(57)【要約】【課題】操舵トルクの変化に追従した補助トルクを転舵機構へ迅速に付加するとともに、補助トルク伝達応答性の過大による影響を排除すること。【解決手段】コラムシャフト２２と、該コラムシャフトに自在継手２３，２４及びインターミディエイトシャフト２５を介して連結される転舵機構６１と、ステアリングホイール２１に生じた操舵トルクを検出するトルクセンサ６５と、該トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づき補助トルクを発生して該転舵機構に付加する補助トルク機構７０とを含む、車両用パワーステアリング装置１０である。該トルクセンサは、該コラムシャフトを支持するためのステアリングコラム４１に配置されている。該補助トルク機構は、該転舵機構を収納するためのハウジング６２に配置されている。該ハウジングは、車体４２に直接に又は該車体にサブフレーム９１を介してフローティング支持されている。【選択図】図１
2016002791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに連結されるコラムシャフトと、該コラムシャフトに自在継手及びインターミディエイトシャフトを介して連結される転舵機構と、前記ステアリングホイールに生じた操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づき補助トルクを発生して前記転舵機構に付加する補助トルク機構とを含む、車両用パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサは、前記コラムシャフトを回転可能に支持するためのステアリングコラムに配置され、
前記補助トルク機構は、前記転舵機構を収納するためのハウジングに配置され、
該ハウジングは、車体に対し直接にフローティング支持され、又は該車体に対しサブフレームを介してフローティング支持されていることを特徴とする車両用パワーステアリング装置。
【請求項２】
ステアリングホイールに連結されるコラムシャフトと、該コラムシャフトに自在継手及びインターミディエイトシャフトを介して連結される転舵機構と、前記ステアリングホイールに生じた操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づき補助トルクを発生して前記転舵機構に付加する補助トルク機構とを含む、車両用パワーステアリング装置において、
前記インターミディエイトシャフトは、
筒状の外軸と、該外軸内に軸方向へのスライド可能且つ互いにトルク伝達可能に組み合わされた内軸とを、基本構成とするとともに、前記外軸と前記内軸との、互いの接触面のなかの、少なくともいずれか一方の接触面が、樹脂の面とされた樹脂製スライダ構造、
筒状の外軸と、該外軸内に軸方向へのスライド可能且つ互いにトルク伝達可能に組み合わされた内軸とを、基本構成とするとともに、前記外軸の内面と前記内軸の外面との間に複数のボールを介在したボールスライダ構造、
軸長手方向に分割された一対の軸同士がラバーカップリングによって連結された、ラバーカップリング構造の、いずれか１つを有しており、
前記トルクセンサは、前記コラムシャフトを回転可能に支持するためのステアリングコラムに配置され、
前記補助トルク機構は、前記転舵機構を収納するためのハウジングに配置されていることを特徴とする車両用パワーステアリング装置。
【請求項３】
ステアリングホイールに連結されるコラムシャフトと、該コラムシャフトに自在継手及びインターミディエイトシャフトを介して連結される転舵機構と、前記ステアリングホイールに生じた操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づき補助トルクを発生して前記転舵機構に付加する補助トルク機構とを含む、車両用パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサは、前記コラムシャフトを回転可能に支持するためのステアリングコラムに配置され、
前記補助トルク機構は、前記補助トルクを発生する電動モータと、該電動モータから前記転舵機構へ前記補助トルクを伝えるウォームギヤ機構とを含み、
該ウォームギヤ機構は、前記電動モータのモータ軸に軸継手によって連結されたウォーム軸と、該ウォーム軸に設けられたウォームと、該ウォームに噛み合うウォームホイールと、該ウォームホイールの歯と前記ウォームの歯との間のバックラッシを調整するための調整機構とから成り、
前記軸継手は、弾性部材を介在した、たわみ継手によって構成され、
前記電動モータ及び前記ウォームギヤ機構は、前記転舵機構を収納するためのハウジングに配置されていることを特徴とする車両用パワーステアリング装置。
【請求項４】
ステアリングホイールに連結されるコラムシャフトと、該コラムシャフトに自在継手及びインターミディエイトシャフトを介して連結される転舵機構と、前記ステアリングホイールに生じた操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づき補助トルクを発生して前記転舵機構に付加する補助トルク機構とを含む、車両用パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサは、前記コラムシャフトを回転可能に支持するためのステアリングコラムに配置され、
前記補助トルク機構は、前記補助トルクを発生する電動モータと、該電動モータから前記転舵機構へ前記補助トルクを伝えるウォームギヤ機構とを含み、
該ウォームギヤ機構は、前記電動モータのモータ軸に軸継手によって連結されたウォーム軸と、該ウォーム軸に設けられたウォームと、該ウォームに噛み合うウォームホイールと、前記ウォーム軸の両端部を支持する一対の軸受とから成り、
該一対の軸受と前記ウォームとの間には、前記ウォーム軸に軸方向の付勢力を付加するための一対の付勢部材が介在し、
前記電動モータ及び前記ウォームギヤ機構は、前記転舵機構を収納するためのハウジングに配置されていることを特徴とする車両用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、操舵トルクに応じた補助トルクを転舵機構に付加する車両用パワーステアリング装置の改良された技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用パワーステアリング装置のなかには、電動パワーステアリング装置がある。該電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに生じる操舵トルクをトルクセンサによって検出し、該操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータが発生し、該操舵トルクに補助トルクを付加することによって、運転者の負担を軽減するものである。該電動パワーステアリング装置は、特許文献１などが知られている。
【０００３】
特許文献１で知られている技術は、ステアリングホイールに連結されるコラムシャフトと、該コラムシャフトに自在継手及び連結軸を介して連結される転舵機構と、該ステアリングホイールに生じた操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づき補助トルクを発生して該転舵機構に付加する補助トルク機構とから成る。
【０００４】
該転舵機構は、該連結軸に自在継手を介して連結されるピニオン軸と、該ピニオン軸にラックアンドピニオン機構によって連結されるラック軸と、該ラック軸の両端に連結される左右のタイロッドとから成る。該ラック軸がスライドすることによって、左右の操舵輪を操舵することができる。
【０００５】
該補助トルク機構は、該補助トルクを発生する電動モータと、該電動モータから該ラック軸へ該補助トルクを付加するボールねじ機構と、該電動モータを制御する制御部とから成る。
【０００６】
該制御部は、該トルクセンサによって検出された補助トルクを入力とし、該電動モータが発生する該補助トルクを出力として、入出力特性のゲインを電気的に制御している。そして、該制御部は、該ゲインが必要以上に高くならないように制御することによって、該補助トルク機構の動作を安定させている。
【０００７】
しかし、該トルクセンサは、該ピニオン軸に設けられている。このため、該自在継手の固有の特性の影響、例えば、該ステアリングホイールから該ピニオン軸へ伝わる操舵トルクの伝達遅れ（トルク伝達の応答性）の影響を受ける。ステアリングホイールに生じた該操舵トルクを、該トルクセンサによって時間遅れなく検出する、つまり検出応答性を高めることが求められる。該操舵トルクの変化に追従した該補助トルクを、該補助トルク機構から該転舵機構へ迅速に付加するには、改良の余地がある。
【０００８】
しかも、該トルクセンサによる検出応答性を、単に高めるだけでは、該操舵トルクの変化に追従した該補助トルクを、該補助トルク機構から該転舵機構へ付加する応答性、いわゆる補助トルク伝達応答性が過大になる心配がある。該補助トルク伝達応答性が過大な場合、つまり、感度が良すぎる場合には、該操舵トルクの変化に対して、該転舵機構に付加する該補助トルクの変動タイミングが早過ぎることになる。
【０００９】
例えば、操舵トルクが大きくなった瞬間に補助トルクが大きくなると、その瞬間に該操舵トルクは軽減される。該操舵トルクが軽減されただけ、その瞬間に補助トルクが減少する。このように、該補助トルクが頻繁に変動する。運転者にとって、あたかもステアリングホイールが発振しているように感じることになる。車両用パワーステアリング装置では、補助トルク伝達応答性の過大による影響を、極力排除することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３０５８３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、操舵トルクの変化に追従した該補助トルクを、補助トルク機構から転舵機構へ迅速に付加することができ、しかも、補助トルク伝達応答性の過大による影響を極力排除することができる技術を、提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、ステアリングホイールに連結されるコラムシャフトと、該コラムシャフトに自在継手及びインターミディエイトシャフトを介して連結される転舵機構と、前記ステアリングホイールに生じた操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づき補助トルクを発生して前記転舵機構に付加する補助トルク機構とを含む、車両用パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサは、前記コラムシャフトを回転可能に支持するためのステアリングコラムに配置され、前記補助トルク機構は、前記転舵機構を収納するためのハウジングに配置され、該ハウジングは、車体に対し直接にフローティング支持され、又は該車体に対しサブフレームを介してフローティング支持されていることを特徴とする車両用パワーステアリング装置が提供される。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、ステアリングホイールに連結されるコラムシャフトと、該コラムシャフトに自在継手及びインターミディエイトシャフトを介して連結される転舵機構と、前記ステアリングホイールに生じた操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づき補助トルクを発生して前記転舵機構に付加する補助トルク機構とを含む、車両用パワーステアリング装置において、前記インターミディエイトシャフトは、次の３つの構造のいずれか１つを有している。
第１は、筒状の外軸と、該外軸内に軸方向へのスライド可能且つ互いにトルク伝達可能に組み合わされた内軸とを、基本構成とするとともに、前記外軸と前記内軸との、互いの接触面のなかの、少なくともいずれか一方の接触面が、樹脂の面とされた樹脂製スライダ構造である。
第２は、筒状の外軸と、該外軸内に軸方向へのスライド可能且つ互いにトルク伝達可能に組み合わされた内軸とを、基本構成とするとともに、前記外軸の内面と前記内軸の外面との間に複数のボールを介在したボールスライダ構造である。
第３は、軸長手方向に分割された一対の軸同士がラバーカップリングによって連結された、ラバーカップリング構造である。
前記トルクセンサは、前記コラムシャフトを回転可能に支持するためのステアリングコラムに配置され、前記補助トルク機構は、前記転舵機構を収納するためのハウジングに配置されていることを特徴とする車両用パワーステアリング装置が提供される。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、ステアリングホイールに連結されるコラムシャフトと、該コラムシャフトに自在継手及びインターミディエイトシャフトを介して連結される転舵機構と、前記ステアリングホイールに生じた操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づき補助トルクを発生して前記転舵機構に付加する補助トルク機構とを含む、車両用パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサは、前記コラムシャフトを回転可能に支持するためのステアリングコラムに配置され、前記補助トルク機構は、前記補助トルクを発生する電動モータと、該電動モータから前記転舵機構へ前記補助トルクを伝えるウォームギヤ機構とを含み、該ウォームギヤ機構は、前記電動モータのモータ軸に軸継手によって連結されたウォーム軸と、該ウォーム軸に設けられたウォームと、該ウォームに噛み合うウォームホイールと、該ウォームホイールの歯と前記ウォームの歯との間のバックラッシを調整するための調整機構とから成り、前記軸継手は、弾性部材を介在した、たわみ継手によって構成され、前記電動モータ及び前記ウォームギヤ機構は、前記転舵機構を収納するためのハウジングに配置されていることを特徴とする車両用パワーステアリング装置が提供される。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、ステアリングホイールに連結されるコラムシャフトと、該コラムシャフトに自在継手及びインターミディエイトシャフトを介して連結される転舵機構と、前記ステアリングホイールに生じた操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づき補助トルクを発生して前記転舵機構に付加する補助トルク機構とを含む、車両用パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサは、前記コラムシャフトを回転可能に支持するためのステアリングコラムに配置され、前記補助トルク機構は、前記補助トルクを発生する電動モータと、該電動モータから前記転舵機構へ前記補助トルクを伝えるウォームギヤ機構とを含み、該ウォームギヤ機構は、前記電動モータのモータ軸に軸継手によって連結されたウォーム軸と、該ウォーム軸に設けられたウォームと、該ウォームに噛み合うウォームホイールと、前記ウォーム軸の両端部を支持する一対の軸受とから成り、該一対の軸受と前記ウォームとの間には、前記ウォーム軸に軸方向の付勢力を付加するための一対の付勢部材が介在し、前記電動モータ及び前記ウォームギヤ機構は、前記転舵機構を収納するためのハウジングに配置されていることを特徴とする車両用パワーステアリング装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明では、トルクセンサは、コラムシャフトを回転可能に支持するためのステアリングコラムに配置されている。つまり、該トルクセンサは、ステアリングホイールから操舵車輪に至るステアリング系のなかの、自在継手よりも操舵トルク上流（ステアリングホイール寄り）に配置されている。このため、該トルクセンサは、該自在継手の固有の特性の影響、例えば、該ステアリングホイールから転舵機構へ伝わる操舵トルクの伝達遅れ（トルク伝達の応答性）の影響を受けない。この結果、該トルクセンサによって該操舵トルクを検出する検出精度を、高めることができる。しかも、ステアリングホイールに生じた該操舵トルクを、該トルクセンサによって時間遅れなく検出する、つまり検出応答性を高めることができる。
【００１７】
さらに、請求項１に係る発明では、補助トルク機構は、転舵機構を収納するためのハウジングに配置されている。つまり、該補助トルク機構が発生する補助トルクは、該ステアリング系のなかの、左右の操舵車輪の近くに付加される。このため、該補助トルク機構から該転舵機構へ伝わる補助トルクの、トルク伝達損失を低減できる。しかも、該補助トルクは、該ステアリング系のなかの、該自在継手よりも操舵トルク下流に付加される。このため、該自在継手の固有の特性（例えば、トルク伝達の応答性）の影響を受けない。この結果、該補助トルク機構から該転舵機構への、補助トルクの伝達の応答性を高めることができる。
【００１８】
このように、該トルクセンサによる操舵トルクの検出精度及び検出応答性が高まるとともに、該補助トルク機構から転舵機構への補助トルクの伝達応答性が高まる。この結果、ステアリングホイールに生じた該操舵トルクの変化に追従した、正確な該補助トルクを、該補助トルク機構から該転舵機構へ迅速に付加して、運転者による操舵トルクをきめ細かく補助することができる。
【００１９】
さらに、請求項１に係る発明では、該補助トルク機構は、該転舵機構を収納するためのハウジングに配置されている。該ハウジングは、車体に対し直接にフローティング支持され、又は該車体に対しサブフレームを介してフローティング支持されている。左右の操舵車輪の操舵に伴い、該左右の操舵車輪には路面からの反力、つまり路面反力が発生する。該路面反力が大きいほど、大きい操舵トルクが必要である。しかし、該路面反力は、該左右の操舵車輪から該転舵機構を介して該ハウジングにも作用する。該ハウジングは、該路面反力の大きさに応じて、車体に対し若干変位し得る。該ハウジングが変位する分、該操舵トルクの変化に微小な遅れ時間が発生する。この結果、該補助トルク伝達応答性が過大な場合であっても、過敏に応答しないように緩和することができる。
【００２０】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明では、該操舵トルクの変化に追従した正確な該補助トルクを、該補助トルク機構から該転舵機構へ迅速に付加して、運転者の操舵トルクをきめ細かく補助することができる。しかも、該補助トルク伝達応答性の過大による影響を極力排除して、車両用パワーステアリング装置の補助トルク付加機能を、十分に安定化することができる。従って、運転者がステアリングホイールを操舵する際の、操舵フィーリングを高めることができる。さらには、該補助トルク付加機能が十分に安定するので、車両のコーナリング等の旋回走行時に、該車両の挙動の安定化を図ることができる。
【００２１】
請求項２に係る発明では、トルクセンサは、コラムシャフトを回転可能に支持するためのステアリングコラムに配置されている。つまり、該トルクセンサは、ステアリングホイールから操舵車輪に至るステアリング系のなかの、自在継手よりも操舵トルク上流（ステアリングホイール寄り）に配置されている。このため、該トルクセンサは、該自在継手の固有の特性の影響、例えば、該ステアリングホイールから転舵機構へ伝わる操舵トルクの伝達遅れ（トルク伝達の応答性）の影響を受けない。この結果、該トルクセンサによって該操舵トルクを検出する検出精度を、高めることができる。しかも、ステアリングホイールに生じた該操舵トルクを、該トルクセンサによって時間遅れなく検出する、つまり検出応答性を高めることができる。
【００２２】
さらに、請求項２に係る発明では、補助トルク機構は、転舵機構を収納するためのハウジングに配置されている。つまり、該補助トルク機構が発生する補助トルクは、該ステアリング系のなかの、左右の操舵車輪の近くに付加される。このため、該補助トルク機構から該転舵機構へ伝わる補助トルクの、トルク伝達損失を低減できる。しかも、該補助トルクは、該ステアリング系のなかの、該自在継手よりも操舵トルク下流に付加される。このため、該自在継手の固有の特性（例えば、トルク伝達の応答性）の影響を受けない。この結果、該補助トルク機構から該転舵機構への、補助トルクの伝達の応答性を高めることができる。
【００２３】
このように、該トルクセンサによる操舵トルクの検出精度及び検出応答性が高まるとともに、該補助トルク機構から転舵機構への補助トルクの伝達応答性が高まる。この結果、ステアリングホイールに生じた該操舵トルクの変化に追従した、正確な該補助トルクを、該補助トルク機構から該転舵機構へ迅速に付加して、運転者による操舵トルクをきめ細かく補助することができる。
【００２４】
さらに、請求項２に係る発明では、インターミディエイトシャフト（中間軸）は、樹脂製スライダ構造とボールスライダ構造とラバーカップリング構造の、いずれか１つを有している。このため、コラムシャフトからインターミディエイトシャフトに伝達される操舵トルクの伝達タイミングに対し、該インターミディエイトシャフトから転舵機構に伝達される操舵トルクの伝達タイミングに、微小な遅れ時間が発生する。つまり、該インターミディエイトシャフトの両端間では、該操舵トルクの変化に微小な遅れ時間が発生する。この結果、該補助トルク伝達応答性が過大な場合であっても、過敏に応答しないように緩和することができる。
【００２５】
以上の説明から明らかなように、請求項２に係る発明では、該操舵トルクの変化に追従した正確な該補助トルクを、該補助トルク機構から該転舵機構へ迅速に付加して、運転者の操舵トルクをきめ細かく補助することができる。しかも、該補助トルク伝達応答性の過大による影響を極力排除して、車両用パワーステアリング装置の補助トルク付加機能を、十分に安定化することができる。従って、運転者がステアリングホイールを操舵する際の、操舵フィーリングを高めることができる。さらには、該補助トルク付加機能が十分に安定するので、車両のコーナリング等の旋回走行時に、該車両の挙動の安定化を図ることができる。
【００２６】
請求項３に係る発明では、トルクセンサは、コラムシャフトを回転可能に支持するためのステアリングコラムに配置されている。つまり、該トルクセンサは、ステアリングホイールから操舵車輪に至るステアリング系のなかの、自在継手よりも操舵トルク上流（ステアリングホイール寄り）に配置されている。このため、該トルクセンサは、該自在継手の固有の特性の影響、例えば、該ステアリングホイールから転舵機構へ伝わる操舵トルクの伝達遅れ（トルク伝達の応答性）の影響を受けない。この結果、該トルクセンサによって該操舵トルクを検出する検出精度を、高めることができる。しかも、ステアリングホイールに生じた該操舵トルクを、該トルクセンサによって時間遅れなく検出する、つまり検出応答性を高めることができる。
【００２７】
さらに、請求項３に係る発明では、補助トルク機構は、転舵機構を収納するためのハウジングに配置されている。つまり、該補助トルク機構が発生する補助トルクは、該ステアリング系のなかの、左右の操舵車輪の近くに付加される。このため、該補助トルク機構から該転舵機構へ伝わる補助トルクの、トルク伝達損失を低減できる。しかも、該補助トルクは、該ステアリング系のなかの、該自在継手よりも操舵トルク下流に付加される。このため、該自在継手の固有の特性（例えば、トルク伝達の応答性）の影響を受けない。この結果、該補助トルク機構から該転舵機構への、補助トルクの伝達の応答性を高めることができる。
【００２８】
このように、該トルクセンサによる操舵トルクの検出精度及び検出応答性が高まるとともに、該補助トルク機構から転舵機構への補助トルクの伝達応答性が高まる。この結果、ステアリングホイールに生じた該操舵トルクの変化に追従した、正確な該補助トルクを、該補助トルク機構から該転舵機構へ迅速に付加して、運転者による操舵トルクをきめ細かく補助することができる。
【００２９】
さらに、請求項３に係る発明では、補助トルク機構のウォームギヤ機構のなかの、ウォーム軸は、電動モータのモータ軸に「たわみ継手」によって連結されている。このため、該モータ軸から該ウォーム軸へ伝わる補助トルクの伝達に微小な遅れ時間が発生する。つまり、該両軸間では、該補助トルクの変化に微小な遅れ時間が発生する。しかも、該ウォームギヤ機構は、該ウォームホイールの歯と該ウォームの歯との間のバックラッシを調整するための調整機構を有する。該バックラッシを調整することによって、該ウォームの歯から該ウォームホイールの歯へ伝わる補助トルクの伝達に微小な遅れ時間が発生する。つまり、該両歯間では、該補助トルクの変化に微小な遅れ時間が発生する。この結果、該補助トルク機構から該転舵機構へ伝わる補助トルクの伝達に、微小な遅れ時間が発生する。従って、該補助トルク伝達応答性が過大な場合であっても、過敏に応答しないように緩和することができる。
【００３０】
以上の説明から明らかなように、請求項３に係る発明では、該操舵トルクの変化に追従した正確な該補助トルクを、該補助トルク機構から該転舵機構へ迅速に付加して、運転者の操舵トルクをきめ細かく補助することができる。しかも、該補助トルク伝達応答性の過大による影響を極力排除して、車両用パワーステアリング装置の補助トルク付加機能を、十分に安定化することができる。従って、運転者がステアリングホイールを操舵する際の、操舵フィーリングを高めることができる。さらには、該補助トルク付加機能が十分に安定するので、車両のコーナリング等の旋回走行時に、該車両の挙動の安定化を図ることができる。
【００３１】
請求項４に係る発明では、トルクセンサは、コラムシャフトを回転可能に支持するためのステアリングコラムに配置されている。つまり、該トルクセンサは、ステアリングホイールから操舵車輪に至るステアリング系のなかの、自在継手よりも操舵トルク上流（ステアリングホイール寄り）に配置されている。このため、該トルクセンサは、該自在継手の固有の特性の影響、例えば、該ステアリングホイールから転舵機構へ伝わる操舵トルクの伝達遅れ（トルク伝達の応答性）の影響を受けない。この結果、該トルクセンサによって該操舵トルクを検出する検出精度を、高めることができる。しかも、ステアリングホイールに生じた該操舵トルクを、該トルクセンサによって時間遅れなく検出する、つまり検出応答性を高めることができる。
【００３２】
さらに、請求項４に係る発明では、補助トルク機構は、転舵機構を収納するためのハウジングに配置されている。つまり、該補助トルク機構が発生する補助トルクは、該ステアリング系のなかの、左右の操舵車輪の近くに付加される。このため、該補助トルク機構から該転舵機構へ伝わる補助トルクの、トルク伝達損失を低減できる。しかも、該補助トルクは、該ステアリング系のなかの、該自在継手よりも操舵トルク下流に付加される。このため、該自在継手の固有の特性（例えば、トルク伝達の応答性）の影響を受けない。この結果、該補助トルク機構から該転舵機構への、補助トルクの伝達の応答性を高めることができる。
【００３３】
このように、該トルクセンサによる操舵トルクの検出精度及び検出応答性が高まるとともに、該補助トルク機構から転舵機構への補助トルクの伝達応答性が高まる。この結果、ステアリングホイールに生じた該操舵トルクの変化に追従した、正確な該補助トルクを、該補助トルク機構から該転舵機構へ迅速に付加して、運転者による操舵トルクをきめ細かく補助することができる。
【００３４】
さらに、請求項４に係る発明では、ウォーム軸の両端部を支持する一対の軸受と、ウォームとの間には、該ウォーム軸に軸方向の付勢力を付加するための一対の付勢部材が介在している。モータ軸から該ウォーム軸へ伝わる補助トルクによって、該ウォーム軸にはスラストが発生する。該スラストの作用方向に応じて、該一対の付勢部材の一方は圧縮される、いわゆる圧縮作用をする。該圧縮作用に従って、ウォームからウォームホイールへ伝わる補助トルクの伝達に微小な遅れ時間が発生する。つまり、該ウォームと該ウォームホイールとの間では、該補助トルクの変化に微小な遅れ時間が発生する。この結果、該補助トルク機構から該転舵機構へ伝わる補助トルクの伝達に、微小な遅れ時間が発生する。この結果、該補助トルク伝達応答性が過大な場合であっても、過敏に応答しないように緩和することができる。
【００３５】
以上の説明から明らかなように、請求項４に係る発明では、該操舵トルクの変化に追従した正確な該補助トルクを、該補助トルク機構から該転舵機構へ迅速に付加して、運転者の操舵トルクをきめ細かく補助することができる。しかも、該補助トルク伝達応答性の過大による影響を極力排除して、車両用パワーステアリング装置の補助トルク付加機能を、十分に安定化することができる。従って、運転者がステアリングホイールを操舵する際の、操舵フィーリングを高めることができる。さらには、該補助トルク付加機能が十分に安定するので、車両のコーナリング等の旋回走行時に、該車両の挙動の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例１に係る第１のフローティング式取付構造を有した車両用パワーステアリング装置の模式図である。
【図２】本発明の実施例１に係る第２のフローティング式取付構造を有した車両用パワーステアリング装置の模式図である。
【図３】図１に示される第１のフローティング式取付構造のマウント部材の断面図である。
【図４】図３に示されるマウント部材の一部を省略した底面図である。
【図５】図２に示される第２のフローティング式取付構造のマウント部材の断面図である。
【図６】図５に示されるマウント部材の一部を破断した平面図である。
【図７】本発明の実施例２に係る車両用パワーステアリング装置の模式図である。
【図８】図７に示される樹脂製スライダ構造のインターミディエイトシャフトの一部を破断した側面図である。
【図９】図８の９−９線に沿った断面図である。
【図１０】図７に示されるボールスライダ構造のインターミディエイトシャフトの一部を破断した側面図である。
【図１１】図１０に示されるボールスライダ構造の一部を拡大した図である。
【図１２】図７に示されるラバーカップリング構造のインターミディエイトシャフトの側面図である。
【図１３】図１２に示されるインターミディエイトシャフトの斜視図である。
【図１４】本発明の実施例３に係る車両用パワーステアリング装置の模式図である。
【図１５】図１４の１５−１５線に沿った断面図である。
【図１６】図１５に示される軸継手の斜視図である。
【図１７】図１５の１７−１７線に沿った断面図である。
【図１８】本発明の実施例４に係る車両用パワーステアリング装置のウォームギヤ機構周りの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００３８】
実施例１に係る車両用パワーステアリング装置について図面に基づき説明する。
【００３９】
図１に示されるように、実施例１の車両用パワーステアリング装置１０は、自動車等の車両に搭載され、電動モータ７２が発生した補助トルクを操舵トルクに付加することによって、運転者の負担を軽減する、いわゆる電動パワーステアリングの構成である。以下、該車両用パワーステアリング装置１０のことを「ステアリング装置１０」と略称する。該電動モータ７２のことを「モータ７２」と略称する。
【００４０】
以下、該ステアリング装置１０について、より詳しく説明する。該ステアリング装置１０は、ステアリング系２０とトルクセンサ６５と補助トルク機構７０とから成る。
【００４１】
該ステアリング系２０は、運転者によって操舵されるステアリングホイール２１から操舵車輪３３，３３（例えば前輪）に至る系統である。詳しく述べると、該ステアリング系２０は、該ステアリングホイール２１にコラムシャフト２２と２つの自在継手２３，２４とインターミディエイトシャフト２５（中間軸２５）とを介して、第１ピニオン軸２６を連結し、該第１ピニオン軸２６に第１ラックアンドピニオン機構２７を介してラック軸２８を連結し、該ラック軸２８の両端に左右のタイロッド３１，３１及びナックル３２，３２を介して左右の操舵車輪３３，３３を連結したものである。
【００４２】
該コラムシャフト２２は、ステアリングシャフトとも言われており、該ステアリングホイール２１に連結されるとともに、ステアリングコラム４１に収納され且つ回転可能に支持されている。該ステアリングコラム４１は、車体４２にステアリングハンガ４３によって取り付けられている。該ステアリングハンガ４３は、車体４２の前部において車幅方向に延び、両端が該車体４２に取り付けられている。この結果、該ステアリングコラム４１は、車体４２に固定される。
【００４３】
該コラムシャフト２２は、第１軸２２ａとトーションバー２２ｂと第２軸２２ｃとから成る。該第１軸２２ａの一端部は、該ステアリングホイール２１に連結されている。該第１軸２２ａの他端部は、該トーションバー２２ｂを介して第２軸２２ｃの一端部に連結されている。該第２軸２２ｃの他端部は、第１の自在継手２３を介してインターミディエイトシャフト２５に連結されている。なお、該コラムシャフト２２は、該第１軸２２ａと該トーションバー２２ｂと該第２軸２２ｃとの組み合わせ構造に限定されるものではなく、１軸によって構成してもよい。
【００４４】
該インターミディエイトシャフト２５は、コラムシャフト２２に該第１ピニオン軸２６を連結するための中間軸であり、１本の軸によって構成されている。該インターミディエイトシャフト２５の両端には、該自在継手２３，２４が連結されている。
【００４５】
該ステアリング系２０の一部は、転舵機構６１を構成する。該転舵機構６１は、該ステアリング系２０のなかの、該第１ピニオン軸２６と、該第１ラックアンドピニオン機構２７と、該ラック軸２８と、左右のタイロッド３１，３１と、ナックル３２，３２とから成る。該転舵機構６１は、該コラムシャフト２２に２つの自在継手２３，２４及びインターミディエイトシャフト２５を介して連結される。
【００４６】
該第１ラックアンドピニオン機構２７は、該第１ピニオン軸２６に設けられた第１ピニオン２７ａと、該ラック軸２８に設けられた第１ラック２７ｂとから成る。該転舵機構６１のなかの、少なくとも該第１ピニオン軸２６と該第１ラックアンドピニオン機構２７と該ラック軸２８とは、車幅方向に細長いハウジング６２に収納されている。該ラック軸２８は、該ハウジング６２内にスライド可能に支持されている。
【００４７】
該ステアリング系２０によれば、運転者が該ステアリングホイール２１を操舵することにより、該操舵トルクにより該第１ラックアンドピニオン機構２７及び該左右のタイロッド３１，３１を介して、該左右の操舵車輪３３，３３を操舵することができる。
【００４８】
該トルクセンサ６５は、該ステアリングホイール２１に生じた該操舵トルクを検出する。つまり、該トルクセンサ６５は、該コラムシャフト２２に加えられた該操舵トルクを検出し、トルク検出信号として出力する。より具体的には、上述のように、該第１軸２２ａと該第２軸２２ｃとは、該トーションバー２２ｂを介して互いに連結されている。該第１軸２２ａと該第２軸２２ｃとの間には、該操舵トルクの大きさに従って、相対的な捩れ変位が発生する。該トルクセンサ６５は、該第１軸２２ａと該第２軸２２ｃとの相対的な捩れ変位量を検出することによって、該捩れ変位量に応じた該操舵トルクを検出することができる。該トルクセンサ６５は、コラムシャフト２２を回転可能に支持するためのステアリングコラム４１に配置されている。
【００４９】
なお、該トルクセンサ４１は、該コラムシャフト２２に生じるトルクに応じて変化した磁気の変化を検出する、磁歪式トルクセンサの構成であってもよい。
【００５０】
該補助トルク機構７０は、該トルクセンサ６５により検出された操舵トルクに基づき補助トルクを発生して、該転舵機構６１に付加する。該補助トルク機構７０は、制御部７１と、該モータ７２と、該モータ７２から該転舵機構６１へ補助トルクを伝えるウォームギヤ機構７３とを含む。つまり、該補助トルク機構７０は、該モータ７２が発生した補助トルクを、該ラック軸２８に直接に伝達する方式を採用している。
【００５１】
詳しく述べると、該補助トルク機構７０は、該トルクセンサ６５のトルク検出信号に基づき制御部７１で制御信号を発生し、該制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクをモータ７２によって発生し、該モータ７２が発生した補助トルクを、ウォームギヤ機構７３を介して第２ピニオン軸７４に伝達し、さらに該第２ピニオン軸７４から第２ラックアンドピニオン機構７５を介してラック軸２８に伝達するようにした機構である。
【００５２】
該第２ラックアンドピニオン機構７５は、第２ピニオン軸７４に設けられた第２ピニオン７５ａと、ラック軸２８に設けられた第２ラック７５ｂとから成る。
【００５３】
該ウォームギヤ機構７３は、モータ７２のモータ軸７２ａに軸継手８１によって連結されたウォーム軸８２と、該ウォーム軸８２に設けられたウォーム８３と、該ウォーム８３に噛み合うウォームホイール８４とから成る。該ウォームホイール８４は、第２ピニオン軸７４に設けられている。
【００５４】
補助トルク機構７０は、転舵機構６１を収納するためのハウジング６２に配置されている。つまり、該モータ７２及び該ウォームギヤ機構７３は、該ハウジング６２に配置されている。より具体的には、補助トルク機構７０のなかの、モータ７２はハウジング６２に組み付けられ、ウォームギヤ機構７３はハウジング６２に収納されている。
【００５５】
乗員がステアリングホイール２１を操舵すると、ステアリングホイール２１と共にコラムシャフト２２が回転する。回転することにより、コラムシャフト２２には、操舵トルクが発生する。この操舵トルクをトルクセンサ６５によって検出する。検出された操舵トルクに基づいて、制御部７１はモータ７２を作動させる。モータ７２が作動することにより、補助トルクがウォームギヤ機構７３と第２ピニオン軸７４と第２ラックアンドピニオン機構７５とを介して、ラック軸２８に伝達される。
【００５６】
該ステアリング装置１０によれば、運転者の操舵トルクにモータ７２の補助トルクを加えた複合トルクにより、ラック軸２８によって操舵車輪３３，３３を操舵することができる。
【００５７】
該ハウジング６２は、車体４２に対し直接にフローティング支持され、又は該車体４２に対しサブフレーム９１を介してフローティング支持されている。該フローティング支持とは、マウント部材９２（又は図２のマウント部材９４）を介して支持する方式の構造、いわゆるフローティング式取付構造を採用したものである。該車体４２によって該ハウジング６２をフローティング支持するフローティング式取付構造の例は、下記の３つある。
【００５８】
図１に示される第１のフローティング式取付構造の例では、該ハウジング６２は、該サブフレーム９１にボルト止めによって固定される。該サブフレーム９１は、車体４２の前部に複数のマウント部材９２によってフローティング支持される。該マウント部材９２の具体例は後述する（図３及び図４参照）。
【００５９】
図２に示される第２のフローティング式取付構造の例では、該ハウジング６２は、該サブフレーム９１に複数のマウント部材９４によって、フローティング支持される。該サブフレーム９１は、車体４２の前側の下部にボルト止めによって固定される。該マウント部材９４の具体例は後述する（図５及び図６参照）。
【００６０】
図示せぬ第３のフローティング式取付構造の例では、該ハウジング６２は、該車体４２に対し直接に、複数のマウント部材９４（図２参照）によってフローティング支持される。つまり、該第３のフローティング式取付構造の例では、サブフレーム９１を介していない。
【００６１】
図３及び図４に示されるように、該第１のフローティング式取付構造の該マウント部材９２は、車体４２に取り付けられる内筒９２ａと、サブフレーム９１に取り付けられる外筒９２ｂと、該内筒９２ａと該外筒９２ｂとを連結する防振用弾性体９２ｃ（防振ゴム９２ｃ）と、から成る。該内筒９２ａは、該内筒９２ａを貫通したボルト９２ｄによって車体４２に取り付けられる。
【００６２】
該外筒９２ｂは、有底筒状のブラケット９２ｅの中に嵌合されている。該ブラケット９２ｅは、開口端にフランジ９２ｆを有するとともに、サブフレーム９１の貫通孔９２ｇに嵌合されている。この結果、該外筒９２ｂは、サブフレーム９１に取り付けられる。該外筒９２ｂ及び該ブラケット９２ｅには、前記ボルト９２ｄの軸方向への振動を吸収するためのラバー製ストッパ９２ｈ，９２ｉが設けられている。
【００６３】
図５及び図６に示されるように、該第２のフローティング式取付構造の該マウント部材９４は、ラバー製円筒状のマウントブッシュ９４ａと、該マウントブッシュ９４ａの中に嵌合される円筒状のカラー９４ｂと、平ワッシャ９４ｃと、ボルト９４ｄとから成る。該マウントブッシュ９４ａは、両端にフランジ９４ｅ，９４ｆを有する。該ハウジング６２のブラケット６２ａは、上下貫通した貫通孔６２ｂを有する。
【００６４】
該マウントブッシュ９４ａを該貫通孔６２ｂに嵌め込むとともに、該ブラケット６２ａの上面及び下面を各フランジ９４ｅ，９４ｆによって挟み込むことにより、該マウントブッシュ９４ａ及びカラー９４ｂは該ハウジング６２に取り付けられる。該サブフレーム９１の上に該ブラケット６２ａを重ね、上のフランジ９４ｅに平ワッシャ９４ｃを重ねた上で、上からカラー９４ｂを貫通したボルト９４ｄを該サブフレーム９１にねじ込むことにより、該ハウジング６２は、該サブフレーム９１にマウント部材９４によって、フローティング支持される。
【００６５】
上述した該第３のフローティング式取付構造では、該ハウジング６２は、図５及び図６に示されるマウント部材９４によって、車体４２（図２参照）に対し直接にフローティング支持される。具体的には、該車体４２の上に該ブラケット６２ａを重ね、上のフランジ９４ｅに平ワッシャ９４ｃを重ねた上で、上からカラー９４ｂを貫通したボルト９４ｄを該車体４２にねじ込むことにより、該ハウジング６２は、該車体４２にマウント部材９４によって、フローティング支持される。
【００６６】
以上の実施例１の説明をまとめると、次の通りである。トルクセンサ６５は、コラムシャフト２２を回転可能に支持するためのステアリングコラム４１に配置されている。つまり、該トルクセンサ６５は、ステアリング系２０のなかの、自在継手２３，２４よりも操舵トルク上流（ステアリングホイール２１寄り）に配置されている。このため、該トルクセンサ６５は、該自在継手２３，２４の固有の特性の影響、例えば、該ステアリングホイール２１から転舵機構６１へ伝わる操舵トルクの伝達遅れ（トルク伝達の応答性）の影響を受けない。この結果、該トルクセンサ６５によって該操舵トルクを検出する検出精度を、高めることができる。しかも、該ステアリングホイール２１に生じた該操舵トルクを、該トルクセンサ６５によって時間遅れなく検出する、つまり検出応答性を高めることができる。
【００６７】
さらには、補助トルク機構７０は、転舵機構６１を収納するためのハウジング６２に配置されている。つまり、該補助トルク機構７０が発生する補助トルクは、該ステアリング系２０のなかの、左右の操舵車輪３３，３３の近くに付加される。このため、該補助トルク機構７０から該転舵機構６１へ伝わる補助トルクの、トルク伝達損失を低減できる。しかも、該補助トルクは、該ステアリング系２０のなかの、該自在継手２３，２４よりも操舵トルク下流に付加される。このため、該自在継手２３，２４の固有の特性（例えば、トルク伝達の応答性）の影響を受けない。この結果、該補助トルク機構７０から該転舵機構６１への、補助トルクの伝達の応答性を高めることができる。
【００６８】
このように、該トルクセンサ６５による操舵トルクの検出精度及び検出応答性が高まるとともに、該補助トルク機構７０から転舵機構６１への補助トルクの伝達応答性が高まる。この結果、ステアリングホイール２１に生じた該操舵トルクの変化に追従した、正確な該補助トルクを、該補助トルク機構７０から該転舵機構６１へ迅速に付加して、運転者による操舵トルクをきめ細かく補助することができる。
【００６９】
上述のように、実施例１では、ステアリングホイール２１に生じた操舵トルクの変化に対し、迅速にきめ細かく追従した補助トルクを、転舵機構６１へ迅速に付加する、いわゆる補助トルク伝達応答性が極めて高い。該補助トルク伝達応答性が過大な場合、つまり、感度が良すぎる場合には、該操舵トルクの変化に対して、該転舵機構６１に付加する該補助トルクの変動タイミングが早過ぎることになる。例えば、操舵トルクが大きくなった瞬間に補助トルクが大きくなると、その瞬間に該操舵トルクは軽減される。該操舵トルクが軽減されただけ、その瞬間に補助トルクが減少する。このように、該補助トルクが頻繁に変動する。運転者にとって、あたかもステアリングホイール２１が発振しているように感じることになる。
【００７０】
これに対し、実施例１では、該補助トルク機構７０は、該転舵機構６１を収納するためのハウジング６２に配置されている。該ハウジング６２は、車体４２に対し直接にフローティング支持され、又は該車体４２に対しサブフレーム９１を介してフローティング支持されている。左右の操舵車輪３３，３３の操舵に伴い、該左右の操舵車輪３３，３３には路面からの反力、つまり路面反力が発生する。該路面反力が大きいほど、大きい操舵トルクが必要である。しかし、該路面反力は、該左右の操舵車輪３３，３３から該転舵機構６１を介して該ハウジング６２にも作用する。該ハウジング６２は、該路面反力の大きさに応じて、車体４２に対し若干変位し得る。該ハウジング６２が変位する分、該操舵トルクの変化に微小な遅れ時間が発生する。この結果、該補助トルク伝達応答性が過大な場合であっても、過敏に応答しないように緩和することができる。
【００７１】
以上の説明から明らかなように、実施例１では、該操舵トルクの変化に追従した正確な該補助トルクを、該補助トルク機構７０から該転舵機構６１へ迅速に付加して、運転者の操舵トルクをきめ細かく補助することができる。しかも、該補助トルク伝達応答性の過大による影響を極力排除して、ステアリング装置１０の補助トルク付加機能を、十分に安定化することができる。従って、運転者がステアリングホイール２１を操舵する際の、操舵フィーリングを高めることができる。さらには、該補助トルク付加機能が十分に安定するので、車両のコーナリング等の旋回走行時に、該車両の挙動の安定化を図ることができる。
【実施例２】
【００７２】
実施例２に係る車両用パワーステアリング装置について図７乃至図１３に基づき説明する。図７は、実施例１の図１に対応して表している。実施例２の車両用パワーステアリング装置１０Ａは、上記図１に示される実施例１に対して、次の２つを変更したことを特徴とし、他の構成については実施例１と同じ構成なので、同一符号を付し、その説明を省略する。第１の変更点は、上記図１に示されるハウジング６２の支持構成を、フローティング支持から固定に変更したことにある。第２の変更点は、上記図１に示されるインターミディエイトシャフト２５を、図７乃至図１３に示される各インターミディエイトシャフト２５Ａ１，２５Ａ２，２５Ａ３に変更したことにある。
【００７３】
具体的に説明すると、図７に示されるように、実施例２のハウジング６２は、車体４２に対し直接に固定され、又は該車体４２に対しサブフレーム９１を介して固定されている。該車体４２にハウジング６２を固定する固定構造の例は、下記の２つある。
【００７４】
第１の固定構造の例では、該ハウジング６２は、該サブフレーム９１にボルト止めによって固定される。該サブフレーム９１は、車体４２の前部にボルト止めによって固定される。
【００７５】
第２の固定構造の例では、該ハウジング６２は、サブフレーム９１を介することなく、該車体４２に対し直接に、ボルト止めによって固定される。
【００７６】
実施例２の車両用パワーステアリング装置１０Ａでは、３種類のインターミディエイトシャフト２５Ａ１，２５Ａ２，２５Ａ３のなかの、いずれか１つを有している。
【００７７】
図８及び図９に示されるように、該第１のインターミディエイトシャフト２５Ａ１は、筒状の外軸５１と、該外軸５１内に軸方向へのスライド可能且つ互いにトルク伝達可能に組み合わされた内軸５２とから成る。該外軸５１の一端部は、該第１の自在継手２３に連結されている。該内軸５２の一端部は、該第２の自在継手２４に連結されている。このように、該第１のインターミディエイトシャフト２５Ａ１の両端には、該自在継手２３，２４が連結されている。
【００７８】
さらに、第１のインターミディエイトシャフト２５Ａ１は、樹脂製スライダ構造を採用している。該樹脂製スライダ構造は、該外軸５１と該内軸５２との、互いの接触面のなかの、少なくもいずれか一方の接触面が、樹脂の面とされた構成である。
【００７９】
該樹脂製スライダ構造を詳しく説明すると、筒状の該外軸５１の内周面には、雌スプライン５３が形成されている。該内軸５２の外周面には、雄スプライン５４が形成されている。図４に示されるように、該雄スプライン５４の表面５４ａは、全周にわたり樹脂被膜５５によって被覆されている。この結果、該雄スプライン５４の表面５４ａ（接触面５４ａ）は、樹脂の面とされている。なお、該雌スプライン５３の表面、又は雌スプライン５３の表面と該雄スプライン５４の表面５４ａの両方が、樹脂被膜５５によって被覆される構成でもよい。
【００８０】
図１０及び図１１に示されるように、該第２のインターミディエイトシャフト２５Ａ２は、前記第１のインターミディエイトシャフト２５Ａ１と同様に、筒状の外軸５１と、該外軸５１内に軸方向へのスライド可能且つ互いにトルク伝達可能に組み合わされた内軸５２とから成る。該外軸５１の一端部は、該第１の自在継手２３に連結されている。該内軸５２の一端部は、該第２の自在継手２４に連結されている。このように、該第２のインターミディエイトシャフト２５Ａ２の両端には、該自在継手２３，２４が連結されている。
【００８１】
さらに、第２のインターミディエイトシャフト２５Ａ２は、ボールスライダ構造を採用している。該ボールスライダ構造は、筒状の外軸５１の内面と内軸５２の外面との間に複数のボール１０２を介在した構成である。
【００８２】
該ボールスライダ構造を詳しく説明すると、筒状の該外軸５１には、四角形状断面の孔１０１が形成されている。該孔１０１は、該外軸５１の中心に位置しており、軸長手方向に細長い。該内軸５２の外周面は、該孔１０１に嵌合可能な四角形状断面に形成されている。該孔１０１の四隅と該内軸５２の四隅との間には、それぞれ軸長手方向に整列した複数のボール１０２が介在している。該複数のボール１０２は、互いに整列するように、リテーナ１０３によって保持されている。
【００８３】
図１２及び図１３に示されるように、該第３のインターミディエイトシャフト２５Ａ３は、軸長手方向に分割された一対の軸１１１，１１２同士がラバーカップリング１１３によって連結された、ラバーカップリング構造である。
【００８４】
詳しく述べると、該第３のインターミディエイトシャフト２５Ａ３は、該第１の自在継手２３に連結された第１の中間軸１１１と、該第２の自在継手２４に連結された第２の中間軸１１２と、該第１及び第２の中間軸１１１，１１２同士を連結するためのラバーカップリング１１３とから成る。このように、該第３のインターミディエイトシャフト２５Ａ３の両端には、該自在継手２３，２４が連結されている。
【００８５】
実施例２は、上記実施例１と同様の作用、効果を発揮する。さらに、実施例２では、インターミディエイトシャフト２５Ａ１，２５Ａ２，２５Ａ３は、樹脂製スライダ構造とボールスライダ構造とラバーカップリング構造の、いずれか１つを有している。このため、コラムシャフト２２からインターミディエイトシャフト２５Ａ１，２５Ａ２，２５Ａ３に伝達される操舵トルクの伝達タイミングに対し、該インターミディエイトシャフト２５Ａ１，２５Ａ２，２５Ａ３から転舵機構６１に伝達される操舵トルクの伝達タイミングに、微小な遅れ時間が発生する。つまり、該インターミディエイトシャフト２５Ａ１，２５Ａ２，２５Ａ３の両端間では、該操舵トルクの変化に微小な遅れ時間が発生する。この結果、該補助トルク伝達応答性が過大な場合であっても、過敏に応答しないように緩和することができる。
【００８６】
従って、実施例２では、該操舵トルクの変化に追従した正確な該補助トルクを、該補助トルク機構７０から該転舵機構６１へ迅速に付加して、運転者の操舵トルクをきめ細かく補助することができる。しかも、該補助トルク伝達応答性の過大による影響を極力排除して、ステアリング装置１０の補助トルク付加機能を、十分に安定化することができる。従って、運転者がステアリングホイール２１を操舵する際の、操舵フィーリングを高めることができる。さらには、該補助トルク付加機能が十分に安定するので、車両のコーナリング等の旋回走行時に、該車両の挙動の安定化を図ることができる。
【実施例３】
【００８７】
実施例３に係る車両用パワーステアリング装置について図１４乃至図１７に基づき説明する。図１４は、実施例１の図１に対応して表している。実施例３の車両用パワーステアリング装置１０Ｂは、上記図１に示される実施例１に対して、次の２つを変更したことを特徴とし、他の構成については実施例１と同じ構成なので、同一符号を付し、その説明を省略する。第１の変更点は、上記図１に示されるハウジング６２の支持構成を、フローティング支持から固定に変更したことにある。第２の変更点は、上記図１に示されるウォームギヤ機構７３を、図１４乃至図１７に示されるウォームギヤ機構７３Ｂに変更したことにある。
【００８８】
具体的に説明すると、図１４に示されるように、実施例３のインターミディエイトシャフト２５は、上記実施例１のインターミディエイトシャフト２５と同じ構成である。
【００８９】
図１４に示されるように、実施例３のハウジング６２は、車体４２に対し直接に固定され、又は該車体４２に対しサブフレーム９１を介して固定されている。該車体４２にハウジング６２を固定する固定構造は、上記図７に示される固定構造と同じなので、説明を省略する。
【００９０】
図１５に示されるように、実施例３のウォームギヤ機構７３Ｂは、該モータ７２のモータ軸７２ａに軸継手８１Ｂによって連結されたウォーム軸８２とウォーム８３とウォームホイール８４と調整機構８５とからなる。
【００９１】
図１５及び図１６に示されるように、該軸継手８１Ｂは、弾性部材１２３を介在した「たわみ継手」によって構成されている。該軸継手８１Ｂは、モータ軸７２ａに連結される第１部材１２１と、ウォーム軸８２に連結される第２部材１２２と、該第１部材１２１と該第２部材１２２との間に介在する弾性部材１２３とから成る。
【００９２】
該第１部材１２１には、該第２部材１２２へ向かって延びる複数の第１脚部１２１ａが形成されている。該第２部材１２２には、該第１部材１２１へ向かって延びる複数の第２脚部１２２ａが形成されている。該複数の第１脚部１２１ａ及び該複数の第２脚部１２２ａは、該ウォーム軸８２を中心として、周方向へ等ピッチに配列している。該複数の第１脚部１２１ａと該複数の第２脚部１２２ａとは、弾性部材１２３を介して互いに嵌り込むように組み合っている。
【００９３】
図１５及び図１７に示されるように、該ウォーム軸８２の両端部は、第１軸受１３１及び第２軸受１３２によってハウジング６２に回転可能に支持されている。該第１軸受１３１は、該軸継手８１Ｂの近傍に位置している。該第２軸受１３２は、該ウォーム８３に対し、該軸継手８１Ｂとは反対側に位置している。
【００９４】
該調整機構８５は、該ウォーム８３の歯８３ａと該ウォームホイール８４の歯８４ａとの間のバックラッシ（隙間）を調整するための機構である。該調整機構８５は、該ウォーム８３に対し、該軸継手８１Ｂとは反対側に位置している。
【００９５】
より詳しく述べると、該調整機構８５は、ハウジング６２に形成された長孔１４１と、該長孔１４１にスライド可能に嵌合した該第２軸受１３２と、該第２軸受１３２を該長孔１４１の長手方向に付勢するバネ１４２と、該バネ１４２の付勢力を調整するための調整ボルト１４３とから成る。
【００９６】
該長孔１４１は、該ウォーム８３の歯８３ａと該ウォームホイール８４の歯８４ａとの間のバックラッシを調整する方向に細長い。該バネ１４２は、該第２軸受１３２を、該長孔１４１の長手方向に且つ該バックラッシを低減する方向に、付勢する付勢部材であり、例えば圧縮コイルばねによって構成される。
【００９７】
ハウジング６２に形成されたネジ孔１４４に対して、該調整ボルト１４３のねじ込み量を調整することにより、該バネ１４２を介して該第２軸受１３２を変位させることができる。この結果、該バックラッシを調整することができる。
【００９８】
実施例３は、上記実施例１と同様の作用、効果を発揮する。さらに、実施例３では、補助トルク機構７０のウォームギヤ機構７３Ｂのなかの、ウォーム軸８２は、モータ７２のモータ軸７２ａに「たわみ継手８１Ｂ」によって連結されている。このため、該モータ軸７２ａから該ウォーム軸８２へ伝わる補助トルクの伝達に微小な遅れ時間が発生する。つまり、該両軸７２ａ，８２間では、該補助トルクの変化に微小な遅れ時間が発生する。しかも、該ウォームギヤ機構７３Ｂは、該ウォーム８３の歯８３ａと該ウォームホイール８４の歯８４ａとの間のバックラッシを調整するための調整機構８５を有する。該バックラッシを調整することによって、該ウォーム８３の歯８３ａから該ウォームホイール８４の歯８４ａへ伝わる補助トルクの伝達に微小な遅れ時間が発生する。つまり、該両歯８３ａ，８４ａ間では、該補助トルクの変化に微小な遅れ時間が発生する。この結果、該補助トルク機構７０から該転舵機構６１へ伝わる補助トルクの伝達に、微小な遅れ時間が発生する。この結果、該補助トルク伝達応答性が過大な場合であっても、過敏に応答しないように緩和することができる。
【００９９】
従って、実施例３では、該操舵トルクの変化に追従した正確な該補助トルクを、該補助トルク機構７０から該転舵機構６１へ迅速に付加して、運転者の操舵トルクをきめ細かく補助することができる。しかも、該補助トルク伝達応答性の過大による影響を極力排除して、ステアリング装置１０の補助トルク付加機能を、十分に安定化することができる。従って、運転者がステアリングホイール２１を操舵する際の、操舵フィーリングを高めることができる。さらには、該補助トルク付加機能が十分に安定するので、車両のコーナリング等の旋回走行時に、該車両の挙動の安定化を図ることができる。
【実施例４】
【０１００】
実施例４に係る車両用パワーステアリング装置について図１８に基づき説明する。図１８は、実施例３の図１５に対応して表している。実施例４の車両用パワーステアリング装置１０Ｃは、上記図１５に示される実施例３に対して、次の２つを変更したことを特徴とし、他の構成については実施例３と同じ構成なので、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１０１】
第１の変更点は、上記図１５に示される軸継手８１Ｂを、図１８に示される軸継手８１Ｃに変更したことにある。第２の変更点は、上記図１５に示される調整機構８５を廃止するとともに、図１８に示される一対の軸受１３１，１３２の近傍に一対の付勢部材１６３，１６４を配置したことにある。
【０１０２】
具体的に説明すると、図１８に示されるように、実施例４のウォームギヤ機構７３Ｃは、該モータ７２のモータ軸７２ａに軸継手８１Ｃによって連結されたウォーム軸８２とウォーム８３とウォームホイール８４とからなる。
【０１０３】
該軸継手８１Ｃはウォーム軸８２の先端に形成された雌スプライン１５１と、モータ軸７２ａの先端に形成された雄スプライン１５２とから成る。雌スプライン１５１に雄スプライン１５２を嵌合することによって、モータ軸７２ａはウォーム軸８２に連結される。
【０１０４】
該一対の軸受１３１，１３２とウォーム８３との間には、ウォーム軸８２に軸方向の付勢力を付加するための一対の付勢部材１６３，１６４が介在している。該一対の付勢部材１６３，１６４は、ウォーム軸８２に軸方向への予圧を付加することによって、ウォーム軸８２及びウォーム８３が軸方向へ移動することを規制している。
【０１０５】
より詳しく述べると、ウォーム軸８２は、軸長手方向に互いに離間した一対のフランジ１６１，１６２を有している。該一対のフランジ１６１，１６２と、ウォーム軸８２の両端部を支持する一対の軸受１３１，１３２の各内輪１３１ａ，１３２ａとの間には、それぞれ付勢部材１６３，１６４が介在している。
【０１０６】
該一対のフランジ１６１，１６２は、例えばウォーム軸８２に形成された段差によって構成される。該一対の付勢部材１６３，１６４は、例えば、ラバー等の弾性を有した環状のクッションリングによって構成され、ウォーム軸８２に嵌合されている。
【０１０７】
実施例４は、上記実施例１と同様の作用、効果を発揮する。さらに、実施例４では、該一対の軸受１３１，１３２とウォーム８３との間には、ウォーム軸８２に軸方向の付勢力を付加するための一対の付勢部材１６３，１６４が介在している。モータ軸７２ａから該ウォーム軸８２へ伝わる補助トルクによって、該ウォーム軸８２にはスラストが発生する。該スラストの作用方向に応じて、該一対の付勢部材１６３，１６４の一方は圧縮される、いわゆる圧縮作用をする。該圧縮作用に従って、ウォーム８３からウォームホイール８４へ伝わる補助トルクの伝達に微小な遅れ時間が発生する。つまり、ウォーム８３とウォームホイール８４との間では、該補助トルクの変化に微小な遅れ時間が発生する。この結果、図１４に示される該補助トルク機構７０から該転舵機構６１へ伝わる補助トルクの伝達に、微小な遅れ時間が発生する。この結果、該補助トルク伝達応答性が過大な場合であっても、過敏に応答しないように緩和することができる。
【０１０８】
本発明では、該補助トルク機構７０は、該モータ７２が発生した補助トルクを、ウォームギヤ機構７３から第２ピニオン軸７４を介して、該ラック軸２８に伝達する構成に限定されるものではない。例えば、該補助トルク機構７０は、該補助トルクをウォームギヤ機構７３によって第１ピニオン軸２６に直接に伝達する構成にすることが可能である。また、該補助トルク機構７０は、ウォームギヤ機構７３を「ボールねじ」に変更し、該ボールねじによって補助トルクをラック軸２８に直接に伝達する構成にすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の車両用パワーステアリング装置１０，１０Ａ．１０Ｂ，１０Ｃは、乗用車に採用するのに好適である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０      車両用パワーステアリング装置
１０Ａ    車両用パワーステアリング装置
１０Ｂ    車両用パワーステアリング装置
１０Ｃ    車両用パワーステアリング装置
２０      ステアリング系
２１      ステアリングホイール
２２      コラムシャフト
２３      第１の自在継手
２４      第２の自在継手
２５      インターミディエイトシャフト
２５Ａ１  第１のインターミディエイトシャフト
２５Ａ２  第２のインターミディエイトシャフト
２５Ａ３  第３のインターミディエイトシャフト
４１      ステアリングコラム
４２      車体
５１      外軸
５２      内軸
５３      雌スプライン
５４      雄スプライン
５４ａ    表面（接触面）
５５      樹脂被膜
６１      転舵機構
６２      ハウジング
６５      トルクセンサ
７０      補助トルク機構
７２      電動モータ
７２ａ    モータ軸
７３      ウォームギヤ機構
７３Ｂ    ウォームギヤ機構
７３Ｃ    ウォームギヤ機構
８１      軸継手
８１Ｂ    軸継手（たわみ継手）
８１Ｃ    軸継手
８２      ウォーム軸
８３      ウォーム
８３ａ    ウォームの歯
８４      ウォームホイール
８４ａ    ウォームホイールの歯
８５      調整機構
９１      サブフレーム
９２      マウント部材
１０１    第１軸
１０２    第２軸
１０３    ラバーカップリング
１１２    ボール
１２３    弾性部材
１３１    軸受
１３１ａ  内輪
１３２    軸受
１３２ａ  内輪
１６１    フランジ
１６２    フランジ
１６３    付勢部材
１６４    付勢部材
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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