(57)【要約】      （修正有）【課題】組立性に優れた電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】電動モータの出力軸１４ａとウォーム軸１８とを連結する動力伝達継手２０が、出力軸１４ａに連結された第２回転要素２４と、ウォーム軸１８に連結された第１回転要素２３と、両回転要素２３，２４の間に介在する弾性体製の中間要素２５とを含む。中間要素２５は、環状の支持部３２と、支持部３２から放射状に延び、両回転要素２３，２４の係合突起３０，３１間に介在する動力伝達部３３と、支持部３２の径方向内方に配置され、ウォーム軸１８に軸方向Ｘの予圧を付与するスペーサ３４と、支持部３２とスペーサ３４とを連結する連結部３５とを一体に含むユニットを構成している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸を含む電動モータと、
前記出力軸と同軸上に配置されるウォーム軸を含み前記出力軸の回転をステアリングシャフトに伝達する減速機と、
前記出力軸と前記ウォーム軸との間にトルクを伝達する動力伝達継手と、を備え、
前記動力伝達継手は、前記出力軸に連結された第１回転要素と、前記ウォーム軸に連結された第２回転要素と、両回転要素の間に介在し、両回転要素をトルク伝達可能に連結する弾性体製の中間要素と、を含み、
両回転要素は、軸方向に延びる複数の係合突起をそれぞれ含み、互いの係合突起は、回転方向に交互に並ぶように配置され、
前記中間要素は、環状の支持部と、前記支持部から放射状に延びそれぞれ両回転要素の対応する係合突起間に介在する動力伝達部と、前記支持部の径方向内方に配置され前記出力軸と前記ウォーム軸との対向面間で弾性的に圧縮されることで前記ウォーム軸に軸方向の予圧を付与するスペーサと、前記支持部と前記スペーサとを連結する少なくとも１つの連結部と、を一体に含むユニットを構成している電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記支持部と前記スペーサとは、軸方向にオフセットして配置されている電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項２において、前記中間要素は、自由状態で前記支持部の軸直角面に対して対称な形状を形成しており、
前記連結部は、前記支持部と前記スペーサとを互いの軸方向相対変位を許容する状態で連結する電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項において、前記中間要素は、単一の材料で一体に形成されている電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項において、前記連結部の一部が破断している電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータの出力軸の回転をカップリングを介して減速機の入力軸（ウォーム軸）に伝達する電動パワーステアリング装置が種々提案されている（例えば特許文献１，２，３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９０６９３号公報
【特許文献２】特開２００９−２８０１９１号公報
【特許文献３】特開２００９−２８６３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２，３のカップリングは、中心にモータ軸孔を有する環状のボディ部と、ボディ部から放射状に突出する複数の突出部とを備えている。各突出部には、ウォーム軸の軸方向に付勢力を及ぼす弾性突起が形成されている。
しかしながら、弾性突起がウォーム軸の軸中心から離れた位置に配置されるため、モーメント荷重が大きくなる。
【０００５】
そこで、ウォーム軸とモータ軸との間に介在し、ウォーム軸の軸中心を軸方向に付勢するスペーサを設け、該スペーサをカップリングのボディ部内に配置することが考えられる。
しかしながら、組立時において、カップリングとスペーサとの２部品を組み付ける作業が必要であり、組立性が悪くなるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、組立性に優れた電動パワーステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、出力軸（１４ａ）を含む電動モータ（１４）と、前記出力軸と同軸上に配置されるウォーム軸（１８）を含み前記出力軸の回転をステアリングシャフト（６）に伝達する減速機（１５）と、前記出力軸と前記ウォーム軸との間にトルクを伝達する動力伝達継手（２０）と、を備え、前記動力伝達継手は、前記出力軸に連結された第１回転要素（２３）と、前記ウォーム軸に連結された第２回転要素（２４）と、両回転要素の間に介在し、両回転要素をトルク伝達可能に連結する弾性体製の中間要素（２５）と、を含み、両回転要素は、軸方向（Ｘ）に延びる複数の係合突起（３０，３１）をそれぞれ含み、互いの係合突起は、回転方向（Ｚ）に交互に並ぶように配置され、前記中間要素は、環状の支持部（３２）と、前記支持部から放射状に延びそれぞれ両回転要素の対応する係合突起間に介在する動力伝達部（３３）と、前記支持部の径方向内方に配置され前記出力軸と前記ウォーム軸との対向面（１４ｂ，１８ｄ）間で弾性的に圧縮されることで前記ウォーム軸に軸方向の予圧を付与するスペーサ（３４）と、前記支持部と前記スペーサとを連結する少なくとも１つの連結部（３５）と、を一体に含むユニットを構成している電動パワーステアリング装置（１）を提供する。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、前記支持部と前記スペーサとは、軸方向にオフセットして配置されていてもよい。
【０００９】
請求項３のように、前記中間要素は、自由状態で前記支持部の軸直角面（Ｐ）に対して対称な形状を形成しており、前記連結部は、前記支持部と前記スペーサとを互いの軸方向相対変位を許容する状態で連結していてもよい。
請求項４のように、前記中間要素は、単一の材料で一体に形成されていてもよい。
請求項５のように、前記連結部の一部が破断していてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、動力伝達継手の中間要素において、環状の支持部の径方向内方に配置されてウォーム軸に軸方向の予圧を与えるスペーサが、連結部を介して支持部と連結されている。これにより、中間要素がスペーサを含む一体のユニットを構成しているので、スペーサが中間要素から分離している場合と比較して、組立性が向上する。
請求項２の発明によれば、支持部とスペーサとを軸方向にオフセットすることで、周辺部品の設計の自由度を向上することができる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、中間要素を軸方向の向きに拘らず組み付けることができるので、組立性が向上する。
請求項４の発明によれば、製造コストが安くなる。
請求項５の発明によれば、組立時において、連結部の一部が破断していても、機能上の問題がない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置の模式図である。
【図２】電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。
【図３】動力伝達継手の分解斜視図である。
【図４】動力伝達継手の周辺の構造の拡大断面図であり、図２の一部を拡大した図に相当する。
【図５】中間要素の概略断面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿って切断した概略断面図であり、ウォーム軸の第２端部を支持する構造を示している。
【図７】ウォーム減速機のバックラッシを除去するための付勢部材としての板ばねの概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に従って説明する。
図１は本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、運転者のステアリングホイール２（操舵部材）の操作に基づき転舵輪３を転舵させる操舵機構４と、運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構５とを備えている。
【００１４】
操舵機構４は、ステアリングホイール２の回転軸となるステアリングシャフト６を備えている。ステアリングシャフト６は、ステアリングホイール２の中心に連結されるコラムシャフト７と、コラムシャフト７の一端（軸方向下端）に自在継手８を介して連結されるインターミディエイトシャフト９と、インターミディエイトシャフト９の一端（軸方向下端）に自在継手１０を介して連結されるピニオンシャフト１１とを含む。
【００１５】
コラムシャフト７は、ステアリングホイール２に連結される入力シャフト７ａと、インターミディエイトシャフト９に連結される出力シャフト７ｂと、入力シャフト７ａおよび出力シャフト７ｂを同軸上に連結するトーションバー７ｃとを備えている。
ピニオンシャフト１１の軸方向下端にはピニオン１１ａが設けられている。操舵機構４は、ピニオン１１ａと噛み合うラック１２ａを形成したラックシャフト１２を備えている。ピニオン１１ａとラック１２ａとにより、運動変換機構であるラックアンドピニオン機構Ａが形成されている。
【００１６】
運転者のステアリング操作に伴いステアリングシャフト６が回転すると、その回転運動が、ラックアンドピニオン機構Ａを介して、ラックシャフト１２の軸方向の往復直線運動に変換される。そのラックシャフト１２の往復直線運動が、ラックシャフト１２の両端に連結されたタイロッド１３を介して転舵輪３に伝達される。これにより、転舵輪３の転舵角が変化し、車両の進行方向が変更される。
【００１７】
アシスト機構５は、コラムシャフト７にアシストトルクを付与する電動モータ１４と、電動モータ１４の回転をコラムシャフト７に伝達する減速機としてのウォーム減速機１５と、電動モータ１４の動作を制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit) １６とを備えている。
ウォーム減速機１５は、ハウジング１７と、ウォーム軸１８と、ウォーム軸１８と噛み合うウォームホイール１９と、電動モータ１４の出力軸１４ａとウォーム軸１８とをトルク伝達可能に連結する動力伝達継手２０とを含む。ウォーム軸１８、ウォームホイール１９および動力伝達継手２０は、ハウジング１７内に収容されている。
【００１８】
電動モータ１４の回転が、ウォーム減速機１５を介してコラムシャフト７に伝達されることによりステアリングシャフト６にモータトルクが付与され、ステアリング操作が補助される。
また、電動パワーステアリング装置１には、運転者のステアリング操作に際してステアリングシャフト６に付与されるトルクである操舵トルクＴを、コラムシャフト７の入力シャフト７ａと出力シャフト７ｂとの相対回転に基づいて検出するトルクセンサ２１が設けられている。一方、車両には、車速Ｖ（車両の走行速度）を検出する車速センサ２２が設けられている。
【００１９】
ＥＣＵ１６は、検出される操舵トルクＴおよび検出される車速Ｖに基づいて、目標アシスト力を設定し、電動モータ１４からコラムシャフト７に付与されるアシストトルクが目標アシストトルクとなるように電動モータ１４に供給される電流をフィードバック制御する。
本実施形態では、電動パワーステアリング装置１が、電動モータ１４がコラムシャフト７に動力を付与する、いわゆるコラムアシストタイプである例に則して説明するが、これに限らず、本発明は、電動モータがピニオシャフトに動力を付与する、いわゆるピニオンアシストタイプの電動パワーステアリング装置に適用することができる。
【００２０】
図２に示すように、ウォーム軸１８は、電動モータ１４の出力軸１４ａと同軸上に配置される。出力軸１４ａとウォーム軸１８とは軸方向Ｘに対向している。すなわち、出力軸１４ａとウォーム軸１８とは、互いの端部を軸方向Ｘに対向させている。
ウォーム軸１８は、その軸長方向に離隔する第１端部１８ａおよび第２端部１８ｂと、第１端部１８ａおよび第２端部１８ｂ間の中間部の歯部１８ｃとを有する。
【００２１】
ウォームホイール１９は、コラムシャフト７の出力シャフト７ｂの軸方向中間部に一体回転可能に且つ軸方向移動不能に連結されている。ウォームホイール１９は、出力シャフト７ｂに一体回転可能に結合された環状の芯金１９ａと、芯金１９ａの周囲を取り囲み外周に歯部１９ｃを形成した樹脂部材１９ｂとを備える。芯金１９ａは、例えば樹脂部材１９ｂの樹脂成形時に金型内にインサートされる。
【００２２】
ウォーム軸１８の第１端部１８ａとこれに対向する電動モータ１４の出力軸１４ａの端部とは、動力伝達継手２０を介して、トルク伝達可能に且つ互いに揺動可能に連結されている。
具体的には、動力伝達継手２０は、ウォーム軸１８の第１端部１８ａに一体回転可能に固定された第１回転要素２３と、電動モータ１４の出力軸１４ａに一体回転可能に固定された第２回転要素２４と、第１回転要素２３と第２回転要素２４との間に介在し両回転要素２３，２４間にトルクを伝達する弾性体製の中間要素２５とを備えている。
【００２３】
図３および図２の要部を拡大した図４に示すように、第１回転要素２３は、ウォーム軸１８の第１端部１８ａが圧入される嵌合孔２６ａが形成されたボス２６と、ボス２６から径方向外方へ延びる環状のフランジ２７とを備えている。ボス２６は、ウォーム軸１８の第１端部１８ａに一体回転可能に且つ軸方向移動不能に嵌合されている。
第２回転要素２４は、電動モータ１４の出力軸１４ａが圧入される嵌合孔２８ａが形成されたボス２８と、ボス２８から径方向外方へ延びる環状のフランジ２９とを備えている。第１回転要素２３のフランジ２７と第２回転要素２４のフランジ２９とは、軸方向Ｘに対向している。
【００２４】
第１回転要素２３のフランジ２７は、第２回転要素２４のフランジ２９に向けて軸方向Ｘに突出する複数の係合突起３０を回転方向Ｚ（周方向に相当）に等間隔離隔するように設けている。
第２回転要素２４のフランジ２９は、第１回転要素２３のフランジ２７に向けて軸方向Ｘに突出する複数の係合突起３１を回転方向Ｚ（周方向に相当）に等間隔離隔するように設けている。第１回転要素２３の係合突起３０と第２回転要素２４の係合突起３１とは、回転方向Ｚ（周方向）の交互に配置されている。
【００２５】
中間要素２５は、環状の支持部３２と、支持部３２から放射状に延びる複数のアーム状の動力伝達部３３と、支持部３２の径方向内方に配置されたスペーサ３４と、支持部３２とスペーサ３４とを連結する少なくとも１つの連結部３５とを備えている。中間要素２５は、単一の材料（例えばウレタンゴム等のゴム材料）で一体に形成されたユニットを構成している。
【００２６】
図３に示すように、各動力伝達部３３は、第１回転要素２３および第２回転要素２４の対応する係合突起３０，３１間にそれぞれ介在する。各動力伝達部３３は、第１回転要素２３および第２回転要素２４の対応する係合突起３０，３１の動力伝達面３０ａ，３１ａにそれぞれ係合する一対の動力伝達面３３ａ，３３ｂを含む。
スペーサ３４は、出力軸１４ａとウォーム軸１８との対向面１４ｂ，１８ｄ間で弾性的に圧縮されることでウォーム軸１８に軸方向Ｘの予圧を付与する機能を果たす。スペーサ３４は、例えば円柱状の部材であり、支持部３２と同心的に配置されている。
【００２７】
図５に示すように、中間要素２５は、自由状態で支持部３２の軸直角面Ｐに対して対称な形状を形成している。図４に示すように、中間要素２５の組み付け状態では、支持部３２とスペーサ３４とは、軸方向Ｘにオフセットして配置されている。すなわち、連結部３５は、支持部３２とスペーサ３４とを互いの軸方向相対変位を許容する状態で連結している。
【００２８】
再び、図２を参照して、ウォーム軸１８の第１端部１８ａは、第１軸受４１を介してハウジング１７に回転可能に支持されている。ウォーム軸１８の第２端部１８ｂは、第２軸受４２を介してハウジング１７に回転可能に支持されている。
動力伝達継手２０の弾性体製の中間要素２５が弾性変形することで、第１軸受４１の軸受中心を中心として、電動モータ１４の出力軸１４ａに対するウォーム軸１８の揺動が許容されている。
【００２９】
第１軸受４１および第２軸受４２は、例えば玉軸受により構成されている。
第１軸受４１は、ウォーム軸１８の第１端部１８ａに一体回転可能に嵌合された内輪４３と、ハウジング１７に設けられた軸受孔４４に固定された外輪４５とを備えている。
外輪４５が、軸受孔４４の端部に設けられた位置決め段部４６と、軸受孔４４に設けられたねじ部にねじ嵌合された止定部材４７との間で軸方向に挟持されている。これにより、外輪４５の軸方向移動が規制されている。
【００３０】
第２軸受４２の内輪５０は、ウォーム軸１８の第２端部１８ｂの外周に設けられた嵌合凹部５１に一体回転可能に嵌合されている。内輪５０の一方の端面が、第２端部１８ｂの外周に設けられた位置決め段部５２に当接しており、これにより、ウォーム軸１８に対する内輪５０の軸方向移動が規制されている。
ハウジング１７には、第２軸受４２を保持するための軸受孔５３が設けられている。軸受孔５３は、第２軸受４２を、ウォーム軸１８とウォームホイール１９の中心間距離Ｄ１（ウォーム軸１８の回転中心Ｃ１とウォームホイール１９の回転中心Ｃ２との距離に相当）が増減する方向Ｙ１，Ｙ２（増加する方向Ｙ１および減少する方向Ｙ２）に偏倚可能に保持することのできる偏倚孔に形成されている。
【００３１】
軸受孔５３の内周と、第２軸受４２の外輪５４との間に、例えば環状の板ばねからなる付勢部材６０が介在している。付勢部材６０は、第２軸受４２を中心間距離Ｄ１が減少する方向Ｙ２に付勢する。付勢部材６０は、例えば板金により形成される薄板状の部材である。
図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である図６および斜視図である図７を参照して、付勢部材６０は、第２軸受４２の外輪５４の外周５４ａを包囲する有端環状をなす主体部６１と、主体部６１の周方向の端部である第１端部６１ａおよび第２端部６１ｂからそれぞれ折り曲げ状に延設された一対の回転規制部６２と、各回転規制部６２からそれぞれ折り曲げ状に延びる一対の片持ち状の弾性舌片６３とを含む。
【００３２】
各回転規制部６２の幅は、主体部６１の幅よりも細くされている。主体部６１は、摩擦係合によりハウジング１７の軸受孔５３の内周に保持されている。図７に示すように、一対の弾性舌片６３の一方は第１側縁６１ｃ側に配置され、他方の弾性舌片６３は第２側縁６１ｄ側に配置されて、互い違いとされている。
再び図６を参照して、ハウジング１７の軸受孔５３は、その内周の一部に、第２軸受４２に対してウォームホイール１９側（中心間距離が減少する方向Ｙ２）とは反対の方向（中心間距離が増加する方向Ｙ１）に窪む受け凹部６４を形成している。付勢部材６０の各弾性舌片６３の先端は、軸受孔５３の受け凹部６４の底によって受けられ、各弾性舌片６３の付勢力が、第２軸受４２を介してウォーム軸１８の第２端部１８ｂを、中心間距離Ｄ１が減少する方向Ｙ２に付勢している。
【００３３】
受け凹部６４はそれぞれ軸受孔５３の回転方向Ｚ（周方向）に対向する一対の内壁６４ａ，６４ｂを有しており、付勢部材６０の各回転規制部６２は、対応する内壁６４ａ，６４ｂに当接することにより、軸受孔５３の回転方向Ｚ（周方向）への、付勢部材６０の回転を規制する。
本実施形態によれば、図３に示すように、動力伝達継手２０の中間要素２５において、環状の支持部３２の径方向内方に配置されてウォーム軸１８に軸方向Ｘの予圧を与えるスペーサ３４が、連結部３５を介して支持部３２と連結されている。これにより、中間要素２５がスペーサ３４を含む一体のユニットを構成している。したがって、スペーサ３４が中間要素２５から分離している場合と比較して、組立性が向上する。
【００３４】
また、図４に示すように、支持部３２とスペーサ３４とを軸方向Ｘにオフセットすることで、周辺部品の設計の自由度を向上することができる。例えば、第１回転要素２３のボス２６とウォーム軸１８の第１端部１８ａとの嵌合長を増大することが可能となる。
また、図５に示すように、中間要素２５が、自由状態で支持部３２の軸直角面Ｐに対して対称な形状を形成しており、連結部３５は、支持部３２とスペーサ３４とを軸方向Ｘの相対変位を許容する状態で連結している。可及的に、組立時において、中間要素２５を軸方向Ｘの向きに拘らず組み付けることができるので、組立性が向上する。
【００３５】
また、中間要素２５が、単一の材料で一体に形成されたユニットを構成しているので、製造コストが安くなる。
本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、図示していないが、組立時において、連結部３５の一部が破断していても、組立後において、機能上の問題がない。すなわち、連結部３５の破断強度等を考慮する必要がないので、可及的に、中間要素２５の設計の自由度が増大する。
【００３６】
また、中間要素２５において、スペーサ３４を形成する材料が、中間要素２５の支持部３２や動力伝達部３３を形成する材料と異なっていてもよい。例えば、スペーサ３４を形成する材料の硬度が、動力伝達部３３を構成する材料の硬度よりも低くされていてもよい。この場合、相対的に高い硬度の動力伝達部３３が、良好なトルク伝達機能を発揮し、相対的に低い硬度のスペーサ３４が良好な予圧機能を発揮することになる。
【００３７】
例えば、中間要素２５を射出形成する金型において、動力伝達部形成用キャビティに接続されて動力伝達部形成用キャビティ内に第１樹脂材料を射出する第１ゲートと、スペーサ形成用キャビティに接続されてスペーサ形成用キャビティ内に第２樹脂材料を射出する第２ゲートとを設けて、動力伝達部３３とスペーサ３４とを同時に成形してもよい。この場合、連結部３５は、第１、第２樹脂材料の何れで形成されてもよい。
【００３８】
その他、本発明は、特許請求範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…電動パワーステアリング装置、４…操舵機構、５…アシスト機構、６…ステアリングシャフト、１４…電動モータ、１４ａ…出力軸、１４ｂ…対向面、１５…ウォーム減速機、１８…ウォーム軸、１８ｄ…対向面、１９…ウォームホイール、２０…動力伝達継手、２３…第１回転要素、２４…第２回転要素、２５…中間要素、２６…ボス、２７…フランジ、２８…ボス、２９…フランジ、３０，３１…係合突起、３２…支持部、３３…動力伝達部、３４…スペーサ、３５…連結部、Ｐ…軸直角面、Ｘ…軸方向、Ｚ…回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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