JP2013193711A

JP2013193711A - 電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP2013193711A
Application number: JP2012066272A
Authority: JP
Inventors: Takashi Aoyama; 高士青山; Shinji Kuno; 真司久野; Masaki Okamoto; 雅輝岡本
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-09-30

Abstract

【課題】電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置において、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯打ち音の発生を防ぐこと。
【解決手段】電動パワーステアリング装置であって、ギヤハウジング１０Ｂにおけるピニオン軸のピニオンとラック軸２４のラックとの噛合い部からラック軸２４の軸方向に離隔した位置にラックガイド４０を設けてなり、ラックガイド４０がラック軸２４を押圧するとともに、ラック軸２４を摺動自在に支持してなり、ラックガイド４０によるラック軸２４の押圧方向がピニオン軸の軸方向に沿う成分を含む方向に設定されてなるもの。
【選択図】図４

Description

本発明は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として、電動モータの出力を入力軸に伝える歯車伝達装置と、入力軸に連結されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えるラック軸と、ラック軸に連係する被操舵部に電動モータの出力トルクをアシスト力として付与するものがある。即ち、電動モータの出力トルクがラック軸に連結されるタイロッド、ナックルアームを介して被操舵部であるタイヤの操舵アシスト力として伝えられる。

このとき、従来のダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置では、特許文献１に記載の如く、ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸を有し、ハンドル側ピニオン軸のピニオンをラック軸のハンドル側ラックに噛合いさせるとともに、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されるアシスト側ピニオン軸を有し、アシスト側ピニオン軸のピニオンをラック軸のアシスト側ラックに噛合いさせている。そして、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与することとしている。このダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置は、車両に対する電動モータの配置等のレイアウト性の有利がある。

このような電動パワーステアリング装置、特にダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置では、車両に搭載された状態で、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されることがある。即ち、ピニオン軸が車両の前後方向に沿う概ね水平方向に横置きされることもある。

特許第3883635号

しかしながら、電動パワーステアリング装置が車両に搭載された状態で、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されているときには、被操舵部たるタイヤからナックルアーム、タイロッドを介してラック軸に伝わる振動が、該ラック軸を車両の前後方向に振動させる。これにより、ラック軸のラックが、車両の前後方向に沿う概ね水平方向に配置されているピニオン軸のピニオンの歯すじ方向に振動するものになり、ラックとピニオンの歯打ち音を発生するおそれがある。

尚、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの少なくとも一方の歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすばであったり、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯すじがそれらの中心軸に平行するすぐばであっても、ピニオン軸が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている場合に、上述のラックとピニオンの歯打ち音の発生は顕著になる。

本発明の課題は、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置において、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯打ち音の発生を防ぐことにある。

請求項１に係る発明は、電動モータの出力を入力軸に伝える歯車伝達装置と、入力軸に連結されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えるラック軸と、ラック軸に連係する被操舵部に電動モータの出力トルクをアシスト力として付与する電動パワーステアリング装置であり、車両に搭載された状態で、ピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されてなる電動パワーステアリング装置であって、ギヤハウジングにおけるピニオン軸のピニオンとラック軸のラックとの噛合い部からラック軸の軸方向に離隔した位置にラックガイドを設けてなり、ラックガイドがラック軸を押圧するとともに、ラック軸を摺動自在に支持してなり、ラックガイドによるラック軸の押圧方向がピニオン軸の軸方向に沿う成分を含む方向に設定されてなるようにしたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記ラックガイドによるラック軸の押圧方向がピニオン軸の軸方向に沿う方向に設定されてなるようにしたものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において更に、前記ピニオン軸のピニオンとラック軸のラックの少なくとも一方がはすば歯車であるようにしたものである。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに係る発明において更に、前記ギヤハウジングにおけるピニオン軸のピニオンとラック軸のラックとの噛合い部の背面側に主ラックガイドを設けてなり、主ラックガイドがラック軸のラックをピニオン軸のピニオンに押圧するとともに、ラック軸を摺動自在に支持してなるようにしたものである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに係る発明において更に、前記電動パワーステアリング装置が、ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸を有し、ハンドル側ピニオン軸のピニオンをラック軸のハンドル側ラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されるアシスト側ピニオン軸を有し、アシスト側ピニオン軸のピニオンをラック軸のアシスト側ラックに噛合いさせ、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与するようにしたものである。

請求項６に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに係る発明において更に、前記電動パワーステアリング装置が、ステアリングホイールに連結されるピニオン軸を有し、ピニオン軸のピニオンをラック軸のラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与するようにしたものである。

（請求項１）
(a)電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置において、ギヤハウジングにおけるピニオン軸のピニオンとラック軸のラックとの噛合い部からラック軸の軸方向に離隔した位置にラックガイドを設けてなり、ラックガイドによるラック軸の押圧方向がピニオン軸の軸方向に沿う成分を含む方向に設定される。従って、被操舵部たるタイヤからナックルアーム、タイロッドを介して伝わる振動がラック軸を車両の前後方向に振動させようとし、ひいてはラック軸のラックを鉛直方向に対して交差する概ね水平前後方向に配置されているピニオン軸のピニオンの歯すじ方向に振動させようとしても、ラックガイドが当該ラック軸を常にピニオン軸の軸方向に沿う成分を含む方向、換言すれば車両の前後方向成分を含む方向に押圧していて、ラック軸のその振動を抑制する。ラックとピニオンの歯打ち音の発生を防止するものになる。

（請求項２）
(b)前記ラックガイドによるラック軸の押圧方向がピニオン軸の軸方向に沿う方向に設定される。これにより、ラックガイドがラック軸をピニオン軸の軸方向に沿う方向に押圧し、ラック軸のピニオン軸の軸方向に沿う方向の振動を確実に抑制し、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を確実に防止することができる。

（請求項３）
(c)ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの少なくとも一方の歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすばであったり、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯すじがそれらの中心軸に平行するすぐばであっても、ピニオン軸が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている場合に、上述のピニオン軸のピニオンがラック軸のラックに押付けられる効果は大きく、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を防止する効果も大きい。

（請求項４）
(d)前記ギヤハウジングにおけるピニオン軸のピニオンとラック軸のラックとの噛合い部の背面側に主ラックガイドを設けてなり、主ラックガイドがラック軸のラックをピニオン軸のピニオンに押圧するとともに、ラック軸を摺動自在に支持する。主ラックガイドの存在により、ピニオン軸のピニオンとラック軸のラックが接離することによるラックとピニオンの歯打ち音の発生を防止できる。

（請求項５）
(e)電動パワーステアリング装置が、ダブルピニオン型をなし、ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸を有し、ハンドル側ピニオン軸のピニオンをラック軸のハンドル側ラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されるアシスト側ピニオン軸を有し、アシスト側ピニオン軸のピニオンをラック軸のアシスト側ラックに噛合いさせ、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与する。

このようなダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置では、ピニオン軸が車両の前後方向に沿う概ね水平方向に横置きされ、被操舵部たるタイヤからラック軸に伝わる車両の前後方向の振動を、ラック軸の鉛直方向の下側又は上側に配置されている主ラックガイドで受け難く、ラック軸のラックがピニオン軸のピニオンの歯すじ方向に振動するおそれがある。従って、上述(a)のラックガイドによりラック軸を常にピニオン軸の軸方向に沿う成分を含む方向に押圧し、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を防止する効果は、ダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置で顕著になる。

（請求項６）
(f)電動パワーステアリング装置が、シングルピニオン型をなすとき、ステアリングホイールに連結されるピニオン軸を有し、ピニオン軸のピニオンをラック軸のラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与する。

このようなシングルピニオン型の電動パワーステアリング装置でも、ピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されるとき、被操舵部たるタイヤからラック軸に伝わる車両の前後方向の振動を、ラック軸の鉛直方向の下側又は上側に配置されているラックガイドで受け難く、ラック軸のラックがピニオン軸のピニオンの歯すじ方向に振動するおそれがある。従って、シングルピニオン型の電動パワーステアリング装置でも、上述(a)のラックガイドによりラック軸を常にピニオン軸の軸方向に沿う成分を含む方向に押圧し、ラックとピニオンの歯打ち音の発生を防止することができる。

図１は実施例１のダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置を示す平面図である。図２は図１のII−II線に沿う断面図である。図３は図１のIII−III線に沿う断面図である。図４は図１のIV−IV線に沿う断面図である。図５はラックガイドの変形例を示す断面図である。図６は実施例２のシングルピニオン型の電動パワーステアリング装置を示す平面図である。図７は図６のVII−VII線に沿う断面図である。図８は図６のVIII−VIII線に沿う断面図である。

（実施例１）（図１〜図５）
図１〜図３に示したダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置１は、不図示のブラケットにより車体フレーム等に固定されるギヤハウジング１０を有する。ギヤハウジング１０は、ハンドル側ギヤハウジング１０Ａとアシスト側ギヤハウジング１０Ｂとからなる。ハンドル側ギヤハウジング１０Ａは第１〜第３のハウジング１１Ａ〜１３Ａの組立体である。アシスト側ギヤハウジング１０Ｂは第１、第２のハウジング１１Ｂ、１２Ｂとキャップ１３Ｂの組立体である。ギヤハウジング１０は、ハンドル側ギヤハウジング１０Ａの第１ハウジング１１Ａとアシスト側ギヤハウジング１０Ｂの第１ハウジング１１Ｂを後述するラック軸２４まわりで連結して構成される。

電動パワーステアリング装置１は、図２に示す如く、不図示のステアリングホイールに連結されるステアリング軸２１にトーションバー２２を介して連結されるハンドル側ピニオン軸２３を同軸上に有する。また、電動パワーステアリング装置１は、ハンドル側ピニオン軸２３のピニオン２３Ａをラック軸２４のハンドル側ラック２４Ａに噛合いさせる。これにより、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸２４をギヤハウジング１０に対し左右直線動可能に移動させる。尚、ステアリング軸２１はハンドル側ギヤハウジング１０Ａの第３ハウジング１３Ａに設けた軸受２１Ｊにより枢支され、ハンドル側ピニオン軸２３はハンドル側ギヤハウジング１０Ａの第１ハウジング１１Ａ、第２ハウジング１２Ａに設けた軸受２３Ｊ、２３Ｋにより枢支される。

電動パワーステアリング装置１は、ハンドル側ギヤハウジング１０Ａの第１ハウジング１１Ａ内でラック軸２４を挟んでハンドル側ピニオン軸２３と相対する部分に設けたシリンダ部１４Ａにラックガイド２５を挿填し、シリンダ部１４Ａに螺着されるキャップ２５Ａにより背面支持されるばね２５Ｂによりラックガイド２５をラック軸２４の側に弾発する。ラックガイド２５はラック軸２４のハンドル側ラック２４Ａをハンドル側ピニオン軸２３のピニオン２３Ａに押付けるとともに、ラック軸２４を摺動自在に支持する。尚、ラック軸２４はハンドル側ギヤハウジング１０Ａの第１ハウジング１１Ａとアシスト側ギヤハウジング１０Ｂの第１ハウジング１１Ｂに設けた不図示の軸受に摺動自在に支持される。ラック軸２４の両端部には左右のタイロッド２８Ａ、２８Ｂが連結され、タイロッド２８Ａ、２８Ｂはナックルアームを介して被操舵部であるタイヤに連結されている。

電動パワーステアリング装置１は、ハンドル側ギヤハウジング１０Ａの第２ハウジング１２Ａと第３ハウジング１３Ａの内部に操舵トルク検出装置２９を設けている。操舵トルク検出装置２９は、運転者がステアリングホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸２１に作用し、トーションバー２２の弾性ねじり変形により、ステアリング軸２１とハンドル側ピニオン軸２３の間に生ずる回転方向の変位に基づき、上記操舵トルクを検出できる。

電動パワーステアリング装置１は、図３に示す如く、アシスト側ギヤハウジング１０Ｂの第２ハウジング１２Ｂに電動モータ３０のモータケース３１が取付けられるとともに、電動モータ３０の出力が歯車伝達装置３２（後述するウォームギヤ３３とウォームホイール３４）を介して伝えられる入力軸３５がアシスト側ギヤハウジング１０Ｂの第２ハウジング１２Ｂに設けた軸受３５Ｊにより枢支されている。

本実施例において、歯車伝達装置３２は電動モータ３０の出力軸に連結されるウォームギヤ３３（不図示）と、このウォームギヤ３３に噛合って入力軸３５に固定されるウォームホイール３４からなり、入力軸３５は軸受３５Ｊによりアシスト側ギヤハウジング１０Ｂの第２ハウジング１２Ｂに枢支される。

電動パワーステアリング装置１は、入力軸３５に一体に連結されるアシスト側ピニオン軸３７を有し、アシスト側ピニオン軸３７のピニオン３７Ａをラック軸２４のアシスト側ラック２４Ｂに噛合いさせる。これにより、操舵トルク検出装置２９の検出結果に応じて駆動される電動モータ３０の出力トルクが歯車伝達装置３２（ウォームギヤ３３とウォームホイール３４）、入力軸３５、アシスト側ピニオン軸３７を介してラック軸２４に伝えられ、電動モータ３０の出力トルクを前述のステアリングホイールによるラック軸２４の移動に対するアシスト力として付与する。

電動パワーステアリング装置１は、アシスト側ギヤハウジング１０Ｂの第１ハウジング１１Ｂ内でラック軸２４を挟んでアシスト側ピニオン軸３７と相対する部分に設けたシリンダ部１４Ｂにラックガイド３８を挿填し、シリンダ部１４Ｂに螺着されるキャップ３８Ａにより背面支持されるばね３８Ｂによりラックガイド３８をラック軸２４の側に弾発する。ラックガイド３８はラック軸２４のアシスト側ラック２４Ｂをアシスト側ピニオン軸３７のピニオン３７Ａに押付けるとともに、ラック軸２４を摺動自在に支持する。

しかるに、電動パワーステアリング装置１にあっては、車両に搭載された状態で、電動モータ３０の出力が伝えられる入力軸３５に連結されたアシスト側ピニオン軸３７が鉛直方向に対して交差配置される。本実施例では、アシスト側ピニオン軸３７が車両の前後方向に沿う概ね水平方向に横置きされる。アシスト側ピニオン軸３７は一端部をアシスト側ギヤハウジング１０Ｂの第１ハウジング１１Ｂに設けた軸受３７Ｊに枢支される。

そして、アシスト側ギヤハウジング１０Ｂの第１ハウジング１１Ｂにおける、アシスト側ピニオン軸３７のピニオン３７Ａとラック軸２４のアシスト側ラック２４Ｂとの噛合い部からラック軸２４の軸方向に距離Ｌだけ離隔した位置に、ラックガイド４０を設けた。尚、ラックガイド４０は、ハンドル側ギヤハウジング１０Ａの第１ハウジング１１Ａにおける、アシスト側ピニオン軸３７のピニオン３７Ａとラック軸２４のアシスト側ラック２４Ｂとの噛合い部からラック軸２４の軸方向に一定距離だけ離隔した位置に設けられても良い。

ラックガイド４０は、図４に示す如く、第１ハウジング１１Ｂに螺着されるキャップ４１により背面支持される弾発材４２により弾発的に加圧される。本実施例では、弾発材４２をコイルばね４２Ａとしている。ラックガイド４０と弾発材４２が第１ハウジング１１Ｂの内外に貫通させたガイド孔４３に装填され、キャップ４１がガイド孔４３の開口側から螺着される。ラックガイド４０は、ラック軸２４を押圧するとともに、ラック軸２４を摺動自在に支持する。

ラックガイド４０は、ラック軸２４を押圧する方向がアシスト側ピニオン軸３７の軸方向に沿う成分を含む方向、本実施例ではアシスト側ピニオン軸３７の軸方向に沿う方向（車両の前後方向に沿う概ね水平方向）に設定される。

ここで、電動パワーステアリング装置１にあっては、アシスト側ピニオン軸３７のピニオン３７Ａとラック軸２４のアシスト側ラック２４Ｂの双方又は少なくとも一方を、それらの歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすば歯車としている。

尚、電動パワーステアリング装置１において、前述したラックガイド２５とラックガイド３８は、それぞれギヤハウジング１０Ａ、１０Ｂにおけるピニオン軸２３、３７のピニオン２３Ａ、３７Ａとラック軸２４のラック２４Ａ、２４Ｂとの噛合い部の背面側に設けられ、主ラックガイドを構成する。これらの主ラックガイド２５、３８は、ラック軸２４のラック２４Ａ、２４Ｂをピニオン軸２３、３７のピニオン２３Ａ、３７Ａに押圧するとともに、ラック軸２４を摺動自在に支持する。

従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)電動モータ３０の出力が伝えられる入力軸３５に連結されたピニオン軸３７が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置１において、ギヤハウジング１０Ｂにおけるピニオン軸３７のピニオン３７Ａとラック軸２４のラック２４Ｂとの噛合い部からラック軸２４の軸方向に離隔した位置にラックガイド４０を設けてなり、ラックガイド４０によるラック軸２４の押圧方向がピニオン軸３７の軸方向に沿う成分を含む方向に設定される。従って、被操舵部たるタイヤからナックルアーム、タイロッド２８Ａ、２８Ｂを介して伝わる振動がラック軸２４を車両の前後方向に振動させようとし、ひいてはラック軸２４のラック２４Ｂを鉛直方向に対して交差する概ね水平前後方向に配置されているピニオン軸３７のピニオン３７Ａの歯すじ方向に振動させようとしても、ラックガイド４０が当該ラック軸２４を常にピニオン軸３７の軸方向に沿う成分を含む方向、換言すれば車両の前後方向成分を含む方向に押圧していて、ラック軸２４のその振動を抑制する。ラック２４Ｂとピニオン３７Ａの歯打ち音の発生を防止するものになる。

(b)前記ラックガイド４０によるラック軸２４の押圧方向がピニオン軸３７の軸方向に沿う方向に設定される。これにより、ラックガイド４０がラック軸２４をピニオン軸３７の軸方向に沿う方向に押圧し、ラック軸２４のピニオン軸３７の軸方向に沿う方向の振動を確実に抑制し、ラック２４Ｂとピニオン３７Ａの歯打ち音の発生を確実に防止することができる。

(c)ラック軸２４のラック２４Ｂとピニオン軸３７のピニオン３７Ａの少なくとも一方の歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすばであったり、ラック軸２４のラック２４Ｂとピニオン軸３７のピニオン３７Ａの歯すじがそれらの中心軸に平行するすぐばであっても、ピニオン軸３７が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている場合に、上述のピニオン軸３７のピニオン３７Ａがラック軸２４のラック２４Ｂに押付けられる効果は大きく、ラック２４Ｂとピニオン３７Ａの歯打ち音の発生を防止する効果も大きい。

(d)前記ギヤハウジング１０Ｂにおけるピニオン軸３７のピニオン３７Ａとラック軸２４のラック２４Ｂとの噛合い部の背面側に主ラックガイド３８を設けてなり、主ラックガイド３８がラック軸２４のラック２４Ｂをピニオン軸３７のピニオン３７Ａに押圧するとともに、ラック軸２４を摺動自在に支持する。主ラックガイド３８の存在により、ピニオン軸３７のピニオン３７Ａとラック軸２４のラック２４Ｂが接離することによるラック２４Ｂとピニオン３７Ａの歯打ち音の発生を防止できる。

(e)電動パワーステアリング装置１が、ダブルピニオン型をなし、ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸２３を有し、ハンドル側ピニオン軸２３のピニオン２３Ａをラック軸２４のハンドル側ラック２４Ａに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸２４を移動させるとともに、電動モータ３０の出力が伝えられる入力軸３５に連結されるアシスト側ピニオン軸３７を有し、アシスト側ピニオン軸３７のピニオン３７Ａをラック軸２４のアシスト側ラック２４Ｂに噛合いさせ、電動モータ３０の出力トルクをラック軸２４の移動に対するアシスト力として付与する。

このようなダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置１では、ピニオン軸３７が車両の前後方向に沿う概ね水平方向に横置きされ、被操舵部たるタイヤからラック軸２４に伝わる車両の前後方向の振動を、ラック軸２４の鉛直方向の下側又は上側に配置されている主ラックガイド３８で受け難く、ラック軸２４のラック２４Ｂがピニオン軸３７のピニオン３７Ａの歯すじ方向に振動するおそれがある。従って、上述(a)のラックガイド４０によりラック軸２４を常にピニオン軸３７の軸方向に沿う成分を含む方向に押圧し、ラック２４Ｂとピニオン３７Ａの歯打ち音の発生を防止する効果は、ダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置１で顕著になる。

図５は、実施例１のラックガイド４０において、弾発材４２をゴム４２Ｂにより構成したものである。この弾発材４２は、樹脂、繊維、皿ばね等からなるものであっても良い。

（実施例２）（図６〜図８）
図６〜図８に示したシングルピニオン型の電動パワーステアリング装置２は、不図示のブラケットにより車体フレーム等に固定されるギヤハウジング１１０を有する。ギヤハウジング１１０は第１〜第４のハウジング１１１〜１１４の組立体である。

電動パワーステアリング装置２は、図７に示す如く、不図示のステアリングホイールに連結されるステアリング軸１２１にトーションバー１２２を介して連結される後述の入力軸１３５を有するとともに、この入力軸１３５に一体に連結されるピニオン軸１２３を同軸上に有する。また、電動パワーステアリング装置２は、ピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａをラック軸１２４のラック１２４Ａに噛合いさせる。これにより、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸１２４をギヤハウジング１１０に対し左右直線動可能に移動させる。尚、ステアリング軸１２１はギヤハウジング１１０の第４ハウジング１１４に設けた軸受１２１Ｊにより枢支され、ピニオン軸１２３はギヤハウジング１１０の第１ハウジング１１１に設けた軸受１２３Ｊにより枢支される。

電動パワーステアリング装置２は、ギヤハウジング１１０の第１ハウジング１１１内でラック軸１２４を挟んでピニオン軸１２３と相対する部分に設けたシリンダ部１１５にラックガイド１２５を挿填し、シリンダ部１１５に螺着されるキャップ１２５Ａにより背面支持されるばね１２５Ｂによりラックガイド１２５をラック軸１２４の側に弾発する。ラックガイド１２５はラック軸１２４のラック１２４Ａをピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａに押付けるとともに、ラック軸１２４を摺動自在に支持する。尚、ラック軸１２４はギヤハウジング１１０の第１ハウジング１１１に設けた不図示の軸受に摺動自在に支持される。ラック軸１２４の両端部には左右のタイロッド１２８Ａ、１２８Ｂが連結され、タイロッド１２８Ａ、１２８Ｂはナックルアームを介して被操舵部であるタイヤに連結されている。

電動パワーステアリング装置２は、ギヤハウジング１１０の第３ハウジング１１３の内部に操舵トルク検出装置１２９を設けている。操舵トルク検出装置１２９は、運転者がステアリングホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸１２１に作用し、トーションバー１２２の弾性ねじり変形により、ステアリング軸１２１と入力軸１３５（入力軸１３５にはピニオン軸１２３が一体に連結されている）の間に生ずる回転方向の変位に基づき、上記操舵トルクを検出できる。

電動パワーステアリング装置２は、ギヤハウジング１１０の第２ハウジング１１２に電動モータ１３０のモータケース１３１が取付けられるとともに、電動モータ１３０の出力が歯車伝達装置１３２（後述するウォームギヤ１３３とウォームホイール１３４）を介して伝えられる入力軸１３５がギヤハウジング１１０の第２ハウジング１１２に設けた軸受１３５Ｊにより枢支されている。

本実施例において、歯車伝達装置１３２は電動モータ１３０の出力軸に連結されるウォームギヤ１３３（不図示）と、このウォームギヤ１３３に噛合って入力軸１３５に固定されるウォームホイール１３４とからなる。

電動パワーステアリング装置２は、操舵トルク検出装置１２９の検出結果に応じて駆動される電動モータ１３０の出力トルクが歯車伝達装置１３２（ウォームギヤ１３３とウォームホイール１３４）、入力軸１３５、ピニオン軸１２３を介してラック軸１２４に伝えられ、電動モータ１３０の出力トルクを前述のステアリングホイールによるラック軸１２４の移動に対するアシスト力として付与する。

しかるに、電動パワーステアリング装置２にあっては、車両に搭載された状態で、電動モータ１３０の出力が伝えられる入力軸１３５に連結されたピニオン軸１２３が鉛直方向に対して交差配置される。本実施例では、ピニオン軸１２３が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている。

そして、ギヤハウジング１１０の第１ハウジング１１１におけるピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａとラック軸１２４のラック１２４Ａとの噛合い部からラック軸１２４の軸方向に距離Ｌだけ離隔した位置に、ラックガイド１４０を設けた。

ラックガイド１４０は、図８に示す如く、第１ハウジング１１１に螺着されるキャップ１４１により背面支持される弾発材１４２により弾発的に加圧される。本実施例では、弾発材１４２をコイルばね１４２Ａとしたが、弾発材１４２はゴム、樹脂、繊維、皿ばね等からなるものであっても良い。ラックガイド１４０と弾発材１４２が第１ハウジング１１１の内外に貫通させたガイド孔１４３に装填され、キャップ１４１がガイド孔１４３の開口側から螺着される。ラックガイド１４０は、ラック軸１２４を押圧するとともに、ラック軸１２４を摺動自在に支持する。

ラックガイド１４０は、ラック軸１２４を押圧する方向がピニオン軸１２３の軸方向に沿う成分を含む方向、本実施例ではピニオン軸１２３の軸方向に沿う方向（車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交する方向）に設定される。

ここで、電動パワーステアリング装置２にあっては、ピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａとラック軸１２４のラック１２４Ａの双方又は少なくとも一方を、それらの歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすば歯車としている。

尚、電動パワーステアリング装置２において、前述したラックガイド１２５は、ギヤハウジング１１０におけるピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａとラック軸１２４のラック１２４Ａとの噛合い部の背面側に設けられ、主ラックガイドを構成する。この主ラックガイド１２５は、ラック軸１２４のラック１２４Ａをピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａに押圧するとともに、ラック軸１２４を摺動自在に支持する。

従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)電動モータ１３０の出力が伝えられる入力軸１３５に連結されたピニオン軸１２３が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置２において、ギヤハウジング１１０におけるピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａとラック軸１２４のラック１２４Ａとの噛合い部からラック軸１２４の軸方向に離隔した位置にラックガイド１４０を設けてなり、ラックガイド１４０によるラック軸１２４の押圧方向がピニオン軸１２３の軸方向に沿う成分を含む方向に設定される。従って、被操舵部たるタイヤからナックルアーム、タイロッド１２８Ａ、１２８Ｂを介して伝わる振動がラック軸１２４を車両の前後方向に振動させようとし、ひいてはラック軸１２４のラック１２４Ａを鉛直方向に対して交差配置されているピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａの歯すじ方向に振動させようとしても、ラックガイド１４０が当該ラック軸１２４を常にピニオン軸１２３の軸方向に沿う成分を含む方向、換言すれば車両の前後方向成分を含む方向に押圧していて、ラック軸１２４のその振動を抑制する。ラック１２４Ａとピニオン１２３Ａの歯打ち音の発生を防止するものになる。

(b)前記ラックガイド１４０によるラック軸１２４の押圧方向がピニオン軸１２３の軸方向に沿う方向に設定される。これにより、ラックガイド１４０がラック軸１２４をピニオン軸１２３の軸方向に沿う方向に押圧し、ラック軸１２４のピニオン軸１２３の軸方向に沿う方向の振動を確実に抑制し、ラック１２４Ａとピニオン１２３Ａの歯打ち音の発生を確実に防止することができる。

(c)ラック軸１２４のラック１２４Ａとピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａの少なくとも一方の歯すじがそれらの中心軸に斜交するはすばであったり、ラック軸１２４のラック１２４Ａとピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａの歯すじがそれらの中心軸に平行するすぐばであっても、ピニオン軸１２３が車両の前後方向に沿う水平方向に対して斜交配置されている場合に、上述のピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａがラック軸１２４のラック１２４Ａに押付けられる効果は大きく、ラック１２４Ａとピニオン１２３Ａの歯打ち音の発生を防止する効果も大きい。

(d)前記ギヤハウジング１１０におけるピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａとラック軸１２４のラック１２４Ａとの噛合い部の背面側に主ラックガイド１２５を設けてなり、主ラックガイド１２５がラック軸１２４のラック１２４Ａをピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａに押圧するとともに、ラック軸１２４を摺動自在に支持する。主ラックガイド１２５の存在により、ピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａとラック軸１２４のラック１２４Ａが接離することによるラック１２４Ａとピニオン１２３Ａの歯打ち音の発生を防止できる。

(e)電動パワーステアリング装置２が、シングルピニオン型をなすとき、ステアリングホイールに連結されるピニオン軸１２３を有し、ピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａをラック軸１２４のラック１２４Ａに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸１２４を移動させるとともに、電動モータ１３０の出力トルクをラック軸１２４の移動に対するアシスト力として付与する。

このようなシングルピニオン型の電動パワーステアリング装置２でも、ピニオン軸１２３が鉛直方向に対して交差配置されるとき、被操舵部たるタイヤからラック軸１２４に伝わる車両の前後方向の振動を、ラック軸１２４の鉛直方向の下側又は上側に配置されている主ラックガイド１２５で受け難く、ラック軸１２４のラック１２４Ａがピニオン軸１２３のピニオン１２３Ａの歯すじ方向に振動するおそれがある。従って、シングルピニオン型の電動パワーステアリング装置２でも、上述(a)のラックガイド１４０によりラック軸１２４を常にピニオン軸１２３の軸方向に沿う成分を含む方向に押圧し、ラック１２４Ａとピニオン１２３Ａの歯打ち音の発生を防止することができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

本発明は、電動モータの出力を入力軸に伝える歯車伝達装置と、入力軸に連結されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えるラック軸と、ラック軸に連係する被操舵部に電動モータの出力トルクをアシスト力として付与する電動パワーステアリング装置であり、車両に搭載された状態で、ピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されてなる電動パワーステアリング装置であって、ギヤハウジングにおけるピニオン軸のピニオンとラック軸のラックとの噛合い部からラック軸の軸方向に離隔した位置にラックガイドを設けてなり、ラックガイドがラック軸を押圧するとともに、ラック軸を摺動自在に支持してなり、ラックガイドによるラック軸の押圧方向がピニオン軸の軸方向に沿う成分を含む方向に設定されてなるものにした。これにより、電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されたピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置される電動パワーステアリング装置において、ラック軸のラックとピニオン軸のピニオンの歯打ち音の発生を防ぐことができる。

１、２電動パワーステアリング装置
１０ギヤハウジング
２１ステアリング軸
２２トーションバー
２３ハンドル側ピニオン軸
２３Ａピニオン
２４ラック軸
２４Ａハンドル側ラック
２４Ｂアシスト側ラック
２５主ラックガイド
２９操舵トルク検出装置
３０電動モータ
３２歯車伝達装置
３３ウォームギヤ
３４ウォームホイール
３５入力軸
３７アシスト側ピニオン軸
３７Ａピニオン
４０ラックガイド
４２弾発材
１１０ギヤハウジング
１２１ステアリング軸
１２２トーションバー
１２３ピニオン軸
１２３Ａピニオン
１２４ラック軸
１２４Ａラック
１２５主ラックガイド
１２９操舵トルク検出装置
１３０電動モータ
１３２歯車伝達装置
１３３ウォームギヤ
１３４ウォームホイール
１３５入力軸
１４０ラックガイド
１４２弾発材

Claims

電動モータの出力を入力軸に伝える歯車伝達装置と、入力軸に連結されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えるラック軸と、ラック軸に連係する被操舵部に電動モータの出力トルクをアシスト力として付与する電動パワーステアリング装置であり、
車両に搭載された状態で、ピニオン軸が鉛直方向に対して交差配置されてなる電動パワーステアリング装置であって、
ギヤハウジングにおけるピニオン軸のピニオンとラック軸のラックとの噛合い部からラック軸の軸方向に離隔した位置にラックガイドを設けてなり、
ラックガイドがラック軸を押圧するとともに、ラック軸を摺動自在に支持してなり、
ラックガイドによるラック軸の押圧方向がピニオン軸の軸方向に沿う成分を含む方向に設定されてなる電動パワーステアリング装置。
前記ラックガイドによるラック軸の押圧方向がピニオン軸の軸方向に沿う方向に設定されてなる請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
前記ピニオン軸のピニオンとラック軸のラックの少なくとも一方がはすば歯車である請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
前記ギヤハウジングにおけるピニオン軸のピニオンとラック軸のラックとの噛合い部の背面側に主ラックガイドを設けてなり、
主ラックガイドがラック軸のラックをピニオン軸のピニオンに押圧するとともに、ラック軸を摺動自在に支持してなる請求項１〜３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
前記電動パワーステアリング装置が、
ステアリングホイールに連結されるハンドル側ピニオン軸を有し、ハンドル側ピニオン軸のピニオンをラック軸のハンドル側ラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、
電動モータの出力が伝えられる入力軸に連結されるアシスト側ピニオン軸を有し、アシスト側ピニオン軸のピニオンをラック軸のアシスト側ラックに噛合いさせ、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与する請求項１〜４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
前記電動パワーステアリング装置が、
ステアリングホイールに連結されるピニオン軸を有し、ピニオン軸のピニオンをラック軸のラックに噛合いさせ、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従ってラック軸を移動させるとともに、電動モータの出力トルクをラック軸の移動に対するアシスト力として付与する請求項１〜４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。