(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの側の駆動軸にウォームギヤを結合してなるパワーステアリング装置において、
電動モータの側の駆動軸に、係合部を備えた嵌合軸部を設け、
ウォームギヤに、上記駆動軸の嵌合軸部とインロー結合する嵌合孔と、該嵌合孔の範囲内にて該駆動軸の係合部と回転方向で係合する係合部とを備えた嵌合軸部を設け、
ウォームギヤの嵌合軸部における嵌合孔の外周に螺合するナットを設け、ウォームギヤの嵌合軸部における係合部の外周に嵌合する嵌合リングを該ナットと一体に備えたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パワーステアリング装置では、特開平7-257406号公報に記載される舵角比調整用電動モータの回転伝達系や、特開平11-301499号公報に記載される操舵力アシスト用電動モータの回転伝達系で、電動モータの側の駆動軸にウォームギヤを結合している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、電動モータの側の駆動軸とウォームギヤとを同芯結合し、且つトルク伝達可能とするため、電動モータの側の駆動軸に断面Ｄ字状の嵌合軸部を設けるとともに、ウォームギヤに断面Ｄ字状の嵌合孔部を設け、これらの嵌合軸部と嵌合孔部とを嵌合している。
【０００４】
然しながら、従来技術において、ウォームギヤに設ける断面Ｄ字状の嵌合孔部は切削加工が難しく、放電加工にて対応する必要があることから、寸法精度の高精度化に困難があり、電動モータの側の駆動軸とウォームギヤの同芯化に困難があるし、コストも高い。
【０００５】
本発明の課題は、パワーステアリング装置において、電動モータの側の駆動軸とウォームギヤとを結合するに際し、同芯結合精度を向上するとともに、コンパクトにしながら高結合強度を確保し、コストも低減することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電動モータの側の駆動軸にウォームギヤを結合してなるパワーステアリング装置において、電動モータの側の駆動軸に、係合部を備えた嵌合軸部を設け、ウォームギヤに、上記駆動軸の嵌合軸部とインロー結合する嵌合孔と、該嵌合孔の範囲内にて該駆動軸の係合部と回転方向で係合する係合部とを備えた嵌合軸部を設け、ウォームギヤの嵌合軸部における嵌合孔の外周に螺合するナットを設け、ウォームギヤの嵌合軸部における係合部の外周に嵌合する嵌合リングを該ナットと一体に備えたものである。
【０００８】
【作用】
(a)電動モータの側の駆動軸に設けた嵌合軸部と、ウォームギヤに設けた嵌合軸部の嵌合孔とをインロー結合することにより、同芯結合精度を向上できる。軸と孔の加工も容易に切削加工できてコスト高にもならない。
【０００９】
(b)電動モータの側の駆動軸に設けた係合部を、ウォームギヤに設けた嵌合軸部の係合部に係合することにより、組付けが容易である。
【００１０】
(c)ウォームギヤの外周に螺合するナットの嵌合リングをウォームギヤの嵌合軸部に嵌合することにより、ウォームギヤの嵌合軸部を補強でき、ウォームギヤの嵌合軸部を細径コンパクトにしながら高結合強度を維持できる。
【００１１】
(d)ウォームギヤの外周に螺合するナットに、嵌合リングを一体に設けてあるから、ナットのねじ部の加工と嵌合リングの内周の加工を同時に行なうことができ、加工性が良い。ナットのねじ部と嵌合リングの同芯度の確保も容易であり、ナットとウォームギヤと駆動軸の組立状態下で、ナットの嵌合リングとウォームギヤの嵌合孔と駆動軸の嵌合軸部の３者の同芯結合精度を向上できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は電動パワーステアリング装置を示す側面図、図２は図１のII-II線に沿う断面図、図３は図１のIII-III線に沿う断面図、図４は図３の要部で駆動軸とウォームギヤの結合部を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は分解斜視図、図５はモータユニットを示す断面図、図６はウォームギヤを示し、（Ａ）は全体側面図、（Ｂ）は要部拡大図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図７はバックラッシュ除去筒を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は断面図、図８はナットを示し、（Ａ）は端面図、（Ｂ）は断面図、図９は駆動軸とウォームギヤの結合部の変形例を示す断面図である。
【００１４】
電動パワーステアリング装置１０は、図１に示す如く、車両のステアリングホイールから操向車輪に至るステアリング系に、操舵力アシスト用電動モータ１１と、舵角比調整用電動モータ１２を設けたものである。ステアリングホイールで入力軸１３に付与された操舵トルクをトルクセンサ１４で検出し、制御装置１５がこの検出信号に基づいて制御信号を発生し、この制御信号に基づいて操舵トルクに応じたアシストトルクを電動モータ１１によりラック軸１６に付加し、ラック軸１６につながる操向車輪を操舵する。また、車速センサ１７で検出した車速信号と、変位センサ１８が検出した舵角比調整装置１９による入力軸１３の偏芯量信号により、制御装置１５が車速に対応して設定された目標偏芯量と変位センサ１８からの実偏芯量を一致させるように、電動モータ１２により舵角比調整装置１９をフィードバック制御し、舵角比（入力軸１３の回転角αに対する出力軸３１の回転角βの割合、換言すればステアリングホイールの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合）を制御する。
【００１５】
電動パワーステアリング装置１０は、図２に示す如く、ステアリングホイールに連結される入力軸１３が、ギヤハウジング２０に軸受２１を介して回動自在に支持された支持部材２２の偏芯位置に、軸受２３、２４を介して回転自在に支持されている。入力軸１３は、第１入力軸１３Ａと、第２入力軸１３Ｂをトーションバー１３Ｃにより結合したものであり、操舵トルクが作用すると第１入力軸１３Ａと第２入力軸１３Ｂの間で相対ねじり変位を発生する。トルクセンサ１４は、第１入力軸１３Ａと第２入力軸１３Ｂとに掛け渡され、操舵トルクを検出する。尚、第１入力軸１３Ａは軸受２３、上ケース２５Ａを介して支持部材２２に支持され、第２入力軸１３Ｂは軸受２４、下ケース２５Ｂを介して支持部材２２に支持されている。
【００１６】
電動パワーステアリング装置１０は、支持部材２２に軸受２６を介して中間部材２７を回転自在に支持し、第２入力軸１３Ｂのギヤ２８Ａと中間部材２７の内歯ギヤ２８Ｂとを噛合いさせている。そして、中間部材２７の下面溝２７Ａには、ボール列２９を介して、出力軸３１に回転力を伝達するスライダ３０の上面溝３０Ａがスライド自在に係合されている。
【００１７】
電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイールの回転運動を直線運動に変換すべく、ラック軸１６のラック１６Ａに噛合いしたピニオン３１Ａを備える出力軸３１を、軸受３２、３３を介してギヤハウジング２０に回転自在に支持している。出力軸３１の上端部には、出力軸３１の中心から偏芯した孔に、スライダ３０の偏芯ピン３０Ｂがニードル軸受３４、スラスト軸受３５を介して嵌合している。
【００１８】
電動パワーステアリング装置１０は、図２、図３に示す如く、支持部材２２の外周の一部に、扇形の部分的ウォームホイール４１を形成し、このウォームホイール４１には、電動モータ１２により駆動されるウォームギヤ４２が噛合いしており、支持部材２２に所定の角度範囲に渡る回転運動を与える。尚、ウォームギヤ４２は、偏芯カムを利用した図７に示すバックラッシュ除去筒４３を介してギヤハウジング２０に支持され、バックラッシュ除去筒４３の端部に設けた係合部４３Ａに工具を係合してこれをギヤハウジング２０に対して回動させることにより、ウォームホイール４１に対するウォームギヤ４２の噛合い隙間を調整できる。
【００１９】
このとき、ウォームギヤ４２は軸受４４、ニードル軸受４５を介してバックラッシュ除去筒４３に支持され、ギヤハウジング２０に螺合されるロックスクリュー４６により軸受４４の外輪とともにバックラッシュ除去筒４３が固定され、ウォームギヤ４２に螺合されるナット４７により軸受４４の内輪はウォームギヤ４２のフランジ４８に固定される。
【００２０】
電動モータ１２は、図５に示す如く、モータハウジング５０に内蔵された減速歯車とともにユニット化され、ボルト５２によりギヤハウジング２０に固定される。そして、電動モータ１２の側の駆動軸５３をウォームギヤ４２に後述する如くに結合し、ウォームギヤ４２、ひいてはウォームホイール４１を備える支持部材２２に回転運動を与える。ギヤハウジング２０には差動トランス等からなる前述の変位センサ１８が取付けられ、支持部材２２の回転角度を検出する。電動モータ１２、変位センサ１８、支持部材２２等は舵角比調整装置１９を構成する。
【００２１】
電動パワーステアリング装置１０において、入力軸１３を回転させると、スライダ３０は、入力軸１３の側の中間部材２７との係合により、出力軸３１の中芯軸まわりでクランク回転する。ここで、舵角比調整装置１９の電動モータ１２によりウォームギヤ４２、ウォームホイール４１を介して支持部材２２を回動させると、支持部材２２の偏芯カム作用により、入力軸１３の軸芯位置が変化する。これにより、入力軸１３と出力軸３１の軸間の偏位量を適宜に定め、入力軸１３と出力軸３１の軸芯同士を互いに偏芯させると、入力軸１３と出力軸３１の回転角が不一致となる。しかも、入力１３を等角度ずつ回転させたときの出力軸３１の角度変化率が漸次増大するものとなる。従って、舵角比調整装置１９により入力軸１３と出力軸３１の偏位量を変化させることにより、入力軸１３の回転角αに対する出力軸３１の回転角βの割合（β／α）、即ち、舵角比を変化させることができる。車両の低速域ではステアリングホイールの操舵角αに対するラック軸１６のラックストロークを大きくして敏感（シャープ）な舵角比特性を実現でき、高速域ではステアリングホイールの操舵角αに対するラック軸１６のラックストロークを幾分小さくして鈍感（安定）な舵角比特性を実現できる。
【００２２】
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１２の側の駆動軸５３と、ウォームギヤ４２との結合構造を以下の如くにしている（図３〜図６、図８）。
【００２３】
(1)モータハウジング５０に軸受５５により支持される駆動軸５３の、モータハウジング５０から突出する端部に、係合ピン（係合部）６２を備えた嵌合軸部６１を設ける（図４、図５）。係合ピン６２は、嵌合軸部６１の直径方向に貫通固定される。
【００２４】
(2)ウォームギヤ４２に、駆動軸５３の嵌合軸部６１とインロー結合する嵌合孔７１と、該嵌合孔７１の軸方向設置範囲内にて該駆動軸の係合ピン６２と回転方向で係合するスリット（係合部）７２とを備えた嵌合軸部７０を設ける（図４、図６）。スリット７２は、嵌合孔７１の開口端から中間部までの一部に対応するものであっても良く（図４、図６）、嵌合孔７１の開口部から奥端部までの全長に対応するものであって良い（図９）。ウォームギヤ４２のフランジ４８より反ギヤ側の外周には、軸受嵌合部７３と、軸受嵌合部７３の外側のねじ部７４とが設けられる。
【００２５】
(3)ウォームギヤ４２の軸受嵌合部７３に軸受４４を嵌合し、前述のナット４７をねじ部７４に螺合し、ナット４７で軸受４４の内輪をウォームギヤ４２のフランジ４８に固定する。ナット４７は、図８に示す如く、ウォームギヤ４２のねじ部７４に螺合するねじ部８１と、ウォームギヤ４２の嵌合軸部７０（スリット７２）の外周に嵌合する嵌合リング８２を備えるとともに、螺動工具係合用の２面巾部８３を備える。尚、ウォームギヤ４２のフランジ４８よりギヤ側の外面には、ナット４７を螺合するときの固定用２面巾部７５を備える。
【００２６】
(4)上述(3)の軸受４４、ナット４７を設けたウォームギヤ４２をニードル軸受４５、バックラッシュ除去筒４３に装填し、バックラッシュ除去筒４３をギヤハウジング２０に挿着し、ロックスクリュー４６により軸受４４の外輪、バックラッシュ除去筒４３をギヤハウジング２０に組付け固定する。
【００２７】
(5)電動モータ１２のモータハウジング５０をギヤハウジング２０に固定する際に、電動モータ１２の側の駆動軸５３の嵌合軸部６１をウォームギヤ４２の嵌合軸部７０の嵌合孔７１にインロー結合し、駆動軸５３の係合ピン６２をウォームギヤ４２の嵌合軸部７０のスリット７２に回転方向で係合する。このとき、ウォームギヤ４２の嵌合軸部７０（スリット７２）の外周には、ナット４７の嵌合リング８２が装填されている。
【００２８】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
▲１▼電動モータ１２の側の駆動軸５３に設けた嵌合軸部６１と、ウォームギヤ４２に設けた嵌合軸部７０の嵌合孔７１とをインロー結合することにより、同芯結合精度を向上できる。軸と孔の加工も容易に切削加工できてコスト高にもならない。
【００２９】
▲２▼電動モータ１２の側の駆動軸５３に設けた係合ピン６２を、ウォームギヤ４２に設けた嵌合軸部７０のスリット７２に係合することにより、組付けが容易である。
【００３０】
▲３▼ウォームギヤ４２の外周に螺合するナット４７の嵌合リング８２をウォームギヤ４２の嵌合軸部７０に嵌合することにより、ウォームギヤ４２の嵌合軸部７０に備えたスリット７２を外周からを補強でき、ウォームギヤ４２の嵌合軸部７０を細径コンパクトにしながら高結合強度を維持できる。
【００３１】
▲４▼ウォームギヤ４２の外周に螺合するナット４７に、嵌合リング８２を一体に設けてあるから、ナット４７のねじ部８１の加工と嵌合リング８２の内周の加工を同時に行なうことができ、加工性が良い。ナット４７のねじ部８１と嵌合リング８２の同芯度の確保も容易であり、組付けが良く、ナット４７とウォームギヤ４２と駆動軸５３の組立状態下で、ナット４７の嵌合リング８２とウォームギヤ４２の嵌合孔７１と駆動軸５３の嵌合軸部６１の３者の同芯結合精度を向上できる。
【００３２】
▲５▼ウォームギヤ４２に軸受４４を固定する締結ナット４７を、ウォームギヤ４２の嵌合軸部７０に備えたスリット７２を補強する嵌合リング８２として兼用するものであり、それらのナット４７を単一部品化でき、組立性も向上できる。
【００３３】
尚、本発明は、特願2000-183607に記載された如くの操舵力アシスト用電動モータの側の駆動軸とウォームギヤとを結合するウォーム減速構造においても適用できる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、嵌合リングは圧入もしくは、隙間ばめにより嵌合軸部に嵌着されても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、パワーステアリング装置において、電動モータの側の駆動軸とウォームギヤとを結合するに際し、同芯結合精度を向上するとともに、コンパクトにしながら高結合強度を確保し、コストも低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は電動パワーステアリング装置を示す側面図である。
【図２】図２は図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】図３は図１のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】図４は図３の要部で駆動軸とウォームギヤの結合部を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は分解斜視図である。
【図５】図５はモータユニットを示す断面図である。
【図６】図６はウォームギヤを示し、（Ａ）は全体側面図、（Ｂ）は要部拡大図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図７】図７はバックラッシュ除去筒を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は断面図である。
【図８】図８はナットを示し、（Ａ）は端面図、（Ｂ）は断面図である。
【図９】図９は駆動軸とウォームギヤの結合部の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  パワーステアリング装置
１２  電動モータ
２０  ハウジング
４２  ウォームギヤ
４４  軸受
４７  ナット
５３  駆動軸
６１  嵌合軸部
６２  係合ピン（係合部）
７０  嵌合軸部
７１  嵌合孔
７２  スリット（係合部）
８２  嵌合リング
【図１】
0004504532.tif 000002
【図２】
0004504532.tif 000003
【図３】
0004504532.tif 000004
【図４】
0004504532.tif 000005
【図５】
0004504532.tif 000006
【図６】
0004504532.tif 000007
【図７】
0004504532.tif 000008
【図８】
0004504532.tif 000009
【図９】
0004504532.tif 000010