(57)【要約】【課題】歯面間で生じる歯打ち音を低減することができる歯車および当該歯車を備えた電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】電動パワーステアリング装置は、電動モータと、電動モータの出力を増幅するための減速機とを備えている。減速機は、電動モータと連結されたピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンに噛み合うリダクションギヤ１８とを含む。リダクションギヤ１８は、金属製の歯車本体２４と、歯車本体２４の両側面にそれぞれ固定された一対の弾性板２６とを有する。弾性板２６は、歯車本体２４の歯面４３よりも外方に突出する突出部２８を有している。突出部２８は、ピニオンの歯面に当接され、ピニオンおよびリダクションギヤ１８間のバックラッシが直接的に抑制されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の歯車本体と、
歯車本体の側面の少なくとも一部に積層された弾性板とを備え、
弾性板は歯車本体の歯面よりも突出する部分を含むことを特徴とする歯車。
【請求項２】
請求項１において、上記歯車本体は軸方向に分割された一対の分割体を含み、これら一対の分割体間に弾性板が挟まれていることを特徴とする歯車。
【請求項３】
請求項１において、上記弾性板が一対設けられ、これら一対の弾性板間に歯車本体が挟まれていることを特徴とする歯車。
【請求項４】
操舵補助力を発生する電動モータと、
電動モータにより駆動される駆動歯車と、
駆動歯車に噛み合う従動歯車とを備え、
従動歯車として請求項１〜３の何れか１項に記載の歯車を用いた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】
この発明は、歯車および当該歯車を備えた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】
車両用のステアリング装置には、電動モータにより操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装置が知られている。このような電動パワーステアリング装置では、電動モータの操舵補助力を減速機によって増幅し、この増幅された操舵補助力を転舵機構に伝達することで操舵補助を行っている。
減速機は、例えば、電動モータの回転軸に連結された駆動歯車と、駆動歯車に噛み合う従動歯車とを備え、この駆動歯車および従動歯車によって電動モータの回転軸の回転速度を減速することにより、電動モータの操舵補助力を増幅している。
【０００３】
また、上記駆動歯車および従動歯車の噛み合い部には、バックラッシが存在する。したがって、悪路等を走行して車両に振動が発生した場合には、このバックラッシに起因して駆動歯車および従動歯車の互いの歯部が衝突し、歯打ち音が発生する場合がある。
この歯打ち音を防止するために、特許文献１記載の電動パワーステアリング装置では、従動歯車の歯部に形成された溝に、駆動歯車の歯部の歯先に当接する弾性体を設けている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３７１００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、特許文献１記載の電動パワーステアリング装置では、駆動歯車および従動歯車の歯面同士の衝突を効果的に防止することができない。
この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、歯面間で生じる歯打ち音を低減することができる歯車および当該歯車を備えた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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、金属製の歯車本体（２４，２４０）と、歯車本体の側面（２５）の少なくとも一部に積層された弾性板（２６，２６０）とを備え、弾性板は歯車本体の歯面（４３）よりも突出する部分（２８）を含むことを特徴とする歯車（１８，１８０）である。
本発明によれば、弾性板の歯面から突出する部分によって歯面間のバックラッシを直接的に抑制できるので、バックラッシに起因する歯打ち音の発生を低減することができる。
【０００６】
また、本発明において、歯車本体は軸方向に分割された一対の分割体（２９，３０）を含み、分割体間に弾性板が挟まれている場合がある。この場合、弾性板を安定して支持することができる。
また、本発明において、弾性板が一対設けられ、一対の弾性板間に歯車本体が挟まれている場合がある。この場合、一対の弾性板を用いるので、歯面間のバックラッシ量を確実に抑制することができる。
【０００７】
また、本発明は、操舵補助力を発生する電動モータ（１０）と、電動モータにより駆動される駆動歯車（１５）と、駆動歯車に噛み合う従動歯車（１８，１８０）とを備え、従動歯車として請求項１〜３の何れかの１項の歯車を用いた電動パワーステアリング装置（１）である。
この発明によれば、従動歯車として上記歯車を用いることにより、車両の振動によって生じる歯打ち音を低減することができる。
【０００８】
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施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図であり、その一部を断面で表している。
図１を参照して、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と、一端が操舵部材２に連結されたステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３の他端に連結されたステアリング機構４とを備えている。ステアリング機構４としては、例えばラックアンドピニオン機構が挙げられる。
【００１０】
ステアリングシャフト３は、互いに分割された筒状の入力軸５および出力軸６を含み、入力軸５および出力軸６の内周に挿通されたトーションバー７を介して相対回転可能に連結されている。入力軸５は、その操舵部材２側に嵌合された第１の軸８を介して操舵部材２に連結されており、出力軸６は、図示しない中間軸等を介してステアリング機構４と連結されている。
【００１１】
また、入力軸５および出力軸６の周囲には、操舵部材２に与えられた操舵トルクの値を検出するためのトルクセンサ９と、操舵トルク等に基づく操舵補助力を発生する電動モータ１０と、電動モータ１０から出力された操舵補助力を増幅するための減速機１１とが備えられている。
トルクセンサ９は、入力軸５および出力軸６の相対回転量によって操舵部材２に入力された操舵トルクの値を検出する。この検出された操舵トルクの値は、ＣＰＵ等からなるＥＣＵ１２（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）に入力され、ＥＣＵ１２は、この操舵トルクの値や車速等に応じた操舵補助力を電動モータ１０に発生させる。そして、電動モータ１０から出力された操舵補助力は、減速機１１によって増幅され、出力軸６等を介してステアリング機構４に伝達される。
【００１２】
これにより、タイロッドやナックルアーム等からなる連結部材１３を介してステアリング機構４に連結された一対の操向輪１４の操向角度が変わり、電動パワーステアリング装置１の操舵が達成される。
減速機１１は、駆動歯車としてのピニオン１５が形成されたピニオン軸１６と、ハウジング１７内においてピニオン１５と噛み合う従動歯車としてのリダクションギヤ１８とを備えている。ピニオン１５およびリダクションギヤ１８は、例えばはすば歯車が用いられている。
【００１３】
ピニオン軸１６は、入力軸５および出力軸６と平行に配置されている。ピニオン軸１６の一方の端部２１は継手１９を介して電動モータ１０の回転軸２０と動力伝達可能に連結されている。ピニオン軸１６は、ハウジング１７に保持された一対の軸受２２によって回転自在に支持されている。一対の軸受２２は、ピニオン軸１６の軸方向に間隔を隔てて配置されており、一対の軸受２２間に対応するピニオン軸１６の軸方向の中間部には、駆動歯車としてのピニオン１５が形成されている。また、ピニオン軸１６の上記端部２１の周囲には、一対の軸受２２に予圧を与えて、各軸受２２の内部隙間を除去するための予圧部材２３が設けられている。
【００１４】
図２は、リダクションギヤ１８を概略的に示した側面図であり、図３は、リダクションギヤ１８の歯部を示す部分拡大斜視図である。また、図４は、リダクションギヤ１８の概略的な断面図である。なお、図２においては、リダクションギヤ１８の歯部の一部を省略して図示しているが、リダクションギヤ１８の外周部には、複数の歯部がリダクションギヤ１８の周方向に亘って互いに等間隔をあけて形成されている。
【００１５】
図２および図４を参照して、従動歯車としてのリダクションギヤ１８は、金属製の歯車本体２４と、歯車本体２４の両側面２５にそれぞれ固定された一対の弾性板２６とを有する。一対の弾性板２６は、例えば合成ゴムで形成されている。合成ゴムとしては、耐熱・耐油性に優れたアクリロ二トリルブタジエンゴム、水素化アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。
【００１６】
歯車本体２４は、円柱状であり、外周部に複数の歯４０が形成されている。また、歯車本体２４の中心部には、出力軸６が嵌合される嵌合孔２７が形成されている。歯車本体２４には、出力軸６が例えば圧入により同軸的に固定される。
一対の弾性板２６は、環状の薄板であり、歯車本体２４の側面形状に対応する形状を有している。具体的には、一対の弾性板２６の中心部には、上記嵌合孔２７に対応する孔が形成されており、各弾性板２６の外周部には、歯車本体２４の複数の歯４０に対応する複数の歯４１がそれぞれ形成されている。一対の弾性板２６は、歯車本体２４の対応する側面２５の全域を覆うようにしてそれぞれ固定されている。また、一対の弾性板２６の対応する歯４１の間に、歯車本体２４の歯４０が挟まれている。一対の弾性板２６と歯車本体２４との固定方法としては、例えば接着や、ボルト等による締結等が挙げられる。
【００１７】
図２および図３を参照して、弾性板２６の外周部に形成された歯４１は、歯車本体２４の歯４０と同等以下の歯丈を有し、弾性板２６の歯先は、歯車本体２４の歯先よりも突出しないようにされている。また、弾性板２６の歯元円直径は、歯車本体２４の歯元円直径と同等以下にされている。これにより、ピニオン１５の歯先とリダクションギヤ１８の各弾性板２６の歯底との間およびピニオン１５の歯底とリダクションギヤ１８の各弾性板２６の歯先との間には、それぞれ隙間が生じるようにされている。
【００１８】
弾性板２６の各歯４１は、歯車本体２４の対応する歯４０の一対の歯面４３よりもそれぞれ外方に突出する一対の突出部２８を有している。突出部２８によって、弾性板２６の歯４１の歯面４４が形成されている。弾性板２６の突出部２８の突出量Ｔは、例えば０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度である。ピニオン１５およびリダクションギヤ１８が回転されるときに、突出部２８が、ピニオン１５の歯面に弾性的に当接され、その結果、ピニオン１５およびリダクションギヤ１８間のバックラッシが直接的に抑制されている。
【００１９】
なお、突出部２８は、図３のように、歯車本体２４の歯４０の歯面４３の歯丈方向の全域に対応して突出するように設けられていてもよいし、歯面４３の歯丈方向の一部にのみ対応して突出するように設けられていてもよい。
以上のように本実施形態では、突出部２８によって、ピニオン１５およびリダクションギヤ１８間のバックラッシを直接的に抑制することにより、歯車本体２４およびピニオン１５の衝突による歯打ち音を低減することができる。また、ピニオン１５の歯先と各弾性板２６の歯底との間およびピニオン１５の歯底と各弾性板２６の歯先との間には、それぞれ隙間が生じるようにされているので、一対の弾性板２６によってピニオン１５の回転に抵抗が与えられ、それによって操舵補助力が損失することを防止することができる。
【００２０】
図５は、本発明の別の実施形態にかかるリダクションギヤ１８０の概略的な断面図であり、図６は、リダクションギヤ１８０の歯部を示す部分拡大斜視図である。この図５および図６において、上述の図３および図４に示された各部と同等の構成部分については、図３および図４と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図５および図６を参照して、本実施の形態が上述の実施形態と主に相違するのは、環状の歯車本体２４０が、その軸方向に分割された第１および第２の分割体２９，３０を含み、単一の弾性板２６０が第１および第２の分割体２９，３０間に挟持されて固定されていることにある。
【００２１】
第１および第２の分割体２９，３０は、それぞれ環状をなし、その外周部には、複数の歯４０が形成されている。第１の分割体２９の中心部には、出力軸６が嵌合される嵌合孔２７が形成された筒状の突起部３１が設けられている。また、第２の分割体３０の中心部には、突起部３１の外周形状に合致する内周形状を有する孔３２が形成されている。第１の分割体２９の突起部３１を第２の分割体３０の孔３２に例えば圧入により嵌め合わせることにより、第１および第２の分割体２９，３０は、互いに固定されている。突起部３１の孔３２への圧入は、セレーションを用いた圧入であってもよい。また、突起部３１の外周面に突起部３１の軸方向に平行な少なくとも１つの平坦面が形成されることにより、突起部３１および孔３２の相対回転が規制されるようにしてもよい。
【００２２】
単一の弾性板２６０は、第１および第２の分割体２９，３０の互いに向かい合う側面２５に沿う形状を有しており、弾性板２６０の中心部には、突起部３１を嵌合させる孔３３が形成されている。また、弾性板２６０の外周部には、第１および第２の分割体２９，３０の複数の歯４０に対応する複数の歯４１が形成されている。弾性板２６０は、第１および第２の分割体２９，３０の互いに向かい合う側面２５によって挟持され、固定されている。また、弾性板２６０の各歯４１は、第１および第２の分割体２９，３０の対応する歯４０の間に挟持されている。
【００２３】
本実施形態では、上述の実施形態と同様に、弾性板２６０の突出部２８によってピニオン１５およびリダクションギヤ１８間のバックラッシを直接的に抑制することにより、歯打ち音の発生を低減することができる。また、第１および第２の分割体２９、３０によって弾性板２６０を挟持することにより、弾性板２６０を安定、且つ強固に保持することできる。
【００２４】
この発明は、以上の実施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、上述の実施形態では、弾性板が歯車本体の側面全域を覆う例について説明したが、弾性板は、歯車本体の側面の外周部のみを覆っていてもよい。さらに、弾性板は、歯車本体の側面において歯面周辺のみを覆っていてもよい。すなわち、歯車本体の歯面よりも突出する突出部が弾性板に確保されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施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図である。
【図２】リダクションギヤを概略的に示した側面図である。
【図３】リダクションギヤの歯部を示す部分拡大斜視図である。
【図４】リダクションギヤの概略的な断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態にかかるリダクションギヤの概略的な断面図である。
【図６】リダクションギヤの歯部を示す部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
1・・・電動パワーステアリング装置１０・・・電動モータ、１５・・・ピニオン（駆動歯車）、１８，１８０・・・リダクションギヤ（歯車、従動歯車）、２４，２４０・・・歯車本体、２５・・・側面、２６，２６０・・・弾性板、２８・・・突出部（突出する部分）、２９・・・分割体、４３・・・歯面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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