JP4100148B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【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モータを用いてなる電動式パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動式パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータ及び該モータの回転力を舵取手段に伝える減速歯車機構を備えており、操舵手段の操舵に応じた舵取手段の動作を前記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構成されている。
【０００３】
減速歯車機構はモータの出力軸に軸継手を介して継合され、反モータ側に軸部を有するウォームと、該ウォームに噛合し、前記舵取機構に繋がるウォームホイールと、前記ウォームの他端部をウォーム及びウォームホイールの回転中心間距離が長短となる方向へ移動可能に支持する軸受部材と、該軸受部材を移動操作する操作体と、該操作体及び前記軸受部材の間に介在され、ウォームのウォームホイールとの噛合部に予圧を加えるべく前記軸受部材を径方向へ付勢するコイルバネとを備え、前記噛合部に予圧を加えることによりバックラッシュ量を少なくするように構成されている。（例えば、特許文献１。）
【０００４】
また、ウォームは前記モータの出力軸との継合部に対しモータと反対側へ離隔した部分が転がり軸受を介してハウジング内に回転自在に支持されている。ところが、転がり軸受には複数の転動体を介して嵌合された内輪及び外輪間に軸長方向隙間があるため、この軸長方向隙間をなくする必要がある。つまり、転がり軸受の軸長方向隙間によってウォームが軸長方向へガタつき、このガタつきによって発生する異音が車室の内部に洩れることになり、運転者に不快感を与えることになるため、前記軸長方向隙間をなくする必要がある。
【０００５】
この軸長方向隙間をなくする一手段として、転がり軸受の外輪の一側に当接する調節環を前記ハウジング内に螺着し、該調節環を回転操作することにより転がり軸受の外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させることによりウォームに予圧を加えて軸長方向隙間をなくし、ウォームの軸長方向へのガタつきをなくするようにしてある。
【０００６】
ところで、減速歯車機構のウォーム歯車等は回転中心線に対しその歯すじが回転方向へ捩じれており、ウォームからウォームホイールへ回転トルクが加わるとき、換言すればモータの回転によって操舵補助する場合、ウォームがウォームホイールの歯すじに沿って径方向へ動くように分力（以下噛合反力と云う）が発生し、該噛合反力によりウォームが径方向へ押圧されて揺動し、雄形継手部の周面が雌形継手部に当接して叩き音が発生し易くなるため、雄形継手部及び雌形継手部の間にグリースを塗布により充填し、前記叩き音を低減するようにしてある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２１９４３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の電動式パワーステアリング装置にあっては、ウォームの揺動によって雄形継手部及び雌形継手部の間のグリースが雌形継手部の開口端から外部へ流出することになり、グリース量が減少し、叩き音が発生し易くなり、改善策が要望されていた。また、ウォームの軸長方向へのガタつきをなくするための調節環はウォームの周りに配置されているため、ウォームよりも大径寸法の調節環が必要であり、さらに、ウォームの周りが大形となり、改善策が要望されていた。
【０００９】
本発明は斯る事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は雄形継手部及び雌形継手部の間に充填された潤滑剤の流出を防ぐことができ、しかも、付勢手段を小形にできるとともに、駆動歯車の周りを小形にできる電動式パワーステアリング装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る電動式パワーステアリング装置は、モータの出力軸に雄形継手部及び雌形継手部を介して継合され、反モータ側に軸部を有する駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、舵取手段に繋がる従動歯車と、前記軸部を支持し駆動歯車及び従動歯車の回転中心間距離が長短となる方向への移動が可能な軸受部材と、該軸受部材を収容する収容孔を有する支持部材と、前記駆動歯車を反モータ側へ付勢する付勢手段とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、前記雄形継手部及び雌形継手部の少なくとも一方は雄形継手部及び雌形継手部の間に充填される潤滑剤の流出を防ぐための流出止環を備えており、前記雄形継手部は端面から軸長方向へ窪んだ凹所を有し、該凹所に前記付勢手段を収容してあり、前記流出止環はその内周面及び外周面の間に、軸長方向の寸法が径方向の寸法よりも小さい撓み部を有することを特徴とする。
【００１１】
第１発明にあっては、雄形継手部及び雌形継手部の間に充填されている潤滑剤が雌形継手部の開口端から流出するのを防ぐことができるため、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を抑制しつつ経年使用することができる。また、付勢手段は雄形継手部の凹所に収容されているため、付勢手段を小形にでき、さらに、付勢手段の周りを小形にでき、電動式パワーステアリング装置の全体を小形にできる。また、流出止環を内周面及び外周面の間の撓み部で撓ませ易いため、駆動歯車及び従動歯車の噛合部のバックラッシュ量の調整代を充分に確保することができるとともに、流出止環の潤滑剤流出止め機能をより一層高めることができ、噛合部のバックラッシュ量の調整代を充分に確保することができる駆動歯車が前記噛合反力によって頻繁に揺動する場合においても、潤滑剤の流出を防ぐことができ、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を低減できる。
【００１６】
第２発明に係る電動式パワーステアリング装置は、モータの出力軸に雄形継手部及び雌形継手部を介して継合され、反モータ側に軸部を有する駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、舵取手段に繋がる従動歯車と、前記軸部を支持し駆動歯車及び従動歯車の回転中心間距離が長短となる方向への移動が可能な軸受部材と、該軸受部材を収容する収容孔を有する支持部材と、前記駆動歯車を反モータ側へ付勢する付勢手段とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、前記雄形継手部及び雌形継手部の少なくとも一方は雄形継手部及び雌形継手部の間に充填される潤滑剤の流出を防ぐための流出止環を備えており、前記雄形継手部は端面から軸長方向へ窪んだ凹所を有し、該凹所に前記付勢手段を収容してあり、前記流出止環は複数個が近傍となるように並置されていることを特徴とする。
【００１７】
第２発明にあっては、雄形継手部及び雌形継手部の間に充填されている潤滑剤が雌形継手部の開口端から流出するのを防ぐことができるため、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を抑制しつつ経年使用することができる。また、付勢手段は雄形継手部の凹所に収容されているため、付勢手段を小形にでき、さらに、付勢手段の周りを小形にでき、電動式パワーステアリング装置の全体を小形にできる。しかも、雌形継手部の開口端から潤滑剤が流出するのを２段階で防ぐことができるため、流出止環の潤滑剤流出止め機能をより一層高めることができ、駆動歯車が前記噛合反力によって頻繁に揺動する場合においても、潤滑剤の流出を防ぐことができ、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を低減できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１
図１は本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態１の構成を示す減速歯車機構部分の拡大断面図、図２は電動式パワーステアリング装置の全体部分の構成を示す断面図、図３は駆動歯車及び従動歯車と支持部材の支持孔との関連を示す説明図である。
【００１９】
電動式パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータ１と、該モータ１の出力軸１ａに軸継手２を介して継合される駆動歯車としてのウォーム３及び該ウォーム３に噛合する従動歯車としてのウォームホイール４を有する減速歯車機構Ａと、ウォームホイール４を支持する回転軸（後記する）を有し、ウォームホイール４に繋がる舵取手段５とを備えている。
【００２０】
この舵取手段５は、一端部が舵取りのための操舵輪Ｂに繋がり、他端部に筒部５１ａを有する第１の操舵軸５１と、筒部５１ａ内に挿入されてその一端部が第１の操舵軸５１の筒部５１ａに連結され、操舵輪Ｂに加わる操舵トルクの作用によって捩れるトーションバー５２と、他端部がトーションバー５２の他端部に連結され、減速歯車機構Ａに繋がる回転軸としての第２の操舵軸５３とを備え、該第２の操舵軸５３がユニバーサルジョイントを介して例えばラックピニオン式の舵取機構（不図示）に繋がる。
【００２１】
減速歯車機構Ａのウォーム３は両端に軸部３ａ，３ｂを有しており、一端の軸部３ａが転がり軸受６を介して支持部材７に回転自在に支持された状態でモータ１の出力軸１ａに継合され、他端の軸部３ｂが円柱形の軸受部材８を介して支持部材７に支持されている。なお、軸部３ａは転がり軸受６の内輪６ａに圧入されている。軸部３ａの途中には転がり軸受６の内輪６ａの一端と向き合い、ウォーム３の内輪６ａとの相対移動を規制するフェールセールとしてのＣ形リング等の規制環９が着脱可能に取付けられている。ウォームホイール４は回転軸５の途中に嵌合固定されている。
【００２２】
支持部材７はウォーム３を収容し、該ウォーム３の軸部３ａ，３ｂを、転がり軸受６及び軸受部材８を介して回転自在に支持した第１収容部７ａと、ウォームホイール４を収容し、該ウォームホイール４を第２の操舵軸５３及び該第２の操舵軸５３に嵌合された２つの転がり軸受１０，１１を介して支持した第２収容部７ｂとを有する。
【００２３】
第１収容部７ａはウォーム３の軸長方向に長くなっており、その長手方向一端部には転がり軸受６を嵌合支持する支持孔７１及び該支持孔７１に連なるねじ孔７２及びモータ取付部７３が設けられており、ねじ孔７２に転がり軸受６を固定するためのねじ環１２が螺着されている。また、モータ取付部７３にモータ１が取付けられている。
【００２４】
第２収容部７ｂは転がり軸受１０，１１を嵌合支持する２つの支持孔７４，７５が設けられている。
支持孔７１の中心と支持孔７４，７５の中心との間の中心間距離Ｌは、ウォーム３のピッチ円直径φｄのφｄ／２と、ウォームホイールのピッチ円直径φＤのφＤ／２とを加算した寸法と等しいか、又は、φｄ／２とφＤ／２とを加算した寸法よりも小さくなるように設定してある。
【００２５】
この寸法の設定により、ウォーム３は転がり軸受６への支持部を中心としてウォーム３及びウォームホイール４の回転中心の平行域（図のＣ−Ｃ域）とほぼ平行になるか、又は、回転中心の平行域Ｃ−Ｃに対して軸部３ａ側（モータ側）の回転中心間距離Ｈ１が、軸部３ｂ側（反モータ側）の回転中心間距離Ｈ２よりも短くなるように傾斜する。
【００２６】
モータ１の出力軸１ａとウォーム３の軸部３ａとはセレーションを有する雄形継手部２１及び雌形継手部２２を介して継合されている。雄形継手部２１は軸部３ａの周面にセレーションを設けることにより構成されており、また、雌形継手部２２は出力軸１ａに嵌合固定された筒部材２３の内側にセレーションを設けることにより構成されており、雄形継手部２１と雌形継手部２２との間に径方向隙間Ｓ１ができるように雄形継手部２１及び雌形継手部２２がセレーション嵌合されている。この雄形継手部２１及び雌形継手部２２の間にはグリースからなる潤滑剤が塗布により充填されている。
【００２７】
雄形継手部２１の反モータ側端部には、セレーションの谷部直径以下の寸法の環状溝２１ａが設けられており、また、雌形継手部２２の開口端部には、セレーションの谷部直径以上の寸法の環状凹部２２ａが設けられている。環状溝２１ａにはその外周面が環状凹部２２ａに接触して雄形継手部２１及び雌形継手部２２の間に充填されている潤滑剤の流出を防ぐための流出止環１３が嵌合により保持されている。尚、環状凹部２２ａは雌形継手部２２の開口側の端縁から設けられている。また、環状凹部２２ａは雌形継手部２２の開口側の端縁近傍に溝状に形成してもよい。
【００２８】
雄形継手部２１のモータ側端面、換言すればウォーム３の一端には軸長方向へ窪んだ凹所２１ｂが設けられている。この凹所２１ｂには出力軸１ａの端面にその一端が当接してウォーム３を反モータ側へ付勢する付勢手段としてのコイルバネ１４が収容されている。
【００２９】
このコイルバネ１４は前記回転中心の平行域Ｃ−Ｃと平行的に付勢するようにしてあり、この付勢力がウォーム３の一端で、軸部３ａの転がり軸受６への支持部中心Ｏに対して回転中心間距離Ｈ１が長くなる位置に加わり、ウォーム３が前記したように回転中心の平行域Ｃ−Ｃに対して傾斜している場合、該ウォーム３を傾斜角度が小さくなる方向へ揺動させるようにしてある。また、コイルバネ１４の付勢力は軸部３ａから規制環９を介して内輪６ａに伝動され、転がり軸受６の軸長方向隙間をなくする。
【００３０】
図４は流出止環の構成を示す拡大断面である。
流出止環１３は例えば図４の(a) 〜(e) のように内周面及び外周面の間に、軸長方向の寸法が径方向の寸法よりも小さい撓み部１３ａを有するゴム等の弾性材料からなる。
図４(a) の流出止環１３は断面形状を径方向の寸法が軸長方向の寸法よりも長い略楕円形にしてあり、内周面及び外周面と径方向中央部との間の内側部分及び外側部分を撓み部１３ａとしてある。
図４(b) の流出止環１３は断面形状を内周側及び外周側に２つの接触環部１３ｂ，１３ｂを有する略Ｘ字形にしてあり、内周側及び外周側の各接触環部１３ｂを撓み部１３ａとしてある。
図４(c) の流出止環１３は断面形状を略エ字形にしてあり、内側部分及び外側部分の間の径方向中央部分を撓み部１３ａとしてある。
図４(d) の流出止環１３は断面形状を略コ字形にしてあり、換言すればオイルシールからなり、内側部分及び外側部分の間の径方向中央部分を撓み部１３ａとしてある。
図４(e) の流出止環１３は断面形状を内周側に１つの接触環部１３ｃを有し、外周側に２つの接触環部１３ｃを有する略Ｙ字形にしてあり、内周側及び外周側の各接触環部１３ｃを撓み部１３ａとしてある。
【００３１】
第１収容部７ａの他端部には、ウォーム３の他端の軸部３ｂが挿入される凹孔７６及び該凹孔７６の内面に臨み、軸部３ｂの径方向に向けて穿設、換言すればウォーム３をウォームホイール４に向けて押付ける方向に穿設された円柱形の収容孔７７が設けられている。この収容孔７７には軸部３ｂが回転自在に嵌合される軸受部材８と、該軸受部材８を前記押付ける方向へ付勢するコイルバネからなる弾性体１５と、収容孔７７の外部への開放部を閉じる閉孔部材１５とが収容されている。また、収容孔７７の外部への開放側にはねじ部７８が設けられており、該ねじ部７８に閉孔部材１６が螺着されている。
【００３２】
この閉孔部材１６と軸受部材８との間には径方向隙間Ｓ１よりも大きい隙間Ｓ２が設けられており、噛合反力等によって回転中心間距離Ｈ２が長くなる方向へウォーム３が動く際に、このウォーム３の動きを径方向隙間Ｓ１部分で規制し、軸受部材８が閉孔部材１６に当接しないようにしてある。
【００３３】
軸受部材８はその軸長方向の途中、換言すれば収容孔７７に沿って移動する移動方向の途中に前記移動方向と直交するように穿設された軸受孔８ａが設けられており、該軸受孔８ａに軸部３ｂが回転可能に嵌合されたすべり軸受１７を挿入固定してあり、該すべり軸受１７を介して軸部３ｂを軸受部材８に支持してある。
【００３４】
尚、支持部材７は第２収容部７ｂに連なる第３収容部７ｃを有しており、トーションバー１７の捩れに応じた操舵軸５１，５３の相対回転変位量によって操舵輪Ｂに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ１８が第３収容部７ｃに収容されており、該トルクセンサ１８が検出したトルク等に基づいてモータ１が駆動制御されるように構成されている。
【００３５】
以上のように構成された電動式パワーステアリング装置において、モータ１及び減速歯車機構Ａを組み込む場合、例えば雌形継手部２２内にグリースからなる潤滑剤が塗布により充填された状態で、ウォーム３の雄形継手部２１が出力軸１ａの雌形継手部２２に挿入され、セレーション嵌合される。この場合、雄形継手部２１の反モータ側端部に設けられた流出止環１３が、雌形継手部２２の開口端部に設けられた環状凹部２２ａに接触するため、雌形継手部２２内の潤滑剤が雌形継手部２２の開口端部から外部へ流出するのを防ぐことができる。従って、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の叩き音を抑制しつつ経年使用することができる。
【００３６】
また、出力軸１ａの雌形継手部２２とウォーム３の雄形継手部２１とがセレーション嵌合された場合、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の間に径方向隙間Ｓ１が生ずる。また、転がり軸受６に支持されたウォーム３は転がり軸受６の内輪６ａと外輪６ｂとの間の隙間によって転がり軸受６への支持部（軸部３ａ）を中心として揺動し、ウォーム３及び雄形継手部２１の回転中心が雌形継手部２２及び出力軸１ａの中心に対して前記径方向隙間Ｓ１の範囲内で傾斜することが可能になる。
【００３７】
そして、支持孔７１及び支持孔７４，７５の中心間距離Ｌと、ウォーム３のピッチ円直径φｄ及びウォームホイール４のピッチ円直径φＤとの関係が、Ｌ＜φｄ／２＋φＤ／２である場合、ウォーム３は転がり軸受６への支持部を中心として前記回転中心の平行域Ｃ−Ｃに対してモータ側の回転中心間距離Ｈ１が、反モータ側の回転中心間距離Ｈ２よりも短くなるように傾斜する。
【００３８】
この傾斜したウォーム３は、転がり軸受６よりもモータ１側でコイルバネ１４により前記回転中心の平行域Ｃ−Ｃと平行的に付勢されるため、ウォーム３は転がり軸受６への支持部を中心として傾斜角度が小さくなる方向へ揺動する。この揺動によりウォーム３及びウォームホイール４の噛合部に予圧を加えることができ、噛合部のバックラッシュ量を少なくすることができる。また、コイルバネ１４は転がり軸受６よりもモータ１側でウォーム３を反モータ側へ付勢するため、転がり軸受６の軸長方向隙間をなくし、ウォーム３の軸長方向へのガタつきをなくすることができる。
【００３９】
支持孔７１及び支持孔７４，７５の中心間距離Ｌと、ウォーム３のピッチ円直径φｄ及びウォームホイール４のピッチ円直径φＤとの関係が、Ｌ＝φｄ／２＋φＤ／２である場合、ウォーム３は前記回転中心の平行域Ｃ−Ｃとほぼ平行になる。この平行な状態のウォーム３は、転がり軸受６よりもモータ１側でコイルバネ１４により前記回転中心の平行域Ｃ−Ｃと平行的に付勢されるため、前記噛合部のバックラッシュ量を少なくすることができる。また、コイルバネ１４は転がり軸受６よりもモータ１側でウォーム３を反モータ側へ付勢するため、転がり軸受６の軸長方向隙間をなくし、ウォーム３の軸長方向へのガタつきをなくすることができる。
【００４０】
また、モータ１の回転によって操舵補助する場合において、噛合反力等によって回転中心間距離Ｈ２が長くなる方向へウォーム３が動く際には雄形継手部２１の周面が雌形継手部２２に当接し、ウォーム３の動きが制限される。この場合、閉孔部材１６と軸受部材８との間の隙間Ｓ２は径方向隙間Ｓ１よりも大きく設定されているため、ウォーム３の軸部３ｂを支持した軸受部材８が閉孔部材１６に当接するのを防ぐことができ、軸受部材８及び閉孔部材１６間での音鳴りをなくすることができる。このように音鳴りをなくすることができるため、前記した特許文献１のように軸受部材８及び閉孔部材１６間に緩衝部材を設ける必要がなく、部品点数を少なくすることができる。また、軸受部材８及び閉孔部材１６間にはコイルバネからなる弾性体１５が介されているため、ウォーム３の前記した動きを抑制することができ、雄形継手部２１の周面が雌形継手部２２に当接するのを防ぐことも可能である。また、弾性体１５に代えて、付勢手段を雌形継手部２２及び規制環９との間に設けることも可能である。
【００４１】
また、流出止環１３は図４に示すように、内周面及び外周面の間に、軸長方向の寸法が径方向の寸法よりも小さい撓み部１３ａを有するため、ウォーム３の揺動量を充分に確保した場合においても、潤滑剤の流出を防ぐことができ、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の叩き音を低減できる。
【００４２】
尚、以上説明した実施の形態では閉孔部材１６及び軸受部材８間の隙間Ｓ２を径方向隙間Ｓ１よりも大きく設定したが、その他、径方向隙間Ｓ１及び隙間Ｓ２が等しくなるように設定してもよいし、また、隙間Ｓ２が径方向隙間Ｓ１よりも小さくなるように設定してもよい。この場合、軸受部材８及び閉孔部材１６間に介したコイルバネからなる弾性体１５によって軸受部材８及び閉孔部材１６間での音鳴りを低減できる。
【００４３】
実施の形態２
図５は電動式パワーステアリング装置の実施の形態２の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態２の電動式パワーステアリング装置は、雄形継手部２１の反モータ側端部に図４の流出止環１３を並置したものである。図５の(a) は軸長方向に離隔する２つの環状溝２１ｃ，２１ｃを設け、各環状溝２１ｃに流出止環１３を挿入してある。図５の(b) は２つの流出止環１３を挿入することが可能な幅寸法の環状溝２１ｄを設け、該環状溝２１ｄに２つの流出止環１３を挿入してある。
【００４４】
実施の形態２にあっては、雌形継手部２２の開口端から潤滑剤が流出するのを２段階で防ぐことができるため、流出止環１３の潤滑剤流出止め機能をより一層高めることができる。従って、ウォーム３が前記噛合反力によって頻繁に揺動する場合においても、潤滑剤の流出を防ぐことができ、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の叩き音を低減できる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００４５】
実施の形態３
図６は電動式パワーステアリング装置の実施の形態３の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態３の電動式パワーステアリング装置は、雄形継手部２１の反モータ側端部に図４の流出止環１３と、該流出止環１３の一側に接触する略皿ばね形状のバックアップ環１９とを並置したものである。
実施の形態３において、流出止環１３及びバックアップ環１９は１つの環状溝２１ｅに挿入されている。
【００４６】
実施の形態３にあっては、ウォーム３の揺動によって流出止環１３が撓む場合、該流出止環１３の撓み力がバックアップ環１９に伝動され、該バックアップ環１９も撓むため、流出止環１３の撓みを抑制できる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００４７】
実施の形態４
図７は電動式パワーステアリング装置の実施の形態４の構成を示すもので、(a) は要部の拡大断面図、(b) は(a) のVII −VII 線の断面図である。
この実施の形態４の電動式パワーステアリング装置は、雄形継手部２１及び雌形継手部２２をセレーション嵌合する代わりに、雄形継手部２１及び雌形継手部２２をスプライン嵌合し、雄形継手部２１のモータ側端部と雌形継手部との間に雄形継手部２１の周面が雌形継手部２２に当接するのを抑制する弾性環２０を設けたものである。
【００４８】
実施の形態４において、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の周面には断面形状が四角形となるスプラインが設けられている。また、雄形継手部２１のモータ側端部には環状凹部２１ｆが設けられており、該環状凹部２１ｆに弾性環２０が嵌合保持されている。
【００４９】
実施の形態４にあっては、雄形継手部２１及び雌形継手部２２のスプラインの側面同士が出力軸１ａの回転方向と直交的に接触するため、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の継合部分の強度をセレーションに比べて高めることができる。
また、ウォーム３が転がり軸受６への支持部を中心として揺動する場合、弾性環２０が撓み、雄形継手部２１の周面が雌形継手部２２に当接するのを防ぐことができ、雄形継手部２１及び雌形継手部２２間での音鳴りを減少させることができる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００５０】
実施の形態５
図８は電動式パワーステアリング装置の実施の形態５の構成を示すもので、(a) は要部の拡大断面図、(b) は(a) のVIII−VIII線の断面図である。
この実施の形態５の電動式パワーステアリング装置は、雄形継手部２１及び雌形継手部２２をセレーション嵌合、スプライン嵌合する代わりに、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の間にキー３０を設け、雄形継手部２１のモータ側端部と雌形継手部２２との間に雄形継手部２１の周面が雌形継手部２２に当接するのを抑制する弾性環２０を設けたものである。
【００５１】
実施の形態５において、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の周面で周方向に離隔した２つの位置にはキー溝が設けられており、各キー溝にキー３０が嵌合されている。また、雄形継手部２１のモータ側端部には環状凹部２１ｆが設けられており、該環状凹部２１ｆに弾性環２０が嵌合保持されている。
【００５２】
実施の形態５にあっては、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の相対回転をキー３０によって防ぐことができ、出力軸１ａの回転を雌形継手部２２からキー３０を介して雄形継手部２１に伝動することができるため、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の継合部分の強度をセレーションに比べて高めることができる。
また、ウォーム３が転がり軸受６への支持部を中心として揺動する場合、弾性環２０が撓み、雄形継手部２１の周面が雌形継手部２２に当接するのを防ぐことができ、雄形継手部２１及び雌形継手部２２間での音鳴りを減少させることができる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００５３】
実施の形態６
図９は電動式パワーステアリング装置の実施の形態６の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態６の電動式パワーステアリング装置は、雄形継手部２１及び雌形継手部２２を可撓性を有する弾性体３１により継合したものである。
【００５４】
実施の形態６において、雄形継手部２１の端面及び雌形継手部２２には断面が四角形の嵌合孔２１ｇ，２２ｂが設けられており、角柱形の弾性体３１の一端部を嵌合孔２１ｇに嵌合し、弾性体３１の他端部を嵌合孔２２ｂに嵌合し、出力軸１ａの回転を雌形継手部２２から弾性体３１を介して雄形継手部２１に伝動するようにしてある。また、雄形継手部２１の端面と雌形継手部２２の開口端との間はウォーム３の揺動を許容する以上の寸法で離隔している。
【００５５】
実施の形態６にあっては、ウォーム３の揺動量を充分に確保することができ、しかも、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の継合部分での音鳴りをなくすることができ、さらに、出力軸１ａの回転を伝動する場合に弾性体３１を捩じらせることができるため、操舵感を向上できる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００５６】
実施の形態７
図１０は電動式パワーステアリング装置の実施の形態７の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態７の電動式パワーステアリング装置は、雄形継手部２１及び雌形継手部２２を可撓性を有する弾性体３２により継合し、さらに、弾性体３２の撓み量を制限する制限部２１ｈを設けたものである。
【００５７】
実施の形態７において、雄形継手部２１のモータ側の端部には立方体形状の嵌合凸部２１ｊ及び該嵌合凸部２１ｊに連なり、嵌合凸部２１ｊよりも大形で立方体形状の制限部２１ｈが設けられており、また、雌形継手部２２には制限部２１ｈよりも大形で断面が四角形の嵌合孔２２ｃが設けられている。尚、この嵌合孔２２ｃは嵌合凸部２１ｊよりも長い寸法にしてある。
【００５８】
弾性体３２は断面が四角形の環部材からなり、この弾性体３２の内側が嵌合凸部２１ｊに嵌合されている。そして、嵌合孔２２ｃが弾性体３２の外側に嵌合されることにより雄形継手部２１及び雌形継手部２２が弾性体３２により継合される。
【００５９】
実施の形態７にあっては、ウォーム３の揺動量を充分に確保することができ、しかも、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の継合部分での音鳴りをなくすることができ、さらに、ウォーム３の揺動により弾性体３２が一定量以上に撓む場合、雌形継手部２２の開口端部が制限部２１ｈに当接し、弾性体３２の撓み量を制限することができるため、弾性体３２の損傷を防ぐことができる。また、出力軸１ａの回転を伝動する場合に弾性体３２を捩じらせることができるため、操舵感を向上できる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００６０】
実施の形態８
図１１は電動式パワーステアリング装置の実施の形態８の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態８の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態６の弾性体３１によりウォーム３を反モータ側へ付勢するようにしたものである。
【００６１】
実施の形態８において、雄形継手部２１の端面と雌形継手部２２の開口端との間は弾性体３１を軸長方向に撓ませることができる間隔以上の寸法で離隔しており、弾性体３１を介して雄形継手部２１及び雌形継手部２２を継合する場合に弾性体３１を軸長方向へ撓ませるようにしてある。
【００６２】
実施の形態８にあっては、伝動用の弾性体３１が付勢ばねを兼ねるため、部品点数を少なくすることができる。
その他の構成及び作用は実施の形態１、６と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００６３】
実施の形態９
図１２は電動式パワーステアリング装置の実施の形態９の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態９の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態６の弾性体３１の周りで、雄形継手部２１の端面と雌形継手部２２の開口端との間にウォーム３を反モータ側へ付勢するコイルバネ３３を設けたものである。
【００６４】
実施の形態９において、雄形継手部２１の端面と雌形継手部２２の開口端との間はコイルバネ３３を介在することが出来る寸法で離隔している。
その他の構成及び作用は実施の形態１、６と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００６５】
尚、以上説明した実施の形態ではモータ１の出力軸１ａが雌形継手部２２を有し、ウォーム３の軸部３ａが雄形継手部２１を有する構成としたが、その他、出力軸１ａが雄形継手部２１を有し、軸部３ａが雌形継手部２２を有する構成としてもよい。
また、以上説明した実施の形態の減速歯車機構Ａは、ウォーム３である駆動歯車及びウォームホイール４である従動歯車を備えたウォーム歯車である他、ベベルギヤであってもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明によれば、雄形継手部及び雌形継手部の間に充填されている潤滑剤が雌形継手部の開口端から流出するのを防ぐことができ、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を抑制しつつ経年使用することができる。しかも、噛合部のバックラッシュ量の調整代を充分に確保することができる駆動歯車が前記噛合反力によって頻繁に揺動する場合においても、潤滑剤の流出を防ぐことができ、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を低減できる。また、付勢手段を小形にできるとともに、付勢手段の周りを小形にでき、電動式パワーステアリング装置の全体を小形にできる。
【００６８】
第２発明によれば、雄形継手部及び雌形継手部の間に充填されている潤滑剤が雌形継手部の開口端から流出するのを防ぐことができ、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を抑制しつつ経年使用することができる。しかも、噛合部のバックラッシュ量の調整代を充分に確保することができる駆動歯車が前記噛合反力によって頻繁に揺動する場合においても、潤滑剤の流出を防ぐことができ、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を低減できる。また、付勢手段を小形にできるとともに、付勢手段の周りを小形にでき、電動式パワーステアリング装置の全体を小形にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態１の構成を示す減速歯車機構部分の拡大断面図である。
【図２】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の全体部分の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の駆動歯車及び従動歯車と支持部材の支持孔との関連を示す説明図である。
【図４】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の流出止環の構成を示す拡大断面図である。
【図５】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態２の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図６】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態３の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図７】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態４の構成を示すもので、(a) は要部の拡大断面図、(b) は(a) のVII −VII 線の断面図である。
【図８】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態５の構成を示すもので、(a) は要部の拡大断面図、(b) は(a) のVIII−VIII線の断面図である。
【図９】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態６の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図１０】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態７の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図１１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態８の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図１２】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態９の構成を示す要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１ モータ
１ａ 出力軸
３ ウォーム（駆動歯車）
３ｂ 軸部
４ ウォームホイール（従動歯車）
５ 舵取手段
７ 支持部材
７７ 収容孔
８ 軸受部材
２１ 雄形継手部
２１ｂ 凹所
２２ 雌形継手部
１３ 流出止環
１３ａ 撓み部
１４ コイルバネ（付勢手段）
【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モータを用いてなる電動式パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動式パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータ及び該モータの回転力を舵取手段に伝える減速歯車機構を備えており、操舵手段の操舵に応じた舵取手段の動作を前記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構成されている。
【０００３】
減速歯車機構はモータの出力軸に軸継手を介して継合され、反モータ側に軸部を有するウォームと、該ウォームに噛合し、前記舵取機構に繋がるウォームホイールと、前記ウォームの他端部をウォーム及びウォームホイールの回転中心間距離が長短となる方向へ移動可能に支持する軸受部材と、該軸受部材を移動操作する操作体と、該操作体及び前記軸受部材の間に介在され、ウォームのウォームホイールとの噛合部に予圧を加えるべく前記軸受部材を径方向へ付勢するコイルバネとを備え、前記噛合部に予圧を加えることによりバックラッシュ量を少なくするように構成されている。（例えば、特許文献１。）
【０００４】
また、ウォームは前記モータの出力軸との継合部に対しモータと反対側へ離隔した部分が転がり軸受を介してハウジング内に回転自在に支持されている。ところが、転がり軸受には複数の転動体を介して嵌合された内輪及び外輪間に軸長方向隙間があるため、この軸長方向隙間をなくする必要がある。つまり、転がり軸受の軸長方向隙間によってウォームが軸長方向へガタつき、このガタつきによって発生する異音が車室の内部に洩れることになり、運転者に不快感を与えることになるため、前記軸長方向隙間をなくする必要がある。
【０００５】
この軸長方向隙間をなくする一手段として、転がり軸受の外輪の一側に当接する調節環を前記ハウジング内に螺着し、該調節環を回転操作することにより転がり軸受の外輪及び内輪を軸長方向へ相対移動させることによりウォームに予圧を加えて軸長方向隙間をなくし、ウォームの軸長方向へのガタつきをなくするようにしてある。
【０００６】
ところで、減速歯車機構のウォーム歯車等は回転中心線に対しその歯すじが回転方向へ捩じれており、ウォームからウォームホイールへ回転トルクが加わるとき、換言すればモータの回転によって操舵補助する場合、ウォームがウォームホイールの歯すじに沿って径方向へ動くように分力（以下噛合反力と云う）が発生し、該噛合反力によりウォームが径方向へ押圧されて揺動し、雄形継手部の周面が雌形継手部に当接して叩き音が発生し易くなるため、雄形継手部及び雌形継手部の間にグリースを塗布により充填し、前記叩き音を低減するようにしてある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２１９４３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の電動式パワーステアリング装置にあっては、ウォームの揺動によって雄形継手部及び雌形継手部の間のグリースが雌形継手部の開口端から外部へ流出することになり、グリース量が減少し、叩き音が発生し易くなり、改善策が要望されていた。また、ウォームの軸長方向へのガタつきをなくするための調節環はウォームの周りに配置されているため、ウォームよりも大径寸法の調節環が必要であり、さらに、ウォームの周りが大形となり、改善策が要望されていた。
【０００９】
本発明は斯る事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は雄形継手部及び雌形継手部の間に充填された潤滑剤の流出を防ぐことができ、しかも、付勢手段を小形にできるとともに、駆動歯車の周りを小形にできる電動式パワーステアリング装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る電動式パワーステアリング装置は、モータの出力軸に雄形継手部及び雌形継手部を介して継合され、反モータ側に軸部を有する駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、舵取手段に繋がる従動歯車と、前記軸部を支持し駆動歯車及び従動歯車の回転中心間距離が長短となる方向への移動が可能な軸受部材と、該軸受部材を収容する収容孔を有する支持部材と、前記駆動歯車を反モータ側へ付勢する付勢手段とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、前記雄形継手部及び雌形継手部の少なくとも一方は雄形継手部及び雌形継手部の間に充填される潤滑剤の流出を防ぐための流出止環を備えており、前記雄形継手部は端面から軸長方向へ窪んだ凹所を有し、該凹所に前記付勢手段を収容してあり、前記流出止環はその内周面及び外周面の間に、軸長方向の寸法が径方向の寸法よりも小さい撓み部を有することを特徴とする。
【００１１】
第１発明にあっては、雄形継手部及び雌形継手部の間に充填されている潤滑剤が雌形継手部の開口端から流出するのを防ぐことができるため、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を抑制しつつ経年使用することができる。また、付勢手段は雄形継手部の凹所に収容されているため、付勢手段を小形にでき、さらに、付勢手段の周りを小形にでき、電動式パワーステアリング装置の全体を小形にできる。また、流出止環を内周面及び外周面の間の撓み部で撓ませ易いため、駆動歯車及び従動歯車の噛合部のバックラッシュ量の調整代を充分に確保することができるとともに、流出止環の潤滑剤流出止め機能をより一層高めることができ、噛合部のバックラッシュ量の調整代を充分に確保することができる駆動歯車が前記噛合反力によって頻繁に揺動する場合においても、潤滑剤の流出を防ぐことができ、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を低減できる。
【００１６】
第２発明に係る電動式パワーステアリング装置は、モータの出力軸に雄形継手部及び雌形継手部を介して継合され、反モータ側に軸部を有する駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、舵取手段に繋がる従動歯車と、前記軸部を支持し駆動歯車及び従動歯車の回転中心間距離が長短となる方向への移動が可能な軸受部材と、該軸受部材を収容する収容孔を有する支持部材と、前記駆動歯車を反モータ側へ付勢する付勢手段とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、前記雄形継手部及び雌形継手部の少なくとも一方は雄形継手部及び雌形継手部の間に充填される潤滑剤の流出を防ぐための流出止環を備えており、前記雄形継手部は端面から軸長方向へ窪んだ凹所を有し、該凹所に前記付勢手段を収容してあり、前記流出止環は複数個が近傍となるように並置されていることを特徴とする。
【００１７】
第２発明にあっては、雄形継手部及び雌形継手部の間に充填されている潤滑剤が雌形継手部の開口端から流出するのを防ぐことができるため、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を抑制しつつ経年使用することができる。また、付勢手段は雄形継手部の凹所に収容されているため、付勢手段を小形にでき、さらに、付勢手段の周りを小形にでき、電動式パワーステアリング装置の全体を小形にできる。しかも、雌形継手部の開口端から潤滑剤が流出するのを２段階で防ぐことができるため、流出止環の潤滑剤流出止め機能をより一層高めることができ、駆動歯車が前記噛合反力によって頻繁に揺動する場合においても、潤滑剤の流出を防ぐことができ、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を低減できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１
図１は本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態１の構成を示す減速歯車機構部分の拡大断面図、図２は電動式パワーステアリング装置の全体部分の構成を示す断面図、図３は駆動歯車及び従動歯車と支持部材の支持孔との関連を示す説明図である。
【００１９】
電動式パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータ１と、該モータ１の出力軸１ａに軸継手２を介して継合される駆動歯車としてのウォーム３及び該ウォーム３に噛合する従動歯車としてのウォームホイール４を有する減速歯車機構Ａと、ウォームホイール４を支持する回転軸（後記する）を有し、ウォームホイール４に繋がる舵取手段５とを備えている。
【００２０】
この舵取手段５は、一端部が舵取りのための操舵輪Ｂに繋がり、他端部に筒部５１ａを有する第１の操舵軸５１と、筒部５１ａ内に挿入されてその一端部が第１の操舵軸５１の筒部５１ａに連結され、操舵輪Ｂに加わる操舵トルクの作用によって捩れるトーションバー５２と、他端部がトーションバー５２の他端部に連結され、減速歯車機構Ａに繋がる回転軸としての第２の操舵軸５３とを備え、該第２の操舵軸５３がユニバーサルジョイントを介して例えばラックピニオン式の舵取機構（不図示）に繋がる。
【００２１】
減速歯車機構Ａのウォーム３は両端に軸部３ａ，３ｂを有しており、一端の軸部３ａが転がり軸受６を介して支持部材７に回転自在に支持された状態でモータ１の出力軸１ａに継合され、他端の軸部３ｂが円柱形の軸受部材８を介して支持部材７に支持されている。なお、軸部３ａは転がり軸受６の内輪６ａに圧入されている。軸部３ａの途中には転がり軸受６の内輪６ａの一端と向き合い、ウォーム３の内輪６ａとの相対移動を規制するフェールセールとしてのＣ形リング等の規制環９が着脱可能に取付けられている。ウォームホイール４は回転軸５の途中に嵌合固定されている。
【００２２】
支持部材７はウォーム３を収容し、該ウォーム３の軸部３ａ，３ｂを、転がり軸受６及び軸受部材８を介して回転自在に支持した第１収容部７ａと、ウォームホイール４を収容し、該ウォームホイール４を第２の操舵軸５３及び該第２の操舵軸５３に嵌合された２つの転がり軸受１０，１１を介して支持した第２収容部７ｂとを有する。
【００２３】
第１収容部７ａはウォーム３の軸長方向に長くなっており、その長手方向一端部には転がり軸受６を嵌合支持する支持孔７１及び該支持孔７１に連なるねじ孔７２及びモータ取付部７３が設けられており、ねじ孔７２に転がり軸受６を固定するためのねじ環１２が螺着されている。また、モータ取付部７３にモータ１が取付けられている。
【００２４】
第２収容部７ｂは転がり軸受１０，１１を嵌合支持する２つの支持孔７４，７５が設けられている。
支持孔７１の中心と支持孔７４，７５の中心との間の中心間距離Ｌは、ウォーム３のピッチ円直径φｄのφｄ／２と、ウォームホイールのピッチ円直径φＤのφＤ／２とを加算した寸法と等しいか、又は、φｄ／２とφＤ／２とを加算した寸法よりも小さくなるように設定してある。
【００２５】
この寸法の設定により、ウォーム３は転がり軸受６への支持部を中心としてウォーム３及びウォームホイール４の回転中心の平行域（図のＣ−Ｃ域）とほぼ平行になるか、又は、回転中心の平行域Ｃ−Ｃに対して軸部３ａ側（モータ側）の回転中心間距離Ｈ１が、軸部３ｂ側（反モータ側）の回転中心間距離Ｈ２よりも短くなるように傾斜する。
【００２６】
モータ１の出力軸１ａとウォーム３の軸部３ａとはセレーションを有する雄形継手部２１及び雌形継手部２２を介して継合されている。雄形継手部２１は軸部３ａの周面にセレーションを設けることにより構成されており、また、雌形継手部２２は出力軸１ａに嵌合固定された筒部材２３の内側にセレーションを設けることにより構成されており、雄形継手部２１と雌形継手部２２との間に径方向隙間Ｓ１ができるように雄形継手部２１及び雌形継手部２２がセレーション嵌合されている。この雄形継手部２１及び雌形継手部２２の間にはグリースからなる潤滑剤が塗布により充填されている。
【００２７】
雄形継手部２１の反モータ側端部には、セレーションの谷部直径以下の寸法の環状溝２１ａが設けられており、また、雌形継手部２２の開口端部には、セレーションの谷部直径以上の寸法の環状凹部２２ａが設けられている。環状溝２１ａにはその外周面が環状凹部２２ａに接触して雄形継手部２１及び雌形継手部２２の間に充填されている潤滑剤の流出を防ぐための流出止環１３が嵌合により保持されている。尚、環状凹部２２ａは雌形継手部２２の開口側の端縁から設けられている。また、環状凹部２２ａは雌形継手部２２の開口側の端縁近傍に溝状に形成してもよい。
【００２８】
雄形継手部２１のモータ側端面、換言すればウォーム３の一端には軸長方向へ窪んだ凹所２１ｂが設けられている。この凹所２１ｂには出力軸１ａの端面にその一端が当接してウォーム３を反モータ側へ付勢する付勢手段としてのコイルバネ１４が収容されている。
【００２９】
このコイルバネ１４は前記回転中心の平行域Ｃ−Ｃと平行的に付勢するようにしてあり、この付勢力がウォーム３の一端で、軸部３ａの転がり軸受６への支持部中心Ｏに対して回転中心間距離Ｈ１が長くなる位置に加わり、ウォーム３が前記したように回転中心の平行域Ｃ−Ｃに対して傾斜している場合、該ウォーム３を傾斜角度が小さくなる方向へ揺動させるようにしてある。また、コイルバネ１４の付勢力は軸部３ａから規制環９を介して内輪６ａに伝動され、転がり軸受６の軸長方向隙間をなくする。
【００３０】
図４は流出止環の構成を示す拡大断面である。
流出止環１３は例えば図４の(a) 〜(e) のように内周面及び外周面の間に、軸長方向の寸法が径方向の寸法よりも小さい撓み部１３ａを有するゴム等の弾性材料からなる。
図４(a) の流出止環１３は断面形状を径方向の寸法が軸長方向の寸法よりも長い略楕円形にしてあり、内周面及び外周面と径方向中央部との間の内側部分及び外側部分を撓み部１３ａとしてある。
図４(b) の流出止環１３は断面形状を内周側及び外周側に２つの接触環部１３ｂ，１３ｂを有する略Ｘ字形にしてあり、内周側及び外周側の各接触環部１３ｂを撓み部１３ａとしてある。
図４(c) の流出止環１３は断面形状を略エ字形にしてあり、内側部分及び外側部分の間の径方向中央部分を撓み部１３ａとしてある。
図４(d) の流出止環１３は断面形状を略コ字形にしてあり、換言すればオイルシールからなり、内側部分及び外側部分の間の径方向中央部分を撓み部１３ａとしてある。
図４(e) の流出止環１３は断面形状を内周側に１つの接触環部１３ｃを有し、外周側に２つの接触環部１３ｃを有する略Ｙ字形にしてあり、内周側及び外周側の各接触環部１３ｃを撓み部１３ａとしてある。
【００３１】
第１収容部７ａの他端部には、ウォーム３の他端の軸部３ｂが挿入される凹孔７６及び該凹孔７６の内面に臨み、軸部３ｂの径方向に向けて穿設、換言すればウォーム３をウォームホイール４に向けて押付ける方向に穿設された円柱形の収容孔７７が設けられている。この収容孔７７には軸部３ｂが回転自在に嵌合される軸受部材８と、該軸受部材８を前記押付ける方向へ付勢するコイルバネからなる弾性体１５と、収容孔７７の外部への開放部を閉じる閉孔部材１５とが収容されている。また、収容孔７７の外部への開放側にはねじ部７８が設けられており、該ねじ部７８に閉孔部材１６が螺着されている。
【００３２】
この閉孔部材１６と軸受部材８との間には径方向隙間Ｓ１よりも大きい隙間Ｓ２が設けられており、噛合反力等によって回転中心間距離Ｈ２が長くなる方向へウォーム３が動く際に、このウォーム３の動きを径方向隙間Ｓ１部分で規制し、軸受部材８が閉孔部材１６に当接しないようにしてある。
【００３３】
軸受部材８はその軸長方向の途中、換言すれば収容孔７７に沿って移動する移動方向の途中に前記移動方向と直交するように穿設された軸受孔８ａが設けられており、該軸受孔８ａに軸部３ｂが回転可能に嵌合されたすべり軸受１７を挿入固定してあり、該すべり軸受１７を介して軸部３ｂを軸受部材８に支持してある。
【００３４】
尚、支持部材７は第２収容部７ｂに連なる第３収容部７ｃを有しており、トーションバー１７の捩れに応じた操舵軸５１，５３の相対回転変位量によって操舵輪Ｂに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ１８が第３収容部７ｃに収容されており、該トルクセンサ１８が検出したトルク等に基づいてモータ１が駆動制御されるように構成されている。
【００３５】
以上のように構成された電動式パワーステアリング装置において、モータ１及び減速歯車機構Ａを組み込む場合、例えば雌形継手部２２内にグリースからなる潤滑剤が塗布により充填された状態で、ウォーム３の雄形継手部２１が出力軸１ａの雌形継手部２２に挿入され、セレーション嵌合される。この場合、雄形継手部２１の反モータ側端部に設けられた流出止環１３が、雌形継手部２２の開口端部に設けられた環状凹部２２ａに接触するため、雌形継手部２２内の潤滑剤が雌形継手部２２の開口端部から外部へ流出するのを防ぐことができる。従って、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の叩き音を抑制しつつ経年使用することができる。
【００３６】
また、出力軸１ａの雌形継手部２２とウォーム３の雄形継手部２１とがセレーション嵌合された場合、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の間に径方向隙間Ｓ１が生ずる。また、転がり軸受６に支持されたウォーム３は転がり軸受６の内輪６ａと外輪６ｂとの間の隙間によって転がり軸受６への支持部（軸部３ａ）を中心として揺動し、ウォーム３及び雄形継手部２１の回転中心が雌形継手部２２及び出力軸１ａの中心に対して前記径方向隙間Ｓ１の範囲内で傾斜することが可能になる。
【００３７】
そして、支持孔７１及び支持孔７４，７５の中心間距離Ｌと、ウォーム３のピッチ円直径φｄ及びウォームホイール４のピッチ円直径φＤとの関係が、Ｌ＜φｄ／２＋φＤ／２である場合、ウォーム３は転がり軸受６への支持部を中心として前記回転中心の平行域Ｃ−Ｃに対してモータ側の回転中心間距離Ｈ１が、反モータ側の回転中心間距離Ｈ２よりも短くなるように傾斜する。
【００３８】
この傾斜したウォーム３は、転がり軸受６よりもモータ１側でコイルバネ１４により前記回転中心の平行域Ｃ−Ｃと平行的に付勢されるため、ウォーム３は転がり軸受６への支持部を中心として傾斜角度が小さくなる方向へ揺動する。この揺動によりウォーム３及びウォームホイール４の噛合部に予圧を加えることができ、噛合部のバックラッシュ量を少なくすることができる。また、コイルバネ１４は転がり軸受６よりもモータ１側でウォーム３を反モータ側へ付勢するため、転がり軸受６の軸長方向隙間をなくし、ウォーム３の軸長方向へのガタつきをなくすることができる。
【００３９】
支持孔７１及び支持孔７４，７５の中心間距離Ｌと、ウォーム３のピッチ円直径φｄ及びウォームホイール４のピッチ円直径φＤとの関係が、Ｌ＝φｄ／２＋φＤ／２である場合、ウォーム３は前記回転中心の平行域Ｃ−Ｃとほぼ平行になる。この平行な状態のウォーム３は、転がり軸受６よりもモータ１側でコイルバネ１４により前記回転中心の平行域Ｃ−Ｃと平行的に付勢されるため、前記噛合部のバックラッシュ量を少なくすることができる。また、コイルバネ１４は転がり軸受６よりもモータ１側でウォーム３を反モータ側へ付勢するため、転がり軸受６の軸長方向隙間をなくし、ウォーム３の軸長方向へのガタつきをなくすることができる。
【００４０】
また、モータ１の回転によって操舵補助する場合において、噛合反力等によって回転中心間距離Ｈ２が長くなる方向へウォーム３が動く際には雄形継手部２１の周面が雌形継手部２２に当接し、ウォーム３の動きが制限される。この場合、閉孔部材１６と軸受部材８との間の隙間Ｓ２は径方向隙間Ｓ１よりも大きく設定されているため、ウォーム３の軸部３ｂを支持した軸受部材８が閉孔部材１６に当接するのを防ぐことができ、軸受部材８及び閉孔部材１６間での音鳴りをなくすることができる。このように音鳴りをなくすることができるため、前記した特許文献１のように軸受部材８及び閉孔部材１６間に緩衝部材を設ける必要がなく、部品点数を少なくすることができる。また、軸受部材８及び閉孔部材１６間にはコイルバネからなる弾性体１５が介されているため、ウォーム３の前記した動きを抑制することができ、雄形継手部２１の周面が雌形継手部２２に当接するのを防ぐことも可能である。また、弾性体１５に代えて、付勢手段を雌形継手部２２及び規制環９との間に設けることも可能である。
【００４１】
また、流出止環１３は図４に示すように、内周面及び外周面の間に、軸長方向の寸法が径方向の寸法よりも小さい撓み部１３ａを有するため、ウォーム３の揺動量を充分に確保した場合においても、潤滑剤の流出を防ぐことができ、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の叩き音を低減できる。
【００４２】
尚、以上説明した実施の形態では閉孔部材１６及び軸受部材８間の隙間Ｓ２を径方向隙間Ｓ１よりも大きく設定したが、その他、径方向隙間Ｓ１及び隙間Ｓ２が等しくなるように設定してもよいし、また、隙間Ｓ２が径方向隙間Ｓ１よりも小さくなるように設定してもよい。この場合、軸受部材８及び閉孔部材１６間に介したコイルバネからなる弾性体１５によって軸受部材８及び閉孔部材１６間での音鳴りを低減できる。
【００４３】
実施の形態２
図５は電動式パワーステアリング装置の実施の形態２の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態２の電動式パワーステアリング装置は、雄形継手部２１の反モータ側端部に図４の流出止環１３を並置したものである。図５の(a) は軸長方向に離隔する２つの環状溝２１ｃ，２１ｃを設け、各環状溝２１ｃに流出止環１３を挿入してある。図５の(b) は２つの流出止環１３を挿入することが可能な幅寸法の環状溝２１ｄを設け、該環状溝２１ｄに２つの流出止環１３を挿入してある。
【００４４】
実施の形態２にあっては、雌形継手部２２の開口端から潤滑剤が流出するのを２段階で防ぐことができるため、流出止環１３の潤滑剤流出止め機能をより一層高めることができる。従って、ウォーム３が前記噛合反力によって頻繁に揺動する場合においても、潤滑剤の流出を防ぐことができ、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の叩き音を低減できる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００４５】
実施の形態３
図６は電動式パワーステアリング装置の実施の形態３の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態３の電動式パワーステアリング装置は、雄形継手部２１の反モータ側端部に図４の流出止環１３と、該流出止環１３の一側に接触する略皿ばね形状のバックアップ環１９とを並置したものである。
実施の形態３において、流出止環１３及びバックアップ環１９は１つの環状溝２１ｅに挿入されている。
【００４６】
実施の形態３にあっては、ウォーム３の揺動によって流出止環１３が撓む場合、該流出止環１３の撓み力がバックアップ環１９に伝動され、該バックアップ環１９も撓むため、流出止環１３の撓みを抑制できる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００４７】
実施の形態４
図７は電動式パワーステアリング装置の実施の形態４の構成を示すもので、(a) は要部の拡大断面図、(b) は(a) のVII −VII 線の断面図である。
この実施の形態４の電動式パワーステアリング装置は、雄形継手部２１及び雌形継手部２２をセレーション嵌合する代わりに、雄形継手部２１及び雌形継手部２２をスプライン嵌合し、雄形継手部２１のモータ側端部と雌形継手部との間に雄形継手部２１の周面が雌形継手部２２に当接するのを抑制する弾性環２０を設けたものである。
【００４８】
実施の形態４において、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の周面には断面形状が四角形となるスプラインが設けられている。また、雄形継手部２１のモータ側端部には環状凹部２１ｆが設けられており、該環状凹部２１ｆに弾性環２０が嵌合保持されている。
【００４９】
実施の形態４にあっては、雄形継手部２１及び雌形継手部２２のスプラインの側面同士が出力軸１ａの回転方向と直交的に接触するため、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の継合部分の強度をセレーションに比べて高めることができる。
また、ウォーム３が転がり軸受６への支持部を中心として揺動する場合、弾性環２０が撓み、雄形継手部２１の周面が雌形継手部２２に当接するのを防ぐことができ、雄形継手部２１及び雌形継手部２２間での音鳴りを減少させることができる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００５０】
実施の形態５
図８は電動式パワーステアリング装置の実施の形態５の構成を示すもので、(a) は要部の拡大断面図、(b) は(a) のVIII−VIII線の断面図である。
この実施の形態５の電動式パワーステアリング装置は、雄形継手部２１及び雌形継手部２２をセレーション嵌合、スプライン嵌合する代わりに、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の間にキー３０を設け、雄形継手部２１のモータ側端部と雌形継手部２２との間に雄形継手部２１の周面が雌形継手部２２に当接するのを抑制する弾性環２０を設けたものである。
【００５１】
実施の形態５において、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の周面で周方向に離隔した２つの位置にはキー溝が設けられており、各キー溝にキー３０が嵌合されている。また、雄形継手部２１のモータ側端部には環状凹部２１ｆが設けられており、該環状凹部２１ｆに弾性環２０が嵌合保持されている。
【００５２】
実施の形態５にあっては、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の相対回転をキー３０によって防ぐことができ、出力軸１ａの回転を雌形継手部２２からキー３０を介して雄形継手部２１に伝動することができるため、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の継合部分の強度をセレーションに比べて高めることができる。
また、ウォーム３が転がり軸受６への支持部を中心として揺動する場合、弾性環２０が撓み、雄形継手部２１の周面が雌形継手部２２に当接するのを防ぐことができ、雄形継手部２１及び雌形継手部２２間での音鳴りを減少させることができる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００５３】
実施の形態６
図９は電動式パワーステアリング装置の実施の形態６の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態６の電動式パワーステアリング装置は、雄形継手部２１及び雌形継手部２２を可撓性を有する弾性体３１により継合したものである。
【００５４】
実施の形態６において、雄形継手部２１の端面及び雌形継手部２２には断面が四角形の嵌合孔２１ｇ，２２ｂが設けられており、角柱形の弾性体３１の一端部を嵌合孔２１ｇに嵌合し、弾性体３１の他端部を嵌合孔２２ｂに嵌合し、出力軸１ａの回転を雌形継手部２２から弾性体３１を介して雄形継手部２１に伝動するようにしてある。また、雄形継手部２１の端面と雌形継手部２２の開口端との間はウォーム３の揺動を許容する以上の寸法で離隔している。
【００５５】
実施の形態６にあっては、ウォーム３の揺動量を充分に確保することができ、しかも、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の継合部分での音鳴りをなくすることができ、さらに、出力軸１ａの回転を伝動する場合に弾性体３１を捩じらせることができるため、操舵感を向上できる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００５６】
実施の形態７
図１０は電動式パワーステアリング装置の実施の形態７の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態７の電動式パワーステアリング装置は、雄形継手部２１及び雌形継手部２２を可撓性を有する弾性体３２により継合し、さらに、弾性体３２の撓み量を制限する制限部２１ｈを設けたものである。
【００５７】
実施の形態７において、雄形継手部２１のモータ側の端部には立方体形状の嵌合凸部２１ｊ及び該嵌合凸部２１ｊに連なり、嵌合凸部２１ｊよりも大形で立方体形状の制限部２１ｈが設けられており、また、雌形継手部２２には制限部２１ｈよりも大形で断面が四角形の嵌合孔２２ｃが設けられている。尚、この嵌合孔２２ｃは嵌合凸部２１ｊよりも長い寸法にしてある。
【００５８】
弾性体３２は断面が四角形の環部材からなり、この弾性体３２の内側が嵌合凸部２１ｊに嵌合されている。そして、嵌合孔２２ｃが弾性体３２の外側に嵌合されることにより雄形継手部２１及び雌形継手部２２が弾性体３２により継合される。
【００５９】
実施の形態７にあっては、ウォーム３の揺動量を充分に確保することができ、しかも、雄形継手部２１及び雌形継手部２２の継合部分での音鳴りをなくすることができ、さらに、ウォーム３の揺動により弾性体３２が一定量以上に撓む場合、雌形継手部２２の開口端部が制限部２１ｈに当接し、弾性体３２の撓み量を制限することができるため、弾性体３２の損傷を防ぐことができる。また、出力軸１ａの回転を伝動する場合に弾性体３２を捩じらせることができるため、操舵感を向上できる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００６０】
実施の形態８
図１１は電動式パワーステアリング装置の実施の形態８の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態８の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態６の弾性体３１によりウォーム３を反モータ側へ付勢するようにしたものである。
【００６１】
実施の形態８において、雄形継手部２１の端面と雌形継手部２２の開口端との間は弾性体３１を軸長方向に撓ませることができる間隔以上の寸法で離隔しており、弾性体３１を介して雄形継手部２１及び雌形継手部２２を継合する場合に弾性体３１を軸長方向へ撓ませるようにしてある。
【００６２】
実施の形態８にあっては、伝動用の弾性体３１が付勢ばねを兼ねるため、部品点数を少なくすることができる。
その他の構成及び作用は実施の形態１、６と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００６３】
実施の形態９
図１２は電動式パワーステアリング装置の実施の形態９の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態９の電動式パワーステアリング装置は、実施の形態６の弾性体３１の周りで、雄形継手部２１の端面と雌形継手部２２の開口端との間にウォーム３を反モータ側へ付勢するコイルバネ３３を設けたものである。
【００６４】
実施の形態９において、雄形継手部２１の端面と雌形継手部２２の開口端との間はコイルバネ３３を介在することが出来る寸法で離隔している。
その他の構成及び作用は実施の形態１、６と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００６５】
尚、以上説明した実施の形態ではモータ１の出力軸１ａが雌形継手部２２を有し、ウォーム３の軸部３ａが雄形継手部２１を有する構成としたが、その他、出力軸１ａが雄形継手部２１を有し、軸部３ａが雌形継手部２２を有する構成としてもよい。
また、以上説明した実施の形態の減速歯車機構Ａは、ウォーム３である駆動歯車及びウォームホイール４である従動歯車を備えたウォーム歯車である他、ベベルギヤであってもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明によれば、雄形継手部及び雌形継手部の間に充填されている潤滑剤が雌形継手部の開口端から流出するのを防ぐことができ、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を抑制しつつ経年使用することができる。しかも、噛合部のバックラッシュ量の調整代を充分に確保することができる駆動歯車が前記噛合反力によって頻繁に揺動する場合においても、潤滑剤の流出を防ぐことができ、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を低減できる。また、付勢手段を小形にできるとともに、付勢手段の周りを小形にでき、電動式パワーステアリング装置の全体を小形にできる。
【００６８】
第２発明によれば、雄形継手部及び雌形継手部の間に充填されている潤滑剤が雌形継手部の開口端から流出するのを防ぐことができ、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を抑制しつつ経年使用することができる。しかも、噛合部のバックラッシュ量の調整代を充分に確保することができる駆動歯車が前記噛合反力によって頻繁に揺動する場合においても、潤滑剤の流出を防ぐことができ、雄形継手部及び雌形継手部の叩き音を低減できる。また、付勢手段を小形にできるとともに、付勢手段の周りを小形にでき、電動式パワーステアリング装置の全体を小形にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態１の構成を示す減速歯車機構部分の拡大断面図である。
【図２】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の全体部分の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の駆動歯車及び従動歯車と支持部材の支持孔との関連を示す説明図である。
【図４】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の流出止環の構成を示す拡大断面図である。
【図５】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態２の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図６】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態３の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図７】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態４の構成を示すもので、(a) は要部の拡大断面図、(b) は(a) のVII −VII 線の断面図である。
【図８】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態５の構成を示すもので、(a) は要部の拡大断面図、(b) は(a) のVIII−VIII線の断面図である。
【図９】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態６の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図１０】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態７の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図１１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態８の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図１２】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態９の構成を示す要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１ モータ
１ａ 出力軸
３ ウォーム（駆動歯車）
３ｂ 軸部
４ ウォームホイール（従動歯車）
５ 舵取手段
７ 支持部材
７７ 収容孔
８ 軸受部材
２１ 雄形継手部
２１ｂ 凹所
２２ 雌形継手部
１３ 流出止環
１３ａ 撓み部
１４ コイルバネ（付勢手段）
Claims (2)
- モータの出力軸に雄形継手部及び雌形継手部を介して継合され、反モータ側に軸部を有する駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、舵取手段に繋がる従動歯車と、前記軸部を支持し駆動歯車及び従動歯車の回転中心間距離が長短となる方向への移動が可能な軸受部材と、該軸受部材を収容する収容孔を有する支持部材と、前記駆動歯車を反モータ側へ付勢する付勢手段とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、前記雄形継手部及び雌形継手部の少なくとも一方は雄形継手部及び雌形継手部の間に充填される潤滑剤の流出を防ぐための流出止環を備えており、前記雄形継手部は端面から軸長方向へ窪んだ凹所を有し、該凹所に前記付勢手段を収容してあり、前記流出止環はその内周面及び外周面の間に、軸長方向の寸法が径方向の寸法よりも小さい撓み部を有することを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
- モータの出力軸に雄形継手部及び雌形継手部を介して継合され、反モータ側に軸部を有する駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し、舵取手段に繋がる従動歯車と、前記軸部を支持し駆動歯車及び従動歯車の回転中心間距離が長短となる方向への移動が可能な軸受部材と、該軸受部材を収容する収容孔を有する支持部材と、前記駆動歯車を反モータ側へ付勢する付勢手段とを備え、前記モータの回転によって操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、前記雄形継手部及び雌形継手部の少なくとも一方は雄形継手部及び雌形継手部の間に充填される潤滑剤の流出を防ぐための流出止環を備えており、前記雄形継手部は端面から軸長方向へ窪んだ凹所を有し、該凹所に前記付勢手段を収容してあり、前記流出止環は複数個が近傍となるように並置されていることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
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