(57)【要約】【課題】  操舵感の悪化を抑制できるステアリング装置を提供する。【解決手段】  パワーステアリング装置1において、調心機構5の偏心カム部511は、偏心カム軸線O2を中心に回転可能に設けられ、シャフト保持部510bは、偏心カム軸線O2から径方向にオフセットした位置において、ウォームシャフト3aのシャフト第１端部3a1を保持し、かつ、偏心カム部511の回転に応じて回転可能に設けられており、調心機構5のねじりコイルばね52は、ばね第１端部521側において、ばね第１端部保持部513に保持されており、ベアリングホルダ51が第１の方向に回転したとき、ベアリングホルダ51が第２の方向へ回転するようにベアリングホルダ51を付勢する。【選択図】  図７
2019131087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング装置において、
操舵機構であって、ラックバーを有し、転舵輪を転舵させる前記操舵機構と、
電動モータであって、前記操舵機構に操舵力を付与する前記電動モータと、
ウォームギアであって、ウォームシャフトとウォームホイールを有しており、
前記ウォームシャフトは、前記電動モータによって回転駆動可能に設けられており、
前記ウォームホイールは、前記ウォームシャフトと噛み合っており、前記ウォームシャフトと共に前記電動モータの回転力を前記操舵機構に伝達するものである、
前記ウォームギアと、
ギアハウジングであって、シャフト収容空間と、ホイール収容空間と、調心機構収容空間を備え、
前記シャフト収容空間は、前記ウォームシャフトを収容しており、
前記ホイール収容空間は、前記ウォームホイールを収容しており、
前記調心機構収容空間は、前記ウォームシャフトの回転軸線の方向において、前記ウォームシャフトの１対の端部であるシャフト第１端部とシャフト第２端部のうち前記シャフト第１端部の側に設けられている、
前記ギアハウジングと、
調心機構であって、前記調心機構収容空間に設けられ、偏心カム部材と、ねじりばねを備え、
前記偏心カム部材は、偏心カム部と、シャフト保持部と、ばね第１端部保持部を備え、
前記偏心カム部は、前記調心機構収容空間内において、前記ウォームシャフトの回転軸線に対し平行かつオフセットしている偏心カム軸線を中心に回転可能に設けられており、
前記シャフト保持部は、前記偏心カム軸線から径方向にオフセットした位置において、前記ウォームシャフトの前記シャフト第１端部を保持しており、前記偏心カム部の回転に応じて回転可能に設けられており、
前記ねじりばねは、１対の端部である、ばね第１端部とばね第２端部のうち、前記ばね第１端部側において、前記偏心カム部材の前記ばね第１端部保持部に保持されており、前記ウォームシャフトが、前記ウォームホイールとの噛み合いが離れる方向に移動し、前記偏心カム部材が第１の方向に回転したとき、前記偏心カム部材が前記第１の方向とは逆方向の第２の方向へ回転するように前記偏心カム部材を付勢するものである、
前記調心機構と、
を有するステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリング装置において、
前記ねじりばねは、前記ばね第１端部と前記ばね第２端部の間に設けられた円形のコイル部を備え、前記偏心カム部材が前記第１の方向に回転するとき、前記コイル部は、前記コイル部の直径が小さくなるように設けられているステアリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載のステアリング装置において、
前記調心機構は、ケーシングを備え、
前記ケーシングは、前記偏心カム軸線を中心に回転可能に前記偏心カム部材を保持しており、前記ねじりばねの前記ばね第２端部を保持するばね第２端部保持部を有するステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載のステアリング装置において、
前記ケーシングは、筒状部と、前記筒状部の一方に設けられた壁部を備え、
前記壁部は、前記偏心カム部を保持する偏心カム部保持部を有し、
前記偏心カム部材は、前記ケーシングの前記筒状部の内部に保持されているステアリング装置。
【請求項５】
請求項４に記載のステアリング装置において、
前記壁部は、前記ウォームシャフトの回転軸線の方向に貫通するばね第１端部貫通孔を有し、
前記ねじりばねは、前記壁部に対し前記偏心カム部材の反対側に設けられており、
前記ばね第１端部と前記ばね第１端部保持部は、前記ばね第１端部貫通孔を介して互いに接続されているステアリング装置。
【請求項６】
請求項４に記載のステアリング装置において、
前記偏心カム部保持部は、前記ウォームシャフトの回転軸線の方向に貫通する形状を有し、
前記偏心カム部は、円柱形状を有し、前記偏心カム部保持部に挿入されているステアリング装置。
【請求項７】
請求項６に記載のステアリング装置において、
前記ねじりばねは、前記第１端部と前記第２端部の間に設けられた円形のコイル部を備え、
前記偏心カム部は、ボス部を有し、
前記ボス部は、前記壁部から前記筒状部の反対側に突出する円柱形状を有し、前記コイル部に挿入されており、前記ボス部の外径が、前記コイル部の内径よりも小さく形成されているステアリング装置。
【請求項８】
請求項７に記載のステアリング装置において、
前記コイル部は、前記偏心カム部材が前記第１の方向に回転することき、前記コイル部の直径が小さくなるように設けられており、
前記ボス部は、前記ボス部の外径が、前記コイル部の直径が最も小さくなったときの前記コイル部の内径よりも小さく形成されているステアリング装置。
【請求項９】
請求項４に記載のステアリング装置において、
前記壁部は、前記ウォームシャフトの回転軸線の方向に貫通するばね第１端部貫通孔を有し、
前記偏心カム部は、円柱形状を有し、前記偏心カム部保持部内に挿入されており、
前記ばね第１端部保持部と前記偏心カム部は、前記ウォームシャフトの回転軸線の方向においてオーバーラップするように設けられているステアリング装置。
【請求項１０】
請求項４に記載のステアリング装置において、
前記調心機構は、偏心カム部材支持部を備え、
前記偏心カム部材支持部は、前記偏心カム軸線の径方向において、前記筒状部と前記偏心カム部材の間において、前記筒状部の内周面と前記偏心カム部材の外周面とを互いに離間させるように設けられているステアリング装置。
【請求項１１】
請求項４に記載のステアリング装置において、
前記偏心カム部材は、前記偏心カム軸線を含む平面に対し対称形状を有し、
前記ケーシングは、前記平面に対し対称形状を有するステアリング装置。
【請求項１２】
請求項４に記載のステアリング装置において、
前記偏心カム部材は、前記ウォームシャフトが前記シャフト収容空間に収容されており、前記ウォームホイールが前記ホイール収容空間に収容されており、前記調心機構が前記調心機構収容空間に収容されている状態において、前記ケーシングに対し、前記第２の方向に回転可能な形状を有するステアリング装置。
【請求項１３】
請求項３に記載のステアリング装置において、
前記第２端部保持部は、前記偏心カム軸線における周方向において、互いに並ぶように配置された第１の第２端部保持部と第２の第２端部保持部を有するステアリング装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のステアリング装置において、
前記調心機構は、前記ウォームシャフトが前記シャフト収容空間に収容されており、前記ウォームホイールが前記ホイール収容空間に収容されており、前記調心機構が前記調心機構収容空間に収容され、かつ、前記電動モータおよび前記ウォームホイールが回転していない状態において、前記偏心カム部材を前記第２の方向へ付勢しているステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動モータの回転力を操舵機構に伝達するウォームギアのバックラッシュを調整する調心機構を備えたステアリング装置が開示されている。調心機構は、コイルばねの拡径変形に伴う弾性力を利用し、ウォームシャフトの軸受をウォームホイール側へ向かって付勢する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2016-182888号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、コイルばねが軸受の外周に巻き付いているため、コイルばねの拡径時に生じる軸受との摺動フリクションの影響により、操舵感が悪化するおそれがあった。
本発明の目的の一つは、操舵感の悪化を抑制できるステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態におけるステアリング装置では、
調心機構の偏心カム部材は、偏心カム部と、シャフト保持部と、ばね第１端部保持部を備え、偏心カム部は、調心機構収容空間内において、ウォームシャフトの回転軸線に対し平行かつオフセットしている偏心カム軸線を中心に回転可能に設けられており、シャフト保持部は、偏心カム軸線から径方向にオフセットした位置において、ウォームシャフトのシャフト第１端部を保持しており、偏心カム部の回転に応じて回転可能に設けられており、
調心機構のねじりばねは、１対の端部である、ばね第１端部とばね第２端部のうち、ばね第１端部側において、偏心カム部材のばね第１端部保持部に保持されており、ウォームシャフトが、ウォームホイールとの噛み合いが離れる方向に移動し、偏心カム部材が第１の方向に回転したとき、偏心カム部材が第１の方向とは逆方向の第２の方向へ回転するように偏心カム部材を付勢する。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、操舵感の悪化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態１のパワーステアリング装置1の概略図である。
【図２】実施形態１のパワーステアリング装置1の斜視図である。
【図３】実施形態１のパワーステアリング装置1の要部断面図である。
【図４】実施形態１の調心機構5の分解斜視図である。
【図５】実施形態１の調心機構5の軸方向断面図である。
【図６】実施形態１の調心機構5の側面図である。
【図７】実施形態１の調心機構5の正面図である。
【図８】実施形態１の調心機構5の動作を示す説明図である。
【図９】実施形態２の調心機構5aの分解斜視図である。
【図１０】実施形態２の調心機構5aの軸方向断面図である。
【図１１】実施形態２の調心機構5aの側面図である。
【図１２】実施形態２の調心機構5aの正面図である。
【図１３】図１１のS13-S13矢視断面図である。
【図１４】実施形態３の調心機構5bの分解斜視図である。
【図１５】実施形態３の調心機構5bの軸方向断面図である。
【図１６】実施形態３の調心機構5bの正面図である。
【図１７】図１５のS17-S17矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施形態１〕
図１は、実施形態１のパワーステアリング装置1の概略図である。
実施形態１のパワーステアリング装置（ステアリング装置）1は、操舵機構2、ウォームギア3、電動モータ4および調心機構5を有する。
操舵機構2は、ステアリングホイール6の回転に応じて転舵輪である前輪7,7を転舵させる。操舵機構2は、ラック＆ピニオン式の第１ステアリングギア8および第２ステアリングギア9を有する。第１ステアリングギア8のピニオンギア8aは、第１ピニオンシャフト10に形成されている。第１ステアリングギア8のラックギア8bは、ラックバー11に形成されている。第２ステアリングギア9のピニオンギア9aは、第２ピニオンシャフト12に形成されている。第２ステアリングギア9のラックギア9bは、ラックバー11に形成されている。第１ピニオンシャフト10は、ユニバーサルジョイント13aを介してコラムシャフト13と連結されている。コラムシャフト13には、ステアリングホイール6が取り付けられている。ラックバー11のラックエンドは、タイロッド等のリンク機構14,14を介して前輪7,7と連結されている。
【０００９】
ウォームギア3は、ウォームシャフト3aおよびウォームホイール3bを有する。ウォームシャフト3aは金属製であり、ウォームホイール3bは樹脂製である。ウォームシャフト3aは電動モータ4のモータシャフト4aと一体に回転する。なお、ウォームシャフト3aとモータシャフト4aの間には、図示しないジョイントが設けられている。ウォームホイール3bは、第２ピニオンシャフト12に形成されている。第１ピニオンシャフト10の外周には、トルクセンサ15が設置されている。トルクセンサ15は、ドライバの操舵トルクを検出する。電動モータ4は、ECU16および回転角センサ4bと一体である。回転角センサ4bは、電動モータ4のモータ回転角を検出する。ECU16は、操舵トルクおよびモータ回転角に加え、車速センサ18により検出された車速に基づき、電動モータ4の駆動電流を制御し、操舵機構2に操舵力を付与する。
【００１０】
図２はパワーステアリング装置1の斜視図、図３はパワーステアリング装置1の要部断面図である。
パワーステアリング装置1は、トルクセンサハウジング18、第１ギアハウジング19、第２ギアハウジング20、モータハウジング21およびラックハウジング22を有する。各ハウジング18〜22は、例えばアルミニウム合金製である。トルクセンサハウジング18は、その内部にトルクセンサ15を収容する。第１ギアハウジング19は、その内部に第１ステアリングギア8を収容する。第２ギアハウジング20は、その内部に第２ステアリングギア9を収容する。モータハウジング21は、その内部に電動モータ4を収容する。ラックハウジング22は、その内部にラックバー11を収容する。
【００１１】
第２ギアハウジング20は、その内部に、シャフト収容空間23、ホイール収容空間24および調心機構収容空間25を有する。シャフト収容空間23は円筒形状を有する。シャフト収容空間23には、ウォームシャフト3aが設置されている。ホイール収容空間24は円筒形状を有する。ホイール収容空間24には、ウォームホイール3bが設置されている。調心機構収容空間25はシャフト収容空間23よりも外径の大きな円筒形状を有する。調心機構収容空間25には、調心機構5およびウォームシャフト3aのシャフト第１端部3a1が収容されている。調心機構収容空間25は、ウォームシャフト3aの回転軸線O1の方向において、モータハウジング21の反対側に位置し、シャフト収容空間23に連続する。調心機構収容空間25は、金属製のキャップ25aで閉塞されている。
【００１２】
調心機構収容空間25には、第１軸受26が設置されている。第１軸受26は、ウォームシャフト3aのシャフト第１端部3a1を回転可能に支持する。第１軸受26は、円筒状の内輪および外輪間に複数のボールが設置されたボールベアリングであり、主にラジアル荷重を受けるラジアル軸受である。内輪にウォームシャフト3aのシャフト第１端部3a1が挿入されている。回転軸線O1の径方向（放射方向）において、第１軸受26の外輪および第２ギアハウジング20間には、調心機構5が設置されている。調心機構5の詳細は後述する。
シャフト収容空間23には、第２軸受27が設置されている。第２軸受27は、ウォームシャフト3aのシャフト第２端部3a2を回転可能に支持する。第２軸受27は、円筒状の内輪および外輪間に複数のボールが設置されたボールベアリングである。
【００１３】
次に、調心機構5について説明する。
調心機構5は、第１軸受26をウォームホイール3b側へ向かって付勢することにより、ウォームギア3のバックラッシュを調整し、ウォームシャフト3aおよびウォームホイール3b間の歯面間距離を適正に保つ。調心機構5は、第２ギアハウジング20の調心機構収容空間25に圧入されている。
図４は実施形態１の調心機構5の分解斜視図、図５は調心機構5の軸方向断面図、図６は調心機構5の側面図、図７は調心機構5の正面図である。図５〜７は、ウォームシャフト3a、ウォームホイール3bおよび調心機構5が第２ギアハウジング20に組み付けられ、電動モータ4が非駆動状態でありウォームホイール3bが回転していないときの調心機構5の状態（初期状態）を示している。以下、回転軸線O1の方向にX軸を設定し、X軸方向において、ウォームシャフト3aのシャフト第２端部3a2からシャフト第１端部3a1へ向かう方向をX軸正方向と規定する。
【００１４】
調心機構5は、ベアリングホルダ（偏心カム部材）51、ねじりコイルばね（ねじりばね）52およびカラー（ケーシング）53を有する。
ベアリングホルダ51は、樹脂製であり、カラー53の内側に挿入されている。ベアリングホルダ51は、大径部510、偏心カム部511、シャフト挿入部512およびばね第１端部保持部513を有する。
大径部510は、X軸正方向側に底部510aを持つ略円筒形状を有する。大径部510の中心軸線は回転軸線O1と一致する。大径部510は、その内側にシャフト保持部510bを有する。シャフト保持部510bは、大径部510のX軸負方向端からX軸正方向へ延びる円筒形状を有する。シャフト保持部510bは、第１軸受26を収容する。シャフト保持部510bの中心軸線は回転軸線O1と一致する。シャフト保持部510bは、第１軸受26を介して、ウォームシャフト3aのシャフト第１端部3a1を、回転軸線O1を中心に回転可能に保持する。
大径部510は、複数の爪部510cを有する。複数の爪部510cは、シャフト保持部510bのX軸負方向端に設置されている。複数の爪部510cは、第１軸受26の外輪とX軸方向に係合し、X軸方向におけるベアリングホルダ51と第１軸受26との相対移動を規制する。
【００１５】
偏心カム部511は、大径部510の底部510aからX軸正方向へ延びる円柱形状を有する。偏心カム部511の中心軸線は、回転軸線O1と平行かつオフセットした偏心カム軸線O2と一致する。偏心カム部511は、カラー53の後述する偏心カム部保持部532aに挿入されている。偏心カム部511は、カラー53に対し、偏心カム軸線O2を中心に回転可能である。ベアリングホルダ51は、カラー53に対し、偏心カム軸線O2を中心に、所定角度範囲にわたり回転可能である。偏心カム部511は、ボス部511aを有する。ボス部511aは、偏心カム部511のX軸正方向端からX軸正方向へ延びる円柱形状を有する。ボス部511aは、カラー53よりもX軸正方向へ突出する。ボス部511aの中心軸線は偏心カム軸線O2と一致する。ボス部511aの外径は、偏心カム部511における他の部分の他の部分の外径よりも小さく形成されている。
【００１６】
シャフト挿入部512は、ボス部511aを含む偏心カム部511の内部に形成されている。シャフト挿入部512は、偏心カム部511をX方向に貫通する円筒形状を有する。シャフト挿入部512の中心軸線は回転軸線O1と一致する。シャフト挿入部512には、ウォームシャフト3aの第１端部3a1が挿入されている。
ばね第１端部保持部513は、大径部510から連続してX軸正方向へ延びる略矩形形状を有する。ばね第１端部保持部513は、底部510aよりもX軸方向へ突出し、偏心カム部511とX軸方向にオーバーラップする。ばね第１端部保持部513は、回転軸線O1の径方向において、偏心カム軸線O2と反対側に配置されている。ばね第１端部保持部513は、ねじりコイルばね52の後述するばね第１端部521を保持する溝部513aを有する。溝部513aは、回転軸線O1の径方向に延びる。
ベアリングホルダ51は、回転軸線O1および偏心カム軸線O2を通る平面Pに対し対称形状を有する。
【００１７】
ねじリコイルばね52は、炭素鋼等の鉄鋼製であり、１対の端部（ばね第１端部521、ばね第２端部522）およびコイル部523を有する。ばね第１端部521は、X軸負方向へ延び、ばね第１端部保持部513の溝部513aに挿入されている。ばね第２端部522は、Ｕ字形状を有し、カラー53の後述するばね第２端部保持部532cに係止されている。コイル部523は、ばね第１端部521およびばね第２端部522間に配置されている。コイル部523は、ボス部511aの外周に設置されている。コイル部523は、素線を円形状に密着巻きして形成されている。ねじりコイルばね52は、巻き込み方向に使用される。つまり、コイル部523は、ウォームシャフト3aが、ウォームホイール3bとの噛み合いが離れる方向（図７の紙面左側から右側へ向かう方向）へ移動し、ベアリングホルダ51が第１の方向（図７の時計回りの方向）に回転したとき、ベアリングホルダ51が第１の方向とは逆方向の第２の方向（図７の反時計回りの方向）へ回転するようにベアリングホルダ51を付勢する。コイル部523は、コイル部523の内径が、ねじりコイルばね52のねじれ角が最大となり、コイル部523の直径が最小となったときのボス部511aの外径よりも大きく形成されている。言い換えると、ボス部511aは、ボス部511aの外径が、コイル部523の直径が最小となったときのコイル部523の内径よりも小さく形成されている。なお、コイル部523には、初期状態においてベアリングホルダ51を第２の方向へ付勢するセット荷重（プリロード）が設定されている。
【００１８】
カラー53は、樹脂製であり、その内部にベアリングホルダ51を保持する。カラー53は、平面Pに対し対称形状を有する。カラー53は、筒状部531および壁部532を有する。
筒状部531は、略円筒形状を有する。筒状部531は、第２ギアハウジング20の調心機構収容空間25に圧入されている。
壁部532は、筒状部531のX軸正方向端に位置する。壁部532は、偏心カム部保持部532a、ばね第１端部貫通孔532bおよびばね第２端部保持部532cを有する。
偏心カム部保持部532aは、偏心カム部511を保持する。偏心カム部保持部532aは、壁部532をX方向に貫通する円筒形状を有する。偏心カム部保持部532aの中心軸線は偏心カム軸線O2と一致する。偏心カム部保持部532aは、偏心カム部511を、偏心カム軸線O2を中心に回転可能に保持する。
【００１９】
ばね第１端部貫通孔532bは、壁部532をX軸方向に貫通する。ばね第１端部貫通孔532bは、回転軸線O1の径方向において、偏心カム軸線O2と反対側に配置されている。ばね第１端部貫通孔532bは、X軸方向から見て偏心カム軸線O2の周方向に延びる帯状に形成されている。ばね第１端部貫通孔532bには、X軸負方向側からばね第１端部保持部513が挿入され、X軸正方向側からばね第１端部521が挿入されている。ばね第１端部521は、ばね第１端部貫通孔532bの内部でばね第１端部保持部513の溝部513aに挿入されている。ばね第１端部貫通孔532bの周方向両端縁532b1,532b2は、ばね第１端部保持部513と当接してベアリングホルダ51の回転を規制する。偏心カム軸線O2の周方向におけるばね第１端部貫通孔532b（周方向第１端縁532b1から周方向第２端縁532b2まで）の長さ（周方向長さ）は、ばね第１端部保持部513が偏心カム軸線O2を中心に、前記所定角度範囲にわたり回転可能な長さを有する。初期状態において、ばね第１端部保持部513は、ばね第１端部貫通孔532bの周方向中央（初期位置）に位置する。
ばね第２端部保持部532cは、壁部532からX軸正方向へ延びる。ばね第２端部保持部532cは、回転軸線O1の径方向において、ばね第１端部貫通孔532bと反対側に配置されている。ばね第２端部保持部532cは、ばね第２端部522を係止する。
【００２０】
次に、実施形態１の調心機構5の組み付け方法を説明する。
まず、ベアリングホルダ51のシャフト保持部510bに第１軸受26を装着する。
続いて、カラー53の内部にベアリングホルダ51を挿入する。
次に、ねじりコイルばね52のばね第１端部521を、ベアリングホルダ51のばね第１端部保持部513の溝部513aに挿入する。
続いて、ベアリングホルダ51を第２の方向へ回転させ、ばね第１端部保持部513がばね第１端部貫通孔532bの周方向第１端縁532b1と当接した状態で、ねじりコイルばね52のばね第２端部522をカラー53のばね第２端部保持部532cに係止させた後、ねじりコイルばね52の第１端部521をばね第１端部保持部513の溝部513aに挿入する。
次に、ねじりコイルばね52の弾性力に抗してベアリングホルダ51を初期位置まで回転させた状態で、調心機構収容空間25に挿入し、第１軸受26の内輪にウォームシャフト3aの第１端部3a1を圧入させる。
最後に、第２ギアハウジング20にキャップ25aを取り付けて調心機構収容空間25を塞ぐ。
【００２１】
次に、実施形態１の作用効果を説明する。
図８は、実施形態１の調心機構5の動作を示す説明図であり、図８(a)は電動モータ4が非駆動状態でありウォームホイール3bが回転していない調心機構5の初期状態、図８(b)はベアリングホルダ51が第１の方向に回転している状態、図８(c)はベアリングホルダ51が第２の方向に回転している状態を示している。
図８(a)初期状態において、ばね第１端部保持部513は初期位置にある。ベアリングホルダ51のばね第１端部保持部513には、ねじりコイルばね52の弾性力（セット荷重）Fsが作用する。ベアリングホルダ51の回転中心である偏心カム軸線O2は、第１軸受26の回転中心である回転軸線O1に対してオフセットしているため、ベアリングホルダ51は、弾性力Fsにより第２の方向へ回転する力を受ける。これにより、ベアリングホルダ51は、第１軸受26をウォームホイール3b側（図８(a)の紙面右側から左側へ向かう方向）へ向かって付勢する調心力Fcを発生する。調心力Fcにより、ウォームシャフト3aおよびウォームホイール3b間には歯面間圧力が発生する。このとき、ベアリングホルダ51には、ウォームシャフト3aのシャフト第１端部3a1の支持力（シャフト支持力）Fc'が作用する。
【００２２】
電動モータ4の駆動によりウォームホイール3bが回転すると、ウォームシャフト3aがウォームホイール3bから受ける駆動反力の径方向成分により、シャフト支持力Fc'は増大する。シャフト支持力Fc'が大きくなると、ベアリングホルダ51は、弾性力Fsに抗して第１の方向へ回転し、ウォームシャフト3aはウォームホイール3bとの噛み合いが離れる方向へ移動する。このとき、ウォームシャフト3aがスムーズに移動しない場合、歯面間圧力が急増して歯面間フリクションが上昇する。つまり、駆動反力の変化に対する調心機構5の応答性が低い場合、操舵トルクの急増による操舵感の悪化を招く。このため、操舵感の悪化を防ぐためには、歯面間圧力の急増を抑えることが必要であり、調心力のスムーズな変化が求められる。
ここで、従来の調心機構として、コイルばねの拡径変形に伴う弾性力を利用して調心力を発生するものが知られている。しかしながら、従来の調心機構では、コイルばねが軸受の外周に巻き付く構造上、調心力と同時に、コイルばねとウォームシャフトの軸受との間に摺動フリクションが発生する。この摺動フリクションは、調心力に比例して増大するため、調心力が大きくなるほど摺動フリクションの影響は大きくなる。つまり、従来の調心機構は、実際のばね特性が予想のばね特性と相違するため、調心力の効率が低い。このため、駆動反力の変化に対する調心機構の応答性が低く、操舵感の悪化は避けられない。
【００２３】
これに対し、実施形態１の調心機構5では、調心力をねじりコイルばね52により発生させる。ねじりコイルばね52のコイル部523は、ベアリングホルダ51のボス部511aの外周に配置されているものの、部品設計（コイル部523やボス部511aの形状設計）によりボス部511aとの摺動フリクションの影響を小さくできる。これにより、実際のばね特性は予想のばね特性に近づくため、上記従来技術と比べて、調心力の効率を向上できる。よって、駆動反力の変化に対する調心機構5の応答性が高まることにより、操舵感の悪化を抑制できる。ここで、図８(b)に示すように、ベアリングホルダ51には、シャフト支持力Fc'に加え、カラー53のベアリングホルダ51の支持力（ホルダ支持力）Nkと、カラー53との摩擦力fkが作用する。摩擦力fkは、ベアリングホルダ51の回転を阻害する方向に作用するが、ねじりコイルばね52の弾性力Fsは、摩擦力fkを打ち消す方向に作用するため、調心機構5の応答性に与える影響は小さい。図８(c)についても同様である。
【００２４】
ねじりコイルばね52は、ベアリングホルダ51が第１の方向に回転するとき、コイル部523は、コイル部523の直径が小さくなるように設けられている。つまり、ねじりコイルばね52は、巻き込み方向に使用される。一般的に、ねじりコイルばねは冷間加工により製作されるため、加工後に残留応力が残る。ねじりコイルばねを巻き込み方向にねじると、残留応力とねじれによる応力が打ち消し合い、強度上有利である。一方、ねじりコイルばねを巻き戻し方向にねじると、残留応力とねじりによる応力とが加算されて強度上不利になる。よって、ねじりコイルばね52を常に巻き込み方向に使用することにより、巻き戻し方向に使用する場合と比べて、ねじりコイルばね52の疲労を抑制できるため、耐久性を向上できる。
カラー53は、偏心カム軸線O2を中心に回転可能にベアリングホルダ51を保持しており、ねじりコイルばね52のばね第２端部522を保持するばね第２端部保持部532cを有する。すなわち、ベアリングホルダ51を保持するカラー53を第２ギアハウジング20とは別に設けることにより、第２ギアハウジング20の形状の複雑化を抑制できる。また、第２ギアハウジング20の外部で調心機構5の組み立てを行い、その後、調心機構5を第２ギアハウジング20に組み付けることにより、組み付け時における作業性の向上を図れる。
【００２５】
ベアリングホルダ51は、カラー53の筒状部531の内部に保持されている。ベアリングホルダ51をカラー53の内部に収容する構成とすることにより、外部に収容する場合と比べて調心機構5の軸方向寸法を短くできるため、調心機構5の小型化を図れる。
ばね第１端部521とばね第１端部保持部513は、カラー53のばね第１端部貫通孔532bを介して互いに接続されている。これにより、ねじりコイルばね52の組み付けをカラー53の外側で行えるため、ねじりコイルばね52の組み付け時における作業性の向上を図れる。
偏心カム部保持部532aは、ウォームシャフト3aの回転軸線O1の方向に貫通する形状を有し、偏心カム部511は、円柱形状を有し、偏心カム部保持部532aに挿入されている。これにより、偏心カム部511の軸方向長さを、カラー53の壁部532とオーバーラップする範囲まで延ばせるため、偏心カム部保持部532aにおける偏心カム部511の保持性を向上できる。
【００２６】
偏心カム部511のボス部511aは、カラー53の壁部532から筒状部531の反対側に突出する円柱形状を有し、コイル部523に挿入されており、ボス部511aの外径が、コイル部523の内径よりも小さく形成されている。これにより、ボス部511aとコイル部523との接触が抑制され、両部材511a,523の接触によるフリクションの増大を抑制できる。
ボス部511aは、ボス部511aの外径が、コイル部523の直径が最も小さくなったときのコイル部523の内径よりも小さく形成されている。これにより、ねじりコイルばね52のねじれ角にかかわらず、ボス部511aとコイル部523との接触によるフリクションの増大を抑制できる。
ばね第１端部保持部513と偏心カム部511は、ウォームシャフト3aの回転軸線O1の方向においてオーバーラップするように設けられている。これにより、両者513,511がオーバーラップしない場合と比べて、ベアリングホルダ51の軸方向寸法を短くできるため、調心機構5の大型化を抑制できる。
【００２７】
ベアリングホルダ51およびカラー53は、偏心カム軸線O2を含む平面Pに対し対称形状を有する。右ハンドル仕様、左ハンドル仕様等、仕様別にステアリング装置を設計する際、ベアリングホルダ51とカラー53の作動は、回転方向が逆となる。ベアリングホルダ51およびカラー53を平面Pに対し対称形状とすることにより、異なるハンドル仕様間で両部材51,53を共用化できるため、製造原価の低減を図れる。
ベアリングホルダ51は、ウォームシャフト3aがシャフト収容空間23に収容されており、ウォームホイール3bがホイール収容空間24に収容されており、調心機構5が調心機構収容空間25に収容されている状態において、カラー53に対し、第２の方向に回転可能な形状を有する。これにより、ベアリングホルダ51とねじりコイルばね52をカラー53に組み付ける際、ベアリングホルダ51を第２の方向へ最大限、回転させておき、この状態で、ねじりコイルばね52を組み付けることにより、ねじりコイルばね52のねじれ角が小さい状態で組み付けることが可能となり、ねじりコイルばね52の組み付け作業性を向上できる。
【００２８】
調心機構5は、初期状態、すなわち、ウォームシャフト3aがシャフト収容空間23に収容されており、ウォームホイール3bがホイール収容空間24に収容されており、調心機構5が調心機構収容空間25に収容され、かつ、電動モータ4およびウォームホイール3bが回転していない状態において、ベアリングホルダ51を第２の方向へ付勢している。すなわち、ウォームギア3が静止状態においても、ウォームシャフト3aとウォームホイール3bとの噛み合いが強まるように調心機構5によってプリロードを掛けておくことにより、ウォームホイール3bの摩耗によりウォームホイール3bの外径が小さくなった場合であっても、調心機構5により調心力を付与できる。
【００２９】
〔実施形態２〕
実施形態２の基本的な構成は実施形態１と同じであるため、実施形態１と相違する部分のみ説明し、同じ機能を持つ部位には同じ符号を付して説明は省略する。
図９は実施形態２の調心機構5aの分解斜視図、図１０は実施形態２の調心機構5aの軸方向断面図、図１１は実施形態２の調心機構5aの側面図、図１２は実施形態２の調心機構5aの正面図、図１３は図１１のS13-S13矢視断面図である。
調心機構5は、ベアリングホルダ51、ねじりコイルばね52、カラー53およびカバー（ケーシング）54を有する。
ベアリングホルダ51は、大径部510、偏心カム部511、シャフト挿入部512およびばね第１端部保持部513を有する。
ねじりコイルばね52のばね第２端部522は、X軸負方向へ延びる。
【００３０】
カラー53は、筒状部531を有する。筒状部531は、そのX軸正方向端に２つの係合溝531a,531bを有する。第１係合溝531aは、回転軸線O1に対して偏心カム軸線O2の反対側に位置する。第２係合溝531bは、回転軸線O1に対して第１係合溝531aの反対側に位置する。第２係合溝531bは、第２端部保持部として、３つの第２端部保持部（第１の第２端部保持部532c1、第２の第２端部保持部532c2、第３の第２端部保持部532c3）を有する。各第２端部保持部532c1,532c2,532c3は、X軸方向に延びる溝であり、ねじリコイルバネ52のばね第２端部522を挿入可能である。各第２端部保持部532c1,532c2,532c3は、偏心カム軸線O2の周方向において、等間隔に並んで配置されている。第２の第２端部保持部532c2は、初期状態において、回転軸線O1に対してばね第１端部保持部513の溝部513aの反対側に配置されている。
【００３１】
カバー54は、略円盤状の壁部532を有する。壁部532は、カラー53のX軸正方向側の開口に挿入され、カラー53のX軸正方向側を塞ぐ。壁部532は、偏心カム部保持部532aに加え、２つの係合凸部532d,532eを有する。第１係合凸部532dはカラー53の第１係合溝531aと係合し、第２係合凸部532eは第２係合溝531bと係合する。
実施形態２のカラー53は、偏心カム軸線O2の周方向において、互いに並ぶように配置された第１の第２端部保持部532c1、第２の第２端部保持部532c2および第３の第２端部保持部532c3を有する。これにより、ばね第２端部522を係止する位置を適宜変更することにより、ねじりコイルばね52のセット荷重の違いや、ベアリングホルダ51の回転方向の違い等に対応できる。よって、異なる仕様間でカラー53を共用化できるため、製造原価の低減を図れる。
【００３２】
〔実施形態３〕
実施形態３の基本的な構成は実施形態１と同じであるため、実施形態１と相違する部分のみ説明し、同じ機能を持つ部位には同じ符号を付して説明は省略する。
図１４は実施形態３の調心機構5bの分解斜視図、図１５は実施形態３の調心機構5bの軸方向断面図、図１６は実施形態３の調心機構5bの正面図、図１７は図１５のS17-S17矢視断面図である。
調心機構5bは、ベアリングホルダ51、ねじりコイルばね52およびカラー53を有する。
ベアリングホルダ51は、大径部510、偏心カム部511およびばね第１端部保持部513を有する。大径部510は、その内側にシャフト保持部510bを有する。
ねじりコイルばね52のばね第２端部522は、偏心カム軸線O2から回転軸線O1へ向かう方向に延びる。ばね第２端部522は、カラー53の後述するばね第２端部保持部532cに係止されている。コイル部523は、第２端部保持部532cの外周に設置されている。コイル部523は、コイル部523の内径が、ねじりコイルばね52のねじれ角が最大となり、コイル部523の直径が最大となったときのばね第２端部保持部532cの外径よりも大きく形成されている。
【００３３】
カラー53は、筒状部531および壁部532を有する。壁部532は、ばね第１端部貫通孔532bおよびばね第２端部保持部532cを有する。ばね第２端部保持部532cは、壁部532からX軸正方向へ延びる。ばね第２端部保持部532cは、ばね第２端部522を保持する溝部532c4を有する。溝部532c4は、偏心カム軸線O2の径方向に延びる。溝部532c4には、ばね第２端部522が挿入されている。
偏心カム軸線O2の径方向において、カラー53の筒状部531とベアリングホルダ51の偏心カム部511との間には、偏心カム部材支持部55が配置されている。偏心カム部材支持部55は、弾性体であり、偏心カム部511の外周面のほぼ全体を覆う略円筒状に形成されている。偏心カム部材支持部55は、筒状部531の外周面と偏心カム部511の外周面とを互いに離間させるように設けられている。これにより、ベアリングホルダ51が回転する際の筒状部531および偏心カム部511間の摺動フリクションの増大を抑制できる。
【００３４】
〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
カラー（ケーシング）をギアハウジングと一体成形してもよい。
第２端部保持部の設置箇所の個数は任意であり、２箇所であってもよいし、４箇所以上であってもよい。
シャフト保持部とウォームシャフトのシャフト第１端部との間に軸受け等を介装してもよい。
ウォームシャフトのシャフト第１端部は、電動モータに近い側であってもよいし、電動モータから遠い側であってもよい。
電動モータの回転力を、ウォームギアを介して第１ピニオンシャフトまたはコラムシャフトに伝達する構成としてもよい。
実施形態１のばね第２端部保持部の設置箇所を複数としてもよい。
実施形態１の偏心カム部材の大径部と筒状部との間に実施形態３の偏心カム部材支持部を介装してもよい。
本発明は、ステアリングホイールと転舵輪とが機械的に切り離された、いわゆるステア・バイ・ワイヤ方式のステアリング装置にも適用できる。この場合、転舵輪は後輪であってもよい。
【００３５】
以上説明した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
ステアリング装置は、その一つの態様において、ステアリング装置において、操舵機構であって、ラックバーを有し、転舵輪を転舵させる前記操舵機構と、電動モータであって、前記操舵機構に操舵力を付与する前記電動モータと、ウォームギアであって、ウォームシャフトとウォームホイールを有しており、前記ウォームシャフトは、前記電動モータによって回転駆動可能に設けられており、前記ウォームホイールは、前記ウォームシャフトと噛み合っており、前記ウォームシャフトと共に前記電動モータの回転力を前記操舵機構に伝達するものである、前記ウォームギアと、ギアハウジングであって、シャフト収容空間と、ホイール収容空間と、調心機構収容空間を備え、前記シャフト収容空間は、前記ウォームシャフトを収容しており、前記ホイール収容空間は、前記ウォームホイールを収容しており、前記調心機構収容空間は、前記ウォームシャフトの回転軸線の方向において、前記ウォームシャフトの１対の端部であるシャフト第１端部とシャフト第２端部のうち前記シャフト第１端部の側に設けられている、前記ギアハウジングと、調心機構であって、前記調心機構収容空間に設けられ、偏心カム部材と、ねじりばねを備え、前記偏心カム部材は、偏心カム部と、シャフト保持部と、ばね第１端部保持部を備え、前記偏心カム部は、前記調心機構収容空間内において、前記ウォームシャフトの回転軸線に対し平行かつオフセットしている偏心カム軸線を中心に回転可能に設けられており、前記シャフト保持部は、前記偏心カム軸線から径方向にオフセットした位置において、前記ウォームシャフトの前記シャフト第１端部を保持しており、前記偏心カム部の回転に応じて回転可能に設けられており、前記ねじりばねは、１対の端部である、ばね第１端部とばね第２端部のうち、前記ばね第１端部側において、前記偏心カム部材の前記ばね第１端部保持部に保持されており、前記ウォームシャフトが、前記ウォームホイールとの噛み合いが離れる方向に移動し、前記偏心カム部材が第１の方向に回転したとき、前記偏心カム部材が前記第１の方向とは逆方向の第２の方向へ回転するように前記偏心カム部材を付勢するものである、前記調心機構と、を有する。
【００３６】
より好ましい態様では、上記態様において、前記ねじりばねは、前記ばね第１端部と前記ばね第２端部の間に設けられた円形のコイル部を備え、前記偏心カム部材が前記第１の方向に回転するとき、前記コイル部は、前記コイル部の直径が小さくなるように設けられている。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記調心機構は、ケーシングを備え、前記ケーシングは、前記偏心カム軸線を中心に回転可能に前記偏心カム部材を保持しており、前記ねじりばねの前記ばね第２端部を保持するばね第２端部保持部を有する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ケーシングは、筒状部と、前記筒状部の一方に設けられた壁部を備え、前記壁部は、前記偏心カム部を保持する偏心カム部保持部を有し、前記偏心カム部材は、前記ケーシングの前記筒状部の内部に保持されている。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記壁部は、前記ウォームシャフトの回転軸線の方向に貫通するばね第１端部貫通孔を有し、前記ねじりばねは、前記壁部に対し前記偏心カム部材の反対側に設けられており、前記ばね第１端部と前記ばね第１端部保持部は、前記ばね第１端部貫通孔を介して互いに接続されている。
【００３７】
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記偏心カム部保持部は、前記ウォームシャフトの回転軸線の方向に貫通する形状を有し、前記偏心カム部は、円柱形状を有し、前記偏心カム部保持部に挿入されている。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ねじりばねは、前記第１端部と前記第２端部の間に設けられた円形のコイル部を備え、前記偏心カム部は、ボス部を有し、前記ボス部は、前記壁部から前記筒状部の反対側に突出する円柱形状を有し、前記コイル部に挿入されており、前記ボス部の外径が、前記コイル部の内径よりも小さく形成されている。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記コイル部は、前記偏心カム部材が前記第１の方向に回転することき、前記コイル部の直径が小さくなるように設けられており、前記ボス部は、前記ボス部の外径が、前記コイル部の直径が最も小さくなったときの前記コイル部の内径よりも小さく形成されている。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記壁部は、前記ウォームシャフトの回転軸線の方向に貫通するばね第１端部貫通孔を有し、前記偏心カム部は、円柱形状を有し、前記偏心カム部保持部内に挿入されており、前記ばね第１端部保持部と前記偏心カム部は、前記ウォームシャフトの回転軸線の方向においてオーバーラップするように設けられている。
【００３８】
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記調心機構は、偏心カム部材支持部を備え、前記偏心カム部材支持部は、前記偏心カム軸線の径方向において、前記筒状部と前記偏心カム部材の間において、前記筒状部の内周面と前記偏心カム部材の外周面とを互いに離間させるように設けられている。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記偏心カム部材は、前記偏心カム軸線を含む平面に対し対称形状を有し、前記ケーシングは、前記平面に対し対称形状を有する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記偏心カム部材は、前記ウォームシャフトが前記シャフト収容空間に収容されており、前記ウォームホイールが前記ホイール収容空間に収容されており、前記調心機構が前記調心機構収容空間に収容されている状態において、前記ケーシングに対し、前記第２の方向に回転可能な形状を有する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第２端部保持部は、前記偏心カム軸線における周方向において、互いに並ぶように配置された第１の第２端部保持部と第２の第２端部保持部を有する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記調心機構は、前記ウォームシャフトが前記シャフト収容空間に収容されており、前記ウォームホイールが前記ホイール収容空間に収容されており、前記調心機構が前記調心機構収容空間に収容され、かつ、前記電動モータおよび前記ウォームホイールが回転していない状態において、前記偏心カム部材を前記第２の方向へ付勢している。
【符号の説明】
【００３９】
1  パワーステアリング装置（ステアリング装置）
2  操舵機構
3  ウォームギア
3a  ウォームシャフト
3a1  シャフト第１端部
3a2  シャフト第２端部
3b  ウォームホイール
4  電動モータ
5  調心機構
7,7  前輪（転舵輪）
11  ラックバー
20  第２ギアハウジング（ギアハウジング）
23  シャフト収容空間
24  ホイール収容空間
25  調心機構収容空間
51  ベアリングホルダ（偏心カム部材）
52  ねじりコイルバネ（ねじりばね）
510b  シャフト保持部
511  偏心カム部
513  ばね第１端部保持部
521  ばね第１端部
522ばね第２端部
523  コイル部
O1  回転軸線
O2  偏心カム軸線
【図１】
2019131087.tif 000003
【図２】
2019131087.tif 000004
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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