(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの出力軸に一体回転可能に接続される支軸と、この支軸の先端に設けられた第１の傘歯車と、前記支軸を収容する支軸ハウジングと、直線移動によって転舵輪を転舵させるラック軸と、このラック軸を直線移動可能に支持するラックハウジングと、前記第１の傘歯車に対して互いの軸線を交差させた状態で噛合された第２の傘歯車と、前記ラック軸を包囲した状態でラックハウジングに回転自在に支持され、前記第２の傘歯車が取り付けられた回転体と、この回転体の回転運動をラック軸の直線運動に変換する回転運動変換機構とを備え、前記電動モータの回転を前記支軸、第１の傘歯車及び第２の傘歯車を介して回転体に伝達することにより前記ラックを直線移動させて、転舵輪を転舵するための手動操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、
前記支軸ハウジングの内部に偏芯回転可能に設けられ、一端に前記電動モータを取り付けるとともに、内周面と同芯に前記支軸を保持する筒状の保持部材と、
前記保持部材を所定の回転方向へ付勢して、前記第１の傘歯車を第２の傘歯車に弾性的に押し付けるばねと
を備えており、
前記保持部材の下端側の外周は、前記支軸ハウジングに形成された嵌合孔に回転自在に嵌合されており、
前記保持部材の軸方向中間部に鍔状の第１のばね受け部を突設するとともに一端に前記電動モータを取り付けるための拡径部が設けられており、前記第１のばね受け部に対向させてリング状の第２のばね受け部を回転可能に配置しているとともに、前記ばねをＣ型形状として前記第１のばね受け部と第２のばね受け部との間に介在し、当該ばねの一端を前記第１のばね受け部に、他端を前記第２のばね受け部にそれぞれに係止した状態で、支軸ハウジングに取り付けられた回り止めリングにより前記第２のばね受け部の回転を規制しており、
前記回り止めリングを支軸ハウジングにねじ込み、その回転をロックナットにより規制しているとともに、当該回り止めリングを前記第２のばね受け部の背面に摩擦部材を介して一体回転可能に沿わせており、且つ
前記支軸の基端部は、前記電動モータの出力軸に対して一体回転可能に取付けられていることを特徴とする電動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】
この発明は、電動モータによって車両の操舵補助力を得る電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前記電動パワーステアリング装置として、電動モータの回転を、その出力軸に支軸を介して連結された第１の傘歯車と、この第１の傘歯車に対して互いの軸線を例えば鋭角に交差させた状態で噛合された第２の傘歯車とを介して、ラック軸を包囲した回転体に伝達し、この回転体の回転運動を、当該回転体とラック軸との間に設けられた回転運動変換機構としてのボールねじによってラック軸の直線運動に変換可能とし、前記電動モータを操舵輪（ハンドル）の回転に応答させて回転駆動させることにより、前記ラック軸に連結された転舵輪を転舵するための手動操舵力を補助するようにしたものが提供されている（例えば特開平８−２０７７９６号公報参照）。
【０００３】
ところが前記した従来の電動パワーステアリング装置においては、前記第１，第２の各傘歯車の加工精度や組立精度に起因して、両者の噛み合わせ部分にバックラッシュが発生することがあり、このバックラッシュが発生すると、ステアリングホイールの操舵時にいわゆる歯打ち音が発生し、これが車内に洩れて運転者や同乗者に不快感を与えるおそれがあった。
そこで、装置の組み立てに際して、前記支軸を保持する筒状の保持部材と、この保持部材を嵌合した支軸ハウジングとの突き合わせ面にシムを配置して、前記支軸及び第１の傘歯車を軸方向へ移動させることにより、前記バックラッシュが生じないように第２の傘歯車に対する第１の傘歯車の噛み合い具合を調整することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記バックラッシュの調整作業においては、通常、一回のシム調整では両傘歯車を適正に噛み合わせることができず、何度もシム調整を繰り返す必要がある。しかも、シム調整の度に電動モータを支軸ハウジングに対して着脱する必要がある。このため、バックラッシュの調整が煩雑で、手間がかかるという問題があった。
【０００５】
また、前記のように装置の組み立て時にバックラッシュが生じないように調整しても、装置の長期間の使用によって前記各傘歯車の歯面が磨耗することから、バックラッシュが発生するのを避けることは困難である。このため、電動パワーステアリング装置を定期的に分解してバックラッシュ調整を行う必要がある等、煩雑なメンテナンスが必要であるという問題があった。
【０００６】
さらに、前記シム調整によって第１の傘歯車の軸方向への移動量が必要以上に多くなると、両傘歯車の噛み合いポイントが予め設定された噛み合いポイントから大きくずれて、両傘歯車間の動力伝達効率が低下するという問題もあった。
この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、バックラッシュの調整を容易且つ迅速に行うことができるとともに、長期間に亘ってバックラッシュが生じるのを防止することができ、しかもバックラッシュの調整に伴って各傘歯車の噛み合いポイントが大きくずれるのを防止することができ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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためのこの発明の電動パワーステアリング装置は、電動モータの出力軸に一体回転可能に接続される支軸と、この支軸の先端に設けられた第１の傘歯車と、前記支軸を収容する支軸ハウジングと、直線移動によって転舵輪を転舵させるラック軸と、このラック軸を直線移動可能に支持するラックハウジングと、前記第１の傘歯車に対して互いの軸線を交差させた状態で噛合された第２の傘歯車と、前記ラック軸を包囲した状態でラックハウジングに回転自在に支持され、前記第２の傘歯車が取り付けられた回転体と、この回転体の回転運動をラック軸の直線運動に変換する回転運動変換機構とを備え、前記電動モータの回転を前記支軸、第１の傘歯車及び第２の傘歯車を介して回転体に伝達することにより前記ラックを直線移動させて、転舵輪を転舵するための手動操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、
前記支軸ハウジングの内部に偏芯回転可能に設けられ、一端に前記電動モータを取り付けるとともに、内周面と同芯に前記支軸を保持する筒状の保持部材と、
前記保持部材を所定の回転方向へ付勢して、前記第１の傘歯車を第２の傘歯車に弾性的に押し付けるばねと
を備えており、
前記保持部材の下端側の外周は、前記支軸ハウジングに形成された嵌合孔に回転自在に嵌合されており、
前記保持部材の軸方向中間部に鍔状の第１のばね受け部を突設するとともに一端に前記電動モータを取り付けるための拡径部が設けられており、前記第１のばね受け部に対向させてリング状の第２のばね受け部を回転可能に配置しているとともに、前記ばねをＣ型形状として前記第１のばね受け部と第２のばね受け部との間に介在し、当該ばねの一端を前記第１のばね受け部に、他端を前記第２のばね受け部にそれぞれに係止した状態で、支軸ハウジングに取り付けられた回り止めリングにより前記第２のばね受け部の回転を規制しており、
前記回り止めリングを支軸ハウジングにねじ込み、その回転をロックナットにより規制しているとともに、当該回り止めリングを前記第２のばね受け部の背面に摩擦部材を介して一体回転可能に沿わせており、且つ
前記支軸の基端部は、前記電動モータの出力軸に対して一体回転可能に取付けられていることを特徴としている。
【０００８】
前記の構成の電動パワーステアリング装置によれば、前記保持部材を回転させて偏芯させることにより、第１の傘歯車をその径方向へ移動させることができ、これにより当該第１の傘歯車を第２の傘歯車に対して接離させることができる。このため、前記保持部材の回転方向の位置を調整するだけで、両傘歯車の噛み合い部分のバックラッシュを調整することができる。また、長期間の使用によって各傘歯車が磨耗すると、前記ばねの付勢力によって保持部材を徐々に回転させて、第１の傘歯車を当該摩耗に追従させて第２の傘歯車側に移動させることができる。このため、前記摩耗に起因して両傘歯車の噛み合い部分にバックラッシュが生じるのを防止することができる。さらに、第１の傘歯車をその径方向へ移動させることによりバックラッシュを調整するので、予め設定された噛み合いポイントが軸方向にずれるおそれがない。
【０００９】
また、前記電動パワーステアリング装置では、前記保持部材に鍔状の第１のばね受け部を突設し、この第１のばね受け部に対向させてリング状の第２のばね受け部を回転可能に配置しているとともに、前記ばねをＣ型形状として前記第１のばね受け部と第２のばね受け部との間に介在し、当該ばねの一端を前記第１のばね受け部に、他端を前記第２のばね受け部にそれぞれに係止した状態で、回り止めリングにより前記第２のばね受け部の回転を規制している。
したがって、前記ばねを少ないスペースで容易に配置することができるとともに、簡単な構成で保持部材を回転付勢することができる。また、前記保持部材を回転させてバックラッシュを調整した状態で、前記第２のばね受け部を回転させることにより、ばねの付勢力を調整することができる。
【００１０】
さらに、前記電動パワーステアリング装置では、前記回り止めリングを支軸ハウジングにねじ込み、その回転をロックナットにより規制しているとともに、当該回り止めリングを前記第２のばね受け部の背面に摩擦部材を介して一体回転可能に沿わせている。
したがって、前記ロックナットを緩めて回り止めリングを回転させることにより、摩擦部材を介して第２のばね受け部を回転調整することができる。また、前記第２のばね受け部と回り止めリングとの相対回転が許容されているので、保持部材に対する第２のばね受け部の回転方向位置を、容易且つ適切に設定することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下この発明の電動パワーステアリング装置の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の電動パワーステアリング装置の一実施形態を示す断面図である。この電動パワーステアリング装置は、ハウジングＨと、このハウジングＨに取り付けられた電動モータＭと、この電動モータＭによって回転駆動される支軸１と、この支軸１の先端に設けられた第１の傘歯車２と、前記ハウジングＨの内部を挿通し、直線移動によって図示しない転舵輪を転舵させるラック軸３と、前記第１の傘歯車２に噛合された第２の傘歯車４と、前記ラック軸３を包囲した状態でハウジングＨに回転自在に支持された回転体５と、この回転体５と前記ラック軸３との間に構成された回転運動変換機構としてのボールねじ６と、前記電動モータＭ及び支軸１を保持する筒状の保持部材８と、操舵輪の回転をラック軸３の直線運動に変換するラックピニオン機構９とによって主要部が構成されている。
【００１２】
図２も参照して、前記ハウジングＨは、前記支軸１及び第１の傘歯車２を収容する支軸ハウジングＨ１と、ラック軸３及び回転体５を収容するラックハウジングＨ２とからなる。このラックハウジングＨ２は、回転体５の図において右端部を支持する第１のハウジングＨ２ａと、前記回転体５の図において左端部を支持する第２のハウジングＨ２ｂとに分割されている。なお、前記第１のハウジングＨ２ａは支軸ハウジングＨ１と一体形成されている。また、前記第１のハウジングＨ２ａと第２のハウジングＨ２ｂとは、ねじ１０によって互いに連結されている。
【００１３】
前記電動モータＭはそのケーシングの前部外周Ｍ１を保持部材８の上端部の開口縁８ａに対して嵌合させた状態で、当該保持部材８に固定されている。この電動モータＭの出力軸ｍの軸線は、ラック軸３の軸線に対して鋭角をなしている。前記支軸１は、その基端部１ａが電動モータＭの出力軸ｍに対して一体回転可能に取り付けられている。この支軸１の軸線は、電動モータＭの出力軸ｍの軸線の延長線上に配置されている。また、前記支軸１の途中部は、一対の転がり軸受１２を介して前記保持部材８に回転自在に保持されている。したがって、前記支軸１は保持部材８の内周と同芯に設けられている。
【００１４】
前記保持部材８は、その下端側の外周が前記支軸ハウジングＨ１に形成された嵌合孔Ｈ１ａに回転自在に嵌合されている。この保持部材８の外周の軸線Ｘは内周の軸線Ｙに対して偏芯させてある。したがって、保持部材８を回転させることにより、第１の傘歯車２を電動モータＭ及び支軸１とともにその径方向へ移動させることができる。また、前記保持部材８は第１の傘歯車２を第２の傘歯車４に噛み合わせた図１の状態から、さらに第２の傘歯車４方向へ偏倚させ得るように支軸ハウジングＨ１に組み付けられている。
前記保持部材８の軸方向の中間部には、鍔状の第１のばね受け部８ｂが突設されており、上端部には電動モータＭを取り付けるための拡径部８ｃが設けられている。この拡径部８ｃは本体に対してねじ等により一体化されている。
【００１５】
前記第１のばね受け部８ｂと拡径部８ｃとの間には、第２のばね受け部２１、摩擦部材２２及び回り止めリング２３がそれぞれ配置されている。前記第２のばね受け部２１はリング状のものであり、その一側面を前記第１のばね受け部８ｂに隙間を設けて対向させた状態で、支軸ハウジングＨ１に回転自在に嵌合されている。また、前記摩擦部材２２は平坦なリング状のものであり、第２のばね受け部２１と回り止めリング２３との間で挟持されている。この摩擦部材２２は、第２のばね受け部２１と回り止めリング２３との相対回転を規制すべく、摩擦係数の大きい金属、樹脂、セラミックス又はそれらの複合材により形成されている。
【００１６】
前記回り止めリング２３は、その外周の雄ねじを支軸ハウジングＨ１の雌ねじにねじ込むことにより、当該支軸ハウジングＨ１に取り付けられている。また、前記回り止めリング２３は、その外周の雄ねじにねじ込まれたロックナット２５によって、回転が規制されており、これにより、前記摩擦部材２２を介して第２のばね受け部２１が回転するのを規制している。さらに、前記回り止めリング２３の背面には、リング回し等の工具を係合させるための複数の係合孔２３ａが形成されている。また、当該回り止めリング２３の背面と保持部材８の拡径部８ｃとの間には、前記工具を挿入するための隙間が設けられている。したがって、ロックナット２５を緩めた状態で、前記隙間を通して係合孔２３ａに工具を係合させて回り止めリング２３を回転させることにより、摩擦部材２２を介して第１のばね受け部８ｂを回転させることができる。
【００１７】
前記第１のばね受け部８ｂと第２のばね受け部２１との間には、保持部材８を回動付勢するためのばね２４を介在している。このばね２４は、図３に示すようにＣ型形状のものであり、その一端２４ｂが第１のばね受け部８ｂに突設された係止ピン８ｄに係止され、他端２４ａが第２のばね受け部２１に突設された係止ピン２１ａに係止されており、この状態で保持部材８を回転付勢して、第１の傘歯車２に第２の傘歯車４方向への予圧を負荷している。このように、ばね２４をＣ型形状として各ばね受け部８ｂ，２１の相互間に介在しているので、当該ばね２４を少ないスペースで容易に配置することができるとともに、保持部材８を簡単な構成で回転付勢することができる。また、前記ロックナット２５を緩めた状態で、第２のばね受け部２１を回り止めリング２３に対して回転させることができるので、ばね２４の付勢力を適正値に容易に設定することができる。
なお、前記ばね受け部８ｂの係止ピン８ｄの先端と第２のばね受け部２１との間、及び第２のばね受け部２１のピン２１ａの先端と第１のばね受け部８ｂとの間には、第２のばね受け部２１を回転させるべく回り止めリング２３をさらにねじ込んだ場合に、第２のばね受け部２１が第１のばね受け部８ｂに接近するのを許容するための隙間が設けられている。
【００１８】
ラック軸３は第１のハウジングＨ２ａ及び第２のハウジングＨ２ｂによって、軸方向へ直線移動可能に保持されている。このラック軸３の両端は、図示しない転舵輪にボールジョイント１６を介して連結されており、その直線移動によって転舵輪を転舵させることができる。このラック軸３の図において右端側には、前記ラックピニオン機構９の一部を構成するラックギヤが形成されている。
【００１９】
第２の傘歯車４は回転体５の外周に嵌合取着されており、この状態で回転体５に対する回転及び軸方向への移動が規制されている。この第２の傘歯車４の軸線はラック軸３の軸線に一致させてあり、この第２の傘歯車４の外周の歯部に対して前記第１の傘歯車２の歯部を噛み合わせてある。なお、前記第１の傘歯車２は支軸１の先端に一体形成されている。
【００２０】
回転体５はラック軸３の外周に隙間を有して嵌合されており、その右端部は第１の転がり軸受１３を介して第１のハウジングＨ２ａに回転自在に支持され、左端部は第２の転がり軸受１４を介して第２のハウジングＨ２ｂに回転自在に支持されている。
ボールねじ６は、前記回転体５とラック軸３との間に構成されており、回転体５の回転をラック軸３の直線運動に変換する。
【００２１】
ラックピニオン機構９は、図示しない操舵輪によって回転駆動されるステアリングシャフト９ａと、このステアリングシャフト９ａに連結されたピニオンギヤと、このピニオンギヤに噛合され、前記ラック軸３に形成されたラックギヤとを備えており、操舵輪の回転操作に伴ってラック軸３を直線運動させることができる。前記ステアリングシャフト９ａの回転トルクはトルクセンサによって検出され、この検出された回転トルクに応じた動力で前記電動モータＭが駆動されて、ラック軸３に操舵補助力が付与される。
【００２２】
以上の構成の電動パワーステアリング装置は、その組立に際して、保持部材８を所定方向へ偏芯回転させて、支軸１とともに第１の傘歯車２を第２の傘歯車４方向へ移動させることにより、両傘歯車２，４の噛み合い部のバックラッシュを調整することができる。したがって、支軸ハウジングＨ１に対して電動モータＭを何度も着脱する必要がない点と相まって、当該バックラッシュの調整を容易且つ迅速に行うことができる。
【００２３】
また、前記バックラッシュを調整した状態で、回り止めリング２３を所定方向へ回転させることにより、ばね２４に付勢力を生じさせて、保持部材８を回転付勢することができ、これにより、第１の傘歯車２を第２の傘歯車４方向へ常時押し付けておくことができる。このため、長期間の使用によって各傘歯車２，４が磨耗しても、第１の傘歯車２を当該摩耗に追従させて第２の傘歯車４側に移動させることができる。この結果、両傘歯車２，４の噛み合い部分においてバックラッシュが生じるのを長期間に亘って防止することができる。しかも、前記回り止めリング２３を回転させるだけで、ばね２４の付勢力を調整することができるので、その調整が容易であるとともに、第１の傘歯車２をその径方向へ移動させるものであるので、第１の傘歯車２と第２の傘歯車４との噛み合いポイントが、予め設定された噛み合いポイントから軸方向に大きくずれることに起因して、動力伝達効率が低下するのを防止することができる。
【００２４】
さらに、各傘歯車２，４の磨耗がある程度進行してばね２４の付勢力が低下した場合には、ロックナット２５を緩めて回り止めリング２３を増し締めすることにより、第２のばね受け部２１を回転させてばね２４の付勢力を適正値に調整することができる。このため、バックラッシュが生じるのをより長期間に亘って防止することができる。
【００２５】
この発明の電動パワーステアリング装置は、前記実施の形態に限定されるものでなく、例えばばね２４をねじりコイルばねで構成すること、回転体５の回転運動をラック軸３の直線運動に変換する回転運動変換機構として、前記ボールねじ６に代えてベアリングねじを用いること等、種々の設計変更を施すことができる。
また、この発明の電動パワーステアリング装置は、第１の傘歯車２と第２の傘歯車４の互いの軸線を鋭角でなく直角に交差させたタイプの電動パワーステアリング装置にも適用して実施することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の電動パワーステアリング装置によれば、保持部材の回転方向の位置を調整するだけで、両傘歯車の噛み合い部分のバックラッシュを調整することができるので、従来のシム調整が不要であり、当該バックラッシュの調整を容易且つ迅速に行うことができる。
また、各傘歯車の磨耗に追従させて第１の傘歯車を第２の傘歯車側に移動させることができるので、前記摩耗に起因して両傘歯車の噛み合い部分にバックラッシュが生じるのを防止することができる。このため、長期間に亘ってメンテンナンスを要することなく歯打ち音の発生を防止することができる。しかも、第１の傘歯車をその径方向へ移動させることによりバックラッシュを調整するものであるので、予め設定された噛み合いポイントがずれるおそれがない。このため、両傘歯車の動力伝達効率が低下するのを防止することができる。
【００２７】
また、ばねを少ないスペースで容易に配置することができるとともに、簡単な構成で保持部材を回転付勢することができる。また、各傘歯車の磨耗がある程度進行してばねの付勢力が低下した場合に、第２のばね受け部を回転させることにより、ばねの付勢力を適正値に調整することができるので、バックラッシュが生じるのをより長期間に亘って防止することができる。
【００２８】
さらに、回り止めリングを回転させることにより、摩擦部材を介して第２のばね受け部を回転調整することができるので、その調整が容易である。また、第２のばね受け部と回り止めリングとの相対回転を許容することができるので、保持部材に対する第２のばね受け部の回転方向位置を、容易且つ適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電動パワーステアリング装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】前図の要部拡大断面図である。
【図３】ばね部分の分解斜視図である。
【符号の説明】
１      支軸
２      第１の傘歯車
３      ラック軸
４      第２の傘歯車
５      回転体
６      ボールねじ（回転運動変換機構）
８      保持部材
８ｂ    第１のばね受け部
９      ラックピニオン機構
２１    第２のばね受け部
２２    摩擦部材
２３    回り止めリング
２４    ばね
Ｍ      電動モータ
ｍ      出力軸
Ｈ１    支軸ハウジング
Ｈ２    ラックハウジング
【図１】
0004016604.tif 000002
【図２】
0004016604.tif 000003
【図３】
0004016604.tif 000004