JP2003104215A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動パワーステアリング装置に備えるトルク
リミッタを簡易に構成し、かつリミットトルクの設定を
調整可能とすること。 【解決手段】 電動パワーステアリング装置１０におい
て、電動モータ２０のスリーブ２３を軸方向に延長した
延長部２３Ａを、ラック軸１５に設けたボールねじ３０
に噛み合うナット３２と同軸に、かつナット３２の外周
に延在するように設け、該延長部２３Ａのナット３２を
挟む軸方向の少なくとも一側に板バネ４１、４２からな
るトルクリミッタ４０を介装したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動パワーステアリ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置は、ハウジ
ングに支持されたボールねじを有するラック軸と、ボー
ルねじに螺合するナットと、ナットに操舵アシスト力を
付与する電動モータとを有する。

【０００３】このような電動パワーステアリング装置で
は、操舵中にタイヤが縁石に乗り上げる等により、ラッ
ク軸のストロークが急停止せしめられると、電動モータ
はたとえ給電を停止されても、ボールねじのリードの比
率で高速回転していたモータの慣性力がボールねじのね
じ溝に大きな衝撃力を及ぼし、ねじ溝の損傷等、ボール
ねじの機能低下、操舵フィーリングの悪化を招く。

【０００４】そこで、従来技術では、ボールねじに作用
する衝撃を低減するため、特開平9-156515号公報に記載
の如く、モータのトルク伝達経路にトルクリミッタを設
けることとしている。即ち、モータのロータに一体のス
リーブをボールねじに螺合しているナットに密嵌し、こ
のスリーブとナットの間の密嵌部に弾性リングを圧入し
て介装するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術には以下の問
題点がある。 弾性リングは、弾発性を確保するためにばね材料から
なるリングを周方向に沿って波形に曲げ成形した波形断
面をなすものであり、複雑で荷重設定が難しく高コスト
である。

【０００６】弾性リングをスリーブとナットの間に同
軸に径方向に一定の締め代をもって圧入するものであり
組付け性が悪く、弾性リングの初期弾発力の調整、ひい
ては初期組付時又は使用経過後にリミットトルクの設定
の調整ができない。

【０００７】本発明の課題は、電動パワーステアリング
装置に備えるトルクリミッタを簡易に構成し、かつリミ
ットトルクの設定荷重を容易に調整可能とすることにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ハウ
ジングに支持されたボールねじを有するラック軸と、ボ
ールねじに螺合するナットと、ナットに操舵アシスト力
を付与する電動モータとを有する電動パワーステアリン
グ装置において、電動モータのロータ側部材を軸方向に
延長した延長部を、ナットに同軸に、かつナットの外周
に延在するように設け、該延長部のナットを挟む軸方向
の少なくとも一端に、ナットの端面との間に、板状弾性
体からなるトルクリミッタを介装したものである。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て更に、前記ロータ側部材の延長部の自由端側に、該延
長部に螺合するロックナットを配置したものである。

【００１０】

【作用】トルクリミッタを板状弾性体により簡易に構
成でき、低コストにできる。 前記ロータ側部材の延長部の自由端側に 、該延長部
に螺合するロックナットを配置することにより、板状弾
性体の初期弾発力を容易に調整でき、ひいては初期組付
時又は使用経過後におけるリミットトルクの設定を容易
に調整できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は電動パワーステアリング装
置を一部破断して示す正面図、図２は図１の要部断面
図、図３は図２の拡大断面図である。

【００１２】電動パワーステアリング装置１０は、図１
に示す如く、ハウジング１１にステアリング入力軸１２
を支持し、入力軸１２にトーションバー１３を介して出
力軸１４（不図示）を連結し、この出力軸１４にピニオ
ンを設け、このピニオンに噛み合うラックを備えたラッ
ク軸１５をハウジング１１に左右動可能に支持してい
る。入力軸１２と出力軸１４の間には操舵トルクセンサ
１６（不図示）を設けている。操舵トルクセンサ１６
は、ステアリングホィールに加えた操舵トルクが出力軸
１４に付与され、トーションバー１３の弾性ねじり変形
により、入力軸１２と出力軸１４の間に生ずる相対回転
変位に基づき、操舵トルクを検出する。

【００１３】電動パワーステアリング装置１０は、ラッ
ク軸１５の両端部をハウジング１１の両側に突出し、そ
れらの端部にタイロッド１７Ａ、１７Ｂを連結し、ラッ
ク軸１５の左右動によりタイロッド１７Ａ、１７Ｂを介
して左右の車輪を転蛇可能とする。尚、ラック軸１５の
一端はラックガイド（不図示）により、他端は後述する
軸受２５によりハウジング１１に支持される。

【００１４】電動パワーステアリング装置１０は、ハウ
ジング１１内で、ラック軸１５の周囲に電動モータ２０
を設けている。電動モータ２０は、ハウジング１１の内
周に固定されるステータ２１と、ラック軸１５の外周に
間隙をおいて配置され、後述するナット３２に回転力を
伝えるロータ２２とを有する。ロータ２２の内周に一体
化されたスリーブ２３は、ラック軸１５の外周に間隙を
おいてラック軸１５と同軸配置され、ロータ２２の一方
に突出する一端延長部を軸受２４により、他方に突出す
る他端延長部を軸受２５により支持されている。

【００１５】尚、電動モータ２０にあっては、ハウジン
グ１１の内部にブラシ２６を保持し、このブラシ２６を
ロータ２２の端部のコンミテータ２７に接触している。
電動モータ２０は、ブラシ２６、コンミテータ２７を通
じてロータ２２に給電されると、ロータ２２の磁力線が
ステータ２１の磁界を切ることにより、ロータ２２を回
転駆動する。

【００１６】電動パワーステアリング装置１０は、ラッ
ク軸１５にボールねじ３０を設けており、ボールねじ３
０にボール３１を介して噛み合うナット３２を有してい
る。電動モータ２０のスリーブ２３の前述した軸受２５
に支持される延長部は、拡径延長部２３Ａとされてお
り、ナット３２に同軸に、かつナット３２の外周に隙間
嵌め（一定以上の回転力、軸力により相対移動できる）
されて延在され、トルクリミッタ４０を介してナット３
２と回転結合されている。

【００１７】スリーブ２３の延長部２３Ａにおいて、ナ
ット３２を挟む軸方向の基部側には第１支持部としての
内径段差部５１が設けられ、自由端側には第２支持部と
してのロックナット５２が螺合するように設けられる。
そして、内径段差部５１とナット３２の一端面との間に
は円板状の皿バネ等からなる板バネ４１が一定の圧縮状
態で介装され、ロックナット５２とナット３２の他端面
との間には円板状の皿バネ等からなる板バネ４２が一定
の圧縮状態で介装され、これらの板バネ４１、４２によ
って前述のトルクリミッタ４０を構成している。尚、板
バネ４１、４２は必ずしもナットを挟む両側に設ける必
要はなく、片側だけでも良い。

【００１８】電動パワーステアリング装置１０の通常使
用される常用域のトルク（リミットトルクより小なるト
ルク）では、板バネ４１、４２の弾発力によりスリーブ
２３とナット３２を滑りなく結合し続け、電動モータ２
０の発生トルクをナット３２に伝える。他方、タイヤが
操舵中に縁石に乗り上げる等により、ラック軸１５のス
トロークが急停止せしめられ、ボールねじ３０のリード
の比率で高速回転していた電動モータ２０の慣性力がボ
ールねじ３０のねじ溝に大きな衝撃力を及ぼすことの起
因となる、その板バネ４１、４２の弾発力を越える衝撃
トルク（リミットトルク）に対しては、スリーブ２３と
ナット３２の間に滑りを生じさせ、電動モータ２０の発
生トルクをナット３２に伝えないようにし、ボールねじ
３０のねじ溝の損傷等を防止する。

【００１９】尚、トルクリミッタ４０のリミットトルク
の設定は、ロックナット５２の螺合量の調整による板バ
ネ４１、４２の締め代（初期弾発力）の調整による。

【００２０】以下、電動パワーステアリング装置１０の
動作について説明する。 (1)操舵トルクセンサ１６が検出した操舵トルクが所定
値より低いとき、操舵アシスト力は不要であり、電動モ
ータ２０は駆動されない。

【００２１】(2)操舵トルクセンサ１６が検出した操舵
トルクが所定値を越えるとき、操舵アシスト力を必要と
するから、電動モータ２０が駆動される。電動モータ２
０の発生トルクがロータ２２からスリーブ２３を介して
ナット３２に操舵アシスト力として伝えられ、ナット３
２の回転をボールねじ３０によりラック軸１５の直線運
動とし、ラック軸１５に連動する車輪に操舵アシスト力
として付与する。

【００２２】本実施形態によれば以下の作用がある。 トルクリミッタを板状弾性体により簡易に構成でき、
低コストにできる。 前記ロータ側部材の延長部の自由端側に 、該延長部
に螺合するロックナットを配置することにより、板状弾
性体の初期弾発力を容易に調整でき、ひいては初期組付
時又は使用経過後におけるリミットトルクの設定を容易
に調整できる。

【００２３】以上、本発明の実施の形態を図面により記
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電動パワ
ーステアリング装置に備えるトルクリミッタを簡易に構
成し、かつリミットトルクの設定を容易に調整できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は電動パワーステアリング装置を一部破断
して示す正面図である。

【図２】図２は図１の要部断面図である。

【図３】図３は図２の拡大断面図である。

【符号の説明】

１０ 電動パワーステアリング装置 １１ ハウジング １５ ラック軸 ２０ 電動モータ ２３ スリーブ（ロータ側部材） ２３Ａ 延長部 ３０ ボールねじ ３２ ナット ４０ トルクリミッタ ４１、４２ 板バネ ５１ 内径段差部（第１支持部） ５２ ロックナット（第２支持部）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに支持されたボールねじを有
   するラック軸と、ボールねじに螺合するナットと、ナッ
   トに操舵アシスト力を付与する電動モータとを有する電
   動パワーステアリング装置において、 電動モータのロータ側部材を軸方向に延長した延長部
   を、ナットに同軸に、かつナットの外周に延在するよう
   に設け、該延長部のナットを挟む軸方向の少なくとも一
   端に、ナットの端面との間に、板状弾性体からなるトル
   クリミッタを介装したことを特徴とする電動パワーステ
   アリング装置。
2. 【請求項２】 前記ロータ側部材の延長部の自由端側
   に、該延長部に螺合するロックナットを配置した請求項
   １に記載の電動パワーステアリング装置。