(57)【要約】【課題】モータ１０の駆動力をラック軸１に伝達する小駆動歯車９及び大従動歯車８のバックラッシを、大従動歯車８の回転軸方向及び前記回転軸に垂直な方向で調節することを可能とする。【解決手段】モータ１０の駆動力を伝達する小駆動歯車９を支持する駆動部ハウジング３と、前記小駆動歯車９と噛合する大従動歯車８を支持する従動部ハウジング２とを別体とし、従動部ハウジング２は大従動歯車８の回転軸に平行な第１嵌合面１５、第３嵌合面１７と大従動歯車８に垂直な第２嵌合面１６とを備え、駆動部ハウジング３は第１嵌合面１５乃至第３嵌合面１７に対応する嵌合面１８を備えるように構成した上で、従動部ハウジング２及び駆動部ハウジング３の嵌合面間にバックラッシ調節に必要な厚みを持った第１シム１２乃至第３シム１４を介装して、両ハウジング２、３を嵌合固定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの出力軸に備えられた小駆動歯車を支持する駆動部ハウジングと、前記小駆動歯車に噛合する大従動歯車を支持する従動部ハウジングとを備え、前記駆動部ハウジングと前記従動部ハウジングとが嵌合固定されており、前記モータの回転を前記大従動歯車を介して操舵用送りねじ機構に伝達することで操舵補助を行う電動パワーステアリング装置において、
前記従動部ハウジングは非平行な第１嵌合面及び第２嵌合面を備え、
該第１嵌合面及び該第２嵌合面と前記駆動部ハウジングの嵌合面との間にシムを介装してある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】
モータの出力軸に備えられた小駆動歯車を支持する駆動部ハウジングと、前記小駆動歯車に噛合する大従動歯車を支持する従動部ハウジングとを備え、前記駆動部ハウジングと前記従動部ハウジングとが嵌合固定されており、前記モータの回転を前記大従動歯車を介して操舵用送りねじ機構に伝達することで操舵補助を行う電動パワーステアリング装置において、
前記従動部ハウジングは非平行な第１嵌合面及び第２嵌合面並びに該第１嵌合面に略平行な第３嵌合面を有する段状嵌合面を備え、
該第１嵌合面乃至該第３嵌合面と前記駆動部ハウジングの嵌合面との間にシムを介装してあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記第１嵌合面は前記大従動歯車の回転軸に略平行な平面であり、
前記第２嵌合面は前記大従動歯車の回転軸に略垂直な平面であることを特徴とする請求項１又は請求項２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、電動パワーステアリング装置、特にモータの駆動力を歯車を介して操舵用送りねじ機構に伝達することにより両端に車輪を備えるラック軸の動作を補助し、運転者の操舵を補助するラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータの駆動力により操舵を補助する電動パワーステアリング装置には、ラック軸の動作を補助するラックアシストタイプ、またはステアリングホイールに設けられたコラム軸の回転を補助するコラムアシストタイプ等がある。ラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置においては、モータの駆動力がモータ出力軸に備えられた小駆動歯車及びこれに噛合する大従動歯車を介して、ボールねじ及びボールナットを有する操舵用送りねじ機構に減速伝達され、両端部に車輪を備えるラック軸の軸方向の運動に変換されることで操舵が補助される（特許文献１）。このタイプの電動パワーステアリング装置は、モータが車室から離れたエンジンルーム内に設置されているため、モータの駆動による騒音が低減されるという利点を有している。
【０００３】
ところで、小駆動歯車及び大従動歯車が円滑に回転するためには、歯面間に適度なバックラッシを持たせる必要がある。バックラッシが小さすぎる場合、歯車は円滑に回転しないといった問題が生じ、一方バックラッシが大きすぎる場合、歯面同士の衝突による大きな騒音が発生する噛合騒音の問題、モータの回転と操舵によるラック軸の動作との間にタイムラグが発生するといった問題が生じる。
【０００４】
従来、これらの問題を装置組立工程において解決すべく、前記モータ、小駆動歯車、及び大従動歯車などを収容するハウジングに、モータなどの部材を取り付ける工程において、各部材とハウジングとの突き合わせ面間にシムを介装することによりバックラッシの調節を行っていた。
具体的には、モータ本体をハウジングに取り付ける際、モータ本体及びハウジングの合わせ面の間にシムを介装することで、小駆動歯車の位置を小駆動歯車の回転軸方向（モータの出力軸方向）で移動させ、また前記大従動歯車を外周に備える筒状のボールナットをボールベアリングを用いてハウジングに取り付ける際、ボールベアリングとハウジングとの突き合わせ面間にシムを介装することで、大従動歯車の位置を大従動歯車の回転軸方向で移動させていた。このようにして、歯車間の相対距離を変動させ、歯車のバックラッシを調節していた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０８−２０７７９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来行われていた方法においては、バックラッシの調節方向が、小駆動歯車の回転軸方向及び大従動歯車の回転軸方向に限定されるという問題があった。
例えば、ステアリング装置の寸法を小さくするために、モータの小駆動歯車の回転軸が大従動歯車の回転軸に対して斜めになるようにモータを取り付けた場合、歯車及びハウジングなどの寸法誤差を直交しない前記調節軸方向で測定し、又は前記調節軸方向成分に寸法誤差を換算して歯車位置を調節する必要があり、バックラッシの調節が煩わしいものとなっていた。
【０００７】
また、モータをハウジングに取付ける工程、及びボールねじをハウジングに取付ける工程において、寸法誤差の測定及び寸法調節を並行して行う必要があるため、装置の組立が効率的に行えないという問題があった。
【０００８】
更に、通常、両歯車のバックラッシを１回のシム調節で適切に行うことは難しく、何度もシムを交換し、バックラッシを調節する必要があるため、バックラッシの再調節が効率的に行えないという問題があった。具体的には、モータ及びボールナット等をハウジングから一旦取り外した上でシム板を交換し、再度装置を組み立てることで、バックラッシを調節する必要があり、バックラッシの再調節は煩わしいものとなっていた。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、小駆動歯車及び大従動歯車の回転軸方向に限定されない２方向で大従動歯車及び小駆動歯車の相対位置を調節し、バックラッシを調節することを可能とす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。
【００１０】
また、本発明は、バックラッシを適切に調節し、かつ電動パワーステアリング装置を効率的に組み立てることを可能とする電動パワーステアリング装置を提供することを他の目的とする。
【００１１】
また、本発明は、効率的にバックラッシの再調節を行うことを可能とする電動パワーステアリング装置を提供することを他の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、モータの出力軸に備えられた小駆動歯車を支持する駆動部ハウジングと、前記小駆動歯車に噛合する大従動歯車を支持する従動部ハウジングとを備え、前記駆動部ハウジングと前記従動部ハウジングとが嵌合固定されており、前記モータの回転を前記大従動歯車を介して操舵用送りねじ機構に伝達することで操舵補助を行う電動パワーステアリング装置において、前記従動部ハウジングは非平行な第１嵌合面及び第２嵌合面を備え、該第１嵌合面及び該第２嵌合面と前記駆動部ハウジングの嵌合面との間にシムを介装してあることを特徴とする。
【００１３】
バックラッシの調節が必要な場合、駆動部ハウジング及び従動部ハウジングの嵌合面間にシムを介装して駆動部ハウジングと従動部ハウジングとを嵌合固定することで、駆動部ハウジングと従動部ハウジングとの相対位置を調節することができ、駆動部ハウジングに支持、収容されている小駆動歯車と従動部ハウジングに支持、収容されている大従動歯車との相対距離を調節することが可能となる。つまり、従動部ハウジングの第１嵌合面と駆動部ハウジングの嵌合面との間にシムを介装し、嵌合固定することで、第１嵌合面に垂直な方向で歯車間のバックラッシを調節することが可能となり、同様にして、第２嵌合面と駆動部ハウジングの嵌合面との間にシムを介装し、嵌合固定することで、第２嵌合面に垂直な方向でバックラッシを調節することが可能となる。
【００１４】
また、このようにシムを用いてバックラッシを調節するため、複雑な構造を設けることなく、適切に歯車位置を調節することができる。
【００１５】
更に、駆動部ハウジング及び従動部ハウジングを別体で組み立てた後、各ハウジングの嵌合面間にシムを介装することで、バックラッシの調節を行うため、パワーステアリング装置の組み立て及びバックラッシの再調節を効率的に行うことができる。
【００１６】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、モータの出力軸に備えられた小駆動歯車を支持する駆動部ハウジングと、前記小駆動歯車に噛合する大従動歯車を支持する従動部ハウジングとを備え、前記駆動部ハウジングと前記従動部ハウジングとが嵌合固定されており、前記モータの回転を前記大従動歯車を介して操舵用送りねじ機構に伝達することで操舵補助を行う電動パワーステアリング装置において、前記従動部ハウジングは非平行な第１嵌合面及び第２嵌合面並びに該第１嵌合面に略平行な第３嵌合面を有する段状嵌合面を備え、該第１嵌合面乃至該第３嵌合面と前記駆動部ハウジングの嵌合面との間にシムを介装してあることを特徴とする。
【００１７】
第２発明にあっては、段状の３嵌合面を有する従動部ハウジングと駆動部ハウジングとを嵌合固定するため、嵌合面を２面有する従動部ハウジングに駆動部ハウジングを嵌合固定する電動パワーステアリング装置に比べ、駆動部ハウジングを従動部ハウジングにより安定した状態で嵌合固定することができる。
【００１８】
第３発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記第１嵌合面は前記大従動歯車の回転軸に略平行な平面であり、前記第２嵌合面は前記大従動歯車の回転軸に略垂直な平面であることを特徴とする。
【００１９】
第３発明にあっては、大従動歯車の回転軸に略平行な第１嵌合面と駆動部ハウジングの嵌合面との間にシムを介装し、各ハウジングを嵌合固定することにより、大従動歯車の回転軸に略垂直な方向でバックラッシの調節を行うことが可能となり、同様にして、大従動歯車の回転軸に略垂直な第２嵌合面と駆動部ハウジングの嵌合面との間にシムを介装し、各ハウジングを嵌合固定することにより、大従動歯車の回転軸に略平行な方向でバックラッシの調節を行うことが可能となる。つまり、大従動歯車の回転軸方向及びこれに略垂直な２方向で歯車のバックラッシ調節を行うことが可能となる。従って、例えば、ステアリング装置の寸法を小さくするために、モータ出力軸が大従動歯車の回転軸に対して斜めになるようにモータが取り付けられるステアリング装置においても、ハウジング又は歯車などの寸法誤差の測定、及びバックラッシの調節を略垂直な前記２方向で行うことが可能となり、バックラッシの調節を効率的に行うことができる。
なお、前記大従動歯車の回転軸に略平行な平面とは、前記大従動歯車の回転軸に対して寸法誤差程度の範囲内で平行な第１嵌合面を意味する。同様にして、前記大従動歯車の回転軸に略垂直な平面とは、前記大従動歯車の回転軸に対して寸法誤差程度の範囲内で垂直な平面を意味する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、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、車両正面方向から見た本発明に係る電動パワーステアリング装置を模式的に示した要部断面図である。図中１はラック軸であり、車両正面から見て軸の向きが左右方向となるように従動部ハウジング２内に収容され、軸方向に移動可能に支持されている。このラック軸１は、一端にラックを形成しており、このラックに噛合するピニオンを有する操舵軸４が上方に備えられている。この操舵軸４の上部にはステアリングホイール５が設けられている。また、ラック軸１は、他端にボールねじ部６を形成しており、このボールねじ部６は、その外周にボールナット７を備えることで操舵用送りねじ機構を構成する。ボールナット７は外周に大従動歯車８を備えており、この大従動歯車８は、小駆動歯車９に噛合する。この小駆動歯車９は、モータ１０の出力軸１１に備えられている。従動部ハウジング２は、外周に大従動歯車８を備えるボールナット７をボールベアリングを介して回転自由に収容し、駆動部ハウジング３は、モータ１０及び小駆動歯車９を収容する。これら従動部ハウジング２及び駆動部ハウジング３は、別体であり、各ハウジング２、３の嵌合面間に第１シム１２、第２シム１３及び第３シム１４を介装して、嵌合固定されてある。
【００２１】
このように構成された電動パワーステアリング装置においては、運転者の操舵によるステアリングホイール５の回転が、操舵軸４及びラックピニオン機構を介して、ラック軸１の軸方向の運動に変換される。そして、このラック軸１の運動によって、ラック軸１の両端に設けられた車輪（不図示）が操向される。一方、モータ１０の回転は、小駆動歯車９、大従動歯車８及び操舵用送りねじ機構を介して、ラック軸１の軸方向の運動に変換される。この伝達されたモータ１０の駆動力によって、車両の操舵が補助される。なお、モータ１０は、制御装置（不図示）により操舵軸４のトルクに応じて回転するように制御されている。
【００２２】
次に従動部ハウジング２及び駆動部ハウジング３の嵌合部分について詳述する。
図２は従動部ハウジング２と駆動部ハウジング３との嵌合状態を示す分解斜視図であり、図３は図２のＡ−Ａ線断面を示したものである。
【００２３】
大従動歯車８を支持する従動部ハウジング２は、第１嵌合面１５乃至第３嵌合面１７を有する段状嵌合面２０を備える。本実施の形態においては、第１嵌合面１５及び第３嵌合面１７は大従動歯車８の回転軸に略平行な平面であり、第２嵌合面１６は前記回転軸に略垂直な平面である。従って、第１嵌合面１５と第２嵌合面１６は互いに略垂直に構成されている。小駆動歯車９を支持する駆動部ハウジング３は、第１嵌合面１５乃至第３嵌合面１７に対応する嵌合面１８（図２においては不図示）を備えている。第１シム１２、第２シム１３及び第３シム１４は、従動部ハウジング２に対する駆動部ハウジング３の相対位置を調節するものであり、適当な厚みを持った金属板又は合成樹脂等のシム板である。また、第１シム１２乃至第３シム１４は、それぞれ第１嵌合面１５乃至第３嵌合面１７に対応しており、各嵌合面１５、１６、１７と同形状の金属板である。
【００２４】
なお、言うまでもなく、各シム１２、１３、１４は、必ずしも各嵌合面１５、１６、１７と同形状のものである必要はない。また、本実施の形態においては、第１シム１２と第３シム１４は同じ厚みを持たせてあるが、従動部ハウジング２又は駆動部ハウジング３に寸法誤差が生じているといった場合には、必要に応じて互いに異なる厚みを持たせた第１シム１２及び第３シム１４を用いてもよい。
【００２５】
図３は、従動部ハウジング２及び駆動部ハウジング３の嵌合面間に、各シム１２、１３、１４を介装して、駆動部ハウジング３を従動部ハウジング２に嵌合固定した状態を示すものである。つまり、図３上図から下図の状態に至るステアリング装置の組み立て工程において、従動部ハウジング２の第１嵌合面１５と駆動部ハウジング３の嵌合面１８との間に第１シム１２を介装し、各ハウジング２、３を嵌合固定する。同様に、第２嵌合面１６及び嵌合面１８間に第２シム１３を、第３嵌合面１７及び嵌合面１８間に第３シム１４を介装する。
【００２６】
このようにシムを介装して組み立てられた電動パワーステアリング装置においては、第１嵌合面１５及び第３嵌合面１７に対して、それぞれ第１シム１２及び第３シム１４を介装することで、各ハウジング２、３に支持される大従動歯車８及び小駆動歯車９の相対位置を大従動歯車８の回転軸に略垂直方向で調節可能となり、第２嵌合面１６に対して第２シム１３を介装することで、各歯車８、９の相対位置を大従動歯車８の回転軸に略平行な方向で調節することが可能となる。
【００２７】
なお、第２シム１３を介装することで従動部ハウジング２に対する駆動部ハウジング３の嵌合位置が変動した場合であっても、無理なくネジ止めできるように、駆動部ハウジング３のネジ穴１９は長穴としている（図２参照）。また、駆動部ハウジング３と従動部ハウジング２との嵌合方法はネジ止めに限るものではない。
【００２８】
このように構成された電動パワーステアリング装置においては、組立工程において、従動部ハウジング２及び駆動部ハウジング３の嵌合面間に各シム１２、１３、１４を介装することで、小駆動歯車９及び大従動歯車８間のバックラッシを複雑な構造を設けることなく、簡易に調節することが可能となり、バックラッシ騒音の低減、操舵に対する応答性を向上させることが可能となる。
【００２９】
また、第１嵌合面１５及び第３嵌合面１７を大従動歯車８の回転軸に略平行な嵌合面とし、第２嵌合面１６を前記回転軸に略垂直な嵌合面とすることで、本実施の形態のようにモータ１０を、小駆動歯車９の回転軸（出力軸１１）をラック軸１に対して斜めになるように取り付けた場合においても、大従動歯車８の回転軸方向及びこれに略垂直な方向で各歯車８、９のバックラッシを調節することができる。
【００３０】
更に、本実施の形態においては、従動部ハウジング２の嵌合面に第３嵌合面１７を設け段状嵌合面を形成してあるため、第３嵌合面１７を有しないハウジングに比べ、駆動部ハウジング３を従動部ハウジング２に、より安定した状態で嵌合固定することができる。
【００３１】
なお、第３嵌合面１７は、上述したように、駆動部ハウジング３を従動部ハウジング２により安定した状態に嵌合固定するために設けたものであり、第３嵌合面１７は必ずしも必要としない。
【００３２】
図４は、上述した実施形態の変形例を示す図であり、第３嵌合面を備えない従動部ハウジングを用いて構成されるパワーステアリング装置の一部を模式的に示した断面図である。図中１０２、１０３は、それぞれ従動部ハウジング及び駆動部ハウジングであり、従動部ハウジング１０２は大従動歯車８の回転軸に略平行な第１嵌合面１１５及び大従動歯車８の回転軸に略垂直な第２嵌合面１１６を備えている。また、駆動部ハウジング１０３は、第１嵌合面１１５及び第２嵌合面１１６に対応する嵌合面１１８を備えている。そして、図４上図から下図の状態に至る組み立て工程において、この嵌合面１１８と第１嵌合面１１５との間に第１シム１１２を、嵌合面１１８と第２嵌合面１１６との間に第２シム１１３を介装し、従動部ハウジング１０２及び駆動部ハウジング１０３を嵌合固定する。
【００３３】
このように構成された電動パワーステアリング装置においても、図１に示す電動パワーステアリング装置と同様に、大従動歯車８の回転軸に略平行な方向及びこれに略垂直な方向で大従動歯車８及び小駆動歯車９のバックラッシを調節することができる。
【００３４】
なお、言うまでもなく、第３嵌合面を有しない従動部ハウジングを用いて構成される電動パワーステアリング装置はこれに限るものではない。例えば、階段状の嵌合面を備える従動部ハウジングと、階段状の低段部及びこれに垂直な部分の二面で嵌合するような駆動部ハウジングとを、シムを介装して嵌合することで、同様にバックラッシを調節することが可能となる。
【００３５】
更にまた、第１嵌合面及び第２嵌合面は互いに直角である必要はなく、例えば、第２嵌合面を小駆動歯車９の回転軸に略垂直な平面にすることも可能であり、この場合、小駆動歯車９の回転軸に略平行な方向と大従動歯車８の回転軸に略垂直な方向でバックラッシを調節することができるため、各種寸法誤差を小駆動歯車９の回転軸方向と大従動歯車８の回転軸に略垂直な方向で測定するようなときはバックラッシの調節が容易となる。なお、第１嵌合面と第２嵌合面の角度は鋭角であってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明においては、従動部部ハウジングが備える非平行な２つの嵌合面にそれぞれ垂直な２方向でバックラッシの調節が可能となり、ステアリング装置の組み立て及びバックラッシの再調節を効率的に行うことが可能となる。
【００３７】
第２発明においては、駆動部ハウジングを従動部ハウジングにより安定した状態に嵌合固定することが可能となる。
【００３８】
第３発明においては、バックラッシの調節を大従動歯車の回転軸に略平行な方向とこれに略垂直な２方向で行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両正面方向から見た本発明に係る電動パワーステアリング装置を模式的に示した要部断面図である。
【図２】従動部ハウジングと駆動部ハウジングとの嵌合状態を示す分解斜視図である。
【図３】従動部ハウジングと駆動部ハウジングとの嵌合状態を示す断面図である。
【図４】図１に示す電動パワーステアリング装置の変形例における駆動部ハウジングと従動部ハウジングとの嵌合状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ラック軸
２  従動部ハウジング
３  駆動部ハウジング
４  操舵軸
５  ステアリングホイール
６  ボールねじ部（操舵用送りねじ機構）
７  ボールナット（操舵用送りねじ機構）
８  大従動歯車
９  小駆動歯車
１０  モータ
１１  出力軸
１２  第１シム
１３  第２シム
１４  第３シム
１５  第１嵌合面
１６  第２嵌合面
１７  第３嵌合面
１８  嵌合面
２０  段状嵌合面
【図１】
2004352067.tif 000003
【図２】
2004352067.tif 000004
【図３】
2004352067.tif 000005
【図４】
2004352067.tif 000006