(57)【要約】【課題】偏芯することなく且つ堅固に、ウォームホイールの中心筒状部を出力軸に嵌合すること。【解決手段】出力軸３の外周面に、軸方向に延びる略平行な凹凸部２０を形成して、当該凹凸部２０内にインロウ係合部２１を設け、中心筒状部９ａの内周面に、凹凸部２０内のインロウ係合部２１に嵌り合うインロウ係合部（図示略）を形成し、出力軸３の凹凸部２０間のインロウ係合部２１を中心筒状部９ａのインロウ係合部（図示略）に嵌め合わせながら、出力軸３を中心筒状部９ａに圧入・嵌合してある。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、ウォームギヤ機構により減速して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置において、
前記操舵機構の出力軸に、前記ウォームギヤ機構のウォームホイールの中心筒状部を嵌合する際、
前記出力軸の外周面に、軸方向に延びる略平行な複数の凹凸部を形成して、当該凹凸部内にインロウ係合部を設け、
前記中心筒状部の内周面に、前記凹凸部内のインロウ係合部に嵌り合うインロウ係合部を形成し、
前記出力軸の凹凸部内のインロウ係合部を前記中心筒状部のインロウ係合部に嵌め合わせながら、前記出力軸を前記中心筒状部に圧入・嵌合した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】
前記出力軸の凹凸部内のインロウ係合部は、その周方向長さが凸高さより長いことを特徴とする請求項１に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、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、ウォームギヤ機構により減速して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に関し、より詳細には、ウォームギヤ機構のウォームホイールを操舵機構の出力軸に嵌合して取り付ける取付構造を改善した電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、動力伝達機構（減速機）により減速して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。
【０００３】
この動力伝達機構（減速機）として、ウォームギヤ機構を用いた電動パワーステアリング装置においては、電動モータの駆動軸側のウォームに、ウォームホイールが噛合してあり、このウォームホイールは、操舵機構の出力軸（例えば、ピニオン軸）に嵌合してある。
【０００４】
また、車両用ステアリング装置においては、電動パワーステアリング装置以外に、衝撃吸収機構、チルト機構、キーロック装置等の多数の機構を装着する必要があることから、電動パワーステアリング装置では、その各構成部品の軸方向長さを極力短く取付けることが求められている。
【０００５】
ウォームギヤ機構では、ウォームホイールは、その中心筒状部が操舵機構の出力軸（例えば、ピニオン軸）に嵌合してある。
【０００６】
このウォームホイールの中心筒状部の軸方向長さを極力短くすると共に、堅固に且つ偏芯なく嵌合するため、特許文献１では、ウォームホイールの中心筒状部と出力軸（例えば、ピニオン軸）との一方に、セレーションが形成してあり、中心筒状部と出力軸との他方に、このセレーションに嵌り合う「いんろう」が形成してある。このセレーションと「いんろう」との嵌め合いにより、ウォームホイールの中心筒状部が出力軸に嵌合してある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−９５１２２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１では、セレーションと「いんろう」との嵌め合いにより、ウォームホイールの中心筒状部が出力軸に嵌合してあり、このセレーションの大径部又は小径部に沿って、「いんろう」が嵌まり合うようになっている。
【０００９】
しかしながら、セレーションの大径部又は小径部の芯が中心円筒部又は出力軸の軸芯に対して芯ズレしていると、ウォームホイールの中心筒状部は、出力軸に偏芯して嵌合してしまうといったことがある。
【００１０】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、偏芯することなく且つ堅固に、ウォームホイールの中心筒状部を出力軸に嵌合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にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、ウォームギヤ機構により減速して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置において、
前記操舵機構の出力軸に、前記ウォームギヤ機構のウォームホイールの中心筒状部を嵌合する際、
前記出力軸の外周面に、軸方向に延びる略平行に凹凸部を形成して、各凹凸部内にインロウ係合部を設け、
前記中心筒状部の内周面に、前記凹凸部内のインロウ係合部に嵌り合うインロウ係合部を形成し、
前記出力軸の凹凸部内のインロウ係合部を前記中心筒状部のインロウ係合部に嵌め合わせながら、前記出力軸を前記中心筒状部に圧入・嵌合したことを特徴とする。
【００１２】
このように、本発明によれば、出力軸の外周面に、軸方向に延びる略平行な複数の凹凸部を形成して、当該凹凸部内にインロウ係合部を設け、中心筒状部の内周面に、前記凹凸部内のインロウ係合部に嵌り合うインロウ係合部を形成し、出力軸の前記凹凸部内のインロウ係合部を中心筒状部のインロウ係合部に嵌め合わせながら、出力軸を中心筒状部に圧入・嵌合してある。
【００１３】
従って、出力軸を中心筒状部に圧入・嵌合する際、出力軸の凹凸部内のインロウ係合部が中心筒状部のインロウ係合部を案内するため、中心筒状部は、出力軸に軸芯合わせをすることができ、偏芯することなく且つ堅固に、中心筒状部を出力軸に嵌合することができる。これにより、ウォームホイールの中心筒状部の軸方向長さは、極力短くすることができる。
【００１４】
また、出力軸の凹凸部内のインロウ係合部が中心筒状部のインロウ係合部に嵌り合うため、ウォームホイールのトルクを出力軸に伝達することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、前記出力軸の凹凸部内のインロウ係合部は、その周方向長さが凸高さより長いことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係るコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置の部分断面を含む側面図である。
【００１８】
図２は、図１に示したコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図である。
【００１９】
図３（ａ）は、出力軸の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ部分の拡大図であり、（ｃ）は、出力軸を平目ローレット加工する際の模式図である。
【００２０】
図１及び図２に示すように、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイール（図示略）に連結される入力軸１がステアリングコラム２内に回転自在に支持してある。
【００２１】
出力軸３は、中空に形成してあり、その内部には、トーションバー４が延在してある。このトーションバー４は、その車両前方側端部が固定ピン５により出力軸３に固定してあり、その車両後方側端部は、詳細に図示しないが、入力軸１に固定してある。また、出力軸３の車両前方側の径方向外方には、詳細に図示しないトルクセンサー機構６が設けてある。
【００２２】
出力軸３の車両前方側端部は、図示しないが、自在継手や中間シャフトを介してギヤボックスに連結してある。
【００２３】
出力軸３には、電動モータ７の駆動軸のウォーム８に噛合したウォームホイール９が嵌合してある。
【００２４】
このコラムアシスト式の場合、運転者がステアリングホイール（図示略）を操舵することにより発生した操舵力は、入力軸１、トーションバー４、出力軸３、ラック（図示略）等を介して伝達され、図示しない車輪が転舵される。
【００２５】
また、電動モータ７の回転力は、そのウォーム８及びウォームホイール９を介して出力軸３に伝達されて、制御装置（ＥＣＵ）によって電動モータの回転力及び回転方向を適宜制御することにより、出力軸３に適切な操舵補助トルクを付与できるようになっている。
【００２６】
次に、より詳細には、操舵系が直進状態にあり、操舵トルクが零であるものとすると、入力軸１及び出力軸３間には、相対回転は生じない。
【００２７】
これに対し、ステアリングホイールを操舵して入力軸１に回転力が生じると、その回転力は、トーションバー４を介して出力軸３に伝達される。
【００２８】
このとき、出力軸３には、転舵輪及び路面間の摩擦力やラックアンドピニオン式ステアリング装置のギアの噛み合い等の摩擦力に応じた抵抗力が生じるため、入力軸１及び出力軸３間には、トーションバー４が捩じれることによって、出力軸３が遅れる相対回転が発生し、その相対回転の方向及び量は、ステアリングホイールの操舵方向や発生している操舵トルクに応じて決まる。
【００２９】
制御装置（ＥＣＵ）内のトルク演算部が、差動アンプの出力に基づいて操舵トルクを求め、モータ駆動部が、その操舵トルクの方向及び大きさに応じた駆動電流を電動モータ７に供給する。すると、電動モータ７には、操舵系に発生している操舵トルクの方向及び大きさに応じた回転力が発生し、その回転力がウォーム８及びウォームホイール９を介して出力軸３に伝達されて操舵補助トルクが付与され、操舵トルクが減少して、運転者の負担が軽減される。
【００３０】
なお、ウォームギヤ機構は、ハウジング１０と、これを被覆するカバー１１とにより形成したギヤ室内に収納してあり、出力軸３は、カバー１１に設けた玉軸受１２により回転自在に支持してあると共に、その端部近傍にはナット１３が螺合してある。また、ウォームホイール９は、その中心筒状部９ａが出力軸３に圧入・嵌合してある。
【００３１】
次に、本実施の形態では、図３に示すように、出力軸３の外周面に、軸方向に延びる略平行な複数の凹凸部２０を形成して、当該凹凸部２０の各口内にインロウ係合部２１を設けている。本実施形態において、各インロウ係合部２１は軸方向に延びる長溝になっている。また、ウォームホイール９の中心筒状部９ａの内周面には、凹凸部２０内のインロウ係合部２１に嵌り合うインロウ係合部（本実施形態においては長溝であるインロウ係合部２１に嵌まり合う凸状であるが図示省略）を形成し、出力軸３の各凹凸部２０内のインロウ係合部２１を中心筒状部９ａのインロウ係合部（図示略）に嵌め合わせながら、出力軸３を中心筒状部９ａに圧入・嵌合してある。
【００３２】
また、図３（ａ）（ｂ）に示すように、出力軸３は、中心筒状部９ａのインロウ係合部（図示略）と隙間バメとなる下径部２２を形成した後、中心筒状部９ａのインロウ係合部（図示略）と圧入嵌め合いになるように、図３（ｃ）に示すように、平目ローレット加工を形成すると、出力軸３に転造前の径である下径部２２を残したまま、凹凸部２０を形成することができる。この状態で、出力軸３を中心筒状部９ａに圧入すると、芯ずれなく圧入固定することができる。
【００３３】
図３（ｃ）に示すように、平目ローレット加工に際しては、平目ローレットダイス２３をワーク２４（出力軸３）に押し当てながら、ワーク２４（出力軸３）を回転させると、本実施の形態の形状がワーク２４（出力軸３）に転写される。
【００３４】
転写される凹凸部２０の高さは、平目ローレットダイス２３の押し当て量で決まる。押し当て量が多いほど、凹凸部２０の高さが高くなるが、反面、未加工の下径部２２が少なくなる。
【００３５】
具体的には、出力軸の下径φ２５．１（許容誤差範囲−０．００５から−０．０３０）に仕上げた軸に、ピッチが１．５、長さが５、仕上がり大径２５．２５（許容誤差範囲＋０．１５から０）の平目ローレット加工を施し、中心筒状部９ａは、φ２５．１（許容誤差範囲＋０．０２１から０）のインロウ（図示略）を施して、出力軸３を中心筒状部９ａに圧入した結果、ウォームホイール９の芯ズレなしに強固な出力軸３との固定力を得ることができた。
【００３６】
また、出力軸３の平目ローレット転造下径は、中間バメ、軽圧入であってもよい。
【００３７】
さらに、平目ローレットは、ピッチが細かいと、大径が高くできず、且つ転造下径が残らない。ピッチが大きいと、ウォームホイールの固定力が低下するため、ピッチは、０．５〜２．５とし、さらにピッチ１〜１．５を推奨する。
【００３８】
以上のように、本実施の形態によれば、出力軸３の外周面に、軸方向に延びる略平行な複数の凹凸部２０を形成して、当該凹凸部２０内にインロウ係合部２１を設け、中心筒状部９ａの内周面に、凹凸部２０内のインロウ係合部２１に嵌り合うインロウ係合部（図示略）を形成し、出力軸３の凹凸部２０内のインロウ係合部２１を中心筒状部９ａのインロウ係合部（図示略）に嵌め合わせながら、出力軸３を中心筒状部９ａに圧入・嵌合してある。
【００３９】
従って、出力軸３を中心筒状部９ａに圧入・嵌合する際、出力軸３の凹凸部２０内のインロウ係合部２１が中心筒状部９ａのインロウ係合部（図示略）を案内するため、中心筒状部９ａは、出力軸３に軸芯合わせをすることができ、偏芯することなく且つ堅固に、中心筒状部９ａを出力軸３に嵌合することができる。これにより、ウォームホイール９の中心筒状部９ａの軸方向長さは、極力短くすることができる。
【００４０】
また、出力軸３の凹凸部２０内のインロウ係合部２１が中心筒状部９ａのインロウ係合部（図示略）に嵌り合うため、ウォームホイール９のトルクを出力軸３に伝達することができる。
【００４１】
また、出力軸３の凹凸部２０内のインロウ係合部２１は、その周方向長さが凸高さより長いことが好ましい。
【００４２】
図４（ａ）〜（ｆ）は、夫々、本発明の実施の形態の変形例に係り、出力軸の要部を拡大して示す側面図である。
【００４３】
図４の各図において、平目ローレット加工を施して凹凸部２０とインロウ係合部２１を形成した出力軸３の箇所には、ウォームホイール９の中心筒状部９ａを圧入するようになっている。
【００４４】
図４の各図は、この平目ローレット加工の施し方の変形例を示している。
【００４５】
図４（ａ）の場合には、平目ローレット加工は、中心筒状部９ａを圧入する出力軸３の圧入箇所に、所定幅の一列で施してある。
【００４６】
図４（ｂ）の場合には、平目ローレット加工は、中心筒状部９ａを圧入する出力軸３の圧入箇所に、所定幅の一列で施してあり、しかも、圧入口側に片寄せしてある。この場合には、圧入代をより短くすることができる。
【００４７】
図４（ｃ）の場合には、平目ローレット加工は、中心筒状部９ａを圧入する出力軸３の圧入箇所に、その全面にわたって施してある。この場合には、中心筒状部９ａの回転止め効果を向上することができる。
【００４８】
図４（ｄ）の場合には、平目ローレット加工は、中心筒状部９ａを圧入する出力軸３の圧入箇所に、所定幅の二列で施してある。この場合にも、中心筒状部９ａの回転止め効果を向上することができる。
【００４９】
図４（ｅ）の場合には、平目ローレット加工は、中心筒状部９ａを圧入する出力軸３の圧入箇所に、所定幅の二列で施してあり、しかも、二列の凹凸部２０（インロウ係合部２１）は、夫々、互い違いになっている。この場合には、中心筒状部９ａの内周面に圧接する部分が互い違いになるため、抜け止め効果を発揮することができる。
【００５０】
図４（ｆ）の場合には、平目ローレット加工は、中心筒状部９ａを圧入する出力軸３の圧入箇所に、所定幅の二列で施してあり、しかも、一列目の凹凸部２０（インロウ係合部２１）のピッチは、二列目の凹凸部２０（インロウ係合部２１）のピッチより大きくしてある。この場合には、ピッチの大きい一列目の凹凸部２０（インロウ係合部２１）により、芯ブレを抑制することができ、ピッチの小さい二列目の凹凸部２０（インロウ係合部２１）により、高い回転止め効果を発揮することができる。
【００５１】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、出力軸の外周面に、軸方向に延びる略平行な凹凸部を形成して、当該凹凸部内にインロウ係合部を設け、中心筒状部の内周面に、凹凸部内のインロウ係合部に嵌り合うインロウ係合部を形成し、出力軸の凹凸部内のインロウ係合部を中心筒状部のインロウ係合部に嵌め合わせながら、出力軸を中心筒状部に圧入・嵌合してある。
【００５３】
従って、出力軸を中心筒状部に圧入・嵌合する際、出力軸の凹凸部内のインロウ係合部が中心筒状部のインロウ係合部を案内するため、中心筒状部は、出力軸に軸芯合わせをすることができ、偏芯することなく且つ堅固に、中心筒状部を出力軸に嵌合することができる。これにより、ウォームホイールの中心筒状部の軸方向長さは、極力短くすることができる。
【００５４】
また、出力軸の凹凸部内のインロウ係合部が中心筒状部のインロウ係合部に嵌り合うため、ウォームホイールのトルクを出力軸に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置の部分断面を含む側面図である。
【図２】図１に示したコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図である。
【図３】（ａ）は、出力軸の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ部分の拡大図であり、（ｃ）は、出力軸を平目ローレット加工する際の模式図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｆ）は、夫々、本発明の実施の形態の変形例に係り、出力軸の要部を拡大して示す側面図である。
【符号の説明】
１  入力軸
２  ステアリングコラム
３  出力軸
４  トーションバー
５  固定ピン
６  トルクセンサー機構
７  電動モータ
８  ウォーム
９  ウォームホイール
９ａ  中心筒状部
１０  ハウジング
１１  カバー
１２  玉軸受
１３  ナット
２０  凹凸部
２１  インロウ係合部
２２  下径部
２３  平目ローレットダイス
２４  ワーク（出力軸）
【図１】
2004155225.tif 000003
【図２】
2004155225.tif 000004
【図３】
2004155225.tif 000005
【図４】
2004155225.tif 000006