パワーステアリング装置
【課題】電動モータにおける異音の発生を抑制したパワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】モータ回転軸２４の一端側にウォームギヤ機構を、他端側にレゾルバ３５をそれぞれ設けるとともに、モータ回転軸２４のうちモータ回転子３６を挟んでレゾルバ３５側の部分を第１ボールベアリング４６で、モータ回転軸２４のうちモータ回転子３６を挟んでウォームギヤ機構側の部分を第２ボールベアリング５４でそれぞれ回転可能に支持し、第２ボールベアリング５４のアウターレースをウェーブワッシャ６４によって第１ボールベアリング４６側へ付勢することにより、第１ボールベアリング４６と第２ボールベアリング５４とにそれぞれ予圧を付与する。
【解決手段】モータ回転軸２４の一端側にウォームギヤ機構を、他端側にレゾルバ３５をそれぞれ設けるとともに、モータ回転軸２４のうちモータ回転子３６を挟んでレゾルバ３５側の部分を第１ボールベアリング４６で、モータ回転軸２４のうちモータ回転子３６を挟んでウォームギヤ機構側の部分を第２ボールベアリング５４でそれぞれ回転可能に支持し、第２ボールベアリング５４のアウターレースをウェーブワッシャ６４によって第１ボールベアリング４６側へ付勢することにより、第１ボールベアリング４６と第２ボールベアリング５４とにそれぞれ予圧を付与する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動モータを動力源としたパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のパワーステアリング装置に関する技術ではないが、車載の電動モータにおける軸受構造として例えば特許文献１に記載の技術が提案されている。特許文献１に記載の技術では、一対のボールベアリングによって回転子の軸方向両端部をそれぞれ回転可能に支持しており、上記回転子を軸方向一方側へ付勢することにより、当該回転子の軸方向におけるがたつきを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４８９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、上記回転子の軸方向におけるがたつきは抑制しているものの、上記回転子の径方向のがたつきについては考慮されておらず、上記回転子の回転時に電動モータから異音が発生する虞があり、好ましくない。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、駆動源となる電動モータからの異音の発生を抑制したパワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、特に、モータ回転軸の一端側に減速機構を、他端側に回転位置センサをそれぞれ設けるとともに、モータ回転軸のうちモータ回転子を挟んで回転位置センサ側の部分を第１ボールベアリングで、上記モータ回転軸のうちモータ回転子を挟んで減速機構側の部分を第２ボールベアリングでそれぞれ回転可能に支持し、上記第２ボールベアリングのアウターレースを付勢部材によって上記第１ボールベアリング側へ付勢することにより、上記第１ボールベアリングと第２ボールベアリングとにそれぞれ予圧を付与していることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、上記付勢部材により、上記第１ボールベアリングおよび第２ボールベアリングのそれぞれに予圧が付与されるため、上記電動モータからの異音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施の形態として電動パワーステアリング装置を示す概略図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図４】図３に示すオルダム継手の分解斜視図。
【図５】図３に示すモータ制御装置の軸方向に沿った断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１〜５は本発明の好適な実施の形態を示す図であって、そのうち図１は電動パワーステアリング装置の全体構成を示す概略図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。なお、図３では、後述するウォームホイール２２の図示を便宜上省略している。
【００１０】
図１，２に示すように、ステアリングホイールＳＷと一体に回転するステアリングシャフト１は、ユニバーサルジョイント２ａ，２ｂおよび中間シャフト３を介してピニオンシャフト４に連結されている。ピニオンシャフト４は、周知のように、ステアリングホイールＳＷ側の入力軸５と、その入力軸５の下端に図示外のトーションバーをもって同軸連結され、外周面にピニオンギヤ６ａが形成された出力軸６と、を備えていて、出力軸６は、図示外の車体に支持固定されたステアリングギヤハウジング７のうち上下方向に延びる略円筒状のピニオン収容部７ａを挿通しつつ、ステアリングギヤハウジング７のうち車体左右方向に延びる略円筒状のラック収容部７ｂに収容されたラック軸８と噛合している。つまり、ピニオンシャフト４とラック軸８とによっていわゆるラックピニオン式のステアリングギヤ９を操舵機構として構成している。なお、図２の符号１０は、ピニオンシャフト４との噛み合いを強める方向にラック軸８を付勢するラックリテーナーを示している。
【００１１】
そして、運転者がステアリングホイールＳＷを回転操作すると、そのステアリングホイールＳＷに同期して入力軸５が回転することで上記トーションバーが捩られ、そのトーションバーの弾性力により出力軸６が入力軸５に追従して回転する。その上で、出力軸６の回転運動がラックピニオン機構によってラック軸８の直線運動に変換され、当該ラック軸８の両端にタイロッド１１およびナックルアーム１２を介してそれぞれ接続された転舵輪１３が転舵されることになる。
【００１２】
また、ステアリングギヤハウジング７のピニオン収容部７ａのうち上方側の開口端には略円筒状のセンサハウジング１４がセンサハウジング固定ボルト１５によって固定されていて、そのセンサハウジング１４内には、上記トーションバーの捩れ変形に基づく入力軸５と出力軸６との相対回転によって操舵トルクを検出するトルクセンサＴＳが収容されている。
【００１３】
トルクセンサＴＳは、出力軸６の上端にかしめ固定された外筒１６と、その外筒１６の内周側となる位置で入力軸１４に固定された内筒１７と、外筒１６の外周側に設けられたコイルユニット１８と、を備えていて、上記トーションバーが捩られると、外筒１６と内筒１７にそれぞれ形成されたスリットの重合面積が変化して磁束が増減するようになっている。そして、このような磁束の増減は、インピーダンス検出回路１９によってコイルユニット１８のインピーダンスの差として検出され、その情報が後述する電子コントロールユニット２１に出力されることになる。
【００１４】
他方、図１，２のほか図３に示すように、出力軸６の下端部には、減速機構であるウォームギヤ機構２０を介して操舵アシスト用の電動モータＭの回転駆動力が伝達されるようになっている。電動モータＭは、当該電動モータＭを挟んでウォームギヤ機構２０とは反対側の位置に設けられた電子コントロールユニット２１（以下、ＥＣＵと略称する。）により、トルクセンサＴＳの出力信号のほか、後述するレゾルバ３５の出力信号や例えば車速等の車両の運転状態を示す信号に基づいて駆動制御されるようになっていて、このように電動モータＭを駆動制御することにより、運転者の操舵トルクに応じた操舵アシスト力を出力軸６に付与し、運転者による操舵を補助することになる。なお、詳しくは後述するが、電動モータＭとＥＣＵ２１は、それらの筐体の一部を共有することでモータ制御装置ＭＣとして一体的に構成されている。
【００１５】
ウォームギヤ機構２０は、出力軸６の下端部に一体的に固定され、外周に歯部２２ａを有するウォームホイール２２と、そのウォームホイール２２の歯部２２ａと噛合する歯部２３ａが軸方向の所定範囲に形成された入力軸としてのウォームシャフト２３とを、ウォームギヤハウジング２６に収容することで構成されている。なお、ウォームギヤハウジング２６は、ウォームギヤハウジング固定ボルト２５をもってピニオン収容部５ａのうち下方側の開口端に固定されている。
【００１６】
ウォームギヤハウジング２６は、ウォームホイール２２を収容する略偏平円筒状のウォームホイール収容部２６ａと、そのウォームホイール収容部２６ａに軸方向の所定の範囲が臨むように形成され、ウォームシャフト２３を車体左右方向に沿った姿勢で収容する略有底円筒状のウォームシャフト収容部２６ｂと、を備えている。そして、ウォームシャフト２３の軸方向両端部が一対のボールベアリング２７，２８を介してウォームギヤハウジング２６のウォームシャフト収容部２６ｂに軸支されているとともに、そのウォームシャフト２３の軸方向一端は、電動モータＭのモータ回転軸２４に軸継手としてのオルダム継手２９を介して同軸連結されている。なお、図２の符号２６ｃは、ウォームホイール収容部２６ａのうちステアリングギヤハウジング７とは反対側の開口を閉蓋するエンドカバーである。
【００１７】
図４は、オルダム継手２９をモータ回転軸２４側から見た分解斜視図である。なお、図４では、ウォームシャフト２３およびモータ回転軸２４をそれぞれ簡略化して図示してある。図３のほか図４に示すように、オルダム継手２９は、モータ回転軸２４のうちウォームシャフト２３側の端部に一体的に圧入固定された外歯部材３０と、ウォームシャフト２３のうちモータ回転軸２４側の端部に一体回転可能に結合され、外歯部材３０を受容する内歯部材３１と、外歯部材３０と内歯部材３１との間に介装された可撓性材料からなる緩衝部材３２と、を備えている。
【００１８】
外歯部材３０は、モータ回転軸２４に圧入固定された略円筒状の基部３０ａと、その基部３０ａの周方向で等間隔に複数設けられ、基部３０ａから径方向外側へ向かって一体的に延出する外歯３０ｂと、を備えている。
【００１９】
内歯部材３１は、略有底円筒状に形成され、ウォームシャフト２３にセレーション結合された基部３１ａと、その基部３１ａの周方向で等間隔に複数設けられ、基部３１ａから径方向内側へ向かって一体的に延出する内歯３１ｂと、を備えている。
【００２０】
そして、外歯部材３０と内歯部材３１との間に緩衝部材３２を介在させつつ、内歯部材３１内に外歯部材３０を挿入することでオルダム継手２９が構成されている。すなわち、オルダム継手２９は、モータ回転軸２４とウォームシャフト２３との接近離間方向の相対変位を許容しつつ、各外歯３０ｂと各内歯３１ｂとの緩衝部材３２を介した噛み合いにより、モータ回転軸２４の回転をウォームシャフト２３に伝達するようになっている。
【００２１】
他方、図３に示す電動モータＭは、上述したようにＥＣＵ２１と筐体の一部を共有することでそのＥＣＵ２１と一体的に構成され、この一体構成してなるモータ制御装置ＭＣが、ウォームギヤハウジング２６のうちウォームシャフト収容部２６ｂの開口端にモータ制御装置固定ボルト３３によって取付固定されている。このモータ制御装置ＭＣの軸方向に沿った断面を図５に示す。
【００２２】
図５に示すように、電動モータＭは、モータハウジング３４と、そのモータハウジング３４内の後述するモータ要素収容空間３４ａを挿通するモータ回転軸２４と、通電によりモータ回転軸２４を回転駆動するモータ要素ＭＢと、を備えていて、モータ回転軸２４のうちウォームシャフト２３とは反対側の端部の外周側には、後述するレゾルバ３５が設けられている。
【００２３】
モータ要素ＭＢは、モータ回転軸２４の外周に圧入され、かつ、図示外のキー等によって回り止めが施された略円筒状のモータ回転子３６と、そのモータ回転子３６の外周側に所定の径方向隙間を介して非接触状態に配置された略円筒状のモータ固定子３７と、から構成され、ＥＣＵ２１からモータ固定子３７へ供給される電力により、モータ回転子３６がモータ回転軸２４とともに回転するようになっている。
【００２４】
モータハウジング３４は、第１ハウジング部材３８と第２ハウジング部材３９とに軸方向で二分されている。第２ハウジング部材３９は、ウォームギヤハウジング２６のうちウォームシャフト収容部２６ｂの開口端にモータ制御装置固定ボルト３３をもって固定され（図３参照）、ウォームギヤハウジング２６とは反対側に向けて開口する略有底円筒状を呈している一方、第１ハウジング部材３８は、第２ハウジング部材３９の開口端に第２ハウジング部材固定ボルト４０をもって固定され、略矩形筒状を呈している。そして、第１ハウジング部材３８のうち軸方向の中間部に形成された隔壁３８ａと第２ハウジング部材３９の底壁３９ａとの間に、モータ要素ＭＢを収容するモータ要素収容空間３４ａが形成されている。
【００２５】
具体的には、第２ハウジング部材３９の周壁３９ｂの長さは、モータ固定子３７の軸方向中心位置ＰよりもＥＣＵ２１側の位置にまで延びる長さに設定されていて、その周壁３９ｂの先端部に形成されたフランジ部３９ｃに、第１ハウジング部材３８のうち第２ハウジング部材３９側の開口端面３８ｂが着座した状態で、第２ハウジング部材３９と第１ハウジング部材３８とが第１ハウジング部材固定ボルト４０によって締結されている。換言すれば、第１ハウジング部材３８のうち第２ハウジング部材３９側の開口端面３８ｂが、モータ固定子３７の軸方向中央位置ＰよりもＥＣＵ２１側の位置に形成されている。そして、第２ハウジング部材３９のうち周壁３９ｂの内周面に、モータ固定子３７が圧入固定されている。
【００２６】
第１ハウジング部材３８のうち第２ハウジング部材３９とは反対側の開口は、ＥＣＵハウジング４１によって閉蓋されている。ＥＣＵハウジング４１には、電動モータＭに供給する電流を生成するパワーモジュール４２と、そのパワーモジュール４２のうちＭＯＳ−ＦＥＴに代表されるような図示外のスイッチング素子を駆動制御する制御回路としての制御モジュール４３とが、電動モータＭ側から、制御モジュール４３、パワーモジュール４２の順で重合した状態で取り付けられている。すなわち、第１ハウジング部材３８の隔壁３８ａとＥＣＵハウジング４１との間に形成された制御回路収容空間４４に制御モジュール４３とパワーモジュール４２とを収容することにより、ＥＣＵ２１が構成されている。なお、パワーモジュール４２とモータ固定子３７とは、第１ハウジング部材３８の隔壁３８ａに貫通形成された端子挿通孔３８ｃを通じて電気的に接続されている。
【００２７】
また、第１ハウジング部材３８のうち隔壁３８ａの中央部には、略円筒状の第１軸受収容部４５がモータ要素収容空間３４ａ側に向けて突出形成されている。その第１軸受収容部４５には第１ボールベアリング４６が収容され、モータ回転軸２４のうちＥＣＵ２１側の端部がその第１ボールベアリング４６によって回転自在に軸受支持されている。第１ボールベアリング４６は、アウターレース４７とインナーレース４８との間に転動体としての鋼球４９を複数設けてなるいわゆる深溝玉軸受である。
【００２８】
そして、モータ回転軸２４のうちＥＣＵ２１側の端部は、第１軸受収容部４５の内周側を挿通して制御回路収容空間４４に臨んでいて、制御回路収容空間４４内に設けられた回転位置センサとしてのレゾルバ３５に接続されている。つまり、レゾルバ３５は、モータ回転子３６と制御モジュール４３との間の位置に設けられている。言い換えるならば、モータ回転軸２４のうちモータ回転子３６とレゾルバ３５との間の軸方向位置に第１ボールベアリング４６が設けられている。
【００２９】
レゾルバ３５は、モータ回転軸２４のうちＥＣＵ２１側の端部に一体的に固定されたセンサ回転子としてのレゾルバロータ５０と、そのレゾルバロータ５０の外周側となる位置で第１ハウジング部材３８の隔壁３８ａにセンサ固定子として固定された環状のレゾルバステータ５１と、を備えていて、レゾルバステータ５１は、レゾルバロータ５０と一体に回転するモータ固定子３７の回転位置に応じた検出信号を接続端子５２を介して制御モジュール４３へ出力するようになっている。
【００３０】
一方、第２ハウジング部材３９のうち底壁３９ａの中央部には、略円筒状の第２軸受収容部５３がモータ要素収容空間３４ａに向けて突出形成され、その第２軸受収容部５３に、モータ回転軸２４のうちウォームシャフト２３側の端部を回転自在に支持する第２ボールベアリング５４が収容されている。第２ボールベアリング５４は、アウターレース５５とインナーレース５６との間に転動体としての鋼球５７を複数設けてなるいわゆる深溝玉軸受である。
【００３１】
そして、モータ回転軸２４のうちウォームシャフト２３側の端部は、第２軸受収容部５３を挿通してウォームギヤハウジング２６のウォームシャフト収容部２６ｂ内にまで延びていて（図３参照）、そのウォームシャフト収容部２６ｂ内でオルダム継手２９を介してウォームシャフト２３に接続されている。
【００３２】
さらに、モータ回転軸２４の軸受構造についてより詳しく説明するに、モータ回転軸２４は、当該モータ回転軸２４のうち軸方向の中間部に形成され、外周側にモータ回転子３６が一体的に固定された大径部５８と、当該モータ回転軸２４のうちレゾルバ３５側の端部に形成され、且つ大径部５８よりも小径な第１小径部５９と、当該モータ回転軸２４のうちウォームシャフト２３側の端部に形成され、且つ大径部５８よりも小径な第２小径部６０と、を有する段付き形状を呈している。なお、第１小径部５９と第２小径部６０とは互いに同一の形状に形成されている。
【００３３】
そして、第１ボールベアリング４６のインナーレース４８のうち第２ボールベアリング５４側の端面４８ａが、モータ回転軸２４のうち大径部５８と第１小径部５９との間に第１当接部として形成された第１段状部６１に当接しているとともに、第２ボールベアリング５４のインナーレース５６のうち第１ボールベアリング４６側の端面５６ａが、モータ回転軸２４のうち大径部５８と第２小径部６０との間に第２当接部として形成された第２段状部６２に当接している。
【００３４】
他方、第１ボールベアリング４６のアウターレース４７のうち第２ボールベアリング５４とは反対側の端面４７ａは、第１軸受収容部４５の内周側に第３当接部として突出形成された円環状の突出部４５ａに当接しているとともに、第１ボールベアリング４６のアウターレース４７のうち第２ボールベアリング５４側の端面４７ｂは、第１軸受収容部４５の内周面に位置規制部材として取り付けられたスナップリング６３に当接している。つまり、突出部４５ａから離間する方向におけるアウターレース４７の変位をスナップリング６３が規制することにより、アウターレース４７が、第１ハウジング部材３８に対して軸方向で相対変位不能に位置決め固定されている。なお、図５の符号４５ｂは、第１軸受収容部４５の内周面に形成され、スナップリング６３が嵌合する環状溝である。
【００３５】
さらに、第２ボールベアリング５４のアウターレース５５は、付勢部材であるウェーブワッシャ６４によって第１ボールベアリング４６側へ向けて付勢されている。ウェーブワッシャ６４は、第２ボールベアリング５４のアウターレース５５のうち第１ボールベアリング５４とは反対側の端面５５ａと第２軸受収容部５３の内周側に突出形成された円環状の突出部５３ａとの間に、軸方向で所定量だけ圧縮変形した状態で設けられ、その圧縮変形に基づく復元力により、第２ボールベアリング５４のアウターレース５５を第１ボールベアリング４６側へ付勢している。
【００３６】
すなわち、本実施の形態によれば、第２ボールベアリング５４のアウターレース５５が上述したように付勢されていることから、その第２ボールベアリング５４のアウターレース５５と各鋼球５７およびインナーレース５６を介してモータ回転軸２４がレゾルバ３５側へ向けて付勢されるとともに、そのモータ回転軸２４の第１段状部６１によって第１ボールベアリング４６のインナーレース４８がレゾルバ３５側へ向けて付勢されることになる。その結果、第１ボールベアリング４６および第２ボールベアリング５４のそれぞれにアキシアル方向の予圧が付与され、それらの両ベアリング４６，５４の内部すきまがなくなる。これにより、モータ回転軸２４の回転時における軸方向および径方向の振動が抑制され、電動モータＭからの異音の発生を抑制することができる。
【００３７】
ここで、図３に示すように、電動モータＭからウォームギヤ機構２０を介してピニオンシャフト４へ回転動力が伝達されると、特に電動モータＭの回転方向が反転したときに、ウォームシャフト２３は、ウォームホイール２２から受ける反力によって両ボールベアリング２７，２８の持つ内部すきまの分だけ軸方向に変位することになる。
【００３８】
そして、オルダム継手２９がウォームシャフト２３とモータ回転軸２４との接近離間方向の相対変位を許容していることは上述したとおりであるから、ウォームシャフト２３がモータ回転軸２４から離間する方向に変位した場合には、当該ウォームシャフト２３の推力がモータ回転軸２４に伝達されることはない。
【００３９】
一方、ウォームシャフト２３がモータ回転軸２４に接近する方向に変位した場合には、オルダム継手２９がいわゆる底突き状態となって、モータ回転軸２４がレゾルバ３５側へ向けて押圧されることになる。
【００４０】
しかしながら、本実施の形態では、ウェーブワッシャ６４によってモータ回転軸２４をレゾルバ３５側へ付勢することにより、そのモータ回転軸２４がレゾルバ３５側へ向かう方向で第１，第２ボールベアリング４６，５４の内部すきまをなくしていることから、モータ回転軸２４がウォームシャフト２３によって押圧されても、当該モータ回転軸２４がレゾルバ３５側へ向かってさらに変位するようなことはない。これにより、レゾルバステータ５１とレゾルバロータ５０との軸方向の位置ずれが抑制され、レゾルバ３５によるモータ回転子３６の回転位置検出の精度が向上する。
【００４１】
しかも、第１ボールベアリング４６のアウターレース４７は、スナップリング６３により、第１ハウジング部材３８に対して軸方向で相対変位不能に位置決め固定されているため、外部からモータハウジング３４へ振動が入力された場合であっても、第１ボールベアリング４６のアウターレース４７が第１ハウジング部材３８に対して軸方向で相対変位することがなく、レゾルバステータ５１とレゾルバロータ５０との軸方向の位置ずれのほか、電動モータＭからの異音の発生をより効果的に抑制することができる。
【００４２】
また、レゾルバ３５を挟んでモータ回転子３６とは反対側の位置に制御モジュール４３が設けられていることから、レゾルバ３５と制御モジュール４３との電気的な接続を容易に行えるようになるメリットもある。
【００４３】
さらに、第１ボールベアリング４６をスナップリング６３によって第１ハウジング部材３８に組み付ける組付作業は、第２ハウジング部材３９と第１ハウジング部材３８とを組み合わせる前に行うことになるが、モータ固定子３６を第１ハウジング部材３８ではなく第２ハウジング部材３９に固定していることから、モータ固定子３６が第１ボールベアリング４６の組付作業の妨げにならず、その組付作業性が向上する。
【００４４】
その上、第１ハウジング部材３８のうち第２ハウジング部材３９側の開口端面３８ｂが、モータ固定子３６の軸方向中央位置Ｐよりも第１ボールベアリング４６側の位置に形成されていることから、第１ハウジング部材３８のうち第２ハウジング部材３９側の開口から第１ボールベアリング４６を組み付ける組付作業がさらに容易となる。
【００４５】
ここで、上述した実施の形態から把握される特許請求の範囲に記載した以外の技術的思想について、以下に説明する。
【００４６】
（１）上記モータハウジングは、上記第１ボールベアリングが収容された第１軸受収容部を有する第１ハウジング部材と、上記第２ボールベアリングが収容された第２軸受収容部を有する第２ハウジング部材とに軸方向で分割されていて、
上記第１ハウジング部材に上記モータ固定子が固定されていることを特徴とする請求項３に記載のパワーステアリング装置。
【００４７】
（１）に記載の技術的思想によれば、上記第１ハウジング部材と上記第２ハウジング部材とを組み合わせるのに先だって、上記第１ボールベアリングを請求項３に記載の位置規制部材によって上記第１ハウジング部材の第１軸受収容部に組み付けるときに、上記モータ固定子がその組付作業を妨げることがなく、上記第１ボールベアリングの組付作業性が向上する。
【００４８】
（２）上記第１ハウジング部材のうち上記第２ハウジング側の開口端面が、上記モータ回転子の軸方向中央位置よりも上記第１ボールベアリング側の位置に形成されていることを特徴とする（１）に記載のパワーステアリング装置。
【００４９】
（２）に記載の技術的思想によれば、上記第１ハウジング部材のうち上記第２ハウジング部材側の開口端面から上記第１ボールベアリングを挿入し、その第１ボールベアリングを上記位置規制部材によって上記第１軸受収容部に組み付ける組付作業がさらに容易に行えるようになる。
【符号の説明】
【００５０】
９…ステアリングギヤ（操舵機構）
１３…転舵輪
２０…ウォームギヤ機構（減速機構）
２３…ウォームシャフト（減速機構の入力軸）
２４…モータ回転軸
２９…オルダム継手（軸継手）
３４…モータハウジング
３５…レゾルバ（回転位置センサ）
３６…モータ回転子
３７…モータ固定子
４３…制御モジュール（制御回路）
４５ａ…突出部（第３当接部）
４６…第１ボールベアリング
４７…第１ボールベアリングのアウターレース
４８…第１ボールベアリングのインナーレース
５０…レゾルバロータ（センサ回転子）
５１…レゾルバステータ（センサ固定子）
５４…第２ボールベアリング
５５…第２ボールベアリングのアウターレース
５６…第２ボールベアリングのインナーレース
６１…第１段状部（第１当接部）
６２…第２段状部（第２当接部）
６３…スナップリング（位置規制部材）
６４…ウェーブワッシャ（付勢部材）
ＳＷ…ステアリングホイール
Ｍ…電動モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動モータを動力源としたパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のパワーステアリング装置に関する技術ではないが、車載の電動モータにおける軸受構造として例えば特許文献１に記載の技術が提案されている。特許文献１に記載の技術では、一対のボールベアリングによって回転子の軸方向両端部をそれぞれ回転可能に支持しており、上記回転子を軸方向一方側へ付勢することにより、当該回転子の軸方向におけるがたつきを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４８９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、上記回転子の軸方向におけるがたつきは抑制しているものの、上記回転子の径方向のがたつきについては考慮されておらず、上記回転子の回転時に電動モータから異音が発生する虞があり、好ましくない。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、駆動源となる電動モータからの異音の発生を抑制したパワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、特に、モータ回転軸の一端側に減速機構を、他端側に回転位置センサをそれぞれ設けるとともに、モータ回転軸のうちモータ回転子を挟んで回転位置センサ側の部分を第１ボールベアリングで、上記モータ回転軸のうちモータ回転子を挟んで減速機構側の部分を第２ボールベアリングでそれぞれ回転可能に支持し、上記第２ボールベアリングのアウターレースを付勢部材によって上記第１ボールベアリング側へ付勢することにより、上記第１ボールベアリングと第２ボールベアリングとにそれぞれ予圧を付与していることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、上記付勢部材により、上記第１ボールベアリングおよび第２ボールベアリングのそれぞれに予圧が付与されるため、上記電動モータからの異音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施の形態として電動パワーステアリング装置を示す概略図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図４】図３に示すオルダム継手の分解斜視図。
【図５】図３に示すモータ制御装置の軸方向に沿った断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１〜５は本発明の好適な実施の形態を示す図であって、そのうち図１は電動パワーステアリング装置の全体構成を示す概略図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。なお、図３では、後述するウォームホイール２２の図示を便宜上省略している。
【００１０】
図１，２に示すように、ステアリングホイールＳＷと一体に回転するステアリングシャフト１は、ユニバーサルジョイント２ａ，２ｂおよび中間シャフト３を介してピニオンシャフト４に連結されている。ピニオンシャフト４は、周知のように、ステアリングホイールＳＷ側の入力軸５と、その入力軸５の下端に図示外のトーションバーをもって同軸連結され、外周面にピニオンギヤ６ａが形成された出力軸６と、を備えていて、出力軸６は、図示外の車体に支持固定されたステアリングギヤハウジング７のうち上下方向に延びる略円筒状のピニオン収容部７ａを挿通しつつ、ステアリングギヤハウジング７のうち車体左右方向に延びる略円筒状のラック収容部７ｂに収容されたラック軸８と噛合している。つまり、ピニオンシャフト４とラック軸８とによっていわゆるラックピニオン式のステアリングギヤ９を操舵機構として構成している。なお、図２の符号１０は、ピニオンシャフト４との噛み合いを強める方向にラック軸８を付勢するラックリテーナーを示している。
【００１１】
そして、運転者がステアリングホイールＳＷを回転操作すると、そのステアリングホイールＳＷに同期して入力軸５が回転することで上記トーションバーが捩られ、そのトーションバーの弾性力により出力軸６が入力軸５に追従して回転する。その上で、出力軸６の回転運動がラックピニオン機構によってラック軸８の直線運動に変換され、当該ラック軸８の両端にタイロッド１１およびナックルアーム１２を介してそれぞれ接続された転舵輪１３が転舵されることになる。
【００１２】
また、ステアリングギヤハウジング７のピニオン収容部７ａのうち上方側の開口端には略円筒状のセンサハウジング１４がセンサハウジング固定ボルト１５によって固定されていて、そのセンサハウジング１４内には、上記トーションバーの捩れ変形に基づく入力軸５と出力軸６との相対回転によって操舵トルクを検出するトルクセンサＴＳが収容されている。
【００１３】
トルクセンサＴＳは、出力軸６の上端にかしめ固定された外筒１６と、その外筒１６の内周側となる位置で入力軸１４に固定された内筒１７と、外筒１６の外周側に設けられたコイルユニット１８と、を備えていて、上記トーションバーが捩られると、外筒１６と内筒１７にそれぞれ形成されたスリットの重合面積が変化して磁束が増減するようになっている。そして、このような磁束の増減は、インピーダンス検出回路１９によってコイルユニット１８のインピーダンスの差として検出され、その情報が後述する電子コントロールユニット２１に出力されることになる。
【００１４】
他方、図１，２のほか図３に示すように、出力軸６の下端部には、減速機構であるウォームギヤ機構２０を介して操舵アシスト用の電動モータＭの回転駆動力が伝達されるようになっている。電動モータＭは、当該電動モータＭを挟んでウォームギヤ機構２０とは反対側の位置に設けられた電子コントロールユニット２１（以下、ＥＣＵと略称する。）により、トルクセンサＴＳの出力信号のほか、後述するレゾルバ３５の出力信号や例えば車速等の車両の運転状態を示す信号に基づいて駆動制御されるようになっていて、このように電動モータＭを駆動制御することにより、運転者の操舵トルクに応じた操舵アシスト力を出力軸６に付与し、運転者による操舵を補助することになる。なお、詳しくは後述するが、電動モータＭとＥＣＵ２１は、それらの筐体の一部を共有することでモータ制御装置ＭＣとして一体的に構成されている。
【００１５】
ウォームギヤ機構２０は、出力軸６の下端部に一体的に固定され、外周に歯部２２ａを有するウォームホイール２２と、そのウォームホイール２２の歯部２２ａと噛合する歯部２３ａが軸方向の所定範囲に形成された入力軸としてのウォームシャフト２３とを、ウォームギヤハウジング２６に収容することで構成されている。なお、ウォームギヤハウジング２６は、ウォームギヤハウジング固定ボルト２５をもってピニオン収容部５ａのうち下方側の開口端に固定されている。
【００１６】
ウォームギヤハウジング２６は、ウォームホイール２２を収容する略偏平円筒状のウォームホイール収容部２６ａと、そのウォームホイール収容部２６ａに軸方向の所定の範囲が臨むように形成され、ウォームシャフト２３を車体左右方向に沿った姿勢で収容する略有底円筒状のウォームシャフト収容部２６ｂと、を備えている。そして、ウォームシャフト２３の軸方向両端部が一対のボールベアリング２７，２８を介してウォームギヤハウジング２６のウォームシャフト収容部２６ｂに軸支されているとともに、そのウォームシャフト２３の軸方向一端は、電動モータＭのモータ回転軸２４に軸継手としてのオルダム継手２９を介して同軸連結されている。なお、図２の符号２６ｃは、ウォームホイール収容部２６ａのうちステアリングギヤハウジング７とは反対側の開口を閉蓋するエンドカバーである。
【００１７】
図４は、オルダム継手２９をモータ回転軸２４側から見た分解斜視図である。なお、図４では、ウォームシャフト２３およびモータ回転軸２４をそれぞれ簡略化して図示してある。図３のほか図４に示すように、オルダム継手２９は、モータ回転軸２４のうちウォームシャフト２３側の端部に一体的に圧入固定された外歯部材３０と、ウォームシャフト２３のうちモータ回転軸２４側の端部に一体回転可能に結合され、外歯部材３０を受容する内歯部材３１と、外歯部材３０と内歯部材３１との間に介装された可撓性材料からなる緩衝部材３２と、を備えている。
【００１８】
外歯部材３０は、モータ回転軸２４に圧入固定された略円筒状の基部３０ａと、その基部３０ａの周方向で等間隔に複数設けられ、基部３０ａから径方向外側へ向かって一体的に延出する外歯３０ｂと、を備えている。
【００１９】
内歯部材３１は、略有底円筒状に形成され、ウォームシャフト２３にセレーション結合された基部３１ａと、その基部３１ａの周方向で等間隔に複数設けられ、基部３１ａから径方向内側へ向かって一体的に延出する内歯３１ｂと、を備えている。
【００２０】
そして、外歯部材３０と内歯部材３１との間に緩衝部材３２を介在させつつ、内歯部材３１内に外歯部材３０を挿入することでオルダム継手２９が構成されている。すなわち、オルダム継手２９は、モータ回転軸２４とウォームシャフト２３との接近離間方向の相対変位を許容しつつ、各外歯３０ｂと各内歯３１ｂとの緩衝部材３２を介した噛み合いにより、モータ回転軸２４の回転をウォームシャフト２３に伝達するようになっている。
【００２１】
他方、図３に示す電動モータＭは、上述したようにＥＣＵ２１と筐体の一部を共有することでそのＥＣＵ２１と一体的に構成され、この一体構成してなるモータ制御装置ＭＣが、ウォームギヤハウジング２６のうちウォームシャフト収容部２６ｂの開口端にモータ制御装置固定ボルト３３によって取付固定されている。このモータ制御装置ＭＣの軸方向に沿った断面を図５に示す。
【００２２】
図５に示すように、電動モータＭは、モータハウジング３４と、そのモータハウジング３４内の後述するモータ要素収容空間３４ａを挿通するモータ回転軸２４と、通電によりモータ回転軸２４を回転駆動するモータ要素ＭＢと、を備えていて、モータ回転軸２４のうちウォームシャフト２３とは反対側の端部の外周側には、後述するレゾルバ３５が設けられている。
【００２３】
モータ要素ＭＢは、モータ回転軸２４の外周に圧入され、かつ、図示外のキー等によって回り止めが施された略円筒状のモータ回転子３６と、そのモータ回転子３６の外周側に所定の径方向隙間を介して非接触状態に配置された略円筒状のモータ固定子３７と、から構成され、ＥＣＵ２１からモータ固定子３７へ供給される電力により、モータ回転子３６がモータ回転軸２４とともに回転するようになっている。
【００２４】
モータハウジング３４は、第１ハウジング部材３８と第２ハウジング部材３９とに軸方向で二分されている。第２ハウジング部材３９は、ウォームギヤハウジング２６のうちウォームシャフト収容部２６ｂの開口端にモータ制御装置固定ボルト３３をもって固定され（図３参照）、ウォームギヤハウジング２６とは反対側に向けて開口する略有底円筒状を呈している一方、第１ハウジング部材３８は、第２ハウジング部材３９の開口端に第２ハウジング部材固定ボルト４０をもって固定され、略矩形筒状を呈している。そして、第１ハウジング部材３８のうち軸方向の中間部に形成された隔壁３８ａと第２ハウジング部材３９の底壁３９ａとの間に、モータ要素ＭＢを収容するモータ要素収容空間３４ａが形成されている。
【００２５】
具体的には、第２ハウジング部材３９の周壁３９ｂの長さは、モータ固定子３７の軸方向中心位置ＰよりもＥＣＵ２１側の位置にまで延びる長さに設定されていて、その周壁３９ｂの先端部に形成されたフランジ部３９ｃに、第１ハウジング部材３８のうち第２ハウジング部材３９側の開口端面３８ｂが着座した状態で、第２ハウジング部材３９と第１ハウジング部材３８とが第１ハウジング部材固定ボルト４０によって締結されている。換言すれば、第１ハウジング部材３８のうち第２ハウジング部材３９側の開口端面３８ｂが、モータ固定子３７の軸方向中央位置ＰよりもＥＣＵ２１側の位置に形成されている。そして、第２ハウジング部材３９のうち周壁３９ｂの内周面に、モータ固定子３７が圧入固定されている。
【００２６】
第１ハウジング部材３８のうち第２ハウジング部材３９とは反対側の開口は、ＥＣＵハウジング４１によって閉蓋されている。ＥＣＵハウジング４１には、電動モータＭに供給する電流を生成するパワーモジュール４２と、そのパワーモジュール４２のうちＭＯＳ−ＦＥＴに代表されるような図示外のスイッチング素子を駆動制御する制御回路としての制御モジュール４３とが、電動モータＭ側から、制御モジュール４３、パワーモジュール４２の順で重合した状態で取り付けられている。すなわち、第１ハウジング部材３８の隔壁３８ａとＥＣＵハウジング４１との間に形成された制御回路収容空間４４に制御モジュール４３とパワーモジュール４２とを収容することにより、ＥＣＵ２１が構成されている。なお、パワーモジュール４２とモータ固定子３７とは、第１ハウジング部材３８の隔壁３８ａに貫通形成された端子挿通孔３８ｃを通じて電気的に接続されている。
【００２７】
また、第１ハウジング部材３８のうち隔壁３８ａの中央部には、略円筒状の第１軸受収容部４５がモータ要素収容空間３４ａ側に向けて突出形成されている。その第１軸受収容部４５には第１ボールベアリング４６が収容され、モータ回転軸２４のうちＥＣＵ２１側の端部がその第１ボールベアリング４６によって回転自在に軸受支持されている。第１ボールベアリング４６は、アウターレース４７とインナーレース４８との間に転動体としての鋼球４９を複数設けてなるいわゆる深溝玉軸受である。
【００２８】
そして、モータ回転軸２４のうちＥＣＵ２１側の端部は、第１軸受収容部４５の内周側を挿通して制御回路収容空間４４に臨んでいて、制御回路収容空間４４内に設けられた回転位置センサとしてのレゾルバ３５に接続されている。つまり、レゾルバ３５は、モータ回転子３６と制御モジュール４３との間の位置に設けられている。言い換えるならば、モータ回転軸２４のうちモータ回転子３６とレゾルバ３５との間の軸方向位置に第１ボールベアリング４６が設けられている。
【００２９】
レゾルバ３５は、モータ回転軸２４のうちＥＣＵ２１側の端部に一体的に固定されたセンサ回転子としてのレゾルバロータ５０と、そのレゾルバロータ５０の外周側となる位置で第１ハウジング部材３８の隔壁３８ａにセンサ固定子として固定された環状のレゾルバステータ５１と、を備えていて、レゾルバステータ５１は、レゾルバロータ５０と一体に回転するモータ固定子３７の回転位置に応じた検出信号を接続端子５２を介して制御モジュール４３へ出力するようになっている。
【００３０】
一方、第２ハウジング部材３９のうち底壁３９ａの中央部には、略円筒状の第２軸受収容部５３がモータ要素収容空間３４ａに向けて突出形成され、その第２軸受収容部５３に、モータ回転軸２４のうちウォームシャフト２３側の端部を回転自在に支持する第２ボールベアリング５４が収容されている。第２ボールベアリング５４は、アウターレース５５とインナーレース５６との間に転動体としての鋼球５７を複数設けてなるいわゆる深溝玉軸受である。
【００３１】
そして、モータ回転軸２４のうちウォームシャフト２３側の端部は、第２軸受収容部５３を挿通してウォームギヤハウジング２６のウォームシャフト収容部２６ｂ内にまで延びていて（図３参照）、そのウォームシャフト収容部２６ｂ内でオルダム継手２９を介してウォームシャフト２３に接続されている。
【００３２】
さらに、モータ回転軸２４の軸受構造についてより詳しく説明するに、モータ回転軸２４は、当該モータ回転軸２４のうち軸方向の中間部に形成され、外周側にモータ回転子３６が一体的に固定された大径部５８と、当該モータ回転軸２４のうちレゾルバ３５側の端部に形成され、且つ大径部５８よりも小径な第１小径部５９と、当該モータ回転軸２４のうちウォームシャフト２３側の端部に形成され、且つ大径部５８よりも小径な第２小径部６０と、を有する段付き形状を呈している。なお、第１小径部５９と第２小径部６０とは互いに同一の形状に形成されている。
【００３３】
そして、第１ボールベアリング４６のインナーレース４８のうち第２ボールベアリング５４側の端面４８ａが、モータ回転軸２４のうち大径部５８と第１小径部５９との間に第１当接部として形成された第１段状部６１に当接しているとともに、第２ボールベアリング５４のインナーレース５６のうち第１ボールベアリング４６側の端面５６ａが、モータ回転軸２４のうち大径部５８と第２小径部６０との間に第２当接部として形成された第２段状部６２に当接している。
【００３４】
他方、第１ボールベアリング４６のアウターレース４７のうち第２ボールベアリング５４とは反対側の端面４７ａは、第１軸受収容部４５の内周側に第３当接部として突出形成された円環状の突出部４５ａに当接しているとともに、第１ボールベアリング４６のアウターレース４７のうち第２ボールベアリング５４側の端面４７ｂは、第１軸受収容部４５の内周面に位置規制部材として取り付けられたスナップリング６３に当接している。つまり、突出部４５ａから離間する方向におけるアウターレース４７の変位をスナップリング６３が規制することにより、アウターレース４７が、第１ハウジング部材３８に対して軸方向で相対変位不能に位置決め固定されている。なお、図５の符号４５ｂは、第１軸受収容部４５の内周面に形成され、スナップリング６３が嵌合する環状溝である。
【００３５】
さらに、第２ボールベアリング５４のアウターレース５５は、付勢部材であるウェーブワッシャ６４によって第１ボールベアリング４６側へ向けて付勢されている。ウェーブワッシャ６４は、第２ボールベアリング５４のアウターレース５５のうち第１ボールベアリング５４とは反対側の端面５５ａと第２軸受収容部５３の内周側に突出形成された円環状の突出部５３ａとの間に、軸方向で所定量だけ圧縮変形した状態で設けられ、その圧縮変形に基づく復元力により、第２ボールベアリング５４のアウターレース５５を第１ボールベアリング４６側へ付勢している。
【００３６】
すなわち、本実施の形態によれば、第２ボールベアリング５４のアウターレース５５が上述したように付勢されていることから、その第２ボールベアリング５４のアウターレース５５と各鋼球５７およびインナーレース５６を介してモータ回転軸２４がレゾルバ３５側へ向けて付勢されるとともに、そのモータ回転軸２４の第１段状部６１によって第１ボールベアリング４６のインナーレース４８がレゾルバ３５側へ向けて付勢されることになる。その結果、第１ボールベアリング４６および第２ボールベアリング５４のそれぞれにアキシアル方向の予圧が付与され、それらの両ベアリング４６，５４の内部すきまがなくなる。これにより、モータ回転軸２４の回転時における軸方向および径方向の振動が抑制され、電動モータＭからの異音の発生を抑制することができる。
【００３７】
ここで、図３に示すように、電動モータＭからウォームギヤ機構２０を介してピニオンシャフト４へ回転動力が伝達されると、特に電動モータＭの回転方向が反転したときに、ウォームシャフト２３は、ウォームホイール２２から受ける反力によって両ボールベアリング２７，２８の持つ内部すきまの分だけ軸方向に変位することになる。
【００３８】
そして、オルダム継手２９がウォームシャフト２３とモータ回転軸２４との接近離間方向の相対変位を許容していることは上述したとおりであるから、ウォームシャフト２３がモータ回転軸２４から離間する方向に変位した場合には、当該ウォームシャフト２３の推力がモータ回転軸２４に伝達されることはない。
【００３９】
一方、ウォームシャフト２３がモータ回転軸２４に接近する方向に変位した場合には、オルダム継手２９がいわゆる底突き状態となって、モータ回転軸２４がレゾルバ３５側へ向けて押圧されることになる。
【００４０】
しかしながら、本実施の形態では、ウェーブワッシャ６４によってモータ回転軸２４をレゾルバ３５側へ付勢することにより、そのモータ回転軸２４がレゾルバ３５側へ向かう方向で第１，第２ボールベアリング４６，５４の内部すきまをなくしていることから、モータ回転軸２４がウォームシャフト２３によって押圧されても、当該モータ回転軸２４がレゾルバ３５側へ向かってさらに変位するようなことはない。これにより、レゾルバステータ５１とレゾルバロータ５０との軸方向の位置ずれが抑制され、レゾルバ３５によるモータ回転子３６の回転位置検出の精度が向上する。
【００４１】
しかも、第１ボールベアリング４６のアウターレース４７は、スナップリング６３により、第１ハウジング部材３８に対して軸方向で相対変位不能に位置決め固定されているため、外部からモータハウジング３４へ振動が入力された場合であっても、第１ボールベアリング４６のアウターレース４７が第１ハウジング部材３８に対して軸方向で相対変位することがなく、レゾルバステータ５１とレゾルバロータ５０との軸方向の位置ずれのほか、電動モータＭからの異音の発生をより効果的に抑制することができる。
【００４２】
また、レゾルバ３５を挟んでモータ回転子３６とは反対側の位置に制御モジュール４３が設けられていることから、レゾルバ３５と制御モジュール４３との電気的な接続を容易に行えるようになるメリットもある。
【００４３】
さらに、第１ボールベアリング４６をスナップリング６３によって第１ハウジング部材３８に組み付ける組付作業は、第２ハウジング部材３９と第１ハウジング部材３８とを組み合わせる前に行うことになるが、モータ固定子３６を第１ハウジング部材３８ではなく第２ハウジング部材３９に固定していることから、モータ固定子３６が第１ボールベアリング４６の組付作業の妨げにならず、その組付作業性が向上する。
【００４４】
その上、第１ハウジング部材３８のうち第２ハウジング部材３９側の開口端面３８ｂが、モータ固定子３６の軸方向中央位置Ｐよりも第１ボールベアリング４６側の位置に形成されていることから、第１ハウジング部材３８のうち第２ハウジング部材３９側の開口から第１ボールベアリング４６を組み付ける組付作業がさらに容易となる。
【００４５】
ここで、上述した実施の形態から把握される特許請求の範囲に記載した以外の技術的思想について、以下に説明する。
【００４６】
（１）上記モータハウジングは、上記第１ボールベアリングが収容された第１軸受収容部を有する第１ハウジング部材と、上記第２ボールベアリングが収容された第２軸受収容部を有する第２ハウジング部材とに軸方向で分割されていて、
上記第１ハウジング部材に上記モータ固定子が固定されていることを特徴とする請求項３に記載のパワーステアリング装置。
【００４７】
（１）に記載の技術的思想によれば、上記第１ハウジング部材と上記第２ハウジング部材とを組み合わせるのに先だって、上記第１ボールベアリングを請求項３に記載の位置規制部材によって上記第１ハウジング部材の第１軸受収容部に組み付けるときに、上記モータ固定子がその組付作業を妨げることがなく、上記第１ボールベアリングの組付作業性が向上する。
【００４８】
（２）上記第１ハウジング部材のうち上記第２ハウジング側の開口端面が、上記モータ回転子の軸方向中央位置よりも上記第１ボールベアリング側の位置に形成されていることを特徴とする（１）に記載のパワーステアリング装置。
【００４９】
（２）に記載の技術的思想によれば、上記第１ハウジング部材のうち上記第２ハウジング部材側の開口端面から上記第１ボールベアリングを挿入し、その第１ボールベアリングを上記位置規制部材によって上記第１軸受収容部に組み付ける組付作業がさらに容易に行えるようになる。
【符号の説明】
【００５０】
９…ステアリングギヤ（操舵機構）
１３…転舵輪
２０…ウォームギヤ機構（減速機構）
２３…ウォームシャフト（減速機構の入力軸）
２４…モータ回転軸
２９…オルダム継手（軸継手）
３４…モータハウジング
３５…レゾルバ（回転位置センサ）
３６…モータ回転子
３７…モータ固定子
４３…制御モジュール（制御回路）
４５ａ…突出部（第３当接部）
４６…第１ボールベアリング
４７…第１ボールベアリングのアウターレース
４８…第１ボールベアリングのインナーレース
５０…レゾルバロータ（センサ回転子）
５１…レゾルバステータ（センサ固定子）
５４…第２ボールベアリング
５５…第２ボールベアリングのアウターレース
５６…第２ボールベアリングのインナーレース
６１…第１段状部（第１当接部）
６２…第２段状部（第２当接部）
６３…スナップリング（位置規制部材）
６４…ウェーブワッシャ（付勢部材）
ＳＷ…ステアリングホイール
Ｍ…電動モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの回転を転舵輪に伝達する操舵機構と、
モータ回転子とそのモータ回転子の外周側に位置するモータ固定子とをモータハウジング内に収容するとともに、上記モータ回転子と一体に回転するモータ回転軸を上記モータ回転子の内周側に挿通させてなり、上記操舵機構に操舵アシスト力を付与する電動モータと、
上記電動モータのモータ回転軸と上記操舵機構との間に介装され、上記モータ回転軸の回転を上記操舵機構に伝達する減速機構と、
上記モータ回転軸と上記減速機構の入力軸との間に介装され、上記モータ回転軸と上記減速機構の入力軸との離間方向の相対変位を許容しつつ、上記モータ回転軸の回転を上記減速機構の入力軸に伝達する軸継手と、
上記モータ回転軸のうち上記モータ回転子を挟んで上記減速機構とは反対側の部分に固定されたセンサ回転子と、そのセンサ回転子の外周側となる位置で上記モータハウジングに対して固定され、上記センサ回転子の回転方向における位置を検出するセンサ固定子とから構成された回転位置センサと、
上記回転位置センサの出力信号に基づいて上記電動モータを回転駆動する制御回路と、
上記モータハウジングと上記モータ回転軸との間に設けられ、上記モータ回転軸のうち上記モータ回転子よりも上記回転位置センサ側の部分を回転可能に支持する第１ボールベアリングと、
上記モータハウジングと上記モータ回転軸との間に設けられ、上記モータ回転軸のうち上記モータ回転子よりも上記減速機構側の部分を回転可能に支持する第２ボールベアリングと、
上記モータ回転軸に設けられ、上記第１ボールベアリングのインナーレースのうち上記第２ボールベアリング側の端面が当接する第１当接部と、
上記モータ回転軸に設けられ、上記第２ボールベアリングのインナーレースのうち上記第１ボールベアリング側の端面が当接する第２当接部と、
上記ハウジングに設けられ、上記第１ボールベアリングのアウターレースのうち上記第２ボールベアリングとは反対側の端面が当接する第３当接部と、
上記第２ボールベアリングのアウターレースを上記第１ボールベアリング側に向けて付勢する付勢部材と、
を備えていて、上記付勢部材の付勢力をもって上記第１ボールベアリングと第２ボールベアリングとにそれぞれ予圧を付与していることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
上記制御回路は、上記回転位置センサを挟んで上記モータ回転子とは反対側の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
上記第１ボールベアリングのアウターレースの変位を上記第３当接部から離間する方向で規制する変位規制部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項１】
ステアリングホイールの回転を転舵輪に伝達する操舵機構と、
モータ回転子とそのモータ回転子の外周側に位置するモータ固定子とをモータハウジング内に収容するとともに、上記モータ回転子と一体に回転するモータ回転軸を上記モータ回転子の内周側に挿通させてなり、上記操舵機構に操舵アシスト力を付与する電動モータと、
上記電動モータのモータ回転軸と上記操舵機構との間に介装され、上記モータ回転軸の回転を上記操舵機構に伝達する減速機構と、
上記モータ回転軸と上記減速機構の入力軸との間に介装され、上記モータ回転軸と上記減速機構の入力軸との離間方向の相対変位を許容しつつ、上記モータ回転軸の回転を上記減速機構の入力軸に伝達する軸継手と、
上記モータ回転軸のうち上記モータ回転子を挟んで上記減速機構とは反対側の部分に固定されたセンサ回転子と、そのセンサ回転子の外周側となる位置で上記モータハウジングに対して固定され、上記センサ回転子の回転方向における位置を検出するセンサ固定子とから構成された回転位置センサと、
上記回転位置センサの出力信号に基づいて上記電動モータを回転駆動する制御回路と、
上記モータハウジングと上記モータ回転軸との間に設けられ、上記モータ回転軸のうち上記モータ回転子よりも上記回転位置センサ側の部分を回転可能に支持する第１ボールベアリングと、
上記モータハウジングと上記モータ回転軸との間に設けられ、上記モータ回転軸のうち上記モータ回転子よりも上記減速機構側の部分を回転可能に支持する第２ボールベアリングと、
上記モータ回転軸に設けられ、上記第１ボールベアリングのインナーレースのうち上記第２ボールベアリング側の端面が当接する第１当接部と、
上記モータ回転軸に設けられ、上記第２ボールベアリングのインナーレースのうち上記第１ボールベアリング側の端面が当接する第２当接部と、
上記ハウジングに設けられ、上記第１ボールベアリングのアウターレースのうち上記第２ボールベアリングとは反対側の端面が当接する第３当接部と、
上記第２ボールベアリングのアウターレースを上記第１ボールベアリング側に向けて付勢する付勢部材と、
を備えていて、上記付勢部材の付勢力をもって上記第１ボールベアリングと第２ボールベアリングとにそれぞれ予圧を付与していることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
上記制御回路は、上記回転位置センサを挟んで上記モータ回転子とは反対側の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
上記第１ボールベアリングのアウターレースの変位を上記第３当接部から離間する方向で規制する変位規制部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のパワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１９７０５２（Ｐ２０１２−１９７０５２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６３５０１（Ｐ２０１１−６３５０１）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（３０１０４１４４９）日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（３０１０４１４４９）日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
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