JP3883635B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動パワーステアリング装置におけるアシスト軸の支持構造の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置としては、例えば図3に示すような構成のものが知られている。図示されるように、***舵部であるタイヤ1は、ナックルアーム2およびタイロッド3を介してラック軸4に連結しており、ギヤボックス7内でのラック軸4の摺動にしたがって操舵される。ラック軸4は、入力側ラックギヤ5において入力側ピニオンギヤ6と噛合する。入力側ピニオンギヤ6は、中間軸9を介して入力部であるステアリングホイール10と連結し、ステアリングホイール10への入力トルクにしたがって回転してラック軸4を摺動させる。なお、ラック軸4の摺動は、図示されないストッパにより一定の範囲に制限されている。
【0003】
一方、ギヤボックス7にはステアリングホイール10から入力されるトルクの方向および大きさを検出するトルクセンサ8が備えられ、この入力トルクの検出信号がコントローラ11に入力される。コントローラ11はこの検出信号に基づいてモータ12を制御し、モータ12の出力がアシストピニオンギヤ13およびアシストラックギヤ14を介してラック軸4に伝達され、ラック軸4の摺動に対するアシスト力として作用する結果、操舵力には適切なパワーアシストがなされることとなる。
【0004】
図4に示すように、アシストピニオンギヤ13は、アシスト軸20の外周に形成され、ラック軸4に形成されたアシストラックギヤ14と噛合する。アシスト軸20にはウォームホイール21が圧入され、アシスト軸20はこのウォームホイール21および図示されないウォームを介してモータ12側と連係する。
【0005】
ラック軸4は、プレッシャパッド22を介してスプリング23によりアシスト軸20側に付勢され、アシストピニオンギヤ13とアシストラックギヤ14との噛合が保たれる。なお、スプリング23は、ギヤボックス7にナット25で固定されたプラグ24に装着されている。
【0006】
アシスト軸20は、アシストピニオンギヤ13側を軸受19を介してギヤボックス7に、またウォームホイール21側の端部を軸受18を介してギヤケース15に、それぞれ回転自在に支持される。なお、軸受18が固設されたギヤケース15は、ギヤボックス7のウォームホイール21側の開口にシール用のOリング26を介して取り付けられ、ボルト27で固定されている。
【0007】
一方、ギヤボックス7のアシストピニオンギヤ13側の開口は、プラグ29によって閉鎖され、軸受19はギヤボックス7の段部17とプラグ29との間で保持される。また、アシスト軸20のアシストピニオンギヤ13側端部の外周にはナット28が嵌合し、軸受19をアシストピニオンギヤ13とナット28の間に挟み込むようにして、アシスト軸20と軸受19とが位置決めされている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電動パワーステアリング装置のアシスト軸20の支持構造では、軸受19をギヤボックス7、アシスト軸20、ナット28、プラグ29に対してそれぞれ係止するようになっているので、このためのネジ加工等が必要となり、コストアップの原因となっていた。
【0009】
また、プラグ29とギヤボックス7との間にはシールのためにシール材の塗布等が必要であり、このシール材の塗布作業は組み立て工程の工数を増加させてしまい、また作業中にシール材が他の部品等に付着してしまう不都合があった。
【0010】
さらに、ギヤボックス7はアシスト軸20の両端方向がいずれも開口を持つように加工され、アシスト軸20を組み込むときにはアシスト軸20の一端側にギヤケース15等を、また他端側にプラグ29等を装着するようになっているので、ギヤボックス7の加工作業またはギヤボックス7へのアシスト軸20等の組み込み作業においては、いずれもギヤボックス7を反転させながらの作業が必要となり、これは製造作業の手間と工数増加の原因となっていた。
【0011】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、電動パワーステアリング装置において、アシスト軸の支持部を低コストかつ少ない組み立て工程で製造できるものを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、モータの出力により回転トルクが付与され、軸方向に変位可能なアシスト軸と、このアシスト軸外周に設けられたピニオンと、このピニオンと噛合するラックと、前記アシスト軸およびラックを収容するギヤボックスとを備え、前記ラックに連係する***舵部にモータ出力をアシスト力として付与する電動パワーステアリング装置において、前記ギヤボックスに前記アシスト軸が収容される開口と底面とを備えた凹部を形成し、前記アシスト軸の一端を支持する第1の軸受をこの凹部に設けた付勢手段とピニオンギヤの端部とで保持するとともに、前記アシスト軸の他端を支持する第2の軸受を取り付けたギヤケースで前記凹部の開口に装着し、前記第2の軸受が前記アシスト軸に形成した段部において前記アシスト軸を前記凹部方向に押さえ付け、前記アシスト軸の前記凹部方向への過大変位を防止するストッパを備えた。
【0013】
第2の発明は、前記付勢手段の初期の付勢力を、通常の操舵においてアシスト軸にかかるスラスト荷重の最大値よりも大きく設定した。
【0015】
第3の発明は、前記アシスト軸の先端を第1の軸受から凹部方向に突出させ、このアシスト軸の先端を前記ストッパとした。
【0016】
第4の発明は、前記凹部底面に段差を設け、この段差を前記ストッパとした。
【0017】
【作用】
第1の発明では、ギヤケースのギヤボックスへの装着により軸受はアシスト軸の段部を凹部方向に押さえ込むので、アシスト軸は付勢手段の付勢力によって第1、第2の軸受を介してギヤケースと凹部との間に保持される。したがって、電動パワーステアリング装置の製造時のアシスト軸のギヤボックスへの組み付けは、ギヤボックスの開口からアシスト軸を凹部内に収装すればよく、作業は一方向からのみで済むとともに、ギヤボックス、ギヤケース、アシスト軸の加工上の公差は付勢手段により吸収され、アシスト軸は自動的に軸方向のぶれなく保持されるので、組み付け作業は極めて容易に行うことができる。また、第1の軸受はアシスト軸と凹部の底面との間に付勢手段を介して保持されるので、組み立て工程においてネジ等で軸受を係止する必要はなく、部品点数および製造コストの削減が図れる。さらに、ギヤボックスの凹部側には開口が設けられないので、ギヤボックスの加工は容易となり製造工数が削減できる。また、第1の発明では、ストッパによりアシスト軸の凹部底面方向への過大な動きが防止されるので、***舵部側からキックバックがあった場合等、アシスト軸に過大なスラスト力が作用した場合でも、第1の軸受と凹部底面との間で付勢手段が押しつぶされて破損したり、ウォームとウォームホイールとの噛合がずれて作動不良を起こしたりすることはない。
【0018】
第2の発明では、車両に搭載された電動パワーステアリング装置が作動するときには、モータからのアシスト力は、アシスト軸外周のピニオンおよびラックを介して操舵力に作用し、パワーアシストがなされるが、バネ部材には通常の操舵においてアシスト軸に作用するスラスト荷重よりも大きな初期の付勢力が与えられているので、通常の操舵においては、スラスト力によるアシスト軸の動きはなく、アシスト軸は所定の位置に保持される。
【0020】
第3の発明では、アシスト軸が凹部底面方向へ過大に動いたときには、第1の軸受から突出したアシスト軸の先端が凹部底面と当接して、アシスト軸のそれ以上の移動を防止するので、アシスト軸の先端はストッパとして機能する。
【0021】
第4の発明では、アシスト軸が凹部底面方向へ過大に動いたときには、第1の軸受が凹部底面の段差に当接して、軸受およびアシスト軸のそれ以上の移動を防止するので、凹部底面の段差はストッパとして機能する。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【0023】
図1は、ギヤボックス30のアシスト軸20支持部を示す断面図である。なお、ギヤボックス30はこのアシスト軸20の支持構造においてのみ、従来のギヤボックス7と異なっている。また、本発明の電動パワーステアリング装置の全体構成は従来と同様であり、例えば図3に示した構成のギヤボックス7をギヤボックス30で置き換えたものが採用される。
【0024】
図1に示すように、本発明のギヤボックス30は、アシスト軸20に圧入されたウォームホイール21側にのみ開口31を持ち、アシストピニオンギヤ13側は閉鎖された凹部32を形成している。アシスト軸20はアシストピニオンギヤ13側をこの凹部32にはめ込むようにしてギヤボックス30に収容される。凹部32の底面32aには、コイルスプリングまたは皿バネ等のバネ部材40が設けられ、アシスト軸20のアシストピニオンギヤ13側の端部を回転自在に支持する軸受19は、このバネ部材40とアシストピニオンギヤ13の端部13aとの間に保持される。この軸受19は請求の範囲との関係において第1の軸受に相当する。
【0025】
一方、アシスト軸20のウォームホイール21側からは、ギヤケース33がボルト34により取り付けられ、ギヤボックス30の開口31を閉鎖する。ギヤケース33には軸受18が固設されており、この軸受18がアシスト軸20を回転自在に支持するとともに、ギヤケース33の装着により軸受18はアシスト軸20の段部20aを凹部32方向に押さえ込み、軸受19を介してバネ部材40を押圧する。この軸受18は請求の範囲との関係において第2の軸受に相当する。これにより、アシスト軸20は軸受18、19を介してギヤケース33とギヤボックス30の凹部32との間に保持される。
【0026】
なお、この場合、バネ部材40のイニシャル荷重を、アシスト軸20にかかる最大スラスト力以上としておけば、バネ部材40の撓みを通常の軸力の範囲では抑えることができる。
【0027】
アシスト軸20は、軸受19から凹部32の底面32a側に突出するストッパ部41を備える。これにより、例えば、タイヤ1側からのキックバックや、ラック軸4が摺動限界に達した場合のラック軸4のストッパへの当接等により、アシスト軸20に過大なスラスト力が働いた場合でも、アシスト軸20の過大な動きは凹部32の底面32aと当接するストッパ部41により制限され、バネ部材40が軸受19と凹部32の底面32aとの間で押しつぶされたり、またウォームとウォームホイール21との噛合がずれて作動不良を起こしたりしないようになっている。
【0028】
ラック軸4は背面をプレッシャパッド22を介してスプリング23によりアシスト軸20側に付勢されており、アシストピニオンギヤ13とアシストラックギヤ14との間の噛合を保持している。なお、スプリング23は、ギヤボックス30のラック軸4側方の開口にはめ込まれたプラグ35に保持され、このプラグ35はそのフランジ36をギヤボックス30に形成された溝部37にかしめることにより固定されている。
【0029】
なお、ギヤケース33とギヤボックス30の間にはOリング38が、またプラグ24およびギヤボックス30の間にはOリング39が、それぞれ介装され、ギヤボックス30内がシールされている。
【0030】
つぎに作用を説明する。
【0031】
車両に搭載された電動パワーステアリング装置が作動するときには、モータ12からのアシスト力は、アシスト軸20外周のアシストピニオンギヤ13およびラック軸4のアシストラックギヤ14を介して操舵力に作用し、パワーアシストがなされる。
【0032】
この場合、バネ部材40には通常の操舵においてアシスト軸20に作用するスラスト力よりも大きなイニシャル荷重が与えられているので、通常の操舵においては、アシスト軸20は軸受18、19およびバネ部材40を介してギヤボックス30内で略所定の位置に保持される。これに対して、例えばタイヤ1が石ころ、段差等に乗り上げキックバックがあった場合や、ラック軸4が摺動限界に達してストッパへ当接してしまった場合等、アシスト軸20に過大なスラスト力が作用した場合でも、アシスト軸20先端のストッパ部41が凹部32の底面32aに当接することによりアシスト軸20および軸受19の底面32a側への過大な移動は防止されるので、軸受19と底面32aとの間でバネ部材40が押しつぶされて破損することはない。
【0033】
一方、電動パワーステアリング装置の製造工程においては、アシスト軸20のギヤボックス30への組み付けは、ギヤボックス30の開口31からアシスト軸20を凹部32内に収装すればよく、作業は一方向からのみで済むとともに、ギヤボックス30、ギヤケース33、アシスト軸20の加工上の公差はバネ部材40により吸収され、アシスト軸20は自動的に軸方向のぶれなく保持されるので、組み付け作業は極めて容易に行うことができる。
【0034】
また、軸受19はアシスト軸20と凹部32の底面32aとの間にバネ部材40を介して保持されるので、組み立て工程においてネジ等で軸受19を係止する必要はなく、部品点数および製造コストの削減が図れる。
【0035】
さらに、ギヤボックス30の凹部32側には開口が設けられないので、ギヤボックス30の加工は容易となり製造工数が削減できる。
【0036】
図2には、本発明の他の実施の形態を示す。
【0037】
この実施の形態においては、アシスト軸20に軸受19から凹部32の底面32a側に突出したストッパ部41を設けない代わりに、凹部32の底面32a外周に設けた段差をストッパ部42としている。これにより、アシスト軸20に作用するスラスト力が過大となり、アシスト軸20および軸受19が凹部32の底面32a側に過大に動こうとしても、このストッパ部42に軸受19が当接してアシスト軸20の過大な動きが防止され、バネ部材40が軸受19と凹部32の底面32aとの間で押しつぶされて破損したり、ウォームとウォームホイール21との噛合がずれて作動不良を起こしたりしないようになっている。なお、この図2に示した実施の形態は、ストッパ部42以外の構成は、図1に示した実施の形態と全く同様である。
【0038】
【発明の効果】
第1の発明によれば、電動パワーステアリング装置の製造時のアシスト軸のギヤボックスへの組み付けは、ギヤボックスの開口からアシスト軸を凹部内に収装すればよく、作業は一方向からのみで済むとともに、ギヤボックス、ギヤケース、アシスト軸の加工上の公差は付勢手段により吸収され、アシスト軸は自動的に軸方向のぶれなく保持されるので、組み付け作業は極めて容易に行うことができる。また、第1の軸受はアシスト軸と凹部の底面との間に付勢手段を介して保持されるので、組み立て工程においてネジ等で軸受を係止する必要はなく、部品点数および製造コストの削減が図れる。さらに、ギヤボックスの凹部側には開口が設けられないので、ギヤボックスの加工は容易となり製造工数が削減できる。また、第1の発明によれば、ストッパによりアシスト軸の凹部底面方向への過大な動きが防止されるので、***舵部側からキックバックがあった場合等、アシスト軸に過大なスラスト力が作用した場合でも、第1の軸受と凹部底面との間で付勢手段が押しつぶされて破損したり、ウォームとウォームホイールとの噛合がずれて作動不良を起こすようなことはない。
【0039】
第2の発明によれば、車両に搭載された電動パワーステアリング装置が作動するときには、モータからのアシスト力は、アシスト軸外周のピニオンおよびラックを介して操舵力に作用し、パワーアシストがなされるが、バネ部材には通常の操舵においてアシスト軸に作用するスラスト荷重よりも大きな初期の付勢力が与えられているので、通常の操舵においては、スラスト力によるアシスト軸の動きはなく、アシスト軸は所定の位置に保持される。
【0041】
第3の発明によれば、アシスト軸が凹部底面方向へ過大に動いたときには、第1の軸受から突出したアシスト軸の先端が凹部底面と当接して、アシスト軸のそれ以上の移動を防止するので、アシスト軸の先端はストッパとして機能する。
【0042】
第4の発明によれば、アシスト軸が凹部底面方向へ過大に動いたときには、第1の軸受が凹部底面の段差に当接して、軸受およびアシスト軸のそれ以上の移動を防止するので、凹部底面の段差はストッパとして機能する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図2】同じく他の実施の形態を示す断面図である。
【図3】電動パワーステアリング装置の全体構成を示す構成図である。
【図4】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
13 アシストピニオンギヤ
13a 端部
14 アシストラックギヤ
18 軸受
19 軸受
20 アシスト軸
20a 段部
30 ギヤボックス
31 開口
32 凹部
32a 底面
33 ギヤケース
40 バネ部材
41 ストッパ部
42 ストッパ部
Claims (4)
- モータの出力により回転トルクが付与され、軸方向に変位可能なアシスト軸と、
このアシスト軸外周に設けられたピニオンと、
このピニオンと噛合するラックと、
前記アシスト軸およびラックを収容するギヤボックスと
を備え、前記ラックに連係する***舵部にモータ出力をアシスト力として付与する電動パワーステアリング装置において、
前記ギヤボックスに前記アシスト軸が収容される開口と底面とを備えた凹部を形成し、
前記アシスト軸の一端を支持する第1の軸受をこの凹部に設けた付勢手段とピニオンギヤの端部とで保持するとともに、
前記アシスト軸の他端を支持する第2の軸受を取り付けたギヤケースで前記凹部の開口に装着し、
前記第2の軸受が前記アシスト軸に形成した段部において前記アシスト軸を前記凹部方向に押さえ付け、
前記アシスト軸の前記凹部方向への過大変位を防止するストッパを備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記付勢手段の付勢力を、通常の操舵においてアシスト軸にかかるスラスト荷重の最大値よりも大きく設定したことを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記アシスト軸の先端を第1の軸受から凹部方向に突出させ、このアシスト軸の先端を前記ストッパとしたことを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記凹部底面に段差を設け、この段差を前記ストッパとしたことを特徴とする請求項1に記載のパワーステアリング装置。
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