電動パワーステアリング装置
【課題】中空シャフトをラックハウジングに対して軸方向に移動可能に支持するとともに、中空シャフトのがたつきを抑制できる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】電動パワーステアリング装置は、中空シャフトとしてのモータシャフト１６を回転可能に支持する第１の軸受１８の軸方向両端にそれぞれ設けられ、第１の軸受１８をラックハウジング５に対して軸方向に弾性支持する弾性部材３４と、第１の軸受１８の外周に設けられ、径方向への変位を規制した状態で第１の軸受１８を支持する支持部材４１とを備えた。そして、モータシャフト１６を、第１の軸受１８が弾性部材３４を弾性変形させつつ支持部材４１に対して摺動するとともに、第２の軸受が軸方向に移動することにより、ラックハウジング５に対して軸方向に移動するように設けた。
【解決手段】電動パワーステアリング装置は、中空シャフトとしてのモータシャフト１６を回転可能に支持する第１の軸受１８の軸方向両端にそれぞれ設けられ、第１の軸受１８をラックハウジング５に対して軸方向に弾性支持する弾性部材３４と、第１の軸受１８の外周に設けられ、径方向への変位を規制した状態で第１の軸受１８を支持する支持部材４１とを備えた。そして、モータシャフト１６を、第１の軸受１８が弾性部材３４を弾性変形させつつ支持部材４１に対して摺動するとともに、第２の軸受が軸方向に移動することにより、ラックハウジング５に対して軸方向に移動するように設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトを有し、同中空シャフトの回転をボール螺子機構によりラック軸の往復動に変換することによって操舵系にアシスト力を付与する所謂ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
こうしたＥＰＳにおいて、多くの場合、中空シャフトは、その一端側がラジアル荷重及びスラスト荷重を受ける軸受によって回転可能に支持されるとともに、その他端側がラジアル荷重を受ける軸受によって回転可能に支持されている。そして、スラスト荷重及びラジアル荷重を受ける軸受は、ラックハウジング内に軸方向移動が規制された状態で設けられ、ラジアル荷重を受ける軸受は、ラック軸を収容するラックハウジング内に軸方向移動が許容された状態で設けられている。なお、ラジアル荷重を受ける軸受の外周にはＯリング等が設けられており、同軸受は径方向に弾性支持されている。これにより、例えば車両の走行に伴う振動等によって軸受がラックハウジングに接触して異音が発生することが防止されている（特許文献１、第２図参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１３２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようなＥＰＳにおいて、アシスト力の付与が開始される前の微小な範囲での操舵では、中空シャフトがモータにより駆動されないため、運転者が付与する操舵力によってボール螺子機構を介して中空シャフトを回転させつつ、ラック軸を軸方向移動させることになる。つまり、操舵開始時には、ラック軸の軸方向移動によってボール螺子機構を作動させて中空シャフトを回転させることになるため、運転者が比較的大きな操舵力を付与する必要がある。
【０００６】
そこで、例えば図７に示すように、上記スラスト荷重及びラジアル荷重を受ける軸受７１の外輪７１ｂの軸方向両端にそれぞれ弾性部材７２を設けて軸受７１をラックハウジング７３に対して軸方向に弾性支持するとともに、軸受７１の外周にＯリング７４を設けて軸受７１を径方向に弾性支持する。そして、弾性部材７２及びＯリング７４を弾性変形させることにより、中空シャフト７５を軸受７１と一体でラックハウジング７３に対して軸方向に移動可能に構成することが考えられる。これにより、中空シャフト７５を回転させずに、ラック軸７６が微小量だけ軸方向移動できるようになり、操舵開始時の操舵フィーリングを向上させることが可能となる。
【０００７】
しかし、同図に示す構成では、中空シャフト７５の両端の外周がゴム材料からなるＯリング７４を介して支持されることになり、中空シャフト７５の径方向の支持剛性が低くなるため、中空シャフト７５ががたつき易くなる。その結果、ステアリング操作時に、軸受７１が中空シャフト７５とともに傾斜し、同軸受７１がラックハウジング７３の内周面に押し付けられて引っ掛かったような状態となることがある。そして、この状態からステアリングを切り戻すと、軸受７１の引っ掛かりが外れてその姿勢が戻る際に、瞬間的にラック軸７６を往復動させるのに必要な操舵力が低下し、操舵フィーリングの低下を招く虞があった。また、中空シャフト７５がモータのロータを構成する場合には、中空シャフト７５ががたつくことで、ラックハウジング７３の内周に固定されたステータとの間のギャップが変化してしまい、例えばコギングトルクの増大等を招く虞があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、中空シャフトをラックハウジングに対して軸方向に移動可能に支持するとともに、中空シャフトのがたつきを抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、軸方向に往復動可能に支持されたラック軸と、前記ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトと、前記ラック軸が収容されるラックハウジングに対して前記中空シャフトを回転可能に支持する複数の軸受とを備え、前記中空シャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換することにより操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置において、前記各軸受の少なくとも一つの軸方向両端にそれぞれ設けられ、該軸受を前記ラックハウジングに対して軸方向に弾性支持する弾性部材と、弾性支持された前記軸受の外周に設けられ、径方向への変位を規制した状態で該軸受を支持する支持部材とを備え、前記中空シャフトは、前記支持部材と前記ラックハウジング及び弾性支持された前記軸受との少なくとも一方とが互いに摺動することにより、前記ラックハウジングに対して軸方向に移動するように設けられたことを要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、軸方向に往復動可能に支持されたラック軸と、前記ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトと、前記ラック軸が収容されるラックハウジングに対して前記中空シャフトを回転可能に支持する複数の軸受とを備え、前記中空シャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換することにより操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置において、前記各軸受の少なくとも一つの軸方向両端にそれぞれ設けられ、該軸受を前記中空シャフトに対して軸方向に弾性支持する弾性部材と、弾性支持された前記軸受の内周に設けられ、径方向への変位を規制した状態で該軸受を支持する支持部材とを備え、前記中空シャフトは、前記支持部材と前記中空シャフト及び弾性支持された前記軸受との少なくとも一方とが互いに摺動することにより、前記ラックハウジングに対して軸方向に移動するように設けられたことを要旨とする。
【００１１】
上記各構成によれば、中空シャフトは、支持部材と同支持部材の径方向内側及び外側に配置される部材（ラックハウジング及び軸受、又は中空シャフト及び軸受）の少なくとも一方とが互いに摺動することにより、弾性部材を変形させつつ、ラックハウジングに対して軸方向に移動するようになる。これにより、ラック軸を中空シャフトと一体で微小量だけ軸方向に移動させることができるため、アシスト力の付与が開始される前の微小な範囲でも大きな操舵力が必要とならず、操舵開始時の操舵フィーリングを向上させることができる。また、支持部材は、摺動により中空シャフトのラックハウジングに対する軸方向への移動を許容するものであるため、Ｏリング等のように弾性変形により中空シャフトの移動を許容するものに比べ、剛性を高くすることができ、軸受の径方向への変位をしっかりと規制することが可能となる。つまり、中空シャフトの径方向の支持剛性を向上させることが可能となり、中空シャフトのがたつきを抑制することができる。さらに、請求項１の構成では、軸受の内輪が中空シャフトに対して固定されるため、同内輪が中空シャフトに対して軸方向に移動可能となる構成に比べ、安定して中空シャフトを支持することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記支持部材には、径方向に弾性変形可能なバネ状部が形成され、前記支持部材は、前記バネ状部の弾性力に応じた摺動抵抗を発生させることを要旨とする。
【００１３】
ここで、支持部材を剛体とする構成では、例えば支持部材の寸法が僅かでも異なると、支持部材と同支持部材の径方向内側及び外側に配置される部材との間に作用する圧力（面圧）が大きく変化し、摺動抵抗が大幅に変化する。この点、上記構成によれば、バネ状部が弾性変形して生じる弾性力に応じて摺動抵抗が発生するため、例えば支持部材の寸法が僅かに異なっても、支持部材と同支持部材の径方向内側及び外側に配置される部材との間で発生する摺動抵抗が大幅にばらつくことを抑制できる。また、長期に亘る使用により支持部材等が摩耗しても、径方向のがたつきが発生することを抑制できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記支持部材の摺動面は、低摩擦係数を有するように表面処理されたことを要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、支持部材と同支持部材の径方向内側及び外側に配置される部材の少なくとも一方とが円滑に摺動するようになり、操舵開始時の操舵フィーリングをより向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、中空シャフトをラックハウジングに対して軸方向に移動可能に支持するとともに、中空シャフトのがたつきを抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電動パワーステアリング装置の概略構成を示す断面図。
【図２】一実施形態の第１の軸受近傍の拡大断面図。
【図３】一実施形態の支持部材の斜視図。
【図４】別例の支持部材の斜視図。
【図５】別例の第１の軸受近傍の拡大断面図。
【図６】別例の第１の軸受近傍の拡大断面図。
【図７】従来のスラスト荷重及びラジアル荷重を受ける軸受近傍の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を所謂ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は、ステアリング操作により回転するピニオン軸２と、ピニオン軸２の回転に応じて軸方向に往復動することにより転舵輪（図示略）の舵角を変更するラック軸３とを備えている。
【００１９】
詳述すると、ＥＰＳ１は、略円筒状のラックハウジング５を備えており、ラックハウジング５内にラック軸３が挿通されている。なお、ラックハウジング５は、略円筒状に形成されたセンターハウジング６と、センターハウジング６の一端側（図１における右側）に固定されたギアハウジング７と、センターハウジング６の他端側（図１における左側）に固定されたエンドハウジング８とからなる。そして、ラック軸３は、ギアハウジング７に設けられたラックガイド９、及びエンドハウジング８に設けられた図示しないブッシュ（すべり軸受）により、その軸方向に沿って往復動可能に支持されている。また、ラックハウジング５内には、ピニオン軸２がラック軸３と斜交する状態で回転可能に支持されており、ラック軸３は、ラックガイド９によって付勢されることによりピニオン軸２と噛合されている。なお、ピニオン軸２の一端には、ステアリングシャフトが連結されており、その先端にはステアリングホイール（ともに図示略）が固定されている。そして、ステアリング操作に伴いピニオン軸２が回転し、その回転がラック軸３の往復動に変換されることにより、転舵輪の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
【００２０】
また、ＥＰＳ１は、その駆動源となるモータ１１と、モータ１１の回転をラック軸３の往復動に変換するボール螺子機構１２を備えている。
モータ１１は、センターハウジング６の内周に固定されるステータ１４と、ステータ１４の内側に回転可能に設けられるロータ１５とを備えたブラシレスモータとして構成されている。ロータ１５は、中空円筒状のモータシャフト１６、及びモータシャフト１６の外周に固定されるマグネット１７を有しており、モータシャフト１６は、その両端近傍に設けられた第１及び第２の軸受１８，１９によりラックハウジング５に対して回転可能に支持されている。なお、モータ１１は、モータシャフト１６内にラック軸３が挿通されることにより、ラック軸３と同軸に配置されている。
【００２１】
ボール螺子機構１２は、ラック軸３に形成された螺子部２１、モータシャフト１６の内周に固定されたボール螺子ナット２２、及びこれら螺子部２１とボール螺子ナット２２との間に介在された複数のボール２３により構成されている。
【００２２】
具体的には、ボール螺子ナット２２は略円筒状に形成されており、ボール螺子ナット２２の内周及び螺子部２１の外周には、それぞれ螺子溝が形成されている。各ボール２３は、これら対向する各螺子溝により構成された螺旋状の転動路内に転動可能に設けられており、螺子部２１及びボール螺子ナット２２は、各ボール２３を介して螺合されている。これにより、各ボール２３は、ラック軸３とボール螺子ナット２２（モータシャフト１６）との間の相対回転に伴い、その負荷を受けつつ転動路内を転動する。そして、各ボール２３の転動によってラック軸３とボール螺子ナット２２との軸方向の相対位置が変化することにより、モータシャフト１６の回転がラック軸３の往復動に変換され、操舵系にアシスト力が付与されるようになっている。すなわち、本実施形態では、モータシャフト１６が中空シャフトに相当する。
【００２３】
次に、モータシャフトの支持構造について詳細に説明する。
図１において拡大して示すように、第２の軸受１９には、単列のボール軸受が採用されている。そして、第２の軸受１９は、センターハウジング６（ラックハウジング５）内に軸方向移動が許容された状態でモータシャフト１６を回転可能に支持しており、ラジアル荷重を受けるようになっている。
【００２４】
詳しくは、モータシャフト１６におけるエンドハウジング８側の端部には、その外径が第２の軸受１９の内輪１９ａの内径と略等しく形成された固定部３１が形成されている。そして、モータシャフト１６は、固定部３１が内輪１９ａに圧入されることにより第２の軸受１９に固定されている。また、第２の軸受１９の外輪１９ｂは、その外径がセンターハウジング６の内径よりも僅かに小さく形成されている。これにより、第２の軸受１９は、センターハウジング６に対する軸方向への移動が許容された状態で、モータシャフト１６を回転可能に支持している。なお、外輪１９ｂの外周には、第２の軸受１９を径方向に弾性支持するＯリング３２が設けられている。
【００２５】
一方、図２に示すように、第１の軸受１８には、複列のボール軸受が採用されている。そして、第１の軸受１８は、その軸方向両端に設けられた弾性部材３４により、ギアハウジング７（ラックハウジング５）に対して軸方向に弾性支持された状態で、モータシャフト１６を回転可能に支持しており、ラジアル荷重及びスラスト荷重を受けるようになっている。
【００２６】
詳しくは、モータシャフト１６におけるギアハウジング７側の端部には、その外径が第１の軸受１８の内輪１８ａの内径と略等しく形成された固定部３５が形成されている。固定部３５の外周における先端側には、螺合部３５ａが形成されている。そして、モータシャフト１６は、固定部３５が第１の軸受１８の内輪１８ａに圧入され、螺合部３５ａにナット３６が螺合されることにより第１の軸受１８に固定されている。
【００２７】
ギアハウジング７の内周には、その内径が第１の軸受１８の外輪１８ｂの外径よりも大きく形成された円環状の収容凹部３７が形成されている。収容凹部３７の内周における先端側には、螺合部３７ａが形成されている。そして、第１の軸受１８は、その外輪１８ｂの軸方向両端にそれぞれ弾性部材３４を配置した状態で収容凹部３７内に収容されるとともに、螺合部３７ａにナット３９が螺合されることにより、ギアハウジング７に対して軸方向に弾性支持されている。
【００２８】
弾性部材３４は、ゴム材料からなる円環状の弾性体により構成されており、外輪１８ｂとギアハウジング７、及び外輪１８ｂとナット３９との間で軸方向に圧縮されている。また、外輪１８ｂの両端面と収容凹部３７及びナット３９の各端面との間には、軸方向の隙間が設けられている。これにより、第１の軸受１８は、同隙間の範囲でギアハウジング７に対して軸方向に移動し、ナット３９の端面又は収容凹部３７の端面に当接することにより、軸方向移動が規制されてスラスト荷重を受けるようになっている。
【００２９】
そして、第１の軸受１８の外周には、第１の軸受１８の径方向への変位を規制しつつ、その外輪１８ｂを摺動可能に支持する支持部材４１が設けられており、モータシャフト１６は、外輪１８ｂが支持部材４１に対して摺動することにより、弾性部材３４を弾性変形させつつ、ギアハウジング７に対して軸方向に移動するように設けられている。
【００３０】
詳述すると、図２及び図３に示すように、支持部材４１は、帯状の金属板（例えば、バネ鋼等）を第１の軸受１８の周方向に延びる略Ｃ字状に湾曲させたリング本体４２を備えており、リング本体４２には、径方向に弾性変形可能な複数のバネ状部４３が形成されている。そして、支持部材４１は、バネ状部４３が径方向に圧縮された状態で、ギアハウジング７の収容凹部３７の内周面と第１の軸受１８の外輪１８ｂの外周面との間に配置されており、バネ状部４３の弾性力に応じた摺動抵抗が発生するようになっている。
【００３１】
バネ状部４３は、リング本体４２から径方向内側に突出した略四角錐台形状にそれぞれ形成されている。また、バネ状部４３は、リング本体４２の軸方向両端部にそれぞれ設けられるとともに、周方向に間隔を空けて複数設けられている。そして、バネ状部４３における外輪１８ｂに対して摺動する摺動面としての先端面４３ａは、低摩擦係数を有するように表面処理されている。具体的には、先端面４３ａには、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）やＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）等の自己潤滑性の高い樹脂がコーティングされている。さらに、支持部材４１（バネ状部４３）は、外輪１８ｂとの接触面積（各先端面４３ａの面積の合計）がギアハウジング７との接触面積（リング本体４２の外周面から各バネ状部４３分を差し引いた面積）よりも十分に小さくなるように形成されている。
【００３２】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）モータシャフト１６を、第１の軸受１８が弾性部材３４を弾性変形させつつ支持部材４１に対して摺動するとともに、第２の軸受１９が軸方向に移動することにより、ラックハウジング５に対して軸方向に移動するように設けた。これにより、ラック軸３をモータシャフト１６と一体で微小量だけ軸方向移動させることができるため、アシスト力の付与が開始される前の微小な範囲でも大きな操舵力が必要とならず、操舵開始時の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００３３】
また、支持部材４１は、金属材料からなるとともに、摺動により第１の軸受１８のラックハウジング５に対する軸方向への移動を許容するものであるため、Ｏリング等のように弾性変形により第１の軸受１８の移動を許容するものに比べ、剛性を高くすることができ、第１の軸受１８の径方向への変位をしっかりと規制することが可能となる。つまり、モータシャフト１６の径方向の支持剛性を向上させることが可能となり、モータシャフト１６のがたつきを抑制することができる。これにより、一方向にステアリング操作してから、ステアリングを切り戻す際に、瞬間的にラック軸３を往復動させるのに必要な操舵力が低下することを防止できる。また、本実施形態では、モータシャフト１６のがたつきが抑制されることで、ステータ１４とマグネット１７との間のギャップが変化することを防いで、例えばコギングトルクの増大を抑制できるため、支持部材４１を設ける効果は大である。さらに、第１の軸受１８の内輪１８ａがモータシャフト１６に対して固定されるため、内輪１８ａがモータシャフト１６に対して軸方向に移動可能となる構成に比べ、安定してモータシャフト１６を支持することができる。
【００３４】
（２）支持部材４１に、径方向に弾性変形可能なバネ状部４３を形成し、バネ状部４３の弾性力に応じた摺動抵抗を第１の軸受１８との間に発生させるようにした。
ここで、支持部材４１を剛体とする構成では、例えば支持部材４１の寸法が僅かでも異なると、支持部材４１と第１の軸受１８との間に作用する圧力（面圧）が大きく変化し、摺動抵抗が大幅に変化する。この点、上記構成によれば、バネ状部４３が弾性変形して生じる弾性力に応じて摺動抵抗が発生するため、例えば支持部材４１の寸法が僅かに異なっても、支持部材４１と第１の軸受１８との間で発生する摺動抵抗が大幅にばらつくことを抑制できる。また、長期に亘る使用により支持部材４１等が摩耗しても、径方向のがたつきが発生することを抑制できる。
【００３５】
（３）バネ状部４３の先端面４３ａが低摩擦係数を有するように表面処理したため、第１の軸受１８を円滑に摺動させることができ、操舵開始時の操舵フィーリングをより向上させることができる。
【００３６】
（４）支持部材４１の外輪１８ｂとの接触面積が、支持部材４１のギアハウジング７との接触面積よりも十分に小さくなるように支持部材４１を形成したため、支持部材４１との接触面積が大きいギアハウジング７に作用する面圧が過大になることを抑制でき、ギアハウジング７の長寿命化を図ることができる。
【００３７】
（５）バネ状部４３をリング本体４２の軸方向両端部にそれぞれ設けたため、モータシャフト１６が傾斜することを効果的に抑制できる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
【００３８】
・上記実施形態では、バネ状部４３を略四角錐台形状に形成したが、これに限らず、例えば図４に示すように、リング本体４２の軸方向に延びる突条状に形成してもよい。また、リング本体４２の周方向に延びる突条状や半球状等、径方向に弾性変形可能であれば、バネ状部４３はどのような形状であってもよい。さらに、バネ状部４３をリング本体４２の軸方向中央部にのみ設けてもよい。
【００３９】
・上記実施形態では、先端面４３ａが低摩擦係数を有するように施す表面処理として、自己潤滑性の高い樹脂をコーティングしたが、これに限らず、例えば鏡面加工を施してもよい。また、先端面４３ａに表面処理を施さなくてもよい。さらに、表面処理の有無を問わず、例えば先端面４３ａにグリースのような潤滑剤を塗布してもよい。
【００４０】
・上記実施形態では、第１の軸受１８の外輪１８ｂの軸方向両端にそれぞれ弾性部材３４を設けるとともに、外輪１８ｂの外周に支持部材４１を設けた。しかし、これに限らず、例えば図５に示すように、第１の軸受１８の内輪１８ａの軸方向両端にそれぞれ弾性部材３４を設けるとともに、内輪１８ａの内周に支持部材４１を設け、モータシャフト１６を、第１の軸受１８が支持部材４１に対して摺動することにより、ラックハウジング５に対して軸方向に移動するように設けてもよい。なお、図５に示す例では、第１の軸受１８の内輪１８ａの内径は、モータシャフト１６の固定部３５の外径よりも大きく形成されている。また、外輪１８ｂの外径は、収容凹部３７の内径と略等しく形成されており、第１の軸受１８は、収容凹部３７内に圧入されることにより、ギアハウジング７に固定されている。さらに、支持部材４１には、そのリング本体４２から径方向外側に突出する複数のバネ状部４３が形成されている。
【００４１】
・上記実施形態では、支持部材４１にバネ状部４３を設けたが、これに限らず、バネ状部４３を設けず、支持部材を剛体して構成してもよい。例えば図６に示す例では、支持部材５１は、円筒状に形成されており、支持部材５１内には、第１の軸受１８が圧入されている。また、第１の軸受１８の外輪１８ｂが摺動する摺動面としての支持部材５１の内周面５１ａは、低摩擦係数を有するように表面処理されている。
【００４２】
・上記実施形態では、弾性部材３４をゴム材料からなる弾性体により構成したが、これに限らず、例えば皿バネ等のバネ部材により弾性部材３４を構成してもよい。
・上記実施形態では、第１の軸受１８が支持部材４１に対して摺動することにより、モータシャフト１６がラックハウジング５に対して軸方向に移動するようにした。しかし、これに限らず、支持部材４１がギアハウジング７に対して摺動することにより、又は第１の軸受１８が支持部材４１に対して摺動するとともに支持部材４１がギアハウジング７に対して摺動することにより、モータシャフト１６がラックハウジング５に対して軸方向に移動するようにしてもよい。
【００４３】
・上記実施形態では、支持部材４１のリング本体４２を略Ｃ字状に形成したが、これに限らず、円環状（Ｏ字状）に形成してもよい。
・上記実施形態では、支持部材４１の第１の軸受１８の外輪１８ｂとの接触面積が、ギアハウジング７との接触面積よりも小さくなるように支持部材４１を形成したが、これに限らず、支持部材４１の第１の軸受１８の外輪１８ｂとの接触面積が、ギアハウジング７との接触面積以上となるようにしてもよい。
【００４４】
・上記実施形態では、第１の軸受１８に複列のボール軸受を採用したが、これに限らず、例えば単列のボール軸受等の他の軸受を採用してもよい。同様に、第２の軸受１９に、例えば複列のボール軸受等の他の軸受を採用してもよい。
【００４５】
・上記実施形態では、第２の軸受１９をラックハウジング５内に軸方向移動が許容された状態で設けたが、これに限らず、第２の軸受１９をラックハウジング５内に軸方向移動が規制された状態で設けるとともに、第２の軸受１９がモータシャフト１６を軸方向に相対移動可能な状態で支持するようしてもよい。
【００４６】
・上記実施形態において、第２の軸受１９の外周にＯリング３２を設けず、第２の軸受１９の外周又は内周に支持部材を設け、第２の軸受１９が同支持部材に対して摺動することによりモータシャフト１６が軸方向に移動するようにしてもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、本発明を、中空シャフトとしてのモータシャフト１６がラック軸３と同軸に配置された同軸ラックアシスト型のＥＰＳ１に具体化した。しかし、これに限らず、所謂ラッククロス型やラックパラレル型等、ハウジング外部に設けられたモータにより、ラック軸の挿通された中空シャフトを駆動する形式のＥＰＳに具体化してもよい。
【００４８】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）前記中空シャフトが前記モータのロータを構成するモータシャフトであることを特徴とする電動パワーステアリング装置。上記構成によれば、中空シャフトのがたつきが抑制されることで、例えばコギングトルクの増大を抑制できるため、請求項１又は２のように支持部材を設ける効果は大である。
【符号の説明】
【００４９】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、３…ラック軸、５…ラックハウジング、１１…モータ、１２…ボールネジ機構、１６…モータシャフト、１８…第１の軸受、１８ａ，１９ａ…内輪、１８ｂ，１９ｂ…外輪、１９…第２の軸受、３４…弾性部材、４１，５１…支持部材、４３…バネ状部、４３ａ…先端面、５１ａ…内周面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトを有し、同中空シャフトの回転をボール螺子機構によりラック軸の往復動に変換することによって操舵系にアシスト力を付与する所謂ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
こうしたＥＰＳにおいて、多くの場合、中空シャフトは、その一端側がラジアル荷重及びスラスト荷重を受ける軸受によって回転可能に支持されるとともに、その他端側がラジアル荷重を受ける軸受によって回転可能に支持されている。そして、スラスト荷重及びラジアル荷重を受ける軸受は、ラックハウジング内に軸方向移動が規制された状態で設けられ、ラジアル荷重を受ける軸受は、ラック軸を収容するラックハウジング内に軸方向移動が許容された状態で設けられている。なお、ラジアル荷重を受ける軸受の外周にはＯリング等が設けられており、同軸受は径方向に弾性支持されている。これにより、例えば車両の走行に伴う振動等によって軸受がラックハウジングに接触して異音が発生することが防止されている（特許文献１、第２図参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１３２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようなＥＰＳにおいて、アシスト力の付与が開始される前の微小な範囲での操舵では、中空シャフトがモータにより駆動されないため、運転者が付与する操舵力によってボール螺子機構を介して中空シャフトを回転させつつ、ラック軸を軸方向移動させることになる。つまり、操舵開始時には、ラック軸の軸方向移動によってボール螺子機構を作動させて中空シャフトを回転させることになるため、運転者が比較的大きな操舵力を付与する必要がある。
【０００６】
そこで、例えば図７に示すように、上記スラスト荷重及びラジアル荷重を受ける軸受７１の外輪７１ｂの軸方向両端にそれぞれ弾性部材７２を設けて軸受７１をラックハウジング７３に対して軸方向に弾性支持するとともに、軸受７１の外周にＯリング７４を設けて軸受７１を径方向に弾性支持する。そして、弾性部材７２及びＯリング７４を弾性変形させることにより、中空シャフト７５を軸受７１と一体でラックハウジング７３に対して軸方向に移動可能に構成することが考えられる。これにより、中空シャフト７５を回転させずに、ラック軸７６が微小量だけ軸方向移動できるようになり、操舵開始時の操舵フィーリングを向上させることが可能となる。
【０００７】
しかし、同図に示す構成では、中空シャフト７５の両端の外周がゴム材料からなるＯリング７４を介して支持されることになり、中空シャフト７５の径方向の支持剛性が低くなるため、中空シャフト７５ががたつき易くなる。その結果、ステアリング操作時に、軸受７１が中空シャフト７５とともに傾斜し、同軸受７１がラックハウジング７３の内周面に押し付けられて引っ掛かったような状態となることがある。そして、この状態からステアリングを切り戻すと、軸受７１の引っ掛かりが外れてその姿勢が戻る際に、瞬間的にラック軸７６を往復動させるのに必要な操舵力が低下し、操舵フィーリングの低下を招く虞があった。また、中空シャフト７５がモータのロータを構成する場合には、中空シャフト７５ががたつくことで、ラックハウジング７３の内周に固定されたステータとの間のギャップが変化してしまい、例えばコギングトルクの増大等を招く虞があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、中空シャフトをラックハウジングに対して軸方向に移動可能に支持するとともに、中空シャフトのがたつきを抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、軸方向に往復動可能に支持されたラック軸と、前記ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトと、前記ラック軸が収容されるラックハウジングに対して前記中空シャフトを回転可能に支持する複数の軸受とを備え、前記中空シャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換することにより操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置において、前記各軸受の少なくとも一つの軸方向両端にそれぞれ設けられ、該軸受を前記ラックハウジングに対して軸方向に弾性支持する弾性部材と、弾性支持された前記軸受の外周に設けられ、径方向への変位を規制した状態で該軸受を支持する支持部材とを備え、前記中空シャフトは、前記支持部材と前記ラックハウジング及び弾性支持された前記軸受との少なくとも一方とが互いに摺動することにより、前記ラックハウジングに対して軸方向に移動するように設けられたことを要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、軸方向に往復動可能に支持されたラック軸と、前記ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトと、前記ラック軸が収容されるラックハウジングに対して前記中空シャフトを回転可能に支持する複数の軸受とを備え、前記中空シャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換することにより操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置において、前記各軸受の少なくとも一つの軸方向両端にそれぞれ設けられ、該軸受を前記中空シャフトに対して軸方向に弾性支持する弾性部材と、弾性支持された前記軸受の内周に設けられ、径方向への変位を規制した状態で該軸受を支持する支持部材とを備え、前記中空シャフトは、前記支持部材と前記中空シャフト及び弾性支持された前記軸受との少なくとも一方とが互いに摺動することにより、前記ラックハウジングに対して軸方向に移動するように設けられたことを要旨とする。
【００１１】
上記各構成によれば、中空シャフトは、支持部材と同支持部材の径方向内側及び外側に配置される部材（ラックハウジング及び軸受、又は中空シャフト及び軸受）の少なくとも一方とが互いに摺動することにより、弾性部材を変形させつつ、ラックハウジングに対して軸方向に移動するようになる。これにより、ラック軸を中空シャフトと一体で微小量だけ軸方向に移動させることができるため、アシスト力の付与が開始される前の微小な範囲でも大きな操舵力が必要とならず、操舵開始時の操舵フィーリングを向上させることができる。また、支持部材は、摺動により中空シャフトのラックハウジングに対する軸方向への移動を許容するものであるため、Ｏリング等のように弾性変形により中空シャフトの移動を許容するものに比べ、剛性を高くすることができ、軸受の径方向への変位をしっかりと規制することが可能となる。つまり、中空シャフトの径方向の支持剛性を向上させることが可能となり、中空シャフトのがたつきを抑制することができる。さらに、請求項１の構成では、軸受の内輪が中空シャフトに対して固定されるため、同内輪が中空シャフトに対して軸方向に移動可能となる構成に比べ、安定して中空シャフトを支持することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記支持部材には、径方向に弾性変形可能なバネ状部が形成され、前記支持部材は、前記バネ状部の弾性力に応じた摺動抵抗を発生させることを要旨とする。
【００１３】
ここで、支持部材を剛体とする構成では、例えば支持部材の寸法が僅かでも異なると、支持部材と同支持部材の径方向内側及び外側に配置される部材との間に作用する圧力（面圧）が大きく変化し、摺動抵抗が大幅に変化する。この点、上記構成によれば、バネ状部が弾性変形して生じる弾性力に応じて摺動抵抗が発生するため、例えば支持部材の寸法が僅かに異なっても、支持部材と同支持部材の径方向内側及び外側に配置される部材との間で発生する摺動抵抗が大幅にばらつくことを抑制できる。また、長期に亘る使用により支持部材等が摩耗しても、径方向のがたつきが発生することを抑制できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記支持部材の摺動面は、低摩擦係数を有するように表面処理されたことを要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、支持部材と同支持部材の径方向内側及び外側に配置される部材の少なくとも一方とが円滑に摺動するようになり、操舵開始時の操舵フィーリングをより向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、中空シャフトをラックハウジングに対して軸方向に移動可能に支持するとともに、中空シャフトのがたつきを抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電動パワーステアリング装置の概略構成を示す断面図。
【図２】一実施形態の第１の軸受近傍の拡大断面図。
【図３】一実施形態の支持部材の斜視図。
【図４】別例の支持部材の斜視図。
【図５】別例の第１の軸受近傍の拡大断面図。
【図６】別例の第１の軸受近傍の拡大断面図。
【図７】従来のスラスト荷重及びラジアル荷重を受ける軸受近傍の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を所謂ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は、ステアリング操作により回転するピニオン軸２と、ピニオン軸２の回転に応じて軸方向に往復動することにより転舵輪（図示略）の舵角を変更するラック軸３とを備えている。
【００１９】
詳述すると、ＥＰＳ１は、略円筒状のラックハウジング５を備えており、ラックハウジング５内にラック軸３が挿通されている。なお、ラックハウジング５は、略円筒状に形成されたセンターハウジング６と、センターハウジング６の一端側（図１における右側）に固定されたギアハウジング７と、センターハウジング６の他端側（図１における左側）に固定されたエンドハウジング８とからなる。そして、ラック軸３は、ギアハウジング７に設けられたラックガイド９、及びエンドハウジング８に設けられた図示しないブッシュ（すべり軸受）により、その軸方向に沿って往復動可能に支持されている。また、ラックハウジング５内には、ピニオン軸２がラック軸３と斜交する状態で回転可能に支持されており、ラック軸３は、ラックガイド９によって付勢されることによりピニオン軸２と噛合されている。なお、ピニオン軸２の一端には、ステアリングシャフトが連結されており、その先端にはステアリングホイール（ともに図示略）が固定されている。そして、ステアリング操作に伴いピニオン軸２が回転し、その回転がラック軸３の往復動に変換されることにより、転舵輪の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
【００２０】
また、ＥＰＳ１は、その駆動源となるモータ１１と、モータ１１の回転をラック軸３の往復動に変換するボール螺子機構１２を備えている。
モータ１１は、センターハウジング６の内周に固定されるステータ１４と、ステータ１４の内側に回転可能に設けられるロータ１５とを備えたブラシレスモータとして構成されている。ロータ１５は、中空円筒状のモータシャフト１６、及びモータシャフト１６の外周に固定されるマグネット１７を有しており、モータシャフト１６は、その両端近傍に設けられた第１及び第２の軸受１８，１９によりラックハウジング５に対して回転可能に支持されている。なお、モータ１１は、モータシャフト１６内にラック軸３が挿通されることにより、ラック軸３と同軸に配置されている。
【００２１】
ボール螺子機構１２は、ラック軸３に形成された螺子部２１、モータシャフト１６の内周に固定されたボール螺子ナット２２、及びこれら螺子部２１とボール螺子ナット２２との間に介在された複数のボール２３により構成されている。
【００２２】
具体的には、ボール螺子ナット２２は略円筒状に形成されており、ボール螺子ナット２２の内周及び螺子部２１の外周には、それぞれ螺子溝が形成されている。各ボール２３は、これら対向する各螺子溝により構成された螺旋状の転動路内に転動可能に設けられており、螺子部２１及びボール螺子ナット２２は、各ボール２３を介して螺合されている。これにより、各ボール２３は、ラック軸３とボール螺子ナット２２（モータシャフト１６）との間の相対回転に伴い、その負荷を受けつつ転動路内を転動する。そして、各ボール２３の転動によってラック軸３とボール螺子ナット２２との軸方向の相対位置が変化することにより、モータシャフト１６の回転がラック軸３の往復動に変換され、操舵系にアシスト力が付与されるようになっている。すなわち、本実施形態では、モータシャフト１６が中空シャフトに相当する。
【００２３】
次に、モータシャフトの支持構造について詳細に説明する。
図１において拡大して示すように、第２の軸受１９には、単列のボール軸受が採用されている。そして、第２の軸受１９は、センターハウジング６（ラックハウジング５）内に軸方向移動が許容された状態でモータシャフト１６を回転可能に支持しており、ラジアル荷重を受けるようになっている。
【００２４】
詳しくは、モータシャフト１６におけるエンドハウジング８側の端部には、その外径が第２の軸受１９の内輪１９ａの内径と略等しく形成された固定部３１が形成されている。そして、モータシャフト１６は、固定部３１が内輪１９ａに圧入されることにより第２の軸受１９に固定されている。また、第２の軸受１９の外輪１９ｂは、その外径がセンターハウジング６の内径よりも僅かに小さく形成されている。これにより、第２の軸受１９は、センターハウジング６に対する軸方向への移動が許容された状態で、モータシャフト１６を回転可能に支持している。なお、外輪１９ｂの外周には、第２の軸受１９を径方向に弾性支持するＯリング３２が設けられている。
【００２５】
一方、図２に示すように、第１の軸受１８には、複列のボール軸受が採用されている。そして、第１の軸受１８は、その軸方向両端に設けられた弾性部材３４により、ギアハウジング７（ラックハウジング５）に対して軸方向に弾性支持された状態で、モータシャフト１６を回転可能に支持しており、ラジアル荷重及びスラスト荷重を受けるようになっている。
【００２６】
詳しくは、モータシャフト１６におけるギアハウジング７側の端部には、その外径が第１の軸受１８の内輪１８ａの内径と略等しく形成された固定部３５が形成されている。固定部３５の外周における先端側には、螺合部３５ａが形成されている。そして、モータシャフト１６は、固定部３５が第１の軸受１８の内輪１８ａに圧入され、螺合部３５ａにナット３６が螺合されることにより第１の軸受１８に固定されている。
【００２７】
ギアハウジング７の内周には、その内径が第１の軸受１８の外輪１８ｂの外径よりも大きく形成された円環状の収容凹部３７が形成されている。収容凹部３７の内周における先端側には、螺合部３７ａが形成されている。そして、第１の軸受１８は、その外輪１８ｂの軸方向両端にそれぞれ弾性部材３４を配置した状態で収容凹部３７内に収容されるとともに、螺合部３７ａにナット３９が螺合されることにより、ギアハウジング７に対して軸方向に弾性支持されている。
【００２８】
弾性部材３４は、ゴム材料からなる円環状の弾性体により構成されており、外輪１８ｂとギアハウジング７、及び外輪１８ｂとナット３９との間で軸方向に圧縮されている。また、外輪１８ｂの両端面と収容凹部３７及びナット３９の各端面との間には、軸方向の隙間が設けられている。これにより、第１の軸受１８は、同隙間の範囲でギアハウジング７に対して軸方向に移動し、ナット３９の端面又は収容凹部３７の端面に当接することにより、軸方向移動が規制されてスラスト荷重を受けるようになっている。
【００２９】
そして、第１の軸受１８の外周には、第１の軸受１８の径方向への変位を規制しつつ、その外輪１８ｂを摺動可能に支持する支持部材４１が設けられており、モータシャフト１６は、外輪１８ｂが支持部材４１に対して摺動することにより、弾性部材３４を弾性変形させつつ、ギアハウジング７に対して軸方向に移動するように設けられている。
【００３０】
詳述すると、図２及び図３に示すように、支持部材４１は、帯状の金属板（例えば、バネ鋼等）を第１の軸受１８の周方向に延びる略Ｃ字状に湾曲させたリング本体４２を備えており、リング本体４２には、径方向に弾性変形可能な複数のバネ状部４３が形成されている。そして、支持部材４１は、バネ状部４３が径方向に圧縮された状態で、ギアハウジング７の収容凹部３７の内周面と第１の軸受１８の外輪１８ｂの外周面との間に配置されており、バネ状部４３の弾性力に応じた摺動抵抗が発生するようになっている。
【００３１】
バネ状部４３は、リング本体４２から径方向内側に突出した略四角錐台形状にそれぞれ形成されている。また、バネ状部４３は、リング本体４２の軸方向両端部にそれぞれ設けられるとともに、周方向に間隔を空けて複数設けられている。そして、バネ状部４３における外輪１８ｂに対して摺動する摺動面としての先端面４３ａは、低摩擦係数を有するように表面処理されている。具体的には、先端面４３ａには、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）やＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）等の自己潤滑性の高い樹脂がコーティングされている。さらに、支持部材４１（バネ状部４３）は、外輪１８ｂとの接触面積（各先端面４３ａの面積の合計）がギアハウジング７との接触面積（リング本体４２の外周面から各バネ状部４３分を差し引いた面積）よりも十分に小さくなるように形成されている。
【００３２】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）モータシャフト１６を、第１の軸受１８が弾性部材３４を弾性変形させつつ支持部材４１に対して摺動するとともに、第２の軸受１９が軸方向に移動することにより、ラックハウジング５に対して軸方向に移動するように設けた。これにより、ラック軸３をモータシャフト１６と一体で微小量だけ軸方向移動させることができるため、アシスト力の付与が開始される前の微小な範囲でも大きな操舵力が必要とならず、操舵開始時の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００３３】
また、支持部材４１は、金属材料からなるとともに、摺動により第１の軸受１８のラックハウジング５に対する軸方向への移動を許容するものであるため、Ｏリング等のように弾性変形により第１の軸受１８の移動を許容するものに比べ、剛性を高くすることができ、第１の軸受１８の径方向への変位をしっかりと規制することが可能となる。つまり、モータシャフト１６の径方向の支持剛性を向上させることが可能となり、モータシャフト１６のがたつきを抑制することができる。これにより、一方向にステアリング操作してから、ステアリングを切り戻す際に、瞬間的にラック軸３を往復動させるのに必要な操舵力が低下することを防止できる。また、本実施形態では、モータシャフト１６のがたつきが抑制されることで、ステータ１４とマグネット１７との間のギャップが変化することを防いで、例えばコギングトルクの増大を抑制できるため、支持部材４１を設ける効果は大である。さらに、第１の軸受１８の内輪１８ａがモータシャフト１６に対して固定されるため、内輪１８ａがモータシャフト１６に対して軸方向に移動可能となる構成に比べ、安定してモータシャフト１６を支持することができる。
【００３４】
（２）支持部材４１に、径方向に弾性変形可能なバネ状部４３を形成し、バネ状部４３の弾性力に応じた摺動抵抗を第１の軸受１８との間に発生させるようにした。
ここで、支持部材４１を剛体とする構成では、例えば支持部材４１の寸法が僅かでも異なると、支持部材４１と第１の軸受１８との間に作用する圧力（面圧）が大きく変化し、摺動抵抗が大幅に変化する。この点、上記構成によれば、バネ状部４３が弾性変形して生じる弾性力に応じて摺動抵抗が発生するため、例えば支持部材４１の寸法が僅かに異なっても、支持部材４１と第１の軸受１８との間で発生する摺動抵抗が大幅にばらつくことを抑制できる。また、長期に亘る使用により支持部材４１等が摩耗しても、径方向のがたつきが発生することを抑制できる。
【００３５】
（３）バネ状部４３の先端面４３ａが低摩擦係数を有するように表面処理したため、第１の軸受１８を円滑に摺動させることができ、操舵開始時の操舵フィーリングをより向上させることができる。
【００３６】
（４）支持部材４１の外輪１８ｂとの接触面積が、支持部材４１のギアハウジング７との接触面積よりも十分に小さくなるように支持部材４１を形成したため、支持部材４１との接触面積が大きいギアハウジング７に作用する面圧が過大になることを抑制でき、ギアハウジング７の長寿命化を図ることができる。
【００３７】
（５）バネ状部４３をリング本体４２の軸方向両端部にそれぞれ設けたため、モータシャフト１６が傾斜することを効果的に抑制できる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
【００３８】
・上記実施形態では、バネ状部４３を略四角錐台形状に形成したが、これに限らず、例えば図４に示すように、リング本体４２の軸方向に延びる突条状に形成してもよい。また、リング本体４２の周方向に延びる突条状や半球状等、径方向に弾性変形可能であれば、バネ状部４３はどのような形状であってもよい。さらに、バネ状部４３をリング本体４２の軸方向中央部にのみ設けてもよい。
【００３９】
・上記実施形態では、先端面４３ａが低摩擦係数を有するように施す表面処理として、自己潤滑性の高い樹脂をコーティングしたが、これに限らず、例えば鏡面加工を施してもよい。また、先端面４３ａに表面処理を施さなくてもよい。さらに、表面処理の有無を問わず、例えば先端面４３ａにグリースのような潤滑剤を塗布してもよい。
【００４０】
・上記実施形態では、第１の軸受１８の外輪１８ｂの軸方向両端にそれぞれ弾性部材３４を設けるとともに、外輪１８ｂの外周に支持部材４１を設けた。しかし、これに限らず、例えば図５に示すように、第１の軸受１８の内輪１８ａの軸方向両端にそれぞれ弾性部材３４を設けるとともに、内輪１８ａの内周に支持部材４１を設け、モータシャフト１６を、第１の軸受１８が支持部材４１に対して摺動することにより、ラックハウジング５に対して軸方向に移動するように設けてもよい。なお、図５に示す例では、第１の軸受１８の内輪１８ａの内径は、モータシャフト１６の固定部３５の外径よりも大きく形成されている。また、外輪１８ｂの外径は、収容凹部３７の内径と略等しく形成されており、第１の軸受１８は、収容凹部３７内に圧入されることにより、ギアハウジング７に固定されている。さらに、支持部材４１には、そのリング本体４２から径方向外側に突出する複数のバネ状部４３が形成されている。
【００４１】
・上記実施形態では、支持部材４１にバネ状部４３を設けたが、これに限らず、バネ状部４３を設けず、支持部材を剛体して構成してもよい。例えば図６に示す例では、支持部材５１は、円筒状に形成されており、支持部材５１内には、第１の軸受１８が圧入されている。また、第１の軸受１８の外輪１８ｂが摺動する摺動面としての支持部材５１の内周面５１ａは、低摩擦係数を有するように表面処理されている。
【００４２】
・上記実施形態では、弾性部材３４をゴム材料からなる弾性体により構成したが、これに限らず、例えば皿バネ等のバネ部材により弾性部材３４を構成してもよい。
・上記実施形態では、第１の軸受１８が支持部材４１に対して摺動することにより、モータシャフト１６がラックハウジング５に対して軸方向に移動するようにした。しかし、これに限らず、支持部材４１がギアハウジング７に対して摺動することにより、又は第１の軸受１８が支持部材４１に対して摺動するとともに支持部材４１がギアハウジング７に対して摺動することにより、モータシャフト１６がラックハウジング５に対して軸方向に移動するようにしてもよい。
【００４３】
・上記実施形態では、支持部材４１のリング本体４２を略Ｃ字状に形成したが、これに限らず、円環状（Ｏ字状）に形成してもよい。
・上記実施形態では、支持部材４１の第１の軸受１８の外輪１８ｂとの接触面積が、ギアハウジング７との接触面積よりも小さくなるように支持部材４１を形成したが、これに限らず、支持部材４１の第１の軸受１８の外輪１８ｂとの接触面積が、ギアハウジング７との接触面積以上となるようにしてもよい。
【００４４】
・上記実施形態では、第１の軸受１８に複列のボール軸受を採用したが、これに限らず、例えば単列のボール軸受等の他の軸受を採用してもよい。同様に、第２の軸受１９に、例えば複列のボール軸受等の他の軸受を採用してもよい。
【００４５】
・上記実施形態では、第２の軸受１９をラックハウジング５内に軸方向移動が許容された状態で設けたが、これに限らず、第２の軸受１９をラックハウジング５内に軸方向移動が規制された状態で設けるとともに、第２の軸受１９がモータシャフト１６を軸方向に相対移動可能な状態で支持するようしてもよい。
【００４６】
・上記実施形態において、第２の軸受１９の外周にＯリング３２を設けず、第２の軸受１９の外周又は内周に支持部材を設け、第２の軸受１９が同支持部材に対して摺動することによりモータシャフト１６が軸方向に移動するようにしてもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、本発明を、中空シャフトとしてのモータシャフト１６がラック軸３と同軸に配置された同軸ラックアシスト型のＥＰＳ１に具体化した。しかし、これに限らず、所謂ラッククロス型やラックパラレル型等、ハウジング外部に設けられたモータにより、ラック軸の挿通された中空シャフトを駆動する形式のＥＰＳに具体化してもよい。
【００４８】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）前記中空シャフトが前記モータのロータを構成するモータシャフトであることを特徴とする電動パワーステアリング装置。上記構成によれば、中空シャフトのがたつきが抑制されることで、例えばコギングトルクの増大を抑制できるため、請求項１又は２のように支持部材を設ける効果は大である。
【符号の説明】
【００４９】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、３…ラック軸、５…ラックハウジング、１１…モータ、１２…ボールネジ機構、１６…モータシャフト、１８…第１の軸受、１８ａ，１９ａ…内輪、１８ｂ，１９ｂ…外輪、１９…第２の軸受、３４…弾性部材、４１，５１…支持部材、４３…バネ状部、４３ａ…先端面、５１ａ…内周面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に往復動可能に支持されたラック軸と、前記ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトと、前記ラック軸が収容されるラックハウジングに対して前記中空シャフトを回転可能に支持する複数の軸受とを備え、前記中空シャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換することにより操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置において、
前記各軸受の少なくとも一つの軸方向両端にそれぞれ設けられ、該軸受を前記ラックハウジングに対して軸方向に弾性支持する弾性部材と、
弾性支持された前記軸受の外周に設けられ、径方向への変位を規制した状態で該軸受を支持する支持部材とを備え、
前記中空シャフトは、前記支持部材と前記ラックハウジング及び弾性支持された前記軸受との少なくとも一方とが互いに摺動することにより、前記ラックハウジングに対して軸方向に移動するように設けられ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】
軸方向に往復動可能に支持されたラック軸と、前記ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトと、前記ラック軸が収容されるラックハウジングに対して前記中空シャフトを回転可能に支持する複数の軸受とを備え、前記中空シャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換することにより操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置において、
前記各軸受の少なくとも一つの軸方向両端にそれぞれ設けられ、該軸受を前記中空シャフトに対して軸方向に弾性支持する弾性部材と、
弾性支持された前記軸受の内周に設けられ、径方向への変位を規制した状態で該軸受を支持する支持部材とを備え、
前記中空シャフトは、前記支持部材と前記中空シャフト及び弾性支持された前記軸受との少なくとも一方とが互いに摺動することにより、前記ラックハウジングに対して軸方向に移動するように設けられ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３】
請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記支持部材には、径方向に弾性変形可能なバネ状部が形成され、
前記支持部材は、前記バネ状部の弾性力に応じた摺動抵抗を発生させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記支持部材の摺動面は、低摩擦係数を有するように表面処理され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１】
軸方向に往復動可能に支持されたラック軸と、前記ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトと、前記ラック軸が収容されるラックハウジングに対して前記中空シャフトを回転可能に支持する複数の軸受とを備え、前記中空シャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換することにより操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置において、
前記各軸受の少なくとも一つの軸方向両端にそれぞれ設けられ、該軸受を前記ラックハウジングに対して軸方向に弾性支持する弾性部材と、
弾性支持された前記軸受の外周に設けられ、径方向への変位を規制した状態で該軸受を支持する支持部材とを備え、
前記中空シャフトは、前記支持部材と前記ラックハウジング及び弾性支持された前記軸受との少なくとも一方とが互いに摺動することにより、前記ラックハウジングに対して軸方向に移動するように設けられ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】
軸方向に往復動可能に支持されたラック軸と、前記ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトと、前記ラック軸が収容されるラックハウジングに対して前記中空シャフトを回転可能に支持する複数の軸受とを備え、前記中空シャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換することにより操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置において、
前記各軸受の少なくとも一つの軸方向両端にそれぞれ設けられ、該軸受を前記中空シャフトに対して軸方向に弾性支持する弾性部材と、
弾性支持された前記軸受の内周に設けられ、径方向への変位を規制した状態で該軸受を支持する支持部材とを備え、
前記中空シャフトは、前記支持部材と前記中空シャフト及び弾性支持された前記軸受との少なくとも一方とが互いに摺動することにより、前記ラックハウジングに対して軸方向に移動するように設けられ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３】
請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記支持部材には、径方向に弾性変形可能なバネ状部が形成され、
前記支持部材は、前記バネ状部の弾性力に応じた摺動抵抗を発生させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記支持部材の摺動面は、低摩擦係数を有するように表面処理されたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０３６９６（Ｐ２０１３−１０３６９６Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５０９３７（Ｐ２０１１−２５０９３７）
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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