JP2002249056A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】操舵補助力を伝達するギヤの歯打ち音を低減す
るための構成を、煩雑な作業を行うことなく能率良く組
み立てることができる電動パワーステアリング装置を提
供する。 【解決手段】操舵補助力発生用電動アクチュエータ８の
回転を、ハウジング２１に覆われる駆動シャフト５０に
設けられた駆動ギヤ９から従動ギヤ１０を介してステア
リングシャフト３に伝達する。そのハウジング２１によ
り保持されるホルダー６０により、その駆動シャフト５
０を支持する軸受５２が径方向に沿って変位可能に保持
される。その軸受５２に、駆動ギヤ９を従動ギヤ１０に
押し付けるための弾力を作用させる弾性部材６１が、そ
のホルダー６０により保持される。そのホルダー６０と
軸受５２と弾性部材６１とは、一体的にハウジング２１
の内部に嵌め合わされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵補助力発生用
電動アクチュエータの回転を、ギヤを介してステアリン
グシャフトに伝達する電動パワーステアリング装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】操舵補助力発生用電動アクチュエータ
と、そのアクチュエータにより回転駆動される駆動シャ
フトと、その駆動シャフトを覆うハウジングと、その駆
動シャフトの外周に設けられた駆動ギヤと、その駆動ギ
ヤに噛み合う従動ギヤとを備え、そのアクチュエータの
回転を、その駆動ギヤから従動ギヤを介してステアリン
グシャフトに伝達する電動パワーステアリング装置が汎
用されている。

【０００３】上記のような電動パワーステアリング装置
においては、駆動ギヤと従動ギヤとの間にバックラッシ
ュがあるため、操舵補助力を付与する際に駆動ギヤの歯
と従動ギヤの歯とが互いに衝突して歯打ち音が発生す
る。その音が車両の運転者に異常音として認識されると
いう問題がある。

【０００４】そこで、特開２０００−４３７３９号公報
に開示されている電動パワーステアリング装置において
は、そのハウジングにより、その駆動シャフトの一端を
支持する軸受を径方向に沿って変位可能に保持し、その
駆動ギヤを従動ギヤに押し付ける弾力を軸受に作用させ
るばね体を、その軸受とハウジングのねじ孔にねじ合わ
されるねじ体との間に配置している。その弾力により駆
動ギヤを従動ギヤに押し付けることで、駆動ギヤと従動
ギヤとの間のバックラッシュをなくし、その歯打ち音の
発生を防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、ハウジングの内部に軸受と駆動ギヤとを組み込んだ
後に、ハウジングのねじ孔にばね体を挿入し、しかる後
に、そのねじ孔にばね体をねじ合わせる必要がある。そ
のため、組み立て工程が煩雑になるという問題がある。
また、その従来技術においては、ハウジングにより軸受
を径方向に沿って変位可能に保持するため、そのハウジ
ングに軸受の変位を許容する凹部を設けている。しか
し、その凹部の寸法誤差が過大であったり、軸受との接
触で凹部が磨耗すると、駆動ギヤの従動ギヤへの押し付
け方向に直交する径方向への軸受の変位を規制すること
ができなくなる。この場合、ハウジングそのものの交換
作業が必要になるため、その対応は容易ではない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、操舵補助力発
生用電動アクチュエータと、そのアクチュエータにより
回転駆動される駆動シャフトと、その駆動シャフトを覆
うハウジングと、その駆動シャフトに設けられた駆動ギ
ヤと、その駆動ギヤに噛み合う従動ギヤとを備え、その
アクチュエータの回転を、その駆動ギヤから従動ギヤを
介してステアリングシャフトに伝達する電動パワーステ
アリング装置において、そのハウジングによりホルダー
が保持され、そのホルダーにより、その駆動シャフトを
支持する軸受が径方向に沿って変位可能に保持され、そ
の軸受に、その駆動ギヤを従動ギヤに押し付けるための
弾力を作用させる弾性部材が、そのホルダーにより保持
され、そのホルダーと軸受と弾性部材とは、一体的にハ
ウジングの内部に嵌め合わされていることを特徴とす
る。本発明の構成によれば、ハウジングの内部にホルダ
ーと軸受と弾性部材とを一ユニットとして一体的に嵌め
合わせ、駆動ギヤと従動ギヤとを組み付けるだけで、そ
の弾性部材を駆動シャフトの径方向に弾性変形させ、そ
の駆動ギヤを従動ギヤに押し付ける弾力を軸受に作用さ
せることができる。

【０００７】その軸受を、その駆動ギヤの従動ギヤへの
押し付け方向に沿う径方向において変位するように案内
すると共に、その押し付け方向に直交する径方向への変
位を規制するガイド孔が、そのホルダーに形成され、そ
のガイド孔に挿入された軸受の外周とガイド孔の内周と
の間に、その弾性部材が挿入され、その駆動ギヤと従動
ギヤとのかみ合わせによるホルダーに対する軸受の変位
により弾性部材が圧縮変形することで、前記弾力が付与
されるのが好ましい。これにより、そのガイド孔の寸法
誤差が過大であったり、軸受との接触でガイド孔が磨耗
することで、駆動ギヤの従動ギヤへの押し付け方向に直
交する径方向への軸受の変位を規制することができなく
なっても、ハウジングを交換することなく、ホルダーを
交換するだけで対応できる。

【０００８】その駆動シャフトは、一端側においてハウ
ジングにより保持される軸受により支持され、他端側に
おいて前記ホルダーにより保持される軸受により支持さ
れることで、軸方向に離れた２位置において支持され、
その駆動シャフトを一端側において支持する軸受は、内
外輪を有する第１転がり軸受とされ、その駆動シャフト
を他端側において支持する軸受は、内外輪を有する第２
転がり軸受とされ、そのハウジングの内周へのホルダー
の外周の嵌め合わせは隙間嵌めとされ、そのハウジング
に、その第１転がり軸受の外輪を、その第２転がり軸受
に向かい押し付けるネジ部材がねじ合わされ、その駆動
シャフトに、両軸受の間において、各軸受の内輪に接す
る内輪受け部が設けられ、そのホルダーに、そのネジ部
材による第１転がり軸受の外輪の押し付けに基づき、そ
の第２転がり軸受の外輪が押し付けられる外輪受け部が
設けられ、その外輪受け部への第２転がり軸受の外輪の
押し付けに基づき、各転がり軸受に軸方向から予圧が付
与されると共に、そのホルダーがハウジングの内面に押
し付けられるのが好ましい。ホルダーをハウジングに隙
間嵌めし、ハウジングにねじ合わされるネジ部材により
第１転がり軸受の外輪を第２転がり軸受に向かい押し付
けるだけで、両転がり軸受に軸方向から予圧を付与する
と同時に、ホルダーをハウジングの内面に押し付けて固
定することができる。これにより、ホルダーの組み付け
作業を軸受への予圧付与作業と同時に能率良く迅速に行
うことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１、図２に示す車両用電動パワ
ーステアリング装置１は、ステアリングホイール２の操
舵により発生する操舵トルクを、ステアリングシャフト
３によりピニオン４に伝達することで、そのピニオン４
に噛み合うラック５を移動させる。そのラック５の動き
がタイロッドやナックルアーム等（図示省略）を介して
車輪６に伝達されることで舵角が変化する。

【００１０】そのステアリングシャフト３は、ステアリ
ングホイール２に連結される第１シャフト３ａと、この
第１シャフト３ａにピン２２により連結される筒状の第
２シャフト３ｂと、この第２シャフト３ｂの外周にブッ
シュ２５を介して相対回転可能に嵌め合わされる筒状の
第３シャフト３ｃとに分割されている。各シャフト３
ａ、３ｂ、３ｃの中心に沿ってトーションバー２３が挿
入されている。そのトーションバー２３の一端は第１シ
ャフト３ａと第２シャフト３ｂとに前記ピン２２により
連結され、他端はピン２４により第３シャフト３ｃに連
結されている。これにより、その第２シャフト３ｂと第
３シャフト３ｃとは操舵トルクに応じて弾性的に相対回
転可能とされている。その第２シャフト３ｂは、ハウジ
ング２１に圧入されたステアリングコラム３０によりブ
ッシュ３１を介して支持される。その第３シャフト３ｃ
は、ハウジング２１により保持される軸受２６、軸受２
７により支持される。その第３シャフト３ｃの外周に上
記ウォームホイール１０が一体化されている。

【００１１】そのステアリングシャフト３により伝達さ
れる操舵トルクを検出するトルクセンサ７が設けられて
いる。そのトルクセンサ７は、第２シャフト３ｂに固定
される磁性材製の第１検出リング３６と、第３シャフト
３ｃに固定される磁性材製の第２検出リング３７と、両
検出リング３６、３７の対向間を覆う検出コイル３３と
を有する。第１検出リング３６の端面に周方向に沿って
設けられる複数の歯３６ａと、第２検出リング３７の端
面に周方向に沿って設けられる複数の歯３７ａとの対向
面積が、第２シャフト３ｂと第３シャフト３ｃの操舵ト
ルクに応じた弾性的な相対回転に応じて変化する。その
変化に対応して検出コイル３３の発生磁束に対する磁気
抵抗が変化することから、その検出コイル３３の出力に
基づき操舵トルクが検出できる。このトルクセンサ７は
公知の構成のものを用いることができる。

【００１２】そのトルクセンサ７により検出された操舵
トルクに応じて駆動される操舵補助力発生用モータ（電
動アクチュエータ）８がハウジング２１に取り付けられ
ている。そのモータ８により駆動シャフト５０が回転駆
動される。すなわち、そのモータ８の出力シャフト８ａ
と一体に回転する筒状カッブリング４１に、駆動シャフ
ト５０の一端がセレーション５０ａを介して軸方向変位
可能に挿入されている。

【００１３】そのトルクセンサ７の検出トルクに応じて
モータ８が駆動されることで、その操舵トルクに応じた
操舵補助力が付与される。すなわち、その駆動シャフト
５０の外周にウォーム（駆動ギヤ）９が一体的に同行回
転するように設けられている。そのウォーム９に噛み合
うウォームホイール（従動ギヤ）１０が、ステアリング
シャフト３に同行回転するように設けられている。その
モータ８の回転がウォーム９からウォームホイール１０
を介してステアリングシャフト３に伝達されることで操
舵補助力が付与される。そのステアリングシャフト３の
一部、トルクセンサ７、駆動シャフト５０、ウォーム
９、およびウォームホイール１０がハウジング２１によ
り覆われる。

【００１４】その駆動シャフト５０は、一端側において
第１転がり軸受５１により支持され、他端側において第
２転がり軸受５２により支持されることで、軸方向に離
れた２位置において支持されている。その第１転がり軸
受５１はハウジング２１により保持され、外輪５１ａ、
内輪５１ｂ、転動体５１ｃを有する。その第２転がり軸
受５２は、ハウジング２１により保持されるリング状の
ホルダー６０により保持され、外輪５２ａ、内輪５２
ｂ、転動体５２ｃを有する。

【００１５】図３、図４に示すように、そのホルダー６
０は、その外周６０ａがハウジング２１の内周２１ａに
嵌め合わされることで、そのハウジング２１により保持
されている。そのホルダー６０の外周６０ａと、この外
周６０ａが嵌め合わされるハウジング２１の内周２１ａ
とは円筒面に添い、そのハウジング２１の内周２１ａへ
のホルダー６０の外周６０ａの嵌め合わせは隙間嵌めと
されている。

【００１６】そのホルダー６０の内周孔は、駆動シャフ
ト５０の軸方向から視て長孔状のガイド孔６０ｂと、こ
のガイド孔６０ｂよりも小さな長孔状の通孔６０ｃとで
構成され、そのガイド孔６０ｂと通孔６０ｃとの境界の
段差面により外輪受け部６０ｄが構成されている。その
第２転がり軸受５２は、そのガイド孔６０ｂに挿入され
ることで、径方向に沿って変位可能にホルダー６０によ
り保持される。すなわち、そのガイド孔６０ｂは、その
第２転がり軸受５２が、そのウォーム９のウォームホイ
ール１０への押し付け方向に沿う径方向（図３において
矢印Ａ方向）において変位するように案内すると共に、
その押し付け方向に直交する径方向（図３において矢印
Ｂ方向）への変位を規制する。

【００１７】そのガイド孔６０ｂに挿入された第２転が
り軸受５２の外輪外周５２ａ′とガイド孔６０ｂの内周
との間に挿入されることで、弾性部材６１がホルダー６
０により保持されている。これにより、そのホルダー６
０と第２転がり軸受５２と弾性部材６１とは、一ユニッ
トとして一体的にハウジング２１の内部に嵌め合わされ
ている。その弾性部材６１として本実施形態ではゴムが
用いられている。

【００１８】その弾性部材６１は、駆動シャフト５０の
軸方向から視て略円弧形状を有し、その駆動シャフト５
０よりもウォームホイール１０から離れた位置に配置さ
れている。そのウォーム９をハウジング２１内に組み込
み、しかる後にウォームホイール１０をハウジング２１
内に組み込むことで、ウォーム９とウォームホイール１
０とを噛み合わせると、駆動シャフト５０の軸心は、図
３においてＯで示す噛み合わせ前の位置から、Ｏ′で示
す噛み合わせ後の位置に、図中αで示す量だけ径方向に
変位する。これにより、そのαだけホルダー６０に対し
て第２転がり軸受５２が変位し、弾性部材６１は圧縮変
形する。この圧縮変形により、その弾性部材６１は、ウ
ォーム９をウォームホイール１０に押し付けるための弾
力を第２転がり軸受５２に作用させる。その弾力をＦ、
その弾性部材６１のバネ定数をＫとして、その弾力はＦ
＝Ｋ・αとなる。本実施形態では、その第２転がり軸受
５２の外輪外周５２ａ′と弾性部材６１との間に、弾性
部材６１よりも硬質で摩擦係数の小さな合成樹脂製のス
ペーサ６２が介在され、そのガイド孔６０ｂへ弾性部材
６１を挿入した後に第２転がり軸受５２を円滑に挿入で
きるものとされている。

【００１９】図２に示すように、その第１転がり軸受５
１を保持するハウジング２１の内周に形成された雌ねじ
２１ｂに、環状の雄ネジ部材５３がねじ合わされる。そ
の雄ネジ部材５３の外周にはロックナット５４がねじ合
わされる。その雄ネジ部材５３は、その第１転がり軸受
５１の外輪５１ａのモータ側端面を、上記第２転がり軸
受５２に向かい押し付ける。

【００２０】その駆動シャフト５０に、両軸受５１、５
２の間において、第１転がり軸受５１の内輪５１ｂの反
モータ側端面に接する第１内輪受け部５０ｂと、第２転
がり軸受５２の内輪５２ｂのモータ側端面に接する第２
内輪受け部５０ｃとが形成されている。その第２転がり
軸受５２の外輪５２ａの反モータ側端面は、上記ホルダ
ー６０の外輪受け部６０ｄに接するものとされている。
その雄ネジ部材５３による第１転がり軸受５１の外輪５
１ａの押し付けに基づき、押し付け力が外輪５１ａから
軸受転動体５１ｃを介して内輪５１ｂに伝達され、その
内輪５１ｂは第１内輪受け部５０ｂに押し付けられ、さ
らに、その押し付け力は第２内輪受け部５０ｃから第２
転がり軸受５２の内輪５２ｂに伝達され、その内輪５２
ｂから軸受転動体５２ｃを介して外輪５２ａに伝達さ
れ、その外輪５２ａが外輪受け部６０ｄに押し付けられ
る。その第２転がり軸受５２の外輪５２ａの外輪受け部
６０ｄへの押し付けに基づき、ホルダー６０がハウジン
グ２１の内面２１ｃに押し付けられると共に、各転がり
軸受５１、５２に軸方向から予圧が付与される。

【００２１】上記構成によれば、ハウジング２１の内部
にホルダー６０と第２転がり軸受５２と弾性部材６１と
を一ユニットとして一体的に嵌め合わせ、ウォーム９と
ウォームホイール１０とを組み付けるだけで、その弾性
部材６１を駆動シャフト５０の径方向に弾性変形させ、
そのウォーム９をウォームホイール１０に押し付ける弾
力を第２転がり軸受５２に作用させることができる。ま
た、ガイド孔６０ｂの寸法誤差が過大であったり、第２
転がり軸受５２との接触でガイド孔６０ｂが磨耗するこ
とで、ウォーム９のウォームホイール１０への押し付け
方向に直交する径方向への第２転がり軸受５２の変位を
規制することができなくなっても、ハウジング２１を交
換することなく、ホルダー６０を交換するだけで対応で
きる。さらに、ホルダー６０をハウジング２１に隙間嵌
めし、ハウジング２１にねじ合わされる雄ネジ部材５３
により第１転がり軸受５１の外輪５１ａを第２転がり軸
受５２に向かい押し付けるだけで、両転がり軸受５１、
５２に軸方向から予圧を付与すると同時に、ホルダー６
０をハウジング２１の内面に押し付けて固定することが
できる。これにより、ホルダー６０の組み付け作業を軸
受５１、５２への予圧付与作業と同時に能率良く迅速に
行うことができる。

【００２２】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、弾性部材６１はゴムに限定されず、弾力を作用さ
せることができれば良く、バネや合成樹脂等を用いても
よい。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、操舵補助力を伝達する
ギヤの歯打ち音を低減するための構成を、煩雑な作業を
行うことなく能率良く組み立てることができる電動パワ
ーステアリング装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装
置の断面図

【図２】図１のＩＩ‐ＩＩ線断面図

【図３】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装
置における要部の正断面図

【図４】図３のＩＶ‐ＩＶ線断面図

【符号の説明】

１ 電動パワーステアリング装置 ３ ステアリングシャフト ８ モータ（操舵補助力発生用電動アクチュエータ） ９ ウォーム（駆動ギヤ） １０ ウォームホイール（従動ギヤ） ２１ ハウジング ５０ 駆動シャフト ５０ｂ 第１内輪受け部 ５０ｃ 第２内輪受け部 ５１ 第１転がり軸受 ５２ 第２転がり軸受 ５３ 雄ネジ部材 ６０ ホルダー ６０ｂ ガイド孔 ６０ｄ 外輪受け部 ６１ 弾性部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D033 CA04 CA05 JC01 3J009 DA05 DA13 EA06 EA19 EA23 EA32 EC06 FA08 3J012 AB07 BB03 CB03 DB07 FB10 5H607 AA04 BB01 CC01 CC03 DD03 DD07 DD19 EE32

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵補助力発生用電動アクチュエータと、
   そのアクチュエータにより回転駆動される駆動シャフト
   と、その駆動シャフトを覆うハウジングと、その駆動シ
   ャフトに設けられた駆動ギヤと、その駆動ギヤに噛み合
   う従動ギヤとを備え、そのアクチュエータの回転を、そ
   の駆動ギヤから従動ギヤを介してステアリングシャフト
   に伝達する電動パワーステアリング装置において、その
   ハウジングによりホルダーが保持され、そのホルダーに
   より、その駆動シャフトを支持する軸受が径方向に沿っ
   て変位可能に保持され、その軸受に、その駆動ギヤを従
   動ギヤに押し付けるための弾力を作用させる弾性部材
   が、そのホルダーにより保持され、そのホルダーと軸受
   と弾性部材とは、一体的にハウジングの内部に嵌め合わ
   されていることを特徴とする電動パワーステアリング装
   置。
2. 【請求項２】その軸受を、その駆動ギヤの従動ギヤへの
   押し付け方向に沿う径方向において変位するように案内
   すると共に、その押し付け方向に直交する径方向への変
   位を規制するガイド孔が、そのホルダーに形成され、そ
   のガイド孔に挿入された軸受の外周とガイド孔の内周と
   の間に、その弾性部材が挿入され、その駆動ギヤと従動
   ギヤとのかみ合わせによるホルダーに対する軸受の変位
   により弾性部材が圧縮変形することで、前記弾力が付与
   される請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 【請求項３】その駆動シャフトは、一端側においてハウ
   ジングにより保持される軸受により支持され、他端側に
   おいて前記ホルダーにより保持される軸受により支持さ
   れることで、軸方向に離れた２位置において支持され、
   その駆動シャフトを一端側において支持する軸受は、内
   外輪を有する第１転がり軸受とされ、その駆動シャフト
   を他端側において支持する軸受は、内外輪を有する第２
   転がり軸受とされ、そのハウジングの内周へのホルダー
   の外周の嵌め合わせは隙間嵌めとされ、そのハウジング
   に、その第１転がり軸受の外輪を、その第２転がり軸受
   に向かい押し付けるネジ部材がねじ合わされ、その駆動
   シャフトに、両軸受の間において、各軸受の内輪に接す
   る内輪受け部が設けられ、そのホルダーに、そのネジ部
   材による第１転がり軸受の外輪の押し付けに基づき、そ
   の第２転がり軸受の外輪が押し付けられる外輪受け部が
   設けられ、その外輪受け部への第２転がり軸受の外輪の
   押し付けに基づき、各転がり軸受に軸方向から予圧が付
   与されると共に、そのホルダーがハウジングの内面に押
   し付けられる請求項１または２に記載の電動パワーステ
   アリング装置。