JP3328718B2

JP3328718B2 - 動力舵取装置

Info

Publication number: JP3328718B2
Application number: JP32793393A
Authority: JP
Inventors: 学高岡
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 2002-09-30
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JPH07179177A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、操舵補助力の発生源と
して電動モータを用いる電動式の動力舵取装置（パワー
ステアリング装置）に関し、更に詳しくは、前記モータ
の回転力をウォーム歯車式の減速装置を介して舵取機構
に伝える構成とした動力舵取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動力舵取装置（パワーステアリング装
置）は、舵輪（ステアリングホィール）に加わる操舵ト
ルクに応じて舵取機構に操舵補助力を加え、舵取りのた
めの舵輪操作に要する労力負担を軽減して、軽快な操舵
感覚を実現しようとするものであり、近年、バス，トラ
ック等の大型車両のみならず、普通乗用車、軽乗用車等
の小型車両においても広く採用されるようになってい
る。

【０００３】この種の動力舵取装置は、操舵補助力の発
生源として油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを用い
る油圧式と、同じく電動モータを用いる電動式とに大別
される。電動式の動力舵取装置は、舵輪（ステアリング
ホィール）に加わる操舵トルクの検出結果に基づいて操
舵補助用のモータを駆動し、該モータの回転力を舵取機
構に加えて舵取りを補助する構成となっており、車速の
高低，操舵の頻度等の走行状態に応じた補助力特性の変
更が、前記モータの通電制御により容易に行える利点を
有することから、近年、その採用が拡大する傾向にあ
る。

【０００４】さて電動式の動力舵取装置の難点として、
舵取り補助のために十分な回転力を発生し得る小型のモ
ータが得難く、該モータの配設空間の確保が難しいとい
う問題があるが、この問題は、操舵補助用のモータから
舵取機構への伝動系の中途に減速装置を介在させ、前記
モータの回転力を減速により増力して舵取機構に加える
構成により解消されている。前記減速装置は、伝動系全
体の大型化を避けるべく、コンパクトに構成でき、しか
も高減速比が得られるものであることが望ましく、この
要求に応えるものとして、舵取機構に連なる出力軸に同
軸的に取り付けたウォームホィールに、操舵補助用のモ
ータの出力側に連結されたウォームを噛合させてなるウ
ォーム歯車式の減速装置が広く用いられている。

【０００５】また電動式の動力舵取装置においては、操
舵補助用のモータがロック状態となった場合に、該モー
タの出力側に減速装置を介して連結された舵取機構の動
作が拘束されて操舵不能に陥るという問題があり、この
操舵不能の発生を未然に回避するための安全対策が不可
欠である。このため従来においては、操舵補助用のモー
タと減速装置との間に電磁クラッチを介装し、該電磁ク
ラッチをモータロック時に遮断して、前記モータを舵取
機構側から切り離すようにした構成が広く採用されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上の如く
構成された動力舵取装置においては、前記電磁クラッチ
の介装が、モータ及び減速装置の小型化による伝動系全
体の小型化を阻害するという不都合がある。そこで、特
開平２−120178号公報及び実開平２-15576号公報には、
操舵補助用のモータと舵取機構との間の減速装置に、過
大な回転トルクの作用時に滑りを生じてモータと舵取機
構との連結を遮断する機械的なトルクリミッタを付設
し、モータロックに起因する操舵不能の発生を、電磁ク
ラッチを用いることなく回避できるようになした動力舵
取装置が開示されている。

【０００７】ところが前者は、減速装置を構成する歯車
の１つを支軸に遊転自在に嵌合する一方、この歯車の内
側に、該歯車及び前記支軸に夫々の回転を拘束された複
数枚のクラッチ板を交互に積層して配し、これらのクラ
ッチ板間の摩擦係合トルクを超える回転トルクの作用時
に前記歯車の遊転を可能とした構成であり、前記電磁ク
ラッチを摩擦クラッチに変更したものに過ぎず、複雑な
内部構造を備えた特殊な歯車を必要とし、実用性に乏し
いものとなっている。

【０００８】これに対し後者は、前者と同様、減速装置
を構成する歯車の１つを支軸に遊転自在に嵌合する一
方、この歯車の一側面を押しばねにより押圧し、支軸に
設けた段部に他側面を押し付け、この押し付け面と前記
押しばねによる押圧面とに摩擦板を介装して、過大な回
転トルクの作用時に前記摩擦板の滑りを伴って前記歯車
を遊転させる簡素な構成となっている。

【０００９】ところがこの構成においては、前記歯車の
遊転が支軸との嵌合面での滑りを伴って生じ、この滑り
は、両者の嵌合隙間の影響を受けることから、トルクリ
ミッタとしての正確な動作を保証するには、歯車と支軸
との嵌合部に高い加工精度での加工を要し、加工工数の
増大を招く難点がある。また、前記嵌合面での滑りの影
響は、前記嵌合隙間を予め大きめに設定することにより
排除できるが、この場合、前記歯車の回転が径方向の変
位を伴って生じ、外周における他の歯車との噛合状態が
悪化して、本来の目的である伝動が正常な行われるなく
なるという問題があった。

【００１０】特開昭61−290259号公報には、適用範囲を
動力舵取装置に限定しないトルクリミッタとして、歯車
と支軸の嵌合面をテーパ面とし、この嵌合面の拡径側に
前記押しばねのばね力を作用させ、該押しばねとテーパ
状の嵌合面との間での挾圧により前記歯車を保持させる
構成が開示されている。この構成によれば、嵌合面での
嵌合隙間が押しばねによる押し付けにより吸収されて、
嵌合部の加工精度を高めることなくトルクリミッタとし
ての正確な動作を保証できる。

【００１１】ところがこの構成は、平歯車への適用を前
提としたものであり、前述したウォーム歯車式の減速装
置におけるウォームホィールに同様の構成を用いた場
合、ウォームとの噛合部に加わる軸方向力の作用によ
り、前記押しばねの付勢に抗してウォームホィールが軸
方向に変位し、ウォームとの正常な噛合状態が維持でき
なくなる虞がある。また、前記押しばねのばね力が前記
軸方向力の影響により変動することから、ウォームホィ
ールの遊転を開始させるための上限トルクの正確な設定
が難しく、動力舵取装置としての正常な動作中に遊転が
生じて所定の操舵補助力が得られなくなり、操舵感覚の
急変を招く虞があり、更には、モータロック時に遊転状
態への移行が遅れ、操舵不能な状態が過渡的に発生する
等の安全上の問題が生じる。この問題は、前記実開平２
-15576号公報に開示された構成においても同様に生じ
る。

【００１２】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、過大な回転トルクの作用時に操舵補助用のモー
タと舵取機構との連結を遮断する簡素な構成のトルクリ
ミッタを、ウォームホィールの軸方向位置の変化による
噛合状態の悪化を招くことなく実現し、操舵補助用のモ
ータから舵取機構に至る伝動系の小型化に寄与できる動
力舵取装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明に係る
動力舵取装置は、操舵補助用の電動モータの出力側に直
結されたウォームと、該ウォームに噛合し、舵取機構に
連なる出力軸に同軸的に取り付けられたウォームホィー
ルとを備え、舵輪に加わる操舵トルクの検出結果に基づ
いて駆動される前記電動モータの回転力を、前記ウォー
ムと前記ウォームホィールとによる減速を経て前記出力
軸に伝えるようにした電動式の動力舵取装置において、
前記出力軸の外周に、軸長方向一側に向けて縮径するテ
ーパ部と、該テーパ部の縮径側に連設されたねじ部と
を、また前記ウォームホィールの軸心部に、前記テーパ
部に整合するテーパ状の嵌合孔を夫々具備し、前記ウォ
ームホィールは、前記嵌合孔を介して前記テーパ部に外
嵌され、前記ねじ部に螺合するロックナットの締め付け
による拡径側への押圧を、前記嵌合孔と前記テーパ部と
の嵌合面により支えて取り付けてあることを特徴とし、
更に加えて、前記嵌合孔と前記テーパ部との嵌合面間、
及び前記ウォームホィールと前記ロックナットとの接触
面間に介装され、各面間における所定限度を超える周方
向力の作用により安定した滑りを生じる滑り板を備える
ことを特徴とする。

【００１４】本発明の第２発明に係る動力舵取装置は、
操舵補助用の電動モータの出力側に直結されたウォーム
と、該ウォームに噛合し、舵取機構に連なる出力軸に同
軸的に取り付けられたウォームホィールとを備え、舵輪
に加わる操舵トルクの検出結果に基づいて駆動される前
記電動モータの回転力を、前記ウォームと前記ウォーム
ホィールとによる減速を経て前記出力軸に伝えるように
した電動式の動力舵取装置において、前記ウォームホィ
ールは、前記出力軸の外周に、周方向に並設された複数
の転動体を介して嵌合され、この嵌合部の一側に螺合す
るロックナットの締め付けにより、他側に形成された支
え部との間に、直接的又は間接的に挾持して取り付けて
あることを特徴とし、更に加えて、前記ウォームホィー
ルと前記ロックナット及び前記支え部との接触面間に夫
々介装され、各面間における所定限度を超える周方向力
の作用により安定した滑りを生じる滑り板を備えること
を特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明の第１発明においては、舵取機構への伝
動軸となる出力軸に操舵補助用のモータの回転を伝える
ウォームホィールの軸心部にテーパ状の嵌合孔を備え、
この嵌合孔を出力軸に設けたテーパ部に嵌合して、両者
の縮径側から出力軸に螺合されるロックナットを締め付
けてウォームホィールを押圧し、嵌合孔とテーパ部との
嵌合面に押し付けて固定する構成により、モータロック
時に作用する過大な回転トルクに対しては、前記テーパ
部と前記嵌合孔との嵌合面、及びウォームホィールとロ
ックナットとの接触面に生じる滑りにより出力軸の遊転
を許容し、操舵不能の発生を回避する。出力軸の遊転が
生じる上限トルクは、前記ロックナットの締め付け程度
を加減し、前記嵌合面及び前記接触面の面圧を調整する
ことにより正確に設定でき、機械的なトルクリミッタと
しての確実な動作が可能である。またウォームホィール
は、出力軸に設けたテーパ部とロックナットとの間での
挾持により軸長方向の移動を拘束された状態にあり、ウ
ォームとの噛合状態を常に良好に維持できる。更に、嵌
合孔とテーパ部との嵌合面間、及びウォームホィールと
ロックナットとの接触面間に滑り板を介装し、出力軸の
遊転が前記滑り板での安定した滑りを伴って生じるよう
になし、トルクリミッタとしての動作をより確実に行わ
せる。

【００１６】また第２発明においては、周方向に複数個
の転動体を介してウォームホィールを出力軸に嵌め合わ
せ、一側から出力軸に螺合されるロックナットの締め付
けにより、前記ウォームホィールを他側の支え部に押し
付けて固定する構成により、モータロック時に作用する
過大な回転トルクに対しては、ウォームホィールの両側
とロックナット及び支え部との接触面に生じる滑りによ
り出力軸の遊転を許容し、操舵不能の発生を回避する。
出力軸の遊転が生じる上限トルクは、前記ロックナット
の締め付け程度を加減し、ウォームホィールの両側の接
触面の面圧を調整することにより正確に設定でき、機械
的なトルクリミッタとしての確実な動作が可能である。
またウォームホィールは、ロックナットと支え部との間
での挾持により軸長方向の移動を拘束されると共に、前
記転動体により半径方向の移動を拘束された状態で回転
し、ウォームとの噛合状態を常に良好に維持できる。更
に、ロックナット及び支え部とウォームホィールとの接
触面間に滑り板を介装し、出力軸の遊転が前記滑り板で
の安定した滑りを伴って生じるようになし、トルクリミ
ッタとしての動作をより確実に行わせる。

【００１７】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図１は、本発明の第１発明に係る動力舵取
装置の要部を示す縦断面図である。図中１は入力軸、２
は出力軸であり、これらはトーションバー３を介して同
軸上に連結され、筒形をなす共通のハウジングの内部に
回動自在に支承されている。このハウジングは、入力軸
１側のセンサハウジングＨ₁と、出力軸２側の伝動ハウ
ジングＨ₂とを同軸上にて一体化させてなり、センサハ
ウジングＨ₁の内部には、入力軸１と出力軸２の連結部
の外側にトルクセンサ４が構成されている。

【００１８】トルクセンサ４は、入力軸１と出力軸２と
に夫々の端面を対向させて検出リング41，42を固定し、
これらの検出リング41，42が構成する磁気回路に生じる
磁気抵抗の変化を、両検出リング41，42の外側を囲繞す
る出力コイル40のインピーダンス変化として取り出す公
知の構成を有するものであり、該トルクセンサ４への給
電及び出力の取り出しは、センサハウジングＨ₁の外側
に突設された端子箱５を介して夫々行われている。

【００１９】センサハウジングＨ₁の上側（図における
右側）に突出する入力軸１の上端部は、ステアリングコ
ラム10を介して図示しない舵輪（ステアリングホィー
ル）に連結され、舵取りのために舵輪に加えられる操舵
トルクがステアリングコラム10を介して入力軸１に作用
するようになしてある。一方、伝動ハウジングＨ₂の下
側（図における左側）に突出する出力軸２の下端部は、
ユニバーサルジョイント等の適宜の連結手段を介して図
示しない舵取機構に連結してあり、出力軸２の回転が舵
取機構に伝達されて舵取りが行われるようになしてあ
る。

【００２０】入力軸１は、これの上端に一体的に連結さ
れたステアリングコラム10を支持する図示しない軸受
と、出力軸２の内側に嵌着された軸受ブッシュとによ
り、上下に適長離隔した２か所を間接的に両持ち支持さ
れている。入力軸１が突出せしめられるセンサハウジン
グＨ₁の上側開口部の周縁には、入力軸１の外周にわず
かな間隙を隔てて対向する鍔部20が形成され、該入力軸
１の振れ回りを制限する作用をなしており、トルクセン
サ４における出力コイル40と検出リング41との間の隙間
の変動を防止する構成としてある。

【００２１】一方出力軸２は、センサハウジングＨ₁の
下側開口部に内嵌固定された針状ころ軸受22と、伝動ハ
ウジングＨ₂の下側開口部に内嵌固定された玉軸受21と
により、上下に適長離隔した２か所を両持ち支持されて
おり、これらの支持位置間には、ウォームホィール６が
後述の如く取り付けられ、該ウォームホィール６の外周
にはウォーム７が噛合させてある。図２は、図１のII−
II線による横断面図であり、ウォームホィール６とウォ
ーム７との噛合状態が示されている。

【００２２】図２に示す如く伝動ハウジングＨ₂の外側
には、ウォームホィール６の取り付け位置に対応させて
操舵補助用のモータＭが固定されている。該モータＭの
回転軸70は、ウォームホィール６の軸心と直交する方向
に伝動ハウジングＨ₂の内部に延設され、伝動ハウジン
グＨ₂に固設された軸受ブッシュ23と前記モータＭ内部
の軸受24とにより、ウォームホィール６との交叉部を挾
んで支持されており、前記ウォーム７は、軸受ブッシュ
23と軸受24とによる支持位置間にて回転軸70の外周に一
体的に形成され、ウォームホィール６の外周面に歯切り
されたウォーム歯6c（図３参照）に噛合させてある。

【００２３】而して、以上の如く構成された動力舵取装
置においては、舵輪が回動操作された場合に、この回動
が入力軸１及びトーションバー３を介して出力軸２に伝
達され、該出力軸２の下端に連結された図示しない舵取
機構に伝達されて舵取りが行われる。このとき出力軸２
には、操向車輪に作用する路面抵抗が舵取機構を介して
作用しており、入力軸１と出力軸２とを連結するトーシ
ョンバー３には舵輪に加わる操舵トルクに応じた捩れが
生じ、この捩れによりトルクセンサ４の検出リング41，
42間に相対角変位が生じて、これらにより構成される磁
気回路の磁気抵抗が変化することになり、トルクセンサ
４は、舵輪に加えられた操舵トルクに対応する出力を発
する。

【００２４】トルクセンサ４の出力は、図示しない制御
部に与えられて前記モータＭの駆動電流を制御すべく用
いられている。この電流制御によりモータＭは、舵輪に
加わる操舵トルクの大きさ及び方向に応じた回転力を発
し、この回転力は、ウォーム７とウォームホィール６と
による所定の減速を経て出力軸２に伝達され、更に舵取
機構に伝達されて、舵輪操作に応じて前述した如く行わ
れる舵取りが前記モータＭの回転力により補助される。

【００２５】この操舵補助に際し、前記モータＭの回転
力は、前記減速により増力されて舵取機構に伝達される
ことから、小型のモータＭの採用により十分な操舵補助
力を得ることができ、また前記減速が、ウォーム７とウ
ォームホィール６とからなる簡素な構成の減速装置によ
り行われることから、図示の如く、モータＭから出力軸
２に至る操舵補助用の伝動系をコンパクトに構成するこ
とができる。

【００２６】本発明に係る動力舵取装置の特徴は、前記
減速装置におけるウォームホィール６の取り付け構造に
ある。図３は、ウォームホィール６の取り付け位置近傍
の拡大断面図、図４は、ウォームホィール６の組み付け
手順の説明図である。図示の如くウォームホィール６
は、金属製のボス部6aと、該ボス部6aの外側に一体的に
成形された樹脂製のギヤ部6bとを備え、ウォーム７に噛
合させるためのウォーム歯6cは、ギヤ部6bの外周に歯切
り形成されている。ウォームホィール６のボス部6aは、
軸心部を厚さ方向に貫通する嵌合孔60を備えた円環状の
部材であり、この嵌合孔60は、図４に示す如く、軸長方
向の一側に向けて連続的に縮径されたテーパ孔となって
いる。

【００２７】一方、ウォームホィール６の取り付け対象
となる出力軸２は、前記針状ころ軸受22による支持部位
を他部よりも大径化して構成された大径部25と、前記玉
軸受21による支持部位の上側（図の右側）外周に形成さ
れたねじ部26とを備え、これら両部25，26を、前者から
後者に向けて直線的に縮径するテーパ部27により連結し
た構成となっている。該テーパ部27の傾斜は、ウォーム
ホィール６の嵌合孔60のそれに対応させてある。

【００２８】而して、出力軸２へのウォームホィール６
の取り付けは、図４に示す如く、前者の外側に後者を、
テーパ部27の傾斜と嵌合孔60の傾斜とが一致する向きに
嵌め合わせ、更に、ウォームホィール６の下側から出力
軸２にロックナット８を嵌挿して前記ねじ部26に螺合せ
しめ、該ロックナット８の上側端面をウォームホィール
６の下側面に押し当てて締め付ける手順により行われて
おり、ウォームホィール６は、ロックナット８の締め付
けによる嵌合孔60の拡径側に向けての押圧を、該嵌合孔
60の内周とテーパ部27の外周との嵌合面にて支えた状態
で、図３に示す態様に固定される。

【００２９】なお、テーパ部27と嵌合孔60との嵌合面
間、及びロックナット８とウォームホィール６との接触
面間には滑り板９が介装され、前記ロックナット８の締
め付けによる各面間の接触は、前記滑り板９を介して生
じるようになしてあり、ウォーム７からの伝動によるウ
ォームホィール６の回転は、嵌合孔60とテーパ部27との
間、及びウォームホィール６の下側面とロックナット８
の端面との間に前記滑り板９を介して生じる摩擦により
出力軸２に伝達される。

【００３０】前記滑り板９は、例えば、柔軟性及び強靱
性に優れた金属メッシュからなる基材の外側全面を、フ
ッ素樹脂（ＰＴＦＥ樹脂）等の安定した摩擦特性を有す
る合成樹脂により覆ってなる薄肉の板材であり、図４に
示す如く、前記嵌合孔60及びテーパ部27の傾斜に沿うよ
うに環状をなし、また一側の周縁にロックナット８の端
面への当接のための鍔部を有して成形されており、予め
嵌合孔60に嵌着されてウォームホィール６と共にテーパ
部27に嵌め込まれ、この状態でロックナット８を締め付
けることにより前述の如く介装されている。このような
滑り板９は、例えば、ハイプラストなる商品名にて市販
されているが、前述した特性、特に、安定した摩擦特性
を有するものであれば他のものを用いてもよい。

【００３１】このような滑り板９の使用により、嵌合孔
60とテーパ部27との嵌合面、及びウォームホィール６の
下側面とロックナット８の端面との接触面に発生する摩
擦力は、夫々の面間に介在する滑り板９の面圧に一義的
に対応し、ロックナット８の締め付けトルクの調整によ
り正確に設定できる。そして、このように設定された摩
擦力に対応する回転トルクがウォームホィール６に作用
した場合、滑り板９の一面又は両面に滑りが生じ、ウォ
ームホィール６と出力軸２との連結が遮断されて、出力
軸２は遊転可能な状態となる。

【００３２】即ち、ロックナット８の締め付けトルクを
調整し、滑り板９に加える面圧を所定の上限トルク下に
て滑りが生じるように設定することにより、この上限ト
ルクにおいて確実に動作する機械的なトルクリミッタが
構成され、操舵補助用のモータＭが通常の動作中に発生
し得る最大トルクを基準として前記上限トルクを定める
ことにより、モータロックに起因する操舵不能の発生を
未然に回避することができる。そして、このロック状態
の解除後には、滑り板９を介しての摩擦によりウォーム
ホィール６と出力軸２とが連結状態に復帰し、前記モー
タＭの回転力の伝達による再度の操舵補助が可能とな
る。

【００３３】前述の如くウォームホィール６は、テーパ
状をなす嵌合孔60を出力軸２側のテーパ部27に外嵌せし
め、この嵌合面とロックナット８とにより両側から挾持
して固定されており、前述した滑り動作中を含んで軸長
方向及び半径方向のいずれにも変位せず、ウォーム７と
の噛合状態は常に良好に維持されて、操舵補助動作が阻
害される虞がない。また前記滑り板９は、嵌合孔60とテ
ーパ部27との嵌合隙間を埋め、嵌合孔60の内周面又はテ
ーパ部27の外周面の加工誤差を吸収するスペーサとして
の作用をなす。従って、滑り板９の厚さを変えることに
より、ロックナット８の締め付けによって変化するウォ
ームホィール６の初期位置を適正化することができ、前
記加工誤差に起因するウォーム７との噛合不良の発生を
防ぐことができる。

【００３４】なお本発明は、前記滑り板９を用いず、嵌
合孔60の内周面とテーパ部27の外周面との接触、及びロ
ックナット８の端面とウォームホィール６の側面との接
触を直接的に生ぜしめ、これらの間での直接的な摩擦に
より出力軸２への伝動を行わせる構成も含むが、この構
成においては、各接触部位での摩擦力の正確な把握が難
しく、トルクリミッタとして動作する上限トルクの初期
設定に所定の誤差を伴うことは避けられない。

【００３５】また、実施例中のロックナット８は、締め
付け後のウォームホィール６の位置ずれの発生を防ぐべ
く、前記ねじ部26に対するセルフロック機能を有するね
じ形を備えた単一のナットを用いてなるが、ねじ部26に
一対のナットを螺合し、一方の締め付けによりウォーム
ホィール６を押圧し、この位置を他方の締め付けにより
固定するダブルナット式のロックナットを用いてもよ
い。

【００３６】図５は、本発明の第２発明に係る動力舵取
装置におけるウォームホィール６の取り付け構造を示す
拡大断面図である。この動力舵取装置の全体的な構成
は、図１及び図２に示す第１発明のそれと同様であり、
第１発明との相違は、ウォームホィール６の取り付け部
位、即ち、玉軸受21と針状ころ軸受22とによる出力軸２
の支持位置間が、前述したテーパ部27ではなく、ねじ部
26と略等しい一定の外径を有する定径部28となってお
り、ウォームホィール６は、これのボス部6aの内周に形
成された軌道に転接する球形の転動体11を周方向に複数
個（１つのみ図示）備えており、これらの転動体11，11
…を内側から支える内輪12と、該内輪12の内側に嵌合す
る保持輪13とを介して前記定径部28に外嵌され、ねじ部
26に螺合するロックナット８の締め付けにより、針状こ
ろ軸受22による支持部位に構成された前記大径部25との
間に挾持固定されていることにある。

【００３７】内輪12及び保持輪13は、円板形をなす挾圧
フランジ 12a及び 13aを、幅方向の相異なる側にて半径
方向外向きに張り出す態様に備えており、内輪12の挾圧
フランジ 12aは、ウォームホィール６のボス部6aの上側
面と、これに対向する前記大径部25の端面との間に、ま
た保持輪13の挾圧フランジ 13aは、前記ボス部6aの下側
面と、これに対向するロックナット８の端面との間に、
またこれらの挾圧フランジ 12a,13aとボス部6aの側面と
の間には、安定した摩擦特性を有する材料からなる滑り
板９，９が夫々介装されている。

【００３８】即ち、ロックナット８の締め付けによる大
径部25との間でのウォームホィール６の挾持は、図示の
如く、ボス部6aの両側に接触する挾圧フランジ 12a,13a
を介して間接的に行われており、ウォーム７からの伝動
によるウォームホィール６の回転は、挾圧フランジ 12
a,13aとボス部6aとの間に滑り板９，９を介して生じる
摩擦により出力軸２に伝達される。

【００３９】出力軸２への伝動の媒介となる摩擦力は、
前記滑り板９に作用する面圧に一義的に対応し、この面
圧は、ロックナット８の締め付けトルクの調整により正
確に設定できる。そして、このように設定された摩擦力
に対応する回転トルクがウォームホィール６に作用した
場合、滑り板９，９の一面又は両面に滑りが生じ、出力
軸２は、これに嵌着された内輪12とウォームホィール６
のボス部6aとの間での転動体11，11…の転動を伴って遊
転できるようになり、所定の上限トルク下にて出力軸２
への伝動を確実に遮断するトルクリミッタが構成され
る。

【００４０】以上の構成においては、トルクリミッタと
しての動作中における出力軸２の遊転が、ウォームホィ
ール６との間に介在する転動体11，11…の転がりを伴っ
て生じることから、この部分での抵抗が前記上限トルク
の大きさに影響を及ぼすことがなく、また、操舵補助用
のモータＭがロック状態に陥った場合の手動による舵取
りを小さい操舵トルクの作用により行わせることがで
き、操舵不能時における安全性が増す効果が得られる。

【００４１】更に、ウォームホィール６は、ロックナッ
ト８と大径部25とによるボス部6aの両側からの挾持によ
り固定されており、また出力軸２の外周に対して転動体
11，11…により支持されているから、前述した滑り動作
中を含んで軸長方向及び半径方向のいずれにも変位せ
ず、ウォーム７との噛合状態は常に良好に維持され、モ
ータＭからの伝動による操舵補助動作が阻害される虞は
ない。

【００４２】図６及び図７は、第２発明に係る動力舵取
装置の他の実施例を示す要部拡大断面図である。図５に
示す実施例では、大径部25とロックナット８との間での
ウォームホィール６の挾持を、両側の挾圧フランジ 12
a,13aを介して行うようにしてあるのに対し、図６に示
す実施例では、内輪12に周設された挾圧フランジ 12aを
大径部25側にのみ介在させ、ロックナット８とウォーム
ホィール６とを直接的に接触させた構成となっており、
図７に示す実施例では、更に、大径部25とウォームホィ
ール６との接触もまた直接的に生ぜしめた構成となって
いる。

【００４３】これらの構成においては、保持輪13の省略
による部品点数の削減、また挾圧フランジ 12aの省略に
よる内輪12の形状の簡素化が図れ、前述した効果を維持
したまま構成を簡素化できる効果が得られるが、図６に
おいては、ロックナット８の締め付けに際し、ウォーム
ホィール６との間に介装した滑り板９に回転力が作用
し、図７においては、大径部25との間に介装された滑り
板９にも回転力が作用して、滑り板９の初期面圧の設定
に影響を及ぼす問題がある。この問題は、一面側にのみ
滑り面を有する滑り板９を用い、この滑り面をロックナ
ット８及び大径部25との接触側、即ち、ロックナット８
の締め付けに伴う回転力の作用側に向けて配することに
より改善される。

【００４４】なおこの難点は、図３に示す構成において
も同様に生じ、この場合においても前述の如く、ロック
ナット８との接触側に滑り面を有する滑り板９を用いる
構成により改善される。更に図５に示す構成と同様、ロ
ックナット８と滑り板９との間にワッシャを介在させ、
ロックナット８の締め付け時の回転が滑り板９に直接的
に作用しないようにすることにより解消できる。

【００４５】また図５〜図７に示す実施例においては、
球形の転動体11を用いているが、円筒ころ、円錐ころ又
は針状ころ等、転がり軸受において一般的に用いられて
いる各種の形状をなす転動体11を用いることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明の第１発明に係
る動力舵取装置においては、ウォームホィールの軸心部
にテーパ状の嵌合孔を備え、この嵌合孔を出力軸に設け
たテーパ部に嵌合して、両者の縮径側からのロックナッ
トの締め付けによりウォームホィールを押圧し、前記嵌
合孔を出力軸のテーパ部に押し付けて固定したから、モ
ータロック時に作用する過大な回転トルクに対しては、
ウォームホィールとテーパ部との嵌合面、及びウォーム
ホィールとロックナットとの接触面に滑りが生じて出力
軸の遊転が許容され、この遊転が生じる上限トルクは、
ロックナットの締め付け加減の調整により正確に設定で
き、機械的なトルクリミッタとしての確実な動作が可能
であり、モータロックに起因する操舵不能の発生を未然
に回避できると共に、ウォームホィールは、ロックナッ
トによるテーパ部への押し付けにより軸長方向及び半径
方向の移動を拘束された状態にあり、ウォームとの正常
な噛合状態が阻害される虞がない。

【００４７】また本発明の第２発明に係る動力舵取装置
においては、周方向に複数個の転動体を介して出力軸に
ウォームホィールを嵌め合わせ、一側から出力軸に螺合
されるロックナットの締め付けにより押圧し、所定の支
え部に押し付けて固定したから、モータロック時に作用
する過大な回転トルクに対しては、ウォームホィールの
両側とロックナット及び支え部との接触面に滑りが生じ
て出力軸の遊転を許容され、この遊転が生じる上限トル
クは、ロックナットの締め付け加減の調整により正確に
設定でき、機械的なトルクリミッタとしての確実な動作
が可能であり、モータロックに起因する操舵不能の発生
を未然に回避でき、またウォームホィールは、ロックナ
ットと支え部との間での挾持により軸長方向の移動を拘
束されると共に、出力軸との間に介装された転動体によ
り半径方向の移動を拘束されて回転し、ウォームとの正
常な噛合状態が阻害される虞がない。

【００４８】またこれらの構成において、前述した滑り
が生じる部分に滑り板を介装したから、この滑り板での
安定した滑りを伴って出力軸の遊転が生じ、トルクリミ
ッタとしての更に正確な動作が可能となり、ウォーム歯
車式の減速装置に適用可能な簡素な構成のトルクリミッ
タの提供により、操舵補助用のモータから舵取機構に至
る伝動系の小型化に寄与できる等、本発明は優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１発明に係る動力舵取装置の要部の
構成を示す縦断面図である。

【図２】図１のII−II線による横断面図である。

【図３】第１発明に係る動力舵取装置の特徴部分の拡大
断面図である。

【図４】第１発明に係る動力舵取装置の組み付け手順の
説明図である。

【図５】第２発明に係る動力舵取装置の一実施例を示す
要部拡大断面図である。

【図６】第２発明に係る動力舵取装置の他の実施例を示
す要部拡大断面図である。

【図７】第２発明に係る動力舵取装置の他の実施例を示
す要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１入力軸２出力軸３トーションバー４トルクセンサ６ウォームホィール７ウォーム８ロックナット９滑り板 11 転動体 12 内輪 13 保持輪 25 大径部 27 テーパ部 60 嵌合孔Ｍモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】操舵補助用の電動モータの出力側に直結
されたウォームと、該ウォームに噛合し、舵取機構に連
なる出力軸に同軸的に取り付けられたウォームホィール
とを備え、舵輪に加わる操舵トルクの検出結果に基づい
て駆動される前記電動モータの回転力を、前記ウォーム
と前記ウォームホィールとによる減速を経て前記出力軸
に伝えるようにした電動式の動力舵取装置において、前
記出力軸の外周に、軸長方向一側に向けて縮径するテー
パ部と、該テーパ部の縮径側に連設されたねじ部とを、
また前記ウォームホィールの軸心部に、前記テーパ部に
整合するテーパ状の嵌合孔を夫々具備し、前記ウォーム
ホィールは、前記嵌合孔を介して前記テーパ部に外嵌さ
れ、前記ねじ部に螺合するロックナットの締め付けによ
る拡径側への押圧を、前記嵌合孔と前記テーパ部との嵌
合面により支えて取り付けてあることを特徴とする動力
舵取装置。
【請求項２】前記嵌合孔と前記テーパ部との嵌合面
間、及び前記ウォームホィールと前記ロックナットとの
接触面間に介装され、各面間における所定限度を超える
周方向力の作用により安定した滑りを生じる滑り板を備
える請求項１記載の動力舵取装置。
【請求項３】操舵補助用の電動モータの出力側に直結
されたウォームと、該ウォームに噛合し、舵取機構に連
なる出力軸に同軸的に取り付けられたウォームホィール
とを備え、舵輪に加わる操舵トルクの検出結果に基づい
て駆動される前記電動モータの回転力を、前記ウォーム
と前記ウォームホィールとによる減速を経て前記出力軸
に伝えるようにした電動式の動力舵取装置において、前
記ウォームホィールは、前記出力軸の外周に、周方向に
並設された複数の転動体を介して嵌合され、この嵌合部
の一側に螺合するロックナットの締め付けにより、他側
に形成された支え部との間に、直接的又は間接的に挾持
して取り付けてあることを特徴とする動力舵取装置。
【請求項４】前記ウォームホィールと前記ロックナッ
ト及び前記支え部との接触面間に夫々介装され、各面間
における所定限度を超える周方向力の作用により安定し
た滑りを生じる滑り板を備える請求項３記載の動力舵取
装置。