JP2003028153A - 電動式動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電動モータの回転をウォームギヤ機構で減速し
て舵取り機構に伝える。ウォーム軸を回転自在に支持す
る軸受の内部隙間が原因で異音が発生する場合がある。
軸受隙間を除去するために、ねじ部材で軸受に予圧を与
える。ねじ部材に係合するロックナットでねじ部材を止
定する。ロックナット締め付け時、ねじ部材が供回りし
て、予圧量が狂い易い。大型になる。 【解決手段】ハウジング７のねじ孔４６にねじ部材４５
をねじ込み、ねじ部材４５によって、軸受の外輪を付勢
し、軸受に与える予圧量を調整する。その後、ねじ孔４
６の内周面に形成された凹溝４８内に、ねじ部材４５の
軸線と平行にピン４７を圧入する。ピン４７により、ね
じ部材４５の回り止めをし、予圧量を固定する。

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の発生源
として電動モータを用いてなる電動式動力舵取装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の電動式舵取装置として、操舵
輪に連なる第１操舵軸と、この第１操舵軸にトーション
バーを介して連結されると共に舵取機構に連なる第２操
舵軸とを備える装置がある。この装置では、第１および
第２の操舵軸の回転方向への相対変位量をトルクセンサ
により検出し、主にこのトルクセンサの検出結果に基づ
いて電動モータの回転を減速機構を介して第２操舵軸に
伝えることにより、操舵輪の回転に応じた舵取機構の動
作を電動モータの回転により補助し、舵取りのための運
転者の労力負担を軽減するようにしている。

【０００３】上記の減速機構として、ウォームとウォー
ムホイールを有するものが提供されている。ウォームが
設けられているウォーム軸は、その軸長方向の両端部が
一対の軸受によりそれぞれ回転自在に支持されている。
ところが、上記軸受の内部隙間によるがたが原因で、異
音が発生し、これが車室内に伝わって騒音となる場合が
ある。そこで、上記一対の軸受を玉軸受とし、これらの
内部隙間を除去するために、軸方向に予圧を付与するよ
うにしている。

【０００４】その予圧付与部材としては、ハウジングの
ねじ孔にねじ込まれて軸受の外輪を軸方向に予圧付与す
るねじ部材が用いられる。また、このねじ部材をハウジ
ングのねじ孔に止定するための固定部材としては、ねじ
部材にねじ係合するロックナットが用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ねじ部
材が、ロックナットを係合しなければならない分だけ長
尺となり、スペースをとることになる。ひいては、電動
式動力舵取装置が大型になる。また、ねじ部材を回動操
作して適度な予圧に調整した後に、ロックナットを締め
付ける工程で、ねじ部材がロックナットと共回りしてし
まい、折角、調整した予圧量が狂ってうまうおそれがあ
る。このため、再度、調整が必要となる場合も多く、調
整作業に手間がかかる。

【０００６】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、小型であって、簡便に軸受隙間を除去することが
できる電動式動力舵取装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するため、請求項１記載の発明は、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電動式動力舵取装
置において、上記ウォーム軸及びウォームホイールを収
容するハウジングと、このハウジングの軸受保持孔に保
持されてウォーム軸を回転自在に支持する軸受と、ハウ
ジングのねじ孔にねじ込まれて軸受の外輪に予圧を付与
するねじ部材と、ねじ部材とねじ孔の嵌合部にねじ孔に
沿って圧入されて、ねじ部材を回り止めするピンとを備
えることを特徴とするものである。

【０００８】本発明では、ねじ部材により予圧量を調整
した後、ねじ孔に沿ってピンを打ち込むことにより、ね
じ部材を止定する。ピンの打ち込み時に、ねじ部材が回
ることがないので、調整を何度も行う必要がなく調整作
業が容易になる。また、従来のロックナットによる止定
方式では、ロックナットを係合させる分だけねじ部材が
長尺となっていたが、本発明では、ロックナットを用い
ない分だけ、ねじ部材を短くすることができるので、ス
ペースを削減することができる結果、小型化を達成する
ことができる。

【０００９】請求項２記載の発明は、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電動式動力舵取装置に
おいて、上記ウォーム軸及びウォームホイールを収容す
るハウジングと、このハウジングの軸受保持孔に保持さ
れてウォーム軸を回転自在に支持する軸受と、ハウジン
グにおける上記軸受保持孔近傍に形成された周溝に保持
されるスナップリングと、このスナップリングに一体に
形成されて軸受の外輪を軸方向に付勢する弾性片とを備
えることを特徴とするものである。

【００１０】本発明では、スナップリングをハウジング
の周溝に嵌め入れるだけで、後は、スナップリングに一
体に設けた弾性片によって、軸受に適度な予圧を軸方向
に付与することができるので、軸受隙間除去のために、
とりたてて作業を行ない、また部材を設ける必要がな
い。また小型化を図ることができる。さらに、ワンピー
スの部材で済むので、部品点数の削減を通じて製造コス
トを安くすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を添
付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施の
形態の電動式動力舵取装置の概略断面図である。図１を
参照して、本電動式動力舵取装置（以下では単に動力舵
取装置という）では、ステアリングホイール１を取り付
けている入力軸としての第１の操舵軸２と、ラックアン
ドピニオン機構等の舵取機構（図示せず）に連結される
出力軸としての第２の操舵軸３とがトーションバー４を
介して同軸的に連結されている。

【００１２】第１及び第２の操舵軸２，３を支持するギ
ヤハウジング５は、例えばアルミニウム合金からなり、
車体（図示せず）に取り付けられている。ギヤハウジン
グ５は、互いに嵌め合わされる上ハウジング６と下ハウ
ジング７により構成されている。具体的には、下ハウジ
ング７は筒状をなし、その上端部７ａが上ハウジング６
の下端外周の環状段部６ａに嵌め合わされている。下ハ
ウジング７は減速ギヤ機構としてのウォームギヤ機構８
を収容し、上ハウジング６はトルクセンサ９及び制御基
板１０等を収容している。

【００１３】上記ウォームギヤ機構８は、図２に示すよ
うに、電動モータＭの回転軸３２に例えばスプライン３
３等が内周部に形成された継手機構３３を介して連結さ
れるウォーム軸１１と、このウォーム軸１１と噛み合
い、且つ図１に示すように、第２の操舵軸３の軸方向中
間部に一体回転可能で且つ軸方向移動を規制されたウォ
ームホイール１２とを備える。図示していないが、ウォ
ーム軸１１は下ハウジング７内に一対の軸受を介して回
転自在に支持されている。

【００１４】ウォームホイール１２は第２の操舵軸３に
一体回転可能に結合される環状の芯金１２ａと、該芯金
１２ａの周囲に設けられ外周部に歯が形成された合成樹
脂部材１２ｂとを備えている。芯金１２ａは例えば合成
樹脂部材１２ｂの樹脂成形時に金型内にインサートされ
るものである。第２の操舵軸３は、ウォームホイール１
２を軸方向の上下に挟んで配置される第１及び第２の転
がり軸受１３，１４により回転自在に支持されている。

【００１５】第１の転がり軸受１３の外輪１５は、上ハ
ウジング６の下端部の筒状突起６ｂ内の軸受保持孔１６
に嵌め入れられて保持されている。外輪１５の上端面部
は軸受保持孔１６の底となる環状の段部１７に当接して
おり、上ハウジング６に対する軸方向上方への移動が規
制されている。一方、第１の転がり軸受１３の内輪１８
は第２の操舵軸３に締まりばめにより嵌め合わされてい
る。内輪１８の下端面部はウォームホイール１２の芯金
１２ａの上端面部に当接している。

【００１６】また、第２の転がり軸受１４の外輪１９は
下ハウジング７の軸受保持孔２０に嵌め入れられて保持
されている。外輪１９の下端面部は下ハウジング７の下
端の環状の段部２１に当接し、下ハウジング７に対する
軸方向下方への移動が規制されている。第２の転がり軸
受１４の内輪２２は、第２の操舵軸３に一体回転可能で
且つ軸方向相対移動を規制されて取り付けられている。
内輪２２は第２の操舵軸３の段部２３と、第２の操舵軸
３のねじ部に締め込まれるナット２４との間に挟持され
ている。

【００１７】トーションバー４は第１及び第２の操舵軸
２，３を貫通している。トーションバー４の上端部４ａ
は、連結ピン２５により第１の操舵軸２と一体回転可能
に連結され、トーションバー４の下端部４ｂは、連結ピ
ン２６により第２の操舵軸３と一体回転可能に連結され
ている。第２の操舵軸３の下端部は、図示しない中間軸
を介してラックアンドピニオン機構等の舵取機構に連結
されている。上記の連結ピン２５は、第１の操舵軸２と
同軸に配置される第３の操舵軸２７を、第１の操舵軸２
と一体回転可能に連結している。第３の操舵軸２７はス
テアリングコラムを構成するチューブ２８内を貫通して
いる。

【００１８】第１の操舵軸２の上部は、例えば針状ころ
軸受からなる第３の転がり軸受２９を介して上ハウジン
グ６に回転自在に支持されている。第１の操舵軸２の下
部の縮径部３０と第２の操舵軸３の上部の孔３１とは、
第１及び第２の操舵軸２，３の相対回転を所定の範囲に
規制するように、回転方向に所定の遊びを設けて嵌め合
わされている。次いで、図２を参照して、ウォーム軸１
１は下ハウジング７により保持される第４及び第５の転
がり軸受３４，３５によりそれぞれ回転自在に支持され
ている。第４及び第５の転がり軸受３４，３５は例えば
玉軸受からなる。

【００１９】第４及び第５の転がり軸受３４，３５の内
輪３６，３７がウォーム軸１１の対応するくびれ部に嵌
合されている。また、第４及び第５の転がり軸受３４，
３５の外輪３８，３９は下ハウジング７の軸受保持孔４
０，４１にそれぞれ保持されている。また、ウォーム軸
１１の一端部１１ａ（反継手側端部）を支持する第４の
転がり軸受３４の外輪３８は、下ハウジング７の段部４
２に当接し位置決めされている。一方、第４の転がり軸
受３４の内輪３６は、ウォーム軸１１の位置決め段部４
３に当接することにより、ウォーム軸１１の他端部１１
ｂ側への移動が規制されている。

【００２０】ウォーム軸１１の他端部１１ｂ（継手側端
部）の近傍を支持する第５の転がり軸受３５の内輪３７
はウォーム軸１１の位置決め段部４４に当接することに
より、ウォーム軸１１の一端部１１ａ側への移動が規制
されている。また、第５の転がり軸受３５の外輪３９は
予圧調整用のねじ部材４５により、第４の転がり軸受３
４側へ付勢されている。ねじ部材４５は、下ハウジング
７に形成されるねじ孔４６にねじ込まれることにより、
一対の転がり軸受３４，３５に予圧を付与すると共に、
ウォーム軸１１を軸方向に位置決めしている。

【００２１】ねじ孔４６には、ねじ部材４５に沿って１
ないし複数のピン４７が圧入されて、このピン４７がね
じ部材４５の回り止めをすることにより、ねじ部材４５
を軸方向に止定している。具体的には、図３に示すよう
に、下ハウジング７のねじ孔４６の内周面部に、ねじ孔
４６の深さ方向に延びるピン圧入用の凹溝４８を予め形
成しておき、この凹溝４８にピン４７を圧入するように
する。なお、ピン４７を圧入するための凹溝４８は、ね
じ孔４６の内周面部またはねじ部材４５の外周面部の何
れか一方に形成すれば良い。また、図３において、４５
ａはねじ部材４５を操作するための六角孔である。ま
た、ピン４７としては、図４（ａ）に示すようなスプリ
ングピンであっても良いし、また、図４（ｂ）に示すよ
うなセレーションピンであっても良い。

【００２２】本実施の形態によれば、ねじ部材４５によ
り予圧量を調整した後、ねじ孔４６に沿ってピン４７を
打ち込むことにより、ねじ部材４５を止定するが、ピン
４７の打ち込み時に、ねじ部材４５が回ることがないの
で、調整を何度も行う必要がなく調整作業が容易にな
る。また、従来のロックナットによる止定方式では、ロ
ックナットを係合させる分だけねじ部材が長尺となって
いたが、本実施の形態では、ロックナットを用いない分
だけ、ねじ部材４５を短くすることができるので、スペ
ースを削減することができる結果、小型化を達成するこ
とができる。

【００２３】次いで、図５は本発明の別の実施の形態の
電動式動力舵取装置の要部の断面図である。図５を参照
して、本実施の形態が図２の実施の形態と異なるのは、
図２の実施の形態では、予圧調整用のねじ部材４５とこ
れを止定する固定部材としてのピン４７とを用いていた
が、本実施の形態では、これらの機能を、下ハウジング
７の軸受保持孔４１の周溝４９に保持されるスナップリ
ング５０単体で果たさせるようにした点にある。

【００２４】図５及び図６を参照して、板金成形される
スナップリング５０の内縁部５０ａには、複数の屈曲状
の弾性片５１を一体に形成してある。これらの弾性片５
１を第５の転がり軸受３５の外輪３９の端面に弾性接触
させて、両転がり軸受３４，３５に予圧を付与する。本
実施の形態では、スナップリング５０を下ハウジング７
の周溝４９に嵌め入れるだけで、後は、スナップリング
５０に一体に設けた弾性片５１によって、第４及び第５
の転がり軸受３４，３５に適度な予圧を付与することが
できる。したがって、軸受隙間除去のために、何らの作
業をする必要がなく、また小型化を図ることができる。

【００２５】さらに、弾性片５１付きのスナップリング
５０というワンピースの部材で済むので、部品点数の削
減を通じて製造コストを安くすることができる。なお、
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例
えば、ウォーム軸の一端部１１ａを支持する第４の転が
り軸受３４の外輪３８を他端部１１ｂ側へ付勢して、両
転がり軸受３４，３５に予圧を付与するようにしても良
い。その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更を
施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電動式動力舵取装置の
要部の断面図である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】ハウジングのねじ孔にねじ込まれた予圧調整用
のねじ部材をピンを圧入して止定する様子を説明するた
めの斜視図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は圧入されるピンの例をそれ
ぞれ示す断面図である。

【図５】本発明の別の実施の形態の電動式動力舵取装置
の要部の断面図である。

【図６】軸受への予圧付与に用いられる弾性片付きスナ
ップリングの斜視図である。

【符号の説明】

３ 操舵軸（ステアリングシャフト） ７ 下ハウジング ８ ウォームギヤ機構 １１ ウォーム軸 １２ ウォームホイール Ｍ 電動モータ ３２ 回転軸 ３４ 第４の転がり軸受 ３５ 第５の転がり軸受 ３６，３７ 内輪 ３８，３９ 外輪 ４０，４１ 軸受保持孔 ４２ 段部 ４３，４４ 位置決め段部 ４５ ねじ部材 ４６ ねじ孔 ４７ ピン ４８ 凹溝 ４９ 周溝 ５０ スナップリング ５１ 弾性片

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年７月２５日（２００１．７．２
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】上記ウォームギヤ機構８は、図２に示すよ
うに、電動モータＭの回転軸３２に例えばスプライン等
が内周部に形成された継手機構３３を介して連結される
ウォーム軸１１と、このウォーム軸１１と噛み合い、且
つ図１に示すように、第２の操舵軸３の軸方向中間部に
一体回転可能で且つ軸方向移動を規制されたウォームホ
イール１２とを備える。図示していないが、ウォーム軸
１１は下ハウジング７内に一対の軸受を介して回転自在
に支持されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D033 CA02 CA04 CA05 CA28 3J012 AB03 AB04 AB20 BB03 CB04 DB14 EB14 FB10 HB02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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
   に伝える電動式動力舵取装置において、 上記ウォーム軸及びウォームホイールを収容するハウジ
   ングと、 このハウジングの軸受保持孔に保持されてウォーム軸を
   回転自在に支持する軸受と、 ハウジングのねじ孔にねじ込まれて軸受の外輪に予圧を
   付与するねじ部材と、 ねじ部材とねじ孔の嵌合部にねじ孔に沿って圧入され
   て、ねじ部材を回り止めするピンとを備えることを特徴
   とする電動式動力舵取装置。
2. 【請求項２】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
   に伝える電動式動力舵取装置において、 上記ウォーム軸及びウォームホイールを収容するハウジ
   ングと、 このハウジングの軸受保持孔に保持されてウォーム軸を
   回転自在に支持する軸受と、 ハウジングにおける上記軸受保持孔近傍に形成された周
   溝に保持されるスナップリングと、 このスナップリングに一体に形成されて軸受の外輪を軸
   方向に付勢する弾性片とを備えることを特徴とする電動
   式動力舵取装置。