(57)【要約】      （修正有）【課題】ボールねじ機構を備えたラックパラレルタイプの電動パワーステアリング装置において、ラジアル荷重によるボールナットとラック軸との相対角度差を小さくし、ボールの耐久性を向上させる。【解決手段】ラック軸１３と、操舵補助用のモータ４０の回転軸とが平行に配設されたラックパラレルタイプ電動パワーステアリング装置において、ラック軸の一端側に設けられるボールねじ軸４８及びこのボールナット４７を有するボールねじ機構４３を備え、ピニオンを収容するピニオンハウジング３０と、ラック軸を収容するラックハウジング３１とが弾性体を介してラジアル方向に相対変位可能に連結する連結部を有している。ラックハウジングと、ボールナットを回転自在に支持する軸受装置６３を収容する軸受ハウジング３２とが一体化されており、軸受ハウジングが、弾性体からなるマウントブッシュを介して、ラジアル方向に変位可能に車体に支持されている。【選択図】図２
2012144202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端にステアリングホイールを備えたステアリングシャフトの他端側に接続されるピニオンと噛み合うラック軸と、操舵補助用のモータの回転軸とが平行に配設されたラックパラレルタイプの電動パワーステアリング装置であって、
前記ラック軸の一端側に設けられ、当該ラック軸と同軸のボールねじ軸及びこのボールねじ軸と対のボールナットを有するボールねじ機構を備えており、
前記ピニオンを収容するピニオンハウジングと、前記ラック軸を収容するラックハウジングとを弾性体を介してラジアル方向に相対変位可能に連結する連結部を有しており、
前記ラックハウジングと、前記ボールナットを回転自在に支持する軸受装置を収容する軸受ハウジングとが一体化されており、
前記軸受ハウジングが、弾性体からなるマウントブッシュを介して、少なくともラジアル方向に変位可能に車体に支持されていることを特徴とする、電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記ラックハウジングの回転中心が、ステアリングギア中心よりもピニオン側に位置する、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記ピニオンハウジングが、車体に対し実質的に変位不可となるように当該車体に固定されている、請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記軸受ハウジングの変位を規制するストッパ部を備えている、請求項１〜３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記連結部が、ピニオンハウジングの端部に内嵌されるラックハウジングの端部外周に配設される弾性リングと、前記ピニオンハウジングの内周面に固定され、前記弾性リングのラックハウジング側の側面と当接する止め輪とを備えている、請求項１〜４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記弾性リングの外周面及び内周面に周方向に沿ってシール用凸条が形成されている、請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記連結部が、ピニオンハウジングの端部に内嵌されるラックハウジングの端部外周に配設される弾性リングと、前記ピニオンハウジングの内周面に固定され、前記弾性リングのラックハウジング側面と当接する止め輪と、前記ラックハウジングの外周面において前記弾性リングよりも端部側に配設されるＯリングとを備えている、請求項１〜４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置
【請求項８】
前記連結部が、ピニオンハウジングの端部内周面に形成された周溝内、及び、前記ピニオンハウジングの端部に内嵌されるラックハウジングの端部外周面に形成された周溝内に配設された弾性部材製のＯリングからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記連結部が、ピニオンハウジングの端部内周面と、前記ピニオンハウジングの端部に内嵌されるラックハウジングの端部外周面とに係止されたバネ体と、ラックハウジングの外周面において前記バネ体よりもラックハウジング側に形成された周溝内に配設された弾性材料製のＯリングとからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記バネ体が、一端側が他端側よりも径小にされた短円筒形状を呈しており、
一端側には径内方向に延設された内係止片が形成されるとともに他端側には径外方向に延設された外係止片が形成され、
前記内係止片が、前記ラックハウジングの外周面において前記Ｏリングよりも端部側に形成された周溝と係合し、前記外係止片が前記ピニオンハウジングの内周面に形成された周溝と係合する、請求項９に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記連結部が、前記ピニオンハウジングの端部内周面と、前記ピニオンハウジングの端部に内嵌されるラックハウジングの端部外周面と加硫接着してなるゴム体からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動パワーステアリング装置に関する。さらに詳しくは、操舵補助機構を構成するモータの回転軸がラック軸と平行に配設されているラックパラレルタイプの電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの駆動力を操舵補助力として利用する電動パワーステアリング装置として、モータの回転軸が、ピニオン軸とともに操舵機構を構成するラック軸と平行に配設されているラックパラレルタイプのものがある（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００３】
このタイプの電動パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータと、ラック軸の一端側に設けられ、当該ラック軸と同軸のボールねじ軸及びこのボールねじ軸と対のボールナットを有するボールねじ機構と、前記モータの回転力を減速してボールナットに伝達する減速機構とを備えている。ラックパラレルタイプの電動パワーステアリング装置は、ラジアル方向に多くのスペースをとる減速機構を、多くの部品が配設される前記ラック軸の長手方向中心付近を避けて端部寄りに配置させ、モータを、当該減速機構の周囲の空いているスペースに配置させることができるので、車両への搭載性に優れるという利点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４９８６２号公報
【特許文献２】特開２００８−２５４４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、車両が悪路を走行したりすると、タイロッドを介してラック軸にラジアル荷重が作用するが、前述したラックパラレルタイプの電動パワーステアリング装置では、ボールナットの傾き角とラック軸の傾き角との差（相対角度差）Δθ（図８参照）に起因して、ボールねじ機構内のボールの荷重分布が特定のボール、すなわち軸方向両端に位置するボールに集中する。その結果、当該両端のボールに過大な荷重が作用して、その耐久性が低下する恐れがある。
【０００６】
この対策として、図８に示されるように、ボールねじ機構１０１のボールナット１０２を支持する軸受装置１０３の外輪１０４の軸方向両側にゴムなどからなる環状の弾性体１１０を配設し、当該軸受装置１０３を軸方向に所定距離だけ変位可能なフローティング構造とすることにより、ラジアル荷重に対してボールナット１０２をラジアル方向に傾かせ、荷重分布を均等にさせることが考えられる。なお、図８及び後出する図２では、分かりやすくするために前記相対角度差Δθを誇張して描いている。
【０００７】
しかしながら、ボールナット１０２の回転中心Ｐ１とラック軸１０５の回転中心Ｐ２とは軸方向にかなり離間しており位置が異なるため、前記相対角度差Δθがある程度残ってしまう。この相対角度差Δθを更に小さくするには、前記軸受装置１０３の外輪１０４と、この軸受装置１０３を収容するハウジング１０６の内壁との隙間を大きくする必要があるが、そうすると、今度はラトル音、トルクムラなどの問題が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ボールねじ機構を備えたラックパラレルタイプの電動パワーステアリング装置において、ラジアル荷重によるボールナットとラック軸との相対角度差を小さくして、ボールの耐久性を向上させ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している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の電動パワーステアリング装置は、一端にステアリングホイールを備えたステアリングシャフトの他端側に接続されるピニオンと噛み合うラック軸と、操舵補助用のモータの回転軸とが平行に配設されたラックパラレルタイプの電動パワーステアリング装置であって、
前記ラック軸の一端側に設けられ、当該ラック軸と同軸のボールねじ軸及びこのボールねじ軸と対のボールナットを有するボールねじ機構を備えており、
前記ピニオンを収容するピニオンハウジングと、前記ラック軸を収容するラックハウジングとを弾性体を介してラジアル方向に相対変位可能に連結する連結部を有しており、
前記ラックハウジングと、前記ボールナットを回転自在に支持する軸受装置を収容する軸受ハウジングとが一体化されており、
前記軸受ハウジングが、弾性体からなるマウントブッシュを介して、少なくともラジアル方向に変位可能に車体に支持されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の電動パワーステアリング装置では、ラックハウジングとピニオンハウジングとが連結部において弾性体を介して相対変位可能に連結されており、ラックハウジングと軸受ハウジングとが一体化されており、且つ、軸受ハウジングがマウントブッシュによりラジアル方向に相対変位可能な状態で車体に支持されている。したがって、タイロッドを介してラック軸にラジアル荷重が作用した際に、ラックハウジングと軸受ハウジングとが一体となって、ピニオンハウジングに対してラジアル方向に傾くことができるので、ボールナット（軸受ハウジング及びラックハウジングと一体に変位する）とラック軸との相対角度差を極力小さくして、ボールナットとボールねじ軸との間に配設されたボールの荷重分布を均一化することができる。その結果、従来のように特定のボールに荷重が集中して作用することがなくなるので、ボールの耐久性を向上させることができる。
【００１１】
（２）前記（１）の電動パワーステアリング装置において、前記ラックハウジングの回転中心が、ステアリングギア中心よりもピニオン側に位置することが好ましい。この場合、ラックハウジングの回転中心とラック軸の回転中心が近いため、極力相対角度差を小さくすることができる。なお、ステアリングギア中心は、ニュートラル状態におけるラックセンターであり、図２においてＣで示される箇所である。
【００１２】
（３）前記（１）又は（２）の電動パワーステアリング装置において、前記ピニオンハウジングが、車体に対し実質的に変位不可となるように当該車体に固定されていることが好ましい。全てのハウジングが車体に対して弾性支持されると、操舵機構の剛性がなくなり、細かな操舵感が低下することがあるが、ピニオンハウジングを車体に対して剛性支持することで、このような操舵感の低下をなくすことができる。
【００１３】
（４）前記（１）〜（３）の電動パワーステアリング装置において、前記軸受ハウジングの変位を規制するストッパ部を備えていることが好ましい。この場合、ラック軸に所定値を超える大きなラジアル及び／又はスラスト荷重が作用したときに、ストッパ部によって、軸受ハウジング及びこれと一体化されているラックハウジングの変位を規制することで、前記ラックハウジングとピニオンハウジングとの連結部に過大な荷重が作用して、当該連結部の弾性体などが損傷するのを防止することができる。
【００１４】
（５）前記（１）〜（４）の電動パワーステアリング装置において、前記連結部を、ピニオンハウジングの端部に内嵌されるラックハウジングの端部外周に配設される弾性リングと、前記ピニオンハウジングの内周面に固定され、前記弾性リングのラックハウジング側の側面と当接する止め輪とを備えたものとすることができる。この場合、ラックハウジングの端部外周に配設される弾性リング（弾性体）によってラックハウジングのラジアル方向の変位を許容することができ、当該ラックハウジングとラック軸との相対角度差を極力小さくすることができる。その結果、ラック軸とボールナットとの相対角度差が小さくなる。また、弾性リングのラックハウジング側面と当接する止め輪によって、ラックハウジングとピニオンハウジングとが互いに軸方向に離間するのを規制することができる。
【００１５】
（６）前記（５）の電動パワーステアリング装置において、前記弾性リングの外周面及び内周面に周方向に沿ってシール用凸条が形成されていることが好ましい。この場合、弾性リングの外周面及び内周面に周方向に沿って形成されたシール用凸条によって、ラックハウジングの端部外周面とピニオンハウジングの端部内周面との間をシールすることができる。
【００１６】
（７）前記（１）〜（４）の電動パワーステアリング装置において、前記連結部を、ピニオンハウジングの端部に内嵌されるラックハウジングの端部外周に配設される弾性リングと、前記ピニオンハウジングの内周面に固定され、前記弾性リングのラックハウジング側面と当接する止め輪と、前記ラックハウジングの外周面において前記弾性リングよりも端部側に形成された周溝内に配設されるＯリングとを備えたものとすることができる。この場合、ラックハウジングの端部外周に配設される弾性リング（弾性体）によってラックハウジングのラジアル方向の変位を許容することができ、当該ラックハウジングとラック軸との相対角度差を極力小さくすることができる。その結果、ラック軸とボールナットとの相対角度差が小さくなる。また、弾性リングのラックハウジング側面と当接する止め輪によって、ラックハウジングとピニオンハウジングとが互いに軸方向に離間するのを規制することができる。さらに、ラックハウジングの外周面に配設されたＯリングよって、ラックハウジングの端部外周面とピニオンハウジングの端部内周面との間をシールすることができる。
【００１７】
（８）前記（１）〜（４）の電動パワーステアリング装置において、前記連結部を、ピニオンハウジングの端部内周面に形成された周溝内、及び、前記ピニオンハウジングの端部に内嵌されるラックハウジングの端部外周面に形成された周溝内に配設された弾性材料製のＯリングからなるものとすることができる。この場合、弾性材料で作製されたＯリングによって、ラックハウジングのラジアル方向の変位を許容することができ、当該ラックハウジングとラック軸との相対角度差を極力小さくすることができる。その結果、ラック軸とボールナットとの相対角度差が小さくなる。また、当該弾性材料製のＯリングによって、ラックハウジングの端部外周面とピニオンハウジングの端部内周面との間をシールすることができる。弾性材料製のＯリングは、ラックハウジングとピニオンハウジング間の弾性支持とシールを兼用するので、連結部の構造が簡単であり、必要な部材点数を減らすことができる。
【００１８】
（９）前記（１）〜（４）の電動パワーステアリング装置において、前記連結部を、ピニオンハウジングの端部内周面と、前記ピニオンハウジングの端部に内嵌されるラックハウジングの端部外周面とに係止されたバネ体と、ラックハウジングの外周面において前記バネ体よりもラックハウジング側に形成された周溝内に配設された弾性材料製のＯリングとからなるものとすることができる。この場合、ピニオンハウジングの端部内周面と、前記ピニオンハウジングの端部に内嵌されるラックハウジングの端部外周面とに係止されたバネ体によって、ラックハウジングからのスラスト方向の力を伝達しつつ、当該ラックハウジングからのラジアル方向の変位を許容することができ、当該ラックハウジングとラック軸との相対角度差を極力小さくすることができる。その結果、ラック軸とボールナットとの相対角度差が小さくなる。また、前記バネ体によって、ラックハウジングとピニオンハウジングとが互いに軸方向に離間するのを規制することができる。さらに、弾性材料製のＯリングによって、ラックハウジングの端部外周面とピニオンハウジングの端部内周面との間をシールすることができる。
【００１９】
（１０）前記（９）の電動パワーステアリング装置において、前記バネ体が、一端側が他端側よりも径小にされた短円筒形状を呈しており、
一端側には径内方向に延設された内係止片が形成されるとともに他端側には径外方向に延設された外係止片が形成され、
前記内係止片が、前記ラックハウジングの外周面において前記Ｏリングよりも端部側に形成された周溝と係合し、前記外係止片が前記ピニオンハウジングの内周面に形成された周溝と係合するものとすることができる。
【００２０】
（１１）前記（１）〜（４）の電動パワーステアリング装置において、前記連結部を、前記ピニオンハウジングの端部内周面と、前記ピニオンハウジングの端部に内嵌されるラックハウジングの端部外周面と加硫接着してなるゴム体からなるものとすることができる。この場合、加硫接着されたゴム体によって、ラックハウジングのラジアル方向の変位を許容することができ、当該ラックハウジングとラック軸との相対角度差を極力小さくすることができる。その結果、ラック軸とボールナットとの相対角度差が小さくなる。また、かかるゴム体によって、ラックハウジングの端部外周面とピニオンハウジングの端部内周面との間をシールすることができる。さらに、ゴム体は、ピニオンハウジングの端部内周面と、前記ピニオンハウジングの端部に内嵌されるラックハウジングの端部外周面とに加硫接着しているので、ラックハウジングとピニオンハウジングとが互いに軸方向に離間するのを規制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、ボールねじ機構を備えたラックパラレルタイプの電動パワーステアリング装置において、ラジアル荷重によるボールナットとラック軸との相対角度差を小さくして、ボールの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の電動パワーステアリング装置の一実施の形態の模式図である。
【図２】図１に示される電動パワーステアリング装置の要部説明図である。
【図３】軸受ハウジング側のマウント部の拡大説明図である。
【図４】（ａ）はラックハウジングとピニオンハウジングの連結部の説明図であり、（ｂ）は弾性リングの説明図である。
【図５】ラックハウジングとピニオンハウジングの連結部の他の例の説明図である。
【図６】ラックハウジングとピニオンハウジングの連結部の更に他の例の説明図である。
【図７】ラックハウジングとピニオンハウジングの連結部の更に他の例の説明図である。
【図８】従来の電動パワーステアリング装置の要部説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の電動パワーステアリング装置の実施の形態を詳細に説明する。
〔電動パワーステアリング装置の全体構成〕
図１は、本発明の一実施の形態に係る電動パワーステアリング装置Ｐの模式図であり、図２は、図１に示される電動パワーステアリング装置Ｐの要部説明図である。電動パワーステアリング装置Ｐは、モータの回転軸がラック軸と平行に配設されているラックパラレルタイプのものであり、ドライバにより操舵されるステアリングホイール１と、このステアリングホイール１の操舵に連動して転舵輪２を転舵させる操舵機構３と、ドライバによる操舵の補助を行う操舵補助機構４と、ステアリングホイール１と操舵機構３とを連結し、当該ステアリングホイール１の回動を操舵機構３に伝達するステアリングシャフト５及び中間軸６とを備えている。
【００２４】
ステアリングシャフト５は、筒状のステアリングコラム７内を挿通しており、当該ステアリングコラム７内で回転可能に支持されている。ステアリングシャフト５の一端（上端）はステアリングホイール１に連結されており、他端（下端）は中間軸６に連結されている。ステアリングコラム７は、ブラケット８によって車体の一部９に固定されている。
動力伝達軸としての中間軸６の一端（上端）は、第１の継手１０を介して前記ステアリングシャフト５に連結されており、他端（下端）は、第２の継手１１を介して操舵機構３に連結されている。
【００２５】
操舵機構３は、入力軸としてのピニオン軸１２と、出力軸としてのラック軸１３とを備えている。前記中間軸６は、ピニオン軸１２に連結されており、ステアリングホイール１の回動は、前記ステアリングシャフト５及び中間軸６を介してピニオン軸１２に伝達される。これにより、ピニオン軸１２が回動する。ピニオン軸１２の回動は、後述するピニオンとラック軸１３との噛み合いにより当該ラック軸１３の軸方向の移動に変換され、その結果、ラック軸１３に連結された転舵輪２が転舵される。
【００２６】
ピニオン軸１２は、前記中間軸６に第２の継手１１を介して連結された入力軸１４と、この入力軸１４にトーションバー１５を介して連結された出力軸１６と、この出力軸１６の端部（下端）に形成されたピニオン１７とを備えている。入力軸１４及び出力軸１６は、トーションバー１５を介して同一直線上において相対回転可能に連結されている。これにより、ステアリングホイール１の回動により入力軸１４にその軸線廻りの回転トルクが入力されると、トーションバー１５が、弾性ねじり変形しつつ当該回転トルクを出力軸１６に伝達する。
【００２７】
トーションバー１５の周囲にはトルクセンサ１８が配設されており、このトルクセンサ１８は、入力軸１４及び出力軸１６間の相対回転変位量に基づいてドライバによる操舵トルクを検出するように構成されている。トルクセンサ１８により検出された操舵トルクは、車両に装備されているＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１９に入力される。
【００２８】
ラック軸１３は、車両進行方向に直交する水平方向に沿って延設されている。ラック軸１３の軸方向の途中部分には、前記ピニオン軸１２のピニオン１７と対をなすラック２０が形成されている。このラック２０とピニオン１７との噛み合いによって、ピニオン軸１２の回動がラック軸１３の軸方向の移動に変換される。
【００２９】
電動パワーステアリング装置Ｐは、その構成部材を収容したり、当該構成部材を車体に支持したりするためのハウジングを備えており、このハウジングは、ピニオン軸１２を収容するピニオンハウジング３０と、主にラック軸１３を収容するラックハウジング３１と、後述する軸受装置を主に収容する軸受ハウジング３２とを含んでいる。
【００３０】
本実施の形態におけるピニオンハウジング３０は、ピニオン軸１２を回転可能に支持しており、マウント部により車体の一部（図示せず）に強固に（リジッドに）固定されている。すなわち、車体に対して移動不可に固定されている。なお、ピニオンハウジング３０は、車体の一部に対して多少の変位可能なように支持させることもできる。
【００３１】
ラックハウジング３１は、略円筒形状を呈しており、ラック軸１３のラック２０の一部及び後述する減速機構を収容している。また、軸受ハウジング３２は、後述する軸受装置及びボールねじ軸を主に収容しており、マウント部３４により車体の一部（図示せず）にラジアル及びスラスト方向に移動可能なように弾性支持されている。ラックハウジング３１と、軸受ハウジング３２とは、ボルトにより一体化されており、両者は一体となって変位（移動）するように構成されている。
【００３２】
図３は、軸受ハウジング３２側の前記マウント部３４の拡大説明図である。車体の一部に固定された固定突起３４ａが、４つに分割された弾性体３４ｂを介してマウント部３４の孔３４ｃ内に挿入されている。固定突起３４ａは、鉄などの金属で作製された筒体からなり、周方向において等間隔で径外方向に突出する４つの凸部３４ｄ１、３４ｄ２、３４ｄ３、３４ｄ４を有している。各凸部３４ｄ１、３４ｄ２、３４ｄ３、３４ｄ４は、弾性体３４ｂに支持されるとともに、その一部分は、若干のスペースＳを介して前記孔３４ｃの内壁面と対向している。対向する一対の凸部３４ｄ１及び３４ｄ３は、ラック軸１３のラジアル方向に沿って位置しており、対向する一対の凸部３４ｄ２及び３４ｄ４は、ラック軸１３のスラスト方向に沿って位置している。
【００３３】
マウント部３４は、前記弾性体３４ｂを介して車体の一部に固定された固定突起３４ａに支持されるので、ラジアル方向及びスラスト方向に移動可能である。一方、過大な変位に対しては、若干のスペースＳを介して前記孔３４ｃの内壁面と対向する凸部３４ｄ１、３４ｄ２、３４ｄ３、３４ｄ４がストッパ部として機能する。すなわち、ラック軸１３に過大なラジアル荷重が作用した場合には、前記凸部３４ｄ１及び３４ｄ３が、対向する孔３４ｃの内壁面と当接することで、軸受ハウジング３２の所定範囲を超える移動を規制することができる。また、ラック軸１３に過大なスラスト荷重が作用した場合には、前記凸部３４ｄ２及び３４ｄ４が、対向する孔３４ｃの内壁面と当接することで、軸受ハウジング３２の所定範囲を超える移動を規制することができる。その結果、軸受ハウジング３２と一体化されたラックハウジング３１とピニオンハウジング３０とを連結する連結部の弾性体の損傷を防ぐことができる。
【００３４】
ピニオンハウジング３０、ラックハウジング３１及び軸受ハウジング３２は、例えばアルミニウムにより作製することができ、ラック軸１３の一部が配置される円柱状の空間を形成している。ラック軸１３は、その一部が前記円柱状の空間内に配置された状態で、その軸方向に往復動可能にされている。
【００３５】
ラック軸１３の両端部は、それぞれ前記ピニオンハウジング３０及び軸受ハウジング３２から突出している。ピニオンハウジング３０及び軸受ハウジング３２から突出したラック軸１３の両端部に、それぞれタイロッド３５及びナックルアーム（図示せず）を介して転舵輪２が連結されている。
【００３６】
操舵補助機構４は、操舵トルクなどに応じた操舵補助力を操舵機構３に与えるものであり、操舵補助用の電動モータ４０と、この電動モータ４０の動力を操舵機構３のラック軸１３に伝達するための伝達機構４１とを備えている。電動モータ４０は、その回転軸４０ａがラック軸１３の長手方向軸と平行になるように前記ラックハウジング３１の周囲において当該ラックハウジング３１に近接して配置されている。
【００３７】
伝達機構４１は、電動モータ４０の回転を減速させてラック軸１３に伝達する減速機構４２と、この減速機構４２から伝達された回転をラック軸１３の軸方向移動に変換するための変換機構としてのボールねじ機構４３とを含んでいる。
【００３８】
減速機構４２は、本実施の形態においては、前記電動モータ４０の回転軸４０ａに連結された駆動プーリ４４と、この駆動プーリ４４からベルト４５を介して動力が伝達される従動プーリ４６とを備えている。従動プーリ４６は、後述するボールナット４７に外嵌されており、電動モータ４０の回転は、駆動プーリ４４、ベルト４５及び従動プーリ４６を介して減速されてボールナット４７に伝達される。
【００３９】
ボールねじ機構４３は、ラック軸１３の一端側（図１〜２において左側）に設けられ、当該ラック軸１３と同軸のボールねじ軸４８と、このボールねじ軸４８と対のボールナット４７と、前記ボールねじ軸４８とボールナット４７との間に配設された複数のボールとを備えている。
【００４０】
ボールナット４７の外周には、内輪６０、外輪６１及び両輪間に転動自在に配設された複数のボール６２からなる軸受装置６３が配設されている。軸受装置６３は、ロックねじ６４によって、内輪６０がボールナット４７に外嵌されるように前記軸受ハウジング３２内に収容、固定されている。
【００４１】
ドライバによりステアリングホイール１が操舵されると、トーションバー１５の周囲に配設されたトルクセンサ１８によって操舵トルクが検出され、検出された操舵トルクはＥＣＵ１９に入力される。このＥＣＵ１９は、入力された検出結果や、図示しない車速センサから入力される車速などに基づいて電動モータ４０の駆動を制御する。これにより、操舵トルクや車速などに基づく動力が電動モータ４０から出力される。出力された動力は、伝達機構４１を構成する減速機構４２及びボールねじ機構４３により、操舵補助力としてラック軸１３に伝達され、ドライバの操舵が補助される。
【００４２】
〔連結部の構成〕
本実施の形態では、ラックハウジング３１とピニオンハウジング３０とが連結部７０によって、ラジアル方向に変位可能に連結されている。
図４の（ａ）は、図１〜２に示される電動パワーステアリング装置Ｐにおける連結部７０の説明図であり、同（ｂ）は弾性リングの説明図である。連結部７０は、ピニオンハウジング３０の端部に内嵌されるラックハウジング３１の端部外周に配設される弾性リング７１と、前記ピニオンハウジング３０の内周面３０ａに固定され、前記弾性リング７１のラックハウジング側の側面７１ａと当接するＣ型の止め輪７２とを備えている。このＣ型の止め輪７２は、略Ｃ字状をなし、金属材で形成され、ピニオンハウジング３０の内周面に形成された環状溝３０ｂ内に装着される。
【００４３】
ラックハウジング３１の一端部（図４において右側端部）には、径外方向に突出する段部３１ａが形成されており、この段部３１ａよりも、ラックハウジング３１の他端部側の外周面３１ｂには浅い周溝３１ｃが形成されている。また、この周溝３１ｃに対向して、ピニオンハウジング３０の内周面３０ａにも同じく浅い周溝３０ｃが形成されている。ゴムなどの弾性材料で作製された弾性リング７１は、前記周溝３０ｃ及び周溝３１ｃ内に配設されている。
【００４４】
図４に示される連結部７０では、ラックハウジング３１の端部外周に配設される弾性リング７１によってラックハウジング３１のラジアル方向の変位を許容することができ、当該ラックハウジング３１とラック軸１３との相対角度差を極力小さくすることができる。その結果、ラック軸１３とボールナット４７との相対角度差が小さくなる。また、弾性リング７１のラックハウジング側の側面７１ａと当接する止め輪７２及び前記段部３１ａによって、ラックハウジング３１とピニオンハウジング３０とが互いに軸方向に離間するのを規制することができる。
【００４５】
本実施の形態では、図４の（ｂ）に示されるように、弾性リング７１の外周面７１ｂ及び内周面７１ｃに周方向に沿ってシール用の凸条７３が形成されている。このシール用の凸条７３は、長手方向に垂直な断面形状がほぼ半円形であり、その頂点が前記周溝３０ｃ及び周溝３１ｃの底面に押圧される。これにより、ラックハウジング３１の端部外周面とピニオンハウジング３０の端部内周面との間をシールすることができる。
【００４６】
図５は、本発明における連結部の他の例の説明図である。図５に示される連結部１７０は、ピニオンハウジング１３０の端部に内嵌されるラックハウジング１３１の端部外周に配設される弾性リング１７１と、前記ピニオンハウジング１３０の内周面１３０ａに固定され、前記弾性リング１７１のラックハウジング側の側面１７１ａと当接するＣ型の止め輪１７２と、Ｏリング１７３とを備えている。Ｃ型の止め輪１７２は、略Ｃ字状をなし、金属材で形成され、ピニオンハウジング１３０の内周面に形成された環状溝１３０ｂ内に装着される。
【００４７】
ラックハウジング１３１の一端部（図５において右側端部）には、径外方向に突出する段部１３１ａが形成されており、この段部１３１ａの周面に形成された周溝１３１ｄ内に前記Ｏリング１７３が配設されている。また、前記段部１３１ａよりも、ラックハウジング１３１の他端部側の外周面１３１ｂには浅い周溝１３１ｃが形成されており、この周溝１３１ｃに対向して、ピニオンハウジング１３０の内周面１３０ａにも同じく浅い周溝１３０ｃが形成されている。ゴムなどの弾性材料で作製された弾性リング１７１は、前記周溝１３０ｃ及び周溝１３１ｃ内に配設されている。
【００４８】
図５に示される連結部１７０では、ラックハウジング１３１の端部外周に配設される弾性リング１７１によってラックハウジング１３１のラジアル方向の変位を許容することができ、当該ラックハウジング１３１とラック軸１３との相対角度差を極力小さくすることができる。その結果、ラック軸１３とボールナット４７との相対角度差が小さくなる。また、弾性リング１７１のラックハウジング側面１７１ａと当接する止め輪１７２によって、ラックハウジング１３１とピニオンハウジング１３０とが互いに軸方向に離間するのを規制することができる。さらに、ラックハウジング１３１の外周面に配設されたＯリング１７３よって、ラックハウジング１３１の端部外周面とピニオンハウジング１３０の端部内周面との間をシールすることができる。
【００４９】
図６は、本発明における連結部のさらに他の例の説明図である。図６に示される連結部は、ピニオンハウジング２３０の端部内周面に形成された周溝２３０ａ、及び、前記ピニオンハウジング２３０の端部に内嵌されるラックハウジング２３１の端部外周面に形成された周溝２３１ａ内に配設された、ゴムなどの弾性材料製のＯリング２７０からなっている。本実施の形態では、弾性材料製のＯリング２７０によって、ラックハウジング２３１のラジアル方向の変位を許容することができ、当該ラックハウジング２３１とラック軸１３との相対角度差を極力小さくすることができる。その結果、ラック軸１３とボールナット４７との相対角度差が小さくなる。また、当該弾性材料製のＯリング２７０によって、ラックハウジング２３１の端部外周面とピニオンハウジング２３０の端部内周面との間をシールすることができる。弾性材料製のＯリング２７０は、ラックハウジング２３１とピニオンハウジング２３０間の弾性支持とシールを兼用するので、連結部の構造が簡単であり、必要な部材点数を減らすことができる。
【００５０】
図７は、本発明における連結部のさらに他の例の説明図である。図７に示される連結部３７０は、ピニオンハウジング３３０の端部内周面３３０ａと、前記ピニオンハウジング３３０の端部に内嵌されるラックハウジング３３１の端部外周面３３１ａとに係止されたバネ体３７１と、ラックハウジング３３１の外周面３３１ａにおいて前記バネ体３７１よりもラックハウジング側に形成された周溝３３１ｂ内に配設された、ゴムなどの弾性材料製のＯリング３７２とからなっている。
【００５１】
前記バネ体３７１は、一端側（図７において左側）が他端側よりも径小にされた短円筒形状を呈しており、一端側には径内方向に延設された内係止片３７１ａが形成されるとともに他端側には径外方向に延設された外係止片３７１ｂが形成されている。前記内係止片３７１ａは、前記ラックハウジング３３１の外周面３３１ａにおいて前記Ｏリング３７２よりも端部側に形成された周溝３３１ｃと係合し、前記外係止片３７１ｂは、前記ピニオンハウジング３３０の内周面３３０ａに形成された周溝３３０ｂと係合している。
【００５２】
図７に示される連結部３７０では、ピニオンハウジング３３０の端部内周面と、ラックハウジング３３１の端部外周面とに係止されたバネ体３７１によって、ラックハウジング３３１からのスラスト方向の力を伝達しつつ、当該ラックハウジング３３１からのラジアル方向の変位を許容することができ、当該ラックハウジング３３１とラック軸１３との相対角度差を極力小さくすることができる。その結果、ラック軸１３とボールナット４７との相対角度差が小さくなる。また、前記バネ体３７１によって、ラックハウジング３３１とピニオンハウジング３３０とが互いに軸方向に離間するのを規制することができる。さらに、弾性材料製のＯリング３７２によって、ラックハウジング３３１の端部外周面とピニオンハウジング３３０の端部内周面との間をシールすることができる。
【００５３】
前述した実施の形態では、ラックハウジングの回転中心とラック軸の回転中心が近いため、相対角度差を小さくすることができる。
【００５４】
〔その他の変形例〕
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、前述した実施の形態では、ラックハウジングを、ピニオンハウジングに対してラジアル方向に変位可能に連結する連結部として、弾性体やＯリングを採用しているが、ピニオンハウジングの端部内周面と、ラックハウジングの端部外周面とをゴムで加硫接着することにより連結部を構成することができる。この場合、加硫接着されたゴム体によって、ラックハウジングのラジアル方向の変位を許容することができ、当該ラックハウジングとラック軸との相対角度差を極力小さくすることができる。その結果、ラック軸とボールナットとの相対角度差が小さくなる。また、かかるゴム体によって、ラックハウジングの端部外周面とピニオンハウジングの端部内周面との間をシールすることができる。さらに、ゴム体は、ピニオンハウジングの端部内周面と、前記ピニオンハウジングの端部に内嵌されるラックハウジングの端部外周面とに加硫接着しているので、ラックハウジングとピニオンハウジングとが互いに軸方向に離間するのを規制することができる。
【００５５】
また、前述した実施の形態では、減速機構として駆動プーリ、従動プーリ及び両プーリ間に張設されるベルトからなる機構を採用しているが、複数のギヤからなる減速機構を用いることもできる。
また、前述した実施の形態では、軸受ハウジングのラジアル方向及びスラスト方向の変位を規制するストッパ部が設けられているが、いずれか一方向の変位を規制するストッパ部も設けることもできる。
【符号の説明】
【００５６】
１：ステアリングホイール、２：転舵輪、３：操舵機構、４：操舵補助機構、５：ステアリングシャフト、６：中間軸、７：ステアリングコラム、８：ブラケット、１０：第１の継手、１１：第２の継手、１２：ピニオン軸、１３：ラック軸、１４：入力軸、１５：トーションバー、１６：出力軸、１７：ピニオン、１８：トルクセンサ、１９：ＥＣＵ、２０：ラック、３０：ピニオンハウジング、３１：ラックハウジング、３２：軸受ハウジング、３４：マウント部、３５：タイロッド、４０：電動モータ、４０ａ：回転軸、４１：伝達機構、４２：減速機構、４３：ボールねじ機構、４４：駆動プーリ、４５：ベルト、４６：従動プーリ、４７：ボールナット、４８：ボールねじ軸、６０：内輪、６１：外輪、６２：ボール、６３：軸受装置、６４：ロックねじ、１７０：連結部、１７１：弾性リング、１７２：止め輪、１７３：Ｏリング、２７０：Ｏリング、３７０：連結部
【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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