JP2021196044A - Ball screw device and steering device - Google Patents

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崇 冨川
Takashi Tomikawa
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Abstract

To secure circulation of air inside and outside a ball nut in a ball screw device.SOLUTION: A ball screw device includes: a screw shaft body 110 including a first screw groove 111 at an outer peripheral surface part; a ball nut 120 having a second screw groove 122 forming a rolling passage, in which balls 121 roll, with the first screw groove 111 at an inner peripheral surface part; a circulation member 124 which is inserted into an attachment hole 123 formed at an outer peripheral surface part of the ball nut 120 to form an annular passage 125 of the balls 121; a housing 140 which houses the screw shaft body 110 and the ball nut 120; and a bearing 141 which rotatably holds the ball nut 120 on the housing 140. The circulation member 124 includes a main communication hole 126 penetrating from an outer peripheral surface to an inner peripheral surface of the ball nut 120 between the annular passage 125 and the bearing 141.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ボールナットを回転させてねじ軸体を軸方向に移動させるボールねじ装置、および前記ボールねじ装置を備えたステアリング装置に関する。 The present invention relates to a ball screw device that rotates a ball nut to move a screw shaft body in the axial direction, and a steering device including the ball screw device.

ボールねじ装置の1つとして、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、ねじ軸体のねじ溝に複数のボールを介して螺合されたボールナットとを備え、ボールナットを回転させることによりねじ軸を直動させる装置がある。 As one of the ball screw devices, a screw shaft having a spiral screw groove formed on the outer peripheral surface and a ball nut screwed into the screw groove of the screw shaft body via a plurality of balls are provided to provide a ball nut. There is a device that moves the screw shaft linearly by rotating it.

例えば特許文献1には、ステアリング装置に備えられたボールねじ装置が記載されており、ボールねじ装置のボールナットには、外周から内周の間の空気の行き来を許容する連通孔が形成されている。 For example, Patent Document 1 describes a ball screw device provided in a steering device, and the ball nut of the ball screw device is formed with a communication hole that allows air to flow between the outer circumference and the inner circumference. There is.

特開2015−47891号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-47891

しかしながら、ボールナットに連通孔を形成するには、ボールナットを切削加工する必要があり、ボールねじ装置の製造工程が増加する。 However, in order to form a communication hole in the ball nut, it is necessary to cut the ball nut, which increases the manufacturing process of the ball screw device.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ボールナットに加工を施すことなくボールナットの外側と内側の空気の流通を確保することができるボールねじ装置、およびこれを備えたステアリング装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a ball screw device capable of ensuring air flow between the outside and the inside of the ball nut without processing the ball nut, and a steering device provided with the ball screw device. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明の1つであるボールねじ装置は、外周面部に第一ねじ溝を備えるねじ軸体と、前記第一ねじ溝と共に複数のボールが転動する転動路を形成する第二ねじ溝を内周面部に有するボールナットと、前記ボールナットの外周面部に形成された取付孔に挿入され、前記ボールの環流路を形成する循環部材と、前記ねじ軸体、前記ボールナットを収容するハウジングと、前記ハウジングに対し前記ボールナットを回転可能に保持する軸受と、を備え、前記循環部材は、前記環流路と前記軸受との間において前記ボールナットの外周面から内周面まで貫通する主連通孔を備える。 In order to achieve the above object, the ball screw device, which is one of the present inventions, has a screw shaft body having a first screw groove on the outer peripheral surface portion and a rolling path in which a plurality of balls roll together with the first screw groove. A ball nut having a second screw groove on the inner peripheral surface portion, a circulation member inserted into a mounting hole formed on the outer peripheral surface portion of the ball nut to form a ring flow path of the ball, and the screw shaft body. A housing for accommodating the ball nut and a bearing for rotatably holding the ball nut with respect to the housing are provided, and the circulation member is provided from the outer peripheral surface of the ball nut between the ring flow path and the bearing. It has a main communication hole that penetrates to the inner peripheral surface.

また、上記目的を達成するために、本発明の他の1つであるステアリング装置は、外周面部に第一ねじ溝を備えるねじ軸体と、前記第一ねじ溝と共に複数のボールが転動する転動路を形成する第二ねじ溝を内周面部に有するボールナットと、前記ボールナットの外周面部に形成された取付孔に挿入され、前記ボールの環流路を形成する循環部材と、前記ねじ軸体、前記ボールナットを収容するハウジングと、前記ハウジングに対し前記ボールナットを回転可能に保持する軸受と、前記ねじ軸体の両端部と前記ハウジングとをそれぞれ封鎖するブーツと、を備え、前記循環部材は、前記環流路と前記軸受との間において前記ボールナットの外周面から内周面まで貫通する主連通孔を備える。 Further, in order to achieve the above object, in the steering device which is another one of the present invention, a screw shaft body having a first screw groove on the outer peripheral surface portion and a plurality of balls roll together with the first screw groove. A ball nut having a second thread groove forming a rolling path on the inner peripheral surface portion, a circulation member inserted into a mounting hole formed on the outer peripheral surface portion of the ball nut to form a ring flow path of the ball, and the screw. The shaft body, a housing for accommodating the ball nut, a bearing for rotatably holding the ball nut with respect to the housing, and boots for sealing both ends of the screw shaft body and the housing, respectively, are provided. The circulation member includes a main communication hole penetrating from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the ball nut between the ring flow path and the bearing.

本ボールねじ装置によれば、切削加工などによりボールナットに貫通孔を設ける加工工程を経ることなく、ボールナットの内側と外側とを連通する連通孔を設けることができ、少ない工数でボールねじ装置を製造することが可能となる。 According to this ball screw device, it is possible to provide a communication hole for communicating the inside and the outside of the ball nut without going through a processing step of providing a through hole in the ball nut by cutting or the like, and the ball screw device can be provided with a small number of man-hours. Can be manufactured.

また、ステアリング装置によれば、ボールナットに空気流通用の孔を設けることなくボールナットの内側と外側との間で空気を移動させることが可能となる。従って、軸受、ボールナット、およびねじ軸体によって分断されるハウジング内の2空間において、ねじ軸体の移動に伴って変形するブーツによって発生する圧力差を、循環部材に設けた貫通孔により緩和することが可能となる。 Further, according to the steering device, it is possible to move air between the inside and the outside of the ball nut without providing a hole for air flow in the ball nut. Therefore, in the two spaces in the housing divided by the bearing, the ball nut, and the screw shaft body, the pressure difference generated by the boot deformed by the movement of the screw shaft body is alleviated by the through hole provided in the circulation member. It becomes possible.

ステアリング装置を示す図である。It is a figure which shows the steering apparatus. ボールねじ装置のボールナット近傍を一部断面で示す図である。It is a figure which shows the vicinity of the ball nut of a ball screw device in a partial cross section. ボールナットと軸受とを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the ball nut and a bearing. ボールナットから循環部材を取り外した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which the circulation member was removed from a ball nut. 他の実施例1に係るステアリング装置を示す図である。It is a figure which shows the steering apparatus which concerns on another Example 1. FIG. 他の実施例2に係るステアリング装置を示す図である。It is a figure which shows the steering apparatus which concerns on another Example 2. FIG.

以下に、本発明に係るボールねじ装置、およびステアリング装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の位置関係、および接続状態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下では複数の発明を一つの実施の形態として説明する場合があるが、請求項に記載されていない構成要素については、その請求項に係る発明に関しては任意の構成要素であるとして説明している。また、図面は、本発明を説明するために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the ball screw device and the steering device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The numerical values, shapes, materials, components, positional relationships of the components, connection states, steps, the order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present invention. Further, in the following, a plurality of inventions may be described as one embodiment, but the components not described in the claims will be described as arbitrary components with respect to the claimed invention. ing. Further, the drawings are schematic views in which emphasis, omission, and ratio adjustment are appropriately performed in order to explain the present invention, and may differ from the actual shape, positional relationship, and ratio.

図1は、ステアリング装置を示す図である。図2は、ボールねじ装置のボールナット近傍を一部断面で示す図である。ステアリング装置100は、ステアリングホイールなどの操作部材200を運転者が操作したことにより発生するトルクと駆動手段150によるアシストトルクに基づき転舵輪210を転舵させるパワーステアリング装置であり、ボールねじ装置101と、プーリー130と、駆動手段150と、ブーツ142と、を備えている。また、ボールねじ装置101として、ボールナット120と、循環部材124と、ねじ軸体110と、ハウジング140と、軸受141と、を備えている。本実施の形態の場合、ステアリング装置100はさらに、複数の軸体が自在継手により連結され、運転者の操作による操作部材200の回転トルクをねじ軸体110に機械的に伝達するステアリングシャフト160を備えている。 FIG. 1 is a diagram showing a steering device. FIG. 2 is a diagram showing a partial cross section of the vicinity of the ball nut of the ball screw device. The steering device 100 is a power steering device that steers the steering wheel 210 based on the torque generated by the driver operating the operating member 200 such as the steering wheel and the assist torque by the driving means 150, and is the ball screw device 101. , A pulley 130, a drive means 150, and a boot 142. Further, the ball screw device 101 includes a ball nut 120, a circulation member 124, a screw shaft body 110, a housing 140, and a bearing 141. In the case of the present embodiment, the steering device 100 further has a steering shaft 160 in which a plurality of shaft bodies are connected by universal joints and the rotational torque of the operating member 200 operated by the driver is mechanically transmitted to the screw shaft body 110. I have.

ねじ軸体110は、外周面部の一部に第一ねじ溝111を備える棒状の部材である。ステアリング装置100に備えられるねじ軸体110は、タイロッド211を介して転舵輪210に接続され、転舵輪210を転舵する転舵軸体として機能する。また、ねじ軸体110は、長尺棒状であり一端部には第一ねじ溝111が設けられ、他端部にはラック112が設けられている。ねじ軸体110に設けられたラック112は、ステアリングシャフト160の先端部に設けられたピニオン161と噛み合うラック・アンド・ピニオン機構を構成している。ステアリング装置100は、ステアリングシャフト160を介して伝えられる回転トルクがラック・アンド・ピニオン機構によりねじ軸体110の直動に変換されると共に、駆動手段150によるアシストトルクがねじ軸体110の直動に変換されるいわゆる電動パワーステアリング装置となっている。 The screw shaft body 110 is a rod-shaped member having a first screw groove 111 in a part of the outer peripheral surface portion. The screw shaft body 110 provided in the steering device 100 is connected to the steering wheel 210 via the tie rod 211, and functions as a steering shaft body for steering the steering wheel 210. Further, the screw shaft body 110 has a long rod shape, and a first screw groove 111 is provided at one end thereof, and a rack 112 is provided at the other end portion. The rack 112 provided on the screw shaft body 110 constitutes a rack and pinion mechanism that meshes with the pinion 161 provided at the tip of the steering shaft 160. In the steering device 100, the rotational torque transmitted via the steering shaft 160 is converted into the linear motion of the screw shaft body 110 by the rack and pinion mechanism, and the assist torque by the drive means 150 is the linear motion of the screw shaft body 110. It is a so-called electric power steering device that is converted to.

ハウジング140は、ねじ軸体110、ボールナット120などを収容する部材である。本実施の形態の場合、ハウジング140は、外側において一体に成形されたブラケットを用いて車体に固定され、内側に収容したねじ軸体110を軸線方向(図中Y軸方向)にガイドする部材である。ハウジング140は、例えばアルミニウム合金により形成される。また、ハウジング140の両端部には、ゴム等で形成された蛇腹管状のブーツ142が、取り付けられている。ブーツ142によりハウジング140の長手方向の両開口端部とねじ軸体110との間が封止されているため、ハウジング140はある程度密閉された状態となり、内方に水、泥などが侵入することを防止している。ブーツ142は、一端部がハウジング140に取り付けられ、他端部はねじ軸体110に取り付けられているため、ハウジング140に対するねじ軸体110の移動により一方のブーツ142が膨らむと他方のブーツ142が萎み、ハウジング140の内側の空気の圧力が変化する。 The housing 140 is a member that houses the screw shaft body 110, the ball nut 120, and the like. In the case of the present embodiment, the housing 140 is a member that is fixed to the vehicle body by using a bracket integrally molded on the outside and guides the screw shaft body 110 housed inside in the axial direction (Y-axis direction in the figure). be. The housing 140 is made of, for example, an aluminum alloy. Further, bellows tubular boots 142 made of rubber or the like are attached to both ends of the housing 140. Since the boots 142 are sealed between both end portions of the housing 140 in the longitudinal direction and the screw shaft body 110, the housing 140 is in a sealed state to some extent, and water, mud, etc. can enter inward. Is prevented. Since one end of the boot 142 is attached to the housing 140 and the other end is attached to the screw shaft body 110, when one boot 142 inflates due to the movement of the screw shaft body 110 with respect to the housing 140, the other boot 142 is opened. Wither, the pressure of the air inside the housing 140 changes.

図3は、ボールナットと軸受とを示す斜視図である。図4は、ボールナットから循環部材を取り外した状態を示す斜視図である。ボールナット120は、ねじ軸体110に設けられた第一ねじ溝111と対向状に設けられ、第一ねじ溝111と共に複数のボール121が転動する転動路を形成する第二ねじ溝122(図3には不図示)を内周面部に有する円筒状の部材である。ボールナット120の外周面部に形成された取付孔123には、ボール121の環流路125を形成する循環部材124が圧入状態で取り付けられている。 FIG. 3 is a perspective view showing a ball nut and a bearing. FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the circulation member is removed from the ball nut. The ball nut 120 is provided so as to face the first thread groove 111 provided on the screw shaft body 110, and together with the first thread groove 111, forms a rolling path on which a plurality of balls 121 roll. It is a cylindrical member having (not shown in FIG. 3) on the inner peripheral surface portion. A circulation member 124 forming the ring flow path 125 of the ball 121 is attached to the mounting hole 123 formed on the outer peripheral surface of the ball nut 120 in a press-fitted state.

ボールナット120に設けられた取付孔123は、循環部材124が圧入される穴であり、ねじ軸体110の軸線方向(図中Y軸方向)の両端部にはそれぞれ循環部材124の両端部が嵌め込まれる貫通孔が設けられている。取付孔123に挿入される循環部材124には、一方の貫通孔において転動路から掬い上げられたボール121を他方の貫通孔まで案内して転動路に戻す環流路125が形成されている。なお、環流路125は、循環部材124の内部に形成されても良く、また取付孔123の底面部に設けられた溝と循環部材124に対向状に設けられた溝とにより形成されても構わない。 The mounting hole 123 provided in the ball nut 120 is a hole into which the circulation member 124 is press-fitted, and both ends of the circulation member 124 are provided at both ends of the screw shaft body 110 in the axial direction (Y-axis direction in the drawing). There is a through hole to be fitted. The circulation member 124 inserted into the mounting hole 123 is formed with a ring flow path 125 that guides the ball 121 scooped up from the rolling path in one through hole to the other through hole and returns it to the rolling path. .. The ring flow path 125 may be formed inside the circulation member 124, or may be formed by a groove provided on the bottom surface of the mounting hole 123 and a groove provided so as to face the circulation member 124. No.

ねじ軸体110に対してボールナット120を回転させた場合、循環部材124は、転動路から掬い上げたボール121をいずれか一方の貫通孔を通じて環流路125に導き、他方の貫通孔を通じて転動路に排出する機能を有している。この環流路125を介してボール121が転動路を無限循環することにより、低い摩擦抵抗でボールナット120の回転をねじ軸体110の直動に変換することが可能となっている。 When the ball nut 120 is rotated with respect to the screw shaft body 110, the circulation member 124 guides the ball 121 scooped up from the rolling path to the ring flow path 125 through one of the through holes and rolls through the other through hole. It has the function of discharging to the flow path. By infinitely circulating the ball 121 in the rolling path through the ring flow path 125, it is possible to convert the rotation of the ball nut 120 into the linear motion of the screw shaft body 110 with low frictional resistance.

ボールナット120は、ねじ軸体110が刺し通された状態でハウジング140に収容され、ハウジング140に軸受141を介して取り付けられている。ボールナット120は、ハウジング140に対しねじ軸体110の軸周りに回転する。ボールナット120の端面には、後述のプーリー130を固定するための締結部材が挿入されるねじ穴129が複数箇所に設けられている。 The ball nut 120 is housed in the housing 140 in a state where the screw shaft body 110 is pierced, and is attached to the housing 140 via a bearing 141. The ball nut 120 rotates about the axis of the screw shaft body 110 with respect to the housing 140. On the end surface of the ball nut 120, screw holes 129 into which a fastening member for fixing the pulley 130, which will be described later, is inserted are provided at a plurality of places.

循環部材124は、ボールナット120の軸受141により保持されていない外周面から内周面まで貫通する主連通孔126を備えている。主連通孔126は、循環部材124内に設けられているボール121の環流路125とは連通しない状態で環流路125と軸受141との間に設けられている。主連通孔126により、軸受141に覆われていないボールナット120の外側の空気とボールナット120の内側であって第一ねじ溝111と第二ねじ溝122の間の空気との流通を確保することが可能となる。従って、ブーツ142の膨張と伸縮とによってハウジング140内において発生する軸受141の両側の空気の圧力の不均衡を主連通孔126により是正することができ、ブーツ142が過剰に膨らんだり縮んだりすることにより発生するブーツ142の破損を抑制できる。 The circulation member 124 includes a main communication hole 126 that penetrates from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface that is not held by the bearing 141 of the ball nut 120. The main communication hole 126 is provided between the ring flow path 125 and the bearing 141 in a state of not communicating with the ring flow path 125 of the ball 121 provided in the circulation member 124. The main communication hole 126 ensures the flow of air outside the ball nut 120 not covered by the bearing 141 and air inside the ball nut 120 between the first thread groove 111 and the second thread groove 122. It becomes possible. Therefore, the imbalance of air pressure on both sides of the bearing 141 generated in the housing 140 due to the expansion and contraction of the boot 142 can be corrected by the main communication hole 126, and the boot 142 expands or contracts excessively. It is possible to suppress the damage of the boot 142 caused by the above.

主連通孔126の形成方法は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、循環部材124は、型を用いて製造されるいわゆる成型品であり、主連通孔126は、循環部材124の成形と同時に成形される。また、主連通孔126の形状は、特に限定されるものではないが、ボールナット120の取付孔123の内周面に向かって開口する溝状である。なお、図4に示す副連通孔127(後述)と同形状である。この形状により、成形後の型に対する循環部材124の離型性を高めることができ、循環部材124に容易に主連通孔126を設けることが可能となる。循環部材124の具体的な成形方法としては、金属粉末と結合材の混合物を成形金型内に射出して成形する金属射出成形(MIM:Metal Injection Molding)、樹脂の射出成形などを例示することができる。 The method for forming the main communication hole 126 is not particularly limited, but in the case of the present embodiment, the circulation member 124 is a so-called molded product manufactured by using a mold, and the main communication hole 126 is a circulation product. It is molded at the same time as the molding of the member 124. The shape of the main communication hole 126 is not particularly limited, but is a groove shape that opens toward the inner peripheral surface of the mounting hole 123 of the ball nut 120. It has the same shape as the sub-communication hole 127 (described later) shown in FIG. With this shape, the releasability of the circulation member 124 with respect to the molded mold can be enhanced, and the main communication hole 126 can be easily provided in the circulation member 124. Specific examples of the molding method of the circulation member 124 include metal injection molding (MIM: Metal Injection Molding) in which a mixture of metal powder and a binder is injected into a molding mold, resin injection molding, and the like. Can be done.

また本実施の形態の場合、循環部材124は、環流路125に対し主連通孔126の反対側にボールナット120の外周面から内周面まで貫通する副連通孔127を備えている。これにより、プーリー130等により空気の流通が阻害されるような場合においても、ボールナット120の内側から外側への空気の流通を確保することが可能となる。また、循環部材124が回転対称体であった場合、循環部材124の向きを気にすることなくボールナット120の取付孔123に取り付けることが可能となる。 Further, in the case of the present embodiment, the circulation member 124 is provided with an auxiliary communication hole 127 penetrating from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the ball nut 120 on the opposite side of the main communication hole 126 with respect to the ring flow path 125. This makes it possible to secure the air flow from the inside to the outside of the ball nut 120 even when the air flow is obstructed by the pulley 130 or the like. Further, when the circulation member 124 is a rotationally symmetric body, it can be attached to the mounting hole 123 of the ball nut 120 without worrying about the orientation of the circulation member 124.

プーリー130は、ボールナット120の外周面部に嵌め合わされる円筒状の内周面部を有し、ねじ軸体110の軸方向(図中Y軸方向)においてボールナット120と締結される円筒状の部材である。本実施の形態の場合、プーリー130は、一端部において内方に向かって径方向に突出し、ねじ軸体110が刺し通される円環状のフランジ部131を備える。フランジ部131には、ボルトなどの締結部材が刺し通される締結孔が複数箇所に設けられている。締結孔は、ボールナット120の端面に設けられたねじ穴129に対応する位置にプーリー130の回転軸に沿って貫通して配置されている。 The pulley 130 has a cylindrical inner peripheral surface portion that is fitted to the outer peripheral surface portion of the ball nut 120, and is a cylindrical member that is fastened to the ball nut 120 in the axial direction (Y-axis direction in the drawing) of the screw shaft body 110. Is. In the case of the present embodiment, the pulley 130 includes an annular flange portion 131 that protrudes inward at one end in the radial direction and through which the screw shaft body 110 is pierced. The flange portion 131 is provided with a plurality of fastening holes through which a fastening member such as a bolt is pierced. The fastening hole is arranged so as to penetrate along the rotation axis of the pulley 130 at a position corresponding to the screw hole 129 provided on the end face of the ball nut 120.

プーリー130は、駆動手段150から回転トルクが伝達されることによりねじ軸体110の軸周りに回転し、締結部材の締結力によりボールナット120の端面に固定されたフランジ部131を介してボールナット120を回転させる。 The pulley 130 rotates around the axis of the screw shaft body 110 by transmitting rotational torque from the drive means 150, and the ball nut is passed through the flange portion 131 fixed to the end face of the ball nut 120 by the fastening force of the fastening member. Rotate 120.

駆動手段150は、ハウジング140に固定されプーリー130を回転駆動する。本実施の形態の場合、駆動手段150は、モータと、モータの出力軸に取り付けられた駆動プーリー153と、駆動プーリー153と従動プーリーとして機能するプーリー130とに巻き掛けられた無端状のベルト151を備えている。 The drive means 150 is fixed to the housing 140 and rotationally drives the pulley 130. In the case of the present embodiment, the drive means 150 is an endless belt 151 wound around a motor, a drive pulley 153 attached to an output shaft of the motor, a drive pulley 153, and a pulley 130 functioning as a driven pulley. It is equipped with.

ねじ軸体110と、ボールナット120と、を備えるボールねじ装置101と、プーリー130と、プーリー130よりも径が小さい駆動プーリー153と、を備えた駆動手段150とにより操作部材200からの回転トルクをアシストするアシストトルクを発生させるアシスト機構が構成される。具体的にアシスト機構は次のような動作によりアシストトルクをねじ軸体110に伝達する。つまり、モータによって駆動プーリー153を回転させると、ベルト151を介してプーリー130が回転する。プーリー130は駆動プーリー153よりも径大であるため減速状態となる。プーリー130と一体に組み付けられたボールナット120も回転する。ボールナット120がねじ軸体110に対して相対回転すると、ボール121がボールナット120、およびねじ軸体110から負荷(摩擦力)を受けて転動路及び環流路125を無限循環する。このボール121の無限循環を通じて、ボールナット120に付与されたトルクがねじ軸体110の直動に変換され、ねじ軸体110がボールナット120に対して軸方向に相対移動する。すなわちねじ軸体110に軸方向の力が付与される。このねじ軸体110に付与される軸方向の力がアシスト力となって運転者のステアリング操作が補助される。 Rotational torque from the operating member 200 by a ball screw device 101 including a screw shaft body 110, a ball nut 120, a pulley 130, and a drive means 150 including a drive pulley 153 having a diameter smaller than that of the pulley 130. An assist mechanism that generates an assist torque is configured. Specifically, the assist mechanism transmits the assist torque to the screw shaft body 110 by the following operations. That is, when the drive pulley 153 is rotated by the motor, the pulley 130 rotates via the belt 151. Since the pulley 130 has a larger diameter than the drive pulley 153, it is in a decelerated state. The ball nut 120 integrally assembled with the pulley 130 also rotates. When the ball nut 120 rotates relative to the screw shaft body 110, the ball 121 receives a load (friction force) from the ball nut 120 and the screw shaft body 110 and circulates infinitely in the rolling path and the ring flow path 125. Through the infinite circulation of the ball 121, the torque applied to the ball nut 120 is converted into the linear motion of the screw shaft body 110, and the screw shaft body 110 moves relative to the ball nut 120 in the axial direction. That is, an axial force is applied to the screw shaft body 110. The axial force applied to the screw shaft body 110 serves as an assist force to assist the driver's steering operation.

以上の実施の形態で示したボールねじ装置101、およびステアリング装置100によれば、ボールナット120の内側と外側とを連通する主連通孔126が循環部材124に形成されている。そのため、循環部材124の主連通孔126を介して、ボールナット120の内外を流通する空気の流路を形成できる。これにより、ハウジング140の内方においてねじ軸体110の軸方向に空気を移動させることが可能となる。具体的に、軸受141等によりボールナット120外側の空気の流れが妨げられる場合には、主連通孔126を介して空気をボールナット120の内側に引き入れることができる。逆に、ボールナット120内側の空気の流れがボール121やグリースにより妨げられる場合には、主連通孔126を介して空気をボールナット120の外側に押し出すことができる。 According to the ball screw device 101 and the steering device 100 shown in the above embodiments, the main communication hole 126 that communicates the inside and the outside of the ball nut 120 is formed in the circulation member 124. Therefore, it is possible to form a flow path of air flowing inside and outside the ball nut 120 through the main communication hole 126 of the circulation member 124. This makes it possible to move air in the axial direction of the screw shaft body 110 inside the housing 140. Specifically, when the air flow on the outside of the ball nut 120 is obstructed by the bearing 141 or the like, air can be drawn into the inside of the ball nut 120 through the main communication hole 126. On the contrary, when the air flow inside the ball nut 120 is obstructed by the balls 121 or grease, the air can be pushed out of the ball nut 120 through the main communication hole 126.

また、主連通孔126は、環流路125とともに循環部材124に一体的に成形されるため主連通孔126を加工するための特別な工程が不要である。 Further, since the main communication hole 126 is integrally formed with the circulation member 124 together with the ring flow path 125, no special step for processing the main communication hole 126 is required.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, another embodiment realized by arbitrarily combining the components described in the present specification and excluding some of the components may be the embodiment of the present invention. The present invention also includes modifications obtained by making various modifications that can be conceived by those skilled in the art within the scope of the gist of the present invention, that is, the meaning indicated by the wording described in the claims, with respect to the above-described embodiment. Will be.

例えば、主連通孔126を循環部材124に1箇所設ける場合を説明したが、多くの空気の流路を確保するために複数の主連通孔126を循環部材124に設けても構わない。同様に循環部材124は、副連通孔127を複数箇所に備えても構わない。 For example, the case where one main communication hole 126 is provided in the circulation member 124 has been described, but a plurality of main communication holes 126 may be provided in the circulation member 124 in order to secure a large number of air flow paths. Similarly, the circulation member 124 may be provided with sub-communication holes 127 at a plurality of locations.

また、主連通孔126、および副連通孔127の形状は、取付孔123の内周に向かって開口する溝状ではなく、空気の流通方向における両端の開口部以外には開口部を備えない管状であっても構わない。また、主連通孔126、および副連通孔127の空気の流通方向に直交する断面形状は同じでなくても構わない。 Further, the shape of the main communication hole 126 and the sub-communication hole 127 is not a groove shape that opens toward the inner circumference of the mounting hole 123, but is a tubular having no opening other than the openings at both ends in the air flow direction. It doesn't matter. Further, the cross-sectional shapes of the main communication hole 126 and the sub-communication hole 127 that are orthogonal to the air flow direction do not have to be the same.

また、主連通孔126、および副連通孔127は、空気の流通方向において直線ばかりでなく、湾曲、屈曲などしても構わない。 Further, the main communication hole 126 and the sub communication hole 127 may be curved or bent as well as straight in the air flow direction.

また、ステアリング装置100は、図5に示すように、操作部材200とねじ軸体110と、が機械的に連結されず、操作部材200の回転角などをセンサ等で読み取り、センサ等の信号に基づいてねじ軸体110がボールナット120の回転により往復動し、転舵輪210を転舵するいわゆるSBW(Steer By Wire System)であってもよい。 Further, as shown in FIG. 5, in the steering device 100, the operating member 200 and the screw shaft body 110 are not mechanically connected, and the rotation angle of the operating member 200 is read by a sensor or the like and used as a signal of the sensor or the like. Based on this, the screw shaft body 110 may be reciprocated by the rotation of the ball nut 120 to steer the steering wheel 210, so-called SBW (Steer By Wall System).

さらに、ステアリング装置100は、図6に示すように、操作部材200、ステアリングシャフト160などを備えず、コンピュータが操向を行う自動ステアリング装置であっても構わない。 Further, as shown in FIG. 6, the steering device 100 may be an automatic steering device that does not include an operating member 200, a steering shaft 160, or the like, and is steered by a computer.

本発明は車両などのステアリング装置であって、人による操舵力をアシストすることができるステアリング装置、操作部材と転舵輪とが機械的に接続されず、電気的に操舵されるSBW、自動ステアリング装置などに利用可能である。 The present invention is a steering device for a vehicle or the like, which is a steering device capable of assisting a steering force by a person, an SBW in which an operating member and a steering wheel are not mechanically connected and are electrically steered, and an automatic steering device. It can be used for such purposes.

ボールねじ装置は、キャリパを駆動する直動にモータの回転を変換する電動ブレーキ装置などにも利用可能である。 The ball screw device can also be used as an electric brake device that converts the rotation of a motor into a linear motion for driving a caliper.

100…ステアリング装置、101…ボールねじ装置、110…軸体、111…第一ねじ溝、112…ラック、120…ボールナット、121…ボール、122…第二ねじ溝、123…取付孔、124…循環部材、125…環流路、126…主連通孔、127…副連通孔、129…ねじ穴、130…プーリー、131…フランジ部、140…ハウジング、141…軸受、142…ブーツ、150…駆動手段、151…ベルト、153…駆動プーリー、160…ステアリングシャフト、161…ピニオン、200…操作部材、210…転舵輪、211…タイロッド 100 ... Steering device, 101 ... Ball screw device, 110 ... Shaft body, 111 ... First screw groove, 112 ... Rack, 120 ... Ball nut, 121 ... Ball, 122 ... Second screw groove, 123 ... Mounting hole, 124 ... Circulation member, 125 ... Ring flow path, 126 ... Main communication hole, 127 ... Sub communication hole, 129 ... Screw hole, 130 ... Pulley, 131 ... Flange, 140 ... Housing, 141 ... Bearing, 142 ... Boot, 150 ... Drive means , 151 ... Belt, 153 ... Drive pulley, 160 ... Steering shaft, 161 ... Pinion, 200 ... Operating member, 210 ... Steering wheel, 211 ... Tie rod

Claims (5)

外周面部に第一ねじ溝を備えるねじ軸体と、
前記第一ねじ溝と共に複数のボールが転動する転動路を形成する第二ねじ溝を内周面部に有するボールナットと、
前記ボールナットの外周面部に形成された取付孔に挿入され、前記ボールの環流路を形成する循環部材と、
前記ねじ軸体、前記ボールナットを収容するハウジングと、
前記ハウジングに対し前記ボールナットを回転可能に保持する軸受と、を備え、
前記循環部材は、
前記環流路と前記軸受との間において前記ボールナットの外周面から内周面まで貫通する主連通孔を備える
ボールねじ装置。
A screw shaft body having a first screw groove on the outer peripheral surface,
A ball nut having a second thread groove on the inner peripheral surface portion that forms a rolling path through which a plurality of balls roll together with the first thread groove.
A circulation member that is inserted into a mounting hole formed in the outer peripheral surface of the ball nut to form a ring flow path of the ball.
The screw shaft, the housing for accommodating the ball nut, and
A bearing that rotatably holds the ball nut against the housing.
The circulation member is
A ball screw device provided with a main communication hole penetrating from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the ball nut between the ring flow path and the bearing.
前記主連通孔は、前記ボールナットの取付孔の内周面に向かって開口する溝状である
請求項1に記載のボールねじ装置。
The ball screw device according to claim 1, wherein the main communication hole has a groove shape that opens toward the inner peripheral surface of the mounting hole of the ball nut.
前記主連通孔は、前記循環部材の環流路と連通しない
請求項1または2に記載のボールねじ装置。
The ball screw device according to claim 1 or 2, wherein the main communication hole does not communicate with the ring flow path of the circulation member.
前記循環部材は、
前記環流路に対し前記主連通孔の反対側に前記ボールナットの外周面から内周面まで貫通する副連通孔を備える
請求項1から3のいずれか一項に記載のボールねじ装置。
The circulation member is
The ball screw device according to any one of claims 1 to 3, further comprising an auxiliary communication hole penetrating from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the ball nut on the opposite side of the main communication hole with respect to the ring flow path.
請求項1から4のいずれか一項に記載のボールねじ装置と、
前記ねじ軸体の両端部と前記ハウジングとの間をそれぞれ封鎖するブーツと、
を備えるステアリング装置。
The ball screw device according to any one of claims 1 to 4.
Boots that seal between both ends of the screw shaft and the housing, respectively.
A steering device equipped with.
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