JP2006111133A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第2の軸受23の周方向に離隔する複数箇所に付勢部材60によって付勢力を与える。付勢部材60は板ばねからなる。付勢部材60は片持ち状の弾性片からなる第1および第2の付勢部62,63をX字状に交差して有する。第2の軸受23の外輪27の外周を覆う弾性部材30を介して、ウォーム軸18の第2の端部18bを付勢する。ウォーム軸18の回転方向R1,R2に応じた方向にその回転方向R1,R2に応じた大きさの付勢力F1,F2を付与する。
【選択図】 図3
Description
上記のウォーム軸とウォームホイールとの噛み合いには適度なバックラッシが必要であるが、例えば悪路を走行した場合、路面からの逆入力によりバックラッシに起因した歯打ち音(ラトル音)が発生することがある。
そこで、ウォーム軸の一端を径方向ウォームホイール側に進退自在に支持し、付勢手段によってウォーム軸の一端を径方向ウォームホイール側に付勢することで、ウォーム軸およびウォームホイールの回転中心間の距離(いわゆる芯間距離)を自動的に調整してバックラッシをなくすことが提案されている(例えば特許文献1参照)。
また、ウォーム軸が正逆回転する場合に、その正方向への回転時と逆方向への回転時とでは、ウォーム軸がウォームホイールから受ける駆動反力の方向が異なる。これに対して、従来は、単一の付勢方向に付勢するのみであり、この点からも、噛み合い部分に適正な予圧を負荷することができない。
また、本発明において、上記板ばねは、それぞれ上記軸受に付勢力を付与する第1および第2の付勢部を含み、第1および第2の付勢部の付勢力は互いに異なる場合がある。この場合、板ばねの各付勢部によって軸受を介してウォーム軸をその回転方向に応じた適正な方向へその回転方向に応じた適正な大きさの付勢力で付勢することが可能となる。
特に、上記抑制する手段は上記軸受の外周と軸受保持孔の内周との間に介在する弾性部材を含んでいれば、軸受が上記中心間距離を短くする方向と交差する方向に変位して打音を発生することを抑制することができる。
図1を参照して、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に連結しているステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に自在継手4を介して連結される中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されるピニオン軸7と、ピニオン軸7の端部近傍に設けられたピニオン歯7aに噛み合うラック歯8aを有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー8とを有している。ピニオン軸7およびラックバー8により、ラックアンドピニオン機構からなる操舵機構Aが構成されている。
操舵部材2が操作されてステアリングシャフト3が回転されると、この回転がピニオン歯7aおよびラック歯8aによって、自動車の左右方向に沿ってのラックバー8の直線運動に変換される。これにより、車輪11の転舵が達成される。
トーションバー12を介するアッパーおよびロアーシャフト3a,3b間の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ13が設けられており、このトルクセンサ13のトルク検出結果は、ECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)14に与えられる。ECU14では、トルク検出結果や図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路15を介して操舵補助用の電動モータ16を駆動制御する。電動モータ16の出力回転が減速機17を介して減速されてピニオン軸7に伝達され、ラックバー8の直線運動に変換されて、操舵が補助される。
図2を参照して、ウォーム軸18は電動モータ16の出力軸20と同軸上に配置される。ウォーム軸18は、その軸長方向に離隔する第1および第2の端部18a,18bを有し、第1および第2の端部18a,18b間の中間部に歯部18cを有する。
ウォーム軸18の第1および第2の端部18a,18bは、対応する第1および第2の軸受22,23をそれぞれ介して減速機17のハウジング17aに回転自在に支持されている。第1および第2の軸受22,23は例えば玉軸受からなる。
具体的には、図3に示すように、軸受保持孔29は第2の軸受23の外輪27の外径よりも所定量大きな内径を有する円孔に構成されている。したがって、軸受保持孔29と第2の軸受23との両者の関係のみでは、第2の軸受23は任意の径方向に変位可能となる。しかるに、その変位可能な方向を、外輪27の外周面に嵌め合わされた、抑制手段としての環状の弾性部材30によって上記の方向X1,X2に規制し、これにより、上記方向X1,X2と直交する方向Vへの第2の軸受23の変位を抑制するようにしている。
そして、第2の軸受23は、付勢部材60によって弾性部材30を介して上記中心間距離D1が短くなる方向X2に弾性的に付勢されている。
図3および図4を参照して、付勢部材60は保持部72の底72aと第2の軸受23の外輪27を覆う弾性部材30との間に介在する板ばねからなる。その板ばねは、保持部72の底72aにより受けられる平板からなるベース61と、それぞれ第2の軸受23に付勢力F1,F2を付与する第1および第2の付勢部62,63とを含む。
図3および図4を参照して、第1および第2の付勢部62,63は、ベース61の一端611および他端612から傾斜状に延びてX字状に交差する一対の長尺の弾性片からなる。第1および第2の付勢部62,63は、ベース61によってそれぞれ片持ち支持されている。それぞれ弾性片からなる第1および第2の付勢部62,63は、第2の軸受23の周方向に離隔する複数箇所に弾性部材30を介して付勢力F1,F2を与えることになる。
同様に、第2の付勢部63の付勢力F2は、ウォーム軸18が第2の回転方向R2に回転したときに、ウォーム軸18がウォームホイール19から受ける駆動反力の径方向成分G2の反対方向に上記径方向成分G2に抗する力として第2の軸受23を付勢する。
次いで、図2、図2のV−V線に沿う断面図である図5および分解斜視図である図6を参照して、動力伝達継手21について詳述する。まず、図2を参照して、動力伝達継手21は、電動モータ16の出力軸20に一体回転可能に連結された第1の係合部材41と、減速機17の入力軸としてのウォーム軸18の第1の端部18aに一体回転可能に連結された第2の係合部材42と、第1および第2の係合部材41,42の間に介在し両係合部材41,42間にトルクを伝達する弾性部材43とを備える。第1および第2の係合部材41,42は例えば金属製である。弾性部材43は例えば合成ゴム製又はポリウレタン等の合成樹脂製である。
図6を参照して、第1および第2の係合部材41,42は、それぞれ出力軸20およびウォーム軸18を嵌合させるための嵌合孔49,50を形成する環状の主体部51,52と、主体部51,52の互いの対向面53,54にそれぞれ突出形成された複数の第1および第2の係合突起55,56とを備えている。
動力伝達継手21の組立状態で、図5に示すように、第1および第2の係合部材41,42の第1および第2の係合突起55,56が周方向に交互に配置され、周方向に相隣接する第1および第2の係合突起55,56間に、弾性部材43の対応する係合腕45が挟持される。換言すると、周方向に隣接する第1および第2の係合突起55,56が弾性部材43の対応する係合腕45を周方向に挟んで互いに噛み合わされる。
本実施の形態によれば、第2の軸受23の周方向に離隔する複数箇所に板ばねからなる付勢部材60によって付勢力を与えるので、ウォーム軸18が正逆回転する場合において、その回転方向R1,R2に応じた方向にその回転方向R1,R2に応じた大きさの付勢力F1,F2を付与することが可能となる。その結果、常に、噛み合い部分に適正な予圧を付与することができ、騒音の発生を抑制することができる。
さらに、第2の軸受23と軸受保持孔29との間に介在する、リブ32,33付きの弾性部材30によって、第2の軸受23が中心間距離D1を長短する方向X1,X2以外の方向に変位することを抑制することにより、ウォーム軸18とウォームホイール19の噛み合い予圧をより適正化することができる。
次いで、図7は本発明の別の実施の形態を示している。図7を参照して、本実施の形態が図3の実施の形態と異なるのは、付勢部材60Aの第1および第2の付勢部62A,63Aを各1本の弾性片により構成した点、各弾性片の先端部に第2の軸受23の外輪27に沿う円弧状部64を形成した点である。
本実施の形態においても、図3の実施の形態と同様の作用効果を奏することができ、噛み合い部分に適正な予圧を付与することができると共に、騒音の発生を抑制することができる。
本実施の形態では、簡単な構造を用いて、ウォーム軸18の偏倚方向を規制することができ、常に適正な噛み合い予圧を与えることができる。特に、ボール80を用いることにより、ウォーム軸18をスムーズに偏倚させることができる。しかも、ボール80と摺接する蓋部材81を合成樹脂製としたので、騒音低減効果を高くすることができる。
一方、第2の軸受23の外輪27と軸受保持孔29との間には、例えばゴム製の筒状の弾性部材87が介在している。弾性部材87はその一端に環状側壁88を有しており、この環状側壁88は第2の軸受23の外輪27の端面とハウジング17aの端壁17bとの間に挟持されている。また、第2の軸受23の内輪25の内周面および、これに嵌合するウォーム軸18の第2の端部18bの少なくとも一方に、ウォーム軸18の揺動を許容するためのクラウニングが施され、所定の曲率が与えられている。他方、第1の軸受22には、ウォーム軸18の揺動に見合う軸受隙間が設定されている。
2 操舵部材
3 ステアリングシャフト
5 中間軸
7 ピニオン軸
8 ラックバー
10 タイロッド
11 車輪
A 操舵機構
16 電動モータ
17 減速機
17a ハウジング
18 ウォーム軸
19 ウォームホイール
20 電動モータの出力軸
21,21A 動力伝達継手
29 軸受保持孔
30 弾性部材(中心間距離を短くする方向と交差する方向へ軸受が変位することを抑制 する手段)
31 主体部
32,33 リブ
60,60A 付勢部材
61 ベース
611 一端
612 他端
62,62A 第1の付勢部(弾性片)
63,63A 第2の付勢部(弾性片)
64 円弧状部
71 ねじ部材
72 保持部
80 ボール
81 蓋部材
82 案内溝
85 継手本体
86 弾性部材
87 弾性部材
88 環状側壁
X1 中心間距離を長くする方向
X2 中心間距離を短くする方向
V 直交する方向(交差する方向)
R1 第1の回転方向
R2 第2の回転方向
F1,F2 付勢力
G1,G2 駆動反力の径方向成分
Claims (5)
- 操舵補助用の電動モータの出力軸に連結されたウォーム軸、およびウォーム軸に噛み合うウォームホイールを含み、操舵機構に動力を伝達するための伝動装置と、
ウォーム軸をウォーム軸とウォームホイールとの中心間距離を短くする方向に付勢する付勢手段とを備え、
上記付勢手段は、ウォーム軸を支持する軸受の周方向に離隔する複数箇所に付勢力を与える板ばね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において、上記板ばねは、それぞれ上記軸受に付勢力を付与する第1および第2の付勢部を含み、第1および第2の付勢部の付勢力は互いに異なる電動パワーステアリング装置。
- 請求項2において、上記板ばねは、ベースと、ベースの一端および他端から傾斜状に延びてX字状に交差する一対の弾性片を含み、一対の弾性片によって上記第1および第2の付勢部が構成される電動パワーステアリング装置。
- 請求項1又は2において、上記中心間距離を短くする方向と交差する方向へ上記軸受が変位することを抑制する手段を備える電動パワーステアリング装置。
- 請求項4において、上記抑制する手段は上記軸受の外周と軸受保持孔の内周との間に介在する弾性部材を含む電動パワーステアリング装置。
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