JP2019099000A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングホイールの舵角が中立状態である場合において、転動体の玉寄せが生じにくいボールねじ装置を備えたラックパラレル型の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１０は、転舵軸２０、ボールねじ装置４０、モータＭ及び駆動力伝達機構３２を備える。車両の直進状態におけるハウジング１１と転舵軸２０との相対位置を転舵軸の転舵中立位置Ｎと定義する。転舵中立位置Ｎにおいて、デフレクタ通路６１は、転動路Ｒ１に接続される両端部６１ａ，６２ａが、転動体ナット２１の内周面のうちの半周分の範囲Ａｒ１内に形成される。範囲Ａｒ１は、従動プーリ３４及び駆動プーリ３６の回転軸線Ｃ１，Ｃ２を含む仮想平面Ｑが転動体ナットと交差する交線のうち駆動プーリから遠い側の交線Ｌ１を起点として内周面の周方向両側にそれぞれ９０°の位相を有して形成される。【選択図】図３

Description

本発明は、ステアリング装置に関する。

従来、モータによりボールねじ装置を作動させ、これにより転舵軸（ラック軸）の軸方向推力を発生させて転舵軸の作動を補助する自動車用のステアリング装置がある（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１，２のボールねじ装置では、転舵軸の外周面に形成される外周転動溝と、転動体ナット（ボールナット）の内周面に形成される内周転動溝とが対向して転動体の転動路を形成する。また、ボールねじ装置は、内部に形成された通路を転動路と接続し、一つながりの循環路を形成して転動体を無限循環させるデフレクタ（循環部材）を備える。

通常、このような、ボールねじ装置では、転動路内で隣接する転動体同士が所定の隙間を有して整列する。このため、転動体ナット（内周転動溝）が、転舵軸（外周転動溝）に対して軸線周りに相対回転されると、転動路における複数の転動体は、隣接する転動体と相互に当接することなく内周転動溝面と外周転動溝面とにそれぞれ当接するとともに等速で同方向に転動され、内周転動溝と外周転動溝とを低抵抗でスムーズに相対回転させる。

特開２０１１−２５６９０１号公報 特開２０１４−７７４５９号公報

しかしながら、上記のステアリング装置において、例えば、車両が直進状態、即ち、ステアリングシャフトの舵角が、所謂、中立状態にある場合には、転動路において複数の転動体間の隙間が詰まり、隣接する転動体同士が当接する玉寄せという現象が生じることがある。

玉寄せ状態が生じると、転動体ナットが相対回転する際、転動路内で相互に当接する各転動体は、それぞれ同じ方向に回転する。このため、各転動体同士の当接部では逆方向の移動（回転）が生じ摩擦が発生する。これにより、操舵に必要な力が増加し、運転手がステアリングホイールの操舵トルクが重くなったと感じる虞がある。ステアリング装置の中立状態においては、運転手が車線維持などのために微小な舵角で操舵を行なうことが多いため、運転手は操舵トルクの大小や変動に気付きやすい。また、転動体ナットを回転させる電動モータにとっても、負荷が上昇し消費電力が増大する等の虞がある。

特に、特許文献２に示す、ラックパラレル型のステアリング装置は、モータの出力シャフト先端に固定された駆動プーリと転動体ナットの外周面に固定された従動プーリを備え、駆動プーリと従動プーリとの間に所定の張力を有してベルトが掛け渡される。このような構成により、転動体ナット（従動プーリ）は、ベルトの張力によって駆動プーリ側に引っ張られる。

このため、周方向において転動体ナットの内周転動溝と転舵軸の外周転動溝との間（転動路）の径方向における幅（隙間）の大きさが偏り、転動路では隙間の狭い部分と広い部分とが発生する。これにより、転動体ナットの相対回転時には、転動路内の複数の転動体が通路の狭い部分から通路の広い部分に向かって押し出されやすくなる。そして、押し出された複数の転動体は、通路の狭い部分から広い部分に移動して集まり、隣接する各転動体同士が当接する玉寄せ状態が促進される。

そこで、本発明は、ステアリングホイールの舵角が中立状態である場合において、転動体の玉寄せが生じにくいボールねじ装置を備えたラックパラレル型のステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明の車両のステアリング装置は、ハウジングに軸線方向に移動可能に支承され、ステアリングホイールの舵角に応じ前記軸線方向に往復移動し転舵輪を転舵させる転舵軸と、前記転舵軸の前記外周面に形成される外周転動溝，内周面に前記外周転動溝に対応する内周転動溝が形成され前記内周転動溝と前記外周転動溝との間で螺旋状に複数巻き巻回される転動路を形成する転動体ナット，前記転動路内に収容される複数の転動体，及び前記転動体ナット内に設けられ前記転動路に貫通し前記転動路の両端を形成する第一開口と第二開口との間を短絡して前記転動路とともにひとつながりの循環路を形成し前記循環路における前記転動体の無限循環を可能とするデフレクタ通路が形成されたデフレクタ部を備えるボールねじ装置と、前記ハウジングに固定され前記転舵軸からオフセットした出力シャフトを備えるモータと、前記出力シャフトに一体回転可能に設けられる駆動プーリ、前記転動体ナットと一体回転可能に設けられる従動プーリ、及び前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に張力を有して掛け渡され前記モータの回転駆動力を伝達するベルトを備える駆動力伝達機構と、を備える。

そして、前記転舵軸は、前記車両の直進状態における前記ハウジングと前記転舵軸との相対位置を前記転舵軸の転舵中立位置と定義し、前記転舵中立位置において、前記デフレクタ通路は、前記転動路の前記第一開口及び前記第二開口にそれぞれ接続される両端部が前記転動体ナットの前記内周面のうちの半周分の範囲内に形成され、前記半周分の前記範囲は、前記従動プーリ及び前記駆動プーリの各回転軸線を含む仮想平面が前記転動体ナットの前記内周面と交差し形成する交線のうち、前記駆動プーリから遠い側の交線を起点として前記内周面の周方向両側にそれぞれ９０°の位相を有して形成される範囲である。

このように、ベルトの張力により従動プーリ及び転動体ナットが駆動プーリ側に引張られて生じる転動体ナットの内周転動溝と外周転動溝との間の周方向における偏った隙間において、デフレクタ通路の両端部が、偏った隙間のうち狭い側の隙間の範囲（半周分）内に配置される。このとき、デフレクタ通路は、内周転動溝と外周転動溝との間の隙間の大きさには影響を受けず、常に一定の径を有して存在する。このため、狭い側の隙間の範囲において、実質的に隙間が狭くなる範囲を、デフレクタ通路の両端部の間の範囲分だけ小さくできる。

従って、内周転動溝と外周転動溝との間において、狭い側の隙間部分から広い側の隙間部分に向かって押し出される転動体の数を効果的に抑制することができる。また、隙間が広い側の部分から狭い側の部分に移動しやすくなるので、隙間が広い側の部分において転動体が渋滞した場合には、効果的に緩和できる。このため、ステアリングホイールの舵角が中立状態である場合に、運転手が、ステアリングホイールを操舵し、転動体ナットを相対回転させても転動体の玉寄せの発生は抑制される。これにより、操舵に必要な操舵トルクの増加が抑制できるので、運転手に操舵トルクが重くなったと感じさせる虞は低い。また、転動体ナットを回転させる電動モータにとっても、負荷が上昇し消費電力が増大する虞は低い。

本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の全体を示す概略図である。 図１の操舵補助機構及びボールねじ装置の拡大断面図である。 図２のIII−III矢視断面図であり、駆動力伝達機構を説明する図である。 図２の転動体ナットを上方から見た図である。 図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。 デフレクタの斜視図である。 循環路の模式図である。 軸線方向からみたデフレクタ通路の透視図である。 軸線方向から見てデフレクタ通路が左右対称であることを説明する、図３におけるデフレクタ通路の透視図である。 図３に対応する従来技術の説明図である。 変形例１の実施形態を説明する図である。 変形例２の実施形態を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る車両用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）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。

（１．ステアリング装置の構成）
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２８，２８に連結される転舵軸２０を、転舵軸２０の軸線方向と一致するＡ方向（図１の左右方向）に往復移動させることにより、転舵輪２８，２８の向きを転舵させる装置である。なお、図１における転舵輪２８，２８の転舵状態は、車両が直進する状態、即ち、中立の転舵状態を示している。

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（モータに相当。以後、モータＭとのみ称す）と、前述した転舵軸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、第一ハウジング１１ａと、第一ハウジング１１ａのＡ方向他端側（図１中、左側）に固定された第二ハウジング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、運転手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軸２０に伝達する。

ステアリングシャフト１３の転舵軸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。

転舵軸２０は、Ａ方向に延伸している。転舵軸２０は、ハウジング１１に軸線方向に往復移動可能に支承される。転舵軸２０の外周面の一部には、ラック歯２２が形成される。ラック歯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。

なお、図１に示すような中立の転舵状態（車両の直進状態に相当）におけるラックアンドピニオン機構のピニオン１３ａとラック歯２２との噛合の相対位置をラックアンドピニオン機構の転舵中立位置Ｎと定義する。また、中立の転舵状態におけるハウジング１１に対する転舵軸２０の相対位置を、転舵軸２０の転舵中立位置Ｎと定義する。転舵中立位置Ｎは後の説明において使用する。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と転舵軸２０との間で伝達可能な最大軸力が設定される。

転舵軸２０は、両端部にジョイント２５，２５を有する。ジョイント２５，２５の両端部には、タイロッド２６，２６が連結される。タイロッド２６，２６の先端は、ナックルアーム２７，２７を介して左右の転舵輪２８，２８に連結される。

これにより、ステアリングホイール１２が操舵されると、ステアリングホイール１２に連結されるステアリングシャフト１３の舵角に応じ、転舵軸２０がラックアンドピニオン機構を介してＡ方向に直線往復移動される。このＡ方向に沿った移動がタイロッド２６，２６を介してナックルアーム２７，２７に伝達されることにより、中立の転舵状態（図１参照）にあった転舵輪２８，２８が転舵され、車両の進行方向が所望の量だけ変更される。なお、本発明は、ステアリングホイールと転舵軸とが機械的に連結されないステアバイワイヤ装置（ＳＢＷ）における転舵アクチュエータにも適用可能である。この転舵アクチュエータは、例えば上記ステアリング装置からピニオン１３ａとラック歯２２を除いた構造である。

ハウジング１１のＡ方向両端には、ブーツ２９，２９の一端部が固定される。ブーツ２９，２９は、例えば樹脂製で、主にジョイント２５，２５とタイロッド２６，２６とのジョイント部分を覆い、Ａ方向に伸縮可能な筒状の蛇腹部を有する。ブーツ２９，２９の他端部はタイロッド２６，２６に固定される。ブーツ２９，２９は、埃や水などの異物が、ハウジング１１の内部およびジョイント２５，２５の内部に侵入することを規制する。

また、転舵軸２０は、ラック歯２２とは異なる位置の外周面に外周転動溝２３が形成される。外周転動溝２３は、後述する転動体ナット２１の内周転動溝２１ａとともにボールねじ装置４０を構成し、操舵補助機構３０により操舵補助力を伝達される。

操舵補助機構３０は、モータＭを駆動源として転舵軸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の第一ハウジング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。

駆動力伝達機構３２は、図２，図３に示すように、駆動プーリ３６、従動プーリ３４及び歯付きのベルト３５を備える。駆動プーリ３６は、モータＭの出力シャフト３７の先端に一体回転可能に固定される。出力シャフト３７は、転舵軸２０の軸線と平行に配置される。従動プーリ３４は、転動体ナット２１の外周側に転動体ナット２１と一体回転可能に固定される。

図２に示すように、転動体ナット２１のＡ方向一端側（図２において左側）は、第二ハウジング１１ｂの内周面１１ｂ１にボールベアリング３３を介して回転可能に支持される。図２，図３に示すように、ベルト３５は、駆動プーリ３６と従動プーリ３４との間に所定の張力Ｔを有して掛け渡される。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、ベルト３５を介して伝達する。

上記の構成により、操舵補助機構３０は、ステアリングホイール１２の回転操作（操舵）に応じてモータＭを駆動し、モータＭの出力シャフト３７及び駆動プーリ３６を回転させる。駆動プーリ３６の回転は、ベルト３５を介して従動プーリ３４に伝達され、従動プーリ３４に一体的に設けられる転動体ナット２１が回転作動する。転動体ナット２１が回転作動することにより、転舵軸２０の軸線方向への操舵補助力（動力）が、ボールねじ装置４０が有する複数の転動ボール２４（転動体に相当する）を介して転舵軸２０に伝達され、転舵軸２０（転舵軸）が軸線方向に移動される。

（２．ボールねじ装置４０）
ボールねじ装置４０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４０は、主に第二ハウジング１１ｂ内に収容される。ボールねじ装置４０は、前述した転舵軸２０の外周面の一部に螺旋状に形成された外周転動溝２３と、転動体ナット２１と、複数の転動ボール２４と、一対のデフレクタ５１，５２とを備える。

転動体ナット２１は、筒状に形成され、内周面に螺旋状の内周転動溝２１ａが形成される。内周転動溝２１ａ（転動体ナット２１）は、外周転動溝２３の外周側に外周転動溝２３（転舵軸２０）と同軸となるよう配置される。これにより、内周転動溝２１ａは、対応する外周転動溝２３との間で螺旋状に複数巻き巻回される転動路Ｒ１を形成する。そして、複数の転動ボール２４が、転動路Ｒ１に配置される。

転動体ナット２１は、内周転動溝２１ａのうち、対向する外周転動溝２３との間で複数巻き巻回され形成される転動路Ｒ１の両端を含む異なる二箇所（図２，図３、Ｂ位置及びＣ位置）において、内周転動溝２１ａと外周面２１ｂとの間を貫通する一対（二個）の取付孔４１，４２を備える（図２−図５参照）。なお、上記態様に限らず取付孔４１，４２は、転動体ナット２１の内周転動溝２１ａを複数列跨いで配置されれば、Ｂ位置，Ｃ位置以外の位置で外周面２１ｂと内周転動溝２１ａとの間を貫通させ形成しても良い。

取付孔４１，４２が貫通することにより、内周転動溝２１ａには、二箇所の開口部４１ａ，４２ａが開口する（図５参照）。なお、一対の取付孔４１，４２は、同じ構成を有するとともに、それぞれ対向する軸線方向からみた場合、同じ配置となっているので、以降の説明においては、取付孔４２の説明が必要な場合以外は、一方の取付孔４１についての説明のみ行なう。また、図５に矢印で示すＤ方向は、取付孔４１へのデフレクタ５１の挿入方向（以降、挿入方向Ｄとのみ称する）を示している。

また、図２，図３に示す図は、上述した、ラックアンドピニオン機構の相対位置および転舵軸２０の相対位置がともに転舵中立位置Ｎにある場合の図である。つまり、図２，図３は、車両の直進状態における駆動プーリ３６，転動体ナット２１（従動プーリ３４），及びデフレクタ５１（デフレクタ通路６１）の配置状態を示す断面図である。

図５に示すように、取付孔４１（４２）は、圧入孔部４１１と、ガイド孔部４１２と、一対の停止面４４ａ，４４ｂと、を備える。圧入孔部４１１は、後述するデフレクタ５１の外周部５１１が収容され圧入される。ガイド孔部４１２は、後述するデフレクタ５１の内周部５１２が収容される。一対の停止面４４ａ，４４ｂは、後述するデフレクタ５１の一対の被停止面５４ａ，５４ｂと当接して挿入方向Ｄにおけるデフレクタ５１の位置決めを行なう。

圧入孔部４１１は、転動体ナット２１の径方向において、転動体ナット２１の外周面２１ｂ側に形成される。圧入孔部４１１は、デフレクタ５１の挿入方向Ｄと直交する断面形状が、角部にＲを有した略長方形の孔（図略）として形成される。

なお、本実施形態においては、圧入孔部４１１の断面における略長方形の長手方向は、転動体ナット２１の端面と平行な方向ではない、即ち転動体ナット２１の軸線と直交する方向ではない。本実施形態においては、圧入孔部４１１の長手方向は、転動体ナット２１の内周面に形成された内周転動溝２１ａを径方向外方に拡大させ外周面２１ｂに投影させたときに形成される投影溝の延在方向とほぼ平行な方向とする。

ガイド孔部４１２は、転動体ナット２１の内周面（内周転動溝２１ａ）に貫通している。ガイド孔部４１２は、デフレクタ５１の挿入方向Ｄと直交する断面形状が、角部にＲを有した略長方形の孔（図略）として形成される。図５に示すように、一対の停止面４４ａ，４４ｂは、異なる平面上に形成される。ただし、一対の停止面４４ａ，４４ｂは同一平面上に形成してもよい。

図４に示すように、転動体ナット２１の外周面２１ｂには、一対の取付孔４１，４２間を連通させて接続する中央通路４３が形成される。中央通路４３は、転動体ナット２１の軸線方向（Ａ方向）と平行に延在し転動体ナット２１の径方向外方に開口する。中央通路４３の開口幅は、転動ボール２４の直径より若干大きい。また、中央通路４３の底面は、転動ボール２４の半径より若干大きなＲで形成された曲面である。これにより、転動ボール２４は、中央通路４３を自在に往復転動可能となる。

次に、デフレクタ５１，５２について説明する。図６は、一対の取付孔４１，４２に収容される一対のデフレクタ５１，５２の斜視図である。図２−図５に示すように、一対のデフレクタ５１，５２は、一対の取付孔４１，４２に収容された状態でそれぞれ固定される。

一対のデフレクタ５１，５２は、それぞれ、貫通孔である第一通路５１ａ及び第二通路５２ａを内部に有する。第一通路５１ａ及び第二通路５２ａは、一対のデフレクタ５１，５２が、一対の取付孔４１，４２にそれぞれ収容された状態で、各第一端部が図４に示す中央通路４３の各端部とそれぞれ接続される。また、第一通路５１ａ及び第二通路５２ａの各第二端部が転動路Ｒ１と接続され、転動路Ｒ１に開口される。そして、第一通路５１ａ，中央通路４３及び第二通路５２ａによって、デフレクタ通路６１が形成される。

このとき、第一通路５１ａ及び第二通路５２ａの両開口（第二端部であるとともにデフレクタ通路６１の両端部に相当する）は、転動路Ｒ１における両端の開口でもある。この転動路Ｒ１の両端の開口をそれぞれ第一開口７１及び第二開口７２とする（図５参照）。第一開口７１及び第二開口７２は、各取付孔４１，４２の開口部４１ａ，４２ａ内で開口される。

デフレクタ通路６１を備える一対のデフレクタ５１，５２及び転動体ナット２１の一部によってデフレクタ部６０（図４、二点鎖線部）が転動体ナット２１内で構成される。図７の摸式図に示すように、デフレクタ通路６１は、転動路Ｒ１における第一開口７１と第二開口７２との間を短絡して転動路Ｒ１とともにひとつながりの循環路５０を形成する。これにより、循環路５０における転動ボール２４（転動体）の無限循環を可能とする。なお、デフレクタ５１，５２による転動ボール２４の無限循環については、公知の技術であるので、詳細な説明については省略する。

中央通路４３の各端部から転動路Ｒ１への開口までの第一通路５１ａ及び第二通路５２ａの形状は、転動体ナット２１の軸線方向から見たデフレクタ通路６１の透視図である図８に示すように、複数の半径Ｒで接続され形成されている。ただし、この態様に限らず、デフレクタ通路６１は、どのような形状で形成されていてもよい。

詳細には、転舵中立位置Ｎにおいて、デフレクタ通路６１は、転動路Ｒ１の第一開口７１及び第二開口７２にそれぞれ接続される両端部６１ａ，６２ａが転動体ナット２１の内周面（内周転動溝２１ａ）のうちの半周分の範囲Ａｒ１（図３，図８参照）内に形成される。このとき、半周分の範囲Ａｒ１は、従動プーリ３４及び駆動プーリ３６の各回転軸線Ｃ１，Ｃ２を含む仮想平面Ｑが転動体ナット２１の内周面（内周転動溝２１ａ）と交差し形成する交線Ｌ１,Ｌ２のうち、駆動プーリ３６から遠い側の交線Ｌ１を起点として内周面（内周転動溝２１ａ）の周方向両側にそれぞれ９０°の位相で拡がり形成される範囲である。なお、図３，図８では、仮想平面Ｑが紙面の上下方向と平行に記載されているが、これはあくまで記載の都合に基づくものであり、仮想平面Ｑが鉛直方向と平行であることを示しているのではない。つまり、仮想平面Ｑは鉛直面又は水平面に対してどのような傾きを有していてもよい。

換言すると、半周分の範囲Ａｒ１とは、内周転動溝２１ａと外周転動溝２３との間の転動路Ｒ１における偏った隙間β（距離）のうち、狭い側において最も狭い隙間β１を中心とした半周分の範囲である。なお、転動路Ｒ１における偏った隙間βは、ベルト３５の張力Ｔにより従動プーリ３４及び転動体ナット２１が駆動プーリ３６側に引張られることにより生じる。従って、転動路Ｒ１における隙間βのうち交線Ｌ１位置における隙間β１が最も小さい。

また、図９に示すように、転舵中立位置Ｎにおいて、転動体ナット２１を軸線方向から見たときに、デフレクタ通路６１の両端部６１ａ，６２ａは、駆動プーリ３６から遠い側の交線Ｌ１を中心とし周方向において左右対称な位置、即ち、共に交線Ｌ１から周方向両側にＥｄｅｇ離間した位置にそれぞれ配置される。

このとき、転舵中立位置Ｎにおいて、デフレクタ通路６１の両端部６１ａ，６２ａを所望する上記の位置に確実に配置するためには、転動体ナット２１の内周面に形成される内周転動溝２１ａの開始点の周方向における位相と、転舵軸２０の外周面に形成される外周転動溝２３の開始点の周方向における位相と、を転舵中立位置Ｎと関連づけて設定すればよい。

例えば、転舵中立位置Ｎにおけるハウジング１１に対する転舵軸２０と転動体ナット２１の軸方向位置を固定したものとして考えると、外周転動溝２３の軸方向位置を転舵軸２０に対して変位させることで転動体ナット２１の内周転動溝２１ａの開始点の位相を調整できる。つまり、外周転動溝２３の軸方向位置をリードＬの１／ｎだけずらすと、内周転動溝２１ａの位相を３６０／ｎ度ずらすことができる。

(３．作用)
次に、作用について説明する。前提として車両は直進状態で走行しているものとする。つまり、運転手は、ステアリングホイール１２（ステアリングシャフト１３）の舵角を中立状態に維持しながら運転しているものとする。よって、ラックアンドピニオン機構及び転舵軸２０は、転舵中立位置Ｎにある。

このとき、図３，図９に示すように、運転開始当初、複数の転動ボール２４は、転動路Ｒ１内において一個ずつ所定の間隔を有し整列して配置されるものとする。また、このとき、転動体ナット２１（従動プーリ３４）は、ベルト３５の張力Ｔによって駆動プーリ３６側に引っ張られる。これにより、転動体ナット２１の内周転動溝２１ａと転舵軸２０の外周転動溝２３との間の隙間β（距離）が周方向において偏っている。

つまり、図３，図９に示すように、転動路Ｒ１において、隙間βの狭い部分の範囲Ａｒ１（交線Ｌ１を起点（中心）とする側の部分）と、隙間の広い部分の範囲Ａｒ２（交線Ｌ２を中心とする側の部分）とが発生する。このような状態で、運転手は、車両を直進させながらも、車線維持のため、又は路面の状況等に対応するためにステアリングホイール１２（及びステアリングシャフト１３）を操舵する。それに伴い、転動路Ｒ１内を転動ボール２４が転動する。

このとき、従来技術である通常のステアリング装置における舵角の中立状態では、転舵軸２０に対するデフレクタ通路６１及び両端部６１ａ，６２ａの位置は成行きであり確定できない。このため、隙間βの広い部分の範囲Ａｒ２内にデフレクタ通路６１の両端部６１ａ，６２ａが配置される場合もある（図１０参照）。この場合、転動路Ｒ１内における通路の隙間βが狭い部分に整列していた複数の転動ボール２４（転動体）の多くが転動に伴い、通路の隙間βが広い部分の範囲Ａｒ２に向かって押し出される（図１０中の矢印Ｐ参照）。そして、通路の隙間βが広い部分の範囲Ａｒ２に複数の転動体が集合し、隣接する各転動体同士が当接する玉寄せ状態となる虞がある。

このとき、デフレクタ通路６１内においても、各転動ボール２４は当接しながら移動しているため、転動路Ｒ１における玉寄せ状態を解消することは出来ない。また、デフレクタ通路６１から転動ボール２４（転動体）同士が当接しながら転動路Ｒ１内に供給されるため、転動ボール２４同士の当接状態が再生産される。さらに、狭い側の隙間部分では転動ボール２４は移動しにくく、かつ集まりにくいので、広い側の部分における玉寄せ状態となった転動ボール２４の渋滞が解消できない。

しかしながら、本実施形態では、上述した方法によって、舵角の中立状態では、デフレクタ通路６１の両端部６１ａ，６２ａの位置は予め設定された位置に配置される。つまり、デフレクタ通路６１は、転舵中立位置Ｎにおいて、両端部６１ａ，６２ａが転動体ナット２１の内周面（内周転動溝２１ａ）のうちの半周分の範囲Ａｒ１（図３，図８，図９参照）内に形成される。上述したように、範囲Ａｒ１は、転動路Ｒ１である内周転動溝２１ａと外周転動溝２３との間の隙間β（距離）が狭い側の半周分の範囲である。

この場合、デフレクタ通路６１は、内周転動溝２１ａと外周転動溝２３との間の隙間βの大きさには影響を受けず、常に一定の径を有して存在している。これにより、デフレクタ通路６１内では、転動ボール２４が、内周転動溝２１ａと外周転動溝２３との間の隙間の影響を受けず、後続の転動ボール２４に押されながら移動する。

従って、範囲Ａｒ１内において、内周転動溝２１ａと外周転動溝２３との間の隙間βが狭いことによって転動ボール２４（転動体）に影響を与える領域を、デフレクタ通路６１を設けた分だけキャンセルし小さくできる。これにより、ボールねじ装置４０の転動路Ｒ１では、隙間βが狭い範囲Ａｒ１側から隙間βが広い範囲Ａｒ２側に向かって押し出される転動ボール２４（転動体）の数を抑制することができる。また、転動ボール２４（転動体）同士が、相互に離れた状態でデフレクタ通路６１内に流入するため、デフレクタ通路６１から転動路Ｒ１に間欠的に転動ボール２４が供給され、転動ボール２４同士の間に隙間が生じ、玉寄せ状態を解消する起点となる。

さらに、図９に示すように、転舵中立位置Ｎにおいて、転動体ナット２１を軸線方向から見たときに、デフレクタ通路６１の両端部６１ａ，６２ａは、駆動プーリ３６から遠い側の交線Ｌ１を起点（中心）として周方向で且つ左右対称にＥｄｅｇずつ離間して配置される。詳細には、内周転動溝２１ａと外周転動溝２３との間の隙間β（転動路Ｒ１の隙間）が最も狭い（隙間β１）位置である交線Ｌ１の位置を起点（中心）として、デフレクタ通路６１の両端部６１ａ，６２ａが左右（周方向両側）対称に配置される。

つまり、範囲Ａｒ１内において、最も隙間が狭い範囲の一部がデフレクタ通路６１に置き換えられる。これにより、転舵中立位置Ｎにおいてボールねじ装置４０が作動しても転動路Ｒ１の隙間が狭い部分に位置する転動ボール２４が内周転動溝２１ａと外周転動溝２３との相対回転によって、転動路Ｒ１の隙間が広い範囲Ａｒ２に向かって押し出され移動する数を効果的に抑制できる。また、隙間βが広い側の部分から狭い側の部分に移動しやすくなるので、隙間βが広い側の部分において転動ボール２４（転動体）が渋滞した場合には、効果的に緩和できる。

（４．実施形態による効果）
上記実施形態に係る車両のステアリング装置１０において、転舵軸２０は、車両の直進状態におけるハウジング１１と、転舵軸２０との相対位置を転舵軸２０の転舵中立位置Ｎと定義する。そして、転舵中立位置Ｎにおいて、デフレクタ通路６１は、転動路Ｒ１の第一開口７１及び第二開口７２にそれぞれ接続される両端部６１ａ，６２ａが転動体ナット２１の内周面のうちの半周分の範囲Ａｒ１内に形成される。半周分の範囲Ａｒ１は、従動プーリ３４及び駆動プーリ３６の各回転軸線Ｃ１，Ｃ２を含む仮想平面Ｑが転動体ナット２１の内周面と交差し形成する交線Ｌ１，Ｌ２のうち、駆動プーリ３６から遠い側の交線Ｌ１を起点（中心）として内周面の周方向両側にそれぞれ９０°の位相を有して形成される範囲である。

このように、ベルト３５の張力Ｔにより従動プーリ３４及び転動体ナット２１が駆動プーリ３６側に引張られて生じる転動体ナット２１の内周転動溝２１ａと外周転動溝２３との間の周方向における偏った隙間βにおいて、デフレクタ通路６１の両端部６１ａ，６２ａが、偏った隙間のうち狭い側の隙間βの範囲Ａｒ１（半周分）内に配置される。このとき、デフレクタ通路６１は、内周転動溝２１ａと外周転動溝２３との間の隙間の大きさには影響を受けず、常に一定の径を有して存在する。このため、狭い側の隙間の範囲Ａｒ１において、実質的に隙間が狭くなる範囲を、デフレクタ通路６１の両端部６１ａ，６２ａの間の範囲分だけ小さくできる。

従って、内周転動溝２１ａと外周転動溝２３との間において、狭い側の隙間部分から広い側の隙間部分に向かって押し出される転動ボール２４（転動体）の数を効果的に抑制することができる。このため、ステアリングホイール１２の舵角が中立状態である場合に、運転手が、ステアリングホイール１２を操舵し、転動体ナット２１を相対回転させても転動ボール２４（転動体）の玉寄せの発生は抑制される。また、隙間が広い側の部分から狭い側の隙間部分に移動しやすくなるので、隙間が広い側の部分において転動体が渋滞した場合には、効果的に緩和できる。これにより、操舵に必要な操舵トルクの増加が抑制できるので、運転手に操舵トルクが重くなったと感じさせる虞は低い。また、転動体ナットを回転させるモータＭにとっても、負荷が上昇し消費電力が増大する虞は低い。

また、上記実施形態によれば、デフレクタ通路６１は、第一開口７１に接続される第一通路５１ａと、第二開口７２に接続される第二通路５２ａと、第一通路５１ａと第二通路５２ａとを接続する中央通路４３と、を備える。そして、第一通路５１ａ及び第二通路５２ａは、軸線方向で離間し転動体ナット２１の外周面と内周面との間を貫通する二個の取付孔４１，４２にそれぞれ収容される一対のデフレクタ５１，５２にそれぞれ形成される。また、中央通路４３は、転動体ナット２１の外周面において、転動体ナット２１の外周面側の二個の取付孔４１，４２間が連通するよう軸線方向の成分を有した方向に延在して形成される。このように、コンパクトに形成した一対のデフレクタ５１，５２と、転動体ナット２１に形成した中央通路４３とによって、デフレクタ通路６１が形成されるので、低コストで製造できる。

また、上記実施形態によれば、転舵中立位置Ｎにおいて、転動体ナット２１を軸線方向から見たときに、デフレクタ通路６１の両端部６１ａ，６２ａは、駆動プーリ３６から遠い側の交線Ｌ１を中心とし周方向において左右対称な位置に配置される。このように、最も転動路Ｒ１の隙間βが狭く、転動ボール２４を隙間が広い方向に向けて最も強く押し出す部分にデフレクタ通路６１を周方向においてバランスよく配置した。このため、運転手が、ステアリングホイール１２（ステアリングシャフト１３）を左右に作動させる運転を行なっても、転動路Ｒ１の隙間βが最も狭い部分における作動によって転動ボール２４が押し出され、転動路Ｒ１の隙間βが広い部分に向かって移動する数（量）を効果的に抑制できるので、転動路Ｒ１の隙間βが広い部分における転動ボール２４の玉寄せが効果的に抑制できる。

（５．その他）
なお、上記実施形態では、デフレクタ部６０が、デフレクタ５１，５２と転動体ナット２１の一部とによって形成された。しかし、この態様に限らない。デフレクタ部は、特開２０１１−２５６９０１号公報に開示される循環部材１５のように一体で形成してもよい。

また、上記実施形態では、転動体ナット２１を軸線方向から見たときに、内周転動溝２１ａと外周転動溝２３との間の隙間（転動路Ｒ１の隙間）が最も狭い位置となる内周転動溝２１ａにおける交線Ｌ１の位置を起点（中心）として、デフレクタ通路６１の両端部６１ａ，６２ａが左右（周方向両側）対称に配置されたが、この態様には限らない。両端部６１ａ，６２ａが、共に範囲Ａｒ１内に配置されれば、どのように配置しても良い。例えば変形例１（図１１参照）に示すように、両端部６１ａ，６２ａが、共に交線Ｌ１に対して左側の領域に配置されてもよい。

また、変形例２（図１２参照）に示すように、両端部６１ａ，６２ａが、共に交線Ｌ１に対して右側の領域に配置されてもよい。これによっても相応の効果は期待できる。また、図示しないが、交線Ｌ１の位置を起点（中心）として、左右非対称にデフレクタ通路６１の両端部６１ａ，６２ａが周方向両側に配置されてもよい。

１０；電動パワーステアリング装置（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、 ２０；転舵軸、 ２１；転動体ナット、 ２１ａ；内周転動溝、 ２３；外周転動溝、 ２４；転動ボール（転動体）、 ２８，２８；転舵輪、 ３２；駆動力伝達機構、 ３４；従動プーリ、 ３５；ベルト、 ３６；駆動プーリ、 ３７；出力シャフト、 ４０；ボールねじ装置、 ４１，４２；取付孔、 ４３；中央通路、 ５０；循環路、 ５１，５２；デフレクタ、 ５１ａ；第一通路、 ５２ａ；第二通路、 ６０；デフレクタ部、 ６１；デフレクタ通路、 ６１ａ，６２ａ；両端部、 ７１；第一開口、 ７２；第二開口、 Ａｒ１；範囲、 Ｃ１，Ｃ２；回転軸線、Ｌ１，Ｌ２；交線、 Ｍ；電動モータ（モータ）、 Ｎ；転舵中立位置、 Ｑ；仮想平面、 Ｒ１；転動路、 Ｔ；張力。

Claims (3)

1. ハウジングに軸線方向に移動可能に支承され、ステアリングホイールの舵角に応じ前記軸線方向に往復移動し転舵輪を転舵させる転舵軸と、
   前記転舵軸の外周面に形成される外周転動溝，内周面に前記外周転動溝に対応する内周転動溝が形成され前記内周転動溝と前記外周転動溝との間で螺旋状に複数巻き巻回される転動路を形成する転動体ナット，前記転動路内に収容される複数の転動体，及び前記転動体ナット内に設けられ前記転動路に貫通し前記転動路の両端を形成する第一開口と第二開口との間を短絡して前記転動路とともにひとつながりの循環路を形成し前記循環路における前記転動体の無限循環を可能とするデフレクタ通路が形成されたデフレクタ部を備えるボールねじ装置と、
   前記ハウジングに固定され前記転舵軸からオフセットした出力シャフトを備えるモータと、
   前記出力シャフトに一体回転可能に設けられる駆動プーリ、前記転動体ナットと一体回転可能に設けられる従動プーリ、及び前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に張力を有して掛け渡され前記モータの回転駆動力を伝達するベルトを備える駆動力伝達機構と、
   を備える、車両のステアリング装置であって、
   前記転舵軸は、
   前記車両の直進状態における前記ハウジングと前記転舵軸との相対位置を前記転舵軸の転舵中立位置と定義し、
   前記転舵中立位置において、
   前記デフレクタ通路は、前記転動路の前記第一開口及び前記第二開口にそれぞれ接続される両端部が前記転動体ナットの前記内周面のうちの半周分の範囲内に形成され、
   前記半周分の前記範囲は、前記従動プーリ及び前記駆動プーリの各回転軸線を含む仮想平面が前記転動体ナットの前記内周面と交差し形成する交線のうち、前記駆動プーリから遠い側の交線を起点として前記内周面の周方向両側にそれぞれ９０°の位相を有して形成される範囲である、ステアリング装置。
2. 前記デフレクタ通路は、
   前記第一開口に接続される第一通路と、
   前記第二開口に接続される第二通路と、
   前記第一通路と前記第二通路とを接続する中央通路と、を備え、
   前記第一通路及び前記第二通路は、前記軸線方向で離間し前記転動体ナットの外周面と前記内周面との間を貫通する二個の取付孔にそれぞれ収容される一対のデフレクタにそれぞれ形成され、
   前記中央通路は、前記転動体ナットの前記外周面において、前記二個の取付孔間が連通するよう前記軸線方向の成分を有した方向に延在して形成される、請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記転舵中立位置において、
   前記転動体ナットを前記軸線方向から見たときに、前記デフレクタ通路の前記両端部は、前記駆動プーリから遠い側の前記交線を中心とし周方向において左右対称な位置に配置される、請求項１又は２に記載のステアリング装置。

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