JP2002037097A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】衝撃力を吸収できる電動式パワーステアリング
装置を提供する。 【解決手段】ラック軸２２側から入力された衝撃力を、
変形することによって吸収可能な弾性体３５が、ラック
軸２２とモータ２３の回転子２３ｃとの間の動力伝達経
路又はボールスクリューナット支持部に配置されている
ので、各部材の大型化や重量増を招くことなく、かかる
衝撃力を緩和することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータを用い
た車両のパワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年においては、省燃費等の観点から、
電動モータを用いた電動式パワーステアリング装置が使
用されるようになってきた。電動式パワーステリング装
置は、バッテリから電力を供給された電動モータにより
補助操舵力を供給するので、内燃機関より直接動力を取
り出さなくて済み、よって省燃費を図ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばラッ
ク・ピニオン式の電動式パワーステアリング装置におい
て、車両の走行中に、車輪が縁石に衝接したような場
合、大きな衝撃力がタイロッドからラック軸へと伝達さ
れる恐れがある。かかる衝撃力は、操舵力の伝達経路を
遡って、各部材に強いストレスを及ぼす恐れがある。一
方、かかる衝撃力に対して、十分なる強度を確保するよ
うにすると、各部材の大型化や重量増を招くという問題
がある。

【０００４】このような問題点に鑑み、本発明は、衝撃
力を緩和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。

【０００５】

【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、前記ハウジング内を延在し、操舵機構に連結さ
れたボールスクリュー軸と、操舵力を入力される入力軸
と、前記入力軸から操舵力を受けて前記ボールスクリュ
ー軸へ出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との
間で伝達されるトルクを検出するトルクセンサと、回転
子を有するモータと、前記モータから回動力を受けるこ
とによって、前記ボールスクリュー軸に軸線方向力を付
与するボールスクリューナットと、を有し、前記ボール
スクリュー軸側から入力された衝撃力を、変形すること
によって吸収可能な弾性部材が、前記ボールスクリュー
軸と前記モータの回転子との間の動力伝達経路又はボー
ルスクリューナット支持部に配置されているものであ
る。

【０００６】

【作用】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、前記ハウジング内を延在し、操舵機構に連
結されたボールスクリュー軸と、操舵力を入力される入
力軸と、前記入力軸から操舵力を受けて前記ボールスク
リュー軸へ出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸
との間で伝達されるトルクを検出するトルクセンサと、
回転子を有するモータと、前記モータから回動力を受け
ることによって、前記ボールスクリュー軸に軸線方向力
を付与するボールスクリューナットと、を有し、前記ボ
ールスクリュー軸側から入力された衝撃力を、変形する
ことによって吸収可能な弾性部材が、前記ボールスクリ
ュー軸と前記モータの回転子との間の動力伝達経路又は
ボールスクリューナット支持部に配置されているので、
各部材の大型化や重量増を招くことなく、かかる衝撃力
を緩和することが出来る。

【０００７】さらに、前記ボールスクリュー軸がラック
軸と一体であるような場合において、走行路面状態に依
存して車輪に発生する荷重がラック軸にも伝わり、従っ
てこの荷重に応じてラック軸すなわちボールスクリュー
軸が軸方向に変位しようとする恐れがあるが、当該弾性
部材がない場合に、かかる変位はモータの摩擦や慣性に
よって妨げられてしまうのに対し、本発明によれば、当
該弾性部材が変形することで、前記摩擦や慣性の影響を
受けることなく、ラック軸が軸方向に変位することが可
能となる。その結果、ラック軸、ピニオン、ステアリン
グシャフト、ステアリングホイールへと、その変位が伝
達され、上述した路面状態に依存してタイヤに発生する
荷重、及びその変動等いわゆるロードインフォメーショ
ンを運転者に正確に伝えることが可能となる。

【０００８】更に、前記弾性部材は、前記ボールスクリ
ューナットと前記モータの回転子との間に配置され、前
記ボールスクリュー軸側から入力された衝撃力を、ネジ
レ方向に変形することによって吸収すると好ましい。

【０００９】又、前記弾性部材の所定量以上の変形を制
限する制限手段が設けられており、前記制限手段は、前
記モータの回転子と前記ボールスクリューナットとの一
方に設けられた凹部と、他方に設けられた凸部とからな
り、前記弾性部材が所定量変形した場合に、前記凸部
は、前記凹部に係止されるようになっていれば、前記弾
性部材の過変形を抑制して、その破損を防止できる。

【００１０】更に、前記弾性部材は、前記ハウジングに
対して前記ボールスクリューナットを回転自在に支持す
る軸受と前記ハウジングとの間、又は前記軸受と前記ボ
ールスクリューナットの間に配置され、前記ボールスク
リュー軸側から入力された衝撃力を、軸線方向に変形す
ることによって吸収すると好ましい。

【００１１】又、前記弾性部材が軸線方向に変形するこ
とに応じて、前記軸受と前記ハウジングとは軸線方向に
相対移動するようになっており、更に、前記軸受と前記
ハウジングとの軸線方向の相対移動を制限することによ
って、前記弾性部材の所定量以上の変形を制限する制限
手段が設けられていれば、前記弾性部材の過変形を抑制
して、その破損を防止できる。

【００１２】更に、前記モータの回転子と、前記ボール
スクリューナットとは、少なくとも一方の歯面に樹脂を
コーティングした雌スプライン及び雄スプラインの係合
によって連結されているので、衝撃力が伝達された場合
における打音等の発生を効果的に抑止できる。

【００１３】又、前記制限手段は、前記モータが最大の
操舵力を発揮したときの４０％以下で、前記弾性部材の
所定量以上の変形を制限すると好ましい。

【００１４】更に、前記回転子と前記ボールスクリュー
ナットと前記弾性部材とからなる系の固有振動数を７Ｈ
ｚ以上に設定していると好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の第１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
置を示す概略構成図である。図１において、ステアリン
グホイール１は、ステアリングシャフト２の上端に連結
されている。

【００１６】ステアリングシャフト２の下端は、ユニバ
ーサルジョイント４を介してロアシャフト５の上端に連
結され、さらに、ロアシャフト５の下端は、ユニバーサ
ルジコイント６を介してピニオンシャフト７の上端に連
結されている。ピニオンシャフト７の下端には、不図示
のピニオンが連結されており、かかるピニオンは、ボー
ルスクリュー軸すなわちラック軸２２（図２）のラック
歯に噛合している。ラック軸２２が挿通されたラックハ
ウジング８には、ラック軸同軸型５相矩形波駆動式ブラ
シレスモータ２３が後述する態様で配置されている。

【００１７】トルクセンサ３は、ピニオンシャフト７の
近傍に配設され、ピニオンシャフト７に伝達された操舵
トルクを検出するようになっている。トルクセンサ３
は、例えば、２分割したピニオンシャフト７の間に介挿
したトーションバー（不図示）のネジレ角変位に変換
し、このネジレ角変位を、磁気的又は機械的に検出する
ように構成されており、従って操作者がステアリングホ
イール１を操舵操作することによって、操舵力の大きさ
と方向とに応じたアナログ電圧からなるトルク検出信号
Ｔｖを、コントローラ１３に出力するようになってい
る。

【００１８】すなわち、トルクセンサ３は、例えば、ス
テアリングホイール１が中立状態にある場合には、所定
の中立電圧をトルク検出信号Ｔｖとして出力し、これよ
りステアリングホイール１を右旋した場合には、そのと
きの操舵トルクに応じて中立電圧より増加する電圧を、
左旋した場合には、そのときの操舵トルクに応じて中立
電圧より減少する電圧を出力するようになされている。

【００１９】モータ２３を駆動制御し、操舵系への操舵
補助力の制御を行うため、コントローラ１３が設けられ
ている。コントローラ１３は、車載のバッテリ１６から
電源供給されることによって作動するようになされてい
る。バッテリ１６の負極は接地され、その正極はエンジ
ン始動を行うイグニッションスイッチ１４及びヒューズ
１５ａを介してコントローラ１３に接続されると共に、
ヒューズ１５ｂを介してコントローラ１３に直接接続さ
れており、このヒューズ１５ｂを介して供給される電源
は例えば、メモリバックアップ用に使用される。コント
ローラ１３は、トルクセンサ３からのトルク検出信号Ｔ
ｖと、例えば、図示しない変速機の出力軸に配設された
車速センサ１７からの車速検出信号Ｖｐとに基づきブラ
シレスモータ２３を駆動制御することができる。

【００２０】図２は、本実施の形態にかかるラック軸同
軸型ブラシレスモータ周辺の軸線方向断面図である。小
径部８ａと大径部８ｂとからなるラックハウジング８
は、小径部８ａと一体形成されたブラケット２１によ
り、図示しない車体に固定されている。ラックハウジン
グ８の大径部８ａ内にラック軸２２が挿通され、ラック
軸２２はその両端において、タイロッド９（図１）、１
０に連結されている。タイロッド９，１０は、図示しな
い操舵機構に連結されている。尚、ラック軸２２がボー
ルスクリュー軸を構成する。

【００２１】ラックハウジング８内には円管状の固定子
２３ａが固定されており、また、固定子２３ａの一部を
巻回する複数のセグメントからなるコイル２３ｂが設け
られている。固定子２３ａに挿通するようにして、細長
い薄肉円管状の回転子２３ｃが設けられている。回転子
２３ｃの外周には、固定子２３ａに対向するようにし
て、円筒状の駆動用磁石２３ｄが設けられている。駆動
用磁石２３ｄは、円周方向にＮ極とＳ極とを交互に形成
するよう磁化されている。回転子２３ｃ内をラック軸２
２が延在するようになっている。尚、固定子２３ａと、
コイル２３ｂと、回転子２３ｃと、駆動用磁石２３ｄと
で、ブラシレスタイプの電動モータ２３を構成してい
る。

【００２２】回転子２３ｃは、軸受２６ａ、２６ｂによ
り、ラックハウジング８に対して回転自在に支持されて
いる。回転子２３ｃの外周であって、軸受２６ｂの近傍
には、極性位相検知用のレゾルバ２７が取り付けられて
いる。このレゾルバ２７は、駆動用磁石２３ｄの極性を
検知するため、その極性とある相関関係を有するように
設置されている。レゾルバ２７により検知された極性位
相を示す電気信号が、不図示の配線を介してコントロー
ラ１３へと出力されるようになっている。

【００２３】コントローラ１３は、回転方向に分割され
た各コイル２３ｂのセグメントに順次電流を供給分配
し、その結果、ブラシレスモータ２３は所定の回転出力
を発生するように駆動制御される。

【００２４】回転子２３ｃの左方端は、後述する態様
で、略円管状のボールスクリューナット２９の右方端に
係合し、回転子２３ｃとボールスクリューナット２９と
は一体的に回転するようになっている。ボールスクリュ
ーナット２９は、内側に螺旋状の内ねじ溝２９ｂを有
し、内ねじ溝２９ｂは、ラック軸２２の左方部に形成さ
れた外ねじ溝２２ａに対向して転動路を形成し、該転動
路内に複数のボール３０が収容されている。

【００２５】ボール３０は、ボールスクリューナット２
９とラック軸２２が相対回転する際に生じる摩擦力軽減
のために用いられる。なお、ボールスクリューナット２
９は、その内部に循環路としてのコマ２９ｃを有し、ボ
ールスクリューナット２９の回転時に、コマ２９ｃを介
してボール３０は循環可能となっている。コマ２９ｃを
覆うようにして、コマ抑えの機能及びグリース漏洩防止
用の機能を有する円筒部材２９ｄが設けられている。

【００２６】ボールスクリューナット２９の左方端は、
４点接触式玉軸受２５によりラックハウジング８の小径
部８ａに対して回転自在に、かつ軸線方向位置を規制さ
れて支持されている。ボールスクリューナット２９の右
方端は、玉軸受２８によりラックハウジング８の小径部
８ａに対して回転自在に支持されている。

【００２７】ラックハウジング８の小径部８ａの左方端
には、内方フランジ３１ａを有する円筒部材３１が螺合
的に取り付けられており、円筒部材３１の外周とタイロ
ッド１０の外周とを蛇腹状の防塵ブーツ３２が連結して
いる。円筒部材３１の内方には、外周に溝を設けて変形
しやすくしたゴム又は樹脂製のラックストロークダンパ
３３が、断面が略Ｌ字状の抑え板３４により、フランジ
３１ａに対向するようにして取り付けられている。ラッ
ク軸２２が勢い良く変位して、ラック軸２２の瘤状の端
部２２ｂが抑え板３４に衝接したような場合でも、抑え
板３４の裏側に配置されたラックストロークダンパ３３
により、端部２２ｂの衝接が緩衝されるため、ボールス
クリューナット２９、軸２２及び軸受２５，２８の破損
を防止できる。

【００２８】図３は、ボールスクリューナット２９とモ
ータ２３の回転子２３ｃとを分割して示す斜視図であ
る。図３において、ボールスクリューナット２９の端部
には、矩形状の切り欠き２９ｅが、周方向に等間隔に４
つ形成されている。一方、回転子２３ｃの対向する端部
には、周方向に等間隔に矩形状の突起２３ｅが形成され
ている。切り欠き２９ｅの幅（周方向長さ）は、突起２
３ｅの幅（周方向長さ）より大きくなっている。

【００２９】ボールスクリューナット２９と回転子２３
ｃとの間には、弾性体３５が配置されている。弾性体３
５は、円筒状の芯金３５ａと、芯金３５ａの外周に溶着
されたゴム又は樹脂製のフランジ部３５ｂ、及びコ字状
の突起である２つの弾性部（弾性部材）３５ｃとからな
る。芯金３５ａの外径は、ボールスクリューナット２９
及び回転子２３ｃの内径よりわずかに小さくなってい
る。フランジ部３５ｂは、回転子２３ｃの突起２３ｅに
合わせて周方向に不連続の形状を有し、弾性部３５ｃ
は、フランジ部３５ｂの不連続部（４つある内の対向す
る２つ）を、軸線方向にシフトした状態で連結してい
る。

【００３０】連結手段としての弾性体３５を介在させつ
つ、ボールスクリューナット２９と回転子２３ｃとを結
合したときに、回転子２３ｃの対向する２つの突起２３
ｅは、弾性部３５ｃを介在させるようにして、殆どスキ
マなくボールスクリューナット２９の切り欠き２９ｅに
係合する。一方、回転子２３ｃの残りの２つの突起２３
ｅは、弾性部３５ｃを介在させることなく、周方向に所
定のスキマを有しながらボールスクリューナット２９の
切り欠き２９ｅに係合する。尚、フランジ部３５ｂは、
ボールスクリューナット２９の端面と、回転子２３ｃの
端面との間に介在して、両者が直接当接することを阻止
している。

【００３１】次に、図面を参照して本実施の形態の動作
を説明する。図１において、車両が直進状態にあり、ス
テアリングホイール１からラック軸２２へ操舵力が入力
されていない場合、トルクセンサ３から出力されるトル
ク検出信号Ｔｖは、中立電圧もしくは略中立電圧である
ため、コントローラ１３はブラシレスモータ２３を回転
駆動しない。従って、この電動式パワーステアリング装
置は補助操舵力を出力しない状態にある。

【００３２】一方、車両がカーブを曲がろうとする場合
には、ステアリングホイール１が操舵されて操舵力がラ
ック軸２２へ伝達されるため、トルクセンサ３からは、
操舵トルクに応じたトルク検出信号Ｔｖが出力され、速
度センサ１７からの検出信号Ｖｐを考慮して、コントロ
ーラ１３は、適切なトルクでブラシレスモータ２３の回
転子２３ｃを回転させる。回転子２３ｃが回転するとボ
ールスクリューナット２９も回転し、それによりラック
軸２２を左もしくは右方向に移動させて補助操舵力を発
生させるようになっている。

【００３３】ここで、ラックストロークダンパ３３が機
能しない中立位置近傍で、車輪が縁石などに衝接して、
衝撃力がラック軸２２に伝達されたような場合には、弾
性体３５がネジレ変形して、かかる衝撃力を吸収できる
ようになっている。また、弾性体３５のネジレ変形に伴
い、ボールスクリューナット２９と回転子２３ｃとが所
定角度以上、相対的に回転すると、制限手段を構成する
弾性部３５ｃの凹部としての切り欠き２９ｅと、凸部と
しての突起２３ｅとの間で当接が生じ、それ以上の弾性
体３５のネジレ変形を制限して、その破損を抑止するよ
うになっている。

【００３４】尚、弾性体３５を含めたボールスクリュー
ナット２９と回転子２３ｃからなる系におけるねじり振
動の固有振動数は５Ｈｚ以上、好ましくは７Ｈｚ、特に
好ましくは８Ｈｚ以上として、制御系としての共振が生
じないようにすると良い。

【００３５】図４は、本実施の形態の変形例を示す斜視
図である。図４において、ボールスクリューナット２
９’の端部には、矩形状の突起２９ｅ’が、周方向に等
間隔に形成されている。一方、回転子２３ｃ’の対向す
る端部には、周方向に等間隔に矩形状の突起２３ｅ’が
形成されている。

【００３６】ボールスクリューナット２９’と回転子２
３ｃ’との間には、弾性体３５’が配置されている。弾
性体３５’は、円筒状の芯金３５ａ’と、芯金３５ａ’
の外周において、中央で周方向全周にわたって延在する
ゴム又は樹脂製のフランジ部３５ｂ’と、フランジ部３
５ｂ’と一体であって軸線方向両側に交互に延在するゴ
ム又は樹脂製の係合部（弾性部材）３５ｃ’とからな
る。芯金３５ａ’の外径は、ボールスクリューナット２
９’及び回転子２３ｃ’の内径よりわずかに小さくなっ
ている。

【００３７】弾性体３５’を介在させつつ、ボールスク
リューナット２９’と回転子２３ｃ’とを結合したとき
に、ボールスクリューナット２９’の突起２９ｅ’は、
係合部３５ｃ’の間に殆どスキマなく入り込み、一方、
回転子２３ｃ’の突起２３ｅ’も、係合部３５ｃ’の間
に殆どスキマなく入り込むようにして係合する。このと
き、フランジ部３５ｂ’は、ボールスクリューナット２
９’の端面と、回転子２３ｃ’の端面との間に介在し
て、両者が直接当接することを阻止している。

【００３８】本変形例においても、車輪が縁石などに衝
接して、衝撃力がラック軸２２に伝達されたような場
合、弾性体３５’の係合部３５ｃ’が弾性変形すること
により、かかる衝撃力を吸収できるようになっている。

【００３９】図５は、第２の実施の形態にかかる電動式
パワーステアリング装置によるラック軸同軸型ブラシレ
スモータ周辺の軸線方向断面図である。本実施の形態に
おいては、ボールスクリューナット周辺の構成が異なる
のみであるので、かかる構成を中心に説明し、同様な構
成については同一符号を付して説明を省略する。小径部
１０８ａと大径部１０８ｂとからなるラックハウジング
１０８は、不図示のブラケットにより、図示しない車体
に固定されている。ラックハウジング１０８の大径部１
０８ａ内にラック軸２２が挿通され、ラック軸２２はそ
の両端において、タイロッド９（図１）、１０に連結さ
れている。タイロッド９，１０は、図示しない操舵機構
に連結されている。

【００４０】ラックハウジング１０８内には、ブラシレ
スモータ１２３の回転子１２３ｃは、軸受２６ａ、２６
ｂにより、ラックハウジング１０８に対して回転自在に
支持されている。回転子１２３ｃの左方端は、略円管状
のボールスクリューナット１２９の右方端にスプライン
係合されて、一体的に回転するようになっている。結合
し合う雌スプライン及び雄スプラインの歯面の少なくと
も一方に、樹脂をコーティングすることにより、衝撃力
が付与された場合などにおける打音防止が図れる。ボー
ルスクリューナット１２９は、内側に螺旋状の内ねじ溝
１２９ｂを有し、内ねじ溝１２９ｂは、ラック軸２２の
左方部に形成された外ねじ溝２２ａに対向して転動路を
形成し、該転動路内に複数のボール３０が収容されてい
る。

【００４１】ボール３０は、ボールスクリューナット１
２９とラック軸２２が相対回転する際に生じる摩擦力軽
減のために用いられる。なお、ボールスクリューナット
１２９は、その内部に循環路１２９ｃを有し、ボールス
クリューナット１２９の回転時に、循環路１２９ｃを介
してボール３０は循環可能となっている。

【００４２】ボールスクリューナット１２９の左方端内
周には、ラック軸２２の外周に対応する形状を有するゴ
ム又は樹脂製の制振部材１４０が、かかる外周に当接す
るようにして取り付けられている。例えば路面の凹凸に
より車輪を介してラック軸２２が加振されたような場合
に、転動路とボール３０とのガタ分だけ跳ねて転動面に
衝接することにより異音を発生するが、制振部材１４０
を配置することによって、ボール３０の衝接によるラッ
ク軸２２の振動を抑えて、異音の発生を抑制することが
できる。

【００４３】ボールスクリューナット１２９の右端近傍
外周は、複列のアンギュラコンタクト玉軸受１２５によ
りラックハウジング１０８の小径部１０８ａに対して回
転自在に、かつ軸線方向位置を規制されて支持されてい
る。一方、ボールスクリューナット１２９の左端外周
は、ころ軸受１２６によりラックハウジング１０８の小
径部１０８ａに対して回転自在に支持されている。

【００４４】アンギュラコンタクト玉軸受１２５の内輪
１２５ｂは、ボールスクリューナット１２９の外周に螺
合するナット１２７により取り付けられている。ナット
１２７については後述する。アンギュラコンタクト玉軸
受１２５の外輪１２５ａは、小径部１０８ａの内周に対
し、薄い円筒状の滑りブッシュ１３１を介在させて取り
付けられている。外輪１２５ａの両側に当接した状態で
配置された弾性部材１３５は、小径部１０８ａの内周に
固定された断面が略Ｌ字状の芯金１３５ａと、ゴム又は
樹脂製の弾性部材１３５ｂとを有している。尚、弾性部
材１３５の間隔を調整すべく、右方の弾性部材１３５ｂ
に当接するねじ部材１３３が、小径部１０８ａに対して
変位自在に取り付けられている。

【００４５】小径部１０８ａの左方端外周とタイロッド
１０の外周とを、蛇腹状の防塵ブーツ３２が連結してい
る。小径部１０８ａの内方には、外周に溝を設けて変形
しやすくしたゴム又は樹脂製のラックストロークダンパ
３３が、断面が略Ｌ字状の抑え板３４により、小径部１
０８ａのフランジ１０８ｃに対向するようにして取り付
けられている。ラック軸２２が勢い良く変位して、ラッ
ク軸２２の瘤状の端部２２ｂが抑え板３４に衝接したよ
うな場合でも、抑え板３４の裏側に配置されたラックス
トロークダンパ３３により、端部２２ｂの衝接が緩衝さ
れるため、ボールスクリューナット１２９や軸受１２５
の破損を防止できる。

【００４６】ラックストロークダンパ３３が機能しない
中立位置近傍で、車輪が縁石などに衝接して、衝撃力が
ラック軸２２に伝達されたような場合には、弾性部材１
３５の弾性部１３５ｂが軸線方向に弾性変形することに
より、かかる衝撃力を吸収できる。

【００４７】尚、ボールスクリューナット１２９と回転
子１２３ｃとが所定角度だけ相対的に回転したときに、
不図示のストッパによりそれ以上の回転が阻止されると
好ましい。それにより弾性部１３５ｂの過度の変形を抑
制して、その破損を防止できるからである。

【００４８】更に、本実施の形態によれば、循環路１２
９ｃなどを変形させない程度のトルクで、ナット１２７
をボールスクリューナット１２９に螺合させ、その後ナ
ット１２７から軸線方向に延在する薄筒部１２７ａを半
径方向にカシメて、ボールスクリューナット１２９の外
周に対して強く押しつけられるよう変形させている。そ
れによりナット１２７は、ボールスクリューナット１２
９に対して相対回動不能に連結され、ラック軸２２から
強い力が伝達された場合でもゆるむことはない。

【００４９】図６は、第３の実施の形態にかかる電動式
パワーステアリング装置によるラック軸同軸型ブラシレ
スモータ周辺の軸線方向断面図である。本実施の形態に
おいては、ボールスクリューナット周辺の構成が異なる
のみであるので、かかる構成を中心に説明し、同様な構
成については同一符号を付して説明を省略する。小径部
２０８ａと大径部２０８ｂとからなるラックハウジング
２０８は、不図示のブラケットにより、図示しない車体
に固定されている。ラックハウジング２０８の大径部２
０８ａ内にラック軸２２が挿通され、ラック軸２２はそ
の両端において、タイロッド９（図１）、１０に連結さ
れている。タイロッド９，１０は、図示しない操舵機構
に連結されている。

【００５０】ラックハウジング２０８内に挿通されたブ
ラシレスモータ１２３の回転子１２３ｃは、軸受２２６
により、ラックハウジング２０８に対して回転自在に支
持されている。回転子１２３ｃの左方端は、略円管状の
ボールスクリューナット２２９の右方端に対してスプラ
イン歯同士による係合がなされて、両者は一体的に回転
するようになっている。結合し合う雌スプライン及び雄
スプラインの歯面の少なくとも一方に、樹脂をコーティ
ングすることにより、衝撃力が付与された場合などにお
ける打音防止が図れる。ボールスクリューナット２２９
は、内側に螺旋状の内ねじ溝２２９ｂを有し、内ねじ溝
２２９ｂは、ラック軸２２の左方部に形成された外ねじ
溝２２ａに対向して転動路を形成し、該転動路内に複数
のボール３０が収容されている。

【００５１】ボール３０は、ボールスクリューナット２
２９とラック軸２２が相対回転する際に生じる摩擦力軽
減のために用いられる。なお、ボールスクリューナット
２２９は、その内部に循環路（不図示）を有し、ボール
スクリューナット２２９の回転時に、循環路を介してボ
ール３０は循環可能となっている。

【００５２】ラックハウジング２０８の小径部２０８ａ
の内周には、薄い円筒状の滑りブッシュ２３１を介し
て、ボールスクリューナット２２９を回転自在に支持す
る軸受２５１が配置されている。軸受２５１は、外輪２
５２ａと、一対の内輪２５１ｂ、２５１ｃと、両輪間に
配置された２列のボール２５２ｄとから構成されてい
る。

【００５３】軸受２５１の外輪２５１ａの左方端と、小
径部２０８ａとの間には、断面がＬ字状の間座２５２ａ
と弾性部材２３５ａが配置されている。軸受２５１の外
輪２５１ａの右方端と、小径部２０８ａに螺合取り付け
されたねじ部材２３３との間には、断面がＬ字状の間座
２５２ｂと弾性部材２３５ｂが配置されている。軸受２
５１の内輪２５１ｂ、２５１ｃは、ボールスクリューナ
ット２２９の左端外周に螺合取り付けされたナット２２
７により、ボールスクリューナット２２９に対して取り
付けられている。尚、内輪２５１ｂ、２５１ｃの組立幅
は、ボール循環用のコマ孔範囲より大きくすることで、
グリース洩れやコマ抜けの防止を図れる。

【００５４】ラックストロークダンパ３３が機能しない
中立位置近傍で、車輪が縁石などに衝接して、衝撃力が
ラック軸２２に伝達されたような場合には、いずれかの
弾性部材２３５ａ、２３５ｂが軸線方向に弾性変形する
ことにより、かかる衝撃力を吸収できる。尚、弾性部材
２３５ａ、２３５ｂが所定量以上変形すると、制限手段
としての間座２５２ａ又は２５２ｂの端部が底付きする
ので、弾性部２３５ａ、２３５ｂのそれ以上の変形を抑
止できるようになっている。

【００５５】更に、本実施の形態によれば、循環路など
を変形させない程度のトルクで、ナット２２７をボール
スクリューナット２２９に螺合させ、その後ナット２２
７から軸線方向に延在する薄筒部２２７ｂを半径方向に
カシメて、ボールスクリューナット２２９の外周に対し
て強く押しつけられるよう変形させている。それにより
ナット２２７は、ボールスクリューナット２２９に対し
て相対回動不能に連結され、ラック軸２２から強い力が
伝達された場合でもゆるむことはない。

【００５６】以上、本発明を実施の形態を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。例えば、本実施の形態においては同軸
形ブラシレスモータについて説明しているが、本発明は
これに限定されない、

【００５７】

【発明の効果】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、前記ハウジング内を延在し、操舵機
構に連結されたボールスクリュー軸と、操舵力を入力さ
れる入力軸と、前記入力軸から操舵力を受けて前記ボー
ルスクリュー軸へ出力する出力軸と、前記入力軸と前記
出力軸との間で伝達されるトルクを検出するトルクセン
サと、回転子を有するモータと、前記モータから回動力
を受けることによって、前記ボールスクリュー軸に軸線
方向力を付与するボールスクリューナットと、を有し、
前記ボールスクリュー軸側から入力された衝撃力を、変
形することによって吸収可能な弾性部材が、前記ボール
スクリュー軸と前記モータの回転子との間の動力伝達経
路又はボールスクリューナット支持部に配置されている
ので、各部材の大型化や重量増を招くことなく、かかる
衝撃力を緩和することが出来る。

【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
アリング装置を示す概略構成図である。

【図２】本実施の形態にかかるラック軸同軸型ブラシレ
スモータ周辺の軸線方向断面図である。

【図３】ボールスクリューナット２９とモータ２３の回
転子２３ｃとを分割して示す斜視図である。

【図４】本実施の形態の変形例を示す斜視図である。

【図５】第２の実施の形態にかかる電動式パワーステア
リング装置によるラック軸同軸型ブラシレスモータ周辺
の軸線方向断面図である。

【図６】第３の実施の形態にかかる電動式パワーステア
リング装置によるラック軸同軸型ブラシレスモータ周辺
の軸線方向断面図である。

【符号の説明】

１ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ２ａ 入力軸 ２ｂ 出力軸 ３ トルクセンサ ４、６ ユニバーサルジョイント ５ ロアシャフト ７ ピニオンシャフト ８ ラックハウジング ９，１０ タイロッド １３ コントローラ １４ イグニッションスイッチ １５ａ、１５ｂ ヒューズ １６ バッテリ １７ 車速センサ ２１ ブラケット ２２ ラック軸 ２３、１２３、２２３ ブラシレスモータ ２９、１２９、２２９ ボールスクリューナット ３０ ボール ３５，１３５、２３５ａ、２３５ｂ 弾性部材

フロントページの続き (72)発明者 恵田 広 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 (72)発明者 立脇 修 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 (72)発明者 早川 賢一 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 (72)発明者 幡野 裕敬 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 Ｆターム(参考） 3D033 CA02 CA04 CA13 CA16 CA20 CA31 KA04 3J066 AA04 AA22 BA01 BB01 BC01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、 前記ハウジング内を延在し、操舵機構に連結されたボー
   ルスクリュー軸と、 操舵力を入力される入力軸と、 前記入力軸から操舵力を受けて前記ボールスクリュー軸
   へ出力する出力軸と、 前記入力軸と前記出力軸との間で伝達されるトルクを検
   出するトルクセンサと、 回転子を有するモータと、 前記モータから回動力を受けることによって、前記ボー
   ルスクリュー軸に軸線方向力を付与するボールスクリュ
   ーナットと、を有し、 前記ボールスクリュー軸側から入力された衝撃力を、変
   形することによって吸収可能な弾性部材が、前記ボール
   スクリュー軸と前記モータの回転子との間の動力伝達経
   路又はボールスクリューナット支持部に配置されている
   電動式パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記弾性部材は、前記ボールスクリュー
   ナットと前記モータの回転子との間に配置され、前記ボ
   ールスクリュー軸側から入力された衝撃力を、ネジレ方
   向に変形することによって吸収す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。
3. 【請求項３】 前記弾性部材の所定量以上の変形を制限
   する制限手段が設けられており、前記制限手段は、前記
   モータの回転子と前記ボールスクリューナットとの一方
   に設けられた凹部と、他方に設けられた凸部とからな
   り、前記弾性部材が所定量変形した場合に、前記凸部
   は、前記凹部に係止されるようになっている請求項２に
   記載の電動式パワーステアリング装置。
4. 【請求項４】 前記弾性部材は、前記ハウジングに対し
   て前記ボールスクリューナットを回転自在に支持する軸
   受と前記ハウジングとの間、又は前記軸受と前記ボール
   スクリューナットの間に配置され、前記ボールスクリュ
   ー軸側から入力された衝撃力を、軸線方向に変形するこ
   とによって吸収す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。
5. 【請求項５】 前記弾性部材が軸線方向に変形すること
   に応じて、前記軸受と前記ハウジングとは軸線方向に相
   対移動するようになっており、更に、前記軸受と前記ハ
   ウジングとの軸線方向の相対移動を制限することによっ
   て、前記弾性部材の所定量以上の変形を制限する制限手
   段が設けられている請求項４に記載の電動式パワーステ
   アリング装置。
6. 【請求項６】 前記モータの回転子と、前記ボールスク
   リューナットとは、少なくとも一方の歯面に樹脂をコー
   ティングした雌スプライン及び雄スプラインの係合によ
   って連結されている請求項１乃至５のいずれかに記載の
   電動式パワーステアリング装置。
7. 【請求項７】 前記制限手段は、前記モータが最大の操
   舵力を発揮したときの４０％以下で、前記弾性部材の所
   定量以上の変形を制限する請求項１乃至６のいずれかに
   記載の電動式パワーステアリング装置。
8. 【請求項８】 前記回転子と前記ボールスクリューナッ
   トと前記弾性部材とからなる系の固有振動数を７Ｈｚ以
   上に設定している請求項１乃至７のいずれかに記載の電
   動式パワーステアリング装置。