JP6221482B2 - ボール螺子装置及びこれを備えた電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボール螺子装置及びこれを備えた電動パワーステアリング装置に関する。

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シャフトを備え、この中空シャフトの回転をボール螺子装置によってラック軸の軸方向移動に変換することで、操舵機構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。一般に、こうしたＥＰＳに用いられるボール螺子装置は、中空シャフトと一体回転するボール螺子ナットを有しており、該ボール螺子ナットの内周に形成された螺子溝とラック軸の外周に形成された螺子溝とを対向させてなる螺旋状のボール軌道内に複数のボールを配設することにより構成されている。

さて、上記ボール螺子ナットの固定構造としては、中空シャフトに雌ネジ部を形成するとともに、ボール螺子ナットに雄ネジ部を形成し、ボール螺子ナットを中空シャフトに対してネジ締結するものが知られている（例えば、特許文献１）。詳しくは、この固定構造においてボール螺子ナットは、雄ネジ部を雌ネジ部に螺合させて締め付けることにより発生する軸力によって、ボール螺子ナットの軸方向端面である座面が中空シャフトの軸方向端面により押圧されるようにネジ締結されている。

特開２０１３−７５５４６号公報

ところで、ボール螺子ナットを中空シャフトに固定する上記軸力は、ボール螺子ナットの座面が中空シャフトに当接した状態からさらに該ボール螺子ナットを締め付け、雄ネジ部を螺進させて主に雄ネジ部を弾性変形させることにより発生する。

ここで、通常、雄ネジ部及び雌ネジ部は、その諸元（リードや有効ネジ径等）が軸方向全域に亘って一定となるように形成される。この場合、よく知られているように、ネジ山の荷重分担率は座面近傍で最大となるので、図７に示すように、雄ネジ部に作用する荷重は、雄ネジ部における基端部分（前記座面側）で大きくなり、先端部分（前記座面と反対側）に近づくにつれて小さくなる。すなわち、概括的には、雄ネジ部はその先端部分よりも基端部分がきつく螺合された状態となる。したがって、雄ネジ部における螺子溝に近い基端部分の弾性変形量が先端部分の弾性変形量よりも大きくなり、螺子溝が雄ネジ部の弾性変形の影響を受け易くなる。その結果、螺子溝が歪むことでボール軌道内でのボールの円滑な転動が妨げられる虞があり、この点においてなお改善の余地があった。

なお、このような問題は、ＥＰＳに用いられるボール螺子装置に限らず、他の装置に用いられるボール螺子装置においても同様に生じ得る。
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、ボール螺子ナットの螺子溝に歪みが生じることを抑制できるボール螺子装置及びこれを備えた電動パワーステアリング装置を提供することにある。

上記課題を解決するボール螺子装置は、外周に螺子溝が形成された螺子軸と、内周に螺子溝が形成されたボール螺子ナットと、前記ボール螺子ナットと一体回転可能な円筒部材と、前記螺子軸の螺子溝と前記ボール螺子ナットの螺子溝とを対向させてなる螺旋状のボール軌道内に配設された複数のボールとを備え、前記ボール螺子ナットには、前記円筒部材の軸方向端面が当接する座面と、雄ネジ部及び雌ネジ部のいずれか一方とが形成され、前記円筒部材には、雄ネジ部及び雌ネジ部の他方が形成され、前記ボール螺子ナットと前記円筒部材とは、前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との螺合により一体回転可能に連結されたものにおいて、前記雄ネジ部及び前記雌ネジ部のいずれか一方について、前記座面側を基端部分、前記座面と反対側を先端部分とした場合に、前記雄ネジ部及び前記雌ネジ部の少なくとも一方の諸元を軸方向位置によって異ならせることにより、前記ボール螺子ナットの座面が前記円筒部材の軸方向端面により押圧されるとき、前記ボール螺子ナットに形成された雄ネジ部及び雌ネジ部のいずれか一方の基端部分に作用する荷重が、前記雄ネジ部及び前記雌ネジ部の両方の諸元が軸方向全域に亘って一定にされた場合と比較して小さくなることを要旨とする。

上記構成によれば、雄ネジ部及び雌ネジ部の諸元を軸方向全域に亘って一定とした場合に比べ、ボール螺子ナットに形成された雄ネジ部及び雌ネジ部のいずれか一方における基端部分に作用する荷重が小さくなるため、基端部分の弾性変形量が小さくなる。したがって、ボール螺子ナットの螺子溝が、該ボール螺子ナットに形成された雄ネジ部及び雌ネジ部のいずれか一方の弾性変形の影響を受け難くなり、螺子溝に歪みが生じることを抑制できる。また、上記構成では、雄ネジ部及び雌ネジ部の少なくとも一方の諸元を変更するだけでよく、装置を複雑化することなく、螺子溝に歪みが生じることを抑制できる。

上記ボール螺子装置において、前記ボール螺子ナットには、雄ネジ部が形成されており、前記雄ネジ部は、リードが前記基端部分よりも前記先端部分で小さくなるように形成されることが好ましい。

上記構成によれば、リードを軸方向位置によって異ならせる簡易な構成で、螺子溝に歪みが生じることを抑制できる。
上記ボール螺子装置において、前記ボール螺子ナットには、雄ネジ部が形成されており、前記雄ネジ部は、有効ネジ径が前記基端部分よりも前記先端部分で大きくなるように形成されることが好ましい。

上記構成によれば、有効ネジ径を軸方向位置によって異ならせる簡易な構成で、螺子溝に歪みが生じることを抑制できる。
上記ボール螺子装置において、前記ボール螺子ナットには、雄ネジ部が形成されており、前記雄ネジ部は、ネジ山の軸方向に沿った幅が前記基端部分よりも前記先端部分で大きくなるように形成されることが好ましい。

上記構成によれば、ネジ山の軸方向に沿った幅を軸方向位置によって異ならせる簡易な構成で、螺子溝に歪みが生じることを抑制できる。
上記課題を解決する電動パワーステアリング装置は、モータによって操舵機構にアシスト力を付与するものであって、上記いずれかの構成のボール螺子装置を備え、前記ボール螺子装置の螺子軸として軸方向に往復動可能に設けられたラック軸を備えるとともに、前記ボール螺子装置の円筒部材と前記モータとをトルク伝達可能に連結したことを要旨とする。

上記構成によれば、螺子溝の歪みが抑制されることで、ボール螺子装置でのボールの円滑な循環が可能になるため、電動パワーステアリング装置の操舵フィーリング、耐久性、静粛性等を向上させることができる。

本発明によれば、ボール螺子ナットの螺子溝に歪みが生じることを抑制できる。

電動パワーステアリング装置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。 （ａ）第１実施形態の雄ネジ部の模式的な断面図、（ｂ）は同実施形態の雄ネジ部の軸方向位置とリードとの関係を示すグラフ。 第１実施形態の雄ネジ部の軸方向位置と雄ネジ部に作用する荷重との関係を示すグラフ。 （ａ）第２実施形態の雄ネジ部の模式的な断面図、（ｂ）は同実施形態の雄ネジ部の軸方向位置と有効ネジ径との関係を示すグラフ。 （ａ）第３実施形態の雄ネジ部の模式的な断面図、（ｂ）は同実施形態の雄ネジ部の軸方向位置とネジ山の幅との関係を示すグラフ。 従来の雄ネジ部の軸方向位置と雄ネジ部に作用する荷重との関係を示すグラフ。

（第１実施形態）
以下、ボール螺子装置及びこれを備えた電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の第１実施形態を図面に従って説明する。

図１に示すように、ＥＰＳ１は、ステアリング操作により回転するピニオン軸２と、軸方向に往復動することにより転舵輪（図示略）の舵角を変更するラック軸３とを備えている。また、ＥＰＳ１は、ラック軸３が挿通されるラックハウジング５を備えている。ラックハウジング５は、円筒状に形成されたセンターハウジング６と、センターハウジング６の軸方向一端側（図１中、左側）に固定された円筒状のギヤハウジング７と、センターハウジング６の軸方向他端側（図１中、右側）に固定された円筒状のエンドハウジング８とを備えている。

ピニオン軸２は、ギヤハウジング７内においてラック軸３と斜交する状態で回転可能に支持されている。ラック軸３は、ギヤハウジング７に設けられたラックガイド１１によりピニオン軸２側に付勢された状態で、その軸方向に沿って往復動可能にギヤハウジング７に支持されている。そして、ピニオン軸２のピニオン歯２ａとラック軸３のラック歯３ａとが噛合されることで操舵機構としてのラックアンドピニオン機構１２が構成されている。なお、ピニオン軸２には、ステアリングシャフトが連結されており、その先端にはステアリングホイール（ともに図示略）が固定されている。したがって、ＥＰＳ１では、ステアリング操作に伴ってピニオン軸２が回転し、その回転がラックアンドピニオン機構１２によりラック軸３の軸方向移動に変換されることで、転舵輪の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

また、ＥＰＳ１は、駆動源となるモータ２１と、モータ２１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２２とを備えている。つまり、本実施形態のＥＰＳ１は、所謂ラックアシスト型のＥＰＳとして構成されている。

先ず、モータの構成について説明する。
モータ２１は、センターハウジング６の内周に固定されるステータ２４と、ステータ２４の内側に回転可能に設けられるロータ２５とを備えたブラシレスモータとして構成されている。ロータ２５は、円筒部材としてのモータシャフト２６、及びモータシャフト２６の外周に固定されるマグネット２７を有している。なお、ステータ２４及びロータ２５（モータシャフト２６）は、ラック軸３と同軸上に配置されている。

モータシャフト２６は、軟磁性材料からなり、中空円筒状に形成されている。モータシャフト２６内には、ラック軸３が往復動可能に挿通されている。モータシャフト２６におけるギヤハウジング７側の開口端部２６ａは、第１の軸受２８ａによってギヤハウジング７に対して回転可能に支持されている。一方、モータシャフト２６におけるギヤハウジング７側の開口端部２６ｂには、後述するボール螺子ナット４１が固定されている。ボール螺子ナット４１の外周に設けられた第２の軸受２８ｂによって、ボール螺子ナット４１及びモータシャフト２６がセンターハウジング６に対して回転可能に支持されている。また、図１及び図２に示すように、モータシャフト２６の内周面には、雌ネジ部３１が形成されている。雌ネジ部３１は、開口端部２６ｂ側の軸方向端面３２との間に軸方向に間隔を空けた位置から、軸方向中央（図１及び２中、左側）に向けて形成されている。

このように構成されたモータ２１では、ステータ２４に駆動電力が供給されることにより形成される磁界と、マグネット２７との間に生じる磁気的な吸引力及び反発力によってモータシャフト２６（ロータ２５）が回転するようになっている。

次に、ボール螺子装置の構成について説明する。
ボール螺子装置２２は、モータシャフト２６と一体回転可能にネジ締結されるボール螺子ナット４１を有している。そして、ボール螺子装置２２は、ラック軸３に複数のボール４２を介してボール螺子ナット４１を螺合することにより構成されている。

詳しくは、ラック軸３には、その外周の一部に螺子溝４３が形成されている。つまり、本実施形態では、ラック軸３が螺子軸に相当する。
図２に示すように、ボール螺子ナット４１は、モータシャフト２６の軸方向外側に配置された本体部４４、後述する循環路Ｒ２を構成する循環部材５２、及びモータシャフト２６の開口端部２６ｂからその内部に挿入された係合部４５を有している。ボール螺子ナット４１の内周には、本体部４４の全体及び係合部４５の一部を含む範囲に亘って延びる螺旋状の螺子溝４６が形成されている。本体部４４の外径は、モータシャフト２６の外径と略等しく形成されており、本体部４４におけるモータシャフト２６側の軸方向端面である座面４７は、モータシャフト２６の軸方向端面３２と軸方向において対向する位置に設けられている。

係合部４５は、本体部４４における座面４７の内側部分から軸方向に延びるインロー部４８、及びインロー部４８の先端から軸方向に延びる雄ネジ部４９を有している。インロー部４８及び雄ネジ部４９は、それぞれ中空円筒状に形成されている。そして、インロー部４８は、モータシャフト２６の開口端部２６ｂにおける雌ネジ部３１が形成されていない部分の内面に嵌合され、雄ネジ部４９は、モータシャフト２６の雌ネジ部３１に螺合されている。そして、ボール螺子ナット４１は、雄ネジ部４９を雌ネジ部３１に螺合させて締め付けることにより発生する軸力によって、ボール螺子ナット４１の座面４７がモータシャフト２６の軸方向端面３２により押圧されるようにネジ締結されている。

また、ラック軸３の螺子溝４３とボール螺子ナット４１の螺子溝４６とによって螺旋状のボール軌道Ｒ１が形成されている。ボール軌道Ｒ１内には、複数のボール４２が配設されており、各ボール４２は、ラック軸３の螺子溝４３と、ボール螺子ナット４１の螺子溝４６とに挟まれている。また、ボール螺子ナット４１には、螺子溝４６内の二点間を短絡する循環路Ｒ２が形成されている。なお、本実施形態の循環路Ｒ２は、ボール螺子ナット４１の取付孔５１に対して上記ボール軌道Ｒ１からボール４２を掬い上げる機能及びボール軌道Ｒ１にボール４２を排出する機能を備えた循環部材（デフレクタ）５２を装着することにより形成されている。

したがって、ボール螺子装置２２において、各ボール４２は、ボール螺子ナット４１がラック軸３に対して相対回転したときに、ラック軸３及びボール螺子ナット４１から負荷（摩擦力）を受けてボール軌道Ｒ１内を転動することにより、ラック軸３にボール螺子ナット４１のトルクを伝達し、ラック軸３をボール螺子ナット４１に対して軸方向移動させる。また、ボール軌道Ｒ１内を転動してボール軌道Ｒ１の一端に到達した各ボール４２は、ボール螺子ナット４１に形成された上記循環路Ｒ２を通過することにより、ボール軌道Ｒ１の他端に排出され、ボール軌道Ｒ１をボール流動方向の下流側から上流側へと移動する。つまり、ボール螺子装置２２は、そのボール軌道Ｒ１を転動する各ボール４２が循環路Ｒ２を介して無限循環することにより、ボール螺子ナット４１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。そして、ＥＰＳ１は、モータ２１を用いてボール螺子ナット４１を回転駆動し、そのトルクを軸方向の押圧力に変換してラック軸３に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構１２にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する構成となっている。

次に、雄ネジ部の構成について詳細に説明する。
よく知られているように、雄ネジ部４９のネジ山６１の荷重分担率は座面４７近傍で最大となるので、雄ネジ部４９及び雌ネジ部３１の各諸元（リードや有効ネジ径等）を軸方向全域に亘って一定とした場合、雄ネジ部４９に作用する荷重は、雄ネジ部４９における基端部分（座面４７側）で大きくなり、座面４７と反対側の先端部分に近づくにつれて小さくなる（図７参照）。換言すると、雄ネジ部４９のフランク面４９ａと雌ネジ部３１のフランク面３１ａとの間に作用する面圧は、雄ネジ部４９の基端部分から先端部分に近づくにつれて小さくなる。その結果、雄ネジ部４９における螺子溝４６に近い基端部分の弾性変形量が大きくなり、該螺子溝４６が雄ネジ部４９の弾性変形の影響を受け易くなる。

この点を踏まえ、本実施形態の雄ネジ部４９の諸元は、当該諸元を軸方向全域に亘って一定とした場合に比べ、雄ネジ部４９の基端部分に作用する荷重が小さくなるように、その軸方向位置によって異なる設定とされている。

具体的には、図３（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の雄ネジ部４９は、リードｌがその基端部分よりも先端部分で小さくなるように形成されている。すなわち、雄ネジ部４９は、ピッチｐがその基端部分よりも先端部分で小さくなるように形成されている。また、雄ネジ部４９の諸元の他の要素は、軸方向全域に亘って略一定とされている。一方、雌ネジ部３１の諸元の各要素は、軸方向全域に亘って略一定とされている。なお、図３（ａ）では、説明の便宜上、軸方向位置によるピッチｐ（リードｌ）の差を誇張して示している。また、リードｌは、雄ネジ部４９の諸元のうち、ボール螺子ナット４１が一回転したときの該ボール螺子ナット４１の軸方向への移動量を示す要素であり、ピッチｐは、雄ネジ部４９のネジ山６１の軸方向に沿った間隔を示す要素である。

詳しくは、図３（ｂ）に示すように、雄ネジ部４９のリードｌは、該雄ネジ部４９の基端から先端に向かって一定割合で連続的に小さくなるように設定されている。
次に、モータシャフトに対するボール螺子ナットの固定（作用）について説明する。

ボール螺子ナット４１をモータシャフト２６にネジ締結する際には、雄ネジ部４９をモータシャフト２６の雌ネジ部３１に螺合させ、ボール螺子ナット４１の座面４７をモータシャフト２６の軸方向端面３２に当接した状態から、ボール螺子ナット４１を予め設定された所定の締め付けトルクで締め付ける。これにより、主に雄ネジ部４９が弾性変形することに起因した軸力が発生し、ボール螺子ナット４１がモータシャフト２６により押圧された状態でネジ締結される。

ここで、本実施形態では、リードｌが雄ネジ部４９の基端部分よりも先端部分で小さくなるように設定されているため、雄ネジ部４９の先端部分に荷重が作用し易くなる。換言すると、雄ネジ部４９のフランク面４９ａと雌ネジ部３１のフランク面３１ａとの間に作用する面圧が雄ネジ部４９の先端部分で大きくなる。

したがって、図４において実線で示すように、雄ネジ部４９及び雌ネジ部３１の諸元を軸方向全域に亘って一定とした破線で示す場合に比べ、雄ネジ部４９の先端部分に作用する荷重が大きくなるとともに、基端部分に作用する荷重が小さくなり、雄ネジ部４９に作用する荷重が軸方向全体で均一化される。すなわち、概括的には、雄ネジ部４９は、軸方向全域に亘って略均一に螺合された状態となる。そのため、雄ネジ部４９の基端部分の弾性変形量が小さくなり、ボール螺子ナット４１の螺子溝４６が雄ネジ部４９の弾性変形の影響を受け難くなる。

次に、本実施形態の効果について記載する。
（１）雄ネジ部４９の諸元を、該雄ネジ部４９における基端部分に作用する荷重が小さくなるように軸方向位置によって異なる設定としたため、ボール螺子ナット４１の螺子溝４６が雄ネジ部４９の弾性変形の影響を受け難くなり、螺子溝４６に歪みが生じることを抑制できる。これにより、ボール螺子装置２２でのボール４２の円滑な循環が確保されるため、ＥＰＳ１の操舵フィーリング、耐久性、静粛性を向上させることができる。また、雄ネジ部４９の諸元のみを変更することで螺子溝４６に歪みが生じることを抑制できるため、ボール螺子装置２２が複雑化することがない。

（２）雄ネジ部４９の諸元のうち、リードｌのみを雄ネジ部４９の基端部分から先端部分に向かうにつれて徐々に小さくする簡易な構成で、螺子溝４６に歪みが生じることを抑制できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、雄ネジ部の構成のみである。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の雄ネジ部４９は、有効ネジ径ｒが基端部分（座面４７側）よりも先端部分で大きくなるように形成されている。また、雄ネジ部４９の諸元の他の要素は、軸方向全域に亘って略一定とされている。一方、雌ネジ部３１の諸元の各要素は、軸方向全域に亘って略一定とされている。なお、図５（ａ）では、説明の便宜上、軸方向位置による有効ネジ径ｒの差を誇張して示している。また、有効ネジ径ｒは、雄ネジ部４９の諸元のうち、雄ネジ部４９のネジ山６１における軸方向に沿った幅（厚み）とネジ溝６２における軸方向に沿った幅とが互いに等しくなる直径を示す要素である。

詳しくは、図５（ｂ）に示すように、雄ネジ部４９の有効ネジ径ｒは、基端から先端に向かって一定割合で連続的に大きくなるように設定されている。
このように構成しても、上記第１実施形態と同様に、雄ネジ部４９の基端部分に作用する荷重が小さくなり、ボール螺子ナット４１の螺子溝４６が雄ネジ部４９の変形の影響を受け難くなる。

以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（３）雄ネジ部４９の諸元のうち、有効ネジ径ｒのみを雄ネジ部４９の基端部分から先端部分に向かうにつれて徐々に大きくする簡易な構成で、螺子溝４６に歪みが生じることを抑制できる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、雄ネジ部の構成のみである。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の雄ネジ部４９は、そのネジ山６１の軸方向に沿った幅ｈ（厚み）が基端部分（座面４７側）よりも先端部分で大きくなるように形成されている。また、雄ネジ部４９の諸元の他の要素は、軸方向全域に亘って略一定とされている。一方、雌ネジ部３１の諸元の各要素は、軸方向全域に亘って略一定とされている。なお、図６（ａ）では、説明の便宜上、軸方向位置によるネジ山６１の幅ｈの差を誇張して示している。また、同図では、ネジ山６１における径方向中央位置での幅ｈを示している。

詳しくは、図６（ｂ）に示すように、雄ネジ部４９のネジ山６１の幅ｈは、基端から先端に向かって一定割合で連続的に大きくなるように設定されている。
このように構成しても、上記第１実施形態と同様に、雄ネジ部４９の基端部分に作用する荷重が小さくなり、ボール螺子ナット４１の螺子溝４６が雄ネジ部４９の変形の影響を受け難くなる。

以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（４）雄ネジ部４９の諸元のうち、ネジ山６１の幅ｈのみを雄ネジ部４９の基端部分から先端部分に向かうにつれて徐々に大きくする簡易な構成で、螺子溝４６に歪みが生じることを抑制できる。

なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記第１実施形態では、雄ネジ部４９のリードｌを先端から基端に向かって一定割合で連続的に小さくなるように設定したが、これに限らず、例えばリードｌが先端に近接するほど急激に小さくなるように設定してもよい。また、リードｌが連続的に小さくなるように設定せずともよく、段階的（ステップ状）に小さくなるように設定してもよい。さらに、リードｌが先端から基端に向かって小さくなり続けなくともよく、例えば雄ネジ部４９における中間部分のリードｌが基端部分のリードｌよりも小さくなるように設定してもよい。要は、雄ネジ部４９の諸元を軸方向全域に亘って一定とする場合と比較して、基端部分に作用する荷重が小さくなれば、リードｌの設定は適宜変更可能である。

同様に、上記第２実施形態において、雄ネジ部４９の諸元を軸方向全域に亘って一定とする場合と比較して基端部分に作用する荷重が小さくなれば、有効ネジ径ｒの設定は適宜変更可能である。また、上記第３実施形態において、雄ネジ部４９の諸元を軸方向全域に亘って一定とする場合と比較して基端部分に作用する荷重が小さくなれば、ネジ山６１の幅ｈの設定は適宜変更可能である。

・上記第１実施形態では、リードｌのみを軸方向位置によって異ならせたが、これに限らず、リードｌとともに、例えば有効ネジ径ｒやネジ山６１の幅ｈを軸方向位置によって異ならせてもよい。

・上記第１実施形態ではリードｌ、上記第２実施形態では有効ネジ径ｒ、上記第３実施形態ではネジ山６１の幅ｈを、それぞれ軸方向位置よって異なる設定としたが、雄ネジ部４９の諸元のうちの他の要素を軸方向位置によって異なる設定としてもよい。

・上記各実施形態において、雄ネジ部４９の諸元を軸方向全域に亘って略一定とし、雌ネジ部３１の諸元を軸方向位置によって異なる設定としてもよい。また、雄ネジ部４９及び雌ネジ部３１の各諸元を軸方向位置によって異なる設定としてもよい。なお、雌ネジ部３１の諸元は、雄ネジ部４９の諸元と同様に設定することが可能である。具体的には、例えばリードｌは、雌ネジ部３１における軸方向端面３２（座面４７）側の先端部分（雄ネジ部４９の基端部分）よりも軸方向端面３２と反対側の基端部分（雄ネジ部４９の先端部分）で小さくなるように設定することが可能である。

・上記各実施形態では、モータシャフト２６を円筒部材としたが、これに限らず、モータシャフト２６とは別に円筒部材を設け、これらをトルク伝達可能に連結してもよい。
・上記各実施形態では、ＥＰＳ１をモータ２１及び円筒部材としてのモータシャフト２６がラック軸３と同軸に配置されたラックアシスト型としたが、これに限らず、所謂ラッククロス型やラックパラレル型等、ハウジング外部に設けられたモータにより、ボール螺子ナット４１を駆動する形式としてもよい。この場合、ボール螺子ナット４１に連結される傘歯車、プーリ、スプロケット等が円筒部材となる。

・上記各実施形態において、ボール螺子装置２２をＥＰＳ以外の用途に用いてもよい。

１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、３…ラック軸（螺子軸）、２１…モータ、２２…ボール螺子装置、２６…モータシャフト（円筒部材）、３１…雌ネジ部、３１ａ，４９ａ…フランク面、３２…軸方向端面、４１…ボール螺子ナット、４２…ボール、４３，４６…螺子溝、４７…座面、４９…雄ネジ部、６１…ネジ山、６２…螺子溝、ｈ…幅、ｌ…リード、ｐ…ピッチ、ｒ…有効ネジ径、Ｒ１…ボール軌道、Ｒ２…循環路。

Claims (4)

1. 外周に螺子溝が形成された螺子軸と、
   内周に螺子溝が形成されたボール螺子ナットと、
   前記ボール螺子ナットと一体回転可能な円筒部材と、
   前記螺子軸の螺子溝と前記ボール螺子ナットの螺子溝とを対向させてなる螺旋状のボール軌道内に配設された複数のボールとを備え、
   前記ボール螺子ナットには、前記円筒部材の軸方向端面が当接する座面と、雄ネジ部が形成され、
   前記円筒部材には、雌ネジ部が形成され、
   前記ボール螺子ナットと前記円筒部材とは、前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との螺合により一体回転可能に連結されたボール螺子装置において、
   前記ボール螺子ナットに形成された前記雄ネジ部について、前記座面側を基端部分、前記座面と反対側を先端部分とした場合に、
   前記雄ネジ部は、リードが前記基端部分から前記先端部分に向かって連続的に小さくなるように設定されることにより、前記ボール螺子ナットの座面が前記円筒部材の軸方向端面により押圧されるとき、前記ボール螺子ナットに形成された雄ネジ部に作用する荷重が軸方向全体で均一化されることを特徴とするボール螺子装置。
2. 外周に螺子溝が形成された螺子軸と、
   内周に螺子溝が形成されたボール螺子ナットと、
   前記ボール螺子ナットと一体回転可能な円筒部材と、
   前記螺子軸の螺子溝と前記ボール螺子ナットの螺子溝とを対向させてなる螺旋状のボール軌道内に配設された複数のボールとを備え、
   前記ボール螺子ナットには、前記円筒部材の軸方向端面が当接する座面と、雄ネジ部が形成され、
   前記円筒部材には、雌ネジ部が形成され、
   前記ボール螺子ナットと前記円筒部材とは、前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との螺合により一体回転可能に連結されたボール螺子装置において、
   前記ボール螺子ナットに形成された前記雄ネジ部について、前記座面側を基端部分、前記座面と反対側を先端部分とした場合に、
   前記雄ネジ部は、リードが軸方向全域に亘って一定に設定されるなかで、有効ネジ径が前記基端部分から前記先端部分に向かって連続的に大きくなるように設定されることにより、前記ボール螺子ナットの座面が前記円筒部材の軸方向端面により押圧されるとき、前記ボール螺子ナットに形成された雄ネジ部に作用する荷重が軸方向全体で均一化されることを特徴とするボール螺子装置。
3. 外周に螺子溝が形成された螺子軸と、
   内周に螺子溝が形成されたボール螺子ナットと、
   前記ボール螺子ナットと一体回転可能な円筒部材と、
   前記螺子軸の螺子溝と前記ボール螺子ナットの螺子溝とを対向させてなる螺旋状のボール軌道内に配設された複数のボールとを備え、
   前記ボール螺子ナットには、前記円筒部材の軸方向端面が当接する座面と、雄ネジ部が形成され、
   前記円筒部材には、雌ネジ部が形成され、
   前記ボール螺子ナットと前記円筒部材とは、前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との螺合により一体回転可能に連結されたボール螺子装置において、
   前記ボール螺子ナットに形成された前記雄ネジ部について、前記座面側を基端部分、前記座面と反対側を先端部分とした場合に、
   前記雄ネジ部は、リードが前記基端部分から前記先端部分に向かって連続的に小さくなるとともに、ネジ山の軸方向に沿った幅が前記基端部分から前記先端部分に向かって連続的に大きくなるように設定されることにより、前記ボール螺子ナットの座面が前記円筒部材の軸方向端面により押圧されるとき、前記ボール螺子ナットに形成された雄ネジ部に作用する荷重が軸方向全体で均一化されることを特徴とするボール螺子装置。
4. モータによって操舵機構にアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置であって、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のボール螺子装置を備え、
   前記ボール螺子装置の螺子軸として軸方向に往復動可能に設けられたラック軸を備えるとともに、前記ボール螺子装置の円筒部材と前記モータとをトルク伝達可能に連結したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。