(57)【要約】【課題】ラトル音の原因となる振動を減衰させて、ステアリングホイールへの振動伝達を防止し、ステアリングホイールからのラトル音の放射を防止す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。【解決手段】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連結されるステアリングシャフトと、電動モータと、当該電動モータの回転軸と一体回転するウオーム及び当該ウオームと噛み合うウオームホイールからなり前記電動モータが発生したトルクを増大させるための減速機構と、前記ウオームホイールを支持するホイールシャフトと、前記ステアリングシャフトと当該ホイールシャフトとの間に設けられたトーションバーとを備え、前記ステアリングシャフトとトーションバーの間もしくは前記ホイールシャフトとトーションバーの間の少なくとも一方は、ダンパーを介して連結されている。【選択図】図２
2016203739.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ステアリングシャフトと、電動モータと、当該電動モータの回転軸と一体回転するウオーム及び当該ウオームと噛み合うウオームホイールからなり前記電動モータが発生したトルクを増大させるための減速機構と、前記ウオームホイールを支持するホイールシャフトと、前記ステアリングシャフトと当該ホイールシャフトとの間に設けられたトーションバーとを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングシャフトと前記トーションバーの間もしくは前記ホイールシャフトと前記トーションバーの間の少なくとも一方は、ダンパーを介して連結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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の電動パワーステアリング装置として、補助操舵トルクとなる電動モータの回転出力を歯車装置により減速して操舵機構の出力軸に伝達し、ステアリングホイールに付加された操舵力を補助して、車両の操舵を行うように構成したものが知られている。このような電動パワーステアリング装置においては、ステアリングシャフトの操舵トルクを検出するとともに、センサハウジング内に設けたウオーム減速機構を用いて、電動モータの回転を減速しつつ、出力軸に補助操舵トルクを伝達している。
【０００３】
このような電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールから操舵力を受ける入力軸であるステアリングシャフトと、車輪に操舵力を伝達する出力軸であるホイールシャフトとの間がトーションバーにより連結してある。そして、このトーションバーに生じる捩れトルクを検出して、必要な補助操舵トルクの大きさを調整している。
【０００４】
かかる電動パワーステアリング装置を装備した車両が悪路走行する際などに、電動パワーステアリング装置を構成する部品間のガタ部で衝突が発生すると、その衝突音（ラトル音）の程度によっては、聴感上の問題を生じる場合がある。このラトル音の発生原因の一つとしては、ガタ部での衝突による振動がステアリングホイールに伝達し、ステアリングホイールで振動が音に変換されて放射され、運転者に届くということが考えられる。
【０００５】
このようなラトル音を防止する方法として、上記ウォーム減速機構のガタを小さくすることや、予圧を与えることで衝突振動を抑制する対策が行われている。しかし、数多くのガタの寸法を厳密に管理することが難しかったり、作動トルクが大きくなるなどの問題がある。
【０００６】
この種の問題を解決すべく、ガタ部に弾性体を介在させ、構成部品に生じた振動を減衰させるという構成が、例えば特許文献１によって提案されている。図６は、かかる特許文献１に開示された構成を図示したものである。入力軸１０１と出力軸１０２とを同軸に連結するトーションバー１０３を有する電動パワーステアリング装置において、トーションバー１０３のねじり領域とこれに対向する入力軸１０１の筒部との間に弾性体１０４を介在させている。かかる構成とすることで、トーションバー１０３に生じた振動を減衰させ、共振を抑制するため、悪路走行時の騒音を低減できると説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３７２４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の方法では、トーションバー１０３の振動は抑制されるとはいうものの、トーションバー１０３は入力軸１０１および出力軸１０２とダイレクトに連結されているため、トーションバー１０３に生じた振動が、これら入力軸１０１を通じて伝達されてしまうことが懸念される。
【０００９】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、ウォームホイールを支持しているホイールシャフトからトーションバー、ステアリングシャフトを経てステアリングホイールへと至る経路において、トーションバーと相手部品との間でラトル音の原因となる振動を減衰させてステアリングホイールへの振動伝達を防止し、ステアリングホイールからのラトル音の放射を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、以下のように構成される。
ステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトと、電動モータと、当該電動モータの回転軸と一体回転するウオーム及び当該ウオームと噛み合うウオームホイールからなり前記電動モータが発生したトルクを増大させるための減速機構と、前記ウオームホイールを支持するホイールシャフトと、前記ステアリングシャフトと当該ホイールシャフトとの間に設けられたトーションバーとを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングシャフトと前記トーションバーの間もしくは前記ホイールシャフトと前記トーションバーの間の少なくとも一方は、ダンパーを介して連結されている電動パワーステアリング装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ステアリングシャフトとトーションバーの間もしくはホイールシャフトとトーションバーの間の少なくとも一方は、ダンパーを介して連結されているため、ホイールシャフトからステアリングシャフトへと至る経路において、ラトル音の原因となる振動を減衰させて、ステアリングホイールからのラトル音の放射を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の第１実施形態を説明する部分切断側面図である。
【図２】図１のÅ−Å断面図である。
【図３】一部を図２のＢ−Ｂ線で切断した状態で示す、図２の左側から見た図である。
【図４】本発明に係る電動パワーステアリング装置の第２実施形態を説明する部分切断側面図、
【図５】図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】従来の電動パワーステアリング装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、本明細書において、前後方向は、車両の進行方向によるもので、図１、２、４、６の左側が「前側」となり、同じく右側が「後側」となる。
【００１４】
（第１実施形態）
図１〜３に示した電動式パワーステアリング装置において、後端部にステアリングホイール１を固定したステアリングシャフト２は、円筒状のステアリングコラム３の内側に、回転自在に支持されている。操舵時に前記ステアリングホイール１の動きは、前記ステアリングシャフト２、電動アシスト装置４、自在継手５ａ、中間シャフト６、別の自在継手５ｂを介して、ステアリングギヤユニット７の入力軸８に伝達される。そして、この入力軸８が回転すると、このステアリングギヤユニット７の両側に配置された１対のタイロッド９、９が押し引きされて左右１対の操舵輪に、前記ステアリングホイール１の操作量に応じた舵角が付与される。
【００１５】
前記電動アシスト装置４は、図２〜３に詳示する様に、補助動力源である電動モータ１０と、この電動モータ１０を支持した、金属製で中空状のセンサハウジング１１と、それぞれがこのセンサハウジング１１の内部に配置された、被アシスト軸であるホイールシャフト１２と、トーションバー１３と、トルク検出器１４と、ウォーム式減速機１５とを備える。
【００１６】
このうちのセンサハウジング１１は、前後方向に２分割可能な、分割タイプのものである。即ち、このセンサハウジング１１は、中間部乃至後端部を構成する中空状の第一ハウジング素子１６と、前端部を構成する円輪状の第二ハウジング素子１７とを、互いの前端部と後端部とを嵌合させる事により、互いの同軸度を十分に確保した状態で、結合手段である複数本（図示の例では２本）のボルト１８、１８により、互いに結合して成る。そして、前記第一ハウジング素子１６の上下面又は側面に前記電動モータ１０を、同じく後端面に前記ステアリングコラム３の前端部を、それぞれ複数本のボルト１９ａ、１９ｂにより結合固定している。
【００１７】
又、前記ホイールシャフト１２は、前後方向に配設された状態で、それぞれがウォームホイール側転がり軸受である、第一、第二玉軸受２０、２１により、前記センサハウジング１１の内側に回転自在に支持されている。これら両玉軸受２０、２１のうちの一方の玉軸受２０を構成する外輪２２は、前記第一ハウジング素子１６の中間部前端寄り部分に内嵌固定されており、他方の玉軸受２１を構成する外輪２３は、前記第二ハウジング素子１７に内嵌固定されている。そして、前記ホイールシャフト１２に、前記ステアリングシャフト２の前端部を、前記トーションバー１３を介して連結している。これと共に、前記ホイールシャフト１２の前端部で、前記ハウジング１１の外部に突出した部分に、前記自在継手５ａ（図１）を介して結合している。
【００１８】
本実施形態においては、ホイールシャフト１２は接続ピン３５を介してトーションバー１３と連結されているが、ダイレクトに連結されているのではない。すなわち、接続ピン３５の周囲にダンパー３６が設けられていることにより、ホイールシャフト１２と接続ピン３５及び接続ピン３５とトーションバー１３とは、ダンパー３６を介して互いに連結されている。なお、「ダンパー」とは、速度に応じて力を発生する部材、すなわちダンピング効果のある部材を意味し、具体的にはゴムや樹脂などが挙げられる。
【００１９】
又、前記トルク検出器１４は、前記ステアリングシャフト２の前端部に外嵌固定した状態で、前記ホイールシャフト１２の後端部の周囲に配置したトルク検出用スリーブ２４と、このトルク検出用スリーブ２４の周囲に配置した状態で、前記第一ハウジング素子１６の後端寄り部分に内嵌固定した円環状のトルクセンサ２５とを備える。このうちのトルクセンサ２５は、軸方向両端部に内向鍔部を有する円筒状のセンサケース２６の内側に、センサコイル等の他の構成部品を保持して成る。この様なトルクセンサ２５は、前記第一ハウジング素子１６の内周面の後端寄り部分に設けられた段部２７と、前記第一玉軸受２０の外輪２２の側面に重ね合わせた皿ばね２８との間に挟持される事により、軸方向の位置決めを図られた状態で、前記第一ハウジング素子１６に内嵌固定されている。
【００２０】
又、前記ウォーム式減速機１５は、ウォームホイール２９と、ウォーム軸３０の中間部に設けたウォーム３１とを、互いに噛合させて成る。このうちのウォームホイール２９は、前記ホイールシャフト１２の中間部で、前記第一、第二両玉軸受２０、２１同士の間に挟まれた部分に、セレーション係合等により外嵌固定されている。又、前記ウォーム軸３０（図３参照）は、その両端部を、それぞれがウォーム側転がり軸受である、第三、第四玉軸受３２、３３により、前記第一ハウジング素子１６の下部の左右両端部に対し、回転自在に支持されている。そして、前記ウォーム軸３０の基端部（図３における上端部）に、前記電動モータ１０の出力軸３４を、回転力の伝達を可能に結合している。
【００２１】
次に作動について説明する。
【００２２】
上述の様に構成する電動式パワーステアリング装置の場合、操舵時に前記ステアリングホイール１から前記ステアリングシャフト２にトルクが加わると、このトルクの方向及び大きさを、前記トルク検出器１４が検出する。即ち、前記ステアリングホイール１から前記ステアリングシャフト２にトルクが加わると、このステアリングシャフト２と前記ホイールシャフト１２とを連結する、前記トーションバー１３が、捻り方向に弾性変形する。
【００２３】
そして、この弾性変形に伴い、前記ステアリングシャフト２と前記ホイールシャフト１２とが相対回転する。この相対回転量と前記トルクの方向及び大きさとの間には、相関関係があるので、前記トルク検出器１４は、前記相対回転量に基づいて前記トルクの方向と大きさとを検出する。そして、このトルクの検出結果に基づき、前記電動モータ１０が、前記ウォーム式減速機１５を介して前記ホイールシャフト１２を、前記ステアリングホイール１から前記ステアリングシャフト２に入力されたトルクよりも大きなトルクで回転させる。従って、前記左右１対の操舵輪に舵角を付与する際に必要となる、前記ステアリングホイール１の操作力を軽減する事ができる。
【００２４】
本実施形態においては、ホイールシャフト１２とトーションバー１３とは、上述したようにダンパー３６を介して連結されている。従って、ウオーム３１とウオームホイール２９との衝突により発生したラトル音の原因となる振動が、ホイールシャフト１２からトーションバー１３を経て、ステアリングシャフト２に伝達されようとする場合も、ダンパー３６によって減衰されるため、ステアリングシャフト２への伝達が防止される。
【００２５】
以上説明したように本実施形態によれば、ホイールシャフト１２からステアリングシャフトへ２と至る経路において、ラトル音の原因となる振動を減衰させて，ステアリングホイール１からのラトル音の放射を防止することができる。
【００２６】
（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態を示す電動パワーステアリング装置の縦断面図、図５は図４のＣ−Ｃ断面図である。第１実施形態と同一構造部分については同一符号を付して重複した説明は省略する。第１実施形態と構造上の相違は、ホイールシャフト５２は接続ピン３５を介してトーションバー５３とダイレクトに連結されている。これに対し、トーションバー５３とステアリングシャフト４２とはダイレクトに連結されておらず、ダンパー５６を介して連結（図５参照）されている。
【００２７】
従って、本実施形態においても、ウオームとウオームホイールとの衝突により発生したラトル音の原因となる振動が、ホイールシャフト５２からトーションバー５３を経て、ステアリングシャフト４２に伝達されようとする場合も、ダンパー５６によって減衰されるため、ステアリングシャフト４２への伝達が防止される。
【００２８】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ホイールシャフトとトーションバーの間（第１実施形態）、もしくはステアリングシャフトとトーションバーの間（第２実施形態）の何れか一方のみをダンパーを介して連結しているが、双方をダンパーを介して連結すれば、なお一層、ステアリングホイールからのラトル音の放射防止効果が高まる。
【符号の説明】
【００２９】
１          ステアリングホイール
２、４２    ステアリングシャフト
４          電動アシスト装置
１０        電動モータ
１２、５２  ホイールシャフト
１３、５３  トーションバー
１５        ウォーム式減速機構
２９        ウォームホイール
３０        ウォーム軸
３１        ウォーム
３６、５６  ダンパー
【図１】
2016203739.tif 000003
【図２】
2016203739.tif 000004
【図３】
2016203739.tif 000005
【図４】
2016203739.tif 000006
【図５】
2016203739.tif 000007
【図６】
2016203739.tif 000008