(57)【要約】【課題】温度が変化しても、回転軸及び減速機構の入力軸に付与した予圧の変動が無く、負荷電流の増加を抑制した電動モータを有する電動式ステアリング装置を提供する。【解決手段】電動モータ６及びハウジング６５の温度が変化すると、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも熱膨張係数が大きいため、熱変形量が大きい。従って、低温時には、ハウジング６５は、モータケース６１、回転軸６４等よりも収縮するが、熱膨張係数が大きい予圧緩和部材８１が収縮して収縮量の差を吸収し、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の増加が抑制される。また、高温時には、ハウジング６５は、モータケース６１、回転軸６４等よりも膨張するが、熱膨張係数が大きい予圧緩和部材８１が膨張して膨張量の差を吸収し、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の減少が抑制される。【選択図】図５
2008179204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、
上記ステアリングシャフトを回転可能に軸支するとともに、チルト中心軸を支点とするチルト位置調整、または、上記ステアリングシャフトの中心軸線に沿ったテレスコピック位置調整が可能なコラム、
電動モータ、
上記電動モータのモータケースに回転可能に軸支された回転軸、
上記回転軸の回転を減速して、上記コラムのチルト運動、または、テレスコピック運動として伝達する減速機構を内蔵し、上記モータケースに結合されたハウジングを備えた電動式ステアリング装置において、
上記電動モータの回転軸と減速機構の入力軸は同一軸線上に形成され、
上記回転軸と入力軸は、熱膨張係数の大きな予圧緩和部材を介して軸方向の予圧が付与されていること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載された電動式ステアリング装置において、
上記予圧緩和部材は合成樹脂製であること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載された電動式ステアリング装置において、
上記予圧緩和部材は、
上記回転軸または入力軸の端面と予圧調整ねじとの間に、スラスト軸受を介して介挿されていること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載された電動式ステアリング装置において、
上記予圧緩和部材は、
上記予圧調整ねじの軸心に形成された止まり孔に内嵌されていること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
【請求項５】
請求項４に記載された電動式ステアリング装置において、
上記予圧緩和部材とスラスト軸受との間には、すべりプレートが介挿されていること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２のいずれかに記載された電動式ステアリング装置において、
上記予圧緩和部材は、
上記回転軸または入力軸の端面に予圧を付与する予圧調整ねじであること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
【請求項７】
請求項６に記載された電動式ステアリング装置において、
上記回転軸または入力軸の端面と予圧調整ねじとの間には、スラスト軸受とすべりプレートが介挿されていること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
【請求項８】
請求項１または請求項２のいずれかに記載された電動式ステアリング装置において、
上記ハウジングはアルミニウム製であり、上記モータケース、回転軸、及び、入力軸は鉄系の材料で形成されていること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
【請求項９】
請求項１または請求項２のいずれかに記載された電動式ステアリング装置において、
上記ハウジングは樹脂製であり、上記モータケース、回転軸、及び、入力軸は鉄系の材料で形成されていること
を特徴とする電動式ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動式ステアリング装置、特に、ステアリングホイールのチルト位置またはテレスコピック位置を、電動モータにより調整することができる電動式ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者の体格や運転姿勢に応じて、ステアリングホイールのチルト位置やテレスコピック位置を調整する必要があり、このチルト位置、または、テレスコピック位置の調整を、電動モータを使用して楽に行うようにした電動式ステアリング装置がある。
【０００３】
このような電動式ステアリング装置の電動モータは、電動モータの回転を、例えばウォームギヤとウォームホイールで構成される減速機構で減速して、コラムのチルト運動、または、テレスコピック運動として伝達しているが、電動モータの正転時と逆転時で、ウォームギヤに作用する軸方向のスラスト力の方向が変化するため、ウォームギヤが軸方向に移動して異音を発生することがある。
【０００４】
このようなウォームギヤの異音を解消するために、ウォームギヤに予圧を付与して、ウォームギヤの軸方向のガタを排除するようにした電動モータとして、特許文献１、特許文献２に開示された電動モータがある。
【０００５】
図１０は、特許文献１、特許文献２に開示されている電動モータの断面図である。図１０に示すように、従来の電動モータ６は、有底円筒状のモータケース６１を有し、モータケース６１の内周面６１１には、マグネット６２が固定されている。マグネット６２の内側には、ロータコアとロータコイルを有する電機子６３が回転可能に収容されている。
【０００６】
電機子６３はその軸心に回転軸６４を有している。モータケース６１はマグネット６２のヨークを兼ねており、モータケース６１の右端のフランジ部６１２には、ハウジング６５のフランジ部６５１が、図示しないボルトにより結合されている。ハウジング６５はアルミニウム製で、内部に減速機構を内蔵している。
【０００７】
回転軸６４の右端（図１０の右側）には、ウォームギヤ（減速機構の入力軸）６６が回転軸６４と同一軸線上に一体的に成形され、ウォームギヤ６６はハウジング６５内（図１０の右側）へ延出している。このウォームギヤ６６がウォームホイール７２に噛み合って減速機構を構成し、電動モータ６の回転軸６４の回転を減速して、送りねじ７１に伝達する。モータケース６１、回転軸６４（回転軸６４と一体のウォームギヤ６６）は、熱膨張係数が略等しい鉄系の材料で形成されている。
【０００８】
回転軸６４はその左端外周が、すべり軸受（ラジアル荷重だけを軸支するジャーナル軸受）６７１によって回転可能に軸支されている。すべり軸受６７１の外周は、モータケース６１の左端に圧入されると共に、回転軸６４の外周とすべり軸受６７１の内周の嵌合は、すきまばめになっている。
【０００９】
回転軸６４の右端（回転軸６４がモータケース６１のフランジ部６１２から突出した位置であって、回転軸６４がウォームギヤ６６に接続する位置の近傍）は、深みぞ形ラジアル玉軸受６８によって回転可能に軸支されている。回転軸６４の外周と深みぞ形ラジアル玉軸受６８の内輪６８１の内周の嵌合は、すきまばめになっている。
【００１０】
深みぞ形ラジアル玉軸受６８の外輪６８２の外周は、ハウジング６５のフランジ部６５１に形成された環状凹部６５２に内嵌している。深みぞ形ラジアル玉軸受６８の外輪６８２の右端面は、環状凹部６５２の底面６５３に当接している。深みぞ形ラジアル玉軸受６８の外輪６８２と環状凹部６５２との嵌合は、しまりばめになっている。
【００１１】
ウォームギヤ６６はその右端部６６１の外周が、すべり軸受（ラジアル荷重だけを軸支するジャーナル軸受）６７２によって回転可能に軸支されている。すべり軸受６７２の外周は、ハウジング６５の右端に形成された環状凹部６５４に圧入されると共に、ウォームギヤ６６の右端部６６１の外周とすべり軸受６７２の内周の嵌合は、すきまばめになっている。
【００１２】
ハウジング６５の右端には、予圧調整ねじ６９がねじ込まれており、予圧調整ねじ６９の端面６９１とウォームギヤ６６の右端部６６１の右端面６６２との間には、すべりスラスト軸受６７３が介挿されている。また、モータケース６１の左端と回転軸６４の左端面６４１との間には、すべりスラスト軸受６７４が介挿されている。すべりスラスト軸受６７３及び６７４は、摩擦係数が小さく、耐摩耗性に優れた樹脂材料で成形されている。
【００１３】
予圧調整ねじ６９を適度にねじ込み、すべりスラスト軸受６７３を介してウォームギヤ６６を左方に押圧した後、ロックナット６９２を締め付けて、予圧調整ねじ６９をハウジング６５の右端に固定すると、回転軸６４の左端面６４１がすべりスラスト軸受６７４に強く押圧される。従って、ウォームギヤ６６及び回転軸６４は、すべりスラスト軸受６７４とすべりスラスト軸受６７３によって、図１０の左右両方向のスラスト力に対して予圧が付与されて、ガタの無い状態になる。
【００１４】
しかしながら、電動モータ６及びハウジング６５の温度が変化すると、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも熱膨張係数が大きいため、熱変形量が大きい。従って、低温時には、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧が増加し、高温時には、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧が減少する。
【００１５】
従って、高温時には、ウォームギヤ６６及び回転軸６４の軸方向のガタによって、ウォームギヤ６６及び回転軸６４が軸方向に移動して異音を発生する。また、低温時には、予圧の増加によって、電動モータ６の作動時に回転軸６４に加わる負荷が大きくなるため、電動モータ６の負荷電流が増加する問題が生じることがあった。
【００１６】
【特許文献１】特開平１０−２７１７５３号公報
【特許文献２】特開２００１−６９７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、温度が変化しても、回転軸及び減速機構の入力軸に付与した予圧の変動が無く、負荷電流の増加を抑制した電動モータを有する電動式ステアリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、上記ステアリングシャフトを回転可能に軸支するとともに、チルト中心軸を支点とするチルト位置調整、または、上記ステアリングシャフトの中心軸線に沿ったテレスコピック位置調整が可能なコラム、電動モータ、上記電動モータのモータケースに回転可能に軸支された回転軸、上記回転軸の回転を減速して、上記コラムのチルト運動、または、テレスコピック運動として伝達する減速機構を内蔵し、上記モータケースに結合されたハウジングを備えた電動式ステアリング装置において、上記電動モータの回転軸と減速機構の入力軸は同一軸線上に形成され、上記回転軸と入力軸は、熱膨張係数の大きな予圧緩和部材を介して軸方向の予圧が付与されていることを特徴とする電動式ステアリング装置である。
【００１９】
第２番目の発明は、第１番目の発明の電動式ステアリング装置において、上記予圧緩和部材は合成樹脂製であることを特徴とする電動式ステアリング装置である。
【００２０】
第３番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の電動式ステアリング装置において、上記予圧緩和部材は、上記回転軸または入力軸の端面と予圧調整ねじとの間に、スラスト軸受を介して介挿されていることを特徴とする電動式ステアリング装置である。
【００２１】
第４番目の発明は、第３番目の発明の電動式ステアリング装置において、上記予圧緩和部材は、上記予圧調整ねじの軸心に形成された止まり孔に内嵌されていることを特徴とする電動式ステアリング装置である。
【００２２】
第５番目の発明は、第４番目の発明の電動式ステアリング装置において、上記予圧緩和部材とスラスト軸受との間には、すべりプレートが介挿されていることを特徴とする電動式ステアリング装置である。
【００２３】
第６番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の電動式ステアリング装置において、上記予圧緩和部材は、上記回転軸または入力軸の端面に予圧を付与する予圧調整ねじであることを特徴とする電動式ステアリング装置である。
【００２４】
第７番目の発明は、第６番目の発明の電動式ステアリング装置において、上記回転軸または入力軸の端面と予圧調整ねじとの間には、スラスト軸受とすべりプレートが介挿されていることを特徴とする電動式ステアリング装置である。
【００２５】
第８番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の電動式ステアリング装置において、上記ハウジングはアルミニウム製であり、上記モータケース、回転軸、及び、入力軸は鉄系の材料で形成されていることを特徴とする電動式ステアリング装置である。
【００２６】
第９番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の電動式ステアリング装置において、上記ハウジングは樹脂製であり、上記モータケース、回転軸、及び、入力軸は鉄系の材料で形成されていることを特徴とする電動式ステアリング装置である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の電動式ステアリング装置では、電動モータの回転軸と減速機構の入力軸が同一軸線上に形成され、この回転軸と入力軸に、熱膨張係数の大きな予圧緩和部材を介して軸方向の予圧を付与している。
【００２８】
従って、温度が変化して、熱膨張係数の異なる部材間の熱変位量に差が生じても、熱膨張係数の大きな予圧緩和部材が伸縮して熱変位量の差を吸収する。そのため、回転軸及び減速機構の入力軸に付与した予圧の変動が無く、電動モータの作動時に回転軸に加わる負荷の増加を抑制できるため、電動モータの負荷電流の増加を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、本発明の電動式ステアリング装置１を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。図１に示すように、電動式ステアリング装置１は、ステアリングシャフト２を回動自在に軸支している。ステアリングシャフト２には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール３が装着され、ステアリングシャフト２の左端（車体前方側）には、ユニバーサルジョイント１０１を介して中間シャフト１０２が連結されている。
【００３０】
中間シャフト１０２には、その左端にユニバーサルジョイント１０３が連結され、ユニバーサルジョイント１０３には、ラックアンドピニオン機構等からなるステアリングギヤ１０４が連結されている。
【００３１】
運転者がステアリングホイール３を回転操作すると、ステアリングシャフト２、ユニバーサルジョイント１０１、中間シャフト１０２、ユニバーサルジョイント１０３を介して、その回転力がステアリングギヤ１０４に伝達され、ラックアンドピニオン機構を介してタイロッド１０５を移動し、車輪の操舵角を変えることができる。
【００３２】
図２は、ステアリングホイール３のチルト位置調整を電動モータで行う電動チルト式ステアリング装置を示す一部断面を含む要部概略構成図である。図２の左側（車体前方側）には、Ｔ字状の下部車体取付けブラケット５１の上部に形成された取付け部５１１が、車体５３に固定されており、取付け部５１１からピボット部５１２が下方に延びている。コラム４の左端は、ピボット部５１２に軸支されたピボットピン５１３を支点として、下部車体取付けブラケット５１に揺動可能に支持されている。
【００３３】
図２の右側（車体後方側）には、Ｌ字状の上部車体取付けブラケット５２の上部に形成された取付け部５２１が、車体５３に固定されており、取付け部５２１からコラム支持部５２２が下方に延びている。コラム支持部５２２には、コラム４の右端の左右の側面がチルト位置調整可能に挟持されている。コラム４には、ステアリングシャフト２が回動自在に軸支され、ステアリングシャフト２には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール３が装着されている。
【００３４】
コラム４にはブラケット４１が一体的に形成され、このブラケット４１に、電動アクチュエータとしての電動モータ６が固定されている。また、ブラケット４１の上軸支部４１Ａと下軸支部４１Ｂには、図示しないころがり軸受を介して、送りねじ７１の上下両端が各々軸支されている。
【００３５】
電動モータ６の回転軸６４には、ウォームギヤ６６が一体的に形成され、送りねじ７１に固定されたウォームホイール７２がウォームギヤ６６に噛み合っている。ウォームホイール７２とウォームギヤ６６で減速機構が構成され、電動モータ６の回転が送りねじ７１に減速して伝達される。
【００３６】
送りねじ７１には、送りねじ７１の回転を直線運動に変換するナット７３が螺合している。送りねじ７１とナット７３で構成される送り機構は、送りねじ７１の回転をナット７３の直線運動に変換する送り機構である。
【００３７】
ナット７３には図２の右側に、球面状の突起を有するボール７４が一体的に形成されている。コラム支持部５２２の左端面５２２Ａ（図２から見て）には円筒状のスリーブ７５が一体的に形成され、ボール７４の外周がスリーブ７５の内周７５Ａに摺動可能に嵌入することで、球面継手を構成している。
【００３８】
ステアリングホイール３のチルト位置を調整する必要が生じた場合、図示しないスイッチを操作すると、電動モータ６の回転軸６４が正逆いずれかの方向に回転駆動される。すると、電動モータ６の回転軸６４の回転が、ウォームギヤ６６からウォームホイール７２に減速して伝達され、ウォームホイール７２と一体の送りねじ７１が回転することにより、例えば、ナット７３が送りねじ７１に沿って軸方向に下降する。
【００３９】
すると、ナット７３と一体のボール７４もコラム４に対して下降し、ボール７４がスリーブ７５に嵌合しているため、コラム４が上方にチルト移動する。また、ボール７４が上昇した場合には、コラム４は下方にチルト移動する。コラム４がチルト移動すると、ボール７４はスリーブ７５の内周７５Ａ内で、自由に回転及び摺動するため、コラム４のチルト移動を阻害したり、ボール７４とスリーブ７５との間に、不要な応力や摩擦を生じさせることがない。
【００４０】
図３は、ステアリングホイール３のテレスコピック位置調整を電動モータで行う電動テレスコピック式ステアリング装置を示す一部断面を含む要部概略構成図である。図４は図３の下面図である。
【００４１】
中空円筒状のアウターコラム４２には、インナーコラム４３が軸方向（図３の左右方向）にテレスコピック摺動可能に嵌合している。アウターコラム４２の下部には、矩形形状の開口部４５が形成され、この開口部４５を通して、インナーコラム４３に固定したスリーブ７５が、下向きに外方に突出している。
【００４２】
開口部４５は、テレスコピック位置調整時にスリーブ７５の外周が開口部４５の前端４５Ａ、後端４５Ｂに当接することで、ストッパとしての機能を果たし、また、インナーコラム４３の回転方向の回り止めの機能も果たしている。
【００４３】
インナーコラム４３には、ステアリングシャフト２が回動自在に軸支され、ステアリングシャフト２には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール３が装着されている。アウターコラム４２の下面には、開口部４５を挟んで前後に、前軸支部４４Ａ、後軸支部４４Ｂが下向きに突出して一体に形成され、図示しないころがり軸受を介して、送りねじ７１の前後両端が各々軸支されている。また、アウターコラム４２の側面には、電動モータ６が固定されている。
【００４４】
電動モータ６の回転軸６４には、ウォームギヤ６６が一体的に形成され、送りねじ７１に固定されたウォームホイール７２がウォームギヤ６６に噛み合っている。ウォームホイール７２とウォームギヤ６６で減速機構が構成され、電動モータ６の回転が送りねじ７１に減速して伝達される。
【００４５】
送りねじ７１には、送りねじ７１の回転を直線運動に変換するナット７３が螺合している。ナット７３には、上方に球面状の突起を有するボール７４が一体的に形成されており、ボール７４の外周が上記スリーブ７５の内周７５Ａに摺動可能に嵌入することで、球面継手を構成している。
【００４６】
ステアリングホイール３のテレスコピック位置を調整する必要が生じた場合、図示しないスイッチを操作すると、電動モータ６が正逆いずれかの方向に回転駆動される。すると、電動モータ６の回転が、ウォームギヤ６６からウォームホイール７２に減速して伝達され、ウォームホイール７２と一体の送りねじ７１が回転することにより、例えば、ナット７３が送りねじ７１に沿って、左方向（車体前方側）に移動する。
【００４７】
すると、ナット７３と一体のボール７４も左方向に移動し、ボール７４がスリーブ７５に嵌合しているため、インナーコラム４３が左方向にテレスコピック移動する。また、ボール７４が右方向（車体後方側）に移動した場合には、インナーコラム４３は右方向にテレスコピック移動する。
【００４８】
インナーコラム４３がテレスコピック移動すると、ボール７４はスリーブ７５の内周７５Ａ内で、自由に回転及び摺動するため、インナーコラム４３のテレスコピック移動を阻害したり、ボール７４とスリーブ７５との間に、不要な応力や摩擦を生じさせることがない。
【００４９】
次に、本発明の実施例１の電動モータ６の詳細な構造について説明する。
【実施例１】
【００５０】
図５は、本発明の実施例１の電動モータ６の断面図である。電動モータ６は、有底円筒状のモータケース６１を有し、モータケース６１の内周面６１１には、マグネット６２が固定されている。マグネット６２の内側には、ロータコアとロータコイルを有する電機子６３が回転可能に収容されている。
【００５１】
電機子６３はその軸心に回転軸６４を有している。モータケース６１はマグネット６２のヨークを兼ねており、モータケース６１の右端のフランジ部６１２には、ハウジング６５のフランジ部６５１が、図示しないボルトにより結合されている。ハウジング６５は、上記した図２及び図３のコラム４、アウターコラム４２、又はブラケット４１に、一体又は別体で固定されている。ハウジング６５はアルミニウム製で、内部に減速機構を内蔵している。ハウジング６５の材質は、アルミニウム製に限定されるものではなく、樹脂製でもよい。
【００５２】
回転軸６４の右端（図５の右側）外周には整流子６４２が形成され、ハウジング６５の内側に支持したブラシ６４３が摺接している。また、回転軸６４の右端には、ウォームギヤ（減速機構の入力軸）６６が、回転トルクを伝達可能に、回転軸６４と同一軸線上に、回転軸６４と一体的に形成されている。
【００５３】
モータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６は、熱膨張係数が略等しい鉄系の材料で形成されている。回転軸６４とウォームギヤ６６を各々別体で成形し、セレーションやスプライン、ゴムカップリング等、回転トルクを伝達可能なカップリングで連結してもよい。
【００５４】
回転軸６４はその左端外周が、すべり軸受（ラジアル荷重だけを軸支するジャーナル軸受）６７１によって回転可能に軸支されている。すべり軸受６７１の外周は、モータケース６１の左端に圧入されると共に、回転軸６４の外周とすべり軸受６７１の内周の嵌合は、すきまばめになっている。
【００５５】
ウォームギヤ６６はその左端部６６３の外周が、すべり軸受（ラジアル荷重だけを軸支するジャーナル軸受）６７５によって回転可能に軸支されている。すべり軸受６７５の外周は、ハウジング６５の内側に内嵌している。すべり軸受６７５の外周とハウジング６５の内側との嵌合は、しまりばめでもすきまばめでもよい。
【００５６】
ウォームギヤ６６はその右端部６６１の外周が、すべり軸受（ラジアル荷重だけを軸支するジャーナル軸受）６７２によって回転可能に軸支されている。すべり軸受６７２の外周は、ハウジング６５の右端の内側に圧入されると共に、ウォームギヤ６６の右端部６６１の外周とすべり軸受６７２の内周の嵌合は、すきまばめになっている。
【００５７】
ハウジング６５の右端には、予圧調整ねじ６９がねじ込まれており、予圧調整ねじ６９の端面６９１とウォームギヤ６６の右端部６６１の右端面６６２との間には、すべりスラスト軸受６７３、予圧緩和部材８１が、右端面６６２からこの順序で介挿されている。予圧緩和部材８１は、熱膨張係数が大きい合成樹脂や、熱膨張係数が大きい金属で形成されている。予圧緩和部材８１の材質としては、耐熱性の大きいポリイミド樹脂やＰＯＭ樹脂、ＰＡ樹脂などが望ましい。また、合成樹脂に低摩擦材を含有させてもよい。さらに、合成樹脂にガラス繊維やミネラルを含有させて、材料強度を上げてもよい。
【００５８】
また、モータケース６１の左端と回転軸６４の左端面６４１との間には、すべりスラスト軸受６７４が介挿されている。すべりスラスト軸受６７３及び６７４は、摩擦係数が小さく、耐摩耗性に優れた樹脂材料で成形されている。
【００５９】
予圧調整ねじ６９を適度にねじ込み、予圧緩和部材８１、すべりスラスト軸受６７３を介してウォームギヤ６６を左方に押圧した後、ロックナット６９２を締め付けて、予圧調整ねじ６９をハウジング６５の右端に固定すると、回転軸６４の左端面６４１がすべりスラスト軸受６７４に強く押圧される。従って、ウォームギヤ６６及び回転軸６４は、すべりスラスト軸受６７４とすべりスラスト軸受６７３によって、図５の左右両方向のスラスト力に対して所定の予圧が付与されて、ガタの無い状態になる。
【００６０】
この状態で、電動モータ６及びハウジング６５の温度が変化すると、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも熱膨張係数が大きいため、熱変形量が大きい。
【００６１】
従って、低温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも収縮するが、熱膨張係数が大きい予圧緩和部材８１が収縮することで、収縮量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の増加が抑制される。
【００６２】
また、高温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも膨張するが、熱膨張係数が大きい予圧緩和部材８１が膨張することで、膨張量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の減少が抑制される。
【００６３】
予圧緩和部材８１の材質は、温度変化による各部の熱変形量の範囲では、予圧力が過大にならないような熱膨張係数を有するものを選定している。また、初期に設定される予圧力は、電動モータ６の通常の作動時に、ウォームギヤ６６に作用するスラスト力の最大値よりも大きく設定されている。
【００６４】
従って、温度が変化しても、電動モータ６の作動時に回転軸６４に加わる負荷の増加を抑制できるため、電動モータ６の負荷電流の増加を抑制できる。実施例１では、軸受６７１、６７２、６７３、６７４、６７５はすべり軸受であるが、玉軸受やころ軸受等のころがり軸受にしてもよい。また、実施例１で、すべりスラスト軸受６７３を廃止し、予圧緩和部材８１に低摩擦材を含有させたり、低摩擦材をコーティングして、予圧緩和部材８１がスラスト軸受の機能を兼ねてもよい。
【実施例２】
【００６５】
次に本発明の実施例２を説明する。実施例２は実施例１の変形例であり、予圧調整ねじ６９の中に予圧緩和部材を配置した例である。以下の説明では、上記実施例１と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例１と同一部品には同一番号を付して説明する。
【００６６】
図６は、本発明の実施例２の電動モータの断面図である。図６に示すように、ハウジング６５の右端には、予圧調整ねじ６９がねじ込まれている。予圧調整ねじ６９には、その軸心に、左端面側から円筒形止まり孔６９３が形成されていて、この円筒形止まり孔６９３に、円柱状の予圧緩和部材８２が内嵌されている。ウォームギヤ６６の右端部６６１の右端面６６２と予圧緩和部材８２との間には、すべりスラスト軸受６７３が介挿されている。予圧緩和部材８２は、実施例１と同様に、熱膨張係数が大きい合成樹脂で形成されている。
【００６７】
予圧調整ねじ６９を適度にねじ込み、予圧緩和部材８２、すべりスラスト軸受６７３を介してウォームギヤ６６を左方に押圧した後、ロックナット６９２を締め付けて、予圧調整ねじ６９をハウジング６５の右端に固定すると、回転軸６４の左端面６４１がすべりスラスト軸受６７４に強く押圧される。従って、ウォームギヤ６６及び回転軸６４は、すべりスラスト軸受６７４とすべりスラスト軸受６７３によって、図６の左右両方向のスラスト力に対して所定の予圧が付与されて、ガタの無い状態になる。
【００６８】
この状態で、電動モータ６及びハウジング６５の温度が変化すると、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも熱膨張係数が大きいため、熱変形量が大きい。
【００６９】
従って、低温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも収縮するが、熱膨張係数が大きい予圧緩和部材８２が収縮することで、収縮量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の増加が抑制される。
【００７０】
また、高温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも膨張するが、熱膨張係数が大きい予圧緩和部材８２が膨張することで、膨張量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の減少が抑制される。
【００７１】
実施例２では、予圧調整ねじ６９の円筒形止まり孔６９３内に、円柱状の予圧緩和部材８２を内嵌したので、予圧緩和部材８２を配置するのに必要な軸方向のスペースが小さくて済む。
【実施例３】
【００７２】
次に本発明の実施例３を説明する。実施例３は実施例２の変形例であり、予圧調整ねじ６９の中に予圧緩和部材を配置し、さらに、予圧緩和部材とすべりスラスト軸受６７３との間にすべりプレートを介挿した例である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して説明する。
【００７３】
図７は、本発明の実施例３の電動モータの断面図である。図７に示すように、ハウジング６５の右端には、予圧調整ねじ６９がねじ込まれている。予圧調整ねじ６９には、その軸心に、左端面側から円筒形止まり孔６９３が形成されていて、この円筒形止まり孔６９３に、円柱状の予圧緩和部材８２が内嵌されている。
【００７４】
ウォームギヤ６６の右端部６６１の右端面６６２と予圧緩和部材８２との間には、すべりスラスト軸受６７３、すべりプレート６７６が、右端面６６２からこの順序で介挿されている。すべりプレート６７６は、硬度が大きく摩擦係数の小さい金属や、硬度が大きく摩擦係数の小さい金属をメッキした材料で成形された円盤状の薄板である。
【００７５】
予圧調整ねじ６９を適度にねじ込み、予圧緩和部材８２、すべりプレート６７６、すべりスラスト軸受６７３を介してウォームギヤ６６を左方に押圧した後、ロックナット６９２を締め付けて、予圧調整ねじ６９をハウジング６５の右端に固定すると、回転軸６４の左端面６４１がすべりスラスト軸受６７４に強く押圧される。従って、ウォームギヤ６６及び回転軸６４は、すべりスラスト軸受６７４とすべりスラスト軸受６７３によって、図７の左右両方向のスラスト力に対して所定の予圧が付与されて、ガタの無い状態になる。
【００７６】
この状態で、電動モータ６及びハウジング６５の温度が変化すると、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも熱膨張係数が大きいため、熱変形量が大きい。
【００７７】
従って、低温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも収縮するが、熱膨張係数が大きい予圧緩和部材８２が収縮することで、収縮量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の増加が抑制される。
【００７８】
また、高温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも膨張するが、熱膨張係数が大きい予圧緩和部材８２が膨張することで、膨張量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の減少が抑制される。
【００７９】
実施例３では、予圧緩和部材８２とすべりスラスト軸受６７３との間に、すべりプレート６７６を介挿したので、予圧緩和部材８２の摩耗が抑制されて、予圧緩和部材８２の耐久性が向上する。
【実施例４】
【００８０】
次に本発明の実施例４を説明する。実施例４は、予圧調整ねじを予圧緩和部材にした例である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して説明する。
【００８１】
図８は、本発明の実施例４の電動モータの断面図である。図８に示すように、ハウジング６５の右端には、予圧調整ねじ６９Ａがねじ込まれている。予圧調整ねじ６９Ａは、熱膨張係数が大きい合成樹脂で形成され、予圧緩和部材を兼ねている。ウォームギヤ６６の右端部６６１の右端面６６２と、予圧調整ねじ６９Ａの端面６９１との間には、すべりスラスト軸受６７３が介挿されている。
【００８２】
予圧調整ねじ６９Ａを適度にねじ込み、すべりスラスト軸受６７３を介してウォームギヤ６６を左方に押圧した後、ロックナット６９２を締め付けて、予圧調整ねじ６９Ａをハウジング６５の右端に固定すると、回転軸６４の左端面６４１がすべりスラスト軸受６７４に強く押圧される。従って、ウォームギヤ６６及び回転軸６４は、すべりスラスト軸受６７４とすべりスラスト軸受６７３によって、図８の左右両方向のスラスト力に対して所定の予圧が付与されて、ガタの無い状態になる。
【００８３】
この状態で、電動モータ６及びハウジング６５の温度が変化すると、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも熱膨張係数が大きいため、熱変形量が大きい。
【００８４】
従って、低温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも収縮するが、熱膨張係数が大きい予圧緩和部材を兼ねた予圧調整ねじ６９Ａが収縮することで、収縮量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の増加が抑制される。
【００８５】
また、高温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも膨張するが、熱膨張係数が大きい予圧調整ねじ６９Ａが膨張することで、膨張量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の減少が抑制される。
【００８６】
実施例４では、予圧調整ねじ６９Ａが予圧緩和部材を兼ねているので、予圧緩和部材を配置するのに必要な軸方向のスペースが小さくて済む。
【実施例５】
【００８７】
次に本発明の実施例５を説明する。実施例５はは実施例４の変形例であり、予圧調整ねじを予圧緩和部材にし、さらに、予圧調整ねじとすべりスラスト軸受６７３との間にすべりプレートを介挿した例である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して説明する。
【００８８】
図９は、本発明の実施例５の電動モータの断面図である。図９に示すように、ハウジング６５の右端には、予圧調整ねじ６９Ａがねじ込まれている。予圧調整ねじ６９Ａは、熱膨張係数が大きい合成樹脂で形成され、予圧緩和部材を兼ねている。ウォームギヤ６６の右端部６６１の右端面６６２と、予圧調整ねじ６９Ａの端面６９１との間には、すべりスラスト軸受６７３、すべりプレート６７６が、右端面６６２からこの順序で介挿されている。すべりプレート６７６は、摩擦係数の小さい金属で成形された円盤状の薄板である。
【００８９】
予圧調整ねじ６９Ａを適度にねじ込み、すべりプレート６７６、すべりスラスト軸受６７３を介してウォームギヤ６６を左方に押圧した後、ロックナット６９２を締め付けて、予圧調整ねじ６９Ａをハウジング６５の右端に固定すると、回転軸６４の左端面６４１がすべりスラスト軸受６７４に強く押圧される。従って、ウォームギヤ６６及び回転軸６４は、すべりスラスト軸受６７４とすべりスラスト軸受６７３によって、図９の左右両方向のスラスト力に対して所定の予圧が付与されて、ガタの無い状態になる。
【００９０】
この状態で、電動モータ６及びハウジング６５の温度が変化すると、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも熱膨張係数が大きいため、熱変形量が大きい。
【００９１】
従って、低温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも収縮するが、熱膨張係数が大きい予圧緩和部材を兼ねた予圧調整ねじ６９Ａが収縮することで、収縮量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の増加が抑制される。
【００９２】
また、高温時には、アルミニウム製のハウジング６５は、鉄系の材料で形成されたモータケース６１、回転軸６４、ウォームギヤ６６よりも膨張するが、熱膨張係数が大きい予圧調整ねじ６９Ａが膨張することで、膨張量の差を吸収するため、ウォームギヤ６６及び回転軸６４に作用する予圧の減少が抑制される。
【００９３】
実施例５では、予圧調整ねじ６９Ａが予圧緩和部材を兼ねているので、予圧緩和部材を配置するのに必要な軸方向のスペースが小さくて済むと共に、予圧調整ねじ６９Ａとすべりスラスト軸受６７３との間に、すべりプレート６７６を介挿したので、予圧調整ねじ６９Ａの摩耗が抑制されて、予圧調整ねじ６９Ａの耐久性が向上する。
【００９４】
上記実施例においては、電動モータ６のモータケース６１の内周面６１１にマグネット６２が固定され、回転軸に電機子６３が取り付けられているが、モータケース６１の内周面６１１に電機子を固定し、回転軸にマグネットを取り付けたブラシレスモータに適用してもよい。また、上記実施例においては、ウォームギヤ６６の右端部６６１の右端面６６２側に、予圧緩和部材を介して予圧が付与されているが、回転軸６４の左端面６４１側に予圧緩和部材を介して予圧を付与してもよい。
【００９５】
さらに、上記実施例においては、ウォームギヤとウォームホイールで構成される減速機構に適用した例を示したが、はすば歯車、平歯車、かさ歯車等で構成される減速機構に適用してもよい。また、上記実施例においては、テレスコピック位置調整またはチルト位置調整のどちらか一方のみを行うステアリング装置に適用した例を示したが、テレスコピック位置とチルト位置の両方を調整可能なステアリング装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の電動式ステアリング装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。
【図２】本発明の電動チルト式ステアリング装置を示す一部断面を含む要部概略構成図である。
【図３】本発明の電動テレスコピック式ステアリング装置を示す一部断面を含む要部概略構成図である。
【図４】図３の下面図である。
【図５】本発明の実施例１の電動モータの断面図である。
【図６】本発明の実施例２の電動モータの断面図である。
【図７】本発明の実施例３の電動モータの断面図である。
【図８】本発明の実施例４の電動モータの断面図である。
【図９】本発明の実施例５の電動モータの断面図である。
【図１０】従来の電動式ステアリング装置に使用される電動モータの断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１  電動式ステアリング装置
１０１  ユニバーサルジョイント
１０２  中間シャフト
１０３  ユニバーサルジョイント
１０４  ステアリングギヤ
１０５  タイロッド
２  ステアリングシャフト
３  ステアリングホイール
４  コラム
４１  ブラケット
４１Ａ  上軸支部
４１Ｂ  下軸支部
４２  アウターコラム
４３  インナーコラム
４４Ａ  前軸支部
４４Ｂ  後軸支部
４５  開口部
４５Ａ  前端
４５Ｂ  後端
５１  下部車体取付けブラケット
５１１  取付け部
５１２  ピボット部
５１３  ピボットピン
５２  上部車体取付けブラケット
５２１  取付け部
５２２  コラム支持部
５２２Ａ  左端面
５３  車体
６  電動モータ
６１  モータケース
６１１  内周面
６１２  フランジ部
６２  マグネット
６３  電機子
６４  回転軸
６４１  左端面
６４２  整流子
６４３  ブラシ
６５  ハウジング
６５１  フランジ部
６５２  環状凹部
６５３  底面
６５４  環状凹部
６６  ウォームギヤ
６６１  右端部
６６２  右端面
６６３  左端部
６７１、６７２  すべり軸受
６７３  すべりスラスト軸受
６７４  すべりスラスト軸受
６７５  すべり軸受
６７６  すべりプレート
６８  深みぞ形ラジアル玉軸受
６８１  内輪
６８２  外輪
６９  予圧調整ねじ
６９Ａ  予圧調整ねじ
６９１  端面
６９２  ロックナット
６９３  円筒形止まり孔
７１  送りねじ
７２  ウォームホイール
７３  ナット
７４  ボール
７５  スリーブ
７５Ａ  内周
８１、８２  予圧緩和部材
【図１】
2008179204.tif 000003
【図２】
2008179204.tif 000004
【図３】
2008179204.tif 000005
【図４】
2008179204.tif 000006
【図５】
2008179204.tif 000007
【図６】
2008179204.tif 000008
【図７】
2008179204.tif 000009
【図８】
2008179204.tif 000010
【図９】
2008179204.tif 000011
【図１０】
2008179204.tif 000012