JP2001106096A - Hollow ball screw and steering system equipped with hollow ball screw - Google Patents
Hollow ball screw and steering system equipped with hollow ball screwInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ボールネジの強度
上の制約の範囲内で軽量化を図ることが可能な中空ボー
ルネジ及び同中空ボールネジを装備したステアリング装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hollow ball screw capable of reducing the weight within the range of the restriction on the strength of the ball screw, and a steering device equipped with the hollow ball screw.
【０００２】[0002]
【発明が解決しようとする課題】ボールネジ及び該ボー
ルネジにボールを介して螺合するボールナットとの組合
せは、回転運動を直線運動に変換する変換機構として知
られており、例えば自動車用操舵装置等で使用されてい
る。A combination of a ball screw and a ball nut screwed into the ball screw via a ball is known as a conversion mechanism for converting a rotary motion into a linear motion, such as a steering device for an automobile. Used in
【０００３】自動車用操舵装置等で使用されるボールネ
ジは、通常、中実棒鋼素材の外周面に転造加工等を施し
てボールネジ溝を形成して製造するか、あるいは中空の
鋼管素材の外周面に総型砥石による研削加工や、多刃工
具による切削加工を施してボールネジ溝を形成すること
により製造される。[0003] Ball screws used in steering devices for automobiles or the like are usually manufactured by forming a ball screw groove by subjecting the outer peripheral surface of a solid steel bar material to rolling or the like, or the outer peripheral surface of a hollow steel pipe material. It is manufactured by forming a ball screw groove by performing a grinding process with a mold grindstone or a cutting process with a multi-blade tool.
【０００４】しかし、中実棒鋼素材を使用する前者のボ
ールネジにあっては、強靱で、剛性が高いが、ボールネ
ジ自身の重量が重く、これを自動車用操舵装置に装備し
た場合、操舵装置の総重量が重くなり、燃費向上のため
車体総重量を可及的に軽量化することが困難となり、ま
た慣性が大きく、運転操作性が劣る。[0004] However, the former ball screw using a solid steel bar material is tough and has high rigidity, but the ball screw itself is heavy. The weight becomes heavy, and it becomes difficult to reduce the total weight of the vehicle body as much as possible to improve fuel efficiency. In addition, the inertia is large and the driving operability is poor.
【０００５】また、鋼管素材を使用する後者のボールネ
ジにあっては、前者のボールネジに比して軽量ではある
が、図４に示すように、ボールネジ溝のネジ山部分４０
の肉厚ｔ1がネジ溝部分４１の肉厚ｔ2よりも厚くなる一
方、中空孔４２はストレート形状であり、ボールネジの
強度上の制約の範囲内で更なる軽量化を図ることが困難
である。The latter ball screw using a steel pipe material is lighter in weight than the former ball screw. However, as shown in FIG.
While the thickness t 1 of is thicker than the thickness t 2 of the thread groove portion 41, the bore 42 is a straight shape, is difficult to achieve a further weight reduction within the constraints of the strength of the ball screw is there.
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、ボールネジの強度上の制約の範囲内で最も軽量化を
図ることが可能で、ステアリング装置に装備した場合、
運転操作性の向上を図ることが出来る、中空ボールネジ
及び同中空ボールネジを装備したステアリング装置を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to achieve the lightest weight within the range of the restriction on the strength of the ball screw.
An object of the present invention is to provide a hollow ball screw and a steering device equipped with the hollow ball screw, which can improve driving operability.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の中空ボールネジは、軸線方向に延びる重量軽減のた
めの中空孔を有した管状部材の外周面に、所定ピッチ、
リード角の螺旋状のボールネジ溝を形成し、該中空孔の
内周面に、該ボールネジ溝と同じピッチ、リード角の螺
旋状の逃がし溝を形成してなることを特徴とする。A hollow ball screw according to the present invention, which achieves the above object, has a structure in which a predetermined pitch, a predetermined pitch,
A spiral ball screw groove having a lead angle is formed, and a spiral relief groove having a lead angle and the same pitch as the ball screw groove is formed on the inner peripheral surface of the hollow hole.
【０００８】前記ボールネジにおいて、逃がし溝の幅方
向の隅部に丸みを設けたり、ボールネジ溝のボール溝部
分とネジ山部分との境界部に丸みを設けたりすること
が、応力集中を緩和する上で好ましい。In the above-mentioned ball screw, providing roundness at the corner in the width direction of the relief groove or providing roundness at the boundary between the ball groove portion and the thread portion of the ball screw groove can reduce stress concentration. Is preferred.
【０００９】ボールネジ溝と逃がし溝は、例えば、管状
部材を塑性加工することにより形成される。管状部材
は、例えば薄肉鋼管である。また、上記目的を達成する
本発明のステアリング装置は、ボールネジと該ボールネ
ジにボールを介して螺合するボールナットを備え、ハン
ドル軸の回転をギヤ伝達系を介して直線運動に変換し、
車輪を操舵するステアリング装置にして、ボールネジ
は、上述した中空ボールネジであることを特徴とする。The ball screw groove and the relief groove are formed, for example, by plastically processing a tubular member. The tubular member is, for example, a thin steel pipe. In addition, the steering device of the present invention that achieves the above object includes a ball screw and a ball nut screwed into the ball screw via a ball, and converts the rotation of the handle shaft into linear motion via a gear transmission system,
In a steering device for steering wheels, the ball screw is the hollow ball screw described above.
【００１０】ボールネジの軸線方向一端に、前記ハンド
ル軸により操作されるピニオンが噛合するラックバーが
連結され、前記ボールナットは、電動モータで回転駆動
されるようにすると、パワーステアリング効果を得るこ
とが出来る。[0010] When one end of the ball screw in the axial direction is connected to a rack bar in which a pinion operated by the handle shaft is engaged, and the ball nut is rotated by an electric motor, a power steering effect can be obtained. I can do it.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例について添
付図面を参照して説明する。図１乃至図３は本発明の一
実施例を示す。図１は本発明の中空ボールネジの一実施
例を示す、半截断面図、図２は図１の中空ボールネジを
製造する過程を説明する、半截断面図、図３は図１の中
空ボールネジを装備したパワーステアリング装置の概略
図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 to 3 show one embodiment of the present invention. 1 is a half sectional view showing one embodiment of the hollow ball screw of the present invention, FIG. 2 is a half sectional view illustrating a process of manufacturing the hollow ball screw of FIG. 1, and FIG. 3 is equipped with the hollow ball screw of FIG. It is a schematic diagram of a power steering device.
【００１２】本実施例の中空ボールネジＡは、図１に示
すように、軸線方向に延びる重量軽減のための中空孔１
０ａを有した管状部材としての鋼管１０の外周面に、塑
性加工によって所定ピッチＰ、リード角の螺旋状のボー
ルネジ溝１１を形成し、また中空孔１０ａの内周面であ
る鋼管１０の内周面に同じく塑性加工によって該ボール
ネジ溝１１と同じピッチ、リード角の螺旋状の逃がし溝
１２を形成して構成される。As shown in FIG. 1, the hollow ball screw A of this embodiment has a hollow hole 1 extending in the axial direction for reducing the weight.
A spiral ball screw groove 11 having a predetermined pitch P and a lead angle is formed by plastic working on the outer peripheral surface of a steel tube 10 as a tubular member having 0a, and the inner peripheral surface of the steel tube 10 which is the inner peripheral surface of the hollow hole 10a. Similarly, a spiral relief groove 12 having the same pitch and lead angle as the ball screw groove 11 is formed on the surface by plastic working.
【００１３】鋼管１０としては、中空ボールネジＡとし
て必要最小限の強度が確保することができる肉厚の薄い
鋼管が使用される。逃がし溝１２は、ボールネジ溝１１
の塑性加工時に薄肉鋼管１０の周壁部が内側に膨出する
（逃げること）により形成されるもので、ボールネジ溝
１１と同時に形成される。As the steel pipe 10, a thin steel pipe capable of securing a necessary minimum strength as the hollow ball screw A is used. The escape groove 12 is the ball screw groove 11
Is formed when the peripheral wall portion of the thin-walled steel pipe 10 bulges inward (runs away) at the time of plastic working, and is formed simultaneously with the ball screw groove 11.
【００１４】ボールネジ溝１１のネジ溝部分１１ａと平
坦なネジ山部分１１ｂとの境界部分には丸み１１ｃが付
けられる。また、ネジ溝部分１１ａによって薄肉鋼管１
０の周壁部分が内側に膨出することにより形成された、
逃がし溝１２の山部分１２ａと、逃がし溝１２の谷部分
１２ｂ（ボールネジ溝１１の山部分の裏側部分）との境
界部分にも丸み１２ｃが付けられる。これら丸み１１
ｃ、１２ｃは、それらの部分への応力集中を緩和するも
のである。A roundness 11c is formed at the boundary between the thread groove portion 11a of the ball screw groove 11 and the flat thread portion 11b. Further, the thin steel pipe 1 is formed by the thread groove portion 11a.
0 is formed by the peripheral wall portion bulging inward,
A rounded portion 12c is also formed at the boundary between the crest portion 12a of the escape groove 12 and the valley portion 12b of the escape groove 12 (the back side of the crest portion of the ball screw groove 11). These roundness 11
c and 12c alleviate stress concentration on those portions.
【００１５】上記中空ボールネジＡは、薄肉鋼管１０を
使用しており、従来の、中実棒鋼素材の外周面に転造加
工等を施してボールネジ溝を形成して製造したボールネ
ジと比較して大幅に軽量化できることは勿論のこと、同
じく従来の、中空の鋼管素材の外周面に総型砥石による
研削加工や、多刃工具による切削加工を施してボールネ
ジ溝を形成して製造したボールネジ（図４参照）と比較
しても軽量化することが可能である。The hollow ball screw A uses a thin-walled steel pipe 10 and is significantly larger than a conventional ball screw manufactured by forming a ball screw groove by subjecting the outer peripheral surface of a solid steel bar material to rolling or the like. In addition to the conventional ball screw manufactured by forming a ball screw groove on the outer peripheral surface of a hollow steel pipe material by performing a grinding process using a forming grindstone or a cutting process using a multi-blade tool, as shown in FIG. ) Can also be reduced.
【００１６】また、薄肉鋼管１０を使用した構成である
が、その周壁部にボールネジ溝１１と逃がし溝１２とを
形成した構造となっており、断面係数が大きくとれ、曲
げに対しては特に強靱であり、また丸み１１ｃ、１２ｃ
により応力集中を緩和する措置がとられていることか
ら、ボールネジとしての強度上の制約の範囲内で可及的
に肉厚を薄くして、軽量化を図ることが可能となる。Although a thin steel pipe 10 is used, a structure in which a ball screw groove 11 and a relief groove 12 are formed on the peripheral wall thereof has a large section modulus and is particularly tough against bending. And roundness 11c, 12c
As a result, measures are taken to alleviate the stress concentration, so that the thickness can be reduced as much as possible and the weight can be reduced within the range of the constraint on the strength of the ball screw.
【００１７】したがって、ステアリング装置に装備した
場合には、従来のボールネジを装備した場合よりも慣性
を減らし、運転操作性を向上させることが可能となる。
図１では、中空ボールネジＡの肉厚が略一定に形成され
ているが、ボールネジ溝１１のネジ溝部分１１ａと平坦
なネジ山部分１１ｂとで異ならせてもよく、またネジ溝
部分１１ａ内、ネジ山部分１１ｂ内でそれぞれ異ならせ
てもよい。Therefore, when the steering device is provided, the inertia can be reduced and the driving operability can be improved as compared with the case where the conventional ball screw is provided.
In FIG. 1, the thickness of the hollow ball screw A is formed to be substantially constant. However, the screw groove portion 11a of the ball screw groove 11 may be different from the flat screw portion 11b. The thread portions 11b may be different from each other.
【００１８】薄肉鋼管１０の周壁部にボールネジ溝１１
と逃がし溝１２を形成する方法としては、切削加工、研
削加工による加工方法、バルジ成形等があるが、金型を
使用した塑性加工が効率的である。A ball screw groove 11 is formed on the peripheral wall of the thin steel pipe 10.
As a method of forming the relief groove 12, there are a cutting method, a processing method by grinding, a bulge forming, and the like, and a plastic working using a mold is efficient.
【００１９】図２は、金型を使用し、塑性加工により図
１のボールネジＡを製造する方法の具体例の一つを示し
ている。図２に示すように、ボールネジ溝１１と同じピ
ッチ、リード角の螺旋状凹溝２０を内周面に形成した成
形孔２１を有する外型２２と、ボールネジ溝１１と同じ
ピッチ、リード角の螺旋状突条２３を外周面に形成した
中実棒状のマンドレル（内型）２４とからなる成形用型
２５が使用される。FIG. 2 shows one specific example of a method for manufacturing the ball screw A of FIG. 1 by plastic working using a mold. As shown in FIG. 2, an outer mold 22 having a forming hole 21 in which a spiral groove 20 having the same pitch and lead angle as the ball screw groove 11 is formed on the inner peripheral surface, and a spiral having the same pitch as the ball screw groove 11 and a lead angle A molding die 25 including a solid rod-shaped mandrel (inner die) 24 having a ridge 23 formed on the outer peripheral surface is used.
【００２０】外型２２は、例えば合金工具鋼からなり、
塑性加工後のボールネジを抜き出し易くするために例え
ば２つ割型に形成される。成形孔２１は外型２２の軸線
方向に貫通して形成され、螺旋状凹溝２０は成形孔２１
の内周面に成形孔２１の軸線方向一端から他端に向けて
連続して形成される。The outer mold 22 is made of, for example, alloy tool steel,
In order to make it easy to pull out the ball screw after plastic working, it is formed in a split mold, for example. The forming hole 21 is formed to penetrate the outer mold 22 in the axial direction, and the spiral groove 20 is formed in the forming hole 21.
Is formed continuously from one end in the axial direction of the forming hole 21 to the other end on the inner peripheral surface of the hole.
【００２１】マンドレル（内型）２４は、例えば合金工
具鋼からなり、その外周面に螺旋状突条２３が形成され
る。図２に示すように、螺旋状突条２３の部分の直径
は、若干ではあるが、マンドレル２４の先端部側で本来
の直径よりも小さく、先端部側から離れるにしたがって
順次大きなり、最終的に本来の直径となるように形成さ
れる。すなわち、螺旋状突条２３は、最小直径の螺旋状
突条２３ａ部分と、この螺旋状突条２３ａよりも直径が
若干大きい螺旋状突条２３ｂ部分と、最大直径を有する
螺旋状突条２３ｃ部分（本来の直径を有する部分）とか
らなり、螺旋状突条２３ａ部分と螺旋状突条２３ｂ部分
とで予備的に塑性加工をしてから、螺旋状突条２３ｃ部
分で仕上げるようにしてある。マンドレル２４は、外型
２２の他端側（図２の右側）に、外型２２と同心軸状に
配置され、図示しない駆動装置によって正逆回転駆動さ
れつつ軸線方向に移動させられる。マンドレル２４を１
正回転させると、マンドレル２４は螺旋状突条２３の１
ピッチ分前進し、１逆回転させると、マンドレル２４は
螺旋状突条２３の１ピッチ分後退する。The mandrel (inner die) 24 is made of, for example, alloy tool steel and has a spiral ridge 23 formed on the outer peripheral surface thereof. As shown in FIG. 2, the diameter of the spiral ridge 23 is slightly smaller than the original diameter at the distal end of the mandrel 24, and gradually increases as the distance from the distal end increases. Is formed to have an original diameter. That is, the helical ridge 23 includes a helical ridge 23a having a minimum diameter, a helical ridge 23b having a diameter slightly larger than the helical ridge 23a, and a helical ridge 23c having a maximum diameter. (A portion having an original diameter), and the helical ridge 23a and the helical ridge 23b are preliminarily subjected to plastic working before being finished with the helical ridge 23c. The mandrel 24 is disposed concentrically with the outer mold 22 on the other end side (the right side in FIG. 2) of the outer mold 22, and is moved in the axial direction while being driven forward and reverse by a driving device (not shown). One mandrel 24
When rotated forward, the mandrel 24 becomes one of the spiral ridges 23.
When the mandrel 24 moves forward by one pitch and makes one reverse rotation, the mandrel 24 moves backward by one pitch of the spiral ridge 23.
【００２２】ボールネジＡを製造するには、外型２２の
成形孔２１内に、薄肉鋼管１０を、螺旋状凹溝２０間の
突起上に載るようにして配置する（図２参照）。これに
より、薄肉鋼管１０は外型２２に対して同心軸上に配置
されることになる。そして、外型２２の一端側に配置し
た図示しないストッパー部材により薄肉鋼管１０が塑性
加工中に回転しないようにする。To manufacture the ball screw A, the thin steel pipe 10 is placed in the forming hole 21 of the outer die 22 so as to rest on the projection between the spiral grooves 20 (see FIG. 2). As a result, the thin steel pipe 10 is arranged concentrically with the outer mold 22. The thin steel pipe 10 is prevented from rotating during plastic working by a stopper member (not shown) arranged on one end side of the outer mold 22.
【００２３】次いで、外型２２の螺旋状凹溝２０と対応
する箇所にマンドレル２４の螺旋状突条２３が位置する
ように、マンドレル２４の外型２２に対する設置位置を
調整して位置決めをする。Next, the position of the mandrel 24 with respect to the outer mold 22 is adjusted and positioned so that the spiral ridge 23 of the mandrel 24 is located at a position corresponding to the spiral groove 20 of the outer mold 22.
【００２４】この後、図示しない駆動装置を作動させて
マンドレル２４を正回転させつつ薄肉鋼管１０の他端開
口部（図２の右側）から押し込み、外型２２の螺旋状凹
溝２０とマンドレル２４の螺旋状突条２３とにより、薄
肉鋼管１０の周壁部を塑性加工して、薄肉鋼管１０の外
周面にボールネジ溝１１を形成する。この場合、マンド
レル２４が鋼管１０の他端開口部から進入すると、まず
マンドレル２４の最小直径の螺旋状突条２３ａ部分によ
り薄肉鋼管１０の周壁部を予備的に塑性加工をし、次い
で螺旋状突条２３ｂ部分により更に予備的に塑性加工を
し、最後に本来の直径を有する螺旋状突条２３ｃ部分に
より仕上げ塑性加工をする。螺旋状突条２３ｃ部分が薄
肉鋼管１０内を通過して鋼管１０の一端開口部から抜け
出るまでマンドレル２４を正回転させた後、マンドレル
２４を逆回転させて後退させ、鋼管１０の一端開口部か
ら抜き出す。このとき、螺旋状突条２３ｃ部分が薄肉鋼
管１０の一端開口部から進入し、次いでこれよりも直径
の小さい螺旋状突条２３ｂ部分、最後に最小直径を有す
る螺旋状突条２３ａ部分が進入して再度塑性加工を施し
ながら、鋼管１０の他端端開口部から抜け出る。Then, the mandrel 24 is pushed forward from the other end opening (right side in FIG. 2) of the thin steel pipe 10 while operating the driving device (not shown) while rotating the mandrel 24 in the normal direction. The peripheral wall portion of the thin steel pipe 10 is plastically processed by the spiral ridge 23 to form the ball screw groove 11 on the outer peripheral surface of the thin steel pipe 10. In this case, when the mandrel 24 enters from the opening at the other end of the steel pipe 10, first, the peripheral wall of the thin steel pipe 10 is preliminarily plastically worked by the spiral ridge 23a having the minimum diameter of the mandrel 24, and then the spiral projection is formed. The plastic working is further preliminarily performed by the ridge 23b, and finally the finish plastic working is performed by the helical ridge 23c having the original diameter. After the mandrel 24 is rotated forward until the spiral ridge 23c passes through the thin steel pipe 10 and comes out of the one end opening of the steel pipe 10, the mandrel 24 is reversely rotated to retreat, and from the one end opening of the steel pipe 10. Pull out. At this time, the helical ridge 23c enters from one end opening of the thin steel pipe 10, then the helical ridge 23b having a smaller diameter, and finally the helical ridge 23a having the minimum diameter enters. While performing plastic working again, the steel pipe 10 exits from the opening at the other end.
【００２５】上述した方法によれば、外型２２とマンド
レル２４とを使用して薄肉鋼管１０を塑性加工すること
により製造しているので、軽量化を目的としたボールネ
ジＡを短時間で効率よく製造することが可能となる。According to the above-described method, since the thin steel pipe 10 is manufactured by plastic working using the outer mold 22 and the mandrel 24, the ball screw A for the purpose of weight reduction can be efficiently manufactured in a short time. It can be manufactured.
【００２６】なお、ボールネジＡの製造方法としては、
図２に示す方法に限定されず、例えば、薄肉鋼管の代わ
りに中実鋼棒を利用し、その外周面に転造加工等でボー
ルネジ溝１１を形成し、また重量軽減のためにガンドリ
ル等による切削加工で中空孔を形成して管状にし、さら
に該中空孔の内周面に切削、研削加工等で逃げ溝１２を
形成するようにしてもよい。あるいは、比較的肉厚の厚
い鋼管を使用し、その外周面に切削加工でボールネジ溝
１１を形成し、また鋼管の内周面に切削加工で逃げ溝１
２を形成してもよい。The method of manufacturing the ball screw A is as follows.
The method is not limited to the method shown in FIG. 2. For example, a solid steel rod is used in place of a thin steel pipe, a ball screw groove 11 is formed on the outer peripheral surface by rolling or the like, and a gun drill or the like is used to reduce the weight. The hollow hole may be formed by cutting to form a tube, and the clearance groove 12 may be formed in the inner peripheral surface of the hollow by cutting, grinding, or the like. Alternatively, a steel pipe having a relatively large thickness is used, a ball screw groove 11 is formed on the outer peripheral surface thereof by cutting, and a relief groove 1 is formed on the inner peripheral surface of the steel pipe by cutting.
2 may be formed.
【００２７】図３は、図１に示す中空ボールネジＡを装
備したパワーステアリング装置の概略図である。このパ
ワーステアリング装置は、外周面所定箇所に軸線方向に
沿ってラック歯列３１が形成された中空ラックバー３０
と、該中空ラックバー３０の軸線方向一端に連結され
た、上記中空ボールネジＡとを具備する。ラック歯列３
１には、ハンドル軸（ステアリングシャフト）３２に固
定されたピニオン３３が噛合する。ボールネジ溝１１に
は、ボール３４を介してボールナット３５が螺合する。
ボールナット３５の外周面には歯３６が形成され、該歯
３６には中間歯車３７を介して電動モータ３８の駆動歯
車３９が連結される。FIG. 3 is a schematic view of a power steering apparatus equipped with the hollow ball screw A shown in FIG. This power steering device has a hollow rack bar 30 in which a rack tooth row 31 is formed at a predetermined position on an outer peripheral surface along an axial direction.
And the hollow ball screw A connected to one end of the hollow rack bar 30 in the axial direction. Rack teeth 3
1 is meshed with a pinion 33 fixed to a handle shaft (steering shaft) 32. A ball nut 35 is screwed into the ball screw groove 11 via a ball 34.
Teeth 36 are formed on the outer peripheral surface of the ball nut 35, and a driving gear 39 of an electric motor 38 is connected to the teeth 36 via an intermediate gear 37.
【００２８】ステアリング操作時に、電動モータ３８が
作動し、駆動歯車３９の回転が中間歯車３７を介してボ
ールナット３５に伝達され、該ボールナット３５が回転
して中空ボールネジＡ、ラックバー３０をステアリング
方向（図３の矢印方向）に移動させて、パワーステアリ
ング効果を得る。At the time of steering operation, the electric motor 38 operates and the rotation of the drive gear 39 is transmitted to the ball nut 35 via the intermediate gear 37, and the ball nut 35 rotates to steer the hollow ball screw A and the rack bar 30. In the direction (the direction of the arrow in FIG. 3), a power steering effect is obtained.
【００２９】上記パワーステアリング装置は、中空ラッ
クバー３０と中空ボールネジＡとを使用しているので、
軽量化を図ることができ運転操作性に優れている。ま
た、中空ボールネジＡの製造が容易で、コストダウンを
図ることが可能となる上に、バッテリを電源とする電動
モータ３８を使用しているので、油圧式のパワーシリン
ダ装置の如く、複雑な油圧回路を必要とせず、構造が簡
単で、組立性に優れ、またエンジン馬力を必要とせず、
パワーステアリングを駆動するためにエンジン出力が低
下するおそれもない。Since the above power steering device uses the hollow rack bar 30 and the hollow ball screw A,
The weight can be reduced and driving operability is excellent. In addition, the hollow ball screw A can be easily manufactured, cost can be reduced, and since the electric motor 38 using a battery as a power source is used, complicated hydraulic hydraulic cylinder devices such as a hydraulic power cylinder device are used. No circuit required, simple structure, excellent assemblability, no need for engine horsepower,
There is no danger that the engine output will be reduced to drive the power steering.
【００３０】なお、上記中空ボールネジＡを装備したス
テアリング装置としては図３に示す装置に限定されず、
例えばボールナットの外周面に、軸線方向に沿ってラッ
ク歯を形成し、該ラック歯にセクタシャフトに設けたセ
クタギヤを噛合し、ボールナットの往復動に伴ってセク
タギヤ（セクタシャフト）を回転させて車輪を旋回させ
るタイプのステアリング装置にも装備することが出来
る。The steering device equipped with the hollow ball screw A is not limited to the device shown in FIG.
For example, rack teeth are formed along the axial direction on the outer peripheral surface of a ball nut, a sector gear provided on a sector shaft meshes with the rack teeth, and the sector gear (sector shaft) is rotated with the reciprocation of the ball nut. It can also be equipped on a steering device that turns the wheels.
【００３１】本発明の中空ボールネジは、上述したステ
アリング装置のボールネジ以外に、例えばＮＣ機械のボ
ールネジ等にも適用することが出来る。The hollow ball screw of the present invention can be applied to, for example, a ball screw of an NC machine in addition to the ball screw of the steering device described above.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の中空ボー
ルネジによれば、軸線方向に延びる重量軽減のための中
空孔を有した管状部材の外周面に、所定ピッチ、リード
角の螺旋状のボールネジ溝を形成し、該中空孔の内周面
に、該ボールネジ溝と同じピッチ、リード角の螺旋状の
逃がし溝を形成して構成してあるので、ボールネジとし
て要求される強度を確保しつつ最大限に軽量化を図るこ
とが可能となる。As described above, according to the hollow ball screw of the present invention, a spiral having a predetermined pitch and a lead angle is formed on the outer peripheral surface of a tubular member having a hollow hole extending in the axial direction and having a hollow for reducing the weight. Since a ball screw groove is formed and a spiral relief groove having the same pitch and lead angle as the ball screw groove is formed on the inner peripheral surface of the hollow hole, the strength required as a ball screw is secured. It is possible to reduce the weight as much as possible.
【００３３】また、本発明のパワーステアリング装置に
よれば、本発明の中空ボールネジを使用するので、軽量
化を図ることができ、このため慣性を減らし、運転操作
性を向上させることが可能となる。また、中空ボールネ
ジの一端に、ハンドル軸により操作されるピニオンが噛
合するラックバーを連結し、中空ボールネジにボールを
介して螺合するボールナットを電動モータで駆動するよ
うにした場合には、パワーステアリング効果が得られ、
パワーステアリングを駆動するためにエンジン出力が低
下するおそれもない。Further, according to the power steering apparatus of the present invention, since the hollow ball screw of the present invention is used, it is possible to reduce the weight, thereby reducing the inertia and improving the driving operability. . When one end of the hollow ball screw is connected to a rack bar that meshes with a pinion operated by a handle shaft, and a ball nut screwed into the hollow ball screw via a ball is driven by an electric motor, the power is increased. Steering effect is obtained,
There is no danger that the engine output will be reduced to drive the power steering.
【図１】本発明の中空ボールネジの一実施例を示す、半
截断面図である。FIG. 1 is a half sectional view showing one embodiment of a hollow ball screw of the present invention.
【図２】図１の中空ボールネジを製造する過程を説明す
る、半截断面図である。FIG. 2 is a half sectional view illustrating a process of manufacturing the hollow ball screw of FIG. 1;
【図３】図１の中空ボールネジを装備したパワーステア
リング装置の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a power steering device equipped with the hollow ball screw of FIG. 1;
【図４】従来のボールネジの半截断面図である。FIG. 4 is a half sectional view of a conventional ball screw.
Ａ ボールネジ １０ 薄肉鋼管 １０ａ 中空孔 １１ 螺旋状のネジ溝 １２ 螺旋状の逃げ溝 １１ｃ、１２ｃ 丸み A Ball screw 10 Thin steel pipe 10a Hollow hole 11 Spiral screw groove 12 Spiral relief groove 11c, 12c Roundness
Claims (7)
孔を有した管状部材の外周面に、所定ピッチ、リード角
の螺旋状のボールネジ溝を形成し、該中空孔の内周面
に、該ボールネジ溝と同じピッチ、リード角の螺旋状の
逃がし溝を形成してなることを特徴とする、中空ボール
ネジ。A spiral ball screw groove having a predetermined pitch and a lead angle is formed on an outer peripheral surface of a tubular member having a hollow hole extending in an axial direction for weight reduction, and an inner peripheral surface of the hollow hole is formed on the inner peripheral surface of the hollow hole. A hollow ball screw comprising a spiral relief groove having the same pitch and lead angle as the ball screw groove.
て、 前記逃がし溝の幅方向の隅部に丸みを設けてなることを
特徴とする、中空ボールネジ。2. The hollow ball screw according to claim 1, wherein the relief groove has a rounded corner in a width direction.
にして、 前記ボールネジ溝のボール溝部分とネジ山部分との境界
部に丸みを設けてなることを特徴とする、中空ボールネ
ジ。3. The hollow ball screw according to claim 1, wherein a rounded portion is provided at a boundary between the ball groove portion and the thread portion of the ball screw groove.
中空ボールネジにして、 前記ボールネジ溝と前記逃がし溝は、前記管状部材を塑
性加工することにより形成されることを特徴とする、中
空ボールネジ。4. The hollow ball screw according to claim 1, wherein the ball screw groove and the relief groove are formed by plastically processing the tubular member. Hollow ball screw.
載の中空ボールネジにして、 前記管状部材が薄肉鋼管であることを特徴とするボール
ネジ。5. The ball screw according to claim 1, wherein said tubular member is a thin steel pipe.
して螺合するボールナットを備え、ハンドル軸の回転を
ギヤ伝達系を介して直線運動に変換し、車輪を操舵する
ステアリング装置にして、 前記ボールネジは、請求項１乃至５のいずれかに記載の
中空ボールネジであることを特徴とするステアリング装
置。6. A steering device comprising a ball screw and a ball nut screwed into the ball screw via a ball, converting a rotation of a handle shaft into a linear motion through a gear transmission system, and steering a wheel. A steering device comprising the hollow ball screw according to any one of claims 1 to 5.
て、 前記ボールネジの軸線方向一端に、前記ハンドル軸によ
り操作されるピニオンが噛合するラックバーが連結さ
れ、前記ボールナットは、電動モータで回転駆動される
ことを特徴とするステアリング装置。7. The steering device according to claim 6, wherein a rack bar meshing with a pinion operated by the handle shaft is connected to one axial end of the ball screw, and the ball nut is rotated by an electric motor. A steering device that is driven.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28763299A JP2001106096A (en) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | Hollow ball screw and steering system equipped with hollow ball screw |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28763299A JP2001106096A (en) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | Hollow ball screw and steering system equipped with hollow ball screw |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001106096A true JP2001106096A (en) | 2001-04-17 |
Family
ID=17719756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28763299A Pending JP2001106096A (en) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | Hollow ball screw and steering system equipped with hollow ball screw |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001106096A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013108620A (en) * | 2011-10-26 | 2013-06-06 | Nsk Ltd | Ball screw |
| EP3230151B1 (en) | 2014-12-08 | 2019-05-22 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for producing a lightweight steering gear rack and steering gear rack produced by means of said method |
-
1999
- 1999-10-08 JP JP28763299A patent/JP2001106096A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013108620A (en) * | 2011-10-26 | 2013-06-06 | Nsk Ltd | Ball screw |
| EP3230151B1 (en) | 2014-12-08 | 2019-05-22 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for producing a lightweight steering gear rack and steering gear rack produced by means of said method |
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