電動パワーステアリング装置
【課題】トルク伝達の遅れを防止するとともに、ウォーム軸の傾動に伴う反力が過大になることを抑制しつつ、トルクの伝達効率が低下することを抑制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】軸継手は、板厚方向に弾性変形可能な金属板からなる各一対の第１及び第２のアーム５３，５４を有する連結部材５１を備えた。そして、ウォーム軸に連結される第１のアーム５３を第１の平面Ｓ１と直交する板状に形成するとともに、同第１のアーム５３に第１の直線Ｌｒ１と交差する湾曲部５３ａ及び連結部５３ｂを形成した。また、モータ軸に連結される第２のアーム５４を第２の平面Ｓ２と直交する板状に形成するとともに、同第２のアーム５４に第２の直線Ｌｒ２と交差する湾曲部５４ａ及び連結部５４ｂを形成した。
【解決手段】軸継手は、板厚方向に弾性変形可能な金属板からなる各一対の第１及び第２のアーム５３，５４を有する連結部材５１を備えた。そして、ウォーム軸に連結される第１のアーム５３を第１の平面Ｓ１と直交する板状に形成するとともに、同第１のアーム５３に第１の直線Ｌｒ１と交差する湾曲部５３ａ及び連結部５３ｂを形成した。また、モータ軸に連結される第２のアーム５４を第２の平面Ｓ２と直交する板状に形成するとともに、同第２のアーム５４に第２の直線Ｌｒ２と交差する湾曲部５４ａ及び連結部５４ｂを形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）には、モータを駆動源としてステアリングシャフトを回転駆動することにより、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するものがある。この種のＥＰＳとしては、ウォーム軸及びウォームホイールを噛合してなる減速機構（ウォーム減速機）を介してモータのトルクをステアリングシャフトに伝達するものが一般に知られている。
【０００３】
ところが、上記のような減速機構が設けられたＥＰＳの場合、そのバックラッシュに起因して、操舵方向の切り替え時等において、歯打ち音が発生することがある。そこで、こうしたＥＰＳには、多くの場合、ウォーム軸の一端をモータ軸（モータの出力軸）に対して傾動可能に連結するとともに、その他端をウォームホイールに近接する方向に付勢することにより、これらの軸間距離を調整してバックラッシュを除去する所謂アンチ・バックラッシュ・システムが組み込まれている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
このようなウォーム軸をモータ軸に対して傾動可能に連結する軸継手として、上記特許文献１には、複数の係合爪を有してトルク伝達可能に係合する一対の継体間に、ゴム等の弾性体を介在させてなるものが開示されている（特許文献１、第３図参照）。特許文献１の軸継手では、係合爪間に配置される弾性体を介してトルクが伝達されるため、同弾性体の変形に伴うトルク伝達の遅れを抑制すべく、その弾性係数を高くすることが望ましい。しかし、ウォーム軸は、一対の継体間で弾性体が圧縮されることにより傾動するため、弾性体の弾性係数を高くすると、ウォーム軸の傾動に伴う弾性体の反発力が大きくなるという背反がある。
【０００５】
そこで、例えば特許文献２には、平坦な十字板状に形成された可撓性を有する金属板（板バネ）により一対の継体を連結してなる軸継手が提案されている（特許文献２、第３図参照）。すなわち、板バネは、その板厚方向には容易に弾性変形するのに対し、板厚方向と直交する方向には剛性が高く、非常に変形し難い。そのため、その板厚方向がモータ軸の回転方向と直交するように板バネを配置することでトルク伝達の遅れを防止するとともに、ウォーム軸の傾動に伴う反発力が過大となることを抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２０３１５４号公報
【特許文献２】特開２００５−２３１４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ウォーム軸を収容するハウジングの寸法精度等に起因して、ウォーム軸の軸心がモータ軸の軸心に対してその径方向にずれた状態、すなわちウォーム軸がモータ軸に対して偏心した状態で組み付けられることがある。
【０００８】
しかし、上記特許文献２の軸継手では、板バネ全体が平坦な形状に形成されていることから、モータ軸の回転方向のみならずその径方向における剛性も高くなるため、ウォーム軸がモータ軸に対して偏心することがほとんど許容されなくなる。そのため、この軸継手を介して偏心した状態のモータ軸とウォーム軸とを連結すると、これらウォーム軸及びモータ軸に大きな応力が作用することになる。その結果、ウォーム軸及びモータ軸の円滑な回転が妨げられることでトルクの伝達効率が低下する虞があり、この点においてなお改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、トルク伝達の遅れを防止するとともに、ウォーム軸の傾動に伴う反力が過大になることを抑制しつつ、トルクの伝達効率が低下することを抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ウォーム軸及びウォームホイールを噛合してなる減速機構と、前記減速機構を介してステアリングシャフトに駆動連結されるモータと、モータ軸に対して前記ウォーム軸の一端部を傾動可能に連結する軸継手と、前記ウォーム軸の他端部を前記ウォームホイール側に付勢する付勢手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、前記軸継手は、板厚方向に弾性変形可能な板材からなる各一対の第１及び第２のアームを有する連結部材を備え、前記第１のアームは、前記モータ軸の軸線を含む第１の平面と直交する板状に形成されるとともに、該第１の平面と平行で前記モータ軸の径方向に沿った第１の直線と交差する径方向変形部を有し、前記第２のアームは、前記モータ軸の軸線を含み前記第１の平面と交差する第２の平面と直交する板状に形成されるとともに、該第２の平面と平行で前記モータ軸の径方向に沿った第２の直線と交差する径方向変形部を有することを要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、第１及び第２のアームは、それぞれモータ軸の軸線を含む第１及び第２の平面と直交する板状に形成されることから、その板厚方向は第１及び第２の平面と平行になる。ここで、モータ軸の軸線を含む任意の平面は、モータ軸の回転方向と直交するものであるため、第１及び第２のアームの板厚方向と回転方向とが直交することになり、連結部材の回転方向における剛性を確保することができる。従って、第１及び第２のアームをそれぞれウォーム軸及びモータ軸に連結することにより、トルク伝達の遅れを防止するとともに、ウォーム軸の傾動に伴う反発力が過大となることを抑制できる。
【００１２】
また、第１及び第２のアームの径方向変形部は、それぞれモータ軸の径方向に沿った第１及び第２の直線と交差するため、その板厚方向が第１及び第２の直線方向と直交しなくなる。つまり、第１及び第２のアームは、それぞれ第１及び第２の直線方向（モータ軸の径方向）に容易に弾性変形することが可能になるため、軸継手がウォーム軸のモータ軸に対する偏心を許容できるようになる。従って、偏心した状態のウォーム軸とモータ軸とを連結しても、第１及び第２のアームがそれぞれ第１及び第２の直線方向に弾性変形することにより、これらウォーム軸及びモータ軸に大きな応力が作用することを抑制できる。これにより、ウォーム軸及びモータ軸の円滑な回転が可能になり、トルクの伝達効率が低下することを抑制できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記モータ軸に対する傾動及び軸方向移動を許容しつつ前記ウォーム軸を回転可能に支持する支持手段を備え、前記第１及び第２のアームは、それぞれ前記モータ軸の軸方向に沿った直線と交差する軸方向変形部を有することを要旨とする。
【００１４】
ここで、ウォーム軸及びウォームホイールを噛合させてなる減速機構を備えたＥＰＳでは、アシスト力が付与されない微小な範囲（不感帯）で操舵する際には、ウォーム軸はモータにより駆動されていないため、ステアリングシャフトに連結されたウォームホイールによってウォーム軸を回転させる必要がある。つまり、不感帯では、ウォームホイールから入力される力（逆入力）によって、ウォーム軸を回転させることになるため、操舵開始時において、ウォームホイールに比較的大きなトルクを付与しなければ操舵できず、これが所謂引っ掛かり感となることで操舵フィーリングの低下を招く虞がある。
【００１５】
この点、上記構成によれば、第１及び第２のアームは、モータ軸の軸方向に沿った直線と交差する軸方向変形部を有するため、モータ軸の軸方向に容易に弾性変形することが可能になる。そして、ウォーム軸は、支持手段によりモータ軸に対する軸方向移動が許容された状態で支持されるため、第１及び第２のアームが軸方向に弾性変形することでウォーム軸の軸方向移動が可能になる。そのため、操舵開始時において、ウォーム軸を回転させることなく、同ウォーム軸が軸方向に移動することでウォームホイールが回転できるようになり、引っ掛かり感を低減することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記第１のアームは、前記ウォーム軸に対して前記第１の直線と平行な第１の回動軸まわりに回動可能に連結され、前記第２のアームは、前記モータ軸に対して前記第２の直線と平行な第２の回動軸まわりに回動可能に連結されたことを要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、ウォーム軸が第１及び第２の回動軸を中心として回動することにより、ウォーム軸がモータ軸に対して傾動するようになる。そのため、第１及び第２のアームが弾性変形することによりウォーム軸が傾動する場合に比べ、ウォーム軸の傾動に伴って反発力が発生し難くなり、ウォーム軸及びウォームホイールの各歯部の摩耗が進んだ場合でも容易にウォーム軸を傾動させることができるようになる。これにより、各歯部の摩耗が進んでもバックラッシュを除去することが可能になり、長期に亘って歯打ち音の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、トルク伝達の遅れを防止するとともに、ウォーム軸の傾動に伴う反力が過大になることを抑制しつつ、トルクの伝達効率が低下することを抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】本実施形態のＥＰＳアクチュエータの概略構成を示す断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】本実施形態の軸継手（連結部材）を示す斜視図。
【図５】（ａ）本実施形態の軸継手近傍の第１の直線に沿った断面を示す拡大断面図、（ｂ）軸継手近傍の第２の直線に沿った断面を示す拡大断面図。
【図６】（ａ），（ｂ）偏心した状態のウォーム軸とモータ軸とを連結した状態の軸継手を示す模式図。
【図７】（ａ），（ｂ）ウォーム軸がモータ軸に対して軸方向移動した状態の軸継手を示す模式図。
【図８】別例の軸継手を示す側面図。
【図９】別例の軸継手を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。これにより、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。なお、ステアリングシャフト３は、コラム軸８、中間軸９、及びピニオン軸１０を連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
【００２１】
また、ＥＰＳ１は、モータ２１を駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するＥＰＳアクチュエータ２２と、同ＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御するＥＣＵ２３とを備えている。
【００２２】
ＥＰＳアクチュエータ２２は、所謂コラムアシスト型のＥＰＳアクチュエータとして構成されており、モータ２１は、減速機構２５を介してコラム軸８と駆動連結されている。減速機構２５は、モータ２１に連結されたウォーム軸２６と、コラム軸８に連結されたウォームホイール２７とを噛合することにより構成されている。そして、モータ２１の回転を減速機構２５により減速してコラム軸８に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成になっている。
【００２３】
一方、ＥＣＵ２３には、車速センサ２８及びトルクセンサ２９が接続されている。そして、ＥＣＵ２３は、これらセンサにより検出される車速Ｖ及び操舵トルクτに基づいて、ＥＰＳアクチュエータ２２の作動、すなわち操舵系に付与するアシスト力の制御を実行する構成になっている。なお、本実施形態では、検出される操舵トルクτ（の絶対値）が所定の閾値以下である場合には、その操舵トルクτに関わらずアシスト力を付与しない所謂不感帯が設定されている。
【００２４】
次に、本実施形態におけるＥＰＳアクチュエータの構成について説明する。
図２に示すように、ＥＰＳアクチュエータ２２は、減速機構２５を収容するハウジング３１を備えている。このハウジング３１は、ウォーム軸２６が収容されるウォーム軸収容部３２、及び同ウォーム軸収容部３２に連続して形成されるとともにウォームホイール２７が収容されるウォームホイール収容部３３を有している。ウォーム軸収容部３２は、ウォーム軸２６の軸方向（図２における左右方向）に延びる円柱状の空間であり、その一端側（図２における右側）は、モータ２１が固定されるモータ固定孔３４に連通している。また、ウォーム軸収容部３２の他端側（図２における左側）は外部に開口しており、この開口端はエンドカバー３５により閉塞されている。
【００２５】
モータ２１は、ハウジング３１に貫設されたステアリングシャフト３（コラム軸８）の軸方向に対して、そのモータ軸３６の軸方向が直交するように同ハウジング３１のモータ固定孔３４に固定されている。そして、そのモータ軸３６に連結されたウォーム軸２６は、その両端がハウジング３１内に設けられた第１及び第２の軸受３７，３８により回転可能に支持されるとともに、ステアリングシャフト３に連結されたウォームホイール２７に噛合されている。なお、本実施形態では、第１及び第２の軸受３７，３８には、ボール軸受が採用されている。
【００２６】
ここで、本実施形態のＥＰＳアクチュエータ２２には、その減速機構２５を構成するウォーム軸２６とウォームホイール２７との間の軸間距離を調整してバックラッシュを除去するための所謂アンチ・バックラッシュ・システムが組み込まれている。すなわち、ウォーム軸２６の一端部（図２における右側端部）２６ａは、軸継手４１によりモータ軸３６に対して傾動可能に連結されおり、その他端部（図２における左側端部）２６ｂは、付勢手段としての湾曲板バネ４２により、ウォームホイール２７側に付勢されている。
【００２７】
詳述すると、ウォーム軸２６は、支持手段としての第１及び第２の軸受３７，３８により、モータ軸３６に対する傾動及び軸方向移動が許容された状態で回転可能に支持されている。ウォーム軸２６の一端部２６ａを支持する第１の軸受３７は、ウォーム軸収容部３２内に固定されている。そして、ウォーム軸２６の一端部２６ａは、第１の軸受３７の内輪との間に若干の隙間が設けられる隙間嵌めの状態で嵌合されることにより、同第１の軸受３７に対してその軸方向に移動可能に設けられている。
【００２８】
一方、ウォーム軸２６の他端部２６ｂを支持する第２の軸受３８は、ウォームホイール２７に対して接離する方向（図２における上下方向）に移動可能に設けられるとともに、ウォーム軸２６の軸方向に移動可能に設けられている。具体的には、ウォーム軸収容部３２の他端側（図２における左側）には、その内径が第２の軸受３８の外径よりも大きな支持部４３が形成されている。第２の軸受３８は、エンドカバー３５との間にウォーム軸２６の軸方向に間隔を空けて支持部４３内に設けられることにより、ウォームホイール２７に対して接離する方向に移動可能、且つウォーム軸２６の軸方向に移動可能に設けられている。そして、ウォーム軸２６は、その他端部２６ｂが第２の軸受３８の内輪に圧入されることにより、同第２の軸受３８と一体でモータ軸３６に対してその軸方向に移動可能、且つ傾動可能に設けられている。
【００２９】
ウォーム軸２６の他端部２６ｂを付勢する湾曲板バネ４２は、第２の軸受３８の外周を囲繞するように湾曲して形成されている。詳しくは、図３に示すように、湾曲板バネ４２は、第２の軸受３８の外輪に当接する円弧状の円弧部４５と、この円弧部４５よりも径方向外側に配置されるバネ部４６と、これら円弧部４５及び各バネ部４６の両端をそれぞれ接続する接続部４７とからなる。支持部４３の周壁には、湾曲板バネ４２のバネ部４６を収容する収容凹部４８が形成されている。そして、バネ部４６が当該収容凹部４８の底面４８ａに当接して当該底面４８ａを押圧することにより、第２の軸受３８は、ウォームホイール２７側に向って付勢されている。これにより、ウォーム軸２６がその一端側を中心として傾動し、ウォーム軸２６とウォームホイール２７との軸間距離が調整され、バックラッシュが除去されるようになっている。
【００３０】
（ウォーム軸と出力軸との連結構造）
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるウォーム軸とモータ軸との連結構造について説明する。
【００３１】
図４及び図５に示すように、軸継手４１は、バネ鋼等の板材からなる湾曲板状の連結部材５１を備えている。連結部材５１は、平板状のベース５２、ベース５２から延出されてウォーム軸２６に連結される一対の第１のアーム５３、及びベース５２から延出されてモータ軸３６に連結される一対の第２のアーム５４からなる。なお、本実施形態では、第１及び第２のアーム５３，５４は、それぞれ円柱状に形成された第１及び第２の継体５５，５６を介してウォーム軸２６及びモータ軸３６と一体回転可能に連結されている。
【００３２】
第１及び第２のアーム５３，５４は、それぞれ湾曲板状に形成されており、その板厚方向に弾性変形可能な板バネとして構成されている。そして、図４及び図５（ａ）に示すように、第１のアーム５３は、モータ軸３６の軸線Ｌｍを含む第１の平面Ｓ１と直交するとともに、その一部が該第１の平面Ｓ１と平行でモータ軸３６の径方向に沿った第１の直線Ｌｒ１及びモータ軸３６の軸方向に沿った直線Ｌｓと交差するように形成されている。一方、図４及び図５（ｂ）に示すように、第２のアーム５４は、モータ軸３６の軸線Ｌｍを含み第１の平面Ｓ１と直交する第２の平面Ｓ２と直交するとともに、その一部が該第２の平面Ｓ２と平行でモータ軸３６の径方向に沿った第２の直線Ｌｒ２及びモータ軸３６の軸方向に沿った直線Ｌｓと交差するように形成されている。
【００３３】
具体的には、各第１のアーム５３は、第１の平面Ｓ１と直交した状態を保ちつつ、ベース５２からモータ軸３６の径方向外側に向かうにつれてウォーム軸２６側に近接する円弧板状の湾曲部５３ａ、及び湾曲部５３ａから同モータ軸３６の軸方向に沿ってウォーム軸２６側に延びる平板状の連結部５３ｂからなる。一方、各第２のアーム５４は、第２の平面Ｓ２と直交した状態を保持しつつ、ベース５２からモータ軸３６の径方向外側に向かうにつれてモータ軸３６側に近接する円弧板状の湾曲部５４ａ、及び湾曲部５４ａから同モータ軸３６の軸方向に沿ってモータ軸３６側に延びる平板状の連結部５４ｂからなる。なお、図４に示すように、第１のアーム５３及び第２のアーム５４のベース５２との接続部分は、これら第１及び第２のアーム５３，５４とが直交せず、滑らかな円弧状となるように形成されており、当該接続部分の応力集中が低減されるようになっている。
【００３４】
ここで、モータ軸３６の軸線Ｌｍを含む任意の平面は、モータ軸３６の回転方向と直交する。従って、第１及び第２のアーム５３，５４の板厚方向は、モータ軸３６の回転方向と直交することになり、同モータ軸３６の回転方向における剛性が高くなるように構成されている。また、第１のアーム５３における湾曲部５３ａ及び連結部５３ｂの板厚方向は、第１の直線方向（モータ軸３６の径方向）と直交しないことになり、第１のアーム５３は同方向に弾性変形可能に構成されている。同様に、第２のアーム５４における湾曲部５４ａ及び連結部５４ｂの板厚方向は、第２の直線方向と直交しないことになり、第２のアーム５４は同方向に弾性変形可能に構成されている。さらに、湾曲部５３ａ，５４ａの板厚方向は、モータ軸３６の軸方向と直交しないことになり、第１及び第２のアーム５３，５４は同方向に弾性変形可能に構成されている。すなわち、本実施形態では、湾曲部５３ａ，５４ａ及び連結部５３ｂ，５４ｂが径方向変形部に相当し、湾曲部５３ａ，５４ａが軸方向変形部に相当する。
【００３５】
そして、第１のアーム５３は、第１の継体５５（ウォーム軸２６）に対して第１の直線Ｌｒ１と平行な第１の回動軸６１回りに回動可能に連結されるとともに、第２のアーム５４は、第２の継体５６（モータ軸３６）に対して第２の直線Ｌｒ２と平行な、すなわち第１の回動軸６１と直交する第２の回動軸６２回りに回動可能に連結されている。
【００３６】
具体的には、第１及び第２の継体５５，５６には、その径方向に貫通した軸孔６３，６４がそれぞれ形成されるとともに、第１及び第２のアーム５３，５４の連結部５３ｂ，５４ｂには、軸孔６３，６４と対応する貫通孔６５，６６がそれぞれ形成されている。そして、第１のアーム５３は、軸孔６３及び貫通孔６５に軸状の第１の回動軸６１が挿通され、同第１の回動軸６１の両端がかしめられることにより、第１の継体５５に対して回動可能に連結されている。同様に、第２のアーム５４は、軸孔６４及び貫通孔６６に軸状の第２の回動軸６２が挿通され、同第２の回動軸６２の両端がかしめられることにより、第２の継体５６に対して回動可能に連結されている。これにより、ウォーム軸２６は、第１の回動軸６１を中心として回動する。また、ウォーム軸２６は、連結部材５１と一体で第２の回動軸６２を中心として回動する。そして、ウォーム軸２６は、第１及び第２の回動軸６１，６２を中心として回動することにより、モータ軸３６に対して傾動するようになっている。
【００３７】
このように構成された軸継手４１では、図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１のアーム５３が第１の直線方向に弾性変形すること、及び第２のアーム５４が第２の直線方向に弾性変形することにより、ウォーム軸２６の軸線Ｌｗ（軸心）がモータ軸３６の軸線Ｌｍ（軸心）に対してその径方向にずれた状態となることが許容される。すなわち、ウォーム軸２６がモータ軸３６に対して偏心した状態となることが許容される。また、上記のように、ウォーム軸２６は第１及び第２の軸受３７，３８によりモータ軸３６の軸方向への移動が許容された状態で支持されているため、図７（ａ），（ｂ）に示すように、第１及び第２のアーム５３，５４が軸方向に弾性変形することで、ウォーム軸２６の軸方向移動が可能となっている。
【００３８】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）第１のアーム５３を第１の平面Ｓ１と直交する板状に形成するとともに、同第１のアーム５３に第１の直線Ｌｒ１と交差する湾曲部５３ａ及び連結部５３ｂを形成した。また、第２のアーム５４を第２の平面Ｓ２と直交する板状に形成するとともに、同第２のアーム５４に第２の直線Ｌｒ２と交差する湾曲部５４ａ及び連結部５４ｂを形成した。
【００３９】
上記構成によれば、連結部材５１の回転方向における剛性を確保することができるため、第１及び第２のアーム５３，５４をそれぞれウォーム軸２６及びモータ軸３６に連結することにより、トルク伝達の遅れを防止するとともに、ウォーム軸２６の傾動に伴う反発力が過大となることを抑制できる。また、第１及び第２のアーム５３，５４は、それぞれ第１及び第２の直線方向（モータ軸３６の径方向）に容易に弾性変形することが可能になるため、軸継手４１がウォーム軸２６のモータ軸３６に対する偏心を許容できるようになる。従って、ハウジング３１の寸法精度等に起因して偏心した状態のウォーム軸２６とモータ軸３６とを連結しても、第１及び第２のアーム５３，５４がそれぞれ第１及び第２の直線方向に弾性変形することにより、これらウォーム軸２６及びモータ軸３６に大きな応力が作用することを抑制できる。これにより、ウォーム軸２６及びモータ軸３６の円滑な回転が可能になり、トルクの伝達効率が低下することを抑制できる。
【００４０】
（２）モータ軸３６に対する傾動及び軸方向移動を許容しつつ前記ウォーム軸２６を回転可能に支持する第１及び第２の軸受３７，３８を備え、第１及び第２のアーム５３，５４に直線Ｌｓと交差する湾曲部５３ａ，５４ａを形成した。
【００４１】
ここで、本実施形態のＥＰＳ１では、アシスト力が付与されない微小な範囲（不感帯）で操舵する際には、ウォーム軸２６はモータ２１により駆動されていないため、ステアリングシャフト３に連結されたウォームホイール２７によってウォーム軸２６を回転させる必要がある。つまり、不感帯では、ウォームホイール２７から入力される力（逆入力）によって、ウォーム軸２６を回転させることになるため、操舵開始時において、ウォームホイール２７に比較的大きなトルクを付与しなければ操舵できず、これが所謂引っ掛かり感となることで操舵フィーリングの低下を招く虞がある。
【００４２】
この点、上記構成によれば、第１及び第２のアーム５３，５４は、モータ軸３６の軸方向に容易に弾性変形することが可能であり、ウォーム軸２６のモータ軸３６に対する軸方向移動が許容されているため、第１及び第２のアーム５３，５４が軸方向に弾性変形することでウォーム軸２６の軸方向移動が可能になる。そのため、操舵開始時において、ウォーム軸２６を回転させることなく、同ウォーム軸２６が軸方向に移動することでウォームホイール２７が回転できるようになり、引っ掛かり感を低減することができる。
【００４３】
（３）第１のアーム５３をウォーム軸２６に対して第１の回動軸６１まわりに回動可能に連結し、第２のアーム５４をモータ軸３６に対して第２の回動軸６２まわりに回動可能に連結したため、ウォーム軸２６が第１及び第２の回動軸６１，６２を中心として回動することにより、モータ軸３６に対して傾動するようになる。そのため、第１及び第２のアーム５３，５４が弾性変形することによりウォーム軸２６が傾動する場合に比べ、ウォーム軸２６の傾動に伴って反発力が発生し難くなり、ウォーム軸２６及びウォームホイール２７の各歯部の摩耗が進んだ場合でも容易にウォーム軸２６を傾動させることができるようになる。これにより、各歯部の摩耗が進んでもバックラッシュを除去することが可能になり、長期に亘って歯打ち音の発生を抑制することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、第１及び第２の継体５６を介して第１及び第２のアーム５３，５４をウォーム軸２６及びモータ軸３６に連結したが、これに限らず、第１及び第２のアーム５３，５４を直接ウォーム軸２６及びモータ軸３６に連結するようにしてもよい。
【００４５】
・上記実施形態において、ウォーム軸２６のモータ軸３６に対する軸方向移動が所定範囲に制限される構成としてもよい。例えば、図８に示すように、第２の継体５６の外周面に係合溝７１を形成し、第１の継体５５に係合溝７１内に挿入されるフック部７２ａを有する係合片７２を形成してもよい。この構成では、フック部７２ａが係合溝７１の側面に当接することにより、ウォーム軸２６のモータ軸３６に対する軸方向移動が制限される。すなわち、これら係合溝７１及び係合片７２により制限手段が構成される。なお、第１の継体５５に係合溝を形成し、第２の継体５６に係合片を形成してもよい。
【００４６】
また、係合溝７１及び係合片７２を形成する場合に限らず、例えば図２に示す第２の軸受３８がエンドカバー３５又は支持部４３の端面に当接することでウォーム軸２６のモータ軸３６に対する軸方向移動が所定範囲に制限されるようにしてもよい。この場合には、第２の軸受３８、エンドカバー３５及び支持部４３により制限手段が構成される。
【００４７】
ここで、ウォーム軸２６の移動可能な範囲が大きくなり過ぎると、例えばモータ２１によりウォーム軸２６が駆動されて回転し始める際等にウォーム軸２６とウォームホイール２７との噛み合い状態に影響が及ぶ虞があり、操舵フィーリングに違和感が生じる場合がある。従って、上記のようにウォーム軸２６のモータ軸３６に対する軸方向移動可能な範囲を所定範囲内に制限することで、ウォーム軸２６が軸方向に移動可能な範囲が大きくなり過ぎることを防ぎ、良好な操舵フィーリングを実現することができる。
【００４８】
・上記実施形態では、軸継手４１は、１つの連結部材５１を備える構成としたが、これに限らず、モータ軸３６の径方向に沿った直線に関して対称な形状となるように互いに連結された一対の連結部材を備える構成としてもよい。具体的には、例えば図９に示すように、ウォーム軸２６側に設けられた連結部材５１の第２のアーム５４と、モータ軸３６側に設けられた連結部材５１の第２のアーム５４とを一体回転可能且つ傾動不能に連結し、各第１のアーム５３をそれぞれ第１及び第２の継体５５，５６に固定する。
【００４９】
ここで、上記実施形態のように一つの連結部材５１によってモータ軸３６にウォーム軸２６を連結した場合、ウォーム軸２６が傾斜した状態で回転すると、同ウォーム軸２６と第１及び第２のアーム５３，５４との相対的な位置関係がその回転に伴って変化することに起因して、同連結部材５１を介して伝達されるトルクが変動する虞がある。この点、上記構成では、一対の連結部材５１がモータ軸３６の径方向に沿った直線Ｌｒに対して対称な形状となるように連結されるため、モータ軸３６側の連結部材５１を介して伝達される際に生じるトルク変動と、ウォーム軸２６側の連結部材５１を介して伝達される際に生じるトルク変動とが互いに打ち消し合うようになる。そのため、軸継手４１全体で、トルク変動が生じることを抑制できるようになる。
【００５０】
・上記実施形態では、第１のアーム５３をウォーム軸２６に対して回動可能に連結し、第２のアーム５４をモータ軸３６に対して回動可能に連結したが、これに限らず、第１のアーム５３をウォーム軸２６に固定し、第２のアーム５４をモータ軸３６に固定してもよい。なお、この場合には、第１及び第２のアーム５３，５４が弾性変形することにより、ウォーム軸２６がモータ軸３６に対して傾動するようになる。
【００５１】
・上記実施形態では、第１及び第２のアーム５３，５４をモータ軸３６の軸方向に弾性変形可能に形成した。しかし、これに限らず、第１及び第２のアーム５３，５４全体を軸方向に沿った平板状とし、その板厚方向が軸方向と直交するようにこれら第１及び第２のアーム５３，５４を形成することで、第１及び第２のアーム５３，５４をモータ軸３６の軸方向に弾性変形しないように形成してもよい。
【００５２】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）前記ウォーム軸の前記モータ軸に対する軸方向移動を所定範囲内に制限する制限手段を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００５３】
ウォーム軸が軸方向に移動可能な構成において、その移動可能な範囲が大きくなり過ぎると、例えばモータによりウォーム軸が駆動されて回転し始める際等に、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合い状態に影響が及ぶ虞があり、操舵フィーリングに違和感が生じる場合がある。この点、上記構成によれば、ウォーム軸のモータ軸に対する軸方向移動が所定範囲内に制限されるため、ウォーム軸が軸方向に移動可能な範囲が大きくなり過ぎることを防ぎ、良好な操舵フィーリングを実現することができる。
【００５４】
（ロ）前記軸継手は、前記モータ軸の径方向に沿った直線に関して対称な形状となるように互いに連結された一対の前記連結部材を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００５５】
一つの連結部材によってモータ軸にウォーム軸を連結した場合、ウォーム軸が傾斜した状態で回転すると、同ウォーム軸と連結部材の第１及び第２のアームとの相対的な位置関係がその回転に伴って変化することに起因して、同連結部材を介してモータ軸からウォーム軸に伝達されるトルクが変動する。この点、上記構成では、一対の連結部材が径方向に沿った直線に対して対称な形状となるように連結されるため、モータ軸側の連結部材を介して伝達される際に生じるトルク変動と、ウォーム軸側の連結部材を介して伝達される際に生じるトルク変動とが互いに打ち消し合うようになる。そのため、軸継手全体で、トルク変動が生じることを抑制できるようになる。
【符号の説明】
【００５６】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、３…ステアリングシャフト、２１…モータ、２２…ＥＰＳアクチュエータ、２５…減速機構、２６…ウォーム軸、２６ａ…一端部、２６ｂ…他端部、２７…ウォームホイール、３１…ハウジング、３６…モータ軸、３７…第１の軸受、３８…第２の軸受、４１…軸継手、４２…湾曲板バネ、５１…連結部材、５２…ベース、５３…第１のアーム、５３ａ，５４ａ…湾曲部、５３ｂ，５４ｂ…連結部、５４…第２のアーム、５５…第１の継体、５６…第２の継体６１…第１の回動軸、６２…第２の回動軸、Ｌｍ…軸線、Ｓ１…第１の平面、Ｓ２…第２の平面、Ｌｒ１…第１の直線、Ｌｒ２…第２の直線、Ｌｍ，Ｌｗ…軸線、Ｌｒ…（径方向に沿った）直線、Ｌｓ…（軸方向に沿った）直線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）には、モータを駆動源としてステアリングシャフトを回転駆動することにより、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するものがある。この種のＥＰＳとしては、ウォーム軸及びウォームホイールを噛合してなる減速機構（ウォーム減速機）を介してモータのトルクをステアリングシャフトに伝達するものが一般に知られている。
【０００３】
ところが、上記のような減速機構が設けられたＥＰＳの場合、そのバックラッシュに起因して、操舵方向の切り替え時等において、歯打ち音が発生することがある。そこで、こうしたＥＰＳには、多くの場合、ウォーム軸の一端をモータ軸（モータの出力軸）に対して傾動可能に連結するとともに、その他端をウォームホイールに近接する方向に付勢することにより、これらの軸間距離を調整してバックラッシュを除去する所謂アンチ・バックラッシュ・システムが組み込まれている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
このようなウォーム軸をモータ軸に対して傾動可能に連結する軸継手として、上記特許文献１には、複数の係合爪を有してトルク伝達可能に係合する一対の継体間に、ゴム等の弾性体を介在させてなるものが開示されている（特許文献１、第３図参照）。特許文献１の軸継手では、係合爪間に配置される弾性体を介してトルクが伝達されるため、同弾性体の変形に伴うトルク伝達の遅れを抑制すべく、その弾性係数を高くすることが望ましい。しかし、ウォーム軸は、一対の継体間で弾性体が圧縮されることにより傾動するため、弾性体の弾性係数を高くすると、ウォーム軸の傾動に伴う弾性体の反発力が大きくなるという背反がある。
【０００５】
そこで、例えば特許文献２には、平坦な十字板状に形成された可撓性を有する金属板（板バネ）により一対の継体を連結してなる軸継手が提案されている（特許文献２、第３図参照）。すなわち、板バネは、その板厚方向には容易に弾性変形するのに対し、板厚方向と直交する方向には剛性が高く、非常に変形し難い。そのため、その板厚方向がモータ軸の回転方向と直交するように板バネを配置することでトルク伝達の遅れを防止するとともに、ウォーム軸の傾動に伴う反発力が過大となることを抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２０３１５４号公報
【特許文献２】特開２００５−２３１４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ウォーム軸を収容するハウジングの寸法精度等に起因して、ウォーム軸の軸心がモータ軸の軸心に対してその径方向にずれた状態、すなわちウォーム軸がモータ軸に対して偏心した状態で組み付けられることがある。
【０００８】
しかし、上記特許文献２の軸継手では、板バネ全体が平坦な形状に形成されていることから、モータ軸の回転方向のみならずその径方向における剛性も高くなるため、ウォーム軸がモータ軸に対して偏心することがほとんど許容されなくなる。そのため、この軸継手を介して偏心した状態のモータ軸とウォーム軸とを連結すると、これらウォーム軸及びモータ軸に大きな応力が作用することになる。その結果、ウォーム軸及びモータ軸の円滑な回転が妨げられることでトルクの伝達効率が低下する虞があり、この点においてなお改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、トルク伝達の遅れを防止するとともに、ウォーム軸の傾動に伴う反力が過大になることを抑制しつつ、トルクの伝達効率が低下することを抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ウォーム軸及びウォームホイールを噛合してなる減速機構と、前記減速機構を介してステアリングシャフトに駆動連結されるモータと、モータ軸に対して前記ウォーム軸の一端部を傾動可能に連結する軸継手と、前記ウォーム軸の他端部を前記ウォームホイール側に付勢する付勢手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、前記軸継手は、板厚方向に弾性変形可能な板材からなる各一対の第１及び第２のアームを有する連結部材を備え、前記第１のアームは、前記モータ軸の軸線を含む第１の平面と直交する板状に形成されるとともに、該第１の平面と平行で前記モータ軸の径方向に沿った第１の直線と交差する径方向変形部を有し、前記第２のアームは、前記モータ軸の軸線を含み前記第１の平面と交差する第２の平面と直交する板状に形成されるとともに、該第２の平面と平行で前記モータ軸の径方向に沿った第２の直線と交差する径方向変形部を有することを要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、第１及び第２のアームは、それぞれモータ軸の軸線を含む第１及び第２の平面と直交する板状に形成されることから、その板厚方向は第１及び第２の平面と平行になる。ここで、モータ軸の軸線を含む任意の平面は、モータ軸の回転方向と直交するものであるため、第１及び第２のアームの板厚方向と回転方向とが直交することになり、連結部材の回転方向における剛性を確保することができる。従って、第１及び第２のアームをそれぞれウォーム軸及びモータ軸に連結することにより、トルク伝達の遅れを防止するとともに、ウォーム軸の傾動に伴う反発力が過大となることを抑制できる。
【００１２】
また、第１及び第２のアームの径方向変形部は、それぞれモータ軸の径方向に沿った第１及び第２の直線と交差するため、その板厚方向が第１及び第２の直線方向と直交しなくなる。つまり、第１及び第２のアームは、それぞれ第１及び第２の直線方向（モータ軸の径方向）に容易に弾性変形することが可能になるため、軸継手がウォーム軸のモータ軸に対する偏心を許容できるようになる。従って、偏心した状態のウォーム軸とモータ軸とを連結しても、第１及び第２のアームがそれぞれ第１及び第２の直線方向に弾性変形することにより、これらウォーム軸及びモータ軸に大きな応力が作用することを抑制できる。これにより、ウォーム軸及びモータ軸の円滑な回転が可能になり、トルクの伝達効率が低下することを抑制できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記モータ軸に対する傾動及び軸方向移動を許容しつつ前記ウォーム軸を回転可能に支持する支持手段を備え、前記第１及び第２のアームは、それぞれ前記モータ軸の軸方向に沿った直線と交差する軸方向変形部を有することを要旨とする。
【００１４】
ここで、ウォーム軸及びウォームホイールを噛合させてなる減速機構を備えたＥＰＳでは、アシスト力が付与されない微小な範囲（不感帯）で操舵する際には、ウォーム軸はモータにより駆動されていないため、ステアリングシャフトに連結されたウォームホイールによってウォーム軸を回転させる必要がある。つまり、不感帯では、ウォームホイールから入力される力（逆入力）によって、ウォーム軸を回転させることになるため、操舵開始時において、ウォームホイールに比較的大きなトルクを付与しなければ操舵できず、これが所謂引っ掛かり感となることで操舵フィーリングの低下を招く虞がある。
【００１５】
この点、上記構成によれば、第１及び第２のアームは、モータ軸の軸方向に沿った直線と交差する軸方向変形部を有するため、モータ軸の軸方向に容易に弾性変形することが可能になる。そして、ウォーム軸は、支持手段によりモータ軸に対する軸方向移動が許容された状態で支持されるため、第１及び第２のアームが軸方向に弾性変形することでウォーム軸の軸方向移動が可能になる。そのため、操舵開始時において、ウォーム軸を回転させることなく、同ウォーム軸が軸方向に移動することでウォームホイールが回転できるようになり、引っ掛かり感を低減することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記第１のアームは、前記ウォーム軸に対して前記第１の直線と平行な第１の回動軸まわりに回動可能に連結され、前記第２のアームは、前記モータ軸に対して前記第２の直線と平行な第２の回動軸まわりに回動可能に連結されたことを要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、ウォーム軸が第１及び第２の回動軸を中心として回動することにより、ウォーム軸がモータ軸に対して傾動するようになる。そのため、第１及び第２のアームが弾性変形することによりウォーム軸が傾動する場合に比べ、ウォーム軸の傾動に伴って反発力が発生し難くなり、ウォーム軸及びウォームホイールの各歯部の摩耗が進んだ場合でも容易にウォーム軸を傾動させることができるようになる。これにより、各歯部の摩耗が進んでもバックラッシュを除去することが可能になり、長期に亘って歯打ち音の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、トルク伝達の遅れを防止するとともに、ウォーム軸の傾動に伴う反力が過大になることを抑制しつつ、トルクの伝達効率が低下することを抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】本実施形態のＥＰＳアクチュエータの概略構成を示す断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】本実施形態の軸継手（連結部材）を示す斜視図。
【図５】（ａ）本実施形態の軸継手近傍の第１の直線に沿った断面を示す拡大断面図、（ｂ）軸継手近傍の第２の直線に沿った断面を示す拡大断面図。
【図６】（ａ），（ｂ）偏心した状態のウォーム軸とモータ軸とを連結した状態の軸継手を示す模式図。
【図７】（ａ），（ｂ）ウォーム軸がモータ軸に対して軸方向移動した状態の軸継手を示す模式図。
【図８】別例の軸継手を示す側面図。
【図９】別例の軸継手を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。これにより、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。なお、ステアリングシャフト３は、コラム軸８、中間軸９、及びピニオン軸１０を連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
【００２１】
また、ＥＰＳ１は、モータ２１を駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するＥＰＳアクチュエータ２２と、同ＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御するＥＣＵ２３とを備えている。
【００２２】
ＥＰＳアクチュエータ２２は、所謂コラムアシスト型のＥＰＳアクチュエータとして構成されており、モータ２１は、減速機構２５を介してコラム軸８と駆動連結されている。減速機構２５は、モータ２１に連結されたウォーム軸２６と、コラム軸８に連結されたウォームホイール２７とを噛合することにより構成されている。そして、モータ２１の回転を減速機構２５により減速してコラム軸８に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成になっている。
【００２３】
一方、ＥＣＵ２３には、車速センサ２８及びトルクセンサ２９が接続されている。そして、ＥＣＵ２３は、これらセンサにより検出される車速Ｖ及び操舵トルクτに基づいて、ＥＰＳアクチュエータ２２の作動、すなわち操舵系に付与するアシスト力の制御を実行する構成になっている。なお、本実施形態では、検出される操舵トルクτ（の絶対値）が所定の閾値以下である場合には、その操舵トルクτに関わらずアシスト力を付与しない所謂不感帯が設定されている。
【００２４】
次に、本実施形態におけるＥＰＳアクチュエータの構成について説明する。
図２に示すように、ＥＰＳアクチュエータ２２は、減速機構２５を収容するハウジング３１を備えている。このハウジング３１は、ウォーム軸２６が収容されるウォーム軸収容部３２、及び同ウォーム軸収容部３２に連続して形成されるとともにウォームホイール２７が収容されるウォームホイール収容部３３を有している。ウォーム軸収容部３２は、ウォーム軸２６の軸方向（図２における左右方向）に延びる円柱状の空間であり、その一端側（図２における右側）は、モータ２１が固定されるモータ固定孔３４に連通している。また、ウォーム軸収容部３２の他端側（図２における左側）は外部に開口しており、この開口端はエンドカバー３５により閉塞されている。
【００２５】
モータ２１は、ハウジング３１に貫設されたステアリングシャフト３（コラム軸８）の軸方向に対して、そのモータ軸３６の軸方向が直交するように同ハウジング３１のモータ固定孔３４に固定されている。そして、そのモータ軸３６に連結されたウォーム軸２６は、その両端がハウジング３１内に設けられた第１及び第２の軸受３７，３８により回転可能に支持されるとともに、ステアリングシャフト３に連結されたウォームホイール２７に噛合されている。なお、本実施形態では、第１及び第２の軸受３７，３８には、ボール軸受が採用されている。
【００２６】
ここで、本実施形態のＥＰＳアクチュエータ２２には、その減速機構２５を構成するウォーム軸２６とウォームホイール２７との間の軸間距離を調整してバックラッシュを除去するための所謂アンチ・バックラッシュ・システムが組み込まれている。すなわち、ウォーム軸２６の一端部（図２における右側端部）２６ａは、軸継手４１によりモータ軸３６に対して傾動可能に連結されおり、その他端部（図２における左側端部）２６ｂは、付勢手段としての湾曲板バネ４２により、ウォームホイール２７側に付勢されている。
【００２７】
詳述すると、ウォーム軸２６は、支持手段としての第１及び第２の軸受３７，３８により、モータ軸３６に対する傾動及び軸方向移動が許容された状態で回転可能に支持されている。ウォーム軸２６の一端部２６ａを支持する第１の軸受３７は、ウォーム軸収容部３２内に固定されている。そして、ウォーム軸２６の一端部２６ａは、第１の軸受３７の内輪との間に若干の隙間が設けられる隙間嵌めの状態で嵌合されることにより、同第１の軸受３７に対してその軸方向に移動可能に設けられている。
【００２８】
一方、ウォーム軸２６の他端部２６ｂを支持する第２の軸受３８は、ウォームホイール２７に対して接離する方向（図２における上下方向）に移動可能に設けられるとともに、ウォーム軸２６の軸方向に移動可能に設けられている。具体的には、ウォーム軸収容部３２の他端側（図２における左側）には、その内径が第２の軸受３８の外径よりも大きな支持部４３が形成されている。第２の軸受３８は、エンドカバー３５との間にウォーム軸２６の軸方向に間隔を空けて支持部４３内に設けられることにより、ウォームホイール２７に対して接離する方向に移動可能、且つウォーム軸２６の軸方向に移動可能に設けられている。そして、ウォーム軸２６は、その他端部２６ｂが第２の軸受３８の内輪に圧入されることにより、同第２の軸受３８と一体でモータ軸３６に対してその軸方向に移動可能、且つ傾動可能に設けられている。
【００２９】
ウォーム軸２６の他端部２６ｂを付勢する湾曲板バネ４２は、第２の軸受３８の外周を囲繞するように湾曲して形成されている。詳しくは、図３に示すように、湾曲板バネ４２は、第２の軸受３８の外輪に当接する円弧状の円弧部４５と、この円弧部４５よりも径方向外側に配置されるバネ部４６と、これら円弧部４５及び各バネ部４６の両端をそれぞれ接続する接続部４７とからなる。支持部４３の周壁には、湾曲板バネ４２のバネ部４６を収容する収容凹部４８が形成されている。そして、バネ部４６が当該収容凹部４８の底面４８ａに当接して当該底面４８ａを押圧することにより、第２の軸受３８は、ウォームホイール２７側に向って付勢されている。これにより、ウォーム軸２６がその一端側を中心として傾動し、ウォーム軸２６とウォームホイール２７との軸間距離が調整され、バックラッシュが除去されるようになっている。
【００３０】
（ウォーム軸と出力軸との連結構造）
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるウォーム軸とモータ軸との連結構造について説明する。
【００３１】
図４及び図５に示すように、軸継手４１は、バネ鋼等の板材からなる湾曲板状の連結部材５１を備えている。連結部材５１は、平板状のベース５２、ベース５２から延出されてウォーム軸２６に連結される一対の第１のアーム５３、及びベース５２から延出されてモータ軸３６に連結される一対の第２のアーム５４からなる。なお、本実施形態では、第１及び第２のアーム５３，５４は、それぞれ円柱状に形成された第１及び第２の継体５５，５６を介してウォーム軸２６及びモータ軸３６と一体回転可能に連結されている。
【００３２】
第１及び第２のアーム５３，５４は、それぞれ湾曲板状に形成されており、その板厚方向に弾性変形可能な板バネとして構成されている。そして、図４及び図５（ａ）に示すように、第１のアーム５３は、モータ軸３６の軸線Ｌｍを含む第１の平面Ｓ１と直交するとともに、その一部が該第１の平面Ｓ１と平行でモータ軸３６の径方向に沿った第１の直線Ｌｒ１及びモータ軸３６の軸方向に沿った直線Ｌｓと交差するように形成されている。一方、図４及び図５（ｂ）に示すように、第２のアーム５４は、モータ軸３６の軸線Ｌｍを含み第１の平面Ｓ１と直交する第２の平面Ｓ２と直交するとともに、その一部が該第２の平面Ｓ２と平行でモータ軸３６の径方向に沿った第２の直線Ｌｒ２及びモータ軸３６の軸方向に沿った直線Ｌｓと交差するように形成されている。
【００３３】
具体的には、各第１のアーム５３は、第１の平面Ｓ１と直交した状態を保ちつつ、ベース５２からモータ軸３６の径方向外側に向かうにつれてウォーム軸２６側に近接する円弧板状の湾曲部５３ａ、及び湾曲部５３ａから同モータ軸３６の軸方向に沿ってウォーム軸２６側に延びる平板状の連結部５３ｂからなる。一方、各第２のアーム５４は、第２の平面Ｓ２と直交した状態を保持しつつ、ベース５２からモータ軸３６の径方向外側に向かうにつれてモータ軸３６側に近接する円弧板状の湾曲部５４ａ、及び湾曲部５４ａから同モータ軸３６の軸方向に沿ってモータ軸３６側に延びる平板状の連結部５４ｂからなる。なお、図４に示すように、第１のアーム５３及び第２のアーム５４のベース５２との接続部分は、これら第１及び第２のアーム５３，５４とが直交せず、滑らかな円弧状となるように形成されており、当該接続部分の応力集中が低減されるようになっている。
【００３４】
ここで、モータ軸３６の軸線Ｌｍを含む任意の平面は、モータ軸３６の回転方向と直交する。従って、第１及び第２のアーム５３，５４の板厚方向は、モータ軸３６の回転方向と直交することになり、同モータ軸３６の回転方向における剛性が高くなるように構成されている。また、第１のアーム５３における湾曲部５３ａ及び連結部５３ｂの板厚方向は、第１の直線方向（モータ軸３６の径方向）と直交しないことになり、第１のアーム５３は同方向に弾性変形可能に構成されている。同様に、第２のアーム５４における湾曲部５４ａ及び連結部５４ｂの板厚方向は、第２の直線方向と直交しないことになり、第２のアーム５４は同方向に弾性変形可能に構成されている。さらに、湾曲部５３ａ，５４ａの板厚方向は、モータ軸３６の軸方向と直交しないことになり、第１及び第２のアーム５３，５４は同方向に弾性変形可能に構成されている。すなわち、本実施形態では、湾曲部５３ａ，５４ａ及び連結部５３ｂ，５４ｂが径方向変形部に相当し、湾曲部５３ａ，５４ａが軸方向変形部に相当する。
【００３５】
そして、第１のアーム５３は、第１の継体５５（ウォーム軸２６）に対して第１の直線Ｌｒ１と平行な第１の回動軸６１回りに回動可能に連結されるとともに、第２のアーム５４は、第２の継体５６（モータ軸３６）に対して第２の直線Ｌｒ２と平行な、すなわち第１の回動軸６１と直交する第２の回動軸６２回りに回動可能に連結されている。
【００３６】
具体的には、第１及び第２の継体５５，５６には、その径方向に貫通した軸孔６３，６４がそれぞれ形成されるとともに、第１及び第２のアーム５３，５４の連結部５３ｂ，５４ｂには、軸孔６３，６４と対応する貫通孔６５，６６がそれぞれ形成されている。そして、第１のアーム５３は、軸孔６３及び貫通孔６５に軸状の第１の回動軸６１が挿通され、同第１の回動軸６１の両端がかしめられることにより、第１の継体５５に対して回動可能に連結されている。同様に、第２のアーム５４は、軸孔６４及び貫通孔６６に軸状の第２の回動軸６２が挿通され、同第２の回動軸６２の両端がかしめられることにより、第２の継体５６に対して回動可能に連結されている。これにより、ウォーム軸２６は、第１の回動軸６１を中心として回動する。また、ウォーム軸２６は、連結部材５１と一体で第２の回動軸６２を中心として回動する。そして、ウォーム軸２６は、第１及び第２の回動軸６１，６２を中心として回動することにより、モータ軸３６に対して傾動するようになっている。
【００３７】
このように構成された軸継手４１では、図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１のアーム５３が第１の直線方向に弾性変形すること、及び第２のアーム５４が第２の直線方向に弾性変形することにより、ウォーム軸２６の軸線Ｌｗ（軸心）がモータ軸３６の軸線Ｌｍ（軸心）に対してその径方向にずれた状態となることが許容される。すなわち、ウォーム軸２６がモータ軸３６に対して偏心した状態となることが許容される。また、上記のように、ウォーム軸２６は第１及び第２の軸受３７，３８によりモータ軸３６の軸方向への移動が許容された状態で支持されているため、図７（ａ），（ｂ）に示すように、第１及び第２のアーム５３，５４が軸方向に弾性変形することで、ウォーム軸２６の軸方向移動が可能となっている。
【００３８】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）第１のアーム５３を第１の平面Ｓ１と直交する板状に形成するとともに、同第１のアーム５３に第１の直線Ｌｒ１と交差する湾曲部５３ａ及び連結部５３ｂを形成した。また、第２のアーム５４を第２の平面Ｓ２と直交する板状に形成するとともに、同第２のアーム５４に第２の直線Ｌｒ２と交差する湾曲部５４ａ及び連結部５４ｂを形成した。
【００３９】
上記構成によれば、連結部材５１の回転方向における剛性を確保することができるため、第１及び第２のアーム５３，５４をそれぞれウォーム軸２６及びモータ軸３６に連結することにより、トルク伝達の遅れを防止するとともに、ウォーム軸２６の傾動に伴う反発力が過大となることを抑制できる。また、第１及び第２のアーム５３，５４は、それぞれ第１及び第２の直線方向（モータ軸３６の径方向）に容易に弾性変形することが可能になるため、軸継手４１がウォーム軸２６のモータ軸３６に対する偏心を許容できるようになる。従って、ハウジング３１の寸法精度等に起因して偏心した状態のウォーム軸２６とモータ軸３６とを連結しても、第１及び第２のアーム５３，５４がそれぞれ第１及び第２の直線方向に弾性変形することにより、これらウォーム軸２６及びモータ軸３６に大きな応力が作用することを抑制できる。これにより、ウォーム軸２６及びモータ軸３６の円滑な回転が可能になり、トルクの伝達効率が低下することを抑制できる。
【００４０】
（２）モータ軸３６に対する傾動及び軸方向移動を許容しつつ前記ウォーム軸２６を回転可能に支持する第１及び第２の軸受３７，３８を備え、第１及び第２のアーム５３，５４に直線Ｌｓと交差する湾曲部５３ａ，５４ａを形成した。
【００４１】
ここで、本実施形態のＥＰＳ１では、アシスト力が付与されない微小な範囲（不感帯）で操舵する際には、ウォーム軸２６はモータ２１により駆動されていないため、ステアリングシャフト３に連結されたウォームホイール２７によってウォーム軸２６を回転させる必要がある。つまり、不感帯では、ウォームホイール２７から入力される力（逆入力）によって、ウォーム軸２６を回転させることになるため、操舵開始時において、ウォームホイール２７に比較的大きなトルクを付与しなければ操舵できず、これが所謂引っ掛かり感となることで操舵フィーリングの低下を招く虞がある。
【００４２】
この点、上記構成によれば、第１及び第２のアーム５３，５４は、モータ軸３６の軸方向に容易に弾性変形することが可能であり、ウォーム軸２６のモータ軸３６に対する軸方向移動が許容されているため、第１及び第２のアーム５３，５４が軸方向に弾性変形することでウォーム軸２６の軸方向移動が可能になる。そのため、操舵開始時において、ウォーム軸２６を回転させることなく、同ウォーム軸２６が軸方向に移動することでウォームホイール２７が回転できるようになり、引っ掛かり感を低減することができる。
【００４３】
（３）第１のアーム５３をウォーム軸２６に対して第１の回動軸６１まわりに回動可能に連結し、第２のアーム５４をモータ軸３６に対して第２の回動軸６２まわりに回動可能に連結したため、ウォーム軸２６が第１及び第２の回動軸６１，６２を中心として回動することにより、モータ軸３６に対して傾動するようになる。そのため、第１及び第２のアーム５３，５４が弾性変形することによりウォーム軸２６が傾動する場合に比べ、ウォーム軸２６の傾動に伴って反発力が発生し難くなり、ウォーム軸２６及びウォームホイール２７の各歯部の摩耗が進んだ場合でも容易にウォーム軸２６を傾動させることができるようになる。これにより、各歯部の摩耗が進んでもバックラッシュを除去することが可能になり、長期に亘って歯打ち音の発生を抑制することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、第１及び第２の継体５６を介して第１及び第２のアーム５３，５４をウォーム軸２６及びモータ軸３６に連結したが、これに限らず、第１及び第２のアーム５３，５４を直接ウォーム軸２６及びモータ軸３６に連結するようにしてもよい。
【００４５】
・上記実施形態において、ウォーム軸２６のモータ軸３６に対する軸方向移動が所定範囲に制限される構成としてもよい。例えば、図８に示すように、第２の継体５６の外周面に係合溝７１を形成し、第１の継体５５に係合溝７１内に挿入されるフック部７２ａを有する係合片７２を形成してもよい。この構成では、フック部７２ａが係合溝７１の側面に当接することにより、ウォーム軸２６のモータ軸３６に対する軸方向移動が制限される。すなわち、これら係合溝７１及び係合片７２により制限手段が構成される。なお、第１の継体５５に係合溝を形成し、第２の継体５６に係合片を形成してもよい。
【００４６】
また、係合溝７１及び係合片７２を形成する場合に限らず、例えば図２に示す第２の軸受３８がエンドカバー３５又は支持部４３の端面に当接することでウォーム軸２６のモータ軸３６に対する軸方向移動が所定範囲に制限されるようにしてもよい。この場合には、第２の軸受３８、エンドカバー３５及び支持部４３により制限手段が構成される。
【００４７】
ここで、ウォーム軸２６の移動可能な範囲が大きくなり過ぎると、例えばモータ２１によりウォーム軸２６が駆動されて回転し始める際等にウォーム軸２６とウォームホイール２７との噛み合い状態に影響が及ぶ虞があり、操舵フィーリングに違和感が生じる場合がある。従って、上記のようにウォーム軸２６のモータ軸３６に対する軸方向移動可能な範囲を所定範囲内に制限することで、ウォーム軸２６が軸方向に移動可能な範囲が大きくなり過ぎることを防ぎ、良好な操舵フィーリングを実現することができる。
【００４８】
・上記実施形態では、軸継手４１は、１つの連結部材５１を備える構成としたが、これに限らず、モータ軸３６の径方向に沿った直線に関して対称な形状となるように互いに連結された一対の連結部材を備える構成としてもよい。具体的には、例えば図９に示すように、ウォーム軸２６側に設けられた連結部材５１の第２のアーム５４と、モータ軸３６側に設けられた連結部材５１の第２のアーム５４とを一体回転可能且つ傾動不能に連結し、各第１のアーム５３をそれぞれ第１及び第２の継体５５，５６に固定する。
【００４９】
ここで、上記実施形態のように一つの連結部材５１によってモータ軸３６にウォーム軸２６を連結した場合、ウォーム軸２６が傾斜した状態で回転すると、同ウォーム軸２６と第１及び第２のアーム５３，５４との相対的な位置関係がその回転に伴って変化することに起因して、同連結部材５１を介して伝達されるトルクが変動する虞がある。この点、上記構成では、一対の連結部材５１がモータ軸３６の径方向に沿った直線Ｌｒに対して対称な形状となるように連結されるため、モータ軸３６側の連結部材５１を介して伝達される際に生じるトルク変動と、ウォーム軸２６側の連結部材５１を介して伝達される際に生じるトルク変動とが互いに打ち消し合うようになる。そのため、軸継手４１全体で、トルク変動が生じることを抑制できるようになる。
【００５０】
・上記実施形態では、第１のアーム５３をウォーム軸２６に対して回動可能に連結し、第２のアーム５４をモータ軸３６に対して回動可能に連結したが、これに限らず、第１のアーム５３をウォーム軸２６に固定し、第２のアーム５４をモータ軸３６に固定してもよい。なお、この場合には、第１及び第２のアーム５３，５４が弾性変形することにより、ウォーム軸２６がモータ軸３６に対して傾動するようになる。
【００５１】
・上記実施形態では、第１及び第２のアーム５３，５４をモータ軸３６の軸方向に弾性変形可能に形成した。しかし、これに限らず、第１及び第２のアーム５３，５４全体を軸方向に沿った平板状とし、その板厚方向が軸方向と直交するようにこれら第１及び第２のアーム５３，５４を形成することで、第１及び第２のアーム５３，５４をモータ軸３６の軸方向に弾性変形しないように形成してもよい。
【００５２】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）前記ウォーム軸の前記モータ軸に対する軸方向移動を所定範囲内に制限する制限手段を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００５３】
ウォーム軸が軸方向に移動可能な構成において、その移動可能な範囲が大きくなり過ぎると、例えばモータによりウォーム軸が駆動されて回転し始める際等に、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合い状態に影響が及ぶ虞があり、操舵フィーリングに違和感が生じる場合がある。この点、上記構成によれば、ウォーム軸のモータ軸に対する軸方向移動が所定範囲内に制限されるため、ウォーム軸が軸方向に移動可能な範囲が大きくなり過ぎることを防ぎ、良好な操舵フィーリングを実現することができる。
【００５４】
（ロ）前記軸継手は、前記モータ軸の径方向に沿った直線に関して対称な形状となるように互いに連結された一対の前記連結部材を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００５５】
一つの連結部材によってモータ軸にウォーム軸を連結した場合、ウォーム軸が傾斜した状態で回転すると、同ウォーム軸と連結部材の第１及び第２のアームとの相対的な位置関係がその回転に伴って変化することに起因して、同連結部材を介してモータ軸からウォーム軸に伝達されるトルクが変動する。この点、上記構成では、一対の連結部材が径方向に沿った直線に対して対称な形状となるように連結されるため、モータ軸側の連結部材を介して伝達される際に生じるトルク変動と、ウォーム軸側の連結部材を介して伝達される際に生じるトルク変動とが互いに打ち消し合うようになる。そのため、軸継手全体で、トルク変動が生じることを抑制できるようになる。
【符号の説明】
【００５６】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、３…ステアリングシャフト、２１…モータ、２２…ＥＰＳアクチュエータ、２５…減速機構、２６…ウォーム軸、２６ａ…一端部、２６ｂ…他端部、２７…ウォームホイール、３１…ハウジング、３６…モータ軸、３７…第１の軸受、３８…第２の軸受、４１…軸継手、４２…湾曲板バネ、５１…連結部材、５２…ベース、５３…第１のアーム、５３ａ，５４ａ…湾曲部、５３ｂ，５４ｂ…連結部、５４…第２のアーム、５５…第１の継体、５６…第２の継体６１…第１の回動軸、６２…第２の回動軸、Ｌｍ…軸線、Ｓ１…第１の平面、Ｓ２…第２の平面、Ｌｒ１…第１の直線、Ｌｒ２…第２の直線、Ｌｍ，Ｌｗ…軸線、Ｌｒ…（径方向に沿った）直線、Ｌｓ…（軸方向に沿った）直線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォーム軸及びウォームホイールを噛合してなる減速機構と、前記減速機構を介してステアリングシャフトに駆動連結されるモータと、モータ軸に対して前記ウォーム軸の一端部を傾動可能に連結する軸継手と、前記ウォーム軸の他端部を前記ウォームホイール側に付勢する付勢手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記軸継手は、板厚方向に弾性変形可能な板材からなる各一対の第１及び第２のアームを有する連結部材を備え、
前記第１のアームは、前記モータ軸の軸線を含む第１の平面と直交する板状に形成されるとともに、該第１の平面と平行で前記モータ軸の径方向に沿った第１の直線と交差する径方向変形部を有し、
前記第２のアームは、前記モータ軸の軸線を含み前記第１の平面と交差する第２の平面と直交する板状に形成されるとともに、該第２の平面と平行で前記モータ軸の径方向に沿った第２の直線と交差する径方向変形部を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記モータ軸に対する傾動及び軸方向移動を許容しつつ前記ウォーム軸を回転可能に支持する支持手段を備え、
前記第１及び第２のアームは、それぞれ前記モータ軸の軸方向に沿った直線と交差する軸方向変形部を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１のアームは、前記ウォーム軸に対して前記第１の直線と平行な第１の回動軸まわりに回動可能に連結され、
前記第２のアームは、前記モータ軸に対して前記第２の直線と平行な第２の回動軸まわりに回動可能に連結されたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
ウォーム軸及びウォームホイールを噛合してなる減速機構と、前記減速機構を介してステアリングシャフトに駆動連結されるモータと、モータ軸に対して前記ウォーム軸の一端部を傾動可能に連結する軸継手と、前記ウォーム軸の他端部を前記ウォームホイール側に付勢する付勢手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記軸継手は、板厚方向に弾性変形可能な板材からなる各一対の第１及び第２のアームを有する連結部材を備え、
前記第１のアームは、前記モータ軸の軸線を含む第１の平面と直交する板状に形成されるとともに、該第１の平面と平行で前記モータ軸の径方向に沿った第１の直線と交差する径方向変形部を有し、
前記第２のアームは、前記モータ軸の軸線を含み前記第１の平面と交差する第２の平面と直交する板状に形成されるとともに、該第２の平面と平行で前記モータ軸の径方向に沿った第２の直線と交差する径方向変形部を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記モータ軸に対する傾動及び軸方向移動を許容しつつ前記ウォーム軸を回転可能に支持する支持手段を備え、
前記第１及び第２のアームは、それぞれ前記モータ軸の軸方向に沿った直線と交差する軸方向変形部を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１のアームは、前記ウォーム軸に対して前記第１の直線と平行な第１の回動軸まわりに回動可能に連結され、
前記第２のアームは、前記モータ軸に対して前記第２の直線と平行な第２の回動軸まわりに回動可能に連結されたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２０１１７３（Ｐ２０１２−２０１１７３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６６３４６（Ｐ２０１１−６６３４６）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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