JP2016215742A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リンク機構を備えたステアリング装置において簡単に操舵感を調整できるステアリング装置を提供する。
【解決手段】ステアリング装置１００は、バーハンドル１から入力される操舵トルクによって回転するステアリングシャフトと、操舵トルクを補助する回転トルクをステアリングシャフトに付与する電動モータ２０と、電動モータ２０の回転を減速してステアリングシャフトに伝達する伝達機構３０と、ステアリングシャフトの回転を変換して車輪を転舵するリンク機構と、伝達機構３０における摩擦力を調整する摩擦力調整機構６０を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ステアリング装置に関するものである。

特許文献１には、ラックが、プレッシャーパッドを介してコイルバネにより出力軸（ピニオン軸）に向けて常時押圧されたラックピニオン式のステアリング装置の発明が記載されている。

特許文献２には、操舵軸と車輪側操舵部材との間に電動舵取補助ユニットが介装され、車輪側操舵部材に連結されるピットマンアームがタイロッドを介して左右の車輪に連結されるステアリング装置が開示されている。

特開２００５−１６０５号公報 特開２００６−２５６５７７号公報

特許文献１のようなラックピニオン式のステアリング装置では、ラックを付勢するコイルバネの付勢力を調整することでラックを出力軸に押し付ける押圧力を変化させて操舵感を調整することができる。しかしながら、特許文献２のようなリンク式のステアリング装置では、ラックを備えていないため操舵感を調整することが難しい。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、リンク機構を備えたステアリング装置において簡単に操舵感を調整できるステアリング装置を提供することを目的とする。

第１発明は、ステアリング装置が、操舵ハンドルから入力される操舵トルクによって回転するステアリングシャフトと、操舵トルクを補助する回転トルクを前記ステアリングシャフトに付与する電動モータと、電動モータの回転を減速して前記ステアリングシャフトに伝達する伝達機構と、ステアリングシャフトの回転を変換して車輪を転舵するリンク機構と、伝達機構における摩擦力を調整する摩擦力調整機構と、を備えることを特徴とする。

第１の発明では、摩擦力調整機構によって伝達機構の摩擦抵抗を調整することができる。

第２の発明は、伝達機構は、ステアリングシャフトに連結されるウォームホイールと、電動モータの出力が伝達され前記ウォームホイールと噛み合うウォーム軸と、ウォーム軸の両端部それぞれを回転自在に支持する軸受と、を有し、ウォームホイール、ウォーム軸、及び軸受は、ギヤケース内に収容されることを特徴とする。

第３の発明は、摩擦力調整機構は、ウォーム軸の両端部を支持する軸受の少なくとも一方の外周面を付勢することでウォーム軸をウォームホイールに向けて付勢する付勢部材によってウォーム軸とウォームホイールとの間の摩擦力を調整することを特徴とする。

第３の発明では、付勢部材を適宜調整することで、ウォーム軸とウォームホイールの間の摩擦抵抗を調整することができる。

第４の発明は、付勢部材は、ギヤケースに取り出し可能に収容されることを特徴とする。

第４の発明では、付勢部材をギヤケースから取り出せるので、付勢部材を簡単に調整または交換することができる。

第５の発明は、軸受は、ウォーム軸に支持される内輪と、ギヤケースに支持される外輪と、内輪と外輪との間に転動可能に収容される複数の転動体と、を有し、摩擦力調整機構は、ウォーム軸の軸方向において、軸受の内輪及び外輪の少なくとも一方を転動体に向けて付勢する付勢部材によって軸受の内輪と転動体、及び外輪と転動体との間に生じる摩擦力を調整することを特徴とする。

第５の発明では、付勢部材を適宜調整することで、軸受の内輪と転動体、及び外輪と転動体との間の摩擦抵抗を調整することができる。

第６の発明は、付勢部材は、ウォーム軸の両端部の軸受それぞれに対して設けられ、軸受それぞれに対して設けられた付勢部材は、付勢力が互いに反対方向に向かって作用することを特徴とする。

第６の発明では、軸受それぞれに対して設けられた付勢部材は付勢力が互いに反対方向に向かって作用する。したがって、ウォーム軸が軸方向に動いても、いずれか一方の付勢手段によって軸受の内輪及び外輪の少なくとも一方と転動体との間の摩擦抵抗が付与される。したがって、安定して摩擦抵抗を付与することができる。

第７の発明は、両端部の少なくとも一方の軸受は、アンギュラ玉軸受であり、摩擦力調整機構は、ウォーム軸の軸方向において、アンギュラ玉軸受の内輪及び外輪の少なくとも一方を転動体に向けて付勢する付勢部材によって内輪と転動体、及び外輪と転動体との間に生じる摩擦力を調整することを特徴とする。

第７の発明では、付勢部材を適宜調整することで、アンギュラ軸受の内輪と転動体、及び外輪と転動体との間の摩擦抵抗を調整することができる。

第８の発明は、アンギュラ玉軸受は、背面組み合わせ形式または正面組み合わせ形式であることを特徴とする。

第８の発明では、アンギュラ玉軸受は、背面組み合わせ形式または正面組み合わせ形式であるので、ウォーム軸の軸方向のいずれの方向の荷重も受けることができる。したがって、安定して摩擦抵抗を付与することができる。

本発明によれば、リンク機構を備えたステアリング装置において簡単に操舵感を調整できるステアリング装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るステアリング装置の構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係るステアリング装置のリンク機構の分解斜視図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係るステアリング装置の伝達機構の断面図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係るステアリング装置の伝達機構の断面図である。 図５は、本発明の第３実施形態に係るステアリング装置の伝達機構の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態に係るステアリング装置１００の全体構成について説明する。

ステアリング装置１００は、車両に搭載され、ドライバーが操舵ハンドルに加える操舵トルクを変換して車輪６を転舵する装置である。

図１に示すように、ステアリング装置１００は、ドライバーの操作によって操舵トルクが入力される操舵ハンドルとしてのバーハンドル１と、バーハンドル１から入力される操舵トルクによって回転するステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２の回転を変換して車輪６を転舵するリンク機構１０と、を備える。

バーハンドル１は、中立位置から左右に９０°の範囲内で操舵可能なハンドル、つまり最大操舵角が１８０°以下のハンドルである。

ステアリングシャフト２は、バーハンドル１に連係して操舵トルクが伝達される入力軸３と、下端がリンク機構１０に連係する出力軸４と、入力軸３と出力軸４を連結するトーションバー５と、を有する。ドライバーの操作によってバーハンドル１に入力される操舵トルクが入力軸３及びトーションバー５を介して出力軸４に伝達されて、出力軸４が回転する。出力軸４の回転がリンク機構１０によって直線運動に変換されることにより、車輪６が転舵される。

リンク機構１０は、図２に示すように、出力軸４に連結され出力軸４の回転に伴って回転するアーム部材１１と、車輪６に連結されるタイロッド１２と、アーム部材１１とタイロッド１２とを連結するロッドエンド１３と、を有する。

アーム部材１１は、出力軸４が挿入されて連結される出力軸孔１１Ａと、出力軸孔１１Ａから離間すると共に出力軸孔１１Ａと略平行に設けられる一対の連結孔１１Ｂ，１１Ｃと、を有する。

ロッドエンド１３は、タイロッド１２とアーム部材１１とを連結するボールジョイントである。ロッドエンド１３における一方の軸１３Ａは、アーム部材１１の連結孔１１Ｂに挿入されて連結される。ロッドエンド１３における他方の軸１３Ｂは、タイロッド１２の一方の端部に連結される。タイロッド１２の他方の端部には、ナックルアーム等（図示省略）を介して車輪６が連結される。図２では、一方の車輪６と連結されるタイロッド１２及びロッドエンド１３のみを図示し、他方の車輪６と連結されるタイロッド及びアーム部材１１の連結孔１１Ｃに連結されるロッドエンドは図示を省略している。

アーム部材１１は、出力軸４の回転に伴い出力軸４を中心に回転する。出力軸４から離れた位置に連結されるロッドエンド１３は、アーム部材１１の回転に伴い出力軸４を中心に円弧運動する。これにより、出力軸４の回転はロッドエンド１３を介してタイロッド１２に直線運動として伝達される。このように、リンク機構１０によってステアリングシャフト２における出力軸４の回転トルクが車輪６の転舵力に変換される。したがって、ラックアンドピニオンを有していなくても、リンク機構１０により操舵トルクを車輪６の転舵力に変換できるため、車両前方部内、特に車両の足回りを省スペース化できる。言い換えれば、車両前方部内のスペースが少なくラックアンドピニオンを設けることが困難な場合であっても、リンク機構１０によって出力軸４の回転トルクを車輪６の転舵力へ変換することができる。

図１及び図２に示すように、ステアリング装置１００は、操舵トルクを補助する回転トルクをステアリングシャフト２に付与する電動モータ２０と、電動モータ２０の回転をステアリングシャフト２に減速して伝達する伝達機構３０と、をさらに備える。

電動モータ２０は、ドライバーによるバーハンドル１の操舵を補助する回転トルクを付与するための動力源である。電動モータ２０が回転軸２１（図３参照）から出力する回転トルクは、ドライバーのバーハンドル１の操作によってねじれるトーションバー５のねじれ量をトルクセンサ７により検出し、検出されたねじれ量に基づいてコントローラ（図示省略）により演算される。電動モータ２０が出力する回転トルクは、伝達機構３０によって減速されてステアリングシャフト２の出力軸４にアシスト力として伝達される。このように、バーハンドル１から入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ７の検出結果に基づいて電動モータ２０が駆動され、ドライバーによるバーハンドル１の操舵が補助される。

図３に示すように、伝達機構３０は、電動モータ２０の回転を減速して出力する第１減速部４０と、第１減速部４０の出力を減速して出力軸４に伝達する第２減速部５０と、を有する。第１減速部４０及び第２減速部５０は、電動モータ２０が連結されるギヤケース３１に収容される。

第１減速部４０は、電動モータ２０の回転軸２１に連結されるサンギヤ４１と、サンギヤ４１の外側に設けられギヤケース３１に固定されるリングギヤ４２と、サンギヤ４１とリングギヤ４２との間に設けられサンギヤ４１及びリングギヤ４２のそれぞれと噛み合う複数のプラネタリギヤ４３と、複数のプラネタリギヤ４３を互いに連結するキャリア４４と、を有する遊星歯車機構である。

複数のプラネタリギヤ４３は、サンギヤ４１の外側に等角度間隔で設けられ、サンギヤ４１及びリングギヤ４２のそれぞれと噛み合う。電動モータ２０の回転に伴いサンギヤ４１が回転すると、プラネタリギヤ４３はサンギヤ４１の周りを回転する。図３では、単一のプラネタリギヤ４３のみを図示し、その他のプラネタリギヤ４３は図示を省略している。

キャリア４４は、一方の端部からウォーム軸５２の一端５２Ｂが挿入されてウォーム軸５２に連結される筒部４５Ｂと、筒部４５Ｂの他方の端部から径方向に突出して設けられるフランジ部４５Ａと、フランジ部４５Ａに設けられ複数のプラネタリギヤ４３のそれぞれに連結される連結ピン４６と、を有する。

第２減速部５０は、ステアリングシャフト２の出力軸４に連結されるウォームホイール５１と、ギヤケース３１に形成された収容穴３２に収容されウォームホイール５１と噛み合うウォーム軸５２と、を有する。

ウォーム軸５２には、ウォームホイール５１の歯部５１Ａと噛み合う歯部５２Ａが形成される。ウォーム軸５２は、電動モータ２０の回転軸２１と同軸状にギヤケース３１に収容される。

ウォーム軸５２は、ギヤケース３１の収容穴３２に支持される一対の軸受５３，５４によって両端部５２Ｂ，５２Ｄが回転自在に軸支される。軸受５３、５４は、それぞれ内輪５３ａ、５４ａと、外輪５３ｂ、５４ｂと、図示しない保持器によって支持され内輪５３ａ、５４ａと外輪５３ｂ、５４ｂとの間に収容される転動体としてのボール５３ｃ、５４ｃと、を備えるボール軸受である。

ウォーム軸５２の電動モータ２０側の一端部５２Ｂを支持する軸受５３の外輪５３ｂは、ギヤケース３１に形成される段差部３１Ａとギヤケース３１に螺合するロックナット５５との間で保持される。また、ウォーム軸５２には、軸受５３の段差部３１Ａ側の側面に当接し軸受５３の内径よりも大きい外径を有する係止部５２Ｃが形成される。ウォーム軸５２の電動モータ２０側の他端部５２Ｄを支持する軸受５４は、外輪５４ｂがギヤケース３１に形成される底部３１Ｂに当接する。ウォーム軸５２には、軸受５４の電動モータ２０側の側面に当接し軸受５４の内径よりも大きい外径を有する係止部５２Ｅが形成される。これら係止部５２Ｃ、５２Ｅにより、ウォーム軸５２の軸方向への移動が規制される。

次に、第１減速部４０及び第２減速部５０による減速作動について説明する。

電動モータ２０が駆動して回転軸２１が回転すると、第１減速部４０のサンギヤ４１が回転する。サンギヤ４１の回転に伴い、プラネタリギヤ４３がリングギヤ４２及びサンギヤ４１それぞれに噛み合いながらサンギヤ４１の周りを回転する。これにより、電動モータ２０の回転は、サンギヤ４１とリングギヤ４２との歯数に応じた減速比により減速されて、キャリア４４の回転として出力される。

キャリア４４の回転に伴い、第２減速部５０のウォーム軸５２が回転する。ウォーム軸５２の回転に伴い、ウォームホイール５１は、ウォーム軸５２における歯部５２Ａの歯数とウォームホイール５１における歯部５１Ａの歯数とに応じた減速比により減速されて回転する。よって、ウォーム軸５２の回転は、ウォーム軸５２における歯部５２Ａの歯数とウォームホイール５１における歯部５１Ａの歯数とに応じた減速比により減速されて出力軸４に伝達される。

このように、電動モータ２０の回転は、サンギヤ４１とリングギヤ４２の歯数の応じた減速比で第１減速部４０により減速され、さらにウォーム軸５２とウォームホイール５１の歯数に応じた減速比で第２減速部５０により減速されて出力軸４に伝達される。このため、ステアリング装置１００は、電動モータ２０によって出力軸４に大きな回転トルクを付与することができ、電動モータ２０による操舵トルクのアシスト力を向上させることができる。

ラックアンドピニオンを有さずにリンク機構１０によって出力軸４の回転を車輪６の転舵力に変換すると、ラックアンドピニオンによる出力軸４の回転の減速がないため車輪６の転舵力が不足するおそれがある。しかしながら、ステアリング装置１００では、電動モータ２０と出力軸４の間に第１減速部４０及び第２減速部５０の２つの減速部が設けられるため、電動モータ２０によって出力軸４に大きな回転トルクを付与することができる。したがって、リンク機構１０によって出力軸４の回転を車輪６の転舵力に変換する場合であっても、車輪６の転舵力を確保することができる。このように、ステアリング装置１００によれば、車輪６の転舵力を確保できると共に、車両前方部内を省スペース化できる。

ステアリング装置１００は、ラックを備えていない。このため、ラックを出力軸に押し付けるコイルバネの付勢力を変化させて操舵感を調整することができない。しかしながら、ステアリング装置１００は、動力伝達機構がリンク機構であっても操舵感を調整することができるように、伝達機構３０における摩擦力を調整する摩擦力調整機構６０を備えている。以下に、図３を参照しながら、摩擦力調整機構６０について説明する。

摩擦力調整機構６０は、ウォーム軸５２を支持する軸受５４の外周面を付勢することでウォーム軸５２をウォームホイール５１に向けて付勢する付勢部材としてのコイルスプリング６１を有する。具体的には、ギヤケース３１には、ウォーム軸５２を挟んでウォームホイール５１とは反対側であって軸受５４に臨む位置に、外周面から収容穴３２に貫通する貫通孔６３が形成される。コイルスプリング６１は、貫通孔６３に収容され軸受５４の外輪５４ｂの外周面と貫通孔６３に螺合されたプラグ６２との間で圧縮された状態で保持される。これにより、コイルスプリング６１は、ウォーム軸５２を支持する軸受５４の外周面を付勢する。さらに、軸受５４に支持されるウォーム軸５２は、ウォームホイール５１に向けて付勢される。この結果、ウォームホイール５１の歯部５１Ａとウォーム軸５２の歯部５２Ａとの間のバックラッシュが低減されるとともに、ウォーム軸５２とウォームホイール５１との間の摩擦力が増加する。

上述のように、ドライバーのバーハンドル１の操作に応じて電動モータ２０が出力する回転トルクは、伝達機構３０を介してステアリングシャフト２の出力軸４にアシスト力として伝達される。このとき、コイルスプリング６１の付勢力によって生じるウォーム軸５２とウォームホイール５１との間の摩擦力が増加すると、電動モータ２０から出力されたアシスト力は増加した摩擦力分減少して出力軸４に伝達される。これにより、バーハンドル１を操舵するのに必要な操舵力が大きくなるので、ドライバーにはバーハンドル１の操舵が重く感じられる。これに対して、コイルスプリング６１の付勢力を弱めると、コイルスプリング６１の付勢力によって生じるウォーム軸５２とウォームホイール５１との間の摩擦力が減少するので、電動モータ２０から出力されたアシスト力は減少した摩擦力分増加して出力軸４に伝達される。これにより、バーハンドル１を操舵するのに必要な操舵力が小さくなるので、ドライバーにはバーハンドル１の操舵が軽く感じられる。

このように、コイルスプリング６１の付勢力を適宜設定することでウォーム軸５２とウォームホイール５１との間の摩擦力を調整することができ、摩擦力調整機構６０によって操舵感を調整することができる。

なお、摩擦力調整機構６０は、軸受５４に設けられているが、軸受５３に設けられてもよい。また、軸受５３及び軸受５４の両方に設けられてもよい。さらに、プラグ６２に換えてばね力調整機構を設けてもよい。

以上の第１実施形態によれば以下の効果を奏する。

ステアリング装置１００によれば、コイルスプリング６１の付勢力を適宜調整することによって、操舵系の摩擦力を調整することができる。したがって、リンク機構を備えたステアリング装置であっても、簡単に操舵感を調整することができる。

また、ステアリング装置１００では、プラグ６２を取り外すことによって、コイルスプリング６１をギヤケース３１から取り出すことができる。これにより、コイルスプリング６１をばね荷重が異なるものと交換することにより摩擦力を調整することができる。さらに、プラグ６２の長さやプラグ６２のねじ込み量を調整することで摩擦力を調整することもできる。

＜第２実施形態＞
次に、図４を参照して本発明の第２実施形態に係るステアリング装置２００について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態のステアリング装置１００と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施形態におけるステアリング装置１００は、コイルスプリング６１によってウォーム軸５２とウォームホイール５１との間の摩擦力を調整することで操舵感を調整する構成であるのに対し、第２実施形態におけるステアリング装置２００は、皿ばね１５７、１５８によって軸受５３、５４の内輪５３ａ、５４ａ及び外輪５３ｂ、５４ｂとボール５３ｃ、５４ｃとの間にそれぞれ生じる摩擦力を調整することで操舵感を調整する構成である点で相違する。

ステアリング装置２００は、図４に示すように、伝達機構３０における摩擦力を調整する摩擦力調整機構１６０を備える。

摩擦力調整機構１６０は、軸受５３の内輪５３ａとウォーム軸５２の係止部５２Ｃとの間に設けられる付勢部材としての皿ばね１５７と、軸受５４の内輪５４ａとウォーム軸５２の係止部５２Ｅとの間に設けられる付勢部材としての皿ばね１５８と、を有する。ウォーム軸５２の軸方向において、皿ばね１５７は軸受５３の内輪５３ａをボール５３ｃに向けて付勢し、皿ばね１５８は軸受５４の内輪５４ａをボール５４ｃに向けて付勢する。図４に示す構成では、皿ばね１５７は、軸受５３の内輪５３ａをウォーム軸５２に固定された係止リング１５６に向けて付勢し、皿ばね１５８は、軸受５４の内輪５４ａを底部３１Ｂに向けて付勢する。なお、軸受５３は、ウォーム軸５２の軸方向における皿ばね１５７と反対方向への移動が係止リング１５６によって制限される。

上述のように、軸受５３の外輪５３ｂは、段差部３１Ａとロックナット５５との間で保持されているので、軸受５４の内輪５３ａは皿ばね１５７によって外輪５３ｂに対して電動モータ２０側に向かって付勢される。このため、ボール５３ｃには、ウォーム軸５２の軸方向において内輪５３ａ及び外輪５３ｂによって挟み込まれるような力が作用する。これにより、ボール５３ｃと内輪５３ａ、及びボール５３ｃと外輪５３ｂとの間に生じる摩擦力が大きくなる。

また、上述のように軸受５４の外輪５４ｂは、底部３１Ｂに当接しているので、内輪５３ａは皿ばね１５８によって外輪５４ｂに対して底部３１Ｂ側に向かって付勢される。このため、ボール５４ｃには、ウォーム軸５２の軸方向において内輪５４ａ及び外輪５４ｂによって挟み込まれるような力が作用するので、ボール５４ｃと内輪５４ａ、及びボール５４ｃと外輪５４ｂとの間に生じる摩擦力が大きくなる。

このとき、皿ばね１５７、１５８の付勢力によってボール５４ｃと内輪５４ａ、及びボール５４ｃと外輪５４ｂとの間に生じる摩擦力が大きくなると、電動モータ２０から出力されたアシスト力は増加した摩擦力分減少して出力軸４に伝達される。これにより、バーハンドル１を操舵するのに必要な操舵力が大きくなるので、ドライバーにはバーハンドル１の操舵が重く感じられる。これに対して、皿ばね１５７、１５８の付勢力を弱めると、皿ばね１５７、１５８の付勢力によってボール５４ｃと内輪５４ａ、及びボール５４ｃと外輪５４ｂとの間に生じる摩擦力が減少するので、電動モータ２０から出力されたアシスト力は減少した摩擦力分増加して出力軸４に伝達される。これにより、バーハンドル１を操舵するのに必要な操舵力が小さくなるので、ドライバーにはバーハンドル１の操舵が軽く感じられる。

このように、皿ばね１５７、１５８の付勢力を適宜設定することで軸受５３、５４の内輪５３ａ、５４ａをボール５３ｃ、５４ｃに向けて付勢する皿ばね１５７、１５８によって軸受５３、５４の内輪５３ａ、５４ａとボール５３ｃ、５４ｃ、及び外輪５３ｂ、５４ｂとボール５３ｃ、５４ｃとの間にそれぞれ生じる摩擦力を調整することができ、摩擦力調整機構１６０によって簡単に操舵感を調整することができる。なお、皿ばね１５７、１５８の付勢力は、ばね荷重が異なるものと交換したり、皿ばねを複数枚用いて枚数を変化させることで調整すればよい。

摩擦力調整機構１６０は、皿ばね１５７及び皿ばね１５８のいずれか一方のみを設けた構成であってもよい。例えば、皿ばね１５７のみを設ける場合には、係止部５２Ｅを軸受５４の内輪５４ａに当接させる。これにより、皿ばね１５７によって軸受５３の内輪５３ａがボール５３ｃに向けて付勢されるとともに、ウォーム軸５２を介して軸受５４の内輪５４ａがボール５４ｃに向けて付勢される。また、内輪５３ａ、５４ａをウォーム軸５２に固定して、皿ばね１５７及び皿ばね１５８が外輪５３ｂ、５４ｂを付勢するように構成してもよい。

以上の第２実施形態によれば以下の効果を奏する。

ステアリング装置２００によれば、皿ばね１５７、１５８の付勢力を適宜調整することによって、伝達機構３０における摩擦力を調整することができる。したがって、リンク機構１０を備えたステアリング装置２００であっても簡単に操舵感を調整することができる。

また、皿ばね１５７、１５８は、付勢力が互いに反対方向に向かって作用するので、ウォーム軸５２が軸方向に動いても、いずれか一方の皿ばね１５７、１５８によって軸受５３、５４の内輪５３ａ、５４ａ及び外輪５３ｂ、５４ｂの少なくとも一方とボール５３ｃ、５４ｃとの間の摩擦抵抗が付与される。したがって、安定して摩擦抵抗を付与することができる。

ステアリング装置２００では、摩擦力調整機構１６０は皿ばね１５７、１５８をウォーム軸５２に設けるだけでよいので、ギヤケース３１にコイルスプリングを収容する貫通孔を加工する必要がない。よって、加工工数を削減できる。

＜第３実施形態＞
次に、図５を参照して本発明の第３実施形態に係るステアリング装置３００について説明する。以下では、上記第２実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第２実施形態のステアリング装置２００と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態のステアリング装置２００は、皿ばね１５７、１５８によって軸受５３、５４のボール５３ｃ、５４ｃと内輪５３ａ、５４ａ、及びボール５３ｃ、５４ｃと外輪５３ｂ、５４ｂとの間にそれぞれ生じる摩擦力を調整することで操舵感を調整する構成であるのに対し、第３実施形態におけるステアリング装置３００は、ウォーム軸５２の軸方向において、調整ナット２５５によってアンギュラ玉軸受２５３、２５９のボール２５３ｃ、２５９ｃと内輪２５３ａ、２５９ａ、及びボール２５３ｃ、２５９ｃと外輪２５３ｂ、２５９ｂとの間の摩擦力を調整することで操舵感を調整する構成である点で相違する。

図５に示すように、ステアリング装置３００は、伝達機構３０における摩擦力を調整する摩擦力調整機構２６０を備える。

摩擦力調整機構２６０は、ウォーム軸５２の一端部５２Ｂを支持するアンギュラ玉軸受２５３及びアンギュラ玉軸受２５９と、アンギュラ玉軸受２５３の外輪２５３ｂ及びアンギュラ玉軸受２５９の外輪２５９ｂを段差部３１Ａとの間で保持する環状の調整ナット２５５と、を有する。アンギュラ玉軸受２５３及びアンギュラ玉軸受２５９は、いわゆる正面合わせに組み合わされている。アンギュラ玉軸受２５３の内輪２５３ａ及びアンギュラ玉軸受２５９の内輪２５９ａは、係止部５２Ｃ及び係止リング１５６によってウォーム軸５２の外周に係止される。

調整ナット２５５は、ギヤケース３１に形成されたねじ部に螺合している。調整ナット２５５を段差部３１Ａ側に向かってねじ込むことによって、アンギュラ玉軸受２５３の外輪２５３ｂ及びアンギュラ玉軸受２５９の外輪２５９ｂには予圧が与えられる。言い換えると、調整ナット２５５は、付勢部材として機能し、外輪２５３ｂをアンギュラ玉軸受２５３のボール２５３ｃに向けて付勢するとともに、外輪２５９ｂをアンギュラ玉軸受２５９のボール２５９ｃに向けて付勢する。

アンギュラ玉軸受２５３及びアンギュラ玉軸受２５９は正面合わせであるので、外輪２５３ｂ及び外輪２５９ｂが調整ナット２５５をねじ込むことによって付勢されると、ボール２５３ｃと内輪２５３ａ、及びボール２５３ｃと外輪２５３ｂとの間に生じる摩擦力が増加する。これと同時に、ボール２５９ｃと内輪２５９ａ、及びボール２５９ｃと外輪２５９ｂとの間に生じる摩擦力も増加する。これにより、電動モータ２０から出力されたアシスト力は増加した摩擦力分減少して出力軸４に伝達される。したがって、バーハンドル１を操舵するのに必要な操舵力が大きくなるので、ドライバーにはバーハンドル１の操舵が重く感じられる。これに対して、調整ナット２５５を緩めると、ボール２５３ｃと内輪２５３ａ、及びボール２５３ｃと外輪２５３ｂの間に生じる摩擦力が減少する。これと同時に、ボール２５９ｃと内輪２５９ａ、及びボール２５９ｃと外輪２５９ｂとの間に生じる摩擦力も減少する。これにより電動モータ２０から出力されたアシスト力は減少した摩擦力分増加して出力軸４に伝達される。したがって、バーハンドル１を操舵するのに必要な操舵力が小さくなるので、ドライバーにはバーハンドル１の操舵が軽く感じられる。

このように、アンギュラ玉軸受２５３の外輪２５３ｂ及びアンギュラ玉軸受２５９の外輪２５９ｂをそれぞれボール２５３ｃ及びボール２５９ｃに向けて付勢する調整ナット２５５によって、ボール２５３ｃと内輪２５３ａ、及びボール２５３ｃと外輪２５３ｂとの間に生じる摩擦力を調整することができるとともに、ボール２５９ｃと内輪２５９ａ、及びボール２５９ｃと外輪２５９ｂとの間に生じる摩擦力を調整することができ、摩擦力調整機構２６０によって簡単に操舵感を調整することができる。

なお、アンギュラ玉軸受２５３及びアンギュラ玉軸受２５９を背面合わせにしてもよい。この場合には、係止リング１５６と調整ナット２５５の機能を逆にすればよい。

以上の第３実施形態によれば以下の効果を奏する。

ステアリング装置３００によれば、調整ナット２５５によってアンギュラ玉軸受２５３の外輪２５３ｂ及びアンギュラ玉軸受２５９の外輪２５９ｂに対する付勢力（予圧）を適宜調整することによって、伝達機構３０における摩擦力を調整することができる。したがって、リンク機構１０を備えたステアリング装置３００であっても簡単に操舵感を調整することができる。

また、アンギュラ玉軸受２５３、２５９は、背面組み合わせ形式または正面組み合わせであるので、ウォーム軸５２の軸方向のいずれの方向の荷重も受けることができる。したがって、安定して摩擦抵抗を付与することができる。

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

ステアリング装置１００、２００、３００は、操舵ハンドル（バーハンドル１）から入力される操舵トルクによって回転するステアリングシャフト２と、操舵トルクを補助する回転トルクをステアリングシャフト２に付与する電動モータ２０と、電動モータ２０の回転を減速してステアリングシャフト２に伝達する伝達機構３０と、ステアリングシャフト２の回転を変換して車輪６を転舵するリンク機構１０と、伝達機構３０における摩擦力を調整する摩擦力調整機構６０、１６０、２６０と、を備える。

この構成によれば、摩擦力調整機構６０、１６０、２６０によって伝達機構３０の摩擦抵抗を調整することができる。したがって、リンク機構１０を備えたステアリング装置１００、２００、３００であっても、簡単に操舵感を調整することができる。

また、ステアリング装置１００、２００、３００では、伝達機構３０は、ステアリングシャフト２に連結されるウォームホイール５１と、電動モータ２０の出力が伝達されウォームホイール５１と噛み合うウォーム軸５２と、ウォーム軸５２の両端部５２Ｂ、５２Ｄそれぞれを回転自在に支持する軸受５３、５４、２５３、２５９と、を有し、ウォームホイール５１、ウォーム軸５２、及び軸受５３、５４、２５３、２５９は、ギヤケース３１内に収容される。

また、ステアリング装置１００では、摩擦力調整機構６０は、ウォーム軸５２の両端部５２Ｂ、５２Ｄを支持する軸受５３、５４の少なくとも一方の外周面を付勢することでウォーム軸５２をウォームホイール５１に向けて付勢する付勢部材（コイルスプリング６１）によってウォーム軸５２とウォームホイール５１との間の摩擦力を調整する。

この構成によれば、付勢部材（コイルスプリング６１）を適宜調整することで、ウォーム軸５２とウォームホイール５１の間の摩擦抵抗を調整することができる。

また、ステアリング装置１００では、付勢部材（コイルスプリング６１）は、ギヤケース３１に取り出し可能に収容される。

この構成によれば、付勢部材（コイルスプリング６１）をギヤケースから取り出せるので、付勢部材（コイルスプリング６１）を簡単に調整または交換することができる。

また、ステアリング装置２００では、軸受５３、５４は、ウォーム軸５２に支持される内輪５３ａ、５４ａと、ギヤケース３１に支持される外輪５３ｂ、５４ｂと、内輪５３ａ、５４ａと外輪５３ｂ、５４ｂとの間に転動可能に収容される複数の転動体（ボール５３ｃ、５４ｃ）と、を有し、摩擦力調整機構１６０は、ウォーム軸５２の軸方向において、軸受５３、５４の内輪５３ａ、５４ａ及び外輪５３ｂ、５４ｂの少なくとも一方を転動体（ボール５３ｃ、５４ｃ）に向けて付勢する付勢部材（皿ばね１５７、１５８）によって軸受５３、５４の内輪５３ａ、５４ａと転動体（ボール５３ｃ、５４ｃ）、及び外輪５３ｂ、５４ｂと転動体（ボール５３ｃ、５４ｃ）との間に生じる摩擦力を調整する。

この構成では、付勢部材（皿ばね１５７、１５８）を適宜調整することで、軸受５３、５４の内輪５３ａ、５４ａと転動体（ボール５３ｃ、５４ｃ）、及び外輪５３ｂ、５４ｂと転動体（ボール５３ｃ、５４ｃ）との間の摩擦抵抗を調整することができる。

また、ステアリング装置２００では、付勢部材（皿ばね１５７、１５８）は、ウォーム軸５２の両端部５２Ｂ、５２Ｄの軸受５３、５４それぞれに対して設けられ、軸受５３、５４それぞれに対して設けられた付勢部材（皿ばね１５７、１５８）は、付勢力が互いに反対方向に向かって作用する。

この構成では、軸受５３、５４それぞれに対して設けられた付勢部材（皿ばね１５７、１５８）は付勢力が互いに反対方向に向かって作用する。したがって、ウォーム軸５２が軸方向に動いても、いずれか一方の付勢手段（皿ばね１５７、１５８）によって軸受５３、５４の内輪５３ａ、５４ａ及び外輪５３ｂ、５４ｂの少なくとも一方と転動体（ボール５３ｃ、５４ｃ）との間の摩擦抵抗が付与される。したがって、安定して摩擦抵抗を付与することができる。

また、ステアリング装置３００では、両端部５２Ｂ、５２Ｄの少なくとも一方の軸受５４、２５３、２５９は、アンギュラ玉軸受であり、摩擦力調整機構２６０は、ウォーム軸５２の軸方向において、アンギュラ玉軸受２５３、２５９の内輪２５３ａ、２５９ａ及び外輪２５３ｂ、２５９ｂの少なくとも一方を転動体（ボール２５３ｃ、２５４ｃ）に向けて付勢する付勢部材（調整ナット２５５）によって内輪２５３ａ、２５９ａと転動体（ボール２５３ｃ、２５４ｃ）、及び外輪２５３ｂ、２５９ｂと転動体（ボール２５３ｃ、２５４ｃ）との間に生じる摩擦力を調整する。

この構成では、付勢部材（調整ナット２５５）を適宜調整することで、アンギュラ玉軸受２５３、２５９の内輪２５３ａ、２５９ａと転動体（ボール２５３ｃ、２５４ｃ）、及び外輪２５３ｂ、２５９ｂと転動体（ボール２５３ｃ、２５４ｃ）との間の摩擦抵抗を調整することができる。

また、ステアリング装置３００では、アンギュラ玉軸受２５３、２５９は、背面組み合わせ形式または正面組み合わせ形式である。

この構成では、アンギュラ玉軸受２５３、２５９は、ウォーム軸５２の軸方向のいずれの方向の荷重も受けることができる。したがって、安定して摩擦抵抗を付与することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００、２００、３００・・・ステアリング装置 １・・・バーハンドル（操作ハンドル）、２・・・ステアリングシャフト、６・・・車輪 、１０・・・リンク機構、２０・・・電動モータ、３０・・・伝達機構、３１・・・ギヤケース、３１Ａ・・・段差部、３１Ｂ・・・底部、４０・・・第１減速部、５０・・・第２減速部、５１・・・ウォームホイール、５２・・・ウォーム軸、５２Ａ・・・歯部、５２Ｂ・・・一端部、５２Ｃ・・・係止部、５２Ｄ・・・他端部、５２Ｅ・・・係止部、５３、５４・・・軸受、５３ａ、５４ａ・・・内輪、５３ｂ、５４ｂ・・・外輪、５３ｃ、５４ｃ・・・ボール（転動体）、５５・・・ロックナット、６０、１６０、２６０・・・摩擦力調整機構、６１・・・コイルスプリング（付勢部材）、１５７、１５８・・・皿ばね（付勢部材）、２５３、２５９・・・アンギュラ玉軸受、２５３ａ、２５９ａ・・・内輪、 ２５３ｂ、２５９ｂ・・・外輪、２５３ｃ、２５９ｃ・・・ボール（転動体）、２５５・・・調整ナット（付勢部材）

Claims (8)

1. 操舵ハンドルから入力される操舵トルクによって回転するステアリングシャフトと、
   前記操舵トルクを補助する回転トルクを前記ステアリングシャフトに付与する電動モータと、
   前記電動モータの回転を減速して前記ステアリングシャフトに伝達する伝達機構と、
   前記ステアリングシャフトの回転を変換して車輪を転舵するリンク機構と、
   前記伝達機構における摩擦力を調整する摩擦力調整機構と、を備えることを特徴とするステアリング装置。
2. 前記伝達機構は、
   前記ステアリングシャフトに連結されるウォームホイールと、
   前記電動モータの出力が伝達され前記ウォームホイールと噛み合うウォーム軸と、
   前記ウォーム軸の両端部それぞれを回転自在に支持する軸受と、を有し、
   前記ウォームホイール、前記ウォーム軸、及び前記軸受は、ギヤケース内に収容されることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記摩擦力調整機構は、
   前記ウォーム軸の前記両端部を支持する軸受の少なくとも一方の外周面を付勢することで前記ウォーム軸を前記ウォームホイールに向けて付勢する付勢部材によって前記ウォーム軸と前記ウォームホイールとの間の摩擦力を調整することを特徴とする請求項２に記載のステアリング装置。
4. 前記付勢部材は、前記ギヤケースに取り出し可能に収容されることを特徴とする請求項３に記載のステアリング装置。
5. 前記軸受は、
   前記ウォーム軸に支持される内輪と、
   前記ギヤケースに支持される外輪と、
   前記内輪と前記外輪との間に転動可能に収容される複数の転動体と、を有し、
   前記摩擦力調整機構は、
   前記ウォーム軸の軸方向において、前記軸受の前記内輪及び前記外輪の少なくとも一方を前記転動体に向けて付勢する付勢部材によって前記軸受の前記内輪と前記転動体、及び前記外輪と前記転動体との間に生じる摩擦力を調整することを特徴とする請求項２に記載のステアリング装置。
6. 前記付勢部材は、前記ウォーム軸の両端部の前記軸受それぞれに対して設けられ、
   前記軸受それぞれに対して設けられた前記付勢部材は、付勢力が互いに反対方向に向かって作用することを特徴とする請求項５に記載のステアリング装置。
7. 前記両端部の少なくとも一方の前記軸受は、アンギュラ玉軸受であり、
   前記摩擦力調整機構は、
   前記ウォーム軸の軸方向において、前記アンギュラ玉軸受の内輪及び外輪の少なくとも一方を転動体に向けて付勢する付勢部材によって前記内輪と前記転動体、及び前記外輪と前記転動体との間に生じる摩擦力を調整することを特徴とする請求項２に記載のステアリング装置。
8. 前記アンギュラ玉軸受は、背面組み合わせ形式または正面組み合わせ形式であることを特徴とする請求項７に記載のステアリング装置。

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