JP4609973B2

JP4609973B2 - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP4609973B2
Application number: JP2001027518A
Authority: JP
Inventors: 洋平 ▲はま▼; 晃藤崎
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2021-02-02
Also published as: JP2002225735A

Description

【０００１】
【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、特開平9-84300号公報に記載の如く、電動モータをハウジングに固定し、該ハウジングに操舵装置のアシスト軸を支持し、電動モータの回転軸にトルクリミッタを介してアシスト軸を結合したものがある。トルクリミッタは、電動モータの回転軸に結合した駆動側部材と、アシスト軸に結合した従動側部材とを所定のリミットトルクで相対回転可能に連結し、リミットトルクを越えない通常のトルク伝達時には電動モータの出力トルクをアシスト軸に伝達し、操舵中にタイヤが縁石に乗り上げる等の非常時にはリミットトルクを越える電動モータの衝撃的な慣性トルクを駆動側部材と従動側部材の相対回転によって吸収し、トルク伝達経路の損傷を防止する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、電動モータの回転軸を駆動側部材に圧入して固定する一方、アシスト軸を従動側部材にスプライン結合している。従って、電動モータの回転軸が駆動側部材にがたなく結合されたとしても、駆動側部材と従動側部材とに径方向のがたを伴い、更に従動側部材とアシスト軸のスプライン部での径方向のがたを伴う。このため、電動モータの回転軸とアシスト軸の同軸化を図るため、アシスト軸の両端部をそれらに設けた軸受を介してハウジングに２点支持するとともに、電動モータの回転軸の両端部もそれらに設けた軸受を介してモータケースに２点支持する必要があって、使用軸受点数が多く、軸の加工工数、組付工数も多くなる。
【０００４】
本発明の課題は、電動パワーステアリング装置において、電動モータの回転軸にトルクリミッタを介してアシスト軸を結合するに際し、使用軸受点数を少なくしてもそれらの回転軸とアシスト軸を同軸化できるようにし、軸の加工工数、組付工数を削減することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電動モータをハウジングに固定し、該ハウジングに操舵装置のアシスト軸を支持し、電動モータの回転軸にトルクリミッタを介してアシスト軸を結合してなり、トルクリミッタが電動モータの回転軸に結合した駆動側部材と、アシスト軸に結合した従動側部材とを所定のリミットトルクで相対回転可能に連結してなる電動パワーステアリング装置において、前記駆動側部材のハブに設けた孔に、電動モータの回転軸を圧入して固定することにより、がたなく一体回転可能に結合するとともに、該回転軸が圧入して固定された駆動側部材のハブの孔と同一孔径で同一軸上に連続するように、該駆動側部材のハブに設けた孔に、アシスト軸もインロー結合してなるようにしたものである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記アシスト軸の両端部をハウジングに２点支持し、前記電動モータの回転軸をトルクリミッタが結合される側と反対側の端部だけをモータケースに１点支持してなるようにしたものである。
【０００７】
【作用】
請求項１の発明によれば下記▲１▼の作用がある。
▲１▼トルクリミッタの駆動側部材に、電動モータの回転軸をがたなく一体回転可能に結合するとともに、該回転軸と同一軸上にてアシスト軸もインロー結合した。従って、電動モータの回転軸とアシスト軸は、駆動側部材にがたなく互いに同一軸上にて結合され得るものとなる。これにより、電動モータの回転軸の両端部のうちでトルクリミッタが結合される側の端部と、アシスト軸の両端部のうちでトルクリミッタが結合される側の端部のいずれか一方を不支持構造としても、それらの回転軸とアシスト軸を同軸化でき、使用軸受点数を少なくし、軸の加工工数、組付工数を削減できる。
【０００８】
請求項２の発明によれば下記▲２▼の作用がある。
▲２▼上述▲１▼により、アシスト軸の両端部をそれらに設けた軸受を介してハウジングに２点支持するとともに、駆動モータの回転軸をトルクリミッタが結合される側と反対側の端部だけを軸受を介してモータケースに１点支持することができ、電動モータの構成を簡素化して軽量化できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は電動パワーステアリング装置を一部破断して示す正面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３は図２のIII−III線に沿う断面図、図４はトルクリミッタを示す断面図である。
【００１０】
電動パワーステアリング装置１０は、図１、図２に示す如く、不図示のブラケットにより車体フレーム等に固定されるギヤハウジング１１（第１〜第３のギヤハウジング１１Ａ〜１１Ｃ）を有する。そして、ステアリングホイールが結合されるステアリング軸１２にトーションバー１３を介してピニオン軸１４を連結し、このピニオン軸１４にピニオン１５を設け、このピニオン１５に噛合うラック１６Ａを備えたラック軸１６を第１ギヤハウジング１１Ａに左右動可能に支持している。ステアリング軸１２とピニオン軸１４の間には、操舵トルク検出装置１７を設けてある。尚、ステアリング軸１２とピニオン軸１４は軸受１２Ａ、１４Ａ、１４Ｂを介してギヤハウジング１１に支持される。
【００１１】
操舵トルク検出装置１７は、図２に示す如く、ステアリング軸１２、ピニオン軸１４に係合している円筒状のコア１７Ｃを囲む２個の検出コイル１７Ａ、１７Ｂを第３ギヤハウジング１１Ｃに設けている。コア１７Ｃは、ピニオン軸１４のガイドピン１７Ｄに係合する縦溝１７Ｅを備えて軸方向にのみ移動可能とされるとともに、ステアリング軸１２のスライダピン１７Ｆに係合するスパイラル溝１７Ｇを備える。これにより、ステアリングホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸１２に付与され、トーションバー１３の弾性ねじり変形により、ステアリング軸１２とピニオン軸１４の間に回転方向の相対変位を生ずると、ステアリング軸１２とピニオン軸１４の回転方向の変位がコア１７Ｃを軸方向に変位させるものとなり、このコア１７Ｃの変位による検出コイル１７Ａ、１７Ｂの周辺の磁気的変化に起因する検出コイル１７Ａ、１７Ｂのインダクタンスが変化する。即ち、コア１７Ｃがステアリング軸１２側へ移動すると、コア１７Ｃが近づく方の検出コイル１７Ａのインダクタンスが増加し、コア１７Ｃが遠ざかる方の検出コイル１７Ｂのインダクタンスが減少し、このインダクタンスの変化により操舵トルクを検出できる。
【００１２】
第１ギヤハウジング１１Ａ内でラック軸１６の一端を挟んでピニオン１５と相対する部分に設けられているシリンダ部１８には、図２に示す如く、ラックガイド１９が内蔵され、ラックガイド１９（ブッシュ１９Ａ）はシリンダ部１８に被着されるキャップ２０により背面支持されるばね２１によりラック軸１６の側に弾発され、ラック軸１６のラック１６Ａをピニオン１５に押し付けるとともに、ラック軸１６の一端を摺動自在に支持する。尚、ラック軸１６の他端側は軸受２２により支持される。また、ラック軸１６の中間部には連結ボルト２２Ａ、２２Ｂにより左右のタイロッド２３Ａ、２３Ｂが連結される。
【００１３】
第２ギヤハウジング１１Ｂには、図３に示す如く、電動モータ３０のモータケース３１が固定され、電動モータ３０の回転軸３２にはトルクリミッタ６０を介してアシスト軸３３が結合され、アシスト軸３３はボールベアリング等の軸受３４、３５により第２ギヤハウジング１１Ｂに両端支持されている。軸受３４の内輪はストッパリング３６Ａにより、外輪はロックナット３６Ｂにより保持される。そして、アシスト軸３３の中間部にウォームギヤ３７を一体に備え、このウォームギヤ３７に噛合うウォームホイール３８をピニオン軸１４の中間部に固定してある。電動モータ３０の発生トルクは、ウォームギヤ３７とウォームホイール３８の噛合い、ピニオン１５とラック１６Ａの噛合いを介してラック軸１６に操舵アシスト力となって付与され、運転者がステアリング軸１２に付与する操舵力をアシストする。
【００１４】
ここで、電動モータ３０は第２ギヤハウジング１１Ｂに以下の如くに固定される。即ち、ギヤハウジング１１Ｂに内設した第１インロー部４１に、電動モータ３０のモータケース３１そのものに外設した第２インロー部４２をインロー結合し、両者をそのインロー結合部で圧入、かしめ固定する等により緊結固定した。このとき、第１インロー部４１の軸方向略中間部と、第２インロー部４２の軸方向略中間部との間にＯリング４３を介装した。Ｏリング４３は、第２インロー部４２の軸方向略中間部の環状溝４２Ａに装着される。尚、第１インロー部４１の軸方向略中間部にＯリング装着のための環状溝を設けても良い。
【００１５】
また、電動モータ３０の回転軸３２は一端部をボールベアリング等の軸受４４を介してモータケース３１に支持され、他端部をトルクリミッタ６０に後述する如くに支持される。
【００１６】
尚、電動モータ３０は以下の如くに構成されている。即ち、電動モータ３０は、モータケース３１の内周に設置される固定子５１と、回転軸３２に支持されて固定子３１の内側に設置される回転子５２と、回転子５２のコンミテータ５３に接触せしめられるブラシ５４とを備える。また、電動モータ３０は、ブラシ５４及び該ブラシ５４をコンミテータ５３に押設するばね５５を保持するブラシ保持部５４Ａを備えたつば付短円筒状のブラシホルダ５６を有し、このブラシホルダ５６の周方向の一部において、短円筒部５６Ａから外方に突出する給電コネクタ５７と、つば部５６Ｂから突き出る横断面円弧板状の舌片部５８とを備える。ブラシホルダ５６は、モータケース３１の内周に短円筒部５６Ａを液密に挿着されるとともに、モータケース３１の周方向の一部に設けた凹状切欠部（不図示）に給電コネクタ５７と舌片部５８を液密に嵌合し、舌片部５８の外周面をモータケース３１の第２インロー部４２の外周面に同一曲率で連続した組立状態とされ、モータケース３１の第２インロー部４２とともにギヤハウジング１１Ｂの第１インロー部４１にインロー結合される。ブラシホルダ５６の舌片部５８にはＯリング４３のための装着溝５８Ａが設けられる。ブラシホルダ５６は、給電コネクタ５７と舌片部５８をモータケース３１の周方向の凹状切欠部に嵌合したことにより、モータケース３１に設けた固定子５１の磁石５１Ａに対するブラシ５４の配置（ブラシ保持部５４Ａの位置）の相対的な位相を適正状態に位置決めし、モータ３０の回転性能が正転方向と逆転方向で異なるものになること等性能のバラツキを防止する。
【００１７】
また、トルクリミッタ６０は以下の如くに構成されている。即ち、トルクリミッタ６０は、電動モータ３０の回転軸３２の先端部に設けた嵌合軸部（又は嵌合孔部）３２Ａに圧入にて結合したハブ６１Ａを備えるカップ状の駆動側部材６１と、アシスト軸３３の先端部に設けた嵌合軸部（又は嵌合孔部）３３Ａにスプライン（セレーション）結合したハブ６２Ａを備える略円板状の従動側部材６２とを有する。トルクリミッタ６０は、駆動側部材６１の外周部にカバー６３の基部をかしめ固定し、カバー６３の側板部と駆動側部材６１の側板部の間に順次、板ばね６４、プレッシャプレート６５、摩擦板６６Ａ、従動側部材６２の円板部６７、摩擦板６６Ｂを挟圧し、プレッシャプレート６５の係合片６５Ａをカバー６３に設けた係合孔６３Ａに係合させてプレッシャプレート６５の自由な回転を阻止している。６８はハブ６１Ａの外周とハブ６２Ａの内周の間に挟着されるＯリング等のシール材である。これにより、トルクリミッタ６０は、通常の操舵時には、板ばね６４の加圧力による摩擦板６６Ａ、６６Ｂに基づく摩擦によって駆動側部材６１と従動側部材６２を一体回転させ、所定のリミットトルクの作用時には駆動側部材６１と従動側部材６２の間にすべりを生じさせて相対回転させ、両者に過大衝撃トルクが作用するのを防止する。
【００１８】
しかるに、トルクリミッタ６０にあっては、駆動側部材６１のハブ６１Ａに、電動モータ３０の回転軸３２の嵌合軸部３２Ａを前述の如くに圧入して固定し、がたなく一体回転可能に結合するとともに、回転軸３２と同一軸上にて、アシスト軸３３の嵌合軸部３３Ａの更に先端部に設けたインロー部３３Ｂをインロー結合している。駆動側部材６１のハブ６１Ａにおいて、回転軸３２の嵌合軸部３２Ａの圧入される孔と、アシスト軸３３のインロー部３３Ｂがインロー結合される孔は、本実施形態では同一孔径で連続する孔部６１Ｂにて構成される。尚、アシスト軸３３のインロー部３３Ｂは、アシスト軸３３の先端小径部の中間に設けたグリース溜としての溝加工部３３Ｃより先端側部分に設けるものとしてその加工の高精度化と容易化を図ったが、小径部の全体に渡って設けても良い。
【００１９】
従って、電動パワーステアリング装置１０にあっては、電動モータ３０の回転軸３２の両端部のうちでトルクリミッタ６０が結合される側の端部（３２Ａ）はトルクリミッタ６０の駆動側部材６１の孔部６１Ｂに圧入固定され、アシスト軸３３の両端部のうちでトルクリミッタ６０が結合される側の端部（３３Ｂ）もトルクリミッタ６０の駆動側部材６１の同一の孔部６１Ｂにインロー結合され、回転軸３２とアシスト軸３３の相突き合される端部（３２Ａ、３３Ｂ）同士をトルクリミッタ６０の駆動側部材６１によって同軸結合した。これにより、電動モータ３０の回転軸３２においてトルクリミッタ６０が結合される側の端部はモータケース３１に対し軸受を介さない不支持構造とし、アシスト軸３３の両端部を前述の如く軸受３４、３５を介してハウジング１１Ｂに２点支持し、電動モータ３０の回転軸３２は一端部だけを前述の如く軸受４４を介してモータケース３１に１点支持するものとした。
【００２０】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
▲１▼トルクリミッタ６０の駆動側部材６１に、電動モータ３０の回転軸３２をがたなく一体回転可能に結合するとともに、該回転軸３２と同一軸上にてアシスト軸３３もインロー結合した。従って、電動モータ３０の回転軸３２とアシスト軸３３は、駆動側部材６１にがたなく互いに同一軸上にて結合され得るものとなる。これにより、電動モータ３０の回転軸３２の両端部のうちでトルクリミッタ６０が結合される側の端部と、アシスト軸３３の両端部のうちでトルクリミッタ６０が結合される側の端部のいずれか一方を不支持構造としても、それらの回転軸３２とアシスト軸３３を同軸化でき、使用軸受点数を少なくし、軸の加工工数、組付工数を削減できる。
【００２１】
▲２▼上述▲１▼により、アシスト軸３３の両端部をそれらに設けた軸受３４、３５を介してハウジング１１Ｂに２点支持するとともに、反対側の端部だけを軸受４４を介してモータケース３１に１点支持することができ、電動モータ３０の構成を簡素化して軽量化できる。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態を図面により記述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、電動モータの回転軸をトルクリミッタの駆動側部材にがたなく一体回転可能に結合する構造は、圧入構造に限らず、回転軸の軸方向の一部を駆動側部材にインロー結合し、他の一部を駆動側部材にスプライン（セレーション）結合するものでも良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電動パワーステアリング装置において、電動モータの回転軸にトルクリミッタを介してアシスト軸を結合するに際し、使用軸受点数を少なくしてもそれらの回転軸とアシスト軸を同軸化できるようにし、軸の加工工数、組付工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は電動パワーステアリング装置を一部破断して示す正面図である。
【図２】図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図３は図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図４はトルクリミッタを示す断面図である。
【符号の説明】
１０電動パワーステアリング装置
１１Ｂハウジング
３０電動モータ
３１モータケース
３２回転軸
３２Ａ嵌合軸部
３３アシスト軸
３３Ａ嵌合軸部
３３Ｂインロー部
３４、３５、４４軸受
６０トルクリミッタ
６１駆動側部材
６１Ａハブ
６１Ｂ孔部
６２従動側部材

Claims

電動モータをハウジングに固定し、該ハウジングに操舵装置のアシスト軸を支持し、電動モータの回転軸にトルクリミッタを介してアシスト軸を結合してなり、
トルクリミッタが電動モータの回転軸に結合した駆動側部材と、アシスト軸に結合した従動側部材とを所定のリミットトルクで相対回転可能に連結してなる電動パワーステアリング装置において、
前記駆動側部材のハブに設けた孔に、電動モータの回転軸を圧入して固定することにより、がたなく一体回転可能に結合するとともに、
該回転軸が圧入して固定された駆動側部材のハブの孔と同一孔径で同一軸上に連続するように、該駆動側部材のハブに設けた孔に、アシスト軸もインロー結合してなることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
前記アシスト軸の両端部をハウジングに２点支持し、前記電動モータの回転軸をトルクリミッタが結合される側と反対側の端部だけをモータケースに１点支持してなる請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。