JP5472315B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の操舵装置に組み込まれ、電動モータを補助動力として利用して、運転者がステアリングホイールを操作するために要する力の軽減を図る、電動式パワーステアリング装置に関する。

自動車の操舵装置は、図１０に示すような構造により、ステアリングホイール１の動きをステアリングギヤユニット２に伝達するようにしている。このステアリングホイール１の動きは、ステアリングシャフト３と、自在継手４ａと、中間シャフト５と、自在継手４ｂとを介して、ステアリングギヤユニット２の入力軸６に伝達される。これにより、ステアリングギヤユニット２が、左右１対のタイロッド７を押し引きして、操舵輪に所望の舵角を付与する。また、図１０に示した構造には、運転者がステアリングホイール１に加えた力に応じて、電動モータ８による補助力（アシスト力）をステアリングシャフト３に付与する、電動式パワーステアリング装置が組み込まれている。

電動モータ８を組み込んだ電動式パワーステアリング装置は周知であるが、このような構造の電動式パワーステアリング装置の１例として、特許文献１に記載された構造を図１１に示す。この電動式パワーステアリング装置は、後端部（図１１の右端部）にステアリングホイール１（図１０参照）を固定するステアリングシャフト３と、このステアリングシャフト３を挿通したステアリングコラム９と、このステアリングシャフト３に補助動力を付与するための操舵力補助装置（アシスト装置）１０とを備える。

ステアリングシャフト３を挿通した筒状のステアリングコラム９は、前端部（図１１の左端部）を、操舵力補助装置１０を構成するハウジング１１の後端部に結合固定している。また、ステアリングシャフト３の前端部を、操舵力補助装置１０を構成するトーションバー１２を介して、同じく操舵力補助装置１０を構成する出力軸１３に連結している。そして、この出力軸１３の前端部で、ハウジング１１の前端面から突出した部分を、自在継手４ａを介して中間シャフト５（図１０参照）の後端部に連結している。

操舵力補助装置１０は、入力軸であるステアリングシャフト３と、出力軸１３と、トーションバー１２と、電動モータ８（図１０参照）と、ウォーム減速機１４と、トルクセンサ１５と、図示しない制御器を備える。これらのうち、ウォーム減速機１４は、出力軸１３の中間部に外嵌固定されたウォームホイール１６と、軸方向中間部にウォーム歯２２が設けられ、電動モータ８により回転駆動されるウォーム１７とを備え、ウォームホイール１６とウォーム歯２２とをハウジング１１の内側で噛合させるように構成されている。トルクセンサ１５は、トルク検出用凹凸部２８と、トルク検出用コイル２９と、スリーブ１８を備える。トルク検出用凹凸部２８は、出力軸１３の外周面の後端部に、円周方向に関して交互かつ等間隔に形成され、それぞれが軸方向に長い凹部と凸部とを備える。トルク検出用コイル２９は、トルク検出用凹凸部２８の周囲に配置された状態で、ハウジング１１に支持固定されている。また、スリーブ１８は、トルク検出用凹凸部２８の外周面とトルク検出用コイル２９の内周面との間に挟まれた位置に配置された状態で、ステアリングシャフト３の前端部に結合固定されている。スリーブ１８のうち、トルク検出用コイル２９の内周面と対向する部分には、図示しない複数の検出用窓孔が、円周方向に関して所定の間隔で形成されている。そして、このような構成を有するトルクセンサ１５は、ステアリングホイール１からステアリングシャフト３に加えられるトルクの方向と大きさとを検出し、検出値を表す信号（検出信号）を、前記制御器に出力する。

すなわち、ステアリングシャフト３にトルクが加わると、このステアリングシャフト３と出力軸１３とを連結するトーションバー１２が、これらステアリングシャフト３と出力軸１３との間で伝達されるトルクに応じて、捻れるように弾性変形する。そして、この弾性変形に伴い、ステアリングシャフト３と出力軸１３とが相対回転する。これらステアリングシャフト３と出力軸１３との相対回転量（相対変位量）と、トルクの方向および大きさとの間には、相関関係がある。そこで、トルクセンサ１５は、このようなステアリングシャフト３と出力軸１３との相対回転量に基づいて、このステアリングシャフト３に加えられるトルクの方向と大きさとを検出する。

具体的には、次のようにして、このトルクの方向と大きさとを検出する。すなわち、上述のように、ステアリングシャフト３と出力軸１３とが相対回転すると、スリーブ１８とトルク検出用凹凸部２８との間に、円周方向の位相ずれが生じる。この結果、検出用コイルのインピーダンスに、この位相ずれの方向および大きさに見合った変化が生じる。そこで、トルクセンサ１５は、このようなインピーダンスの変化（基準値からの増減）に基づいて、トルクの方向と大きさとを検出する。そして、前記制御器は、このトルクの検出値を表す信号と、車速などを表す他の信号とに応じて、電動モータ８に駆動のための信号を送り、所定の方向に所定の大きさで補助動力を発生させる。

このように構成する電動式パワーステアリング装置の場合、操舵力補助装置１０の出力軸１３から出力されるトルクは、ステアリングホイール１からステアリングシャフト３に加えられるトルクよりも大きくできる。すなわち、出力軸１３から出力されるトルクを、操舵力補助装置１０を構成する電動モータ８からウォーム減速機１４を介して加えられる補助動力分だけ大きくできる。従って、操舵輪に舵角を付与するために運転者がステアリングホイール１を操作するために要する力を、操舵力補助装置１０の補助動力分、小さくできる。

ところで、図１１に示した構造の場合、ウォーム減速機１４を構成するウォームホイール１６の軸方向両側に１対の転がり軸受１９を設け、これら両転がり軸受１９により、回転軸である出力軸１３をハウジング１１に対し回転自在に支持している。なお、一般的には、出力軸１３は、これら各転がり軸受１９の内輪２０に、隙間嵌で内嵌されている。このような構造の場合、この出力軸１３の外周面と各転がり軸受１９の内輪２０の内周面との間で、スティックスリップを生じる可能性がある。この点について、図１２〜１４を用いて説明する。なお、この図１２〜１４に示した操舵力補助装置１０の構造は、図１１に示したものと実質的に同様である。

近年の電動式パワーステアリング装置の高出力化に伴い、出力軸１３に加わる力（負荷）が大きくなり、これに伴って、各転がり軸受１９に加わる力も増大している。より具体的には、出力軸１３には、図１２に示すように、次の３種類の力が加わる。
（１）ウォームホイール１６とウォーム１７との噛み合いに基づく力（反力）Ｆ₁
（２）自在継手４ａのヨーク２３周りに加わるモーメントＭ
（３）中間シャフト５の軸方向荷重（スライド荷重）Ｆ₂

例えば、電動モータ８の出力トルクが６Ｎｍ相当の高出力の電動式パワーステアリング装置の場合には、力Ｆ₁が３軸方向（ＸＹＺ方向）に６００〜１５００Ｎ程度、モーメントＭが８０〜９０Ｎｍ程度、軸方向荷重Ｆ₂が１５００Ｎ程度になる。

このような力が出力軸１３に加わると、この出力軸１３が撓み、図１４に誇張して示すように、この出力軸１３の中心軸が傾斜する、すなわち、負荷状態におけるその中心軸が、無負荷状態における中心軸に対して、ずれてしまう可能性がある。特に、出力軸１３は、上述したように通常、１対の転がり軸受１９の各内輪２０に隙間嵌で内嵌しているため、この隙間に基づいて、この出力軸１３がこれら各内輪２０に対し傾きつつ螺旋状に回転する傾向となる。そして、このような回転に伴い、同じく図１４に示すように、この出力軸１３に軸方向の力Ｆ₃が加わる傾向となる。このため、この出力軸１３は、このような軸方向力Ｆ₃（並びに、上述した力Ｆ₁、Ｆ₂、Ｍ）に基づき軸方向に変位する傾向となり、この変位に伴い、この出力軸１３の外周面と各内輪２０の内周面との間で、固着と滑りが繰り返される、スティックスリップの状態となる可能性がある。そして、このような周面同士のスティックスリップに伴い、「びびり」のような振動や異音を生じ、運転者に違和感や不快感を与える可能性がある。

特開２０００−１９３５４１号公報

本発明は、上述のような事情に鑑みて、回転軸である出力軸の外周面と転がり軸受の内輪の内周面との間で固着と滑りとが繰り返される、スティックスリップの発生を抑制して、このスティックスリップに起因する、「びびり」のような振動や異音の発生の低減または抑止できる構造を備えた、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している。

本発明の電動式パワーステアリング装置は、従来構造と同様に、ハウジングと、回転軸と、ウォームホイールと、ウォームと、電動モータとを備える。

前記ハウジングは、車体のフレーム、ステアリングコラムなどの固定の部分に支持されて回転することはない。前記回転軸は、前記ハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転し、この回転に伴って操舵輪に舵角を付与する。前記ウォームホイールは、前記ハウジングの内部で前記回転軸の一部に、この回転軸と同心に支持されて、この回転軸と共に回転する。前記ウォームは、前記ウォームホイールと噛合させた状態で、前記ハウジングに対し回転自在に支持される。前記電動モータは、前記ウォームを回転駆動する。そして、前記ウォームホイールの軸方向両側にそれぞれ設けた少なくとも１対の転がり軸受により、前記回転軸を前記ハウジングに対し回転自在に支持している。

特に、本発明の電動式パワーステアリング装置では、前記１対の転がり軸受のうち、前記ウォームホイールを挟んで前記回転軸の前端側に存在する一方の転がり軸受は、単列深溝型玉軸受である。
また、前記回転軸の外周面のうち、軸方向一部分には、円周方向に関して交互に配置され、それぞれが軸方向に長い凹部と凸部とが形成されているトルク検出用凹凸部が備えられると共に、軸方向に関して、このトルク検出用凹凸部の前端側に隣接する部分に、このトルク検出用凹凸部よりも大径の大径部が備えられている。
また、前記１対の転がり軸受のうち、前記ウォームホイールを挟んで前記回転軸の後端側に存在する他方の転がり軸受を構成する内輪は、軸方向に関する前端側の一部分のみが、前記大径部に外嵌されており、かつ、該内輪の内周面と前記大径部との嵌合状態が隙間嵌になっている。
また、前記１対の転がり軸受のうち、少なくとも前記他方の転がり軸受の前記内輪（より好ましくは総ての内輪）の内周面と前記回転軸の外周面との間に、潤滑剤を介在させている。

好ましくは、前記各転がり軸受の各内輪を前記回転軸に外嵌する以前に、少なくとも何れかの内輪の内周面と前記回転軸の外周面とのうちの何れかの周面に、潤滑剤を塗布しておく。

この場合、好ましくは、前記回転軸の外周面のうち、前記転がり軸受を構成する内輪の内周面との間で潤滑剤を介在させる部分を、多数の凹部もしくは溝が形成された面により構成する。また、代替的に、前記回転軸の外周面のうち、前記転がり軸受を構成する内輪の内周面との間で潤滑剤を介在させる部分を、プラトー表面（山部が平坦であると共に、深い谷部を有する面）とする。このプラトー表面に関する、表面粗さパラメータのスキューネスＲ_skを、Ｒ_sk＜０とする。なお、このようなプラトー表面は、被加工面に荒ホーニングを施してから仕上ホーニングを施すなど、従来から知られている各種加工方法によって得ることができる。ただし、潤滑剤を保持するための形状は、これらに限定されることなく、その他、周方向に延びる凹溝や、複数のディンプル（細かい凹み）、その他の形状、さらにはこれらの組合せを適用することが可能である。

なお、前記転がり軸受を構成する内輪の内周面と前記回転軸の外周面との間に介在させる潤滑剤として、前記ウォームとウォームホイールとの噛合部に用いる潤滑剤と同一にすることができる。

一方、電動式パワーステアリング装置の別の態様においては、前記各転がり軸受を構成する各内輪のうちの少なくとも何れかの内輪、より好ましくは総ての内輪の内周面と前記回転軸の外周面との間に、ゴムのようなエラストマや合成樹脂などの弾性材を介在させている。

この態様においては、好ましくは、前記回転軸の外周面で、前記内輪の内周面と対向する位置に、径方向内方に凹入する内方凹部を設ける。そして、この内方凹部に、前記弾性材を、好ましくは回転軸と一体的に、設ける。あるいは、前記少なくとも何れかの内輪の内周面の軸方向一部分に、径方向外方に凹入する外方凹部を設ける。そして、この外方凹部に、前記弾性材を、好ましくは内輪と一体的に、設ける。

なお、上述した２つの態様の両方の構成を、同時に採用することもできる。すなわち、前記各転がり軸受を構成する各内輪のうちの少なくとも何れかの内輪、より好ましくは総ての内輪の内周面と前記回転軸の外周面との間に、潤滑剤と弾性材との両方を介在させることもできる。

上述のように構成する本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、回転軸の外周面と転がり軸受の内輪の内周面との間でスティックスリップが発生することを低減または抑止することができる。

すなわち、本発明では、前記転がり軸受の内輪の内周面と前記回転軸の外周面との間に、潤滑剤を介在させ、これらの周面同士の摩擦係数を変化させている。このため、この回転軸が軸方向に変位する傾向になっても、この潤滑剤により、これらの周面同士の滑りまたは軸方向変位を円滑にでき、前記スティックスリップの発生を低減または抑止することができる。この結果、「びびり」のような振動や異音の低減ないしは解消を図れ、円滑かつ快適な操舵感を確保でき、運転者に違和感や不快感を与えることを防止できる。

特に、ウォームホイールの軸方向両側に設けられて、前記回転軸をハウジングに対し回転自在に支持する１対の転がり軸受のうち、前記ウォームホイールを挟んで前記回転軸の前端側に存在する一方の転がり軸受として、低コスト化および低トルク化の要請により、４点接触型玉軸受に代えて、単列深溝型玉軸受を使用し、一方、前記回転軸の後端側に存在する他方の転がり軸受を、この回転軸の外周面のうち、トルク検出用凹凸部の前端側に隣接する大径部に対し、内輪の前端側の一部分のみが外嵌され、かつ、これら内輪の内周面と大径部との嵌合を、隙間嵌とした状態で設置する、本発明の構成では、使用時には前記回転軸が変位しやすく、かつ、前記他方の転がり軸受の内輪と前記回転軸との中心軸同士が傾きやすくなることに起因して、この他方の転がり軸受の内輪と前記大径部との間で、スティックスリップが生じやすくなる。本発明により、このような構成においても、他方の転がり軸受の内輪の内周面と回転軸の外周面との間で生じるスティックスリップの発生を低減ないしは抑制することができる。

また、本発明では、回転軸の外周面のうち、転がり軸受を構成する内輪の内周面との間で潤滑剤を介在させる部分の面形状を工夫することにより、この面上に潤滑剤が溜まるため、これらの間の潤滑状態を、長期にわたり良好に維持できる。このため、これら回転軸の外周面と内輪の内周面との間で生じるスティックスリップの発生を低減または抑止する効果を、長期にわたって維持することができる。

図１は、本発明に関する参考例の第１例および本発明の実施の形態の第１例の構造を示す、図１２のＡ部に相当する図である。 図２は、図１のＢ部に相当する図である。 図３は、本発明の実施の形態の第２例を示す、出力軸の斜視図である。 図４は、本発明の実施の形態の第３例を示す、出力軸の斜視図である。 図５は、本発明の実施の形態の第４例を示す、出力軸の斜視図である。 図６は、本発明の実施の形態の第５例を示す、出力軸の斜視図である。 図７は、本発明の実施の形態の第６例における、出力軸の外周面に設けるプラトー表面の粗さ曲線を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態の第７例を示す、図１のＣ部に相当する図である。 図９は、本発明の実施の形態の第８例を示す、図８と同様の図である。 図１０は、自動車用操舵装置の１例を示す、部分縦断側面図である。 図１１は、従来構造の電動式パワーステアリング装置の１例を示す断面図である。 図１２は、従来構造の電動式パワーステアリング装置の別例を示す断面図である。 図１３は、図１２の左から見た図である。 図１４は、回転軸の傾きを誇張して示す、図１２のＤ部に相当する図である。

［本発明に関する参考例の第１例］
図１〜２は、本発明に関する参考例の第１例を示している。なお、本参考例の電動式パワーステアリング装置の特徴は、本発明の回転軸に相当する出力軸１３とこの出力軸１３を支持する１対の転がり軸受１９ａ、１９ｂの各内輪２０ａ、２０ｂとの間で、スティックスリップを生じにくくするための構成にある。その他、電動式パワーステアリング装置全体の構造および作用については、図１１に示した従来構造や、図１２〜１４に示した構造と同様であるから、これらの構造と同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本参考例の特徴部分を中心に説明する。

本参考例の場合も、図１２〜１３に示した構造と同様に、ウォームホイール１６の軸方向両側にそれぞれ設けた各転がり軸受１９ａ、１９ｂにより、出力軸１３をハウジング１１に対し回転自在に支持している。さらに、本参考例の場合には、図２に示すように、各転がり軸受１９ａ、１９ｂを構成する各内輪２０ａ、２０ｂの内周面と出力軸１３の外周面との間に、潤滑油、グリースなどの潤滑剤２４を介在させている。このため、各転がり軸受１９ａ、１９ｂの各内輪２０ａ、２０ｂを出力軸１３に外嵌する以前に、これら各内輪２０ａ、２０ｂの内周面と出力軸１３の外周面との何れかの面に、潤滑剤２４を塗布しておく。

このように構成する本参考例の場合には、出力軸１３の外周面と各転がり軸受１９ａ、１９ｂの各内輪２０ａ、２０ｂの内周面との間におけるスティックスリップの発生を低減または抑止できる。

すなわち、出力軸１３が軸方向に変位する傾向になっても、各転がり軸受１９ａ、１９ｂの各内輪２０ａ、２０ｂの内周面と出力軸１３の外周面との間に介在する潤滑剤２４により、各周面同士の滑りを円滑にでき、スティックスリップの発生を低減または抑止できる。この結果、「びびり」のような振動や異音の低減ないしは解消を図れ、円滑かつ快適な操舵感を確保して、使用時に運転者に違和感や不快感を与えることを防止できる。

なお、図示の例では、両転がり軸受１９ａ、１９ｂの内輪２０ａ、２０ｂの内周面と出力軸１３の外周面との間に、何れも潤滑剤２４を介在させているが、場合によっては、何れか一方、例えば、スティックスリップが生じやすい側（図２の右側）の転がり軸受１９ｂの内輪２０ｂにのみ潤滑剤２４を介在させることもできる。また、図示の例では、１対の転がり軸受で出力軸１３を支持しているが、３個以上の転がり軸受により出力軸１３を支持してもよい。このような場合も、少なくとも何れかの転がり軸受の内輪の内周面と出力軸１３の外周面との間に潤滑剤２４を介在させればよい。

なお、これら各内輪２０ａ、２０ｂの内周面と出力軸１３の外周面との何れかの面に塗布される潤滑剤２４としては、ウォーム１７とウォームホイール１６との噛合部に用いる潤滑剤と同一のものを使用することができる。これにより、潤滑剤の塗布時において、その塗り間違いを防止できると共に、電動式パワーステアリング装置に適用される潤滑剤の種類を減ずることができ、その管理が容易となる。さらには、長期間の使用により、一方に他方の潤滑剤が混じってしまった場合でも、混在による問題を生じることがないといった利点を有する。

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、同じく図１〜２を参照しつつ説明する。この構成の電動式パワーステアリング装置においては、１対の転がり軸受１９ａ、１９ｂのうち、ウォームホイール１６を挟んで出力軸１３の前端側に存在する一方の転がり軸受１９ａとしては、通常、４点接触型玉軸受が使用される。ただし、４点接触型玉軸受は、比較的高価であり、しかも動トルクが大きい。このため、本例の場合には、前記一方の転がり軸受１９ａとして、比較的安価で、しかも動トルクが小さい、単列深溝型玉軸受を使用することにより、低コスト化および低トルク化を図っている。

また、図１〜２に示すように、１対の転がり軸受１９ａ、１９ｂのうち、ウォームホイール１６を挟んで出力軸１３の後端側に存在する他方の転がり軸受１９ｂは、この出力軸１３の外周面のうち、トルク検出用凹凸部２８の前端側に隣接する大径部３０に対し、内輪２０ｂの軸方向前半部のみが外嵌され、かつ、これら内輪２０ｂの内周面と大径部３０との嵌合状態を、隙間嵌とした状態で設置されている。このような構成を有する電動式パワーステアリング装置の場合には、運転時に、内輪２０ｂと出力軸１３との中心軸同士が傾きやすくなり、この内輪２０ｂの外周面と前記大径部３０との間でスティックスリップが生じやすくなる。

さらに、本例の場合には、一方の転がり軸受１９ａとして単列深溝型玉軸受を使用しているが、このような構成を採用する場合には、一方の転がり軸受１９ａとして４点接触型玉軸受を使用した場合に比べて、使用時に出力軸１３が軸方向に変位しやすくなる。従って、何らの対策も施されていない場合には、他方の転がり軸受１９ｂを構成する内輪２０ｂの内周面と大径部３０との間で、よりスティックスリップが生じやすくなる。

そこで、本例の場合には、上述した参考例の第１例の場合と同様、前記１対の転がり軸受１９ａ、１９ｂを構成する各内輪２０ａ、２０ｂの内周面と前記出力軸１３の外周面との間のうち、少なくとも前記他方の転がり軸受１９ｂを構成する内輪２０ｂの内周面と前記出力軸１３の外周面（前記大径部３０）との間に、潤滑油、グリースなどの潤滑剤２４を介在させている。このため、上述したような事情に拘らず、少なくとも前記他方の転がり軸受１９ｂを構成する内輪２０ｂの内周面と前記出力軸１３の外周面（前記大径部３０）との間で生じるスティックスリップの低減乃至は解消を図れる。

［実施の形態の第２例］
図３は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、出力軸１３ａの外周面のうち、他方の転がり軸受１９ｂの内輪２０ｂ（図１〜２参照）の軸方向前半部を外嵌する部分である、大径部３０ａの全体に、それぞれがディンプルと呼ばれる、多数の微小な円形の凹部３１を形成している。

このような構成を有する本例の電動式パワーステアリング装置の場合には、各凹部３１に潤滑剤２４（図２参照）が溜まるため、大径部３０ａと内輪２０ｂの内周面との間の潤滑状態を、長期にわたり良好に維持できる。このため、これら大径部３０ａと内輪２０ｂの内周面との間で生じるスティックスリップの発生を低減または抑止できるという効果を、長期にわたり維持できる。その他の構成および作用は、参考例の第１例または実施の形態の第１例の場合と同様である。

［実施の形態の第３例］
図４は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、出力軸１３ｂの外周面のうち、他方の転がり軸受１９ｂの内輪２０ｂ（図１〜２参照）の軸方向前半部を外嵌する部分である、大径部３０ｂの幅方向中間部に、多数の軸方向にわたる溝３２を、円周方向に関して等間隔に形成している。大径部３０ｂに形成する潤滑剤溜りを、多数の凹部３１（図３参照）に代えて、各溝３２とした点以外の構成および作用は、実施の形態の第２例の場合と同様である。

［実施の形態の第４例］
図５は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、出力軸１３ｃの外周面のうち、他方の転がり軸受１９ｂの内輪２０ｂ（図１〜２参照）の軸方向前半部を外嵌する部分である、大径部３０ｃの幅方向中間部に、周方向に伸長する２本の凹溝３３を、円周方向に関して等間隔に形成している。大径部３０ｃに形成する潤滑剤溜りを、２本の周方向凹溝３３とした点以外の構成および作用は、実施の形態の第２〜３例の場合と同様である。

［実施の形態の第５例］
図６は、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、出力軸１３ｄの外周面のうち、他方の転がり軸受１９ｂの内輪２０ｂ（図１〜２参照）の軸方向前半部を外嵌する部分である、大径部３０ｄの幅方向中間部に、周方向に伸長する１本の凹溝３３を形成すると共に、凹溝３３の両側に多数の微小な円形の凹部３１を形成している。大径部３０ｃに形成する潤滑剤溜りを、１本の周方向凹溝３３と凹部３１との組合せとした点以外の構成および作用は、実施の形態の第２〜４例の場合と同様である。

なお、本発明を実施する場合には、出力軸の外周面のうち、一方の転がり軸受１９ａの内輪２０ａ（図１〜２参照）を外嵌する部分にも、上述した凹部３１や凹溝３２などの潤滑剤溜りを形成することができる。また、選択的に、または追加的に、転がり軸受１９ａの内輪２０ａ、２０ｂの内周面に、第２〜５例の凹溝や凹部に相当する潤滑剤溜りを形成することもできる。

［実施の形態の第６例］
本発明の実施の形態の第６例について、図１〜２に加えて、図７を参照しつつ説明する。本例の場合には、出力軸１３の外周面のうち、１対の転がり軸受１９ａ、１９ｂの内輪２０ａ、２０ｂを外嵌する部分を、それぞれプラトー表面としている。このプラトー表面は、図７にその粗さ曲線を示すように、山部が比較的平坦である（粗さが小さい）と共に、深い谷部を有する面である。また、このプラトー表面に関する、表面粗さパラメータのスキューネスＲ_skは、Ｒ_sk＜０である。このようなプラトー表面は、被加工面に荒ホーニングを施してから仕上ホーニングを施すなど、従来から知られている各種加工方法によって得ることができる。

このような構成を有する本例の電動式パワーステアリング装置の場合には、前記プラトー表面に存在する深い谷部に潤滑剤２４（図２参照）が溜まるため、出力軸１３の外周面と各内輪２０ａ、２０ｂの内周面との間の潤滑状態を、長期にわたり良好に維持できる。このため、これら出力軸１３の外周面と各内輪２０ａ、２０ｂの内周面との間で生じるスティックスリップの低減ないしは解消を図れるという効果を、長期間にわたり維持できる。その他の構成および作用は、参考例の第１例または実施の形態の第１例の場合と同様である。

［実施の形態の第７例］
図８は、本発明の実施の形態の第７例を示している。本例の場合は、各転がり軸受１９ａを構成する各内輪２０ａの内周面と出力軸１３ｅの外周面との間に、ゴムのようなエラストマや合成樹脂などの弾性材２５を介在させている。このため、本例では、出力軸１３ｅの外周面で、各内輪２０ａの内周面と対向する位置に、径方向内方に凹入する内方凹部２６を、全周にわたって設けている。そして、この内方凹部２６に、円筒状の弾性材２５を設けている。これにより、各内輪２０ａの内周面と出力軸１３ｅの外周面（前記内方凹部２６の底面）との間で弾性材２５を、全周にわたって径方向に挟持している。なお、図８は、図１の構成における、左側の転がり軸受１９ａの内輪２０ａと出力軸１３ｅとの嵌合部を示しているが、右側の転がり軸受１９ｂの内輪２０ｂ（図１参照）の内周面と出力軸１３ｅの外周面との間にも、弾性材２５を介在させてもよい。

このような本例の場合も、参考例の第１例と同様に、スティックスリップの発生を低減または抑止することができる。すなわち、各転がり軸受１９ａの各内輪２０ａの内周面と出力軸１３ｅの外周面との間に、弾性材２５を介在させている。このため、この出力軸１３ｅが軸方向に変位する傾向になっても、この弾性材２５が軸方向に変位することにより、上記両周面同士の軸方向に関する変位を円滑にでき、スティックスリップの発生の低減ないしは解消を図れる。この結果、「びびり」のような振動や異音の低減を図れ、円滑かつ快適な操舵を確保できて、運転時に運転者に違和感や不快感を与えることを防止できる。その他の部分の構成および作用は、参考例の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

なお、必要に応じて、各内輪２０ａの内周面と出力軸１３ｅに外嵌した弾性材２５の外周面との間に、参考例の第１例のように、潤滑剤２４（図２参照）を介在させることもできる。

［実施の形態の第８例］
図９は、本発明の実施の形態の第８例を示している。本例の場合も、上述した実施の形態の第７例と同様に、各転がり軸受１９ａを構成する各内輪２０ｃの内周面と出力軸１３の外周面との間に、ゴムのようなエラストマや合成樹脂などの弾性材２５を介在させている。このために、本例の場合には、内輪２０ｃの内周面の軸方向中間部に、径方向外方に凹入する外方凹部２７を、全周にわたって設けている。そして、この外方凹部２７に、円筒状の弾性材２５を設けている。これにより、内輪２０ｃの内周面（外方凹部２７の底面）と出力軸１３の外周面との間で弾性材２５を、全周にわたって径方向に挟持している。このような本例の場合も、実施の形態の第７例と同様に、スティックスリップの発生の低減ないしは解消を図れる。また、本例の場合も、出力軸１３の外周面と弾性材２５の内周面との間に潤滑剤を介在させることもできる。その他の部分の構成および作用は、実施の形態の第７例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

１ ステアリングホイール
２ ステアリングギヤユニット
３ ステアリングシャフト
４ａ、４ｂ 自在継手
５ 中間シャフト
６ 入力軸
７ タイロッド
８ 電動モータ
９ ステアリングコラム
１０ 操舵力補助装置
１１ ハウジング
１２ トーションバー
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ 出力軸
１４ ウォーム減速機
１５ トルクセンサ
１６ ウォームホイール
１７ ウォーム
１８ スリーブ
１９ａ、１９ｂ 転がり軸受
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 内輪
２１ ウォーム軸
２２ ウォーム歯
２３ ヨーク
２４ 潤滑剤
２５ 弾性材
２６ 内方凹部
２７ 外方凹部
２８ トルク検出用凹凸部
２９ トルク検出用コイル
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 大径部
３１ 凹部
３２ 軸方向凹溝
３３ 周方向凹溝

Claims (4)

1. 固定の部分に支持されて回転することのないハウジングと、
   該ハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転し、この回転に伴って操舵輪に舵角を付与する回転軸と、
   前記ハウジングの内部で該回転軸の一部に、該回転軸と同心に支持されて、該回転軸と共に回転するウォームホイールと、
   該ウォームホイールと噛合した状態で、前記ハウジングの内部に回転自在に支持されたウォームと、
   該ウォームを回転駆動するための電動モータと、
   前記ウォームホイールの軸方向両側に設けられ、前記回転軸を前記ハウジングに対し回転自在に支持する、少なくとも１対の転がり軸受と、
   を備える、電動式パワーステアリング装置において、
   前記１対の転がり軸受のうち、前記ウォームホイールを挟んで前記回転軸の前端側に存在する一方の転がり軸受は、単列深溝型玉軸受であり、
   前記回転軸の外周面のうち、軸方向一部分には、円周方向に関して交互に配置され、それぞれが軸方向に長い凹部と凸部とが形成されているトルク検出用凹凸部が備えられると共に、軸方向に関して、このトルク検出用凹凸部の前端側に隣接する部分に、このトルク検出用凹凸部よりも大径の大径部が備えられ、
   前記１対の転がり軸受のうち、前記ウォームホイールを挟んで前記回転軸の後端側に存在する他方の転がり軸受を構成する内輪は、軸方向に関する前端側の一部分のみが、前記大径部に外嵌されており、かつ、該内輪の内周面と前記大径部との嵌合状態が隙間嵌になっており、
   前記１対の転がり軸受のうち、少なくとも前記他方の転がり軸受の前記内輪の内周面と前記回転軸の外周面との間に、潤滑剤を介在させている、
   ことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
2. 前記回転軸の外周面のうち、前記転がり軸受の前記内輪の内周面との間で潤滑剤を介在させる部分が、多数の凹部、多数の軸方向にわたる凹溝、少なくとも１本の周方向に延びる凹溝、もしくはこれらの組合せが形成されている面を有する、請求項１に記載した電動式パワーステアリング装置。
3. 前記回転軸の外周面のうち、前記転がり軸受の前記内輪の内周面との間で潤滑剤を介在させる部分が、プラトー表面を有している、請求項１に記載した電動式パワーステアリング装置。
4. 前記転がり軸受を構成する内輪の内周面と前記回転軸の外周面との間に介在させる潤滑剤として、前記ウォームとウォームホイールとの噛合部に用いる潤滑剤と同一のものを使用する、請求項１に記載の電動式パワーステアリング装置。

Images