JP2853999B2 - ボールねじ機構 - Google Patents
ボールねじ機構Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/20—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application
- B62D5/24—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application for worm type
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
- F16H25/2214—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、容易に組み付けられ、且つコンパクト設計
されたボールねじ機構に関するものである。 ［従来の技術］ 近年、公知のボールねじ機構におけるボールリターン
手段は、外部リターンチューブ、或は螺旋形リターン案
内面のどちらかから形成されている。この外部リターン
チューブは、ボールレースの一端から他端へボールを運
ぶチューブ状ボールキャッチ部の数種の形状から成り、
外部に配設されクリップとねじによってボールネジ機構
に止められている。米国特許第3,826,153号には螺旋形
リターン案内面が開示されており、前記の外部リターン
チューブの問題点を回避するために成されたものである
が、この螺旋形リターン案内面は、絶え間無い研究と発
展を成し遂げる中で更に改善されるべき別な問題点を残
している。 ［発明が解決しようとする問題点］ 前記の外部リターンチューブは、クリップとねじ等に
よって外部に配設されているために、明らかに様々な外
的要因を受けやすく、且つ製造コストが高くつく。更
に、このリターンチューブを支持するために必要な外部
取付部品によって、例えばインテグラルパワーステアリ
ングに要求されるコンパクトさも得られない。 前記の螺旋形リターン案内面は、リターン通路長の増
加によって、より多くのベアリングを必要とする。ま
た、螺旋形リターン案内面は、ボールをリターンレース
の中に移すためのエンドディスクの機械加工を必要とす
るばかりでなく、ベアリングを充填するための充填用ス
リーブと所定の場所に機械加工された部品を保持するた
めのねじ付き緊締部をも必要とする。 ［問題を解決するための手段］ このような問題点を解決するために本発明は、内周表
面上に螺旋形案内面、外周表面上に空洞部を夫々有する
と共に、この空洞部が前記螺旋形案内面の両端に連通さ
れている円筒部材と、螺旋形溝部を有し、この螺旋形溝
部を前記螺旋形案内面に対向させた状態で前記円筒部材
と動作可能に係合するねじ部材と、前記空洞部の中に運
動可能な状態で受容されると共に、ベアリング装填用の
開口部を有するチューブ状ベアリングリターンと、この
ベアリングリターンと前記螺旋形案内面及び螺旋形溝部
の間で形成された無終端通路によって拘束され保持され
た複数個のベアリングと、前記空洞部の形状に略沿って
形成されており、前記チューブ状ベアリングリターンを
保持し、かつ前記開口部を閉塞するために、前記空洞部
内に移動可能な状態で受容された保持器と、を備え、前
記保持器は、空洞部内に適性に位置されているときにそ
の外表面と前記円筒部材の外周面とが連続するよう、前
記円筒部材の外周面に略沿う外表面の輪郭となってお
り、さらに、前記保持器は、前記円筒部材の外周に囲繞
状態で接触する部品によって可動範囲を規制されて前記
円筒部材に取り付けられるようにした。 前記空洞部は円筒部材の縦軸に対して斜めに設定する
ようにしても良く、また、略Ｕ字型に形成するようにし
ても良い。 前記ベアリングリターンは、前記ベアリングを受容ま
たは解放するために、その両端に夫々ランプを備えるよ
うにしても良く、また、略Ｕ字型に形成するようにして
も良い。また、ベアリングリターンは、その縦軸を通る
平面に沿って略Ｕ字型の半分に２分割しても良い。その
チューブ状ベアリングリターンは、その断面形状を略円
形にして、さらにその断面寸法を前記ベアリングの断面
寸法に比べて僅かに大きく設定するようにしても良い。 前記保持器は、前記チューブ状ベアリングリターンと
係合するために溝付内表面を備えるようにしても良く、
また、成型プラスチックから形成するようにしても良
い。さらに、保持器は、前記チューブ状ベアリングリタ
ーンと係合するための溝付内表面に加え、この溝付内表
面上に形成され、前記ベアリングを案内するために前記
開口部に受容される節部を備えるようにしても良い。 ［作用］ 上述した本発明によるボールねじ機構は、以下のよう
に作用する。 ベアリングは、チューブ状ベアリングリターンと螺旋
形案内面及び螺旋形溝部の間で形成される無終端通路の
中に満たされ、ねじ機構の動作中この無終端通路に沿っ
て循環する。ねじ部材と円筒部材の相互運動は、このベ
アリングの循環運動によって与えられる。チューブ状ベ
アリングリターンは、空洞部に運動可能な状態で受容さ
れた保持器により空洞部の所定の位置に可動状態で支持
される。この空洞部は、その中に支持されるチューブ状
ベアリングリターンを通って運動するベアリングの方向
が突然、又は事実上変化しないように円筒部材の縦軸に
対して斜めに設定されている。チューブ状ベアリングリ
ターンは、できるだけ短く通路を形成するために、概ね
Ｕ字型であり、ベアリングは、一端で受け取られた後
に、ベアリングリターンを通って移動し、直ちに他端で
螺旋形案内面及び溝部へと戻される。また、チューブ状
ベアリングリターンの両端にはランプが設けられ、螺旋
形案内面及び溝部への、又はそこからのベアリングの円
滑な受容及び搬送を行えるようになっている。 前記ベアリングリターンは、その縦軸を通る平面に沿
って略Ｕ字型の半分に２分割されており、この協働する
ベアリングリターンの半分の要素は、運動可能な状態で
略Ｕ字型の空洞部の境界面と、空洞部内に可動状態で受
容された保持器とによって保持されている。また、この
ベアリングリターンは、ベアリングを充填するための開
口部を有し、保持器を挿入する前にベアリングリターン
の中にベアリングを簡単に落とし込むことができるの
で、ベアリングは、この開口部を介して螺旋形案内面及
び溝部とベアリングリターンを満たすまで、この案内面
及び溝部の中に入り込む。更にチューブ状ベアリングリ
ターンの断面形状が略円形であり、且つこの断面寸法が
ベアリングの断面寸法にほぼ等しいためにボールねじ機
構が円滑に動作する。 ボールねじ機構の組み付けは、空洞部の中へ保持器を
挿入することによって容易に完成されるが、この保持器
は、円筒部材の外周表面に一致するようにその輪郭に沿
って形成された外表面と、チューブ状ベアリングリター
ンに係合する溝付内表面とを有するため、円筒部材の外
周に囲繞状態で接触する部品によってその外側方向の可
動範囲を規制されることにより、特別な部品を要するこ
となく、ベアリングリターンと共に浮動状態を維持する
ことができる。また更に保持器の溝付内表面上に形成さ
れた節部は、ベアリングリターンの開口部で支持される
ごとく保持器の溝付内表面上に形成されているために、
チューブ状ベアリングリターンの内表面は、滑らかとな
っている。 ［実施例］ 第１図及び第２図によると、改善されたボールねじ機
構10は、パワーステアリングピストンに使用されている
ような空洞付円筒部材12と、入力軸に使用されているよ
うなねじ部材14とを備えている。この空洞付円筒部材12
は、外周表面16と内周表面18を有する。螺旋形案内面20
は、内周表面18上に機械加工によって形成され、螺旋形
溝部22は、ねじ部材14上に機械加工によって形成されて
いる。この螺旋形案内面20は、ねじ部材14上の螺旋形溝
部22と円滑に協働するために、ピッチ及び溝の深さまで
精密に機械加工されている。 第２図において、ねじ部材14は、円筒部材12の中に支
持されており、ボール、又はベアリング24一式は、ねじ
部材14と円筒部材12との相互運動を与えるために、溝部
22と案内面20との間に保持されている。案内面20は、ベ
アリング24が螺旋形溝部22内に配置されたときに、この
ベアリング24を収容し得る深さに機械加工されている。
第２図に示された好適実施例から明らかなように、案内
面20と溝部22の間の総合クリアランスは、ベアリング24
の直径よりも僅かに大きい。 第３図に示すように、空洞部26は、円筒部材12の外周
表面16に機械加工によって明けられている。この空洞部
26は、螺旋形案内面20の互いに反対側にある端部28及び
30に連通している。チューブ状ベアリングリターン32
は、空洞部26の中に収容支持され、且つ螺旋形案内面20
の互いに反対側にある端部28及び30に連通している。ベ
アリング24もまたチューブ状ベアリングリターン32の中
に支持されている。円筒部材12とねじ部材14との相互運
動の間、ベアリング24は、螺旋形溝部22の回りの螺旋形
案内面20を通ってチューブ状ベアリングリターンへと戻
る無終端通路に沿って移動する。 空洞部26及びその中に支持されるチューブ状ベアリン
グリターン32は、ベアリングが螺旋形案内面20からチュ
ーブ状ベアリングリターン32の中に移動する時に、ベア
リングの方向が突然、又は事実上変化しないように円筒
部材12の縦軸に対して斜めに設定されている。チューブ
状ベアリングリターン32は、ベアリング24が円滑に運ば
れるように略Ｕ字型に形成されている。ランプ34,36
は、ベアリングリターン32の両端に備えられ、ベアリン
グ24を円滑に受容乃至導入するように溝部22内に延びて
いる。 チューブ状ベアリングリターン32の断面形状は、ベア
リング24の断面形状に適合するように略円形である。ま
た、ベアリングリターンの断面寸法は、円滑動作のため
にベアリング24の断面寸法よりも僅かに大きい。ベアリ
ングリターン32は、その縦軸を通る平面に沿って略Ｕ字
型の半分に２分割されているのが好ましいが、これによ
り、ベアリングリターンは、簡略化され経済的に製造さ
れ得る。空洞部26のサイズは、この中にベアリングリタ
ーン32の半分に分割された各要素が運動可能な状態で受
容される時、これらが協働するための相互関係を保ち保
持され得るように決められている。ベアリング充填用開
口部38は、ボールねじ機構の組み付け中に、その中にベ
アリング24を配設することを可能とする。ベアリング24
は、案内面20、溝部22、及びベアリングリターン32がベ
アリング24で満たされるまでベアリングリターン32を通
って、螺旋形案内面20及び溝部22の中に充填される。こ
のベアリングリターン32の半分に分割された夫々の要素
は、費用をかけずに薄板からの打ち抜きによって製造さ
れ、又は粉末金属による造形と縁部を揃える研磨仕上げ
によって製造される。 ベアリングリターン32は、空洞部26の中に運動可能な
状態で支持された保持器40によってこの空洞部26の所定
の場所に保持されている。この保持器40は、好ましくは
高密度プラスチックから成型され、円筒部材12の外周表
面16に一致するようにその輪郭に沿って形成された外表
面42を有する。保持器40は、空洞部26の中に挿入され、
この空洞部26の壁部と、パワーステアリングギヤの円筒
壁部41のような円筒部材12を取り囲む接触面とによって
所定の場所に保持されている。 この保持器は、僅かな隙間を保ち運動可能な状態で、
ボルト、ねじ、クリップ、又はその他の取付部品を使用
せずに所定の場所に保持され得るようにチューブ状ベア
リングリターン32と係合している。また、内部に発生す
る油圧によって、薄い油膜が保持器40を覆うために、ベ
アリングの引っ掛かりを防ぐように浮動状態が実現さ
れ、所望する円滑動作が得られるようになる。 保持器40は、チューブ状ベアリングリターン32に適合
する溝付内表面44を有する。保持器40の溝付内表面44上
には節部46が形成されており、保持器40が空洞部26内の
所定位置においてチューブ状ベアリングリターン32と係
合するときに、この節部46がベアリング充填用開口部38
に受容されるようになっている。この節部46は、チュー
ブ状ベアリングリターン32の中に存在するベアリングの
滑らかな内部案内面となっている。これにより、本発明
の円滑動作を更に増加している。 ボールねじ機構の動作中に、ベアリング24は、この機
構の動作用ねじ要素を形成する溝部22及び案内面20によ
って保持されている。ねじ部材14が右回転と仮定した場
合、ベアリング24は、順に溝部22に従って移動し、ラン
プ34と交差し、チューブ状ベアリングリターン32の中へ
運ばれる。十分な回転の後、ベアリング24は、チューブ
状ベアリングリターン32を通過し、節部46を横切って、
最後にランプ36によって溝部22の中に戻される。ねじ部
材14がこの反対方向の回転と仮定した場合、ベアリング
24も同様に反対方向に移動する。 このように、ボールねじ機構が動作中、ベアリング24
は、チューブ状ベアリングリターン32によって螺旋形案
内面20の互いに反対側の端部28及び30から戻される。本
発明によると、ベアリングリターン32は、円筒部材12の
空洞部26の中に運動可能な状態で支持され、自由に浮動
した保持器40によって所定の場所に保持されている。こ
の保持器40は、円筒部材12の外周表面16に一致するよう
にその輪郭に沿って形成された外表面を有し、ファスナ
ー等を使用せずに円筒壁41への嵌入によって所定の位置
に保持されている。 ［発明の効果］ 本発明によるボールねじ機構は、独特な製造部品を利
用することによって、組み付けのためにボルト、クリッ
プ、又はねじ等を一切必要とせず、且つすべての部品が
相互にうまく嵌め込まれているために、外部取付部品を
も一切必要とせず、ボールねじ機構が容易に組み付けら
れる。 また、本発明のチューブ状ベアリングリターンは、螺
旋形案内面に比べてより真っすぐな経路を取っており、
より少ないベアリングで済むために、本発明によるボー
ルねじ機構は、極めて経済的であり、且つ耐久性があ
る。 さらに、本発明においては、充填用スリーブ又はその
他のベアリング充填装置を必要とせず、チューブ状ベア
リングリターンの開口部を介してそのベアリングリター
ンの中にベアリングを直接充填することができ、しか
も、前記開口部を保持器によって閉塞することができる
ため、ボールねじ機構の組み付け効率と経済性を増して
いる。また、チューブ状ベアリングリターンを保持する
保持器は、円筒部材の空洞部内に移動可能な状態で保持
され、しかも、円筒部材の外周に囲繞状態で接触する部
品によってその可動範囲が規制されるように円筒部材に
取り付けられているため、保持器の周域がベアリング経
路内部の油による油膜によって覆われて、ベアリングの
動作中におけるベアリング及びベアリングリターンの浮
動を許容することが可能になり、その結果、操作中のベ
アリングの引っ掛かりを無くすことができる。 また、ベアリングリターンは、縦軸に沿って略Ｕ字型
の半分に２分割されているので、この半分に分割された
夫々の部品は、容易に打ち抜かれ、成形され、仕上げら
れ得る。この分割された部品は、相互に交換でき、且つ
ファスナーや、他の組み付け部品を一切必要とせず、チ
ューブ状構造を形成すべく簡単に空洞部の中に一体とな
って組み込まれているので、設計の効率が更に増加す
る。 本発明のボールねじ機構は、外部部品を使用しなくて
も済むためにコンパクトな設計が可能であり、そのた
め、コンパクトさと円滑な動作を機構の信頼性と共に併
せ持たなければならないステアリングギアピストン等へ
の応用に最適である。
されたボールねじ機構に関するものである。 ［従来の技術］ 近年、公知のボールねじ機構におけるボールリターン
手段は、外部リターンチューブ、或は螺旋形リターン案
内面のどちらかから形成されている。この外部リターン
チューブは、ボールレースの一端から他端へボールを運
ぶチューブ状ボールキャッチ部の数種の形状から成り、
外部に配設されクリップとねじによってボールネジ機構
に止められている。米国特許第3,826,153号には螺旋形
リターン案内面が開示されており、前記の外部リターン
チューブの問題点を回避するために成されたものである
が、この螺旋形リターン案内面は、絶え間無い研究と発
展を成し遂げる中で更に改善されるべき別な問題点を残
している。 ［発明が解決しようとする問題点］ 前記の外部リターンチューブは、クリップとねじ等に
よって外部に配設されているために、明らかに様々な外
的要因を受けやすく、且つ製造コストが高くつく。更
に、このリターンチューブを支持するために必要な外部
取付部品によって、例えばインテグラルパワーステアリ
ングに要求されるコンパクトさも得られない。 前記の螺旋形リターン案内面は、リターン通路長の増
加によって、より多くのベアリングを必要とする。ま
た、螺旋形リターン案内面は、ボールをリターンレース
の中に移すためのエンドディスクの機械加工を必要とす
るばかりでなく、ベアリングを充填するための充填用ス
リーブと所定の場所に機械加工された部品を保持するた
めのねじ付き緊締部をも必要とする。 ［問題を解決するための手段］ このような問題点を解決するために本発明は、内周表
面上に螺旋形案内面、外周表面上に空洞部を夫々有する
と共に、この空洞部が前記螺旋形案内面の両端に連通さ
れている円筒部材と、螺旋形溝部を有し、この螺旋形溝
部を前記螺旋形案内面に対向させた状態で前記円筒部材
と動作可能に係合するねじ部材と、前記空洞部の中に運
動可能な状態で受容されると共に、ベアリング装填用の
開口部を有するチューブ状ベアリングリターンと、この
ベアリングリターンと前記螺旋形案内面及び螺旋形溝部
の間で形成された無終端通路によって拘束され保持され
た複数個のベアリングと、前記空洞部の形状に略沿って
形成されており、前記チューブ状ベアリングリターンを
保持し、かつ前記開口部を閉塞するために、前記空洞部
内に移動可能な状態で受容された保持器と、を備え、前
記保持器は、空洞部内に適性に位置されているときにそ
の外表面と前記円筒部材の外周面とが連続するよう、前
記円筒部材の外周面に略沿う外表面の輪郭となってお
り、さらに、前記保持器は、前記円筒部材の外周に囲繞
状態で接触する部品によって可動範囲を規制されて前記
円筒部材に取り付けられるようにした。 前記空洞部は円筒部材の縦軸に対して斜めに設定する
ようにしても良く、また、略Ｕ字型に形成するようにし
ても良い。 前記ベアリングリターンは、前記ベアリングを受容ま
たは解放するために、その両端に夫々ランプを備えるよ
うにしても良く、また、略Ｕ字型に形成するようにして
も良い。また、ベアリングリターンは、その縦軸を通る
平面に沿って略Ｕ字型の半分に２分割しても良い。その
チューブ状ベアリングリターンは、その断面形状を略円
形にして、さらにその断面寸法を前記ベアリングの断面
寸法に比べて僅かに大きく設定するようにしても良い。 前記保持器は、前記チューブ状ベアリングリターンと
係合するために溝付内表面を備えるようにしても良く、
また、成型プラスチックから形成するようにしても良
い。さらに、保持器は、前記チューブ状ベアリングリタ
ーンと係合するための溝付内表面に加え、この溝付内表
面上に形成され、前記ベアリングを案内するために前記
開口部に受容される節部を備えるようにしても良い。 ［作用］ 上述した本発明によるボールねじ機構は、以下のよう
に作用する。 ベアリングは、チューブ状ベアリングリターンと螺旋
形案内面及び螺旋形溝部の間で形成される無終端通路の
中に満たされ、ねじ機構の動作中この無終端通路に沿っ
て循環する。ねじ部材と円筒部材の相互運動は、このベ
アリングの循環運動によって与えられる。チューブ状ベ
アリングリターンは、空洞部に運動可能な状態で受容さ
れた保持器により空洞部の所定の位置に可動状態で支持
される。この空洞部は、その中に支持されるチューブ状
ベアリングリターンを通って運動するベアリングの方向
が突然、又は事実上変化しないように円筒部材の縦軸に
対して斜めに設定されている。チューブ状ベアリングリ
ターンは、できるだけ短く通路を形成するために、概ね
Ｕ字型であり、ベアリングは、一端で受け取られた後
に、ベアリングリターンを通って移動し、直ちに他端で
螺旋形案内面及び溝部へと戻される。また、チューブ状
ベアリングリターンの両端にはランプが設けられ、螺旋
形案内面及び溝部への、又はそこからのベアリングの円
滑な受容及び搬送を行えるようになっている。 前記ベアリングリターンは、その縦軸を通る平面に沿
って略Ｕ字型の半分に２分割されており、この協働する
ベアリングリターンの半分の要素は、運動可能な状態で
略Ｕ字型の空洞部の境界面と、空洞部内に可動状態で受
容された保持器とによって保持されている。また、この
ベアリングリターンは、ベアリングを充填するための開
口部を有し、保持器を挿入する前にベアリングリターン
の中にベアリングを簡単に落とし込むことができるの
で、ベアリングは、この開口部を介して螺旋形案内面及
び溝部とベアリングリターンを満たすまで、この案内面
及び溝部の中に入り込む。更にチューブ状ベアリングリ
ターンの断面形状が略円形であり、且つこの断面寸法が
ベアリングの断面寸法にほぼ等しいためにボールねじ機
構が円滑に動作する。 ボールねじ機構の組み付けは、空洞部の中へ保持器を
挿入することによって容易に完成されるが、この保持器
は、円筒部材の外周表面に一致するようにその輪郭に沿
って形成された外表面と、チューブ状ベアリングリター
ンに係合する溝付内表面とを有するため、円筒部材の外
周に囲繞状態で接触する部品によってその外側方向の可
動範囲を規制されることにより、特別な部品を要するこ
となく、ベアリングリターンと共に浮動状態を維持する
ことができる。また更に保持器の溝付内表面上に形成さ
れた節部は、ベアリングリターンの開口部で支持される
ごとく保持器の溝付内表面上に形成されているために、
チューブ状ベアリングリターンの内表面は、滑らかとな
っている。 ［実施例］ 第１図及び第２図によると、改善されたボールねじ機
構10は、パワーステアリングピストンに使用されている
ような空洞付円筒部材12と、入力軸に使用されているよ
うなねじ部材14とを備えている。この空洞付円筒部材12
は、外周表面16と内周表面18を有する。螺旋形案内面20
は、内周表面18上に機械加工によって形成され、螺旋形
溝部22は、ねじ部材14上に機械加工によって形成されて
いる。この螺旋形案内面20は、ねじ部材14上の螺旋形溝
部22と円滑に協働するために、ピッチ及び溝の深さまで
精密に機械加工されている。 第２図において、ねじ部材14は、円筒部材12の中に支
持されており、ボール、又はベアリング24一式は、ねじ
部材14と円筒部材12との相互運動を与えるために、溝部
22と案内面20との間に保持されている。案内面20は、ベ
アリング24が螺旋形溝部22内に配置されたときに、この
ベアリング24を収容し得る深さに機械加工されている。
第２図に示された好適実施例から明らかなように、案内
面20と溝部22の間の総合クリアランスは、ベアリング24
の直径よりも僅かに大きい。 第３図に示すように、空洞部26は、円筒部材12の外周
表面16に機械加工によって明けられている。この空洞部
26は、螺旋形案内面20の互いに反対側にある端部28及び
30に連通している。チューブ状ベアリングリターン32
は、空洞部26の中に収容支持され、且つ螺旋形案内面20
の互いに反対側にある端部28及び30に連通している。ベ
アリング24もまたチューブ状ベアリングリターン32の中
に支持されている。円筒部材12とねじ部材14との相互運
動の間、ベアリング24は、螺旋形溝部22の回りの螺旋形
案内面20を通ってチューブ状ベアリングリターンへと戻
る無終端通路に沿って移動する。 空洞部26及びその中に支持されるチューブ状ベアリン
グリターン32は、ベアリングが螺旋形案内面20からチュ
ーブ状ベアリングリターン32の中に移動する時に、ベア
リングの方向が突然、又は事実上変化しないように円筒
部材12の縦軸に対して斜めに設定されている。チューブ
状ベアリングリターン32は、ベアリング24が円滑に運ば
れるように略Ｕ字型に形成されている。ランプ34,36
は、ベアリングリターン32の両端に備えられ、ベアリン
グ24を円滑に受容乃至導入するように溝部22内に延びて
いる。 チューブ状ベアリングリターン32の断面形状は、ベア
リング24の断面形状に適合するように略円形である。ま
た、ベアリングリターンの断面寸法は、円滑動作のため
にベアリング24の断面寸法よりも僅かに大きい。ベアリ
ングリターン32は、その縦軸を通る平面に沿って略Ｕ字
型の半分に２分割されているのが好ましいが、これによ
り、ベアリングリターンは、簡略化され経済的に製造さ
れ得る。空洞部26のサイズは、この中にベアリングリタ
ーン32の半分に分割された各要素が運動可能な状態で受
容される時、これらが協働するための相互関係を保ち保
持され得るように決められている。ベアリング充填用開
口部38は、ボールねじ機構の組み付け中に、その中にベ
アリング24を配設することを可能とする。ベアリング24
は、案内面20、溝部22、及びベアリングリターン32がベ
アリング24で満たされるまでベアリングリターン32を通
って、螺旋形案内面20及び溝部22の中に充填される。こ
のベアリングリターン32の半分に分割された夫々の要素
は、費用をかけずに薄板からの打ち抜きによって製造さ
れ、又は粉末金属による造形と縁部を揃える研磨仕上げ
によって製造される。 ベアリングリターン32は、空洞部26の中に運動可能な
状態で支持された保持器40によってこの空洞部26の所定
の場所に保持されている。この保持器40は、好ましくは
高密度プラスチックから成型され、円筒部材12の外周表
面16に一致するようにその輪郭に沿って形成された外表
面42を有する。保持器40は、空洞部26の中に挿入され、
この空洞部26の壁部と、パワーステアリングギヤの円筒
壁部41のような円筒部材12を取り囲む接触面とによって
所定の場所に保持されている。 この保持器は、僅かな隙間を保ち運動可能な状態で、
ボルト、ねじ、クリップ、又はその他の取付部品を使用
せずに所定の場所に保持され得るようにチューブ状ベア
リングリターン32と係合している。また、内部に発生す
る油圧によって、薄い油膜が保持器40を覆うために、ベ
アリングの引っ掛かりを防ぐように浮動状態が実現さ
れ、所望する円滑動作が得られるようになる。 保持器40は、チューブ状ベアリングリターン32に適合
する溝付内表面44を有する。保持器40の溝付内表面44上
には節部46が形成されており、保持器40が空洞部26内の
所定位置においてチューブ状ベアリングリターン32と係
合するときに、この節部46がベアリング充填用開口部38
に受容されるようになっている。この節部46は、チュー
ブ状ベアリングリターン32の中に存在するベアリングの
滑らかな内部案内面となっている。これにより、本発明
の円滑動作を更に増加している。 ボールねじ機構の動作中に、ベアリング24は、この機
構の動作用ねじ要素を形成する溝部22及び案内面20によ
って保持されている。ねじ部材14が右回転と仮定した場
合、ベアリング24は、順に溝部22に従って移動し、ラン
プ34と交差し、チューブ状ベアリングリターン32の中へ
運ばれる。十分な回転の後、ベアリング24は、チューブ
状ベアリングリターン32を通過し、節部46を横切って、
最後にランプ36によって溝部22の中に戻される。ねじ部
材14がこの反対方向の回転と仮定した場合、ベアリング
24も同様に反対方向に移動する。 このように、ボールねじ機構が動作中、ベアリング24
は、チューブ状ベアリングリターン32によって螺旋形案
内面20の互いに反対側の端部28及び30から戻される。本
発明によると、ベアリングリターン32は、円筒部材12の
空洞部26の中に運動可能な状態で支持され、自由に浮動
した保持器40によって所定の場所に保持されている。こ
の保持器40は、円筒部材12の外周表面16に一致するよう
にその輪郭に沿って形成された外表面を有し、ファスナ
ー等を使用せずに円筒壁41への嵌入によって所定の位置
に保持されている。 ［発明の効果］ 本発明によるボールねじ機構は、独特な製造部品を利
用することによって、組み付けのためにボルト、クリッ
プ、又はねじ等を一切必要とせず、且つすべての部品が
相互にうまく嵌め込まれているために、外部取付部品を
も一切必要とせず、ボールねじ機構が容易に組み付けら
れる。 また、本発明のチューブ状ベアリングリターンは、螺
旋形案内面に比べてより真っすぐな経路を取っており、
より少ないベアリングで済むために、本発明によるボー
ルねじ機構は、極めて経済的であり、且つ耐久性があ
る。 さらに、本発明においては、充填用スリーブ又はその
他のベアリング充填装置を必要とせず、チューブ状ベア
リングリターンの開口部を介してそのベアリングリター
ンの中にベアリングを直接充填することができ、しか
も、前記開口部を保持器によって閉塞することができる
ため、ボールねじ機構の組み付け効率と経済性を増して
いる。また、チューブ状ベアリングリターンを保持する
保持器は、円筒部材の空洞部内に移動可能な状態で保持
され、しかも、円筒部材の外周に囲繞状態で接触する部
品によってその可動範囲が規制されるように円筒部材に
取り付けられているため、保持器の周域がベアリング経
路内部の油による油膜によって覆われて、ベアリングの
動作中におけるベアリング及びベアリングリターンの浮
動を許容することが可能になり、その結果、操作中のベ
アリングの引っ掛かりを無くすことができる。 また、ベアリングリターンは、縦軸に沿って略Ｕ字型
の半分に２分割されているので、この半分に分割された
夫々の部品は、容易に打ち抜かれ、成形され、仕上げら
れ得る。この分割された部品は、相互に交換でき、且つ
ファスナーや、他の組み付け部品を一切必要とせず、チ
ューブ状構造を形成すべく簡単に空洞部の中に一体とな
って組み込まれているので、設計の効率が更に増加す
る。 本発明のボールねじ機構は、外部部品を使用しなくて
も済むためにコンパクトな設計が可能であり、そのた
め、コンパクトさと円滑な動作を機構の信頼性と共に併
せ持たなければならないステアリングギアピストン等へ
の応用に最適である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ボールねじ機構を組み込んだパワーステアリ
ングギアピストンの側面図、第２図は、ピストンとボー
ルねじ機構の縦断面図、第３図は、ボールねじ機構の部
分断面図とピストンの拡大側面図である。 10……ボールねじ機構、 12……空洞部付円筒部材、 14……ねじ部材、 20……螺旋形案内面、 22……螺旋形溝部、 24……ベアリング、 26……空洞部、 32……チューブ状ベアリングリターン、 40……保持器。
ングギアピストンの側面図、第２図は、ピストンとボー
ルねじ機構の縦断面図、第３図は、ボールねじ機構の部
分断面図とピストンの拡大側面図である。 10……ボールねじ機構、 12……空洞部付円筒部材、 14……ねじ部材、 20……螺旋形案内面、 22……螺旋形溝部、 24……ベアリング、 26……空洞部、 32……チューブ状ベアリングリターン、 40……保持器。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭59−155658（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−142155（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−146753（ＪＰ，Ａ)
実開 昭53−112663（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭59−195241（ＪＰ，Ｕ)
実公 昭47−25419（ＪＰ，Ｙ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
F16H 25/22
F16H 25/24
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．内周表面上に螺旋形案内面、外周表面上に空洞部を
夫々有すると共に、この空洞部が前記螺旋形案内面の両
端に連通されている円筒部材と、 螺旋形溝部を有し、この螺旋形溝部を前記螺旋形案内面
に対向させた状態で前記円筒部材と動作可能に係合する
ねじ部材と、 前記空洞部の中に運動可能な状態で受容されると共に、
ベアリング装填用の開口部を有するチューブ状ベアリン
グリターンと、 このベアリングリターンと前記螺旋形案内面及び螺旋形
溝部の間で形成された無終端通路によって拘束され保持
された複数個のベアリングと、 前記空洞部の形状に略沿って形成されており、前記チュ
ーブ状ベアリングリターンを保持し、かつ前記開口部を
閉塞するために、前記空洞部内に移動可能な状態で受容
された保持器と、を備え、 前記保持器は、空洞部内に適性に位置されているときに
その外表面と前記円筒部材の外周面とが連続するよう、
前記円筒部材の外周面に略沿う外表面の輪郭となってお
り、 さらに、前記保持器は、前記円筒部材の外周に囲撓状態
で接触する部品によって可動範囲を規制されて前記円筒
部材に取り付けられていることを特徴とするボールねじ
機構。 ２．前記空洞部は、前記円筒部材の縦軸に対して斜めに
設定されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載のボールねじ機構。 ３．前記空洞部は、略Ｕ字型であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載のボールねじ機構。 ４．前記ベアリングリターンは、前記ベアリングを受容
または解放するために、その両端に夫々ランプを有して
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のボ
ールねじ機構。 ５．前記ベアリングリターンは、略Ｕ字型であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のボールねじ機
構。 ６．前記ベアリングリターンは、その縦軸を通る平面に
沿って略Ｕ字型の半分に２分割されたことを特徴とする
特許請求の範囲第５項に記載のボールねじ機構。 ７．前記チューブ状ベアリングリターンの断面形状が略
円形であることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記
載のボールねじ機構。 ８．前記チューブ状ベアリングリターンの断面寸法が前
記ベアリングの断面寸法に比べて僅かに大きいことを特
徴とする特許請求の範囲第７項に記載のボールねじ機
構。 ９．前記保持器は、前記チューブ状ベアリングリターン
と係合するために溝付内表面を有していることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のボールねじ機構。 １０．前記保持器は、成型プラスチックから形成された
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のボール
ねじ機構。 １１．前記保持器は、前記チューブ状ベアリングリター
ンと係合するための溝付内表面と、この溝付内表面上に
形成され、前記ベアリングを案内するために前記開口部
に受容される節部と、を有していることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載のボールねじ機構。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/930,257 US4750378A (en) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | Ball screw mechanism |
| US930,257 | 1986-11-13 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS63135640A JPS63135640A (ja) | 1988-06-08 |
| JP2853999B2 true JP2853999B2 (ja) | 1999-02-03 |
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Family Applications (1)
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| DE (1) | DE3766224D1 (ja) |
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1986
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-
1987
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- 1987-09-16 EP EP87308167A patent/EP0269212B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-16 DE DE8787308167T patent/DE3766224D1/de not_active Expired - Lifetime
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