JP4004132B2 - デフレクタ式ボールねじおよびその組付方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじ軸に鋼球を介してナットスクリューが螺合し、ナットスクリューに嵌着されたデフレクタにより鋼球が循環するデフレクタ式ボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このデフレクタ式ボールねじにおいては、ねじ軸の外周面とナットスクリューの内周面に形成されたねじ溝に多数の鋼球が挿入されており、鋼球を循環させるためにナットスクリュー側にデフレクタを嵌着してナットスクリューのねじ溝の一部をデフレクタのリターン溝で構成している。
【０００３】
ナットスクリューの内周において鋼球が円滑に循環するために、ナットスクリューのねじ溝とデフレクタのリターン溝が滑らかに連続するようにナットスクリューにデフレクタが正確にかつ確固として固定されなければならない。
そこで従来はナットスクリューの取付孔にデフレクタを嵌合した後、ねじやボルト等により止め付けがなされていた。
【０００４】
しかしボルト等による止め付けは、ナットスクリュー側にねじ部を設ける必要があり、部品点数も多く組付作業も面倒である。
そこでナットスクリューの取付孔にデフレクタを嵌合した後、簡単にかしめ付けによりデフレクタを固着する方法がある（特開平５−１４１４９７号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしねじ軸とナットスクリューのねじ溝を移動する鋼球は、デフレクタのリターン溝に入ってねじ軸側のねじ溝を遠心方向に抜けてねじ山を越えて１つ手前のねじ溝に戻されて循環するので、鋼球がリターン溝に入る入口側と出口側において特にナットスクリューの作動力が鋼球を介してデフレクタに作用してデフレクタを押圧する。
【０００６】
そのためナットスクリューの取付孔に嵌着されたデフレクタが、かしめの結合力のみで固着されていると、鋼球を介するデフレクタへの部分的な押圧力の繰り返しに耐えられずガタを生じて異音を発生することがある。
なおかしめ荷重を大きくすればガタを防止することができるかもしれないが、デフレクタ式ボールねじのコンパクトな商品性を維持するとなると、ナットスクリューの剛性を大きなカシメ荷重に耐える構成とすることが難しくなる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、ナットスクリューに嵌着されたデフレクタがロータシャフト組付後に確固として固定され全くガタを生じさせないデフレクタ式ボールねじおよびその組付方法を供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、ねじ軸に鋼球を介してナットスクリューが螺合し、前記ナットスクリューに嵌着されたデフレクタにより前記鋼球が循環するデフレクタ式ボールねじにおいて、円筒状の前記ナットスクリューの外周に円筒状のロータシャフトが嵌合し、前記デフレクタは、鋼球が通る長手方向の前後２か所にかしめ部を有し、前記デフレクタの外面には、前記前側かしめ部と前端との間および後側かしめ部と後端との間にそれぞれ突起を設け、前記かしめ部により前記デフレクタが前記ナットスクリューの取付孔にかしめ固着され、前記デフレクタの外面に設けられた前記突起がロータシャフトの内周面に当接されているデフレクタ式ボールねじとした。
【０００９】
デフレクタの外面に設けられた突起がロータシャフトの内周面に当接するので、ナットスクリューの作動力が鋼球を介してデフレクタに作用してもデフレクタはロータシャフトに当接する突起によって確固として支持されガタの生じるのを回避し、ガタによる異音の発生を防止することができる。
【００１１】
デフレクタの鋼球が通る前後方向（デフレクタのリターン溝が概ね指向している方向を前後方向としている）の入口側と出口側の前後両端部または同両端部の近傍に、それぞれ突起を設けることで、この両端の突起により２か所でデフレクタはロータシャフトに当接して確固として固定される。
【００１２】
鋼球がデフレクタのリターン溝に入る入口側と出口側においてナットスクリューの作動力が鋼球を介してデフレクタに作用してデフレクタを押圧するが、このデフレクタの前後両端部への押圧を前記前後両端の突起が２か所ロータシャフトに当接して効果的に支えることができガタの発生を防止することができる。
【００１４】
デフレクタがナットスクリューにかしめ固着されるので、部品点数を少なくして組付作業を簡素化することができる。
ロータシャフトを嵌合したときに前記突起がロータシャフトに当接してデフレクタは支えられるので、前記かしめ荷重を大きくする必要はなくデフレクタ式ボールねじのコンパクトな商品性を維持できる。
【００１６】
デフレクタの前後の突起の内側にかしめ部があってナットスクリューに固着しているので、前記鋼球の循環時に前後両端で作用する押圧力は前後の突起が支え、かしめによる固着部に直接作用せず、デフレクタは確固として固定される。
【００１７】
請求項４記載の発明は、鋼球の通る前後方向に長尺で外面の前後両端部または同両端部近傍に突起を設けたデフレクタを、円筒状のナットスクリューの取付孔に、前記突起を前記ナットスクリューの外周面より突出させて嵌合し、前記デフレクタの前後２か所をかしめてナットスクリューに固着し、前記ナットスクリューの外周面を前記デフレクタの突起とともに同一径に加工し、前記ナットスクリューの外周に円筒状のロータシャフトを嵌合し、前記ナットスクリューの内側に鋼球を挿入してねじ軸を螺入するデフレクタ式ボールねじの組付方法である。
【００１８】
デフレクタをナットスクリューの取付孔に嵌合し、かしめ固着した後、ナットスクリューの外周加工でデフレクタの突起を同時に加工して同一径とするので、ナットスクリューにロータシャフトを嵌合したときのデフレクタとロータシャフトの結合精度が高くデフレクタのガタの発生を確実に防止することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のデフレクタ式ボールねじの組付方法において、鋼球挿入治具により前記ナットスクリューの内側から鋼球を挿入し、前記鋼球挿入治具の抜き取りに連続して前記ねじ軸を螺入することを特徴とする。
【００２０】
デフレクタをナットスクリューにかしめ固着しロータシャフトの嵌合で確固として固定した後に、ナットスクリューの内側から鋼球が挿入されるので、鋼球挿入によるデフレクタへの作用さらにはその後のねじ軸の螺入によるデフレクタへの作用によってデフレクタは影響を受けずガタを生じさせない。
【００２１】
鋼球挿入治具により鋼球をナットスクリューの内側に挿入し、鋼球挿入治具の抜き取りに連続してねじ軸を螺入して組付けるので、組付作業が簡単で作業時間を短縮することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図１４に図示し説明する。本実施の形態のデフレクタ式ボールねじ20は、自動車の電動式パワーステアリング装置１に適用されたものである。
図１は該電動式パワーステアリング装置１の主要部の断面図である。
【００２３】
車体側に固定される円筒のハウジング２は、小径部２ａと大径部２ｂが同軸に連続して一体に形成され、同ハウジング２および並んで配設されるギヤケース３の内部をラックねじ軸４が左右方向に移動自在に貫通しており、同ラックねじ軸４の両端にタイロッド５，５が連結され、ラックねじ軸４の左右への移動でタイロッド５，５を介して左右の車輪が操向される。
【００２４】
ギヤケース３内にはステアリングホイールの操舵により回転するステアリングシャフト６の下端が挿入され、同下端に設けられたピニオン７がラックねじ軸４に刻設されたラック４ａに噛合している。
ラックねじ軸４は、ラック４ａと反対側にねじ溝４ｂが形成されている。
【００２５】
ハウジング２の大径部２ｂにはモータ10が内蔵されている。
ラックねじ軸４の外周に筒状のロータシャフト11が、ラック４ａ側端部をベアリング12が支持し、ねじ溝４ｂ側大径部11ａをベアリング13が回転自在に支持している。
【００２６】
ロータシャフト11の外周に巻線14を巻回した鉄心15が一体に嵌着され、鉄心15に対向するハウジング２の内周に永久磁石16が周設されモータ10が構成されている。
【００２７】
なおギヤケース３の端部にフランジ部３ａを貫通した導体17がハウジング２の内側に保持されたブラシ18に接続され、ブラシ18はロータシャフト11の外周に設けられた整流子19に接しており、外部からの電流がブラシ18と整流子19を介して巻線14に供給されてモータ10が駆動され、ロータシャフト11が回転する。
【００２８】
ロータシャフト11の大径部11ａ内にナットスクリュー21が嵌合されロックナット24の嵌入により一体結合されており、同ナットスクリュー21に鋼球25を介してラックねじ軸４のねじ溝４ｂが螺入してボールねじ20を構成している。
【００２９】
したがってモータ10の駆動でロータシャフト11とともにナットスクリュー21が回転すると、鋼球25を介してねじ溝４ｂに螺合するボールねじ20によりラックねじ軸４が左右に移動する。
【００３０】
電動式パワーステアリング装置１は、概ね以上のような構造をしており、ステアリングホイールの操舵でステアリングシャフト６が回転すると、ピニオン７とラック４ａの噛合によりラックねじ軸４を左右方向に移動するが、同時にステアリングシャフト６への操舵伝達部に設けられたトルク検出機構の信号および車速検出器などの信号に基づきモータ10が駆動制御されてボールねじ20を介してラックねじ軸４の移動がアシストされる。
【００３１】
かかる電動式パワーステアリング装置１におけるボールねじ20は、デフレクタ式ボールねじであり、ナットスクリュー21にデフレクタ22が４個嵌着されている。
ナットスクリュー21は、図３ないし図５に図示するように円筒内周面にねじ溝21ａが形成されており、ねじ山を挟む両側のねじ溝21ａに亘って斜めに長円状の取付孔21ｂが穿設されている。
【００３２】
取付孔21ｂは軸方向にずれながら周方向に等間隔に４個形成されている。
取付孔21ｂは、長円状の孔の内面にはねじ溝21ａを有する内周面側に段部21ｃが形成されている。
【００３３】
一方取付孔21ｂに嵌着されるデフレクタ22は、図６ないし図９に示すように取付孔21ｂの形状に合わせて平面視で略長円状（両端部を平行に切り欠いている）をなし、外面22ｃ側の外周に沿ってフランジ部22ａが突設され、内面側にリターン溝22ｂが長手方向に略Ｓ字状に形成されている。
【００３４】
デフレクタ22のフランジ部22ａは、取付孔21ｂの段部21ｃまでの深さに略等しい厚さを有し、外面22ｃは中央が略平らで、長手方向を前後方向として前後端近傍に斜めに突条22ｄ，22ｄが平行に突出形成されている。
突条22ｄ，22ｄは、デフレクタ22を取付孔21ｂに嵌合したときにナットスクリュー21の中心軸に平行となる（図１３参照）。
【００３５】
そしてデフレクタ22は、取付孔21ｂにナットスクリュー21の外側から嵌合される（図１０ないし図１２参照）。
デフレクタ22の本体が取付孔21ｂの段部21ｃ内に挿入され、フランジ部22ａが段部21ｃに当接して嵌合されると、図１１に示すように嵌合された当初は突条22ｄ，22ｄの先端部がナットスクリュー21の外周面より突出している。
【００３６】
そして図１３に示すようにデフレクタ22の平行な２本の突条22ｄ，22ｄの内側で側縁に沿った対称な２か所のかしめ部23，23をかしめ治具によりかしめ、デフレクタ22をナットスクリュー21に固着する。
【００３７】
かしめ治具は、先細に形成されたかしめ棒を前記所定かしめ部23，23に先端を当接して打ち込むことによりデフレクタ22の側縁が外側に膨出してナットスクリュー21の取付孔21ｂにかしめ付けられ確固として嵌着される。
ねじやボルト等を使用してデフレクタを固着するのに比べ、作業が簡単で部品点数も少なく効率的である。
【００３８】
次にナットスクリュー21の外周加工を行う。
その際図１２に示すようにデフレクタ22の突出した突条22ｄ，22ｄも同時に同一径に加工する。
こうしてナットスクリュー21に４個のデフレクタ22を一体に嵌着した状態で、ロータシャフト11の大径部11ａにナットスクリュー21を嵌合し、次いでロックナット24を嵌入してナットスクリュー21をロータシャフト11に一体に固着する（図２参照）。
【００３９】
ナットスクリュー21の外周加工でデフレクタ22の突条22ｄ，22ｄを同時に加工して同一径とするので、ナットスクリュー21にロータシャフト11を嵌合したときにデフレクタ22は、前後端近傍の突条22ｄ，22ｄでロータシャフト11の内周面に当接してデフレクタ22とロータシャフト11の結合精度が高くデフレクタ22のガタの発生を確実に防止することができる。
【００４０】
なおロータシャフト11を嵌合したときに突条22ｄ，22ｄがロータシャフト11の内面に当接してデフレクタ22は支えられるので、前記デフレクタ22のかしめ荷重を大きくする必要はなくデフレクタ式ボールねじのコンパクトな商品性を維持できる。
【００４１】
その後図１４に示すように鋼球挿入治具30を用いて鋼球25の挿入を行う。
鋼球挿入治具30は、ガイド筒31が嵌着されたナットスクリュー21を上にしてロータシャフト11を縦向きに保持するようになっており、鋼球挿入ノズル32の外径は、ラックねじ軸４のねじ溝４ｂの小径部に略等しい径とされ、その下端にはラックねじ軸４の上端に係脱自在に係合する係合突起部32ａを有する。
【００４２】
鋼球挿入ノズル32には、鋼球供給路32ｂが４本軸方向に穿孔形成され、各鋼球供給路32ｂはそれぞれ所定先端位置で屈曲して外周面に出口開口を備えている。ガイド筒31により保持されたロータシャフト11に嵌着したナットスクリュー21の内部に鋼球挿入ノズル32が上方より挿入されて所定位置に位置決めされ、図示しないフィーダにより各鋼球供給路32ｂに鋼球25を所定数順次入れ、挿入ロッド33を挿入して一定ストローク降下させて鋼球25をナットスクリュー21の内周のねじ溝21ａの循環路に供給する。
【００４３】
こうして鋼球25の挿入を終えると、下方から鉛直姿勢のラックねじ軸４を回転させながら上昇させ、その上端部を係合突起部32ａに係合させ、そのままラックねじ軸４を回転させながら上昇させると、ラックねじ軸４のねじ溝４ｂが鋼球25を介してナットスクリュー21に螺入し、鋼球25を循環路に残して鋼球挿入ノズル32に代わってラックねじ軸４が入れ替わりボールねじ20の組付けが完了する。
【００４４】
以上のようにデフレクタ22をナットスクリュー21にかしめ固着しロータシャフト11の嵌合で確固として固定した後に、ナットスクリュー21の内側から鋼球挿入治具30により鋼球25が挿入されるので、鋼球挿入によるデフレクタ22への作用によってデフレクタ22は影響を受けず、さらにはその後のラックねじ軸４のねじ溝４ｂの螺入によるデフレクタ22への作用によってもデフレクタ22は影響を受けずガタを生じさせない。
【００４５】
ただしナットスクリュー21への鋼球の挿入およびラックねじ軸４の螺入は、組み込み時だけであるので、ロータシャフト11を嵌合する前の状態のナットスクリュー21に対して鋼球挿入治具により鋼球の挿入およびラックねじ軸４の螺入を行っても作業を適切に行えばそれ程デフレクタに影響を与えるものではない。
【００４６】
したがってデフレクタを嵌合してかしめ付けたナットスクリュー21をガイド筒で保持して鋼球挿入ノズルにより鋼球を挿入し、次いで鋼球挿入ノズルに入れ替わるようにしてラックねじ軸４を螺入し、その後ロータシャフト11をナットスクリューに嵌合してもよい。
【００４７】
組付けられたボールねじ20は、モータ10の駆動によってロータシャフト11がナットスクリュー21とともに回転すると、ナットスクリュー21に鋼球25を介して螺合するラックねじ軸４が左右に移動し、その際鋼球25は相対するラックねじ軸４のねじ溝４ｂとナットスクリュー21のねじ溝21ａ間を溝に案内されて転動し、デフレクタ22の処でリターン溝22ｂに入り、ラックねじ軸４のねじ山を１つ乗り越えて元の転動してきたねじ溝４ｂ，21ａに戻り循環する。
【００４８】
鋼球25がねじ溝４ｂ，21ａからデフレクタ22のリターン溝22ｂに入る入口近辺とリターン溝22ｂからねじ溝４ｂ，21ａに出る出口近辺において、リターン溝22ｂの略Ｓ字状の湾曲を転動する鋼球25は特にデフレクタ22に押圧作用が強く働くが、デフレクタ22の外面22ｃの突条22ｄ，22ｄがリターン溝22ｂの入口と出口近辺の前後端部近傍にあってロータシャフト11に当接しているので、鋼球25の押圧に対する支えが効果的に働き、ガタを生じさせない。
【００４９】
なおデフレクタの外面に設けられる突起については、図１５および図１６に図示するデフレクタ50のように、外面50ａの両端が全体に突出した突起50ｂ，50ｂとしてもよく、ナットスクリューの取付孔に嵌合しかしめ付けた後、ナットスクリュ−の外周加工において突起50ｂ，50ｂをともに同一径に加工することで、前記実施の形態における図１２に示す構造と略同じにすることができ、ロータシャフトに嵌合したときに、デフレクタ50の両端の突起50ｂ，50ｂがロータシャフトの内周面に当接してデフレクタ50を確固として固定しガタの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電動式パワーステアリング装置の主要部の断面図である。
【図２】同電動式パワーステアリング装置の要部拡大図である。
【図３】スクリューナットの正面図である。
【図４】同側面図である。
【図５】図３においてＶ−Ｖ線で切断した断面図である。
【図６】デフレクタの上面図である。
【図７】同側面図である。
【図８】同下面図である。
【図９】図８においてＩＸ−ＩＸ線で切断した断面図である。
【図１０】ナットスクリューの取付孔へのデフレクタの挿入直前の断面図である。
【図１１】ナットスクリューの取付孔へデフレクタを挿入した状態の断面図である。
【図１２】ナットスクリューの取付孔へデフレクタを挿入しかしめた後、外周加工を施した状態の断面図である。
【図１３】同側面図である。
【図１４】鋼球挿入治具の説明図である。
【図１５】別の実施の形態に係るデフレクタの上面図である。
【図１６】同側面図である。
【符号の説明】
１…電動式パワーステアリング装置、２…ハウジング、３…ギヤケース、４…ラックねじ軸、５…タイロッド、６…ステアリングシャフト、７…ピニオン、
10…モータ、11…ロータシャフト、12，13…ベアリング、14…巻線、15…鉄心、16…永久磁石、17…導体、18…ブラシ、19…整流子、
20…ボールねじ、21…ナットスクリュー、22…デフレクタ、23…かしめ部、24…ロックナット、25…鋼球、
30…鋼球挿入治具、31…ガイド筒、32…鋼球挿入ノズル、33…挿入ロッド、
50…デフレクタ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじ軸に鋼球を介してナットスクリューが螺合し、ナットスクリューに嵌着されたデフレクタにより鋼球が循環するデフレクタ式ボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このデフレクタ式ボールねじにおいては、ねじ軸の外周面とナットスクリューの内周面に形成されたねじ溝に多数の鋼球が挿入されており、鋼球を循環させるためにナットスクリュー側にデフレクタを嵌着してナットスクリューのねじ溝の一部をデフレクタのリターン溝で構成している。
【０００３】
ナットスクリューの内周において鋼球が円滑に循環するために、ナットスクリューのねじ溝とデフレクタのリターン溝が滑らかに連続するようにナットスクリューにデフレクタが正確にかつ確固として固定されなければならない。
そこで従来はナットスクリューの取付孔にデフレクタを嵌合した後、ねじやボルト等により止め付けがなされていた。
【０００４】
しかしボルト等による止め付けは、ナットスクリュー側にねじ部を設ける必要があり、部品点数も多く組付作業も面倒である。
そこでナットスクリューの取付孔にデフレクタを嵌合した後、簡単にかしめ付けによりデフレクタを固着する方法がある（特開平５−１４１４９７号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしねじ軸とナットスクリューのねじ溝を移動する鋼球は、デフレクタのリターン溝に入ってねじ軸側のねじ溝を遠心方向に抜けてねじ山を越えて１つ手前のねじ溝に戻されて循環するので、鋼球がリターン溝に入る入口側と出口側において特にナットスクリューの作動力が鋼球を介してデフレクタに作用してデフレクタを押圧する。
【０００６】
そのためナットスクリューの取付孔に嵌着されたデフレクタが、かしめの結合力のみで固着されていると、鋼球を介するデフレクタへの部分的な押圧力の繰り返しに耐えられずガタを生じて異音を発生することがある。
なおかしめ荷重を大きくすればガタを防止することができるかもしれないが、デフレクタ式ボールねじのコンパクトな商品性を維持するとなると、ナットスクリューの剛性を大きなカシメ荷重に耐える構成とすることが難しくなる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、ナットスクリューに嵌着されたデフレクタがロータシャフト組付後に確固として固定され全くガタを生じさせないデフレクタ式ボールねじおよびその組付方法を供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、ねじ軸に鋼球を介してナットスクリューが螺合し、前記ナットスクリューに嵌着されたデフレクタにより前記鋼球が循環するデフレクタ式ボールねじにおいて、円筒状の前記ナットスクリューの外周に円筒状のロータシャフトが嵌合し、前記デフレクタは、鋼球が通る長手方向の前後２か所にかしめ部を有し、前記デフレクタの外面には、前記前側かしめ部と前端との間および後側かしめ部と後端との間にそれぞれ突起を設け、前記かしめ部により前記デフレクタが前記ナットスクリューの取付孔にかしめ固着され、前記デフレクタの外面に設けられた前記突起がロータシャフトの内周面に当接されているデフレクタ式ボールねじとした。
【０００９】
デフレクタの外面に設けられた突起がロータシャフトの内周面に当接するので、ナットスクリューの作動力が鋼球を介してデフレクタに作用してもデフレクタはロータシャフトに当接する突起によって確固として支持されガタの生じるのを回避し、ガタによる異音の発生を防止することができる。
【００１１】
デフレクタの鋼球が通る前後方向（デフレクタのリターン溝が概ね指向している方向を前後方向としている）の入口側と出口側の前後両端部または同両端部の近傍に、それぞれ突起を設けることで、この両端の突起により２か所でデフレクタはロータシャフトに当接して確固として固定される。
【００１２】
鋼球がデフレクタのリターン溝に入る入口側と出口側においてナットスクリューの作動力が鋼球を介してデフレクタに作用してデフレクタを押圧するが、このデフレクタの前後両端部への押圧を前記前後両端の突起が２か所ロータシャフトに当接して効果的に支えることができガタの発生を防止することができる。
【００１４】
デフレクタがナットスクリューにかしめ固着されるので、部品点数を少なくして組付作業を簡素化することができる。
ロータシャフトを嵌合したときに前記突起がロータシャフトに当接してデフレクタは支えられるので、前記かしめ荷重を大きくする必要はなくデフレクタ式ボールねじのコンパクトな商品性を維持できる。
【００１６】
デフレクタの前後の突起の内側にかしめ部があってナットスクリューに固着しているので、前記鋼球の循環時に前後両端で作用する押圧力は前後の突起が支え、かしめによる固着部に直接作用せず、デフレクタは確固として固定される。
【００１７】
請求項４記載の発明は、鋼球の通る前後方向に長尺で外面の前後両端部または同両端部近傍に突起を設けたデフレクタを、円筒状のナットスクリューの取付孔に、前記突起を前記ナットスクリューの外周面より突出させて嵌合し、前記デフレクタの前後２か所をかしめてナットスクリューに固着し、前記ナットスクリューの外周面を前記デフレクタの突起とともに同一径に加工し、前記ナットスクリューの外周に円筒状のロータシャフトを嵌合し、前記ナットスクリューの内側に鋼球を挿入してねじ軸を螺入するデフレクタ式ボールねじの組付方法である。
【００１８】
デフレクタをナットスクリューの取付孔に嵌合し、かしめ固着した後、ナットスクリューの外周加工でデフレクタの突起を同時に加工して同一径とするので、ナットスクリューにロータシャフトを嵌合したときのデフレクタとロータシャフトの結合精度が高くデフレクタのガタの発生を確実に防止することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のデフレクタ式ボールねじの組付方法において、鋼球挿入治具により前記ナットスクリューの内側から鋼球を挿入し、前記鋼球挿入治具の抜き取りに連続して前記ねじ軸を螺入することを特徴とする。
【００２０】
デフレクタをナットスクリューにかしめ固着しロータシャフトの嵌合で確固として固定した後に、ナットスクリューの内側から鋼球が挿入されるので、鋼球挿入によるデフレクタへの作用さらにはその後のねじ軸の螺入によるデフレクタへの作用によってデフレクタは影響を受けずガタを生じさせない。
【００２１】
鋼球挿入治具により鋼球をナットスクリューの内側に挿入し、鋼球挿入治具の抜き取りに連続してねじ軸を螺入して組付けるので、組付作業が簡単で作業時間を短縮することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図１４に図示し説明する。本実施の形態のデフレクタ式ボールねじ20は、自動車の電動式パワーステアリング装置１に適用されたものである。
図１は該電動式パワーステアリング装置１の主要部の断面図である。
【００２３】
車体側に固定される円筒のハウジング２は、小径部２ａと大径部２ｂが同軸に連続して一体に形成され、同ハウジング２および並んで配設されるギヤケース３の内部をラックねじ軸４が左右方向に移動自在に貫通しており、同ラックねじ軸４の両端にタイロッド５，５が連結され、ラックねじ軸４の左右への移動でタイロッド５，５を介して左右の車輪が操向される。
【００２４】
ギヤケース３内にはステアリングホイールの操舵により回転するステアリングシャフト６の下端が挿入され、同下端に設けられたピニオン７がラックねじ軸４に刻設されたラック４ａに噛合している。
ラックねじ軸４は、ラック４ａと反対側にねじ溝４ｂが形成されている。
【００２５】
ハウジング２の大径部２ｂにはモータ10が内蔵されている。
ラックねじ軸４の外周に筒状のロータシャフト11が、ラック４ａ側端部をベアリング12が支持し、ねじ溝４ｂ側大径部11ａをベアリング13が回転自在に支持している。
【００２６】
ロータシャフト11の外周に巻線14を巻回した鉄心15が一体に嵌着され、鉄心15に対向するハウジング２の内周に永久磁石16が周設されモータ10が構成されている。
【００２７】
なおギヤケース３の端部にフランジ部３ａを貫通した導体17がハウジング２の内側に保持されたブラシ18に接続され、ブラシ18はロータシャフト11の外周に設けられた整流子19に接しており、外部からの電流がブラシ18と整流子19を介して巻線14に供給されてモータ10が駆動され、ロータシャフト11が回転する。
【００２８】
ロータシャフト11の大径部11ａ内にナットスクリュー21が嵌合されロックナット24の嵌入により一体結合されており、同ナットスクリュー21に鋼球25を介してラックねじ軸４のねじ溝４ｂが螺入してボールねじ20を構成している。
【００２９】
したがってモータ10の駆動でロータシャフト11とともにナットスクリュー21が回転すると、鋼球25を介してねじ溝４ｂに螺合するボールねじ20によりラックねじ軸４が左右に移動する。
【００３０】
電動式パワーステアリング装置１は、概ね以上のような構造をしており、ステアリングホイールの操舵でステアリングシャフト６が回転すると、ピニオン７とラック４ａの噛合によりラックねじ軸４を左右方向に移動するが、同時にステアリングシャフト６への操舵伝達部に設けられたトルク検出機構の信号および車速検出器などの信号に基づきモータ10が駆動制御されてボールねじ20を介してラックねじ軸４の移動がアシストされる。
【００３１】
かかる電動式パワーステアリング装置１におけるボールねじ20は、デフレクタ式ボールねじであり、ナットスクリュー21にデフレクタ22が４個嵌着されている。
ナットスクリュー21は、図３ないし図５に図示するように円筒内周面にねじ溝21ａが形成されており、ねじ山を挟む両側のねじ溝21ａに亘って斜めに長円状の取付孔21ｂが穿設されている。
【００３２】
取付孔21ｂは軸方向にずれながら周方向に等間隔に４個形成されている。
取付孔21ｂは、長円状の孔の内面にはねじ溝21ａを有する内周面側に段部21ｃが形成されている。
【００３３】
一方取付孔21ｂに嵌着されるデフレクタ22は、図６ないし図９に示すように取付孔21ｂの形状に合わせて平面視で略長円状（両端部を平行に切り欠いている）をなし、外面22ｃ側の外周に沿ってフランジ部22ａが突設され、内面側にリターン溝22ｂが長手方向に略Ｓ字状に形成されている。
【００３４】
デフレクタ22のフランジ部22ａは、取付孔21ｂの段部21ｃまでの深さに略等しい厚さを有し、外面22ｃは中央が略平らで、長手方向を前後方向として前後端近傍に斜めに突条22ｄ，22ｄが平行に突出形成されている。
突条22ｄ，22ｄは、デフレクタ22を取付孔21ｂに嵌合したときにナットスクリュー21の中心軸に平行となる（図１３参照）。
【００３５】
そしてデフレクタ22は、取付孔21ｂにナットスクリュー21の外側から嵌合される（図１０ないし図１２参照）。
デフレクタ22の本体が取付孔21ｂの段部21ｃ内に挿入され、フランジ部22ａが段部21ｃに当接して嵌合されると、図１１に示すように嵌合された当初は突条22ｄ，22ｄの先端部がナットスクリュー21の外周面より突出している。
【００３６】
そして図１３に示すようにデフレクタ22の平行な２本の突条22ｄ，22ｄの内側で側縁に沿った対称な２か所のかしめ部23，23をかしめ治具によりかしめ、デフレクタ22をナットスクリュー21に固着する。
【００３７】
かしめ治具は、先細に形成されたかしめ棒を前記所定かしめ部23，23に先端を当接して打ち込むことによりデフレクタ22の側縁が外側に膨出してナットスクリュー21の取付孔21ｂにかしめ付けられ確固として嵌着される。
ねじやボルト等を使用してデフレクタを固着するのに比べ、作業が簡単で部品点数も少なく効率的である。
【００３８】
次にナットスクリュー21の外周加工を行う。
その際図１２に示すようにデフレクタ22の突出した突条22ｄ，22ｄも同時に同一径に加工する。
こうしてナットスクリュー21に４個のデフレクタ22を一体に嵌着した状態で、ロータシャフト11の大径部11ａにナットスクリュー21を嵌合し、次いでロックナット24を嵌入してナットスクリュー21をロータシャフト11に一体に固着する（図２参照）。
【００３９】
ナットスクリュー21の外周加工でデフレクタ22の突条22ｄ，22ｄを同時に加工して同一径とするので、ナットスクリュー21にロータシャフト11を嵌合したときにデフレクタ22は、前後端近傍の突条22ｄ，22ｄでロータシャフト11の内周面に当接してデフレクタ22とロータシャフト11の結合精度が高くデフレクタ22のガタの発生を確実に防止することができる。
【００４０】
なおロータシャフト11を嵌合したときに突条22ｄ，22ｄがロータシャフト11の内面に当接してデフレクタ22は支えられるので、前記デフレクタ22のかしめ荷重を大きくする必要はなくデフレクタ式ボールねじのコンパクトな商品性を維持できる。
【００４１】
その後図１４に示すように鋼球挿入治具30を用いて鋼球25の挿入を行う。
鋼球挿入治具30は、ガイド筒31が嵌着されたナットスクリュー21を上にしてロータシャフト11を縦向きに保持するようになっており、鋼球挿入ノズル32の外径は、ラックねじ軸４のねじ溝４ｂの小径部に略等しい径とされ、その下端にはラックねじ軸４の上端に係脱自在に係合する係合突起部32ａを有する。
【００４２】
鋼球挿入ノズル32には、鋼球供給路32ｂが４本軸方向に穿孔形成され、各鋼球供給路32ｂはそれぞれ所定先端位置で屈曲して外周面に出口開口を備えている。ガイド筒31により保持されたロータシャフト11に嵌着したナットスクリュー21の内部に鋼球挿入ノズル32が上方より挿入されて所定位置に位置決めされ、図示しないフィーダにより各鋼球供給路32ｂに鋼球25を所定数順次入れ、挿入ロッド33を挿入して一定ストローク降下させて鋼球25をナットスクリュー21の内周のねじ溝21ａの循環路に供給する。
【００４３】
こうして鋼球25の挿入を終えると、下方から鉛直姿勢のラックねじ軸４を回転させながら上昇させ、その上端部を係合突起部32ａに係合させ、そのままラックねじ軸４を回転させながら上昇させると、ラックねじ軸４のねじ溝４ｂが鋼球25を介してナットスクリュー21に螺入し、鋼球25を循環路に残して鋼球挿入ノズル32に代わってラックねじ軸４が入れ替わりボールねじ20の組付けが完了する。
【００４４】
以上のようにデフレクタ22をナットスクリュー21にかしめ固着しロータシャフト11の嵌合で確固として固定した後に、ナットスクリュー21の内側から鋼球挿入治具30により鋼球25が挿入されるので、鋼球挿入によるデフレクタ22への作用によってデフレクタ22は影響を受けず、さらにはその後のラックねじ軸４のねじ溝４ｂの螺入によるデフレクタ22への作用によってもデフレクタ22は影響を受けずガタを生じさせない。
【００４５】
ただしナットスクリュー21への鋼球の挿入およびラックねじ軸４の螺入は、組み込み時だけであるので、ロータシャフト11を嵌合する前の状態のナットスクリュー21に対して鋼球挿入治具により鋼球の挿入およびラックねじ軸４の螺入を行っても作業を適切に行えばそれ程デフレクタに影響を与えるものではない。
【００４６】
したがってデフレクタを嵌合してかしめ付けたナットスクリュー21をガイド筒で保持して鋼球挿入ノズルにより鋼球を挿入し、次いで鋼球挿入ノズルに入れ替わるようにしてラックねじ軸４を螺入し、その後ロータシャフト11をナットスクリューに嵌合してもよい。
【００４７】
組付けられたボールねじ20は、モータ10の駆動によってロータシャフト11がナットスクリュー21とともに回転すると、ナットスクリュー21に鋼球25を介して螺合するラックねじ軸４が左右に移動し、その際鋼球25は相対するラックねじ軸４のねじ溝４ｂとナットスクリュー21のねじ溝21ａ間を溝に案内されて転動し、デフレクタ22の処でリターン溝22ｂに入り、ラックねじ軸４のねじ山を１つ乗り越えて元の転動してきたねじ溝４ｂ，21ａに戻り循環する。
【００４８】
鋼球25がねじ溝４ｂ，21ａからデフレクタ22のリターン溝22ｂに入る入口近辺とリターン溝22ｂからねじ溝４ｂ，21ａに出る出口近辺において、リターン溝22ｂの略Ｓ字状の湾曲を転動する鋼球25は特にデフレクタ22に押圧作用が強く働くが、デフレクタ22の外面22ｃの突条22ｄ，22ｄがリターン溝22ｂの入口と出口近辺の前後端部近傍にあってロータシャフト11に当接しているので、鋼球25の押圧に対する支えが効果的に働き、ガタを生じさせない。
【００４９】
なおデフレクタの外面に設けられる突起については、図１５および図１６に図示するデフレクタ50のように、外面50ａの両端が全体に突出した突起50ｂ，50ｂとしてもよく、ナットスクリューの取付孔に嵌合しかしめ付けた後、ナットスクリュ−の外周加工において突起50ｂ，50ｂをともに同一径に加工することで、前記実施の形態における図１２に示す構造と略同じにすることができ、ロータシャフトに嵌合したときに、デフレクタ50の両端の突起50ｂ，50ｂがロータシャフトの内周面に当接してデフレクタ50を確固として固定しガタの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電動式パワーステアリング装置の主要部の断面図である。
【図２】同電動式パワーステアリング装置の要部拡大図である。
【図３】スクリューナットの正面図である。
【図４】同側面図である。
【図５】図３においてＶ−Ｖ線で切断した断面図である。
【図６】デフレクタの上面図である。
【図７】同側面図である。
【図８】同下面図である。
【図９】図８においてＩＸ−ＩＸ線で切断した断面図である。
【図１０】ナットスクリューの取付孔へのデフレクタの挿入直前の断面図である。
【図１１】ナットスクリューの取付孔へデフレクタを挿入した状態の断面図である。
【図１２】ナットスクリューの取付孔へデフレクタを挿入しかしめた後、外周加工を施した状態の断面図である。
【図１３】同側面図である。
【図１４】鋼球挿入治具の説明図である。
【図１５】別の実施の形態に係るデフレクタの上面図である。
【図１６】同側面図である。
【符号の説明】
１…電動式パワーステアリング装置、２…ハウジング、３…ギヤケース、４…ラックねじ軸、５…タイロッド、６…ステアリングシャフト、７…ピニオン、
10…モータ、11…ロータシャフト、12，13…ベアリング、14…巻線、15…鉄心、16…永久磁石、17…導体、18…ブラシ、19…整流子、
20…ボールねじ、21…ナットスクリュー、22…デフレクタ、23…かしめ部、24…ロックナット、25…鋼球、
30…鋼球挿入治具、31…ガイド筒、32…鋼球挿入ノズル、33…挿入ロッド、
50…デフレクタ。
Claims (5)
- ねじ軸に鋼球を介してナットスクリューが螺合し、前記ナットスクリューに嵌着されたデフレクタにより前記鋼球が循環するデフレクタ式ボールねじにおいて、
円筒状の前記ナットスクリューの外周に円筒状のロータシャフトが嵌合し、
前記デフレクタは、鋼球が通る長手方向の前後２か所にかしめ部を有し、
前記デフレクタの外面には、前記前側かしめ部と前端との間および後側かしめ部と後端との間にそれぞれ突起を設け、
前記かしめ部により前記デフレクタが前記ナットスクリューの取付孔にかしめ固着され、前記デフレクタの外面に設けられた前記突起がロータシャフトの内周面に当接されていることを特徴とするデフレクタ式ボールねじ。 - 前後の前記突起は、突条をなし、互いに平行に突出形成するとともに、前記ナットスクリューの中心軸に平行配設されていることを特徴とする請求項１記載のデフレクタ式ボールねじ。
- 前記かしめ部は、前記デフレクタの平行な２本の前記突条の内側で側縁に沿った対称位置に配設されていることを特徴とする請求項２記載のデフレクタ式ボールねじ。
- 鋼球の通る前後方向に長尺で外面の前後両端部または同両端部近傍に突起を設けたデフレクタを、円筒状のナットスクリューの取付孔に、前記突起を前記ナットスクリューの外周面より突出させて嵌合し、
前記デフレクタの前後２か所をかしめてナットスクリューに固着し、
前記ナットスクリューの外周面を前記デフレクタの突起とともに同一径に加工し、
前記ナットスクリューの外周に円筒状のロータシャフトを嵌合し、
前記ナットスクリューの内側に鋼球を挿入してねじ軸を螺入することを特徴とするデフレクタ式ボールねじの組付方法。 - 鋼球挿入治具により前記ナットスクリューの内側から鋼球を挿入し、 前記鋼球挿入治具の抜き取りに連続して前記ねじ軸を螺入することを特徴とする請求項４記載のデフレクタ式ボールねじの組付方法。
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