(57)【要約】【課題】バックラッシュの適切な調整で歯車間の歯打ち音の低減を図る。【解決手段】電動パワーステアリング装置１は、ハウジング５の内部に大ベベルギヤ８を連結したラック軸３を直動可能に支持する。ハウジング５は大ベベルギヤ８を覆う箇所からホルダ部５ａを突設し、ホルダ部５ａの端面に形成した開口５ｄに、出力軸４ａに小ベベルギヤ９を連結した電動モータ４を保持するモータハウジング１０を方向Ｘへ移動可能に嵌合する。ホルダ部５ａはネジ体１１を螺合し、ネジ体１１は、一端に設けた係止部１１ａをモータハウジング１０の係止溝１０ｇに係止する。ネジ体１１の回転によりモータハウジング１０を移動させギヤ間のバックラッシュを調整し、調整した位置はネジ体１１に螺合したロックナット１２を締め付けて保持する。【選択図】　　　　図１
2004114865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大歯車が連結された操舵力伝達用の伝達軸を内部に支持するハウジングに形成してある開口に、前記大歯車に噛合する小歯車を出力軸に連結してある操舵補助用の電動モータを保持するモータハウジングを嵌合して、前記電動モータの駆動により操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、
前記開口は、
前記出力軸の軸長方向に略直交し且つ前記出力軸及び前記伝達軸が対向する方向に平行な方向の寸法を前記モータハウジングの外形寸法より大きくしており、
前記ハウジングは、
前記モータハウジングを前記伝達軸に対して近接離反するように前記平行な方向へ移動させる移動手段を備え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】
前記ハウジングは更に、
前記移動手段が前記モータハウジングを移動させた位置を保持する位置保持手段を備える請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記開口には、前記平行な方向に沿う内面が形成してあり、前記モータハウジングには、前記内面に当接する摺動面が形成してある請求項１又は請求項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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に、操舵軸又は舵取軸のような操舵力の伝達軸が有する大歯車と、操舵補助用の電動モータに連結された小歯車とのバックラッシュを調整して歯打ち音（ラトル音）の低減を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の操舵装置として電動モータの発生トルクにより操舵補助を行う電動パワーステアリング装置が存在する。このような電動パワーステアリング装置は、操舵力の伝達軸を支持するハウジングに形成された開口に、電動モータを保持したモータハウジングを取り付けて、伝達軸側の大歯車に電動モータ側の小歯車を噛合させ、電動モータの駆動力を伝達軸に伝える構成にしている。
【０００３】
伝達軸にはステアリングホイールに連結された操舵軸又はラック軸のような舵取軸が相当し、これら操舵軸又は舵取軸が電動モータにより駆動補助される。また、操舵軸又は舵取軸に対して電動モータの出力軸は、駆動力の伝達形態に応じて、平行、直交又は斜交する位置関係で配置され、大歯車及び小歯車には、このような両軸の位置関係に対応した種類の歯車が適用される。
【０００４】
大歯車及び小歯車を滑らかに回転させるには所要のバックラッシュが必要であるが、バックラッシュの量が適正でない場合、歯車間で過大な歯打ち音が発生するため、バックラッシュの量を適正にする調整が必要となる。バックラッシュの調整は、例えば、ハウジングとモータハウジング間にシムを介在させることで行い、このシムの枚数及びシムの厚み等を適宜変更することで、所要のバックラッシュの量を確保する。また、軸受けホルダ及びモータのハウジングを螺合して出力軸方向に移動可能にすることで、バックラッシュを調整する構成も開示されている（特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特許２９５２９４２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
大歯車及び小歯車を夫々取り付ける両軸の位置関係によっては、従来のバックラッシュの調整では不十分となる場合がある。例えば、操舵軸又は舵取軸に対して出力軸が斜交する場合、シムの介在だけでは出力軸方向の調整に留まり、軸間距離を調整する方向には対応できず、バックラッシュを所要の量に調整するのが困難であった。そのため、依然として歯車間において歯打ち音を所要レベルまで低減できないと云う問題がある。また、上述した特許文献１に記載の構成も、出力軸方向の調整のみを行うので、バックラッシュを適切に調整するのが困難となる場合がある。
【０００７】
本発明は、斯かる問題に鑑みてなされたものであり、モータハウジングを操舵力の伝達軸に対して近接離反する方向に移動可能にすることで、バックラッシュの調整度を拡大して歯打ち音を確実に低減可能とした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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、大歯車が連結された操舵力伝達用の伝達軸を内部に支持するハウジングに形成してある開口に、前記大歯車に噛合する小歯車を出力軸に連結してある操舵補助用の電動モータを保持するモータハウジングを嵌合して、前記電動モータの駆動により操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、前記開口は、前記出力軸の軸長方向に略直交し且つ前記出力軸及び前記伝達軸が対向する方向に平行な方向の寸法を前記モータハウジングの外形寸法より大きくしており、前記ハウジングは、前記モータハウジングを前記伝達軸に対して近接離反するように前記平行な方向へ移動させる移動手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
第１発明にあっては、ハウジングの開口を、嵌合されたモータハウジングを移動できる大きさに形成すると共に、ハウジングはモータハウジングを移動させる移動手段を備えるので、モータハウジングの移動に伴い小歯車が移動し、従来のシムの介在による調整方向と相違する方向でバックラッシュを調整できる。よって、従来調整できなかった方向に対してもバックラッシュの調整が可能になり、その結果、適正なバックラッシュを確保して歯車間の歯打ち音を確実に低減できる。
【００１０】
なお、移動手段としては、ハウジングに螺合されると共に一端がモータハウジングと回転可能に連結されるネジ体を適用できる。このように螺合されるネジ体の軸長方向とモータハウジングを移動させる方向とを一致させて、ネジ体を時計方向又は反時計方向に回転させることで、容易にモータハウジングの位置を微調整できる。
【００１１】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記ハウジングは更に、前記移動手段が前記モータハウジングを移動させた位置を保持する位置保持手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
第２発明にあっては、移動手段により適正に調整されたモータハウジングの位置を位置保持手段が保持するので、モータハウジングをハウジングに本固定するまで、一旦調整された位置がずれるのを防止でき、モータハウジング及びハウジングの組立性を良好にできる。なお、位置保持手段としては、移動手段に上述したネジ体が適用された場合、ネジ体に螺合されてネジ体をハウジングに固定するロックナットを用いることができる。
【００１３】
第３発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記開口には、前記平行な方向に沿う内面が形成してあり、前記モータハウジングには、前記内面に当接する摺動面が形成してあることを特徴とする。
【００１４】
第３発明にあっては、開口の内面にモータハウジングの摺動面が当接するので、移動手段によりモータハウジングを移動させる場合、内面に沿ってモータハウジングをスムーズに移動させることができ、バックラッシュの微調整も一段と容易に行うことができる。また、開口には夫々平行な内面を対向するように設けると共に、各内面に当接するような摺動面をモータハウジングに設けることで、モータハウジングが伝達軸に対して近接離反する方向へ、捻れ及びぶれ等が生じることなく移動できるように規制でき、より安定した移動形態を確保できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、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１の全体的な構成を示している。本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２の操舵力伝達用の伝達軸に相当するラック軸３の軸長方向の移動を、モータハウジング１０で保持された操舵補助用の電動モータ４で駆動補助するものである。
【００１６】
ラック軸３はハウジング５の内部に、軸長方向となる図中の左右方向へ移動可能に支持されており、図中の右方となる側にラック部３ａが形成されている。このラック部３ａは、ステアリングホイール２に連結された操舵軸６の端部に取り付けられているピニオン（図示せず）と噛合しており、ステアリングホイール２の操舵により操舵軸６及びピニオンが操舵方向に回転し、このピニオンの回転がラック部３ａを通じて伝達されることでラック軸３を左方向又は右方向に移動させている。
【００１７】
また、ラック軸３の左方となる側には送りネジ機構が設けてある。この送りネジ機構は、ラック軸３自体に形成されたネジ溝３ｂにボールナット７を回転可能に外嵌した構成にしている。ボールナット７はネジ溝３ｂに螺合される多数のボールを内部に有しており、ボールナット７の回転をボールを通じてネジ溝３ｂに伝達しラック軸３を左方向又は右方向に移動させる。
【００１８】
ボールナット７の外周にはラック軸３に連結された大歯車として、大ベベルギヤ８が取り付けてあり、この大ベベルギヤ８を電動モータ４の出力軸４ａに連結された小ベベルギヤ９（小歯車）と噛合させている。電動モータ４は操舵軸６の回転状況に応じて図示しない制御装置により駆動制御されており、自身の駆動力を小ベベルギヤ９及び大ベベルギヤ８等を介してラック軸３に伝達することで、ステアリングホイール２に付与される操舵力を補助している。
【００１９】
ラック軸３を覆うハウジング５は、大ベベルギヤ８が位置する箇所付近に斜めに突出するホルダ部５ａを形成している。ホルダ部５ａは図２にも示すように、突出側の端部にフランジ部５ｂを形成しており、このフランジ部５ｂの端面に内部の空洞部５ｃと連通する開口５ｄを形成している。
【００２０】
開口５ｄは、図４に示すように、例えば矩形状であり、この矩形状のままでハウジング５の奥方へ連なり、出力軸４ａの軸長方向に直交し且つ出力軸４ａ及びラック軸３が対向する方向に平行な方向Ｘ（図１のＸも同様）の寸法Ｌ１（図２中のＬ１も同様）をモータハウジング１０の方向Ｘに対応する外径寸法Ｌ２より大きくなるように形成している。また、開口５ｄの内周面の中に、方向Ｘと平行に沿う２つの内面５ｆ、５ｇを形成しており、各内面５ｆ、５ｇは表面粗さが小さい平坦面にしている。
【００２１】
また、ホルダ部５ａは、方向Ｘと直交する一方側の周壁５ｈには外部から空洞部５ｃに貫通し、方向Ｘと平行なネジ穴５ｉを形成している（図２も参照）。なお、ホルダ部５ａはフランジ部５ｂの周囲に、モータハウジング１０を固定するための固定用ネジ穴５ｅを２箇所に形成している。
【００２２】
上述したホルダ部５ａのネジ穴５ｉには、図２に示すように、モータハウジング１０の移動手段であるネジ体１１を螺合している。ネジ体１１は、ネジ穴５ｉのピッチに合致するネジ部が形成されたネジ軸部１１ａの一端部に円板状の係止部１１ｂを連結している。
【００２３】
また、ネジ穴５ｉに螺合されたネジ体１１のネジ軸部１１ａには、ネジ体１１の位置を保持する位置保持手段に相当するロックナット１２を螺合しており、図４に示すように、ホルダ部５ａの周壁５ｈに締め付け固定することで、ネジ体１１の位置を保持する。よって、ロックナット１２を締め付けるまでは、ネジ穴５ｉに螺合されたネジ体１１を時計方向又は反時計方向に回転させることで、周壁５ｈに対して係止部１１ｂの位置を移動できる。また、係止部１１ｂの所要位置に調整した後は、ロックナット１２を周壁５ｈへ締め付けることで、係止部１１ｂを調整した位置に保持できる。
【００２４】
一方、電動モータ４を保持するモータハウジング１０は、図１及び図３に示すように、出力軸４ａを回転自在に支持するベアリング１５、１６を内部に嵌め込んだ四角柱状の軸保持部１０ａの端部に矩形状のモータフランジ部１０ｂを一体にした形状に形成されている。
【００２５】
軸保持部１０ａは、ハウジング５のホルダ部５ａの開口５ｄに嵌合できる外形であり、上述したように図４中の方向Ｘの外形寸法Ｌ２を開口５ｄの寸法Ｌ１より小さくしている。また、図３中の幅方向の幅寸法Ｌ３は、図４の開口５ｄの方向Ｘに直交する方向の内幅寸法と略同等にし、両者の寸法を所謂すきまばめの関係に設定している。
【００２６】
さらに、軸保持部１０ａが開口５ｄに嵌合された場合に、開口５ｄの内面５ｆ、５ｇと当接する外面１０ｃ、１０ｄは表面が滑らかな摺動面にしている。このように軸保持部１０ａを形成することで、軸保持部１０ａは、開口５ｄに嵌合された状態で、図４中の方向Ｘでスムーズに移動可能にしている。
【００２７】
また、軸保持部１０ａは、図３に示すように、モータフランジ部１０ｂと反対側の先端面１０ｅに出力軸４ａを外方へ突出させる孔部１０ｆを形成していると共に、孔部１０ｆの上方に先端面１０ｅから長手方向へ連続して断面が略凸形状の係止溝１０ｇを形成している。
【００２８】
係止溝１０ｇの水平部１０ｈは、ネジ体１１の係止部１１ｂが収まる寸法にしており、係止溝１０ｇの垂直部１０ｉは、ネジ体１１のネジ軸部１１ａが収まる寸法にしている。係止溝１０ｇの垂直部１０ｉは、軸保持部１０ａの周壁の一外面１０ｊへ連通し、係止溝１０ｇに嵌め込んだネジ体１１を係止溝１０ｇに沿って移動できるようにしている。なお、モータハウジング１０のモータフランジ部１０ｂは、ホルダ部５ａのフランジ部５ｂに設けた２箇所の固定用ネジ穴５ｅと対応する位置に、長穴１０ｋを夫々形成している。
【００２９】
次に、出力軸４ａに小ベベルギヤ９を連結した電動モータ４を保持したモータハウジング１０を、ネジ体１１が取り付けられたホルダ部５ａの開口５ｄに嵌合し、小ベベルギヤ９を大ベベルギヤ８に噛合させると共にバックラッシュを調整する手順を図１に基づいて説明する。
【００３０】
先ず、モータハウジング１０を開口５ｄに嵌め込んで行く際に、係止溝１０ｇにネジ体１１の係止部１１ｂとネジ軸部１１ａとの連結付近を先端面１０ｅから嵌め込み、小ベベルギヤ９及び大ベベルギヤ８が噛合する状態まで嵌合する。この状態で小ベベルギヤ９及び大ベベルギヤ８の噛合状態を確認する。
【００３１】
噛合状態の確認により、両ギヤのバックラッシュを調整するためにモータハウジング１０を出力軸４ａの軸長方向でラック軸３から後退移動させる場合は、ホルダ部５ａのフランジ部５ｂとモータハウジング１０のモータフランジ部１０ｂとの間にシム１３を所要枚数挟み込む。また、モータハウジング１０を方向Ｘへラック軸３に対して近接離反させる場合は、ロックナット１２を緩めた状態でネジ体１１を時計方向又は反時計方向に回転させる。
【００３２】
このようなモータハウジング１０を方向Ｘで移動させる調整は、ネジ体１１の回転のみで行えるので大変容易であると共に、ネジ体１１の回転程度に応じてモータハウジング１０を微妙に移動できる。その結果、歯打ち音を低減させるようにバックラッシュを調整できる。また、モータハウジング１０は左右の摺動面である外面１０ｃ、１０ｄを開口５ｄの内面５ｆ、５ｇに当接させているので、捻れ及びこじれが生じないように移動方向を規制してスムーズな移動の確保に貢献している。
【００３３】
このような調整を行って歯打ち音が生じないバックラッシュの状態にしてから、ロックナット１２を締め上げることで、調整したモータハウジング１０の位置を保持する。その後、モータハウジング１０の長穴１０ｋから挿入した固定ボルト１４を固定用ネジ穴５ｅに螺合させて、モータハウジング１０をハウジング５のホルダ部５ａに固定し、電動モータ４の取付を完了している。
【００３４】
なお、本発明に係るバックラッシュの調整構造を有する電動パワーステアリング装置１は、上述した形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では大ベベルギヤ８をボールナット７を介在させてラック軸３に連結しているが、ステアリングホイールが連結された操舵軸の回転を電動モータで駆動補助する場合、操舵軸に大ベベルギヤを固定し、このように固定された大ベベルギヤとのバックラッシュの調整にも本発明は適用可能である。
【００３５】
また、本発明は、電動モータの出力軸と、操舵軸又は舵取軸が平行及び直交する配置でも適用可能である。さらに、このような両軸の位置関係に応じて、大歯車及び小歯車にハイポイドギヤ、平歯車、はすば歯車、やまば歯車及びウォームとウォームホイール等が使用される場合にも本発明を適用でき、微妙なバックラッシュの調整を可能にして歯打ち音を確実に低減することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上に詳述した如く、第１発明にあっては、バックラッシュの微調整を容易に行うことができるようになり、確実に歯車間の歯打ち音を低減できる。
第２発明にあっては、調整された位置を保持できるので本固定までに調整位置がずれるのを防止でき、組立性を向上できる。
第３発明にあっては、モータハウジングのスムーズな移動を実現でき、一段とバックラッシュの調整を容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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の全体概略図である。
【図２】ハウジングのホルダ部の一部断面概略図である。
【図３】モータハウジング及びネジ体の斜視図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１　電動パワーステアリング装置
３　ラック軸（伝達軸）
４　電動モータ
４ａ　出力軸
５　ハウジング
５ａ　ホルダ部
５ｄ　開口
５ｇ、５ｆ　内面
８　大ベベルギヤ（大歯車）
９　小ベベルギヤ（小歯車）
１０　モータハウジング
１０ｃ、１０ｄ　外面（摺動面）
１０ｇ　係止溝
１１　ネジ体（移動手段）
１１ａ　ネジ軸部
１１ｂ　係止部
１２　ロックナット（位置保持手段）
Ｘ　方向
【図１】
2004114865.tif 000003
【図２】
2004114865.tif 000004
【図３】
2004114865.tif 000005
【図４】
2004114865.tif 000006