JP4600708B2 - 動力舵取り装置および継手ユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の動力舵取り装置と、これに用いられるトルク伝達する継手ユニットとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
動力舵取り装置には、例えば、ステアリングホイールから負荷されたトルクを、ステアリングシャフトを介して車輪に伝達するとともに、ステアリングシャフトに負荷されたトルクをセンサにより検出し、検出されたトルクに応じて電動モータを駆動して得た操舵補助力を車輪へ伝える電動タイプのものがある。電動モータの回転軸は、セレーション構造によりウォーム軸と一体回転可能に剛性連結され、このウォーム軸およびウォームホイールを介してステアリングシャフトにトルク伝達可能に連結されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、路面から車輪にかかる衝撃力がステアリングシャフトに伝達される現象、いわゆるキックバックが生じると、ステアリングシャフトにかかるトルクが急変する。このときのトルクの変動は、通常操舵時と同様にセンサにより検知され、その結果、電動モータのトルクひいては操舵補助力が急激に変化する。
その一方で、このような操舵補助力の急変は、ドライバが意図したものではないので、ドライバは不快感を感じることがある。
【０００４】
また、電動モータからのトルクが急激に立ち上がると、例えば、ウォーム軸とウォームホイールとの歯面同士が衝撃的にぶつかり、その結果、騒音が生じることもある。
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、操舵補助用の電動モータからのトルクの急激な変化を緩和してトルク伝達できる動力舵取り装置およびこれに利用される継手ユニットを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１に記載の発明は、ステアリングシャフトに負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータの回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して舵取り機構に伝える動力舵取り装置において、上記ウォーム軸の一端と、電動モータの回転軸との間に介在してトルクを伝達する弾性部材を含む継手ユニットと、上記弾性部材が軸方向に圧縮される状態にウォーム軸の他端を位置決めすることにより、ウォーム軸とウォームホイールの噛み合い部分のバックラッシを調整する調整部材とを備え、上記継手ユニットは、上記回転軸およびウォーム軸にそれぞれ一体回転可能に連結される第１および第２の部材と、第１および第２の部材の間に介在してトルクを伝達し、両者に相対回転不能に連結される上記弾性部材とを含み、上記第１および第２の部材は、周方向に対向する対向面を含み、第１および第２の部材の対向面間に、上記弾性部材が介在し、第１および第２の部材の少なくとも一方の対向面は、第１および第２の部材が軸方向に互いに近づくにしたがって弾性部材を周方向に圧縮するように軸方向に対して傾斜したカム面を含むことを特徴とする動力舵取り装置を提供する。
【０００６】
この発明によれば、弾性部材は、その衝撃吸収作用により電動モータのトルクの急激な変動を緩和しつつ、トルクを伝達できる。その結果、操舵補助力の急変を緩和できる。例えば、キックバック時のドライバの意図しない操舵補助力の急変を抑制できるので、この操舵補助力の急変に起因した不快感を低減できる。また、トルクの急変に伴って生じる騒音等を低減することができる。
【０００７】
また、ウォーム軸とウォームホイールとの間のバックラッシの調整のための調整部材によって、ウォーム軸と電動モータの回転軸との間で弾性部材を圧縮でき、ウォーム軸と電動モータの回転軸との間のがたつきを除去することができる。バックラッシ調節用の調整部材を、弾性部材の圧縮用にも兼用するので、構造を簡素化できる。
しかも、継手ユニットを介することにより、回転軸とウォーム軸との間をトルク伝達可能に且つがたつきなく連結できる。
また、継手ユニットを設けることにより、弾性部材と直接にトルク伝達する機能を回転軸およびウォーム軸の端部に持たせずに済むので、回転軸およびウォーム軸に、従来のものと同サイズの標準的なものを用いることができ、その結果、電動モータおよびウォーム軸を安価にできる。
カム面を設けるという簡単な構成で、第１および第２の部材と弾性部材との間を、トルク伝達可能に且つ軸方向および周方向にがたつきなく連結することができる。
また、組立時に、第１の部材を回転軸に取り付け、第２の部材をウォーム軸に取り付け、回転軸およびウォーム軸を互いに接近させるだけで、軸方向および周方向にがたつきのない状態で継手ユニットを組み立てることができ、しかも回転軸とウォーム軸とをトルク伝達可能に連結することができる。
請求項２に記載の発明は、ステアリングシャフトに負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータの回転軸の回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して舵取り機構に伝える動力舵取り装置に用いられる継手ユニットであって、上記回転軸およびウォーム軸にそれぞれ一体回転可能に連結される第１および第２の部材と、第１および第２の部材の間に介在してトルクを伝達し、両者に相対回転不能に連結される弾性部材とを含み、上記第１および第２の部材は、周方向に対向する対向面を含み、第１および第２の部材の対向面間に、上記弾性部材が介在し、第１および第２の部材の少なくとも一方の対向面は、第１および第２の部材が軸方向に互いに近づくにしたがって弾性部材を周方向に圧縮するように軸方向に対して傾斜したカム面を含むことを特徴とする継手ユニットを提供する。
この発明によれば、弾性部材は、その衝撃吸収作用により電動モータのトルクの急激な変動を緩和しつつ、トルクを伝達できる。その結果、操舵補助力の急変を緩和できる。例えば、キックバック時のドライバの意図しない操舵補助力の急変を抑制できるので、この操舵補助力の急変に起因した不快感を低減できる。また、トルクの急変に伴って生じる騒音等を低減することができる。
しかも、継手ユニットを介することにより、回転軸とウォーム軸との間をトルク伝達可能に且つがたつきなく連結できる。
【０００８】
また、継手ユニットを設けることにより、弾性部材と直接にトルク伝達する機能を回転軸およびウォーム軸の端部に持たせずに済むので、回転軸およびウォーム軸に、従来のものと同サイズの標準的なものを用いることができ、その結果、電動モータおよびウォーム軸を安価にできる。
【０００９】
カム面を設けるという簡単な構成で、第１および第２の部材と弾性部材との間を、トルク伝達可能に且つ軸方向および周方向にがたつきなく連結することができる。
また、組立時に、第１の部材を回転軸に取り付け、第２の部材をウォーム軸に取り付け、回転軸およびウォーム軸を互いに接近させるだけで、軸方向および周方向にがたつきのない状態で継手ユニットを組み立てることができ、しかも回転軸とウォーム軸とをトルク伝達可能に連結することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の動力舵取り装置を説明する。
図１は、本発明の一実施形態の動力舵取り装置の概略構成図である。図２は、図１の動力舵取り装置の要部を示す一部正面断面図である。
本動力舵取り装置１は、操作部材としてのステアリングホイール４を操作した力を伝達することにより車輪５を操向する舵取り機構２と、この舵取り機構２に動力伝達可能に連結されて操舵補助力を付与するための動力駆動機構３とを有している。
【００１１】
舵取り機構２は、例えば、ラックアンドピニオン式のものである。舵取り機構２は、ステアリングホイール４が一端に設けられて車体にステアリングコラムを介して回転自在に支持されるステアリングシャフト６と、このステアリングシャフト６の他端に設けられたピニオン７と、このピニオン７と噛み合うラック９を有してステアリングホイール４の動きにより車輪５を操向するために往復移動するラック軸８とを有している。ラック軸８は、車両の進行方向に対して左右となる車両の幅方向に延びており、ラック軸８の端部には、タイロッド１０等を介して車輪５が連結されている。
【００１２】
動力駆動機構３は、操舵補助力の駆動源としての電動モータ１１と、この電動モータ１１からのトルクをステアリングシャフト６に伝達するウォーム軸１３およびウォームホイール１４からなるウォームギヤ１２と、ウォーム軸１３および電動モータ１１の回転軸２１との間に介在してトルク伝達する継手ユニット１５と、ステアリングシャフト６に関連して設けられてステアリングシャフト６に負荷されるトルクを検出するセンサ１６と、このセンサ１６からの出力信号に応じて電動モータ１１を制御しつつ駆動するマイクロコンピュータ等を含む制御部１７とを有している。
【００１３】
センサ１６は、例えば、ステアリングシャフト６に設けられたトーションバー（図示せず）に生じる、トルクに応じたねじれ変形を、一対の磁気回路形成部材間の磁気特性の変化として検出する磁気式のトルクセンサである。なお、センサ１６としては、上述の構成のものの他、ステアリングシャフト６に負荷されるトルクを検出する公知の他の構成のセンサを利用できる。
動力駆動機構３では、ステアリングシャフト６に負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータ１１の回転を、ウォーム軸１３およびウォームホイール１４を介して舵取り機構２のステアリングシャフト６に伝える。
【００１４】
なお、以下の説明では、ウォーム軸１３の回転中心軸線の延びる方向を「軸方向」という（矢印Ｓ参照）。また、ウォーム軸１３の径方向を「径方向」という。また、ウォーム軸１３の回転中心軸線の回りに回転する方向を「周方向」という。また、各図には、必要に応じて方向を示す矢印を図示している。
また、動力駆動機構３は、ウォーム軸１３を回転可能に支持する軸受１８，１９と、軸受１８，１９、ウォームギヤ１２等を収容するケース２０とを有している。
【００１５】
ケース２０は、ステアリングコラム（図示せず）に固定されている。固定されたケース２０内で、ウォームホイール１４は、ステアリングシャフト６と一体回転可能に取り付けられている。この状態で、ウォームホイール１４とウォーム軸１３とが適正に噛み合うようにして、ケース２０はウォーム軸１３を軸受１８，１９を介して回転自在に支持している。また、電動モータ１１の回転軸２１とウォーム軸１３との回転中心軸線同士が同心状態となるように、電動モータ１１はケース２０に固定されている。
【００１６】
ウォーム軸１３は、ウォームホイール１４の外周面に形成されたギヤ歯と噛み合うねじ山を有している。ウォーム軸１３は、軸方向の略中間部に設けられて外周に上述のねじ山を形成されたウォーム部２２と、ウォーム軸１３の一端に設けられて継手ユニット１５と連結する円柱形状の連結部２３と、この連結部２３とウォーム部２２との間にあり軸受１８により支持される第１円柱部２４と、ウォーム軸１３の他端に設けられ軸受１９により支持される第２円柱部２５とを有している。第１円柱部２４とウォーム部２２との境界には、段差２６が形成されている。第２円柱部２５とウォーム部２２との境界には、段差２７が形成されている。段差２６，２７が軸受１８，１９と当接した状態で、ウォーム軸１３は軸受１８，１９を介して軸方向に位置決めされている。
【００１７】
本発明の動力舵取り装置１では、ウォーム軸１３の一端としての連結部２３と、電動モータ１１の回転軸２１との間に介在してトルクを伝達する弾性部材３３が設けられている。この弾性部材３３は、上述の継手ユニット１５に設けられている。すなわち、継手ユニット１５は、回転軸２１およびウォーム軸１３にそれぞれ一体回転可能に連結される第１および第２の部材３１，３２と、第１および第２の部材３１，３２の間に介在し、両者に相対回転不能に連結される上述の弾性部材３３とを含んでいる。
【００１８】
図３は、継手ユニットの軸方向から見た断面図である。図４は、継手ユニットの分解斜視図である。
第１および第２の部材３１，３２の各部材は、硬質部材、例えば、金属からなる。各部材は、略円筒形状に形成され、軸方向の一方の端部同士を対向させて配置され、端部同士の間に弾性部材３３が配置されている。第１および第２の部材３１，３２は、略同形に形成されている。
【００１９】
第１および第２の部材３１，３２は、回転軸２１およびウォーム軸１３の対応する軸とトルク伝達可能に嵌合される嵌合孔３４，３７と、弾性部材３３を介して相手側部材（例えば、第１の部材３１に対しては、第２の部材３２が相手側部材である。）とトルク伝達可能に係合する係合突起３５，３８とを有している。係合突起３５，３８は、相手側部材と対向する向きで軸方向に突出して形成され、周方向に等配で複数箇所、例えば、３箇所に設けられている。
【００２０】
弾性部材３３は、合成ゴム、天然ゴム等のゴム材料からなる。弾性部材３３は、略星形形状に形成されている。弾性部材３３は、放射状に径方向に沿って所定長さで延びて第１および第２の部材３１，３２の係合突起３５，３８とトルク伝達可能に係合する複数、例えば、６つの係合突起４０と、これら複数の係合突起４０の内周部を連結する筒部４１とを有している。係合突起４０は、筒部４１の外周に、周方向にほぼ等配に配置されている。
【００２１】
第１の部材３１と弾性部材３３と第２の部材３２とは、この順で軸方向に並んで配置される。第１および第２の部材３１，３２の係合突起３５，３８は、互いにかみ合わされ、周方向について係合突起３５，３８同士の間に弾性部材３３の係合突起４０が介在するようにされている。また、弾性部材３３は、第１および第２の部材３１，３２の少なくとも一方に嵌合状態で保持されるようにされている。
【００２２】
また、第１および第２の部材３１，３２は、第１および第２の部材３１，３２が互いに軸方向に近づくにしたがって弾性部材３３を周方向に圧縮するカム面３６，３９（一部のみ図示）を含んでいる。なお、図４に符号４０Ｂを付した係合突起４０について、周方向を矢印Ｔで図示している。
対向面としてのカム面３６，３９は、各係合突起３５，３８に一対が形成されている。各カム面３６，３９は、傾斜面に形成されている。この傾斜面の法線方向は、径方向に直交し、且つ周方向に傾斜し、且つ軸方向に傾斜している。カム面３６，３９は、弾性部材３３の対応する対向面４２（一部のみ図示）と当接する。
【００２３】
対向面４２は、カム面３６，３９と平行に弾性部材３３の各係合突起４０の両面に形成されている。
また、第１および第２の部材３１，３２の一方の部材のカム面、例えば、カム面３６は、一対が互いに対向するように配置され、その一対のカム面３６の間に周方向に沿って、他方の部材の係合突起３８および弾性部材３３の２つの係合突起４０が挟まれている。
【００２４】
継手ユニット１５では、組立時に、第１および第２の部材３１，３２が軸方向に近づけられる。これに伴い、カム面３６，３９と対向面４２とが当接し、弾性部材３３は圧縮される。弾性部材３３は、軸方向および周方向に圧縮されて、カム面３６，３９と対向面４２とはがたつきなくトルク伝達可能に係合する。
また、図２に示すように、ウォーム軸１３とウォームホイール１４との噛み合い部分２８のバックラッシは調整可能とされている。
【００２５】
すなわち、ケース２０には、軸受１８を軸方向に位置決めして保持する第１保持部４５と、軸受１９を軸方向に位置調整可能に保持する第２保持部４６と、軸方向に変位可能に設けられて軸受１９の外輪を軸方向に位置決めする調整部材４８と、調整部材４８を軸方向に変位可能に支持するための調整部材４８の雄ねじ５０とケース２０の雌ねじ５１からなるねじ機構４９と、雄ねじ５０にねじ込まれることにより調整部材４８の緩みを防止するナット５２とが設けられている。上述の第１保持部４５と、第２保持部４６と、ねじ機構４９の雌ねじ５１は、ケース２０に一体に形成されている。調整部材４８とナット５２とは、ケース２０と別体で形成されている。
【００２６】
調整部材４８は、硬質部材からなる。調整部材４８は、軸受１９を介してウォーム軸１３の他端を位置決めすることにより、ウォーム軸１３とウォームホイール１４との噛み合い部分２９のバックラッシを調整することができ、このバックラッシを調整した状態で、弾性部材３３を軸方向に圧縮した状態にできる。
バックラッシ調整は、例えば、以下のようになされる。すなわち、調整部材４８をねじ込むことにより、軸受１８の外輪を第１保持部４５の段差４７に当接させ、軸受１８，１９を介してウォーム軸１３をケース２０に対して軸方向に位置決めする。このとき、軸受１８，１９の内部隙間は除去され、ウォーム軸１３は一対の軸受１８，１９に軸方向に挟持され、軸方向の所定の位置で、径方向および軸方向にともにがたつきなく支持される。この状態で、噛み合い部２８でのバックラッシが適切な値に調整される。
【００２７】
本動力舵取り装置１では、通常操舵時に、ドライバが、路面から車輪５を介して伝わる操舵抵抗に抗しつつ、ステアリングホイール４を回転させると、このときのステアリングシャフト６にかかるトルクは、比較的にゆっくりと変化する。このトルクに応答した電動モータ１１のトルクが操舵補助力として得られる。このとき電動モータ１１のトルクはゆっくりと変化するので、弾性部材３３による緩和の影響は操舵補助力にほとんど現れず、ドライバの意図を反映した快適な操舵補助力を得られる。
【００２８】
一方、キックバックが生じると、ステアリングシャフト６に負荷されるトルクは、通常操舵時に比べて急激に変化する。このトルクに応じて駆動される電動モータ１１の回転軸２１の回転は、急激に変化する。その一方で、弾性部材３３は、その衝撃吸収作用により上述の回転やトルクの急変を緩和しつつ、回転やトルクをウォーム軸１３に伝達でき、その結果、操舵補助力の急変を緩和できる。
このように本発明の実施形態によれば、電動モータ１１からのトルクを伝達する弾性部材３３の衝撃吸収作用により、電動モータ１１からのトルクの急変を緩和でき、また、操舵補助力の急変を緩和できる。例えば、キックバック時のドライバの意図しない操舵補助力の急変を抑制できるので、このような操舵補助力の急変に起因した不快感を低減できる。また、トルクの急変に伴って生じる騒音等を低減することができる。
【００２９】
また、ウォーム軸１３とウォームホイール１４との間のバックラッシの調整のための調整部材４８によって、軸受１９とウォーム軸１３とを介して、ウォーム軸１３と電動モータ１１の回転軸２１との間で弾性部材３３を圧縮できる。これにより、ウォーム軸１３と電動モータ１１の回転軸２１との間のがたつきを除去することができる。というのは、弾性部材３３は、少なくとも一の方向、例えば、軸方向に圧縮されると、肉の一部が他の方向である周方向や径方向へはみ出そうとして、がたつきの原因となるその周囲の隙間を埋めるからである。
【００３０】
上述のがたつきを除去できる結果、トルクの変動に伴って生じる騒音をより一層抑制することができる。また、がたつきを除去することにより、操舵補助力の変化を弾性部材３３により緩和する効果を効果的に得ることができる。
バックラッシ調節用の調整部材４８を、弾性部材３３の圧縮用にも兼用するので、圧縮用に変位する部材を調整部材４８の他に設けずに済み、構造を簡素化できる。
【００３１】
また、弾性部材３３を含む継手ユニット１５を介することにより、トルクの急変を弾性部材３３により緩和する効果に加えて、回転軸２１とウォーム軸１３との間をトルク伝達可能に且つがたつきなく連結できる。その結果、トルクの変動に伴って生じる騒音をより一層抑制することができる。
また、継手ユニット１５を設けることにより、弾性部材３３と直接にトルク伝達する機能を回転軸２１およびウォーム軸１３の端部に持たせずに済むので、回転軸２１およびウォーム軸１３に、従来のものと同サイズの標準的なものを用いることができ、その結果、電動モータ１１およびウォーム軸１３を安価にすることができる。
【００３２】
すなわち、通常、弾性部材３３がトルク伝達時のねじり方向の荷重に耐え得るために、弾性部材３３と直接にトルク伝達する相手部材（例えば、第１および第２の部材３１，３２）は大径化する傾向にある。ここで、継手ユニット１５を設けずに、回転軸２１およびウォーム軸１３が弾性部材３３と直接にトルク伝達する場合を考えると、上述のような大径の相手部材を、電動モータ１１の回転軸２１やウォーム軸１３に一体に形成することになる。ところが、大径サイズの端部の回転軸を有する電動モータは、特注品となるので、通常サイズの回転軸を有する汎用の電動モータに比べて非常に高価になってしまう。また、大径の端部を有するウォーム軸の材料コストや加工コストは、標準サイズの端部を有するウォーム軸に比べて高価になる。また、高精度を要する回転軸やウォーム軸の端部に、大径の上述の相手部材を溶接等により接合することは、実用的でない。これに対して、本発明の継手ユニット１５を設ける場合には、上述の相手部材を電動モータ１１の回転軸２１やウォーム軸１３と別体で形成できるので、回転軸２１やウォーム軸１３の端部を通常のサイズにできる結果、例えば、汎用の電動モータ等の標準品を利用でき、電動モータ１１およびウォーム軸１３を安価にできる。また、第１および第２の部材３１，３２は比較的に低精度部品であるので、これらの部品によるコストの増加分は、高精度部品である回転軸２１やウォーム軸１３の端部を大径にすることに伴うコストの増加分よりも格段に少なくて済む。その結果、継手ユニット１５により、動力舵取り装置１を安価にできる。
【００３３】
また、第１および第２の部材３１，３２が軸方向に互いに近づくにしたがって弾性部材３３を周方向に圧縮するカム面３６，３９を設けるという簡単な構成で、第１および第２の部材３１，３２と弾性部材３３との間を、トルク伝達可能に且つ軸方向および周方向にがたつきなく連結することができる。また、カム面３６，３９を軸方向および周方向に傾斜したテーパ状に形成することが好ましい。これにより、軸方向および周方向にがたつきなく連結する際に、第１および第２の部材３１，３２を軸方向に位置決めし易い。また、カム面３６，３９を互いに噛み合う係合突起に設けることにより、第１および第２部材間が回転方向に位置ずれを生じ難い。
【００３４】
また、カム面３６，３９を含む継手ユニット１５であれば、継手ユニット１５の組立およびウォーム軸１３および回転軸２１の連結を容易にできる。すなわち、組立時に、第１の部材３１を回転軸２１に取り付け、第２の部材３２をウォーム軸１３に取り付けて、回転軸２１とウォーム軸１３とを互いに接近させるだけで、カム面３６，３９と対向面４２とが当接し、弾性部材３３の係合突起４０が軸方向および周方向に圧縮され、軸方向および周方向にがたつきのない状態で継手ユニット１５を組み立てることができ、しかも回転軸２１とウォーム軸１３とをトルク伝達可能に連結することができる。
【００３５】
なお、第１および第２の部材３１，３２の少なくとも一方にカム面３６，３９を設けてあれば、設けられたカム面について上述の作用効果を得ることができるが、第１および第２の部材３１，３２の両部材にはともにカム面３６，３９を設けるのが好ましく、がたつきを確実に防止できる。
また、第１および第２の部材３１，３２を軸方向に近づけることは、通常、容易である。例えば、調整部材４８を軸方向に位置調整してもよいし、電動モータ１１をケース２０に取り付けてもよい。
【００３６】
また、継手ユニット１５では、回転軸２１およびウォーム軸１３の各軸と弾性部材３３との間に第１および第２の部材３１，３２を介在させているので、各軸と第１および第２の部材３１，３２との間の連結の態様の自由度を高めることができ、各軸の構造、例えば、軸端形状を円柱形状に簡素化できる。
また、周方向に圧縮状態とされた弾性部材３３は、両回転方向のトルクの急変を受けたときにも、第１および第２の部材３１，３２との間にがたつきを生じ難くでき、トルクの急増および急減をともに緩和することができる。
【００３７】
また、弾性部材３３は、回転軸２１とウォーム軸１３との間に設けられたので、トルク伝達時に弾性部材３３にかかるねじり方向の荷重は、ウォームギヤ１２による減速前の小さな荷重で済むので、小さな弾性部材３３でトルク変動を効果的に緩和できる。
また、本発明を適用する動力舵取り装置１としては、制御部１７で操舵角度範囲の限界で電動モータ１１を過負荷から保護するために電動モータ１１の駆動電流を制限する、いわゆる端当て制御を行うものが好ましい。というのは、弾性部材３３が設けられずに端当て制御をする従来の動力舵取り装置では、操舵角度範囲の限界でなく自在に操舵可能な場合であっても、キックバックに応答して電動モータが急に駆動されると、これに伴い負荷トルクが急変し、この負荷トルクの急変に対応する駆動電流のピークも大きくなる傾向にあり、この状態が繰り返されて、端当て制御が行われることがある。しかしながら、端当て制御が行われると、電動モータの駆動電流は制限されるので、仮に大きな操舵補助力が必要となったときに、十分な操舵補助力が得られないことが想定される。これに対して、本発明の動力舵取り装置１では、キックバックに応答して電動モータ１１が駆動されたとしても、弾性部材３３を介してつながる負荷トルクはゆっくりと変化し、このような負荷トルクの変化に対応する駆動電流であれば、そのピークを小さく抑制できる。従って、キックバックが繰り返されるとしても、端当て制御が行われることを防止でき、必要なときに十分な操舵補助力が得られる動力舵取り装置１を実現できる。
【００３８】
また、電動モータ１１が過負荷状態になり難いので、電動モータ１１にとって好ましい。
なお、上述の弾性部材３３は、第１および第２の部材３１，３２と別体で分離可能に形成されていてもよいし、一体的に取り付けられていてもよく、例えば、カム面３６，３９にコーティングされていてもよい。また、弾性部材３３は、モータ１１の回転軸２１およびウォーム軸１３の少なくとも一方と直接に係合してよいし、上述のように第１および第２の部材３１，３２を介在させてもよい。
【００３９】
また、ケース２０の段差４７と軸受１８の外輪との間に、例えば、数１０μｍ程度の隙間を設け、弾性部材３３の付勢力を用いて、ウォーム軸１３を軸方向に弾性付勢してもよい。この場合、トルク変動を緩和するための弾性部材３３をバックラッシ調整に寄与させることができる。
その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の動力舵取り装置の概略構成図である。
【図２】図１の動力舵取り装置の要部を示す一部断面正面図である。
【図３】図２に示す継手ユニットのＡ方向矢視図であり、断面を示すハッチングを省略して図示している。
【図４】図３に示す継手ユニットの分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 動力舵取り装置
２ 舵取り機構
６ ステアリングシャフト
１１ 電動モータ
１３ ウォーム軸
１４ ウォームホイール
１５ 継手ユニット
２１ 電動モータの回転軸
２３ 連結部（ウォーム軸の一端）
２５ 第２円柱部（ウォーム軸の他端）
２９ 噛み合い部分
３１ 第１の部材
３２ 第２の部材
３３ 弾性部材
３６，３９ カム面
４８ 調整部材
Ｓ 軸方向
Ｔ 周方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の動力舵取り装置と、これに用いられるトルク伝達する継手ユニットとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
動力舵取り装置には、例えば、ステアリングホイールから負荷されたトルクを、ステアリングシャフトを介して車輪に伝達するとともに、ステアリングシャフトに負荷されたトルクをセンサにより検出し、検出されたトルクに応じて電動モータを駆動して得た操舵補助力を車輪へ伝える電動タイプのものがある。電動モータの回転軸は、セレーション構造によりウォーム軸と一体回転可能に剛性連結され、このウォーム軸およびウォームホイールを介してステアリングシャフトにトルク伝達可能に連結されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、路面から車輪にかかる衝撃力がステアリングシャフトに伝達される現象、いわゆるキックバックが生じると、ステアリングシャフトにかかるトルクが急変する。このときのトルクの変動は、通常操舵時と同様にセンサにより検知され、その結果、電動モータのトルクひいては操舵補助力が急激に変化する。
その一方で、このような操舵補助力の急変は、ドライバが意図したものではないので、ドライバは不快感を感じることがある。
【０００４】
また、電動モータからのトルクが急激に立ち上がると、例えば、ウォーム軸とウォームホイールとの歯面同士が衝撃的にぶつかり、その結果、騒音が生じることもある。
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、操舵補助用の電動モータからのトルクの急激な変化を緩和してトルク伝達できる動力舵取り装置およびこれに利用される継手ユニットを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１に記載の発明は、ステアリングシャフトに負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータの回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して舵取り機構に伝える動力舵取り装置において、上記ウォーム軸の一端と、電動モータの回転軸との間に介在してトルクを伝達する弾性部材を含む継手ユニットと、上記弾性部材が軸方向に圧縮される状態にウォーム軸の他端を位置決めすることにより、ウォーム軸とウォームホイールの噛み合い部分のバックラッシを調整する調整部材とを備え、上記継手ユニットは、上記回転軸およびウォーム軸にそれぞれ一体回転可能に連結される第１および第２の部材と、第１および第２の部材の間に介在してトルクを伝達し、両者に相対回転不能に連結される上記弾性部材とを含み、上記第１および第２の部材は、周方向に対向する対向面を含み、第１および第２の部材の対向面間に、上記弾性部材が介在し、第１および第２の部材の少なくとも一方の対向面は、第１および第２の部材が軸方向に互いに近づくにしたがって弾性部材を周方向に圧縮するように軸方向に対して傾斜したカム面を含むことを特徴とする動力舵取り装置を提供する。
【０００６】
この発明によれば、弾性部材は、その衝撃吸収作用により電動モータのトルクの急激な変動を緩和しつつ、トルクを伝達できる。その結果、操舵補助力の急変を緩和できる。例えば、キックバック時のドライバの意図しない操舵補助力の急変を抑制できるので、この操舵補助力の急変に起因した不快感を低減できる。また、トルクの急変に伴って生じる騒音等を低減することができる。
【０００７】
また、ウォーム軸とウォームホイールとの間のバックラッシの調整のための調整部材によって、ウォーム軸と電動モータの回転軸との間で弾性部材を圧縮でき、ウォーム軸と電動モータの回転軸との間のがたつきを除去することができる。バックラッシ調節用の調整部材を、弾性部材の圧縮用にも兼用するので、構造を簡素化できる。
しかも、継手ユニットを介することにより、回転軸とウォーム軸との間をトルク伝達可能に且つがたつきなく連結できる。
また、継手ユニットを設けることにより、弾性部材と直接にトルク伝達する機能を回転軸およびウォーム軸の端部に持たせずに済むので、回転軸およびウォーム軸に、従来のものと同サイズの標準的なものを用いることができ、その結果、電動モータおよびウォーム軸を安価にできる。
カム面を設けるという簡単な構成で、第１および第２の部材と弾性部材との間を、トルク伝達可能に且つ軸方向および周方向にがたつきなく連結することができる。
また、組立時に、第１の部材を回転軸に取り付け、第２の部材をウォーム軸に取り付け、回転軸およびウォーム軸を互いに接近させるだけで、軸方向および周方向にがたつきのない状態で継手ユニットを組み立てることができ、しかも回転軸とウォーム軸とをトルク伝達可能に連結することができる。
請求項２に記載の発明は、ステアリングシャフトに負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータの回転軸の回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して舵取り機構に伝える動力舵取り装置に用いられる継手ユニットであって、上記回転軸およびウォーム軸にそれぞれ一体回転可能に連結される第１および第２の部材と、第１および第２の部材の間に介在してトルクを伝達し、両者に相対回転不能に連結される弾性部材とを含み、上記第１および第２の部材は、周方向に対向する対向面を含み、第１および第２の部材の対向面間に、上記弾性部材が介在し、第１および第２の部材の少なくとも一方の対向面は、第１および第２の部材が軸方向に互いに近づくにしたがって弾性部材を周方向に圧縮するように軸方向に対して傾斜したカム面を含むことを特徴とする継手ユニットを提供する。
この発明によれば、弾性部材は、その衝撃吸収作用により電動モータのトルクの急激な変動を緩和しつつ、トルクを伝達できる。その結果、操舵補助力の急変を緩和できる。例えば、キックバック時のドライバの意図しない操舵補助力の急変を抑制できるので、この操舵補助力の急変に起因した不快感を低減できる。また、トルクの急変に伴って生じる騒音等を低減することができる。
しかも、継手ユニットを介することにより、回転軸とウォーム軸との間をトルク伝達可能に且つがたつきなく連結できる。
【０００８】
また、継手ユニットを設けることにより、弾性部材と直接にトルク伝達する機能を回転軸およびウォーム軸の端部に持たせずに済むので、回転軸およびウォーム軸に、従来のものと同サイズの標準的なものを用いることができ、その結果、電動モータおよびウォーム軸を安価にできる。
【０００９】
カム面を設けるという簡単な構成で、第１および第２の部材と弾性部材との間を、トルク伝達可能に且つ軸方向および周方向にがたつきなく連結することができる。
また、組立時に、第１の部材を回転軸に取り付け、第２の部材をウォーム軸に取り付け、回転軸およびウォーム軸を互いに接近させるだけで、軸方向および周方向にがたつきのない状態で継手ユニットを組み立てることができ、しかも回転軸とウォーム軸とをトルク伝達可能に連結することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の動力舵取り装置を説明する。
図１は、本発明の一実施形態の動力舵取り装置の概略構成図である。図２は、図１の動力舵取り装置の要部を示す一部正面断面図である。
本動力舵取り装置１は、操作部材としてのステアリングホイール４を操作した力を伝達することにより車輪５を操向する舵取り機構２と、この舵取り機構２に動力伝達可能に連結されて操舵補助力を付与するための動力駆動機構３とを有している。
【００１１】
舵取り機構２は、例えば、ラックアンドピニオン式のものである。舵取り機構２は、ステアリングホイール４が一端に設けられて車体にステアリングコラムを介して回転自在に支持されるステアリングシャフト６と、このステアリングシャフト６の他端に設けられたピニオン７と、このピニオン７と噛み合うラック９を有してステアリングホイール４の動きにより車輪５を操向するために往復移動するラック軸８とを有している。ラック軸８は、車両の進行方向に対して左右となる車両の幅方向に延びており、ラック軸８の端部には、タイロッド１０等を介して車輪５が連結されている。
【００１２】
動力駆動機構３は、操舵補助力の駆動源としての電動モータ１１と、この電動モータ１１からのトルクをステアリングシャフト６に伝達するウォーム軸１３およびウォームホイール１４からなるウォームギヤ１２と、ウォーム軸１３および電動モータ１１の回転軸２１との間に介在してトルク伝達する継手ユニット１５と、ステアリングシャフト６に関連して設けられてステアリングシャフト６に負荷されるトルクを検出するセンサ１６と、このセンサ１６からの出力信号に応じて電動モータ１１を制御しつつ駆動するマイクロコンピュータ等を含む制御部１７とを有している。
【００１３】
センサ１６は、例えば、ステアリングシャフト６に設けられたトーションバー（図示せず）に生じる、トルクに応じたねじれ変形を、一対の磁気回路形成部材間の磁気特性の変化として検出する磁気式のトルクセンサである。なお、センサ１６としては、上述の構成のものの他、ステアリングシャフト６に負荷されるトルクを検出する公知の他の構成のセンサを利用できる。
動力駆動機構３では、ステアリングシャフト６に負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータ１１の回転を、ウォーム軸１３およびウォームホイール１４を介して舵取り機構２のステアリングシャフト６に伝える。
【００１４】
なお、以下の説明では、ウォーム軸１３の回転中心軸線の延びる方向を「軸方向」という（矢印Ｓ参照）。また、ウォーム軸１３の径方向を「径方向」という。また、ウォーム軸１３の回転中心軸線の回りに回転する方向を「周方向」という。また、各図には、必要に応じて方向を示す矢印を図示している。
また、動力駆動機構３は、ウォーム軸１３を回転可能に支持する軸受１８，１９と、軸受１８，１９、ウォームギヤ１２等を収容するケース２０とを有している。
【００１５】
ケース２０は、ステアリングコラム（図示せず）に固定されている。固定されたケース２０内で、ウォームホイール１４は、ステアリングシャフト６と一体回転可能に取り付けられている。この状態で、ウォームホイール１４とウォーム軸１３とが適正に噛み合うようにして、ケース２０はウォーム軸１３を軸受１８，１９を介して回転自在に支持している。また、電動モータ１１の回転軸２１とウォーム軸１３との回転中心軸線同士が同心状態となるように、電動モータ１１はケース２０に固定されている。
【００１６】
ウォーム軸１３は、ウォームホイール１４の外周面に形成されたギヤ歯と噛み合うねじ山を有している。ウォーム軸１３は、軸方向の略中間部に設けられて外周に上述のねじ山を形成されたウォーム部２２と、ウォーム軸１３の一端に設けられて継手ユニット１５と連結する円柱形状の連結部２３と、この連結部２３とウォーム部２２との間にあり軸受１８により支持される第１円柱部２４と、ウォーム軸１３の他端に設けられ軸受１９により支持される第２円柱部２５とを有している。第１円柱部２４とウォーム部２２との境界には、段差２６が形成されている。第２円柱部２５とウォーム部２２との境界には、段差２７が形成されている。段差２６，２７が軸受１８，１９と当接した状態で、ウォーム軸１３は軸受１８，１９を介して軸方向に位置決めされている。
【００１７】
本発明の動力舵取り装置１では、ウォーム軸１３の一端としての連結部２３と、電動モータ１１の回転軸２１との間に介在してトルクを伝達する弾性部材３３が設けられている。この弾性部材３３は、上述の継手ユニット１５に設けられている。すなわち、継手ユニット１５は、回転軸２１およびウォーム軸１３にそれぞれ一体回転可能に連結される第１および第２の部材３１，３２と、第１および第２の部材３１，３２の間に介在し、両者に相対回転不能に連結される上述の弾性部材３３とを含んでいる。
【００１８】
図３は、継手ユニットの軸方向から見た断面図である。図４は、継手ユニットの分解斜視図である。
第１および第２の部材３１，３２の各部材は、硬質部材、例えば、金属からなる。各部材は、略円筒形状に形成され、軸方向の一方の端部同士を対向させて配置され、端部同士の間に弾性部材３３が配置されている。第１および第２の部材３１，３２は、略同形に形成されている。
【００１９】
第１および第２の部材３１，３２は、回転軸２１およびウォーム軸１３の対応する軸とトルク伝達可能に嵌合される嵌合孔３４，３７と、弾性部材３３を介して相手側部材（例えば、第１の部材３１に対しては、第２の部材３２が相手側部材である。）とトルク伝達可能に係合する係合突起３５，３８とを有している。係合突起３５，３８は、相手側部材と対向する向きで軸方向に突出して形成され、周方向に等配で複数箇所、例えば、３箇所に設けられている。
【００２０】
弾性部材３３は、合成ゴム、天然ゴム等のゴム材料からなる。弾性部材３３は、略星形形状に形成されている。弾性部材３３は、放射状に径方向に沿って所定長さで延びて第１および第２の部材３１，３２の係合突起３５，３８とトルク伝達可能に係合する複数、例えば、６つの係合突起４０と、これら複数の係合突起４０の内周部を連結する筒部４１とを有している。係合突起４０は、筒部４１の外周に、周方向にほぼ等配に配置されている。
【００２１】
第１の部材３１と弾性部材３３と第２の部材３２とは、この順で軸方向に並んで配置される。第１および第２の部材３１，３２の係合突起３５，３８は、互いにかみ合わされ、周方向について係合突起３５，３８同士の間に弾性部材３３の係合突起４０が介在するようにされている。また、弾性部材３３は、第１および第２の部材３１，３２の少なくとも一方に嵌合状態で保持されるようにされている。
【００２２】
また、第１および第２の部材３１，３２は、第１および第２の部材３１，３２が互いに軸方向に近づくにしたがって弾性部材３３を周方向に圧縮するカム面３６，３９（一部のみ図示）を含んでいる。なお、図４に符号４０Ｂを付した係合突起４０について、周方向を矢印Ｔで図示している。
対向面としてのカム面３６，３９は、各係合突起３５，３８に一対が形成されている。各カム面３６，３９は、傾斜面に形成されている。この傾斜面の法線方向は、径方向に直交し、且つ周方向に傾斜し、且つ軸方向に傾斜している。カム面３６，３９は、弾性部材３３の対応する対向面４２（一部のみ図示）と当接する。
【００２３】
対向面４２は、カム面３６，３９と平行に弾性部材３３の各係合突起４０の両面に形成されている。
また、第１および第２の部材３１，３２の一方の部材のカム面、例えば、カム面３６は、一対が互いに対向するように配置され、その一対のカム面３６の間に周方向に沿って、他方の部材の係合突起３８および弾性部材３３の２つの係合突起４０が挟まれている。
【００２４】
継手ユニット１５では、組立時に、第１および第２の部材３１，３２が軸方向に近づけられる。これに伴い、カム面３６，３９と対向面４２とが当接し、弾性部材３３は圧縮される。弾性部材３３は、軸方向および周方向に圧縮されて、カム面３６，３９と対向面４２とはがたつきなくトルク伝達可能に係合する。
また、図２に示すように、ウォーム軸１３とウォームホイール１４との噛み合い部分２８のバックラッシは調整可能とされている。
【００２５】
すなわち、ケース２０には、軸受１８を軸方向に位置決めして保持する第１保持部４５と、軸受１９を軸方向に位置調整可能に保持する第２保持部４６と、軸方向に変位可能に設けられて軸受１９の外輪を軸方向に位置決めする調整部材４８と、調整部材４８を軸方向に変位可能に支持するための調整部材４８の雄ねじ５０とケース２０の雌ねじ５１からなるねじ機構４９と、雄ねじ５０にねじ込まれることにより調整部材４８の緩みを防止するナット５２とが設けられている。上述の第１保持部４５と、第２保持部４６と、ねじ機構４９の雌ねじ５１は、ケース２０に一体に形成されている。調整部材４８とナット５２とは、ケース２０と別体で形成されている。
【００２６】
調整部材４８は、硬質部材からなる。調整部材４８は、軸受１９を介してウォーム軸１３の他端を位置決めすることにより、ウォーム軸１３とウォームホイール１４との噛み合い部分２９のバックラッシを調整することができ、このバックラッシを調整した状態で、弾性部材３３を軸方向に圧縮した状態にできる。
バックラッシ調整は、例えば、以下のようになされる。すなわち、調整部材４８をねじ込むことにより、軸受１８の外輪を第１保持部４５の段差４７に当接させ、軸受１８，１９を介してウォーム軸１３をケース２０に対して軸方向に位置決めする。このとき、軸受１８，１９の内部隙間は除去され、ウォーム軸１３は一対の軸受１８，１９に軸方向に挟持され、軸方向の所定の位置で、径方向および軸方向にともにがたつきなく支持される。この状態で、噛み合い部２８でのバックラッシが適切な値に調整される。
【００２７】
本動力舵取り装置１では、通常操舵時に、ドライバが、路面から車輪５を介して伝わる操舵抵抗に抗しつつ、ステアリングホイール４を回転させると、このときのステアリングシャフト６にかかるトルクは、比較的にゆっくりと変化する。このトルクに応答した電動モータ１１のトルクが操舵補助力として得られる。このとき電動モータ１１のトルクはゆっくりと変化するので、弾性部材３３による緩和の影響は操舵補助力にほとんど現れず、ドライバの意図を反映した快適な操舵補助力を得られる。
【００２８】
一方、キックバックが生じると、ステアリングシャフト６に負荷されるトルクは、通常操舵時に比べて急激に変化する。このトルクに応じて駆動される電動モータ１１の回転軸２１の回転は、急激に変化する。その一方で、弾性部材３３は、その衝撃吸収作用により上述の回転やトルクの急変を緩和しつつ、回転やトルクをウォーム軸１３に伝達でき、その結果、操舵補助力の急変を緩和できる。
このように本発明の実施形態によれば、電動モータ１１からのトルクを伝達する弾性部材３３の衝撃吸収作用により、電動モータ１１からのトルクの急変を緩和でき、また、操舵補助力の急変を緩和できる。例えば、キックバック時のドライバの意図しない操舵補助力の急変を抑制できるので、このような操舵補助力の急変に起因した不快感を低減できる。また、トルクの急変に伴って生じる騒音等を低減することができる。
【００２９】
また、ウォーム軸１３とウォームホイール１４との間のバックラッシの調整のための調整部材４８によって、軸受１９とウォーム軸１３とを介して、ウォーム軸１３と電動モータ１１の回転軸２１との間で弾性部材３３を圧縮できる。これにより、ウォーム軸１３と電動モータ１１の回転軸２１との間のがたつきを除去することができる。というのは、弾性部材３３は、少なくとも一の方向、例えば、軸方向に圧縮されると、肉の一部が他の方向である周方向や径方向へはみ出そうとして、がたつきの原因となるその周囲の隙間を埋めるからである。
【００３０】
上述のがたつきを除去できる結果、トルクの変動に伴って生じる騒音をより一層抑制することができる。また、がたつきを除去することにより、操舵補助力の変化を弾性部材３３により緩和する効果を効果的に得ることができる。
バックラッシ調節用の調整部材４８を、弾性部材３３の圧縮用にも兼用するので、圧縮用に変位する部材を調整部材４８の他に設けずに済み、構造を簡素化できる。
【００３１】
また、弾性部材３３を含む継手ユニット１５を介することにより、トルクの急変を弾性部材３３により緩和する効果に加えて、回転軸２１とウォーム軸１３との間をトルク伝達可能に且つがたつきなく連結できる。その結果、トルクの変動に伴って生じる騒音をより一層抑制することができる。
また、継手ユニット１５を設けることにより、弾性部材３３と直接にトルク伝達する機能を回転軸２１およびウォーム軸１３の端部に持たせずに済むので、回転軸２１およびウォーム軸１３に、従来のものと同サイズの標準的なものを用いることができ、その結果、電動モータ１１およびウォーム軸１３を安価にすることができる。
【００３２】
すなわち、通常、弾性部材３３がトルク伝達時のねじり方向の荷重に耐え得るために、弾性部材３３と直接にトルク伝達する相手部材（例えば、第１および第２の部材３１，３２）は大径化する傾向にある。ここで、継手ユニット１５を設けずに、回転軸２１およびウォーム軸１３が弾性部材３３と直接にトルク伝達する場合を考えると、上述のような大径の相手部材を、電動モータ１１の回転軸２１やウォーム軸１３に一体に形成することになる。ところが、大径サイズの端部の回転軸を有する電動モータは、特注品となるので、通常サイズの回転軸を有する汎用の電動モータに比べて非常に高価になってしまう。また、大径の端部を有するウォーム軸の材料コストや加工コストは、標準サイズの端部を有するウォーム軸に比べて高価になる。また、高精度を要する回転軸やウォーム軸の端部に、大径の上述の相手部材を溶接等により接合することは、実用的でない。これに対して、本発明の継手ユニット１５を設ける場合には、上述の相手部材を電動モータ１１の回転軸２１やウォーム軸１３と別体で形成できるので、回転軸２１やウォーム軸１３の端部を通常のサイズにできる結果、例えば、汎用の電動モータ等の標準品を利用でき、電動モータ１１およびウォーム軸１３を安価にできる。また、第１および第２の部材３１，３２は比較的に低精度部品であるので、これらの部品によるコストの増加分は、高精度部品である回転軸２１やウォーム軸１３の端部を大径にすることに伴うコストの増加分よりも格段に少なくて済む。その結果、継手ユニット１５により、動力舵取り装置１を安価にできる。
【００３３】
また、第１および第２の部材３１，３２が軸方向に互いに近づくにしたがって弾性部材３３を周方向に圧縮するカム面３６，３９を設けるという簡単な構成で、第１および第２の部材３１，３２と弾性部材３３との間を、トルク伝達可能に且つ軸方向および周方向にがたつきなく連結することができる。また、カム面３６，３９を軸方向および周方向に傾斜したテーパ状に形成することが好ましい。これにより、軸方向および周方向にがたつきなく連結する際に、第１および第２の部材３１，３２を軸方向に位置決めし易い。また、カム面３６，３９を互いに噛み合う係合突起に設けることにより、第１および第２部材間が回転方向に位置ずれを生じ難い。
【００３４】
また、カム面３６，３９を含む継手ユニット１５であれば、継手ユニット１５の組立およびウォーム軸１３および回転軸２１の連結を容易にできる。すなわち、組立時に、第１の部材３１を回転軸２１に取り付け、第２の部材３２をウォーム軸１３に取り付けて、回転軸２１とウォーム軸１３とを互いに接近させるだけで、カム面３６，３９と対向面４２とが当接し、弾性部材３３の係合突起４０が軸方向および周方向に圧縮され、軸方向および周方向にがたつきのない状態で継手ユニット１５を組み立てることができ、しかも回転軸２１とウォーム軸１３とをトルク伝達可能に連結することができる。
【００３５】
なお、第１および第２の部材３１，３２の少なくとも一方にカム面３６，３９を設けてあれば、設けられたカム面について上述の作用効果を得ることができるが、第１および第２の部材３１，３２の両部材にはともにカム面３６，３９を設けるのが好ましく、がたつきを確実に防止できる。
また、第１および第２の部材３１，３２を軸方向に近づけることは、通常、容易である。例えば、調整部材４８を軸方向に位置調整してもよいし、電動モータ１１をケース２０に取り付けてもよい。
【００３６】
また、継手ユニット１５では、回転軸２１およびウォーム軸１３の各軸と弾性部材３３との間に第１および第２の部材３１，３２を介在させているので、各軸と第１および第２の部材３１，３２との間の連結の態様の自由度を高めることができ、各軸の構造、例えば、軸端形状を円柱形状に簡素化できる。
また、周方向に圧縮状態とされた弾性部材３３は、両回転方向のトルクの急変を受けたときにも、第１および第２の部材３１，３２との間にがたつきを生じ難くでき、トルクの急増および急減をともに緩和することができる。
【００３７】
また、弾性部材３３は、回転軸２１とウォーム軸１３との間に設けられたので、トルク伝達時に弾性部材３３にかかるねじり方向の荷重は、ウォームギヤ１２による減速前の小さな荷重で済むので、小さな弾性部材３３でトルク変動を効果的に緩和できる。
また、本発明を適用する動力舵取り装置１としては、制御部１７で操舵角度範囲の限界で電動モータ１１を過負荷から保護するために電動モータ１１の駆動電流を制限する、いわゆる端当て制御を行うものが好ましい。というのは、弾性部材３３が設けられずに端当て制御をする従来の動力舵取り装置では、操舵角度範囲の限界でなく自在に操舵可能な場合であっても、キックバックに応答して電動モータが急に駆動されると、これに伴い負荷トルクが急変し、この負荷トルクの急変に対応する駆動電流のピークも大きくなる傾向にあり、この状態が繰り返されて、端当て制御が行われることがある。しかしながら、端当て制御が行われると、電動モータの駆動電流は制限されるので、仮に大きな操舵補助力が必要となったときに、十分な操舵補助力が得られないことが想定される。これに対して、本発明の動力舵取り装置１では、キックバックに応答して電動モータ１１が駆動されたとしても、弾性部材３３を介してつながる負荷トルクはゆっくりと変化し、このような負荷トルクの変化に対応する駆動電流であれば、そのピークを小さく抑制できる。従って、キックバックが繰り返されるとしても、端当て制御が行われることを防止でき、必要なときに十分な操舵補助力が得られる動力舵取り装置１を実現できる。
【００３８】
また、電動モータ１１が過負荷状態になり難いので、電動モータ１１にとって好ましい。
なお、上述の弾性部材３３は、第１および第２の部材３１，３２と別体で分離可能に形成されていてもよいし、一体的に取り付けられていてもよく、例えば、カム面３６，３９にコーティングされていてもよい。また、弾性部材３３は、モータ１１の回転軸２１およびウォーム軸１３の少なくとも一方と直接に係合してよいし、上述のように第１および第２の部材３１，３２を介在させてもよい。
【００３９】
また、ケース２０の段差４７と軸受１８の外輪との間に、例えば、数１０μｍ程度の隙間を設け、弾性部材３３の付勢力を用いて、ウォーム軸１３を軸方向に弾性付勢してもよい。この場合、トルク変動を緩和するための弾性部材３３をバックラッシ調整に寄与させることができる。
その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の動力舵取り装置の概略構成図である。
【図２】図１の動力舵取り装置の要部を示す一部断面正面図である。
【図３】図２に示す継手ユニットのＡ方向矢視図であり、断面を示すハッチングを省略して図示している。
【図４】図３に示す継手ユニットの分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 動力舵取り装置
２ 舵取り機構
６ ステアリングシャフト
１１ 電動モータ
１３ ウォーム軸
１４ ウォームホイール
１５ 継手ユニット
２１ 電動モータの回転軸
２３ 連結部（ウォーム軸の一端）
２５ 第２円柱部（ウォーム軸の他端）
２９ 噛み合い部分
３１ 第１の部材
３２ 第２の部材
３３ 弾性部材
３６，３９ カム面
４８ 調整部材
Ｓ 軸方向
Ｔ 周方向
Claims (2)
- ステアリングシャフトに負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータの回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して舵取り機構に伝える動力舵取り装置において、
上記ウォーム軸の一端と、電動モータの回転軸との間に介在してトルクを伝達する弾性部材を含む継手ユニットと、
上記弾性部材が軸方向に圧縮される状態にウォーム軸の他端を位置決めすることにより、ウォーム軸とウォームホイールの噛み合い部分のバックラッシを調整する調整部材とを備え、
上記継手ユニットは、上記回転軸およびウォーム軸にそれぞれ一体回転可能に連結される第１および第２の部材と、第１および第２の部材の間に介在してトルクを伝達し、両者に相対回転不能に連結される上記弾性部材とを含み、
上記第１および第２の部材は、周方向に対向する対向面を含み、
第１および第２の部材の対向面間に、上記弾性部材が介在し、
第１および第２の部材の少なくとも一方の対向面は、第１および第２の部材が軸方向に互いに近づくにしたがって弾性部材を周方向に圧縮するように軸方向に対して傾斜したカム面を含むことを特徴とする動力舵取り装置。 - ステアリングシャフトに負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータの回転軸の回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して舵取り機構に伝える動力舵取り装置に用いられる継手ユニットであって、
上記回転軸およびウォーム軸にそれぞれ一体回転可能に連結される第１および第２の部材と、
第１および第２の部材の間に介在してトルクを伝達し、両者に相対回転不能に連結される弾性部材とを含み、
上記第１および第２の部材は、周方向に対向する対向面を含み、
第１および第２の部材の対向面間に、上記弾性部材が介在し、
第１および第２の部材の少なくとも一方の対向面は、第１および第２の部材が軸方向に互いに近づくにしたがって弾性部材を周方向に圧縮するように軸方向に対して傾斜したカム面を含むことを特徴とする継手ユニット。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0373745U (ja) * | 1989-11-21 | 1991-07-24 | ||
| JPH04145857A (ja) * | 1990-10-03 | 1992-05-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 防振型回転体駆動装置 |
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0373745U (ja) * | 1989-11-21 | 1991-07-24 | ||
| JPH04145857A (ja) * | 1990-10-03 | 1992-05-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 防振型回転体駆動装置 |
| JPH0722831U (ja) * | 1993-09-30 | 1995-04-25 | 富士機工株式会社 | 動力伝達装置 |
| JPH1120723A (ja) * | 1997-07-02 | 1999-01-26 | Showa:Kk | 電動式パワーステアリング装置におけるウォームギヤ構造 |
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