(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに加えた操舵トルクをラックアンドピニオン機構を介してラック軸に伝達するとともに、前記操舵トルクに応じて電動機が発生した補助トルクを電動機の出力軸からボールねじを介して前記ラック軸に付加し、このラック軸によって操舵車輪を操舵するようにした電動パワーステアリング装置において、
前記電動機の出力軸は、前記ラック軸に相対的に回転可能に嵌合した管状の軸であり、
前記ボールねじは、前記ラック軸に形成したねじ部と、前記ねじ部にボールを介して取付けた外筒部分のナットとからなり、
前記出力軸の外周面と前記ナットの内周面との間に筒状の弾性体を介在させ、
前記出力軸の外周面と前記弾性体の内周面との間で前記弾性体の径内方向にトルクリミッタを付加することで、前記補助トルクを、前記出力軸から前記トルクリミッタと前記弾性体と前記ナットと前記ボールとを介して前記ねじ部へ伝達するように構成するとともに、前記出力軸から前記ナットに一定以上のトルクが伝わらぬようにした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】
本発明は電動パワーステアリング装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ステアリングホイールの操舵力を軽減して快適な操舵感を与えるために、電動パワーステアリング装置が多用されてきた。この種の電動パワーステアリング装置は、電動機で操舵トルクに応じた補助トルクを発生し、この補助トルクをステアリング系のラック軸に伝達するものであって、例えば特開平７−１６５０８９号「ステアリング装置」（以下、「従来の技術」と言う。）が知られている。
【０００３】
上記従来の技術は同公報の図１、図２及び図４に示される通り、ステアリングホイール３（番号は公報に記載されたものを引用した。以下同じ。）に加えた操舵トルクをステアリングシャフト４、トーションバー、出力軸５、ラック・ピニオン機構の経路でラック軸２に伝達するとともに、操舵トルクに応じて電動機２０が発生した補助トルクをボールナット機構３３を介してラック軸２に伝達し、ラック軸２によって図示せぬ操舵車輪を操舵するというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術において、車両を走行させると路面の状況、例えば路面の凹凸に応じて操舵車輪が車幅方向へ微小に変位する。この車幅方向の微小変位はラック軸２の軸方向への微小な変位に変換される。このラック軸２の軸方向への微小変位は、ラック・ピニオン機構→出力軸５→ステアリングシャフト４の経路でステアリングホイール３に伝わるとともに、ラック軸２→ボールナット機構３３の経路で電動機２０のロータ２２にも伝わる。ボールナット機構３３がロータ２２に直接連結されているからである。
【０００５】
ところで運転者は、操舵車輪からラック軸２を通じてステアリングホイール３へ伝わる、微小な変位量の変化を手で感じとることにより、ステアリングホイール３を通じて路面状況（路面情報）をある程度知ることができる。このように、ある程度路面状況を知ることは操舵上に好ましい場合が多い。
しかし上記従来の技術においては、ラック軸２の軸方向への微小変位が、質量体であるロータ２２の慣性によって減衰されてしまう。このため、微小変位がラック軸２からステアリングホイール３へ伝わり難い。
【０００６】
そこで本発明の目的は、簡単な構成によって、操舵車輪からステアリングホイールへ微小変位を伝え易くすることにより、ステアリングホイールを通じて路面状況を確実に把握することができる技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、ステアリングホイールに加えた操舵トルクをラックアンドピニオン機構を介してラック軸に伝達するとともに、操舵トルクに応じて電動機が発生した補助トルクを電動機の出力軸からボールねじを介してラック軸に付加し、このラック軸によって操舵車輪を操舵するようにした電動パワーステアリング装置において、電動機の出力軸は、ラック軸に相対的に回転可能に嵌合した管状の軸であり、ボールねじは、ラック軸に形成したねじ部と、ねじ部にボールを介して取付けた外筒部分のナットとからなり、出力軸の外周面とナットの内周面との間に筒状の弾性体を介在させ、出力軸の外周面と弾性体の内周面との間で弾性体の径内方向にトルクリミッタを付加することで、補助トルクを、出力軸からトルクリミッタと弾性体とナットとボールとを介してねじ部へ伝達するように構成するとともに、出力軸からナットに一定以上のトルクが伝わらぬようにしたことを特徴とする。
【０００８】
弾性体は、ラック軸が軸方向へ微小変位することを許容する。従って、操舵車輪からラック軸へ伝わった微小変位は、電動機で減衰されることなく、ほとんどがステアリングホイールに伝わる。運転者は、操舵車輪からステアリングホイールへ伝わる微小な変位量の変化を手で感じとることにより、ステアリングホイールを通じて路面状況（路面情報）を確実に把握することができる。
【０００９】
さらには、電動機の出力軸とボールねじとの間にトルクリミッタを付加し、一定以上のトルクが伝わらぬようにしたので、電動機に過大なトルクが作用することはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。
電動パワーステアリング装置１０は、車両のステアリングホイール２１から操舵車輪２９，２９に至るステアリング系２０と、このステアリング系２０に補助トルクを加える補助トルク機構４０とからなる。この電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸２６の両端から操舵トルクを取り出すようにしたエンドテイクオフ型操舵装置である。
【００１１】
ステアリング系２０は、ステアリングホイール２１にステアリングシャフト２２及び自在軸継手２３，２３を介してピニオン軸２４を連結し、ピニオン軸２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸２６を連結し、ラック軸２６の両端に左右のタイロッド２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵車輪２９，２９を連結したものである。
ラックアンドピニオン機構２５は、ピニオン軸２４に形成したピニオン３１に、ラック軸２６に形成したラック３２を噛み合わせたものである。
運転者がステアリングホイール２１を操舵することで、この操舵トルクによりラックアンドピニオン機構２５及び左右のタイロッド２７，２７を介して、左右の操舵車輪２９，２９を操舵することができる。
【００１２】
補助トルク機構４０は、ステアリングホイール２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを操舵トルクセンサ４１で検出し、この検出信号に基づき制御手段４７で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを電動機５０で発生し、補助トルクをトルク伝達部材としてのボールねじ７０を介してラック軸２６に伝達するようにしたものである。
【００１３】
以上を要約すれば、電動パワーステアリング装置１０は、車両のステアリングホイール２１に加えた操舵トルクをラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸２６に伝達するとともに、操舵トルクに応じて電動機５０が発生した補助トルクを電動機５０の出力軸からボールねじ７０を介してラック軸２６に付加し、このラック軸２６によって操舵車輪２９，２９を操舵するようにしたものである。従って、ステアリング系２０の操舵トルクに電動機５０の補助トルクを付加した複合トルクによって、操舵車輪２９，２９を操舵することができる。
【００１４】
図２は本発明に係る操舵トルクセンサの原理図である。
操舵トルクセンサ４１は、鉄鋼材のように磁歪特性を有するピニオン軸２４にトルクが作用したときに、このトルクに応じて生じる磁歪効果を電気コイルにて電気磁気的に検出する、磁歪式トルクセンサである。このような磁歪式トルクセンサは、特開平６−２２１９４０号公報「磁歪式トルクセンサ」に示されるように、公知のセンサである。以下、操舵トルクセンサ４１の概要について説明する。
【００１５】
操舵トルクセンサ４１は、概ね８の字状に形成した励磁コイル４２と、励磁コイル４２とほぼ同様の大きさで概ね８の字状に形成した検出コイル４３とを、ほぼ同心上に互いに略直交させて重ね、これらの励磁・検出コイル４２，４３を１組の磁気ヘッド４４として、ピニオン軸２４の外周面の近傍に配置したものである。すなわち、ピニオン軸２４の外周面に対向して、概ね８の字状の励磁コイル４２を配置し、この励磁コイル４２に概ね８の字状の検出コイル４３を９０゜位相を変えた状態で重ね合わせた。この場合、励磁コイル４２をなす８の字状の直線部分を、ピニオン軸２４の外周にほぼ平行又は軸長手方向にほぼ平行にして配置する。
【００１６】
励磁電圧供給源４５から励磁コイル４２に２０〜１００ｋＨｚ程度の高周波数の交流電圧（励磁電圧）を供給すれば、トルクに基づくピニオン軸２４の磁歪効果に対応して、検出コイル４３で励磁電圧と同じ周波数の交流電圧（出力電圧）を得ることができる。
出力電圧は、ピニオン軸２４に作用するトルクの方向によって、励磁電圧と同相又は逆相になる。このときの出力電圧の振幅は、トルクの大きさに比例する。従って、励磁電圧の位相を基準として、出力電圧を同期整流すれば、トルクの大きさと方向を検出することができる。
出力電圧は出力電圧増幅器４６にて増幅され、操舵トルクセンサ４１の検出信号として、制御手段４７に発することになる。
【００１７】
図３は本発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図であり、要部を断面して表したものである。
電動パワーステアリング装置１０は、ラックアンドピニオン機構２５（図１参照）、電動機５０及びボールねじ７０を車幅方向（図左右方向）へ延びるハウジング１０１に収納したものである。
ハウジング１０１は、概ね管状の第１ハウジング１０２並びに第２ハウジング１０３の一端面同士をボルト結合することで、１つの細長いギヤボックスに組立てたものである。第１ハウジング１０２は、図示せぬ車体に取付けるためのブラケット１０４を備える。第２ハウジング１０３は、電動機５０における電動機ケースの役割を兼ねる。
【００１８】
車幅方向に延びたラック軸２６は、車幅方向へスライドするようにハウジング１０１を貫通した軸である。このようなラック軸２６は、図右の一端側をラックアンドピニオン機構２５に連結し、ほぼ長手中央位置をボールねじ７０に連結し、図左の他端側（ボールねじ７０よりも端寄り位置）に電動機５０を配置したものである。
図中、１０５，１０５はボールジョイント、１０６，１０６はダストシール用ブーツである。
【００１９】
図４は図３の４−４線断面図であり、電動パワーステアリング装置１０の縦断面構造を示す。
電動パワーステアリング装置１０は、ラックアンドピニオン機構２５、操舵トルクセンサ４１を第１ハウジング１０２に収納し、この第１ハウジング１０２の上部開口をリッド１０７で塞いだものである。操舵トルクセンサ４１は、第１ハウジング１０２又はリッド１０７に取付けたものである。
【００２０】
第１ハウジング１０２は、ピニオン軸２４の下端部及び長手中央部を、上下２個の軸受１０８，１０９を介して回転可能に支承することで、縦置きにセットしたものであり、ラックガイド１２０を備える。
【００２１】
ピニオン軸２４は下部にピニオン３１を一体に形成し、さらに下端部にねじ部１１１を形成するとともに、上端部をリッド１０７から外方へ突出したものである。ねじ部１１１にナット１１２をねじ込むことで、ピニオン軸２４の軸長手方向（軸方向）の移動を規制することができる。
１１３は袋ナット、１１４はスペーサ、１１５は止め輪、１１６はオイルシール、１１７はＯリングである。
【００２２】
ラックガイド１２０は、ラック３２と反対側からラック軸２６に当てるガイド部１２１と、このガイド部１２１を圧縮ばね１２２を介して押す調整ボルト１２３とからなる。このようなラックガイド１２０によれば、第１ハウジング１０２にねじ込んだ調整ボルト１２３にて、圧縮ばね１２２を介してガイド部１２１を適切な押圧力で押すことで、ガイド部１２１でラック３２に予圧を与えて、ラック３２をピニオン３１に押し付けることができる。１２４はラック軸２６の背面を滑らせる当て部材、１２５はロックナットである。
【００２３】
図５は本発明に係るラック軸、電動機、ボールねじ回りの要部断面図である。
電動機５０は、第２ハウジング１０３内に嵌合した筒状の強磁性材製ヨーク５１と、ヨーク５１内に配置した複数個の永久磁石製ステータ５２・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）と、これらのステータ５２・・・を整列した状態で第２ハウジング１０３内に取付ける外部ステータホルダ５３並びに内部ステータホルダ５４と、ステータ５２・・・の内部（すなわち内部ステータホルダ５４の内部）に配置したロータ５５と、からなる。
【００２４】
ロータ５５は、ラック軸２６に相対的に回転可能に嵌合した管状の出力軸５６と、出力軸５６の外周面に嵌合にて取付けたコア５７と、コア５７の外周面に巻いたコイル５８と、コイル５８に接続した整流子５９と、からなる。整流子５９は、コイル５８の側部で出力軸５６の外周部分に取付けたものであり、ラック軸２６の左端側（図左側）に向く平坦な面がブラシ接触面である。
整流子５９のブラシ接触面に接触するブラシ６１は、ブラシホルダ６２を介して第２ハウジング１０３内に収納されたものである。６３はブラシ弾発用の圧縮ばね、６４はブラシ用コードである。
【００２５】
出力軸５６は、出力端５６ａをボールねじ７０のナット７３に臨ませたものである。第１ハウジング１０２は、ボールねじ７０のナット７３及び第１軸受１３１を介して出力軸５６の出力端５６ａ側を回転可能に支持したものである。第２ハウジング１０３は、第２軸受１３２及びブッシュ１３３を介して出力軸５６の反出力端側を回転可能に支持したものである。第１・第２軸受１３１，１３２はころがり軸受である。
【００２６】
ボールねじ７０は、ラック軸２６に形成したねじ部（ねじ溝）７１と、多数のボール７２・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）と、ねじ部７１にボール７２・・・を介して取付けた外筒部分のナット７３と、からなるボールナット機構である。このボールねじ７０は、電動機５０の補助トルクを、ナット７３からボール７２・・・を介してねじ部７１へ伝達するものであって、ナット７３のねじ溝の端部に到達したボール７２・・・が図示せぬチューブ内を通って循環する、いわゆる内部循環形式又は外部循環形式の一般的な構成である。
【００２７】
第１軸受１３１は、第１ハウジング１０２に対する軸方向移動がロックスクリュー１３４によって規制されるとともに、ナット７３の中心又はその近傍位置を回転可能に支持した、軸受である。
ナット７３は、第１軸受１３１に嵌合する支承部７４と支承部７４の一端に連なり支承部７４よりも大径の大径部７５とからなる。支承部７４に嵌合した第１軸受１３１を、大径部７５とロックスクリュー１３５とによって挟み込むことで、第１ハウジング１０２に対するナット７３の軸方向移動を規制することができる。この結果、ナット７３は回転可能であり且つ軸方向移動不能である。
ブッシュ１３３は、第２ハウジング１０３の内周面と、第２軸受１３２における外輪の外周面との間に介在した部材である。
【００２８】
この図は、第１ハウジング１０２の一端のフランジ１０２ａに、第２ハウジング１０３の一端のフランジ１０３ａを、ボルト１３６にて結合したことを示す。
図中、１３７はスペーサ、１３８はＯリングである。
【００２９】
図６は本発明に係る電動機とボールねじとの連結構造を示す断面図である。
本発明は、電動機５０の出力軸５６とボールねじ７０との間に弾性体８３を介在させることで、ラック軸２６がその軸方向へ微小変位しようとしたときに、弾性体８３が弾性変形することによって、ラック軸２６の微小変位を許容するようにしたことを特徴とする。
具体的に説明すると、連結構造は、出力軸５６における出力端５６ａの外周面に筒状の弾性連結部材８０を回転可能に嵌合し、また、弾性連結部材８０の外周面にナット７３における大径部７５の内周面を回転不能に取付けたたものである。
【００３０】
弾性連結部材８０は、金属製の内輪８１と金属製の外輪８２との間に筒状の弾性体８３を一体的に組込んだものである。より詳しくは弾性連結部材８０は、内輪８１や外輪８２に弾性体８３を、焼き付け処理や接着処理等の一体化処理を施して互いを固定することによって、一体化したものである。
【００３１】
弾性体８３は、外力を加えて変形させた後に外力を取り去ったときに直ちに原形に戻る性質、すなわち弾性変形可能な性質を有する部材である。
弾性体８３については、特に次の（１）及び（２）について十分に考慮し、ばね定数や耐久性を検討した上で、材質、形状、寸法を決定することになる。弾性体８３の材質としては例えばゴムや軟質樹脂である。
（１）弾性体８３による補助トルクの伝達性能。
（２）ラック軸２６がその軸方向へ微小変位することを許容する性能。
上記（１），（２）について十分な配慮をすることにより、ステアリングホイール２１（図１参照）を切り始めたときの応答遅れに影響を及ぼすことはない。
【００３２】
さらに本発明は、電動機５０の出力軸５６とボールねじ７０との間にトルクリミッタ９０を付加し、一定以上のトルクが伝わらぬようにしたことを特徴とする。
具体的に説明すると、出力軸５６における出力端５６ａの外周面に一定幅の溝５６ｂを全周にわたって形成し、溝５６ｂにトルクリミッタ９０を嵌め込むことで、電動機５０の出力軸５６と弾性連結部材８０の内輪８１との間にトルクリミッタ９０を介在させたものである。
【００３３】
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る電動機、ボールねじ及びトルクリミッタの連結構造を示す分解図である。（ａ）は電動機５０の出力軸５６、ボールねじ７０のナット７３、弾性連結部材８０及びトルクリミッタ９０を分解した状態を示す。（ｂ）は上記（ａ）のｂ部を拡大して示す。
トルクリミッタ９０は、幅が一定で板厚が極めて小さい（例えば板厚０．３ｍｍ）環状の金属製バンド９１をベースとし、このバンド９１の周囲１箇所だけ切断したものである。バンド９１は外周面に全周にわたり、円周方向に一定ピッチ（例えばピッチ６〜７ｍｍ）で、軸方向に細長い複数の係合凸条９２・・・を一体に形成したものである。これらの係合凸条９２・・・は、例えばバンド９１をプレス加工することで、バンド９１から径外方へ突出させた高さ並びに長さが一定の突起部（例えば高さ０．７ｍｍ、長さ９ｍｍ）であり、その突起先端を円弧状断面としたものである。
【００３４】
このようなトルクリミッタ９０は、一定以上のトルクの伝達を遮断する部材であり、一般にトレランス・リング（tolerance ring）とも言われている。
出力軸５６における溝５６ｂの底面にバンド９１の内面を嵌合させるとともに、複数の係合凸条９２・・・の各突起先端面に弾性連結部材８０における内輪８１の内面を嵌合させることで、これらの各部材間の摩擦力によってトルクを伝達することができる。
さらに複数の係合凸条９２・・・は、一定以上のトルクに応じて、バンド９１の径内方への弾性変形が可能である。係合凸条９２・・・が変形することで、上記各部材５６，８１，９０間の摩擦力は低下することになる。
【００３５】
ところで、トルクリミッタ９０として、上記トレランス・リングのように表面に凹凸を有する部材を採用する場合には、弾性体８３とトルクリミッタ９０との間で一様な面圧を確保することが好ましい。一様な面圧を確保するために本発明は、弾性体８３とトルクリミッタ９０との間に内輪８１（高剛性の金属製リング）を介在させたものである。
【００３６】
ここで一旦図６に戻って、出力軸５６、ナット７３、弾性連結部材８０及びトルクリミッタ９０の作用を説明する。
電動機５０が発生した補助トルクは、出力軸５６→トルクリミッタ９０→弾性連結部材８０の内輪８１→弾性体８３→外輪８２→ボールねじ７０のナット７３→ボール７２・・・→ねじ部７１の経路でラック軸２６に伝わる。この結果、補助トルクをスラスト（ラック軸２６への軸力）に変換してラック軸２６に付加することができる。
【００３７】
一方、トルクリミッタ９０に一定以上のトルクが作用すると、係合凸条９２・・・がバンド９１の径内方へ若干弾性変形することにより、上記各部材５６，８１，９０間の摩擦力は低下する。この結果、出力軸５６とナット７３との間には、一定以上のトルクが伝わらない。従って、電動機５０に過大なトルクが作用することはない。
【００３８】
次に、上記構成の電動パワーステアリング装置１０の作用を図８に基づき説明する。
図８（ａ）〜（ｃ）は電動パワーステアリング装置の作用説明図である。（ａ）及び（ｂ）は本発明の電動パワーステアリング装置１０を示し、（ｃ）は比較例の電動パワーステアリング装置２００を示す。
【００３９】
（ｃ）に示す比較例の電動パワーステアリング装置２００は、電動機５０の出力軸５６にボールねじ７０のナット７３を直接連結したものである。
車両を走行させると路面の状況、例えば路面の凹凸に応じて操舵車輪が車幅方向へ微小に変位する。この車幅方向の微小変位はラック軸２６の軸方向への微小な変位に変換される。このラック軸２６の軸方向への微小変位は、ラック・ピニオン機構２５を介してピニオン軸２４に伝わるほかに、ボールねじ７０にも伝わる。ボールねじ７０に伝わった微小変位は、ナット７３から電動機５０の出力軸５６にも伝わる。この結果、ラック軸２６に伝わった微小変位が電動機５０で減衰され得る。
【００４０】
詳しくは、ボールねじ７０に伝わった微小変位は、ナット７３を回転させることで電動機５０のロータ５５を回そうとする。これに対して、質量体であるロータ２２は、慣性により常に現状維持し続けようとする。この結果、ラック軸２６の軸方向への微小変位を電動機５０が打ち消して減衰させることになる。このようにして、ラック軸２６に伝わった微小変位が電動機５０で減衰される。従って、ラック軸２６に伝わった微小変位は、電動機５０で減衰される分だけ、ステアリングホイール２１に伝わりにくくなる。
【００４１】
これに対して、（ａ）に示すように本発明の電動パワーステアリング装置１０は、電動機５０の出力軸５６とボールねじ７０との間の補助トルク伝達経路Ｌｉに、弾性体８３を介在させたものである。このため、▲１▼ステアリングホイール２１からラック軸２６に加えた操舵トルクＴ１と、▲２▼電動機５０から補助トルク伝達経路Ｌｉ並びに弾性体８３を介してラック軸２６に加えた補助トルクＴ２とによって、操舵車輪を操舵することができる。
【００４２】
このような電動パワーステアリング装置１０であるから、（ｂ）に示すように、ラック軸２６がその軸方向へ微小変位しようとしたときに、弾性体８３は弾性変形することによって、ラック軸２６が微小変位することを許容する。ここで「微小変位」とは、ラック軸２６の軸方向への変位のうち、弾性体８３が弾性変形可能な範囲内の微小な変位のことである。
従って、操舵車輪からラック軸２６へ伝わった微小変位は、電動機５０で減衰されることなく、ほとんどがピニオン軸２４を介してステアリングホイール２１に伝わる。このため、運転者は操舵車輪からステアリングホイール２１に伝わる微小な変位量の変化を手で感じとることによって、ステアリングホイール２１を通じて路面状況（路面情報）を常に確実に把握することができる。
【００４３】
ここで、説明を図１に示す本発明の電動パワーステアリング装置１０に戻す。本発明は、操舵トルクセンサ４１として磁歪式トルクセンサを採用したものである。磁歪式トルクセンサは、磁歪特性を有するピニオン軸２４に作用した操舵トルクに応じて生じる磁歪効果を電気コイルにて電気磁気的に検出するものである。従って、従来のように、操舵トルクを検出するためにピニオン軸２４を長手方向に二分割して、これら分割軸間をトーションバーにて連結する必要がない。
さらには、弾性体８３を用いた場合に、磁歪式トルクセンサはトーションバー形式の操舵トルクセンサと比較して、より正確な微小変位をステアリングホイール２１に伝えることができる。
【００４４】
なお、トーションバー形式の操舵トルクセンサを用いた場合であっても、弾性体８３の変形による微小変位量と比較して、トーションバーにおける相対変位量はごく僅かであるので、十分に微小変位をステアリングホイール２１に伝えることができる。
従って、本発明の操舵トルクセンサ４１として、トーションバー形式の操舵トルクセンサを採用することができる。トーションバー形式の操舵トルクセンサを用いた電動パワーステアリング装置１０としては、例えば次の図９に示すような構成がある。
【００４５】
図９は本発明に係る電動パワーステアリング装置の変形例図であり、上記図４に対応した断面図である。
変形例の電動パワーステアリング装置１０は、ピニオン軸２４を上部軸２４Ａと下部軸２４Ｂとに長手方向に二分割し、これら上部・下部軸２４Ａ，２４Ｂ間をトーションバー１４１にて連結することで、上部・下部軸２４Ａ，２４Ｂの相対ねじれ角を操舵トルクセンサ１４０で検出するようにしたものである。すなわち、上部・下部軸２４Ａ，２４Ｂの相対変位量に応じた操舵トルクを、操舵トルクセンサ１４０で検出するようにした。
【００４６】
詳しくは、トーションバー形式の操舵トルクセンサ１４０は、トーションバー１４１とスライダ１４２と可変インダクタンス式センサ部１４７とからなる。より具体的には、上部・下部軸２４Ａ，２４Ｂに円筒状のスライダ１４２をスライド可能に嵌合し、スライダ１４２に備えた傾斜溝１４３並びに縦長のストレート溝１４４を、上部軸２４Ａのピン１４５と下部軸２４Ｂのピン１４６との間に掛け渡したものである。
【００４７】
スライダ１４２は、上部・下部軸２４Ａ，２４Ｂの相対ねじり変位に応じて上下にスライド可能である。このときのスライダ１４２のスライド量はトルクに比例する。可変インダクタンス式センサ部１４７はスライド量を電気信号に変換することで、操舵トルク検出信号として上記制御手段４７（図１参照）に発する。
図中、１５１はリッド、１５２，１５３は軸受、１５４はオイルシールである。
【００４８】
図１０は本発明に係る電動パワーステアリング装置の変形例図であり、上記図５に対応した要部断面図である。
変形例の電動パワーステアリング装置１０は、電動機５０の出力軸５６に弾性連結部材８０を直接に連結し、弾性連結部材８０とボールねじ７０のナット７３との間にトルクリミッタ９０を介在させたことを特徴とする。その他の構成・作用については、上記図１〜図９に示すものと同じなので同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４９】
なお、上記本発明の実施の形態において、出力軸５６に弾性体８３を介してナット７３を連結する構造は、少なくとも出力軸５６と弾性体８３とナット７３との間でトルク伝達が可能な連結構造であればよい。従って弾性連結部材８０は、内輪８１や外輪８２を設けることなく、弾性体８３だけの構成であってもよい。また、弾性体８３の固定構造は焼き付けや接着に限定されず、例えば、セレーション結合であってもよい。
また、トルクリミッタ９０は、一定以上のトルクの伝達を遮断する部材であればよい。
請求項１の発明においては、トルクリミッタ９０の有無は任意である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、電動機の出力軸とボールねじとの間に弾性体を介在させたので、ラック軸が軸方向へ微小変位することを、弾性体によって許容することができる。従って、操舵車輪からラック軸へ伝わった微小変位は、電動機で減衰されることなく、ほとんどがステアリングホイールに伝わる。このため運転者は、操舵車輪からステアリングホイールへ伝わる微小な変位量の変化を手で感じとることにより、ステアリングホイールを通じて路面状況（路面情報）を確実に把握することができる。
さらには、電動機の出力軸とボールねじとの間に弾性体を介在させただけなので、１つの弾性体ですむ。少ない部品でしかも安価で簡単な構成によって、ラック軸が軸方向へ微小変位することを許容することができる。
【００５１】
さらには、電動機の出力軸とボールねじとの間にトルクリミッタを付加し、一定以上のトルクが伝わらぬようにしたので、電動機に過大なトルクが作用することはない。
【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模式図
【図２】本発明に係る操舵トルクセンサの原理図
【図３】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図
【図４】図３の４−４線断面図
【図５】本発明に係るラック軸、電動機、ボールねじ回りの要部断面図
【図６】本発明に係る電動機とボールねじとの連結構造を示す断面図
【図７】本発明に係る電動機、ボールねじ及びトルクリミッタの連結構造を示す分解図
【図８】電動パワーステアリング装置の作用説明図
【図９】本発明に係る電動パワーステアリング装置の変形例図
【図１０】本発明に係る電動パワーステアリング装置の変形例図
【符号の説明】
１０…電動パワーステアリング装置、２１…ステアリングホイール、２４…ピニオン軸、２５…ラックアンドピニオン機構、２６…ラック軸、２９…操舵車輪、４１…操舵トルクセンサ、５０…電動機、５６…電動機の出力軸、７０…ボールねじ、８３…弾性体、９０…トルクリミッタ、Ｌｉ…補助トルク伝達経路、Ｔ１…操舵トルク、Ｔ２…補助トルク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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