(57)【要約】【課題】端当て構造における軽量化と省スペース化を実現する。【解決手段】バーハンドル１のように、ステアリングシャフト４の回転範囲が１回転未満の場合、ウォームホイール３１の噛合範囲は３６０度未満となり、歯車の全周に歯を形成する必要がない。そこで、歯車の噛合範囲を除いた非噛合領域の一部を周方向に沿って除去し、そこにストッパ３６を配置する。すなわち、ウォームホイール３１には、噛合範囲を除いた非噛合領域の一部である径方向の外周側を周方向に沿って除去した除去部３５を形成し、ケース本体１２の内周面には、ウォームホイール３１の除去部３５に対して突出するストッパ３６を固定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転範囲が１回転未満のステアリングシャフトと、該ステアリングシャフトに減速機を介してアシストトルクを伝達する電動モータと、前記ステアリングシャフトに入力されるトルクに応じて前記電動モータを駆動制御するアシスト制御手段と、を備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記減速機を構成する一対の歯車のうち、前記ステアリングシャフトに連結された歯車と、該歯車における噛合範囲を除いた非噛合領域の一部を周方向に沿って除去した除去部と、該除去部に対して突出した状態で前記ギヤボックス内に設けられ、前記ステアリングシャフトが最大回転角度に到達する位置で前記歯車と当接し当該歯車の回転を係止するストッパと、を備え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】
前記除去部は、前記歯車における径方向の外周側を除去して形成される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】
前記除去部は、前記歯車における径方向の中央部を除去して形成される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】
前記ストッパは、前記ギヤボックスのケース本体、又はケースカバーに設けられることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の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ものである。
【背景技術】
【０００２】
不整地や悪路での走行を目的としたバギーに、電動パワーステアリング装置を搭載したものがある。この種のバギーでは、バーハンドルを最大操舵角まで切ったときに、車輪が障害物によってこじられると、この車輪からの逆入力をトルクセンサが検出してしまうので、既にバーハンドルが最大操舵角まで切られているにも関わらず、電動モータがアシストトルクを発生させてしまい、無駄な駆動になってしまう。
【０００３】
そこで、バーハンドルを最大操舵角まで切ったときに、車輪を最大転舵角で止め、それ以上の転舵を阻止するために、所謂ロック・トゥ・ロックの端当て構造として、トルクセンサよりも下流側（車輪側）のシャフトに、ストッパを突設したものがあった（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２０５８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された端当て構造では、シャフトにストッパを突設しているので、重量が増加するだけでなく、省スペース化の妨げにもなる。
本発明の課題は、端当て構造における軽量化と省スペース化を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、回転範囲が１回転未満のステアリングシャフトと、該ステアリングシャフトに減速機を介してアシストトルクを伝達する電動モータと、前記ステアリングシャフトに入力されるトルクに応じて前記電動モータを駆動制御するアシスト制御手段と、を備えた電動パワーステアリング装置であって、前記減速機を構成する一対の歯車のうち、前記ステアリングシャフトに連結された歯車と、該歯車における噛合範囲を除いた非噛合領域の一部を周方向に沿って除去した除去部と、該除去部に対して突出した状態で前記減速機のギヤボックス内に設けられ、前記ステアリングシャフトが最大回転角度に到達する位置で前記歯車と当接し当該歯車の回転を係止するストッパと、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、前記除去部は、前記歯車における径方向の外周側を除去して形成されることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、前記除去部は、前記歯車における径方向の中央部を除去して形成されることを特徴とする。
本発明の請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、前記ストッパは、前記ギヤボックスのケース本体、又はケースカバーに設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ステアリングシャフトの回転範囲が１回転未満であることに着目し、歯車における噛合範囲を除いた非噛合領域の一部を除去し、そこにストッパを配置することにより、端当て構造の軽量化と省スペース化を実現することができる。すなわち、ステアリングシャフトにストッパを突設する従来技術と比較した場合、歯車から不要な部位を除去する分だけ軽量化でき、またストッパを既存のギヤボックス内に収容する分だけ省スペース化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、電動パワーステアリング装置の概略構成である。バーハンドル１は、インプットシャフト２及びアウトプットシャフト３で構成されるステアリングシャフト４と、ピットマンアーム５とを順に介してタイロッド６に連結され、バーハンドル１が操舵されるときにタイロッド６が軸方向に進退することで車輪が操向される。なお、バーハンドル１の回転範囲は１回転未満である。インプットシャフト２とアウトプットシャフト３との間には、トルクセンサ７が介装され、アウトプットシャフト３には、減速機８を介して電動モータ９が連結される。制御装置１０は、トルクセンサ７で検出されたトルクに応じて電動モータ９を駆動制御し、アシストトルクを発生させる。
【０００９】
図２は、ギヤボックスの断面である。ギヤボックス１１は、トルクセンサ７及び減速機８を収容する下面開放型のケース本体１２と、ケース本体１２の下面を閉塞するケースカバー１３と、で構成される。このケース本体１２の内部で、インプットシャフト２がトーションバー１４を介してアウトプットシャフト３に連結される。インプットシャフト２は略円筒状に形成され、トーションバー１４は、このインプットシャフト２に挿入された状態で、上端がインプットシャフト２に連結され、下端がアウトプットシャフト３に連結される。インプットシャフト２は、ケース本体１２に嵌合した軸受１５によって軸支され、アウトプットシャフト３は、ケースカバー１３に嵌合した軸受１６によって軸支される。インプットシャフト２の下端とアウトプットシャフト３の上端とは、相対角変位が所定範囲（例えば±５度）で可能な状態で係合される。
【００１０】
インプットシャフト２の下端側には、磁性を有するセンサシャフト部２１が形成され、その外周面には、図３に示すように、軸方向に延びる複数の凸条２２が、周方向に沿って等間隔に形成される。アウトプットシャフト３の上端には、導電性及び非磁性を有する例えばアルミニウムで形成され、センサシャフト部２１を包囲する円筒部材２３が結合される。その円筒面には、凸条２２と同数の窓２４が、周方向に沿って等間隔に形成され（第１列）、更にこの窓２４と軸方向に離れた位置に、凸条２２と同数の窓２５が、窓２４と位相を半周期ずらした状態で、周方向に沿って等間隔に形成される（第２列）。トーションバー１４が捩れていない状態では、図４（ａ）に示すように、凸条２２の一方の端面と窓２４の中心線とが周方向で一致し、図４（ｂ）に示すように、凸条２２の他方の端面と窓２５の中心線とが周方向で一致する。
【００１１】
ケース本体１２の内部には、円筒部材２３を包囲するヨーク２６が固定され、このヨーク２６には、第１列の窓２４に対向するコイル２７と、第２列の窓２５に対向するコイル２８とが巻装され、これらのコイル２７、２８は、回路基盤２９を介して制御装置１０に接続される。
【００１２】
上記の構成により、コイル２７（２８）に通電して交番磁界を発生させると、導電性及び非磁性を有する円筒部材２３には、窓２４（２５）を除いた部位に、渦電流のループが形成されるため、周方向では窓２４（２５）の中心で最も強まると共に、径方向では軸心に向かうほど弱まる磁界が発生する。これに対して、磁性を有する凸条２２は、磁界の強さに応じた磁束を生じるため、凸条２２の中心と窓２４（２５）の中心とが一致するときに、コイル２７（２８）のインダクタンスが最大になる。一方、トーションバー１４が捩られると、センサシャフト部２１と円筒部材２３とが相対角変位し、凸条２２に対して、窓２４及び２５の一方は近づき他方は離れるので、コイル２７及び２８のインダクタンスは、一方は増加し他方は減少することになる。このインダクタンスの差は、センサシャフト部２１と円筒部材２３との相対角変位に対応し、延いては操舵トルクに対応している。したがって、トルクセンサ７では、コイル２７及び２８の端子電圧の差を検出し、これを操舵トルクに換算している。
【００１３】
減速機８は、アウトプットシャフト３の上部に結合されたウォームホイール３１と、このウォームホイール３１に噛合し、モータ回転軸９ａに結合されたウォーム３２と、で構成される。
【００１４】
ウォームホイール３１は、図５に示すように、金属製のハブ３３と、このハブ３３の外周縁に被装された合成樹脂製のギヤピース３４とで形成されると共に、噛合範囲を除いた非噛合領域の一部となる径方向の外周側を周方向に沿って除去した除去部３５を有する扇状のセクタ歯車で構成される。すなわち、ハブ３３の外周縁を所定範囲に渡って除去し、残存した部位に、噛合範囲に応じた長さのギヤピース３４を被装している。ここで、噛合範囲とは、左の最大舵角から右の最大舵角までの舵角範囲に相当するアウトプットシャフト３の回転範囲である。
【００１５】
ウォームホイール３１の回転を左右両側の最大舵角位置で係止するために、ケース本体１２の内周面には、図６及び図７に示すように、一対のストッパ３６が固定される。このストッパ３６は、ウォームホイール３１の除去部３５に対して突出するように、ウォームホイール３１の回転軌道上に配設される。したがって、ウォームホイール３１が回転して最大舵角位置に達すると、除去部３５によって形成された径方向の端面３７がストッパ３６に当接することで、それ以上の回転が阻止される。すなわち、所謂ロック・トゥ・ロックの端当て構造となる。したがって、バーハンドル１を最大操舵角まで切ったときに、車輪が障害物によってこじられることがなく、電動モータの無駄な駆動を回避できる。
【００１６】
次に、上記第１実施形態の作用効果について説明する。
バーハンドル１のように、ステアリングシャフト４の回転範囲が１回転未満の場合、ウォームホイール３１の噛合範囲は３６０度未満となり、歯車の全周に歯を形成する必要がない。そこで、本実施形態では、歯車の噛合範囲を除いた非噛合領域の一部である径方向の外周側を周方向に沿って除去し、そこにストッパ３６を配置することにより、端当て構造の軽量化と省スペース化を実現することができる。すなわち、ストッパ３６をアウトプットシャフト３の外周面に突設する従来技術と比較した場合、歯車から不要な部位を除去する分だけ軽量化でき、またストッパ３６を既存のギヤボックス１１内に収容する分だけ省スペース化できる。
【００１７】
なお、上記の第１実施形態では、ストッパ３６をケース本体１２に固定しているが、これに限定されるものではない。要は、ストッパ３６を既存のギヤボックス１１内に収容すれば、従来技術と比較して省スペース化できるので、図８及び図９に示すように、ストッパ３６をケースカバー１３に固定してもよい。さらに、ギヤボックス１１内に対して、ストッパ３６を別部材として固定しているが、これに限定されるものではなく、ストッパ３６を、ケース本体１２又はケースカバー１３自体の突起として一体的に形成してもよい。これによれば、ギヤボックス１１をアルミダイカストで形成する際に、ストッパ３６に相当する突起を設けるだけでよいので、工程も簡略化でき、部品点数の増加を防ぐこともできる。
【００１８】
また、上記の第１実施形態では、例えばバギーのようにバーハンドル１を採用する構成について説明したが、これに限定されるものではなく、円形のステアリングホイールや、操縦桿のようなコントロールスティックであってもよい。要は、ステアリングシャフト４の回転範囲が１回転未満であれば、ステアリング操作子の形状は問わない。勿論、バギーに限らず自動車や電動カートにも適用できる。
【００１９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
この第２実施形態は、前述したウォームホイール３１とは形状が異なる。すなわち、ウォームホイール３１は、図１０に示すように、噛合範囲を除いた非噛合領域の一部となる径方向の中央部を周方向に沿って除去した除去部３８を有する歯車で構成される。すなわち、ハブ３３の円盤面を所定範囲に渡ってくり貫き、外周縁の全周にギヤピース３４を被装している。これに伴って、ストッパ３６は、図１１及び図１２に示すように、ウォームホイール３１の除去部３８に対して突出するように、ケースカバー１３の裏面に固定される。したがって、ウォームホイール３１が回転して最大舵角位置に達すると、除去部３８によって形成された径方向の端面３９がストッパ３６に当接することで、それ以上の回転が阻止される。
この第２実施形態でも、前述した第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電動パワーステアリング装置の概略構成である。
【図２】ギヤボックスの縦断面である。
【図３】トルクセンサの構造である。
【図４】円筒部材の断面である。
【図５】第１実施形態のウォームホイールである。
【図６】ギヤボックスの内部構造である。
【図７】ギヤボックスの横断面である。
【図８】他の一例を示すギヤボックスの内部構造である。
【図９】他の一例を示すギヤボックスの横断面である。
【図１０】第２実施形態のウォームホイールである。
【図１１】ギヤボックスの内部構造である。
【図１２】ギヤボックスの横断面である。
【符号の説明】
【００２１】
１…バーハンドル、２…インプットシャフト、３…アウトプットシャフト、４…ステアリングシャフト、５…ピットマンアーム、７…トルクセンサ、８…減速機、９…電動モータ、１１…ギヤボックス、１２…ケース本体、１３…ケースカバー、３１…ウォームホイール、３２…ウォーム、３３…ハブ、３４…ギヤピース、３５…除去部（第１実施形態）、３６…ストッパ、３７…端面、３８…除去部（第２実施形態）、３９…端面
【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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【図８】
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【図９】
2009196390.tif 000011
【図１０】
2009196390.tif 000012
【図１１】
2009196390.tif 000013
【図１２】
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