(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動モータのモータ軸先端に結合されて前記モータ軸と一体に回転し、前記始動モータ側の一面に複数の結合突起が備えられたピニオンギアと、  
前記始動モータと前記ピニオンギアとの間の前記モータ軸に備えられ、前記ピニオンギアとフライホイールリングギアとの噛合が解除される時、前記ピニオンギアに結合され前記ピニオンギアと一体に回転できるように、前記ピニオンギア側の一面に前記結合突起が挿入される複数の結合溝を備えた動力伝達ベアリング部材と、  
前記動力伝達ベアリング部材とステアリングシャフトに結合されたウォームホイールを連結し、前記動力伝達ベアリング部材の回転動力を前記ウォームホイールに伝達する動力伝達ベルトと、  
ステアリングホイールの操舵角に対する情報がトルクセンサから伝達され、前記始動モータの駆動を制御するコントローラと、  
を含むことを特徴とする電動式パワーステアリングのステアリングシャフト駆動装置。  
【請求項２】
前記動力伝達ベアリング部材は、  
前記モータ軸が前記モータ軸の長さ方向に直線移動できるように前記モータ軸に嵌められ結合された内輪と、  
前記結合突起が分離可能に挿入される複数の結合溝を備えると共に前記動力伝達ベルトとの結合のためのギア溝が外側周縁面に沿って形成された外輪と、  
前記内輪と前記外輪を連結するボールベアリングと、  
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステアリングのステアリングシャフト駆動装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動式パワーステアリングのステアリングシャフト駆動装置に係り、より詳しくは、１つのモータを利用して車両の始動機能と操舵力向上機能を同時に行うようにする電動式パワーステアリングのステアリングシャフト駆動装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電動式パワーステアリング（ｍｏｔｏｒ  ｄｒｉｖｅｎ  ｐｏｗｅｒ  ｓｔｅｅｒｉｎｇ；以下、ＭＤＰＳという）を備えた車両には、車両の始動のための始動モータと操舵力向上機能のためのＭＤＰＳ用モータが各々別途に備えられる。  
始動モータはマグネットスイッチに始動信号が入力されると駆動し、始動モータの回転力でピニオンギアを回転させ、ピニオンギアの回転力でフライホイールリングギアを回転させる。  
フライホイールリングギアはクランクシャフトに連結され、クランクシャフトはエンジンのピストンに連結されて車両の始動がかかる。  
【０００３】
また、車両の始動後、運転者がステアリングホイールを回転させると、トルクセンサはステアリングホイールの操舵角を検出してその信号をＥＣＵ（電子制御ユニット）に伝送し、ＥＣＵはトルクセンサから入力された情報を用いてＭＤＰＳ用モータを駆動させ、ＭＤＰＳ用モータの駆動によってステアリングシャフトを回転させて操舵力の向上を図る。  
しかし、始動モータは車両の始動後には使用しないため、電動式パワーステアリング（ＭＤＰＳ）を備えた車両において始動モータとＭＤＰＳ用モータが別々に備えられた構成では、狭いエンジンルームでの設置空間の確保および製造原価の点で問題がある。  
【特許文献１】特開平１０−１００９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、車両の始動後には使用しない始動モータをＭＤＰＳ用モータとして共用することにより、部品数および製造原価の節減を図るとともに狭いエンジンルームの設計自由度を高めることができる電動式パワーステアリングのステアリングシャフト駆動装置の提供を目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明に係る電動式パワーステアリングのステアリングシャフト駆動装置は、始動モータのモータ軸先端に結合されて前記モータ軸と一体に回転し、前記始動モータ側の一面に複数の結合突起が備えられたピニオンギアと、前記始動モータと前記ピニオンギアとの間の前記モータ軸に備えられ、前記ピニオンギアとフライホイールリングギアとの噛合が解除される時、前記ピニオンギアに結合され前記ピニオンギアと一体に回転できるように、前記ピニオンギア側の一面に前記結合突起が挿入される複数の結合溝を備えた動力伝達ベアリング部材と、前記動力伝達ベアリング部材とステアリングシャフトに結合されたウォームホイールを連結し、前記動力伝達ベアリング部材の回転動力を前記ウォームホイールに伝達する動力伝達ベルトと、ステアリングホイールの操舵角に対する情報がトルクセンサから伝達され、前記始動モータの駆動を制御するコントローラと、を含むことを特徴とする。  
【０００６】
前記動力伝達ベアリング部材は、前記モータ軸が前記モータ軸の長さ方向に直線移動できるように前記モータ軸に嵌められ結合された内輪と、前記結合突起が分離可能に挿入される複数の結合溝を備えると共に前記動力伝達ベルトとの結合のためのギア溝が外側周縁面に沿って形成された外輪と、前記内輪と前記外輪を連結するボールベアリングと、を含むことを特徴とする。  
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、始動時に用いる始動モータを始動完了後には電動式パワーステアリング（ＭＤＰＳ）用モータとして用いることができることにより、部品数および製造原価を節減するだけでなく、狭いエンジンルームの設計自由度を高めることによってエンジンルームの空間をより効率的に活用できる効果がある。  
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。  
車両のエンジンは自己始動ができないために、始動をかける時には始動スイッチによって始動モータを駆動させ、フライホイールリングギアを回転させなければならない。  
図１と図２に示す通り、始動モータ１０はリミットスイッチ１１と電動機１２とからなっており、始動するには始動スイッチ２１がＬＯＣＫ、ＡＣＣ、ＯＮ、ＳＴＡＲＴなどの４段階を経る。  
【０００９】
始動スイッチ２１がＳＴＡＲＴステップに位置するとバッテリー２２を介して電流が流れ、リミットスイッチ１１が作動するとプランジャ１３が電磁石になってＢＭ端子１４側に移動し、それと同時にレバー１５が中心軸１６を中心に回転して方向が変わり、電動機１２のモータ軸１７は電動機１２の前方側に突出する。  
モータ軸１７の先端に一体に結合されたピニオンギア２３は、モータ軸１７が電動機１２の前方側に突出することによってフライホイールリングギア２４と噛合し、それと共に電動機１２に大電流が流れて電動機１２が駆動開始する。  
【００１０】
電動機１２が駆動すると、モータ軸１７の回転力はピニオンギア２３とフライホイールリングギア２４を介してクランクシャフト２５に伝達され、クランクシャフト２５の回転力でエンジンのピストン１６が動作することによって車両は始動する。  
始動後、運転者が始動キーを離すと始動スイッチ２１はＳＴＡＲＴステップの前ステップであるＯＮステップに戻されて短絡し、電流の流れも止まって電動機１２が駆動を終了する。  
それと同時に、モータ軸１７は電動機１２側に後退移動し、ピニオンギア２３とフライホイールリングギア２４との噛合が解除されることにより、全ての機械的装置は始動以前の状態に復帰して次の動作を準備する。  
【００１１】
本発明の実施形態は始動モータ１０を電動式パワーステアリング（ＭＤＰＳ）用モータとして共用するものである。  
モータ軸１７が電動機１２側に後退移動するとピニオンギア２３とフライホイールリングギア２４との噛合が解除され、この時からピニオンギア２３は動力伝達ベアリング部材３０と結合する。  
動力伝達ベアリング部材３０は電動機１２とピニオンギア２３との間でモータ軸１７に装着される。  
【００１２】
図３と図４に示す通り、ピニオンギア２３には動力伝達ベアリング部材３０側の一面に複数の結合突起２３ａが設けられ、動力伝達ベアリング部材３０にはピニオンギア２３側の一面に結合突起２３ａと雄雌結合する複数の結合溝３２ａが設けられる。  
結合突起２３ａはモータ軸１７の直線移動時に結合溝３２ａに自由に挿入結合され、また、結合溝３２ａから自由に外れて結合が解除される構成になっている。  
【００１３】
動力伝達ベアリング部材３０は、モータ軸１７がモータ軸１７の長さ方向に直線移動できるようにモータ軸１７に嵌合された内輪３１と、結合突起２３ａが分離可能に挿入される複数の結合溝３２ａを一面に備えた外輪３２と、内輪３１と外輪３２を連結するボールベアリング３３とを含んでいる。  
外輪３２には外側周縁面に沿ってギア溝３２ｂが形成されている。  
ピニオンギア２３が動力伝達ベアリング部材３０と結合した状態でモータ軸１７が回転すると、動力伝達ベアリング部材３０の外輪３２はモータ軸１７と一体で回転する。ピニオンギア２３が動力伝達ベアリング部材３０と結合することなくフライホイールリングギア２４と噛合してモータ軸１７が回転すると、動力伝達ベアリング部材３０の外輪３２はモータ軸１７にかかわらず回転をしない構成となっている。  
【００１４】
動力伝達ベアリング部材３０の外輪３２は動力伝達ベルト４１を介して電動式パワーステアリング（ＭＤＰＳ）を構成するウォームホイール４２に連結されている。  
即ち、動力伝達ベルト４１は外輪３２のギア溝３２ｂとウォームホイール４２の外側周縁面に備えられたギアの歯（図示せず）を介して結合され、動力伝達ベアリング部材３０の外輪３２とウォームホイール４２を連結する。  
ウォームホイール４２は、電動式パワーステアリング（ＭＤＰＳ）においてステアリングシャフト４３により中心部が貫通して一体に結合された構成である。ウォームホイール４２とステアリングシャフト４３の結合構造は電動式パワーステアリング（ＭＤＰＳ）の一般的な構成であるためこれに関する詳しい説明は省略する。  
【００１５】
ピニオンギア２３が動力伝達ベアリング部材３０と結合し、動力伝達ベアリング部材３０の外輪３２がモータ軸１７と共に回転すると、モータ軸１７の回転力は動力伝達ベアリング部材３０の外輪３２とウォームホイール４２を介してステアリングシャフト４３に伝達され、ステアリングシャフト４３が回転する。  
電動式パワーステアリング（ＭＤＰＳ）はステアリングホイール（図示せず）の操舵角の情報を検出するトルクセンサ４４と、トルクセンサ４４から情報が入力されるコントローラ４５とを含んでおり、コントローラ４５はトルクセンサ４４から入力された情報により、電動機１２の駆動時期と駆動方向および駆動速度と駆動時間などを制御する。  
【００１６】
従って、本発明によると、車両始動時にはピニオンギア２３とフライホイールリングギア２４とが噛合してクランクシャフト２５に電動機１２の動力を伝達して始動し、始動終了後にはピニオンギア２３とフライホイールリングギア２４との噛合が解除される代わりにピニオンギア２３が動力伝達ベアリング部材３０と結合して動力伝達ベルト４１およびウォームホイール４２を介してステアリングシャフト４３に電動機１２の動力を伝達する。  
このような状態で、ステアリングホイールの操舵が発生すると、トルクセンサ４４はステアリングホイールの操舵角に対する情報を検出してコントローラ４５に伝送し、コントローラ４５はトルクセンサ４４から伝達された情報とエンジン速度および車両の速度などを演算して電動機１２の駆動を制御する。  
コントローラ４５の制御によって電動機１２が駆動すると、モータ軸１７の回転力は動力伝達ベアリング部材３０の外輪３２と動力伝達ベルト４１およびウォームホイール４２を介してステアリングシャフト４３に伝達され、ステアリングシャフト４３が回転をすることによって、操舵力の向上を図ることができる。  
【００１７】
以上のような本発明の実施形態によれば、始動時に用いる始動モータ１０を始動完了後には電動式パワーステアリング（ＭＤＰＳ）用モータとして用いることができ、部品数および製造原価を節減することができる。  
また、狭いエンジンルームの空間を考慮する時、本発明の実施形態は設計自由度を高め、エンジンルームの空間をより効率的に活用できる長所を有する。  
また、本発明は、電動式パワーステアリング（ＭＤＰＳ）を構成するウォームシャフトを使用しない構成であるため、電動式パワーステアリング（ＭＤＰＳ）の構成部品数および製造原価を節減するだけでなく、ウォームシャフトによって発生するラットルノイズ（ｒａｔｔｌｅ  ｎｏｉｓｅ）も予防できる長所を有する。  
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る電動式パワーステアリングのステアリングシャフト駆動装置を説明するための図である。
【図２】本発明に係る電動式パワーステアリングのステアリングシャフト駆動装置を説明するための図である。
【図３】本発明を構成するピニオンギアと動力伝達ベアリング部材を説明するための図である。
【図４】本発明を構成するピニオンギアと動力伝達ベアリング部材を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  始動モータ  
１１  リミットスイッチ  
１２  電動機  
１３  プランジャ  
１４  ＢＭ端子  
１５  レバー  
１６中心軸  
１７  モータ軸  
２１  始動スイッチ  
２２  バッテリー  
２３  ピニオンギア  
２３ａ  結合突起  
２４  フライホイールリングギア  
２５  クランクシャフト  
２６  ピストン  
３０  動力伝達ベアリング部材  
３１  内輪  
３２  外輪  
３２ａ  結合溝  
３３  ボールベアリング  
４１  動力伝達ベルト  
４２  ウォームホイール  
４３  ステアリングシャフト  
４４  トルクセンサ  
４５  コントローラ  
【図１】
0005280155.tif 000002
【図２】
0005280155.tif 000003
【図３】
0005280155.tif 000004
【図４】
0005280155.tif 000005