(57)【要約】      （修正有）【課題】路面の凹凸の状況が振動や異音となってハンドル側へ伝わらないようにすることにより、運転者が爽快の気分で車両を運転できるようにする。【解決手段】少なくとも入力軸３、出力軸４の何れか一方の軸をラック軸５の軸方向へ押圧して、ケーシング２に対して押圧する押圧手段１２を設けたことを特徴とするものである。【選択図】図２
2007069750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルから操舵力が伝達される入力軸と、該入力軸と同軸状に設けられて該ハンドルの操舵力に応じた回転力が付与される出力軸と、両端に被操舵系が連結されるラック軸と、少なくとも入力軸及び出力軸を収容するケーシングと、前記出力軸の回転力を前記ラック軸に伝達する伝達機構を備えることにより、前記操舵力に対応した操舵補助力を前記ラック軸に対して付与するようにしたパワーステアリング装置において、
少なくとも前記入力軸、出力軸の何れか一方の軸を前記ラック軸の軸方向へ押圧して、前記ケーシングに対して押圧する押圧手段を設けたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記入力軸、出力軸は軸受によって前記ケーシングに回転自在に支持され、前記押圧手段は該軸受を押圧することを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記押圧手段は、螺子を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の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、パワーステアリング装置に係り、特に、路面の状況がハンドル側へ不快な振動となって伝わる現象や、該振動がハンドル側へ異音となって伝わる現象を抑制するようにした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】
図６乃至図８は従来技術の電動パワーステアリング装置を示す。図６は該電動パワーステアリング装置の外観を示す。図７は、図の矢示Ａ―Ａ方向断面図を示す。図８は作用を説明するための図であって、出力軸のピニオンギヤと、ラック軸のラックとの噛合を示す図である。
【０００３】
電動パワーステアリング装置１００は入力軸１０１と、出力軸１０２と、電動モータ１０３（図７に示す）を備えている。図６に示すように、入力軸１０１の上端側には、ステアリングコラム１０４等を介してハンドル１０５が連結されている。又、図７に示すように、出力軸１０２には、ウォームホイール１０６とピニオンギヤ１０７が形成されている。
【０００４】
前記出力軸１０２のウォームホイール１０６には、電動モータ１０３の駆動軸に設けられたウォーム１０８が噛合している。又、前記出力軸１０２のピニオンギヤ１０７は、ラック軸１０９のラック１１０に噛合している。該ラック軸１０９の両端はタイロッド１１１を介して被操舵側に連結されている。
【０００５】
前記電動モータ１０３は前記入力軸１０１に加わるハンドルトルクを検出するポテンショメータ１１３の出力に応じて前記出力軸１０２を回転駆動させるものである。
【０００６】
そして、図６において、運転者がハンドル１０５を操作すると、該ハンドル１０５の操舵力に応じて電動モータ１０３が出力軸１０２を回転駆動させる。該出力軸１０２の回転はピニオンギヤ１０７とラック１１０とを介してラック軸１０９に伝達されて、該ラック軸１０９を軸方向へ往復動させることにより、被操舵系側へ操舵補助力を付与することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように構成された電動パワーステアリング装置１００においては、ラック１０９とピニオンギヤ１０７との噛み合い量を大きくさせるために、図８に示すように、ラック１１０とピニオンギヤ１０７とを斜めに噛合させる構造になっている。
【０００８】
このため、路面の凹凸の状況に応じて、ラック軸１０９が仮に、水平方向（ラック軸１０７の軸方向）へ振動した場合、ラック１１０とピニオンギヤ１０７との噛合部分において、当該振動によって、同図８中、一点鎖線で示すように、出力軸１０２をラック軸１０９の軸方向へ振動させようとする力と、同図８中、二点鎖線で示すように、出力軸１０２を軸方向（上下方向）へ振動させようとする力が発生する。
【０００９】
そして、当該ラック軸１０２の軸方向（水平方向）の振動が該出力軸１０２、及び入力軸１０１を伝わってハンドル１０５側へ伝達されることにより、ハンドル１０５を細かく振動させて運転者に不快感を与えるだけでなく、この振動はステアリングコラム１０４等を通過する際にラトル音（以下、異音という。）となってハンドル１０５側へ伝わるものである。この異音は、運転中、運転者にとって耳障りなものであって、運転者の不快感の原因となっていた。
【００１０】
パワーステアリング装置に関する発明として、特許文献１が提案されている。しかし、当該特許文献１に記載の発明は、出力軸１０２と、該出力軸１０２の軸受との嵌め合いに関する発明であって、該軸受に対する出力軸１０２の嵌め合い精度を高くすることなく、軸受に対する出力軸１０２の傾きをなくすことができるようにすることにより、出力軸１０２と軸受との組み付け性を良好に確保することを目的とした発明である。即ち、特許文献１に記載の発明は、前述した、問題を何ら解決するものではない。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−６７９８６
【００１２】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたもので、その目的は、路面の凹凸の状況が振動や異音となってハンドル側へ伝わらないようにすることにより、運転者が爽快の気分で車両を運転できるようにしたパワーステアリング装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ハンドルから操舵力が伝達される入力軸と、該入力軸と同軸状に設けられて該ハンドルの操舵力に応じた回転力が付与される出力軸と、両端に被操舵系が連結されるラック軸と、少なくとも入力軸及び出力軸を収容するケーシングと、前記出力軸の回転力を前記ラック軸に伝達する伝達機構を備えることにより、前記操舵力に対応した操舵補助力を前記ラック軸に対して付与するようにしたパワーステアリング装置において、少なくとも前記入力軸、出力軸の何れか一方の軸を前記ラック軸の軸方向へ押圧して、前記ケーシングに対して押圧する押圧手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、路面の状況等によって、ラック軸が該ラック軸の軸方向へ振動することによって、該ラック軸と噛合している出力軸を同方向へ振動させようとしても、出力軸は、押圧手段とケーシングとによって挟持された状態にあるため、振動する余地がない。その結果、路面の凹凸の状況等に基づいて発生するラック軸の軸方向の振動がハンドルの振動や異音となって運転者側へ伝わらないため、運転者が爽快な気分で運転できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は電動パワーステアリング装置の外観図である。図２は図１のＢ―Ｂ線矢示方向断面図である。図３は図２のＣ―Ｃ線矢示方向断面図である。図４は出力軸のピニオンギヤと、ラック軸のラックとの噛合の状態を示す図である。
【００１６】
図２に示すように、電動パワーステアリング装置１は、ケーシング２と、入力軸３と、出力軸４と、ラック軸５を備えている。入力軸３は軸受６によってケーシング２に回転自在に支持されている。又、出力軸４は軸受７、８によってケーシング２に回転自在に支持されている。図１に示すように、該ラック軸５の両端側は、タイロッド１１１を介して、被操舵系側に連結されている。前記出力軸４を支持する軸受７、８は、ボールベアリングで構成することができる。この場合、図３に示すように、該ボールベアリングは外輪９と、ボール１０と、内輪１１とから構成される。
【００１７】
図３中、１２は、前記出力軸４の側方（図中、矢示方向）から出力軸４をケーシング２の内面に押圧する押圧手段を示す。該押圧手段１２は、前記ラック軸５の軸方向と同方向の押圧力を前記出力軸４の軸受７に常時作用して、該軸受７を前記ケーシング２に常時押圧する装置である。かくして、仮に、ラック軸５を該ラック軸５の軸方向へ振動させる力がラック軸５から出力軸４に伝達されたとしても、出力軸４は、押圧手段１２によってケーシング２に常時押圧されていることにより、該出力軸４の振動が規制される。
【００１８】
図３に示すように、前記押圧手段１２は、ケーシング２に穿設された螺子孔１３と、該螺子孔１３に螺子込まれる螺子１４とから構成される。前記螺子孔１３の一端は、ケーシング２の外側面に開口し、他端は前記軸受７の外側面に対面するように、ケーシング２の内側面に開口している。図３に示すように、前記螺子孔１３の軸芯Ｌ１は、出力軸４の軸芯Ｌ２を通過すると共に、前記螺子孔１３の軸芯Ｌ1と出力軸４の軸芯Ｌ２とは、直交している。前記螺子孔１３の軸芯Ｌ1は、前記ラック軸５の軸芯Ｌ３と平行に設けられている。
【００１９】
次に、前記ケーシング２、入力軸３、出力軸４、ラック軸５等の具体的な構成について説明する。図２に示すように、ケーシング２は、ギヤボックス１５とギヤケース１６とから構成されている。
【００２０】
入力軸３は、図１に示すように、ステアリングコラム１０４等を介してハンドル１０５に連結されて、該ハンドル１０５から操舵力が入力されるようになっている。図２に示すように、該入力軸３は、前述のように、軸受６によってギヤケース１６に回転自在に支持されることにより、図１に示すハンドル１０５側から入力された操舵力によって回転可能になっている。
【００２１】
図２に示すように、前記入力軸３の外形は、軸方向の途中が拡径部１７となった形状に形成されている。又、該入力軸３は中空状に形成されて、該入力軸３の内部をトーションバー１８が挿通するようになっている。トーションバー１８の上部はピン１９によって入力軸３に結合され、トーションバー１８の下部は入力軸３内から下方へ突出してローレット２０によって出力軸４に圧入結合している。
【００２２】
前記入力軸３と出力軸４に跨ってスリーブ２１が嵌合されている。スリーブ２１は、筒状に形成されている。該スリーブ２１の上部と、前記入力軸３の上部とはセレーション２２によって連結されている。又、該スリーブ２１の下部には、軸方向に長孔のピン孔２３が形成されている。そして、該ピン孔２３には、前記出力軸５に設けられたピン２４が挿入されて、スリーブ２１の回転が規制されている。従って、前記入力軸３が回転した場合、該入力軸３に対してセレーション２２によって結合しているスリーブ２１は入力軸３の側面に沿って上方へせり上がるようにして、軸方向へ移動することになる。
【００２３】
出力軸４は、入力軸３と同軸状に設けられている。該出力軸４は、軸方向の上部にウォームホイール２５が設けられ、該ウォームホイール２５の下位にピニオンギヤ２６が設けられている。ウォームホイール２５は、電動モータ２７の駆動軸であるウォーム２８に噛合することにより、電動モータ２７から出力軸４に回転駆動力が付与されるようになっている。
【００２４】
前記ピニオンギヤ２６は、ラック軸５のラック２９に噛合している。図１に示すように、該ラック軸の両端には、被操舵系が連結されている。前記出力軸４が回転することにより、ラック軸５が軸方向へ往復動して、前記被操舵系に対して操舵補助力を付与するようになっている。ピニオンギヤ２６とラック２９とによって、請求項１に記載の伝達機構が構成される。
【００２５】
図２中、３０はポテンショメータである。該ポテンショメータ３０は、図１に示すハンドル１０５から入力軸３に加わる操舵力、即ち、該入力軸３のトルクを検知する装置である。該ポテンショメータ３０は、前記スリーブ２２の移動量を検出することにより、前記入力軸３のトルクを検出することができるものである。前記電動モータ２７は該ポテンショメータ３０の出力に応じた駆動力を出力するものであって、電動モータ２７の駆動力は前記ウォーム２８とウォームホイール２５との噛合によって出力軸４に伝達されるものである。
【００２６】
図中、３１は、ラック５をバネ３２のバネ力によって出力軸４のピニオンギヤ２６に押し付ける押付け機構である。
【００２７】
次に、作用について説明する。図３に示すように、螺子１４を螺子孔１３に対して、ねじ込み、該螺子１４によって軸受７を押圧して該軸受７をギヤボックス１５に押付けた状態に調節する。
【００２８】
この状態において、車両の走行中、車両の被操舵系に外力が作用して、図４に示すように、ラック軸５を軸方向（水平方向）へ往復動させるような力が該ラック軸５に作用したとする。図４に示すように、該ラック軸５を振動させる力は、該ラック軸５のラック２９と、出力軸４のピニオンギヤ２６との噛合を介して、出力軸４に伝達されて、同図４中、矢印で示すように、該出力軸４がラック軸５の軸方向（水平方向）へ振動しようとする。
【００２９】
しかし、出力軸４は、図３に示すように、螺子１４によってケーシング２に押付けられている。このため、出力軸４は、螺子１４とケーシング２とによって挟まれた状態にあって、振動する余地がない。従って、前述のように、車両の走行中に、ラック軸５が該ラック軸５の軸方向へ振動したとしても、出力軸４は振動しないため、路面の状況等に基づいて発生するラック軸５の振動が、図１に示すハンドル１０５側へ不快な振動となって伝わる現象や、該振動がハンドル１０５側へ異音となって伝わる現象を阻止することができる。このため、路面の凹凸の状況がハンドル１０５の振動や異音となって運転者側へ伝わらずに、運転者は爽快の気分で運転できる。
【００３０】
尚、以上の実施形態においては、図３において、螺子孔１３の軸芯Ｌ２は、出力軸４の軸芯Ｌ２に直交し、且つ、ラック軸５の軸芯Ｌ３に対して平行である場合について説明したが、必ずしも、当該条件を厳格に満たさなくても、出力軸４をラック軸５と同軸方向へ押圧できるように押圧手段１２を設けることにより、所期の課題を解決できるものである。
【００３１】
図５は、第二実施形態を示す。図５は図２のＣ―Ｃ線矢示方向断面図である。この第二実施形態の特徴は、二つの押圧手段５１を設けた点にある。これら二つの押圧手段５１は、ラック軸５の軸芯Ｌ３と平行な直線Ｌ４であって、出力軸４の軸芯Ｌ２と直交する直線Ｌ４を中心とした線対称の位置に設けられている。該各押圧手段５１は、前述の第一実施形態と同様に、螺子５２と螺子孔５３とから構成される。螺子孔５３は、一端がケーシング２の外側面に開口し、他端は軸受７の外側面に対面するように、ケーシング２の内面に開口している。又、該螺子孔５３の軸芯は、出力軸４の軸芯Ｌ２と直交するように形成されている。
【００３２】
このように構成された第二実施形態においては、各押圧手段５１の押圧力Ｆ１は、ラック軸５と同方向の押圧力Ｆ２と、ラック軸５と直交する方向の押圧力Ｆ３とに分力される。ラック軸５と同方向の押圧力Ｆ２は約二倍に増強されて、軸受７をケーシング２の内面に強力に押し付けることができる。又、二つの押圧手段５１で発生した押圧力Ｆ３は、ラック軸５とは直交する方向において互いに対向するため、当該押圧力Ｆ３は、ラック軸５の軸方向と直交する方向へ向けて軸受７が振動する現象を規制することができる。このように、この第二実施形態においては、出力軸４は、ラック軸５と同方向の振動が規制される上に、ラック軸５と直交する方向への振動も規制されることができる。
【００３３】
以上の実施形態においては、押圧手段５１が軸受７に対して押圧力を作用することにより、出力軸４が、ラック軸５と同方向へ振動する現象を規制して、ラック軸５の振動が、図１に示すハンドル１０５側へ振動として伝わったり、異音となって伝達する現象を規制したが、図２に示す入力軸３の軸受６に対して押圧力を作用する押圧手段を設けることにより、入力軸３が、ラック軸５と同方向へ振動する現象を規制して、ラック軸５の振動が、ハンドル１０５側へ振動として伝わったり、異音となって伝達する現象を規制するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】電動パワーステアリング装置の外観図である。（第一実施形態）
【図２】図１のＢ―Ｂ線矢示方向断面図である。（第一実施形態）
【図３】図２のＣ―Ｃ矢示方向拡大断面である。（第一実施形態）
【図４】出力軸のピニオンギヤとラック軸のラックとの噛合の状態を示す図である。（第一実施形態）
【図５】図２のＣ―Ｃ矢示方向拡大断面である。（第二実施形態）
【図６】電動パワーステアリング装置の外観図である。（従来技術）
【図７】図６のＡ―Ａ線矢示方向断面図である。（従来技術）
【図８】出力軸のピニオンギヤとラック軸のラックとの噛合の状態を示す図である。（従来技術）
【符号の説明】
【００３５】
１  パワーステアリング装置
２  ケーシング
３  入力軸
４  出力軸
５  ラック軸
６  軸受
７  軸受
８  軸受
１２  押圧手段
１３  螺子孔
１４  螺子
【図１】
2007069750.tif 000003
【図２】
2007069750.tif 000004
【図３】
2007069750.tif 000005
【図４】
2007069750.tif 000006
【図５】
2007069750.tif 000007
【図６】
2007069750.tif 000008
【図７】
2007069750.tif 000009
【図８】
2007069750.tif 000010