(57)【要約】【課題】  減速部とラック部を各々独立して性能保証を容易にすることができ、その組立ても簡易であり、また、減速部とラックハウジングとの締結位置の自由度を増大でき、ひいては、レイアウト上有利にできること。【解決手段】  減速機構の出力軸７（ウォームホイール５の芯金）と、ピニオン軸１とが分離可能であることから、減速部とラック部を各々独立して性能保証を容易にすることができる。また、減速機の出力軸７を収納するカバーハウジングＣＨとギヤハウジングＧＨと、ピニオン軸１を収納するラックハウジングＲＨとは、同一のボルト１４・ナット１５により、締結してあることから、減速部とラックハウジングＲＨとの締結位置の自由度を増大できる。【選択図】  図２
2006206005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生し、減速機構により減速して、操舵機構のピニオン軸に伝達するピニオン・アシスト式の電動パワーステアリング装置に於いて、
前記減速機構の出力軸と、前記ピニオン軸とが分離可能である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】
前記減速機の出力軸を収納するカバーハウジング及びギヤハウジングと、前記ピニオン軸を収納するラックハウジングとは、同一のボルトにより、締結してあ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生し、減速機構により減速して、操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい（最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度）ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。
【０００３】
そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置（Electric Power Steering、以下ＥＰＳと記す）が近年注目されている。ＥＰＳには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。
【０００４】
ＥＰＳでは、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、動力伝達機構（減速機）により減速して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。
【０００５】
この動力伝達機構（減速機）として、ウォームギヤ機構を用いたＥＰＳでは、電動モータの駆動軸側のウォームに、ウォームホイールが噛合してあり、このウォームホイールは、操舵機構の出力軸（例えば、ピニオン軸、コラム軸）に嵌合してある。
【０００６】
ところで、特許文献１に開示してあるように、ピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置に於いて、減速部の出力軸に、ピニオン軸を一体化したものがある。一体的な出力軸とピニオン軸は、ラック部のラックハウジングに対して、着脱可能に構成してある。
【０００７】
一方、カバーハウジングと、ギヤハウジングとは、ボルトで締結してあり、さらに、ギヤハウジングと、ラックハウジングとは、別々のボルトにより、締結してある。
【特許文献１】特開平８−１７５４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ラック部は、減速部の出力軸と一体的であるピニオン軸を同時に組み付ける為、最終的にＡＳＳＹにならなければ、その性能を確認できず、もし性能が未達の場合には、その要因調査が困難であり、また、その組替えにも、工数を要するといったことがある。
【０００９】
また、カバーハウジングの締結部とラックハウジングの締結部とを、別々に設ける必要がある為、ギヤハウジングの外周に、締結部を配置した場合には、設定の自由度が限られる為、ラックハウジングに対する減速部の位相に制約が発生し、電動モータの位置が制約を受けるといったことなど、レイアウト上不利になるといったことがある。
【００１０】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、減速部とラック部を各々独立して性能保証を容易にすることができ、その組立ても簡易であり、また、減速部とラックハウジングとの締結位置の自由度を増大でき、即ち、電動モータの位置の自由度を増大でき、ひいては、レイアウト上有利になる、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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生し、減速機構により減速して、操舵機構のピニオン軸に伝達するピニオン・アシスト式の電動パワーステアリング装置に於いて、
前記減速機構の出力軸と、前記ピニオン軸とが分離可能であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、前記減速機の出力軸を収納するカバーハウジング及びギヤハウジングと、前記ピニオン軸を収納するラックハウジングとは、同一のボルトにより、締結してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、減速機構の出力軸と、ピニオン軸とが分離可能であることから、減速部とラック部を各々独立して性能保証を容易にすることができ、その組立ても簡易である。
【００１４】
また、減速機の出力軸を収納するカバーハウジングとギヤハウジングと、ピニオン軸を収納するラックハウジングとは、同一のボルトにより、締結してあることから、減速部とラックハウジングとの締結位置の自由度を増大でき、即ち、電動モータの位置の自由度を増大でき、ひいては、レイアウト上有利にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係るピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【００１７】
本実施の形態では、ハウジングは、車両下方側のラックハウジングＲＨと、車両上方側のギヤハウジングＧＨと、このギヤハウジングＧＨに被せるカバーハウジングＣＨと、からなる。
【００１８】
ラックハウジングＲＨ内では、ピニオン軸１は、その下部が下側軸受２（ニードル軸受）により回転自在に支持してあり、その上部が上側軸受３により回転自在に支持してある。
【００１９】
ギヤハウジングＧＨ及びカバーハウジングＣＨ内には、ウォーム減速機が収納してある。そのウォームホイール５は、芯金（７）と、ギヤ歯６とからなるが、本実施の形態では、芯金（７）と、出力軸７とは、一体的に構成してある。
【００２０】
なお、ギヤ歯６は、電動モータ８に連結したウォーム９により駆動されるようになっている。
【００２１】
ピニオン軸１の上端部１０（雄嵌合部）と、出力軸７の下端部１１（雌嵌合部）とは、分離可能に構成してあるが、後に、図２を参照しつつ詳述する。
【００２２】
ピニオン軸１のピニオン１ａには、ラック２１が噛合してある。ラックガイド２２は、ラック２１の背面にローラ２３をアジヤストカバー２４によって常時押し付けてある。ローラ２３は、軸２５にニードル軸受２６によって回転可能に軸支してある。
【００２３】
アジヤストカバー２４は、バネを介してラック２１の背面にローラ２３を押し付けてある。これによって、ピニオン２０とラック２１との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック２１が円滑に移動するようにしている。
【００２４】
ギヤハウジングＧＨ内には、軸受３１を介して、入力軸３０が回転自在に支持してある。
【００２５】
入力軸３０は、図示しないステアリングシャフトを介してステアリングホイールに連結されている。入力軸３０にその上端がピン３２によって連結されたトーションバー３３は、出力軸７の上端部に圧入により連結されている。
【００２６】
トーションバー３３に作用するトルクを検出するトルクセンサー３４は、センサーシャフト部３５、検出コイル３６及び３７、円筒部材３８から構成されている。センサーシャフト部３５は、入力軸３０の下端に形成され、センサーボックスの内側に圧入されたヨーク３９に、検出コイル３６及び３７が配置されている。円筒部材３８は、センサーシャフト部３５と検出コイル３６及び３７の間に配置されている。
【００２７】
円筒部材３８は、出力軸７に固定され、センサーシャフト部３５に軸方向に延びた複数の凸条が円周方向に等間隔に形成されている。円筒部材３８には、検出コイル３６及び３７に対向する位置に、円周方向に等間隔に複数の長方形の窓が形成されている。
【００２８】
ステアリングホイールを操作して入力軸３０が回転すると、その回転力がトーションバー３３を介して出力軸７に伝達される。この時、舵輪側の抵抗によって、入力軸３０と出力軸７を連結するトーションバー３３に捩れが生じ、センサーシャフト部３５の表面の凸条と円筒部材３８の窓との間に相対回転が生じる。この相対回転で、センサーシャフト部３５に発生する磁束が増減し、この磁束の増減を検出コイル３６及び３７がインダククンスの変化として検出する。この検出結果から、ト−ションバー３３に作用するトルクを検出し、電動モータ８を駆動してウォーム９を所要の操舵補助力で回転させる。ウォーム９の回転は、ウォームホイール５、出力軸７、ピニオン軸１のピニオン１ａを介してラック２１に伝達され、ラック２１に連結された図示しないタイロッドを介して舵輪の向きを変更する。
【００２９】
図２は、図１に示したピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置を分解して示す縦断面図である。
【００３０】
ピニオン軸１の上端部１０（雄嵌合部）と、出力軸７の下端部１１（雌嵌合部）とは、分離可能に構成してある。
【００３１】
なお、出力軸７は、鍛造加工することが望ましい。また、出力軸７は、２個の軸受１８，１９で支持されており、少なくともー方の軸受で軸方向変位不能且つ回転可能に支持されている。
【００３２】
カバーハウジングＣＨには、ネジ山が設けられ、ギヤハウジングＧＨと、ボルト１４で固定されており、インロー凹部１２を有している。
【００３３】
これにより、上側の減速部は、それ自体でフリクション、アシストトルクといった性能を測定することが可能である。
【００３４】
ボルト１４は、カバーハウジングＣＨを締結してさらに延びており、ラックハウジングＲＨの締結部を貫通している。減速部とラック部を組込み後、ナット１５で締結することによって完全に固定される。
【００３５】
また、ラック部は、上記のように、ラック２１、ラックハウジングＲＨ、ピニオン軸１、及び軸受２，３から成る。ラックハウジングＲＨには、減速部固定用の締結部及びインロー凸部１３が設けられている。
【００３６】
ピニオン軸１は、一端を上側軸受３（４点接触軸受）により、軸方向変位不能且つ回転可能に固定されており、その軸受３もラックハウジングＲＨに軸方向軸方向変位不能に固定されている。その他端は、下側軸受２（ニードル軸受）にて回転可能に支持されている。
【００３７】
ラック部は、それ自体で機能を有しており、フリクションやアジャストガタといった性能を測定することが可能である。
【００３８】
減速部とラック部は、各々に設けられたインロー凹凸部１２，１３を基準に組込まれ、シャフトの同軸と気密性を確保する。
【００３９】
減速部の出力軸７とピニオン軸１の結合部（雄・雌嵌合部１０，１１）は、複数の係合凹凸部を有しており、各凹凸部が噛みあうことによりトルクを伝達する。また、それらの間には若干隙間が設けられている為、組込み性を向上出来、さらにミスアライメントを吸収できる。
【００４０】
又、結合部（雄・雌嵌合部１０，１１）には、弾性体１６が設けられていて、回転方向に剛性を有している為、ガタにならず異音等は発生しない。
【００４１】
ピニオン軸１の結合部（雄嵌合部１０）には、熱処理が施されて、硬度を向上している。減速部の出力軸７の結合部（雌嵌合部１１）は、塑性加工による塑性硬化により硬度を向上している。
【００４２】
それぞれ性能を保証した減速部及びラック部を組立てることで、不良率の低減、工数の低減を図ることができる。
【００４３】
以上から、本実施の形態では、出力軸７と、ピニオン軸１とが分離可能であることから、減速部とラック部を各々独立して性能保証を容易にすることができ、その組立ても簡易である。
【００４４】
また、出力軸７を収納するカバーハウジングＣＨとギヤハウジングＧＨと、ピニオン軸１を収納するラックハウジングＲＨとは、同一のボルト１４により、締結してあることから、減速部側のハウジングＣＨ，ＧＨとラックハウジングＲＨとの締結位置の自由度を増大でき、即ち、電動モータ８の位置の自由度を増大でき、ひいては、レイアウト上有利にすることができる。
【００４５】
図３（ａ）は、図１に示したピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置をラック側から視た図であり、（ｂ）は、従来に係るピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置をラック側から視た図である。
【００４６】
本実施の形態は、カバーハウジングＣＨとギヤハウジングＧＨと、ラックハウジングＲＨとは、同一のボルト１４及びナット１５により締結してあることから、従来に比べて、ボルト・ナットの個数を減らすことができる。
【００４７】
図４は、本発明の実施の形態の変形例に係るピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【００４８】
本変形例では、ボルト１４は、カバーハウジングＣＨを締結するネジよりも、ラックハウジングＲＨ締結のネジ（小径部１４ａ）のサイズを小さくすることによって、締結トルクの差により、ラックハウジングＲＨ締結時のボルト回転を防止できる。
【００４９】
又、小径部１４ａは、ラックハウジングＲＨの組み込み基準とすることも可能である。
【００５０】
ネジ加工長さが短く出来るので、コストを低減できるほか、ギヤハウジングＧＨとカバーハウジングＣＨ締結時にネジ長さが短いので、組み込み時間を短縮できる。ギヤハウジングＧＨ、カバーハウジングＣＨ、ラックハウジングＲＨの締結部は、同一位相となり、ギヤハウジングＧＨの固定位相の自由度を高くできる。
【００５１】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係るピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【図２】図１に示したピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置を分解して示す縦断面図である。
【図３】（ａ）は、図１に示したピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置をラック側から視た図であり、（ｂ）は、従来に係るピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置をラック側から視た図である。
【図４】本発明の実施の形態の変形例に係るピニオン・アシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
ＣＨ  カバーハウジング
ＧＨ  ギヤハウジング
ＲＨ  ラックハウジング
１  ピニオン軸
２  下側軸受
３  上側軸受
５  ウォームホイール
６  ギヤ歯
７  出力軸（芯金）
８  電動モータ
９  ウォーム
１０  雄嵌合部
１１  雌嵌合部
１２  インロー凹部
１３  インロー凸部
１４  ボルト
１４ａ  小径部
１５  ナット
１６  弾性体
１８，１９  軸受
１ａ  ピニオン
２１  ラック
２２  ラックガイド
２３  ローラ
２４  アジャストカバー
２５  軸
２６  ニードル軸受
２７  上側軸受
３０  入力軸
３１  軸受
３２  ピン
３３  トーションバー
３４  トルクセンサー
３５  センサーシャフト部
３６、３７  検出コイル
３８  円筒部材
３９  ヨーク
【図１】
2006206005.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006206005.tif 000005
【図４】
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