JP4100149B2 - 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】
減速歯車機構はその一端の軸部が前記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るウォームと、該ウォームに噛合し、前記舵取手段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を備えており、該軸受部材を移動操作することにより、前記回転中心間距離を調整し、駆動歯車及び従動歯車の噛合部のバックラッシュ量を少なくして転舵時のバックラッシュによる歯打ち音を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。つまり、モータの出力軸の回転力が駆動歯車としてのウォームに伝動される継合部は、駆動歯車を支持する転がり軸受と前記モータとの間に配置されており、ウォームは前記軸受部材が操作された際に、転がり軸受の支持部を支点として揺動可能となるように構成されている。
【０００５】
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。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２１９４３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ウォームの動き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放口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。
【０００８】
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ている潤滑剤の流出を防ぐことができ、しかも、雄形継手部を雌形継手部に容易に挿入することが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。
【０００９】
【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る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ている潤滑剤の流出を防ぐための流出止環を備えており、前記雄形継手部及び雌形継手部にて形成される空間内には内圧の変化によってその体積が変化する変形部材を収容してあることを特徴とする。
【００１０】
第１発明にあっては、雄形継手部を雌形継手部内に挿入したとき、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放口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。しかも、組立て時など雄形継手部が雌形継手部に挿入される際には雄形継手部及び雌形継手部にて形成される空間の内圧の変化によって変形部材を変形させ、該変形部材の体積が変化し、内圧の変化を抑制することができるため、雄形継手部を容易に挿入することができ、組立て作業性を保つことができる。
【００１３】
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る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ている潤滑剤の流出を防ぐための流出止環を備えており、前記雄形継手部及び雌形継手部にて形成される空間内には内圧の変化によってその体積が変化する変形部材を収容してあり、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にて形成される空間内と外部とに連通する連通孔を有することを特徴とする。
【００１４】
第２発明にあっては、雄形継手部を雌形継手部内に挿入したとき、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放口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。しかも、組立て時など雄形継手部が雌形継手部に挿入される際には、雄形継手部及び雌形継手部にて形成される空間内の空気を排出することができ、さらに、空間内の内圧によって変形部材が変形し、該変形部材の体積を変化させることができ、内圧の変化を抑制することができるため、雄形継手部を容易に挿入することができ、組立て作業性を保つことができる。
【００１５】
【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減速歯車機構部分の構成を示す拡大断面図、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である。
【００１６】
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に雄形継手部１１及び雌形継手部１２を介して継合される駆動歯車としてのウォーム２及び該ウォーム２に噛合する従動歯車としてのウォームホイール３を有する減速歯車機構Ａと、該減速歯車機構Ａに繋がる舵取手段４とを備えている。
【００１７】
この舵取手段４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４１ａを有する第１の操舵軸４１と、前記筒部４１ａ内に挿入されてその一端部が第１の操舵軸４１の筒部４１ａ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４２と、他端部が前記トーションバー４２の他端部に連結され、前記減速歯車機構Ａに繋がる第２の操舵軸４３とを備え、該第２の操舵軸４３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。
【００１８】
減速歯車機構Ａのウォーム２は両端に軸部２ａ，２ｂを有しており、一端の軸部２ａが転がり軸受５を介して支持部材６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２ｂが円柱形の軸受部材７を介して支持部材６に支持されている。なお、軸部２ａは転がり軸受５の内輪５ａに圧入されている。軸部２ａの途中には前記転がり軸受５の内輪５ａの一端と向き合い、ウォーム２の内輪５ａとの相対移動を規制するフェールセーフとしてのＣ形リング等の規制環８が着脱可能に取付けられている。ウォームホイール３は第２の操舵軸４３の途中に嵌合固定されている。
【００１９】
支持部材６はウォーム２を収容し、該ウォーム２の軸部２ａ，２ｂを、転がり軸受５及び軸受部材７を介して回転自在に支持した第１収容部６ａと、前記ウォームホイール３を収容し、該ウォームホイール３を第２の操舵軸４３及び該第２の操舵軸４３に嵌合された２つの転がり軸受９，１０を介して支持した第２収容部６ｂとを有する。
【００２０】
第１収容部６ａはウォーム２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５を嵌合支持する支持孔６１及び該支持孔６１に連なるねじ孔６２及びモータ取付部６３が設けられており、ねじ孔６２に転がり軸受５を固定するためのねじ環２０が螺着されている。また、モータ取付部６３にモータ１が取付けられている。
【００２１】
モータ１の出力軸１ａとウォーム２の軸部２ａとはセレーションを有する雄形継手部１１及び雌形継手部１２を介して継合されている。雄形継手部１１は軸部２ａ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１２は出力軸１ａに嵌合固定された筒部材１３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１１と雌形継手部１２との間に径方向隙間ができるように雄形継手部１１及び雌形継手部１２がセレーション嵌合されている。この雄形継手部１１及び雌形継手部１２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。
【００２２】
雄形継手部１１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１１ａが設けられており、また、雌形継手部１２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１２ａが設けられている。環状溝１１ａにはその外周面が環状凹部１２ａに接触して雄形継手部１１及び雌形継手部１２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１４が嵌合により保持されている。尚、環状凹部１２ａは雌形継手部１２の開口側の端縁から設けられている。また、環状凹部１２ａは雌形継手部１２の開口側の端縁近傍に溝状に形成してもよい。
【００２３】
流出止環１４はＯリング等の可撓性を有する弾性材料からなり、環状溝１１ａに嵌合された状態で雄形継手部１１が雌形継手部１２に挿入される際に流出止環１４の外周部が撓むようにしてある。
【００２４】
雄形継手部１１のモータ側端面、換言すればウォーム２の一端には軸長方向へ凹入する凹所１１ｂ（雄形継手部１１と雌形継手部１２とで形成される空間として機能している。）が設けられている。この凹所１１ｂには出力軸１ａの端面にその一端が当接してウォーム２を反モータ側へ付勢する付勢手段としてのコイルバネ１５と、該コイルバネ１５の内側に配置され、雄形継手部１１が雌形継手部１２内に挿入される際の内圧の上昇によってその体積が小さくなるように変形する変形部材１６とが収容されている。
コイルバネ１５の付勢力が軸部２ａから転がり軸受５の内輪５ａに伝動され、転がり軸受５の軸長方向隙間をなくする。
【００２５】
変形部材１６は例えば発泡体からなり、前記内圧の上昇によって発泡部分が変形し、変形部材１６の体積が小さくなることにより、前記内圧の上昇を抑制し、雄形継手部１１を雌形継手部１２内に挿入し易くする。この変形部材１６は発泡体である他、例えば内側に密閉空間を有するゴム製とし、変形しつつ密閉空間の内圧が上昇し、体積が小さくなるようにしてもよい。
【００２６】
また、第１収容部６ａの他端部には、ウォーム２の他端の軸部２ｂが挿入される凹孔６４及び該凹孔６４の内面に臨み、軸部２ｂの径方向に向けて穿設、換言すればウォーム２をウォームホイール３に向けて押付ける方向に穿設された円柱形の収容孔６５が設けられている。この収容孔６５には軸部２ｂが回転自在に嵌合される軸受部材７と、該軸受部材７をウォームホイール３に向けて押付ける方向へ付勢するコイルバネからなる弾性体１７と、軸受部材７を移動操作するための操作体１８とが収容されている。また、収容孔６５の外部への開放側にはねじ部６６が設けられており、該ねじ部６６に操作体１８が螺着されている。
【００２７】
軸受部材７はその軸長方向の途中、換言すれば収容孔６５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７ａが設けられており、該軸受孔７ａに軸部２ｂが回転可能に嵌合されたすべり軸受１９を挿入固定してあり、該すべり軸受１９を介して軸部２ｂを軸受部材７に支持してある。また、軸受部材７の弾性体１７側の一端には弾性体１７を収容支持する円柱形の凹所７ｂと、該凹所７ｂの開口縁に連なる浅底の環状凹部７ｃとが設けられており、該環状凹部７ｃにゴム製の環状の弾性板２１が挿入支持されている。この弾性板２１は、金属製の軸受部材７が金属製の操作体１８に直接当接するのを防いでいる。
【００２８】
尚、前記支持部材６内には、前記トーションバー４２の捩れに応じた操舵軸４１、４３の相対回転変位量によって前記操舵輪Ｂに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ２２が内装されており、該トルクセンサ２２が検出したトルク等に基づいて前記モータ１が駆動制御されるように構成されている。
【００２９】
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１２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２の雄形継手部１１が出力軸１ａの雌形継手部１２に挿入され、セレーション嵌合される。この際、雄形継手部１１の反モータ側端部に設けられた流出止環１４が、雌形継手部１２の開口端部に設けられた環状凹部１２ａに接触するため、雌形継手部１２内の潤滑剤が雌形継手部１２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１１及び雌形継手部１２の叩き音を抑制しつつ経年使用することができる。
【００３０】
また、流出止環１４が環状凹部１２ａに接触する際には雌形継手部１２内の密封性が高くなるため、この状態で雄形継手部１１がさらに挿入される際には雌形継手部１２内の内圧が上昇する。この内圧の上昇により変形部材１６が変形し、該変形部材１６の体積が小さくなり、雌形継手部１２の内圧の上昇を抑制することができる。従って、適正位置に到達するまで雄形継手部１１を容易に挿入することができ、組立て作業性を保つことができる。しかも、雄形継手部及び雌形継手部１２の間には潤滑剤が充填されているため、雄形継手部及び雌形継手部１２での叩き音を低減することができる。
【００３１】
実施の形態２
図３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、雌形継手部１２の内圧上昇を抑制する手段として、実施の形態１の変形部材１６をなくし、軸部２ａの転がり軸受５への支持部と環状溝１１ａとの間の外周面から雄形継手部１１の凹所１１ｂに連通する連通孔２２を設けたものである。
【００３２】
実施の形態２において、連通孔２２は軸部２ａの支持部と環状溝１１ａとの間の外周面から径方向に穿設された径方向孔２２ａと、該径方向孔２２ａ及び凹所１１ｂに連通する軸長方向孔２２ｂとからなり、雄形継手部１１の雌形継手部１２への挿入によって雌形継手部１２内の容積が減少する際に、雌形継手部１２内の空気の一部を連通孔２２へ排出するようにしてある。尚、連通孔２２には前記潤滑剤を少量充填してもよいし、また、潤滑剤を充填しなくてもよい。潤滑剤を少量充填した場合は、雄形継手部１１の挿入によって雌形継手部１２内の容積が減少する際に、雌形継手部１２内の空気の一部が外部へ排出される。また、連通孔２２に潤滑剤を充填しない場合は、雄形継手部１１の挿入によって雌形継手部１２内の容積が減少する際に、雌形継手部１２内の潤滑剤の一部が連通孔２２に流入し、連通孔２２の空気が外部へ排出される。なお、連通孔２２に潤滑剤を少量でも充填しておくと、潤滑剤の絶対量が増えるので、より長期に亘って効果が持続する。
【００３３】
実施の形態２にあっては、軸部２ａ、換言すれば雄形継手部１１が連通孔２２を有しており、組立て時など雌形継手部１２内の容積が減少する際に雌形継手部１２内の空気を連通孔２２から排出させるため、変形部材１６を用いた場合に比べて雄形継手部１１の挿入抵抗を低減でき、組立て作業性を向上できる。なお、連通孔２２の断面積が小さく、しかも潤滑剤は粘性を有するので、潤滑剤が連通孔２２を通って流出することはほとんど防止できる。
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。
【００３４】
実施の形態３
図４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、雌形継手部１２の内圧上昇を抑制する手段として、実施の形態１の変形部材１４を有する構成において、軸部２ａの転がり軸受５への支持部と環状溝１１ａとの間の外周面から変形部材１６を貫通して雄形継手部１１の凹所１１ｂに連通する連通孔２３を設けたものである。
【００３５】
実施の形態３において、連通孔２３は変形部材１６の中心部に穿設された貫通孔２３ａと、支持部及び環状溝１１ａの間の外周面から径方向に穿設された径方向孔２３ｂと、該径方向孔２３ｂ及び貫通孔２３ａに連通する軸長方向孔２３ｃとからなり、雄形継手部１１の雌形継手部１２への挿入によって雌形継手部１２内の容積が減少する際に、雌形継手部１２内の空気を連通孔２３から外部へ排出するようにしてある。
【００３６】
実施の形態３にあっては、組立て時など雌形継手部１２内の容積が減少する際に雌形継手部１２内の空気を連通孔２３から外部へ排出させることができ、さらに、雌形継手部１２内の内圧の上昇により変形部材１６を変形させ、該変形部材１６の体積を小さくすることができるため、適正位置に到達するまで雄形継手部１１を容易に挿入することができ、組立て作業性を保つことができる。
その他の構成及び作用は実施の形態１、２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。
【００３７】
実施の形態４
図５は電動式パワーステアリング装置の実施の形態４の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態４の電動式パワーステアリング装置は、雌形継手部１２の内圧上昇を抑制する手段として、軸部２ａに連通孔２２，２３を設ける代わりに、雌形継手部１２に連通孔２４を設けたものである。
【００３８】
実施の形態４において、連通孔２４は筒部材１３の途中に内側と連通するように穿設されており、雄形継手部１１の雌形継手部１２への挿入によって雌形継手部１２内の容積が減少する際に、雌形継手部１２内の潤滑剤又は空気を連通孔２４から外部へ排出するようにしてある。この連通孔２４は１つである他、周方向に離隔して複数としてもよい。
【００３９】
実施の形態４にあっては、雌形継手部１２が連通孔２４を有しており、組立て時など雌形継手部１２内の容積が減少する際に雌形継手部１２内の潤滑剤又は空気を連通孔２４から外部へ排出させるため、変形部材１６を用いた場合に比べて雄形継手部１１の挿入抵抗を低減でき、組立て作業性を向上できる。
その他の構成及び作用は実施の形態１、２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。
【００４０】
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１２を有し、ウォーム２の軸部２ａが雄形継手部１１を有する構成としたが、その他、出力軸１ａが雄形継手部１１を有し、軸部２ａが雌形継手部１２を有する構成としてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明、第２発明によれば、雄形継手部及び雌形継手部の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抑制しつつ経年使用することができるとともに、組立て時など雄形継手部を雌形継手部に挿入する場合、雄形継手部及び雌形継手部にて形成される空間の内圧変化を抑制しつつ容易に挿入することができ、組立て作業性を保つことができる。
【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減速歯車機構部分の実施の形態１の構成を示す拡大断面図である。
【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実施の形態２の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図４】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態３の構成を示す要部の拡大断面図である。
【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４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
２ ウォーム（駆動歯車）
２ａ 軸部
３ ウォームホイール（従動歯車）
４ 舵取手段
７ 押付体
１１ 雄形継手部
１２ 雌形継手部
１４ 流出止環
１６ 変形部材
２２，２３，２４ 連通孔
【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】
減速歯車機構はその一端の軸部が前記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るウォームと、該ウォームに噛合し、前記舵取手段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を備えており、該軸受部材を移動操作することにより、前記回転中心間距離を調整し、駆動歯車及び従動歯車の噛合部のバックラッシュ量を少なくして転舵時のバックラッシュによる歯打ち音を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。つまり、モータの出力軸の回転力が駆動歯車としてのウォームに伝動される継合部は、駆動歯車を支持する転がり軸受と前記モータとの間に配置されており、ウォームは前記軸受部材が操作された際に、転がり軸受の支持部を支点として揺動可能となるように構成されている。
【０００５】
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。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２１９４３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ウォームの動き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放口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。
【０００８】
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ている潤滑剤の流出を防ぐことができ、しかも、雄形継手部を雌形継手部に容易に挿入することが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。
【０００９】
【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る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ている潤滑剤の流出を防ぐための流出止環を備えており、前記雄形継手部及び雌形継手部にて形成される空間内には内圧の変化によってその体積が変化する変形部材を収容してあることを特徴とする。
【００１０】
第１発明にあっては、雄形継手部を雌形継手部内に挿入したとき、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放口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。しかも、組立て時など雄形継手部が雌形継手部に挿入される際には雄形継手部及び雌形継手部にて形成される空間の内圧の変化によって変形部材を変形させ、該変形部材の体積が変化し、内圧の変化を抑制することができるため、雄形継手部を容易に挿入することができ、組立て作業性を保つことができる。
【００１３】
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る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ている潤滑剤の流出を防ぐための流出止環を備えており、前記雄形継手部及び雌形継手部にて形成される空間内には内圧の変化によってその体積が変化する変形部材を収容してあり、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にて形成される空間内と外部とに連通する連通孔を有することを特徴とする。
【００１４】
第２発明にあっては、雄形継手部を雌形継手部内に挿入したとき、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放口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。しかも、組立て時など雄形継手部が雌形継手部に挿入される際には、雄形継手部及び雌形継手部にて形成される空間内の空気を排出することができ、さらに、空間内の内圧によって変形部材が変形し、該変形部材の体積を変化させることができ、内圧の変化を抑制することができるため、雄形継手部を容易に挿入することができ、組立て作業性を保つことができる。
【００１５】
【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減速歯車機構部分の構成を示す拡大断面図、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である。
【００１６】
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に雄形継手部１１及び雌形継手部１２を介して継合される駆動歯車としてのウォーム２及び該ウォーム２に噛合する従動歯車としてのウォームホイール３を有する減速歯車機構Ａと、該減速歯車機構Ａに繋がる舵取手段４とを備えている。
【００１７】
この舵取手段４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４１ａを有する第１の操舵軸４１と、前記筒部４１ａ内に挿入されてその一端部が第１の操舵軸４１の筒部４１ａ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４２と、他端部が前記トーションバー４２の他端部に連結され、前記減速歯車機構Ａに繋がる第２の操舵軸４３とを備え、該第２の操舵軸４３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。
【００１８】
減速歯車機構Ａのウォーム２は両端に軸部２ａ，２ｂを有しており、一端の軸部２ａが転がり軸受５を介して支持部材６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２ｂが円柱形の軸受部材７を介して支持部材６に支持されている。なお、軸部２ａは転がり軸受５の内輪５ａに圧入されている。軸部２ａの途中には前記転がり軸受５の内輪５ａの一端と向き合い、ウォーム２の内輪５ａとの相対移動を規制するフェールセーフとしてのＣ形リング等の規制環８が着脱可能に取付けられている。ウォームホイール３は第２の操舵軸４３の途中に嵌合固定されている。
【００１９】
支持部材６はウォーム２を収容し、該ウォーム２の軸部２ａ，２ｂを、転がり軸受５及び軸受部材７を介して回転自在に支持した第１収容部６ａと、前記ウォームホイール３を収容し、該ウォームホイール３を第２の操舵軸４３及び該第２の操舵軸４３に嵌合された２つの転がり軸受９，１０を介して支持した第２収容部６ｂとを有する。
【００２０】
第１収容部６ａはウォーム２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５を嵌合支持する支持孔６１及び該支持孔６１に連なるねじ孔６２及びモータ取付部６３が設けられており、ねじ孔６２に転がり軸受５を固定するためのねじ環２０が螺着されている。また、モータ取付部６３にモータ１が取付けられている。
【００２１】
モータ１の出力軸１ａとウォーム２の軸部２ａとはセレーションを有する雄形継手部１１及び雌形継手部１２を介して継合されている。雄形継手部１１は軸部２ａ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１２は出力軸１ａに嵌合固定された筒部材１３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１１と雌形継手部１２との間に径方向隙間ができるように雄形継手部１１及び雌形継手部１２がセレーション嵌合されている。この雄形継手部１１及び雌形継手部１２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。
【００２２】
雄形継手部１１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１１ａが設けられており、また、雌形継手部１２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１２ａが設けられている。環状溝１１ａにはその外周面が環状凹部１２ａに接触して雄形継手部１１及び雌形継手部１２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１４が嵌合により保持されている。尚、環状凹部１２ａは雌形継手部１２の開口側の端縁から設けられている。また、環状凹部１２ａは雌形継手部１２の開口側の端縁近傍に溝状に形成してもよい。
【００２３】
流出止環１４はＯリング等の可撓性を有する弾性材料からなり、環状溝１１ａに嵌合された状態で雄形継手部１１が雌形継手部１２に挿入される際に流出止環１４の外周部が撓むようにしてある。
【００２４】
雄形継手部１１のモータ側端面、換言すればウォーム２の一端には軸長方向へ凹入する凹所１１ｂ（雄形継手部１１と雌形継手部１２とで形成される空間として機能している。）が設けられている。この凹所１１ｂには出力軸１ａの端面にその一端が当接してウォーム２を反モータ側へ付勢する付勢手段としてのコイルバネ１５と、該コイルバネ１５の内側に配置され、雄形継手部１１が雌形継手部１２内に挿入される際の内圧の上昇によってその体積が小さくなるように変形する変形部材１６とが収容されている。
コイルバネ１５の付勢力が軸部２ａから転がり軸受５の内輪５ａに伝動され、転がり軸受５の軸長方向隙間をなくする。
【００２５】
変形部材１６は例えば発泡体からなり、前記内圧の上昇によって発泡部分が変形し、変形部材１６の体積が小さくなることにより、前記内圧の上昇を抑制し、雄形継手部１１を雌形継手部１２内に挿入し易くする。この変形部材１６は発泡体である他、例えば内側に密閉空間を有するゴム製とし、変形しつつ密閉空間の内圧が上昇し、体積が小さくなるようにしてもよい。
【００２６】
また、第１収容部６ａの他端部には、ウォーム２の他端の軸部２ｂが挿入される凹孔６４及び該凹孔６４の内面に臨み、軸部２ｂの径方向に向けて穿設、換言すればウォーム２をウォームホイール３に向けて押付ける方向に穿設された円柱形の収容孔６５が設けられている。この収容孔６５には軸部２ｂが回転自在に嵌合される軸受部材７と、該軸受部材７をウォームホイール３に向けて押付ける方向へ付勢するコイルバネからなる弾性体１７と、軸受部材７を移動操作するための操作体１８とが収容されている。また、収容孔６５の外部への開放側にはねじ部６６が設けられており、該ねじ部６６に操作体１８が螺着されている。
【００２７】
軸受部材７はその軸長方向の途中、換言すれば収容孔６５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７ａが設けられており、該軸受孔７ａに軸部２ｂが回転可能に嵌合されたすべり軸受１９を挿入固定してあり、該すべり軸受１９を介して軸部２ｂを軸受部材７に支持してある。また、軸受部材７の弾性体１７側の一端には弾性体１７を収容支持する円柱形の凹所７ｂと、該凹所７ｂの開口縁に連なる浅底の環状凹部７ｃとが設けられており、該環状凹部７ｃにゴム製の環状の弾性板２１が挿入支持されている。この弾性板２１は、金属製の軸受部材７が金属製の操作体１８に直接当接するのを防いでいる。
【００２８】
尚、前記支持部材６内には、前記トーションバー４２の捩れに応じた操舵軸４１、４３の相対回転変位量によって前記操舵輪Ｂに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ２２が内装されており、該トルクセンサ２２が検出したトルク等に基づいて前記モータ１が駆動制御されるように構成されている。
【００２９】
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１２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２の雄形継手部１１が出力軸１ａの雌形継手部１２に挿入され、セレーション嵌合される。この際、雄形継手部１１の反モータ側端部に設けられた流出止環１４が、雌形継手部１２の開口端部に設けられた環状凹部１２ａに接触するため、雌形継手部１２内の潤滑剤が雌形継手部１２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１１及び雌形継手部１２の叩き音を抑制しつつ経年使用することができる。
【００３０】
また、流出止環１４が環状凹部１２ａに接触する際には雌形継手部１２内の密封性が高くなるため、この状態で雄形継手部１１がさらに挿入される際には雌形継手部１２内の内圧が上昇する。この内圧の上昇により変形部材１６が変形し、該変形部材１６の体積が小さくなり、雌形継手部１２の内圧の上昇を抑制することができる。従って、適正位置に到達するまで雄形継手部１１を容易に挿入することができ、組立て作業性を保つことができる。しかも、雄形継手部及び雌形継手部１２の間には潤滑剤が充填されているため、雄形継手部及び雌形継手部１２での叩き音を低減することができる。
【００３１】
実施の形態２
図３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、雌形継手部１２の内圧上昇を抑制する手段として、実施の形態１の変形部材１６をなくし、軸部２ａの転がり軸受５への支持部と環状溝１１ａとの間の外周面から雄形継手部１１の凹所１１ｂに連通する連通孔２２を設けたものである。
【００３２】
実施の形態２において、連通孔２２は軸部２ａの支持部と環状溝１１ａとの間の外周面から径方向に穿設された径方向孔２２ａと、該径方向孔２２ａ及び凹所１１ｂに連通する軸長方向孔２２ｂとからなり、雄形継手部１１の雌形継手部１２への挿入によって雌形継手部１２内の容積が減少する際に、雌形継手部１２内の空気の一部を連通孔２２へ排出するようにしてある。尚、連通孔２２には前記潤滑剤を少量充填してもよいし、また、潤滑剤を充填しなくてもよい。潤滑剤を少量充填した場合は、雄形継手部１１の挿入によって雌形継手部１２内の容積が減少する際に、雌形継手部１２内の空気の一部が外部へ排出される。また、連通孔２２に潤滑剤を充填しない場合は、雄形継手部１１の挿入によって雌形継手部１２内の容積が減少する際に、雌形継手部１２内の潤滑剤の一部が連通孔２２に流入し、連通孔２２の空気が外部へ排出される。なお、連通孔２２に潤滑剤を少量でも充填しておくと、潤滑剤の絶対量が増えるので、より長期に亘って効果が持続する。
【００３３】
実施の形態２にあっては、軸部２ａ、換言すれば雄形継手部１１が連通孔２２を有しており、組立て時など雌形継手部１２内の容積が減少する際に雌形継手部１２内の空気を連通孔２２から排出させるため、変形部材１６を用いた場合に比べて雄形継手部１１の挿入抵抗を低減でき、組立て作業性を向上できる。なお、連通孔２２の断面積が小さく、しかも潤滑剤は粘性を有するので、潤滑剤が連通孔２２を通って流出することはほとんど防止できる。
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。
【００３４】
実施の形態３
図４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、雌形継手部１２の内圧上昇を抑制する手段として、実施の形態１の変形部材１４を有する構成において、軸部２ａの転がり軸受５への支持部と環状溝１１ａとの間の外周面から変形部材１６を貫通して雄形継手部１１の凹所１１ｂに連通する連通孔２３を設けたものである。
【００３５】
実施の形態３において、連通孔２３は変形部材１６の中心部に穿設された貫通孔２３ａと、支持部及び環状溝１１ａの間の外周面から径方向に穿設された径方向孔２３ｂと、該径方向孔２３ｂ及び貫通孔２３ａに連通する軸長方向孔２３ｃとからなり、雄形継手部１１の雌形継手部１２への挿入によって雌形継手部１２内の容積が減少する際に、雌形継手部１２内の空気を連通孔２３から外部へ排出するようにしてある。
【００３６】
実施の形態３にあっては、組立て時など雌形継手部１２内の容積が減少する際に雌形継手部１２内の空気を連通孔２３から外部へ排出させることができ、さらに、雌形継手部１２内の内圧の上昇により変形部材１６を変形させ、該変形部材１６の体積を小さくすることができるため、適正位置に到達するまで雄形継手部１１を容易に挿入することができ、組立て作業性を保つことができる。
その他の構成及び作用は実施の形態１、２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。
【００３７】
実施の形態４
図５は電動式パワーステアリング装置の実施の形態４の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態４の電動式パワーステアリング装置は、雌形継手部１２の内圧上昇を抑制する手段として、軸部２ａに連通孔２２，２３を設ける代わりに、雌形継手部１２に連通孔２４を設けたものである。
【００３８】
実施の形態４において、連通孔２４は筒部材１３の途中に内側と連通するように穿設されており、雄形継手部１１の雌形継手部１２への挿入によって雌形継手部１２内の容積が減少する際に、雌形継手部１２内の潤滑剤又は空気を連通孔２４から外部へ排出するようにしてある。この連通孔２４は１つである他、周方向に離隔して複数としてもよい。
【００３９】
実施の形態４にあっては、雌形継手部１２が連通孔２４を有しており、組立て時など雌形継手部１２内の容積が減少する際に雌形継手部１２内の潤滑剤又は空気を連通孔２４から外部へ排出させるため、変形部材１６を用いた場合に比べて雄形継手部１１の挿入抵抗を低減でき、組立て作業性を向上できる。
その他の構成及び作用は実施の形態１、２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。
【００４０】
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１２を有し、ウォーム２の軸部２ａが雄形継手部１１を有する構成としたが、その他、出力軸１ａが雄形継手部１１を有し、軸部２ａが雌形継手部１２を有する構成としてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明、第２発明によれば、雄形継手部及び雌形継手部の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抑制しつつ経年使用することができるとともに、組立て時など雄形継手部を雌形継手部に挿入する場合、雄形継手部及び雌形継手部にて形成される空間の内圧変化を抑制しつつ容易に挿入することができ、組立て作業性を保つことができる。
【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減速歯車機構部分の実施の形態１の構成を示す拡大断面図である。
【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実施の形態２の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図４】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の実施の形態３の構成を示す要部の拡大断面図である。
【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４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
２ ウォーム（駆動歯車）
２ａ 軸部
３ ウォームホイール（従動歯車）
４ 舵取手段
７ 押付体
１１ 雄形継手部
１２ 雌形継手部
１４ 流出止環
１６ 変形部材
２２，２３，２４ 連通孔
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る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ている潤滑剤の流出を防ぐための流出止環を備えており、前記雄形継手部及び雌形継手部にて形成される空間内には内圧の変化によってその体積が変化する変形部材を収容してあ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る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ている潤滑剤の流出を防ぐための流出止環を備えており、前記雄形継手部及び雌形継手部にて形成される空間内には内圧の変化によってその体積が変化する変形部材を収容してあり、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にて形成される空間内と外部とに連通する連通孔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。
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