(57)【要約】【課題】  電動パワーステアリング装置のウオームおよびウオームホイールの慣らし運転を効率的に行えるようにするとともに、ピニオンシャフトを支持するベアリングを固定するロックナットの締結作業を効率的に行えるようにする。【解決手段】  ラックバー２９のラック３０の一端部にピニオン２８を空転させる欠歯部３０ａを設けたので、ピニオン２８を空転させながらモータでピニオンシャフト１７Ｌを連続的に回転させて慣らし運転を効率的に行うことができる。また減速ギヤボックス１６に設けたピニオンシャフト支持用のベアリング２７を固定するロックナット４１をロックナット締結治具Ｊでピニオンシャフト１７Ｌに固定し、そのピニオンシャフト１７Ｌを回転させてロックナット４１を締結する際にピニオン２８を空転させることで、ロックナット締結治具Ｊの着脱を繰り返し行うことなくロックナット４１の締結作業を完了させることができる。【選択図】        図７
2006015948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングギヤボックス（１８）と、
ステアリングギヤボックス（１８）に摺動自在に支持されたラックバー（２９）と、
ラックバー（２９）に設けられたラック（３０）と、
ステアリングギヤボックス（１８）に連設された減速ギヤボックス（１６）と、
減速ギヤボックス（１６）に回転自在に支持されたピニオンシャフト（１７Ｌ）と、
ピニオンシャフト（１７Ｌ）に設けられてラック（３０）に噛合するピニオン（２８）と、
ピニオンシャフト（１７Ｌ）に設けられたウオームホイール（３８）と、
減速ギヤボックス（１６）に取り付けられたモータ（Ｍ）と、
モータ（Ｍ）の回転軸（３４）に設けられてウオームホイール（３８）に噛合するウオーム（３７）と、
を備えた電動パワーステアリング装置において、
ラックバー（２９）のラック（３０）の一端部にピニオン（２８）を空転させる欠歯部（３０ａ）を設けた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】
ピニオン（２８）およびウオームホイール（３８）間でピニオンシャフト（１７Ｌ）を支持すべく減速ギヤボックス（１６）に支持されたベアリング（２７）と、ベアリング（２７）を減速ギヤボックス（１６）に固定するロックナット（４１）とを備え、ロックナット締結治具（Ｊ）でロックナット（４１）を固定したピニオンシャフト（１７Ｌ）を回転させることで該ロックナット（４１）を減速ギヤボックス（１６）に締結することを特徴とする、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】
ラックバー（３０）の端部に設けたラックエンド部材（４２）をステアリングギヤボックス（１８）の端部に当接させることで、ピニオン（２８）がラック（３０）の欠歯部（３０ａ）に嵌合するのを規制することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
ロックナット締結治具（Ｊ）は、ウオームホイール（３８）に形成した開口（３８ａ）を貫通してロックナット（４１）に係合する係合部（４４，４５）を備えたことを特徴とする、請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピニオンシャフトに設けたピニオンとラックバーに設けたラックとを噛合させ、ステアリングハンドルあるいはモータからピニオンシャフトに入力される操舵トルクで車輪を転舵する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる電動パワーステアリング装置のピニオンシャフトは、ステアリングギヤボックスの上部に連設された減速ギヤボックスにベアリングを介して回転自在に支持されており、ピニオンシャフトに設けたウオームホイールにモータの回転軸に設けたウオームを噛合させることで、モータが発生する操舵トルクをピニオンシャフトに伝達するようになっている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、ピニオンシャフトの中間部を減速ギヤボックスに支持するベアリングがウオームホイールの直下に配置されている場合、ベアリングが上方に脱落しないように減速ギヤボックスに固定するためのロックナットを上方から締結しようとすると、ベアリングの上方を覆うウオームホイールに邪魔されてロックナットの締結作業ができなくなる問題がある。そこで従来は、ウオームホイールに形成した開口からロックナット締結治具を挿入してロックナットに係合させ、ピニオンシャフトおよびウオームホイールを回転させることでロックナットを回転させて締結していた。
【特許文献１】特開２００１−１０６１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ピニオンシャフトと共にロックナットを回転させると、ピニオンシャフトに設けたピニオンに噛合するラックを備えたラックバーが移動してしまい、その移動端に達するとピニオンシャフトをそれ以上回転させることができくなるため、ロックナット締結治具を一旦取り外してロックナットとピニオンシャフトとを分離し、ピニオンシャフトを逆方向に回転させてラックバーを元の位置に戻した後、再びロックナット締結治具を組み付けて上記手順を繰り返す必要があり、ロックナットの締結作業に多くの時間を要するという問題があった。
【０００５】
またウオームおよびウオームホイールの噛合部の慣らし運転を行う場合に、モータを短い時間間隔で往復回転させてラックを往復動させる必要があるため、効率的な慣らし運転ができないだけでなく、ラックバーを往復動させるための広いスペースを必要とする問題があった。
【０００６】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、電動パワーステアリング装置のウオームおよびウオームホイールの慣らし運転を効率的に行えるようにするとともに、ピニオンシャフトを支持するベアリングを固定するロックナットの締結作業を効率的に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ステアリングギヤボックスと、ステアリングギヤボックスに左右摺動自在に支持されたラックバーと、ラックバーに設けられたラックと、ステアリングギヤボックスに連設された減速ギヤボックスと、減速ギヤボックスに回転自在に支持されたピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに設けられてラックに噛合するピニオンと、ピニオンシャフトに設けられたウオームホイールと、減速ギヤボックスに取り付けられたモータと、モータの回転軸に設けられてウオームホイールに噛合するウオームとを備えた電動パワーステアリングにおいて、ラックバーのラックの一端部にピニオンを空転させる欠歯部を設けたことを特徴とする電動パワーステアリング装置が提案される。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、ピニオンおよびウオームホイール間でピニオンシャフトを支持すべく減速ギヤボックスに支持されたベアリングと、ベアリングを減速ギヤボックスに固定するロックナットとを備え、ロックナット締結治具でロックナットを固定したピニオンシャフトを回転させることで該ロックナットを減速ギヤボックスに締結することを特徴とする電動パワーステアリング装置が提案される。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、ラックバーの端部に設けたラックエンド部材をステアリングギヤボックスの端部に当接させることで、ピニオンがラックの欠歯部に嵌合するのを規制することを特徴とする電動パワーステアリング装置が提案される。
【００１０】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、ロックナット締結治具は、ウオームホイールに形成した開口を貫通してロックナットに係合する係合部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が提案される。
【００１１】
尚、実施例の下部ピニオンシャフト１７Ｌは本発明のピニオンシャフトに対応し、実施例のボールベアリング２７は本発明のベアリングに対応し、実施例のウオームホイール係合部４４およびロックナット係合部は本発明の係合部に対応する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の構成によれば、ラックバーのラックの一端部にピニオンを空転させる欠歯部を設けたので、ピニオンを空転させながらモータでウオームおよびウオームホイールを介してピニオンシャフトを連続的に回転させることが可能となり、電動パワーステアリング装置の慣らし運転を効率的に行うことができる。
【００１３】
請求項２の構成によれば、減速ギヤボックスに設けたピニオンシャフト支持用のベアリングを固定するロックナットをロックナット締結治具でピニオンシャフトに固定し、そのピニオンシャフトを回転させてロックナットを締結する際に、前記欠歯部でラックに対してピニオンを空転させることで、ロックナット締結治具の着脱を繰り返し行うことなくロックナットの締結作業を完了させることができる。
【００１４】
請求項３の構成によれば、ラックバーの端部に設けたラックエンド部材をステアリングギヤボックスの端部に当接させることで、ピニオンがラックの欠歯部に嵌合するのを規制するので、車輪のフル転舵時にラックに対してピニオンが空転するのを防止することができる。
【００１５】
請求項４の構成によれば、ロックナット締結治具がウオームホイールに形成した開口を貫通してロックナットに係合する係合部を備えているので、ロックナット締結治具の係合部をウオームホイールの開口に挿通してロックナットに係合させるだけで、ウオームホイールが設けられたピニオンシャフトとロックナットとを容易かつ確実に一体化することができ、ピニオンシャフトを回転させてロックナットを減速ギヤボックスに締結することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図１１は本発明の一実施例を示すもので、図１は電動パワーステアリング装置の全体斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３の４−４線断面図、図５は図１の５−５線拡大断面図、図６はロックナット締結治具の斜視図、図７はロックナットの締結時の作用を示す、前記図５に対応する図、図８は図７の８−８線断面図、図９はロックナットの締結の前工程の説明図、図１０はロックナットの締結時の作用を示す、前記図２に対応する図、図１１はロックナットの締結工程を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、ステアリングハンドル１１と一体に回転する上部ステアリングシャフト１２は、上部ユニバーサルジョイント１３、下部ステアリングシャフト１４および下部ユニバーサルジョイント１５を介して、減速ギヤボックス１６から上方に突出する上部ピニオンシャフト１７Ｕに接続される。減速ギヤボックス１６の下端に接続されたステアリングギヤボックス１８の左右両端から突出するタイロッド１９，１９が、左右の車輪ＷＬ，ＷＲの図示せぬナックルに接続される。減速ギヤボックス１６には三相交流モータＭが支持されており、このモータＭの作動が、減速ギヤボックス１６の内部に収納した操舵トルクセンサＳｔからの信号が入力される電子制御ユニットＵにより制御される。
【００１９】
図２および図３に示すように、減速ギヤボックス１６はステアリングギヤボックス１８と一体の下部ケース２１と、その上面にボルト２２…で結合された中間ケース２３と、その上面にボルト２４…で結合された上部ケース２５とを備える。上部ケース２５にボールベアリング２０を介して支持された上部ピニオンシャフト１７Ｕの下端に操舵トルクセンサＳｔが接続されており、この操舵トルクセンサＳｔはステアリングギヤボックス１８および下部ケース２１にボールベアリング２６，２７を介して支持された下部ピニオンシャフト１７Ｌの上端に接続される。下部ピニオンシャフト１７Ｌの下端に設けられたピニオン２８が、ステアリングギヤボックス１８の内部に左右移動自在に支持したラックバー２９に設けられたラック３０に噛合する。
【００２０】
下部ピニオンシャフト１７Ｌの下端を支持するボールベアリング２６はステアリングギヤボックス１８の段部１８ａに当接し、下方から螺合されるロックナット４０により固定される。また下部ピニオンシャフト１７Ｌの中間部を支持するボールベアリング２７は、下部ピニオンシャフト１７Ｌの段部１７ａに当接してクリップ３９により脱落不能に係止された状態で、下部ケース２１の段部２１ａに当接して上方から螺合されるロックナット４１により固定される。
【００２１】
ステアリングギヤボックス１８に形成した貫通孔１８ｂに押圧部材３１が摺動自在に収納されており、貫通孔１８ｂを閉塞するナット部材３２との間に配置したスプリング３３で押圧部材３１をラックバー２９の背面に向けて付勢することで、ラックバー２９の撓みが抑制される。
【００２２】
減速ギヤボックス１６の内部に延びるモータＭの回転軸３４は、一対のボールベアリング３５，３６で下部ケース２１に回転自在に支持されており、モータＭの回転軸３４に設けられたウオーム３７が、下部ピニオンシャフト１７Ｌと一体のウオームホイール３８に噛合する。
【００２３】
従って、モータＭを駆動すると回転軸３４のトルクがウオーム３７およびウオームホイール３８を介して下部ピニオンシャフト１７Ｌに伝達され、ドライバーのステアリング操作がモータＭによってアシストされる。
【００２４】
図５および図８に示すように、ラックバー２９に形成したラック３０の一端部にはギヤ歯を持たない欠歯部３０ａが形成されており、ピニオン２８は欠歯部３０ａに臨むときにラック３０に対して空転する。左右のタイロッド１９，１９は、ラックバー２９の両端に着脱自在に固定されたラックエンド部材４２，４２に枢支される。ラックエンド部材４２，４２に設けたストッパ４２ａ，４２ａは、ラックバー２９が左右に移動したときにステアリングギヤボックス１８の両端に当接可能であり、ラックバー２９の左右方向の移動端はラックエンド部材４２，４２のストッパ４２ａ，４２ａとステアリングギヤボックス１８の両端との当接により規制される。
【００２５】
図６に示すように、下部ピニオンシャフト１７Ｌの中間部を支持するボールベアリング２７を下部ケース２１にロックナット４１で締結するためのロックナット締結治具Ｊは、円筒状の本体部４３と、本体部４３の下端から下向きに突出する２本のウオームホイール係合部４４，４４と、それらの下端から更に下向きに延びる２本のロックナット係合部４５，４５とを備える。ウオームホイール係合部４４，４４はウオームホイール３８に４５°間隔で形成した８個の開口３８ａ…（図３参照）のうちの直径方向両端に位置する何れか２個の開口３８ａ，３８ａを貫通し、ロックナット係合部４５，４５はロックナット４１に６０°間隔で形成した６個の係合溝４１ａ…（図４参照）のうちの直径方向両端に位置する何れか２個の係合溝４１ａ，４１ａに係合可能である。
【００２６】
ところで、下部ピニオンシャフト１７Ｌの中間部を下部ケース２１に支持するボールベアリング２７を固定するロックナット４１を下部ケース２１に締結する作業を行うとき、図２に示すように、ロックナット４１の上方が下部ピニオンシャフト１７Ｌに一体に形成したウオームホイール３８によって覆われているため、このウオームホイール３８に邪魔されてロックナット４１を締結することができなくなる。そこで本実施例では、ロックナット締結治具Ｊを用いてロックナット４１を締結するようになっている。以下、ロックナット４１を締結作業の手順を説明する。
【００２７】
ロックナット４１の締結作業は、図１０に示すように、減速ギヤボックス１６の下部ケース２１に中間ケース２３を結合する以前の状態、つまり下部ピニオンシャフト１７Ｌの上端から操舵トルクセンサＳｔが分離している状態であり、かつ下部ケース２１にモータＭを取り付ける以前の状態、つまりウオームホイール３８にウオーム３７が噛合していない状態で行われる。このとき、図７および図８に示すように、予めラックエンド部材４２，４２を取り外した状態でラックバー２９を左右一方に移動させ、ラック３０の欠歯部３０ａをピニオン２８に臨ませることで、ピニオン２８を空転可能な状態にしておく。
【００２８】
そして、図９および図１０に示すように、ウオームホイール３８を一体に備えた下部ピニオンシャフト１７Ｌに、下方からロックナット４１およびボールベアリング２７を挿入し、クリップ３１でボールベアリング２７を下部ピニオンシャフト１７Ｌの段部１７ａに保持しておく。
【００２９】
続いて、図１０および図１１に示すように、下部ケース２１の上端開口に露出するウオームホイール３８の８個の開口３８ａ…のうちの２個にロックナット締結治具Ｊの２本のウオームホイール係合部４４，４４を挿通し、その先端のロックナット係合部４５，４５をロックナット４１の６個の係合溝４１ａ…のうちの２個に係合させる。この状態で下部ピニオンシャフト１７Ｌを手動で回転させると、ウオームホイール３８にロックナット締結治具Ｊを介して一体化されたロックナット４１が下部ケース２１に対して締め込まれ、ボールベアリング２７が下部ケース２１の段部２１ａに固定される。
【００３０】
このとき、ピニオン２８がラック３０の欠歯部３０ａに対向していて空転するため、下部ピニオンシャフト１７Ｌを回転させてもラック３０は移動することがなく、ロックナット４１の締結作業を一度で済ませることを可能にして組付効率を高めることができる。
【００３１】
仮に、この作業をピニオン２８がラック３０に噛合した状態で行うと、下部ピニオンシャフト１７Ｌを回転させてラック３０が移動端に達すると、ロックナット締結治具Ｊを取り外してラック３０を元の位置に戻し、再びロックナット締結治具Ｊを取り付けて下部ピニオンシャフト１７Ｌを回転させる作業を、ロックナット４１が完全に締結されるまで繰り返し行う必要があるため、作業効率が極めて低くなってしまう。
【００３２】
また減速ギヤボックス１６にモータＭを取り付けてウオーム３７をウオームホイール３８に噛合させ、この状態でモータＭを駆動して下部ピニオンシャフト１７Ｌを連続的に回転させれば、ウオーム３７およびウオームホイール３８の噛合部の慣らし運転を効率的に行うことができる。この場合も、下部ピニオンシャフト１７Ｌに設けたピニオン２８はラック３０の欠歯部３０ａに対向して空転するため、モータＭを駆動してもラックバー２９が移動することがなく、慣らし運転に必要なスペースを節減することができる。
【００３３】
そして、図５に示すように、ラック３０の所定位置にピニオン２８を噛合させた状態でラックエンド部材４２，４２をラックバー２９の両端部に固定すれば、ステアリングハンドル１１の操作あるいはモータＭの駆動によりラックバー２９を左右に移動させて車輪ＷＬ，ＷＲを転舵することができる。そしてこの状態では、ラックエンド部材４２のストッパ４２ａがステアリングギヤボックス１８の端部に当接することで、ピニオン２８がラック３０の欠歯部３０ａに嵌合するのを防止することができる。
【００３４】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３５】
例えば、実施例では欠歯部３０ａをラック３０の右端部に形成したが、それをラック３０の左端部に形成しても良い。
【００３６】
またロックナット締結治具Ｊの構造は任意であり、ロックナット４１を下部ピニオンシャフト１７Ｌに着脱自在に結合可能なものであれば良い。
【００３７】
また実施例のピニオンシャフトはトーションバーを用いた操舵トルクセンサＳｔを挟んで上部ピニオンシャフト１７Ｕおよび下部ピニオンシャフト１７Ｌに分割されているが、磁歪材料を用いた操舵トルクセンサを採用すれば上部ピニオンシャフト１７Ｕおよび下部ピニオンシャフト１７Ｌを一体化することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】電動パワーステアリング装置の全体斜視図
【図２】図１の２−２線拡大断面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図３の４−４線断面図
【図５】図１の５−５線拡大断面図
【図６】ロックナット締結治具の斜視図
【図７】ロックナットの締結時の作用を示す、前記図５に対応する図
【図８】図７の８−８線断面図
【図９】ロックナットの締結の前工程の説明図
【図１０】ロックナットの締結時の作用を示す、前記図２に対応する図
【図１１】ロックナットの締結工程を示す図
【符号の説明】
【００３９】
１６        減速ギヤボックス
１７Ｌ      下部ピニオンシャフト（ピニオンシャフト）
１８        ステアリングギヤボックス
２７        ボールベアリング（ベアリング）
２８        ピニオン
２９        ラックバー
３０        ラック
３０ａ      欠歯部
３４        回転軸
３７        ウオーム
３８        ウオームホイール
３８ａ      開口
４１        ロックナット
４２        ラックエンド部材
４４        ウオームホイール係合部（係合部）
４５        ロックナット係合部（係合部）
Ｊ          ロックナット締結治具
Ｍ          モータ
【図１】
2006015948.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006015948.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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