(57)【要約】【課題】部品点数の削減に貢献する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１は、ウォームシャフト７０を備える減速機６０、減速機ハウジング２５、電動モーター４０、減速機軸受２４、および連結部軸受３０を有する。電動モーター４０は、モーターシャフト５０、および減速機ハウジング２５に取り付けられるモーターハウジング４２を有する。モーター先端部５３は、ウォーム基端部７３に連結される。減速機軸受２４は、ウォーム先端部７２を支持する。連結部軸受３０は、モーター先端部５３に圧入される内輪３２、減速機ハウジング２５に嵌め合わせられる外輪３１、および内輪３２と外輪３１との間に配置される転動体３３を有する。連結部軸受３０は、外輪３１の端面３１Ｂが減速機ハウジング２５の肩部２６に接触することにともない外輪３１に作用する力により、転動体３３に予圧が付与されている。【選択図】図２
2013193696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォームシャフトおよびウォームホイールを有し、前記ウォームシャフトがウォーム先端部およびウォーム基端部を有する減速機と、
前記減速機を収容する減速機ハウジングと、
モーターシャフトおよびモーターハウジングを有し、前記モーターハウジングが前記減速機ハウジングに取り付けられ、前記モーターシャフトがモーター先端部およびモーター基端部を有し、前記モーター先端部が前記ウォーム基端部に連結される電動モーターと、
前記減速機ハウジング内において前記ウォーム先端部を支持する減速機軸受と、
前記ウォーム基端部または前記モーター先端部に圧入される内輪、前記減速機ハウジングに嵌め合わせられる外輪、および前記内輪と前記外輪との間に配置される転動体を有し、前記外輪における軸方向の端面が前記減速機ハウジングの肩部と接触することにともない前記外輪に作用する力により前記転動体に予圧が付与された連結部軸受と、
前記ウォームホイールに向けて作用する力を前記ウォーム先端部に付与する先端側弾性体と
を有する電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記ウォームシャフトは、前記ウォーム基端部の外周に雄スプラインを有し、
前記モーターシャフトは、前記モーター先端部の内周に雌スプラインを有し、
前記モーター先端部は、前記雌スプラインにより前記ウォーム基端部の雄スプラインに連結され、
前記連結部軸受は、前記内輪が前記モーター先端部の外周に圧入される
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記雌スプラインは、前記ウォームシャフト側の端部にクラウニング加工が施される
請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記電動モーターは、前記モーターハウジング内において前記モーターシャフトを支持するモーター軸受を有し、前記モーターシャフトを支持する軸受として前記連結部軸受および前記モーター軸受のみを有する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記減速機ハウジングと前記連結部軸受の外輪との間に基端側弾性体を有する
請求項１〜４のいずれか一項に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、ウォームホイールに向けて作用する力をウォームシャフトに付与する構成を有する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、電動モーター（６）、ウォーム軸（７０）、第１軸受（１６）、およびねじ体（１８）を有する。第１軸受は、ウォーム軸における電動モーターの出力軸（６０）との連結部を支持する。ねじ体は、第１軸受の外輪（１６ｂ）をウォーム軸に押し付ける。このため、出力軸の軸方向における外輪のがたつきが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４３７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者は、電動パワーステアリング装置を構成する部品点数を削減するため、ねじ体を用いなくとも外輪のがたつきを抑制することが可能な構成について検討した。
本発明は、以上の背景から創作されたものであり、部品点数の削減に貢献する構成を有する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】
（１）第１の手段は、請求項１に記載の発明すなわち、  ウォームシャフトおよびウォームホイールを有し、前記ウォームシャフトがウォーム先端部およびウォーム基端部を有する減速機と、前記減速機を収容する減速機ハウジングと、モーターシャフトおよびモーターハウジングを有し、前記モーターハウジングが前記減速機ハウジングに取り付けられ、前記モーターシャフトがモーター先端部およびモーター基端部を有し、前記モーター先端部が前記ウォーム基端部に連結される電動モーターと、前記減速機ハウジング内において前記ウォーム先端部を支持する減速機軸受と、前記ウォーム基端部または前記モーター先端部に圧入される内輪、前記減速機ハウジングに嵌め合わせられる外輪、および前記内輪と前記外輪との間に配置される転動体を有し、前記外輪における軸方向の端面が前記減速機ハウジングの肩部と接触することにともない前記外輪に作用する力により前記転動体に予圧が付与された連結部軸受と、前記ウォームホイールに向けて作用する力を前記ウォーム先端部に付与する先端側弾性体とを有する電動パワーステアリング装置であることを要旨とする。
【０００６】
上記電動パワーステアリング装置においては、外輪における軸方向の端面が減速機ハウジングの肩部に接触することにより、軸方向においてウォームシャフト側から電動モーター側に向かう力が外輪に作用する。一方、内輪は、ウォーム基端部またはモーター先端部に圧入されている。このため、外輪に作用する力により転動体に予圧が付与される。このため、転動体に予圧を付与するための別部品（例えば、特許文献１に記載のねじ体）を用いる必要がない。このように、本発明の電動パワーステアリング装置は、部品点数の削減に貢献する構成を有する。
【０００７】
（２）第２の手段は、請求項２に記載の発明すなわち、前記ウォームシャフトは、前記ウォーム基端部の外周に雄スプラインを有し、前記モーターシャフトは、前記モーター先端部の内周に雌スプラインを有し、前記モーター先端部は、前記雌スプラインにより前記ウォーム基端部の雄スプラインに連結され、前記連結部軸受は、前記内輪が前記モーター先端部の外周に圧入される請求項１に記載の電動パワーステアリング装置であることを要旨とする。
【０００８】
上記電動パワーステアリング装置においては、ウォームシャフトおよびモーターシャフトが雄スプラインおよび雌スプラインにより連結されている。このため、ウォームシャフトがモーターシャフトおよびウォームホイールに対して軸方向に移動することが可能となる。このため、ウォームホイールからウォームシャフトにトルクが入力されるときの歯打音の発生が抑制される。
【０００９】
（３）第３の手段は、請求項３に記載の発明すなわち、前記雌スプラインは、前記ウォームシャフト側の端部にクラウニング加工が施される請求項２に記載の電動パワーステアリング装置であることを要旨とする。
【００１０】
上記電動パワーステアリング装置においては、雌スプラインにクラウニング加工が施されているため、先端側弾性体から付与される力によりウォームシャフトがモーターシャフトに対して傾斜するとき、雄スプラインが雌スプラインに干渉しにくい。このため、騒音の発生が抑制される。
【００１１】
（４）第４の手段は、請求項４に記載の発明すなわち、前記電動モーターは、前記モーターハウジング内において前記モーターシャフトを支持するモーター軸受を有し、前記モーターシャフトを支持する軸受として前記連結部軸受および前記モーター軸受のみを有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置であることを要旨とする。
【００１２】
上記電動パワーステアリング装置は、モーターシャフトを支持する軸受として連結部軸受およびモーター軸受のみを有する。このため、モーターシャフトを３個以上の軸受により支持する構成と比較して、電動モーターが有する軸受の数が少なくなる。
【００１３】
（５）第５の手段は、請求項５に記載の発明すなわち、前記減速機ハウジングと前記連結部軸受の外輪との間に基端側弾性体を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置であることを要旨とする。
【００１４】
上記電動パワーステアリング装置においては、基端側弾性体が減速機ハウジングおよび外輪により圧縮された状態で配置されるため、基端側弾性体の復元力が外輪に作用する。このため、外輪のがたつきが生じることが抑制される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、部品点数の削減に貢献する構成を有する電動パワーステアリング装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置に関する構成図であり、同装置の全体の構成を示す構成図。
【図２】実施形態のアシスト装置に関する断面図であり、ウォームシャフトの軸方向に沿う断面構造を示す断面図。
【図３】実施形態のアシスト装置に関する正面図であり、雌スプラインの一部の正面構造を示す正面図。
【図４】実施形態のアシスト装置に関する正面図であり、ウォームシャフトがモーターシャフトに対して傾いたときの雌スプラインおよび雄スプラインの関係を模式的に示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照して、電動パワーステアリング装置１の構成について説明する。
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２、ステアリング装置本体１０、アシスト装置２０、減速機６０を有する。電動パワーステアリング装置１は、ステアリング装置本体１０のコラムシャフト１２に入力される操舵トルクおよび走行速度に応じてアシスト装置２０の電動モーター４０を制御する。
【００１８】
ステアリング装置本体１０は、ステアリングシャフト１１、およびラックシャフト１５を有する。ステアリングシャフト１１は、コラムシャフト１２、コラムシャフト１２とともに回転するインターミディエイトシャフト１３、およびインターミディエイトシャフト１３とともに回転するピニオンシャフト１４を有する。ラックシャフト１５は、ピニオンシャフト１４および前輪３に連結されて、前輪３の転舵角を変更する。
【００１９】
図２を参照して、アシスト装置２０の構成について説明する。
アシスト装置２０は、先端側弾性体２１、基端側弾性体２２としてのＯリング、モーター軸受２３、減速機軸受２４、連結部軸受３０、減速機ハウジング２５、電動モーター４０、および減速機６０を有する。アシスト装置２０は、電動モーター４０のモーターシャフト５０を支持する軸受として、連結部軸受３０およびモーター軸受２３のみを有する。アシスト装置２０は、電動モーター４０によりコラムシャフト１２にトルクを付与する。
【００２０】
ここで、電動パワーステアリング装置１について、ウォームシャフト７０の回転中心軸に沿う方向を「軸方向Ｘ」とする。軸方向Ｘにおいて、電動モーター４０からウォームシャフト７０に向かう方向を「先端方向Ｘ１」とする。軸方向Ｘにおいて、ウォームシャフト７０から電動モーター４０に向かう方向を「基端方向Ｘ２」とする。ウォームホイール６１の回転中心軸に直交する平面において、ウォームシャフト７０の回転中心軸に直交する方向を「噛合方向Ｙ」とする。噛合方向Ｙにおいて、ウォームホイール６１から離間する方向を「離間方向Ｙ１」とし、ウォームホイール６１に接近する方向を「接近方向Ｙ２」とする。
【００２１】
減速機６０は、ウォームホイール６１、およびウォームシャフト７０を有する。減速機６０は、電動モーター４０の回転をコラムシャフト１２に伝達する。ウォームシャフト７０は、シャフト本体７１、ウォーム先端部７２、およびウォーム基端部７３を有する。
【００２２】
ウォーム先端部７２は、シャフト本体７１のうちの先端方向Ｘ１側の端部を構成する。ウォーム基端部７３は、基端部本体７４を有する。基端部本体７４は、雄スプライン７５を有する。基端部本体７４は、シャフト本体７１の電動モーター４０側の端部に固定される。雄スプライン７５は、基端部本体７４の外周に形成される。雄スプライン７５は、外歯７５Ａを有する。
【００２３】
ウォームホイール６１は、ウォームシャフト７０の歯に噛み合わせられる。ウォームホイール６１は、コラムシャフト１２に固定されている。ウォームホイール６１は、ウォームシャフト７０の回転をコラムシャフト１２に伝達する。
【００２４】
減速機ハウジング２５は、肩部２６を有する。減速機ハウジング２５は、基端方向Ｘ２側の端部において開口している。減速機ハウジング２５は、その内部に、ウォームホイール６１、ウォームシャフト７０、モーターシャフト５０のモーター先端部５３、減速機軸受２４、連結部軸受３０、先端側弾性体２１、基端側弾性体２２を収容する。肩部２６は、内周面２６Ａおよび端面２６Ｂを有する。端面２６Ｂは、軸方向Ｘと直交する面として形成される。
【００２５】
先端側弾性体２１は、ゴム材料により形成される。先端側弾性体２１は、減速機軸受２４の外輪２４Ａと、減速機ハウジング２５との間に配置される。先端側弾性体２１は、ウォームホイール６１に向けて作用する力をウォーム先端部７２に付与する。
【００２６】
減速機軸受２４は、外輪２４Ａ、内輪２４Ｂ、および転動体２４Ｃを有する。減速機軸受２４は、減速機ハウジング２５の内部においてウォーム先端部７２を支持する。外輪２４Ａは、減速機ハウジング２５の内周に挿入される。外輪２４Ａは、先端側弾性体２１の内周面に固定されている。内輪２４Ｂは、ウォーム先端部７２の外周にしまり嵌めされる。転動体２４Ｃは、外輪２４Ａと内輪２４Ｂとの間に配置される。
【００２７】
電動モーター４０は、モーター本体４１、モーターハウジング４２、およびモーターシャフト５０を有する。電動モーター４０は、コラムシャフト１２にトルクを付与する。モーター本体４１は、ローター４１Ａを有する。
【００２８】
モーターハウジング４２は、嵌込部４３を有する。モーターハウジング４２は、その内部にモーター本体４１、モーターシャフト５０のモーター基端部５２、およびモーター軸受２３を収容する。モーターハウジング４２は、減速機ハウジング２５における基端方向Ｘ２側の開口部分に取り付けられる。
【００２９】
嵌込部４３は、モーターハウジング４２において先端方向Ｘ１に突出する。嵌込部４３は、中心軸が先端方向Ｘ１に沿う円筒形状を有する。嵌込部４３は、減速機ハウジング２５の内周に挿入される。
【００３０】
モーターシャフト５０は、シャフト本体５１、モーター基端部５２、およびモーター先端部５３を有する。モーターシャフト５０は、連結部軸受３０およびモーター軸受２３により支持される。モーターシャフト５０は、モーター本体４１のローターと一体的に回転する。
【００３１】
モーター基端部５２は、シャフト本体５１のうちの基端方向Ｘ２側の端部を構成する。モーター先端部５３は、先端部本体５４を有する。モーター先端部５３は、ウォームシャフト７０のウォーム基端部７３に連結される。モーター先端部５３は、雌スプライン５５によりウォーム基端部７３の雄スプライン７５に噛み合わされる。モーター先端部５３は、雌スプライン５５および雄スプライン７５の噛み合いによりウォーム基端部７３に連結される。雌スプライン５５および雄スプライン７５の噛み合い部分には、潤滑油が塗布される。
【００３２】
先端部本体５４は、先端方向Ｘ１側が開口する収容空間５４Ａを有する。収容空間５４Ａは、先端部本体５４の内部に形成される。先端部本体５４は、雌スプライン５５（図３参照）を有する。先端部本体５４は、シャフト本体５１の減速機６０側の端部に固定される。
【００３３】
図３に示されるように、雌スプライン５５は、先端部本体５４の内周に形成される。雌スプライン５５は、内歯５５Ａを有する。雌スプライン５５は、減速機６０側の端部においてクラウニング加工が施される。
【００３４】
図２に示されるように、モーター軸受２３は、外輪２３Ａ、内輪２３Ｂ、および転動体２３Ｃを有する。モーター軸受２３は、モーターハウジング４２の内部においてモーター基端部５２を支持する。
【００３５】
外輪２３Ａは、モーターハウジング４２の内周に挿入される。内輪２３Ｂは、モーター基端部５２の外周に圧入される。転動体２３Ｃは、外輪２３Ａと内輪２３Ｂとの間に配置される。
【００３６】
連結部軸受３０は、外輪３１、内輪３２、および転動体３３を有する。連結部軸受３０は、減速機ハウジング２５の内部においてモーター先端部５３を支持する。
外輪３１は、外周面３１Ａおよび端面３１Ｂを有する。外輪３１は、減速機ハウジング２５の内周に挿入される。
【００３７】
外周面３１Ａは、嵌込部４３の内周と接触している。外周面３１Ａは、嵌込部４３により、中心軸が位置決めされる。端面３１Ｂは、減速機ハウジング２５の肩部２６の端面２６Ｂと接触する。内輪３２は、モーター先端部５３の外周に圧入される。このため、内輪３２は、先端方向Ｘ１に向かう力が付与されている。転動体３３は、外輪３１と内輪３２との間に配置される。
【００３８】
連結部軸受３０の転動体３３は、減速機ハウジング２５の肩部２６の端面２６Ｂとの接触にともない外輪３１に作用する力により、予圧が付与されている。
基端側弾性体２２は、ゴム材料により形成される。基端側弾性体２２は、減速機ハウジング２５の肩部２６の内周面２６Ａと連結部軸受３０の外輪３１の外周面３１Ａとの間に配置される。
【００３９】
図４を参照して、ウォームシャフト７０の傾斜角度について説明する。
ウォームシャフト７０が回転するとき、ウォームシャフト７０はウォームホイール６１から離間方向Ｙ１の反力を受ける。このとき、各スプライン５５，７５の噛み合い部分を揺動中心としてウォームホイール６１に対して離間方向Ｙ１に揺動する力がウォームシャフト７０に作用する。すなわち、噛み合い部分を揺動中心としてモーターシャフト５０に対して離間方向Ｙ１に傾斜する力がウォームシャフト７０に作用する。
【００４０】
ウォームシャフト７０に作用する離間方向Ｙ１の力が先端側弾性体２１の力よりも小さくなるとき、ウォームシャフト７０が噛み合い部分を揺動中心としてウォームホイール６１に対して接近方向Ｙ２に揺動する。すなわち、ウォームシャフト７０が噛み合い部分を揺動中心としてモーターシャフト５０に対して接近方向Ｙ２に傾斜する。
【００４１】
一方、雌スプライン５５において隣り合う内歯５５Ａの間に形成される溝の幅は、雄スプライン７５の周方向における外歯７５Ａの幅よりも大きい。このため、外歯７５Ａは、隣り合う内歯５５Ａの間において内歯５５Ａに対して傾くことが許容される。すなわち、ウォームシャフト７０は、モーターシャフト５０に対して傾斜することが許容される。このため、ウォームシャフト７０がウォームホイール６１からの反力により揺動しないと仮定した構成と比較して、ウォームシャフト７０の回転抵抗が小さくなる。
【００４２】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、以下の効果を奏する。
（１）電動パワーステアリング装置１は、外輪３１の端面３１Ｂが減速機ハウジング２５の肩部２６の端面２６Ｂに接触することにより、基端方向Ｘ２に向かう力が外輪３１に作用する。一方、内輪３２は、モーター先端部５３に圧入されている。このため、外輪３１に作用する力により転動体３３に予圧が付与される。このため、転動体３３に予圧を付与するための別部品（例えば、特許文献１に記載のねじ体）を用いる必要がない。このように、電動パワーステアリング装置１は、部品点数の削減に貢献する構成を有する。
【００４３】
（２）電動パワーステアリング装置１は、ウォームシャフト７０およびモーターシャフト５０が雄スプライン７５および雌スプライン５５により連結されている。このため、ウォームシャフト７０がモーターシャフト５０およびウォームホイール６１に対して軸方向Ｘに移動することが可能となる。このため、ウォームホイール６１からウォームシャフト７０にトルクが入力されるときの歯打音の発生が抑制される。
【００４４】
（３）電動パワーステアリング装置１は、雌スプライン５５にクラウニング加工が施されている。このため、先端側弾性体２１から付与される力によりウォームシャフト７０がモーターシャフト５０に対して傾斜するとき、雄スプライン７５が雌スプライン５５に干渉しにくい。このため、騒音の発生が抑制される。
【００４５】
（４）電動パワーステアリング装置１は、モーターシャフト５０を連結部軸受３０およびモーター軸受２３により支持する。すなわち電動パワーステアリング装置１は、モーター先端部５３を支持する別の軸受を有する仮想の電動パワーステアリング装置と比較して、モーターシャフト５０を支持するための軸受の数が少ない。また、軸受の数が少ないことにより、アシスト装置２０を軸方向Ｘにおいて小型化することができる。
【００４６】
（５）電動パワーステアリング装置１は、基端側弾性体２２が減速機ハウジング２５および外輪３１により圧縮された状態で配置される。この構成によれば、基端側弾性体２２の復元力が外輪３１に作用するため、外輪３１のがたつきが生じることが抑制される。
【００４７】
（６）電動パワーステアリング装置１は、ウォーム基端部７３およびモーター先端部５３の連結部分を連結部軸受３０が支持する。このため、ウォームシャフト７０がモーターシャフト５０に対して傾斜するとき、ウォーム基端部７３が揺動中心となる。すなわち、ウォーム基端部７３よりも先端方向Ｘ１側においてウォームシャフト７０が支持される構成と比較して、モーター先端部５３に対するウォーム基端部７３のがたつきが生じにくい。すなわち、雄スプライン７５および雌スプライン５５の噛み合い部分において、雄スプライン７５の雌スプライン５５に対する移動量が小さくなるため、外歯７５Ａと内歯５５Ａとの接触により生じる異音が発生しにくい。
【００４８】
本発明は、上記実施形態以外の実施形態を含む。以下、本発明のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
【００４９】
・実施形態のアシスト装置２０は、モーター先端部５３に形成される収容空間５４Ａにウォーム基端部７３を収容する。一方、変形例のアシスト装置２０は、ウォーム基端部７３に形成される収容空間にモーター先端部を収容する。このアシスト装置２０は、ウォーム基端部の内周に雌スプラインを有し、モーター先端部の外周に雄スプラインを有する。内輪３２の内周面３２Ａは、ウォーム基端部７３の外周に圧入される。
【００５０】
・実施形態の雌スプライン５５は、クラウニング加工が施される。一方、変形例の雌スプライン５５は、クラウニング加工が省略された構成を有する。
・実施形態のアシスト装置２０は、雌スプライン５５にクラウニング加工が施される。一方、変形例のアシスト装置２０は、雌スプライン５５に代えて雄スプライン７５にクラウニング加工が施される。また、別の変形例のアシスト装置２０は、雌スプライン５５に加えて雄スプライン７５にクラウニング加工が施される。
【００５１】
・実施形態のアシスト装置２０は、連結部軸受３０およびモーター軸受２３によりモーターシャフト５０を支持する。一方、変形例のアシスト装置２０は、連結部軸受３０、モーター軸受２３、およびモーター先端部軸受によりモーターシャフト５０を支持する。モーター先端部軸受は、モーター先端部５３よりも基端方向Ｘ２側においてモーターシャフト５０を支持する。
【００５２】
・実施形態のアシスト装置２０は、基端側弾性体２２としてのＯリングを有する。一方、変形例のアシスト装置２０は、基端側弾性体２２としてのＣリングを有する。
・実施形態のアシスト装置２０は、基端側弾性体２２を有する。一方、変形例のアシスト装置２０は、基端側弾性体２２が省略された構成を有する。
【符号の説明】
【００５３】
１…電動パワーステアリング装置、２１…先端側弾性体、２２…基端側弾性体、２３…モーター軸受、２４…減速機軸受、２５…減速機ハウジング、２６…肩部、３０…連結部軸受、３１…外輪、３１Ｂ…端面、３２…内輪、３３…転動体、４０…電動モーター、４２…モーターハウジング、５０…モーターシャフト、５２…モーター基端部、５３…モーター先端部、５５…雌スプライン、６０…減速機、６１…ウォームホイール、７０…ウォームシャフト、７２…ウォーム先端部、７３…ウォーム基端部、７５…雄スプライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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