(57)【要約】【課題】ラトル音の低減化を一層実現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】電動パワーステアリング装置１０は、ピニオン９と、ラックバー１と、電動モータ４０と、動力変換機構２０と、ハウジング３０とを備える。  ハウジング３０の一端にはラックバー１の端部１Ｌに位置するラックエンド１Ｅを着座させる内フランジ１２が形成され、内フランジ１２にはラックバー１の長手方向の直線運動を支承するエンドブッシュ１３が設けられている。エンドブッシュ１３は、内フランジ１２の突出長さｔを超える肉厚Ｔを有して内フランジ１２の奥側に隣接し、かつラックバー１の揺動を防止可能な幅Ｗでラックバー１に当接する当接面１３ａを有する樹脂製のものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトの回転によって回転するピニオンと、該ピニオンの回転運動を長手方向の直線運動に変換して転舵角を変更させるラックバーと、該ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータシャフトを回転駆動する電動モータと、該モータシャフトの回転運動を該ラックバーの軸方向への直線運動に変換する動力変換機構と、該ピニオン、該ラックバー、該電動モータ及び該動力変換機構を内蔵するハウジングとを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記ハウジングの少なくとも一端には前記ラックバーの端部に位置するラックエンドを着座させる内フランジが形成され、該内フランジには該ラックバーの長手方向の直線運動を支承するエンドブッシュが設けられ、
該エンドブッシュは、該内フランジの突出長さを超える肉厚を有して該内フランジの奥側に隣接し、かつ該ラックバーの揺動を防止可能な幅で該ラックバーに当接する当接面を有するゴム又は樹脂製のものであ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】
前記当接面には、前記ラックバーの軸芯を中心とする環状の溝が複数本設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
ステアリングシャフトの回転によって回転するピニオンと、該ピニオンの回転運動を長手方向の直線運動に変換して転舵角を変更させるラックバーと、該ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータシャフトを回転駆動する電動モータと、該モータシャフトの回転運動を該ラックバーの軸方向への直線運動に変換する動力変換機構と、該ピニオン、該ラックバー、該電動モータ及び該動力変換機構を内蔵するハウジングとを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記ハウジングの少なくとも一端には前記ラックバーの端部に位置するラックエンドを着座させる内フランジが形成され、該内フランジには該ラックバーの長手方向の直線運動を支承するエンドブッシュが設けられ、
該エンドブッシュは、該内フランジの突出長さを超える肉厚を有して該内フランジの奥側に隣接し、かつ該ラックバーに当接する当接面を有する弾性材料製の弾性体と、該弾性体に少なくとも一部が埋設され、該弾性体より高い密度の材料からなる錘体とからな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４】
ステアリングシャフトの回転によって回転するピニオンと、該ピニオンの回転運動を長手方向の直線運動に変換して転舵角を変更させるラックバーと、該ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータシャフトを回転駆動する電動モータと、該モータシャフトの回転運動を該ラックバーの軸方向への直線運動に変換する動力変換機構と、該ピニオン、該ラックバー、該電動モータ及び該動力変換機構を内蔵するハウジングとを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記ハウジングの少なくとも一端には前記ラックバーの端部に位置するラックエンドを着座させる内フランジが形成され、該内フランジには該ラックバーの長手方向の直線運動を支承するエンドブッシュが設けられ、
該エンドブッシュは該ラックバーに当接する当接面を有するゴム又は樹脂製のものであり、
該ラックバーは、ラトル音を生じやすい状態となる特異的位置において、該当接面との当接力を高めるように外径が膨らんでい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５】
前記特異的位置は、ステアリングを右９０°〜右１８０°又は左９０°〜左１８０°の範囲で操作する際の前記ラックバーの位置であることを特徴とする請求項４記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記エンドブッシュは前記内フランジの内周側に設けられていることを特徴とする請求項４又は５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】
特許文献１及び特許文献２に従来の電動パワーステアリング装置が開示されている。この電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトの回転によって回転するピニオンと、このピニオンの回転運動を長手方向の直線運動に変換して転舵角を変更させるラックバーと、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータシャフトを回転駆動する電動モータと、モータシャフトの回転運動をラックバーの軸方向への直線運動に変換する動力変換機構と、ピニオン、ラックバー、電動モータ及び動力変換機構を内蔵するハウジングとを備えている。
【０００３】
ラックバーは１本の棒状体である。このラックバーの一方側には、ピニオンと噛み合うラック歯が軸方向に沿って形成されている。また、ラックバーの他方側には動力変換機構が設けられ、ラックバーと動力変換機構とは互いに相対移動することが可能とされている。
【０００４】
このような構成である従来の電動パワーステアリング装置は、例えば、自動車に搭載されることにより、操縦者がステアリングを操舵する際に、過大な操作力を必要とすることがなく、車輪の方向を変えることが可能となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３０６１５４号公報
【特許文献２】特開２００３−２６００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、自動車の快適性向上のニーズが近年ますます高くなっていることから、騒音についても一層の低減化が求められている。特に、自動車が石畳路等の凹凸路面を走行する際には車輪が振動し、その振動により電動パワーステアリング装置や車輪懸架装置等から生じる騒音（打音）に関しても、低減することが求められている。この騒音は、車内に侵入して搭乗者に不快に感知されるものであり、ラトル音と呼ばれる。
【０００７】
このラトル音の原因の一つである電動パワーステアリング装置からのものについて、これまで各種の低減化が検討されているが、振動は様々な箇所から発生するため、改善策も個別対応とならざるを得なかった。このため、ラトル音の低減化について、一層の改善が求められていた。
【０００８】
例えば、特許文献１の電動パワーステアリング装置は、ラックバーの振動が車体側へ伝達することを抑制するため、ラックバーを支承する軸受等をラックバーの振動の節に配置している。しかしながら、この電動パワーステアリング装置においてその効果を生じるのは、ラックバーが長手方向の特定位置に存在する場合等に限られ、この電動パワーステアリング装置はより根本的な解決をもたらすものではない。
【０００９】
また、特許文献２の電動パワーステアリング装置では、ハウジングの両端にラックバーの端部に位置するラックエンドを着座させる内フランジが形成されている。この電動パワーステアリング装置では、ラックバーの振動により、ラックバーと内フランジとの相互間の衝突が生じて、ラトル音が発生する場合があったが、このラトル音の低減化について、具体的な対策は提案されておらず、一層の改善が求められていた。
【００１０】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、ラトル音の低減化を一層実現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解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明の電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトの回転によって回転するピニオンと、該ピニオンの回転運動を長手方向の直線運動に変換して転舵角を変更させるラックバーと、該ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータシャフトを回転駆動する電動モータと、該モータシャフトの回転運動を該ラックバーの軸方向への直線運動に変換する動力変換機構と、該ピニオン、該ラックバー、該電動モータ及び該動力変換機構を内蔵するハウジングとを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記ハウジングの少なくとも一端には前記ラックバーの端部に位置するラックエンドを着座させる内フランジが形成され、該内フランジには該ラックバーの長手方向の直線運動を支承するエンドブッシュが設けられ、
該エンドブッシュは、該内フランジの突出長さを超える肉厚を有して該内フランジの奥側に隣接し、かつ該ラックバーの揺動を防止可能な幅で該ラックバーに当接する当接面を有するゴム又は樹脂製のものであることを特徴とする。
【００１２】
第１発明の電動パワーステアリング装置は自動車に搭載され、下記のように、基本的な機能を発揮する。
【００１３】
すなわち、操縦者がステアリングを操作すると、ステアリングシャフトが回転してピニオンが回転し、ラックバーが長手方向に直線運動する。このため、ラックバーに接続されたタイロッドを介して車輪が転舵される。この際、電動モータは、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータシャフトを回転駆動し、動力変換機構がモータシャフトの回転運動をラックバーの軸方向への直線運動に変換する。このため、電動モータはラックバーの直線運動を補助する。このため、操縦者が操舵する際に、過大な操作力を必要とすることがなく、車輪の方向を変えることができる。
【００１４】
このような電動パワーステアリング装置が搭載された自動車が石畳路等の凹凸路面を走行する際、車輪は凹凸路面にあわせて上下左右に細かく振動する。このため、車輪の振動は、タイロッドを介して、電動パワーステアリング装置のラックバーの両端部に伝達される。このため、ラックバーは車輪の振動によって、軸方向及び軸と垂直方向に加振されることとなる。
【００１５】
このラックバーの振動は、動力変換機構を介して、電動モータやハウジングにも伝達される。また、ラックバーを支承するハウジングの端部からも、ラックバーの振動がハウジングに伝達される。
【００１６】
ここで、第１発明の電動パワーステアリング装置では、ハウジングの少なくとも一端にラックバーの端部に位置するラックエンドを着座させる内フランジが形成され、内フランジにはラックバーの長手方向の直線運動を支承するエンドブッシュが設けられている。そして、エンドブッシュは、内フランジの突出長さを超える肉厚を有して内フランジの奥側に隣接し、かつラックバーの揺動を防止可能な幅でラックバーに当接する当接面を有するゴム又は樹脂製のものである。このため、この電動パワーステアリング装置は、下記の通り、ラトル音の低減化を一層実現することができる。
【００１７】
すなわち、エンドブッシュは、内フランジの奥側に隣接して設けられるので、内フランジの内周側、つまりラックバーと内フランジとの間に設けられる場合よりも、肉厚が厚くなる。そして、エンドブッシュは、ゴム又は樹脂製であり、内フランジの突出長さを超える肉厚を有しているので、ラックバーの振動に追従して圧縮変形し、振動エネルギーを吸収することができる。また、エンドブッシュは、ラックバーの揺動を防止可能な幅でラックバーに当接する当接面を有しているので、ラックバーの揺動を拘束し、揺れ振動をも抑制することができる。
【００１８】
こうして、この電動パワーステアリング装置は、ラックバーの振動によるラックバーと内フランジとの相互間の衝突を効果的に抑制し、ラックバーの振動がハウジングに伝播することを抑制することができる。そして、この電動パワーステアリング装置は、ラックバーの振動自体を抑制できることから、ラックバーと動力変換機構との相互間の衝突をも抑制することができるのである。
【００１９】
したがって、第１発明の電動パワーステアリング装置は、ラトル音の低減化を一層実現することができる。
【００２０】
第１発明におけるエンドブッシュの材質としては、シリコンゴム又はポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ＰＴＦＥ樹脂等の樹脂を採用することができる。
【００２１】
エンドブッシュの肉厚としては、発明者らの実験や経験則によれば、ラックバーの軸径をφＤとしたとき、Ｄ／６以上（つまり、エンドブッシュの内径がφＤであり、外径がφ４Ｄ／３以上）であることが好ましい。また、エンドブッシュの当接面の幅としては、Ｄ／２以上であることが好ましい。
【００２２】
第１発明の電動パワーステアリング装置において、前記当接面には、前記ラックバーの軸芯を中心とする環状の溝が複数本設けられていることが好ましい。
【００２３】
この場合、エンドブッシュの圧縮変形に関して、溝が設けられた表層とそれ以外の部分とにより、非線形の圧縮変形挙動をさせるよう調整することができる。例えば、溝の本数や深さを適当に設定することにより、圧縮変形の初期段階では変形しやすく、中期段階以降では変形し難くなるように調整することができる。このため、第１発明の効果を一層効果的に奏することができる。
【００２４】
第２発明の電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトの回転によって回転するピニオンと、該ピニオンの回転運動を長手方向の直線運動に変換して転舵角を変更させるラックバーと、該ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータシャフトを回転駆動する電動モータと、該モータシャフトの回転運動を該ラックバーの軸方向への直線運動に変換する動力変換機構と、該ピニオン、該ラックバー、該電動モータ及び該動力変換機構を内蔵するハウジングとを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記ハウジングの少なくとも一端には前記ラックバーの端部に位置するラックエンドを着座させる内フランジが形成され、該内フランジには該ラックバーの長手方向の直線運動を支承するエンドブッシュが設けられ、
該エンドブッシュは、該内フランジの突出長さを超える肉厚を有して該内フランジの奥側に隣接し、かつ該ラックバーに当接する当接面を有する弾性材料製の弾性体と、該弾性体に少なくとも一部が埋設され、該弾性体より高い密度の材料からなる錘体とからなることを特徴とする。
【００２５】
第２発明の電動パワーステアリング装置も自動車に搭載され、上述の第１発明の電動パワーステアリング装置と同様にして、基本的な機能を発揮する。
【００２６】
ここで、第２発明の電動パワーステアリング装置においても、ハウジングの少なくとも一端にラックバーの端部に位置するラックエンドを着座させる内フランジが形成され、内フランジにはラックバーの長手方向の直線運動を支承するエンドブッシュが設けられている。そして、エンドブッシュは、内フランジの突出長さを超える肉厚を有して内フランジの奥側に隣接し、かつラックバーに当接する当接面を有する弾性材料製の弾性体と、弾性体に少なくとも一部が埋設され、弾性体より高い密度の材料からなる錘体とからなる。このため、この電動パワーステアリング装置は、下記の通り、ラトル音の低減化を一層実現することができる。
【００２７】
すなわち、エンドブッシュは、内フランジの奥側に隣接して設けられるので、内フランジの内周側、つまりラックバーと内フランジとの間に設けられる場合よりも肉厚が厚くなる。そして、エンドブッシュは、弾性体と錘体とからなる。
【００２８】
弾性体は、内フランジの突出長さを超える肉厚を有しているので、ラックバーの振動に追従して圧縮変形し、振動エネルギーを吸収することができる。また、弾性体は、ラックバーに当接する当接面を有しているので、ラックバーを拘束し、振動を抑制することができる。
【００２９】
他方、錘体は、弾性体に少なくとも一部が埋設され、弾性体より高い密度の材料からなっているので、ラックバーの振動に追従して弾性体が圧縮変形する際に、一体に変位せず、位相がずれた状態で変位してラックバーの振動を吸収することができる。
【００３０】
したがって、第２発明の電動パワーステアリング装置も、ラトル音の低減化を一層実現することができる。
【００３１】
第２発明に係る弾性体を構成する弾性材料としては、シリコンゴム又はポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ＰＴＦＥ樹脂等の樹脂を採用することができる。
【００３２】
錘体は、振動減衰性能の観点からいえば、弾性体の密度（一般的な樹脂の場合、おおよそ１．３ｇ／ｃｍ3）よりもある程度大きいことがより好ましく、例えば、鉄、鉛等の金属材料が好ましい。また、錘体は、例えば円環状のものが、ラックバーの軸芯と同軸となるように配設されていてもよいし、球体、直方体等の小片がラックバーの軸芯回りに配設されていてもよい。
【００３３】
第３発明の電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトの回転によって回転するピニオンと、該ピニオンの回転運動を長手方向の直線運動に変換して転舵角を変更させるラックバーと、該ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータシャフトを回転駆動する電動モータと、該モータシャフトの回転運動を該ラックバーの軸方向への直線運動に変換する動力変換機構と、該ピニオン、該ラックバー、該電動モータ及び該動力変換機構を内蔵するハウジングとを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記ハウジングの少なくとも一端には前記ラックバーの端部に位置するラックエンドを着座させる内フランジが形成され、該内フランジには該ラックバーの長手方向の直線運動を支承するエンドブッシュが設けられ、
該エンドブッシュは該ラックバーに当接する当接面を有するゴム又は樹脂製のものであり、
該ラックバーは、ラトル音を生じやすい状態となる特異的位置において、該当接面との当接力を高めるように外径が膨らんでいることを特徴とする。
【００３４】
第３発明の電動パワーステアリング装置も自動車に搭載され、上述の第１、２発明の電動パワーステアリング装置と同様にして、基本的な機能を発揮する。
【００３５】
ここで、第３発明の電動パワーステアリング装置においても、ハウジングの少なくとも一端にラックバーの端部に位置するラックエンドを着座させる内フランジが形成され、内フランジにはラックバーの長手方向の直線運動を支承するエンドブッシュが設けられている。そして、エンドブッシュはラックバーに当接する当接面を有するゴム又は樹脂製のものである。また、ラックバーは、ラトル音を生じやすい状態となる特異的位置において、当接面との当接力を高めるように外径が膨らんでいる。このため、この電動パワーステアリング装置では、下記の通り、ラトル音の低減化を一層実現することができる。
【００３６】
すなわち、搭乗者が操舵する際、ラックバーが直線運動し、エンドブッシュが内フランジとともにラックバーの特異的位置を支承することとなるが、エンドブッシュは、その都度、ゴム又は樹脂製の当接面が高い当接力でラックバーを支承することができる。このため、エンドブッシュは、ラックバーの特異的位置において、ラックバーをより強く拘束し、ゴム又は樹脂特有の振動吸収能力を効果的に発揮する。
【００３７】
したがって、第３発明の電動パワーステアリング装置も、ラトル音の低減化を一層実現することができる。
【００３８】
なお、ラックバーの特異的位置以外の領域では、ラックバーのふくらみが連続的に減少して、通常の軸径となっているので、当接力も弱くなり、操舵フィーリングに悪影響を及ぼすことはない。
【００３９】
第３発明におけるエンドブッシュの材質としても、シリコンゴム又はポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ＰＴＦＥ樹脂等の樹脂を採用することができる。
【００４０】
ラックバーがラトル音を生じやすい状態となる特異的位置は、ステアリングシャフトの回転とラックバーの直線運動との間の伝達比等の設計事項によって変化するものであり、また、ラトル音を搭乗者が騒音と認識するかどうかが個人差によるものであるため、実車を用いた官能的な評価によって、実験的に決定することが好ましい。
【００４１】
また、ラックバーの外径に関しては、一例として、膨らんでいる領域でラックバーの軸とエンドブッシュとの締め代が０．０２〜０．１ｍｍ程度、それ以外の領域ではラックバーの軸とエンドブッシュとの締め代が０．０ｍｍ程度であって、軸径の変化が連続的に形成されていることが好ましい。
【００４２】
第３発明の電動パワーステアリング装置において、前記特異的位置は、ステアリングを右９０°〜右１８０°又は左９０°〜左１８０°の範囲で操作する際の前記ラックバーの位置であり得る。
【００４３】
特異的位置は、発明者らの実験によれば、一般的に上記の範囲を含む場合が多いため、上記の範囲において、ラックバーの外径が膨らんでいることにより、第３発明の効果をより確実に奏することができる。
【００４４】
第３発明の電動パワーステアリング装置において、前記エンドブッシュは、前記内フランジの内周側に設けられ得る。この場合、エンドブッシュが小型のものとなり、製造コストの低廉化の効果が大きい。
【００４５】
なお、上記第１〜３発明の電動パワーステアリング装置において述べた構成は一つの実施例に同時に実現可能である。
【００４６】
また、第１〜３発明の電動パワーステアリング装置において述べた構成は、ピニオンから離れた側に位置するエンドブッシュに適用されることが好ましい。電動パワーステアリング装置は、小型化及び軽量化の観点から、ピニオン側に内フランジ及びエンドブッシュを有さない場合があるが、ピニオンから離れた側であれば、第１〜３発明を実現し易いからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、図面を参照しつつ、第１発明を具体化した実施例１、第２発明を具体化した実施例２及び第３発明を具体化した実施例３を説明する。
【実施例１】
【００４８】
まず、図１に示すように、実施例１の電動パワーステアリング装置１０を説明する。このパワーステアリング装置１０は、ピニオン９と、ラックバー１と、電動モータ４０と、動力変換機構２０と、ハウジング３０とを備えている。
【００４９】
ピニオン９は、図示しないステアリングシャフトに一体に設けられ、ステアリングシャフトの回転によって回転するものである。
【００５０】
ラックバー１は１本の棒状体である。このラックバー１の一方側には、ピニオン９と噛み合うラック歯９ａが軸方向に沿って形成されている。また、このラックバー１の他方側には、後述する動力変換機構２０を構成するボールねじ溝２１が螺旋状に形成されている。このラックバー１は、図示しないステアリングシャフトの回転運動を長手方向の直線運動に変換して、両端部１Ｌ、１Ｒに接続された図示しないタイロッドを介して、図示しない車輪の転舵角を変更させることができるようになっている。
【００５１】
動力変換機構２０は、ラックバー１に螺旋状に形成されたボールねじ溝２１と、ボールねじ溝２１にボール２２を介して係合するボールねじナット２３とを備えるボールねじ機構である。
【００５２】
電動モータ４０は、ハウジング３０内に設置された電機子鉄心４１（コイル、給電端子４４）と、ハウジング３０内にベアリング９６、９７を介して回転可能に支承された円筒状のモータシャフト４２と、モータシャフト４２の外筒面に一体に装着されたリングマグネット４３とを有する。また、モータシャフト４２の内筒面には、ボールねじナット２３が一体に設置されている。
【００５３】
上記の構成である動力変換機構２０及び電動モータ４０では、操舵の際、操舵トルクに応じて制御された電流が給電端子４４から電機子鉄心４１に給電され、電機子鉄心４１とリングマグネット４３との間の電磁力の作用により、モータシャフト４２が回転駆動される。このため、モータシャフト４２に一体に設置されたボールねじナット２３も同時に回転し、ボール２２及びボールねじ溝２１を介して、ラックバー１に軸方向に駆動力が伝達されるようになっている。
【００５４】
ハウジング３０は、電動モータ４０を内蔵する第１ハウジング部材３２と、第１ハウジング部材３２の一端に隣接し、ピニオン９を内蔵する第２ハウジング部材３３と、第１ハウジング部材３２の他端に隣接し、ピニオン９を内蔵しない第３ハウジング部材３１とからなる。
【００５５】
図２及び図３に示すように、第３ハウジング部材３１において、ラックバー１の端部１Ｌと同じ側の一端には、ラックバー１の端部１Ｌに位置するラックエンド１Ｅを着座させる内フランジ１２が形成され、内フランジ１２にはラックバー１の長手方向の直線運動を支承するエンドブッシュ１３が設けられている。内フランジ１２は、エンドブッシュ１３を設けるスペースを確保するために、幅が狭くされている。そして、エンドブッシュ１３は、内フランジ１２の突出長さｔを超える肉厚Ｔを有して内フランジ１２の奥側に隣接し、かつラックバー１の揺動を防止可能な幅Ｗでラックバー１に当接する当接面１３ａを有するポリアミド樹脂製のものである。具体的には、発明者らの実験や経験則に基づき、ラックバー１の軸径φＤに対して、エンドブッシュ１３の肉厚Ｔは、Ｄ／６以上（つまり、エンドブッシュの内径がφＤであり、外径がφ４Ｄ／３以上）とされ、エンドブッシュ１３の当接面１３ａの幅Ｗは、Ｄ／２以上とされている。
【００５６】
当接面１３ａには、ラックバー１の軸芯を中心とする環状の溝１３ｂが複数本設けられている。そして、溝１３ｂの本数や深さを適当に設定することにより、圧縮変形の初期段階では変形しやすく、中期段階以降では変形し難くなるように調整されている。
【００５７】
以上の構成をした実施例１の電動パワーステアリング装置１０は自動車に搭載され、下記のように、基本的な機能を発揮する。
【００５８】
すなわち、操縦者がステアリングを操作すると、ステアリングシャフトが回転してピニオン９が回転し、ラックバー１が長手方向に直線運動する。このため、ラックバー１に接続されたタイロッドを介して、車輪が転舵される。この際、電動モータ４０は、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータシャフト４２を回転駆動し、動力変換機構２０がモータシャフト４２の回転運動をラックバー１の軸方向への直線運動に変換する。このため、電動モータ４０はラックバー１の直線運動を補助する。このため、操縦者が操舵する際に、過大な操作力を必要とすることがなく、車輪の方向を変えることができている。
【００５９】
このような電動パワーステアリング装置１０が搭載された自動車が石畳路等の凹凸路面を走行する際、車輪は凹凸路面にあわせて上下左右に細かく振動する。このため、車輪の振動は、タイロッドを介して、電動パワーステアリング装置１０のラックバー１の両端部に伝達される。このため、ラックバー１は車輪の振動によって、軸方向及び軸と垂直方向に加振されることとなる。
【００６０】
このラックバー１の振動は、動力変換機構２０を介して、電動モータ４０やハウジング３０にも伝達される。また、ラックバー１を支承するハウジング３０の端部からも、ラックバー１の振動がハウジング３０に伝達される。
【００６１】
ここで、この電動パワーステアリング装置１０は、下記の通り、ラトル音の低減化を一層実現することができている。
【００６２】
すなわち、エンドブッシュ１３は、内フランジ１２の奥側に隣接して設けられているので、内フランジ１２の内周側、つまりラックバー１と内フランジ１２との間に設けられている場合よりも、肉厚が厚くなっている。そして、エンドブッシュ１３は、樹脂製であり、内フランジ１２の突出長さｔを超える肉厚Ｔを有しているので、ラックバー１３の振動に追従して圧縮変形し、振動エネルギーを吸収することができている。また、エンドブッシュ１３は、ラックバー１の揺動を防止可能な幅Ｗでラックバー１に当接する当接面１３ａを有しているので、ラックバー１の揺動を拘束し、揺れ振動をも抑制することができている。
【００６３】
こうして、この電動パワーステアリング装置１０は、ラックバー１の振動によるラックバー１と内フランジ１２との相互間の衝突を効果的に抑制し、ラックバー１の振動がハウジング３０に伝播することを抑制することができている。そして、この電動パワーステアリング装置１０は、ラックバー１の振動自体を抑制できていることから、ラックバー１と動力変換機構２０との相互間の衝突をも抑制することができているのである。
【００６４】
したがって、実施例１の電動パワーステアリング装置１０は、ラトル音の低減化を一層実現することができている。
【００６５】
また、実施例１の電動パワーステアリング装置１０において、当接面１３ａには、ラックバー１の軸芯を中心とする環状の溝１３ｂが複数本設けられているので、エンドブッシュ１３の圧縮変形に関して、初期段階では変形しやすく、中期段階以降では変形し難くなるように調整することができている。このため、実施例１の電動パワーステアリング装置１０は、ラックバー１の振動をより効果的に抑制することができており、その結果として、第１発明の効果を一層効果的に奏することができている。
【実施例２】
【００６６】
図１に示す実施例２の電動パワーステアリング装置１１は、図４及び図５に示すように、実施例１のエンドブッシュ１３に対して、エンドブッシュ１４が弾性体１５と錘体１６とからなる点が異なる。その他の構成は、実施例１の電動パワーステアリング装置１０と同様であるので、説明を省く。
【００６７】
図４及び図５に示すように、第３ハウジング部材３１の内フランジ１２にはラックバー１の長手方向の直線運動を支承するエンドブッシュ１４が設けられている。そして、エンドブッシュ１４は、内フランジ１２の突出長さｔを超える肉厚Ｔを有して内フランジ１２の奥側に隣接し、かつラックバー１に当接する当接面１４ａを有する弾性材料製の弾性体１５と、弾性体１５に一部が埋設され、弾性体１５より高い密度の材料からなる錘体１６とからなる。具体的には、弾性体１５は、比較的軟質なポリアセタール樹脂製である。他方、錘体１６は、鉄製であり、複数体の略直方体の小片がラックバーの軸芯回りに配設されている。
【００６８】
以上の構成をした実施例２の電動パワーステアリング装置１１も自動車に搭載され、上述の実施例１の電動パワーステアリング装置１０と同様にして、基本的な機能を発揮する。
【００６９】
ここで、実施例２の電動パワーステアリング装置１１も、下記の通り、ラトル音の低減化を一層実現することができている。
【００７０】
すなわち、エンドブッシュ１４は、内フランジ１２の奥側に隣接して設けられるので、内フランジ１２の内周側、つまりラックバー１と内フランジ１２との間に設けられる場合よりも肉厚が厚くなっている。そして、エンドブッシュ１４は、弾性体１５と錘体１６とからなっている。
【００７１】
弾性体１５は、内フランジ１２の突出長さｔを超える肉厚Ｔを有しているので、ラックバー１の振動に追従して圧縮変形し、振動エネルギーを吸収することができている。また、弾性体１５は、ラックバー１に当接する当接面１４ａを有しているので、ラックバー１を拘束し、振動を抑制することができている。
【００７２】
他方、錘体１６は、弾性体１５に一部が埋設され、弾性体１５より高い密度である鉄製であるので、ラックバー１の振動に追従して弾性体１５が圧縮変形する際に、一体に変位せず、位相がずれた状態で変位してラックバー１の振動を吸収することができている。
【００７３】
したがって、実施例２の電動パワーステアリング装置１１も、ラトル音の低減化を一層実現することができている。
【実施例３】
【００７４】
図１に示す実施例３の電動パワーステアリング装置１２は、図６及び図７に示すように、実施例１及び２の内フランジ１２とエンドブッシュ１３、１４とに対して、エンドブッシュ１７が内フランジ１２ａの内周側に設けられている点及びラックバー１ａが後述する特異的位置において、当接面１７ａとの当接力を高めるように外径が膨らんでいる点が異なる。その他の構成は、実施例１及び２の電動パワーステアリング装置１０、１１と同様であるので、説明を省く。
【００７５】
図６に示すように、第３ハウジング部材３１において、ラックバー１ａの端部１Ｌと同じ側の一端には、ラックバー１ａの端部１Ｌに位置するラックエンド１Ｅを着座させる内フランジ１２ａが形成され、内フランジ１２ａの内周側にはラックバー１ａの長手方向の直線運動を支承するエンドブッシュ１７が設けられている。内フランジ１２ａは、内周側においてエンドブッシュ１７を保持するため、幅が広くされている。そして、エンドブッシュ１７は、ラックバー１ａに当接する当接面１７ａを有するポリアセタール樹脂製のものであり、ラックバー１ａと内フランジ１２ａとの間に配置されるために肉厚が薄くされている。
【００７６】
ラックバー１ａは、ラトル音を生じやすい状態となる特異的位置において、当接面１７ａとの当接力を高めるように外径が膨らんでいる。
【００７７】
ここで、ラトル音を生じやすい状態となる特異的位置とは、ステアリングシャフトの回転とラックバー１ａの直線運動との間の伝達比等の設計事項によって変化するものであり、また、ラトル音を搭乗者が騒音と認識するかどうかが個人差によるものであるため、実車を用いた官能的な評価によって、実験的に決定している。実施例３の電動パワーステアリング装置１２では、発明者らの実験により、ステアリングを右９０°〜右１８０°又は左９０°〜左１８０°の範囲で操作する際のラックバー１ａの位置を特異的位置としている。
【００７８】
具体的には、図６に示すように、位置Ａは、ステアリングが中立位置ＣＰにある時のラックバー１ａとエンドブッシュ１７との当接位置であり、位置ＢRは、ステアリングを右９０°に操舵した時のラックバー１ａとエンドブッシュ１７との当接位置であり、位置ＣRは、ステアリングを右１８０°に操舵した時のラックバー１ａとエンドブッシュ１７との当接位置である。また、位置ＢLは、ステアリングを左９０°に操舵した時のラックバー１ａとエンドブッシュ１７との当接位置であり、位置ＣLは、ステアリングを左１８０°に操舵した時のラックバー１ａとエンドブッシュ１７との当接位置である。
【００７９】
図７に示すように、位置ＢRから位置ＣRまでの範囲及び位置ＢLから位置ＣLまでの範囲が特異的位置である。そして、位置Ａにおけるラックバー１ａの軸径がφＤであるのに対して、この特異的位置では、ラックバー１ａの軸径がφＤ＋αと膨らんでいる。αは、０．０２〜０．１ｍｍの範囲で、適当な値が選定される。逆に、特異的位置以外の範囲では、軸径が連続的に減少し、中立位置ＣＰと同じ軸径φＤとされている。
【００８０】
このため、ラックバー１ａとエンドブッシュ１７との当接位置における締め代は、ラックバー１ａの軸径が膨らんでいる領域では０．０２〜０．１ｍｍ程度の範囲の中の適当な値とされている。また、前記締め代は、ラックバー１ａの軸径が膨らんでいる領域以外の領域では０．０ｍｍ程度とされており、遊びがなく、かつ摺動抵抗が少なくなるようにされている。さらに、前記締め代は、ラックバー１ａの軸径が連続的に変化する領域ではその中間とされている。
【００８１】
以上の構成をした実施例３の電動パワーステアリング装置１２も自動車に搭載され、上述の実施例１及び２の電動パワーステアリング装置１０、１１と同様にして、基本的な機能を発揮する。
【００８２】
ここで、実施例３の電動パワーステアリング装置１２も、下記の通り、ラトル音の低減化を一層実現することができている。
【００８３】
すなわち、搭乗者が操舵する際、ラックバー１ａが直線運動し、エンドブッシュ１７が内フランジ１２ａとともにラックバー１ａの特異的位置（ステアリングを右９０°〜右１８０°又は左９０°〜左１８０°の範囲で操作する際のラックバー１ａの位置）を支承することとなるが、エンドブッシュ１７は、その都度、樹脂製の当接面１７ａが高い当接力でラックバー１ａを支承することができている。このため、エンドブッシュ１７は、ラックバー１ａの特異的位置において、ラックバー１ａをより強く拘束し、樹脂特有の振動吸収能力を効果的に発揮することができている。
【００８４】
したがって、実施例３の電動パワーステアリング装置１２も、ラトル音の低減化を一層実現することができている。
【００８５】
なお、ラックバー１ａの特異的位置以外の領域では、ラックバー１ａのふくらみが連続的に減少して、通常の軸径φＤとなっているので、当接力も弱くなり、操舵フィーリングに悪影響を及ぼすことはない。
【００８６】
また、実施例３の電動パワーステアリング装置１２において、エンドブッシュ１７は、内フランジ１２ａの内周側に設けられているので、エンドブッシュ１７が小型のものとなっており、製造コストの低廉化の効果も享受できている。
【００８７】
以上において、本発明を実施例１〜３に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜３に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は電動パワーステアリング装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】実施例１〜３の電動パワーステアリング装置の概略断面図である。
【図２】実施例１の電動パワーステアリング装置に係り、図１のＺ部の拡大断面図である。
【図３】実施例１の電動パワーステアリング装置に係り、図２のＹ部の拡大断面図である。
【図４】実施例２の電動パワーステアリング装置に係り、図１のＺ部の拡大断面図である。
【図５】実施例２の電動パワーステアリング装置に係り、図４のＡ−Ａ断面を示す拡大断面図である。
【図６】実施例３の電動パワーステアリング装置の要部拡大断面図である。
【図７】実施例３の電動パワーステアリング装置に係り、ラックバーの軸径の変化を示す概略模式図である。
【符号の説明】
【００９０】
１…ラックバー
９…ピニオン
１０、１１、１２…電動パワーステアリング装置
１Ｅ…ラックエンド
１２、１２ａ…内フランジ
１３、１４、１７…エンドブッシュ
１３ａ、１４ａ、１７ａ…当接面
１３ｂ…溝
１５…弾性体
１６…錘体
２０…動力変換機構
３０…ハウジング
４０…電動モータ
４２…モータシャフト
ｔ…内フランジの突出長さ
Ｔ…エンドブッシュの肉厚
Ｗ…エンドブッシュの幅
ＢR〜ＣR、ＢL〜ＣL…特異的位置
【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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【図６】
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【図７】
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