JPWO2014069423A1 - 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、ギヤハウジングの開口部に圧入固定された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る。中間プレートの外周縁は、大径部と小径部とを交互に連続させた形状とし、大径部がギヤハウジングに対し圧入されている。

Description

本発明は、電動モータを補助動力源として、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する、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２０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が押し引きしされ、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２１参照）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２１参照）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、従来から周知であるから、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の後端部に接続し、中間シャフト１６の前端部を、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前後方向であり、水平方向に対して傾斜している場合も含む。図２０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２１に特許文献１に記載された構造を、図２２に特許文献２に記載された構造を、それぞれ示している。先ず、図２１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２０参照）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した別の転がり軸受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２２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の内周面に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２２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２１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、後側転がり軸受２２、２３により出力軸１３をハウジング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２２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が収納され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てられている。第２転がり軸受は、ギヤハウジング内に設けられた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、複数の大径部と複数の小径部とを備え、大径部と小径部は、中間プレートの外周縁部に円周方向に関して交互に設けられている。中間プレートがギヤハウジング内に支持固定されるように、大径部をギヤハウジングの内周面の後部に締り嵌めで圧入されている。

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いてもよい。

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、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は、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。

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、中間プレートの前側面の、段差面に対向する部分に、突条が設けられ、突条が、前記段差面に突き当てられて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は、ハウジングカバーの前端面が突き当てられていてもよい。

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、前記中間部よりも前記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、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。

中間プレートの大径部と小径部は、中間プレートの外周縁部に円周方向に関して交互に設けられ、大径部がギヤハウジングの内周面の後部に圧入されるので、この圧入作業を容易に行える。即ち、ギヤハウジングの後部の内径と中間プレートの外径との自由状態での差（締め代）を高精度に規制しなくても、中間プレートをギヤハウジングの後部に圧入でき、圧入後にこの後部にしっかりと保持できる（ロバスト性を向上できる）。

中間プレートは、ギヤハウジングの後部内周面に締り嵌めで圧入固定されている。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圧入固定しているので、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Ｘ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に中間プレートを圧入した状態を、他の部材を省略して示す、背面図。 図３のＹ部の拡大図。 ギヤハウジングを前方斜視図。 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。 中間プレートの後方斜視図。 中間プレートの前方斜視図。 中間プレートの正面図。 本発明の第２実施形態を示す、図２と同様の拡大図。 本発明の第３実施形態を示す、図２と同様の拡大図。 第３実施形態の中間プレートの背面図。 第３実施形態の中間プレートの断面図。 図１１ＢのＺ部の拡大図。 本発明の第４実施形態に係る中間プレートの背面図。 後側突条若しくは後側突部の断面形状の他の例を示す部分拡大断面図。 後側突条若しくは後側突部の断面形状のさらに他の例を示す部分拡大断面図。 後側突条若しくは後側突部の断面形状のさらに他の例を示す部分拡大断面図。 本発明の第５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１４のＰ部の拡大図。 第５実施形態の中間プレートの後方斜視図。 第５実施形態の中間プレートの前方斜視図。 第５実施形態の中間プレートの正面図。 第５実施形態の中間プレートの断面図。 図１７ＢのＱ部の拡大図。 ギヤハウジングと中間プレートとの組み合わせ状態を示す断面図。 図１８ＡのＲ部の拡大図。 前側突条の断面形状の他の例を示す部分拡大断面図。 前側突条の断面形状のさらに他の例を示す部分拡大断面図。 前側突条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一部の断面図。 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一部の断面図。

図１〜８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２０参照）に接続し、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している。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としている。

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、これら入力軸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の測定信号は、電動モータ１０（図２０参照）への通電を制御する為の制御器に送られ、制御器が電動モータ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の補助操舵力を付与する。尚、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ラジアルニードル軸受２７を設けて、これら両軸１２ｂ、１３ｂの同心性を確保している。

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。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。中間プレート２８は、複数の大径部２９と複数の小径部３０とを有する。大径部２９と小径部３０は、中間プレート２８の外周縁部に、円周方向に関して交互に設けられている。図示の例では、６個の大径部２９と６個の小径部３０が設けられている。各大径部２９をギヤハウジング２０ｂの後部の内周面に締り嵌めで圧入する事により、ギヤハウジング２０ｂ内に支持固定している。

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、ギヤハウジング２０ｂの内周面の後端開口寄り部分には、後方を向いた段差面３１が設けられている。ギヤハウジング２０ｂの内周面の段差面３１よりも後側部分は、段差面３１寄りの小径円筒面部３２と、段差面３１から遠い、開口側の大径円筒面部３３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の外周縁の各大径部２９部分の自由状態での外径を、小径円筒面部３２の自由状態での内径よりも僅かに大きくしている。大径円筒面部３３の自由状態での内径は、各大径部２９部分の自由状態での外径よりも少し大きくしている。中間プレート２８を大径部２９部分で小径円筒面部３２に圧入すると共に、中間プレート２８の外周縁部の前面を段差面３１に突き当てて、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。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３４ａ、３４ｂ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の前端部をギヤハウジング２０ｂの後端開口部の大径円筒面部３３にがたつきなく内嵌し、更に、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３５の前側面を突き当てる。この状態から、各結合フランジ３４ａ、３４ｂ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。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３６の内側に、前側転がり軸受２２ｂの外輪を、後側から内嵌すると共に径方向外側止め輪３７により抜け止めを図っている。前側転がり軸受２２ｂの内輪を、ウォーム減速機７ａのウォームホイール３８と共に出力軸１３ｂに、前方から外嵌して、ウォームホイール３８の後面内周縁部を出力軸１３ｂの外周面に形成した、前方に向いた段差面に突き当てると共に、径方向内側止め輪３９により抜け止めを図る。

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４０に、締り嵌めにより内嵌固定されている。円筒部４０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４１が形成され、円筒部４０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４１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い大径部に、締り嵌めにより外嵌固定されている。この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３８の内周縁部の後面が突き当てられる。

中間プレート２８の円筒部４０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３６の内側に保持しておく。この状態で、径方向外側止め輪３７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３８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、中間プレート２８の外周縁に形成した各大径部２９をギヤハウジング２０ｂの小径円筒面部３２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、内輪の後端面とウォームホイール３８の径方向内側端部の前端面とを突き当てる。各大径部２９と小径円筒面部３２とは、周方向の一部（図示の例では、全周の１／２未満の範囲）のみで嵌合するので、小径円筒面部３２への中間プレート２８の圧入作業を容易に行える。具体的には、小径円筒面部３２の内径と各大径部２９の外径との差である締め代を、特に厳密に規制しなくても、小径円筒面部３２に中間プレート２８を容易に圧入でき、且つ、圧入後はギヤハウジング２０ｂに対する、中間プレート２８の支持強度を十分に確保できる。

中間プレート２８の前面外周縁部が段差面３１に突き当たるまで、中間プレート２８をギヤハウジング２０ｂ内に圧入した状態では、出力軸１３ｂが前側転がり軸受２２ｂの内輪よりも十分に前方に突出するので、径方向内側止め輪３９を装着する。その後、ハウジングカバー２１ｂを前方に移動させて、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円筒面部３３に内嵌すると共に、鍔部３５の前側面をギヤハウジング２０ｂの後端面に突き当てる。更に、各結合フランジ３４ａ、３４ｂ同士の位相を合わせて、これら各結合フランジ３４ａ、３４ｂ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３４ｂ、３４ｂ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３４ａ、３４ａ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３８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、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。

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４０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することができる。

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４０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が破損してしまうという問題がある。

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。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９は、本発明の第２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、中間プレート２８の外周縁に形成した各大径部２９（図３、８参照）の外周面と、ギヤハウジング２０ｂの小径円筒面部３２との間に作用する摩擦力と、ギヤハウジング２０ｂの段差面３１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１０〜１１は、本発明の第３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後側突条４２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、後側突条４２をハウジングカバー２１ｂの前端面により押し潰しつつ、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、後側突条４２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２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１２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形成した後側突起４３、４３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１０参照）とを結合固定する過程で、各後側突起４３、４３をハウジングカバー２１ｂの前端面により押し潰しつつ、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、各後側突起４３、４３が押し潰される。この為、上述した第３実施形態の場合と同様に、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２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３および第４実施形態で、後側突条４２或いは後側突起４３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１３Ａに示す様な断面形状が台形の後側突条４２ａ（或いは円すい台状の後側突起４３ａ）、同じく図１３Ｂに示す様な断面形状が四角形の後側突条４２ｂ（或いは円柱状の後側突起４３ｂ）、同じく図１３Ｃに示す様な断面形状が半円形の後側突条４２ｃ（或いは半球状の後側突起４３ｃ）とする事もできる。

図１４〜１９は、本発明の第５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。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。中間プレート２８は、外周縁部に、それぞれ複数ずつ（図示の例では６箇所ずつ）の大径部２９と小径部３０とを、円周方向に関して交互に設けて成る。各大径部２９をギヤハウジング２０ｂの後部内周面に締り嵌めで圧入する事により、ギヤハウジング２０ｂ内に支持固定している。更に、中間プレート２８の前面の外径寄り部分（各小径部３０の周縁よりも少しだけ内径寄り部分）に、断面形状が三角形で、先端縁に向かう程径方向に関する幅が狭くなる前側突条４４を、全周に亙って形成している。

前側突条４４の先端縁を突き当てると共に、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、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３１を設けている。ギヤハウジング２０ｂの内周面の段差面３１よりも後側部分は、段差面３１寄りの小径円筒面部３２と、段差面３１から遠い、開口側の大径円筒面部３３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の外周縁の各大径部２９部分の自由状態での外径を、小径円筒面部３２の自由状態での内径よりも僅かに大きくしている。大径円筒面部３３の自由状態での内径は、各大径部２９部分の自由状態での外径よりも少し大きくしている。そして、中間プレート２８をこれら各大径部２９部分で小径円筒面部３２に圧入すると共に、中間プレート２８の前面に形成した前側突条４４を段差面３１に突き当てて、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。この状態で前側突条４４の先端部は段差面３１により押し潰された状態となる。そして、段差面３１と中間プレート２８の前側面との間部分をシールする。

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３４ａ、３４ｂを設けている。本例の電動式パワーステアリング装置を組み立てるには、中間プレート２８をギヤハウジング２０ｂ内に圧入固定する。この圧入固定に伴って、前側突条４４を段差面３１に押し付けて、その先端縁を押し潰す。ハウジングカバー２１ｂの前端部をギヤハウジング２０ｂの後端開口部の大径円筒面部３３にがたつきなく内嵌し、更に、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３５の前側面を突き当てる。この状態から、各結合フランジ３４ａ、３４ｂ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。

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の外周縁に形成した各大径部２９をギヤハウジング２０ｂの小径円筒面部３２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、内輪の後端面とウォームホイール３８の径方向内側端部の前端面とを突き当てる。各大径部２９と小径円筒面部３２とは、周方向の一部（図示の例では、全周の１／２未満の範囲）のみで嵌合するので、小径円筒面部３２への中間プレート２８の圧入作業を容易に行える。具体的には、小径円筒面部３２の内径と各大径部２９の外径との差である締め代を、特に厳密に規制しなくても、小径円筒面部３２に中間プレート２８を容易に圧入でき、且つ、圧入後はギヤハウジング２０ｂに対する、中間プレート２８の支持強度を十分に確保できる。

中間プレート２８をギヤハウジング２０ｂ内に支持固定した状態で、中間プレート２８の前側面に全周に亙って設けた前側突条４４のうち、ウォームを設置する為の空間４５に対応して、段差面３１が不連続となった、ギヤハウジング２０ｂの上端部を除く部分が、段差面３１に突き当てられて押し潰される。この結果、段差面３１と、中間プレート２８の前側面の上端部を除く部分との間の隙間が完全に解消される。この為、別途シール部材を設けなくても、中間プレート２８の前側面と段差面３１との間のシール性を保持して、ウォーム減速機７ａを設置した部分の存在する潤滑剤が、トルク測定器８ｂの設置空間側に漏れ出す事を防止できる。

本例において、組み上がった電動式パワーステアリング装置では、前述の様に、別途シール材を設けなくても、ウォーム減速機７ａを設置した部分の存在する潤滑剤が、トルク測定器８ｂの設置空間側に漏れ出す事を防止できる為、これらウォーム減速機７ａやトルク測定器８ｂの作動不良を防止できる構造を低コストで構成できる。

前側突条４４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１９Ａに示す様な断面形状が台形の前側突条４４ａ、同じく図１９Ｂに示す様な断面形状が四角形の前側突条４４ｂ、同じく図１９Ｃに示す様な断面形状が半円形の前側突条４４ｃとする事もできる。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、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

以上、本発明の実施形態および実施例について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能である。本出願は２０１２年１０月２９日出願の日本特許出願２０１２−２３７７８８号、２０１２年１０月２９日出願の日本特許出願２０１２−２３７７８９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
５、５ａ 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 入力軸
１３、１３ａ、１３ｂ 出力軸
１７ 車体
２０、２０ａ、２０ｂ 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、２８ｂ 中間プレート
２９ 大径部
３０ 小径部
３１ 段差面
３６ 貫通孔
３８ ウォームホイール
４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 後側突条
４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ 後側突起
４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ 前側突条

前記第２転がり軸受及び前記中間プレートの前記円筒部は、前記ウォーム減速機のウォームホイールのうちウォームとの噛合部の内側に入り込んでおり、
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、
ギヤハウジングの内周面の段差面よりも後側部分は、段差面寄りの小径円筒面部と、段差面から遠い開口側の大径円筒面部と、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、大径部部分で小径円筒面部に圧入され、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段差面に突き当てられ、且つ、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、
ハウジングカバーの前端部は、ギヤハウジングの大径円筒面部に内嵌され、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ている。

中間プレートの前側面の、段差面に対向する部分に、突条が設けられ、突条が、前記段差面に突き当てられて押し潰されていてもよい。

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。
また、中間プレートは、中間プレートの中心部に形成された円筒部を備え、
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、中間プレートは、中間プレートの中心部に形成された円筒部を備え、
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 (9)

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が収納され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転がり軸受と第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、
   前記ギヤハウジング内に設けられた中間プレートと、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、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、複数の大径部と複数の小径部とを備え、大径部と小径部は、中間プレートの外周縁部に円周方向に関して交互に設けられ、
   前記中間プレートがギヤハウジング内に支持固定されるように、前記大径部が前記ギヤハウジングの内周面の後部に締り嵌めで圧入されている、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てられ、
   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段差面に突き当てられている、請求項１に記載した電動式パワーステアリング装置。
3. 前記中間プレートの外周縁部の後面に前記ハウジングカバーの前端面が突き当てられている、請求項２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３に記載した電動式パワーステアリング装置。
5. 前記中間プレートの外周縁部の後面には、複数の突起が周方向に形成され、
   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３に記載した電動式パワーステアリング装置。
6. 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前側面の、前記段差面に対向する部分に、突条が設けられ、
   前記突条は、前記段差面に突き当てられて押し潰されている、請求項１に記載した電動式パワーステアリング装置。
7. 前記中間プレートの外周縁部の後面には、前記ハウジングカバーの前端面が突き当てられている、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、前記中間部よりも前記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。
9. 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１〜８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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