(57)【要約】【課題】予圧手段が加えた予圧を維持すべき予圧維持体が、予圧維持をすることができない方向へ移動する際に、この予圧維持体の移動を制限することができるようにする。【解決手段】操舵補助用のモータ５の出力軸５１にその一端部が継合される小歯車６と、該小歯車６に噛合し舵取機構に繋がる大歯車７と、小歯車６をハウジング８内に回転自在に支持する転がり軸受９と、ハウジング８内で小歯車６にモータ側から反モータ側へ予圧を加える調節環１２と、該調節環１２が加えた予圧を維持すべきねじ環１３と、該ねじ環１３の緩みによる移動を制限する環体１４とを備え、ねじ環１３の締め忘れがあった際にも小歯車６の軸長方向へのガタつきを低減することができるようにした。【選択図】　　　　図２
2004001620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助用のモータの出力軸にその一端部が継合される小歯車と、該小歯車をハウジング内に回転自在に支持する軸受と、前記ハウジング内で前記小歯車にモータ側から反モータ側へ予圧を加える予圧手段と、該予圧手段が加えた予圧を維持すべき予圧維持体と、前記小歯車に噛合し舵取機構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、前記予圧維持体の移動を制限する移動制限手段を備え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】
前記軸受は転がり軸受であり、前記予圧手段は前記ハウジング内に螺着され前記転がり軸受の外輪の一側に当接する調節環であり、前記予圧維持体は前記調節環に螺着されたねじ環である請求項１記載の電動式パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記移動制限手段は前記ハウジング内に保持された環体である請求項１又は２記載の電動式パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記移動制限手段は前記ハウジング内に嵌合される環部及び該環部の内側に突設され、前記予圧維持体と向き合う凸部を有する請求項１又は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上側の操舵軸及び該上側の操舵軸にトーションバーを介して同軸的に繋がる下側の操舵軸の相対角変位量によって前記上側の操舵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。
【０００３】
減速歯車機構としてはその一端部が前記モータの出力軸に継合されるウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとを備え、該ウォームホイールが前記下側の操舵軸の途中に嵌合固定されている。
【０００４】
また、ウォームはその両端部を一対の転がり軸受でハウジング内に支持し、ウォームの回転性を高めてあるが、転がり軸受には複数の転動体を介して嵌合された内輪及び外輪間にスラスト隙間があるため、このスラスト隙間をなくする必要がある。つまり、転がり軸受のスラスト隙間によってウォームが軸長方向へガタつき、このガタつきによって発生する異音が車室の内部に洩れることになり、運転者に不快感を与えることになるため、前記スラスト隙間をなくする必要がある。
【０００５】
このスラスト隙間をなくする手段として、ウォームのモータ側端部を支持する一方の転がり軸受の外輪の一側に当接する調節環を前記ハウジング内に螺着し、該調節環を回転操作することにより一方の転がり軸受の外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させ、さらにウォームを介して他方の転がり軸受の内輪及び外輪を軸長方向へ相対移動させることによりウォームに予圧を加えてスラスト隙間をなくし、ウォームの軸長方向へのガタつきをなくするようにしてある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようにハウジングに螺着された調節環によってスラスト隙間をなくするように構成された場合、調節環の緩みを防ぐべく該調節環の外周にロック用のねじ環が螺着されており、該ねじ環の一側を前記ハウジング内の一部に当接させることにより、ねじ環の緩み、ひいては調節環の緩みを防ぎ、調節環が加えた予圧を維持するようにしてある。しかしながら、例えば組立て工程で前記ねじ環が調節環に螺着されたものの、該ねじ環を強く締め付けてロックする操作が行われなかった場合、振動等によってねじ環が緩むことになる。このようにねじ環が緩んだ場合、ねじ環による調節環のロックが解除され、振動等によって調節環が緩み、前記スラスト隙間が発生することになる。また、前記ハウジング内の前記ねじ環と前記モータとの間で前記出力軸の周りに、モータの回転をウォームに伝動／遮断するクラッチが設けられている構成にあっては、緩んだねじ環が前記クラッチに当接し、クラッチが正常に動作しなくなることが考えられる。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、予圧手段が加えた予圧を維持すべき予圧維持体が、予圧維持をすることができない方向へ移動する際に、この予圧維持体の移動を制限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。
【０００８】
【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、操舵補助用のモータの出力軸にその一端部が継合される小歯車と、該小歯車をハウジング内に回転自在に支持する軸受と、前記ハウジング内で前記小歯車にモータ側から反モータ側へ予圧を加える予圧手段と、該予圧手段が加えた予圧を維持すべき予圧維持体と、前記小歯車に噛合し舵取機構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、前記予圧維持体の移動を制限する移動制限手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
第１発明にあっては、予圧手段が加えた予圧を維持すべき予圧維持体が、予圧維持をすることができない方向へ移動する際に、この予圧維持体の移動を移動制限手段が制限するため、予圧手段が加えた予圧を維持、換言すれば小歯車の軸長方向へのガタつきがない状態、又は、ガタつきが少ない状態を維持することができ、このガタつきによる異音の発生をなくするか、又は、低減することができ、また、モータの出力軸の周りにクラッチが設けられている場合においても、クラッチの作動不良をなくすることができる。
【００１０】
第２発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記軸受は転がり軸受であり、前記予圧手段は前記ハウジング内に螺着され前記転がり軸受の外輪の一側に当接する調節環であり、前記予圧維持体は前記調節環に螺着されたねじ環であることを特徴とする。
【００１１】
第２発明にあっては、調節環を回転操作することにより転がり軸受の外輪、転動体及び内輪を介して小歯車に軸長方向に予圧を加えることができ、また、ねじ環を回転操作することにより、調節環の緩みを防ぐことができ、調節環が加えた予圧を維持することができる。また、調節環及びねじ環を回転操作することにより小歯車に軸長方向に予圧を加えることができるとともに、この予圧を維持することができるため、予圧を加え、維持する操作が行い易い。
【００１２】
第３発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記移動制限手段は前記ハウジング内に保持された環体であることを特徴とする。
【００１３】
第３発明にあっては、予圧手段によって小歯車に予圧を加え、この予圧を予圧維持体により維持した後の組立て工程で前記環体の有無が確認されることにより、予圧を維持することができるようになっているか否かを容易に確認することができ、また、予圧手段が占めるスペースを少なくすることができ、既存の電動式パワーステアリング装置に予圧手段を簡易に組み込むことができる。
【００１４】
第４発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記移動制限手段は前記ハウジング内に嵌合される環部及び該環部の内側に突設され、前記予圧維持体と向き合う凸部を有することを特徴とする。
【００１５】
第４発明にあっては、環部をハウジング内に嵌合することにより、凸部を所定の位置に配置することができ、組込み作業性を向上できる。
【００１６】
【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式パワーステアリング装置の実施の形態１の構成を示す断面図、図２は実施の形態１の減速歯車機構部分の構成を示す拡大断面図である。
【００１７】
電動式パワーステアリング装置は、上端が舵取りのための操舵輪Ａに繋がり、下端に筒部１ａを有する上側の操舵軸１と、前記筒部１ａ内に挿入されてその上端が前記上側の操舵軸１の筒部１ａに同軸的に連結され、前記操舵輪Ａ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２と、下端が前記トーションバー２の下端に同軸的に連結される下側の操舵軸３と、前記トーションバー２の捩れに応じた上側の操舵軸１及び下側の操舵軸３の相対回転変位量によって前記操舵輪Ａに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ４と、該トルクセンサ４が検出したトルク等に基づいて駆動される操舵補助用のモータ５と、該モータ５の回転に連動し、該回転を減速して下側の操舵軸３に伝動するウォーム６及びウォームホイール７を有する減速歯車機構Ｂと、前記トルクセンサ４及び前記減速歯車機構Ｂが収容されるハウジング８とを備えている。
【００１８】
減速歯車機構Ｂは、前記モータ５の出力軸５１にその一端部が継合される前記ウォーム６と、前記下側の操舵軸３の途中に嵌合固定され、舵取機構に繋がる前記ウォームホイール７との噛合により前記出力軸５１の回転を減速して下側の操舵軸３に伝動し、該下側の操舵軸３からユニバーサルジョイントを経て例えばラックピニオン式の舵取機構（図示せず）へ伝動するようにしている。
ウォーム６の両端部は２つの転がり軸受９，１０を介して前記ハウジング８内に回転自在に支持されている。
【００１９】
モータ５は前記ハウジング８に取付けられるのであり、該ハウジング８への取付側に電磁コイル５２を有している。出力軸５１の外周には歯を有する歯部５１ａと、該歯部５１ａに軸長方向に連なる非歯部５１ｂとを有しており、この出力軸５１に円板形のクラッチ１１が軸方向への移動を可能に支持されている。
【００２０】
このクラッチ１１は中心部に前記歯部５１ａとの噛合が可能な噛合孔を有し、前記電磁コイル５２と向き合う円板形であり、前記電磁コイル５２への通電時、該電磁コイル５２によって吸引されるとともに回転し、噛合孔と歯部５１ａとが噛合し、クラッチ１１の回転が出力軸５１に伝動され、また、前記電磁コイル５２への通電が遮断されたとき、離間用のばね等によってクラッチ１１が電磁コイル５２と反対方向へ離間し、噛合孔と歯部５１ａとの噛合が解除され、クラッチ１１から出力軸５１への伝動ができなくなるように構成されている。
【００２１】
ハウジング８は、前記トルクセンサ４を収容する第１の収容部８ａと、該収容部８ａに連なり、前記ウォームホイール７を収容する第２の収容部８ｂと、該収容部８ｂに連なり、前記ウォーム６を収容する第３の収容部８ｃとを備えている。
【００２２】
第３の収容部８ｃはウォーム６の軸長方向に長くなっており、その長手方向一端が開放され、他端が閉鎖されている。第３の収容部８ｃの一端部には前記転がり軸受９が嵌合される嵌合孔８１と、該嵌合孔８１に連なるねじ孔８２と、該ねじ孔８２に環状の当接座８３を介して連なる略円筒形のモータ取付部８４と、該モータ取付部８４の内側に凹設された環状溝８５とを有しており、前記モータ取付部８４に前記モータ５が取付けられている。また、第３の収容部８ｃの他端部には前記転がり軸受１０が嵌合される嵌合孔８６が設けられている。
【００２３】
嵌合孔８１には前記転がり軸受９の外輪９ａが嵌合されている。また、この外輪９ａの一側に当接し、転がり軸受９を介して前記ウォーム６にモータ側から反モータ側へ予圧を加える予圧手段としての調節環１２が前記ねじ孔８２に螺着されている。また、前記当接座８３に当接し、調節環１２が加えた予圧を維持すべき予圧維持体としてのねじ環１３が前記調節環１２に螺着されている。さらに、このねじ環１３の緩みによる軸長方向への移動を制限する移動制限手段としての環体１４が前記環状溝８５に嵌合されている。
【００２４】
調節環１２は外周に雄ねじを有し、内周に回転操作用の工具が嵌合される回転操作部を有しており、一端部が前記ねじ孔８２に螺着されることにより、一端が前記転がり軸受９の外輪９ａの一側に当接し、転がり軸受９を介してウォーム６に軸長方向に予圧を加えるようにしてある。
ねじ環１３は内周に雌ねじを有しており、前記調節環１２の他端部に螺着されることにより、該ねじ環１３の一側が前記当接座８３に当接するようにしてある。
【００２５】
環体１４は前記ねじ環１３の他側と向き合う制限部を有する円板形であり、縮径可能な例えばＣ形の止め輪からなる。この環体１４は縮径させた状態から弾性復元させることによって前記環状溝８５に嵌合される。さらに、環体１４は前記調節環１２に螺着されたねじ環１３の他側と僅少の間隔で向き合う位置に配置され、ねじ環１３が緩む場合においても、該ねじ環１３の緩み量を少なくするようにしてある。
【００２６】
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は、ウォーム６を組み込む場合、両端部に転がり軸受９，１０が嵌合されたウォーム６をモータ取付部８４から第３収容部８ｃに挿入し、転がり軸受１０の外輪を嵌合孔８６に嵌合するとともに、転がり軸受９の外輪を嵌合孔８１に嵌合する。
【００２７】
この後、ねじ孔８２に調節環１２の一端部を螺着し、該調節環１２の一端を転がり軸受９の外輪９ａの一側に当接させた状態で調節環１２を回転操作することにより一方の転がり軸受９の外輪９ａ及び内輪９ｂを軸長方向へ相対移動させ、ウォーム６を介して他方の転がり軸受１０の内輪１０ａ及び外輪１０ｂを軸長方向へ相対移動させつつウォーム６にモータ５側から反モータ側への予圧を加えてスラスト隙間をなくし、ウォーム６の軸長方向へのガタつきをなくする。
【００２８】
さらに、調節環１２の他端部にねじ環１３を螺着し、該ねじ環１３の一側を当接座８３に当接させた状態で強く締め込むことにより、該ねじ環１３の緩み、ひいては前記調節環１２の緩みを防ぐことができ、ウォーム６の軸長方向へのガタつきがない状態を維持することができ、このガタつきによる異音の発生をなくすることができる。
【００２９】
この後、環体１４の外周部を環状溝８５に嵌合することにより、前記ねじ環１３が緩む際においても、該ねじ環１３の緩みによる軸長方向への移動を制限することができる。従って、調節環１２が加えた予圧を維持、換言すればウォーム６の軸長方向へのガタつきがないか、又は、ガタつきが少ない状態を維持することができ、このガタつきによる異音の発生をなくするか、又は低減することができ、また、モータ５の出力軸５１の周りにクラッチ１１が設けられている場合においても、クラッチ１１の作動不良をなくすることができる。
【００３０】
また、予圧を維持すべき予圧維持体としてのねじ環１３とは別に環体１４を設けているため、前記調節環１２及びねじ環１３が装着され、ウォーム６が組み込まれた後の組立て工程、例えばモータ取付部８４の内側に前記クラッチ１１を組み込む工程とか、モータ取付部８４にモータ５を取付ける工程とかで前記環体１４の有無が確認されることにより、前記ねじ環１３によって予圧を維持することができるようになっているか否かを容易に確認することができる。さらに、環体１３は縮径させることができるため、前記環状溝８５から容易に取外すことができ、保守が簡易にできる。
【００３１】
尚、以上のように出力軸５１の周りに、モータ５の回転をウォームに伝動／遮断するクラッチ１１が設けられている構成において、駆動回路を介してマイクロプロセッサ等の制御部に接続されるモータ５の電源系等の故障によってモータ５が駆動されなくなり、モータ５による操舵補助ができなくなったとき、前記電磁コイル５２への通電が禁止され、電磁コイル５２によるクラッチ１１の吸引が解除され、クラッチ１１から出力軸５１への伝動ができなくなるため、操舵輪Ａの操舵で前記舵取機構を動作させるとき、モータ５の慣性に影響されることなく操舵輪Ａを操舵することができ、操舵フィーリングを良好にできる。
【００３２】
実施の形態２
図３は実施の形態２の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
この実施の形態２の電動式パワーステアリング装置は、移動制限手段として環体１４を用いる代わりに、移動制限手段を、前記モータ取付部８４の内側に挿脱可能に嵌合される円筒形の環部１５ａ及び該環部１５ａの内側に一体的に突設され、前記ねじ環１３（予圧維持体）の他側と向き合う円板形の凸部１５ｂを有する移動制限体１５としたものである。
【００３３】
実施の形態２において、環部１５ａはモータ取付部８４に取付けられたモータ５の一側と前記モータ取付部８４の内側端との間で挾着され、ねじ環１３の移動を制限する位置に凸部１５ｂを配置するようにしてある。尚、環部１５ａはモータ取付部８４の内側へ圧入することにより固定してもよい。
【００３４】
この実施の形態２にあっては、移動制限体１５をモータ取付部８４の内側に挿入し、モータ５をモータ取付部８４に取付けることにより、モータ５の一側とモータ取付部８４の内側端との間で環部１５ａを挾着して固定することができ、ねじ環１３の移動を制限する位置に凸部１５ｂを配置することができるため、前記環体１４を用いる場合に比べて組込み作業性を向上でき、しかも、前記環状溝８５をなくすることができ、ハウジング８の加工工程を削減できる。
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。
【００３５】
尚、以上説明した実施の形態では、予圧維持体としてねじ環１３を用いたが、その他予圧維持体は、ゴム等の弾性体を用い、該弾性体の弾性復元力によって前記調節環１２の緩みを防ぐようにしてもよい。
また、以上説明した実施の形態では、調節環１２に螺着されたねじ環１３の他側と僅少の間隔で向き合う位置に環体１４を配置し、ねじ環１３の緩み量、換言すれば移動量を少なくするようにしたが、ねじ環１３の移動を制限する位置であれば、ねじ環１３に対する環体１４の位置は特に限定されない。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明によれば、予圧手段が加えた予圧を維持すべき予圧維持体が、予圧維持をすることができない方向へ移動する際に、この予圧維持体の移動を移動制限手段によって制限することができ、予圧手段が加えた予圧を維持、換言すれば小歯車の軸長方向へのガタつきがない状態、又は、ガタつきが少ない状態を維持することができ、このガタつきによる異音の発生をなくするか、又は、低減することができ、また、モータの出力軸の周りにクラッチが設けられている場合においても、クラッチの作動不良をなくすることができる。
【００３７】
第２発明によれば、調節環及びねじ環を回転操作することにより小歯車に軸長方向に予圧を加えることができるとともに、この予圧を維持することができ、予圧を加え、維持する操作が行い易い。
【００３８】
第３発明によれば、予圧手段によって小歯車に加えられた予圧を予圧維持体により維持した後の組立て工程で前記環体の有無が確認されることにより、予圧を維持することができるようになっているか否かを容易に確認することができる。しかも、予圧手段が占めるスペースを少なくすることができ、既存の電動式パワーステアリング装置に予圧手段を簡易に組み込むことができる。
【００３９】
第４発明によれば、環部をハウジング内に嵌合することにより、凸部を所定の位置に配置することができ、組込作業性を向上できる。
【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実施の形態１の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１の減速歯車機構部分の構成を示す拡大断面図である。
【図３】実施の形態２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】
５　　モータ
５１　出力軸
６　　ウォーム（小歯車）
７　　ウォームホイール（大歯車）
８　　ハウジング
９　　転がり軸受（軸受）
９ａ　外輪
１２　調節環（予圧手段）
１３　ねじ環（予圧維持体）
１４　環体（移動制限手段）
１５ａ　環部
１５ｂ　凸部
【図１】
2004001620.tif 000003
【図２】
2004001620.tif 000004
【図３】
2004001620.tif 000005