JP2004196036A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボールナットをフローティング構造により支持して、全てのボール（鋼球）にわたって荷重を均一に負荷することにより、ボールねじ機構の長寿命化を図ると共に、ボールナットのサイズを大きくすることなく、ボールナットの負荷容量を増大すること。
【解決手段】ボールナット８は、ゴムダンパー４１の凸部７１によって、ドリブンギヤ５に対して径方向又は軸方向にフローティングしてあることから、ラックシャフト７のこじれ（偏荷重）に対してボールナット８が柔軟に動くことができ、全てのボール１１（鋼球）にわたって荷重を均一に負荷することができる。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじ式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい（最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度）ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。
【０００３】
そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置（Electric Power Steering、以下ＥＰＳと記す）が近年注目されている。ＥＰＳには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。
【０００４】
一方、乗用車用のステアリングギヤとしては、高剛性かつ軽量であること等から、現在ではラックピニオン式が主流となっている。そして、ラック＆ピニオン式ステアリングギヤ用のＥＰＳとしては、ステアリングシャフトやピニオン自体を駆動するべくコラム側部に電動モータを配置したコラムアシスト型等の他、電動式のボールねじ機構によりラックシャフトを駆動するボールねじ式ラックアシスト型も用いられている。ボールねじ式ラックアシスト型のＥＰＳでは、アシスト力がピニオンとラックとの噛合面に作用しないため、摩耗や変形の要因となる両部材間の接触面圧が比較的小さくなる。
【０００５】
ラックアシスト型ＥＰＳでは、ラックシャフトに形成されたボールねじ軸の雄ねじ溝とボールナットに形成された雌ねじ溝とが多数個の循環ボール（鋼球）を介して係合しており、ラックシャフトと同軸あるいは別軸に配置された電動モータによってボールナットが回転駆動され、これによりラックシャフトが軸方向に移動する。別軸式ラックアシスト型ＥＰＳにおける電動モータとボールナットとの間の動力伝達方法としては、特許文献１に記載されたタイミングベルト式の他、特許文献２に記載されたギヤ式等が一般的である。
【０００６】
図１５は、従来例に係り、動力伝達方式としてギヤ式であるボールねじ式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【０００７】
この従来例においては、ハウジング１には、電動モータ２の駆動軸に連結したドライブギヤ３が回転自在に支持してあり、ドライブギヤ３に、アイドラギヤ４が噛合してあり、アイドラギヤ４に、ドリブンギヤ５が噛合してある。なお、ドリブンギヤ５は、単列軸受５ａにより支持してある。
【０００８】
一方、ハウジング６には、ラックシャフト７が軸方向移動自在に収納してあり、ラックシャフト７には、ボールナット８を備えたボールねじ機構が設けてある。 ラックシャフト７には、雄ねじ溝９が形成してある一方、ボールナット８には、雌ねじ溝１０が形成してあり、雄ねじ溝９と雌ねじ溝１０との間には、循環ボールたる多数個の鋼球１１が介装してある。また、ボールナット８には、鋼球１１を循環させるための循環こま（図示せず）が装着してある。
【０００９】
ボールナット８は、複列軸受１２により支持してあり、その端部のスプライン部１３で、ドリブンギヤ５が軸方向移動自在であって、ボールナット８と共に回転できるように連結してある。
【００１０】
ところで、一般的には、ボールナットとドリブンギヤとの結合構造として、ボールナットにドリブンギヤが圧入・嵌合してある。また、特許文献３に示すように、ボールナットとドリブンギヤとが一体的に構成してある。さらに、上記の図１５に示したように、ボールナット８とドリブンギヤ５とを直列的に配置して、両者をスプライン結合してある。
【００１１】
一般的には、ボールナットは、アキシャル荷重を受ける為、両端を軸受により回転自在に支持してあるが、ドリブンギヤは、ボールナットに固定してあるため、軸受支持を必要としない。
【００１２】
但し、レイアウトの都合上、上記の図１５に示したように、ドリブンギヤ５とボールナット８を直列に配置し、各々を軸受５ａ，１２により支持して、両者をスプライン結合等してある。
【００１３】
また、高荷重に対応するための容量アップに際しては、サーキット数を増やすか、或いは、ボール径を増やすなどをするのが一般的である。
【００１４】
【特許文献１】
実公平６−４９４８９号公報
【特許文献２】
特許第３０６２８５２号公報
【特許文献３】
特開平１０−２７８８１３号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的に、ボールナットがその両側で軸受によりハウジングに支持してある（高剛性支持）場合、ラックシャフトの支持部偏芯等によって、ボールネジ部には、こじれ（偏荷重）が生じて、作動むらにより、ステアリングホイールには、トルク変動が生じるといったことがある。
【００１６】
また、同様に高剛性支持である場合、大荷重負荷時において、ラックシャフトに偏荷重が発生した際には、ボールナットが軸受により支持してあり軸方向に移動できないため、ボールネジ部に発生する荷重は、全てのボール（鋼球）にわたって均一にならず、一部のボールにのみ、高荷重が負荷される結果、ボールねじ機構の低寿命を招くといった虞れがある。
【００１７】
このような場合、ボールナットを支持する軸受を調芯して、ラックシャフトのこじれ（偏荷重）を吸収する対策を施すことがあるが、この対策の構造が複雑でコストアップを招くといったことがある。
【００１８】
また、ボールネジ部の容量をアップする対策もあるが、この容量をアップするため、サーキット数を増加すること、又はボールザイズをアップすることは、いずれも、ボールナットの径が大きくなり、レイアウトの悪化やコストアップを招いてしまう。更に、ボールナットの径が大きいと、慣性が増加して、性能劣化を招くといった虞れもある。
【００１９】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、ボールねじ機構の長寿命化を図ると共に、ボールナットのサイズを大きくすることなく、ボールナットの負荷容量を増大することができる、ボールねじ式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明ではボールナットをフローティング構造により支持して、全てのボール（鋼球）にわたって荷重を均一に負荷することにより、上記目的を解決する。そのため、本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、内周面に雌ねじ溝が形成されたボールナットと、このボールナットの軸心に配置されると共に外周面に前記雌ねじ溝に対峙する雄ねじ溝が形成されたラックシャフトと、前記雌ねじ溝と前記雄ねじ溝との間に介装された複数個の循環ボールとからなるボールねじ機構と、
当該ボールねじ機構を収納するステアリングギヤケースと、
前記ラックシャフトと別軸に配置され、前記ボールナット機構の駆動に供される電動モータと、
当該電動モータの回転駆動力を前記ボールナットに伝達する動力伝達機構と
を有するラックアシスト型の電動パワーステアリング装置において、
前記動力伝達機構は、複数のギヤを有するギヤ列からなり、
当該ギヤ列のドリブンギヤの内径側に、前記ボールナットを配置したことを特徴とする。
【００２１】
このように、請求項１によれば、ドリブンギヤの内径側に、ボールナットが配置してあるため、ドリブンギヤとボールナットを直列的に配置する場合に比べて、ボールナットの長さを著しく短くすることができ、レイアウト上有利になる。
【００２２】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、前記ドリブンギヤは、複列軸受と単列軸受とにより支持してあり、当該複列軸受によりラック推力を受けることを特徴とする。
【００２３】
このように、請求項２によれば、ドリブンギヤは、両端を複列軸受と単列軸受で支持してあるため、安定したギヤの噛み合い精度を確保することができる。
【００２４】
さらに、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、前記ドリブンギヤは、その端部に凸部を有し、
前記ボールナットも、その端部に、前記ドリブンギヤの凸部に周方向に対向する凸部を有し、
前記ドリブンギヤの凸部と、前記ボールナットの凸部との間に、弾性体を介装し、
これにより、前記ドリブンギヤからのトルクは、前記ドリブンギヤの凸部、前記弾性体、及び前記ボールナットの凸部を介して、前記ボールナットに伝達することを特徴とする。
【００２５】
このように、請求項３によれば、ドリブンギヤからのトルクは、ドリブンギヤの凸部、弾性体、及びボールナットの凸部を介して、ボールナットに伝達するように構成してあることから、弾性体を介して、良好にトルクを伝達することができる。
【００２６】
さらに、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、前記ボールナットの端部と、前記ドリブンギヤの内径壁との間に、弾性体を介装し、
これにより、前記ボールナットは、当該弾性体により、軸方向に移動可能であることを特徴とする。
【００２７】
このように、請求項４によれば、ボールナットは、弾性体により、軸方向に移動可能であることから、大きな荷重が入力された時は、弾性体が撓んで、ボールナットの端部とドリブンギヤの内径壁が直接当接して反力を受ける一方、悪路走行時等の径荷重がタイヤ側から入力された場合には、ボールナットは、弾性体により適度に動いて、ボールネジ部のたたき衝撃を緩和して、ラトル音を低減をすることができる。
【００２８】
さらに、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、前記ドリブンギヤの凸部と、前記ボールナットの凸部と、前記弾性体とは、伝達トルクが高くなるに従って、前記弾性体が外径方向に撓むような接触角度に設定してあることを特徴とする。
【００２９】
このように、請求項５によれば、ドリブンギヤの凸部と、ボールナットの凸部と、弾性体とは、伝達トルクが高くなるに従って、弾性体が外径方向に撓むような接触角度に設定してあることから、ボールナットは、ドリブンギヤの内周に対して調芯するように動き、ボールナットとドリブンギヤのこじれ（偏荷重）を抑える力を働かせることができる。
【００３０】
さらに、請求項６に係る電動パワーステアリング装置は、前記ボールナットは、前記弾性体によって、前記ドリブンギヤに対して径方向又は軸方向にフローティングしてあることを特徴とする。
【００３１】
このように、請求項６によれば、ボールナットは、弾性体によって、ドリブンギヤに対して径方向又は軸方向にフローティングしてあることから、ラックシャフトのこじれ（偏荷重）に対してボールナットが柔軟に動くことができ、全てのボール（鋼球）にわたって荷重を均一に負荷することにより、ボールねじ機構の長寿命化を図ると共に、ボールナットのサイズを大きくすることなく、ボールナットの負荷容量を増大することができる。
【００３２】
さらに、請求項７に係る電動パワーステアリング装置は、前記ドリブンギヤの内周面に、軸方向に延びる凸部又は凹部を形成し、
前記ボールナットの外周面に、これら凸部又は凹部に係合し、軸方向に延びる凹部又は凸部を形成し、
これにより、前記ドリブンギヤからのトルクは、前記ドリブンギヤの凸部又は凹部、及び前記ボールナットの凹部又は凸部を介して、前記ボールナットに伝達することを特徴とする。
【００３３】
このように、請求項７によれば、ドリブンギヤからのトルクは、ドリブンギヤの凸部又は凹部、及びボールナットの凹部又は凸部を介して、ボールナットに伝達するように構成してあることから、良好にトルクを伝達することができる。
【００３４】
さらに、請求項８に係る電動パワーステアリング装置は、前記ドリブンギヤの凸部又は凹部、及び前記ボールナットの凹部又は凸部は、前記ボールナットの軸方向中間部であって、前記ボールナットの全長の半分以下に設定してあることを特徴とする。
【００３５】
このように、請求項８によれば、ドリブンギヤの凸部又は凹部、及びボールナットの凹部又は凸部は、ボールナットの軸方向中間部であって、ボールナットの全長の半分以下に設定してあることから、ボールナットは、ドリブンギヤに対して確実に摺動することができる。
【００３６】
さらに、請求項９に係る電動パワーステアリング装置は、前記ドリブンギヤの凸部又は凹部、及び前記ボールナットの凹部又は凸部は、そのいずれか一方に、潤滑のための表面処理が施してあることを特徴とする。
【００３７】
このように、請求項９によれば、ドリブンギヤの凸部又は凹部、及びボールナットの凹部又は凸部は、そのいずれか一方に、潤滑のための表面処理が施してあることから、ボールナットは、ドリブンギヤに対して良好に摺動することができる。
【００３８】
さらに、請求項１０に係る電動パワーステアリング装置は、前記ボールナットの端部と、前記ドリブンギヤの内径壁との間に、弾性体を介装し、
これにより、前記ボールナットは、当該弾性体により、軸方向に移動可能であると共に、前記ドリブンギヤに対して径方向に弾性的に支持してあることを特徴とする。
【００３９】
このように、請求項１０によれば、ボールナットは、弾性体により、軸方向に移動可能であると共に、ドリブンギヤに対して径方向に弾性的に支持してあることから、ボールナットを無負荷時においてフローティング構造により支持して、ラックシャフトのこじれ（偏荷重）に対してボールナットを柔軟に動かせることができ、全てのボール（鋼球）にわたって荷重を均一に負荷することにより、ボールねじ機構の長寿命化を図ると共に、ボールナットのサイズを大きくすることなく、ボールナットの負荷容量を増大することができる。
【００４０】
さらに、本発明によれば、軸受支持しない為、ボールナット全長が短くなり、慣性が小さくなり、操舵性能が向上する。また、単純形状のボールナットが可能となり、低コストである。さらに、ボールナットとドリブンギヤは、弾性体を介してトルク伝達を行うため、噛み合い部の精度は、スプライン結合や圧入結合ほど要求されず、低コストとなる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。
【００４２】
（全体構成）
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の車室側部分を示した斜視図である。図１において、符号２１で示した部材は、ステアリングコラムであり、アッパステアリングシャフト２３を回動自在に支持している。アッパステアリングシャフト２３には、その上端にステアリングホイール２５が装着される一方、下端にユニバーサルジョイント２７を介してロアステアリングシャフト２９が連結されている。
【００４３】
ロアステアリングシャフト２９には、その下端に更にラック＆ピニオン機構やパワーアシスト機構等からなるステアリングギヤ３１が連結されている。図１中、符号３３はステアリングコラム２１を覆うコラムカバーを示し、符号３５はステアリングギヤ３１の左右端に連結されたタイロッドを示している。
【００４４】
（第１実施の形態）
図２は、本発明の第１実施形態に係るステアリングギヤの正面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【００４５】
図４（ａ）は、図３に示したボールナットとドリブンギヤとの組立体の横断面図（（ｂ）のａ−ａ線に沿った断面図）であり、（ｂ）は、図３に示したボールナットとドリブンギヤとの組立体の縦断面である。
【００４６】
図５は、ボールナット端部とドリブンギヤ内径壁との結合部の模式図である。図６は、図３に示したボールナットとドリブンギヤとの組立体の分解図である。図７（ａ）は、図３に示したドリブンギヤの横断面図であり、（ｂ）は、その縦断面図である。
【００４７】
図８（ａ）は、止めナットの断面図であり、（ｂ）は、止めナットの側面図であり、（ｃ）は、ホルダーの正面図であり、（ｄ）は、ホルダーの側面図であり、（ｅ）は、ゴムダンパーの正面図であり、（ｆ）は、ゴムダンパーの側面図であり、（ｇ）は、ボールナットの正面図であり、（ｈ）は、ボールナットの側面図である。
【００４８】
図２において、符号３６で示した部材は、ステアリングギヤケースを構成するラック＆ピニオンハウジングであり、ラック＆ピニオン機構を構成するラックシャフト７やピニオン（図示せず）を保持している。ラックシャフト７は、ピニオンに噛み合うラック７ａを図中左側に有すると共に、その左右端にはタイロッド３７を揺動自在に支持する球面継手３８が固着されている。
【００４９】
図３に示すように、ハウジング１には、電動モータ２の駆動軸に連結したドライブギヤ３が回転自在に支持してあり、ドライブギヤ３に、アイドラギヤ４が噛合してあり、アイドラギヤ４に、ドリブンギヤ５が噛合してある。なお、ドリブンギヤ５は、単列軸受５ａと複列軸受１４とにより回転自在に支持してある。
【００５０】
一方、ハウジング６には、ラックシャフト７が軸方向移動自在に収納してあり、ラックシャフト７には、ボールナット８を備えたボールねじ機構が設けてある。 ラックシャフト７には、雄ねじ溝９が形成してある一方、ボールナット８には、雌ねじ溝１０が形成してあり、雄ねじ溝９と雌ねじ溝１０との間には、循環ボールたる多数個の鋼球１１が介装してある。また、ボールナット８には、鋼球１１を循環させるための循環こま（図示せず）が装着してある。
【００５１】
図３乃至図８に示すように、大略的には、ドリブンギヤ５の内径側に、ボールナット８が摺動自在且つ相対回転自在に嵌合してある。ドリブンギヤ５の一側では、ボールナット８との間に、ゴムダンパー４１が介装してある。ドリブンギヤ５の他側では、ゴムダンパー４１とホルダー４２とを介して、止めナット４３が嵌合してある。
【００５２】
図４及び図７に示すように、ドリブンギヤ５の内径側には、図示例では４個の凸部５１が周方向に等配して形成してあり、また、環状の内径壁５２が形成してある。
【００５３】
図４及び図８に示すように、ボールナット８の両端部には、各々、図示例では４個の凸部６１が周方向に等配して形成してある。なお、この凸部６１は、ドリブンギヤ５の凸部５１に周方向に対向するように形成してある。
【００５４】
また、図４、図５及び図８に示すように、２個のゴムダンパー４１は、その外周面に、ドリブンギヤ５の凸部５１とボールナット８の凸部６１との間に挟持される凸部７１が周方向に等配して形成してある。この凸部７１は、図示例では、８個となっている。
【００５５】
さらに、ホルダー４２には、ドリブンギヤ５の凸部５１と同様の４個の凸部５１が形成してある。
【００５６】
なお、凸部５１、凸部６１、及び凸部７１は、図示例では、ボールナット８等の両側に形成してあるが、片側にのみ形成してあってもよい。
【００５７】
このように構成してあるため、図４（ａ）に示すように、ドリブンギヤ５からのトルクは、ドリブンギヤ５の凸部５１と、ボールナット８の凸部６１と、これら両凸部５１，６１間に挟持したゴムダンパー４１の凸部７１を介して、ボールナット８に伝達するようになっている。
【００５８】
また、図５に示すように、ボールナット８の端部と、ドリブンギヤ５の内径壁５２との間には、軸方向において、ゴムダンパー４１の凸部７１が介装してある。
【００５９】
ボールナット８の凸部６１と、ドリブンギヤ５の内径壁５２との間、並びに、ボールナット８の端部と、ドリブンギヤ５の凸部５１との間には、所定の微小隙間が形成してある。
【００６０】
このように、ボールナット８は、ゴムダンパー４１により、軸方向に移動可能であることから、大きな荷重が入力された時は、ゴムダンパー４１の凸部７１が撓んで、ボールナット８の凸部６１と、ドリブンギヤ５の内径壁５２とが直接当接し、また、ボールナット８の端部と、ドリブンギヤ５の凸部５１とが直接当接して、反力を受ける一方、悪路走行時等の径荷重がタイヤ側から入力された場合には、ボールナット８は、ゴムダンパー４１の凸部７１により適度に動いて、ボールネジ部のたたき衝撃を緩和して、ラトル音を低減をすることができる。
【００６１】
また、ドリブンギヤ５の内周面とボールナット８の外周面との間には、径方向において、所定の微小隙間が形成してある。
【００６２】
以上のように、ボールナット８は、ゴムダンパー４１の凸部７１によって、ドリブンギヤ５に対して径方向又は軸方向にフローティングしてあることから、ラックシャフト７のこじれ（偏荷重）に対してボールナット８が柔軟に動くことができ、全てのボール１１（鋼球）にわたって荷重を均一に負荷することにより、ボールねじ機構の長寿命化を図ると共に、ボールナット８のサイズを大きくすることなく、ボールナット８の負荷容量を増大することができる。
【００６３】
また、トルクを伝達する際には、電動モータ２で発生した回転トルクは、ドライブギヤ３、アイドルギヤ４を介して、ドリブンギヤ５に伝達される。ドリブンギヤ５からのトルクは、ドリブンギヤ５の凸部５１と、ボールナット８の凸部６１と、これら両凸部５１，６１間に挟持したゴムダンパー４１の凸部７１を介して、ボールナット８に伝達する。尚、ボールナット８の両端に設けたゴムダンパー４１のトルク伝達は両側で行ってもよく、又片方のみでもよい。
【００６４】
ボールナット８に伝達したトルクは、ボールねじ機構により、ラック推力に変換されて操舵アシストが発生する。
【００６５】
このラックシャフト７に発生するラック推力の反力（軸方向力）は、ボールナット８の凸部６１と、ドリブンギヤ５の内径壁５２とが直接当接し、また、ボールナット８の端部と、ドリブンギヤ５の凸部５１とが直接当接して、ドリブンギヤ５の軸受である複列軸受１４が担当している。
【００６６】
さらに、ドリブンギヤ５は、両端を複列軸受１４と単列軸受５ａで支持してあるため、安定したギヤの噛み合い精度を確保することができる。一方、ボールナット８は、ボールナット８は、ゴムダンパー４１の凸部７１によって、ドリブンギヤ５に対して径方向又は軸方向にフローティングしてあることから、ラックシャフト７のこじれ（偏荷重）に対してボールナット８が柔軟に動くことができ、全てのボール１１（鋼球）にわたって荷重を均一に負荷することにより、ボールねじ機構の長寿命化を図ることができる。
【００６７】
さらに、ドリブンギヤ５の凸部５１と、ボールナット８の凸部６１と、ゴムダンパー４１の凸部７１とは、伝達トルクが高くなるに従って、凸部７１が外径方向に撓むような接触角度に設定してあることから、ボールナット８は、ドリブンギヤ８の内周に対して調芯するように動き、ボールナット８とドリブンギヤ５のこじれ（偏荷重）を抑える力を働かせることができる。
【００６８】
（第２実施の形態）
図９は、本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置の縦断面図である。図１０は、図９に示したボールねじ機構の横断面図である。
【００６９】
図１１（ａ）は、ボールナットとドリブンギヤとの組立体の横断面図（（ｂ）のａ−ａ線に沿った断面図）であり、（ｂ）は、ボールナットとドリブンギヤとの組立体の縦断面である。
【００７０】
図１２は、ボールナットとドリブンギヤとの組立体の分解図である。図１３（ａ）は、ドリブンギヤの横断面図であり、（ｂ）は、その縦断面図である。
【００７１】
図１４（ａ）は、止めナットの断面図であり、（ｂ）は、止めナットの側面図であり、（ｃ）はゴムダンパーの側面図であり、（ｄ）は、ゴムダンパーの断面図であり、（ｅ）は、ボールナットの側面図であり、（ｈ）は、ボールナットの断面図である。
【００７２】
図９に示すように、本実施の形態では、ドリブンギヤ５の内周面に、軸方向に延びる凸部８１が形成してあり、ボールナット８の外周面に、この凸部８１に係合して軸方向に延びる凹部８２が形成してある。
【００７３】
これにより、ドリブンギヤ５からのトルクは、ドリブンギヤ５の凸部８１とボールナット８の凹部８２との係合を介して、ボールナット８に伝達するようになっている。そのため、良好にトルクを伝達することができる。
【００７４】
このドリブンギヤ５の凸部８１及びボールナット８の凹部８２は、ボールナット８の軸方向中間部であって、ボールナット８の全長の半分以下に設定してある。そのため、ボールナット８は、ドリブンギヤ５に対して確実に摺動することができる。なお、ドリブンギヤ５に、凹部が形成してあり、ボールナット８に、凸部が形成してあってもよい。
【００７５】
さらに、ドリブンギヤ５の凸部８１及びボールナット８の凹部８２は、そのいずれか一方に、潤滑のための表面処理が施してあることから、ボールナット８は、ドリブンギヤ５に対して良好に摺動することができる。
【００７６】
さらに、ドリブンギヤ５の内径壁５２の近傍には、切欠き部９１が形成してあり、止めナット４３の端部にも、切欠き部９２が形成してあり、ボールナット８の両端部にも、切欠き部９３が形成してある。
【００７７】
これら切欠き部９１，９２，９３の間に、ゴムダンパー９４が介装してある。これにより、ボールナット８は、ゴムダンパー９４により、軸方向に移動可能であると共に、ドリブンギヤ５に対して径方向に弾性的に支持してある。
【００７８】
従って、ボールナット８を無負荷時においてフローティング構造により支持して、ラックシャフト７のこじれ（偏荷重）に対してボールナット８を柔軟に動かせることができ、全てのボール１１（鋼球）にわたって荷重を均一に負荷することにより、ボールねじ機構の長寿命化を図ると共に、ボールナット８のサイズを大きくすることなく、ボールナット８の負荷容量を増大することができる。
【００７９】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、ドリブンギヤの内径側に、ボールナットが配置してあるため、ドリブンギヤとボールナットを直列的に配置する場合に比べて、ボールナットの長さを著しく短くすることができ、レイアウト上有利になる。
【００８１】
また、請求項２によれば、ドリブンギヤは、両端を複列軸受と単列軸受で支持してあるため、安定したギヤの噛み合い精度を確保することができる。
【００８２】
さらに、請求項３によれば、ドリブンギヤからのトルクは、ドリブンギヤの凸部、弾性体、及びボールナットの凸部を介して、ボールナットに伝達するように構成してあることから、弾性体を介して、良好にトルクを伝達することができる。
【００８３】
さらに、請求項４によれば、ボールナットは、弾性体により、軸方向に移動可能であることから、大きな荷重が入力された時は、弾性体が撓んで、ボールナットの端部とドリブンギヤの内径壁が直接当接して反力を受ける一方、悪路走行時等の径荷重がタイヤ側から入力された場合には、ボールナットは、弾性体により適度に動いて、ボールネジ部のたたき衝撃を緩和して、ラトル音を低減をすることができる。
【００８４】
さらに、請求項５によれば、ドリブンギヤの凸部と、ボールナットの凸部と、弾性体とは、伝達トルクが高くなるに従って、弾性体が外径方向に撓むような接触角度に設定してあることから、ボールナットは、ドリブンギヤの内周に対して調芯するように動き、ボールナットとドリブンギヤのこじれ（偏荷重）を抑える力を働かせることができる。
【００８５】
さらに、請求項６によれば、ボールナットは、弾性体によって、ドリブンギヤに対して径方向又は軸方向にフローティングしてあることから、ラックシャフトのこじれ（偏荷重）に対してボールナットが柔軟に動くことができ、全てのボール（鋼球）にわたって荷重を均一に負荷することにより、ボールねじ機構の長寿命化を図ると共に、ボールナットのサイズを大きくすることなく、ボールナットの負荷容量を増大することができる。
【００８６】
さらに、請求項７によれば、ドリブンギヤからのトルクは、ドリブンギヤの凸部又は凹部、及びボールナットの凹部又は凸部を介して、ボールナットに伝達するように構成してあることから、良好にトルクを伝達することができる。
【００８７】
さらに、請求項８によれば、ドリブンギヤの凸部又は凹部、及びボールナットの凹部又は凸部は、ボールナットの軸方向中間部であって、ボールナットの全長の半分以下に設定してあることから、ボールナットは、ドリブンギヤに対して確実に摺動することができる。
【００８８】
さらに、請求項９によれば、ドリブンギヤの凸部又は凹部、及びボールナットの凹部又は凸部は、そのいずれか一方に、潤滑のための表面処理が施してあることから、ボールナットは、ドリブンギヤに対して良好に摺動することができる。
【００８９】
さらに、請求項１０によれば、ボールナットは、弾性体により、軸方向に移動可能であると共に、ドリブンギヤに対して径方向に弾性的に支持してあることから、ボールナットを無負荷時においてフローティング構造により支持して、ラックシャフトのこじれ（偏荷重）に対してボールナットを柔軟に動かせることができ、全てのボール（鋼球）にわたって荷重を均一に負荷することにより、ボールねじ機構の長寿命化を図ると共に、ボールナットのサイズを大きくすることなく、ボールナットの負荷容量を増大することができる。
【００９０】
さらに、本発明によれば、軸受支持しない為、ボールナット全長が短くなり、慣性が小さくなり、操舵性能が向上する。また、単純形状のボールナットが可能となり、低コストである。さらに、ボールナットとドリブンギヤは、弾性体を介してトルク伝達を行うため、噛み合い部の精度は、スプライン結合や圧入結合ほど要求されず、低コストとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の車室側部分を示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るステアリングギヤの正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【図４】（ａ）は、図３に示したボールナットとドリブンギヤとの組立体の横断面図（（ｂ）のａ−ａ線に沿った断面図）であり、（ｂ）は、図３に示したボールナットとドリブンギヤとの組立体の縦断面である。
【図５】ボールナット端部とドリブンギヤ内径壁との結合部の模式図である。
【図６】図３に示したボールナットとドリブンギヤとの組立体の分解図である。
【図７】（ａ）は、図３に示したドリブンギヤの横断面図であり、（ｂ）は、その縦断面図である。
【図８】（ａ）は、止めナットの断面図であり、（ｂ）は、止めナットの側面図であり、（ｃ）は、ホルダーの正面図であり、（ｄ）は、ホルダーの側面図であり、（ｅ）は、ゴムダンパーの正面図であり、（ｆ）は、ゴムダンパーの側面図であり、（ｇ）は、ボールナットの正面図であり、（ｈ）は、ボールナットの側面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【図１０】図９に示したボールねじ機構の横断面図である。
【図１１】（ａ）は、ボールナットとドリブンギヤとの組立体の横断面図（（ｂ）のａ−ａ線に沿った断面図）であり、（ｂ）は、ボールナットとドリブンギヤとの組立体の縦断面である。
【図１２】ボールナットとドリブンギヤとの組立体の分解図である。
【図１３】（ａ）は、ドリブンギヤの横断面図であり、（ｂ）は、その縦断面図である。
【図１４】（ａ）は、止めナットの断面図であり、（ｂ）は、止めナットの側面図であり、（ｃ）はゴムダンパーの側面図であり、（ｄ）は、ゴムダンパーの断面図であり、（ｅ）は、ボールナットの側面図であり、（ｈ）は、ボールナットの断面図である。
【図１５】従来例に係り、動力伝達方式としてギヤ式であるボールねじ式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 電動モータ
３ ドライブギヤ
４ アイドルギヤ
５ ドリブンギヤ
５ａ 単列軸受
６ ハウジング
７ ラックシャフト
７ａ ラック
８ ボールナット
９ 雄ねじ溝
１０ 雌ねじ溝
１１ 循環ボール（鋼球）
１２ 複列軸受
１３ スプライン部
１４ 複列軸受
２１ ステアリングコラム
２３ ステアリングシャフト
２５ ステアリングホイール
２７ ユニバーサルジョイント
２９ ロアステアリングシャフト
３１ ステアリングギヤ
３３ コラムカバー
３５ タイロッド
３６ ラック＆ピニオンハウジング
３７ タイロッド
３８ 球面継手
４１ ゴムダンパー（弾性体）
４２ ホルダー
４３ 止めナット
５１ 凸部
５２ 内径壁
６１ 凸部
７１ 凸部（弾性体）
８１ 凸部
８２ 凹部
９１，９２，９３ 切欠き部
９４ ゴムダンパー（弾性体）

Claims (10)

1. 内周面に雌ねじ溝が形成されたボールナットと、このボールナットの軸心に配置されると共に外周面に前記雌ねじ溝に対峙する雄ねじ溝が形成されたラックシャフトと、前記雌ねじ溝と前記雄ねじ溝との間に介装された複数個の循環ボールとからなるボールねじ機構と、
   当該ボールねじ機構を収納するステアリングギヤケースと、
   前記ラックシャフトと別軸に配置され、前記ボールナット機構の駆動に供される電動モータと、
   当該電動モータの回転駆動力を前記ボールナットに伝達する動力伝達機構と
   を有するラックアシスト型の電動パワーステアリング装置において、
   前記動力伝達機構は、複数のギヤを有するギヤ列からなり、
   当該ギヤ列のドリブンギヤの内径側に、前記ボールナットを配置したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記ドリブンギヤは、複列軸受と単列軸受とにより支持してあり、当該複列軸受によりラック推力を受けることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記ドリブンギヤは、その端部に凸部を有し、
   前記ボールナットも、その端部に、前記ドリブンギヤの凸部に周方向に対向する凸部を有し、
   前記ドリブンギヤの凸部と、前記ボールナットの凸部との間に、弾性体を介装し、
   これにより、前記ドリブンギヤからのトルクは、前記ドリブンギヤの凸部、前記弾性体、及び前記ボールナットの凸部を介して、前記ボールナットに伝達することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記ボールナットの端部と、前記ドリブンギヤの内径壁との間に、弾性体を介装し、
   これにより、前記ボールナットは、当該弾性体により、軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記ドリブンギヤの凸部と、前記ボールナットの凸部と、前記弾性体とは、伝達トルクが高くなるに従って、前記弾性体が外径方向に撓むような接触角度に設定してあることを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記ボールナットは、前記弾性体によって、前記ドリブンギヤに対して径方向又は軸方向にフローティングしてあることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
7. 前記ドリブンギヤの内周面に、軸方向に延びる凸部又は凹部を形成し、
   前記ボールナットの外周面に、これら凸部又は凹部に係合し、軸方向に延びる凹部又は凸部を形成し、
   これにより、前記ドリブンギヤからのトルクは、前記ドリブンギヤの凸部又は凹部、及び前記ボールナットの凹部又は凸部を介して、前記ボールナットに伝達することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
8. 前記ドリブンギヤの凸部又は凹部、及び前記ボールナットの凹部又は凸部は、前記ボールナットの軸方向中間部であって、前記ボールナットの全長の半分以下に設定してあることを特徴とする請求項７に記載の電動パワーステアリング装置。
9. 前記ドリブンギヤの凸部又は凹部、及び前記ボールナットの凹部又は凸部は、そのいずれか一方に、潤滑のための表面処理が施してあることを特徴とする請求項７又は８に記載の電動パワーステアリング装置。
10. 前記ボールナットの端部と、前記ドリブンギヤの内径壁との間に、弾性体を介装し、
    これにより、前記ボールナットは、当該弾性体により、軸方向に移動可能であると共に、前記ドリブンギヤに対して径方向に弾性的に支持してあることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

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