JP2008254495A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音の発生を防止することができる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】アイドルギヤ３２は、第１のスリーブ４４と、この第１のスリーブ４４を取り囲む第２のスリーブ４５と、第１および第２のスリーブ４４，４５の間に介在する筒状の弾性部材４６とを含む。第１のスリーブ４４と弾性部材４６とは互いの一端部で凹凸嵌合している。第２のスリーブ４５と弾性部材４６とは互いの一端部で凹凸嵌合している。
各スリーブ４４,４５および弾性部材４６の一端部は、弾性継手として機能する。アイドルギヤ３２の歯部は、弾性部材４６の弾性変形による反発力によって、他のギヤ（図示せず）に押し付けられている。アイドルギヤ３２と他のギヤとのバックラッシはゼロになっている。
【選択図】図３

Description

この発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。

電動パワーステアリング装置には、ラックアシストタイプと呼ばれるものがある。このタイプの電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータと、減速機と、ボールねじ機構とを有している。ボールねじ機構は、ボールねじ軸と、ボールナットとを有している。ボールねじ軸は、操舵機構の一部を構成するラック軸に連結されている。電動モータの出力は、減速機とボールねじ機構を介してラック軸に伝達される（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、減速機は、電動モータによって回転駆動される駆動ギヤと、ボールナットに同行回転可能に連結された従動ギヤと、駆動ギヤと従動ギヤとの間に配置され両ギヤに噛み合う中間ギヤとを有している。
特開平５−２６２２４３号公報

駆動ギヤと中間ギヤとの噛み合い部、および、従動ギヤと中間ギヤとの噛み合い部には、適度な大きさのバックラッシが設けられている。また、中間ギヤの歯部は、通例、騒音低減のために合成樹脂等により形成されている。しかしながら、中間ギヤの歯部の摩耗や経年変化によりバックラッシが大きくなる場合がある。バックラッシが大きくなると、歯面同士の衝突による騒音（いわゆる歯打ち音）が発生し易くなる。

この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、騒音の発生を防止することが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。

上記目的を達成するための本発明は、操舵補助用の電動モータ（２５）の動力を操舵機構（４）に伝達するための伝達機構（２６）を備え、この伝達機構は、駆動ギヤ（３１）と、従動ギヤ（３３）と、駆動ギヤおよび従動ギヤに噛み合う中間ギヤ（３２）と、を含み、この中間ギヤは、ハウジング（２３）によって支持された支軸（３６）の外周（３７ａ）に転がり軸受（６３）を介して回転可能に支持された環状の歯部形成部（４７）と、この歯部形成部の内周（４７ａ）と転がり軸受の外輪（６３ａ）との間に介在し、両者をトルク伝達可能に連結する環状の弾性部材（４６）と、を含み、上記支軸の軸心（Ｐ４）および歯部形成部の軸心（Ｐ２）が互いにオフセットされており、その結果、弾性部材の内周（４８ａ）が外周（４８ｂ）に対して偏心し、偏心に伴う弾性部材の弾性反発力によって、歯部形成部が駆動ギヤおよび従動ギヤに近づく方向に弾性的に予圧されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置（１）である。

本発明によれば、支軸の軸心と歯部形成部の軸心とを互いにオフセットさせることにより、歯部形成部と転がり軸受との間に配置された弾性部材を弾性変形させて、駆動ギヤおよび従動ギヤに対して歯部形成部を弾性的に押し付けることができる。これにより、駆動ギヤと中間ギヤとの間、および、従動ギヤと中間ギヤとの間のバックラッシを常にゼロに保つことができる。したがって、歯面同士の衝突による騒音の発生を防止することができる。

また、支軸の軸心と歯部形成部の軸心とのオフセット量を調整して、駆動ギヤおよび従動ギヤに対する歯部形成部の押付圧を適切な値に設定することにより、各ギヤ間で回転をスムーズに伝達させることができる。
また、本発明において、上記歯部形成部は、上記弾性部材を介して軸方向（Ｙ１）、径方向（Ｚ１）および回転方向（Ｘ１）に弾性支持されている場合がある。この場合、軸方向、径方向および回転方向への歯部形成部の振動を弾性部材に吸収させて、当該振動を減衰させることができる。これにより、騒音の発生を防止することができる。

また、本発明において、上記中間ギヤは、上記転がり軸受の外輪と同行回転可能な金属製の第１のスリーブ（４４）と、歯部形成部の内周に同行回転可能に嵌合し且つ上記弾性部材を介して第１のスリーブとトルク伝達可能に連結された金属製の第２のスリーブ（４５）と、を含む場合がある。この場合、第１および第２のスリーブ間で弾性部材を弾性変形させることにより、駆動ギヤおよび従動ギヤに対して歯部形成部を押し付けることができる。また、弾性部材を介して第１および第２のスリーブ間でトルクを伝達することにより、駆動ギヤからのトルクを転がり軸受の外輪に伝達して歯部形成部を回転せることができる。

また、本発明において、上記弾性部材は、第１のスリーブの外周（４４ｂ）と第２のスリーブの内周（５０ａ）との間に介在する筒状部（４８）と、筒状部の一端に延設された端壁（４９）と、を含み、第２のスリーブは、筒状部（５０）と、筒状部の一端に形成された端壁（５１）と、を含み、弾性部材の端壁が、第１のスリーブの端面（４４ｃ）と第２のスリーブの端壁との間に軸方向に挟持されている場合がある。この場合、弾性部材の端壁が、第１のスリーブの端面と第２のスリーブの端壁との間で軸方向に挟持されているので、歯部形成部の軸方向への振動を弾性部材に吸収させることができる。

また、本発明において、上記弾性部材は第１および第２のスリーブのそれぞれとトルク伝達可能に弾性係合する凸部（７２）または凹部（７３）を含む場合がある。この場合、弾性部材の凸部または凹部をそれぞれ第１および第２のスリーブに弾性係合させることにより、第１および第２のスリーブ間で大トルクを伝達することができる。また、凸部または凹部を弾性係合させることで、歯部形成部の回転方向への振動を弾性部材に吸収させることができる。

なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置１の概略構成の模式図である。
図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、運転者により操舵（回動）される操舵部材としてのステアリングホイール２と、このステアリングホイール２の操舵に連動して転舵輪３を転舵する操舵機構４と、ステアリングホイール２と操舵機構４とを連結し、ステアリングホイール２の回動を操舵機構４に伝達するステアリングシャフト５および中間軸６とを備えている。

ステアリングシャフト５は、筒状のステアリングコラム７内を挿通しており、このステアリングコラム７内で回転可能に支持されている。ステアリングシャフト５の一端は、ステアリングホイール２に連結されている。また、ステアリングシャフト５の他端は、中間軸６に連結されている。ステアリングコラム７は、ブラケット８によって車体の一部１００に固定されている。

中間軸６は、動力伝達軸９と、動力伝達軸９の一端に設けられた第１の継手１０と、動力伝達軸９の他端に設けられた第２の継手１１とを含む。動力伝達軸９の一端は、第１の継手１０を介してステアリングシャフト５に連結されている。また、動力伝達軸９の他端は、第２の継手１１を介して操舵機構４に連結されている。
操舵機構４は、入力軸としてのピニオン軸１２と、出力軸としてのラック軸１３と、ピニオン軸１２およびラック軸１３を支持するハウジング１４とを含む。中間軸６はピニオン軸１２に連結されている。ステアリングホイール２の回動は、ステアリングシャフト５および中間軸６を介してピニオン軸１２に伝達される。これにより、ピニオン軸１２が回動する。また、ピニオン軸１２の回動は、ラック軸１３の軸方向移動に変換されるようになっている。これにより、転舵輪３の転舵が達成される。

ピニオン軸１２は、中間軸６に連結された入力軸１５と、トーションバー１６を介して入力軸１５に連結された出力軸１７とを含む。出力軸１７の先端（図１では下端）には、ピニオン１８が形成されている。また、入力軸１５および出力軸１７は、トーションバー１６を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。すなわち、入力軸１５にその軸線まわりの回転トルクが入力されると、トーションバー１６が、弾性ねじり変形しつつ当該回転トルクを出力軸１７に伝達する。

トーションバー１６の周囲に配置されたトルクセンサ１９は、トーションバー１６を介する入力軸１５および出力軸１７間の相対回転変位量に基づいて操舵トルクを検出する。また、トルクセンサ１９により検出されたトルク検出結果は、ＥＣＵ２０（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）に入力されるようになっている。
ラック軸１３は、自動車の横方向（自動車の直進方向と直交する水平方向）に沿って延びている。また、ラック軸１３の軸方向の途中部には、上記ピニオン１８と対をなすラック２１が形成されている。このピニオン１８およびラック２１によって、ピニオン軸１２の回動がラック軸１３の軸方向移動に変換される。

ハウジング１４は、互いに連結された第１のハウジング２２および第２のハウジング２３を含む。第１のハウジング２２と第２のハウジング２３とは、それぞれ車体の一部１００に固定されている（図示せず）。第１のハウジング２２はピニオン軸１２を回転可能に支持している。また、第１のハウジング２２と第２のハウジング２３とは、ラック軸１３の一部が配置される円柱状の空間を形成している。ラック軸１３は、その一部が上記円柱状の空間に配置された状態で、直線往復移動可能に第１および第２のハウジング２２，２３に支持されている。

ラック軸１３の両端部は、それぞれ第１のハウジング２２および第２のハウジング２３から突出している。このハウジング２２,２３から突出したラック軸１３の両端部に、それぞれ、タイロッド２４およびナックルアーム（図示せず）を介して転舵輪３が連結されている。
操舵機構４には、操舵トルク等に応じた操舵補助力が付与されるようになっている。すなわち、電動パワーステアリング装置１は、操舵機構４に操舵補助力を付与するための操舵補助機構を備えている。操舵補助機構は、操舵補助用の電動モータ２５と、この電動モータ２５の動力を操舵機構４に伝達するための伝達機構２６とを含む。伝達機構２６は、ラック軸１３に動力を伝達するようになっている。

伝達機構２６は、複数のギヤからなる減速機構２７と、この減速機構２７から伝達された回転をラック軸１３の軸方向移動に変換するための変換機構としてのボールねじ機構２８とを含む。減速機構２７およびボールねじ機構２８は、第２のハウジング２３内に収容されている。また、電動モータ２５は、第２のハウジング２３に連結されている。
ステアリングホイール２が操舵されると、操舵トルクがトルクセンサ１９によって検出される。そして、検出されたトルク検出結果はＥＣＵ２０に入力される。ＥＣＵ２０は、このトルク検出結果や、図示しない車速センサから入力される車速等に基づいて電動モータ２５を制御する。これにより、操舵トルクや車速等に基づく動力が電動モータ２５から出力される。この出力された動力は、減速機構２７およびボールねじ機構２８によって増幅され、操舵捕助力としてラック軸１３に伝達される。これにより、運転者の操舵が補助される。

図２は、操舵補助機構を含む電動パワーステアリング装置１の要部の断面図である。図２を参照して、電動モータ２５は、モータハウジング２９と、このモータハウジング２９から突出する回転軸３０とを含む。電動モータ２５は、回転軸３０がラック軸１３と平行になるように配置されている。
減速機構２７は、電動モータ２５により回転駆動される駆動ギヤとしてのピニオンギヤ３１と、このピニオンギヤ３１により回転駆動される中間ギヤとしてのアイドルギヤ３２と、このアイドルギヤ３２により回転駆動される従動ギヤとしてのリダクションギヤ３３とを含む。

各ギヤ３１〜３３は、外歯の円形歯車であり、その中心軸線がラック軸１３と平行になるように配置されている。すなわち、本実施形態に係る減速機構２７は平行軸歯車機構である。ピニオンギヤ３１、アイドルギヤ３２およびリダクションギヤ３３としては、例えば、平歯車、はすば歯車、やまば歯車などを用いることができる。
アイドルギヤ３２は、ピニオンギヤ３１とリダクションギヤ３３との間に配置されている。アイドルギヤ３２は、ピニオンギヤ３１およびリダクションギヤ３３のそれぞれと噛み合っている。ピニオンギヤ３１の回転は、アイドルギヤ３２を介してリダクションギヤ３３に伝達される。リダクションギヤ３３に伝達される回転は、ピニオンギヤ３１よりも回転速度が減速され、ピニオンギヤ３１よりも回転トルクが増幅されるようになっている。

ピニオンギヤ３１は、例えば金属製である。ピニオンギヤ３１は、第１の支軸３４および動力伝達継手３５を介して電動モータ２５の回転軸３０に同行回転可能に、且つ、同軸的に連結されている。第１の支軸３４は、電動モータ２５の回転軸３０と同軸となるように直線状に延びている。また、第１の支軸３４は、一対の軸受６１，６２を介して第２のハウジング２３に回転可能に保持されている。

ピニオンギヤ３１は、第１の支軸３４の一端に同行回転可能に連結されている。本実施形態では、第１の支軸３４とピニオンギヤ３１とが単一の部材にされている。また、第１の支軸３４の他端は、動力伝達継手３５を介して電動モータ２５の回転軸３０に連結されている。第１の支軸３４とピニオンギヤ３１とは、電動モータ２５の回転軸３０に連動して回転するようになっている。このようにして、ピニオンギヤ３１が電動モータ２５に回転駆動されるようになっている。

アイドルギヤ３２は、複数の部材により構成された筒状の部材である。アイドルギヤ３２は、軸受６３を介して第２の支軸３６に回転可能に支持されている。軸受６３としては、例えば転がり軸受を用いることができる。具体的には、軸受６３として、玉軸受や、ころ軸受等を用いることができる。本実施形態では、軸受６３としてラジアル玉軸受が用いられている。

第２の支軸３６は、直線状に延びる軸部３７と、この軸部３７と直交する板状の端壁３８とを含む。軸部３７はアイドルギヤ３２の内周を挿通している。軸部３７とアイドルギヤ３２は同軸である。上記軸受６３は、軸部３７の外周３７ａと、アイドルギヤ３２の内周との間に介在している。すなわち、アイドルギヤ３２は、軸受６３を介して軸部３７に回転可能に支持されている。アイドルギヤ３２は、軸部３７に対して相対回転可能に、且つ、軸方向移動不能にされている。端壁３８は、軸部３７の先端部（図２では右側の端部）に配置されている。軸部３７と端壁３８とは単一の部材で一体に形成されている。

軸部３７の一端部３７ｃは、第２のハウジング２３に形成された挿通孔２３ａを挿通している。締結部材３９は、軸部３７の一端部３７ｃに係合している。また、端壁３８は、第２のハウジング２３の開口部を塞ぐように、第２のハウジング２３に係合している。第２のハウジング２３は、端壁３８と締結部材３９によって挟持されている。このようにして、第２の支軸３６が第２のハウジング２３に固定されている。

リダクションギヤ３３は、例えば金属製の環状の部材である。リダクションギヤ３３は、ボールねじ機構２８の一部（後述のボールナット４０）に同行回転可能に連結されている。すなわち、リダクションギヤ３３を回転させることにより、ボールねじ機構２８の一部にその回転を伝達することができる。
ボールねじ機構２８は、リダクションギヤ３３により回転駆動されるボールナット４０と、このボールナット４０と対を成すねじ軸４１と、ボールナット４０とねじ軸４１との間に介在する複数のボール４２とを含む。

ボールナット４０は、ラック軸１３を同軸的に取り囲む筒状の部材である。ボールナット４０は、断面円状の内周面および外周面を有する。ボールナット４０の内周面の一部には、螺旋状の軌道溝が形成されている。また、ボールナット４０の外周面には、リダクションギヤ３３が係合する係合フランジ４３が形成されている。
ボールナット４０は、軸受６４を介して第２のハウジング２３に回転可能に支持されている。軸受６４は、ボールナット４０に対する軸方向移動が規制されている。また、軸受６４は、第２のハウジング２３に対する軸方向移動が規制されている。したがって、ボールナット４０は、第２のハウジング２３に対する軸方向移動が規制された状態で当該第２のハウジング２３に回転可能に支持されている。

リダクションギヤ３３は、ボールナット４０を同軸的に取り囲んでいる。ボールナット４０とリダクションギヤ３３とは、固定されている。ボールナット４０は、リダクションギヤ３３を支持する第３の支軸として機能する。また、リダクションギヤ３３は、係合フランジ４３に係合することで、ボールナット４０に対してその軸方向に位置決めされている。

ねじ軸４１は、ラック軸１３の外周に形成された螺旋状の軌道溝を有する。すなわち、ラック軸１３の軸方向の所定範囲がねじ軸４１となっている。複数のボール４２は、ボールナット４０の軌道溝と、このボールナット４０の軌道溝に対向するねじ軸４１の軌道溝との間に配置されている。
以下では、アイドルギヤ３２の構成について詳しく説明する。

図３は、アイドルギヤ３２の模式的な拡大断面図である。この図３では、アイドルギヤ３２以外の構成を二点鎖線で示している。図３を参照して、アイドルギヤ３２は、軸受６３の外輪６３ａに同行回転可能に連結された金属製の第１のスリーブ４４と、この第１のスリーブ４４を同軸的に取り囲む金属製の第２のスリーブ４５と、第１のスリーブ４４と第２のスリーブ４５との間に介在する筒状の弾性部材４６と、第２のスリーブ４５を同軸的に取り囲む筒状の歯部形成部４７とを含む。歯部形成部４７の外周に歯部が形成されている。

図４は、第１のスリーブ４４の構造を説明するための図である。また、図５は、弾性部材４６の構造を説明するための図である。また、図６は、第２のスリーブ４５と歯部形成部４７の構造を説明するための図である。図４〜図６における（ａ）では、それぞれ、対応する部材の径方向に沿う模式的な断面図を示している。また、図４〜図６における（ｂ）では、それぞれ、対応する部材の模式的な平面図を示している。

図４を参照して、第１のスリーブ４４は、所定の軸長を有する金属製の筒状の部材である。第１のスリーブ４４の一端部（図４（ａ）の左側の端部）は、複数箇所切り欠かれている。すなわち、第１のスリーブ４４の一端部には、その周方向に沿って複数の凹部７１が設けられている。複数の凹部７１は、それぞれほぼ同じ形状にされている。複数の凹部７１は、平面視において、それぞれ円弧状にされている。第１のスリーブ４４の一端面４４ｃ（図４（ａ）の左側の端面）は、第１のスリーブ４４の軸方向に凹凸となる凹凸面になっている。

図３および図５を参照して、弾性部材４６は、例えば合成樹脂や合成ゴム等の比較的軟質な材料で形成された筒状の部材である。上記合成樹脂としては、例えば熱可塑性エラストマーを用いることができる。上記合成ゴムとしては、例えば、二トリルゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、フッ素ゴム（ＦＲ）などを用いることができる。

弾性部材４６は、第１のスリーブ４４とほぼ同じ軸長を有する筒状部４８と、この筒状部４８の一端（図５（ａ）の左側の端部）からその径方向内方に延設された環状の端壁４９とを含む。端壁４９は、筒状部４８の周方向に沿って見ると、筒状部４８の軸方向に凹凸となる凹凸形状になっている。
具体的には、端壁４９の一端面（図５（ａ）では端壁４９の右側の端面）には、筒状部４８の軸方向の一方側（図５（ａ）では右側）に凸となる複数の凸部７２が、筒状部４８の周方向に沿って一定の間隔を隔てて形成されている。また、端壁４９の他端面（図５（ａ）では端壁４９の左側の端面）には、上記軸方向の一方側に凹む複数の凹部７３が、筒状部４８の周方向に沿って一定の間隔を隔てて形成されている。本実施形態では、凸部７２と凹部７３とが一体になっている（凸部７２の内部に凹部７３が形成されている。）。

複数の凸部７２は、それぞれほぼ同じ形状にされている。複数の凸部７２は、平面視において、それぞれ円弧状にされている。各凸部７２は、第１のスリーブ４４の凹部７１に嵌合するようになっている。また、弾性部材４６の複数の凹部７３は、それぞれほぼ同じ形状にされている。複数の凹部７３は、平面視において、それぞれ円弧状にされている。
図３および図６を参照して、第２のスリーブ４５は、例えば金属製である。第２のスリーブ４５は、所定の軸長を有する筒状部５０と、この筒状部５０の一端（図６（ａ）では左側の端部）からその径方向内方に延設された環状の端壁５１とを含む。筒状部５０の軸長は、第１のスリーブ４４および弾性部材４６よりも長くされている。第２のスリーブ４５の端壁５１の内径は、弾性部材４６の端壁４９の内径とほぼ同じ径に設定されている。

筒状部５０の内周５０ａには、止め輪５２が嵌合する環状溝５３が形成されている。筒状部５０の外周には、係止突起５４が形成されている。端壁５１の一端面（図６（ａ）では端壁５１の右側の端面）には、筒状部５０の軸方向の一方側（図６では右側）に凸となる複数の凸部７４が、筒状部５０の周方向に沿って一定の間隔を隔てて形成されている。複数の凸部７４は、それぞれほぼ同じ形状にされている。複数の凸部７４は、平面視において、それぞれ円弧状にされている。各凸部７４は、弾性部材４６の凹部７３に嵌合するようになっている。

歯部形成部４７は、例えば合成樹脂等の比較的硬質な材料で形成された筒状の部材である。上記合成樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）などを用いることができる。

歯部形成部４７は、第２のスリーブ４５の筒状部５０よりも軸長が短くされている。歯部形成部４７は、第２のスリーブ４５の筒状部５０を同軸的に取り囲んでいる。すなわち、歯部形成部４７の内周４７ａに、第２のスリーブ４５の筒状部５０が配置されている。歯部形成部４７は、筒状部５０の軸方向中間部に対応する位置に配置されている。
歯部形成部４７は、第２のスリーブ４５の筒状部５０に固定されている。具体的には、例えばインサート成形により、歯部形成部４７が第２のスリーブ４５の筒状部５０に固定されている。第２のスリーブ４５に対する歯部形成部４７の回転および軸方向移動は、第２のスリーブ４５に形成された係止突起５４によって確実に防止されている。これにより、歯部形成部４７から第２のスリーブ４５に確実にトルクが伝達されるようになっている。

図７は、アイドルギヤ３２の模式的な分解断面図である。図３および図７を参照して、弾性部材４６は、第２のスリーブ４５の筒状部５０の内側で当該第２のスリーブ４５に保持されている。弾性部材４６の筒状部４８は、その径方向内方への弾性変形を伴いながら第２のスリーブ４５の筒状部５０の内周５０ａに嵌合している。
弾性部材４６の端壁４９と第２のスリーブ４５の端壁５１とは、互いに噛み合うように凹凸係合している。具体的には、第２のスリーブ４５の端壁５１に形成された各凸部７４が、弾性部材４６の端壁４９に形成された対応する凹部７３に隙間なく嵌合している。各凸部７４とこれに対応する凹部７３とは、アイドルギヤ３２の回転方向Ｘ１（アイドルギヤ３２の周方向と同一方向）およびアイドルギヤ３２の軸方向Ｙ１に関して互いに密着している。

一方、第１のスリーブ４４は、弾性部材４６の筒状部４８の内側で第２のスリーブ４５に保持されている。第１のスリーブ４４は、弾性部材４６の筒状部４８の内周に弾性的に嵌合している。すなわち、第１のスリーブ４４が弾性部材４６の筒状部４８に嵌合することにより、筒状部４８の内周４８ａがその径方向外方に弾性変形している。
第１のスリーブ４４の一端部（図３および図７では左側の端部）は、弾性部材４６の端壁４９に噛み合うように凹凸係合している。具体的には、弾性部材４６の端壁４９に形成された各凸部７２が、第１のスリーブ４４に形成された対応する凹部７１に隙間なく嵌合している。各凸部７２とこれに対応する凹部７１とは、アイドルギヤ３２の回転方向Ｘ１および軸方向Ｙ１に関して互いに密着している。

図３に示すように、弾性部材４６の端壁４９は、第１のスリーブ４４の一端面４４ｃと第２のスリーブ４５の端壁５１とによって、アイドルギヤ３２の軸方向Ｙ１に挟持されている。
図３を参照して、弾性部材４６および第１のスリーブ４４のそれぞれの端面（図３では右側の端面）には、第２のスリーブ４５の環状溝５３に嵌合された止め輪５２が係合している。この止め輪５２によって、弾性部材４６および第１のスリーブ４４が第２のスリーブ４５から抜けないようにされている。また、第１のスリーブ４４の内周には、軸受６３の外輪６３ａが例えば圧入により固定されている。また、軸受６３の内輪６３ｂは、第２の支軸３６の軸部３７の外周３７ａに嵌合されている。軸受６３の内輪６３ｂは、軸部３７に対して軸方向移動不能、且つ、同行回転可能にされている。

アイドルギヤ３２は、第２のスリーブ４５、弾性部材４６および第１のスリーブ４４を介して、歯部形成部４７に入力された回転トルクを軸受６３の外輪６３ａに伝達することができる。具体的には、歯部形成部４７に入力された回転トルクは、第２のスリーブ４５に伝達された後、第２のスリーブ４５の凸部７４、弾性部材４６の凹部７３および凸部７２、ならびに、第１のスリーブ４４の凹部７１を介して、第１のスリーブ４４に伝達される。そして、第１のスリーブ４４に伝達された回転トルクは軸受６３の外輪６３ａに伝達される。すなわち、上記凸部７２，７４および凹部７１，７３は、トルクを伝達するための動力伝達継手として機能する。これらの凸部７２，７４および凹部７１，７３を凹凸係合させることにより、大きなトルクを伝達することができる。

また、歯部形成部４７および第２のスリーブ４５は、弾性部材４６の端壁４９によってアイドルギヤ３２の回転方向Ｘ１および軸方向Ｙ１に弾性支持されている。また、歯部形成部４７および第２のスリーブ４５は、弾性部材４６の筒状部４８によってアイドルギヤ３２の径方向Ｚ１に弾性支持されている。すなわち、上記凸部７２，７４および凹部７１，７３は、歯部形成部４７を弾性的に支持しつつ、歯部形成部４７からのトルクを伝達する弾性継手としても機能する。これにより、回転方向Ｘ１、軸方向Ｙ１および径方向Ｚ１に関する歯部形成部４７の振動を弾性部材４６に吸収させて、当該振動を減衰させることができる。したがって、歯部形成部４７の振動に起因する騒音の発生を防止することができる。

図８は、ピニオンギヤ３１、アイドルギヤ３２およびリダクションギヤ３３をラック軸１３の軸方向から見たときの位置関係を説明するための概念的な図である。図３および図８を参照して、前述のように、アイドルギヤ３２は、ピニオンギヤ３１とリダクションギヤ３３の間に配置されている。具体的には、図８に示すように、ピニオンギヤ３１の軸心Ｐ１、アイドルギヤ３２の軸心Ｐ２（歯部形成部４７の軸心である）およびリダクションギヤ３３の軸心Ｐ３は、一直線上に配置されておらず、所定の三角形の頂点上に配置されている。

また、アイドルギヤ３２を回転可能に支持する第２の支軸３６の軸心Ｐ４と、歯部形成部４７の軸心Ｐ２との位置は一致していない。すなわち、第２の支軸３６の軸心Ｐ４は、歯部形成部４７の軸心Ｐ２の位置から所定の方向Ａ１に所定のオフセット量でオフセットされた位置に配置されている。上記所定の方向Ａ１は、ピニオンギヤ３１およびリダクションギヤ３３に近づく方向であり、且つ、ピニオンギヤ３１の軸心Ｐ１と歯部形成部４７の軸心Ｐ２とを結ぶ線、および、リダクションギヤ３３の軸心Ｐ３と歯部形成部４７の軸心Ｐ２とを結ぶ線により挟まれた角を二等分する方向である。

また、第２の支軸３６の軸心Ｐ４が所定のオフセット量で所定の方向Ａ１にオフセットされることにより、第１のスリーブ４４の軸心も第２の支軸３６の軸心Ｐ４と同様にオフセットされている。すなわち、第１のスリーブ４４の軸心は、歯部形成部４７の軸心Ｐ２の位置から、第２の支軸３６の軸心Ｐ４と同じオフセット量で、同じ方向（所定の方向Ａ１）にオフセットされた位置に配置される。このとき、弾性部材４６の筒状部４８の内周４８ａは、第１のスリーブ４４の外周４４ｂに沿っている。一方、弾性部材４６の筒状部４８の外周４８ｂは、第２のスリーブ４５の筒状部５０の内周５０ａに沿っている。

すなわち、第２の支軸３６の軸心Ｐ４が所定のオフセット量で所定の方向Ａ１にオフセットされることにより、弾性部材４６の筒状部４８の内周４８ａがその外周４８ｂに対して、上記所定のオフセット量に相当する所定の偏心量で偏心する。また、弾性部材４６の筒状部４８は、この偏心量に応じた弾性変形量で弾性変形する。そして、この弾性変形に伴う弾性部材４６の弾性反発力が、第２のスリーブ４５に加わる。これにより、第２のスリーブ４５および歯部形成部４７は、ピニオンギヤ３１およびリダクションギヤ３３に近づく方向に付勢される。そして、歯部形成部４７は、弾性部材４６による付勢力によって、ピニオンギヤ３１およびリダクションギヤ３３に弾性的に押し付けられる。

歯部形成部４７がピニオンギヤ３１およびリダクションギヤ３３に弾性的に押し付けられることで、ピニオンギヤ３１とアイドルギヤ３２との噛み合い部、および、リダクションギヤ３３とアイドルギヤ３２との噛み合い部でのバックラッシが常にゼロに保たれる。これにより、例えば路面からの逆入力が転舵輪３を介して電動パワーステアリング装置１に伝達された場合であっても、各ギヤ３１〜３３の歯面同士の衝突による騒音の発生を確実に防止することができる。

また、各ギヤ３１〜３３の噛み合い部でのバックラッシがゼロであっても、第２の支軸３６の軸心Ｐ４のオフセット量を調整して、ピニオンギヤ３１およびリダクションギヤ３３に対する歯部形成部４７の押付圧を適正な値に設定することにより、ピニオンギヤ３１からリダクションギヤ３３へスムーズに回転を伝達させることができる。
さらに、第２の支軸３６の軸心Ｐ４をオフセットさせて上記バックラッシを常にゼロに保つことができるので、減速機構２７の組付性を向上させることができる。すなわち、減速機構２７からの騒音を低減するための上記バックラッシの管理を厳しく行わなくてもよい。

この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上述の実施形態では、減速機構２７が平行軸歯車機構である場合について説明したが、これに限らず、例えば、ベベルギヤなどにより構成される交差軸歯車機構や、ウォームおよびウォームホイールなどにより構成される食い違い歯車機構などを減速機構２７として用いてもよい。

また、上述の実施形態では、歯部形成部４７を構成する材料として、合成樹脂や合成ゴムを例示したが、これに限らず、金属等のその他の部材によって歯部形成部４７を形成してもよい。

本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成の模式図である。 操舵補助機構を含む電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。 アイドルギヤの模式的な拡大断面図である。 第１のスリーブの構造を説明するための図である。 弾性部材の構造を説明するための図である。 第２のスリーブと歯部形成部の構造を説明するための図である。 アイドルギヤの模式的な分解断面図である。 ピニオンギヤ、アイドルギヤおよびリダクションギヤをラック軸の軸方向から見たときの位置関係を説明するための概念的な図である。

符号の説明

１・・・電動パワーステアリング装置、４・・・操舵機構、２３・・・第２のハウジング（ハウジング）、２５・・・電動モータ、２６・・・伝達機構、３１・・・ピニオンギヤ（駆動ギヤ）、３２・・・アイドルギヤ（中間ギヤ）、３３・・・リダクションギヤ（従動ギヤ）、３６・・・第２の支軸（支軸）、３７ａ・・・外周（支軸の外周）、４４・・・第１のスリーブ、４４ｂ・・・外周（第１のスリーブの外周）、４４ｃ・・・一端面（第１のスリーブの端面）、４５・・・第２のスリーブ、４６・・・弾性部材、４７・・・歯部形成部、４７ａ・・・内周（歯部形成部の内周）、４８・・・筒状部（弾性部材の筒状部）、４８ａ・・・内周（弾性部材の内周）、４８ｂ・・・外周（弾性部材の外周）、４９・・・端壁（弾性部材の端壁）、５０・・・筒状部（第２のスリーブの筒状部）、５０ａ・・・内周（第２のスリーブの内周）、５１・・・端壁（第２のスリーブの端壁）、６３・・・軸受（転がり軸受）、６３ａ・・・外輪（転がり軸受の外輪）、７２・・・凸部、７３・・・凹部、Ｐ２・・・軸心（歯部形成部の軸心）、Ｐ４・・・軸心（支軸の軸心）、Ｘ１・・・回転方向、Ｙ１・・・軸方向、Ｚ１・・・径方向

Claims (5)

1. 操舵補助用の電動モータの動力を操舵機構に伝達するための伝達機構を備え、
   この伝達機構は、駆動ギヤと、従動ギヤと、駆動ギヤおよび従動ギヤに噛み合う中間ギヤと、を含み、
   この中間ギヤは、ハウジングによって支持された支軸の外周に転がり軸受を介して回転可能に支持された環状の歯部形成部と、この歯部形成部の内周と転がり軸受の外輪との間に介在し、両者をトルク伝達可能に連結する環状の弾性部材と、を含み、
   上記支軸の軸心および歯部形成部の軸心が互いにオフセットされており、その結果、弾性部材の内周が外周に対して偏心し、偏心に伴う弾性部材の弾性反発力によって、歯部形成部が駆動ギヤおよび従動ギヤに近づく方向に弾性的に予圧されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１において、上記歯部形成部は、上記弾性部材を介して軸方向、径方向および回転方向に弾性支持されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 請求項１または２において、上記中間ギヤは、上記転がり軸受の外輪と同行回転可能な金属製の第１のスリーブと、歯部形成部の内周に同行回転可能に嵌合し且つ上記弾性部材を介して第１のスリーブとトルク伝達可能に連結された金属製の第２のスリーブと、を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
4. 請求項３において、上記弾性部材は、第１のスリーブの外周と第２のスリーブの内周との間に介在する筒状部と、筒状部の一端に延設された端壁と、を含み、
   第２のスリーブは、筒状部と、筒状部の一端に形成された端壁と、を含み、
   弾性部材の端壁が、第１のスリーブの端面と第２のスリーブの端壁との間に軸方向に挟持されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
5. 請求項３または４において、上記弾性部材は第１および第２のスリーブのそれぞれとトルク伝達可能に弾性係合する凸部または凹部を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。

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