(57)【要約】【課題】  この発明の目的は、全体に製造コストが低く、しかも、音や振動も少なく、その上外乱にも強い電動パワーステアリング装置を提供することである。【解決手段】  電動モータの駆動力でラックシャフト２を軸方向に移動さるとともに、ステアリングホイールに入力軸を連係する一方、ラックシャフトに形成したラックに出力軸に設けたピニオンをかみ合わせ、これら入力軸と出力軸との相対回転量に応じてステアリングホイールからの入力トルクを検出するとともに、この検出した入力トルクに応じて上記電動モータを駆動する電動パワーステアリング装置において、上記ラックシャフトには、その周囲にアクメねじを形成するとともに、このアクメねじにナットをかみ合わせ、かつ、このナットを、上記電動モータに連係して、ナットが電動モータの駆動力で回転する構成にしている。【選択図】  図１
2006315603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに入力軸を連係する一方、ラックシャフトに形成したラックに出力軸として設けたピニオンをかみ合わせ、これら入力軸と出力軸との相対回転量に応じてステアリングホイールからの入力トルクを検出するとともに、この検出した入力トルクに応じた上記電動モータを駆動する電動パワーステアリング装置において、上記ラックシャフトの軸上にアクメねじを形成するとともに、このアクメねじにナットをかみ合わせ、かつ、このナットを、電動モータに連係して、ナットを回転駆動することで、ラックシャフトを軸方向に移動させる構成にした電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
上記アクメねじとナットのいずれか一方、または双方に、リン酸マンガン皮膜処理あるいはダイヤモンドラックカーボン処理を施した請求項１に記載した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】
この発明は、電動モータの駆動力でアシスト力を発生する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として特許文献１に記載したものが従来から知られている。この従来の装置は、入力軸と出力軸との相対回転量に応じてステアリングホイールからの入力トルクを検出するとともに、この検出した入力トルクに応じて、電動モータを駆動する。そして、この電動モータにはボールナットを連係しているが、このボールナットにはボール循環溝を形成するとともに、このボール循環溝に組み込んだスチールボールを、ラックシャフトに形成したボールねじにかみ合わせている。したがって、電動モータを駆動するとナットが回転するとともに、その回転力によってラックシャフトが軸方向に移動する。
【特許文献１】特開２００３−３１２４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようにした従来の装置では、電動モータに連係したボールナットを、ボールねじを介してラックシャフトに連係しているので、次のような問題があった。すなわち、ボールねじを採用すれば、当然のこととしてスチールボールを必要とするが、その分、部品点数が増えるとともに、そのスチールボールを組み付けるための組み付け行程が複雑でしかも難しくなるという問題があった。しかも、ラックシャフトに形成するボール溝も正確に形成しなければならないので、それだけ加工コストも上昇するという問題もあった。さらには、ボールが転動する際の音や振動等がステアリングホイールに伝わり、ドライバーに違和感を与えるといったこともあった。
【０００４】
また、ボールナットには、スチールボールが循環する循環溝が必要になるが、この循環溝を形成すれば、その加工コストも上昇するとともに、この循環溝のためにボールナット全体の外径が大きくなる。このようにボールナットの外径が大きくなれば、それにともなって、電動モータを含めた駆動機構全体が大型化するといった問題も発生する。さらに、上記のようにボールねじを用いると、その摩擦係数が小さくなるために、路面からのキックバック等の外乱の影響を受けやすいといった問題もあった。
【０００５】
この発明の目的は、全体に製造コストが低く、しかも、音や振動も少なく、その上外乱にも強い電動パワーステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、電動モータの駆動力でラックシャフトを軸方向に移動さるとともに、ステアリングホイールに入力軸を連係する一方、ラックシャフトに形成したラックに出力軸に設けたピニオンをかみ合わせ、これら入力軸と出力軸との相対回転量に応じてステアリングホイールからの入力トルクを検出するとともに、この検出した入力トルクに応じて上記電動モータを駆動する電動パワーステアリング装置を前提にする。そして、この発明は、上記の装置を前提にしつつ、そのラックシャフトには、その周囲にアクメねじを形成するとともに、このアクメねじにナットをかみ合わせ、かつ、このナットを、上記電動モータに連係して、ナットが電動モータの駆動力で回転する構成にした点に特徴を有する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ラックシャフトにアクメねじを用いたので、ボールねじを用いた従来の装置に比べて、加工コストおよび組み付けコストが大幅に低減させられるとともに、音や振動等も発生しにくくなる。また、上記のようにアクメねじを採用することによって、ナットの内径には雌ねじが形成されるだけになるので、ナット外径を小さくできる。したがって、電動モータを含めた駆動機構全体も小型化できるといったメリットがある。さらに、アクメねじの摩擦係数は、ボールねじよりも大きいので、メカニカルな逆効率も低くなり、その分、路面からのキックバック等の影響を受けにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図示の実施形態は、ケーシング１内に、ラックシャフト２を軸方向に移動可能に設けるとともに、このラックシャフト２の両端には、タイロッドエンド等を介して車輪に連係している。上記のようにしたラックシャフト２には、ラック３を形成するとともに、このラック３とは別にアクメねじ４を形成している。そして、上記ラック３はラックシャフト２の面に形成し、アクメねじ４はラックシャフト２の軸上に形成している。
【０００９】
また、図示していないステアリングホイールには、入力軸５を連係するとともに、この入力軸５には、図示していないトーションバーを介して出力軸６を連結している。そして、この出力軸６にはピニオン７を設けるとともに、このピニオン７をラックシャフト２に形成したラック３にかみ合わせている。
【００１０】
さらに、これら入力軸５および出力軸６との間には、両軸の相対回転量をトルクとして電気的に検出するトルクセンサー８を設けている。そして、上記ステアリングホイールを回すと、ラックシャフト２に作用している負荷に応じて、入力軸５と出力軸６とが相対回転するとともに、トルクセンサー８は、その相対回転量に応じて電気的なトルク信号を出力する。
【００１１】
一方、アシスト力を発揮する電動モータｍは、減速機構９を介してナット１０に連係しているが、このナット１０は前記したアクメねじ４にはめ合わせている。したがって、電動モータｍが駆動すると、それにともなってナット１０が回転するとともに、このナット１０の回転にもなってラックシャフト３には、軸方向の推力が作用することになる。なお、上記アクメねじ４とナット１０のそれぞれには、リン酸マンガン皮膜処理あるいはダイヤモンドラックカーボン処理を施しておけば、これらアクメねじ４とナット１０との摩擦係数の低減およびガタツキの現象などに有利である。
【００１２】
そして、上記トルクセンサー８および電動モータｍのそれぞれは、電気的制御機構であるコントローラ１１に接続している。このコントローラ１１は、トルクセンサー８からのトルク信号が大きければ大きいほど、電動モータｍの駆動力を大きくする制御をするものである。
【００１３】
今、図示していないステアリングホイールを操作すると、操作力は入力軸５に作用するとともに、入力軸５の回転力が、図示していないトーションバーを介して出力軸６に伝達される。このとき、ラックシャフト２に作用している負荷に応じて、出力軸６と入力軸５とがトーションバーを介して相対回転するが、その相対回転量を、トルクセンサー８が電気的に検出し、それを電気信号としてコントローラ１１に伝達する。
【００１４】
コントローラ１１は、トルクセンサー８からのトルク信号に応じて電動モータｍの駆動力を制御しつつ、その電動モータｍを駆動させる。このように電動モータｍが駆動すれば、それにともなって、前記ナット１０も回転するので、ラックシャフト２には、その軸方向に推力が作用する。このように電動モータｍによって作用する上記推力が、ステアリングのアシスト力となる。
【００１５】
上記のようにした実施形態において、ラックシャフト２にアクメねじ４を形成し、このアクメねじ４をナット１０にかみ合わせるようにしたので、次のような効果を期待できる。
【００１６】
先ず、アクメねじ４は転造加工が可能なので、製造コストを低減できる。その上、従来のボールねじに比べて、部品点数が少なくなるとともに、その分、組み付け工数も少なくなるので、組み付けに必要なコストも大幅に低減できる。
【００１７】
また、ナット１０には雌ねじを形成するだけで足りるので、従来のボールねじを用いたときのように、ナットにボール循環溝を設ける必要がない。特に、ナットに形成するボール循環溝は、高度な加工精度が要求されるとともに、構造そのものが複雑になる。しかし、上記実施形態では、アクメねじ４を用いたので、ナット１０には雌ねじだけを形成すればよく、その分、製造コストを大幅に低減できる。
【００１８】
しかも、アクメねじは、従来の装置のようにボールが転動するのとは異なるので、ボールが転動する際の音や振動等が発生せず、ドライバーに対して、音や振動による違和感を与えるようなことがなくなる。
【００１９】
さらに、アクメねじの摩擦係数は、ボールねじよりも大きいので、メカニカルな逆効率も低くなる。このようにメカニカルな逆効率が低くなれば、その分、路面からのキックバック等の影響を受けにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施形態を示す一部断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
２      ラックシャフト
３      ラック
４      アクメねじ
５      入力軸
６      出力軸
７      ピニオン
ｍ      電動モータ
【図１】
2006315603.tif 000003