JP2002087288A - ボールねじ式舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ボールねじ式舵取装置では、ボールねじ機構の
組立工程においてボールを組み込むとき、ボールが実質
的なボール軌道を超えないように注意を払う必要があ
り、組立に手間がかかる。 【解決手段】ボールナット３の貫通孔４の内周面に形成
される螺旋溝６のうち、アセンブリ状態で実際にボール
が転動する、実質的なボール軌道２１のみに、研磨仕上
げを施す。残りの部分は研磨しないので、螺旋溝の断面
径が小さく、残りの部分へはボールが転動していかな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、舵輪から舵取機構
への伝動手段としてボールねじ機構を用いたボールねじ
式舵取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールねじ式舵取装置では、舵輪（ステ
アリングホイール）に連なるボールねじ軸と舵取機構に
連なるクロスシャフトとを、ギアハウジングの内部に、
互いに交叉させて支持している。舵輪の操作に応じてボ
ールねじ軸が回動されると、このボールねじ軸に螺合す
るボールナットが軸長方向に移動され、このボールナッ
トの外周に形成されたラック歯と噛み合うセクタ歯車が
揺動される。これにより、クロスシャフトが移動され
て、ギアハウジングの外側へ突出しているクロスシャフ
トの端部に連結されたピットマンアームを介して舵取機
構が駆動されるようになっている。

【０００３】ボールねじとしては、外周面に螺旋溝が形
成されたねじ軸と、このねじ軸が挿通される貫通孔を有
すると共に貫通孔の内周面に螺旋溝が形成されたボール
ナットと、上記ねじ軸およびボールナットの螺旋溝間で
転動する複数のボールとを備えている。また、ボールナ
ットの螺旋溝に沿って離間する第１の位置と第２の位置
との間がガイドチューブを介して接続され、このガイド
チューブを介して、ボールナットの第１の位置と第２の
位置との間に形成される実質的なボール軌道にボールが
循環されるようになっている。

【０００４】通例、ボールナットの螺旋溝はボールナッ
トの一端面から他端面まで加工されており、上記の実質
的なボール軌道はボールナットの軸方向の中間部に設け
られる。従来、ボールナットの螺旋溝については、ボー
ルナットの一端面から上記実質的なボール軌道を含む領
域を研磨仕上げが施されている。すなわち、実際にボー
ルが転動する部分を超えて研磨仕上げが施されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このため、ボールねじ
機構を組立工程においてボールを組み込む際、ボールが
実質的な軌道外の螺旋溝の部分へ逃げてしまうおそれが
ある。したがって、逃げないように慎重に組み込み作業
をする必要があり、作業効率が悪く製造コストが高くな
る。本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ボ
ールの組み込みが容易で且つ安価なボールねじ式舵取装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の好ましい態様は、ボールナットの内周に形
成される螺旋溝に沿って離間する第１の位置と第２の位
置との間に実質的なボール軌道が設けられ、第１の位置
と第２の位置とを接続する戻し路を介して上記実質的な
ボール軌道にボールが循環されるボールねじ式舵取装置
において、上記ボールナットの螺旋溝の第１の位置から
第２の位置までの間のみに研磨仕上げを施してあること
を特徴とするものである。

【０００７】本態様では、アセンブリ状態で実際にボー
ルが転動する部分のみに研磨仕上げを施し、残りの部分
は研磨仕上げを省略してある。したがって、組立工程に
おいてボールを組み込む際に、ボールを螺旋溝の第１の
位置と第２の位置との間である実質的なボール軌道内に
収めた状態で迅速に組み立てが行える。作業効率の向上
により製造コストを安くすることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい態様を添付図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明の第１の実施の形
態とのしてボールねじ式舵取装置の要部を示す一部欠載
断面図であり、図２は図１のII−II線に沿う断面図であ
る。これらの図において、ギアハウジング３０内に、ボ
ールねじ軸１とクロスシャフト２とが相互に所定間隔を
隔てて交叉する状態で配置されている。これらボールね
じ軸１とクロスシャフト２はそれぞれの軸心回りに回動
自在に支持されている。

【０００９】ボールねじ軸１は、軸長方向への摺動自在
にギアハウジング３０の内部に保持されたボールナット
３の貫通孔４に挿入されている。ボールねじ軸１の外周
面１ａに螺旋溝５が形成されると共に、ボールナット３
の貫通孔４の内周面に螺旋溝６が形成されている。両螺
旋溝５，６間に転動する多数のボール７を介して、ボー
ルねじ軸１とボールナット３とが互いに螺合し、ボール
ねじ機構を構成している。

【００１０】ボールナット３の外面には、軸長方向の適
宜の長さ範囲にわたってラック歯８が形成されており、
このラック歯８は上記クロスシャフト２の中途に設けら
れたセクタ歯９に噛合されている。ボールねじ軸１は、
後述するようにギヤハウジング３０の外側へ延びる入力
軸１０を介して図示しない舵輪に一体回転可能に連結さ
れている。また、ギアハウジングの外側へ突出するクロ
スシャフト２の端部は、図示しない舵取機構に連結され
ている。

【００１１】そして舵取りのために舵輪の回動操作が行
われた場合、これに伴ってボールねじ軸１が回動し、こ
の回動がギアハウジング３０の内部でのボールナット３
の軸長方向の移動に変換され、この移動が、ラック歯８
とセクタ歯車９との噛合部を介してクロスシャフト２の
回動に変換され、舵取機構に伝達されて舵取りが行われ
るようになっている。なお、図示のボールねじ式舵取装
置は、前述の如き舵取り動作をパワーシリンダの発生力
により補助する動力舵取装置（パワーステアリング装
置）を構成してなる。上記パワーシリンダは、ボールナ
ット３の外周溝に嵌め入れられたシール部材１１により
ギアハウジング３０の内部を軸長方向に２分割し、ボー
ルナット３の両側に液密に封止された一対の油室１２，
１３を形成してなる油圧シリンダである。両油室１２，
１３間に生ずる圧力差によってボールナット３を押圧し
て、このボールナット３の移動に応じて前述の如く行わ
れる舵取りを補助する構成となっている。

【００１２】上記油室１２，１３への送給油圧を制御す
る油圧制御弁１４は、ギアハウジングの一側に同軸的に
連結された筒形のバルブハウジング１５の内部に構成さ
れている。図１に示す如くボールねじ軸１の端部には、
バルブハウジング１５の他側から挿入された中空の入力
軸１０の先端部が適長嵌入され、ボールねじ軸１と入力
軸１０とは、入力軸１０の中空部に内挿されたトーショ
ンバー１６を介して同軸的に連結されている。上記油圧
制御弁１４は、バルブハウジング１５の内部に支承され
てボールねじ軸１の端部に連結された筒形のバルブボデ
ィ１７の内側に、入力軸１０の外周に一体的に形成され
た弁体１８を遊嵌して構成される。

【００１３】バルブハウジング１５の外側に突出する入
力軸１０の他端は、前述の如く舵輪に連結されており、
舵輪操作がなされた場合、入力軸１０に加わる操舵トル
クに応じてトーションバー１６に捩じれが生じ、これに
伴って、ボールねじ軸１及びバルブボディ１７と、入力
軸１０及び弁体１８との間に相対角変位が生じる。油圧
制御弁１４は、この相対角変位を利用して油圧の給排動
作をなす公知のものであり、具体的には、図示しない油
圧源からポンプポート１９を介して送給される圧油を、
ボールナット３両側の油室１２，１３の一方に、上記相
対角変位に応じて、すなわち、舵輪に加わる操舵トルク
に応じて選択的に振り分け、これに伴って、他方の油室
１２，１３から還流する油をタンクポート２０を経て油
タンクに排出する動作をなす。

【００１４】図１および図２を参照して、ボールナット
３の螺旋溝６は貫通孔４の一端から他端までに形成され
ているが、ボールねじ機構のアセンブリ状態において
は、螺旋溝６の全長が実質的なボール軌道として利用さ
れるものではなく、ボールナット３の軸方向の中間部に
相当する螺旋溝６のみが実質的なボール軌道として利用
される。図３において、ハッチングを施した領域２２
が、螺旋溝６において実質的なボール軌道２１として利
用される領域であり、螺旋溝６の第１の位置２３から第
２の位置２４までの領域である。実質的なボール軌道２
１のみに、例えば研磨代１５０μｍにて研磨仕上げを施
し、螺旋溝６の残りの部分は研磨仕上げを省略してあ
る。通例、螺旋溝６の加工はＮＣ工作機械を用いて実施
しているので、加工プログラムを変更するのみで対処す
ることができる。なお、図３においては、ボールナット
３の断面を示すハッチングを省略してある。

【００１５】図２および図３を参照して、ボールナット
３の外周部には、実質的なボール軌道２１の両端部（す
なわち、第１の位置２３と第２の位置２４）との間を接
続して、ボール７をボール軌道２１に循環させるための
戻し路２５が設けられている。戻し路２５はボールナッ
ト３の外周に固定されるガイドチューブ２６により構成
されている。２７はガイドチューブ２６をボールナット
３の外周部に取り付けるためのブラケットであり、ボー
ルナット３の外周部にねじ２８により固定される。戻し
路２５の両端部（すなわちガイドチューブ２６の端部）
が、実質的なボール軌道２１からのボール７を導くため
のボールすくい上げ部２９となっている。

【００１６】本実施の形態によれば、ボールねじ機構が
アセンブリされた状態で、ボールナット３の螺旋溝６に
おいて実際にボール７が転動する実質的なボール軌道２
１のみに研磨仕上げを施し、螺旋溝６の残りの部分は研
磨仕上げを省略してある。したがって、実質的なボール
軌道２１と残りのボール軌道を比較した場合、後者は前
者よりも、前者の研磨代（例えば１５０μｍ）の分だ
け、断面径が小さくなり、残りのボール軌道へはボール
７が転動していかないことになる。その結果、ボールね
じ機構を組立工程において、ボール７を組み込む際に、
ボール７を実質的なボール軌道２１内に封じ込めた状態
で迅速に組み立てが行える。

【００１７】すなわち、ボールねじ機構を組み立てる工
程では、ボールねじ軸１がボールナット３の貫通孔４に
挿入され且つガイドチューブ２６を未だ組み付けていな
い状態で、ボールナット３のガイドチューブ２６用の接
続孔を通して、実質的なボール軌道２１内に順次にボー
ル７を挿入すると共に、ボールねじ軸１とボールナット
３を相対回転させてボール７を転動させ、実質的なボー
ル軌道２１の奥へと送っていく。

【００１８】このとき、実質的なボール軌道２１内に装
填されたボール７は、実質的なボール軌道２１の外へ出
ていくことがなく、したがって、作業者はこの点に注意
を払うことなく、迅速に作業を進めることができるわけ
である。本発明は上記実施の形態に限定されるものでは
なく、本発明の範囲で種々の変更を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボールねじ式舵取装置の要部を示す一
部欠載断面図である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】ボールナットの断面図である。ボールナットの
断面を示すハッチングを省略してあり、研磨が施される
実質的なボール軌道にハッチングを施してある。

【符号の説明】

１ ボールねじ軸 １ａ 外周面 ２ クロスシャフト ３ ボールナット ４ 貫通孔 ５，６ 螺旋溝 ７ ボール ８ ラック歯 ９ セクタ歯 １０ 入力軸 １２，１３ 油室 １４ 油圧制御弁 １６ トーションバー ２１ 実質的なボール軌道 ２２ 領域 ２３ 第１の位置 ２４ 第２の位置 ２５ 戻し路 ２６ ガイドチューブ ２９ ボールすくい上げ部 ３０ ギヤハウジング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボールナットの内周に形成される螺旋溝に
   沿って離間する第１の位置と第２の位置との間に実質的
   なボール軌道が設けられ、第１の位置と第２の位置とを
   接続する戻し路を介して上記実質的なボール軌道にボー
   ルが循環されるボールねじ式舵取装置において、上記ボ
   ールナットの螺旋溝の第１の位置から第２の位置までの
   間のみに研磨仕上げを施してあることを特徴とするボー
   ルねじ式舵取装置。