JP2009286387A - 電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の乗車感とステアリング操作感を向上させた電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置を提供する。
【解決手段】本発明は、モータの駆動軸とウォームギア軸を回転可能に連結するカップリングの前記ウォームギア軸に向かった対向面に、前記ウォームギア軸を回転可能に支持するチルトベアリングが弾性的に支持されるよう形成された複数の弾性突起と、前記カップリングを前記ウォームギア軸側に押しながら弾性的に支持する弾性体と、を備え、前記弾性体はモータの前記駆動軸の外周に取り付けられたストッパーと前記カップリングに形成されたスプリングシートとの間に介在するコイルスプリングを備えていることを特徴とする。
【選択図】図５
【解決手段】本発明は、モータの駆動軸とウォームギア軸を回転可能に連結するカップリングの前記ウォームギア軸に向かった対向面に、前記ウォームギア軸を回転可能に支持するチルトベアリングが弾性的に支持されるよう形成された複数の弾性突起と、前記カップリングを前記ウォームギア軸側に押しながら弾性的に支持する弾性体と、を備え、前記弾性体はモータの前記駆動軸の外周に取り付けられたストッパーと前記カップリングに形成されたスプリングシートとの間に介在するコイルスプリングを備えていることを特徴とする。
【選択図】図５
Description
本発明は電動式パワーステアリング装置に係り、より詳しくは、ウォームギア軸を回転可能に支持するベアリングの内輪を弾性体で支持して、ステアリングハンドル操舵時にベアリングから発生する作動騒音を効果的に低減する電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置に関する。
従来車両のステアリング装置として運転者のステアリングハンドルの操作力を補助するパワーステアリング装置が広く使われている。パワーステアリング装置としては油圧を発生させて運転者のハンドル操作力を補助する油圧式パワーステアリング装置が一般的に適用されているが、最近ではモータの回転力を利用して運転者のハンドル操作力を補助する環境に配慮した電動式パワーステアリング装置が使われている。
電動式パワーステアリング装置は、車速センサおよびステアリングトルクセンサなどで感知した車両の運行条件に応じて電子制御装置がモータを駆動し、車両の低速運行時にはステアリングハンドルの操作力が軽くなるようにステアリング補助力を大きくする反面、高速運行時にはステアリングハンドルの操作力が重くなるようにステアリング補助力を小さくして走行安定性を図り、非常時には急速なステアリングがなされるようにして運転者に最適なステアリング補助力を常に提供するようになっている。
電動式パワーステアリング装置はモータの設置位置に応じて様々に区分される。図１にモータがステアリングコラムに設けられたコラム型電動式パワーステアリング装置の一例を示す。
ステアリングハンドルに連結されたステアリングコラム１の外周にはウォームホイールギア２が一体で回転するように取り付けられ、ウォームホイールギア２と噛合するウォームギア３はウォームギア軸３ａに形成され、ウォームギア軸３ａはその両端においてベアリング（４ａ、４ｂ）で回転可能に支持され、ウォームギア軸３ａはモータ５とカップリング６を介して回転力の伝達を受けるように連結されている。
ウォームギア３とウォームホイールギア２は駆動モータ５の回転速度を減速してステアリングコラムに伝達する減速ギアを構成する。
ステアリングハンドルに連結されたステアリングコラム１の外周にはウォームホイールギア２が一体で回転するように取り付けられ、ウォームホイールギア２と噛合するウォームギア３はウォームギア軸３ａに形成され、ウォームギア軸３ａはその両端においてベアリング（４ａ、４ｂ）で回転可能に支持され、ウォームギア軸３ａはモータ５とカップリング６を介して回転力の伝達を受けるように連結されている。
ウォームギア３とウォームホイールギア２は駆動モータ５の回転速度を減速してステアリングコラムに伝達する減速ギアを構成する。
ウォームギアとウォームホイールギアのギア歯形は時間の経過とともに摩耗が生じて隙間が形成されるが、このような隙間を防止してウォームギアとウォームホイールギアの歯形の噛合が常に最適になるように、ウォームギア軸の一側はリーフスプリング３ｂのような弾性体で支持されると共に、一側ベアリングはウォームギア軸がウォームホイールギア側にチルトするようにチルトベアリング４ａで構成される。
図２にモータとウォームギア軸の連結状態を説明する断面を示す。モータの駆動軸５ａには動力伝達部材７がスプラインで一体回転できるように嵌合され、動力伝達部材７はカップリング６を介してウォームギア軸３ａに連結され、モータの回転力がその駆動軸と動力伝達部材およびカップリング６を通じてウォームギア軸３ａに伝えられる。ウォームギア軸３ａの内部にはブッシュ８が挿入されると共に、ブッシュ８の外周にはウォームギア軸とモータの駆動軸を弾性的に支持するスプリング９が嵌められている。
図３にカップリング６の正面図を示す。カップリング６は、モータの駆動軸に嵌めるため中央に組み立て孔を有したカップリングボディー６ａと、該カップリングボディー６ａの外周に円周方向に所定間隔をおいて配置され、半径方向に延びて突出した８個のアーム６ｂとを備え、各アーム６ｂの間には８個の結合ホール６ｃが形成され、８個の結合ホール６ｃに動力伝達部材から突出した突起とウォームギア軸から突出した突起が交互に挿入され、動力伝達部材がカップリングを介してウォームギア軸に連結される。
カップリング６は通常ゴムのような弾性体からなり、モータの回転力をウォームギア軸に伝達する時にモータの急激なトルク変化をカップリングが吸収して低減させ、衝撃も緩和させる。
カップリング６は通常ゴムのような弾性体からなり、モータの回転力をウォームギア軸に伝達する時にモータの急激なトルク変化をカップリングが吸収して低減させ、衝撃も緩和させる。
図４にカップリングとチルトベアリングの配置関係を断面で拡大して示す。 チルトベアリング４ａは、ハウジングに固定するように取り付けられる外輪４ａａと、ウォームギア軸３ａの外周に圧入される内輪４ａｂ、および外輪と内輪との間に介在した複数のボール４ａｃを各々備えている。外輪と内輪の互いに対向する面にはボール４ａｃが収容される収容溝４ａｄが各々形成され、収容溝４ａｄの直径はボールの直径より大きく形成されており、ボールが収容溝に収容された状態で、ある程度上下および左右に移動可能になっている。
したがって、チルトベアリングによって嵌められて支持されるウォームギア軸３ａは、チルトベアリングの収容溝によってその軸方向に動けるだけでなく、ウォームホイールギア側にチルトするようになっている。
カップリング６はモータとウォームギアとの間にモータの回転力を伝達するだけで、ウォームギアを軸方向に支持する役割をすることはできない。
カップリング６はモータとウォームギアとの間にモータの回転力を伝達するだけで、ウォームギアを軸方向に支持する役割をすることはできない。
しかし、のような従来のチルトベアリングを介したウォームギア軸の支持構造において、車両の停車時に左右操舵後にリリースさせる時と険しい道を走行する時にウォームギア軸が左右に動くため、ウォームギア軸の左右への動きによってウォームギア軸を支持しているチルトベアリングのボールもその内輪と外輪に嵌められた状態で左右に動いて作動騒音を発生させるという欠点があった。
特開２００８−１８４０２８号公報
本発明は前記のようなことを考慮してなされたものであり、ウォームギア軸を回転可能に支持するチルトベアリングとウォームギア軸の左右への動きを弾性的に支持して、ステアリングハンドルの操舵時にチルトベアリングから発生する作動騒音を低減させ、車両の乗車感とステアリング操作感を向上させた電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置を提供することをその目的とする。
前記のような目的を達成するための本発明は、モータの駆動軸とウォームギア軸を回転可能に連結するカップリングの前記ウォームギア軸に向かった対向面に、前記ウォームギア軸を回転可能に支持するチルトベアリングが弾性的に支持されるよう形成された複数の弾性突起と、前記カップリングを前記ウォームギア軸側に押しながら弾性的に支持する弾性体と、を備えていることを特徴とする。
前記弾性体はモータの前記駆動軸の外周に取り付けられたストッパーと前記カップリングに形成されたスプリングシートとの間に介在するコイルスプリングを備えていることを特徴とする。
前記カップリングは前記モータの駆動軸に嵌められるように中央に組み立て孔が形成されたカップリングボディーと、前記カップリングボディーの外周に円周方向に所定間隔をおいて配置され、半径方向に突出した複数のアームと、を備え、前記弾性突起が前記複数の各アームに一体に突出して形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、モータの駆動軸にカップリングを介して回転可能に連結されたウォームギア軸と、前記ウォームギア軸を回転可能に支持するチルトベアリングを弾性的に支持する弾性体が前記ウォームギア軸と前記カップリングとの間に介在していることを特徴とする。
前記モータの駆動軸を前記カップリングに連結する動力伝達部材と前記カップリングとの間にも前記カップリングとウォームギア軸および前記チルトベアリングを弾性的に支持する弾性体がさらに介在していることを特徴とする。
前記弾性体は外側に緩やかに曲げられた板スプリングであることを特徴とする。
前記弾性体は円周方向に所定間隔をおいて配置された複数のリーフスプリングであることを特徴とする。
前記カップリングの両側に位置する複数のリーフスプリングはカップリングを中心に左右に対称に配置されることを特徴とする。
本発明に係る電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置によれば、ウォームギア軸を回転可能に支持するチルトベアリングの内輪をカップリングから突出した複数の弾性突起および前記カップリングを支持するスプリングのような弾性体で弾性的に支持して、ウォームギア軸の動きおよびチルトベアリングの衝撃を適切に吸収し、カップリングとモータの連結部間にも弾性体を付加してダンピング機能が発揮されるようにすることにより、ステアリングハンドルの操舵時にチルトベアリングの作動騒音を効果的に低減させ、ステアリングハンドルの操作感および乗車感を向上させるなどの効果がある。
以下、本発明を添付した図面に基づいてより詳細に説明する。
図５は本発明の第１実施形態に係る騒音低減装置が設けられた電動式パワーステアリング装置の要部正面図である。
モータの駆動軸１１の回転力をウォームギア軸１２に伝達するように駆動軸１１とウォームギア軸１２との間にカップリング１３が介在し、駆動軸１１と対向するウォームギア軸１２の一端はチルトベアリング１４を介して回転可能に支持され、カップリング１３のウォームギア軸１２と対向する対向面にはウォームギア軸１２に向かって複数の弾性突起１３ａが一体に突出して形成されている。
図５は本発明の第１実施形態に係る騒音低減装置が設けられた電動式パワーステアリング装置の要部正面図である。
モータの駆動軸１１の回転力をウォームギア軸１２に伝達するように駆動軸１１とウォームギア軸１２との間にカップリング１３が介在し、駆動軸１１と対向するウォームギア軸１２の一端はチルトベアリング１４を介して回転可能に支持され、カップリング１３のウォームギア軸１２と対向する対向面にはウォームギア軸１２に向かって複数の弾性突起１３ａが一体に突出して形成されている。
駆動軸１１の外周にはストッパー１５が嵌められ、ストッパー１５と対向するカップリング１３の対向面にはスプリングシート１３ｂが形成され、ストッパー１５とスプリングシート１３ｂとの間に弾性体としてコイルスプリング１６が挿入されて、カップリング１３をウォームギア軸１２側に弾性的に押しながら支持する。
図６は図５の要部断面図である。チルトベアリング１４はハウジング１７に固定される外輪１４ａと、ウォームギア軸１２に嵌められて支持される内輪１４ｂと、外輪１４ａと内輪１４ｂとの間に介在する複数のボール１４ｃ、および外輪と内輪の互いに対向する対向面にボールの直径より大きい直径を有するように形成され、ボールが収容される収容溝１４ｄを各々備えている。
カップリング１３は、図７に示すように、モータの駆動軸１１に嵌めるため中央に組み立て孔が形成されたカップリングボディー１３ｃと、該カップリングボディー１３ｃの外周に円周方向に所定間隔をおいて配置され、半径方向に突出した複数のアーム１３ｄとを備えており、複数の各アーム１３ｄには弾性突起１３ａが一体に突出して形成される。各弾性突起１３ａは内輪１４ｂと密着するように形成されて内輪を弾性的に支持する。
カップリング１３は適切な弾性を有したゴム材質からなることが好ましい。
また、カップリング１３にはモータの駆動軸１１に一体回転するように結合される動力伝達部材１１ａとウォームギア軸１２が各々結合される。モータの回転動力がカップリングを通じてウォームギア軸に伝えられる過程は従来と同様である。
カップリング１３は適切な弾性を有したゴム材質からなることが好ましい。
また、カップリング１３にはモータの駆動軸１１に一体回転するように結合される動力伝達部材１１ａとウォームギア軸１２が各々結合される。モータの回転動力がカップリングを通じてウォームギア軸に伝えられる過程は従来と同様である。
これにより、ウォームギア軸１２がステアリングハンドルの操作によって軸方向に押され、チルトベアリングの内輪にも軸方向への動きが発生する時にコイルスプリング１６がカップリング１３を介してチルトベアリングを弾性的に支持し、また、カップリング１３の複数の弾性突起１３ａもチルトベアリングを弾性的に支持するため、チルトベアリングの軸方向支持剛性が増大するだけでなく、チルトベアリングから発生する衝撃を適切に吸収してチルトベアリング部位から発生する作動騒音が低減できる。
図８は本発明の第２実施形態に係る騒音低減装置が設けられた電動式パワーステアリング装置の要部正面図である。モータの駆動軸１１の回転力をウォームギア軸１２に伝達するように駆動軸１１とウォームギア軸１２との間にカップリング１３が介在し、駆動軸１１と対向するウォームギア軸１２の一端はチルトベアリング１４を介して回転可能に支持され、カップリング１３のウォームギア軸１２と対向する対向面にはウォームギア軸１２に向かって緩やかに曲げられた皿形状の板スプリング２５が一体に固定するように付着される。
図９は図８の要部断面図である。チルトベアリング１４は、ハウジング１７に固定される外輪１４ａと、ウォームギア軸１２に嵌められて支持される内輪１４ｂと、外輪１４ａと内輪１４ｂとの間に介在する複数のボール１４ｃ、および外輪と内輪の互いに対向する対向面にボールの直径より大きい直径を有するように形成され、ボールが収容される収容溝１４ｄを各々備えている。
板スプリング２５の外周はベアリング１４の内輪１４ｂと直接密着するかあるいはウォームギア軸を介在して内輪１４ｂを弾性的に支持する。
これにより、ウォームギア軸１２がステアリングハンドルの操作によって軸方向に押され、ベアリングにも軸方向への動きが発生する時に板スプリング２５がベアリングを弾性的に支持するため、ベアリングの軸方向支持剛性が増大し、ベアリングの衝撃を板スプリングが吸収するので騒音が低減できる。
これにより、ウォームギア軸１２がステアリングハンドルの操作によって軸方向に押され、ベアリングにも軸方向への動きが発生する時に板スプリング２５がベアリングを弾性的に支持するため、ベアリングの軸方向支持剛性が増大し、ベアリングの衝撃を板スプリングが吸収するので騒音が低減できる。
図１０と図１１には本発明の第３実施形態に係る騒音低減装置が設けられた電動式パワーステアリング装置の要部正面図と断面図を各々示す。第３実施形態ではカップリングボディーのモータに向かった一側面とウォームギア軸に向かった他側面に同時に板スプリング２５が付着され、第２実施形態より板スプリングによるダンピングおよび緩衝効果に優れており、騒音低減効果が向上する。
すなわち、モータの駆動軸１１をカップリング１３に連結する動力伝達部材１１ａとカップリング１３の対向する一側面との間にも板スプリング２５が介在している。
すなわち、モータの駆動軸１１をカップリング１３に連結する動力伝達部材１１ａとカップリング１３の対向する一側面との間にも板スプリング２５が介在している。
図１２と図１３は本発明の第４実施形態に係る騒音低減装置が設けられた電動式パワーステアリング装置の要部斜視図と断面図である。第４実施形態では皿形状の板スプリング２５を用いる代わりに複数のリーフスプリング３５を適用した点で違いがあり、チルトベアリングを弾性的に支持する点では違いはない。
各リーフスプリング３５の一端はカップリングボディー１３ｃに固定するように付着される反面、各リーフスプリング３５の他端はウォームギア軸１２側に向かって曲げられてベアリングの内輪１４ｂに直接密着するかあるいはウォームギア軸の先端に密着し、各リーフスプリング３５は円周方向に所定角度をおいて複数配置される。
各リーフスプリング３５の一端はカップリングボディー１３ｃに固定するように付着される反面、各リーフスプリング３５の他端はウォームギア軸１２側に向かって曲げられてベアリングの内輪１４ｂに直接密着するかあるいはウォームギア軸の先端に密着し、各リーフスプリング３５は円周方向に所定角度をおいて複数配置される。
図１４と図１５には本発明の第５実施形態に係る騒音低減装置が設けられた電動式パワーステアリング装置の要部正面図と断面図を各々示す。第５実施形態ではカップリングボディーのモータに向かった一側面とウォームギア軸に向かった他側面に同時に複数のリーフスプリング３５が付着され、４実施形態よりリーフスプリングによるダンピングおよび緩衝効果に優れており、騒音低減効果が向上する。
すなわち、モータの駆動軸１１をカップリング１３に連結する動力伝達部材１１ａとカップリング１３の対向する一側面との間にもリーフスプリング３５が介在している。
カップリング１３の両側面に取り付けられる複数のリーフスプリングはカップリングを中心に左右に対称に付着される。
すなわち、モータの駆動軸１１をカップリング１３に連結する動力伝達部材１１ａとカップリング１３の対向する一側面との間にもリーフスプリング３５が介在している。
カップリング１３の両側面に取り付けられる複数のリーフスプリングはカップリングを中心に左右に対称に付着される。
１ ステアリングコラム
２ ウォームホイールギア
３ ウォームギア
３ａ ウォームギア軸
３ｂ リーフスプリング
４ａ チルトベアリング
４ａａ 外輪
４ａｂ 内輪
４ａｃ ボール
４ａｄ 収容溝
４ｂ ベアリング
５ モータ
６ カップリング
６ａ カップリングボディー
６ｂ アーム
６ｃ 結合ホール
７ 動力伝達部材
８ ブッシュ
９ スプリング
１１ 駆動軸
１１ａ 動力伝達部材
１２ ウォームギア軸
１３ カップリング
１３ａ 弾性突起
１３ｂ スプリングシート
１３ｃ カップリングボディー
１３ｄ アーム
１４ チルトベアリング
１４ａ 外輪
１４ｂ 内輪
１４ｃ ボール
１４ｄ 収容溝
１５ ストッパー、
１６ コイルスプリング
１７ ハウジング
２５ 板スプリング
３５ リーフスプリング
２ ウォームホイールギア
３ ウォームギア
３ａ ウォームギア軸
３ｂ リーフスプリング
４ａ チルトベアリング
４ａａ 外輪
４ａｂ 内輪
４ａｃ ボール
４ａｄ 収容溝
４ｂ ベアリング
５ モータ
６ カップリング
６ａ カップリングボディー
６ｂ アーム
６ｃ 結合ホール
７ 動力伝達部材
８ ブッシュ
９ スプリング
１１ 駆動軸
１１ａ 動力伝達部材
１２ ウォームギア軸
１３ カップリング
１３ａ 弾性突起
１３ｂ スプリングシート
１３ｃ カップリングボディー
１３ｄ アーム
１４ チルトベアリング
１４ａ 外輪
１４ｂ 内輪
１４ｃ ボール
１４ｄ 収容溝
１５ ストッパー、
１６ コイルスプリング
１７ ハウジング
２５ 板スプリング
３５ リーフスプリング
Claims (8)
- モータの駆動軸とウォームギア軸を回転可能に連結するカップリングの前記ウォームギア軸に向かった対向面に、前記ウォームギア軸を回転可能に支持するチルトベアリングが弾性的に支持されるよう形成された複数の弾性突起と、
前記カップリングを前記ウォームギア軸側に押しながら弾性的に支持する弾性体と、
を備えていることを特徴とする電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置。 - 前記弾性体は前記駆動軸の外周に取り付けられたストッパーと前記カップリングに形成されたスプリングシートとの間に介在するコイルスプリングを備えていることを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置。
- 前記カップリングはモータの前記駆動軸に嵌められるように中央に組み立て孔が形成されたカップリングボディーと、前記カップリングボディーの外周に円周方向に所定間隔をおいて配置され、半径方向に突出した複数のアームと、 を備え、
前記弾性突起が前記複数の各アームに一体に突出して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置。 - モータの駆動軸にカップリングを介して回転可能に連結されたウォームギア軸と、
前記ウォームギア軸を回転可能に支持するチルトベアリングを弾性的に支持する弾性体が前記ウォームギア軸と前記カップリングとの間に介在していることを特徴とする電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置。 - モータの前記駆動軸を前記カップリングに連結する動力伝達部材と前記カップリングとの間にも前記カップリングとウォームギア軸および前記チルトベアリングを弾性的に支持する弾性体がさらに介在していることを特徴とする請求項４に記載の電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置。
- 前記弾性体は外側に緩やかに曲げられた板スプリングであることを特徴とする請求項４に記載の電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置。
- 前記弾性体は円周方向に所定間隔をおいて配置された複数のリーフスプリングであることを特徴とする請求項５に記載の電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置。
- 前記カップリングの両側に位置する複数のリーフスプリングはカップリングを中心に左右に対称に配置されることを特徴とする請求項７に記載の電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080049178A KR100986430B1 (ko) | 2008-05-27 | 2008-05-27 | 전동식 동력조향장치의 소음저감장치 |
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|---|---|
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