JP6805652B2 - A ball screw device and a steering device equipped with a ball screw device - Google Patents
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Description
本発明は、ボールねじ装置、及び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 and a steering device including the ball screw device.
従来、特許文献１に記載されるような、ボールねじ軸とボールナットとの間に、リテーナを有するボールねじ装置が知られている。このボールねじ装置では、リテーナが、ボールねじ軸及びボールナットに対して周方向に相対回転可能に構成される。また、リテーナは、円筒部の周方向に転動ボールを転動可能に保持し、長孔に形成される複数のリテーナ溝を備える。これにより、リテーナは、ボールねじ軸とボールナットとの間で形成される螺旋軌道を隣接して転動する転動ボール同士が、リテーナ溝間の支柱によって相互に当接することなく転動することを可能にしている。
Conventionally, a ball screw device having a retainer between a ball screw shaft and a ball nut as described in
また、特許文献１のボールねじ装置は、螺旋軌道を転動する転動ボールを、ひとつながりの循環路の中で循環させるためのデフレクタを備える。具体的には、デフレクタは、ボールナットに設けられる。そして、デフレクタは、転動ボールを螺旋軌道から循環路内に誘導するための誘導舌部をボールナットの内周面に突出させた状態で備える。
Further, the ball screw device of
従って、特許文献１のボールねじ装置では、ボールねじ軸とボールナットとの間におけるリテーナの径方向位置が、各部品の寸法精度に応じ、ばらついても、リテーナとデフレクタの誘導舌部との接触を防止するため、リテーナの外周面とデフレクタの誘導舌部との間の隙間を大きくとる必要があり、ボールねじ装置が大型化する虞がある。
Therefore, in the ball screw device of
本発明は、ボールねじ軸とボールナットとの間において、リテーナの位置が径方向において変動しても、デフレクタと当接しない、小型のボールねじ装置、及びボールねじ装置を備えたステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a small ball screw device that does not come into contact with the deflector even if the position of the retainer fluctuates in the radial direction between the ball screw shaft and the ball nut, and a steering device including a ball screw device. The purpose is to do.
（１．ボールねじ装置）
本発明に係るボールねじ装置は、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、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螺旋軌道を形成するボールナットと、前記螺旋軌道の２箇所に接続して、当該２箇所を短絡する連結通路を備えると共に、前記螺旋軌道と前記連結通路とによりひとつながりの循環路を形成するデフレクタと、前記循環路内に整列して収容される複数の転動ボールと、前記ボールねじ軸と前記ボールナットとの間に配置されると共に、前記転動ボールを保持するリテーナ溝を有するリテーナと、を備える。
(1. Ball screw device)
The ball screw device according to the present invention has a ball screw shaft having an outer peripheral ball rolling groove spirally formed on the outer peripheral surface and an inner peripheral ball rolling groove spirally formed on the inner peripheral surface, and the outer peripheral ball rolling. A ball nut that forms a spiral trajectory between the groove and the inner peripheral ball rolling groove, and a connecting passage that connects to two points of the spiral track and short-circuits the two points are provided, and the spiral track and the said A deflector that forms a continuous circulation path by a connecting passage, a plurality of rolling balls that are aligned and accommodated in the circulation path, and arranged between the ball screw shaft and the ball nut, and A retainer having a retainer groove for holding the rolling ball is provided.
そして、前記デフレクタは、前記転動ボールを前記螺旋軌道から前記連結通路に誘導し、前記ボールナットの内周面から突出する誘導舌部を備える。前記リテーナは、前記リテーナ溝を有する円筒部と、前記円筒部の径方向外方に突設する突部と、を備え、前記ボールナットは、前記内周面に形成され、前記突部と前記径方向で対向し、前記ボールナットと前記リテーナとが相対回転する際に前記突部に当接して案内する案内面を備える。前記リテーナが前記ボールねじ軸及び前記ボールナットと同軸に配置された状態において、前記リテーナと前記誘導舌部との間の前記径方向の隙間である第一隙間の大きさは、前記リテーナの前記突部と前記ボールナットの前記案内面との間の前記径方向の隙間である第二隙間の大きさよりも大きい。 Then, the deflector includes a guiding tongue portion that guides the rolling ball from the spiral trajectory to the connecting passage and projects from the inner peripheral surface of the ball nut. The retainer includes a cylindrical portion having the retainer groove and a protrusion protruding outward in the radial direction of the cylindrical portion, and the ball nut is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion, and the protrusion and the protrusion are provided. It is provided with a guide surface that faces in the radial direction and abuts on the protrusion to guide the ball nut and the retainer when they rotate relative to each other. In a state in which the retainer is disposed coaxially with the ball screw shaft and the ball nut, a first gap size is before Ki径direction of the gap between the retainer and the guide tongue of the retainer It said projection and said second gap wherein a radial gap between the guide surface of the ball nut has magnitude than the magnitude.
第一隙間の大きさが第二隙間の大きさより大きい場合には、ボールねじ装置は、以下の効果を有する。リテーナの径方向位置が径方向外方にばらついた場合であっても、まず、リテーナとボールナットとが当接し、第二隙間が０となる。このとき、リテーナと誘導舌部との間の径方向における第一隙間は、０とはならず隙間を有した状態を維持する。このように、リテーナと誘導舌部との間の隙間を大きくせずとも、リテーナが誘導舌部に接触することを防止できるので、小型のボールねじ装置が製作できる。 When the size of the first gap is larger than the size of the second gap, the ball screw device has the following effects. Even when the radial position of the retainer varies outward in the radial direction, the retainer and the ball nut first come into contact with each other, and the second gap becomes zero. At this time, the first gap in the radial direction between the retainer and the guiding tongue portion does not become 0 and maintains a state having a gap. As described above, since it is possible to prevent the retainer from coming into contact with the guiding tongue without increasing the gap between the retainer and the guiding tongue, a small ball screw device can be manufactured.
また、第一隙間の大きさが第三隙間の大きさよりも大きい場合には、ボールねじ装置は、以下の効果を有する。リテーナの径方向位置が径方向内方にばらついた場合であっても、まず、リテーナとボールねじ軸とが当接し、第三隙間が０となる。このとき、リテーナと誘導舌部との間の径方向における第一隙間は、０とはならず隙間を有した状態を維持する。このように、リテーナと誘導舌部との間の隙間を大きくせずとも、リテーナが誘導舌部に接触することを防止できるので、小型のボールねじ装置が製作できる。 Further, when the size of the first gap is larger than the size of the third gap, the ball screw device has the following effects. Even when the radial position of the retainer varies inward in the radial direction, the retainer and the ball screw shaft first come into contact with each other, and the third gap becomes zero. At this time, the first gap in the radial direction between the retainer and the guiding tongue portion does not become 0 and maintains a state having a gap. As described above, since it is possible to prevent the retainer from coming into contact with the guiding tongue without increasing the gap between the retainer and the guiding tongue, a small ball screw device can be manufactured.
（２．ステアリング装置）
ステアリング装置の発明は、上記ボールねじ装置を備える。これにより、小型のボールねじ装置を備えた小型のステアリング装置が得られる。
(2. Steering device)
The invention of the steering device includes the ball screw device described above. As a result, a small steering device including a small ball screw device can be obtained.
＜１．第一実施形態＞
（１−１．概要）
以下、本発明のステアリング装置の第一実施形態について図面を参照しつつ説明する。ステアリング装置の一例として、車両用の電動パワーステアリング装置について説明する。電動パワーステアリング装置は、モータＭによる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。なお、ステアリング装置は、電動パワーステアリング装置の他に、４輪操舵装置、後輪操舵装置、ステアバイワイヤ装置などでもよい。
<1. First Embodiment>
(1-1. Overview)
Hereinafter, the first embodiment of the steering device of the present invention will be described with reference to the drawings. As an example of the steering device, an electric power steering device for a vehicle will be described. The electric power steering device is a steering device that assists the steering force by the steering assist force of the motor M. The steering device may be a four-wheel steering device, a rear wheel steering device, a steer-by-wire device, or the like, in addition to the electric power steering device.
（１−２．電動パワーステアリング装置の構成）
図１に示すように、電動パワーステアリング装置Ｓ１（以降、ステアリング装置Ｓ１とのみ称す）は、操舵機構１０、転舵機構２０、駆動力伝達機構３０、及びボールねじ装置４０を備える。操舵機構１０は、ステアリングホイール１１、及びステアリングシャフト１２を備える。ステアリングホイール１１は、ステアリングシャフト１２の端部に固定される。ステアリングシャフト１２は、転舵輪２６，２６を転舵するためステアリングホイール１１に加えられる操舵トルクを伝達する。
(1-2. Configuration of electric power steering device)
As shown in FIG. 1, the electric power steering device S1 (hereinafter, referred to only as the steering device S1) includes a
ステアリングシャフト１２は、コラム軸１３、中間軸１４、及びピニオン軸１５を連結して構成される。ピニオン軸１５の入力側部分には、中間軸１４の出力側部分が接続され、ピニオン軸１５の出力側部分には、ピニオン歯１５ａが形成される。
The
転舵機構２０は、ボールねじ軸２１、及び略円筒状に形成されたハウジング２２を有する。ボールねじ軸２１は、軸線方向に沿って直線往復移動可能（摺動可能）にハウジング２２に収容されて支承される。ボールねじ軸２１は、ステアリングホイール１１の操舵角度に応じて軸線方向に往復移動し、車両の転舵輪２６，２６を転舵させる。
The
以下の説明において、ボールねじ軸２１の軸線方向に沿った方向を単に「Ｈ軸方向（図１参照）」とも称する。ハウジング２２は、第一ハウジング２２ａ、及び第一ハウジング２２ａのＨ軸方向他端側（図１中、左側）に固定された第二ハウジング２２ｂを備える。第一ハウジング２２ａは、主にボールねじ軸２１を収容する。第二ハウジング２２ｂは、主に駆動力伝達機構３０に係る装置を収容する。なお、以降において、図１における右側を一端側とし、左側を他端側として説明する。
In the following description, the direction along the axial direction of the
ボールねじ軸２１の外周面４１ａには、ラック歯２１ａが形成される。ラック歯２１ａ及びピニオン歯１５ａは、互いに噛合されて、ラックアンドピニオン機構を構成する。また、ボールねじ軸２１は、両端部にジョイント２７，２７を有する。ジョイント２７，２７の両端部には、タイロッド２４，２４が連結される。タイロッド２４，２４の先端は、転舵輪２６，２６が組み付けられた図示しないナックルに連結される。
これにより、ステアリングホイール１１が操舵されると、その操舵トルクが、ステアリングシャフト１２に伝達されピニオン軸１５が回転される。ピニオン軸１５の回転は、ピニオン歯１５ａ及びラック歯２１ａによって、ボールねじ軸２１の直線往復移動に変換される。このＨ軸方向に沿った移動がタイロッド２４，２４を介してナックル（図略）に伝達されることにより、転舵輪２６，２６が転舵され、車両の進行方向が変更される。
As a result, when the steering wheel 11 is steered, the steering torque is transmitted to the steering
ハウジング２２の両端には、ブーツ２５，２５の一端部が固定される。ブーツ２５，２５は、ジョイント２７，２７とタイロッド２４，２４とのジョイント部分を覆い、Ｈ軸方向に伸縮可能な筒状の蛇腹部を有する。ブーツ２５，２５の他端部はタイロッド２４，２４に固定される。
One ends of the
駆動力伝達機構３０は、ステアリングホイール１１の操舵によるトルクを検出し、検出したトルクの大きさに基づいて制御されるモータＭを駆動源としてボールねじ装置４０にモータＭの回転駆動力を伝達する機構である。
The driving
ボールねじ装置４０は、ベルト伝達機構３５を介して伝達されたモータＭの回転駆動力を、ボールねじ軸２１の直線往復動の移動力に変換することで操舵機構１０に操舵補助力を付与する機構である。
The
（１−３．駆動力伝達機構）
駆動力伝達機構３０は、ＭＣＵ（モータコントロールユニット）、及びベルト伝達機構３５を備える。駆動力伝達機構３０は、第二ハウジング２２ｂ、及び第三ハウジング３１に収容される。
(1-3. Driving force transmission mechanism)
The driving
図１に示すように、駆動力伝達機構３０では、制御部ＥＣＵとモータＭを一体化したＭＣＵが、ボールねじ軸２１よりも下側（重力方向下方）に配置される。このように、本実施形態のステアリング装置Ｓ１は、所謂、ラックパラレル型の電動ステアリング装置として構成され、車両前方のエンジンルーム内（車室外）に配置される。ただし、これはあくまで一例であって、どのようなステアリング装置であってもよい。
As shown in FIG. 1, in the driving
制御部ＥＣＵは、ステアリングホイール１１の操舵による操舵トルクを図略の操舵トルク検出装置から取得する。なお、図略の操舵トルク検出装置は、ピニオン軸１５の中間部に設けられた図略のトーションバーの捩れ量からステアリングホイール１１の操舵による操舵トルクを検出する。制御部ＥＣＵは、取得した操舵トルクの大きさに基づいて、操舵補助トルクを決定し、モータＭの出力を制御する。
The control unit ECU acquires the steering torque due to the steering of the steering wheel 11 from the steering torque detection device (not shown). The steering torque detection device (not shown) detects the steering torque due to steering of the steering wheel 11 from the twist amount of the torsion bar (not shown) provided in the middle portion of the
図２に示すように、ベルト伝達機構３５は、駆動プーリ３５ａ、従動プーリ３５ｃ及び歯付きベルト３５ｂを備える。駆動プーリ３５ａは、モータＭの出力シャフト３２に装着される。出力シャフト３２は、ボールねじ軸２１の軸線と平行に配置される。従動プーリ３５ｃは、ボールナット４２の外周側にボールナット４２と一体回転可能に配置される。
As shown in FIG. 2, the
従動プーリ３５ｃのＨ軸方向他端側（図２において左側）は、第二ハウジング２２ｂの内周面に図略のボールベアリングを介して第二ハウジング２２ｂと相対回転可能に支持される。歯付きベルト３５ｂは、駆動プーリ３５ａと従動プーリ３５ｃとに懸架される。ベルト伝達機構３５は、駆動プーリ３５ａと従動プーリ３５ｃとの間で、モータＭが発生させる回転駆動力を、歯付きベルト３５ｂを介して伝達する。
The other end side (left side in FIG. 2) of the driven
（１−４. ボールねじ装置４０の構成）
図３に示すように、ボールねじ装置４０は、ボールねじ軸２１のボールねじ部４１，ボールナット４２，複数のデフレクタ４３，複数の転動ボール４４，リテーナ４５、及び壁部材４６を備える。ボールねじ部４１は、ボールねじ部４１の外周面４１ａに螺旋状に形成された外周ボール転動溝４１ａ１を備える。
(1-4. Configuration of ball screw device 40)
As shown in FIG. 3, the
ボールナット４２は、円筒状に形成され、ボールねじ部４１の径方向外側に配置される。ボールナット４２の内周面４２ａは、螺旋状に形成された内周ボール転動溝４２ａ１を備える。外周ボール転動溝４１ａ１と内周ボール転動溝４２ａ１との間で螺旋軌道４７が形成される（図４の模式図参照）。
The
本実施形態では、デフレクタ４３は、複数巻きの螺旋軌道４７のうち、例えば、一巻きの螺旋軌道４７ａにおいて、転動ボール４４を循環させるための部材であり、ボールナット４２の円周上に複数設けられる。図４の模式図に示すように、一個のデフレクタ４３は、２箇所の誘導舌部４３ａ、４３ａと、誘導舌部４３ａ，４３ａ間を連結する連結通路４３ｂと、を備える。誘導舌部４３ａ，４３ａは、一巻きの螺旋軌道４７ａ（４７）の両端に設けられる。つまり、誘導舌部４３ａ，４３ａは一巻きの螺旋軌道４７ａ（４７）の両端の２箇所に接続して、当該２箇所を短絡する。これにより、デフレクタ４３は、螺旋軌道４７ａとの間で、ひとつながりの循環路５１を形成する。そして、複数の転動ボール４４が、循環路５１内に整列して収容される。
In the present embodiment, the
誘導舌部４３ａ，４３ａは、螺旋軌道４７ａを転動する転動ボール４４を、螺旋軌道４７ａからデフレクタ４３の連結通路４３ｂに誘導する。このため、誘導舌部４３ａ，４３ａは、図５に示すように、ボールナット４２の内周面４２ａに設けられ、ボールナット４２の内周面４２ａから所定量ｈ１だけ径方向内方に突出して形成される。つまり、螺旋軌道４７ａを転動する転動ボール４４を、誘導舌部４３ａ，４３ａによって受け止め連結通路４３ｂに誘導するため、若干、ボールナット４２の内周面４２ａより径方向下方に突出させている。
The guiding
これにより、螺旋軌道４７ａを転動する転動ボール４４は、螺旋軌道４７ａの一端において一方の誘導舌部４３ａに誘導され、隣接する外周ボール転動溝４１ａ１を区分けするボールねじ部４１のねじ山の外周面４１ａを乗り越える。その後、転動ボール４４は、他方の誘導舌部４３ａから螺旋軌道４７ａの他端に排出され、再び螺旋軌道４７ａを転動する。このようにして、転動ボール４４は、ひとつながりの循環路５１を循環し続ける。
As a result, the rolling
壁部材４６は、ボールナット４２の端面４２ｂに取付けられる。壁部材４６は、ボールナット４２の端面４２ｂと隙間を有して対向する端面４６ａを備える。このとき、端面４２ｂ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４５ｃが挿入可能な大きさである。
The
図３に示すように、リテーナ４５は、薄肉円筒状の円筒部４５ａと、円筒部４５ａの外周面において径方向外方に突設する突部４８,４８と、円筒部４５ａの一端（図３においては左側）側の端面にボールナット４２の端面４２ｂと当接可能な鍔部４５ｃを備える。円筒部４５ａは、ボールねじ軸２１の外周面４１ａとボールナット４２の内周面４２ａとの間に配置される。また、リテーナ４５は、円筒部４５ａの円周上に、複数の転動ボール４４を保持するための複数のリテーナ溝４５ｄを備える。
As shown in FIG. 3, the
複数のリテーナ溝４５ｄは、図３に示すように、ボールねじ軸２１の軸方向であるＨ軸方向に延在するよう長孔状で、且つ円筒部４５ａの円周上において等角度間隔（等ピッチ）で配置される。このとき、円筒部４５ａにおいて周方向に隣り合うリテーナ溝４５ｄを周方向で隔離する隔離部４５ｅは、その幅寸法が転動ボール４４の直径寸法Ｂより十分に小さくなっている。これにより、リテーナ４５の円筒部４５ａにボールねじ装置４０の負荷容量を満たすに十分な数の転動ボール４４を配列できる。
As shown in FIG. 3, the plurality of
リテーナ溝４５ｄは、ボールねじ軸２１の外周ボール転動溝４１ａ１、及びボールナット４２の内周ボール転動溝４２ａ１と直角をなすように、ボールねじ軸２１の軸線（つまり、リテーナ４５の軸線）に対して所定角度傾斜されている。換言すると、リテーナ溝４５ｄは、外周ボール転動溝４１ａ１、及び内周ボール転動溝４２ａ１のリード角だけ傾斜され、各ボール転動溝４１ａ１、４２ａ１に対して直角に形成される。ただし、この態様には限らず、リテーナ溝４５ｄは、ボールねじ軸２１の軸線と平行になるよう形成されてもよい。
The
図６のリテーナ４５の軸線に垂直な断面形状に示すように、リテーナ溝４５ｄは、両側面が傾斜面で形成される。詳細には、両側面は、円筒部４５ａの径方向外方に向かうにつれて幅広となるようにそれぞれ所定角度θだけ傾斜した傾斜面４５ｂ、４５ｆで形成される。すなわち、リテーナ溝４５ｄの断面形状は、傾斜面４５ｂ、４５ｆによってハの字形状となっている。また、図７に示すように、リテーナ溝４５ｄの溝幅は、傾斜面４５ｂ、４５ｆによって、円筒部４５ａの内周では転動ボール４４の直径寸法Ｂより小さく、円筒部４５ａの外周では転動ボール４４の直径寸法Ｂより大きくなるよう形成されている。つまり、円筒部４５ａの内周の溝幅を溝幅Ａとし、円筒部４５ａの外周の溝幅を溝幅Ｃとすると、Ａ＜Ｂ＜Ｃの関係を有する。
As shown in the cross-sectional shape perpendicular to the axis of the
このように、リテーナ４５は、リテーナ溝４５ｄの傾斜面４５ｂ、４５ｆ（両側面）によって、リテーナ４５の径方向外方への転動ボール４４の移動を許容し且つリテーナ４５の径方向内方への転動ボール４４の移動を規制する。その結果、図７に示すように、下方に位置するリテーナ溝４５ｄの傾斜面４５ｂ、４５ｆが、ボールねじ軸２１とボールナット４２との間を転動する転動ボール４４に当接することにより、リテーナ４５の径方向（図４において下方向）移動が規制される。これにより、リテーナ４５がボールねじ軸２１の外周面４１ａもしくはボールナット４２の内周面４２ａに接触するのを抑制する。
In this way, the
しかしながら、このように構成されたリテーナ４５ではあるが、リテーナ溝４５ｄの傾斜面４５ｂ、４５ｆの各溝幅Ａ，Ｃ、所定角度θ、及び転動ボール４４の直径寸法Ｂ等はそれぞれ公差を有して製造される。このため、各寸法の組み合わせ次第では、円筒部４５ａの径方向位置が、径方向において設計計算上の中心位置、即ち、円筒部４５ａの軸線がボールねじ軸２１の軸線及びボールナット４２の軸線と同軸に配置された状態における径方向位置に対し、径方向外方、又は、径方向内方にばらつく場合がある。
However, although the
このため、上記で説明したように、デフレクタ４３の誘導舌部４３ａ、４３ａが、ボールナット４２の内周面４２ａから所定量ｈ１だけ径方向内方に突出している場合、円筒部４５ａが、誘導舌部４３ａ、４３ａに接触しない様にする必要がある。従って、通常、ボールナット４２の内周面４２ａとリテーナ４５の円筒部４５ａの外周面との間の隙間を所定量ｈ１の分を考慮して大きくする必要がある。しかしながら、これではボールねじ装置が大型化してしまう。
Therefore, as described above, when the guiding
そこで、このような状況に対し、本実施形態では、上述したように、リテーナ４５が、突部４８，４８を備える。また、ボールナット４２が、案内面４９，４９を備える。そして、図８に示すように、突部４８，４８は、円筒部４５ａの外周面で、且つＨ軸方向においてリテーナ溝４５ｄの両端の外側で径方向外方に突設して形成される。また、突部４８は、円筒部４５ａの外周面全周に亘り連続して形成される。また、突部４８，４８は、径方向外方に、案内面４９，４９と当接可能な当接面４８ａ，４８ａを備える。
Therefore, in response to such a situation, in the present embodiment, as described above, the
また、図８に示すように、案内面４９，４９は、ボールナット４２の内周面４２ａにおいて、突部４８と径方向で対向する位置に形成される。案内面４９，４９は、ボールナット４２とリテーナ４５とが相対回転する際に突部４８の当接面４８ａと当接して案内する面である。なお、本実施形態において、案内面４９，４９は、ボールナット４２の内周面４２ａそのものである。ただし、この態様には限らず、案内面４９，４９は、内周面４２ａから径方向内方に突設して形成してもよい。
Further, as shown in FIG. 8, the guide surfaces 49 and 49 are formed on the inner
このとき、リテーナ４５の軸線がボールねじ軸２１の軸線及びボールナット４２の軸線と同軸に配置された状態における、案内面４９，４９と突部４８の当接面４８ａ，４８ａとの間の径方向の隙間を第二隙間Ｅ１とする。また、リテーナ４５の円筒部４５ａの軸線がボールねじ軸２１の軸線及びボールナット４２の軸線と同軸に配置された状態における、円筒部４５ａの外周面と、誘導舌部４３ａ、４３ａとの径方向の隙間を第一隙間Ｄとする。そして、第一隙間Ｄの大きさが、第二隙間Ｅ１の大きさよりも大きくなるよう第二隙間Ｅ１が設定される（Ｄ＞Ｅ１）。
At this time, the diameter between the guide surfaces 49, 49 and the contact surfaces 48a, 48a of the
これにより、例え、リテーナ４５の円筒部４５ａの径方向位置がばらついて径方向外方に移動しても、まずリテーナ４５の突部４８，４８の当接面４８ａ，４８ａと、ボールナット４２の案内面４９，４９と、が当接し、第二隙間Ｅ１が０になる。しかし、このとき、リテーナ４５の円筒部４５ａの外周面と誘導舌部４３ａ、４３ａとの間の径方向の第一隙間Ｄは、０にはならず、まだ隙間が維持された状態である。従って、リテーナ４５が誘導舌部４３ａ，４３ａに当接し、リテーナ４５とボールナット４２との間の相対回転を阻害する虞はない。
As a result, even if the radial position of the
このように、リテーナ４５の円筒部４５ａとボールナット４２の内周面４２ａとの間の隙間を、ボールねじ装置が、デフレクタ４３を有していない場合における円筒部４５ａと内周面４２ａとの間の隙間に対して大きくせずとも、リテーナ４５の円筒部４５ａと、誘導舌部４３ａ、４３ａとの間の接触を防止できる。よって、小型のボールねじ装置４０を製作できるとともに、延いては、小型のステアリング装置Ｓ１を製作できる。
In this way, the gap between the
なお、上記においては、案内面４９，４９と突部４８の当接面４８ａ，４８ａとの間で形成される第二隙間Ｅ１には、潤滑剤としてのグリスが充填される。これにより、案内面４９，４９と当接面４８ａ，４８ａとが当接し、相対回転される際には、摺動抵抗が小さいので、モータＭの駆動回転力がムダに消費される虞が抑制される。ただし、この態様に限らず、第二隙間Ｅ１に、グリスに代わる潤滑剤を充填、又は塗布してもよい。あるいは、第二隙間Ｅ１に、グリス（潤滑剤）を充填、又は塗布しなくてもよい。これによっても相応の効果は期待できる。
In the above, the second gap E1 formed between the guide surfaces 49, 49 and the contact surfaces 48a, 48a of the
＜２．第二実施形態＞
上記第一実施形態では、リテーナ４５が、外周面に突部４８，４８を備え、ボールナット４２が、突部４８，４８と径方向で対向する位置に案内面４９，４９を備えた。しかし、この態様には限らない。図９に示すように、第二実施形態として、ボールねじ装置１４０のボールナット１４２が、内周面４２ａに、径方向内方に突設する突部１４８，１４８を備えてもよい。突部１４８，１４８の形成位置は、第一実施形態において、案内面４９，４９が形成された位置でよい。
<2. Second Embodiment>
In the first embodiment, the
また、これに対し、突部１４８，１４８と径方向で対向し、ボールナット１４２とリテーナ１４５とが相対回転する際に突部１４８に当接して案内する案内面１４９，１４９が、リテーナ１４５の円筒部４５ａの外周面に形成されてもよい。このとき、案内面１４９，１４９は、円筒部４５ａの外周面そのものでよい。なお、上記以外は、第一実施形態と同様である。よって、同様部分については説明を省略する。
On the other hand, the guide surfaces 149 and 149 facing the
このとき、リテーナ１４５の円筒部４５ａの軸線がボールねじ軸２１の軸線及びボールナット１４２の軸線と同軸に配置された状態における、案内面１４９，１４９と突部１４８の当接面１４８ａ，１４８ａとの間の径方向の隙間を第二隙間Ｅ２とする。そして、上述した第一隙間Ｄの大きさが、第二隙間Ｅ２の大きさよりも大きくなるよう第二隙間Ｅ２が設定される。（Ｄ＞Ｅ２）これにより、上記実施形態と同様の効果が得られる。
At this time, with the guide surfaces 149 and 149 and the
＜３．第三実施形態＞
さらに第一，第二実施形態の態様に限らず、図１０に示すように、第三実施形態として、ボールねじ装置２４０のリテーナ２４５が、円筒部４５ａの径方向内方に突設する突部２４８，２４８を備えてもよい。このとき、突部２４８，２４８が形成される位置は、円筒部４５ａの内周面であり、軸線方向においては第一実施形態の突部４８，４８が形成された位置と同様の位置でよい。
<3. Third Embodiment>
Further, not limited to the first and second embodiments, as shown in FIG. 10, as the third embodiment, the
また、これに対し、突部２４８，２４８と径方向で対向し、リテーナ２４５と、ボールねじ軸２２１とが相対回転する際に突部２４８，２４８に当接して案内する案内面２４９が、ボールねじ軸２２１の外周面４１ａに形成されてもよい。このとき、案内面２４９は、ボールねじ軸２２１のねじ山の外周面４１ａそのものでよい。なお、第三実施形態においては、リテーナ２４５に対し、ボールねじ軸２２１は、軸線方向へも相対移動する。このため、案内面２４９は固定された位置ではなく、ボールねじ装置２４０の作動時には、突部２４８，２４８に対向する全ての外周面４１ａが案内面２４９となる。なお、上記以外は、第一実施形態と同様である。よって、同様部分については説明を省略する。
On the other hand, the
このとき、リテーナ２４５の円筒部４５ａの軸線がボールねじ軸２２１の軸線及びボールナット２４２の軸線と同軸に配置された状態における、案内面２４９と突部２４８の当接面２４８ａ，２４８ａとの間の径方向の隙間を第三隙間Ｆとする。そして、上述した第一隙間Ｄの大きさが、第三隙間Ｆの大きさよりも大きくなるよう第三隙間Ｆが設定される。これにより、上記実施形態と同様の効果が得られる。なお、第三実施形態においては、図１０に示す案内面２４９と突部２４８の当接面２４８ａ，２４８ａとが当接するときに、接近する第一隙間Ｄは、図１０に示す第一隙間Ｄではなく、円筒部４５ａの周方向において図１０に示す第一隙間Ｄに対し１８０度位相がずれた位置における第一隙間Ｄであるのは言うまでもない。
At this time, between the
なお、上記実施形態では、突部４８，１４８，２４８は、周方向に連続して形成されるものとして説明した。しかし、この態様には限らない。変形例として、突部４８，１４８，２４８は、周方向に断続して形成されてもよい。これによっても相応の効果は得られる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、ステアリング装置は、ボールねじ軸２１，２２１に対して、モータＭの出力シャフト３２が平行に配置される方式の装置として説明した。しかし、この態様には限らない。本発明を適用するステアリング装置は、ボールねじ軸２１，２２１とモータＭの出力シャフトとが同軸に配置される方式のステアリング装置であってもよい。これによっても上記実施形態と同様の効果が得られる。
Further, in the above embodiment, the steering device has been described as a device in which the
＜４．実施形態による効果＞
上述の説明から明らかなように、上記実施形態によれば、ボールねじ装置４０，１４０，２４０は、外周面に外周ボール転動溝４１ａ１を螺旋状に形成したボールねじ軸２１，２２１と、内周面４２ａに内周ボール転動溝４２ａ１を螺旋状に形成し、外周ボール転動溝４１ａ１と内周ボール転動溝４２ａ１との間に螺旋軌道４７を形成するボールナット４２，１４２，２４２と、螺旋軌道４７ａの２箇所に接続し、当該２箇所を短絡する連結通路４３ｂを備えると共に、螺旋軌道４７ａと連結通路４３ｂとによりひとつながりの循環路５１を形成するデフレクタ４３と、循環路５１内に整列して収容される複数の転動ボール４４と、ボールねじ軸２１，２２１とボールナット４２，１４２，２４２との間に配置されると共に、転動ボール４４を保持するリテーナ溝４５ｄを有するリテーナ４５，１４５，２４５と、を備える。
<4. Effect of embodiment>
As is clear from the above description, according to the above embodiment, the
デフレクタ４３は、転動ボール４４を螺旋軌道４７ａから連結通路４３ｂに誘導し、ボールナット４２，１４２，２４２の内周面４２ａから突出する誘導舌部４３ａを備える。リテーナ４５，１４５，２４５がボールねじ軸２１，２２１及びボールナット４２，１４２，２４２と同軸に配置された状態において、リテーナ４５，１４５，２４５と誘導舌部４３ａとの間のボールねじ軸２１，２２１の径方向の第一隙間Ｄの大きさは、リテーナ４５，１４５，２４５とボールナット４２，１４２，２４２との間の径方向の第二隙間Ｅ１，Ｅ２の大きさよりも大きい、又はリテーナ４５，１４５，２４５とボールねじ軸２１，２２１との間の径方向の第三隙間Ｆの大きさよりも大きい。
The
これにより、第一隙間Ｄの大きさが第二隙間Ｅ１、Ｅ２の大きさより大きい場合には、ボールねじ装置４０，１４０は、以下の効果を有する。つまり、リテーナ４５，１４５の径方向位置が径方向外方にばらついた場合であっても、まず、リテーナ４５，１４５とボールナット４２，１４２とが当接し、第二隙間Ｅ１、Ｅ２が０となる。このとき、リテーナ４５，１４５と誘導舌部４３ａとの間の径方向における第一隙間Ｄは、０とはならず隙間を有した状態を維持する。このように、リテーナ４５，１４５と誘導舌部４３ａとの間の隙間を大きくせずとも、リテーナ４５，１４５が誘導舌部４３ａに接触することを防止できるので、小型のボールねじ装置４０，１４０が製作できる。
As a result, when the size of the first gap D is larger than the size of the second gaps E1 and E2, the
また、第一隙間Ｄの大きさが第三隙間Ｆの大きさよりも大きい場合には、ボールねじ装置２４０は、以下の効果を有する。つまり、リテーナ２４５の径方向位置が径方向内方にばらついた場合であっても、まず、リテーナ２４５とボールねじ軸２２１とが当接し、第三隙間Ｆが０となる。このとき、リテーナ２４５と誘導舌部４３ａとの間の径方向における第一隙間Ｄは、０とはならず隙間を有した状態を維持する。このように、リテーナ２４５と誘導舌部４３ａとの間の隙間を大きくせずとも、リテーナ２４５が誘導舌部４３ａに接触することを防止できるので、小型のボールねじ装置２４０が製作できる。
Further, when the size of the first gap D is larger than the size of the third gap F, the
また、上記第一実施形態によれば、リテーナ４５は、リテーナ溝４５ｄを有する円筒部４５ａと、円筒部４５ａの径方向外方に突設する突部４８と、を備える。ボールナット４２は、内周面４２ａに形成され、突部４８と径方向で対向し、ボールナット４２とリテーナ４５とが相対回転する際に突部４８に当接して案内する案内面４９を備える。そして、第一隙間Ｄの大きさは、突部４８と案内面４９との間の径方向の隙間である第二隙間Ｅ１の大きさよりも大きい。これにより、簡易に、かつ確実に、第二隙間Ｅ１の管理ができる。
Further, according to the first embodiment, the
また、上記第二実施形態によれば、ボールナット１４２は、内周面４２ａに、径方向内方に突設する突部１４８を備える。リテーナ１４５は、リテーナ溝４５ｄを有する円筒部４５ａと、円筒部４５ａの外周面に形成され、突部１４８と径方向で対向し、ボールナット１４２とリテーナ１４５とが相対回転する際に突部１４８に当接して案内する案内面１４９と、を備える。そして、第一隙間Ｄの大きさは、突部１４８と案内面１４９との間の径方向の隙間である第二隙間Ｅ２の大きさよりも大きい。これにより、簡易に、かつ確実に、第二隙間Ｅ２の管理ができ、効率的に上記実施形態と同様の効果が得られる。
Further, according to the second embodiment, the
また、上記第三実施形態によれば、リテーナ２４５は、リテーナ溝４５ｄを有する円筒部４５ａと、円筒部４５ａの径方向内方に突設する突部２４８と、を備える。ボールねじ軸２２１は、外周面４１ａに形成され、突部２４８と径方向で対向し、リテーナ２４５とボールねじ軸２２１とが相対回転する際に突部２４８に当接して案内する案内面２４９を備える。そして、第一隙間Ｄの大きさは、突部２４８と案内面２４９との間の径方向の隙間である第三隙間Ｆの大きさよりも大きい。これにより、簡易に、かつ確実に、第三隙間Ｆの管理ができ、効率的に上記実施形態と同様の効果が得られる。
Further, according to the third embodiment, the
また、上記実施形態によれば、突部４８，１４８，２４８は、周方向に連続して形成される。これにより、突部４８，１４８，２４８と案内面４９，１４９，２４９とが当接し、相対回転する際、スムーズな回転を得ることができる。
Further, according to the above embodiment, the
また、上記実施形態の変形例によれば、突部４８，１４８，２４８は、周方向に断続して形成される。これにより、突部４８，１４８，２４８の軽量化が図れる。また、上記実施形態の変形例によれば、リテーナ４５の鍔部４５ｃは無くてもよい。
Further, according to the modified example of the above embodiment, the
また、上記実施形態によれば、第二隙間Ｅ１，Ｅ２又は第三隙間Ｆには、グリス（潤滑剤）が備えられている。これにより、案内面４９，１４９，２４９と突部４８，１４８，２４８の当接面４８ａ，１４８ａ，２４８ａとが当接し相対回転される際には、摺動抵抗が小さいので、モータＭの駆動回転力が当接部によって浪費されず効率的である。
Further, according to the above embodiment, grease (lubricant) is provided in the second gap E1, E2 or the third gap F. As a result, when the guide surfaces 49, 149, 249 and the contact surfaces 48a, 148a, 248a of the
また、上記実施形態によれば、ステアリング装置が、上記実施形態のボールねじ装置４０，１４０，２４０を備える。これにより、小型のボールねじ装置を備えた小型のステアリング装置が得られる。
Further, according to the above embodiment, the steering device includes the
２１，２２１・・・ボールねじ軸、 ４０，１４０，２４０・・・ボールねじ装置、 ４１・・・ボールねじ部、 ４１ａ・・・外周面、 ４１ａ１・・・外周ボール転動溝、 ４２，１４２，２４２・・・ボールナット、 ４２ａ・・・内周面、 ４２ａ１・・・内周ボール転動溝、 ４２ｂ・・・端面、 ４３・・・デフレクタ、 ４３ａ・・・誘導舌部、 ４３ｂ・・・連結通路、 ４４・・・転動ボール、 ４５，１４５，２４５・・・リテーナ、 ４５ａ・・・円筒部、 ４５ｄ・・・リテーナ溝、 ４７，４７ａ・・・螺旋軌道、 ４８，１４８，２４８・・・突部、 ４９，１４９，２４９・・・案内面、 Ｄ・・・第一隙間、 Ｅ１，Ｅ２・・・第二隙間、 Ｆ・・・第三隙間、 Ｓ１・・・ステアリング装置。 21,221 ... Ball screw shaft, 40, 140, 240 ... Ball screw device, 41 ... Ball screw, 41a ... Outer surface, 41a1 ... Outer ball rolling groove, 42, 142 , 242 ... ball nut, 42a ... inner peripheral surface, 42a1 ... inner peripheral ball rolling groove, 42b ... end face, 43 ... deflector, 43a ... induction tongue, 43b ...・ Connecting passage, 44 ・ ・ ・ Rolling ball, 45,145,245 ・ ・ ・ Retainer, 45a ・ ・ ・ Cylindrical part, 45d ・ ・ ・ Retainer groove, 47,47a ・ ・ ・ Spiral trajectory, 48,148,248 ... Protrusion, 49, 149, 249 ... Guide surface, D ... First gap, E1, E2 ... Second gap, F ... Third gap, S1 ... Steering device.
Claims (8)
内周面に内周ボール転動溝を螺旋状に形成し、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螺旋軌道を形成するボールナットと、
前記螺旋軌道の２箇所に接続して、当該２箇所を短絡する連結通路を備えると共に、前記螺旋軌道と前記連結通路とによりひとつながりの循環路を形成するデフレクタと、
前記循環路内に整列して収容される複数の転動ボールと、
前記ボールねじ軸と前記ボールナットとの間に配置されると共に、前記転動ボールを保持するリテーナ溝を有するリテーナと、
を備え、
前記デフレクタは、前記転動ボールを前記螺旋軌道から前記連結通路に誘導し、前記ボールナットの内周面から突出する誘導舌部を備え、
前記リテーナは、前記リテーナ溝を有する円筒部と、前記円筒部の径方向外方に突設する突部と、を備え、
前記ボールナットは、前記内周面に形成され、前記突部と前記径方向で対向し、前記ボールナットと前記リテーナとが相対回転する際に前記突部に当接して案内する案内面を備え、
前記リテーナが前記ボールねじ軸及び前記ボールナットと同軸に配置された状態において、前記リテーナと前記誘導舌部との間の前記径方向の隙間である第一隙間の大きさは、前記リテーナの前記突部と前記ボールナットの前記案内面との間の前記径方向の隙間である第二隙間の大きさよりも大きい、ボールねじ装置。 A ball screw shaft having a spiral outer ball rolling groove on the outer peripheral surface,
A ball nut that spirally forms an inner peripheral ball rolling groove on the inner peripheral surface and forms a spiral trajectory between the outer peripheral ball rolling groove and the inner peripheral ball rolling groove.
A deflector that is provided with a connecting passage that connects to two locations of the spiral orbit and short-circuits the two locations, and that forms a continuous circulation path by the spiral orbit and the connecting passage.
A plurality of rolling balls arranged and housed in the circulation path,
A retainer arranged between the ball screw shaft and the ball nut and having a retainer groove for holding the rolling ball,
With
The deflector includes a guiding tongue portion that guides the rolling ball from the spiral trajectory to the connecting passage and projects from the inner peripheral surface of the ball nut.
The retainer includes a cylindrical portion having the retainer groove and a protruding portion protruding outward in the radial direction of the cylindrical portion.
The ball nut is formed on the inner peripheral surface, faces the protrusion in the radial direction, and includes a guide surface that abuts and guides the protrusion when the ball nut and the retainer rotate relative to each other. ,
In a state in which the retainer is disposed coaxially with the ball screw shaft and the ball nut, a first gap size is before Ki径direction of the gap between the retainer and the guide tongue of the retainer the radial have size than the size of the second gap is a gap, ball Lumpur screw device between said guide surface of said projection and said ball nut.
内周面に内周ボール転動溝を螺旋状に形成し、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螺旋軌道を形成するボールナットと、
前記螺旋軌道の２箇所に接続して、当該２箇所を短絡する連結通路を備えると共に、前記螺旋軌道と前記連結通路とによりひとつながりの循環路を形成するデフレクタと、
前記循環路内に整列して収容される複数の転動ボールと、
前記ボールねじ軸と前記ボールナットとの間に配置されると共に、前記転動ボールを保持するリテーナ溝を有するリテーナと、
を備え、
前記デフレクタは、前記転動ボールを前記螺旋軌道から前記連結通路に誘導し、前記ボールナットの内周面から突出する誘導舌部を備え、
前記ボールナットは、前記内周面に、径方向内方に突設する突部を備え、
前記リテーナは、前記リテーナ溝を有する円筒部と、前記円筒部の外周面に形成され前記突部と前記径方向で対向し、前記ボールナットと前記リテーナとが相対回転する際に前記突部に当接して案内する案内面と、を備え、
前記リテーナが前記ボールねじ軸及び前記ボールナットと同軸に配置された状態において、前記リテーナと前記誘導舌部との間の前記径方向の隙間である第一隙間の大きさは、前記リテーナの前記案内面と前記ボールナットの前記突部との間の前記径方向の隙間である第二隙間の大きさよりも大きい、ボールねじ装置。 A ball screw shaft having a spiral outer ball rolling groove on the outer peripheral surface,
A ball nut that spirally forms an inner peripheral ball rolling groove on the inner peripheral surface and forms a spiral trajectory between the outer peripheral ball rolling groove and the inner peripheral ball rolling groove.
A deflector that is provided with a connecting passage that connects to two locations of the spiral orbit and short-circuits the two locations, and that forms a continuous circulation path by the spiral orbit and the connecting passage.
A plurality of rolling balls arranged and housed in the circulation path,
A retainer arranged between the ball screw shaft and the ball nut and having a retainer groove for holding the rolling ball,
With
The deflector includes a guiding tongue portion that guides the rolling ball from the spiral trajectory to the connecting passage and projects from the inner peripheral surface of the ball nut.
The ball nut is provided with a protrusion that projects inward in the radial direction on the inner peripheral surface.
The retainer is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion having the retainer groove and faces the protrusion in the radial direction, and when the ball nut and the retainer rotate relative to each other, the retainer reaches the protrusion. It is equipped with a guide surface that abuts and guides.
In a state in which the retainer is disposed coaxially with the ball screw shaft and the ball nut, a first gap size is before Ki径direction of the gap between the retainer and the guide tongue of the retainer the diameter of the second gap is in the direction of the gap larger than the size, ball Lumpur screw device between the projection and the guide surface the ball nut.
内周面に内周ボール転動溝を螺旋状に形成し、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螺旋軌道を形成するボールナットと、
前記螺旋軌道の２箇所に接続して、当該２箇所を短絡する連結通路を備えると共に、前記螺旋軌道と前記連結通路とによりひとつながりの循環路を形成するデフレクタと、
前記循環路内に整列して収容される複数の転動ボールと、
前記ボールねじ軸と前記ボールナットとの間に配置されると共に、前記転動ボールを保持するリテーナ溝を有するリテーナと、
を備え、
前記デフレクタは、前記転動ボールを前記螺旋軌道から前記連結通路に誘導し、前記ボールナットの内周面から突出する誘導舌部を備え、
前記リテーナは、前記リテーナ溝を有する円筒部と、前記円筒部の径方向内方に突設する突部と、を備え、
前記ボールねじ軸は、前記外周面に形成され、前記突部と前記径方向で対向し、前記リテーナと前記ボールねじ軸とが相対回転する際に前記突部に当接して案内する案内面を備え、
前記リテーナが前記ボールねじ軸及び前記ボールナットと同軸に配置された状態において、前記リテーナと前記誘導舌部との間の前記径方向の隙間である第一隙間の大きさは、前記リテーナの前記突部と前記ボールねじ軸の前記案内面との間の前記径方向の隙間である第三隙間の大きさよりも大きい、ボールねじ装置。 A ball screw shaft having a spiral outer ball rolling groove on the outer peripheral surface,
A ball nut that spirally forms an inner peripheral ball rolling groove on the inner peripheral surface and forms a spiral trajectory between the outer peripheral ball rolling groove and the inner peripheral ball rolling groove.
A deflector that is provided with a connecting passage that connects to two locations of the spiral orbit and short-circuits the two locations, and that forms a continuous circulation path by the spiral orbit and the connecting passage.
A plurality of rolling balls arranged and housed in the circulation path,
A retainer arranged between the ball screw shaft and the ball nut and having a retainer groove for holding the rolling ball,
With
The deflector includes a guiding tongue portion that guides the rolling ball from the spiral trajectory to the connecting passage and projects from the inner peripheral surface of the ball nut.
The retainer includes a cylindrical portion having the retainer groove and a protrusion that projects inward in the radial direction of the cylindrical portion.
The ball screw shaft is formed on the outer peripheral surface, faces the protrusion in the radial direction, and a guide surface that abuts and guides the protrusion when the retainer and the ball screw shaft rotate relative to each other. Prepare,
In a state in which the retainer is disposed coaxially with the ball screw shaft and the ball nut, the size of the first gap is before Ki径direction of the gap between the retainer and the guide tongues, front Symbol retainer A ball screw device that is larger than the size of the third gap, which is the radial gap between the protrusion and the guide surface of the ball screw shaft.
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