(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と同軸に配置されたハイポイドリングギヤと、該ハイポイドリングギヤに回転力を伝達する伝達手段とを備え、該ハイポイドリングギヤは、該伝達手段を押圧する弾性部材を備えていて、該弾性部材は、一端が該伝達手段の一部を押圧する板ばねを含み、該板ばねは、該ハイポイドリングギヤの内周部に他端が固定されており、該伝達手段は、該ハイポイドリングギヤと噛み合うハイポイドピニオンギヤを備え、該板ばねにより押圧される部分が凸状の曲面である押圧部を含む、ハイポイドギヤ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイポイドギヤ構造に関し、特に異音防止性能に優れたハイポイドギヤ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動式パワーステアリング装置にハイポイドギヤを用いた技術は従来より知られている。そのような技術においてハイポイドギヤは操舵補助力を付与するための電動モータの回転軸と操舵系の出力軸との間に減速機構として設けられている。
【０００３】
電動モータの回転軸と操舵系の出力軸とは、ハイポイドギヤ構造によって連結される。ハイポイドギヤ構造は減速機構として機能する。
【０００４】
上述した従来の電動式パワーステアリング装置における一つの問題は、ハイポイドギヤ構造におけるギヤの噛み合い部分に発生するバックラッシを適切に設定する必要があるということである。
【０００５】
例えば、特開平７−２３２６５１号公報は、ハイポイドリングギヤの取り付け位置を上下に調整することにより、ギヤの噛み合い部分に発生するバックラッシが適切に調整されることを開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載の従来のハイポイドギヤ構造では、ハイポイドリングギヤとハイポイドピニオンギヤとの噛み合いは、正規の組み付け位置において適正なバックラッシが得られるように調整される。このため円滑な噛み合いが得られる。しかし、ハイポイドギヤ構造に対してタイヤ側（路面側）から振動入力等があった場合には、適正なバックラッシであっても、バックラッシがあると、歯打ち音等の異音が発生するという課題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、路面入力等があった場合であっても、歯打ち音等の異常音の発生を低減することができ、かつ、部品点数を大幅に削減でき、製品コストの安いハイポイドギヤ構造を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明のハイポイドギヤ構造は、回転軸と同軸に配置されたハイポイドリングギヤと、該ハイポイドリングギヤに回転力を伝達する伝達手段とを備え、該ハイポイドリングギヤは、該伝達手段を押圧する弾性部材を備えていて、該弾性部材は、一端が該伝達手段の一部を押圧する板ばねを含み、該板ばねは、該ハイポイドリングギヤの内周部に他端が固定されており、該伝達手段は、該ハイポイドリングギヤと噛み合うハイポイドピニオンギヤを備え、該板ばねにより押圧される部分が凸状の曲面である押圧部を含んでいて、これにより上記目的が達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係るハイポイドギヤ構造を含む電動パワーステアリング装置の構成を示す。
【００１６】
電動パワーステアリング装置１０２は、ステアリングシャフト１０７と、ラック軸１０３とを有している。ステアリングシャフト１０７の回転は、ステアリングシャフト１０７と同軸に設けられたハイポイドピニオンギヤ１０４とラック軸１０３との間の噛み合いにより、ラック軸１０３の軸方向の運動に変換される。ラック軸１０３の両端には、軸手（図示せず）及びタイロッド（図示せず）を介して操舵輪（図示せず）が結合されている。ラック軸１０３が軸方向に移動することにより、操舵輪が左右に舵取りされる。
【００１７】
ステアリングシャフト１０７は、ステアリングホイール（図示せず）側に連結される入力軸１０８と、操舵輪（図示せず）側に連結される出力軸１０９とを含んでいる。
【００１８】
出力軸１０９と同軸にハイポイドリングギヤ１が配置されている。ハイポイドリングギヤ１は、電動モータ１１３の回転軸１１４に設けられたハイポイドピニオンギヤ２と噛み合っている。
【００１９】
図２は、本実施の形態に係るハイポイドギヤ構造の第１の例の構成を示す。図２（ａ）はハイポイドギヤ構造の第１の例の平面図を示し、図２（ｂ）はハイポイドギヤ構造の第１の例の要部断面図を示し、図２（ｃ）はハイポイドギヤ構造の第１の例の要部平面図を示す。
【００２０】
金属製のハイポイドリングギヤ１には、樹脂インナギヤ４が設けられている。樹脂インナギヤ４は、板ばね状部４ｃとギヤ部４ａとを有しており、内周部４ｄがハイポイドリングギヤ１の軸受け部１ａに固定されている。樹脂インナギヤ４は、樹脂の一体成形により作られる。
【００２１】
樹脂インナーギヤ４のギヤ部４ａの歯面は、ハイポイドピニオンギヤ２の組み付け前の状態において、ハイポイドリングギヤ１のギヤ部の歯面よりも若干突出するような状態で取り付けられる。
【００２２】
ハイポイドピニオンギヤ２と樹脂インナーギヤ４とを強制的に噛み合わせると、ハイポイドピニオンギヤ２は樹脂インナーギヤ４を押し下げる。このため、組み付け前は通常状態であった樹脂インナーギヤ４は、ハイポイドピニオンギヤ２と組み付けられると、板ばね状部４ｃにおいて撓んだ状態になる。この結果、樹脂インナーギヤ４は、板ばね状部４ｃによって、ハイポイドピニオンギヤ２に押しつけられるようにして、ハイポイドピニオンギヤ２と噛み合う。
【００２３】
樹脂インナギヤ４用の樹脂材としては、熱可塑性から熱硬化性樹脂まで、ほとんどの材料が適用可能である。耐熱性、耐薬品性（グリス、油）、およびコストを考慮すると、ナイロン系、ポリアセタール、及び熱可塑性エラストマーの非強化、あるいはガラスファイバー、カーボンファイバー等で強化した材料が最も適している。
【００２４】
このように、ハイポイドリングギヤ１は、内周部４ｄがハイポイドリングギヤ１の軸受け部１ａに固定され、板ばね状部４ｃを有し、ハイポイドピニオンギヤ２を押圧する樹脂インナギヤ４を備えている。このため、ハイポイドギヤ構造に対してタイヤ側（路面側）から振動入力等があった場合には、振動エネルギーは、樹脂インナギヤ４の板ばね状部４ｃを撓ませることで吸収される。この結果、路面入力等があった場合であっても、歯打ち音等の異常音の発生を低減することができるハイポイドギヤ構造を提供することができる。特に、第１の例は、生産性、及びＮＶ（Ｎｏｉｓｅ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）特性に優れるという効果を有する。
【００２５】
図３は、本実施の形態に係るハイポイドギヤ構造の第２の例の構成を示す。図３（ａ）はハイポイドギヤ構造の第２の例の平面図を示し、図３（ｂ）はハイポイドギヤ構造の第２の例の要部断面図を示す。
【００２６】
ハイポイドギヤ構造の第２の例は、インナギヤ５を弾性体で構成し、ハイポイドリングギヤ１の凹部に配置したことを特徴とする。ハイポイドリングギヤ１の歯面の内側に設けた溝に弾性体のギヤ５を挿入する。ギヤ５は、インサート成形によっても作ることができる。
【００２７】
ハイポイドピニオンギヤ２と弾性体のギヤ５とを強制的に噛み合わせると、ハイポイドピニオンギヤ２はギヤ５を押し下げる。このため、組み付け前は通常状態であった弾性体のギヤ５は、ハイポイドピニオンギヤ２と組み付けられると、弾性により圧縮された状態になる。この結果、弾性体のギヤ５は、弾性によって、ハイポイドピニオンギヤ２に押しつけられるようにして、ハイポイドピニオンギヤ２と噛み合う。
【００２８】
弾性体の材質は、ゴム系（ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、アクリルゴム、シリコンゴム等）や熱可塑性エラストマー等が適している。
【００２９】
このように、ハイポイドリングギヤ１は、ハイポイドリングギヤ１の凹部に設けられ、ハイポイドピニオンギヤ２を押圧する弾性体のギヤ５を備えている。このため、ハイポイドギヤ構造に対してタイヤ側（路面側）から振動入力等があった場合には、振動エネルギーは、ハイポイドピニオンギヤ２に押しつけられている弾性体のギヤ５の撓みで吸収される。この結果、路面入力等があった場合であっても、歯打ち音等の異常音の発生を低減することができるハイポイドギヤ構造を提供することができる。特に、第２の例は、コスト、生産性、組み付け性、バックリング、及びＮＶ特性に優れるという効果を有する。
【００３０】
図４は、本実施の形態に係るハイポイドギヤ構造の第３の例の構成を示す。図４（ａ）はハイポイドギヤ構造の第３の例の平面図を示し、図４（ｂ）はハイポイドギヤ構造の第３の例の要部断面図を示す。
【００３１】
ハイポイドギヤ構造の第３の例では、第２の例と同様に、弾性体を用いた構成が用いられる。ハイポイドリングギヤ１の歯面の内側に弾性体６が埋め込まれる。弾性体６の先端にラウンド型（表面が曲面形状の）の凸部が一定の出代で設けられる。ハイポイドピニオンギヤ２の先端に丸棒７が設けられる。
【００３２】
ハイポイドピニオンギヤ２とハイポイドリングギヤ１とを強制的に噛み合わせると、ハイポイドピニオンギヤ２の先端に設けられた丸棒７は弾性体６を押し下げる。このため、組み付け前は通常状態であった弾性体６は、ハイポイドピニオンギヤ２の先端に設けられた丸棒７と組み付けられると、弾性により圧縮された状態になる。この結果、弾性体６は、弾性によって、丸棒７に押しつけられる。
【００３３】
組み付け状態において、丸棒７が弾性体６を圧縮した状態となっていることにより、ハイポイドリングギヤ１とハイポイドピニオンギヤ２との間のガタがなくなる。
【００３４】
弾性体の材質は、第２の例の場合と同様に、ゴム系（ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、アクリルゴム、シリコンゴム等）や熱可塑性エラストマー等が適している。
【００３５】
このように、ハイポイドリングギヤ１は、ハイポイドリングギヤ１の凹部に設けられ、ハイポイドピニオンギヤ２の先端に設けられた丸棒７を押圧する弾性体６を備えている。このため、ハイポイドギヤ構造に対してタイヤ側（路面側）から振動入力等があった場合には、振動エネルギーは、丸棒７に押しつけられている弾性体６の撓みで吸収される。この結果、路面入力等があった場合であっても、歯打ち音等の異常音の発生を低減することができるハイポイドギヤ構造を提供することができる。特に、第３の例は、第２の例と同様に、コスト、生産性、組み付け性、バックリング、及びＮＶ特性に優れるという効果を有する。
【００３６】
図５は、本実施の形態に係るハイポイドギヤ構造の第４の例の構成を示す。図５（ａ）はハイポイドギヤ構造の第４の例の平面図を示し、図５（ｂ）はハイポイドギヤ構造の第４の例の要部断面図を示す。
【００３７】
ハイポイドギヤ構造の第４の例では、ハイポイドピニオンギヤの押圧方法を金属ばねによる方法とした構成が用いられる。板ばね８は、ラジアル方向（放射状）に櫛刃状に板ばねが切られている。板ばね８は、固定リング１０によりハイポイドリングギヤ１に固定されている。ハイポイドピニオンギヤ２の先端に設けられた丸棒７には、丸棒７が板ばね８の上を転がりやすくするため、凸型形状部９が設けられている。
【００３８】
ハイポイドピニオンギヤ２とハイポイドリングギヤ１とを強制的に噛み合わせると、ハイポイドピニオンギヤ２の先端に設けられた凸型形状部９は板ばね８を押し下げる。このため、組み付け前は通常状態であった板ばね８は、ハイポイドピニオンギヤ２の先端に設けられた凸型形状部９と組み付けられると、弾性により撓んだ状態になる。この結果、板ばね８は、弾性によって、丸棒７に設けられた凸型形状部９に押しつけられる。
【００３９】
ハイポイドピニオンギヤ２をスムーズに回転させるため、櫛刃の幅はなるべく狭い方が好ましい。板ばねの材質は、ばね鋼の他、ハイポイドギヤ構造の第１の例で前述したような樹脂を用いることにより、ＮＶ特性を向上させることができる。
【００４０】
このように、板ばね８は、複数の板状部分を含んでおり、電動モータの回転軸は、板ばね８により押圧される部分が曲面形状を有する凸型形状部９を含んでいる。このため、ハイポイドギヤ構造に対してタイヤ側（路面側）から振動入力等があった場合には、振動エネルギーは、凸型形状部９を押圧している板ばね８の撓みで吸収される。この結果、路面入力等があった場合であっても、歯打ち音等の異常音の発生を低減することができるハイポイドギヤ構造を提供することができる。また、ハイポイドピニオンギヤ２の回転がスムーズになる。
【００４１】
特に、第４の例は、板ばねの材質を金属とした場合には、組み付け性、ばねの疲労に対する耐久性やクリープによるばねの撓み量の変化に関するばね耐久性、及びバックリングにおいて優れるという効果を有する。また、板ばねの材質を樹脂とした場合には、コスト、生産性、組み付け性、バックリング、及びＮＶ特性に優れるという効果を有する。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明のハイポイドギヤ構造によれば、ハイポイドリングギヤは、ハイポイドリングギヤに電動モータから操舵補助力を伝達する伝達手段を押圧する弾性部材を備えている。
【００４３】
従って、ハイポイドギヤ構造に対してタイヤ側（路面側）から振動入力等があった場合には、振動エネルギーは、伝達手段を押圧する弾性部材に吸収される。このため、タイヤ側（路面側）からの振動入力等に起因する歯打ち音等の異常音の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るハイポイドギヤ構造を含む電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係るハイポイドギヤ構造の第１の例の構成を示す図である。図２（ａ）はハイポイドギヤ構造の第１の例の平面図であり、図２（ｂ）はハイポイドギヤ構造の第１の例の要部断面図であり、図２（ｃ）はハイポイドギヤ構造の第１の例の要部平面図である。
【図３】本実施の形態に係るハイポイドギヤ構造の第２の例の構成を示す図である。図３（ａ）はハイポイドギヤ構造の第２の例の平面図であり、図３（ｂ）はハイポイドギヤ構造の第１の例の要部断面図である。
【図４】本実施の形態に係るハイポイドギヤ構造の第３の例の構成を示す図である。図４（ａ）はハイポイドギヤ構造の第３の例の平面図を示し、図４（ｂ）はハイポイドギヤ構造の第３の例の要部断面図を示す。
【図５】本実施の形態に係るハイポイドギヤ構造の第４の例の構成を示す図である。
図５（ａ）はハイポイドギヤ構造の第４の例の平面図であり、図５（ｂ）はハイポイドギヤ構造の第４の例の要部断面図である。
【符号の説明】
１    ハイポイドリングギヤ
２    ハイポイドピニオンギヤ
４    樹脂インナギヤ
４ａ  ギヤ部
４ｃ  板ばね状部
４ｄ  内周部
【図１】
0003567963.tif 000002
【図２】
0003567963.tif 000003
【図３】
0003567963.tif 000004
【図４】
0003567963.tif 000005
【図５】
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