(57)【要約】【課題】  操向車輪から逆入力された衝撃力を緩衝して打音の発生を防止する。【解決手段】  電気モータ６０のハウジング２０内周にステータ４３を設け、このステータ４３と対向してロータ６１を配置し、このロータ６１を回転可能に軸承する複数の軸受を配置した電気式動力舵取装置において、前記複数の軸受の少なくとも一つをスラスト方向の力を受けるアンギュラボール軸受６３とし、前記ロータのスラスト方向に働く力に対して前記アンギュラボール軸受６３を弾性支持するばね部材７０，８０を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モータのロータを中空円筒状に形成し、該ロータの中空穴にボールねじ機構によって軸線方向に移動されるラックシャフトを貫通配置し、前記ロータの外周に該ロータとともに前記モータを構成するステータを備えたハウジングを設け、前記ハウジングに前記ロータを回転可能に軸承する複数の軸受を嵌合した電気式動力舵取装置において、前記複数の軸受の少なくとも一つを前記軸線方向のスラスト力を支持するボール軸受とし、該ボール軸受が前記ロータ又は前記ハウジングにばね部材により前記軸線方向に弾性支持されたことを特徴とする電気式動力舵取装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ばね部材は、対向する一対の環状円板部と、前記ばね部材の内周側縁部及び外周側縁部の一方側縁部に設けられ前記一対の環状円板部間に所定隙間を形成する隙間形成部と、他方側縁部において前記一対の環状円板の各外側端面から前記軸線方向に突設された鍔部とを備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。
【請求項３】
請求項２において、前記ばね部材は第１及び第２ばね体で構成され、該第１及び第２ばね体は前記鍔部が突設された前記環状円板部を夫々有し、前記第１及び第２ばね体の少なくとも一方に前記隙間形成部が形成されたことを特徴とする電気式動力舵取装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記ボール軸受の内輪が前記ロータに軸線方向に相対移動可能に嵌合され、前記軸受の両側に夫々配置された各ばね部材の一方の鍔部が前記内輪の両端面に夫々当接され、他方の鍔部が前記ロータに設けられた段部間に挟持されたことを特徴とする電気式動力舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラックシャフトにアシスト力を付与するタイプの電気式動力舵取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハンドルに加えられたトルクを検出し、このトルクに応じたアシスト力を電動モータによってラックシャフトに付与する電気式動力舵取装置は、特許文献１に示されるように公知である。
【０００３】
この特許文献１に示されるような、電気式動力舵取装置は、例えば図３に示すように、ハウジング１の内周に電気モータ２のステータ３を配置し、このステータ３と対向してマグネット４を外周に接着したロータ５を備え、このロータ５を中空円筒状に形成し、ロータ５の中空穴６に、ハンドル軸に連結された図略のピニオンと噛合うラック歯７及びボール溝８が形成されたラックシャフト９を貫通させ、このボール溝８とともにボールねじ機構１０を構成するナット１１をロータ５の中空穴６に固定し、ロータ５の回転をボールねじ機構１０の作用によってラックシャフト９の軸線方向移動に変換することで、ハンドルトルク応じたアシスト力をラックシャフト９に付与し、ラックシャフト９に連結された図略の操向車輪を転向させていた。
【０００４】
ロータ５は両端をハウジング１に複列アンギュラ軸受１２及びラジアル軸受１３により回転可能に支承され、ロータ５のハウジング１に対する軸線方向の移動は複列アンギュラ軸受１２により規制されていた。
【特許文献１】特開平７−１６５０８９号公報（第３ページ左欄３８行目から右欄８行目、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成では、ラックシャフト９にボールねじ機構を介して連結されたロータ５がハウジング１に軸線方向にリジッドな状態で支持されているので、ラックシャフト９に連結された操向車輪から衝撃力が逆入力された場合、衝撃力がそのままロータ５に伝達され、この伝達された衝撃力が緩衝されることなくラジアル軸受によって受止められ、電気式動力舵取装置の打音発生の原因となっていた。
【０００６】
本発明は、操向車輪から逆入力された衝撃力を緩衝して打音の発生を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、電気モータのロータを中空円筒状に形成し、該ロータの中空穴にボールねじ機構によって軸線方向に移動されるラックシャフトを貫通配置し、前記ロータの外周に該ロータとともに前記モータを構成するステータを備えたハウジングを設け、前記ハウジングに前記ロータを回転可能に軸承する複数の軸受を嵌合した電気式動力舵取装置において、前記複数の軸受の少なくとも一つを前記軸線方向のスラスト力を支持するボール軸受とし、該ボール軸受が前記ロータ又は前記ハウジングにばね部材により前記軸線方向に弾性支持されたことを特徴とする電気式動力舵取装置。
【０００８】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記ばね部材は、対向する一対の環状円板部と、前記ばね部材の内周側縁部及び外周側縁部の一方側縁部に設けられ前記一対の環状円板部間に所定隙間を形成する隙間形成部と、他方側縁部において前記一対の環状円板の各外側端面から前記軸線方向に突設された鍔部とを備えることである。
【０００９】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記ばね部材は第１及び第２ばね体で構成され、該第１及び第２ばね体は前記鍔部が突設された前記環状円板部を夫々有し、前記第１及び第２ばね体の少なくとも一方に前記隙間形成部が形成されたことである。
【００１０】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２又は３において、前記ボール軸受の内輪が前記ロータに軸線方向に相対移動可能に嵌合され、前記軸受の両側に夫々配置された各ばね部材の一方の鍔部が前記内輪の両端面に夫々当接され、他方の鍔部が前記ロータに設けられた段部間に挟持されたことである。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、ロータをハウジングに回転可能に軸承し軸線方向のスラスト力を支持するボール軸受がロータ又はハウジングにばね部材により軸線方向に弾性支持されているので、操向車輪からラックシャフトに衝撃力が逆入力されると、ラックシャフトにボールネジ機構を介して連結されたロータがばね部材のばね力に抗してハウジングに対して軸線方向に移動される。これにより逆入力された衝撃力が緩衝され、打音の発生が防止される。
【００１２】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、ラックシャフトに逆入力された衝撃力がボールネジ機構を介してロータに伝達されると、ロータを軸承するボール軸受を軸線方向に弾性支持するバネ部材の一対の環状円板部が撓んで衝撃力を緩衝する。このとき、ボール軸受の端面に当接するバネ部材の鍔部は軸線方向に平行移動するだけで半径方向に拡張しないので、ロータ又はハウジングに喰い込んで動作不良を起すことがない。
【００１３】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、ばね部材を第１及び第２ばね体に分割して構成し、第１及び第２ばね体に鍔部が突設された環状円板部を形成し、第１及び第２ばね体の少なくとも一方に隙間形成部を形成するので、ばね部材を簡単に作成することができる。
【００１４】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、ラックシャフトに逆入力された衝撃力がボールネジ機構を介してロータに伝達されると、ロータを軸承するボール軸受の両側に配置され鍔部が内輪の両端面に当接するばね部材の環状円板部が撓み、ロータがボール軸受の内輪に対して軸線方向に移動して衝撃力を緩衝する。ロータは通常鋼材で作成されているので、ボール軸受の内輪に対して耐磨耗性が高く円滑に相対移動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２は本発明に係る電動式動力舵取装置の実施形態を示すもので、この動力舵取装置においては、車両の左右方向に延在して配設されて車体（図示省略）に取付けられるアルミ製のハウジング２０に、ラックシャフト４０、ボールねじ機構５０及び電気モータ６０等が組付けられている。
【００１６】
ラックシャフト４０の一側外周にはラック歯４１が形成され、ハンドルから操舵力が伝達される図略のピニオンがラック歯４１に噛合され、ピニオンの回転によってラックシャフト４０が軸線方向（図１における左右方向）へ移動される。ラックシャフト４０には、ラック歯４１の他に、ボールねじ機構５０のねじ軸を構成する雄ねじ部５１が形成されている。ボールねじ機構５０は、後述する電気モータ６０のロータ６１の回転をラックシャフト４０の軸線方向の移動に変換して伝達する回転−軸動変換機構であり、ラックシャフト４０の雄ねじ部５１にナット５２が複数のボール５３を介して螺合されている。ナット５２には、ナット５２に形成された雌ねじ部５４の隣接するねじ溝間でボール５３を循環させるコマ５６が固定されている。
【００１７】
電気モータ６０は、ボールねじ機構５０を介してラックシャフト４０に軸線方向のアシスト力を付与するものであり、鋼材製のロータ６１とステータ４３とから構成されている。ロータ６１は中空円筒状に形成され、その中空穴にラックシャフト４０が同軸に貫通して挿通されている。ロータ６１の外周には、平板状の永久磁石４２が複数個接着され、永久磁石４２と対向して複数のコイルを備えたステータ４３がハウジング２０の内周に固定されている。ステータ４３のコイルに通電されて発生する磁束が永久磁石４２に作用してロータ６１が回転される。
【００１８】
ロータ６１は、ステータ４３の両側に夫々配置されたラジアルボール軸受６２と複列アンギュラボール軸受６３とによって両端を回転可能にハウジング２０に支承されている。複列アンギュラボール軸受６３が、ロータ６１に作用する軸線方向のスラスト力を支持するボール軸受であり、ロータ６１のハウジング２０に対する軸線方向の移動を規制する。ハウジング２０にラック歯４１側（図１では左側）に形成された軸受穴には複列アンギュラボール軸受６３の外輪６３ａが嵌合され、外輪６３ａの一端面が軸受穴の肩部に当接され、他端面が軸受穴開口部に螺着されたナット６４によって締付けられている。
【００１９】
アンギュラボール軸受６３の内輪６３ｂは、ロータ６１に軸線方向に摺動可能に嵌合され、内輪６３ｂの両側にはばね部材７０，８０が夫々配置されている。ばね部材７０は、第１及び第２ばね体７１ａ，７１ｂで構成され、第１ばね体７１ａは環状円板部７２ａ、環状円板部７２ａの内周側縁部から右方に環状に突設されて内輪６３ｂの左端面に当接する鍔部７３ａ、環状円板部７２ａの外周側縁部から左方に突設された隙間形成部７４ａから構成されている。第２ばね体７１ｂは環状円板部７２ａと対向する環状円板部７２ｂ、環状円板部７２ｂの内周側縁部から左方に環状に突設されてロータ６１の左端部に螺着されたナット７５と当接する鍔部７３ｂ、環状円板部７２ｂの外周側縁部から右方に突設され隙間形成部７４ａと当接して環状円板部７２ａ，７２ｂ間に所定隙間を形成する隙間形成部７４ｂから構成されている。
【００２０】
ばね部材８０は、第１及び第２ばね体８１ａ，８１ｂで構成され、第１ばね体８１ａは環状円板部８２ａ、環状円板部８２ａの内周側縁部から左方に環状に突設されて内輪６３ｂの右端面に当接する鍔部８３ａ、環状円板部８２ａの外周側縁部から右方に突設された隙間形成部８４ａから構成されている。第２ばね体８１ｂは環状円板部８２ａと対向する環状円板部８２ｂ、環状円板部８２ｂの内周側縁部から右方に環状に突設されてロータ６１の肩部８５と当接する鍔部８３ｂ、環状円板部８２ｂの外周側縁部から左方に突設され隙間形成部８４ａと当接して環状円板部８２ａ，８２ｂ間に所定隙間を形成する隙間形成部８４ｂから構成されている。
【００２１】
このように、アンギュラボール軸受６３の内輪６３ｂがロータ６１に軸線方向に相対移動可能に嵌合され、軸受６３の両側に夫々配置された各ばね部材７０，８０の一方の鍔部７３ａ，８３ａが内輪６３ｂの両端面に夫々当接され、他方の鍔部７３ｂ，８３ｂがロータ６１に設けられた段部である肩部８５及びナット７５間に挟持されている。ナット７５はロータ６１の左端部にねじ込まれてばね部材７０，８０を圧縮することによりアンギュラボール軸受６３にプリロードが付与されている。
【００２２】
以上のような構成の電気式動力舵取装置の動作について説明する。操舵力が図略のピニオンからラックシャフト４０のラック歯４１に伝達されると、操舵力に応じたトルクで電気モータ６０が起動されてロータ６１が回転され、電気モータ６０の出力がボールねじ機構５０を介してラックシャフト４０にアシスト力として伝達され、ラックシャフト４０が軸線方向に移動されて操向車輪が転向される。
【００２３】
操向車輪から衝撃力がラックシャフト４０に逆入力されると、該衝撃力はラックシャフト４０からボールねじ機構５０を介して軸線方向の衝撃力としてロータ６１に伝達される。軸線方向の衝撃力がロータ６１に伝達されると、衝撃力の方向に応じてばね部材７０，８０が圧縮変形され、ロータ６１がアンギュラボール軸受６３の内輪６３ｂに対して軸線方向に相対的に移動して衝撃力を緩衝する。このように、逆入力が発生した場合にばね部材７０，８０が変形して衝撃力を吸収するので、ラック歯４１とピニオンとの間などで発生する打音を防止することができる。ロータ６１は鋼材製であるので、アンギュラボール軸受６３の内輪６３ｂに対して耐磨耗性が高く円滑に相対移動することができる。アンギュラボール軸受６３に衝撃力が作用しないため軸受自体の寿命を伸ばすことができる。
【００２４】
上記実施形態では、アンギュラボール軸受の内輪をロータに軸線方向に摺動可能に嵌合し、内輪の両端面にばね部材を夫々配置しているが、アンギュラボール軸受の外輪をハウジングの軸受穴に軸線方向に摺動可能に嵌合し、外輪の両端面にばね部材の外周側縁部に突設された鍔部を当接させ、内周側縁部に突設された鍔部をハウジングに設けられた段部間に挟持するようにしてもよい。この場合、ハウジングを鋳物製にすると、外輪に対する軸受穴の耐磨耗性をよくすることができる。
【００２５】
また、上記実施形態では、ばね部材を第１及び第２ばね体に分割しているが、ばね部材を一体に成形してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る電気式動力舵取装置の断面図。
【図２】ばね部材により弾性支持されたアンギュラボール軸受部分の拡大断面図。
【図３】従来の電気式動力舵取装置の断面図。
【符号の説明】
【００２７】
２０…ハウジング、４０…ラックシャフト、４１…ラック歯、４２…永久磁石、４３…ステータ、５０…ボールねじ機構、５１…雄ねじ部、５２…ナット、５３…ボール、５４…雌ねじ部、５６…コマ、６０…電気モータ、６１…ロータ、６２…ラジアルボール軸受、６３…複列アンギュラボール軸受、６３ａ…外輪、６３ｂ…内輪、７０，８０…ばね部材、７１ａ，８１ａ…第１ばね体、７１ｂ，８１ｂ…第２ばね体、７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂ…環状円板部、７３ａ，７３ｂ，８３ａ，８３ｂ…鍔部、７４ａ，７４ｂ，８４ａ，８４ｂ…隙間形成部、７５…ナット、８５…肩部。
【図１】
2005096622.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005096622.tif 000005