(57)【要約】【課題】ウォーム及びウォームホイールがハウジング内に組み込まれた段階で噛合部のバックラッシュ量を測定及び調整することができるようにする。【解決手段】第１のころがり軸受１４，１５により支持されるウォーム４１と、第２の転がり軸受１２，１３により支持されるウォームホイール４２とを備え、第１及び第２の転がり軸受１２〜１５が内嵌される第１のハウジング５と、第１のハウジング５内に螺着され第１及び第２の転がり軸受１２〜１５に予圧を加えて内輪及び外輪間の隙間量を調整し、ウォーム４１及びウォームホイール４２の第１のハウジング５に対する位置を決めるようにした。【選択図】        図１
2004224279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータによって回転される小歯車と、該小歯車に噛合し舵取手段に繋がる大歯車とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、前記小歯車及び大歯車を回転自在に支持する１つのハウジングと、小歯車及び大歯車のハウジングに対する位置を決める位置決め手段とを備えていることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【請求項２】
モータによって回転され第１の転がり軸受により支持された小歯車と、該小歯車に噛合した状態で舵取手段に繋がり第２の転がり軸受により支持された大歯車とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、第１及び第２の転がり軸受が内嵌されるハウジングと、第１及び第２の転がり軸受部分の隙間量を調整する調整手段とを備えていることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記大歯車の軸長方向一方側に並置された２つの第２の転がり軸受を備えており、前記舵取手段は前記大歯車及び第２の転がり軸受が外嵌された回転軸を備えており、該回転軸に前記調整手段が設けられている請求項２記載の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】
本発明は操舵補助力の発生源としてモータを用いてなる電動式パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動式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、検出したトルク等に基づいて操舵補助用のモータを駆動し、該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】
減速歯車機構は、前記モータの駆動軸に連結された小歯車としてのウォームと、該ウォームに噛合し前記出力軸の途中に圧入固定された大歯車としてのウォームホイールとを備えており、該ウォーム及びウォームホイールが第１、第２のハウジング内に収容支持されている。また、第１のハウジングの外部には前記モータが取付けられている。
【０００４】
第１のハウジングには第２のハウジングが連結軸（図示せず）により離脱可能に連結されており、この第２のハウジング内にニードル軸受を介して入力軸が回転自在に支持されている。
【０００５】
出力軸は第１及び第２のハウジング内に２つの転がり軸受を介して回転自在に支持されている。この転がり軸受は前記ウォームホイールの両側に配置され、その内輪が出力軸に外嵌されている。
【０００６】
第２のハウジング内には、前記操舵輪を回転することによって前記入力軸に加わるトルクを前記トーションバーに生じる捩れによって検出するトルクセンサが収容されている。また、第２のハウジングの第１のハウジング側には前記転がり軸受の１つが内嵌される支持孔を有する。
【０００７】
第１のハウジングは前記出力軸及びウォームホイールが収容された第１収容部と、該第１収容部の一側と連通孔を介して連通し、前記ウォームを収容する略半円筒形の第２収容部とを有している。第１収容部は前記転がり軸受の１つが内嵌される支持孔を中心部に有する略椀形であり、その開放部が第１のハウジングに連結されている。このように連結された第１及び第２のハウジング内に、各ハウジングの支持孔に内嵌された前記転がり軸受及び各転がり軸受の内輪に嵌合された出力軸を介して前記ウォームホイールが回転自在に支持されている。
第２収容部は長手方向両端部に支持孔を有しており、各支持孔に内嵌された転がり軸受を介して前記ウォームの両端部が回転自在に支持されている。
【０００８】
ところで、以上のように減速歯車機構を備えた電動式パワーステアリング装置にあっては、ウォーム及びウォームホイールの噛合部のバックラッシュ量を少なくし、転舵時のバックラッシュによる歯打ち音をなくするため、ウォーム、ウォームホイール、ハウジングの寸法管理を行い、各部品を選択することにより噛合部のバックラッシュ量が許容範囲となるように組み立てられており、この組立て後に噛合部のバックラッシュ量が測定されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２１９４３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上のように構成された従来の電動式パワーステアリング装置は、ウォームが第１のハウジングに支持されているのに対し、ウォームホイールは出力軸及び２つの転がり軸受を介して第１及び第２のハウジングに支持されているため、トルクセンサが組み込まれた第２のハウジングを第１のハウジングに連結した後でないと噛合部のバックラッシュ量を測定することができないし、また、バックラッシュ量の調整もできなかった。従って、測定の結果、噛合部のバックラッシュ量が許容範囲でない場合、第２のハウジングを取外し、バックラッシュに影響を及ぼす部品を交換することによりバックラッシュ量を調整した後、第２のハウジングを連結し、再びバックラッシュ量を測定することになり、作業工数が多くなる。しかも、バックラッシュ量は第２のハウジングも影響するため、再組立てが行われた場合においても、バックラッシュ量を許容範囲にすることが難しいのであり、改善策が要望されていた。
【００１１】
本発明は斯る事情に鑑みてなされたものであり、小歯車及び大歯車が組み込まれた段階で噛合部のバックラッシュ量を測定及び調整することができる電動式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る電動式パワーステアリング装置は、モータによって回転される小歯車と、該小歯車に噛合し舵取手段に繋がる大歯車とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、前記小歯車及び大歯車を回転自在に支持する１つのハウジングと、小歯車及び大歯車のハウジングに対する位置を決める位置決め手段とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
第１発明にあっては、小歯車及び大歯車が１つのハウジングに支持されており、しかも、小歯車及び大歯車は位置決め手段によってハウジングに対する位置が決められているため、小歯車及び大歯車が組み込まれた段階で噛合部のバックラッシュ量を測定及び調整することができ、バックラッシュ量の調整作業性を改善することができる。
【００１４】
第２発明に係る電動式パワーステアリング装置は、モータによって回転され第１の転がり軸受により支持された小歯車と、該小歯車に噛合した状態で舵取手段に繋がり第２の転がり軸受により支持された大歯車とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、第１及び第２の転がり軸受が内嵌されるハウジングと、第１及び第２の転がり軸受部分の隙間量を調整する調整手段とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
第２発明にあっては、小歯車を支持する第１の転がり軸受と、大歯車を支持する第２の転がり軸受とが１つのハウジングに内嵌されており、しかも、第１及び第２の転がり軸受部分の隙間量を調整手段により調整することができるため、小歯車及び大歯車が組み込まれた段階で噛合部のバックラッシュ量を測定及び調整することができ、バックラッシュ量の調整作業性を改善することができる。
【００１６】
第３発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記大歯車の軸長方向一方側に並置された２つの第２の転がり軸受を備えており、前記舵取手段は前記大歯車及び第２の転がり軸受が外嵌された回転軸を備えており、該回転軸に前記調整手段が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
第３発明にあっては、回転軸及び転がり軸受を介して大歯車を片持でハウジングに支持することができるため、第２の転がり軸受部分の隙間量を調整手段により容易に調整することができる。
【００１８】
【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式パワーステアリング装置の構成を示す断面図、図２は減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【００１９】
電動式パワーステアリング装置は、舵取りのための操舵輪（図示せず）の回転を車輪に繋がる舵取機構（図示せず）に伝える舵取手段２と、操舵補助用のモータ３と、該モータ３の回転力を増加して舵取手段２の一部に伝える減速歯車機構４と、支持部材としての第１及び第２のハウジング５，６とを備えている。
減速歯車機構４はモータ３の駆動軸３ａに軸継手７を介して連結される小歯車としてのウォーム４１及び該ウォーム４１に噛合する大歯車としてのウォームホイール４２を有する。
【００２０】
舵取手段２は、一端部が操舵輪に繋がり、他端部に筒部２１ａを有する入力軸２１と、筒部２１ａ内に挿入されてその一端部が入力軸２１の他端部に連結され、操舵輪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２２と、一端部が筒部２１ａに挿入され、他端部がトーションバー２２の他端部に連結された回転軸としての出力軸２３と、該出力軸２３及びラックピニオン式の前記舵取機構を連結するユニバーサルジョイント等の連結軸（図示せず）とを備えている。
【００２１】
入力軸２１は筒部２１ａの一端部分がニードル軸受８を介して第２のハウジング６内に回転自在に支持されている。
出力軸２３はトーションバー２２の下部及び筒部２１ａの先端部が挿入されるように筒形に形成されており、この出力軸２３及び筒部２１ａの周りにトルクセンサ９が配置されている。また、出力軸２３の軸長方向途中にウォームホイール４２が嵌合された第１の嵌合部２３ａと、第１の嵌合部２３ａに径方向の段部２３ｂを介して連なる第２の嵌合部２３ｃと、第２の嵌合部２３ｃに連なるねじ部２３ｄとを有しており、該ねじ部２３ｄにねじ環１０及びロックナット１１が螺着される。
【００２２】
第１のハウジング５は、ウォーム４１及びウォームホイール４２が収容されており、第２のハウジング６は筒部２１ａ及びトルクセンサ９が収容されており、第１及び第２のハウジング５，６が連結軸（図示せず）により離脱可能に連結されている。
【００２３】
第１のハウジング５は出力軸２３及びウォームホイール４２が収容された第１収容部５ａと、該第１収容部５ａの一側と連通孔５ｂを介して連通し、ウォーム４１を収容する略半円筒形の第２収容部５ｃとを備えている。
第１収容部５ａはウォームホイール４２が収容された大径筒部５ｄと、該大径筒部５ｄの一端に径方向の段部５ｅを介して連なる小径筒部５ｆとを有する。この小径筒部５ｆの内側には第１支持孔５１及び第２支持孔５２が環状凸部５３を介して並設されており、この第１支持孔５１及び第２支持孔５２に第２の転がり軸受１２，１３が内嵌されている。
【００２４】
第２の転がり軸受１２，１３は外輪１２ａ，１３ａが第１支持孔５１及び第２支持孔５２に圧入されており、内輪１２ｂ，１３ｂに出力軸２３の第２の嵌合部２３ｃが遊嵌されている。各外輪１２ａ，１３ａの一端は環状凸部５３に当接して軸長方向への移動が規制されている。第２の転がり軸受１２の内輪１２ｂの一端は出力軸２３の段部２３ｂに当接して軸長方向への移動が規制されており、転がり軸受１３の内輪１３ｂの一端はねじ部２３ｄに螺着されたねじ環１０に当接して軸長方向位置が決められる。そして、位置決め手段及び調整手段としてのねじ環１０の締め込みにより内輪１３ｂをウォームホイール４２側へ押圧し、転がり軸受１３の内輪１３ｂ及び外輪１３ａ間の隙間量を調整するとともに、ねじ環１０の締め込みによって出力軸２３に加わる軸長方向への相対移動力により段部２３ｂが転がり軸受１２の内輪１２ｂを反ウォームホイール４２側へ押圧し、転がり軸受１２の内輪１２ｂ及び外輪１２ａ間の隙間量を調整し、ウォームホイール４２の第１のハウジング５に対する位置を決めるようにしてある。
大径筒部５ｄの他端部（開放部）には円形の第１連結部５４が設けられている。
【００２５】
第２収容部５ｃはウォーム４１の軸長方向一端側が開放されており、他端側は閉鎖されている。開放された開放部と、閉鎖された閉鎖部の近傍とに第１の転がり軸受１４，１５を介して前記ウォーム４１を回転自在に支持する支持孔５５，５６が設けられている。また、開放部にはねじ孔５７が設けられ、該ねじ孔５７にウォーム４１の軸長方向位置を調整し、位置決めするための調整手段及び位置決め手段としてのねじ環１６が螺着されており、該ねじ環１６にロックナット１７が螺着されている。また、開放部の縁は拡径されており、該拡径部にモータ３が取付けられている。
【００２６】
第２のハウジング６は略筒形に形成されており、一側にはトルクセンサに接続された導体を挿入するための導体挿入孔６１と、該導体挿入孔６１の外部への開放端を閉じる蓋体６２とを有する。第１のハウジング５側の端部には第１連結部５４に内嵌される円形の第２連結部６３を有しており、第１のハウジング５と反対側にはニードル軸受８を介して筒部２１ａを回転自在に支持する支持孔６４を有する。尚、第１連結部５４及び第２連結部６３の縁には複数のフランジ（図示せず）が周方向に離間して突設されており、向き合うフランジ同士がボルト等の取付手段によって結合されている。
【００２７】
以上のように構成された電動式パワーステアリング装置の減速歯車機構部分を組み立てる場合、例えば次の工程で組み立てられる。
（１）    第１のハウジング５の第２収容部５ｃに、第１の転がり軸受１４，１５が外嵌されたウォーム４１を挿入し、第１の転がり軸受１４，１５を支持孔５５，５６に内嵌する。そして、ねじ孔５７にねじ環１６を螺着して締め込むことにより転がり軸受１４の外輪及び転動体を介して内輪を押圧し転がり軸受１４に予圧を加えるとともに、内輪からウォーム４１を介して転がり軸受１５の内輪及び転動体を介して外輪を押圧し転がり軸受１５に予圧を加える。このように予圧を加えることにより、各転がり軸受１４，１５の内輪及び外輪間の隙間量を調整し、ウォーム４１の第１のハウジング５に対する位置を正確に決めることができる。
（２）    第１のハウジング５の第１支持孔５１に第２の転がり軸受１２を圧入して内嵌し、第２支持孔５２に第２の転がり軸受１３を圧入して内嵌する。
（３）    出力軸２３を他端部から第１のハウジング５の第１収容部５ａに挿入し、第２の嵌合部２３ｃを転がり軸受１２の内輪１２ｂ及び転がり軸受１３の内輪１３ｂに遊嵌合する。この場合、段部２３ｂが内輪１２ｂに当接する。
（４）    ねじ環１０を出力軸２３のねじ部２３ｄに螺着して締め込む。この締め込みにより内輪１３ｂをウォームホイール４２側へ押圧し、転動体を介して外輪１３ａを環状凸部５３に押圧し予圧を加える。さらに、ねじ環１０の締め込みによって軸長方向への相対移動力が出力軸２３に加わり、この相対移動力により段部２３ｂが転がり軸受１２の内輪１２ｂを反ウォームホイール４２側へ押圧し、転動体を介して外輪１２ａを環状凸部５３に押圧し予圧を加える。このように予圧を加えることにより、各転がり軸受１２，１３の内輪１２ｂ，１３ｂ及び外輪１２ａ，１３ａ間の隙間量を調整し、ウォームホイール４２の第１のハウジング５に対する位置を正確に決めることができる。
（５）    ねじ部２３ｄにロックナット１１を螺着しねじ環１０の弛緩を阻止する。
（６）    トルクセンサ９が収容された第２のハウジング６の第２連結部６３を第１のハウジング５の第１連結部５４に内嵌し、第１連結部５４及び第２連結部６３に突設されたフランジ同士をボルト等の取付手段により結合する。
【００２８】
このように（１）  〜（６）  の組立て工程により電動式パワーステアリング装置を組み立てることができるが、ウォーム４１及びウォームホイール４２は第１のハウジング５に回転自在に支持されているため、第２のハウジング６が連結される前の工程、即ち、前記（５）  の工程が終了した後で噛合部のバックラッシュ量を測定することができる。この測定によりバックラッシュ量が許容範囲でない場合、ねじ環１０を弛緩することにより再組立てを行うことができ、バックラッシュ量を測定することができる。従って、第２のハウジング６を第１のハウジング５に連結した後でバックラッシュ量が測定されていた従来のものに比べてバックラッシュ量の調整作業性を改善することができる。
しかも、出力軸２３の第２の嵌合部２３ｃは従来のように支持孔を加工する場合に比べて研磨作業が行い易いため、第２の嵌合部２３ｃの寸法精度を容易に高精度にでき、また、ねじ環１０の締め込みにより転がり軸受１２，１３に予圧を加えることができ、転がり軸受１２，１３部分の隙間量をなくすることができる。
【００２９】
尚、以上説明した実施の形態では第１のハウジング５の第１収容部５ａに２つの第２の転がり軸受１２，１３を並置したが、その他、例えば２列の軌道溝を有する１つの転がり軸受を用いてウォームホイール４２を回転自在に支持してもよい。
また、以上説明した実施の形態では小歯車としてウォーム４１、大歯車としてウォームホイール４２を適用したが、これに代えてベベルギヤ、ハイポイドギヤ等を用いることも可能である。
【００３０】
【発明の効果】
第１発明によれば、小歯車及び大歯車が１つのハウジングに支持されており、しかも、小歯車及び大歯車は位置決め手段によってハウジングに対する位置が決められているため、小歯車及び大歯車が組み込まれた段階で噛合部のバックラッシュ量を測定及び調整することができ、バックラッシュ量の調整作業性を改善することができる。
【００３１】
第２発明によれば、小歯車を支持する第１の転がり軸受と、大歯車を支持する第２の転がり軸受とが１つのハウジングに内嵌されており、しかも、第１及び第２の転がり軸受部分の隙間量を調整手段により調整することができるため、小歯車及び大歯車が組み込まれた段階で噛合部のバックラッシュ量を測定及び調整することができ、バックラッシュ量の調整作業性を改善することができる。
【００３２】
第３発明によれば、回転軸及び転がり軸受を介して大歯車を片持でハウジングに支持することができるため、第２の転がり軸受部分の隙間量を調整手段により容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る電動式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断面図である。
【符号の説明】
２    舵取手段
３    モータ
５    第１のハウジング
１２，１３  第２の転がり軸受
１４，１５  第１の転がり軸受
１０，１６  ねじ環（位置決め手段，調整手段）
２３  出力軸（回転軸）
４１  ウォーム（小歯車）
４２  ウォームホイール（大歯車）
【図１】
2004224279.tif 000003
【図２】
2004224279.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成15年1月30日(2003.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
２    舵取手段
３    モータ
５    第１のハウジング（ハウジング）
１２，１３  第２の転がり軸受
１４，１５  第１の転がり軸受
１０，１６  ねじ環（位置決め手段，調整手段）
２３  出力軸（回転軸）
４１  ウォーム（小歯車）
４２  ウォームホイール（大歯車）