JP5962295B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。

従来、車両の操舵機構にモータの動力を付与することにより運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）が知られている。たとえば特許文献１のＥＰＳでは、操舵機構としてラックアンドピニオン機構が採用されている。当該機構は、ステアリングの操作に伴うピニオンの回転を当該ピニオンに噛み合うラック軸の直線運動に変換することにより車輪の向きを変える。当該ラック軸には、モータの回転運動を当該ラック軸の直線運動に変換するボールねじ機構が設けられている。すなわち、モータの回転力の利用を通じてラック軸の動作が補助されることによりステアリング操作が補助される。

詳述すると、図６に示すように、ＥＰＳ１００は、モータ１０１の回転力を円筒状の駆動プーリ１０２、タイミングベルト１０３、円筒状の従動プーリ１０４およびボールねじ機構１０５を介してラック軸１０６に伝達する。ラック軸１０６の両端は、それぞれ図示しないボールジョイントを介して車輪に連結される。

ボールねじ機構１０５は、ラック軸１０６の一部に形成されたボールねじ部１０５ａおよびボールねじ部１０５ａに多数のボールを介して螺合されたボールナット１０７を備えてなる。ボールナット１０７の第１の端部の外周面には鍔部１０７ａが、同じく第２の端部の外周面には雄ねじ１０７ｂがそれぞれ設けられている。雄ねじ１０７ｂにはロックナット１０８が締め付けられている。

ボールナット１０７の外周面における鍔部１０７ａとロックナット１０８との間の部分には、従動プーリ１０４および玉軸受１０９がそれぞれ嵌められている。従動プーリ１０４は鍔部１０７ａ側に、玉軸受１０９はロックナット１０８側に設けられている。従動プーリ１０４および玉軸受１０９（正確には、その内輪）は、ボールナット１０７の軸線方向において互いに面接触した状態に保持されている。

従動プーリ１０４の玉軸受１０９と反対側の端部の内周面には、環状の段差部１０４ａが設けられている。段差部１０４ａは、従動プーリ１０４の外径を維持しつつ従動プーリ１０４の玉軸受１０９と反対側の端部の内径が拡大されることにより形成されている。ボールナット１０７の軸線方向において、段差部１０４ａには鍔部１０７ａが当接している。

従動プーリ１０４および玉軸受１０９（内輪）は、それぞれボールナット１０７の鍔部１０７ａと、雄ねじ１０７ｂに締め付けられたロックナット１０８とによって挟み込まれている。このため、従動プーリ１０４および玉軸受１０９のボールナット１０７に対する軸方向への移動がそれぞれ規制される。また、従動プーリ１０４および玉軸受１０９は、それぞれボールナット１０７に固定された状態となる。したがって、ボールナット１０７は従動プーリ１０４と一体回転する。

特開２０１２−２５２４６号公報

近年では、特許文献１のものも含め、ＥＰＳの省エネルギー効果が注目されていることなどから、ＥＰＳの搭載車種が拡大している。しかしその一方で、ＥＰＳの軽量化あるいはコストダウンに対する要求はますます厳しくなっている。当該要求を満たすため、より部品点数が少なく構成が簡素なＥＰＳが望まれている。

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、構成を簡素化した電動パワーステアリング装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、ステアリング操作に伴い直線運動するラック軸の動作をモータの回転力を利用して補助する電動パワーステアリング装置であって、前記モータの回転運動を前記ラック軸の直線運動に変換する動力変換機構と、前記ラック軸および前記動力変換機構をそれぞれ収容するハウジングと、を備え、前記動力変換機構は、ボールねじ機構および伝動機構を備え、前記ボールねじ機構は、前記ラック軸に対して多数のボールを介して進退可能に螺合されるとともに、軸受を介して前記ハウジングの内周面に対して回転可能に支持されたボールナットを備え、前記伝動機構は、前記モータの駆動に伴い回転する原動車、および前記ラック軸に対して同軸状にかつ非接触状態で貫通されて前記原動車の回転を前記ボールナットに伝達する従動車を備え、前記ボールナットは、前記従動車に挿入された状態で前記従動車と直接結合された第１の端部と、前記ボールナットの軸線方向において前記軸受の内輪を前記従動車との間で挟み込む鍔部が設けられた第２の端部とを有し、前記第１の端部には雄ねじ部が、前記従動車には雌ねじ部がそれぞれ設けられていて、前記雄ねじ部が前記雌ねじ部に締め付けられることによって、前記ボールナットと前記従動車とが互いに結合され、前記ボールねじ機構は、前記ボールナットの表面に嵌め込まれて前記多数のボールを無限循環させる循環部材を備え、前記雄ねじ部は、前記軸線方向において前記循環部材から外れた範囲に設けられてなることをその要旨とする。

この構成によれば、ボールナットの第１の端部と従動車とは同軸状に直接結合されている。また、ボールナットの鍔部と従動車とによって軸受の内輪が挟み込まれている。すなわち、従動車、ボールナットおよび軸受の内輪は一体とされている。このため、モータの駆動を通じた原動車の回転に伴い、従動車、ボールナットおよび軸受の内輪は一体的に回転する。モータの駆動を通じてラック軸の直線運動が補助されることにより、ステアリング操作が補助される。

ここで、ボールナットの第１の端部を従動車に対して直接的にではなく、他の部材を利用して間接的に固定することも考えられる。しかしこの構成を採用する場合には、ボールナットと従動車との固定用の部材を別途用意する必要がある。この点、本構成によれば、ボールナットと従動車とを直接的に固定しているので、固定用の部材を用意する必要がない。当該固定用の部材が不要となる分、構成の簡素化が図られる。
また、この構成によれば、ボールナットの雄ねじ部を従動車の雌ねじ部に締め付けるだけでボールナットと従動車とを互いに結合することができる。そして、雄ねじ部を雌ねじ部に締め付ける際に、当該締め付け力が循環部材に作用することがない。したがって、雄ねじ部を雌ねじ部に締め付けることに起因する循環部材の変形などの発生を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記雄ねじ部が前記雌ねじ部に締め付けられることによって、前記ボールナットと前記従動車とが互いに結合されるとともに、前記鍔部と前記従動車とによって前記内輪が前記ボールナットの軸線方向において挟み込まれてなることをその要旨とする。

この構成によれば、ボールナットの雄ねじ部を従動車の雌ねじ部に締め付けることに伴いボールナットの鍔部が従動車に近づくことを利用して、当該鍔部と従動車とによって軸受の内輪を簡単に挟み込むことができる。

本発明によれば、構成を簡素化した電動パワーステアリング装置を提供することができる。

第１の実施の形態の電動パワーステアリング装置の正面図。 同じく電動パワーステアリング装置の要部を拡大した断面図。 第２の実施の形態の電動パワーステアリング装置の要部を拡大した断面図。 他の実施の形態の電動パワーステアリング装置の要部を拡大した断面図。 （ａ）は他の実施の形態における緩み止め部材の正面図、（ｂ）は同じく緩み止め部材の中心線に沿った断面図。 従来の電動パワーステアリング装置の要部を拡大した断面図。

以下、本発明をいわゆるラックパラレルタイプの電動パワーステアリング装置に具体化した一実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。ラックパラレルタイプとは、操舵補助用のモータの軸線がラック軸に対して平行をなすタイプをいう。

図１に示すように、電動パワーステアリング装置１０は、図示しない車体に固定されるハウジング１１を有している。ハウジング１１の筒状の本体１２は、車体の左右方向へ延びている。本体１２にはラック軸１３が挿通されている。ラック軸１３の両端にはそれぞれ図示しないボールジョイントを介して図示しない車輪が連結される。ラック軸１３が自身の軸方向へ移動することによって車輪の向きが変えられる。

＜第１の収容部＞
本体１２の右端寄りの部位には第１の収容部１４が設けられている。第１の収容部１４は、本体１２の軸線方向（図１中の左右方向）に対して斜めに交わる方向へ延びている。第１の収容部１４には、ピニオンシャフト１５が挿入された状態で回転可能に支持されている。ピニオンシャフト１５の内端部に設けられるピニオン歯は、ラック軸１３の右端寄りの一定範囲に形成されるラック歯に噛み合う。また、ピニオンシャフト１５のピニオン歯と反対側の外端部は、図示しない複数のシャフトを介してステアリングホイールに連結される。したがって、ステアリング操作に伴いラック軸１３は自身の軸線方向に沿って直線運動を行う。ステアリング操作を通じてピニオンシャフト１５に作用するトルクは、第１の収容部１４に設けられたトルクセンサ１６により検出される。

＜第２の収容部＞
本体１２の左端寄りの部位には、第２の収容部１７が設けられている。第２の収容部１７は、本体１２よりも大径の円筒部分の下部が下方へ延びてなる。第２の収容部１７の下部右側壁には、モータ１８がボルト１９により固定されている。モータ１８の出力軸１８ａは、ラック軸１３の軸線に沿って延び、かつ第２の収容部１７の側壁を貫通して内部に挿入されている。第２の収容部１７の内部には、動力変換機構２０が設けられている。動力変換機構２０にはモータ１８の出力軸１８ａが連結されている。動力変換機構２０は、モータ１８の回転運動をラック軸１３の直線運動に変換する。すなわち、モータ１８の回転力の利用を通じてラック軸１３の動作が補助されることにより、ステアリング操作が補助される。モータ１８は、図示しない制御装置によりトルクセンサ１６の検出結果などに応じて制御される。

ここで、第２の収容部１７の構成について詳述する。
図２に示すように、第２の収容部１７は、円筒状の支持部２１、および段付き円筒状の蓋部材２２を有している。支持部２１は、本体１２の左端に一体形成されている。支持部２１の下部は下方へ延設されていて、当該延設された部分の右側壁には孔２１ａが形成されている。孔２１ａには、その右方からモータ１８の出力軸１８ａが挿入されている。支持部２１の左開口部は、蓋部材２２により塞がれている。すなわち、支持部２１の開口周縁部は、蓋部材２２の大径部に挿入されている。この状態で、蓋部材２２は図示しないボルトにより支持部２１に固定される。これら支持部２１と蓋部材２２との間に形成される空間に動力変換機構２０が設けられている。

＜動力変換機構＞
図２に示すように、動力変換機構２０は、ベルト伝動機構３０およびボールねじ機構４０を有している。ベルト伝動機構３０は、モータ１８の回転運動をボールねじ機構４０に伝達する。ボールねじ機構４０は、ベルト伝動機構３０を通じて伝達されるモータ１８の回転運動をラック軸１３の直線運動に変換する。

＜ボールねじ機構＞
ボールねじ機構４０は、ラック軸１３に設けられたボールねじ部１３ａ、ボールナット４１、多数のボール４２、および循環部材（デフレクタ）４３を有している。

ボールねじ部１３ａは、ラック軸１３の外周面において、ボールねじ溝が形成された部分である。ボールねじ部１３ａは、ラック軸１３の左端を基準として右端へ向けた一定範囲に設けられている。ボールナット４１は、ボールねじ部１３ａに多数のボール４２を介して進退可能に螺合されている。ボールナット４１の第１の端部（図２中の左端）の外周面には鍔部４１ａが、第２の端部（図２中の右端）の外周面には雄ねじ部４１ｂがそれぞれ設けられている。循環部材４３は、ボールナット４１の外周面に設けられた凹部４１ｃに嵌め込まれている。循環部材４３の外面は、ボールナット４１の外周面の一部分を形成する。ボールナット４１の回転に伴い、各ボール４２はボールナット４１とボールねじ部１３ａとの間を転動する。各ボール４２は、ボールナット４１の内部に挿入された循環部材４３に導かれて、たとえばボールねじ溝の１リードごとに循環（無限循環）される。

ボールナット４１の外周面には、玉軸受４４が固定されている。ボールナット４１は、玉軸受４４を介してハウジング１１、正確には蓋部材２２の内周面に対して回転可能に支持されている。なお、玉軸受４４の固定構造については、後に詳述する。

＜ベルト伝達機構＞
ベルト伝動機構３０は、原動車である円筒状の駆動プーリ３１、従動車である円筒状の従動プーリ３２、および無端状のベルト３３を備えている。

駆動プーリ３１は、モータ１８の出力軸１８ａに固定されている。このため、駆動プーリ３１は出力軸１８ａと一体回転する。
従動プーリ３２は、玉軸受４４と同様に、ボールナット４１の外周面に固定されている。詳述すると、従動プーリ３２の内周面には、雌ねじ部３２ａおよび拡径部３２ｂがそれぞれ設けられている。雌ねじ部３２ａおよび拡径部３２ｂは、ボールナット４１の軸線方向に沿って互いに隣接している。雌ねじ部３２ａは、従動プーリ３２の右端を基準として、左端へ向けた一定範囲に設けられている。拡径部３２ｂは、雌ねじ部３２ａの左端から従動プーリ３２の左端までの範囲に設けられている。拡径部３２ｂの内径Ｄ１は、雌ねじ部３２ａの谷径Ｄ２よりも若干大きく設定されている。また、拡径部３２ｂの内径Ｄ１は、ボールナット４１の鍔部４１ａと雄ねじ部４１ｂとの間の部分の外径とほぼ同じに、かつ鍔部４１ａの外径より小さく設定されている。そして、雄ねじ部４１ｂが拡径部３２ｂに通されて雌ねじ部３２ａに締め付けられることにより、従動プーリ３２とボールナット４１とは相互に結合されている。したがって、従動プーリ３２は、ボールナット４１と一体的に回転する。

ベルト３３は、駆動プーリ３１と従動プーリ３２との間に掛け渡されている。したがって、モータ１８の回転は、駆動プーリ３１、ベルト３３および従動プーリ３２を介してボールナット４１に伝達される。

＜玉軸受の固定構造＞
つぎに、玉軸受４４の固定構造を説明する。図２に示すように、玉軸受４４は、内輪４４ａ、外輪４４ｂ、および複数のボール４４ｃを有している。

内輪４４ａは、ボールナット４１の外周面に嵌合されている。また、内輪４４ａは、ボールナット４１の軸線方向において鍔部４１ａと従動プーリ３２とによって挟み込まれている。すなわち、前述したように、ボールナット４１の雄ねじ部４１ｂが従動プーリ３２の雌ねじ部３２ａに締め付けられることにより、内輪４４ａは鍔部４１ａを介して従動プーリ３２の左端面（雌ねじ部３２ａと反対側の側面）に押し付けられる。内輪４４ａが鍔部４１ａと従動プーリ３２とによって挟み込まれた状態に保持されることにより、玉軸受４４（内輪４４ａ）のボールナット４１に対する軸方向における位置が拘束される。

外輪４４ｂは、蓋部材２２の内周面に嵌合されている。外輪４４ｂと支持部２１の開口端面との間には、円環板状のサポートリング５１、円環板状のパッキン５２、およびパッキンカバー５３が介在されている。サポートリング５１は支持部２１の開口端面に接触した状態に保持されている。パッキンカバー５３は、Ｌ字断面を有するリングである。パッキン５２は、サポートリング５１、パッキンカバー５３および蓋部材２２の内周面によって囲まれた環状空間に収容されている。パッキン５２は、ボールナット４１の軸線方向において圧縮された状態に維持される。また、外輪４４ｂと蓋部材２２の内底面に形成された環状の段差部２２ａとの間には、円環板状のパッキン５４およびパッキンカバー５５が介在されている。パッキンカバー５５は、Ｌ字断面を有するリングである。パッキン５４は、段差部２２ａを含む蓋部材２２の内面とパッキンカバー５５とによって囲まれた環状空間に収容されている。パッキン５４は、ボールナット４１の軸線方向において圧縮された状態に維持される。そして、サポートリング５１、パッキン５２およびパッキンカバー５３、ならびにパッキン５４およびパッキンカバー５５を介して、外輪４４ｂが支持部２１と蓋部材２２とによって挟み込まれることにより、玉軸受４４（外輪４４ｂ）の蓋部材２２に対する軸方向位置が拘束される。

ボール４４ｃは、ボールナット４１の回転に伴い、内輪４４ａと外輪４４ｂとの間において転動する。
＜玉軸受の固定構造の作用＞
つぎに、従動プーリ３２とボールナット４１との結合方法を説明しつつ、玉軸受４４の固定構造の作用を説明する。

従動プーリ３２とボールナット４１とを結合する際には、雄ねじ部４１ｂが従動プーリ３２の左方（雌ねじ部３２ａと反対側）から挿入される。前述したように、拡径部３２ｂの内径Ｄ１は雄ねじ部４１ｂの外径よりも大きいので、当該挿入の初期において、雄ねじ部４１ｂが従動プーリ３２の内周面に干渉することが抑制される。また、雄ねじ部４１ｂの全体が拡径部３２ｂに挿入された後においては、ボールナット４１の鍔部４１ａと雄ねじ部４１ｂとの間の部分が拡径部３２ｂの内周面に案内されるので、雄ねじ部４１ｂは、従動プーリ３２の内周面に対して非接触の状態を維持しつつ円滑に挿入される。そして、雄ねじ部４１ｂを雌ねじ部３２ａに対して締め付けることにより、ボールナット４１は従動プーリ３２の内周面に固定される。なお、雄ねじ部４１ｂの雌ねじ部３２ａに対する締め付け力は、従動プーリ３２の回転に伴いボールナット４１が従動プーリ３２に対して緩むことがない程度に設定される。

また、雄ねじ部４１ｂを雌ねじ部３２ａに締め付けるのに伴って、ボールナット４１は従動プーリ３２に対して相対的に右方へ移動する。この際、ボールナット４１の鍔部４１ａも右方へ移動する。前述したように、鍔部４１ａの外径は拡径部３２ｂの内径Ｄ１よりも大きいので、やがて、鍔部４１ａはボールナット４１の外周に装着された内輪４４ａに当接する。当該当接した状態でさらに、雄ねじ部４１ｂが雌ねじ部３２ａに対して適度に締め付けられることにより、内輪４４ａは鍔部４１ａによって従動プーリ３２に押し付けられる。すなわち、玉軸受４４はボールナット４１の鍔部４１ａと従動プーリ３２とによって挟み込まれた状態で固定される。このため、先の図６に示されるように、従動プーリ１０４および玉軸受１０９を、ボールナット１０７の鍔部１０７ａと雄ねじ１０７ｂに締め付けられたロックナット１０８とによって挟み込む構成を採用する場合と比べて、ロックナット１０８が不要となる分だけ構成が簡単になる。ちなみに、雄ねじ部４１ｂの雌ねじ部３２ａに対する締め付け度合いに応じて、玉軸受４４を挟み込む力を自在に調節可能である。

また近年では、車体への搭載性などの観点から、ハウジング１１の体格の小型化に対する要望が依然として存在する。たとえば、本体１２の周面に対する第２の収容部１７の突出高さをより低くすることが望まれる。

この点、図６に示される従来のＥＰＳ１００においては、従動プーリ１０４の内周面に段差部１０４ａを設ける必要がある。段差部１０４ａは、ボールナット１０７の鍔部１０７ａが軸線方向において当接する部分である。そして、ロックナット１０８と鍔部１０７ａとによって玉軸受１０９および従動プーリ１０４を十分に挟持するために必要とされる程度に、段差部１０４ａと鍔部１０７ａとの接触面積を確保する必要がある。このため、段差部１０４ａの縮径化、ひいては従動プーリ１０４の半径方向の厚みを薄くすることには限界がある。

これに対し、本例によれば、従動プーリ３２の内周面にボールナット４１の雄ねじ部４１ｂが螺合されるので、従来品の段差部１０４ａのような凹部を従動プーリ３２に設ける必要がない。従動プーリ３２の肉厚を設定する際に、凹部の形成深さを考慮する必要がないため、従動プーリ３２の半径方向における厚みを薄くすること、ひいては従動プーリ３２の外径をより小さく設定することが可能である。従動プーリ３２の小径化に伴い、玉軸受４４についても外径がより小さいものを採用することが可能になる。ボールねじ機構４０などが収容される第２の収容部１７の体格の小型化も可能となる。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）従動プーリ３２の内周面に雌ねじ部３２ａを設けた。また、ボールナット４１の第１の端部には鍔部４１ａを、第２の端部には雄ねじ部４１ｂを設けた。そして、雄ねじ部４１ｂを雌ねじ部３２ａに締め付けることにより、ボールナット４１と従動プーリ３２とを締結しつつ、ボールナット４１の鍔部４１ａと従動プーリ３２とによって玉軸受４４を挟み込むようにした。このため、先の図６に示される構成、すなわち従動プーリ１０４および玉軸受１０９をボールナット１０７の鍔部１０７ａと雄ねじ１０７ｂに締め付けられたロックナット１０８とによって挟み込む構成と異なり、ロックナット１０８が不要となる分だけ構成が簡単になる。したがって、部品点数が削減されることにより、製品コストを低減することができる。

（２）また、雄ねじ部４１ｂの雌ねじ部３２ａに対する締め付けに伴い、ボールナット４１の鍔部４１ａが従動プーリ３２に近づくことを利用して、鍔部４１ａと従動プーリ３２とによって玉軸受４４の内輪４４ａを簡単に挟み込むことができる。

（３）また、従動プーリ３２の内周面にボールナット４１の雄ねじ部４１ｂが螺合されるので、図６に示される段差部１０４ａのような凹部を従動プーリ３２に設ける必要がない。従動プーリ３２の肉厚を設定する際に凹部の形成深さを考慮する必要がないので、従動プーリ３２の半径方向における厚みを薄くすること、ひいては従動プーリ３２の直径をより小さく設定することが可能である。従動プーリ３２の小径化に伴い、玉軸受４４についてもより小径のものを採用することが可能になる。従動プーリ３２および玉軸受４４の外径をそれぞれより小さく設定することにより、第２の収容部１７の体格の小径化が可能となる。

（４）逆に、図６に示される段差部１０４ａのような凹部を従動プーリ３２に設ける必要がないので、従動プーリ３２の軸線方向における全長にわたって一定の厚みを確保することもできる。このため、従動プーリ３２の強度を確保することができる。

（５）従動プーリ３２の内周面には、雌ねじ部３２ａ（正確には、その谷径）よりも若干大径の拡径部３２ｂを設けた。このため、ボールナット４１を従動プーリ３２に挿入する際、ボールナット４１の雄ねじ部４１ｂ（ねじ山）が従動プーリ３２の内周に干渉することを回避できる。

（６）ボールナット４１の雄ねじ部４１ｂは、ボールナット４１における循環部材４３から外れた部分、具体的にはボールナット４１の鍔部４１ａと反対側の端部に設けた。このため、雄ねじ部４１ｂを雌ねじ部３２ａに締め付ける際に、当該締め付け力が循環部材４３に作用することはない。したがって、雄ねじ部４１ｂを雌ねじ部３２ａに締め付けることに起因する循環部材４３の変形などの発生を抑制することができる。なお、雄ねじ部４１ｂを循環部材４３（正確には、ボールナット４１の凹部４１ｃ）に掛かる程度の範囲に形成することを妨げない。

＜第２の実施の形態＞
つぎに、本発明をいわゆるラッククロスタイプの電動パワーステアリング装置に具体化した第２の実施の形態を説明する。ラッククロスタイプとは、操舵補助用のモータの軸線がラック軸に対して交差するタイプをいう。なお、第１の実施の形態と同様の部材構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３に示すように、本例の電動パワーステアリング装置６１のハウジング６２にもラック軸１３が挿通されている。ハウジング６２には、動力変換機構６３の収容部６４およびモータ１８の取付部６５がそれぞれ設けられている。動力変換機構６３は、モータ１８の回転運動をラック軸１３の直線運動に変換する機構である。取付部６５は、収容部６４の上部に設けられた筒状の部分であって、ラック軸１３の軸線方向に対して交わる方向へ延びている。収容部６４の内部と取付部６５の内部とは、互いに連通している。

モータ１８は、取付部６５に固定され、モータ１８の出力軸１８ａは、取付部６５の内部に挿入されている。出力軸１８ａは、２つの軸受６６，６７を介して取付部６５の内周面に対して回転可能に支持されている。出力軸１８ａは、ラック軸１３の軸線方向に対して交わる方向へ延びている。出力軸１８ａの先端は、収容部６４の内部に進入している。

動力変換機構６３は、ボールねじ機構４０および歯車伝動機構７０を有している。
ボールねじ機構４０は、第１の実施の形態と同様の構成である。すなわち、ボールナット４１は、ラック軸１３のボールねじ部１３ａに多数のボール４２を介して螺合されている。また、ボールナット４１は、玉軸受４４を介してハウジング６２の内周面に対して回転可能に支持されている。さらに、ボールナット４１の第１の端部（左端）には鍔部４１ａが、第２の端部（右端）の外周面には雄ねじ部４１ｂがそれぞれ設けられている。

歯車伝動機構７０は、原動車である駆動歯車７１および従動車である従動歯車７２を有している。駆動歯車７１および従動歯車７２はいずれも傘歯車である。駆動歯車７１は、出力軸１８ａの先端に固定されている。従動歯車７２は、ボールナット４１の鍔部４１ａと反対側の端部に固定されている。これら駆動歯車７１および従動歯車７２は、互いに噛み合っている。したがって、モータ１８の回転力は、駆動歯車７１および従動歯車７２を介してボールナット４１に伝達される。

従動歯車７２の中心には、ラック軸１３の軸線方向に沿って貫通する孔７３が形成されている。孔７３の内周面には雌ねじ部７３ａが形成されている。また、従動歯車７２の玉軸受４４側の側面において、孔７３の開口周縁部には円筒状の当接部７４が設けられている。当接部７４の内径は、ボールナット４１の外径と同程度に設定される。

従動歯車７２の当接部７４を介して挿入されたボールナット４１の雄ねじ部４１ｂは、従動歯車７２の雌ねじ部７３ａに締め付けられている。雄ねじ部４１ｂを雌ねじ部７３ａに締め付けることにより、ボールナット４１は従動歯車７２の孔７３に固定される。このため、従動歯車７２は、ボールナット４１と一体的に回転する。

また、第１の実施の形態と同様に、内輪４４ａはボールナット４１の外周面に嵌合されているところ、当該内輪４４ａは、ボールナット４１の軸線方向において鍔部４１ａと従動歯車７２（正確には、当接部７８）とによって挟み込まれている。すなわち、ボールナット４１の雄ねじ部４１ｂが従動歯車７２の雌ねじ部７３ａに締め付けられることにより、内輪４４ａは鍔部４１ａを介して従動歯車７２における当接部７４の先端面に押し付けられる。内輪４４ａが当接部７４の先端面に面接触した状態に保持されることによって、玉軸受４４のボールナット４１に対する軸方向位置が拘束される。

したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（７）従動歯車７２の内周面に雌ねじ部７３ａを設けた。また、ボールナット４１の第１の端部には鍔部４１ａを、第２の端部には雄ねじ部４１ｂを設けた。そして、雄ねじ部４１ｂを雌ねじ部７３ａに締め付けることにより、ボールナット４１と従動歯車７２とを締結しつつ、ボールナット４１の鍔部４１ａと従動歯車７２の当接部７４とによって玉軸受４４を挟み込むようにした。

先の図６のＥＰＳ１００と同様に、ボールナット４１の鍔部４１ａと反対側の端部にロックナット１０８を締め付けることによって、当該ロックナット１０８と鍔部４１ａとによって玉軸受４４および従動歯車７２を挟み込む構成も考えられる。この点、本例によれば、ロックナット１０８が不要となる分だけ構成が簡単になる。したがって、部品点数が削減されることにより、製品コストを低減することができる。

＜他の実施の形態＞
なお、第１または第２の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第１の実施の形態のベルト伝動機構３０に代えて、チェーン伝動機構を採用してもよい。この場合、駆動プーリ３１を駆動スプロケットに、従動プーリ３２を従動スプロケットに、ベルト３３をローラーチェーンにそれぞれ置換する。そして従動スプロケットにボールナット４１の雄ねじ部４１ｂを螺合することにより、鍔部４１ａと従動スプロケットとによって玉軸受４４を挟み込む。

・また、第１の実施の形態のベルト伝動機構３０に代えて、歯車機構を採用してもよい。この場合、たとえば駆動プーリ３１を駆動平歯車に、従動プーリ３２を従動平歯車にそれぞれ置換したうえで、これら駆動平歯車および従動平歯車を互いに噛み合わせる。そして従動平歯車にボールナット４１の雄ねじ部４１ｂを螺合することにより、鍔部４１ａと従動平歯車とによって玉軸受４４を挟み込む。

・第１および第２の実施の形態では、転がり軸受の一種である玉軸受４４を介してボールナット４１をハウジングの内周面に対して回転可能に支持したが、当該玉軸受４４に代えて他の転がり軸受であるころ軸受を採用してもよい。

・第１の実施の形態では、従動プーリ３２の雌ねじ部３２ａにボールナット４１の雄ねじ部４１ｂを締め付けることにより従動プーリ３２とボールナット４１とを互いに結合した。また、第２の実施の形態では、従動歯車７２の雌ねじ部７３ａにボールナット４１の雄ねじ部４１ｂを締め付けることにより、従動歯車７２とボールナット４１とを互いに結合した。このようなねじ締結に代えて、従動プーリ３２または従動歯車７２とボールナット４１とを結合する手段として、接着、圧入、あるいはスプライン結合（嵌合）などを採用してもよい。鍔部４１ａと従動プーリ３２とによって、または鍔部４１ａと従動歯車７２とによって、玉軸受４４を挟み込むことができればよい。ちなみに、従動プーリ３２または従動歯車７２とボールナット４１との結合手段として、接着または圧入を採用する場合、雄ねじ部４１ｂおよび雌ねじ部３２ａ，７３ａを形成する必要はない。また、当該結合手段として、スプライン結合を採用する場合には、ボールナット４１と従動プーリ３２との間の回転方向における相対移動が好適に規制される。

・第１および第２の実施の形態における従動プーリ３２または従動歯車７２とボールナット４１とを結合する手段（ねじ締結）に、当該結合の緩み止め手段を追加してもよい。たとえば、当該緩み止め手段として、ボールナット４１が従動プーリ３２または従動歯車７２に対する締め付けが緩む方向へ回転した際のボールナット４１の軸方向への移動を規制する構成を採用することが考えられる。

当該緩み止め手段を第１の実施の形態に適用する場合について説明する。この場合、図４に示すように、緩み止め手段として筒状の緩み止め部材８１を設ける。緩み止め部材８１は、ラック軸１３に挿通された状態で従動プーリ３２とボールナット４１とにそれぞれ係合する。図５（ａ）に示すように、緩み止め部材８１は、その軸方向からみたとき、略Ｃ字型をなしている。図５（ｂ）に併せ示すように、緩み止め部材８１は、ラック軸１３に挿通されるＣ型筒状の胴体部８１ａ、胴体部８１ａの第１の端部に設けられた係合部８１ｂ、および胴体部８１ａの第２の端部に設けられた当接部８１ｃを有してなる。係合部８１ｂは、胴体部８１ａの半径方向へフランジ状に張り出すとともに、その張り出した外周部分が背面側（胴体部８１ａの第２の端部側）に曲げ返されてなる。当接部８１ｃは、胴体部８１ａの半径方向へフランジ状に張り出すＣ型の板状をなしている。当接部８１ｃの外径は、係合部８１ｂの外径よりも大きく設定されている。図４に示すように、緩み止め部材８１の軸線方向において、当接部８１ｃは従動プーリ３２の右端面８２に係合し、係合部８１ｂはボールナット４１の第１の端部（図４中の右端部）の内周面に形成された環状の溝８３に係合している。これにより、仮に従動プーリ３２に対するボールナット４１の締め付けが緩んだとしても、ボールナット４１が従動プーリ３２に対して左方、すなわち従動プーリ３２から抜け出る方向へ移動することが規制される。

なお、第２の実施の形態についても、前述と同様にして、従動歯車７２とボールナット４１との間に緩み止め部材８１を設ければよい。緩み止め部材８１の軸線方向において、当接部８１ｃが従動歯車７２の右端面に、係合部８１ｂがボールナット４１の第１の端部の内周面に形成された図示しない溝に係合することにより、ボールナット４１が従動歯車７２に対して図３中の左方へ移動することが規制される。

・また、従動プーリ３２または従動歯車７２に対するボールナット４１の緩み止め手段として、つぎの構成を採用してもよい。すなわち、第１の実施の形態において、ボールナット４１の第２の端部（図２中の右端部）を、組付け状態で従動プーリ３２の右端面８２から突出する長さに伸長し、当該突出した箇所に止め輪などを装着する。このようにしても、ボールナット４１が従動プーリ３２から抜け出る方向（図２中の左方）へ移動することが規制される。第２の実施の形態における従動歯車７２のボールナット４１に対する緩み止めも、前述と同様にして実現できる。

・さらに、従動プーリ３２または従動歯車７２に対するボールナット４１の緩み止め手段として、つぎの構成を採用してもよい。すなわち、従動プーリ３２または従動歯車７２とボールナット４１とのねじ締結箇所をかしめることによって、両者間の相対回転自体を規制する。このようにすれば、部品点数を増大させることなく、従動プーリ３２または従動歯車７２に対するボールナット４１の緩み止めが実現される。また、ボールナット４１の従動プーリ３２または従動歯車７２に対する締め付けトルクを低減させることも可能である。

＜他の技術的思想＞
次に、前記両実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）請求項１又は請求項２において、前記伝動機構はベルト伝動機構であって、当該ベルト伝動機構は、前記原動車としての駆動プーリ、前記従動車としての従動プーリ、および前記駆動プーリと従動プーリとの間に掛け渡された無端状のベルトを備えてなること。このように、伝動機構として、たとえばベルト伝動機構を採用してもよい。

（ロ）請求項１又は請求項２において、前記伝動機構は歯車伝動機構であって、当該歯車伝動機構は、前記原動車としての駆動歯車、当該駆動歯車に噛み合う前記従動車としての従動歯車を備えてなること。このように、伝動機構として、たとえば歯車伝動機構を採用してもよい。

（ハ）請求項１又は請求項２および前記（イ），（ロ）のうちいずれか一項において、前記モータは前記ハウジングの外部に固定されていて、当該モータの軸線は前記ラック軸の軸線に沿って平行に延びている電動パワーステアリング装置。この構成によれば、構成が簡素化されたいわゆるラックパラレル型の電動パワーステアリング装置が得られる。

（ニ）請求項１又は請求項２および前記（イ），（ロ）のうちいずれか一項において、前記モータは前記ハウジングの外部に固定されていて、当該モータの軸線は前記ラック軸の軸線に対して交わる方向へ延びている電動パワーステアリング装置。この構成によれば、構成が簡素化されたいわゆるラッククロス型の電動パワーステアリング装置が得られる。

１０，６１…電動パワーステアリング装置、１１，６２…ハウジング、１３…ラック軸、１８…モータ、２０，６３…動力変換機構、３０…ベルト伝動機構（伝動機構）、３１…駆動プーリ（原動車）、３２…従動プーリ（従動車）、３２ａ，７３ａ…雌ねじ部、４０…ボールねじ機構、４１…ボールナット、４１ａ…鍔部、４１ｂ…雄ねじ部、４２…ボール、４３…循環部材、４４…玉軸受、４４ａ…内輪、７０…歯車伝動機構（伝動機構）、７１…駆動歯車（原動車）、７２…従動歯車（従動車）。

Claims (2)

1. ステアリング操作に伴い直線運動するラック軸の動作をモータの回転力を利用して補助する電動パワーステアリング装置であって、
   前記モータの回転運動を前記ラック軸の直線運動に変換する動力変換機構と、前記ラック軸および前記動力変換機構をそれぞれ収容するハウジングと、を備え、
   前記動力変換機構は、ボールねじ機構および伝動機構を備え、
   前記ボールねじ機構は、前記ラック軸に対して多数のボールを介して螺合されるとともに、軸受を介して前記ハウジングの内周面に対して回転可能に支持されたボールナットを備え、
   前記伝動機構は、前記モータの駆動に伴い回転する原動車、および前記ボールナットの外周に嵌められて前記原動車の回転を前記ボールナットに伝達する従動車を備え、
   前記ボールナットは、前記従動車に挿入された状態で前記従動車と直接結合された第１の端部と、前記ボールナットの軸線方向において前記軸受の内輪を前記従動車との間で挟み込む鍔部が設けられた第２の端部とを有し、
   前記第１の端部には雄ねじ部が、前記従動車には雌ねじ部がそれぞれ設けられていて、前記雄ねじ部が前記雌ねじ部に締め付けられることによって、前記ボールナットと前記従動車とが互いに結合され、
   前記ボールねじ機構は、前記ボールナットの表面に嵌め込まれて前記多数のボールを無限循環させる循環部材を備え、
   前記雄ねじ部は、前記軸線方向において前記循環部材から外れた範囲に設けられてなる電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記雄ねじ部が前記雌ねじ部に締め付けられることによって、前記ボールナットと前記従動車とが互いに結合されるとともに、前記鍔部と前記従動車とによって前記内輪が前記軸線方向において挟み込まれてなる電動パワーステアリング装置。