JP2017214955A

JP2017214955A - ボールねじ装置およびステアリング装置

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Publication number: JP2017214955A
Application number: JP2016107442A
Authority: JP
Inventors: 琢也中山; Takuya Nakayama; 利浩朝倉; Toshihiro Asakura; 敬祐小川; Keisuke Ogawa
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2036-05-30
Also published as: EP3252344A1; US10030746B2; US20170343087A1; JP6759719B2; CN107444474A

Abstract

【課題】リテーナ溝の周方向における両側面の傾斜の角度を小さくしつつ、ボールを適切に保持できるリテーナを備えたボールねじ装置およびステアリング装置を提供する。
【解決手段】ボールねじ装置のピッチ円直径である直径Ａとラックシャフト１２の外径Ｂとの差は、ボールねじナット３１の内径Ｃと直径Ａとの差以上に設定されている。また、リテーナ５０の厚み方向における中心径Ｄは、直径Ａよりも小さく設定される。傾斜角度を小さくした場合であっても、リテーナ５０の内径を小さくしているので、リテーナ溝５１の傾斜面５１ａ，５１ｂの間の径方向内側における隙間は、ボール３２の直径よりも小さくなりやすい。このため、傾斜面５１ａ，５１ｂの傾斜角度をより小さく設定した場合であれ、ボール３２を適切に保持できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、ボールねじ装置およびステアリング装置に関する。

従来、ボールねじ装置によって、モータの回転トルクを、ラックシャフトを直線運動させる力に変換することにより、運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が知られている。

このようなボールねじ装置では、モータによって回転するボールねじナットを、ボールを介してラックシャフトと螺合させている。ボールねじナットの回転に伴って、ボールはボールねじナットとラックシャフトとの間でボールねじナットと同一方向に回転しながら転動する。ボールの転動に伴って隣り合うボール同士がぶつかると、隣り合うボールの間ですべり抵抗が発生することにより、ボールねじ装置の回転トルクが変動するおそれがある。このため、特許文献１に示すステアリング装置のボールねじ装置では、隣り合うボール同士の接触を規制するために、ボールを転動可能に保持するリテーナ溝を有した円筒状のリテーナ（保持器）が設けられている。リテーナ溝の周方向において対向する内側面は径方向外側に向かうにつれて互いに離れるように傾斜している。このため、ボールは、リテーナ溝の径方向外側へ向かう移動が許容される反面、リテーナ溝の径方向内側へ向かう移動が規制される。

特開２００９−２５７３６９号公報

ところで、リテーナ溝の加工を容易にするために、リテーナ溝の内側面の傾斜の角度を小さくしたい。しかし、リテーナ溝の内側面の傾斜の角度を小さくすると、ボールがリテーナに乗り上げにくくなり、リテーナ溝の内側面を加工する手間が減る反面、リテーナはボールを保持しにくくなる。リテーナ溝の内側面を加工する手間が減るのは、リテーナ溝の内側面の傾斜の角度が小さい分、その傾斜面の切削等の加工工程が少なくてすむためである。

本発明の目的は、リテーナ溝の周方向における両側面の傾斜の角度を小さくしつつ、ボールを適切に保持できるリテーナを備えたボールねじ装置およびステアリング装置を提供することにある。

上記目的を達成しうるボールねじ装置は、外周面にボール転動溝が螺旋状に設けられたボールねじ軸と、内周面にボール転動溝が螺旋状に設けられたボールねじナットと、前記ボールねじ軸のボール転動溝および前記ボールねじナットのボール転動溝の間に設けられた複数のボールと、前記ボールねじ軸と前記ボールねじナットとの間に配置されて、前記ボールを転動可能に保持し、径方向外側に向かうにつれて互いに離れる傾斜面を有する複数のリテーナ溝が設けられたリテーナと、を備えている。前記ボールねじ軸、前記ボールねじナット、および前記ボールを含むボールねじのピッチ円直径は、前記リテーナの径方向における厚みの中心位置の直径である中心径よりも大きく設定され、前記ボールねじのピッチ円直径から前記ボールねじ軸の外径を引いた差は、前記ボールねじナットの内径から前記ボールねじのピッチ円直径を引いた差以上に設定される。

この構成によれば、リテーナのリテーナ溝の周方向における傾斜面の傾斜角度が小さくなった場合であっても、ボールねじのピッチ円直径とボールねじ軸の外径との差が、ボールねじナットの内径とボールねじのピッチ円直径との差以上に設定されることにより、リテーナはボールを適切に保持することができる。これは、リテーナをよりボールねじ軸の中心軸へ向けて近付けることにより、２つの傾斜面の間の最短距離をボールの直径よりも小さくすることがより容易になるためである。

上記のボールねじ装置において、前記中心径は、前記ボールねじ軸の外径と前記ボールねじナットの内径との和の１／２の径以下に設定されることが好ましい。
この構成によれば、ボールねじ軸の径方向における、ボールねじ軸とボールねじナットとの間に設けられる空間において、リテーナはよりボールねじナットよりもボールねじ軸に近い位置に配置される。これにより、リテーナのリテーナ溝の周方向における傾斜面の傾斜角度が小さくなった場合であっても、２つの傾斜面の間の最短距離をボールの直径よりも小さくすることがより容易になる。

上記のボールねじ装置において、前記ボールねじナットには、前記ボールねじ軸に設けられたボール転動溝と前記ボールねじナットに設けられたボール転動溝との間の転動路の２箇所に開口して、当該２箇所の開口を短絡する循環路が設けられ、前記ボールの直径は、前記ボールねじ軸の中心軸から前記循環路の内面までの距離の最大値と、前記リテーナの外半径との差よりも大きく設定されることが好ましい。

この構成によれば、ボールが循環路を通っているときであっても、ボールはリテーナ溝から完全に脱落することが抑制されており、ボール同士がリテーナによって離間する。
上記のボールねじ装置は、ステアリング装置に好適である。

本発明のボールねじ装置およびステアリング装置によれば、そのリテーナは、リテーナ溝の周方向における両側面の傾斜の角度を小さくしつつ、ボールをさらに容易に保持できる。

一実施形態のステアリング装置の概略構成を示す構成図。一実施形態のステアリング装置について、アシスト機構の概略構造を示す断面図。リテーナの軸方向における断面を示す断面図。リテーナの軸方向において、リテーナがボールを保持する概略構造を示す断面図。リテーナの軸方向において、ラックシャフト、ボール、ボールねじナット、およびリテーナの各構成要素の寸法関係を示す模式図。リテーナの軸方向において、循環路の近傍における、リテーナがボールを保持する概略構造を示す断面図。

以下、ステアリング装置の一実施形態にかかるＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）について説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は運転者のステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪１５を転舵させる操舵機構２、および運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構３を備えている。

操舵機構２は、ステアリングホイール１０およびステアリングホイール１０と一体回転するステアリングシャフト１１を備えている。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａと、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂと、インターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃとを有している。ピニオンシャフト１１ｃの下端部はラックアンドピニオン機構１３を介してボールねじ軸であるラックシャフト１２に連結されている。ピニオンシャフト１１ｃの下端部（ピニオン歯）は、ラックシャフト１２（ラック歯）に噛み合わされている。したがって、ステアリングシャフト１１の回転運動は、ピニオンシャフト１１ｃの先端に設けられたピニオン歯とラックシャフト１２に設けられたラック歯からなるラックアンドピニオン機構１３を介して、ラックシャフト１２の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動は、ラックシャフト１２の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１４を介して左右の転舵輪１５にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１５の転舵角が変更される。

アシスト機構３は、ラックシャフト１２の周囲に設けられている。アシスト機構３は、アシスト力の発生源であるモータ２０と、ラックシャフト１２の周囲に一体的に取り付けられたボールねじ装置３０と、モータ２０の回転軸２１の回転力をボールねじ装置３０に伝達する減速機４０からなる。アシスト機構３は、モータ２０の回転軸２１の回転力を、減速機４０およびボールねじ装置３０を介してラックシャフト１２の軸方向の力に変換することにより、運転者のステアリング操作を補助する。

ボールねじ装置３０、減速機４０、ピニオンシャフト１１ｃ、およびラックシャフト１２は、ラックハウジング１６により覆われている。ラックハウジング１６は、アシスト機構３の付近でラックシャフト１２の軸方向に分割された第１ラックハウジング１６ａおよび第２ラックハウジング１６ｂからなり、それらが互いに連結されることにより構成されている。ラックハウジング１６は、ラックシャフト１２の延びる方向に対して交わる方向（図１中の下方）へ突出して設けられる減速機ハウジング１７を有している。減速機ハウジング１７の内部には、減速機４０の一部が収容される。減速機ハウジング１７の壁面には、貫通孔２３が設けられている。モータ２０の回転軸２１は、減速機ハウジング１７に設けられた貫通孔２３を通じて減速機ハウジング１７の内部に延びている。回転軸２１はラックシャフト１２に対して平行となるように、モータ２０はボルト２２により減速機ハウジング１７に固定されている。

つぎに、アシスト機構３について詳細に説明する。
図２に示すように、ボールねじ装置３０は、ラックシャフト１２に複数のボール３２を介して螺合する円筒状のボールねじナット３１を備えている。また、減速機４０は、モータ２０の回転軸２１に一体的に取り付けられた駆動プーリ４１と、ボールねじナット３１の外周に一体的に取り付けられた従動プーリ４２と、駆動プーリ４１と従動プーリ４２との間に巻き掛けられるベルト４３とを備えている。ボールねじナット３１の第１の端部（図２中のボールねじナット３１の右端）の外周面には、周方向全域にわたってフランジ部３１ａが設けられている。従動プーリ４２の端部における内周にねじ込まれた円筒状のロックスクリュー３４および従動プーリ４２の内周に設けられた段差部分との間にフランジ部３１ａが挟み込まれることにより、ボールねじナット３１は従動プーリ４２と一体回転可能に取り付けられている。また、従動プーリ４２の外周面には、従動プーリ４２およびボールねじナット３１をラックハウジング１６の内周面に対して回転可能に支持する軸受３５が設けられている。また、ベルト４３は、たとえば心線を含むゴム製の歯付ベルト（はす歯ベルト）が採用される。

ラックシャフト１２の外周面には、螺旋状のねじ溝１２ａが設けられている。ボールねじナット３１の内周面には、ラックシャフト１２のねじ溝１２ａに対応する螺旋状のねじ溝３３が設けられている。ボールねじナット３１のねじ溝３３とラックシャフト１２のねじ溝１２ａとにより囲まれる螺旋状の空間は、ボール３２が転動する転動路Ｒとして機能する。また、ボールねじナット３１には、転動路Ｒの２箇所に開口して、当該２箇所の開口を短絡する循環路Ｒｃが設けられている。したがって、ボール３２はボールねじナット３１内の循環路Ｒｃを介して転動路Ｒ内を無限循環することができる。循環路Ｒｃとしては、たとえば各列循環のデフレクタ方式が採用される。

なお、軸受３５はラックハウジング１６に対して軸方向に移動可能に支持されている。軸受３５の外輪の軸方向両側には、断面Ｌ字形状の環状のプレート３６が設けられ、そのプレート３６と軸受３５の外輪との間には皿ばね３７が設けられている。軸受３５の内輪は、従動プーリ４２の外周面に設けられたフランジ部４２ａの軸方向における段差部分、および従動プーリ４２の端部における外周にねじ込まれた環状の固定部材３８によって挟み込まれている。従動プーリ４２の端部における外周に嵌め込まれた止め輪３９により、固定部材３８は従動プーリ４２に対して軸方向に移動することが規制される。

このような構成からなるアシスト機構３では、モータ２０の回転軸２１が回転すると、回転軸２１と一体となって駆動プーリ４１が回転する。駆動プーリ４１の回転は、ベルト４３を介して従動プーリ４２に伝達されて、これにより従動プーリ４２は回転する。このため、従動プーリ４２と一体的に取り付けられたボールねじナット３１も一体回転する。ボールねじナット３１はラックシャフト１２に対して相対回転するため、ボールねじナット３１とラックシャフト１２との間に介在される複数のボール３２は双方から負荷を受けて転動路Ｒ内を無限循環する。ボール３２が転動路Ｒ内を転動することにより、ボールねじナット３１に付与された回転トルクがラックシャフト１２の軸方向に付与される力に変換される。このため、ラックシャフト１２はボールねじナット３１に対して軸方向に移動する。このラックシャフト１２に付与される軸方向の力がアシスト力となり、運転者のステアリング操作を補助する。

また、ラックシャフト１２とボールねじナット３１との間には、概略円筒状のリテーナ５０が設けられている。リテーナ５０は、ボール３２を転動可能に保持する複数のリテーナ溝５１を有する。リテーナ溝５１は、ラックシャフト１２の軸線に対して一定角度だけ傾いて延びる長穴形状を有している。複数のリテーナ溝５１は、リテーナ５０の周方向に等間隔に設けられている。リテーナ５０の周方向において隣り合うリテーナ溝５１の間の部分であって、これらリテーナ溝５１を円周方向に隔離する隔離部５２の幅寸法は、ボール３２の直径よりも十分小さい。リテーナ溝５１は、ラックシャフト１２のねじ溝１２ａおよびボールねじナット３１のねじ溝３３と直角をなしている。言い換えれば、リテーナ溝５１は、ラックシャフト１２の軸線に対してねじ溝１２ａおよびねじ溝３３のリード角だけ傾斜し、ねじ溝１２ａおよびねじ溝３３に対して直角に設けられている。

リテーナ５０の第１の端部（図２中の右端）には、フランジ部５０ａが設けられている。ボールねじナット３１の内面には、フランジ部５０ａを収容する収容部３１ｂが設けられている。ラックシャフト１２の軸方向において、収容部３１ｂの長さは、フランジ部５０ａの長さ（厚み）よりもわずかに長い。また、収容部３１ｂの内径は、フランジ部５０ａの外径よりもわずかに大きい。フランジ部５０ａが収容部３１ｂに収容された状態で、ロックスクリュー３４がボールねじナット３１（フランジ部３１ａ）の右端面に当接する位置まで締め付けられることにより、リテーナ５０の軸方向における移動が規制される。なお、フランジ部５０ａとボールねじナット３１との間、およびフランジ部５０ａとロックスクリュー３４との間の少なくとも一方には、ラックシャフト１２の軸方向においてわずかに隙間が形成される。また、フランジ部５０ａの外周面と収容部３１ｂの内周面との間には、径方向において、隙間が形成される。このため、フランジ部５０ａは、ボールねじナット３１およびロックスクリュー３４に対して相対的に回転する。

また、図３に示すように、リテーナ溝５１において、リテーナ５０の周方向において互いに対向する内側面には、傾斜面５１ａ，５１ｂが設けられている。傾斜面５１ａ，５１ｂは、リテーナ５０の径方向外側に向かうにつれて互いに離れるように傾斜している。リテーナ５０の軸方向から見て、傾斜面５１ａ，５１ｂは、それぞれリテーナ５０の軸線と直交する方向に延びる直線Ｌ１に対して、傾斜角度θをなしている。傾斜面５１ａ，５１ｂの傾斜角度θは、リテーナ溝５１の周方向における幅が、リテーナ５０の内周ではボール３２の直径よりも小さく、リテーナ５０の外周ではボール３２の直径よりも大きくなるように設定されている。このため、ボール３２は、リテーナ溝５１の径方向外側へ向かう移動は許容される反面、リテーナ溝５１の径方向内側へ向かう移動は規制される。リテーナ溝５１の傾斜面５１ａ，５１ｂがボール３２に当接することにより、リテーナ５０の径方向の移動が規制される。図４に示すように、リテーナ５０がボール３２によって支持されることにより、リテーナ５０がラックシャフト１２の外周面およびボールねじナット３１の内周面に接触することが抑制される。

図５に示されるように、ボールねじ装置３０（ラックシャフト１２、ボールねじナット３１、およびボール３２を含むボールねじ）のピッチ円直径ＰＣＤ（Pitch Circle Diameter）は、直径Ａである。直径Ａは、ラックシャフト１２のねじ溝１２ａの谷径とボールねじナット３１のねじ溝３３の谷径との和の約１／２である。すなわち、直径Ａは、ラックシャフト１２の中心軸から、ボール３２の中心までの距離の２倍に等しい。

ラックシャフト１２の外径Ｂ（正確には、ラックシャフト１２のねじ山の外径）は、直径Ａよりも小さい。
ボールねじナット３１の内径Ｃ（正確には、ボールねじナット３１のねじ山の内径）は、直径Ａおよび外径Ｂよりも大きく設定される。

ボールねじ装置３０のピッチ円直径である直径Ａとラックシャフト１２の外径Ｂとの差は、ボールねじナット３１の内径Ｃと直径Ａとの差以上に設定されている（Ａ−Ｂ≧Ｃ−Ａ）。また、リテーナ５０の径方向（厚み方向）における中心径Ｄは、直径Ａよりも小さく設定される（Ｄ＜Ａ）。中心径Ｄは、ラックシャフト１２の中心軸から、リテーナ５０の厚み方向の中心位置までの距離の２倍である。中心径Ｄは、外径Ｂよりも大きく、内径Ｃよりも小さく設定される。また、中心径Ｄは、外径Ｂおよび内径Ｃの和の１／２以下に設定されることが好ましい（Ｄ≦（Ｂ＋Ｃ）／２）。これは、リテーナ５０の内周面はラックシャフト１２の外周面へより近付いていることが好ましいためである。理由は後述する。たとえば、リテーナ５０の内周面をよりラックシャフト１２の外周面へ近付けるために、ラックシャフト１２に接触しない程度にリテーナ５０の直径（内径）を小さくする。また、ラックシャフト１２の外周面に設けられたねじ山をわずかに取り除くことにより、さらにリテーナ５０をラックシャフト１２に近付けるようにしてもよい。

また、図５中の上下方向に延びるボール３２の接線Ｌ２よりも、ボール３２側に隔離部５２の端部５３（隔離部５２の小径側の開口の縁を含んだ部分）は位置している。言い換えると、端部５３は、隔離部５２において、ボール３２の直径よりもリテーナ溝５１の周方向における幅が小さい、内周側の部分のことである。リテーナ５０が図５中の下方向（および上方向）に移動したとき、端部５３はボール３２に接触する。

図６に示すように、循環路Ｒｃの近傍においても、リテーナ５０はボール３２を周方向に隔離している。ボール３２の直径は、直径ＡＡである。ボールねじナット３１における循環路Ｒｃの内面の内半径のうち、最大の部分の内半径は、内半径ＢＢである。言い換えると、内半径ＢＢは、ラックシャフト１２の中心軸から循環路Ｒｃの内面までの距離の最大値である。リテーナ５０の外半径は、外半径ＣＣである。

これらの直径ＡＡ、内半径ＢＢ、および外半径ＣＣは、直径ＡＡが内半径ＢＢと外半径ＣＣとの差よりも大きいという関係を有している（ＡＡ＞ＢＢ−ＣＣ）。これにより、ボール３２が循環路Ｒｃを通っているとき、デフレクタの内部でラックシャフト１２のねじ山を乗り越えたとしても、ボール３２はリテーナ５０のリテーナ溝５１から脱落することが抑制されるため、リテーナ５０はボール３２を保持し続けることができる。また、ボール３２が循環路Ｒｃを通っているときであっても、隔離部５２によって、隣り合うボール３２同士が接触することが規制される。

本実施形態の作用および効果を説明する。
図５には、２点鎖線で示される第１の比較例のリテーナと、１点鎖線で示される第２の比較例のリテーナと、実線で示される本実施形態のリテーナとが、説明を容易にするために傾斜角度や寸法等を極端にした状態で図示されている。なお、説明を簡単にするために、傾斜面５１ａ，５１ｂの一方だけを図示しており、他方は直線Ｌ１を基準として対称的な形状を有している。

２点鎖線で示されるリテーナの傾斜角度（たとえば傾斜角度θ＋α）よりも、１点鎖線で示される比較例のリテーナの傾斜角度は小さい（たとえば傾斜角度θ）。このため、１点鎖線で示されるリテーナは、２点鎖線で示されるリテーナよりも傾斜面５１ａ，５１ｂの加工が容易である分、リテーナ溝５１の加工が容易になる。これは、たとえば傾斜角度が大きいほど、リテーナ溝５１の加工の際に傾斜面の削る量が多くなるためである。しかし、単に傾斜面５１ａ，５１ｂの傾斜角度θを小さくすると、具体的には傾斜面５１ａ，５１ｂの傾斜角度θ＋αより角度αだけ小さい傾斜角度θにすると、リテーナ５０のリテーナ溝５１はボール３２を保持することが困難になる。すなわち、１点鎖線で示される比較例のリテーナでは、その傾斜面５１ａ，５１ｂにおける径方向内側の部分の、周方向における間隔（隙間）がボール３２の直径よりも大きくなるおそれがある。この場合、ボール３２は、リテーナ５０のリテーナ溝５１から脱落するおそれがあり、リテーナ５０はボール３２を保持できないおそれがある。

この点、本実施形態では、実線に示すように、傾斜面５１ａ，５１ｂは傾斜角度θであるにも関わらず、リテーナ５０の内径（外径）を小さくしているので、傾斜面５１ａ，５１ｂの径方向内側の部分の、周方向における間隔をボール３２の直径よりも小さくできる。このため、ボール３２がリテーナ５０のリテーナ溝５１から脱落することが抑制され、リテーナ５０はボール３２を保持することができる。

ところで、傾斜面５１ａ，５１ｂの傾斜する角度を小さくするほど、傾斜面５１ａ，５１ｂがボール３２の転動方向に対してより垂直に近い形状になるため、ボール３２のリテーナ５０への乗り上げが抑制される。すなわち、リテーナ溝５１の傾斜面５１ａ，５１ｂが、ボール３２の転動方向に対して緩やかな傾斜面ではなくなるため、ボール３２が傾斜面５１ａ，５１ｂに沿って少しずつ乗り上げていくことが抑制される。

リテーナ溝５１の加工が容易になる点について説明する。たとえば板材を丸めてリテーナ５０を製作する場合、同板材を厚み方向に打ち抜いてから板材を丸めることにより、リテーナ５０にはリテーナ溝５１の概略形状を形成することができる。つぎに、リテーナ溝５１の内面を削ることにより、傾斜面５１ａ，５１ｂを加工する。本実施形態では、傾斜面５１ａ，５１ｂの傾斜角度がより小さく設定される分、リテーナ溝５１の内面を削る量が小さくなる（あるいは無くなる）ため、リテーナ溝５１の加工が容易になる。

なお、本実施形態は次のように変更してもよい。以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・本実施形態では、デフレクタ形式の循環路Ｒｃを有するボールねじ装置３０が採用されたが、これに限らない。たとえば、エンドデフレクタ形式の循環路Ｒｃを有するボールねじ装置であってもよい。また、非循環形式のボールねじ装置３０であってもよい。

・傾斜面５１ａ，５１ｂに所定の傾斜を付ける加工は、塑性加工を用いてもよい。
・本実施形態では、ラックシャフト１２に対して平行に配置された回転軸２１を有するモータ２０によってラックシャフト１２にアシスト力を付与するＥＰＳ１に具体化して示したが、これに限らず、モータ２０の回転運動をラックシャフト１２の軸方向の直線運動に変換するボールねじ装置３０を備えるステアリング装置であればよい。また、ステアリング操作に連動するラックシャフト１２の直線運動を、モータ２０の回転力を利用して補助する電動パワーステアリング装置を例に挙げたが、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）に適用してもよい。なお、ＳＢＷに具体化する場合には、前輪操舵装置としてだけでなく、後輪操舵装置あるいは４輪操舵装置（４ＷＳ）として具体化することもできる。すなわち、自身に付与される回転運動を直線運動に変換するボールねじ装置３０であればよい。

・各実施形態では、ボールねじ装置３０を備えるＥＰＳ１に設けた場合に具体化したが、これに限らない。たとえば、ボールねじ装置３０を工作機械に具体化してもよいし、ボールねじナットを回転させることにより、ボールねじ軸を直線移動させる可動部を有する機械に具体化してもよい。

１…ＥＰＳ、２…操舵機構、３…アシスト機構、１０…ステアリングホイール、１１…ステアリングシャフト、１１ａ…コラムシャフト、１１ｂ…インターミディエイトシャフト、１１ｃ…ピニオンシャフト、１１ｄ…収容孔、１２…ラックシャフト（ボールねじ軸）、１２ａ…ねじ溝、１３…ラックアンドピニオン機構、１４…タイロッド、１５…転舵輪、１６…ラックハウジング（ハウジング）、１６ａ…第１ラックハウジング、１６ｂ…第２ラックハウジング、１７…減速機ハウジング、２０…モータ、２１…回転軸、２２…ボルト、２３…貫通孔、３０…ボールねじ装置、３１…ボールねじナット、３２，３２ａ…ボール、３３…ねじ溝、３４…ロックスクリュー、３５…軸受、３６…プレート、３７…皿ばね、４０…減速機、４１…駆動プーリ、４２…従動プーリ、４２ａ…収容孔、４３…ベルト、５０…リテーナ、５１…リテーナ溝、５１ａ，５２ａ…傾斜面、５２…隔離部、６０…ねじ、θ，θ＋α…傾斜角度、α…角度、Ｒ…転動路、Ｒｃ…循環路。

Claims

外周面にボール転動溝が螺旋状に設けられたボールねじ軸と、
内周面にボール転動溝が螺旋状に設けられたボールねじナットと、
前記ボールねじ軸のボール転動溝および前記ボールねじナットのボール転動溝の間に設けられた複数のボールと、
前記ボールねじ軸と前記ボールねじナットとの間に配置されて、前記ボールを転動可能に保持し、径方向外側に向かうにつれて互いに離れる傾斜面を有する複数のリテーナ溝が設けられたリテーナと、を備え、
前記ボールねじ軸、前記ボールねじナット、および前記ボールを含むボールねじのピッチ円直径は、前記リテーナの径方向における厚みの中心位置の直径である中心径よりも大きく設定され、
前記ボールねじのピッチ円直径から前記ボールねじ軸の外径を引いた差は、前記ボールねじナットの内径から前記ボールねじのピッチ円直径を引いた差以上に設定されるボールねじ装置。
請求項１に記載のボールねじ装置において、
前記中心径は、前記ボールねじ軸の外径と前記ボールねじナットの内径との和の１／２の径以下に設定されるボールねじ装置。
請求項１または２に記載のボールねじ装置において、
前記ボールねじナットには、前記ボールねじ軸に設けられたボール転動溝と前記ボールねじナットに設けられたボール転動溝との間の転動路の２箇所に開口して、当該２箇所の開口を短絡する循環路が設けられ、
前記ボールの直径は、前記ボールねじ軸の中心軸から前記循環路の内面までの距離の最大値から、前記リテーナの外半径を引いた差よりも大きく設定されるボールねじ装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のボールねじ装置を備えるステアリング装置。