JP2005186781A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ボールねじ機構23の回転筒35の一端部42および他端部43を、第3および第4の軸受44,45を介してハウジング24で支持する。第3および第4の軸受44,45は、互いに逆向きの接触角を有する一対の単列アンギュラコンタクト軸受からなる。各軸受44,45に予圧を付与するための弾性部材56,57を設け、これら各軸受44,45からがたつき音(騒音)が発生することを防止する。
【選択図】 図2
Description
特許文献4では、運動変換機構のボールナットからなる回転筒は、1個の複列アンギュラ玉軸受からなる軸受を介してハウジングに回転自在に支持されている。この軸受は、回転筒に作用するラジアル荷重およびスラスト荷重を受ける。また、複列アンギュラ玉軸受はアキシャル内部隙間(ガタ)を極めて小さくすることができるので、当該軸受のがたつき音(騒音)をより小さなものにできる。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、騒音の発生を防止できると共に装置の小型化を達成でき、さらには回転筒の支持剛性を十分に確保することのできる、組み立てが容易で安価な電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
図1は、本発明の一実施の形態の電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、本電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結されるステアリングシャフト3と、このステアリングシャフト3と自在継手4を介して連結される中間軸5と、この中間軸5と自在継手6を介して連結されるピニオン軸7と、このピニオン軸7に連なり、転舵輪8の転舵を達成するためのラックアンドピニオン機構等からなる舵取り機構9とを備えている。
転舵軸11の一部には、ラック14が形成されてピニオン10と噛み合っている。操舵部材2の操作に応じてステアリングシャフト3、中間軸5およびピニオン軸7が回転駆動されると、この回転は、ピニオン10およびラック14により転舵軸11の軸方向の移動に変換される。転舵軸11の軸方向への移動により、ナックルアーム13が回動されて転舵輪8の転舵が達成される。
トーションバー16を介する第1および第2のステアリングシャフト15,17の相対回転変位量により、操舵部材2の操舵トルクを検出するためのトルクセンサ18が設けられている。このトルクセンサ18の検出信号は、マイクロプロセッサ等を含む制御部19に入力される。また、制御部19には車速センサ39からの車速検出信号が入力されるようになっている。
ボールねじ機構23は、減速機構22の大歯車34と一体回転可能且つ軸方向に相対移動不能に連結される回転筒35と、例えば玉からなる複数の転動体36と、転舵軸11の一部に形成され、転動体36を介して回転筒35と螺合するねじ軸37とを備えており、回転筒35の回転を転舵軸11の軸方向移動に変換するようになっている。
ねじ軸37は、転舵軸11の一部に設けられており、外周面にねじ溝41が形成されている。転動体36は、図示しないチューブ等の公知の機構を用いて上記のねじ溝38,41内を循環されるようになっている。
弾性部材57は、第4の軸受45の外輪53の一端面と、当該外輪53の一端面と軸方向に対向するハウジング24の対向面としての環状の段部58との間に介在し、外輪53を第1軸方向S1へ弾性的に付勢している。
図3を参照して、丸棒からなる製造中間体59の端部60に、円錐テーパ状の面取り部61が形成され、面取り部61の最小径D1が、ねじ転造後の転舵軸11のねじ溝41の溝底径D2よりも小さく(D1<D2)されている。
図5は、本発明の別の実施の形態の要部の断面正面図である。なお、以下では、図1〜図4に示す実施の形態と同様の構成には図に同一の符号を付してその説明を省略する。図5を参照して、第3の軸受44の内輪47は、回転筒35の一端部42外周の環状の位置決め段部68に当接して回転筒35に対する第2軸方向S2への移動を規制されている。第4の軸受45の内輪51は、回転筒35の他端部43外周の環状の位置決め段部69に当接して回転筒35に対する第1軸方向S1への移動を規制されている。
c*2L3=a*L1−b*L2・・・・・(1)
なお、c:樹脂部材70,71の熱膨張係数、L3:樹脂部材70,71の全長、a:ハウジング24の熱膨張係数、L1:ハウジング24の環状の段部55,58間の軸方向長さ(回転筒35および樹脂部材70,71の軸方向長さ)、b:回転筒35の線膨張係数、L2:回転筒35の全長。
c=(a*L1−b*L2)/2*L3・・・・・(2)
なお、樹脂部材70,71の線膨張係数cの値は、上記式(2)の右辺の値に等しいものに限らず、当該右辺の値の例えば80%〜120%の範囲で設定することでも、熱膨張差に起因する第3および第4の軸受44,45への予圧の変動を十分に抑制することができる。樹脂部材70,71の線膨張係数cの値が上記式(2)の右辺の値の80%未満であれば、予圧変動抑制に不十分であり、120%を超えるとクリープの懸念があるためである。
図6および図7を参照して、電動モータ21のモータハウジング25は、筒状の嵌合凸部77を有している。この嵌合凸部77は、ハウジング24に形成された嵌合凹部78に嵌め合わされている。モータハウジング25は、ハウジング24に例えばねじ止めにより固定されている。第1および第2の軸受保持孔31,32は、モータハウジング25の嵌合凸部77の内周面に設けられている。
さらに、図10(A)〜(C)に示すように、付勢部材79に代えて付勢部材90を用いても良い。付勢部材90は、有端環状の主体部91と、径方向付勢部としての弾性舌片93と、軸方向付勢部としての弾性舌片95とを備えている。
弾性舌片93は、主体部91の一端部92に設けられて当該主体部91よりも径方向外方に配置されており、外周面が第1および第2の軸受保持孔31,32の対応する凹部81に当接して撓むようになっている。これにより、弾性舌片93に付勢力(弾性反発力)が生じ、この付勢力は環状の主体部91を介して対応する第1および第2の軸受29,30に与えられ、さらに電動モータ21の出力軸26の対応する一端部27および他端部28に与えられて減速機構22の小歯車33を大歯車34側へ付勢するようになっている。
これに対して、本実施の形態では、ねじ孔98外、具体的にはねじ孔98の入口周縁103からねじ孔98の径方向に所定距離離れた位置に、相手方の係合突起110を折り込み係合させるための凹部104を設けるので、ねじ孔98が従来のように深くなることが無く、ハウジング24を小型化することができる。したがって、配置スペースの限られた車両のエンジンルーム内への搭載性を損なうことが無い。
その他、本発明は、電動モータの出力軸を転舵軸と同軸上に配置し、出力軸を直接ボールねじ機構の回転筒に連結した、いわゆるダイレクトドライブタイプの電動パワーステアリング装置に適用することができる。
11 転舵軸
21 電動モータ
22 減速機構
23 ボールねじ機構(運動変換機構)
24 ハウジング
25 モータハウジング
26 出力軸
27 (出力軸の)一端部
28 (出力軸の)他端部
29 第1の軸受(一対の軸受)
30 第2の軸受(一対の軸受)
31 第1の軸受保持孔
32 第2の軸受保持孔
33 小歯車
34 大歯車
35 回転筒
42 一端部(回転筒の一対の端部)
43 他端部(回転筒の一対の端部)
44 第3の軸受(一対の単列アンギュラコンタクト軸受)
45 第4の軸受(一対の単列アンギュラコンタクト軸受)
49 外輪
53 外輪
55 環状の段部(対向面)
56,57 弾性部材
58 環状の段部(対向面)
70,71 樹脂部材(弾性部材)
79 付勢部材
87 コイルばね(付勢部材)
88 波板ばね(付勢部材)
90 付勢部材
c 熱膨張係数
E 偏倚方向(径方向)
Claims (3)
- 操舵補助用の電動モータと、
電動モータの出力軸と連動回転可能な回転筒を含み当該回転筒の回転を転舵軸の軸方向移動に変換する運動変換機構と、
回転筒の一対の端部にそれぞれ配置され互いに逆向きの接触角を有する一対の単列アンギュラコンタクト軸受と、
回転筒を取り囲み、一対の単列アンギュラコンタクト軸受を介して回転筒を回転自在且つ径方向移動不能に支持するハウジングと、
少なくとも一方の単列アンギュラコンタクト軸受の外輪と当該外輪と軸方向に対向するハウジングの対向面との間に介在し、一対の単列アンギュラコンタクト軸受に予圧を付与するための弾性部材とを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1において、上記弾性部材は、ハウジングと回転筒との熱膨張差を吸収可能な熱膨張係数を有する樹脂部材を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
- 請求項1または2において、上記電動モータの出力軸に一体回転可能に連結される小歯車および小歯車に噛み合い回転筒に一体回転可能に連結される大歯車を含む減速機構と、
電動モータの出力軸の一対の端部をそれぞれ回転自在に支持する一対の軸受と、
上記一対の軸受をそれぞれ減速機構の両歯車のバックラッシを除去可能な径方向に偏倚可能に保持するための軸受保持孔を含み、上記ハウジングに固定されるモータハウジングと、
各軸受保持孔と対応する軸受との間にそれぞれ介在し、それぞれ対応する軸受および電動モータの出力軸を介して小歯車を大歯車側に弾性的に付勢する一対の付勢部材とを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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2003
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