(57)【要約】  【課題】  金属製のウォーム及びウォームホイールの回転中心間距離を非調整とした構成において、ウォーム及びウォームホイールを第１収容孔及び第２収容孔に簡易に組み込むことができるようにする。  【解決手段】  操舵補助用の電動モータ１に連動連結されたウォーム３と、該ウォーム３に噛合し、操舵軸６３を有する操舵機構の前記操舵軸６３に支持されたウォームホイール４と、ウォーム３を収容する第１収容孔５ａ及びウォームホイール４を収容する第２収容孔５ｂを有するハウジング５と、ウォーム３の両端部を第１収容孔５ａに支持すべき第１軸受７及び第２軸受８とを備え、ウォーム３及びウォームホイール４を金属製とし、電動モータ１と反対側の第２軸受８の外径は第１軸受７の外径よりも小径とし、この第２軸受８の外周面と第１収容孔５ａとの間に非撓環１２を嵌合し回転中心間距離Ｈを非調整とした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助用の電動モータに連動連結されたウォームと、該ウォームに噛合し、回転軸を有する操舵機構の前記回転軸に支持されたウォームホイールと、前記ウォームを収容する第１収容孔及び前記ウォームホイールを収容する第２収容孔を有するハウジングと、前記ウォームの両端部を前記第１収容孔に支持すべき第１軸受及び第２軸受とを備え、前記電動モータの回転により操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置において、前記ウォーム及びウォームホイールは金属製であり、前記電動モータと反対側の第２軸受の外径は前記第１軸受の外径よりも小径に形成されており、前記第１収容孔は前記電動モータ側に開放された第１開放口及び反電動モータ側に開放された第２開放口を有しており、前記第２軸受の外周面と前記第１収容孔との間に非撓環が嵌合されてい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】
前記第２軸受は、前記第１収容孔内でウォーム及びウォームホイールの歯末のたけを加えた寸法以上にウォーム及びウォームホイールの回転中心間距離が長くなる方向へ第２軸受が偏倚可能な大きさに形成されている請求項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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は操舵補助力の発生源として電動モータを用いてなる電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電動パワーステアリング装置としては、例えばステアリングホイール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電動モータを駆動し、該電動モータの回転力をウォーム及びウォームホイールを介して操舵機構に伝動することによりステアリングホイールの回転に応じた操舵機構の動作を前記電動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】
また、前記ウォームを収容する第１収容孔及び前記ウォームホイールを収容する第２収容孔を有するハウジングと、前記ウォームの両端部を前記第１収容孔に支持する第１軸受及び第２軸受と、前記ウォームホイールを外嵌支持した回転軸と、該回転軸を前記第２収容孔に支持する第３軸受とを備えており、両端部に第１軸受及び第２軸受が外嵌されたウォームを第１収容孔に挿入支持した後、回転軸に外嵌されたウォームホイールが第２収容孔に挿入支持されるように構成されている。
【０００４】
ところで、電動パワーステアリング装置において、特許文献１のようにウォーム及びウォームホイールを金属性とした場合、ウォーム及びウォームホイールの噛合部に発生したバックラッシュによる歯打ち音が大きくなるため、噛合部のバックラッシュ量を寸法公差で少なくする必要がある。これに対してウォーム及びウォームホイールの一方を合成樹脂製とした場合、一方の歯部に可撓性を有するため、バックラッシュによる歯打ち音を小さくすることができ、しかも、ウォームを第１収容孔に挿入支持した後、回転軸に外嵌されたウォームホイールを第２収容孔に挿入支持することができる。
【０００５】
しかしながら、ウォーム及びウォームホイールの一方が合成樹脂製である場合、両方が金属製のものに比べて大きな回転トルクを伝達することができないと言う問題がある。従って、大きな回転トルクを伝達するにはウォーム及びウォームホイールを金属製とする必要がある。
【特許文献１】特許第２８３０９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、ウォーム及びウォームホイールを金属製とした場合、歯部が全く撓まないため、ウォームを第１収容孔に挿入支持した後、回転軸に外嵌されたウォームホイールを第２収容孔に挿入支持することはできないし、また、ウォームホイールを第２収容孔に挿入支持した後、両端部に第１軸受及び第２軸受が外嵌されたウォームを第１収容孔に挿入支持することはできない。従って、両方が金属製である場合、例えばウォーム及びウォームホイールの一方を両者の回転中心間距離が長短となる方向へ移動可能とし、ウォーム及びウォームホイールが組み込まれた後で噛合部のバックラッシュ量を調整可能に構成する必要がある。
【０００７】
しかしながら、前記回転中心間距離が長短となる方向へ移動可能とした場合、移動側のウォーム又はウォームホイールの安定性が悪くなり易く、また、噛合部のバックラッシュ量が変わり易くなるため、噛合部のバックラッシュ量は寸法公差で少なくするのが好ましい。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、金属製のウォーム及びウォームホイールの回転中心間距離を非調整とした構成において、ウォーム及びウォームホイールを第１収容孔及び第２収容孔に簡易に組み込む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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータに連動連結されたウォームと、該ウォームに噛合し、回転軸を有する操舵機構の前記回転軸に支持されたウォームホイールと、前記ウォームを収容する第１収容孔及び前記ウォームホイールを収容する第２収容孔を有するハウジングと、前記ウォームの両端部を前記第１収容孔に支持すべき第１軸受及び第２軸受とを備え、前記電動モータの回転により操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置において、前記ウォーム及びウォームホイールは金属製であり、前記電動モータと反対側の第２軸受の外径は前記第１軸受の外径よりも小径に形成されており、前記第１収容孔は前記電動モータ側に開放された第１開放口及び反電動モータ側に開放された第２開放口を有しており、前記第２軸受の外周面と前記第１収容孔との間に非撓環が嵌合されていることを特徴とする。
【００１０】
第１発明にあっては、電動モータと反対側の第２軸受の外径が第１軸受の外径よりも小径に形成されており、この第２軸受を第１収容孔でウォーム及びウォームホイールの回転中心間距離が長くなる方向へ偏倚させることができるため、両端部に第１軸受及び第２軸受が外嵌されたウォームを第１開放口から第１収容孔に挿入する途中で第２軸受側の回転中心間距離が長くなるようにウォームを偏倚させることができ、この状態で回転軸に外嵌されたウォームホイールを第２収容孔に挿入支持することができ、このウォームホイールの組込後、ウォームを定位置へ挿入することができる。この後、第２開放口から非撓環を第１収容孔に挿入し、該非撓環を第２軸受の外周面と第１収容孔との間に嵌合することができ、回転中心間距離を非調整にできる。
【００１１】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、第２軸受は、前記第１収容孔内でウォーム及びウォームホイールの歯末のたけを加えた寸法以上にウォーム及びウォームホイールの回転中心間距離が長くなる方向へ第２軸受が偏倚可能な大きさに形成されていることを特徴とする。
【００１２】
第２発明にあっては、両端部に第１軸受及び第２軸受が外嵌されたウォームを第１開放口から第１収容孔に挿入する途中で第２軸受側をウォームホイールと干渉しない位置へ偏倚させることができ、ウォームホイールを簡易に組み込むことができる。
【発明の効果】
【００１３】
第１発明及び第２発明によれば、金属製のウォーム及びウォームホイールにより大きなトルクを発生させることができ、しかも、回転中心間距離を非調整としたウォーム及びウォームホイールを第１収容孔及び第２収容孔に簡易に組み込むことができ、噛合部のバックラッシュ量を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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パワーステアリング装置の構成を示す要部の拡大断面図、図２はウォーム及びウォームホイールの噛合部の拡大図、図３は電動パワーステアリング装置の全体構成を示す断面図である。
【００１５】
電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータ１と、該電動モータ１の出力軸１ａに軸継手２を介して連動連結されるウォーム３及び該ウォーム３に噛合するウォームホイール４と、ウォーム３を収容する第１収容孔５ａ及びウォームホイール４を収容する第２収容孔５ｂを有するハウジング５と、ウォームホイール４を支持した回転軸（後記する）を有し、ウォームホイール４に繋がる操舵機構６とを備えており、ハウジング５の一端部に電動モータ１が取着されている。
【００１６】
操舵機構６は、一端部が舵取りのためのステアリングホイールＡに繋がり、他端部に筒部６１ａを有する第１の操舵軸６１と、筒部６１ａ内に挿入されてその一端部が第１の操舵軸６１の筒部６１ａに連結され、ステアリングホイール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６２と、該トーションバー６２の他端部に連結され、ウォームホイール４に繋がる回転軸としての第２の操舵軸６３とを備え、該第２の操舵軸６３がユニバーサルジョイント及び中間軸を介して例えばラックピニオン式の舵取機構（不図示）に繋がる。
【００１７】
ウォーム３は中央部に歯部３１を有し、両端に軸部３２，３３を有する金属製の軸部材からなり、一方の軸部３２に転がり軸受からなる第１軸受７が外嵌されており、他方の軸部３３に転がり軸受からなる第２軸受８が外嵌されている。
【００１８】
第２軸受８は第１軸受７よりも小径に形成されている。この第２軸受８は例えば第１収容孔５ａ内でウォーム３及びウォームホイール４の歯末のたけｈ，ｈを加えた寸法以上にウォーム３及びウォームホイール４の回転中心間距離Ｈが長くなる方向へ第２軸受８が偏倚可能な大きさに形成されている。
【００１９】
ウォームホイール４は外周部に歯を有し、中心部に嵌合孔４ａを有する金属製であり、第２の操舵軸６３の途中に外嵌固定されている。
【００２０】
第２の操舵軸６３のウォームホイール４の両側には転がり軸受からなる第３軸受９及び第４軸受１０が外嵌されている。
【００２１】
ハウジング５の第１収容孔５ａはウォーム３の軸長方向に長くなっており、一端部には第１軸受７を内嵌支持する第１嵌合部５１と、該第１嵌合部５１から外部に開放された第１開放口５２と、第１嵌合部５１の一側に設けられた環状溝５３及び第１嵌合部５１の他側に設けられたラジアル方向の段部５４とを有しており、環状溝５３に止め輪１１が内嵌されている。また、第１収容孔５ａの他端部には第１嵌合部５ａよりも小径の第２嵌合部５５と、該第２嵌合部５５から外部に開放された第２開放口５６とが設けられている。第２嵌合部５５と第２軸受８の外周面との間には金属製の非撓環１２が嵌合されており、第２開放口５６に蓋体１３が取外し可能に螺着されている。非撓環１２は円筒形をなしており、第２嵌合部５５及び第２軸受８の外周面に嵌合されることによりウォーム３の偏倚を防いでいる。尚、非撓環１２は金属製である他、円筒形の状態で撓まないように構成されておればよい。
【００２２】
第２収容孔５ｂは第３軸受９が内嵌される第３嵌合部５７と、第４軸受１０が内嵌される第４嵌合部５８とが同芯的に設けられており、第３嵌合部５７及び第４嵌合部５８の中心と、第１嵌合部５１及び第２嵌合部５５の中心との中心間距離、換言すれば第１嵌合部５１及び第２嵌合部５５に第１軸受７及び第２軸受８を介して支持するウォーム３と、第３嵌合部５７及び第４嵌合部５８に第３軸受９及び第４軸受１０を介して支持するウォームホイール４との回転中心間距離Ｈを、ウォーム３及びウォームホイール４の噛合部のバックラッシュ量が少なくなるように設定されている。
【００２３】
また、ハウジング５は第２収容孔５ｂに連なる第３収容孔５ｃを有しており、トーションバー６２の捩れに応じた操舵軸６１，６３の相対回転変位量によってステアリングホイールＡに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ１４が第３収容孔５ｃに収容されており、該トルクセンサ１４が検出したトルク等に基づいて電動モータ１が駆動制御されるように構成されている。
【００２４】
図４は電動パワーステアリング装置の組込み過程を示す説明図である。以上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、ウォーム３及びウォームホイール４は例えば次の工程でハウジング５内に組込まれる。
(1) 一方の軸部３２に第１軸受７が外嵌され、他方の軸部３３に第２軸受８が外嵌されたウォーム３を、他方の軸部３３側から第１開放口５２を経て第１収容孔５ａに挿入し、この挿入の途中で挿入作業を一旦止め、未完全の挿入状態にする（図４参照）。
(2) 第４嵌合部５８に第４軸受１０を内嵌する。
(3) 第２の操舵軸６３の途中に外嵌固定されたウォームホイール４及び第２の操舵軸６３を第２収容孔５ｂに挿入し、第２の操舵軸６３の他端側を第４軸受１０に内嵌させつつウォームホイール４によりウォーム３を回転中心間距離Ｈが長くなる方向へ偏倚させ、ウォーム３と未干渉状態にして第２の操舵軸６３の他端側を第４軸受１０に内嵌支持する。この場合、第２軸受８は第１収容孔５ａ内でウォーム３及びウォームホイール４の歯末のたけｈ，ｈを加えた寸法以上にウォーム３及びウォームホイール４の回転中心間距離Ｈが長くなる方向へ第２軸受８が偏倚可能なする大きさに形成されているため、ウォーム３をウォームホイール４と干渉しない位置へ偏倚させることができ、ウォームホイール４を簡易に組込むことができる。
(4) 第２の操舵軸６３の一端部に第３軸受９を外嵌させつつ第３軸受３を第３嵌合部５７に内嵌し、第２の操舵軸６３を第２収容孔５ｂに支持する。
(5) 挿入途中のウォーム３を定位置へ完全に挿入し、第１軸受７を第１嵌合部５１に内嵌し、非撓環１２を第２開放口５６から第１収容孔５ａに挿入し、該非撓環１２を第２嵌合部５５及び第２軸受８の外周面に嵌合させ、ウォーム３を第１収容孔５ａに支持する。
(6) 環状溝５３に止め輪１１を内嵌して第１軸受７のアキシャル方向への移動を阻止し、第２開放口５６に蓋体１３を螺着して非撓環１２のアキシャル方向への移動を阻止する。
【００２５】
以上のようにウォーム３を未完全の挿入状態とし、該ウォーム３の第２軸受８側を回転中心間距離Ｈが長くなる方向へ偏倚可能にしてウォームホイール４を第２収容孔５ｂに組み込み、この後でウォーム３を定位置へ完全に挿入し、非撓環１２を嵌合するように構成したから、ウォーム３及びウォームホイール４が金属製であり、しかも噛合部のバックラッシュ量が僅少に設定されている場合においても、ウォーム３及びウォームホイール４を簡易に組み込むことができる。尚、ウォーム３及びウォームホイール４の組込手順は前記した手順(1) 〜(6) に制限されない。また、ウォーム３と電動モータ１の出力軸１ａとを一体とした構成としてもよい。
【００２６】
図５は電動パワーステアリング装置の要部の他の構成を示す拡大断面図である。
この実施の形態では第１収容孔５ａの第１軸受７及び第２軸受８の間から外部へ開放され、空気供給源に連通する第１及び第２の給気孔５９ａ，５９ｂと、第１及び第２の給気孔５９ａ，５９ｂの間から外部へ開放され、第１収容孔５ａ内の空気を外部に排気する排気孔５９ｃとを設けてある。
【００２７】
第１の給気孔５９ａは第１軸受７の近傍に穿設されており、第２の給気孔５９ｂは第２軸受８の近傍に穿設されている。
空気供給源は、電動パワーステアリング装置が搭載される車両の前部からフロントバンパ内に取込まれ、ラジエータから排気された空気を源としており、この空気の一部を集めるフード内に第１及び第２の給気孔５９ａ，５９ｂが給気管により連通している。
【００２８】
一般に、電動パワーステアリング装置にあっては、ウォーム３及びウォームホイール４の歯部にグリース等の粘性が比較的高い潤滑剤が塗布されており、また、この潤滑剤はウォーム３の一方向回転及び他方向回転によりウォーム３の歯筋に沿って該ウォーム３の一端側及び他端側へ流動し、経年的に噛合部の潤滑剤量は減少することになるが、本発明にあっては、第１及び第２の給気孔５９ａ，５９ｂから第１収容孔５ａへ給気されるため、この給気による給気圧により噛合部側からウォーム３の一端側及び他端側へ潤滑剤が流動するのを抑制でき、しかも、ウォーム３の一端側及び他端側の潤滑剤を噛合部側へ流動させることができるため、噛合部の潤滑剤量を長期間に亘って維持することができる。尚、第１及び第２の給気孔５９ａ，５９ｂから第１収容孔５ａへ給気された空気は排気孔５９ｃから外部に排気される。また、第１及び第２の給気孔５９ａ，５９ｂから給気する給気圧が不足する場合は、前記空気供給源と第１及び第２の給気孔５９ａ，５９ｂとの間の給気路の途中に加給機を接続し、該加給機により前記給気圧を高めるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置のウォーム及びウォームホイールの噛合部の拡大図である。
【図３】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成を示す断面図である。
【図４】本発明に係る電動パワーステアリング装置の組込み過程を示す説明図である。
【図５】本発明に係る電動パワーステアリング装置の要部の他の構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    電動モータ
３    ウォーム
４    ウォームホイール
５    ハウジング
５ａ  第１収容孔
５ｂ  第２収容孔
７    第１軸受
８    第２軸受
５２  第１開放口
５６  第２開放口
１２  非撓環
Ｈ    回転中心間距離
ｈ    歯末のたけ
【図１】
2005313659.tif 000003
【図２】
2005313659.tif 000004
【図３】
2005313659.tif 000005
【図４】
2005313659.tif 000006
【図５】
2005313659.tif 000007