JP2003329097A - Ball screw device and electric power steering device - Google Patents

Ball screw device and electric power steering device

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JP2003329097A
JP2003329097A JP2002137325A JP2002137325A JP2003329097A JP 2003329097 A JP2003329097 A JP 2003329097A JP 2002137325 A JP2002137325 A JP 2002137325A JP 2002137325 A JP2002137325 A JP 2002137325A JP 2003329097 A JP2003329097 A JP 2003329097A
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Japan
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ball
screw
ball screw
shaft
pipe
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Application number
JP2002137325A
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Japanese (ja)
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Yasuharu Yamamoto
康晴 山本
Hajime Uemae
肇 上前
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Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
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Publication date
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • F16H25/2214Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls
    • F16H25/2223Cross over deflectors between adjacent thread turns, e.g. S-form deflectors connecting neighbouring threads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0442Conversion of rotational into longitudinal movement
    • B62D5/0445Screw drives
    • B62D5/0448Ball nuts

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball screw device which works smoothly using a die member having a circulating passage of a tunnel shape for preventing a ball and a screw thread from coming in contact with and an electric power steering device which works smoothly by applying the ball screw device. <P>SOLUTION: In a ball screw mechanism 26 of the electric power steering device, the approximately annular circulating orbit on which the ball 70 circulates infinitely is composed of a ball rolling passage 68 in which a screw groove 34 of a rack shaft 12 and a ball rolling passage 68 of a ball screw nut 36 are formed opposing to each other, and a circulating groove 76 of a tunnel shape provided in the die member 74 and communicating approximately adjoining portion in the axial direction of the ball rolling passage 68. The die member 74 is comprised of a curved metal pipe 78 whose inside is the circulating passage 76 and a resinous cover 80 coating the outside of the pipe 78 and fitted into a setting hole 72 of the ball screw nut 36. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールねじ装置に
関し、特に、こま部材によってボール転動路の軸方向に
略隣接する部分を連通することで多数のボールが略環状
に無限循環する循環軌道が形成される所謂こま循環式の
ボールねじ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ball screw device, and more particularly to a circulation orbit in which a large number of balls infinitely circulate in a substantially annular shape by connecting a portion of a ball rolling path that is substantially adjacent in the axial direction with a top member. The present invention relates to a so-called top-circulation ball screw device in which is formed.

【0002】また、本発明は、電気モータの補助トルク
をラックシャフトに伝達する機構として上記ボールねじ
装置を適用した電気式動力舵取装置に関する。
The present invention also relates to an electric power steering apparatus to which the above ball screw device is applied as a mechanism for transmitting an auxiliary torque of an electric motor to a rack shaft.

【0003】[0003]

【従来の技術】例えば、電気式動力舵取装置(電動パワ
ーステアリング装置)では、左右の車輪間に設けられ軸
方向に移動して該左右の車輪を転舵するラックシャフト
に、電気モータの補助トルクに基づく補助操舵力を作用
させるために、回転運動を直線運動に変換するボールね
じ装置が用いられている。
2. Description of the Related Art For example, in an electric power steering apparatus (electric power steering apparatus), an auxiliary electric motor is attached to a rack shaft that is provided between left and right wheels and moves axially to steer the left and right wheels. A ball screw device that converts a rotational motion into a linear motion is used to apply an auxiliary steering force based on a torque.

【0004】このようなボールねじ装置は、外周部にね
じ溝が形成されたねじ軸と、内周部にねじ溝が形成され
たナットとが、多数のボールを介して螺合して構成され
ている。具体的には、ねじ軸のねじ溝とナットのねじ溝
とを互いに対向させて形成した螺旋状のボール転動路内
に、多数のボールが負荷を受けつつ転動可能に並んで配
置されており、該多数のボールを無限循環させるための
循環路がナット側に設けられている。
In such a ball screw device, a screw shaft having a thread groove formed on the outer peripheral portion and a nut having a thread groove formed on the inner peripheral portion are screwed together through a large number of balls. ing. Specifically, a large number of balls are arranged side by side so that they can roll while receiving a load in a spiral ball rolling path formed by opposing the screw groove of the screw shaft and the screw groove of the nut. A circulation path for infinitely circulating the large number of balls is provided on the nut side.

【0005】これにより、ボールねじ装置では、ナット
を回転駆動すると、該回転に伴って多数のボールがボー
ル転動路及び循環路を通って無限循環しつつ、ナットの
回転力が上記互いのねじ溝及びボールによってねじ軸の
軸方向の移動力に滑らかに変換され、ねじ軸が軸方向に
移動するようになっている。また同様に、ねじ軸を回転
駆動するとナットがねじ軸の軸方向に移動し、ナット及
びねじ軸の何れか一方をねじ軸の軸方向に移動させると
他方が回転するようになっている。
Thus, in the ball screw device, when the nut is driven to rotate, a large number of balls circulate indefinitely through the ball rolling path and the circulation path in accordance with the rotation, and the rotational force of the nut causes the mutual screw threads to rotate. The groove and the ball are smoothly converted into an axial moving force of the screw shaft, so that the screw shaft moves in the axial direction. Similarly, when the screw shaft is rotationally driven, the nut moves in the axial direction of the screw shaft, and when one of the nut and the screw shaft is moved in the axial direction of the screw shaft, the other rotates.

【0006】そして、電気式動力舵取装置に用いられる
ボールねじ装置には、エンドキャップ式やリターンチュ
ーブ式等のナット周方向における特定の部位に軸方向に
長手の循環路が形成されたボールねじ装置と比較して、
ナットの回転軸に対する重量バランスが良好な所謂こま
循環式のボールねじ装置が用いられる。
A ball screw device used in an electric power steering apparatus is a ball screw device in which a long circulation path is formed in an axial direction at a specific portion in a nut circumferential direction such as an end cap type or a return tube type. Compared to the device,
A so-called top-circulation ball screw device is used, which has a good weight balance with respect to the rotating shaft of the nut.

【0007】こま循環式のボールねじ装置では、ナット
を径方向に貫通する複数の貫通孔に、それぞれ循環路と
しての循環溝が形成されたこま部材(デフレクタ)が取
り付けられている。各こま部材の循環溝は、ねじ軸(ナ
ット内周)側に開口しており、それぞれ軸方向に隣接す
るねじ溝間のねじ山を跨いで配置されることでボール転
動路の軸方向に略隣接する部分をボール1個分の通過可
能に連通している。
In the top-circulation ball screw device, top members (deflectors) each having a circulation groove as a circulation path are attached to a plurality of through holes that radially penetrate the nut. The circulation groove of each top member is open to the screw shaft (inner circumference of the nut) side, and is arranged so as to straddle the threads between the screw grooves that are adjacent to each other in the axial direction. The substantially adjacent portions are communicated so that one ball can pass through.

【0008】これにより、こま循環式のボールねじ装置
では、ボールが無限循環する略環状の循環軌道(螺旋状
のボール転動路略1周分のボール負荷列)がこまの数だ
け形成されている。そして、各こま部材(貫通孔)は、
それぞれ軸方向にオフセットすると共に周方向に等間隔
に配設されており、回転時のアンバランスが抑制される
構成である。
As a result, in the top-circulation type ball screw device, substantially circular circulation orbits (ball load rows for approximately one revolution of the spiral ball rolling path) in which the balls circulate infinitely are formed by the number of the tops. There is. And each top member (through hole),
Each of them is offset in the axial direction and arranged at equal intervals in the circumferential direction, so that unbalance during rotation is suppressed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のボールねじ装置では、こま部材の循環溝と
ねじ軸のねじ山との間を通ってボールが循環するため、
換言すれば、ボールがねじ山を乗り越えて循環するた
め、ボールがこま部材やねじ山の頂部と衝突してスムー
スに循環しなかったり、上記衝突に伴って打音(騒音)
が発生したりする場合があった。特に、転造にて形成さ
れるねじ軸ではねじ山の頂部に微小な溝が形成されてお
り、該溝がボールのスムースな循環を阻害する原因とな
っていた。
However, in the conventional ball screw device as described above, the ball circulates between the circulation groove of the top member and the thread of the screw shaft.
In other words, since the ball circulates over the screw thread and circulates, the ball collides with the top member or the top of the screw thread and does not circulate smoothly, or the impact sound (noise) is generated due to the collision.
Sometimes occurred. In particular, in the screw shaft formed by rolling, a minute groove is formed at the top of the screw thread, and this groove has been a cause of hindering smooth circulation of the ball.

【0010】また、隣り合うボール同士の接触を阻止す
るためのセパレータを各ボール間に配置した構成では、
セパレータが上記ねじ山と接触してボール間から脱落す
る恐れがある。そして、該脱落したセパレータは、こま
部材の循環溝の溝壁とねじ山との間に巻き込まれ、破損
にまで至る場合があった。
Further, in a structure in which a separator for preventing contact between adjacent balls is arranged between the balls,
The separator may come into contact with the threads and fall out from between the balls. Then, the dropped separator may be caught between the groove wall of the circulation groove of the top member and the screw thread and may be damaged.

【0011】そこで、特開2001−165274号公
報に記載されたボールねじ装置は、こま部材にトンネル
状の循環路を設け、ボールがねじ軸(ねじ山の頂部)と
接触しないように該ボールを循環させる構成を採用して
いる。しかしながら、この公報記載のボールねじ装置で
は、循環路に沿って分割された一対の半体を組み合わせ
てこま部材を形成しているため、該一対の半体を組み合
わせた際に互いの接合(突き当て)部分に段差が生じて
しまうという問題があった。
Therefore, in the ball screw device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-165274, a tunnel-shaped circulation path is provided in the top member so that the ball does not come into contact with the screw shaft (top of the screw thread). It adopts a circulating structure. However, in the ball screw device described in this publication, the top member is formed by combining a pair of halves divided along the circulation path. Therefore, when the pair of halves are combined, they are joined (projected) to each other. There was a problem that a step was generated in the hitting part.

【0012】そして、循環路の径方向における段差は、
該循環路に沿ってその内部に形成され、ボールのスムー
スな循環を阻害する原因となる。特に、上記セパレータ
を備えた構成では、該セパレータが上記段差に引掛か
り、該セパレータのボール間からの脱落や破損の原因と
もなる。
The step in the radial direction of the circulation path is
It is formed inside the circulation path along the circulation path, which hinders the smooth circulation of the ball. In particular, in the configuration including the separator, the separator may be caught in the step, which may cause the separator to fall off between the balls or be damaged.

【0013】一方、こま部材の長手方向における段差、
すなわち一対の半体の長手方向端部の位置がずれるよう
な段差は、こま部材の全長を長くし、該こま部材のナッ
トの貫通孔への取り付けを阻害する。この対策として貫
通孔を大きめ(長め)に形成すると、こま部材とナット
との段差を小さくするという設計上の要求に反すること
となる。すなわち、ボールがこま部材の循環路に滑らか
に進入し滑らかに退出するために、通常ナットとこま部
材との段差を小さくする必要があり、上記のように貫通
孔を大きく形成することは、ナットとこま部材との段差
(隙間)を大きくし、ボールのスムースな循環すなわち
ボールねじ装置のスムースな作動を阻害する原因とな
る。
On the other hand, a step in the longitudinal direction of the top member,
That is, a step which shifts the positions of the ends of the pair of halves in the longitudinal direction lengthens the entire length of the top member and hinders the attachment of the top member to the through hole of the nut. If the through hole is made larger (longer) as a countermeasure against this, it violates the design requirement to reduce the step between the top member and the nut. That is, in order for the ball to smoothly enter and exit the circulation path of the top member, it is usually necessary to reduce the step difference between the nut and the top member. This increases the step (gap) between the top member and the top member, which hinders smooth ball circulation, that is, smooth operation of the ball screw device.

【0014】また、上記公報記載のボールねじ装置で
は、こま部材の循環路両端におけるねじ軸側に開口させ
た部分を、循環路奥側へ向けて略U字状に絞ることでボ
ール掬い部を形成しているが、このボール掬い部は、そ
の機能上開口縁部に沿った部分が尖鋭されてエッジ状と
なっており、ボールの掬い上げに伴って摩耗を生じさせ
やすく、該ボールのスムースな循環を阻害する恐れがあ
った。
Further, in the ball screw device described in the above publication, the ball scooping portion is formed by squeezing the portions of the top member that are open to the screw shaft side at both ends of the circulation path toward the inner side of the circulation path into a substantially U shape. Although the ball scooping part is formed, the part along the opening edge part is sharpened to have an edge shape due to its function, and it is easy to cause abrasion due to scooping up of the ball, resulting in smoothness of the ball. There is a risk that it may hinder the circulation.

【0015】本発明は、上記事実を考慮して、ボールと
ねじ山との接触を防止するトンネル状の循環路を有する
こま部材を用いて、スムースに作動するボールねじ装置
を得ることが第1の目的である。また、本発明は、上記
ボールねじ装置を備え、スムースに作動する電気式動力
舵取装置を得ることが第2の目的である。
In view of the above facts, the present invention provides a ball screw device that operates smoothly by using a top member having a tunnel-shaped circulation path for preventing contact between a ball and a screw thread. Is the purpose of. A second object of the present invention is to obtain an electric power steering apparatus that includes the above ball screw device and operates smoothly.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために請求項1記載の発明に係るボールねじ装置は、
外周部にねじ溝が設けられたねじ軸と、前記ねじ溝と対
向して螺旋状のボール転動路を形成するねじ溝を内周部
に有する筒状に形成され、前記ねじ軸を相対回転可能に
挿通させるナットと、前記ボール転動路に配設され、前
記相対回転に伴って負荷を受けつつ転動する複数のボー
ルと、前記ナットを径方向に貫通する取付孔に取り付け
られ、前記ボール転動路の軸方向に略隣接する部分を前
記ボール1個分の通過可能に連通して該ボールを略環状
に無限循環させる循環路が設けられたこま部材と、を備
えたボールねじ装置であって、前記こま部材は、前記ボ
ール転動路に対応して湾曲され内部にトンネル状の前記
循環路が形成された金属製のパイプと、前記パイプの径
方向外側を被覆し前記取付孔に嵌合して該パイプを前記
ナットに固定する樹脂製の被覆部とを有して構成され
た、ことを特徴としている。
In order to achieve the first object, the ball screw device according to the invention of claim 1 is
It is formed in a tubular shape having a screw shaft having a thread groove on the outer peripheral portion and a screw groove which forms a spiral ball rolling path facing the screw groove on the inner peripheral portion, and relatively rotates the screw shaft. A nut that allows insertion, a plurality of balls that are arranged in the ball rolling path and roll while receiving a load due to the relative rotation, and a nut that is mounted in a mounting hole that penetrates the nut in a radial direction, A ball screw device provided with a top member provided with a circulation path that allows the balls to pass through portions substantially adjacent to each other in the axial direction of the ball rolling path such that one ball can pass therethrough, and circulates the ball in an infinite circle. The top member is a metal pipe that is curved corresponding to the ball rolling path and in which the tunnel-shaped circulation path is formed, and the mounting hole that covers the radially outer side of the pipe. To fix the pipe to the nut Constructed and a fat-made covering portion, and characterized in that.

【0017】請求項1記載のボールねじ装置では、螺旋
状のボール転動路に複数のボールが並んで(一列に)配
置されており、該ボールは、ねじ軸とナットとの相対回
転に伴って、ボール転動路とナットに取り付けられたこ
ま部材の循環路とを通って略環状に無限循環する。すな
わち、螺旋状のボール転動路の略1周分を通ったボール
が、ボール転動路の軸方向に略隣接する部分を連通する
上記循環路によって該1周分だけ元に戻される。このよ
うにボールが無限循環する略環状の循環軌道は、こま部
材の数だけ(少なくとも1つ)形成されている。
According to another aspect of the ball screw device of the present invention, a plurality of balls are arranged side by side (in a row) in a spiral ball rolling path, and the balls are associated with relative rotation between the screw shaft and the nut. The ball rolling path and the circulation path of the top member attached to the nut, and infinitely circularly circulates. That is, a ball that has passed through approximately one turn of the spiral ball rolling path is returned to the original position by one round by the circulation path that communicates portions that are substantially adjacent to each other in the axial direction of the ball rolling path. As described above, the substantially circular circulation path in which the balls circulate infinitely is formed by the number of the top members (at least one).

【0018】そして、こま部材の循環路がトンネル状で
あるため、上記無限循環するボールは、ねじ軸のねじ山
の頂部に接触することなく、該ねじ山の形状等の影響を
受けずにスムースに上記の如く1周分だけ元に戻され
る。
Since the circulation path of the top member is a tunnel, the infinitely circulating ball does not come into contact with the top of the thread of the screw shaft and is smoothly affected by the shape of the thread. Then, as described above, it is restored for one lap.

【0019】ここで、トンネル状の循環路が金属製のパ
イプによって形成されているため、該循環路内に段差が
形成されることがない。そして、パイプを被覆する樹脂
製の被覆部をナットの取付孔に嵌合して該パイプをナッ
トに固定するため、換言すれば、ナットへの取付部分が
一体に形成されているため、寸法誤差を考慮して取付孔
を大きめに形成する必要がなく、こま部材とナットとの
間の段差も小さく抑えることができる。これらにより、
ボールが一層スムースに無限循環する。
Here, since the tunnel-shaped circulation path is formed by the metal pipe, no step is formed in the circulation path. Then, since the resin-made covering portion for covering the pipe is fitted into the mounting hole of the nut to fix the pipe to the nut, in other words, since the mounting portion to the nut is integrally formed, dimensional error is caused. In consideration of the above, it is not necessary to form the mounting hole in a large size, and the step between the top member and the nut can be suppressed to be small. With these,
The ball circulates smoothly and infinitely.

【0020】このように、請求項1記載のボールねじ装
置では、ボールとねじ山との接触を防止するトンネル状
の循環路を有するこま部材を用いて、スムースに作動す
る。
As described above, the ball screw device according to the first aspect of the invention operates smoothly by using the top member having the tunnel-shaped circulation path for preventing the contact between the ball and the screw thread.

【0021】また、パイプが樹脂製の被覆部を介してナ
ットに固定されるため、該パイプの循環路をボールが通
過する際の振動が被覆部によって吸収され、低騒音化が
果たされる。さらに、湾曲されボール転動路を連通する
循環路を金属製パイプの簡単な加工(曲げ)によって形
成できるため、こま部材の製造コストが低減される。
Further, since the pipe is fixed to the nut through the resin-made covering portion, the vibration when the balls pass through the circulation path of the pipe is absorbed by the covering portion, and the noise is reduced. Further, since the circulation path that is curved and communicates with the ball rolling path can be formed by simple processing (bending) of the metal pipe, the manufacturing cost of the top member is reduced.

【0022】さらにまた、隣り合うボール同士の接触を
防止するためのセパレータを各ボール間に配置した構成
では、上記の如く循環路の段差がなく、ナットとこま部
材との段差も小さいため、該セパレータのボール間から
の脱落も阻止される。また仮にセパレータがボール間か
ら脱落しても、該セパレータはトンネル状の循環路内を
通るため、こま部材とねじ山との間に巻き込まれること
がない。
Furthermore, in the structure in which a separator for preventing contact between adjacent balls is arranged between the balls, there is no step in the circulation path as described above, and the step between the nut and the top member is small. The falling of the separator from between the balls is also prevented. Even if the separator falls off between the balls, the separator does not get caught between the top member and the screw thread because it passes through the tunnel-shaped circulation path.

【0023】請求項2記載の発明に係るボールねじ装置
は、請求項1記載のボールねじ装置において、先端部を
前記ねじ軸のねじ溝に入り込ませて配置され前記ボール
を前記循環路内に誘い込む案内凸部を、前記パイプにお
ける前記循環路の両端に位置する開口部の前記ねじ軸側
縁部にそれぞれ設けた、ことを特徴としている。
A ball screw device according to a second aspect of the present invention is the ball screw device according to the first aspect, wherein the tip portion is arranged so as to be inserted into the thread groove of the screw shaft, and the ball is guided into the circulation path. It is characterized in that the guide convex portions are respectively provided on the screw shaft side edge portions of the openings located at both ends of the circulation path in the pipe.

【0024】請求項2記載のボールねじ装置では、パイ
プの案内凸部が無限循環するボールを循環路内に誘い込
むため、ボールはより一層スムースに無限循環する。そ
して、上記開口部のねじ軸側縁部に設けられた案内凸部
は、その先端をねじ軸のねじ溝内に入り込ませた状態で
ボールを循環路内に誘い込むため、ボールと接触する部
分を従来のボール掬い部の如くエッジ部とする必要がな
く、摩耗等が問題となることがない。このため、上記の
通りボールをスムースに循環させる機能を維持しつつ、
ボールねじ装置の長寿命化や高速回転化を図ることがで
きる。
In the ball screw device according to the second aspect of the present invention, the guide convex portion of the pipe guides the infinitely circulating ball into the circulation path, so that the ball circulates even more smoothly. The guide protrusion provided on the screw shaft side edge of the opening guides the ball into the circulation path with the tip of the guide protrusion inserted into the screw groove of the screw shaft. Unlike the conventional ball scooping portion, it is not necessary to form the edge portion, and wear or the like does not pose a problem. Therefore, while maintaining the function of smoothly circulating the ball as described above,
The ball screw device can have a long life and high speed rotation.

【0025】請求項3記載の発明に係るボールねじ装置
は、請求項1または請求項2記載のボールねじ装置にお
いて、前記パイプは、長手方向に沿って2分割された半
体を組み合わせて構成され、該半体の合わせ目における
内面側に面取り部が形成されている、ことを特徴として
いる。
A ball screw device according to a third aspect of the present invention is the ball screw device according to the first or second aspect, wherein the pipe is constructed by combining half bodies divided into two along the longitudinal direction. The chamfered portion is formed on the inner surface side of the seam of the half body.

【0026】請求項3記載のボールねじ装置では、パイ
プが長手方向に2分割した半体を組み合わせて構成さ
れ、該パイプの半体同士の合わせ目における内面側に面
取り部が形成されているため、該パイプの内周面(トン
ネル状の循環路)には段差がなくボールがスムースに循
環する。また、上記セパレータを備えた構成では、ボー
ルと共にセパレータもスムースに循環する。
In the ball screw device according to the third aspect of the present invention, the pipe is constructed by combining two halves divided in the longitudinal direction, and the chamfered portion is formed on the inner surface side at the joint between the halves of the pipe. The ball circulates smoothly because there is no step on the inner peripheral surface (tunnel-shaped circulation path) of the pipe. Further, in the configuration including the separator, the separator circulates smoothly together with the balls.

【0027】また、上記第1の目的を達成するために請
求項4記載の発明に係るボールねじ装置は、外周部にね
じ溝が設けられたねじ軸と、前記ねじ溝と対向して螺旋
状のボール転動路を形成するねじ溝を内周部に有する筒
状に形成され、前記ねじ軸を相対回転可能に挿通させる
ナットと、前記ボール転動路に並んで配置され、前記相
対回転に伴って負荷を受けつつ転動する複数のボール
と、前記ナットに設けられ、前記ボール転動路の軸方向
に略隣接する部分を前記ボール1個分の通過可能に連通
して該ボールを略環状に無限循環させるトンネル状の循
環路が設けられたこま部材と、前記こま部材における前
記循環路の両端に位置する開口部の前記ねじ軸側縁部に
それぞれ設けられ、先端部を前記ねじ軸のねじ溝に入り
込ませて前記ボールを前記循環路内に誘い込む案内凸部
と、を備えている。
Further, in order to achieve the first object, a ball screw device according to a fourth aspect of the invention is a screw shaft having a thread groove on an outer peripheral portion, and a spiral shape facing the thread groove. And a nut that is formed in a tubular shape having a thread groove that forms a ball rolling path in the inner peripheral portion thereof and that allows the screw shaft to be relatively rotatably inserted, and is arranged side by side in the ball rolling path, Accordingly, a plurality of balls that roll while receiving a load and a portion that is provided on the nut and that is substantially adjacent to the axial direction of the ball rolling path are communicated so as to allow passage of one ball, and the balls are substantially A top member provided with a tunnel-shaped circulation path for circularly circulating infinitely, and a screw shaft side edge portion of an opening located at both ends of the circulation path in the top member, respectively, and a tip portion thereof being the screw shaft. Insert the ball into the thread groove of the ball And a, and a guide protrusion lure into the circulation path.

【0028】請求項4記載のボールねじ装置では、螺旋
状のボール転動路に複数のボールが並んで(一列に)配
置されており、該ボールは、ねじ軸とナットとの相対回
転に伴って、ボール転動路とナットに取り付けられたこ
ま部材の循環路とを通って略環状に無限循環する。すな
わち、螺旋状のボール転動路の略1周分を通ったボール
が、ボール転動路の軸方向に略隣接する部分を連通する
上記循環路によって該1周分だけ元に戻される。このよ
うにボールが無限循環する略環状の循環軌道は、こま部
材の数だけ(少なくとも1つ)形成されている。
In the ball screw device according to a fourth aspect of the present invention, a plurality of balls are arranged side by side (in a row) in a spiral ball rolling path, and the balls are associated with relative rotation between the screw shaft and the nut. The ball rolling path and the circulation path of the top member attached to the nut, and infinitely circularly circulates. That is, a ball that has passed through approximately one turn of the spiral ball rolling path is returned to the original position by one round by the circulation path that communicates portions that are substantially adjacent to each other in the axial direction of the ball rolling path. As described above, the substantially circular circulation path in which the balls circulate infinitely is formed by the number of the top members (at least one).

【0029】そして、こま部材の循環路がトンネル状で
あるため、上記無限循環するボールは、ねじ軸のねじ山
の頂部に接触することなく、該ねじ山の形状等の影響を
受けずにスムースに上記の如く1周分だけ元に戻され
る。
Further, since the circulation path of the top member is a tunnel shape, the infinitely circulating ball does not come into contact with the top of the thread of the screw shaft, and is smoothly affected by the shape of the thread and the like. Then, as described above, it is restored for one lap.

【0030】ここで、こま部材の案内凸部が無限循環す
るボールを循環路内に誘い込むため、ボールは一層スム
ースに無限循環する。そして、上記開口部のねじ軸側縁
部に設けられた案内凸部は、その先端をねじ軸のねじ溝
内に入り込ませた状態でボールを循環路内に誘い込むた
め、ボールと接触する部分を従来のボール掬い部の如く
エッジ部とする必要がなく、摩耗等が問題となることが
ない。このため、上記の通りボールをスムースに循環さ
せる機能を維持しつつ、ボールねじ装置の長寿命化や高
速回転化を図ることができる。
Here, since the guide convex portion of the spinning top member guides the infinitely circulating ball into the circulation path, the ball circulates more smoothly and infinitely. The guide protrusion provided on the screw shaft side edge of the opening guides the ball into the circulation path with the tip of the guide protrusion inserted into the screw groove of the screw shaft. Unlike the conventional ball scooping portion, it is not necessary to form the edge portion, and wear or the like does not pose a problem. Therefore, while maintaining the function of smoothly circulating the balls as described above, the life of the ball screw device and the speed of rotation can be increased.

【0031】このように、請求項4記載のボールねじ装
置では、ボールとねじ山との接触を防止するトンネル状
の循環路を有するこま部材を用いて、スムースに作動す
る。
As described above, the ball screw device according to the fourth aspect operates smoothly by using the top member having the tunnel-shaped circulation path for preventing the contact between the ball and the screw thread.

【0032】上記第2の目的を達成するために請求項5
記載の発明に係る電気式動力舵取装置は、軸方向に沿っ
てラックが設けられたラックシャフトと、前記ラックに
噛み合わされ、操舵トルクによって回転して前記ラック
シャフトを軸方向に移動させるピニオンと、電気モータ
に接続され、該電気モータが発生する補助トルクを前記
ラックシャフトの軸方向への移動力に変換する操舵力補
助手段と、を備えた電気式動力舵取装置であって、前記
操舵力補助手段は、前記ラックシャフトの一部を前記ね
じ軸とすると共に前記ナットを前記電気モータに接続し
て適用された請求項1乃至請求項4の何れか1項記載の
ボールねじ装置である、ことを特徴としている。
In order to achieve the second object, claim 5
An electric power steering apparatus according to the invention described above, a rack shaft provided with a rack along the axial direction, and a pinion that meshes with the rack and rotates by a steering torque to move the rack shaft in the axial direction. An electric power steering device connected to an electric motor, the steering force assisting means converting an auxiliary torque generated by the electric motor into a moving force in the axial direction of the rack shaft, The force assisting means is a ball screw device according to any one of claims 1 to 4, wherein a part of the rack shaft is used as the screw shaft and the nut is connected to the electric motor. , Is characterized.

【0033】請求項5記載の電気式動力舵取装置では、
例えば、ピニオンに連結されたステアリングホイールの
操作(操舵)に基づく操舵トルクによってピニオンが回
転すると、該ピニオンに噛み合わされたラックを有する
ラックシャフトが軸方向に移動する。このとき、電気モ
ータに接続された操舵力補助手段は、該電気モータの補
助トルクをラックシャフトの軸方向への移動力に変換
し、上記ラックシャフトの軸方向の移動が補助される。
このラックシャフトの軸方向移動によって、例えば、タ
イロッド及びナックルアームを介してラックシャフトに
接続された車輪の車体に対する角度が変更される(車輪
が転舵される)。
In the electric power steering apparatus according to claim 5,
For example, when the pinion is rotated by the steering torque based on the operation (steering) of the steering wheel connected to the pinion, the rack shaft having the rack meshed with the pinion moves in the axial direction. At this time, the steering force assisting means connected to the electric motor converts the assisting torque of the electric motor into a moving force in the axial direction of the rack shaft to assist the axial movement of the rack shaft.
By this axial movement of the rack shaft, for example, the angle of the wheel connected to the rack shaft via the tie rod and the knuckle arm with respect to the vehicle body is changed (the wheel is steered).

【0034】ここで、ラックシャフトの外周部にねじ溝
を設けて該ラックシャフトを上記ねじ軸とすると共に上
記ナットを電気モータに接続することで、操舵力補助手
段として請求項1乃至請求項4の何れか1項記載のボー
ルねじ装置を適用しているため、該操舵力補助手段は、
スムースに作動する。
Here, by providing a thread groove on the outer peripheral portion of the rack shaft so that the rack shaft serves as the screw shaft and the nut is connected to an electric motor, the steering force assisting means may be used. Since the ball screw device according to any one of items 1 to 4 is applied, the steering force assisting means is
Works smoothly.

【0035】このように、請求項5記載の電気式動力舵
取装置では、請求項1乃至請求項4の何れか1項記載の
ボールねじ装置を備え、スムースに作動する。
As described above, the electric power steering apparatus according to the fifth aspect includes the ball screw apparatus according to any one of the first to fourth aspects, and operates smoothly.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る電気式
動力舵取装置10、及び該電気式動力舵取装置10に適
用された本発明の実施の形態に係るボールねじ装置とし
てのボールねじ機構26について図1乃至図9に基づい
て説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An electric power steering device 10 according to an embodiment of the present invention, and a ball as a ball screw device according to an embodiment of the present invention applied to the electric power steering device 10. The screw mechanism 26 will be described with reference to FIGS. 1 to 9.

【0037】図1には、車体への搭載状態の電気式動力
舵取装置10の概略構成がシステム図にて示されてい
る。これら図に示される如く、電気式動力舵取装置10
は、車幅方向に長手とされたラックシャフト12を備え
ている。ラックシャフト12は、その両端部がそれぞれ
タイロッド14、ナックルアーム16を介して左右の車
輪(転舵輪)18に連結されており、軸方向に移動する
ことで車輪18を転舵するようになっている。
FIG. 1 is a system diagram showing a schematic structure of an electric power steering apparatus 10 mounted on a vehicle body. As shown in these figures, the electric power steering apparatus 10
Includes a rack shaft 12 which is long in the vehicle width direction. Both ends of the rack shaft 12 are connected to left and right wheels (steering wheels) 18 via a tie rod 14 and a knuckle arm 16, respectively, and the wheels 18 are steered by moving in the axial direction. There is.

【0038】ラックシャフト12は、ステアリングホイ
ール20を操作(回転)する際の操舵トルクを伝達する
ラックアンドピニオン機構22、及びブラシレスDCモ
ータである電気モータ24が発生する補助トルクを伝達
する操舵力補助手段としてのボールねじ機構26によっ
て、軸方向へ移動するようになっている。
The rack shaft 12 has a rack and pinion mechanism 22 for transmitting a steering torque when operating (rotating) the steering wheel 20 and a steering force assist for transmitting an auxiliary torque generated by an electric motor 24 which is a brushless DC motor. A ball screw mechanism 26 as a means is arranged to move in the axial direction.

【0039】ラックアンドピニオン機構22は、ラック
シャフト12の軸方向一端側に設けられたラック28
と、該ラック28に噛み合うピニオン30とを有して構
成されている。ピニオン30は、ステアリングシャフト
32を介してステアリングホイール20に連結されてい
る。このラックアンドピニオン機構22は、上記操舵ト
ルクによってピニオン30が回転すると、該ピニオン3
0に噛み合うラック28を有するラックシャフト12が
軸方向に移動する構成である。換言すれば、ラックアン
ドピニオン機構22は、上記操舵トルクを、ラックシャ
フト12を軸方向に移動させる操舵力(転舵力)に変換
する構成である。
The rack and pinion mechanism 22 includes a rack 28 provided at one end of the rack shaft 12 in the axial direction.
And a pinion 30 that meshes with the rack 28. The pinion 30 is connected to the steering wheel 20 via a steering shaft 32. The rack-and-pinion mechanism 22 rotates the pinion 3 when the pinion 30 is rotated by the steering torque.
The rack shaft 12 having the rack 28 that meshes with 0 moves in the axial direction. In other words, the rack and pinion mechanism 22 is configured to convert the steering torque into a steering force (steering force) that moves the rack shaft 12 in the axial direction.

【0040】一方、ボールねじ機構26は、ラックシャ
フト12の軸方向他端側に設けられたねじ溝34と、多
数のボール70(後述)を介してねじ溝34に螺合する
と共に電気モータ24に接続されたナットとしてのボー
ルねじナット36とを有して構成されている。このボー
ルねじ機構26は、電気モータ24の駆動力(上記補助
トルク)によってボールねじナット36が回転すると、
該ボールねじナット36に螺合するねじ溝34を有する
ラックシャフト12が軸方向に移動する構成である。換
言すれば、ボールねじ機構26は、電気モータ24が発
生する補助トルクを、上記ラックシャフト12の軸方向
の移動を補助する補助操舵力に変換する構成である。な
お、ボールねじ機構26の詳細構成については後述す
る。
On the other hand, the ball screw mechanism 26 is screwed into the screw groove 34 provided on the other axial end of the rack shaft 12 and the screw groove 34 via a large number of balls 70 (described later), and the electric motor 24 And a ball screw nut 36 as a nut connected to. In the ball screw mechanism 26, when the ball screw nut 36 is rotated by the driving force (the auxiliary torque) of the electric motor 24,
The rack shaft 12 having a screw groove 34 that is screwed into the ball screw nut 36 is configured to move in the axial direction. In other words, the ball screw mechanism 26 is configured to convert the auxiliary torque generated by the electric motor 24 into an auxiliary steering force that assists the axial movement of the rack shaft 12. The detailed structure of the ball screw mechanism 26 will be described later.

【0041】また、電気モータ24は制御回路38に電
気的に接続されており、制御回路38はステアリングホ
イール20の操作により生じる操舵トルクを検出するト
ルクセンサ40に電気的に接続されている。トルクセン
サ40は、ステアリングシャフト32を構成する入力軸
32Aと出力軸32Bとの間に配設され、該入力軸32
Aと出力軸32Bとの相対角変位(または、それぞれぞ
の絶対角)に基づいて上記操舵トルクを検出する構成で
ある。この制御回路38は、トルクセンサ40の検出結
果、すなわち操舵トルクに応じた方向及び大きさの補助
トルクを電気モータ24に発生させる(電気モータ24
を回転駆動する)ようになっている。
The electric motor 24 is electrically connected to a control circuit 38, and the control circuit 38 is electrically connected to a torque sensor 40 which detects a steering torque generated by the operation of the steering wheel 20. The torque sensor 40 is disposed between the input shaft 32A and the output shaft 32B that form the steering shaft 32, and the input shaft 32
The steering torque is detected based on the relative angular displacement between A and the output shaft 32B (or each absolute angle thereof). The control circuit 38 causes the electric motor 24 to generate a detection result of the torque sensor 40, that is, an auxiliary torque having a direction and magnitude according to the steering torque (the electric motor 24).
Is driven to rotate).

【0042】図2に平面断面図にて示される示される如
く、以上説明したラックシャフト12はハウジング42
に挿通されており、該ハウジング42は、ラックアンド
ピニオン機構22、電気モータ24、ボールねじ機構2
6を収容している。
As shown in the plan sectional view of FIG. 2, the rack shaft 12 described above has the housing 42.
And the housing 42 includes a rack and pinion mechanism 22, an electric motor 24, and a ball screw mechanism 2.
It houses six.

【0043】ハウジング42は、それぞれ筒状(管状)
に形成されたラックハウジング44と、チューブヨーク
ハウジング46と、エンドハウジング48とが互いに同
軸的に結合(例えばボルト結合)されることで、全体と
して一体の筒状に形成されている。ハウジング42は、
図示しないブラケット等によって車体に固定される構成
である。
The housings 42 are tubular (tubular), respectively.
The rack housing 44, the tube yoke housing 46, and the end housing 48 formed in the above are coaxially coupled (for example, bolted) to each other to be integrally formed into a cylindrical shape. The housing 42 is
It is configured to be fixed to the vehicle body by a bracket or the like not shown.

【0044】ラックハウジング44は、ハウジング42
におけるラックシャフト12のラック28側端部を構成
し、ラック28に噛み合わされた状態のピニオン30を
収容するピニオン室50を有している。ピニオン室50
内に配置されたピニオン30は、図示しない軸受によっ
て回転自在に支持されている。また、ラックハウジング
44には、ラックガイド52が取り付けられている。ラ
ックガイド52は、その一端部がラックハウジング44
との間に設けられたばね(図示省略)によって押し付け
られた状態で、その他端部がラックシャフト12におけ
るラック28の背面側に当接し、該ラック28のピニオ
ン30との噛み合いを維持するようになっている。
The rack housing 44 is the housing 42.
The rack shaft 12 has an end portion on the rack 28 side, and has a pinion chamber 50 for accommodating the pinion 30 engaged with the rack 28. Pinion room 50
The pinion 30 arranged inside is rotatably supported by a bearing (not shown). A rack guide 52 is attached to the rack housing 44. One end of the rack guide 52 has a rack housing 44.
While being pressed by a spring (not shown) provided between the rack 28 and the other end, the other end contacts the back side of the rack 28 on the rack shaft 12 and maintains the meshing of the rack 28 with the pinion 30. ing.

【0045】チューブヨークハウジング46は、ハウジ
ング42の略中央部を構成し、その軸方向中央部におけ
る内周面には電機子鉄心54が固定されている。電機子
鉄心54は、その周方向に複数に分割して形成されたス
ロットにコイル(何れも図示省略)が巻装されており、
各コイルには端子54Aを介して駆動電流が供給される
ようになっている。
The tube yoke housing 46 constitutes a substantially central portion of the housing 42, and an armature core 54 is fixed to an inner peripheral surface of the central portion in the axial direction thereof. The armature core 54 has a coil (both not shown) wound around a slot formed by being divided into a plurality in the circumferential direction,
A drive current is supplied to each coil via a terminal 54A.

【0046】この電機子鉄心54の内側には、略円筒状
(中空)のモータシャフト56が配設されている。モー
タシャフト56は、その内部にラックシャフト12を挿
通した状態で、その両端部がベアリング58、60によ
ってハウジング42に対し回転自在に支持されている。
また、モータシャフト56の外周面における電機子鉄心
54に対応する位置には、リングマグネット62が接着
されている。これにより、モータシャフト56が磁路を
形成するようになっており、端子54Aを介して電機子
鉄心54のコイルに給電されると、モータシャフト56
が回転するようになっている。
Inside the armature core 54, a substantially cylindrical (hollow) motor shaft 56 is arranged. Both ends of the motor shaft 56 are rotatably supported by the bearings 58 and 60 with respect to the housing 42 with the rack shaft 12 inserted therein.
Further, a ring magnet 62 is bonded to the outer peripheral surface of the motor shaft 56 at a position corresponding to the armature core 54. As a result, the motor shaft 56 forms a magnetic path, and when power is supplied to the coil of the armature core 54 via the terminal 54A, the motor shaft 56
Is designed to rotate.

【0047】以上説明したチューブヨークハウジング4
6、電機子鉄心54(コイル、端子54A)、モータシ
ャフト56、リングマグネット62、ベアリング58、
60が電気モータ24を構成しており、この電気モータ
24は制御回路38の制御信号に基づいて正逆回転可能
とされている。
The tube yoke housing 4 described above
6, armature core 54 (coil, terminal 54A), motor shaft 56, ring magnet 62, bearing 58,
Reference numeral 60 constitutes the electric motor 24, and the electric motor 24 can be rotated forward and backward based on a control signal from the control circuit 38.

【0048】エンドハウジング48は、チューブヨーク
ハウジング46のラックハウジング44とは反対側の端
部に上記の通り結合しており、その内部に一部突出した
モータシャフト56の端部を被覆している。
The end housing 48 is coupled to the end portion of the tube yoke housing 46 on the side opposite to the rack housing 44 as described above, and covers the end portion of the motor shaft 56 which partially projects into the inside thereof. .

【0049】そして、モータシャフト56のエンドハウ
ジング48側端部の内側には、ボールねじ機構26を構
成するボールねじナット36が、嵌合等によって取り付
けられると共にロックナット64によって抜け止めされ
ており、モータシャフト56と一体回転するようになっ
ている。
A ball screw nut 36 constituting the ball screw mechanism 26 is mounted inside the end portion of the motor shaft 56 on the side of the end housing 48 by fitting or the like and is prevented from coming off by a lock nut 64. It is adapted to rotate integrally with the motor shaft 56.

【0050】以下、ボールねじ機構26の詳細構成につ
いて説明する。図3に側面断面図にて示される如く、ボ
ールねじ機構26では、ラックシャフト12のねじ溝3
4と、ボールねじナット36のねじ溝66とが互いに対
向して螺旋状のボール転動路68が形成されている。こ
のボール転動路68には、多数のボール70が負荷を受
けつつ転動可能に収容配置されている。すなわち、上記
の通りボールねじナット36は多数のボール70を介し
てラックシャフト12に螺合している。
The detailed structure of the ball screw mechanism 26 will be described below. As shown in the side sectional view of FIG. 3, in the ball screw mechanism 26, the screw groove 3 of the rack shaft 12 is
4 and the thread groove 66 of the ball screw nut 36 face each other to form a spiral ball rolling path 68. A large number of balls 70 are accommodated in the ball rolling path 68 so as to be rollable while receiving a load. That is, as described above, the ball screw nut 36 is screwed to the rack shaft 12 through the large number of balls 70.

【0051】また、多数のボール70間には、セパレー
タ71が配置されており、隣り合うボール70同士の接
触を阻止する構成である。セパレータ71は、ボール7
0よりも小径で、かつその厚みがボール70の直径より
も十分に小さい略リング状に形成されており、軸方向両
側に設けられた凹部(図示省略)にそれぞれ隣り合うボ
ール70の一部を摺動可能に入り込ませてボール70間
に保持されるようになっている。なお、ボール70とセ
パレータ71の凹部との間には、該ボール70とセパレ
ータ71との不要な摺動を防止するためにわずかな隙間
が設けられている。
Further, a separator 71 is arranged between a large number of balls 70 to prevent contact between adjacent balls 70. The separator 71 is a ball 7
The ball 70 is formed in a substantially ring shape having a diameter smaller than 0 and a thickness sufficiently smaller than the diameter of the ball 70. Part of the balls 70 adjacent to the recesses (not shown) provided on both sides in the axial direction are formed. The ball 70 is slidably inserted and held between the balls 70. A slight gap is provided between the ball 70 and the recess of the separator 71 in order to prevent unnecessary sliding between the ball 70 and the separator 71.

【0052】さらに、図4及び図5に示される如く、ボ
ールねじナット36には、ねじ溝66間のねじ山66A
を周(螺旋)方向に一部切欠いて径方向に貫通する取付
孔72が、複数(本実施の形態では4箇所)設けられて
いる。取付孔72は、ボールねじナット36の軸方向及
びねじ溝66のリード角方向に対し傾斜した長孔とされ
ており、それぞれねじ溝34間のねじ山34Aを跨ぐよ
うに配置されている。各取付孔72は、螺旋状のボール
転動路68に沿って90°ずつずらして配置されてお
り、軸方向にオフセットすると共に周方向に等間隔に位
置している。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the ball screw nut 36 has a thread 66A between the thread grooves 66.
A plurality of (four in the present embodiment) mounting holes 72 are formed by partially cutting out in the circumferential (spiral) direction and penetrating in the radial direction. The mounting holes 72 are elongated holes that are inclined with respect to the axial direction of the ball screw nut 36 and the lead angle direction of the screw groove 66, and are arranged so as to straddle the screw threads 34 </ b> A between the screw grooves 34. The mounting holes 72 are arranged along the spiral ball rolling path 68 while being offset by 90 °, and are offset in the axial direction and located at equal intervals in the circumferential direction.

【0053】各取付孔72には、それぞれこま部材(デ
フレクタ)74が取り付けられている。こま部材74
は、全体として取付孔72に略対応して形成され、該取
付孔72を閉塞している。このこま部材74は、その内
部にボール70が1つ通過可能なトンネル状の循環路7
6が設けられている。ボールねじナット36の図示を省
略した図6(A)乃至図6(C)にも示される如く、循
環路76は、ねじ山34Aを跨いだ両側におけるねじ溝
34(ボール転動路68)において開口しており、該ボ
ール転動路68の軸方向に略隣接する部分をボール70
の通過可能に連通している。こま部材74の詳細構成に
ついては後述する。
A top member (deflector) 74 is attached to each attachment hole 72. Top member 74
Is formed substantially corresponding to the mounting hole 72 as a whole, and closes the mounting hole 72. The top member 74 has a tunnel-shaped circulation path 7 through which one ball 70 can pass.
6 is provided. As shown in FIGS. 6 (A) to 6 (C) in which the ball screw nut 36 is omitted, the circulation path 76 is formed in the thread groove 34 (ball rolling path 68) on both sides across the screw thread 34A. The ball 70 is opened and the portion substantially adjacent to the ball rolling path 68 in the axial direction is formed by the ball 70.
It is in communication so that it can pass through. The detailed configuration of the top member 74 will be described later.

【0054】以上により、ボールねじ機構26では、ボ
ール転動路68と循環路76とで構成され、ラックシャ
フト12とボールねじナット36との相対回転によって
ボール70が無限循環する略環状(螺旋状のボール転動
路68の略1周分)の循環軌道が、4つ形成されている
(図3参照)。そして、各循環軌道内にそれぞれ同数の
ボール70とセパレータ71とが交互に配置されて、該
循環軌道を無限循環するボール負荷列が4列構成されて
いる。このボールねじ機構26は、こま部材74がボー
ルねじナット36の周方向に等間隔に配設されるため、
該ボールねじナット36の回転駆動時のアンバランスが
抑制される構成である。
As described above, in the ball screw mechanism 26, the ball rolling path 68 and the circulation path 76 are formed, and the ball 70 is infinitely circulated by the relative rotation of the rack shaft 12 and the ball screw nut 36. Of the ball rolling path 68) is formed (see FIG. 3). The same number of balls 70 and separators 71 are alternately arranged in each circulation orbit, and four ball load rows are configured to infinitely circulate in the circulation orbit. In the ball screw mechanism 26, since the top members 74 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the ball screw nut 36,
The ball screw nut 36 is configured to prevent unbalance during rotation driving.

【0055】次にこま部材74の詳細構成を説明する。
図7(A)乃至図7(D)に示される如く、こま部材7
4は、金属製のパイプ78と、該パイプ78の径方向外
側を被覆する樹脂製の被覆部80とを有して構成されて
いる。パイプ78の内部が上記トンネル状の循環路76
とされている。なお、図5乃至図7では、図に網掛けを
施して被覆部80を示している。
Next, the detailed structure of the top member 74 will be described.
As shown in FIGS. 7A to 7D, the top member 7
4 is configured to include a metal pipe 78 and a resin-made covering portion 80 that covers the outside of the pipe 78 in the radial direction. The inside of the pipe 78 is the above-mentioned tunnel-shaped circulation path 76.
It is said that. 5 to 7, the covering portion 80 is shown by shading the drawings.

【0056】パイプ78は、略円筒状に形成された金属
製のパイプに曲げ加工及び機械加工を施すことによっ
て、図8(A)乃至図8(D)及び図9に示される如く
形成されている。具体的には、パイプ78は、図9に示
される長手方向に沿って2分割された半体78A、78
Bを組み合わせて構成されている。また、各半体78
A、78Bの組み合わせ状態における互いの合わせ目
(突き当て部)における内周面側には、面取り部81
A、81Bが形成されている。このように、半体78
A、78Bを組み合わせて構成されたパイプ78の内周
面(循環路76)側には、その合わせ目(長手方向)に
沿って面取り部81A、81B(一対の面取り部によっ
て構成されるV溝)が形成されていることによって、ボ
ール70のスムースな転動を阻害する段差が形成されな
いようになっている。
The pipe 78 is formed as shown in FIGS. 8A to 8D and 9 by bending and machining a metal pipe formed in a substantially cylindrical shape. There is. Specifically, the pipe 78 is divided into two halves 78A, 78 along the longitudinal direction shown in FIG.
It is configured by combining B. Also, each half 78
In the combined state of A and 78B, the chamfered portion 81 is provided on the inner peripheral surface side of the seam (butting portion) of each other.
A and 81B are formed. Like this, half 78
On the inner peripheral surface (circulation path 76) side of the pipe 78 configured by combining A and 78B, chamfered portions 81A and 81B (a V groove formed by a pair of chamfered portions) along the joint (longitudinal direction) thereof. ) Is formed, a step that hinders the smooth rolling of the ball 70 is not formed.

【0057】そして、半体78A、78Bを組み合わせ
た状態でパイプ78は、図8(A)に示される如く平面
視(ボールねじナット36への取付状態における径方向
外側視)略直線状に形成されると共に、図8(D)に示
される如く側面視で円弧状に湾曲されている。この曲率
(上記取付状態におけるボールねじナット36の軸方向
視での曲率)は、ねじ溝34すなわちボール転動路68
の曲率よりも大とされている。
The pipe 78 in the state where the halves 78A and 78B are combined is formed in a substantially linear shape in plan view (when viewed from the outside in the radial direction when mounted on the ball screw nut 36), as shown in FIG. 8A. In addition, it is curved in an arc shape in a side view as shown in FIG. This curvature (curvature of the ball screw nut 36 in the mounted state as viewed in the axial direction) is determined by the screw groove 34, that is, the ball rolling path 68.
It is larger than the curvature of.

【0058】図8(C)にも示される如く、循環路76
の長手方向両端における開口部76A、76Bは、それ
ぞれパイプ78のパイプ壁の一部を側部から底部(ねじ
溝34側)にかけて切り欠くことで、上記の通り傾斜し
て配置されるこま部材74(すなわちパイプ78)の循
環路76に対しボール70が進退可能に形成されてい
る。
As shown in FIG. 8C, the circulation path 76
The openings 76A, 76B at both longitudinal ends of the pipe 78 are inclined as described above by cutting a part of the pipe wall of the pipe 78 from the side to the bottom (the side of the thread groove 34). The ball 70 is formed so as to be able to move forward and backward with respect to the circulation path 76 (that is, the pipe 78).

【0059】そして、パイプ78には、これらの切り欠
かれた開口縁部に沿って案内凸部82がそれぞれ設けら
れている。各案内凸部82は、上記開口部76A、76
Bにおける切り残されたパイプ壁によって構成されてお
り、ボール70の進退方向に対し交差するように位置し
ている。具体的には、各案内凸部82は、パイプ78が
上記の如く湾曲されることで、上記取付状態でそれぞれ
ねじ山34Aを挟んで隣り合うねじ溝34に入り込むよ
うになっている(図6(A)及び図6(C)参照)。こ
の状態で、各案内凸部82は、ねじ溝34のリード角方
向から見た場合に(該リード角方向に投影した形状
が)、略半円形状となるように形成されている。また、
各案内凸部82は、上記の通りパイプ壁を切り残して成
形されることで、ボール70の進入側に凹となってい
る。
The pipe 78 is provided with guide convex portions 82 along the cutout opening edge portions. Each guide convex portion 82 has the above-mentioned openings 76A, 76A.
It is constituted by the pipe wall left uncut in B, and is located so as to intersect with the forward / backward direction of the ball 70. Specifically, each guide convex portion 82 is adapted to enter the adjacent thread groove 34 with the thread ridge 34A sandwiched therebetween in the mounted state by bending the pipe 78 as described above (FIG. 6). (A) and FIG. 6 (C)). In this state, each guide protrusion 82 is formed to have a substantially semicircular shape when viewed from the lead angle direction of the screw groove 34 (the shape projected in the lead angle direction). Also,
As described above, each of the guide protrusions 82 is formed by leaving the pipe wall uncut, so that each guide protrusion 82 is recessed on the ball 70 entry side.

【0060】以上により、湾曲したパイプ78のパイプ
壁である案内凸部82は、ボール転動路68と循環路7
6とを緩やかな傾斜で結び(上記循環軌道上の段差を排
除し)、上記無限循環するボール70をパイプ78の内
部であるトンネル状の循環路76内に誘い込むようにな
っている。すなわち、上記の如く湾曲したパイプ78の
案内凸部82及び循環路76によって、滑らかにねじ山
34の外側を廻りこむ軌跡が該パイプ78の内面に形成
されている。
As described above, the guide convex portion 82, which is the pipe wall of the curved pipe 78, has the ball rolling path 68 and the circulation path 7.
6 is connected with a gentle slope (the step on the circulation orbit is eliminated), and the infinitely circulating ball 70 is guided into the tunnel-shaped circulation path 76 inside the pipe 78. That is, the guide convex portion 82 of the pipe 78 and the circulation path 76 which are curved as described above form a locus that smoothly goes around the outside of the thread 34 on the inner surface of the pipe 78.

【0061】一方、図5乃至図7に戻り、パイプ78の
外側を被覆する被覆部80は、上記長孔である取付孔7
2に嵌合可能に形成されている。また、被覆部80の長
手方向両端部には、ねじ溝34側とは反対側の外面に沿
ってそれぞれ舌部84が延設されると共に、該外面側の
中央部の一部が円弧状に切欠かれた一対の凹部86が設
けられている。この形状は、従来の循環溝を有する一般
的なこま部材の形状に対応している。
On the other hand, returning to FIG. 5 to FIG. 7, the covering portion 80 for covering the outside of the pipe 78 is the mounting hole 7 which is the above long hole.
It is formed so as to be able to fit in 2. Moreover, tongue portions 84 are respectively provided on both end portions in the longitudinal direction of the covering portion 80 along the outer surface opposite to the thread groove 34 side, and a part of the central portion on the outer surface side is formed into an arc shape. A pair of cutout recesses 86 is provided. This shape corresponds to the shape of a general top member having a conventional circulation groove.

【0062】そして、こま部材74は、被覆部80にお
いて取付孔72に嵌合(挿入)されると共に各舌部84
が取付孔72の長手方向両端部に設けられた段部(図示
省略)に係合した状態で、ボールねじナット36に径方
向外側から埋め込まれるビスの頭部(何れも図示省略)
によって押えられることで該ボールねじナット36に固
定されている。すなわち、パイプ78が、取付孔72に
嵌合した被覆部80を介してボールねじナット36に固
定されている。
The top member 74 is fitted (inserted) into the mounting hole 72 in the covering portion 80 and the tongue portions 84 are formed.
Is engaged with stepped portions (not shown) provided at both ends in the longitudinal direction of the mounting hole 72, and a screw head embedded in the ball screw nut 36 from the outside in the radial direction (all not shown).
It is fixed to the ball screw nut 36 by being pressed by. That is, the pipe 78 is fixed to the ball screw nut 36 via the covering portion 80 fitted in the mounting hole 72.

【0063】次に、本実施の形態の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0064】上記構成の電気式動力舵取装置10では、
運転者がステアリングホイール20を操舵すると、該操
舵トルクがラックアンドピニオン機構22によってラッ
クシャフト12を軸方向に移動する操舵力に変換され、
ラックシャフト12が軸方向すなわち車幅方向に移動す
る。
In the electric power steering apparatus 10 having the above structure,
When the driver steers the steering wheel 20, the steering torque is converted into a steering force that moves the rack shaft 12 in the axial direction by the rack and pinion mechanism 22,
The rack shaft 12 moves in the axial direction, that is, the vehicle width direction.

【0065】このとき、トルクセンサ40が上記操舵ト
ルクを検出し、制御回路38が操舵トルクに応じた補助
トルクを電気モータ24に発生させる。この補助トルク
は、ボールねじ機構26によってラックシャフト12の
軸方向の移動を補助する補助操舵力に変換される。これ
により、運転者によるステアリングホイールの操舵力が
軽減される。
At this time, the torque sensor 40 detects the steering torque, and the control circuit 38 causes the electric motor 24 to generate an auxiliary torque corresponding to the steering torque. This auxiliary torque is converted into an auxiliary steering force that assists the axial movement of the rack shaft 12 by the ball screw mechanism 26. As a result, the steering force of the steering wheel by the driver is reduced.

【0066】またこのとき、電気モータ24によってボ
ールねじナット36がラックシャフト12に対し回転す
るボールねじ機構26では、各ボール負荷列を構成する
ボール70が、それぞれ負荷を受け(トルクを伝達し)
つつ転動して、ボール転動路68と各こま部材74の循
環路76とで構成されるそれぞれの循環軌道を無限循環
する。なお、循環路76内に位置するボール70が負荷
を受けないことは言うまでもない。また、隣り合うボー
ル70は、セパレータ71によって互いの接触が阻止さ
れており、互いの転動を阻害することなく滑らかに転動
する。
At this time, in the ball screw mechanism 26 in which the ball screw nut 36 rotates with respect to the rack shaft 12 by the electric motor 24, the balls 70 forming each ball load row receive a load (transmit torque).
While rolling, it infinitely circulates in each circulation orbit formed by the ball rolling path 68 and the circulation path 76 of each top member 74. Needless to say, the ball 70 located in the circulation path 76 is not loaded. Further, the adjacent balls 70 are prevented from contacting each other by the separator 71, so that the balls 70 roll smoothly without hindering the rolling of each other.

【0067】そして、こま部材74の循環路76がトン
ネル状であるため、上記無限循環するボール70は、ラ
ックシャフト12のねじ山34Aの頂部に接触すること
なく、該ねじ山34Aの形状等の影響を受けずにスムー
スかつ静粛に、ボール転動路68の略1周分だけ元に戻
される。
Since the circulation path 76 of the top member 74 has a tunnel shape, the infinitely circulating ball 70 does not come into contact with the top of the thread 34A of the rack shaft 12 and has a shape such as that of the thread 34A. Smoothly and quietly without being affected, the ball rolling path 68 is returned to its original position by about one lap.

【0068】ここで、一対の半体78A、78Bの合わ
せ目における内周面側に面取り部81A、81Bが形成
されたパイプ78の内部にトンネル状の循環路76が形
成されているため、該循環路76内に段差が形成される
ことがない。そして、パイプ78を被覆する樹脂製の被
覆部80をボールねじナット36の取付孔72に嵌合し
て該パイプ78をボールねじナット36に固定するた
め、換言すれば、ボールねじナット36への取付部分が
樹脂材にて一体に形成されているため、従来の如く2部
材を組み合わせる際の段差(寸法誤差)を考慮して取付
孔72を大型化する必要がなく、こま部材74とボール
ねじナット36との間の段差を小さく抑えることができ
る。以上により、ボール70が一層スムースに無限循環
する。
Here, since the tunnel-shaped circulation path 76 is formed inside the pipe 78 in which the chamfered portions 81A and 81B are formed on the inner peripheral surface side at the joint of the pair of half bodies 78A and 78B, No step is formed in the circulation path 76. Then, the resin coating portion 80 for coating the pipe 78 is fitted into the mounting hole 72 of the ball screw nut 36 to fix the pipe 78 to the ball screw nut 36. Since the mounting portion is integrally formed of a resin material, it is not necessary to increase the size of the mounting hole 72 in consideration of a step (dimensional error) when assembling the two members as in the conventional case, and the top member 74 and the ball screw are not necessary. The step difference with the nut 36 can be kept small. As described above, the ball 70 circulates even more smoothly and infinitely.

【0069】すなわち、こま部材74におけるトンネル
状の循環路76を形成する機能(パイプ78)と、該こ
ま部材74をボールねじナット36へ取り付ける機能
(被覆部80)とを分けたため、循環路76を段差なく
形成(規定)するパイプ78と、取付孔72を大型化す
る必要のない被覆部80とを用いてこま部材74を構成
することができる。
That is, since the function of forming the tunnel-shaped circulation path 76 in the top member 74 (pipe 78) and the function of attaching the top member 74 to the ball screw nut 36 (covering portion 80) are separated, the circulation path 76 is separated. The top member 74 can be configured by using the pipe 78 that forms (defines) without any step and the covering portion 80 that does not need to enlarge the mounting hole 72.

【0070】また、パイプ78の案内凸部82が無限循
環するボール70を循環路76内に誘い込むため、ボー
ル70はより一層スムースに無限循環する。そして、上
記開口部76A、76Bのねじ軸側縁部にそれぞれ設け
られた案内凸部82は、その先端をねじ溝34内に入り
込ませた状態でボール70を循環路76内に誘い込むた
め、ボール70と接触する部分をエッジ部とする必要が
なく、摩耗等が問題となることがない。このため、ボー
ル70をスムースに循環させる機能を維持しつつ、ボー
ルねじ機構26の長寿命化や高速回転化を図ることも可
能である。
Further, since the guide convex portion 82 of the pipe 78 guides the ball 70, which circulates infinitely, into the circulation path 76, the ball 70 circulates even more smoothly and infinitely. The guide protrusions 82 respectively provided on the screw shaft side edge portions of the openings 76A and 76B guide the balls 70 into the circulation path 76 with the tips thereof entering the screw grooves 34. It is not necessary to use the edge portion as the portion that comes into contact with 70, and wear or the like does not pose a problem. Therefore, it is possible to extend the life of the ball screw mechanism 26 and increase the rotation speed thereof, while maintaining the function of smoothly circulating the balls 70.

【0071】さらに、パイプ78が樹脂製の被覆部80
を介してボールねじナット36に固定されるため、該パ
イプ78の循環路76をボール70が通過する際の振動
が被覆部80によって吸収され、一層の低騒音化が果た
される。また、循環路76を金属製のパイプ78の簡単
な曲げ加工及び機械加工によって形成できるため、こま
部材74の製造コストが低減される。
Further, the pipe 78 is covered with a resin covering portion 80.
Since the ball 70 is fixed to the ball screw nut 36 via the, the vibration when the ball 70 passes through the circulation path 76 of the pipe 78 is absorbed by the covering portion 80, and the noise is further reduced. Further, since the circulation path 76 can be formed by simple bending and machining of the metal pipe 78, the manufacturing cost of the top member 74 is reduced.

【0072】さらにまた、上記の如くパイプ78によっ
て形成される循環路76には段差がなく、ボールねじナ
ット36とこま部材74との段差も小さいため、セパレ
ータ71のボール70間からの脱落も阻止される。また
仮にセパレータ71がボール間から脱落しても、該セパ
レータ71はトンネル状の循環路76内を通るため、ボ
ール負荷列から逸脱することがない。このため、セパレ
ータ71のボール70間からの脱落に伴って該セパレー
タ71とボール70との隙間が広がることがなく、他の
セパレータ71のボール70間からの脱落を誘発するこ
ともない。また、セパレータ71がこま部材74とねじ
山34Aとの間に巻き込まれることも防止される。
Furthermore, since there is no step in the circulation path 76 formed by the pipe 78 and the step between the ball screw nut 36 and the top member 74 is small as described above, the separator 71 is prevented from coming off from between the balls 70. To be done. Even if the separator 71 falls off between the balls, the separator 71 does not deviate from the ball load line because it passes through the tunnel-shaped circulation path 76. Therefore, the gap between the separators 71 and the balls 70 does not widen as the separators 71 drop out of the balls 70, and the separator 71 does not fall out of the balls 70 between the balls 70. Further, the separator 71 is also prevented from being caught between the top member 74 and the screw thread 34A.

【0073】このように、本実施の形態に係るボールね
じ機構26では、ボール70とねじ山34Aとの接触を
防止するトンネル状の循環路76を有するこま部材74
を用いて、スムースに作動する。また、上記ボールねじ
機構26を適用した電気式動力舵取装置10では、ボー
ルねじ機構26がスムースに作動して、電気モータ24
の補助トルクがラックシャフト12にスムースに伝達さ
れる。
As described above, in the ball screw mechanism 26 according to the present embodiment, the top member 74 having the tunnel-shaped circulation path 76 for preventing contact between the ball 70 and the screw thread 34A.
To work smoothly. Further, in the electric power steering apparatus 10 to which the ball screw mechanism 26 is applied, the ball screw mechanism 26 operates smoothly and the electric motor 24
The auxiliary torque of is smoothly transmitted to the rack shaft 12.

【0074】なお、上記の実施の形態では、ボールねじ
機構26が平面視略直線状のパイプ78を有するこま部
材74を備えた構成としたが、本発明はこれに限定され
ず、例えば、ボールねじ機構26は図10及び図11に
示される変形例に係るこま部材90を備えて構成されて
も良い。こま部材90は、その長手方向に対し略S字状
に湾曲形成されたパイプ92(図11参照)と、パイプ
92の径方向外側を被覆し取付孔72に嵌合する被覆部
94とを有して構成されている。
In the above embodiment, the ball screw mechanism 26 is provided with the top member 74 having the pipe 78 that is substantially linear in plan view, but the present invention is not limited to this, and for example, a ball The screw mechanism 26 may be configured to include a top member 90 according to the modified example shown in FIGS. 10 and 11. The top member 90 has a pipe 92 (see FIG. 11) that is curved in a substantially S shape with respect to its longitudinal direction, and a covering portion 94 that covers the radially outer side of the pipe 92 and fits into the mounting hole 72. Is configured.

【0075】パイプ92の内部には、該パイプ92に対
応して平面視略S字状に形成されたトンネル状の循環路
96が設けられている。このパイプ92における循環路
96の両端の開口部96A、96Bには、そのねじ溝3
4側縁部に沿って案内凸部98がそれぞれ設けられてい
る。案内凸部98は、案内凸部82と同様にねじ溝34
に入り込んで無限循環するボール70を循環路96内に
誘い込む構成である。
Inside the pipe 92, there is provided a tunnel-shaped circulation path 96 corresponding to the pipe 92 and having a substantially S-shape in plan view. The screw groove 3 is formed in the openings 96A and 96B at both ends of the circulation path 96 in the pipe 92.
Guide protrusions 98 are provided along the four side edges. The guide protrusion 98 is similar to the guide protrusion 82 in the thread groove 34.
This is a configuration in which the ball 70 that enters and circulates infinitely is guided into the circulation path 96.

【0076】このパイプ92は、長手方向に沿って2分
割された一対の半体92A、92Bを組み合わせて構成
されると共に、半体92A、92Bの互いの合わせ目に
おける内周面(循環路96)側に面取り部99が形成さ
れており、循環路96にボール70の転動を阻害する段
差が生じない構成である。すなわち、パイプ78の循環
路76と同様に、循環路96がパイプ92の簡単な曲げ
加工及び機械加工によって段差なく形成されている(パ
イプ78よりも曲げ加工が多いが、開口部96A、96
Bの側部を切欠く必要がない)。なお、パイプ92にお
ける径方向内側の面取り部99については、図示を省略
しているが、パイプ78における面取り部81Aと同様
に形成されている。一方、被覆部94は、被覆部80と
ほぼ同様に形成され、舌部84と凹部86とを有してい
る。
The pipe 92 is constructed by combining a pair of halves 92A, 92B divided into two along the longitudinal direction, and the inner peripheral surface (circulation path 96) at the joint between the halves 92A, 92B. The chamfered portion 99 is formed on the) side so that the circulation path 96 does not have a step that hinders the rolling of the ball 70. That is, like the circulation path 76 of the pipe 78, the circulation path 96 is formed without steps by simple bending and machining of the pipe 92 (there are more bending processes than the pipe 78, but the openings 96A, 96).
It is not necessary to cut out the side part of B). Although not shown, the chamfered portion 99 on the radially inner side of the pipe 92 is formed in the same manner as the chamfered portion 81A of the pipe 78. On the other hand, the covering portion 94 is formed in substantially the same manner as the covering portion 80, and has a tongue portion 84 and a concave portion 86.

【0077】以上説明したこま部材90を備えたボール
ねじ機構26(電気式動力舵取装置10)によっても、
上記実施の形態に係るこま部材74を備えた構成と全く
同様の作用、効果が得られる。
The ball screw mechanism 26 (electric power steering apparatus 10) having the top member 90 described above also
The same operation and effect as the configuration including the top member 74 according to the above embodiment can be obtained.

【0078】また、上記の実施の形態では、ボールねじ
機構26が電気式動力舵取装置10に適用された構成と
したが、本発明はこれに限定されず、ボールねじ機構2
6は、回転運動を直線運動に変換しまたは直線運動を回
転運動に変換する如何なる用途(例えば、工作機械等)
に用いられても良い。
In the above embodiment, the ball screw mechanism 26 is applied to the electric power steering apparatus 10. However, the present invention is not limited to this, and the ball screw mechanism 2 is not limited to this.
6 is any application for converting rotary motion into linear motion or converting linear motion into rotary motion (for example, machine tools)
May be used for.

【0079】さらに、上記の実施の形態では、ボールね
じ機構26がセパレータ71を備えた構成としたが、本
発明はこれに限定されず、ボールねじ機構26がセパレ
ータ71を備えない構成であっても良いことは言うまで
もない。なお、図10(C)では、セパレータ71を備
えない構成を示している。
Further, although the ball screw mechanism 26 is provided with the separator 71 in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the ball screw mechanism 26 is not provided with the separator 71. It goes without saying that it is also good. Note that FIG. 10C shows a structure without the separator 71.

【0080】さらにまた、上記の実施の形態及び変形例
では、こま部材74、90が案内凸部82、98を有す
る好ましい構成としたが、本発明はこれに限定されず、
こま部材74、90が案内凸部82、98を有しない構
成としても良い。また、こま部材74、90は、パイプ
78が一対の半体78A、78Bを組み合わせて構成さ
れ、パイプ92が一対の半体92A、92Bを組み合わ
せて構成される好ましい構成に限定されず、例えば、金
属製の継ぎ目なしパイプに曲げ加工及び機械加工を施す
ことによって段差なく循環路76、96が形成されたパ
イプ78、92を備えた構成としても良い。この場合、
パイプ78等が面取り部81A等を有する必要がないこ
とは言うまでもない。さらに、こま部材74、90は、
案内凸部82、98を有する構成では、パイプ78等の
外側が被覆部80等によって被覆される好ましい構成に
限定されず、パイプ78等が長手方向中央部において2
分割された構成としても良く、こま部材74等の循環路
76等を構成する部分と取付孔72に嵌合する部分とが
一体に(または上記各方向に分割して)形成された構成
としても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment and modification, the top members 74 and 90 have a preferable structure having the guide protrusions 82 and 98, but the present invention is not limited to this.
The top members 74 and 90 may not have the guide protrusions 82 and 98. Further, the top members 74 and 90 are not limited to the preferable configuration in which the pipe 78 is formed by combining the pair of half bodies 78A and 78B and the pipe 92 is formed by combining the pair of half bodies 92A and 92B. The pipes 78 and 92 in which the circulation paths 76 and 96 are formed without steps by bending and machining a seamless pipe made of metal may be provided. in this case,
It goes without saying that the pipe 78 and the like need not have the chamfered portion 81A and the like. Further, the top members 74 and 90 are
The configuration having the guide protrusions 82 and 98 is not limited to the preferred configuration in which the outer side of the pipe 78 or the like is covered by the coating portion 80 or the like, and the pipe 78 or the like is 2 at the central portion in the longitudinal direction.
The structure may be divided, or the part that constitutes the circulation path 76 and the like such as the top member 74 and the part that fits into the mounting hole 72 may be formed integrally (or divided in each of the above directions). good.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るボール
ねじ装置は、ボールとねじ山との接触を防止するトンネ
ル状の循環路を有するこま部材を用いて、スムースに作
動するという優れた効果を有する。
As described above, the ball screw device according to the present invention is excellent in that it smoothly operates by using the top member having the tunnel-shaped circulation path for preventing the contact between the ball and the screw thread. Have.

【0082】また、本発明に係る電気式動力舵取装置
は、上記ボールねじ装置を備え、スムースに作動すると
いう優れた効果を有する。
The electric power steering apparatus according to the present invention has the above-mentioned ball screw apparatus and has an excellent effect that it operates smoothly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るボールねじ機構が適
用された電気式動力舵取装置の概略全体構成を示すシス
テム図である。
FIG. 1 is a system diagram showing a schematic overall configuration of an electric power steering apparatus to which a ball screw mechanism according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】本発明の実施の形態に係るボールねじ機構が適
用された電気式動力舵取装置の全体構成を示す平面断面
図である。
FIG. 2 is a plan sectional view showing an overall configuration of an electric power steering apparatus to which the ball screw mechanism according to the embodiment of the present invention is applied.

【図3】本発明の実施の形態に係るボールねじ機構の断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view of the ball screw mechanism according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態に係るボールねじ機構の一
部切欠いた平面図である。
FIG. 4 is a partially cutaway plan view of the ball screw mechanism according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態に係るボールねじ機構を構
成するこま部材をボールねじナットの内側から見た図で
ある。
FIG. 5 is a view of the top member constituting the ball screw mechanism according to the embodiment of the present invention as viewed from the inside of the ball screw nut.

【図6】本発明の実施の形態に係るボールねじ機構のね
じ溝とこま部材とを示すボールねじナットを取り除いて
見た図であって、(A)は正面図、(B)は平面図、
(C)は側面図である。
6A and 6B are views showing the ball screw mechanism of the embodiment of the present invention with the ball screw nut showing the thread groove and the top member removed, and FIG. 6A is a front view and FIG. 6B is a plan view. ,
(C) is a side view.

【図7】本発明の実施の形態に係るボールねじ機構のこ
ま部材を示す図であって、(A)は平面図、(B)は正
面図、(C)は底面図、(D)は側面図である。
FIG. 7 is a diagram showing a top member of a ball screw mechanism according to an embodiment of the present invention, (A) is a plan view, (B) is a front view, (C) is a bottom view, and (D) is a view. It is a side view.

【図8】本発明の実施の形態に係るボールねじ機構のこ
ま部材を構成するパイプを示す図であって、(A)は平
面図、(B)は正面図、(C)は底面図、(D)は側面
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a pipe constituting a top member of a ball screw mechanism according to an embodiment of the present invention, (A) is a plan view, (B) is a front view, and (C) is a bottom view. (D) is a side view.

【図9】本発明の実施の形態に係るボールねじ機構のこ
ま部材を構成するパイプを長手方向に沿って分割して内
側から見た図である。
FIG. 9 is a view of the pipe constituting the top member of the ball screw mechanism according to the embodiment of the present invention, which is divided along the longitudinal direction and viewed from the inside.

【図10】本発明の実施の形態に係るボールねじ機構の
ねじ溝と変形例に係るこま部材とを示すボールねじナッ
トを取り除いて見た図であって、(A)は正面図、
(B)は平面図、(C)は側面図である。
FIG. 10 is a view showing a screw groove of the ball screw mechanism according to the embodiment of the present invention and a top member according to a modified example with a ball screw nut removed, and (A) is a front view;
(B) is a plan view and (C) is a side view.

【図11】本発明の実施の形態に係るボールねじ機構を
構成する変形例に係るこま部材を示す図であって、
(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は側面図であ
る。
FIG. 11 is a view showing a top member according to a modified example which constitutes the ball screw mechanism according to the embodiment of the present invention,
(A) is a front view, (B) is a plan view, and (C) is a side view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電気式動力舵取装置 12 ラックシャフト(ねじ軸) 24 電気モータ 26 ボールねじ機構(ボールねじ装置、操舵力補助
手段) 28 ラック 30 ピニオン 34 ねじ溝(ねじ軸のねじ溝) 34A ねじ山(ねじ軸のねじ山) 36 ボールねじナット(ナット) 66 ねじ溝(ナットのねじ溝) 68 ボール転動路 70 ボール 72 取付孔 74 こま部材 76 循環路 76A、76B 開口部 78 パイプ 78A、78B 半体 80 被覆部 81A、81B 面取り部 82 案内凸部 90 こま部材 92 パイプ 92A、92B 半体 94 被覆部 96 循環路 96A、96B 開口部 98 案内凸部 99 面取り部
10 Electric Power Steering Device 12 Rack Shaft (Screw Shaft) 24 Electric Motor 26 Ball Screw Mechanism (Ball Screw Device, Steering Force Aid Means) 28 Rack 30 Pinion 34 Screw Groove (Screw Groove of Screw Shaft) 34A Thread (Screw) Shaft thread) 36 Ball screw nut (nut) 66 Thread groove (thread groove of nut) 68 Ball rolling path 70 Ball 72 Mounting hole 74 Top member 76 Circulation path 76A, 76B Opening 78 Pipe 78A, 78B Half body 80 Cover 81A, 81B Chamfer 82 Guide convex 90 Top member 92 Pipe 92A, 92B Half 94 Cover 96 Circulation path 96A, 96B Opening 98 Guide convex 99 Chamfer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上前 肇 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3D033 CA02 CA05 CA16 CA21 3J062 AA07 AB22 AC07 BA17 BA32 CD06 CD43    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hajime Uemae             1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto             Car Co., Ltd. F-term (reference) 3D033 CA02 CA05 CA16 CA21                 3J062 AA07 AB22 AC07 BA17 BA32                       CD06 CD43

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外周部にねじ溝が設けられたねじ軸と、 前記ねじ溝と対向して螺旋状のボール転動路を形成する
ねじ溝を内周部に有する筒状に形成され、前記ねじ軸を
相対回転可能に挿通させるナットと、 前記ボール転動路に並んで配置され、前記相対回転に伴
って負荷を受けつつ転動する複数のボールと、 前記ナットを径方向に貫通する取付孔に取り付けられ、
前記ボール転動路の軸方向に略隣接する部分を前記ボー
ル1個分の通過可能に連通して該ボールを略環状に無限
循環させる循環路が設けられたこま部材と、 を備えたボールねじ装置であって、 前記こま部材は、前記ボール転動路に対応して湾曲され
内部にトンネル状の前記循環路が形成された金属製のパ
イプと、前記パイプの径方向外側を被覆し前記取付孔に
嵌合して該パイプを前記ナットに固定する樹脂製の被覆
部とを有して構成された、 ことを特徴とするボールねじ装置。
1. A cylindrical shape having a screw shaft provided with a thread groove on the outer peripheral portion and a thread groove on the inner peripheral portion, the thread groove facing the screw groove and forming a spiral ball rolling path, A nut that allows the screw shaft to relatively rotatably pass therethrough, a plurality of balls that are arranged side by side in the ball rolling path and that roll while receiving a load due to the relative rotation, and a mounting that radially penetrates the nut. Attached to the hole,
A ball screw provided with a top member provided with a circulation path for allowing one ball to pass through portions of the ball rolling path which are substantially adjacent to each other in the axial direction so as to circulate the ball in an infinite circle. In the device, the top member is a metal pipe that is curved corresponding to the ball rolling path and in which the tunnel-shaped circulation path is formed inside, and the attachment that covers the radially outer side of the pipe. A ball screw device, comprising: a resin-made covering portion that fits into a hole and fixes the pipe to the nut.
【請求項2】 先端部を前記ねじ軸のねじ溝に入り込ま
せて配置され前記ボールを前記循環路内に誘い込む案内
凸部を、前記パイプにおける前記循環路の両端に位置す
る開口部の前記ねじ軸側縁部にそれぞれ設けた、ことを
特徴とする請求項1記載のボールねじ装置。
2. A guide convex portion, which is disposed with its tip portion inserted in a thread groove of the screw shaft and guides the ball into the circulation passage, has a screw at an opening portion located at both ends of the circulation passage in the pipe. The ball screw device according to claim 1, wherein the ball screw device is provided on each of the shaft side edge portions.
【請求項3】 前記パイプは、長手方向に沿って2分割
された半体を組み合わせて構成され、該半体の合わせ目
における内面側に面取り部が形成されている、ことを特
徴とする請求項1または請求項2記載のボールねじ装
置。
3. The pipe is configured by combining half bodies divided into two along the longitudinal direction, and a chamfered portion is formed on an inner surface side of a joint of the half bodies. The ball screw device according to claim 1 or 2.
【請求項4】 外周部にねじ溝が設けられたねじ軸と、 前記ねじ溝と対向して螺旋状のボール転動路を形成する
ねじ溝を内周部に有する筒状に形成され、前記ねじ軸を
相対回転可能に挿通させるナットと、 前記ボール転動路に並んで配置され、前記相対回転に伴
って負荷を受けつつ転動する複数のボールと、 前記ナットに設けられ、前記ボール転動路の軸方向に略
隣接する部分を前記ボール1個分の通過可能に連通して
該ボールを略環状に無限循環させるトンネル状の循環路
が設けられたこま部材と、 前記こま部材における前記循環路の両端に位置する開口
部の前記ねじ軸側縁部にそれぞれ設けられ、先端部を前
記ねじ軸のねじ溝に入り込ませて前記ボールを前記循環
路内に誘い込む案内凸部と、 を備えたボールねじ装置。
4. A cylindrical shape having a screw shaft having a thread groove on an outer peripheral portion, and a screw groove facing the screw groove and forming a spiral ball rolling path on an inner peripheral portion, wherein: A nut that allows the screw shaft to be relatively rotatably inserted therein; a plurality of balls that are arranged side by side in the ball rolling path and that roll while receiving a load due to the relative rotation; A top member provided with a tunnel-shaped circulation path that allows the balls to pass through the portions substantially adjacent to each other in the axial direction of the path so as to pass through the ball infinitely in an annular shape, and the top member of the top member. Guide protrusions that are respectively provided on the screw shaft side edges of the openings located at both ends of the circulation path, and guide the balls into the circulation path by inserting the tip into the thread groove of the screw shaft. Ball screw device.
【請求項5】 軸方向に沿ってラックが設けられたラッ
クシャフトと、 前記ラックに噛み合わされ、操舵トルクによって回転し
て前記ラックシャフトを軸方向に移動させるピニオン
と、 電気モータに接続され、該電気モータが発生する補助ト
ルクを前記ラックシャフトの軸方向への移動力に変換す
る操舵力補助手段と、 を備えた電気式動力舵取装置であって、 前記操舵力補助手段は、前記ラックシャフトの一部を前
記ねじ軸とすると共に前記ナットを前記電気モータに接
続して適用された請求項1乃至請求項4の何れか1項記
載のボールねじ装置である、 ことを特徴とする電気式動力舵取装置。
5. A rack shaft provided with a rack along the axial direction, a pinion meshed with the rack and rotating by a steering torque to move the rack shaft in the axial direction, the rack shaft being connected to an electric motor, An electric power steering apparatus comprising: a steering force assisting means for converting an assisting torque generated by an electric motor into a moving force in the axial direction of the rack shaft, wherein the steering force assisting means is the rack shaft. The ball screw device according to any one of claims 1 to 4, wherein a part of the screw shaft is used as the screw shaft and the nut is connected to the electric motor. Power steering device.
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