(57)【要約】  【課題】  コマを備えたナットにおいて動力伝達を適切に行える電動式パワーステアリング装置を提供する。  【解決手段】  ナット４５の略全長にわたってリブ４５ｂが形成されているので、コマ孔４５ｃを設けても、その剛性を高めることができ、それによりナット４５の変形を抑えて作動音の減少を図ることができ、更に電動モータ３５からの伝達トルクが大であったとしても、ギヤ部材３９からナット４５に対して、応力緩和を図りつつ適切に動力の伝達を行え、また装置のコンパクト化に貢献することができる。【選択図】    図２
2006123855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、
操舵機構に連結されたラック軸と、
前記電動モータからの動力を前記ラック軸に伝達する動力伝達機構と、を有し、
前記動力伝達機構は、前記ラック軸に対して連結され又は一体化され且つ雄ねじ溝を備えたねじ軸と、前記ねじ軸の周囲に配置され且つ雌ねじ溝を備えたナットと、前記雄ねじ溝と前記雌ねじ溝との間に形成された転走路内を転動可能な複数の転動体と、前記ナットを内包し前記電動モータからの動力を前記ナットに伝達する伝達部材とを備え、
前記伝達部材の内周面には軸線方向に延在する凹部が形成され、前記ナットの外周面には、前記凹部に係合する凸部が、前記ナットの軸線方向直交方向から見て、前記ナットのコマに重なり合う位置まで延在するようにして形成されてい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】
前記ナットのコマは複数設けられ、前記ナットの外周面に設けられた凸部は、前記ナットのコマ間に形成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。
【請求項３】
前記ナットの外周面に設けられた凸部は、前記ナットのコマ数と同数だけ設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動式パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記伝達部材の凹部と、それに係合する前記ナットの凸部との間には、弾性層が介在していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか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、ボールねじ機構を備えた電動式パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
操舵トルクに応じて電動モータを駆動し、かかる電動モータの回転力をラック軸に伝達することにより伝えて操舵を補助する電動式パワーステアリング装置が知られている。ここで、電動モータの回転力をラック軸の推力に変換するため、ボールねじ機構を用いる場合がある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６３４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の電動式パワーステアリング装置においては、モーター（４６）の動力を伝達するボールスクリューナットコンテナ（６６）の内周面には弾性特性を有する部材（８０）が接着されており、それとボールスクリューナット（７８）のフランジ（８４）とが係合している。従って、ボールスクリューナットコンテナ（６６）とボールスクリューナット（７８）とは一体的に回転するようになっている。
【０００５】
しかるに、ボールスクリューナットコンテナ（６６）からボールスクリューナット（７８）へと大きな動力を伝達しようとすると、応力緩和のためにフランジ（８４）の幅を広げなくてはならないが、例えばボールスクリューナットにボールを循環させるためのコマを設けた場合、それとの干渉を避けてフランジをいかなる位置に設けるかが問題となる。
【０００６】
更に、ナットにコマを設ける場合、外周面に形成されたコマ孔によりナットの剛性が低下する。従って、高負荷時にナットの雌ねじ溝が変形し、作動音の増大を招く恐れがある。しかしながら、ナットの肉厚を増大させると、ナットの重量が増加し慣性質量の増大を招き好ましくないという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、コマを備えたナットにおいて動力伝達を適切に行える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】
【０００８】
本発明の電動式パワーステアリング装置は、
電動モータと、
操舵機構に連結されたラック軸と、
前記電動モータからの動力を前記ラック軸に伝達する動力伝達機構と、を有し、
前記動力伝達機構は、前記ラック軸に対して連結され又は一体化され且つ雄ねじ溝を備えたねじ軸と、前記ねじ軸の周囲に配置され且つ雌ねじ溝を備えたナットと、前記雄ねじ溝と前記雌ねじ溝との間に形成された転走路内を転動可能な複数の転動体と、前記ナットを内包し前記電動モータからの動力を前記ナットに伝達する伝達部材とを備え、
前記伝達部材の内周面には軸線方向に延在する凹部が形成され、前記ナットの外周面には、前記凹部に係合する凸部が、前記ナットの軸線方向直交方向から見て、前記ナットのコマに重なり合う位置まで延在するようにして形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電動式パワーステアリング装置は、電動モータと、操舵機構に連結されたラック軸と、前記電動モータからの動力を前記ラック軸に伝達する動力伝達機構と、を有し、前記動力伝達機構は、前記ラック軸に対して連結され又は一体化され且つ雄ねじ溝を備えたねじ軸と、前記ねじ軸の周囲に配置され且つ雌ねじ溝を備えたナットと、前記雄ねじ溝と前記雌ねじ溝との間に形成された転走路内を転動可能な複数の転動体と、前記ナットを内包し前記電動モータからの動力を前記ナットに伝達する伝達部材とを備え、前記伝達部材の内周面には軸線方向に延在する凹部が形成され、前記ナットの外周面には、前記凹部に係合する凸部が、前記ナットの軸線方向直交方向から見て、前記ナットのコマに重なり合う位置まで延在するようにして形成されているので、前記凸部を設けることで、コマを設けた場合でも前記ナットの剛性を高めることができ、それにより作動音の減少を図ることができ、更に伝達トルクが大であったとしても、前記ギヤ部材から前記ナットに対して応力緩和を図りつつ適切に動力の伝達を行うことができ、また装置のコンパクト化に貢献するものである。
【００１０】
前記ナットのコマは複数設けられ、前記ナットの外周面に設けられた凸部は、前記ナットのコマ間に形成されていると、前記凸部の長さを確保でき、更に応力緩和を図れるので好ましい。
【００１１】
前記ナットの外周面に設けられた凸部は、前記ナットのコマ数と同数だけ設けられていると好ましい。
【００１２】
前記伝達部材の凹部と、それに係合する前記ナットの凸部との間には、弾性層が介在していると、コマの抜け止めを図れるので好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかか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１において、電動式パワーステアリング装置１１は、不図示の車体に固定されたハウジング２１を有する。ハウジング２１を水平に貫通するようにして、ラック軸と一体（別体で連結されていても良い）のねじ軸２３が軸線方向移動自在に支持されている。図示していないが、ステアリングホイールに連結された入力軸の下方端にはピニオンが形成され、ラック軸のラック歯（不図示）に噛合しており、入力軸の回転によりラック軸は図で左右に移動するようになっている。ラック軸の両端は、操舵機構のタイロッド（不図示）に連結されている。
【００１４】
ねじ軸２３と軸線が平行になるようにして、電動モータ３５（一部のみ図示）がハウジング２１に取り付けられている。電動モータ３５の出力軸３５ａは、駆動軸３７にセレーション結合で軸線方向相対変位可能且つ回転方向一体的に固定されている。駆動軸３７は、軸受２０，２２によりハウジング２１に対して回転自在に支持されており、軸受２０，２２に挟まれた部分に駆動ギヤ部３７ａを有している。
【００１５】
駆動軸３７とラック軸２３との間に、中間軸３８が配置されている。中間軸３８は、軸受２４，２５によりハウジング２１に対して回転自在に支持されており、軸受２４，２５に挟まれた部分に、駆動ギヤ部３７ａに噛合する中間ギヤ部３８ａを有している。
【００１６】
ラック軸２３の周囲に、ナット４５に動力を伝達する伝達部材であるギヤ部材３９が配置されている。ギヤ部材３９は、軸受２６，２７（２７は複列アンギュラコンタクト玉軸受）によりハウジング２１に対して回転自在に支持されており、軸受２６，２７に挟まれた部分に、中間ギヤ部３８ａに噛合する従動ギヤ部３９ａを有している。駆動ギヤ部３７ａ、中間ギヤ部３８ａ、従動ギヤ部３９ａにより歯車対を構成する。
【００１７】
ギヤ部材３９は中空円筒状であり、その一端（図１で左端）には、開口３９ａを有するフランジ３９ｄが形成されており、かかる開口３９ａを介してラック軸２３が、ギヤ部材３９を貫通している。ナット４５は、ギヤ部材３９の内周にセレーションを介して嵌合している。ナット４５の図で左端とフランジ３９ｄとの間には、リング状の弾性体４１が介挿されている。ギヤ部材３９のフランジ３９ｄと反対側の端部において、開口４０ａを介してラック軸２３を貫通させた蓋部材４０が螺合取り付けされており、ナット４５の図で右端と蓋部材４０との間に、リング状の弾性体４１が介挿されている。リング状の弾性体４１、４１は、ナット４５のギヤ部材３９内での若干の軸線方向変位を許容し、ラック軸側から伝達される衝撃力などを吸収できるようになっている。
【００１８】
図２は、図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。図３は、本実施の形態にかかるナット４５の側面図である。図２に示すように、ギヤ部材３９の内周面には軸線方向に延在する溝３９ｂ（凹部）が周方向に等間隔に４つ形成され、一方、ナット４５の外周面には軸線方向に延在するリブ４５ｂ（凸部）が周方向に等間隔に４つ形成されている。溝３９ｂにリブ４５ｂを係合させるようにして、ギヤ部材３９にナット４５が係合し、一体的に回転するようになっている。
【００１９】
図３に示すように、ナット４５には４つ（２つは反対側に位置）のコマ孔４５ｃが形成されている。各リブ４５ｂは、隣接するコマ孔４５ｃ間の周方向中央に配置され、且つコマ孔４５ｃを超えてナット４５の略全長にわたって形成されている。これは、ナット４５の軸線直交方向に見ると、リブ４５ｂとコマ孔４５ｃとは互いに重なり合う位置に配置されているといえる。
【００２０】
ねじ軸２３の外周面の一部には、雄ねじ溝２３ｂが形成されている。雄ねじ溝２３ｂの周囲にはナット４５が配置されており、雄ねじ溝２３ｂに対向して、雌ねじ溝４５ａを形成している。雄ねじ溝２３ｂと雌ねじ溝４５ａとで形成する螺旋状の空間（転走路）内には、複数の転動体であるボール６５が転動自在に配置されている。
【００２１】
本実施の形態の動作について説明する。図示していないが、運転者がステアリングホイールを回転させると、その回転力が入力軸へと伝達される。入力軸が回転すると、それにピニオン噛合したラック歯が押され、ラック軸即ちねじ軸２３が軸線方向に移動し、タイロッドを介して不図示の操舵機構を駆動することで、車輪の操舵が行われるようになっている。
【００２２】
このとき図示しないトルクセンサが操舵トルクを検出し、その量に応じて、不図示のＣＰＵが電動モータ３５に対して電力を供給するので、出力軸と共に駆動ギヤ部３７ａが回転し、それに中間ギヤ部３８ａを介して噛合した従動ギヤ部３９ａが、所定の減速比で回転させられる。上述したように、ギヤ部材３９とナット４５とは係合しているため、従動ギヤ部３９ａの回転によりナット４５も回転し、かかる回転運動はボール６５を介してラック軸２３の軸線運動に変換される。この軸線方向力を用いて、補助操舵力を出力できるようになっている。
【００２３】
本実施の形態にかかる電動式パワーステアリング装置１１によれば、ナット４５の略全長にわたってリブ４５ｂが形成されているので、コマ孔４５ｃを設けても、その剛性を高めることができ、それによりナット４５の変形を抑えて作動音の減少を図ることができ、更に電動モータ３５からの伝達トルクが大であったとしても、ギヤ部材３９からナット４５に対して、応力緩和を図りつつ適切に動力の伝達を行え、また装置のコンパクト化に貢献することができる。
【００２４】
図４は、本実施の形態の変形例にかかる図２と同様な断面図である。図５は、本変形例のナットのコマ孔の断面図である。本実施の形態にかかる電動式パワーステアリング装置は、図１〜３に示す実施の形態に対して、ギヤ部材３９とナット４５との間に弾性層７１を設けた点のみが異なるので、共通する構成については同じ符号を付すことで、説明を省略する。かかる弾性層７１は、ギヤ部材３９の内周面に予め貼り付けておくことができる。
【００２５】
ギヤ部材３９内にナット４５を挿入すると、弾性層７１は弾性変形するが、このとき図５に示すように、弾性層７１がコマ孔４５ｃ内に侵入し、そこに配置されたコマ７２を半径方向外方より押圧するので、動作時にコマ孔４５ｃからコマ７２が抜け出ることを防止できる。また、ギヤ部材３９とナット４５のがたつきを抑えることで、作動音の軽減も図ることができる。
【００２６】
以上、実施の形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。例えば、図１の弾性体４１、４１は、省略しても良い。リブ及びコマ孔の数は、３つ以下又は５つ以上であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施の形態にかかる電動式パワーステアリング装置の断面図である。
【図２】図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】本実施の形態にかかるナット４５の側面図である。
【図４】本実施の形態の変形例にかかる図２と同様な断面図である。
【図５】本変形例のナットのコマ孔の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１ 電動式パワーステアリング装置
２０ 軸受
２１ ハウジング
２３ ねじ軸
２３ｂ 雄ねじ溝
２４ 軸受
２６ 軸受
３５ 電動モータ
３５ａ 出力軸
３７ 駆動軸
３７ａ 駆動ギヤ部
３８ 中間軸
３８ａ 中間ギヤ部
３９ ギヤ部材
３９ａ 従動ギヤ部
３９ｂ 溝
４０ 蓋部材
４１ 弾性体
４５ ナット
４５ａ 雌ねじ溝
４５ｂ リブ
４５ｃ コマ孔
６５ ボール
７１ 弾性層
７２ コマ
【図１】
2006123855.tif 000003
【図２】
2006123855.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006123855.tif 000006
【図５】
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