(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの出力により回転トルクが付与され、軸方向に変位可能なアシスト軸と、
このアシスト軸外周に設けられたピニオンと、
このピニオンと噛合するラックと、
前記アシスト軸およびラックを収容するギヤボックスと
を備え、前記ラックに連係する被操舵部にモータ出力をアシスト力として付与する電動パワーステアリング装置において、
前記ギヤボックスに前記アシスト軸が収容される開口と底面とを備えた凹部を形成し、
前記アシスト軸の一端を支持する第１の軸受をこの凹部に設けた付勢手段とピニオンギヤの端部とで保持するとともに、
前記アシスト軸の他端を支持する第２の軸受を取り付けたギヤケースで前記凹部の開口に装着し、
前記第２の軸受が前記アシスト軸に形成した段部において前記アシスト軸を前記凹部方向に押さえ付け、
前記アシスト軸の前記凹部方向への過大変位を防止するストッパを備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記付勢手段の付勢力を、通常の操舵においてアシスト軸にかかるスラスト荷重の最大値よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記アシスト軸の先端を第１の軸受から凹部方向に突出させ、このアシスト軸の先端を前記ストッパとしたことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記凹部底面に段差を設け、この段差を前記ストッパとしたことを特徴とする請求項１に記載の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、電動パワーステアリング装置におけるアシスト軸の支持構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置としては、例えば図３に示すような構成のものが知られている。図示されるように、被操舵部であるタイヤ１は、ナックルアーム２およびタイロッド３を介してラック軸４に連結しており、ギヤボックス７内でのラック軸４の摺動にしたがって操舵される。ラック軸４は、入力側ラックギヤ５において入力側ピニオンギヤ６と噛合する。入力側ピニオンギヤ６は、中間軸９を介して入力部であるステアリングホイール１０と連結し、ステアリングホイール１０への入力トルクにしたがって回転してラック軸４を摺動させる。なお、ラック軸４の摺動は、図示されないストッパにより一定の範囲に制限されている。
【０００３】
一方、ギヤボックス７にはステアリングホイール１０から入力されるトルクの方向および大きさを検出するトルクセンサ８が備えられ、この入力トルクの検出信号がコントローラ１１に入力される。コントローラ１１はこの検出信号に基づいてモータ１２を制御し、モータ１２の出力がアシストピニオンギヤ１３およびアシストラックギヤ１４を介してラック軸４に伝達され、ラック軸４の摺動に対するアシスト力として作用する結果、操舵力には適切なパワーアシストがなされることとなる。
【０００４】
図４に示すように、アシストピニオンギヤ１３は、アシスト軸２０の外周に形成され、ラック軸４に形成されたアシストラックギヤ１４と噛合する。アシスト軸２０にはウォームホイール２１が圧入され、アシスト軸２０はこのウォームホイール２１および図示されないウォームを介してモータ１２側と連係する。
【０００５】
ラック軸４は、プレッシャパッド２２を介してスプリング２３によりアシスト軸２０側に付勢され、アシストピニオンギヤ１３とアシストラックギヤ１４との噛合が保たれる。なお、スプリング２３は、ギヤボックス７にナット２５で固定されたプラグ２４に装着されている。
【０００６】
アシスト軸２０は、アシストピニオンギヤ１３側を軸受１９を介してギヤボックス７に、またウォームホイール２１側の端部を軸受１８を介してギヤケース１５に、それぞれ回転自在に支持される。なお、軸受１８が固設されたギヤケース１５は、ギヤボックス７のウォームホイール２１側の開口にシール用のＯリング２６を介して取り付けられ、ボルト２７で固定されている。
【０００７】
一方、ギヤボックス７のアシストピニオンギヤ１３側の開口は、プラグ２９によって閉鎖され、軸受１９はギヤボックス７の段部１７とプラグ２９との間で保持される。また、アシスト軸２０のアシストピニオンギヤ１３側端部の外周にはナット２８が嵌合し、軸受１９をアシストピニオンギヤ１３とナット２８の間に挟み込むようにして、アシスト軸２０と軸受１９とが位置決めされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電動パワーステアリング装置のアシスト軸２０の支持構造では、軸受１９をギヤボックス７、アシスト軸２０、ナット２８、プラグ２９に対してそれぞれ係止するようになっているので、このためのネジ加工等が必要となり、コストアップの原因となっていた。
【０００９】
また、プラグ２９とギヤボックス７との間にはシールのためにシール材の塗布等が必要であり、このシール材の塗布作業は組み立て工程の工数を増加させてしまい、また作業中にシール材が他の部品等に付着してしまう不都合があった。
【００１０】
さらに、ギヤボックス７はアシスト軸２０の両端方向がいずれも開口を持つように加工され、アシスト軸２０を組み込むときにはアシスト軸２０の一端側にギヤケース１５等を、また他端側にプラグ２９等を装着するようになっているので、ギヤボックス７の加工作業またはギヤボックス７へのアシスト軸２０等の組み込み作業においては、いずれもギヤボックス７を反転させながらの作業が必要となり、これは製造作業の手間と工数増加の原因となっていた。
【００１１】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、電動パワーステアリング装置において、アシスト軸の支持部を低コストかつ少ない組み立て工程で製造できるものを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、モータの出力により回転トルクが付与され、軸方向に変位可能なアシスト軸と、このアシスト軸外周に設けられたピニオンと、このピニオンと噛合するラックと、前記アシスト軸およびラックを収容するギヤボックスとを備え、前記ラックに連係する被操舵部にモータ出力をアシスト力として付与する電動パワーステアリング装置において、前記ギヤボックスに前記アシスト軸が収容される開口と底面とを備えた凹部を形成し、前記アシスト軸の一端を支持する第１の軸受をこの凹部に設けた付勢手段とピニオンギヤの端部とで保持するとともに、前記アシスト軸の他端を支持する第２の軸受を取り付けたギヤケースで前記凹部の開口に装着し、前記第２の軸受が前記アシスト軸に形成した段部において前記アシスト軸を前記凹部方向に押さえ付け、前記アシスト軸の前記凹部方向への過大変位を防止するストッパを備えた。
【００１３】
第２の発明は、前記付勢手段の初期の付勢力を、通常の操舵においてアシスト軸にかかるスラスト荷重の最大値よりも大きく設定した。
【００１５】
第３の発明は、前記アシスト軸の先端を第１の軸受から凹部方向に突出させ、このアシスト軸の先端を前記ストッパとした。
【００１６】
第４の発明は、前記凹部底面に段差を設け、この段差を前記ストッパとした。
【００１７】
【作用】
第１の発明では、ギヤケースのギヤボックスへの装着により軸受はアシスト軸の段部を凹部方向に押さえ込むので、アシスト軸は付勢手段の付勢力によって第１、第２の軸受を介してギヤケースと凹部との間に保持される。したがって、電動パワーステアリング装置の製造時のアシスト軸のギヤボックスへの組み付けは、ギヤボックスの開口からアシスト軸を凹部内に収装すればよく、作業は一方向からのみで済むとともに、ギヤボックス、ギヤケース、アシスト軸の加工上の公差は付勢手段により吸収され、アシスト軸は自動的に軸方向のぶれなく保持されるので、組み付け作業は極めて容易に行うことができる。また、第１の軸受はアシスト軸と凹部の底面との間に付勢手段を介して保持されるので、組み立て工程においてネジ等で軸受を係止する必要はなく、部品点数および製造コストの削減が図れる。さらに、ギヤボックスの凹部側には開口が設けられないので、ギヤボックスの加工は容易となり製造工数が削減できる。また、第１の発明では、ストッパによりアシスト軸の凹部底面方向への過大な動きが防止されるので、被操舵部側からキックバックがあった場合等、アシスト軸に過大なスラスト力が作用した場合でも、第１の軸受と凹部底面との間で付勢手段が押しつぶされて破損したり、ウォームとウォームホイールとの噛合がずれて作動不良を起こしたりすることはない。
【００１８】
第２の発明では、車両に搭載された電動パワーステアリング装置が作動するときには、モータからのアシスト力は、アシスト軸外周のピニオンおよびラックを介して操舵力に作用し、パワーアシストがなされるが、バネ部材には通常の操舵においてアシスト軸に作用するスラスト荷重よりも大きな初期の付勢力が与えられているので、通常の操舵においては、スラスト力によるアシスト軸の動きはなく、アシスト軸は所定の位置に保持される。
【００２０】
第３の発明では、アシスト軸が凹部底面方向へ過大に動いたときには、第１の軸受から突出したアシスト軸の先端が凹部底面と当接して、アシスト軸のそれ以上の移動を防止するので、アシスト軸の先端はストッパとして機能する。
【００２１】
第４の発明では、アシスト軸が凹部底面方向へ過大に動いたときには、第１の軸受が凹部底面の段差に当接して、軸受およびアシスト軸のそれ以上の移動を防止するので、凹部底面の段差はストッパとして機能する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、ギヤボックス３０のアシスト軸２０支持部を示す断面図である。なお、ギヤボックス３０はこのアシスト軸２０の支持構造においてのみ、従来のギヤボックス７と異なっている。また、本発明の電動パワーステアリング装置の全体構成は従来と同様であり、例えば図３に示した構成のギヤボックス７をギヤボックス３０で置き換えたものが採用される。
【００２４】
図１に示すように、本発明のギヤボックス３０は、アシスト軸２０に圧入されたウォームホイール２１側にのみ開口３１を持ち、アシストピニオンギヤ１３側は閉鎖された凹部３２を形成している。アシスト軸２０はアシストピニオンギヤ１３側をこの凹部３２にはめ込むようにしてギヤボックス３０に収容される。凹部３２の底面３２ａには、コイルスプリングまたは皿バネ等のバネ部材４０が設けられ、アシスト軸２０のアシストピニオンギヤ１３側の端部を回転自在に支持する軸受１９は、このバネ部材４０とアシストピニオンギヤ１３の端部１３ａとの間に保持される。この軸受１９は請求の範囲との関係において第１の軸受に相当する。
【００２５】
一方、アシスト軸２０のウォームホイール２１側からは、ギヤケース３３がボルト３４により取り付けられ、ギヤボックス３０の開口３１を閉鎖する。ギヤケース３３には軸受１８が固設されており、この軸受１８がアシスト軸２０を回転自在に支持するとともに、ギヤケース３３の装着により軸受１８はアシスト軸２０の段部２０ａを凹部３２方向に押さえ込み、軸受１９を介してバネ部材４０を押圧する。この軸受１８は請求の範囲との関係において第２の軸受に相当する。これにより、アシスト軸２０は軸受１８、１９を介してギヤケース３３とギヤボックス３０の凹部３２との間に保持される。
【００２６】
なお、この場合、バネ部材４０のイニシャル荷重を、アシスト軸２０にかかる最大スラスト力以上としておけば、バネ部材４０の撓みを通常の軸力の範囲では抑えることができる。
【００２７】
アシスト軸２０は、軸受１９から凹部３２の底面３２ａ側に突出するストッパ部４１を備える。これにより、例えば、タイヤ１側からのキックバックや、ラック軸４が摺動限界に達した場合のラック軸４のストッパへの当接等により、アシスト軸２０に過大なスラスト力が働いた場合でも、アシスト軸２０の過大な動きは凹部３２の底面３２ａと当接するストッパ部４１により制限され、バネ部材４０が軸受１９と凹部３２の底面３２ａとの間で押しつぶされたり、またウォームとウォームホイール２１との噛合がずれて作動不良を起こしたりしないようになっている。
【００２８】
ラック軸４は背面をプレッシャパッド２２を介してスプリング２３によりアシスト軸２０側に付勢されており、アシストピニオンギヤ１３とアシストラックギヤ１４との間の噛合を保持している。なお、スプリング２３は、ギヤボックス３０のラック軸４側方の開口にはめ込まれたプラグ３５に保持され、このプラグ３５はそのフランジ３６をギヤボックス３０に形成された溝部３７にかしめることにより固定されている。
【００２９】
なお、ギヤケース３３とギヤボックス３０の間にはＯリング３８が、またプラグ２４およびギヤボックス３０の間にはＯリング３９が、それぞれ介装され、ギヤボックス３０内がシールされている。
【００３０】
つぎに作用を説明する。
【００３１】
車両に搭載された電動パワーステアリング装置が作動するときには、モータ１２からのアシスト力は、アシスト軸２０外周のアシストピニオンギヤ１３およびラック軸４のアシストラックギヤ１４を介して操舵力に作用し、パワーアシストがなされる。
【００３２】
この場合、バネ部材４０には通常の操舵においてアシスト軸２０に作用するスラスト力よりも大きなイニシャル荷重が与えられているので、通常の操舵においては、アシスト軸２０は軸受１８、１９およびバネ部材４０を介してギヤボックス３０内で略所定の位置に保持される。これに対して、例えばタイヤ１が石ころ、段差等に乗り上げキックバックがあった場合や、ラック軸４が摺動限界に達してストッパへ当接してしまった場合等、アシスト軸２０に過大なスラスト力が作用した場合でも、アシスト軸２０先端のストッパ部４１が凹部３２の底面３２ａに当接することによりアシスト軸２０および軸受１９の底面３２ａ側への過大な移動は防止されるので、軸受１９と底面３２ａとの間でバネ部材４０が押しつぶされて破損することはない。
【００３３】
一方、電動パワーステアリング装置の製造工程においては、アシスト軸２０のギヤボックス３０への組み付けは、ギヤボックス３０の開口３１からアシスト軸２０を凹部３２内に収装すればよく、作業は一方向からのみで済むとともに、ギヤボックス３０、ギヤケース３３、アシスト軸２０の加工上の公差はバネ部材４０により吸収され、アシスト軸２０は自動的に軸方向のぶれなく保持されるので、組み付け作業は極めて容易に行うことができる。
【００３４】
また、軸受１９はアシスト軸２０と凹部３２の底面３２ａとの間にバネ部材４０を介して保持されるので、組み立て工程においてネジ等で軸受１９を係止する必要はなく、部品点数および製造コストの削減が図れる。
【００３５】
さらに、ギヤボックス３０の凹部３２側には開口が設けられないので、ギヤボックス３０の加工は容易となり製造工数が削減できる。
【００３６】
図２には、本発明の他の実施の形態を示す。
【００３７】
この実施の形態においては、アシスト軸２０に軸受１９から凹部３２の底面３２ａ側に突出したストッパ部４１を設けない代わりに、凹部３２の底面３２ａ外周に設けた段差をストッパ部４２としている。これにより、アシスト軸２０に作用するスラスト力が過大となり、アシスト軸２０および軸受１９が凹部３２の底面３２ａ側に過大に動こうとしても、このストッパ部４２に軸受１９が当接してアシスト軸２０の過大な動きが防止され、バネ部材４０が軸受１９と凹部３２の底面３２ａとの間で押しつぶされて破損したり、ウォームとウォームホイール２１との噛合がずれて作動不良を起こしたりしないようになっている。なお、この図２に示した実施の形態は、ストッパ部４２以外の構成は、図１に示した実施の形態と全く同様である。
【００３８】
【発明の効果】
第１の発明によれば、電動パワーステアリング装置の製造時のアシスト軸のギヤボックスへの組み付けは、ギヤボックスの開口からアシスト軸を凹部内に収装すればよく、作業は一方向からのみで済むとともに、ギヤボックス、ギヤケース、アシスト軸の加工上の公差は付勢手段により吸収され、アシスト軸は自動的に軸方向のぶれなく保持されるので、組み付け作業は極めて容易に行うことができる。また、第１の軸受はアシスト軸と凹部の底面との間に付勢手段を介して保持されるので、組み立て工程においてネジ等で軸受を係止する必要はなく、部品点数および製造コストの削減が図れる。さらに、ギヤボックスの凹部側には開口が設けられないので、ギヤボックスの加工は容易となり製造工数が削減できる。また、第１の発明によれば、ストッパによりアシスト軸の凹部底面方向への過大な動きが防止されるので、被操舵部側からキックバックがあった場合等、アシスト軸に過大なスラスト力が作用した場合でも、第１の軸受と凹部底面との間で付勢手段が押しつぶされて破損したり、ウォームとウォームホイールとの噛合がずれて作動不良を起こすようなことはない。
【００３９】
第２の発明によれば、車両に搭載された電動パワーステアリング装置が作動するときには、モータからのアシスト力は、アシスト軸外周のピニオンおよびラックを介して操舵力に作用し、パワーアシストがなされるが、バネ部材には通常の操舵においてアシスト軸に作用するスラスト荷重よりも大きな初期の付勢力が与えられているので、通常の操舵においては、スラスト力によるアシスト軸の動きはなく、アシスト軸は所定の位置に保持される。
【００４１】
第３の発明によれば、アシスト軸が凹部底面方向へ過大に動いたときには、第１の軸受から突出したアシスト軸の先端が凹部底面と当接して、アシスト軸のそれ以上の移動を防止するので、アシスト軸の先端はストッパとして機能する。
【００４２】
第４の発明によれば、アシスト軸が凹部底面方向へ過大に動いたときには、第１の軸受が凹部底面の段差に当接して、軸受およびアシスト軸のそれ以上の移動を防止するので、凹部底面の段差はストッパとして機能する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】同じく他の実施の形態を示す断面図である。
【図３】電動パワーステアリング装置の全体構成を示す構成図である。
【図４】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１３  アシストピニオンギヤ
１３ａ  端部
１４  アシストラックギヤ
１８  軸受
１９  軸受
２０  アシスト軸
２０ａ  段部
３０  ギヤボックス
３１  開口
３２  凹部
３２ａ  底面
３３  ギヤケース
４０  バネ部材
４１  ストッパ部
４２  ストッパ部
【図１】
0003883635.tif 000002
【図２】
0003883635.tif 000003
【図３】
0003883635.tif 000004
【図４】
0003883635.tif 000005