JP2005186781A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】いわゆるラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置において、騒音の発生を防止できると共に装置の小型化を達成でき、さらには回転筒の支持剛性を十分に確保すること。また、組み立てが容易で安価であること。
【解決手段】ボールねじ機構２３の回転筒３５の一端部４２および他端部４３を、第３および第４の軸受４４，４５を介してハウジング２４で支持する。第３および第４の軸受４４，４５は、互いに逆向きの接触角を有する一対の単列アンギュラコンタクト軸受からなる。各軸受４４，４５に予圧を付与するための弾性部材５６，５７を設け、これら各軸受４４，４５からがたつき音（騒音）が発生することを防止する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。

自動車用の電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータを備えており、この電動モータの出力回転は、減速機構を介して舵取り機構に伝達されるようになっている。通例、上記減速機構は、電動モータの出力軸に連なる小歯車と、小歯車に噛み合い且つ舵取り機構に連なる大歯車とを有している。これら小歯車および大歯車の噛み合いには適度なバックラッシが必要であるが、このバックラッシに起因して両歯車からがたつき音が発生し、騒音の原因となることがある。そこで、小歯車および大歯車の一方を他方側へ偏倚させてバックラッシを無くし、がたつき音の発生を防止することが提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
特開２００１−１０５１２号公報。 特開２００１−１６３２２９号公報。 特願２００２−３７３２８９号明細書。 特開２００３−２２２０号公報。

ところで、いわゆるラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置として、電動モータの出力回転を減速機構やボールねじ機構等の運動変換機構を介して転舵軸（ラック軸）に与えるものがある。
特許文献４では、運動変換機構のボールナットからなる回転筒は、１個の複列アンギュラ玉軸受からなる軸受を介してハウジングに回転自在に支持されている。この軸受は、回転筒に作用するラジアル荷重およびスラスト荷重を受ける。また、複列アンギュラ玉軸受はアキシャル内部隙間（ガタ）を極めて小さくすることができるので、当該軸受のがたつき音（騒音）をより小さなものにできる。

しかしながら、複列アンギュラ軸受は、複数列の軌道に転動体をそれぞれ組み付けなければならず、製造上の制約により転動体の組み付け数に制限があり、各列に配置できる転動体の個数は比較的少ないことが知られている。このため、複列アンギュラ軸受は、ラジアル方向の許容荷重が比較的小さく、当該軸受のみで回転筒を支持するとラジアル方向の支持剛性を十分に確保できない虞がある。

そこで、複列アンギュラ軸受に加え、深溝玉軸受等のラジアル軸受を用いることで回転筒のラジアル方向の支持剛性を確保することが考えられる。しかしながら、この場合、ラジアル軸受を別途用いる必要があり、製造コストが高くついてしまう。さらに、ラジアル軸受を設けるスペースが必要で装置が大型化してしまう。また、複列アンギュラ軸受にも微小なアキシャル内部隙間が存在するのでがたつき音が多少なりとも発生する。この場合、複列アンギュラ軸受のガタを調整するための調整機構を設けることも考えられるが、構造が複雑になり組み立てに手間がかかってしまう。

同様の課題は、減速機構を有する電動パワーステアリング装置に限らず、電動モータの出力を直接運動変換機構の回転筒に伝達する、いわゆるダイレクトドライブタイプの電動パワーステアリング装置にも存在する。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、騒音の発生を防止できると共に装置の小型化を達成でき、さらには回転筒の支持剛性を十分に確保することのできる、組み立てが容易で安価な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。

上記目的を達成するため、本発明は、操舵補助用の電動モータと、電動モータの出力軸と連動回転可能な回転筒を含み当該回転筒の回転を転舵軸の軸方向移動に変換する運動変換機構と、回転筒の一対の端部にそれぞれ配置され互いに逆向きの接触角を有する一対の単列アンギュラコンタクト軸受と、回転筒を取り囲み、一対の単列アンギュラコンタクト軸受を介して回転筒を回転自在且つ径方向移動不能に支持するハウジングと、少なくとも一方の単列アンギュラコンタクト軸受の外輪と当該外輪と軸方向に対向するハウジングの対向面との間に介在し、一対の単列アンギュラコンタクト軸受に予圧を付与するための弾性部材とを備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、各単列アンギュラコンタクト軸受に予圧を付与しているので、使用時に当該軸受からがたつき音（騒音）が発生することを防止できる。また、弾性部材を組み付けることで各単列アンギュラコンタクト軸受へ適度な予圧を自動的に付与できるので、組み立てが容易である。さらに、回転筒等に組み付け誤差が生じても、弾性部材の弾性変形により予圧が変動することを防止でき、がたつき音の発生をより確実に防止できる。また、複列アンギュラ軸受およびラジアル軸受を用いる従来の場合と比較して、軸受の配置スペースをより小さくでき、装置の小型化を達成できると共に安価である。また、一般的に、各単列アンギュラコンタクト軸受は、複列アンギュラ軸受の一列当たりの転動体の数よりも多数の転動体を組み付けることができる。したがって、一対の単列アンギュラコンタクト軸受は、１個の複列アンギュラ軸受に比べてより大きなラジアル荷重にも耐えることができ、回転筒のラジアル方向の支持剛性を十分に確保することができる。その結果、従来のラジアル軸受を廃止することが可能となった。

また、本発明において、上記弾性部材は、ハウジングと回転筒との熱膨張差を吸収可能な熱膨張係数を有する樹脂部材を含む場合がある。この場合、仮に回転筒とハウジングとを異なる材料で形成することで両者の熱膨張量に差が生じても、この差を樹脂部材の弾性変形や熱膨張によって吸収することができる。その結果、温度変化にかかわらず各単列アンギュラコンタクト軸受に付与される予圧の変動を防止できるので、がたつき音の発生をより確実に防止できる。

また、本発明において、上記電動モータの出力軸に一体回転可能に連結される小歯車および小歯車に噛み合い回転筒に一体回転可能に連結される大歯車を含む減速機構と、電動モータの出力軸の一対の端部をそれぞれ回転自在に支持する一対の軸受と、上記一対の軸受をそれぞれ減速機構の両歯車のバックラッシを除去可能な径方向に偏倚可能に保持するための軸受保持孔を含み、上記ハウジングに固定されるモータハウジングと、各軸受保持孔と対応する軸受との間にそれぞれ介在し、それぞれ対応する軸受および電動モータの出力軸を介して小歯車を大歯車側に弾性的に付勢する一対の付勢部材とを備える場合がある。

この場合、組み立て時に付勢部材によって小歯車を弾性的に付勢することで、当該小歯車が大歯車とのバックラッシを無くす方向に自動的に位置調整され、両歯車の噛み合い騒音の発生を防止できる。その結果、従来の手間の掛かるバックラッシ調整作業を行う必要が無く、組み立て工数を低減できる。さらに、出力軸の両端部を付勢することにより、当該出力軸を平行移動させることができる。その結果、両歯車の良好な噛み合わせ状態を維持しつつバックラッシを除去できる。

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態の電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、本電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結され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と自在継手４を介して連結される中間軸５と、この中間軸５と自在継手６を介して連結されるピニオン軸７と、このピニオン軸７に連なり、転舵輪８の転舵を達成するためのラックアンドピニオン機構等からなる舵取り機構９とを備えている。

舵取り機構９は、ピニオン軸７の先端部に設けられるピニオン１０と、車両の左右方向に延びて配置されて軸方向に移動可能な転舵軸１１と、この転舵軸１１の両端にタイロッド１２を介して結合され、転舵輪８を支持するナックルアーム１３とを備えている。
転舵軸１１の一部には、ラック１４が形成されてピニオン１０と噛み合っている。操舵部材２の操作に応じてステアリングシャフト３、中間軸５およびピニオン軸７が回転駆動されると、この回転は、ピニオン１０およびラック１４により転舵軸１１の軸方向の移動に変換される。転舵軸１１の軸方向への移動により、ナックルアーム１３が回動されて転舵輪８の転舵が達成される。

ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連なる第１のステアリングシャフト１５と、この第１のステアリングシャフト１５とトーションバー１６を介して同軸上に相対ねじり回転可能に連結され、且つ自在継手４に連結される第２のステアリングシャフト１７とを備えている。
トーションバー１６を介する第１および第２のステアリングシャフト１５，１７の相対回転変位量により、操舵部材２の操舵トルクを検出するためのトルクセンサ１８が設けられている。このトルクセンサ１８の検出信号は、マイクロプロセッサ等を含む制御部１９に入力される。また、制御部１９には車速センサ３９からの車速検出信号が入力されるようになっている。

制御部１９は、トルクセンサ１８および車速センサ３９からの信号等に基づいて、モータドライバ２０に制御信号を出力する。この制御信号を与えられたモータドライバ２０は、操舵補助用の電動モータ２１に電力を供給して、電動モータ２１を駆動させる。電動モータ２１の出力回転は、減速機構２２および運動変換機構としてのボールねじ機構２３を介して転舵軸１１に伝えられ、運転者の操舵を補助する。

転舵軸１１、減速機構２２およびボールねじ機構２３は、例えばアルミニウム合金により形成されたハウジング２４に収容されている。このハウジング２４は、図示しないブッシュを介して転舵軸１１を摺動自在且つ回転不能に支持している。また、ハウジング２４には、電動モータ２１のモータハウジング２５が固定されている。電動モータ２１の出力軸２６の一端部２７および他端部２８は、例えば玉軸受からなる一対の軸受としての第１および第２の軸受２９，３０を介して、ハウジング２４の対応する軸受保持孔としての第１および第２の軸受保持孔３１，３２にそれぞれ回転自在に支持されている。

減速機構２２は、電動モータ２１の出力軸２６の先端に一体回転可能に連結される小歯車３３と、小歯車３３に噛み合い転舵軸１１を包囲する大歯車３４とを含んでいる。小歯車３３および大歯車３４は例えば傘歯車からなり、交差軸歯車機構を構成している。
ボールねじ機構２３は、減速機構２２の大歯車３４と一体回転可能且つ軸方向に相対移動不能に連結される回転筒３５と、例えば玉からなる複数の転動体３６と、転舵軸１１の一部に形成され、転動体３６を介して回転筒３５と螺合するねじ軸３７とを備えており、回転筒３５の回転を転舵軸１１の軸方向移動に変換するようになっている。

回転筒３５は、減速機構２２を介して電動モータ２１の出力軸２６と連動回転可能となっている。この回転筒３５は、例えば鋼鉄により形成されるボールナットを含み、内周面にねじ溝３８が形成されている。回転筒３５は、その外周面４０がハウジング２４に取り囲まれている。この外周面４０に、大歯車３４が嵌合されている。
ねじ軸３７は、転舵軸１１の一部に設けられており、外周面にねじ溝４１が形成されている。転動体３６は、図示しないチューブ等の公知の機構を用いて上記のねじ溝３８，４１内を循環されるようになっている。

本実施の形態の特徴とするところは、回転筒３５の一対の端部としての一端部４２および他端部４３にそれぞれ配置され、互いに逆向きの接触角を有する一対の単列アンギュラコンタクト軸受としての第３および第４の軸受４４，４５を介して、回転筒３５をハウジング２４に回転自在且つ径方向移動不能に支持させると共に、これら第３および第４の軸受４４，４５に予圧を付与するための弾性部材５６，５７を設けることで、第３および第４の軸受４４，４５にがたつき音（騒音）が発生することを防止している点にある。

図１のボールねじ機構２３の回転筒３５周辺の拡大図である図２参照して、具体的には、第３および第４の軸受４４，４５は、例えば内輪回転形の単列アンギュラ玉軸受からなる。第３の軸受４４は、回転筒３５の一端部４２に配置され、回転筒３５のラジアル荷重および第１軸方向Ｓ１（回転筒３５から離れる方向）のスラスト荷重を受けるようになっている。第３の軸受４４の内輪４７は、回転筒３５の一端部４２の外周面に嵌め合わされている。この内輪４７は、回転筒３５の外周面４０のねじ部にねじ込まれた位置決めナット４８に当接しており、回転筒３５に対する第２軸方向Ｓ２への移動を規制されている。第３の軸受４４の外輪４９は、ハウジング２４の第３の軸受保持孔５０に保持されている。

第４の軸受４５は、回転筒３５の他端部４３に配置され、回転筒３５のラジアル荷重および第２軸方向Ｓ２（回転筒３５から離れる方向）のスラスト荷重を受けるようになっている。第４の軸受４５の内輪５１は、回転筒３５の他端部４３の外周面に嵌め合わされている。この内輪５１は、回転筒３５の外周面４０のねじ部にねじ込まれた位置決めナット５２に当接しており、回転筒３５に対する第１軸方向Ｓ１の移動を規制されている。第４の軸受４５の外輪５３は、ハウジング２４の第４の軸受保持孔５４に保持されている。

上記弾性部材５６，５７は、例えばニトリルゴム製のＯリングからなる。弾性部材５６は、第３の軸受４４の外輪４９の一端面と、当該外輪４９の一端面と軸方向に対向するハウジング２４の対向面としての環状の段部５５との間に介在し、外輪４９を第２軸方向Ｓ２へ弾性的に付勢している。
弾性部材５７は、第４の軸受４５の外輪５３の一端面と、当該外輪５３の一端面と軸方向に対向するハウジング２４の対向面としての環状の段部５８との間に介在し、外輪５３を第１軸方向Ｓ１へ弾性的に付勢している。

図３は、転舵軸１１の製造に関して説明するための図である。図３の白抜き矢符の左側の図は転舵軸の製造中間体５９の一端部の一部断面正面図であり、右側の図は転舵軸１１の一端部１０５の一部断面正面図である。
図３を参照して、丸棒からなる製造中間体５９の端部６０に、円錐テーパ状の面取り部６１が形成され、面取り部６１の最小径Ｄ１が、ねじ転造後の転舵軸１１のねじ溝４１の溝底径Ｄ２よりも小さく（Ｄ１＜Ｄ２）されている。

上記の構成により、製造中間体５９に対するねじ転造加工の際、転造負荷によって寄せられた肉が一端面６２やセンタ孔６３に移動してこれらを変形させることを防止できる。その結果、ねじ転造後の転舵軸１１において、一端面６２およびセンタ孔６３に加工基準として用いるに足る精度を確保でき、したがって、後工程においても極めて高い加工精度を確保することができる。

図４（Ａ）は、転舵軸１１の他端部１０６の側面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の斜視図であり、図４（Ｃ）は図４（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、図４（Ｄ）は転舵軸１１をＶブロック６４で支持した状態を示す断面図である。図１および図４（Ｃ）を参照して、転舵軸１１は、ラック１４が形成されている部分の背面が例えば断面Ｖ字状に形成されている。転舵軸１１は、この背面を断面Ｖ字状のサポートヨーク６５により摺動自在に支持されるようになっている。これにより、ボールねじ機構２３の回転筒３５から転舵軸１１に伝達される回転力に起因して、転舵軸１１がツイスト（ねじり）運動することを防止し、ラック１４とピニオン１０の歯が損傷することを防止している。転舵軸１１は、サポートヨーク６５と摺動する部分のみが断面Ｖ字状に形成されている。

さらに、図１および図４（Ｂ）に示すように、転舵軸１１のうち、サポートヨークと摺接しない部分である一端部１０５および他端部１０６を円筒状に形成することで、転舵軸１１の熱処理時に生じる歪みを容易に除去できるようにしている。すなわち、転舵軸１１に焼入れ等の熱処理を施して機械的強度を高めており、この熱処理の際に生じる転舵軸１１の歪みを除去する必要がある。そのために、転舵軸１１の回転振れ（歪み）を測定する必要がある。これに対して図４（Ｄ）に示すように、転舵軸１１の一端部１０５および他端部１０６を円筒状に形成しているので、Ｖブロック６４にこれら一端部１０５および他端部１０６をそれぞれ載せて、転舵軸１１を水平に支持させた状態で転舵軸１１を自転させ、転舵軸１１の回転振れを容易に測定することができる。

以上の次第で、本実施の形態によれば、弾性部材５６，５７によって第３および第４の軸受４４，４５に予圧を付与しているので、使用時に当該第３および第４の軸受４４，４５からがたつき音（騒音）が発生することを防止できる。また、弾性部材５６，５７を組み付けることで第３および第４の軸受４４，４５へ適度な予圧を自動的に付与できるので、組み立てが容易である。さらに、回転筒３５等に組み付け誤差が生じても、弾性部材５６，５７の弾性変形により予圧が変動することを防止でき、がたつき音の発生をより確実に防止できる。また、複列アンギュラ軸受およびラジアル軸受を用いる従来の場合と比較して、軸受の配置スペースをより小さくでき、装置の小型化を達成できると共に安価である。

また、一般的に、単列アンギュラコンタクト軸受は、複列アンギュラ軸受の一列当たりの転動体の数よりも多数の転動体を組み付けることができる。したがって、第３および第４の軸受４４，４５は、１個の複列アンギュラ軸受に比べてより大きなラジアル荷重にも耐えることができ、回転筒３５のラジアル方向の支持剛性を十分に確保することができる。その結果、従来のラジアル軸受を廃止することが可能となった。

さらにまた、転舵輪８からの入力（逆入力）等により回転筒３５に衝撃が与えられても、弾性部材５６，５７によってこの衝撃を緩和できるので、第３および第４の軸受４４，４５に作用する負荷を低減することができる。
図５は、本発明の別の実施の形態の要部の断面正面図である。なお、以下では、図１〜図４に示す実施の形態と同様の構成には図に同一の符号を付してその説明を省略する。図５を参照して、第３の軸受４４の内輪４７は、回転筒３５の一端部４２外周の環状の位置決め段部６８に当接して回転筒３５に対する第２軸方向Ｓ２への移動を規制されている。第４の軸受４５の内輪５１は、回転筒３５の他端部４３外周の環状の位置決め段部６９に当接して回転筒３５に対する第１軸方向Ｓ１への移動を規制されている。

本実施の形態において、図１〜図４に示す実施の形態と主に異なるのは下記の３つの点である。すなわち、各弾性部材として、Ｏリングに代えて環状をなす樹脂部材７０，７１を用いた第１の点と、ハウジング２４の環状の段部５５，５８間の距離を調整できる構造とした第２の点と、ハウジング２４、回転筒３５および樹脂部材７０，７１の熱膨張係数に関する関係を与えた第３の点である。

具体的には、第１の点に関して、各樹脂部材７０，７１は、例えばＰＡ（ポリアミド）樹脂またはＰＯＭ（ポリオキシメチレン）樹脂により形成されている。第２の点に関して、ハウジング２４は、互いにねじ結合される第１の部分７２と第２の部分７３とに分割されている。これら第１および第２の部分７２，７３の結合位置は、ロックナット７６により止定されている。環状の段部５５は、第１の部分７２に設けられ、樹脂部材７１を位置決めするための環状の段部５８は、第２の部分７３に設けられる。これにより、第１の部分７２および第２の部分７３の互いのねじ結合部分を相対回転させて、環状の段部５５，５８間の距離Ｌ１を調整できる。また、前記距離Ｌ１を調整することで、第３および第４の軸受４４，４５の初期予圧を調整することができる。

第３の点に関して、ハウジング２４が配置されるエンジンルーム内部は、非常に高温（例えば、１００℃以上）となるので、ハウジング２４および回転筒３５は熱膨張を生じる。ここで、ハウジング２４と回転筒３５の材料（熱膨張係数）は互いに異なっており、ハウジング２４の方が回転筒３５より大きな熱膨張を生じて両者に熱膨張差を生じるが、この熱膨張差を樹脂部材７０，７１が吸収して、第３および第４の軸受４４，４５への予圧が変動することを防止するようになっている。

具体的には、回転筒３５の軸方向に関して、樹脂部材７０，７１の単位温度当たりの熱膨張量が、ハウジング２４と回転筒３５との単位温度当たりの熱膨張差に等しくなるように、すなわち、下記式（１）を満たすように設定される。
ｃ＊２Ｌ３＝ａ＊Ｌ１−ｂ＊Ｌ２・・・・・（１）
なお、ｃ：樹脂部材７０，７１の熱膨張係数、Ｌ３：樹脂部材７０，７１の全長、ａ：ハウジング２４の熱膨張係数、Ｌ１：ハウジング２４の環状の段部５５，５８間の軸方向長さ（回転筒３５および樹脂部材７０，７１の軸方向長さ）、ｂ：回転筒３５の線膨張係数、Ｌ２：回転筒３５の全長。

換言すれば、樹脂部材７０，７１は、ハウジング２４と回転筒３５との熱膨張差を吸収可能な、下記式（２）を満たす熱膨張係数ｃを有している。
ｃ＝（ａ＊Ｌ１−ｂ＊Ｌ２）／２＊Ｌ３・・・・・（２）
なお、樹脂部材７０，７１の線膨張係数ｃの値は、上記式（２）の右辺の値に等しいものに限らず、当該右辺の値の例えば８０％〜１２０％の範囲で設定することでも、熱膨張差に起因する第３および第４の軸受４４，４５への予圧の変動を十分に抑制することができる。樹脂部材７０，７１の線膨張係数ｃの値が上記式（２）の右辺の値の８０％未満であれば、予圧変動抑制に不十分であり、１２０％を超えるとクリープの懸念があるためである。

このように、本実施の形態によれば、樹脂部材７０，７１の熱膨張係数ｃを、ハウジング２４と回転筒３５との熱膨張差を吸収可能な値に設定することで、回転筒３５とハウジング２４の熱膨張量に差が生じても、この差を樹脂部材７０，７１の弾性変形や熱膨張によって吸収することができる。その結果、温度変化にかかわらず第３および第４の軸受４４，４５に付与される予圧の変動を防止できるので、がたつき音の発生をより確実に防止できる。また、第３および第４の軸受の内輪および外輪を、対応するハウジングの第３および第４の軸受保持孔ならびに回転筒にそれぞれ固定するための従来のロックナットを廃止でき、より安価である。

図６は、本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面正面図であり、図７は、図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
図６および図７を参照して、電動モータ２１のモータハウジング２５は、筒状の嵌合凸部７７を有している。この嵌合凸部７７は、ハウジング２４に形成された嵌合凹部７８に嵌め合わされている。モータハウジング２５は、ハウジング２４に例えばねじ止めにより固定されている。第１および第２の軸受保持孔３１，３２は、モータハウジング２５の嵌合凸部７７の内周面に設けられている。

本実施の形態において、減速機構２２の小歯車３３は、一対の付勢部材７９によって大歯車３４側に弾性的に付勢され、両歯車３３，３４のバックラッシが除去されるようになっている。具体的には、第１および第２の軸受保持孔３１，３２はそれぞれ、偏倚方向Ｅに関する両端部に凹部８１，８２を有しており、対応する第１および第２の軸受２９，３０が上記偏倚方向Ｅに偏倚可能となっている。なお、偏倚方向Ｅとは、第１および第２の軸受２９，３０の径方向のうち、減速機構２２の両歯車３３，３４のバックラッシを除去可能な方向をいい、具体的には、減速機構２２の小歯車３３の回転軸線Ｌ１および大歯車３４の回転軸線Ｌ２を含む平面（図６の紙面）に沿い且つ小歯車３３の回転軸線Ｌ１に垂直な方向をいう。

第１および第２の軸受保持孔３１，３２と対応する第１および第２の軸受２９，３０の外輪８３，８４との間に、上記付勢部材７９がそれぞれ介在している。付勢部材７９は、例えばゴム等の弾性部材により例えば扇状に形成されており、径方向に圧縮されて付勢力（弾性反発力）を生じている。第１および第２の軸受２９，３０の内輪８５，８６は、電動モータ２１の出力軸２６の対応する一端部２７および他端部２８にそれぞれ嵌合され、且つ当該出力軸２６に対して軸方向移動不能にされている。

すなわち、電動モータ２１の出力軸２６は、その一端部２７および他端部２８が、対応する第１および第２の軸受２９，３０ならびに付勢部材７９を介して、モータハウジング２５に回転自在に支持されている。また、付勢部材７９による付勢力は、対応する第１および第２の軸受２９，３０を介して、出力軸２６の対応する一端部２７および他端部２８にそれぞれ与えられ、当該出力軸２６を偏倚方向Ｅに平行移動させ、小歯車３３を大歯車３４側へ弾性的に付勢する。

このように、本実施の形態によれば、組み立て時に付勢部材７９によって小歯車３３を弾性的に付勢することで、当該小歯車３３が大歯車３４とのバックラッシを無くす方向に自動的に位置調整され、両歯車３３，３４の噛み合い騒音の発生を防止できる。その結果、従来の手間の掛かるバックラッシ調整作業を行う必要が無く、組み立て工数を低減できる。さらに、電動モータ２１の出力軸２６の両端部２７，２８を偏倚方向Ｅに付勢することにより、当該出力軸２６を平行移動させることができる。その結果、減速機構２２の両歯車３３，３４の良好な噛み合わせ状態を維持しつつバックラッシを除去できる。

なお、例えば図８に示すように、付勢部材７９に代えてコイルばね８７を用いても良いし、例えば図９に示すように、波板ばね８８を用いても良い。また、上記各付勢部材７９および波板ばね８８は、扇状のものに限らず環状のものでも良い。さらに、上記コイルばね８７を２個以上設けても良い。
さらに、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、付勢部材７９に代えて付勢部材９０を用いても良い。付勢部材９０は、有端環状の主体部９１と、径方向付勢部としての弾性舌片９３と、軸方向付勢部としての弾性舌片９５とを備えている。

主体部９１は、第１および第２の軸受保持孔３１，３２と対応する第１および第２の軸受２９，３０の外輪８３，８４との間にそれぞれ介在している。主体部９１は、対応する第１および第２の軸受２９，３０の外輪８３，８４にそれぞれ嵌め合わされている。
弾性舌片９３は、主体部９１の一端部９２に設けられて当該主体部９１よりも径方向外方に配置されており、外周面が第１および第２の軸受保持孔３１，３２の対応する凹部８１に当接して撓むようになっている。これにより、弾性舌片９３に付勢力（弾性反発力）が生じ、この付勢力は環状の主体部９１を介して対応する第１および第２の軸受２９，３０に与えられ、さらに電動モータ２１の出力軸２６の対応する一端部２７および他端部２８に与えられて減速機構２２の小歯車３３を大歯車３４側へ付勢するようになっている。

弾性舌片９５は、主体部９１の一方の側縁９４に円周等配に複数個（本実施の形態では、３個）設けられており、当該側縁９４から径方向内方に延びている。図１０（Ｃ）に示すように、第２の軸受３０に組みつけられた付勢部材９０の弾性舌片９５は、電動モータ２１のモータハウジング２５の環状の段部９６にそれぞれ当接して撓んでおり、付勢力（弾性反発力）を生じている。この付勢力は、第２の軸受３０および電動モータ２１の出力軸２６の他端部２８を介して減速機構２２の小歯車３３に与えられ、減速機構２２の小歯車３３を大歯車３４側へ弾性的に付勢するようになっている。なお、上記弾性舌片９５は、各付勢部材９０に１つまたは２つ設けてもよいし、４つ以上設けても良い。

図１１（Ａ）は、本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面正面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）一部側面図である。図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）を参照して、本実施の形態では、第４の軸受４５の外輪５３を、ロックねじ９７を用いてハウジング２４に固定している。具体的には、ハウジング２４のうち、第４の軸受保持孔５４の軸方向両側方に、環状の段部５８およびねじ孔９８が形成されている。このねじ孔９８に、ロックねじ９７の主体部９９のねじ部１００が螺合されている。第４の軸受４５の外輪５３は、ロックねじ９７の主体部９９および環状の段部５８に挟持されて軸方向移動を規制されている。

ロックねじ９７は、主体部９９の一端部１０２から径方向外方に延びる環状フランジ部１０１を有している。一方、ハウジング２４の一端面１１１のうち、ねじ孔９８の入口周縁１０３から所定距離離れた部分には、凹部１０４が形成されている。ロックねじ９７がねじ孔９８にねじ込まれた状態において、ハウジング２４の凹部１０４に対向する環状フランジ部１０１の周縁の一部が凹部１０４内に折り込まれ、これに係合する断面Ｖノッチ状の係合突起１１０を形成している。これにより、ロックねじ９７の回り止めが確実に達成される。

仮に、ねじ孔において所定の有効ねじ嵌合長を確保するという条件下で、ねじ孔の内周縁、具体的にはねじ孔の入口に凹部形成部を設けて、この凹部形成部にロックねじの一部をかしめ付ける従来の場合では、ねじ孔の深さが凹部形成部の分だけ深くなる結果、ハウジングがねじ孔の軸線方向に長くなり大型化する。
これに対して、本実施の形態では、ねじ孔９８外、具体的にはねじ孔９８の入口周縁１０３からねじ孔９８の径方向に所定距離離れた位置に、相手方の係合突起１１０を折り込み係合させるための凹部１０４を設けるので、ねじ孔９８が従来のように深くなることが無く、ハウジング２４を小型化することができる。したがって、配置スペースの限られた車両のエンジンルーム内への搭載性を損なうことが無い。

本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、図１に示す実施の形態において、弾性部材５６，５７としてさらばねまたはコイルばねを用いても良い。また、弾性部材５５，５６の何れか一方を廃止しても良い。さらに、図５に示す実施の形態において、樹脂部材７０，７１の何れか一方を廃止しても良い。

また、上記各実施の形態において、第３および第４の軸受４４，４５として単列アンギュラころ軸受を用いても良い。また、減速機構２２として平歯車機構やはすば歯車機構等の平行軸歯車機構を用いても良い。
その他、本発明は、電動モータの出力軸を転舵軸と同軸上に配置し、出力軸を直接ボールねじ機構の回転筒に連結した、いわゆるダイレクトドライブタイプの電動パワーステアリング装置に適用することができる。

本発明の一実施の形態の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 図１のボールねじ機構の回転筒周辺の拡大図である 転舵軸の製造に関して説明するための図である。 （Ａ）は転舵軸の他端部の側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の斜視図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、（Ｄ）は転舵軸をＶブロックで支持した状態を示す断面図である。 本発明の別の実施の形態の要部の断面正面図である。 本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面正面図である。 図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 本発明のさらに別の実施の形態の要部を示している。 本発明のさらに別の実施の形態の要部を示している。 本発明のさらに別の実施の形態について説明するための図である。（Ａ）は付勢部材の斜視図であり、（Ｂ）は付勢部材を軸受保持孔に組み付けた状態の一部断面側面図であり、（Ｃ）は付勢部材を軸受保持孔に組み付けた状態の一部断面正面図である。 （Ａ）は本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面正面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）一部側面図である。

符号の説明

１ 電動パワーステアリング装置
１１ 転舵軸
２１ 電動モータ
２２ 減速機構
２３ ボールねじ機構（運動変換機構）
２４ ハウジング
２５ モータハウジング
２６ 出力軸
２７ （出力軸の）一端部
２８ （出力軸の）他端部
２９ 第１の軸受（一対の軸受）
３０ 第２の軸受（一対の軸受）
３１ 第１の軸受保持孔
３２ 第２の軸受保持孔
３３ 小歯車
３４ 大歯車
３５ 回転筒
４２ 一端部（回転筒の一対の端部）
４３ 他端部（回転筒の一対の端部）
４４ 第３の軸受（一対の単列アンギュラコンタクト軸受）
４５ 第４の軸受（一対の単列アンギュラコンタクト軸受）
４９ 外輪
５３ 外輪
５５ 環状の段部（対向面）
５６，５７ 弾性部材
５８ 環状の段部（対向面）
７０，７１ 樹脂部材（弾性部材）
７９ 付勢部材
８７ コイルばね（付勢部材）
８８ 波板ばね（付勢部材）
９０ 付勢部材
ｃ 熱膨張係数
Ｅ 偏倚方向（径方向）

Claims (3)

1. 操舵補助用の電動モータと、
   電動モータの出力軸と連動回転可能な回転筒を含み当該回転筒の回転を転舵軸の軸方向移動に変換する運動変換機構と、
   回転筒の一対の端部にそれぞれ配置され互いに逆向きの接触角を有する一対の単列アンギュラコンタクト軸受と、
   回転筒を取り囲み、一対の単列アンギュラコンタクト軸受を介して回転筒を回転自在且つ径方向移動不能に支持するハウジングと、
   少なくとも一方の単列アンギュラコンタクト軸受の外輪と当該外輪と軸方向に対向するハウジングの対向面との間に介在し、一対の単列アンギュラコンタクト軸受に予圧を付与するための弾性部材とを備える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１において、上記弾性部材は、ハウジングと回転筒との熱膨張差を吸収可能な熱膨張係数を有する樹脂部材を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 請求項１または２において、上記電動モータの出力軸に一体回転可能に連結される小歯車および小歯車に噛み合い回転筒に一体回転可能に連結される大歯車を含む減速機構と、
   電動モータの出力軸の一対の端部をそれぞれ回転自在に支持する一対の軸受と、
   上記一対の軸受をそれぞれ減速機構の両歯車のバックラッシを除去可能な径方向に偏倚可能に保持するための軸受保持孔を含み、上記ハウジングに固定されるモータハウジングと、
   各軸受保持孔と対応する軸受との間にそれぞれ介在し、それぞれ対応する軸受および電動モータの出力軸を介して小歯車を大歯車側に弾性的に付勢する一対の付勢部材とを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

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