(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助用のモータが取付けられるハウジングと、前記モータの出力軸にその一端部が継合される小歯車と、該小歯車のモータ側を前記ハウジングに回転自在に支持する転がり軸受と、前記小歯車に噛合し舵取機構に繋がる大歯車と、前記小歯車のモータと反対側で小歯車を大歯車に向けて押付ける押付手段とを備え、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パワーステアリング装置において、前記ハウジングは前記出力軸が前記転がり軸受の中心に対して傾斜する如く前記モータを取付けるためのモータ取付部を有しており、前記出力軸の回転力を前記小歯車に伝動する伝動部を前記転がり軸受の内側に設けてある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】
前記伝動部は前記転がり軸受の軸長方向中央近傍に設けてある請求項１記載の電動式パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記伝動部はセレーション嵌合されている請求項１又は２記載の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】
本発明は操舵補助力の発生源としてモータを用いてなる電動式パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動式パワーステアリング装置としては、例えば操舵輪に繋がる上側の操舵軸及び該上側の操舵軸にトーションバーを介して同軸的に繋がる下側の操舵軸の相対角変位量によって前記上側の操舵軸に加わる操舵トルクを検出し、検出したトルク等に基づいて操舵補助用のモータを駆動し、該モータの出力軸の回転力を減速歯車機構を介して舵取機構に伝動することにより、操舵輪の回転に応じた舵取機構の動作を前記モータ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。
【０００３】
図６は従来の電動式パワーステアリング装置の構成を示す断面図である。
電動式パワーステアリング装置はその一端部がモータ１０６の出力軸１００にセレーション嵌合されるウォーム１０１と、該ウォーム１０１に噛合し、下側の操舵軸１０５に嵌合固定されるウォームホイール１０２とを備えている。
【０００４】
ウォーム１０１は、前記下側の操舵軸１０５の軸芯と交叉するように配置され、一端部が転がり軸受１０３を介してハウジング（不図示）内に回転自在に支持されており、また、他端部が前記ハウジングに対してウォーム１０１のラジアル方向へ移動が可能な移動体（不図示）を介して前記ハウジング内に回転自在に支持されており、該移動体を操作することによりウォーム１０１をウォームホイール１０２に向けて押付け、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２の噛合部のバックラッシュ量を少なくし、転舵時のバックラッシュによる歯打ち音をなくするように構成されている。また、ウォーム１０１は前記出力軸１００の回転力がウォーム１０１に伝動される伝動部Ａに対しモータ１０６と反対側へ離間した位置に軸受座１０４を有しており、この軸受座１０４に前記転がり軸受１０３が嵌合固定されている。つまり、出力軸１００の回転力がウォーム１０１に伝動される伝動部Ａは、ウォームを支持する転がり軸受１０３と前記モータとの間に配置されている。
また、ウォーム１０１を支持するハウジングの前記転がり軸受１０３側には前記モータ１０６がボルト等の締結手段によって取付けられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のように構成された従来の電動式パワーステアリング装置にあっては、前記移動体を操作することにより、ウォーム１０１は転がり軸受１０３への支持部Ｂを支点として揺動することになる。このウォーム１０１の前記支持部Ｂを支点とする揺動を許容するには、前記転がり軸受１０３の近傍位置で軸長方向に離間して配置される前記伝動部Ａにラジアル隙間を設ける必要がある。
【０００６】
ところが、前記伝動部Ａでのラジアル隙間の量が多い場合、伝動部Ａのラジアル方向へのガタつき量が多くなり、伝動部Ａで音鳴りが発生するとともに、伝動部Ａでの噛み合いが不完全になり、伝動効率が悪くなる。また、前記伝動部Ａでのラジアル隙間の量が少ない場合、バックラッシュ量の調整代を充分に確保することができないことになり、改善策が要望されていた。
【０００７】
また、電動式パワーステアリング装置が搭載される車両における電動式パワーステアリング装置の近傍にはエンジン等の車両部品の多くが搭載されており、しかも、電動式パワーステアリング装置の配置スペースは制限されるのに対し、電動式パワーステアリング装置のモータは操舵軸に対して該操舵軸と交差する方向へ大きく張り出しているため、車両の種類によっては前記モータ１０６が車体、車両部品等と干渉することがある。このモータの車体、車両部品等との干渉をなくするには、電動式パワーステアリング装置の設計段階でウォーム１０１の回転中心に対してモータの出力軸１００を傾斜させるごとくモータを取り付けることが考えられる。
【０００８】
ところが、出力軸１００の回転力がウォーム１０１に伝動される伝動部Ａは、ウォーム１０１を支持する転がり軸受１０３と前記モータ１０６との間に配置されているため、ウォーム１０１の回転中心に対してモータの出力軸１００を傾斜させる如くモータを取り付けた場合、出力軸１００とともに前記ウォーム１０１が前記転がり軸受１０３への支持部を支点として傾斜し、該ウォーム１０１のウォームホイール１０２との噛合関係が悪くなり、改善策が要望されていた。
【０００９】
本発明は斯る事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は伝動部でのラジアル隙間の量を少なくすることができるとともに、バックラッシュ量の調整代を充分に確保することができ、さらに、ウォームとウォームホイールとの良好な噛合関係を維持しつつモータと車体、車両部品等との干渉を改善することができる電動式パワーステアリング装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る電動式パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータが取付けられるハウジングと、前記モータの出力軸にその一端部が継合される小歯車と、該小歯車のモータ側を前記ハウジングに回転自在に支持する転がり軸受と、前記小歯車に噛合し舵取機構に繋がる大歯車と、前記小歯車のモータと反対側で小歯車を大歯車に向けて押付ける押付手段とを備え、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パワーステアリング装置において、前記ハウジングは前記出力軸が前記転がり軸受の中心に対して傾斜する如く前記モータを取付けるためのモータ取付部を有しており、前記出力軸の回転力を前記小歯車に伝動する伝動部を前記転がり軸受の内側に設けてあることを特徴とする。
【００１１】
第１発明にあっては、モータの回転力を小歯車に伝動する伝動部が小歯車を支持する転がり軸受の内側に設けてあるため、小歯車を大歯車に向けて押付ける押付手段によってバックラッシュ量を調整する場合、転がり軸受への支持部を支点として揺動する小歯車の伝動部でのラジアル隙間の量を小さくすることができるとともに、バックラッシュ量の調整代を充分に確保することができ、しかも、出力軸は前記伝動部を中心としてウォームに対して傾斜させることができるため、ウォームのウォームホイールとの良好な噛合関係を維持しつつモータと車体、車両部品等との干渉を改善することができる。
【００１２】
第２発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記伝動部は前記転がり軸受の軸長方向中央近傍に設けてあることを特徴とする。
第２発明にあっては、モータの回転力を小歯車に伝動する伝動部を、小歯車の転がり軸受への支持部に可及的に近付けることができるため、小歯車の伝動部でのラジアル隙間の量を可及的に小さくすることができるとともに、バックラッシュ量の調整代を充分に確保することができ、さらに、モータの出力軸の傾斜角を比較的大きくした場合でも、ウォームのウォームホイールとの良好な噛合関係を維持しつつモータと車体、車両部品等との干渉を改善することができる。
【００１３】
第３発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前記伝動部はセレーション嵌合されていることを特徴とする。
【００１４】
第３発明にあっては、モータの回転力をセレーションのほぼ全ての凸部乃至凹部から伝動することができるため、伝動効率を高めることができる。
【００１５】
【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パワーステアリング装置の実施の形態１の構成を示す断面図である。
電動式パワーステアリング装置は、上端が舵取りのための操舵輪Ｃに繋がり、下端に筒部１ａを有する上側の操舵軸１と、前記筒部１ａ内に挿入されてその上端が前記上側の操舵軸１の筒部１ａに同軸的に連結され、前記操舵輪Ｃに加わる操舵トルクの作用によって捩れるトーションバー２と、下端が前記トーションバー２の下端に同軸的に連結される下側の操舵軸３と、前記トーションバー２の捩れに応じた上側の操舵軸１及び下側の操舵軸３の相対回転変位量によって前記操舵輪Ｃに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ４と、該トルクセンサ４が検出したトルク等に基づいて駆動される操舵補助用のモータ５と、該モータ５の出力軸５０（図２参照）に連動し、該出力軸５０の回転を減速して出力軸３に伝動するウォーム６及びウォームホイール７を有する減速歯車機構Ｄと、前記モータ５が取付けられ、前記トルクセンサ４及び前記減速歯車機構Ｄが収容されるハウジング８とを備えている。
【００１６】
このハウジング８は、前記トルクセンサ４を収容する第１収容部８ａと、該第１収容部８ａに連なり、前記ウォームホイール７を収容する第２収容部８ｂと、該第２収容部８ｂに連なり、前記ウォーム６を収容する第３収容部８ｃとを備えている。
【００１７】
図２は実施の形態１の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
第３収容部８ｃはウォーム６の軸長方向に長くなっており、その長手方向一端が開放され、他端が閉鎖されている。第３収容部８ｃの一端部には転がり軸受９が嵌合される第１の嵌合孔８１と、該第１の嵌合孔８１の一端に連なる環状溝８２と、該環状溝８２に連なるモータ取付部８３と、前記第１の嵌合孔８１の他端に連なり前記転がり軸受９の移動を規制する規制部８４とが設けられている。そして、前記第１の嵌合孔８１に単列玉軸受からなる前記転がり軸受９の外輪９ａが嵌合され、環状溝８２に止め輪１０が嵌め込まれ、この止め輪１０と前記規制部８４とによって転がり軸受９の軸長方向への移動を規制している。
【００１８】
モータ取付部８３は、モータ５におけるモータケース５１の一端に前記出力軸５０と同軸的に突設された嵌合環部５２が嵌合される第２の嵌合孔８３ａと、該第２の嵌合孔８３ａに連なる取付座８３ｂとを有しており、該取付座８３ｂに前記モータケース５１の一端が対接した状態でモータ５が取付けられる。そして、第２の嵌合孔８３ａを前記転がり軸受９の中心に対して傾斜させ、さらに、この第２の嵌合孔８３ａの中心と直交するように前記取付座８３ｂを前記転がり軸受９の中心と直交する垂直面に対して傾斜させることにより、前記出力軸５０が前記ウォーム６及び転がり軸受９の中心線に対して傾斜する如くモータ５を取付け可能としてある。
【００１９】
第３収容部８ｃの他端部には前記ウォーム６の他端に設けられた軸部６ｃが挿入される凹孔８５及び該凹孔８５の内面に臨み、ウォーム６のラジアル方向に向けて穿設された円筒形の案内孔８６が設けられており、該案内孔８６にウォーム６をウォームホイール７に向けてラジアル方向へ押付ける押付手段２０が設けられている。
【００２０】
減速歯車機構Ｄは、前記モータ５の出力軸５０にセレーション嵌合されるウォーム６と、前記下側の操舵軸３の途中に嵌合固定されるウォームホイール７とを備え、該ウォーム６及びウォームホイール７の噛合により前記出力軸５０の回転を減速して下側の操舵軸３に伝動し、該下側の操舵軸３からユニバーサルジョイントを経て例えばラックピニオン式の舵取機構（不図示）へ伝動するようにしている。
【００２１】
ウォーム６は前記下側の操舵軸３の軸芯と交叉するように配置されており、複数条の歯を有する歯部６ａの一端には前記出力軸５０が嵌合される嵌合孔６１を有する円筒形の軸部６ｂが設けられており、他端には円柱形の軸部６ｃが設けられている。軸部６ｂの外周面には前記転がり軸受９の内輪９ｂが嵌合されており、さらに、この内輪９ｂの内側である前記嵌合孔６１にはセレーションが設けられており、該嵌合孔６１に前記出力軸５０の端部がセレーション嵌合され、出力軸５０の回転力をセレーション嵌合部分の伝動部Ａから軸部６ｂを介してウォーム６に伝動するようにしてある。この伝動部Ａは前記転がり軸受９の幅方向中央近傍に設けてある。また、セレーション嵌合部分は前記出力軸５０の傾斜を吸収することができるように嵌合されている。また、他端の軸部６ｃは前記凹孔８５に挿入され、前記押付手段２０に回転自在に支持されている。
【００２２】
押付手段２０は、すべり軸受２１を有し前記案内孔８６内で移動が可能な押付体２２と、該押付体２２を一方向へ付勢する付勢手段としての弾性体２３と、前記案内孔８６の外部への開口縁側に螺着され前記弾性体２３を介して前記押付体２２を移動操作する操作体２４とを備えている。尚、操作体２４にはロックナット２５が螺着されている。
【００２３】
また、すべり軸受２１を介して前記軸部６ｃを支持する前記押付体２２は円柱形に形成されており、その軸長方向の中間位置、換言すれば前記案内孔８６に沿って移動する移動方向の途中に前記移動方向と直交するように貫通された嵌合孔に前記すべり軸受２１が嵌合固定されている。
【００２４】
また、押付体１２と前記操作体２４との間に介在された前記弾性体２３はコイルバネからなり、前記押付体２２をウォーム６のウォームホイール７との噛合部に予圧を加えるべく前記移動方向へ付勢している。
【００２５】
以上のように構成された電動式パワーステアリング装置において、ウォーム６を組み込む場合、モータ取付部８３から第３収容部８ｃにウォーム６を挿入し、該ウォーム６の他端の軸部６ｃを凹孔８５から押付体２２のすべり軸受２１に挿入支持するとともに、嵌合孔８１に転がり軸受９の外輪９ａを嵌合し、また、一端の軸部６ｂの外周面に転がり軸受９の内輪９ｂを嵌合し、止め輪１０を環状溝８２に嵌め込む。
【００２６】
図３は減速歯車機構のウォームを傾斜させた場合、及び出力軸を傾斜させた場合の伝動部の振れ量を示す説明図である。
また、操作体２４の操作により押付体２２を移動させ、該押付体２２のすべり軸受２１に嵌合している軸部６ｃをラジアル方向へ押付けることにより、ウォーム６及びウォームホイール７の回転中心間距離を調整し、ウォーム６及びウォームホイール７の噛合部のバックラッシュ量を調整する。この場合、ウォーム６は図３に示すようにウォーム６のモータ５側を支持する転がり軸受９への支持部Ｂを中心として傾斜することになるが、モータ５の出力軸５０の回転力をウォーム６に伝動する伝動部Ａは、前記転がり軸受９の軸長方向中央近傍に設けられているため、伝動部Ａをウォーム６の転がり軸受９への支持部Ｂに可及的に近付けることができる。この結果、伝動部Ａの振れ量を少なくすることができ、伝動部Ａでの音鳴りを低減できるとともに、バックラッシュ量の調整代を多くすることができる。
【００２７】
しかも、出力軸５０は前記伝動部Ａを中心として傾斜させてあるため、この出力軸５０の傾斜によって前記ウォーム６が傾斜することを回避でき、ウォーム６のウォームホイール７との良好な噛合関係を維持しつつモータ５と車体、車両部品等との干渉を改善することができる。
【００２８】
図４はモータの位置を変える場合の説明図である。例えばラックピニオン式の舵取機構におけるラックハウジング１２に前記ハウジング８が結合された場合、該ハウジング８に取付けられたモータ５がラックハウジング１２の近傍でハウジング８に対して外方へ大きく張り出すことになるが、該モータ５はウォーム６及びウォームホイール７の良好な噛合関係を維持しつつ図４の鎖線のように位置を変えてハウジング８に固定することができる。
【００２９】
実施の形態２
図５は実施の形態２の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
この実施の形態２では、実施の形態１のように嵌合孔６１を有する円筒形の軸部６ｂをウォーム６に設け、該軸部６ｂを転がり軸受９に嵌合する代わりに、ウォーム６の一端に円柱形の軸部６ｄを設け、モータ５の出力軸５０の端部を前記転がり軸受９の内輪９ｂに軸受筒１１を介して嵌合するとともに、出力軸５０の端部で前記内輪９ｂの内側となる位置に前記軸部６ｄがセレーション嵌合される嵌合孔５１を設け、出力軸５０の回転力をセレーション嵌合部分の伝動部Ａからウォーム６に伝動するようにしてある。この伝動部Ａは前記転がり軸受９の軸長方向中央近傍に設けてある。
【００３０】
また、軸受筒１１は前記内輪９ｂに嵌合されている。この軸受筒１１の内周面と出力軸５０の端部外周面とにはセレーションが設けられており、軸受筒１１に前記出力軸５０の端部がセレーション嵌合され、該セレーション嵌合部分によって出力軸５０の傾斜に影響されることなく、出力軸５０の端部を転がり軸受９に支持してある。
【００３１】
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効果の説明を省略する。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明によれば、転がり軸受への支持部を支点として傾斜する小歯車の伝動部でのラジアル隙間の量を小さくすることができるとともに、バックラッシュ量の調整代を充分に確保することができ、しかも、ウォームのウォームホイールとの良好な噛合関係を維持しつつモータと車体、車両部品等との干渉を改善することができる。
【００３３】
第２発明によれば、小歯車の伝動部でのラジアル隙間の量を可及的に小さくすることができるとともに、バックラッシュ量の調整代を充分に確保することができる。
【００３４】
第３発明によれば、モータの回転力を小歯車へ伝動する伝動部での伝動効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態１の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【図３】減速歯車機構のウォームを傾斜させた場合、及び出力軸を傾斜させた場合の伝動部の振れ量を示す説明図である。
【図４】本発明に係る電動式パワーステアリング装置のモータの位置を変える場合の説明図である。
【図５】実施の形態２の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【図６】従来の電動式パワーステアリング装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
５    モータ
６    ウォーム（小歯車）
７    ウォームホイール（大歯車）
８    ハウジング
９    転がり軸受
２０  押付手段
５０  出力軸
Ａ    伝動部
【図１】
0004007055.tif 000002
【図２】
0004007055.tif 000003
【図３】
0004007055.tif 000004
【図４】
0004007055.tif 000005
【図５】
0004007055.tif 000006
【図６】
0004007055.tif 000007