JPWO2014069422A1 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

電動式パワーステアリング装置は、出力軸を回転自在に支持する第１転がり軸受と第２転がり軸受を有する。第１転がり軸受は、ギヤハウジングの貫通孔の内周面と出力軸の外周面との間に設けられている。第２転がり軸受は、中間プレートの内周面と出力軸の外周面との間に設けられている。中間プレートは、ギヤハウジングの開口部に支持固定された外周縁部を有する。

Description

本発明は、電動モータを補助動力源として有し、運転者がステアリングホイールを操作する力である操舵力を低減させる、電動式パワーステアリング装置に関する。

自動車用ステアリング装置は、図１５に示す様に、ステアリングホイール１の回転はステアリングギヤユニット２の入力軸３に伝達され、入力軸３の回転に伴って左右１対のタイロッド４、４が押し引きされ、前車輪に舵角が付与されるように構成されている。ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト５の後端部に支持固定されている。ステアリングシャフト５は、円筒状のステアリングコラム６に軸方向に挿通された状態で、ステアリングコラム６に回転自在に支持されている。ステアリングコラム６の前端部は、電動式パワーステアリング装置を構成するウォーム減速機７やトルク測定器８（図１６参照）等を収納したハウジング９の後端部に連結固定されている。ハウジング９には、電動式パワーステアリング装置の動力源である電動モータ１０が支持固定されている。

ステアリングホイール１によりステアリングシャフト５を回転させると、ステアリングシャフト５に付与されたトルクの方向及び大きさがトルク測定器８により測定される。トルク測定器８は、入力軸１２と、出力軸１３と、入力軸１２と出力軸１３同士の回転方向に関する相対変位量を測定するように構成された変位測定器１４（図１６参照）と、を備える。入力軸１２と出力軸１３は、ハウジング９内にそれぞれ回転自在に支持され、トーションバー１１により互いに結合されている。この様なトルク測定器８の構成及び作用は、周知であるから、詳しい説明は省略する。トルク測定器８の測定結果に基づき、電動モータ１０が出力軸１３に対し、ステアリングホイール１の操作方向と同じ方向の補助トルクを付与し、出力軸１３を、ステアリングシャフト５から入力軸１２に入力されたトルクよりも大きなトルクで回転させる。

出力軸１３の前端部は、自在継手１５ａを介して中間シャフト１６の後端部に接続されている。中間シャフト１６の前端部は、別の自在継手１５ｂを介して、入力軸３に接続されている。本明細書において、前後方向は、電動式パワーステアリング装置を車両に組み込んだ状態での車両の前後方向であり、水平方向に対して傾斜している方向も含む。図１５に示した自動車用ステアリング装置には、ステアリングホイール１の上下位置を調節するように構成されたチルト機構と、前後位置を調節するように構成されたテレスコピック機構と、が組み込まれている。ステアリングコラム６の中間部は、車体１７に支持された支持ブラケット１８に対し、上下位置及び前後位置の調節を可能に支持されている。チルト機構を構成する為に、支持筒１９は、ハウジング９の前上端部に設けられ、車体１７に対し、横軸を中心とする揺動変位を可能に支持されている。テレスコピック機構を構成する為に、ステアリングシャフト５は、トルク伝達可能に、且つ、伸縮可能に組み合わせたインナシャフトとアウタシャフトとを有し、ステアリングコラム６は、伸縮可能に組み合わせたアウタコラムとインナコラムとを有している。

上述の様な電動式パワーステアリング装置のより具体的な構造として、図１６に特許文献１に記載された構造を、図１７に特許文献２に記載された構造を、それぞれ示している。図１６に示した構造では、電動式パワーステアリング装置の電動モータ１０（図１５参照）を除く部品を収納する為のハウジング９ａを、ギヤハウジング２０とハウジングカバー２１とを組み合わせて構成している。出力軸１３は、ギヤハウジング２０の前端部内周面に保持された前側転がり軸受２２と、ハウジングカバー２１の前端部内周面に保持された後側転がり軸受２３とにより、ハウジング９ａの内側に、回転自在に支持されている。入力軸１２は、ハウジングカバー２１の内側に、ハウジングカバー２１の中間部内周面に保持された別の転がり軸受２４（ラジアルニードル軸受）により、回転自在に支持されている。

図１７に示した構造では、ギヤハウジング２０ａの内側の後端寄り部分に仕切板２５が内嵌されている。仕切板２５の外周面とこのギヤハウジング２０ａの内周面との間には、弾性材２６が挟持されている。出力軸１３ａは、ギヤハウジング２０ａの前端部内周面に保持された前側転がり軸受２２ａと、仕切板２５の内周面の保持された後側転がり軸受２３ａとにより、ハウジング９ｂの内側に、回転自在に支持されている。入力軸１２ａは、ハウジングカバー２１ａの内側に、別の転がり軸受２４ａにより、回転自在に支持されている。図１７に示した構造は、テレスコピック機構を持たない為、ステアリングシャフト５ａ及びステアリングコラム６ａは、何れも伸縮式ではない。

図１６に示した構造の場合には、ギヤハウジング２０とハウジングカバー２１とを組み合わせてハウジング９ａが構成され、前側転がり軸受２２と後側転がり軸受２３により出力軸１３をこのハウジング９ａ内に回転自在に支持させる。この様な作業は面倒で、電動式パワーステアリング装置の製造能率を低下させる。

これに対して、図１７に示した構造の場合には、上述の様な組立作業の面倒はない代わりに、出力軸１３ａの位置決め精度を、長期間に亙り維持する事が難しい。即ち、仕切板２５の外周面とギヤハウジング２０ａの内周面との間に設けられた弾性材２６が、長期間に亙る使用に伴って劣化し、その弾性が低下すると、仕切板２５がずれ動く可能性がある。仕切板２５がずれ動いた場合には、ウォーム減速機７ａのウォームとウォームホイールとの噛合部の抵抗が増大したり、トルク測定器８ａの検出精度が悪化する。何れも、電動式パワーステアリング装置の性能を低下させる。

日本国特開２００９−２９８２４６号公報 日本国特表２００２−５１８２４２号公報

本発明は、組立作業が容易で、長期間に亙り十分な性能を維持できる電動式パワーステアリング装置を提供することを課題とする。

本発明の一態様によれば、電動式パワーステアリング装置は、出力軸と、ギヤハウジングと、第１転がり軸受および第２転がり軸受と、ハウジングカバーと、中間プレートと、を備える。出力軸は、回転して車輪に舵角を付与する。ギヤハウジングは、内側に出力軸を回転自在に支持する貫通孔を有し、電動モータの駆動軸の回転を減速して出力軸に伝達する為の減速機を収納するように構成されている。第１転がり軸受と第２転がり軸受は、ギヤハウジングに対して出力軸を回転自在に支持する為、出力軸の軸方向に離隔して設けられている。ハウジングカバーは、ギヤハウジングに結合固定され、ステアリングホイールの操作に基づいて回転駆動されるステアリングシャフトにより回転駆動される入力軸が挿通されるように構成されている。

第１転がり軸受は、貫通孔の内周面と出力軸の外周面との間に設けられている。第２転がり軸受は、中間プレートの内周面と、出力軸の外周面との間に設けられている。中間プレートは、ギヤハウジングの開口部に支持固定された外周縁部を有する。

ギヤハウジングの内周面の後部に、後方を向いた段差面が設けられ、前記中間プレートの外周縁部が、この段差面とハウジングカバーの前端面との間で挟持されていてもよい。

ギヤハウジングの後端部の外周面に形成された前側フランジ部と、ハウジングカバーの前端部の外周面に形成された後側フランジ部との間に、中間プレートの外周面に形成された中間フランジ部が挟持されていてもよい。

中間プレートは、ギヤハウジングの内周面の後部に締り嵌めにより圧入固定されてもよい。

ギヤハウジングの後端に、後方を向いた段差面が設けられ、中間プレートがギヤハウジングに対して出力軸の軸方向に関して位置決めされるように、中間プレートの外周縁部の前面がこの段差面に突き当てられてもよい。

中間プレートの外周縁部の後面に、ハウジングカバーの前端面が突き当てられてもよい。

中間プレートの外周縁部の後面に突条が周方向に形成され、当該突条がハウジングカバーの前端面により押し潰されていてもよい。

中間プレートの外周縁部の後面に複数の突起が周方向に沿って形成され、当該突起がハウジングカバーの前端面により押し潰されていてもよい。

第１転がり軸受は、出力軸の中間部に設けられ、第２転がり軸受は、前記中間部よりも出力軸の後端寄りの出力軸の部分に設けられていてもよい。

中間プレートは、熱硬化性樹脂又はガラス繊維を含有する熱可塑性樹脂の射出成形により造られていてもよい。

ギヤハウジングに対して出力軸を回転自在に支持する２つの転がり軸受の一方は、中間プレートの内周面と出力軸の外周面との間に設けられている。中間プレートは、ハウジングカバーを組み付ける以前に、当該転がり軸受を目視できる状態で組み付けられるので、電動式パワーステアリング装置の組立作業の容易化を図れる。

中間プレートは、ギヤハウジングの開口部に支持固定されている。これにより、電動式パワーステアリング装置の性能を長期間に亙って維持できる。即ち、中間プレートをギヤハウジングに対し支持固定しているので、中間プレートの内周面に保持された転がり軸受の姿勢が長期間に亙る使用後にも変化しない。この為、転がり軸受により回転自在に支持された出力軸の姿勢が変化せず、減速機の噛合状態が不良になったり、トルク測定器の測定精度が悪化する事がない。

本発明の第１実施形態に係る電動式パワーステアリング装置の一部の断面図。 図１のＡ部の拡大図。 電動式パワーステアリング装置のギヤハウジングの前方斜視図。 電動式パワーステアリング装置のハウジングカバーの後方斜視図。 電動式パワーステアリング装置の中間プレートの後方斜視図。 中間プレートの前方斜視図。 中間プレートの断面図。 中間プレートの正面図。 中間プレートの背面図。 本発明の第２実施形態に係る電動式パワーステアリング装置の一部の断面図。 本発明の第３実施形態に係る電動式パワーステアリング装置の一部の断面図。 図８のＸ部の拡大図。 本発明の第４実施形態を示す、図９と同様の拡大図。 本発明の第５実施形態を示す、図９と同様の拡大図。 第５実施形態の中間プレートの背面図。 第５実施形態の中間プレートの断面図。 図１２ＢのＹ部の拡大図。 本発明の第６実施形態に係る中間プレートの背面図。 突条若しくは突部の断面形状の他の例を示す部分拡大断面図。 突条若しくは突部の断面形状のさらに他の例を示す部分拡大断面図。 突条若しくは突部の断面形状のさらに他の例を示す部分拡大断面図。 電動式パワーステアリング装置の１例を示す、部分切断側面図。 第１の従来技術に係る電動式パワーステアリング装置の断面図。 第２の従来技術に係る電動式パワーステアリング装置の断面図。

図１〜６は、本発明の第１実施形態に係る電動式パワーステアリング装置を示している。電動式パワーステアリング装置は、入力軸１２ｂと、出力軸１３ｂと、入力軸１２ｂと出力軸１３ｂとを回転自在に支持するハウジング９と、を有している。ハウジング９は、ギヤハウジング２０ｂとハウジングカバー２１ｂとを組み合わせて構成されている。ギヤハウジング２０ｂとハウジングカバー２１ｂのそれぞれは、例えば、アルミニウム合金を用いたダイキャスト成形、又は、高機能樹脂を用いた射出成形により形成されている。入力軸１２ｂ及び出力軸１３ｂは、中空円管状に形成され、互いに同心に配置された状態で、トーションバー１１により結合されている。即ち、トーションバー１１の前後端部は、それぞれ出力軸１３ｂの前端部と入力軸１２ｂの後端部とに結合されている。出力軸１３ｂは、自在継手１５ａ、１５ｂ及び中間シャフト１６を介してステアリングギヤユニット２の入力軸３（図１５参照）に接続され、入力軸３を所定方向に所定量回動させる事で、前輪に所定の舵角を付与する様に構成されている。入力軸１２ｂは、ステアリングシャフト５により回転駆動可能に構成されている。

操舵時には、入力軸１２ｂに加えられる操舵トルクと、出力軸１３ｂが回転する事に対する抵抗とにより、入力軸１２ｂと出力軸１３ｂとが、トーションバー１１を捻り方向に弾性変形させつつ、回転方向に相対変位する。この相対変位量を、入力軸１２ｂの中間部外周面と出力軸１３ｂの後端部外周面との間に設けたトルク測定器８ｂにより測定可能としている。トルク測定器８ｂからの測定信号は、電動モータ１０（図１５参照）への通電を制御するように構成された制御器に送られる。制御器は、電動モータ１０への通電方向及び通電量を制御し、ウォーム減速機７ａを介して出力軸１３ｂに補助操舵力を付与する。入力軸１２ｂの前端部外周面と出力軸１３ｂの内周面後端寄り部分との間には、ラジアルニードル軸受２７が設けられて、入力軸１２ｂと出力軸１３ｂの同心性が確保されている。

ハウジング９ｃ内には、ギヤハウジング２０ｂやハウジングカバー２１ｂと同様にして造られた、中間プレート２８が支持固定されている。この中間プレート２８を利用して、出力軸１３ｂの中間部後端寄り部分が支持されている。中間プレート２８をハウジング９ｃ内に支持固定する為に、ギヤハウジング２０ｂの内周面の後端開口寄り部分に、後方を向いた段差面２９が設けられている。中間プレート２８の外周縁部は、段差面２９とハウジングカバー２１ｂの前端面との間で挟持されている。ハウジングカバー２１ｂの外周面とギヤハウジング２０ｂの外周面とのそれぞれ直径方向反対側２箇所位置で互いに噛合する部分に、それぞれ結合フランジ３０ａ、３０ｂが設けられている。中間プレート２８の前側面外周縁寄り部分を段差面２９に突き当てると共に、ギヤハウジング２０ｂの後端面と、ハウジングカバー２１ｂの外周面前端寄り部分に形成した鍔部３１の前側面を突き当てた状態で、ハウジングカバー２１ｂの前端面が中間プレート２８の後側面外周縁寄り部分に突き当たる。この状態で、各結合フランジ３０ａ、３０ｂに形成された通孔に挿通したボルトとナットと（図示省略）を螺合し更に締め付ければ、ギヤハウジング２０ｂとハウジングカバー２１ｂとが結合固定されてハウジング９ｃが構成されると同時に、中間プレート２８がこのハウジング９ｃ内に固定される。

出力軸１３ｂは、この様にして互いに結合固定された、ギヤハウジング２０ｂ及び中間プレート２８の径方向内側に、前側転がり軸受２２ｂと後側転がり軸受２３ｂにより、回転自在に支持されている。先ず、ギヤハウジング２０ｂの中心部に前後方向に沿って形成された、内周面の中間部に後方を向いた段差面を有する貫通孔３２の内側に、前側転がり軸受２２ｂの外輪が、後側から内嵌されると共に径方向外側止め輪３３により抜け止めが図られている。前側転がり軸受２２ｂの内輪は、ウォーム減速機７ａのウォームホイール３４と共に出力軸１３ｂに、前方から外嵌され、ウォームホイール３４の後面内周縁部が出力軸１３ｂの外周面に形成された、前方を向いた段差面に突き当てられると共に、径方向内側止め輪３５により抜け止めが図られている。

後側転がり軸受２３ｂの外輪は、中間プレート２８の中心部に形成された円筒部３６に、締り嵌めにより内嵌固定されている。円筒部３６の外周面と中間プレート２８の前側面との間には、周方向に並んで配置された複数の補強リブ３７を形成され、円筒部３６の剛性、延いては後側転がり軸受２３ｂの支持剛性を確保している。補強リブ３７のそれぞれは、径方向に延び、軸方向に突出している。後側転がり軸受２３ｂの内輪は、出力軸１３ｂの中間部後端寄り部分に形成された、前後両側部分よりも外径が大きくい大径部に、締り嵌めにより外嵌固定されている。大径部の前端縁から連続する段差面には、ウォームホイール３４の後面内周縁部が突き当てられる。

中間プレート２８の円筒部３６の位置と中間プレート２８の外周縁部の位置は、軸方向にずれている。この構成により、樹脂製の中間プレート２８が熱により径方向に伸縮したときに後側転がり軸受２３ｂの外輪が受ける径方向の圧縮力を軽減することができる。後側転がり軸受２３ｂの内輪は、隙間嵌合により、出力軸１３ｂに外嵌されていてもよい。この隙間嵌合は、中間プレート２８の軸方向の熱変形を吸収する。即ち、後側転がり軸受２３ｂは、中間プレート２８の軸方向の熱変形による影響を受けない。したがって、電動式パワーステアリング装置の性能も、中間プレート２８の軸方向の熱変形による影響を受けない。

上述の様に構成する本例の構造を組み立てるべく、ハウジング９ｃの内部に出力軸１３ｂを回転自在に支持するには、前側転がり軸受２２ｂを、ギヤハウジング２０ｂの貫通孔３２の内側に保持しておく。この状態で、径方向外側止め輪３３も装着しておく。この作業は、ギヤハウジング２０ｂ内に他の部材を組み付ける以前に行うので、容易に行える。

出力軸１３ｂの外周面の後端寄り部分に、ウォームホイール３４と、後側転がり軸受２３ｂと、中間プレート２８とを装着しておく。入力軸１２ｂもトーションバー１１を介して、出力軸１３ｂに結合し、トルク測定器８ｂも組み付けておく。更に、必要に応じて、入力軸１２ｂとステアリングシャフト５とを結合しておく。これらの作業も、出力軸１３ｂをギヤハウジング２０ｂ内に組み付ける以前に行うので、容易に行える。尚、ハウジングカバー２１ｂは、必要に応じ、予めステアリングシャフト５に緩く外嵌しておき、他の部材の組立作業の妨げとならない様に、後方に移動させておく。

次いで、出力軸１３ｂを前側転がり軸受２２ｂの内輪の内側に、後方から前方に向け挿通し、この内輪の後端面とウォームホイール３４の径方向内側端部の前端面とを突き当てる。そして、径方向内側止め輪３５を装着する。この状態では、中間プレート２８の前面外周縁部が段差面２９に突き当たる。そこで、ハウジングカバー２１ｂを前方に移動させて、このハウジングカバー２１ｂの前端部をギヤハウジング２０ｂの後端部に内嵌すると共に、鍔部３１の前側面をこのギヤハウジング２０ｂの後端面に突き当てる。更に、各結合フランジ３０ａ、３０ｂ同士の位相を合わせて、これら各結合フランジ３０ａ、３０ｂ同士を、ボルトとナットとにより、或いは一方の結合フランジ３０ｂ、３０ｂに形成した通孔を挿通したボルトを、他方の結合フランジ３０ａ、３０ａに形成したねじ孔に螺合し更に締め付ける事により、結合固定する。これら一連の作業は、何れも目視により確認しつつ行えるので容易である。尚、ウォーム減速機７ａを構成する、ウォームホイール３４とウォーム（図１には省略）とは、ギヤハウジング２０ｂに電動モータ１０を組み付ける際に、このウォームを回転させつつ互いに噛合させる。この点は、従来構造と同様である。

組み上がった電動式パワーステアリング装置では、中間プレート２８がギヤハウジング２０ｂとハウジングカバー２１ｂとから成るハウジング９ｃの内部に、しっかりと支持固定された状態となる。従って、中間プレート２８の円筒部３６の内周面に保持した、後側転がり軸受２３ｂの姿勢が、長期間に亙る使用後にも変化しない。この為、長期間に亙る使用によっても、後側転がり軸受２３ｂ及び前側転がり軸受２２ｂにより回転自在に支持された、出力軸１３ｂの姿勢が変化する事がない。この結果、ウォーム減速機７ａの噛合状態が不良になったり、トルク測定器８ｂの測定精度が悪化する事がない。

中間プレート２８は、合成樹脂の射出成形により造る事が可能である。好ましく使用できる合成樹脂としては、熱硬化性樹脂、または強化繊維を２０〜６０容量％程度含有する熱可塑性樹脂が挙げられる。

即ち、この樹脂としては、電動パワーステアリング装置のコラム部分での使用環境温度である−４０℃〜８５℃の温度環境でも機械的物性の低下が少なく連続使用可能な樹脂組成物からなり、かつ部材間の隙間、膨張による圧迫を抑えるため、寸法安定性の高い、具体的には、２３℃〜８０℃の温度範囲で繊維方向及び繊維直角方向ともに線膨張係数が１．２×１０^−５〜５．５×１０^−５（１／℃）の範囲であり、２３℃の水中に２４時間放置したときの吸水率が４％以下であることが好ましい。

また、輸送時などに高温高湿環境下に長時間曝された場合に、樹脂で形成された中間プレートの吸湿劣化に基づく機械物性の低下により樹脂部分が破損してしまうおそれがある。そこで、樹脂は、８５℃、８５％ＲＨの環境下に５００時間放置した後の引張強度保持率が７０％以上であることが好ましい。

但し、上記特性を樹脂材料のみで実現するのは困難であるため、樹脂材料に繊維状充填材を含有させたものが使用される。

ここで、−４０℃〜８５℃の温度環境でも連続使用可能な樹脂組成物としては、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド４６、ポリアミド４１０、変性ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ等のいわゆるエンジニアリングプラスチックや、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）等のいわゆるスーパーエンジニアリングプラスチック樹脂を例示することができ、単独でも組み合わせて使用してもよい。中でも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリフェニレンサルファイドは、コストと性能のバランスがよく、好適に使用することができる。更に、耐熱性、寸法安定性を要する用途には、フェノール樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂も好適に使用できる。

この樹脂において、２３℃〜８０℃の温度範囲で繊維方向向及び繊維直角方向ともに線膨張係数が１．２×１０^−５〜５．５×１０^−５（１／℃）の範囲とするのが好ましい。線膨張係数が１．２×１０^−５（１／℃）よりも小さいと、中間プレート２８の径方向内側に圧入する後側転がり軸受２３の線膨張係数が１．２×１０^−５（１／℃）であるため、中間プレート２８の線膨張係数と後側転がり軸受２３の線膨張係数との間に差異が生じ、円筒部３６と後側転がり軸受２３の外径面との間に隙間が発生する可能性があるからである。一方、当該線膨張係数が５．５×１０^−５（１／℃）よりも大きいと、膨張した際に出力側ハウジング部材１ａを圧迫し、過大な負荷応力が発生し、中間プレート２８が破損してしまう。

この樹脂において、繊維状充填材は、特に限定されないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、芳香族ポリイミド繊維、液晶ポリエステル繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維等を例示できる。中でも、ガラス繊維、炭素繊維は補強性が良好であり、好ましい。ガラス繊維としては、トルク測定器８の電磁誘導に与える影響の少ない絶縁体のガラス繊維がより好ましい。

繊維状充填物の全組成物中の含有率は、好ましくは３０〜５５質量％、より好ましくは３５〜５５質量％である。５５質量％を超えて繊維状充填材を配合しても、樹脂組成物の溶融流動性が著しく低下して成形性が悪くなるばかりでなく、更なる機械的特性や寸法安定性の向上が期待できず、逆に材料の変形能が極めて小さくなるため、中間プレート２８の成形時や組立時に中間プレート２８が破損するおそれがある。逆に、当該繊維状充填材の全組成物中の含有率が３０質量％よりも小さいと、機械的特性の補強効果が小さく、また寸法安定性も不足する。この寸法安定性とは、具体的には、２３℃〜８０℃の温度範囲で繊維方向及び繊維直角方向ともに線膨張係数が１．２×１０^−５〜５．５×１０^−５（１／℃）の範囲であり、２３℃の水中に２４時間放置したときの吸水率が４％以下の範囲であることを意味する。

また、中間プレート２８をなす樹脂は、樹脂と繊維状充填材との親和性を持たせて樹脂と繊維状充填材との密着性及び分散性を向上させるために、繊維状充填材をシラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤等のカップリング剤や、その他目的に応じた表面処理剤で処理することができるが、これらに限定されるものではない。

なお、本発明の目的を損なわない範囲内で、各種添加剤を配合してもよく、例えば、黒鉛、六方晶窒化ホウ素、フッ素雲母、四フッ化エチレン樹脂粉末、二硫化タングステン、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤、無機粉末、有機粉末、潤滑油、可塑剤、ゴム、樹脂、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光保護剤、難燃剤、帯電防止剤、離型剤、流動性改良剤、熱伝導性改良剤、非粘着性付与剤、結晶化促進剤、増核剤、顔料、染料等を例示することができる。特に、中間プレートのベース樹脂として、ＰＥＴやＰＢＴといったポリエステル系樹脂を適用した場合には、吸湿劣化、具体的には、加水分解劣化の懸念があるため、加水分解抑制剤を添加し、その耐性を高めておくことが好ましい。中間プレートに適用されるポリエステル系のベース樹脂に添加される加水分解抑制剤には特に制限はなく、例えば、分子中に１個以上のカルボジイミド基を有するカルボジイミド化合物や高級脂肪酸、高級脂肪酸非水溶性塩、高級脂肪族アルコール、及び疎水性シリカといった疎水剤、または、分子内にグリシジル基を一つ含有した芳香族単官能エポキシ化合物、並びに、分子内にグリシジル基を二つ以上含有した芳香族多官能エポキシ化合物、あるいは、ピペリジン誘導体、ピペラジノン誘導体等が好適に使用可能である。加水分解抑制剤は、ポリエステル系樹脂に対して０．０１〜５質量％、好ましくは、０．０５〜２質量％添加すればよい。ベース樹脂と上記の繊維状充填材、及び上記添加剤との混合方法としては、繊維状充填材の連続繊維束を繊維状充填材以外の各種添加剤が配合された溶融樹脂に含浸した後、冷却・ペレット化する方法が挙げられる。溶融含浸する際の温度は特に限定されないが、母材となる樹脂の溶融が十分進行し、かつ劣化しない温度の範囲内で適宜選定すればよい。

中間プレート２８の製造方法は特に限定されない。例えば、中間プレート２８は、射出成形、圧縮成形、トランスファー成形等の通常の方法で成形することができる。中でも、射出成形法は、生産性に優れ、安価な中間プレート２８を提供できるため好ましい。なお、射出成形時の繊維状充填材の折損を抑制するために射出成形機のノズル径や金型のゲート径を大きくしたり、成形時の背圧を低く抑えることが好ましい。

中間プレート２８は、アルミニウム合金の如き軽合金のダイキャスト成形により造る事も可能である。

図７は、本発明の第２実施形態を示している。本例の場合には、ギヤハウジング２０ｃの後端部外周面に形成した前側フランジ部３８と、ハウジングカバー２１ｃの前端部外周面に形成した後側フランジ部３９との間で、中間プレート２８ａの外周面に形成した中間フランジ部４０を挟持している。この状態で、各部材２０ｃ、２１ｃ、２８ａの周面同士を嵌合させて、これら各部材２０ｃ、２１ｃ、２８ａ同士の径方向に関する位置決めを図る。そして、これら後側フランジ部３９と中間フランジ部４０との周方向複数箇所で互いに整合する部分に形成した通孔を後方から挿通したボルト４１を、前側フランジ部３８に形成したねじ孔に螺合し更に締め付ける事で、中間プレート２８ａを、ギヤハウジング２０ｃとハウジングカバー２１ｃとを組み合わせて成るハウジング９ｄの内部に固定している。尚、本例の場合には、中間プレート２８ａの円筒部３６ａを、上述した第１実施形態の場合よりも厚くする代わりに、補強リブを省略している。更に、本例の場合には、入力軸１２ｃとステアリングシャフト５ｂとを一体としている。その他の部分の構成及び作用は、上述した第１実施形態と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。

図８〜９は、本発明の第３実施形態を示している。本例の電動式パワーステアリング装置の場合には、ハウジング９ｃ内に、ギヤハウジング２０ｂやハウジングカバー２１ｂと同様にして造られた、中間プレート２８を、締り嵌めにより圧入固定している。そして、この中間プレート２８を利用して、出力軸１３ｂの中間部後端寄り部分を支持している。この中間プレート２８をハウジング９ｃ内の所定位置に圧入固定する為に本例の場合には、ギヤハウジング２０ｂの内周面の後端開口寄り部分に、後方を向いた段差面２９を設けている。このギヤハウジング２０ｂの内周面のうちこの段差面２９よりも後側部分を、この段差面２９寄りの小径部４５と、この段差面２９から遠い、開口側の大径部４６とを小段差部で連続させた、段付円筒面状としている。中間プレート２８の自由状態での外径を、小径部４５の自由状態での内径よりも僅かに大きくしている。大径部４６の自由状態での内径は、中間プレート２８の自由状態での外径よりも少し大きくしている。そして、この中間プレート２８を小径部４５に圧入すると共に、この中間プレート２８の前面外周縁部を段差面２９に突き当てて、この中間プレート２８をハウジング９ｃ内の所定位置に圧入固定している。

ギヤハウジング２０ｂの後端開口部を、ハウジングカバー２１ｂにより塞いでいる。これらギヤハウジング２０ｂの外周面とハウジングカバー２１ｂの外周面とのそれぞれ直径方向反対側２箇所位置で互いに噛合する部分に、それぞれ結合フランジ３０ａ、３０ｂを設けている。中間プレート２８をギヤハウジング２０ｂ内に圧入固定し、ハウジングカバー２１ｂの前端部をこのギヤハウジング２０ｂの後端開口部の大径部４６にがたつきなく内嵌し、更に、このギヤハウジング２０ｂの後端面に、ハウジングカバー２１ｂの外周面前端寄り部分に形成した鍔部３１の前側面を突き当てる。この状態から、各結合フランジ３０ａ、３０ｂに形成した通孔に挿通したボルトとナットと（図示省略）を螺合し更に締め付けて、ギヤハウジング２０ｂとハウジングカバー２１ｂとを結合固定してハウジング９ｃを構成する。

出力軸１３ｂは、この様にして互いに組み立てられ、内部に中間プレート２８を圧入固定したギヤハウジング２０ｂ内に、前側、後側転がり軸受２２ｂ、２３ｂにより、回転自在に支持されている。

本例において、出力軸１３ｂをギヤハウジング２０ｂ内に組み付ける際には、中間プレート２８をギヤハウジング２０ｂの小径部４５に圧入しつつ、出力軸１３ｂを前側転がり軸受２２ｂの内輪の内側に、後方から前方に向け挿通し、この内輪の後端面とウォームホイール３４の径方向内側端部の前端面とを突き当てる。そして、径方向内側止め輪３５を装着する。この状態では、中間プレート２８の前面外周縁部が段差面２９に突き当たる。そこで、ハウジングカバー２１ｂを前方に移動させて、このハウジングカバー２１ｂの前端部をギヤハウジング２０ｂの後端部内周面の大径部４６に内嵌すると共に、鍔部３１の前側面をこのギヤハウジング２０ｂの後端面に突き当てる。更に、各結合フランジ３０ａ、３０ｂ同士の位相を合わせて、これら各結合フランジ３０ａ、３０ｂ同士を、ボルトとナットとにより、或いは一方の結合フランジ３０ｂ、３０ｂに形成した通孔を挿通したボルトを、他方の結合フランジ３０ａ、３０ａに形成したねじ孔に螺合し更に締め付ける事により、結合固定する。

そして、組み上がった電動式パワーステアリング装置では、中間プレート２８がギヤハウジング２０ｂとハウジングカバー２１ｂとから成るハウジング９ｃの内部に、しっかりと支持固定された状態となる。従って、中間プレート２８の円筒部３６の内周面に保持した、後側転がり軸受２３ｂの姿勢が、長期間に亙る使用後にも変化しない。この為、長期間に亙る使用によっても、後側転がり軸受２３ｂ及び前側転がり軸受２２ｂにより回転自在に支持された、出力軸１３ｂの姿勢が変化する事がない。この結果、ウォーム減速機７ａの噛合状態が不良になったり、トルク測定器８ｂの測定精度が悪化する事がない。その他の部分の構成及び作用は、上述した第１実施形態と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。

図１０は、本発明の第４実施形態を示している。本例の場合には、中間プレート２８の後面外周縁部に、ハウジングカバー２１ｃの先端面を突き当てている。従って本例の場合には、ハウジング９ｄに対する中間プレート２８の固定力が、圧入に基づく、この中間プレート２８の外周面と、ギヤハウジング２０ｂの小径部４５との間に作用する摩擦力と、このギヤハウジング２０ｂ側の段差面２９とハウジングカバー２１ｃの前端面とによる挟持力との合計になる。従って、ハウジング９ｄに対する中間プレート２８の固定強度がより高くなる。その他の部分の構成及び作用は、上述した第３実施形態と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。

図１１〜１２は、本発明の第５実施形態を示している。本例の場合には、中間プレート２８ａの後面外周縁部に、断面形状三角形で先端部に向かう程径方向に関する幅寸法が小さくなる突条５０を、全周に亙って形成している。そして、ギヤハウジング２０ｂとハウジングカバー２１ｂとを結合固定する過程で、突条５０をこのハウジングカバー２１ｂの前端面により押し潰しつつ、このハウジングカバー２１ｂの前端面を中間プレート２８ａの後面外周縁部に突き当てている。

この様な本例の構造の場合には、ギヤハウジング２０ｂとハウジングカバー２１ｂとを結合固定すべく、ボルトとナット（或いはねじ孔）とを螺合し更に締め付ける過程で、突条５０が押し潰される。この為、ボルトを締め付ける為に要する力を低く抑えつつ（軸力のロスを低減しつつ）、このボルトの緩み止めを図れる。その他の部分の構成及び作用は、上述した第４実施形態と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

図１３は、本発明の第６実施形態を示している。本例の場合には、中間プレート２８ｂの後面外周縁部の周方向等間隔複数箇所に、それぞれが三角錐状の突起５１、５１を形成している。そして、ギヤハウジング２０ｂとハウジングカバー２１ｂ（図８参照）とを結合固定する過程で、各突起５１、５１をこのハウジングカバー２１ｂの前端面により押し潰しつつ、このハウジングカバー２１ｂの前端面を中間プレート２８ｂの後面外周縁部に突き当てている。

この様な本例の構造の場合は、ギヤハウジング２０ｂとハウジングカバー２１ｂとを結合固定すべく、ボルトとナット（或いはねじ孔）とを螺合し更に締め付ける過程で、各突起５１、５１が押し潰される。この為、上述した第５実施形態と同様に、ボルトを締め付ける為に要する力を低く抑えつつ、このボルトの緩み止めを図れる。その他の部分の構成及び作用は、上述した第４実施形態と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

尚、上述した第５及び第６実施形態で、突条５０或いは突起５１の断面形状は、三角形に限らない。ボルトの締め付けにより適正量だけ潰される形状であれば、図１４Ａに示す様な断面形状が台形の突条５０ａ（或いは円すい台状の突起５１ａ）、同じく図１４Ｂに示す様な断面形状が四角形の突条５０ｂ（或いは円柱状の突起５１ｂ）、同じく図１４Ｂに示す様な断面形状が半円形の突条５０ｃ（或いは半球状の突起５１ｃ）とする事もできる。

本出願は２０１２年１０月２９日出願の日本特許出願２０１２−２３７７９０号および２０１２年１０月２９日出願の日本特許出願２０１２−２３７７９１号に基づき、その内容はここに参照として取り込まれる。

１ ステアリングホイール
３ 入力軸
５、５ａ、５ｂ ステアリングシャフト
７、７ａ ウォーム減速機
１０ 電動モータ
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 入力軸
１３、１３ａ、１３ｂ 出力軸
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ ギヤハウジング
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ ハウジングカバー
２２、２２ａ、２２ｂ 第１転がり軸受
２３、２３ａ、２３ｂ 第２転がり軸受
２８、２８ａ 中間プレート
２９ 段差面
３０ａ、３０ｂ 結合フランジ
３２ 貫通孔
３８ 前側フランジ部
３９ 後側フランジ部
４０ 中間フランジ部
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ 突条
５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ 突起

ギヤハウジングの内周面の後部に、後方を向いた段差面が設けられ、前記中間プレートの外周縁部が、この段差面とハウジングカバーの前端面との間で挟持されている。

ギヤハウジングの後端部の外周面に形成された前側フランジ部と、ハウジングカバーの前端部の外周面に形成された後側フランジ部との間に、中間プレートの外周面に形成された中間フランジ部が挟持されている。

中間プレートは、ギヤハウジングの内周面の後部に締り嵌めにより圧入固定されている。

ギヤハウジングの後端に、後方を向いた段差面が設けられ、中間プレートがギヤハウジングに対して出力軸の軸方向に関して位置決めされるように、中間プレートの外周縁部の前面がこの段差面に突き当てられている。

中間プレートの外周縁部の後面に、ハウジングカバーの前端面が突き当てられている。
また、ギヤハウジングの内周面の段差面よりも後側部分は、段差面寄りの小径部と、段差面から遠い開口側の大径部と、を小段差部で連続させた、段付円筒面状であり、
中間プレートは、小径部に締り嵌めにより圧入固定され、中間プレートの前面外周縁部が段差面に突き当てられ、
ハウジングカバーの前端部は、ギヤハウジングの後端開口部の大径部に内嵌され、ギヤハウジングの後端面に、ハウジングカバーの外周面前端寄り部分に形成した鍔部の前側面が突き当てられる。

中間プレートは、熱硬化性樹脂又はガラス繊維を含有する熱可塑性樹脂の射出成形により造られていてもよい。
また、第２転がり軸受の外輪は、円筒部に内嵌固定され、
中間プレートの円筒部の位置と中間プレートの外周縁部の位置は、軸方向にずれていてもよい。
また、第２転がり軸受の外輪は、円筒部に内嵌固定され、
円筒部の外周面と中間プレートの前側面との間には、周方向に並んで配置された複数の補強リブが形成されていてもよい。

Claims (10)

1. 回転して車輪に舵角を付与する出力軸と、
   内側に前記出力軸を回転自在に支持する貫通孔を有し、電動モータの駆動軸の回転を減速して前記出力軸に伝達する為の減速機を収納するように構成されたギヤハウジングと、
   前記ギヤハウジングに対して前記出力軸を回転自在に支持する為、前記出力軸の軸方向に離隔して設けられた、第１転がり軸受および第２転がり軸受と、
   前記ギヤハウジングに結合固定され、ステアリングホイールの操作に基づいて回転駆動されるステアリングシャフトにより回転駆動される入力軸が挿通されるように構成されたハウジングカバーと、
   中間プレートと、を備えた電動式パワーステアリング装置にであって、
   前記第１転がり軸受は、前記貫通孔の内周面と前記出力軸の外周面との間に設けられ、
   前記第２転がり軸受は、前記中間プレートの内周面と、前記出力軸の外周面との間に設けられ、
   前記中間プレートは、前記ギヤハウジングの開口部に支持固定された外周縁部を有する、電動式パワーステアリング装置。
2. 前記ギヤハウジングの内周面の後部に、後方を向いた段差面が設けられ、
   前記中間プレートの外周縁部は、前記段差面と前記ハウジングカバーの前端面との間で挟持されている、請求項１に記載した電動式パワーステアリング装置。
3. 前記ギヤハウジングの後端部の外周面に形成された前側フランジ部と、
   前記ハウジングカバーの前端部の外周面に形成された後側フランジ部と、
   前記中間プレートの外周面に形成された中間フランジ部と、をさらに備え、
   前記中間フランジ部は、前記前側フランジ部と前記後側フランジ部との間で挟持されている、請求項１に記載した電動式パワーステアリング装置。
4. 前記中間プレートは、前記ギヤハウジングの内周面の後部に締り嵌めにより圧入固定されている、請求項１に記載した電動式パワーステアリング装置。
5. 前記ギヤハウジングの内周面の後部に、後方を向いた段差面が設けられ、
   前記中間プレートが前記ギヤハウジングに対して前記出力軸の軸方向に関して位置決めされるように、前記中間プレートの外周縁部の前面が前記段差面に突き当てられている、請求項４に記載した電動式パワーステアリング装置。
6. 前記ハウジングカバーの前端面は、前記中間プレートの外周縁部の後面に突き当てられている、請求項５に記載した電動式パワーステアリング装置。
7. 前記中間プレートの外周縁部の後面には、突条が周方向に形成され、
   前記突条は、前記ハウジングカバーの前端面により押し潰されている、請求項６に記載した電動式パワーステアリング装置。
8. 前記中間プレートの後面外周縁部の後面には、複数の突起が周方向に沿って形成され、
   前記突起は、前記ハウジングカバーの前端面により押し潰されている、請求項６に記載した電動式パワーステアリング装置。
9. 前記第１転がり軸受は、前記出力軸の中間部に設けられ、
   前記第２転がり軸受は、前記中間部よりも出力軸の後端寄りの出力軸の部分に設けられている、請求項１に記載した電動式パワーステアリング装置。
10. 前記中間プレートは、熱硬化性樹脂又はガラス繊維を含有する熱可塑性樹脂の射出成形により造られている、請求項１〜９のうちの何れか１項に記載した電動式パワーステアリング装置。

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