(57)【要約】【課題】動力変換機構の円滑な動作を確保しつつ、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、ラックバー１と、電動モータ４０と、動力変換機構２０とを備える。動力変換機構２０は、ラックバー１に螺旋状に形成されたねじ溝２１と、ねじ溝２１にボール２２を介して係合し、電動モータ４０によって回転するボールねじナット２３とを有するボールねじ機構である。  この電動パワーステアリング装置１０において、ボールねじナット２３の前端及び後端には、ねじ溝２１の両側のねじ山１ａのみに弾性的に当接し、ボールねじナット２３の回転によってねじ山１ａと摺接する振動減衰部材としての分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂが固定されている。分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂは、ラックバーの軸芯回りで分離されている。【選択図】図２
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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を備え、
該動力変換機構が該ラックバーに螺旋状に形成されたねじ溝と、該ねじ溝にボールを介して係合し、該モータシャフトによって回転するボールねじナットとを有するボールねじ機構である電動パワーステアリング装置において、
前記ボールねじナットの前端及び後端の少なくとも一方には、前記ねじ溝又は該ねじ溝の両側のねじ山に弾性的に当接し、該ボールねじナットの回転によって該ねじ溝又は該ねじ山と摺接する振動減衰部材が固定され、
該振動減衰部材は前記ラックバーの軸芯回りで分離された複数の分離体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２】
前記振動減衰部材は前記ねじ山のみに当接し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】
各前記分離体は、前記ラックバーの軸芯回りで等しい角度間隔で配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
各前記分離体は、前記ラックバーの軸芯回りで互いに１８０°をなして配置されていることを特徴とする請求項３記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記ボールねじナットの前端及び後端に各前記分離体が固定されている場合、該ボールねじナットの前端に固定された各該分離体と、該ボールねじナットの後端に固定された各該分離体とは、前記ラックバーの軸芯回りで９０°又は２７０°ずれてい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】
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を備え、
該動力変換機構が該ラックバーに螺旋状に形成されたねじ溝と、該ねじ溝にボールを介して係合し、該モータシャフトによって回転するボールねじナットとを有するボールねじ機構である電動パワーステアリング装置において、
前記ボールねじナットの前端及び後端の少なくとも一方には、前記ねじ溝との間に隙間を有して該ねじ溝に当接し、該ボールねじナットの回転によって該ねじ溝と摺接する振動減衰部材が固定され、
該振動減衰部材は、前記ラックバーの軸芯に平行な付勢力により浮上支持されて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７】
前記振動減衰部材は前記ねじ溝内に突出する凸部を有する円環状をなしていることを特徴とする請求項６記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
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を備え、
該動力変換機構が該ラックバーに螺旋状に形成されたねじ溝と、該ねじ溝にボールを介して係合し、該モータシャフトによって回転するボールねじナットとを有するボールねじ機構である電動パワーステアリング装置において、
前記ボールねじナットの前端及び後端の少なくとも一方には、前記ねじ溝との間に隙間を有してねじ溝に当接し、該ボールねじナットの回転によって該ねじ溝と摺接する振動減衰部材が固定され、
該振動減衰部材は、前記ラックバーの軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力により浮上支持されて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９】
前記振動減衰部材は前記ねじ溝内に中央部が位置する円弧状をなしていることを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
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を備え、
該動力変換機構が該ラックバーに螺旋状に形成されたねじ溝と、該ねじ溝にボールを介して係合し、該モータシャフトによって回転するボールねじナットとを有するボールねじ機構である電動パワーステアリング装置において、
前記ボールねじナットの前端及び後端の少なくとも一方には、前記ラックバーの軸芯に対して前記ねじ溝の山の高さを少なくとも超えて偏芯する軸受からなる振動減衰部材が設けられ、
該振動減衰部材は、該ねじ溝の両側のねじ山の外径を超える内径を有し、一部が前記ねじ溝内に設けられて該ボールねじナットの回転によって該ねじ溝を転動する内輪と、該ボールねじナットに固定され、該内輪を転動体によって転動させる外輪とを有して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１１】
前記内輪は前記ねじ溝との間に隙間を有し、前記外輪は、前記ラックバーの軸芯に平行な付勢力又は前記ラックバーの軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力により浮上支持されていることを特徴とする請求項１０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、ステアリングシャフトの回転運動により回転する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】
動力変換機構は、ラックバーに螺旋状に形成されたねじ溝と、ねじ溝にボールを介して係合し、モータシャフトによって回転するボールねじナットとを有するボールねじ機構である。
【０００５】
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、下記のように、基本的な機能を発揮する。
【０００６】
すなわち、操縦者が操舵すると、電動モータが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ことにより、ボールねじナットを回転させる。このため、ボールねじナットに係合されたボールを介して、ラックバーに形成されたねじ溝に力が伝達され、回転運動が直線運動に変換される。このため、モータシャフトの回転運動は、動力変換機構であるボールねじ機構によりラックバーの軸方向への直線運動に変換され、ラックバーの直線運動を補助する。こうして、この電動パワーステアリング装置は、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可能となっている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３３４６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
例えば、特許文献１の電動パワーステアリング装置は、ボールねじナットの前端及び後端に弾性材料からなる振動減衰部材が固定されている。振動減衰部材は、ねじ溝及びねじ溝の両側のねじ山に約１ピッチ分以上で弾性的に当接し、ボールねじナットの回転によってねじ溝及びねじ山と摺接する。また、この電動パワーステアリング装置では、振動減衰部材の外周にリテーナを設け、このリテーナによって振動減衰部材がねじ溝等に及ぼす弾性力が一定になるようにしている。
【００１１】
このため、この電動パワーステアリング装置は、振動減衰部材が弾性変形したり、摩擦力を発生したりすることにより、ラックバーからボールねじナットに伝播する振動を吸収する。また、これにより、ラックバー、ボール及びボールねじナットの隙間の相対的変位を抑制し、ラックバー、ボール及びボールねじナット相互間の衝突によるラトル音の低減化を図っている。
【００１２】
しかしながら、この電動パワーステアリング装置では、振動減衰部材がラックバーの軸芯回りを周回している。より詳細には、振動減衰部材がねじ溝と略相似形状をなす凸部を有する円環状をなしている。そして、この振動減衰部材自体がボールねじナットに強固に固定されている。
【００１３】
このため、この電動パワーステアリング装置では、振動減衰部材が一体的にねじ溝及びねじ山と大きな面積で摺接していることから、ラックバーと振動減衰部材との間の摺動抵抗が過大になるおそれがあった。
【００１４】
また、この電動パワーステアリング装置では、振動減衰部材がねじ溝内に拘束されやすいことから、ラックバーと振動減衰部材との位置関係がずれた場合に、振動減衰部材がその位置を是正するように変形し難い。特に、部品の加工時及び組み付け時のばらつきに起因し、振動減衰部材の軸芯とラックバーの軸芯とが公差の範囲内で不可避的にずれるため、この電動パワーステアリング装置はこの傾向を避けられない。
【００１５】
このため、この電動パワーステアリング装置は、ボールねじナットの回転不良が生じやすく、動力変換機構の動作が円滑に行えなくなる不具合が生じるおそれがあった。
【００１６】
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、動力変換機構の円滑な動作を確保しつつ、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】
【００１７】
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を備え、
該動力変換機構が該ラックバーに螺旋状に形成されたねじ溝と、該ねじ溝にボールを介して係合し、該モータシャフトによって回転するボールねじナットとを有するボールねじ機構である電動パワーステアリング装置において、
前記ボールねじナットの前端及び後端の少なくとも一方には、前記ねじ溝又は該ねじ溝の両側のねじ山に弾性的に当接し、該ボールねじナットの回転によって該ねじ溝又は該ねじ山と摺接する振動減衰部材が固定され、
該振動減衰部材は前記ラックバーの軸芯回りで分離された複数の分離体からなることを特徴とする。
【００１８】
このような構成である第１発明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、下記のように、基本的な機能を発揮する。
【００１９】
すなわち、操縦者が操舵すると、電動モータが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ことにより、ボールねじナットを回転させる。このため、ボールねじナットに係合されたボールを介して、ラックバーに形成されたねじ溝に力が伝達され、回転運動が直線運動に変換される。このため、モータシャフトの回転運動は、動力変換機構であるボールねじ機構によりラックバーの軸方向への直線運動に変換され、ラックバーの直線運動を補助する。こうして、この電動パワーステアリング装置は、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可能となっている。
【００２０】
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、それに伴い、ラックバーのねじ溝内のボールおよび、ねじ溝にボールを介して係合するボールねじナットも加振されることとなる。
【００２１】
ここで、この電動パワーステアリング装置において、ボールねじナットの前端及び後端の少なくとも一方には振動減衰部材が固定されている。この振動減衰部材は、ねじ溝又はねじ溝の両側のねじ山に弾性的に当接し、ボールねじナットの回転によってねじ溝又はねじ山と摺接する。
【００２２】
このため、この電動パワーステアリング装置は、振動減衰部材が弾性変形したり、摩擦力を発生したりすることにより、ラックバーからボールねじナットに伝播する振動を吸収する。また、これにより、ラックバー、ボール及びボールねじナットの隙間の相対的変位を抑制し、ラックバー、ボール及びボールねじナット相互間の衝突によるラトル音を低減することができる。
【００２３】
さらに、この電動パワーステアリング装置では、振動減衰部材がラックバーの軸芯回りで分離された複数の分離体からなるため、ラックバーと分離体との間に摺接していない領域が存在し、振動減衰部材がねじ溝又はねじ山と摺接する面積が従来のものよりも小さくなる。このため、たとえ本発明の振動減衰部材が従来のものと同程度の弾性力によって弾性的に当接しているとしても、本発明の振動減衰部材は従来のものよりも小さな摺動抵抗でラックバーと摺接することができる。
【００２４】
また、この電動パワーステアリング装置では、ラックバーと分離体との間に摺接していない領域が存在し、その結果として、各分離体がラックバーを拘束し過ぎず、各分離体が各自間の空間に向かって適度に変形することができる。このため、この電動パワーステアリング装置では、ラックバーと振動減衰部材との位置関係がずれたとしても、個々の分離体がその位置を是正するように変形することができる。
【００２５】
したがって、第１発明の電動パワーステアリング装置は、ボールねじナットの回転不良が生じ難いことから、動力変換機構の円滑な動作を確保しつつ、ラトル音の低減化を一層実現することができる。
【００２６】
第１発明の電動パワーステアリング装置において、前記振動減衰部材は前記ねじ山のみに当接していることが好ましい。
【００２７】
この場合、振動減衰部材を構成する各分離体はねじ溝に当接されない。このため、各分離体のねじ山と当接する面は、例えば、従来の電動パワーステアリング装置の振動減衰部材における当接面のように複雑な形状である必要がなく、略平面又はねじ山の外径とほぼ等しい円筒面でよい。このため、部品の加工時や組み付け時の精度要求に関して、各分離体が軸芯と平行な方向に位置ずれしても、ねじ山と当接する状態は殆ど変化せず、ボールねじナットの回転に悪影響を及ぼさないこととなる。このため、この電動パワーステアリング装置は第１発明の効果を確実に奏することができる。
【００２８】
第１発明の電動パワーステアリング装置において、各前記分離体は、前記ラックバーの軸芯回りで等しい角度間隔で配設されていることが好ましい。
【００２９】
この場合、ラックバーの軸芯を偏らせないように各分離体が配設されているため、ボールねじナットの回転によっても、ラックバーの軸芯を偏らせようとする力が作用し難くなっている。このため、この電動パワーステアリング装置は第１発明の効果をより確実に奏することができる。
【００３０】
第１発明の電動パワーステアリング装置において、各前記分離体は、前記ラックバーの軸芯回りで互いに１８０°をなして配置されていることが好ましい。
【００３１】
この場合、分離体の数を少なくして、振動減衰部材がねじ山に摺接することによる摩擦力をより小さくしつつ、本発明の効果を奏することができる。
【００３２】
第１発明の電動パワーステアリング装置において、前記ボールねじナットの前端及び後端に各前記分離体が固定されている場合、該ボールねじナットの前端に固定された各該分離体と、該ボールねじナットの後端に固定された各該分離体とは、前記ラックバーの軸芯回りで９０°又は２７０°ずれていることが好ましい。
【００３３】
この場合、振動減衰部材を構成する分離体は、ボールねじナットの前端及び後端の離れた２箇所で、弾性変形したり、摩擦力を発生したりするので、振動の吸収と、ラックバー、ボール及びボールねじナットの隙間の相対的変位の抑制とをより確実に行うことができる。このため、この電動パワーステアリング装置は、第１発明の効果を一層確実に奏することがができる。
【００３４】
なお、前端に固定された各分離体と後端に固定された各分離体とがラックバーの軸芯回りで９０°又は２７０°ずれていることは、前後の分離体の互いに対応する位置において比較される。
【００３５】
第１発明に係る振動減衰部材としては、直方体等のブロック形状、棒状体又は板状体等の各種の形状とすることができる。また、振動減衰部材の材質も、各種のゴム又はポリアミド樹脂、テフロン（登録商標）樹脂その他の樹脂を適用することができる。
【００３６】
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を備え、
該動力変換機構が該ラックバーに螺旋状に形成されたねじ溝と、該ねじ溝にボールを介して係合し、該モータシャフトによって回転するボールねじナットとを有するボールねじ機構である電動パワーステアリング装置において、
前記ボールねじナットの前端及び後端の少なくとも一方には、前記ねじ溝との間に隙間を有して該ねじ溝に当接し、該ボールねじナットの回転によって該ねじ溝と摺接する振動減衰部材が固定され、
該振動減衰部材は、前記ラックバーの軸芯に平行な付勢力により浮上支持されていることを特徴とする。
【００３７】
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。
【００３８】
ここで、この電動パワーステアリング装置において、ボールねじナットの前端及び後端の少なくとも一方には、振動減衰部材が固定されている。そして、この振動減衰部材は、ねじ溝に当接し、ボールねじナットの回転によってねじ溝と摺接するようになっている。
【００３９】
このため、この電動パワーステアリング装置は、振動減衰部材が弾性変形したり、摩擦力を発生したりすることにより、ラックバーからボールねじナットに伝播する振動を吸収する。また、これにより、ラックバー、ボール及びボールねじナットの隙間の相対的変位を抑制し、ラックバー、ボール及びボールねじナット相互間の衝突によるラトル音を低減することができる。
【００４０】
さらに、この電動パワーステアリング装置では、振動減衰部材がねじ溝との間に隙間を有し、この振動減衰部材がラックバーの軸芯に平行な付勢力により浮上支持されている。このため、振動減衰部材はねじ溝と小さな面積で摺接し、ラックバーと振動減衰部材との間の摺動抵抗が小さくなる。
【００４１】
また、この電動パワーステアリング装置では、振動減衰部材がねじ溝との間に隙間を有していることから、振動減衰部材がラックバーを拘束し過ぎず、振動減衰部材がねじ溝との隙間によって適度に変位することができる。また、浮上支持は、ねじ溝との隙間に振動減衰部材が変位するように作用し、かつラックバーに対する振動減衰部材の軸芯のずれの許容にも作用する。このため、この電動パワーステアリング装置では、ラックバーと振動減衰部材との位置関係がずれたとしても、振動減衰部材がその位置を是正するように変位することができる。
【００４２】
したがって、第２発明の電動パワーステアリング装置は、ボールねじナットの回転不良が生じ難いことから、動力変換機構の円滑な動作を確保しつつ、ラトル音の低減化を一層実現することができる。
【００４３】
第２発明に係る振動減衰部材としては、棒状体、板状体又は円弧〜円環状体等の各種の形状とすることができる。また、振動減衰部材の材質も、各種のゴム又はポリアミド樹脂、テフロン（登録商標）樹脂その他の樹脂を適用することができる。
【００４４】
また、ラックバーの軸芯に平行な付勢力を振動減衰部材に作用させる具体的な方法としては、ボールねじナット内の振動減衰部材を固定する部位に、コイルバネ、皿バネ、ゴム材等の弾性体を介在させるもの等が挙げられる。さらに、弾性体には、プリロードを調整するための調整ボルト等が付設されていてもよい。この調節ボルトの締め付けの程度を調整して、弾性体を予め所定長に圧縮しておくことにより、振動減衰部材に対する付勢力を調整することができる。
【００４５】
第２発明の電動パワーステアリング装置において、前記振動減衰部材は前記ねじ溝内に突出する凸部を有する円環状をなしていることが好ましい。
【００４６】
この場合、振動減衰部材は、ラックバーの軸芯回りを周回しつつ、ねじ溝に当接することになる。このため、振動減衰部材は、ラックバーの軸芯回りにほぼ均等に摺接することができ、第２発明の効果を確実に発揮することができる。
【００４７】
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を備え、
該動力変換機構が該ラックバーに螺旋状に形成されたねじ溝と、該ねじ溝にボールを介して係合し、該モータシャフトによって回転するボールねじナットとを有するボールねじ機構である電動パワーステアリング装置において、
前記ボールねじナットの前端及び後端の少なくとも一方には、前記ねじ溝との間に隙間を有してねじ溝に当接し、該ボールねじナットの回転によって該ねじ溝と摺接する振動減衰部材が固定され、
該振動減衰部材は、前記ラックバーの軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力により浮上支持されていることを特徴とする。
【００４８】
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。
【００４９】
ここで、この電動パワーステアリング装置において、ボールねじナットの前端及び後端の少なくとも一方には、振動減衰部材が固定されている。そして、この振動減衰部材は、ねじ溝に当接し、ボールねじナットの回転によってねじ溝と摺接するようになっている。
【００５０】
このため、この電動パワーステアリング装置は、振動減衰部材が弾性変形したり、摩擦力を発生したりすることにより、ラックバーからボールねじナットに伝播する振動を吸収する。また、これにより、ラックバー、ボール及びボールねじナットの隙間の相対的変位を抑制し、ラックバー、ボール及びボールねじナット相互間の衝突によるラトル音を低減することができる。
【００５１】
さらに、この電動パワーステアリング装置では、振動減衰部材がねじ溝との間に隙間を有し、この振動減衰部材がラックバーの軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力により浮上支持されている。このため、振動減衰部材はねじ溝と小さな面積で摺接し、ラックバーと振動減衰部材との間の摺動抵抗が小さくなる。
【００５２】
また、この電動パワーステアリング装置では、振動減衰部材がねじ溝との間に隙間を有していることから、振動減衰部材がラックバーを拘束し過ぎず、振動減衰部材がねじ溝との隙間によって適度に変位することができる。また、浮上支持は、ねじ溝との隙間に振動減衰部材が変位するように作用し、かつラックバーに対する振動減衰部材の軸芯のずれの許容にも作用する。このため、この電動パワーステアリング装置では、ラックバーと振動減衰部材との位置関係がずれたとしても、振動減衰部材がその位置を是正するように変位することができる。
【００５３】
特に、振動減衰部材はラックバーの軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力でねじ溝に摺接されている。より具体的には、この電動パワーステアリング装置において、振動減衰部材は、ねじ溝をこじるような、つまり曲げ方向の弾性変形が主体となってねじ溝と摺接している。このため、ラックバーと振動減衰部材との相対的変位が大きくなっても、振動減衰部材の変位が追従しやすくなっている。また、振動減衰部材はねじ溝の両側のねじ山に当接することとなるため、ねじ山の両方向で振動を吸収し、振動減衰効果が大きい。
【００５４】
したがって、第３発明の電動パワーステアリング装置は、ボールねじナットの回転不良が生じ難いことから、動力変換機構の円滑な動作を確保しつつ、ラトル音の低減化を一層実現することができる。
【００５５】
第３発明に係る振動減衰部材としても、棒状体、板状体又は円弧〜円環状体等の各種の形状とすることができる。また、振動減衰部材の材質も、各種のゴム又はポリアミド樹脂、テフロン（登録商標）樹脂その他の樹脂を適用することができる。
【００５６】
また、ラックバーの軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力を振動減衰部材に作用させる具体的な方法としては、ボールねじナット内の振動減衰部材を固定する部位に、コイルバネ、皿バネ、ゴム材等の弾性体を介在させるもの等が挙げられる。さらに、弾性体には、プリロードを調整するための調整ボルト等が付設されていてもよい。この調節ボルトの締め付けの程度を調整して、弾性体を予め所定長に圧縮しておくことにより、振動減衰部材に対する付勢力を調整することができる。
【００５７】
第３発明の電動パワーステアリング装置において、前記振動減衰部材は、前記ねじ溝内に中央部が位置する円弧状をなしていることが好ましい。
【００５８】
この場合、ボールねじナットの外径をそれ程大きくしなくても、振動減衰部材をラックバーとボールねじナットとの間の空間に配設することができる。このため、この電動パワーステアリング装置は、装置の大型化を抑制しつつ、第３発明の効果を奏することができる。
【００５９】
第４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を備え、
該動力変換機構が該ラックバーに螺旋状に形成されたねじ溝と、該ねじ溝にボールを介して係合し、該モータシャフトによって回転するボールねじナットとを有するボールねじ機構である電動パワーステアリング装置において、
前記ボールねじナットの前端及び後端の少なくとも一方には、前記ラックバーの軸芯に対して前記ねじ溝の山の高さを少なくとも超えて偏芯する軸受からなる振動減衰部材が設けられ、
該振動減衰部材は、該ねじ溝の両側のねじ山の外径を超える内径を有し、一部が前記ねじ溝内に設けられて該ボールねじナットの回転によって該ねじ溝を転動する内輪と、該ボールねじナットに固定され、該内輪を転動体によって転動させる外輪とを有していることを特徴とする。
【００６０】
第４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１〜３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。
【００６１】
ここで、この電動パワーステアリング装置において、ボールねじナットの前端及び後端の少なくとも一方には、ラックバーの軸芯に対してねじ溝の山の高さを少なくとも超えて偏芯する軸受からなる振動減衰部材が設けられている。この振動減衰部材は、ねじ溝の両側のねじ山の外径を超える内径を有し、一部がねじ溝内に設けられてボールねじナットの回転によってねじ溝と転動する内輪と、ボールねじナットに固定され、内輪を転動体によって転動させる外輪とを有している。
【００６２】
このため、この電動パワーステアリング装置は、振動減衰部材の内輪がボールねじナットの回転によってねじ溝に対してフラフープのように転動する。この際、内輪は従来の振動減衰部材が行っていた摺動とは異なる転動によりねじ溝と関係するため、その抵抗力は小さくなる。そして、ねじ溝は内輪、転動体及び外輪からなる振動減衰部材を介してボールねじナットに当接しているため、ねじ溝の振動がこれらによって吸収される。また、ラックバー、ボール及びボールねじナットの隙間の相対的変位が抑制され、ラックバー、ボール及びボールねじナット相互間の衝突によるラトル音を低減することができる。
【００６３】
したがって、第４発明の電動パワーステアリング装置は、ボールねじナットの回転不良が生じ難いことから、動力変換機構の円滑な動作を確保しつつ、ラトル音の低減化を一層実現することができる。
【００６４】
第４発明に係る振動減衰部材としての軸受の内輪は、ねじ溝と転動する面が金属であってもよいし、ゴムや樹脂製のリングが一体化されていたり、テフロン（登録商標）樹脂等の樹脂コーティングが施されていてもよい。
【００６５】
第４発明の電動パワーステアリング装置において、前記内輪は前記ねじ溝との間に隙間を有し、前記外輪は、前記ラックバーの軸芯に平行な付勢力又は前記ラックバーの軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力により浮上支持されていることが好ましい。
【００６６】
この場合、内輪がねじ溝との間に隙間を有し、外輪がラックバーの軸芯に平行な付勢力により浮上支持されている。このため、内輪はねじ溝と小さな面積で転動し、ラックバーと内輪との間の転動抵抗がさらに小さくなる。
【００６７】
また、内輪がねじ溝との間に隙間を有していることから、振動減衰部材がラックバーを拘束し過ぎず、振動減衰部材がねじ溝との隙間によって適度に変位することができる。また、浮上支持は、ねじ溝との隙間に内輪が変位するように作用し、かつラックバーに対する振動減衰部材の軸芯のずれの許容にも作用する。このため、この電動パワーステアリング装置では、ラックバーと振動減衰部材との位置関係がずれたとしても、振動減衰部材がその位置を是正するように変位することができる。
【００６８】
特に、外輪がラックバーの軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力で浮上支持されている場合には、内輪は、ねじ溝をこじるような変位が主体となってねじ溝と転動する。このため、ラックバーと振動減衰部材との相対的変位が大きくなっても、振動減衰部材の変位が追従しやすくなっている。また、内輪はねじ溝の両側面に接触しながら転動することとなるため、軸芯と平行な両方向で振動を効果的に吸収することができ、振動減衰効果が大きい。
【００６９】
ラックバーの軸芯に平行な付勢力又はラックバーの軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力を振動減衰部材に作用させる具体的な方法としては、ボールねじナット内の振動減衰部材を固定する部位に、コイルバネ、皿バネ、ゴム材等の弾性体を介在させるもの等が挙げられる。さらに、弾性体には、プリロードを調整するための調整ボルト等が付設されていてもよい。この調節ボルトの締め付けの程度を調整して、弾性体を予め所定長に圧縮しておくことにより、振動減衰部材に対する付勢力を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
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、第３発明を具体化した実施例３及び第４発明を具体化した実施例４を説明する。
【実施例１】
【００７１】
まず、図１及び図２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、ラックバー１と、電動モータ４０と、動力変換機構２０とを備えている。
【００７２】
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、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ピニオン９と噛み合うラック歯８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、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、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。
【００７３】
動力変換機構２０は、ラックバー１に螺旋状に形成されたねじ溝２１と、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。
【００７４】
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内に軸受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状のマグネット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が固定されている。
【００７５】
ボールねじナット２３は、図２に示すように、ボールねじナット２３の中央に位置する本体２３ａと、ボールねじナット２３の前端に位置する分離体保持体２３ｂと、ボールねじナット２３の後端に位置するロックナット２３ｃとからなる。
【００７６】
本体２３ａは円筒状であり、その内周面には螺旋状のナット側ねじ溝２４が形成されている。本体２３ａの外周面とモータシャフト４２とは嵌合構造をなしており、本体２３ａはモータシャフト４２に挿入されて、所定の位置に収まるようにされている。
【００７７】
図２及び図４に示すように、分離体保持体２３ｂも円筒状であり、その内周面には後述する振動減衰部材としての分離体３ａ、３ｂが固定されている。分離体保持体２３ｂの外周面とモータシャフト４２とは嵌合構造をなしており、分離体保持体２３ｂは、本体２３ａよりも先にモータシャフト４２に挿入されて、所定の位置に収まるようにされている。
【００７８】
図２及び図３に示すように、ロックナット２３ｃも円筒状であり、その内周面に後述する振動減衰部材としての分離体２ａ、２ｂが固定されている。また、ロックナット２３ｃは、分離体保持体２３ｂ及び本体２３ａをモータシャフト４２に固定するようになっており、ロックナット２３ｃの外周面に雄ねじ２５ａが加工され、モータシャフト４２の内周面には雌ねじ２５ｂが加工され、これら雄ねじ２５ａと雌ねじ２５ｂとは各々螺合するようになっている。このため、分離体保持体２３ｂ及び本体２３ａがモータシャフト４２に挿入された後に、ロックナット２３ｃをモータシャフト４２の一端から螺入することにより、分離体保持体２３ｂ及び本体２３ａをモータシャフト４２に固定することができる。
【００７９】
ロックナット２３ｃの内周面には、ラックバー１の軸芯回りで互いに１８０°をなして配置された２体の分離体２ａ、２ｂが固定されている。各分離体２ａ、２ｂは、樹脂からなり、振動吸収機能を発揮できる程度の厚みを有する板状をなしている。そして、各分離体２ａ、２ｂは、ねじ溝２１の両側のねじ山１ａのみに弾性的に当接し、ボールねじナット２３の回転によって、ねじ溝２１の両側のねじ山１ａと摺接するようになっている。この際、各分離体２ａ、２ｂのねじ山１ａと摺接する面は、各分離体２ａ、２ｂが板状であることから、単なる平面である。
【００８０】
分離体保持体２３ｂの内周面には、図２及び図４に示すように、ラックバー１の軸芯回りで互いに１８０°をなして配置された２体の分離体３ａ、３ｂが固定されている。各分離体３ａ、３ｂは、ロックナット２３ｃの内周面に固定されている分離体２ａ、２ｂと同じものであって、樹脂からなり、振動吸収機能を発揮できる程度の厚みを有する板状をなしている。そして、各分離体３ａ、３ｂも、ねじ溝２１の両側のねじ山１ａのみに弾性的に当接し、ボールねじナット２３の回転によって、ねじ溝２１の両側のねじ山１ａと摺接するようになっている。この際、各分離体３ａ、３ｂのねじ山１ａと摺接する面は、各分離体２ａ、２ｂが板状であることから、単なる平面である。
【００８１】
分離体保持体２３ｂの内周面に固定されている分離体３ａ、３ｂと、ロックナット２３ｃの内周面に固定されている分離体２ａ、２ｂとは、ラックバー１の軸芯回りで９０°ずれている。つまり、図２〜４に示す断面図において、分離体２ａ、２ｂがラックバー１の上下に配置されているのに対して、分離体３ａ、３ｂは、ラックバー１の両側面に配置されている。このため、分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂは、ラックバー１の軸芯回りで９０°間隔となるように配置されている。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
この際、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及びねじ溝２１を介して、ラックバー１に軸方向の駆動力が伝達される。
【００８５】
こうして、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る。
【００８６】
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、それに伴い、ラックバー１のねじ溝２１内のボール２２および、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も加振されることとなる。
【００８７】
ここで、この電動パワーステアリング装置１０において、ボールねじナット２３の前端及び後端には振動減衰部材としての分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂが固定されている。この分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂは、ねじ溝２１の両側のねじ山１ａに弾性的に当接し、ボールねじナット２３の回転によってねじ山１ａと摺接する。
【００８８】
このため、この電動パワーステアリング装置１０は、分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂが弾性変形したり、摩擦力を発生したりすることにより、ラックバー１からボールねじナット２３に伝播する振動を吸収することができている。また、これにより、ラックバー１、ボール２２及びボールねじナット２３の隙間の相対的変位を抑制し、ラックバー１、ボール２２及びボールねじナット２３相互間の衝突によるラトル音を低減することができている。
【００８９】
さらに、この電動パワーステアリング装置１０では、振動減衰部材がラックバー１の軸芯回りで分離された４体の分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂからなるため、ラックバー１と分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂとの間に摺接していない領域が存在し、振動減衰部材がねじ山と摺接する面積が従来のものよりも小さくなる。このため、たとえ実施例１に係る振動減衰部材が従来のものと同程度の弾性力によって弾性的に当接しているとしても、実施例１に係る振動減衰部材は従来のものよりも小さな摺動抵抗でラックバー１と摺接することができている。
【００９０】
また、この電動パワーステアリング装置１０では、ラックバー１と分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂとの間に摺接していない領域が存在し、その結果として、各分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂがラックバー１を拘束し過ぎず、各分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂが各自間の空間に向かって適度に変形することができる。このため、この電動パワーステアリング装置１０では、ラックバー１と各分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂとの位置関係がずれたとしても、個々の分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂがその位置を是正するように変形することができる。
【００９１】
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、ボールねじナット２３の回転不良が生じ難くなっており、その結果として、動力変換機構２０の円滑な動作を確保しつつ、ラトル音の低減化を一層実現することができている。
【００９２】
また、この電動パワーステアリング装置１０において、各分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂはねじ山１ａのみに当接しており、ねじ溝２１に当接されていない。このため、各分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂのねじ山１ａと当接する面は、例えば、従来の電動パワーステアリング装置の振動減衰部材における当接面のように複雑な形状ではなく、製造が容易な平面とされている。このため、部品の加工時や組み付け時の精度要求に関して、各分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂがラックバー１の軸芯と平行な方向に位置ずれしても、ねじ山１ａと当接する状態は殆ど変化せず、ボールねじナット２３の回転に悪影響を及ぼさないこととなる。このため、この電動パワーステアリング装置１０は第１発明の効果を確実に奏することができている。
【００９３】
さらに、この電動パワーステアリング装置１０において、各分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂは、ラックバー１の軸芯回りで等しい角度間隔、つまり９０°間隔となるように配設されているため、ボールねじナット２３の回転によっても、ラックバー１の軸芯を偏らせようとする力が作用し難くなっている。このため、この電動パワーステアリング装置１０は第１発明の効果をより確実に奏することができている。
【００９４】
また、この電動パワーステアリング装置１０において、ボールねじナット２３の後端に固定された各分離体２ａ、２ｂは、ラックバー１の軸芯回りで互いに１８０°をなして配置され、ボールねじナット２３の前端に固定された各分離体３ａ、３ｂも、ラックバー１の軸芯回りで互いに１８０°をなして配置されていることから、分離体の数を少なくして、振動減衰部材がねじ山１ａに摺接することによる摩擦力をより小さくしつつ、本発明の効果を奏することができている。
【００９５】
さらに、この電動パワーステアリング装置１０において、ボールねじナット２３の後端に固定された各分離体２ａ、２ｂと、ボールねじナット２３の前端に固定された各分離体３ａ、３ｂとは、ラックバー１の軸芯回りで９０°ずれていることから、分離体２ａ、２ｂと分離体３ａ、３ｂとは、ボールねじナット２３の前端及び後端の離れた２箇所で、弾性変形したり、摩擦力を発生したりすることができている。このため、分離体２ａ、２ｂ３ａ、３ｂは、振動の吸収と、ラックバー１、ボール２２及びボールねじナット２３の隙間の相対的変位の抑制とをより確実に行うことができている。このため、この電動パワーステアリング装置１０は、第１発明の効果を一層確実に奏することがができている。
【実施例２】
【００９６】
実施例２の電動パワーステアリング装置１１は、図５〜７に示すように、実施例１の本体２３ａと、分離体保持体２３ｂと、ロックナット２３ｃとからなるボールねじナット２３及び振動減衰部材としての分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂに対して、ボールねじナット２３が本体２３ａとロックナット２３１ｃとからなり、振動減衰部材４がラックバー１の軸芯に平行な付勢力により浮上支持されている点が異なる。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。
【００９７】
ボールねじナット２３は、図５〜７に示すように、ボールねじナット２３の前端に位置する本体２３ａと、ボールねじナット２３の後端に位置するロックナット２３１ｃとからなる。
【００９８】
本体２３ａは円筒状であり、その内周面には螺旋状のナット側ねじ溝２４が形成されている。本体２３ａの外周面とモータシャフト４２とは嵌合構造をなしており、本体２３ａはモータシャフト４２に挿入されて、所定の位置に収まるようにされている。
【００９９】
ロックナット２３１ｃも円筒状であり、その内周面に後述する振動減衰部材４が固定されている。また、ロックナット２３１ｃは、本体２３ａをモータシャフト４２に固定するようになっており、ロックナット２３１ｃの外周面に雄ねじ２５ａが加工され、モータシャフト４２の内周面には雌ねじ２５ｂが加工され、これら雄ねじ２５ａと雌ねじ２５ｂとは各々螺合するようになっている。このため、本体２３ａがモータシャフト４２に挿入された後に、ロックナット２３１ｃをモータシャフト４２の一端から螺入することにより、本体２３ａをモータシャフト４２に固定することができる。
【０１００】
ロックナット２３１ｃの内周面に固定されている振動減衰部材４は、樹脂からなり、ねじ溝２１内に突出する凸部４ａを有する円環状をなしている。凸部４ａは、ねじ溝２１の約１リード分と略相似形状をなし、かつねじ溝２１との間に僅かに隙間４ｂを有している。
【０１０１】
そして、振動減衰部材４は、ロックナット２３１ｃの内周面との隙間に設けられた支持用弾性体４ｃによって浮上支持されている。この支持用弾性体４ｃは、軟質なゴムからなっており、円環状の振動減衰部材４の軸芯をラックバー１の軸芯に合わせて変位させることが可能とされている。また、振動減衰部材４は、ロックナット２３１ｃから突出する回り止めピン４ｄにより係止されることにより、ボールねじナット２３と一体に回転するようになっている。さらに、振動減衰部材４には、軸芯回りに互いに１８０°をなして配置された１対の調整ボルト４ｅ、押さえゴム４ｆによって、ラックバー１の軸芯に平行な付勢力が負荷されている。調整ボルト４ｅによって押さえゴム４ｆを予め所定長に圧縮しておくことにより、振動減衰部材４に対する付勢力を調整可能とされている。
【０１０２】
こうして、振動減衰部材４は、ラックバー１の軸芯に平行な付勢力により浮上支持されることにより、ねじ溝２１との間に隙間４ｂを有してねじ溝２１に当接し、ボールねじナット２３の回転によってねじ溝２１と摺接するようになっている。
【０１０３】
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。
【０１０４】
ここで、この電動パワーステアリング装置１１において、ボールねじナット２３の後端には、振動減衰部材４が固定されている。そして、この振動減衰部材４は、ねじ溝２１に当接し、ボールねじナット２３の回転によってねじ溝２１と摺接するようになっている。
【０１０５】
このため、この電動パワーステアリング装置１１は、振動減衰部材４が弾性変形したり、摩擦力を発生したりすることにより、ラックバー１からボールねじナット２３に伝播する振動を吸収することができている。また、これにより、ラックバー１、ボール２２及びボールねじナット２３の隙間の相対的変位を抑制し、ラックバー１、ボール２２及びボールねじナット２３相互間の衝突によるラトル音を低減することができている。
【０１０６】
さらに、この電動パワーステアリング装置１１では、振動減衰部材４がねじ溝２１との間に隙間４ｂを有し、この振動減衰部材４がラックバー１の軸芯に平行な付勢力により浮上支持されている。このため、振動減衰部材４はねじ溝２１と小さな面積で摺接し、ラックバー１と振動減衰部材４との間の摺動抵抗が小さくなる。
【０１０７】
また、この電動パワーステアリング装置１１では、振動減衰部材４がねじ溝２１との間に隙間４ｂを有していることから、振動減衰部材４がラックバー１を拘束し過ぎず、振動減衰部材４がねじ溝２１との隙間４ｂによって適度に変位することができる。また、浮上支持は、ねじ溝２１との隙間に振動減衰部材４が変位するように作用し、かつラックバー１に対する振動減衰部材４の軸芯のずれの許容にも作用する。このため、この電動パワーステアリング装置１１では、ラックバー１と振動減衰部材４との位置関係がずれたとしても、振動減衰部材４がその位置を是正するように変位することができている。
【０１０８】
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、ボールねじナット２３の回転不良が生じ難くなっており、その結果として、動力変換機構２０の円滑な動作を確保しつつ、ラトル音の低減化を一層実現することができている。
【０１０９】
また、この電動パワーステアリング装置１１において、振動減衰部材４はねじ溝２１内に突出する凸部４ａを有する円環状をなしているので、振動減衰部材４は、ラックバー１の軸芯回りを周回しつつ、ねじ溝２１に当接することができている。このため、振動減衰部材４は、ラックバー１の軸芯回りにほぼ均等に摺接することができており、第２発明の効果を確実に発揮することができている。
【実施例３】
【０１１０】
実施例３の電動パワーステアリング装置１２は、図８〜１０に示すように、実施例１の本体２３ａと、分離体保持体２３ｂ、２３ｃと、ロックナット２３ｃとからなるボールねじナット２３及び振動減衰部材としての分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂに対して、ボールねじナット２３が本体２３ａとロックナット２３２ｃとからなり、振動減衰部材５がラックバー１の軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力により浮上支持されている点が異なる。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。
【０１１１】
ボールねじナット２３は、図８〜１０に示すように、ボールねじナット２３の前端に位置する本体２３ａと、ボールねじナット２３の後端に位置するロックナット２３２ｃとからなる。
【０１１２】
本体２３ａは円筒状であり、その内周面には螺旋状のナット側ねじ溝２４が形成されている。本体２３ａの外周面とモータシャフト４２とは嵌合構造をなしており、本体２３ａはモータシャフト４２に挿入されて、所定の位置に収まるようにされている。
【０１１３】
ロックナット２３２ｃも円筒状であり、その内周面に後述する振動減衰部材５が固定されている。また、ロックナット２３２ｃは、本体２３ａをモータシャフト４２に固定するようになっており、ロックナット２３２ｃの外周面に雄ねじ２５ａが加工され、モータシャフト４２の内周面には雌ねじ２５ｂが加工され、これら雄ねじ２５ａと雌ねじ２５ｂとは各々螺合するようになっている。このため、本体２３ａがモータシャフト４２に挿入された後に、ロックナット２３２ｃをモータシャフト４２の一端から螺入することにより、本体２３ａをモータシャフト４２に固定することができる。
【０１１４】
ロックナット２３２ｃの内周面に固定されている振動減衰部材５は、樹脂からなり、ねじ溝２１内に中央部５ａが位置する円弧状をなしている。振動減衰部材５が円弧状であることにより、ボールねじナット２３の外径をそれ程大きくしなくても、振動減衰部材５をラックバー１とボールねじナット２３との間の空間に配設することが可能となっている。ねじ溝２１内に位置する円弧の中央部５ａは、ねじ溝２１との間に僅かに隙間５ｂを有している。
【０１１５】
そして、振動減衰部材５は、ロックナット２３２ｃの内周面との隙間に設けられた支持用弾性体５ｄによって浮上支持されている。この支持用弾性体５ｄは、軟質なゴムからなっており、円弧状の振動減衰部材５の軸芯をラックバー１の軸芯に合わせて変位させつつ、振動減衰部材５をボールねじナット２３と一体に回転できるように支持している。さらに振動減衰部材５には、円弧状の振動減衰部材５の両端に配置された１対の調整ボルト５ｅ、押さえゴム５ｆによって、ラックバー１の軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力が負荷されている。調整ボルト５ｅによって押さえゴム５ｆを予め所定長に圧縮しておくことにより、振動減衰部材５に対する付勢力を調整可能とされている。このように振動減衰部材５に付勢力が負荷されることにより、ねじ溝２１内に位置する中央部５ａは、ねじ溝２１内でこじられるように変形し、ねじ溝２１の両側面に当接するようになっている。
【０１１６】
こうして、振動減衰部材５がラックバー１の軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力により浮上支持されることにより、中央部５ａがねじ溝２１との間に隙間５ｂを有してねじ溝２１に当接し、ボールねじナット２３の回転によってねじ溝２１と摺接するようになっている。
【０１１７】
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。
【０１１８】
ここで、この電動パワーステアリング装置１２において、ボールねじナット２３の後端には、振動減衰部材５が固定されている。そして、この振動減衰部材５は、ねじ溝２１に当接し、ボールねじナット２３の回転によってねじ溝２１と摺接するようになっている。
【０１１９】
このため、この電動パワーステアリング装置１２は、振動減衰部材５が弾性変形したり、摩擦力を発生したりすることにより、ラックバー１からボールねじナット２３に伝播する振動を吸収することができている。また、これにより、ラックバー１、ボール２２及びボールねじナット２３の隙間の相対的変位を抑制し、ラックバー１、ボール２２及びボールねじナット２３相互間の衝突によるラトル音を低減することができている。
【０１２０】
さらに、この電動パワーステアリング装置１２では、振動減衰部材５がねじ溝２１との間に隙間５ｂを有し、この振動減衰部材５がラックバー１の軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力により浮上支持されている。このため、振動減衰部材５はねじ溝２１と小さな面積で摺接し、ラックバー１と振動減衰部材５との間の摺動抵抗が小さくなっている。
【０１２１】
また、この電動パワーステアリング装置１２では、振動減衰部材５がねじ溝２１との間に隙間５ｂを有していることから、振動減衰部材５がラックバー１を拘束し過ぎず、振動減衰部材５がねじ溝２１との隙間５ｂによって適度に変位することができている。また、浮上支持は、ねじ溝２１との隙間５ｂに振動減衰部材５が変位するように作用し、かつラックバー１に対する振動減衰部材５の軸芯のずれの許容にも作用する。このため、この電動パワーステアリング装置１２では、ラックバー１と振動減衰部材５との位置関係がずれたとしても、振動減衰部材５がその位置を是正するように変位することができている。
【０１２２】
特に、振動減衰部材５はラックバー１の軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力でねじ溝２１に摺接されている。より具体的には、この電動パワーステアリング装置１２において、振動減衰部材５は、ねじ溝２１をこじるような、つまり曲げ方向の弾性変形が主体となってねじ溝２１と摺接している。このため、ラックバー１と振動減衰部材５との相対的変位が大きくなっても、振動減衰部材５の変位が追従しやすくなっている。また、振動減衰部材５はねじ溝２１の両側のねじ山に当接することとなるため、ねじ山の両方向で振動を吸収し、振動減衰効果が大きくなっている。
【０１２３】
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、ボールねじナット２３の回転不良が生じ難くなっており、その結果として、動力変換機構２０の円滑な動作を確保しつつ、ラトル音の低減化を一層実現することができている。
【０１２４】
また、この電動パワーステアリング装置１２において、振動減衰部材５は、ねじ溝２１内に中央部５ａが位置する円弧状をなしているため、ボールねじナット２３の外径をそれ程大きくしなくても、振動減衰部材５をラックバー１とボールねじナット２３との間の空間に配設することができている。このため、この電動パワーステアリング装置１２は、装置の大型化を抑制しつつ、第３発明の効果を奏することができている。
【実施例４】
【０１２５】
実施例４の電動パワーステアリング装置１３は、図１１〜１３に示すように、実施例１の本体２３ａと、分離体保持体２３ｂと、ロックナット２３ｃとからなるボールねじナット２３及び振動減衰部材としての分離体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂに対して、ボールねじナット２３が本体２３ａとロックナット２３３ｃとからなり、振動減衰部材６が偏芯する軸受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。
【０１２６】
ボールねじナット２３は、図１１〜１３に示すように、ボールねじナット２３の前端に位置する本体２３ａと、ボールねじナット２３の後端に位置するロックナット２３３ｃとからなる。
【０１２７】
本体２３ａは円筒状であり、その内周面には螺旋状のナット側ねじ溝２４が形成されている。本体２３ａの外周面とモータシャフト４２とは嵌合構造をなしており、本体２３ａはモータシャフト４２に挿入されて、所定の位置に収まるようにされている。
【０１２８】
ロックナット２３３ｃも段付きの円筒状であり、その内周面に後述する振動減衰部材６が固定されている。また、ロックナット２３３ｃは、本体２３ａをモータシャフト４２に固定するようになっており、ロックナット２３３ｃの外周面に雄ねじ２５ａが加工され、モータシャフト４２の内周面には雌ねじ２５ｂが加工され、これら雄ねじ２５ａと雌ねじ２５ｂとは各々螺合するようになっている。このため、本体２３ａがモータシャフト４２に挿入された後に、ロックナット２３３ｃをモータシャフト４２の一端から螺入することにより、本体２３ａをモータシャフト４２に固定することができる。
【０１２９】
ロックナット２３３ｃの内周面に固定されている振動減衰部材６は、ラックバー１の軸芯に対してねじ溝２１の山１ａの高さを少なくとも超えて偏芯する軸受としての外輪７ａ、転動体７ｂ及び内輪７ｃとからなる。内輪７ｃは、ねじ溝２１の両側のねじ山１ａの外径を超える内径を有し、内輪７ｃの一部６ａがねじ溝２１内に設けられて、ボールねじナット２３の回転によってねじ溝２１を転動するようにされている。外輪７ａは、内輪７ｃを転動体７ｂによって転動させるものであり、ラックバー１の軸芯対して偏芯したままボールねじ２３と一体回転可能に設けられている。外輪７ａ、転動体７ｂ及び内輪７ｃは、鋼製であり、特に内輪７ｃのねじ溝２１と転動する面には樹脂コーティングが施されている。また、内輪７ｃは、内輪７ｃの一部６ａとねじ溝２１との間に僅かに隙間６ｂを有している。
【０１３０】
外輪７ａは、ロックナット２３３ｃの内周面との隙間に設けられた支持用弾性体６ｄによって浮上支持されている。この支持用弾性体６ｄは、軟質なゴムからなっており、ラックバー１の軸芯に対して偏芯する外輪７ａの軸芯を、ラックバー１とボールねじナット２３との隙間の相対的変位に合わせて変位させつつ、外輪７ａをボールねじナット２３と一体に回転できるように支持している。さらに、外輪７ａには、軸芯回りに互いに１８０°をなして配置された１対の調整ボルト６ｅ、押さえゴム６ｆによって、ラックバー１の軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力が負荷されている。調整ボルト６ｅによって押さえゴム６ｆを予め所定長に圧縮しておくことにより、外輪７ａに対する付勢力を調整可能とされている。このように外輪７ａに付勢力が負荷されることにより、ねじ溝２１内に設けられた内輪７ａの一部６ｂは、ねじ溝２１内でこじられるように変位し、ねじ溝２１の両側面に当接するようになっている。
【０１３１】
こうして、外輪８ａがラックバー１の軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力により浮上支持されることにより、内輪７ｃの一部６ａがねじ溝２１との間に隙間６ｂを有してねじ溝２１に当接し、ボールねじナット２３の回転によってねじ溝２１と転動するようになっている。
【０１３２】
以上の構成をした実施例４の電動パワーステアリング装置１３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。
【０１３３】
ここで、この電動パワーステアリング装置１３において、ボールねじナット２３の後端には、ラックバー１の軸芯に対してねじ溝２１の山１ａの高さを少なくとも超えて偏芯する軸受からなる振動減衰部材６が設けられている。この振動減衰部材６は、ねじ溝２１の両側のねじ山１ａの外径を超える内径を有し、一部がねじ溝２１内に設けられてボールねじナット２３の回転によってねじ溝２１と転動する内輪７ｃと、ボールねじナット２３に固定され、内輪７ｃを転動体７ｂによって転動させる外輪７ａとを有している。
【０１３４】
このため、この電動パワーステアリング装置１３は、振動減衰部材６の内輪７ｃがボールねじナット２３の回転によってねじ溝２１に対してフラフープのように転動する。この際、内輪７ｃは従来の振動減衰部材が行っていた摺動とは異なる転動によりねじ溝２１と関係するため、その抵抗力は小さくなっている。そして、ねじ溝２１は内輪７ｃ、転動体７ｂ及び外輪７ａからなる振動減衰部材６を介してボールねじナット２３に当接しているため、ねじ溝２１の振動をこれらによって吸収することができている。また、ラックバー１、ボール２２及びボールねじナット２３の隙間の相対的変位を抑制することができ、その結果として、ラックバー１、ボール２２及びボールねじナット２３相互間の衝突によるラトル音を低減することができている。
【０１３５】
したがって、実施例４の電動パワーステアリング装置１３も、ボールねじナット２３の回転不良が生じ難くなっており、その結果として、動力変換機構２０の円滑な動作を確保しつつ、ラトル音の低減化を一層実現することができている。
【０１３６】
また、この電動パワーステアリング装置１３において、内輪７ｃはねじ溝２１との間に隙間６ｂを有し、外輪７ａは、ラックバー１の軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力により浮上支持されている。
【０１３７】
このため、内輪７ｃはねじ溝２１と小さな面積で転動することができ、ラックバー１と内輪７ｃとの間の転動抵抗がさらに小さくなっている。また、内輪７ｃがねじ溝２１との間に隙間７ｂを有していることから、振動減衰部材６がラックバー１を拘束し過ぎず、振動減衰部材６がねじ溝２１との隙間６ｂによって適度に変位することができる。また、浮上支持は、ねじ溝２１との隙間６ｂに内輪７ｃが変位するように作用し、かつラックバー１に対する振動減衰部材６の軸芯のずれの許容にも作用する。このため、この電動パワーステアリング装置１３では、ラックバー１と振動減衰部材６との位置関係がずれたとしても、振動減衰部材６がその位置を是正するように変位することができている。
【０１３８】
特に、外輪７ａがラックバー１の軸芯に平行であって互いに距離をおいた逆向きの付勢力で浮上支持されているので、内輪７ｃは、ねじ溝２１をこじるような変位が主体となってねじ溝２１と転動する。このため、ラックバー１と振動減衰部材６との相対的変位が大きくなっても、振動減衰部材６の変位が追従しやすくなっている。また、内輪７ｃはねじ溝２１の両側面に接触しながら転動することとなるため、軸芯と平行な両方向で振動を効果的に吸収することができ、振動減衰効果が大きい。
【０１３９】
以上において、本発明を実施例１〜４に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜４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】
【０１４０】
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】
【０１４１】
【図１】実施例１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の要部拡大断面図である。
【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Ａ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】実施例１の電動パワーステアリング装置に係り、図２のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図５】実施例２の電動パワーステアリング装置の要部拡大断面図である。
【図６】実施例２の電動パワーステアリング装置に係り、図５のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図７】実施例２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８】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９】実施例３の電動パワーステアリング装置に係り、図８のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。
【図１０】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１１】実施例４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１２】実施例４の電動パワーステアリング装置に係り、図１１のＥ−Ｅ断面を示す断面図である。
【図１３】実施例４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。
【符号の説明】
【０１４２】
１…ラックバー
１ａ…ねじ山
２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ…分離体
４、５、６…振動減衰部材
５ａ…中央部
６ａ…内輪の一部
７ａ、７ｂ、７ｃ…軸受（７ａ…外輪、７ｂ…転動体、７ｃ…内輪）
１０、１１、１２、１３…電動パワーステアリング装置
２０…動力変換機構
２１…ねじ溝
２２…ボール
２３…ボールねじナット  ４０…電動モータ
４２…モータシャフト
【図１】
2006256414.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006256414.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006256414.tif 000009
【図８】
2006256414.tif 000010
【図９】
2006256414.tif 000011
【図１０】
2006256414.tif 000012
【図１１】
2006256414.tif 000013
【図１２】
2006256414.tif 000014
【図１３】
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