(57)【要約】      （修正有）【課題】ラック軸の主要部を収容するラックハウジングに電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成することにより、ラックハウジングと減速機ハウジングとの結合強度を向上できるようにした電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】ボールねじ軸２１を形成したラック軸１８と平行に電動モータ２６を配置し、電動モータ２６の駆動力を減速機１１を介してボールねじ軸２１に螺合するボールナット２３に駆動伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、ラック軸１８の主要部を収容するラックハウジング４１と、減速機１１およびラック軸１８の一部を収容する減速機ハウジング４２とを有し、ラックハウジング４１の一端に減速機ハウジング４２に結合されるフランジ部４１ｂを設け、フランジ部４１ｂに電動モータ２６を取付けるモータ取付部４１ｂ１を一体に形成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじ軸を形成したラック軸と平行に電動モータを配置し、該電動モータの駆動力を減速機を介して前記ボールねじ軸に螺合するボールナットに駆動伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、
前記ラック軸の主要部を収容するラックハウジングと、前記減速機および前記ラック軸の一部を収容する減速機ハウジングとを有し、前記ラックハウジングの一端に前記減速機ハウジングに結合されるフランジ部を設け、該フランジ部に前記電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成し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２】
ラック軸と平行にボールねじ軸および電動モータを配置し、該電動モータの駆動力を前記ボールねじ軸に螺合するボールナットから駆動伝達部材を介して前記ラック軸に駆動伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、
前記ラック軸の主要部を収容するラックハウジングと、前記ボールねじ軸および前記ボールナットと前記ラック軸の一部を収容するボールねじハウジングとを有し、前記ラックハウジングの一端に前記ボールねじハウジングに結合されるフランジ部を設け、該フランジ部に前記電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成したことを特徴とする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、ラック軸および電動モータを支持したハウジングの強度を向上できる電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置には、例えば、特許文献１に記載されているように、ラック軸に形成したボールねじ軸にボールを介して螺合する回転可能なボールナットと平行に電動モータを配置し、電動モータのモータシャフトに駆動歯車を連結するとともに、ボールナットに被動歯車を設け、これら駆動歯車と被動歯車とを中間歯車を介して噛合させた減速機を備えたモータ平行タイプの電動パワーステアリング装置がある。
【特許文献１】特開２００５−２８０５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、モータ平行タイプの電動パワーステアリング装置においては、図５に示すように、ラック軸１の主要部を軸方向移動可能に収容したラックハウジング２の一端に形成したフランジ部２ａを、歯車減速機を収容した減速機ハウジング３にボルト等によって固定し、この減速機ハウジング３に形成したモータ取付部３ａに、電動モータ４をラックハウジング２（ラック軸１）と平行に取付けるように構成されている。この場合、車両搭載上有利な構成にする上で、ラック軸１の中心と電動モータ４の中心との距離Ａを極力小さくすることが望まれるが、ラックハウジング２に形成したフランジ部２ａが、ラック軸１の中心と電動モータ４の中心との距離Ａを小さくする上での制約となる。このために、ラック軸１の中心と電動モータ４の中心との距離Ａを小さくすると、ラックハウジング２と減速機ハウジング３の組付強度を確保できなくなる恐れがあり、ラックハウジング２と減速機ハウジング３の組付強度を確保するためには、ラック軸１の中心と電動モータ４の中心との距離Ａを比較的大きくとる必要があった。
【０００４】
しかも、この種の電動パワーステアリング装置においては、一般に、ラックハウジング２に設けた一対のマウント部を介して電動パワーステアリング装置が車体に取付けられるようになるが、図５に示すような構成のものにおいては、マウント部よりオーバハングして質量の大きな電動モータ４を取付けた減速機ハウジング３がラックハウジング２に結合されるようになるため、ラックハウジング２と減速機ハウジング３との結合部には、減速機ハウジング３に取付けた電動モータ４の重量が作用するため、ラックハウジング２の強度を増大することが必要となり、電動パワーステアリング装置の重量が増大するとともに、大型になる問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題を解消するためになされたもので、ラック軸の主要部を収容するラックハウジングに電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成することにより、ラックハウジングと減速機ハウジングとの結合強度を向上できるようにした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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、ボールねじ軸を形成したラック軸と平行に電動モータを配置し、該電動モータの駆動力を減速機を介して前記ボールねじ軸に螺合するボールナットに駆動伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、前記ラック軸の主要部を収容するラックハウジングと、前記減速機および前記ラック軸の一部を収容する減速機ハウジングとを有し、前記ラックハウジングの一端に前記減速機ハウジングに結合されるフランジ部を設け、該フランジ部に前記電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成したことである。
【０００７】
請求項２に係る発明の特徴は、ラック軸と平行にボールねじ軸および電動モータを配置し、該電動モータの駆動力を前記ボールねじ軸に螺合するボールナットから駆動伝達部材を介して前記ラック軸に駆動伝達して操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、前記ラック軸の主要部を収容するラックハウジングと、前記ボールねじ軸および前記ボールナットと前記ラック軸の一部を収容するボールねじハウジングとを有し、前記ラックハウジングの一端に前記ボールねじハウジングに結合されるフランジ部を設け、該フランジ部に前記電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成したことである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、ラック軸の主要部を収容するラックハウジングと、減速機およびラック軸の一部を収容する減速機ハウジングとを有し、ラックハウジングの一端に減速機ハウジングに結合されるフランジ部を設け、フランジ部に電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成したので、ラックハウジングに、質量の大きな電動モータを直接取付けることができ、ラック軸の中心と電動モータの中心との距離を小さくしても、電動モータをラックハウジングによって高剛性に支持することができる。しかも、モータ取付部を形成したラックハウジングのフランジ部を用いて、ラックハウジングと減速機ハウジングとの結合強度を向上することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、ラック軸の主要部を収容するラックハウジングと、ボールねじ軸およびボールナットとラック軸の一部を収容するボールねじハウジングとを有し、ラックハウジングの一端にボールねじハウジングに結合されるフランジ部を設け、フランジ部に電動モータを取付けるモータ取付部を一体に形成したので、請求項１と同様に、ラックハウジングに、質量の大きな電動モータを直接取付けることができ、ラック軸の中心と電動モータの中心との距離を小さくしても、電動モータをラックハウジングによって高剛性に支持することができる。しかも、モータ取付部を形成したラックハウジングのフランジ部を用いて、ラックハウジングとボールねじハウジングとの結合強度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１０の模式図を示し、図２は電動パワーステアリング装置１０に内蔵された歯車減速機１１部分の断面図を示す。
【００１１】
図１において、電動パワーステアリング装置１０は、転舵輪１２を転舵するためにステアリングホイール１３に加えられる操舵トルクを伝達するステアリングシャフト１４と、ステアリングシャフト１４からの操舵トルクにより転舵輪１２を転舵する、例えばラックアンドピニオン機構からなる操舵機構１５と、ステアリングシャフト１４と操舵機構１５とを連結する軸継手としての中間軸１６とを備えている。
【００１２】
操舵機構１５は、入力軸としてのピニオン軸１７と、自動車の横方向（直進方向と直交する方向）に延びる転舵軸としてのラック軸１８と、ピニオン軸１７およびラック軸１８を支持するハウジング２０とを有している。ピニオン軸１７は、ハウジング２０に回動可能に支持され、ラック軸１８は、ハウジング２０に直線往復移動可能に支持されている。ピニオン軸１７のピニオン歯１７ａは、ラック軸１８のラック歯１８ａに噛合されている。ラック軸１８の両端部は、タイロッドおよびナックルアームを介して転舵輪１２に連結されている。
【００１３】
これにより、ステアリングホイール１３が操舵されると、その操舵トルクがステアリングシャフト１４等を介して操舵機構１５に伝達され、ピニオン軸１７が回転される。ピニオン軸１７の回転は、ピニオン歯１７ａおよびラック歯１８ａによって、ラック軸１８の直線移動に変換され、これによって転舵輪１２が転舵される。
【００１４】
ラック軸１８には、図２にも示すように、ボールねじ軸２１が一体的に形成され、ボールねじ軸２１にボール２２を介して螺合するボールナット２３が、ラック軸１８と同心的にハウジング２０に軸受２４によって回転のみ可能に支持されている。
【００１５】
さらに、電動パワーステアリング装置１０には、操舵トルクを検出するトルクセンサ２５（図１参照）と、トルクセンサ２５の出力に基づいて制御され、操舵トルクをアシストする電動モータ２６と、電動モータ２６の回転を減速する歯車減速機１１が設けられている。歯車減速機１１は、電動モータ２６によって駆動される駆動歯車３１と、ボールナット２３に設けられた被動歯車３２と、これら駆動歯車３１および被動歯車３２に噛合し、駆動歯車３１の回転を被動歯車３２に伝達する中間歯車３３とによって構成されている。
【００１６】
ハウジング２０は、図２に示すように、操舵機構１５を構成するラック軸１８の主要部およびこれに噛合するピニオン軸１７を収容するラックハウジング４１と、歯車減速機１１およびラック軸１８の一部（ボールねじ軸２１の一部）を収容する減速機ハウジング４２および減速機ハウジング４２の開口部を閉塞するハウジングカバー４３とによって構成されている。これらラックハウジング４１、減速機ハウジング４２およびハウジングカバー４３は、互いに一体的に結合されている。ラックハウジング４１、減速機ハウジング４２およびハウジングカバー４３には、ラック軸１８が自動車の進行方向と直交する幅方向に摺動可能に貫挿されている。
【００１７】
ラックハウジング４１は、ラック軸１８を収容する円筒状のハウジング部４１ａと、そのハウジング部４１ａの一端に、図略のボルトによって減速機ハウジング４２に固定されるフランジ部４１ｂを有している。フランジ部４１ｂはラック軸１８の径方向に延在したモータ取付部４１ｂ１を備え、このモータ取付部４１ｂ１に電動モータ２６がラック軸１８と平行に設置されている。また、ラックハウジング４１のハウジング部４１ａには、図示してないが一対のマウント部がラック軸１８の軸方向に間隔を有して設けられ、これら一対のマウント部を介してラックハウジング４１が図略の車体ボディに支持されるようになっている。
【００１８】
減速機ハウジング４２には、ボールナット２３が軸受２４を介して、ラック軸１８と同心的に回転可能に支持され、ボールナット２３の外周に被動歯車３２が一体的に圧入固定されている。
【００１９】
ラックハウジング４１のフランジ部４１ｂ（モータ取付部４１ｂ１）に設置された電動モータ２６のモータシャフトは、駆動歯車３１を設けた駆動歯車軸５１の一端に回転連結されている。駆動歯車軸５１は、減速機ハウジング４２およびハウジングカバー４３に装着された各軸受５２によってラック軸１８と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。
【００２０】
また、減速機ハウジング４２には、ボールナット２３と駆動歯車軸５１との間に、中間歯車軸５３が駆動歯車軸５１と平行に配置されている。中間歯車軸５３は、減速機ハウジング４２およびハウジングカバー４３に装着された各軸受５４によってラック軸１８と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。中間歯車軸５３上には、駆動歯車３１および被動歯車３２に噛合する中間歯車３３が一体的に設けられている。
【００２１】
図３は、本実施の形態における電動パワーステアリング装置１０のハウジング構成（ラックハウジング４１、減速機ハウジング４２、ハウジングカバー４３）の概要を示すものである。なお、図３においては、図１および図２に対して、電動モータ２６とラック軸１８とを上下逆方向に配置した状態で示している。
【００２２】
上記した第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１０によれば、ステアリングホイール１３を操舵すると、操舵トルクがピニオン軸１７に入力され、ピニオン軸１７とラック軸１８とによる操舵機構１５を介してラック軸１８が軸方向に移動される。
【００２３】
ピニオン軸１７に入力された操舵トルクは、トルクセンサ２５により検出され、検出された操舵トルクに基づいて電動モータ２６が回転制御され、補助トルクを発生させる。電動モータ２６による補助トルクは、駆動歯車３１、中間歯車３３および被動歯車３２を介してボールナット２３に伝達され、ボールナット２３の回転によりラック軸１８が軸方向に移動される。このようにして、ラック軸１８に電動モータ２６によるアシスト力が作用され、このアシスト力によって転舵輪１２が転舵され、運転者によるステアリングホイール１３の操舵力が軽減される。
【００２４】
上記した第１の実施の形態によれば、ラック軸１８の主要部およびピニオン軸１７を収容するラックハウジング４１に、電動モータ２６を取付けるモータ取付部４１ｂ１（フランジ部４１ｂ）を設けたので、マウント部を介して車体に取付けられるラックハウジング４１に、質量の大きな電動モータ２６を直接取付けることができる。これにより、ラック軸１８の中心と電動モータ２６の中心との距離Ａ（図３参照）を小さくしても、電動モータ２６をラックハウジング４１によって高剛性に支持することができるとともに、ラックハウジング４１と減速機ハウジング４２との結合強度を容易に高めることが可能となる。
【００２５】
図４は本発明の第２の実施の形態を示すもので、第１の実施の形態と異なる点は、歯車減速機１１を持たず、ボールねじ軸１２１をラック軸１８と分離して平行に支持したものに本発明を適用したことである。
【００２６】
すなわち、第２の実施の形態における電動パワーステアリング装置１０は、図４に示すように、第１の実施の形態で述べたと同様に、ラック軸１８の主要部およびこれに噛合うピニオン軸１７を収容するラックハウジング４１には、ラック軸１８の径方向に延在したモータ取付部４１ｂ１を備えたフランジ部４１ｂを設け、このモータ取付部４１ｂ１（フランジ部４１ｂ）に電動モータ２６がラック軸１８と平行に設置されている。
【００２７】
一方、ラックハウジング４１のフランジ部４１ｂと結合されるフランジ部１４２ａを有するボールねじハウジング１４２には、ボールねじ軸１２１が電動モータ２６と同軸上に、ラック軸１８と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。ボールねじ軸１２１の一端は電動モータ２６のモータシャフト２６ａに連結されている。また、ボールねじ軸１２１には図略のボールを介してボールナット１２３が螺合され、ボールナット１２３はラック軸１８にボルト６０によって固定された駆動伝達部材６１に一体的に取付けられている。
【００２８】
なお、図４において、６３、６４は、ラックハウジング４１およびボールねじハウジング１４２にそれぞれ設けられたマウント部を示し、これらマウント部６３、６４を介してハウジング２０（ラックハウジング４１およびボールねじハウジング１４２）が図略の車体ボディに支持される。また、６５は、ラックハウジング４１に設けられたサポートヨークを、６６は、ボールねじハウジング１４２に装着されたラックガイドをそれぞれ示す。
【００２９】
第２の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１０によれば、電動モータ２６のモータシャフト２６ａが回転されると、ボールねじ軸１２１が一体的に回転され、ボールねじ軸１２１の回転により、ボールナット１２３がボールねじ軸１２１の軸方向に移動される。ボールナット１２３の軸方向移動は駆動伝達部材６１によってラック軸１８に伝達され、ラック軸１８がボールねじ軸１２１と一体的に軸方向に移動される。このようにして、ラック軸１８に電動モータ２６によるアシスト力が作用され、このアシスト力によって転舵輪１２（図１参照）が転舵され、運転者によるステアリングホイール１３（図１参照）の操舵力が軽減される。
【００３０】
上記した第２の実施の形態によれば、ラック軸１８の主要部およびピニオン軸１７を収容するラックハウジング４１に、電動モータ２６を取付けるモータ取付部４１ｂ１（フランジ部４１ｂ）を設けたので、マウント部６３、６４を介して車体に取付けられるハウジング２０のラックハウジング４１に、質量の大きな電動モータ２６を直接取付けることができ、ラック軸１８の中心と電動モータ２６の中心との距離を小さくしても、電動モータ２６をラックハウジング４１によって高剛性に支持することができるとともに、ラックハウジング４１とボールねじハウジング１４２との結合強度を容易に高めることが可能となる。
【００３１】
以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置を示す概略図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置のハウジング構成を示す概略図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す電動パワーステアリング装置の要部断面図である。
【図５】従来の電動パワーステアリング装置のハウジング構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０…電動パワーステアリング装置、１１…歯車減速機、１７…ピニオン軸、１８…ラック軸、２０…ハウジング、２１…ボールねじ軸、２３…ボールナット、２６…電動モータ、４１…ラックハウジング、４１ｂ…フランジ部、４１ｂ１…モータ取付部、４２…減速機ハウジング、１４２…ボールねじハウジング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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