JP5402045B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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るとともにモータ駆動により回転する中空軸を備え、その中空軸の回転を変換手段としての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。

即ち、このようなＥＰＳにおいて、ボール螺子装置は、ラック軸の外周に螺刻された螺子溝とボール螺子ナットの内周に螺刻された螺子溝とを対向させてなる螺旋状の転動路内に転動体となる複数のボールを配することにより形成される。そして、例えば、特許文献１に記載のＥＰＳでは、ボール螺子ナットが上記中空軸として構成されたモータシャフトの内周に固定され、同モータシャフトとともに一体回転することにより、そのモータトルクを軸方向のアシスト力に変換してラック軸に伝達する構成となっている。

ところで、このようにモータシャフトの内周にボール螺子ナットを固定する場合には、ロックナットを用いて当該ボール螺子ナットを軸方向に挟み込むのが一般的である。しかしながら、このようなロックナットを用いた締め付けによる固定構造では、その押圧力によりボール螺子ナットが変形してしまう可能性がある。そして、その螺子溝により形成される上記転動路に歪みが生ずることでボールの円滑な転動が妨げられ、ひいては、これが異音や操舵フィーリングの悪化等を引き起こすおそれがある。

そこで、例えば、図１１に示すように、ボール螺子ナット７１及びモータシャフト７２の軸方向端部に、それぞれ、径方向に延びるフランジ７３，７４を形成し、これらのフランジ７３，７４を締結することにより、ボール螺子ナット７１をモータシャフト７２の軸方向端部に固定する方法が考えられる。そして、これにより、その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７１を相対回転不能にモータシャフト７２に固定することができる。

特開２００６−２５６４１４号公報

ところが、このようなラックアシスト型のＥＰＳにおいて、その中空軸は、略筒状に形成されたハウジングに軸方向から挿入されることにより組み付けられ、同ハウジングとの間に介在された軸受に支承されることにより、回転自在に同ハウジング内に収容される。従って、その組付けの容易性を考慮するならば、上記フランジのような径方向に突出する構造体の形成は極力回避するのが望ましい。特に、上記特許文献１に記載のＥＰＳのようなモータシャフトにより中空軸が形成される構成では、ステータをハウジングに組み付けた状態でロータを構成するモータシャフトが組み付けられる。そのため、そのクリアランスが極めて小さく、上記のようなフランジを当該中空軸と一体に形成することは実質的に不可能と言わざるを得ない。

そこで、図１２に示すように、上記ボール螺子ナット７１を連結するためのフランジ７４を、モータシャフト７２とは別体のフランジ部材７５とし、ハウジングにモータシャフト７２を挿通した後、その軸方向端部に当該フランジ部材７５を連結する構成が考えられる。

具体的には、この図１２に示す例において、フランジ部材７５は、上記ボール螺子ナット７１を連結するためのフランジ７４として機能する円環部７６と、ラック軸を挿通可能な挿通孔７７とを備えるとともに、その挿通孔７７の内周には、螺子部７８が形成されている。また、モータシャフト７２の軸方向端部の外周には、このフランジ部材７５側の螺子部７８に対応した螺子部７９が形成される。そして、これらの螺子部７８，７９の螺合させることにより、フランジ部材７５をモータシャフト７２に螺着する構成となっている。

即ち、ＥＰＳにおいては、そのモータ回転方向が頻繁に反転される。このため、上記モータシャフト７２とフランジ部材７５との連結部に周方向の隙間がある場合、その隙間が回転ガタとなって、モータ回転が反転する度に衝突音が発生することになる。この点、上記のような螺着による固定構造を採用することで、その連結部における周方向隙間の形成を排除することができる。そして、これにより、静粛性を損なうことなく組付けの容易化を図ることができる。

しかしながら、このような螺着によりフランジ部材を固定する構造では、上記のように繰り返し行なわれるモータの反転が、その螺子締めによる当該フランジ部材の固定を緩める力として作用することになる。このため、そのフランジ部材の螺子緩み対策が重要な課題となっており、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

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、モータ駆動により回転する中空軸に螺着されたフランジ部材に生ずる螺子緩みを改善して高い信頼性を確保す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、前記ラック軸の外周に螺刻された螺子溝とボール螺子ナットの内周に螺刻された螺子溝とを対向させ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とともに、前記ボール螺子ナットは、その軸方向端部に形成されたフランジと前記中空軸の軸方向端部に螺着されたフランジ部材とを締結することにより該中空軸に固定される電動パワーステアリング装置であって、前記中空軸に対して、周方向の相対変位を規制した状態として固定される筒状部と、該筒状部の軸方向端部から径方向外側に延設されて前記フランジ部材に固定されるフランジ部とを有してなる連結部材を備えること、を要旨とする。

上記構成によれば、連結部材によりフランジ部材と中空軸との周方向における相対変位が規制される。その結果、フランジ部材と中空軸との固定を強固なものとして、その螺子緩みの発生を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、前記連結部材の筒状部は、前記フランジ部材を軸方向に貫通する挿通孔を介して前記中空軸の内周に固定されること、を要旨とする。
上記構成によれば、連結部材を配することにより中空軸とボール螺子ナットとの連結部が大型化することを回避することができる。

請求項３に記載の発明は、前記連結部材のフランジ部は、前記ボール螺子ナットのフランジと前記フランジ部材とにより挟圧されること、を要旨とする。
上記構成によれば、構成簡素且つ容易に、連結部材のフランジ部をフランジ部材に固定することができる。また、その他の固定方法を併用する場合には、その固定をより強固なものとすることができる。更には、あえてボール螺子ナットのフランジとフランジ部材との締結力に基づく挟圧による固定とすることで、ラック軸に対して衝撃的な過大応力が入力された場合であっても、当該連結部材のフランジ部とフランジ部材との間の接触面が周方向において相対的にずれることを許容することができる。そして、この周方向の位置ずれにより、その入力された過大応力を吸収することができ、その結果、締結部材（ボルト等）の損傷等により連結部材のフランジ部とフランジ部材との固定が瞬間的に解除される事態を回避して、その固定状態を安定的に維持することができる。

請求項４に記載の発明は、前記連結部材のフランジ部には、前記ボール螺子ナットのフランジと前記フランジ部材とを締結するボルトが挿通される挿通孔が形成されること、を要旨とする。

上記構成によれば、連結部材のフランジ部とフランジ部材との固定をより強固なものとすることができる。
請求項５に記載の発明は、前記挿通孔は、周方向に延びる長孔であること、を要旨とする。

即ち、螺着により中空軸に固定されるフランジ部材は、その固定状態における相対的な周方向位置を調整することが難しい。しかしながら、このように挿通孔を長孔状に形成することにより、フランジ部材に形成されたボルト締結用の螺子孔と連結部材のフランジ部に形成された挿通孔との周方向位置が一致しやすくなる。その結果、その組付け性の改善を図ることができる。

また、ボルトによる締結力に基づく挟圧により連結部材のフランジ部がフランジ部材に固定されている場合、そのラック軸に対する衝撃的な過大応力の入力時には、各ボルトが長孔状に形成された挿通孔内を移動することにより、連結部材のフランジ部とフランジ部材との間の周方向における相対的な位置ずれが許容される。その結果、当該ボルトの損傷により連結部材のフランジ部とフランジ部材との固定が瞬間的に解除される事態を回避して、その固定状態を安定的に維持することができる。

更に、ボルトの締結力に基づくフランジ部材と連結部材のフランジ部との固定が解除され、中空軸に固定されたフランジ部材に螺子緩みが生じた場合であっても、そのフランジ部材と中空軸との間の相対変位による各ボルトの周方向移動は、挿通孔の周方向端部により規制される。その結果、フランジ部材の更なる螺子緩みを抑制することができる。

加えて、そのボルトが挿通孔の周方向端部に接触することにより生ずる衝突音を利用して、螺子緩みの発生を運転者に知らしめることができる。そして、この警告手段としての機能により、その螺子緩みが安全性に影響しない早期の段階で、運転者に修理を促すことができるようになる。

請求項６に記載の発明は、前記連結部材のフランジ部には、周方向における前記フランジ部材と前記中空軸との間の相対変位の発生により前記フランジ部材又は該フランジ部材の締結部材に接触して前記相対変位を規制する規制手段が形成されること、を要旨とする。

上記構成によれば、中空軸に固定されたフランジ部材に螺子緩みが生じた場合であっても、そのフランジ部材と中空軸との周方向における相対変位を規制することができる。その結果、フランジ部材の更なる螺子緩みを抑制することができる。

請求項７に記載の発明は、前記連結部材のフランジ部には、周方向における前記フランジ部材と前記中空軸との間の相対変位の発生により前記フランジ部材又は該フランジ部材の締結部材に接触して衝突音を生じせしめる警告手段が形成されること、を要旨とする。

上記構成によれば、周方向における相対変位を要因とした接触により発生する衝突音を利用して、螺子緩みの発生を運転者に知らしめることができる。その結果、その螺子緩みが安全性に影響しない早期の段階で、運転者に修理を促すことができるようになる。

請求項８に記載の発明は、前記連結部材の筒状部は、嵌合により前記中空軸に固定されること、を要旨とする。
上記構成によれば、容易且つ確実に連結部材の筒状部を中空軸に固定することができる。

請求項９に記載の発明は、前記連結部材の筒状部は、多角筒状に形成されるとともに、前記中空軸には、前記筒状の角数に対応した多角形状をなす被嵌合部が形成されること、を要旨とする。

上記構成によれば、簡素な構成で、連結部材の筒状部を中空軸に嵌合することができる。
請求項１０に記載の発明は、前記中空軸側に形成された被嵌合部は、前記連結部材の筒状部に対し、整数倍の角数を有すること、を要旨とする。

上記構成によれば、中空軸と連結部材との周方向における相対的な位置設定自由度が増加する。これにより、フランジ部材に形成されたボルト締結用の螺子孔と連結部材のフランジ部に形成された挿通孔との周方向位置を一致させやすくなる。その結果、その組付け性を更に向上させることができる。

請求項１１に記載の発明は、前記連結部材の筒状部は、螺着により前記中空軸に固定されること、を要旨とする。
上記構成によれば、中空軸に固定されたフランジ部材に対し、その螺着による締結力により連結部材のフランジ部を圧接することができる。その結果、そのフランジ部とのフランジ部材との固定を強化して、ひいては中空軸に対するフランジ部材の固定をより強固なものとして、その螺子緩みの発生を抑制することができる。

請求項１２に記載の発明は、前記連結部材の筒状部は、前記フランジ部材の螺着方向とは逆螺子となる方向で前記中空軸に螺着されること、を要旨とする。
上記構成によれば、中空軸の回転により、一方に螺子緩みが生ずる力が作用しても、他方には螺子締め力として作用する。従って、このような構成とすれば、中空軸に対するフランジ部材の固定をより強固なものとして、その螺子緩みの発生を抑制することができる。

請求項１３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、前記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、前記ラック軸の外周に螺刻された螺子溝とボール螺子ナットの内周に螺刻された螺子溝とを対向させ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とともに、前記ボール螺子ナットは、その軸方向端部に形成されたフランジと前記中空軸の軸方向端部に螺着されたフランジ部材とを締結することにより該中空軸に固定される電動パワーステアリング装置であって、
前記中空軸及び前記フランジ部材の少なくとも何れか一方に固定されるとともに、周方向における前記フランジ部材と前記中空軸との間の相対変位の発生により、前記中空軸、前記フランジ部材、又は該フランジ部材の締結部材に接触して衝突音を生じせしめる警告手段を備えたこと、を要旨とする。

上記構成によれば、周方向における相対変位を要因とする接触により生ずる衝突音を利用して、螺子緩みの発生を運転者に知らしめることができる。その結果、その螺子緩みが安全性に影響しない早期の段階で、運転者に修理を促すことができるようになる。

本発明によれば、モータ駆動により回転する中空軸に螺着されたフランジ部材に生ずる螺子緩みを改善して高い信頼性を確保す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。 ボール螺子装置の組図。 モータシャフト、フランジ部材、ボール螺子ナット、及び連結部材の斜視図。 （ａ）連結部材の平面図、（ｂ）連結部材の断面図。 モータシャフトの軸方向平面図。 規制手段及び警告手段として機能する挿通孔の作用説明図。 規制手段及び警告手段として機能する別例の連結部材の説明図。 別例のモータシャフトの軸方向平面図。 別例の連結部材及びその固定方法を示す説明図。 従来のボール螺子ナットの固定構造を示す側面図。 従来のボール螺子ナットの固定構造を示す斜視図。

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。

さらに詳述すると、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１１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、還流路Ｌ２は、上記二つの接続点Ｐ１，Ｐ２に対応してボール螺子ナット１３の軸線に沿うように穿設されたリターン孔１５と、各接続点Ｐ１，Ｐ２に対応する位置に埋設されることによりリターン孔１５と転動路Ｌ１とを接続するこま部材１６，１７とにより構成されている。そして、転動路Ｌ１は、当該還流路Ｌ２によって、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。

また、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、径方向に突出する円環板状のフランジ１８が設けられるとともに、モータシャフト６の軸方向端部６ａにも、このボール螺子ナット１３のフランジ１８に対応する円環板状のフランジ１９が設けられている。そして、本実施形態では、これらのフランジ１８，１９が締結されることにより、ボール螺子装置５の回転入力部を構成するボール螺子ナット１３とモータ出力軸としてのモータシャフト６とが連結されている。

即ち、本実施形態のＥＰＳ１において、駆動源であるモータ４の回転は、そのモータシャフト６と同軸に連結されたボール螺子ナット１３が当該モータシャフト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、同ボール螺子装置５において、モータ４の回転をラック軸３の軸方向移動に変換することにより、そのモータトルクに基づく軸方向の押圧力を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連結構造）
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるボール螺子ナットの連結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、上記モータシャフト６側のフランジ１９は、モータシャフト６とは別体に形成されたフランジ部材２０を当該モータシャフト６の軸方向端部６ａに固定することにより形成される。

具体的には、フランジ部材２０は、円筒状をなす短筒部２１と、その短筒部２１の外周から径方向外側に向って延設された円環部２２とを備えてなり、円環部２２には、その全周に亘って、ボール螺子ナット１３の締結に用いられるボルト２３を螺着するための複数の螺子孔２４が形成されている。尚、ボール螺子ナット１３のフランジ１８には、これらの各螺子孔２４に対応する複数の挿通孔１８ａが形成されており、各ボルト２３は、これらの挿通孔１８ａを介して上記螺子孔２４に螺着される。また、短筒部２１の内周には螺子部２５が形成されている。そして、モータシャフト６の軸方向端部６ａの外周には、この短筒部２１側の螺子部２５に対応する螺子部２６が形成されている。

即ち、本実施形態のフランジ部材２０は、その螺子部２５とモータシャフト６側の螺子部２６との螺合により、モータシャフト６の軸方向端部６ａに軸方向から螺着される。そして、これにより、その円環部２２がボール螺子ナット１３を締結するためのフランジ１９として機能し、モータシャフト６と同軸配置される短筒部２１（の筒内）がラック軸３を挿通可能な挿通孔として機能する構成になっている。

また、本実施形態では、このように形成されたモータシャフト６側のフランジ１９とボール螺子ナット１３側のフランジ１８との間には、上述の螺子緩みの問題を改善するための連結部材２７が介在されている。

詳述すると、図５（ａ）（ｂ）に示すように、連結部材２７は、筒状部２８と、同筒状部２８の軸方向端部２８ａの外周から径方向外側に延設されたフランジ部としてのプレートフランジ２９とを備えてなる。そして、図２に示すように、連結部材２７は、その筒状部２８がモータシャフト６に固定されるとともに、そのプレートフランジ２９がフランジ部材２０に固定されることによって、同フランジ部材２０とモータシャフト６との固定を強化することが可能となっている。

さらに詳述すると、図２〜図４に示すように、本実施形態の連結部材２７において、筒状部２８は、フランジ部材２０を軸方向に貫通する挿通孔としての短筒部２１（の筒内）を介してモータシャフト６の軸方向端部６ａに固定される。

具体的には、図５（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態の連結部材２７では、筒状部２８は、六角筒状に形成されている。また、図６に示すように、モータシャフト６の軸方向端部６ａには、その内周に筒状部２８の外径形状に対応する六角孔３０が形成されている。そして、図２〜図４に示すように、本実施形態の連結部材２７は、そのフランジ部材２０の短筒部２１に挿通された筒状部２８が、モータシャフト６側の六角孔３０に挿入され、同六角孔３０と嵌合することにより、そのモータシャフト６に対する相対回転が規制されるようになっている。

一方、筒状部２８とともに連結部材２７を構成するプレートフランジ２９は、このようにして筒状部２８がフランジ部材２０（の短筒部２１）に挿通されることにより、そのフランジ部材２０よりも反モータシャフト側（図１〜図３の各図中、左側）において、当該フランジ部材２０の円環部２２と同軸に並置される。そして、当該フランジ部材２０の円環部２２が構成するモータシャフト６側のフランジ１９とボール螺子ナット１３側のフランジ１８とが締結されることにより、これらの両フランジ１８，１９に挟圧されて、そのフランジ１９を構成するフランジ部材２０に固定される構成となっている。

具体的には、図５（ａ）（ｂ）に示すように、円環板状をなすプレートフランジ２９には、その周方向に亘って複数（本実施形態では、４つ）の挿通孔３１が形成されている。本実施形態では、これらの各挿通孔３１は、周方向に延びる円弧状の長孔として形成されている。尚、これらの各挿通孔３１は、プレートフランジ２９の周方向に亘り等間隔で形成されている。そして、プレートフランジ２９は、その各挿通孔３１に上記両フランジ１８，１９を締結するボルト２３が挿通されることにより、当該各ボルト２３の締結力に基づいて、両フランジ１８，１９とともに共締めされるようになっている。

即ち、このように挿通孔３１にボルト２３を挿通して共締めにすることにより、フランジ部材２０に対するプレートフランジ２９の固定をより強固なものとすることができる。ところが、上記のように、連結部材２７は、その筒状部２８がモータシャフト６側の六角孔３０と嵌合することにより、モータシャフト６に対する周方向の相対位置が規定される一方、螺着によりモータシャフト６に固定されるフランジ部材２０は、その固定状態における相対的な周方向位置を調整することが難しい。そのため、上記プレートフランジ２９に形成する挿通孔３１を一般的な円形状とした場合、その周方向位置がフランジ部材２０の円環部２２に形成された螺子孔２４と一致しない状況が起こり得る。しかしながら、当該挿通孔３１を上記のような長孔とすることで、このような組付け工程における問題の発生を回避して、その組付け性を向上させることができる。

また、連結部材２７をフランジ部材２０とモータシャフト６との両方に固定することで、フランジ部材２０の螺子緩みは格段に起こりにくくなるが、更なる信頼の向上を図るためには、その強固な固定が解除されるような状況をも事前に想定して、そのフェールセールを図ることが望ましい。

この点、上記のように長孔状の挿通孔３１を介した共締めによりプレートフランジ２９をフランジ部材２０（の円環部２２）に固定する構成では、ラック軸３に対して衝撃な過大応力が入力された場合であっても、ボルト２３の損傷等によりその固定状態が瞬間的に解除される事態を回避することが可能である。

即ち、本実施形態では、プレートフランジ２９は、ボール螺子ナット１３側のフランジ１８とモータシャフト６側のフランジ１９との締結力に基づき両フランジ１８，１９に挟圧され、これにより、そのモータシャフト６側のフランジ１９を構成するフランジ部材２０の円環部２２に固定されている。このため、ラック軸３に上記のような衝撃な過大応力が入力された場合であっても、その接触面が周方向において相対的にずれることで、その入力された過大応力を吸収することができる。そして、本実施形態では、これにより、ボルト２３等の損傷を回避して当該フランジ部材２０とプレートフランジ２９との固定状態を安定的に維持することが可能となっている。

更に、その挟圧によるフランジ部材２０とプレートフランジ２９との固定が解除され、モータシャフト６に固定されたフランジ部材２０に螺子緩みが生じた場合には、図７に示すように、フランジ部材２０の螺子孔２４に螺着されたボルト２３が（図２参照）、その周方向におけるフランジ部材２０とモータシャフト６との間の相対変位に伴って、長孔状に形成された挿通孔３１内を移動する。そして、そのボルト２３の移動を当該挿通孔３１の周方向端部３１ａにより規制することで、フランジ部材２０の更なる螺子緩みを抑制することができる。また、そのボルト２３が挿通孔３１の周方向端部３１ａに接触することにより生ずる衝突音を利用して、螺子緩みの発生を運転者に知らしめることができる。そして、この警告手段としての機能により、その螺子緩みが安全性に影響しない早期の段階で、運転者に修理を促す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）モータシャフト６側の軸方向端部６ａには、同モータシャフト６とは別体に形成されたフランジ部材２０を螺着してなるフランジ１９が形成されており、ボール螺子ナット１３は、その軸方向端部１３ａに形成されたフランジ１８が、このモータシャフト６側のフランジ１９に締結されることにより当該モータシャフト６と連結される。また、これらの連結部分には、筒状部２８と当該同筒状部２８の軸方向端部２８ａの外周から径方向外側に延設されたプレートフランジ２９とからなる連結部材２７が介在される。そして、連結部材２７は、その筒状部２８がモータシャフト６に固定されるとともに、プレートフランジ２９がフランジ部材２０に固定される。

上記構成によれば、連結部材２７によりフランジ部材２０とモータシャフト６との周方向における相対変位が規制される。その結果、フランジ部材２０とモータシャフト６との固定を強固なものとして、その螺子緩みの発生を抑制することができる。

（２）連結部材２７の筒状部２８は、フランジ部材２０を軸方向に貫通する挿通孔としての短筒部２１（の筒内）を介してモータシャフト６の軸方向端部６ａに固定される。このような構成とすることで、連結部材２７を配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との連結部が大型化することを回避することができる。

（３）連結部材２７のプレートフランジ２９は、ボール螺子ナット１３側のフランジ１８とモータシャフト６側のフランジ１９との締結力に基づき両フランジ１８，１９に挟圧されることにより、そのモータシャフト６側のフランジ１９を構成するフランジ部材２０の円環部２２に固定される。このような構成とすることで、構成簡素且つ容易に、プレートフランジ２９をフランジ部材２０に固定することができる。

（４）プレートフランジ２９には、ボール螺子ナット１３側のフランジ１８とモータシャフト６側のフランジ１９とを締結する各ボルト２３が挿通される挿通孔３１が形成される。このような構成とすることで、フランジ部材２０に対するプレートフランジ２９の固定をより強固なものとすることができる。

（５）各挿通孔３１は周方向に延びる円弧状の長孔として形成される。
即ち、螺着によりモータシャフト６に固定されるフランジ部材２０は、その固定状態における相対的な周方向位置を調整することが難しい。しかしながら、このように各挿通孔３１を長孔状に形成することにより、当該挿通孔３１とフランジ部材２０の円環部２２に形成された螺子孔２４との周方向位置が一致しやすくなる。その結果、その組付け性の改善を図ることができる。

また、ラック軸３に対して衝撃的な過大応力が入力された場合であっても、その締結力によりプレートフランジ２９をフランジ部材２０の円環部２２に固定する各ボルト２３が、その長孔状に形成された挿通孔３１内を移動することによって、プレートフランジ２９の円環部２２との間の周方向における相対的な位置ずれが許容される。そして、この周方向の位置ずれにより、その入力された過大応力を吸収することができ、その結果、ボルト２３の損傷等によりプレートフランジ２９と円環部２２との固定が瞬間的に解除される事態を回避して、その固定状態を安定的に維持することができる。

更に、上記ボルト２３の締結力に基づくフランジ部材２０とプレートフランジ２９との固定が解除され、モータシャフト６に固定されたフランジ部材２０に螺子緩みが生じた場合であっても、そのフランジ部材２０とモータシャフトとの相対変位に伴う各ボルト２３の周方向移動は、挿通孔３１の周方向端部３１ａにより規制される。その結果、フランジ部材２０の更なる螺子緩みを抑制することができる。

加えて、そのボルト２３が挿通孔３１の周方向端部３１ａに接触することにより生ずる衝突音を利用して、螺子緩みの発生を運転者に知らしめることができる。そして、この警告手段としての機能により、その螺子緩みが安全性に影響しない早期の段階で、運転者に修理を促すことができるようになる。

（６）連結部材２７の筒状部２８は、六角筒状に形成される。また、モータシャフト６の軸方向端部６ａには、その内周に筒状部２８の外径形状に対応する六角孔３０が形成される。そして、筒状部２８は、そのモータシャフト６の軸方向端部６ａに形成された六角孔３０に挿入され、同六角孔３０と嵌合することにより、モータシャフト６に固定される。このような構成とすることで、構成簡素且つ容易に、筒状部２８をモータシャフト６に対して確実に固定することができる。

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、連結部材２７のプレートフランジ２９は、ボール螺子ナット１３側のフランジ１８とモータシャフト６側のフランジ１９との締結力に基づき両フランジ１８，１９に挟圧されることにより、そのモータシャフト６側のフランジ１９を構成するフランジ部材２０の円環部２２に固定されることとした。しかし、これに限らず、接着等、その他の方法でプレートフランジ２９をフランジ部材２０に固定する構成でもよい。また、その他の固定方法と併せて、上記締結力に基づく挟圧を行なう構成としてもよい。これにより、プレートフランジ２９とフランジ部材２０との固定をより強固なものとすることができる。

・上記実施形態では、プレートフランジ２９には、そのボール螺子ナット１３側のフランジ１８とモータシャフト６側のフランジ１９とを締結する各ボルト２３が挿通される挿通孔３１が形成されることとした。しかし、これに限らず、このような挿通孔３１は必ずしも形成しなくともよい。即ち、ボルト２３の締結力に基づくプレートフランジ２９とフランジ部材２０（の円環部２２）との固定については、挿通孔３１にボルト２３を挿通することなく、より単純に当該プレートフランジ２９を両フランジ１８，１９間に挟圧する構成であってもよい。

・また、上記実施形態では、フランジ部材２０に対するプレートフランジ２９の周方向変位を規制する規制手段、及びその衝突音を利用した螺子緩みの警告手段として、挿通孔３１の周方向端部３１ａを利用することとした。しかし、これに限らず、その規制手段及び警告手段としての機能については、例えば、図８に示されるような連結部材３２を使用することで、当該挿通孔３１を形成することなく実現することが可能である。即ち、同図に示すように、その周縁がボルト２３の螺着位置よりも径方向内側となるようにプレートフランジ３３の外径を設定し、その周縁から径方向外側に延びる突部３４を形成する。そして、フランジ部材２０（の円環部２２）に対するプレートフランジ３３の相対変位が発生した場合には、その突部３４がボルト２３に接触するように構成すればよい。これにより、当該突部３４を上記規制手段及び警告手段として機能させることができる。また、その他、フランジ部材２０にボルト２３以外の接触部位（突部又は凹部）を形成して、その突部３４を接触させる構成としてもよい。

・更に、上記挿通孔３１を形成する場合であっても、その形状は、必ずしも長孔でなくともよい。尚、その挿通孔３１の周方向端部３１ａを上記規制手段及び警告手段として機能させる場合には、ボルト２３が挿通孔３１内において周方向に移動可能な形状とすべきことはいうまでもない。

・上記実施形態では、連結部材２７の筒状部２８を六角筒状に形成するとともに、モータシャフト６の軸方向端部６ａの内周に筒状部２８の外径形状に対応する六角孔３０を形成する。そして、筒状部２８は、そのモータシャフト６側の六角孔３０に挿入され、同六角孔３０と嵌合することにより、モータシャフト６に固定されることとした。しかし、これに限らず、筒状部を六角以外の多角筒形状（例えば四角筒）とするとともに、その多角筒形状に対応した多角形状の被嵌合部（例えば四角孔）をモータシャフト６の軸方向端部６ａに形成する構成としてもよい。

・また、モータシャフト６側に形成される被嵌合部の多角形状については、その嵌合により周方向の相対変位を規制可能であればよく、必ずしもその角数が連結部材２７の筒状部側の角数と同一でなくともよい。

・更に、より好ましくは、モータシャフト６側に形成される被嵌合部が連結部材２７側の筒状部に対して整数倍の角数を有するように形成するとよい。具体的には、例えば、図９に示すように、六角筒状の筒状部２８に対し、モータシャフト６側の被嵌合部として十二角孔３５を形成するとよい。即ち、上記のように、螺着によりモータシャフト６に固定されるフランジ部材２０は、その固定状態における相対的な周方向位置を調整することが難しいため、ボルト２３を螺着するためにフランジ部材２０の円環部２２に形成された各螺子孔２４と連結部材２７のプレートフランジ２９に形成された各挿通孔３１との周方向位置が一致しない場合がある。しかしながら、上記構成によれば、モータシャフト６と連結部材２７との周方向における相対的な位置設定自由度が増加することで、挿通孔３１と螺子孔２４との周方向位置を一致させやすくなる。その結果、組付け性を更に改善することができるようになる。

・また、連結部材の筒状部２８とモータシャフト６側に形成される被嵌合部との嵌合形態については、必ずしも多角筒形状の筒状部２８とこれに対応する多角形状の被嵌合部との嵌合でなくともよい。即ち、例えば、スプライン嵌合や、キー結合（嵌合体及び被嵌合体に形成された係合突部と係合凹部とを係合させることにより周方向における相対的変位を規制する嵌合形態）等の嵌合形態であってもよい。また、この場合、連結部材の筒状部の形状は多角筒形状ではなく円筒状であってもよい。

・更に、連結部材の筒状部とモータシャフト６との固定は、必ずしも嵌合でなくともよく、圧入や「かしめ」等による固定、或いは筒状部及びモータシャフトを径方向に貫通する係止部材を用いた固定（所謂「ピン内」）等であってもよい。

・また、螺着により連結部材の筒状部をモータシャフト６に固定する構成としてもよい。具体的には、例えば、図１０に示すように、連結部材３７の筒状部３８については、その外周に螺子部３９を形成する一方、モータシャフト６については、その軸方向端部６ａの内周に螺子部４０を形成する。尚、同図１０中においては、説明の便宜上（モータシャフト６側の螺子部４０を確認しやすくするため）、フランジ部材２０の記載を省略する。そして、これらの螺子部３９，４０を螺合させることにより、モータシャフト６の軸方向端部６ａに対し、軸方向から連結部材３７を螺着する構成としてもよい。

このような構成を採用すれば、モータシャフト６に固定されたフランジ部材２０の円環部２２に対し、その螺着による締結力により連結部材３７のプレートフランジ２９を圧接することができる。その結果、そのプレートフランジ２９と円環部２２との固定を強化して、ひいてはモータシャフト６に対するフランジ部材２０の固定をより強固なものとして、その螺子緩みの発生を抑制することができる。

・更に、この場合、モータシャフト６に対して連結部材３７の筒状部３８を螺着する際の螺着方向は、そのフランジ部材２０の螺着方向とは逆方向、即ち逆螺子となるようにするとよい。即ち、逆螺子とすることにより、モータシャフト６の回転により、一方に螺子緩みが生ずる力が作用しても、他方には螺子締め力として作用する。従って、このような構成とすれば、モータシャフト６に対するフランジ部材２０の固定をより強固なものとして、その螺子緩みの発生を抑制することができる。

・上記実施形態では、連結部材２７の筒状部２８は、フランジ部材２０の短筒部２１（の筒内）を介してモータシャフト６の軸方向端部６ａの内周に固定されることとした。しかし、これに限らず、連結部材の筒状部は、モータシャフト６の軸方向端部６ａにおいて、その外周に固定されてもよい。即ち、筒状部は、モータシャフト６の軸方向端部６ａに外嵌される構成としてもよい。また、この場合、フランジ部材２０の短筒部２１に挿通されなくともよい。

・また、プレートフランジ２９は、フランジ部材２０の円環部２２に対し、モータシャフト６の反対側（図３において左側）から固定されることとしたが、モータシャフト６側から固定される構成であってもよい。具体的には、例えば、連結部材２７がフランジ部材２０よりもモータシャフト側（図３中において右側）に配置される構成に具体化してもよい。

・更には、上記連結部材２７を警告手段としての機能に特化させてもよい。即ち、例えば、連結部材２７のプレートフランジ２９については、フランジ部材２０の円環部２２に固定せず、両フランジ１８，１９間にも挟圧されない構成する。そして、その周方向における相対変位が生じた場合に、その何れかの部位（例えば、各挿通孔３１の周方向端部３１ａ）がフランジ部材２０を締結する締結手段としてのボルト２３又はフランジ部材２０の何れかの部位に接触して衝突音を生じせしめる構成としてもよい。

・また、このように警告手段として特化させる場合には、その周方向における相対変位により衝突音を発する接触箇所を、筒状部及びモータシャフト６の軸方向端部６ａ側に形成してもよい。即ち、警告手段としての連結部材は、中空軸としてのモータシャフト６及びフランジ部材２０の少なくとも何れか一方に固定されればよい。そして、その周方向における相対変位の発生により、何れかの箇所が、モータシャフト６、フランジ部材２０、又は該フランジ部材２０の締結部材としての各ボルト２３の少なくとも何れかに接触して衝突音を発生すればよい。

・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、ボール螺子ナットの軸方向端部に形成されたフランジと中空軸の軸方向端部に螺着されたフランジ部材とを締結することにより、ボール螺子ナットと中空軸と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。

１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ハウジング、３…ラック軸、４…モータ、５…ボール螺子装置、６…モータシャフト、６ａ…軸方向端部、１１，１４…螺子溝、１２…ボール、１３…ボール螺子ナット、１３ａ…軸方向端部、１５…リターン孔、１６，１７…こま部材、１８，１９…フランジ、２０…フランジ部材、２１…短筒部、２２…円環部、２３…ボルト、２４…螺子孔、２５，２６，３９，４０…螺子部、２７，３２，３７…連結部材、２８，３８…筒状部、２９，３３…プレートフランジ、３０…六角孔、３１…挿通孔、３１ａ…周方向端部、３４…突部、３５…十二角孔、Ｌ１…転動路、Ｌ２…還流路、Ｐ１，Ｐ２…接続点。

Claims (13)

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、前記ラック軸の外周に螺刻された螺子溝とボール螺子ナットの内周に螺刻された螺子溝とを対向させ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とともに、前記ボール螺子ナットは、その軸方向端部に形成されたフランジと前記中空軸の軸方向端部に螺着されたフランジ部材とを締結することにより該中空軸に固定される電動パワーステアリング装置であって、
   前記中空軸に対して、周方向の相対変位を規制した状態として固定される筒状部と、該筒状部の軸方向端部から径方向外側に延設されて前記フランジ部材に固定されるフランジ部とを有してなる連結部材を備えること、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記連結部材の筒状部は、前記フランジ部材を軸方向に貫通する挿通孔を介して前記中空軸の内周に固定されること、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、
   前記連結部材のフランジ部は、前記ボール螺子ナットのフランジと前記フランジ部材とにより挟圧されること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
4. 請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記連結部材のフランジ部には、前記ボール螺子ナットのフランジと前記フランジ部材とを締結するボルトが挿通される挿通孔が形成されること、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
5. 請求項４に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記挿通孔は、周方向に延びる長孔であること、
   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５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、
   前記連結部材のフランジ部には、周方向における前記フランジ部材と前記中空軸との間の相対変位の発生により前記フランジ部材又は該フランジ部材の締結部材に接触して前記相対変位を規制する規制手段が形成されること、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
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、
   前記連結部材のフランジ部には、周方向における前記フランジ部材と前記中空軸との間の相対変位の発生により前記フランジ部材又は該フランジ部材の締結部材に接触して衝突音を生じせしめる警告手段が形成されること、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
8. 請求項１〜請求項７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、
   前記連結部材の筒状部は、嵌合により前記中空軸に固定されること、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
9. 請求項８に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記連結部材の筒状部は、多角筒状に形成されるとともに、前記中空軸には、前記筒状の角数に対応した多角形状をなす被嵌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。
10. 請求項９に記載の電動パワーステアリング装置において、
    前記中空軸側に形成された被嵌合部は、前記連結部材の筒状部に対し、整数倍の角数を有すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
11. 請求項１〜請求項１０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、
    前記連結部材の筒状部は、螺着により前記中空軸に固定されること、
    を特徴とする電動パワーステアリング装置。
12. 請求項１１に記載の電動パワーステアリング装置において、
    前記連結部材の筒状部は、前記フランジ部材の螺着方向とは逆螺子となる方向で前記中空軸に螺着されること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
13. 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、前記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、前記ラック軸の外周に螺刻された螺子溝とボール螺子ナットの内周に螺刻された螺子溝とを対向させ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とともに、前記ボール螺子ナットは、その軸方向端部に形成されたフランジと前記中空軸の軸方向端部に螺着されたフランジ部材とを締結することにより該中空軸に固定される電動パワーステアリング装置であって、
    前記中空軸及び前記フランジ部材の少なくとも何れか一方に固定されるとともに、周方向における前記フランジ部材と前記中空軸との間の相対変位の発生により、前記中空軸、前記フランジ部材、又は該フランジ部材の締結部材に接触して衝突音を生じせしめる警告手段を備えたこと、を特徴とする電動パワーステアリング装置。