(57)【要約】【課題】ウォームに加わる逆入力荷重による押付体部分での音鳴りを低減することができるとともに、組立て工数を削減することができるようにする。【解決手段】操舵補助用の電動モータ１によって回転されるウォーム３をウォームホイール４に向けて押付ける押付体８と、該押付体８の移動量を制限する制限体１３と、該制限体１３及び押付体８間に介装された緩衝体１４とを備えており、該緩衝体１４を、積層された軟質部１４ａ及び該軟質部より硬度の高い硬質部１４ｂからなる構成とし、逆入力荷重がウォーム３に加わった場合、軟質部１４ａを撓ませて押付体部分での音鳴りを低減し、この軟質部１４ａが劣化したとき硬質部１４ｂにより音鳴りを低減するようにした。【選択図】        図１
2004291881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータによって回転される駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、舵取手段に繋がる従動歯車と、前記駆動歯車及び従動歯車の回転中心間距離が長短となる方向へ移動可能であり、この移動によって前記駆動歯車を従動歯車に向けて押付ける押付体と、該押付体の移動量を制限する制限体と、該制限体及び前記押付体間に介装された緩衝体とを備え、前記電動モータの回転によって操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置において、前記緩衝体は積層された軟質部及び該軟質部より硬度の高い硬質部からな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】
前記軟質部は前記押付体を付勢して前記駆動歯車及び従動歯車の噛合部に予圧を加えるための弾性復元力を有する請求項１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】
本発明は操舵補助力の発生源として電動モータを用いてなる電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータ及び該電動モータの回転力を舵取手段に伝える減速歯車機構を備えており、操舵手段の回転に応じた舵取手段の動作を前記電動モータの回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
【０００３】
減速歯車機構はその一端部が前記電動モータの出力軸に連動連結されるウォームと、該ウォームに噛合し、舵取手段に繋がるウォームホイールと、ウォーム及びウォームホイールの回転中心間距離が長短となる方向への移動が可能であり、ウォームをウォームホイールに向けて押付ける押付体と、ウォームのウォームホイールとの噛合部に予圧を加えるべく前記押付体を付勢するコイルバネとを備え、前記噛合部に予圧を加えることによりバックラッシュ量を少なくするように構成されている（例えば、特許文献１。）。
【０００４】
ところで、電動パワーステアリング装置にあっては、車両が凹凸路を走行する場合等によって操向輪から操舵軸を介して逆入力荷重がウォームに加わったとき、該ウォームが前記回転中心間距離が長くなる方向へ離間するように押圧され、前記押付体が移動するとともにコイルバネが撓むことになるため、押付体の移動量を規制する規制体が設けられている。また、押付体及び規制体は金属材料により形成されているため、移動した押付体が規制体に当接したとき、衝撃音が発生する。従って、この衝撃音を低減すべく押付体と規制体との間にゴム板、合成樹脂板等の緩衝体が介在されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−２２１８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上のように緩衝体を備えた電動パワーステアリング装置において、緩衝体の硬度が高い場合、逆入力荷重によって緩衝体が制限体に当接したとき、音鳴りすることになる。また、緩衝体の硬度が低い場合、硬度が高い緩衝体に比べて耐久性が劣るため、緩衝体が劣化したとき、押付体が制限体に直接当接することなり、音鳴りすることが予測される。
また、押付体及び制限体とは別個に前記回転中心間距離を調整するためのコイルバネ及び緩衝体を必要とするため、部品点数が多く、組立て工数が増加することになり、改善策が要望されていた。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、逆入力荷重による押付体部分での音鳴りを低減することができるとともに、組立て工数を削減することができ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。
【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、電動モータによって回転される駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、舵取手段に繋がる従動歯車と、前記駆動歯車及び従動歯車の回転中心間距離が長短となる方向へ移動可能であり、この移動によって前記駆動歯車を従動歯車に向けて押付ける押付体と、該押付体の移動量を制限する制限体と、該制限体及び前記押付体間に介装された緩衝体とを備え、前記電動モータの回転によって操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置において、前記緩衝体は積層された軟質部及び該軟質部より硬度の高い硬質部からなることを特徴とする。
【０００９】
第１発明にあっては、逆入力荷重等によって駆動歯車が前記回転中心間距離が長くなる方向へ離間するように押圧されたとき、緩衝体の軟質部が例えば制限体に当接するため、緩衝体部分での音鳴りを低減することができる。しかも、経年使用により軟質部が劣化して破損した場合、この軟質部の代わりに硬質部が例えば制限体に当接するため、緩衝体部分での音鳴りを硬質部によって低減することができる。
【００１０】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記軟質部は前記押付体を付勢して前記駆動歯車及び従動歯車の噛合部に予圧を加えるための弾性復元力を有することを特徴とする。
【００１１】
第２発明にあっては、積層された軟質部及び硬質部からなる緩衝体の軟質部が前記噛合部に予圧を加えているため、コイルバネ及び緩衝体を備える電動パワーステアリング装置に比べて部品点数を削減できるとともに、コストを低減できる。
【００１２】
【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詳述する。
図１は本発明に係る電動パワーステアリング装置の減速歯車機構部分の構成を示す拡大断面図、図２は電動パワーステアリング装置の全体の構成を示す断面図である。
【００１３】
電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータ１と、該電動モータ１の出力軸１ａに雄形継手部２ａ及び雌形継手部２ｂを有する軸継手２を介して継合される駆動歯車としてのウォーム３及び該ウォーム３に噛合する従動歯車としてのウォームホイール４を有する減速歯車機構Ａと、該減速歯車機構Ａに繋がる舵取手段５とを備えている。
【００１４】
この舵取手段５は、一端部が舵取りのための操舵輪Ｂに繋がり、他端部に筒部５１ａを有する第１の操舵軸５１と、筒部５１ａ内に挿入されてその一端部が第１の操舵軸５１の筒部５１ａに連結され、操舵輪Ｂに加わる操舵トルクの作用によって捩れるトーションバー５２と、他端部がトーションバー５２の他端部に連結され、減速歯車機構Ａに繋がる第２の操舵軸５３とを備え、該第２の操舵軸５３がユニバーサルジョイントを介して例えばラックピニオン式の舵取機構（不図示）に繋がる。
【００１５】
減速歯車機構Ａのウォーム３は歯部３ａの両端に軸部３ｂ，３ｃを有しており、一方の端部である軸部３ｂが転がり軸受６を介してハウジング７に回転自在に支持された状態で電動モータ１の出力軸１ａに連動連結され、他方の端部である軸部３ｃが円柱形の押付体８を介してハウジング７内に嵌合支持されている。尚、軸部３ｂは転がり軸受６の内輪６ａに圧入されている。ウォームホイール４は第２の操舵軸５３の途中に嵌合固定されている。
【００１６】
ハウジング７はウォーム３を収容し、該ウォーム３の軸部３ｂ，３ｃを、転がり軸受６及び押付体８を介して回転自在に支持した第１収容部７ａと、ウォームホイール４を収容し、該ウォームホイール４を第２の操舵軸５３及び該第２の操舵軸５３に嵌合された２つの転がり軸受１０，１１を介して支持した第２収容部７ｂとを有する。
【００１７】
第１収容部７ａはウォーム３の軸長方向に長くなっており、その長手方向一端部には転がり軸受６を遊嵌支持する支持孔７１と、該支持孔７１に連なるねじ孔７２及びモータ取付部７３が設けられており、ねじ孔７２に転がり軸受６を固定するためのねじ環１２が螺着されている。また、モータ取付部７３に電動モータ１が取付けられている。
【００１８】
第１収容部７ａの他端部には、ウォーム３の軸部３ｃが挿入される凹孔７４及び該凹孔７４の内面に臨み、ウォーム３及びウォームホイール４の回転中心間距離Ｈが長短となる方向に穿設された円形の収容孔７５が設けられている。この収容孔７５には軸部３ｃが回転自在に嵌合され、回転中心間距離Ｈが長短となる方向への移動を可能とした押付体８と、該押付体８の移動量を制限する制限体１３と、該押付体８及び制限体１３の間に介在され、押付体８を回転中心間距離Ｈが短くなる方向へ付勢する緩衝体１４とが収容されている。尚、制限体１３は収容孔７５に螺着されており、該制限体１３を回し操作することにより緩衝体１４の撓み量を調整することができるようにしてある。
【００１９】
押付体８は金属材料によって円柱形に形成されており、その長手方向の中間位置、換言すれば前記収容孔７５に沿って移動する移動方向の中間位置に前記移動方向と直交するように貫通された軸受孔８ａが穿設されており、該軸受孔８ａに前記軸部３ｃが回転可能に嵌合されたすべり軸受８１を設けてあり、該すべり軸受８１を介して軸部３ｃを押付体８に支持してある。また、押付体８の規制体１３と向き合う面には円形の凹部８ｂが設けられており、該凹部８ｂに緩衝体１４が嵌合保持されている。
【００２０】
この緩衝体１４はゴム、軟質合成樹脂（例えば軟質ポリウレタンホーム）等の可撓性を有する軟質材からなる軟質部１４ａと、該軟質部１４ａよりも硬度が高く、合成樹脂等の緩衝性を有する硬質材からなる硬質部１４ｂとを押付体８の移動方向に積層したものであり、硬質部１４ｂが凹部８ｂに嵌合され、軟質部１４ａが制限体１３に接触している。
【００２１】
軟質部１４ａは弾性復元力によって押付体８を付勢し、ウォーム３のウォームホイール４との噛合部に予圧を加えることができるだけの弾性力を有しており、接着剤等によって硬質部１４ｂに結合されている。硬質部１４ｂは合成樹脂等の板体を用いてなり、凹部８ｂの深さ寸法よりも厚肉とし、軟質部１４ａが劣化して破損した場合、硬質部１４ｂが制限体１３と接触するようにしてある。
【００２２】
電動モータ１の出力軸１ａとウォーム３の軸部３ｂとはセレーションを有する雄形継手部２ａ及び雌形継手部２ｂを介して連動連結されている。雄形継手部２ａは軸部３ｂの周面にセレーションを設けることにより構成されており、雌形継手部２ｂは出力軸１ａに嵌合固定された筒部材２ｃの内側にセレーションを設けることにより構成されており、雄形継手部２ａ及び雌形継手部２ｂがセレーション嵌合されている。
【００２３】
ハウジング７内には、トーションバー５２の捩れに応じた第１の操舵軸５１及び第２の操舵軸５３の相対回転変位量によって操舵輪Ｂに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ１５が内装されており、該トルクセンサ１５が検出したトルク等に基づいて電動モータ１が駆動制御されるように構成されている。
【００２４】
以上のように構成された電動パワーステアリング装置は、ウォーム３を組込む場合、凹部８ｂに緩衝体１４が嵌合保持された押付体８をハウジング７の収容孔７５に挿入し、ハウジング７の第１収容部７ａに収容するウォーム３の軸部３ｃを凹孔７４から押付体８の軸受孔８ａに挿入する。
【００２５】
このようにウォーム３及び押付体８を組込んだ後、制限体１３を収容孔７５に螺合し、該制限体１３の回転操作により緩衝体１４を介して押付体８を移動させ、さらに、転がり軸受６への支持部を支点としてウォーム３を揺動させ、該ウォーム３をウォームホイール４の歯面に接触させ、ウォーム３及びウォームホイール４の回転中心間距離Ｈを調整し、ウォーム３及びウォームホイール４の噛合部のバックラッシュ量をなくすることができる。また、押付体８と制限体１３との間に介在された緩衝体１４がウォーム３をウォームホイール４に向けて付勢し、該ウォーム３のウォームホイール４との噛合部に予圧を加えている。
【００２６】
車両が凹凸路を走行する場合等によって操向輪から第２の操舵軸５３、ウォームホイール４を介して逆入力荷重がウォーム３に加わり、前記回転中心間距離Ｈが長くなる方向へ離間するようにウォーム３が押圧され、前記回転中心間距離Ｈが長くなる方向へ押付体８が移動する場合、軟質部１４ａと硬質部１４ｂとが積層されている緩衝体１４の軟質部１４ａが撓み、押付体８の移動を抑制することができるため、緩衝体１４による音鳴りを低減することができ、バックラッシュ量の増加を少なくすることができる。しかも、経年使用により、軟質部１４ａが劣化し、逆入力荷重によって軟質部１４ａが破損した場合、硬質部１４ｂが制限体１３と接触し、押付体８の移動を抑制することができるため、緩衝体１４による音鳴りを低減することができる。
【００２７】
尚、以上説明した実施の形態では、緩衝体１４の硬質部１４ｂを押付体８側に設け、軟質部１４ａを制限体１３側に設けた構成としたが、その他、硬質部１４ｂを押付体８側に設け、軟質部１４ａを制限体１３側に設けた構成としてもよい。また、緩衝体１４を軟質部１４ａと硬質層との２層構造としたが、その他、例えば硬質部１４ｂの上下に軟質部１４ａ，１４ａが積層された３層構造であってもよいし、また、硬質部１４ｂを軟質部１４ａが包込むことにより積層された構造としてもよい。
また、押付体８に凹部８ｂを設け、該凹部８ｂに緩衝体１４を嵌合保持したが、その他、凹部８ｂをなくし、押付体８の端面に緩衝体１４を接着剤等により接合してもよい。
【００２８】
図３は減速歯車機構部分の他の構成を示す拡大断面図である。
この減速歯車機構部分は、電動モータ１の回転を、トラクションドライブからなる減速機構Ｃと、ウォーム３及びウォームホイール４を有する減速歯車機構Ａとにより２段階に減速して第２の操舵軸５３に伝動するようにしたものである。
【００２９】
減速機構Ｃは、電動モータ１の出力軸１ａの端部に設けられたサンローラ部１６と、該サンローラ部１６に接触して転動する複数のローラ１７と、サンローラ部１６の回転中心に対し偏位し、転がり軸受１８を介して各ローラ１７を支持する複数のローラ軸１９を有する支持体２０と、各ローラ１７に接触し、各ローラ１７を取り囲む筒体２１とを備えている。支持体２０はウォーム３の軸部３ｂと一体に形成されており、該支持体２０の中心部に転がり軸受２２を介して出力軸１ａの端部が相対回転自在に嵌合されている。筒体２１はモータ取付部７３の内側にねじ環２３により固定されている。
また、ウォーム３の反電動モータ側の軸部３ｃは転がり軸受２４を介してハウジング７の第１収容部７ａの他端部に支持されている。
【００３０】
このように構成された電動パワーステアリング装置は、電動モータ１の回転が出力軸１ａ、サンローラ部１６を経て各ローラ１７に伝動され、該ローラ１７が自転しながら公転し、ローラ軸１９及び支持体２０を介してウォーム３が回転し、電動モータ１の回転を減速することができ、さらにウォーム３と噛合するウォームホイール４が回転し、電動モータ１の回転をさらに減速することができる。この結果、高減速化が可能であり、高速回転型の電動モータを用いることができ、コストの低減、省スペース及び高効率化を図ることができる。
図３の実施の形態において、その他の構成及び作用は図１、図２の実施の形態と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００３１】
尚、以上説明した実施の形態の減速歯車機構Ａは、駆動歯車であるウォーム３及び従動歯車であるウォームホイール４を備えたウォーム歯車である他、駆動歯車であるハイポイドピニオン及び従動歯車であるハイポイドホイールを備えたハイポイド歯車であってもよい。さらに、駆動歯車、従動歯車としてベベルギヤ、はすば歯車であってもよく、はすば歯車の一部とウォーム歯車の一部とを合成した歯車であってもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明によれば、逆入力荷重によって駆動歯車が前記回転中心間距離が長くなる方向へ離間するように押圧されたとき、緩衝体部分での音鳴りを低減することができ、しかも、経年使用により軟質部が劣化した場合においても緩衝体部分での音鳴り低減することができる。
【００３３】
第２発明によれば、コイルバネ及び緩衝体を備える電動パワーステアリング装置に比べて部品点数を削減できるとともに、コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の減速歯車機構部分の構成を示す拡大断面図である。
【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全体の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る電動パワーステアリング装置の減速歯車機構部分の他の構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１    電動モータ
１ａ  出力軸
３    ウォーム（駆動歯車）
４    ウォームホイール（従動歯車）
８    押付体
１３  制限体
１４  緩衝体
１４ａ  軟質部
１４ｂ  硬質部
【図１】
2004291881.tif 000003
【図２】
2004291881.tif 000004
【図３】
2004291881.tif 000005