JP2003291831A

JP2003291831A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2003291831A
Application number: JP2002102223A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shimizu; 康夫清水; Katsuji Watanabe; 勝治渡辺; Yoshinari Kono; 誉得河野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2003-10-15
Anticipated expiration: 2022-04-04
Also published as: US6843343B2; JP3942163B2; US20030188917A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ラック軸の固有振動を調整して、車輪や電動
機によって起こるラック軸の振動に共振しないようにし
てラック軸の振動を抑える。【解決手段】操舵トルクが与えられるピニオン軸と、
操舵トルクを補助する補助トルクを与える電動機と、ピ
ニオン軸に形成されたピニオンと噛み合うラック歯を有
するラック軸と、このラック軸の両端に設けられた操舵
輪とを有し、ピニオンとラック歯が噛み合い、ピニオン
軸の回転がラック軸の軸方向の変位に変換されることに
よって操舵輪を転舵し、ラック軸の一端側を支持する第
１支持手段と、ラック軸の他端側を支持する第２支持手
段と、ラック軸の一端側と他端側の間を支持する第３支
持手段とを有し、第１支持手段を、ラック軸の一端側に
設けられたラック歯と、ピニオン軸に設けられたピニオ
ンとの噛み合いによって形成し、ラック軸に中空部を形
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機パワーをス
テアリング系に直接作用させてドライバの操舵力を軽減
する電動パワーステアリング装置に関し、特にラック軸
の固有振動を調整して、車輪や電動機等により発生する
ラック軸の振動に共振しないようにすることで、ステア
リングホイールの振動を軽減した電動パワーステアリン
グ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置は、電動機
の駆動力を直接利用してドライバの操舵力をアシストす
る。電動パワーステアリング装置を搭載した車両は一般
に普及しており、この電動パワーステアリング装置によ
り、ステアリングの動きが軽快になり、ドライバは強い
力でステアリングを操作する必要がなくなる。

【０００３】このような電動パワーステアリング装置に
おいて、電動機の駆動力（補助トルク）を与える手段と
して、ウォームギヤが設けられたウォーム軸とウォーム
ホイールを用いた、いわゆるピニオンアシスト式のもの
がある。このピニオンアシスト式の電動パワーステアリ
ング装置は、図５に示すように、いわゆるラック・アン
ド・ピニオン式の電動パワーステアリング装置のピニオ
ン軸１００に取り付けられたウォームホイール１０１
と、電動機１０２に取り付けられ、ウォームギヤ１０４
が設けられたウォーム軸１０３などを備える歯車式減速
機構を備える。ウォーム軸１０３は、電動機１０２の回
転軸と同軸に接続され、ウォーム軸１０３と噛み合うウ
ォームホイール１０１はピニオン軸１００と同軸に配設
される。ピニオン軸１００はステアリング軸１０５に連
結され、ステアリング軸１０５は、ドライバが操作する
ステアリングホイール１０６に取り付けられている。こ
のピニオン軸１００に設けられたピニオン１０７は、車
両の車輪（操舵輪１０８）を転舵させるためのラック軸
１０９に設けられたラック歯１１０に噛み合っている。
そして、電動機１０２が回転して付与する補助トルク
が、歯車式減速機構を介し、ピニオン１０７とラック歯
１１０の噛み合いによりラック軸１０９に伝達される。
このようにして電動機の補助トルクをステアリング系に
付与するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
電動パワーステアリング装置では、走行中の路面反力が
車輪（操舵輪１０８）を通じてラック軸１０９に伝わ
り、振動を引き起す。又、ステアリング系に補助トルク
を付与する電動機１０２からトルク伝達手段１１１（電
動機１０２に取り付けられウォーム軸１０３等を備える
歯車式減速機構）にかけての部分もラック軸１０９に振
動を引き起こす発生源となる。そして、これらの振動の
周波数とラック軸１０９の固有振動の周波数とが一致す
ると、共振が起きラック軸１０９を大きく振動させる。
このラック軸１０９の振動はステアリング軸１０５から
ステアリングホイール１０６に伝わり、車室内に騒音を
引き起こす。

【０００５】このような電動パワーステアリング装置で
発生する振動を調整する従来技術として、例えば、特開
平１１−２０７１７号公報「電動パワーステアリング装
置」に記載された技術がある。尚、説明に際し、公報中
で使用されている符号を用いるが、この符号は本発明の
実施の形態で使用した符号とは無関係である。これは、
ラック軸５の一端部にラック歯５ａ軸の一端部を支持
し、ラック軸５の他端部にねじ部５ｂを形成し、このね
じ部５ｂにボールねじ９のナットを取り付け、このナッ
トを介して操舵トルクに応じた補助トルクをラック軸５
に付与するとともに、ラック軸５の他端部を支持し、ラ
ック軸５の中間部を平軸受７５で支持するようにしたも
のである。このように構成したことで、ラック軸５の両
端には、路面反力、及びナットの作用に起因する外力、
又はモーメントが作用して、ラック軸５がピニオン４か
ら離れる方向に撓むと、ラック軸５はピニオン４と平軸
受７５とナットとで支持される。又、ラック軸５がピニ
オン４から離れる方向に撓むと、ラック軸５はラックガ
イド５０と平軸受７５とナットとで支持される。このよ
うにラック軸５を常に３点で支持するので、ラック軸５
の支持スパンは短い。このため、ラック軸５の共振周波
数が高周波域に推移するので、ラック軸５の共振周波数
を通常発生する振動数から離すことができる。この結
果、車輪や、電動機〜トルク伝達手段が発生源となって
起こるラック軸５の振動と、ラック軸５の固有振動数と
の共振を避けることができ、ラック軸５の振動を抑える
ことができるものである。

【０００６】しかしながら、ラック軸の支持位置を変え
るのは設計上の制約が大きく、且つその調整範囲も狭い
ので、ラック軸の支持位置を変えるだけではラック軸の
固有振動と、車輪や電動機によって引き起されるラック
軸の振動との共振を充分に調整することができなかっ
た。

【０００７】そこで、本発明は、車輪や電動機によって
引き起されるラック軸の振動とラック軸の固有振動との
共振を充分に調整し、ラック軸の振動を抑制してステア
リングホイールの振動や、車室内の騒音を軽減すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの手段として、本発明に係わる請求項１の電動パワー
ステアリング装置は、操舵トルクが与えられるピニオン
軸と、前記操舵トルクを補助する補助トルクを与える電
動機と、前記ピニオン軸に形成されたピニオンと噛み合
うラック歯を有するラック軸と、このラック軸の両端に
設けられた操舵輪とを有し、前記ピニオンと前記ラック
歯が噛み合い、前記ピニオン軸の回転が前記ラック軸の
軸方向の変位に変換されることによって前記操舵輪を転
舵するようにした電動パワーステアリング装置におい
て、前記ラック軸の一端側を支持する第１支持手段と、
前記ラック軸の他端側を支持する第２支持手段と、前記
ラック軸の一端側と他端側の間を支持する第３支持手段
とを有し、前記第１支持手段を、前記ラック軸の一端側
に設けられた前記ラック歯と、前記ピニオン軸に設けら
れた前記ピニオンとの噛み合いによって形成し、前記ラ
ック軸に中空部を形成したことを特徴とする。

【０００９】このような構成としたことにより、請求項
１に記載の発明に係る電動パワーステアリング装置で
は、第３支持手段によるラック軸の支持により、ラック
軸の支持スパンが短くなり、ラック軸の固有振動数が通
常発生する振動数から変化する。これにより、車輪や電
動機によって引き起こされるラック軸の振動に、ラック
軸の固有振動が共振して大きく振動するのを抑制するこ
とができるが、このラック軸の支持位置を変化させて、
車輪や電動機で発生する振動との共振を調整する場合、
設計上の制約のため狭い範囲での調整しかできないが、
ラック軸に中空部を形成したことによって、ラック軸の
重量が減るので、（Ｋ／Ｍ）^1/2で表されるラック軸の
固有振動数（但し、Ｋはラック軸の曲げに対するバネ定
数、Ｍはラック軸の質量）が、ラック軸に中空部を形成
しない場合の固有振動数よりも大きくなる。従って、中
空部の深さや位置等を調整してラック軸の重量（重量バ
ランス）を変えることによって、車輪や電動機等によっ
て引き起こされるラック軸の振動にラック軸の固有振動
が共振しないので、大きな振動を抑制することができ
る。つまり、中空部の深さや位置等を調整することで。
ラック軸の固有振動数を変更することができ、これによ
り振動や騒音を抑制できる。

【００１０】本発明に係わる請求項２の電動パワーステ
アリング装置は、前記ラック歯が形成されている前記ラ
ック軸の端部とは反対側の端部に、前記中空部を形成し
たことを特徴とする。

【００１１】このような構成としたことにより、請求項
２に記載の発明に係る電動パワーステアリング装置で
は、ラック歯が形成されているラック軸の端部は剛性を
持たせる必要があるので中実とし、剛性の必要性が比較
的低いラック軸の他端側を中空にすることによって、ラ
ック軸全体の剛性を維持しながら重量を減らし、ラック
軸の固有振動数を調整する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電動パワーステア
リング装置について実施の形態を、図面を参照しながら
具体的に説明する。図１は、第１の実施の形態に係る電
動パワーステアリング装置の全体構成図、図２はその要
部正断面図である。

【００１３】図１に示すように、本発明に係る電動パワ
ーステアリング装置１は、ドライバが操作するステアリ
ングホイール２を備えている。ステアリングホイール２
は、ステアリング軸３を介してピニオン軸４に連結され
ている。ドライバがステアリングホイール２を操作して
生じる操舵トルクは、ステアリング軸３を介してピニオ
ン軸４に与えられる。ピニオン軸４には、図２にも示す
ように、ステアリング系に作用する操舵トルクを検出す
る磁歪式のトルクセンサ５、及びトルク伝達手段６が取
り付けられている。トルク伝達手段６は、いわゆる倍力
装置であり、ステアリング系に補助トルクを加えるため
の電動機７に接続されている。本実施の形態では、電動
機７は、例えば、ブラシレスモータから構成されてい
る。

【００１４】電動パワーステアリング装置１は、いわゆ
るラック・アンド・ピニオン式のものであり、ピニオン
軸４の下端に設けられたピニオン４Ａは、ラック軸８に
形成されたラック歯８Ａと噛み合わされており、ピニオ
ン軸４の回転がラック軸８の軸方向の変位に変換され
て、操舵輪９，９を転舵する。又、トルクセンサ５は制
御装置１０に接続されており、操舵トルク信号Ｔを出力
している。制御装置１０では、少なくともトルクセンサ
５から出力された操舵トルク信号Ｔに基づいて、補助ト
ルクを算出し、電動機電圧Ｖ_Oを電動機７に出力して電
動機７を制御している。

【００１５】トルク伝達手段６は、図２に示すように、
ピニオン軸４に対して同軸に固定されたウォームホイー
ル１１を備えている。電動機７にはウォーム軸１２が連
結されており、ウォーム軸１２に設けられたウォームギ
ヤ１３がウォームホイール１１に噛み合わされている。
電動機７を駆動してウォーム軸１２が回転すると、ウォ
ームギヤ１３に噛み合わされたウォームホイール１１が
回転し、ウォームホイール１１とともにピニオン軸４が
回転するようになっている。こうして、電動機７の補助
トルクがピニオン軸４に伝達され、ピニオン軸４を介し
てステアリング系に伝達される。

【００１６】ラック軸８は、ラックハウジング１４内に
配設されており、ラックハウジング１４の両端部は、ブ
ーツ１５，１５に覆われて、ラックハウジング１４内を
保護すると共に、塵埃などの混入を防止している。ラッ
ク軸８の両端部には、それぞれタイロッド１６，１６が
接続されており、図示しないナックルなどを介して操舵
輪９，９（図１）が取り付けられる。

【００１７】又、ラックハウジング１４の外側には、補
強用のリブ１７が形成されており、ラックハウジング１
４の曲げ方向の剛性を高めている。更に、ラックハウジ
ング１４の下部における中間部からやや一端側寄りの位
置には、ラックハウジング１４を図示しない車体に取り
付けるための取付部１８が形成されている。

【００１８】ラックハウジング１４内には、ラック軸８
を支持する第１〜第３支持手段２１〜２３が配設されて
いる。第１支持手段２１は、ラック軸８の一端側を支持
するものであり、ピニオン軸４の下端に形成されたピニ
オン４Ａと、ラック軸８に形成されたラック歯８Ａの噛
み合いによって構成されている。又、ラック歯８Ａの背
面側には、ラック軸８を背後からピニオン４Ａに向けて
押圧するラックガイド１９が設けられている。

【００１９】第２支持手段２２は、ラック軸８の他端側
に設けられた支持軸受けによって構成されており、ラッ
ク軸８の他端側を摺動可能に支持している。第３支持手
段２３は、ラック軸８における一端側と他端側の間（中
間部）に設けられた支持軸受けによって構成されてお
り、ラック軸８における一端側と他端側の中間部を摺動
可能に支持している。

【００２０】ラック軸８は、ラック歯８Ａが形成された
側の端部とは反対側の端部に、中空部２５が形成されて
いる。中空部２５は、全体の内径が、例えば、略同径に
なるように形成する。また、内径は、ラック歯８Ａが形
成された側の端部とは反対側の端部側を大きく、奥に行
くほど小さく形成してもよい。ラック歯８Ａが形成され
た側のラック軸８は、剛性が必要であるので中実にして
おき、ラック軸８のラック歯８Ａとは反対側の端部は、
ラック歯８Ａのある部分ほどの剛性がなくてもよい部分
なので、中空部２５を形成することで、ラック軸８全体
としての剛性を確保しつつ、ラック軸８の重量を減ら
す。中空部２５の深さを調整することで、ラック軸８の
重量を調整する。

【００２１】以上の構成を有する第１の実施の形態に係
る電動パワーステアリング装置の作用について説明す
る。ドライバがステアリングホイール２を操作して、操
舵輪９，９を転舵させようとすると、ドライバが与えた
操舵力をトルクセンサ５が検出して、制御装置１０に操
舵トルク信号Ｔを出力する。制御装置１０では、少なく
ともこの操舵トルク信号に基づいて、電動機７がステア
リング系に与える補助トルクを算出し、その補助トルク
に応じた電動機電圧Ｖ_Oを電動機７に出力する。

【００２２】電動機７では、電動機電圧Ｖ_Oを受けて、
補助トルクをステアリング系に付与する。具体的に補助
トルクを与えるために電動機７の回転軸が回転すると、
トルク伝達手段６を介してピニオン軸４に補助トルクが
伝達される。ピニオン軸４に伝達された補助トルクは、
ピニオン４Ａを介してラック軸８のラック歯８Ａに伝達
される。又、ピニオン軸４には、ドライバがステアリン
グホイール２を操作することによって与えられた操舵力
も伝達され、この操舵力もラック歯８Ａに伝達される。

【００２３】いま、電動機７から与えられる補助トルク
をＴＭ、ドライバから与えられる操舵トルクをＴＳとす
ると、図３に示すように、ピニオン４Ａからラック歯８
Ａに伝達される力Ｆ（図示せず）は、伝達トルク（補助
トルクＴＭ＋操舵トルクＴＳ）／Ｒ（但し、Ｒはピニオ
ン４Ａのピッチ円半径）の大きさとなる。このように大
きな伝達力Ｆ（＝（ＴＭ＋ＴＳ）／Ｒ）がラック歯８Ａ
に掛かる。又、ラック歯８Ａにおける歯筋は、ラック軸
８に直交する方向Ｘに対して歯筋角度θの傾斜をもって
形成されているため、ラック歯８Ａにピニオン４Ａから
伝達される力Ｆは、ラック軸８に交差する方向にも作用
する。ラック軸８に交差する方向に力Ｆが作用したと
き、ラック軸８が第１支持手段２１、第２支持手段２２
のみで支持されている、すなわち支点ａ，ｂでラック軸
８が支えられているとする。この場合には、電動機７か
ら伝達される補助トルクＴＭは、ドライバがステアリン
グホイール２を操作することによって伝達される操舵ト
ルクＴＳの約５〜１０倍と大きなものであるので、伝達
力Ｆ（＝（ＴＭ＋ＴＳ）／Ｒ）の作用によって、ラック
軸８が図３に仮想線で示す方向に撓むことが懸念され
る。

【００２４】従って、ラック軸８がたとえば第１支持手
段２１、及び第２支持手段２２のみで支持されている場
合には、ラック軸８を撓ませる方向に向けて大きな力Ｆ
が作用すると、ラック軸８が撓んでしまう。ラック軸８
が撓んでしまうと、ピニオン４Ａとラック歯８Ａの噛み
合い部において、噛み合いの片当たりという不良を発生
させて、ピニオン４Ａからラック歯８Ａに力を歯面全体
で良好に伝達できなくなるという不具合が生じる。

【００２５】この点、本実施の形態では、第１支持手段
２１と、第２支持手段２２との間に第３支持手段２３が
配設されている。このため、ラック軸８を支える支点
ａ，ｂのほかに、支点ｃでラック軸８における一端側と
他端側の間の位置が支持される。こうして、ラック軸８
が撓むという事態を抑制している。

【００２６】更に、ラックハウジング１４には、曲げ方
向の補強用のリブ１７が形成されている。この補強用の
リブ１７によってラックハウジング１４の曲げ方向の剛
性が高くなり、各支持手段２１，２２，２３の取付部分
の剛性が高くなるので、延いてはラック軸８が撓むとい
う事態を抑制している。従って、操舵トルクＴＳに補助
トルクＴＭを付与した大きなトルクがピニオン４Ａとラ
ック歯８Ａの噛み合い部に作用する場合、噛み合いの片
当たりという不良が発生して、ピニオン４Ａからラック
歯８Ａに力を良好に伝達できなくなるという事態を防止
することができる。そうして、ドライバの操舵フィーリ
ングを損なうことがなくなる。又、ピニオン４Ａやラッ
ク歯８Ａの磨耗を減少させることができるので、耐久性
を向上させることができる。

【００２７】ところで、電動機７から伝達される補助ト
ルクＴＭがピニオン４Ａとラック歯８Ａの噛み合い部に
作用する際、振動が発生する。同様に、走行中の路面反
力が車輪を通じてラック軸８に伝わり、振動を引き起
す。そして、これらの振動の周波数とラック軸８の固有
振動の周波数とが一致すると共振が起き、ラック軸８を
大きく振動させる。このラック軸８の振動はピニオン軸
４からステアリング軸３を経てステアリングホイール２
に伝わり、車室内に騒音を引き起こす。又、ドライバの
操舵フィーリングも悪くなる。然るに、このラック軸８
の固有振動は、ラック軸８を支持する第３支持手段２３
の支持位置を調整することで、低減することができる。
この第３支持手段２３を設けたことでラック軸８の支持
スパンが短くなるが、ここで梁の長さが変わる場合の固
有振動数Ωの式を次に示す。 Ω＝１／２（Ｅｂｈ³ｇ／（（Ｗ＋０．２３ｗ）Ｌ³）
^1/2）^1/2 但し、Ｅ：ヤング率、Ｌ：梁の長さ、ｂ：梁の幅、ｈ：
梁の厚さ、ｗ：梁の重量、Ｗ：先端のおもりの重量、
ｇ：重力定数とする。第３支持手段２３でラック軸８の中間部を支持すること
で、支持スパンの長さＬ（支持スパンの長さを梁の長さ
と考える）が短くなるから、上の式で固有振動数Ωは相
対的に大きくなり、第３支持手段２３がない場合の元の
固有振動数と異なるものにすることができる。固有振動
数を異なるものにすることで、車輪や電動機７で発生す
る振動とラック軸８の固有振動数との共振が起り難くな
る。

【００２８】しかしながら、ラック軸８の支持位置を変
えるのは設計上の制約が大きく、且つその調整範囲も狭
いので、ラック軸８の支持位置を変えるだけではラック
軸８の固有振動と、車輪や電動機７によって引き起され
るラック軸８の振動との共振を充分に調整することがで
きない。そこで、本実施の形態のように、ラック軸８に
中空部２５を形成すると、ラック軸８の重量が減るの
で、（Ｋ／Ｍ）^1/2で表されるラック軸８の固有振動数
（但し、Ｋはラック軸８の曲げに対するバネ定数、Ｍは
ラック軸８の質量）が、ラック軸８に中空部２５を形成
しない場合よりも大きくなる。この中空部２５の深さを
変えてラック軸８の重量を調整すると、車輪や電動機７
などによって引き起こされるラック軸８の振動にラック
軸８の固有振動が共振せず、大きな振動を抑制すること
ができる。ラック軸８の振動を抑制できると、ピニオン
軸４、ステアリング軸３を経てステアリングホイール２
に伝わる振動も小さくなるので、ドライバの操舵フィー
リングも改善される。又、ステアリングハンドル２を通
じて車室内に伝わる振動が抑えられるので、車室内の騒
音も抑えることができる。更に、ラック軸８の振動を抑
制されるので、ラック・アンド・ピニオン機構（ラック
８、ピニオン軸４）や、電動パワーステアリング装置１
のその他のねじ機構の磨耗も少なくすることができ、延
いては電動パワーステアリング装置１の寿命を延ばすこ
とができる。一方、ラック歯８Ａが形成されているラッ
ク軸８の端部は剛性を持たせる必要があるので中実と
し、ラック歯８Ａが形成されているラック軸８の端部ほ
どの剛性が必要ではないラック軸８の他端側に中空部２
５を形成し、その深さを調整することによって、ラック
軸８全体の剛性を維持しながら重量を減らし、ラック軸
８の固有振動数を調整している。

【００２９】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態を示す要
部正断面図である。なお、本実施の形態において、前記
第１の実施の形態と同一の機能を有する部材について
は、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。図
４に示すように、本実施の形態に係る電動パワーステア
リング装置１′では、前記第１の実施の形態と比較し
て、ピニオン３１とラック歯３２の噛み合い部３０にお
いてその構成が異なる。本実施の形態に係る電動パワー
ステアリング装置１′では、ラック歯３２における歯筋
がラック８に対して直交する方向を向いて形成されてい
る。ピニオン３１は、このラック歯３２に対応するよう
に、ねじの間隔が若干長く設定されている。その他の構
成は前記第１の実施の形態と同一である。

【００３０】以上の構成を有する第２の実施の形態に係
る電動パワーステアリング装置の作用について説明す
る。かかる構成を有する本実施の形態に係る電動パワー
ステアリング装置１′においては、前記第１の実施の形
態と同様に、図１に示すステアリングホイール２を操作
することによって付与される操舵トルクＴＳに対して、
電動機７によって付与される補助トルクＴＭが加味され
てピニオン軸４が回転される。ピニオン軸４が回転する
と、ピニオン３１が回転し、ピニオン３１と噛み合うラ
ック歯３２に操舵トルクＴＳと補助トルクＴＭが加算さ
れた大きなトルク（＝ＴＳ＋ＴＭ）が伝達される。ここ
で、ラック歯３２はラック軸８に対して垂直となるよう
に形成されているので、ピニオン３１からラック８に対
して伝達される力Ｆ（＝伝達トルク（ＴＳ＋ＴＭ）／
Ｒ）は、ラック軸８に沿った方向に向けて加えられる。
このため、ラック軸８を撓ませる方向に作用されること
はないので、ラック軸８の撓みを防止することができ
る。その結果、操舵トルクＴＳに補助トルクＴＭを付与
した大きな力をピニオン３１とラック歯３２に伝達した
としても、ピニオン３１とラック歯３２の噛み合い部に
おいて噛み合い不良が発生して、ピニオン３１からラッ
ク歯３２に力を良好に伝達できなくなるという事態を防
止することができる。そうして、ドライバの操舵フィー
リングを損なうことがなくなる。又、ピニオン３１やラ
ック歯３２の磨耗を減少させることができるので、耐久
性を向上させることができる。

【００３１】なお、本実施の形態では、ラック歯３２を
ラック軸８に対して垂直となるように形成したが、ドラ
イバの操舵トルクＴＳと電動機７の補助トルクＴＭの大
きさ（最大値）によっては、ラック歯３２をラック軸８
に対してわずかに傾けるように設計することもできる。
このように、ラック歯３２をラック軸８に対してわずか
に傾けることによって、ラック軸８が撓む方向に作用す
る力を少なくすることができるので、その分ラック軸８
が撓むのを防止することができる。すなわち、電動機７
から付与される補助トルクＴＭの大きさによって、ラッ
ク歯の歯筋角度を適宜設定することができる。尚、この
第２の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置に
特有の作用は上記の通りであるが、その他の作用につい
て上述の第１の実施の形態と同様の作用を奏することで
きるので詳細な説明は省略する。

【００３２】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではない。たとえば、前記実施の形態では、ドライバに
よる操舵トルクに加えて、電動機７による補助トルクを
付加してアシストする電動パワーステアリング装置１に
ついて説明したが、操舵輪９を転舵させるラック軸８に
連結されるピニオン軸４に対して、ウォームホイール１
１、及びウォーム軸１２により電動機７の駆動力を付加
する構成とするものであれば、他の態様のものについて
も適用することができる。例えば、四輪操舵構造などに
おいても本発明を適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明に係る電動パワーステアリング装置では、第３支持
手段によるラック軸の支持により、ラック軸の支持スパ
ンが短くなり、ラック軸の固有振動数が第３支持手段が
ない場合から変化する。これにより、車輪や電動機によ
って引き起こされるラック軸の振動に、ラック軸の固有
振動が共振して大きく振動するのをある程度抑制するこ
とができることに加えて、ラック軸に中空部を形成した
ことによって、ラック軸の重量が減るので、（Ｋ／Ｍ）
^1/2で表されるラック軸の固有振動数（但し、Ｋはラッ
ク軸の曲げに対するバネ定数、Ｍはラック軸の質量）
が、ラック軸に中空部を形成しない場合よりも大きくな
るから、中空部の深さや位置を調整してラック軸の重量
（重量バランス）を変えることで、車輪や電動機などに
よって引き起こされるラック軸の振動にラック軸の固有
振動が共振せず、大きな振動を抑制することができる。

【００３４】請求項２に記載の発明に係る電動パワース
テアリング装置では、ラック歯が形成されているラック
軸の端部は剛性を持たせる必要があるので中実とし、ラ
ック歯が形成されているラック軸と比べてそれ程剛性の
必要性がないラック軸の他端側に中空部を形成すること
によって、ラック軸全体の剛性を維持しながらラック軸
の重量を減らし、固有振動数を調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る電動パワーステアリン
グ装置の全体構成図である。

【図２】第１の実施の形態に係る電動パワーステアリン
グ装置の要部正断面図である。

【図３】ラック軸に掛かる力の方向の関係を示す説明図
である。

【図４】第２の実施の形態に係る電動パワーステアリン
グ装置の要部正断面図である。

【図５】従来の電動パワーステアリング装置を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１：電動パワーステアリング装置２：ステアリングホイール４：ピニオン軸４Ａ：ピニオン６：トルク伝達手段７：電動機８：ラック軸８Ａ：ラック歯９：操舵輪１４：ラックハウジング１７：リブ２１：第１支持手段２２：第２支持手段２３：第３支持手段２５：中空部３０：噛み合い部３１：ピニオン３２：ラック歯ＴＭ：補助トルクＴＳ：操舵トルク θ ：歯筋角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河野誉得埼玉県和光市中央一丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 3D033 CA04 CA22 JB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操舵トルクが与えられるピニオン軸と、
前記操舵トルクを補助する補助トルクを与える電動機
と、前記ピニオン軸に形成されたピニオンと噛み合うラ
ック歯を有するラック軸と、このラック軸の両端に設け
られた操舵輪とを有し、前記ピニオンと前記ラック歯が
噛み合い、前記ピニオン軸の回転が前記ラック軸の軸方
向の変位に変換されることによって前記操舵輪を転舵す
るようにした電動パワーステアリング装置において、前記ラック軸の一端側を支持する第１支持手段と、前記
ラック軸の他端側を支持する第２支持手段と、前記ラッ
ク軸の一端側と他端側の間を支持する第３支持手段とを
有し、前記第１支持手段を、前記ラック軸の一端側に設けられ
た前記ラック歯と、前記ピニオン軸に設けられた前記ピ
ニオンとの噛み合いによって形成し、前記ラック軸に中空部を形成した、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】前記ラック歯が形成されている前記ラッ
ク軸の端部とは反対側の端部に、前記中空部を形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリ
ング装置。