(57)【要約】【課題】車輪側からの外力によるボールネジ機構周りにおける異音（ラトル音）の発生を抑制する。【解決手段】ラックアンドピニオン方式のステアリング機構９を形成するラックバー９１につながるシャフトスクリュー１及び当該シャフトスクリュー１のネジ溝１１にボール２を介して係合するものであってボールネジ機構を形成するナットスクリュー３を設ける。ナットスクリュー３を内包する中空状のモータシャフト６、モータシャフト６の外側に設けられるものであっモータシャフト６とともにアーマチュアを形成するマグネット６６、アーマチュアの外側に設けられるものであってコイル７７を有するステータ７、ステータ７を保持するとともにモータシャフト６をベアリング８１を介して支持するハウジング８を設ける。ナットスクリュー３のところにガタ詰め機構５を設ける。【選択図】図１
2008044533.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機構を形成するラックバーにつながるシャフトスクリューと、当該シャフトスクリューのネジ部にボールを介して係合するものであって上記シャフトスクリューとの間においてボールネジ機構を形成するナットスクリューと、当該ナットスクリューを、その一端側に有するものであって中空状の形態からなるモータシャフト及び当該モータシャフトを含み、このモータシャフトを回転させる電動モータと、当該電動モータを保持するものであって上記各部品を包含する円筒状のハウジングと、からなる電動式パワーステアリング装置において、上記シャフトスクリューとナットスクリューとの間に、これらシャフトスクリュー及びナットスクリューを互いに軸方向反対方向へ押圧するガタ詰め機構を設けるようにした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】
請求項１記載の電動式パワーステアリング装置において、上記ガタ詰め機構を、上記シャフトスクリューの外側に設けられるリング状の形態からなるものであって、その内径部側には上記シャフトスクリューに設けられたネジ溝と噛み合い係合するように形成された突起部を一体的に有するリング状部材と、当該リング状部材と上記ナットスクリューとの間に設けられるものであって、これらリング状部材及びナットスクリューを互いに軸方向反対方向へ押圧する弾発手段と、からなるようにした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３】
請求項１記載の電動式パワーステアリング装置において、上記ガタ詰め機構を、上記シャフトスクリューの外側に設けられるリング状部材と、当該リング状部材の内径部側に設けられるものであって上記シャフトスクリューのネジ溝と噛み合い係合して転動運動するとともに本リング状部材の内径部側に設けられた凹陥部内に保持されて当該凹陥部内にて転動運動可能なように設置されるボールと、当該ボールを保持するリング状部材と上記ナットスクリューとの間に設けられるものであって、これらリング状部材及びナットスクリューを互いに軸方向反対方向へ押圧する弾発手段と、からなるようにしたことを特徴とする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、ラックアンドピニオン式ステアリング装置におけるパワーアシスト部を、電動モータにて形成させるようにした電動アクチュエータ式のパワーステアリング装置（電動式パワーステアリング装置）に関するものであり、特に、電動アクチュエータを形成するボールネジ機構部周りにおける軸方向微振動に起因するラトル音の発生を抑制するようにした電動式パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動式パワーステアリング装置においては、例えば特開２００３−１８２５９７号公報記載のものの如く、ラックバーにつながるシャフトスクリュー、当該シャフトスクリューと共にボールネジ機構を形成するナットスクリュー、当該ナットスクリューをその一端側に有するものであって回転駆動されるモータシャフト等からなる電動アクチュエータが設けられるようになっているものである。そして、これら構成からなる電動アクチュエータからパワーアシストを受けるラックバーがピニオンギヤと噛み合うようになっているものである。そして更に、上記ピニオンギヤはステアリングシャフトに連結されるとともに、上記ラックバーの両端部はタイロッド等を介して車輪につながるようになっているものである。
【特許文献１】特開２００３−１８２５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような構成からなる従来のものにおいて、車輌が凹凸路等を走行すると、車輪につながるラックバーのところには外力が伝播されることとなる。そして、このような外力は、ボールネジ機構を形成するナットスクリュー、更には電動モータの回転軸につながるモータシャフトへと伝播されることとなる。そして、このモータシャフトに入力した外力はベアリング等を介してハウジングへと伝播され、最終的にはステアリング装置を形成するステアリングホイール（ハンドル）等へ伝播されることとなる。また、上記外力、特にラックバーの軸方向外力の入力に伴なって、上記ボールネジ機構等において、ラトル音（異音）が生ずることとなる。そして、これらの異音が車室内に伝播されることとなる。このような問題点を解決するために、上記シャフトスクリューとナットスクリューとの間にガタ詰め機構を有するパワーステアリング装置（電動式パワーステアリング装置）を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明である第一の発明においては、ラックアンドピニオン式のステアリング機構を形成するラックバーにつながるシャフトスクリューと、当該シャフトスクリューのネジ部にボールを介して係合するものであって上記シャフトスクリューとの間においてボールネジ機構を形成するナットスクリューと、当該ナットスクリューを、その一端側に有するものであって中空状の形態からなるモータシャフト及び当該モータシャフトを含み、このモータシャフトを回転させる電動モータと、当該電動モータを保持するものであって上記各部品を包含する円筒状のハウジングと、からなる電動式パワーステアリング装置に関して、上記シャフトスクリューとナットスクリューとの間に、これらシャフトスクリュー及びナットスクリューを互いに軸方向反対方向へ押圧するガタ詰め機構を設けるようにした構成を採ることとした。
【０００５】
次に、請求項２記載の発明である第二の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記第一の発明と同じである。すなわち、本発明においては、上記第一の発明における電動式パワーステアリング装置に関して、上記ガタ詰め機構を、上記シャフトスクリューの外側に設けられるリング状の形態からなるものであって、その内径部側には上記シャフトスクリューに設けられたネジ溝と噛み合い係合するように形成された突起部を一体的に有するリング状部材と、当該リング状部材と上記ナットスクリューとの間に設けられるものであって、これらリング状部材及びナットスクリューを互いに軸方向反対方向へ押圧する弾発手段と、からなるようにした構成を採ることとした。
【０００６】
次に、請求項３記載の発明である第三の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記第一の発明と同じである。すなわち、本発明においては、上記第一の発明における電動式パワーステアリング装置に関して、上記ガタ詰め機構を、上記シャフトスクリューの外側に設けられるリング状部材と、当該リング状部材の内径部側に設けられるものであって上記シャフトスクリューのネジ溝と噛み合い係合して転動運動するとともに本リング状部材の内径部側に設けられた凹陥部内に保持されて当該凹陥部内にて転動運動可能なように設置されるボールと、当該ボールを保持するリング状部材と上記ナットスクリューとの間に設けられるものであって、これらリング状部材及びナットスクリューを互いに軸方向反対方向へ押圧する弾発手段と、からなるようにした構成を採ることとした。
【発明の効果】
【０００７】
第一の発明によれば、ラックバーにつながるシャフトスクリューと、ナットスクリューとは、間にボールを介在させた状態で、ガタ詰め機構によって互いに軸方向反対方向へ押圧されるので、シャフトスクリューのネジ溝と、ボールと、ナットスクリューのネジ溝とは、ガタが低減化された状態で係合するようになる。その結果、このような状態のところに、上記ラックバー側から微小振動が入力したとしても、上記ネジ溝間においては異音（ラトル音）等は抑制されることとなる。
【０００８】
次に、請求項２記載の発明である第二の発明によれば、車輪側からラックバーを経由して入力される微小振動等が、上記シャフトスクリューのネジ溝、ボール、ナットスクリューのネジ溝のところへと伝播されて来たとしても、弾発手段によってリング状部材及びナットスクリューが互いに軸方向反対方向へ押圧されており、シャフトスクリューのネジ溝に突起部を介して係合しているリング状部材によってシャフトスクリューが上記方向へ押圧されることとなり、これによって、上記第一の発明と同様、上記シャフトスクリューとナットスクリューとの間において発生するおそれのある異音（ラトル音）等は抑制されることとなる。
【０００９】
次に、請求項３記載の発明である第三の発明によれば、弾発手段によってリング状部材及びナットスクリューが互いに軸方向反対方向へ押圧されており、シャフトスクリューのネジ溝とボールを介して係合しているリング状部材によってシャフトスクリューが上記方向へ押圧されることとなり、これによって、上記第一の発明及び第二の発明と同様、上記シャフトスクリューとナットスクリューとの間のガタが低減化されるようになる。従って、両者間からは異音（ラトル音）等は発生しない。すなわち、上記ガタ詰め機構の作用により、上記両者間からの異音（ラトル音）の発生が抑止されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態について、図１ないし図４を基に説明する。本実施の形態にかかるものの、その構成は、図１に示す如く、ラックアンドピニオン方式のステアリング機構９を基礎に形成されるものであって、本ラックアンドピニオン式ステアリング機構９を形成するラックバー９１に一体的に連結されるシャフトスクリュー１と、当該シャフトスクリュー１のネジ溝１１にボール２を介して係合するものであって、これらシャフトスクリュー１及びボール２とともにボールネジ機構を形成するナットスクリュー３と、当該ナットスクリュー３を内包するものであって、上記ナットスクリュー３に対して相対回転運動が不可能なように結合される中空状のモータシャフト６と、当該モータシャフト６の外側に一体的に設けられるものであって当該モータシャフト６とともにモータのアーマチュアを形成するマグネット６６と、これらアーマチュアの外側に設けられるものであって複数のコイル７７を有するステータ７と、当該ステータ７を保持（固定）するとともに、上記アーマチュアを形成するモータシャフト６をベアリング８１、８２を介して支持するハウジング８と、からなることを基本とするものである。そして、これらモータシャフト６、マグネット６６、及びステータ７等にて電動モータが形成されるようになっているものである。
【００１１】
そして更に、このような構成からなる上記モータシャフト６の一端側に設けられるナットスクリュー３のところには、当該ナットスクリュー３と上記シャフトスクリュー１とを、間にボール２を介在させた状態で、互いに軸方向反対方向へ押圧するようにし、これによって、上記ナットスクリュー３のネジ溝３１とシャフトスクリュー１のネジ溝１１との間においてゼロバックラッシュ状態を形成させるように作用するガタ詰め機構５が設けられるようになっている。
【００１２】
次に、このようなガタ詰め機構５について、その詳細を、図２ないし図４を基に説明する。そのうちの第一の実施例に関するものについて、図２及び図３を基に説明する。このものは、基本的には、図２及び図３に示す如く、円環状の形態からなるものであって内径部側にボール５２を保持するリング状部材５１と、当該リング状部材５１を一定方向へ押し付けるようにバネ反力を発揮するものであって皿バネ等からなる弾発手段としてのスプリング５５と、これら部材をナットスクリュー３の一端部側にて保持するホルダ５３と、からなることを基本とするものである。
【００１３】
このような基本構成からなるものにおいて、上記リング状部材５１の内径部側には、図３に示す如く、軸心を形成する中心点（Ｏ）を中心にして放射状に複数の凹陥部５１２が設けられるようになっており、この凹陥部５１２内には、ボール５２が回転（自転）運動可能なように取付けられるようになっているものである。そして、このような構成からなる上記ボール５２は、図３に示す如く、シャフトスクリュー１に形成されたネジ溝１１内に嵌り込んで、当該ネジ溝１１内を転動運動するようになっているものである。上記ボール５２の円周方向の取付状態は、図２に示す如く、シャフトスクリュー１のネジ溝１１のネジピッチと同一ピッチをもって取付けられるようになっているものである。その結果、リング状部材５１は、上記ボール５２を介して上記シャフトスクリュー１のネジ溝１１とネジ結合をするようになる。
【００１４】
そして、このようなシャフトスクリュー１のネジ溝１１のところに取付けられるリング状部材５１の、その側面部のところには、図２に示す如く、当該リング状部材５１を、シャフトスクリュー１の軸線方向の一定方向側へ常時押し付けるようにバネ反力を発揮するスプリング５５が設けられるようになっている。なお、このスプリング５５は、主に、皿バネ等からなるものである。そして、このような皿バネ状のスプリング５５にバネ反力を発揮させるように支持するストッパ５３１が上記リング状部材５１の反対側に設けられるようになっている。また、これらリング状部材５１及びスプリング５５をナットスクリュー３の軸線方向には所定量以上移動させないように保持した状態で、これらをナットスクリュー３のところに固定するホルダ５３が、上記ナットスクリュー３の一端側に設けられるようになっているものである。詳細には、ホルダ５３は、略円筒状の形態を有し、上記ナットスクリュー３の抜け止め部材としてモータシャフト６の一端側であってナットスクリュー３の軸方向外側にねじ込み固定されるようになっているものである。本第一の実施例においては、このホルダ５３の内径部側に、ボール５２を介してシャフトスクリュー１のネジ溝１１と噛み合い係合するリング状部材５１が遊嵌状態で設置されるとともに、略リング状の形態からなるストッパ５３１が固着されており、これらリング状部材５１とストッパ５３１との間にスプリング５５が所定のセット高さをもって挟持されているものである。これによって、ナットスクリュー３に対して不動の関係にあるストッパ５３１を基準にすれば、リング状部材５１によってシャフトスクリュー１が図２において軸線方向の左方向へ押し付けられることとなる。その結果、ナットスクリュー３とシャフトスクリュー１とは、それぞれのネジ溝３１、１１間にボール２を挟んだ状態で軸方向反対方向へ押圧されることとなる。すなわち、シャフトスクリュー１のネジ溝１１と、ボール２と、ナットスクリュー３のネジ溝３１との間においては、バックラッシュの無い状態が形成されることとなる。
【００１５】
次に、本実施の形態にかかるガタ詰め機構５についての第二の実施例について、図４を基に説明する。本実施例に関するものも、その基本的な構成は、上記第一の実施例にかかるものと同じである。その特徴とするところは、リング状部材５１’の内径部側の形態に関するものである。すなわち、本実施例にかかるリング状部材５１’は、図４に示す如く、円環状の形態を有する部分を基礎に形成されるものであって、その内径部のところには、図４に示す如く、シャフトスクリュー１のネジ溝１１に嵌り込むように形成された突起部５１１が設けられるようになっているものである。そして、当該突起部５１１は、それが複数個設けられる場合には、図４に示す如く、中心点（Ｏ）を中心にして放射状に設けられるようになっているものである。なお、当該突起部５１１が複数個設定される場合においては、上記第一の実施例におけるボール５２の配置と同様、図２におけるシャフトスクリュー１のネジ溝１１のピッチ形状と同一のピッチ形状を有するように設定されることとなる。このような構成からなるリング状部材５１’が、図２に示す如く、スプリング５５を介してホルダ５３のストッパ５３１のところに係合した状態で、ホルダ５３内に設置されるようになっているものである。そして、このようなホルダ５３が、図２に示す如く、ナットスクリュー３の一端部側に取付けられる（固定される）ことによって、上記第一の実施例のものと同様、ナットスクリュー３を一定方向側へ押し付けるように作用するガタ詰め機構５が形成されることとなる。
【００１６】
このように、本実施の形態のものにおいては、上記シャフトスクリュー１のネジ溝１１と、ナットスクリュー３のネジ溝３１と、ボール２との間には、上記ガタ詰め機構５によってバックラッシュは生じないようになっていることより、仮に車輪側からラックバー９１、更にはシャフトスクリュー１等に微小振動等が伝播されて来たとしても、上記ネジ溝１１、３１間においては異音（ラトル音）等は発生しないようになる。従って、ハウジング８等を介してステアリング機構９のところには異音（ラトル音）等は伝播されないようになる。なお、上記各実施例においては、弾発手段として皿バネ状のスプリングを例示してきたが、これに限定されるものではない。弾発手段としては、シャフトスクリュー１及びナットスクリュー３を互いに軸方向反対方向へ押圧するバネ反力を発揮するものであればよい。例えば、上記皿バネ状のスプリング以外に、コイルスプリング、ウェーブワッシャ、あるいはゴムのような弾性体からなるもの等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の全体構成を示す一部破断面図である。
【図２】本発明の主要部をなすガタ詰め機構についての、その第一の実施例の全体構成を示す部分断面図である。
【図３】本発明の主要部をなすガタ詰め機構についての、その第一の実施例を示す概念図である。
【図４】本発明の主要部をなすガタ詰め機構についての、その第二の実施例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００１８】
１   シャフトスクリュー
１１  ネジ溝
２  ボール
３  ナットスクリュー
３１  ネジ溝
５  ガタ詰め機構
５１  リング状部材
５１’  リング状部材
５１１  突起部
５１２  凹陥部
５２  ボール
５３  ホルダ
５３１  ストッパ
５５  スプリング
６  モータシャフト
６６  マグネット
７  ステータ
７７  コイル
８  ハウジング
８１  ベアリング
８２  ベアリング
９  ステアリング機構（ラックアンドピニオン式ステアリング機構）
９１  ラックバー
【図１】
2008044533.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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