(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助用のモータの回転軸の一端に結合され第１の軸受によって支持される駆動ギヤと、該駆動ギヤに噛合する被駆動ギヤと、該被駆動ギヤが設けられている操舵軸とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式舵取装置において、前記第１の軸受は自動調心形の軸受で構成され、前記駆動ギヤは前記第１の軸受を支点として揺動可能に支持され、前記回転軸の他端は前記駆動ギヤが被駆動ギヤに接触する方向に偏倚付勢する偏倚手段によりラジアル方向への偏倚が可能な第２の軸受によって支持され、前記第１及び第２の軸受間の距離が、前記駆動ギヤの被駆動ギヤ側端末と第１の軸受との間の距離よりも長く設定されていることを特徴とする電動式舵取装置。
【請求項２】
前記偏倚手段は３以上の周方向位置から前記偏倚の方向へ付勢する３以上の突起を有する弾性体を備えている請求項１記載の電動式舵取装置。
【請求項３】
前記駆動ギヤはハイポイドピニオン、前記被駆動ギヤはハイポイドホイールである請求項１または２記載の電動式舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は操舵補助力の発生源としてモータを用いてなる電動式舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の舵取りは、車室の内部に配された操舵輪の回転操作を、舵取用の車輪（一般的には前輪）の操向のために車室の外部に配された舵取機構に伝えて行われる。
【０００３】
図５は従来例における電動式舵取装置の断面図である。
自動車用の電動式舵取装置としては、図５に示すように、操舵輪に繋がる第１の操舵軸１０１と、該操舵軸１０１及び操舵軸１０１にトーションバー１０２を介して連結される第２の操舵軸１０３との回転方向への相対変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ１０４と、該トルクセンサ１０４が検出したトルクに基づいて駆動される操舵補助用のモータ１０５の回転力を増加して前記操舵軸１０３に伝達するハイポイドピニオン１０６及び該ハイポイドピニオン１０６に噛合するハイポイドホイール１０７を有する減速機構１０８とを備え、操舵輪の回転に応じた舵取機構の動作を前記モータ１０５の回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
【０００４】
前記ハイポイドピニオン１０６は前記モータ１０５の回転軸１０９の一端と一体に結合されている。また、該ハイポイドピニオン１０６は前記回転軸１０９の両端を支持する一対の軸受１１０，１１１により径方向及び軸長方向への移動が阻止されており、また、ハイポイドホイール１０７が設けられている第２の操舵軸１０３は、一対の軸受１１２，１１３により径方向及び軸長方向への移動が阻止されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハイポイドピニオン１０６及びハイポイドホイール１０７が用いられる場合、ハイポイドピニオン１０６及びハイポイドホイール１０７の歯間の隙間が組立て時に初期設定される。この初期設定するとき、ハイポイドピニオン１０６、軸受１１０乃至１１３、ハイポイドホイール１０７、第２の操舵軸１０３などの寸法誤差及び組立てるときの交差角精度等により、前記歯間の隙間にバラツキが生ずることになり、組立て後にバックラッシュが生じ、このバックラッシュによる音鳴りが自動車の室内に洩れることになる。
【０００６】
また、近年のように操舵補助力の高出力化が進んだ場合、ハイポイドピニオン１０６及びハイポイドホイール１０７の歯の摩耗が増大して、前記バックラッシュの発生が避けられないという問題がある。この場合、前記ハイポイドピニオン１０６及びハイポイドホイール１０７は、その移動が阻止されているため、前記バックラッシュを調整することができなくて、バックラッシュによる音鳴りが自動車の室内に洩れることになる。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決することができる電動式舵取装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
第１発明に係る電動式舵取装置は、操舵補助用のモータの回転軸の一端に結合され第１の軸受によって支持される駆動ギヤと、該駆動ギヤに噛合する被駆動ギヤと、該被駆動ギヤが設けられている操舵軸とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式舵取装置において、前記第１の軸受は自動調心形の軸受で構成され、前記駆動ギヤは前記第１の軸受を支点として揺動可能に支持され、前記回転軸の他端は前記駆動ギヤが被駆動ギヤに接触する方向に偏倚付勢する偏倚手段によりラジアル方向への偏倚が可能な第２の軸受によって支持され、前記第１及び第２の軸受間の距離が、前記駆動ギヤの被駆動ギヤ側端末と第１の軸受との間の距離よりも長く設定されていることを特徴とする。
【０００９】
第１発明にあっては、偏倚手段により駆動ギヤを被駆動ギヤへ向けて偏倚させることができるから、駆動ギヤなどの部品の寸法誤差及び組立てるときの交差角精度等に影響されることなく、また、駆動ギヤの支持点を変えることなくバックラッシュを良好になくすることができ、歩留まりを高めることができる。しかも、操舵によって駆動ギヤ及び被駆動ギヤの歯が摩耗することによって噛合状態が経時変化したときにおいても、バックラッシュを良好になくすることができ、バックラッシュによる音鳴りが自動車の室内に洩れることを防止できる。また、回転軸の一端にハイポイドピニオンが一体に形成される駆動ギヤである場合においても、駆動ギヤを簡易に揺動させることができる。
【００１８】
第２発明に係る電動式舵取装置は、前記偏倚手段は３以上の周方向位置から前記偏倚の方向へ付勢する３以上の突起を有する弾性体を備えていることを特徴とする。
【００１９】
第２発明にあっては、突起の弾性復元力を軸受を介して駆動ギヤに加え、該駆動ギヤを被駆動ギヤへ向けて付勢することができるため、駆動ギヤなどの部品に寸法誤差があったり、操舵によって駆動ギヤ及び被駆動ギヤの歯が摩耗することによって噛合状態が経時変化したときにおいても、駆動ギヤ及び被駆動ギヤの間の隙間を自動的になくすることができ、バックラッシュを良好になくすることができる。
【００２０】
しかも、３以上の突起が軸受に当接し、３以上の周方向位置から軸受を付勢するため、駆動ギヤ及び被駆動ギヤの噛合点の位置ずれを良好に防止できるとともに、駆動ギヤ及び被駆動ギヤの噛合点に加わる回転トルクによって前記駆動ギヤを被駆動ギヤに対し離間させる力が発生する場合においても、中間の突起によって軸受の弾性体に対する移動を拘束でき、軸受が弾性体に当接して音鳴りすることを防止できる。
【００２１】
第３発明に係る電動式舵取装置は、前記駆動ギヤはハイポイドピニオン、前記被駆動ギヤはハイポイドホイールであることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１
図１は本発明に係る電動式舵取装置の構成を示す縦断面図、図２は図１のII−II線の断面図である。
【００２４】
電動式舵取装置は、上端が操舵輪（図示せず）に連繋される第１の操舵軸１と、該操舵軸１及び操舵軸１にトーションバー２を介して連繋される第２の操舵軸３の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ４と、前記第２の操舵軸３の回転力を舵取機構に伝達するピニオン５と、前記トルクセンサ４が検出したトルクに基づいて制御される操舵補助用のモータ６と、該モータ６の回転を第２の操舵軸３に伝達する駆動ギヤ７及び該駆動ギヤ７に噛合する被駆動ギヤ８を有する減速機構９と、該減速機構９及び前記トルクセンサ４を収容するとともに前記操舵軸１，３を支持するハウジング１０とを備え、該ハウジング１０に前記モータ６が取付けられている。
【００２５】
第１の操舵軸１は筒状に形成されており、該操舵軸１の孔内に前記トーションバー２が挿入され、該トーションバー２の上端部及び操舵軸１の上端部がダウエルピン１１により連結されており、また、操舵軸１の周りには前記トルクセンサ４が配置されている。
【００２６】
第２の操舵軸３は、上端に嵌合孔３１が設けられ、下端部に前記ピニオン５が設けられている。前記嵌合孔３１には前記操舵軸１の下端部が相対回転を可能に嵌合されているとともに前記トーションバー２の下端がスプライン嵌合されている。
【００２７】
モータ６は、前記ハウジング１０に取付けられる円筒形のモータハウジング６０内に固定される円筒形の固定子６１と、その一端に前記駆動ギヤ７が一体に結合され、その他端が玉軸受を用いてなる第２の軸受１３を介して前記モータハウジング６０内に回転可能に支持される回転軸６２を有し、前記固定子６１内に回転可能に配される回転子６３とを備えている。
【００２８】
この駆動ギヤ７は第２の操舵軸３の軸心と交叉するように配されるハイポイドピニオンを用いてなり、図１に示すように第１の軸受１２により支持されている。また、被駆動ギヤ８はハイポイドホイールを用いてなる。この被駆動ギヤ８は前記操舵軸３の中間に外嵌され、該被駆動ギヤ８の軸長方向両側に配される一対の軸受１４，１５によって軸長方向への移動が制限されている。
【００２９】
第１の軸受１２は、内輪１２ａ及び外輪１２ｂの転動体１２ｃとの接触面が断面Ｖ字形に形成された自動調心形の玉軸受が用いられており、該軸受１２が駆動ギヤ７を支持している。
【００３０】
第２の軸受１３は、モータハウジング６０の嵌合孔６４にラジアル方向への偏倚を可能として保持され、該軸受１３及び嵌合孔６４の間に軸受１３を複数の周方向位置からラジアル方向へ付勢する弾性体１６を配してある。尚、図１に示すように第１及び第２の軸受１２，１３間の距離は、駆動ギヤ７の被駆動ギヤ８側端末と第１の軸受１２との間の距離よりも長く設定されている。
【００３１】
この弾性体１６は、トレランスリング（レンコルトレランスリング社製）なる商品名にて商品化されているものであり、板ばね等の弾性を有する薄肉の金属板の両端の間に、夫々の弾性変形が可能であり、半円形断面を有する複数の突起１６ａ…が所定の間隔毎に設けられている。突起１６ａ…は、金属板の両端間における両側部を残して両側部とほぼ直交する凸条に形成されているが、その他、両側部を残すことなく、両側縁にかけて凸条に形成された構造であってもよいし、また、半円形断面である他、略Ｖ字形断面であってもよい。この弾性体１６は、軸受１３及び嵌合孔６４の間に配されることにより、全体が湾曲し、ほぼ全ての突起１６ａ…が軸受１３に当接し、これら突起１６ａ…の弾性変形によって駆動ギヤ７を被駆動ギヤ８との噛合点へ付勢する。
【００３２】
弾性体１６は円周の約２／３の長さ、換言すれば約２４０°に湾曲する長さに形成され、その円周の約１／３の長さの切欠部１６ｂが軸受１３の偏倚側となるように配され、両端間の周方向位置から軸受１３を付勢している。また、弾性体１６の両端に折曲片１６ｃ，１６ｃが設けられ、これら折曲片１６ｃ，１６ｃが、前記嵌合孔６４に設けられている一対の係止部６４ａ，６４ａに係止されることにより弾性体１６の周方向への移動を拘束している。
【００３３】
実施の形態１においては、駆動ギヤ７は自動調心形の軸受１２に揺動を可能に支持されており、また、回転軸６２の他端は軸受１３及び弾性体１６を介してラジアル方向への偏倚を可能に支持されているため、弾性体１６の付勢によって回転軸６２及び駆動ギヤ７は揺動し、該駆動ギヤ７が被駆動ギヤ８に接触し、これら駆動ギヤ７及び被駆動ギヤ８の間の隙間はなくなる。従って、駆動ギヤ７などの部品の寸法誤差及び組立てるときの交差角精度等に影響されることなくバックラッシュを良好になくすることができ、歩留まりを高めることができる。
【００３４】
この組込まれた駆動ギヤ７を揺動させる弾性体１６は、そのほぼ全ての突起１６ａ…が軸受１３に当接し、約２４０°の周方向位置から軸受１３を付勢するため、駆動ギヤ７及び被駆動ギヤ８の噛合点の位置ずれを良好に防止できるとともに、駆動ギヤ７及び被駆動ギヤ８の噛合点に加わる回転トルクによって前記駆動ギヤ７を被駆動ギヤ８に対し離間させる力が発生する場合においても、中間の突起１６ａ…によって軸受１３の弾性体１６に対する移動を拘束でき、軸受１３が弾性体１６に当接して音鳴りすることを防止できる。
【００３５】
また、弾性体１６の突起１６ａ…が第２の軸受１３を介して回転軸６２及び駆動ギヤ７を揺動させるため、駆動ギヤ７及び被駆動ギヤ８の歯の摩耗量が増大することによって噛合状態が経時変化したとき、突起１６ａ…の弾性復元力によって駆動ギヤ７及び被駆動ギヤ８の間の隙間をなくすることができる。
【００３６】
実施の形態２（参考例）
図３は実施の形態２の構成を示す縦断面図、図４は図３のIV−IV線の断面図である。
参考例として示す実施の形態２の電動式舵取装置は、その一端に駆動ギヤ７が一体に結合された回転軸６２を揺動させる代わりに、駆動ギヤ７を回転軸６２と分離し、回転軸６２の両端を一対の第３の軸受１７，１７（一方のみ図示）によって支持し、該回転軸６２の一端にオルダム継手を用いてなる自在継手１９を介して前記駆動ギヤ７を結合し、該駆動ギヤ７を自動調心形の前記軸受１２及び該軸受１２と前記自在継手１９との間に配され、玉軸受を用いてなる第４の軸受２０によって支持するとともに、第４の軸受２０をラジアル方向への偏倚を可能とし、該軸受２０が嵌合される嵌合孔６５及び軸受２０の間に軸受２０を複数の周方向位置からラジアル方向へ付勢する前記弾性体１６を配してある。
【００３７】
モータハウジングに６０設けられる前記嵌合孔６５はその中心に対し偏倚側が約１２０°の範囲で大径に形成され、この大径部の周方向両端に前記弾性体１６の折曲片１６ｃ，１６ｃが当接する係止部６５ａ，６５ａを設けている。
【００３８】
弾性体１６は前述したごとく円周の約２／３の長さ、換言すれば約２４０°に湾曲する長さに形成され、その円周の約１／３の長さの切欠部１６ｂが偏倚側となるように軸受２０の外周側に配され、両端に設けられた折曲片１６ｃ，１６ｃが、前記嵌合孔６５に設けられている一対の前記係止部６５ａ，６５ａに係止されることにより弾性体１６の周方向への移動を拘束している。
【００３９】
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用の説明を省略する。
【００４０】
実施の形態２においては、駆動ギヤ７は自動調心形の軸受１２及びラジアル方向への偏倚が可能な軸受２０によって揺動を可能に支持されており、また、駆動ギヤ７は自在継手１９によって回転軸６２の一端に結合されているため、軸受２０の外周側に配された弾性体１６の付勢によって駆動ギヤ７は揺動し、該駆動ギヤ７が被駆動ギヤ８に接触し、これら駆動ギヤ７及び被駆動ギヤ８の間の隙間はなくなる。従って、駆動ギヤ７などの部品の寸法誤差に影響されることなくバックラッシュを良好になくすることができ、歩留まりを高めることができる。
【００４１】
組込まれた駆動ギヤ７を付勢する弾性体１６は、そのほぼ全ての突起１６ａ…が軸受２０に当接し、約２４０°の周方向位置から軸受２０を付勢するため、駆動ギヤ７及び被駆動ギヤ８の噛合点の位置ずれを良好に防止できるとともに、駆動ギヤ７及び被駆動ギヤ８の噛合点に加わる回転トルクによって前記駆動ギヤ７を被駆動ギヤ８に対し離間させる力が発生する場合においても、中間の突起１６ａ…によって軸受２０の弾性体１６に対する移動を拘束でき、軸受２０が弾性体１６に当接して音鳴りすることを防止できる。
【００４２】
また、弾性体１６の突起１６ａ…が第４の軸受２０を介して駆動ギヤ７を揺動させるため、駆動ギヤ７及び被駆動ギヤ８の歯の摩耗量が増大することによって噛合状態が経時変化したとき、突起１６ａ…の弾性復元力によって駆動ギヤ７及び被駆動ギヤ８の間の隙間をなくすることができる。
【００４３】
尚、前記自在継手１９は回転軸６２及び駆動ギヤ７との継合部にラジアル方向の嵌合溝及び該嵌合溝に嵌合する嵌合突起を夫々有するオルダム継手である他、回転軸６２及び駆動ギヤ７の軸心の違いを吸収することができる他の継手を用いてもよく、その構造は特に制限されない。
また、実施の形態１，２において、弾性体１６は、約２４０°に湾曲する長さに形成する他、例えば約１２０°に湾曲する長さとしてもよいのであり、湾曲させることが可能な長さであればよい。さらに、弾性体１６は、切欠を設けず円状であっても良い。
【００４４】
実施の形態３
この実施の形態３の電動式舵取装置は、被駆動ギヤ８の軸長方向両側に配される前記一対の軸受１４，１５が嵌合され、これら軸受１４，１５の一端と向き合う受座２１ａ，２２ａを有する嵌合孔２１，２２をアルミニウム製の前記ハウジング１０に設け、これら嵌合孔２１，２２に前記軸受１４，１５を内嵌するとともに、一方の軸受１４の一端と一方の嵌合孔２１の受座２１ａとの間に、前記被駆動ギヤ８を前記駆動ギヤ７側へ付勢する弾性体２３を介装してある。この弾性体２３は、皿ばねを用いてなり、該弾性体２３及び前記被駆動ギヤ８の間にワッシャ２４が介装されている。
【００４５】
軸受１４，１５は玉軸受を用いてなり、一方の軸受１４は、その内輪が前記被駆動ギヤ８の一端面に形成された嵌合部に嵌合されており、他方の軸受１５は、その内輪が前記操舵軸３の中間に外嵌され、これら軸受１４，１５と、軸受１５及び被駆動ギヤ８の間に介装された間座２５と、前記弾性体２３とによって被駆動ギヤ８の軸長方向への移動を制限している。
【００４６】
その他の構成及び作用は実施の形態１、２と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用の説明を省略する。
【００４７】
実施の形態３においては、弾性体２３がワッシャ２４及び軸受１４を介して被駆動ギヤ８を軸長方向へ付勢しているため、被駆動ギヤ８の軸長方向への移動を良好に制限できる。また、外気の温度及び操舵補助の繰り返し等によって被駆動ギヤ８の周りの温度が上昇したとき、成形されたアルミニウム製のハウジング１０と、鉄製の軸受１４との熱膨張率の違いによって、嵌合孔２１，２２が全体的に大きくなり、内嵌された軸受１４，１５の嵌合抵抗がなくなるとともに、受座２１ａ及び軸受１４の一端の間の軸長方向への隙間が大きくなるが、軸受１４は弾性体２３によって軸長方向へ付勢されているため、被駆動ギヤ８の軸長方向への移動を良好に防止できる。従って、被駆動ギヤ８の周りの温度変化に影響されることなくバックラッシュをなくすることができる。
【００４９】
また、実施の形態１、２では、偏倚手段として弾性体１６を用いたが、その他、例えば前記軸受１３，２０が嵌合される嵌合孔６４，６５に開口するねじ孔をモータハウジング６０に設けるとともに、該ねじ孔にねじ体を螺合し、該ねじ体を回転操作することにより軸受１３，２０を介して駆動ギヤ７をラジアル方向へ偏倚させるようにしてもよい。
【００５０】
また、偏倚手段としての弾性体１６は、トレランスリングである他、湾曲する板ばね、コイルバネ、ゴム体であってもよい。
【００５１】
また、実施の形態１，２の減速機構９は、ハイポイドピニオンである駆動ギヤ７及びハイポイドホイールである被駆動ギヤ８を備えたハイポイド歯車である他、ウォームである駆動ギヤ７及びウォームホイールである被駆動ギヤ８であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動式舵取装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のII−II線の断面図である。
【図３】本発明に係る電動式舵取装置の実施の形態２の構成を示す縦断面図である。
【図４】図３のIV−IV線の断面図である。
【図５】従来例における電動式舵取装置の断面図である。
【符号の説明】
１，３  操舵軸
６    モータ
６２  回転軸
７    駆動ギヤ（ハイポイドピニオン）
８    被駆動ギヤ（ハイポイドホイール）
１０    ハウジング
１２  第１の軸受
１３  第２の軸受
１４  軸受（第５の軸受）
１５  軸受（第６の軸受）
１６  弾性体
１６ａ  突起
１７  第３の軸受
１９  自在継手
２０  第４の軸受
２３  弾性体
【図１】
0003891747.tif 000002
【図２】
0003891747.tif 000003
【図３】
0003891747.tif 000004
【図４】
0003891747.tif 000005
【図５】
0003891747.tif 000006