(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵により回転するステアリングシャフトと、そのステアリングシャフトに軸方向に同行移動可能に連結される軸受と、その軸受を介してステアリングシャフトを支持するハウジングと、そのステアリングシャフトの外周に設けられる従動ギヤと、その従動ギヤに噛み合う駆動ギヤと、その駆動ギヤの駆動用電動アクチュエータとを備え、その電動アクチュエータの回転力が両ギヤを介してステアリングシャフトに伝達されることで操舵補助力が付与され、そのステアリングシャフトの軸方向位置の変更により両ギヤ間のバックラッシが変更可能とされている電動パワーステアリング装置において、
その軸受とハウジングとの間に介在する筒状部材が、ステアリングシャフトの軸方向に沿ってねじ込み量を変更可能にハウジングにねじ合わされ、
その筒状部材に、その軸受の軸方向一方への移動を阻止可能な受け部が設けられ、
その軸受を受け部に押し付ける手段として押し付け部材が設けられ、
前記軸受は、前記ステアリングシャフトに形成された段差と前記ステアリングシャフトの端部にねじ合わされたナットとで挟み込まれる内輪と、その一端面が前記受け部に接することで軸方向一方への移動が阻止される外輪とを有し、
前記外輪の他端面に接する前記押し付け部材が前記筒状部材の内周にねじ合わされることで、前記受け部に前記外輪の一端面が押し付け可能とされ、
前記押し付け部材は、前記筒状部材の軸方向他方側の開口を覆うことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動アクチュエータの回転力を一対のギヤを介してステアリングシャフトに伝達することで操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
操舵により回転するステアリングシャフトと、そのステアリングシャフトに軸方向に同行移動可能に連結される軸受と、その軸受を介してステアリングシャフトを支持するハウジングと、そのステアリングシャフトの外周に設けられる従動ギヤと、その従動ギヤに噛み合う駆動ギヤと、その駆動ギヤの駆動用電動アクチュエータとを備え、その電動アクチュエータの回転力が両ギヤを介してステアリングシャフトに伝達されることで操舵補助力が付与され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】
その駆動ギヤと従動ギヤの円滑な噛み合いを図るため、そのステアリングシャフトの軸方向位置の変更により両ギヤ間のバックラッシが変更可能とされている。
【０００４】
すなわち、そのステアリングシャフトを支持する軸受とハウジングとの間に介在する筒状部材を設け、その筒状部材に軸受の軸方向一方への移動を阻止する受け部を設け、その受け部に軸受を押し付ける押し付け部材を設け、その押し付け部材をシムを介してハウジングにボルトにより取り付け、そのシムの交換によりバックラッシを変更可能としていた（特開平４‐１５９１７６号参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そのバックラッシ変更のためのシム交換は非常に面倒なもので作業効率向上を阻害していた。また、シムと押し付け部材をハウジングに固定するボルトとが必要で部品点数を増大させていた。
【０００６】
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を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動パワーステアリング装置は、操舵により回転するステアリングシャフトと、そのステアリングシャフトに軸方向に同行移動可能に連結される軸受と、その軸受を介してステアリングシャフトを支持するハウジングと、そのステアリングシャフトの外周に設けられる従動ギヤと、その従動ギヤに噛み合う駆動ギヤと、その駆動ギヤの駆動用電動アクチュエータとを備え、その電動アクチュエータの回転力が両ギヤを介してステアリングシャフトに伝達されることで操舵補助力が付与され、そのステアリングシャフトの軸方向位置の変更により両ギヤ間のバックラッシが変更可能とされている。
その軸受とハウジングとの間に介在する筒状部材が、ステアリングシャフトの軸方向に沿ってねじ込み量を変更可能にハウジングにねじ合わされ、その筒状部材に、その軸受の軸方向一方への移動を阻止可能な受け部が設けられ、その軸受を受け部に押し付ける手段として押し付け部材が設けられ、前記軸受は、前記ステアリングシャフトに形成された段差と前記ステアリングシャフトの端部にねじ合わされたナットとで挟み込まれる内輪と、その一端面が前記受け部に接することで軸方向一方への移動が阻止される外輪とを有し、前記外輪の他端面に接する前記押し付け部材が前記筒状部材の内周にねじ合わされることで、前記受け部に前記外輪の一端面が押し付け可能とされ、前記押し付け部材は、前記筒状部材の軸方向他方側の開口を覆う。
【０００８】
本発明の構成によれば、ステアリングシャフトと軸方向に同行移動する軸受は、筒状部材の受け部に押し付けられることで、軸方向一方への移動を阻止される。その筒状部材のハウジングへの軸方向に沿ったねじ込み量を変更することで、その受け部の軸方向位置が変更されるので、その受け部に押し付けられる軸受の軸方向位置を変更できる。その軸受の軸方向位置の変更によりステアリングシャフトの軸方向位置が変更されるので、駆動ギヤと従動ギヤとの間のバックラッシを変更できる。すなわち、筒状部材のハウジングへのねじ込み量の変更だけでバックラッシを変更できる。その押し付け部材を筒状部材にねじ合わせるだけで、その軸受を受け部に押し付けることができる。その押し付け部材は、軸受とハウジングとの間に介在する筒状部材の内周にねじ合わされ、筒状部材の軸方向他方側の開口を覆うので、ナットおよび軸受が配置されるステアリングシャフトの端部側からハウジング内に異物が侵入するのを防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
図１に示すラックピニオン式電動パワーステアリング装置１は、車両のハンドルに連結されるステアリングシャフト２を備えている。そのステアリングシャフト２は、入力軸３と、この入力軸３にトーションバー４を介して連結される出力軸５とにより構成される。そのトーションバー４は、ピン６を介して入力軸３に連結され、セレーション７を介して出力軸５に圧入される。その入力軸３は、軸受８を介してハウジング９ａにより支持され、また、ブッシュ１０を介して出力軸５の一端内周により支持される。その出力軸５は、一端側の第１軸受１１と、他端側の第２軸受１２とを介してハウジング９により支持される。その出力軸５にピニオン１５が形成され、このピニオン１５に噛み合うラック１６に操舵用車輪（図示省略）が連結される。これにより、操舵によるステアリングシャフト２の回転は、入力軸３、トーションバー４、出力軸５を介してピニオン１５に伝達され、このピニオン１５の回転によりラック１６は車両幅方向に移動し、このラック１６の移動により車両の操舵がなされる。なお、ラック１６を支持するサポートヨーク１８がバネ１９の弾性力によりラック１６に押し付けられる。
【００１２】
その入力軸３から出力軸５に伝達される操舵抵抗に対応するトルクを検出するためのトルクセンサ２０が設けられている。このトルクセンサ２０は、その入力軸３の外周にピン２２を介して嵌め合わされる磁性材製の第１検出リング２１と、出力軸５の外周に圧入される磁性材製の第２検出リング２３を有する。各検出リング２１、２３の互いの対向端面に、それぞれ歯２１ａ、２３ａが周方向に沿って複数設けられている。その第１検出リング２１の他端側は一端側よりも外径の小さな小径部２１ｂとされている。その第１検出リング２１と第２検出リング２３の対向間を覆う第１検出コイル３３と、第１検出リング２１に設けられる小径部２１ｂを覆う第２検出コイル３４がハウジング９の内周に取り付けられる。各検出コイル３３、３４はハウジング９に取り付けられるプリント基板４１に接続される。
【００１３】
そのプリント基板４１に、図２に示す信号処理回路が形成されている。すなわち、第１検出コイル３３は抵抗４５を介して発振器４６に接続され、第２検出コイル３４は抵抗４７を介して発振器４６に接続され、各検出コイル３３、３４は差動増幅回路４８に接続される。
【００１４】
その入力軸３から出力軸５への操舵トルクの伝達によりトーションバー４が捩れ、第１検出リング２１と第２検出リング２３とが相対的に回転すると、各検出リング２１、２３の歯２１ａ、２３ａの対向面積が変化する。その面積変化により、その歯２１ａ、２３ａを通過する第１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、その変化に応じて第１検出コイル３３の出力が変化し、その出力に対応した伝達トルクが検出される。また、操舵トルクが作用していない状態で、第１検出コイル３３の発生磁束に対する磁気抵抗と、第１検出リング２１の小径部２１ｂを通過する第２検出コイル３４の発生磁束に対する磁気抵抗とが等しくなるように、その小径部２１ｂの外径が設定される。これにより、温度変動による第１検出コイル３３の出力変動は、温度変動による第２検出コイル３４の出力変動に等しくなるので差動増幅回路４８により打ち消され、伝達トルクの検出値の温度による変動が補償される。
【００１５】
そのトルクセンサ２０により検知される操舵トルクに応じた回転力を発生するように駆動される電動モータ（電動アクチュエータ）５０が、ハウジング９に取り付けられている。そのモータ５０の出力軸にウォーム（駆動ギヤ）５１が取り付けられ、そのウォーム５１に噛み合うウォームホイール（従動ギヤ）５２が、出力軸５の外周に支持部材３ａを介して取り付けられる。これにより、そのモータ５０の回転力がウォーム５１とウォームホイール５２とを介してステアリングシャフト２に伝達されて操舵補助力が付与される。また、そのステアリングシャフト２の軸方向位置の変更により、そのウォーム５１とウォームホイール５２との間のバックラッシが変更される。
【００１６】
図３に示すように、その出力軸５の他端側の前記第２軸受１２はボールベアリングとされ、その内輪１２ａは、出力軸５の外周に形成された段差５ａと、出力軸５の他端にねじ合わされたナット６１とで挟み込まれる。これにより、その第２軸受１２はステアリングシャフト２に軸方向に同行移動可能に連結されている。
【００１７】
その第２軸受１２とハウジング９との間に筒状部材６２が介在する。その筒状部材６２は、外周に形成される雄ネジ部６２ａと、内周に形成される雌ねじ部６２ｂと、その一端から径方向内方に突出する受け部６２ｃとを有する。その雄ネジ部６２ａを介して筒状部材６２は、そのハウジング９の雌ねじ孔９ａ′に、ステアリングシャフト２の軸方向に沿ってねじ込み量を変更可能にねじ合わされる。その受け部６２ｃに第２軸受１２の外輪１２ｂの一端面が接することで、その第２軸受１２の軸方向一方（図において上方）への移動が阻止される。その筒状部材６２の雌ねじ部６２ｂに、キャップ状の押し付け部材６３が外周に形成された雄ネジ部６３ａを介してねじ合わされる。この押し付け部材６３の一端面は第２軸受１２の外輪１２ｂの他端面に接する。これによって、その押し付け部材６３によって、第２軸受１２の外輪１２ｂを上記受け部６２ｃに対して押し付けることができる。なお、その雄ネジ部６２ａにロックナット６５がねじ合わされる。
【００１８】
上記構成によれば、ステアリングシャフト２と軸方向に同行移動する第２軸受１２は、筒状部材６２の受け部６２ｃに押し付けられることで、軸方向一方への移動を阻止される。その筒状部材６２のハウジング９へのステアリングシャフト２の軸方向に沿ったねじ込み量を変更することで、その受け部６２ｃの軸方向位置が変更されるので、その受け部６２ｃに押し付けられる第２軸受１２の軸方向位置を変更できる。その第２軸受１２の軸方向位置の変更によりステアリングシャフト２の軸方向位置が変更されるので、ウォーム５１とウォームホイール５２との間のバックラッシを変更できる。すなわち、筒状部材６２のハウジング９へのねじ込み量の変更だけでバックラッシを変更できる。また、その押し付け部材６３を筒状部材６２にねじ合わせるだけで、その第２軸受１２を受け部６２ｃに押し付けることができる。
【００１９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態ではウォームとウォームホイールとにより電動アクチュエータの回転力をステアリングシャフトに伝達したが、駆動ギヤと従動ギヤとしてベベルギヤを用いてもよい。また、第２軸受１２としてボールベアリングを示したが、軸受の種類は特に限定されない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、操舵補助力を伝達するギヤ間のバックラッシ変更を容易に行うことができ、しかも部品点数を削減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】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トルクセンサの信号処理回路図
【図３】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置の要部の断面図
【符号の説明】
２  ステアリングシャフト
１２  第２軸受
５０  モータ
５１  ウォーム
５２  ウォームホイール
６２  筒状部材
６２ｃ  受け部
６３  押し付け部材
【図１】
0003713346.tif 000002
【図２】
0003713346.tif 000003
【図３】
0003713346.tif 000004