(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング軸に接続されたピニオン軸をラック軸に噛合いさせ、
操舵アシストモータに結合された駆動軸を回転自在に支持する軸受を備えるとともに、該駆動軸に駆動ギヤを設け、該駆動ギヤに噛合う中間ギヤを上記ピニオン軸に接続してなる電動パワーステアリング装置において、
前記駆動軸の軸受は、該駆動軸と軸線方向に結合されるとともに、駆動ギヤと中間ギヤの歯面同士が当接する負荷入力時に弾性変形して該駆動軸を軸線方向に移動可能とするとともに、駆動ギヤの歯面に生ずる衝撃力を緩和し、それら歯面同士の叩き音を低減する弾性体を内蔵してなる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】
前記駆動軸の軸受が、ギヤハウジングに固定される外輪と、駆動軸に固定される内輪と、外輪と内輪の広幅転送面の間に介装される多数の転送体と、各転送体を保持する環状の保持器とを有して構成され、
上記保持器は前記弾性体を構成し、無負荷時に、一部の転送体を外輪と内輪の両転送面の一側のスラスト受面に、他の転送体を外輪と内輪の両転送面の他側のスラスト受面に摺接せしめるように、各転送体を保持する請求項１記載の電動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関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置は、ステアリング軸に接続されたピニオン軸をラック軸に噛合いさせるとともに、操舵アシストモータに結合された駆動軸にウォームギヤを設け、該ウォームギヤに噛合うウォームホイールをピニオン軸に接続し、モータのトルクをラック軸に伝えることで操舵アシストする。
【０００３】
然るに、ウォームギヤとウォームホイールの歯面同士は加工上、作動上の必要から適度なバックラッシュが設定されている。ところが、電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールの操作或いは路面から入力される振動により、動力の伝達方向が反転することがある。このような反転駆動時には、ウォームギヤ又はウォームホイールの今まで当接していた歯面の裏側の歯面が、バックラッシュ分だけ急に移動して相手の歯面に衝突し、叩き音を生ずる。
【０００４】
従来技術では、特開平11-171027号公報に記載の如く、上述の叩き音を低減するため、ウォームギヤを備える駆動軸をギヤハウジングに支持する軸受にブッシュを設け、且つ駆動軸と軸受の間に弾性体を介装し、ウォームギヤの駆動軸を軸線方向に移動可能とするとともに、ウォームギヤの歯面に生ずる衝撃力を弾性体の撓み変形により緩和させることとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来の電動パワーステアリング装置における反転駆動の叩き音低減構造は、軸受にブッシュを設け、且つ駆動軸と軸受の間に弾性体を介装するものであり、部品点数が増え、組付工数も多くなる。
【０００６】
本発明の課題は、電動パワーステアリング装置において、簡素な構成により、反転駆動の叩き音を低減することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、ステアリング軸に接続されたピニオン軸をラック軸に噛合いさせ、操舵アシストモータに結合された駆動軸を回転自在に支持する軸受を備えるとともに、該駆動軸に駆動ギヤを設け、該駆動ギヤに噛合う中間ギヤを上記ピニオン軸に接続してなる電動パワーステアリング装置において、前記駆動軸の軸受は、該駆動軸と軸線方向に結合されるとともに、駆動ギヤと中間ギヤの歯面同士が当接する負荷入力時に弾性変形して該駆動軸を軸線方向に移動可能とするとともに、駆動ギヤの歯面に生ずる衝撃力を緩和し、それら歯面同士の叩き音を低減する弾性体を内蔵してなるようにしたものである。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の本発明において更に、前記駆動軸の軸受が、ギヤハウジングに固定される外輪と、駆動軸に固定される内輪と、外輪と内輪の広幅転送面の間に介装される多数の転送体と、各転送体を保持する環状の保持器とを有して構成され、上記保持器は前記弾性体を構成し、無負荷時に、一部の転送体を外輪と内輪の両転送面の一側のスラスト受面に、他の転送体を外輪と内輪の両転送面の他側のスラスト受面に摺接せしめるように、各転送体を保持するようにしたものである。
【０００９】
【作用】
請求項１の発明によれば下記▲１▼、▲２▼の作用がある。
▲１▼電動パワーステアリング装置の反転駆動時に、駆動ギヤと中間ギヤがそれらのバックラッシュの存在によってそれらの歯面同士を当接せしめるときには、駆動ギヤを備える駆動軸の軸受が、該軸受に内蔵の弾性体の弾性変形により、駆動軸を軸線方向に移動可能とするとともに、駆動ギヤの歯面に生ずる衝撃力を弾性体の弾性撓み変形により緩和し、歯面同士の叩き音を低減する。
【００１０】
▲２▼軸受に弾性体を内蔵した簡素な構成により、部品点数を増すことなく、組付工数も多くすることなく簡易に上述▲１▼を実現できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば下記▲３▼の作用がある。
▲３▼軸受は外輪と内輪の広幅転送面の間に介装される転送体の保持のために、本来的に必要とされている保持器を、弾性体により形成するだけの極めて簡素な構成により、上述▲１▼を実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は電動パワーステアリング装置を示す模式図、図２は電動パワーステアリング装置を示す縦断面図、図３は図２のIII-III 線に沿う断面図、図４は軸受を示し、（Ａ）は無負荷時の状態を示す断面図、（Ｂ）は負荷入力時の状態を示す断面図、図５は保持器を示す展開図、図６は保持器の変形例を示す斜視図、図７は保持器を示し、（Ａ）は無負荷時の状態を示す展開図、（Ｂ）は負荷入力時の状態を示す展開図である。
【００１３】
電動パワーステアリング装置１０は、図１〜図３に示す如く、ステアリングホイールが接続されるステアリング軸１２を、ギヤボックス１１の内部でピニオン軸１３に接続するとともに、このピニオン軸１３をラック軸１４に噛合いさせ、ラック軸１４の中間部に連結ボルト１５Ａ、１５Ｂを介して左右のタイロッド１６Ａ、１６Ｂを連結し、運転者によるステアリングホイールの操舵力をギヤボックス１１に固定の操舵アシストモータ１７によりアシストするものである。
【００１４】
ギヤボックス１１は、図２に示す如く、第１〜第３のギヤハウジング１１Ａ〜１１Ｃからなり、ステアリング軸１２とピニオン軸１３を軸受２１、軸受２２、２３で支持するとともに、ステアリング軸１２とピニオン軸１３をそれらの内部でトーションバー２４により連結している。
【００１５】
ギヤボックス１１は、トルクセンサ３０を構成する２個の検出コイル３１、３２をステアリング軸１２、ピニオン軸１３に係合している円筒状のコア３３を囲むように、第１ハウジング１１Ａに設けている。コア３３は、ピニオン軸１３のガイドピン３４に係合する縦溝３５を備えて軸方向にのみ移動可能とされるとともに、ステアリング軸１２のスライダピン３６に係合するスパイラル溝３７を備える。これにより、ステアリングホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸１２に付与され、トーションバー２４の弾性ねじり変形により、ステアリング軸１２とピニオン軸１３の間に回転方向の相対変位を生ずると、ステアリング軸１２とピニオン軸１３の回転方向の変位がコア３３を軸方向に変位させるものとなり、このコア３３の変位による検出コイル３１、３２の周辺の磁気的変化に起因する検出コイル３１、３２のインダクタンスが変化する。即ち、コア３３がステアリング軸１２側へ移動すると、コア３３が近づく方の検出コイル３１のインダクタンスが増加し、コア３３が遠ざかる方の検出コイル３２のインダクタンスが減少し、このインダクタンスの変化により操舵トルクを検出できる。
【００１６】
ギヤボックス１１は、ピニオン軸１３の反トルクセンサ３０側の端部のピニオン歯１３Ａに、ラック軸１４のラック歯１４Ａを噛合いさせている。このとき、第３ギヤハウジング１１Ｃにはキャップ１１Ｄが固定され、キャップ１１Ｄにスプリング３８を介してバックアップされるラックガイド３９がラック軸１４を背面支持している。
【００１７】
ギヤボックス１１は、図３に示す如く、モータ１７を第３ギヤハウジング１１Ｃに支持するとともに、モータ１７の出力軸にクラッチ１８を介して結合される駆動軸４０を軸受４２、４３により後述する如くに第３ギヤハウジング１１Ｃに両端支持するとともに、駆動軸４０の軸受４２と軸受４３で挟まれる中間部にウォームギヤ４１（駆動ギヤ）を一体に備える。
【００１８】
そして、ギヤボックス１１は、ウォームギヤ４１に噛合うウォームホイール４４（中間ギヤ）を、トルクリミッタ４５を介してピニオン軸１３の中間部に同軸的に接続し、軸受５０により後述する如くに第３ギヤハウジング１１Ｃに支持している。トルクリミッタ４５は、ばね等の弾性リングからなり、ピニオン軸１３とウォームホイール４４のボス４４Ａの間に圧入等されて径方向に弾発保持される。そして、トルクリミッタ４５は、電動パワーステアリング装置１０の通常使用されるトルク（リミットトルクより小なるトルク）では、弾性リングの弾発力によりウォームホイール４４とピニオン軸１３を滑りなく結合し続け、他方、タイヤが操舵中に縁石に乗り上げる等により、ラック軸１４のストロークが急停止せしめられ、モータ１７の慣性力がウォームホイール４４に大きな衝撃力を及ぼすことに起因する、その弾性リングの弾発力を越える衝撃トルク（リミットトルク）に対しては、ウォームホイール４４をピニオン軸１３に対してスリップさせ、モータ１７のトルクを伝達させないように機能する。
【００１９】
ウォームホイール４４が、ボス４４Ａとアーム４４Ｂとリム４４Ｃからなり、リム４４Ｃに歯４４Ｄを備え、ボス４４Ａとアーム４４Ｂをインサート金具により構成して強度を確保し、リム４４Ｃを樹脂により構成してウォームギヤ４１との噛合い音の静粛を図っている。
【００２０】
軸受５０は、ウォームホイール４４のボス４４Ａに内輪５０Ａを装着されて止め輪５１により保持されるとともに、第３ギヤハウジング１１Ｃの環状支持部５２に外輪５０Ｂを装着されてナット５３により保持され、結果として、ウォームホイール４４をピニオン軸１３とは独立して回転自在にギヤボックス１１に支持する。そして、軸受５０は、ウォームホイール４４の軸方向で、ウォームホイール４４のウォームギヤ４１との噛合い位置（歯４４Ｄの位置）に対応する位置（軸方向同一位置）に設けられている。尚、ウォームホイール４４は、ボス４４Ａに軸受５０の内輪５０Ａを保持した状態で、軸受５０の外輪５０Ｂを第３ギヤハウジング１１Ｃの環状支持部５２に装着し、ナット５３をアーム４４Ｂの開口から環状支持部５２に螺着することにより、ギヤボックス１１に組み込まれる。
【００２１】
然るに、ウォームギヤ４１を備える駆動軸４０の第３ギヤハウジング１１Ｃへの支持構造について詳述すれば、以下の通りである。駆動軸４０は、クラッチ１８の回転子に設けたスプライン孔１８Ａにスプライン軸部４０Ａを係入され、ウォームギヤ４１の両端部を前述の如くに軸受４２、４３により第３ギヤハウジング１１Ｃに支持している。
【００２２】
軸受４２は、第３ギヤハウジング１１Ｃに圧入される外輪４２Ａと、駆動軸４０に装填される内輪４２Ｂとを有し、外輪４２Ａと内輪４２Ｂの間に転送体４２Ｃを介装することにより、駆動軸４０の一端支持部６１をラジアル支持し、且つ駆動軸４０を軸線方向には移動自在にしている。尚、駆動軸４０の一端支持部６１の側傍に設けたフランジ６２は、駆動軸４０が軸線方向に過大移動したとき、軸受４２の内輪４２Ｂに衝合してその過大移動を規制する。
【００２３】
軸受４３は、図４に示す如く、第３ギヤハウジング１１Ｃに螺着されるナット６３により第３ギヤハウジング１１Ｃに固定される外輪４３Ａと、駆動軸４０の中間支持部６４にウォームギヤ４１の端面と止め輪６５に挟まれて固定される内輪４３Ｂと、外輪４３Ａと内輪４３Ｂの広幅転送面７１、７２の間に介装される多数のボール又はコロからなる転送体４３Ｃと、各転送体４３Ｃを保持する環状の保持器４３Ｄとを有して構成される。保持器４３Ｄは、図５に示す如く、帯板幅方向に弾性変形するゴム、ばね材等の帯状弾性体７３からなり、相隣る転送体４３Ｃの配列を周方向で千鳥配置する保持孔７４を備え、図４（Ａ）に示す無負荷時に、一部の転送体４３Ｃを外輪４３Ａと内輪４３Ｂの両広幅転送面７１、７２の一側のスラスト受面７１Ａ、７２Ａに、他の転送体４３Ｃを外輪４３Ａと内輪４３Ｂの両広幅転送面７１、７２の他側のスラスト受面７１Ｂ、７２Ｂに摺接せしめるように、各転送体４３Ｃをそれらの保持孔７４に保持する。これにより、軸受４３は、駆動軸４０と軸線方向に結合されるととに、電動パワーステアリング装置１０の反転駆動に際してウォームギヤ４１とウォームホイール４４の歯面同士が当接する図４（Ｂ）の負荷入力時に、弾性体７３（保持器４３Ｄ）をその帯板幅方向に弾性変形して相隣る転送体４３Ｃの配列を周方向で１列に近づけ、駆動軸４０を軸線方向に移動可能とする。
【００２４】
即ち、電動パワーステアリング装置１０にあっては、車速センサ（不図示）や上述のトルクセンサ３０の検出結果を得たコントロールユニット（不図示）により、所定のアシスト力マップから、モータ１７の駆動電流を決定し、車速と操舵トルクに応じた適切な操舵アシスト力となるモータ１７のトルクをピニオン軸１３に付与する。尚、モータ１７とウォームギヤ４１との間に設けられるクラッチ１８は、アシスト不要時（高速時）に操舵アシスト力を遮断する。
【００２５】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
▲１▼電動パワーステアリング装置１０の反転駆動時に、ウォームギヤ４１とウォームホイール４４がそれらのバックラッシュの存在によってそれらの歯面同士を当接せしめるときには、ウォームギヤ４１を備える駆動軸４０の軸受４３が、該軸受４３に内蔵の弾性体７３の弾性変形により、駆動軸４０を軸線方向に移動可能とするとともに、ウォームギヤ４１の歯面に生ずる衝撃力を弾性体７３の弾性撓み変形により緩和し、歯面同士の叩き音を低減する。
【００２６】
▲２▼軸受４３に弾性体７３を内蔵した簡素な構成により、部品点数を増すことなく、組付工数も多くすることなく簡易に上述▲１▼を実現できる。
【００２７】
▲３▼軸受４３は外輪４３Ａと内輪４３Ｂの広幅転送面７１、７２の間に介装される転送体４３Ｃの保持のために、本来的に必要とされている保持器４３Ｄを、弾性体７３により形成するだけの極めて簡素な構成により、上述▲１▼を実現できる。
【００２８】
図６は、図４の軸受４３を構成している保持器４３Ｄ（弾性体７３）の変形例に係る保持器８０である。保持器８０は、軸方向に弾性変形するゴム、ばね材等の屈曲板状弾性体８１からなり、相隣る転送体４３Ｃを周方向で千鳥配置する保持輪８２を備え、図７（Ａ）に示す無負荷時に、一部の転送体４３Ｃを外輪４３Ａと内輪４３Ｂの両広幅転送面７１、７２の一側のスラスト受面７１Ａ、７２Ａに、他の転送体４３Ｃを外輪４３Ａと内輪４３Ｂの両広幅転送面７１、７２の他側のスラスト受面７１Ｂ、７２Ｂに摺接せしめるように、各転送体４３Ｃをそれらの保持輪８２に保持する。そして、図７（Ｂ）に示す負荷入力時には、弾性体８１（保持器８０）をその軸方向に弾性変形して駆動軸４０を軸線方向に移動可能とする。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電動パワーステアリング装置において、簡素な構成により、反転駆動の叩き音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は電動パワーステアリング装置を示す模式図である。
【図２】図２は電動パワーステアリング装置を示す縦断面図である。
【図３】図３は図２のIII-III 線に沿う断面図である。
【図４】図４は軸受を示し、（Ａ）は無負荷時の状態を示す断面図、（Ｂ）は負荷入力時の状態を示す断面図である。
【図５】図５は保持器を示す展開図である。
【図６】図６は保持器の変形例を示す斜視図である。
【図７】図７は保持器を示し、（Ａ）は無負荷時の状態を示す展開図、（Ｂ）は負荷入力時の状態を示す展開図である。
【符号の説明】
１０  電動パワーステアリング装置
１１Ｃ  ギヤハウジング
１２  ステアリング軸
１３  ピニオン軸
１４  ラック軸
１７  操舵アシストモータ
４０  駆動軸
４１  ウォームギヤ（駆動ギヤ）
４３  軸受
４３Ａ  外輪
４３Ｂ  内輪
４３Ｃ  転送体
４３Ｄ  保持器
４４  ウォームホイール（中間ギヤ）
７１、７２  広幅転送面
７１Ａ、７２Ａ  一側のスラスト受面
７１Ｂ、７２Ｂ  他側のスラスト受面
７３  弾性体
８０  保持器
８１  弾性体
【図１】
0004275833.tif 000002
【図２】
0004275833.tif 000003
【図３】
0004275833.tif 000004
【図４】
0004275833.tif 000005
【図５】
0004275833.tif 000006
【図６】
0004275833.tif 000007
【図７】
0004275833.tif 000008