(57)【要約】【課題】弾性環状体の撓み量を制限するための制限部を小歯車部分を大形にすることなく備え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の軸長方向への移動を抑制し、内周部に複数の可撓片を有する２つの皿ばね１２，１２を備えており、該皿ばね１２，１２が、皿ばね１２，１２の撓み量を制限する凸片２０，２０を備えることにより、皿ばね１２，１２の撓み域に凸片２０，２０を配置することができ、ウォーム３部分を大形にすることなく凸片２０，２０を備えることができるようにした。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータによって回転され、軸受に軸長方向への移動を可能に内嵌された軸部を有する小歯車と、前記軸部に外嵌され、小歯車の一方及び他方への移動を抑制する２つの弾性環状体と、前記小歯車に噛合し舵取手段に繋がる大歯車とを備え、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、前記弾性環状体は該弾性環状体の撓み量を制限する制限部を有することを特徴とする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としては、例えば操舵輪に繋がる入力軸及び該入力軸にトーションバーを介して同軸的に繋がる出力軸の相対角変位量によって前記入力軸に加わる操舵トルクを検出し、検出したトルクに基づいて操舵補助用の電動モータを駆動し、該電動モータの回転力を減速歯車機構を介して舵取機構に伝動することにより操舵輪の回転に応じた舵取機構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（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
減速歯車機構としては前記電動モータの駆動軸に連結される小歯車としてのウォームと、該ウォームに噛合する大歯車としてのウォームホイールとを備え、該ウォームホイールが前記出力軸の途中に嵌合固定されている。
また、ウォームは歯部の両端に軸部を有しており、各軸部が転がり軸受の内輪に移動自在に挿入支持されている。
【０００４】
ところで、以上のように構成された電動パワーステアリング装置のウォームは、両端部を支持する転がり軸受に対して軸長方向への移動ができないように支持されているため、前記操舵輪が操舵中立位置から左又は右方向へ操舵されることにより、操舵初期から前記電動モータが回転し、操舵補助が行われるように構成された場合、車両の高速走行時に操舵角が例えば１°程度に小さいときにおいても操舵補助が行われることになり、操舵フィーリングの低下を来すことになる。このため、一般には操舵角が１°程度に小さいときは電動モータが駆動されず、適度の操舵角を超えたときに電動モータが駆動されるように構成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２１９４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように適度の操舵角を超えるまでの間電動モータが駆動されないように構成された場合、電動モータが駆動されない操舵領域、即ち、操舵中立位置の近傍領域での操舵時、操舵輪の操舵力が前記入力軸、トーションバー、出力軸、ウォームホイール及びウォームを介して電動モータの駆動軸に伝動され、該駆動軸が回転されることになる。この結果、電動モータの駆動軸を回転させるための負荷がウォーム、ウォームホイール、出力軸、トーションバー、及び入力軸を介して操舵輪に加わり、操舵負荷が大きくなり、操舵フィーリングの低下を来すことになる。
【０００７】
ところで、電動モータが駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減するには、例えば特開平１１−４３０６２号公報に記載されているように、電動モータの駆動軸に連結されたウォームを軸長方向に離間する２個の転がり軸受が軸長方向への移動を可能に支持し、この２個の転がり軸受の内輪と前記ウォームとの間に２個の皿ばねを設け、各皿ばねの弾性復元力によりウォームの軸長方向両方への移動を抑制するように構成することにより達成することが可能である。
【０００８】
この構成にあっては、電動モータが駆動されない操舵領域で操舵されることによって操舵輪の操舵力がウォームホイールからウォームに伝動されたとき、該ウォームに加わる軸長方向への分力によってウォームが皿ばねの弾性復元力に打ち勝って軸長方向へ移動し、ウォームの回転角は小さくなり、ウォームから電動モータの駆動軸への伝動は緩和される。
【０００９】
しかしながら、特開平１１−４３０６２号公報に記載されているように構成された場合、電動モータが駆動されない操舵領域でウォームに加わる軸長方向への力が比較的大きい場合、皿ばねが撓み限界を超えることがあり、このときには皿ばねの耐久性が低下する。
【００１０】
この皿ばねの耐久性の低下を防ぐには、転がり軸受の内輪とウォームとの間に、皿ばねの撓み量を制限する制限部材を設け、皿ばねが撓み限界を超えるまでに制限部材が前記内輪又はウォームに当接して皿ばねの撓み量を制限することが考えられる。
【００１１】
ところが、制限部材を設ける場合、この制限部材は前記皿ばねの内縁よりも内側又は外縁よりも外側に配置されることになるため、制限部材を有しないものに比べてウォーム部分が大形になる。
【００１２】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、弾性環状体の撓み量を制限するための制限部を小歯車部分を大形にすることなく備え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。
【００１３】
【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、軸受に軸長方向への移動を可能に内嵌された軸部を有する小歯車と、前記軸部に外嵌され、小歯車の一方及び他方への移動を抑制する２つの弾性環状体と、前記小歯車に噛合し舵取手段に繋がる大歯車とを備え、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、前記弾性環状体は該弾性環状体の撓み量を制限する制限部を有することを特徴とする。
【００１４】
第１発明にあっては、小歯車に加わる軸長方向への力によって弾性環状体が撓むとき、この弾性環状体の撓み量を制限部により制限することができるため、弾性環状体の耐久性を改善することができる。しかも、弾性環状体が制限部を有するため、部品点数を増加することなく制限部を備えることができ、組立て作業性を向上でき、制限部を備える割にコストを低減できる。また、弾性環状体の撓み域に制限部を配置することができるため、小歯車部分を大形にすることなく前記制限部を備えることができる。
【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詳述する。
実施の形態１
図１は本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態１の構成を示す減速歯車機構部分の拡大断面図、図２は電動パワーステアリング装置の全体構成を示す断面図である。
【００１６】
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２１及び雌形継手部２２を有する軸継手２を介して連結され、歯を有する小歯車としてのウォーム３及び該ウォーム３に噛合する大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を収容して支持する支持部材としてのハウジング５と、減速歯車機構Ａに繋がる舵取手段６とを備えている。
【００１７】
この舵取手段６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６１ａを有する第１の操舵軸６１と、筒部６１ａ内に挿入されてその一端部が第１の操舵軸６１の筒部６１ａ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６２と、他端部がトーションバー６２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６３とを備え、第２の操舵軸６３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。
【００１８】
ハウジング５は歯部３ａの両端に軸部３ｂ，３ｃを有するウォーム３を収容し、該ウォーム３の軸部３ｂ，３ｃを、転がり軸受７，８を介して回転自在に支持した第１収容部５ａ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６３及び第２の操舵軸６３に嵌合された２つの転がり軸受９，１０を介して支持した第２収容部５ｂとを有する。
【００１９】
第１収容部５ａ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７を内嵌支持する支持孔５１及び該支持孔５１に連なるねじ孔５２及びモータ取付部５３が設けられており、ねじ孔５２に転がり軸受７を固定するためのねじ環１１が螺着されている。また、モータ取付部５３に電動モータ１が取付けられている。第１収容部５ａの他端部には転がり軸受８を内嵌支持する支持孔５４が設けられている。
【００２０】
減速歯車機構Ａのウォーム３は複数条の歯を有する歯部３ａの両端に軸部３ｂ，３ｃを有しており、一端の軸部３ｂが転がり軸受７の内輪７ａに軸長方向への移動を可能に挿入され、転がり軸受７を介して支持孔５１に回転自在に支持されている。他端の軸部３ｃは転がり軸受８の内輪８ａに軸長方向への移動を可能に挿入され、転がり軸受８を介して支持孔５４に回転自在に支持されている。また、歯部３ａの両端近傍に歯部３ａよりも大径の鍔部３ｄ，３ｄが突設されている。ウォームホイール４は第２の操舵軸６３の途中に嵌合固定されている。
【００２１】
このように転がり軸受７，８により軸長方向への移動を可能に支持されたウォーム３の一端側では歯部３ａと転がり軸受７の内輪７ａとの間、他端側では歯部３ａと転がり軸受８の内輪８ａとの間に、ウォーム３の軸長方向への移動を抑制する弾性環状体としての皿ばね１２，１２と、皿ばね１２，１２の撓み量を制限する制限部としての複数の凸部１３，１３とを設けてある。
【００２２】
図３は弾性環状体の構成を示す斜視図である。
各皿ばね１２，１２は円板部１２ａ及び該円板部１２ａの内側に突設された複数の可撓片１２ｂを周方向に等配している。そして、可撓片１２ｂが内輪７ａ，８ａの一側面に接触し、円板部１２ａの外周縁が、歯部３ａの両端近傍に突設された鍔部３ｄ，３ｄに接触しており、転がり軸受７，８の内輪７ａ，８ａを反歯部側へ押圧し、内輪７ａ，８ａ及び外輪７ｂ，８ｂの間の隙間、即ち、転がり軸受７，８のアキシアル隙間をなくするとともに、ウォーム３が内輪７ａ，８ａに対して軸長方向一方及び他方へ移動することを抑制している。さらに、皿ばね１２，１２は各可撓片１２ｂの間に、皿ばね１２，１２が撓むときに各凸部１３，１３が挿入される凹所１２ｃ，１２ｃを有する。
【００２３】
凸部１３，１３は各皿ばね１２，１２の撓み域で凹所１２ｃ，１２ｃと向き合うように歯部３ａ及び軸部３ｂ，３ｃと一体に突設されており、各皿ばね１２，１２が撓むとき各皿ばね１２，１２の凹所１２ｃ，１２ｃに凸部１３，１３が挿入され、該凸部１３，１３が内輪７ａ，８ａの一側面に当接して皿ばね１２，１２の撓み量を制限するようにしてある。尚、凸部１３，１３は歯部３ａ又は軸部３ｂ，３ｃに突設した構成としてもよい。
【００２４】
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２１及び雌形継手部２２を介して軸長方向への相対移動を可能に連結されている。雄形継手部２１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、また、雌形継手部２２は出力軸１ａに嵌合固定された筒部材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２１及び雌形継手部２２がセレーション嵌合されている。
【００２５】
尚、ハウジング５内には、トーションバー６２の捩れに応じた第１の操舵軸６１及び第２の操舵軸６３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１４が内装されており、該トルクセンサ１４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。
【００２６】
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、一端の軸部３ｂが電動モータ１の出力軸１ａに軸継手２を介して連結されたウォーム３の軸部３ｂを転がり軸受７により、また、他端の軸部３ｃを転がり軸受８により回転及び軸長方向への移動を可能に支持し、ウォーム３の鍔部３ｄ，３ｄと転がり軸受７，８の内輪７ａ，８ａとの間に皿ばね１２，１２を設け、皿ばね１２，１２がウォーム３の軸長方向への移動を抑制するようにしてあるため、電動モータ１が駆動されない操舵領域、即ち、車両の高速走行時の操舵角が例えば１°程度に小さい操舵領域で操舵されることにより、操舵輪Ｂの操舵力が第２の操舵軸６１、トーションバー６２、第２の操舵軸６３及びウォームホイール４を介してウォーム３に伝動されたとき、該ウォーム３に加わる軸長方向への分力によってウォーム３は一方の皿ばね１２の可撓片１２ｂを撓ませつつ軸長方向一方へ移動、又は他方の皿ばね１２の可撓片１２ｂを撓ませつつ軸長方向他方へ移動し、ウォーム３の回転角が小さくなり、ウォーム３から電動モータ１の出力軸１ａへの伝動を緩和することができ、電動モータ１が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減でき、操舵フィーリングを良好にできる。
【００２７】
また、電動モータ１が駆動されない操舵領域でウォーム３に加わる軸長方向への力が比較的大きい場合、一方の皿ばね１２の可撓片１２ｂの撓み量が大きくなるが、この皿ばね１２の可撓片１２ｂの撓み量を凸部１３により制限することができる。例えば、ウォーム３が軸長方向一方へ移動する場合、ウォーム３の移動力が鍔部３ｄから皿ばね１２に伝動され、該皿ばね１２の可撓片１２ｂが撓み、可撓片１２ｂの撓み量の増加により凸部１３が皿ばね１２の凹所１２ｃに挿入され、該凸部１３が内輪７ａ又は８ａの一側面に当接し、ウォーム３の移動を制限することができる。この結果、皿ばね１２の可撓片１２ｂの撓み量を制限することができ、皿ばね１２の耐久性を高めることができる。
【００２８】
しかも、皿ばね１２，１２に凹所１２ｃを設けるとともに、皿ばね１２，１２の撓み域に凸部１３，１３を設け、皿ばね１２，１２が撓むとき凸部１３，１３が凹所１２ｃに挿入されるようにしてあるため、ウォーム３部分を大形にすることなく制限部を備えることができる。また、凸部１３，１３はウォーム３と一体に設けられているため、部品点数を増加することなく制限部を備えることができ、組立て作業性を向上できる。
【００２９】
実施の形態２
図４は実施の形態２の構成を示す減速歯車機構部分の拡大断面図である。
この実施の形態２の電動パワーステアリング装置は、実施の形態１のようにウォーム３の軸部３ｃを転がり軸受８により支持する代わりに、ウォーム３及びウォームホイール４の回転中心間距離を調整可能とした軸受部材１５により支持し、さらに、ウォーム３の軸部３ｂ一端部（右端部）と出力軸１ａの端面との間に介されてウォーム３を軸長方向へ付勢する付勢手段としてのコイルバネ１６と、内輪７ａの両側部に配置された弾性環状体としての皿ばね１２，１２及び制限部としての凸部１３，１３とを備える構成としたものである。
【００３０】
この実施の形態２において、ウォーム３は軸部３ｂを転がり軸受７により支持してある。また、軸部３ｂの途中には止め輪１７が係止されており、歯部３ａの鍔部３ｄと内輪７ａの一側面との間、及び止め輪１７と内輪７ａの他側面との間に皿ばね１２，１２と、凸部１３，１３と、ばね受環１８とを夫々設けてある。
【００３１】
コイルバネ１６は操舵中立位置のウォーム３に、内輪７ａ及び外輪７ｂ間の隙間、即ち、転がり軸受７のアキシアル隙間をなくするだけの押付力を加えている。従って、コイルバネ１６は僅かに撓んでおり、この撓み状態で２つの皿ばね１２，１２の弾性復元力がバランスし、ウォーム３の軸長方向両方への移動を抑制している。
【００３２】
第１収容部５ａには支持孔５１に連なる移動規制部５５及びねじ孔５２が設けられており、ねじ孔５２に螺着されたねじ環１１により外輪７ｂを移動規制部５５に押し付け、転がり軸受７の軸長方向の位置を決めるようにしてある。
【００３３】
軸受部材１５は第１収容部５ａの他端部に前記回転中心間距離が長短となる方向へ移動可能に支持されており、該軸受部材１５の軸受孔に軸部３ｃが移動自在に挿入支持されている。また、軸受部材１５は前記回転中心間距離が短くなる方向へ弾性体１９により付勢されている。
【００３４】
実施の形態２にあっては、コイルバネ１６により転がり軸受７のアキシアル隙間をなくしてあるため、ウォーム３の軸長方向へのガタつきをなくすることができる。この場合においても、コイルバネ１６は軸部３ｂ及び出力軸１ａの端面間に設けてあるため、コイルバネ１６によるウォーム３の回転負荷をなくすることができ、ウォーム３の回転性を高めることができる。
【００３５】
そして、電動モータ１が駆動されない操舵領域で操舵されることにより、ウォーム３が軸長方向一方（反電動モータ側）へ移動する場合、一方（左方）の皿ばね１２が撓み、ウォーム３の反電動モータ側への移動を抑制することができ、また、ウォーム３が軸長方向他方（電動モータ１側）へ移動する場合、他方（右方）の皿ばね１２が撓み、ウォーム３の電動モータ１側への移動を抑制することができる。
その他の構成及び作用は実施の形態１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。
【００３６】
実施の形態３
図５は電動パワーステアリング装置の実施の形態３の構成を示す減速歯車機構部分の拡大断面図、図６は弾性環状体の構成を示す斜視図である。
この実施の形態２の電動パワーステアリング装置は、実施の形態１の凸部１３，１３をウォーム３に設ける代わりに、皿ばね１２，１２の撓み量を制限する制限部としての凸片２０，２０を皿ばね１２，１２に設けたものである。
【００３７】
実施の形態３において、各皿ばね１２，１２は円板部１２ａ，１２ａと、該円板部１２ａ，１２ａの内側に突設された複数の可撓片１２ｂ，１２ｂ、及び各可撓片１２ｂ，１２ｂの間から可撓片１２ｂ，１２ｂの撓み量を制限する側（歯部３ａ側）へ屈曲された凸片２０，２０とを有しており、可撓片２０，２０が内輪７ａ，８ａの一側面に接触し、円板部１２ａ，１２ａの外周縁が、歯部３ａの両端近傍に突設された鍔部３ｄ，３ｄに接触し、凸片２０，２０が鍔部３ｄ，３ｄと離隔している。そして、皿ばね１２，１２が撓むとき凸片２０，２０が鍔部３ｄ，３ｄに当接して皿ばね１２，１２の撓み量を制限するようにしてある。
【００３８】
実施の形態３にあっては、電動モータ１が駆動されない操舵領域で操舵される場合、ウォーム３に加わる軸長方向への分力によってウォーム３は一方の皿ばね１２の可撓片１２ｂを撓ませつつ軸長方向一方へ移動、又は他方の皿ばね１２の可撓片１２ｂを撓ませつつ軸長方向他方へ移動し、ウォーム３の回転角が小さくなり、ウォーム３から電動モータ１の出力軸１ａへの伝動を緩和することができ、電動モータ１が駆動されない操舵領域での操舵負荷を低減でき、操舵フィーリングを良好にできる。
【００３９】
また、電動モータ１が駆動されない操舵領域でウォーム３に加わる軸長方向への力が比較的大きくなり、一方の皿ばね１２の可撓片１２ｂの撓み量が大きくなった場合、凸片２０がウォーム３の鍔部３ｄに当接し、皿ばね１２の可撓片１２ｂの撓み量を凸片２０により制限することができる。
【００４０】
しかも、皿ばね１２，１２に凸片２０，２０を設けてあるため、ウォーム３部分を大形にすることなく制限部を備えることができ、さらに、部品点数を増加することなく制限部を備えることができ、組立て作業性を向上できる。
その他の構成及び作用は実施の形態１、２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。
【００４１】
尚、以上説明した実施の形態１ではウォーム３に凸部１３，１３を設けたが、その他、内輪７ａ，８ａに凸部１３，１３を設け、皿ばね１２，１２が撓むとき凸部１３，１３が歯部３ａの端面に当接するようにしてもよい。
また、以上説明した実施の形態１では複数の凸部１３，１３を備える構成としたが、その他、凸部１３，１３は１つでもよい。
【００４２】
また、以上説明した実施の形態の減速歯車機構Ａは、小歯車であるウォーム３及び大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、小歯車であるハイポイドピニオン及び大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、小歯車、大歯車として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。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明によれば、弾性環状体の撓み量を制限する制限部を部品点数を増加することなく備えることができ、組立て作業性を向上でき、制限部を備える割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実施の形態１の構成を示す減速歯車機構部分の拡大断面図である。
【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弾性環状体の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態２の構成を示す減速歯車機構部分の拡大断面図である。
【図５】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態３の構成を示す減速歯車機構部分の拡大断面図である。
【図６】本発明に係る電動パワーステアリング装置の弾性環状体の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    電動モータ
３    ウォーム（小歯車）
３ｂ，３ｃ  軸部
４    ウォームホイール（大歯車）
６    舵取手段
７，８  転がり軸受（軸受）
１２  皿ばね（弾性環状体）
１２ｃ  凹所
２０  凸片（制限部）
【図１】
2004249806.tif 000003
【図２】
2004249806.tif 000004
【図３】
2004249806.tif 000005
【図４】
2004249806.tif 000006
【図５】
2004249806.tif 000007
【図６】
2004249806.tif 000008