JPWO2018147229A1 - ボールねじ装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

ボールねじ装置は、ねじ軸と、ナットと、複数のボールと、エンドデフレクタと、を備える。ねじ軸は、外周面に第１ねじ溝を有する。ナットは、内周面に設けられる第２ねじ溝、端面に設けられる切欠き、及びねじ軸の軸方向に対して直交する切欠きの底面に設けられ且つ軸方向に貫通する戻し穴を有する。複数のボールは、第１ねじ溝と第２ねじ溝との間を転がる。エンドデフレクタは、切欠きに嵌まる。ナットは、切欠きの側面のうち第２ねじ溝と戻し穴との間の位置に曲面部を備える。軸方向に対して直交し且つ第２ねじ溝及び切欠きを通る平面でナットを切った第１断面において、曲面部は、ナットの回転軸を中心とした放射方向で第２ねじ溝よりも外側に位置する点を中心とした円弧を描く部分を含む。

Description

本発明は、ボールねじ装置及び電動パワーステアリング装置に関する。

回転運動を直進運動に変換する装置としてボールねじ装置が知られている。ボールねじ装置は、ねじ軸と、ナットと、複数のボールを備えている。例えば特許文献１には、ボールねじ装置の一例が記載されている。特許文献１に記載されるボールねじ装置は、ねじ軸とナットとの間に形成される転動溝と、ナット端面の切欠きに嵌められる循環こま（エンドデフレクタ）と、ナットを軸方向に貫通するボール戻し通路とを備える。複数のボールは、転動溝と、ナット端面の切欠き及びエンドデフレクタによって形成されるボール循環路と、ボール戻し通路とによって無限循環する。

特開２００４−３６６４４号公報

しかしながら、特許文献１のボールねじ装置においては、ボールがボール循環路から転動溝に入る時にわずかながらボールが進行方向からずれることがある。このため、ボールがナットのねじ溝のエッジに衝突する可能性がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、ボールの動きを滑らかにすることができるボールねじ装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係るボールねじ装置は、外周面に第１ねじ溝を有するねじ軸と、内周面に設けられる第２ねじ溝、端面に設けられる切欠き、及び前記ねじ軸の軸方向に対して直交する前記切欠きの底面に設けられ且つ前記軸方向に貫通する戻し穴を有するナットと、前記第１ねじ溝と前記第２ねじ溝との間を転がる複数のボールと、前記切欠きに嵌まるエンドデフレクタと、を備え、前記ナットは、前記切欠きの側面のうち前記第２ねじ溝と前記戻し穴との間の位置に曲面部を備え、前記軸方向に対して直交し且つ前記第２ねじ溝及び前記切欠きを通る平面で前記ナットを切った第１断面において、前記曲面部は、前記ナットの回転軸を中心とした放射方向で前記第２ねじ溝よりも外側に位置する点を中心とした円弧を描く部分を含む。

これにより、ボールが切欠き側から第２ねじ溝に入る際に、曲面部によってボールが第１ねじ溝側に寄せられる。このため、ボールは、切欠き側から第２ねじ溝に入る前に第１ねじ溝に接し、第１ねじ溝にガイドされる。第１ねじ溝にガイドされたボールは、第１ねじ溝の真ん中を通る。このため、ボールとナットのエッジとの衝突が抑制される。したがって、ボールねじ装置は、ボールの動きを滑らかにすることができる。また、ボールねじ装置は、ボールの衝突による音の発生を抑制できる。

ボールねじ装置の望ましい態様として、前記ナットは、前記底面の前記戻し穴の縁に第１凹部を備えることが好ましい。これにより、ボールが戻し穴に入る際の動き、及びボールが戻し穴から出る際の動きが滑らかになる。

ボールねじ装置の望ましい態様として、前記底面に対して直交し且つ前記戻し穴の中心を通る平面で前記ナットを切った第２断面において、前記第１凹部の表面は、前記放射方向で前記戻し穴よりも内側に位置する点を中心とした円弧を描く部分を含むことが好ましい。これにより、曲面部から戻し穴に向かうボールの動き、及び戻し穴から曲面部に向かうボールの動きがより滑らかになる。

ボールねじ装置の望ましい態様として、前記ナットは、前記底面のうち前記第２ねじ溝側の端部に第２凹部を備えることが好ましい。これにより、エンドデフレクタのうち第２凹部に対応する部分の肉厚が大きくなる。このため、エンドデフレクタの耐久性が向上する。

ボールねじ装置の望ましい態様として、前記第１断面において、前記曲面部の前記第２ねじ溝から遠い側の端部における接線である第１接線は、前記戻し穴の接線と等しいことが好ましい。これにより、曲面部から戻し穴に向かうボールの動き、及び戻し穴から曲面部に向かうボールの動きが滑らかになる。

ボールねじ装置の望ましい態様として、前記ナットは、前記切欠きの側面のうち前記底面を挟んで前記曲面部とは反対側に位置する平面部を備え、前記第１断面において、前記平面部を含む直線は前記第１接線に対して平行でないことが好ましい。これにより、戻し穴の位置を放射方向の内側に配置しやすくなるので、第２ねじ溝から戻し穴までの距離を短くすることが可能である。

本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置は、ボールねじ装置を備える。これにより、電動パワーステアリング装置は、補助操舵力が伝えられる部材の動きを滑らかにすることができる。

本発明によれば、ボールの動きを滑らかにすることができるボールねじ装置を提供することができる。

図１は、本実施形態に係るステアリング装置の概略を示す模式図である。 図２は、本実施形態に係るボールねじ装置の周辺の断面図である。 図３は、本実施形態に係るボールねじ装置の正面図である。 図４は、図３におけるＡ−Ａ断面図である。 図５は、図４におけるＢ−Ｂ断面図である。 図６は、本実施形態に係るエンドデフレクタの斜視図である。 図７は、本実施形態に係るナット及びエンドデフレクタの斜視図である。 図８は、ボールが第２ねじ溝から離れる範囲を示すための正面図である。 図９は、第１変形例における、図４のＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。 図１０は、第２変形例における、図４のＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。 図１１は、第３変形例に係るナットの斜視図である。 図１２は、第３変形例に係るエンドデフレクタの斜視図である。 図１３は、第４変形例に係るナットの斜視図である。 図１４は、第４変形例に係るナットの切欠きを拡大した斜視図である。 図１５は、図１４におけるＣ−Ｃ断面図である。 図１６は、第４変形例に係るエンドデフレクタの斜視図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態）
図１は、本実施形態に係るステアリング装置の概略を示す模式図である。図２は、本実施形態に係るボールねじ装置の周辺の断面図である。図１に示すように、電動パワーステアリング装置８０は、操作者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール８１と、ステアリングシャフト８２と、ユニバーサルジョイント８４と、ロアシャフト８５と、ユニバーサルジョイント８６と、ピニオンシャフト８７と、ピニオン８８と、ボールねじ装置１と、電動モータ９３と、を備える。

図１に示すように、ステアリングホイール８１はステアリングシャフト８２に連結されている。ステアリングシャフト８２の一端がステアリングホイール８１に連結され、ステアリングシャフト８２の他端がユニバーサルジョイント８４に連結される。ロアシャフト８５は、ユニバーサルジョイント８４を介してステアリングシャフト８２に連結される。ロアシャフト８５の一端がユニバーサルジョイント８４に連結され、他端がユニバーサルジョイント８６に連結される。ピニオンシャフト８７の一端がユニバーサルジョイント８６に連結され、他端がピニオン８８に連結される。

図１及び図２に示すように、ボールねじ装置１は、ラック２（ねじ軸）と、ナット３と、ボール４とを備える。ピニオン８８は、ラック２に噛み合う。ピニオン８８及びラック２は、ピニオンシャフト８７に伝達された回転運動を直進運動に変換する。ラック２は、タイロッド８９に連結される。ラック２が移動することで車輪の角度が変化する。

電動モータ９３は、例えばブラシレスモータであるが、ブラシ（摺動子）及びコンミテータ（整流子）を備えるモータであってもよい。図２に示すように、電動モータ９３は、ハウジング９３０に固定されている。電動モータ９３のシャフトには、例えば小プーリ１１が取り付けられている。小プーリ１１は、ベルト１２を介して大プーリ１３に連結される。大プーリ１３はナット３に取り付けられている。このため、電動モータ９３が駆動すると、ナット３が回転軸Ｚを中心に回転する。

図２に示すように、ラック２がナット３を貫通している。ナット３は軸受１０を介してハウジング９３０に固定されている。軸受１０は、外輪１５と、内輪１７と、外輪１５及び内輪１７の間に位置する転動体１６と、を備える。外輪１５がハウジング９３０に固定されている。内輪１７は、例えばナット３と一体に形成されている。ナット３は、ラック２の軸方向（以下、単に軸方向という）に位置決めされている。すなわち、ナット３は回転できるが、軸方向に移動しない。

図２に示すように、ラック２の外周面にある第１ねじ溝２１とナット３の内周面にある第２ねじ溝３１との間に複数のボール４が配置されている。ボール４は、第１ねじ溝２１と第２ねじ溝３１との間を無限循環する。ナット３が回転すると、ラック２が軸方向に移動する。ボールねじ装置１は、回転運動を直進運動に変換する。電動モータ９３で生じたトルクにより、ラック２を移動させるために要する力が小さくなる。すなわち、電動パワーステアリング装置８０には、ラックアシスト式が採用されている。

図１に示すように、電動パワーステアリング装置８０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０と、トルクセンサ９４と、車速センサ９５と、を備える。電動モータ９３、トルクセンサ９４及び車速センサ９５は、ＥＣＵ９０と電気的に接続される。トルクセンサ９４は、例えばピニオン８８に取り付けられている。トルクセンサ９４は、ピニオン８８に伝達された操舵トルクをＣＡＮ（Controller Area Network）通信によりＥＣＵ９０に出力する。車速センサ９５は、電動パワーステアリング装置８０が搭載される車体の走行速度（車速）を検出する。車速センサ９５は、車体に備えられ、車速をＣＡＮ通信によりＥＣＵ９０に出力する。

ＥＣＵ９０は、電動モータ９３の動作を制御する。ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９４及び車速センサ９５のそれぞれから信号を取得する。ＥＣＵ９０には、イグニッションスイッチ９８がオンの状態で、電源装置９９（例えば車載のバッテリ）から電力が供給される。ＥＣＵ９０は、操舵トルク及び車速に基づいて補助操舵指令値を算出する。ＥＣＵ９０は、補助操舵指令値に基づいて電動モータ９３へ供給する電力値を調節する。ＥＣＵ９０は、電動モータ９３から誘起電圧の情報又は電動モータ９３に設けられたレゾルバ等から出力される情報を取得する。ＥＣＵ９０が電動モータ９３を制御することで、ステアリングホイール８１の操作に要する力が小さくなる。

図３は、本実施形態に係るボールねじ装置の正面図である。図４は、図３におけるＡ−Ａ断面図である。図５は、図４におけるＢ−Ｂ断面図である。図６は、本実施形態に係るエンドデフレクタの斜視図である。図７は、本実施形態に係るナット及びエンドデフレクタの斜視図である。

図３に示すように、ナット３は、第２ねじ溝３１と、切欠き３３と、戻し穴３５と、を備える。第２ねじ溝３１は、図４に示すように例えばゴシックアーク形状（２つの円弧の組み合わせで形成される形状）である。ラック２の第１ねじ溝２１も、図４に示すように例えばゴシックアーク形状である。ボール４は、第１ねじ溝２１と第２ねじ溝３１との間を転がる。ボール４は、第１ねじ溝２１上の点２１ａ及び点２１ｂ、並びに第２ねじ溝３１上の点３１ａ及び点３１ｂに接する。図４に示すように、溝底線Ｃ１、ボール外形線Ｃ２、及びボール中心線Ｃ３が一直線上に並んでいる。溝底線Ｃ１は、第２ねじ溝３１の底が描く線である。ボール外形線Ｃ２は、点３１ａ及び点３１ｂの中間に位置するボール４の表面上の点が描く線（軌跡）である。ボール中心線Ｃ３は、ボール４の中心が描く線（軌跡）である。

切欠き３３は、ナット３の一方の端面及び他方の端面に設けられる。すなわち、ナット３は２つの切欠き３３を備える。切欠き３３は、図５に示すように、回転軸Ｚに対して直交する表面である底面ＢＳと、底面ＢＳと平行であり且つ底面ＢＳに対して軸方向にずれた補助底面ＡＳと、底面ＢＳに対して直交する表面である側面ＬＳと、を備える。切欠き３３の底面ＢＳに対応する部分は、切欠き３３の補助底面ＡＳに対応する部分より軸方向に深い。戻し穴３５は、底面ＢＳに設けられ、軸方向にナット３を貫通する。戻し穴３５は、ナット３の一方の端面にある切欠き３３から他方の端面にある切欠き３３に亘っている。

図５に示すように、ナット３は、側面ＬＳに第１曲面部６１と、第１平面部６４と、第２曲面部６９と、第２平面部６６と、を備える。第１曲面部６１は、底面ＢＳに対して直交する曲面であって、第２ねじ溝３１に繋がる。図５は、図４のＢ−Ｂ断面であるが、言い換えると軸方向に対して直交し且つ第２ねじ溝３１及び切欠き３３を通る平面でナット３を切った断面である。さらに具体的に言うと、図５は、軸方向に対して直交し且つ第２ねじ溝３１の底の端部を通る平面でナット３を切った断面である。図５に示す断面において、第１曲面部６１は、点Ｐ６１を中心とした円弧を描く。点Ｐ６１は、回転軸Ｚを中心とした放射方向（以下、単に放射方向という）で第２ねじ溝３１よりも外側に位置する。第１曲面部６１の一端の点Ｐ６１１は、溝底線Ｃ１上に位置する。点Ｐ６１１を通る第１曲面部６１の接線Ｌ１は、点Ｐ６１１を通る溝底線Ｃ１の接線Ｌ２と等しい。すなわち、第１曲面部６１の中心である点Ｐ６１と、第１曲面部６１及び溝底線Ｃ１の交点である点Ｐ６１１と、回転軸Ｚ上の点ＰＺとが一直線上にある。

第１平面部６４は、底面ＢＳに対して直交する平面であって、第１曲面部６１に繋がる。図５に示すように、第１平面部６４の一端は、第１曲面部６１の他端の点Ｐ６１２に重なる。点Ｐ６１２は、第１曲面部６１の第２ねじ溝３１から遠い端部である。第１平面部６４の第１曲面部６１から遠い端部の点Ｐ６４２は、戻し穴３５が描く円上に位置する。点Ｐ６１２を通る第１曲面部６１の接線Ｌ３は、点Ｐ６４２を通る戻し穴３５の接線Ｌ４と等しい。接線Ｌ３は、第１平面部６４に重なる。

第２曲面部６９は、底面ＢＳに対して直交する曲面である。第２曲面部６９は、戻し穴３５を挟んで第１曲面部６１及び第１平面部６４とは反対側に位置する。図５に示すように、第２曲面部６９は、放射方向で第２ねじ溝３１よりも外側に位置する点を中心とした円弧を描くが、第２ねじ溝３１と戻し穴３５との間に配置されていない点で第１曲面部６１とは異なる。

第２平面部６６は、底面ＢＳに対して直交する平面であって、底面ＢＳを挟んで第１曲面部６１及び第１平面部６４とは反対側に位置する。第２平面部６６は、ナット３の内周面に繋がる。図５に示すように、第２平面部６６を含む直線Ｌ５は接線Ｌ３（接線Ｌ４）と交差する。すなわち、直線Ｌ５は接線Ｌ３（接線Ｌ４）に対して平行でない。直線Ｌ５と接線Ｌ３（接線Ｌ４）とがなす角度θは、４５°以下であることが好ましい。

図３に示すように、ナット３は、底面ＢＳに第１凹部７１と、第２凹部７２と、を備える。第１凹部７１は、例えば軸方向に対して直交する平面である。第１凹部７１は、戻し穴３５の縁に配置される。例えば、第１凹部７１は、軸方向から見て戻し穴３５を全周に亘って囲む。言い換えると、第１凹部７１の底面に戻し穴３５が設けられている。第２凹部７２は、例えば軸方向に対して直交する平面である。第２凹部７２は、底面ＢＳのうち第２ねじ溝３１側の端部に配置される。

ボールねじ装置１は、図６に示すエンドデフレクタ５を備える。エンドデフレクタ５は、図７に示すようにナット３の切欠き３３に嵌まる。エンドデフレクタ５は、第２ねじ溝３１の端部に達したボール４を戻し穴３５に導くための部材である。第２ねじ溝３１の端部に達したボール４は、切欠き３３とエンドデフレクタ５との間に形成される通路３６（図７参照）を通って戻し穴３５に至る。また、エンドデフレクタ５は、戻し穴３５から出てきたボール４を第２ねじ溝３１の端部に導くための部材でもある。戻し穴３５から出てきたボール４は、通路３６を通って第２ねじ溝３１の端部に至る。例えばナット３が一定方向に回転している時、一方のエンドデフレクタ５がボール４を第２ねじ溝３１から戻し穴３５へ導き、他方のエンドデフレクタ５が戻し穴３５から出てきたボール４を第２ねじ溝３１へ導く。

図６に示すように、エンドデフレクタ５は、基部５０と、突起５９と、第１アーム５１と、第２アーム５２と、を備える。基部５０は、軸方向で戻し穴３５に重なる。基部５０は、切欠き３３の底面ＢＳに面する側にある端面５０５に第１凸部５０１を備える。第１凸部５０１は、切欠き３３の第１凹部７１に嵌まる。突起５９は、基部５０から第２ねじ溝３１とは反対側に向かって突出する。突起５９は、切欠き３３の補助底面ＡＳ及び第２曲面部６９に接する。これにより、エンドデフレクタ５が安定する（ずれにくくなる）。

第１アーム５１は、基部５０から第２ねじ溝３１に向かって突出する。第１アーム５１は、切欠き３３の第１曲面部６１に沿う曲面部５１ａを備える。第２アーム５２は、基部５０から第２ねじ溝３１に向かって突出する。第１アーム５１と第２アーム５２との間には隙間が設けられている。第２アーム５２は、切欠き３３の第１曲面部６１に沿う曲面部５２ａを備える。第２アーム５２は、切欠き３３の底面ＢＳに面する側に第２凸部５２２を備える。第２凸部５２２は、切欠き３３の第２凹部７２に嵌まる。

図８は、ボールが第２ねじ溝から離れる範囲を示すための正面図である。第２ねじ溝３１が回転軸Ｚを中心とした螺旋状であるので、螺旋の巻き数が多くなるほどボール４の数が増える。１つのボール４に加わる荷重は、ボール４の数が増えるほど小さくなる。一方、ボール４が通路３６（図７参照）及び戻し穴３５を通っている時、ボール４は第２ねじ溝３１に接しない。すなわち、ボール４が第２ねじ溝３１から離れ、ボール４に荷重が加わらない。ボール４が第２ねじ溝３１から離れる範囲にあるボール４の数が増えると、１つのボール４に加わる荷重が大きくなる。ボール４が第２ねじ溝３１から離れる範囲を小さくすると、荷重を受けるボール４の数が増えるので、１つのボール４に加わる荷重は小さくなる。ボール４に加わる荷重が大きいとボールねじ装置１の寿命が短くなるので、ボール４が第２ねじ溝３１から離れる範囲は小さい方が望ましい。

図８に示すように、ボール４が第２ねじ溝３１から離れる範囲は、平面Ｓ１及び平面Ｓ２で区切られる範囲である。平面Ｓ１は、回転軸Ｚを含み且つボール４が第２ねじ溝３１から離れる点を通る平面である。平面Ｓ２は、回転軸Ｚを含み且つボール４が第２ねじ溝３１に接し始める点を通る平面である。平面Ｓ１と平面Ｓ２とがなす角度αは、平面Ｓ１と平面Ｓ３とがなす角度βの２倍である。平面Ｓ３は、回転軸Ｚを含み且つ戻し穴３５の中心を通る平面である。

切欠きが直線状に形成される場合、ボールがねじ溝から離れる範囲を小さくすることには限界があった。切欠きが直線状に形成される場合にボールがねじ溝から離れる範囲は、図８に示すように平面Ｓ１Ｘ及び平面Ｓ２Ｘで区切られる範囲となる。平面Ｓ１Ｘは、回転軸Ｚを含み且つ軸方向から見た場合の第２ねじ溝３１が描く円と直線Ｔ１との交点を通る平面である。直線Ｔ１は、軸方向から見た場合の戻し穴３５が描く円と第２ねじ溝３１が描く円との共通接線である。平面Ｓ２Ｘは、回転軸Ｚを含み且つ軸方向から見た場合の第２ねじ溝３１が描く円と直線Ｔ２との交点を通る平面である。直線Ｔ２は、平面Ｓ３に対して直線Ｔ１と対称な直線である。本実施形態においては、ナット３が第１曲面部６１を備えることで、ボール４が第２ねじ溝３１から離れる範囲が、切欠きが直線状に形成される場合よりも小さくなっている。言い換えると、平面Ｓ１と平面Ｓ２とがなす角度αが平面Ｓ１Ｘと平面Ｓ２Ｘとがなす角度γより小さくなっている。このため、本実施形態に係るボールねじ装置１においては、寿命が長くなりやすい（負荷容量が大きくなりやすい）。また、切欠きが直線状に形成される場合に比べ、エンドデフレクタ５が小さくなりやすい。第１アーム５１及び第２アーム５２が短くなるので、エンドデフレクタ５の耐久性が向上する。また、エンドデフレクタ５の製造が容易になる。

なお、ボールねじ装置１は、必ずしも電動パワーステアリング装置８０に用いられなくてもよい。ボールねじ装置１は、回転運動を直進運動に変換する必要のある装置に広く適用することができる。

なお、図５に示す断面において、第１曲面部６１の端部における接線Ｌ１が溝底線Ｃ１の接線と等しくなくてもよい。例えば後述する第２変形例及び第３変形例のように、第１曲面部６１の端部における接線が、溝底線Ｃ１の接線と一致していなくてもよい。

なお、図５に示す断面において第１曲面部６１は、必ずしも全長に亘って点Ｐ６１を中心とした円弧を描いていなくてもよい。第１曲面部６１は、放射方向で第２ねじ溝３１よりも外側に位置する点を中心とした円弧を描く部分を少なくとも含んでいればよい。例えば第１曲面部６１は、異なる中心を有する複数の円弧を含んでいてもよい。

以上で説明したように、ボールねじ装置１は、ねじ軸（ラック２）と、ナット３と、複数のボール４と、エンドデフレクタ５と、を備える。ねじ軸は、外周面に第１ねじ溝２１を有する。ナット３は、内周面に設けられる第２ねじ溝３１、端面に設けられる切欠き３３、及び軸方向に対して直交する切欠き３３の底面ＢＳに設けられ且つ軸方向に貫通する戻し穴３５を有する。複数のボール４は、第１ねじ溝２１と第２ねじ溝３１との間を転がる。エンドデフレクタ５は、切欠き３３に嵌まる。ナット３は、切欠き３３の側面ＬＳのうち第２ねじ溝３１と戻し穴３５との間の位置に曲面部（第１曲面部６１）を備える。軸方向に対して直交し且つ第２ねじ溝３１及び切欠き３３を通る平面でナット３を切った第１断面（図５の断面）において、曲面部（第１曲面部６１）は、放射方向で第２ねじ溝３１よりも外側に位置する点をＰ６１中心とした円弧を描く部分を含む。

仮にねじ軸が回転しナット３が直進する場合には、切欠き３３が鉛直方向上側に位置するように配置されることで、ボール４の自重により常にボール４をねじ軸側に寄せることが可能である。このようにすることで、ボール４が第２ねじ溝３１のエッジに衝突することが防がれる。しかしながら、本実施形態のようにナット３が回転しねじ軸が直進する場合には、切欠き３３の位置を固定することができない。これに対して、本実施形態に係るボールねじ装置１においては、曲面部（第１曲面部６１）があることで、ボール４が切欠き３３側から第２ねじ溝３１に入る際に、曲面部（第１曲面部６１）によってボール４が第１ねじ溝２１側に寄せられる。このため、ボール４は、切欠き３３側から第２ねじ溝３１に入る前に第１ねじ溝２１に接し、第１ねじ溝２１にガイドされる。第１ねじ溝２１にガイドされたボール４は、第１ねじ溝２１の真ん中を通る。このため、ボール４とナット３とのエッジに衝突が抑制される。したがって、ボールねじ装置１は、ボール４の動きを滑らかにすることができる。また、ボールねじ装置１は、ボール４の衝突による音の発生を抑制できる。

また、ボールねじ装置１において、ナット３は、底面ＢＳの戻し穴３５の縁に第１凹部７１を備える。これにより、ボール４が戻し穴３５に入る際の動き、及びボール４が戻し穴３５から出る際の動きが滑らかになる。

また、ボールねじ装置１において、ナット３は、底面ＢＳのうち第２ねじ溝３１側の端部に第２凹部７２を備える。これにより、エンドデフレクタ５のうち第２凹部７２に対応する部分（第２アーム５２）の肉厚が大きくなる。このため、エンドデフレクタ５の耐久性が向上する。

また、第１断面（図５の断面）において、曲面部（第１曲面部６１）の第２ねじ溝３１から遠い側の端部（点Ｐ６１２）における接線である第１接線（接線Ｌ３）は、戻し穴３５の接線Ｌ４と等しい。これにより、曲面部（第１曲面部６１）から戻し穴３５に向かうボール４の動き、及び戻し穴３５から曲面部（第１曲面部６１）に向かうボール４の動きが滑らかになる。

また、ボールねじ装置１において、ナット３は、切欠き３３の側面ＬＳのうち底面ＢＳを挟んで曲面部（第１曲面部６１）とは反対側に位置する平面部（第２平面部６６）を備える。第１断面（図５の断面）において、平面部（第２平面部６６）が描く直線Ｌ５は第１接線（接線Ｌ３）に対して平行でない。これにより、戻し穴３５の位置を放射方向の内側に配置しやすくなるので、第２ねじ溝３１から戻し穴３５までの距離を短くすることが可能である。

また、電動パワーステアリング装置８０は、ボールねじ装置１を備える。これにより、電動パワーステアリング装置８０は、補助操舵力が伝えられる部材（ラック２）の動きを滑らかにすることができる。

（第１変形例）
図９は、第１変形例における、図４のＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

第１変形例に係る切欠き３３Ａは、上述した第１曲面部６１とは異なる形状の第１曲面部６１Ａを有する。第１曲面部６１Ａの一端は第２ねじ溝３１に繋がる。図９に示す断面において、第１曲面部６１Ａは、点Ｐ６１Ａを中心とした円弧を描く。点Ｐ６１Ａは、放射方向で第２ねじ溝３１よりも外側に位置する。第１曲面部６１Ａの延長線上の点Ｐ６１１Ａは、ボール外形線Ｃ２上に位置する。点Ｐ６１１Ａを通る第１曲面部６１Ａの接線Ｌ１Ａは、点Ｐ６１１Ａを通るボール外形線Ｃ２の接線Ｌ２Ａと等しい。すなわち、第１曲面部６１Ａの中心である点Ｐ６１Ａと、第１曲面部６１Ａ及びボール外形線Ｃ２の交点である点Ｐ６１１Ａと、回転軸Ｚ上の点ＰＺとが一直線上にある。

（第２変形例）
図１０は、第２変形例における、図４のＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

第２変形例に係る切欠き３３Ｂは、上述した第１曲面部６１とは異なる形状の第１曲面部６１Ｂを有する。第１曲面部６１Ｂの一端は第２ねじ溝３１に繋がる。図１０に示す断面において、第１曲面部６１Ｂは、点Ｐ６１Ｂを中心とした円弧を描く。点Ｐ６１Ｂは、放射方向で第２ねじ溝３１よりも外側に位置する。第１曲面部６１Ｂの延長線上の点Ｐ６１１Ｂは、ボール中心線Ｃ３と交差する。点Ｐ６１１Ｂを通る第１曲面部６１Ｂの接線Ｌ１Ｂは、点Ｐ６１１Ｂを通るボール中心線Ｃ３の接線Ｌ２Ｂと等しい。すなわち、第１曲面部６１Ｂの中心である点Ｐ６１Ｂと、第１曲面部６１Ｂ及びボール中心線Ｃ３の交点である点Ｐ６１１Ｂと、回転軸Ｚ上の点ＰＺとが一直線上にある。

（第３変形例）
図１１は、第３変形例に係るナットの斜視図である。図１２は、第３変形例に係るエンドデフレクタの斜視図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図１１に示すように、第３変形例に係るナット３Ｃは、切欠き３３Ｃに上述した第１凹部７１及び第２凹部７２を有さない。また、第３変形例に係るエンドデフレクタ５Ｃは、上述した第１凸部５０１及び第２凸部５２２を有さない。これにより、ナット３Ｃ及びエンドデフレクタ５Ｃの製造が容易になる。また第３変形例において、ボール４が戻し穴３５の縁を通る時にボール４の中心が描く軌跡４０Ｃの曲率半径は、例えばボール４の直径の０．７倍である。

（第４変形例）
図１３は、第４変形例に係るナットの斜視図である。図１４は、第４変形例に係るナットの切欠きを拡大した斜視図である。図１５は、図１４におけるＣ−Ｃ断面図である。図１６は、第４変形例に係るエンドデフレクタの斜視図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図１３に示すように、第４変形例に係るナット３Ｄは、切欠き３３Ｄの底面ＢＳに第１凹部７５を備える。図１５は、図１４におけるＣ−Ｃ断面であるが、言い換えると底面ＢＳに対して直交し且つ戻し穴３５の中心を通る平面でナット３Ｄを切った断面である。図１５に示す断面において、第１凹部７５の表面は、放射方向で戻し穴３５よりも内側に位置する点Ｐ７５を中心とした円弧を描く。図１５に示すように、ボール４が第１凹部７５の表面上を通る時にボール４の中心が描く軌跡４０Ｄの曲率半径Ｄ４０は、例えばボール４の直径の１．５倍である。曲率半径Ｄ４０は、ボール４の直径の０．７倍より大きく１．５倍以下であることが好ましい。

第４変形例に係るエンドデフレクタ５Ｄの基部５０Ｄにおいては、端面５０５Ｄが上述した端面５０５よりも小さい。基部５０Ｄにおいては、軸方向で第１凹部７５に重なる部分が切り欠かれている。端面５０５Ｄは、図１４及び図１５に示す位置決め面７６に接する。位置決め面７６は底面ＢＳの一部である。

上述したように第４変形例において、底面ＢＳに対して直交し且つ戻し穴３５の中心を通る平面でナット３Ｄを切った第２断面（図１５の断面）において、第１凹部７５の表面は、放射方向で戻し穴３５よりも内側に位置する点Ｐ７５を中心とした円弧を描く部分を含む。これにより、曲面部（第１曲面部６１）から戻し穴３５に向かうボール４の動き、及び戻し穴３５から曲面部（第１曲面部６１）に向かうボール４の動きがより滑らかになる。

１ ボールねじ装置
２ ラック（ねじ軸）
２１ 第１ねじ溝
３ ナット
３１ 第２ねじ溝
３３ 切欠き
３５ 戻し穴
３６ 通路
４ ボール
５ エンドデフレクタ
５０ 基部
５０１ 第１凸部
５１ 第１アーム
５２ 第２アーム
５２２ 第２凸部
５９ 突起
６１ 第１曲面部
６４ 第１平面部
６６ 第２平面部
６９ 第２曲面部
７１ 第１凹部
７２ 第２凹部
８０ 電動パワーステアリング装置
８１ ステアリングホイール
８２ ステアリングシャフト
８４ ユニバーサルジョイント
８５ ロアシャフト
８６ ユニバーサルジョイント
８７ ピニオンシャフト
８８ ピニオン
８９ タイロッド
９０ ＥＣＵ
９３ 電動モータ
９４ トルクセンサ
９５ 車速センサ
９８ イグニッションスイッチ
９９ 電源装置
ＡＳ 補助底面
ＢＳ 底面
Ｃ１ 溝底線
Ｃ２ ボール外形線
Ｃ３ ボール中心線
ＬＳ 側面
Ｚ 回転軸

Claims (7)

1. 外周面に第１ねじ溝を有するねじ軸と、
   内周面に設けられる第２ねじ溝、端面に設けられる切欠き、及び前記ねじ軸の軸方向に対して直交する前記切欠きの底面に設けられ且つ前記軸方向に貫通する戻し穴を有するナットと、
   前記第１ねじ溝と前記第２ねじ溝との間を転がる複数のボールと、
   前記切欠きに嵌まるエンドデフレクタと、
   を備え、
   前記ナットは、前記切欠きの側面のうち前記第２ねじ溝と前記戻し穴との間の位置に曲面部を備え、
   前記軸方向に対して直交し且つ前記第２ねじ溝及び前記切欠きを通る平面で前記ナットを切った第１断面において、前記曲面部は、前記ナットの回転軸を中心とした放射方向で前記第２ねじ溝よりも外側に位置する点を中心とした円弧を描く部分を含む
   ボールねじ装置。
2. 前記ナットは、前記底面の前記戻し穴の縁に第１凹部を備える
   請求項１に記載のボールねじ装置。
3. 前記底面に対して直交し且つ前記戻し穴の中心を通る平面で前記ナットを切った第２断面において、前記第１凹部の表面は、前記放射方向で前記戻し穴よりも内側に位置する点を中心とした円弧を描く部分を含む
   請求項２に記載のボールねじ装置。
4. 前記ナットは、前記底面のうち前記第２ねじ溝側の端部に第２凹部を備える
   請求項１から３のいずれか１項に記載のボールねじ装置。
5. 前記第１断面において、前記曲面部の前記第２ねじ溝から遠い側の端部における接線である第１接線は、前記戻し穴の接線と等しい
   請求項１から４のいずれか１項に記載のボールねじ装置。
6. 前記ナットは、前記切欠きの側面のうち前記底面を挟んで前記曲面部とは反対側に位置する平面部を備え、
   前記第１断面において、前記平面部を含む直線は前記第１接線に対して平行でない
   請求項５に記載のボールねじ装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のボールねじ装置を備える電動パワーステアリング装置。

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