(57)【要約】【課題】分割されたハウジング同士の嵌合部において、異音の発生を抑制できるハウジング構造およびパワーステアリング装置を提供する。【解決手段】内筒端面２３を有する嵌合内筒部２１と、内筒端面２３から径方向に離れた位置に形成された第１ボルト合わせ面２９を有する第１ボルト締結部２７と、を有し、第１軸受１３を介してアシスト軸４の一端側を支承する第１ハウジング８と、外筒端面を有する嵌合外筒部２２と、第１ボルト合わせ面２９と合わさる第２ボルト合わせ面３０を有する第２ボルト締結部２８と、を有し、第２軸受１７を介してアシスト軸４の他端側を支承する第２ハウジング９と、を備えたハウジング構造において、内筒端面２３と内筒対向面２６との間に第１隙間Ｃ１を設定し、外筒端面と外筒対向面との間に第２隙間Ｃ２を設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材の軸心回りに形成され先端に内筒端面を有する嵌合内筒部と、前記内筒端面から径方向に離れた位置に形成された第１ボルト合わせ面を有する第１ボルト締結部と、を有し、第１軸受を介して前記軸部材の一端側を支承する第１ハウジングと、
前記嵌合内筒部が嵌合し先端に外筒端面を有する嵌合外筒部と、前記第１ボルト合わせ面と合わさる第２ボルト合わせ面を有する第２ボルト締結部と、を有し、第２軸受を介して前記軸部材の他端側を支承する第２ハウジングと、
を備え、
前記内筒端面と該内筒端面に軸方向に対向する前記第２ハウジングの内筒対向面との間に第１隙間が設定されるとともに、前記外筒端面と該外筒端面に軸方向に対向する前記第１ハウジングの外筒対向面との間に第２隙間が設定され、
前記軸部材のスラスト荷重により、前記嵌合内筒部と前記嵌合外筒部とが軸方向に互いに離間した後に戻るとき、前記第１隙間により前記内筒端面と前記内筒対向面との接触が回避され、前記第２隙間により前記外筒端面と前記外筒対向面との接触が回避されることを特徴とするハウジング構造。
【請求項２】
前記第２隙間は、前記外筒対向面が前記第１ボルト合わせ面と同一平面上に位置し、前記外筒端面が前記第２ボルト合わせ面よりも他端側に位置することにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載のハウジング構造。
【請求項３】
前記第２隙間は、前記外筒端面が前記第２ボルト合わせ面と同一平面上に位置し、前記外筒対向面が前記第１ボルト合わせ面よりも一端側に位置することにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載のハウジング構造。
【請求項４】
前記軸部材は、アシスト用モータにより駆動するウォームホイールを軸着したアシスト軸であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のハウジング構造を有する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、ハウジング構造およびパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置のハウジング構造の従来例として特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１には、ウォームギヤ機構を収容するとともにアシスト軸の一端を回転自在に支承するギヤケース（第１ハウジング）と、アシスト軸のピニオンに噛合するラック軸を収容するとともにアシスト軸の他端を回転自在に支承するギヤボックス（第２ハウジング）とに分割構成されたハウジングが記載されている。第１ハウジングには嵌合外筒部が形成され、第２ハウジングには嵌合内筒部が形成されている。第１ハウジングと第２ハウジングとは、嵌合内筒部が嵌合外筒部に内嵌したうえでボルトの締結により一体化される。嵌合外筒部の先端の外筒端面（アシスト軸の軸心と直交する面）は、嵌合内筒部の径外側に形成された第２ハウジングの外筒対向面と突き合うように接面される。嵌合内筒部と嵌合外筒部との間には、ハウジング内をシールするためのＯリングが介装されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２３６３２２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１のように、嵌合内筒部と嵌合外筒部とによる筒部の重ね合わせの嵌合方式を用いる理由は、第１ハウジングと第２ハウジングとにわたって支承されるアシスト軸の心出しの精度を確保するためである。このような嵌合内筒部と嵌合外筒部とを有するハウジング構造においては次のような問題がある。例えば最大まで転舵されラック軸が左方向或いは右方向に移動して図示しないラックストッパに突き当たったとき、ラック軸のラックとアシスト軸のピニオンとの間には大きな噛合い反力が生じる。ラックおよびピニオンは通常、ヘリカルギヤであることから、前記噛合い反力によりアシスト軸にはスラスト荷重が作用する。このスラスト荷重は第１ハウジングに伝達される。
【０００５】
そして、嵌合内筒部と嵌合外筒部との嵌合部位がボルトの締結部から離れている場合、第１ハウジングに伝達されたスラスト荷重により、嵌合内筒部と嵌合外筒部とが互いに軸方向にずれやすいという問題がある。特に、接面状態にあった外筒端面と外筒対向面とが一旦互いに離れる方向のスラスト荷重を受け、その後再び接面する動きをしたときに、外筒端面と外筒対向面との間に異音（スティックスリップ音）を生じるおそれがある。また、嵌合内筒部と嵌合外筒部との間には弾性体のＯリングが介装されていることから、接面状態の外筒端面と外筒対向面とが互いを押し合う方向のスラスト荷重を受けたときに、Ｏリングが弾性変形して嵌合内筒部と嵌合外筒部とが径方向（ラジアル方向）にずれることによっても、外筒端面と外筒対向面との間に異音（スティックスリップ音）を生じるおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、分割されたハウジング同士の嵌合部において、異音の発生を抑制できるハウジング構造およびパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、軸部材の軸心回りに形成され先端に内筒端面を有する嵌合内筒部と、前記内筒端面から径方向に離れた位置に形成された第１ボルト合わせ面を有する第１ボルト締結部と、を有し、第１軸受を介して前記軸部材の一端側を支承する第１ハウジングと、前記嵌合内筒部が嵌合し先端に外筒端面を有する嵌合外筒部と、前記第１ボルト合わせ面と合わさる第２ボルト合わせ面を有する第２ボルト締結部と、を有し、第２軸受を介して前記軸部材の他端側を支承する第２ハウジングと、を備え、前記内筒端面と該内筒端面に軸方向に対向する前記第２ハウジングの内筒対向面との間に第１隙間が設定されるとともに、前記外筒端面と該外筒端面に軸方向に対向する前記第１ハウジングの外筒対向面との間に第２隙間が設定され、前記軸部材のスラスト荷重により、前記嵌合内筒部と前記嵌合外筒部とが軸方向に互いに離間した後に戻るとき、前記第１隙間により前記内筒端面と前記内筒対向面との接触が回避され、前記第２隙間により前記外筒端面と前記外筒対向面との接触が回避されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、アシスト軸のスラスト荷重に起因して嵌合内筒部と嵌合外筒部とが軸方向に互いに離間して再び戻ったときに、外筒端面と外筒対向面とが接触しないように、外筒端面と外筒対向面との間に第２隙間が設定されている。同様に、内筒端面と内筒対向面とが接触しないように、内筒端面と内筒対向面との間に第１隙間が設定されている。これにより、嵌合内筒部と嵌合外筒部との間での異音の発生を回避できる。
【０００９】
また、本発明は、前記第２隙間は、前記外筒対向面が前記第１ボルト合わせ面と同一平面上に位置し、前記外筒端面が前記第２ボルト合わせ面よりも他端側に位置することにより形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記第２隙間は、前記外筒端面が前記第２ボルト合わせ面と同一平面上に位置し、前記外筒対向面が前記第１ボルト合わせ面よりも一端側に位置することにより形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、既存のハウジング構造に対して第２隙間を簡単に形成できる。
【００１１】
また、本発明は、前記軸部材は、アシスト用モータにより駆動するウォームホイールを軸着したアシスト軸であることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、補助トルク機構のハウジングにおいて異音の発生を抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ハウジングの異音の発生を抑制でき、高品位なパワーステアリング装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図２】ハウジングおよびハウジング内部の構造を示す断面図である。
【図３】嵌合内筒部および嵌合外筒部の断面図である。
【図４】第１ハウジングの外観斜視図である。
【図５】第２ハウジングの外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１において、電動パワーステアリング装置１は、左右方向に延びるラック軸５８を有するステアリング機構５１と、ラック軸５８の一端側に配置された補助トルク機構５２とを備えたラックアシスト式の装置である。
【００１６】
ステアリング機構５１は、運転者が操作するステアリングホイール５３と、ステアリングホイール５３の操作により回転するステアリング軸５４と、ステアリング軸５４の下部側に図示しないトーションバーを介して設けられるピニオン軸５５と、ピニオン軸５５のピニオンに噛合するラック５８Ａが形成され、両端にタイロッド５６を介して左右の車輪５７が連結されるラック軸５８と、を備えている。運転者がステアリングホイール５３を操作すると、ラック軸５８が左方又は右方へ移動して車輪５７が転舵される。
【００１７】
補助トルク機構５２は、ラック軸５８と、アシスト用モータ２と、ウォームギヤ機構３と、ラック軸５８のラック５８Ａに噛合するピニオン４Ａが形成されたアシスト軸（軸部材）４と、ラック軸５８とウォームギヤ機構３とアシスト軸４とを覆うハウジング５と、を備えて構成されている。ウォームギヤ機構３は、アシスト用モータ２に軸着されたウォーム６と、ウォーム６に噛合するウォームホイール７と、を備えている。ウォームホイール７はアシスト軸４に軸着されている。補助トルク機構５２は、ステアリングホイール５３に加えられたトルクが図示しないトルクセンサで検出され、その検出したトルクに応じて図示しない制御装置によりアシスト用モータ５９が駆動制御される。これにより、アシスト用モータ５９の発生トルクは、ウォームギヤ機構３およびアシスト軸４を介して、ラック軸５８に、ステアリングホイール５３に加えられた運転者の操作力に対する補助力として伝達される。
【００１８】
以下では、本発明を前記ハウジング５に適用した形態について説明する。
図２において、ハウジング５は、第１ハウジング８と第２ハウジング９とに分割構成されている。第１ハウジング８は、ウォームギヤ機構３を収容するとともに、ウォームギヤ機構３のウォームホイール７が軸着されたアシスト軸４の上端（一端）寄りを回転自在に支承するハウジングである。第２ハウジング９は、ラック軸５８を収容するとともに、アシスト軸４の下端（他端）寄りを回転自在に支承するハウジングである。
【００１９】
アシスト軸４は、上端にウォームホイール７が軸着されている。なお、ウォームホイール７は、アシスト軸４の上端に圧入等により固定される環状軸部７Ａと、環状軸部７Ａの外周に一体に取り付けられたギヤ部７Ｂとから構成されている。そして、アシスト軸４にはその軸心Ｏ方向中程から下端寄りにかけてピニオン４Ａが形成されている。
【００２０】
「第１ハウジング８」
第１ハウジング８は、アシスト軸４の軸心Ｏ回りに形成され下端（先端）に環状の内筒端面２３を有する嵌合内筒部２１と、内筒端面２３から軸心Ｏの径方向に離れた位置に形成された第１ボルト合わせ面２９を有する第１ボルト締結部２７と、を有している。内筒端面２３と第１ボルト合わせ面２９とは共に、軸心Ｏと直交する面に沿って形成されている。
【００２１】
第１ハウジング８は、概ねアシスト軸４の軸心Ｏを筒軸方向としてウォームホイール７の収容空間を有する略円筒形状を呈している。第１ハウジング８の一部は、ウォーム６を収容するため径方向に膨出形成されている。ウォーム６およびウォームホイール７はヘリカルギヤである。第１ハウジング８の筒軸方向両端には開口部が形成されている。下方の開口部は前記嵌合内筒部２１として形成されており、アシスト軸４を挿通させるための開口部である。上方の開口部は、Ｏリング１１を介装したうえで取り付けたエンドキャップ１０により塞がれる。エンドキャップ１０は図示しないボルトにより第１ハウジング８に締結されている。
【００２２】
アシスト軸４の上端側は第１軸受１３を介して第１ハウジング８に支承されている。第１軸受１３の内輪は、その一側面がウォームホイール７の環状軸部７Ａに当接し、他側面が内輪ストッパ１４に当接することで軸心Ｏ方向の位置決めがなされる。内輪ストッパ１４は例えばアシスト軸４の外周に螺合により軸着されている。第１軸受１３の外輪は、その一側面が第１ハウジング８に形成された位置決め壁部１５に当接し、他側面が外輪ストッパ１６に当接することで軸心Ｏ方向の位置決めがなされる。外輪ストッパ１６は、例えば、嵌合内筒部２１の内周面の溝に嵌合する止め輪から構成される。
【００２３】
第１ハウジング８の外壁面において、嵌合内筒部２１の上部径外寄りには、嵌合外筒部２２の外筒端面２４（図３）に軸Ｏ方向に対向する環状の外筒対向面２５（図３）が形成されている。外筒対向面２５は、軸心Ｏと直交する面に沿って形成されている。嵌合内筒部２１の外周面には、軸心Ｏ回りに矩形状のシール溝３１が形成されており、このシール溝３１にＯリング等のシール部材３２が嵌合されている。
【００２４】
図４に示すように、第１ボルト締結部２７は、嵌合内筒部２１の径外側において、概ね軸心Ｏを中心とする円周方向に間隔を空けて複数（本実施形態では３つ）形成されている。但し、各第１ボルト締結部２７は同一円周上に位置している必要はない。各第１ボルト締結部２７は、中心に雌ねじ穴３３が形成された環状の第１ボルト合わせ面２９を有している。外筒対向面２５と第１ボルト合わせ面２９との間にはリブ３４が形成されている。リブ３４の下端面３４Ａは、第１ボルト合わせ面２９よりも上方に位置している。外筒対向面２５はリブ３４の下端面３４Ａと同一平面となるように形成されている。つまり、外筒対向面２５は第１ボルト合わせ面２９よりも上方に位置している。
【００２５】
「第２ハウジング９」
図２において、第２ハウジング９は、嵌合内筒部２１が嵌合し上端（先端）に環状の外筒端面２４（図３）を有する嵌合外筒部２２と、第１ボルト合わせ面２９と合わさる第２ボルト合わせ面３０を有する第２ボルト締結部２８と、を有している。外筒端面２４と第２ボルト合わせ面３０とは共に、軸心Ｏと直交する面に沿って形成されている。
【００２６】
第２ハウジング９は、概ねアシスト軸４の軸心Ｏ方向中程から他端までを収容する略円筒形状のアシスト軸収容部９Ａと、アシスト軸収容部９Ａの一部から径方向に膨出形成されたラック軸収容部９Ｂと、を備えた形状からなる。アシスト軸収容部９Ａの上部には、第１ハウジング８の嵌合内筒部２１が内嵌される嵌合外筒部２２が形成されている。
【００２７】
アシスト軸４は、ピニオン４Ａの形成範囲よりも下端寄りが第２軸受１７を介してアシスト軸収容部９Ａに支承されている。第２軸受１７は例えばニードルベアリングである。ラック軸５８は背面をプレッシャパッド１８を介してコイルばね１９によりアシスト軸４に向けて常時付勢されている。これにより、ピニオン４Ａとラック５８Ａとの適正な噛合が保持される。なお、コイルばね１９は一端がプレッシャパッド１８に当接し、他端がラック軸収容部９Ｂに取り付けたキャップ２０に当接している。プレッシャパッド１８およびコイルばね１９はラック軸収容部９Ｂに収容されている。
【００２８】
第２ハウジング９の内壁面において、嵌合外筒部２２の下部径内寄りには、嵌合内筒部２１の内筒端面２３に軸Ｏ方向に対向する環状の内筒対向面２６が形成されている。内筒対向面２６は、軸心Ｏと直交する面に沿って形成されている。
【００２９】
図５に示すように、第２ボルト締結部２８は、嵌合外筒部２２の径外側において、概ね軸心Ｏを中心とする円周方向に間隔を空けて複数（本実施形態では３つ）形成されている。各第１ボルト締結部２７には、軸Ｏ方向に沿うボルト通し孔３５が形成されている。ボルト通し孔３５周りの第２ボルト締結部２８の上面が第２ボルト合わせ面３０を構成する。各第１ボルト締結部２７は、それぞれ嵌合外筒部２２の外周面から径外方向に突設された略薄肉状の脚座３６に形成されている。外筒端面２４と第２ボルト合わせ面３０とは同一平面となるように形成されている。
【００３０】
以上の構造を備える第１ハウジング８と第２ハウジング９とは、嵌合内筒部２１が嵌合外筒部２２に内嵌したうえで、第１ボルト合わせ面２９と第２ボルト合わせ面３０とが突き合わされて、ボルト通し孔３５を通して雌ねじ穴３３に螺合するボルト３７により締結固定される。ハウジング５の内部は、嵌合内筒部２１の外周面と嵌合外筒部２２の内周面との間に介設されたシール部材３２により封密される。嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２とによる筒部の重ね合わせの嵌合方式を用いている理由は、第１ハウジング８と第２ハウジング９とにわたって支承されるアシスト軸４の心出しの精度を出すためである。
【００３１】
第１ハウジング８と第２ハウジング９とがボルト３７により締結固定された状態において、内筒端面２３と内筒対向面２６との間には軸Ｏ方向に第１隙間Ｃ１が設定されるとともに、外筒端面２４と外筒対向面２５との間には軸Ｏ方向に第２隙間Ｃ２が設定されている。第２隙間Ｃ２に関しては、第１ボルト合わせ面２９および第２ボルト合わせ面３０の位置に対して、外筒端面２４が同一平面上に位置し、外筒対向面２５が上方に位置することにより形成されている。
【００３２】
第２隙間Ｃ２については、例えば第１ボルト合わせ面２９および第２ボルト合わせ面３０の位置に対して、外筒対向面２５を同一平面上に位置させ、外筒端面２４を下方に位置させることにより形成してもよい。場合によっては、第２隙間Ｃ２として、第１ボルト合わせ面２９および第２ボルト合わせ面３０の位置に対して、外筒端面２４を下方に位置させ、かつ、外筒対向面２５を上方に位置させることにより形成してもよい。
【００３３】
「作用」
ステアリングホイール５３を最大まで勢いよく転舵したときや車輪５７側から外力が入力して、ラック軸５８が左方向或いは右方向に移動して図示しないラックストッパに突き当たったとき、ラック５８Ａとピニオン４Ａとの間に大きな噛合い反力が生じる場合がある。ラック５８Ａおよびピニオン４Ａはヘリカルギヤであることから、前記噛合い反力によりアシスト軸４にはスラスト荷重が作用する。このスラスト荷重は第１軸受１３を介して第１ハウジング８に伝達される。
【００３４】
ここで、嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２との嵌合部位は、第１ボルト締結部２７と第２ボルト締結部２８とのボルト締結部から離間しており、特に嵌合部位とボルト締結部との間には薄肉状のリブ３４や脚座３６が介在していることから、嵌合部位の剛性を大きくとれないことがある。このような場合、第１ハウジング８に伝達されたスラスト荷重により、嵌合部位周りが撓んで、嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２とが互いに軸心Ｏ方向にずれるおそれがある。従来では、接面状態にある外筒端面と外筒対向面とが一旦互いに離れ再び接面する動きをしたときに、外筒端面と外筒対向面との間に異音（スティックスリップ音）を生じるおそれがあることは既述した通りである。また、接面状態の外筒端面と外筒対向面とが互いを押し合う方向のスラスト荷重を受けたとき、Ｏリング等のシール部材が弾性変形して嵌合内筒部と嵌合外筒部とが径方向にずれることにより、外筒端面と外筒対向面との間に異音（スティックスリップ音）を生じるおそれがあることも既述した通りである。
【００３５】
これに対し、本発明は、アシスト軸４のスラスト荷重に起因して嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２とが軸心Ｏ方向に互いに離間して（例えば図２、図３に白矢印にて示すように第１ハウジング８が第２ハウジング９に対して上方に移動して）、再び戻ったときに、外筒端面２４と外筒対向面２５とが接触しないように、外筒端面２４と外筒対向面２５との間に第２隙間Ｃ２が設定されている。同様に、内筒端面２３と内筒対向面２６とが接触しないように、内筒端面２３と内筒対向面２６との間に第１隙間Ｃ１が設定されている。これにより、嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２との間での異音（スティックスリップ音）の発生を回避できる。
勿論、アシスト軸４のスラスト荷重に起因して嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２とが軸心Ｏ方向に互いに近づくような（例えば第１ハウジング８が第２ハウジング９に対して下方に移動する）場合であっても、第１隙間Ｃ１により、内筒端面２３と内筒対向面２６とが接触せず、第２隙間Ｃ２により、外筒端面２４と外筒対向面２５とが接触することはない。シール部材３２が弾性変形して嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２とが互いに径方向にずれたとしても、第１隙間Ｃ１と第２隙間Ｃ２の存在により、異音（スティックスリップ音）の問題は生じない。
第１隙間Ｃ１および第２隙間Ｃ２の値は、アシスト軸４に生じ得るスラスト荷重の最大設定値等に基づいて適宜に設定される。
【００３６】
第２隙間Ｃ２の形成手段として、外筒対向面２５を第１ボルト合わせ面２９と同一平面上に位置させ、外筒端面２４を第２ボルト合わせ面３０よりも下端側（他端側）に位置させれば、既存のハウジング構造に対して第２隙間Ｃ２を簡単に形成できる。
逆に、外筒端面２４を第２ボルト合わせ面３０と同一平面上に位置させ、外筒対向面２５を第１ボルト合わせ面２９よりも上端側（一端側）に位置させることによっても、既存のハウジング構造に対して第２隙間Ｃ２を簡単に形成できる。
勿論、外筒端面２４を第２ボルト合わせ面３０よりも下端側に位置させ、かつ、外筒対向面２５を第１ボルト合わせ面２９よりも上端側に位置させることで、第２隙間Ｃ２を形成しても差し支えない。
【００３７】
以上、本発明の好適な実施形態を説明した。説明した実施形態は、ウォームギヤ機構３を収容する第１ハウジング８側に嵌合内筒部２１を形成し、ラック軸５８を収容する第２ハウジング９側に嵌合外筒部２２を形成したが、逆に、第２ハウジング９側に嵌合内筒部２１を形成し、第１ハウジング８側に嵌合外筒部２２を形成してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１      電動パワーステアリング装置
２      アシスト用モータ
３      ウォームギヤ機構
４      アシスト軸
５      ハウジング
８      第１ハウジング
９      第２ハウジング
２１      嵌合内筒部
２２      嵌合外筒部
２３      内筒端面
２４      外筒端面
２５      外筒対向面
２６      内筒対向面
２７      第１ボルト締結部
２８      第２ボルト締結部
２９      第１ボルト合わせ面
３０      第２ボルト合わせ面
５８      ラック軸
Ｃ１      第１隙間
Ｃ２      第２隙間
【図１】
2016166663.tif 000003
【図２】
2016166663.tif 000004
【図３】
2016166663.tif 000005
【図４】
2016166663.tif 000006
【図５】
2016166663.tif 000007