(57)【要約】【課題】  電動パワーステアリング装置において、歯車列を構成する金属ギヤの歯面のバックラッシュに起因する異音や不快な操舵感覚を解消すること。【解決手段】  電動モータ２０の回転力を、金属ギヤ５１が含まれる歯車列により伝える電動パワーステアリング装置１０において、金属ギヤ５１の歯面５１Ａ、５１Ｂの側傍で、該金属ギヤ５１と噛合う他のギヤ３６との噛合い範囲に緩衝材５２を設け、該緩衝材５２を該金属ギヤ５１の歯面５１Ａ、５１Ｂよりも回転方向に突設したもの。【選択図】  図２
2005225357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの回転力を、金属ギヤが含まれる歯車列により伝える電動パワーステアリング装置において、
金属ギヤの歯面の側傍で、該金属ギヤと噛合う他のギヤとの噛合い範囲に緩衝材を設け、該緩衝材を該金属ギヤの歯面よりも回転方向に突設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】
前記歯車列の停止状態で、該歯車列に含まれる金属ギヤの歯面の側傍に設けた緩衝材が、他のギヤに隙間なく噛合う請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記緩衝材がプラスチック又はゴムからなる請求項１又は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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置では、電動モータの回転力を、相互に噛合う一対のギヤからなる歯車列により伝えるものがある。特許文献１では、電動パワーステアリング装置におけるギヤのバックラッシュに起因する異音や不快な操舵感覚を排除するため、「歯車列の相互に噛み合う一対の歯車において、その一方の歯車が主歯車及び補助歯車から成り、該補助歯車は該主歯車と同軸上に遊嵌され、直径方向において前記主歯車と同じ寸法かつ同じ歯形の歯部を有し、前記主歯車と前記補助歯車とは、弾性部材によって相対的に所定の付勢力で付勢され、前記一対の歯車の噛合いにおいて前記主歯車と前記補助歯車とが前記弾性部材の付勢力によって噛合いすきま分だけ円周方向にずれて噛合うもの」を開示している。
【特許文献１】実公平5-37902
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の電動パワーステアリング装置では、歯車列を構成するギヤを、主歯車と補助歯車の組合せにより構成し、かつ両歯車の間に弾性部材を設けるものであり、複雑である。
【０００４】
本発明の課題は、電動パワーステアリング装置において、歯車列を構成する金属ギヤの歯面のバックラッシュに起因する異音や不快な操舵感覚を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、電動モータの回転力を、金属ギヤが含まれる歯車列により伝える電動パワーステアリング装置において、金属ギヤの歯面の側傍で、該金属ギヤと噛合う他のギヤとの噛合い範囲に緩衝材を設け、該緩衝材を該金属ギヤの歯面よりも回転方向に突設したものである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記歯車列の停止状態で、該歯車列に含まれる金属ギヤの歯面の側傍に設けた緩衝材が、他のギヤに隙間なく噛合うようにしたものである。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記緩衝材がプラスチック又はゴムからなるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
（請求項１）
(a)歯車列を構成する一方のギヤ（例えば駆動ギヤ）が時計方向に正転開始するとき、当該一方のギヤの時計方向側に設けられている緩衝材が他方のギヤ（例えば従動ギヤ）の歯面に緩衝的に当接してその回転トルクにより圧縮弾性変形しながらこれを押動する。そして、回転トルクが所定値を超えると、一方のギヤの緩衝材が最大圧縮変形して当該一方のギヤにおける金属ギヤの歯面に面一になり、以後、一方のギヤにおける金属ギヤの歯面と他方のギヤの歯面とが隙間なく噛合って安定確実にトルク伝達する。
【０００９】
次に、一方のギヤが上記正転状態から反時計方向に逆転すると、当該一方のギヤの反時計方向側に設けられている緩衝材が他方のギヤの歯面に緩衝的に当接してその回転トルクにより圧縮弾性変形しながらこれを押動する。そして、回転トルクが所定値を超えると、一方のギヤの緩衝材が最大圧縮変形して当該一方のギヤにおける歯面に面一になり、以後、一方のギヤにおける金属ギヤの歯面と他方のギヤの歯面とが隙間なく噛合って安定確実にトルク伝達する。
【００１０】
両ギヤの停止時に、両ギヤの回転方向の間にたとえ隙間が存在していても、両ギヤは緩衝材により緩衝的に噛合い開始し、両ギヤの歯面のバックラッシュに起因する異音や不快な操舵感覚を生じない。
【００１１】
（請求項２）
(b)両ギヤの停止時には、一方のギヤに設けた緩衝材が非圧縮状態又は予圧縮状態で他方のギヤの歯面に隙間なく噛合う。そこで、一方のギヤが時計方向に正転開始すると、当該一方のギヤの時計方向側に設けられている緩衝材が他方のギヤの歯面に直ちに圧接してその回転トルクにより圧縮弾性変形しながらこれを押動する。回転トルクが所定値を超えると、一方のギヤの緩衝材が最大圧縮変形して当該一方のギヤにおける金属ギヤの歯面に面一になり、以後、一方のギヤにおける金属ギヤの歯面と他方のギヤの歯面とが隙間なく噛合って安定確実にトルク伝達する。このとき、一方のギヤの反時計方向側に設けられている緩衝材は、非圧縮状態であれば、他方のギヤの歯面に対し隙間を介するものになり、予圧縮状態であれば、他方のギヤの歯面に対し隙間を生じない当接状態を維持できる。
【００１２】
次に、一方のギヤが上記正転状態から反時計方向に逆転すると、当該一方のギヤの正転時に他方のギヤの歯面との圧接より圧縮弾性変形せしめられていた当該一方のギヤの緩衝材の変形が弾性的に復元し、同時に、一方のギヤの反時計方向側に設けられている緩衝材が他方のギヤの歯面に圧接してその回転トルクにより圧縮弾性変形しながらこれを押動する。緩衝材が非圧縮状態であれば上記一方のギヤの反時計方向側に設けられている緩衝材は他方のギヤの歯面との隙間を解消するように緩衝的に圧接するし、予圧縮状態であれば上記一方のギヤの反時計方向側に設けられている緩衝材は他方のギヤの歯面に対し当接状態を維持したまま圧接する。回転トルクが所定値を超えると、一方のギヤの緩衝材が最大圧縮変形して当該一方のギヤにおける金属ギヤの歯面に面一になり、以後、一方のギヤにおける金属ギヤの歯面と他方のギヤの歯面とが隙間なく噛合って安定確実にトルク伝達する。
【００１３】
両ギヤは緩衝材により隙間なく噛合い開始し、両ギヤの歯面のバックラッシュに起因する異音や不快な操舵感覚を生じない。
【００１４】
（請求項３）
(c)緩衝材をプラスチック又はゴムにて構成することにより、金属ギヤの歯面の側傍に簡易に緩衝材を設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は電動パワーステアリング装置を示す全体側面図、図２は電動パワーステアリング装置の要部を示す断面図、図３は駆動ギヤを示す断面図、図４は駆動ギヤの歯形を示す端面図、図５は駆動ギヤの歯形の変形例を示す端面図である。
【実施例】
【００１６】
電動パワーステアリング装置１０は、図１に示す如く、ギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａと第２ギヤハウジング１１Ｂ）を有し、このギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ）にステアリング入力軸１２を支持し、入力軸１２にトーションバー１３を介して出力軸（不図示）を連結し、この出力軸にピニオン（不図示）を設け、このピニオンに噛合うラック軸１４をギヤハウジング１１に左右方向に直線移動可能に支持している。入力軸１２と出力軸の間には、不図示の操舵トルクセンサを設けている。操舵トルクセンサは、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに起因するトーションバーの弾性ねじり変形により、入力軸１２と出力軸の間に生ずる相対回転変位に基づき、操舵トルクを検出する。
【００１７】
電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸１４の両端部をギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ、第２ギヤハウジング１１Ｂ）の両側に突出し、それらの端部にタイロッド１５Ａ、１５Ｂを連結し、ラック軸１４の直線移動に連動するタイロッド１５Ａ、１５Ｂを介して、左右の車輪を転舵可能にする。
【００１８】
電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ２０を取付ボルト２１（不図示）によりギヤハウジング１１（第２ギヤハウジング１１Ｂ）に取付け、図２に示す如く、電動モータ２０の回転軸２０Ａのセレーション孔に駆動ギヤ２２の中心軸２３のセレーションを同軸的に結合している。駆動ギヤ２２の中心軸２３は、後述する如く、ギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ）に支持される。
【００１９】
電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸１４にボールねじ３０を設け、ボールねじ３０にボール３１を介して噛合うボールナット３２を有し、ギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ）に支持した軸受３３によりボールナット３２を回転自在に支持する。３４は軸受３３の外輪用ナットである。ボールナット３２の外周には、ロックナット３５により従動ギヤ３６が固定される。
【００２０】
電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ２０の側の駆動ギヤ２２と、ボールナット３２の側の従動ギヤ３６を噛合いさせ、駆動ギヤ２２の回転力を従動ギヤ３６経由でボールナット３２に伝え、ひいてはラック軸１４に伝えて該ラック軸１４を直線移動させる。
【００２１】
尚、駆動ギヤ２２は調整カラー４０を介してギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ）に支持される。即ち、駆動ギヤ２２には、その中心孔に圧入されて固定される中心軸２３が同軸的に一体結合される。そして、中心軸２３はボールベアリング等の軸受４１、４２を介して調整カラー４０の円形状内周支持部４０Ｂに枢支され、軸受４１、４２は調整カラー４０に螺着される外輪用ナット４３により該調整カラー４０に固定される。調整カラー４０は円形状外周支持部４０Ａをギヤハウジング１１に設けた支持孔４４に嵌合して支持される。調整カラー４０は、外周支持部４０Ａの大径部と小径部の間の段差面を、ギヤハウジング１１の支持孔４４の内周の段差面に突き当てる状態で、ギヤハウジング１１の支持孔４４から突き出た外周ねじ部に螺着される固定ナット４５をギヤハウジング１１における支持孔４４の開口端面に圧接させることにて、ギヤハウジング１１に取付けられる。
【００２２】
調整カラー４０は、上述の如くに、ギヤハウジング１１に支持される外周支持部４０Ａと、駆動ギヤ２２を支持する内周支持部４０Ｂとを備え、外周支持部４０Ａの支持中心Ｏ1に対し、内周支持部４０Ｂの支持中心Ｏ2を偏心量ｅだけ偏心配置する。また、ギヤハウジング１１に対する調整カラー４０の上記外周支持部４０Ａの支持中心Ｏ1まわりにおける取付角度位置を調整可能とするように、調整カラー４０の支持中心Ｏ1上における外端面に例えば六角孔状（又は角頭状）の工具係合部４６を一体的に設けてある。従って、ギヤハウジング１１に対する調整カラー４０の取付角度位置を調整すると、上記偏心量ｅの存在により、ギヤハウジング１１に対する駆動ギヤ２２の中心軸位置が変位するものになる。結果として、ギヤハウジング１１に対する支持軸Ｏ3を固定化されている従動ギヤ３６に対する、駆動ギヤ２２の軸間距離を設定替えするものになる。これにより、駆動ギヤ２２と従動ギヤ３６のバックラッシュの調整等を簡易に行ない、駆動ギヤ２２と従動ギヤ３６の噛合いを適度に設定し、電動モータ２０による操舵アシストの安定を図ることができる。
【００２３】
電動パワーステアリング装置１０は以下の如くに動作する。
(1)操舵トルクセンサが検出した操舵トルクが所定値より低いとき、操舵アシスト力は不要であり、電動モータ２０は駆動されない。
【００２４】
(2)操舵トルクセンサが検出した操舵トルクが所定値を超えるとき、操舵アシスト力を必要とするから、電動モータ２０が駆動される。電動モータ２０の発生トルクに基づく駆動ギヤ２２の回転力が、従動ギヤ３６経由でボールナット３２に伝えられ、ボールねじ３０を介してラック軸１４を直線移動させる操舵アシスト力になる。
【００２５】
しかるに、電動パワーステアリング装置１０にあっては、電動モータ２０の回転力をラック軸１４の側に伝える動力伝達機構に含む歯車列を駆動ギヤ２２と従動ギヤ３６により構成するに際し、駆動ギヤ２２と従動ギヤ３６のバックラッシュに起因する異音や不快な操舵感覚を解消するため、以下の構成を有する（図３〜図５）。
【００２６】
駆動ギヤ２２は、図３に示す如く、主要部を鉄等の金属からなる金属ギヤ５１とし、金属ギヤ５１の歯幅方向の一端側に緩衝材５２を付帯的に備える。緩衝材５２は、図４に示す如く、金属ギヤ５１の時計回転方向と反時計回転方向の両歯面５１Ａ、５１Ｂの側傍で、駆動ギヤ３６との噛合い範囲に設けられ、歯面５１Ａ、５１Ｂよりもそれらの回転方向に突設する。
【００２７】
本実施例の駆動ギヤ２２では、緩衝材５２を金属ギヤ５１より歯圧の大きい歯形からなるギヤにて構成し、緩衝材５２を金属ギヤ５１の歯幅方向の一側面に接着、ねじ止め等により固着し、緩衝材５２の時計回転方向と反時計回転方向の両歯面５２Ａ、５２Ｂを金属ギヤ５１の歯面５１Ａ、５１Ｂよりも回転方向に突設した。緩衝材５２はウレタン等のゴム、プラスチック等の弾性変形材料から構成され、駆動ギヤ２２と従動ギヤ３６の間で伝達される回転トルクにより歯面５２Ａ、５２Ｂを圧縮弾性変形し、回転トルクが所定値を超えると、歯面５２Ａ、５２Ｂが最大圧縮変形して金属ギヤ５１の歯面５１Ａ、５１Ｂに面一になり、以後金属ギヤ５１の歯面５１Ａ、５１Ｂを従動ギヤ３６の歯面に隙間なく圧接させて噛合いさせる。
【００２８】
尚、本実施例では、従動ギヤ３６のボス３６Ａ及びアーム３６Ｂを鉄等のインサート金具により構成し、アーム３６Ｂの外周の歯３６Ｃを強化プラスチック等のプラスチックにて構成した。但し、従動ギヤ３６の全体を鉄等の金属からなる金属ギヤとしても良い。
【００２９】
また、本実施例では、駆動ギヤ２２と従動ギヤ３６の歯車列の停止状態で、駆動ギヤ２２の緩衝材５２が従動ギヤ３６に隙間なく噛合うように設定される。このとき、緩衝材５２の歯面５２Ａ、５２Ｂは、非圧縮状態で従動ギヤ３６の歯面に隙間なく当接し、又は予圧縮状態で従動ギヤ３６の歯面に隙間なく当接する。
【００３０】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)駆動ギヤ２２と従動ギヤ３６の停止時には、駆動ギヤ２２に設けた緩衝材５２が非圧縮状態又は予圧縮状態で従動ギヤ３６の歯面に隙間なく噛合う。そこで、駆動ギヤ２２が時計方向に正転開始すると、当該駆動ギヤ２２の時計方向側に設けられている緩衝材５２の歯面５２Ａが従動ギヤ３６の歯面に直ちに圧接してその回転トルクにより圧縮弾性変形しながらこれを押動する。回転トルクが所定値を超えると、駆動ギヤ２２における緩衝材５２の歯面５２Ａが最大圧縮変形して当該駆動ギヤ２２における金属ギヤ５１の歯面５１Ａに面一になり、以後、駆動ギヤ２２における金属ギヤ５１の歯面５１Ａと従動ギヤ３６の歯面とが隙間なく噛合って安定確実にトルク伝達する。このとき、駆動ギヤ２２における反時計方向側に設けられている緩衝材５２の歯面５２Ｂは、非圧縮状態であれば、従動ギヤ３６の歯面に対し隙間を介するものになり、予圧縮状態であれば、従動ギヤ３６の歯面に対し隙間を生じない当接状態を維持できる。
【００３１】
次に、駆動ギヤ２２が上記正転状態から反時計方向に逆転すると、当該駆動ギヤ２２の正転時に従動ギヤ３６の歯面との圧接により圧縮弾性変形せしめられていた当該駆動ギヤ２２における緩衝材５２の歯面５２Ａの変形が弾性的に復元し、同時に、駆動ギヤ２２における反時計方向側に設けられている緩衝材５２の歯面５２Ｂが従動ギヤ３６の歯面に圧接してその回転トルクにより圧縮弾性変形しながらこれを押動する。緩衝材５２が非圧縮状態であれば上記駆動ギヤ２２における反時計方向側に設けられている緩衝材５２の歯面５２Ｂは従動ギヤ３６の歯面との隙間を解消するように緩衝的に圧接するし、予圧縮状態であれば上記駆動ギヤ２２における反時計方向側に設けられている緩衝材５２の歯面５２Ｂは従動ギヤ３６の歯面に対し当接状態を維持したまま圧接する。回転トルクが所定値を超えると、駆動ギヤ２２における緩衝材５２の歯面５２Ｂが最大圧縮変形して当該駆動方ギヤ２２における金属ギヤ５１の歯面５１Ｂに面一になり、以後、駆動ギヤ２２における金属ギヤ５１の歯面５１Ｂと従動ギヤ３６の歯面とが隙間なく噛合って安定確実にトルク伝達する。
【００３２】
駆動ギヤ２２と従動ギヤ３６は緩衝材５２により隙間なく噛合い開始し、両ギヤ２２、３６の歯面のバックラッシュに起因する異音や不快な操舵感覚を生じない。
【００３３】
(b)緩衝材５２をプラスチック又はゴムにて構成することにより、金属ギヤ５１の歯面５１Ａ、５１Ｂの側傍に簡易に緩衝材５２を設けることができる。
【００３４】
駆動ギヤ２２にあっては、図５に示す如く、緩衝材５２を金属ギヤ５１の歯５１Ａ、５１Ｂの歯高さ方向に沿う一部で、歯面５１Ａ、５１Ｂよりも回転方向に突設する突起部からなるものとし、その突起部の凸面を歯面５２Ａ、５２Ｂとするものでも良い。
【００３５】
本発明にあっては、本発明の緩衝材を金属ギヤの歯面の側傍で、該金属ギヤと噛合う他のギヤとの噛合い範囲であれば、金属ギヤの歯幅方向、歯高さ方向の如何なる一部に設けるものでも良い。
【００３６】
本発明にあっては、歯車列を構成するように相互に噛合う両金属ギヤの双方に本発明の緩衝材を設けるものでも良い。
【００３７】
本発明にあっては、本発明の緩衝材が設けられる金属ギヤが、当該金属ギヤと歯車列を構成する他のギヤとの間に、該歯車列の停止状態で隙間を介するものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は電動パワーステアリング装置を示す全体側面図である。
【図２】図２は電動パワーステアリング装置の要部を示す断面図である。
【図３】図３は駆動ギヤを示す断面図である。
【図４】図４は駆動ギヤの歯形を示す端面図である。
【図５】図５は駆動ギヤの歯形の変形例を示す端面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  電動パワーステアリング装置
２０  電動モータ
２２  駆動ギヤ
３６  従動ギヤ
５１  金属ギヤ
５１Ａ、５１Ｂ  歯面
５２  緩衝材
５２Ａ、５２Ｂ  歯面
【図１】
2005225357.tif 000003
【図２】
2005225357.tif 000004
【図３】
2005225357.tif 000005
【図４】
2005225357.tif 000006
【図５】
2005225357.tif 000007