特開 2022-170823 電動パワーステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022170823

(43)【公開日】2022-11-11

(54)【発明の名称】電動パワーステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20221104BHJP

【ＦＩ】

B62D5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021077051

(22)【出願日】2021-04-30

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000811

【氏名又は名称】弁理士法人貴和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】黒川 祥史

(72)【発明者】

【氏名】中川 洸

(72)【発明者】

【氏名】キム ハンソル

【テーマコード（参考）】

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D333CB02

3D333CB13

3D333CC14

3D333CC29

3D333CD05

3D333CD06

3D333CD16

3D333CD28

3D333CD37

3D333CD38

3D333CE03

(57)【要約】

【課題】部品点数を抑えられ、かつ、組み立て作業を容易に行える電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】入力シャフト（インナシャフト４６）と、入力シャフトの軸方向前側に、該入力シャフトと同軸に配置された出力シャフト１２と、入力シャフトの径方向外側に配置されるトルクセンサ１４と、出力シャフト１２の外周面に外嵌固定されたウォームホイール１６と、電動モータにより回転駆動されるウォーム１７と、互いに結合されたセンサハウジング２８およびギヤハウジング２９を有するハウジングケース１０とを備える。センサハウジング２８は、トルクセンサ１４を収容しており、ギヤハウジング２９は、ウォームホイール１６およびウォーム１７を収容しており、出力シャフト１２は、ハウジングケース１０に対し、ギヤハウジング２９に支持された１個の転がり軸受１８のみを用いて回転自在に支持されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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入力シャフトと、
前記入力シャフトの軸方向前側に、該入力シャフトと同軸に配置された出力シャフトと、
前記入力シャフトの径方向外側に配置されるトルクセンサと、
外周面にホイール歯を有し、前記出力シャフトの外周面に外嵌固定されたウォームホイールと、
外周面に、前記ホイール歯に噛合させたウォーム歯を有し、電動モータにより回転駆動されるウォームと、
互いに結合されたセンサハウジングおよびギヤハウジングを有するハウジングケースと、を備え、
前記センサハウジングは、前記トルクセンサを収容しており、
前記ギヤハウジングは、前記ウォームホイールおよび前記ウォームを収容しており、
前記出力シャフトは、前記ハウジングケースに対し、前記ギヤハウジングに支持された１個の転がり軸受のみを用いて回転自在に支持されている、
電動パワーステアリング装置。

【請求項2】

前記転がり軸受は、外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置された複数個の転動体とを備え、
前記複数個の転動体のピッチ円直径が、前記ホイール歯の外径の５０％以上である、
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

【請求項3】

前記転がり軸受は、前記ホイール歯よりも軸方向前側に配置されている、
請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。

【請求項4】

前記出力シャフトの軸方向前側部の外周面に、自在継手のヨークの基部が外嵌固定されており、
前記基部の軸方向後側の端部が、前記転がり軸受の径方向内側に配置されている、
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。

【請求項5】

前記転がり軸受は、前記ホイール歯よりも軸方向後側に配置されている、
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

【請求項6】

前記転がり軸受は、外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置された複数個の転動体とを備え、
前記外輪が前記ギヤハウジングに支持され、かつ、前記内輪が前記ウォームホイールに支持されている、
請求項１～５のうちのいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。

【請求項7】

前記ウォームホイールと前記ハウジングケースとの間をシールするシール部材をさらに備える、
請求項１～６のうちのいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。

【請求項8】

前記シール部材が、前記ウォームホイールと前記ギヤハウジングとの間をシールする、
請求項７に記載の電動パワーステアリング装置。

【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】

自動車のステアリング装置では、運転者の操作によりステアリングホイールを回転させると、ステアリングホイールの回転は、ステアリングシャフトや中間シャフトを介して、ステアリングギヤユニットのピニオンシャフトに伝達され、ステアリングギヤユニットのラック軸の直線運動に変換される。これにより、１対のタイロッドが押し引きされ、１対の操舵輪にステアリングホイールの操作量に応じた舵角が付与される。

【0003】

また、近年、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のに要する力を軽減する、電動パワーステアリング装置が広く普及している。電動パワーステアリング装置は、補助動力を発生させる電動アシスト装置を備える。電動アシスト装置は、電動モータのトルクを増大させるための減速機として、大きな減速比が得られるウォーム減速機を備える。ウォーム減速機は、外周面にウォーム歯を有するウォームと、外周面にウォーム歯と噛合するホイール歯を有するウォームホイールとを備える。

【0004】

図１０は、従来の電動パワーステアリング装置を構成する電動アシスト装置の１例として、国際公開第２０１９／１３９０６０号に記載された構造を示している。電動アシスト装置１００は、入力シャフト１０１と、出力シャフト１０２と、トルクセンサ１０３と、ウォームホイール１０４と、ウォーム１０５と、ハウジングケース１０６と、１対の転がり軸受１０７ａ、１０７ｂと、図示しない電動モータ１１１とを備える。

【0005】

入力シャフト１０１は、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操舵力伝達部材である。出力シャフト１０２は、入力シャフト１０１の軸方向前側に、入力シャフト１０１と同軸に配置された操舵力伝達部材である。トルクセンサ１０３は、入力シャフト１０１の径方向外側に配置されている。ウォームホイール１０４は、出力シャフト１０２の外周面に外嵌固定されている。ウォーム１０５は、ウォームホイール１０４に噛合させている。ハウジングケース１０６は、互いに結合されたセンサハウジング１０８およびギヤハウジング１０９を有する。センサハウジング１０８は、トルクセンサ１０３を収容している。ギヤハウジング１０９は、ウォームホイール１０４およびウォーム１０５を収容している。１対の転がり軸受１０７ａ、１０７ｂは、ハウジングケース１０６に対して出力シャフト１０２を、ウォームホイール１０４を挟んだ前後２箇所位置で回転自在に支持している。電動モータ１１１は、ハウジングケース１０６に支持されている。なお、電動パワーステアリング装置に関して、前後方向は、自動車の前後方向をいう。

【0006】

また、１対の転がり軸受１０７ａ、１０７ｂのうちの前側の転がり軸受１０７ａは、ギヤハウジング１０９に支持されており、１対の転がり軸受１０７ａ、１０７ｂのうちの後側の転がり軸受１０７ｂは、ギヤハウジング１０９と異なる部品である、センサハウジング１０８とギヤハウジング１０９との間に配置された中間プレート１１０に支持されている。

【0007】

このような電動アシスト装置１００を備えた電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールから入力された操舵トルクをトルクセンサ１０３により測定し、この測定信号に基づいて、電動モータ１１１の通電を制御する。電動モータ１１１のトルクは、ウォーム１０５を介してウォームホイール１０４に伝達されることにより増大されてから、出力シャフト１０２に補助動力として付与される。これにより、運転者がステアリングホイールを操作するのに要する力が軽減される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】国際公開第２０１９／１３９０６０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述したような従来の電動パワーステアリング装置は、未だ改良の余地がある。すなわち、従来の電動パワーステアリング装置では、ハウジングケース１０６に対して出力シャフト１０２を回転自在に支持するために、１対の転がり軸受１０７ａ、１０７ｂを用いており、かつ、１対の転がり軸受１０７ａ、１０７ｂのうちの前側の転がり軸受１０７ａが、ギヤハウジング１０９に支持されており、１対の転がり軸受１０７ａ、１０７ｂのうちの後側の転がり軸受１０７ｂが、ギヤハウジング１０９と異なる部品である中間プレート１１０に支持されている。このため、転がり軸受の個数を含めた部品点数が多くなるだけでなく、組み立て作業が煩雑になりやすい。

【0010】

本発明は、部品点数を抑えられ、かつ、組み立て作業を容易に行え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。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置は、入力シャフトと、出力シャフトと、トルクセンサと、ウォームホイールと、ウォームと、ハウジングケースと、１個の転がり軸受とを備える。
前記入力シャフトは、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。
前記出力シャフトは、前記入力シャフトの軸方向前側に、該入力シャフトと同軸に配置されている。
前記トルクセンサは、前記入力シャフトの径方向外側に配置される。
前記ウォームホイールは、外周面にホイール歯を有し、前記出力シャフトの外周面に外嵌固定されている。
前記ウォームは、外周面に、前記ホイール歯に噛合させたウォーム歯を有し、電動モータにより回転駆動される。
前記ハウジングケースは、互いに結合されたセンサハウジングおよびギヤハウジングを有する。
前記センサハウジングは、前記トルクセンサを収容している。
前記ギヤハウジングは、前記ウォームホイールおよび前記ウォームを収容している。
前記出力シャフトは、前記ハウジングケースに対し、前記ギヤハウジングに支持された前記１個の転がり軸受のみを用いて回転自在に支持されている。

【0012】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置では、前記転がり軸受は、外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置された複数個の転動体とを備え、前記複数個の転動体のピッチ円直径が、前記ホイール歯の外径の５０％以上である。

【0013】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置では、前記転がり軸受は、前記ホイール歯よりも軸方向前側に配置されている。

【0014】

この場合に、本発明の一態様の電動パワーステアリング装置では、前記出力シャフトの軸方向前側部の外周面に、自在継手のヨークの基部が外嵌固定されており、前記基部の軸方向後側の端部が、前記転がり軸受の径方向内側に配置されている。

【0015】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置では、前記転がり軸受は、前記ホイール歯よりも軸方向後側に配置されている。

【0016】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置では、前記転がり軸受は、外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置された複数個の転動体とを備え、前記外輪が前記ギヤハウジングに支持され、かつ、前記内輪が前記ウォームホイールに支持されている。

【0017】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置では、前記ウォームホイールと前記ハウジングケースとの間をシールするシール部材をさらに備える。

【0018】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置では、前記シール部材が、前記ウォームホイールと前記ギヤハウジングとの間をシールする。

【発明の効果】

【0019】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置によれば、部品点数を抑えられ、かつ、組み立て作業を容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明の実施の形態の第１例の電動パワーステアリング装置を示す部分切断側面図である。

【図2】図２は、図１のＡ－Ａ断面を模式的に示す図である。

【図3】図３は、ウォーム、ウォームホイールの外側ホイール部材、および１個の転がり軸受のみを取り出して軸方向から見た模式図である。

【図4】図４は、本発明の実施の形態の第１例に対する比較例の構造を示す、図２に相当する図である。

【図5】図５は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図２に相当する図である。

【図6】図６は、本発明の実施の形態の第３例を示す、図２に相当する図である。

【図7】図７は、本発明の実施の形態の第４例を示す、図２に相当する図である。

【図8】図８は、本発明の実施の形態の第５例を示す、図２に相当する図である。

【図9】図９は、本発明の実施の形態の第６例を示す、図２に相当する図である。

【図10】図１０は、従来の電動パワーステアリング装置を構成する電動アシスト装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１～図３を用いて説明する。

【0022】

なお、電動パワーステアリング装置１に関する以下の説明中、前後方向は、自動車の前後方向をいう。具体的には、図１および図２の左側が前側であり、図１および図２の右側が後側である。

【0023】

本例の電動パワーステアリング装置１は、コラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置であり、ステアリングホイール２と、ステアリングシャフト３と、ステアリングコラム４と、１対の自在継手５ａ、５ｂと、中間シャフト６と、ステアリングギヤユニット７と、１対のタイロッド８と、電動アシスト装置９とを備える。

【0024】

ステアリングホイール２は、ステアリングコラム４の内側に回転自在に支持されたステアリングシャフト３の後側の端部に固定されている。ステアリングシャフト３の前側の端部は、ステアリングコラム４の前側の端部に固定されたハウジングケース１０の内側に挿入されており、トーションバー１１を介して、出力シャフト１２に連結されている。

【0025】

出力シャフト１２の回転は、１対の自在継手５ａ、５ｂおよび中間シャフト６を介して、ステアリングギヤユニット７のピニオンシャフト１３に伝達される。そして、ピニオンシャフト１３の回転を、図示しないラック軸の直線運動に変換することで、１対のタイロッド８を押し引きし、操舵輪に舵角を付与する。

【0026】

また、本例の構造は、ステアリングホイール２の前後位置を調節可能とするためのテレスコピック機構を備えている。このために、ステアリングコラム４は、筒状のインナコラム４４の後側の端部に、筒状のアウタコラム４５の前側の端部を軸方向の相対変位を可能に外嵌することにより、全長を伸縮可能に構成されている。また、ステアリングシャフト３は、インナシャフト４６の後側の端部の外周面に、筒状のアウタシャフト４７の前側の端部の内周面をスプライン係合させることにより、インナシャフト４６とアウタシャフト４７との間でのトルク伝達を可能に、かつ、全長を伸縮可能に構成されている。アウタシャフト４７は、後側の端部をアウタコラム４５よりも後方に突出させた状態で、アウタコラム４５の内側に図示しない玉軸受により回転のみを可能に支持されている。したがって、アウタシャフト４７の後側の端部に固定されたステアリングホイール２の前後位置を調節する際には、アウタシャフト４７とともにアウタコラム４５が、インナコラム４４およびインナシャフト４６に対して前後方向に変位することで、ステアリングシャフト３およびステアリングコラム４が伸縮する。

【0027】

電動アシスト装置９は、運転者がステアリングホイール２を操作するのに要する力を軽減するための補助トルクを発生させる装置である。本例の電動アシスト装置９は、出力シャフト１２と、トルクセンサ１４と、ウォームホイール１６およびウォーム１７を有するウォーム減速機１５と、ハウジングケース１０と、１個の転がり軸受１８とを備える。また、本例の電動アシスト装置９は、トーションバー１１と、電動モータ１９と、シール部材２０と、図示しないＥＣＵとを、さらに備える。

【0028】

出力シャフト１２は、入力シャフトに相当するインナシャフト４６の前側に、インナシャフト４６と同軸に配置されている。インナシャフト４６と出力シャフト１２とは、トーションバー１１を介して連結されている。なお、本発明を実施する場合には、ステアリングシャフトの前側の端部にトルク伝達可能に結合される、ステアリングシャフトとは別体のシャフトにより、入力シャフトを構成することもできる。

【0029】

トルクセンサ１４は、ステアリングシャフト３の前側の端部の径方向外側に配置されており、トーションバー１１の捩れ方向および捩れ量を検出可能である。

【0030】

ウォームホイール１６は、外周面にホイール歯２１を有し、出力シャフト１２の外周面に外嵌固定されている。具体的には、ウォームホイール１６は、出力シャフト１２の軸方向中間部の外周面に、出力シャフト１２に対する相対回転を不能に外嵌されている。

【0031】

本例では、ウォームホイール１６は、金属製の内側ホイール部材２２と、合成樹脂製の外側ホイール部材２３とを備える。

【0032】

内側ホイール部材２２は、中空円板状の側板部２４と、側板部２４の径方向内側の端部に接続された円筒状の嵌合基部２５と、側板部２４の径方向中間部から全周にわたり軸方向前側に向けて突出した円筒状の支持筒部２６とを有する。嵌合基部２５は、側板部２４よりも大きい軸方向寸法を有する。図示の例では、側板部２４の径方向内側の端部は、嵌合基部２５の軸方向中間部に接続されている。嵌合基部２５は、出力シャフト１２の軸方向中間部の外周面に、出力シャフト１２に対する相対回転を不能に外嵌されている。支持筒部２６の軸方向前側の端部は、嵌合基部２５よりも軸方向前側に張り出している。

【0033】

外側ホイール部材２３は、内側ホイール部材２２の側板部２４の径方向外側の端部を全周にわたり覆うようにして、内側ホイール部材２２に結合固定されている。ホイール歯２１は、外側ホイール部材２３の外周面に備えられている。

【0034】

ウォーム１７は、外周面に、ホイール歯２１に噛合させたウォーム歯２７を有し、ハウジングケース１０に固定された電動モータ１９により回転駆動される。このようなウォーム１７の中心軸は、ウォームホイール１６の中心軸、すなわち出力シャフト１２の中心軸に対して捩れの位置にある。また、ウォーム１７の基端部は、電動モータ１９の出力シャフトに対し、トルク伝達可能に結合されている。

【0035】

ハウジングケース１０は、互いに結合された、センサハウジング２８およびギヤハウジング２９を有する。

【0036】

センサハウジング２８は、トルクセンサ１４を収容している。本例では、センサハウジング２８は、金属または合成樹脂により全体を環状に構成されており、インナシャフト４６の前側の端部およびトルクセンサ１４の径方向外側に配置されている。このようなセンサハウジング２８は、トルクセンサ１４の径方向外側に配置された円筒状の筒状部３０と、筒状部３０の軸方向後側の端部から径方向内側に向けて伸長した中空円板状の側板部３１と、側板部３１の径方向内側の端部から軸方向後側に向けて伸長した円筒状の嵌合筒部３２と、筒状部３０の軸方向前側の端部から径方向外側に向けて伸長したフランジ部３３とを有する。ステアリングコラム４の前側の端部、すなわち、インナコラム４４の前側の端部は、嵌合筒部３２の外周面に外嵌固定される。

【0037】

ギヤハウジング２９は、センサハウジング２８の前側に配置されており、ウォームホイール１６およびウォーム１７を収容している。本例では、ギヤハウジング２９は、金属または合成樹脂により全体を環状に構成されており、出力シャフト１２、ウォーム１７、およびウォームホイール１６の径方向外側に配置されている。このようなギヤハウジング２９は、ウォームホイール１６を収容するウォームホイール収容部３４と、ウォーム１７を収容するウォーム収容部３５とを備える。

【0038】

ウォームホイール収容部３４は、ウォームホイール１６の径方向外側に配置された円筒状の筒状部３６と、筒状部３６の前側の端部から径方向内側に向けて伸長した中空円板状の側板部３７と、筒状部３６の後側の端部から径方向外側に向けて伸長したフランジ部３８とを有する。側板部３７は、内側ホイール部材２２の支持筒部２６の径方向外側に配置されている。

【0039】

ウォーム収容部３５は、全体を筒状に構成されたもので、軸方向中間部が、ウォームホイール収容部３４の外周縁部の周方向一部に接続されている。ウォーム収容部３５の内側空間は、ウォームホイール収容部３４の内側空間に連通している。ウォーム収容部３５の中心軸は、ウォームホイール収容部３４の中心軸に対し捩れの位置にある。また、ウォーム１７は、ウォーム収容部３５の内側に、図示しない転がり軸受により回転自在に支持されている。

【0040】

センサハウジング２８とギヤハウジング２９とは、互いに対向する軸方向端部同士が突き合わされ、かつ、互いのフランジ部３３、３３が図示しないボルトなどの結合部材により結合されている。

【0041】

本例では、出力シャフト１２は、ハウジングケース１０に対し、ギヤハウジング２９に支持された１個の転がり軸受１８のみを用いて回転自在に支持されている。本例では、転がり軸受１８は、ホイール歯２１よりも軸方向前側に配置されている。

【0042】

転がり軸受１８は、外輪３９と、内輪４０と、外輪３９と内輪４０との間に配置された複数個の転動体４１とを備える。外輪３９は、ギヤハウジング２９に支持されており、具体的には、ギヤハウジング２９の側板部３７の内周面に内嵌支持されている。内輪４０は、ウォームホイール１６に支持されており、具体的には、内側ホイール部材２２の支持筒部２６の軸方向前側の端部の外周面に外嵌支持されている。すなわち、本例では、出力シャフト１２は、ギヤハウジング２９に対し、ウォームホイール１６を介して、１個の転がり軸受１８により回転自在に支持されている。

【0043】

なお、図示の例では、転がり軸受１８は、転動体４１として玉を用いた深溝玉軸受である。ただし、本発明を実施する場合、ハウジングに対して出力シャフトを回転自在に支持するための転がり軸受として、３点接触型または４点接触型の玉軸受やころ軸受などの各種の転がり軸受を用いることができる。

【0044】

また、本例では、転がり軸受１８を構成する複数個の転動体４１のピッチ円直径ＰＣＤは、ウォームホイール１６のホイール歯２１の外径Ｄ２１の５０％以上としている。ピッチ円直径ＰＣＤは、外径Ｄ２１の７０％以上とするのがより好ましい。

【0045】

また、本例では、転がり軸受１８は、外輪３９の内周面と内輪４０の外周面との間に存在する複数個の転動体４１が配置された内部空間の軸方向両側の開口のうち、少なくとも軸方向前側の開口を塞ぐ、図示しないシールリングを有する。本例では、このシールリングにより、ホイール歯２１とウォーム歯２７との噛合部を潤滑するグリースが、転がり軸受１８の内部空間を通じてハウジングケース１０の外部空間に漏れ出すことを防止している。

【0046】

シール部材２０は、ウォームホイール１６とハウジングケース１０との間をシールしている。具体的には、シール部材２０は、全体を円環状に構成されており、センサハウジング２８の筒状部３０の軸方向前側の端部に全周にわたり固定されている。シール部材２０の先端部である軸方向前側の端部は、ウォームホイール１６を構成する外側ホイール部材２３の軸方向後側の側面に全周にわたり摺接させている。本例では、このようなシール部材２０により、ホイール歯２１とウォーム歯２７との噛合部を潤滑するグリースが、筒状部３０と外側ホイール部材２３との間を通じて、センサハウジング２８の内側空間に侵入することを防止している。

【0047】

また、本例の構造では、出力シャフト１２の軸方向前側部の外周面に、後側の自在継手５ａを構成するヨーク４２の基部４３が外嵌固定されている。この状態で、基部４３の軸方向後側の端部が、転がり軸受１８の径方向内側に配置されている。

【0048】

上述したような電動パワーステアリング装置１では、運転者がステアリングホイール２を操作すると、トルクセンサ１４が、トーションバー１１の捩れ方向および捩れ量を検出する。また、ＥＣＵが、トルクセンサ１４により検出されたトーションバー１１の捩れ方向および捩れ量に基づき算出した操舵トルクに関する情報、および、図示しない車速センサにより測定される車速に関する情報などに基づいて、補助トルクを決定する。また、電動モータ１９が、ＥＣＵによって通電方向および通電量が制御される。また、ウォーム減速機１５が、電動モータ１９のトルクを増大して出力シャフト１２に伝達する。この結果、出力シャフト１２に補助トルクが付与されるため、運転者によってステアリングホイール２に加えられた力よりも大きな力で、１対のタイロッド８を押し引きすることが可能になる。

【0049】

上述したような本例の電動パワーステアリング装置１によれば、部品点数を抑えられ、かつ、組み立て作業を容易に行える。

【0050】

この点について、図４に示す比較例の構造を用いて具体的に説明する。比較例の構造では、従来構造と同様、出力シャフト１２は、ハウジングケース１０ｚに対し、１対の転がり軸受１８ｚａ、１８ｚｂにより、ウォームホイール１６ｚを挟んだ前後２箇所位置で回転自在に支持されている。これにより、ホイール歯２１とウォーム歯２７との噛合部に作用する噛み合い荷重のうち、出力シャフト１２の軸方向に向いた荷重成分によって、出力シャフト１２がハウジングケース１０ｚに対して傾くことを防止されている。

【0051】

１対の転がり軸受１８ｚａ、１８ｚｂのうちの前側の転がり軸受１８ｚａは、ギヤハウジング２９ｚに支持されている。具体的には、前側の転がり軸受１８ｚａを構成する外輪３９ｚａは、ギヤハウジング２９ｚの側板部３７ｚの内周面に内嵌支持されている。また、前側の転がり軸受１８ｚａを構成する内輪４０ｚａは、出力シャフト１２の外周面のうち、ウォームホイール１６ｚの前側に隣接する部分に外嵌支持されている。

【0052】

１対の転がり軸受１８ｚａ、１８ｚｂのうちの後側の転がり軸受１８ｚｂは、ギヤハウジングと異なる部品である、中間プレート４８に支持されている。すなわち、比較例の構造では、ハウジングケース１０ｚは、前後方向に関してセンサハウジング２８とギヤハウジング２９ｚとの間に配置された中空円板状の中間プレート４８を備える。後側の転がり軸受１８ｚｂを構成する外輪３９ｚｂは、中間プレート４８の内周面に内嵌支持されている。また、後側の転がり軸受１８ｚａを構成する内輪４０ｚｂは、出力シャフト１２の外周面のうち、ウォームホイール１６ｚの後側に隣接する部分に外嵌支持されている。

【0053】

なお、比較例の構造のように、後側の転がり軸受１８ｚａを構成する内輪４０ｚｂを、出力シャフト１２の外周面のうち、ウォームホイール１６ｚの後側に隣接する部分に外嵌支持する場合、センサハウジング２８の筒状部３０の内径を十分に小さくすることができれば、この筒状部３０の内周面に、後側の転がり軸受１８ｚｂを構成する外輪３９ｚｂを内嵌支持することができる。しかしながら、本例の構造と同様、比較例の構造では、筒状部３０の径方向内側に配置されたトルクセンサ１４の外径が大きい、具体的には、トルクセンサ１４の外径がウォームホイール１６のホイール歯２１の外径Ｄ２１の６０％以上の大きさを有するため、筒状部３０の内径を十分に小さくすることができない。このため、比較例の構造では、前後方向に関してセンサハウジング２８とギヤハウジング２９ｚとの間に、中空円板状の中間プレート４８を配置し、この中間プレート４８の内周面に、後側の転がり軸受１８ｚｂを構成する外輪３９ｚｂを内嵌支持している。

【0054】

以上のような比較例の構造に対して、本例の構造では、出力シャフト１２は、ハウジングケース１０に対し、１個の転がり軸受１８のみを用いて回転自在に支持されている。すなわち、本例の構造では、従来構造や比較例の構造と比較した場合に、ハウジングケース１０に対して出力シャフト１２を回転自在に支持するための転がり軸受を１個に減らせる。したがって、その分、部品点数を抑えられ、かつ、組み立て作業を容易に行える。

【0055】

また、本例の構造では、比較例の構造と比較した場合に、中間プレート４８を省略できる。したがって、この面からも、部品点数を抑えられ、かつ、組み立て作業を容易に行える。

【0056】

また、本例の構造では、出力シャフト１２は、ハウジングケース１０に対し、１個の転がり軸受１８のみを用いて回転自在に支持されているが、この転がり軸受１８は、出力シャフト１２の外周面よりも大径の部分である、内側ホイール部材２２の支持筒部２６の外周面に外嵌支持されている。このため、本例の構造では、比較例の構造と比較した場合に、転がり軸受１８の転動体４１のピッチ円直径ＰＣＤを大きく確保して、転がり軸受１８のモーメント剛性を大きく確保することができる。このため、ホイール歯２１とウォーム歯２７との噛合部に作用する噛み合い荷重のうち、出力シャフト１２の軸方向に向いた荷重成分によって、出力シャフト１２がハウジングケース１０に対して傾くことを、１個の転がり軸受１８によって有効に防止できる。また、本例の構造では、ホイール歯２１とウォーム歯２７との噛合部から転がり軸受１８までの距離が、比較例の構造に比べて近い。このため、該噛合部に作用する噛み合い荷重のうち、出力シャフト１２の径方向に向いた荷重成分を、転がり軸受１８により効率良く支承することができる。したがって、このような出力シャフト１２の径方向に向いた荷重成分によって、出力シャフト１２がハウジングケース１０に対して傾くことも、１個の転がり軸受１８によって有効に防止できる。

【0057】

また、本例の構造では、ホイール歯２１とウォーム歯２７との噛合部に作用する噛み合い荷重は、転がり軸受１８を構成する複数個の転動体４１のうち、転がり軸受１８の中心軸を挟んで前記噛合部と反対側（図２および図３の下側）の領域に存在する転動体４１によって分散して支持される。特に、本例の構造では、転動体４１のピッチ円直径ＰＣＤを大きく確保できるため、前記噛み合い荷重を分散して支持する転動体４１の個数を多くすることができる。したがって、転がり軸受１８の耐久性を十分に確保することができる。

【0058】

また、本例の構造では、比較例の構造と比較した場合に、中間プレート４８を省略できるため、電動アシスト装置９の軸方向寸法を小さくすることができる。したがって、その分、ステアリングコラム４の軸方向寸法を大きくすることができる。その結果、二次衝突時にアウタコラム４５がインナコラム４４に対して前側に変位するストローク量を大きくすることができるため、運転者の保護を強化できる。また、電動アシスト装置９の軸方向寸法を小さくできる分、電動アシスト装置９を軽量に構成できる。

【0059】

また、本例の構造では、出力シャフト１２の軸方向前側部の外周面に、後側の自在継手５ａを構成するヨーク４２の基部４３が外嵌固定されており、かつ、基部４３の軸方向後側の端部が、転がり軸受１８の径方向内側に配置されている。このため、基部４３の全体が転がり軸受１８よりも軸方向前側に配置される構造に比べて、ギヤハウジング２９の軸方向前側の側面からの出力シャフト１２の突出量を抑えられる。したがって、この面からも、電動アシスト装置９の軸方向寸法を小さくすることができる。

【0060】

また、本例の構造では、ギヤハウジング２９のウォームホイール収容部３４の内側に、ウォームホイール１６が転がり軸受１８により回転自在に支持されており、かつ、ギヤハウジング２９のウォーム収容部３５の内側に、ウォーム１７が図示しない転がり軸受により回転自在に支持されている。すなわち、ウォームホイール１６およびウォーム１７のそれぞれが、ギヤハウジング２９に対して回転自在に支持されている。このため、ウォームホイール１６とウォーム１７とが、互いに異なるハウジングに支持される構造に比べて、ウォームホイール１６とウォーム１７との位置関係を精度良く規制することが容易となる。

【0061】

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図５を用いて説明する。

【0062】

本例の構造では、ウォームホイール１６ａを構成する内側ホイール部材２２ａは、支持筒部２６（図２参照）を有しておらず、嵌合基部２５ａの径方向の肉厚を実施の形態の第１例の場合よりも大きくしている。本例の構造では、この嵌合基部２５ａのうち、側板部２４よりも軸方向前側に位置する部分の外周面に、転がり軸受１８の内輪４０が外嵌支持されている。このような本例の構造では、出力シャフト１２の外周面と内輪４０の内周面との間が嵌合基部２５ａの軸方向前側部により埋められているため、出力シャフト１２に対する転がり軸受１８の支持強度を大きくすることができる。なお、嵌合基部２５ａのうち、側板部２４よりも軸方向後側に位置する部分の径方向の肉厚は、嵌合基部２５ａのうち、側板部２４よりも軸方向前側に位置する部分の径方向の肉厚よりも小さくすることもできる。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

【0063】

［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例について、図６を用いて説明する。

【0064】

本例の構造では、ギヤハウジング２９ａは、側板部３７ａの内周面のうち、転がり軸受１８の外輪３９を内嵌した部分の軸方向前側に隣接する部分に、軸方向後側に向いた段差面４９を有する。外輪３９は、軸方向前側の側面を段差面４９に当接させることにより、軸方向に位置決めされている。

【0065】

また、本例の構造では、ウォームホイール１６ｂを構成する内側ホイール部材２２ｂは、嵌合基部２５ｂの外周面のうち、転がり軸受１８の内輪４０を外嵌した部分の軸方向後側に隣接する部分に、軸方向前側を向いた段差面５０を有する。また、内側ホイール部材２２ｂは、嵌合基部２５ｂの外周面のうち、内輪４０を外嵌した部分の軸方向前側に隣接する部分に、全周にわたり係止溝５１を有する。係止溝５１には、止め輪５２の径方向内側部が係止されている。内輪４０は、段差面５０と止め輪５２の径方向外側部との間で軸方向に挟持されることにより、軸方向に位置決めされている。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第２例と同様である。

【0066】

［実施の形態の第４例］
本発明の実施の形態の第４例について、図７を用いて説明する。

【0067】

本例の構造では、ギヤハウジング２９ｂは、側板部３７ｂの内周面のうち、転がり軸受１８の外輪３９を内嵌した部分の軸方向後側に隣接する部分に、軸方向前側に向いた段差面５３を有する。また、ギヤハウジング２９ｂは、側板部３７ｂの内周面のうち、転がり軸受１８の外輪３９を内嵌した部分の軸方向前側に隣接する部分に、全周にわたり係止溝５４を有する。係止溝５４には、止め輪５５の径方向外側部が係止されている。外輪３９は、段差面５３と止め輪５５の径方向内側部との間で軸方向に挟持されることにより、軸方向に位置決めされている。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第３例と同様である。

【0068】

［実施の形態の第５例］
本発明の実施の形態の第５例について、図８を用いて説明する。

【0069】

本例の構造では、出力シャフト１２ａは、軸方向中間部に、軸方向両側に隣接する部分に比べて外径が大きくなった大径部５６を有する。本例の構造では、大径部５６の外周面の後側部に、ウォームホイール１６ｃを構成する内側ホイール部材２２ｃの嵌合基部２５ｃが、出力シャフト１２ａに対する相対回転を不能に外嵌されている。また、大径部５６の外周面の前側部に、転がり軸受１８の内輪４０が外嵌支持されている。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

【0070】

［実施の形態の第６例］
本発明の実施の形態の第６例について、図９を用いて説明する。

【0071】

本例の構造では、転がり軸受１８ａは、ホイール歯２１よりも軸方向後側に配置されている。このために、本例の構造では、ウォームホイール１６ｄを構成する内側ホイール部材２２ｄは、側板部２４の径方向外側の端部から軸方向後側に向けて伸長する円筒状の支持筒部２６ａを有する。支持筒部２６ａの軸方向後側部は、外側ホイール部材２３の軸方向後側の側面から軸方向後側に突出している。また、支持筒部２６ａの軸方向後側の端部は、トルクセンサ１４の径方向外側に配置されている。そして、本例では、転がり軸受１８ａの外輪３９ａは、ギヤハウジング２９ｃの軸方向後側の端部の内周面に内嵌支持されている。また、転がり軸受１８ａの内輪４０ａは、支持筒部２６ａの軸方向後側の端部の外周面に外嵌支持されている。

【0072】

また、本例では、転がり軸受１８ａは、外輪３９ａの内周面と内輪４０ａの外周面との間に存在する複数個の転動体４１が配置された内部空間の軸方向両側の開口のうち、少なくとも軸方向後側の開口を塞ぐ、図示しないシールリングを有する。本例では、このシールリングにより、ホイール歯２１とウォーム歯２７との噛合部を潤滑するグリースが、転がり軸受１８ａの内部空間を通じて、センサハウジング２８の内側空間に侵入することを防止している。

【0073】

また、本例では、シール部材２０ａは、ギヤハウジング２９ｃの側板部３７の径方向内側の端部の軸方向後側の側面に全周にわたり固定されている。シール部材２０ａの先端部である軸方向後側の端部は、内側ホイール部材２２ｄの側板部２４の軸方向前側の側面に全周にわたり摺接させている。本例では、このようなシール部材２０ａにより、ホイール歯２１とウォーム歯２７との噛合部を潤滑するグリースが、側板部３７と側板部２４との間を通じて、ハウジングケース１０の外部空間に漏れ出すことを防止している。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

【0074】

なお、本発明は、上述した各実施の形態の構成を、矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせて実施することができる。
なお、本発明を実施する場合、ギヤハウジングに対して出力シャフトを回転自在に支持するための転がり軸受の相手部材への固定方法や、該転がり軸受を含む複数の部品の組立手順は、特に限定されない。

【符号の説明】

【0075】

１ 電動パワーステアリング装置
２ ステアリングホイール
３ ステアリングシャフト
４ ステアリングコラム
５ａ、５ｂ 自在継手
６ 中間シャフト
７ ステアリングギヤユニット
８ タイロッド
９ 電動アシスト装置
１０、１０ｚ ハウジングケース
１１ トーションバー
１２ 出力シャフト
１３ ピニオンシャフト
１４ トルクセンサ
１５ ウォーム減速機
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｚ ウォームホイール
１７ ウォーム
１８、１８ａ、１８ｚａ、１８ｚｂ 転がり軸受
１９ 電動モータ
２０、２０ａ シール部材
２１ ホイール歯
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 内側ホイール部材
２３ 外側ホイール部材
２４ 側板部
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 嵌合基部
２６、２６ａ 支持筒部
２７ ウォーム歯
２８ センサハウジング
２９、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｚ ギヤハウジング
３０ 筒状部
３１ 側板部
３２ 嵌合筒部
３３ フランジ部
３４ ウォームホイール収容部
３５ ウォーム収容部
３６ 筒状部
３７、３７ａ、３７ｂ、３７ｚ 側板部
３８ フランジ部
３９、３９ａ、３９ｚａ、３９ｚｂ 外輪
４０、４０ａ、４０ｚａ、４０ｚｂ 内輪
４１ 転動体
４２ ヨーク
４３ 基部
４４ インナコラム
４５ アウタコラム
４６ インナシャフト
４７ アウタシャフト
４８ 中間プレート
４９ 段差面
５０ 段差面
５１ 係止溝
５２ 止め輪
５３ 段差面
５４ 係止溝
５５ 止め輪
５６ 大径部
１００ 電動アシスト装置
１０１ 入力シャフト
１０２ 出力シャフト
１０３ トルクセンサ
１０４ ウォームホイール
１０５ ウォーム
１０６ ハウジングケース
１０７ａ、１０７ｂ 転がり軸受
１０８ センサハウジング
１０９ ギヤハウジング
１１０ 中間プレート
１１１ 電動モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】