(57)【要約】【課題】雄ねじ部分の移動域に筒体が配置されている場合においても該筒体の内周面を摩耗し難くする。【解決手段】その頂部が平坦面５１ａとなる雄ねじ５１を有し、舵取操作に応じて軸長方向へ移動する転舵軸５と、複数のボール８２を介して前記雄ねじ５１に相対回転可能に螺合されたナット８１を有し、電動モータ７の回転力を軸長方向への移動力に変換して前記転舵軸５に伝えるボールねじ機構８と、前記転舵軸５に遊嵌され該転舵軸５の撓み量を制限する筒体１０とを備えており、前記雄ねじ５１の平坦面の幅を前記ボール８２の直径の０．７〜１．５倍とすることにより雄ねじ部分が筒体の内周面に接触する場合においても筒体の内周面を摩耗し難くした。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その頂部が平坦面となる雄ねじを有し、舵取操作に応じて軸長方向へ移動する転舵軸と、複数のボールを介して前記雄ねじに相対回転可能に螺合されたナットを有し、電動モータの回転力を軸長方向への移動力に変換して前記転舵軸に伝えるボールねじ機構と、前記転舵軸に遊嵌され該転舵軸の撓み量を制限する筒体とを備えた電動パワーステアリング装置において、前記雄ねじの平坦面の幅は前記ボールの直径の０．７〜１．５倍として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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は操舵補助力の発生源として用いられる電動モータの回転力をボールねじ機構を介して転舵軸に伝え、該転舵軸を車両の左右方向へ移動させて操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動パワーステアリング装置は軸長方向へ離隔した位置にラック歯及び雄ねじを有し、舵取操作に応じて軸長方向へ移動する転舵軸と、複数のボールを介して前記雄ねじに相対回転可能に螺合され電動モータの出力軸に繋がるナットと、該ナットの両端部間で前記ボールを循環させるための循環部材とを備えており、前記電動モータの回転に連動してナットが回転し、該ナットに対して転舵軸を軸長方向へ移動させるように構成されている。また、転舵軸の雄ねじは頂部を平坦面とし、雄ねじの剛性を高めてある。
【０００３】
このように構成された電動パワーステアリング装置の転舵軸は前記ラック歯部分をピニオンに向けて弾性的に押付けてラック歯部分を支持する支持部材と、前記ボール及びナットとにより両持状に支持されており、支持スパンが比較的長いため、路面反力等により転舵軸に撓みが発生する。この転舵軸の撓み量を制限するため、転舵軸の途中に筒体を遊嵌し、該筒体の内周面に転舵軸の外周部が接触することにより転舵軸の撓み量を制限するように構成された電動パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１１３３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上のように転舵軸の撓み量を制限する筒体を備えた電動パワーステアリング装置の転舵軸の雄ねじは、頂部の平坦面の幅を前記ボールの直径の０．３〜０．７倍としてあるため、雄ねじ部分の移動域に筒体が配置されている場合、雄ねじ部分が筒体に接触する接触面積が、雄ねじ部分の移動域と外れた位置に筒体が配置されている場合に接触する接触面積に比べて少なくなる。この結果、筒体に発生する面圧が比較的大きくなり、この面圧によって筒体の内周面が摩耗し易くなる。この筒体の内周面の摩耗により前記雄ねじ及びナットの間又はラック歯及びピニオンの間にガタが発生し、転舵軸の移動性が悪くなるとともに、ガタに起因する音鳴りが生じ易くなり、また摩耗粉が発生することになる。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、雄ねじ部分の移動域に筒体が配置されている場合においても該筒体の内周面を摩耗し難く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目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、その頂部が平坦面となる雄ねじを有し、舵取操作に応じて軸長方向へ移動する転舵軸と、複数のボールを介して前記雄ねじに相対回転可能に螺合されたナットを有し、電動モータの回転力を軸長方向への移動力に変換して前記転舵軸に伝えるボールねじ機構と、前記転舵軸に遊嵌され該転舵軸の撓み量を制限する筒体とを備えた電動パワーステアリング装置において、前記雄ねじの平坦面の幅は前記ボールの直径の０．７〜１．５倍としてあることを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、雄ねじの平坦面の幅をボールの直径の０．７〜１．５倍としてあるため、雄ねじ部分が筒体の内周に接触し、転舵軸の撓み量を筒体が制限したときに発生する面圧を低減することができ、筒体の内周面を摩耗し難くできる。従って、筒体の摩耗に起因するガタ付き、音鳴り、摩耗粉の発生を低減できる。
尚、平坦面の幅がボールの直径の０．７倍未満である場合、筒体に発生する面圧によって筒体の内周面が摩耗し易くなり、筒体の要求寿命が短くなり、好ましくない。また、平坦面の幅がボールの直径の１．５倍を超える場合、雄ねじのリードが長くなり過ぎることになり、十分な変換力（軸力）が得られなくなり、好ましくない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る電動パワーステアリング装置の全体の構成を示す模式図、図２は要部の構成を示す拡大断面図である。
【００１０】
図１に示した電動パワーステアリング装置は、一端部がユニバーサルジョイント１及び操舵軸２を介して操舵輪３に繋がり、他端部にピニオン４ａを有する伝動軸４と、ピニオン４ａに噛合するラック歯（不図示）及び該ラック歯とその軸長方向へ離隔した位置に雄ねじ５１を有し、軸長方向への移動を可能とした転舵軸５と、該転舵軸５を移動自在に収容支持する略円筒形のハウジング６と、出力軸７１が転舵軸５の中心軸線と交差するようにハウジング６の外部に配置された電動モータ７と、ハウジング６内に転舵軸５と同軸的に配置されるナット８１を有し、電動モータ７の回転力を転舵軸５の軸長方向への移動力に変換して転舵軸５に伝えるボールねじ機構８とを備えている。
【００１１】
転舵軸５は前記ラック歯部分をピニオン４ａに向けて弾性的に押し付けてラック歯部分を支持する支持部材９と、ボールねじ機構８とにより両持状に支持されている。また、ラック歯及び雄ねじ５１は前記操舵輪３が操舵中立位置から左又は右方向へ操舵されることにより転舵軸５が移動する移動量を確保することができる長さに形成されている。また、雄ねじ５１は溝部を半円形とし、頂部を平坦面５１ａとしてある。
【００１２】
ハウジング６の内側にはナット８１と、転舵軸５の支持部材９及びボールねじ機構８による２つの支持部間に遊嵌され、転舵軸５の撓み量を制限する筒体１０とが設けられており、また、ハウジング６の長手方向途中には外部に開口するモータ取着部６１が設けられており、該モータ取着部６１に電動モータ７が取着されている。
この電動モータ７の出力軸７１には傘歯車からなる小歯車１１が設けられている。
【００１３】
ナット８１は両端部が軸受１２，１３を介して回転自在に支持され、軸長方向への移動を規制している。このナット８１の内周部には雄ねじ５１に対応する雌ねじ８１ａが設けられており、該雌ねじ８１ａと雄ねじ５１との間に複数のボール８２が介装されている。また、ナット８１の外周部には傘歯車からなり小歯車１１に噛合する大歯車１４が一体的に設けられている。
【００１４】
ボールねじ機構８は雄ねじ５１、雌ねじ８１ａを有するナット８１、ボール８２及びナット８１の両端部間でボール８２を循環させるための循環部材（不図示）とを備えている。
【００１５】
筒体１０は雄ねじ５１部分の移動域に配置されており、転舵軸５が非撓みのとき該転舵軸５と接触せず、転舵軸５に撓みが発生したとき該転舵軸５の外周部が接触し、転舵軸５の撓み量を制限するものであり、転舵軸５の雄ねじ５１部分を含む外径寸法よりも若干大径の内径寸法を有しており、ハウジング６の環状凹部６２に内嵌固定されている。
【００１６】
図３は転舵軸の雄ねじ部分を拡大した断面図である。
このように筒体１０により撓み量が制限される転舵軸５の雄ねじ５１は、頂部の平坦面５１ａをボール８２の直径の０．７〜１．５倍としてある。
筒体１０は転舵軸５の非雄ねじ部分が接触したときの接触面積よりも雄ねじ５１部分が接触したときの接触面積が少なくなるため、雄ねじ５１部分の移動域に配置される筒体１０は雄ねじ５１部分の移動域と外れた位置に配置される筒体よりも長く形成する必要がある。
【００１７】
図４は雄ねじの平坦面の幅に対して筒体の長さを長くする必要割合を示す図である。雄ねじ５１部分の移動域と外れた位置に配置される筒体１０の長さをＬとし、雄ねじ５１部分の移動域に配置される筒体１０の長さをＬ’とし、ボール８２の直径をｄとし、リードのボール８２の直径に対する割合をｘとし、リードをｘｄとした場合、平坦面５１ａの幅に対して筒体１０の長さを長くする必要割合Ｌ’／Ｌは数１により算出することができる（図３参照）。尚、図４において、平坦面の幅はｘから「１」を差し引いた値となる。
【００１８】
【数１】
2004352050.tif 000003
【００１９】
図４に示されているように前記ｘが１．７（平坦面の幅は０．７）倍未満の場合、必要割合Ｌ’／Ｌは２．５倍を越えて急増することになる。このように必要割合Ｌ’／Ｌが２．５倍を越えた場合、筒体１０を保持するハウジング６の全長が長くなり、電動パワーステアリング装置の全体が大形化するとともに、車体に搭載したときのレイアウト性において大きな障害となり、好ましくない。また、前記ｘが２．５（平坦面の幅は１．５）倍を超えた場合、必要割合Ｌ’／Ｌの変化は少ないが、前記ｘが大きくなるに従って雄ねじ５１のリードが大となり、十分な変換力（軸力）が得られなくなり、好ましくない。
【００２０】
以上のように構成された電動パワーステアリング装置は、操舵輪３の操舵力が伝動軸４のピニオン４ａから転舵軸５のラック歯に伝動されるとともに、操舵輪３の操舵に伴って生ずる操舵トルクに応じて電動モータ７が駆動制御される。この駆動制御により電動モータ７が発生する出力軸７１の回転力は小歯車１１から大歯車１４を経てナット８１に伝動され、該ナット８１が回転するとともに、ナット８１の回転トルクがボール８２から雄ねじ５１に伝動され、その分力により転舵軸５が軸長方向へ移動され、操舵のために操舵輪３に加えるべき力が軽減される。
また、路面反力等により転舵軸５に撓みが発生した場合、転舵軸５の雄ねじ５１部分を含む外周部が筒体１０の内周面に接触し、転舵軸５の撓み量を制限する。
【００２１】
尚、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、転舵軸５の中心軸線と交差する位置に電動モータ７が配置された構成である他、転舵軸５と同軸的に電動モータ７が配置された構成であってもよい。
また、以上説明した実施の形態では転舵軸５の支持部材９及びボールねじ機構８による２つの支持部間に筒体１０を配置したが、その他、この筒体１０は２つの前記した支持部に対して外側となる位置に配置してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、転舵軸の撓み量を筒体が制限したときに発生する面圧を低減することができ、筒体内面を摩耗し難くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全体の構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の要部の構成を示す拡大断面図である。
【図３】本発明に係る電動パワーステアリング装置の転舵軸の雄ねじ部分を拡大した断面図である。
【図４】雄ねじの平坦面の幅に対して筒体の長さを長くする必要割合を示す図である。
【符号の説明】
５    転舵軸
５１  雄ねじ
５１ａ  平坦面
７    電動モータ
８    ボールねじ機構
８１  ナット
８２  ボール
１０  筒体
【図１】
2004352050.tif 000004
【図２】
2004352050.tif 000005
【図３】
2004352050.tif 000006
【図４】
2004352050.tif 000007