JP2018202919A - ステアリング装置 - Google Patents

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崇 冨川
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Abstract

【課題】金属からなるナット部材に樹脂からなるプーリを相対回転不能に外嵌しながらも、温度変化によるプーリのガタつきや強度の低下を抑制することが可能なステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング装置1は、軸方向に進退移動するラックシャフト2と、ラックシャフト2の外周面に形成された螺旋状のねじ溝21に複数のボール42を介して螺合する円筒状の金属からなるナット部材5と、ナット部材5に相対回転不能に外嵌された樹脂からなるプーリ6と、プーリ6に掛け回されたベルト90と、ベルト90を介してプーリ6及びナット部材5を回転させる電動モータ40と、ナット部材5の外周面とプーリ6の内周面との間に板ばね部72が弾性変形した状態で配置された止め輪7とを備える。止め輪7は、板ばね部72の復元力により、プーリ6の内周面に形成された第2の平面部2aを径方向外方に押圧する。【選択図】図3

Description

本発明は、車両のステアリング装置に関し、特に電動モータのトルクがベルト及びプーリを介して伝達されるナット部材の回転により、ボールねじ溝が形成された転舵軸に軸方向の移動力が付与されるステアリング装置に関する。
従来、車両のステアリング装置には、電動モータのトルクがベルト及びプーリを介して伝達されるナット部材の回転によって、ボールねじ溝が形成された転舵軸に軸方向の移動力が付与されるものがある。電動モータは、ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトに発生するトルクに応じた電流がコントローラから供給され、トルクを発生する。電動モータのトルクによってナット部材が回転すると、転舵軸に軸方向の移動力が付与され、運転者によるステアリングホイールの操舵操作がアシストされる。
特許文献1に記載のステアリング装置は、金属製のナット部材の外周側に樹脂からなる筒状のプーリが配置されている。プーリの外周にはベルトが掛け回され、プーリ及びベルトにそれぞれ形成された複数の歯の噛み合いによってベルトからプーリに回転力が伝達される。ナット部材には、周方向の1箇所に凹部が形成されており、この凹部にプーリの凸部が係合することでナット部材とプーリとが相対回転不能とされている。また、ナット部材に対するプーリの軸方向移動は、ナット部材の外周面に形成された環状溝に嵌着されたリテーナによって規制されている。
特許文献2に記載のステアリング装置は、環状の芯金の外周に樹脂製のプーリが一体に形成されており、芯金がナット部材の外周に固定されている。プーリの外周にはベルトが掛け回されており、電動モータのトルクがベルトからプーリに伝達され、さらに芯金を介してナット部材に伝達される。
米国特許出願公開第2014/0090921号明細書 特開2017−1506号公報
上記のように構成されたステアリング装置は、プーリを樹脂製とすることにより装置が軽量化及び静音化されている。しかし、その一方で、樹脂と金属との熱膨張率の違いから、例えばエンジンルーム内の温度変化によって次のような問題が発生し得る。
すなわち、特許文献1に記載のステアリング装置のように、ナット部材の外周に樹脂からなる筒状のプーリを配置し、凹部と凸部との嵌合により両者の相対回転を規制した構造では、温度上昇時にナット部材よりも高い割合でプーリが膨張してプーリがガタつき、電動モータの回転時に騒音や振動が発生してしまうおそれがある。また、特許文献2に記載のステアリング装置のように、ナット部材の外周に固定される芯金に樹脂製のプーリを一体に形成した構造では、ナット部材とプーリとの熱膨張率の違いによって温度の上昇時又下降時に応力が発生し、強度が低下してしまうおそれがある。
そこで、本発明は、金属からなるナット部材に樹脂からなるプーリを相対回転不能に外嵌しながらも、温度変化によるプーリのガタつきや強度の低下を抑制することが可能なステアリング装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記の目的を達成するため、軸方向に進退移動する転舵軸と、前記転舵軸の外周面に形成された螺旋状のねじ溝に複数のボールを介して螺合する円筒状の金属からなるナット部材と、前記ナット部材に相対回転不能に外嵌された樹脂からなるプーリと、前記プーリに掛け回されたベルトと、前記ベルトを介して前記プーリ及び前記ナット部材を回転させる電動モータと、前記ナット部材の外周面と前記プーリの内周面との間に少なくとも一部が弾性変形した状態で配置された弾性部材とを備え、前記弾性部材は、前記少なくとも一部の復元力により前記プーリの内周面をその径方向外方に押圧している、ステアリング装置を提供する。
本発明に係るステアリング装置によれば、金属からなるナット部材に樹脂からなるプーリを相対回転不能に外嵌しながらも、温度変化によるプーリのガタつきや強度の低下を抑制することが可能となる。
本発明の実施の形態に係るステアリング装置を示す外観図である。 ステアリング装置のハウジング内の構造を模式的に示す模式図である。 ステアリング装置の要部の構成を示す断面図である。 ナット部材、プーリ、及び止め輪からなる組立体を示す断面図である。 ナット部材、プーリ、及び止め輪の斜視図である。 組立体を軸方向の一側から見た図である。 止め輪の装着前のナット部材及びプーリを軸方向の一側から見た図である。 自然状態における止め輪を示す平面図である。 図8AのB−B線断面図である。
[実施の形態]
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
(ステアリング装置の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態に係るステアリング装置を示す外観図である。図2は、ステアリング装置のハウジング内の構造を模式的に示す模式図である。図3は、ステアリング装置の要部の構成を示す断面図である。
このステアリング装置1は、車両に搭載され、運転者の操舵操作に応じて転舵輪である左右の前輪を転舵させる。図1では、ステアリング装置を車両の斜め前方から見た状態を示し、図面左側が車両の右側にあたり、図面右側が車両の左側にあたる。なお、図1及び図2における符号中の文字「R」は車両の右側を示し、文字「L」は車両の左側を示している。以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」とは、車両上下方向ならびに車両左右方向における各方向をいう。
ステアリング装置1は、運転者が操舵操作するステアリングホイール10が連結されたステアリングシャフト11と、ステアリングホイール10の操舵操作によって車幅方向に沿って軸方向に進退移動する転舵軸としてのラックシャフト2と、ラックシャフト2を収容するハウジング3と、ハウジング3に固定された電動モータ40と、電動モータ40によって駆動され、ラックシャフト2に軸方向の移動力を付与する移動力付与機構4とを備えている。
ハウジング3は、移動力付与機構4及びラックシャフト2の一部を収容している。電動モータ40及び移動力付与機構4は、運転者によるステアリングホイール10の操舵操作を補助する操舵補助装置100を構成する。ステアリング装置1は、ラックシャフト2が軸方向に移動することで、転舵輪である左右の前輪19L,19Rを転舵させる。図1では、前輪19L,19Rを仮想線(二点鎖線)で示している。
ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール10が一端部に固定されたコラムシャフト12と、コラムシャフト12に自在継手151を介して連結されたインターミディエイトシャフト(中間シャフト)13と、インターミディエイトシャフト13に自在継手152を介して連結されたピニオンシャフト14とを有している。自在継手151,152は、例えばカルダンジョイントからなる。
ピニオンシャフト14には、その先端部にピニオン歯140(図2参照)が形成されている。ラックシャフト2には、ピニオン歯140に噛み合うラック歯20、及び螺旋状のねじ溝21(図3参照)が形成されている。ピニオンシャフト14は、その一部がステアリングホイール10に付与される操舵トルクによって捩じれる可撓性を備えたトーションバー141として構成されており、トーションバー141の捩じれ角がトルクセンサ41によって検出される。トルクセンサ41は、操舵トルクをトーションバー141の捩じれ角の大きさによって検出する。
ラックシャフト2は、左右のタイロッド17L,17Rや図略のナックルアームを含むリンク機構を介して左右の前輪19L,19Rに連結されている。ハウジング3の両端部とタイロッド17L,17Rとの間には、伸縮可能な蛇腹構造を有するベローズ18L,18Rがそれぞれ設けられている。ラックシャフト2の両端部には、図2に示すように、ボールジョイント16L,16Rを介して左右のタイロッド17L,17Rの一端部が連結されている。ラックシャフト2が車幅方向(左右方向)に進退移動すると、左右のタイロッド17L,17Rによって左右の前輪19L,19Rがそれぞれ転向される。
移動力付与機構4は、ラックシャフト2の外周面に形成されたねじ溝21に複数のボール42を介して螺合する円筒状のナット部材5と、ナット部材5に相対回転不能に外嵌された樹脂からなる従動プーリ6と、従動プーリ6をナット部材5に対して抜け止めする止め輪7と、ナット部材5をハウジング3に対して回転可能に支持する軸受8と、従動プーリ6に掛け回された合成ゴムからなるベルト90とを有している。
電動モータ40は、図2に示すように、固定子及び回転子を有する駆動部401と、駆動部401の固定子にモータ電流を供給する制御部402とを有している。制御部402は、トルクセンサ41によって検出された操舵トルクや車速に応じたモータ電流を駆動部401に供給する。駆動部401は、制御部402から供給されるモータ電流によってトルクを発生し、ベルト90を介してナット部材5及び従動プーリ6をハウジング3に対して回転させる。ベルト90は、内周面に複数のベルト歯900が設けられた歯付きベルトである。
ハウジング3は、第1部材31及び第2部材32を有し、第1部材31と第2部材32とが複数のボルト33によって締結されている。図3では、このうち1つのボルト33を図示している。第1部材31は、移動力付与機構4を収容する移動力付与機構収容部311と、移動力付与機構4よりも右前輪19R側でラックシャフト2を収容する第1筒部312と、車体への取り付けのための第1取付部313とを一体に有している。第2部材32は、移動力付与機構4よりも左前輪19L側でラックシャフト2を収容する第2筒部321と、ピニオンシャフト14の一端部を収容するピニオンシャフト収容部322と、車体への取り付けのための第2取付部323(図1参照)とを一体に有している。
第1取付部313及び第2取付部323は、車体の取付対象であるステアリングメンバ(図示せず)にボルトによって固定される。また、電動モータ40は、第2部材32における第1部材31側の端部に複数のボルト34によって固定されている。図3では、このうち1つのボルト34を図示している。
ナット部材5の内周面には、ラックシャフト2のねじ溝21に対向する螺旋状のねじ溝50が形成されている。複数のボール42は、ラックシャフト2のねじ溝21及びナット部材5のねじ溝50によって形成される転動路500を転動する。また、ナット部材5には、転動路500の2箇所に開口してボール42を転動路500に還流させる図略の環流路が形成されている。複数のボール42は、ナット部材5の回転により、環流路を介して転動路500を循環する。
ベルト90は、電動モータ40のシャフト403に結合された駆動プーリ404と従動プーリ6との間に掛け回され、駆動プーリ404の回転力を従動プーリ6に伝達する。従動プーリ6は駆動プーリ404よりも大径であり、駆動プーリ404の回転力がベルト90によって減速されて従動プーリ6に伝達される。従動プーリ6は、本発明の請求項に係る発明の「プーリ」の一態様である。以下、従動プーリ6を単にプーリ6という。
軸受8は、外輪81及び内輪82の間に複数の球状の転動体83が配置された玉軸受である。外輪81は、ハウジング3の第1部材31に形成された受け面31a、及び第1部材31に嵌着されたスナップリング91によってハウジング3に対する軸方向移動が規制されている。
ナット部材5は、鋼からなる母材を切削して形成され、プーリ6が外嵌される第1筒部51と、内輪82が外嵌される第2筒部52と、外周面に螺旋状のねじ溝が形成された雄ねじ部53とを一体に有している。第2筒部52は、第1筒部51よりも小径であり、第1筒部51における第2筒部52側の端面51aには、内輪82の一方の側面が当接している。内輪82は、雄ねじ部53に螺合したロックナット92と端面51aとの間に挟持されている。
ナット部材5は、鋼材からなるので、樹脂からなるプーリ6よりも熱膨張しにくい。すなわち、プーリ6の熱膨張率はナット部材5の熱膨張率よりも高く、例えばエンジンの排熱によって温度が上昇した際には、プーリ6がナット部材5よりも高い割合で膨張する。プーリ6の樹脂材料としては、例えば成形精度、強度特性、及び耐熱性に優れたポリアミド等の合成樹脂を好適に用いることができる。また、ガラス繊維を配合して強度を高めた強化ポリアミドをプーリ6の材料として用いてもよい。プーリ6は、芯金を有しておらず、例えば射出成形によって容易に製造することができる。
図4は、ナット部材5、プーリ6、及び止め輪7からなる組立体9を、その回転軸線Oを含む断面で示す断面図である。図5は、ナット部材5、プーリ6、及び止め輪7の斜視図である。図6は、組立体9を軸方向の一側から見た図である。図7は、図4のA−A線断面における組立体9の断面図である。図8Aは、自然状態における止め輪7の平面図であり、図8Bは図8AのC−C線断面図である。図4は、図6に示すB−B線断面を示している。図7は、プーリ6を軸方向に直交する断面で示している。また、図7では、止め輪7の一対の板ばね部72のうち一方の板ばね部72の幅方向両端部の周辺部を拡大して示している。
止め輪7は、環状に形成された円環部71と、一対の板ばね部72と、円環部71と一対の板ばね部72とをそれぞれ接続する接続部73と、板ばね部72における円環部71とは反対側の端部に連続して設けられてプーリ6に係止される係止部74と、円環部71から径方向内方に突出した複数の爪部75とを一体に有している。止め輪7は、本発明の請求項に係る発明の「弾性部材」の一態様であり、ばね鋼からなる鋼板をプレス成形して形成されている。本実施の形態では、一対の板ばね部72が円環部71の中心を挟む位置に設けられている。ただし、これに限らず、止め輪7に3つ以上の板ばね部72が設けられていてもよく、1つの板ばね部72だけが設けられていてもよい。すなわち、止め輪7は、少なくとも1つの板ばね部72を有していればよい。
円環部71は、プーリ6における軸受8とは反対側の軸方向端面6cに対向し、その内側にはラックシャフト2が挿通されている。円環部71は、その外周側の端部がプーリ6の軸方向端面6cに弾性的に当接し、内周側の端部と軸方向端面6cとの間には隙間が形成されている。一対の接続部73及び複数の爪部75は、円環部71の内周側の端部から径方向内方に突出し、プーリ6の軸方向端面6cに対向している。係止部74は、板ばね部72における円環部71とは反対側の端部から径方向外方に突出している。
止め輪7の板ばね部72は、回転軸線Oに平行な方向を長さ方向とし、この長さ方向に対して直交する方向を幅方向とすると、長さ方向の中央部721が幅方向の全体にわたって湾曲している。本実施の形態では、板ばね部72の中央部721が長さ方向に対して内側(ナット部材5側)に向かって湾曲している。
板ばね部72は、ナット部材5の外周面に形成された第1の平面部5aと、プーリ6の内周面に形成された第2の平面部6aとの間に配置されている。板ばね部72は、第1の平面部5aと第2の平面部6aとの間に挟まれて、ナット部材5及びプーリ6の径方向に圧縮されている。本実施の形態では、前述のように板ばね部72の中央部721が内側に向かって湾曲しているので、この中央部721が第1の平面部5aに弾接し、中央部721を挟む板ばね部72の長さ方向の両端部が第2の平面部6aに弾接している。
電動モータ40がトルクを発生させていない状態において、第1の平面部5aと第2の平面部6aとの間の間隔は、中央部721の湾曲を加味した板ばね部72の全体の厚みT(図8B参照)よりも狭く、板ばね部72における鋼板の板厚tよりも広い。このため、板ばね部72は、ナット部材5の外周面とプーリ6の内周面との間に少なくとも一部が弾性変形した状態で配置されており、止め輪7は、この弾性変形した部分の復元力により、プーリ6の内周面をその径方向外方に押圧している。より具体的には、プーリ6の第2の平面部6aが、第1の平面部5aから離間する方向の力を常に板ばね部72から受けている。
プーリ6は、一対の第2の平面部6aをその内周面に有している。これらの第2の平面部6aは、プーリ6の内側にナット部材5が配置される前の状態において、互いに平行に向かい合っている。また、プーリ6は、それぞれの第2の平面部6aの周方向両側における内周面に、後述するナット部材5の当接面5bに当接する一対の当接面6bを有している。第2の平面部6aと、この第2の平面部6aを挟む一対の当接面6bとは、互いに平行であり、一対の当接面6bは第2の平面部6aよりも径方向内方に突出している。
また、プーリ6の内周面には、その先端面がナット部材5の外周面に接触する複数のリブ61が設けられている。リブ61は、プーリ6の軸方向に沿って延在し、隣り合うリブ61の間におけるプーリ6の内周面から径方向内方に突出している。本実施の形態では、8つのリブ61がプーリ6の周方向に等間隔に設けられている。8つのリブ61は、少なくともプーリ6の温度が常温もしくは常温よりも低い場合にナット部材5の外周面に接触する。
第2の平面部6aは、リブ61よりもさらに径方向内方に突出して設けられた突部62の先端面として形成されており、8つのリブ61のうち2つのリブ61が突部62に連続している。突部62は、軸受8とは反対側におけるプーリ6の一端部に設けられており、止め輪7の係止部74がこの突部62に係止される。
プーリ6の外周面には、ベルト90のベルト歯900に噛み合う複数のプーリ歯63、及びプーリ6に対するベルト90の軸方向移動を規制する一対の堰部64が形成されている。複数のプーリ歯63は、一対の堰部64の間に、軸方向に対して傾斜して形成されている。また、プーリ6には、軽量化及び成型時のひけ防止、ならびに放熱性向上のために、複数の肉抜き部65が軸方向端面6cに開口して形成されている。肉抜き部65は、軸方向端面6c側から見た形状が円弧状であり、プーリ6の軸方向に延在している。ただし、肉抜き部65は必ずしも形成されていなくともよい。
ナット部材5は、一対の第1の平面部5aをその外周面に有している。また、ナット部材5は、第1筒部51の外周面におけるそれぞれの第1の平面部5aの周方向両側に、プーリ6の当接面6bに当接する一対の当接面5bを有している。本実施の形態では、一対の当接面5bが第1の平面部5aに段差なく連続して形成されており、第1の平面部5aと一対の当接面5bとが全体として1つの平面状に形成されている。第1筒部51は、第1の平面部5a及び一対の当接面5bを含む2つの平面が、回転軸線Oを対称軸として対称形に形成された二面幅形状とされている。
また、第2筒部52とは反対側の端部における第1筒部51の外周面には、第1の平面部5a及び当接面5bが形成された部分を除き、ナット部材5の周方向に延びる係合溝54が形成されている。係合溝54は、止め輪の爪部75が係合する凹部の一態様である。
電動モータ40がトルクを発生させていない状態において、ナット部材5の第1の平面部5aとプーリ6の第2の平面部6aとは、止め輪7の板ばね部72を挟んで互いに平行となる。この状態において、ナット部材5の当接面5bとプーリ6の当接面6bは、所定の隙間を介して互いに平行に向かい合う。
この状態から電動モータ40の駆動部401にモータ電流が供給され、電動モータ40が作動してトルクを発生すると、駆動プーリ404の回転力がベルト90を介してプーリ6に伝達される。そして、この回転力によって止め輪7の板ばね部72の変形量がその幅方向の一端部において増大し、当該一端部側における当接面5b,6c同士が当接する。ナット部材5とプーリ6とは、この当接面5b,6c同士の当接によって相対回転が規制されている。電動モータ40は、ステアリングホイール10の操舵方向に応じた方向に操舵補助力を付与するようにトルクを発生させるので、ステアリングホイール10が一方向(例えば右方向)に操舵された場合には、板ばね部72の一側で当接面5b,6cが当接し、ステアリングホイール10が他方向(例えば左方向)に操舵された場合には、板ばね部72の他側で当接面5b,6cが当接する。
止め輪7の複数の爪部75は、弾性変形した状態で係合溝54に係合しており、円環部71が複数の爪部75の復元力によってプーリ6の軸方向端面6cに押し付けられている。そして、プーリ6は、ナット部材5に対して軸受8から離間する方向の軸方向一側への相対移動が止め輪7によって規制されている。
組立体9の組み立て時には、止め輪7の板ばね部72及び接続部73を弾性変形させて係止部74をプーリ6の突部62に係止させ、その後プーリ6を止め輪7と共にナット部材5に外嵌する。そして、止め輪7の円環部71を、その内周側の端部がプーリ6の軸方向端面6cに当接するまで軸方向に押し付けた後に押し付け力を解放し、爪部75の先端部を係合溝54させる。なお、軸受8は、ナット部材5にプーリ6及び止め輪7を組み付けた後にロックナット92によって固定してもよく、プーリ6及び止め輪7をナット部材5に組み付ける前にロックナット92によって固定しておいてもよい。
(実施の形態の作用及び効果)
以上説明した本実施の形態によれば、ナット部材5の第1の平面部5aと、このナット部材5に外嵌されたプーリ6の第2の平面部6aとの間に止め輪7の板ばね部72が弾性変形した状態で配置され、板ばね部72の復元力によって第2の平面部6aがプーリ6の径方向外方に押圧されているので、金属からなるナット部材5に樹脂からなるプーリ6を相対回転不能に外嵌しながらも、温度上昇時にプーリ6がナット部材5に対して径方向にガタついてしまうことが抑制される。これにより、電動モータ40の回転時に、プーリ6のガタつきに起因して車両の運転者や同乗者に感知される程の騒音や振動が発生することを防ぐことが可能となる。
また、止め輪7の板ばね部72は、互いに平行なナット部材5の第1の平面部5aとプーリ6の第2の平面部6aとの間に配置されるので、その幅方向全体で第2の平面部6aをプーリ6の径方向外方に押圧することができ、プーリ6がナット部材5に対してガタついてしまうことを確実に抑制することが可能となる。
また、ナット部材5とプーリ6とは、第1及び第2の平面部5a,6aの周方向両側に設けられた当接面5b,6c同士の当接によって相対回転が規制されているので、止め輪7の板ばね部72が過度に潰れることがなく、板ばね部72の弾性を適切に維持することができる。つまり、仮に板ばね部72の一部が平坦になるまで圧縮されると、板ばね部72が塑性変形してしまい、荷重が取り除かれても元の形状に戻らない永久ひずみが残るおそれがあるが、本実施の形態では、上記の構成によってこのような塑性変形が防止されている。
また、止め輪7は、円環部71と複数の板ばね部72とを一体に有しているので、例えば止め輪7が1つのみの板ばね部72を有している場合に比較してナット部材5とプーリ6との同心性が高まり、ナット部材5に対してプーリ6をより安定的に支持することができる。また、止め輪7は、円環部71と係止部74とを一体に有しているので、予めプーリ6の突部62に係止部74を係止させた状態でプーリ6をナット部材5に外嵌することにより、止め輪7の組み付けを容易に行うことができる。
また、止め輪7は、爪部75がナット部材5の係合溝54に係合し、かつ円環部71がプーリ6の軸方向端面6cに接しているので、止め輪7によってプーリ6の抜け止めを行うことができる。すなわち、止め輪7は、プーリ6のガタつきを抑制する機能と、プーリ6の抜け止めを行う機能とを有している。またさらに、止め輪7の円環部71は、弾性変形した爪部75の復元力によってプーリ6の軸方向端面6cに弾性的に押し付けられているので、プーリ6が軸受8の内輪82と止め輪7の円環部71との間に隙間なく挟持され、ナット部材5に対するプーリ6の軸方向の位置が安定する。
(付記)
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、この実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、ナット部材5及びプーリ6にそれぞれ2つの第1及び第2の平面部5a,6aが形成された場合について説明したが、これに限らず、ナット部材5及びプーリ6に例えば3つ以上の第1及び第2の平面部5a,6aが形成されていてもよい。この場合、止め輪7には、ナット部材5及びプーリ6の第1及び第2の平面部5a,6aに対応する数の板ばね部72が設けられる。これにより、プーリ6のナット部材5に対する径方向のガタつきがより確実に抑制される。なお、ナット部材5及びプーリ6には、複数の第1及び第2の平面部5a,6aを周方向に沿って等間隔に形成することが望ましい。
1…ステアリング装置 2…ラックシャフト(転舵軸)
21…ねじ溝 3…ハウジング
40…電動モータ 5…ナット部材
5a…第1の平面部 5b…当接面
50…ねじ溝 6…従動プーリ(プーリ)
6a…第2の平面部 6b…当接面
6c…軸方向端面 7…止め輪(弾性部材)
71…円環部 72…板ばね部
74…係止部 75…爪部
90…ベルト

Claims (7)

  1. 軸方向に進退移動する転舵軸と、
    前記転舵軸の外周面に形成された螺旋状のねじ溝に複数のボールを介して螺合する円筒状の金属からなるナット部材と、
    前記ナット部材に相対回転不能に外嵌された樹脂からなるプーリと、
    前記プーリに掛け回されたベルトと、
    前記ベルトを介して前記プーリ及び前記ナット部材を回転させる電動モータと、
    前記ナット部材の外周面と前記プーリの内周面との間に少なくとも一部が弾性変形した状態で配置された弾性部材とを備え、
    前記弾性部材は、前記少なくとも一部の復元力により前記プーリの内周面をその径方向外方に押圧している、
    ステアリング装置。
  2. 前記弾性部材は、前記ナット部材の外周面に形成された第1の平面部と前記プーリの内周面に形成された第2の平面部との間に配置された少なくとも一つの板ばね部を有し、
    前記板ばね部が前記第1及び第2の平面部の間に挟まれて前記ナット部材及び前記プーリの径方向に圧縮されている、
    請求項1に記載のステアリング装置。
  3. 前記ナット部材及び前記プーリは、前記電動モータの作動時に前記板ばね部の変形量が増大することによって互いに当接する当接面を有し、前記ナット部材の前記当接面と前記プーリの前記当接面とが当接することで相対回転が規制されており、
    前記ナット部材には、前記第1の平面部の周方向両側に前記当接面が設けられ
    前記プーリには、前記第2の平面部の周方向両側に前記当接面が設けられている、
    請求項2に記載のステアリング装置。
  4. 前記弾性部材は、前記転舵軸を挿通させる円環部と、前記板ばね部とを一体に有する、
    請求項2又は3に記載のステアリング装置。
  5. 前記弾性部材は、前記板ばね部における前記円環部とは反対側の端部に連続して設けられて前記プーリに係止される係止部を有している、
    請求項4に記載のステアリング装置。
  6. 前記弾性部材は、前記円環部が前記プーリの軸方向端面に対向して配置され、かつ前記円環部から径方向内方に突出した複数の爪部を前記円環部と一体に有し、
    前記ナット部材は、前記爪部が係合する凹部を外周面に有し、
    前記プーリは、前記ナット部材に対する軸方向一側への相対移動が前記弾性部材によって規制されている、
    請求項4又は5に記載のステアリング装置。
  7. 前記弾性部材は、前記複数の爪部が弾性変形した状態で前記凹部に係合しており、前記円環部が前記複数の爪部の復元力によって前記プーリの軸方向端面に押し付けられている、
    請求項4乃至6の何れか1項に記載のステアリング装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7414754B2 (ja) 2021-02-19 2024-01-16 日立Astemo株式会社 電動パワーステアリング装置、ナットとプーリの固定構造および電動パワーステアリング装置の製造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018176815A (ja) * 2017-04-04 2018-11-15 株式会社ジェイテクト ステアリング装置
CN110650884B (zh) * 2017-06-29 2022-07-01 日立安斯泰莫株式会社 车辆用转向装置
US10865862B2 (en) * 2018-08-27 2020-12-15 Hitachi Automotive Systems Americas, Inc. Pulley and ball nut assembly
DE112019005546T5 (de) * 2018-11-06 2021-08-12 Knorr-Bremse Steering System Japan Ltd. Lenkvorrichtung
US10995799B2 (en) * 2019-04-02 2021-05-04 Steering Solutions Ip Holding Corporation Self-retaining pulley for steering assembly
JP7415438B2 (ja) 2019-10-28 2024-01-17 株式会社ジェイテクト ボールねじナット、転舵ユニット、及びボールねじナットの製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010003105A1 (de) * 2010-03-22 2011-09-22 Zf Lenksysteme Gmbh Servolenkung
KR101450326B1 (ko) * 2011-08-31 2014-10-21 주식회사 만도 벨트식 전동장치 및 이를 구비한 랙구동형 동력 보조 조향장치
KR101454505B1 (ko) * 2011-11-17 2014-10-28 주식회사 만도 랙구동형 동력 보조 조향장치
US9637164B2 (en) 2012-09-28 2017-05-02 Steering Solutions Ip Holding Corporation Nylon resin driven pulley
DE102013112542A1 (de) * 2013-11-14 2015-05-21 Trw Automotive Gmbh Getriebebaugruppe für eine elektromechanische Servolenkung
JP6519328B2 (ja) 2015-06-09 2019-05-29 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7414754B2 (ja) 2021-02-19 2024-01-16 日立Astemo株式会社 電動パワーステアリング装置、ナットとプーリの固定構造および電動パワーステアリング装置の製造方法

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