JP3765208B2 - 電動式舵取装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は操舵補助力の発生源としてモータを用いてなる電動式舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の電動式舵取装置の構成を示す断面図である。
電動式舵取装置は、操舵輪１に連なる第１操舵軸２と、該第１操舵軸２及び第１操舵軸２にトーションバー３を介して連結される第２操舵軸４の回転方向への相対変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ５と、該トルクセンサ５の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用のモータ６の出力を減速して前記第２操舵軸４に伝達するウォーム７及びウォームホイール８を有する減速機構９とを備え、操舵輪１の回転に応じた舵取機構の動作を前記モータ６の回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
【０００３】
前記ウォーム７は、前記モータ６の出力軸に繋がり、前記第２操舵軸４の軸芯と交叉するように配置されるウォーム軸１０の軸長方向中間に一体に形成されている。
【０００４】
図６は実用新案登録公報第２５５６８９０号に記載された従来の電動式舵取装置のウォームホイールの拡大断面図である。
ウォームホイール８は、前記ウォーム７に噛合する歯８ａを有する合成樹脂製の環状歯部８１及び該環状歯部８１内に嵌合される金属製のボス部８２を備え、ウォーム７との噛合による騒音を小さくするとともに、歯の加工性を良好にしてある。また、環状歯部はガラス繊維が加えられたナイロン樹脂材料で形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のウォームホイールの環状歯部は、アスペクト比（直径に対する長さの比）で１００未満の長さを有するガラス繊維が加えられたナイロン樹脂材料で形成されているため、環状歯部の外周に突設された歯及び該歯の歯元の疲労強度が不足することになり、この歯及び歯元の疲労強度をより一層高くすることが望まれていた。即ち、環状歯部は、ナイロン樹脂材料が射出スクリューによって金型内へ充填されることにより形成されるが、前記ガラス繊維はその長さ方向がナイロン樹脂材料の金型内への流れ方向に沿うため、環状歯部での繊維の長さ方向が揃うことになり、しかも、ガラス繊維はアスペクト比で１００未満の非常に短い長さであるため、ウォームとの噛合によってトルクが加わる歯及び歯元の疲労強度が不足していた。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決することができる電動式舵取装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電動式舵取装置は、操舵補助用のモータの出力を、ウォームと、該ウォームに噛合する歯を有する合成樹脂製の環状歯部及び該環状歯部内に嵌合される金属製のボス部を備えたウォームホイールとを介して操舵軸に伝え、操舵補助するようにした電動式舵取装置において、前記環状歯部は、アスペクト比で１００乃至８００の長さを有する繊維が加えられた合成樹脂材料によって形成されており、前記ボス部の環状歯部への嵌合部で、且つ軸長方向の両端部に環状の凹みを設けてあり、凹みの夫々に嵌入される環状の凸部を前記環状歯部の軸長方向の両端部に一体に設けてあり、凹みの夫々及び凸部の夫々の径方向の長さが、凹み及び凸部の夫々の軸長方向の長さの１乃至２．５倍であることを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、アスペクト比で１００乃至８００の長さを有する繊維が加えられた合成樹脂材料によって環状歯部が形成されているため、繊維の長さ方向が合成樹脂材料の金型内への流れ方向に沿う場合においても、前記歯に加わるトルクの方向と交差する位置へ繊維を良好に配することができ、歯及び歯元の疲労強度を高くできる。
【０００９】
繊維の長さがアスペクト比で１００未満である場合は、歯に加わるトルクの方向と交差する位置へ繊維を良好に配することができず、繊維による歯及び歯元の補強効果が小さく、歯及び歯元の疲労強度が不足する。また、繊維の長さがアスペクト比で８００を超える場合は、合成樹脂材料に加えられた繊維が射出スクリューによって切断され、アスペクト比で８００以下の長さとなり、アスペクト比で８００を超える長さにできない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る電動式舵取装置の減速機構及びモータ部分の構成を示す断面図、図２はウォームホイール８の拡大断面図である。
【００１１】
減速機構９は従来と同様、操舵補助用のモータ６の出力軸６ａに繋がり、第２操舵軸４の軸芯と交叉するように配置されるウォーム軸１０の軸長方向中間に一体に形成されるウォーム７と、該ウォーム７に噛合し、前記第２操舵軸４の中間に嵌合固定されるウォームホイール８とを備える。
【００１２】
このウォームホイール８は、前記ウォーム７に噛合する複数の歯８ａを有する合成樹脂製の環状歯部８１と、該環状歯部８１の内周面に射出成形によって嵌合される金属製のボス部８２とを備え、該ボス部８２の中心部に穿設された貫通孔８２ａが前記第２操舵軸４に嵌合される。
【００１３】
図３はウォームホイール８の部分拡大断面図である。
環状歯部８１はアスペクト比で１００乃至８００の長さを有する繊維８１ａが加えられたナイロン樹脂等の合成樹脂材料によって形成されている。繊維８１ａは、約φ１３μｍのガラス繊維、約φ１０μｍのカーボン繊維、約φ１０乃至φ２０μｍの芳香族ナイロン繊維等を用いてある。
【００１４】
このように合成樹脂材料に加えられる繊維８１ａの長さをアスペクト比で１００乃至８００とすることにより、繊維の長さがアスペクト比で１００未満である場合に比べて歯及び歯元の疲労強度を大きくできる。例えばアスペクト比で１００乃至２００程度の長さを有する繊維である場合、図３(a) の如く歯８ａに加わるトルクの方向と交差する位置に繊維８１ａを良好に配置できる。また、アスペクト比で７００乃至８００程度の長さを有する繊維である場合、射出スクリューによる射出及び金型内での移動抵抗によって繊維８１ａが図３(b) の如く曲がることになり、歯８ａに加わるトルクの方向と交差する位置に繊維８１ａを良好に配置できる。
【００１５】
また、合成樹脂材料に加えられる繊維の長さをアスペクト比で１００乃至８００とすることにより、歯及び歯元の疲労強度を大きくできるため、環状歯部８１の歯底から内周面までの厚さを、繊維の長さがアスペクト比で１００未満である場合に比べて薄くすることが可能である。従って、金属材料に比べて材料費が高い合成樹脂材料の使用量を低減できるとともに、１個当りの射出成形に要する時間を短縮でき、コストを低減することが可能である。
【００１６】
図４はウォームホイール８の拡大断面図である。
なお、前記ボス部８２の環状歯部８１内への嵌合部は、ボス部８２の軸長方向の両端部に環状の凹み８３，８３を設け、環状歯部８１の軸長方向の両端部に前記凹み８３に嵌入される環状の凸部８４，８４を一体に設け、これら凹み８３，８３及び凸部８４，８４の径方向の長さ(a) を、凹み８３及び凸部８４の軸長方向の長さ(b) の１乃至２．５倍としてある。また、環状歯部８１及びボス部８２の軸長方向の長さ(c) を、前記長さ(b) の２．５乃至６倍としてある。
【００１７】
実施の形態において、その他の構成及び作用は前述した従来と同じであるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な構成の説明及び作用の説明を省略する。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、アスペクト比で１００乃至８００の長さを有する繊維が加えられた合成樹脂材料によって環状歯部が形成されているため、前記歯に加わるトルクの方向と交差する位置へ繊維を良好に配することができ、歯及び歯元の疲労強度を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動式舵取装置の減速機構及びモータ部分の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る電動式舵取装置のウォームホイールの拡大断面図である。
【図３】本発明に係る電動式舵取装置のウォームホイールの部分拡大断面図である。
【図４】本発明に係る電動式舵取装置のウォームホイールの拡大断面図である。
【図５】従来例における電動式舵取装置の断面図である。
【図６】従来の電動式舵取装置のウォームホイールの拡大断面図である。
【符号の説明】
４ 第２操舵軸
６ モータ
７ ウォーム
８ ウォームホイール
８ａ 歯
８１ 環状歯部
８１ａ 繊維
８２ ボス部

Claims (1)

  1. 操舵補助用のモータの出力を、ウォームと、該ウォームに噛合する歯を有する合成樹脂製の環状歯部及び該環状歯部内に嵌合される金属製のボス部を備えたウォームホイールとを介して操舵軸に伝え、操舵補助するようにした電動式舵取装置において、前記環状歯部は、アスペクト比で１００乃至８００の長さを有する繊維が加えられた合成樹脂材料によって形成されており、前記ボス部の環状歯部への嵌合部で、且つ軸長方向の両端部に環状の凹みを設けてあり、凹みの夫々に嵌入される環状の凸部を前記環状歯部の軸長方向の両端部に一体に設けてあり、凹みの夫々及び凸部の夫々の径方向の長さが、凹み及び凸部の夫々の軸長方向の長さの１乃至２．５倍であることを特徴とする電動式舵取装置。
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