JPWO2016114022A1

JPWO2016114022A1 - パワーステアリング装置

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Publication number: JPWO2016114022A1
Application number: JP2016569251A
Authority: JP
Inventors: 圭祐北村; 治吉田
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-01-16
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: JP6434539B2; CN107110315A; KR20170092641A; US10309502B2; DE112015005969T5; WO2016114022A1; US20180274641A1; CN107110315B

Abstract

ナットの回転軸に相当するラック軸の軸心を中心とした周方向の一方側に開口する第１開口部を有する第１部材８１と、前記第１開口部と対向する前記周方向の他方側に開口する第２開口部を有する第２部材８２とを、第１挿入部７１及び第２挿入部７２がそれぞれ接続部７３に対してボール循環溝のリード角に沿って傾斜するように型成形し、前記第１、第２開口部同士を突き合わせて接合することによって、チューブ４４を形成することとした。

Description

本発明は、例えば自動車に適用され、ボールねじを介して伝達されるモータの回転力でもってラック軸の移動を補助するラックアシスト式のパワーステアリング装置に関する。

従来のラックアシスト式のパワーステアリング装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

すなわち、このボールねじは、ねじ軸とナットの内外周部に対向形成された１対のボールねじ溝間にチューブを介して循環する複数の転動体たるボールが介装されることにより構成され、前記ナットに設けられるボール入出孔と前記ボールねじ溝（ナット側ボールねじ溝）との接続部を拡径テーパ状に加工処理することにより、チューブとボールねじ溝との間におけるボールの円滑な移動を確保している。

特開２００１−１４１０１９号公報

しかしながら、前記従来のボールねじは、ボールねじ溝はリード角をもって形成されている一方、チューブはナットの回転軸の周方向に沿って形成されていることから、チューブとボールねじ溝との間におけるボールの円滑な移動を十分に確保できないという問題があった。

本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであって、チューブとボールねじ溝との間におけるボールの円滑な移動を確保し得るパワーステアリング装置及びその製造方法を提供するものである。

本発明は、とりわけ、ナットに開口形成された、ボール循環溝の一端側に開口する第１接続通路と、ボール循環溝の他端側に開口形成された第２接続通路とを繋いで該両接続通路間のボールの循環に供する接続部材が、それぞれ型成形により形成された、前記ナットの回転軸を中心とした周方向の一方側に開口する第１開口部を有する第１部材と、前記第１開口部と対向する前記周方向の他方側に開口する第２開口部を有する第２部材と、を接合することによって構成され、前記接合された状態において、前記第１接続通路に挿入される第１挿入部と、前記第２接続通路に挿入される第２挿入部と、前記第１挿入部と前記第２挿入部とを接続する接続部と、を有し、前記第１挿入部及び前記第２挿入部がそれぞれ前記接続部に対し前記ボール循環溝のリード角に沿って傾斜するように形成されたことを特徴としている。

本発明によれば、接続部材の各挿入部をボール循環溝のリード角に沿わせる構成としたことで、接続部材とボール循環溝との間におけるボールの出入りを円滑化することができる。

また、接続部材を周方向に分割して型成形によって形成することとしたため、当該接続部材を容易に形成することができ、生産性の向上や製造コストの低廉化にも供される。

本発明に係るパワーステアリング装置の略図である。図１に示すモータユニット近傍の拡大断面図である。図２のボールねじの平面図である。図３のＡ−Ａ線断面図である。図３のＢ−Ｂ線断面図である。図３のＣ−Ｃ線断面図である。図３に示すチューブの平面図である。図３に示すチューブの側面図である。図３に示すチューブの底面図である。図３に示すチューブの分解斜視図である。図９に示すチューブの第１挿入部近傍を表した斜視図である。図１１に示すチューブの第１挿入部の横断面図である。図１２に示す第１部材単体の第１挿入部の斜視断面図である。図９に示す第１挿入部の第１案内部を正面から見た図である。図５のＤ−Ｄ線断面図である。チューブの製造工程に係る図であって、（ａ）は第１成型前、（ｂ）は第１成型後、（ｃ）は第２成型後の状態を現した図である。

以下、本発明に係るパワーステアリング装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、下記の実施形態では、当該パワーステアリング装置を自動車の操舵装置に適用したものを示している。

すなわち、このパワーステアリング装置は、図１に示すように、その一端側がステアリングホイール１と一体回転可能に連係される入力軸２と、その一端側が図示外のトーションバーを介して入力軸２の他端側に相対回転可能に連結され、その他端側がラック・ピニオン機構４を介して転舵輪５Ｌ，５Ｒに連係される出力軸３と、入力軸２の外周側に配置され、この入力軸２と出力軸３の相対回転変位量に基づいて操舵トルクを検出するトルクセンサ６とこのトルクセンサ６や図示外の車速センサ等の検出結果に基づいて運転者の操舵トルクに応じた操舵アシストトルクを後述のラック軸７に付与するモータユニット３０と、該モータユニット３０の出力（回転力）を減速しつつ後述するラック軸７の軸方向移動力へと変換して伝達する伝達機構２０と、から主として構成されている。

前記ラック・ピニオン機構４は、出力軸３の一端部の外周に形成された図外のピニオン歯と当該出力軸３の一端部にほぼ直交するように配置される転舵軸であるラック軸７の軸方向所定範囲に形成される図外のラック歯とが噛合してなるもので、出力軸３の回転方向に応じてラック軸７が軸方向に移動するようになっている。そして、ラック軸７の各端部はそれぞれタイロッド８，８及びナックルアーム９，９を介して転舵輪５Ｒ，５Ｌに連係されており、ラック軸７が軸方向に移動して各タイロッド８，８を介して各ナックルアーム９，９が引っ張られることで、転舵輪５Ｒ，５Ｌの向きが変更されるようになっている。

前記ラック軸７は、図１、図２に示すように、ラック・ピニオン機構４の収容に供する第１ギヤハウジング１１と、前記伝達機構２０の収容に供する第２ギヤハウジング１２と、を一体的に構成してなるギヤハウジング１０内に、軸方向移動自在に収容されている。なお、第１ハウジング１１と第２ハウジング１２とは、第２ハウジング１２の接合端部に突設された凸部１２ａを第１ギヤハウジング１１の接合端部に穿設された凹部１１ａに嵌合させた状態で、ギヤハウジング１０とモータユニット３０とを締結する複数（本実施形態では３つ）のボルト１３でもって、モータユニット３０と共締め固定されている。

前記伝達機構２０は、図２に示すように、後述する電動モータ３１の出力軸３１ａの先端部外周に一体回転可能に設けられ、該出力軸３１ａの軸線Ｌ１を中心に回転する入力側プーリ２１と、ラック軸７の外周に相対回転可能に設けられ、前記入力側プーリ２１の回転力に基づいてラック軸７の軸線Ｌ２を中心に回転する出力側プーリ２２と、該出力側プーリ２２とラック軸７の間に介装され、前記出力側プーリ２２の回転を減速しつつラック軸７の軸方向運動に変換するボールねじ４０と、入力側プーリ２１と出力側プーリ２２とに跨って巻回され、入力側プーリ２１の回転を出力側プーリ２２へと伝達することで前記両プーリ２１，２２の同期回転に供するベルト２３と、から主として構成され、前記両ギヤハウジング１１，１２の接合端部間に画成された伝達機構収容部１４内に収容配置されている。

前記ボールねじ４０は、図２〜図４に示すように、ラック軸７を包囲する筒状に形成され、該ラック軸７に対して相対回転自在に設けられたナット４１と、ラック軸７の外周に設けられた螺旋状の軸側ボールねじ溝４２ａとナット４１の内周に設けられた螺旋状のナット側ボールねじ溝４２ｂとにより構成される所定のリード角を有するボール循環溝４２と、該ボール循環溝４２内にて転動可能に介装された複数のボール４３と、前記ボール循環溝４２の両端を繋いで該ボール循環溝４２の両端部間におけるボール４３の循環に供する筒状の接続部材であるチューブ４４と、から主として構成されている。

前記ナット４１は、軸方向一端部がボールベアリング２４を介して第１ギヤハウジング１１に回転自在に支持され、他端部の外周面に出力側プーリ２２が嵌着固定されている。なお、前記ボールベアリング２４は、ナット４１と一体に構成された内輪２４ａと、第１ギヤハウジング１１の内周面に圧入されると共にロックナット２５によって締結された外輪２４ｂと、前記内外輪２４ａ，２４ｂ間に転動自在に介装された複数のボール２４ｃと、から構成されている。そして、前記両ボールねじ溝４２ａ，４２ｂ及び内外輪２４ａ，２４ｂ間には、それぞれ各ボール４３，２４ｃの転動に伴う摩擦の潤滑に供する所定のグリスが塗布されている。

また、前記ナット４１には、図４〜図６に示すように、その軸方向一端側に、チューブ４４の一端部が接続されてボール循環溝４２にボール４３を供給又は排出する第１接続通路５０が、前記ボール循環溝４２（ナット側ボールねじ溝４２ｂ）の一端部に開口するように貫通形成されている。また同様に、軸方向他端側にも、チューブ４４の他端部が接続されてボール循環溝４２からボール４３を排出又は供給する第２接続通路６０が、前記ボール循環溝４２（ナット側ボールねじ溝４２ｂ）の他端部に開口するように貫通形成されている。

前記第１、第２接続通路５０，６０は、それぞれ一端側においてナット４１の外周面に開口形成され、前記チューブ４４の接続に供する第１大径部５１及び第２大径部６１と、該第１、第２大径部５１，６１から他端側へと向かってそれぞれ段差縮径状に形成され、ナット４１の内周面（ナット側ボールねじ溝４２ｂ）に開口する第１小径部５２及び第２小径部６２と、を有し、前記第１大径部５１と前記第１小径部５２の間には第１段差部５３が、前記第２大径部６１と前記第２小径部６２の間には第２段差部６３がそれぞれ形成されている。なお、この第１、第２接続通路５０，６０及びチューブ４４で構成される領域については、ナット４１側の入力が作用せず、該ナット４１側の入力をラック軸７へと伝達不能な無負荷領域ＮＬとなっている。

前記ボール循環溝４２は、中間部が、ボール４３の直径とほぼ同径の一定の内径に設定され、ボール４３を介してナット４１側からの入力をラック軸７側へと十分に伝達可能な負荷領域ＭＬとして構成されると共に、両端部側の所定範囲である第１所定範囲及び第２所定範囲が、前記無負荷領域ＮＬと前記負荷領域ＭＬとの間の移行領域であって、ナット４１側からラック軸７側へと伝達される入力荷重が変化（増大又は減少）しうる第１、第２負荷遷移領域ＶＬ１，ＶＬ２として構成されている。

前記第１、第２負荷遷移領域ＶＬ１，ＶＬ２は、ボール４３の半径とほぼ同径に設定された一定の深さを有する横断面ほぼ円弧状に形成された軸側ボールねじ溝４２ａと、ナット４１の回転軸に相当するラック軸７の軸心Ｌ２からの径方向距離ＲＬが第１、第２接続通路５０，６０の他端側開口に向かって漸次増大するような第１テーパ部４５及び第２テーパ部４６が形成されたナット側ボールねじ溝４２ｂと、から構成されている。

ここで、前記第１、第２テーパ部４５，４６は、ナット側ボールねじ溝４２ｂの横断面である円弧状面の形状が同一となるように、該円弧状面の曲率中心までの距離のみを変化（具体的には径方向外側へとオフセット）させることによって構成されていて、この曲率中心距離は、ボール４３の進行方向に沿って、すなわち前記ボール循環溝４２のリード角に沿って漸次変化するようになっている。

また、前記第１、第２負荷遷移領域ＶＬ１，ＶＬ２は、第１、第２テーパ部４５，４６により構成された第１、第２所定範囲のうち負荷領域ＭＬ側の第１領域及び第２領域に形成され、少なくともナット４１側から入力される荷重の一部をラック軸７側へ伝達可能に構成された第１負荷領域ＭＬ１及び第２負荷領域ＭＬ２と、残余の領域に形成され、ナット４１側からの入力をラック軸７へ伝達不能に構成された第１無負荷領域ＮＬ１及び第２無負荷領域ＮＬ２と、によって構成され、第１、第２接続通路５０，６０の他端側開口からそれぞれ前記第１、第２無負荷領域ＮＬ１，ＮＬ２を通過した後に前記第１、第２負荷領域ＭＬ１，ＭＬ２を通過するようになっている。

前記チューブ４４は、図３〜図６に示すように、その延出方向（ボール４３の進行方向）に沿ってほぼ半割状に分割してなる筒状を呈し、第１大径部５１内に挿入される第１挿入部７１と、第２大径部６１内に挿入される第２挿入部７２と、前記第１挿入部７１と前記第２挿入部７２とを接続する接続部７３と、から主として構成され、前記第１挿入部７１と前記第２挿入部７２とが、前記接続部７３に対し、ボール循環溝４２の前記所定のリード角に沿って傾斜するように形成されている。

ここで、前記チューブ４４の分割構成について、図７〜図１５に基づいて詳細に説明すれば、このチューブ４４は、図７〜図１０に示すように、それぞれ型成形によって形成された、ナット４１の回転軸に相当する前記ラック軸７の軸心Ｌ２を中心とした周方向の一方側に長手方向の全域にわたって連続して開口する第１開口部８１ａを有する第１部材８１と、前記第１開口部８１ａと対向する前記周方向の他方側に長手方向の全域にわたって開口する第２開口部８２ａを有する第２部材８２と、から構成され、前記第１、第２開口部８１ａ，８２ａ同士を突き合わせて接合することによってほぼ円筒状に構成されている。

そして、このチューブ４４は、前述したように、第１、第２挿入部７１，７２がボール４３の進行方向に相当する周方向に沿って前記所定のリード角を有していることから、前記第１、第２部材８１，８２は、両者８１，８２の接合面ＣＳが接続部４４ｃにおけるボール４３の進行方向に対して第１、第２挿入部４４ａ，４４ｂの傾斜方向に傾斜するかたちで分割されている。具体的には、第１挿入部４４ａにおける接合面（以下、「第１接合面」という。）８１ｂを含む第１仮想面と第２挿入部４４ｂにおける接合面（以下、「第２接合面」という。）８２ｂを含む第２仮想面とが同一平面となるような単一の前記接合面ＣＳをもって、かつ第１部材８１と第２部材８２とが同一形状となるように、分割されている。

なお、この際、前記チューブ４４は、図８に示されるような第１接合面８１ｂを含む第１仮想面と第２接合面８２ｂを含む第２仮想面との成す狭角θｘが、図９に示されるような接続部７３に対する第１挿入部７１の傾斜角θ１と接続部７３に対する第２挿入部７２の傾斜角θ２との和よりも小さくなるように構成されている。

そして、前記分割構成に基づき、前記第１部材８１には、特に図１２に示すように、ボール４３の進行方向の所定範囲であって当該進行方向に直交する断面における内周縁の周方向長さが第２部材８２の当該周方向長さよりも大きくなる所定領域に、第１開口部８１ａ側の内周縁がチューブ４４の内周縁に沿う仮想円よりも径方向外側へと拡大されることで前記型成形時におけるアンダーカットの抑制に供する第１アンダーカット抑制部８３が設けられている。また、前記第２部材８２にも、第１アンダーカット抑制部８３と同様の第２アンダーカット抑制部８４が設けられている。

この第１、第２アンダーカット抑制部８３，８４は、後述するように第１、第２部材８１，８２の型成形（プレス成型）に伴って形成されるものであって、図１３に示すように、第１、第２開口部８１ａ，８２ａの内側端部に横断面ほぼ直線状となるように形成された第１平坦状部８３ａ及び第２平坦状部８４ａと、該第１、第２平坦状部８３ａ，８４ａの先端縁である第１、第２開口部８１ａ，８２ａの内側端縁に連続するかたちで横断面ほぼ円弧状となるように形成された第１テーパ状部８３ｂ及び第２テーパ状部８４ｂと、から構成される。

なお、この際、図１２に示すように、前記第１、第２アンダーカット抑制部８３，８４は、上述したようにそれぞれ第１、第２開口部８１ａ，８２ａの内端部が平坦状に形成される一方、当該第１、第２アンダーカット抑制部８３，８４と対向する相手側の部材（第１、第２部材８１，８２）は、それぞれ当該第１、第２アンダーカット抑制部８３，８４と対向する領域における内周面の形状がチューブ４４の内周縁に沿った仮想円ＶＣに沿うように形成されている。

また、前記第１、第２挿入部７１，７２には、図１２に示されるように、軸側ボールねじ溝４２ａ側の周方向（ボール４３の移動方向周り）の所定範囲に、第１、第２小径部５２，６２とボール循環溝４２との間におけるボール４３の移動を案内する第１片部である第１案内部７１ａ及び第２片部である第２案内部７２ａが、軸側ボールねじ溝４２ａ側に向かって延設されると共に、図１１に示すように、前記第１、第２案内部７１ａ，７２ａとは離間した残余の周方向範囲に、第１、第２段差部５３，６３と当接して第１、第２挿入部７１，７２の挿入位置を規制する第１当接部７１ｂ及び第２当接部７２ｂが、ほぼ平坦状に形成されている。ここで、前記第１、第２当接部７１ｂ，７２ｂは、それぞれ第１、第２部材８１，８２に跨るかたちで設けられていて、第１部材８１は、一端側において第１段差部５３と当接し、かつ他端側において第２段差部６３と当接すると共に、前記第２部材８２は、一端側において第１段差部５３と当接し、かつ他端側において第２段差部６３と当接するようになっている。

ここで、前記第１、第２案内部７１ａ，７２ａは、図１５に示すように、軸側ボールねじ溝４２ａが各ボール４３と接触する１対の接触部７４，７４同士を結んだ仮想線ＶＬよりも反接触部側（第１、第２接続通路５２，６２側）に配置されるように構成され、前記１対の接触部７４，７４に到達させない所定の長さ（延出量）に設定されている。これにより、かかる１対の接触部７４，７４における第１、第２案内部７１ａ，７２ａによるグリスの掻き取りを抑制し、ボール４３の良好な潤滑を確保することが可能となっている。なお、当該第１案内部７１ａは第１部材８１側のみに設けられ、第２案内部７２ａは第２部材８２側のみに設けられる構成となっている。

前記モータユニット３０は、図２に示すように、出力軸３１ａが突設された軸方向一端側が第２ギヤハウジング１２に支持固定され、入力側プーリ２１を回転駆動することによって伝達機構２０を介してラック軸７に操舵アシスト力を発生させる電動モータ３１と、該電動モータ３１の他端側に付設され、操舵トルクや車両速度等の所定パラメータに応じて前記電動モータ３１を駆動制御する電子コントローラ３２と、が一体的に構成されたものである。

以下、本実施形態に係る前記パワーステアリング装置において特徴的な前記チューブ４４（特に第１、第２アンダーカット抑制部８３，８４）の製造方法について、図１６に基づいて説明する。

まず、図１６（ａ）に示すように、金属材料からなるほぼ板状の素材７０を、凸部９１ａを有する雄型９１と、凹部９２ａを有する雌型９２とによって構成される第１の成形型Ｄ１にセットする。

続いて、図１６（ｂ）に示すように、このセットした素材７０を、前記凸部９１ａ及び凹部９２ａの両側にそれぞれ形成される平坦部９１ｂ，９２ｂでもって、第１、第２開口部８１ａ，８２ａの両端縁に相当する素材７０の幅方向両端部７０ａ，７０ａをチューブ４４の内周縁に沿った仮想円ＶＣの中心に対して径方向外側へ向くように保持しつつ、前記凸部９１ａと前記凹部９２ａとで挟み込むことによって、素材７０の幅方向中間部７０ｂを径方向外側へ凸円弧状となるように屈曲させる（第１成型）。

この際、すなわち前記凸部９１ａによって素材７０の幅方向中間部７０ｂを径方向外側へ延出する際に第１、第２テーパ状部８３ｂ，８４ｂが形成されると共に、かかる延出に伴い前記凸部９１ａ及び凹部９２ａに設けられた平坦状の両側面９１ｃ，９２ｃ（図１６（ａ）参照）により挟み込まれて第１、第２平坦状部８３ａ，８４ａが形成されることとなる。

そして、図１６（ｃ）に示すように、１対のパンチ９３，９３を有する第２の成形型Ｄ２をもって前記屈曲部７０ｂの両側部に残存する前記幅方向両端部７０ａ，７０ａを切り落とすことにより（第２成型）、前記第１、第２アンダーカット抑制部８３，８４を有する第１、第２部材８１，８２が完成する。

以上のことから、本実施形態に係るパワーステアリング装置によれば、前記チューブ４４の第１挿入部７１及び第２挿入部７２を、それぞれ接続部７３に対してボール循環溝４２の有する前記所定のリード角に沿って傾斜するように構成したことで、チューブ４４とボール循環溝４２との間におけるボール４３の出入りを円滑化することができる。

また、かかるチューブ４４の形成にあたり、該チューブ４４を周方向に分割して、この分割してなる第１、第２部材８１，８２を型成形によって形成するようにしたことから、チューブ４４を容易に形成することができ、装置の生産性の向上や製造コストの低廉化にも供される。

しかも、この際、前記チューブ４４では、第１、第２挿入部７１，７２を、第１部材８１におけるボール４３の進行方向の全域に第１開口部８１ａが形成されて、かつ第２部材８２におけるボール４３の進行方向の全域に第２開口部８２ａが形成される範囲で当該チューブ４４に対して傾斜するように形成したことから、第１、第２部材８１，８２の全域において前記型成形が可能となり、装置の生産性の向上や製造コストの低廉化といった前記型成形によるメリットを有効に享受しうる。

また、前記チューブ４４の分割にあたり、第１部材８１と第２部材８２とを、第１接続面８１ｂを含む第１仮想面と第２接続面８２ｂを含む第２仮想面とが同一平面となるように形成したことで、当該第１、第２部材８１，８２が単一の接合面をもって分割されていることから、これら両部材８１，８２を型成形する際の成形性が良好となり、装置のさらなる生産性の向上や製造コストの低廉化に供される。

しかも、本実施形態では、かかるチューブ４４の分割に伴い、第１部材８１と第２部材８２とが同一形状となるように構成したことから、該両部材８１，８２の成形型を共通化することが可能となり、装置の製造コストのより一層の低廉化に供される。

また、前記チューブ４４の分割に際しては、第１接合面８１ｂを含む第１仮想面と第２接合面８２ｂを含む第２仮想面との成す狭角θｘが接続部７３に対する第１、第２挿入部７１，７２の傾斜角θ１，θ２との和よりも小さくなるように構成したことで、第１、第２挿入部７１，７２の分割面（第１、第２開口部８１ａ，８２ａの接合面）を２等分割に構成したものと比べて、該分割面の凹凸を低減することが可能となる結果、第１、第２部材８１，８２の型成形時の成形性を向上させることができる。そのうえ、かかる構成によれば、第１、第２挿入部７１，７２における前記分割面が同一平面状にあるものと比べて、アンダーカットの発生を抑制することが可能となる結果、第１、第２部材８１，８２の成形性のさらなる向上に供される。

また、前記第１、第２部材８１，８２には、それぞれボール４３の進行方向の所定範囲であって当該進行方向に直交する断面における内周縁の周方向長さが相手側の部材８２，８１の当該周方向長さよりも大きくなる所定領域の第１、第２開口部８１ａ，８２ａ側の内周縁に、該各内周縁をチューブ４４の内周縁に沿う仮想円ＶＣよりも径方向外側へと拡大してなる前記第１、第２アンダーカット抑制部８３，８４を設けたことにより、該各アンダーカット抑制部８３，８４をもって第１、第２部材８１，８２の成形時におけるアンダーカットの抑制が可能となる結果、該第１、第２部材８１，８２の成形性を一層向上させることができる。

なお、この際、前記第１、第２部材８１，８２の前記各アンダーカット抑制部８３，８４と対向する領域の内周面の形状については、前記チューブ４４の内周縁に沿った仮想円ＶＣに沿うような構成としたことから、前記各アンダーカット抑制部８３，８４と対向する相手側の部材８２，８１の内周面をもって、チューブ４４内においてボール４３を適切に支持することが可能となる。これにより、チューブ４４内におけるボール４３の径方向の位置ずれが抑制され、該ボール４３の移動のさらなる円滑化を図ることができる。

加えて、前記第１、第２部材８１，８２では、第１開口部８１ａと第２開口部８２ａとの間の接合面ＣＳを、接続部７３におけるボール４３の進行方向に対し、該接続部７３に対する第１、第２挿入部７１，７２の傾斜方向へと傾斜させるようにしたことで、該第１、第２挿入部７１，７２において第１、第２アンダーカット抑制部８３，８４を設ける必要がある部分を小さくすることが可能となっている。

また、前記第１、第２アンダーカット抑制部８３，８４の形成にあたって、前記第１、第２部材８１，８２の型成形の際、チューブ４４の内周縁に沿った仮想円ＶＣの中心に対して第１、第２開口部８１ａ，８２ａの端部である前記素材７０の幅方向両端部７０ａ，７０ａが径方向外側へ向くように屈曲させて加工するようにしたことから、当該加工後の形状を第１、第２アンダーカット抑制部８３，８４として利用することができ、該各アンダーカット抑制部８３，８４を別途加工する手間を省略することができる。

また、前記チューブ４４では、第１、第２部材８１，８２の双方にそれぞれ第１、第２段差部５３，６３と当接可能な第１、第２当接部７１ｂ，７２ｂを設けた、換言すれば、当該第１、第２当接部７１ｂ、７２ｂを第１、第２部材８１，８２に跨るように構成したことから、これら第１、第２部材８１，８２の双方について挿入方向の位置決めが可能となり、装置の組み付け作業性の向上が図れる。

一方、前記第１、第２案内部７１ａ，７２ａについては第１、第２部材８１，８２に跨ることなく、第１案内部７１ａは第１部材８１にのみ、また第２案内部７２ａは第２部材８２にのみ設けることとし、該第１、第２案内部７１ａ，７２ａには第１、第２部材８１，８２の接合面（分割面）を設けない構成としたことから、当該第１、第２案内部７１ａ，７２ａの強度低下を抑制することが可能となり、チューブ４４の良好な耐久性の確保に供される。

加えて、前記第１、第２案内部７１ａ，７２ａについては、軸側ボールねじ溝４２ａがボール４３と接触する１対の接触部７４，７４同士を結んだ仮想線ＶＬよりも反接触部側（第１、第２接続通路５２，６２側）に配置されるように構成し、前記１対の接触部７４，７４に到達させない所定の長さ（延出量）に設定したことで、当該１対の接触部７４，７４におけるグリスの掻き取りを抑制することが可能となり、ボール４３の良好な潤滑を確保することができる。

以上説明した実施形態に基づくパワーステアリング装置としては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。

すなわち、当該パワーステアリング装置は、その１つの態様において、ステアリングホイールの回転に伴って軸方向移動することで転舵輪の転舵に供する転舵軸と、前記転舵軸を包囲するように筒状に形成され、該転舵軸に対し相対回転自在に設けられたナットと、前記転舵軸の外周に設けられた螺旋溝状の軸側ボールねじ溝と、前記ナットの内周に設けられた螺旋溝状のナット側ボールねじ溝とから構成されるボール循環溝と、前記ボール循環溝内において転動可能に介装された複数のボールと、一端側が前記ナットの外周面に開口形成され、他端側が前記ナットの内周面であって前記ボール循環溝の一端側に開口形成された第１接続通路と、一端側が前記ナットの外周面に開口形成され、他端側が前記ナットの内周面であって前記ボール循環溝の他端側に開口形成された第２接続通路と、前記第１接続通路と前記第２接続通路とを繋いで該両接続通路間のボールの循環に供する接続部材と、前記ナットを回転駆動することによって前記転舵軸に操舵力を付与する電動モータと、を備え、前記接続部材は、それぞれ型成形により形成された、前記ナットの回転軸を中心とした周方向の一方側に開口する第１開口部を有する第１部材と、前記第１開口部と対向する前記周方向の他方側に開口する第２開口部を有する第２部材と、を接合することによって構成され、前記接合された状態において、前記第１接続通路に挿入される第１挿入部と、前記第２接続通路に挿入される第２挿入部と、前記第１挿入部と前記第２挿入部とを接続する接続部と、を有し、前記第１挿入部及び前記第２挿入部がそれぞれ前記接続部に対し前記ボール循環溝のリード角に沿って傾斜するように形成されている。

前記パワーステアリング装置の好ましい態様において、前記第１部材と前記第２部材とは、同一形状を有している。

別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記第１接続通路は、前記接続部材の一方側の端面が当接する第１段差部を有し、前記第２接続通路は、前記接続部材の他方側の端面が当接する第２段差部を有し、前記第１部材は、一端側において前記第１段差部と当接すると共に、他端側において前記第２段差部と当接し、前記第２部材は、一端側において前記第１段差部と当接すると共に、他端側において前記第２段差部と当接している。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記軸側ボールねじ溝は、ボールと接触する１対の接触部を有し、前記第１片部及び第２片部は、前記１対の接触部同士を結んだ仮想線よりも反接触部側に配置されている。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記第１部材は、前記ボールの進行方向の所定範囲であって該進行方向に直交する断面における内周縁の周方向長さが前記第２部材の該周方向長さよりも大きくなる領域に、前記第１開口部側の内周縁が前記接続部材の内周縁に沿う仮想円よりも径方向外側へと拡大されることで前記型成形時におけるアンダーカットの抑制に供する第１アンダーカット抑制部を有し、前記第２部材は、前記ボールの進行方向の所定範囲であって該進行方向に直交する断面における内周縁の周方向長さが前記第１部材の該周方向長さよりも大きくなる領域に、前記第２開口部側の内周縁が前記接続部材の内周縁に沿う仮想円よりも径方向外側へと拡大されることで前記型成形時におけるアンダーカットの抑制に供する第２アンダーカット抑制部を有している。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第１仮想面と、前記第２挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第２仮想面との成す狭角が、前記接続部に対する前記第１挿入部の傾斜角と前記接続部に対する前記第２挿入部の傾斜角との和よりも小さくなっている。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記第１部材は、前記第２アンダーカット抑制部と対向する領域の内周面の形状が前記接続部材の内周縁に沿った仮想円に沿うように形成され、前記第２部材は、前記第１アンダーカット抑制部と対向する領域の内周面の形状が前記接続部材の内周縁に沿った仮想円に沿うように形成されている。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記第１部材及び前記第２部材は、金属材料からなる板状の素材をプレス成型することによって形成され、前記第１部材は、前記接続部材の内周縁に沿った仮想円の中心に対し、前記第１開口部の端部が径方向外側へ向くように屈曲して形成され、前記第２部材は、前記接続部材の内周縁に沿った仮想円の中心に対し、前記第２開口部の端部が径方向外側へ向くように屈曲して形成されている。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第１仮想面と、前記第２挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第２仮想面と、が同一平面となるように形成されている。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記第１挿入部及び前記第２挿入部は、前記第１部材における前記ボールの進行方向の全域に前記第１開口部が形成され、かつ前記第２部材における前記ボールの進行方向の全域に前記第２開口部が形成された範囲で、前記接続部材に対して傾斜状に形成されている。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１開口部と前記第２開口部との間の接合面が、前記接続部における前記ボールの進行方向に対し、前記接続部に対する前記第１挿入部及び前記第２挿入部の傾斜方向に傾斜して形成されている。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記第１接続通路は、前記接続部材の一方側の端面が当接する第１段差部を有し、前記第２接続通路は、前記接続部材の他方側の端面が当接する第２段差部を有し、前記接続部材は、前記第１挿入部における前記ボールの移動方向周りに、前記軸側ボールねじ溝側の所定範囲に設けられて該軸側ボールねじ溝側へと延出する第１片部と、該第１片部とは離間して設けられて前記第１段差部と当接する第１当接部とを有すると共に、前記第２挿入部における前記ボールの移動方向周りに、前記軸側ボールねじ溝側の所定範囲に設けられて該軸側ボールねじ溝側へと延出する第２片部と、該第２片部とは離間して設けられて前記第２段差部と当接する第２当接部とを有し、前記第１片部は、前記第１部材側にのみ設けられ、前記第２片部は、前記第２部材側にのみ設けられている。

また、別の観点から、パワーステアリング装置の製造方法は、ステアリングホイールの回転に伴って軸方向移動することで転舵輪の転舵に供する転舵軸と、前記転舵軸を包囲するように筒状に形成され、該転舵軸に対し相対回転自在に設けられたナットと、前記転舵軸の外周に設けられた螺旋溝状の軸側ボールねじ溝と、前記ナットの内周に設けられた螺旋溝状のナット側ボールねじ溝とから構成されるボール循環溝と、前記ボール循環溝内において転動可能に介装された複数のボールと、一端側が前記ナットの外周面に開口形成され、他端側が前記ナットの内周面であって前記ボール循環溝の一端側に開口形成された第１接続通路と、一端側が前記ナットの外周面に開口形成され、他端側が前記ナットの内周面であって前記ボール循環溝の他端側に開口形成された第２接続通路と、前記第１接続通路に挿入される第１挿入部と、前記第２接続通路に挿入される第２挿入部と、前記第１挿入部と前記第２挿入部とを接続する接続部とを有し、前記第１接続通路と前記第２接続通路とを繋いで該両接続通路間のボールの循環に供する接続部材と、前記ナットを回転駆動することによって前記転舵軸に操舵力を付与する電動モータと、を備えたパワーステアリング装置の製造方法であって、前記ナットの回転軸を中心とした周方向の一方側に開口する第１開口部を有する第１部材と、前記第１開口部と対向する前記周方向の他方側に開口する第２開口部を有する第２部材とを、前記第１挿入部及び前記第２挿入部がそれぞれ前記接続部に対して前記ボール循環溝のリード角に沿って傾斜するように型成形し、該両部材を接合することによって前記接続部材を形成する。

前記パワーステアリング装置の製造方法の好ましい態様において、前記第１部材と前記第２部材とは、同一形状を有する。

別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の製造方法の態様のいずれかにおいて、前記第１部材は、前記ボールの進行方向の所定範囲であって該進行方向に直交する断面における内周縁の周方向長さが前記第２部材の該周方向長さよりも大きくなる領域に、前記第１開口部側の内周縁が前記接続部材の内周縁に沿う仮想円よりも径方向外側へと拡大されることで前記型成形時におけるアンダーカットの抑制に供する第１アンダーカット抑制部を有し、前記第２部材は、前記ボールの進行方向の所定範囲であって該進行方向に直交する断面における内周縁の周方向長さが前記第１部材の該周方向長さよりも大きくなる領域に、前記第２開口部側の内周縁が前記接続部材の内周縁に沿う仮想円よりも径方向外側へと拡大されることで前記型成形時におけるアンダーカットの抑制に供する第２アンダーカット抑制部を有する。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の製造方法の態様のいずれかにおいて、前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第１仮想面と、前記第２挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第２仮想面との成す狭角が、前記接続部に対する前記第１挿入部の傾斜角と前記接続部に対する前記第２挿入部の傾斜角との和よりも小さくなっている。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の製造方法の態様のいずれかにおいて、前記第１部材は、前記第２アンダーカット抑制部と対向する領域の内周面の形状が前記接続部材の内周縁に沿った仮想円に沿うように形成され、前記第２部材は、前記第１アンダーカット抑制部と対向する領域の内周面の形状が前記接続部材の内周縁に沿った仮想円に沿うように形成されている。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の製造方法の態様のいずれかにおいて、前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第１仮想面と、前記第２挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第２仮想面と、が同一平面となるように形成されている。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の製造方法の態様のいずれかにおいて、前記第１挿入部及び前記第２挿入部は、前記第１部材における前記ボールの進行方向の全域に前記第１開口部が形成され、かつ前記第２部材における前記ボールの進行方向の全域に前記第２開口部が形成された範囲で、前記接続部材に対して傾斜状に形成されている。

さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の製造方法の態様のいずれかにおいて、前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１開口部と前記第２開口部との間の接合面が、前記接続部における前記ボールの進行方向に対し、前記接続部に対する前記第１挿入部及び前記第２挿入部の傾斜方向に傾斜して形成されている。

Claims

ステアリングホイールの回転に伴って軸方向移動することで転舵輪の転舵に供する転舵軸と、
前記転舵軸を包囲するように筒状に形成され、該転舵軸に対し相対回転自在に設けられたナットと、
前記転舵軸の外周に設けられた螺旋溝状の軸側ボールねじ溝と、前記ナットの内周に設けられた螺旋溝状のナット側ボールねじ溝とから構成されるボール循環溝と、
前記ボール循環溝内において転動可能に介装された複数のボールと、
一端側が前記ナットの外周面に開口形成され、他端側が前記ナットの内周面であって前記ボール循環溝の一端側に開口形成された第１接続通路と、
一端側が前記ナットの外周面に開口形成され、他端側が前記ナットの内周面であって前記ボール循環溝の他端側に開口形成された第２接続通路と、
前記第１接続通路と前記第２接続通路とを繋いで該両接続通路間のボールの循環に供する接続部材と、
前記ナットを回転駆動することによって前記転舵軸に操舵力を付与する電動モータと、
を備え、
前記接続部材は、
それぞれ型成形により形成された、前記ナットの回転軸を中心とした周方向の一方側に開口する第１開口部を有する第１部材と、前記第１開口部と対向する前記周方向の他方側に開口する第２開口部を有する第２部材と、を接合することによって構成され、
前記接合された状態において、前記第１接続通路に挿入される第１挿入部と、前記第２接続通路に挿入される第２挿入部と、前記第１挿入部と前記第２挿入部とを接続する接続部と、を有し、
前記第１挿入部及び前記第２挿入部がそれぞれ前記接続部に対し前記ボール循環溝のリード角に沿って傾斜するように形成されたことを特徴とするパワーステアリング装置。
前記第１部材と前記第２部材とは、同一形状を有することを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
前記第１接続通路は、前記接続部材の一方側の端面が当接する第１段差部を有し、
前記第２接続通路は、前記接続部材の他方側の端面が当接する第２段差部を有し、
前記第１部材は、一端側において前記第１段差部と当接すると共に、他端側において前記第２段差部と当接し、
前記第２部材は、一端側において前記第１段差部と当接すると共に、他端側において前記第２段差部と当接することを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング装置。
前記第１接続通路は、前記接続部材の一方側の端面が当接する第１段差部を有し、
前記第２接続通路は、前記接続部材の他方側の端面が当接する第２段差部を有し、
前記接続部材は、
前記第１挿入部における前記ボールの移動方向周りに、前記軸側ボールねじ溝側の所定範囲に設けられて該軸側ボールねじ溝側へと延出する第１片部と、該第１片部とは離間して設けられて前記第１段差部と当接する第１当接部とを有すると共に、
前記第２挿入部における前記ボールの移動方向周りに、前記軸側ボールねじ溝側の所定範囲に設けられて該軸側ボールねじ溝側へと延出する第２片部と、該第２片部とは離間して設けられて前記第２段差部と当接する第２当接部とを有し、
前記第１片部は、前記第１部材側にのみ設けられ、
前記第２片部は、前記第２部材側にのみ設けられることを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング装置。
前記軸側ボールねじ溝は、ボールと接触する１対の接触部を有し、
前記第１片部及び第２片部は、前記１対の接触部同士を結んだ仮想線よりも反接触部側に配置されることを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング装置。
前記第１部材は、前記ボールの進行方向の所定範囲であって該進行方向に直交する断面における内周縁の周方向長さが前記第２部材の該周方向長さよりも大きくなる領域に、前記第１開口部側の内周縁が前記接続部材の内周縁に沿う仮想円よりも径方向外側へと拡大されることで前記型成形時におけるアンダーカットの抑制に供する第１アンダーカット抑制部を有し、
前記第２部材は、前記ボールの進行方向の所定範囲であって該進行方向に直交する断面における内周縁の周方向長さが前記第１部材の該周方向長さよりも大きくなる領域に、前記第２開口部側の内周縁が前記接続部材の内周縁に沿う仮想円よりも径方向外側へと拡大されることで前記型成形時におけるアンダーカットの抑制に供する第２アンダーカット抑制部を有することを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第１仮想面と、前記第２挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第２仮想面との成す狭角が、前記接続部に対する前記第１挿入部の傾斜角と前記接続部に対する前記第２挿入部の傾斜角との和よりも小さくなることを特徴とする請求項６に記載のパワーステアリング装置。
前記第１部材は、前記第２アンダーカット抑制部と対向する領域の内周面の形状が前記接続部材の内周縁に沿った仮想円に沿うように形成され、
前記第２部材は、前記第１アンダーカット抑制部と対向する領域の内周面の形状が前記接続部材の内周縁に沿った仮想円に沿うように形成されたことを特徴とする請求項６に記載のパワーステアリング装置。
前記第１部材及び前記第２部材は、金属材料からなる板状の素材をプレス成型することによって形成され、
前記第１部材は、前記接続部材の内周縁に沿った仮想円の中心に対し、前記第１開口部の端部が径方向外側へ向くように屈曲して形成され、
前記第２部材は、前記接続部材の内周縁に沿った仮想円の中心に対し、前記第２開口部の端部が径方向外側へ向くように屈曲して形成されたことを特徴とする請求項６に記載のパワーステアリング装置。
前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第１仮想面と、前記第２挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第２仮想面と、が同一平面となるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
前記第１挿入部及び前記第２挿入部は、前記第１部材における前記ボールの進行方向の全域に前記第１開口部が形成され、かつ前記第２部材における前記ボールの進行方向の全域に前記第２開口部が形成された範囲で、前記接続部材に対して傾斜状に形成されたことを特徴とする請求項１０に記載のパワーステアリング装置。
前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１開口部と前記第２開口部との間の接合面が、前記接続部における前記ボールの進行方向に対し、前記接続部に対する前記第１挿入部及び前記第２挿入部の傾斜方向に傾斜して形成されたことを特徴とする請求項１０に記載のパワーステアリング装置。
ステアリングホイールの回転に伴って軸方向移動することで転舵輪の転舵に供する転舵軸と、
前記転舵軸を包囲するように筒状に形成され、該転舵軸に対し相対回転自在に設けられたナットと、
前記転舵軸の外周に設けられた螺旋溝状の軸側ボールねじ溝と、前記ナットの内周に設けられた螺旋溝状のナット側ボールねじ溝とから構成されるボール循環溝と、
前記ボール循環溝内において転動可能に介装された複数のボールと、
一端側が前記ナットの外周面に開口形成され、他端側が前記ナットの内周面であって前記ボール循環溝の一端側に開口形成された第１接続通路と、
一端側が前記ナットの外周面に開口形成され、他端側が前記ナットの内周面であって前記ボール循環溝の他端側に開口形成された第２接続通路と、
前記第１接続通路に挿入される第１挿入部と、前記第２接続通路に挿入される第２挿入部と、前記第１挿入部と前記第２挿入部とを接続する接続部とを有し、前記第１接続通路と前記第２接続通路とを繋いで該両接続通路間のボールの循環に供する接続部材と、
前記ナットを回転駆動することによって前記転舵軸に操舵力を付与する電動モータと、
を備えたパワーステアリング装置の製造方法であって、
前記ナットの回転軸を中心とした周方向の一方側に開口する第１開口部を有する第１部材と、前記第１開口部と対向する前記周方向の他方側に開口する第２開口部を有する第２部材とを、前記第１挿入部及び前記第２挿入部がそれぞれ前記接続部に対して前記ボール循環溝のリード角に沿って傾斜するように型成形し、該両部材を接合することによって前記接続部材を形成することを特徴とするパワーステアリング装置の製造方法。
前記第１部材と前記第２部材とは、同一形状を有することを特徴とする請求項１３に記載のパワーステアリング装置の製造方法。
前記第１部材は、前記ボールの進行方向の所定範囲であって該進行方向に直交する断面における内周縁の周方向長さが前記第２部材の該周方向長さよりも大きくなる領域に、前記第１開口部側の内周縁が前記接続部材の内周縁に沿う仮想円よりも径方向外側へと拡大されることで前記型成形時におけるアンダーカットの抑制に供する第１アンダーカット抑制部を有し、
前記第２部材は、前記ボールの進行方向の所定範囲であって該進行方向に直交する断面における内周縁の周方向長さが前記第１部材の該周方向長さよりも大きくなる領域に、前記第２開口部側の内周縁が前記接続部材の内周縁に沿う仮想円よりも径方向外側へと拡大されることで前記型成形時におけるアンダーカットの抑制に供する第２アンダーカット抑制部を有することを特徴とする請求項１３に記載のパワーステアリング装置の製造方法。
前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第１仮想面と、前記第２挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第２仮想面との成す狭角が、前記接続部に対する前記第１挿入部の傾斜角と前記接続部に対する前記第２挿入部の傾斜角との和よりも小さくなることを特徴とする請求項１５に記載のパワーステアリング装置の製造方法。
前記第１部材は、前記第２アンダーカット抑制部と対向する領域の内周面の形状が前記接続部材の内周縁に沿った仮想円に沿うように形成され、
前記第２部材は、前記第１アンダーカット抑制部と対向する領域の内周面の形状が前記接続部材の内周縁に沿った仮想円に沿うように形成されたことを特徴とする請求項１５に記載のパワーステアリング装置の製造方法。
前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第１仮想面と、前記第２挿入部における前記第１開口部と前記第２開口部との接合面を含む第２仮想面と、が同一平面となるように形成されたことを特徴とする請求項１３に記載のパワーステアリング装置の製造方法。
前記第１挿入部及び前記第２挿入部は、前記第１部材における前記ボールの進行方向の全域に前記第１開口部が形成され、かつ前記第２部材における前記ボールの進行方向の全域に前記第２開口部が形成された範囲で、前記接続部材に対して傾斜状に形成されたことを特徴とする請求項１８に記載のパワーステアリング装置の製造方法。
前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１開口部と前記第２開口部との間の接合面が、前記接続部における前記ボールの進行方向に対し、前記接続部に対する前記第１挿入部及び前記第２挿入部の傾斜方向に傾斜して形成されたことを特徴とする請求項１８に記載のパワーステアリング装置の製造方法。