JPH07137644A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータの出力軸と減速機を構成するウォーム
軸とを一体的に構成して構成の簡略化を図る。 【構成】 モータＭの出力軸16とウォームギヤ12の軸と
を一体的に構成し、出力軸16をギヤケース18, モータケ
ース19に対し軸受18a,18b,19a にて３点で軸支すると共
に、ウォームホイール11は下側コラムシャフト2Bにキー
止めした金属環11a に対しギヤ部11b を突起部11d と孔
11e とを係合させることで一体化し、ギヤ部11b に所定
以上のトルクが作用した場合に前記突起部11d が切断さ
れるようにして、クラッチの代替機能を果たすようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車に装備され、舵
輪操作に要する力を電動モータの回転力により補助する
電動式のパワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】舵輪に加えられた操舵トルクの検出結果
に基づいて操舵補助用のモータを駆動し、自動車の操舵
に要する力を該モータの回転力により補助するようにし
た電動式のパワーステアリング装置が開発されている。

【０００３】図４は自動車の操舵を行なうための従来の
コラム型パワーステアリング装置の略示断面図、図５は
図４におけるＶ−Ｖ線における部分断面図である。図
４，図５において2Aは上側コラムシャフト、2Bは下側コ
ラムシャフトを示している。上側コラムシャフト2Aはコ
ラムハウジング３に回転自在に支持され、その上端部に
は操舵輪（図示せず）が取付けられ、また下端部は下側
コラムシャフト2Bの上端部とトーションバー４を介して
連結されている。下側コラムシャフト2Bの下端部は図示
しない操舵機構のピニオン軸，ラック軸と連結されてい
る。トーションバー４の上部には、上側コラムシャフト
2Aに作用するトルクを検出するトルクセンサ５が設けら
れており、その出力信号は図示しない通電制御部へ与え
られる。

【０００４】下側コラムシャフト2Bの上部にはウォーム
ホイール31が外嵌され、下側コラムシャフト2Bに設けた
フランジ38に固定されており、該ウォームホイール31は
モータＭに連なるウォーム軸32の中間部に歯切したウォ
ームギヤ33と噛合している。ウォームホイール31に噛合
したウォーム軸32はその両側を軸受39a 及び39b にてギ
ヤケース37に支承されており、また軸受39a よりモータ
Ｍ側に突出した部分にはセレーション32a が形成されて
いる。モータＭのケース35はウォームホイール31, ウォ
ーム軸32及び電磁クラッチ36を収納しているギヤケース
37に取付けられている。

【０００５】モータＭの出力軸34には該モータＭの出力
を係脱する電磁クラッチ36の主動部36a が外嵌され、そ
のウォーム軸32側には従動部36b が対向している。該従
動部36b は前記ウォーム軸32にセレーション32a にて内
嵌結合されている。そして前記従動部36b はセレーショ
ン32a とモータＭの出力軸34に外嵌された軸受34a によ
り支承されている。

【０００６】このようなパワーステアリング装置は、操
舵輪を回転させると、その操作により上側コラムシャフ
ト2Aを介してトーションバー４にトルクが作用し、その
トルクをトルクセンサ５が検出する。検出したトルクの
信号が図示しない通電制御部に与えられ、通電制御部が
動作してモータＭが駆動され、また電磁クラッチ36に伝
達され、ウォーム軸32が回転してウォームホイール31が
回転する。このウォームホイール31の回転により下側コ
ラムシャフト2Bが回転して操舵力が補助されることとな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで前述した如き
コラム型の電動パワーステアリング装置にあってはモー
タＭと減速機を構成するウォームギヤ33とは電磁クラッ
チ36を介在させた分離構造となっており、モータＭの出
力軸34はその両端部及び電磁クラッチ36部分において計
３ヶ所を、またウォーム軸32は両端部を夫々軸受39a,39
b を用いて軸支され、モータケース35とギヤケース37と
をボルトにて締結する構造となっている。従って組立後
は５個の軸受にてウォーム軸32, モータＭの出力軸34が
支持される構造となり、各々の軸受が芯ずれを吸収する
のが難しく、組立作業に時間を要し、トルクむら発生の
原因となっていた。

【０００８】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところはモータの出力軸とウ
ォーム軸とを一体的にして構成の大幅な簡略化と組立の
容易化を図った電動パワーステアリング装置を提供する
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電動パワー
ステアリング装置は、モータの出力軸をウォーム軸，ウ
ォームホイールからなる減速装置を介して操舵機構に連
繋し、モータの回転力にて操舵力を補助するようにした
電動パワーステアリング装置において、前記ウォーム軸
を前記モータの出力軸と一体に構成するとともに、前記
減速装置に所定以上のトルクが作用したとき前記モータ
と操舵機構との連繋を解除するトルクリミッターを設け
たことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明にあってはこれによって、電磁クラッチ
を介することなくモータの出力は減速機を構成するウォ
ーム軸, ウォームホイールを介してコラムに伝達される
こととなり、構成が大幅に簡略化され、しかもモータ又
はウォームギヤがロックされるトラブルが生じても、操
舵力が一定以上になるとモータの出力軸と操舵輪との間
において力の伝達が遮断され、何ら操舵性が損なわれる
ことがない。

【００１１】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図１は本発明に係る電動パワーステ
アリング装置の部分断面図であり、図中Ｍはモータ、1
1,12 は減速機を構成するウォームホイール, ウォーム
ギヤを示している。モータＭの出力軸16はウォームギヤ
12の軸を兼ねた一体構造に構成されており、モータケー
ス19から突き出した出力軸16の一端部外周にウォームギ
ヤ12を直接歯切り形成してあり、ウォームギヤ12の両端
部において夫々軸受18a,18b にてギヤケース18に軸支さ
れ、また他端部は軸受19a にてモータケース19に軸支さ
れ、全体として３箇所で軸支された構造となっている。

【００１２】モータケース19内に位置する出力軸16の中
央にはナール加工を施し、この外周にはコア20を設け、
その周囲に絶縁用の焼結塗装21を隔ててコイル22を配
し、該コイル22の更に外周に絶縁用塗装23にて包んだ状
態でコア24を配してある。

【００１３】また前記コイル22の配置位置に隣接して出
力軸16の外周にはコンミテータ25を介在させて、前記コ
イル22に接続した接点部26を設けてある。モータケース
19は円筒状をなす主ケース19b とその一側端部を閉鎖す
る側部ケース19c とからなり、主ケース19b の内側には
前記コイル22の周囲に対向させて磁石27が、また接点部
26と対向する位置にブラシ28が配設されている。磁石27
はコイル22と対向する内面側をステンレス製のカバー27
a で覆っている。またブラシ28はブラシホルダ28a にス
プリング28b を介在させて接点部26に摺接させるべく付
勢保持されている。29はモータケース19の側部ケース19
c の円筒部に嵌着したプラグである。

【００１４】モータケース19とギヤケース18とはモータ
ケース19の主ケース19b と側部ケース19c とを一体的に
締結するボルト30にて一体的に締結されている。図２は
ウォームホイールの部分拡大側面図であり、ウォームホ
イール11は下側コラムシャフト2Bにキー止めされた金属
環11a にギヤ部11b を固定して構成されている。ウォー
ムホイール11のギヤ部11b は合成樹脂を材料にして円環
状に構成されており、外周面に歯部11c を、また内周面
にはその一部に突起部11d が形成された環状に形成さ
れ、前記突起部11d を金属環11a の外周の周方向の一部
に形成した孔11e に係入せしめた状態で金属環11a に外
嵌固定されている。

【００１５】突起部の数, 断面積及びこれを係入させる
孔の数については特に限定するものではなく、必要に応
じて設定すればよい。即ち下式で与えられる力Ｆ Ｆ＝樹脂の剪断強度×断面積×個数 が下記の関係となるように定める。 モータＭからの最大入力＜Ｆ＜人間の操舵力よりも大き
い力

【００１６】図３は本発明におけるウォームホイールの
他の実施例を示す模式図であり、ギヤ部11b の内周面の
一箇所に軸心線と平行な向きに延びる突条部11f を設
け、この突条部11f を金属環11a の外周面に穿った凹溝
11g 内に係合せしめた状態で金属環11a に外嵌せしめら
れている。この突条部11f の数, 厚さ, 高さ等について
は特に限定するものではなく必要に応じて定めればよ
い。

【００１７】このような本発明装置にあっては舵輪を通
じてトーションバーに加えられたトルクはトルクセンサ
にて検出され、そのトルクに対応した駆動信号が図示し
ない通電制御部を介してモータＭに与えられ、モータＭ
が回転する。モータＭの回転は出力軸16に設けたウォー
ムギヤ12を介してウォームホイール11に伝達され、下側
コラムシャフト2Bが回転駆動せしめられ、操舵力が補助
されることとなる。

【００１８】一方モータＭがトラブルによりロック状態
になると、ウォームギヤ12, ウォームホイール11もロッ
ク状態となり運転者が舵輪に操舵力を加えると通常の操
舵力を越える大きいトルクがウォームホイール11に付与
されることとなる。この結果、ウォームホイール11にお
ける金属環11a を通じてギヤ部11b の突起部11d(又は突
条部11f)に大きな剪断力が作用し、この剪断力が所定の
力Ｆを越えると突起部11d(又は突条部11f)が切断され、
金属環11a とギヤ部11b との間の拘束力が解放されて自
由回転状態となり、下側コラムシャフト2BとモータＭの
出力軸16との間の拘束力が解放され、力の伝達が遮断さ
れクラッチを断にしたのと同様の作用を果たすこととな
る。

【００１９】

【発明の効果】以上の如く本発明に係る電動パワーステ
アリング装置は、クラッチを廃してモータ出力軸とウォ
ーム軸とを一体構造とすることで構造が大幅に簡略化出
来ると共に軸受の芯ずれを配慮する必要がなくそれだけ
組立が簡略化され、またウォームホイールはギヤ部と軸
部との間に所定以上の作用力が働いたとき相互の自由回
転可能とする連結部を設けたから、モータがロックされ
た場合においても簡単にこれを解消することが出来て、
安全な操向を確保出来る等、本発明は優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の部
分断面図である。

【図２】ウォームとウォームホイールとの連結構造を示
す側面図である。

【図３】ウォームホイールの他の実施例を示す説明図で
ある。

【図４】従来の電動パワーステアリング装置の構成を示
す説明図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線による拡大断面図である。

【符号の説明】

11 ウォームホイール 11a 金属環 11b ギヤ部 11c 歯部 11d 突起部 11e 孔 12 ウォームギヤ 16 出力軸 18 ギヤケース 18a, 18b 軸受 19 モータケース 19a 軸受 19b 主ケース 19c 側部ケース 20 コア 22 コイル 28 ブラシ Ｍ モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの出力軸をウォーム軸，ウォーム
   ホイールからなる減速装置を介して操舵機構に連繋し、
   モータの回転力にて操舵力を補助するようにした電動パ
   ワーステアリング装置において、前記ウォーム軸を前記
   モータの出力軸と一体に構成するとともに、前記減速装
   置に所定以上のトルクが作用したとき前記モータと操舵
   機構との連繋を解除するトルクリミッターを設けたこと
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。