JP2023009729A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングのうちで支持軸受の両側に存在する内部空間同士を連通できるだけでなく、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も防止できる、電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】ハウジングを構成する軸受ハウジング部２６の内周面に、支持軸受６６を軸方向に跨ぐように連通溝４１を形成する。支持軸受６６の軸方向の変位を防止するための止めねじ６７の径方向外側の端部にかしめ部８２を形成し、かしめ部８２を連通溝４１の内側に進入させる。【選択図】図７

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等の利点がある。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９及び図１０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１００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１０１を備える。ステアリングギヤユニット１０１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１０１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１０２と、ラック軸１０２と噛合したピニオン軸１０３とを有する。ステアリングギヤユニット１０１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１０２の直線運動に変換する。

ピニオン軸１０３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等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１０３の回転は、ラック軸１０２の往復直線運動に変換され、ラック軸１０２の軸方向両側の端部に接続されたタイロッド１０４ａ、１０４ｂを押し引きする。

ラック軸１０２及びピニオン軸１０３は、車両に固定されたハウジング１０５の内側に収容されている。ハウジング１０５は、ラック軸１０２の軸方向に関して一方側（図９及び図１０の左側）に配置された主ハウジング部１０６と、ラック軸１０２の軸方向に関して他方側（図９及び図１０の右側）に配置された副ハウジング部１０７とを連結してなる。

主ハウジング部１０６は、ラック軸１０２の軸方向に関して他方側の端部に、後述するプーリ機構１１３を収容するためのプーリ収容部１０８を有する。副ハウジング部１０７は、ラック軸１０２の軸方向に関して一方側の端部に、後述する支持軸受１１２を収容するための軸受ハウジング部１０９を有する。主ハウジング部１０６と副ハウジング部１０７とは、プーリ収容部１０８の内部空間と軸受ハウジング部１０９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１０１は、ラック軸１０２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１１０をさらに備える。

アシスト装置１１０は、ボールねじ機構１１１と、支持軸受１１２と、プーリ機構１１３と、電動モータ１１４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１１１は、電動モータ１１４の回転運動をラック軸１０２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１０２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１１５と、複数個のボール１１１６とから構成されている。

支持軸受１１２は、軸受ハウジング部１０９に内嵌されており、ボールねじ機構１１１を構成するナット１１５を、軸受ハウジング部１０９の内側に回転のみ可能に支持している。支持軸受１１２が、軸受ハウジング部１０９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１０９の内周面の開口部に、円環形状を有する止めねじ１１７を螺着している。そして、止めねじ１１７の側面を、支持軸受１１２を構成する外輪の側面に押し付けている。

プーリ機構１１３は、プーリ収容部１０８の内側に収容されている。プーリ機構１１３は、電動モータ１１４のモータ出力軸の先端部に固定された駆動プーリ１１８と、ボールねじ機構１１１を構成するナット１１５に固定された従動プーリ１１９と、駆動プーリ１１８と従動プーリ１１９とに掛け渡されたベルト１２０とから構成されており、電動モータ１１４の回転を減速してナット１１５に伝達する。

電動モータ１１４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１１４が発生する駆動トルクは、プーリ機構１１３及びボールねじ機構１１１を介して、ラック軸１０２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。

ラック軸１０２の軸方向に関してハウジング１０５の両側の端部には、ハウジング１０５の内部に泥水等の異物が侵入することを防止するためのブーツ１２１ａ、１２１ｂが取り付けられている。ブーツ１２１ａ、１２１ｂは、タイロッド１０４ａ、１０４ｂの周囲を覆っている。

特開２０１３－２２６８８０号公報 特開２０１６－１２０８７２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１００は、止めねじ１１７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１０５は、近年、軽量化を目的としてアルミニウム合金等の軽合金から造られることがあるのに対して、支持軸受１１２の軸方向変位を防止するための止めねじ１１７は、鉄系合金から造られることがある。このため、熱膨張係数の違いから、止めねじ１１７が緩む可能性がある。

また、ハウジング１０５と止めねじ１１７とを同種金属製とした場合にも、支持軸受１１２を構成する外輪に、軸受ハウジング部１０９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１１７が連れ回わされ、止めねじ１１７が緩む可能性がある。

いずれにしても、止めねじ１１７が緩んだ場合には、支持軸受１１２が軸受ハウジング部１０９に対して軸方向に相対変位したり、止めねじ１１７が従動プーリ１１９に接触して、従動プーリ１１９の回転を阻害したりする可能性がある。

また、従来構造の電動パワーステアリング装置１００は、ハウジング１０５のうちで、支持軸受１１２を挟んで左右両側に存在する第１内部空間１２２と第２内部空間１２３とを、連通させる特別な構造を備えていない。このため、ブーツ１２１ａ、１２１ｂが、膨張と収縮とを繰り返し、劣化する可能性がある。また、第１内部空間１２２と第２内部空間１２３とに生じる圧力差が、ラック軸１０２の作動性に悪影響を及ぼす可能性がある。

すなわち、ラック軸１０２が軸方向に関して一方側（図９の左側）に移動すると、軸方向一方側に配置されたブーツ１２１ａの全長が伸びるため、第１内部空間１２２の圧力は低下し、ブーツ１２１ａが収縮する（潰れる）。一方、軸方向他方側に配置されたブーツ１２１ｂの全長は縮むため、第２内部空間１２３の圧力は上昇し、ブーツ１２１ｂが膨張する（膨らむ）。反対に、ラック軸１０２が軸方向に関して他方側（図９の右側）に移動すると、軸方向他方側に配置されたブーツ１２１ｂの全長が伸びるため、第２内部空間１２３の圧力は低下し、ブーツ１２１ｂが収縮する。一方、軸方向一方側に配置されたブーツ１２１ａの全長は縮むため、第１内部空間１２２の圧力は上昇し、ブーツ１２１ａが膨張する。

このように、従来構造の電動パワーステアリング装置１００では、ブーツ１２１ａ、１２１ｂが、膨張と収縮とを繰り返すため、劣化する可能性がある。また、ラック軸１０２が直線運動する度に、第１内部空間１２２と第２内部空間１２３とに圧力差を生じるため、ラック軸１０２の作動性に悪影響を及ぼす可能性がある。このような問題は、支持軸受１１２としてグリースを内部に封入した密封軸受を使用した場合に、より顕著になる。

このような事情に鑑みて、特開２０１６－１２０８７２号公報（特許文献２）には、ハウジングの内周面に連通路を形成することで、支持軸受の両側に配置された第１内部空間と第２内部空間とを連通する構造が開示されている。ただし、特開２０１６－１２０８７２号公報には、連通路に、空気を移動させる以外の機能を持たせることについては、一切記載されていない。

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、ハウジングのうちで支持軸受の両側に存在する内部空間同士を連通することができるだけでなく、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も防止できる、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、を備える。
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、前記ハウジングに内嵌され、前記ナットを、前記ハウジングの内側に回転のみ可能に支持する。
前記止めねじは、前記ハウジング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。
前記ハウジングの内周面には、前記支持軸受を軸方向に跨ぐように形成され、前記ハウジングのうちで前記支持軸受を挟んで両側に存在する内部空間同士を連通する連通溝を有する。
前記止めねじは、径方向外側の端部に、前記連通溝の内側に進入したかしめ部を有し、前記ハウジングに対する回り止めが図られている。

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、前記かしめ部と前記連通溝の内面との間に、隙間を備えることができる。

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、前記支持軸受を、グリースを内部に封入した密封軸受とすることができる。

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、前記ハウジングを、内周面に雌ねじ部を有するものとし、前記止めねじを、外周面に、前記雌ねじ部に螺着する雄ねじ部を有するものとし、前記かしめ部を、前記雄ねじ部の一部により構成することができる。

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、前記止めねじを、前記支持軸受とは反対側を向いた軸方向側面の径方向外側部のうち、前記連通溝と円周方向に関する位相が一致する部分に、凹部を有するものとすることができる。

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、前記ハウジングを、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することにより構成することができる。
また、前記軸受ハウジング部を、前記支持軸受を内嵌し、かつ、内周面に前記連通溝が形成された取付筒部と、前記取付筒部の外周面の一部から径方向外側に張り出した張出部とを有するものとし、前記連通溝を、前記取付筒部の内周面のうちで、円周方向に関する位相が前記張出部と一致する部分に備えることができる。

本発明によれば、ハウジングのうちで支持軸受の両側に存在する内部空間同士を連通することができるだけでなく、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も防止できる、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、部分断面背面図である。 図３は、図２のＡ部断面図である。 図４は、図３の部分拡大図である。 図５は、図２のＢ－Ｂ線断面図である。 図６は、実施の形態の第１例に関して、副ハウジングのみを取り出し、軸方向一方側から見た斜視図である。 図７は、実施の形態の第１例に関して、主ハウジング部と副ハウジングとを分離し、副ハウジング部及びその内部構造を軸方向一方側から見た、部分断面端面図である。 図８は、図７の部分拡大図である。 図９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１０は、図９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８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１１及びラック軸収容部１９の軸方向に一致する。ラック軸１１及びラック軸収容部１９の軸方向に関して一方側とは、図１の右側、図２～図４の左側を指し、ラック軸１１及びラック軸収容部１９の軸方向に関して他方側とは、図１に左側、図２～図４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１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２にアシスト装置３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１は、ステアリングホイール４と、ステアリングシャフト５と、ステアリングコラム６と、１対の自在継手７ａ、７ｂと、中間シャフト８と、ステアリングギヤユニット２とを備えている。

ステアリングシャフト５は、車体に支持されたステアリングコラム６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５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４が取り付けられている。ステアリングシャフト５の前端部は、自在継手７ａ、中間シャフト８及び別の自在継手７ｂを介して、ステアリングギヤユニット２を構成する、後述のピニオン軸１２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２は、左右の操舵輪９ａ、９ｂの間部分に配置され、左右の操舵輪９ａ、９ｂ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、ハウジング１０と、ラック軸１１と、ピニオン軸１２と、押圧機構１３（図５参照）と、アシスト装置３とを有する。

〈ハウジング〉
ハウジング１０は、それぞれがアルミニウム系合金等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１４と副ハウジング部１５とを、複数本のボルト１６により左右方向に連結してなる。

ハウジング１０は、ハウジング本体１７と、複数（図示の例では３つ）の車両取付部１８ａ、１８ｂ、１８ｃとを有する。ハウジング１０のうち、左右方向に関してハウジング本体１７の一方側（図２の左側）の端部から他方側（図２の右側）部分、及び、２つの車両取付部１８ａ、１８ｂは、主ハウジング部１４に備えられており、左右方向に関してハウジング本体１７の他方側の端部、及び、１つの車両取付部１８ｃは、副ハウジング部１５に備えられている。

〈ハウジング本体〉
ハウジング本体１７は、ラック軸収容部１９と、ピニオン軸収容部２０と、ラックガイド収容部２１と、センサ収容部２２とを有する。

《ラック軸収容部》
ラック軸収容部１９は、主ハウジング部１４のパイプ状部分及び副ハウジング部１５の円筒状部分により構成されている。ラック軸収容部１９は、略円筒形状を有しており、ハウジング１０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１９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１９の内側には、ラック軸１１が往復移動可能に収容されている。

ラック軸収容部１９は、軸方向中間部に、ラック軸収容部本体２３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５３ａ、５３ｂの端部を結合するためのブーツ結合筒部２４ａ、２４ｂを有している。ラック軸収容部１９は、軸方向に関してラック軸収容部本体２３の他方側に、プーリ収容部２５を有する。プーリ収容部２５の内側には、アシスト装置３を構成するプーリ機構６８が収容されている。ラック軸収容部１９は、軸方向に関してプーリ収容部２５の他方側に、軸受ハウジング部２６を有する。軸受ハウジング部２６の内側には、アシスト装置３を構成するボールねじ機構６５のナット７２及び支持軸受６６が収容されている。

要するに、ラック軸収容部１９は、軸方向一方側から順に、ブーツ結合筒部２４ａ、ラック軸収容部本体２３、プーリ収容部２５、軸受ハウジング部２６、ブーツ結合筒部２４ｂを有する。ブーツ結合筒部２４ａ、ラック軸収容部本体２３及びプーリ収容部２５は、主ハウジング部１４に備えられており、軸受ハウジング部２６及びブーツ結合筒部２４ｂは、副ハウジング部１５に備えられている。主ハウジング部１４と副ハウジング部１５とは、プーリ収容部２５の内部空間と軸受ハウジング部２６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２５及び軸受ハウジング部２６、並びに、プーリ収容部２５及び軸受ハウジング部２６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１１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２５は、オーバル状（卵状）の筒形状を有する筒体２７と、内部空間を２つに仕切る隔壁部２８とを有する。

筒体２７は、軸方向に関して他方側の端部が開口している。筒体２７の開口縁部には、軸受ハウジング部２６の内周面にインロー嵌合するための嵌合筒部２９を有している。嵌合筒部２９は、オーバル状の筒形状を有している。

隔壁部２８は、プーリ収容部２５の内部空間を、後述の駆動プーリ８４を収容する略三角柱状の空間と、後述の従動プーリ８５を収容する略円柱状の空間とに仕切る。隔壁部２８の円周方向両側の端部と、筒体２７の内周面との間には、後述のベルト８６を通過させるための隙間がそれぞれ備えられている。

《軸受ハウジング部》
軸受ハウジング部２６は、図３に示すように、段付円筒形状を有する取付筒部３０と、取付筒部３０の外周面の略半部（図７の上半部）から径方向外側に張り出した、略三角板状の張出部３１と、軸方向一方側の端部に備えられたオーバル状の筒形状を有する突条部３２と、複数（図示の例では６個）の取付フランジ部３３ａ～３３ｆとを有する。

取付筒部３０は、図３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３４を備えている。段差面３４には、後述する支持軸受６６を構成する外輪７６を突き当てる。取付筒部３０の内周面は、段差面３４の軸方向一方側に、円筒面状の嵌合面３５を有しており、段差面３４の軸方向他方側に、円筒面状の小径部３６を有している。嵌合面３５には、後述する支持軸受６６を構成する外輪７６を内嵌する。取付筒部３０の内周面は、嵌合面３５の軸方向一方側に、雌ねじ部３７を有する。雌ねじ部３７には、後述する止めねじ６７の雄ねじ部８０を螺着する。

張出部３１は、軸方向に貫通した貫通孔３８を備えている。貫通孔３８は、円孔であり、後述する電動モータ６９のモータ出力軸８８と同軸に配置されている。貫通孔３８は、たとえば、プーリ機構６８を構成するベルト８６の張力を調整するのに利用される。

本例では、プーリ収容部２５の開口縁部に備えられた嵌合筒部２９を、軸受ハウジング部２６に備えられた突条部３２に対してインロー嵌合し、かつ、取付フランジ部３３ａ～３３ｆのそれぞれに備えられた通孔３９を挿通した取付ボルト４０を、プーリ収容部２５に対して螺合することで、主ハウジング部１４と副ハウジング部１５とを連結している。

取付フランジ部３３ａは、張出部３１の円筒面状の外周面のうちで、取付筒部３０の中心軸Ｏ_３０及び貫通孔３８の中心軸Ｏ_３８にそれぞれ直交する仮想線α（図７参照）が通過する部分（図７の上端部）に備えられている。また、取付フランジ部３３ｂは、取付筒部３０の円筒面状の外周面のうちで、径方向に関して張出部３１とは反対側に位置し、かつ、仮想線αが通過する部分（図７の下端部）に設けられている。残りの取付フランジ部３３ｃ～３３ｆは、軸受ハウジング部２６の前側面及び後側面に同数ずつ設けられている。

本例では、取付筒部３０の内周面のうち、軸方向一方側の端部から中間部にわたる範囲に、連通溝４１を備えている。連通溝４１は、ハウジング１０を構成するラック軸収容部１９のうちで、支持軸受６６を挟んで左右両側に存在する第１内部空間４２と第２内部空間４３とを連通する機能を有する。別の言い方をすれば、連通溝４１は、支持軸受６６によって分断された第１内部空間４２と第２内部空間４３とを連通する機能を有する。第１内部空間４２は、ラック軸収容部１９の内部空間のうちの軸方向一方側部を構成しており、第２内部空間４３は、ラック軸収容部１９の内部空間のうちの軸方向他方側部を構成している。

連通溝４１は、取付筒部３０の内周面に、エンドミル等の切削工具を用いた切削加工により、又はダイキャスト成形により形成されている。連通溝４１は、全体がＬ字形状を有しており、円弧形の断面形状を有する。ただし、本発明を実施する場合には、連通溝４１の全体形状を直線形状としても良いし、連通溝４１の断面形状を矩形状としても良い。

連通溝４１は、雌ねじ部３７及び嵌合面３５に形成された、軸方向に伸長する第１直線部４４と、段差面３４に形成された、径方向に伸長する第２直線部４５とからなる。第１直線部４４の軸方向他方側の端部は、第２直線部４５の径方向外側の端部に接続されている。このため、連通溝４１は、嵌合面３５に内嵌される後述の支持軸受６６を軸方向に跨ぐように形成されている。第１直線部４４と第２直線部４５とは、取付筒部３０の中心軸Ｏ_３０を含む同一仮想平面上に存在している。第１直線部４４の軸方向一方側の端部は、取付筒部３０の軸方向一方側の端面に開口しており、第２直線部４５の径方向内側の端部は、小径部３６の内周面に開口している。

連通溝４１は、取付筒部３０の内周面のうちで、円周方向に関する位相が張出部３１と一致する部分（図７中の矢印βの範囲）に備えられている。別の言い方をすれば、連通溝４１は、取付筒部３０の内周面のうちで、取付筒部３０の外周面に張出部３１が設けられることで、軸受ハウジング部２６の径方向に関する肉厚が大きくなった部分に備えられている。特に本例では、連通溝４１は、取付筒部３０の内周面のうち、前記仮想線αが通過する部分に備えられている。なお、本例では、連通溝４１を取付筒部３０の内周面の円周方向１個所に設けているが、本発明を実施する場合には、連通溝を取付筒部の内周面の複数個所に設けることができる。

《ピニオン軸収容部》
ピニオン軸収容部２０は、主ハウジング部１４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２０の内側には、ピニオン軸１２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２０は、ハウジング１０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２０は、ラック軸収容部１９の前側（図２の奥側）で、かつ、ラック軸収容部１９の軸方向一方側（図２の左側）部分に配置されている。ピニオン軸収容部２０は、ラック軸収容部１９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２０の中心軸とラック軸収容部１９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２０の中心軸は、ラック軸収容部１９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２０の内部空間は、ラック軸収容部１９の内部空間に連通している。ピニオン軸収容部２０の下側の開口部は、下蓋４６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２１は、主ハウジング部１４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２１の内側には、ラック軸１１をピニオン軸１２に向けて押圧するための、後述するラックガイド５９を含む押圧機構１３が収容されている。ラックガイド収容部２１は、ハウジング１０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２１は、ラック軸収容部１９の後側（図２の手前側）で、かつ、ラック軸収容部１９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２１は、ラック軸収容部１９の軸方向において、ピニオン軸収容部２０と同じ位置に配置されている。このため、ラックガイド収容部２１は、ラック軸収容部１９を挟んでピニオン軸収容部２０の反対側に配置されている。ラックガイド収容部２１の内部空間も、ラック軸収容部１９の内部空間に連通している。

《センサ収容部》
センサ収容部２２は、主ハウジング部１４に備えられており、円筒形状を有している。センサ収容部２２の内側には、アシスト装置３を構成する後述のトルクセンサ７１（又はアングルセンサ）が収容されている。センサ収容部２２は、ピニオン軸収容部２０の上側に、ピニオン軸収容部２０と一体に備えられている。センサ収容部２２は、ピニオン軸収容部２０よりも内径及び外径がそれぞれ大きい。センサ収容部２２の上側の端部には、円環形状を有する上蓋４７が装着されている。

《車両取付部》
車両取付部３０ａ～３０ｃのそれぞれの内側には、ブッシュ４８を内嵌している。ハウジング１０は、ブッシュ４８を挿通したボルト等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１１は、炭素鋼やステンレス鋼等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１１は、軸方向一方側部分の外周面の一部に、ピニオン軸１２の外周面に備えられたピニオン歯５４と噛合する、ラック歯４９（図１及び図５参照）を有する。ラック軸１１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５０（図１及び図３等参照）を有する。ラック軸１１は、ラック軸収容部１９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１１の軸方向両側の端部は、ラック軸収容部１９の軸方向両側の開口部から突出しており、球面継手５１ａ、５１ｂを介してタイロッド５２ａ、５２ｂに接続されている。

球面継手５１ａ、５１ｂは、蛇腹状のブーツ５３ａ、５３ｂにより周囲を覆われている。軸方向一方側のブーツ５３ａの軸方向一方側の端部は、軸方向一方側のタイロッド５２ａに外嵌されており、軸方向一方側のブーツ５３ａの軸方向他方側の端部は、軸方向一方側のブーツ結合筒部２４ａに外嵌されている。軸方向他方側のブーツ５３ｂの軸方向他方側の端部は、軸方向他方側のタイロッド５２ｂに外嵌されており、軸方向他方側のブーツ５３ｂの軸方向一方側の端部は、軸方向他方側のブーツ結合筒部２４ｂに外嵌されている。このため、ブーツ５３ａの内部空間は、ラック軸収容部１９の第１内部空間４２につながっており、ブーツ５３ｂの内部空間は、ラック軸収容部１９の第２内部空間４３につながっている。

《ピニオン軸》
ピニオン軸１２は、図５に示すように、外周面にピニオン歯５４を有するピニオン本体５５と、中空筒状のシャフト部５６とを、トーションバー５７により連結してなる。トーションバー５７は、シャフト部５６の内側に配置されている。トーションバー５７の上端部は、シャフト部５６の上端部に連結されており、トーションバー５７の下端部は、ピニオン本体５５の上端部に連結されている。

ピニオン本体５５は、ピニオン軸１２の先半部を構成しており、ピニオン軸収容部２０の内側に、１対の転がり軸受５８ａ、５８ｂを用いて回転自在に支持されている。ピニオン本体５５（ピニオン軸１２）の中心軸は、ピニオン軸収容部２０の中心軸と同軸に配置されている。

シャフト部５６は、ピニオン軸１２の基半部を構成しており、センサ収容部２２の上側の端部に装着された上蓋４７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５６の上下方向の中間部は、上蓋４７に対して、転がり軸受５８ｃにより回転自在に支持されている。シャフト部５６の上端部は、ステアリングホイール４に対し、自在継手７ａ、７ｂ及び中間シャフト８等を介して接続されている。

ステアリングホイール４を操作すると、自在継手７ａ、７ｂ及び中間シャフト８を介してシャフト部５６に入力される操舵トルクと、ピニオン本体５５が回転することに対する抵抗とにより、ピニオン本体５５とシャフト部５６とが、トーションバー５７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５５とシャフト部５６との相対変位量は、後述するトルクセンサ７１により測定される。

ピニオン本体５５の回転は、ピニオン歯５４とラック歯４９との噛み合い部により、ラック軸１１の直線運動に変換され、ラック軸１１の軸方向両側の端部に接続されたタイロッド５２ａ、５２ｂを押し引きする。これにより、左右の操舵輪９ａ、９ｂに舵角が付与される。

《押圧機構》
押圧機構１３は、ラック軸１１を、ピニオン軸１２を構成するピニオン本体５５に向けて押圧するものであり、図５に示すように、ラックガイド収容部２１の内側に収容されている。押圧機構１３は、ラックガイド５９と、キャップ６０と、コイルばね６１とを有する。

ラックガイド５９は、ラックガイド収容部２１の内側に、ラック軸１１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５９は、略円柱形状を有しており、ラック軸１１に対向する一方側の端面に、ラック軸１１の背面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６２を有する。ガイド凹面６２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５９は、ラック軸１１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６３を有する。

キャップ６０は、円盤形状を有しており、ラックガイド収容部２１の開口部に螺着されており、ラックガイド収容部２１の開口部を塞いでいる。キャップ６０は、ラックガイド５９と対向する一方側の端面の中央部に、キャップ側凹部６４を有する。

コイルばね６１は、圧縮された状態で、ラックガイド５９とキャップ６０との間に挟持されている。コイルばね６１の大部分は、ガイド側凹部６３の内側に配置されており、コイルばね６１の一部（残部）は、キャップ側凹部６４の内側に配置されている。また、コイルばね６１の一方側の端部は、ガイド側凹部６３の底面に当接しており、コイルばね６１の他方側の端部は、キャップ側凹部６４の底面に当接している。このようなコイルばね６１の弾力により、ラックガイド５９をラック軸１１に向けて押圧している。これにより、ラック軸１１をピニオン軸１２（ピニオン本体５５）に向けて弾性的に押圧して、ピニオン歯５４とラック歯４９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３は、ラック軸１１に操舵補助力を付与し、運転者がステアリングホイール４を操作するのに必要な操舵力を軽減する。アシスト装置３は、図３に示すように、ボールねじ機構６５と、支持軸受６６と、止めねじ６７と、プーリ機構６８と、電動モータ６９と、電子制御ユニット（Electronic Control Unit）７０（図２参照）と、トルクセンサ７１（図５参照）とを備える。

ボールねじ機構６５は、電動モータ６９の回転運動をラック軸１１の往復直線運動に変換するためのもので、ラック軸１１と、ナット７２と、複数個のボール７３とを有する。

ナット７２は、ラック軸１１の軸側ボールねじ溝５０を覆うように配置されており、ラック軸収容部１９を構成する軸受ハウジング部２６の内側に、支持軸受６６を利用して回転のみ可能に支持されている。ナット７２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５０とは、ナット７２の径方向に対向して配置されている。ナット７２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５０との間には、ボール７３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７２に備えられた図示しない循環手段によりつながれている。負荷路７５の終点にまで達したボール７３は、循環手段により、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７２の回転方向が変化する度に入れ替わる。

支持軸受６６は、内部にグリースを封入した密封軸受である。支持軸受６６は、軸受ハウジング部２６を構成する取付筒部３０に、隙間嵌めで内嵌されている。

支持軸受６６は、内周面に１対の外輪軌道を有する１つの外輪７６と、外周面に１対の内輪軌道を有する１つの内輪７７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７８と、１対の密封装置７９ａ、７９ｂとを有している。

外輪７６は、軸受ハウジング部２６の取付筒部３０の内周面に備えられた嵌合面３５に、微小隙間を介して内嵌されている。また、外輪７６の軸方向他方側の側面を、取付筒部３０の内周面に備えられた段差面３４に突き当てている。これにより、軸受ハウジング部２６に対する支持軸受６６の軸方向に関する位置決めを図っている。

内輪７７は、ナット７２とは別体に構成されており、ナット７２に対して外嵌固定されている。ただし、本発明を実施する場合には、支持軸受を構成する内輪とナットとを一体に構成し、ナットの外周面に１対の内輪軌道を備えることもできる。密封装置７９ａ、７９ｂは、支持軸受６６の内部に封入したグリースが外部に漏出することを防止する。

本例では、支持軸受６６として、１対の密封装置７９ａ、７９ｂを備え、グリースを内部に封入した密封軸受を使用しているため、ラック軸収容部１９の内部空間は、支持軸受６６により分断される。つまり、支持軸受６６の左右両側に存在する第１内部空間４２及び第２内部空間４３のそれぞれの空気は、支持軸受６６を通じて移動することが実質的に防止される。なお、本発明を実施する場合に、支持軸受の軸受形式は特に問わず、例えば深溝玉軸受を２つ組み合わせて構成することもできる。

止めねじ６７は、支持軸受６６が軸受ハウジング部２６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３０の内周面に備えられた雌ねじ部３７に螺着されている。止めねじ６７は、円環形状を有しており、外周面に雌ねじ部３７に螺合する雄ねじ部８０を有する。また、止めねじ６７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６７は、外輪７６の内径寸法とほぼ同程度の内径寸法を有する。止めねじ６７は、軸受ハウジング部２６の雌ねじ部３７に螺着した状態で、止めねじ６７の軸方向他方側の側面を、外輪７６の軸方向一方側の側面に押し付けている。

止めねじ６７は、径方向外側の端部に、取付筒部３０の内周面に備えられた連通溝４１の内側に進入した、かしめ部８２を有している。本例では、このようなかしめ部８２により、軸受ハウジング部２６に対する止めねじ６７の回り止めを図り、止めねじ６７が緩むのを防止している。

止めねじ６７は、支持軸受６６とは反対側を向いた軸方向一方側の側面の径方向外側部で、かつ、円周方向に関する位相が連通溝４１と一致する部分に、凹部８３を有している。本例では、止めねじ６７の軸方向一方側の側面に、たとえばポンチ等の工具を用いて凹部８３を形成することで、かしめ部８２を形成している。すなわち、止めねじ６７の軸方向一方側の側面のうち、径方向に関して凹部８３の外側に位置する部分を径方向外側に押し拡げる（塑性変形させる）ことで、当該部分にかしめ部８２を形成している。このため、かしめ部８２は、凹部８３の輪郭に沿って湾曲した凸円弧形状を有しており、止めねじ６７の軸方向一方側の端部に備えられている。かしめ部８２の先端部は、雄ねじ部８０の一部により構成されている。

図８に示すように、かしめ部８２と連通溝４１の内面との間には、軸方向視で略三日月形状を有する隙間９０が備えられている。すなわち、かしめ部８２の先端部は、連通溝４１の内面に接していない。このため、かしめ部８２を形成することによって、連通溝４１が塞がれることを防止している。

プーリ機構６８は、図３に示すように、駆動プーリ８４と、従動プーリ８５と、ベルト８６とを有する。プーリ機構６８は、プーリ収容部２５の内側に収容されている。

駆動プーリ８４は、外周面に外歯を有しており、電動モータ６９のモータ出力軸８８の先端部に固定されている。従動プーリ８５は、駆動プーリ８４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８５は、ナット７２の軸方向一方側に配置されており、ナット７２に対して相対回転不能に固定されている。ベルト８６は、内周面に内歯を有しており、駆動プーリ８４と従動プーリ８５とに掛け渡されている。プーリ機構６８は、電動モータ６９の回転を減速してナット７２に伝達する。

電動モータ６９は、プーリ機構６８及びボールねじ機構６５を介して、ラック軸１１に操舵補助力を付与するためのもので、プーリ収容部２５に対して、複数本のボルト８７を用いて固定されている。

電動モータ６９は、先端部に駆動プーリ８４が固定されるモータ出力軸８８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８９とを備える。モータハウジング８９は、アルミニウム合金等の金属製で、有底円筒形状を有している。電動モータ６９をプーリ収容部２５に固定した状態で、モータ出力軸８８は、ラック軸収容部１９の中心軸及びラック軸１１の中心軸と略平行に配置される。

電子制御ユニット７０は、電動モータ６９を駆動制御する。電子制御ユニット７０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等を搭載した図示しない基板等を有する。電子制御ユニット７０は、ラック軸収容部１９の軸方向に関して、電動モータ６９の一方側に配置されており、電動モータ６９と一体化されている。

トルクセンサ７１は、図５に示すように、センサ収容部２２の内側に収容されている。トルクセンサ７１は、ピニオン軸１２を構成するシャフト部５６の周囲に配置されており、トーションバー５７の捩れ方向及び捩れ量を検出する。トルクセンサ７１は、ハーネス９１を利用して、電子制御ユニット７０に電気的に接続される。これにより、トルクセンサ７１は、電力の供給を受けるとともに、トーションバー５７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７０へ出力する。トルクセンサ７１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７１と電気的に接続された電子制御ユニット７０は、トルクセンサ７１の出力信号に基づいて、電動モータ６９を駆動制御する。これにより、電動モータ６９が発生する駆動トルクを、プーリ機構６８及びボールねじ機構６５を介し、ラック軸１１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４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１によれば、ハウジング１０のうちで支持軸受６６の両側に存在する第１内部空間４２と第２内部空間４３とを連通することができるだけでなく、支持軸受６６の軸方向変位を防止するための止めねじ６７が緩むことも防止できる。

すなわち、本例では、ハウジング１０のうちで、支持軸受６６を内嵌する軸受ハウジング部２６の取付筒部３０の内周面に、支持軸受６６を軸方向に跨ぐように連通溝４１を形成している。そして、連通溝４１により、支持軸受６６の左右両側に存在する第１内部空間４２と第２内部空間４３とを連通している。このため、ラック軸１１が直線運動した際に、連通溝４１を利用して、第１内部空間４２と第２内部空間４３との間で空気を移動させることができる。したがって、ラック軸１１を軸方向に直線運動させた場合にも、ブーツ５３ａ、５３ｂに膨張と収縮とが繰り返し生じることを防止できる。また、第１内部空間４２及び第２内部空間４３の圧力変化を小さく抑えることができる。この結果、ブーツ５３ａ、５３ｂの劣化を抑制できるとともに、ラック軸１１の作動性を良好に確保することができる。

さらに本例では、連通溝４１の内側に、止めねじ６７の径方向外側の端部に形成したかしめ部８２を進入させている。このため、ハウジング１０（副ハウジング部１５）をアルミニウム合金等の軽合金製とし、止めねじ６７をたとえば鉄系合金製とした場合にも、連通溝４１を利用して、止めねじ６７がハウジング１０に対して相対回転することを防止でき、止めねじ６７が緩むことを防止できる。

この結果、支持軸受６６が軸受ハウジング部２６に対して軸方向に相対変位したり、止めねじ６７が従動プーリ８５に接触して、従動プーリ８５の回転を阻害したりすることを防止することもできる。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できる。

また、本例では、止めねじ６７の径方向外側の端部に形成したかしめ部８２と、連通溝４１の内面との間に、隙間９０を設けているため、かしめ部８２を形成することに伴って、連通溝４１の本来の機能を損なうことを防止できる。

また、本例では、かしめ部８２の先端部を、止めねじ６７の外周面に備えられた雄ねじ部８０の一部により構成しているため、止めねじ６７の径方向外側の端部を塑性変形させて、かしめ部８２を形成するのに必要な荷重（かしめ荷重）を小さく抑えられる。

また、本例では、連通溝４１を、取付筒部３０の内周面のうちで、円周方向に関する位相が張出部３１と一致する部分に形成している。このため、連通溝４１を、軸受ハウジング部２６のうちで、径方向に関する肉厚が大きくなった部分に形成することができる。したがって、連通溝４１を形成することで、軸受ハウジング部２６の剛性が低下することを抑制できる。また、連通溝４１の断面積を大きくすることが可能になり、第１内部空間４２と第２内部空間４３との間で効率良く空気を移動させることができる。

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。

本発明を実施する場合に、連通溝及びかしめ部に関して、形成数、形成位置、形状（断面形状を含む）及び加工方法等は、実施の形態の構造に限定されず、適宜変更することができる。たとえば、連通溝及びかしめ部は、複数ずつ備えることができ、この場合には、連通溝及びかしめ部を、円周方向に関して等間隔に配置することもできる。また、支持軸受の構造についても、実施の形態に限定されず、単列、複列を問わずに、従来から知られた各種構造の軸受を採用することができる。

１ 電動パワーステアリング装置
２ ステアリングギヤユニット
３ アシスト装置
４ ステアリングホイール
５ ステアリングシャフト
６ ステアリングコラム
７ａ、７ｂ 自在継手
８ 中間シャフト
９ 総舵輪
１０ ハウジング
１１ ラック軸
１２ ピニオン軸
１３ 押圧機構
１４ 主ハウジング部
１５ 副ハウジング部
１６ ボルト
１７ ハウジング本体
１８ａ、１８ｂ １８ｃ 車両取付部
１９ ラック軸収容部
２０ ピニオン軸収容部
２１ ラックガイド収容部
２２ センサ収容部
２３ ラック軸収容部本体
２４ａ、２４ｂ ブーツ結合筒部
２５ プーリ収容部
２６ 軸受ハウジング部
２７ 筒体
２８ 隔壁部
２９ 嵌合筒部
３０ 取付筒部
３１ 張出部
３２ 突条部
３３ａ～３３ｆ 取付フランジ部
３４ 段差面
３５ 嵌合面
３６ 小径部
３７ 雌ねじ部
３８ 貫通孔
３９ 通孔
４０ 取付ボルト
４１ 連通溝
４２ 第１内部空間
４３ 第２内部空間
４４ 第１直線部
４５ 第２直線部
４６ 下蓋
４７ 上蓋
４８ ブッシュ
４９ ラック歯
５０ 軸側ボールねじ溝
５１ａ、５１ｂ 球面継手
５２ａ、５２ｂ タイロッド
５３ａ、５３ｂ ブーツ
５４ ピニオン歯
５５ ピニオン本体
５６ シャフト部
５７ トーションバー
５８ａ、５８ｂ、５８ｃ 転がり軸受
５９ ラックガイド
６０ キャップ
６１ コイルばね
６２ ガイド凹面
６３ ガイド側凹部
６４ キャップ側凹部
６５ ボールねじ機構
６６ 支持軸受
６７ 止めねじ
６８ プーリ機構
６９ 電動モータ
７０ 電子制御ユニット
７１ トルクセンサ
７２ ナット
７３ ボール
７４ ナット側ボールねじ溝
７５ 負荷路
７６ 外輪
７７ 内輪
７８ 玉
７９ａ、７９ｂ 密封装置
８０ 雄ねじ部
８１ 係合部
８２ かしめ部
８３ 凹部
８４ 駆動プーリ
８５ 従動プーリ
８６ ベルト
８７ ボルト
８８ モータ出力軸
８９ モータハウジング
９０ 隙間
９１ ハーネス
１００ 電動パワーステアリング装置
１０１ ステアリングギヤユニット
１０２ ラック軸
１０３ ピニオン軸
１０４ タイロッド
１０５ ハウジング
１０６ 主ハウジング部
１０７ 副ハウジング部
１０８ プーリ収容部
１０９ 軸受ハウジング部
１１０ アシスト装置
１１１ ボールねじ機構
１１２ 支持軸受
１１３ プーリ機構
１１４ 電動モータ
１１５ ナット
１１６ ボール
１１７ 止めねじ
１１８ 駆動プーリ
１１９ 従動プーリ
１２０ ベルト
１２１ａ、１２１ｂ ブーツ
１２２ 第１内部空間
１２３ 第２内部空間

Claims (6)

1. 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、
   前記ハウジングに内嵌され、前記ナットを、前記ハウジングの内側に回転のみ可能に支持する支持軸受と、
   前記ハウジング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止めねじと、を備え、
   前記ハウジングの内周面には、前記支持軸受を軸方向に跨ぐように形成され、前記ハウジングのうちで前記支持軸受を挟んで両側に存在する内部空間同士を連通する連通溝を有し、
   前記止めねじは、径方向外側の端部に、前記連通溝の内側に進入したかしめ部を有し、前記ハウジングに対する回り止めが図られている、
   電動パワーステアリング装置。
2. 前記かしめ部と前記連通溝の内面との間には、隙間が備えられている、請求項１に記載した電動パワーステアリング装置。
3. 前記支持軸受は、グリースを内部に封入した密封軸受である、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. 前記ハウジングは、内周面に雌ねじ部を有しており、
   前記止めねじは、外周面に、前記雌ねじ部に螺着される雄ねじ部を有しており、
   前記かしめ部は、前記雄ねじ部の一部により構成されている、
   請求項１～３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. 前記止めねじは、前記支持軸受とは反対側を向いた軸方向側面の径方向外側部のうち、前記連通溝と円周方向に関する位相が一致する部分に、凹部を有する、請求項１～４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。
6. 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り、
   前記軸受ハウジング部は、前記支持軸受を内嵌し、かつ、内周面に前記連通溝が形成された取付筒部と、前記取付筒部の外周面の一部から径方向外側に張り出した張出部とを有しており、
   前記連通溝は、前記取付筒部の内周面のうちで、円周方向に関する位相が前記張出部と一致する部分に備えられている、
   請求項１～５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。
   

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