(57)【要約】【課題】デフレクタの出入口を転動ボールが出入りすることによって発生する異音を低減できるようにした電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】ハウジング１１およびモータシャフト４１の何れか一方と第１および第２のころがり軸受４３、４４との各間に、第１および第２の制振合金５１、５２をそれぞれ設けた。第１の制振合金５１は、ハウジング（モータシャフト）と第１のころがり軸受との間に介在される円筒部５３ａ、５４ａと、第１のころがり軸受の両端部とハウジング（モータシャフト）との間に介在されるフランジ部５３ｂ、５４ｂとからなり、第２の制振合金５２は、ハウジング（モータシャフト）と第２のころがり軸受との間に介在される円筒部５２ａを有している。【選択図】図１
2009073412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、該ハウジングに軸方向移動可能に貫挿されラックピニオン機構を介して入力軸に連結されるラック軸と、該ラック軸と同軸的に前記ハウジング内に配置された電動モータと、該電動モータによって回転されるモータシャフトと、該モータシャフトの両端部を前記ハウジングに回転可能に軸承する第１および第２のころがり軸受と、前記モータシャフトの回転を前記ラック軸の軸方向運動に変換するボールねじ装置とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記ハウジングおよび前記モータシャフトの何れか一方と前記第１および第２のころがり軸受との各間に、第１および第２の制振合金をそれぞれ設け、該第１の制振合金は、前記ハウジングの内周および前記モータシャフトの外周の何れか一方と前記第１のころがり軸受の外周および内周の何れか一方との間に介在される円筒部と、前記第１のころがり軸受の両端部と前記ハウジングおよび前記モータシャフトの何れか一方との間に介在されるフランジ部とからなり、前記第２の制振合金は、前記ハウジングの内周および前記モータシャフトの外周の何れか一方と前記第２のころがり軸受の外周および内周の何れか一方との間に介在される円筒部を有し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】
請求項１において、前記第１の制振合金は、前記第１のころがり軸受の外輪の外周面と前記ハウジングとの間および前記第１のころがり軸受の外輪の軸方向端面と前記ハウジングとの間にそれぞれ挟持される断面Ｌ字形をなす２つの制振リングによって構成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、デフレクタ式ボールねじ装置を備えた電動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】
一般に、電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトの回転によって軸方向移動されるラック軸と、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいてモータシャフトを回転駆動する電動モータと、モータシャフトの回転運動をラック軸の軸方向運動に変換するボールねじ装置とを備えている。
【０００３】
ところで、ラック軸と同軸的に電動モータを配設したラック同軸型電動パワーステアリング装置においては、例えば、特許文献１に記載されているように、ラック軸にボールねじ軸を一体に設け、このボールねじ軸に電動モータによって回転されるモータシャフトに固定したボールナットを転動ボールを介して螺合している。
【０００４】
かかる特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置においては、操舵輪からの衝撃荷重による外部入力が、操舵輪からラック軸を介してモータシャフトの軸方向に伝えられるため、モータシャフトを回転可能に支持する軸受を、ハウジングの内周に螺合される環状の制振合金ナットによって軸方向に締め込んで固定することにより、軸方向の衝撃荷重を吸収できるようになっている。
【特許文献１】特開２００７−１３７２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種のボールねじ装置を備えた電動パワーステアリング装置においては、モータシャフトに固定したボールナットに、転動ボールを循環するための複数のデフレクタが装着されているため、このデフレクタの出入口を転動ボールが出入りする際にボールねじ装置に振動が惹起される。そして、この振動がボールねじ装置を装着したモータシャフト、およびモータシャフトを軸承するころがり軸受を介してハウジングに伝達されるようになるため、振動によって発生した異音（摩擦音）が電動パワーステアリング装置の外部に洩れる問題があった。
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された制振合金の構成では、デフレクタの出入口を転動ボールが出入りする際のボールねじ装置の振動に起因する異音の発生を低減することができず、その対策が求められていた。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題を解消するためになされたもので、デフレクタの出入口を転動ボールが出入りすることによって発生する異音を低減できるようにした電動パワーステアリング装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、ハウジングと、該ハウジングに軸方向移動可能に貫挿されラックピニオン機構を介して入力軸に連結されるラック軸と、該ラック軸と同軸的に前記ハウジング内に配置された電動モータと、該電動モータによって回転されるモータシャフトと、該モータシャフトの両端部を前記ハウジングに回転可能に軸承する第１および第２のころがり軸受と、前記モータシャフトの回転を前記ラック軸の軸方向運動に変換するボールねじ装置とを備えた電動パワーステアリング装置において、前記ハウジングおよび前記モータシャフトの何れか一方と前記第１および第２のころがり軸受との各間に、第１および第２の制振合金をそれぞれ設け、該第１の制振合金は、前記ハウジングの内周および前記モータシャフトの外周の何れか一方と前記第１のころがり軸受の外周および内周の何れか一方との間に介在される円筒部と、前記第１のころがり軸受の両端部と前記ハウジングおよび前記モータシャフトの何れか一方との間に介在されるフランジ部とからなり、前記第２の制振合金は、前記ハウジングの内周および前記モータシャフトの外周の何れか一方と前記第２のころがり軸受の外周および内周の何れか一方との間に介在される円筒部を有していることである。
【０００９】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記第１の制振合金は、前記第１のころがり軸受の外輪の外周面と前記ハウジングとの間および前記第１のころがり軸受の外輪の軸方向端面と前記ハウジングとの間にそれぞれ挟持される断面Ｌ字形をなす２つの制振リングによって構成されていることである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、ハウジングおよびモータシャフトの何れか一方と第１および第２のころがり軸受との各間に、第１および第２の制振合金をそれぞれ設け、第１の制振合金は、ハウジングの内周およびモータシャフトの外周の何れか一方と第１のころがり軸受の外周および内周の何れか一方との間に介在される円筒部と、第１のころがり軸受の両端部とハウジングおよびモータシャフトの何れか一方との間に介在されるフランジ部とからなり、第２の制振合金は、ハウジングの内周およびモータシャフトの外周の何れか一方と第２のころがり軸受の外周および内周の何れか一方との間に介在される円筒部を有しているので、第１および第２の制振合金による制振作用によって、ボールねじ装置の転動ボールがデフレクタを通過する際に発生する異音を低減できるようになる。しかも、異音を制振合金によって低減するようにしたので、モータシャフトに対するボールねじ装置の支持剛性を低下させることがない。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、第１の制振合金は、第１のころがり軸受の外輪の外周面とハウジングとの間および第１のころがり軸受の外輪の軸方向端面とハウジングとの間にそれぞれ挟持される断面Ｌ字形をなす２つの制振リングによって構成されているので、略共通な２つの制振リングを用いてモータシャフトをハウジングに対して回転方向および軸方向に移動を規制して回転可能に支持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態のデフレクタ式ボールねじ装置を備えた電動パワーステアリング装置１０の全体を示すもので、当該電動パワーステアリング装置１０は、車両の左右方向に延在して配設されたハウジング１１を備え、ハウジング１１には、図略のステアリングホイールによって回転されるピニオン軸１２と、ピニオン軸１２に噛合うラック歯１３ａを形成したラック軸１３と、ラック軸１３と同軸的に配設した電動モータ１４と、電動モータ１４の回転運動をラック軸１３の軸方向運動に変換するボールねじ装置１５等が備えられている。
【００１３】
ハウジング１１は、円筒状のモータハウジング１６と、モータハウジング１６の両端に同軸上に嵌合された中空状のラックハウジング１７、１８からなり、ラックハウジング１７、１８に形成された取付部１７ａ、１８ａを介して図略の車体ボディに支持されるようになっている。
【００１４】
ハウジング１１には、ラック軸１３が軸方向に摺動可能に貫挿され、ラック軸１３の両端は、タイロッドを介して左右の操向車輪に連結され、ラック軸１３の軸動によって操向車輪が左右方向に操向されるようになっている。
【００１５】
ラック軸１３の一端にはボールねじ装置１５を構成するボールねじ軸２０が設けられている。ボールねじ装置１５は、図２に示すように、外周面にボール転動溝２０ａを螺旋状に形成したボールねじ軸２０と、内周面にボール転動溝２１ａを螺旋状に形成したボールナット２１と、ボールねじ軸２０のボール転動溝２０ａとボールナット２１のボール転動溝２１ａとの間で形成されるボール軌道内を転動する複数の転動ボール２４と、隣接する２つのボール転動溝２０ａ、２１ａ間で転動ボール２４をリターンする複数のデフレクタ２５とによって構成されている。ボールナット２１は後述する電動モータ１４のロータを構成するモータシャフト４１内に装着され、締付けナット２６によるねじ締めによってモータシャフト４１に固定されるようになっている。これにより、モータシャフト４１によるボールナット２１の正逆回転によって、ボールねじ軸２０とともにラック軸１３が軸方向に往復動されるようになる。
【００１６】
上記したボールねじ軸２０、ボールナット２１、転動ボール２４およびデフレクタ２５等によって、モータシャフト４１の回転をラック軸１３の軸方向運動に変換するボールねじ装置１５を構成している。
【００１７】
電動モータ１４は、ボールねじ装置１５を介してボールねじ軸２０（ラック軸１３）に軸方向のアシスト力を付与するもので、中空状のロータからなるモータシャフト４１とステータ４２とから構成されている。モータシャフト４１はハウジング１１（モータハウジング１６およびラックハウジング１７）に第１および第２のころがり軸受４３，４４を介して回転可能に軸承され、このモータシャフト４１の中空穴内にボールねじ軸２０が同軸的に貫挿されている。モータシャフト４１の外周には平板状の永久磁石４５が複数接着され、この永久磁石４５に対向するようにステータ４２がモータハウジング１６の内周に装着されている。ステータ４２は複数のコイル４６を備え、コイル４６への通電によって発生する磁束を永久磁石４５に作用させることにより、モータシャフト４１が回転されるようになっている。
【００１８】
ハウジング１１（ラックハウジング１７）に対してモータシャフト４１の一端部を回転可能に軸承する上記した第１のころがり軸受４３の外輪の外周と、ハウジング１１の内周との間には、マグネシウム合金、フェライト系ステンレス鋼等からなる第１の制振合金５１が介在されている。第１のころがり軸受４３の内輪は締付ナット５５によって、モータシャフト４１の一端外周に一体的に固定されている。
【００１９】
第１の制振合金５１は、図３に詳細に図示するように、第１のころがり軸受４３の外輪とラックハウジング１７の内周との間に嵌装される円筒部５３ａ、５４ａと、これら円筒部５３ａ、５４ａの各一端に一体的に接続されたフランジ部５３ｂ、５４ｂとからなる断面Ｌ字状の同一形状からなる２つの制振リング５３、５４からなっている。一方の制振リング５３のフランジ部５３ｂは、ラックハウジング１７の段部１７ｂと第１のころがり軸受４３の外輪の一端面（図３の左側面）との間に介在され、円筒部５３ａがしまりばめによってラックハウジング１７の内周面と第１のころがり軸受４３の外輪の外周面との間に隙間なく嵌装されている。また、他方の制振リング５４のフランジ部５４ｂがラックハウジング１７の内周に形成したねじ穴に螺合する締付ナット５７の端面と第１のころがり軸受４３の外輪の他端面（図３の右側面）との間に介在され、円筒部５４ａは、前記円筒部５３ａと軸方向に僅かな隙間を有して、ラックハウジング１７の内周面と第１のころがり軸受４３の外輪の外周面との間にしまりばめによって隙間なく嵌装されている。
【００２０】
このように、共通な２つの制振リング５３、５４を第１のころがり軸受４３を両側から包み込むように対称に配置し、第１のころがり軸受４３の外輪をラックハウジング１７に螺合する締付ナット５７により締付けることにより、モータシャフト４１の一端はラックハウジング１７に対して軸方向移動を規制され、回転のみ可能に支持される。
【００２１】
一方、モータシャフト４１の他端部をハウジング１１（モータハウジング１６）に対して回転可能に軸承する上記した第２のころがり軸受４４の外輪の外周面と、モータハウジング１６の内周面との間には、図４に詳細に図示するように、マグネシウム合金、フェライト系ステンレス鋼等からなる円筒部５２ａを有する第２の制振合金５２が介在されている。第２の制振合金５７の円筒部５２ａはモータハウジング１６の内周面に嵌合圧入され、この第２の制振合金５２の内周面に、モータシャフト４１の他端部外周に内輪を嵌合圧入された第２のころがり軸受４４の外輪が、すきまばめによって軸方向移動可能に嵌合されている。
【００２２】
このような、モータシャフト４１の両端部に配置された第１および第２のころがり軸受４３、４４とハウジング１１との間に、しまりばめとすきまばめによって第１および第２の制振合金５１、５２を装着することにより、モータシャフト４１とモータハウジング１６との熱膨張差を許容できるようになる。なお、モータシャフト４１とモータハウジング１６との熱膨張にほとんど差がない場合には、第２のころがり軸受４４の外輪とモータハウジング１６の内周との間に介在される第２の制振合金５２も、しまりばめによって第２のころがり軸受４４とモータハウジング１６との間に隙間なく嵌合させるようにしてもよい。
【００２３】
次に、上記のように構成された電動パワーステアリング装置１０の動作について説明する。図略のステアリングホイールを操舵すると、操舵トルクが図略の入力軸に伝達され、ピニオン軸１２とラック歯１３ａとによるラックピニオン機構を介してラック軸１３が軸方向に移動される。
【００２４】
入力軸に与えられた操舵トルクは図略のトルクセンサにより検出され、また、図略の回転角検出センサによって電動モータ１４のモータシャフト４１の回転位置等が検出される。これら操舵トルクおよびモータシャフト４１の回転位置等に基づいて電動モータ１４が制御され、アシスト力が発生される。電動モータ１４の回転によるアシスト力は、ボールねじ装置１５によってラック軸１３の軸方向移動に変換され、運転者によるステアリングホイールの操舵力が軽減される。
【００２５】
ところで、本実施の形態においては、モータシャフト４１がハウジング１１に、第１および第２のころがり軸受４３、４４ならびに第１および第２の制振合金５１、５２を介して回転可能に支持されているので、ボールねじ装置１５において、転動ボール２４がデフレクタ２５を通過する、すなわち、デフレクタ２５の出入口を出入りする際の振動が、第１および第２の制振合金５１、５２による制振作用によって吸収される。従って、転動ボール２４がデフレクタ２５を出入りする際に発生する異音（摩擦音）が電動パワーステアリング装置１０のハウジング１１に伝達されにくくなり、ハウジング１１の外部に洩れる異音を低減できるようになるので、車両の静粛性を高めることができるようになる。
【００２６】
しかも、転動ボール２４がデフレクタ２５を出入りする際に発生する異音を、制振合金５１、５２によって低減するようにしたので、合成樹脂やゴム等に比べて、モータシャフト４１に対するボールねじ装置１５の支持剛性の低下を防止できるようになる。
【００２７】
さらに、第１の制振合金５１を、第１のころがり軸受４３の外輪の外周面とハウジング１１との間および第１のころがり軸受４３の外輪の軸方向端面とハウジング１１との間にそれぞれ挟持される断面Ｌ字形をなす２つの制振リング５３、５４によって構成することにより、共通な２つの制振リング５３、５４を用いてモータシャフト４１をハウジング１１に対して回転方向および軸方向に移動を規制して回転可能に支持できるようになる。
【００２８】
上記した実施の形態においては、第１および第２の制振合金５１、５２を、ハウジング１１と第１および第２のころがり軸受４３、４４の外輪との各間に介在させたが、制振合金５１、５２を、モータシャフト４１と第１および第２のころがり軸受４３、４４の内輪との各間に介在させても、同様な作用効果が得られるものである。
【００２９】
また、上記した実施の形態においては、ハウジング１１と第１のころがり軸受４３との間に介在される第１の制振合金５１を、円筒部５３ａ、５４ａとフランジ部５３ｂ、５４ｂとからなる断面Ｌ字形の共通な２つの制振リング５３、５４にて構成し、これら２つの制振リング５３、５４を第１のころがり軸受４３を両側から包み込むように対称に配置した例について述べたが、本発明は、実施の形態で述べたものに限定されるものではなく、例えば、各制振リング５３、５４の円筒部５３ａ、５４ａとフランジ部５３ｂ、５４ｂを別体で構成することもでき、あるいはまた、制振リング５３、５４の一方を、円筒部の軸方向長さを長くした断面Ｌ字形とし、他方を、フランジ部のみとしてもよい。
【００３０】
斯様に、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態を示す電動パワーステアリング装置の全体断面図である。
【図２】図１の２−２線に沿って切断したデフレクタ式ボールねじ装置を示す断面図である。
【図３】図１の第１のころがり軸受部分の詳細を示す拡大図である。
【図４】図１の第２のころがり軸受部分の詳細を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０…電動式パワーステアリング装置、１１…ハウジング、１３…ラック軸、１４…電動モータ、１５…ボールねじ装置、２０…ボールねじ軸、２１ａ…ボール転動溝、２１…ボールナット、２１ａ…ボール転動溝、２４…転動ボール、２５…デフレクタ、２６…締付けナット、４３…第１のころがり軸受、４４…第２のころがり軸受、５１…第１の制振合金、５２…第２の制振合金、５３、５４…制振リング、５３ａ、５４ａ…円筒部、５３ｂ、５４ｂ…フランジ部、５５、５７…締付ナット。
【図１】
2009073412.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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