電動パワーステアリング装置
【課題】減速機構の駆動ギヤの支持部分での異音の発生を抑制する。
【解決手段】操舵部材１の操作に応じて電動モータ５を駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、電動モータ５の回転軸５ａに連結された駆動ギヤ６１と、駆動ギヤ６１の両端部をハウジング１５に支持する一対の軸受１６，１６と、弾性体２０１とその軸方向両端部に接合された一対のプレート２０２，２０３とからなり上記各軸受１６の内輪１６１と駆動ギヤ６１の歯部６１ａとの間に介装されたダンパー２０とを備えている。ダンパー２０の一対のプレート２０２，２０３のうち、軸受１６側に位置するプレート２０２には、内径側への延出部２０２ａが形成され、延出部２０２ａの少なくとも駆動ギヤ６１の段部６１ｃと当接しうる面部が、熱硬化処理による硬化層２１、もしくは低摩擦材のコーティング層２２等の耐摩耗層となっている。
【解決手段】操舵部材１の操作に応じて電動モータ５を駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、電動モータ５の回転軸５ａに連結された駆動ギヤ６１と、駆動ギヤ６１の両端部をハウジング１５に支持する一対の軸受１６，１６と、弾性体２０１とその軸方向両端部に接合された一対のプレート２０２，２０３とからなり上記各軸受１６の内輪１６１と駆動ギヤ６１の歯部６１ａとの間に介装されたダンパー２０とを備えている。ダンパー２０の一対のプレート２０２，２０３のうち、軸受１６側に位置するプレート２０２には、内径側への延出部２０２ａが形成され、延出部２０２ａの少なくとも駆動ギヤ６１の段部６１ｃと当接しうる面部が、熱硬化処理による硬化層２１、もしくは低摩擦材のコーティング層２２等の耐摩耗層となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者により行われるステアリングホイール（ハンドル）等の操舵部材の操作に応じて電動モータを駆動して運転者の操舵補助を行う電動パワーステアリング装置に関し、特には、電動モータの回転を減速して操舵軸に伝達する減速機構を備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記電動パワーステアリング装置は、運転者によるステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用の電動モータと、電動モータの回転を減速して操舵軸に伝達する減速機構と、トルクセンサ等のセンサ信号に基づいて電動モータを制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）とを備えている。
【０００３】
減速機構は、例えば、電動モータの回転軸に連結された駆動ギヤとしてのウォーム軸と、操舵軸に嵌着された従動ギヤとしてのウォームホイールとからなり、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合いにより、電動モータの回転を減速して操舵軸に伝達することで、運転者のステアリングホイールの操作によって加えられる操舵トルクと、電動モータが発生する操舵補助トルクとの和を、出力トルクとしてステアリング機構に与える。
【０００４】
ところで、上記の電動パワーステアリング装置において、運転者が操舵を開始した時点では、ステアリングホイールの回転とともに、操舵軸と、この操舵軸に嵌着されたウォームホイールとが一体に回転し、ウォームホイールを介してウォーム軸を回転させることになる。この場合、ウォーム軸に連結された電動モータはまだ駆動を開始しておらず、そのロータは静止状態にあるから、ウォームホイールおよび操舵軸には、静止状態のロータの慣性重量が回転に対する抵抗として作用する。このため、操舵初期には、ステアリングホイールの動きが重く、この点で操舵フィーリングに問題がある。
【０００５】
これに対して、従来の電動パワーステアリング装置では、ウォーム軸と、その両端部を支持する軸受との間にダンパーを介装することで、ウォーム軸が軸方向にある程度変位できるようにしている（特許文献１参照）。
【０００６】
上記構成では、操舵初期、電動モータの駆動が開始されていない状態で、操舵軸およびウォームホイールが回転すると、ウォームホイールの回転に応じてウォーム軸が軸方向に変位することで、電動モータの静止しているロータの慣性重量を直接、ウォームホイールに作用させず、操舵開始時のステアリングホイールの動きが軽くなるようにしている。
【特許文献１】特開２００２−２８４０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したような、駆動ギヤであるウォーム軸の両端にダンパーを設けてウォーム軸が軸方向に変位しうるようにした構造では、ウォーム軸が軸方向に大きく変位した場合、ウォーム軸の変位ストロークを規制する部分、例えば、ウォーム軸の一部と、ウォーム軸の軸部を支持する軸受の内輪とが直接、当接して耳障りな異音を発生する、という問題がある。
【０００８】
さらに、ウォーム軸の一部と、軸受の内輪との当接個所では、当接を繰り返す毎に擦れ合って摩耗が生じ、ウォーム軸の一部と軸受の内輪との間隔が広がってウォーム軸の変位ストロークが拡大し、より大きな異音を発生するようになる、という問題もある。そこで、本発明は、上記異音の発生を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による電動パワーステアリング装置は、操舵部材の操作に応じて電動モータを駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、操舵軸に嵌着された従動ギヤに噛み合う状態で上記電動モータの回転軸に連結された駆動ギヤと、上記駆動ギヤの両端部をハウジングに支持する一対の軸受と、上記各軸受の内輪の端面と駆動ギヤの歯部の端面との間に介装されたダンパーとを備え、上記ダンパーは、弾性体と、この弾性体の軸方向両端部に接合されたプレートとからなり、上記プレートのうち、軸受側に位置するプレートには、駆動ギヤの段部と当接しうるよう内径側に延出する延出部が形成され、上記延出部の少なくとも上記段部と当接しうる面部が耐摩耗層となっていることを特徴とするものである。
【００１０】
上記の構成において、耐摩耗層には、浸炭や窒化、浸炭窒化、高周波焼入れ等の熱硬化処理による硬化層や、低摩擦材のコーティング層が含まれる。コーティング層を構成する低摩擦材には、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛、鉛、すず、フッ素樹脂等がある。
【００１１】
従来、駆動ギヤがその両端部に設けられたダンパーにより軸方向に変位可能となっている電動パワーステアリング装置では、操舵初期等に従動ギヤの回転に応じて駆動ギヤが軸方向に変位して、駆動ギヤの一部と、駆動ギヤの軸部を支持する軸受の内輪とが直接的に当接する。この場合、当接個所の接触面積は小さいので、当接の際の衝撃が大きく、比較的大きな異音を発生する。
【００１２】
これに対して、本発明による上記構成の電動パワーステアリング装置では、ダンパーの軸受側のプレートに内径側への延出部があり、この延出部が軸受の内輪の端面にも、駆動ギヤの段部にも当接するようになっており、この延出部を介して、軸受の内輪と駆動ギヤの段部とが間接的に接触する。このため、軸受の内輪と駆動ギヤの段部との接触面積が拡大して相対的に単位面積当たりの接触圧が小さくなっており、駆動ギヤが軸方向に大きく変位することで駆動ギヤの段部がプレートの延出部に当接しても、衝撃が少なく、大きな異音の発生が抑制される。
【００１３】
また、軸受側のプレートの各面部のうち、駆動ギヤの段部と当接する面部が耐摩耗層となっているので、接触と離間とを繰り返しても摩耗が少ない。プレートの延出部では、上記のように摩耗が少ないことから、駆動ギヤの段部との間の間隔が広がって駆動ギヤの変位ストロークが増大するようなことがなく、駆動ギヤの軸方向の変位量の増大に伴う異音の拡大が抑制される。
【００１４】
本発明による他の電動パワーステアリング装置は、操舵部材の操作に応じて電動モータを駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、操舵軸に嵌着された従動ギヤに噛み合う状態で上記電動モータの回転軸に連結された駆動ギヤと、上記駆動ギヤの両端部をハウジングに支持する一対の軸受と、上記各軸受の内輪の端面と駆動ギヤの歯部の端面との間に介装されたダンパーとを備え、上記ダンパーは、弾性体と、この弾性体の軸方向両端部に接合されたプレートとからなり、上記プレートのうち、軸受側に位置するプレートには、駆動ギヤの段部と当接しうるよう内径側に延出する延出部が形成され、上記軸受側のプレート、もしくはこのプレートの延出部と当接しうるよう駆動ギヤの段部側に設けた部材が制振性を有することを特徴とするものである。
【００１５】
上記構成によれば、ダンパーの軸受側のプレートには、内径側への延出部があり、この延出部により、軸受の内輪の端面と、駆動ギヤの段部との接触面積が拡大して接触圧が小さくなっていて当接の際の衝撃が小さく、しかも、当接個所の部材は制振性を有するから、大きな異音の発生が抑制される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、操舵初期等に駆動ギヤが軸方向に大きく変位した場合に発生する異音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図１ないし図３を参照して、本発明による最良の形態に係る電動パワーステアリング装置を説明する。図１は、最良の形態に係る電動パワーステアリング装置の減速機構部分の断面図で、関連する構成を併せて図示している。図２は、図１の減速機構の一部であるウォーム軸の軸受による支持部分の拡大断面図、図３は、図２のウォーム軸の支持部分に使用されるダンパーの拡大断面図である。
【００１８】
本形態の電動パワーステアリング装置は、図１に示すように、ステアリングホイールのような操舵部材１に一端が固着された操舵軸２と、その操舵軸２の他端に連結されたラックピニオン機構等からなるステアリング機構３と、操舵部材１の操作によって操舵軸２に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサ４と、操舵部材１の操舵操作による運転者の負荷を軽減するための操舵補助トルクを発生させる電動モータ５と、電動モータ５が発生する操舵補助トルクを操舵軸２に伝達する減速機構６と、トルクセンサ４等からのセンサ信号に基づき電動モータ５の駆動を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）７とを備える。
【００１９】
電動モータ５が発生する操舵補助トルクは、減速機構６を介して操舵軸２に加えられる。操舵軸２には、操舵部材１の操作による操舵トルクが加えられているから、この操舵トルクと、電動モータ５が発生する操舵補助トルクとの和が、出力トルクとして操舵軸２を介してステアリング機構３に与えられる。
【００２０】
ステアリング機構３では、その入力軸の回転が、出力軸であるラック軸の往復運動に変換される。ラック軸の両端はタイロッドおよびナックルアーム等からなる連結部材８を介して操向用の車輪９に連結されており、ラック軸の往復運動に応じて車輪９の向きが変わる。
【００２１】
操舵軸２の中途部は、本実施形態では、筒状の入力軸１０と、トーションバー１１と、筒状の出力軸１２とから構成されている。入力軸１０は、その筒状内部に挿入したトーションバー１１と、圧入もしくは径方向に貫通するピン１３により連結され、この入力軸１０およびトーションバー１１の上端部は、操舵軸２の上部を構成する軸（図示省略）の下端部に連結されている。トーションバー１１は、その中間部に長尺で細径のねじり領域を有するもので、大径の上端部が前記したように入力軸１０に連結されるとともに、同じく大径の下端部が出力軸１２の筒状内部に挿入されて、圧入もしくは径方向に貫通するピン１４により出力軸１２に連結されている。このトーションバー１１の外周で、入力軸１０と出力軸１２とは軸方向に近接して対向しており、その軸方向対向部の外周にトルクセンサ４が配置されている。
【００２２】
減速機構６は、駆動ギヤとして電動モータ５の回転軸５ａに連結されたウォーム軸６１と、従動ギヤとして出力軸１２の外周に嵌着されたウォームホイール６２とからなり、ウォーム軸６１とウォームホイール６２とは互いに噛み合う状態で、ギヤハウジング１５の内部に収容されている。
【００２３】
ギヤハウジング１５は、内部にウォーム軸６１を収容するウォーム軸収容部１５１と、ウォームホイール６２を収容するウォームホイール収容部１５２と、電動モータ５を装着するための円筒状の装着部１５３とを有し、装着部１５３には、電動モータ５がその回転軸５ａを内向きにして装着されている。
【００２４】
ギヤハウジング１５のウォーム軸収容部１５１内において、ウォーム軸６１は、軸方向の中間に歯部６１ａを、その両端に軸部６１ｂ，６１ｂを有するもので、両端の軸部６１ｂ，６１ｂにそれぞれ設けた軸受１６，１６を介してウォーム軸収容部１５１内に回転可能に支持され、その一方の軸部６１ｂは電動モータ５の回転軸５ａに、筒体１７等により同軸に結合されている。上記の両軸受１６，１６のうち、電動モータ５側の軸受１６の軸方向外側には、ナット１８付きの押え環１９が設けられている。
【００２５】
なお、本実施形態では、ウォーム軸６１の全体は、制振金属の粉末を含む金属粉末を、所定の形状に加圧成形した上で、融点以下の温度で加熱焼結して得られる焼結体で構成されている。制振金属としては、Ｍｎ−Ｃｕ系合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、ジェラルミン等がある。この焼結体からなるウォーム軸６１は、金属組成を比較的容易かつ正確に設定でき、製造が容易であり、完成品については、潤滑油を含浸させて摩耗を少なくすることができるほか、制振金属を含むので、振動の発生や伝播が抑制され、減速機構６の静音化に効果がある。
【００２６】
ウォーム軸６１の軸方向両端側には、それぞれウォーム軸６１の軸方向の変位を可能とするための環状のダンパー２０，２０が設けられている。これら２つのダンパー２０，２０と、その周辺部の構造を図２および図３を参照して説明する。
【００２７】
ウォーム軸６１の軸方向一方側のダンパー２０およびその周辺部は、他方側のものと、ウォーム軸６１の歯部６１ａに関して対称をなす構造なので、図２および図３により、電動モータ５に近い側（図１では右側）に位置するダンパー２０と、その周辺部についてのみ構造を説明し、他の側（図１で左側）については説明は省略する。
【００２８】
ウォーム軸６１の電動モータ５側において、軸受１６は深溝玉軸受であって、内輪１６１と、外輪１６２と、転動体としての玉１６３と、保持器１６４と、シールド板１６５とを備えている。ウォーム軸６１の歯部１６ａの軸方向端部には段落状の端面があり、この端面と軸部６１ｂとの間には当接用の段部６１ｃが形成されている。この段部６１ｃは、軸受１６の内輪１６１と共働して、ウォーム軸６１の軸方向の変位ストロークを規制するためのもので、軸受内輪１６１の端面の一部もしくは全部と軸方向に対応しうる外径を有する。ダンパー２０は、ウォーム軸６１の歯部６１ａの端面と軸受内輪１６１の端面との間に若干圧縮された状態で介装されており、環状でゴムのような弾性体２０１と、この弾性体２０１の軸方向端面に焼付け等により接合した一対のプレート２０２，２０３とからなる。
【００２９】
上記一対のプレート２０２，２０３のうち、軸受１６側（図２で右側）に位置するプレート２０２には、内径側に延出する延出部２０２ａが形成されており、この延出部２０２ａは、軸受内輪１６１の端面と、ウォーム軸６１の段部６１ｃとの間に介在する。
【００３０】
そして、この軸受１６側プレート２０２では、軸受内輪１６１より外径側の部分の肉厚Ｔｏが、内径側部分の肉厚Ｔｉより薄く（Ｔｏ＜Ｔｉ）形成され、これにより、プレート２０２の内径側部分が外径側の部分よりも軸方向両外方に張り出している。これは、該プレート２０２が軸受１６のシールド板１６５等と干渉するのを回避するためである。
【００３１】
従来のこの種のダンパーでは、軸受側プレートと軸受のシールド板等との干渉を回避するために、軸受内輪に、これを内径側から覆うように断面が上向きコ字形のフランジブッシュを装着したり、ダンパーの軸受側プレートを、その内径部分が軸受内輪の側に張り出すよう曲げ加工したりすることが行われている。しかし、前者の場合、部品点数が増え、工数も増加するという問題がある。後者の場合は、部品点数の増加はないものの、軸受側プレートに方向性が生じ、このプレートを弾性体と接合する場合、プレートの向きを揃える必要があり、ダンパーの製造に負担がかかる。これに対して、本発明の上記の構造では、部品点数や工数が増加することがなく、しかも、軸受１６側のプレート２０２に方向性が生じないので、ダンパー２０を従来通りの方法で容易に製造することができる。
【００３２】
また、プレート２０２の表面には、耐摩耗層として、浸炭や窒化、浸炭窒化、高周波焼入れ等の熱硬化処理による硬化層２１が形成されている。硬化層２１の表面は、５５０〜７５０Ｈｖの硬さを有していればよい。硬化層２１は、プレート２０２の延出部２０２ａの表面のうち、ウォーム軸６１の段部６１ｃと対向する面部に形成されていればよいが、本実施形態では、プレート２０２の表面全面に形成されている。
【００３３】
なお、上記のような硬化層２１は、プレート２０２の延出部２０２ａが当接する相手側である、ウォーム軸６１の段部６１ｃの表面にも形成する場合がある。
【００３４】
上記構成において、運転者が操舵部材１の操作を開始すると、操舵軸２とウォームホイール６２とが一体に回転し、ウォームホイール６２を介してウォーム軸６１を回転させようとする。この時点では、電動モータ５はまだ駆動を開始しておらず、そのロータは静止状態にあり、その慣性重量が、回転に対する抵抗としてウォーム軸６１に作用するが、ウォーム軸６１はダンパー２０，２０により軸方向に変位しうるから、ウォームホイール６２の回転に応じて軸方向に変位し、これにより、電動モータ５のロータの慣性重量は直接的にはウォームホイール６２に作用しない。
【００３５】
ウォーム軸６１が軸方向一方（図２の場合、右方向）に大きく変位すると、ウォーム軸６１の段部６１ｃがダンパー２０の軸受１６側のプレート２０２に当接し、該プレート２０２の延出部２０２ａは、ウォーム軸６１の段部６１ｃと、軸受１６の内輪１６１との間に挟圧される。このように、ウォーム軸６１の段部６１ｃと軸受内輪１６１とは、プレート２０２の延出部２０２ａを介して間接的に当接し、これにより、ウォーム軸６１の軸方向の最大変位量が規制される。もしも、ウォーム軸６１の段部６１ｃと軸受内輪１６１とが直接的に当接する場合は、軸受内輪１６１の端面に面取り部等があり、ウォーム軸６１の段部６１ｃとの接触面積は比較的狭いものとなるが、上記のように、プレート２０２の延出部２０２ａを介して当接することになれば、接触面積が広く、相対的に単位面積当たりの接触圧が小さくなっており、当接の際の衝撃が少なく、大きな異音の発生が抑制される。
【００３６】
また、軸受１６側のプレート２０２の延出部２０２ａと、ウォーム軸６１の段部６１ｃとは、ウォーム軸６１が軸方向に大きく変位する度毎に接触と離間とを繰り返すが、該プレート２０２の延出部２０２ａの表面は硬化層２１となっているので、接触と離間との繰り返しによっても摩耗することが少なく、ウォーム軸６１の段部６１ｃとプレート２０２の延出部２０２ａとの間の間隔が広がってウォーム軸６１の変位ストロークが増大するようなことがない。したがって、ウォーム軸６１の軸方向の変位量の増大に伴う異音の拡大が抑制される。
【００３７】
＜第２実施形態＞
図１ないし図３に示す最良の実施形態では、ダンパー２０の一対のプレート２０２，２０３のうち、軸受１６側に位置し、かつ内径側への延出部２０２ａを有するプレート２０２に耐摩耗層として、熱硬化処理による硬化層２１を形成しているが、図４に示すように、同プレートには、耐摩耗層として、低摩擦材のコーティング層２２を形成してもよい。
【００３８】
図４は、第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置に使用されるダンパーの拡大断面図である。この実施形態のダンパー２０では、軸受１６側のプレート２０２の表面のうち、延出部２０２ａのウォーム軸６１の段部６１ｃと当接する面部に、低摩擦材のコーティング層２２を形成されている。コーティング層２２を構成する低摩擦材には、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛、鉛、すず、フッ素樹脂等がある。低摩擦材のコーティング層２２は、軸受１６側のプレート２０２の露出面全面に形成してもよい。軸受１６側のプレート２０２の軸受内輪１６１より外径側の部分の肉厚が、内径側部分の肉厚より薄く形成されている点は、図１ないし図３の実施形態と同じである。低摩擦材のコーティング層２２は、プレート２０２の延出部２０２ａと当接するウォーム軸６１の段部６１ｃに形成することができる。
【００３９】
図４に示すダンパー２０を含む電動パワーステアリング装置では、軸受側のプレート２０２の延出部２０２ａを介して、軸受１６の内輪１６１とウォーム軸６１の段部６１ｃとが間接的に広い接触面積で接触することになるので、衝撃が少なく、大きな異音の発生が抑制されるほか、プレート２０２の延出部２０２ａとウォーム軸段部６１ｃが接触と離間とを繰り返しても、コーティング層２２の存在により、摩耗が少なく、ウォーム軸６１の変位ストロークの増大に伴う異音の拡大が抑制される。
【００４０】
＜第３実施形態＞
図５は、第３の実施形態に係る電動パワーステアリング装置のウォーム軸支持部分の拡大断面図である。
【００４１】
第３の実施形態では、ウォーム軸６１の軸方向両端側において、軸受１６の内輪１６１の端面とウォーム軸６１の歯部６１ａの端面との間に、ゴムのような弾性体２０１と、この弾性体２０１の軸方向両端部に接合されたプレート２０２，２０３とからなる環状のダンパー２０が介装されている点は、最良の実施形態と同じである。また、ダンパー２０の両プレート２０２，２０３のうち、軸受１６側に位置するプレート２０２が、ウォーム軸６１の段部６１ｃと当接しうるよう内径側に延出する延出部２０２ａを有するとともに、軸受内輪１６１より外径側の部分の肉厚が、内径側部分の肉厚より薄肉に形成されている点も、最良の実施形態と同じである。第３の実施形態では、軸受１６側のプレート２０２の全体が制振金属で構成されている点に特徴がある。制振金属としては、Ｍｎ−Ｃｕ系合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、ジェラルミン等が使用される。
【００４２】
第３の実施形態の電動パワーステアリング装置では、軸受１６側のプレート２０２の延出部２０２ａを介して、軸受１６の内輪１６１とウォーム軸６１の段部６１ｃとが広い接触面積で間接的に接触することになるので、当接の際の衝撃が少なく、しかも、プレート２０２自体が制振金属で構成されているから、衝撃音の発生量が少なく、大きな異音を発生することがない。
【００４３】
＜第４実施形態＞
図６は、第４の実施形態に係る電動パワーステアリング装置のウォーム軸支持部分の拡大断面図である。
【００４４】
第４の実施形態では、軸受１６側のプレート２０２の延出部２０２ａと、ウォーム軸６１の段部６１ｃとの間に、環状の制振部材２３が介装されている。この制振部材２３は、金属系、樹脂系、ゴム系等の制振材料で構成されている。金属系の制振材料としては、Ｍｎ−Ｃｕ系合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、ジェラルミン等がある。樹脂系の制振材料としては、フッ素系、シリコン系、ウレタン系、エステル系、アミド系等の樹脂がある。
【００４５】
上記構成によれば、軸受１６側のプレート２０２には内径側への延出部２０２ａがあり、この延出部２０２ａにより、軸受１６の内輪１６１の端面と、ウォーム軸６１の段部６１ｃとの接触面積が拡大して接触圧が小さくなっていて当接の際の衝撃が小さく、しかも当接個所に制振部材２３が介在するから、大きな異音の発生が抑制される。
【００４６】
なお、上記の制振部材２３を設けるとともに、軸受１６側のプレート２０２の全体を、Ｍｎ−Ｃｕ系合金等の制振金属で構成してもよい。このように、互いに当接する二つの部材（軸受１６側のプレート２０２および制振部材２３）にともに制振性をもたせると、防音、防振効果が一層増大する。
【００４７】
＜その他の実施形態＞
図７は、本発明の電動パワーステアリング装置におけるハウジングの組立て方法を示すためのハウジングの外観図である。
【００４８】
図７を参照して、ハウジングの組立て方法を説明すると、まず、ギヤハウジング１５の内部には、ウォーム軸６１とウォームホイール６２とが収容され、センサハウジング２４の内部にはトルクセンサ４が収容される。これら両ハウジング１５，２４は、操舵軸２（図１に即して言えば、入力軸１０とトーションバー１１と出力軸１２）が軸方向に貫通する状態で、各ハウジング１５，２４の軸周り部分に形成されている嵌合部を互いに嵌め合わせた後、各ハウジング１５，２４の外周の径方向２個所に形成されている取り付け耳１５ａ，２４ａの孔にそれぞれボルト２５，２５を螺挿して、これらボルト２５，２５を相次いで締め付けることで、両ハウジング１５，２４を結合する。
【００４９】
この場合、ギヤハウジング１５とセンサハウジング２４との嵌合部には、若干の隙間があり、従来のボルト２５の締め付け方では、ギヤハウジング１５とセンサハウジング２４とが操舵軸２の径方向にずれた状態で結合されることがある。これは、従来、両ハウジング１５，２４外周の２本のボルト２５，２５を同方向（右ネジ方向なら、２本とも右ネジ方向）に回すために、各ハウジング１５，２４がネジ回転方向に共回りして、一方のハウジング１５（２４）に対して他方のハウジング２４（１５）にずれが生じるため、と考えられる。ギヤハウジング１５とセンサハウジング２４との間にずれがあると、その内部のウォーム軸６１とウォームホイール６２との噛み合い深さが、所要の値からはずれ、両者の間のバックラッシュが過大となったり、噛み合いが深すぎて回転に支障が生じたりする。
【００５０】
そこで、本発明では、両ハウジング１５，２４の外周２個所でボルト２５を締め付ける場合、ネジ方向を互いに逆にし、一方のボルト２５（右ネジ）を右ネジ方向（矢印イの方向）に締め付けるとすると、他方のボルト２５（左ネジ）を左ネジ方向（矢印ロの方向）に締め付ける。このように、ボルト２５の締め付け方向を互いに逆にすると、一方のボルト２５の締め付けで生じたずれが、他方のボルト２５の締め付けで修正されることになり、ギヤハウジング１５とセンサハウジング２４とを径方向にずれのない状態で結合することができる。
【００５１】
上記した各実施形態において、減速機構６は、ウォーム軸６１とウォームホイール６２とから構成されるものに限らず、ヘリカルギヤ等、他種のギヤで構成されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の最良の形態に係る電動パワーステアリング装置の減速機構部分の断面図で、関連する構成を併せて図示している。
【図２】図１の減速機構の一部であるウォーム軸の軸受による支持部分の拡大断面図
【図３】図２のウォーム軸の支持部分に使用されるダンパーの拡大断面図
【図４】本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置に使用されるダンパーの拡大断面図
【図５】本発明の第３実施形態に係る電動パワーステアリング装置のウォーム軸支持部分の拡大断面図
【図６】本発明の第４実施形態に係る電動パワーステアリング装置のウォーム軸支持部分の拡大断面図
【図７】本発明の電動パワーステアリング装置におけるハウジングの組立て方法を示すためのハウジングの外観図
【符号の説明】
【００５３】
１ 操舵部材
２ 操舵軸
５ 電動モータ
５ａ 回転軸
６ 減速機構
６１ ウォーム軸（駆動ギヤ）
６１ａ 歯部
６１ｃ 段部
６２ ウォームホイール（従動ギヤ）
１５ ギヤハウジング（ハウジング）
１６ 軸受
１６１ 内輪
２０ ダンパー
２０１ 弾性体
２０２，２０３ プレート
２０２ａ 延出部
２１ 硬化層（耐摩耗層）
２２ コーティング層（耐摩耗層）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者により行われるステアリングホイール（ハンドル）等の操舵部材の操作に応じて電動モータを駆動して運転者の操舵補助を行う電動パワーステアリング装置に関し、特には、電動モータの回転を減速して操舵軸に伝達する減速機構を備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記電動パワーステアリング装置は、運転者によるステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵補助用の電動モータと、電動モータの回転を減速して操舵軸に伝達する減速機構と、トルクセンサ等のセンサ信号に基づいて電動モータを制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）とを備えている。
【０００３】
減速機構は、例えば、電動モータの回転軸に連結された駆動ギヤとしてのウォーム軸と、操舵軸に嵌着された従動ギヤとしてのウォームホイールとからなり、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合いにより、電動モータの回転を減速して操舵軸に伝達することで、運転者のステアリングホイールの操作によって加えられる操舵トルクと、電動モータが発生する操舵補助トルクとの和を、出力トルクとしてステアリング機構に与える。
【０００４】
ところで、上記の電動パワーステアリング装置において、運転者が操舵を開始した時点では、ステアリングホイールの回転とともに、操舵軸と、この操舵軸に嵌着されたウォームホイールとが一体に回転し、ウォームホイールを介してウォーム軸を回転させることになる。この場合、ウォーム軸に連結された電動モータはまだ駆動を開始しておらず、そのロータは静止状態にあるから、ウォームホイールおよび操舵軸には、静止状態のロータの慣性重量が回転に対する抵抗として作用する。このため、操舵初期には、ステアリングホイールの動きが重く、この点で操舵フィーリングに問題がある。
【０００５】
これに対して、従来の電動パワーステアリング装置では、ウォーム軸と、その両端部を支持する軸受との間にダンパーを介装することで、ウォーム軸が軸方向にある程度変位できるようにしている（特許文献１参照）。
【０００６】
上記構成では、操舵初期、電動モータの駆動が開始されていない状態で、操舵軸およびウォームホイールが回転すると、ウォームホイールの回転に応じてウォーム軸が軸方向に変位することで、電動モータの静止しているロータの慣性重量を直接、ウォームホイールに作用させず、操舵開始時のステアリングホイールの動きが軽くなるようにしている。
【特許文献１】特開２００２−２８４０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したような、駆動ギヤであるウォーム軸の両端にダンパーを設けてウォーム軸が軸方向に変位しうるようにした構造では、ウォーム軸が軸方向に大きく変位した場合、ウォーム軸の変位ストロークを規制する部分、例えば、ウォーム軸の一部と、ウォーム軸の軸部を支持する軸受の内輪とが直接、当接して耳障りな異音を発生する、という問題がある。
【０００８】
さらに、ウォーム軸の一部と、軸受の内輪との当接個所では、当接を繰り返す毎に擦れ合って摩耗が生じ、ウォーム軸の一部と軸受の内輪との間隔が広がってウォーム軸の変位ストロークが拡大し、より大きな異音を発生するようになる、という問題もある。そこで、本発明は、上記異音の発生を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による電動パワーステアリング装置は、操舵部材の操作に応じて電動モータを駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、操舵軸に嵌着された従動ギヤに噛み合う状態で上記電動モータの回転軸に連結された駆動ギヤと、上記駆動ギヤの両端部をハウジングに支持する一対の軸受と、上記各軸受の内輪の端面と駆動ギヤの歯部の端面との間に介装されたダンパーとを備え、上記ダンパーは、弾性体と、この弾性体の軸方向両端部に接合されたプレートとからなり、上記プレートのうち、軸受側に位置するプレートには、駆動ギヤの段部と当接しうるよう内径側に延出する延出部が形成され、上記延出部の少なくとも上記段部と当接しうる面部が耐摩耗層となっていることを特徴とするものである。
【００１０】
上記の構成において、耐摩耗層には、浸炭や窒化、浸炭窒化、高周波焼入れ等の熱硬化処理による硬化層や、低摩擦材のコーティング層が含まれる。コーティング層を構成する低摩擦材には、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛、鉛、すず、フッ素樹脂等がある。
【００１１】
従来、駆動ギヤがその両端部に設けられたダンパーにより軸方向に変位可能となっている電動パワーステアリング装置では、操舵初期等に従動ギヤの回転に応じて駆動ギヤが軸方向に変位して、駆動ギヤの一部と、駆動ギヤの軸部を支持する軸受の内輪とが直接的に当接する。この場合、当接個所の接触面積は小さいので、当接の際の衝撃が大きく、比較的大きな異音を発生する。
【００１２】
これに対して、本発明による上記構成の電動パワーステアリング装置では、ダンパーの軸受側のプレートに内径側への延出部があり、この延出部が軸受の内輪の端面にも、駆動ギヤの段部にも当接するようになっており、この延出部を介して、軸受の内輪と駆動ギヤの段部とが間接的に接触する。このため、軸受の内輪と駆動ギヤの段部との接触面積が拡大して相対的に単位面積当たりの接触圧が小さくなっており、駆動ギヤが軸方向に大きく変位することで駆動ギヤの段部がプレートの延出部に当接しても、衝撃が少なく、大きな異音の発生が抑制される。
【００１３】
また、軸受側のプレートの各面部のうち、駆動ギヤの段部と当接する面部が耐摩耗層となっているので、接触と離間とを繰り返しても摩耗が少ない。プレートの延出部では、上記のように摩耗が少ないことから、駆動ギヤの段部との間の間隔が広がって駆動ギヤの変位ストロークが増大するようなことがなく、駆動ギヤの軸方向の変位量の増大に伴う異音の拡大が抑制される。
【００１４】
本発明による他の電動パワーステアリング装置は、操舵部材の操作に応じて電動モータを駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、操舵軸に嵌着された従動ギヤに噛み合う状態で上記電動モータの回転軸に連結された駆動ギヤと、上記駆動ギヤの両端部をハウジングに支持する一対の軸受と、上記各軸受の内輪の端面と駆動ギヤの歯部の端面との間に介装されたダンパーとを備え、上記ダンパーは、弾性体と、この弾性体の軸方向両端部に接合されたプレートとからなり、上記プレートのうち、軸受側に位置するプレートには、駆動ギヤの段部と当接しうるよう内径側に延出する延出部が形成され、上記軸受側のプレート、もしくはこのプレートの延出部と当接しうるよう駆動ギヤの段部側に設けた部材が制振性を有することを特徴とするものである。
【００１５】
上記構成によれば、ダンパーの軸受側のプレートには、内径側への延出部があり、この延出部により、軸受の内輪の端面と、駆動ギヤの段部との接触面積が拡大して接触圧が小さくなっていて当接の際の衝撃が小さく、しかも、当接個所の部材は制振性を有するから、大きな異音の発生が抑制される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、操舵初期等に駆動ギヤが軸方向に大きく変位した場合に発生する異音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図１ないし図３を参照して、本発明による最良の形態に係る電動パワーステアリング装置を説明する。図１は、最良の形態に係る電動パワーステアリング装置の減速機構部分の断面図で、関連する構成を併せて図示している。図２は、図１の減速機構の一部であるウォーム軸の軸受による支持部分の拡大断面図、図３は、図２のウォーム軸の支持部分に使用されるダンパーの拡大断面図である。
【００１８】
本形態の電動パワーステアリング装置は、図１に示すように、ステアリングホイールのような操舵部材１に一端が固着された操舵軸２と、その操舵軸２の他端に連結されたラックピニオン機構等からなるステアリング機構３と、操舵部材１の操作によって操舵軸２に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサ４と、操舵部材１の操舵操作による運転者の負荷を軽減するための操舵補助トルクを発生させる電動モータ５と、電動モータ５が発生する操舵補助トルクを操舵軸２に伝達する減速機構６と、トルクセンサ４等からのセンサ信号に基づき電動モータ５の駆動を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）７とを備える。
【００１９】
電動モータ５が発生する操舵補助トルクは、減速機構６を介して操舵軸２に加えられる。操舵軸２には、操舵部材１の操作による操舵トルクが加えられているから、この操舵トルクと、電動モータ５が発生する操舵補助トルクとの和が、出力トルクとして操舵軸２を介してステアリング機構３に与えられる。
【００２０】
ステアリング機構３では、その入力軸の回転が、出力軸であるラック軸の往復運動に変換される。ラック軸の両端はタイロッドおよびナックルアーム等からなる連結部材８を介して操向用の車輪９に連結されており、ラック軸の往復運動に応じて車輪９の向きが変わる。
【００２１】
操舵軸２の中途部は、本実施形態では、筒状の入力軸１０と、トーションバー１１と、筒状の出力軸１２とから構成されている。入力軸１０は、その筒状内部に挿入したトーションバー１１と、圧入もしくは径方向に貫通するピン１３により連結され、この入力軸１０およびトーションバー１１の上端部は、操舵軸２の上部を構成する軸（図示省略）の下端部に連結されている。トーションバー１１は、その中間部に長尺で細径のねじり領域を有するもので、大径の上端部が前記したように入力軸１０に連結されるとともに、同じく大径の下端部が出力軸１２の筒状内部に挿入されて、圧入もしくは径方向に貫通するピン１４により出力軸１２に連結されている。このトーションバー１１の外周で、入力軸１０と出力軸１２とは軸方向に近接して対向しており、その軸方向対向部の外周にトルクセンサ４が配置されている。
【００２２】
減速機構６は、駆動ギヤとして電動モータ５の回転軸５ａに連結されたウォーム軸６１と、従動ギヤとして出力軸１２の外周に嵌着されたウォームホイール６２とからなり、ウォーム軸６１とウォームホイール６２とは互いに噛み合う状態で、ギヤハウジング１５の内部に収容されている。
【００２３】
ギヤハウジング１５は、内部にウォーム軸６１を収容するウォーム軸収容部１５１と、ウォームホイール６２を収容するウォームホイール収容部１５２と、電動モータ５を装着するための円筒状の装着部１５３とを有し、装着部１５３には、電動モータ５がその回転軸５ａを内向きにして装着されている。
【００２４】
ギヤハウジング１５のウォーム軸収容部１５１内において、ウォーム軸６１は、軸方向の中間に歯部６１ａを、その両端に軸部６１ｂ，６１ｂを有するもので、両端の軸部６１ｂ，６１ｂにそれぞれ設けた軸受１６，１６を介してウォーム軸収容部１５１内に回転可能に支持され、その一方の軸部６１ｂは電動モータ５の回転軸５ａに、筒体１７等により同軸に結合されている。上記の両軸受１６，１６のうち、電動モータ５側の軸受１６の軸方向外側には、ナット１８付きの押え環１９が設けられている。
【００２５】
なお、本実施形態では、ウォーム軸６１の全体は、制振金属の粉末を含む金属粉末を、所定の形状に加圧成形した上で、融点以下の温度で加熱焼結して得られる焼結体で構成されている。制振金属としては、Ｍｎ−Ｃｕ系合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、ジェラルミン等がある。この焼結体からなるウォーム軸６１は、金属組成を比較的容易かつ正確に設定でき、製造が容易であり、完成品については、潤滑油を含浸させて摩耗を少なくすることができるほか、制振金属を含むので、振動の発生や伝播が抑制され、減速機構６の静音化に効果がある。
【００２６】
ウォーム軸６１の軸方向両端側には、それぞれウォーム軸６１の軸方向の変位を可能とするための環状のダンパー２０，２０が設けられている。これら２つのダンパー２０，２０と、その周辺部の構造を図２および図３を参照して説明する。
【００２７】
ウォーム軸６１の軸方向一方側のダンパー２０およびその周辺部は、他方側のものと、ウォーム軸６１の歯部６１ａに関して対称をなす構造なので、図２および図３により、電動モータ５に近い側（図１では右側）に位置するダンパー２０と、その周辺部についてのみ構造を説明し、他の側（図１で左側）については説明は省略する。
【００２８】
ウォーム軸６１の電動モータ５側において、軸受１６は深溝玉軸受であって、内輪１６１と、外輪１６２と、転動体としての玉１６３と、保持器１６４と、シールド板１６５とを備えている。ウォーム軸６１の歯部１６ａの軸方向端部には段落状の端面があり、この端面と軸部６１ｂとの間には当接用の段部６１ｃが形成されている。この段部６１ｃは、軸受１６の内輪１６１と共働して、ウォーム軸６１の軸方向の変位ストロークを規制するためのもので、軸受内輪１６１の端面の一部もしくは全部と軸方向に対応しうる外径を有する。ダンパー２０は、ウォーム軸６１の歯部６１ａの端面と軸受内輪１６１の端面との間に若干圧縮された状態で介装されており、環状でゴムのような弾性体２０１と、この弾性体２０１の軸方向端面に焼付け等により接合した一対のプレート２０２，２０３とからなる。
【００２９】
上記一対のプレート２０２，２０３のうち、軸受１６側（図２で右側）に位置するプレート２０２には、内径側に延出する延出部２０２ａが形成されており、この延出部２０２ａは、軸受内輪１６１の端面と、ウォーム軸６１の段部６１ｃとの間に介在する。
【００３０】
そして、この軸受１６側プレート２０２では、軸受内輪１６１より外径側の部分の肉厚Ｔｏが、内径側部分の肉厚Ｔｉより薄く（Ｔｏ＜Ｔｉ）形成され、これにより、プレート２０２の内径側部分が外径側の部分よりも軸方向両外方に張り出している。これは、該プレート２０２が軸受１６のシールド板１６５等と干渉するのを回避するためである。
【００３１】
従来のこの種のダンパーでは、軸受側プレートと軸受のシールド板等との干渉を回避するために、軸受内輪に、これを内径側から覆うように断面が上向きコ字形のフランジブッシュを装着したり、ダンパーの軸受側プレートを、その内径部分が軸受内輪の側に張り出すよう曲げ加工したりすることが行われている。しかし、前者の場合、部品点数が増え、工数も増加するという問題がある。後者の場合は、部品点数の増加はないものの、軸受側プレートに方向性が生じ、このプレートを弾性体と接合する場合、プレートの向きを揃える必要があり、ダンパーの製造に負担がかかる。これに対して、本発明の上記の構造では、部品点数や工数が増加することがなく、しかも、軸受１６側のプレート２０２に方向性が生じないので、ダンパー２０を従来通りの方法で容易に製造することができる。
【００３２】
また、プレート２０２の表面には、耐摩耗層として、浸炭や窒化、浸炭窒化、高周波焼入れ等の熱硬化処理による硬化層２１が形成されている。硬化層２１の表面は、５５０〜７５０Ｈｖの硬さを有していればよい。硬化層２１は、プレート２０２の延出部２０２ａの表面のうち、ウォーム軸６１の段部６１ｃと対向する面部に形成されていればよいが、本実施形態では、プレート２０２の表面全面に形成されている。
【００３３】
なお、上記のような硬化層２１は、プレート２０２の延出部２０２ａが当接する相手側である、ウォーム軸６１の段部６１ｃの表面にも形成する場合がある。
【００３４】
上記構成において、運転者が操舵部材１の操作を開始すると、操舵軸２とウォームホイール６２とが一体に回転し、ウォームホイール６２を介してウォーム軸６１を回転させようとする。この時点では、電動モータ５はまだ駆動を開始しておらず、そのロータは静止状態にあり、その慣性重量が、回転に対する抵抗としてウォーム軸６１に作用するが、ウォーム軸６１はダンパー２０，２０により軸方向に変位しうるから、ウォームホイール６２の回転に応じて軸方向に変位し、これにより、電動モータ５のロータの慣性重量は直接的にはウォームホイール６２に作用しない。
【００３５】
ウォーム軸６１が軸方向一方（図２の場合、右方向）に大きく変位すると、ウォーム軸６１の段部６１ｃがダンパー２０の軸受１６側のプレート２０２に当接し、該プレート２０２の延出部２０２ａは、ウォーム軸６１の段部６１ｃと、軸受１６の内輪１６１との間に挟圧される。このように、ウォーム軸６１の段部６１ｃと軸受内輪１６１とは、プレート２０２の延出部２０２ａを介して間接的に当接し、これにより、ウォーム軸６１の軸方向の最大変位量が規制される。もしも、ウォーム軸６１の段部６１ｃと軸受内輪１６１とが直接的に当接する場合は、軸受内輪１６１の端面に面取り部等があり、ウォーム軸６１の段部６１ｃとの接触面積は比較的狭いものとなるが、上記のように、プレート２０２の延出部２０２ａを介して当接することになれば、接触面積が広く、相対的に単位面積当たりの接触圧が小さくなっており、当接の際の衝撃が少なく、大きな異音の発生が抑制される。
【００３６】
また、軸受１６側のプレート２０２の延出部２０２ａと、ウォーム軸６１の段部６１ｃとは、ウォーム軸６１が軸方向に大きく変位する度毎に接触と離間とを繰り返すが、該プレート２０２の延出部２０２ａの表面は硬化層２１となっているので、接触と離間との繰り返しによっても摩耗することが少なく、ウォーム軸６１の段部６１ｃとプレート２０２の延出部２０２ａとの間の間隔が広がってウォーム軸６１の変位ストロークが増大するようなことがない。したがって、ウォーム軸６１の軸方向の変位量の増大に伴う異音の拡大が抑制される。
【００３７】
＜第２実施形態＞
図１ないし図３に示す最良の実施形態では、ダンパー２０の一対のプレート２０２，２０３のうち、軸受１６側に位置し、かつ内径側への延出部２０２ａを有するプレート２０２に耐摩耗層として、熱硬化処理による硬化層２１を形成しているが、図４に示すように、同プレートには、耐摩耗層として、低摩擦材のコーティング層２２を形成してもよい。
【００３８】
図４は、第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置に使用されるダンパーの拡大断面図である。この実施形態のダンパー２０では、軸受１６側のプレート２０２の表面のうち、延出部２０２ａのウォーム軸６１の段部６１ｃと当接する面部に、低摩擦材のコーティング層２２を形成されている。コーティング層２２を構成する低摩擦材には、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛、鉛、すず、フッ素樹脂等がある。低摩擦材のコーティング層２２は、軸受１６側のプレート２０２の露出面全面に形成してもよい。軸受１６側のプレート２０２の軸受内輪１６１より外径側の部分の肉厚が、内径側部分の肉厚より薄く形成されている点は、図１ないし図３の実施形態と同じである。低摩擦材のコーティング層２２は、プレート２０２の延出部２０２ａと当接するウォーム軸６１の段部６１ｃに形成することができる。
【００３９】
図４に示すダンパー２０を含む電動パワーステアリング装置では、軸受側のプレート２０２の延出部２０２ａを介して、軸受１６の内輪１６１とウォーム軸６１の段部６１ｃとが間接的に広い接触面積で接触することになるので、衝撃が少なく、大きな異音の発生が抑制されるほか、プレート２０２の延出部２０２ａとウォーム軸段部６１ｃが接触と離間とを繰り返しても、コーティング層２２の存在により、摩耗が少なく、ウォーム軸６１の変位ストロークの増大に伴う異音の拡大が抑制される。
【００４０】
＜第３実施形態＞
図５は、第３の実施形態に係る電動パワーステアリング装置のウォーム軸支持部分の拡大断面図である。
【００４１】
第３の実施形態では、ウォーム軸６１の軸方向両端側において、軸受１６の内輪１６１の端面とウォーム軸６１の歯部６１ａの端面との間に、ゴムのような弾性体２０１と、この弾性体２０１の軸方向両端部に接合されたプレート２０２，２０３とからなる環状のダンパー２０が介装されている点は、最良の実施形態と同じである。また、ダンパー２０の両プレート２０２，２０３のうち、軸受１６側に位置するプレート２０２が、ウォーム軸６１の段部６１ｃと当接しうるよう内径側に延出する延出部２０２ａを有するとともに、軸受内輪１６１より外径側の部分の肉厚が、内径側部分の肉厚より薄肉に形成されている点も、最良の実施形態と同じである。第３の実施形態では、軸受１６側のプレート２０２の全体が制振金属で構成されている点に特徴がある。制振金属としては、Ｍｎ−Ｃｕ系合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、ジェラルミン等が使用される。
【００４２】
第３の実施形態の電動パワーステアリング装置では、軸受１６側のプレート２０２の延出部２０２ａを介して、軸受１６の内輪１６１とウォーム軸６１の段部６１ｃとが広い接触面積で間接的に接触することになるので、当接の際の衝撃が少なく、しかも、プレート２０２自体が制振金属で構成されているから、衝撃音の発生量が少なく、大きな異音を発生することがない。
【００４３】
＜第４実施形態＞
図６は、第４の実施形態に係る電動パワーステアリング装置のウォーム軸支持部分の拡大断面図である。
【００４４】
第４の実施形態では、軸受１６側のプレート２０２の延出部２０２ａと、ウォーム軸６１の段部６１ｃとの間に、環状の制振部材２３が介装されている。この制振部材２３は、金属系、樹脂系、ゴム系等の制振材料で構成されている。金属系の制振材料としては、Ｍｎ−Ｃｕ系合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、ジェラルミン等がある。樹脂系の制振材料としては、フッ素系、シリコン系、ウレタン系、エステル系、アミド系等の樹脂がある。
【００４５】
上記構成によれば、軸受１６側のプレート２０２には内径側への延出部２０２ａがあり、この延出部２０２ａにより、軸受１６の内輪１６１の端面と、ウォーム軸６１の段部６１ｃとの接触面積が拡大して接触圧が小さくなっていて当接の際の衝撃が小さく、しかも当接個所に制振部材２３が介在するから、大きな異音の発生が抑制される。
【００４６】
なお、上記の制振部材２３を設けるとともに、軸受１６側のプレート２０２の全体を、Ｍｎ−Ｃｕ系合金等の制振金属で構成してもよい。このように、互いに当接する二つの部材（軸受１６側のプレート２０２および制振部材２３）にともに制振性をもたせると、防音、防振効果が一層増大する。
【００４７】
＜その他の実施形態＞
図７は、本発明の電動パワーステアリング装置におけるハウジングの組立て方法を示すためのハウジングの外観図である。
【００４８】
図７を参照して、ハウジングの組立て方法を説明すると、まず、ギヤハウジング１５の内部には、ウォーム軸６１とウォームホイール６２とが収容され、センサハウジング２４の内部にはトルクセンサ４が収容される。これら両ハウジング１５，２４は、操舵軸２（図１に即して言えば、入力軸１０とトーションバー１１と出力軸１２）が軸方向に貫通する状態で、各ハウジング１５，２４の軸周り部分に形成されている嵌合部を互いに嵌め合わせた後、各ハウジング１５，２４の外周の径方向２個所に形成されている取り付け耳１５ａ，２４ａの孔にそれぞれボルト２５，２５を螺挿して、これらボルト２５，２５を相次いで締め付けることで、両ハウジング１５，２４を結合する。
【００４９】
この場合、ギヤハウジング１５とセンサハウジング２４との嵌合部には、若干の隙間があり、従来のボルト２５の締め付け方では、ギヤハウジング１５とセンサハウジング２４とが操舵軸２の径方向にずれた状態で結合されることがある。これは、従来、両ハウジング１５，２４外周の２本のボルト２５，２５を同方向（右ネジ方向なら、２本とも右ネジ方向）に回すために、各ハウジング１５，２４がネジ回転方向に共回りして、一方のハウジング１５（２４）に対して他方のハウジング２４（１５）にずれが生じるため、と考えられる。ギヤハウジング１５とセンサハウジング２４との間にずれがあると、その内部のウォーム軸６１とウォームホイール６２との噛み合い深さが、所要の値からはずれ、両者の間のバックラッシュが過大となったり、噛み合いが深すぎて回転に支障が生じたりする。
【００５０】
そこで、本発明では、両ハウジング１５，２４の外周２個所でボルト２５を締め付ける場合、ネジ方向を互いに逆にし、一方のボルト２５（右ネジ）を右ネジ方向（矢印イの方向）に締め付けるとすると、他方のボルト２５（左ネジ）を左ネジ方向（矢印ロの方向）に締め付ける。このように、ボルト２５の締め付け方向を互いに逆にすると、一方のボルト２５の締め付けで生じたずれが、他方のボルト２５の締め付けで修正されることになり、ギヤハウジング１５とセンサハウジング２４とを径方向にずれのない状態で結合することができる。
【００５１】
上記した各実施形態において、減速機構６は、ウォーム軸６１とウォームホイール６２とから構成されるものに限らず、ヘリカルギヤ等、他種のギヤで構成されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の最良の形態に係る電動パワーステアリング装置の減速機構部分の断面図で、関連する構成を併せて図示している。
【図２】図１の減速機構の一部であるウォーム軸の軸受による支持部分の拡大断面図
【図３】図２のウォーム軸の支持部分に使用されるダンパーの拡大断面図
【図４】本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置に使用されるダンパーの拡大断面図
【図５】本発明の第３実施形態に係る電動パワーステアリング装置のウォーム軸支持部分の拡大断面図
【図６】本発明の第４実施形態に係る電動パワーステアリング装置のウォーム軸支持部分の拡大断面図
【図７】本発明の電動パワーステアリング装置におけるハウジングの組立て方法を示すためのハウジングの外観図
【符号の説明】
【００５３】
１ 操舵部材
２ 操舵軸
５ 電動モータ
５ａ 回転軸
６ 減速機構
６１ ウォーム軸（駆動ギヤ）
６１ａ 歯部
６１ｃ 段部
６２ ウォームホイール（従動ギヤ）
１５ ギヤハウジング（ハウジング）
１６ 軸受
１６１ 内輪
２０ ダンパー
２０１ 弾性体
２０２，２０３ プレート
２０２ａ 延出部
２１ 硬化層（耐摩耗層）
２２ コーティング層（耐摩耗層）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部材の操作に応じて電動モータを駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、
操舵軸に嵌着された従動ギヤに噛み合う状態で上記電動モータの回転軸に連結された駆動ギヤと、上記駆動ギヤの両端部をハウジングに支持する一対の軸受と、上記各軸受の内輪の端面と駆動ギヤの歯部の端面との間に介装されたダンパーとを備え、
上記ダンパーは、弾性体と、この弾性体の軸方向両端部に接合されたプレートとからなり、
上記プレートのうち、軸受側に位置するプレートには、駆動ギヤの段部と当接しうるよう内径側に延出する延出部が形成され、
上記延出部の少なくとも上記段部と当接しうる面部が耐摩耗層となっている、
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】
操舵部材の操作に応じて電動モータを駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、
操舵軸に嵌着された従動ギヤに噛み合う状態で上記電動モータの回転軸に連結された駆動ギヤと、上記駆動ギヤの両端部をハウジングに支持する一対の軸受と、上記各軸受の内輪の端面と駆動ギヤの歯部の端面との間に介装されたダンパーとを備え、
上記ダンパーは、弾性体と、この弾性体の軸方向両端部に接合されたプレートとからなり、
上記プレートのうち、軸受側に位置するプレートには、駆動ギヤの段部と当接しうるよう内径側に延出する延出部が形成され、
上記軸受側のプレート、もしくはこのプレートの延出部と当接しうるよう駆動ギヤの段部側に設けた部材が制振性を有する、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
操舵部材の操作に応じて電動モータを駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、
操舵軸に嵌着された従動ギヤに噛み合う状態で上記電動モータの回転軸に連結された駆動ギヤと、上記駆動ギヤの両端部をハウジングに支持する一対の軸受と、上記各軸受の内輪の端面と駆動ギヤの歯部の端面との間に介装されたダンパーとを備え、
上記ダンパーは、弾性体と、この弾性体の軸方向両端部に接合されたプレートとからなり、
上記プレートのうち、軸受側に位置するプレートには、駆動ギヤの段部と当接しうるよう内径側に延出する延出部が形成され、
上記延出部の少なくとも上記段部と当接しうる面部が耐摩耗層となっている、
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】
操舵部材の操作に応じて電動モータを駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、
操舵軸に嵌着された従動ギヤに噛み合う状態で上記電動モータの回転軸に連結された駆動ギヤと、上記駆動ギヤの両端部をハウジングに支持する一対の軸受と、上記各軸受の内輪の端面と駆動ギヤの歯部の端面との間に介装されたダンパーとを備え、
上記ダンパーは、弾性体と、この弾性体の軸方向両端部に接合されたプレートとからなり、
上記プレートのうち、軸受側に位置するプレートには、駆動ギヤの段部と当接しうるよう内径側に延出する延出部が形成され、
上記軸受側のプレート、もしくはこのプレートの延出部と当接しうるよう駆動ギヤの段部側に設けた部材が制振性を有する、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１３１０２４（Ｐ２００６−１３１０２４Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２０５２９（Ｐ２００４−３２０５２９）
【出願日】平成１６年１１月４日（２００４．１１．４）
【出願人】（３０２０６６６３０）株式会社ファーベス (138)
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【出願人】（０００００３４７０）豊田工機株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月４日（２００４．１１．４）
【出願人】（３０２０６６６３０）株式会社ファーベス (138)
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【出願人】（０００００３４７０）豊田工機株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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