(57)【要約】【課題】ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュを容易に、且つ高精度に調整できるようにした電動パワーステアリング装置を提供するにある。【解決手段】  ギヤケース１３とギヤボックス１８とを位置調整可能に設けると共に、ギヤケース１３とギヤボックス１８との位置を調整した状態で位置決めする位置決め機構２１備えることにより、ウォーム１０の軸とウォームホイール１１の軸との軸間距離を調整可能であることを特徴とするものである。【選択図】    図２
2007030545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルから操舵力が入力される入力軸と、ウォームホイールを備えた出力軸と、該ウォームホイールに噛合するウォームを有する電動モータと、両端に被操舵系が連結されるラック軸を備え、前記入力軸及び電動モータはギヤケースに支持され、前記出力軸及びラック軸はギヤボックスに支持され、
前記ハンドルの操舵力に応じた操舵補助力を前記電動モータから前記出力軸を介して前記ラック軸に伝達することにより、前記ラック軸に対して操舵補助力を付与するようにしたパワーステアリング装置において、
前記ギヤケースとギヤボックスとを位置調整可能に設けると共に、ギヤケースとギヤボックスとの位置を調整した状態で位置決めする位置決め機構を備えることにより、ウォームの軸とウォームホイールの軸との軸間距離を調整可能であることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記ギヤケースとギヤボックスが、基準ボルトを中心として互いに回転可能に設けられることにより互いに位置調整され、前記ギヤケースとギヤボックスが位置調整された状態で位置決めする位置調整ボルトを設けることにより、前記位置決め機構が該基準ボルト、位置調整ボルトによって構成されたことを特徴とする請求項１に記載の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、パワーステアリング装置に係り、特に、該パワーステアリング装置のウォームとウォームホイールとのバックラッシュの調整に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７及び図８は従来技術の電動パワーステアリング装置を示す。図７は該電動パワーステアリング装置の外観を示す。図８は、電動パワーステアリング装置の縦断面図を示す。
【０００３】
電動パワーステアリング装置１００は入力軸１０１と、出力軸１０２と、電動モータＭ（図８に示す）を備えている。入力軸１０１の上端側には、ラバーカップリング１０３やステアリングコラム１０４等を介してハンドル１０５が連結されている。又、出力軸１０２の下端側にはピニオンギヤ１０６が形成されている。
【０００４】
該ピニオンギヤ１０６は、ラック軸１０７のラック１０８に噛合している。該ラック軸１０７の両端はジョイント部１０９を介してタイロッド１１０に連結されている。該タイロッド１１０は被操舵側に連結されている。図８に示すように、前記出力軸１０２にはウォームホイール１１１が設けられている。該ウォームホイール１１１には電動モータＭの駆動軸に設けられたウォーム１１２が噛合している。
【０００５】
前記電動モータＭは前記入力軸１０１のハンドルトルクを検出するポテンショメータ１１３の出力に応じて前記出力軸１０２を回転駆動させるものである。
【０００６】
そして、運転者がハンドル１０５を操作すると、該ハンドル１０５の操舵力に応じて電動モータＭが出力軸１０２を回転駆動させる。該出力軸１０２の回転はピニオンギヤ１０６とラック１０８を介してラック軸１０７に伝達されて該ラック軸１０７を軸方向へ駆動させることにより、被操舵系側へ操舵補助力を付与することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように構成された電動パワーステアリング装置１００においては、ウォーム１１２とウォームホイール１１１とのバックラッシュを最適に調整することが行われているが、その調整作業が非常に困難であった。つまり、一般には、組み合わせの最適な部品同士を選択することにより、ウォーム１１２とウォームホイール１１１とのバックラッシュを最適に調整することが行われているが、各部品を寸法精度のばらつきに応じて選別し、互いの組み合わせ精度が適正になるもの同士を組み合わせる作業が非常に困難であった。
【０００８】
又、特許文献１には、ウォーム１１２を出力軸１１１側へ押圧することにより、ウォーム１１２とウォームホイール１１１とのバックラッシュを調整する先行技術が記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−４３７３９号公報
【００１０】
しかし、図９に示すように、当該先行技術においては、ウォーム１１２をウォームホイール１１１側へ押圧する構造は記載されてはいるが、ウォーム１１２を反対方向へ戻す技術が記載されていないため、ウォーム１１２とウォームホイール１１１とのバックラッシュを微妙に調整することが困難であった。
【００１１】
本発明は、前述の従来技術に鑑みてなされたもので、その目的は、ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュを容易に、且つ高精度に調整できるようにした電動パワーステアリング装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るパワーステアリング装置は、ハンドルから操舵力が入力される入力軸と、ウォームホイールを備えた出力軸と、該ウォームホイールに噛合するウォームを有する電動モータと、両端に被操舵系が連結されるラック軸を備え、前記入力軸及び電動モータはギヤケースに支持され、前記出力軸及びラック軸はギヤボックスに支持され、
前記ハンドルの操舵力に応じた操舵補助力を前記電動モータから前記出力軸を介して前記ラック軸に伝達することにより、前記ラック軸に対して操舵補助力を付与するようにしたパワーステアリング装置において、
前記ギヤケースとギヤボックスとを位置調整可能に設けると共に、ギヤケースとギヤボックスとの位置を調整した状態で位置決めする位置決め機構を備えることにより、ウォームの軸とウォームホイールの軸との軸間距離を調整可能であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
位置決め機構によって、ギヤケースとギヤボックスとの位置を調整した状態で位置決めすることにより、ウォームの軸とウォームホイールの軸との軸間距離を調整できる。ウォームの軸とウォームホイールの軸との軸間距離を調整できることにより、ウォームとウォームホイールとのバックラッシュを調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１乃至図６は本発明の実施形態を示す。図１は電動パワーステアリング装置とその周辺の外観図である。図２は電動パワーステアリング装置の縦断面図である。図３及び図４は、図２のＡ―Ａ線矢示方向断面図である。図５及び図６はギヤケースとギヤボックスとの位置決めの状態を示す断面図である。
【００１５】
図２に示すように、該電動パワーステアリング装置１は、入力軸２と、ポテンショメータ３と、出力軸４と、電動モータＭと、ラック軸５を備え、該ラック軸５は、図１に示すように、その両端に設けられたタイロッド６，６を介して被操舵系側に連結されている。
【００１６】
前記入力軸２は、図１に示すように、ラバーカップリング７やステアリングコラム８等を介してハンドル９に連結されて、該ハンドル９から操舵力が入力されるようになっている。ハンドル９から入力軸２に入力された操舵力は、ポテンショメータ３（図２に示す）によって検出されるようになっている。
【００１７】
図２に示すように、前記電動モータＭの駆動軸にはウォーム１０が設けられ、前記出力軸４にはウォームホイール１１が設けられている。ウォーム１０とウォームホイール１１とが噛合していることにより、電動モータＭの駆動力が出力軸４に伝達されるようになっている。ここで、電動モータＭの駆動力は、前記ポテンショメータ３の出力によって制御されるため、前記出力軸４は、ハンドル９から入力された操舵力に応じて、電動モータＭによって駆動されて、前記被操舵系に操舵補助力として伝達されるようになっている。
【００１８】
図２に示すように、前記入力軸２は、ギヤケース１３に設けられたボールベアリング１４によって回転自在に支持されている。又、図３に示すように、前記電動モータＭの駆動軸１５はギヤケース１３に設けられたボールベアリング１６、１７によって回転自在に支持されている。
【００１９】
図２に示すように、出力軸４は、ギヤボックス１８に設けられたボールベアリング１９、２０に回転自在に支持されている。そして、図３に示す位置調整機構２１を設けて、前記ギヤケース１３が前記ギヤボックス１８に対して位置調整可能に設けられることにより、前記電動モータＭの駆動軸１５に設けられたウォーム１０の軸と、前記出力軸４に設けられたウォームホイール１１の軸との軸間距離が調整可能になっている。
【００２０】
次に、前記位置調整機構２１について説明する。図３、図４に示すように、ギヤケース１３はギヤボックス１８（図２に示す）対して、三つの位置調整ボルト２２によって取り付けられると共に、ギヤケース１３はギヤボックス１８対して、三つの位置調整ボルト２２のうちの１つの位置調整ボルト２２を中心にして矢示方向α―β方向へ回転して位置調整可能に取り付けできるようになっている。即ち、図５に示すように、三つの位置調整ボルト２２はギヤケース１３に設けられた位置調整用挿通孔２５を挿通して、ギヤボックス１８に設けられた螺子孔２６に螺着されるようになっている。
【００２１】
尚、図６に示すように、位置調整用挿通孔２５は、図３又は図４中、矢示α―β方向へ向けて長孔に形成しても良い。図５又は図６に示す位置調整ボルト２２、位置調整用挿通孔２５、及び螺子孔２６によって前記位置調整機構２１が構成される。
【００２２】
次に、前記位置調整機構２１によって、前記ギヤケース１３をギヤボックス１８に対して位置調整する手法について説明する。先ず、ギヤボックス１８を測定台（図示せず）に固定する。次に、ギヤボックス１８とギヤケース１３の合わせ面が浮かないように、ギヤケース１３を上からギヤボックス１８に押さえ付ける。その後、ギヤケース１３を側面側から押し、又は引くことにより、ウォーム１０の軸と、ウォームホイール１１の軸との軸間距離を調整して、ウォーム１０とウォームホイール１１との適切なバックラッシュを設定する。
【００２３】
ウォーム１０とウォームホイール１１との適切なバックラッシュの設定は、入力軸２のトルクを測定しながら、ウォーム１０とウォームホイール１１との間のガタを測定し、当該トルクとガタが適切になるように調整することにより行う。その後、位置調整ボルト２２を螺子孔２６に締め付けることによって、ギヤケース１３とギヤボックス１８とを完全に固定する。
【００２４】
尚、図６においては、位置調整用挿通孔２５を長孔状に形成したが、位置調整用挿通孔２５を長孔に形成することなく、円形の位置調整用挿通孔２５と位置調整ボルト２２との間のガタによって、ギヤケース１３とギアボックス１８との間の位置を調整するようにしても良い。
【００２５】
又、前記位置調整機構２１においては、１つの位置調整ボルト２２を中心にして、ギヤケース１３をギヤボックス１８に対して円弧状に回転させるように、ギヤケース１３とギヤボックス１８との間の位置を調整したが、ギヤケース１３をギヤボックス１８に対して直線的に移動させることにより、ギヤケース１３とギヤボックス１８との間の位置を調整するようにしても良い。
【００２６】
次に、前記入力軸２等の具体的な構成について説明する。図２に示すように、前記入力軸２は中空状に形成されて、トーションバー２８が挿入されている。該トーションバー２８は、上端側がピン２９によって入力軸２に取り付けられ、下端側は該入力軸２内から下方へ突出している。
【００２７】
前記出力軸４には、上面に開口する有底の凹部３０が形成されている。該出力軸４の途中には前記ウォームホイール１１が設けられ、下端側にはピニオンギヤ３１が形成されている。
【００２８】
前記入力軸２及びトーションバー２８の下端側は、前記出力軸４の凹部３０内に挿入されている。そして、前記トーションバー２８の下端側はセレーションＳを介して出力軸４に連結されている。
【００２９】
前記入力軸２の下端側の外周と、出力軸４の上端側の外周にはスリーブ３２が嵌合されている。該スリーブ３２の内周には雌型のヘリカルスプライン３３が形成される一方、前記入力軸２の外周には雄型のヘリカルスプライン３４が形成されている。スリーブ３２のヘリカルスプライン３３と入力軸２のヘリカルスプライン３４とは噛合している。又、前記スリーブ３２には軸方向に向けて長孔状の軸方向溝３５が形成されている。該軸方向溝３５には、前記出力軸２に圧入されたピン３６が挿入されている。
【００３０】
このように形成されることにより、図１に示すハンドル９の操舵力によって入力軸２が回転してトーションバー２８が捩れることにより、スリーブ３２がヘリカルスプライン３３、３４からなるカム機構の螺旋軌道によって軸方向（上下方向）へ移動することになる。
【００３１】
そして、前記スリーブ３２の外周には凹部３７が形成され、この凹部３７にはポテンショメータ３の検出レバー３８が挿入されている。該検出レバー３８は該凹部３７に挿入されることにより、スリーブ３２の軸方向への移動量をポテンショメータ３が検出できるものである。このため、スリーブ３２が前述のように軸方向へ移動した場合には、この移動は前記ポテンショメータ３が検出することにより、ハンドル９の操舵力を検出できることになる。
【００３２】
前記電動モータＭは前記ポテンショメータ３によって検出された前記ハンドル９の操舵力に応じて前記出力軸４を回転駆動するもので、該電動モータＭの駆動軸１５に設けられたウォーム１０が、出力軸４のウォームホイール１１に噛合している。
【００３３】
そして、前記出力軸４のピニオンギヤ３１にはラック軸５のラック３９が噛合してラック軸６を軸方向（水平方向）へ駆動して、被操舵系に操舵補助力を付与できるようになっている。ラック軸５のラック３９は、ラック押付機構４０によって、出力軸４のピニオンギヤ３１に常時押し付けられるように付勢されている。
【００３４】
図２に示すように、前記ギヤボックス１８の上端は拡径状に広がって、前記ギヤケース１３の下端に接続されている。ギヤケース１３の下端と、ギヤボックス１８の上端とによって拡径状の空間４１が形成されて、該空間４１内に前記ウォーム１０、及びウォームホイール１１が収容されて互いに噛合している。図２中、４２は閉塞部材であって、前記ギヤボックス１８の下端を閉塞している。
【００３５】
次に、作用について説明する。図２に示すように、入力軸２、ポテンショメータ３、スリーブ３２、及び電動モータＭ等はギヤケース１３側に支持されている。一方、出力軸４及びラック軸５等はギヤボックス１８側に支持されている。このように、電動パワーステアリング装置１は、ギヤケース１３側とギヤボックス１８側とにそれぞれユニット化されているため、ギヤケース１３とギヤボックス１８とを組み付ける段階になって、図３乃至図６に示す位置調整機構２１を調整することにより、ウォーム１０とウォームホイール１１とのバックラッシュを最適に調整できるだけでなく、ラトル音の発生を防止することもできる。
【００３６】
尚、位置調整機構２１を調整する際、ギヤボックス１８に対してギヤケース１３が移動するが、この移動分は、ボールベアリング１４，１９，２０のクリアランスや入力軸２と出力軸４との間のクリアランスＣ（図２に示す）等によって吸収することができる。
【００３７】
このため、本実施形態においては、電動パワーステアリング装置１を構成する部品同士の精度等を気にすることなく、各部品をギヤケース１３及びギヤボックス１８側にそれぞれ組み付けた後であって、ギヤケース１３とギヤボックス１８とを互いに組み付ける段階になってから、ギヤケース１３とギヤボックス１８との間の位置調整を図ることにより、ウォーム１０とウォームホイール１１とのバックラッシュを容易に、且つ、無理なく最適に調整できるだけでなく、ラトル音の発生を容易に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】電動パワーステアリング装置及びその周辺の外観図である。
【図２】電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【図３】図２のＡ―Ａ線矢示方向断面図である。
【図４】図２のＡ―Ａ線矢示方向断面図である。
【図５】ギヤケースとギヤボックスとの当接の状態を示す断面図である。
【図６】ギヤケースとギヤボックスとの当接の状態を示す断面図である。
【図７】電動パワーステアリング装置及びその周辺の外観図である（従来技術）
【図８】電動パワーステアリング装置の縦断面図である。（従来技術）
【図９】ウォームとウォームホイールとのバックラッシュを調整する従来技術を示す断面図である。（従来技術）
【符号の説明】
【００３９】
１  電動パワーステアリング装置
２  入力軸
３  ポテンショメータ
４  出力軸
５  ラック軸
９  ハンドル
１０  ウォーム
１１  ウォームホイール
１３  ギヤケース
１８  ギヤボックス
２１  位置決め機構
２２  位置調整ボルト
Ｍ  電動モータ
【図１】
2007030545.tif 000003
【図２】
2007030545.tif 000004
【図３】
2007030545.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2007030545.tif 000008
【図７】
2007030545.tif 000009
【図８】
2007030545.tif 000010
【図９】
2007030545.tif 000011