(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転させるモータと、
車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、
ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵力を伝達する入力軸と、
前記モータの前記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構と、
前記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記入力軸に付与された操舵トルクに応じて弾性変形するようになっている弾性部材と、
前記弾性部材の弾性変形量を測定する測定装置と、
前記出力軸と前記入力軸のいずれか一方に複数の凸部が形成され、他方に複数の凹部が形成され、前記出力軸と前記入力軸との相対回動を、前記凸部と前記凹部が衝接することにより制限する制限手段とからなる電動式パワーステアリング装置において、
前記複数の凸部と前記複数の凹部のうち、少なくとも２組以上の特定の凸部と凹部との間に緩衝部材を配置し、少なくとも２組以上の凸部と凹部との間には緩衝部材が配置されておらず、
前記出力軸と前記入力軸とが相対回動したときに、前記緩衝部材が配置されていない凸部と凹部が衝接する前に、前記特定の凸部と前記凹部との間に配置された緩衝部材と前記特定の凸部或いは凹部が衝接することを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記緩衝部材は、前記特定の凸部と前記凹部との間に配置される複数の緩衝部を一体的に形成してなることを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記複数の緩衝部は、１８０度位相で配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電動式パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記複数の緩衝部は、リング状の本体に連結されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動式パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記緩衝部材は、前記特定の凸部の外形状に対応し密着嵌合する溝部を有していることを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動式パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動式パワーステアリング装置として、例えば特開平８−２０７７９８号に示すように、車輪の操舵を行う際に操舵トルクを検出してステアリングホイールに付与された手動力を補助するように構成したものが知られている。かかる構成においては、ステアリングホイールから操舵力を受ける入力軸と、車輪に操舵力を伝達する出力軸との間をトーションバーで連結し、かかるトーションバーのネジレを検出することによって、制御に必要な操舵トルクを検出できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば車輪が路肩に接触したような場合、あるいは急操舵時にラックエンドまでステアリングホイールを回したような場合には、入力軸と出力軸との間で大きな力が伝達されて、トーションバーに大きな力が付与される恐れがある。かかる場合、トーションバーがその弾性限界を超えて塑性変形を生じたら、操舵トルクゼロの基準点が変わってしまい、電動式パワーステアリング装置の制御機能を損なうこととなる。そこで、通常は出力軸と入力軸との相対回動を制限する制限手段が設けられ、大きな力が付与された場合でも、トーションバーに塑性変形が生じないようにしている。
【０００４】
このような制限手段は、出力軸側に形成された断面が十字型の凸部と、入力軸側に形成された対応する形状の凹部とからなり、通常の動作時には凸部と凹部とは衝接させることなくトーションバーのネジレを許容する一方で、出力軸と入力軸との間の相対回動が所定値以上大きくなったときは、凸部が凹部に衝接するようにして、トーションバーの過大ネジレを防止するように機能するものである。
【０００５】
ところが、かかる電動式パワーステアリング装置において、凸部と凹部とが衝接し合うことにより叩き音が生じることが判明した。このような叩き音は、電動式パワーステアリング装置が設けられた車両の車室内に侵入し、乗員に不快感を与える恐れがある。
【０００６】
そこで本発明は、より効果的に騒音を抑制できる電動式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明の電動式パワーステアリング装置は、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転させるモータと、車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵力を伝達する入力軸と、前記モータの前記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構と、前記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記入力軸に付与された操舵トルクに応じて弾性変形するようになっている弾性部材と、前記弾性部材の弾性変形量を測定する測定装置と、前記出力軸と前記入力軸のいずれか一方に複数の凸部が形成され、他方に複数の凹部が形成され、前記出力軸と前記入力軸との相対回動を、前記凸部と前記凹部が衝接することにより制限する制限手段とからなる電動式パワーステアリング装置において、前記複数の凸部と前記複数の凹部のうち、少なくとも２組以上の特定の凸部と凹部との間に緩衝部材を配置し、少なくとも２組以上の凸部と凹部との間には緩衝部材が配置されておらず、前記出力軸と前記入力軸とが相対回動したときに、前記緩衝部材が配置されていない凸部と凹部が衝接する前に、前記特定の凸部と前記凹部との間に配置された緩衝部材と前記特定の凸部或いは凹部が衝接することを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、前記出力軸と前記入力軸のいずれか一方に複数の凸部が形成され、他方に複数の凹部が形成され、前記出力軸と前記入力軸との相対回動を、前記凸部と前記凹部が衝接することにより制限する制限手段からなり、前記複数の凸部と前記複数の凹部のうち、少なくとも２組以上の特定の凸部と凹部との間に緩衝部材を配置し、少なくとも２組以上の凸部と凹部との間には緩衝部材が配置されておらず、前記出力軸と前記入力軸とが相対回動したときに、前記緩衝部材が配置されていない凸部と凹部が衝接する前に、前記特定の凸部と前記凹部との間に配置された緩衝部材と前記特定の凸部或いは凹部が衝接するので、前記凹部と前記凸部とが強く衝接し合うことを防止でき、それにより叩き音を減少させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる電動式パワーステアリング装置１００の軸線方向一部断面図である。
【００１０】
図１において、電動式パワーステアリング装置１００は、ハウジング１０１とそれから延在するチューブ１１０とを有している。ハウジング１０１は、ブラケット１１４により、またチューブ１１０は、ブラケット１１５によリ車体（図示せず）に固定されている。チューブ１１０の内側には、上端をステアリングホイール（図示せず）に連結するようになっている入力軸１１１が延在し、チューブ１１０に対して回転自在に支持されている。入力軸１１１の他端は、検出手段であるトルク検出装置（測定装置）１１２に連結されている。
【００１１】
トルク検出装置１１２はまた、ハウジング１０１内を延在し、回転白在に支持されている出力軸１１３に連結されている。出力軸１１３は、図示しない操舵装置に連結されたラック軸に係合し、車輪を操舵するトルクを伝達するようになっている。トルク検出装置１１２は、入力軸１１１と出力軸１１３との間に働く相対（操舵）トルクを検出するようになっている。
【００１２】
トルク検出装置１１２の近傍において、出力軸１１３にウォームホイール１０４が同軸に取リ付けられている。ウォームホイール１０４は、図１において紙面に垂直方向に延在している減速器入力軸１０３のウォームギヤ１０３ａと噛合している。減速器入力軸１０３は、モータ１０２の回転軸（不図示）に連結されている。ウォームホイール１０４とウォームギヤ１０ａとで動力伝達機構を形成する。
【００１３】
図２は、図１のトルク検出器１１２の要部分解図である。図１、図２を参照すると、入力軸１１１の内方端に軸線方向に延在する３本のスリット１１１ａ（１本のみ図示）が形成されている。―方、出力軸１１３の内方端には３本の螺旋溝１１３ａが形成されている。組み付けられた状態において、螺旋溝１１３ａの周囲には略円管状のセンサリング１１６が取り付けられるようになつている。
【００１４】
センサリング１１６は、その内周において円周方向に延在し互いに離隔する内周溝１１６ａ及び１１６ｂを形成しており、その外周には円周方向に延在する２列の壁１１６ｃ、１１６ｄを形成している。２列の壁１１６ｃと１１６ｄとの間に、外周溝１１６ｅが形成されるようになっている。センサリング１１６と出力軸１１３上のウォームホイール１０４との間には、コイルばね１１７が設けられている。組み付けられた状態で、コイルばね１１７は、センサリング１１６の壁１１６ｃを図中右方向に付勢し、後述するボールを螺旋溝の一方の壁に押しつけて、いわゆる「ガタ取り」を行うものである．
【００１５】
組み付けられた状態で、センサリング１１６の内周溝１１６ａ、１１６ｂは、第１のボール１１８、第２のボール１１９をそれぞれ３個ずつ内包するようになっている。第１、第２のボール１１８、１１９は全て螺旋溝１１３ａにはめ込まれてその上を転動するが、同時に第２のボール１１９のみがスリット１１１ａにはめ込まれるようになっている。
【００１６】
なお、センサリング１１６の外周溝１１６ｅにはトルク検出器１２０（図１）の測定子がはめ込まれるようになっている。入力軸１１１と出力軸１１３とは弾性部材であるトーションバー１２１により連結されている。また、入力軸１１１と出力軸１１３との間には、後述する態様で緩衝部材１５０が配置されている。
【００１７】
図３は、トルク検出器１１２を入力軸１１１と出力軸１１３との間に組み付けた状態で示す断面図である。図４は、図３の構成をＩＶ−ＩＶ線で切断して矢印方向に見た図である。
【００１８】
図４に示すように、入力軸１１１には、十字型の凹部１１１ａが形成されている。一方、出力軸１１３には、９０度ずつ離れて突出することにより全体として十字形となっている各一対の凸部１１３ａ、１１３ｂが形成されている。図４においては横方向に延在する２つの凸部１１３ａは、縦方向に延在する２つの凸部１１３ｂよりも幅広くなっている。凹部１１１ａは十字型であるので、径方向に窪んだ４つの凹部１１１ａ１、１１１ａ２を有するともいえる。緩衝部材がある凹部を１１１ａ１とし、緩衝部材がない凹部を１１１ａ２とする。
【００１９】
図５は、緩衝部材１５０の斜視図である、ウレタンゴム製である緩衝部材１５０は、リング状の本体１５０ａと、本体１５０ａの両脇から軸線方向に延在する、断面がコ字状の一対の緩衝部１５０ｂとから形成されている。緩衝部１５０ｂの外形状は、凹部１１１ａの径方向に窪んだ２つの凹部１１１ａ１の内面形状に合致する形状となっている。
【００２０】
緩衝部材１５０は、図４に示すように、緩衝部１５０ｂ外面を凹部１１１ａの径方向に窪んだ２つの凹部１１１ａ１の内面に密着させ、２つの凸部１１３ｂに対向するようにして、入力軸１１１と出力軸１１３との間に取り付けられている。尚、このようにして取り付けられた状態で、凸部１１３ｂと緩衝部１５０ｂとのスキマΔ１と、凸部１１３ａと凹部１１１ａの径方向に窪んだ凹部１１１ａ１の壁面とのスキマΔ２との間には、Δ１＜Δ２なる関係が成立する。
【００２１】
図１に示す電動式パワーステアリング装置１００の作用について以下に説明する。図示しないステアリングホイールからの操舵トルクの入力により、入力軸１１１が回転し、トルク検出装置１１２のトーションバー１２１を介して出力軸１１３に回転トルクが伝達される。出力軸１１３は、上述したように操舵装置（図示せず）に連結されている。この場合において、トルク検出装置１１２で検出されたトルクの値は、図示しない判断回路に送られ、そこで所定値と比較される。該トルクが所定値を超えた場合には補助操舵力を必要とする場合であるので、モータ１０２を駆動すべく検出トルクに応じた駆動指令が出される。駆動指令により駆動されたモータ１０２は、所定の回転トルクで減速器入力軸１０３を回転させ、更にウォームホイール１０４を介して出力軸１１３にその回転トルクが伝達される。
【００２２】
一方、トルク検出装置１１２で検出されたトルクの値が所定値より低い場合には、補助操舵力は不要であるので、モータ１０２は駆動されないこととなる。
【００２３】
更に、トルク検出装置１１２の動作について説明する。入力軸１１１と出力軸１１３との問の働く操舵トルクに応じて、トーションバー１２１がねじれ、すなわち弾性変形し、入力軸１１１と出力軸１１３との問に相対角度変位が生じる。このように相対角度変位が生じると、螺旋溝にはめ込まれたボール１１８、１１９は出力軸１１３と一体的に回転しようとする。
【００２４】
ところがボール１１９は、入力軸１１１のスリット１１１ａにもはめ込まれているため、スリット１１１ａに沿ってのみ移動可能となる。従って、ボール１１９は、螺旋溝１１３ａ及びスリット１１１ａの双方から力を受けることとなり、螺旋溝１１３ａに沿って転動し、センサリング１１６を軸線方向に移動させるよう力を加える。
【００２５】
一方、ボール１１８はセンサリング１１６から力を受けて、同様に螺旋溝１１３ａ上を転動する。このセンサリング１１６の軸線方向移動量を、トルク検出器１２０の測定子により測定することにより、操舵トルクが検出されるようになっている。
【００２６】
ところで、車輪から過大な入力を受けることによって、入力軸１１１と出力軸１１３との間には、大きなトルクが生じることがある。かかる場合に、トーションバー１２１の過大なネジレを防止すべく、出力軸１１３の凸部１１３ａ、１１３ｂは、入力軸１１１の凹部１１１ａに衝接するようになっている。
【００２７】
しかるに、出力軸１１３の凸部１１３ａが、入力軸１１１の凹部１１１ａに衝接すると叩き音がする恐れがある。そこで、本実施の形態においては、緩衝部材１５０を設けると共に、上述したスキマΔ１，Δ２を適宜定めることによって、出力軸１１３の凸部１１３ａと、入力軸１１１の凹部１１１ａのうち緩衝部材のない凹部１１１ａ２とが衝接し合う前に、出力軸１１３の凸部１１３ｂを、緩衝部材１５０の緩衝部１５０ｂに衝接させるようにしている。かかる場合、緩衝部材１５０はウレタンゴム製であるので、凸部１１３ｂが衝接しても叩き音を発生しないようになっている。又、緩衝部材１５０は、組み込みが容易であり、対称形であるため成型が容易であり、１８０度位相で組み込め、低コストとなっている。
【００２８】
図６は、本実施の形態の変形例にかかる電動式パワーステアリング装置を示す図４と同様な断面図である。図７は、図６の構成をＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。
【００２９】
図６，７の変形例が、上述した実施の形態と異なるのは、緩衝部材２５０が出力軸２１３の２つの凸部２１３ｂに設置されている点である。出力軸２１３の凸部２１３ｂの形状は、断面が略Ｔ字形状を有しており、一方、緩衝部材２５０は、凸部２１３ｂの外形状に対応した断面形状の溝部２５０ａを有する。凹部１１１ａは十字型であるので、径方向に窪んだ４つの凹部１１１ａ１、１１１ａ２を有するともいえる。緩衝部材がある方の凹部を１１１ａ１とし、緩衝部材がない方の凹部を１１１ａ２とする。
【００３０】
緩衝部材２５０は、凸部２１３ｂの端部に溝部２５０ａの内形状を合致させた後、出力軸２１３の軸線方向にスライドさせることにより、凸部２１３ｂに対して密着嵌合的に取り付けられるようになっている。このようにして取り付けた後には、緩衝部材２５０は凸部２１３ｂより不用意に脱落せず、組立性等を向上させることができる。尚、かかる変形例においても、上述した実施の態様と同様に、緩衝部材２５０を挟んで凹部１１１ａの２つの凹部１１１ａ１と凸部２１３ｂとの間に衝接が生じても、緩衝部材２５０による叩き音の減少効果が奏される。
【００３１】
以上、実施の形態を参照して本願発明を詳細に説明してきたが、本願発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。たとえば、緩衝部材は、ウレタンゴム製に限らず、緩衝機能を有する材料であれば良く、また出力軸あるいは入力軸と別部材でなく表面にコーティングする形態でも良い。更に、出力軸に凹部を設け、入力軸に凸部を設けるようにしても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本願発明のパワーステアリング装置によれば、前記出力軸と前記入力軸のいずれか一方に複数の凸部が形成され、他方に複数の凹部が形成され、前記出力軸と前記入力軸との相対回動を、前記凸部と前記凹部が衝接することにより制限する制限手段からなり、前記複数の凸部と前記複数の凹部のうち、少なくとも２組以上の特定の凸部と凹部との間に緩衝部材を配置し、少なくとも２組以上の凸部と凹部との間には緩衝部材が配置されておらず、前記出力軸と前記入力軸とが相対回動したときに、前記緩衝部材が配置されていない凸部と凹部が衝接する前に、前記特定の凸部と前記凹部との間に配置された緩衝部材と前記特定の凸部或いは凹部が衝接するので、前記凹部と前記凸部とが強く衝接し合うことを防止でき、それにより叩き音を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電動式パワーステアリング装置１００の軸線方向一部断面図である。
【図２】図１のトルク検出器１１２の要部分解図である。
【図３】トルク検出器１１２を入力軸１１１と出力軸１１３との間に組み付けた状態で示す断面図である。
【図４】図３の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【図５】緩衝部材１５０の斜視図である。
【図６】本実施の形態の変形例にかかる電動式パワーステアリング装置を示す図４と同様な断面図である。
【図７】図６の構成をVII-VII線で切断して矢印方向に見た図である。
【符号の説明】
１０１ ハウジング
１１１ 入力軸
１１１ａ 凹部
１１３，２１３ 出力軸
１１３ｂ、２１３ｂ 凸部
１５０、２５０ 緩衝部材
【図１】
0004134436.tif 000002
【図２】
0004134436.tif 000003
【図３】
0004134436.tif 000004
【図４】
0004134436.tif 000005
【図５】
0004134436.tif 000006
【図６】
0004134436.tif 000007
【図７】
0004134436.tif 000008