(57)【要約】【課題】減速機構におけるウォーム軸と、このウォーム軸をモータの回転軸に連結するジョイント部材との間の回転方向の隙間に起因する異音の発生を防ぐことができる電動式パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】操舵補助用の電動モータ１４と、この電動モータ１４の回転軸２１の回転を減速する減速機構２０とを備えており、前記減速機構２０が、前記電動モータ１４の回転軸２１により駆動されるウォーム軸２２と、このウォーム軸２２により駆動されるウォームホイール２３とを含む電動式パワーステアリング装置Ｐ。前記回転軸２１とウォーム軸２２とを駆動伝達可能に連結するジョイント部２８と、このジョイント部２８に設けられ、前記ウォーム軸２２を軸方向及び回転方向に付勢する付勢手段３２とを備えている。  【選択図】      図２
2008162531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助用の電動モータと、この電動モータの回転軸の回転を減速する減速機構とを備えており、前記減速機構が、前記電動モータの回転軸により駆動されるウォーム軸と、このウォーム軸により駆動されるウォームホイールとを含む電動式パワーステアリング装置であって、
前記回転軸とウォーム軸とを駆動伝達可能に連結するジョイント部と、
このジョイント部に設けられ、前記ウォーム軸を軸方向及び回転方向に付勢する付勢手段と、
を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記ジョイント部が、前記回転軸及びウォーム軸に一体回転可能に連結されるスリーブを含んでおり、このスリーブの外周に前記付勢手段が設けられている請求項１に記載の電動式パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記付勢手段がコイルばねからなっており、このコイルばねの一端が、前記ウォーム軸又は回転軸の一方に設けられた係合部と係合し、且つ、他端が、前記スリーブの端部であって前記ウォーム軸又は回転軸の他方側の端部に設けられた係合部と係合してなる請求項２に記載の電動式パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動式パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の電動式パワーステアリング装置では、舵取り時の運転者の労力を軽減するために、運転者によりステアリングホイール等の操舵部材が回転操作されると、当該操舵部材に負荷される操舵トルクに応じて、操舵力補助用の電動モータの出力回転が制御される。そして、この電動モータの回転力は減速機構を介して舵取り機構に伝達され、前記操舵部材の回転操作に応じた舵取り機構の動作が補助されるように構成されている。
【０００３】
前記減速機構としては、電動モータの回転軸に一体回転可能に連結されるウォーム軸と、このウォーム軸のウォームと噛み合うウォームホイールとを含むものが知られており、前記ウォーム軸は軸受装置により回転自在に支持されている。
ところが、前記軸受装置には、複数の転動体を介して嵌合された内輪と外輪との間にスラスト隙間が存在することから、このスラスト隙間が原因で前記ウォームが軸方向にがたつき、動作時に異音を発生することがある。
【０００４】
そこで、このような異音の発生を防止するために、コイルばねによって前記ウォーム軸を反モータ側に付勢することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の電動式パワーステアリング装置は、ウォーム軸のモータ側端面に当接するように配設されたコイルばねによって当該ウォーム軸を軸方向反モータ側に付勢することにより、前記軸受装置に予圧を付与しており、これにより、軸受装置のスラスト隙間に起因する異音の発生を防止している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−７２５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記電動モータの回転軸とウォーム軸とは、通常、スリーブ状のジョイント部材により一体回転可能に連結されている。この場合、当該ジョイント部材とウォーム軸との間の動力伝達は、ジョイント部材の内周面及びウォーム軸の外周面にそれぞれ形成されたセレーション部を介して行われることが多い。ところが、両セレーション部間には、微小な隙間（遊び）が存在しており、この隙間は前述したウォーム軸方向の予圧付与では解消されないことから、電動モータの回転力が前記ジョイント部材を介してウォーム軸に伝達される際に、当該セレーション部で異音が発生する場合があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、減速機構におけるウォーム軸と、このウォーム軸をモータの回転軸に連結するジョイント部材との間の回転方向の隙間に起因する異音の発生を防ぐことができる電動式パワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電動式パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータと、この電動モータの回転軸の回転を減速する減速機構とを備えており、前記減速機構が、前記電動モータの回転軸により駆動されるウォーム軸と、このウォーム軸により駆動されるウォームホイールとを含む電動式パワーステアリング装置であって、
前記回転軸とウォーム軸とを駆動伝達可能に連結するジョイント部と、
このジョイント部に設けられ、前記ウォーム軸を軸方向及び回転方向に付勢する付勢手段と、
を備えたことを特徴としている。
【０００９】
本発明の電動式パワーステアリング装置では、減速機構におけるウォーム軸と、電動モータの回転軸とを駆動伝達可能に連結するためのジョイント部に、当該ウォーム軸を軸方向及び回転方向に付勢するための付勢手段を設けているので、ウォーム軸に対して軸方向及び回転方向に予圧を付与することができる。したがって、前記ウォーム軸の軸方向の遊びに起因する異音だけでなく、回転方向の遊びに起因する異音の発生を防止することができる。
【００１０】
前記ジョイント部が、前記回転軸及びウォーム軸に一体回転可能に連結されるスリーブを含んでおり、このスリーブの外周に前記付勢手段が設けられているのが好ましい。この場合、スリーブの外周に設けた付勢手段により、ウォーム軸に対して軸方向及び回転方向に予圧を付与することができ、両方向への予圧付与を別々の手段で行う場合に比べてスペースを節約することができる。
【００１１】
前記付勢手段がコイルばねからなっており、このコイルばねの一端が、前記ウォーム軸又は回転軸の一方に設けられた係合部と係合し、且つ、他端が、前記スリーブの端部であって前記ウォーム軸又は回転軸の他方側の端部に設けられた係合部と係合してなるのが好ましい。この構成によれば、スリーブの外周に配設したコイルばねを用いてウォーム軸に対して軸方向及び回転方向の予圧を付与することから、ラバースプリング又はラバーカップリングを用いて電動モータの回転軸とウォーム軸との間の動力伝達を行う場合に比べ、径方向の寸法を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、減速機構におけるウォーム軸と、このウォーム軸をモータの回転軸に連結するジョイント部材との間の回転方向の隙間に起因する異音の発生を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の電動式パワーステアリング装置（以下、単に「パワーステアリング装置」ともいう）の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係るパワーステアリング装置Ｐの概略構成を示す模式図である。このパワーステアリング装置Ｐは、操舵部材１と車輪２とが機械的に連結されるタイプのパワーステアリング装置であるが、本発明は、前記操舵部材１と車輪２との機械的連結が解かれた、いわゆるステアバイワイヤとして構成されるパワーステアリング装置にも適用可能である。
【００１４】
操舵部材１はステアリングシャフト３に一体回転可能に連結されており、このステアリングシャフト３の先端部にはピニオンギア４が設けられている。このピニオンギア４は、車両の左右方向に延設されたラック軸５に形成されたラックギア６と噛み合っている。前記ラック軸５の両端部にはそれぞれタイロッド７が結合されており、各タイロッド７は対応するナックルアーム（図示せず）を介して車輪２に連結されている。
【００１５】
前記操舵部材１が回転操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転が、前記ピニオンギア４及びラックギア６によって車両の左右方向に沿ったラックギア６の直線運動に変換される。これにより、車輪２が所望の方向に転舵される。
【００１６】
前記ステアリングシャフト３は、操舵部材１に連結される筒状の第１操舵軸８と、前記ピニオンギア４に連結される第２操舵軸９とからなっており、これら第１及び第２操舵軸８、９は、トーションバー１０を介して同一軸線上で互いに連結されている。このトーションバー１０を介する第１操舵軸８と第２操舵軸９との相対回転変位により操舵トルクを検出するトルクセンサ１１が、前記トーションバー１０に近接して配設されており、このトルクセンサ１１のトルク検出結果は制御部１２に送信される。制御部１２は、送信されたトルク検出結果に基づいて、ドライバ１３を介して操舵補助用の電動モータ１４への印加電圧を制御する。この電動モータ１４の回転軸２１（図２参照）の回転が、後述する減速機構２０を介して第２操舵軸９に伝達され、運転者の操舵が補助される。
【００１７】
減速機構２０は、前記電動モータ１４の回転軸２１の回転を減速して前記第２操舵軸９に伝達するものであり、図２に示されるように、電動モータ１４の回転軸２１により駆動されるウォーム軸２２と、このウォーム軸２２により駆動されるウォームホイール２３とを含んでいる。前記回転軸２１とウォーム軸２２は同一軸上において一体回転可能に配設されている。ウォームホイール２３は、前記ウォーム軸２２の軸方向の中間部付近に形成されたウォーム２４と噛み合うように配置されるとともに、第２操舵軸９に一体回転可能に係合されている。
【００１８】
ウォーム軸２２のモータ側端部付近及び反モータ側端部は、それぞれ軸受装置２５ａ、２５ｂによって回転自在に支持されている。軸受装置２５ａ、２５ｂは、いずれも玉軸受からなっており、外輪２６ａ、２６ｂと、この外輪２６ａ、２６ｂの内方に配設された内輪２７ａ、２７ｂと、両輪の間に転動自在に配設された複数の玉４０と、この玉４０を周方向において所定間隔で保持する保持器（図示せず）とを備えている。
【００１９】
図３に示されるように、前記回転軸２１の先端部２１ａの外周及び前記ウォーム軸２２のモータ側端部２２ａの外周には、当該回転軸２１とウォーム軸２２とを駆動伝達可能に連結するジョイント部２８が配設されている。このジョイント部２８は、本実施の形態では、前記回転軸２１及びウォーム軸２２に一体回転可能に連結されるスリーブ２９からなっており、このスリーブ２９は、例えば鍛造形成後にセレーション打抜きすることにより作製することができる。
【００２０】
スリーブ２９の内周面のうち反モータ側の内周面には、セレーション部３０が形成されており、このセレーション部３０は、前記ウォーム軸２２のモータ側端部２２ａの外周に形成されたセレーション部３１とセレーション嵌合する。一方、回転軸２１の先端部２１ａは、前記スリーブ２９のモータ側の内周面に圧入されている。これにより、電動モータ１４の回転軸２１の回転は、スリーブ２９を介してウォーム軸２２に伝達される。
【００２１】
前記スリーブ２９の外周には、付勢手段としてのコイルばね３２が配設されており、このコイルばね３２の一端（モータ側端部）は、前記スリーブ２９の端部であって回転軸２１側の端部に設けられた係合部３３と係合している。一方、前記コイルばね３２の他端は、前記ウォーム軸２２の外周において軸受装置２５ａよりもモータ側に設けられた係合部３４と係合している。より詳細には、前記コイルばね２９の一端は、スリーブ２９のモータ側端部外周に一体形成されたフランジ部からなる係合部３３と係合しており、コイルばね２９の他端は、中央に開口部を有する円盤体からなる係合部３４と係合している。この係合部３４は、ウォーム軸２２の外周面に形成されたリング状の凸部３５により反モータ側への移動が規制されている。図４は、前記係合部３４をモータ側から見た正面説明図であるが、前記リング状の凸部３５には、この図４に示されるように、モータ側に突出する突起３５ａが周方向において等間隔で２箇所形成されており、一方、係合部３４の開口部の周縁には、前記突起３５ａと係合し得る切欠き３４ａが形成されている。そして、前記突起３５ａが前記切欠き３４ａと係合するように係合部３４を配設することで、当該係合部３４がウォーム軸２２の外周面において回転するのを防止することができる。なお、ウォーム軸２２のモータ側端部２２ａの外周に形成されたセレーション部３１を前記凸部３５まで形成し、一方、係合部３４の開口部の周縁にセレーション部を形成して前記セレーション部３１とセレーション嵌合させることで、当該係合部３４の回り止めを行うこともできる。
【００２２】
なお、リング状の凸部３５に代えてウォーム軸２２の周方向に沿って形成された複数の凸部を用いることもできる。また、かかるリング状又は複数の凸部を用いることなく、係合部３４をウォーム軸２２の外周に接着などにより固定するようにしてもよく、さらには係合部３４を軸受装置２５ａに当接させることで当該係合部３４の軸方向の移動を規制するようにしてもよい。
また、前記係合部３３は、本実施の形態では、スリーブ２９と一体に形成されているが、別部材として構成したものをスリーブ２９に固着することもできる。
【００２３】
前記コイルばね３２は、圧縮され且つ軸心回りのねじりが加えられた状態で前記スリーブ２９の外周に配設される。その結果、前記係合部３４を介してウォーム軸２２に対し軸方向及び回転方向の予圧を付与することができる。この予圧の大きさは、前記コイルばね３２のばね定数や、このコイルばね３２に加えられる圧縮及びねじりの程度を変えることで調整することができる。
【００２４】
このようにウォーム軸２２に対し軸方向及び回転方向の予圧を付与することで、当該ウォーム軸２２の軸方向の遊びに起因する異音だけでなく、回転方向の遊びに起因する異音の発生を防止することができる。また、スリーブ２９の外周に配設した、一つの部材であるコイルばね３２によりウォーム軸２２に対し軸方向及び回転方向の予圧を付与するので、両方向の予圧付与を別々の手段で行う場合に比べてスペースの節約を行うことができる。さらに、コイルばね３２は、スリーブ２９の外径よりもわずかに大きい内径を有するものを選定することで、ラバースプリング又はラバーカップリングを用いて電動モータ１４の回転軸２１とウォーム軸２２との間の動力伝達を行う場合に比べ、径方向の寸法を小さくすることができる。
【００２５】
なお、前述した実施の形態では、コイルばね３２のモータ側端部をスリーブ２９のモータ側端部外周に形成したフランジ部からなる係合部３３と係合させているが、本発明は、これに限定されるものではなく、前記コイルばね３２のモータ側端部を、スリーブ２９よりもモータ側における回転軸２１に設けた係合部と係合させることもできる。この場合、コイルばね３２の反モータ側端部は、スリーブ２９の反モータ側端部外周に一体形成されたフランジ部からなる係合部と係合され、スリーブ２９は、前記凸部３５と同様の凸部により反モータ側への移動が規制される。この実施の形態においても、ウォーム軸２２に対し軸方向及び回転方向の予圧を付与することができ、当該ウォーム軸２２の軸方向の遊びに起因する異音だけでなく、回転方向の遊びに起因する異音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のパワーステアリング装置の一実施の形態の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１に示されるパワーステアリング装置における減速機構を示す部分断面説明図である。
【図３】図２の要部拡大説明図である。
【図４】係合部をモータ側から見た正面説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１４      電動モータ
２０      減速機構
２１      回転軸
２２      ウォーム軸
２３      ウォームホイール
２４      ウォーム
２５ａ    軸受装置
２５ｂ    軸受装置
２６ａ    外輪
２６ｂ    外輪
２７ａ    内輪
２７ｂ    内輪
２８      ジョイント部
２９      スリーブ
３０      セレーション部
３１      セレーション部
３２      コイルばね（付勢手段）
３３      係合部
３４      係合部
４０      玉
Ｐ      電動式パワーステアリング装置
【図１】
2008162531.tif 000003
【図２】
2008162531.tif 000004
【図３】
2008162531.tif 000005
【図４】
2008162531.tif 000006