JP2005297650A - ボールネジ装置および電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ボールネジ装置および電動パワーステアリング装置の装置内で発生する衝突音は、不快感をもたらしうるものであるため、抑止、低減されることが望ましい。
【解決手段】 本発明の電動パワーステアリング装置は、ラックシャフト２２、転動ボール４２およびボールネジナット４０を支持する第２ベアリング３８と、ハウジング２４と、第２ベアリング３８とハウジング２４の間に設置されたゴム体４６とを備える。また、ラックシャフト２２を介してゴム体４６と反対側には、第２ベアリング３８をゴム体４６に向かって押圧する押圧ボルト５６が設けられている。押圧ボルトに押圧された第２ベアリング３８はゴム体４６に押し当てられるので、第２ベアリング３８とハウジング２４の間のガタは抑制され、衝突音は効果的に抑止される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電動モータ等の電動駆動源によってもたらされる力を利用して操舵機構に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関する。

電動パワーステアリング装置の一形態として、ラックシャフトが挿通されたボールネジナットを、ラックシャフトと同軸に設けられた電動モータによって回転させることにより、その回転出力をボールネジナットを介してラックシャフトの長手方向推力に変換するものが知られている。そのようにして得られたラックシャフトの長手方向推力は、操舵機構に伝達されて、車輪を操舵する際の補助力として用いられる。このようなタイプの電動パワーステアリング装置では、ラックシャフトとボールネジナットの間に形成された転動路に沿って多数のボールが転動自在に設けられている。ボールネジナットとボールの間には若干の隙間が形成されており、ボールを介してラックシャフトとボールネジナットの間に生じる摩擦力の軽減が図られている。

実際の車両走行時には、路面の凹凸などによってもたらされた振動がタイヤやタイロッド等を経由してラックシャフトに伝わり加振される。この時、ボールネジナットとボールの間に形成された隙間のために、ボールとボールネジナットあるいはボールとラックシャフトが衝突音を発生させてしまうことがある。このような衝突音は、車両ドライバーに不快感をもたらしうるものであるため、抑止、除去されることが望ましい。

このような衝突音を抑止、除去する手法として、従来から様々な方法が提案されている。例えば、ラックシャフトとボールスクリューナットの間に弾性材料のシールを挟んだり（特許文献１参照）、ボールスクリューナットとラックシャフトの間に径および弾性特性が異なるボールを設けたり（特許文献２参照）することによって、上述の衝突音を抑止、除去する手法が提案されている。
特開平１１−３３４６１２号公報 特開２００２−１９６２５号公報

ラックシャフトやボールスクリューナットは、モータシャフト等の部材を介して、ベアリング等の支持部材によってハウジングに保持されている。このため、ベアリング等の支持部材のガタが大きいと、外部からの加振時にラックシャフトやボールスクリューナットが大きく振れてしまい、上述の衝突音が更に増大しうることとなる。従って、上述の衝突音を防ぐためには、外部からの加振時におけるラックシャフトやボールスクリューナットの振れを抑制することも大切である。

しかしながら、電動パワーステアリング装置を組み立てる際には、ベアリング等の支持部材をハウジングに収容させることがあり、そのようなハウジングの内径は支持部材の外径よりも若干大きくなるように加工されるのが一般的である。従って、パワーステアリング装置の組み立て後には、支持部材とハウジングとの間に所定の微少隙間が存在することがある。このような支持部材とハウジングの間に存在する隙間、あるいはラックシャフトとボールスクリューナットの間に存在する隙間などが原因で、外部からの衝撃や振動等が加えられるとラックシャフトやボールスクリューナットが振れてしまい、上述の衝突音が増大してしまうことがある。

本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、衝突音を抑制、低減させることのできるボールネジ装置および電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明のある態様はボールネジ装置に関する。このボールネジ装置は、ラックシャフトと、前記ラックシャフトにボールを介して連結され前記ラックシャフトを駆動するボールネジナットと、を含むボールネジ機構と、前記ボールネジ機構の外側に設けられ、支持部材を介して前記ボールネジ機構を保持するハウジングと、を備え、前記支持部材と前記ハウジングの間には弾性体が設けられている。当該ボールネジ装置によれば、弾性体によって支持部材とハウジングとの衝突が防がれ、支持部材とハウジングの間で生じうる衝突音を抑制、低減させることができる。

なお、ここでいう弾性体は、支持部材とハウジングの間に伝わってくる衝撃や振動等を効果的に減衰、抑制させることができる程度の弾性を示すものであればよく、例えばゴムなどのように弾性に富んだ材料で作られたものや、バネ構造などの弾性に富んだ構造を有するものを含みうる。

上述のボールネジ装置は、前記弾性体に対して前記支持部材を押圧する押圧手段を更に備えていてもよい。当該ボールネジ装置によれば、ボールネジ装置を組み立てる際の加工寸法のために支持部材とハウジングとの間に微少な隙間が生じるような場合であっても、組み立て等の後には支持部材が弾性体を介しハウジングに対して押圧されるので、支持部材とハウジングとの間の微少隙間をなくし又は小さくすることができ、衝突音を抑制、低減させることができる。

前記押圧手段は、前記ボールネジ機構を介して前記弾性体と対向する位置に設けられていてもよい。例えば、ボールネジ機構を介し支持部材および弾性体と対向して配置された押圧手段によって、無理なく適切に支持部材を弾性体に押し当てることが可能である。「前記ボールネジ機構を介して前記弾性体と対向する位置」とは、ボールネジ機構を中心とした場合に弾性体と１８０度の角度を形成する位置の他に、ボールネジ機構を中心とした場合に弾性体と９０度よりも大きな角度を形成する位置を含みうるものである。押圧手段は、ボールネジ機構を介して支持部材に圧力を加える位置に配置されて、支持部材が弾性体に対して押圧されるようにすることが可能である。

前記弾性体は、前記ボールネジナットと前記ハウジングの間に設けられた前記支持部材と、前記ハウジングと、の間に設けられていてもよい。当該ボールネジ装置によれば、ボールネジナット−ハウジング間に設けられた支持部材とハウジングとの衝突が弾性体によって防がれ、ボールネジナットに設けられた支持部材とハウジングの間で生じうる衝突音を抑制、低減させることができる。

前記弾性体は、前記ラックシャフトと前記ハウジングの間に設けられた前記支持部材と、前記ハウジングと、の間に設けられていてもよい。当該ボールネジ装置によれば、ラックシャフト−ハウジング間に設けられた支持部材とハウジングとの衝突が弾性体によって防がれ、ラックシャフトに設けられた支持部材とハウジングの間で生じうる衝突音を抑制、低減させることができる。

前記弾性体は、前記ラックシャフトの軸方向において、前記支持部材よりも小さい幅をもって形成され、前記支持部材と前記ハウジングの間には、所定の大きさの空間が設けられていてもよい。当該ボールネジ装置によれば、支持部材とハウジングとの衝突が支持部材とハウジングとの間に積極的に設けられた所定の大きさの空間によって防がれ、支持部材とハウジングの間で生じうる衝突音を抑制、低減させることができる。

なお、この空間は、通常走行時の振動によっては支持部材とハウジングとが衝突しない程度の大きさで形成される。

本発明の別の態様は、電動駆動源によって操舵機構に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関する。この電動パワーステアリング装置は、前記操舵機構に連結されるラックシャフトと、前記ラックシャフトにボールを介して連結され、前記電動駆動源によってもたらされる力を利用して前記ラックシャフトを駆動するボールネジナットと、を含むボールネジ機構と、前記ボールネジ機構の外側に設けられ、支持部材を介して前記ボールネジ機構を保持するハウジングと、を備え、前記支持部材と前記ハウジングの間には弾性体が設けられている。当該電動パワーステアリング装置によれば、弾性体によって支持部材とハウジングとの衝突が防がれ、支持部材とハウジングの間で生じうる衝突音を抑制、低減させることができる。ここでいう弾性体は、支持部材とハウジングの間に伝わってくる衝撃や振動等を効果的に減衰、抑制させることができる程度の弾性を示すものであればよく、例えばゴムなどのように材質的に弾性に富んだものや、バネ構造などのように構造的に弾性に富んだものを含みうる。

上述の電動パワーステアリング装置は、前記弾性体に対して前記支持部材を押圧する押圧手段を更に備えていてもよい。当該電動パワーステアリング装置によれば、パワーステアリング装置を組み立てる際の加工寸法のために支持部材とハウジングとの間に微少な隙間が生じるような場合であっても、組み立て等の後には支持部材が弾性体を介しハウジングに対して押圧されるので、支持部材とハウジングとの間の微少隙間をなくし又は小さくすることができ、衝突音を抑制、低減させることができる。

前記押圧手段は、前記ボールネジ機構を介して前記弾性体と対向する位置に設けられていてもよい。例えば、ボールネジ機構を介し支持部材および弾性体と対向して配置された押圧手段によって、無理なく適切に支持部材を弾性体に押し当てることが可能である。「前記ボールネジ機構を介して前記弾性体と対向する位置」とは、ボールネジ機構を中心とした場合に弾性体と１８０度の角度を形成する位置の他に、ボールネジ機構を中心とした場合に弾性体と９０度よりも大きな角度を形成する位置を含みうるものである。押圧手段は、ボールネジ機構を介して支持部材に圧力を加える位置に配置されて、支持部材が弾性体に対して押圧されるようにすることが可能である。

前記弾性体は、前記ボールネジナットと前記ハウジングの間に設けられた前記支持部材と、前記ハウジングと、の間に設けられていてもよい。当該電動パワーステアリング装置によれば、ボールネジナット−ハウジング間に設けられた支持部材とハウジングとの衝突が弾性体によって防がれ、ボールネジナットに設けられた支持部材とハウジングの間で生じうる衝突音を抑制、低減させることができる。

前記弾性体は、前記ラックシャフトと前記ハウジングの間に設けられた前記支持部材と、前記ハウジングと、の間に設けられていてもよい。当該電動パワーステアリング装置によれば、ラックシャフト−ハウジング間に設けられた支持部材とハウジングとの衝突が弾性体によって防がれ、ラックシャフトに設けられた支持部材とハウジングの間で生じうる衝突音を抑制、低減させることができる。

前記弾性体は、前記ラックシャフトの軸方向において、前記支持部材よりも小さい幅をもって形成され、前記支持部材と前記ハウジングの間には、所定の大きさの空間が設けられていてもよい。当該ボールネジ装置によれば、支持部材とハウジングとの衝突が支持部材とハウジングとの間に積極的に設けられた所定の大きさの空間によって防がれ、支持部材とハウジングの間で生じうる衝突音を抑制、低減させることができる。なお、この空間は、通常走行時の振動によっては支持部材とハウジングとが衝突しない程度の大きさで形成される。

なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。

本発明のボールネジ装置および電動パワーステアリング装置によれば、弾性体によって支持部材とハウジングとの衝突が防がれ、支持部材とハウジングの間で生じうる衝突音を抑制、低減させることが可能である。

以下、図面を参照して本発明の各実施の形態について説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態の電動パワーステアリング装置１０の全体構成を示す図である。

車両に搭載される本実施の形態の電動パワーステアリング装置１０は、操舵機構１２が接続される操舵機構接続部１４と、電動駆動源であるモータを構成するモータ部１６と、モータ部１６によって生み出される回転力を利用して操舵機構１２に操舵補助力を付与するボールネジ部１８と、ラックシャフト２２の一端部を形成するラック末端部２０と、を有している。操舵機構接続部１４とモータ部１６とボールネジ部１８とラック末端部２０とは、図１に示すように、同軸上に順次設けられている。このような構成を有する電動パワーステアリング装置１０では、軸状のラックシャフト２２と、ラックシャフト２２を取り囲むようにして設けられた円筒状のハウジング２４とが、軸方向の略全長にわたって延在している。

操舵機構１２は、操舵機構接続部１４との接続位置に配設されたギアボックス２６と、ギアボックス２６内でラックシャフト２２と噛み合うピニオン部（図示せず）を先端に有するピニオンシャフト２８と、を有している。ピニオンシャフト２８の端部のうちピニオン部とは反対側の端部には、図示しないユニバーサルジョイントを介してステアリングシャフトの一端が接続されており、ステアリングシャフトの他端にはステアリングホイールが設けられている。なお、ギアボックス２６内には、ピニオンシャフト２８に生じる操舵トルクを検出する図示しないトルクセンサが設けられている。

操舵機構接続部１４の軸中心部分にはラックシャフト２２の一部が配置されており、このラックシャフト２２は、ギアボックス２６内において操舵機構１２のピニオンシャフト２８に対し噛み合うようにして連結されている。

ラック末端部２０では、ラックシャフト２２の一端部を取り囲むようにしてハウジング２４が設けられており、ラックシャフト２２とハウジング２４の間には円筒状のエンドブッシュ３０が設けられている。このエンドブッシュ３０は、樹脂製であり、ラックシャフト２２をハウジング２４によって適切に保持させるための支持部材として機能する。

図２は、本実施の形態のモータ部１６およびボールネジ部１８の構成を示す拡大図である。

モータ部１６では、ブラシレスタイプのモータが形成されている。このモータは、ラックシャフト２２を取り囲むようにして設けられた円筒状のモータシャフト３２と、モータシャフト３２を取り囲むようにして設けられたモータコイル部３４と、を含んで構成されている。

モータシャフト３２は、磁性を帯びた材質を含んで構成されており、モータの回転子として機能する。本実施の形態のモータシャフト３２は永久磁石が貼り付けられている。このモータシャフト３２は、操舵機構接続部１４に向かって延在するとともにボールネジ部１８に向かっても延在しており、その両端部が第１ベアリング３６および第２ベアリング３８を介してハウジング２４に保持されている。モータコイル部３４は、複数のセグメントによって構成されるコイルを含んで構成されており、モータの固定子として機能する。

このような構成を有するモータは、操舵機構１２に操舵補助力を付与する際の電動駆動源として機能し、外部から電力が供給されると、モータシャフト３２は所定のトルクをもってラックシャフト２２の周りで回転するようになっている。なお、モータは様々なタイプを採用することができ、例えば三相タイプのブラシレスモータや五相タイプのブラシレスモータなどを採用することも可能である。

ボールネジ部１８は、ラックシャフト２２の外側に設けられるとともにモータ部１６のモータシャフト３２の一端部に連結されたボールネジナット４０と、ボールネジナット４０とラックシャフト２２の間に設けられた所定の大きさを有する複数の転動ボール４２と、を有している。ボールネジ部１８の軸中心部分に位置するラックシャフト２２にはネジ溝状の転動路４４が形成されており、この転動路４４には複数の転動ボール４２が転動自在に嵌め込まれている。このように、転動ボール４２を介してラックシャフト２２にボールネジナット４０が連結されることによって、本実施の形態のボールネジ機構が構成されている。

このような構成を有するボールネジ部１８においてボールネジナット４０は、モータによってもたらされる力を利用してラックシャフト２２を駆動する。具体的には、モータ部１６のモータシャフト３２が所定のトルクをもって回転すると、モータシャフト３２に連結されたボールネジナット４０にトルクが伝えられ、このトルクが転動路４４を転動する複数の転動ボール４２を介してラックシャフト２２の軸方向の推力に変換され、ラックシャフト２２は軸方向に駆動されることとなる。

本実施の形態のボールネジ部１８において、ボールネジナット４０の外側にはモータ部１６から延在するモータシャフト３２が配置されており、このモータシャフト３２の外側には第２ベアリング３８およびゴム体４６を介してハウジング２４が配置されている。従って、ラックシャフト２２、転動ボール４２、およびボールネジナット４０は、モータシャフト３２、第２ベアリング３８、およびゴム体４６を介してハウジング２４によって保持されている。

第１ベアリング３６および第２ベアリング３８は、ラックシャフト２２およびモータシャフト３２を取り囲むようにして円筒状に設けられており、ラックシャフト２２の内側に配置されているボールネジナット４０等を含むボールネジ機構を、ハウジング２４によって適切に保持させるための支持部材として機能する。

ゴム体４６は、第２ベアリング３８を取り囲む半円筒状に形成されており、ハウジング２４の埋め込み部５４に埋め込まれて取り付けられている。本実施の形態では、第２ベアリング３８とハウジング２４の間において、第２ベアリング３８の上側半分のみが覆われるようにしてゴム体４６が配設されている。このゴム体４６は、ラックシャフト２２の軸方向において、第２ベアリング３８の大きさ以上の幅を有し、また、ラックシャフト２２の軸方向と垂直な方向である半径方向において、所定の高さを有している。

ハウジング２４の埋め込み部５４は、ゴム体４６に対応するようにしてハウジング２４の内側が半径方向外向きに窪んだ状態で形成されており、ゴム体４６が隙間なくフィットした状態で収容されるように形成されている。この埋め込み部５４は、埋め込み部５４に埋め込まれたゴム体４６がハウジング２４から第２ベアリング３８に向かって僅かに突出するような深さを有している。この埋め込み部５４は、収容されたゴム体４６の軸方向の動きを制限している。

第２ベアリング３８の最下部には押圧ボルト５６が押し当てられている。押圧ボルト５６は、ラックシャフト２２およびボールネジナット４０を含むボールネジ機構を介し、第２ベアリング３８およびゴム体４６と対向する位置に配置されている。この押圧ボルト５６は、ハウジング２４を貫通して設けられており、押圧ボルト５６の雄ねじ部とハウジング２４に形成された雌ねじ部とが螺合した状態で、鉛直上方向にボールネジ機構を介して第２ベアリング３８を押圧している。なお、押圧ボルト５６による第２ベアリング３８の押圧量は、押圧ボルト５６とハウジング２４との螺合状態を調整することによって調節可能となっている。

また図１に示すように、電動パワーステアリング装置１０の両端部には、左右の操舵輪に接続されるタイロッド５８が設けられている。各タイロッド５８の先端部は、回動自在に連結された図示しないナックルアームおよびキングピンを介して操舵輪に取り付けられることとなる。

次に本実施の形態の作用について説明する。

本実施の形態の電動パワーステアリング装置１０のボールネジ部１８では、第２ベアリング３８が、押圧ボルト５６によって押圧されてゴム体４６に対し押し当てられることとなる。これにより、第２ベアリング３８とゴム体４６とハウジング２４とはそれぞれ密着し、第２ベアリング３８とハウジング２４の間に隙間が生じてしまうことを効果的に防ぐことができる。このため、例えば電動パワーステアリング装置１０の組み立て時に所定の微少隙間が第２ベアリング３８とハウジング２４の間に必要とされる場合であっても、組み立て後に押圧ボルト５６の螺合状態を調整してゴム体４６に対する第２ベアリング３８の押圧力を調節することにより、第２ベアリング３８、ゴム体４６、およびハウジング２４の相互間の微少隙間を抑制、縮小させることが可能である。

また、上側方向に向かってモータシャフト３２が押圧ボルト５６によって押圧されることにより、モータシャフト３２の内部の各構成部品も上側に押圧され偏心した状態となる。このため、モータシャフト３２の内側に設けられているボールネジナット４０、転動ボール４２、およびラックシャフト２２は、ゴム体４６が設けられている上側に押圧されて、各々の間に存在していた隙間が抑制、縮小されることとなる。

このように、第２ベアリング３８、モータシャフト３２、ボールネジナット４０、転動ボール４２、およびラックシャフト２２を、ゴム体４６に向かって一方の方向に押圧ボルト５６によって押圧することにより、第２ベアリング３８とハウジング２４の間の隙間の影響を解消することができるとともに、ボールネジナット４０、転動ボール４２、およびラックシャフト２２の相互間の隙間の影響を解消することができる。これにより、電動パワーステアリング装置の組み立て時には、第２ベアリング３８とハウジング２４の間の隙間を確保して良好な組み付け性を実現する一方で、組み立て後には、第２ベアリング３８とハウジング２４の間のガタやボールネジナット４０、転動ボール４２、およびラックシャフト２２の相互間のガタを抑制することが可能である。従って、組み付け性を犠牲にすることなく、上述のガタに起因する衝突音を効果的に抑止、低減させることができる。

特に、第２ベアリング３８、モータシャフト３２、ボールネジナット４０、転動ボール４２、およびラックシャフト２２は弾性体であるゴム体４６に向かって押圧されているので、外部から電動パワーステアリング装置１０に伝わってきた衝撃や振動等はゴム体４６によって緩和され、衝撃や振動等によってもたらされうる不都合は素早く解消されることとなる。

なお、ゴム体４６の弾性係数は、電動パワーステアリング装置１０の特性等が考慮されて決定されるものであり、外部から伝わってくる衝撃や振動等を効果的に緩和して、衝撃音の発生を有効に防ぐことができる程度の弾性係数であることが好ましい。

次に本実施の形態の変形例について説明する。

ゴム体４６は、第２ベアリング３８の上側半分を取り囲むようにして配置された半円筒状のものには限定されない。ゴム体４６は、第２ベアリング３８とハウジング２４の間において、第２ベアリング３８の少なくとも一部を取り囲むようにして設けることが可能である。そして、ゴム体４６は、押圧ボルト５６によって押圧される第２ベアリング３８が押し当てられるような位置に配置されていることが好ましい。従って、例えば第２ベアリング３８の全周を取り囲むような円筒状にゴム体４６を形成することも可能である。また、ゴム体４６がいずれの位置に配置されたとしても、押圧ボルト５６は、ボールネジ機構を介して第２ベアリング３８およびゴム体４６と対向する位置に配置することが可能である。

また、上述の第１の実施の形態では第２ベアリング３８およびゴム体４６が、ボールネジナット４０の鉛直上下方向に設けられている場合について説明したが、第２ベアリング３８およびゴム体４６がボールネジナット４０の近傍に設けられている場合にも上述と同様の作用効果を得ることができる。

また、ハウジング２４の埋め込み部５４およびゴム体４６を図３に示すように設けることも可能である。図３は、本実施の形態の一変形例におけるハウジング２４とゴム体４６と第２ベアリング３８の構成を示す図である。本変形例のハウジング２４の埋め込み部５４は、ラックシャフト２２の軸方向において第２ベアリング３８の大きさ以上の幅をもって形成されているが、ゴム体４６は、ラックシャフト２２の軸方向において、第２ベアリング３８よりも小さい幅をもって形成されている。このため、第２ベアリング３８とハウジング２４との間には所定の大きさの空間４８が設けられている。この場合にも、第２ベアリング３８、モータシャフト３２、ボールネジナット４０、転動ボール４２、およびラックシャフト２２は、押圧ボルト５６によりゴム体４６に向かって一方の方向に押圧されるので、第２ベアリング３８とハウジング２４の間のガタやボールネジナット４０、転動ボール４２、およびラックシャフト２２の相互間のガタは解消され、そのようなガタに起因する衝突音が効果的に抑止、低減されることとなる。

（第２の実施の形態）
本実施の形態において、上述の第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図４は、本実施の形態のボールネジ部１８およびラック末端部２０の構成を示す拡大図である。本実施の形態では、ゴム体４６が、第２ベアリング３８とハウジング２４の間に設けられる代わりに、エンドブッシュ３０とハウジング２４の間に設けられている。また押圧ボルト５６が、エンドブッシュ３０を押圧するようにして設けられている。

ゴム体４６は、エンドブッシュ３０を取り囲む半円筒状に形成されており、ハウジング２４の埋め込み部５４に埋め込まれて取り付けられている。本実施の形態では、エンドブッシュ３０の下側半分のみが覆われるようにしてゴム体４６が配設されている。このゴム体４６は、ラックシャフト２２の軸方向において、エンドブッシュ３０の大きさ以上の幅を有し、また、ラックシャフト２２の半径方向において、所定の高さを有している。なお、ゴム体４６はエンドブッシュ３０よりも弾性に富んだ材質を採用することが好ましい。

ハウジング２４の埋め込み部５４は、ゴム体４６に対応しており、ゴム体４６が隙間なくフィットした状態で埋め込まれるように形成されている。この埋め込み部５４は、埋め込み部５４に埋め込まれたゴム体４６がハウジング２４からエンドブッシュ３０に向かって僅かに突出するような深さを有している。

エンドブッシュ３０の最上部には、中間部材５５を介して押圧ボルト５６が押し当てられている。この押圧ボルト５６は、ハウジング２４を貫通して設けられており、押圧ボルト５６の雄ねじ部とハウジング２４に形成された雌ねじ部とが螺合した状態で、鉛直下方向に向かってエンドブッシュ３０を押圧している。なお中間部材５５は、ワッシャーとしての役割も果たしうるものであり、押圧ボルト５６によってエンドブッシュ３０が適切に押圧されるような材質および構造を有している。

他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。

本実施の形態の電動パワーステアリング装置１０も、第１の実施の形態と同様にして、衝撃音の発生が防がれている。

すなわち、電動パワーステアリング装置１０のラック末端部２０では、エンドブッシュ３０が押圧ボルト５６によりゴム体４６に向かって一方の方向に押圧され、ゴム体４６に対し押し当てられることとなる。これにより、エンドブッシュ３０とゴム体４６とハウジング２４とはそれぞれ密着し、エンドブッシュ３０とハウジング２４の間に隙間が生じてしまうことを防ぐことができる。このため、電動パワーステアリング装置１０の組み立て後に、押圧ボルト５６の螺合状態を調整してゴム体４６に対するエンドブッシュ３０の押圧力を調節することにより、エンドブッシュ３０とハウジング２４の間の微少隙間を抑制、縮小させることができる。

また、エンドブッシュ３０が押圧ボルト５６によって下側方向に向かって押圧されることにより、エンドブッシュ３０の内部のラックシャフト２２も下側に押圧され偏心した状態となる。これにより、エンドブッシュ３０とラックシャフト２２の間の隙間を抑制、縮小させることが可能であるとともに、ボールネジ部１８に延在するラックシャフト２２、転動ボール４２、およびボールネジナット４０の相互間の隙間を抑制、縮小させることが可能である。

このように本実施の形態によれば、エンドブッシュ３０とハウジング２４の間のガタ、エンドブッシュ３０とラックシャフト２２の間のガタ、あるいはボールネジナット４０、転動ボール４２、およびラックシャフト２２の相互間のガタによる影響を解消することができ、そのようなガタに起因する衝突音を効果的に抑止、低減させることができる。

次に本実施の形態の変形例について説明する。

ゴム体４６は、エンドブッシュ３０の下側半分を取り囲むようにして配置された半円筒状のものには限定されない。ゴム体４６は、押圧ボルト５６によって押圧されるエンドブッシュ３０が押し当てられるような位置に配置されていることが好ましい。従って、例えばエンドブッシュ３０の全周を取り囲むような円筒状にゴム体４６を形成することも可能である。

また、ハウジング２４の埋め込み部５４およびゴム体４６を図５に示すように設けることも可能である。図５は、本実施の形態の一変形例におけるハウジング２４とゴム体４６とエンドブッシュ３０の構成を示す図である。本変形例のハウジング２４の埋め込み部５４は、ラックシャフト２２の軸方向において、第２ベアリング３８の大きさ以上の幅をもって形成されているが、ゴム体４６は、ラックシャフト２２の軸方向において、第２ベアリング３８よりも小さい幅をもって形成されている。このためエンドブッシュ３０とハウジング２４の間には所定の大きさの空間５０が設けられている。この場合にも、エンドブッシュ３０およびラックシャフト２２は押圧ボルト５６によりゴム体４６に向かって一定の方向に押圧されるので、エンドブッシュ３０とハウジング２４の間のガタ、エンドブッシュ３０とラックシャフト２２の間のガタ、あるいはボールネジナット４０、転動ボール４２、およびラックシャフト２２の相互間のガタは解消され、そのようなガタに起因する衝突音が効果的に抑止、低減されることとなる。

（第３の実施の形態）
本実施の形態において、上述の第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図６は、本実施の形態のモータ部１６およびボールネジ部１８の構成を示す拡大図である。図７は、モータ部１６の上側半分の詳細な構成を示す図である。

本実施の形態では、ゴム体４６が、第２ベアリング３８の全周を取り囲む円筒状に形成されている。また、本実施の形態では押圧ボルトが設けられていない。

ゴム体４６は、電動パワーステアリング装置１０に衝撃や振動等が加えられていない状態で、第２ベアリング３８とハウジング２４とがゴム体４６を介して連結された状態を維持するような大きさを有している。具体的には、ゴム体４６は、ラックシャフト２２の軸方向において、第２ベアリング３８よりも小さい幅をもって形成されており、ラックシャフト２２の半径方向において、比較的大きな高さを有しており、第２ベアリング３８とハウジング２４の間には所定の大きさの変動規定空間６０が形成されている。

変動規定空間６０の大きさは、第２ベアリング３８、モータシャフト３２、ボールネジナット４０、転動ボール４２、およびラックシャフト２２の許容変動量を規定するものである。この変動規定空間６０の大きさは、ゴム体４６の特性、電動パワーステアリング装置１０の特性、あるいは電動パワーステアリング装置１０が搭載される車両の特性等に応じて決定される。具体的には、通常走行時の衝撃や振動等が電動パワーステアリング装置１０に加えられた場合に、この衝撃や振動等はゴム体４６によって緩和されることになるが、その緩和された衝撃や振動等によって第２ベアリング３８とハウジング２４とが衝突しないような大きさが考慮されて、変動規定空間６０の大きさが決定されている。この時、第２ベアリング３８、モータシャフト３２、ボールネジナット４０、転動ボール４２、あるいはラックシャフト２２等の電動パワーステアリング装置１０の構成部品に不具合を生じさせないような変動範囲となるように、変動規定空間６０の大きさが決定されることが好ましい。本実施の形態の変動規定空間６０の大きさは、電動パワーステアリング装置１０に衝撃や振動等が加えられていない状態で、ラックシャフト２２の半径方向において、電動パワーステアリング装置１０の組み立て時に必要とされる隙間よりも大きくなるように調整されている。

なおゴム体４６は、電動パワーステアリング装置１０に加えられる衝撃や振動等を素早く減衰させることのできるような弾性を有することが好ましい。

他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。

本実施の形態の電動パワーステアリング装置１０では、電動パワーステアリング装置１０に加えられる衝撃や振動等をゴム体４６によって緩和するとともに、変動規定空間６０によって第２ベアリング３８とハウジング２４との衝突を防ぐことにより、衝撃音の発生が防がれている。

電動パワーステアリング装置１０に衝撃や振動等が加えられると、第２ベアリング３８、モータシャフト３２、ボールネジナット４０、転動ボール４２、あるいはラックシャフト２２等の電動パワーステアリング装置１０の構成部品は変動する。この時、この衝撃や振動等はゴム体４６によって緩和されるので、第２ベアリング３８等の変動が効果的に抑制される。

第２ベアリング３８等が変動するような場合であっても、第２ベアリング３８等の変動の大きさが変動規定空間６０の範囲内であれば第２ベアリング３８とハウジング２４とは衝突しない。

過大な衝撃や振動等が電動パワーステアリング装置１０に加えられた場合には、変動規定空間６０を区画するハウジング２４の内壁部分がストッパーの役割を果たし、半径方向に関する第２ベアリング３８等の変動が変動規定空間６０の大きさよりも大きくなってしまうことを防いでいる。これにより、電動パワーステアリング装置１０に不具合を生じうるほどに第２ベアリング３８等が変動してしまうことを未然に防いでいる。

このように本実施の形態によれば、第２ベアリング３８とハウジング２４の間のガタがゴム体４６によって解消される。また、電動パワーステアリング装置１０に衝撃や振動等が加えられるような場合であっても、第２ベアリング３８とハウジング２４との衝突はゴム体４６と変動規定空間６０とによって防がれ、衝突音が発生してしまうことを効果的に抑止している。更に、本実施の形態のラックシャフト２２、転動ボール４２、およびボールネジナット４０の相互間で発生する摩擦力は比較的小さいので、ボールネジ機構は動きを阻害されることなくスムーズに作動する。

なお、上述の第３の実施の形態では第２ベアリング３８およびゴム体４６が、ボールネジナット４０の鉛直上下方向に設けられている場合について説明したが、第２ベアリング３８、ゴム体４６、および変動規定空間６０がボールネジナット４０の近傍に設けられている場合にも上述と同様の作用効果を得ることができる。

本発明は、上述の各実施の形態および各変形例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。

例えば、ゴム体４６の代わりに、ゴム以外の弾性に富む材質で作られた弾性体や、バネ型構造などのように優れた弾性を示す構造を有する弾性体を用いた場合にも、上述の各実施の形態あるいは各変形例と同様の作用効果を奏する。

また、上述の各実施の形態および各変形例では、ラックシャフト２２、転動ボール４２、およびボールネジナット４０を含むボールネジ機構が電動パワーステアリング装置１０に応用されている場合について説明したが、上述のようなボールネジ機構を他の装置に応用する場合にも上述の各実施の形態あるいは各変形例と同様の作用効果を奏する。例えば、数値制御工作機械（ＮＣ工作機械）での位置決め、案内装置、運動用ネジ等に対しても、ボールネジ機構を含む本発明のボールネジ装置を適用することが可能である。

第１の実施の形態の電動パワーステアリング装置の全体構成を示す図である。 第１の実施の形態のモータ部およびボールネジ部の構成を示す拡大図である。 第１の実施の形態の一変形例におけるハウジングとゴム体と第２ベアリングの構成を示す図である。 第２の実施の形態のボールネジ部およびラック末端部の構成を示す拡大図である。 第２の実施の形態の一変形例におけるハウジングとゴム体とエンドブッシュの構成を示す図である。 第３の実施の形態のモータ部およびボールネジ部の構成を示す拡大図である。 第３の実施の形態のモータ部の上側半分の詳細な構成を示す図である。

符号の説明

１０ 電動パワーステアリング装置、 １２ 操舵機構、 １４ 操舵機構接続部、 １６ モータ部、 １８ ボールネジ部、 ２０ ラック末端部、 ２２ ラックシャフト、 ２４ ハウジング、 ２６ ギアボックス、 ２８ ピニオンシャフト、 ３０ エンドブッシュ、 ３２ モータシャフト、 ３４ モータコイル部、 ３６ 第１ベアリング、 ３８ 第２ベアリング、 ４０ ボールネジナット、 ４２ 転動ボール、 ４４ 転動路、 ４６ ゴム体、 ５４ 埋め込み部、 ５６ 押圧ボルト、 ５８ タイロッド、 ６０ 変動規定空間

Claims (12)

1. ラックシャフトと、前記ラックシャフトにボールを介して連結され前記ラックシャフトを駆動するボールネジナットと、を含むボールネジ機構と、
   前記ボールネジ機構の外側に設けられ、支持部材を介して前記ボールネジ機構を保持するハウジングと、を備え、
   前記支持部材と前記ハウジングの間には弾性体が設けられていることを特徴とするボールネジ装置。
2. 前記弾性体に対して前記支持部材を押圧する押圧手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のボールネジ装置。
3. 前記押圧手段は、前記ボールネジ機構を介して前記弾性体と対向する位置に設けられることを特徴とする請求項２に記載のボールネジ装置。
4. 前記弾性体は、前記ボールネジナットと前記ハウジングの間に設けられた前記支持部材と、前記ハウジングと、の間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のボールネジ装置。
5. 前記弾性体は、前記ラックシャフトと前記ハウジングの間に設けられた前記支持部材と、前記ハウジングと、の間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のボールネジ装置。
6. 前記弾性体は、前記ラックシャフトの軸方向において、前記支持部材よりも小さい幅をもって形成され、
   前記支持部材と前記ハウジングの間には、所定の大きさの空間が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のボールネジ装置。
7. 電動駆動源によって操舵機構に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置であって、
   前記操舵機構に連結されるラックシャフトと、前記ラックシャフトにボールを介して連結され、前記電動駆動源によってもたらされる力を利用して前記ラックシャフトを駆動するボールネジナットと、を含むボールネジ機構と、
   前記ボールネジ機構の外側に設けられ、支持部材を介して前記ボールネジ機構を保持するハウジングと、を備え、
   前記支持部材と前記ハウジングの間には弾性体が設けら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。
8. 前記弾性体に対して前記支持部材を押圧する押圧手段を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の電動パワーステアリング装置。
9. 前記押圧手段は、前記ボールネジ機構を介して前記弾性体と対向する位置に設けられることを特徴とする請求項８に記載の電動パワーステアリング装置。
10. 前記弾性体は、前記ボールネジナットと前記ハウジングの間に設けられた前記支持部材と、前記ハウジングと、の間に設けられていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
11. 前記弾性体は、前記ラックシャフトと前記ハウジングの間に設けられた前記支持部材と、前記ハウジングと、の間に設けられていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
12. 前記弾性体は、前記ラックシャフトの軸方向において、前記支持部材よりも小さい幅をもって形成され、
    前記支持部材と前記ハウジングの間には、所定の大きさの空間が設けられている、
    ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。

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