JP6318930B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
上述の従来構造によれば、前記弾力付与手段18により、前記ウォーム軸6と前記ウォームホイール5との間のバックラッシュを抑え、前記歯打ち音の発生を抑える事ができる。但し、上述の従来構造の場合、前記弾力付与手段18により、前記ウォーム軸6を、前記ウォームホイール5に常に押圧している(噛合部に常に予圧を付与している)為、この予圧の大きさによっては、この噛合部での摩擦(電動モータ8から加わるトルクの損失)が大きくなり、前記ステアリングホイール1の回転開始時の操舵感が重くなってしまう可能性がある。
又、上述の弾力付与手段18を設ける構造は、部品点数が多くなり、製造コスト、及び、組み立てコストが嵩んでしまう可能性がある。
このうちのハウジングは、例えば車体等の固定の部分に支持されて回転する事がない。
前記操舵用回転軸は、前記ハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する。
前記ウォームホイールは、前記ハウジングの内部でこの操舵用回転軸の一部に、この操舵用回転軸と同心に支持されて、この操舵用回転軸と共に回転する。
前記ウォーム軸は、軸方向中間部にウォーム歯が設けられており、このウォーム歯を前記ウォームホイールと噛合させた状態で、このウォーム歯以外の部分(例えば軸方向両端部)をそれぞれ軸受により前記ハウジングに対し回転自在に支持されている。
前記電動モータは、このウォーム軸を回転駆動する為のものである。
又、軸方向に関する前記ウォーム歯の溝幅を、前記ウォームホイールに対する初期噛合位置から軸方向両側に離れるに従って連続的に又は段階的に小さくする事により、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとの噛合部のバックラッシュを、この噛合部の位置が前記初期噛合位置から軸方向両側にずれるに従って連続的に又は段階的に小さくなる様にしている。尚、軸方向に関するウォーム歯の溝幅とは、前記ウォーム歯のピッチ円α上に於いて、軸方向に隣り合うこのウォーム歯の歯面同士の距離を言う。又、初期噛合位置とは、前記操舵用回転軸が回転していない(操舵輪に舵角が付与されていない)状態で、前記ウォーム軸と前記ウォームホイールとが噛合する位置を言う。
又、請求項2に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項3に記載した発明の様に、前記弾性部材をコイルばねとする。
又、本発明を実施する場合には、例えば請求項4に記載した発明の様に、前記ウォーム歯のリード角を、前記初期噛合位置から軸方向両側に離れるに従って連続的に又は段階的に小さくする。
或いは、請求項5に記載した発明の様に、前記ウォーム歯の歯厚を、前記初期噛合位置から軸方向両側に離れるに従って連続的に又は段階的に大きくする。
又、本発明の場合、前記ウォーム軸を構成するウォーム歯の構造を工夫するのみで、上述の効果を得る事ができる。この為、製造コスト、及び、組み立てコストの低減を図れる。
又、請求項3に記載した発明の様に、弾性部材としてコイルばねを採用すれば、弾力の調整が容易であり、長期間に亙る使用によってもへたる事がない。更に、ウォーム軸の軸方向に関する変位量を大きく確保し易くなる為、バックラッシュをより効果的に抑える事ができる。
本発明の実施の形態の第1例に就いて、図1〜3により説明する。尚、本例の電動式パワーステアリング装置の特徴は、ウォーム減速機4aを構成するウォーム軸6aの構造を工夫した点にある。又、本例の場合、前記図5〜7に示した従来構造が備える弾力付与手段18を設けていない。その他の部分の構成に就いては、前記図5〜7に示した従来構造の場合と基本的には同じである。この為、重複する部分の説明及び図示は省略又は簡略にし、以下、本例の特徴部分及び先に説明しなかった部分を中心に説明する。
以上の様に、本例の場合、前記ウォーム軸6aを、前記ハウジング3のウォーム軸収容部20に対して、このウォーム軸6aと前記ウォームホイール5との初期噛合位置から軸方向両側に変位可能な状態で支持している。尚、前記ウォーム軸6aと前記ウォームホイール5との初期噛合位置とは、図1に示す状態であって、前記ステアリングシャフト2が回転していない状態(操舵輪に操舵角が付与されていない状態)で、前記ウォーム軸6aと前記ウォームホイール5とが噛合する位置を言う。又、前記ウォーム軸6aが軸方向両側に変位可能な状態とは、前記電動モータ8から前記ウォーム軸6aにトルクが伝達された際、このウォーム軸6aに前記ウォームホイール5から加わる噛み合い反力に基づいて、このウォーム軸6aが軸方向(噛み合い反力の方向)に変位可能な状態を言う。
そして、前記係止凹溝33に止め輪34を係止している。
具体的には、前記ウォーム軸6aが、軸方向一方に変位した場合には、前記段部35が、前記他方のダンパ36bの第一ダンパプレート37bを軸方向一方に押圧する。すると、この押圧力に基づいて、前記ダンパ36bのダンパ本体39bが、軸方向に弾性変形(収縮)する。この様に、前記ウォーム軸6aは、このダンパ36bの軸方向に関する弾性変形可能な量だけ、軸方向一方に変位する事ができる。
一方、前記ウォーム軸6aが、軸方向他方に変位した場合には、このウォーム軸6aと共に、前記止め輪34も軸方向他方に変位する。すると、この止め輪34の軸方向他側面が、前記一方のダンパ36aの第二ダンパプレート38aを軸方向他方に押圧する。すると、この押圧力に基づいて、前記ダンパ36aのダンパ本体39aが、軸方向に弾性変形(収縮)する。この様に、前記ウォーム軸6aは、このダンパ36aの軸方向に関する弾性変形可能な量だけ、軸方向一方に変位する事ができる。尚、本例の場合、前記ウォーム軸6aの、軸方向に関する変位量を、前記ウォーム軸6aと前記ウォームホイール5との初期噛合位置(図1にYで示す位置)を中心として、軸方向両側にそれぞれ5〜10mmの範囲に規制している。
この様にして、前記ウォーム歯7aと前記ウォームホイール5との噛合部のバックラッシュが、このウォーム歯7aとこのウォームホイール5との噛合位置が、前記初期噛合位置よりも軸方向両側にずれるほど小さくなる様に構成している。
又、本例の場合、前記ウォーム軸6aを構成するウォーム歯7aの構造を工夫するのみで、上述の効果を得る事ができる。この為、製造コスト、及び、組み立てコストの低減を図れる。
又、本例の場合、前記両ダンパ36a、36bにより、前記ウォーム軸6aの、前記噛み合い反力に基づく軸方向変位の量を適切な範囲内の規制する事ができる。
本発明の実施の形態の第2例に就いて、図4により説明する。本例の電動式パワーステアリング装置の場合も、前述した実施の形態の第1例と同様に、ウォーム軸6bを構成するウォーム歯7bの溝幅Hを、前記ウォーム軸6bと前記ウォームホイール5との初期噛合位置から軸方向両側にずれるほど徐々に(連続的に)小さくなる様に形成されている。従って、前記初期噛合位置に於ける、前記ウォーム歯7bの溝幅H1は、この初期噛合位置から軸方向両側にずれた位置に於ける、前記ウォーム歯7aの溝幅H2、H3よりも大きい(H1>H2、H1>H3)。
この様にして、前記ウォーム歯7bと前記ウォームホイール5との噛合部のバックラッシュが、このウォーム歯7bとこのウォームホイール5との噛合位置が、前記初期噛合位置よりも軸方向両側にずれるほど小さくなる様に構成している。
尚、前記ウォーム歯7aの歯厚Wを、前記初期噛合位置を中心に、この初期噛合位置から軸方向両側にずれるほど、段階的に大きくなる様に形成する事もできる。その他の構成及び作用効果に就いては、前述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
又、本発明を実施する場合に、前述した従来構造が備える弾力付与手段18の様に、ウォーム軸を、ウォームホイールに向けて押圧する事により、このウォーム軸とこのウォームホイールとの間のバックラッシュを抑える構造を併せて採用する事もできる。
又、前述の実施の形態の各例では、コラムアシスト型の電動式パワーステアリング装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、ピニオンアシスト型の電動式パワーステアリング装置等の各種電動式パワーステアリング装置に適用する事ができる。
2 ステアリングシャフト
3 ハウジング
4、4a ウォーム減速機
5 ウォームホイール
6、6a、6b ウォーム軸
7、7a、7b ウォーム歯
8 電動モータ
9a、9b 転がり軸受
10 回転軸
11a、11b 転がり軸受
12 トーションバー
13 トルクセンサ
14a、14b 自在継手
15 中間シャフト
16 ステアリングギヤユニット
17 入力軸
18 弾力付与手段
19 先端側軸部
20 ウォーム軸収容部
21、21a 内輪
22、22a 外輪
23 ブッシュ
24 基端側軸部
25 凹溝
26 Oリング
27 段部
28 係止凹溝
29 止め輪
30 雄スプライン部
31 ジョイント
32 雌スプライン部
33 係止凹溝
34 止め輪
35 段部
36a、36b ダンパ
37a、37b 第一ダンパプレート
38a、38b 第二ダンパプレート
39a、39b ダンパ本体
Claims (5)
- 固定の部分に支持されて回転する事のないハウジングと、
このハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する操舵用回転軸と、
前記ハウジングの内部でこの操舵用回転軸の一部に、この操舵用回転軸と同心に支持されて、この操舵用回転軸と共に回転するウォームホイールと、
軸方向中間部にウォーム歯が設けられており、このウォーム歯を前記ウォームホイールと噛合させた状態で、このウォーム歯以外の部分を軸受により前記ハウジングに対し回転自在に支持されたウォーム軸と、
このウォーム軸を回転駆動する為の電動モータとを備えた電動式パワーステアリング装置であって、
前記ウォーム軸は、前記ハウジングに対し、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとの噛合部で発生する噛み合い反力を受ける事に基づいて軸方向に変位可能な状態で支持されており、
軸方向に関する前記ウォーム歯の溝幅が、前記ウォームホイールに対する初期噛合位置から軸方向両側に離れるに従って連続的に又は段階的に小さくなる事により、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとの噛合部のバックラッシュが、この噛合部の位置が前記初期噛合位置から軸方向両側にずれるほど連続的に又は段階的に小さくなる事を特徴とする電動式パワーステアリング装置。 - 前記ウォーム軸が前記噛み合い反力を受ける事に基づいて軸方向に変位する量が、このウォーム軸と前記ハウジングとの間に組み付けられた弾性部材の弾力に基づいて規制されている、請求項1に記載した電動式パワーステアリング装置。
- 前記弾性部材がコイルばねである、請求項2に記載した電動式パワーステアリング装置。
- 前記ウォーム歯のリード角が、前記初期噛合位置から軸方向両側に離れるに従って連続的に又は段階的に小さくなっている、請求項1〜3のうちの何れか1項に記載した電動式パワーステアリング装置。
- 前記ウォーム歯の歯厚が、前記初期噛合位置から軸方向両側に離れるに従って連続的に又は段階的に大きくなっている、請求項1〜3のうちの何れか1項に記載した電動式パワーステアリング装置。
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