JP6699364B2 - ボールねじ装置の製造方法及びボールねじ装置を用いたステアリング装置の製造方法 - Google Patents
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Description
第一のボールねじ装置の製造方法の発明において、ボールねじ装置は、外周面に外周ボール転動溝を螺旋状に形成したボールねじ軸と、内周面に内周ボール転動溝を螺旋状に形成したボールナットと、前記外周ボール転動溝と前記内周ボール転動溝との間に循環可能に配列された転動ボールと、前記ボールねじ軸の外周と前記ボールナットの内周との間に配置されると共に前記転動ボールを径方向外方への移動を許容し且つ径方向内方への移動を規制するよう保持するリテーナ溝を有する円筒部を有するリテーナと、を備える。
また、第二のボールねじ装置の製造方法の発明において、ボールねじ装置は、上記製造方法におけるボールねじ装置と同様のボールねじ装置を備える。そして、ボールねじ装置の製造方法は、前記ボールねじ軸を標準品として準備する第一準備工程と、前記標準品と組付け可能である、前記ボールナット及び前記リテーナが前記転動ボールを介して一体化されるナットサブアッセンブリであって、前記ボールナットのピッチ円内径及び前記転動ボールの直径の少なくとも一方に対して複数の寸法区分を設け、いずれかの寸法区分に属する前記ピッチ円内径及び前記転動ボールの直径の少なくとも一方で形成される前記ナットサブアッセンブリをランク品として複数種準備する第二準備工程と、組付けた前記標準品と前記複数種のランク品のうちの一つのランク品との間におけるスラスト方向の相対変位量を測定する測定工程と、前記相対変位量が変位量規格内に入っているか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において前記相対変位量が前記変位量規格内に入っていないと判定された場合に、前記相対変位量を測定した前記ランク品を準備された別のランク品と交換する交換工程と、前記判定工程において前記相対変位量が前記変位量規格内に入っていると判定された場合に、前記相対変位量を測定した前記標準品及び前記ランク品によって前記ボールねじ装置を組付け形成する組付工程と、を備える。
ステアリング装置の製造方法は、上記ボールねじ装置の製造方法で製造された体コストなボールねじ装置を用いて製造される。これにより、低コストにステアリング装置が製造できる。
以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る製造方法によって製造されたボールねじ装置が、車両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)に適用された態様を例示する電動パワーステアリング装置の全体を示す図である。
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(図略)に連結される転舵シャフト20を軸線方向D(図1の左右方向)に往復移動させることにより、転舵輪の向きを変える装置である。
図2に示すように、ボールねじ装置40は、転舵シャフト20(ボールねじ軸)のボールねじ部23,及びナットサブアッセンブリ41(以降、ナットS/A41と表す)を備える。ボールねじ装置40は、主に第2ハウジング11b内に収容される。
壁部材46は、ボールナット42の端面42dに取付けられ、ボールナット42の端面42dと隙間を有して対向する端面46aを備える。このとき、端面42dと端面46aとの間の隙間の大きさは、後述するリテーナ45の鍔部45bが挿入可能な大きさである。
次に、ボールねじ装置40の製造方法について、図7のフローチャート、図8、及び図9に基づき説明する。実施形態に係るボールねじ装置40の製造方法は、第一準備工程S10、第二準備工程S20、測定工程S30、判定工程S40、交換工程S50、及び組付工程S60を備える。
第一準備工程S10では、ボールナット42及びリテーナ45が複数の転動ボール43を介して一体化されるナットS/A41(図4参照)を形成して準備する。このとき、ナットS/A41は、「標準品」である。ここでいう「標準品」とは、予め設定される各部の寸法の各寸法規格をそれぞれ満たして形成された通常のボールナット42、複数の転動ボール43,デフレクタ44,リテーナ45及び壁部材46を用いて組立てられたナットS/A41をいう。
次に、第二準備工程S20では、第一準備工程S10で準備した標準品(ナットS/A41)と組付け可能である、ボールねじ軸20を「ランク品」として複数種準備する。ここで、「ランク品」とは、ボールねじ軸20のボールねじ部23に形成される外周ボール転動溝20aのピッチ円外径φDpw1が、予め設定された複数の寸法区分のうちの何れかの寸法区分に属するピッチ円外径φD1で一つずつ加工されて形成されるボールねじ軸20である。この複数の寸法区分の幅、つまりピッチ円外径φDpw1の区間は、隣接する区間同士が重ならないよう設定される。また、ランク品として複数種準備するとは、外周ボール転動溝20aがそれぞれ異なる寸法区分(ランク)に属するピッチ円外径φD1で形成されたボールねじ軸20を各寸法区分(ランク)毎に複数準備することである。つまり、ランク品のボールねじ軸20は各寸法区分(ランク)毎に少なくとも一つ以上準備される。
測定工程S30は、組付けたナットS/A41(標準品)とランク品である複数種のボールねじ軸20のうち、選択された一つのボールねじ軸20(ランク品)との間におけるスラスト方向の相対変位量ΔXを測定する。
判定工程S40では、測定工程S30で測定した相対変位量ΔX1が、判定の合格範囲を示す変位量規格H内、即ちHl〜Hh内に入っているか否かを判定する。このとき、判定工程S40は、相対変位量ΔX1が、「変位量規格H内に入っていない」と判定した場合には、交換工程S50に移行する。また、相対変位量ΔX1が、「変位量規格H内に入っている」と判定した場合には、測定したボールねじ軸20(ランク品)は合格品であるため組付工程S60に移行する。
交換工程S50では、相対変位量ΔXの測定のためにナットS/A41(標準品)に螺合されたボールねじ軸20(ランク品)を、ねじ込み方向と逆方向に回転させながら抜き、準備された別のボールねじ軸20(ランク品)と交換する。このとき、別のボールねじ軸20(ランク品)は、測定された相対変位量ΔX1のデータに基づき選定される。
組付工程S60では、判定工程S40において相対変位量ΔX1が「変位量規格H内に入っている」と判定された場合に、相対変位量ΔX1を測定したナットS/A41(標準品)及びボールねじ軸20(ランク品)を用いてボールねじ装置40を組付けて形成する。以上の工程S10−S60により、ボールねじ装置40の選択嵌合組付けが完了する。
次に、上記のように構成されたステアリング装置10の動作について説明する。ステアリングホイール12を操舵すると、操舵トルクがステアリングシャフト13に伝達され、ピニオン13aとラック22とによるラックピニオン機構を介して転舵シャフト20が軸方向に移動される。
第二実施形態について、主に図1、図2、図7、図8等に基づき説明する。上記第一実施形態に係るボールねじ装置40の製造方法では、「標準品」をナットS/A41とし、「ランク品」をボールねじ軸20として、相対変位量ΔXの測定を行なった。しかし、この態様には限らない。第二実施形態として、ボールねじ装置140の製造方法では、「標準品」をボールねじ軸120とし、「ランク品」をナットS/A141としてもよい。
交換工程S150は、第一実施形態の交換工程S50とほぼ同様であるが、交換するランク品がボールねじ軸120ではなく、ナットS/A141である点が異なる。
次に第一実施形態の変形例1について説明する。第一実施形態では、第二準備工程S20において、ボールねじ軸20を「ランク品」として複数種準備する際、ボールねじ部23に形成される外周ボール転動溝20aのピッチ円外径φDpw1が、予め設定された複数の寸法区分のうちのいずれかの寸法区分に属するピッチ円外径φD1となるよう一つずつ加工し、ピッチ円外径φD1を測定して選別し、ランク分けした。しかし、この態様には限らない。
次に第二実施形態の変形例2について説明する。第二実施形態では、第二準備工程S120において、ナットS/A141をランク品として複数種準備する際、ボールナット142のピッチ円内径φDpw2又は転動ボール143の直径φBが、複数の寸法区分のうちのいずれかの寸法区分に属するピッチ円内径φD2、又は直径φB1となるよう一つずつ加工し、その後、ピッチ円内径φD2、又は直径φB1を測定して選別し、ランク分けした。しかし、この態様には限らない。
上記第一実施形態及び変形例1によれば、ボールねじ装置40の製造方法において、ボールねじ装置40は、外周面20bに外周ボール転動溝20aを螺旋状に形成したボールねじ軸20と、内周面42bに内周ボール転動溝42aを螺旋状に形成したボールナット42と、外周ボール転動溝20aと内周ボール転動溝42aとの間に循環可能に配列された転動ボール43と、ボールねじ軸20の外周とボールナット42の内周との間に配置されると共に転動ボール43を径方向外方への移動を許容し且つ径方向内方への移動を規制するよう保持するリテーナ溝26を有する円筒部45aを有するリテーナ45と、を備える。
なお、上記実施形態の態様に限らず、ナットS/A41,141の壁部材46は、ボールナット42、142の端面42d,142dと隙間を有して対向する端面46aを備えていれば、どこに取付けてもよい。つまり、壁部材46は、ナットS/A41,141に含まれなくてもよい。例えば、壁部材46は、従動プーリ34の端面に取付けてもよい。また、壁部材46は、第2ハウジング11bの一部に取付けてもよい。さらには、第2ハウジング11bの一部によって形成してもよい。ただし、この場合には、製造方法における第一準備工程S10,S110−組付工程S60,S160において、各作業を行なう場合、リテーナ45が軸方向に移動しないよう抑えておく必要がある。
Claims (7)
- 外周面に外周ボール転動溝を螺旋状に形成したボールねじ軸と、内周面に内周ボール転動溝を螺旋状に形成したボールナットと、前記外周ボール転動溝と前記内周ボール転動溝との間に循環可能に配列された転動ボールと、前記ボールねじ軸の外周と前記ボールナットの内周との間に配置されると共に前記転動ボールを径方向外方への移動を許容し且つ径方向内方への移動を規制するよう保持するリテーナ溝を有する円筒部を有するリテーナと、を備えるボールねじ装置の製造方法であって、
前記製造方法は、
前記ボールナット及び前記リテーナが前記転動ボールを介して一体化されるナットサブアッセンブリを標準品として準備する第一準備工程と、
前記標準品と組付け可能である、前記外周ボール転動溝のピッチ円外径に対して複数の寸法区分を設け、いずれかの寸法区分に属する前記ピッチ円外径で形成される前記ボールねじ軸をランク品として複数種準備する第二準備工程と、
組付けた前記標準品と前記複数種のランク品のうちの一つのランク品との間におけるスラスト方向の相対変位量を測定する測定工程と、
前記相対変位量が変位量規格内に入っているか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において前記相対変位量が前記変位量規格内に入っていないと判定された場合に、前記相対変位量を測定した前記ランク品を準備された別のランク品と交換する交換工程と、
前記判定工程において前記相対変位量が前記変位量規格内に入っていると判定された場合に、前記相対変位量を測定した前記標準品及び前記ランク品によって前記ボールねじ装置を組付け形成する組付工程と、を備える、ボールねじ装置の製造方法。 - 外周面に外周ボール転動溝を螺旋状に形成したボールねじ軸と、内周面に内周ボール転動溝を螺旋状に形成したボールナットと、前記外周ボール転動溝と前記内周ボール転動溝との間に循環可能に配列された転動ボールと、前記ボールねじ軸の外周と前記ボールナットの内周との間に配置されると共に前記転動ボールを径方向外方への移動を許容し且つ径方向内方への移動を規制するよう保持するリテーナ溝を有する円筒部を有するリテーナと、を備えるボールねじ装置の製造方法であって、
前記製造方法は、
前記ボールねじ軸を標準品として準備する第一準備工程と、
前記標準品と組付け可能である、前記ボールナット及び前記リテーナが前記転動ボールを介して一体化されるナットサブアッセンブリであって、前記ボールナットのピッチ円内径及び前記転動ボールの直径の少なくとも一方に対して複数の寸法区分を設け、いずれかの寸法区分に属する前記ピッチ円内径及び前記転動ボールの直径の少なくとも一方で形成される前記ナットサブアッセンブリをランク品として複数種準備する第二準備工程と、
組付けた前記標準品と前記複数種のランク品のうちの一つのランク品との間におけるスラスト方向の相対変位量を測定する測定工程と、
前記相対変位量が変位量規格内に入っているか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において前記相対変位量が前記変位量規格内に入っていないと判定された場合に、前記相対変位量を測定した前記ランク品を準備された別のランク品と交換する交換工程と、
前記判定工程において前記相対変位量が前記変位量規格内に入っていると判定された場合に、前記相対変位量を測定した前記標準品及び前記ランク品によって前記ボールねじ装置を組付け形成する組付工程と、を備える、ボールねじ装置の製造方法。 - 前記第二準備工程において、
前記ナットサブアッセンブリは、前記ボールナットの前記内周ボール転動溝の前記ピッチ円内径に対して複数の寸法区分を設け、いずれかの寸法区分に属する前記ピッチ円内径で形成される、請求項2に記載のボールねじ装置の製造方法。 - 前記第二準備工程において、
前記ナットサブアッセンブリは、前記転動ボールの前記直径に対して複数の寸法区分を設け、いずれかの寸法区分に属する前記直径で形成される、請求項2に記載のボールねじ装置の製造方法。 - 前記第二準備工程において、
前記ボールねじ軸は、
前記ボールナットの前記ピッチ円内径を寸法規格の範囲内における第一マスタ値で形成し、前記転動ボールの前記直径を寸法規格の範囲内における第二マスタ値で形成する前記ナットサブアッセンブリのマスタ組立体に対して組付けを行ない、前記マスタ組立体に対する前記スラスト方向の前記相対変位量を測定し、測定結果に基づき選別され、ランク品として複数種準備される、請求項1に記載のボールねじ装置の製造方法。 - 前記第二準備工程において、
前記ナットサブアッセンブリは、
前記ピッチ円外径を寸法規格の範囲内における第三マスタ値で形成する前記ボールねじ軸のマスタ体に対して組付けを行ない、前記マスタ体に対する前記スラスト方向の前記相対変位量を測定し、測定結果に基づき選別され、ランク品として複数種準備される、請求項2又は3に記載のボールねじ装置の製造方法。 - 請求項1−6に記載の製造方法で製造された前記ボールねじ装置を用いて製造するステアリング装置の製造方法。
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