(57)【要約】    【課題】操舵補助用の電動モータの駆動力を、減速機構やボールねじ機構等の運動変換機構を介して転舵軸に与える電動パワーステアリング装置において、減速機構からの騒音の発生を確実に防止する。    【解決手段】電動モータ２０の出力を、減速機構２３および運動変換機構２４を介して転舵軸９に与える。運動変換機構２４の回転筒２８は、第１および第２の軸受３０，３１で支持され、各軸受３０，３１は共に、第１および第２の分割ハウジング３６，３７のうち第２の分割ハウジング３７に保持される。これより、第１および第２の軸受３０，３１の相対位置精度が、各分割ハウジング３６，３７間の組付精度の影響を受けることを防止する。    【選択図】            図１
2005075117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助用の電動モータと、
上記電動モータの出力軸に連結された小歯車、およびこの小歯車に噛み合い転舵軸を包囲する大歯車を含む減速機構と、
上記大歯車と一体回転する回転筒を含みこの回転筒の回転を転舵軸の軸方向移動に変換する運動変換機構と、
上記回転筒の軸方向に大歯車を挟んで並んで配置されてこの回転筒を回転自在に支持する第１および第２の軸受と、
上記転舵軸を軸方向に摺動自在に収容するハウジングとを備え、
上記ハウジングは転舵軸の軸方向に並んで互いに連結される複数の分割ハウジングを含み、
上記第１および第２の軸受は共通の分割ハウジングにより保持され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】
請求項１において、上記複数の分割ハウジングは第１、第２および第３の分割ハウジングを含み、
上記第１および第２の軸受は第２の分割ハウジングにより保持され、
上記第２の分割ハウジングは、第１および第３の分割ハウジングにそれぞれ連結するための一対の連結部と、上記電動モータを保持するための保持部とを含み、減速機構および運動変換機構を収容する減速機構ハウジングからなることを特徴とする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ものである。
【背景技術】
【０００２】
いわゆ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として、操舵補助用の電動モータの駆動力を、傘歯車機構等の減速機構やボールねじ機構等の運動変換機構を介して転舵軸（ラック軸）に与えるものがある。通常、上記の減速機構は、電動モータの出力軸に連結される駆動歯車としての小歯車と、小歯車に噛み合わされる従動歯車としての大歯車とを備えている。
【０００３】
上記大歯車は、例えばボールねじ機構のボールナットからなる回転筒の外周に固定され、この回転筒は、その軸方向両端部に取付けられる第１および第２の軸受を介してハウジングに回転自在に支持されている。通常、このハウジングは複数の分割ハウジングを互いに連結したものであり、上記第１および第２の軸受は、それぞれ異なる分割ハウジングに保持されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２７４３９７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記第１および第２の軸受をそれぞれ異なる分割ハウジングに保持する構成では、第１および第２の軸受の相対位置精度が、各分割ハウジングの組付精度の影響を受けてしまう。すなわち、各分割ハウジングの組付誤差によって、第１および第２の軸受の相対位置に誤差が生じてしまい、さらには回転筒に固定される大歯車と小歯車の相対位置に誤差が生じてしまう。このため、小歯車と大歯車との噛み合いが不良となり減速機構の騒音の原因となる虞があった。
【０００５】
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、騒音の発生を確実に抑えることの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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、操舵補助用の電動モータと、上記電動モータの出力軸に連結された小歯車、およびこの小歯車に噛み合い転舵軸を包囲する大歯車を含む減速機構と、上記大歯車と一体回転する回転筒を含みこの回転筒の回転を転舵軸の軸方向移動に変換する運動変換機構と、上記回転筒の軸方向に大歯車を挟んで並んで配置されてこの回転筒を回転自在に支持する第１および第２の軸受と、上記転舵軸を軸方向に摺動自在に収容するハウジングとを備え、上記ハウジングは転舵軸の軸方向に並んで互いに連結される複数の分割ハウジングを含み、上記第１および第２の軸受は共通の分割ハウジングにより保持されることを特徴とする電動パワーステアリング装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、第１および第２の軸受の相対位置精度が、各分割ハウジング間の組付精度の影響を受けることを防止できる。したがって、大歯車の組付精度を高くして小歯車と大歯車との噛み合い精度を極めて高くでき、減速機構の騒音を極めて小さいものにすることができる。
好ましくは、本発明は、上記複数の分割ハウジングは第１、第２および第３の分割ハウジングを含み、上記第１および第２の軸受は第２の分割ハウジングにより保持され、上記第２の分割ハウジングは、第１および第３の分割ハウジングにそれぞれ連結するための一対の連結部と、上記電動モータを保持するための保持部とを含み、減速機構および運動変換機構を収容する減速機構ハウジングからなる場合がある。
【０００８】
この場合、減速機ハウジングに減速機構や運動変換機構を組み込んだサブアセンブリの状態で、減速機構の噛み合い騒音に関する良否を判別することができる。したがって、装置全体を組立ててから上記噛み合い騒音の良否を判別する従来の場合と比較して、騒音管理に関する工程を格段に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を実施するための最良の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態の電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式的な断面正面図である。図１を参照して、本電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結しているステアリングシャフト３と、このステアリングシャフト３に自在継手４を介して連結される中間軸５と、この中間軸５に自在継手６を介して連結されるピニオン軸７と、このピニオン軸７の先端部に設けられたピニオン８に噛み合うラック歯（図示せず）を有して車両の左右方向に延びる転舵軸９と、転舵軸９を第１および第２軸方向Ｓ１，Ｓ２に摺動自在に収容するハウジング１０とを備えている。なお、以下では、転舵軸９の第１および第２軸方向Ｓ１，Ｓ２を、単に「第１軸方向Ｓ１」、「第２軸方向Ｓ２」ともいう。
【００１０】
転舵軸９の両端部にはそれぞれタイロッド１１が結合されており、各タイロッド１１は対応するナックルアーム１２を介して対応する車輪１３に連結されている。転舵軸９は、ハウジング１０の第１および第２軸方向Ｓ１，Ｓ２の端部にそれぞれ取り付けられるブッシュ１４を介してハウジング１０に支持されている。図示していないが、転舵軸９を挟んだピニオン８と反対側に転舵軸（ラック軸）支持装置が設けられている。この転舵軸支持装置は、転舵軸９の軸方向移動を許容しつつ、転舵軸９をピニオン８側へ押し付けて、転舵軸９とピニオン８の噛み合いのがたを詰める。
【００１１】
操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン８およびラック歯によって、車両の左右方向に沿っての転舵軸９の直線運動に変換される。これにより、車輪１３の転舵が達成される。
ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連なる入力軸３ａと、ピニオン軸７に連なる出力軸３ｂとに分割されており、これら入力軸３ａおよび出力軸３ｂは、トーションバー１５を介して同一の軸線上で互いに連結されている。
【００１２】
トーションバー１５を介する入力軸３ａと出力軸３ｂとの相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ１６が設けられており、このトルクセンサ１６のトルク検出結果や車速センサ１７からの車速検出結果は、例えば電子制御ユニット（ＥＣＵ）からなる制御部１８に与えられる。
制御部１８では、トルク検出結果や車速検出結果等に基づいて、駆動回路１９を介して操舵補助用の電動モータ２０への印加電圧を制御する。これにより、電動モータ２０の出力回転が、例えば傘歯車からなる小歯車２１および大歯車２２を含む減速機構２３と、例えばボールねじ機構からなる運動変換機構２４とを介して転舵軸９の軸方向移動に変換され、その結果、操舵補助が達成されるようになっている。
【００１３】
具体的には、電動モータ２０の出力軸２５が、例えばスプラインを有する継手２６および延設軸２７を介して減速機構２３の小歯車２１に一体回転可能に連結されている。出力軸２５は、延設軸２７の一端部に継手２６を介して連結され、小歯車２１は、延設軸２７の他端部に固定されている。
減速機構２３の大歯車２２は、例えばボールナットからなる回転筒２８の軸方向中間部の外周に一体回転可能に連結されて転舵軸９を包囲し、且つ小歯車２１に噛み合っている。
【００１４】
転舵軸９の一部にねじ軸２９が形成されており、このねじ軸２９の周囲を回転筒２８が同心に包囲している。回転筒２８は、第１および第２軸方向Ｓ１，Ｓ２に大歯車２２を挟んで並んで配置される第１および第２の軸受３０，３１を介してハウジング１０に回転自在且つ軸方向移動不能に支持されている。なお、上記の第１の軸受３０は例えば複列アンギュラ玉軸受からなり、第２の軸受３１は例えば玉軸受からなる。
【００１５】
ねじ軸２９の外周の螺旋状のねじ溝３２と回転筒２８の内周の螺旋状のねじ溝３３との間には複数のボール等の転動体３４が介在しており、回転筒２８は転動体３４を介してねじ軸２９に螺合している。また、上記の転動体３４は、回転筒２８に保持されるチューブ３５を通って上記のねじ溝３２，３３内を循環されるようになっている。上記の構成により、回転筒２８の回転が転舵軸９の軸方向移動に変換される。
【００１６】
本実施の形態の特徴とするところは、ハウジング１０が、第１および第２軸方向Ｓ１，Ｓ２に並んで互いに連結される複数の分割ハウジングとしての第１および第２の分割ハウジング３６，３７を備えており、共通のハウジングとしての第２の分割ハウジング３７に上記第１および第２の軸受３０，３１の両方を保持させることで、第１および第２の軸受３０，３１の相対位置精度を極めて高いものとして、小歯車２１と大歯車２２との噛み合い不良による騒音の発生を防止する点にある。
【００１７】
具体的には、第１の分割ハウジング３６は、ピニオン軸７の先端部、ピニオン８および転舵軸９の第１軸方向Ｓ１寄りの一部を収容しており、第２軸方向Ｓ２側の端部に連結部３８が設けられている。
第２の分割ハウジング３７は、第１の分割ハウジング３６の連結部３８に連結するための連結部３９と、第１および第２の軸受３０，３１を保持するための軸受保持部４０と、電動モータ２０を保持するための保持部４１と、減速機構２３および運動変換機構２４を収容する収容室４２とを有している。
【００１８】
連結部３９は、第２の分割ハウジング３７の第１軸方向Ｓ１側の端部に設けられており、例えば筒状をなしている。この連結部３９の内周には、連結部３８の環状縁部４３が嵌め合わされ、また、連結部３９の端面４４に連結部３８の環状の段部４５が当接している。各連結部３８，３９は、図示しないボルト等を介して互いに固定されている。
軸受保持部４０は、第１の軸受３０を保持するための第１の軸受保持孔４５と、第２の軸受３１を保持するための第２の軸受保持孔４６とを含む。
【００１９】
第１の軸受保持孔４５は、第２の分割ハウジング３７の収容室４２の内面に形成され、その周面が回転筒２８の第１軸方向Ｓ１側の端部を同心に取り囲んでいる。この第１の軸受保持孔４５には、第１の軸受３０の外輪４７が嵌め合わされている。この外輪４７は、収容室４２の内面に形成される環状の段部４８と、収容室４２の内面に例えばねじ止めにより固定される挟持部材４９によって挟持されている。また、第１の軸受３０の内輪５０は、回転筒２８の第１軸方向Ｓ１側の端部の外周に嵌め合わされている。この内輪５０は、回転筒２８の外周に形成される環状の段部５１と、回転筒２８の外周に例えばねじ止めにより固定される挟持部材５２によって挟持されている。
【００２０】
第２の軸受保持孔４６は、第２の分割ハウジング３７の収容室４２の内面に形成され、その周面が回転筒２８の第２軸方向Ｓ２側端部を同心に取り囲んでいる。この第２の軸受保持孔４６には、第２の軸受３１の外輪５３が嵌め合わされている。この外輪５３は、収容室４２の内面に形成される環状の段部５４に当接することで、第２軸方向Ｓ２の移動が規制されている。また、第２の軸受３１の内輪５５は、回転筒２８の第２軸方向Ｓ２側の端部の外周に嵌め合わされている。
【００２１】
共通の第２の分割ハウジング３７に形成される第１の軸受保持孔４５および第２の軸受保持孔４６は、互いの相対位置精度、例えば互いの同心度や軸方向の間隔が極めて精度良く設定されている。
保持部４１は、筒状に形成され、収容室４２内の空間と第２の分割ハウジング３７の外側の空間とを連通している。この保持部４１は、連結ハウジング５６を介して電動モータ２０を保持するようになっている。具体的には、連結ハウジング５６は全体として筒状をなし、この連結ハウジング５６の一端に形成される環状縁部５７に、電動モータ２０の嵌合凸部５８が嵌合固定されている。連結ハウジング５６の他端部には、被保持部としての嵌合凸部５８が形成されると共に、環状の段部５９が、嵌合凸部５８の一端部外周から径方向外方に拡がっている。連結ハウジング５６の嵌合凸部５８は、第２の分割ハウジング３７の保持部４１に嵌め合わされ、環状の段部５９は、保持部４１の開口縁部６０に当接している。
【００２２】
延設軸２７は、例えば玉軸受からなる第３および第４の軸受６１，６２によって回転自在に支持されている。これら第３および第４の軸受６１，６２は、共に連結ハウジング５６の軸受保持孔６３に保持されている。
このように、本実施の形態によれば、第１および第２の軸受３０，３１を、共に第２の分割ハウジング３７で保持することで、第１および第２の軸受３０，３１の相対位置精度が、第１および第２の分割ハウジング３６，３７間の組付精度の影響を受けることを防止できる。したがって、大歯車２２の組付精度を高くして小歯車２１と大歯車２２との噛み合い精度を極めて高くでき、減速機構２３の騒音を極めて小さいものにすることができる。
【００２３】
図２は、本発明の他の実施の形態の電動パワーステアリング装置６４の概略構成を示す模式的な断面正面図である。以下では、図１に示す実施の形態と異なる点を主として説明し、同様の構成については図に同一符号を付してその説明を省略する。
図２を参照して、本実施の形態の特徴とするところは、ハウジング１０が、第１，第２および第３の分割ハウジング３６，３７，７０を含み、このうちの第２の分割ハウジング３７により、減速機構２３および運動変換機構７６を収容する減速機構ハウジングが構成されている点にある。
【００２４】
第２の分割ハウジング３７の軸受保持部４０の第１の軸受保持孔４５には、第１の軸受３０の外輪４７が嵌め合わされている。この外輪４７は、収容室４２の内面に形成される環状の段部６５に当接して第１軸方向Ｓ１の移動が規制されている。第２の軸受保持孔４６には、第２の軸受３１の外輪５３が嵌め合わされている。この外輪５３は、収容室４２の内面に形成される環状の段部６６と、収容室４２の内面に例えばねじ止めにより固定される挟持部材６７によって挟持されている。第２の軸受３１の内輪５５は、回転筒２８の第２軸方向Ｓ２側端部の外周に嵌め合わされている。この内輪５５の第１軸方向Ｓ１側の端面６８は、回転筒２８の外周部に形成される環状の段部６９に当接している。
【００２５】
第２の分割ハウジング３７は、第１および第３の分割ハウジング３６，７０にそれぞれ連結するための一対の連結部３９，７１を含んでいる。連結部７１は、第２の分割ハウジング３７の第２軸方向Ｓ２側の端部に設けられて例えば環状をなしている。この連結部７１の内周には、第３の分割ハウジング７０の第１軸方向Ｓ１側の端部に形成された連結部７２の環状縁部７３が嵌め合わされ、連結部７１の端面７４に連結部７２の環状の段部７５が当接している。これら連結部７１，７２は、図示しないボルト等により互いに固定されている。
【００２６】
本実施の形態の運動変換機構７６は、いわゆる内部循環式のボールねじ機構であり、公知の循環こま７７（一部を２点鎖線で図示）を通って転動体３４が循環されるようになっている。この運動変換機構７６の回転筒２８は、一体回転可能且つ軸方向移動不能に連結されるナット部材７８および転動体３４を介して転舵軸９のねじ軸２９に螺合している。
ナット部材７８は、回転筒２８の第２軸方向Ｓ２側の端部内周に嵌め合わされると共に、回転筒２８の内周に形成される環状の段部７９および回転筒２８の内周に嵌合固定される挟持部材８０によって挟持されている。ナット部材７８の内周にねじ溝３３が形成され、ねじ溝３２，３３間に転動体３４が配置されている。循環こま７７は、ナット部材７８に取り付けられて回転筒２８内に収容されるようになっている。この循環こま７７は、１巻分のねじ溝３３の上流側と下流側とを接続しており、ねじ溝３３の下流側の転動体３４を、ねじ山を乗り越えさせて上流側へ戻すことで、転動体３４をねじ溝３２，３３間に循環させる。
【００２７】
図３は、第２の分割ハウジング３７に減速機構２３および運動変換機構７６が収容された状態を示す断面正面図である。図３を参照して、本電動パワーステアリング装置６４を組み立てる際には、予め第２の分割ハウジング３７に電動モータ２０、減速機構２３および運動変換機構７６を組付けてサブアセンブリ８１を完成させ、このサブアセンブリ８１の状態で、減速機構２３の小歯車２１と大歯車２２のバックラッシの調整や噛み合い騒音に関する試験等が行われる。そして、上記の調整や試験を終了した後に、第２の分割ハウジング３７の一対の連結部３９，７１に、第１および第３の分割ハウジング３６，７０の対応する連結部３８，７２（図２参照）がそれぞれ連結される。
【００２８】
このように、本実施の形態によれば、第１および第２の軸受３０，３１を、共に第２の分割ハウジング３７で保持することで、第１および第２の軸受３０，３１の相対位置精度が、第１〜第３の分割ハウジング３６，３７，７０間の組付精度の影響を受けることを防止できる。したがって、大歯車２２の組付精度を高くして小歯車２１と大歯車２２との噛み合い精度を極めて高くでき、減速機構２３の騒音を極めて小さいものにすることができる。
【００２９】
さらに、第２の分割ハウジング３７に減速機構２３や運動変換機構７６を組み込んだサブアセンブリ８１の状態で、減速機構２３の噛み合い騒音に関する良否を判別すること等ができる。したがって、装置全体を組立ててから上記噛み合い騒音の良否を判別する従来の場合と比較して、騒音管理に関する工程を格段に低減することができる。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上記各実施の形態において、各運動変換機構２４，７６として、ボールねじ機構に代えて公知のベアリングねじ機構を用いても良い。この場合、各運動変換機構２４，７６の駆動に伴う騒音をより小さくすることができ、更なる低騒音化を達成することができる。また、ハウジング１０が４つ以上の分割ハウジングを含む構成にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式的な断面正面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式的な断面正面図である。
【図３】第２の分割ハウジングに減速機構および運動変換機構が収容された状態を示す断面正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    電動パワーステアリング装置
９    転舵軸
１０  ハウジング
２０  電動モータ
２１  小歯車
２２  大歯車
２３  減速機構
２４  運動変換機構
２５  出力軸
２８  回転筒
３０  第１の軸受
３１  第２の軸受
３６  第１の分割ハウジング
３７  第２の分割ハウジング（共通のハウジング、減速機構ハウジング）
３９  連結部
４１  保持部
６４  電動パワーステアリング装置
７０  第３の分割ハウジング
７１  連結部
７６  運動変換機構
Ｓ１  第１軸方向
Ｓ２  第２軸方向
【図１】
2005075117.tif 000003
【図２】
2005075117.tif 000004
【図３】
2005075117.tif 000005