(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトに負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータの回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して舵取り機構に伝える電動式動力舵取装置において、
上記ウォーム軸を径方向ウォームホイール側へ偏倚させる偏倚手段を備え、
この偏倚手段は、ウォーム軸の一端を挿通させる偏心孔を有してウォーム軸の一端を支持する円板状のウォーム軸支持手段を含み、
このウォーム軸支持手段はハウジングの円孔に回動位置調整可能に保持され、
上記円孔は、開放可能な入口と、この入口の内周に形成されたねじとを含み、
上記円孔のねじに螺合された回動規制部材が設けられ、
この回動規制部材と上記ハウジングの段部との間に、上記ウォーム軸支持手段が挟持されることにより、上記ウォーム軸支持手段の回動が規制されており、
上記回動規制部材は、上記円孔を塞ぐカバーを兼用していることを特徴とする電動式動力舵取装置。
【請求項２】
ステアリングシャフトに負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータの回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して舵取り機構に伝える電動式動力舵取装置において、
上記ウォーム軸を径方向ウォームホイール側へ偏倚させる偏倚手段を備え、
この偏倚手段は、ウォーム軸の一端を挿通させる偏心孔を有してウォーム軸の一端を支持する円板状のウォーム軸支持手段を含み、
上記ウォーム軸支持手段はハウジングの円孔に回動位置調整可能に保持され、
上記ウォーム軸支持手段は、ウォームホイールの温度膨張に伴うウォームホイールとウォーム軸の芯間距離の増大を吸収する温度補償部を含むことを特徴とする電動式動力舵取装置。
【請求項３】
請求項２において、上記温度補償部はウォーム軸を挟んでウォームホイールの反対側に形成される肉盗み部を含むことを特徴とする電動式動力舵取装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、上記ウォーム軸支持手段の熱膨張率はハウジングの熱膨張率よりも大きいことを特徴とする電動式動力舵取装置。
【請求項５】
請求項２，３又は４の何れか１項において、上記ウォーム軸支持手段の熱膨張率はウォームホイールの熱膨張率以上であることを特徴とする電動式動力舵取装置。
【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電動モータを用いてなる電動式動力舵取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の電動式舵取装置として、操舵輪に連なる第１操舵軸と、この第１操舵軸にトーションバーを介して連結されると共に舵取機構に連なる第２操舵軸とを備える装置がある。この装置では、第１および第２の操舵軸の回転方向への相対変位量をトルクセンサにより検出し、このトルクセンサの検出結果に基づいて電動モータの回転を減速機構を介して第２操舵軸に伝えることにより、操舵輪の回転に応じた舵取機構の動作を電動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している。
【０００３】
上記の減速機構として、ウォームとウォームホイールを有するものが提供されている。ウォームが設けられているウォーム軸およびウォームホイールが設けられている第２操舵軸は、その軸長方向の両端が軸受により支持されて、径方向および軸長方向への移動が阻止されている。
ウォーム軸及びウォームホイールを組み付けるときに、加工精度の範囲内でウォームとウォームホイールとの間に適当なバックラッシが存在するように調整されるが、この作業に非常に手間がかかる。というのは、各部品を寸法精度のばらつき度合いに応じて選別し、互いに組合せ精度が適正となるもの同士を組み合わせるようにしているからである（いわゆるマッチング組立）。
【０００４】
一方、バックラッシが原因となる騒音を防止するため、通例、ウォームホイールとして合成樹脂製のものが使用される。
しかしながら、合成樹脂製のウォームホイールは電動式動力舵取装置のハウジングを構成するアルミニウム合金等と比較して、温度変化による寸法変化が大きい。
このため、ウォーム軸とウォームホイールとの芯間距離が変化し、その結果、バックラッシの量が変化して、騒音の原因となったり、作動抵抗が大きくなったりするおそれがある。
【０００５】
そこで、例えば特開２０００−４３７３９号公報のように、ウォーム軸をウォームホイールに向けて偏倚可能とし、付勢手段によってウォーム軸をその偏倚方向である径方向へ付勢することにより、バックラッシを一定に維持することが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、付勢手段およびこの付勢手段の付勢力を調整する部材を、ウォーム軸の径方向に沿って配置しなければならない関係上、装置が大型になるという問題がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、小型で簡単な構造にてバックラッシを調整することができる電動式動力舵取装置を提供することを目的とする。また、本発明は小型で簡単な構造にて、温度変化にかかわらずバックラッシを一定に維持できる電動式動力舵取装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ステアリングシャフトに負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータの回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して舵取り機構に伝える電動式動力舵取装置において、上記ウォーム軸を径方向ウォームホイール側へ偏倚させる偏倚手段を備え、この偏倚手段は、ウォーム軸の一端を挿通させる偏心孔を有してウォーム軸の一端を支持する円板状のウォーム軸支持手段を含み、このウォーム軸支持手段はハウジングの円孔に回動位置調整可能に保持され、上記円孔は、開放可能な入口と、この入口の内周に形成されたねじとを含み、上記円孔のねじに螺合された回動規制部材が設けられ、この回動規制部材と上記ハウジングの段部との間に、上記ウォーム軸支持手段が挟持されることにより、上記ウォーム軸支持手段の回動が規制されており、上記回動規制部材は、上記円孔を塞ぐカバーを兼用していることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、ウォーム軸支持手段をハウジングの円孔内での回動位置を調整することによって、偏心孔を介して支持しているウォーム軸の一端をウォームホイール側に偏倚させることができる。したがって、装置の組立時において、各部品の寸法精度のばらつきにかかわらず、装置個別にウォーム軸とウォームホイールの間のバックラッシを調整することができる。しかも、これを、ウォーム軸支持手段に偏心孔を設けるという小型で簡単な構造にて安価に実現することができる。一方、組立後において摩耗等の影響でバックラッシが増大するおそれがあるときにも、バックラッシを調整することが可能である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、ステアリングシャフトに負荷されるトルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータの回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して舵取り機構に伝える電動式動力舵取装置において、上記ウォーム軸を径方向ウォームホイール側へ偏倚させる偏倚手段を備え、この偏倚手段は、ウォーム軸の一端を挿通させる偏心孔を有してウォーム軸の一端を支持する円板状のウォーム軸支持手段を含み、上記ウォーム軸支持手段はハウジングの円孔に回動位置調整可能に保持され、上記ウォーム軸支持手段は、ウォームホイールの温度膨張に伴うウォームホイールとウォーム軸の芯間距離の増大を吸収する温度補償部を含むことを特徴とするものである。
本発明では、ウォーム軸支持手段をハウジングの円孔内での回動位置を調整することによって、偏心孔を介して支持しているウォーム軸の一端をウォームホイール側に偏倚させることができる。したがって、装置の組立時において、各部品の寸法精度のばらつきにかかわらず、装置個別にウォーム軸とウォームホイールの間のバックラッシを調整することができる。しかも、これを、ウォーム軸支持手段に偏心孔を設けるという小型で簡単な構造にて安価に実現することができる。一方、組立後において摩耗等の影響でバックラッシが増大するおそれがあるときにも、バックラッシを調整することが可能である。
しかも、ウォーム軸の一端を支持するウォーム軸支持手段が、温度補償部の働きで、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合い位置での両者の芯間距離の変化に追従する。したがって、温度変化にかかわらず、一定のバックラッシを維持することができる。しかも、これを、ウォーム軸支持手段に温度補償部を設けるという小型で簡単な構造にて安価に実現することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２において、上記温度補償部はウォーム軸を挟んでウォームホイールの反対側に形成される肉盗み部を含むことを特徴とするものである。本発明では、肉盗みを設けるという非常に簡単な構成にて温度補償を達成できる。
請求項４記載の発明は、請求項２又は３において、上記ウォーム軸支持手段の熱膨張率はハウジングの熱膨張率よりも大きいことを特徴とするものである。本発明では、ウォーム軸支持手段としてハウジングと同じ熱膨張率のものを用いる場合と比較して、ウォーム軸の一端の変位量を相対的に大きくできるので、ウォームホイールの熱膨張によるウォーム軸とウォームホイールの芯間距離の変化量を吸収することができる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項２，３又は４において、上記ウォーム軸支持手段の熱膨張率はウォームホイールの熱膨張率以上であることを特徴とするものである。本発明では、ウォーム軸の一端の変位量をウォーム軸の噛み合い位置での変位量以上にすることができるので、ウォームホイールの熱膨張によるウォーム軸とウォームホイールの芯間距離の変化量をスムーズに吸収することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態の電動式動力舵取装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、電動式動力舵取装置１は、操舵輪（ステアリングホイール）２に連結している操舵軸（ステアリングシャフト）３と、操舵軸３の先端部に設けられたピニオンギヤ４と、このピニオンギヤ４に噛み合うラックギヤ５とを有し、車両の左右方向に延びるラック軸６とを有している。
【００１３】
ラック軸６の両端部にはそれぞれタイロッド７が結合されており、各タイロッド７は対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する車輪８に連結されている。操舵輪２が操作されて操舵軸３が回転されると、この回転がピニオンギヤ４およびラックギヤ５によって、車両の左右方向に沿ってのラック軸６の直線運動に変換される。これにより、車輪８の転舵が達成される。
操舵軸３は、操舵輪２に連なる筒状の第１の操舵軸９と、ピニオンギヤ４に連なる第２の操舵軸１０とに分割されており、これら第１および第２の操舵軸１０はトーションバー１１を介して同一の軸線上で互いに連結されている。
【００１４】
トーションバー１１を介する第１の操舵軸９と第２の操舵軸１０との相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ１２が設けられており、このトルクセンサ１２のトルク検出結果は制御部１３に与えられる。制御部１３では、トルク検出結果に基づいて、ドライバ１４を介して操舵補助用の電動モータ１５への印加電圧を制御する。電動モータ１５のモータ軸１６（図２参照）の回転が、ウォーム機構を含む減速機構１７を介して第２の操舵軸１０に伝達され、操舵が補助される。
【００１５】
図２を参照して、減速機構１７は、互いに噛み合うウォーム軸１８とウォームホイール１９とを備えている。ウォーム軸１８は電動モータ１５のモータ軸１６に連なり、軸長方向の中間に一体にウォーム歯２０を形成している。ウォームホイール１９は、第２の操舵軸１０に一体回転可能に係合されている。
ウォーム軸１８は、第２の操舵軸１０の軸芯と交差するように配置されている。ウォーム軸１８は軸長方向に相対向する第１及び第２の端部２１，２２を有する。第１の端部２１は、玉軸受を用いてなる軸受２３を介して、例えばアルミニウム合金製のギヤハウジング２４の軸受孔２５に回転可能に支持されている。
【００１６】
軸受２３の外輪２６の一方の端部はギヤハウジング２４の位置決め段部２７に当接して位置決めされる。一方、外輪２６の他方の端部（モータ軸側の端部）と位置決めねじ２８の端面との間には、例えばゴム板からなる弾性部材２９が介在している。４９は位置決めねじ２８を止定するロックナットである。弾性部材２９の比較的強い弾性反発力により、通常、外輪２６は位置決め段部２７に押し当てられている。第１の軸受２３の内輪３０の一方の端部はウォーム軸１８の位置決め段部３１に係合している。ウォーム軸１８の第１の端部２１は動力伝達継手３２を介して上記モータ軸１６の端部に連結されている。
【００１７】
ウォーム軸１８の第２の端部２２はウォーム軸支持部材３３を介してギヤハウジング２４に支持されている。ウォーム軸支持部材３３はウォーム軸１８を径方向ウォームホイール側へ偏倚させる偏倚手段を構成している。
ウォーム軸１８を収容しているギヤハウジング２４内の空所３４は、ウォーム軸１８の第２の端部２２の延長方向に沿って延びる円孔３５を介して外部に開放している。ウォーム軸支持部材３３は、円板状をなし、円孔３５内に回動変位調整自在な状態で嵌め入れられて支持されている。３６は円孔３５の開口縁部付近に形成されたねじにねじ込まれる回動規制部材である。回動規制部材３６はウォーム軸支持部材３３をギヤハウジング２４の段部３７との間に挟持して、ウォーム軸支持部材３３の回動を規制する。回動規制部材３６は円孔３５を塞ぐカバーを兼用している。
【００１８】
また、図２および図３を参照して、ウォーム軸支持部材３３は、ウォーム軸８の第２の端部２２を挿通させてこれを受ける偏心孔３８を軸方向に沿って形成している。図３を参照して、偏心孔３８の中心Ｃ２はウォーム軸支持部材３３の中心Ｃ１から所定量ａ（例えば０．２〜１．０ｍｍ）だけオフセットされている。したがって、本電動式動力舵取装置１の組立時において、ウォーム軸支持部材３３の周方向位置を調整することにより、ウォーム軸１８をウォームホイール１９側又はその逆方向に偏倚させて、ウォーム軸１８とウォームホイール１９の噛み合い部分でのバックラッシを適正に調整することができる。
【００１９】
ウォーム軸支持部材３３には、中心Ｃ１を挟んで径方向に対向する位置に、一対のピン孔３９が形成されており、これらのピン孔３９に図示しないピンを差し込んで周方向に回転させることができるようになっている。
また、ウォーム軸支持部材３３は、ウォームホイール１９の温度膨張に伴うウォームホイール１９とウォーム軸１８の芯間距離Ｄ（図２参照）の増大を吸収する温度補償部として肉盗み部４０を設けている。図３を参照して、肉盗み部４０は例えば中心Ｃ１と同心の円弧状をなすスリットからなる。スリットは一方のピン孔３９を横断している。
【００２０】
肉盗み部４０としてのスリットは１８０°に近い角度範囲（例えば１４０〜１８０°）に延びている。したがって、組立時において、バックラッシ調整のために、ウォーム軸支持部材３３を回動させたときに、スリットからなる肉盗み部４０が中心Ｃ１を挟んでウォームホイール１９の反対側に位置されることになる。このようなウォーム軸支持部材３３が温度変化を受けた場合、例えば、ウォーム軸支持部材３３のウォーム軸１８よりもウォームホイール１９側の部分は、肉盗み部４０のある反対側の部分よりも温度膨張が大きくなる。すなわち、高温時に、ウォーム軸支持部材３３はウォーム軸１８の第２の端部２２を反ウォームホイール１９側に偏倚させることになる。このとき、肉盗み部４０を構成するスリットの幅は狭くなり、上記の芯間距離Ｄの増大を吸収することになる。
【００２１】
ウォームホイール１９は例えばポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）からなる。ウォーム軸支持部材３３はウォームホイール１９と比較して熱膨張率が同等以上である材料で形成されることが好ましく、例えばポリアミド樹脂（ＰＡ：ナイロン）からなる。ポリアミド樹脂であれば、摺動性が良いので、ウォーム軸１８の第２の端部２２を支持する軸受としての機能にも優れる。
本実施の形態では、電動式動力舵取装置１の組立時において、ウォーム軸支持部材３３の円孔３５内での回動位置を調整することにより、ウォーム軸１８をウォームホイール１９側又はその反対側に偏倚させ、各部品の寸法精度のばらつきにかかわらず、電動式動力舵取装置毎に個別にバックラッシを調整することができる。しかも、これを、ウォーム軸支持部材３３に偏心孔３８を設けるという小型で簡単な構造にて安価に実現することができる。バックラッシ調整後は、回動規制部材３６により、ウォーム軸支持部材３３の回動を止めておく。
【００２２】
さらに、仮にウォームホイール１９が熱膨張して、ウォーム軸１８とウォームホイール１９との芯間距離が増大したとしても、ウォーム軸支持部材３３がこれに追従する。したがって、温度変化にかかわらず、一定のバックラッシを維持することができる。しかも、これを、ウォーム軸支持部材３３に肉盗み部４０を設けるという小型で簡単な構造にて安価に実現することができる。
また、ウォーム軸支持部材３３の熱膨張率をウォームホイール１９の熱膨張率に対して同等以上としてあるので、ウォーム軸１８の第２の端部２２の変位量をウォーム軸１８の噛み合い位置での変位量と同等以上にすることができる結果、ウォームホイール１９の熱膨張によるウォーム軸１８とウォームホイール１９の芯間距離の変化量をよりスムーズに吸収することができる。
【００２３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えばウォーム軸支持部材３３の偏心孔３８に転がり軸受又は滑り軸受を保持し、これらの軸受を介してウォーム軸１８の第２の端部２２を支持するようにしても良い。
上記の実施の形態では、ウォーム軸支持部材３３の熱膨張率をウォームホイール１９の熱膨張率と同等以上に設定したが、これに限らず、ウォーム軸支持部材３３の熱膨張率は、少なくともギヤハウジング２４の熱膨張率よりも大きくしてあれば、仮にウォームホイール１９の熱膨張率よりも小さくても、ウォームホイール１９の熱膨張によるウォーム軸１８とウォームホイール１９の芯間距離の変化量を吸収することができる。
【００２４】
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電動式動力舵取装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】電動式動力舵取装置の要部の断面図である。
【図３】ウォーム軸支持部材の拡大正面図である。
【符号の説明】
１    電動式動力舵取装置
３    操舵軸（ステアリングシャフト）
１５  電動モータ
１６  モータ軸
１７  減速機構
１８  ウォーム軸
１９  ウォームホイール
２２  第２の端部
３３  ウォーム軸支持部材（偏倚手段）
３５  円孔
３６  回動規制部材
３８  偏心孔
３９  ピン孔
４０  肉盗み部
【図１】
0003796402.tif 000002
【図２】
0003796402.tif 000003
【図３】
0003796402.tif 000004