(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックアンドピニオン式ギヤ機構を基礎に形成されるものであって、当該ラックアンドピニオン式ギヤ機構を形成するラックバーの一方側にはステアリングシャフトにつながるピニオンギヤが設置されるとともに、当該ピニオンギヤの設置されるところとは異なるところには電動モータを主に形成されるパワーアシスト部が設置される電動式パワーステアリング装置において、上記パワーアシスト部を形成するものであって上記電動モータからの動力をラックバー側へボールスクリュー機構を介して伝達する役目を担う伝達機構を傘歯車機構から成るようにするとともに、上記傘歯車機構を、電動モータ側に連結される駆動傘歯車及び当該駆動傘歯車に所定の状態で噛合い係合をする従動傘歯車からなるようにし、更に、上記従動傘歯車とボールスクリュー機構を形成するボールナットとの間においてトルク伝達を担うように形成された軸状部材を一対のベアリングにて支持するとともに、当該ベアリング間に所定の厚さを有するスラストプレートを設け、また、上記駆動傘歯車を保持するハウジングと上記従動傘歯車を保持するハウジングとを、それぞれに設けられたフランジ部を接合させるとともに、間に上記スラストプレートの一部を介在させた状態で所定の締結手段を用いて結合させるようにしたことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１記載の電動式パワーステアリング装置において、上記従動傘歯車を、上記駆動傘歯車の歯部と噛合い係合する歯部を有するとともに、上記ラックバーに対して同軸上に設けられるものであってボールスクリュー機構を形成するボールナットまたはその保持部材に一体的に形成される軸状部を有するようにし、これら歯部及び軸状部が同一部材にて一体的に形成されるようにしたことを特徴とする電動式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、電動モータにて駆動されるパワーアシスト部を有する電動式パワーステアリング装置に関するものであり、特に、上記パワーアシスト部をラックアンドピニオン式ギヤ機構を有するステアリング装置に採用するとともに、上記電動モータからの動力をラックバーに伝達する機構に傘歯車機構を用いるようにした電動式パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のラックアンドピニオン式ギヤ機構を有するステアリング装置における電動式パワーアシスト装置としては、例えば特開２００１−３１５６５５号公報記載のようなものが挙げられる。ところで、このものは、従動傘歯車とボールスクリュー機構へトルクを伝達する軸状部材とは別体のものからなり、これらがキーあるいはスプライン等にて連結されるようになっているものである。そして、上記軸状部材の外径側に所定の間隔を有した状態で一対のベアリングが設けられ、このベアリングがハウジングに保持されるようになっているものである。従って、上記従来のものにおいては、従動傘歯車及び当該従動傘歯車に連結されるものであって軸状部材からなるボールスクリュー側のナットベアリングに加わるスラスト力を受け止めるために、上記ナットベアリングに所定の間隔をもって装着されるベアリングは、一方のものがラックバーを収容する円筒状ハウジングの肩部のところに係合されるようになっているとともに、もう一方側のベアリングは上記ナットベアリングの一部に設けられた段付状肩部のところに係合されるようになっているものである。そして、これら各ベアリングは、インナレースは、それぞれが上記ナットベアリングの外径部に嵌合されるとともに、アウタレースは、一方のものが上記円筒状ハウジング内に装着されるようになっており、更にもう一方側のものは、円環状のアタッチメントパーツ内に装着されるようになっているものである。そして、このようなアタッチメントパーツの外周面が駆動傘歯車側及び従動傘歯車側のハウジング内に印篭合わせ状に装着され、このような複数個所の印篭合わせ係合部を介することによって傘歯車機構からなる伝達機構部が形成されるようになっているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなことから、この従来のものにおいては、傘歯車機構部の組付け精度及び噛合い精度を上げるためには、上記複数個所における印篭合わせ部の精度を高めさせる必要があり、組付け作業性が良くないと言う問題点がある。このような問題点を解決するために、従動傘歯車とボールスクリュー機構との間においてトルク伝達を担うものであってラックバーに対して同軸上に設けられる軸状部材の支持を、間にスラストプレートを介在させた状態において一対のベアリングにて行わせるようにするとともに、これら一対のベアリングを収容するハウジングと駆動傘歯車を収容するハウジングとの結合方式を、印篭合わせ手段を用いないで済むようにした構成からなる電動式パワーステアリング装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明においては、ラックアンドピニオン式ギヤ機構を基礎に形成されるものであって、当該ラックアンドピニオン式ギヤ機構を形成するラックバーの一方側にはステアリングシャフトにつながるピニオンギヤが設置されるとともに、当該ピニオンギヤの設置されるところとは異なるところには電動モータを主に形成されるパワーアシスト部が設置される電動式パワーステアリング装置に関して、上記パワーアシスト部を形成するものであって上記電動モータからの動力をラックバー側へボールスクリュー機構を介して伝達する役目を担う伝達機構を傘歯車機構から成るようにするとともに、上記傘歯車機構を、電動モータ側に連結される駆動傘歯車及び当該駆動傘歯車に所定の状態で噛合い係合をする従動傘歯車からなるようにし、更に、当該従動傘歯車とボールスクリュー機構を形成するボールナットとの間においてトルク伝達を担うように形成された軸状部材を一対のベアリングにて支持するとともに当該ベアリング間に所定の厚さを有するスラストプレートを設け、また、上記駆動傘歯車を保持するハウジングと上記従動傘歯車を保持するハウジングとを、それぞれに設けられたフランジ部を接合させるとともに、間に上記スラストプレートの一部を介在させた状態で所定の締結手段を用いて結合させるようにした構成を採ることとした。
【０００５】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、ベアリングの嵌合部またはハウジングの嵌合部に印篭合わせ部が形成されていないので、伝達機構を形成する傘歯車機構部の組付け精度及び噛合い精度の向上を図ることができるようになる。具体的には、従動傘歯車とボールナット間のトルク伝達を担うように形成された軸状部材を、間にスラストプレートを介在させた状態において一対のベアリングにて支持するとともに、このような従動傘歯車及びラックバー等のサブアセンブリされた状態のものを従動傘歯車側のハウジング内に収容し、更に、このような従動傘歯車側ハウジングを、上記スラストプレートを間に介在させた状態で上記駆動傘歯車側のハウジングのところに持って行き、そして、それぞれのハウジングに形成されたフランジ部を接合させて、これらのフランジ部のところを所定の締結手段をもって結合させることによってパワーアシスト部を形成させるようにしている。従って、本発明のものにおいては、傘歯車機構部の組付作業が従来のものにおけるようなハウジング間の印篭合わせ作業を経ることなく行われるようになるので、組付け精度、傘歯車機構部における噛合い精度の向上を図ることができるようになる。また、一対のベアリングをスラストプレートを介在させた状態にて傘歯車機構側に近い位置に設置することができるようになり、これによってボールナット周りのハウジング径を細くすることができるようになる。その結果、装置全体の小形化を図ることができるようになる。従って、伝達機構部周りにスペースを確保できるようになる。また、傘歯車機構部のバックラッシュの調整等が、従動傘歯車側におけるサブアセンブリ状態にて行なうことができるようになり、バックラッシュの調整作業等が円滑に行われるようになる。
【０００６】
次に、請求項２記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項１記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項１記載の電動式パワーステアリング装置に関して、上記従動傘歯車を、上記駆動傘歯車の歯部と噛合い係合する歯部を有するとともに、上記ラックバーに対して同軸上に設けられるものであってボールスクリュー機構を形成するボールナットまたはその保持部材に一体的に形成される軸状部を有するようにし、これら歯部及び軸状部が同一部材にて一体的に形成されるようにした構成を採ることとした。
【０００７】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、従動傘歯車を形成する歯部と軸状部とが一体的に形成されるようになるとともに、当該軸状部は、その延長部がボールナットまたは当該ボールナットを保持する保持部材とも一体化されるようになっているので、軸状部の径を全体的に細くすることができるようになる。また、伝達機構を形成する傘歯車機構部の組付精度及び噛合い精度の向上を図ることができるようになる。また、部品点数の削減化を図ることができるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１及び図２を基に説明する。本実施の形態にかかるものは、図２に示す如く、ラックアンドピニオン式ギヤ機構を基礎に形成されるものであってステアリングギヤ機構９と、電動モータ３を主に形成されるパワーアシスト部５とが、それぞれ別の場所に設けられるように設定された電動式パワーステアリング装置に関するものである。そして、そのパワーアシスト部５の具体的構成は、図１に示す如く、ステアリングギヤ装置を形成するラックバー６のところに設けられるものであってボールスクリュー機構６６を形成するボールナット６２に、あるいは当該ボールナット６２を保持する保持部材６２２に一体的に形成される軸状部２１２、及び当該軸状部２１２と同一部材にて一体的に形成される歯部２１１を有する従動傘歯車２１と、当該従動傘歯車２１と噛合い係合をする駆動傘歯車１１と、当該駆動傘歯車１１の回転軸に所定の継手機構を介して連結される電動モータ３と、からなることを基本とするものである。すなわち、本実施の形態のものにおいては、パワーアシスト部５を形成する上記電動モータ３からの動力をラックバー６に伝達する役目を果たす伝達機構１としては傘歯車機構が採用されるようになっている。なお、本実施の形態において採用されている傘歯車機構としては交叉角が直角でない所定の傾斜角を有する斜交傘歯車機構が挙げられているが、この傘歯車機構には交叉角が９０°のマイタ歯車機構も含まれるものとする。また、傘歯車としては、直歯傘歯車、曲がり歯傘歯車、ゼロール傘歯車等が挙げられる。
【０００９】
そして、このような構成からなるパワーアシスト部５が、図２に示す如く、ラックアンドピニオン式ギヤ機構９の、ステアリングシャフトに連結されるピニオンギヤ９１の設けられるところ（位置）とは別のところ（位置）に設けられるようになっているものである。特に、本実施の形態においては、上記ピニオンギヤ９１とパワーアシスト部５とは、ラックアンドピニオン式ギヤ機構９を形成するラックバー６の軸線上であって、その平面視において、ほぼ対称形の位置に、それぞれが設けられるようになっているものである。このような配置構成を採ることによって、パワーアシスト部５を、ピニオンギヤ９１が設置されるところから離れた位置に左右のバランスを保った状態で設けることができるようになり、ステアリングギヤ機構関連の各種部品が集中するピニオンギヤ９１周りの構造を簡略化することができるようになる。
【００１０】
次に、このような構成からなる本実施の形態のものについての、そのパワーアシスト部５について説明する。その具体的構成は、図１及び図２に示す如く、電動モータ３の回転軸にオルダム軸継手を初めとした所定の継手機構を介して連結されるものであって伝達機構１を形成する小傘歯車からなる駆動傘歯車１１と、当該駆動傘歯車１１の歯部１１１と噛み合い係合するものであって伝達機構１を形成するとともに、ラックバー６に対してボールスクリュー機構６６を形成するボールナット６２の、その同軸上に一体的に設けられる従動傘歯車２１と、からなることを基本とするものである。なお、本従動傘歯車２１は、上記ボールナット６２を保持する保持部材６２２の延長上に一体的に形成される軸状部２１２と、更には当該軸状部２１２と同一部材にて一体的に形成される歯部２１１と、からなるものである。
【００１１】
具体的には、上記従動傘歯車２１は、例えば図１に示す如く、リング状の形態からなるものであって上記駆動傘歯車１１の歯部１１１と噛み合い係合する歯部２１１と、上記ボールナット６２を保持する保持部または保持部材６２２の延長上に一体的に形成されるものであって上記ラックバー６に対して同軸上に設けられる軸状部２１２と、からなるものであり、これら軸状部２１２と歯部２１１とは、鉄系金属材料を基礎に冷間鍛造手段等にて一体的に形成されるようになっているものである。
【００１２】
また、このような構成からなる従動傘歯車２１の軸状部２１２のところであってリング状の歯部２１１の、その裏面側のところには、図１に示す如く、一対のテーパローラベアリング７、７’が所定の厚さを有するスペーサ２１５を介して装着されるようになっている。そして、この一対のテーパローラベアリング７、７’は、軸状部２１２の外側に嵌合されるインナレース７１、７１’と、ハウジング１５、２５のそれぞれのフランジ部１５５、２５５のところに装着されるアウタレース７２、７２’と、これらインナレース７１、７１’とアウタレース７２、７２’との間にあって所定の傾斜角を有した状態で装着されるテーパローラ７７、７７’と、からなるものである。そして、このような構成からなる上記両テーパローラベアリング７、７’の間、具体的には、アウタレース７２、７２’の間には、所定の厚さを有するスラストプレート４が設けられるようになっている。また、上記スペーサ２１５の厚さは、伝達機構１を形成する本傘歯車機構が、図１に示すように組立られた状態において、ラックバー６の軸線と駆動傘歯車１１の軸線との交点（Ｏ）が所定の位置に来るように設定されているものである。そして、上記従動傘歯車２１を形成する軸状部２１２上に、間にスラストプレート４を挟んだ状態で一対のテーパローラベアリング７、７’が組付けられた状態において、最後に、所定の締結ナット７９を締め込むことによって、従動傘歯車２１を形成する軸状部２１２へのテーパローラベアリング７、７’の装着作業が完了する。なお、このような構成からなる上記ベアリングに関しては、本実施の形態においては、テーパローラベアリング７、７’が採用されるようになっているが、これに限定されるものではなく、この他に、一対のアンギュラコンタクトベアリング、または一対のボールベアリング等も考えられる。
【００１３】
次に、上記構成からなる本実施の形態のものについての、その組立手順について、図１を基に説明する。まず、ラックバー６の周りに、ボールスクリュー機構６６を形成するボールナット６２を装着するとともに、当該ボールナット６２を保持する保持部材６２２と一体的に形成された軸状部２１２を有する従動傘歯車２１を、上記軸状部２１２のところをもって、上記ラックバー６に対して同軸状に取付ける。このような状態において、上記軸状部２１２上であってリング状の歯部２１１の裏面側に形成された肩部のところに、所定の厚さを有するスペーサ２１５を介して、一対のテーパローラベアリング７、７’を装着する。なお、上記一対のテーパローラベアリング７、７’の間にはスラストプレート４を介在させるようにする。具体的には、まず、一方のテーパローラベアリング７のインナレース７１が上記歯部２１１の裏面側のところに上記スペーサ２１５を介した状態で、上記軸状部２１２のところに嵌合される。これによって、一方のテーパローラベアリング７が軸状部２１２に装着される。そして、このようなテーパローラベアリング７のアウタレース７２のところに、所定の厚さを有するスラストプレート４を介在させた状態で、もう一方側のテーパローラベアリング７’を取り付ける。具体的には、もう一方側のアウタレース７２’を、スラストプレート４に接触させた状態で、更にもう一方側のインナレース７１’を軸状部２１２に嵌合させる。そして、このような状態において、所定の締結ナット７９をもって上記もう一方側のインナレース７１’を軸方向に締付ける。これによって、本テーパローラベアリング７、７’の装着作業が完了する。
【００１４】
次に、このように、ラックバー６の周りに本ボールスクリュー機構６６並びに従動傘歯車２１及び一対のテーパローラベアリング７、７’の装着されたサブアセンブリ状態のものを、従動傘歯車側のハウジング２５内に装着する。具体的には、もう一方側のテーパローラベアリング７’のアウタレース７２’を上記従動傘歯車側のハウジング２５内に嵌入させる。そして、次に、上記従動傘歯車２１及びラックバー６等の装着された従動傘歯車側ハウジング２５のフランジ部２５５のところに、上記駆動傘歯車１１の装着された駆動傘歯車側ハウジング１５を持って行き、それぞれのフランジ部１５５、２５５を、間にスラストプレート４を介在させた状態で接合させる。そして更に、上記各フランジ部１５５、２５５のところを所定の締結手段８を用いて締め付ける。これによって、上記両者１５５、２５５は上記スラストプレート４とともに共締状に結合され、固定されることとなる。なお、このとき、上記スラストプレート４及びスペーサ２１５の厚さは、予め適宜値に設定されているので、上記締結手段８の締め付け作業によって、伝達機構１を形成する各傘歯車１１、２１の軸心の交叉点位置（Ｏ）は、所定の計画位置に自動的に設定されるようになる。なお、このときの上記伝達機構１を形成する傘歯車機構のバックラッシュは、上記サブアセンブリ状態において、上記スペーサ２１５の厚さを適宜値に選択することによって、最適な状態に調整されることとなる。
【００１５】
また、本実施の形態のものにおいては、上記従動傘歯車２１の軸状部２１２の支持を、一対のテーパローラベアリング７、７’にて行わせるようにするとともに、上記一対のテーパローラベアリング７、７’を形成する各ベアリングのアウタレース７２、７２’間に、所定の厚さを有するスラストプレート４を設けるようにし、更に、上記駆動傘歯車１１を保持する駆動傘歯車側ハウジング１５と上記従動傘歯車２１を保持する従動傘歯車側ハウジング２５とを、それぞれに設けられたフランジ部１５５、２５５を接合させるとともに、間に上記スラストプレート４の一部を介在させた状態で所定の締結手段８を用いて結合させるようにした構成を採ることとしたので、伝達機構部１を形成する傘歯車どうしの組み付け精度及び噛み合い精度を、簡単な組立作業にて向上させることができるようになる。具体的には、図１に示す如く、従動傘歯車２１の軸状部２１２を支える一対のテーパローラベアリング７、７’間に設置されるスラストプレート４の厚さを適宜値に調整するとともに、このようなベアリング７、７’の装着された従動傘歯車２１、更には当該従動傘歯車２１とラックバー６とが一体的に組付けられたサブアセンブリ状態のものが組み込まれた従動傘歯車側ハウジング２５を、上記スラストプレート４を間に介在させた状態で上記駆動傘歯車側のハウジング１５のところに持って行き、そして、それぞれのハウジング１５、２５に形成されたフランジ部１５５、２５５を接合させ、更にはこれらのフランジ部のところを所定の締結手段８をもって結合させることによって、パワーアシスト部５を形成させるようにしたので、従来のものにおけるようなハウジング間の印篭合わせ部が無くなり、従って、従動傘歯車２１の径方向の組付け精度並びに傘歯車機構部における噛み合い精度を向上させることができるようになる。また、一対のテーパローラベアリング７、７’を、間にスラストプレート４を介在させた状態で上記伝達機構１側に近い位置に設置することができるようになり、これによって、ボールナット６２周りのハウジング径を細くすることができるようになる。その結果、装置全体の小形化を図ることができるようになる。また、伝達機構１の周りにスペースを確保することができるようになる。また、伝達機構１を形成する傘歯車機構部のバックラッシュの調整等が、従動傘歯車２１側のサブアセンブリ状態にて、かつ、スペーサ２１５の調整にて行われるようになり、バックラッシュ調整作業が効率良く行われるようになる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、ラックアンドピニオン式ギヤ機構を基礎に形成されるものであって、当該ラックアンドピニオン式ギヤ機構を形成するラックバーの一方側にはステアリングシャフトにつながるピニオンギヤが設置されるとともに、当該ピニオンギヤの設置されるところとは異なるところには電動モータを主に形成されるパワーアシスト部が設置される電動式パワーステアリング装置に関して、上記パワーアシスト部を形成するものであって上記電動モータからの動力をラックバー側へボールスクリュー機構を介して伝達する役目を担う伝達機構を傘歯車機構から成るようにするとともに、上記傘歯車機構を、電動モータ側に連結される駆動傘歯車及び当該駆動傘歯車に所定の状態で噛合い係合をする従動傘歯車からなるようにし、更に、当該従動傘歯車とボールスクリュー機構を形成するボールナットとの間においてトルク伝達を担うように形成された軸状部材を一対のベアリングにて支持するとともに当該ベアリング間に所定の厚さを有するスラストプレートを設け、また、上記駆動傘歯車を保持するハウジングと上記従動傘歯車を保持するハウジングとを、それぞれに設けられたフランジ部を接合させるとともに、間に上記スラストプレートの一部を介在させた状態で所定の締結手段を用いて結合させるようにした構成を採ることとしたので、傘歯車機構部の組付作業が従来のものにおけるようなハウジング間の印篭合わせ作業を経ることなく行われるようになり、伝達機構を形成する傘歯車機構部の組付け精度及び噛合い精度の向上を図ることができるようになった。また、一対のベアリングを従動傘歯車の付け根部近くに設置するようにしたので、ボールナット周りのハウジング径を細くすることができるようになった。その結果、伝達機構部周りに余裕空間を形成させることができるようになった。
【００１７】
また、従動傘歯車を、駆動傘歯車の歯部と噛合い係合する歯部を有するとともに、ラックバーに対して同軸上に設けられるものであってボールスクリュー機構を形成するボールナットまたはその保持部材に一体的に形成される軸状部を有するようにし、これら歯部及び軸状部が同一部材にて一体的に形成されるようにした構成を採ることとしたので、従動傘歯車を形成する歯部と軸状部とが一体的に形成されるようになるとともに、当該軸状部は、その延長部がボールナットまたは当該ボールナットを保持する保持部材とも一体化されるようになり、軸状部の径を全体的に細くすることができるようになった。その結果、本伝達機構部周りに余裕空間を形成させることができるようになった。また、伝達機構を形成する傘歯車機構部の組付精度及び噛合い精度の向上を図ることができるようになった。また、部品点数の削減化を図ることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の主要部を成すパワーアシスト部並びに伝達機構部周りの全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の全体構成を示す外観図である。
【符号の説明】
１  伝達機構
１１  駆動傘歯車
１１１  歯部
１５  ハウジング（駆動傘歯車側ハウジング）
１５５  フランジ部
２１  従動傘歯車
２１１  歯部
２１２  軸状部
２１５  スペーサ
２５  ハウジング（従動傘歯車側ハウジング）
２５５  フランジ部
３  電動モータ
４  スラストプレート
５  パワーアシスト部
６  ラックバー
６２  ボールナット
６２２  保持部（保持部材）
６６  ボールスクリュー機構
７  テーパローラベアリング
７’  テーパローラベアリング
７１  インナレース
７１’  インナレース
７２  アウタレース
７２’  アウタレース
７７  テーパローラ
７７’  テーパローラ
８  締結手段
９  ラックアンドピニオンギヤ
９１  ピニオンギヤ
【図１】
0003878047.tif 000002
【図２】
0003878047.tif 000003