JP2011042212A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変形を生じさせることなく確実にボール螺子ナットを固定して、高い信頼性及び静粛性と優れた操舵フィーリングとを実現するとともに、併せて製造時における作業性の向上を図ることのできる電動パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】ボール螺子ナット１３の軸方向端部１３ａには軸方向に延びる略円筒状の連結筒２０が形成される。また、モータシャフト６の軸方向端部６ａには、軸方向に延設されることにより上記連結筒２０の径方向外側を包囲する複数の把持片２１を備えたコレット２２が形成される。そして、コレット２２の外周にテーパナット２３を螺着し、各把持片２１を径方向内側に撓ませて連結筒２０を把持させることにより、モータシャフト６とボール螺子ナット１３とを連結する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ボール螺子装置を備えた電動パワーステアリング装置に関するものである。

従来、ラック軸が挿通された中空軸を備え、モータ駆動により回転する同中空軸の回転をボール螺子装置を用いてラック軸の往復動に変換することにより、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。

通常、このようなＥＰＳにおいて、ボール螺子装置は、中空軸に固定されたボール螺子ナットとラック軸に形成された螺子部との間に複数のボールを介在させることにより形成される。即ち、ボール螺子ナットの内周に形成された螺子部とラック軸の外周に形成された螺子部とが対向することにより、螺旋状の転動路が形成される。そして、同転動路内に配設された各ボールが、その負荷を受けつつ転動することにより、ボール螺子ナットの回転をラック軸の軸方向移動に変換する構成となっている。

さて、上記中空軸に対するボール螺子ナットの固定構造としては、例えば、特許文献１に示されるように、中空軸の内周に形成された収容凹部内に軸方向からボール螺子ナットを嵌挿し、ロックナットにより同ボール螺子ナットを軸方向に挟み込む構造がある。そして、このように中空軸の内周にボール螺子ナットを固定することによって、その軸方向長さを短縮化することが可能となる。

特開２００６−２５６４１４号公報 特開平６−２５５５０１号公報

しかしながら、上記のように軸方向長さの短縮化が可能となる反面、径方向のサイズについては、そのボール螺子ナットと中空軸とが重複する部分の大型化は避けられない。また、ロックナットによる締め付けによりボール螺子ナットが変形し、その転動路（を構成する螺子溝）に歪みが生ずる可能性がある。そして、これが転動路内における各ボールの円滑な転動を妨げることで異音や振動が発生し、ひいては操舵フィーリングの悪化を招くおそれがある。

そこで、例えば、特許文献２に示されるように、ボール螺子ナット及び中空軸の軸方向端部に、それぞれ、径方向外側に拡開するフランジを形成し、これら両フランジを締結することで両者を連結する構造が考えられる。そして、これにより、ボール螺子ナットを変形させることなく、同ボール螺子ナットと中空軸とを相対回転不能に固定することが可能となる。

しかしながら、このフランジを用いた固定構造についてもまた、例えば、その複数箇所のボルト締結が煩雑である等といった問題を抱えている。そのため、上記ロックナットを用いる固定構造との比較において明らかな優位性があるとは言い切れないのが実情であり、これら従来の固定構造が抱える問題を解消しうる新たな技術の創出が強く求められていた。

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、変形を生じさせることなく確実にボール螺子ナットを固定して、高い信頼性及び静粛性と優れた操舵フィーリングとを実現するとともに、併せて製造時における作業性の向上を図ることの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。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、軸方向に往復動可能に設けられたラック軸と、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軸と、該中空軸の回転を前記ラック軸の軸方向移動に変換するボール螺子装置とを備え、前記ボール螺子装置は、前記中空軸の軸方向端部にボール螺子ナットを固定し、該ボール螺子ナットの内周に螺刻された螺子溝と前記ラック軸の外周に螺刻された螺子溝とが対向してなる螺旋状の転動路内に複数のボールを配することにより形成される電動パワーステアリング装置であって、前記ボール螺子ナット又は前記中空軸の何れか一方の軸方向端部に設けられた連結筒と、前記ボール螺子ナット又は前記中空軸のうち前記連結筒が設けられていない他方側の第２の軸方向端部に設けられて前記連結筒の径方向外側を包囲する複数の把持片を備えたコレットと、前記コレットの径方向外側に配置されることにより前記各把持片を径方向内側に撓ませて前記連結筒を把持させる固定手段とを備えたこと、を要旨とする。

上記構成によれば、コレット内に連結筒を挿入し、同コレットの径方向外側に固定手段を配置するだけで、容易且つ確実に中空軸とボール螺子ナットとを一体回転可能に連結することができる。その結果、高い信頼性を確保しつつ、製造時における作業性を大幅に向上させることができる。また、固定手段が各把持片を弾性変形させる際に生ずる応力は、転動路を構成する螺子溝が螺刻されたボール螺子ナットの本体部分には作用しない。従って、その連結によりボール螺子ナットの変形及び転動路の歪みが生ずる可能性を低減することができる。そして、これにより、高い静粛性及び優れた操舵フィーリングを実現することができるようになる。加えて、従来のフランジ間の締結による固定構造との比較においては、そのフランジを廃止（又は小径化）することにより、装置の小型化を図ることが可能という利点がある。

請求項２に記載の発明は、前記コレット及び該コレットが設けられた第２の軸方向端部の少なくとも何れかと前記連結筒とを係合させて、前記中空軸とボール螺子ナットとの相対回転を規制する規制手段を備えること、を要旨とする。

上記構成により中空軸とボール螺子ナットとの相対回転を規制することで、効率よくモータトルクを伝達することができる。その結果、より優れた操舵フィーリングを実現することができる。

請求項３に記載の発明は、前記コレットは、前記第２の軸方向端部に対して相対回転不能に設けられるものであって、前記規制手段は、軸方向に延びる前記各把持片間に形成されたスリットと、前記連結筒の外周に設けられて前記スリット内に配置される係合突部とからなること、を要旨とする。

上記構成によれば、簡素な構成にて、中空軸とボール螺子ナットとの相対回転を規制することができる。
請求項４に記載の発明は、前記コレットは、軸方向移動不能に前記第２の軸方向端部に設けられるものであって、前記各把持片及び前記連結筒には、係合により前記コレットと前記連結筒との軸方向における少なくとも離間方向の相対移動を規制可能な係合部及び被係合部が形成されること、を要旨とする。

上記構成によれば、簡素な構成にて、ボール螺子ナットの脱離を防止することができる。その結果、より高い信頼性を確保することができる。
請求項５に記載の発明は、前記固定手段は、螺着に伴う軸方向移動により前記各把持片を径方向内側に押圧するテーパ面を備えたテーパナットであること、を要旨とする。

上記構成によれば、テーパナットの螺子締めによって、容易且つ確実にボール螺子ナットを連結（固定）することができる。
請求項６に記載の発明は、前記固定手段は、軸方向移動により前記各把持片を径方向内側に押圧可能なテーパ面を備え、圧入により前記各把持片の径方向外側に配置される環状体であること、を要旨とする。

上記構成によれば、圧入により各把持片の径方向外側に環状体を外嵌することで、各把持片を径方向に弾性変形させて、該各把持片に連結筒を把持させることができる。その結果、容易且つ確実にボール螺子ナットを連結（固定）することができる。

請求項７に記載の発明は、前記ボール螺子ナットは、ハウジングに設けられた転がり軸受により支承されるとともに、前記ハウジングは、筒状をなす第１ハウジングと該第１ハウジングの開口端を閉塞する第２ハウジングとからなり、前記転がり軸受は、前記開口端の近傍において前記第１ハウジングに固定されるものであって、前記ボール螺子ナットの前記中空軸側に位置する軸方向端部に径方向外側に延びるフランジを形成するとともに、前記第１ハウジングの開口端に固定される第２ハウジングの固定端に前記第１ハウジング内に配置される挿入部を設け、前記転がり軸受の軸方向端面を前記フランジ及び前記挿入部に当接させたこと、を要旨とする。

上記構成によれば、ボール螺子ナットと中空軸との軸方向における離間方向の相対移動を規制することができる。その結果、ボール螺子ナットの脱離を防止して、より高い信頼性を確保することができる。そして、特に、ボール螺子ナット及び中空軸とは別体にコレットを形成する構成において、より顕著な効果を得ることができる。

本発明によれば、変形を生じさせることなく確実にボール螺子ナットを固定して、高い信頼性及び静粛性と優れた操舵フィーリングとを実現するとともに、併せて製造時における作業性の向上を図ることが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成を示す断面図。 ボール螺子装置近傍の拡大断面図。 ボール螺子ナット、モータシャフト及びコレット、並びにテーパナットの斜視図。 ボール螺子ナット、モータシャフト及びコレット、並びにテーパナットの側面図。 コレット及びテーパナットによるボール螺子ナットとモータシャフトとの連結の態様を示す説明図。 Ａ−Ａ断面図。 別例のボール螺子ナット、モータシャフト及びコレット、並びにテーパナットの側面図。 別例のボール螺子ナット、モータシャフト及びコレット、並びにテーパナットの側面図。 別例のボール螺子ナット、モータシャフト及びコレット、並びにテーパナットの側面図。 （ａ）（ｂ）別例のボール螺子ナット、モータシャフト及びコレット、並びにテーパナットの斜視図。 別例のボール螺子装置近傍の拡大断面図。 ボール軸受を用いたボール螺子ナットの抜止構造を示す断面図。

以下、本発明を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、本実施形態のＥＰＳ１において、略円筒状をなすハウジング２に挿通されたラック軸３は、ラックガイド及び滑り軸受（ともに図示略）に支承されることにより、その軸方向に沿って移動可能に収容支持されている。そして、同ラック軸３は、周知のラック＆ピニオン機構を介してステアリングシャフトと連結されることにより、ステアリング操作に伴い軸方向に往復動するようになっている。

また、ＥＰＳ１は、駆動源としてのモータ４と、同モータ４の回転をラック軸３の軸方向移動に変換するボール螺子装置５とを備えている。そして、本実施形態のＥＰＳ１は、これらラック軸３、モータ４及びボール螺子装置５が、ハウジング２内に一体に収容された所謂ラックアシスト型のＥＰＳとして構成されている。

詳述すると、本実施形態のモータ４は、中空軸状に形成されたモータシャフト６を有しており、同モータシャフト６は、ハウジング２の内周に設けられた軸受７に支承されることより、同ハウジング２の軸方向に沿って配置されている。また、本実施形態のモータ４では、このモータシャフト６の周面にマグネット８を固着することによりモータロータ９が形成されている。そして、本実施形態のモータ４は、そのモータロータ９の径方向外側を包囲するモータステータ１０がハウジング２の内周に固定されるとともに、そのモータシャフト６内にラック軸３が挿通されることにより、ハウジング２内においてラック軸３と同軸に配置されている。

また、本実施形態のラック軸３は、その外周に螺子溝１１を螺刻することにより、螺子軸として構成されている。そして、本実施形態のボール螺子装置５は、このラック軸３に複数のボール１２を介してボール螺子ナット１３を螺着することにより形成されている。

具体的には、図２に示すように、略円筒状に形成されたボール螺子ナット１３の内周には、上記ラック軸３側の螺子溝１１に対応する螺子溝１４が形成されており、ボール螺子ナット１３は、その螺子溝１４がラック軸３側の螺子溝１１と対向するように同ラック軸３に外嵌されている。そして、各ボール１２は、これら二つの螺子溝１１，１４が対向することにより形成される螺旋状の転動路Ｌ１内に配設されている。

また、ボール螺子ナット１３には、螺子溝１４内の二箇所（接続点Ｐ１，Ｐ２）に開口する還流路Ｌ２が形成されている。尚、本実施形態では、この還流路Ｌ２は、ボール螺子ナット１３に対して、上記転動路Ｌ１から各ボール１２を掬い上げる機能及び同転動路Ｌ１への再排出機能を備えた循環部材１５を装着することにより形成される。そして、上記転動路Ｌ１は、この還流路Ｌ２により、その開口位置に対応する二つの接続点Ｐ１，Ｐ２間が短絡されている。

即ち、ラック軸３とボール螺子ナット１３との間の転動路Ｌ１内に介在された各ボール１２は、ラック軸３に対するボール螺子ナット１３の相対回転により、その負荷を受けつつ転動路Ｌ１内を転動する。また、転動路Ｌ１内を転動した各ボール１２は、更に、ボール螺子ナット１３に形成された上記還流路Ｌ２を通過することにより、その転動路Ｌ１に設定された二つの接続点Ｐ１，Ｐ２間を下流側から上流側へと移動する。そして、ボール螺子装置５は、その転動路Ｌ１を転動する各ボール１２が還流路Ｌ２を介して無限循環することにより、ボール螺子ナット１３の回転をラック軸３の軸方向移動に変換することが可能となっている。

本実施形態では、ボール螺子ナット１３は、モータシャフト６の軸方向端部６ａに連結されており、駆動源であるモータ４の回転は、このボール螺子ナット１３がモータシャフト６とともに一体回転することによりボール螺子装置５へと入力される。そして、本実施形態のＥＰＳ１は、そのモータトルクに基づき軸方向移動するラック軸３の押圧力を、ステアリング操作を補助するためのアシスト力として、操舵系に付与する構成となっている。

（ボール螺子ナットの固定構造）
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるボール螺子ナットの固定構造について説明する。
図２〜図４に示すように、本実施形態では、ボール螺子ナット１３の軸方向端部１３ａには、その軸方向（図２中、右方向）に延びる略円筒状の連結筒２０が形成されており、上記ラック軸３は、この連結筒２０を介してボール螺子ナット１３に挿通されている。また、モータシャフト６の軸方向端部６ａには、軸方向に向って延設されることにより上記連結筒２０の径方向外側を包囲する複数の把持片２１を備えたコレット２２が形成されている。そして、本実施形態では、このコレット２２が設けられたモータシャフト６の軸方向端部６ａにテーパナット２３を取着し、同テーパナット２３により撓められた各把持片２１に上記連結筒２０を把持させることにより、同モータシャフト６とボール螺子ナット１３とを一体回転可能に連結（固定）する構成となっている。

詳述すると、本実施形態のコレット２２は、モータシャフト６の軸方向端部６ａにおいて、周方向に等角度間隔（本実施形態では９０°間隔）で配置された４つの把持片２１を備えてなる。尚、本実施形態では、これら各把持片２１は、モータシャフト６の軸方向端部６ａに設けられた略円筒状の加工体（図示略）に対して、等角度間隔（本実施形態では９０°間隔）で軸方向に延びる複数（本実施形態では４つ）のスリット２４を切削加工することにより、モータシャフト６と一体に形成される。また、本実施形態では、各把持片２１の円弧状に湾曲した外周面（径方向外側の面）２１ａには、上記テーパナット２３を螺着するための螺子溝２６が刻設されている。そして、各把持片２１は、これらの各螺子溝２６が形成する螺着部２７に対してテーパナット２３が螺着され、その先端２８側が同テーパナット２３に押圧されることによって、径方向内側に弾性変形する構成となっている。

即ち、コレット２２は、その外周に固定手段としてのテーパナット２３が取着されることにより縮径する。そして、そのテーパナット２３により撓められた各把持片２１の先端２８がボール螺子ナット１３の軸方向端部１３ａに設けられた連結筒２０の外周面２０ａに当接し、同連結筒２０を把持することにより、同ボール螺子ナット１３をモータシャフト６の軸方向端部６ａに固定することが可能となっている。

さらに詳述すると、図５に示すように、テーパナット２３は、その螺子溝３０が螺刻されたナット部３１の軸方向端部（螺着方向手前側の端部、同図中、左側）に設けられて、螺着方向手前側に向って縮径するテーパ面３２を備えている。換言すると、テーパナット２３は、そのテーパ面形成部分の内径が、ナット部３１に近い螺着方向進行側（同図中、右側の内径Ｄ２）よりも螺着方向手前側（内径Ｄ１）の方が小さく設定されている（Ｄ１＜Ｄ２）。そして、コレット２２の外周に螺着される際、同コレット２２を構成する各把持片２１の先端２８側に当接したテーパ面３２が、その螺子対偶による軸方向移動に従って該各把持片２１を押圧することにより、その先端２８側を径方向内側に撓ませる構成となっている。

尚、本実施形態では、各把持片２１の先端２８の径方向外側は、上記テーパナット２３のテーパ面３２に対応したテーパ面３３となっている。そして、これら両テーパ面３２，３３を当接部とすることにより、テーパナット２３の容易且つ円滑な螺着が可能となっている。

更に、図５に示すように、各把持片２１の内周面（径方向内側の面）２１ｂには、その外周面２１ａに刻設された上記螺子溝２６に対応する位置において、径方向内側に突出する支持突部３４が設けられている。そして、本実施形態では、各把持片２１が上記のように弾性変形する前の状態において、その径方向内側に配置された連結筒２０の外周面２０ａに上記支持突部３４が当接するように設定することにより、各把持片２１の弾性変形に伴う螺子溝２６の歪みを抑制して、テーパナット２３の円滑な螺着を担保する構成となっている。

また、図２に示すように、本実施形態では、ボール螺子ナット１３の軸方向端部１３ａに設けられた連結筒２０の外周面２０ａには、その基端部において周方向に延びる溝状の凹部３５が形成されている。そして、上記のようにテーパナット２３により撓められた各把持片２１の先端２８は、この凹部３５内において連結筒２０を把持する構成となっている。

具体的には、各把持片２１の先端２８には、周方向に延びる断面略三角形状の突条部３６が径方向内側に向って突設されている。そして、本実施形態では、上記テーパナット２３に押圧されて各把持片２１が撓むことにより、該各把持片２１において先端側（各図中、左側）に位置する突条部３６の側面３６ａが、上記凹部３５の底面３５ａに当接するようになっている。

更に、本実施形態の突条部３６は、各把持片２１の基端側（各図中、右側）に位置する方の側面３６ｂが、上記のように該各把持片２１の先端２８が撓められ、その先端側の側面３６ａが凹部３５の底面３５ａに当接する状態において、同凹部３５の壁面３５ｂと略対向する位置関係となるように形成されている。そして、本実施形態では、連結筒２０がコレット２２から離間する方向に軸方向移動した場合には、これら突条部３６（の側面３６ｂ）と凹部３５（の壁面３５ｂ）とが係合することにより、その軸方向移動を規制する構成となっている。即ち、本実施形態では、これら凹部３５及び突条部３６により、コレット２２と連結筒２０との離間方向の相対移動を規制可能な係合部及び被係合部が構成されている。

また、図２〜図４に示すように、ボール螺子ナット１３に設けられた連結筒２０の外周面２０ａには、その先端部において径方向外側に向って突出する係合突部３７が設けられている。具体的には、本実施形態では、周方向に均等間隔（１８０°間隔）で二つの係合突部３７が設けられている。そして、図６に示すように、連結筒２０は、その各係合突部３７が上記各把持片２１間に形成されたスリット２４内に配置された状態で、該各把持片２１により把持される構成となっている。尚、図５には、係合突部３７が配置されていないスリット２４に対応する部分の断面が示されている。

即ち、本実施形態では、これら各係合突部３７及びスリット２４（把持片２１）の周方向における係合により、中空軸としてのモータシャフト６とボール螺子ナット１３との相対回転が規制されている。そして、これにより、効率よくモータトルクを伝達することが可能な構成となっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）ボール螺子ナット１３の軸方向端部１３ａには軸方向に延びる略円筒状の連結筒２０が形成される。また、モータシャフト６の軸方向端部６ａには、軸方向に延設されることにより上記連結筒２０の径方向外側を包囲する複数の把持片２１を備えたコレット２２が形成される。そして、コレット２２の外周にテーパナット２３を螺着し、各把持片２１を径方向内側に撓ませて連結筒２０を把持させることにより、モータシャフト６とボール螺子ナット１３とを連結する。

上記構成によれば、コレット２２内に連結筒２０を挿入し、同コレット２２にテーパナット２３を螺着するだけで、容易且つ確実にモータシャフト６とボール螺子ナット１３とを一体回転可能に連結することができる。その結果、高い信頼性を確保しつつ、製造時における作業性を大幅に向上させることができる。また、そのテーパナット２３を螺着する際の締め付け力は、連結筒２０に作用するので、転動路Ｌ１を構成する螺子溝１４が螺刻されたボール螺子ナット１３の本体部分には作用しない。従って、その連結によりボール螺子ナット１３の変形及びそれに伴う転動路Ｌ１の歪みが生ずる可能性を低減することができる。そして、これにより、高い静粛性及び優れた操舵フィーリングを実現することができるようになる。加えて、従来のフランジ間の締結による固定構造との比較においては、そのフランジの廃止（又は小径化）によって、装置の小型化を図ることが可能という利点がある。

（２）連結筒２０の外周面２０ａには、その先端部において径方向外側に向って突出する係合突部３７が設けられる。そして、連結筒２０は、その各係合突部３７が上記各把持片２１間に形成されたスリット２４内に配置された状態で、該各把持片２１により把持される。

上記構成によれば、連結筒２０側の各係合突部３７とモータシャフト６側のスリット２４（把持片２１）とが周方向において係合することにより、モータシャフト６とボール螺子ナット１３との相対回転が規制される。その結果、効率よくモータトルクを伝達することができる。

（３）連結筒２０の外周面２０ａには、その基端部において周方向に延びる溝状の凹部３５が形成される。また、各把持片２１の先端２８には、周方向に沿って延びる断面略三角状の突条部３６が径方向内側に向って突設されており、該各把持片２１は、テーパナット２３に押圧されて撓むことにより、この突条部３６（先端側の側面３６ａ）が上記連結筒２０側の凹部３５（の底面３５ａ）に当接する。そして、連結筒２０がコレット２２から離間する方向に軸方向移動した場合には、これら突条部３６（の基端側の側面３６ｂ）と凹部３５（の壁面３５ｂ）とが係合することで、その離間方向の相対移動が規制される。

上記構成によれば、簡素な構成にてボール螺子ナット１３の脱離を防止することができる。その結果、より高い信頼性を確保することができる。
（４）突条部３６は、その各把持片２１において先端側に位置する側面３６ａが、各把持片２１の弾性変形により、連結筒２０の外周面２０ａに当接するように形成される。これにより、連結筒２０が面接触で各把持片２１に把持される。その結果、ボール螺子ナット１３の連結状態をより確実なものとして、更なる信頼性の向上を図ることができる。

（５）各把持片２１の先端２８には、上記テーパナット２３のテーパ面３２に対応するテーパ面３３が形成される。これにより、容易且つ円滑にテーパナット２３を螺着することができる。

（６）各把持片２１の内周面２１ｂには、その外周面２１ａに刻設された螺子溝２６に対応する位置において、径方向内側に突出する支持突部３４が設けられる。そして、各把持片２１は、この支持突部３４が、弾性変形前の状態において、連結筒２０の外周面２０ａに当接するように構成される。

上記構成によれば、各把持片２１の弾性変形に伴う螺子溝２６の歪みを抑制して、テーパナット２３の円滑な螺着を担保することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、本発明をモータ４とラック軸３とが同軸に配置される同軸モータ型のＥＰＳに具体化した。しかし、これに限らず、モータにより駆動される中空軸を有するラックアシスト型のＥＰＳであって、その中空軸の軸方向端部にボール螺子ナットを連結する構成を有するものであれば、モータ配置については、特に限定するものではない。即ち、例えば、モータとラック軸とが平行配置される所謂パラレル型や、モータの軸線がラック軸と斜交するように配置されるラッククロス型のＥＰＳに適用してもよい。

・上記実施形態では、コレット２２は、周方向に均等配置された４つの把持片２１を備えて構成されることとしたが、把持片の数は、これに限るものではない。
・また、各把持片２１間に配置される連結筒２０側の係合突部３７の数についてもまた、上記実施形態に示された２つに限るものではない。

・上記実施形態では、各把持片２１の外周面２１ａに螺子溝２６を刻設することにより、テーパナット２３の螺着部２７が形成されることとした。しかし、コレットの径方向外側にテーパナットを同軸配置し、その各把持片を径方向内側に撓ませて連結筒を把持させることが可能であれば、その螺着部の形成位置については、これに限るものではない。

例えば、図７に示すように、各把持片２１が設けられたモータシャフト６の本体部分に螺子溝４２を螺刻することにより、テーパナット４１を螺着するための螺着部４３を形成する等としてもよい。尚、この場合、各把持片２１の外周には、螺子溝を刻設する必要がないことはいうまでもない。

・上記実施形態では、コレット２２は、モータシャフト６の軸方向端部６ａにおいてモータシャフト６と一体に形成されることした。しかし、これに限らず、モータシャフトとは別体にコレットを形成して、その軸方向端部に配置する構成であってもよい。

具体的には、例えば、図８に示すように、円環状の基部４５から軸方向に向って複数の把持片４６を延設することによりコレット４７を形成する。そして、モータシャフト４８の軸方向端部４８ａの内周に形成された嵌合部４９に対し、その基部４５を嵌着することによって、コレット４７をモータシャフト４８の軸方向端部４８ａに配置する構成とすればよい。このような構成とすることで、コレット４７を容易に形成することができ、且つその組付け作業が煩雑化することもない。

尚、この図８に示す例では、コレット４７側の基部４５及びモータシャフト４８側の嵌合部４９に、それぞれ係合突部５０及び係合凹部５１を形成し、周方向において両者を係合させることにより、コレット４７とモータシャフト４８との相対回転が規制されている。しかし、テーパナット４１の締め付け力のみで、十分なトルク伝達が可能であれば、必ずしも、このような係合突部５０及び係合凹部５１を形成する必要はない。

・上記実施形態では、ボール螺子ナット１３側を第１の軸方向端部として同軸方向端部１３ａに連結筒２０を設け、モータシャフト６側を第２の軸方向端部として同軸方向端部６ａにコレット２２を設けることとした。

しかし、これに限らず、図９に示すように、モータシャフト５２側を第１の軸方向端部として同軸方向端部５２ａに連結筒５３を設け、ボール螺子ナット５４側を第２の軸方向端部として同軸方向端部５４ａにコレット５５を設ける構成としてもよい。このような構成としても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

・上記実施形態では、連結筒２０の外周面２０ａに複数の係合突部３７を設け、該各係合突部３７をコレット２２側の各把持片２１間に形成されたスリット２４内に配置する。そして、その連結筒２０側の各係合突部３７とモータシャフト６側のスリット２４（把持片２１）とが周方向において係合することによって、モータシャフト６とボール螺子ナット１３との相対回転を規制する構成とした。

しかし、中空軸であるモータシャフト６とボール螺子ナット１３との相対回転を規制する規制手段の構成は、必ずしもこれに限るものではない。具体的には、例えば、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、連結筒５７（の外周面）及び各把持片５８（の内周面）に、それぞれスプライン嵌合部５９，６０を形成する等としてもよい。

また、上記実施形態と同様の構成においては、連結筒２０の基端部に形成した凹部３５について、各把持片２１の先端２８に設けられた突条部３６が、周方向においても同凹部３５と係合するように形状を変更してもよい。

・また、モータシャフト側において規制手段を構成する要素（例えば、上記スリット２４やスプライン嵌合部６０等）の形成位置は、コレット２２に限らず、モータシャフト６の本体部分であってもよい。即ち、コレット及び該コレットが設けられた第２の軸方向端部の少なくとも何れかと連結筒とを係合させることが可能であればよい。

・更に、固定手段としてのテーパナット２３（４１）の締め付け力のみで、十分なトルク伝達が可能であれば、回転方向の規制手段は、必ずしも設けなくともよい。
・上記実施形態では、コレット２２の外周にテーパナット２３を螺着することにより、テーパナット２３を固定手段として、各把持片２１を径方向内側に撓ませて連結筒２０を把持させることとした。しかし、固定手段については、必ずしもこのようなテーパナット２３に限るものではなく、コレット２２の径方向外側に配置されることにより各把持片２１を径方向内側に撓ませて連結筒２０を把持させることができればよい。

例えば、軸方向移動により各把持片２１を径方向内側に押圧可能なテーパ面を備え、圧入により該各把持片２１の径方向外側に配置される環状体を固定手段とするとよい。このような構成としても、容易且つ確実にボール螺子ナットを連結（固定）することができる。

具体的には、図１１に示すように、コレット２２を構成する各把持片２１の径方向外側に同軸配置される第１環状部材６１と、圧入により同第１環状部材６１に外嵌される第２環状部材６２とを設ける。第１環状部材６１の軸方向端部内周及び外周には、コレット２２の先端側（同図中、左側）に向って縮径するテーパ面６１ａ，６１ｂを形成し、第２環状部材６２の軸方向端部内周には、第１環状部材６１に圧入嵌合されることにより、同第１環状部材６１の外周側のテーパ面６１ｂに当接するテーパ面６２ａを形成する。そして、第１環状部材６１の内周側のテーパ面６１ａを各把持片２１に当接させた状態で、コレット２２の先端側（同図中、左側）から上記第２環状部材６２を圧入嵌合することにより、これら第１環状部材６１及び第２環状部材６２を、上記環状体６３として機能させることができる。

即ち、第２環状部材６２を圧入嵌合することで、その摩擦抵抗により第１環状部材６１がコレット２２の基端側に向って軸方向移動し、その内周に形成されたテーパ面６１ａがコレット２２を構成する各把持片２１を押圧することにより、該各把持片２１が径方向内側に弾性変形する。そして、その圧入嵌合による摩擦抵抗により、第１環状部材６１の軸方向位置が維持されることで、該各把持片２１により連結筒２０を把持、即ちボール螺子ナット１３を固定することができる。

特に、この図１１に示す例では、第２環状部材６２の内周に形成されたテーパ面６２ａが、第１環状部材６１の外周に形成されたテーパ面６１ｂに当接することで、同第１環状部材６１の軸方向移動、及びそのテーパ面６１ａ，６１ｂ形成部位における径方向内側への押圧力が増幅される。従って、より容易且つ確実にボール螺子ナットを連結することができ、これにより、更なる作業性及び信頼性の向上が期待できる。

尚、この図１１に示す構成は、あくまで一例であり、例えば、一の部材からなる環状体を固定手段としてもよいことはいうまでもない。
・上記実施形態では、連結筒２０の外周面２０ａに形成された凹部３５と各把持片２１の先端２８から径方向内側に突設された突条部３６とを係合させることにより、連結筒２０とコレット２２との軸方向における離間方向の相対移動を規制する構成とした。しかし、これに限らず、少なくとも離間方向の相対移動を規制可能な構成であれば、どのようなものであってもよい。従って、離間方向のみならず近接方向の相対移動をも規制可能な構成であってもよいことはいうまでもない。

・また、より直接的にボール螺子ナット１３とモータシャフト６との軸方向における離間方向の相対移動を規制する構成を設けてもよい。
具体的には、例えば、図１２に示す例では、そのボール螺子ナット１３が、ハウジング６６に設けられた転がり軸受としてのボール軸受６７により支承されている。また、ハウジング６６は、円筒状をなす第１ハウジング６８と同第１ハウジング６８の開口端６８ａを閉塞する第２ハウジング６９とからなる。そして、ボール軸受６７は、その内輪６７ａがボール螺子ナット１３の外周に固定されるとともに、その外輪６７ｂが第１ハウジング６８の開口端６８ａ近傍において同第１ハウジング６８の内周に嵌合されている。

このような構成を有する場合において、ボール螺子ナット１３の軸方向端部１３ａ（同図中右側、モータシャフト６側の軸方向端部）に径方向に拡開するフランジ７０を形成する。また、第１ハウジング６８の開口端６８ａに固定される第２ハウジング６９の固定端６９ａに、同第１ハウジング６８内に配置される挿入部７１を形成する。尚、この例において、挿入部７１は、その外径が第１ハウジング６８の内径と略等しい略円筒状に形成されている。そして、これらのフランジ７０及び挿入部７１を、それぞれボール軸受６７の軸方向端面に当接、具体的には、ボール軸受６７の内輪６７ａにフランジ７０を当接し、その外輪６７ｂに挿入部７１を当接させる。

このような構成とすることで、ボール螺子ナット１３とモータシャフト６との軸方向における離間方向の相対移動を規制することができる。その結果、ボール螺子ナット１３の脱離を防止して、より高い信頼性を確保することができる。そして、特に、コレットを別体とした構成（図８参照）においては、より顕著な効果を得ることができる。

１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２，６６…ハウジング、３…ラック軸、４…モータ、５…ボール螺子装置、６，４８，５２…モータシャフト、６ａ，４８ａ，５２ａ…軸方向端部、１１，１４…螺子溝、１２…ボール、１３，５４…ボール螺子ナット、１３ａ，５４ａ…軸方向端部、１５…循環部材、２０，５３，５７…連結筒、２０ａ…外周面、２１，４６，５８…把持片、２１ａ…外周面、２１ｂ…内周面、２２，５５…コレット、２３，４１…テーパナット、２４…スリット、２６，４２…螺子溝、２７，４３…螺着部、３０…螺子溝、３１…ナット部、３２…テーパ面、３４…支持突部、３５…凹部、３５ａ…底面、３５ｂ…壁面、３６…突条部、３６ａ，３６ｂ…側面、３７…係合突部、４５…基部、４９…嵌合部、５０…係合突部、５１…係合凹部、５９，６０…スプライン嵌合部、６１…第１環状部材、６１ａ，６１ｂ…テーパ面、６２…第２環状部材、６２ａ…テーパ面、６３…環状体、６７…ボール軸受、６７ａ…内輪、６７ｂ…外輪、６８…第１ハウジング、６８ａ…開口端、６９…第２ハウジング、６９ａ…固定端、７０…フランジ、７１…挿入部、Ｌ１…転動路、Ｌ２…還流路。

Claims (7)

1. 軸方向に往復動可能に設けられたラック軸と、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軸と、該中空軸の回転を前記ラック軸の軸方向移動に変換するボール螺子装置とを備え、前記ボール螺子装置は、前記中空軸の軸方向端部にボール螺子ナットを固定し、該ボール螺子ナットの内周に螺刻された螺子溝と前記ラック軸の外周に螺刻された螺子溝とが対向してなる螺旋状の転動路内に複数のボールを配することにより形成される電動パワーステアリング装置であって、
   前記ボール螺子ナット又は前記中空軸の何れか一方の軸方向端部に設けられた連結筒と、
   前記ボール螺子ナット又は前記中空軸のうち前記連結筒が設けられていない他方側の第２の軸方向端部に設けられて前記連結筒の径方向外側を包囲する複数の把持片を備えたコレットと、
   前記コレットの径方向外側に配置されることにより前記各把持片を径方向内側に撓ませて前記連結筒を把持させる固定手段とを備えたこと、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記コレット及び該コレットが設けられた第２の軸方向端部の少なくとも何れかと前記連結筒とを係合させて、前記中空軸とボール螺子ナットとの相対回転を規制する規制手段を備えること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記コレットは、前記第２の軸方向端部に対して相対回転不能に設けられるものであって、
   前記規制手段は、軸方向に延びる前記各把持片間に形成されたスリットと、前記連結筒の外周に設けられて前記スリット内に配置される係合突部とからなること、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
4. 請求項１〜請求項３の何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、
   前記コレットは、軸方向移動不能に前記第２の軸方向端部に設けられるものであって、
   前記各把持片及び前記連結筒には、係合により前記コレットと前記連結筒との軸方向における少なくとも離間方向の相対移動を規制可能な係合部及び被係合部が形成されること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
5. 請求項１〜請求項４の何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、
   前記固定手段は、螺着に伴う軸方向移動により前記各把持片を径方向内側に押圧するテーパ面を備えたテーパナットであること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
6. 請求項１〜請求項４の何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、
   前記固定手段は、軸方向移動により前記各把持片を径方向内側に押圧可能なテーパ面を備え、圧入により前記各把持片の径方向外側に配置される環状体であること、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
7. 請求項１〜請求項６の何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、
   前記ボール螺子ナットは、ハウジングに設けられた転がり軸受により支承されるとともに、前記ハウジングは、筒状をなす第１ハウジングと該第１ハウジングの開口端を閉塞する第２ハウジングとからなり、前記転がり軸受は、前記開口端の近傍において前記第１ハウジングに固定されるものであって、
   前記ボール螺子ナットの前記中空軸側に位置する軸方向端部に径方向外側に延びるフランジを形成するとともに、前記第１ハウジングの開口端に固定される第２ハウジングの固定端に前記第１ハウジング内に配置される挿入部を設け、前記転がり軸受の軸方向端面を前記フランジ及び前記挿入部に当接させたこと、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。

Images