JP2017215006A - ボールねじ装置、ボールねじ装置を用いたステアリング装置及びボールねじ装置のリテーナの製造方法 - Google Patents

ボールねじ装置、ボールねじ装置を用いたステアリング装置及びボールねじ装置のリテーナの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ボールねじ軸とボールナットとの間に配置される鍔部を有した低コストなリテーナを備えるボールねじ装置、ボールねじ装置を用いたステアリング装置、及びボールねじ装置のリテーナの製造方法を提供する。【解決手段】ボールねじ装置４０は、ボールねじ軸２０と、ボールナット２１と、転動ボール２４と、リテーナ２７と、を備える。そして、リテーナ溝２６の両側面２６ａ、２６ｂは、転動ボール２４の径方向外方への移動を許容し且つ径方向内方への移動を規制するように形成され、リテーナ２７の軸方向におけるリテーナ溝２６の両端に溶接継手２７ｃ１、２７ｃ２を備える。【選択図】図５Ｂ

Description

本発明は、ボールねじ装置、ボールねじ装置を用いたステアリング装置及びボールねじ装置のリテーナの製造方法に関する。
従来、特許文献１−３に記載されるように、ボールねじ軸とボールナットとの間に、保持器（リテーナ）を配置したボールねじ装置が知られている。リテーナは、円筒部に転動ボールを転動可能に保持する複数の長孔（リテーナ溝）を備える。この複数のリテーナ溝は円筒部の周方向に壁部を介した状態で形成され、ボールがリテーナ溝に保持される。これにより、各リテーナ溝には、軌道内で隣り合うボールが壁部の幅分だけ確実に離間して保持されるため、隣り合う転動ボール同士が互いに接触することがなくなり、すべり抵抗による回転トルク増加を解消できるとされている。
特許第５１２００４０号公報 実公平２−５１４５号公報 特開平６−２８８４５８号公報
上記従来技術では、リテーナを安価に製作するため、薄板の金属プレート素材を打ち抜き、打ち抜いた素材に対しフォーミング加工等の曲げ加工を行なって円筒状に丸め、丸めた際の端部同士を溶接等により接合して形成する場合が多い。しかしながら、このような製作方法で、リテーナを形成すると、溶接時における熱の影響によってリテーナの溶接部周辺温度が局所的に上昇し、リテーナの円筒部に形成されるリテーナ溝が歪み、所望の形状を維持できなくなる虞がある。特に、特許文献１のように、リテーナ溝が、リテーナの径方向外方へのボールの移動を許容し、且つリテーナの径方向内方へのボールの移動を規制するよう、両側面形状が精度よく形成される場合、歪みが大きくなると、前述した機能を維持できなくなる。即ち、製造時におけるリテーナの歩留まりが低下し、高コスト化する虞がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ボールねじ軸とボールナットとの間に配置される鍔部を有した低コストなリテーナを備えるボールねじ装置、ボールねじ装置を用いたステアリング装置、及びボールねじ装置のリテーナの製造方法を提供することを目的とする。
（１．ボールねじ装置）
ボールねじ装置の発明は、外周面に外周ボール転動溝を螺旋状に形成したボールねじ軸と、内周面に内周ボール転動溝を螺旋状に形成したボールナットと、前記外周ボール転動溝と前記内周ボール転動溝との間に循環可能に配列された転動ボールと、前記ボールねじ軸の外周と前記ボールナットの内周との間に配置されると共に前記転動ボールを保持するリテーナ溝を有する円筒部を有するリテーナと、を備える。前記リテーナ溝の両側面は、前記リテーナの径方向外方への前記転動ボールの移動を許容し且つ前記リテーナの径方向内方への前記転動ボールの移動を規制するよう形成され、前記リテーナの軸方向における前記リテーナ溝の両端に溶接継手を備える。
このように、リテーナは、リテーナの軸方向におけるリテーナ溝の両端に溶接継手を備える。つまり、溶接継手は、例えば、リテーナの軸方向全長に亘って設けられるものではなく、リテーナ溝の両端の短い範囲内で形成される。このため、溶接継手同士を、例えば突き合わせ継手等によって接合する場合、長い突き合わせ継手同士の接合に対して短時間で接合できる。このため、リテーナの溶接部周辺の温度上昇を抑制できるので、溶接に伴うリテーナ溝の変形を良好に抑制できる。従って、製造時におけるリテーナの歩留まりは高くなり、リテーナ、延いてはリテーナが用いられるボールねじ装置の低コスト化が図れる。
（２．ステアリング装置）
ステアリング装置は、上記ボールねじ装置を備える。これにより、低コストなボールねじ装置によって製造された低コストなステアリング装置が提供できる。
（３．ボールねじ装置のリテーナの製造方法）
ボールねじ装置のリテーナの製造方法は、上記ボールねじ装置のリテーナの製造方法である。この製造方法は、平板を打ち抜き、板状部材に前記リテーナ溝に対応する素材溝、及び前記溶接継手に対応する素材開先を有する第一素材を形成する工程と、前記第一素材を丸めて曲げ、前記円筒部に対応する第一板状部位が前記円筒部と同一形状を有する第二素材を形成する工程と、前記第二素材の周方向端の前記素材開先同士を溶接により接合して前記リテーナを形成する工程と、を備える。これにより、上記ボールねじ装置と同様、リテーナ溝の歪みが小さく、低コストなリテーナを提供できる。
実施形態におけるボールねじ装置を備えるステアリング装置の全体を示す概略図である。 図１におけるボールねじ装置の構成を示す断面図である。 リテーナの軸線に垂直な平面でのリテーナの円筒部の断面図である。 リテーナと転動ボールとの当接状態を示す図である。 第一実施形態に係るリテーナを軸方向鍔側からみた図である。 図５Ａのリテーナを下方側からみた図である。 図５ＢのＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。 別の態様に係る図５Ａに対応する図である。 リテーナの製造方法のフローチャートである。 第一実施形態に係るリテーナの第一素材形状を示す図である。 第一実施形態に係るリテーナの第一素材の素材鍔部を屈曲させた図である。 第一実施形態に係るリテーナの第二素材を形成するための第一の型成形工程を説明する図である。 第一実施形態に係るリテーナの第二素材を形成するための第二の型成形工程を説明する図である。 第一実施形態に係るリテーナの第二素材を形成するための第三の型成形工程を説明する図である。 第一実施形態に係るリテーナの第二素材を形成するための第四の型成形工程を説明する図である。 第二実施形態に係るリテーナの図５Ａに対応する図である。 図１２Ａのリテーナを下方側からみた図である。 第三実施形態に係るリテーナの図５Ａに対応する図である。 図１３Ａのリテーナを下方側からみた図である。 リテーナの鍔部に設ける切り欠き部の別の態様を示す図であり、図５Ａに対応する図である。
＜１．第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るボールねじ装置が車両の電動パワーステアリング装置（ステアリング装置に相当）に適用された態様を例示する電動パワーステアリング装置の全体を示す図である。
電動パワーステアリング装置は、操舵補助力によって操舵力を補助するステアリング装置である。なお、本発明のボールねじ装置は、電動パワーステアリング装置の他に、４輪操舵装置、後輪操舵装置、ステアバイワイヤ装置など、ボールねじ装置の適用が可能な様々な装置に適用できる。
（１−１．ステアリング装置１０の構成）
電動パワーステアリング装置１０（以後、ステアリング装置１０とのみ称する）は、車両の転舵輪（図略）に連結される転舵シャフト２０を軸線方向Ｄ（図１の左右方向）に往復移動させることにより、転舵輪の向きを変える装置である。
図１に示すように、ステアリング装置１０は、ハウジング１１と、ステアリングホイール１２と、ステアリングシャフト１３と、トルク検出装置１４と、電動モータＭ（以後、モータＭと称す）と、転舵シャフト２０と、操舵補助機構３０と、ボールねじ装置４０とを備える。
ハウジング１１は、車両に固定される固定部材である。ハウジング１１は、筒状に形成され、転舵シャフト２０（ボールネジ軸に相当）を軸線方向Ｄに相対移動可能に挿通する。ハウジング１１は、第１ハウジング１１ａと、第１ハウジング１１ａのＤ軸方向一端側（図１中、左側）に固定された第２ハウジング１１ｂとを備える。
ステアリングホイール１２は、ステアリングシャフト１３の端部に固定され、車室内において回転可能に支持される。ステアリングシャフト１３は、運転者の操作によってステアリングホイール１２に加えられるトルクを転舵シャフト２０に伝達する。
ステアリングシャフト１３の転舵シャフト２０側の端部には、ラックアンドピニオン機構を構成するピニオン１３ａが形成される。トルク検出装置１４は、ステアリングシャフト１３の捩れ量に基づいて、ステアリングシャフト１３に加えられるトルクを検出する。
転舵シャフト２０は、軸線方向Ｄに延伸する。転舵シャフト２０は、軸線方向Ｄに沿って直線的に往復移動可能にハウジング１１に支持される。転舵シャフト２０には、ラック２２が形成される。ラック２２は、ステアリングシャフト１３のピニオン１３ａに噛合し、ピニオン１３ａとともにラックアンドピニオン機構を構成する。ラックアンドピニオン機構は、ステアリング装置１０の用途等に基づいて、ステアリングシャフト１３と転舵シャフト２０との間で伝達可能な最大軸力が設定される。
また、転舵シャフト２０には、ラック２２とは異なる位置にボールねじ部２３が形成される。ボールねじ部２３は、後述するボールナット２１とともにボールねじ装置４０を構成し、操舵補助機構３０により操舵補助力が伝達される。転舵シャフト２０の両端は、図略のタイロッドおよびナックルアーム等を介して左右の操舵車輪（図略）に連結され、転舵シャフト２０の軸動によって操舵車輪が左右方向に操舵される。
操舵補助機構３０は、モータＭを駆動源として転舵シャフト２０に操舵補助力を付与する機構である。操舵補助機構３０は、モータＭ、モータＭを駆動する制御部ＥＣＵ及び駆動力伝達機構３２を備える。モータＭ、及びモータＭを駆動するための制御部ＥＣＵは、ハウジング１１の第１ハウジング１１ａに固定されるケース３１に収容される。制御部ＥＣＵは、トルク検出装置１４の出力信号に基づいて、操舵補助トルクを決定し、モータＭの出力を制御する。
図２に示すように、駆動力伝達機構３２は、駆動プーリ３６、従動プーリ３４及び歯付きベルト３５を備える。駆動プーリ３６は、モータＭの出力軸３７に装着される。出力軸３７は、転舵シャフト２０の軸線と平行に配置される。従動プーリ３４は、ボールナット２１の外周側にボールナット２１と一体回転可能に配置される。従動プーリ３４の軸方向一端側（図２において左側）は、第２ハウジング１１ｂの内周面１１ｂ１に図略のボールベアリングを介して回転可能に支持される。歯付きベルト３５は、駆動プーリ３６と従動プーリ３４とに懸架される。駆動力伝達機構３２は、駆動プーリ３６と従動プーリ３４との間で、モータＭが発生させる回転駆動力を、歯付きベルト３５を介して伝達する。
（１−２. ボールねじ装置４０の構成）
図２に示すように、ボールねじ装置４０は、転舵シャフト２０（ボールねじ軸）のボールねじ部２３，ボールナット２１，複数の転動ボール２４，デフレクタ２５，リテーナ２７及び壁部材２９を備える。転舵シャフト２０のボールねじ部２３は、外周面に螺旋状に形成された外周ボール転動溝２０ａを備える。ボールねじ装置４０は、主に第２ハウジング１１ｂ内に収容される。
ボールナット２１は、ボールねじ部２３の外周側に配置される。ボールナット２１の内周面は、螺旋状に形成された内周ボール転動溝２１ａを備える。複数の転動ボール２４は、ボールねじ部２３の外周ボール転動溝２０ａとボールナット２１の内周ボール転動溝２１ａとの間で形成されるボール軌道内を転動し循環可能となるよう配列される。デフレクタ２５は、隣接する２つの各ボール転動溝２０ａ、２１ａ間で転動ボール２４を循環させるための部材であり、ボールナット２１の円周上に複数設けられる。
壁部材２９は、ボールナット２１の端面２１ｄに取付けられ、ボールナット２１の端面２１ｄと隙間を有して対向する端面２９ａを備える。このとき、端面２１ｄと端面２９ａとの間の隙間の大きさは、後述するリテーナ２７の鍔部２７ｂが挿入可能な大きさである。なお、壁部材２９は、ボールナット２１の端面２１ｄと隙間を有して対向する端面２９ａを備えていれば、どこに取付けてもよい。例えば、壁部材２９は、従動プーリ３４の端面に取付けてもよい。また、壁部材２９は、第２ハウジング１１ｂの一部に取付けてもよい。さらには、第２ハウジング１１ｂの一部によって形成してもよい。
（１−２−１．リテーナ２７）
リテーナ２７は、薄肉円筒状の円筒部２７ａと、円筒部２７ａの一端（図２においては左側）側の端面に備えるボールナット２１の端面２１ｄと当接可能な鍔部２７ｂと、突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２（溶接継手に相当する）と、を備える。円筒部２７ａは、ボールねじ軸２０の外周２０ｂとボールナット２１の内周２１ｂとの間に配置される。また、リテーナ２７は、円筒部２７ａの円周上に、複数の転動ボール２４を保持するための複数のリテーナ溝２６を備える。
複数のリテーナ溝２６は、図２に示すように、転舵シャフト２０（ボールねじ軸）の軸線方向Ｄに延在するよう長孔状で、且つ円筒部２７ａの円周上において等角度間隔（等ピッチ）で配置されるよう形成される。このとき、円筒部２７ａにおいて周方向に隣り合うリテーナ溝２６を周方向で隔離する隔離部２８は、その幅寸法が転動ボール２４の直径寸法より十分に小さくなっている。これにより、リテーナ２７の円筒部２７ａにボールねじ装置４０の負荷容量を満たすに十分な数の転動ボール２４を配列できる。
リテーナ溝２６は、ボールねじ軸２０及びボールナット２１の各ボール転動溝２０ａ、２１ａと直角をなすように、ボールねじ軸２０の軸線（リテーナ２７の軸線）に対して所定角度傾斜されている。換言すると、リテーナ溝２６は、各ボール転動溝２０ａ、２１ａのリード角だけ傾斜され、各ボール転動溝２０ａ、２１ａに対して直角に形成される。ただし、この態様には限らず、リテーナ溝２６は、ボールねじ軸２０の軸線と平行になるよう形成されてもよい。
図３のリテーナ２７の軸線に垂直な断面形状に示すように、リテーナ溝２６は、両側面が傾斜面で形成される。詳細には、両側面は、円筒部２７ａの径方向外方に向かうにつれて幅広となるようにそれぞれ所定角度θだけ傾斜した傾斜面２６ａ、２６ｂで形成される。すなわち、リテーナ溝２６の断面形状は、傾斜面２６ａ、２６ｂによってハの字形状となっている。また、図４に示すように、リテーナ溝２６の溝幅は、傾斜面２６ａ、２６ｂによって、リテーナ２７の内周では転動ボール２４の直径寸法Ｂより小さく、リテーナ２７の外周では転動ボール２４の直径寸法Ｂより大きくなるよう形成されている。つまり、リテーナ２７の内周の溝幅を溝幅Ａとし、リテーナ２７の外周の溝幅を溝幅Ｃとすると、Ａ＜Ｂ＜Ｃの関係を有する。
これにより、リテーナ２７は、リテーナ溝２６の傾斜面２６ａ、２６ｂ（両側面）によって、リテーナ２７の径方向外方への転動ボール２４の移動を許容し且つリテーナ２７の径方向内方への転動ボール２４の移動を規制する。その結果、図４に示すように、下方に位置するリテーナ溝２６の傾斜面２６ａ、２６ｂが、ボールねじ軸２０とボールナット２１との間を転動する転動ボール２４に当接することにより、リテーナ２７の径方向（図４において下方向）移動が規制され、リテーナ２７がボールねじ軸２０の外周２０ｂもしくはボールナット２１の内周２１ｂに接触するのを阻止する。
従って、ボールねじ軸２０の外周（面）２０ｂとボールナット２１の内周（面）２１ｂとの間の隙間が小さくても、リテーナ２７の半径方向移動によって、リテーナ２７とボールねじ軸２０もしくはボールナット２１とが接触して擦れ合うのを防止することができ、リテーナ２７とボールねじ軸２０もしくはボールナット２１との接触による摩擦の増加や、音の発生を抑制できる。このように、リテーナ溝２６は、転動ボール２４とリテーナ２７との相対位置を精度よく制御して保持する機能を備える。
図５Ａ、図５Ｂに示すように、鍔部２７ｂは、周方向において、一部に切り欠き部２７ｄを有して円環状に形成される。鍔部２７ｂは、図２に示すように壁部材２９の端面２９ａとボールナット２１の端面２１ｄとの間に配置されることにより、リテーナ２７の軸方向移動が規制される。
図５Ｂに示すように、複数のリテーナ溝２６のうち、一箇所のリテーナ溝２６の軸方向両端には、突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２（溶接継手）が形成される。突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２は、リテーナ２７の軸方向におけるリテーナ溝２６の両端の円筒部２７ａに設けられる。また、突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２は、リテーナ溝２６の中心軸線Ｃ１上に形成される。突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２は、円筒部２７ａ及び鍔部２７ｂの接合部位である。接合部位を上記部位に設ける設計により、寸法精度のよいリテーナ２７を低コストで製造できる。詳細な理由については後述する。
また、図６に示すように、リテーナ溝２６の両端の各突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２の各接合長さ（溶接長さ）Ｌ１，Ｌ２は等しい（Ｌ１＝Ｌ２）。なお、各突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２の長さと、各接合長さ（溶接長さ）とは、同一である。つまり、各接合長さは、各突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２の全長に亘る。
切り欠き部２７ｄは、鍔部２７ｂの周方向において突き合わせ継手２７ｃ１と同じ位置に設けられる（図５Ａ参照）。つまり、円筒部２７ａにおける鍔部２７ｂ側の突き合わせ継手２７ｃ１は、鍔部２７ｂに形成された切り欠き部２７ｄによって途切れ、円筒部２７ａのみに形成される。ただし、本実施形態では、突き合わせ継手２７ｃ１の長さを調節するため、切り欠き部２７ｄは、鍔部２７ｂだけでなく、円筒部２７ａにも一部形成されている（図５Ｂ参照）。
なお、本実施形態においては、鍔部２７ｂは突き合わせ継手を有さず、切り欠き部２７ｄのみ有すると説明した。しかし、この態様には限らない。別の態様として、鍔部２７ｂは、図７に示すように突き合わせ継手２７ｃ３及び切り欠き部２７ｄを同時に備えていてもよい。ただし、このとき、鍔部２７ｂの突き合わせ継手２７ｃ３の長さＬ３と、鍔部２７ｂ側の円筒部２７ａの突き合わせ継手２７ｃ１の長さＬ１との合計長さ（Ｌ１＋Ｌ３）が、円筒部２７ａにおける鍔部２７ｂがない側（鍔部２７ｂと反対側）の突き合わせ継手２７ｃ２の長さＬ２と等しくなるよう長さＬ１を短く設定することが好ましい。
（１−３．リテーナ２７の製造方法）
次に、リテーナ２７の製造方法について、図８のフローチャート、図９、図１０、及び図１３Ａ−図１３Ｄに基づき説明する。本発明に係るリテーナ２７の製造方法は、工程Ｓ１０−工程Ｓ３０を備える（図８参照）。
（１−３−１．工程Ｓ１０）
工程Ｓ１０は、図９に示すように、例えば、鉄系の材料で形成された薄板の平板を打ち抜き、板状部材の板厚方向に貫通する複数のリテーナ溝２６に対応する複数の素材溝２６Ａを有し、板状部材の両端（側面）に、突き合わせ継手２７ｃ１，２７ｃ２（溶接継手に相当）に対応する素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ２を有する第一素材２７Ａを形成する。なお、ここでいう素材開先とは、単に、溶接後の継手である突き合わせ継手２７ｃ１，２７ｃ２に対応する第一素材２７Ａにおける溶接前の継手の呼称である。
第一素材２７Ａは、リテーナ２７の円筒部２７ａに対応する素材円筒部２７ＡＡ（第一板状部位に相当）と、リテーナ２７の鍔部２７ｂに対応する素材鍔部２７ＢＢ（第二板状部位に相当）と、を備える。複数のリテーナ溝２６に対応する複数の素材溝２６Ａは、素材円筒部２７ＡＡに形成される。素材円筒部２７ＡＡは、第一素材２７Ａの折り曲げ線Ｆ（二点鎖線）より下方部分に形成される。
このとき、各素材溝２６Ａの両側面は、下記工程Ｓ２０において、第一素材２７Ａを丸め、円筒部２７ａと同一形状の円筒を形成した際に、各リテーナ溝２６の両側面（傾斜面２６ａ、２６ｂ）形状が得られるよう形成される。また、素材鍔部２７ＢＢは、第一素材２７Ａの折り曲げ線Ｆより上方部分に形成される。
つまり、工程Ｓ１０は、リテーナ２７の円筒部２７ａ、及び鍔部２７ｂをリテーナ２７の軸方向の一箇所で切断し、平面に展開した形状を有する第一素材２７Ａをプレス加工によって形成する。なお、本実施形態において、切断位置は、図５Ｂ、図９に示すように、リテーナ２７の軸方向におけるリテーナ溝２６（素材溝２６Ａ）の両端部であり、リテーナ溝２６（素材溝２６Ａ）の中心軸線Ｃ１上である。
これにより、切断された板状部材の両側面の断面が各突き合わせ継手２７ｃ１，２７ｃ１、２７ｃ２，２７ｃ２に対応する各素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ１、２７Ｃ２，２７Ｃ２を形成する。このようにして、各素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ１、２７Ｃ２，２７Ｃ２が形成されるので、一端側（図９において左側）の素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ２と、他端側（図９において右側）の素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ２とは相互に平行である。また、素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ１の長さＬ１と、素材開先２７Ｃ２，２７Ｃ２の長さＬ２とは等しい（Ｌ１＝Ｌ２）。
（１−３−２．工程Ｓ２０）
工程Ｓ２０は、まず、第一素材２７Ａの素材鍔部２７ＢＢ（第二板状部位）を折り曲げ線Ｆで屈曲させる（図１０参照）。このとき、素材鍔部２７ＢＢの両端面（図９において左右方向両端面）は、ともに工程Ｓ３０において円筒部２７ａが形成された際の円筒部２７ａの軸線と平行に形成される。
その後、工程Ｓ２０では、素材鍔部２７ＢＢが屈曲された第一素材２７Ａをフォーミング加工し、円筒部２７ａに対応する素材円筒部２７ＡＡと鍔部２７ｂに対応する素材鍔部２７ＢＢとが、それぞれ円筒部２７ａ及び鍔部２７ｂと同一形状となる第二素材２７Ｂを形成する。つまり、工程Ｓ２０は、円筒部２７ａに対応する素材円筒部２７ＡＡを円筒状に丸め、折り曲げ線Ｆで屈曲された素材鍔部２７ＢＢを鍔形状に形成する。
ここで、工程Ｓ２０において、第二素材２７Ｂを円筒形成型５１−５６によって形成する方法について具体的に説明する。第二素材２７Ｂは、図１１Ａ−図１１Ｄに示すように、円筒部２７ａの内径と同一径で外径が形成された円柱状の芯金５０（図１１Ａ参照）の外周面に素材鍔部２７ＢＢを屈曲させた第一素材２７Ａを巻きつけて形成する。このとき、屈曲させた素材鍔部２７ＢＢは、芯金５０の周りを取り囲む６つの円筒形成型５１−５６が第一素材２７Ａをそれぞれ丸めて屈曲させる際、各円筒形成型５１−５６内に形成された溝内に進入して各円筒形成型５１−５６に支持される。
はじめに、図１１Ａに示すように、芯金５０の上方に載置された、素材鍔部２７ＢＢが屈曲された第一素材２７Ａの上面から第一円筒形成型５１によって第一素材２７Ａを押さえる（第一の型成形工程）。次に、図１１Ｂに示すように、左右上方の第二，第三円筒形成型５２，５３を矢印方向に移動させ、円筒部２７ａの図１１Ｂにおける上側の半円形状を形成する（第二の型成形工程）。
次に、図１１Ｃに示すように、左右下方の二つの第四，第五円筒形成型５４，５５を矢印方向に移動させ、円筒部２７ａの下部の半円の概略形状を形成する（第三の型成形工程）。そして最後に、図１１Ｄに示すように、円筒部２７ａの周方向端の当接部に下方から第六円筒形成型５６を押付けて、第二素材２７Ｂを形成する（第四の型成形工程）。
このとき、第二素材２７Ｂでは、素材鍔部２７ＢＢの両端面の間に扇状の切り欠き部２７ｄが形成される。これは、円環状の鍔部２７ｂの外径部の周長が内径部の周長より大きいことによる。これにより、素材鍔部２７ＢＢの両端面は非接触状態となり両端面間は絶縁状態となる。
（１−３−３．工程Ｓ３０）
工程Ｓ３０は、第二素材２７Ｂの周方向端の素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ１同士、及び素材開先２７Ｃ２，２７Ｃ２同士を抵抗溶接により接合して図５Ａ、図５Ｂに示すリテーナ２７を形成する。なお、抵抗溶接とは、面同士が当接する部材の継手間に電流を流し、各継手間が有する電気抵抗の大きさに基づき熱を各継手間に発生させ、これによって、継手間を昇温させて溶融させ溶接を行なう公知の技術である。よって詳細な説明については省略する。
工程Ｓ３０において、素材鍔部２７ＢＢの両端面は、前述したように、切り欠き部２７ｄを介して絶縁状態で対向している。また、素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ１の長さＬ１と、素材開先２７Ｃ２，２７Ｃ２の長さＬ２とは等しい。従って、素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ１の間、及び素材開先２７Ｃ２，２７Ｃ２の間に電流を流した場合における各素材開先間の電気抵抗は同一となる。
これにより、素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ１の間、及び素材開先２７Ｃ２，２７Ｃ２の間では、電流を流した際、温度が同様の昇温特性で昇温するとともに、同様の溶融状態が得られる。従って、素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ１及び素材開先２７Ｃ２，２７Ｃ２は、溶接前の接触状態と同じ状態を維持して接合できる。このため、完成後のリテーナ２７に歪みは生じにくい。
また、素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ１、及び素材開先２７Ｃ２，２７Ｃ２は、リテーナ２７の軸線方向におけるリテーナ溝２６（素材溝２６Ａ）の両端部であり、リテーナ溝２６（素材溝２６Ａ）の中心軸線上に形成される。このため、その長さは十分短い。従って、素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ１の間、及び素材開先２７Ｃ２，２７Ｃ２の間の電気抵抗は高くなり、所望の温度に短時間で到達可能である。これによって、各継手間の温度が長時間に亘って緩やかに昇温し、リテーナ２７全体を昇温させてしまうことが抑制できるので、熱によるリテーナ２７及びリテーナ溝２６（素材溝２６Ａ）の変形を防止できる。これらにより、歩留まりが向上し低コストで製作できる。
（１−４．ステアリング装置１０の動作）
次に、上記のように構成されたステアリング装置１０の動作について説明する。ステアリングホイール１２を操舵すると、操舵トルクがステアリングシャフト１３に伝達され、ピニオン１３ａとラック２２とによるラックピニオン機構を介して転舵シャフト２０が軸方向に移動される。
ステアリングシャフト１３に伝達された操舵トルクは、トルク検出装置１４により検出される。また、モータＭの出力軸３７の回転位置等が図略の回転角検出センサによって検出される。これら操舵トルクおよびモータＭの回転位置等に基づいてモータＭが制御され、アシスト力が発生される。モータＭによるアシスト力は、ボールねじ装置４０によって転舵シャフト２０の軸方向移動に変換され、運転者によるステアリングホイール１２の操舵力が軽減される。
ところで、モータＭによって出力軸３７とともにボールナット２１が回転されると、転動ボール２４が、ボールねじ軸２０とボールナット２１との間で同一方向に回転しながら円周方向に転動される。しかし、軌道内で隣り合う転動ボール２４は、リテーナ２７の隔離部２８によって隔離されるとともに、隔離部２８によって押されながら移動される。このため、ボール同士が衝突したり、滞留したりすることがなく、ボールねじ装置４０の作動をスムーズに行うことができる。これによって、回転トルク変動を防止できるとともに、作動音を低減できるようになる。
＜２．第二実施形態＞
なお、上記第一実施形態では、リテーナ２７の鍔部２７ｂに切り欠き部２７ｄを設けた。しかし、この態様には限らない。第二実施形態として、リテーナ１２７が、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、切り欠き部２７ｄを円筒部２７ａに備え、鍔部２７ｂに突き合わせ継手２７ｃ３（溶接継手に相当）を備えてもよい。このとき、鍔部２７ｂの突き合わせ継手２７ｃ３と、鍔部２７ｂがない側の円筒部２７ａに形成される突き合わせ継手２７ｃ２とが同じ長さとなるよう形成されることが好ましい。これによっても第一実施形態と同様の効果が期待できる。なお、リテーナ１２７の製造方法は、第一実施形態のリテーナ２７の製造方法と同様である。
＜３．第三実施形態＞
また、第三実施形態として、リテーナ２２７の鍔部２７ｂ及び円筒部２７ａに切り欠き部２７ｄを設けない態様としてもよい。この場合、図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、鍔部２７ｂがない側の円筒部２７ａに形成された突き合わせ継手２７ｃ２の長さＬ２が、鍔部２７ｂの突き合わせ継手２７ｃ３の長さＬ３と鍔部２７ｂ側の円筒部２７ａに形成された突き合わせ継手２７ｃ１の長さＬ１との合計長さ（Ｌ１＋Ｌ３）と同じ長さになるよう、Ｌ２を変更（延長）すればよい。第三実施形態についても、リテーナ２２７の製造方法は、第一実施形態のリテーナ２７の製造方法と同様である。
また、上記実施形態の態様に限らず、リテーナ２７，１２７，２２７が鍔部２７ｂを有さず、円筒部２７ａのみによって形成されてもよい。この場合、リテーナ２７，１２７，２２７がボールねじ装置４０に組付けられた際におけるリテーナ２７，１２７，２２７の軸方向への移動の規制は、ボールナット２１の内周面に止め輪を装着する等、別の手段によって行なえばよい。そして、突き合わせ継手２７ｃ１の長さＬ１と突き合わせ継手２７ｃ２の長さＬ２とが等しくなるよう各継手を形成すればよい。これによっても同様の効果が得られる。
また、上記実施形態では、リテーナ２７，１２７，２２７の突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２は、リテーナ溝２６の中心軸線Ｃ１上に形成した。しかし、この態様には限らず、突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２を、リテーナ２７の軸線と平行になるように形成してもよい。これにより、さらに長さが短く、電気抵抗が最も大きな突き合わせ継手が形成でき、抵抗溶接時には、短時間での接合が可能となる。
また、鍔部２７ｂの切り欠き部２７ｄは、上記実施形態で説明した形状（扇状）には限らない。図１４に示すように、例えば、切り欠き２７ｄは、矩形形状でもよい。また曲線によって切り欠かれていてもよい（図略）。
また、上記実施形態において、リテーナ溝２６の両側面である傾斜面２６ａ，２６ｂは、上記実施形態の態様には限らない。リテーナ溝２６の両側面によって転動ボール２４が、リテーナ２７における径方向外方への移動を許容され、且つ径方向内方への移動を規制されるのであれば、両側面は、いずれか一方の面のみが傾斜する態様であってもよい。
＜４．実施形態による効果＞
上記実施形態によれば、ボールねじ装置４０は、外周面に外周ボール転動溝２０ａを螺旋状に形成したボールねじ軸２０（転舵シャフト）と、内周面に内周ボール転動溝２１ａを螺旋状に形成したボールナット２１と、外周ボール転動溝２０ａと内周ボール転動溝２１ａとの間に循環可能に配列された転動ボール２４と、ボールねじ軸２０の外周と前記ボールナット２１の内周との間に配置されると共に転動ボール２４を保持するリテーナ溝２６を有する円筒部２７ａを有するリテーナ２７，１２７，２２７と、を備える。そして、リテーナ溝２６の両側面２６ａ、２６ｂは、リテーナ２７，１２７，２２７の径方向外方への転動ボール２４の移動を許容し且つリテーナ２７，１２７，２２７の径方向内方への転動ボール２４の移動を規制するように形成され、リテーナ２７，１２７，２２７の軸方向におけるリテーナ溝２６の両端に突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２（溶接継手）を備える。
このように、突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２は、例えば、リテーナ２７，１２７，２２７の軸方向全長に亘って設けられるものではなく、リテーナ溝２６の両端の短い範囲内で形成される。このため、突き合わせ継手２７ｃ１，２７ｃ１同士、及び突き合わせ継手２７ｃ２，２７ｃ２同士を、例えば溶接によって接合する場合、長い突き合わせ継手同士の接合に対して短時間で接合できる。このため、リテーナ２７，１２７，２２７自体の温度上昇を抑制できるので、温度上昇に伴うリテーナ２７，１２７，２２７及びリテーナ溝２６の変形を良好に抑制できる。従って、製造時におけるリテーナ２７，１２７，２２７の歩留まりは向上し、リテーナ２７，１２７，２２７、延いてはリテーナ２７，１２７，２２７が用いられるボールねじ装置４０の低コスト化が図れる。
また、上記実施形態によれば、リテーナ溝２６の両端の突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２（溶接継手）における接合長さは等しい。このため、突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２（溶接継手）に対応する溶接前の素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ２に対し、抵抗溶接を行なう際、素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ１の間、及び素材開先２７Ｃ２，２７Ｃ２の間の電気抵抗は同一である。
このため、各継手間では、同様の昇温特性で昇温するとともに、同様の溶融状態が得られる。従って、各継手間は溶接前の接触（角度）状態を維持した状態で接合でき、完成後のリテーナ２７に歪みは生じにくい。
また、上記実施形態によれば、リテーナ溝２６の両端の突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２（溶接継手）は、リテーナ溝２６の中心軸線Ｃ１上にある。このため、素材開先２７Ｃ１、２７Ｃ２を形成する際、簡易に精度よく形成しやすい。
また、上記第一〜第三実施形態によれば、リテーナ２７，１２７，２２７は、円筒部２７ａの一端に、ボールナット２１の端面２１ｄと当接可能な鍔部２７ｂを備える。このような安価な構成によって、リテーナ２７，１２７，２２７をボールねじ装置４０に固定できる。
また、上記第二、第三実施形態によれば、リテーナ１２７，２２７の鍔部２７ｂは、突き合わせ継手２７ｃ３（溶接継手）を備える。これにより、抵抗溶接時において円筒部２７ａへの熱の影響を低減できる。
また、上記第一、第二実施形態によれば、リテーナ溝２６の両端の突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２、２７ｃ３のうち鍔部２７ｂ側の突き合わせ継手（２７ｃ１、２７ｃ３）は切り欠き部２７ｄを有する。これにより、鍔部２７ｂ側の突き合わせ継手の長さ（Ｌ１、Ｌ３又はＬ１＋Ｌ３）と鍔部２７ｂがない側（鍔部２７ｂと反対側）の突き合わせ継手の長さＬ２とを、容易に同じにすることができる。
また、上記第一実施形態によれば、切り欠き部２７ｄは鍔部２７ｂに設けられる。鍔部２７ｂは、円環状に形成されるため、外径部における周長と内径部における周長が異なる。この長さの差を利用することによって、切り欠き部２７ｄを容易に形成できる。
また、上記実施形態によれば、ステアリング装置１０が、ボールねじ装置４０を備える。このように、低コストに形成できるボールねじ装置４０を適用するので、ステアリング装置１０も低コスト化が図れる。
また、上記実施形態によれば、ボールねじ装置４０のリテーナ２７，１２７，２２７の製造方法は、平板を打ち抜き、板状部材にリテーナ溝２６に対応する素材溝２６Ａ、及び突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２に対応する素材開先２７Ｃ１、２７Ｃ２を有する第一素材２７Ａを形成する工程Ｓ１０と、第一素材２７Ａを丸めて曲げ、円筒部２７ａに対応する第一板状部位が円筒部２７ａと同一形状を有する第二素材２７Ｂを形成する工程Ｓ２０と、第二素材２７Ｂの周方向端の素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ１同士、及び素材開先２７Ｃ２，２７Ｃ２同士を抵抗溶接により接合してリテーナ２７，１２７，２２７を形成する工程Ｓ３０と、を備える。これにより、上記実施形態に係るリテーナ２７，１２７，２２７が得られる。
また、上記実施形態によれば、ボールねじ装置４０のリテーナ２７，１２７，２２７の製造方法において、第一素材２７Ａが、円筒部２７ａの一端にボールナット２１の端面２１ｄと当接可能な鍔部２７ｂに対応する素材鍔部２７ＢＢ（第二板状部位）を備える。また、第一素材２７Ａの両端に設けられる素材開先２７Ｃ１，２７Ｃ１、及び素材開先２７Ｃ２，２７Ｃ２は、相互に平行に形成される。そして、製造方法は、第二素材２７Ｂを形成する工程において、鍔部２７ｂに対応する第一素材２７Ａの素材鍔部２７ＢＢを屈曲させた後、第一素材２７Ａを丸めて曲げ、円筒部２７ａに対応する素材円筒部２７ＡＡ（第一板状部位）と鍔部２７ｂに対応する素材鍔部２７ＢＢとが、それぞれ円筒部２７ａ及び鍔部２７ｂと同一形状を有する第二素材２７Ｂを形成する。これにより、上記実施形態のリテーナ２７が得られる。
＜５．その他＞
なお、上記実施形態では、突き合わせ継手２７ｃ１と突き合わせ継手２７ｃ２とが同じ長さ（Ｌ１＝Ｌ２）となるよう各継手を形成した。しかしこの態様には限らない。突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２が、それぞれ十分短ければ、同じ長さでなくてもよい。突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２の長さが、十分短い場合には、抵抗溶接時、両継手２７ｃ１、２７ｃ２とも、短時間で接合可能な温度に昇温する。このため、両継手２７ｃ１、２７ｃ２間に傾きを生じる虞は少ない。なお、ここでいう「十分短い」長さは、事前に実験等により求められる。また、突き合わせ継手２７ｃ１、２７ｃ２の溶接は、アーク溶接やレーザ溶接を用いてもよい。
また、上記実施形態においては、ボールねじ装置４０を、電動パワーステアリング装置１０等に適用した例について述べたが、本発明は、例えば、工作機械等に用いられるボールねじ装置にも同様に適用できる。
また、上記実施形態では、操舵補助機構３０は、転舵シャフト２０のボールネジ軸と、回転軸が平行に配置されたモータＭを駆動源として転舵シャフト２０に操舵補助力を付与した。しかし、この態様には限らない。操舵補助機構は、従来技術（特許第５１２００４０号公報）に示す、モータの回転軸が転舵シャフト２０のボールネジ軸と同軸に配置されるタイプのものでもよい。これによっても、同様の効果が期待できる。
１０・・・ステアリング装置、 １１・・・ハウジング、 １２・・・ステアリングホイール、 １３・・・ステアリングシャフト、 ２０・・・ボールネジ軸（転舵シャフト）、 ２０ａ・・・外周ボール転動溝、 ２１・・・ボールナット、 ２１ａ・・・内周ボール転動溝、 ２３・・・ボールねじ部、 ２４・・・転動ボール、 ２６・・・リテーナ溝、 ２７・・・リテーナ、 ２７ａ・・・円筒部、 ２７ｂ・・・鍔部、 ２７Ａ・・・第一素材、 ２７Ｂ・・・第二素材、 ２７ｃ１，２７ｃ２・・・突き合わせ継手（溶接継手）、 ２７Ｃ１，２７Ｃ２・・・素材開先、 ２７ｄ・・・切り欠き部、 ４０・・・ボールねじ装置。

Claims (11)

  1. 外周面に外周ボール転動溝を螺旋状に形成したボールねじ軸と、
    内周面に内周ボール転動溝を螺旋状に形成したボールナットと、
    前記外周ボール転動溝と前記内周ボール転動溝との間に循環可能に配列された転動ボールと、
    前記ボールねじ軸の外周と前記ボールナットの内周との間に配置されると共に前記転動ボールを保持するリテーナ溝を有する円筒部を有するリテーナと、を備えるボールねじ装置において、
    前記リテーナ溝の両側面は、前記リテーナの径方向外方への前記転動ボールの移動を許容し且つ前記リテーナの径方向内方への前記転動ボールの移動を規制するように形成され、
    前記リテーナの軸方向における前記リテーナ溝の両端に溶接継手を備える、ボールねじ装置。
  2. 前記溶接継手は、突き合わせ継手である、請求項１に記載のボールねじ装置。
  3. 前記リテーナ溝の前記両端の前記溶接継手における接合長さは等しい、請求項１又は２に記載のボールねじ装置。
  4. 前記リテーナ溝の前記両端の前記溶接継手は前記リテーナ溝の中心軸線上にある、請求項１−３の何れか１項に記載のボールねじ装置。
  5. 前記リテーナは、前記円筒部の一端に、前記ボールナットの端面と当接可能な鍔部を備える、請求項１−４の何れか１項に記載のボールねじ装置。
  6. 前記鍔部は、前記溶接継手を備える、請求項５に記載のボールねじ装置。
  7. 前記リテーナ溝の前記両端の前記溶接継手のうち前記鍔部側の前記溶接継手は切り欠き部を有する、請求項５又は６に記載のボールねじ装置。
  8. 前記溶接継手の前記切り欠き部は前記鍔部に設けられる、請求項７に記載のボールねじ装置。
  9. 請求項１−８の何れか１項に記載のボールねじ装置を用いたステアリング装置。
  10. 請求項１−８の何れか１項に記載のボールねじ装置の前記リテーナの製造方法において、
    前記製造方法は、
    平板を打ち抜き、板状部材に前記リテーナ溝に対応する素材溝、及び前記溶接継手に対応する素材開先を有する第一素材を形成する工程と、
    前記第一素材を丸めて曲げ、前記円筒部に対応する第一板状部位が前記円筒部と同一形状を有する第二素材を形成する工程と、
    前記第二素材の周方向端の前記素材開先同士を溶接により接合して前記リテーナを形成する工程と、
    を備えるボールねじ装置のリテーナの製造方法。
  11. 前記第一素材は、前記円筒部の一端に前記ボールナットの端面と当接可能な鍔部に対応する第二板状部位を備え、
    前記第一素材の前記両端に設けられる前記素材開先は、相互に平行に形成され、
    前記製造方法は、
    前記第二素材を形成する工程において、前記鍔部に対応する前記第一素材の前記第二板状部位を屈曲させた後、前記第一素材を丸めて曲げ、前記円筒部に対応する前記第一板状部位と前記鍔部に対応する前記第二板状部位とが、それぞれ前記円筒部及び前記鍔部と同一形状を有する前記第二素材を形成する、請求項１０に記載のボールねじ装置のリテーナの製造方法。
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