(57)【特許請求の範囲】
【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において、
そのハウジングに凹部が形成され、
その凹部に駆動シャフトの径方向に弾性的に変位可能な支持部材が挿入され、
その支持部材により駆動シャフトの一端部が支持され、
その凹部の内面と支持部材とで囲まれる空間に、溶融状態で注入後に硬化された合成樹脂材が充填され、
その支持部材の表面に合成樹脂材から作用する圧力に基づき駆動シャフトが支持部材と共に径方向に弾性的に変位することで、その駆動ギヤを従動ギヤに押し付ける予圧が付与されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
その支持部材は、弾性材製とされることで駆動シャフトの径方向に弾性的に変位可能とされている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
その支持部材は、駆動シャフトの一端部が挿入される筒状部と、この筒状部の外周から径方向外方に張り出す張出部とを有し、
その張出部の外周と前記凹部の内周とが接するように支持部材は凹部に圧入され、
その支持部材の表面に前記合成樹脂材から作用する圧力の総和が前記駆動ギヤを従動ギヤに押し付ける方向に向くように、その筒状部の表面形状が定められている請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
その支持部材はハウジングに対して駆動シャフトの軸方向に変位可能とされ、
前記駆動シャフトの他端部を支持する転がり軸受が前記ハウジングに取り付けられ、
その支持部材の表面に合成樹脂材から作用する圧力に基づき駆動シャフトが支持部材と共に軸方向に変位することで、その転がり軸受に予圧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。
【請求項５】
操舵補助力発生用アクチュエータと、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を製造するに際して、
そのハウジングに形成される凹部に、駆動シャフトの径方向に弾性的に変位可能な支持部材を挿入し、その支持部材により駆動シャフトの一端部を支持し、その凹部の内面と支持部材とで囲まれる空間に、溶融状態の合成樹脂材を注入して硬化させ、これにより、その支持部材の表面に合成樹脂材から圧力を作用させ、その圧力により駆動シャフトを支持部材と共に径方向に弾性的に変位させ、この変位により駆動ギヤを従動ギヤに押し付ける予圧を付与することを特徴とする電動パワーステアリング装置の製造方法。
【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とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
操舵補助力発生用アクチュエータと、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従来より用いられている。
【０００３】
その駆動シャフトは、ハウジングに取り付けられた転がり軸受により両端支持されるものが一般的であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
その駆動ギヤから従動ギヤに円滑に回転を伝達するため、その駆動ギヤと従動ギヤの中心間距離が所定の値になるように組み立て時に調節が行われている。しかし、そのような中心間距離の調節は面倒なものであるため、組み立て工程が煩雑になるという問題があった。また、その駆動ギヤと従動ギヤとの間のバックラッシにより、その回転伝達の初期にガタが生じるという問題がある。さらに、駆動シャフトを支持する転がり軸受に軸方向の予圧を付与する機構が必要で、構造が複雑化するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決することのできる電動パワーステアリング装置とその製造方法を提供することを目的とする。
【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において、そのハウジングに凹部が形成され、その凹部に駆動シャフトの径方向に弾性的に変位可能な支持部材が挿入され、その支持部材により駆動シャフトの一端部が支持され、その凹部の内面と支持部材とで囲まれる空間に、溶融状態で注入後に硬化された合成樹脂材が充填され、その支持部材の表面に合成樹脂材から作用する圧力に基づき駆動シャフトが支持部材と共に径方向に弾性的に変位することで、その駆動ギヤを従動ギヤに押し付ける予圧が付与されることを特徴とする。
本発明の構成によれば、ハウジングに形成された凹部に挿入される支持部材により駆動シャフトの一端部を支持し、その凹部の内面と支持部材とで囲まれる空間に合成樹脂材を注入することで、その支持部材の表面に合成樹脂材から圧力を作用させることができる。その圧力に基づき駆動シャフトを径方向に支持部材と共に弾性的に変位させることで、その駆動ギヤを従動ギヤに押し付ける予圧を付与できる。その予圧の大きさは、支持部材に合成樹脂材から作用する駆動ギヤを従動ギヤに押し付ける方向の圧力の大きさに応じて適正値に設定できる。これにより、駆動ギヤと従動ギヤの中心間距離を組み立て時に調節することなく、また、駆動ギヤから従動ギヤに回転伝達初期のガタを生じることなく円滑に回転を伝達できる。
【０００７】
その支持部材は、弾性材製とされることで駆動シャフトの径方向に弾性的に変位可能とされているのが好ましい。
これにより、専用の弾性部材を用いることなく駆動シャフトを支持部材と共に弾性的に変位させることができ、部品点数の増加を防止できる。
【０００８】
その支持部材は、駆動シャフトの一端部が挿入される筒状部と、この筒状部の外周から径方向外方に張り出す張出部とを有し、その張出部の外周と前記凹部の内周とが接するように支持部材は凹部に圧入され、その支持部材の表面に前記合成樹脂材から作用する圧力の総和が前記駆動ギヤを従動ギヤに押し付ける方向に向くように、その筒状部の表面形状が定められているのが好ましい。
これにより簡単な構成で駆動ギヤを従動ギヤに押し付ける予圧を付与できる。
【０００９】
その支持部材はハウジングに対して駆動シャフトの軸方向に変位可能とされ、前記駆動シャフトの他端部を支持する転がり軸受が前記ハウジングに取り付けられ、その支持部材の表面に合成樹脂材から作用する圧力に基づき駆動シャフトが支持部材と共に軸方向に変位することで、その転がり軸受に予圧が付与されるのが好ましい。
これにより、駆動シャフトの他端を支持する転がり軸受に、専用の予圧付与機構を設けることなく軸方向の予圧を付与できる。
【００１０】
本発明方法は、操舵補助力発生用アクチュエータと、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を製造するに際して、そのハウジングに形成される凹部に、駆動シャフトの径方向に弾性的に変位可能な支持部材を挿入し、その支持部材により駆動シャフトの一端部を支持し、その凹部の内面と支持部材とで囲まれる空間に、溶融状態の合成樹脂材を注入して硬化させ、これにより、その支持部材の表面に合成樹脂材から圧力を作用させ、その圧力により駆動シャフトを支持部材と共に径方向に弾性的に変位させ、この変位により駆動ギヤを従動ギヤに押し付ける予圧を付与することを特徴とする。
本発明方法によれば本発明の電動パワーステアリング装置を製造できる。
【００１１】
【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。
【００１２】
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に応じた操舵補助力を付与するため、その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により駆動シャフト５０が駆動される。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取り付けられている。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。そのトルクセンサ７、駆動シャフト５０、ウォーム９、ウォームホイール１０はハウジング２１により覆われ、そのハウジング２１にモータ８が取り付けられる。
【００１３】
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３ａ、３ｂ、３ｃの中心に沿って弾性部材としてトーションバー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に取り付けられた軸受２６、２７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。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。
【００１４】
図２、図３、図４に示すように、そのハウジング２１に駆動シャフト５０の一端部と対向する底部４１ａを有する凹部４１が形成されている。その凹部４１の内周４１ｂは、駆動シャフト５０の軸心と同心の円筒面に略沿うものとされている。その凹部４１に、駆動シャフト５０の径方向に弾性的に変位可能な支持部材４２が挿入されている。本実施形態では、その支持部材４２は合成樹脂のような弾性材製とされることで駆動シャフト５０の径方向に弾性的に変位可能とされている。なお、支持部材４２の外周と凹部４１の内周との間に例えば筒状の弾性材を介在させることで、支持部材４２を駆動シャフト５０の径方向に弾性的に変位可能としてもよい。
【００１５】
その支持部材４２は、円筒形の筒状部４２ａと、この筒状部４２ａの一端を閉鎖する蓋部４２ｂと、その筒状部４２ａの他端外周から径方向外方に張り出す張出部４２ｃと、この張出部４２ｃの外周から突出する一対の回り止め部４２ｄとを有する。その張出部４２ｃは、外方側では内方側よりも駆動シャフト５０の軸方向に沿う寸法が大きくされている。その張出部４２ｃの外周と凹部４１の内周とが接するように支持部材４２は凹部４１に圧入されている。その圧入力以上の力が作用することで、支持部材４２はハウジング２１に対して駆動シャフト５０の軸方向に変位可能とされている。各回り止め部４２ｄはハウジング２１に形成された溝２１ｄに嵌め合わされ、支持部材４２がハウジング２１に対して回転するのが防止されている。
【００１６】
その支持部材４２における筒状部４２ａの他端は開口し、この開口から筒状部４２ａに鍔付きブッシュ４３を介して駆動シャフト５０の一端の小径部５０ａが同心状に挿入されている。これにより駆動シャフト５０の一端部は支持部材４２により支持されている。
【００１７】
その凹部４１の内面と支持部材４２とで囲まれる空間４５に、溶融状態で注入後に硬化された合成樹脂材４６が充填されている。その合成樹脂材４６の注入のため、ハウジング２１に樹脂注入口２１ａが形成されている。本実施形態では、その樹脂注入口２１ａは駆動シャフト５０の一端面に対向する位置に配置される。その支持部材４２の表面に、図３において矢印で示すように合成樹脂材４６から圧力が作用する。その圧力に基づき駆動シャフト５０が支持部材４２と共に径方向に弾性的に変位することで、ウォーム９をウォームホイール１０に押し付ける予圧が付与される。そのため、その支持部材４２の表面に合成樹脂材４６から作用する圧力の総和がウォーム９をウォームホイール１０に押し付ける方向に向くように、その筒状部４２ａの表面形状が定められている。すなわち、その筒状部４２ａの外周の中で、合成樹脂材４６からウォーム９をウォームホイール１０に押し付ける方向に向く圧力を受ける反ウォームホイール１０側領域の表面積が、ウォーム９をウォームホイール１０から離反させる方向に向く圧力を受けるウォームホイール１０側領域の表面積よりも大きくされている。本実施形態では、その筒状部４２ａの外周の中で、その合成樹脂材４６から受けるウォーム９をウォームホイール１０に押し付ける方向に向く圧力が最大となる部分を含む一部領域（図４において径方向寸法Ｗで示す領域）が、残りの領域におけるよりも、図３においてΔＬだけ軸方向寸法が大きくされている。これにより、支持部材４２が合成樹脂材４６から作用する圧力により図中２点鎖線で示すように弾性変形し、駆動シャフト５０が支持部材４２と共に径方向に弾性的に変位するので、簡単な構成でウォーム９をウォームホイール１０に押し付ける予圧を付与できる。その予圧の大きさは、合成樹脂材４６から圧力を受ける支持部材４２の表面の形状と面積に応じて、例えば上記径方向寸法Ｗや軸方向寸法ΔＬに応じて設定することができる。
【００１８】
図２に示すように、その駆動シャフト５０の他端部は、ハウジング２１に取り付けられる転がり軸受６２により支持される。その軸受６２のハウジング２１からの抜けを規制するため、その軸受６２の外輪６２ａに接する止め輪６３がハウジング２１に嵌め合わされる。その軸受６２の内輪６２ｂは、その止め輪６３と駆動シャフト５０の外周に形成されたフランジ５０ｂとで挟み込まれる。上記のように支持部材４２はハウジング２１に対して駆動シャフト５０の軸方向に変位可能とされ、その支持部材４２の表面に合成樹脂材４６から圧力が作用することから、その圧力に基づき駆動シャフト５０は支持部材４２と共に軸方向に変位する。その駆動シャフト５０の変位によりフランジ５０ｂは軸受６２の内輪６２ｂを転動体６２ｃに押し付け、その転動体６２ｃは止め輪６３により抜けを規制された外輪６２ａに押し付けられるので、軸受６２に予圧が付与される。
【００１９】
上記構成の電動パワーステアリング装置１の製造に際して、ハウジング２１に形成される凹部４１に支持部材４２を挿入し、その支持部材４２により駆動シャフト５０の一端部を支持し、その凹部４１の内面と支持部材４２とで囲まれる空間４５に溶融状態の合成樹脂材４６を注入して硬化させることで、その支持部材４２の表面に合成樹脂材４６から圧力を作用させることができる。その圧力により駆動シャフト５０を支持部材４２と共に径方向に弾性的に変位させることで、ウォーム９をウォームホイール１０に押し付ける予圧を付与できる。その予圧の大きさは、支持部材４２に合成樹脂材４６から作用するウォーム９をウォームホイール１０に押し付ける方向の圧力の大きさに応じて適正値に設定できる。これにより、ウォーム９とウォームホイール１０の中心間距離を組み立て時に調節することなく、また、ウォーム９からウォームホイール１０に回転伝達初期のガタを生じることなく円滑に回転を伝達できる。その支持部材４２が弾性材製とされることで、専用の弾性部材を用いることなく駆動シャフト５０を支持部材４２と共に弾性的に変位させることができ、部品点数の増加を防止できる。さらに、駆動シャフト５０の他端を支持する転がり軸受６２に、専用の予圧付与機構を設けることなく軸方向の予圧を付与できる。
【００２０】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば支持部材４２の形状は、その表面に合成樹脂材から作用する圧力に基づき駆動シャフトが支持部材と共に径方向に弾性的に変位し、駆動ギヤを従動ギヤに押し付ける予圧を付与できればよい。より具体的には、筒状部４２ａの外周を、上記実施形態では一部領域においては残りの領域におけるよりも軸方向寸法が一定寸法ΔＬだけ大きくなる形状としたが、その一部領域においては軸方向寸法が最大となり、残りの領域に向かうに従い漸次小さくなる形状としてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、操舵補助力伝達用の駆動ギヤを従動ギヤに押し付ける予圧を簡単な構造により容易に付与でき、組み立て工程を簡単化でき、併せて駆動シャフトを支持する転がり軸受に軸方向の予圧を付与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側断面図
【図４】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ハウジングの凹部に挿入された支持部材の正面図
【符号の説明】
３  ステアリングシャフト
８  モータ
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
４１  凹部
４２  支持部材
４２ａ  筒状部
４２ｃ  張出部
４５  空間
４６  合成樹脂材
５０  駆動シャフト
６２  転がり軸受
【図１】
0003612477.tif 000002
【図２】
0003612477.tif 000003
【図３】
0003612477.tif 000004
【図４】
0003612477.tif 000005