(57)【要約】【課題】ボールナットの重心バランスの偏りをなくすることにより、回転トルクムラを低減できるボールねじ装置を提供する。【解決手段】外周面に螺旋状のボール転動溝１１ａを形成した軸方向移動可能なボールねじ軸１１と、ボールねじ軸のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝１２ａを内周面に形成した回転可能なボールナット１２と、ボールねじ軸およびボールナットの各ボール転動溝間に形成されたボール転動軌道１３を転動する多数のボール１４と、ボールをボール転動軌道の一端側から他端側に戻すリターンチューブ１５とを備え、ボールナットの円周上に所定の間隔を存して、前記リターンチューブを取付ける取付け座１７と、ボールナットの重心バランスを安定させる複数のぬすみ加工部２５、２６を配設した。【選択図】図２
2010038217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状のボール転動溝を形成した軸方向移動可能なボールねじ軸と、該ボールねじ軸のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝を内周面に形成した回転可能なボールナットと、前記ボールねじ軸およびボールナットの各ボール転動溝間に形成されたボール転動軌道を転動する多数のボールと、該ボールを前記ボール転動軌道の一端側から他端側に戻すリターンチューブとを備え、
前記ボールナットの円周上に所定の角度間隔を存して、前記リターンチューブを取付ける取付け座と、前記ボールナットの重心バランスを安定させる複数のぬすみ加工部を配設した
ことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記複数のぬすみ加工部のぬすみ量を、前記ボールナットの重心バランスが取れるように設定したことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項３】
外周面に螺旋状のボール転動溝を形成した軸方向移動可能なボールねじ軸と、該ボールねじ軸のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝を内周面に形成した回転可能なボールナットと、前記ボールねじ軸およびボールナットの各ボール転動溝間に形成されたボール転動軌道を転動する多数のボールと、該ボールを前記ボール転動軌道の一端側から他端側に戻すリターンチューブとを備え、
前記ボールナットの外周の円周上一部に前記リターンチューブを取付ける取付け座を設け、該取付け座に前記ボールナットの重心バランスを安定させる錘体を設けた
ことを特徴とするボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リターンチューブ式のボールねじ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リターンチューブ式のボールねじ装置は、一般に、外周面に螺旋状のボール転動溝を形成した軸方向移動可能なボールねじ軸と、このボールねじ軸のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝を内周面に形成した回転可能なボールナットと、これらボールねじ軸およびボールナットのボール転動溝間に形成されたボール転動軌道を転動する多数のボールと、ボール転動軌道を転動したボールをボール転動軌道の一端側から他端側に戻すリターンチューブとによって構成されている。この種のボールねじ装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載のボールねじ装置においては、リターンチューブをボールナットの外周に取付けるために、ボールナットの外周の円周上一部に、平坦状の取付け座が形成され、この取付け座にボール転動軌道の一端側と他端側に開口する挿入孔が形成されている。そして、これら挿入孔に略Ｕ字状のリターンチューブの両端脚部が挿入され、その状態で、取付け座にねじ止めされるリターンチューブホルダによってリターンチューブをボールねじナットの取付け座に固定するようになっている。
【特許文献１】特開２００４−３５３８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１に記載されているようなボールねじ装置においては、ボールねじナットの円周上一部に取付け座が形成され、この取付け座にボールをリターンするリターンチューブが取付けられる構造になっているため、ボールナットの重心バランスに偏りを生じ、ボールナットの回転が不均一となる。また、ボールナットの回転の不均一によって、転動軌道内を循環するボールへの負荷が不均一となり、ボールの循環にムラが生ずる。従って、このような構造のボールねじ装置を電動パワーステアリング装置に適用した場合には、ボールナットの回転の不均一によって、ハンドル操舵のフィーリングに悪影響を及ぼす恐れがあった。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題点を解消するためになされたもので、ボールナットの重心バランスの偏りをなくすることにより、回転トルクムラを低減できるボールねじ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、外周面に螺旋状のボール転動溝を形成した軸方向移動可能なボールねじ軸と、該ボールねじ軸のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝を内周面に形成した回転可能なボールナットと、前記ボールねじ軸およびボールナットの各ボール転動溝間に形成されたボール転動軌道を転動する多数のボールと、該ボールを前記ボール転動軌道の一端側から他端側に戻すリターンチューブとを備え、前記ボールナットの円周上に所定の角度間隔を存して、前記リターンチューブを取付ける取付け座と、前記ボールナットの重心バランスを安定させる複数のぬすみ加工部を配設したことである。
【０００７】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記複数のぬすみ加工部のぬすみ量を、前記ボールナットの重心バランスが取れるように設定したことである。
【０００８】
請求項３に係る発明の特徴は、外周面に螺旋状のボール転動溝を形成した軸方向移動可能なボールねじ軸と、該ボールねじ軸のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝を内周面に形成した回転可能なボールナットと、前記ボールねじ軸およびボールナットの各ボール転動溝間に形成されたボール転動軌道を転動する多数のボールと、該ボールを前記ボール転動軌道の一端側から他端側に戻すリターンチューブとを備え、前記ボールナットの外周の円周上一部に前記リターンチューブを取付ける取付け座を設け、該取付け座に前記ボールナットの重心バランスを安定させる錘体を設けたことである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、ボールナットの円周上に所定の角度間隔を存して、リターンチューブを取付ける取付け座と、ボールナットの重心バランスを安定させる複数のぬすみ加工部を配設したので、リターンチューブを取付ける取付け座の形成によってボールナットの重心バランスが偏ることを抑制できるようになり、ボールナットの回転を均一にすることができる。これによって、ボール転動軌道内を循環するボールへの負荷が均一となり、ボールの循環にムラが発生することがない。従って、例えば、請求項1に記載のボールねじ装置を、電動パワーステアリング装置に適用した場合には、操舵フィーリングを向上することが可能となる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、複数のぬすみ加工部のぬすみ量を、ボールナットの重心バランスが取れるように設定したので、ボールナットの重心バランスの偏りを精度よく抑制できるようになり、ボールナットの回転の均一化の精度を高めることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、ボールナットの外周の円周上一部にリターンチューブを取付ける取付け座を設け、取付け座にボールナットの重心バランスを安定させる錘体を設けたので、ボールナットの円周上に必ずしもぬすみ加工部を別途設けなくても、ボールナットの重心バランスの偏りを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は、第１の実施の形態に係るボールねじ装置１０を示すもので、ボールねじ装置１０は、外周面にボール転動溝１１ａを螺旋状に形成した軸方向移動可能なボールねじ軸１１と、内周面にボール転動溝１２ａを螺旋状に形成した回転可能なボールナット１２とを備えている。ボールねじ軸１１のボール転動溝１１ａとボールナット１２のボール転動溝１２ａとの間で形成されるボール転動軌道１３内には、多数のボール１４が転動可能に設けられている。ボール転動軌道１３を転動したボール１４は、ボールナット１２に取付けられたリターンチューブ１５内を通ってボール転動軌道１３に戻されるようになっている。
【００１３】
リターンチューブ１５を取付けるために、ボールナット１２の外周の円周上一部には、平坦状に切欠いた取付け座１７が形成され、この取付け座１７にリターンチューブ１５がリターンチューブホルダ１８によって押え付けられ、ボールナット１２に固定的に保持されている。
【００１４】
リターンチューブ１５は金属からなるパイプを略Ｕ字状に曲げ加工して形成されており、中央部に直線部１５ａと、両端部に直線部１５ａより直角に折り曲げられた両端脚部１５ｂ、１５ｃを有している。
【００１５】
ボールナット１２の取付け座１７には、リターンチューブ１５の両端脚部１５ｂ、１５ｃを挿入する２つのチューブ挿入孔２１、２２が互いに平行に形成されている。２つのチューブ挿入孔２１、２２は、ボールナット１２の軸線方向に所定間隔隔てた位置に、それぞれボール転動軌道１３の接線方向に向けて開口されている。
【００１６】
これらボールナット１２の２つのチューブ挿入孔２１、２２にリターンチューブ１５の両端脚部１５ｂ、１５ｃが挿入されることにより、ボールねじ軸１１とボールナット１２との間で形成されるボール転動軌道１３の一端側と他端側が、リターンチューブ１５により互いに接続されて無限軌道が構成される。これにより、ボールナット１２が回転されると、ボール１４を転動させながらボールねじ軸１１が軸線方向に移動され、ボール１４はボールナット１２の回転方向に応じて、ボール転動軌道１３の一端側もしくは他端側よりリターンチューブ１５内に押し出され、リターンチューブ１５によりリターンされて再びボール転動軌道１３内に戻される。
【００１７】
リターンチューブホルダ１８は、長方形のプレートからなり、このプレートの中央部をリターンチューブ１５の直線部１５ａを覆うように円形に湾曲させたものである。リターンチューブホルダ１８は、ボールナット１２に形成したねじ穴に螺合する止めねじ２３によって、ボールナット１２の取付け座１７に両端部を固定されるようになっている。
【００１８】
ボールナット１２には、円周上複数か所（例えば２か所）にぬすみ加工部２５、２６が形成されている。ぬすみ加工部２５、２６と上記した取付け座１７は、ボールナット１２の円周上等角度間隔に配置されている。ぬすみ加工部２５、２６のぬすみ量は、ボールナット１２の重心バランスを取れるように定められている。すなわち、取付け座１７の形成およびリターンチューブ１５の配設によって、ボールナット１２の重心バランスが偏り、ボールナット１２の回転が不均一となるのを是正できるように、ぬすみ加工部２５、２６のぬすみ量が設定されている。
【００１９】
ぬすみ加工部２５、２６は、取付け座１７と同じように、平坦状に切欠いてもよく、あるいはボールナット１２の外周面から中心部に向かって所定径の穴を所定深さだけ穿設して形成してもよい。
【００２０】
上記した構成のボールねじ装置１０によれば、ボールナット１２の円周上に所定の間隔を存して、リターンチューブ１５を取付ける取付け座１７と、複数のぬすみ加工部２５、２６を配設したので、リターンチューブ１５を取付ける取付け座１７の形成によって、ボールナット１２の重心バランスが偏ることを抑制できるようになり、ボールナット１２の重心バランスを安定化させることができる。これによって、ボールナット１２の回転を均一にすることができ、ボール転動軌道１３内を循環するボール１４への負荷が均一となり、ボール１４の循環にムラが発生せず、ボール１４をスムーズに循環できるようになる。
【００２１】
上記した構成のボールねじ装置１０は、電動モータによって回転されるボールナット１２の回転運動をラック軸の軸方向運動に変換する電動パワーステアリング装置のボールねじ装置として用いることができる。すなわち、図３に示すように、電動パワーステアリング装置３０は、転舵輪３２を転舵するためにステアリングホイール３３に加えられる操舵トルクを伝達するステアリングシャフト３４と、ステアリングシャフト３４からの操舵トルクにより転舵輪３２を転舵する、例えばラックアンドピニオン機構からなる操舵機構３５と、ステアリングシャフト３４と操舵機構３５とを連結する軸継手としての中間軸３６とを備えている。
【００２２】
操舵機構３５は、入力軸としてのピニオン軸３７と、自動車の横方向（直進方向と直交する方向）に延びる転舵軸としてのラック軸３８と、ピニオン軸３７およびラック軸３８を支持するハウジング４０とを有している。ピニオン軸３７は、ハウジング４０に回動可能に支持され、ラック軸３８は、ハウジング４０に直線往復移動可能に支持されている。ピニオン軸３７のピニオン歯３７ａは、ラック軸３８のラック歯３８ａに噛合されている。ラック軸３８の両端部は、タイロッドおよびナックルアームを介して転舵輪３２に連結されている。
【００２３】
これにより、ステアリングホイール３３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３４等を介して操舵機構３５に伝達され、ピニオン軸３７が回転される。ピニオン軸３７の回転は、ピニオン歯３７ａおよびラック歯３８ａによって、ラック軸３８の直線移動に変換され、これによって転舵輪３２が転舵される。
【００２４】
ラック軸３８には、ボールねじ装置１０のボールねじ軸１１が一体的に設けられ、ボールねじ軸１１にボール１４を介して螺合するボールナット１２が、ラック軸３８と同心的にハウジング４０に回転のみ可能に支持されている。
【００２５】
また、電動パワーステアリング装置３０には、操舵トルクを検出するトルクセンサ４５と、トルクセンサ４５の出力に基づいて制御され操舵トルクをアシストする電動モータ４６と、電動モータ４６の回転を減速してボールナット１２に伝達する歯車減速機構５０が設けられている。歯車減速機構５０は、電動モータ４６によって駆動される駆動歯車５１と、ボールナット１２の外周に一体的に取付けられた被動歯車５２と、駆動歯車５１および被動歯車５２に噛合され、駆動歯車５１の回転を被動歯車５２に伝達するアイドル歯車５３とによって構成されている。
【００２６】
従って、ステアリングホイール３３が操舵されると、操舵トルクがピニオン軸３７に伝達され、ピニオン軸３７に伝達された操舵トルクはトルクセンサ４５によって検出される。そして、トルクセンサ４５の出力に基づいて電動モータ４６の回転が制御される。
【００２７】
電動モータ４６の回転によって駆動歯車５１、アイドル歯車５３および被動歯車５２を介してボールナット１２が回転され、ボールナット１２の回転により、ボール１４を介してボールねじ軸１４（ラック軸３８）が軸方向に移動され、ラック軸３８の両端部に連結されたタイロッドおよびナックルアームを介して転舵輪３２が転舵される。
【００２８】
本実施の形態のボールねじ装置１０を備えた電動パワーステアリング装置３０によれば、ボールナット１２の回転によってボール転動軌道１３内を循環するボール１４への負荷を均一にすることができ、ボール１４の循環にムラが発生せず、ボール１４をスムーズに循環させることができるので、操舵フィーリングの向上が可能となる。
【００２９】
図４は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、第１の実施の形態と異なる点は、リターンチューブ１５を取付ける取付け座１７に錘体５５を設けることによって、ボールナット１２の重心バランスの偏りを抑制するようにしたものである。錘体５５としては、ボールナット１２よりも比重の大きな金属体が好ましい。このように、取付け座１７に錘体５５を設けることにより、ボールナット１２の重心バランスの偏りを抑制することができ、回転トルクムラを低減できるようになる。
【００３０】
なお、錘体５５の付設だけではボールナット１２を重量的にバランスさせることが不十分である場合には、ボールナット１２の外周に第１の実施の形態で述べたと同様なぬすみ加工部を形成してもよい。ただし、この場合のぬすみ加工部は、第１の実施の形態で述べたものよりはるかに小さなもので十分である。
【００３１】
上記した実施の形態においては、ボールナット１２の円周上２か所にぬすみ加工部２５、２６を平坦状あるいは穴状に形成する例について述べたが、ぬすみ加工部の個数および形状は実施の形態のものに限定されるものではなく、ボールナット１２の重心バランスの偏りを抑制でき、ボールナット１２の回転を均一にできるものであればよい。
【００３２】
なお、ぬすみ加工部２５、２６や、錘体５５によって、必ずしもボールナット１２の重心バランスの偏りを完全に取り除く必要はなく、少なくとも重心バランスを安定させることができるものであればよい。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るボールねじ装置を示す平面図である。
【図２】図１の略２−２線に沿って切断したボールねじ装置の断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係るボールねじ装置を電動パワーステアリング装置に適用した概要図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るボールねじ装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…ボールねじ装置、１１…ボールねじ軸、１１ａ…ボール転動溝、１２…ボールナット、１２ａ…ボール転動溝、１３…ボール転動軌道、１４…ボール、１５…リターンチューブ、１７…取付け座、１８…リターンチューブホルダ、２５、２６…ぬすみ加工部、３０…電動パワーステアリング装置、５５…錘体。
【図１】
2010038217.tif 000003
【図２】
2010038217.tif 000004
【図３】
2010038217.tif 000005
【図４】
2010038217.tif 000006