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技術 パワーステアリング装置

出願人 日立オートモティブシステムズ株式会社
発明者 城戸良晃
出願日 2016年6月15日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2016-118496
公開日 2017年12月21日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2017-222257
状態 特許登録済
技術分野 歯車・カム パワーステアリング機構 伝動装置の一般的な細部 減速機1
主要キーワード 矩形状突起 屈曲角度θ ベアリングガイド 供給箱 所定角θ 周方向移動量 組立作業効率 脱落抑制
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年12月21日)のものです。
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図面 (14)

課題

線ばねによるウォームシャフトウォームホイールとの間のバックラッシュの調整を精度良く行い得るパワーステアリング装置を提供する。

解決手段

操舵機構1と、操舵機構に操舵力を付与する電動モータ11と、ウォームシャフト14及びウォームホイール15を有し、電動モータの駆動力を操舵機構に伝達するウォームギア13と、ウォームシャフトを軸支する第2ボールベアリング24と、内部にベアリングを収容するホルダ部材26と、ベアリングの外周側に設けられ、ウォームシャフトの周方向延出する円弧状部35と、円弧状部の一部を縮径させてなる第1,第2直線部37a,37bと、を有し、各直線部を介してベアリングを噛合方向D1へ付勢する線ばね27と、円弧状部の一端部35a側にのみ設けられ、ホルダ部材に対する線ばねの所定角θ3以上の相対回転規制する回転規制部36と、を備えた。

概要

背景

従来のパワーステアリング装置としては、例えば以下の特許文献1に記載されたものが知られている。

概略を説明すれば、このパワーステアリング装置は、一端部が電動モータに接続され、他端部が軸受によって軸支されたウォームシャフトと、該ウォームシャフトと噛み合うように設けられたウォームホイールと、を有するウォームギアと、前記軸受を収容するホルダ部材と、該ホルダ部材と軸受との間に前記ウォームシャフトの径方向へ沿うように設けられたコイルばねと、を備え、前記コイルばねの付勢力でもって前記軸受を介して前記ウォームシャフトを付勢し、前記ウォームギアのバックラッシュを低減するようになっている。

概要

線ばねによるウォームシャフトとウォームホイールとの間のバックラッシュの調整を精度良く行い得るパワーステアリング装置を提供する。操舵機構1と、操舵機構に操舵力を付与する電動モータ11と、ウォームシャフト14及びウォームホイール15を有し、電動モータの駆動力を操舵機構に伝達するウォームギア13と、ウォームシャフトを軸支する第2ボールベアリング24と、内部にベアリングを収容するホルダ部材26と、ベアリングの外周側に設けられ、ウォームシャフトの周方向延出する円弧状部35と、円弧状部の一部を縮径させてなる第1,第2直線部37a,37bと、を有し、各直線部を介してベアリングを噛合方向D1へ付勢する線ばね27と、円弧状部の一端部35a側にのみ設けられ、ホルダ部材に対する線ばねの所定角θ3以上の相対回転規制する回転規制部36と、を備えた。

目的

本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたもので、線ばねによるウォームシャフトとウォームホイールとの間のバックラッシュの調整を精度良く行い得るパワーステアリング装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ステアリングホイール操舵操作転舵輪に伝達する操舵機構と、前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、前記電動モータに連係するウォームシャフトと、前記操舵機構に連係するウォームホイールと、が噛合してなり、前記電動モータの回転力を前記操舵機構に減速して伝達するウォームギアと、前記ウォームホイールを収容するホイール収容部と前記ウォームシャフトを収容するシャフト収容部を有するギアハウジングと、前記ウォームシャフトに対し前記電動モータと軸方向反対の端部側に設けられ、前記ウォームシャフトを回転自在に軸支する軸受と、前記軸受を収容する軸受収容部を有するホルダ部材と、前記軸受の外周側に設けられ、前記ウォームシャフトの回転軸周方向延出する円弧状部と、前記円弧状部の前記周方向の一部を縮径状に形成してなる付勢力付与部と、を有し、前記付勢力付与部を介して前記軸受に前記ウォームギアのバックラッシュを低減する方向へ付勢力を付与する線ばねと、前記円弧状部のうち一端側にのみ設けられ、前記周方向において前記ホルダ部材に対する前記線ばねの所定角以上の相対回転規制する回転規制部と、を有することを特徴とするパワーステアリング装置

請求項2

請求項1に記載のパワーステアリング装置において、前記回転規制部は、前記円弧状部の前記一端側に設けられた屈曲部であって、前記ホルダ部材は、前記屈曲部が挿入される係合溝を有することを特徴とするパワーステアリング装置。

請求項3

請求項2に記載のパワーステアリング装置において、前記係合溝は、前記軸方向に延びるように形成されることを特徴とするパワーステアリング装置。

請求項4

請求項3に記載のパワーステアリング装置において、前記屈曲部は、前記軸方向に屈曲していることを特徴とするパワーステアリング装置。

請求項5

請求項4に記載のパワーステアリング装置において、前記屈曲部は、前記円弧状部との境界部分が円弧状に屈曲されていると共に、前記係合溝は、前記ホルダ部材の前記軸方向の端面に開口するように形成され、前記ホルダ部材は、互いに対向することで前記係合溝を構成する一対の角部を備え、前記一対の角部のうち前記境界部分と対向する側の前記角部は円弧状に形成されていることを特徴とするパワーステアリング装置。

請求項6

請求項3に記載のパワーステアリング装置において、前記屈曲部は、屈曲角度のうち劣角が鋭角となるように屈曲されていることを特徴とするパワーステアリング装置。

請求項7

請求項1に記載のパワーステアリング装置において、前記円弧状部は、前記周方向において1周より大きい範囲に亘って延設され、前記一端側と他端側とが前記周方向でオーバーラップしていることを特徴とするパワーステアリング装置。

請求項8

請求項7に記載のパワーステアリング装置において、前記線ばねは、前記軸方向において対称形状となるように形成されることを特徴とするパワーステアリング装置。

請求項9

請求項7に記載のパワーステアリング装置において、前記円弧状部は、前記一端側と前記他端側の前記周方向でオーバーラップする領域内に、前記一端側の所定部分と他端側の所定部分とが互いに押し付け合うように接触する接触部を有することを特徴とするパワーステアリング装置。

請求項10

請求項7に記載のパワーステアリング装置において、前記回転規制部は、前記円弧状部の前記一端側に設けられた屈曲部であって、前記屈曲部は、前記円弧状部と接触しないように形成されることを特徴とするパワーステアリング装置。

技術分野

0001

本発明は、ウォームギアを介して電動モータ駆動力操舵機構に付与するパワーステアリング装置に関する。

背景技術

0002

従来のパワーステアリング装置としては、例えば以下の特許文献1に記載されたものが知られている。

0003

概略を説明すれば、このパワーステアリング装置は、一端部が電動モータに接続され、他端部が軸受によって軸支されたウォームシャフトと、該ウォームシャフトと噛み合うように設けられたウォームホイールと、を有するウォームギアと、前記軸受を収容するホルダ部材と、該ホルダ部材と軸受との間に前記ウォームシャフトの径方向へ沿うように設けられたコイルばねと、を備え、前記コイルばねの付勢力でもって前記軸受を介して前記ウォームシャフトを付勢し、前記ウォームギアのバックラッシュを低減するようになっている。

先行技術

0004

特開2013−208933号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、近年、パワーステアリング装置の小型化等の観点から、前記従来のコイルばねの代わりに前記軸受とホルダ部材との間に前記ウォームシャフトの周方向に沿って円弧状に形成された線ばねを設け、この線ばねによって前記ウォームシャフトを前記ウォームホイールとの噛合方向へ付勢するといった技術が考案されている。

0006

このような技術において用いられる線ばねは、通常、周方向の所定位置に前記軸受の外周面点接触する付勢部を有し、該付勢部を介して縮径方向への復元力を前記軸受に作用させることで、前記ウォームシャフトを前記噛合方向へ付勢する。

0007

この場合、前記線ばねは、一端部が固定端として前記ホルダ部材に固定されることで周方向における前記付勢部と軸受の外周面との接触点のずれを抑制することが考えられる。

0008

しかしながら、このように前記一端部を前記ホルダ部材に完全に固定してしまうと、前記線ばねが前記ウォームホイールからの反力により拡径変形する際に前記接触点が前記一端部側に偏倚することとなって、前記ウォームシャフトを前記噛合方向へ適切に付勢できず、バックラッシュの調整にかかる精度が低下してしまうおそれがあった。

0009

本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたもので、線ばねによるウォームシャフトとウォームホイールとの間のバックラッシュの調整を精度良く行い得るパワーステアリング装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0010

本発明は、ステアリングホイール操舵操作転舵輪に伝達する操舵機構と、前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、前記電動モータに連係するウォームシャフトと、前記操舵機構に連係するウォームホイールと、が噛合してなり、前記電動モータの回転力を前記操舵機構に減速して伝達するウォームギアと、前記ウォームホイールを収容するホイール収容部と前記ウォームシャフトを収容するシャフト収容部を有するギアハウジングと、前記ウォームシャフトに対し前記電動モータと軸方向反対の端部側に設けられ、前記ウォームシャフトを回転自在に軸支する軸受と、前記軸受を収容する軸受収容部を有するホルダ部材と、前記軸受の外周側に設けられ、前記ウォームシャフトの回転軸の周方向に延出する円弧状部と、前記円弧状部の前記周方向の一部を縮径状に形成してなる付勢力付与部と、を有し、前記付勢力付与部を介して前記軸受に前記ウォームギアのバックラッシュを低減する方向へ付勢力を付与する線ばねと、前記円弧状部のうち一端側にのみ設けられ、前記周方向において前記ホルダ部材に対する前記線ばねの所定角以上の相対回転規制する回転規制部と、を有することを特徴としている。

発明の効果

0011

本発明によれば、線ばねによるウォームシャフトとウォームホイールとの間のバックラッシュの調整を精度良く行うことができる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の第1実施形態に係るパワーステアリング装置を示す概略図である。
第1実施形態に係るウォームギアを、ギアハウジングを透過して表示した斜視図である。
図2のA−A線断面図である。
第1実施形態に係るバックラッシュ調整機構を、ケース部材を取り外して示す斜視図である。
図3のB部拡大図である。
第1実施形態に係るホルダ部材を示す斜視図である。
同ホルダ部材の平面図である。
第1実施形態に係る線ばねを示す斜視図である。
バックラッシュ調整機構によるバックラッシュの調整動作を示す図である。
線ばねの一端部が完全に固定された場合における図9に相当する図である。
第1実施形態の変更例に係る線ばねを示す側面図である。
本発明の第2実施形態に係る線ばねを示す側面図である。
本発明の第3実施形態に係る線ばねを示す側面図である。

実施例

0013

以下、本発明に係るパワーステアリング装置の各実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
本実施形態に係るパワーステアリング装置は、図1図3に示すように、ステアリングホイール3に入力された操舵力を転舵輪4a,4bに伝達する操舵機構1と、該操舵機構1に前記操舵力に応じた操舵アシスト力を付与する操舵アシスト機構2と、を備えている。

0014

前記操舵機構1は、図1に示すように、いわゆるラック・ピニオン式の操舵機構であって、一端側がステアリングホイール3に連係されたステアリングシャフト5と、外周に形成されたラック歯6aがステアリングシャフト5の外周に形成されたピニオン歯5aと噛合することにより軸方向に移動するラックバー6と、から主として構成されている。そして、前記ラックバー6の両端部には、それぞれタイロッド7及びナックルアーム8等を介して転舵輪4a,4bが連係されており、ラックバー6の軸方向移動に伴い各ナックルアーム8が引っ張られることによって各転舵輪4a,4bの向きが変更されるようになっている。

0015

また、前記ステアリングシャフト5とラックバー6は、それぞれ一部が図示外の車体に支持固定されたステアリングギアハウジング9の内部に収容されていると共に、このステアリングギアハウジング9のうちステアリングシャフト5のピニオン歯5a側を収容するステアリングシャフト収容部9aには、ステアリングシャフト5に入力された操舵トルクの検出に供するトルクセンサ10が設けられている。

0016

前記操舵アシスト機構2は、図1図3に示すように、前記操舵アシスト力を生成する電動モータ11と、該電動モータ11の駆動制御に供される制御装置12と、電動モータ11が生成した前記操舵アシスト力を減速しつつステアリングシャフト5に伝達するウォームギア13と、から主として構成されている。

0017

前記制御装置12は、トルクセンサ10等の各種センサに図示外のセンサハーネスを介して電気的に接続され、前記各種センサから出力された操舵トルク信号をはじめとする各種運転情報に基づき電動モータ11を駆動制御する。

0018

前記ウォームギア13は、図3に示すように、軸方向の一端側が電動モータ11の出力軸11aにオルダム継手16を介して一体回転可能に連結され、外周の軸方向ほぼ中央位置に歯部14aが形成されたウォームシャフト14と、ステアリングシャフトの下端部に一体回転可能に固定され、外周にウォームシャフト14の歯部14aと噛合する歯部15aが形成されたウォームホイール15と、を備えており、これらはいずれもギアハウジング17の内部に収容されている。

0019

前記ギアハウジング17は、電動モータ11の出力軸11aの回転軸線上有底円筒状に延設され、内部にウォームシャフト14が収容されるシャフト収容部18と、該シャフト収容部18に周方向の所定範囲が臨むように形成され、内部にウォームホイール15を収容する扁平円筒状のホイール収容部19と、を備えている。なお、前記ギアハウジング17は、シャフト収容部18側の端部が複数のボルト20によって電動モータ11を構成するモータハウジング21に接続固定される一方、ホイール収容部19側の端部が複数のボルト22によってステアリングギアハウジング9に接続固定されている。

0020

また、前記シャフト収容部18とウォームシャフト14との間には、該ウォームシャフト14を回転自在に軸支する2つの第1,第2ボールベアリング23,24が介装されており、このうち、ウォームシャフト14の電動モータ11側の一端部14bに設けられた第1ボールベアリング23は、シャフト収容部18の開口部側に形成された比較的大径な環状溝18aに収容されている。

0021

一方、ウォームシャフト14の他端部14cを軸支する第2ボールベアリング24は、本発明に係る軸受を構成するものであって、前記他端部14cの外周に圧入されたインナレース24aと、該インナレース24aの外周側に設けられたアウタレース24bと、インナレース24aとアウタレース24bとの間に介装された複数のボール24cと、を備えている。また、前記第2ボールベアリング24の外周側には、該第2ボールベアリング24を介してウォームシャフト14の他端部14cをウォームホイール15側へ押圧し、ウォームギア13の両歯部14a,15aの間のバックラッシュを低減させるバックラッシュ調整機構25が設けられている。

0022

このバックラッシュ調整機構25は、図4図9に示すように、内部に第2ボールベアリング24を収容保持するホルダ部材26と、弾性を有する鋼線を円弧状に湾曲させてなり、ホルダ部材26内に収容された第2ボールベアリング24を前記バックラッシュが低減する方向へ付勢する付勢部材である線ばね27と、シャフト収容部18の底部18b側の内周面圧入固定され、内部にホルダ部材26及び線ばね27を収容するケース部材28と、から主として構成されている。

0023

なお、以下の説明では、前記バックラッシュが低減する方向を「噛合方向D1」、該噛合方向D1と反対となる方向を「離間方向D2」と呼称すると共に、ウォームシャフト14(第2ボールベアリング24)の中心Oを通り、かつ噛合方向D1と平行となる仮想線を「噛合方向軸線L」と呼称する。

0024

前記ホルダ部材26は、図4図7に示すように、樹脂材料によってほぼ有底円筒状に一体成形されるものであって、ほぼ円板状に形成され、内部軸方向に沿ってウォームシャフト14の他端部14cが挿通する挿通孔29aが貫通形成された底壁29と、該底壁29の外周縁から電動モータ11側に向かって立設されたほぼ円筒状の周壁30と、を有すると共に、これら底壁29と周壁30とによって第2ボールベアリング24を収容する軸受収容部であるベアリング収容室31が形成されている。

0025

前記周壁30は、第2ボールベアリング24(アウタレース24b)の直径よりも僅かに大きな内径に設定された内周面30aを有し、この内周面30aのうち前記噛合方向軸線Lを挟んで対向する部位には、内周側に張り出して第2ボールベアリング24の径方向移動を案内する二面幅状の第1,第2ベアリングガイド面30b,30cが形成されている。これら両ベアリングガイド面30b,30cは、図7に示すように、第2ボールベアリング24の外径に相当する間隔でもってそれぞれ噛合方向軸線Lとほぼ平行に形成されている。これにより、第2ボールベアリング24の噛合方向D1と直交する方向への移動が規制される一方、噛合方向D1に沿った移動が許容されるようになっている。

0026

また、前記周壁30は、その高さ(軸方向の長さ)が第2ボールベアリング24の軸方向巾の半分程度となるように形成されている。これにより、第2ボールベアリング24は、図4に示すように、ベアリング収容室31に収容された状態において、一部が周壁30の先端面30dよりも前方へ突出するようになっている。

0027

ここで、前記周壁30のうち噛合方向D1側の部位には、ウォームシャフト14の軸方向に沿って平面視ほぼ円弧状の円弧状凸部32が延設されている。この円弧状凸部32の基端部外周側には、周方向に沿って断面矩形状の凹溝32aが形成され、該凹溝32aに線ばね27の一部を巻き掛けるようになっている。また、前記円弧状凸部32の先端面には、該先端面からさらにウォームシャフト14の軸方向に沿って突出する平面視ほぼ矩形状の矩形状突起32bが設けられている。

0028

さらに、前記周壁30のうち離間方向D2側の部位には、平面視ほぼ台形状の台形状凸部33,34が噛合方向軸線Lを挟んで2つ突設されており、これら台形状凸部33,34と前記円弧状凸部32とは、いずれも先端面30dからの突出量がほぼ同一となるように形成されている。

0029

前記線ばね27は、特に図8に示すように、ウォームシャフト14の周方向に沿ったほぼ円弧状に形成され、第2ボールベアリング24の外周側に設けられる円弧状部35と、該円弧状部35の一端部35a側のみに設けられてホルダ部材26と線ばね27との相対回転を規制する回転規制部36と、を備えている。

0030

前記円弧状部35のうち、回転規制部36によって相対回転が規制された状態における離間方向D2側の部位には、前記周方向の一部を外径が小さくなるように直線状に形成してなる付勢力付与部としての第1,第2直線部37a,37bが設けられている。これら第1,第2直線部37a,37bは、図9に示すように、噛合方向軸線Lと円弧状部35との交点のうち離間方向D2側の交点P1から円弧状部35の周方向にそれぞれ所定角度θ1,θ2だけオフセットした位置に配置されており、本実施形態では、所定角度θ1,θ2がそれぞれ60度に設定されている。

0031

また、前記円弧状部35は、ホルダ部材26に配置されるにあたって、噛合方向D1側の部位が円弧状凸部32の凹溝32aに巻き掛けられる一方、離間方向D2側の部位が第2ボールベアリング24のベアリング収容室31から露出した外周面24dに巻き掛けられ、該外周面24dに第1,第2直線部37a,37bが弾接するようになっている。

0032

さらに、前記円弧状部35は、ウォームシャフト14の周方向において1周(360度)よりも大きな範囲に亘って形成され、両端側が上下に重合している。すなわち、前記円弧状部35は、周壁30の先端面30dに近い側に位置する一端部35aと前記先端面30dから遠い側に位置する他端部35bとが周方向でオーバーラップ(軸方向で対向)する領域Rを有している。

0033

このとき、前記一端部35aと他端部35bのオーバーラップする箇所には、該オーバーラップに伴う一端部35aと他端部35bの捩れに基づき、円弧状部35の復元力がウォームシャフト14の軸方向に沿って互いに押し付け合う方向へ作用するようになっている。すなわち、前記円弧状部35は、前記領域Rの範囲内に一端部35aと他端部35bとが弾接する接触部35cを有している。

0034

前記回転規制部36は、円弧状部35の一端部35aからウォームシャフト14の軸方向に沿って延びるように屈曲形成された屈曲部38として構成されている。

0035

この屈曲部38は、図8に示すように、円弧状部35との境界部分38aがほぼ直角をなす円弧状に屈曲されていると共に、線ばね27の他の領域となる円弧状部35とは接触しないように形成されている。また、前記屈曲部38は、図4に示すように、先端部38bが周壁30に設けられた係合溝39と係合することで、ホルダ部材26と線ばね27との相対回転が規制されるようになっている。

0036

ここで、前記係合溝39は、特に図7に示すように、ベアリングガイド面30cの外周側にウォームシャフト14の軸方向へ延びるように形成されている。また、前記係合溝39は、周壁30の外周側に向かって開口するコ字形状を呈し、ウォームシャフト14の周方向で対向する一対の平面状の対向面40,41と、該両対向面40,41を接続する平面状の底面42と、を有すると共に、前記両対向面40,41については、屈曲部38の線径よりも大きな所定の周方向隙間を隔てて配置されている。

0037

すなわち、前記係合溝39では、前記屈曲部38が遊嵌状に係入することで、両対向面40,41間における周方向への一定の移動が許容される一方、両対向面40,41との当接によってそれ以上の周方向移動が規制されるようになっている。

0038

より具体的には、前記屈曲部38と係合溝39との係合関係に基づき、前記ホルダ部材26と線ばね27は、ウォームシャフト14の周方向において、屈曲部38が図9に示す係合溝39の第1対向面40に当接する状態から第2対向面41に当接する状態(図9中の一点鎖線参照)に移行するまでの所定角θ3未満の相対回転を許容し、前記所定角θ3以上の相対回転を規制するようになっている。

0039

また、前記係合溝39を設けたことにより、周壁30の先端面30dと両対向面40,41との境界部分には、ウォームシャフト14の周方向で互いに対向する一対の第1,第2角部43a,43bが形成される。なお、これら第1,第2角部43a,43bについては、図6に示すように、それぞれ断面形状がほぼ円弧状となるように面取り加工が施されている。

0040

前記ケース部材28は、図5に示すように、金属材料によって一体に形成され、内部にホルダ部材26が嵌合する円筒部44と、該円筒部44のウォームシャフト14側の一端部に設けられた円板状の端壁45と、円筒部44の他端部の周方向所定位置に設けられ、径方向内側に突出することで円筒部44に収容されたホルダ部材26の脱落を抑制する脱落抑制部46と、を備えている。

0041

前記端壁45は、周方向の所定位置にホルダ部材26の矩形状突起32bと対応する断面矩形状の挿通孔45aを有し、該挿通孔45aに矩形状突起32bを挿通させて係止させることをもってホルダ部材26とケース部材28の相対回転が規制されている。

0042

また、前記端壁45の第2ボールベアリング24と軸方向で対向する部位には、該第2ボールベアリング24側に向かって折曲された板ばね部45bが設けられ、この板ばね部45bは、弾性力によって第2ボールベアリング24を底壁29側に付勢することで、該第2ボールベアリング24の軸方向のがたつきを抑制している。

0043

さらに、前記ケース部材28の円筒部44とホルダ部材26との間には、該ホルダ部材26の外周に形成された円環状の環状溝47に収容されるかたちで合成ゴム等の弾性材料からなるOリング48が弾装されている。このOリング48は、ギアハウジング17に発生した振動がケース部材28やホルダ部材26及び第2ボールベアリング24を介してウォームシャフト14に伝達されるのを抑制するようになっている。
〔第1実施形態の作用効果
以上のように構成されたパワーステアリング装置では、電動モータ11の駆動力をウォームシャフト14からウォームホイール15へ伝達するのにあたって、ウォームシャフト14には、図9に示すように、該ウォームシャフト14の正回転時、例えば両転舵輪4a,4bを右方向へ転舵させる方向への回転時にウォームホイール15から反力Rrが作用し、逆回転時に反力Rlが作用する。

0044

そうすると、かかる反力をもってウォームシャフト14が離間方向D2へ押し出されて拡径変形することにより生ずる線ばね27の復元力である第1,第2付勢力F1,F2が、第1,第2直線部37a,37bを介して第2ボールベアリング24に作用することで、これら第1,第2付勢力F1,F2の合力F3をもって第2ボールベアリング24が噛合方向D1へ付勢され、前記バックラッシュが低減されることとなる。

0045

この際、前記バックラッシュを精度良く調整するには、線ばね27の拡径あるいは縮径変形に伴う第1,第2直線部37a,37bと第2ボールベアリング24の外周面24dとの接触点P2,P3の偏倚を抑制し、第1,第2付勢力F1,F2の付勢方向がずれないように維持することが必要となる。

0046

すなわち、線ばね27を第2ボールベアリング24の外周側に配置する際には、通常、線ばね27の一端部35a側に回転規制部36としての屈曲部38を設け、この屈曲部38をホルダ部材26に形成した係合溝39に係入させることによって、線ばね27のホルダ部材26に対する相対回転を抑制し、接触点P2,P3の偏倚や該偏倚に基づく第1,第2付勢力F1,F2の付勢方向のずれを抑制することが考えられる。

0047

しかしながら、このとき、図10に示すように、係合溝39の周方向隙間が屈曲部38の線径とほぼ同一となるように形成され、屈曲部38のウォームシャフト14の周方向に沿った移動が完全に規制された状態にあると、線ばね27が拡径変形した際に第1,第2直線部37a,37bが屈曲部38側に引っ張られることとなって、接触点P2,P3が図中に示す接触点P2’,P3’の位置へと偏倚してしまう。すなわち、この接触点P2,P3の偏倚に伴い第1,第2付勢力F1,F2の付勢方向にずれが生じ(図10中の第1,第2付勢力F2’,F3’参照)、前記バックラッシュの調整にかかる精度が損なわれてしまうおそれがあった。

0048

これに対して、本実施形態では、図9に示すように、係合溝39を屈曲部38の線径よりも大きく設定し、所定の周方向隙間を確保するように形成することで、所定角θ3未満の屈曲部38の周方向移動を許容するようにした。これにより、線ばね27が拡径変形しても該変形分だけ屈曲部が周方向に移動することから、第1,第2直線部37a,37bが屈曲部38側に引っ張られるのが抑制され、接触点P2,P3を適切な位置に保持することができる。

0049

このように、本実施形態では屈曲部38の一定の周方向移動を許容する構成としたことから、接触点P2,P3の偏倚を抑制し、第1,第2付勢力F1,F2の付勢方向のずれを抑制することができる。この結果、前記バックラッシュの低減を精度良く行うことができる。

0050

しかも、本実施形態では、円弧状部35の一端部35a側を屈曲させてなる屈曲部38とホルダ部材26に切欠状に形成された係合溝39とによってホルダ部材26と線ばね27との相対回転を規制するようにしたことから、相対回転の規制に際して新規部品を要することがない。これにより、部品点数の増加を抑制し、該部品点数の増加に伴う製造コストの増大化を抑制することができる。

0051

さらに、本実施形態では、係合溝39をウォームシャフト14の軸方向へ延びるように形成したことから、例えばホルダ部材26を周壁30の先端面30dを基準として軸方向に分離する分割型によって成形する場合に、係合溝39がアンダーカットとならず、該係合溝39を型抜きと同時に成形することが可能となる。これにより、ホルダ部材26を前記分割型によって成形する場合においては、係合溝39を別個に形成する作業工程を削減できることから、該作業工程の増大に伴う製造コストの増大化についても抑制することができる。

0052

ところで、前記係合溝39は、線ばね27の所定角θ3未満の相対回転を許容可能な周方向幅(両対向面40,41間の周方向隙間)に予め形成されるものであるが、この係合溝39に対して屈曲部38が傾斜した状態で係入されてしまうと、ホルダ部材26に対する線ばね27の相対回転角が所定角θ3未満であるにもかかわらず、屈曲部38と対向面40,41の当接によって相対回転が規制され、接触点P2,P3の偏倚が招来されてしまうおそれがある。

0053

これに対して、本実施形態では、屈曲部38をウォームシャフト14の軸方向に沿うように屈曲形成したことから、係合溝39の周方向幅に対する相対移動量を十分に確保し、線ばね27の所定角θ3未満の相対回転を許容することができる。これにより、接触点P2,P3の偏倚を的確に抑制し、前記バックラッシュの調整に係る精度を向上させることができる。

0054

さらに、前記屈曲部38は、線ばね27を屈曲して形成する都合上、円弧状部35との境界部分38aが円弧形状を有するようになっている。換言すれば、係合溝39を構成する一対の第1,第2角部43a,43bのうち境界部分38aと対向する第1角部43aがエッジを有する形状であった場合には、該第1角部43aに屈曲部38の境界部分38aが干渉してしまう。すなわち、前記干渉に基づき係合溝39の周方向幅に対する相対移動量が小さくなることで、線ばね27の周方向移動量が所定角θ3未満であるにもかかわらず該線ばね27の相対回転が規制され、接触点P2,P3の偏倚が招来されてしまうおそれがある。

0055

これに対して、本実施形態では、屈曲部38の境界部分38aの形状に合わせて第1角部43aについても円弧状に形成したことから、境界部分38aと第1角部43aとの干渉を抑制し、線ばね27の所定角θ3未満の相対回転を適切かつ十分に許容することができる。これにより、前記接触点P2,P3の偏倚がより的確に抑制され、前記バックラッシュの調整に係る精度をより一層向上させることができる。

0056

また、前記線ばね27は、一般にバックラッシュ調整機構25への組付前において、図示外の供給箱の中に複数収容された状態で保管されることとなる。このため、例えばC字状といった円弧状の部位が1周に満たず、両端側が周方向で重合していない形状のものであった場合、この非重合による開口を介して他の線ばね27の一部が入り込み、該線ばね27同士が絡まり合ってしまうおそれがある。すなわち、絡まった付勢部材を取り外すといった無用な作業が増え、前記パワーステアリング装置の組立作業効率の低下を招来してしまうおそれがある。

0057

これに対して、本実施形態では、前記線ばね27の円弧状部35を、ウォームシャフト14の周方向において1周よりも大きな範囲に亘って形成した。このような重合構造により、線ばね27の周方向における隙間をなくすことができ、前記供給箱の内部における線ばね27同士の絡まりを抑制することができる。この結果、絡まり合った線ばね27同士を取り外すといった作業が極力削減され、前記パワーステアリング装置の組立作業効率の低下を抑制することができる。

0058

しかも、本実施形態では、前記円弧状部35の一端部35aと他端部35bとが周方向でオーバーラップする領域Rの範囲内に、一端部35aと他端部35bとが弾接する接触部35cを設けた。これにより、一端部35aと他端部35bの間の微小隙間に他の線ばね27が入り込むことが抑制され、線ばね27同士の絡まりがさらに抑制される結果、前記パワーステアリング装置の組立作業効率の低下をより一層抑制することができる。

0059

なお、本実施形態では、前述したように、線ばね27の絡まりを抑制する観点から円弧状部35の一端部35aと他端部35bとを意図的に接触させているものの、線ばね27は、接触している部位が摺動すると当該部位にヒステリシスが生じてばね定数等が変化するおそれがあることから、接触部35cは極力少ない方が望ましい。

0060

これに鑑み、本実施形態では、屈曲部38を線ばね27の他の領域である円弧状部35とは接触しないように形成した。これにより、少なくとも屈曲部38と円弧状部35との摺動に基づくヒステリシスの影響については抑制できることから、もって線ばね27のばね定数等の変化を抑制することができる。

0061

図11は、前述した第1実施形態の変形例として、線ばね27の巻き方向を変更したものであって、この線ばね27は、円弧状部35の他端部35bが周壁30の先端面30dに近い側となる一方、一端部35aが前記先端面30dから遠い側となるように形成されている。このような構成においても、前記第1実施形態と同様の作用効果を得ることが可能となる。
〔第2実施形態〕
図12に示す本発明の第2実施形態は、基本構成は前記第1実施形態とほぼ同一であるが、円弧状部35に対する屈曲部38の屈曲角度θ4,θ5のうち劣角θ4が鋭角となるように屈曲形成されている。

0062

かかる構成から、本実施形態によれば、前記第1実施形態とほぼ同一の作用効果を得られるのは勿論のこと、図12中の一点鎖線で示すように、前記劣角θ4が鈍角となっていると他の線ばね27が屈曲部38を伝って一端部35aと他端部35bの間に導かれ易く、線ばね27同士が絡まり易くなってしまうところ、前記劣角θ4を鋭角としたことから、他の線ばね27が一端部35aと他端部35bとの間に導かれるのを効果的に抑制することができる。これにより、線ばね27同士の絡まりがさらに抑制され、前記パワーステアリング装置の組立作業効率の低下をより一層抑制できる。
〔第3実施形態〕
図13に示す本発明の第3実施形態は、基本構成は前記第1実施形態とほぼ同一であるが、線ばね27の形状が一部変更されている。

0063

すなわち、本実施形態に係る線ばね27は、ウォームシャフト14の軸方向において対称形状となるように形成され、円弧状部35の一端部35a側と他端部35b側の両方に屈曲部38,38を有していると共に、このうち一方の屈曲部38が回転規制部36として機能するようになっている。

0064

かかる構成から、本実施形態によれば、前記第1実施形態とほぼ同一の作用効果を得られるのは勿論のこと、線ばね27をウォームシャフト14の軸方向において対称形状となるように形成した。これにより、線ばね27の表裏を問わずにホルダ部材26へ組み付け可能となり、該組付時にかかる作業効率を向上させることができる。

0065

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成を変更することも可能である。

0066

例えば、本実施形態では、前記係合溝39を周壁30の外周側に向かって開口するコ字形状に形成されているものとして説明したが、線ばね27のホルダ部材26に対する所定角θ3未満の相対回転を許容し、所定角θ3以上の相対回転を規制できるのであれば、形状はこれに限られない。

0067

以上説明した各実施形態に基づくパワーステアリング装置としては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。

0068

パワーステアリング装置は、その一つの態様において、ステアリングホイールの操舵操作を転舵輪に伝達する操舵機構と、前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、前記電動モータに連係するウォームシャフトと、前記操舵機構に連係するウォームホイールと、が噛合してなり、前記電動モータの回転力を前記操舵機構に減速して伝達するウォームギアと、前記ウォームホイールを収容するホイール収容部と前記ウォームシャフトを収容するシャフト収容部を有するギアハウジングと、前記ウォームシャフトに対し前記電動モータと軸方向反対の端部側に設けられ、前記ウォームシャフトを回転自在に軸支する軸受と、前記軸受を収容する軸受収容部を有するホルダ部材と、前記軸受の外周側に設けられ、前記ウォームシャフトの回転軸の周方向に延出する円弧状部と、前記円弧状部の前記周方向の一部を縮径状に形成してなる付勢力付与部と、を有し、前記付勢力付与部を介して前記軸受に前記ウォームギアのバックラッシュを低減する方向へ付勢力を付与する線ばねと、前記円弧状部のうち一端側にのみ設けられ、前記周方向において前記ホルダ部材に対する前記線ばねの所定角以上の相対回転を規制する回転規制部と、を有する。

0069

前記パワーステアリング装置の好ましい態様において、前記回転規制部は、前記円弧状部の前記一端側に設けられた屈曲部であって、前記ホルダ部材は、前記屈曲部が挿入される係合溝を有する。

0070

別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記係合溝は、前記軸方向に延びるように形成される。

0071

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記屈曲部は、前記軸方向に屈曲している。

0072

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記屈曲部は、前記円弧状部との境界部分が円弧状に屈曲されていると共に、前記係合溝は、前記ホルダ部材の前記軸方向の端面に開口するように形成され、前記ホルダ部材は、互いに対向することで前記係合溝を構成する一対の角部を備え、前記一対の角部のうち前記境界部分と対向する側の前記角部は円弧状に形成されている。

0073

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記屈曲部は、屈曲角度のうち劣角が鋭角となるように屈曲されている。

0074

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記円弧状部は、前記周方向において1周より大きい範囲に亘って延設され、前記一端側と他端側とが前記周方向でオーバーラップしている。

0075

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記線ばねは、前記軸方向において対称形状となるように形成されている。

0076

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記円弧状部は、前記一端側と前記他端側の前記周方向でオーバーラップする領域内に、前記一端側の所定部分と他端側の所定部分とが互いに押し付け合うように接触する接触部を有する。

0077

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記回転規制部は、前記円弧状部の前記一端側に設けられた屈曲部であって、前記屈曲部は、前記円弧状部と接触しないように形成される。

0078

1…操舵機構
3…ステアリングホイール
11…電動モータ
13…ウォームギア
14…ウォームシャフト
15…ウォームホイール
17…ギアハウジング
18…シャフト収容部
19…ホイール収容部
24…第2ボールベアリング(軸受)
26…ホルダ部材
27…線ばね
31…ベアリング収容室(軸受収容部)
35…円弧状部
36…回転規制部

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