(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング軸に接続されたピニオン軸をラック軸に噛合いさせ、
モータに駆動される操舵アシストギヤが、径方向に弾発保持されて所定のトルクでスリップするトルクリミッタを介して前記ピニオン軸に接続されてなる電動パワーステアリング装置において、
操舵アシストギヤとピニオン軸をギヤハウジングに支持するに際し、ピニオン軸を２つの軸受でギヤハウジングに両持ち支持するとともに、操舵アシストギヤを上記２つの軸受とは異なる他の軸受でギヤハウジングに直に支持することにより、操舵アシストギヤとピニオン軸をギヤハウジングに対して相互に独立に支持するとともに、
操舵アシストギヤが、モータの出力軸に結合されたウォームギヤと噛合うウォームホイールであり、該ウォームホイールをギヤハウジングに直に支持する軸受とトルクリミッタのそれぞれを、該ウォームホイールの軸方向で、ウォームホイールのウォームギヤとの噛合い位置と軸方向同一位置にて、ウォームホイールのボスとピニオン軸の中間部のそれぞれに互いに同軸をなすように設け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】
前記ウォームホイールのための軸受と、ウォームギヤのための軸受を、同一のギヤハウジングに設けてなる請求項１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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置は、ステアリング軸に接続されたピニオン軸をラック軸に噛合いさせるとともに、モータの出力軸に連結されたウォームギヤをウォームホイールに噛合いさせ、このウォームホイールをピニオン軸に接続し、モータのトルクをラック軸に伝えることにて操舵アシストする。このような電動パワーステアリング装置では、操舵中にタイヤが縁石に乗り上げる等により、ラック軸のストロークが急停止せしめられると、モータ、ギヤ等の破損を生ずる恐れがある。
【０００３】
ここで、従来技術では、特開平9-20256 号公報に記載の如く、モータに駆動されるウォームホイールとピニオン軸の間に、径方向に弾発保持されて所定のトルクでスリップするトルクリミッタを介装し、トルクリミッタの弾発力（リミットトルク）を越える衝撃トルクからモータ、ギヤ等を保護することとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来技術では、ウォームホイールはトルクリミッタを介してピニオン軸に支持されているに過ぎない。他方、モータのトルク伝達時に、ウォームギヤはウォームホイールにトルクの大きさに応じて変動するラジアル荷重を及ぼす結果、ウォームホイールはこのラジアル荷重によって軸心ずれを生じ、これがひいてはトルクリミッタの径方向弾発変形量を変動させてそのリミットトルクを不安定にする。ウォームホイールとウォームギヤの噛合い精度を含めた、ウォームホイールからピニオン軸に至るまでのトルク伝達経路の部品精度のばらつきは、トルクリミッタの上述の径方向弾発変形量を更に変動させるものとなり、そのリミットトルクを更に不安定にする。
【０００５】
本発明の課題は、電動パワーステアリング装置において、モータのトルク伝達経路のトルクリミッタを設けるに際し、所定のリミットトルクを安定維持し、トルクリミッタの耐久信頼性を向上することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、ステアリング軸に接続されたピニオン軸をラック軸に噛合いさせ、モータに駆動される操舵アシストギヤが、径方向に弾発保持されて所定のトルクでスリップするトルクリミッタを介して前記ピニオン軸に接続されてなる電動パワーステアリング装置において、操舵アシストギヤとピニオン軸をギヤハウジングに支持するに際し、ピニオン軸を２つの軸受でギヤハウジングに両持ち支持するとともに、操舵アシストギヤを上記２つの軸受とは異なる他の軸受でギヤハウジングに直に支持することにより、操舵アシストギヤとピニオン軸をギヤハウジングに対して相互に独立に支持するとともに、操舵アシストギヤが、モータの出力軸に結合されたウォームギヤと噛合うウォームホイールであり、該ウォームホイールをギヤハウジングに直に支持する軸受とトルクリミッタのそれぞれを、該ウォームホイールの軸方向で、ウォームホイールのウォームギヤとの噛合い位置と軸方向同一位置にて、ウォームホイールのボスとピニオン軸の中間部のそれぞれに互いに同軸をなすように設けたものである。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の本発明において更に、前記ウォームホイールのための軸受と、ウォームギヤのための軸受を、同一のギヤハウジングに設けてなるようにしたものである。
【０００９】
【作用】
(a)ウォームホイールはピニオン軸とは独立に支持される。従って、モータのトルク伝達時に、トルクの大きさに応じてウォームギヤからウォームホイールに作用するラジアル荷重はウォームホイールの軸受に支持され、ウォームホイールに軸心ずれを生ずることがない。このため、ウォームホイールとピニオン軸の間に介装されているトルクリミッタはトルクのみを伝達するものとなり、その径方向弾発変形量は変動することがなく、そのリミットトルクは安定維持される。従って、トルクリミッタのリミットトルクは、ウォームホイールからピニオン軸に至るまでのトルク伝達経路の部品精度のばらつきにも影響されることなく、所定のリミットトルクを安定維持し、トルクリミッタの耐久信頼性を向上できる。
【００１０】
(b)ウォームホイールの軸受は、ウォームホイールとウォームギヤの噛合い位置に設けられた。従って、ウォームギヤからウォームホイールに作用するラジアル荷重がウォームホイールに及ぼすモーメントを小さくでき、ウォームホイールの倒れ（軸の倒れ）を抑制できる。従って、ウォームホイールのウォームギヤとの噛合いの安定を維持でき、且つトルクリミッタの径方向弾発変形量、ひいてはそのリミットトルクをより確実に安定維持できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は電動パワーステアリング装置を示す模式図、図２は電動パワーステアリング装置を示す縦断面図、図３は図２のIII-III線に沿う断面図である。
【００１２】
電動パワーステアリング装置１０は、図１〜図３に示す如く、ステアリングホイールが接続されるステアリング軸１２を、ギヤボックス１１の内部でピニオン軸１３に接続するとともに、このピニオン軸１３をラック軸１４に噛合いさせ、ラック軸１４の中間部に連結ボルト１５Ａ、１５Ｂを介して左右のタイロッド１６Ａ、１６Ｂを連結し、運転者によるステアリングホイールの操舵力をギヤボックス１１に固定のモータ１７によりアシストするものである。
【００１３】
ギヤボックス１１は、図２に示す如く、第１〜第３のギヤハウジング１１Ａ〜１１Ｃからなり、ステアリング軸１２とピニオン軸１３を軸受２１、軸受２２、２３で支持するとともに、ステアリング軸１２とピニオン軸１３をそれらの内部でトーションバー２４により連結している。
【００１４】
ギヤボックス１１は、トルクセンサ３０を構成する２個の検出コイル３１、３２をステアリング軸１２、ピニオン軸１３に係合している円筒状のコア３３を囲むように、第１ハウジング１１Ａに設けている。コア３３は、ピニオン軸１３のガイドピン３４に係合する縦溝３５を備えて軸方向にのみ移動可能とされるとともに、ステアリング軸１２のスライダピン３６に係合するスパイラル溝３７を備える。これにより、ステアリングホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸１２に付与され、トーションバー２４の弾性ねじり変形により、ステアリング軸１２とピニオン軸１３の間に回転方向の相対変位を生ずると、ステアリング軸１２とピニオン軸１３の回転方向の変位がコア３３を軸方向に変位させるものとなり、このコア３３の変位による検出コイル３１、３２の周辺の磁気的変化に起因する検出コイル３１、３２のインダクタンスが変化する。即ち、コア３３がステアリング軸１２側へ移動すると、コア３３が近づく方の検出コイル３１のインダクタンスが増加し、コア３３が遠ざかる方の検出コイル３２のインダクタンスが減少し、このインダクタンスの変化により操舵トルクを検出できる。
【００１５】
ギヤボックス１１は、ピニオン軸１３の反トルクセンサ３０側の端部のピニオン歯１３Ａに、ラック軸１４のラック歯１４Ａを噛合いさせている。このとき、第３ギヤハウジング１１Ｃにはキャップ１１Ｄが固定され、キャップ１１Ｄにスプリング３８を介してバックアップされるラックガイド３９がラック軸１４を背面支持している。
【００１６】
ギヤボックス１１は、図３に示す如く、モータ１７を第３ギヤハウジング１１Ｃに支持するとともに、モータ１７の出力軸にクラッチ１８を介して結合されるウォームギヤ４１を、軸受４２、４３により第３ギヤハウジング１１Ｃに両端支持している。そして、ギヤボックス１１は、ウォームギヤ４１に噛合う操舵アシストギヤとしてウォームホイール４４を、トルクリミッタ４５を介してピニオン軸１３の中間部に同軸的に接続し、軸受５０により後述する如くに第３ギヤハウジング１１Ｃに支持している。トルクリミッタ４５は、ばね等の弾性リングからなり、ピニオン軸１３とウォームホイール４４のボス４４Ａの間に圧入等されて径方向に弾発保持される。そして、トルクリミッタ４５は、電動パワーステアリング装置１０の通常使用されるトルク（リミットトルクより小なるトルク）では、弾性リングの弾発力によりウォームホイール４４とピニオン軸１３を滑りなく結合し続け、他方、タイヤが操舵中に縁石に乗り上げる等により、ラック軸１４のストロークが急停止せしめられ、モータ１７の慣性力がウォームホイール４４に大きな衝撃力を及ぼすことに起因する、その弾性リングの弾発力を越える衝撃トルク（リミットトルク）に対しては、ウォームホイール４４をピニオン軸１３に対してスリップさせ、モータ１７のトルクを伝達させないように機能する。
【００１７】
ウォームホイール４４が、ボス４４Ａをアーム４４Ｂとリム４４Ｃからなり、リム４４Ｃに歯４４Ｄを備え、ボス４４Ａとアーム４４Ｂをインサート金具により構成して強度を確保し、リム４４Ｃを樹脂により構成してウォームギヤ４１との噛合い音の静粛を図っている。
【００１８】
軸受５０は、ウォームホイール４４のボス４４Ａに内輪５０Ａを装着されて止め輪５１により保持されるとともに、第３ギヤハウジング１１Ｃの環状支持部５２に外輪５０Ｂを装着されてナット５３により保持され、結果として、ウォームホイール４４をピニオン軸１３とは独立して回転自在にギヤボックス１１に支持する。そして、軸受５０は、ウォームホイール４４の軸方向で、ウォームホイール４４のウォームギヤ４１との噛合い位置（歯４４Ｄの位置）に対応する位置（軸方向同一位置）に設けられている。尚、ウォームホイール４４は、ボス４４Ａに軸受５０の内輪５０Ａを保持した状態で、軸受５０の外輪５０Ｂを第３ギヤハウジング１１Ｃの環状支持部５２に装着し、ナット５３をアーム４４Ｂの開口から環状支持部５２に螺着することにより、ギヤボックス１１に組み込まれる。
【００１９】
即ち、電動パワーステアリング装置１０にあっては、車速センサ（不図示）や上述のトルクセンサ３０の検出結果を得たコントロールユニット（不図示）により、所定のアシスト力マップから、モータ１７の駆動電流を決定し、車速と操舵トルクに応じた適切な操舵アシスト力となるモータ１７のトルクをピニオン軸１３に付与する。尚、モータ１７とウォームギヤ４１との間に設けられるクラッチ１８は、アシスト不要時（高速時）に操舵アシスト力を遮断する。
【００２０】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
▲１▼ウォームホイール４４はピニオン軸１３とは独立に支持される。従って、モータ１７のトルク伝達時に、トルクの大きさに応じてウォームギヤ４１からウォームホイール４４に作用するラジアル荷重はウォームホイール４４の軸受５０に支持され、ウォームホイール４４に軸心ずれを生ずることがない。このため、ウォームホイール４４とピニオン軸１３の間に介装されているトルクリミッタ４５はトルクのみを伝達するものとなり、その径方向弾発変形量は変動することがなく、そのリミットトルクは安定維持される。従って、トルクリミッタ４５のリミットトルクは、ウォームホイール４４からピニオン軸１３に至るまでのトルク伝達経路の部品精度のばらつきにも影響されることなく、所定のリミットトルクを安定維持し、トルクリミッタ４５の耐久信頼性を向上できる。
【００２１】
▲２▼ウォームホイール４４の軸受５０は、ウォームホイール４４とウォームギヤ４１の噛合い位置に設けられた。従って、ウォームギヤ４１からウォームホイール４４に作用するラジアル荷重がウォームホイール４４に及ぼすモーメントを小さくでき、ウォームホイール４４の倒れ（軸の倒れ）を抑制できる。従って、ウォームホイール４４のウォームギヤ４１との噛合いの安定を維持でき、且つトルクリミッタ４５の径方向弾発変形量、ひいてはそのリミットトルクをより確実に安定維持できる。
【００２２】
▲３▼ピニオン軸１３の軸受２３、ウォームホイール４４の軸受５０を同一の第３ギヤハウジング１１Ｃに設けているから、ピニオン軸１３とウォームホイール４４の同軸組付精度を簡易に高精度化し、トルクリミッタ４５のリミットトルクを安定維持できる。
【００２３】
▲４▼ウォームギヤ４１の軸受４２、４３、ウォームホイール４４の軸受５０を同一の第３ギヤハウジング１１Ｃに設けているから、ウォームギヤ４１とウォームホイール４４の軸間距離精度を簡易に高精度化し、両者の噛合い精度を簡易に高精度化でき、ひいてはトルクリミッタ４５のリミットトルクを安定維持できる。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電動パワーステアリング装置において、モータのトルク伝達経路のトルクリミッタを設けるに際し、所定のリミットトルクを安定維持し、トルクリミッタの耐久信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は電動パワーステアリング装置を示す模式図である。
【図２】  図２は電動パワーステアリング装置を示す縦断面図である。
【図３】  図３は図２のIII−III線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０  電動パワーステアリング装置
１１  ギヤボックス
１１Ａ〜１１Ｃ  ギヤハウジング
１２  ステアリング軸
１３  ピニオン軸
１４  ラック軸
１７  モータ
２２、２３  軸受
４１  ウォームギヤ
４４  ウォームホイール
４４Ａ  ボス
４５  トルクリミッタ
５０  軸受
【図１】
0004634559.tif 000002
【図２】
0004634559.tif 000003
【図３】
0004634559.tif 000004