(57)【要約】【課題】電動パワーステアリング装置において、電動モータの回転軸とアシスト軸のスプライン嵌合部におけるエアロック状態の発生を回避し、スプライン嵌合部の摺動性を向上すること。【解決手段】電動モータ３０の回転軸３２とアシスト軸２１をスプライン嵌合部４０により接続する電動パワーステアリング装置１０において、スプライン嵌合部４０を嵌合孔形成体４１の内歯４１Ａと嵌合軸形成体４２の外歯４２Ａの噛合により構成し、嵌合軸形成体４２に外歯欠除部４２Ｂを形成し、嵌合孔形成体４１の嵌合孔の内部で嵌合軸形成体４２により閉じ込められる空間４３を外歯欠除部４２Ｂにより外部に連通可能にするもの。【選択図】　図５
2004114936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータをハウジングに固定し、該ハウジングにアシスト軸を支持し、電動モータの回転軸とアシスト軸をスプライン嵌合部により接続し、アシスト軸と操舵装置の操舵力伝達系とを歯車機構によって連結し、電動モータの補助操舵力を操舵装置の操舵力伝達系に伝達する電動パワーステアリング装置において、
前記スプライン嵌合部を嵌合孔形成体の内歯と嵌合軸形成体の外歯の噛合により構成し、該嵌合軸形成体に外歯の少なくとも１山を欠除した外歯欠除部を形成し、該嵌合孔形成体の嵌合孔の内部で該嵌合軸形成体により閉じ込められる空間を該外歯欠除部により外部に連通可能にす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】
前記アシスト軸をハウジングに対し、軸方向の双方向に弾性支持する請求項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】
【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する。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置は、特許文献１に記載の如く、電動モータをハウジングに固定し、該ハウジングにアシスト軸を支持し、電動モータの回転軸とアシスト軸をスプライン嵌合部により接続し、アシスト軸と操舵装置の操舵力伝達系とを歯車機構によって連結し、電動モータの補助操舵力を操舵装置の操舵力伝達系に伝達する。これにより、操舵装置のステアリングホイールに印加する手動操舵力を操舵アシストする。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２５３５７８号公報（図６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電動パワーステアリング装置において、アシスト軸と操舵装置の操舵力伝達系とを連結する歯車機構（例えばウォームギヤとウォームホイール）は適度なバックラッシュを有していて、ステアリングホイールの操舵状況、又はタイヤを介して路面から作用する振動等により動力の伝達方向が反転すると、歯車機構及びこれに連結されているアシスト軸がバックラッシュ分だけ急に移動する。
【０００５】
他方、電動モータの回転軸とアシスト軸のスプライン嵌合部は、例えば回転軸に設けられる嵌合孔形成体の内歯とアシスト軸に設けられる嵌合軸形成体の外歯の噛合により構成され、その噛合部にグリースが塗布されている。
【０００６】
このため、アシスト軸が歯車機構のバックラッシュ分の移動により、嵌合孔形成体の嵌合孔に対する嵌合軸形成体のピストン作用が繰り返されると、嵌合孔の内部で嵌合軸形成体により閉じ込められる空間の空気が圧縮されて高圧化され、この空圧力がスプライン嵌合部の噛合部のグリースをスプライン嵌合部の開口部にはみ出させ、スプライン嵌合部をシールする（図６）。嵌合孔形成体の嵌合孔の内部で嵌合軸形成体により閉じ込められる空間がグリースのシールにより封止されたエアロック状態になり、電動モータの回転軸とアシスト軸を接続しているスプライン嵌合部の摺動性が悪化し、結果として、電動モータの負荷が過大になったり、歯車機構の円滑な回転を阻害する虞がある。
【０００７】
本発明の課題は、電動パワーステアリング装置において、電動モータの回転軸とアシスト軸のスプライン嵌合部におけるエアロック状態の発生を回避し、スプライン嵌合部の摺動性を向上することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電動モータをハウジングに固定し、該ハウジングにアシスト軸を支持し、電動モータの回転軸とアシスト軸をスプライン嵌合部により接続し、アシスト軸と操舵装置の操舵力伝達系とを歯車機構によって連結し、電動モータの補助操舵力を操舵装置の操舵力伝達系に伝達する電動パワーステアリング装置において、前記スプライン嵌合部を嵌合孔形成体の内歯と嵌合軸形成体の外歯の噛合により構成し、該嵌合軸形成体に外歯の少なくとも１山を欠除した外歯欠除部を形成し、該嵌合孔形成体の嵌合孔の内部で該嵌合軸形成体により閉じ込められる空間を該外歯欠除部により外部に連通可能にするようにしたものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記アシスト軸をハウジングに対し、軸方向の双方向に弾性支持するようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は電動パワーステアリング装置を一部破断して示す正面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４は図３の要部拡大図、図５はスプライン嵌合部を示す端面図、図６はスプライン嵌合部のエアロック状態を示す模式図である。
【００１１】
電動パワーステアリング装置１０は、図１、図２に示す如く、車体フレーム等に固定されるアルミ合金製のギヤハウジング１１を有する。電動パワーステアリング装置１０の操舵装置１０Ａは、ステアリングホイールが結合されるステアリング軸１２にトーションバー１３を介してピニオン軸１４を連結し、このピニオン軸１４にピニオン１５を設け、このピニオン１５に噛合うラック１６Ａを備えたラック軸１６をギヤハウジング１１に左右動可能に支持している。ステアリング軸１２とピニオン軸１４の間には、操舵トルク検出装置１７を設けてある。尚、ステアリング軸１２とピニオン軸１４は軸受１２Ａ、１４Ａ、１４Ｂを介してギヤハウジング１１に支持される。ラック軸１６は、一端をラックガイド１８Ａに、他端を軸受１８Ｂに摺動自在に支持される。そして、ラック軸１６の中間部には左右のタイロッド１９Ａ、１９Ｂが連結される。
【００１２】
ギヤハウジング１１には、図３に示す如く、電動モータ３０のモータケース３１が固定され、電動モータ３０の回転軸３２にはアシスト軸２１がスプライン嵌合部４０により接続され、アシスト軸２１はボールベアリング等の軸受２２、２３によりギヤハウジング１１に両端支持されている。そして、アシスト軸２１の軸受２２、２３で挟まれる中間部にウォームギヤ２５を一体に備え、このウォームギヤ２５に噛合うウォームホイール２６をピニオン軸１４の中間部に固定してある。電動モータ３０の発生トルク（補助操舵力）は、ウォームギヤ２５とウォームホイール２６の噛合い、ピニオン１５とラック１６Ａの噛合いを介してラック軸１６に操舵アシスト力となって付与され、運転者がステアリング軸１２に付与する操舵力をアシストする。
【００１３】
即ち、ウォームギヤ２５とウォームホイール２６は本発明の歯車機構２４を構成する。歯車機構２４はアシスト軸２１と操舵装置１０Ａの操舵力伝達系を構成するピニオン１５とを連結し、電動モータ３０の補助操舵力を操舵装置１０Ａの操舵力伝達系に伝達する。
【００１４】
アシスト軸２１はハウジング１１に対し、軸方向の双方向に弾性支持され、電動パワーステアリング装置１０の反転駆動時や、タイヤの縁石乗り上げ時等に、アシスト軸２１に作用する過大推力を吸収しながらアシスト軸２１を軸方向の双方向に移動可能にし、結果として、アシスト軸２１に接続されている歯車機構２４（ウォームギヤ２５、ウォームホイール２６）の歯面に生ずる衝撃力を緩和して歯面同士の叩き音を低減し、或いはアシスト軸２１の慣性推力によるトルク伝達経路の損傷を回避する。
【００１５】
即ち、図４に示す如く、アシスト軸２１のための軸受２２、２３の外輪２２Ａ、２３Ａはギヤハウジング１１に固定され、アシスト軸２１を軸受２２、２３の内輪２２Ｂ、２３Ｂに隙間嵌めする。軸受２２の外輪２２Ａはギヤハウジング１１の段差部１１Ａと該ハウジング１１に螺着されるストッパ２９により挟持固定され、軸受２３の外輪２３Ａは該ハウジング１１の段差部１１Ｂに押当て固定される。アシスト軸２１におけるウォームギヤ２５の両側方にフランジ２７、２８を設ける。アシスト軸２１のフランジ２７と軸受２２の内輪２２Ｂとの間に未圧縮又は予圧縮された弾性支持具５０を介装し、アシスト軸２１のフランジ２８と軸受２３の内輪２３Ｂとの間に未圧縮又は予圧縮された弾性支持具６０を介装する。軸受２２はストッパ２９と弾性支持具５０によりボール２２Ｃの両側から挟み込まれ、軸受２３はギヤハウジング１１の段差部１１Ｂと弾性支持具６０によりボール２３Ｃの両側から挟み込まれる。弾性支持具５０と弾性支持具６０は、アシスト軸２１への装填状態で、アシスト軸２１に一定以上の推力が作用していない中立状態では、アシスト軸２１を軸方向の中立位置に保持し、アシスト軸２１に一定以上の推力が作用し、一方の弾性支持具５０（又は６０）がこの推力によって圧縮変形せしめられる変位状態では、アシスト軸２１を軸方向の双方向のいずれかに移動可能に弾性支持する。
【００１６】
以下、電動パワーステアリング装置１０において、アシスト軸２１の軸方向の移動を許容する、アシスト軸２１と電動モータ３０の回転軸３２とのスプライン嵌合部４０の構成について詳述する。
【００１７】
アシスト軸２１と電動モータ３０の回転軸３２とのスプライン嵌合部４０は、図３に示す如く、回転軸３２の先端部からなる嵌合孔形成体４１の例えばインボリュートスプライン歯形からなる内歯４１Ａと、アシスト軸２１の先端部からなる嵌合軸形成体４２の例えばインボリュートスプライン歯形からなる外歯４２Ａの噛合いにより構成される。
【００１８】
スプライン嵌合部４０にあっては、図５に示す如く、嵌合軸形成体４２に外歯４２Ａの少なくとも１山を欠除した外歯欠除部４２Ｂを形成する。外歯欠除部４２Ｂは、例えば嵌合軸形成体４２における外歯４２Ａの先端側の端面から歯筋長手方向に沿う全長に渡って欠除され（外歯４２Ａの先端側の端面から歯筋長手方向に沿う中間部に渡って欠除されるものでも可）、嵌合孔形成体４１の嵌合孔の内部で嵌合軸形成体４２により閉じ込められる空間４３を外部（嵌合孔形成体４１の嵌合孔の外部）に連通可能にする。
【００１９】
電動パワーステアリング装置１０にあっては、スプライン嵌合部４０を上述の如くに構成したから以下の作用がある。
【００２０】
▲１▼アシスト軸２１が歯車機構２４（ウォームギヤ２５、ウォームホイール２６）のバックラッシュ分の移動により、アシスト軸２１と電動モータ３０の回転軸３２とのスプライン嵌合部４０を構成する嵌合孔形成体４１の嵌合孔に対する嵌合軸形成体４２のピストン作用が繰り返されるとき、嵌合孔の内部で嵌合軸形成体４２により閉じ込められる空間４３の空気は、嵌合軸形成体４２の外歯欠除部４２Ｂから外部に放出される。これにより、嵌合孔形成体４１の嵌合孔の内部で嵌合軸形成体４２により閉じ込められる空間４３の空気が圧縮されて高圧化されることがないから、スプライン嵌合部４０の噛合い部のグリース４４を図６に示す如くにその開口部にはみ出させ、このグリース４４によりスプライン嵌合部４０をシールすることがない。従って、嵌合孔形成体４１の嵌合孔の内部で嵌合軸形成体４２により閉じ込められる空間４３がグリース４４のシールにより封止されたエアロック状態にならず、スプライン嵌合部４０の摺動性を向上する。電動モータ３０の負荷が過大にならないし、歯車機構４０の円滑な回転を阻害することもない。
【００２１】
▲２▼アシスト軸２１が弾性支持具５０、６０の介装によってハウジング１１に対し軸方向の双方向に大きく移動し、嵌合孔形成体４１の嵌合孔に対する嵌合軸形成体４２のピストン作用が大きく繰り返されるときにも、前述▲１▼によりスプライン嵌合部４０におけるエアロック状態の発生を回避し、スプライン嵌合部４０の摺動性を向上する。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態を図面により記述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、アシスト軸と電動モータの回転軸とは、カップリング等の接続体を介して接続され、アシスト軸と接続体との間に本発明のスプライン嵌合部を設け、又は電動モータの回転軸と接続体との間に本発明のスプライン嵌合部を設けることにより、電動モータの回転軸とアシスト軸をそれらのスプライン嵌合部により接続するものであっても良い。
【００２３】
また、本発明の歯車機構は、ウォームギヤとウォームホイールからなるものに限らず、平歯車、傘歯車等からなるものでも良い。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、電動パワーステアリング装置において、電動モータの回転軸とアシスト軸のスプライン嵌合部におけるエアロック状態の発生を回避し、スプライン嵌合部の摺動性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は電動パワーステアリング装置を一部破断して示す正面図である。
【図２】図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図４は図３の要部拡大図である。
【図５】図５はスプライン嵌合部を示す端面図である。
【図６】図６はスプライン嵌合部のエアロック状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１０　電動パワーステアリング装置
１０Ａ　操舵装置
１１　ハウジング
１５　ピニオン（操舵力伝達系）
２１　アシスト軸
２４　歯車機構
３０　電動モータ
３２　回転軸
４０　スプライン嵌合部
４１　嵌合孔形成体
４１Ａ　内歯
４２　嵌合軸形成体
４２Ａ　外歯
４２Ｂ　外歯欠除部
４３　空間
【図１】
2004114936.tif 000003
【図２】
2004114936.tif 000004
【図３】
2004114936.tif 000005
【図４】
2004114936.tif 000006
【図５】
2004114936.tif 000007
【図６】
2004114936.tif 000008