JP2017219071A - ボールねじ装置およびステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的は、回転トルクが変動することを抑制する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。
上記のボールねじ装置において、前記ボールねじナットの少なくとも一方の端面には、前記ボールねじ軸の軸方向からみたとき、少なくとも前記リテーナの端面の一部分に重なる押さえプレートが取り付けられていてもよい。
上記のボールねじ装置において、前記複数のボールにおける前記ボールねじナットの第1の端部に最も近接した位置にあるボールの前記ボールねじナットの第1の端部側の部分と、前記複数のボールにおける前記ボールねじナットの第2の端部に最も近接した位置にあるボールの前記ボールねじナットの第2の端部側の部分との間の距離は、前記リテーナ溝における前記ボールねじナットの第1の端部に最も近接した部分と前記ボールねじナットの第2の端部に最も近接した部分との間の距離よりも小さく設定されていることが好ましい。
この構成によれば、転動路の端部に位置するボールが、ボールを循環させる循環路からボールねじ軸のボール転動溝とボールねじナットのボール転動溝との間に移動する際の抵抗が小さくなる分、ボールねじナットの回転抵抗の変動を小さくできる。
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。
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。フランジ部31aは、円筒状のロックスクリュー34および従動プーリ42の段差部分との間に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。ロックスクリュー34の外周面に設けられたねじ溝34aと、従動プーリ42に設けられたねじ溝42aとが螺合することにより、ロックスクリュー34は軸方向に移動する。これにより、ロックスクリュー34は従動プーリ42の段差部分へと向けてねじ込まれ、フランジ部31aがロックスクリュー34と従動プーリ42との間に挟み込まれる。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。
なお、距離Aが長さBと等しくてもよいが、この場合にはボール32aとリテーナ溝51との間の当たりは、ボール32のうちボール32aを除いたボールとリテーナ溝51との間の当たり(接触面圧)よりも常に大きくなる。ボール32aは、ボール32のうちボール32aを除いたボールと比べて、リテーナ溝51の軸方向における端部にも接触する分、リテーナ溝51と接触する面積が大きいためである。
リテーナ50の第1の端部とボールねじナット31の第1の端部との間は、距離Eだけ離れている。また、リテーナ50の第2の端部とボールねじナット31の第2の端部との間は、距離E’だけ離れている。なお、長さCと長さDとの差は、距離Eおよび距離E’の和に等しい。
E≧F’ …(3)
E’≧F …(4)
また、距離Eと距離E’とが等しく、かつ距離Fと距離F’とが等しい場合、次式の関係がある。
また、リテーナ溝51の軸方向における端部は、以下のような形状に形成されている。
図5(a)および図5(b)は、転動路Rの両端部に位置する2つのボール32aのうち、一方のボール32aがボールねじナット31内の循環路から転動路内に出ようとしている状態を表している。このとき、リテーナ50は図5(a)中の左方向へ寄った状態である。本実施形態においては、循環路内においても、リテーナにより隣接するボール32同士の接触を抑制するために、図5(a)に示すように、ボール32が循環路内にあるときであっても、ボール32の一部はリテーナ溝51の中に収まっている。循環路から転動路R内へ出ようとするボール32aは、その近傍にあるリテーナ溝51の軸方向における端部を押しのけ、リテーナ50を図5中の右方向へ移動させようとする。
本実施形態では、式(1)〜(4)に示される関係になるように、リテーナ50およびボールねじナット31が設けられている。
・本実施形態では、リテーナ50およびボールねじナット31の寸法や配置を最適化することにより、ボール32によってリテーナ50の軸方向の移動を規制したが、これに限らない。たとえば、図6に示すように、ボールねじナット31の軸方向における両端部にフランジ部60aを有するねじ60を設けてもよいし、皿ねじ61によってボールねじナット31に固定される押さえプレート62を設けてもよい。図7にボールねじナット31の軸方向における両端部にねじ60を取り付けた場合を示すように、そのフランジ部60aがリテーナ50の軸方向における延長上に位置する。このため、リテーナ50が軸方向へ移動した場合であっても、リテーナ50の一端部がねじ60のフランジ部60aに接触することにより、リテーナ50の軸方向への移動が規制される。また、ボールねじナット31の軸方向における両端部に押さえプレート62を設ける場合、押さえプレート62がリテーナ50の軸方向における延長上に位置する。このため、リテーナ50の軸方向への移動が規制される。
Claims (6)
- 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、
前記ボールねじナットの第1の端部と、前記リテーナの両端部のうち、前記ボールねじナットの第1の端部に近い側の端部である第1の端部との間の距離は、前記リテーナ溝における前記リテーナの第2の端部に最も近接した末端部と、前記ボールにおける前記ボールねじナットの第2の端部に最も近接した部分との間の距離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、
前記ボールねじナットの少なくとも一方の端面には、前記ボールねじ軸の軸方向からみたとき、前記リテーナの端面の一部分に重なるフランジ付きのねじが取り付けられているボールねじ装置。 - 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の少なくとも一方の端面には、前記ボールねじ軸の軸方向からみたとき、少なくとも前記リテーナの端面の一部分に重なる押さえプレートが取り付けられているボールねじ装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載のボールねじ装置において、
前記複数のボールにおける前記ボールねじナットの第1の端部に最も近接した位置にあるボールの前記ボールねじナットの第1の端部側の部分と、前記複数のボールにおける前記ボールねじナットの第2の端部に最も近接した位置にあるボールの前記ボールねじナットの第2の端部側の部分との間の距離は、前記リテーナ溝における前記ボールねじナットの第1の端部に最も近接した部分と前記ボールねじナットの第2の端部に最も近接した部分との間の距離よりも小さく設定されているボールねじ装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のボールねじ装置において、
前記リテーナ溝の軸方向における端部において、前記リテーナの外周側の角部には、面取り部が設けられているボールねじ装置。 - 請求項1〜5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。
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