JP2002225737A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボールねじ機構の回転ナットに対して、電動
モータのロータを調心可能に外嵌でき、両部材間のミス
アラインメントを吸収できるようにする。 【解決手段】 進退自在な操舵軸２の一部をボールねじ
機構１３のボールねじ軸２ａとする。操舵力補助用の電
動モータ８のロータ１０を回転ナット１４の外周に嵌合
させる。その嵌合は、回転ナット１４とロータ１０とが
調心可能となるように行う。例えば、回転ナット１４の
外周面に、縦断面形状が円弧状を成す環状の凸部３３を
形成し、この環状凸部３３の表面に、円周方向に並ぶ多
数の凹凸からなる凹凸面部３３ａを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車の電動パ
ワーステアリング装置に関し、特に、ボールねじ機構を
介して電動モータの出力を操舵軸の進退力として伝える
ようにした電動パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置は、ハンド
ルの操舵力を電動モータで補うものであり、種々の形式
のものがある。その一つとして、車輪の操舵機構に連結
された進退自在な操舵軸に対して、ハンドルからラック
ピニオン機構等の変換機構を介して軸方向移動力を与え
ると共に、電動モータの出力を、ボールねじ機構を介し
て軸方向移動力として与えるようにしたものがある。

【０００３】図１３は、従来のエンドキャップ形式のボ
ールねじ機構を電動パワーステアリング装置に応用した
ものである。回転ナット５１の中央部にはフランジ５２
が形成される。回転ナット５１の外径には、ハウジング
に対して回転ナット５１を回転自在に支持する転がり軸
受５３、および回転ナット５１を回転駆動する電動モー
タのロータ５４がそれぞれ嵌合される。フランジ５２
は、これら転がり軸受５３およびロータ５４の位置決め
用となる。転がり軸受５３は、内輪５３ａの方が回転す
る、いわゆる内輪回転形式であるため、内輪５３ａの内
径面とナット５１の外径面とは締代を持って圧入され
る。一方、モータロータ５４は、転がり軸受５３のよう
に圧入できないため、ナット５１との間で回り止め用と
してナット外径面にセレーション形状のローレット５５
を形成し、ナット５１にロータ５４を外嵌したときに、
ローレット５５の突起がロータ５４の内径面に噛み込む
ようにしている。これにより、ロータ５４とナット５１
は一体となり、回転方向のガタツキを無くしつつ、ロー
タ５４からの回転トルクをナット５１に伝達している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の場合、モー
タロータ５４と回転ナット５１の間で芯ずれ等の精度に
起因するミスアラインメントが発生し、ボールねじ機構
の回転トルクが増大したり、トルクむらが発生してい
た。

【０００５】この発明の目的は、ボールねじ機構のナッ
トに対し、電動モータのロータのミスアラインメントを
吸収でき、ミスアラインメントに起因する回転トルクの
増大やトルクむらが解消できる電動パワーステアリング
装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明における第１発
明の電動パワーステアリング装置は、ハウジングと、車
輪を操舵する操舵機構に連結され、上記ハウジング内を
貫通した操舵軸と、ハンドルから与えられる回転力を、
上記操舵軸を軸方向に移動させる力に変換する変換機構
と、上記操舵軸の一部がボールねじ軸となるボールねじ
機構と、このボールねじ機構の回転ナットの外周にロー
タの一端が嵌合した電動モータとを備える電動パワース
テアリング装置において、上記回転ナットと上記ロータ
の一端とを調心可能に嵌合したことを特徴とする。この
構成によると、電動モータのロータを回転ナットに調心
可能に嵌合させたので、両部材の芯違い等の精度による
ミスアラインメントが、調心作用によって吸収される。
そのため、ミスアラインメントに起因する回転トルクの
増大やトルクむらが解消される。

【０００７】この発明において、上記ロータの内径面お
よび回転ナットの外径面を、僅かな径方向隙間を持って
互いに嵌合するように、それぞれ円筒面状に形成すると
共に、回転ナットの嵌合部の外周面に、縦断面形状が円
弧状を成す凸部を形成し、この凸部の表面に、回り止め
用の多数の凹凸を形成しても良い。これらの凹凸は、円
周方向に並ぶものとする。上記凸部は、例えば環状凸部
とする。このように、縦断面形状が円弧状の凸部を形成
し、ロータと回転ナットを径方向隙間を持って嵌合させ
ることにより、上記凸部の回りでロータと回転ナットの
調心が許容され、両部材間のミスアラインメントを吸収
することができる。ロータと回転ナットとの回転方向の
ガタツキは、上記凸部に設けられた多数の凹凸のために
防止され、ロータから回転ナットへの確実な回転伝達が
行われる。調心作用と、回転方向のガタツキ防止機能を
同時に得ることは一般的には難しいが、この構成の場
合、ガタツキ防止のための凹凸を設ける部分を凸部とし
たため、調心作用と回転方向のガタツキ防止機能を併せ
持つことができる。

【０００８】この発明において、上記ロータの内径面お
よび上記回転ナットの外径面を、僅かな径方向隙間を持
って互いに嵌合するように、それぞれ円筒面状に形成す
ると共に、上記ロータの嵌合部の内周面に、縦断面形状
が円弧状を成す凸部を形成し、かつ、この凸部に対向す
る上記回転ナットの嵌合部の外周面に、回り止め用の多
数の凹凸を形成しても良い。これらの凹凸は、円周方向
に並ぶものとする。このように構成した場合も、回転ナ
ットとロータの嵌合部で調心が許容され、両部材間の固
定によるミスアラインメントを吸収することができ、ま
た回転ナットとロータ間の回転方向のガタツキを無くす
ことができる。

【０００９】この発明において、上記のように回転ナッ
トの外周面またはロータの内周面に凸部を設ける場合
に、上記凹凸は転造面としても良い。このように転造面
とすると、凹凸の形成が容易に行える。

【００１０】この発明において、上記ロータの内径面お
よび回転ナットの外径面を、僅かな径方向隙間を持って
互いに嵌合するように、それぞれ円筒面状に形成すると
共に、これらの嵌合部の少なくとも周方向３カ所に凹球
面座を形成し、この凹球面座間にボールを収容しても良
い。すなわち、上記凸部および凹凸を設ける代わりに、
上記凹球面座およびボールを設ける。このように構成し
た場合、複数のボールと各ボールを収容した凹球面座と
により、ロータから回転ナットへの回転トルクを伝達す
ると共に、調心作用が許容され、両部材間のミスアライ
ンメントを吸収することができる。

【００１１】このようなボールと凹球面座とを設ける場
合に、上記回転ナット外周面および上記ロータ内周面の
少なくとも一方に、上記凹球面座と回転ナット端面とを
結ぶ入れ溝を形成しても良い。入れ溝は、回転ナット外
周面のみに設けても、ロータ内周面のみに設けても、回
転ナット外周面とロータ内周面との両方に対向して設け
ても良い。このように入れ溝を形成することにより、ロ
ータと回転ナットの凹球面座の間にボールを容易に収容
できる。

【００１２】この発明における第２発明の電動パワース
テアリング装置は、ハウジングと、車輪を操舵する操舵
機構に連結され、上記ハウジング内を貫通した操舵軸
と、ハンドルから与えられる回転力を、上記操舵軸を軸
方向に移動させる力に変換する変換機構と、上記操舵軸
の一部がボールねじ軸となるボールねじ機構と、このボ
ールねじ機構の回転ナットの外周にロータの一端が嵌合
した電動モータとを備える電動パワーステアリング装置
において、上記ロータの内径面および上記回転ナットの
外径面を、僅かな径方向隙間を持って互いに嵌合するよ
うに、それぞれ円筒面状に形成すると共に、上記回転ナ
ットの嵌合部の少なくとも周方向３カ所に凹所を形成
し、この凹所に対向する上記ロータの嵌合部に貫通孔を
形成し、この貫通孔に上記凹所に係合する係合部材を収
容し、上記貫通孔の外径側開口を栓部材で塞いだもので
ある。この構成の場合、ロータと回転ナットが僅かな径
方向隙間を持って互いに嵌合し、回転ナットの凹所に対
応してロータに係合部材が設けられているため、これら
凹所と係合部材との係合の調整を行うことにより、また
は係合部分で得られる調心作用により、上記径方向隙間
において、回転ナットに対するロータのミスアラインメ
ントを吸収することができる。そのため、ミスアライン
メントに起因する回転トルクの増大やトルクむらが解消
される。また、上記係合部材は上記ロータに設けた貫通
孔に収容するため、係合部材を介してロータと回転ナッ
トとを嵌合させる構成でありながら、組立作業が簡単に
行える。

【００１３】上記凹所は、凹球面座であっても、平坦な
底面形状の凹所であっても良い。上記凹所が凹球面座の
場合は、係合部材の少なくとも先端は凸球面をなすもの
とすることが好ましい。また、凹所が平坦な底面形状の
場合は、係合部材の先端は平坦面をなすものとすること
が好ましい。上記凹所を凹球面座とし、係合部材の先端
を凸球面とした場合は、上記ボールを設けた場合と同様
に、先端が凸球面をなす係合部材により、トルク伝達お
よび調心機能によるミスアラインメントの吸収作用が得
られる。上記凹所を平坦な底面形状の凹所とし、係合部
材を先端が平坦面のものとした場合は、自動調心機能は
得られないが、回転ナットとロータとの組立時に、両部
材の振れが少なくなるように、凹所への係合部材の進入
量を調整して固定することにより、回転ナットとロータ
のミスアラインメントを無くすことができる。また、こ
の構成の場合は、傾きを自動調心させる場合と異なり、
回転ナットとロータとの傾きが発生しないようにでき
る。

【００１４】上記のように係合部材を貫通孔に収容して
栓部材で貫通孔の外径側開口を塞ぐ場合に、上記栓部材
は、上記貫通孔にねじ嵌合することにより、貫通孔に対
して進退自在なものとしても良い。このように栓部材を
貫通孔にねじ嵌合させると、貫通孔への栓部材の装着を
容易に行うことができると共に、回転ナットに生じる嵌
合力を栓部材の進退により調整できる。このため、回転
ナットに生じる円周方向各部の嵌合力を、上記調整によ
って均一にすることができる。

【００１５】この発明のうち、上記のように貫通孔と凹
球面座とを設けるものにおいて、それらの凹球面座に変
えて、軸方向に長軸を有する楕円、または半円を直線部
で繋いだ長丸形状の凹曲面座を設けても良い。このよう
に、軸方向に長い凹曲面座とした場合、ロータの貫通孔
と回転ナットの凹曲面座との軸方向の位置ずれを許容し
ながら、回転方向のガタツキを無くして確実なトルク伝
達を行うことができる。調心機能によるミスアラインメ
ントの吸収作用は、貫通孔が円孔である場合と同様に得
られる。

【００１６】この発明における第２発明において、上記
栓部材と係合部材間に弾性部材を介在させても良い。こ
のように栓部材と係合部材間に弾性部材を介在させる
と、回転ナットに生じる嵌合力を均一にすることができ
る。上記のように栓部材を貫通孔にねじ嵌合させた場合
に、上記のように弾性部材を介在させたときは、栓部材
のねじ嵌合による出し入れによって、嵌合力の調整を行
うこともできる。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施形態を図面
と共に説明する。図１は、この電動パワーステアリング
装置の破断側面図である。同図において、ハウジング１
は、図示しないブラケットを有していて、車体に固定さ
れる。ハウジング１内には操舵軸２が貫通し、操舵軸２
はその両端にタイロッド３，４が連結されている。タイ
ロッド３，４は、車輪を操舵する操舵機構（図示せず）
に連結される。ハウジング１の一端の近傍から斜め上方
に延びるようにハンドル軸５が設けられ、ハンドル軸５
は上端にハンドルが連結される。ハンドル軸５は、回転
自在に支持されていて、ハンドル軸５の回転は、その下
端から変換機構６を介して操舵軸２に、軸方向の移動力
として伝達される。変換機構６は、操舵軸２の長手方向
の一部で形成されるラック７と、ハンドル軸５の下端に
設けられたピニオン（図示せず）とからなり、上記ピニ
オンは、ハウジング１内でラック７に噛み合う。ハンド
ル軸５に対して、その操舵トルクを検出する操舵トルク
検出器（図示せず）が設けられている。

【００１８】ハウジング１は、円筒状に形成されたもの
であり、中央の筒体１ａの両端に端部材１ｂ，１ｃを結
合して構成される。ハウジング１内の軸方向の中央部に
は、電動モータ８のステータ９が設けられている。ステ
ータ９は、コアおよびステータコイルで構成される。ス
テータ９の内周側には、電動モータ８のロータ１０がギ
ャップを介して設けられている。ロータ１０は、磁石ま
たは磁性体により円筒状に形成されていて、スリーブ１
１の外周に、このスリーブ１１と一体に回転するように
取付けられる。このスリーブ１１内に、操舵軸２が軸方
向移動自在に挿通されている。電動モータ８は、図示し
ないモータ制御回路により、前記操舵トルク検出器の検
出値に従って制御される。

【００１９】スリーブ１１の一端、この例ではハンドル
軸５側の端部は、軸受１２によりハウジング１内に回転
自在に支持されている。軸受１２は、単独の軸受であっ
も、複数個を組み合わせて配置したものであっても良
く、全体としてラジアル荷重およびスラスト荷重の支持
が可能なものとされる。

【００２０】電動モータ８の回転は、ボールねじ機構１
３を介して、操舵軸２に軸方向に移動させる力として伝
えられる。ボールねじ機構１３は、操舵軸２の軸方向の
一部がボールねじ軸２ａとなるものである。ボールねじ
機構１３の回転ナット１４は、その外径部が軸受１６で
ハウジング１内に回転自在に支持され、かつ電動モータ
８のロータ１０の一端が外径面に嵌合している。ロータ
１０の回転ナット１４側の端部は、スリーブ１１よりも
突出していて、この突出部分が回転ナット１４に嵌合す
る。軸受１６は、単独の軸受であっても、複数個を組み
合わせて配置したものであっても良く、全体としてラジ
アル荷重およびスラスト荷重の支持が可能なものとされ
る。この実施形態では、軸受１６は、アンギュラ玉軸受
等の転がり軸受が用いられ、内輪、外輪、および両輪間
に介在した転動体を有するものとされる。

【００２１】ボールねじ機構１３につき、図２と共に説
明する。このボールねじ機構１３は、ボールねじ軸２ａ
と、回転ナット１４と、これらボールねじ軸２ａおよび
回転ナット１４の間に介在した多数のボール１５とで構
成される。このボールねじ機構１３は、いわゆるエンド
キャップ形式のものであり、回転ナット１４が、ナット
本体１７と、このナット本体１７の両端に各々、結合さ
れた一対のエンドキャップ１８，１９とで構成される。
このボールねじ機構１３としては、エンドキャップ式に
限らず、他に駒式やリターンチューブ式のものとしても
良く、その場合にも調心可能としたことによる効果が同
等に得られる。

【００２２】ナット本体１７は、ボールねじ軸２ａの外
ねじ溝２０に対向する内ねじ溝２１、およびボール１５
の循環用貫通孔２２を有し、両端面に複数本のボルト孔
２３が設けられている。上記外ねじ溝２０と内ねじ溝２
１の間で、ボール１５の転動路が形成される。循環用貫
通孔２２は、ナット本体１７の軸方向に延びて両端面に
貫通している。

【００２３】エンドキャップ１８，１９は、ボール１５
を、ボールねじ軸２ａの外ねじ溝２０とナット本体１７
の循環用貫通孔２２の間に循環させるものであり、内径
がナット本体１７と等しいリング状に形成されている。
各エンドキャップ１８，１９のナット本体１７との当接
面となる内側面には、前記のボール１５の循環を行わせ
る溝状の案内路２４が設けられている。案内路２４は、
エンドキャップ１８，１９の内径面に形成されてナット
本体１７の内ねじ溝２１に続く１周未満の螺旋溝部と、
この螺旋溝部から外径側へ斜めに延びる溝部とでなる。
エンドキャップ１８，１９には、ナット本体１７のボル
ト孔２３に整合するボルト挿通孔２６が設けられ、各孔
２６の座繰り部が、エンドキャップ外側の側面に設けら
れている。このボルト挿通孔２６に挿通されてボルト孔
２３に螺合されたボルト２５により、両エンドキャップ
１８，１９とナット本体１７とが結合される。

【００２４】回転ナット１４の外周形状を説明する。ナ
ット本体１７は円筒状に形成されていて、図３に示すよ
うに、外径面における軸方向の略中央に、位置決め用の
フランジ２７が形成されている。ナット本体外径面にお
けるフランジ２７の両側の部分は、転がり軸受１６が圧
入される円筒面部２８、および電動モータ８のロータ１
０が嵌合する嵌合部３２に形成されている。この嵌合部
３２の外周面には環状の凸部３３が形成され、この環状
凸部３３は縦断面形状が円弧状の外形とされている。環
状凸部３３の表面は、多数の凹凸からなる回り止め用の
凹凸面部３３ａとされている。換言すれば、回転ナット
１４の嵌合部３２に設けられる回り止め用の凹凸面部３
３ａの形成部分を、丸みを持たせて環状凸部３３として
いる。凹凸面部３３ａは、具体的には、軸方向に延びる
筋目のローレット状部とされ、凹溝部が円周方向に並ぶ
形状とされている。この凹凸面部３３ａは、ローレット
駒またはその他の工具により、転造加工によって形成さ
れる。嵌合部３２の環状凸部３３を除く外径は、この嵌
合部３２にロータ１０を外嵌させた図３（Ｂ）に示す状
態で、ロータ１０の内径との間に僅かな径方向隙間Ｇが
できる寸法とされている。環状凸部３３は、ロータ１０
の内径面に圧入させる。材質例を説明すると、回転ナッ
ト１４は、浸炭焼入れ等の硬化処理を施したものとさ
れ、ロータ１０は、軟鋼等で熱処理が施されていないも
のとされる。

【００２５】上記構成の動作および作用を説明する。車
両が直進状態にあり、ハンドルの回転を停止していると
きは、ハンドル軸５の操舵トルク検出器（図示せず）か
らトルク信号が出力されず、モータ制御手段（図示せ
ず）により電動モータ８は回転停止状態とされる。した
がって、この電動パワーステアリング装置は補助操舵力
を出力しない状態にある。ハンドルを操舵すると、ハン
ドル軸５の操舵トルク検出器からトルク信号が出力さ
れ、モータ制御回路の制御により、電動モータ８はロー
タ１０を回転させる。ロータ１０が回転すると、ロータ
１０と共にボールねじ機構１３の回転ナット１４が回転
し、ボールねじ軸２ａで一部が構成される操舵軸２が軸
方向に移動させられ、補助操舵力が発生する。このと
き、ボールねじ機構１３のボール１５は、回転ナット１
４の回転に伴って内外のねじ溝２０，２１間で形成され
る転動路内で転動し、ナット本体１７内の循環用貫通孔
２２、およびエンドキャップ１８，１９の案内路２４を
通って循環する。このようにして、ハンドルの操舵力が
電動モータ８で補われる。

【００２６】この電動パワーステアリング装置におい
て、回転ナット１４の嵌合部３２に円弧状断面の環状凸
部３３を形成し、ロータ１０と回転ナット１４を径方向
隙間Ｇを持って嵌合させたため、環状凸部３３の回りで
ロータ１０と回転ナット１４の調心が許容され、両部材
１０，１４間のミスアラインメントを吸収することがで
きる。ロータ１０と回転ナット１４との回転方向のガタ
ツキは、上記環状凸部３３に設けられた凹凸面部３３ａ
のために防止され、ロータ１０から回転ナット１４への
確実な回転伝達が行われる。調心作用と、回転方向のガ
タツキ防止機能を同時に得ることは一般的には難しい
が、この構成の場合、ガタツキ防止のための凹凸面部３
３ａを設ける部分を環状凸部３３としたため、調心作用
と回転方向のガタツキ防止機能を併せ持つことができ
る。凹凸面部３３ａは転造面であるため、簡単に加工で
きる。

【００２７】図４は、この発明の第２の実施形態を示
す。この実施形態の場合、回転ナット１４の嵌合部３２
に嵌合するロータ１０の内径面の嵌合部３４に、環状の
凸部３５が周回するように形成され、この環状凸部３５
は縦断面形状が円弧状の外径とされている。この環状凸
部３５に対向する回転ナット１４の嵌合部３２には、円
周方向に並ぶ多数の凹凸からなる凹凸面部３２ａが形成
されている。この凹凸面部３２ａは転造加工によって形
成されている。ロータ１０における嵌合部３４の環状凸
部３５を除く内径は、この嵌合部３４を回転ナット１４
に外嵌させた図４（Ｂ）に示す状態で、回転ナット１４
の外径との間に僅かな径方向隙間Ｇができる寸法とされ
ている。その他の構成は第１の実施形態と同じであり、
ここではそれらの説明を省略する。

【００２８】この実施形態の場合も、回転ナット１４
と、これに外嵌するロータ１０との調心が、ロータ１０
の嵌合部３４で許容されることになり、回転ナット１４
とロータ１０との固定によるミスアラインメントを吸収
することができる。

【００２９】図５および図６は、この発明の第３の実施
形態を示す。この実施形態の場合、回転ナット１４は、
その嵌合部３２における周方向の少なくとも３カ所に、
等間隔に離間させて凹所である凹球面座３６が形成され
ている。ロータ１０の内径面の嵌合部３４における回転
ナット１４の各凹球面座３６と対向する箇所にも凹所で
ある凹球面座３７が形成され、回転ナット１４にロータ
１０を外嵌させた図６に示す状態で、回転ナット１４側
の各凹球面座３６とロータ１０側の対応する凹球面座３
７との間にそれぞれボール３８を収容している。回転ナ
ット１４における嵌合部３２の凹球面座３６を除く外径
と、ロータ１０における嵌合部３４の凹球面座３７を除
く内径とは、回転ナット１４にロータ１０を外嵌させた
図６に示す状態で、僅かな径方向隙間Ｇができるように
されている。回転ナット１４における嵌合部３２の外径
面には、図５（Ｄ），（Ｅ）に縦断面図および平面図で
示すように、凹球面座３６と回転ナット１４の端面とを
結ぶボール３８用の入れ溝３９が形成されている。この
入れ溝３９は、端面側に向けて下降傾斜するテーパ状と
されている。その他の構成は先の各実施形態と同様であ
り、ここではそれらの説明を省略する。

【００３０】この実施形態の場合、回転ナット１４とロ
ータ１０とが両部材の凹球面座３６，３７間に収容され
るボール３８を介して嵌合するので、回転ナット１４
と、これに外嵌するロータ１０との調心が、ボール３８
により許容されることになる。これにより、回転ナット
１４とロータ１０との固定によるミスアラインメントを
吸収することができる。また、ボール３８を介して、ガ
タツキなくトルク伝達が行われる。凹球面座３６，３７
間へのボール３８の収容は、回転ナット１４に対してロ
ータ１０を外嵌するとき、回転ナット１４の入れ溝３９
でボール３８を案内することにより、容易に行うことが
できる。

【００３１】図７（Ａ）は、この発明の第４の実施形態
を示す。この実施形態は、回転ナット１４の嵌合部３２
における周方向の少なくとも３カ所に、等間隔に離間さ
せて凹所である凹曲面座３６Ａが形成されている。ロー
タ１０における回転ナット１４の各凹曲面座３６Ａと対
向する箇所には、径方向に向く貫通孔４０が、それぞれ
形成される。この貫通孔４０には、少なくとも先端が凸
球面とされた係合部材４１を収容し、その外径側開口を
栓部材４２で塞いでいる。ここでは係合部材４１として
ボールを用いている。栓部材４２は、貫通孔４０に螺合
する雄ねじ部材としている。凹曲面座３６Ａは、凹球面
座であっても良いが、開口部が軸方向に長軸を有する楕
円、または図７（Ｂ）に示すような半円を直線部で繋い
だ長丸形状となる凹曲面の座とされている。その他の構
成は先の各実施形態と同様であり、ここではそれらの説
明を省略する。

【００３２】この実施形態の場合も、回転ナット１４と
ロータ１０とが両部材の凹曲面座３６Ａと貫通孔４０の
間に収容される係合部材４１を介して嵌合するので、回
転ナット１４と、これに外嵌するロータ１０との調心
が、係合部材４１により許容される。係合部材４１の収
容は、ロータ１０の貫通孔４０に係合部材４１を挿入し
て栓部材４２で貫通孔４０を塞ぐことにより行えるの
で、回転ナット１４へのロータ１０の外嵌を容易に行う
ことができる。また、栓部材４２を貫通孔４０に対して
進退できるので、回転ナット１４に対する係合部材４１
の嵌合力を容易に調整できる。凹曲面座３６Ａを、上記
のような楕円または長丸形状とした場合は、ロータ１０
の貫通孔４０と回転ナットの凹曲面座３６Ａとの軸方向
の位置ずれを許容しながら、回転方向のガタツキを無く
して確実なトルク伝達を行うことができる。また、調心
機能によるミスアラインメントの吸収作用は、回転ナッ
ト１４の凹所が凹球面座である場合と同様に得られる。
なお、凹曲面座３６Ａを長丸状等とする代わりに、貫通
孔４０の断面形状を楕円または上記長丸形状としても良
い。

【００３３】図８は、図７の実施形態において、係合部
材４１として、先端が凸球面となったニードルを用いた
例である。その他の構成は図７の実施形態と同じであ
る。

【００３４】図９は、この発明の第５の実施形態を示
す。この実施形態は、図７に示す実施形態において、係
合部材４１と栓部材４２との間に弾性部材４３を介在さ
せたものである。その他の構成は図７の実施形態と同じ
である。

【００３５】この実施形態の場合、係合部材４１が弾性
部材４３で回転ナット１４の凹曲面座３６Ａに押し付け
られるので、回転ナット１４に生じる嵌合力を均一にす
ることができる。また、弾性部材４３のばね力を調整す
ることにより、上記嵌合力を容易に調整できる。

【００３６】図１０は、図９の実施形態における係合部
材４１として、先端が凸球面となったニードルを用いた
例を示している。その他の構成は図９の実施形態と同じ
である。

【００３７】図１１は、この発明の第６の実施形態を示
す。この実施形態は、図８に示す実施形態において、回
転ナット１４の嵌合部３２に、凹曲面座３６Ａに代えて
底面の平坦な凹所３６Ｂが設けられている。凹所３６Ｂ
は断面円形である。また、係止部材４１としては、凹所
３６Ｂの底面に当接する先端面が平坦面となった円柱状
の部材が用いられている。なお、凹所３６Ｂは、少なく
とも周方向の３箇所に設ければ良いが、図１１（Ｂ）の
ように、回転ナット１４の嵌合部３２における周方向の
４カ所に、等間隔に離間させて形成してある。これに対
応させて、ねじ孔である貫通孔４０および係合部材４１
も、周方向に等間隔に離間させて４カ所に配置されてい
る。各貫通孔４０には雄ねじ部材である栓部材４２が螺
合させてある。その他の構成は図８の実施形態と同じで
ある。

【００３８】この実施形態の場合、回転ナット１４の嵌
合部３２に形成する凹所３６Ｂが、底面の平坦な形状で
あるため、上記各実施形態のような自動調心機能はな
い。しかし、回転ナット１４とロータ１０の間に径方向
隙間Ｇが設けてあるため、両者の組立時に各係合部材４
１の凹所３６Ｂへの進入量を調整し、回転ナット１４と
ロータ１０とを固定することができ、これにより回転ナ
ット１４とロータ１０のミスアラインメントを無くすこ
とができる。上記組立に際しては、ロータ１０を支持す
る軸受１２（図１）を基準位置としたロータ１０の振
れ、および回転ナット１４を支持する軸受１６を基準位
置とした回転ナット１４の振れを測定し、振れが少なく
なる各係合部材４１の進入量で、これら係合部材４１を
固定する。係合部材４１の進入量の調整および固定は、
栓部材４２の貫通孔４０へのねじ込みにより行う。ま
た、このように凹所３６Ｂを底面が平坦形状のものとし
て係合部材４１で固定するようにした場合は、傾きを自
動調心させる場合と異なり、回転ナット１４とロータ１
０との傾きが発生しないようにできる。

【００３９】図１２は、この発明の第７の実施形態を示
す。この実施形態は、図１１に示す実施形態において、
係合部材４１と栓部材４２との間に弾性部材４３を介在
させたものである。その他の構成は図１１の実施形態と
同じである。この実施形態の場合、係合部材４１が弾性
部材４３で回転ナット１４の凹所３６Ｂに押し付けられ
るので、回転ナット１４に生じる嵌合力を均一にするこ
とができる。また、弾性部材４３のばね力を調整するこ
とにより、上記嵌合力を容易に調整できる。

【００４０】なお、前記第１および第２の実施形態で
は、凸部３３，３５を環状のものとしたが、これら凸部
３３，３５は、環状のものに限らず、円周方向の一部に
部分的に設けられたものであっても良い。例えば円周方
向の複数箇所に円弧状に延びて凸部３３，３５を設けて
も良い。

【００４１】

【発明の効果】この発明における第１発明の電動パワー
ステアリング装置は、ボールねじ機構の回転ナットと、
この回転ナットの外周に一端が嵌合する電動モータロー
タとを調心可能に嵌合したため、回転ナットに対し、ロ
ータのミスアラインメントを吸収でき、ミスアラインメ
ントに起因する回転トルクの増大やトルクむらを解消す
ることができる。この発明における第２発明の電動パワ
ーステアリング装置は、ロータと回転ナットとを僅かな
径方向隙間を持って互いに嵌合させ、回転ナットの嵌合
部の少なくとも周方向３カ所に凹所を形成し、この凹所
に対向する上記ロータの嵌合部に貫通孔を形成し、この
貫通孔に係合部材を収容し、上記貫通孔の外径側開口を
栓部材で塞いだため、回転ナットに対し、ロータのミス
アラインメントを吸収でき、ミスアラインメントに起因
する回転トルクの増大やトルクむらを解消することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態にかかる電動パワー
ステアリング装置のボールねじ機構の破断正面図であ
る。

【図２】そのボールねじ機構の断面図である。

【図３】（Ａ）は同回転ナットとロータの分解図、
（Ｂ）はその組立図である。

【図４】（Ａ）はこの発明の第２の実施形態にかかる電
動パワーステアリング装置における回転ナットとロータ
の分解図、（Ｂ）はその組立図である。

【図５】（Ａ）はこの発明の第３の実施形態にかかる電
動パワーステアリング装置における回転ナットとロータ
の分解図、（Ｂ）は同回転ナットの横断面図、（Ｃ）は
同ロータの横断面図、（Ｄ）は同回転ナットの要部縦断
面図、（Ｅ）は同回転ナットの要部平面図である。

【図６】同回転ナットとロータの組立図である。

【図７】（Ａ）はこの発明の第４の実施形態にかかる電
動パワーステアリング装置における回転ナットとロータ
の組立図、（Ｂ）は同回転ナットの平面図である。

【図８】（Ａ）は同電動パワーステアリング装置の変形
例を示す回転ナットとロータの組立図、（Ｂ）は同回転
ナットの平面図である。

【図９】この発明の第５の実施形態にかかる電動パワー
ステアリング装置における回転ナットとロータの組立図
である。

【図１０】同電動パワーステアリング装置の変形例を示
す回転ナットとロータの組立図である。

【図１１】（Ａ）はこの発明の第６の実施形態にかかる
電動パワーステアリング装置における回転ナットとロー
タの組立図、（Ｂ）は同回転ナットとロータの組立状態
を示す横断面図である。

【図１２】（Ａ）はこの発明の第７の実施形態にかかる
電動パワーステアリング装置における回転ナットとロー
タの組立図、（Ｂ）は同回転ナットとロータの組立状態
を示す横断面図である。

【図１３】従来の電動パワーステアリング装置における
回転ナットとロータの組立図である。

【符号の説明】

１…ハウジング ２…操舵軸 ６…変換機構 ８…電動モータ １０…ロータ １３…ボールねじ機構 １４…回転ナット ３２…回転ナットの嵌合部 ３２ａ…凹凸面部 ３３…回転ナットの凸部 ３３ａ…凹凸面部 ３４…ロータの嵌合部 ３５…ロータの凸部 ３６…ナットの凹球面座（凹所） ３６Ａ…ナットの凹曲面座（凹所） ３６Ｂ…凹所 ３７…ロータの凹球面座 ３８…ボール ３９…入れ溝 ４０…貫通孔 ４１…係合部材 ４２…栓部材 ４３…弾性部材 Ｇ…径方向隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 7/06 Ｈ０２Ｋ 7/06 Ａ Ｆターム(参考） 3D033 CA02 CA04 CA05 JB02 JB03 3J062 AA02 AB22 AC07 BA15 BA32 CD08 CD23 5H607 AA12 AA14 BB01 DD06 DD19 EE52

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、車輪を操舵する操舵機構
   に連結され、上記ハウジング内を貫通した操舵軸と、ハ
   ンドルから与えられる回転力を、上記操舵軸を軸方向に
   移動させる力に変換する変換機構と、上記操舵軸の一部
   がボールねじ軸となるボールねじ機構と、このボールね
   じ機構の回転ナットの外周にロータの一端が嵌合した電
   動モータとを備える電動パワーステアリング装置におい
   て、 上記回転ナットと上記ロータの一端とを調心可能に嵌合
   したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 上記ロータの内径面および上記回転ナッ
   トの外径面を、僅かな径方向隙間を持って互いに嵌合す
   るように、それぞれ円筒面状に形成すると共に、上記回
   転ナットの嵌合部の外周面に、縦断面形状が円弧状を成
   す凸部を形成し、この凸部の表面に、円周方向に並ぶ多
   数の凹凸を形成した請求項１に記載の電動パワーステア
   リング装置。
3. 【請求項３】 上記ロータの内径面および上記回転ナッ
   トの外径面を、僅かな径方向隙間を持って互いに嵌合す
   るように、それぞれ円筒面状に形成すると共に、上記ロ
   ータの嵌合部の内周面に、縦断面形状が円弧状を成す凸
   部を形成し、かつ、この凸部に対向する上記回転ナット
   の嵌合部の外周面に、円周方向に並ぶ多数の凹凸を形成
   した請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 【請求項４】 上記凹凸が転造面である請求項２または
   請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 【請求項５】 上記ロータの内径面および上記回転ナッ
   トの外径面を、僅かな径方向隙間を持って互いに嵌合す
   るように、それぞれ円筒面状に形成すると共に、これら
   の嵌合部の少なくとも周方向３カ所に凹球面座を形成
   し、この凹球面座間にボールを収容した請求項１に記載
   の電動パワーステアリング装置。
6. 【請求項６】 上記回転ナット外周面および上記ロータ
   内周面の少なくとも一方に、上記凹球面座と回転ナット
   端面とを結ぶ入れ溝を形成した請求項５に記載の電動パ
   ワーステアリング装置。
7. 【請求項７】 ハウジングと、車輪を操舵する操舵機構
   に連結され、上記ハウジング内を貫通した操舵軸と、ハ
   ンドルから与えられる回転力を、上記操舵軸を軸方向に
   移動させる力に変換する変換機構と、上記操舵軸の一部
   がボールねじ軸となるボールねじ機構と、このボールね
   じ機構の回転ナットの外周にロータの一端が嵌合した電
   動モータとを備える電動パワーステアリング装置におい
   て、 上記ロータの内径面および上記回転ナットの外径面を、
   僅かな径方向隙間を持って互いに嵌合するように、それ
   ぞれ円筒面状に形成すると共に、上記回転ナットの嵌合
   部の少なくとも周方向３カ所に凹所を形成し、この凹所
   に対向する上記ロータの嵌合部に貫通孔を形成し、この
   貫通孔に上記凹所に係合する係合部材を収容し、上記貫
   通孔の外径側開口を栓部材で塞いだ電動パワーステアリ
   ング装置。
8. 【請求項８】 上記凹所を凹球面座とし、上記係合部材
   は少なくとも先端が凸球面をなすものとした請求項７に
   記載の電動パワーステアリング装置。
9. 【請求項９】 上記栓部材は上記貫通孔にねじ嵌合する
   ことにより、貫通孔に対して進退自在とした請求項７ま
   たは請求項８に記載の電動パワーステアリング装置。
10. 【請求項１０】 請求項８または請求項９に記載の電動
    パワーステアリング装置において、上記凹球面座を、軸
    方向に長軸を有する楕円、または半円を直線部で繋いだ
    長丸形状の凹曲面座に変えた電動パワーステアリング装
    置。
11. 【請求項１１】 上記栓部材と係合部材間に弾性部材を
    介在させた請求項７ないし請求項１０のいずれかに記載
    の電動パワーステアリング装置。