JP2007168646A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータをギアボックスに取り付ける際に要する部品点数および作業を削減し、製造コストの低減化を図った電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】操舵補助用の電動モータの回転をギアボックス内に収納された減速機構を介して操舵機構に伝達することにより、操舵を補助する電動パワーステアリング装置において、電動モータが、ヨークの開口端部側に取り付けられたモータフランジ部材を備え、該モータフランジ部材と電動モータのヨークとが、ギアボックスに形成されたモータ取付部にネジを介して一緒に固定されるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、操舵補助トルクの発生源として電動モータを用いた電動パワーステアリング装置に関し、より詳細には、電動モータの取付構造を改良した電動パワーステアリング装置に関する。

車両などに搭載される電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールを介して付与された操舵トルクに応じて電動モータを駆動し、この電動モータの回転が、ギアボックス内に収納されている減速機構を介して操舵機構に伝達されることにより、車両の操舵を補助するようになっている。

図８は、従来の電動パワーステアリング装置の電動モータの取付構造を示す部分断面図である。同図において、電動モータ１００は、回転軸１０１およびロータ１０２を囲繞するステータ１０３が内周面に固着されたヨーク１０４と、該ヨーク１０４の開口端部側（図８下側）にヨーク・フランジ用ネジ１０５を介して取り付けられたモータフランジ部材１０６とを備えている。ヨーク１０４とネジ固定されたモータフランジ部材１０６は、ギアボックス１０８に形成されたモータ取付部１０９にフランジ・ギアボックス用ネジ１０７によって固定される。すなわち、この従来のモータ取付構造では、電動モータ１００のヨーク１０４とモータフランジ部材１０６とがネジ止め固定され、その後、モータフランジ部材１０６とギアボックス１０８のモータ取付部１０９とがネジ止め固定されるようになっている。

特開２００２−２６２５０４号公報 特開２０００−３５０３９７号公報

しかしながら、図８に示すような従来のモータ取付構造では、ヨーク１０４とモータフランジ部材１０６とを固定するためのネジ１０５と、モータフランジ部材１０６とギアボックス１０８（モータ取付部１０９）とを固定するためのネジ１０７の２種類の固定ネジを要するため、部品点数が増加してしまい、かつ、２段階のネジ止め作業により作業効率が悪い、という問題があった。

また、従来のモータ取付構造では、ヨーク１０４とモータフランジ部材１０６とを固定する手段がネジ１０５であるため、ネジ外径とネジ穴との隙間ガタによって、ヨーク１０４とモータフランジ部材１０６との間で位相ずれが生じ、電動モータ１００のトルクリップルの悪化などを引き起こす虞があった。

かかる課題を解決するものとして、例えば特許文献１には、電動モータのモータケース（ヨーク）をハウジング（ギアボックス）に芯出し組付けする場合に、ブラシホルダを利用することによって、モータケースとハウジングとの間に介在される端板（モータフランジ部材）を不要として部品点数の削減を図ったものが開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示されるモータ取付構造では、ハウジングに取り付けることができる電動モータが制限されるため、例えば、サイズの異なる電動モータに設計変更したい場合に対応することができず、汎用性の面で問題があった。

また、例えば特許文献２には、電動モータとギアボックス間の振動を低減するものとして、モータ（電動モータ）のボルト取付部にハウジング（ギアボックス）との間に介在する防振部材を設けたものが開示されている。

しかしながら、特許文献２に開示されるモータ取付構造では、防振部材を設けることで部品点数が増加してしまい、かつ、この防振部材を組み付けるための労力を要するため、製造コストの低減化を図るのが困難であった。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電動モータをギアボックスに取り付ける際に要する部品点数および作業を削減し、製造コストの低減化を図った電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、操舵補助用の電動モータの回転をギアボックス内に収納された減速機構を介して操舵機構に伝達することにより、操舵を補助する電動パワーステアリング装置において、前記電動モータが、ヨークの開口端部側に取り付けられたモータフランジ部材を備え、該モータフランジ部材を介して前記ギアボックスに形成されたモータ取付部に固定されることにより、達成される。

また、上記目的は、前記モータフランジ部材が、フランジ面に突設された突出部と、前記モータ取付部に固定するためのネジが挿通されるネジ挿通孔とを備え、前記ヨークのフランジ部が、前記突出部が圧入される突出部圧入孔と、前記ネジが挿通されるネジ挿通孔とを備え、かつ、前記モータフランジ部材と前記ヨークとが、前記突出部が前記突出部圧入孔に圧入されることにより位置決め固定された後に、前記ネジによって一緒に前記モータ取付部に固定されることにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記突出部が、前記突出部圧入孔に圧入された後に、その先端がかしめられることにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記モータフランジ部材が、該モータフランジ部材と前記ヨークとを固定するためのピン部材が圧入されるピン部材圧入孔と、前記モータ取付部に固定するためのネジが挿通されるネジ挿通孔とを備え、前記ヨークのフランジ部が、前記ピン部材が圧入されるピン部材圧入孔と、前記ネジが挿通されるネジ挿通孔とを備え、かつ、前記モータフランジ部材と前記ヨークとが、それぞれの前記ピン部材圧入孔に前記ピン部材が圧入されることにより位置決め固定された後に、前記ネジによって一緒に前記モータ取付部に固定されることにより、効果的に達成される。

さらに、上記目的は、前記ピン部材が、前記ヨークの前記ピン部材圧入孔および前記モータフランジ部材の前記ピン部材圧入孔に圧入された後に、その両端がかしめられることにより、効果的に達成される。

本発明に係る電動パワーステアリング装置によると、電動モータをモータフランジ部材を介してギアボックスのモータ取付部に固定することにより、既存のギアボックスに取り付ける電動モータのサイズや種類が変更された場合にも、モータフランジ部材を変更するだけでモータ取付部に取付可能である。これにより、電動モータの設計変更をした際に生じる製造コストの増加を軽減することができる。

また、本発明に係る電動パワーステアリング装置では、電動モータのヨークとモータフランジ部材とが、該モータフランジ部材のフランジ面に突設された突出部またはピン部材によって圧入固定されるようにした。これにより、電動モータをモータ取付部に固定する際に要するネジ材料が軽減され、かつ、電動モータのヨークとモータフランジ部材とを圧入固定する作業は、これらの部材をネジ締め固定する作業よりも、短時間かつ容易に行うことができるので、作業性の向上を図ることができる。

また、本発明に係る電動パワーステアリング装置では、ヨークとモータフランジ部材とを固定するための突出部またはピン部材が圧入後にかしめられ、突出部と突出部圧入孔との間、または、ピン部材とピン部材圧入孔との間に、間隙が生じないようにした。これにより、位相ずれの発生を防止することができ、トルクリップルを低減することができる。

さらに、本発明に係る電動パワーステアリング装置では、突出部またはピン部材によって圧入固定されたヨークとモータフランジ部材とが、ネジによって一緒に固定されるようにした。これにより、電動モータをギアボックスのモータ取付部に取り付ける際の固定強度、組み付け精度、および作業性の向上を図ることができる。

以下、図面を参照にしながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の操舵機構および減速機構を示す一部破断側面図である。同図において、電動パワーステアリング装置の操舵機構であるステアリングシャフト１は、ステアリングコラム２の内部で回転自在に支持され、基端側（図１下側）に形成された入力軸３には、トーションバー４を介して出力軸５が連結されている。トーションバー４は、出力軸５内に挿通されていて、その一端が入力軸３に圧入固定され、他端がピン等によって出力軸５に固定されている。

また、ステアリングコラム２の基端側（図１下側）に取り付けられたギアボックス６内には、出力軸５の外周に圧入固定されたウォームホイール７と、該ウォームホイール７と噛合するウォーム８とからなる減速機構（ウォーム減速機）９が収納されている。

また、ギアボックス６の一部に形成されたモータ取付部１０には、操舵補助用の電動モータ１１が取り付けられ、該電動モータ１１の回転軸は減速機構９のウォーム８に連結されている。

さらに、ギアボックス６内の減速機構９の先端側（図１上側）には、トーションバー４が捩れることにより生じる磁気的な変化に基づいて、操舵トルクを検出するトルクセンサ１２が備えられている。

このような構成からなる電動パワーステアリング装置では、トルクセンサ１２により検出された操舵トルクに応じて電動モータ１１が駆動され、該電動モータ１１の回転が、ギアボックス６内に収納された減速機構９を介して操舵機構の出力軸５に伝達されることにより、操舵を補助するようになっている。

なお、図１中の符号１３は、ステアリングコラム２を車両に固定するためのブラケットである。

［第１実施形態］
図２は、本発明の第１実施形態に係る電動モータ１１Ａの取付構造を示す部分断面図である。同図において、電動モータ１１Ａは、回転軸１４およびロータ１５を囲繞するステータ１６が内周面に固着されたヨーク１７Ａと、該ヨーク１７Ａの開口端部側（図２下側）に取り付けられたモータフランジ部材１８Ａとを備え、該モータフランジ部材１８Ａを介してギアボックス６に形成されたモータ取付部１０に取り付けられている。

モータフランジ部材１８Ａは、フランジ面１９Ａに突設された突出部２０Ａと、モータ取付部１０に固定するためのネジ２１が挿通されるネジ挿通孔２２とを備え、かつ、モータ取付部１０とインロー結合されるように、その対向面の中心部が凸状に形成されている。

また、ヨーク１７Ａのフランジ部２３Ａは、突出部２０Ａが圧入される突出部圧入孔２４と、該突出部圧入孔２４に突出部２０Ａが圧入された際に、モータフランジ部材１８Ａのネジ挿通孔２２と同位相になるように穿設されたネジ挿通孔２５とを備えている。

本実施形態に係る電動モータ１１Ａの取付構造では、まず、モータフランジ部材１８Ａに設けられた突出部２０Ａが、ヨーク１７Ａの突出部圧入孔２４に圧入され、モータフランジ部材１８Ａとヨーク１７Ａとが位置決め固定される。すなわち、この突出部２０Ａは、ヨーク１７Ａの回転止めおよび組み付け案内用として機能する。

そして、同位相になるように配されたネジ挿通孔２２，２５にネジ２１が挿通されて、モータ取付部１０に締結固定されることにより、モータフランジ部材１８Ａとヨーク１７Ａとが一緒にモータ取付部１０に固定される。

以上のように、本実施形態に係る電動モータ１１Ａの取付構造によれば、電動モータ１１Ａのヨーク１７Ａとモータフランジ部材１８Ａとが、該モータフランジ部材１８Ａのフランジ面１９Ａに突設された突出部２０Ａによって位置決め固定され、その後、ネジ２１によって一緒にモータ取付部１０に固定されるようにした。これにより、ヨーク１７Ａとモータフランジ部材１８Ａとの接合部の密着精度の向上できるとともに、ヨーク１７Ａとモータフランジ部材１８Ａとをネジ固定する作業が省略されるので、組み付け性の向上および部品点数の削減を図ることができる。

［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態に係る電動モータ１１Ｂの取付構造を示す部分断面図である。なお、本実施形態では、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図３において、モータフランジ部材１８Ｂは、該モータフランジ部材１８Ｂとヨーク１７Ｂとを固定するためのピン部材２６Ｂが圧入されるピン部材圧入孔２７と、モータ取付部１０に固定するためのネジ２１が挿通されるネジ挿通孔２２とを備え、かつ、モータ取付部１０とインロー結合されるように、その対向面の中心部が凸状に形成されている。

また、ヨーク１７Ｂのフランジ部２３Ｂは、ピン部材２６Ｂが圧入されるピン部材圧入孔２８と、ピン部圧入孔２７，２８にピン部材２６Ｂが圧入された際に、モータフランジ部材１８Ｂのネジ挿通孔２２と同位相になるように穿設されたネジ挿通孔２５とを備えている。

本実施形態に係る電動モータ１１Ｂの取付構造では、まず、モータフランジ部材１８Ｂおよびヨーク１７Ｂのフランジ部２３Ｂに穿設されたピン部材圧入孔２７，２８にピン部材２６Ｂが圧入され、モータフランジ部材１８Ｂとヨーク１７Ｂとが位置決め固定される。すなわち、このピン部材２６Ｂは、ヨーク１７Ｂの回転止めおよび組み付け案内用として機能する。

そして、同位相になるように配されたネジ挿通孔２２，２５にネジ２１が挿通されて、モータ取付部１０に締結固定されることにより、モータフランジ部材１８Ｂとヨーク１７Ｂとが一緒にモータ取付部１０に固定される。

以上のように、本実施形態に係る電動モータ１１Ｂの取付構造よれば、電動モータ１１Ｂのヨーク１７Ｂとモータフランジ部材１８Ｂとが、それぞれの部材に穿設されたピン部材圧入孔２７，２８に圧入されるピン部材２６Ｂによって位置決め固定され、その後、ネジ２１によって一緒にモータ取付部１０に固定されるようにした。これにより、第１実施形態と同様の作用効果が得られることはもとより、モータフランジ部材１８Ｂの形状が簡略化され、製造コストの低減を図ることができる。

［第３実施形態］
図４は、本発明の第３実施形態に係る電動モータ１１Ｃの取付構造を示す部分断面図であり、図５は、図４の電動モータの取付構造の要部拡大図である。なお、本実施形態では、上述した第１および第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

本実施形態に係る電動モータ１１Ｃの取付構造では、モータフランジ部材１８Ｃの突出部２０Ｃは、ヨーク１７Ｃのフランジ部２３Ｃに穿設された突出部圧入孔２４に圧入された後に、その先端がしめられ、ヨーク１７Ｃがモータフランジ部材１８Ｃに固定される。

そして、同位相になるように配されたネジ挿通孔２２，２５にネジ２１が挿通されて、モータ取付部１０に締結固定されることにより、ヨーク１７Ｃとモータフランジ部材１８Ｃとが一緒にモータ取付部１０に固定される。

以上のように、本実施形態に係る電動モータ１１Ｃの取付構造よれば、モータフランジ部材１８Ｃの突出部２０Ｃが、ヨーク１７Ｃの突出部圧入孔２４Ｃに圧入されるとともに、その先端がしめられ、ヨーク１７Ｃとモータフランジ部材１８Ｃとが固定されるようにした。これにより、第１実施形態と同様の作用効果が得られることはもとより、突出部２０Ｃの外径と突出部圧入孔２４との間の間隙を無くすことができるので、位相ずれの発生を防止することができ、電動モータ１１Ｃのトルクリップルを低減することができる。

［第４実施形態］
図６は、本発明の第４実施形態に係る電動モータ１１Ｄの取付構造を示す部分断面図であり、図７は、図６の電動モータの取付構造の要部拡大図である。なお、本実施形態では、上述した第１ないし第３実施形態と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

本実施形態に係る電動モータ１１Ｄの取付構造では、モータフランジ部材１８Ｄに穿設されたピン部材圧入孔２７の下側（モータ取付部１０との対向面側）の開口部には、座ぐり穴２９が形成され、モータフランジ部材１８Ｄとヨーク１７Ｄとを固定するためのピン部材２６Ｄが、モータフランジ部材１８Ｄのピン部材圧入孔２７およびヨーク１７Ｄのフランジ部２３Ｄに穿設されたピン部材圧入孔２８に圧入された後に、その両端がしめられるようになっている。

そして、同位相になるように配されたネジ挿通孔２２，２５にネジ２１が挿通されて、モータ取付部１０に締結固定されることにより、ヨーク１７Ｄとモータフランジ部材１８Ｄとが一緒にモータ取付部１０に固定される。

以上のように、本実施形態に係る電動モータ１１Ｄの取付構造によれば、モータフランジ部材１８Ｄとヨーク１７Ｄとを固定するためのピン部材２６Ｄが、モータフランジ部１８Ｄのピン部材圧入孔２７およびヨーク１７Ｄのピン部材圧入孔２８Ｄに圧入されるとともに、その両端がしめられ、ヨーク１７Ｄとモータフランジ部材１８Ｄとが固定されるようにした。これにより、第１および第２実施形態と同様の作用効果が得られることはもとより、ピン部材２６Ｄの外径と突出部圧入孔２７，２８との間の間隙を無くすことができるので、位相ずれの発生を防止することができ、電動モータ１１Ｄのトルクリップルを低減することができる。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の操舵機構および減速機構を示す部分破断側面図である。 本発明の第１実施形態に係る電動モータの取付構造を示す部分断面図である。 本発明の第２実施形態に係る電動モータの取付構造を示す部分断面図である。 本発明の第３実施形態に係る電動モータの取付構造を示す部分断面図である。 図４に示した電動モータの取付構造の要部拡大図である。 本発明の第４実施形態に係る電動モータの取付構造を示す部分断面図である。 図６に示した電動モータの取付構造の要部拡大図である。 従来の電動パワーステアリング装置の電動モータの取付構造を示す部分断面図である。

符号の説明

１ ステアリングシャフト
３ 入力軸
４ トーションバー
５ 出力軸
６ ギアボックス
７ ウォームホイール
８ ウォーム
９ 減速機構（ウォーム減速機）
１０ モータ取付部
１１ 電動モータ
１７ ヨーク
１８ モータフランジ部材
１９ （モータフランジ部材の）フランジ面
２０ 突出部
２１ ネジ
２２ （モータフランジ部材の）ネジ挿通孔
２３ （ヨークの）フランジ部
２４ 突出部圧入孔
２５ （ヨークの）ネジ挿通孔
２６ ピン部材
２７ （モータフランジ部材の）ピン部材圧入孔
２８ （ヨークの）ピン部材圧入孔

Claims (5)

1. 操舵補助用の電動モータの回転をギアボックス内に収納された減速機構を介して操舵機構に伝達することにより、操舵を補助する電動パワーステアリング装置であって、
   前記電動モータは、ヨークの開口端部側に取り付けられたモータフランジ部材を備え、該モータフランジ部材を介して前記ギアボックスに形成されたモータ取付部に固定されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記モータフランジ部材は、フランジ面に突設された突出部と、前記モータ取付部に固定するためのネジが挿通されるネジ挿通孔とを備え、
   前記ヨークのフランジ部は、前記突出部が圧入される突出部圧入孔と、前記ネジが挿通されるネジ挿通孔とを備え、かつ、
   前記モータフランジ部材と前記ヨークとは、前記突出部が前記突出部圧入孔に圧入されることにより位置決め固定された後に、前記ネジによって一緒に前記モータ取付部に固定される請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記突出部は、前記突出部圧入孔に圧入された後に、その先端がかしめられる請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記モータフランジ部材は、該モータフランジ部材と前記ヨークとを固定するためのピン部材が圧入されるピン部材圧入孔と、前記モータ取付部に固定するためのネジが挿通されるネジ挿通孔とを備え、
   前記ヨークのフランジ部は、前記ピン部材が圧入されるピン部材圧入孔と、前記ネジが挿通されるネジ挿通孔とを備え、かつ、
   前記モータフランジ部材と前記ヨークとは、それぞれの前記ピン部材圧入孔に前記ピン部材が圧入されることにより位置決め固定された後に、前記ネジによって一緒に前記モータ取付部に固定される請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記ピン部材は、前記ヨークの前記ピン部材圧入孔および前記モータフランジ部材の前記ピン部材圧入孔に圧入された後に、その両端がかしめられる請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。

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