(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックハウジングに、ハンドルからの回転を伝達する入力軸と、トーションバーを介して相対回転可能に前記入力軸に連結されハイポイドギヤを備えた出力軸と、前記トーションバーの回転トルクを前記入力軸と出力軸との相対回転変位量として検出するトルクセンサと、この出力軸に設けられているピニオンと噛合する操向機構のラックシャフトとが内設され、前記入力軸および出力軸の軸線と交差する軸線方向で配置されモータ軸に前記ハイポイドギヤに噛合するハイポイドピニオンを設けた電動モータと、この電動モータの回転を前記出力軸に設けられているピニオンを介してラックシャフトに伝達する電気式動力舵取装置において、前記ラックハウジングとモータハウジングとを雌雄嵌合し、この雌雄嵌合部に渡って前記モータ軸を支持する軸受を設け、この軸受が前記雌雄嵌合部の雌要素側と雄要素側とに支持されたことを特徴とする電気式動力舵取装置。
【請求項２】
前記ラックシャフトに噛合するピニオン側の出力軸端の軸受をラックハウジングに螺合した軸受ケースにより保持し、この軸受ケースの移動によって前記ハイポイドギヤとハイポイドピニオンのバックラッシを調整可能としたことを特徴とする請求項１に記載の電気式動力舵取装置。
【請求項３】
前記ハイポイドギヤを出力軸に軸方向にのみ摺動可能に設け、ハイポイドギヤと出力軸との間にハイポイドギヤをハイポイドピニオンの噛合方向に押圧付勢するスプリングを介装しハイポイドギヤとハイポイドピニオンのバックラッシを吸収すると共に、ハイポイドギヤ又は出力軸にハイポイドギヤと出力軸との当接を緩衝する緩衝材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電気式動力舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドルの操舵力をアシストする電気式動力舵取装置に関するものである。
【０００２】
ハンドルに加えられたトルクを検出し、このトルクに応じたアシスト力を電動モータにより得るようにした電気式動力舵取装置は周知である。この電気式動力舵取装置には、出力軸に設けられているハイポイドギヤに電動モータの回転を伝達するハイポイドピニオンがモータ軸と分割され、カップリングによって結合されたハイポイドピニオンとモータ軸分割型とハイポイドピニオンがモータ軸に一体形成されたモータ単体型の２種類が知られている。
【０００３】
ハイポイドピニオンとモータ軸分割型の電気式動力舵取装置について図５によって説明する。ラックハウジング１０に、ハンドルからの回転を伝達する入力軸１と、トーションバー３を介して相対回転可能に前記入力軸１に連結されハイポイドギヤ９を備えた出力軸２と、前記トーションバー３の回転トルクを前記入力軸１と出力軸２との相対回転変位量として検出するトルクセンサ４と、この出力軸２に設けられているピニオン２ａと噛合する操向機構のラックシャフト５とが内設され、前記入力軸１および出力軸２の軸線と直交する軸線方向で配置されモータ軸１４に前記ハイポイドギヤ９に噛合するハイポイドピニオン１７をカップリング１８で結合した電動モータ１５とを備え、この電動モータ１３の回転を前記出力軸２に設けられているピニオン２ａを介してラックシャフト５に伝達する構成である。
【０００４】
前記ラックシャフト５はスプリング７によって押圧されているラックガイド６によりピニオン２ａに適度の押圧力で噛合方向に押圧されている。また、ピニオン２ａにはギヤ１１を介してエンコーダ或いはポテンションメータ等の操舵角検出器１２が連結されている。
【０００５】
さらに、前記ハイポイドギヤ９に噛合するハイポイドピニオン１７とのバックラッシを調整する手段として、ハイポイドギヤ９と出力軸２との軸線方向における対向部に第１スペーサ２０を介装すると共に、前記ラックシャフト５に噛合するピニオン２ａ側の出力軸２端の軸受８とラックハウジング１０との間にバックラッシが適正になるよう厚味を選択して用いられる第２スペーサ２１を介装し、ラックハウジング１０に螺合したナットカバー２２によって前記軸受８を軸方向に移動させる構成である。
【０００６】
一方、モータ単体型の電気式動力舵取装置は図６で示すように、基本的な構成は図５のハイポイドピニオンとモータ軸分割型の電気式動力舵取装置と同じであるが、ハイポイドピニオン１７はモータ１３のモータ軸１４と一体に形成された構成である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記図５のハイポイドピニオンとモータ軸分割型の電気式動力舵取装置では、ラックハウジング１０とモータハウジング１５との雌雄嵌合部において、モータハウジング１５側にモータ軸１４を支持する軸受１６とラックハウジング１０側にハイポイドピニオン１７を支持する軸受１９の都合２個の軸受が必要でありコスト高となっている。また、ハイポイドピニオン１７とモータ軸１４のカップリング１８による連結部にガタが発生し易く、これが騒音発生の原因になっている。このガタ防止のためには、連結部及びハイポイドピニオン１７とモータ軸１４の芯合わせを高精度に加工したり、弾性体を介入したりするが、これもコスト高になっている。
【０００８】
また、上記図６のモータ単体型の電気式動力舵取装置では、ハイポイドピニオン１７が一体成形されているモータ軸１４をラックハウジング１０側に１個の軸受１９で支持し、ハイポイドピニオン１７とハイポイドギヤ９との噛合を良好にしているが、軸受１９をラックハウジング１０側に設ける構造であるため、モータ単体での性能測定が困難であるという問題があった。
【０００９】
さらに、上記ハイポイドピニオンとモータ軸分割型及びモータ単体型の何れの電気式動力舵取装置におけるバックラッシ調整手段においても、バックラッシがあるとハイポイドギヤ９が回転を始める時及び逆入力によりハイポイドギヤ９が回転を始める時にハイポイドピニオン１７との歯当り音が発生して車室内に伝達されることと、第２スペーサ２１を組付ける前に各部品の必要寸法を測定して適正な厚味の第２スペーサ２１を選択しなければならず、組付けに時間がかかると共に、各種の厚味の第２スペーサ２１を準備する必要があった。
【００１０】
本発明の目的は、モータ単体型の電気式動力舵取装置において、モータ単体での性能測定を可能とし、ハイポイドギヤとハイポイドピニオンのバックラッシの調整を各種の厚味のスペーサを用いることなく短時間で容易に行うようにしたことである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の構成は、請求項１は、ラックハウジングに、ハンドルからの回転を伝達する入力軸と、トーションバーを介して相対回転可能に前記入力軸に連結されハイポイドギヤを備えた出力軸と、前記トーションバーの回転トルクを前記入力軸と出力軸との相対回転変位量として検出するトルクセンサと、この出力軸に設けられているピニオンと噛合する操向機構のラックシャフトとが内設され、前記入力軸および出力軸の軸線と交差する軸線方向で配置されモータ軸に前記ハイポイドギヤに噛合するハイポイドピニオンを設けた電動モータと、この電動モータの回転を前記出力軸に設けられているピニオンを介してラックシャフトに伝達する電気式動力舵取装置において、前記ラックハウジングとモータハウジングとを雌雄嵌合し、この雌雄嵌合部に渡って前記モータ軸を支持する軸受を設け、この軸受が前記雌雄嵌合部の雌要素側と雄要素側とに支持されたものである。
【００１２】
請求項２は、請求項１に記載の構成において、前記ラックシャフトに噛合するピニオン側の出力軸端の軸受をラックハウジングに螺合した軸受ケースにより保持し、この軸受ケースの移動によって前記ハイポイドギヤとハイポイドピニオンのバックラッシを調整可能としたしたものである。
【００１３】
請求項３は、請求項１に記載の構成において、前記ハイポイドギヤを出力軸に軸方向にのみ摺動可能に設け、ハイポイドギヤと出力軸との間にハイポイドギヤをハイポイドピニオンの噛合方向に押圧付勢するスプリングを介装しハイポイドギヤとハイポイドピニオンのバックラッシを吸収すると共に、ハイポイドギヤ又は出力軸にハイポイドギヤと出力軸との当接を緩衝する緩衝材を設けたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は請求項１の実施形態を示すものである。図１において、ラックハウジング１０に、ハンドルからの回転を伝達する入力軸１と、トーションバー３を介して相対回転可能に前記入力軸１に連結されハイポイドギヤ９を備えた出力軸２と、前記トーションバー３の回転トルクを前記入力軸１と出力軸２との相対回転変位量として検出するトルクセンサ４と、この出力軸２に設けられているピニオン２ａと噛合する操向機構のラックシャフト５とが内設されている。
【００１５】
１３は電動モータ１３であり、前記入力軸１および出力軸２の軸線と直交する軸線方向で配置されモータ軸１４に前記ハイポイドギヤ９に噛合するハイポイドピニオン１７が一体に形成されている。この電動モータ１３の回転を前記出力軸２に設けられているピニオン２ａを介してラックシャフト５に伝達する構成である。
【００１６】
前記ラックシャフト５はスプリング７によって押圧されているラックガイド６によりピニオン２ａに適度の押圧力で噛合方向に押圧されている。また、ピニオン２ａにはギヤ１１を介してエンコーダ或いはポテンションメータ等の操舵角検出器１２が連結されている。
【００１７】
上記の構成による電気式動力舵取装置はモータ単体型である。本発明は前記電気式動力舵取装置において、前記ラックハウジング１０とモータハウジング１５とを雌雄嵌合し、この雌雄嵌合部に前記モータ軸１４の軸受１９を設けたものである。
【００１８】
すなわち、ラックハウジング１０に雌要素１０ａを設け、モータハウジング１５に雄要素１５ａを設け、この雌要素１０ａと雌要素１５ａとを嵌合してモータハウジング１５をラックハウジング１０に結合する。尚、ラックハウジング１０に雄要素を設け、モータハウジング１５に雌要素を設けてもよい。
【００１９】
前記雌要素１０ａと雄要素１５ａとの雌雄嵌合部に軸受１９を雌要素１０ａと雄要素１５ａとに渡って装着した構成である。
【００２０】
上記の構成により、モータ単体型の電気式動力舵取装置における特性であるハイポイドピニオンとモータ軸との芯ずれがなく、芯ずれによるガタ音の発生がないうえに、ラックハウジング１０の雌要素１０ａ側とモータハウジング１５の雄要素１５ａ側とに半分ずつ支持されるため、ハイポイドギヤ９とハイポイドピニオン１７のアライメントが確実に得られハイポイドギヤ９とハイポイドピニオン１７とのギヤ音が軽減される。
【００２１】
また、軸受１９はモータハウジング１５側の雄要素１５ａに半分が支持されているため、モータ単体での性能測定を容易に行うことができる利点がある。
【００２２】
図２は請求項２の実施形態を示すものである。この請求項２の実施形態の電気式動力舵取装置の基本的な構成は前記図１における請求項１の実施形態と同じである。この請求項２の実施形態は請求項１の実施形態と基本的な構成に同じである電気式動力舵取装置において、出力軸２とハイポイドギヤ９との軸線方向における対向部にスペーサ２０を介装し、ラックシャフト５に噛合するピニオン２ａ側の出力軸２端の軸受８をラックハウジング１０とナットカバー２２とに螺合した軸受ケース２３により保持し、ロックスリーブ２４によって前記軸受ケース２３をロックするようにした構成である。
【００２３】
上記構成では、軸受ケース２３をねじリードによって出力軸２の軸線方向に移動させることにより、前記ハイポイドギヤ９とハイポイドピニオン１７のバックラッシを調整可能とし、このバックラッシの調整が短時間で行うことができると共に、多種類の厚味のスペーサを不要とし、コストを低減することができる。
【００２４】
図３及び図４は請求項３の実施形態を示すものである。この請求項３の実施形態の電気式動力舵取装置の基本的な構成も前記図１における請求項１の実施形態と同じである。この請求項３の実施形態は請求項１の実施形態と基本的な構成が同じである電気式動力舵取装置において、ハイポイドギヤ９を出力軸２にキー溝と、このキー溝に回転方向を係合するキーとによって軸方向にのみ摺動可能に設けている。
【００２５】
前記出力軸２の上端にはフランジ２５が設けられており、このフランジ２５とハイポイドギヤ９との間にハイポイドギヤ９をハイポイドピニオン１７の噛合方向に押圧付勢するスプリング２６を介装し、ハイポイドギヤ９に前記フランジ２５との当接を緩衝するゴム或いは合成樹脂等の緩衝材２７を設けた構成である。尚、前記緩衝材２７はフランジ２５側に設けてもよい。
【００２６】
上記の構成では、ハイポイドギヤ９は出力軸２上をハイポイドギヤ９とハイポイドピニオン１７の適正なバックラッシ量の軸方向相当量だけ摺動してハイポイドピニオン１７の肩の上で停止し、適正なバックラッシで回転力を伝達する。
【００２７】
また、ハイポイドギヤ９がハイポイドピニオン１７の肩の上で停止して、スプリング２６を圧縮し、ハイポイドギヤ９が出力軸２のフランジ２５に当接する際は、緩衝材２７によって衝撃を吸収する。
【００２８】
よって、ハイポイドピニオン１７とハイポイドギヤ９のそれぞれの回転始動時における歯当りによる異音の発生を軽減することができるのである。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によると、請求項１の構成では、電気式動力舵取装置の小型化が図られると共に、ハイポイドギヤとハイポイドピニオンのアライメントが確実に得られハイポイドギヤとハイポイドピニオンとのギヤ音が軽減され、モータ単体での性能測定が容易に行うことができる利点がある。
【００３０】
また、請求項２の構成では、請求項１の構成による利点に加えて、ハイポイドギヤとハイポイドピニオンのバックラッシの調整を短時間で行うことができると共に、多種類の厚味のスペーサを不要とし、コストを低減することができる。
【００３１】
さらに、請求項３の構成では、請求項１の構成による利点に加えて、ハイポイドギヤとハイポイドピニオンのバックラッシ量が適正に自動調整され、ハイポイドピニオンとハイポイドギヤのそれぞれの回転始動時における歯当りによる異音の発生を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の第１の実施の形態を示す断面図
【図２】本発明装置の第２の実施の形態を示す断面図
【図３】本発明装置の第３の実施の形態を示す断面図
【図４】本発明装置の第３の実施の形態の要部断面図
【図５】従来のハイポイドピニオンとモータ軸分割型の電気式動力舵取装置の断面図
【図６】従来のモータ単体型の電気式動力舵取装置の断面図
【符号の説明】
１        入力軸
２        出力軸
２ａ      ピニオン
３        トーションバー
４        トルクセンサ
５        ラックシャフト
８        軸受（出力軸の）
９        ハイポイドギヤ
１０      ラックハウジング
１０ａ    雌要素
１２      操舵角検出器
１３      電動モータ
１４      モータ軸
１５      モータハウジング
１５ａ    雄要素
１７      ハイポイドピニオン
１９      軸受（モータ軸の）
２０      スペーサ
２２      ナットカバー
２３      軸受ケース
２４      ロックスリーブ
２５      フランジ
２６      スプリング
２７      緩衝材
【図１】
0003552476.tif 000002
【図２】
0003552476.tif 000003
【図３】
0003552476.tif 000004
【図４】
0003552476.tif 000005
【図５】
0003552476.tif 000006
【図６】
0003552476.tif 000007