JP2023102403A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両への搭載性を向上できる、電動パワーステアリング装置の構造を実現する。
【解決手段】ラック軸１１にアシスト駆動力を付与するための電動モータ４１のモータ出力軸５２を、ウォーム減速機４０を構成するウォーム軸４６に対して、動力伝達装置４２を介して接続する。これにより、モータ出力軸５２を、ウォーム軸４６に対してオフセットして配置可能とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。

一般に、自動車のステアリング装置は、運転者が回転操作するステアリングホイールの回転を、ステアリングシャフト、中間シャフトなどを介してステアリングギヤユニットの操舵側ピニオン軸に伝達し、操舵側ピニオン軸の回転運動を、操舵側ピニオン軸と噛合する、ステアリングギヤユニットのラック軸の直線運動に変換することに基づいて、操舵輪に舵角を付与するように構成されている。

このようなステアリング装置の分野では、ステアリングホイールの回転操作に要する力を軽減するため、操舵力伝達経路にアシスト駆動力を付与するように構成された、電動パワーステアリング装置が普及している。電動パワーステアリング装置には、アシスト駆動力を付与する位置が異なる各種の形式が存在する。

たとえば特開２０１６－１７９７６０号公報（特許文献１）には、ステアリングホイールによって回転駆動される操舵側ピニオン軸とは別の、電動モータによって回転駆動されるアシスト側ピニオン軸により、ラック軸にアシスト駆動力を付与する、デュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置が記載されている。

従来から知られているデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置は、ラック軸と、操舵側ピニオン軸と、アシスト側ピニオン軸と、ウォーム減速機と、電動モータとを備えている。

ラック軸は、軸方向一方側部分の外周面に操舵側ラック歯を有し、かつ、軸方向他方側部分の外周面にアシスト側ラック歯を有する。操舵側ピニオン軸は、外周面に操舵側ラック歯と噛合する操舵側ピニオン歯を有し、ステアリングホイールの回転操作により回転駆動される。アシスト側ピニオン軸は、外周面にアシスト側ラック歯と噛合するアシスト側ピニオン歯を有し、電動モータにより回転駆動される。電動モータは、モータ出力軸を有し、ウォーム減速機を介してアシスト側ピニオン軸を回転駆動する。ウォーム減速機は、アシスト側ピニオン軸に対して相対回転不能に固定されたウォームホイールと、モータ出力軸に対して接続され、ウォームホイールと噛合したウォーム軸とを有する。自動車の運転時には、電動モータからウォーム減速機及びアシスト側ピニオン軸を介して、ラック軸にアシスト駆動力を付与する。これにより、ステアリングホイールの回転操作に要する力が軽減される。

特開２０１６－１７９７６０号公報

従来構造のデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置においては、ウォーム軸とモータ出力軸とを、互いに同軸に配置して接続している。このため、ウォーム軸を収容したギヤハウジング部及び電動モータ部分における、ウォーム軸の軸方向に関する寸法が嵩みやすくなる。したがって、電動パワーステアリング装置をエンジンルーム内に搭載する際に、ウォーム軸を収容したギヤハウジング部又は電動モータが、エンジンマウントやエンジンなどの周辺部材と干渉しやすくなり、電動パワーステアリング装置の車両搭載性が低下する可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、車両への搭載性を向上できる、電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる電動パワーステアリング装置は、ラック軸と、操舵側ピニオン軸と、アシスト側ピニオン軸と、ウォームホイールと、ウォーム軸と、電動モータと、動力伝達装置と、を備える。
前記ラック軸は、軸方向一方側部分の外周面の円周方向一部に操舵側ラック歯を有し、かつ、軸方向他方側部分の外周面の円周方向一部にアシスト側ラック歯を有している。
前記操舵側ピニオン軸は、外周面に前記操舵側ラック歯と噛合する操舵側ピニオン歯を有し、ステアリングホイールの操作により回転駆動される。
前記アシスト側ピニオン軸は、外周面に前記アシスト側ラック歯と噛合するアシスト側ピニオン歯を有する。
前記ウォームホイールは、前記アシスト側ピニオン軸に対し相対回転不能に固定されている。
前記ウォーム軸は、前記ウォームホイールと噛合している。
前記電動モータは、前記ウォーム軸を回転駆動するためのもので、モータ出力軸を有する。
前記動力伝達装置は、前記ウォーム軸と前記モータ出力軸との間に配置され、前記モータ出力軸の回転を前記ウォーム軸に対し伝達する。
本発明の一態様にかかる電動パワーステアリング装置では、前記モータ出力軸は、前記ウォーム軸に対してオフセットしている。すなわち、前記モータ出力軸と前記ウォーム軸とは、平行かつ非同軸に配置されている。

本発明の一態様にかかる電動パワーステアリング装置では、前記動力伝達装置を、ベルトを備えたベルト式の動力伝達装置とすることができる。
この場合には、前記ウォーム軸を、前記ベルトの張力を利用して、前記ウォームホイールの側に向けて付勢することもできる。

本発明の一態様にかかる電動パワーステアリング装置では、前記動力伝達装置を、複数の歯車を備えた歯車式の動力伝達装置とすることもできる。

本発明の一態様にかかる電動パワーステアリング装置では、前記ラック軸と前記モータ出力軸とを、互いに平行に配置することができる。

本発明によれば、車両への搭載性を向上できる、電動パワーステアリング装置を実現できる。

図１は、実施の形態の第１例にかかる電動パワーステアリング装置を示す、模式図である。 図２は、実施の形態の第１例にかかる電動パワーステアリング装置からハウジング及び電動モータを含む一部の部品を取り出し、車両前方側から見た正面図である。 図３は、実施の形態の第１例にかかる電動パワーステアリング装置からハウジング及び電動モータを含む一部の部品を取り出し、車両下方側から見た底面図である。 図４は、実施の形態の第１例にかかる電動パワーステアリング装置からハウジング及び電動モータを含む一部の部品を取り出して示す、分解斜視図である。 図５は、図３のＡ－Ｏ－О－Ａ線断面図である。 図６は、実施の形態の第２例を示す、図２に相当する図である。 図７は、実施の形態の第３例を示す、図５に相当する断面模式図である。

［実施の形態の第１例］
実施の形態の第１例について、図１～図５を用いて説明する。なお、以下の説明において、前後方向は、車両の前後方向を意味し、上下方向は、車両の上下方向を意味し、左右方向は、車両の幅方向を意味する。また、左右方向は、後述するラック軸１１及びラック収容部１４の軸方向に一致する。ラック軸１１及びラック収容部１４の軸方向に関して一方側とは、図１～図４の右側を指し、ラック軸１１及びラック収容部１４の軸方向に関して他方側とは、図１～図４の左側を指す。

〔電動パワーステアリング装置の全体構成〕
本例の電動パワーステアリング装置１は、デュアルピニオン式である。すなわち、電動パワーステアリング装置１は、１本のラック軸１１、及び、２本のピニオン軸である操舵側ピニオン軸１０及びアシスト側ピニオン軸１３を備え、操舵側ピニオン軸１０からラック軸１１に操舵力を入力し、アシスト側ピニオン軸１３からラック軸１１にアシスト駆動力を入力する形式の電動パワーステアリング装置である。

電動パワーステアリング装置１は、図１に全体構成を示すように、ステアリングホイール２と、ステアリングシャフト３と、ステアリングコラム４と、１対の自在継手５ａ、５ｂと、中間シャフト６と、ハウジング７（図１には省略、図２参照）と、操舵機構部８と、アシスト機構部９とを備える。

ステアリングシャフト３は、車体に支持されたステアリングコラム４の内側に、回転自在に支持されている。ステアリングシャフト３の後側の端部には、運転者が操舵操作するステアリングホイール２が取り付けられている。ステアリングシャフト３の前側の端部は、自在継手５ａ、中間シャフト６及び別の自在継手５ｂを介して、操舵機構部８を構成する操舵側ピニオン軸１０に接続されている。このため、操舵側ピニオン軸１０には、ステアリングホイール２の回転運動が伝達される。操舵側ピニオン軸１０の回転運動は、操舵機構部８を構成するラック軸１１の軸方向の直線運動に変換される。これにより、左右の操舵輪１２に舵角を付与する。また、電動パワーステアリング装置１は、アシスト機構部９を構成するアシスト側ピニオン軸１３を介してラック軸１１にアシスト駆動力を付与し、運転者がステアリングホイール２を回転操作するのに必要な操舵力を軽減する。

〈ハウジング〉
ハウジング７は、アルミニウム系合金などの軽合金をダイキャスト成形することにより造られた鋳造品であり、車体に固定される。本発明を実施する場合には、ハウジングを、図示の構造のように、複数の部品を互いに結合固定して構成することもできるし、一体的に構成することもできる。

ハウジング７は、ラック収容部１４と、操舵側ピニオン収容部１５と、アシスト側ピニオン収容部１６と、操舵側ガイド収容部１７と、アシスト側ガイド収容部１８と、ギヤハウジング部１９と、複数の取付部２０ａ、２０ｂとを備える。

ラック収容部１４は、左右方向に伸長した円筒状部材である。ラック収容部１４は、軸方向の両側の端部が開口している。ラック収容部１４の内側には、操舵機構部８を構成するラック軸１１の軸方向中間部が収容される。ラック収容部１４は、略水平に配置される。

操舵側ピニオン収容部１５は、操舵側ピニオン軸１０の先半部を収容する部分であって、ラック収容部１４の軸方向一方側部分の円周方向一部に配置されている。具体的には、操舵側ピニオン収容部１５は、ラック収容部１４の軸方向一方側部分の前側部（図２の手前側部、図３の上側部）に配置されている。操舵側ピニオン収容部１５は、中心軸を上下方向に向けて配置されており、上側の端部のみが開口した有底円筒形状を有する。操舵側ピニオン収容部１５は、ラック収容部１４に対し、ねじれの位置関係に配置されている。つまり、操舵側ピニオン収容部１５の中心軸とラック収容部１４の中心軸とは、ねじれの位置関係にある。本例では、操舵側ピニオン収容部１５の中心軸は、操舵側ピニオン収容部１５の中心軸とラック収容部１４の中心軸とに直交する方向である前後方向から見て、ラック収容部１４の中心軸に対して直交する方向には配置されておらず、該直交する方向に対し傾斜している。操舵側ピニオン収容部１５の内部空間は、ラック収容部１４の内部空間に連通している。

アシスト側ピニオン収容部１６は、アシスト側ピニオン軸１３を収容する部分であって、ラック収容部１４の軸方向他方側部分の円周方向一部に配置されている。具体的には、アシスト側ピニオン収容部１６は、ラック収容部１４の軸方向他方側部分の上側部（図２の上側部、図３の奥側部）に配置されている。アシスト側ピニオン収容部１６は、中心軸を前後方向に向けて配置されており、前後方向の両側の端部が開口した円筒形状を有する。アシスト側ピニオン収容部１６の後側の端部開口部は、キャップ２１ａにより塞がれている。アシスト側ピニオン収容部１６の内部空間は、ラック収容部１４の内部空間に連通している。アシスト側ピニオン収容部１６は、ラック収容部１４に対し、ねじれの位置関係に配置されている。本例では、アシスト側ピニオン収容部１６の中心軸は、アシスト側ピニオン収容部１６の中心軸とラック収容部１４の中心軸とに直交する方向である上下方向から見て、直交する方向に配置されている。ただし、本発明を実施する場合には、アシスト側ピニオン収容部の中心軸を、アシスト側ピニオン収容部の中心軸とラック収容部の中心軸とに直交する方向から見て、斜交する方向に配置することもできる。

操舵側ガイド収容部１７は、図示しない操舵側ラックガイドを収容する部分であって、ラック収容部１４のうち、操舵側ピニオン収容部１５に対して直径方向反対側となる部分に配置されている。すなわち、操舵側ガイド収容部１７は、ラック収容部１４のうち、操舵側ピニオン収容部１５と同じ軸方向位置の後側部に配置されている。操舵側ガイド収容部１７は、円筒形状を有しており、ラック収容部１４の中心軸を中心とする放射方向に伸長している。本例の操舵側ガイド収容部１７は、前後方向に伸長している。操舵側ガイド収容部１７の後側の端部開口部は、キャップ２１ｂにより塞がれている。操舵側ガイド収容部１７の内部空間も、ラック収容部１４の内部空間に連通している。

アシスト側ガイド収容部１８は、図示しないアシスト側ラックガイドを収容する部分であって、ラック収容部１４のうち、アシスト側ピニオン収容部１６に対して直径方向反対側となる部分に配置されている。すなわち、アシスト側ガイド収容部１８は、ラック収容部１４のうち、アシスト側ピニオン収容部１６と同じ軸方向位置の下側部に配置されている。アシスト側ガイド収容部１８は、円筒形状を有しており、ラック収容部１４の中心軸を中心とする放射方向に伸長している。本例のアシスト側ガイド収容部１８は、上下方向に伸長している。アシスト側ガイド収容部１８の下側の端部開口部は、キャップ２１ｃにより塞がれている。アシスト側ガイド収容部１８の内部空間も、ラック収容部１４の内部空間に連通している。

ギヤハウジング部１９は、アシスト機構部９を構成する後述のウォーム減速機４０及び動力伝達装置４２を収容する部分であり、ホイール収容部２２とウォーム収容部２３と動力伝達装置収容部２４とを備える。なお、ギヤハウジング部１９は、ハウジング７の他の部分と別体に構成し、当該部分に対してボルトなどにより固定することもできる。

ホイール収容部２２は、ウォーム減速機４０を構成するウォームホイール４５を収容する部分であって、アシスト側ピニオン収容部１６と軸方向に隣接して配置されている。具体的には、ホイール収容部２２は、アシスト側ピニオン収容部１６の前側に配置されている。ホイール収容部２２は、略円筒形状を有しており、アシスト側ピニオン収容部１６と同軸に配置されている。ホイール収容部２２の前側の端部開口部は、円形状の蓋部２５により塞がれている。

ウォーム収容部２３は、ウォーム減速機４０を構成するウォーム軸４６を収容する部分であって、ホイール収容部２２の円周方向一部に配置されている。具体的には、ウォーム収容部２３は、ホイール収容部２２の上側部に配置されている。また、ウォーム収容部２３の中心軸は、ホイール収容部２２の中心軸とねじれの位置で、かつ、ラック収容部１４の中心軸と平行に配置されている。ウォーム収容部２３は、有底円筒形状を有しており、ラック収容部１４の軸方向に関して一方側の端部に開口部を有する。ウォーム収容部２３の内部空間とホイール収容部２２の内部空間とは、互いに連通している。

動力伝達装置収容部２４は、プーリ装置や歯車装置などの動力伝達装置４２を収容する部分であって、ウォーム収容部２３の開口部側に隣接して配置されている。具体的には、動力伝達装置収容部２４は、ラック収容部１４の軸方向に関して、ウォーム収容部２３の一方側に隣接して配置されている。動力伝達装置収容部２４は、オーバル状（卵状、楕円状、長円状）の筒形状を有している。動力伝達装置収容部２４の内部空間とウォーム収容部２３の内部空間とは、互いに連通している。

動力伝達装置収容部２４は、ウォーム収容部２３に対してオフセットして配置されている。本例では、動力伝達装置収容部２４は、ウォーム収容部２３に対して下側にオフセットして配置されている。このため、動力伝達装置収容部２４の下側半部は、ウォーム収容部２３よりも下側に張り出しており、ラック収容部１４の軸方向に関して、ホイール収容部２２と対向している。

動力伝達装置収容部２４は、ラック収容部１４の軸方向に関して一方側の端部に開口部を有しており、ラック収容部１４の軸方向に関して他方側の端部に底板部２６を有する。動力伝達装置収容部２４の開口部は、オーバル状の蓋板部２７により塞がれている。具体的には、蓋板部２７の外周縁部に備えられた第１フランジ部２８の挿通孔２９を挿通した複数本のボルト３０を、動力伝達装置収容部２４の外周面に備えられた第２フランジ部３１の雌ねじ孔３２に螺合させることで、動力伝達装置収容部２４の開口部を蓋板部２７により塞いでいる。蓋板部２７には、後述する電動モータ４１のモータ出力軸５２の先端部を挿通させるための蓋側通孔３３が備えられている。これに対し、底板部２６には、ウォーム収容部２３の開口部と対向する部分に、後述する従動プーリ５７の取付軸部５９を挿通させるための底側通孔３４が備えられている。

複数の取付部２０ａ、２０ｂは、ハウジング７を車体に固定するために用いられる。本例では、取付部２０ａ、２０ｂは、ラック収容部１４の軸方向両側の端部に２つずつ備えられている。ハウジング７は、取付部２０ａ、２０ｂのそれぞれを挿通したボルトやスタッドなどの固定部材を利用して、車体に固定される。

〈操舵機構部〉
操舵機構部８は、操舵側ピニオン軸１０と、ラック軸１１と、図示しない操舵側ラックガイドとを有し、ステアリングホイール２の回転運動を、ラック軸１１の軸方向の直線運動に変換する。

操舵側ピニオン軸１０は、先半部の外周面に操舵側ピニオン歯３５を有する。操舵側ピニオン軸１０は、操舵側ピニオン収容部１５の内側に、複数の軸受を用いて回転自在に支持されている。操舵側ピニオン軸１０の中心軸は、操舵側ピニオン収容部１５の中心軸と同軸に配置されている。操舵側ピニオン軸１０は、ステアリングホイール２に対し、自在継手５ａ、５ｂ及び中間シャフト６を介して接続されており、ステアリングホイール２の操舵操作に伴って回転する。操舵側ピニオン軸１０の回転は、ラック軸１１の直線運動に変換され、ラック軸１１の軸方向両側の端部に接続されたタイロッド３６を押し引きする。これにより、左右の操舵輪１２に舵角が付与される。

ラック軸１１は、炭素鋼などの金属製の棒状部材である。ラック軸１１は、軸方向（長手方向）を左右方向に向けて配置される。ラック軸１１は、軸方向一方側部分の外周面の円周方向一部に、操舵側ピニオン軸１０の外周面に備えられた操舵側ピニオン歯３５と噛合する、操舵側ラック歯３７を有し、かつ、軸方向他方側部分の外周面の円周方向一部に、アシスト側ピニオン軸１３の外周面に備えられたアシスト側ピニオン歯４４と噛合する、アシスト側ラック歯３８を有する。本例では、ラック軸１１は、軸方向一方側部分の前側面に操舵側ラック歯３７を有し、かつ、軸方向他方側部分の上側面にアシスト側ラック歯３８を有する。

ラック軸１１は、軸方向を左右方向に向け、かつ、軸方向両側の端部を、ラック収容部１４の左右方向両側の開口から突出させた状態で、ラック収容部１４の内側に軸方向に関する往復移動を可能に支持されている。ラック軸１１の軸方向両側の端部は、球面継手３９を介してタイロッド３６に接続される。

操舵側ラックガイドは、ラック軸１１を操舵側ピニオン軸１０に向けて押圧するもので、操舵側ガイド収容部１７の内側に配置されている。これにより、操舵側ラックガイドは、操舵側ピニオン軸１０との間でラック軸１１を挟むように配置されている。操舵側ラックガイドとしては、たとえば、パッド及び弾性部材を含む、滑り式のラックガイドを使用できる。操舵側ラックガイドは、ラック軸１１を操舵側ピニオン軸１０に向けて押圧することで、操舵側ピニオン歯３５と操舵側ラック歯３７との噛合部のバックラッシュを低減する。これにより、操舵側ピニオン歯３５と操舵側ラック歯３７との噛合部で、異音が発生することを防止する。

〈アシスト機構部〉
アシスト機構部９は、ラック軸１１にアシスト駆動力を付与し、運転者がステアリングホイール２を操作するのに必要な操舵力を軽減する。アシスト機構部９は、アシスト側ピニオン軸１３と、図示しないアシスト側ラックガイドと、ウォーム減速機４０と、電動モータ４１と、動力伝達装置４２と、トルクセンサ４３とを備える。

アシスト側ピニオン軸１３は、先半部の外周面に、ラック軸１１のアシスト側ラック歯３８と噛合するアシスト側ピニオン歯４４を有する。アシスト側ピニオン軸１３は、アシスト側ピニオン収容部１６の内側に、図示しない複数の軸受を用いて回転自在に支持されている。アシスト側ピニオン軸１３の中心軸は、アシスト側ピニオン収容部１６の中心軸と同軸に配置されている。アシスト側ピニオン軸１３は、ウォーム減速機４０及び動力伝達装置４２を介して、電動モータ４１により回転駆動される。

アシスト側ラックガイドは、ラック軸１１をアシスト側ピニオン軸１３に向けて押圧するもので、アシスト側ガイド収容部１８の内側に配置されている。これにより、アシスト側ラックガイドは、アシスト側ピニオン軸１３との間でラック軸１１を挟むように配置されている。アシスト側ラックガイドとしては、たとえば、ローラ、ホルダ及び弾性部材を含む、ローラ式のラックガイドを使用できる。アシスト側ラックガイドは、ラック軸１１をアシスト側ピニオン軸１３に向けて押圧することで、アシスト側ピニオン歯４４とアシスト側ラック歯３８との噛合部のバックラッシュを低減する。これにより、アシスト側ピニオン歯４４とアシスト側ラック歯３８との噛合部で、異音が発生することを防止する。

ウォーム減速機４０は、ウォームホイール４５とウォーム軸４６とを備え、電動モータ４１の回転を減速、すなわち、電動モータ４１の駆動トルクを増大して、アシスト側ピニオン軸１３に伝達する。

ウォームホイール４５は、外周面にホイール歯４７を有し、ホイール収容部２２の内側に配置されている。ウォームホイール４５は、アシスト側ピニオン軸１３の基端部（前側端部）に相対回転不能に外嵌固定されている。

ウォーム軸４６は、外周面の軸方向中間部にホイール歯４７と噛合するウォーム歯４８を有し、ウォーム収容部２３の内側に、１対の転がり軸受４９ａ、４９ｂを用いて回転自在に支持されている。具体的には、ウォーム軸４６の先端部は、転がり軸受４９ａにより回転自在に支持されており、ウォーム軸４６の基端部は、転がり軸受４９ｂにより回転自在に支持されている。これにより、本例では、ウォーム軸４６は、ウォームホイール４５の上側に配置されている。また、ウォーム軸４６の中心軸Ｏ_４６は、ラック軸１１の中心軸Ｏ_１１と平行に配置されている。本例のウォーム軸４６は、ウォーム軸４６の先端側に配置された転がり軸受４９ａを中心として若干の揺動変位を可能に支持されている。ウォーム軸４６は、基端側（ラック軸１１の軸方向に関して一方側）部分の中央部に、軸方向に伸長し、かつ、基端側の端面に開口した、取付孔５０を有する。

電動モータ４１は、動力伝達装置４２、ウォーム減速機４０及びアシスト側ピニオン軸１３を介して、ラック軸１１にアシスト駆動力を付与するためのもので、モータ本体５１と、モータ出力軸５２とを有する。

モータ本体５１は、略円筒形状を有するモータハウジング５３の内側に、図示しないコイルやコアなどを収容して構成されている。モータ出力軸５２は、モータハウジング５３の内側に、複数の図示しない軸受を用いて回転自在に支持されている。モータ出力軸５２の先端部は、モータハウジング５３から軸方向に突出しており、動力伝達装置収容部２４の開口部を蓋した蓋板部２７の蓋側通孔３３を通じて、動力伝達装置収容部２４の内部空間に挿入されている。

電動モータ４１は、蓋板部２７を固定するためのボルト３０を利用して、動力伝達装置収容部２４に支持固定されている。具体的には、ボルト３０を、モータハウジング５３の外周面に備えられたモータ側フランジ部５４の挿通孔５５、及び、蓋板部２７に備えられた第１フランジ部２８の挿通孔２９の順に挿通した後、動力伝達装置収容部２４に備えられた第２フランジ部３１の雌ねじ孔３２に螺合することで、電動モータ４１及び蓋板部２７を、ボルト３０により動力伝達装置収容部２４に固定（共締め）している。

本例では、電動モータ４１を動力伝達装置収容部２４に対して支持固定した状態で、モータ出力軸５２が、ウォーム減速機４０を構成するウォーム軸４６に対して、同軸に配置されず、オフセットして配置されている。具体的には、本例では、モータ出力軸５２は、ウォーム軸４６に対して下側にオフセットして配置されている。このため、モータ出力軸５２の中心軸Ｏ_５２は、ウォーム軸４６の中心軸Ｏ_４６と平行に配置され、かつ、ウォーム軸４６の中心軸Ｏ_４６よりも下方に位置している。なお、本明細書中で、オフセットとは、平行にずれた状態をいう。本発明を実施する場合に、ウォーム軸に対するモータ出力軸のオフセット方向は、エンジンルーム内に収納される部材との関係で、適宜変更することができる。

さらに、モータ出力軸５２は、ラック軸１１に対して平行に配置されている。本例では、電動パワーステアリング装置１を車両へ搭載した状態で、モータ出力軸５２の中心軸Ｏ_５２は、ラック軸１１の中心軸Ｏ_１１よりも前方に配置されている。これにより、電動モータ４１（モータ本体５１）は、ラック軸１１を収容したラック収容部１４の前方に配置されている。なお、本例では、モータ出力軸５２の中心軸Ｏ_５２の上下位置は、ラック軸１１の中心軸Ｏ_１１の上下位置と略一致している。別の言い方をすれば、前後方向から見て、モータ出力軸５２の中心軸Ｏ_５２とラック軸１１の中心軸Ｏ_１１とは、ほぼ同一直線上に存在している。本例の電動パワーステアリング装置１では、電動モータ４１は、ハウジング７の左右方向に関する中央付近に配置されている。ただし、本発明を実施する場合には、電動モータ４１をハウジング７の左右方向の端部に配置することもできる。

動力伝達装置４２は、駆動プーリ５６と従動プーリ５７とベルト５８と備えたベルト式の動力伝達装置であり、いわゆるプーリ装置である。動力伝達装置４２は、動力伝達装置収容部２４の内側に配置されており、電動モータ４１の回転を、等速のまま又は減速若しくは増速して、ウォーム減速機４０を構成するウォーム軸４６に伝達する。本例では、動力伝達装置４２は、電動モータ４１の回転を減速して、ウォーム軸４６に伝達する。これにより、ウォーム減速機４０の小型化及び／又は電動モータ４１の小型化を図っている。

駆動プーリ５６は、外周面に外歯を有しており、電動モータ４１のモータ出力軸５２の先端部に相対回転不能に外嵌固定されている。

従動プーリ５７は、外周面に外歯を有しており、ウォーム軸４６の基端部に相対回転不能に固定されている。このために本例では、ウォーム軸４６の基端部に備えられた取付孔５０に対して、ウォーム軸４６と同軸に配置した取付軸部５９を相対回転不能に嵌合（挿入）している。そして、取付軸部５９のうちで、底板部２６の底側通孔３４を通じて動力伝達装置収容部２４の内側に配置された部分に対して、従動プーリ５７を相対回転不能に外嵌固定している。なお、本発明を実施する場合には、ウォーム軸と取付軸部とを一体に構成することもできる。つまり、ウォーム軸の一部に、従動プーリを相対回転不能に直接固定することもできる。

ベルト５８は、内周面に内歯を有しており、駆動プーリ５６と従動プーリ５７とに掛け渡されている。また、ベルト５８には、ベルト５８と駆動プーリ５６及び従動プーリ５７との間に摩擦力を発生させるために、張力が付与されている。

本例では、上述のように、ウォーム減速機４０を構成するウォーム軸４６と、電動モータ４１を構成するモータ出力軸５２とを、直接接続せずに、ベルト式の動力伝達装置４２を介して接続することにより、モータ出力軸５２を、ウォーム軸４６に対してオフセットして配置することを可能としている。

また、本例では、ベルト５８の張力を利用して、従動プーリ５７に対し、駆動プーリ５６に近づく方向の力、すなわち、前方に向いた力を付与している。これにより、基端部に従動プーリ５７が固定されたウォーム軸４６を、ウォームホイール４５の側（図５の下側）に向けて付勢している。この結果、ウォーム軸４６を、先端側の転がり軸受４９ａを中心に揺動させて、ウォーム軸４６の外周面に備えられたウォーム歯４８を、ウォームホイール４５の外周面に備えられたホイール歯４７に押し付けるようにしている。そして、ウォーム歯４８とホイール歯４７との噛合部のバックラッシュを低減し、ウォーム歯４８とホイール歯４７との噛合部で、異音が発生することを防止している。

トルクセンサ４３は、操舵側ピニオン軸１０の周囲に配置されており、操舵側ピニオン軸１０に入力されるトルクの大きさ及び方向を検知する。これにより、トルクセンサ４３は、操舵側ピニオン軸１０に入力されるトルクに対応した信号を、電動モータ４１の電子制御ユニットへ出力する。トルクセンサ４３としては、たとえば、磁歪効果を利用した非接触式トルクセンサなどの、各種のトルクセンサを使用することができる。

アシスト機構部９は、トルクセンサ４３の出力信号に基づいて、電動モータ４１を駆動制御する。これにより、電動モータ４１が発生する駆動トルクを、動力伝達装置４２、ウォーム減速機４０及びアシスト側ピニオン軸１３を介して、ラック軸１１に対しアシスト駆動力として伝達する。この結果、運転者がステアリングホイール２を操作するのに必要な操舵力が軽減される。

以上のような本例の電動パワーステアリング装置１によれば、車両への搭載性を向上することができる。
すなわち、本例では、ウォーム減速機４０を構成するウォーム軸４６と、電動モータ４１を構成するモータ出力軸５２とを、ベルト式の動力伝達装置４２を介して接続することにより、モータ出力軸５２をウォーム軸４６に対してオフセットして配置している。このため、電動モータ４１を構成するモータ本体５１（モータハウジング５３）を、ウォーム軸４６を収容したギヤハウジング部１９のウォーム収容部２３から、オフセットして配置することができる。これにより、電動パワーステアリング装置１をエンジンルーム内に配置した際に、ウォーム収容部２３又は／及びモータ本体５１を、周辺部材との干渉を避けるように配置することが可能になるため、電動パワーステアリング装置１の車両への搭載性を向上することができる。

また、本例では、モータ出力軸５２を、ラック軸１１に対して平行に配置している。このため、ラック収容部１４からの、電動モータ４１（モータ本体５１）の上下方向への出っ張り量を、ラック軸と電動モータの出力軸とを非平行に配置した場合に比べて小さくできる。したがって、この面からも、本例の電動パワーステアリング装置１によれば、エンジンルーム内への搭載性を向上できる。

また、本例では、ベルト式の動力伝達装置４２により、電動モータ４１の回転を減速してウォーム軸４６に伝達している。このため、ウォーム減速機４０（及びウォーム減速機４０を収容したギヤハウジング部１９）の小型化及び／又は電動モータ４１の小型化を図ることもできる。

さらに本例では、動力伝達装置４２を構成するベルト５８の張力を利用して、ウォーム軸４６をウォームホイール４５の側に向けて付勢し、ウォーム歯４８をホイール歯４７に押し付けることができる。このため、バックラッシュを低減するための専用の付勢装置を設けずに、ウォーム歯４８とホイール歯４７との噛合部のバックラッシュを低減できる。

［実施の形態の第２例］
実施の形態の第２例について、図６を用いて説明する。

本例では、アシスト側ピニオン軸１３（図１参照）を、実施の形態の第１例の構造と同様に、ラック軸１１の上側に配置しつつ、ウォームホイール４５に対するウォーム軸４６の取付位相を、実施の形態の第１例の構造から変更している。

すなわち、本例では、ウォーム軸４６を、ウォームホイール４５の下側に配置している。また、ウォーム軸４６の中心軸Ｏ_４６を、ラック軸１１の中心軸Ｏ_１１と平行に配置している。これにより、ウォーム軸４６の中心軸Ｏ_４６とラック軸１１の中心軸О_１１との距離（上下方向距離）Ｌ２を、実施の形態の第１例の構造における、ウォーム軸４６の中心軸Ｏ_４６とラック軸１１の中心軸О_１１との距離Ｌ１（図２参照）よりも小さくしている（Ｌ２＜Ｌ１）。

また、本例の場合にも、ウォーム軸４６と、電動モータ４１のモータ出力軸５２（図５参照）とを、プーリ式の動力伝達装置４２を介して接続している。

以上のような本例では、ウォーム軸４６の中心軸Ｏ_４６とラック軸１１の中心軸Ｏ_１１との距離Ｌ２を、実施の形態の第１例の構造よりも小さくできるため、電動パワーステアリング装置１の小型化を図ることが可能になる。このため、省スペース化を図れるため、車両への搭載性のさらなる向上を図ることができる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。

［実施の形態の第３例］
実施の形態の第３例について、図７を用いて説明する。

本例では、ウォーム減速機４０を構成するウォーム軸４６と、電動モータ４１を構成するモータ出力軸５２とを、複数の歯車を有する歯車式の動力伝達装置４２ａを介して接続している。

動力伝達装置４２ａは、駆動歯車６０と従動歯車６１と伝達歯車６２と備えた歯車式の動力伝達装置であり、いわゆる歯車装置である。動力伝達装置４２ａは、電動モータ４１の回転を、等速のまま又は減速若しくは増速して、ウォーム減速機４０を構成するウォーム軸４６に伝達する。本例の場合にも、動力伝達装置４２ａは、電動モータ４１の回転を減速してウォーム軸４６に伝達する。

駆動歯車６０は、外周面に外歯を有しており、電動モータ４１のモータ出力軸５２の先端部に相対回転不能に外嵌固定されている。

従動歯車６１は、外周面に外歯を有しており、ウォーム軸４６の基端部に相対回転不能に固定されている。このために本例の場合にも、ウォーム軸４６の基端部に備えられた取付孔５０に対して、ウォーム軸４６と同軸に配置した取付軸部５９を相対回転不能に嵌合（挿入）している。そして、取付軸部５９のうちで、蓋板部２７の蓋側通孔３３を通じて動力伝達装置収容部２４の内側に配置された部分に対して、従動歯車６１を相対回転不能に外嵌固定している。

伝達歯車６２は、外周面に外歯を有しており、駆動歯車６０及び従動歯車６１のそれぞれの外歯と噛み合っている。伝達歯車６２は、ウォーム軸４６及びモータ出力軸５２のそれぞれと平行に配置された伝達軸６３により回転自在に支持されている。なお、図示の例では、伝達歯車６２を１つだけ備えているが、本発明を実施する場合には、伝達歯車を複数備えることもできるし、伝達歯車を省略して、駆動歯車と従動歯車とを直接噛合させることもできる。

以上のような本例の場合には、ウォーム減速機４０を構成するウォーム軸４６と、電動モータ４１を構成するモータ出力軸５２とを、歯車式の動力伝達装置４２ａを介して接続することにより、モータ出力軸５２をウォーム軸４６に対してオフセットして配置することができる。したがって、電動パワーステアリング装置１をエンジンルーム内に配置した際に、ウォーム収容部２３又は／及びモータ本体５１を、周辺部材との干渉を避けるように配置することが可能になる。この結果、電動パワーステアリング装置１の車両への搭載性を向上することができる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、実施の形態の各例の構造は、矛盾を生じない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。

本発明を実施する場合に、ウォーム軸に対するモータ出力軸のオフセット方向は、実施の形態の各例で説明した方向に限定されず、エンジンルーム内に収納される部材との関係で、適宜決定することができる。

本発明を実施する場合に、動力伝達装置の構造は、実施の形態で説明したベルト式や歯車式に限らず、チェーン式など、その他の構造の動力伝達装置を使用することもできる。

また、本発明を実施する場合に、ラック軸に備える操舵側ラック歯及びアシスト側ラック歯のそれぞれの形成位置（位相）は、実施の形態の各例で示した位置に限定されず、適宜変更することができる。

１ 電動パワーステアリング装置
２ ステアリングホイール
３ ステアリングシャフト
４ ステアリングコラム
５ａ、５ｂ 自在継手
６ 中間シャフト
７ ハウジング
８ 操舵機構部
９ アシスト機構部
１０ 操舵側ピニオン軸
１１ ラック軸
１２ 操舵輪
１３ アシスト側ピニオン軸
１４ ラック収容部
１５ 操舵側ピニオン収容部
１６ アシスト側ピニオン収容部
１７ 操舵側ガイド収容部
１８ アシスト側ガイド収容部
１９ ギヤハウジング部
２０ａ、２０ｂ 取付部
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ キャップ
２２ ホイール収容部
２３ ウォーム収容部
２４ 動力伝達装置収容部
２５ 蓋部
２６ 底板部
２７ 蓋板部
２８ 第１フランジ部
２９ 挿通孔
３０ ボルト
３１ 第２フランジ部
３２ 雌ねじ孔
３３ 蓋側通孔
３４ 底側通孔
３５ 操舵側ピニオン歯
３６ タイロッド
３７ 操舵側ラック歯
３８ アシスト側ラック歯
３９ 球面継手
４０ ウォーム減速機
４１ 電動モータ
４２、４２ａ 動力伝達装置
４３ トルクセンサ
４４ アシスト側ピニオン歯
４５ ウォームホイール
４６ ウォーム軸
４７ ホイール歯
４８ ウォーム歯
４９ａ、４９ｂ 転がり軸受
５０ 取付孔
５１ モータ本体
５２ モータ出力軸
５３ モータハウジング
５４ モータ側フランジ部
５５ 挿通孔
５６ 駆動プーリ
５７ 従動プーリ
５８ ベルト
５９ 取付軸部
６０ 駆動歯車
６１ 従動歯車
６２ 伝達歯車
６３ 伝達軸

Claims (5)

1. 軸方向一方側部分の外周面の円周方向一部に操舵側ラック歯を有し、かつ、軸方向他方側部分の外周面の円周方向一部にアシスト側ラック歯を有する、ラック軸と、
   外周面に前記操舵側ラック歯と噛合する操舵側ピニオン歯を有し、ステアリングホイールの操作により回転駆動される、操舵側ピニオン軸と、
   外周面に前記アシスト側ラック歯と噛合するアシスト側ピニオン歯を有する、アシスト側ピニオン軸と、
   前記アシスト側ピニオン軸に対し相対回転不能に固定されたウォームホイールと、
   前記ウォームホイールと噛合したウォーム軸と、
   モータ出力軸を有し、前記ウォーム軸を回転駆動するための電動モータと、
   前記ウォーム軸と前記モータ出力軸との間に配置され、前記モータ出力軸の回転を前記ウォーム軸に対し伝達する動力伝達装置と、を備え、
   前記モータ出力軸が、前記ウォーム軸に対してオフセットしている、
   電動パワーステアリング装置。
2. 前記動力伝達装置は、ベルトを備えたベルト式の動力伝達装置である、請求項１に記載した電動パワーステアリング装置。
3. 前記ウォーム軸が、前記ベルトの張力を利用して、前記ウォームホイールの側に向けて付勢されている、請求項２に記載した電動パワーステアリング装置。
4. 前記動力伝達装置は、複数の歯車を備えた歯車式の動力伝達装置である、請求項１に記載した電動パワーステアリング装置。
5. 前記ラック軸と前記モータ出力軸とは、互いに平行に配置されている、請求項１～４のうちのいずれか１項に記載した電動パワーステアリング装置。

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