(57)【要約】    【課題】騒音が少なく且つ操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置を提供すること。    【解決手段】電動パワーステアリング装置１が、操舵部材２の操作に応じて軸方向に移動される転舵軸としてのラックバー８を含む操舵機構Ａに、歯車を含む減速機１７を介して電動モータ１６の動力を付与して操舵補助する。ラックバー８が軸方向に移動すると、これに伴ってピストン２０が油圧シリンダ２１内を移動し、ピストン２０のオリフィス２４内を油が流通する。路面からの逆入力による比較的高速の振動（例えば１５〜２０Ｈｚ程度）はオリフィス２４を流通する油の粘性抵抗からなる減衰力により減衰され、歯打ち音による騒音が低減される。操舵部材を操作しての通常操舵によるピストン２０の移動は例えば１〜２Ｈｚで低速であるので、オリフィス２４による減衰力はほとんど働かず、操舵フィーリングが悪化しない。【選択図】  図１
2006082663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部材の操作に応じて軸方向に移動される転舵軸を含む操舵機構に、歯車を含む減速機を介して電動モータの動力を付与して操舵補助する電動パワーステアリング装置において、
上記転舵軸の移動に伴って移動するピストンと、
ピストンにより仕切られる一対の油室を有する油圧シリンダと、
上記ピストンに形成され一対の油室間を互いに連通するオリフィスとを備え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において、上記油圧シリンダのシリンダ径が操舵中立位置の近傍領域において残りの領域よりも小さくされてい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、電動モータにより操舵補助力を得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】
従来、自動車用の油圧パワーステアリング装置において、パワーシリンダのピストンに弁により開閉される連通孔を設け、操舵中立時に連通孔を開放することにより、パワーシリンダのピストンの受圧面積を小さくし、これにより運転者に手応え感を与える油圧パワーステアリング装置がある（例えば特許文献１参照）。
一方、自動車用の電動パワーステアリング装置には、通例、歯車機構を用いた減速機が用いられている。すなわち、モータの出力軸の回転を減速機を介して減速することで、モータの出力を増幅して操舵機構に伝達し、ステアリング操作をトルクアシストするようにしている。
【０００３】
上記の電動パワーステアリング装置において減速機に用いられる歯車機構では、歯の噛み合いに適度なバックラッシが必要であるが、例えば悪路を走行した場合、路面からの逆入力により上記バックラッシに起因した歯打ち音（ラトル音）が発生することがある。
【特許文献１】特許第２６６８０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動パワーステアリング装置において、上記のバックラッシを小さくすることより、歯打ち音による騒音は低減されるが、フリンクションの増大により特に操舵中立位置付近での操舵フィーリングが悪くなる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、騒音が少なく且つ操舵フィーリングの良い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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、操舵部材の操作に応じて軸方向に移動される転舵軸を含む操舵機構に、歯車を含む減速機を介して電動モータの動力を付与して操舵補助する電動パワーステアリング装置において、上記転舵軸の移動に伴って移動するピストンと、ピストンにより仕切られる一対の油室を有する油圧シリンダと、上記ピストンに形成され一対の油室間を互いに連通するオリフィスとを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
路面からの逆入力による比較的高速の振動（例えば１５〜２０Ｈｚ程度）はオリフィスを流通する油の粘性抵抗からなる減衰力により減衰されるので、歯打ち音による騒音を低減することができる。一方、操舵部材を操作しての通常操舵によるピストンの移動は例えば１〜２Ｈｚで低速であるので、オリフィスによる減衰力はほとんど働かず、操舵フィーリングを悪化させることがない。これにより、騒音が小さく且つ操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置を実現することができる。
【０００７】
上記油圧シリンダのシリンダ径が操舵中立位置の近傍領域において残りの領域よりも小さくされていれば、操舵中立位置の近傍領域においてピストンのオリフィスを働かせて操舵の剛性感を得ることができる。しかも、残りの領域では一対の油室間の油の流通が自由となるので、ピストンが操舵に与える抵抗を少なくでき、操舵フィーリングを良好にすることができる。操舵中立位置の近傍領域とは、操舵中立位置での操舵部材の操舵角θを０として、−θ１≦θ≦θ１の範囲の領域である。角度θ１としては、５度〜１０度の範囲で車両に応じて設定される。すなわち近傍領域は、例えば−１０度≦θ≦１０度の範囲の領域に設定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結しているステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に自在継手４を介して連結される中間軸５と、中間軸５に自在継手６を介して連結されるピニオン軸７と、ピニオン軸７の端部近傍に設けられたピニオン歯７ａに噛み合うラック歯８ａを有して自動車の幅方向に延びる転舵軸としてのラックバー８とを有している。ピニオン軸７およびラックバー８によりラックアンドピニオン機構からなる操舵機構Ａが構成されている。
【０００９】
ラックバー８は車体に固定されるハウジング９内に図示しない複数の軸受を介して直線往復動自在に支持されている。ラックバー８の両端部はハウジング９の両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッド１０が結合されている。各タイロッド１０は対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する車輪１１に連結されている。
操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン歯７ａおよびラック歯８ａによって、自動車の左右方向に沿ってのラックバー８の直線運動に変換される。これにより、車輪１１の転舵が達成される。
【００１０】
ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連なる入力軸３ａと、ピニオン軸７に連なる出力軸３ｂとに分割されており、これら入、出力軸３ａ，３ｂはトーションバー１２を介して同一の軸線上で相対回転可能に互いに連結されている。
トーションバー１２を介する入、出力軸３ａ，３ｂ間の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ１３が設けられており、このトルクセンサ１３のトルク検出結果は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）１４に与えられる。ＥＣＵ１４では、トルク検出結果や図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路１５を介して操舵補助用の電動モータ１６を駆動制御する。電動モータ１６の出力回転が減速機１７を介して減速されてステアリングシャフト３の出力軸３ｂに伝達され、さらにピニオン軸７を介してラックバー８の直線運動に変換されて、操舵が補助される。
【００１１】
減速機１７は、電動モータ１６により回転駆動される駆動歯車としてのウォーム１８と、このウォーム１８に噛み合うと共にステアリングシャフト３の出力軸３ｂに一体回転可能に連結される従動歯車としてのウォームホイール１９を備える。
本実施の形態の電動パワーステアリング装置１の特徴とするところは下記である。すなわち、ラックバー８に、ラックバー８と一体に移動するピストン２０が設けられており、このピストン２０を収容する油圧シリンダ２１がハウジング９の一部に形成されている。      
【００１２】
油圧シリンダ２１は、ピストン２０により仕切られる一対の油室２２，２３を有している。また、上記のピストン２０には、一対の油室２２，２３間を互いに連通する１乃至複数のオリフィス２４が貫通形成されている。ピストン２０の外周に設けられた周溝にはピストン２０の外周と油圧シリンダ２１の内周との間を封止するためのシール部材２５が収容されている。また、油圧シリンダ２１の一対の端部に、当該一対の端部とラックバー８との間をそれぞれ封止する一対のシール部材２６が設けられている。
【００１３】
ラックバー８が軸方向に移動すると、これに伴ってピストン２０が油圧シリンダ２１内を移動し、オリフィス２４を油が通過する。オリフィス２４内の油の通過に伴う粘性抵抗は、ピストン２０の移動を抑制する減衰力として働く。
図２に示すように、減衰力として働くオリフィス２４の粘性抵抗は、転舵軸としてのラックバー８の軸方向の移動速度の二乗に比例する。すなわち、オリフィス２４による減衰力は速度依存である。
【００１４】
本実施の形態によれば、車輪１１を介して与えられる路面からの逆入力は例えば１５〜２０Ｈｚ程度で高速であるので、オリフィス２４を流通する油の粘性抵抗による減衰力によって減衰される結果、歯打ち音による騒音を低減することができる。
一方、操舵部材２を操作しての通常操舵によるピストン２０の移動は例えば１〜２Ｈｚ程度で低速であるので、オリフィス２４による減衰力はほとんど働かず、操舵フィーリングを悪化させることがない。これにより、騒音が小さく且つ操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置１を実現することができる。
【００１５】
次いで、図３は本発明の別の実施の形態の電動パワーステアリング装置の要部を示している。図３を参照して、本実施の形態の特徴とするところは、油圧シリンダ２１のシリンダ径Ｄ１が、操舵中立位置Ｃ（操舵部材２の操舵角θ＝０の位置）の近傍領域Ｂ１（−θ１≦θ≦θ１）において残りの領域Ｂ２よりも小さくされ、オリフィス２４による減衰力が図４に示すようにピストン２０の位置にも依存するようにした点にある。
【００１６】
上記の近傍領域Ｂ１（−θ１≦θ≦θ１）は、車両に応じて適宜設定可能であり、θ１として５度〜１０度の値が採用される。例えば、θ１＝１０度として、−１０度≦θ≦１０度の領域に設定される。
また、ピストン２０の外周のシール部材２７として、Ｏリング２８とＯリング２８によりバックアップされたフッ素樹脂製のリング２９を用い、油圧シリンダ２１に対してピストン２０が移動したときのフリクションを低減してある。
【００１７】
本実施の形態によれば、操舵中立位置の近傍領域Ｂ１においてピストン２０のオリフィス２４の働きにより操舵の剛性感を得ることができる。また、残りの領域Ｂ２では一対の油室２２，２３間の油の流通を自由にして、ピストン２０が操舵に与える抵抗を少なくして、操舵フィーリングを良好にすることができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、減速機として駆動ギヤおよび従動ギヤが互いに噛み合うベベルギヤであっても良い。また、駆動ギヤおよび従動ギヤは、ヘリカルギヤ、ハイポイドギヤであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】ラックバーの移動速度とオリフィスによる減衰力との相関関係を示すグラフ図である。
【図３】本発明の別の実施の形態の電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。
【図４】図３の実施の形態において、操舵角と減衰力との相関関係を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１    電動パワーステアリング装置
２    操舵部材
３    ステアリングシャフト
５    中間軸
７    ピニオン軸
８    ラックバー（転舵軸）
１０  タイロッド
１１  車輪
Ａ    操舵機構
１６  電動モータ
１７  減速機
１８  ウォーム（歯車）
１９  ウォームホイール（歯車）
２０  ピストン
２１  油圧シリンダ
２２，２３  油室
２４  オリフィス
Ｃ    操舵中立位置
Ｂ１  操舵中立位置の近傍領域
Ｂ２  残りの領域
Ｄ１  シリンダ径
【図１】
2006082663.tif 000003
【図２】
2006082663.tif 000004
【図３】
2006082663.tif 000005
【図４】
2006082663.tif 000006