JP2009214682A - 電動パワーステアリング装置およびバックラッシ測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異音の発生を確実に抑制できる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】本電動パワーステアリング装置１は、電動モータ２３によって減速機２４と、減速機２４を収容するギヤハウジング５８とを有する。減速機２４は、順次に噛み合う駆動ギヤ２６、中間ギヤ２７および従動ギヤ２８を有する平行軸歯車機構３０を含んでいる。ギヤハウジング５８は、中間ギヤ２７の第２の支軸３２の第２の端部３８とは軸方向Ｓ２に対向する支軸固定治具１０２の挿入用の第２の開口９４を有している。この第２の開口９４は、第２の閉塞部材９７によって閉塞されている。中間ギヤ２７の第２の支軸３２の上記端部３８に、支軸固定治具１０２に係合するための第２の治具係合部１１２が形成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置およびバックラッシ測定方法に関する。

電動パワーステアリング装置は、操舵補助力を得るための電動モータと、この電動モータによる出力回転を減速する歯車減速機とを有している。この歯車減速機は、互いに噛み合う一対のギヤを有している（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２６８６６０号公報

ギヤの噛み合いにはバックラッシが必要であるが、このバックラッシが大きいと、歯打ち音が生じる。逆に、歯打ち音を小さくしようとして、バックラッシを小さくすると、互いに噛み合うギヤの回転抵抗が大きくなる。
そこで、互いに噛み合う一対のギヤのバックラッシュを小さく調節した状態で、これらのギヤを組み付けることが考えられている。

ところで、上記減速機として、電動モータにより駆動される駆動ギヤと、この駆動ギヤに噛み合う中間ギヤと、この中間ギヤに噛み合う従動ギヤとを有するものが、考えられている。
この減速機では、駆動ギヤおよび中間ギヤの噛み合い部と、中間ギヤおよび従動ギヤの噛み合い部とに、バックラッシが存在し、これら２箇所のバックラッシの総和としてしか、バックラッシュを測定できない。

この総和としてのバックラッシュを小さく調節した状態であっても、２箇所の噛み合い部のうちのいずれか一方のバックラッシュが大きい場合がある。この場合、歯打ち音が発生する。さらに、他方のバックラッシュが小さくなりすぎて、ギヤを回転させるための抵抗が大きくなることもある。
そこで、本発明の目的は、異音の発生を確実に抑制できる電動パワーステアリング装置およびバックラッシ測定方法を提供することである。

本発明の電動パワーステアリング装置（１）は、電動モータ（２３）によって減速機（２４）を介して駆動される回転筒（５２）の回転を車両の左右方向（Ｘ）に延びるラック軸（１０）の軸方向（Ｓ３）移動に変換する運動変換機構（２５）と、減速機を収容するギヤハウジング（５８）と、ギヤハウジングと連結され上記ラック軸を収容するラックハウジング（５９）とを備え、上記減速機は、順次に噛み合う駆動ギヤ（２６）、中間ギヤ（２７）および従動ギヤ（２８）を有する平行軸歯車機構（３０）を含み、上記ギヤハウジングは、中間ギヤの支軸（３２）の端部（３８）とは支軸の軸方向（Ｓ２）に対向する支軸固定治具（１０２）挿入用の開口（９４）を有し、この開口は、閉塞部材（９７）によって閉塞されており、中間ギヤの支軸の端部に支軸固定治具に係合するための治具係合部（１１２）が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、閉塞部材を装着されていない状態で開放された開口を通じて、支軸固定治具を中間ギヤの支軸の端部の治具係合部に係合させ、これにより、支軸固定治具を用いて、中間ギヤを回動不能な状態にすることができる。このように、中間ギヤが回動不能な状態で、中間ギヤと駆動ギヤとの噛み合い部のバックラッシおよび中間ギヤと従動ギヤとの噛み合い部のバックラッシをそれぞれ測定することが可能となる。従って、上記２箇所の噛み合い部のバックラッシをそれぞれ適度に調節することが可能となるので、歯打ち音の発生を確実に防止できるとともに、ギヤを回転させるための抵抗が大きくなることを確実に防止できる。

また、本発明において、上記電動モータによって上記閉塞部材が構成されている場合がある。この場合、閉塞部材に、必須の構成である電動モータを兼用できるので、部品点数の増加を抑制できる。
また、本発明のバックラッシ測定方法は、上記本発明の電動パワーステアリング装置の閉塞部材を取り外した状態で開放された上記開口を通して支軸固定治具を挿入し中間ギヤの支軸を固定する工程と、中間ギヤの支軸を固定した状態で中間ギヤと駆動ギヤとのバックラッシを測定する第１の測定工程と、中間ギヤの支軸を固定した状態で中間ギヤと従動ギヤとのバックラッシを測定する第２の測定工程とを備えることを特徴とする。本発明によれば、上述のように２箇所の噛み合い部のバックラッシをそれぞれ測定できるので、上記２箇所の噛み合い部のバックラッシをそれぞれ適度に調節することが可能となる結果、歯打ち音の発生を確実に防止できるとともに、ギヤを回転させるための抵抗が大きくなることを確実に防止できる。
また、本発明のバックラッシ測定方法において、上記第１の測定工程は、電動モータを取り外した状態で、駆動ギヤまたは駆動ギヤと同行回転する部材（３３）に、駆動ギヤを駆動するための駆動ギヤ駆動治具（１０３）を係合する工程を含む場合がある。この場合、中間ギヤが回転不能な状態で、駆動ギヤ駆動治具を用いて駆動ギヤを回動させることができる。これにより、中間ギヤと駆動ギヤとの噛み合い部のバックラッシを測定できる。

また、本発明のバックラッシ測定方法において、上記第２の測定工程は、ラックハウジングを取り外した状態で、従動ギヤまたは従動ギヤと同行回転する部材（５０）に、従動ギヤを駆動するための従動ギヤ駆動治具（１０４）を係合する工程を含む場合がある。この場合、中間ギヤが回転不能な状態で、従動ギヤ駆動治具を用いて従動ギヤを回動させることができる。これにより、中間ギヤと従動ギヤとの噛み合い部のバックラッシを測定できる。

なお、上記括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を示すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の電動パワーステアリング装置の概略構成の模式図である。図１を参照して、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Electric Power Steering System）１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結しているステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に第１の自在継手４を介して連結された中間シャフト５と、中間シャフト５に第２の自在継手６を介して連結されたピニオンシャフト７と、ピニオンシャフト７の端部近傍に設けられたピニオン歯８に噛み合うラック歯９を有して自動車の左右方向Ｘに延びる転舵軸としてのラック軸１０とを有している。

ピニオンシャフト７およびラック軸１０によりラックアンドピニオン機構からなるステアリングギヤ１１が構成されている。ラック軸１０は、車体１２に固定されるハウジング１３内に、複数の軸受（図示せず）を介して直線往復可能に支持されている。ラック軸１０には、一対のタイロッド１４が結合されている。各タイロッド１４は対応するナックルアーム１５を介して対応する転舵輪１６に連結されている。

操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン歯８およびラック歯９によって、自動車の左右方向Ｘに沿ってのラック軸１０の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１６の転舵が達成される。
図１を参照して、ピニオンシャフト７は、操舵部材２に連なる入力軸１７と、ピニオン歯８に連なる出力軸１８とに分割されている。これら入力軸１７および出力軸１８はトーションバー１９を介して同一の軸線上で互いに連結されている。入力軸１７に操舵トルクが入力されたときに、トーションバー１９が弾性ねじり変形し、これにより、入力軸１７および出力軸１８が相対回転するようになっている。

トーションバー１９を介する入力軸１７および出力軸１８の間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２０が設けられている。また、車速を検出するための車速センサ２１が設けられている。また、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）２２が設けられている。操舵補助力を発生させるための電動モータ２３と、この電動モータ２３の出力回転を減速する減速機２４と、減速機２４の出力回転をラック軸１０の軸方向移動に変換する運動変換機構２５とが設けられている。

トルクセンサ２０および車速センサ２１からの検出信号が、ＥＣＵ２２に入力されるようになっている。ＥＣＵ２２は、トルク検出結果や車速検出結果等に基づいて、操舵補助用の電動モータ２３を制御する。電動モータ２３の出力回転は、減速機２４により減速され、運動変換機構２５により直線移動に変換される。この直線移動が、ラック軸１０に伝達される。これにより、操舵が補助されるようになっている。

図２は、図１の減速機２４およびその周辺部分の断面図である。図２を参照して、減速機２４は、電動モータ２３により駆動される第１のギヤとしての駆動ギヤ２６と、この駆動ギヤ２６に噛み合うアイドルギヤであり且つ第２のギヤとしての中間ギヤ２７と、この中間ギヤ２７に噛み合う従動ギヤ２８とを有している。駆動ギヤ２６と、中間ギヤ２７と、従動ギヤ２８とは、順次に噛み合っており、操舵補助用の電動モータ２３の出力軸２９の出力回転を減速する平行軸歯車機構３０を構成している。

また、減速機２４は、駆動ギヤ２６を支持した第１の支軸３１と、中間ギヤ２７を支持した第２の支軸３２とを有している。第１の支軸３１は、電動モータ２３の出力軸２９に軸継手３３を介して連結されている。また、第１の支軸３１は、その軸方向Ｓ１に関して、第１の端部３４と、第２の端部３５とを有している。また、第２の支軸３２は、その軸方向Ｓ２に関して、第１の端部３７と、第２の端部３８とを有している。

また、減速機２４は、第１の支軸３１の第１の端部３４を回転可能に支持した軸受４０と、第１の支軸３１の第２の端部３５を回転可能に支持した軸受４１とを有している。また、第１の支軸３１の軸方向移動を規制するために、固定部材４２，４３が設けられている。固定部材４２は、第１の支軸３１の雄ねじにねじ嵌合されて固定されている。
また、減速機２４は、第２の支軸３２の第１の端部３７を回転可能に支持した軸受４４と、第２の支軸３２の第２の端部３８を回転可能に支持した軸受４５とを有している。また、第２の支軸３２の軸方向移動を規制するために、固定部材４６，４７が設けられている。固定部材４６は、第２の支軸３２の雄ねじにねじ嵌合されて固定されている。

また、従動ギヤ２８は、ラック軸１０と同心に配置されており、後述するように軸受４８，４９により回転可能に支持されている。また、ラック軸１０の軸方向Ｓ３に関する従動ギヤ２８の移動を規制するために、固定部材５０，５１が設けられている。
図２を参照して、運動変換機構２５は、ボールねじ機構からなる。ボールねじ機構は、従動ギヤ２８により駆動される回転筒５２と、回転筒５２により複数のボール５３を介して駆動される直線移動部材としてのねじ軸５４とを有している。ボールねじ機構は、回転筒５２の回転運動を、ねじ軸５４の軸方向直線運動に変換する。

回転筒５２は、第１および第２の部分５５，５６を有している。第１の部分５５の外周が、軸受４８により回転可能に支持されている。第２の部分５６の外周が、軸受４９により回転可能に支持されている。第１および第２の部分５５，５６は、ラック軸１０の軸方向Ｓ３に関して互いに離隔している。第１の部分５５は、ラック軸１０の軸方向Ｓ３に関する一方の端部に設けられている。第２の部分５６は、ラック軸１０の軸方向Ｓ３に関する中間部に設けられている。回転筒５２における第１の部分５５と第２の部分５６との間の外周に、従動ギヤ２８が嵌合されている。回転筒５２と従動ギヤ２８とは、互いに同心に配置されており、互いに同行回転するように互いに固定されている。また、回転筒５２の内周は、雌ねじを有している。

ねじ軸５４は、雄ねじを有している。この雄ねじと、回転筒５２の雌ねじとの間に、複数のボール５３が転動可能に介在している。ねじ軸５４とラック軸１０とは、互いに一体に移動するように互いに固定されており、例えば、ねじ軸５４とラック軸１０とが単一部材により一体に形成されている。
ラック軸１０、ねじ軸５４、回転筒５２、従動ギヤ２８、軸受４８、および軸受４９は、互いに同心に配置されている。運動変換機構２５の回転筒５２は、電動モータ２３によって減速機２４を介して駆動され、これによりラック軸１０の中心軸線の回りに回転する。これに伴って、回転筒５２の回転がラック軸１０の軸方向に関するねじ軸５４の直線移動に変換される。

図１を参照して、ハウジング１３は、電動モータ２３を支持しつつ減速機２４および運動変換機構２５を収容するギヤハウジング５８と、ラック軸１０を収容しつつこのラック軸１０を軸方向Ｓ３に沿って移動可能に支持する筒状のラックハウジング５９と、トルクセンサ２０を収容する筒状のセンサハウジング６０とを有している。ギヤハウジング５８、ラックハウジング５９、およびセンサハウジング６０は、互いに別体とされ金属により形成されている。

ギヤハウジング５８は、第１および第２のギヤハウジング６１，６２を有している。第１および第２のギヤハウジング６１，６２は、互いに別部品として形成され、複数の固定ボルト６３（１つのみ図示。）により互いに固定されている。また、ギヤハウジング５８と電動モータ２３とが、複数の固定ボルト６４（１つのみ図示。）により互いに固定されている。

また、第２のギヤハウジング６２とラックハウジング５９とは、互いに別部品として形成され、複数の固定ボルト６５（１つのみ図示。）により互いに固定されている。また、ラックハウジング５９とセンサハウジング６０とは、複数の固定ボルト（図示せず）により互いに固定されている。
図２を参照して、第１のギヤハウジング６１は、軸受４０を保持している第１の軸受保持部７８と、軸受４４を保持している第２の軸受保持部７９と、軸受４８を保持している第３の軸受保持部８０と、第２のギヤハウジング６２に連結されている連結部８１とを有している。第１の軸受保持部７８、第２の軸受保持部７９、および第３の軸受保持部８０は、環状の孔を形成している。

第２のギヤハウジング６２は、軸受４１を保持している第１の軸受保持部８２と、軸受４５を保持している第２の軸受保持部８３と、軸受４９を保持している第３の軸受保持部８４と、電動モータ２３を位置決めしつつ支持している支持部８５と、第１のギヤハウジング６１の連結部８１に連結されている第１の連結部８６と、ラックハウジング５９の連結部８８に連結されている第２の連結部８７とを有している。第１の軸受保持部８２、第２の軸受保持部８３、および第３の軸受保持部８４は、環状の孔を形成している。

第１および第２のギヤハウジング６１，６２が互いに固定された状態において、第１のギヤハウジング６１の第１の軸受保持部７８と、第２のギヤハウジング６２の第１の軸受保持部８２と、第２のギヤハウジング６２の支持部８５に位置決めされた電動モータ２３の出力軸２９とは、互いに同心に配置されている。また、第１のギヤハウジング６１の第２の軸受保持部７９と、第２のギヤハウジング６２の第２の軸受保持部８３とは、互いに同心に配置されている。また、第１のギヤハウジング６１の第３の軸受保持部８０と、第２のギヤハウジング６２の第３の軸受保持部８４とは、互いに同心に配置されている。

これにより、電動モータ２３の出力軸２９の回転中心軸線と、駆動ギヤ２６の回転中心軸線とが互いに同心に配置されている。これとともに、駆動ギヤ２６の回転中心軸線と、中間ギヤ２７の回転中心軸線と、従動ギヤ２８の回転中心軸線とが互いに平行に配置されている。また、電動モータ２３の出力軸２９は、ラック軸１０の軸方向Ｓ３に平行に配置されている。電動モータ２３の出力軸２９とラック軸１０との間に所定距離が隔てられている。この所定距離は、電動モータ２３の外形に応じた最小値またはこの値に近似した値に設定されている。これにより、所要の減速比を実現しつつ、従動ギヤ２８の大型化を抑制することができる。ひいては、ステアリングギヤ１１、減速機２４、および運動変換機構２５の外形を小型化することができる。

図２を参照して、駆動ギヤ２６は、斜歯歯車からなり、金属、例えば鋼により略円柱形状に形成されている。駆動ギヤ２６の外周に複数のギヤ歯が形成されている。駆動ギヤ２６と第１の支軸３１とは、互いに同行回転できるように、互いに固定されている。具体的には、駆動ギヤ２６と第１の支軸３１とは単一部材により単一部品として一体に形成されている。また、第１の支軸３１の第２の端部３５は、軸継手３３と同行回転できるように、この軸継手３３と固定されている。

駆動ギヤ２６は、両持ち状態でギヤハウジング５８に第１の支軸３１および軸受４０，４１を介して回動可能に支持されている。軸受４０，４１が、第１の支軸３１の軸方向Ｓ１に関して駆動ギヤ２６の両側に配置されている。軸受４０，４１は、転がり軸受である。軸受４０，４１はそれぞれ、内輪と、外輪と、転動体としての複数の玉とを有している。

第１のギヤハウジング６１の第１の軸受保持部７８は、軸受４０を介して、第１の支軸３１の第１の端部３４を回動可能に支持している。第２のギヤハウジング６２の第１の軸受保持部８２は、軸受４１を介して、第１の支軸３１の第２の端部３５を回動可能に支持している。
図２を参照して、中間ギヤ２７は、斜歯歯車からなり、金属、例えば鋼により略円柱形状に形成されている。中間ギヤ２７の外周に複数のギヤ歯が形成されている。中間ギヤ２７と第２の支軸３２とは、互いに同行回転できるように、互いに固定されている。具体的には、中間ギヤ２７と第２の支軸３２とは単一部材により単一部品として一体に形成されている。

中間ギヤ２７は、両持ち状態でギヤハウジング５８に第２の支軸３２および軸受４４，４５を介して回動可能に支持されている。軸受４４，４５が、第２の支軸３２の軸方向Ｓ２に関して、中間ギヤ２７の両側に配置されている。軸受４４，４５は、転がり軸受である。軸受４４，４５はそれぞれ、内輪と、外輪と、転動体としての複数の玉とを有している。

第１のギヤハウジング６１の第２の軸受保持部７９は、軸受４４を介して、第２の支軸３２の第１の端部３７を回動可能に支持している。第２のギヤハウジング６２の第２の軸受保持部８３は、軸受４５を介して、第２の支軸３２の第２の端部３８を回動可能に支持している。
図２を参照して、従動ギヤ２８は、斜歯歯車からなり、金属、例えば鋼により環状に形成されている。従動ギヤ２８の外周に複数のギヤ歯が形成されている。従動ギヤ２８と回転筒５２とは、互いに同行回転できるように、互いに固定されている。従動ギヤ２８は、回転筒５２における第１の部分５５と第２の部分５６との間に配置されている。

従動ギヤ２８は、両持ち状態で、ギヤハウジング５８に回転筒５２および軸受４８，４９を介して回動可能に支持されている。ラック軸１０の軸方向Ｓ３に関して、従動ギヤ２８の両側に軸受４８，４９が配置されている。軸受４８，４９は、転がり軸受である。軸受４８，４９はそれぞれ、内輪と、外輪と、転動体としての複数の玉とを有している。
第１のギヤハウジング６１の第３の軸受保持部８０は、軸受４８を介して回転筒５２の第１の部分５５を回動可能に支持している。第２のギヤハウジング６２の第３の軸受保持部８４は、軸受４９を介して回転筒５２の第２の部分５６を回動可能に支持している。

また、回転筒５２の第２の部分５６は、軸受４９の内輪の内周が嵌合した嵌合部と、この嵌合部に隣接して設けられ径方向外方に延びた段部と、この段部とは反対側で嵌合部に隣接した雄ねじ９２とを有している。この雄ねじ９２に、固定部材５０の雌ねじがねじ嵌合している。ラック軸１０の軸方向Ｓ３に関して、軸受４９の内輪が、固定部材５０と、第２の部分５６の段部との間において締め付けられている。これにより、ラック軸１０の軸方向Ｓ３および径方向に関して、回転筒５２と軸受４９の内輪との相対移動が規制されている。また、固定部材５０と回転筒５２とが、互いに固定されている。

図２を参照し、本実施形態では、ギヤハウジング５８は、バックラッシの測定のための第１、第２および第３の開口９３，９４，９５を有している。また、第１の開口９３を覆う第１の閉塞部材９６と、第２の開口９４を覆う第２の閉塞部材９７と、第３の開口９５を覆う第３の閉塞部材９８とが設けられている。第１、第２、および第３の閉塞部材９６，９７，９８はそれぞれ、取り外し可能にギヤハウジング５８に取り付けられている。

第１の閉塞部材９６がギヤハウジング５８に取り付けられた状態で、第１の開口９３は塞がれている。また、バックラッシを測定するときには、第１の閉塞部材９６が取り外されることにより、第１の開口９３が開放される。
第２の閉塞部材９７がギヤハウジング５８に取り付けられた状態で、第２の開口９４は塞がれている。また、バックラッシを測定するときには、第２の閉塞部材９７が取り外されることにより、第２の開口９４が開放される。

第３の閉塞部材９８がギヤハウジング５８に取り付けられた状態で、第３の開口９５は塞がれている。また、バックラッシを測定するときには、第３の閉塞部材９８が取り外されることにより、第３の開口９５が開放される
図２を参照して、本実施形態では、第１、第２、および第３の開口９３，９４，９５は、第２のギヤハウジング６２に形成されている。第１の開口９３は、第１の支軸３１の第２の端部３５とは、第１の支軸３１の軸方向Ｓ１に対向している。第１の開口９３は、第１の支軸３１と電動モータ２３の出力軸２９とを連結するための開口により構成されている。第２の開口９４は、第２の支軸３２の第２の端部３８とは、第２の支軸３２の軸方向Ｓ２に対向している。第３の開口９５は、回転筒５２の端部とは、ラック軸１０の軸方向Ｓ３に対向している。第３の開口９５は、ねじ軸５４（ラック軸１０でもよい）を挿通させるための開口により構成されている。

第１、第２、および第３の閉塞部材９６，９７，９８は、第２のギヤハウジング６２に取り付けられている。第１の閉塞部材９６と第２の閉塞部材９７とは、単一部材により単一部品として一体に形成されており、具体的には、電動モータ２３のモータハウジングによって構成されている。第３の閉塞部材９８は、ラックハウジング５９によって構成されている。

図３は、図２の電動パワーステアリング装置１の要部とバックラッシ測定治具１００の正面図であり、部分的に断面表示されている。図４は、図３の電動パワーステアリング装置１の要部とバックラッシ測定治具１００の平面図である。図３および図４を参照して、本実施形態では、バックラッシ測定には、例えば、バックラッシ測定治具１００が用いられる。

バックラッシ測定治具１００は、ギヤハウジング５８を保持する保持治具１０１と、中間ギヤ２７の回動を規制する支軸固定治具１０２と、駆動ギヤ２６を駆動する駆動ギヤ駆動治具１０３と、従動ギヤ２８を駆動する従動ギヤ駆動治具１０４とを有している。また、バックラッシ測定治具１００は、駆動された駆動ギヤ２６の回動角度を測定するための第１の角度測定装置１０５（模式的に図示）と、駆動された従動ギヤ２８の回動角度を測定するための第２の角度測定装置１０６（模式的に図示）とを有している。

また、本実施形態では、バックラッシの測定は、本電動パワーステアリング装置１の要部であり部分組立品としてのユニット１１０を測定対象としてなされる。
図２，図４を参照して、ユニット１１０は、減速機２４を含んでいる。ユニット１１０は、ギヤハウジング５８と、以下の内部部品とを有している。内部部品は、例えば、駆動ギヤ２６、中間ギヤ２７、従動ギヤ２８、第１の支軸３１、第２の支軸３２、軸受４０，４１，４４，４５，４８，４９、回転筒５２、軸継手３３、固定部材４２，４３，４６，４７，５０，５１、固定ボルト６３等である。なお、ギヤハウジング５８の外側に取り付けられる部品、例えば、電動モータ２３、ラックハウジング５９、ラック軸１０は取り外されている。

また、第２のギヤハウジング６２の支持部８５は、電動モータ２３の支持用と、支軸固定治具１０２の取り付け用とに兼用されている。また、第２のギヤハウジング６２の第２の連結部８７は、ラックハウジング５９の取り付け用と、バックラッシを測定するときの保持治具１０１の取り付け用とに兼用されている。
図５は、図４の減速機２４とバックラッシ測定治具１００の要部の断面図であり、主に駆動ギヤ２６を示す。図５を参照して、ユニット１１０には、バックラッシを測定するときに駆動ギヤ２６を回動させるための第１の治具係合部１１１が設けられている。

第１の治具係合部１１１は、駆動ギヤ駆動治具１０３に係合する。第１の治具係合部１１１は、本実施形態では、第１の支軸３１の第２の端部３５に固定された軸継手３３に設けられている。なお、第１の治具係合部１１１は、駆動ギヤ２６に形成されてもよいし、駆動ギヤ２６と同行回転する部材に形成されてもよい。駆動ギヤ２６と同行回転する部材としては、例えば、第１の支軸３１、固定部材４２、および軸継手３３を挙げることができる。

図６は、図４の減速機２４とバックラッシ測定治具１００の要部の断面図であり、主に中間ギヤ２７を示す。図６を参照して、ユニット１１０には、バックラッシを測定するときに中間ギヤ２７を固定するための第２の治具係合部１１２が設けられている。
第２の治具係合部１１２は、支軸固定治具１０２に係合する。第２の治具係合部１１２は、本実施形態では、第２の支軸３２の第２の端部３８に形成されている。なお、第２の治具係合部１１２は、中間ギヤ２７に形成されてもよいし、中間ギヤ２７と同行回転する部材に形成されてもよい。中間ギヤ２７と同行回転する部材としては、例えば、第２の支軸３２、固定部材４６を挙げることができる。

図７は、図４の減速機２４とバックラッシ測定治具１００の要部の断面図であり、主に従動ギヤ２８を示す。図７を参照して、ユニット１１０には、バックラッシを測定するときに従動ギヤ２８を回動させるための第３の治具係合部１１３が設けられている。
第３の治具係合部１１３は、従動ギヤ駆動治具１０４に係合する。第３の治具係合部１１３は、本実施形態では、固定部材５０に形成されている。第３の治具係合部１１３は、従動ギヤ２８に形成されてもよいし、従動ギヤ２８と同行回転する部材に形成されてもよい。従動ギヤ２８と同行回転する部材としては、例えば、回転筒５２および固定部材５０を挙げることができる。

図３，図４を参照して、保持治具１０１は、ギヤハウジング５８の第２のギヤハウジング６２の第２の連結部８７と、複数の固定ボルト１１７により連結されるようになっている。保持治具１０１は、複数の挿通孔を有している。固定ボルト１１７が、保持治具１０１の挿通孔を挿通し、固定ボルト１１７のねじ部が、上述の第２の連結部８７に設けられたねじ孔にねじ込まれる。これにより、ギヤハウジング５８が保持治具１０１に固定される。

図４，図６を参照して、支軸固定治具１０２は、第１の部材１１９および第２の部材１２０を有している。第１および第２の部材１１９，１２０は、複数の固定ボルト１２１により互いに固定されている。なお、第１および第２の部材１１９，１２０は、単一部材により一体に形成されてもよい。
第１の部材１１９は、第２のギヤハウジング６２の支持部８５に固定される被固定部１２２を有している。被固定部１２２は、複数の固定ボルト１２３により固定されている。また、固定ボルト１２３を取り外すことにより、第２のギヤハウジング６２から被固定部１２２を取り外すことができる。

第２の部材１２０は、第２の治具係合部１１２に係合する係合部としての一対の挟持片１２４を有している。一対の挟持片１２４の間に、第２の治具係合部１１２が挟み込まれるようになっている。一対の挟持片１２４は、締結ボルト１２５により連結されている。締結ボルト１２５は、一方の挟持片１２４の挿通孔を挿通し、他方の挟持片１２４のねじ孔にねじ込まれている。これにより、一対の挟持片１２４が第２の治具係合部１１２を押圧状態で挟み込むことができる。これにより、支軸固定治具１０２と第２の治具係合部１１２との相対移動が規制される。逆に、締結ボルト１２５の締付が緩められると、支軸固定治具１０２と第２の治具係合部１１２とを互いに分離させることができる。

図５を参照して、駆動ギヤ駆動治具１０３は、第１の治具係合部１１１に連結できる。この状態で、駆動ギヤ駆動治具１０３を用いて、駆動ギヤ２６を回動させることができる。駆動ギヤ駆動治具１０３は、受け部材１２７により一対の軸受１２８を介して回動可能に支持されている。受け部材１２７は、第２のギヤハウジング６２の支持部８５に固定ボルト１２３により固定されている。

駆動ギヤ駆動治具１０３は、手動操作により回動動作を入力するための入力部材１２９と、第１の治具係合部１１１に係合する係合部としての一対の挟持片１３０とを有している。入力部材１２９と一対の挟持片１３０とは、互いに別部品として形成されており、同行回動するように、互いに連結されるようになっている。なお、一対の挟持片と入力部材との少なくとも一部同士が、単一部材により一体に形成されてもよい。

一対の挟持片１３０の間に、第１の治具係合部１１１が挟み込まれるようになっている。一対の挟持片１３０は、締結ボルト１３１により連結されている。締結ボルト１３１は、一方の挟持片１３０の挿通孔を挿通し、他方の挟持片１３０のねじ孔にねじ込まれている。これにより、一対の挟持片１３０が第１の治具係合部１１１を押圧状態で挟み込むことができる。これにより、駆動ギヤ駆動治具１０３と第１の治具係合部１１１との相対移動が規制される。逆に、締結ボルト１３１の締付が緩められると、駆動ギヤ駆動治具１０３と第１の治具係合部１１１とを互いに分離させることができる。

図７を参照して、従動ギヤ駆動治具１０４は、第３の治具係合部１１３に連結できる。この状態で、従動ギヤ駆動治具１０４を用いて、従動ギヤ２８を回動させることができる。従動ギヤ駆動治具１０４は、手動操作により回動動作を入力するための入力部材１３３と、第３の治具係合部１１３に係合する係合部としての一対の挟持片１３４とを有している。入力部材１３３と一対の挟持片１３４とは、互いに別部品として形成されており、同行回動するように、模擬軸１３５を介して互いに連結されるようになっている。模擬軸１３５は、ラック軸１０に代えて回転筒５２を挿通している。なお、入力部材１３３と一対の挟持片１３４との少なくとも一部同士が、単一部材により一体に形成されてもよい。

図３，図７を参照して、一対の挟持片１３４の間に、第３の治具係合部１１３が挟み込まれるようになっている。一対の挟持片１３４は、締結ボルト１３６により連結されている。締結ボルト１３６は、一方の挟持片１３４の挿通孔を挿通し、他方の挟持片１３４のねじ孔にねじ込まれている。これにより、一対の挟持片１３４が模擬軸１３５および第３の治具係合部１１３を押圧状態で挟み込むことができる。これにより、従動ギヤ駆動治具１０４と第３の治具係合部１１３との相対移動が規制される。逆に、締結ボルト１３６の締付が緩められると、従動ギヤ駆動治具１０４と第３の治具係合部１１３とを互いに分離させることができる。

図４を参照して、第１の角度測定装置１０５は、回動角度センサを有している。この回動角度センサが、駆動ギヤ駆動治具１０３に角度測定可能に接続されている。これにより、駆動ギヤ駆動治具１０３の回動角度位置を測定することができる。これと同様に、第２の角度測定装置１０６は、回動角度センサを有しており、従動ギヤ駆動治具１０４の回動角度位置を測定することができる。

図８Ａ，図８Ｂは、図３の減速機２４とバックラッシ測定治具１００の模式図であり、図８Ａに中間ギヤ２７を固定する工程を示し、図８Ｂにバックラッシ測定工程を示し、図８Ｃに組み立て完了状態の減速機２４を示す。図８Ａを参照して、バックラッシは、以下のようにして測定することができる。先ず、部分組立品としてのユニット１１０が組み立てられる。ユニット１１０がバックラッシ測定治具１００に取り付けられる。ユニット１１０のギヤハウジング５８が保持治具１０１に取り付けられる。

また、支軸固定治具１０２が、第２の開口９４を通じてギヤハウジング５８内に挿入された状態で、第２の治具係合部１１２に係合される。これにより、支軸固定治具１０２と中間ギヤ２７とが、相対回動不能に連結される。これとともに、支軸固定治具１０２がギヤハウジング５８に固定される。このようにして、支軸固定治具１０２により中間ギヤ２７の回動を規制する。

図６を参照して、具体的には、第２の治具係合部１１２は、一対の平坦面を有している。第２の治具係合部１１２の一対の平坦面は、互いに平行に配置されて、所定距離を離隔され、互いの間に二面幅を形成している。一対の平坦面は、対応する治具である支軸固定治具１０２の中心軸線の周りの周方向に交差するように配置されている。また、支軸固定治具１０２の一対の挟持片１２４は、一対の平坦面を有している。一対の挟持片１２４の一対の平坦面は、互いに平行に配置されて、所定距離を離隔され、互いの間に二面幅を形成している。支軸固定治具１０２の一対の挟持片１２４と第２の治具係合部１１２とが互いに締結されたときに、支軸固定治具１０２の一対の挟持片１２４の平坦面と第２の治具係合部１１２の平坦面とが、互いに面接触するようになっている。

なお、第２の治具係合部１１２および支軸固定治具１０２の係合部の具体的な形状は、種々考えられる。例えば、第２の治具係合部１１２が、断面Ｄ字形形状に形成されており、単一の平坦面を有してもよい。この場合、支軸固定治具１０２の一対の挟持片のうちの少なくとも一方は、平坦面を有している。締結状態において、支軸固定治具１０２の平坦面と第２の治具係合部１１２の平坦面とが、互いに面接触するようになっている。

また、第２の治具係合部１１２が、断面円形に形成されており、凸湾曲した円筒面を有してもよい。この場合、支軸固定治具１０２の一対の挟持片は、第２の治具係合部１１２の円筒面と同径で凹湾曲した円筒面を有している。締結状態において、支軸固定治具１０２の円筒面と第２の治具係合部１１２の円筒面とが、互いに面接触するようになっている。

図８Ａを参照して、駆動ギヤ駆動治具１０３が、第１の開口９３を通じてギヤハウジング５８内に挿入された状態で、第１の治具係合部１１１に係合される。これにより、駆動ギヤ駆動治具１０３と、駆動ギヤ２６とが、相対回動不能に連結される。また、駆動ギヤ駆動治具１０３が、回動可能に支持される。第１の治具係合部１１１および駆動ギヤ駆動治具１０３の係合部の具体的な形状は、種々考えられ、例えば、第２の治具係合部１１２および支軸固定治具１０２の係合部の形状として説明した形状を適用できる。

従動ギヤ駆動治具１０４が、第３の開口９５を通じてギヤハウジング５８内に挿入された状態で、第３の治具係合部１１３に係合される。これにより、従動ギヤ駆動治具１０４と、従動ギヤ２８とが、相対回動不能に連結される。第３の治具係合部１１３および従動ギヤ駆動治具１０４の係合部の具体的な形状は、種々考えられ、例えば、第２の治具係合部１１２および支軸固定治具１０２の係合部の形状として説明した形状を適用できる。

このように、ユニット１１０をバックラッシュ測定治具１００に装着する工程は、保持治具１０１へのギヤハウジング５８の取付けと、中間ギヤ２７の回動規制（支軸固定治具１０２の取付け）と、駆動ギヤ駆動治具１０３の取付けと、従動ギヤ駆動治具１０４の取付けとの複数の工程を含んでいるが、これらの複数の工程の順序は限定されない。これらの複数の工程のいずれが先でもよいし、また、同時でもよい。

図８Ｂを参照して、次に、バックラッシ測定工程がなされる。この工程は、中間ギヤ２７および駆動ギヤ２６の間のバックラッシを測定する第１の測定工程と、中間ギヤ２７および従動ギヤ２８の間のバックラッシを測定する第２の測定工程とを有している。第１の測定工程と、第２の測定工程とのいずれの工程が先でもよいし、また、同時でもよい。
第１の測定工程では、中間ギヤ２７の回動を規制した状態で、中間ギヤ２７および駆動ギヤ２６の間のバックラッシを測定する。すなわち、中間ギヤ２７の回動を規制した状態で、上述のように駆動ギヤ２６と連結された駆動ギヤ駆動治具１０３を用いて、駆動ギヤ２６を予め定めるトルクで両方向に回転させる。このときの駆動ギヤ２６が回転しうる最大の角度量（角度範囲）を測定する。例えば駆動ギヤ２６を一方の向きへ回動させるときの端になる回動角度位置と、他方の向きへ回動させるときの端になる回動角度位置との差を求める。この差が、駆動ギヤ２６と中間ギヤ２７との間のバックラッシに比例する量に相当する。

第２の測定工程では、中間ギヤ２７の回動を規制した状態で、中間ギヤ２７および従動ギヤ２８の間のバックラッシを、第１の測定工程と同様に測定する。中間ギヤ２７の回動を規制した状態で、上述のように従動ギヤ２８と連結された従動ギヤ駆動治具１０４を用いて、従動ギヤ２８を予め定めるトルクで両方向に回転させる。このときの従動ギヤ２８が回転しうる最大の角度量（角度範囲）を測定する。この角度量は、従動ギヤ２８と中間ギヤ２７との間のバックラッシに比例する。

図８Ｂ，図８Ｃを参照して、測定終了後、ユニット１１０をバックラッシ測定治具１００から取り外す。上述の２箇所のバックラッシの測定値がともに所要の範囲内にある場合には、電動パワーステアリング装置１を組み立てて完成させる。例えば、ユニット１１０に電動モータ２３、ラック軸１０、ラックハウジング５９等を取り付ける。これとともに、上述の第１〜第３の開口９３，９４，９５は閉塞される。

なお、上述の２箇所のバックラッシの測定値の少なくとも一方が所要の範囲外にある場合には、測定結果に基づいて、範囲外となった箇所のバックラッシが適正に調節される。例えば、駆動ギヤ２６、中間ギヤ２７および従動ギヤ２８のうちの少なくとも一つのギヤが交換される。その後、電動パワーステアリング装置１を完成させる。
以上説明したように、本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、電動モータ２３によって減速機２４を介して駆動される回転筒５２の回転を車両の左右方向Ｘに延びるラック軸１０の軸方向移動に変換する運動変換機構２５と、減速機２４を収容するギヤハウジング５８と、ギヤハウジング５８と連結され上記ラック軸１０を収容するラックハウジング５９とを備えている。減速機２４は、順次に噛み合う駆動ギヤ２６、中間ギヤ２７および従動ギヤ２８を有する平行軸歯車機構３０を含んでいる。ギヤハウジング５８は、中間ギヤ２７の支軸としての第２の支軸３２の第２の端部３８とは、当該支軸３２の軸方向Ｓ２に対向する支軸固定治具１０２挿入用の開口としての第２の開口９４を有している。この第２の開口９４は、第２の閉塞部材９７によって閉塞されている。第２の支軸３２の第２の端部３８に支軸固定治具１０２に係合するための第２の治具係合部１１２が形成されていることを特徴とする。

本実施形態によれば、第２の閉塞部材９７を装着されていない状態で開放された第２の開口９４を通じて、支軸固定治具１０２を第２の支軸３２の第２の端部３８の第２の治具係合部１１２に係合させる。これにより、支軸固定治具１０２を用いて、中間ギヤ２７を回動不能な状態にすることができる。このように、中間ギヤ２７が回動不能な状態で、中間ギヤ２７と駆動ギヤ２６との噛み合い部のバックラッシおよび中間ギヤ２７と従動ギヤ２８との噛み合い部のバックラッシをそれぞれ測定することが可能となる。従って、上記２箇所の噛み合い部のバックラッシをそれぞれ適度に調節することが可能となるので、歯打ち音の発生を確実に防止できるとともに、互いに噛み合うギヤ２６，２７、２８を回転させるための抵抗が大きくなることを確実に防止できる。

また、第１〜第３の閉塞部材９６，９７，９８が第１〜第３の開口９３，９４，９５を塞ぐので、第１〜第３の開口９３，９４，９５を通じたギヤハウジング５８内への異物の進入が防止される。
また、本実施形態では、電動モータ２３によって第２の閉塞部材９７が構成されている。これにより、第２の閉塞部材９７に、必須の構成である電動モータ２３を兼用できるので、部品点数の増加を抑制できる。また、本実施形態では、電動モータ２３によって第１の閉塞部材９６が構成されているので、より一層好ましい。

また、本実施形態のバックラッシ測定方法は、上記電動パワーステアリング装置１のバックラッシ測定方法であって、第２の閉塞部材９７を取り外した状態で開放された第２の開口９４を通して支軸固定治具１０２を挿入し第２の支軸３２を固定する工程と、第２の支軸３２を固定した状態で中間ギヤ２７と駆動ギヤ２６とのバックラッシを測定する第１の測定工程と、第２の支軸３２を固定した状態で中間ギヤ２７と従動ギヤ２８とのバックラッシを測定する第２の測定工程とを備えることを特徴とする。

本実施形態では、上述のように２箇所の噛み合い部のバックラッシをそれぞれ測定できるので、上記２箇所の噛み合い部のバックラッシをそれぞれ適度に調節することが可能となる結果、歯打ち音の発生を確実に防止できるとともに、互いに噛み合うギヤ２６，２７、２８を回転させるための抵抗が大きくなることを確実に防止できる。
また、第１の測定工程は、電動モータ２３を取り外した状態で、駆動ギヤ２６または駆動ギヤ２６と同行回転する部材、例えば、軸継手３３に、駆動ギヤ２６を駆動するための駆動ギヤ駆動治具１０３を係合する工程を含んでいる。この場合、中間ギヤ２７が回転不能な状態で、駆動ギヤ駆動治具１０３を用いて駆動ギヤ２６を回動させることができる。これにより、中間ギヤ２７と駆動ギヤ２６との噛み合い部のバックラッシを測定できる。ここで、駆動ギヤ２６と同行回転する部材としては、例えば、駆動ギヤ２６の支軸としての第１の支軸３１、この第１の支軸３１に固定された部材を挙げることができる。

また、第２の測定工程は、ラックハウジング５９を取り外した状態で、従動ギヤ２８または従動ギヤ２８と同行回転する部材に、従動ギヤ２８を駆動するための従動ギヤ駆動治具１０４を係合する工程を含んでいる。この場合、中間ギヤ２７が回転不能な状態で、従動ギヤ駆動治具１０４を用いて従動ギヤ２８を回動させることができる。これにより、中間ギヤ２７と従動ギヤ２８との噛み合い部のバックラッシを測定できる。ここで、従動ギヤ２８と同行回転する部材としては、従動ギヤ２８の支軸として機能する回転筒５２、この回転筒５２に取り付けられた部材（例えば、固定部材５０）を例示できる。

また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を主に説明する。他の構成については、説明を省略するが、上述の実施形態と同様である。
例えば、第１〜第３の閉塞部材９６，９７，９８が、電動モータ２３やラックハウジング５９以外の部材により構成されてもよい。また、第１〜第３の開口９３，９４，９５は、第１のギヤハウジング６１に設けられていてもよい。また、上述の各実施形態において、駆動ギヤ２６、中間ギヤ２７および従動ギヤ２８が平歯車であってもよい。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更を施すことができる。

本発明の第１の実施形態の電動パワーステアリング装置の概略構成の模式図である。 図１の減速機およびその周辺部分の断面図である。 図２の減速機とバックラッシ測定治具の正面図である。 図３の減速機とバックラッシ測定治具の平面図である。 図４の減速機とバックラッシ測定治具の要部の断面図であり、主に駆動ギヤを示す。 図４の減速機とバックラッシ測定治具の要部の断面図であり、主に中間ギヤを示す。 図４の減速機とバックラッシ測定治具の要部の断面図であり、主に従動ギヤを示す。 図３の減速機とバックラッシ測定治具の模式図であり、図８Ａに中間ギヤを固定する工程を示し、図８Ｂにバックラッシ測定工程を示し、図８Ｃに組み立て完了状態を示す。

符号の説明

１…電動パワーステアリング装置、１０…ラック軸、２３…電動モータ、２４…減速機、２５…運動変換機構、２６…駆動ギヤ、２７…中間ギヤ、２８…従動ギヤ、３０…平行軸歯車機構、３１…第１の支軸（駆動ギヤと同行回転する部材）、３２…第２の支軸（中間ギヤの支軸）、３３…軸継手（駆動ギヤと同行回転する部材）、３８…（第２の支軸の）第２の端部、５０…固定部材（従動ギヤと同行回転する部材）、５２…回転筒（従動ギヤと同行回転する部材）、５８…ギヤハウジング、５９…ラックハウジング、９４…第２の開口（支軸固定治具挿入用の開口）、９７…第２の閉塞部材、１０２…支軸固定治具、１１２…第２の治具係合部、１０３…駆動ギヤ駆動治具、１０４…従動ギヤ駆動治具、Ｓ２…（第２の支軸の）軸方向、Ｓ３…（ラック軸の）軸方向、Ｘ…車両の左右方向

Claims (5)

1. 電動モータによって減速機を介して駆動される回転筒の回転を車両の左右方向に延びるラック軸の軸方向移動に変換する運動変換機構と、
   減速機を収容するギヤハウジングと、
   ギヤハウジングと連結され上記ラック軸を収容するラックハウジングとを備え、
   上記減速機は、順次に噛み合う駆動ギヤ、中間ギヤおよび従動ギヤを有する平行軸歯車機構を含み、
   上記ギヤハウジングは、中間ギヤの支軸の端部とは支軸の軸方向に対向する支軸固定治具挿入用の開口を有し、この開口は、閉塞部材によって閉塞されており、
   中間ギヤの支軸の端部に支軸固定治具に係合するための治具係合部が形成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１において、上記電動モータによって上記閉塞部材が構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 請求項１または２の電動パワーステアリング装置の閉塞部材を取り外した状態で開放された上記開口を通して支軸固定治具を挿入し中間ギヤの支軸を固定する工程と、
   中間ギヤの支軸を固定した状態で中間ギヤと駆動ギヤとのバックラッシを測定する第１の測定工程と、
   中間ギヤの支軸を固定した状態で中間ギヤと従動ギヤとのバックラッシを測定する第２の測定工程とを備えることを特徴とするバックラッシ測定方法。
4. 請求項３において、上記第１の測定工程は、電動モータを取り外した状態で、駆動ギヤまたは駆動ギヤと同行回転する部材に、駆動ギヤを駆動するための駆動ギヤ駆動治具を係合する工程を含むことを特徴とするバックラッシ測定方法。
5. 請求項３または４において、上記第２の測定工程は、ラックハウジングを取り外した状態で、従動ギヤまたは従動ギヤと同行回転する部材に、従動ギヤを駆動するための従動ギヤ駆動治具を係合する工程を含むことを特徴とするバックラッシ測定方法。

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