JP2001289301A - ボールねじおよびそれを具備する電動パワーステアリング装置 - Google Patents

ボールねじおよびそれを具備する電動パワーステアリング装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数が少なく、コンパクトで、かつ負荷
容量が大きく得られ、かつ駒部材が簡単な構成で回転ナ
ットに取付けられるボールねじを提供する。 【解決手段】 このボールねじ２０は、回転ナット２２
に取付けられる駒部材２４に、複数の連結溝２８を設け
たものとする。連結溝２８は、回転ナット２２の内ねじ
溝２６の隣合う１周部分同士を連結する溝である。駒部
材２４は、回転ナット円周方向の両側縁に、外径側へ立
ち上がる一対のガイド壁３６を設ける。これらガイド壁
３６は、回転ナット２２に形成された駒部材嵌合用開口
３０の対向する一対の内側面に加締固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、駒式のボールね
じ、およびこのボールねじを具備する電動パワーステア
リング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】自動車の
電動パワーステアリング装置は、ハンドルの操舵力を電
動モータで補うものであり、種々の形式のものがある。
その一つとして、車輪の操舵機構に連結された進退自在
な操舵軸に対して、ハンドルからラックピニオン機構等
の変換機構を介して軸方向移動力を与えると共に、電動
モータの出力を、ボールねじを介して軸方向移動力とし
て与えるようにしたものがある。このボールねじには、
電動パワーステアリング装置の全体の小型化、ひいては
自動車全体の軽量化のため、コンパクトで負荷容量の大
きいものが要望されている。ボールねじには、ボールの
循環形式が異なる種々の形式のものがあり、その一種と
して、駒式と呼ばれるものがある。
【０００３】図１３は、従来の駒式ボールねじ機構の一
例を示す。ボールねじ軸５１は、外ねじ溝５２を外面に
有し、回転ナット５３は、外ねじ溝５２に対応する内ね
じ溝５４を有していて、両ねじ溝５２，５４の間に嵌合
した多数のボール５５を介してボールねじ軸５１に螺合
している。回転ナット５３の円筒胴部には、内外の周面
に貫通して内ねじ溝５４の一部を切欠く楕円状の嵌合孔
５６が穿設され、この嵌合孔５６に、楕円状の駒５７が
嵌合している。駒５７は、内ねじ溝５４の隣合う１周部
分同士を連結する連結溝５８を形成した部品であり、内
ねじ溝５４の略１周の部分と連結溝５８とで、ボール５
５の転動路が構成される。転動路内の内外のねじ溝５
２，５４間に介在した多数のボール５５は、ねじ溝５
２，５４に沿って転動して、駒５７の連結溝５８に案内
され、ボールねじ軸５１のねじ山を乗り越えて隣接する
内ねじ溝５４に戻り潤滑可能とされている。
【０００４】駒式のボールねじは、回転ナット５３の外
径を小さくできる利点はあるが、駒５７の多数必要なた
め、構成部品の点数が多いという欠点がある。また、負
荷容量を大きくしようとした場合に、次の課題がある。
すなわち、ボールねじにおいて、負荷容量を大きくする
手段としては、次の各手段があるが、いずれも駒式のボ
ールねじでは、次のように採用が難しい。 ピッチを小さくしてボール循環個数を増やす。この手
段を採る場合、ボール径が小さくなると、逆に負荷容量
が小さくなる。そのため、ボール径を変えずにピッチを
小さくすることが必要であるが、駒式では、１ピッチ
（ねじ溝の間隔）に一つの駒５７が必要となるため、ボ
ール径を変えずにピッチを小さくすることはできない。 リード間に溝を入れて多条ねじとし、循環数を増やし
た場合と同様の効果を出す。ただし、多条ねじでは、リ
ード（１回転で進む距離）が制限され、リードを小さく
できない。また、多条ねじは、エンドキャップ方式では
可能であるが、駒式では、前記のように１ピッチ毎に一
つの駒５７が必要となるため、多条ねじは採用できな
い。このため、駒式のボールねじにおいて、負荷容量を
大きくしたい場合、ナット長さを長くしてボール循環個
数を増やすしかなく、ナットが小径になるという利点が
ある反面、ナットが長くなってコンパクト化が得られな
い。また、ナット長さを長くすると、その分、駒５７の
個数が増えて、加工工数と部品点数がさらに増え、コス
トアップになる。
【０００５】このような課題を解消するものとして、本
出願人は、図１４，図１５に示すように、駒部材５７Ａ
に複数の連結溝５８を有するものを提案した（特願平１
１−３１３５１８号）。駒部材５７Ａは、回転ナット円
周方向の両側縁に、外径側へ立ち上がる一対のガイド壁
６８を設け、これらガイド壁６８は、回転ナット５３に
形成された駒部材嵌合用開口５６Ａの対向する内側面の
段差部６９に、先端の抜け止め用突部６８ａで弾性的に
係合させる。この係合により、駒部材５７Ａの脱落防止
を果している。駒部材５７Ａは、射出成形技術を用いた
焼結合金製とし、上記ガイド壁６８を含めて一体に形成
する。しかし、上記のような先端に抜け止め用突部６８
ａを有するガイド壁６８を駒部材５７Ａに一体に成形す
る場合、ガイド壁６８が偏肉でかつ薄肉であるため、変
形が大きくて、製作が難しい等といった課題がある。
【０００６】この発明の目的は、部品点数が少なく、コ
ンパクトで、かつ負荷容量が大きく得られ、かつ駒部材
が簡単な構成で回転ナットに取付けられるボールねじを
提供することである。この発明の他の目的は、駒部材の
構成を簡素化して駒部材の成形を容易にすることであ
る。この発明の他の目的は、電動モータの出力を伝える
ボールねじがコンパクトでかつ負荷容量が大きくでき
て、製造も簡単であり、装置全体のコンパクト化が図れ
る電動パワーステアリング装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明の
ボールねじは、ボールねじ軸と、このボールねじ軸に対
向して内周に内ねじ溝を有する回転ナットと、上記ボー
ルねじ軸と内ねじ溝との間に形成された転動路に連なっ
て配置され、上記回転ナットとボールねじ軸の間で力を
伝達するための複数のボールと、上記回転ナットに取付
けられて内ねじ溝同士を連結する連結溝を有する駒部材
とを備え、この駒部材を塑性変形により上記回転ナット
と一体に固定したものである。この構成によると、駒部
材は、塑性変形により回転ナットと一体に固定するた
め、駒部材を簡単な構成で回転ナットに一体化すること
ができる。すなわち、塑性変形させるため、駒部材に係
合用の複雑な形状部分を設けることで不要で、駒部材の
形状が簡素化される。そのため、駒部材を焼結金属の射
出成形等により成形する場合にも、成形が容易に行え
る。また、複数の連結溝を一つの駒部材に設けると、内
ねじ溝のピッチを小さくすることができ、そのため回転
ナットの長さを長くすることなく、ボール循環個数を増
やし、負荷容量を増大させることができる。このため、
従来の駒式のボールねじと同様にナットが小径にできる
ことと相まって、コンパクトで負荷容量の大きいものと
できる。しかも、複数の連結溝が一つの駒部材に設けら
れるため、駒部品の個数が少なくて済み、部品点数が少
なく、加工が簡単で、コスト低下が図れる。さらに、複
数の連結溝が一つの駒部材に設けられることから、精度
向上も図り易い。
【０００８】この発明において、上記駒部材に、回転ナ
ットの内ねじ溝に係合してこの駒部材を回転ナットに対
して軸方向に位置決めするアームを設けても良い。この
ように、回転ナットのボール転走面として形成される内
ねじ溝に駒部材のアームを係合させることで、駒部材の
高精度の位置決めが行える。
【０００９】この発明において、上記駒部材における回
転ナット円周方向の両側縁に、外径側へ立ち上がる一対
のガイド壁を設け、これらガイド壁は、回転ナットに形
成された駒部材嵌合用開口の対向する一対の内側面に加
締固定しても良い。このように、駒部材にガイド壁を設
け、このガイド壁を加締固定する構成とすることによ
り、駒部材の固定が簡単に、かつ確実に行える。特に、
ガイド壁を加締固定する構成とすることにより、ガイド
壁の先端に抜け止め用突部を形成することが不要とな
り、駒部材の形状が簡素化される。そのため、駒部材を
焼結金属の射出成形等で成形する場合に、成形が容易に
なる。
【００１０】この発明の第２の発明のボールねじは、ボ
ールねじ軸と、このボールねじ軸に対向して内周に内ね
じ溝を有する回転ナットと、上記ボールねじ軸と内ねじ
溝との間に形成された転動路に連なって配置され、上記
回転ナットとボールねじ軸の間で力を伝達するための複
数のボールと、上記回転ナットに取付けられて内ねじ溝
同士を連結する連結溝を有する駒部材とを備え、この駒
部材に別体の固定部材を設けたものである。この固定部
材は、駒部材における回転ナット円周方向の両側縁で外
径側へ立ち上がる一対のガイド壁を有するものであっ
て、回転ナットに形成された駒部材嵌合用開口の対向す
る一対の内側面に弾性的に接するものとする。この構成
の場合、駒部材に設けられた別体の固定部材の一対のガ
イド壁が、回転ナットの駒部材嵌合用開口の対向する一
対の内側面に弾性的に接することで駒部材の固定が行わ
れる。このように固定部材を別部品化することで、駒部
材の形状が簡素化される。そのため、駒部材を焼結金属
の射出成形等により成形する場合にも、成形が容易に行
える。
【００１１】このように、別体の固定部材を設ける場合
に、この固定部材を鋼板プレス加工により形成し、上記
駒部材を加締ることにより固定部材と一体にする構成と
しても良い。固定部材を鋼板のプレス加工品とすること
により、固定部材を安価に量産することができる。ま
た、駒部材を加締ることで固定部材を一体化することに
より、固定部材の駒部材への一体化が簡単に行える。
【００１２】また、上記のように別体の固定部材を設け
る場合に、固定部材を鋼板プレス加工により形成し、こ
の固定部材の弾性により上記駒部材と一体にしても良
い。このように、固定部材を鋼板プレス加工品とした場
合、固定部材の弾性を利用することにより、固定部材の
駒部材への一体化が容易に行える。弾性の利用による固
定部材の一体化は、例えば、固定部材を略コ字形として
駒部材を挟み込むように取付けることで行える。
【００１３】この発明の第３の発明のボールねじは、ボ
ールねじ軸と、このボールねじ軸に対向して内周に内ね
じ溝を有する回転ナットと、上記ボールねじ軸と内ねじ
溝との間に形成された転動路に連なって配置され、上記
回転ナットとボールねじ軸の間で力を伝達するための複
数のボールと、上記回転ナットに取付けられて内ねじ溝
同士を連結する連結溝を有する駒部材とを備え、回転ナ
ットに形成された駒部材嵌合用開口の対向する一対の内
側面に係合段部を設けると共に、この係合段部に対向す
る溝を駒部材に設け、これら係合段部と溝とに係合して
駒部材を回転ナットに固定する線材からなる固定部材を
設けたものである。この構成の場合、線材からなる固定
部材が駒部材の溝と回転ナットの係合段部とに係合する
ことにより、駒部材の固定が行われる。この構成の場合
も、固定部材が別部品化されることで、駒部材の形状が
簡素化される。そのため、駒部材を焼結金属の射出成形
等により成形する場合にも、成形が容易に行える。
【００１４】この発明の上記第１ないし第３の発明にお
いて、上記駒部材を焼結合金によって形成しても良い。
このように焼結合金製とすることで、射出成形等の成形
と焼結によって製造でき、旋削や研削等の機械加工が不
要で、量産性が良い。これにより、安価な製作が可能で
ある。また第２および第３の発明においても、第１の発
明につき前述したと同様に、複数の連結溝を一つの駒部
材に設けても良い。
【００１５】この発明の電動パワーステアリング装置
は、ハウジングと、車輪を操舵する操舵機構に連結され
た操舵軸と、ハンドルからの回転力を、上記操舵軸を長
手方向に移動させるための力に変換する変換機構と、上
記操舵軸の一部がボールねじ軸となるボールねじと、こ
のボールねじの回転ナットに嵌合された電動モータとを
備えたものであって、上記ボールねじを、この発明の上
記いずれかの構成のボールねじとしたものである。この
構成により、電動モータの出力を伝えるボールねじが、
コンパクトでかつ負荷容量の大きいものとできて、電動
パワーステアリング装置の全体のコンパクト化が図れ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図５と共に説明する。図１に示すように、このボール
ねじ２０は、ボールねじ軸２１と、回転ナット２２と、
複数のボール２３とを備え、回転ナット２２は、ナット
本体２２ａに駒部材２４を取付けて構成されている。ボ
ールねじ軸２１は外ねじ溝２５を有する。回転ナット２
２は、円筒状に形成されたナット本体２２ａの内周に、
外ねじ溝２５に対向する内ねじ溝２６を有する。ボール
２３は、ボールねじ軸２１の外ねじ溝２５と回転ナット
２２の内ねじ溝２６との間に形成された転動路２７に連
なって配置される。回転ナット２２は、外周面における
周方向の一部に、ローレット加工等による粗面部２９が
形成してあり、モータロータへの結合等に利用される。
【００１７】駒部材２４は、内ねじ溝２６の隣合う１周
部分同士を連結する連結溝２８を設けた部材であり、一
つの駒部材２４に、連結溝２８が複数設けられている。
各連結溝２８は、各々内ねじ溝２６の互いに異なる１周
部分同士の連結を行うものとされ、この実施形態では、
内ねじ溝２６の順次隣合う１周部分同士を連結溝２８で
連結している。回転ナット２２の内ねじ溝２６は、連結
溝２８で連結されることで、１周の連続した周回経路と
なる。したがって、回転ナット２２の内ねじ溝２６は、
駒部材２４が設けられた軸方向長さの範囲で、複数条並
んだ周回経路に分離される。各連結溝２８の深さは、ボ
ール２３が、連結溝２８内でボールねじ軸２１の外ねじ
溝２５のねじ山を越えることができる深さとされてい
る。
【００１８】駒部材２４は、軸方向に離れた２か所でナ
ット本体２２ａに取付けられ、これら２個の駒部材２４
は、互いに周方向位置が１８０°離れた位置とされてい
る。２個の駒部材２４の連結溝２８の本数は、互いに異
なっていても良い。図１では一つの駒部材２４について
は連結溝２８を３本とし、他の一つの駒部材２４につい
ては連結溝２８を２本としている。なお、一つの回転ナ
ット２２に設けられる駒部材２４の個数は、１個であっ
ても、３個以上であっても良い。
【００１９】図２は回転ナット２２の具体例を示し、図
３は駒部材２４の具体例を示す。図４は回転ナット２２
の概念構成を示す説明図である。なお、図２において、
回転ナット２２の外径形状は簡略化して図示してある。
回転ナット２２のナット本体２２ａは、駒部材嵌合用開
口３０が内外周面に貫通して設けられて、この駒部材嵌
合用開口３０に、駒部材２４が内径側から嵌め込まれ
る。
【００２０】駒部材２４は、回転ナット２２の内ねじ溝
２６に係合してこの駒部材２４を回転ナット２２のナッ
ト本体２２ａに対して軸方向に位置決めする一対のアー
ム３１，３１を有している。これらアーム３１，３１
は、駒部材２４の軸方向の両端に、互いに円周方向の逆
方向に突出して設けられている。回転ナット２２の内ね
じ溝２６におけるアーム３１が係合した部分は、非ボー
ル循環部となる。
【００２１】各アーム３１は、内ねじ溝２６に嵌合する
半円状の断面形状に形成され、先端から基端側へ延びる
スリット３２が設けられている。なお、内外のねじ溝２
５，２６の断面形状は、詳しくはゴシックアーチ状であ
る。各アーム３１は裏面に断面半円状の裏側溝３３が形
成され、スリット３２はアーム３１の表面から裏側溝３
３に貫通している。また、各アーム３１の表面には、裏
側溝３３に達しない深さの縦溝３４が複数設けられてい
る。
【００２２】駒部材２４における回転ナット周方向の両
側縁は、他の部分よりも外径面側が凹む凹み部３５（図
３（Ｅ））とされ、これら凹み部３５から外径側へ立ち
上がる一対のガイド壁３６が、駒部材２４の周方向を向
く側面に沿って設けられている。図４（Ｂ）に示すよう
に、ナット本体２２ａの駒部材嵌合用開口３０は、対向
する一対の内側面における開口縁に係合段部３９が設け
られ、この係合段部３９よりも開口側部分の幅が若干幅
広に形成されている。
【００２３】駒部材２４は、ナット本体２２ａの駒部材
嵌合用開口３０に内径面側から嵌め込まれ、一対のアー
ム３１が内ねじ溝２６に嵌合すると共に、ガイド壁３６
を塑性変形させることにより、ナット本体２２ａに固定
される。この塑性変形による固定は、ガイド壁３６を駒
部材嵌合用開口３０の対向する一対の内側面に加締固定
することにより行われている。具体的には、ガイド壁３
６を係合段部３９に加締で係合させることにより、駒部
材２４の固定の確実を図っている。
【００２４】図５は、ガイド壁３６の加締手順を示す。
同図（Ａ）に示すように、ナット本体２２ａの駒部材嵌
合用開口３０に駒部材２４を内径面側から嵌め込む。こ
の状態で、同図（Ｂ）のようにナット本体２２ａ内にコ
ア４８を入れ、外径側からパンチ４９を押し込む。パン
チ４９は、テーパ状の加圧面を有しており、駒部材２４
の一対のガイド壁３６は、その先端が外側へ斜めに折れ
曲がるように加締られ、駒部材嵌合用開口３０の係合段
部３９に係合状態になる。
【００２５】駒部材２４の材質は、焼結合金としても良
い。駒部材２４を焼結合金製とする場合、金属粉末を可
塑状に調整し、射出成形機で成形することにより行われ
る。この射出成形に際しては、まず、金属粉と、プラス
チックおよびワックスからなるバインダとを混練機で混
練し、その混練物をペレット状に造粒する。造粒したペ
レットは、射出成形機のホッパに供給し、金型内に加熱
溶融状態で押し込むことにより成形する。前記金属粉と
しては、後に浸炭焼入が可能な材質が好ましく、例え
ば、炭素（Ｃ）が０．３％、ニッケル（Ｎｉ）が１〜２
％、残りが鉄（Ｆｅ）からなるものとする。回転ナット
２２のナット本体２２ａも、駒部材２４と同様に焼結合
金製としても良い。
【００２６】この構成のボールねじ２０によると、駒部
材２４にガイド壁３６を設け、このガイド壁３６を加締
固定する構成としたため、駒部材３６の固定が簡単に、
かつ確実に行える。このように加締固定する構成とした
ため、ガイド壁３６の先端に抜け止め用突部を形成する
ことが不要となり、駒部材２４の形状が簡素化される。
そのため、駒部材２４を焼結金属の射出成形等で成形す
る場合に、成形が容易に行える。駒部材２４を焼結合金
製とした場合は、射出成形等の成形と焼結によって製造
でき、旋削や研削等の機械加工が不要で、量産性が良
い。これにより、安価な製作が可能である。駒部材２４
は、ナット本体２２ａの駒部材嵌合用開口３０に内径側
から嵌め込み、アーム３１を内ねじ溝２６に係合させる
と共に、ガイド壁３６を駒部材嵌合用開口３０の開口縁
に加締によって係合させるため、駒部材２４は、内外の
両方に対して抜け止め状態に固定される。また、駒部材
２４は、アーム３１を設け、回転ナット２２のボール転
走面として形成される内ねじ溝２６に係合させるため、
高精度の位置決めが行える。アーム３１にはスリット３
２が設けられているため、アーム３１に弾性を持たせる
ことができ、アーム３１を内ねじ溝２６の内面に隙間な
く沿わせることができる。
【００２７】図６，図７は、この発明の他の実施形態に
かかるボールねじを示す。この実施形態のボールねじ２
０は、第１の実施形態（図１〜図５の実施形態）におい
て、駒部材２４にガイド壁３６を一体に設けた構成に代
えて、別体の固定部材４１を駒部材２４に設けたもので
ある。固定部材４１は、駒部材２４における回転ナット
円周方向の両側縁で外径側へ立ち上がる一対のガイド壁
４１ｂを有するものであって、ナット本体２２ａに形成
された駒部材嵌合用開口３０の対向する一対の内側面に
弾性的に接する。これにより、駒部材２４がナット本体
２２ａに固定される。
【００２８】固定部材４１は鋼板をプレス加工したもの
であり、底片部４１ａａ（図７（Ｂ））の両端に立ち下
り片４１ａｂを有する溝形の固定部材本体４１ａと、立
ち下がり片４１ａｂの先端からＵ字状に折り返し状態に
形成された上記ガイド壁４１ｂとでなる。駒部材２４の
外径面部の側面形状は矩形状とされていて、この矩形状
部分２４ａに固定部材４１の溝形の固定部材本体４１ａ
が嵌合している。駒部材２４の平坦となった外径面部に
は、固定部材４１が嵌まる幅の嵌合溝４３が形成され、
この嵌合溝４３に固定部材４１の溝形の固定部材本体４
１ａの底片部４１ａａが嵌まり込んでいる。固定部材４
１は、駒部材２４に設けた複数の加締部４２で駒部材２
４に固定されている。この加締部４２は、駒部材２４に
設けられた嵌合溝４３の両側の側壁部を押え込むように
塑性変形させた部分からなる（図７（Ａ））。この実施
形態におけるその他の構成は第１の実施形態と同じであ
る。
【００２９】この構成の場合、駒部材２４に設けられた
別体の固定部材４１の一対のガイド壁４１ｂが、回転ナ
ット２２の駒部材嵌合用開口３０の対向する一対の内側
面に弾性的に接することで駒部材２４の固定が行われ
る。このように固定部材４１を別部品化することで、駒
部材２４の形状がより一層簡素化される。そのため、駒
部材２４を焼結金属の射出成形等により成形する場合に
も、成形が容易に行える。固定部材４１は、駒部材２４
と別体であるが、予め駒部材２４に固定して一体の部品
として取り扱うことができるため、ボールねじ２０の組
み立て時における組み立て工数の増加の問題がなく、組
み立て性が良い。
【００３０】なお、固定部材４１は、上記のように加締
部４２を設けて駒部材２４に一体固定する代わりに、固
定部材４１の持つ弾性で駒部材２４に一体固定しても良
い。その各例を図８（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ示す。図
８（Ａ）の例は、固定部材４１の溝形の固定部材本体４
１ａを、駒部材２４の矩形状部分２４ａに嵌合させ、溝
形の固定部材本体４１ａの持つ弾性で駒部材２４に挟み
込み状態に固定したものである。駒部材２４に、図７の
例の嵌合溝４３は設けていない。同図（Ａ）の例におい
て、同図（Ｃ）に示すように、固定部材４１にピン状等
の突出部４１ｅを設け、一方、駒部材２４にはその突出
部４１ｅが嵌合する孔２４ｅを設けて両者を嵌合させて
も良い。駒部材２４を焼結金属の射出成形品とし、上記
の嵌合状態で駒部材２４を焼結する場合、焼結時に駒部
材２４が収縮することにより、突出部４１ｅが強固に締
め付けられて駒部材２４に固定される。
【００３１】図８（Ｂ）の例は、同図（Ａ）の例におい
て、固定部材４１の固定部材本体４１ａの両側縁に折曲
片からなる挟持片４１ｄを設け、これら挟持片４１ｄ間
で駒部材２４の一部を挟み込むようにしたものである。
この構成の場合、固定部材４１は、固定部材本体４１ａ
の一対の立ち下がり片４１ａｂと、一対の挟持片４１ｄ
とで直交する２方向に挟み込むことができ、より堅固に
固定部材４１を固定することができる。また、一対の挟
持片４１ｄにより、固定部材４１の駒部材２４に対する
軸方向の位置決めが行える。これら図８（Ａ）〜（Ｃ）
の例における上記の他の構成は、図６，図７の実施形態
と同じである。
【００３２】図９〜図１１は、この発明のさらに他の実
施形態を示す。この実施形態のボールねじ２０は、第１
の実施形態において、駒部材２４にガイド壁３６を一体
に設けた構成に代えて、鋼線等の線材からなる固定部材
４５を設けたものである。回転ナット２２の駒部材嵌合
用開口３０の対向する一対の内側面には係合段部４６を
設け、この係合段部４６に対向する溝４７を駒部材２４
に設ける。線材からなる固定部材４５は、これら係合段
部４６と溝４７とに係合して駒部材２４を回転ナット２
２に固定する。駒部材嵌合用開口３０の対向する一対の
内側面は、上記係合段部４６よりも外径側部分が内径側
部分よりも幅広となっている。線材からなる固定部材４
５は、図１１に示すようにコ字状に屈曲されたものであ
り、自然状態では同図に鎖線で示すように先端間が開き
状態となる。
【００３３】組み立て時において、この固定部材４５
は、その弾性に抗して図１１に実線で示すように狭めた
状態で溝４７内に入れる。駒部材２４をナット本体２２
ａの駒部材嵌合用開口３０に内径側から所定位置まで挿
入すると、コ字状の固定部材４５が弾性で復元しようと
し、駒部材嵌合用開口３０の内側面を押し付けた状態で
係合段部４６に係合する。この係合により、駒部材２４
がナット本体２２ａに固定される。このように、線材か
らなる固定部材４５を設けた場合も、駒部材２４の形状
が簡素化され、駒部材２４を焼結金属の射出成形等によ
り成形する場合にも、成形が容易に行える。この実施形
態におけるその他の構成は第１の実施形態と同じであ
る。
【００３４】つぎに、このボールねじ２０を具備した電
動パワーステアリング装置の一例を説明する。図１２
は、この電動パワーステアリング装置の破断側面図であ
る。同図において、ハウジング１は、図示しないブラケ
ットを有していて、車体に固定される。ハウジング１内
には操舵軸２が貫通し、操舵軸２はその両端にタイロッ
ド３，４が連結されている。タイロッド３，４は、車輪
を操舵する操舵機構（図示せず）に連結される。ハウジ
ング１の一端の近傍から斜め上方に延びるようにハンド
ル軸５が設けられ、ハンドル軸５は上端にハンドルが連
結される。ハンドル軸５は、回転自在に支持されてい
て、ハンドル軸５の回転は、その下端から変換機構６を
介して操舵軸２に、軸方向の移動力として伝達される。
変換機構６は、操舵軸２の長手方向の一部で形成される
ラック７と、ハンドル軸５の下端に設けられたピニオン
（図示せず）とからなり、上記ピニオンは、ハウジング
１内でラック７に噛み合う。ハンドル軸５に対して、そ
の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器（図示せず）
が設けられている。
【００３５】ハウジング１は、円筒状に形成されたもの
であり、中央の筒体１ａの両端に端部材１ｂ，１ｃを結
合して構成される。ハウジング１内の軸方向の中央部に
は、電動モータ８のステータ９が設けられている。ステ
ータ９は、コアおよびステータコイルで構成される。ス
テータ９の内周側には、電動モータ８のロータ１０がギ
ャップを介して設けられている。ロータ１０は、磁性体
により円筒状に形成されていて、スリーブ１１の外周
に、このスリーブ１１と一体に回転するように取付けら
れる。このスリーブ１１内に、操舵軸２が軸方向移動自
在に挿通されている。電動モータ８は、図示しないモー
タ制御回路により、前記操舵トルク検出器の検出値に従
って制御される。
【００３６】スリーブ１１の一端、この例ではハンドル
軸５側の端部は、軸受１２によりハウジング１内に回転
自在に支持されている。軸受１２は、単独の軸受であっ
ても、複数個を組み合わせて配置したものであっても良
く、全体としてラジアル荷重およびスラスト荷重の支持
が可能なものとされる。
【００３７】電動モータ８の回転は、ボールねじ２０を
介して、操舵軸２に軸方向に移動させる力として伝えら
れる。ボールねじ２０は、操舵軸２の軸方向の一部がボ
ールねじ軸２１となるものである。ボールねじ２０の回
転ナット２２は、その外径部が軸受１６でハウジング１
内に回転自在に支持され、かつ電動モータ８のロータ１
０の一端が外径面に嵌合している。ロータ１０の回転ナ
ット２２側の端部は、スリーブ１１よりも突出してい
て、この突出部分が回転ナット２２に嵌合する。また、
回転ナット２２は、前記のように外径面に粗面部２９
（図１（Ａ））を有していて、この粗面部２９にロータ
１０の内径面に嵌合する。軸受１６は、単独の軸受であ
っても、複数個を組み合わせて配置したものであっても
良く、全体としてラジアル荷重およびスラスト荷重の支
持が可能なものとされる。軸受１６は、例えばアンギュ
ラ玉軸受等の転がり軸受が用いられ、内輪、外輪、およ
び両輪間に介在した転動体を有するものとされる。
【００３８】上記構成の動作および作用を説明する。車
両が直進状態にあり、ハンドルの回転を停止していると
きは、ハンドル軸５の操舵トルク検出器（図示せず）か
らトルク信号が出力されず、モータ制御手段（図示せ
ず）により電動モータ８は回転停止状態とされる。した
がって、この電動パワーステアリング装置は補助操舵力
を出力しない状態にある。ハンドルを操舵すると、ハン
ドル軸５の操舵トルク検出器からトルク信号が出力さ
れ、モータ制御回路の制御により、電動モータ８はロー
タ１０を回転させる。ロータ１０が回転すると、ロータ
１０と共にボールねじ２０の回転ナット２２が回転し、
ボールねじ軸２１で一部が構成される操舵軸２が軸方向
に移動させられ、補助操舵力が発生する。このとき、ボ
ールねじ２０のボール２３は、回転ナット２２の回転に
伴い、内外のねじ溝２５，２６間で形成される転動路内
で転動する。このようにして、ハンドルの操舵力が電動
モータ８で補われる。
【００３９】この電動パワーステアリング装置は、この
ように主要な構成部品であるモータ出力の伝達用のボー
ルねじ２０を上記の構成のものとしたため、ボールねじ
２０がコンパクトでかつ負荷容量が大きいものとできる
ことに伴い、電動パワーステアリング装置の全体のコン
パクト化が図れる。
【００４０】
【発明の効果】この発明の第１の発明のボールねじは、
駒部材を塑性変形により上記回転ナットと一体に固定し
たため、駒部材を簡単な構成で回転ナットに一体化する
ことができ、駒部材を焼結金属の射出成形等で成形する
場合にも成形が容易になる。特に、駒部材における回転
ナット円周方向の両側縁に、外径側へ立ち上がる一対の
ガイド壁を設け、これらガイド壁を、回転ナットに形成
された駒部材嵌合用開口の対向する一対の内側面に加締
固定した場合は、駒部材の固定がより一層簡単に、かつ
確実に行える。また、回転ナットに設けられる駒部材
を、内ねじ溝の連結溝を複数有するものとしたため、部
品点数が少なく、コンパクトで、かつ負荷容量の大きい
ものとできる。この発明の第２および第３の発明のボー
ルねじは、いずれも、駒部材と別体の固定部材を設けて
回転ナットに固定するようにしたため、駒部材の形状が
簡素化される。そのため、駒部材を焼結金属の射出成形
等により成形する場合にも、成形が容易に行える。この
発明の電動パワーステアリング装置は、電動モータの出
力を伝えるボールねじに、この発明のボールねじを用い
たため、ボールねじがコンパクトでかつ負荷容量の大き
いものとできて、装置全体のコンパクト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、各々この発明の一実施形態
にかかるボールねじの正面図、断面図、およびその駒部
材の概略斜視図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、各々その回転ナットの断面
図、部分破断側面図、および背面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は、各々同ボールねじにおける
駒部材の正面図、平面図、背面図、斜視図、および側面
図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は、各々同ボールねじにおける
回転ナットの概念構成を示す破断正面図および破断側面
図である。
【図５】同ボールねじの駒部材組み込み過程の説明図で
ある。
【図６】この発明の他の実施形態にかかるボールねじの
断面図である。
【図７】（Ａ）はその駒部材の正面図、（Ｂ）は同側面
図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれこの発明のさらに他
の実施形態にかかるボールねじの駒部材の側面図であ
る。
【図９】この発明のさらに他の実施形態にかかるボール
ねじの断面図である。
【図１０】その一部の拡大断面図である。
【図１１】同ボールねじにおける固定部材の平面図であ
る。
【図１２】この発明の一実施形態にかかる電動パワース
テアリング装置の破断正面図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）は、各々従来のボールねじの
正面図、断面図、およびその駒の斜視図である。
【図１４】ボールねじの提案例の破断正面図である。
【図１５】同提案例のボールねじにおける駒部材の斜視
図である。
【符号の説明】
１…ハウジング ２…操舵軸 ５…ハンドル軸 ６…変換機構 ７…ラック ８…電動モータ ９…ステータ １０…ロータ １１…スリーブ ２０…ボールねじ ２１…ボールねじ軸 ２２…回転ナット ２３…ボール ２４…駒部材 ２５…外ねじ溝 ２６…内ねじ溝 ２８…連結溝 ３０…駒部材嵌合用開口 ３１…アーム ３６…ガイド壁 ３９…係合段部 ４１…固定部材 ４１ｂ…ガイド壁 ４５…固定部材 ４６…係合段部 ４７…溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 勇 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 (72)発明者 池田 良則 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 Ｆターム(参考） 3D033 CA02 CA04

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ボールねじ軸と、このボールねじ軸に対
    向して内周に内ねじ溝を有する回転ナットと、上記ボー
    ルねじ軸と内ねじ溝との間に形成された転動路に連なっ
    て配置され、上記回転ナットとボールねじ軸の間で力を
    伝達するための複数のボールと、上記回転ナットに取付
    けられて内ねじ溝同士を連結する連結溝を有する駒部材
    とを備え、この駒部材を塑性変形により上記回転ナット
    と一体に固定したボールねじ。
  2. 【請求項２】 上記駒部材に、回転ナットの内ねじ溝に
    係合してこの駒部材を回転ナットに対して軸方向に位置
    決めするアームを設けた請求項１に記載のボールねじ。
  3. 【請求項３】 上記駒部材における回転ナット円周方向
    の両側縁に、外径側へ立ち上がる一対のガイド壁を設
    け、これらガイド壁は、回転ナットに形成された駒部材
    嵌合用開口の対向する一対の内側面に加締固定した請求
    項１または請求項２に記載のボールねじ。
  4. 【請求項４】 ボールねじ軸と、このボールねじ軸に対
    向して内周に内ねじ溝を有する回転ナットと、上記ボー
    ルねじ軸と内ねじ溝との間に形成された転動路に連なっ
    て配置され、上記回転ナットとボールねじ軸の間で力を
    伝達するための複数のボールと、上記回転ナットに取付
    けられて内ねじ溝同士を連結する連結溝を有する駒部材
    とを備え、この駒部材に別体の固定部材を設け、この固
    定部材は、駒部材における回転ナット円周方向の両側縁
    で外径側へ立ち上がる一対のガイド壁を有するものであ
    って、回転ナットに形成された駒部材嵌合用開口の対向
    する一対の内側面に弾性的に接するものとしたボールね
    じ。
  5. 【請求項５】 上記固定部材を鋼板プレス加工により形
    成し、上記駒部材を加締ることにより固定部材と一体に
    した請求項４に記載のボールねじ。
  6. 【請求項６】 上記固定部材を鋼板プレス加工により形
    成し、この固定部材の弾性により上記駒部材と一体にし
    た請求項４に記載のボールねじ。
  7. 【請求項７】 ボールねじ軸と、このボールねじ軸に対
    向して内周に内ねじ溝を有する回転ナットと、上記ボー
    ルねじ軸と内ねじ溝との間に形成された転動路に連なっ
    て配置され、上記回転ナットとボールねじ軸の間で力を
    伝達するための複数のボールと、上記回転ナットに取付
    けられて内ねじ溝同士を連結する連結溝を有する駒部材
    とを備え、回転ナットに形成された駒部材嵌合用開口の
    対向する一対の内側面に係合段部を設けると共に、この
    係合段部に対向する溝を駒部材に設け、これら係合段部
    と溝とに係合して駒部材を回転ナットに固定する線材か
    らなる固定部材を設けたボールねじ。
  8. 【請求項８】 上記駒部材を焼結合金により形成した請
    求項１ないし請求項７のいずれかに記載のボールねじ。
  9. 【請求項９】 前記駒部材は、内ねじ溝同士を連結する
    連結溝を複数有するものとした請求項１ないし請求項８
    のいずれかに記載のボールねじ。
  10. 【請求項１０】 ハウジングと、車輪を操舵する操舵機
    構に連結された操舵軸と、ハンドルからの回転力を、上
    記操舵軸を長手方向に移動させるための力に変換する変
    換機構と、上記操舵軸の一部がボールねじ軸となるボー
    ルねじと、このボールねじの回転ナットに嵌合された電
    動モータとを備えた電動パワーステアリング装置におい
    て、上記ボールねじを、請求項１ないし請求項９のいず
    れかに記載のボールねじとしたことを特徴とする電動パ
    ワーステアリング装置。
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