(57)【要約】【課題】電動式パワーステアリング装置において、ボールナット機構側の第一べベルギアと、電動モータ側の第二べベルギアとを噛合させる場合に、電動モータの配設スペースをコンパクト化できるように構成する。【解決手段】ラック軸５に対して外嵌するナット部９に、電動モータ側のべベルギア８に噛合するギア部材１０を外嵌するにあたり、ギア部材１０を、ナット部９に一体的に外嵌する筒部１０ａと、ナット部９のラック５軸方向一端面から内径側に延出する端面部１０ｂとで構成し、端面部１０ｂの外側面１０ｃにギア歯１０ｄを形成して、該ギア歯１０ｄとべベルギア８との噛合部が、ナット部の一端面を越えた部位であり、ラック軸５に近接対向する部位でなされるように構成する。【選択図】　　　　図４
2004017687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作に応じてステアリングホイールを回転させるべくスラスト方向に移動するラック軸と、該ラック軸に同軸状に外嵌され、ラック軸に対して強制回転することでラック軸をスラスト方向に移動させるボールナット機構と、該ボールナット機構と一体に強制回転する第一べベルギアと、該第一べベルギアに噛合する第二べベルギアを備えた駆動機構とを備えてなる電動式パワーステアリング装置において、前記第一べベルギアは、ボールナット機構を構成するナット部に一体的に外嵌する筒部と、ナット部のラック軸方向一端面を越えて位置する端面部とが一体に形成され、該端面部で、前記第二べベルギアに噛合するように構成されている電動式パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、ナット部と第一べベルギアとは、回り止め状に固定する固定手段を介して一体化されている電動式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、乗用車、トラック等の車両に設けられるラックアシスト型の電動式パワーステアリング装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種、車両に設けられるラックアシスト型の電動式パワーステアリング装置のなかには、入力された操作量に応じて車両のステアリングホイールを回転させるべくスラスト方向に移動するラック軸と、該ラック軸に同軸状に外嵌され、ラック軸に対して強制回転することでラック軸をスラスト方向に移動させるボールナット機構と、該ボールナット機構と一体に強制回転する第一べベルギアと、該第一べベルギアと噛合する第二べベルギアを備えた駆動機構とを備えて構成されたものが知られている。このようなものにおいて、第一べベルギアは、例えば特開２０００−１９０８５５号公報に示すように、ボールナット機構を構成する筒状のナット部に一体的に外嵌する構成としたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記従来の第一べベルギアは、ナット部に外嵌する筒状体に形成され、該筒状体のラック軸方向一端面にギア歯が形成されたものになっている。このため、第一べベルギアと第二べベルギアとの噛合部位は、ナット部の外径側部位とならざるを得ず、駆動機構側の第二べベルギアの配設位置がナット部外径側に位置することとなる。これによって、第二べベルギアが設けられる駆動機構（電動モータ）をラック軸とは交差状に配設する場合に、駆動機構は、第二べベルギアがナット部外径側に位置する分、外径側にさらに離れた状態で設けられることになって、装置が大型化してしまうという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、操作に応じてステアリングホイールを回転させるべくスラスト方向に移動するラック軸と、該ラック軸に同軸状に外嵌され、ラック軸に対して強制回転することでラック軸をスラスト方向に移動させるボールナット機構と、該ボールナット機構と一体に強制回転する第一べベルギアと、該第一べベルギアに噛合する第二べベルギアを備えた駆動機構とを備えてなる電動式パワーステアリング装置において、前記第一べベルギアは、ボールナット機構を構成するナット部に一体的に外嵌する筒部と、ナット部のラック軸方向一端面を越えて位置する端面部とが一体に形成され、該端面部で、前記第二べベルギアに噛合するように構成されているものである。
そして、このようにすることにより、第一、第二べベルギアとの噛合部をラック軸外周に近接して配すことができ、コンパクト化を果せる。
このものにおいて、本発明のナット部と第一べベルギアとは、回り止め状に固定する固定手段を介して一体化されているものとすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図１〜図６の図面に基づいて説明する。
図面において、１は車両に装備される電動式パワーステアリング装置であって、該電動式パワーステアリング装置１は、左右方向を向く筒孔を有した第一、第二、第三ケーシング２、３、４を備えて三分割型のケーシングを備えて構成されており、これらケーシング２、３、４に左右方向に長いラック軸５がスラスト方向移動自在に内装されている。因みに、ラック軸５を内装するケーシングとしては、第二、第三ケーシング３、４が一体に形成された二分割型とすることもできる。
そして、ラック軸５は、左右両端部に位置する第一、第三ケーシング２、４のそれぞれ左右端部２ａ、４ａから外方に突出しており、これら突出先端に図示しない車輪側との連結機構が連結され、ラック軸５のスラスト変位に伴い車輪の向きが変位するように設定されているが、これらラック軸５の突出端部とケーシングの左右端部２ａ、４ａとのあいだは、伸縮自在のブーツ６に覆われている。さらに、前記ラック軸５の左側半部外周面には螺子溝５ａが刻設されている。
【０００６】
前記第一ケーシング２は、右側である第二ケーシング３側部位に位置してラック軸５を臨む開口部２ｂが形成され、該開口部２ｂ外周縁部に電動モータ７が取付け支持されている。前記電動モータ７の出力軸７ａは、ラック軸５に対して直交する位置関係で配されており、該出力軸７ａの突出先端がラック軸５の外周面側に突出し、該突出端部に、本発明の第二べベルギアに相当するべベルギア８がラック軸５外周面に近接状、かつ、回り止め状に一体的に嵌着されている。ここで、本実施の形態の電動モータ出力軸７ａは、ラック軸５に対して直交状となる位置関係で連動連結されているが、レイアウトの関係上、出力軸７ａがラック軸５に対して傾斜姿勢となって連動連結することも可能である。
さらに、第一ケーシング２の右半部は、左半部よりも大径なギアボックス部２ｃに形成されており、該ギアボックス部２ｃに内装されるラック軸５に外嵌したナット部９を回動自在に支持するように設定されている。前記ナット部９はボールナット機構Ｂを構成する部材であって、ラック軸５に同軸状の関係で外嵌されており、内周面には、ラック軸５外周の螺子溝５ａに対向して螺子溝９ａが刻設され、これらラック軸螺子溝５ａとナット部螺子溝９ａとのあいだにボール９ｂが介装される構成となっている。そして、ナット部９がラック軸５に対して正逆何れか一方に強制的に回転することに伴い、ラック軸５が左右方向何れかのスラスト移動を行うように構成されており、該構成は従来通りのものであるので、ここでの詳細な説明については省略する。
【０００７】
さらに、前記ナット部９の外周には、本発明の第一べベルギアに相当するギア部材１０が配設され、ナット部９と一体に回転するように構成されているが、該ギア部材１０の構成、ギア部材１０とナット部９との一体化についての詳細な説明は後述する。そして、このギア部材１０は、前記電動モータ７側のべベルギア８と噛合する構成となっており、電動モータ７の駆動に伴い正逆何れかに回転するべベルギア８に伴い対応する正逆何れかの方向に回転するように設定されており、該何れかの方向に回転することにより、ギア部材１０が前記ナット部９を強制的に一体回転せしめ、これによって、ラック軸５が左右何れか一方にスラスト移動するように設定されている。
【０００８】
一方、１１は、図示しないステアリングホイールが一体に取付けられる入力軸であって、該入力軸１１の基端部には、図示しないトルクセンサ等の必要な部材が設けられている一方、入力軸１１の基端部は、ラック軸５の右側部位を内装する第三ケーシング４に形成されたステアリングギアボックス４ｂに回動自在に内装されている。さらに、ステアリングギアボックス４ｂには、入力軸１１基端部とラック軸５とを動力伝導するための図示しないトーションバーを含む動力伝動機構が設けられている。そして、ステアリングホイールが回転操作されて入力軸１１が回転した場合に、トーションバーを含む動力伝動機構を介してラック軸５が左右方向何れかにスラスト移動を行う一方で、前記回転操作の操作力がトルクセンサにより検知され、該検知した信号に基づいて、前記電動モータ７が対応する駆動を行うことによって、べベルギア８、ギア部材１０、ナット部９を介してラック軸５が対応するスラスト移動を行うように設定されており、このようにして、ステアリングホイールの操作力に応じて、電動モータ７の駆動力に基づく補助がなされるように設定されている。
ここで、４ｃは第三ケーシング４に一体形成され、パワーステアリング装置１を躯体側に取付けるための取付け部である。
【０００９】
さて、前記ギア部材１０は、円筒状の筒部１０ａと、該筒部１０ａの一方の筒端側（本実施の形態では左端側）から内径側に延出するリング状の端面部１０ｂとが一体に形成されたものに構成されている。そして、端面部１０ｂの外側面１０ｃは軸芯側ほど左端側に突出する傾斜状に形成され、該傾斜リング状の外側面１０ｃに、べベルギア８のギア歯８ａと噛合可能なギア歯１０ｄが形成されている。このとき、これらギア歯１０ｄは端面部１０ｂに形成されることによって、ギア部材筒部１０ａ外周面よりも内径側部位に位置して形成されている。
そして、前記ギア部材１０は、ギア部材端面部１０ｂの内側面１０ｅが、ラック軸５に外嵌するナット部９の左側端面９ｃに近接対向するような状態で、ナット部９に外嵌装着せしめられている。そして、ギア部材１０とナット部９とのあいだには、筒部１０ａに開設されたキー溝１０ｆを介してキーまたは止め螺子１２を設けることによる固定手段を介して一体化されており、これによって、これらは回り止め状に一体となっている。
【００１０】
そして、ナット部９と、これに一体化されたギア部材１０とは、ギア部材１０の右側の筒端面１０ｇに突当て状に位置してナット部９に嵌着された軸受１３を介して第一ケーシングギアボックス部２ｃに対して軸承されている。ここで、前記軸受１３の内径側の右端面は、ナット部９の外周に形成された段差部９ｄに突当てられており、これによって、軸受１３は、ギア部材１０の筒端面と段差部９ｄとのあいだに挟持状に固定され、ナット部９とギア部材１０とのあいだにおいてスラスト方向の相対移動ができない状態で配設されている。
さらに、前記軸受１３の外径側の右端面には、ギアボックス２ｂの内周面に刻設された螺子溝２ｄに螺合固定された軸受固定用ナット１４が突当て状に設けられており、これによって、軸受１３は、右側方向へのスラスト移動が規制されるように設定されている。また、軸受１３の外径側の左端面は、第一ケーシング２に形成された段差部２ｅに近接対向する状態で設けられており、これによって、軸受１３は、左側方向へのスラスト移動が規制されるように設定され、もって、ナット部９とギア部材１０とのスラスト方向の移動が規制されるように構成されている。
【００１１】
そして、ギア部材１０のギア歯１０ｄは、ラック軸５に対して直交状に配された電動モータ７から突出する出力軸７ａに設けられたべベルギア８のギア歯８ａと噛合しているが、このとき、ギア部材ギア歯１０ｄは、端面部１０ｂの外側面１０ｃに形成されていて、ギア部材筒部１０ａの外周面より内径側に位置している。このため、ギア歯１０ｄとべベルギア８のギア歯８ａとの噛合部は、ナット部９の軸方向一方（左側）の筒端面を越えた部位であって、ラック軸５に近接対向する部位に配されれるように設定されている。
【００１２】
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、パワーステアリング装置１は、ステアリングホイールが操作されることにより、その操作力に応じて電動モータ７が駆動し、これによって、べベルギア８に噛合するギア部材１０がナット部９を強制的に一体回転せしめる状態でラック軸５を対応するスラスト移動せしめることになり、もって、ステアリングホイールの操作力に応じた補助を行うようになっている。そしてこの場合に、電動モータ７側のべベルギア８とギア部材１０との噛合は、前述したように、ナット部９の軸方向一方の筒端面を越えた部位であって、ラック軸５の外周面に近接する部位に位置してなされている。これによって、ラック軸５に対して直交状に配されるが故に、ラック軸５の径方向に突出する電動モータ７の突出量を少なくでき、パワーステアリング装置１のコンパクト化を果すことができる。
【００１３】
さらにこのものでは、ギア部材１０をナット部９に一体化する場合に、キーまたは止め螺子１２を用いる固定手段を介して回り止め状に一体化しているので、ギア部材１０がナット部９を強制的に一体回転せしめる作動を行う場合に、これらのあいだに緩みが生じにくく、効率のよい動力伝動をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動式パワーステアリング装置の一部断面正面図である。
【図２】電動式パワーステアリング装置の要部の底面図である。
【図３】図１におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図４】要部の一部断面正面図である。
【図５】べベルギアの断面図である。
【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれギア部材の一部断面正面図、側面図である。
【符号の説明】
１　　電動式パワーステアリング装置
２　　第一ケーシング
５　　ラック軸
５ａ　　螺子溝
７　　電動モータ
８　　べベルギア
９　　ナット部
９ｂ　　ボール
１０　　ギア部材
１０ｂ　　端面部
１０ｄ　　ギア歯
１２　　キーまたは止め螺子
１３　　軸受
【図１】
2004017687.tif 000003
【図２】
2004017687.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004017687.tif 000006
【図５】
2004017687.tif 000007
【図６】
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