(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、ケース内に回転を規制された状態で組み込んだリングギヤと、リングギヤの中心に位置し、電動モータのモータシャフトの回転にともなって回転するサンギヤと、サンギヤの回転によって自転し、かつ、リングギヤに沿ってサンギヤの周りを公転するプラネットギヤと、プラネットギヤの公転によって回転するキャリアと、キャリアに一体に設けたピニオンシャフトとを備え、ピニオンシャフトに設けたピニオンギヤを、車輪を連係させたラックシャフトのラックギヤに噛み合わせた電動パワーステアリング装置の減速機において、電動モータの取り付け用開口を備えるとともに有底端を有するケース内に、ピニオンシャフトの先端を回転自在に支持する滑り軸受と、ピニオンシャフトと一体に回転するキャリアを回転自在に支持する転がり軸受とを設け、さらに、転がり軸受の内レース部材をケースの先端側から支えるためキャリアに取り付けた内側支持部材と、転がり軸受の内レース部材をケースの開口側から支えるためキャリアに形成した段差部と、転がり軸受の外レース部材をケースの先端側から支えるためケース内に形成した段差部と、転がり軸受の外レース部材をケースの開口側から支えるためケース内周面に設けた外側支持部材とを備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置の減速機。
【請求項２】
ピンによってリングギヤの回転を規制するとともに、このピンをリングギヤの外周面に対し斜状に挿入したことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置の減速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、電動パワーステアリング装置に設けられる電動モータの減速機の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置においては、ステアリングホイールから入力される入力トルクの大きさがトルクセンサーにより検出され、この検出された入力トルクの大きさ及び方向に応じて、電動モータによるステアリングの補助が行われる。そして、通常、電動モータには、その回転を減速し大きな力として出力するために減速機が設けられるが、この減速機としては、例えば図４に示すものがあった。
即ち、電動モータ１のモータシャフト２の回転を減速をするために減速機３が設けられ、この減速機３により減速された回転がピニオンシャフト４によって出力される。このピニオンシャフト４にはピニオンギヤ４ａを形成し、ラックギヤ５に噛み合わせている。したがって、ピニオンシャフト４が回転すると、これらのギヤ４ａ、５によってラックシャフト６が移動し、図示しない操舵リンク及びナックルアームを介して車輪を転舵することになる。
【０００３】
ケース７は両端開口型となっており、その一方の開口部に電動モータを設けている。そして、ケース７内では、電動モータ１のモータシャフト２と、このモータシャフト２の回転を減速する減速機３と、減速された回転を出力するピニオンシャフト４とが同軸状態で配置されている。
上記ピニオンシャフト４の先端部はボールベアリング８によりケース７内側で回転自在に支持される。ピニオンシャフト４のさらに先端にはナット９を設け、ボールベアリング８の内レース部材の軸方向の位置決めを行っている。また、ケース７の先端開口部にはプラグ１１が設け、プラグ１１の端部でボールベアリング８の外レース部材の位置決めを行っている。
このように、ナット９やプラグ１１で支えられたボールベアリング８によって、ピニオンシャフト４の位置を決めている。
【０００４】
また、ピニオンシャフト４に一体に設けられたキャリア１０は、ボールベアリング１２によりケース７内で回転自在に支持されている。さらに、このボールベアリング１２に隣接してオイルシール１３が設けられている。
このようにした減速機の組み付けは、ケースの一方の開口部（図中上方開口部）からケース７内にピニオンシャフト４、減速機３、及びモータシャフト２を挿入することで行われる。そして、挿入されたピニオンシャフト４の先端がケース７の先端開口部に露出するが、前述したようにこの露出部分にボールベアリング８を組み付けるとともにナット９を締め付けてから、ケース７の先端開口部をプラグ１１で塞いでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す従来例によれば、その組み付け作業において、電動モータ１やピニオンシャフト４等を組み付ける方向と、ピニオンシャフト４の先端部にボールベアリング８を組み付けナット９などを締め付ける方向とが、互いに反対方向となっていた。
このように二方向から組み付け作業を行わねばならず、作業の途中でケース７全体を反転させなければならない。そのため、組み付け作業がやりにくく、作業時間のばらつきも大きくなっていた。そして、この組み付け作業が、電動パワーステアリング装置全体のネック工程となっていた。
また、ナット９やプラグ１１を締め付けるためには、大きな力が必要とされる。
更に、水等の浸入防止のために、ケース７とプラグ１１の結合部分にシールボンドを塗布して締め付けを行う必要があった。このため、作業者の手や組み付け治具等にシールボンドが付着し、作業環境を悪化させてしまうという問題があった。
この発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、減速機の組み付け作業を容易にし、作業環境を向上できる電動パワーステアリング装置の減速機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】
以上の目的を達成するために、この発明は、ケースと、ケース内に回転を規制された状態で組み込んだリングギヤと、リングギヤの中心に位置し、電動モータのモータシャフトの回転にともなって回転するサンギヤと、サンギヤの回転によって自転し、かつ、リングギヤに沿ってサンギヤの周りを公転するプラネットギヤと、プラネットギヤの公転によって回転するキャリアと、キャリアに一体に設けたピニオンシャフトとを備え、ピニオンシャフトに設けたピニオンギヤを、車輪を連係させたラックシャフトのラックギヤに噛み合わせた電動パワーステアリング装置の減速機を前提とする。
そして、第１の発明は、電動モータの取り付け用開口を備えるとともに有底端を有するケース内に、ピニオンシャフトの先端を回転自在に支持する滑り軸受と、ピニオンシャフトと一体に回転するキャリアを回転自在に支持する転がり軸受とを設け、さらに、転がり軸受の内レース部材をケースの先端側から支えるためキャリアに取り付けた内側支持部材と、転がり軸受の内レース部材をケースの開口側から支えるためキャリアに形成した段差部と、転がり軸受の外レース部材をケースの先端側から支えるためケース内に形成した段差部と、転がり軸受の外レース部材をケースの開口側から支えるためケース内周面に設けた外側支持部材とを備えた点に特徴を有する。
第２の発明は、第１の発明において、ピンによってリングギヤの回転を規制するとともに、このピンをリングギヤの外周面に対し斜状に挿入した点に特徴を有する。
【０００７】
【作用】
第１の発明では、組み付ける際に、ピニオンシャフトと一体になっているキャリアに転がり軸受を設けておく。つまり、この転がり軸受の内レース部材の一端をキャリアに取り付けられた内側支持部材としての止め輪によって支え、同時に他端をキャリアに形成された段差部により支える。
このようにして転がり軸受をピニオンシャフトに取り付け、サブアッシー状態としてから有底端を有するケース内に挿入する。このとき、ピニオンシャフトの先端を滑り軸受としてのブッシュによって回転自在に支持する。
また、サブアッシー状態でケースに挿入すると、転がり軸受の外レース部材が、ケースの先端側からケース内側に形成した段差部によって支えられる。そして、ケースの開口側から圧入する外側支持部材としてのシールホルダーによって転がり軸受の外レース部材を支える。
このようにピニオンシャフトの位置決めは転がり軸受によって行われるが、この転がり軸受の位置は内側支持部材、外側支持部材、及び段差部によって決めることができる。そして、これら各部材はすべてケースの開口側から組み付けることができる。
第２の発明では、ピンをリングギヤの外周面に対し斜状に挿入するので、ピンの全長を短くできる。
【０００８】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図１乃至図３を基に説明する。
［減速機自体の説明］
まず、減速機自体の説明を行う。
減速機３は、主に、電動モータ１側に位置するＡ列側ギヤ機構１５と、ピニオンシャフト４側に位置するＢ列側ギヤ機構１６と、上記ケース２０の内周側に設置されたリングギヤ１７、１８とから構成されている。
このＡ列側ギヤ機構１５は、電動モータ１のモータシャフト２に固定されたＡ列側サンギヤ１９と、このＡ列側サンギヤ１９に噛み合うとともに、上記リングギヤ１７にも噛み合い、上記Ａ列側サンギヤ１９からの回転力により自転しながらＡ列側サンギヤ１９の回りを公転するＡ列側プラネットギヤ２１と、このＡ列側プラネットギヤ２１に摺動自在なブッシュ２２を介して連結され、Ａ列側プラネットギヤ２１の自転を許容するとともに、Ａ列側プラネットギヤ２１の公転にともなって回転するＡ列側キャリア２３とから構成されている。
【０００９】
また、Ｂ列側ギヤ機構１６は、上記Ａ列側キャリア２３に固定されたＢ列側サンギヤ２４と、このＢ列側サンギヤ２４及び上記リングギヤ１８の両方に噛み合い、Ｂ列側サンギヤ２４からの回転力により自転するとともに、上記リングギヤ１８に沿ってＢ列側サンギヤ２４の回りを公転するＢ列側プラネットギヤ２５と、このＢ列側プラネットギヤ２５に摺動自在なブッシュ２６を介して連結され、Ｂ列側プラネットギヤ２５の自転を許容するとともに、Ｂ列側プラネットギヤ２５の公転にともなって回転するＢ列側キャリア２７とから構成されている。
なお、ピニオンシャフト４はＢ列側キャリア２７に一体設けられている。Ａ列側キャリア２３とピニオンシャフト４とは、摺動自在なブッシュ（図示せず）を介して相対回転可能に支持されている。
【００１０】
上記ピニオンシャフト４の先端はブッシュ２９で回転自在に支持され、また、Ｂ列側キャリア２７側はボールベアリング１２で回転自在に支持されている。そして、ボールベアリング１２側には、流体の漏れを防止するオイルシール１３を設けている。
いま、図示していないステアリングホィールからトルクが入力されると、歪みが発生するが、この歪みは図示していない歪センサーで検出されてコントローラに伝達される。このコントローラは、上記歪センサーからの信号に応じて電動モータ１を回転させる。
このように電動モータ１が回転すれば、そのモータシャフト２とともにＡ列側サンギヤ１９が回転する。そして、このＡ列側サンギヤ１９の回転により、Ａ列側プラネットギヤ２１が自転するとともにリングギヤ１７に沿ってＡ列側サンギヤ１９の回りを公転する。
【００１１】
Ａ列側プラネットギヤ２１が公転すれば、Ａ列側キャリア２３も回転するので、Ｂ列側サンンギヤ２４が回転し、さらに、その回転にともなってＢ列側プラネットギヤ２５が自転しながらリングギヤ１８に沿ってＢ列側サンギヤ２４の回りを公転する。そして、かかるＢ列側プラネットキヤ２５の公転により、Ｂ列側キャリア２７、つまりピニオンシャフト４が回転する。
このような作用により電動モータ１側の回転が減速された状態でピニオンシャフト４側に伝達される。
なお、リングギヤは、Ａ列側リングギヤ１７とＢ列側リングギヤ１８とに分割されている。そして、Ｂ列側リングギヤ１８は複数のピン２８によってその回転を規制されている。一方、Ａ列側リングギヤ１７は、摩擦式トルクスリップ機構３１によりその回転が規制されている。
上記摩擦式トルクスリップ機構３１は、ケース２０の一部を放射状に外方に突出して形成したボックス３２と、このボックス３２内に配置され、かつ、その内側の円弧面を上記Ａ列側リングギヤ１７の外周面に当接させたパッド３３と、上記ボックス３２内に収容されて、上記パット３３をリングギヤ１７方向に付勢するスプリング３４と、このスプリング３４のばね力を調整するアジャストスクリュ３５とから構成されている。
【００１２】
摩擦式シルクスリップ機構３１によれば、通常は、Ａ列側リングギヤ１７の回転を規制している。
そして、例えば、電動モータ１の故障などに起因して、モータシャフト２が固着してしまったとする。このとき、Ａ列側サンギヤ１９は動けなくなるが、ハンドルを切れば、上記Ａ列側リングギヤ１７がスプリング３４の付勢力に基づく摩擦に坑してスリップ回転できるので、機械的ロック状態の発生を防止できる。
【００１３】
［ケース２０内各部分の配置構造］
さて、このような減速機を構成する各部分がケース２０に収納され配置される構造について説明する。
この実施例では、ケース２０は基端に電動モータ１の取り付け用開口を有し、また、先端を閉塞した有底筒状の形成されており、先端に向かうにつれケース２０内の径が小さくなり先端が袋状となっている。
このケース２０内には、従来例同様に、電動モータ１のモータシャフト２と、減速機３と、ピニオンシャフト４とが同軸状態で配置される。
ピニオンシャフト４の先端部は、ケース２０の有底端となる先端部分に挿入され、滑り軸受としてのブッシュ２９によって回転自在に支持されている。即ち、従来例で設けられていたボールベアリング８、ナット９、及びプラグ１１（図４参照）は廃止されている。そして、これらが廃止されても、ブッシュ８によりピニオンギヤ４は回転可能であり、また従来のナット９及びプラグ１１で行われていた軸方向の位置決めも、後述する止め輪３６、段差部３７、３８、及びシールホルダー３９等により行われる。
【００１４】
即ち、ピニオンシャフト４と一体になっているＢ列側キャリア２７の外周を、転がり軸受としてのボールベアリング１２によりケース２０内側で回転自在に支持する。なお、このボールベアリング１２は従来も存在していたものである。
そして、このボールベアリング１２をケース２０の先端側（図中下側）から支えるために、段差部３８と内側支持部材としての止め輪３６とを設けている。即ち、Ｂ列側キャリア２７の外周面に切り込み４２を形成し、この切り込み４２に止め輪３６をはめ込んでいる。そして、この止め輪３６でボールベアリング１２の内レース部材１２ａを支えている。また、ケース２０内側に段差部３８を形成して、ボールベアリング１２の外レース部材１２ｂを支えている。
【００１５】
一方、ボールベアリング１２をケース２０の開口側（図中上側）から支えるために、段差部３７と外側支持部材としてのシールホルダー３９を設けている。即ち、Ｂ列側キャリア２７に段差部３７を形成して、ボールベアリング１２の内レース部材１２ａを支えている。また、ケース２０内周面にシールホルダー３９を圧入し、このシールホルダー３９の下面を外レース部材１２ｂの上面に当接させることで、ボールベアリング１２の外レース部材１２ｂを支えている。なお、シールホルダー３９の断面は逆Ｔ字形状をしており（図３参照）、このＴ字の先端にオイルシール１３を被せるようにして取り付ける。
また、Ｂ列側リングギヤ１８の回転を規制するピン２８が、Ｂ列側リングギヤ１８の外周面に対し斜状に設けられている。即ち、ピン２８の下端は、ケース２０内側に設けられた孔に対し下向き斜めに挿入され、上端は、リングギヤ１８の外周に形成されたスリット４４（図２参照）に対し上向き斜めに挿入される。そして、ピン２８をこの様に斜めに使用する事でピン２８の全長を短くでき、また、ケース２０の小型化も可能となる。
【００１６】
［減速機の組み付け作業］
次に、この実施例における減速機の組み付け作業を説明する。
ケース２０に対しピニオンシャフト４及びＢ列側ギヤ機構１６を挿入するが、このときＢ列側キヤリア２７の外周にボールベアリング１２を取り付けておく。即ち、キャリア２７の段差部３７と止め輪３６とでボールベアリング１２の内レース部材１２ａを支え、サブアッシーの状態でケース２０に挿入する。そして、ボールベアリング１２の外レース部材１２ｂを段差部３８に当接させるとともに、ピニオンシャフト４の先端をブッシュ２６で支持する。
その後、シールホルダー３９を圧入し、さらにシール本体１３を取り付ける。更に、ケース２０に対して斜めに固定されたピン２８を介してリングギヤ１８を組み付けてから、Ａ列側ギヤ機構１５を組み付ける。
【００１７】
［実施例の効果］
この実施例により、以下の効果を得る。
即ち、ピニオンシャフト４はボールベアリング１２とブッシュ２９とで支持され、軸方向の位置決めは上記段差部３７、３８や止め輪３６等で行われる。このため、従来ピニオンシャフトの位置を決めていたボールベアリング８をブッシュ２９に変更でき、それにともなってナット９、及びプラグ１１を廃止することができる。したがって、一方向からの作業ですみ、組み付け作業の途中でケース２０全体を反転させる必要はなくなる。また、作業内容が容易となることから、作業時間のバラつきを少なくできる。
更に、プラグ１１を廃止することから、プラグ１１とケースの結合部シールボーンドを塗布する必要もなくなり、作業者の手や組み付け治具等にシールボンドが付着し、作業環境を悪化させてしまうということが避けられる。
さらに、ピン２８を斜めに使用する事で、ピン２８の長さを短くでき、ケース２０の小型化を図れる。
【００１８】
【発明の効果】
第１の発明の電動パワーステアリング装置の減速機によれば、ピニオンシャフトの位置は、ピニオンシャフトと一体に回転するキャリアを支持する転がり軸受によって決められる。
したがって、ピニオンシャフトの先端を滑り軸受で支持すればよく、ケースの先端側からナットやプラグを締め付けるといった作業が不要となる。
そして、これにより組み付け作業の途中で減速機全体を反転させる必要がなくなる。
更に、プラグが廃止されたことから、プラグとケースの結合部に塗布するシールボンドも不要となり、作業者の手や組み付け治具にシールボンドが付着することがなくなり、作業環境を向上できる。
第２の発明によれば、ピンを短くできるので、その分ケースの小型化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の一部断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ部の拡大図である。
【図４】従来技術を示す断面図である。
【符号の説明】
１  電動モータ
２  モータシャフト
３  減速機
４  ピニオンギヤ
８、１２  ボールベアリング
１３  シール本体
２０  ケース
２９  ブッシュ
３６  止め輪
３７、３８  段差部
３９  シールホルダー
１２ａ  内レース部材
１２ｂ  外レース部材
【図１】
0003607371.tif 000002
【図２】
0003607371.tif 000003
【図３】
0003607371.tif 000004
【図４】
0003607371.tif 000005