(57)【要約】  【課題】  電動モータの出力軸の軸線に対して小径歯車が偏心又は偏角している場合においても、噛合部のバックラッシュ量を低減でき、また、前記噛合部に予圧を加えるように構成された場合、小径歯車の前記出力軸との連結部のラジアル隙間を大きくすることなく、小径歯車の偏角量を多くすることができる電動パワーステアリング装置を提供する。  【解決手段】  操舵補助用の電動モータ１の出力軸１ａに連動連結される連結部３４を有するウォーム３は、ウォームホイール４に噛合する歯部３１と前記連結部３４との間に螺旋状のスリット３５ａを有する可撓軸部３５を設け、この可撓軸部３５の撓みによりウォーム３の偏角量を多くした。【選択図】      図１
2005247012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの出力軸に連動連結される連結部を有する小径歯車と、該小径歯車に噛合し、操舵機構に繋がる大径歯車とを備え、前記電動モータの回転によって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、前記小径歯車は前記大径歯車に噛合する歯部と前記連結部との間に螺旋状のスリットを有する可撓軸部が設け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】
電動モータの出力軸に連動連結される連結部を有する小径歯車と、該小径歯車に噛合し、操舵機構に繋がる大径歯車と、前記小径歯車の反電動モータ側を前記小径歯車及び大径歯車の回転中心間距離が短くなる方向に押付ける押付手段とを備え、前記電動モータの回転によって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、前記小径歯車は前記大径歯車に噛合する歯部と前記連結部との間に螺旋状のスリットを有する可撓軸部が設け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】
前記スリットは径方向に貫通しており、前記連結部及び前記可撓軸部の間に、前記出力軸又は該出力軸に外嵌される連動連結筒の端縁に当接する当接部を有する請求項１又は２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は、操舵補助用の電動モータ及び該電動モータの回転力を操舵機構に伝える減速歯車機構を備えており、ステアリングホイールの操作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】
減速歯車機構は前記電動モータの出力軸に軸継手を介して連動連結される小径歯車と、該小径歯車に噛合し、前記操舵機構に繋がる大径歯車とを備えている。前記軸継手は出力軸及び小径歯車にセレーション嵌合されたセレーション筒体が用いられており、出力軸の回転力をセレーション筒体から小径歯車に伝動するようにしてある（例えば、特許文献１。）。
【０００４】
また、転がり軸受により支持された前記小径歯車の反電動モータ側を小径歯車及び大径歯車の回転中心間距離が短くなる方向に押付ける押付手段を備え、該押付手段により小径歯車及び大径歯車の噛合部に予圧を加え、前記噛合部のバックラッシュ量を少なくして転舵時のバックラッシュによる歯打ち音をなくするように構成された電動パワーステアリング装置も知られている（例えば、特許文献１。）。
【特許文献１】特開２００２−２１９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１のようにセレーション筒体からなる軸継手を備える電動パワーステアリング装置にあっては、セレーション筒体、出力軸及び小径歯車のセレーション部の寸法誤差等により出力軸の軸線に対して小径歯車が偏心又は偏角した場合、前記噛合部のバックラッシュ量が多くなると言う問題があった。
【０００６】
また、前記噛合部に予圧を加えるように構成された場合、小径歯車は出力軸の軸線に対して偏角することになり、この偏角を許容すべく前記軸継手部分のラジアル隙間が大きくなるように構成されているため、前記軸継手部分にガタつきが発生し易くなり、改善策が要望されていた。
【０００７】
本発明は斯る事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は電動モータの出力軸の軸線に対して小径歯車が偏心又は偏角している場合においても、前記噛合部のバックラッシュ量を低減でき、また、前記噛合部に予圧を加えるように構成された場合、小径歯車の前記出力軸との連結部分のラジアル隙間を大きくすることなく、小径歯車の偏角量を多くする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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、電動モータの出力軸に連動連結される連結部を有する小径歯車と、該小径歯車に噛合し、操舵機構に繋がる大径歯車とを備え、前記電動モータの回転によって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、前記小径歯車は前記大径歯車に噛合する歯部と前記連結部との間に螺旋状のスリットを有する可撓軸部が設けてあることを特徴とする。
【０００９】
第１発明にあっては、寸法誤差等により出力軸の軸線に対して小径歯車が偏心又は偏角する場合、小径歯車を可撓軸部から撓ませることができるため、噛合部のバックラッシュ量を低減できる。また、スリットは歯部と連結部との間に設けられているため、換言すれば小径歯車の連結部にはスリットが設けられていないため、小径歯車の連結部の剛性を高めることができる。
【００１０】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、電動モータの出力軸に連動連結される連結部を有する小径歯車と、該小径歯車に噛合し、操舵機構に繋がる大径歯車と、前記小径歯車の反電動モータ側を前記小径歯車及び大径歯車の回転中心間距離が短くなる方向に押付ける押付手段とを備え、前記電動モータの回転によって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、前記小径歯車は前記大径歯車に噛合する歯部と前記連結部との間に螺旋状のスリットを有する可撓軸部が設けてあることを特徴とする。
【００１１】
第２発明にあっては、小径歯車を可撓軸部から撓ませることができるため、出力軸との連結部分のラジアル隙間を大きくすることなく、小径歯車の偏角量を多くすることができ、噛合部のバックラッシュ量を低減できる。また、スリットは歯部と連結部との間に設けられているため、換言すれば小径歯車の連結部にはスリットが設けられていないため、小径歯車の連結部の剛性を高めることができる。
【００１２】
第３発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記スリットは径方向に貫通しており、前記連結部及び前記可撓軸部の間に、前記出力軸又は該出力軸に外嵌される連動連結筒の端縁に当接する当接部を有することを特徴とする。
【００１３】
第３発明にあっては、小径歯車の当接部が電動モータの出力軸又は該出力軸に外嵌される連動連結筒の端縁に当接し、可撓軸部を軸長方向へ撓ませることができるため、小径歯車を支持する転がり軸受等の隙間に影響されることなく小径歯車の軸長方向へのガタつきを低減でき、このガタつきによる音鳴りをなくし得る。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明によれば、寸法誤差等により出力軸の軸線に対して小径歯車が偏心又は偏角する場合においても噛合部のバックラッシュ量を低減でき、しかも、小径歯車の連結部の剛性を高めることができる。
【００１５】
第２発明によれば、出力軸との連結部分のラジアル隙間を大きくすることなく、小径歯車の偏角量を多くすることができ、噛合部のバックラッシュ量を低減でき、しかも、小径歯車の連結部の剛性を高めることができる。
【００１６】
第３発明によれば、小径歯車を支持する転がり軸受等の隙間に影響されることなく小径歯車の軸長方向へのガタつきを低減でき、このガタつきによる音鳴りをなくし得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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減速歯車機構部分の構成を示す拡大断面図、図２はウォーム部分の分解斜視図、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。
【００１８】
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に連動連結筒２を介して連動連結される小径歯車としてのウォーム３及び該ウォーム３に噛合する大径歯車としてのウォームホイール４を有する減速歯車機構Ａ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５とを備えている。
【００１９】
この操舵機構５は、一端部が舵取りのためのステアリングホイールＢに繋がり、他端部に筒部５１ａを有する第１の操舵軸５１と、筒部５１ａ内に挿入されてその一端部が第１の操舵軸５１の筒部５１ａに連結され、ステアリングホイールＢ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５２と、該トーションバー５２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５３とを備え、該第２の操舵軸５３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。
【００２０】
減速歯車機構Ａのウォーム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が転がり軸受６を介して支持部材７に回転自在に収容支持された状態で出力軸１ａに連動連結され、他方の軸部３３が円柱形の軸受部材８を介して支持部材７に収容支持されている。軸部３２は、外周部にセレーションからなる凹凸条３４ａを有し、連動連結筒２に内嵌される連結部３４と、螺旋状のスリット３５ａを有し、歯部３１及び連結部３４間に設けられた可撓軸部３５と、該可撓軸部３５及び歯部３１との間に設けられた嵌合部３６とを備えており、嵌合部３６に転がり軸受６が外嵌されている。
【００２１】
可撓軸部３５は連結部３４よりも大径に形成されており、連結部３４及び可撓軸部３５の間に、連動連結筒２の端縁に当接して可撓軸部３５を軸長方向へ撓ませるべき環状の当接部３７が設けられている。可撓軸部３５のスリット３５ａは径方向に貫通しており、軸長方向への撓みを可能にしてある。また、連結部３４及び可撓軸部３５の中心部には孔３８を設けて可撓軸部３５のバネ定数を小さくし、撓み易いようにしてあるが、この孔３８は必ずしも必要でない。
【００２２】
ウォームホイール４は外周部に歯を有し、中心部に嵌合孔を有しており、第２の操舵軸５３の途中に嵌合固定されている。
【００２３】
連動連結筒２は一端側が出力軸１ａに一体回転可能に外嵌されており、他端側の内周部にセレーションからなり、連結部３４と噛合する凹凸条２１が設けられている。
【００２４】
支持部材７はウォーム３を収容し、該ウォーム３の軸部３２，３３を転がり軸受６及び軸受部材８を介して回転自在に支持した第１収容部７ａと、ウォームホイール４を収容し、該ウォームホイール４を第２の操舵軸５３及び該第２の操舵軸５３に嵌合された２つの転がり軸受９，１０を介して支持した第２収容部７ｂとを有する。
【００２５】
第１収容部７ａはウォーム３の軸長方向に長くなっており、その長手方向一端部には転がり軸受６を嵌合支持する支持孔７１及び該支持孔７１に連なるねじ孔７２及びモータ取付部７３が設けられており、ねじ孔７２に転がり軸受６を固定するためのねじ環１１が螺着されている。また、モータ取付部７３に電動モータ１が取付けられている。
【００２６】
第１収容部７ａの他端部には、ウォーム３の他端側の軸部３３が挿入される凹孔７４及び該凹孔７４の内面に臨み、軸部３３の径方向に向けて穿設、換言すればウォーム３をウォームホイール４に向けて押付ける方向に穿設された円柱形の収容孔７５が設けられている。この収容孔７５には軸部３３が回転自在に嵌合される軸受部材８と、該軸受部材８を前記押付ける方向へ付勢するコイルバネからなる弾性体１２と、収容孔７５の外部への開放部を閉じる閉孔部材１３とが収容されている。また、収容孔７５の外部への開放側にはねじ部７６が設けられており、該ねじ部７６に閉孔部材１３が螺着されている。尚、弾性体１２がウォーム３からウォームホイール４に押付力を加える押付手段を構成している。
【００２７】
軸受部材８はその軸長方向の途中、換言すれば収容孔７５に沿って移動する移動方向の途中に前記移動方向と直交するように穿設された軸受孔８ａが設けられており、該軸受孔８ａに軸部３３が回転自在に嵌合されたすべり軸受１４を挿入固定してあり、該すべり軸受１４を介して軸部３３を軸受部材８に支持してある。
【００２８】
また、支持部材７は第２収容部７ｂに連なる第３収容部７ｃを有しており、トーションバー５２の捩れに応じた操舵軸５１，５３の相対回転変位量によってステアリングホイールＢに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ１５が第３収容部７ｃに収容されており、該トルクセンサ１５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。
【００２９】
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、電動モータ１及び減速歯車機構Ａを組み込む場合、軸受部材８が収容されている支持部材７の第１収容部７ａに、転がり軸受６が嵌合部３６に外嵌されたウォーム３を挿入し、転がり軸受６及び軸受部材８によりウォーム３を回転自在に支持した後、電動モータ１がモータ取付部７３に取付けられる。この電動モータ１の取付時、出力軸１ａに外嵌保持されている連動連結筒２を連結部３４に嵌め込み、該連動連結筒２の端縁を当接部３７に当接させた状態で電動モータ１を複数本のボルトで固定することにより、連動連結筒２を介して連結部３４が軸長方向へ押圧され、可撓軸部３５が軸長方向へ撓む。この可撓軸部３５の弾性復元力により転がり軸受６の内輪に押圧力が加わり、転がり軸受６の軸長方向隙間をなくし、ウォーム３の軸長方向へのガタつきを低減することができる。
【００３０】
また、閉孔部材１３を回転操作し、弾性体１２の撓み量を調整することにより、ウォーム３を、該ウォーム３の回転中心とウォームホイール４の回転中心との間の回転中心間距離Ｈが短くなる方向に弾圧し、噛合部に予圧を加える。この場合、ウォーム３は歯部３１と連結部３４との間の可撓軸部３５が出力軸１ａの軸線に対して偏角するため、連結部３４と連動連結筒２との間のラジアル隙間を大きくすることなく、ウォーム３の偏角量を多くすることができ、前記噛合部のバックラッシュ量を低減できる。しかも、凹凸条３４ａを有する連結部３４はスリットを設けていないため、ウォーム３の連結部３４の剛性を高めることができる。
【００３１】
尚、以上説明した実施の形態では、ウォーム３の反電動モータ側を回転中心間距離Ｈが短くなる方向に押付ける押付手段を備えた電動パワーステアリング装置について説明したが、その他、押付手段を有しない電動パワーステアリング装置であってもよい。また、出力軸１ａと連動連結筒２とが一体成形された構成としてもよい。
また、以上説明した実施の形態ではスリット３５ａが径方向に貫通した構成としたが、その他、スリット３５ａは径方向に貫通していない溝形にしてもよい。  また、以上説明した実施の形態では、減速歯車機構Ａとしてウォーム３である小径歯車及びウォームホイール４である大径歯車を備えたウォーム歯車としたが、その他、ベベルギヤ、ハイポイドギヤ、ヘリカルギヤであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の減速歯車機構部分の構成を示す拡大断面図である。
【図２】ウォーム部分の分解斜視図である。
【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。
【符号の説明】
【００３３】
１    電動モータ
１ａ  出力軸
２    連動連結筒
３    ウォーム（小径歯車）
３１  歯部
３４  連結部
３５  可撓軸部
３５ａ  スリット
３７  当接部
４    ウォームホイール（大径歯車）
５    操舵機構
１２  弾性体（押付手段）
【図１】
2005247012.tif 000003
【図２】
2005247012.tif 000004
【図３】
2005247012.tif 000005