JP2006250282A - Ball screw device and electric power steering - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボールが無限循環するボールねじ装置及び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 relates to a ball screw device in which a ball circulates infinitely, and an electric power steering device to which the ball screw device is applied as a mechanism for transmitting auxiliary torque of an electric motor to a rack shaft.
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舵取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。 In an electric power steering device (electric power steering device), an auxiliary steering force based on an auxiliary torque of an electric motor is applied to a rack shaft that is provided between the left and right wheels and moves in the axial direction to steer the left and right wheels. In order to act, a ball screw device that converts rotational motion into linear motion is used.
このボールねじ装置はラックシャフトの外周に形成されたボール転動溝とナット部材の内周に形成されたボール転動溝とを多数個のボールを介して螺合せしめて構成されている。また、前記ラックシャフト及びナット部材のボール転動溝はラックシャフトとナット部材とが嵌合する周上にて軸線方向にオーバーラップさせた位置にそれぞれの中心を有し、前記ボールの外径よりも大きい曲率を有する2つの円弧を組合わせてなる断面形状を備えており、前記ボールは前記ラックシャフト及びナット部材のボール転動溝の円弧形の内面のそれぞれに対し、零に近いわずかな隙間を有して対向するように介装されるのが望ましい。 This ball screw device is configured by screwing a ball rolling groove formed on the outer periphery of the rack shaft and a ball rolling groove formed on the inner periphery of the nut member via a plurality of balls. In addition, the ball rolling grooves of the rack shaft and the nut member have respective centers at positions overlapped in the axial direction on the circumference where the rack shaft and the nut member are fitted, and from the outer diameter of the ball The ball has a cross-sectional shape formed by combining two arcs having a large curvature, and the ball is slightly close to zero with respect to each of the arc-shaped inner surfaces of the rack shaft and the ball rolling groove of the nut member. It is desirable to interpose so as to face each other with a gap.
しかし、このような介装をするためには、ボールの寸法・形状、ボール転動溝の断面形状・リード並びにラックシャフトとナット部材との同心度などに高い加工精度が要求され、加工のための製造コストが高くなるという問題があった。 However, in order to perform such an interposition, high machining accuracy is required for the dimensions and shape of the ball, the cross-sectional shape and lead of the ball rolling groove, and the concentricity between the rack shaft and the nut member. There was a problem that the manufacturing cost of the was high.
そのため、ある程度の精度で加工でき、滑らかに転動するボールねじ装置として、例えば図8に示すように、ボール転動溝51の内面と各ボール19の外周面との間に比較的大きな隙間Tを確保するように設定しているものがある。これによると、各ボール19の転動は滑らかに行われるが、車の走行中に伝播される振動により各ボール19が遊動して隣接するボール19相互間で衝突し、耳障りな衝突音を発生させるという問題があった。
Therefore, as a ball screw device that can be processed with a certain degree of accuracy and smoothly rolls, for example, as shown in FIG. 8, a relatively large gap T between the inner surface of the
このような衝突音を発生させずに転動が滑らかに行われボールねじ装置として、図9に示すように、ボール転動溝53に対してオーバーサイズのボール55を使用して予圧を持たせる構成としているものがある。しかし、これによると、衝突音の発生は防止できるが、使用に伴いボール55が変形して多点接触となるためフレーキングを生じてしまい、ボールねじ装置としての寿命が短くなるという問題があった。
As shown in FIG. 9, as a ball screw device, rolling is performed smoothly without generating such a collision sound, and an
また、特許文献1に示すように、ラック軸1外周に形成された雄ねじ軌条10のリードaよりナット部材2内周の雌ねじ軌条20のリードbが大きく形成されているものがある。
これによると、雄ねじ軌条10はリードaにより雌ねじ軌条20はリードbにより、それぞれ連続して同じリードで形成されているので、中央部分で軸線方向において両軌条を合わせた場合、リードの長さの差(b-a)が両端にいく程加算的に大きくなり、ねじ軌条のボールへの当たり方も漸次強くなる。したがって、このように強く当たる箇所から異常発熱、摩擦モーメントの増大、磨耗・変形が生じてボールねじ装置としての寿命が短くなるという問題があった。
According to this, the
本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、衝突音を発生することもなく、各ボールが滑らかな転動を行うことができ、ボールねじ装置としての寿命を長く維持できるボールねじ装置及びその装置を使用した電気式動力舵取装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and each ball can smoothly roll without generating a collision sound, and can maintain a long life as a ball screw device. A screw device and an electric power steering device using the device are provided.
上述した課題を解決するために、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、外周面にらせん状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面にらせん状のボール転動溝を複数有するナットと、前記ねじ軸の前記ボール転動溝及び前記ナットの各ボール転動溝が対向して形成される軌道内にそれぞれ配置された複数のボールとを設け、前記ナットの各ボール転動溝の始点と終点とを繋いで前記ボールを略環状に無限循環させる複数の無限循環路としたボールねじにおいて、前記ナットの左右両側にそれぞれ少なくとも2巻き以上のボール転動溝を形成し、左右両側のボール転動溝のうち内側で隣接する1巻き目のボール転動溝同士の中心間の距離が、ねじ軸のボール転動溝のピッチの整数倍よりも大きく或いは小さく形成され、かつ前記左右両側にそれぞれ設けられた少なくとも2巻き以上のボール転動溝の中心間の距離がねじ軸のボール転動溝のピッチの整数倍と等しく形成され、前記ナットの左右両側のボール転動溝と前記ねじ軸のボール転動溝との間で前記ボールに予圧が付与されることである。 In order to solve the above-described problem, the structural feature of the invention according to claim 1 is that a screw shaft having a spiral ball rolling groove on the outer peripheral surface and a spiral ball rolling groove on the inner peripheral surface. A plurality of nuts, and a plurality of balls respectively disposed in a raceway formed by opposing the ball rolling grooves of the screw shaft and the ball rolling grooves of the nuts. In a ball screw that connects a starting point and an ending point of a moving groove to endlessly circulate the ball in a substantially annular manner, a ball rolling groove having at least two turns is formed on each of the left and right sides of the nut. The distance between the centers of the first rolling ball rolling grooves adjacent on the inside of the right and left ball rolling grooves is larger or smaller than an integral multiple of the pitch of the ball rolling grooves of the screw shaft, and On both the left and right sides The distance between the centers of the ball rolling grooves of at least two or more turns provided is equal to an integral multiple of the pitch of the ball rolling grooves of the screw shaft, and the ball rolling grooves on the left and right sides of the nut and the screws Preload is applied to the ball between the ball rolling groove of the shaft.
請求項2に係る発明の構成上の特徴は、外周面にらせん状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面にらせん状のボール転動溝を有するナットと、前記ねじ軸の前記ボール転動溝及び前記ナットの前記ボール転動溝が対向して形成される軌道内に配置された複数のボールとを備えたボールねじにおいて、前記ナットの中央部分のボール転動溝のリードは、1周分或いは複数周分前記ねじ軸のボール転動溝のリードよりも長く或いは短く形成され、かつ前記ナットの両端部分のボール転動溝のリードと前記ねじ軸のボール転動溝のリードとは等しく形成され、前記ナットの両端部分のボール転動溝と前記ねじ軸のボール転動溝との間で前記ボールに予圧が付与されることである。
The structural feature of the invention according to
請求項3に係る発明の構成上の特徴は、中空円筒状に形成された電気モータのロータと、内周面にらせん状のボール転動溝が形成され、該ロータの中空穴内壁に同心状に設けられたナットと、外周面の一部にらせん状のボール転動溝が形成されたねじ軸が設けられたラックシャフトと、前記ナットと前記ラックシャフトと該ナット及び該ラックシャフトを螺合させる複数のボールとにより構成されるボールねじ装置と、前記電気モータのステータを有するとともに前記ロータを回転可能に支承するハウジングとを備えた電気式動力舵取装置において、前記ボールねじ装置のねじ軸及びナットは請求項1又は2記載のボールねじ装置のねじ軸及びナットであることである。
The structural feature of the invention according to
請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項3において、前記ナットが前記ロータに一体に形成されていることである。
The structural feature of the invention according to claim 4 is that, in
請求項5に係る発明の構成上の特徴は、請求項3において、ロータをハウジングに回転可能に支承する軸受の内輪が前記ロータに一体に形成されていることである。
The structural feature of the invention according to
請求項1に係る発明においては、ナットの左右両側にそれぞれ少なくとも2巻き以上ボール転動溝が形成され、これらのボール転動溝のうち内側で隣接する1巻き目のボール転動溝同士の中心間距離が、ねじ軸のボール転動溝のピッチの整数倍よりも大きく或いは小さく形成されている。これにより、ナットとねじ軸とを螺合させた場合、前記1巻き目のボール転動溝同士の中心間距離が長く或いは短くされた分だけ、ねじ軸のボール転動溝に対して、ナットのボール転動溝が、ナットの左右両側端部に向かって或いはナットの中央部分に向かって軸線方向にずれる。そのため、例えばナットの左右両側端部に向かってずれている場合は、ナットの左右両側においてボール転動溝内の各ボールはナットのボール転動溝のナットの中央部側の内面の1点にそれぞれ接触し、反対側のねじ軸のボール転動溝とは軸線方向外側の内面の1点にそれぞれ接触する(いわゆる2点接触)。そして、各ボールはナットの左右両側においてナットを左右両側から中央部分に向かって互いに押し合うような予圧を与えながら転動する。一方、ナットの中央部分に向かって前記のずれが生じている場合には、各ボールは逆にナットをその左右両側端部に向かって互いに押し広げるような予圧を与えながら転動する。そのため、各ボールはボール転動溝内を遊動することなくかつ2点接触で滑らかに転動する。さらに、それぞれ2巻き以上形成された左右両側のボール転動溝の中心間の距離がねじ軸のボール転動溝のピッチの整数倍と等しく形成されているため、前記軸線方向のずれは、左右それぞれの各ボール転動溝の間に等しいずれとして生じている。そのため、各ボール転動溝とボールとの間で予圧は均一に与えられる。 In the invention according to claim 1, at least two or more turns of the ball rolling groove are formed on each of the left and right sides of the nut, and the center of the first rolling ball rolling grooves adjacent to each other inside the ball rolling grooves. The distance is formed larger or smaller than an integral multiple of the pitch of the ball rolling grooves of the screw shaft. As a result, when the nut and the screw shaft are screwed together, the nut with respect to the ball rolling groove of the screw shaft is increased by the distance between the centers of the ball rolling grooves of the first winding being increased or decreased. The ball rolling grooves are shifted in the axial direction toward the left and right ends of the nut or toward the central portion of the nut. Therefore, for example, when it is shifted toward the left and right ends of the nut, each ball in the ball rolling groove on one side of the nut is positioned at one point on the inner surface of the nut on the center side of the ball rolling groove. They contact each other, and contact with one point on the inner surface on the outer side in the axial direction with the ball rolling groove of the opposite screw shaft (so-called two-point contact). Each ball rolls on the left and right sides of the nut while applying a preload that pushes the nut toward each other from the left and right sides toward the center. On the other hand, when the above-described deviation occurs toward the central portion of the nut, each ball rolls while applying a preload that pushes the nut toward the left and right ends. Therefore, each ball rolls smoothly without contact in the ball rolling groove and with two-point contact. Furthermore, since the distance between the center of the ball rolling grooves on both the left and right sides formed two or more turns is equal to an integral multiple of the pitch of the ball rolling grooves on the screw shaft, the axial deviation is An equal shift occurs between the respective ball rolling grooves. Therefore, a preload is uniformly applied between each ball rolling groove and the ball.
請求項2に係る発明においては、ナットの中央部分のボール転動溝のリードがねじ軸のボール転動溝のリードよりも1周分或いは複数周分長く或いは短く形成され、ナットの両端部のボール転動溝のリードはねじ軸のボール転動溝のリードと等しく形成されている。これにより、ナットとねじ軸とを螺合させた場合、ねじ軸のボール転動溝に対して、ナットのボール転動溝が、ナットの両端部に向かって或いはナットの中央部分に向かって軸線方向にずれる。そのため、例えばナットの両端部に向かってずれている場合は、ナットの両端部において転動溝内の各ボールはナットのボール転動溝のナットの中央部側の内面の1点にそれぞれ接触し、ねじ軸のボール転動溝とは、軸線方向外側の内面の1点にそれぞれ接触する(2点接触)。そして、各ボールはナットの両端部においてナットを中央部分に向かって互いに押し合うような予圧を与えながら転動する。一方、ナットの中央部分に向かって前記のずれが生じている場合には、各ボールは逆にナットをナットの両端部に向かって互いに押し広げるような予圧を与えながら転動する。そのため、各ボールはボール転動溝内を遊動することなくかつ2点接触で滑らかに転動する。さらに、ナットの両端部のボール転動溝はねじ軸のボール転動溝のリードと等しいリードで形成され、前記軸線方向のずれは対向するすべてのボール転動溝の間に等しく生じている。そのため各ボールの対向するボール転動溝に対する当たりは等しく、予圧は均一に与えられる。したがって、予圧の設定も容易に行うことができ、必要以上に予圧がかかるのを防止してボールねじ装置の寿命を長く維持することができる。
In the invention according to
請求項3に係る発明においては、請求項1又は2記載のボールねじ装置を電気式動力舵取装置に使用したので、ステアリングの作動が滑らかで、車の走行時の振動によって衝撃音を発生させることがない。また、各ボールが2点接触で均一な予圧が与えられているので、寿命も長く維持することができるボールねじ装置を備えた電気式動力舵取装置を提供することができる。
In the invention according to
請求項4に係る発明においては、電気式動力舵取装置のボールねじ装置のナットがロータに一体に形成されているので、部品点数が削減でき、ラックシャフトへのアシスト機構の精度を向上することができる。 In the invention according to claim 4, since the nut of the ball screw device of the electric power steering apparatus is formed integrally with the rotor, the number of parts can be reduced and the accuracy of the assist mechanism to the rack shaft can be improved. Can do.
請求項5に係る発明においては、電気式動力舵取装置のロータをハウジングに支承する軸受の内輪がロータに一体に形成されているので、部品点数の減少による生産コストの削減ができ、ロータの回転精度を向上させることができる。
In the invention according to
本発明に係るボールねじ装置及び電気式動力舵取装置の第1の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図1は車体へ搭載した電気式動力舵取装置の概略構成を示す図であり、図2はボールねじ装置を使用した電気式動力舵取装置の実施形態を示す断面図である。図3及び図4は、図2におけるラックシャフトのねじ軸とボールとナットとの関係を示す拡大図である。 A ball screw device and an electric power steering device according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electric power steering apparatus mounted on a vehicle body, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the electric power steering apparatus using a ball screw device. 3 and 4 are enlarged views showing the relationship between the threaded shaft of the rack shaft, balls and nuts in FIG.
電気式動力舵取装置1は、車両の左右方向に延在して配置された図略の車体に取付けられるアルミ製のハウジング2にラックシャフト3、ボールねじ機構5、入力軸7及び電気モータ9等が組み付けられている。
An electric power steering apparatus 1 includes a
ハウジング2は、それぞれ筒状に形成されたラックハウジング16とチューブヨークハウジング17とエンドハウジング18とが互いに同軸的に結合されることで、全体として一体の筒状に形成されている。ハウジング2は図示しないブラケット等によって車体に固定される。
The
ハウジング2に挿通されるラックシャフト3は、図1に示すように、その両端がそれぞれタイロッド6,ナックルアーム8を介して左右の操向車輪10に連結されており、軸方向に移動することで操向車輪10を転舵するようになっている。ラックシャフト3は一側外周にラック歯11が形成され、ラック歯11はステアリングホイール4から操舵トルクが伝達される入力軸7の先端に刻設されたピニオン13に噛合されている。このピニオン13の回転によってラックシャフト3が軸線方向(図面上左右方向)へ移動するようになっている。ラックシャフト3の他側外周には、図2に示すように、ボールねじ機構5の雄ねじ部を構成するねじ軸15が形成され、ねじ軸15には複数のボール19が転動するらせん状のボール転動溝21が形成されている。ねじ軸15にはボールねじ機構5の雌ねじ部を構成するナット23が複数のボール19を介して螺合されている。ナット23にはらせん状のボール転動溝25が形成され、ボール転動溝25の軸線方向の隣接部分にはコマ部材27が固定されている。コマ部材27には隣接するボール転動溝25の始端と終端とを繋ぐ移動溝29がそれぞれ形成され、これら移動溝29によって各ボール転動溝25は左右両側に2巻きずつ略環状の無限循環路を形成している。
As shown in FIG. 1, the
また、ナット23の下部における拡大図である図4に示すように、ナット23の軸線方向中央付近においてボール転動溝25とそれに隣接するボール転動溝25とを軸線方向に切断することにより形成される円弧状断面の曲率中心(a1 とa2)間の距離(隣接するボール転動溝25の中心間距離)D1が、ねじ軸15のボール転動溝21のピッチPよりΔだけ長く形成されている。これによると、ナット23とねじ軸15とを螺合させた場合、ねじ軸15のボール転動溝21に対し、ナット23の中央部分で長く形成されたΔ分だけナット23のボール転動溝25がナット23の左右両側端部に向かって軸線方向にずれる。このずれによって、ナットの左右両側部においてボール転動溝内の各ボール19はナット23のボール転動溝25のナット中央部側の内面の1点にそれぞれ接触し、ねじ軸15のボール転動溝21とは、軸線方向外側の内面の1点にそれぞれ接触する(いわゆる2点接触)。そして、各ボール19はナット23の左右両側においてナット23を左右両側から中央部分に向かって互いに押し合うような予圧を与えながら転動する。さらに、ナット23の左右両側に2巻きずつ形成された無限循環路において、各ボール転動溝25の中心間の距離D2が、それぞれねじ軸15のボール転動溝21のピッチPと等しく形成されている。そのため、前記軸線方向のずれは、対向するすべてのボール転動溝21,25の間に等しいずれとして生じている。したがって、各ボール19の対向するボール転動溝21,25に対する当たりは等しく、予圧は均一に与えられる。
Further, as shown in FIG. 4 which is an enlarged view of the lower portion of the
ラックハウジング16には入力軸7が回転可能かつ軸方向へ移動不能に組み付けられており、入力軸7はラックハウジング16から突出した外端部にて自在継手,中間シャフト,自在継手,ステアリングシャフト45等を介してステアリングホイール4に連結されている。入力軸7の先端にはピニオン13が刻設され、ピニオン13はラックシャフト3のラック歯11に噛合している。
An
チューブヨークハウジング17内には電気モータ9が組み付けられ、電気モータ9は中空円筒状に形成されたロータ33とステータ35とから構成されている。ロータ33の中空穴にはラックシャフト3が同軸に挿通されるとともに、ロータ33の内周には前記ナット23が相対移動不能に嵌合されてロータ33と一体に回転するようになっている。ロータ33の外周には図略の永久磁石が複数個接着され、該永久磁石と対向して複数のコイルを備えたステータ35がハウジング2の内周に固定されている。ロータ33はステータ35の両側にそれぞれ配置されたベアリング37,39によって回転可能にチューブヨークハウジング17に支承されている。ステータ35のコイルに通電がされると、発生する磁束が前記永久磁石に作用して、ロータ33がナット23とともに回転してラックシャフト3に軸線方向のアシスト力を付与するようになっている。また、チューブヨークハウジング17のラックハウジング16側の内周には回転角検出センサ31が設けられロータ33の回転位置等を検出できるようになっている。
An electric motor 9 is assembled in the
また、電気モータ9は、図1に示すように、制御回路41に電気的接続されており、制御回路41はステアリングホイール4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43とロータ33の回転角を検出する回転角検出センサ31とに電気的に接続されている。トルクセンサ43はステアリングシャフト45を構成する操作軸45aと作動軸45bとの間に配設され、操作軸45aと作動軸45bとの相対角変位に基づいて操舵トルクを検出するよう構成されている。この制御回路41はトルクセンサ43と回転角検出センサ31の検出結果に応じて、補助トルク(アシスト力)を働かせるべき方向及び大きさを電気モータ9に生じさせるようになっている。
Further, as shown in FIG. 1, the electric motor 9 is electrically connected to the
上記のように構成された電気式動力舵取装置1の動作について以下説明する。ステアリングホイール4を操舵すると、操舵トルクがステアリングシャフト45を介して入力軸7に伝達される。操舵トルクはピニオン13とラック歯11とによるラックアンドピニオン機構によって、ラックシャフト3を軸方向に移動させる操舵力に変換される。
The operation of the electric power steering apparatus 1 configured as described above will be described below. When the steering wheel 4 is steered, steering torque is transmitted to the
このとき、トルクセンサ43が上記操舵トルクを検出し、回転角検出センサ31が電気モータ9のロータ33の回転位置等を検出し、これらの操舵トルク及び電気モータ9のロータ33の回転位置等に基づいて制御回路41が補助トルクを電気モータ9に発生させる。この補助トルクはボールねじ機構5によってラックシャフト3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4の操舵力が軽減される。
At this time, the
また、このとき電気モータ9によってロータ33とともにナット23がラックシャフト3に対し回転するボールねじ機構5では、各ボール19がそれぞれ負荷を受けつつ転動し、ボール転動溝21,25とコマ部材27の移動溝29とで構成されるそれぞれの循環軌道を無限循環する。また、各ボール19は上述のように予圧が与えられ、循環軌道内を遊動することなくかつ2点接触で滑らかに転動する。また、上述のように、各ボール19がボール転動溝21,25に対する当たりは等しく、予圧も均一に与えられているので、ボールねじ機構5としての寿命を長く維持することができる。
Further, at this time, in the
なお、本実施形態では、ナット23の中央部分において隣接するボール転動溝25の中心間距離が、ねじ軸のボール転動溝のピッチPよりΔだけ長く形成されるものとしたが、これに限定されるものではなく、Δだけ短く形成してもよく、また例えば3ピッチ分に対応する前記中心間距離についてΔだけ長くしてもよい。
In this embodiment, the distance between the centers of the adjacent
また、本実施形態では、ボールねじ機構について、いわゆるコマ方式の複数の無限循環路を形成するものとしたが、これに限定されるものではなく例えばナットのねじ溝の始端と終端をナットの外側に沿わせたチューブで連結してボールの循環路を形成したリターンチューブ方式やナットの軸方向両端部に取付けられた各エンドキャップのボール案内溝をナットの軸方向に沿って設けられたボール戻り通路で連通したエンドキャップ方式のボールねじ機構であってもよい。この場合は、ナットの中央部分のボール転動溝のリードは、1周分或いは数周分ねじ軸のボール転動溝のリードよりも長く或いは短く形成し、かつ前記ナットの両端部分のボール転動溝のリードと前記ねじ軸のボール転動溝のリードとは等しく形成する。そのため、ナットとねじ軸とを螺合させた場合、ナットの中央部分で前記のように長く或いは短くされたことによって、ねじ軸のボール転動溝に対して、ナットのボール転動溝が、ナットの両端部に向かって或いはナットの中央部分に向かって軸線方向にずれを生じることとなる。これによって、上記と同様に予圧が与えられてボールが遊動することなくかつ2点接触で滑らかに転動する。また、同様に各ボールに対して均一な予圧が与えられる。 In this embodiment, the ball screw mechanism is formed with a plurality of so-called coma-type infinite circulation paths, but the present invention is not limited to this. For example, the start and end of the thread groove of the nut are arranged outside the nut. A return tube system in which a ball circulation path is formed by connecting with a tube along the axis, and a ball return groove provided along the axial direction of the nut with the ball guide groove of each end cap attached to both ends of the nut in the axial direction. An end cap type ball screw mechanism communicating with a passage may be used. In this case, the lead of the ball rolling groove in the central portion of the nut is formed longer or shorter than the lead of the ball rolling groove of the screw shaft for one or several turns, and the ball rolling groove at both end portions of the nut is formed. The lead of the moving groove and the lead of the ball rolling groove of the screw shaft are formed equally. Therefore, when the nut and the screw shaft are screwed together, the ball rolling groove of the nut with respect to the ball rolling groove of the screw shaft is shortened or shortened as described above at the central portion of the nut. A shift occurs in the axial direction toward both ends of the nut or toward the central portion of the nut. As a result, a preload is applied in the same manner as described above, and the ball rolls smoothly without contact and with two-point contact. Similarly, a uniform preload is applied to each ball.
次に、本発明に係るボールねじ装置及び電気式動力舵取装置の第2の実施形態を以下に説明する。この実施形態の電気式動力舵取装置は、図6に示すように、ボールねじ機構のナット63が、切削又は研削加工によりロータ68の内側の一端部に、ロータ68と一体に形成されている。その他の構成は第1の実施形態と同様である。
Next, a ball screw device and an electric power steering device according to a second embodiment of the present invention will be described below. In the electric power steering apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 6, the
上記構成の電気式動力舵取装置によると、ボールねじ装置のナット63がロータ68に一体に形成されているので、部品点数の減少によって生産コストの削減を図ることができ、ラックシャフト3へのアシスト機構の精度を向上することができる。
According to the electric power steering apparatus having the above configuration, since the
次に、本発明に係るボールねじ装置及び電気式動力舵取装置の第3の実施形態を以下に説明する。本実施形態の電気式動力舵取装置は、図7に示すように、ハウジング2の内のステータ35の両側に配置され、ロータ73を支承するベアリング77において、ベアリング77の内輪77aがロータ73と一体に形成されている。その他の構成は第1の実施形態と同様である。
Next, a third embodiment of the ball screw device and the electric power steering apparatus according to the present invention will be described below. As shown in FIG. 7, the electric power steering apparatus according to the present embodiment is disposed on both sides of the
上記構成の電気式動力舵取装置によると、ベアリング77の内輪77aがロータ73に一体に形成されているので、部品点数の減少による生産コストの削減ができ、ロータの回転精度を向上させることができる。
According to the electric power steering apparatus having the above configuration, since the
1…電気式動力舵取装置、2…ハウジング、3…ラックシャフト、5…ボールねじ機構、15…ねじ軸、19…ボール、21…ボール転動溝、23…ナット、25…ボール転動溝、33…ロータ、37…ベアリング、39…ベアリング、63…ナット、68…ロータ、73…ロータ、77…ベアリング、77a…内輪、D1,D2…ボール転動溝の中心間距離。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 2 ... Housing, 3 ... Rack shaft, 5 ... Ball screw mechanism, 15 ... Screw shaft, 19 ... Ball, 21 ... Ball rolling groove, 23 ... Nut, 25 ... Ball rolling groove , 33 ... rotor, 37 ... bearing, 39 ... bearing, 63 ... nut, 68 ... rotor, 73 ... rotor, 77 ... bearing, 77a ... inner ring, D1, D2 ... distance between centers of ball rolling grooves.
Claims (5)
前記ナットの左右両側にそれぞれ少なくとも2巻き以上のボール転動溝を形成し、左右両側のボール転動溝のうち内側で隣接する1巻き目のボール転動溝同士の中心間の距離が、ねじ軸のボール転動溝のピッチの整数倍よりも大きく或いは小さく形成され、かつ前記左右両側にそれぞれ設けられた少なくとも2巻き以上のボール転動溝の中心間の距離がねじ軸のボール転動溝のピッチの整数倍と等しく形成され、前記ナットの左右両側のボール転動溝と前記ねじ軸のボール転動溝との間で前記ボールに予圧が付与されることを特徴とするボールねじ装置。 A screw shaft having a spiral ball rolling groove on the outer peripheral surface, a nut having a plurality of spiral ball rolling grooves on the inner peripheral surface, the ball rolling groove of the screw shaft, and each ball rolling of the nut Provided with a plurality of balls respectively arranged in a track formed so as to oppose the grooves, and connected to the start and end points of each ball rolling groove of the nut, and a plurality of infinitely circulating the balls in an endlessly circular manner In the ball screw as the circulation path,
At least two or more turns of the ball rolling groove are formed on each of the left and right sides of the nut, and the distance between the centers of the first rolling ball grooves adjacent on the inside of the ball rolling grooves on the left and right sides is a screw. The distance between the centers of at least two or more turns of the ball rolling groove formed on both the left and right sides is greater than or less than an integral multiple of the pitch of the ball rolling groove of the shaft. The ball screw device is formed to be equal to an integral multiple of the pitch of the nut, and a preload is applied to the ball between the ball rolling grooves on the left and right sides of the nut and the ball rolling grooves of the screw shaft.
前記ナットの中央部分のボール転動溝のリードは、1周分或いは複数周分前記ねじ軸のボール転動溝のリードよりも長く或いは短く形成され、かつ前記ナットの両端部分のボール転動溝のリードと前記ねじ軸のボール転動溝のリードとは等しく形成され、前記ナットの両端部分のボール転動溝と前記ねじ軸のボール転動溝との間で前記ボールに予圧が付与されることを特徴とするボールねじ装置。 A screw shaft having a spiral ball rolling groove on the outer peripheral surface, a nut having a spiral ball rolling groove on the inner peripheral surface, the ball rolling groove of the screw shaft, and the ball rolling groove of the nut A ball screw having a plurality of balls arranged in a track formed opposite to each other,
The lead of the ball rolling groove in the central portion of the nut is formed longer or shorter than the lead of the ball rolling groove of the screw shaft for one or more rounds, and the ball rolling groove in both end portions of the nut And the ball rolling groove lead of the screw shaft are equally formed, and a preload is applied to the ball between the ball rolling groove at both end portions of the nut and the ball rolling groove of the screw shaft. A ball screw device characterized by that.
前記ボールねじ装置のねじ軸及びナットは請求項1又は2記載のボールねじ装置のねじ軸及びナットであることを特徴とする電気式動力舵取装置。 A rotor of an electric motor formed in a hollow cylindrical shape, a spiral ball rolling groove formed on the inner peripheral surface, a nut provided concentrically on the inner wall of the hollow hole of the rotor, and a part of the outer peripheral surface A ball screw device comprising: a rack shaft provided with a screw shaft formed with a spiral ball rolling groove; and the nut, the rack shaft, and a plurality of balls for screwing the nut and the rack shaft together. An electric power steering apparatus comprising a housing having a stator of the electric motor and rotatably supporting the rotor;
The screw shaft and nut of the ball screw device according to claim 1 or 2, wherein the screw shaft and nut of the ball screw device are an electric power steering device.
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- 2005-03-11 JP JP2005069489A patent/JP2006250282A/en active Pending
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