(57)【要約】【課題】  ボールねじ機構から車体に伝達される振動によって惹起される作動音の増大や異音の発生等を抑制することが可能な電動式パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】  電動式パワーステアリング装置１は、ラックシャフト１２と、ラックシャフト１２と同軸的に配置された電動モータ１６と、電動モータ１６のロータ１６２の回転力をラックシャフト１２の軸線１２ａ方向の駆動力に変換するボールねじ機構１８とを備える。該ボールねじ機構１８は、ラックシャフト１２の軸線１２ａ方向に並んで設けられた円筒状のナット１８１，１８２と、両ナット１８１，１８２間に設けられた第１弾性部材１８５と、ロータ１６２とナット１８１との間及び固定部材１８３とナット１８２との間に設けられた第２弾性部材１８６，１８７と、各ナット１８１，１８２の外周面とロータ１６２の内周面との間に設けられた第３弾性部材１８８，１８９とを有する。【選択図】  図３
2006199147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックアンドピニオン式のステアリングギヤを構成するラックシャフトと、前記ラックシャフトの外周を覆うように同軸的に配置される電動モータと、ハウジングに対して回転可能に支持された前記電動モータのロータと前記ラックシャフトとの間に介在するように設けられ前記ロータの回転力を前記ラックシャフトの軸線方向の駆動力に変換するボールねじ機構と、を備える電動式パワーステアリング装置において、
前記ボールねじ機構は、前記ラックシャフトの軸線方向に並んで設けられ前記ラックシャフトに形成されたねじ部にボールを介して係合される複数の円筒状のナットと、隣り合う前記ナットの端面間に設けられ前記ラックシャフトの軸線方向への前記ナットの変位を吸収する第１弾性部材と、前記ロータと該ロータに対向する前記ナットの端面との間に設けられ前記ラックシャフトの軸線方向への前記ナットの変位を吸収する第２弾性部材と、前記ナットそれぞれの外周面と前記ロータの内周面との間に設けられ前記ナットの径方向への変位を吸収する第３弾性部材とを有する、ことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記第１弾性部材の弾性力は、前記第２弾性部材の弾性力と異なるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動式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、電動式パワーステアリング装置に関し、特にラック同軸型の電動式パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動式パワーステアリング装置の一型式として、ステアリングギヤハウジング（以下、単に「ハウジング」という）内にラックシャフトと同軸的に配置された電動モータによりラックシャフトを直接駆動するラック同軸型電動式パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載のラック同軸型電動式パワーステアリング装置では、ハウジングに対してラックシャフトがその軸線周りには回転不能かつ軸線方向には移動可能に支持され、ラックシャフトの外周を覆うように同軸的に配置された電動モータのロータが、ハウジングに対しては回転可能かつ軸線方向には移動不能に玉軸受によって支持されている。また、ロータの回転をラックシャフトの軸線方向の動きに変換するボールねじ機構が、ラックシャフトとロータとの間に介在するように設けられている。電動モータの回転運動はボールねじ機構によりラックシャフトの軸線方向の動きに変換され、ステアリングハンドルの操舵力がアシストされる。
【特許文献１】特開２０００−１２７９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ボールねじ機構では、据え切り時にボールが転動することにより振動が発生する。また、ボールとナットとの間には微小ながたつきが存在し、悪路走行時などにおいて、ナットの転動面にボールが衝突することにより振動が発生する。ボールねじ機構で発生した振動は、電動モータのロータ、玉軸受、ハウジング、及びサスペンションメンバを介して車体に伝達され、据え切り時における作動音の増大や悪路走行時における異音発生の原因となる。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ボールねじ機構から車体に伝達される振動によって惹起される作動音の増大や異音の発生等を抑制することが可能な電動式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】
【０００６】
本発明に係る電動式パワーステアリング装置は、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤを構成するラックシャフトと、ラックシャフトの外周を覆うように同軸的に配置される電動モータと、ハウジングに対して回転可能に支持された電動モータのロータとラックシャフトとの間に介在するように設けられロータの回転力をラックシャフトの軸線方向の駆動力に変換するボールねじ機構とを備える電動式パワーステアリング装置において、ボールねじ機構が、ラックシャフトの軸線方向に並んで設けられラックシャフトに形成されたねじ部にボールを介して係合される複数の円筒状のナットと、隣り合うナットの端面間に設けられラックシャフトの軸線方向へのナットの変位を吸収する第１弾性部材と、ロータと該ロータに対向するナットの端面との間に設けられラックシャフトの軸線方向へのナットの変位を吸収する第２弾性部材と、ナットそれぞれの外周面とロータの内周面との間に設けられナットの径方向への変位を吸収する第３弾性部材とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る電動式パワーステアリング装置によれば、隣り合うナットの端面間に設けられた第１弾性部材、及びロータとナットの端面との間に設けられた第２弾性部材によってラックシャフトの軸線方向へのナットの変位が吸収される。また、ナットの外周面とロータの内周面との間に設けられた第３弾性部材によってナットの径方向への変位が吸収される。そのため、ボールねじ機構を構成するナットから電動モータのロータに伝達される振動が低減される。その結果、ロータからハウジング等を介して車体に伝達される振動を低減することが可能となる。
【０００８】
また、本発明に係る電動式パワーステアリング装置では、第１弾性部材の弾性力が、第２弾性部材の弾性力と異なるように設定されていることが好ましい。
【０００９】
この場合、ラックシャフトの軸線方向にナットが押圧されることにより、ボールとナットとの間のがたつきが詰められるので、ナットの転動面にボールが衝突することにより発生する振動を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ボールねじ機構が、ラックシャフトの軸線方向へのナットの変位を吸収する第１弾性部材、第２弾性部材、及びナットの径方向への変位を吸収する第３弾性部材とを有する構成としたので、ボールねじ機構からロータを介して車体に伝達される振動を低減することができる。その結果、据え切り時における作動音の増大や悪路走行時における異音の発生等を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。
【００１２】
図１乃至図３を用いて、実施形態に係る電動式パワーステアリング装置１の構成について説明する。図１は、電動式パワーステアリング装置１の要部断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図３は、ボールねじ機構１８の拡大図である。
【００１３】
電動式パワーステアリング装置１は、車両のステアリングホイールと車輪との間に設けられたステアリング系の一部を構成するラックアンドピニオン式のステアリングギヤ８を用いたパワーステアリング装置である。
【００１４】
まず、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤ８の構成について説明する。図２に示されるように、ラックシャフト１２に形成されたラック歯１２２にはピニオン２２が噛み合うように配置されている。ラックシャフト１２は、ラックガイド３３を介してセットばね３３１の圧縮力によってピニオン２２に付勢されている。
【００１５】
ピニオン２２にはピニオンシャフト２４が連結されている。ピニオンシャフト２４は軸受を介してハウジング１０に取り付けられており、ピニオンシャフト２４の軸線周りに回転可能なように構成されている。ピニオンシャフト２４にはトーションバー２８を介してメインシャフト２６が連結されている。メインシャフト２６は図示しないステアリングホイールに繋がるシャフトである。
【００１６】
ステアリングホイールの操作によるピニオン２２の回転運動は、ステアリングギヤ８によりラックシャフト１２の軸線１２ａ方向の動きに変換される。ラックシャフト１２の両端はタイロッド等を介して左右の車輪に接続されており、ラックシャフト１２が軸線１２ａ方向に摺動されることにより左右車輪が転舵される。
【００１７】
続いて、ステアリングホイールの操舵力を補助するための補助動力を付与する機構について説明する。図１に示されるように、電動式パワーステアリング装置１は、ハウジング１０内にラックシャフト１２、電動モータ１６、及びボールねじ機構１８を備えている。
【００１８】
ラックシャフト１２は、上述したように左右車輪間に延設されており、その軸線１２ａが車幅方向に沿うように配置されている。ラックシャフト１２は、ハウジング１０に対して軸線１２ａ周りには回転不能かつ軸線１２ａに沿った方向には移動可能に支持されている。
【００１９】
ラックシャフト１２の外周を覆うように同軸的に軸線１２ａに沿って電動モータ１６が配置されている。電動モータ１６は、ステータ１６１、及びロータ１６２を有している。
【００２０】
ステータ１６１は電磁石であって、電流の流れに応じて電磁力を発生するように構成されている。ロータ１６２は、ラックシャフト１２の外周を覆うように円筒状をなしており、その円筒状形状の外側に対向するようにステータ１６１が配置されている。ステータ１６１は、ハウジング１０に回転不能に取り付けられている。
【００２１】
ロータ１６２は、ハウジング１０に対して２個の玉軸受１６４、１６５で支持されているため、軸方向及び径方向には動けないように拘束され、回転方向には自由である。従って、ステータ１６１に所定の電流が流れ、その電流に応じた電磁力がステータ１６１に発生すると、ロータ１６２が軸線１２ａ周りに回転する。
【００２２】
ボールねじ機構１８は、電動モータ１６とラックシャフト１２との間に介在するように設けられており、ロータ１６２の回転を軸線１２ａ方向の動きに変換するように減速機として構成されている。ボールねじ機構１８は、ラックシャフト１２の軸線１２ａ方向に並んで設けられた２つの円筒状のナット１８１，１８２を有している。両ナット１８１，１８２間には、ラックシャフト１２の軸線１２ａ方向へのナット１８１，１８２の変位を吸収する第１弾性部材１８５が設けられている。また、ロータ１６２とナット１８１の端面との間、及びロータ１６２を構成する固定用部材１６３とナット１８２との間には、ラックシャフト１２の軸線１２ａ方向へのナット１８１，１８２の変位を吸収する第２弾性部材１８６，１８７が設けられている。さらに、ナット１８１，１８２それぞれの外周面とロータの内周面との間には、ナット１８１，１８２の径方向への変位を吸収する第３弾性部材１８８，１８９が設けられている。
【００２３】
第１弾性部材１８５は、ゴムからなる環状の弾性部材であり、その両端面に接着剤などで接着されたステー１９０，１９１を介してナット１８１及びナット１８２それぞれの一端面に接着されている。
【００２４】
第２弾性部材１８６，１８７も、ゴムからなる環状の弾性部材である。ナット１８１の他端面にはステー１９２を介して第２弾性部材１８６の一端面が、ナット１８２の他端面にはステー１９４を介して第２弾性部材１８７の一端面がそれぞれ接着されている。第２弾性部材１８６，１８７それぞれの他端面には、ステー１９３，１９５が接着されている。ステー１９３，１９５とロータ１６２とは接着されておらず、ラックシャフト１２の軸線１２ａ方向に押圧力が付与された状態でロータ１６２を構成する固定用部材１６３によって固定されている。
【００２５】
ここで、第１弾性部材１８５の弾性力は、第２弾性部材１８６，１８７の弾性力よりも大きく設定されている。各弾性部材の弾性力は、弾性部材を形成するゴムの組成、大きさ、形状などを変更することにより調節される。
【００２６】
ナット１８１，１８２の外周はロータ１６２の内周に沿うように形成されており、ナット１８１，１８２は、第２弾性部材１８６，１８７及び第３弾性部材１８８，１８９によりロータ１６２に対してフローティングされた状態で取り付けられている。第３弾性部材１８８，１８９には、断面形状が円形のＯリングを用いた。
【００２７】
ナット１８１，１８２には、内周に半円状の断面形状を有するボール案内溝１８１ａ，１８２ａが設けられている。ラックシャフト１２の、ナット１８１，１８２のボール案内溝１８１ａ，１８２ａに対向する部分には、ボール案内溝１２１が設けられている。ナット１８１，１８２のボール案内溝１８１ａ，１８２ａと、ラックシャフト１２のボール案内溝１２１との間には多数のボール１８３が収められている。ロータ１６２が回転すると、その回転方向に応じてラックシャフト１２が移動する向きを変えて摺動運動を行う。ボール１８３は、ナット１８１，１８２が１回転するごとに図示しないコマにより元のボール案内溝１８１ａ，１８２ａに循環される。
【００２８】
また、ロータ１６２の回転運動はボール案内溝１８１ａ，１８２ａ、ボール１８３、及びボール案内溝１２１を介してラックシャフト１２に摺動運動として伝達されるので、ロータ１６２の回転運動は減速されてラックシャフト１２に伝達される。このようにして、電動モータ１６が駆動されることにより、ステアリングホイールの操舵力を補助するための補助動力がラックシャフト１２に付与される。
【００２９】
本実施形態によれば、ナット１８１とナット１８２との間に設けられた第１弾性部材１８５、ロータ１６２とナット１８１の端面との間及び固定用部材１６３とナット１８２の端面との間に設けられた第２弾性部材１８６，１８７によってラックシャフト１２の軸線１２ａ方向へのナット１８１，１８２の変位が吸収される。また、ナット１８１，１８２の外周面とロータ１６２の内周面との間に設けられた第３弾性部材１８８，１８９によってナット１８１，１８２の径方向への変位が吸収される。ボールねじ機構１８で発生した振動が第１弾性部材１８５、第２弾性部材１８６，１８７、及び第３弾性部材１８６，１８７によって減衰されることにより、ボールねじ機構１８から電動モータ１６のロータ１６２に伝達される振動が低減される。その結果、ロータ１６２からハウジング１０等を介して車体に伝達される振動が低減されるので、据え切り時における作動音の増大や悪路走行時における異音の発生等を抑制することが可能となる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、第１弾性部材１８５の弾性力を第２弾性部材１８６，１８７の弾性力よりも大きく設定することにより、各ナット１８１，１８２が互いに離れる方向に押圧され、ナット１８１，１８２とボール１８３との間のがたつきが詰められる。そのため、ナット１８１，１８２の転動面にボール１８３が衝突することにより発生する振動を低減することが可能となる。
【００３１】
さらに、本実施形態によれば、第２弾性部材１８６，１８７、及び第３弾性部材１８８，１８９を介してナット１８１，１８２がロータ１６２に取り付けられているため、ロータ１６２からナット１８１，１８２を介してボール１８３に伝達される駆動トルクの操舵初期における立ち上がりが緩やかになる。そのため、ナット１８１，１８２とボール１８３との間の起動摩擦を超える際のトルク変動を緩やかにすることができるので、操舵初期における操舵トルク変動を低減することが可能となる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ボールねじ機構１８は２つのナット１８１，１８２を有していたが、ボールねじ機構１８を構成するナットの数は２つに限られることなく３つ以上でもよい。また、各ナット１８１，１８２に形成されているボール案内溝１８１ａ，１８２ａの数も上記実施形態に限られるものではない。また、ボールねじ機構１８はコマ式に限られることなくチューブ式などを用いてもよい。
【００３３】
上記実施形態では、第１弾性部材１８５、第２弾性部材１８６，１８７としてゴムを用いたが、バネ等を用いることもできる。また、第１弾性部材１８５、第２弾性部材１８６，１８７は、ナット１８１，１８２の端面全周にわたって設けられていなくてもよい。第３弾性部材１８８，１８９として断面形状が円形のＯリングを用いたが、断面形状は円形に限られることなく、矩形のものなどを用いてもよい。
【００３４】
上記実施形態では、第１弾性部材１８５の弾性力が第２弾性部材１８６，１８７の弾性力よりも大きくなるように設定したが、第２弾性部材１８６，１８７の弾性力が第１弾性部材１８５の弾性力よりも大きくなるように設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態に係る電動式パワーステアリング装置の要部断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】ボールねじ機構の拡大図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…電動式パワーステアリング装置、１０…ハウジング、１２…ラックシャフト、１２ａ…軸線、１２１…ボール案内溝、１６…電動モータ、１８…ボールねじ機構、１６１…ステータ、１６２…ロータ、１６４，１６５…玉軸受、１８１，１８２…ナット、１８１ａ，１８２ａ…ボール案内溝、１８３…ボール、１８５…第１弾性部材、１８６，１８７…第２弾性部材、１８８，１８９…第３弾性部材。
【図１】
2006199147.tif 000003
【図２】
2006199147.tif 000004
【図３】
2006199147.tif 000005