CN113490802B - 滚珠丝杠装置和使用了该滚珠丝杠装置的车辆用转向装置 - Google Patents

Abstract

滚珠丝杠装置(10)具备：丝杠轴(20)、多个滚珠(30)、螺母(40)、一对引导部件(50、50)以及传动部件(60)。所述螺母(40)具有一对大径部(44、44)、和所述一对大径部(44、44)之间的小径部(45)。所述一对引导部件(50、50)相对于所述小径部(45)的外周面(45a)能够在径向上装卸，且位置在所述小径部(45)的外周方向上隔开一定的间隔(Le)。所述传动部件(60)的嵌合部分(61)与所述一对大径部(44、44)嵌合，以限制所述一对引导部件(50、50)向径向外侧移位的方式覆盖所述一对引导部件(50、50)，并且所述嵌合部分(61)与所述小径部(45)以及所述一对引导部件(50、50)协作而规定供所述多个滚珠(30)循环的循环通路(62)。所述传动部件(60)与所述螺母(40)连结。

Description

滚珠丝杠装置和使用了该滚珠丝杠装置的车辆用转向装置

技术领域

本发明涉及一种将旋转运动转换为直行运动和/或将直行运动转换为旋转运动的滚珠丝杠装置、和使用了该滚珠丝杠装置的车辆用转向装置的改良技术。

背景技术

滚珠丝杠装置由丝杠轴、多个滚珠、以及通过多个滚珠而与螺纹部连结的螺母构成，例如用于车辆用转向装置。在丝杠轴与螺母相对的部分具有供滚珠滚动的螺纹状的空间(螺纹槽)。螺母通过在该螺纹槽中滚动的多个滚珠而与螺纹部连结。在螺纹槽中滚动的多个滚珠在循环通路中通过进行循环。近年来，正在推进滚珠丝杠装置的轻量化的开发，例如通过专利文献1而已知。

关于在专利文献1中已知的滚珠丝杠装置，通过将螺母的长度方向中央部分设为小径且薄壁的小径部，能够使螺母轻量化。螺母的长度方向两端部是原来的保持为大直径的大径部。在一对大径部形成有沿着螺母的轴线的贯通孔。通过将管状的滚珠返回部件从螺母的一端贯插于贯通孔，能够使滚珠返回部件通过一对大径部之间。该滚珠返回部件与小径部的外周面相邻。在螺纹槽中滚动的多个滚珠在滚珠返回部件中的循环通路中通过而进行循环。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-351341号公报

发明内容

发明要解决的课题

一般情况下，在滚珠丝杠装置的螺母组装有传动部件。因此，螺母的大径部的直径受到传动部件的大小的限制。另一方面，螺母的小径部的直径受到丝杠轴与螺母之间的螺纹槽的外径的限制。在专利文献1中已知的滚珠丝杠装置中，通过将滚珠返回部件(管)从螺母的一端贯插于贯通孔中，而将滚珠返回部件组装于一对大径部之间。贯通孔的直径为管的外径的大小。因此，在实现大径部的小径化方面存在极限。这在提高滚珠丝杠装置的设计的自由度方面是不利的。

本发明的课题在于提供一种能够提高滚珠丝杠装置的设计的自由度，并且实现滚珠丝杠装置的轻量化的技术。

用于解决课题的手段

根据本发明，滚珠丝杠装置具有：

丝杠轴，其在外周面具有螺纹部；

多个滚珠，其以能够滚动的方式位于所述螺纹部；

螺母，其为通过所述多个滚珠而与所述螺纹部连结的圆筒状的结构，具有位于轴向的两端部的一对大径部、和一体地构成于所述一对大径部之间且直径比所述一对大径部小的小径部；

一对引导部件，其相对于所述小径部的外周面能够在径向上装卸，所述一对引导部件位于所述小径部的外周方向上、且彼此具有一定的间隔，所述一对引导部件在所述一对大径部的相对的端面之间延伸；以及

传动部件，其构成为，具有能够与所述一对大径部嵌合的嵌合部分，通过与所述一对大径部嵌合的所述嵌合部分，能够以限制所述一对引导部件向径向外侧移位的方式覆盖所述一对引导部件，且能够与所述小径部以及所述一对引导部件协作而规定所述多个滚珠的循环通路，所述传动部件与所述螺母以能够相互传递旋转力的方式连结。

发明效果

在本发明中，筒状的螺母利用小径部将位于轴向的两端部的一对大径部彼此相连从而实现了轻量化。而且，在本发明中，有效利用了组装于螺母的传动部件。通过该传动部件的嵌合部分，以限制一对引导部件向相对于螺母向径向外侧移位的方式覆盖一对引导部件。因此，一对引导部件不会从螺母脱离。并且，通过嵌合部分、小径部以及一对引导部件规定了循环通路。在螺纹部滚动的多个滚珠能够在循环通路中循环。因此，在本发明中，能够提高滚珠丝杠装置的设计的自由度，并且能够实现该滚珠丝杠装置的轻量化。

附图说明

图1是本发明的实施例1的滚珠丝杠装置的剖视图。

图2是图1所示的螺母、引导部件、传动部件、端部导向器组合而成的结构的剖视图。

图3是沿着图2的3-3方向箭头的剖视图。

图4是图2所示的螺母、引导部件、端部导向器的分解图。

图5是图2所示的螺母、引导部件、端部导向器组合而得的组件和传动部件的分解图。

图6是使用了图1所示的滚珠丝杠装置的车辆用转向装置的示意图。

图7是本发明的实施例2的滚珠丝杠装置的引导部件周围的剖视图。

图8是本发明的实施例3的滚珠丝杠装置的引导部件周围的剖视图。

图9是表示本发明的实施例4的滚珠丝杠装置的螺母的螺纹部和丝杠轴的螺纹部的剖视图。

图10是本发明的实施例4的滚珠丝杠装置的外观图，表示将端部导向器组装于螺母的状态(丝杠轴未图示)。

图11是本发明的实施例4的滚珠丝杠装置的外观图，表示将端部导向器组装于螺母之前的状态(丝杠轴未图示)。

图12是本发明的实施例4的滚珠丝杠装置的端部导向器的结构图。

图13是本发明的实施例4的滚珠丝杠装置的从丝杠轴的轴向观察到的螺母和端部导向器的平面说明图。

图14是本发明的实施例4的滚珠丝杠装置的丝杠轴的螺纹部及端部导向器的剖视图。

图15是表示利用本发明的实施例4的滚珠丝杠装置的滚珠抬起部抬起滚珠的情形的作用剖视图。

图16是从径向外侧方向观察本发明的实施例4的滚珠丝杠装置的丝杠轴的螺纹部而平面展开的说明图。

具体实施方式

以下，根据附图对用于实施本发明的方式进行说明。

＜实施例1＞

参照图1～图5对实施例1的滚珠丝杠装置10进行说明。如图1所示，滚珠丝杠装置10是能够将旋转运动转换为直行运动和/或将直行运动转换为旋转运动的转换机构。该滚珠丝杠装置10包含：丝杠轴20、多个滚珠30、螺母40、一对引导部件50、50、传动部件60以及一对端部导向器70、70。

所述丝杠轴20在外周面21具有螺纹部22。所述多个滚珠30以能够滚动的方式位于螺纹部22。

所述螺母40是通过多个滚珠30而与丝杠轴20的螺纹部22连结的圆筒状的部件。即，通过螺母40的内周面41所具有的螺纹部42与丝杠轴20所具有的螺纹部22相对的部分，形成供多个滚珠30滚动的螺纹状的空间43，即螺纹槽43。通过在该螺纹槽43中滚动的多个滚珠30，螺母40与螺纹部22被连结。

如图2～图4所示，该螺母40构成为具有位于轴向(沿着螺母40的轴线CL的方向)的两端部的一对大径部44、44和一体地构成于一对大径部44、44之间的小径部45。一对大径部44、44和小径部45相对于螺母40的轴线CL位于同心的位置。一对大径部44、44的外周面44a、44a和小径部45的外周面45a是由以轴线CL为中心的正圆状的同心圆构成的面。一对大径部44、44的外径D1彼此相同。小径部45的外径D2比一对大径部44、44的外径D1小。这样，小径部45相对于一对大径部44、44厚度较薄，并且薄出的量为直径减小的量。其结果为，螺母40重量轻。

如图4所示，优选的是，所述一对引导部件50、50相对于小径部45的外周面45a能够在径向上装卸，是树脂的成型品。能够与螺母40分开地利用树脂来生产一对引导部件50、50，并且能够实现轻量化。其结果为，能够使滚珠丝杠装置10进一步减轻重量。

该一对引导部件50、50的位置在小径部45的外周方向上具有一定的间隔Le(参照图3)，在一对大径部44、44的相对的(相互面对的)端面44b、44b之间，即从一方端面44b延伸至另一方端面44b。

并且，如图3以及图4所示，该一对引导部件50、50是从沿着螺母40的轴线CL的方向观察时截面呈四边形的杆状的结构。更详细而言，在一对引导部件50、50位于在小径部45的外周方向上具有间隔Le的位置的结构中，截面呈四边形的各4个面51～54的详情为：能够遍及整个面地与小径部45的外周面45a相接触的第一面51、51、能够遍及整个面地与嵌合部分61的内周面61a相接触的第二面52、52、彼此具有间隔Le地面对面的第三面53、53、以及相对于该第三面53、53相反一侧的第四面54、54。第一面51、51构成为与小径部45的外周面45a相同的曲面。第二面52、52构成为与嵌合部分61的内周面61a相同的曲面。第三面53、53以及第四面54、54相互平行。

如图3所示，从大径部44的外周面44a到小径部45的外周面45a的深度，即小径部45相对于大径部44的深度为Dp。在引导部件50嵌入到小径部45的外周面45a的结构中，第一面51相对于大径部44的外周面44a没有阶梯差，在大径部44的外周面44a上极其平滑地相连(共面)。一对引导部件50、50间的间隔Le、小径部45相对于大径部44的深度Dp设定为能够供图1所示的滚珠30滚动的大小(例如比滚珠30的直径稍大的值)。

如图4所示，一对引导部件50、50各自在沿着螺母40的轴向的方向的两端55、55(两端面55、55)具有一对第一定位部56、56。这些第一定位部56是从第一面51侧观察时呈圆弧状的突起的结构。

与之相对地，在一对大径部44、44的外周面44a、44a形成有多个(例如4个)第二定位部44c。该多个第二定位部44c是能够供各个第一定位部56从大径部44、44的径向外侧嵌入的凹状的结构，从一对大径部44、44的外周面44a、44a凹陷。从大径部44、44的径向外侧观察时，该第二定位部44c的形状为与第一定位部56、56相同的圆弧状。

通过各个第一定位部56与各个第二定位部44c之间的嵌合关系，一对引导部件50、50被定位于螺母40。

如图2、图3以及图5所示，所述传动部件60能够在与螺母40之间相互传递旋转力，所述传动部件60例如能够由带轮、齿轮、链轮、联轴器、旋转轴等各种旋转体构成。

该传动部件60具有能够与一对大径部44、44嵌合的筒状的嵌合部分61。该嵌合部分61相当于传动部件60的中心部分的毂，具有能够与一对大径部44、44的外周面44a、44a嵌合的内周面61a。

如图2及图3所示，该嵌合部分61在与一对大径部44、44嵌合的结构中，以限制一对引导部件50、50向径向外侧移位的方式覆盖一对引导部件50、50。这样，传动部件60起到能够相对于螺母40以限制一对引导部件50、50向径向外侧移位的方式覆盖一对引导部件50、50的所谓的罩的作用。

以下，将由螺母40的小径部45、组装于螺母40的一对引导部件50以及嵌合部分61包围的空间62称为“循环通路62”。即，小径部45、一对引导部件50以及嵌合部分61规定了中空的循环通路62。如图1所示，在螺纹槽43中滚动的多个滚珠30能够通过循环通路62而进行循环。

如图2所示，传动部件60与螺母40以能够相互传递旋转力的方式连结。例如，能够通过锯齿、花键、键、螺栓或销将传动部件60与螺母40以限制彼此的相对旋转的方式连结。

列举一例来说，在螺母40上，在从一方大径部44到螺母40的一端面40a之间依次设置有外锯齿46和外螺纹47。外锯齿46的直径比大径部44的直径小。即，在大径部44与外锯齿46之间具有阶梯差(第一台阶)。外螺纹47的直径比外锯齿46的直径小。另一方面，在嵌合部分61的内周面61a设置有能够与外锯齿46连结的内锯齿63。内锯齿63的直径比嵌合部分61的内周面61a的直径小。即，在嵌合部分61的内周面61a与内锯齿63之间具有阶梯差(第二台阶)。

在从螺母40的一端面40a嵌合嵌合部分61时，通过第一台阶和第二台阶的组合来决定嵌合部分61相对于螺母40的轴向的位置，且通过锯齿结合来限制彼此的相对旋转地进行连结。通过将定位螺母64拧入外螺纹47，嵌合部分61相对于螺母40的轴向的位置得以锁定。

如图1及图2所示，所述一对端部导向器70、70是将螺纹槽43与循环通路62的两端之间连通的部件，例如由树脂的成型品构成。各端部导向器70、70具有将螺纹槽43与循环通路62之间连通的连通孔71、71。在螺纹槽43中滚动的多个滚珠30能够通过连通孔71、71并借助循环通路62进行循环。

如图4所示，一对大径部44、44在外周面44a、44a具有一对凹部48、48。这一对凹部48、48从一对大径部44、44的外周面44a、44a凹陷。一对端部导向器70、70能够分别从大径部44、44的径向外侧嵌入到各凹部48、48中。

如图2及图5所示，在一对端部导向器70、70嵌入于各凹部48、48的结构中，各端部导向器70、70的外表面相对于大径部44的外周面44a没有阶梯差，在大径部44的外周面44a上极其平滑地相连(共面)。传动部件60的嵌合部分61覆盖一对端部导向器70、70和一对引导部件50、50并限制它们向径向外侧移位。

根据以上的说明可知，传动部件60具有以下的全部四个结构。

第一、传动部件60是能够相对于螺母40相互传递旋转力的结构(参照图2)。

第二、传动部件60是能够以相对于螺母40限制一对引导部件50、50向径向外侧移位的方式覆盖一对引导部件50、50的结构(参照图3)。

第三、传动部件60是能够与小径部45及一对引导部件50协作而规定循环通路62的结构(参照图3)。

第四、传动部件60是能够以相对于螺母40限制一对端部导向器70、70向径向外侧移位的方式覆盖一对端部导向器70、70和一对引导部件50、50的结构(参照图2及图3)。

接下来，参照图6，例示并说明使用了上述滚珠丝杠装置10的车辆用转向装置100。

车辆用转向装置100由转向系统110和转向动力传递机构130双方构成、或者仅由转向动力传递机构130构成。转向系统110是从车辆的方向盘111到车轮121、121(转向用车轮121、121)的系统。转向动力传递机构130是对车轮121、121附加转向用动力的结构。

在本实施例中，关于转向动力传递机构130例示对转向系统110附加辅助转矩的辅助转矩机构来进行说明。以下，将转向动力传递机构130适当地称为“辅助转矩机构130”。

转向系统110构成为具有：方向盘111、与该方向盘111连结的转向轴112、通过万向联轴器113而与该转向轴112连结的输入轴114、通过第一传动机构115而与该输入轴114连结的转向轴116、以及经由球窝接头117、117、转向横拉杆118、118以及转向节119、119而与该转向轴116的两端连结的左右(车宽方向两侧)的车轮121、121。第一传动机构115例如由齿轮齿条机构构成。

根据转向系统110，驾驶员对方向盘111进行转向，由此，能够利用转向转矩经由第一传动机构115、转向轴116、左右的转向横拉杆118、118对左右的车轮121、121进行转向。

辅助转矩机构130(转向动力传递机构130)由操纵转矩传感器131、控制部132、电动马达133、第二传动机构134构成。操纵转矩传感器131检测施加于方向盘111的转向系统110的操纵转矩。控制部132根据操纵转矩传感器131的转矩检测信号来产生控制信号。电动马达133根据控制部132的控制信号，来产生与所述操纵转矩对应的马达转矩(辅助转矩)，即转向用驱动力。第二传动机构134将电动马达133产生的辅助转矩传递至所述转向轴116。

根据该车辆用转向装置100，通过对驾驶员的操纵转矩施加了电动马达133的辅助转矩而得的复合转矩，能够利用转向轴116对车轮121、121进行转向。

转向轴116由上述丝杠轴20构成，以能够在车宽方向(轴向)移动的方式收纳于壳体140。第一传动机构115和第二传动机构134也收纳于壳体140。

如图1和图6所示，第二传动机构134例如由带传动机构150和上述滚珠丝杠装置10构成。

带传动机构150由设置在电动马达133的输出轴133a上的驱动带轮151、设置在滚珠丝杠装置10的螺母40上的从动带轮152、以及挂在驱动带轮151和从动带轮152上的带153构成。从动带轮152是滚珠丝杠装置10的传动部件60的一种。以下，将从动带轮152适当地称为“传动部件60”。

滚珠丝杠装置10的螺母40通过轴承155以能够旋转且在轴向的移动被限制的方式支承于壳体140。滚珠丝杠装置10将电动马达133(参照图6)产生的转向用驱动力，即辅助转矩传递至上述转向轴116。

总结以上的说明，则如下所述。

如图1～图5所示，滚珠丝杠装置10具有：

丝杠轴20，其在外周面21具有螺纹部22；

多个滚珠30，其能够滚动地位于所述螺纹部22；

螺母40，其为通过所述多个滚珠30而与所述螺纹部22连结的圆筒状的结构，具有位于轴向的两端部的一对大径部44、44、和一体地构成在所述一对大径部44、44之间且直径比所述一对大径部44、44小的小径部45；

一对引导部件50、50，其相对于所述小径部45的外周面45a能够在径向上装卸，且位置在所述小径部45的外周方向上具有一定的间隔Le，所述一对引导部件50、50在所述一对大径部44、44的相对的端面44b、44b之间延伸；以及

传动部件60，其构成为，具有能够与所述一对大径部44、44嵌合的嵌合部分61，通过与所述一对大径部44、44嵌合的所述嵌合部分61，能够以限制所述一对引导部件50、50向径向外侧移位的方式覆盖所述一对引导部件50、50，且能够与所述小径部45以及所述一对引导部件50协作而规定所述多个滚珠30的循环通路62，所述传动部件60与所述螺母40以能够相互传递旋转力的方式连结。

这样，在本发明中，筒状的螺母40通过利用小径部45将位于轴向的两端部的一对大径部44、44彼此相连而时间重量减轻。

而且，在本发明中，有效利用了组装于螺母40的传动部件60。通过该传动部件60的嵌合部分61，以限制一对引导部件50、50相对于螺母40向径向外侧移位的方式覆盖一对引导部件50、50。因此，一对引导部件50、50不会从螺母40脱离。

相对于螺母40，不需要使用限制各引导部件50、50向径向外侧移位的单独的部件。而且，在螺母40的大径部44、44与传动部件60之间完全不存在单独的夹杂物。因此，大径部44、44的外径D1的大小不易受到传动部件60的大小的限制。因此，能够提高滚珠丝杠装置10的设计的自由度。

并且，由嵌合部分61、小径部45以及一对引导部件50、50规定了循环通路62。小径部45相对于大径部44的深度Dp(参照图3)只要为滚珠30的直径以上即可。在螺纹部22中滚动的多个滚珠30能够在循环通路62中循环。因此，能够进一步提高滚珠丝杠装置10的设计的自由度。

根据以上的说明可知，在本发明中，能够提高滚珠丝杠装置10的设计的自由度，并且能够实现该滚珠丝杠装置10的轻量化。

并且，如图4所示，所述一对引导部件50、50各自在沿着所述螺母40的轴向的方向的两端55、55具有一对第一定位部56、56，

所述一对大径部44、44在外周面44a、44a具有多个第二定位部44c，各所述一对第一定位部56、56能够从径向外侧嵌入所述第二定位部44c中。

因此，仅通过将各个第一定位部56从径向外侧嵌入到多个第二定位部44c中，就能够将一对引导部件50、50准确且容易地定位于螺母40。而且，能够可靠地保持一对引导部件50、50相对于螺母40的位置。

并且，如图3所示，所述一对引导部件50、50分别具有：

第一面51、51，其构成为与所述小径部45的外周面45a相同的曲面，且能够与所述小径部45的外周面45a相接触；以及

第二面52、52，其构成为与所述嵌合部分61的内周面61a相同的曲面，且能够与所述嵌合部分61的内周面61a相接触。

因此，一对引导部件50、50在组装于螺母40且被嵌合部分61覆盖的状态下，能够稳定地保持于螺母40和传动部件60。

并且，如图1～图5所示，所述一对大径部44、44在外周面44a、44a具有一对凹部48、48，

所述滚珠丝杠装置还具备能够分别从径向外侧嵌入到所述一对凹部48、48中的一对端部导向器70、70，

所述一对端部导向器70、70将所述丝杠轴20和所述螺母40相对的部分的螺纹槽43与所述循环通路62的两端之间连通，

所述嵌合部分61以限制所述一对端部导向器70、70向径向外侧移位的方式覆盖所述一对端部导向器70、70。

因此，一对端部导向器70、70能够分别从径向外侧嵌入到一对大径部44、44的外周面44a、44a所具有的各凹部48、48中。而且，能够有效利用传动部件60将一对端部导向器70、70与一对引导部件50、50一起覆盖。因此，不需要覆盖一对端部导向器70、70用的“单独的部件”。并且，一对引导部件50、50是与一对端部导向器70、70分体的，因此，能够形成为简易的形状。

如图1所示，车辆用转向装置100具有：

所述滚珠丝杠装置10；

电动马达133，其产生从所述传动部件60传递至所述螺母40的转向用驱动力；以及

转向轴116，其由所述丝杠轴20构成，对转向用车轮121、121进行转向。

因此，通过将电动马达133产生的转向用驱动力从传动部件60传递至螺母40，能够将螺母40的旋转运动转换为转向轴116的直行运动，能够高效地对转向用车轮121、121进行转向。

＜实施例2＞

参照图7对实施例2的滚珠丝杠装置200进行说明。图7与上述图3对应地进行表示。实施例2的滚珠丝杠装置200的特征在于，将图1～图6所示的上述实施例1的滚珠丝杠装置10的一对引导部件50、50变更为图7所示的一对引导部件250、250，其他结构与实施例1相同，因此省略说明。

实施例2的一对引导部件250、250的第一面51、51不与小径部45的外周面45a相接触而是分离的。即，在第一面51、51与外周面45a之间具有间隙。因此，不需要严格管理从第一面51、51到第二面52、52的尺寸。能够减少滚珠丝杠装置200的管理工时。其他的作用、效果与实施例1相同。

＜实施例3＞

参照图8对实施例3的滚珠丝杠装置300进行说明。图8与上述图3对应地进行表示。实施例3的滚珠丝杠装置300的特征在于，将图1～图6所示的上述实施例1的滚珠丝杠装置10的一对引导部件50、50变更为图8所示的一对引导部件350、350，其他的结构与实施例1相同，因此省略说明。

实施例3的一对引导部件350、350的第一面51、51以及第二面52、52是向外方凸出的曲面的结构。详细而言，第一面51、51是朝向小径部45的外周面45a凸出的曲面状截面的结构。因此，在实施例3中，仅曲面状的第一面51、51的凸出的末端能够与小径部45的外周面45a相接触。另外，第二面52、52是朝向嵌合部分61的内周面61a凸出的曲面状截面的结构。因此，在实施例3中，仅曲面状的第二面52、52的凸出的末端能够与嵌合部分61的内周面61a相接触。因此，不需要严格管理第一面51、51以及第二面52、52的形状和尺寸。能够减少滚珠丝杠装置300的管理工时。其他的作用、效果与实施例1相同。

＜实施例4＞

参照图9～图16，对实施例4的滚珠丝杠装置400进行说明。实施例4的滚珠丝杠装置400的特征在于，将图1～图6所示的上述实施例1的滚珠丝杠装置10的一对端部导向器70、70变更为图9～图16所示的一对端部导向器470、470，其他的结构与实施例1相同，因此省略说明。

以下，对滚珠丝杠装置400进行详细说明。

如图1、图9～图11所示，滚珠丝杠装置400构成为具有：螺母40，其在内周面41形成有螺旋槽42(螺纹部42)；丝杠轴20，其贯插在螺母40中且在外周面21形成有螺旋槽22(螺纹部22)；多个滚珠30，其沿着螺旋槽22滚动；以及一对端部导向器470、470(仅图示一方)，其安装于螺母40。此外，在以后的说明中，滚珠30的行进方向是指滚珠30从螺旋槽22、42进入到端部导向器470的方向。

“螺母40”

螺母40是圆筒状的部件，如图9所示，螺母40具有在与丝杠轴20的螺旋槽22之间收纳滚珠30的螺旋槽42。螺旋槽22、42的截面形状例如呈分别具有尖端的槽底部22a、42a的哥特式弧形状。螺旋槽22的螺纹牙部22b与螺旋槽42的螺纹牙部42b隔开距离s而分离。

图11的(a)表示将端部导向器470组装于螺母40之前的状态。图11的(b)表示从径向外侧观察图11的(a)所示的端部导向器470的结构。

如图11的(a)、(b)所示，轴线CL方向(轴CL方向)外侧Ot是指从螺母40的轴线CL方向中央部沿轴线CL方向远离的方向，轴线CL方向内侧In是指接近螺母40的轴线CL方向中央的方向。

收纳端部导向器470的收纳部48(即，凹部48)由以下部分划分而成：第一侧壁面628、第二侧壁面629，它们从螺母40的内周面41朝向外周面44a侧延伸设置且相互对置；底壁面630(即，相当于嵌合部分61的内周面61a)，其形成为跨第一侧壁面628中的靠螺母40的外周面44a的缘部和第二侧壁面629中的靠螺母40的外周面44a的缘部；第一抵接面631，其形成至第一侧壁面628、第二侧壁面629、底壁面630各自的靠轴线CL方向内侧的缘部；以及第二抵接面632，其形成至第一侧壁面628、第二侧壁面629、底壁面630各自的靠轴线CL方向外侧的缘部。

第一侧壁面628、第二侧壁面629、底壁面630沿着轴线CL方向形成，第一抵接面631沿着与轴线CL方向正交的面形成。第一侧壁面628、第二侧壁面629相互对置，但不需要相互平行。第二侧壁面629形成为与螺旋槽22的端部22c平滑地相连。循环路62(循环通路62)的开口部面对第一抵接面631。循环路62在螺母40中沿着轴线CL方向形成，在螺母40的相反侧的端部也形成有同样的开口部。

“端部导向器470”

也参照图9，端部导向器470是具有如下功能的部件：对滚珠30在螺旋槽22、42内的螺旋移动和在循环通路62内的轴线CL方向移动进行整流的功能，即在螺旋槽22、42与循环通路62之间改变滚珠30的方向的功能。

图12的(a)是将构成端部导向器470的第一部件473和第二部件474组装后的状态的立体图，图12的(b)是将第一部件473和第二部件474组装前的状态的立体图，图12的(c)是将第一部件473和第二部件474组装后的状态的平面图。

主要参照图11和图12进行说明，在端部导向器470的内部形成有供滚珠30通过的通路518(连通孔518)。在实施例4中，主要从该通路518的成型性的观点出发，端部导向器470被分割构成为形成有与丝杠轴20的螺旋槽22相连的截面半圆形通路(称为第一半通路511)的第一部件473、和形成有与螺母40的螺旋槽22相连的截面半圆形通路(称为第二半通路517)的第二部件474。端部导向器470的材质没有特别限定，是金属材料、合成树脂材料等。在由例如锌材料构成端部导向器470的情况下，能够通过压铸法形成部件。

作为大致沿着轴线CL方向的外廓面，第一部件473具有仿照第一侧壁面628而形成的第一侧面476、仿照底壁面630而形成的外侧面513A、与丝杠轴20对置的内表面477、以及与第二部件474面接触的面即分割面478。第一部件473的靠轴线CL方向内侧的端面形成为与第一抵接面631抵接的被抵接面479。第一部件473的靠轴线CL方向外侧的端面形成为与第二抵接面632抵接的被抵接面510。在分割面478中形成有构成滚珠30的通路518的一半的第一半通路511。在内表面477的一部分形成有向轴线CL的径向内侧方向鼓出而位于丝杠轴20的螺旋槽22内的爪部475。爪部475呈不与螺旋槽22干涉的程度的大小的大致半圆形状。

作为大致沿着轴线CL方向的外廓面，第二部件474具有仿照第二侧壁面629而形成的第二侧面512、仿照底壁面630而形成的外侧面513B、以及与第一部件473面接触的面即分割面514。第二部件474的靠轴线CL方向内侧的端面形成为与第一抵接面631抵接的被抵接面515。第二部件474的靠轴线CL方向外侧的端面形成为与第二抵接面632抵接的被抵接面516。在分割面514中形成有构成滚珠30的通路71的一半的第二半通路517。在第二半通路517的末端以从螺旋槽22的端部22c平滑地引导滚珠30的方式形成有切口540。

在第二部件474的分割面514中形成有卡合突起部519，并且在第一部件473的分割面478形成有卡合凹部520。第一部件473和第二部件474通过使卡合突起部519与卡合凹部520例如扣合结合而使分割面478、514彼此面接触，两者成为一体而构成端部导向器470。端面510、516彼此呈共面状相连，被抵接面479、515彼此也呈共面状相连。并且，在端部导向器470的内部，通过使第一半通路511和第二半通路517对合，而形成由第一通路518A和第二通路518B构成的通路518，所述第一通路518A与螺旋槽22、42连通，所述第二通路518B从该第一通路518A平滑地进行大致90度方向转换而沿着轴线CL方向形成且与循环路62的开口部连通。此外，使第一部件473与第二部件474成为一体的构造并不特别限定于卡合突起部519、卡合凹部520的接合方法。另外，也可以没有使第一部件473与第二部件474成为一体的构造。

在以上的结构中，如图13所示，在滚珠30进入到端部导向器470内时，滚珠30依次经过以下状态：

(1)被螺旋槽42和螺旋槽22夹持的夹持状态；

(2)被螺旋槽42和第二部件474的第二半通路517夹持的夹持状态；以及

(3)被第一部件473的第一半通路511和第二部件474的第二半通路517夹持的夹持状态。

关于从(1)向(2)的转移，在不产生间隙、阶梯差的情况下通过切口540(参照图12)使第二部件474的第二半通路517与螺母40的螺旋槽22的端部22c平滑地连通，由此，能够使滚珠30顺畅地移动。但是，关于从(2)向(3)的转移，丝杠轴20相对于端部导向器470为可动体，因此，不得不在端部导向器470的第一部件473与丝杠轴20的螺旋槽22之间设定避免接触的间隙t。因此，如上所述，因该间隙t的存在，滚珠30与爪部475碰撞而容易产生碰撞音。

“滚珠抬起部571、572”

针对该问题，本发明的端部导向器470具有隔着丝杠轴20的螺旋槽22的宽度中心而设置的一对滚珠抬起部571、572(参照图14～图16)。该一对滚珠抬起部571、572在隔着螺旋槽22的宽度中心而在螺旋槽22的宽度方向上分离的两处支承滚珠30，由此，将滚珠30从螺旋槽22抬起。

在实施例4中，滚珠抬起部571、572形成于第一部件473。在图12～图14中，第一部件473具有一对薄板部573、574，薄板部573、574设置成在第二部件474与丝杠轴20的螺纹牙部22b之间沿着滚珠行进方向延伸，隔着丝杠轴20的螺旋槽22的宽度中心在螺旋槽22的宽度方向上分离。在薄板部573的与薄板部574对置的侧面形成有倾斜面575，在薄板部574的与薄板部573对置的侧面形成有倾斜面576。该倾斜面575、576分别以随着靠向丝杠轴20的径向内侧方向而向螺旋槽22的宽度中心侧移位的方式倾斜，且根据图15的(a)～(c)、图16可知，该倾斜面575、576形成为随着靠向滚珠行进方向而彼此的分离距离L变窄。该倾斜面575、576构成所述滚珠抬起部571、572。由以上可知，滚珠抬起部571、572位于比螺旋槽22的螺纹牙部22b靠轴线CL的径向外侧方向的位置。

图15的(a)、(b)及(c)是表示通过滚珠抬起部571、572抬起滚珠30的情形的作用剖视图。图15的(a)～(c)的各剖视图大致表示沿图13、图16各自的A-A线的截面、沿B-B线的截面、沿C-C线的截面。另外，在图15的(a)～(c)以及图16中，为了容易理解倾斜面575、576的分离距离L以逐渐变窄的方式移位的情形，而以点描绘的方式图示了倾斜面575、576。

倾斜面575、576可以是仿照滚珠30的球面的曲面状，也可以是平面状。如图14所示，丝杠轴20的螺纹牙部22b与薄板部573、574之间的距离w被设定为比丝杠轴20的螺纹牙部22b与滚珠中心p之间的距离u小，倾斜面575、576的靠径向内侧的边缘位于比滚珠中心p靠径向内侧的位置。因此，当滚珠30到达倾斜面575、576时，倾斜面575、576与滚珠30的比中心p靠下侧的球面相接触，由此，从两侧抬起滚珠30，随着分离距离L靠向行进方向而变窄，滚珠30逐渐被抬起。

“作用”

在滚珠30从螺旋槽22、42进入到端部导向器470内时，如图15的(a)～(c)所示，倾斜面575、576从两侧抬起滚珠30，随着倾斜面575、576的分离距离L靠向行进方向而变窄，滚珠30逐渐被抬起。由此，滚珠30不会与爪部475的末端碰撞地进入到端部导向器470内的通路518。

如实施例4那样，若采用具有一对滚珠抬起部571、572的结构，则与抬起部571、572抵接时的冲击被分散到两处。因此，即使在与抬起部571、572抵接时产生碰撞声，也比以往的与爪部475抵接时的碰撞声小。抬起部571、572隔着滚珠30的中心p位于大致180度相反的位置，因此，与抬起部571、572抵接时的滚珠30的跳动的举动也得以抑制。

此外，实施例4的滚珠抬起部571、572位于比螺旋槽22的螺纹牙部22b靠轴线CL的径向外侧的位置。在以往的利用爪部475舀起滚珠30的构造中，不得不在爪部475与螺旋槽22之间设定避免接触的间隙t，因此，相对于滚珠30的碰撞角度(滚珠30的行进方向与滚珠30的碰撞部处的切线方向的交叉角度)变大，碰撞声容易变大。与之相对地，若使滚珠抬起部571、572位于比螺旋槽22的螺纹牙部22b靠轴线CL的径向外侧的位置，则每当抬起滚珠30时，无需不考虑任何与丝杠轴20的接触而能够将滚珠抬起部571、572相对于滚珠30的碰撞角度设定得极浅。即，能够使滚珠抬起部571、572的末端周围位于大致沿着滚珠30的球面的切线方向的位置。由此，能够几乎消除碰撞声的产生。

另外，若使滚珠抬起部571、572分别由一对倾斜面575、576构成，所述一对倾斜面575、576分别以随着靠向丝杠轴20的径向内侧而向螺旋槽22的宽度中心侧移位的方式倾斜，且彼此的分离距离L随着靠向滚珠行进方向而变窄，则能够使滚珠抬起部571、572为简单的构造，能够顺畅地抬起滚珠30。

另外，如实施例4那样，如果设为在第一部件473具有一对薄板部573、574的形状，并在该薄板部573、574形成倾斜面575、576，则分割构成为第一部件473和第二部件474的情况下的端部导向器470的形状设计变得容易。

此外，本发明的滚珠丝杠装置10和车辆用转向装置100只要起到本发明的作用以及效果，则并不限定于实施例。

例如，滚珠丝杠装置10并不限定于用于车辆用转向装置100的结构，能够用于机床等各种工业机械、运输机器等各种装置。

另外，例如，图6所示的车辆用转向装置100也可以是线控转向(steer-by-wire)式转向装置、自动驾驶车辆用转向装置的结构。

线控转向式转向装置是如下方式的结构：将方向盘111与转向轴116之间机械地分离，按照方向盘111的操纵量，电动马达133产生转向用动力，通过带传动机构150将该转向用动力传递至转向轴116。

自动驾驶车辆用转向装置是完全排除转向系统110中的、方向盘111、转向轴112、万向联轴器113、输入轴114以及第一传动机构115，并且具备电动马达133和第二传动机构134的结构。在驾驶员不进行操纵的情况下，通过带传动机构150将电动马达133产生的转向用动力传递至转向轴116，由此，能够使车轮121、121自动地转向。

另外，传动部件60只要是在与螺母40之间相互传递旋转力的结构即可。例如，能够将电动马达、发动机等各种驱动源所具有的、中空状的输入轴、输出轴作为传动部件60。

另外，在实施例4中，将滚珠抬起部571、572形成于第一部件473侧，但也可以形成于第二部件474侧。

另外，端部导向器470也可以不分割构成为第一部件473和第二部件474，而是整体一体成型的部件。

并且，只要能够利用滚珠抬起部571、572将滚珠30顺畅地引导至端部导向器470内的通路518，则也可以没有突出设置于螺旋槽22内的爪部475。

产业上的可利用性

本发明的滚珠丝杠装置10和车辆用转向装置100适合搭载于汽车。

标号说明

10：滚珠丝杠装置；

20：丝杠轴；

21：丝杠轴的外周面；

22：螺纹部；

30：滚珠；

40：螺母；

41：螺母的内周面；

42：螺纹部；

43：螺纹槽；

44：大径部；

44a：大径部的外周面；

44b：相对的端面；

44c：第二定位部；

45：小径部；

45a：小径部的外周面；

48：凹部；

50：引导部件；

51：第一面；

52：第二面；

55：螺母的端部；

56：第一定位部；

60：传动部件；

61：嵌合部分；

61a：嵌合部分的内周面；

62：循环通路；

70：端部导向器；

100：车辆用转向装置；

116：转向轴；

121：转向用车轮；

133：电动马达；

152：从动带轮；

571：滚珠抬起部；

572：滚珠抬起部；

CL：螺母的轴线；

D1：大径部的外径；

D2：小径部的外径；

Dp：小径部相对于大径部的深度；

Le：引导部件间的间隔。

Claims (7)

1.一种滚珠丝杠装置，其特征在于，具备：

丝杠轴，其在外周面具有螺纹部；

多个滚珠，其以能够滚动的方式位于所述螺纹部；

螺母，其为通过所述多个滚珠而与所述螺纹部连结的圆筒状的结构，具有位于轴向的两端部的一对大径部、和一体地构成于所述一对大径部之间且直径比所述一对大径部小的小径部；

一对引导部件，其相对于所述小径部的外周面能够在径向上装卸，所述一对引导部件位于所述小径部的外周方向上、且彼此具有一定的间隔，所述一对引导部件在所述一对大径部的相对的端面之间延伸；以及

传动部件，其构成为，具有能够与所述一对大径部嵌合的嵌合部分，通过与所述一对大径部嵌合的所述嵌合部分，能够以限制所述一对引导部件向径向外侧移位的方式覆盖所述一对引导部件，且能够与所述小径部以及所述一对引导部件协作而规定所述多个滚珠的循环通路，所述传动部件与所述螺母以能够相互传递旋转力的方式连结。

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

所述一对引导部件各自在沿着所述螺母的轴向的方向的两端具有一对第一定位部，

所述一对大径部在外周面具有多个第二定位部，各所述一对第一定位部能够从径向外侧嵌入至所述第二定位部中。

3.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

所述一对引导部件分别具有：

第一面，其构成为与所述小径部的外周面相同的曲面，且能够与所述小径部的外周面相接触；以及

第二面，其构成为与所述嵌合部分的内周面相同的曲面，且能够与所述嵌合部分的内周面相接触。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

所述一对大径部在外周面具有一对凹部，

所述滚珠丝杠装置还具有一对端部导向器，所述端部导向器能够从径向外侧分别嵌入到所述一对凹部中，

所述一对端部导向器将所述丝杠轴和所述螺母相对的部分的螺纹槽与所述循环通路的两端之间连通，

所述嵌合部分以限制所述一对端部导向器向径向外侧移位的方式覆盖所述一对端部导向器。

5.根据权利要求4所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

所述一对端部导向器各自具有一对滚珠抬起部，所述一对滚珠抬起部隔着所述丝杠轴的所述螺纹部的宽度中心而设置，

各个所述一对滚珠抬起部在隔着所述螺纹部的宽度中心而在宽度方向上分离的两处支承所述滚珠，由此，将所述滚珠从所述螺纹部抬起。

6.一种滚珠丝杠装置，其特征在于，具有：

丝杠轴，其在外周面具有螺纹部；

多个滚珠，其以能够滚动的方式位于所述螺纹部；

螺母，其为通过所述多个滚珠而与所述螺纹部连结的圆筒状的结构，具有位于轴向的两端部的一对大径部、和一体地构成于所述一对大径部之间且直径比所述一对大径部小的小径部；

一对引导部件，其相对于所述小径部的外周面能够在径向上装卸，所述一对引导部件位于所述小径部的外周方向上、且彼此具有一定的间隔，所述一对引导部件在所述一对大径部的相对的端面之间延伸；

传动部件，其由带轮构成，且构成为，具有能够与所述一对大径部嵌合的嵌合部分，通过与所述一对大径部嵌合的所述嵌合部分，能够以限制所述一对引导部件向径向外侧移位的方式覆盖所述一对引导部件，且能够与所述小径部以及所述一对引导部件协作而规定所述多个滚珠的循环通路，所述传动部件与所述螺母花键结合；以及

一对端部导向器，其将所述丝杠轴和所述螺母相对的部分的螺纹槽与所述循环通路的两端之间连通，

所述一对引导部件各自在沿着所述螺母的轴向的方向的两端具有一对第一定位部，并且所述一对引导部件分别具有：第一面，其构成为与所述小径部的外周面相同的曲面，且能够与所述小径部的外周面相接触；以及第二面，其构成为与所述嵌合部分的内周面相同的曲面，且能够与所述嵌合部分的内周面相接触，

所述一对大径部在外周面具有：多个第二定位部，各所述一对第一定位部能够从径向外侧嵌入至所述第二定位部中；以及一对凹部，其能够供所述一对端部导向器分别从径向外侧嵌入，

所述嵌合部分的内周面以限制所述一对端部导向器向径向外侧移位的方式覆盖所述一对端部导向器。

7.一种车辆用转向装置，其特征在于，具有：

权利要求1～6中任一项所述的滚珠丝杠装置；

电动马达，其产生从所述传动部件传递至所述螺母的转向用驱动力；以及

转向轴，其由所述丝杠轴构成，对转向用车轮进行转向。