(57)【要約】【課題】  本発明は軸受を用いてモータシャフトをハウジング内に支持する構成とされた電動パワーステアリング装置に関し、悪路走行時等の振動印加時においても異音の発生を防止することを課題とする。【解決手段】  ハウジング１２，１３，１４と、このハウジング１２，１３，１４に移動可能に支持されると共にピニオン２２と噛合したラック軸１５と、モータシャフト３２を介してラック軸１５にアシストトルクを付与する電動モータ３０と、モータシャフト３２のラジアル方向に対する支持を行うラジアルベアリング３４と、モータシャフト３２のスラスト方向に対する支持を行うスラストベアリング３３とを有しており、モータシャフト３２をヨークハウジング１４に対してスラスト方向（Ｘ１方向）に付勢する予圧用ゴム２０を設ける。【選択図】  図２
2006213280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジングに移動可能に支持されると共にステアリングシャフトに接続されたピニオンと噛合したラック軸と、
前記ハウジング内のラック軸回りに配設されており、モータシャフトを介して前記ラック軸にアシストトルクを付与する電動モータと、
前記ハウジングと前記モータシャフトとの間に配設され、前記モータシャフトのラジアル方向に対する支持を行う第１の軸受と、
前記ハウジングと前記モータシャフトとの間に配設され、前記モータシャフトのスラスト方向に対する支持を行う第２の軸受とを有しており、
該モータシャフトを前記ハウジングに対して前記スラスト方向に付勢する付勢部材を設けた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記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１の軸受を前記モータシャフトに固着すると共に、前記ハウジングに対してスラスト方向に移動可能な構成とし、
前記付勢部材を前記ハウジングに固定し、
前記付勢部材が前記第１の軸受を付勢することにより、該第１の軸受を介して前記モータシャフトを前記ハウジングに対して前記スラスト方向に付勢する構成としたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の電動パワーステアリング装置において、
前記付勢部材は、ゴムであ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４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第２の軸受は複列ベアリングであることを特徴とす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】
本発明は電動パワーステアリング装置に係り、特に軸受を用いてモータシャフトをハウジング内に支持する構成とされた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールの回転を入力軸、ピニオン軸を介してラック軸に伝達し、このラック軸の両端部に連結したタイロッドを介して左右前輪を転舵するものであり、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクをトルクセンサによって検出し、この検出トルクに基づいてラック軸上に配置した電動モータを駆動し、ボールネジ装置を介してこの電動モータの出力トルクをラック軸に伝えることにより操舵力をアシストするようになっている。
【０００３】
また、例えば特許文献１に開示される、ラック軸周りにアシスト用の電動モータを配設した構成の電動パワーステアリング装置においては、電動モータのモータシャフトにボールネジ装置を構成するナットが連結され、このナットの内周に形成されたネジ溝にラック軸上に形成されたネジ溝がボールを介して係合されている。
【０００４】
図４は、特許文献１に開示された電動パワーステアリング装置の要部構成図である。また、図５は図４における矢印Ｂで示す部分を拡大して示す図である。
【０００５】
図示されるように、電動パワーステアリング装置１００は、第１のラックハウジング１１２，第２のラックハウジング１１３，及びヨークハウジング１１４により形成されるハウジング空間内にモータシャフト１３２が配設された構成とされている。モータシャフト１３２の図中矢印Ｘ１方向端部は、スラストベアリング１３３により第１のラックハウジング１１２に支持されている。また、モータシャフト１３２の図中矢印Ｘ２方向端部は、ラジアルベアリング１３４によりヨークハウジング１１４に支持されている。尚、図中符号１３１で示すのは、電動モータの一部を構成する駆動ステータである。
【０００６】
スラストベアリング１３３はモータシャフト１３２に対しスラスト方向（図中、矢印Ｘ１，Ｘ２方向）に印加される荷重を支持するものであり、外輪１３３Ａ，内輪１３３Ｂ，ボール１３３Ｃにより構成されている。また、ラジアルベアリング１３４は、モータシャフト１３２に対しラジアル方向（円筒形状とされたモータシャフト１３２の径方向）に印加される荷重を支持するものであり、外輪１３４Ａ，内輪１３４Ｂ，ボール１３４Ｃにより構成されている。
【０００７】
また、スラストベアリング１３３の外輪１３３Ａは第１のラックハウジング１１２に固着されており、内輪１３３Ｂはモータシャフト１３２に固着されている。ラジアルベアリング１３４の外輪１３４ＡはＯリング１３６を介してヨークハウジング１１４の内面に摺接しており、内輪１３４Ｂはモータシャフト１３２に固着された構成とされていた。
【特許文献１】特開２００３−３３５２４９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、上記構成とされた電動パワーステアリング装置１００を搭載した車両が悪路走行を行った場合、車輪の振動が各ハウジング１１２〜１１４及び各ベアリング１３３，１３４を介してモータシャフト１３２に伝達される。従来の電動パワーステアリング装置１００は、モータシャフト１３２がスラスト方向（図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向）に若干量移動可能となっていた。
【０００９】
即ち、スラストベアリング１３３においては、スラスト荷重を受けるために一般にスラスト方向に若干の移動余裕を持たせており、またラジアルベアリング１３４はシール用のＯリング１３６により外輪１３４Ａがヨークハウジング１１４の内壁に対して若干移動できる構成とされている。このため、上記したような悪路走行により振動が電動パワーステアリング装置１００に印加されると、モータシャフト１３２がハウジング空間でスラスト方向（図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向）に変位してしまい、これによりスラストベアリング１３３で上記の移動余裕に起因して異音が発生してしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、悪路走行時等の振動印加時においても異音の発生を防止しうる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】
【００１１】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項１記載の発明に係る電動パワーステアリング装置は、
ハウジングと、
該ハウジングに移動可能に支持されると共にステアリングシャフトに接続されたピニオンと噛合したラック軸と、
前記ハウジング内のラック軸回りに配設されており、モータシャフトを介して前記ラック軸にアシストトルクを付与する電動モータと、
前記ハウジングと前記モータシャフトとの間に配設され、前記モータシャフトのラジアル方向に対する支持を行う第１の軸受と、
前記ハウジングと前記モータシャフトとの間に配設され、前記モータシャフトのスラスト方向に対する支持を行う第２の軸受とを有しており、
該モータシャフトを前記ハウジングに対して前記スラスト方向に付勢する付勢部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
上記発明によれば、モータシャフトをハウジングに対してスラスト方向に付勢する付勢部材を設けたことにより、付勢部材の付勢力はモータシャフトを介して第２の軸受をスラスト方向に付勢する与圧として印加される。このため、第２の軸受がスラスト方向に対してがたついて異音が発生することを防止できる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１の軸受を前記モータシャフトに固着すると共に、前記ハウジングに対してスラスト方向に移動可能な構成とし、
前記付勢部材を前記ハウジングに固定し、
前記付勢部材が前記第１の軸受を付勢することにより、該第１の軸受を介して前記モータシャフトを前記ハウジングに対して前記スラスト方向に付勢する構成としたことを特徴とするものである。
【００１５】
上記発明によれば、ハウジングに固定した付勢部材が第１の軸受を付勢することにより、第１の軸受を介してモータシャフトをハウジングに対してスラスト方向に付勢する構成としたことにより、簡単な構成で第２の軸受に対し与圧を付与することができる。
【００１６】
また、請求項３記載の発明は、
請求項１または２記載の電動パワーステアリング装置において、
前記付勢部材は、ゴムであることを特徴とするものである。
【００１７】
上記発明によれば、付勢部材をゴムとしたため低コストで第２の軸受に対し与圧を付与することができ、またモータシャフトとハウジングとの間で振動が伝達されるのを防止することができる。
【００１８】
また、請求項４記載の発明は、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第２の軸受は複列ベアリングであることを特徴とするものである。
【００１９】
上記発明によれば、第２の軸受として複列ベアリングを用いることにより、複列ベアリングは玉（ボール）が軸方向に複数個配設されているためモータシャフトのスラスト方向荷重を確実に支持することができる。また、複列ベアリングは単列ベアリングに比べてがたつきが発生しやすいが、付勢部材を設けることによりがたつきの発生を確実に防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
上述の如く本発明によれば、付勢部材の付勢力は第２の軸受をスラスト方向に付勢する与圧として印加されるため、第２の軸受にがたつきが発生することを防止することができ、よって電動パワーステアリング装置に異音が発生することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００２２】
図１乃至図３は、電動パワーステアリング装置１０を示している。図１は電動パワーステアリング装置１０の全体構成を示す断面図であり、図２は電動パワーステアリング装置１０の要部構成を示す図であり、また図３は図２における矢印Ａで示す部分を拡大して示す図である。
【００２３】
電動パワーステアリング装置１０は、大略するとギヤハウジング１１，ラック軸１５，ピニオン２２，電動モータ３０，及びモータシャフト３２等を有した構成とされている。ギヤハウジング１１は、中空円筒状の第１ラックハウジング１２および第２ラックハウジング１３と、これらラックハウジング１２、１３の間に設けられたヨークハウジング１４からなり、各ハウジング１２、１３、１４は図示しないボルトによって同軸的に結合されている。
【００２４】
ギヤハウジング１１には、ラック軸１５が軸線方向に移動可能に貫通され、第１および第２ラックハウジング１２、１３より突出されたラック軸１５の両端は、図示しないタイロッドを介して左右の前輪に連結される。また、第１ラックハウジング１２にはステアリングシャフトに連結したピニオン２２が配設されており、このピニオン２２はラック軸１５に形成されたラック歯１６に噛合している。
【００２５】
よって、運転者がステアリングホイールを操作すると、この操作力によりステアリングシャフトを介してピニオン２２が回転し、ピニオン２２とラック歯１６の噛合によりピニオン２２の回転はラック軸１５の直線移動に変換され、これによりタイロッドを介して前輪の操舵が行なわれる。
【００２６】
また、前記第１ラックハウジング１２には、ラック軸１５を挟んでピニオン２２と対向する位置にシリンダ穴２３がラック軸１５の軸線と直交する方向に形成され、このシリンダ穴２３にラック軸１５の周面に接合するラックガイド２４が摺動可能に収納されている。ラックガイド２４はその背面側に設けられたスプリング２５のばね力により、ラック軸１５をピニオン２２に向けて押圧している。
【００２７】
電動モータ３０は、ギヤハウジング１１を構成するヨークハウジング１４内のラック軸１５の回りに配設されており、後述するようにモータシャフト３２を介してラック軸１５にアシストトルクを付与する機能を奏する。この電動モータ３０はブラシレスＤＣモータであり、固定子となる駆動ステータ３１と、回転子となるモータシャフト３２とを有した構成とされている。駆動ステータ３１はコイルが巻回されており、ヨークハウジング１４の内壁に配設されている。また、モータシャフト３２は中空円筒状をなし、ラック軸１５の周りに同軸的に遊嵌されている。
【００２８】
モータシャフト３２の図中矢印Ｘ１方向端部は、第１ラックハウジング１２内まで延出しており、スラストベアリング３３により第１ラックハウジング１２に回動可能に支持されている。また、モータシャフト３２の図中矢印Ｘ２方向端部は第２のラックハウジング１３内まで延出しており、この端部近傍位置はラジアルベアリング３４によりヨークハウジング１４に回動可能に支持されている。
【００２９】
スラストベアリング３３はモータシャフト３２に対しスラスト方向（図中、矢印Ｘ１，Ｘ２方向）に印加される荷重を支持するものであり、外輪３３Ａ，内輪３３Ｂ，ボール３３Ｃにより構成されている。本実施例では、スラストベアリング３３としてボール３３Ｃがスラスト方向に複数個配置された複列ベアリングを用いている。このように複列ベアリングはボール３３Ｃが軸方向に複数個配設されているため、モータシャフト３２のスラスト方向荷重を確実に支持することができる。
【００３０】
これに対し、ラジアルベアリング３４は、モータシャフト３２に対しラジアル方向（円筒形状とされたモータシャフト３２の径方向）に印加される荷重を支持するものである。このラジアルベアリング３４は、外輪３４Ａ，内輪３４Ｂ，及びボール３４Ｃにより構成されている。
【００３１】
また、スラストベアリング３３の外輪３３Ａは第１のラックハウジング１２に固着されており、内輪３３Ｂはモータシャフト３２に固着されている。ラジアルベアリング３４の外輪３４ＡはＯリング３６を介してヨークハウジング１４の内面に摺接しており、内輪３４Ｂはモータシャフト３２に固着された構成とされていた。
【００３２】
スラストベアリング３３は、スラスト荷重を受けるために一般にスラスト方向に若干の移動余裕を持たせている。また図３に拡大して示すように、ヨークハウジング１４の内壁にはＯリング３６が配設されており、ラジアルベアリング３４の外輪３４ＡはＯリング３６と当接した構成とされている。
【００３３】
このＯリング３６は、ヨークハウジング１４と外輪３４Ａとの間を液密にシールするために設けられている。このようにヨークハウジング１４と外輪３４Ａとの間にＯリング３６が配設されることにより、ラジアルベアリング３４はラジアル方向に対してはヨークハウジング１４に対してモータシャフト３２を支持するが、スラスト方向（矢印Ｘ１，Ｘ２方向）に対してはヨークハウジング１４に対して移動可能な構成となっている。
【００３４】
ボールネジ装置３７は、モータシャフト３２の図中矢印Ｘ２方向端部に設けられている。このボールネジ装置３７は、ネジ溝１５Ｂ，ナット３８，ネジ溝３８Ａ，及びボール３９等により構成されている。ナット３８は、モータシャフト３２の図中矢印Ｘ２方向端部の内周位置に装着されている。
【００３５】
ナット３８の内周にはネジ溝３８Ａが形成され、このネジ溝３８Ａに対応するラック軸１５の外周にネジ溝１５Ｂが形成され、両ネジ溝３８Ａ、１５Ｂ間にボール３９が介在されている。これにより、モータシャフト３２と共に回転するボールネジのナット３８の回転運動をラック軸１５の軸方向運動に変換するようになっている。
【００３６】
上記した構成により、図略のトルクセンサ、車速センサ等からの信号が入力されるパワーステアリング用の制御装置（ＰＳＥＣＵ）により、電動モータ３０への供給電力が制御され、電動モータ３０が駆動される。電動モータ３０の駆動によりモータシャフト３２が回転すると、モータシャフト３２と一体とされたボールネジ装置５０を構成するナット３８も回転する。これにより、ボール３９を介してネジ溝１５Ｂが形成されたラック軸１５は矢印Ｘ１，Ｘ２方向に移動され、これにより操舵力がアシストされる。
【００３７】
ここで、ラジアルベアリング３４と第２のラックハウジング１３の図中矢印Ｘ１方向の端部１３Ａに注目する。
【００３８】
各図に示されるように、ラジアルベアリング３４の外輪３４Ａと第２のラックハウジング１３の端部１３Ａとの間には予圧用ゴム２０が配設された構成とされている。この予圧用ゴム２０は、端部１３Ａ或は外輪３４Ａのいずれに固定された構成としてもよいが、本実施例では組み立て性の面より第２のラックハウジング１３の端部１３Ａに接着剤を用いて固定された構成とされている。
【００３９】
この際、予圧用ゴム２０は、端部１３Ａと外輪３４Ａとの間に配設された状態で、圧縮された構成とされている。また前記したように、ラジアルベアリング３４の内輪３４Ｂはモータシャフト３２に固着されると共に、外輪３４Ａはヨークハウジング１４に対して移動可能な構成とされている。このため、予圧用ゴム２０は蓄成された弾性力により、ラジアルベアリング３４を介してモータシャフト３２をヨークハウジング１４に対して図中矢印Ｘ１方向（スラスト方向）に付勢する。
【００４０】
これにより、予圧用ゴム２０の付勢力はラジアルベアリング３４及びモータシャフト３２を介して内輪３３Ｂを図中矢印Ｘ１方向（スラスト方向）に付勢する与圧としてスラストベアリング３３に印加される。よって、外輪３３Ａと内輪３３Ｂとの間に若干に移動余裕が存在しても、予圧用ゴム２０により印加される予圧により内輪３３ＢはＸ１方向に付勢され、この移動余裕はなくなった状態となっている。
【００４１】
このため、車両が悪路走行し振動が電動パワーステアリング装置１０に印加されたとしても、スラストベアリング３３において異音が発生することを確実に防止することができる。また、単に第２のラックハウジング１３の端部１３Ａとラジアルベアリング３４の外輪３４Ａとの間に予圧用ゴム２０を配設するだけの簡単な構成で異音発生を抑制でするため、電動パワーステアリング装置１０の構成を複雑かすることなく、また低コストで異音の発生を防止することができる。
【００４２】
更に、スラストベアリング３３に予圧を付勢する手段として本実施例のように予圧用ゴム２０を用いることにより、ゴムよりなる予圧用ゴム２０は第２のラックハウジング１３とモータシャフト３２との間で振動が伝達されるのを防止する機能をも奏するため、これによっても電動パワーステアリング装置１０に異音が発生することを防止できる。
【００４３】
尚、予圧用ゴム２０に代えて、予圧をスラストベアリング３３に付勢する付勢部材として他の弾性部材を用いることも可能である。例えば，端部１３Ａと外輪３４Ａとの間に皿バネを配設する構成も考えられる。この構成では、スラストベアリング３３に対して予圧の付与はできるが、第２のラックハウジング１３とモータシャフト３２との間で振動は伝達されてしまうため、上記した実施例のように付勢部材としてはゴムを用いることが望ましい。
【００４４】
また、上記した実施例では、ラジアルベアリング３４の外輪３４Ａがヨークハウジング１４に対して移動可能で、かつ内輪３４Ｂがモータシャフト３２に固定された構成であっため、付勢手段となる予圧用ゴム２０を端部１３Ａと外輪３４Ａとの間に配設した。しかしながら、予圧用ゴム２０の配設位置はこの位置に限定されるものではなく、スラストベアリング３３が有する前記の移動余裕（異音の原因となる移動余裕）を無くする方向に予圧を印加することが可能であれば、他の位置に配設する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の一実施例である電動パワーステアリング装置の断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例である電動パワーステアリング装置の要部構成図である。
【図３】図３は、図２に矢印Ａで示す部分を拡大して示す図である。
【図４】図４は、従来の一例である電動パワーステアリング装置の要部構成図である。
【図５】図５は、図４に矢印Ｂで示す部分を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  電動パワーステアリング装置
１２  第１のラックハウジング
１３  第２のラックハウジング
１４  ヨークハウジング
１５  ラック軸
２０  予圧用ゴム
２２  ピニオン
３０  電動モータ
３１  駆動ステータ
３２  モータシャフト
３３  スラストベアリング
３４  ラジアルベアリング
３６  Ｏリング
３７  ボールネジ装置
【図１】
2006213280.tif 000003
【図２】
2006213280.tif 000004
【図３】
2006213280.tif 000005
【図４】
2006213280.tif 000006
【図５】
2006213280.tif 000007