JP2022095290A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】支持軸受の軸方向変位を防止するための止めねじが緩むことを防止できる、電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】軸受ハウジング部１０ａにインロー嵌合する嵌合筒部４１のうちで、従動プーリ２０ａを収容する第２空間４５の周囲に配置された部分の先端面及びプーリ収容部９ａの内部空間を仕切る隔壁部３９の先端面と、止めねじ１８ａとの間に、弾性部材７１を、ラック軸３ａの軸方向に圧縮変形した状態で挟持する。【選択図】図８

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。

電動パワーステアリング装置は、補助動力源として電動モータを利用する。このような電動パワーステアリング装置は、補助動力源として油圧を利用する油圧パワーステアリング装置に比べて、小型かつ軽量に構成でき、補助動力の大きさの制御が容易で、しかもエンジンの動力損失が少ないなどの利点がある。電動パワーステアリング装置は、電動モータの設置位置の相違により、コラムアシスト式、ピニオンアシスト式、ラックアシスト式の３種類に大別される。

図１８及び図１９は、特開２０１３－２２６８８０号公報（特許文献１）に記載された、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置の従来構造の１例を示している。

電動パワーステアリング装置１は、図示しない左右の操舵輪の間部分に、ステアリングギヤユニット２を備える。ステアリングギヤユニット２は、左右の操舵輪に、運転者のステアリングホイールの操作に応じた所望の舵角を付与する。

ステアリングギヤユニット２は、車両の幅方向に軸方向（長手方向）を向けて配置されたラック軸３と、ラック軸３と噛合したピニオン軸４とを有する。ステアリングギヤユニット２は、図示しないステアリングホイールの回転運動を、ラック軸３の直線運動に変換する。

ピニオン軸４は、ステアリングホイールに対し、図示しないステアリングシャフト、自在継手及び中間シャフトなどを介して接続されており、ステアリングホイールの操舵操作に伴って回転する。ピニオン軸４の回転は、ラック軸３の往復直線運動に変換され、ラック軸３の軸方向両側の端部に接続されたタイロッド５を押し引きする。

ラック軸３及びピニオン軸４は、車両に固定されたハウジング６の内側に収容されている。ハウジング６は、主ハウジング部７と副ハウジング部８とを連結してなる。

主ハウジング部７は、ラック軸３の軸方向に関して一方側（図１８及び図１９の右側）の端部に、後述するプーリ機構１４を収容するためのプーリ収容部９を有する。副ハウジング部８は、ラック軸３の軸方向に関して他方側（図１８及び図１９の左側）の端部に、後述する支持軸受１３を収容するための軸受ハウジング部１０を有する。主ハウジング部７と副ハウジング部８とは、プーリ収容部９の内部空間と軸受ハウジング部１０の内部空間とを連通させた状態で連結される。

ステアリングギヤユニット２は、ラック軸３に操舵補助力を付与し、運転者がステアリングホイールを操作するのに必要な操舵力を軽減するために、アシスト装置１１をさらに備える。アシスト装置１１は、ボールねじ機構１２と、支持軸受１３と、プーリ機構１４と、電動モータ１５と、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、図示しないトルクセンサとを備える。

ボールねじ機構１２は、電動モータ１５の回転運動をラック軸３の往復直線運動に変換するためのもので、外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝を有するラック軸３と、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝を有するナット１６と、複数個のボール１７とから構成されている。

支持軸受１３は、軸受ハウジング部１０に内嵌されており、ボールねじ機構１２を構成するナット１６を、軸受ハウジング部１０の内側に回転のみ可能に支持している。支持軸受１３が、軸受ハウジング部１０に対して軸方向に相対変位することを防止するために、軸受ハウジング部１０の内周面の開口部に、円環形状を有する止めねじ１８を螺着している。そして、止めねじ１８の側面を、支持軸受１３を構成する外輪の側面に押し付けている。

プーリ機構１４は、プーリ収容部９の内側に収容されている。プーリ機構１４は、電動モータ１５のモータ出力軸の先端部に固定された駆動プーリ１９と、ボールねじ機構１２を構成するナット１６に固定された従動プーリ２０と、駆動プーリ１９と従動プーリ２０とに掛け渡されたベルト２１とから構成されており、電動モータ１５の回転を減速してナット１６に伝達する。

電動モータ１５は、トルクセンサの出力信号に基づいて、電子制御ユニットにより駆動制御される。電動モータ１５が発生する駆動トルクは、プーリ機構１４及びボールねじ機構１２を介して、ラック軸３に対して操舵補助力として伝達される。これにより、運転者がステアリングホイールを操作するのに必要な操舵力を軽減することができる。

特開２０１３－２２６８８０号公報

特開２０１３－２２６８８０号公報に記載された従来構造の電動パワーステアリング装置１は、止めねじ１８が緩む可能性がある。たとえば、電動パワーステアリング装置を構成するハウジング６は、近年、軽量化を目的としてアルミニウム合金などの軽合金から造られることがあるのに対して、支持軸受１３の軸方向変位を防止するための止めねじ１８は、鉄系合金から造られることもある。このため、熱膨張係数の違いから、止めねじ１８が緩む可能性がある。また、ハウジング６と止めねじ１８とを同種金属製とした場合にも、支持軸受１３を構成する外輪に、軸受ハウジング部１０に対して相対回転するクリープが発生した場合には、外輪の回転によって止めねじ１８が連れ回わされ、止めねじ１８が緩む可能性がある。いずれにしても、止めねじ１８が緩んだ場合には、支持軸受１３が軸受ハウジング部１０に対して軸方向に相対変位したり、止めねじ１８が従動プーリ２０に接触して、従動プーリ２０の回転を阻害したりする可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、支持軸受の軸方向変位を防止するための止めねじが緩むことを防止できる、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。

本発明の電動パワーステアリング装置は、ハウジングと、ボールねじ機構と、支持軸受と、止めねじと、弾性部材と、を備える。
前記ハウジングは、プーリ収容部を有する主ハウジング部と、軸受ハウジング部を有する副ハウジング部とを結合してなる。
前記ボールねじ機構は、外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝を有するラック軸と、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝を有するナットと、前記軸側ボールねじ溝と前記ナット側ボールねじ溝との間を転動する複数個のボールと、を有する。
前記支持軸受は、前記軸受ハウジング部に内嵌され、前記ナットを、前記軸受ハウジング部の内側に回転のみ可能に支持する。
前記止めねじは、円環形状を有しており、前記軸受ハウジング部の内周面に螺着され、前記支持軸受が軸方向に変位することを防止する。
前記弾性部材は、前記ラック軸の軸方向に圧縮変形可能である。
前記プーリ収容部は、開口縁部に前記軸受ハウジング部にインロー嵌合する嵌合筒部と、駆動プーリを収容する第１空間と従動プーリを収容する第２空間とに内部空間を仕切る隔壁部と、をそれぞれ有している。
前記弾性部材は、前記嵌合筒部のうちで前記第２空間の周囲に配置された部分の先端面及び／又は前記隔壁部の先端面と、前記止めねじとの間に、前記ラック軸の軸方向に圧縮変形した状態で挟持されている。

本発明の一態様にかかる電動パワーステアリング装置では、前記弾性部材を、前記嵌合筒部のうちで前記第２空間の周囲に配置された部分の先端面及び／又は前記隔壁部の先端面と、前記止めねじとのいずれかに固定することができる。前記弾性部材の固定方法としては、たとえば、接着固定、貼着固定、かしめ固定、圧入固定など、従来から知られた各種方法を採用できる。

本発明の一態様にかかる電動パワーステアリング装置では、前記弾性部材を、円環形状を有するものとし、前記嵌合筒部のうちで前記第２空間の周囲に配置された部分の先端面及び前記隔壁部の先端面と、前記止めねじとの間に挟持することができる。
あるいは、前記弾性部材を、円弧形状を有する高分子材料製（弾性材製）の弾性片から構成し、前記嵌合筒部のうちで前記第２空間の周囲に配置された部分の先端面及び／又は前記隔壁部の先端面と、前記止めねじとの間に挟持することができる。
この場合には、円環平板形状を有するガイド板をさらに備え、前記ガイド板を、前記嵌合筒部のうちで前記第２空間の周囲に配置された部分の先端面及び前記隔壁部の先端面と、前記弾性部材との間に挟持することができる。
また、前記弾性部材を、１個の前記弾性片から構成することもできるし、複数個の前記弾性片から構成することもできる。

本発明の一態様にかかる電動パワーステアリング装置では、前記弾性部材を、ゴムなどの高分子材料製とすることもできるし、金属製とすることもできる。

本発明によれば、支持軸受の軸方向変位を防止するための止めねじが緩むことを防止できる、電動パワーステアリング装置を実現できる。

図１は、実施の形態の第１例を示す、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置の模式図である。 図２は、実施の形態の第１例にかかる電動パワーステアリング装置を構成するステアリングギヤユニットを示す、正面図である。 図３は、実施の形態の第１例にかかる電動パワーステアリング装置を構成するステアリングギヤユニットを示す、背面図である。 図４は、実施の形態の第１例にかかる電動パワーステアリング装置を構成するステアリングギヤユニットを示す、平面図である。 図５は、実施の形態の第１例にかかる電動パワーステアリング装置を構成するステアリングギヤユニットを示す、右側面図である。 図６は、実施の形態の第１例に関して、主ハウジング部を取り出し、軸方向他方側（図２の左側）から見た拡大斜視図である。 図７は、図２のＡ－Ａ線断面である。 図８は、図２のＢ－Ｂ線断面である。 図９は、図８の上半部拡大図である。 図１０は、実施の形態の第１例に関して、止めねじ及び弾性部材を取り出し、軸方向他方側から見た端面図である。 図１１は、実施の形態の第１例に関して、弾性部材を取り出して示す斜視図である。 図１２は、実施の形態の第２例を示す、図８の部分拡大図に相当する図である。 図１３は、実施の形態の第３例に関して、主ハウジング部及び弾性部材を取り出し、軸方向他方側から見た拡大斜視図である。 図１４は、実施の形態の第３例を示す、図１２に相当する図である。 図１５は、実施の形態の第４例を示す、図１０に相当する図である。 図１６は、実施の形態の第４例を示す、図１１に相当する図である。 図１７は、実施の形態の第４例を示す、図１２に相当する図である。 図１８は、従来構造の１例のステアリングギヤユニットを示す、正面図である。 図１９は、図１８のＣ－Ｃ線断面図である。

［実施の形態の第１例］
実施の形態の第１例について、図１～図１１を用いて説明する。なお、以下の説明において、前後方向は、車両の前後方向を意味し、上下方向は、車両の上下方向を意味し、左右方向は、車両の幅方向を意味する。また、左右方向は、後述するラック軸３ａ及びラック軸収容部３１の軸方向に一致する。ラック軸３ａ及びラック軸収容部３１の軸方向に関して一方側とは、図１、図２及び図４の右側、図３の左側を指し、ラック軸３ａ及びラック軸収容部３１の軸方向に関して他方側とは、図１、図２及び図４の左側、図３の右側を指す。

〔電動パワーステアリング装置の全体構成〕
本例の電動パワーステアリング装置１ａは、図１に全体構成を示すように、ステアリングギヤユニット２ａにアシスト装置１１ａを備えた、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置である。電動パワーステアリング装置１ａは、ステアリングホイール２２と、ステアリングシャフト２３と、ステアリングコラム２４と、１対の自在継手２５ａ、２５ｂと、中間シャフト２６と、ステアリングギヤユニット２ａとを備えている。

ステアリングシャフト２３は、車体に支持されたステアリングコラム２４の内側に、回転自在に支持されている。ステアリングシャフト２３の後端部には、運転者が操舵操作するステアリングホイール２２が取り付けられている。ステアリングシャフト２３の前端部は、自在継手２５ａ、中間シャフト２６及び別の自在継手２５ｂを介して、ステアリングギヤユニット２ａを構成する、後述のピニオン軸４ａに接続されている。

〔ステアリングギヤユニット〕
ステアリングギヤユニット２ａは、左右の操舵輪９０の間部分に配置され、左右の操舵輪９０に、運転者のステアリングホイールの操作に応じた所望の舵角を付与する。ステアリングギヤユニット２ａは、ハウジング６ａと、ラック軸３ａと、ピニオン軸４ａと、押圧機構２７（図７参照）と、アシスト装置１１ａとを有する。

〈ハウジング〉
ハウジング６ａは、それぞれがアルミニウム系合金などの軽合金をダイキャスト成形することにより一体的に造られた主ハウジング部７ａと副ハウジング部８ａとを、複数本のボルト２８により左右方向に連結してなる。

ハウジング６ａは、ハウジング本体２９と、複数（図示の例では３つ）の車両取付部３０ａ、３０ｂ、３０ｃとを有する。ハウジング６ａのうち、左右方向に関してハウジング本体２９の一方側（図２の右側）の端部から他方側（図２の左側）部分、及び、１つの車両取付部３０ａは、主ハウジング部７ａに備えられており、左右方向に関してハウジング本体２９の他方側の端部、及び、２つの車両取付部３０ｂ、３０ｃは、副ハウジング部８ａに備えられている。

〈ハウジング本体〉
ハウジング本体２９は、ラック軸収容部３１と、ピニオン軸収容部３２と、ラックガイド収容部３３と、センサ収容部３４とを有する。

《ラック軸収容部》
ラック軸収容部３１は、主ハウジング部７ａのパイプ状部分及び副ハウジング部８ａの円筒状部分により構成されている。ラック軸収容部３１は、略円筒形状を有しており、ハウジング６ａを車両に固定した状態で、中心軸を左右方向に向け、略水平に配置される。ラック軸収容部３１は、軸方向に関して両側の端部が開口している。ラック軸収容部３１の内側には、ラック軸３ａが往復移動可能に収容されている。

ラック軸収容部３１は、軸方向中間部に、ラック軸収容部本体３５を有しており、軸方向両側の端部のそれぞれに、後述するブーツ５９の端部を結合するためのブーツ結合筒部３６ａ、３６ｂを有している。ラック軸収容部３１は、軸方向に関してラック軸収容部本体３５の他方側に、プーリ収容部９ａを有する。プーリ収容部９ａの内側には、アシスト装置１１ａを構成するプーリ機構１４ａが収容されている。ラック軸収容部３１は、軸方向に関してプーリ収容部９ａの他方側に、軸受ハウジング部１０ａを有する。軸受ハウジング部１０ａの内側には、アシスト装置１１ａを構成するボールねじ機構１２ａのナット１６ａ及び支持軸受１３ａが収容されている。

要するに、ラック軸収容部３１は、軸方向一方側から順に、ブーツ結合筒部３６ａ、ラック軸収容部本体３５、プーリ収容部９ａ、軸受ハウジング部１０ａ、ブーツ結合筒部３６ｂを有する。ブーツ結合筒部３６ａ、ラック軸収容部本体３５及びプーリ収容部９ａは、主ハウジング部７ａに備えられており、軸受ハウジング部１０ａ及びブーツ結合筒部３６ｂは、副ハウジング部８ａに備えられている。主ハウジング部７ａと副ハウジング部８ａとは、プーリ収容部９ａの内部空間と軸受ハウジング部１０ａの内部空間とを連通させた状態で連結されている。
なお、プーリ収容部９ａ及び軸受ハウジング部１０ａ並びにプーリ収容部９ａ及び軸受ハウジング部１０ａのそれぞれの内側に収容された部材に関する説明中、軸方向、径方向、円周方向は、特に断らない限り、ラック軸３ａの軸方向、径方向、円周方向をいう。

《プーリ収容部》
プーリ収容部９ａは、図６に示すように、オーバル状（卵状）の筒形状を有する筒体３７と、筒体３７の軸方向一方側の端部開口を塞ぐ底板部３８と、隔壁部３９と、取付フランジ部４０とを有する。

筒体３７は、軸方向に関して他方側の端部が開口している。筒体３７の開口縁部には、軸受ハウジング部１０ａの内周面にインロー嵌合するための嵌合筒部４１を有している。嵌合筒部４１は、オーバル状の筒形状を有しており、半円弧状の大径円弧部４１ａと、半円弧状の小径円弧部４１ｂとを、１対の直線部４１ｃにより接続してなる。

底板部３８は、ラック軸３ａを挿通するための第１開口部４２と、後述する電動モータ１５ａのモータ出力軸８４を挿通するための第２開口部４３とを有する。

隔壁部３９は、底板部３８のうち、第１開口部４２と第２開口部４３との間部分に立設されており、軸方向に伸長している。隔壁部３９は、円弧形状を有しており、大径円弧部４１ａとほぼ同じ曲率半径を有する。隔壁部３９は、プーリ収容部９ａの内部空間を２つに仕切る。具体的には、隔壁部３９は、プーリ収容部９ａの内部空間を、後述の駆動プーリ１９ａを収容する略三角柱状の第１空間４４と、後述の従動プーリ２０ａを収容する略円柱状の第２空間４５とに仕切る。隔壁部３９の円周方向両側の端部と、筒体３７の内周面との間には、後述のベルト２１ａを通過させるための隙間４６がそれぞれ備えられている。また、嵌合筒部４１のうち、大径円弧部４１ａは、第２空間４５の周囲に配置されており、小径円弧部４１ｂは、第１空間４４の周囲に配置されている。

取付フランジ部４０は、後述の電動モータ１５ａを固定するためのもので、筒体３７の外周面のうち、第１空間４４の径方向外側に位置する部分（図６の下半部）に備えられている。取付フランジ部４０には、複数の通孔が備えられている。

《軸受ハウジング部》
軸受ハウジング部１０ａは、図８に示すように、段付円筒形状を有する取付筒部４７と、取付筒部４７の外周面の略半部（図８の下半部）から径方向外側に張り出した、略三角板状の張出蓋部４８とを有する。

取付筒部４７は、軸方向一方側の端部のうち、径方向に関して張出蓋部４８とは反対側に位置する略半部（図８の上半部）に、軸方向に関して一方側に突出した半円弧状の第１突条部４９ａを有する。また、張出蓋部４８は、外周縁部に、軸方向に関して一方側に突出した半円弧状の第２突条部４９ｂを有する。第１突条部４９ａと第２突条部４９ｂとは、取付筒部４７及び張出蓋部４８にそれぞれ備えられた１対の直線部４９ｃ（図４参照）により接続されており、全体としてオーバル状（卵状）の筒形状を有する突条部４９を構成する。主ハウジング部７ａと副ハウジング部８ａとを連結した状態で、プーリ収容部９ａに備えられた嵌合筒部４１は、突条部４９の内周面に対してインロー嵌合する。

取付筒部４７は、図８及び図９に示すように、内周面の軸方向中間部に、軸方向一方側を向いた段差面５０を備えている。段差面５０には、後述する支持軸受１３ａを構成する外輪７７ａを突き当てる。取付筒部４７の内周面は、段差面５０の軸方向一方側に、円筒面状の嵌合面５１を有している。嵌合面５１には、後述する支持軸受１３ａを構成する外輪７７ａ、７７ｂを内嵌する。取付筒部４７の内周面は、嵌合面５１の軸方向一方側に、雌ねじ部５２を有する。雌ねじ部５２には、後述する止めねじ１８ａを螺着する。

《ピニオン軸収容部》
ピニオン軸収容部３２は、主ハウジング部７ａに備えられており、略円筒形状を有している。ピニオン軸収容部３２の内側には、ピニオン軸４ａの先半部が回転可能に収容されている。ピニオン軸収容部３２は、ハウジング６ａを車両に固定した状態で、中心軸を上下方向に向けて配置される。ピニオン軸収容部３２は、ラック軸収容部３１の後側（図２の後側、図３の手前側）で、かつ、ラック軸収容部３１の軸方向一方側（図２の右側、図３の左側）部分に配置されている。具体的には、ラック軸収容部３１は、ラック軸収容部本体３５の軸方向一方側の端部につながっている。ピニオン軸収容部３２は、ラック軸収容部３１に対しねじれの位置関係に配置されている。つまり、ピニオン軸収容部３２の中心軸とラック軸収容部３１の中心軸とは、ねじれの位置関係にある。また、前後方向から見て、ピニオン軸収容部３２の中心軸は、ラック軸収容部３１の中心軸に対して直交する方向には配置されておらず、該直交する方向に対し左右方向に傾斜している。ピニオン軸収容部３２の内部空間は、ラック軸収容部３１の内部空間に連通している。ピニオン軸収容部３２の下側の開口部は、下蓋５３により塞がれている。

《ラックガイド収容部》
ラックガイド収容部３３は、主ハウジング部７ａに備えられており、円筒形状を有している。ラックガイド収容部３３の内側には、ラック軸３ａをピニオン軸４ａに向けて押圧するための、後述するラックガイド６５を含む押圧機構２７が収容されている。ラックガイド収容部３３は、ハウジング６ａを車両に固定した状態で、中心軸を前後方向に向けて配置される。ラックガイド収容部３３は、ラック軸収容部３１の前側（図２の手前側、図３の後側）で、かつ、ラック軸収容部３１の軸方向一方側部分に配置されている。具体的には、ラックガイド収容部３３は、ラック軸収容部３１の軸方向において、ピニオン軸収容部３２と同じ位置に配置されており、ラック軸収容部本体３５の軸方向一方側の端部につながっている。このため、ラックガイド収容部３３は、ラック軸収容部３１を挟んでピニオン軸収容部３２の反対側に配置されている。ラックガイド収容部３３の内部空間も、ラック軸収容部３１の内部空間に連通している。

《センサ収容部》
センサ収容部３４は、主ハウジング部７ａに備えられており、円筒形状を有している。センサ収容部３４の内側には、アシスト装置１１ａを構成する後述のトルクセンサ７３（又はアングルセンサ）が収容されている。センサ収容部３４は、ピニオン軸収容部３２の上側に、ピニオン軸収容部３２と一体に備えられている。センサ収容部３４は、ピニオン軸収容部３２よりも内径及び外径がそれぞれ大きい。センサ収容部３４の上側の端部には、円環形状を有する上蓋５４が装着されている。

《車両取付部》
車両取付部３０ａ～３０ｃのそれぞれは、貫通孔である取付孔５５を有する。取付孔５５の内側には、ブッシュを内嵌することもできる。ハウジング６ａは、取付孔５５を挿通したボルトなどの固定部材を用いて、車両に固定される。

《ラック軸》
ラック軸３ａは、炭素鋼やステンレス鋼などの金属製の棒状部材であり、軸方向（長手方向）を左右方向に向けて配置される。ラック軸３ａは、軸方向一方側部分の外周面の一部に、ピニオン軸４ａの外周面に備えられたピニオン歯６０と噛合する、ラック歯５６（図１及び図７参照）を有する。ラック軸３ａは、軸方向他方側部分の外周面に、螺旋状の軸側ボールねじ溝５７（図１及び図８参照）を有する。ラック軸３ａは、ラック軸収容部３１の内側に、軸方向に関する往復移動を可能に収容されている。ラック軸３ａの軸方向両側の端部は、ラック軸収容部３１の軸方向両側の開口部から突出しており、球面継手５８を介してタイロッド５ａに接続されている。球面継手５８は、蛇腹状のブーツ５９により周囲を覆われている。ブーツ５９の端部は、ラック軸収容部３１の軸方向両側の端部に備えられたブーツ結合筒部３６ａ、３６ｂに結合されている。

《ピニオン軸》
ピニオン軸４ａは、図７に示すように、外周面にピニオン歯６０を有するピニオン本体６１と、中空筒状のシャフト部６２とを、トーションバー６３により連結してなる。トーションバー６３は、シャフト部６２の内側に配置されている。トーションバー６３の上端部は、シャフト部６２の上端部に連結されており、トーションバー６３の下端部は、ピニオン本体６１の上端部に連結されている。

ピニオン本体６１は、ピニオン軸４ａの先半部を構成しており、ピニオン軸収容部３２の内側に、１対の転がり軸受６４ａ、６４ｂを用いて回転自在に支持されている。ピニオン本体６１（ピニオン軸４ａ）の中心軸は、ピニオン軸収容部３２の中心軸と同軸に配置されている。

シャフト部６２は、ピニオン軸４ａの基半部を構成しており、センサ収容部３４の上側の端部に装着された上蓋５４の中央孔を上下方向に挿通して配置されている。シャフト部６２の上下方向の中間部は、上蓋５４に対して、転がり軸受６４ｃにより回転自在に支持されている。シャフト部６２の上端部は、ステアリングホイール２２に対し、自在継手２５ａ、２５ｂ及び中間シャフト２６などを介して接続されている。

ステアリングホイール２２を操作すると、自在継手２５ａ、２５ｂ及び中間シャフト２６を介してシャフト部６２に入力される操舵トルクと、ピニオン本体６１が回転することに対する抵抗とにより、ピニオン本体６１とシャフト部６２とが、トーションバー６３を捩り方向に弾性変形させつつ、回転方向に相対変位する。ピニオン本体６１とシャフト部６２との相対変位量は、後述するトルクセンサ７３により測定される。

ピニオン本体６１の回転は、ラック軸３ａの直線運動に変換され、ラック軸３ａの軸方向両側の端部に接続されたタイロッド５ａを押し引きする。これにより、左右の操舵輪９０に舵角が付与される。

《押圧機構》
押圧機構２７は、ラック軸３ａを、ピニオン軸４ａを構成するピニオン本体６１に向けて押圧するものであり、図７に示すように、ラックガイド収容部３３の内側に収容されている。押圧機構２７は、ラックガイド６５と、キャップ６６と、コイルばね６７とを有する。

ラックガイド６５は、ラックガイド収容部３３の内側に、ラック軸３ａに対する遠近移動を可能に配置されている。ラックガイド６５は、略円柱形状を有しており、ラック軸３ａに対向する一方側の端面に、ラック軸３ａの輪郭形状に合致した形状を有する、部分円筒状のガイド凹面６８を有する。ガイド凹面６８には、摺動性に優れたシートを添設することができる。ラックガイド６５は、ラック軸３ａとは反対側を向いた他方側の端面の中央部に、ガイド側凹部６９を有する。

キャップ６６は、円盤形状を有しており、ラックガイド収容部３３の開口部に螺着されており、ラックガイド収容部３３の開口部を塞いでいる。キャップ６６は、ラックガイド６５と対向する一方側の端面の中央部に、キャップ側凹部７０を有する。

コイルばね６７は、圧縮された状態で、ラックガイド６５とキャップ６６との間に挟持されている。コイルばね６７の大部分は、ガイド側凹部６９の内側に配置されており、コイルばね６７の一部（残部）は、キャップ側凹部７０の内側に配置されている。また、コイルばね６７の一方側の端部は、ガイド側凹部６９の底面に当接しており、コイルばね６７の他方側の端部は、キャップ側凹部７０の底面に当接している。このようなコイルばね６７の弾力により、ラックガイド６５をラック軸３ａに向けて押圧している。これにより、ラック軸３ａをピニオン軸４ａ（ピニオン本体６１）に向けて弾性的に押圧して、ピニオン歯６０とラック歯５６との噛み合い部のバックラッシュを低減している。

《アシスト装置》
アシスト装置１１は、ラック軸３ａに操舵補助力を付与し、運転者がステアリングホイール２２を操作するのに必要な操舵力を軽減する。アシスト装置１１は、図８に示すように、ボールねじ機構１２ａと、支持軸受１３ａと、止めねじ１８ａと、弾性部材７１と、プーリ機構１４ａと、電動モータ１５ａと、電子制御ユニット（Electronic Control Unit）７２と、トルクセンサ７３（図７参照）とを備える。

ボールねじ機構１２ａは、電動モータ１５ａの回転運動をラック軸３ａの往復直線運動に変換するためのもので、ラック軸３ａと、ナット１６ａと、複数個のボール１７ａとを有する。

ナット１６ａは、ラック軸３ａの軸側ボールねじ溝５７を覆うように配置されており、ラック軸収容部３１を構成する軸受ハウジング部１０ａの内側に、支持軸受１３ａを利用して回転のみ可能に支持されている。ナット１６ａは、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝７４を有する。このため、ナット側ボールねじ溝７４と軸側ボールねじ溝５７とは、ナット１６ａの径方向に対向して配置されている。ナット１６ａの径方向に対向するナット側ボールねじ溝７４と軸側ボールねじ溝５７との間には、ボール１７ａが転動する螺旋状の負荷路７５が形成される。負荷路７５の始点と終点とは、ナット１６ａの内部に備えられた循環路７６によりつながっている。負荷路７５の終点にまで達したボール１７ａは、循環路７６を通じて、負荷路７５の始点にまで戻される。なお、負荷路７５の始点と終点とは、ナット１６ａの回転方向が変化する度に入れ替わる。

支持軸受１３ａは、図示の例では、正面組み合わせ型の複列アンギュラ玉軸受であり、軸受ハウジング部１０ａに内嵌固定されている。支持軸受１３ａは、内周面のそれぞれに外輪軌道を有する１対の外輪７７ａ、７７ｂと、外周面に１対の内輪軌道を有する１つの内輪７８と、外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に配置された複数個の玉７９とを有している。

１対の外輪７７ａ、７７ｂは、軸受ハウジング部１０ａの取付筒部４７の内周面に備えられた嵌合面５１に内嵌固定されている。また、１対の外輪７７ａ、７７ｂのうち、軸方向他方側に配置された外輪７７ａの軸方向他方側の側面を、取付筒部４７の内周面に備えられた段差面５０に突き当てている。これにより、軸受ハウジング部１０ａに対する支持軸受１３ａの軸方向に関する位置決めを図っている。

本例では、内輪７８が、ナット１６ａと一体的に構成されている。このため、ナット１６ａは、外周面に１対の内輪軌道を直接有している。ただし、本発明を実施する場合に、ボールねじ機構を構成するナットと、支持軸受を構成する内輪とを別体に構成し、ナットに対して内輪を外嵌固定する構成を採用することもできる。

止めねじ１８ａは、支持軸受１３ａが軸受ハウジング部１０ａに対して軸方向に相対変位することを防止するもので、取付筒部４７の内周面に備えられた雌ねじ部５２に螺着されている。止めねじ１８ａは、円環形状を有しており、外周面に雌ねじ部５２に螺合する雄ねじ部８０を有する。また、図１０に示すように、止めねじ１８ａは、内周面に、円周方向に関する凹凸形状を有する、工具との係合が可能な係合部８１を有する。止めねじ１８ａは、外輪７７ａ、７７ｂの内径寸法とほぼ同程度の内径寸法を有する。止めねじ１８ａは、軸受ハウジング部１０ａの雌ねじ部５２に螺着した状態で、止めねじ１８ａの軸方向他方側の側面を、外輪７７ｂの軸方向一方側の側面に押し付けている。

弾性部材７１は、止めねじ１８ａの緩みを抑制するためのもので、軸方向に圧縮変形可能である。弾性部材７１は、図１１に示すように、ゴムや合成樹脂などの高分子材料製（弾性材製）で、円環平板形状を有する弾性環（たとえばゴム環）であり、矩形状の断面形状を有する。弾性部材７１の軸方向寸法（厚さ寸法）は、止めねじ１８ａの軸方向寸法よりも十分に小さい。弾性部材７１の外径寸法は、止めねじ１８ａの外径寸法よりもわずかに小さく、弾性部材７１の内径寸法は、止めねじ１８ａの内径寸法よりも大きい。

弾性部材７１は、図８に示すように、嵌合筒部４１のうちで第２空間４５の周囲に配置された大径円弧部４１ａの先端面（軸方向他方側の端面）及び隔壁部３９の先端面（軸方向他方側の端面）のそれぞれと、止めねじ１８ａの軸方向一方側の側面との間に、軸方向に圧縮変形した状態で挟持されている。これにより、弾性部材７１は、弾性部材７１と止めねじ１８ａとの間に摩擦力を作用させ、かつ、雄ねじ部８０と雌ねじ部５２との間に作用する摩擦力を増大させて、止めねじ１８ａが緩むのを抑制する。なお、本例では、円環形状を有する弾性部材７１のうち、隙間４６と軸方向に対向する円周方向２箇所位置は、軸方向に押圧されていない。弾性部材７１は、大径円弧部４１ａの先端面及び隔壁部３９の先端面、又は、止めねじ１８ａの軸方向一方側の側面のいずれかに対して、固定しておくこともできる。

プーリ機構１４ａは、図８に示すように、駆動プーリ１９ａと、従動プーリ２０ａと、ベルト２１ａとを有する。プーリ機構１４ａは、プーリ収容部９ａの内側に収容されている。

駆動プーリ１９ａは、外周面に外歯を有しており、電動モータ１５ａのモータ出力軸８４の先端部に固定されている。従動プーリ２０ａは、駆動プーリ１９ａよりも大径に構成されており、外周面に外歯を有している。従動プーリ２０ａは、ナット１６ａの軸方向一方側に配置されており、ボルト８２により、ナット１６ａに対して相対回転不能に連結されている。ベルト２１ａは、内周面に内歯を有しており、駆動プーリ１９ａと従動プーリ２０ａとに掛け渡されている。プーリ機構１４ａは、電動モータ１５ａの回転を減速してナット１６ａに伝達する。

電動モータ１５ａは、プーリ機構１４ａ及びボールねじ機構１２ａを介して、ラック軸３ａに操舵補助力を付与するためのもので、プーリ収容部９ａを構成する筒体３７の外周面に備えられた取付フランジ部４０に対して、複数本のボルト８３を用いて固定されている。

電動モータ１５ａは、先端部に駆動プーリ１９ａが固定されるモータ出力軸８４と、図示しないロータやステータの周囲を覆うモータハウジング８５とを備える。モータハウジング８５は、アルミニウム合金などの金属製で、有底円筒形状を有している。電動モータ１５ａを取付フランジ部４０に固定した状態で、モータ出力軸８４は、ラック軸収容部３１の中心軸及びラック軸３ａの中心軸と略平行に配置される。また、電動モータ１５ａを取付フランジ部４０に固定した状態で、電動モータ１５ａは、ラック軸収容部３１よりも下側で、かつ、後側に配置される。

電子制御ユニット７２は、電動モータ１５ａを駆動制御する。電子制御ユニット７２は、電源回路部、パワースイッチング素子を備えた電力変換回路部、パワースイッチング素子を制御する制御回路部などを搭載した図示しない基板と、該基板を収容した略円筒形状のＥＣＵハウジング８６と、各回路部に電力を供給するとともにトルクセンサ７３の出力信号を入力するコネクタ８７とを有する。

電子制御ユニット７２は、ラック軸収容部３１の軸方向に関して、電動モータ１５ａの一方側に配置されており、電動モータ１５ａと一体化されている。

トルクセンサ７３は、図７に示すように、センサ収容部３４の内側に収容されている。トルクセンサ７３は、ピニオン軸４ａを構成するシャフト部６２の周囲に配置されており、トーションバー６３の捩れ方向及び捩れ量を検出する。トルクセンサ７３は、図示しないハーネスを利用して、電子制御ユニット７２のコネクタ８７に電気的に接続される。これにより、トルクセンサ７３は、電力の供給を受けるとともに、トーションバー６３の捩れ方向及び捩れ量に対応した信号を電子制御ユニット７２へ出力する。トルクセンサ７３としては、たとえば、磁歪効果を利用した非接触式トルクセンサを使用することもできる。

トルクセンサ７３と電気的に接続された電子制御ユニット７２は、トルクセンサ７３の出力信号に基づいて、電動モータ１５ａを駆動制御する。これにより、電動モータ１５ａが発生する駆動トルクを、プーリ機構１４ａ及びボールねじ機構１２ａを介し、ラック軸３ａに対して操舵補助力として伝達する。この結果、運転者がステアリングホイール２２を操作するのに必要な操舵力を軽減する。

本例の電動パワーステアリング装置１ａによれば、支持軸受１３ａの軸方向変位を防止するための止めねじ１８ａが緩むことを防止できる。
すなわち、本例では、嵌合筒部４１のうちで第２空間４５の周囲に配置された大径円弧部４１ａの先端面（軸方向他方側の端面）及び隔壁部３９の先端面（軸方向他方側の端面）のそれぞれと、止めねじ１８ａの軸方向一方側の側面との間に、弾性部材７１を軸方向に圧縮変形した状態で挟持している。そして、弾性部材７１により、弾性部材７１と止めねじ１８ａとの間に摩擦力を作用させ、かつ、雄ねじ部８０と雌ねじ部５２との間に作用する摩擦力を増大させている。したがって、ハウジング６ａ（副ハウジング部８ａ）をアルミニウム合金などの軽合金製とし、止めねじ１８ａをたとえば鉄系合金製とした場合にも、止めねじ１８ａが緩むのを抑制することができる。また、支持軸受１３ａを構成する外輪７７ａ、７７ｂにクリープが発生した場合にも、外輪７７ａ、７７ｂの回転によって止めねじ１８ａが連れ回わされ、止めねじ１８ａが緩むことを抑制できる。この結果、支持軸受１３ａが軸受ハウジング部１０ａに対して軸方向に相対変位したり、止めねじ１８ａが従動プーリ２０ａに接触して、従動プーリ２０ａの回転を阻害したりすることを防止できる。なお、本発明によれば、止めねじを、ハウジングと同種金属から構成した場合にも、止めねじが緩むことを防止することができる。

［実施の形態の第２例］
実施の形態の第２例について、図１２を用いて説明する。

本例の電動パワーステアリング装置１ｂでは、弾性部材７１ａを、円環形状を有する金属製の皿ばねから構成している。

本例の場合にも、弾性部材７１ａを、嵌合筒部４１のうちで第２空間４５の周囲に配置された大径円弧部４１ａの先端面（軸方向他方側の端面）及び隔壁部３９の先端面（軸方向他方側の端面）のそれぞれと、止めねじ１８ａの軸方向一方側の側面との間に、軸方向に圧縮変形した状態で挟持している。

以上のような本例の場合にも、止めねじ１８ａが緩むことを防止できる。また、弾性部材７１ａを金属製の皿ばねとしているため、経年劣化を抑制することができ、長期間にわたり止めねじ１８ａが緩むのを抑制できる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。

［実施の形態の第３例］
実施の形態の第３例について、図１３及び図１４を用いて説明する。

本例の電動パワーステアリング装置１ｃでは、弾性部材７１ｂを、円弧形状を有する高分子材料製の１個の弾性片８８から構成している。弾性片８８は、隔壁部３９の先端面の径方向内側半部（図１４の上側半部）に略合致する形状を有している。

本例の場合には、弾性部材７１ｂ（弾性片８８）を、隔壁部３９の先端面（軸方向他方側の端面）のみと、止めねじ１８ａの軸方向一方側の側面との間に、軸方向に圧縮変形した状態で挟持している。弾性部材７１ｂ（弾性片８８）は、隔壁部３９の先端面に対して固定されている。隔壁部３９の先端面に対する弾性部材７１ｂ（弾性片８８）の固定手段は特に問わないが、たとえば、接着固定、貼着固定、かしめ固定、圧入固定など、従来から知られた各種方法により固定することができる。

以上のような本例の場合にも、止めねじ１８ａが緩むことを防止できる。また、本例では、弾性部材７１ｂを、円環形状ではなく、円弧形状に構成しているため、弾性部材７１ｂを設けることによるコスト上昇を抑制できる。また、弾性部材７１ｂ（弾性片８８）を、隔壁部３９の先端面に対して予め固定しているため、電動パワーステアリング装置１ｃの組立作業効率の向上を図ることができる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。

［実施の形態の第４例］
実施の形態の第４例について、図１５～図１７を用いて説明する。

本例の電動パワーステアリング装置１ｄでは、弾性部材７１ｃを、それぞれが円弧形状を有する高分子材料製の複数個（図示の例では１２個）の弾性片８８ａ、８８ｂから構成している。複数個の弾性片８８ａ、８８ｂは、円周方向に関して等間隔に、円環状に配置されている。

本例の場合には、弾性部材７１ｃを構成する複数個（９個）の弾性片８８ａを、嵌合筒部４１のうちで第２空間４５の周囲に配置された大径円弧部４１ａの先端面（軸方向他方側の端面）と、止めねじ１８ａの軸方向一方側の側面との間に、軸方向に圧縮変形した状態で挟持し、かつ、弾性部材７１ｃを構成する複数個（３個）の弾性片８８ｂを、隔壁部３９の先端面（軸方向他方側の端面）と、止めねじ１８ａの軸方向一方側の側面との間に、軸方向に圧縮変形した状態で挟持している。また、弾性部材７１ｃ（弾性片８８ａ、８８ｂ）を、止めねじ１８ａの軸方向一方側の側面に対して固定している。止めねじ１８ａの軸方向一方側の側面に対する弾性部材７１ｃ（弾性片８８ａ、８８ｂ）の固定手段は特に問わないが、たとえば、接着固定、貼着固定、かしめ固定、圧入固定など、従来から知られた各種方法により固定することができる。

本例では、図１７に示すように、大径円弧部４１ａの先端面及び隔壁部３９の先端面と、弾性部材７１ｃとの間に、円環平板形状を有するガイド板８９を挟持している。ガイド板８９は、たとえば金属製で、薄板状に構成されており、弾性部材７１ｃの外接円直径よりも大きな外径を有し、かつ、弾性部材７１ｃの内接円直径よりも小さな内径を有する。

以上のような本例の場合にも、止めねじ１８ａが緩むことを防止できる。また、本例では、弾性部材７１ｃを、円環形状ではなく、複数個の円弧形状の弾性片８８ａ、８８ｂから構成しているため、弾性部材７１ｃを設けることによるコストの上昇を抑制できる。また、弾性部材７１ｃを、大径円弧部４１ａの先端面及び隔壁部３９の先端面により直接押圧するのではなく、ガイド板８９を介して押圧するため、複数個の弾性片８８ａ、８８ｂを均等に押圧することができる。このため、止めねじ１８ａが緩むことをより効果的に抑制できる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、実施の形態の各例の構造は、矛盾を生じない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。

本発明を実施する場合に、弾性部材の材質及び形状等については、止めねじに対して軸方向の押圧力を付与することができる限り、実施の形態の各例で説明した構造に限定されず、適宜変更することができる。

１、１ａ～１ｄ 電動パワーステアリング装置
２、２ａ ステアリングギヤユニット
３、３ａ ラック軸
４、４ａ ピニオン軸
５、５ａ タイロッド
６、６ａ ハウジング
７、７ａ 主ハウジング部
８、８ａ 副ハウジング部
９、９ａ プーリ収容部
１０、１０ａ 軸受ハウジング部
１１、１１ａ アシスト装置
１２、１２ａ ボールねじ機構
１３、１３ａ 支持軸受
１４、１４ａ プーリ機構
１５、１５ａ 電動モータ
１６、１６ａ ナット
１７、１７ａ ボール
１８、１８ａ 止めねじ
１９、１９ａ 駆動プーリ
２０、２０ａ 従動プーリ
２１、２１ａ ベルト
２２ ステアリングホイール
２３ ステアリングシャフト
２４ ステアリングコラム
２５ａ、２５ｂ 自在継手
２６ 中間シャフト
２７ 押圧機構
２８ ボルト
２９ ハウジング本体
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 車両取付部
３１ ラック軸収容部
３２ ピニオン軸収容部
３３ ラックガイド収容部
３４ センサ収容部
３５ ラック軸収容部本体
３６ａ、３６ｂ ブーツ結合筒部
３７ 筒体
３８ 底板部
３９ 隔壁部
４０ 取付フランジ部
４１ 嵌合筒部
４１ａ 大径円弧部
４１ｂ 小径円弧部
４１ｃ 直線部
４２ 第１開口部
４３ 第２開口部
４４ 第１空間
４５ 第２空間
４６ 隙間
４７ 取付筒部
４８ 張出蓋部
４９ 突条部
４９ａ 第１突条部
４９ｂ 第２突条部
４９ｃ 直線部
５０ 段差面
５１ 嵌合面
５２ 雌ねじ部
５３ 下蓋
５４ 上蓋
５５ 取付孔
５６ ラック歯
５７ 軸側ボールねじ溝
５８ 球面継手
５９ ブーツ
６０ ピニオン歯
６１ ピニオン本体
６２ シャフト部
６３ トーションバー
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ 転がり軸受
６５ ラックガイド
６６ キャップ
６７ コイルばね
６８ ガイド凹面
６９ ガイド側凹部
７０ キャップ側凹部
７１、７１ａ～７１ｃ 弾性部材
７２ 電子制御ユニット
７３ トルクセンサ
７４ ナット側ボールねじ溝
７５ 負荷路
７６ 循環路
７７ａ、７７ｂ 外輪
７８ 内輪
７９ 玉
８０ 雄ねじ部
８１ 係合部
８２ ボルト
８３ ボルト
８４ モータ出力軸
８５ モータハウジング
８６ ＥＣＵハウジング
８７ コネクタ
８８、８８ａ、８８ｂ 弾性片
８９ ガイド板
９０ 操舵輪

Claims (5)

1. プーリ収容部を有する主ハウジング部と、軸受ハウジング部を有する副ハウジング部とを結合してなる、ハウジングと、
   外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝を有するラック軸と、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝を有するナットと、前記軸側ボールねじ溝と前記ナット側ボールねじ溝との間を転動する複数個のボールと、を有するボールねじ機構と、
   前記軸受ハウジング部に内嵌され、前記ナットを、前記軸受ハウジング部の内側に回転のみ可能に支持する支持軸受と、
   前記軸受ハウジング部の内周面に螺着され、前記支持軸受が軸方向に変位することを防止する、円環形状の止めねじと、
   前記ラック軸の軸方向に圧縮変形可能な弾性部材と、を備え、
   前記プーリ収容部は、開口縁部に前記軸受ハウジング部にインロー嵌合する嵌合筒部と、駆動プーリを収容する第１空間と従動プーリを収容する第２空間とに内部空間を仕切る隔壁部と、をそれぞれ有しており、
   前記弾性部材は、前記嵌合筒部のうちで前記第２空間の周囲に配置された部分の先端面及び／又は前記隔壁部の先端面と、前記止めねじとの間に、前記ラック軸の軸方向に圧縮変形した状態で挟持されている、
   電動パワーステアリング装置。
2. 前記弾性部材は、前記嵌合筒部のうちで前記第２空間の周囲に配置された部分の先端面及び／又は前記隔壁部の先端面と、前記止めねじとのいずれかに固定されている、請求項１に記載した電動パワーステアリング装置。
3. 前記弾性部材は、円環形状を有しており、前記嵌合筒部のうちで前記第２空間の周囲に配置された部分の先端面及び前記隔壁部の先端面と、前記止めねじとの間に挟持されている、請求項１～２のうちのいずれか１項に記載した電動パワーステアリング装置。
4. 前記弾性部材は、円弧形状を有する高分子材料製の弾性片から構成されており、前記嵌合筒部のうちで前記第２空間の周囲に配置された部分の先端面及び／又は前記隔壁部の先端面と、前記止めねじとの間に挟持されている、請求項１～２のうちのいずれか１項に記載した電動パワーステアリング装置。
5. 円環平板形状を有するガイド板をさらに備え、
   前記ガイド板は、前記嵌合筒部のうちで前記第２空間の周囲に配置された部分の先端面及び前記隔壁部の先端面と、前記弾性部材との間に挟持されている、
   請求項４に記載した電動パワーステアリング装置。

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