(57)【要約】【課題】車両用舵取装置において駆動力の伝達を円滑にする。【解決手段】舵取用伝動軸８をその軸線方向の両側で支持して舵取用伝動軸８の回転中心線８ａの位置を維持し得る軸受９を備えている。電動モータ１の回転出力軸４と舵取用伝動軸８との間にボールねじ機構１１を設けて電動モータ１の回転出力軸４の往復回転を舵取用伝動軸８の軸線方向の往復運動として変換する。ハンドル軸１５などにより往復回転する入力軸１２と電動モータ１の回転出力軸４との間にねじ歯車機構１３を設けて入力軸１２の往復回転を電動モータ１の回転出力軸４の往復回転として伝達する。従来のラックアンドピニオンを廃止するとともに、ボールねじ機構１１を兼用し得るように改良したので、舵取用伝動軸８の回転中心線８ａの位置を維持し得る軸受９を採用してその偏心を阻止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの回転出力軸と舵取用伝動軸との間に運動変換機構を設けて電動モータの回転出力軸の往復回転を舵取用伝動軸の軸線方向の往復運動として変換する第一駆動手段を含む車両用舵取装置において、前記舵取用伝動軸をその軸線方向両側で支持して舵取用伝動軸の軸心の位置を維持し得る軸受を設け、回転力付与手段により往復回転する入力軸と前記第一駆動手段における電動モータの回転出力軸との間に伝動機構を設けて入力軸の往復回転を電動モータの回転出力軸の往復回転として伝達する第二駆動手段を備えたことを特徴とする車両用舵取装置。
【請求項２】
前記第二駆動手段における回転力付与手段は、ハンドル軸の回転力を入力軸に対し機械的に伝達するものであることを特徴とする請求項１に記載の車両用舵取装置。
【請求項３】
前記第二駆動手段における回転力付与手段は、前記第一駆動手段の電動モータとは別の電動モータの回転力を入力軸に伝達するものであることを特徴とする請求項１に記載の車両用舵取装置。
【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やステアバイワイヤ装置などの車両用舵取装置において、駆動力伝達機構の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラックアンドピニオン式パワーステアリングは周知であり、下記特許文献１（特に図３参照）で開示された装置もその一種である。この特許文献１では、モータシャフト１５内にラックシャフト１２（舵取用伝動軸）が挿嵌され、このラックシャフト１２に噛合されたピニオンが主動力としてハンドル軸により往復回転すると、ラックシャフト１２が往復動するとともに、補助動力としてモータシャフト１５が往復回転すると、ボールねじ機構を介してラックシャフト１２が往復動する。
【特許文献１】特開２００１−８８７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来のパワーステアリングでは、その駆動力伝達系にラックアンドピニオン機構を採用しているので、それだけ構成が複雑になり、しかも、ラックシャフト１２上に長いラック歯が形成されているので、そのラック歯の移動範囲に軸受を設けることができない。そのため、従来のパワーステアリングでは、ラックシャフト１２においてその軸線方向の両端部のうち、一端部をすべり軸受により支持し、他端部をラックガイドにより支持する構成を採用している。このラックガイドでは、ラックシャフト１２に対するピニオンの噛合いを良好な状態に維持するように、ラックシャフト１２をピニオンに対しばねにより圧接する構造になっている。そのため、ラックシャフト１２に振動荷重が加わると、前記ラックガイドでラックシャフト１２がばねの弾性力に抗して横振れし、ラックシャフト１２が偏心するおそれがあった。その偏心により、例えば、前記ボールねじ機構において、緩みや偏心荷重が生じるため、送り効率や運動精度などが低下する問題があった。
【０００４】
この発明は、車両用舵取装置において、既存のラックアンドピニオンを廃止して簡単な構造の駆動力伝達機構を提供し、舵取用伝動軸（前記ラックシャフト１２に該当）の支持剛性を高めるとともに、電動モータの回転出力軸と舵取用伝動軸との間の運動変換機構（前記ボールねじ機構に該当）のアライメント変化を防止することにより、駆動力の伝達を円滑にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
後記実施形態の図面（図１，４に示す第１実施形態、図２，４に示す第２実施形態、図３，４に示す第３実施形態）の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明にかかる車両用舵取装置は、第１〜３実施形態に対応し、下記のように構成されている。
【０００６】
この車両用舵取装置においては、電動モータ（１）の回転出力軸（４）と舵取用伝動軸（８）との間に運動変換機構（１１）を設けて電動モータ（１）の回転出力軸（４）の往復回転を舵取用伝動軸（８）の軸線方向の往復運動として変換する第一駆動手段（Ｍ１）を含む。例えば、この舵取用伝動軸（８）は電動モータ（１）の回転出力軸（４）の回転中心線（４ａ）と一致する軸心（８ａ）を有するように支持され、また、この運動変換機構としては、簡単な構造で回転運動を往復直線運動に変換することができる各種送りねじ機構、特に送り効率や運動精度などが高い各種ボールねじ機構（１１）を採用する。
【０００７】
前記舵取用伝動軸（８）をその軸線方向の両側で支持して舵取用伝動軸（８）の軸心（８ａ）の位置を維持し得る軸受（９）を備えている。例えば、この軸受（９）としては、舵取用伝動軸（８）を拘束してその軸心（８ａ）の偏心を阻止し得る機能を有する各種すべり軸受や各種ころがり軸受を採用する。
【０００８】
回転力付与手段（１４）により往復回転する入力軸（１２）と前記第一駆動手段（Ｍ１）における電動モータ（１）の回転出力軸（４）との間に伝動機構（１３）を設けて入力軸（１２）の往復回転を電動モータ（１）の回転出力軸（４）の往復回転として伝達する第二駆動手段（Ｍ２）を備えている。例えば、この伝動機構（１３）としては、ねじ歯車機構や、ハイポイド歯車機構や、減速比が所定値以下のウォーム歯車機構などの各種歯車機構を採用する。
【０００９】
請求項１の発明を前提とする請求項２の発明は、第１〜２実施形態に対応し、前記第二駆動手段（Ｍ２）においてハンドル軸（１５）の回転力を入力軸（１２）に対し機械的に伝達する回転力付与手段（１４）を採用している。
【００１０】
請求項１の発明を前提とする請求項３の発明は、第３実施形態に対応し、前記第二駆動手段（Ｍ２）において前記第一駆動手段（Ｍ１）の電動モータ（１）とは別の電動モータ（２２）の回転力を入力軸（１２）に伝達する回転力付与手段（１４）を採用している。
【００１１】
請求項１〜３の発明では、従来のラックアンドピニオンを廃止するとともに、この第一駆動手段（Ｍ１）の運動変換機構（１１）を第二駆動手段（Ｍ２）で兼用し得るように改良したので、駆動力伝達機構を簡素化することができるばかりではなく、舵取用伝動軸（８）の軸心（８ａ）の位置を維持し得る軸受（９）を採用してその偏心を阻止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、車両用舵取装置において、既存のラックアンドピニオンを廃止して簡単な構造の駆動力伝達機構を提供し、舵取用伝動軸（８）の支持剛性を高めるとともに、電動モータ（１）の回転出力軸（４）と舵取用伝動軸（８）との間の運動変換機構（１１）のアライメント変化を防止することにより、駆動力の伝達を円滑にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず、本発明の第１実施形態にかかる車両用舵取装置（電動パワーステアリング装置）について図１，４を参照して説明する。
電動モータ１においては、ステーター２がモータハウジング３内に設けられ、このステーター２の内側に挿嵌された円筒状の回転出力軸４がモータハウジング３に対し左右両ころがり軸受５により回転可能に支持されている。このモータハウジング３の左右両側には左右両サイドハウジング６，７が取り付けられている。この回転出力軸４内には舵取用伝動軸８が挿嵌され、この舵取用伝動軸８の左右両側が左右両サイドハウジング６，７内に延出されて左右両サイドハウジング６，７に対し左右両すべり軸受９により支持されている。この舵取用伝動軸８の回転中心線８ａ（軸心）はこの回転出力軸４の回転中心線４ａに一致している。この左右両すべり軸受９は舵取用伝動軸８を拘束してその回転中心線８ａの偏心を阻止し得る機能を有している。この舵取用伝動軸８の左右両端部は、概略的に示す従来周知のステアリングリンク装置１０において、ボールジョイント１０ａを介してタイロッド１０ｂに連結されている。前記回転出力軸４と舵取用伝動軸８との間には、ねじ軸部１１ａとナット部１１ｂとの間に多数の球１１ｃを挿入したボールねじ機構１１（運動変換機構）が設けられている。このボールねじ機構１１により、回転出力軸４の往復回転運動を舵取用伝動軸８の軸線方向（回転中心線８ａの方向）の往復直線運動に変換する。ちなみに、前記電動モータ１とボールねじ機構１１とにより補助駆動手段Ｍ１（第一駆動手段）が構成されている。
【００１４】
前記サイドハウジング６内には往復回転する入力軸１２が挿入され、この入力軸１２と前記回転出力軸４との間には伝動機構として両歯車１３ａ，１３ｂを互いに噛合させたねじ歯車機構１３が設けられている。このねじ歯車機構１３により、入力軸１２の往復回転を回転出力軸４の往復回転として伝達する。この入力軸１２に回転力を付与する回転力付与手段１４においては、ハンドル軸１５の回転力がトルク検出部１６と増速部１７とを介して入力軸１２に対し機械的に伝達される。ちなみに、前記ハンドル軸１５を含む回転力付与手段１４と入力軸１２とねじ歯車機構１３とにより主駆動手段Ｍ２（第二駆動手段）が構成されている。
【００１５】
前記主駆動手段Ｍ２においてハンドル軸１５を回転させると、入力軸１２が回転し、次にねじ歯車機構１３により電動モータ１の回転出力軸４が回転し、さらにボールねじ機構１１により舵取用伝動軸８が軸線方向へ移動する。その際、入力軸１２で生じる負荷に応じてトルク検出部１６のトーションバーが捩じれてハンドル軸１５と入力軸１２との間に回転変位が生じ、その回転変位をトルク検出部１６のトルクセンサが検出する。その検出信号に基づき、コントローラＣは前記補助駆動手段Ｍ１の電動モータ１を駆動し、この電動モータ１の回転出力軸４の回転がボールねじ機構１１により舵取用伝動軸８に補助動力として伝達される。そのため、ハンドル軸１５における操舵力が軽減される。
【００１６】
次に、本発明の第２実施形態にかかる車両用舵取装置（電動パワーステアリング装置）について第１実施形態との相違点を中心に図２，４を参照して説明する。この第２実施形態では、第１実施形態の主駆動手段Ｍ２においてハンドル軸１５を含む回転力付与手段１４が下記のように変更されている。
【００１７】
ハンドル軸１５と入力軸１２とはワイヤ連動機構部１８により機械的に連結されている。このワイヤ連動機構部１８においては、ワイヤケース１９内でハンドル軸１５に連動するプーリとワイヤケース２０内で入力軸１２に連動するプーリとの間にワイヤ２１が掛け渡されている。ハンドル軸１５の回転力はトルク検出部１６とワイヤ連動機構部１８とを介して入力軸１２に対し伝達される。その際、ハンドル軸１５の回転は両プーリ径比の設定により増速される。
【００１８】
次に、本発明の第３実施形態にかかる車両用舵取装置（ステアバイワイヤ装置）について第１実施形態との相違点を中心に図３，４を参照して説明する。この第３実施形態では、第１実施形態の第二駆動手段Ｍ２においてハンドル軸１５を含む回転力付与手段１４が下記のように変更されている。
【００１９】
第二駆動手段Ｍ２の回転力付与手段１４は第一補助駆動手段Ｍ１の電動モータ１とは別の電動モータ２２であって、この電動モータ２２の回転力が入力軸１２に伝達される。コントローラＣは、操舵角センサ２３からの検出信号に基づき、これらの電動モータ１，２２を操舵角に応じて駆動制御するとともに、ハンドル軸１５に連動する反力アクチュエータ２４を駆動制御してハンドル軸１５に対し操舵角に応じた操舵反力を与える。
【００２０】
なお、駆動手段として複数の電動モータを採用した場合、一部の電動モータを補助動力として利用する電動パワーステアリング装置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態にかかる舵取装置を概略的に示すシステム図である。
【図２】第２実施形態にかかる舵取装置を概略的に示すシステム図である。
【図３】第３実施形態にかかる舵取装置を概略的に示すシステム図である。
【図４】（ａ）は図１、図２及び図３の部分拡大図であり、（ｂ）は図１、図２及び図３のＸ−Ｘ線部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…電動モータ、４…回転出力軸、８…舵取用伝動軸、８ａ…回転中心線（軸心）、９…すべり軸受、１１…ボールねじ機構（運動変換機構）、１２…入力軸、１３…ねじ歯車機構（伝動機構）、１４…回転力付与手段、１５…ハンドル軸、２２…電動モータ、Ｍ１…補助駆動手段（第一駆動手段）、Ｍ２…主駆動手段（第二駆動手段）。
【図１】
2005053415.tif 000003
【図２】
2005053415.tif 000004
【図３】
2005053415.tif 000005
【図４】
2005053415.tif 000006