(57)【要約】【課題】ナットを筒状のナット保持具の内部に固定する際にそのナットの変形が防止されるナット組立体を提供することを課題とする。【解決手段】第１固定具１１０，１１２によって、ナット７０の一端部の外周面に設けられた外鍔１０４を、ナット保持具７４の内鍔１０６に向かって押し付け、その後、第２固定具１２０によって、ナット７０の他端部の端面から、ナット７０を内鍔１０６に向かって押し付けることで、ナット７０をナット保持具７４の内部に固定したナット組立体８０を構成する。ナット７０をナット保持具７４に固定させるために必要な力を、ナット７０の一端部の外周面に設けられた外鍔１０４と他端部の端面との２つの箇所から、分割して加えることが可能であり、第２固定具１２０によってナット７０を押し付ける力を低減することによって、ナット７０の圧縮変形が防止される。【選択図】図３
2010242910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部の外周面から径方向に突出する外鍔を有し、ボールねじ機構を構成するナットと、
そのナットを自身の内部に固定保持するための筒状の保持具であって、内周面から径方向に突出して設けられて前記ナットが有する前記外鍔の前記ナットの一端部側の端面が当接する内鍔を有し、内周面に雌ねじが形成されたナット保持具と、
外周面に雄ねじが形成され、前記ナット保持具と前記ナットとの間に位置してそのナット保持具に形成された雌ねじに螺合し、前記ナットが有する前記外鍔に当接してその外鍔を前記内鍔に向かって押し付ける第１固定具と、
外周面に雄ねじが形成され、前記ナット保持具に形成された雌ねじに螺合し、前記ナットの他端部側の端面に当接して前記ナットを前記内鍔に向かって押し付ける第２固定具と
を含んで構成されたナット組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ機構を構成するナットが筒状のナット保持具の内部に固定されたナット組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじ機構は、軸体とその軸体を挿通させた筒体との一方の軸線方向の動作と、それらの他方の回転動作とを相互に変換するために、その軸体の外周面と筒体の内周面との間に設けられる。具体的には、例えば、下記特許文献１に記載されているように、両端部の各々が左右の車輪の各々に連結された転舵ロッドの軸線方向の動作と、その転舵ロッドに助勢力を付与するための電磁モータの筒状のロータの回転動作とを相互に変換するために設けられている。そのボールねじ機構は、例えば、軸体の外周面にねじ溝が形成されるとともに、筒体の内部に固定された概して筒状のナットの内周面にねじ溝が形成され、それらが剛球を介して螺合するように構成される。そのような構成とされた場合、軸体あるいは筒体が動作させられた場合、剛球を介してナットに力が作用するため、そのナットは、筒体の内部にしっかりと固定される必要がある。
【０００３】
下記特許文献１には、筒体としてのロータの内部に嵌入されたナットをそれの一端部側の端面においてロータに形成された壁部に当接させた状態で、外周面に雄ねじが形成された固定具をロータの内周面に形成された雌ねじに螺合させ、その固定具がナットの他端部側の端面に当接してナットを壁部に向かって押し付けることで、ナットがロータの内部に固定されたナット組立体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７０６４７号公報
【特許文献２】特開２００７−１３２４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１に記載されたナット組立体においては、筒体に形成された壁部と固定具とによって、ナットをそれの両端部から強い力で挟み込むため、ナットが軸線方向に圧縮変形してしまう場合があり、それに形成されたねじ溝も変形して、剛球が円滑に転動しないという問題があった。例えば、上記特許文献１に記載されたステアリング装置が備えたボールねじ機構において、上記の問題が発生した場合には、車輪がスムーズに転舵されない、換言すれば、ステアリング操作部材の操作時に操作部材が引っ掛かるような操作感を運転者に与えてしまうことになる。そこで、下記特許文献２に記載されたナット組立体は、ナットの外周面に雄ねじと雌ねじとの一方を形成するとともに筒体の内周面にそれらの他方を形成してそれらを螺合させてナットの一端部側の端面を筒体の壁部に当接させた後、固定具が、ナットの他端部側の端面に当接してそのナットを壁部に向かって押し付けた構成とされている。そのようなナット組立体によれば、固定具によってナットを押し付ける力を低減させて、ナットの軸線方向の圧縮変形を防止するようにされている。しかしながら、その上記特許文献２に記載のナット組立体では、ナットの外周面と筒体の内周面に形成されたねじの精度によっては、そのナットを筒体に締め込む際に、ナットが軸線に直交する方向に圧縮変形してしまう場合があり、上記特許文献１に記載のナット組立体と同様に、ナットのねじ溝も変形して剛球が円滑に転動しない虞がある。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、ボールねじ機構を構成するナットが筒状のナット保持具の内部に固定されたナット組立体であって、ナットをナット保持具の内部に固定する際にそのナットの変形が防止されるナット組立体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のナット組立体は、(A)一端部の外周面から径方向に突出する外鍔を有し、ボールねじ機構を構成するナットと、(B)そのナットを自身の内部に固定保持するための筒状の保持具であって、内周面から径方向に突出して設けられてナットが有する外鍔のナットの一端部側の端面が当接する内鍔を有し、内周面に雌ねじが形成されたナット保持具と、(C)外周面に雄ねじが形成され、ナット保持具とナットとの間に位置してそのナット保持具に形成された雌ねじに螺合し、ナットが有する外鍔に当接してその外鍔を内鍔に向かって押し付ける第１固定具と、(D)外周面に雄ねじが形成され、ナット保持具に形成された雌ねじに螺合し、ナットの他端部側の端面に当接してナットを内鍔に向かって押し付ける第２固定具とを含んで構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のナット組立体において、ボールねじ機構を構成するナットがナット保持具の内部に固定される過程を説明すれば、まず、第１固定具によって、ナットの一端部の外周面に設けられた外鍔が、内鍔に向かって押し付けられ、その後、第２固定具によって、ナットの他端部の端面から、ナットが内鍔に向かって押し付けられることで、ナットがナット保持具の内部に固定される。つまり、本発明のナット組立体は、ナットをナット保持具に固定させるために必要な力を、ナットの一端部の外周面に設けられた外鍔と他端部の端面との２つの箇所から、分割して加えることが可能である。したがって、第１固定具によってナットを押し付ける力が、ナットの内周面に形成されたねじ溝の変形にほとんど起因することはなく、また、その第１固定具の存在により、第２固定具によってナットの他端部の端面を押し付ける力を低減可能である。そのため、第２固定具によってナットを押し付ける力を低減することにより、ナットの圧縮変形を防止することが可能である。なお、第２固定具によってナットの他端部の端面を押し付ける力を低減するという観点からすれば、第１固定具によってナットの外鍔を押し付ける力を、第２固定具によってナットの他端部の端面を押し付ける力より大きくする方が、望ましい。
【０００８】
ナットの第１固定具が当接する箇所、つまり、ナットが有する「外鍔」の他端部側の端面は、ナットの内周面に形成されたねじ溝の変形に起因させないという観点からすれば、ナットの内周面に形成されたねじ溝から径方向にできる限り離れ、かつ、ナットの一端部側の端面にできる限り近い箇所に位置することが望ましい。また、その外鍔は、その形状が特に限定されず、例えば、ナットの一端部の周方向における全域から径方向に延び出すものであってもよく、周方向における一部の領域から特定の方向にのみ延び出すものであってもよい。ただし、ナットをナット保持具に固定させるために必要な力の多くを、第１固定具によってナットの外鍔を押し付ける力で担うためには、その第１固定具と内鍔とによって挟まれる部分の面積を大きくすることが望ましく、ナットの一端部の周方向における全域から径方向に延び出すものであることが望ましい。
【０００９】
本発明のナット組立体においては、ナットをナット保持具に嵌入した状態においては、ナットとナット保持具との間に径方向の隙間が存在し、第２固定具を組み付けた後にそのような隙間が存在すれば、ナットがナット保持具の内部で傾いてしまう虞がある。そのため、そのナットの傾きを防止するために、ナットとナット保持具との隙間を埋めるように構成されることが望ましい。例えば、第１固定具を、ナットとナット保持具との隙間を埋めるように形成された介装部材と、その介装部材の一端部を外鍔に当接させるとともにその介装部材の他端部に当接した状態でナット保持具に形成された雌ねじに螺合し、その介装部材を介して外鍔を内鍔に押し付ける固定部材とを含んで構成することで、ナットがナット保持具の内部で傾くことを防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が採用された車両用ステアリング装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す転舵装置の断面図である。
【図３】本発明の実施例であるナット組立体を含むボールねじ機構を拡大して示す断面図である。
【図４】図３に示すナット組立体の分解斜視図である。
【実施例】
【００１１】
以下、請求可能発明が特定の車両用ステアリング装置に適用された場合の例を、請求可能発明の実施例として、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【００１２】
図１に請求可能発明の実施例であるナット組立体を含むボールねじ機構が採用されるステアリング装置１０の全体構成を示す。本ステアリング装置１０は、パワーステアリング装置であり、大きくは、操作装置１２と、転舵装置１４とに区分することができ、それらを構成要素として含んで構成されている。
【００１３】
操作装置１２は、ステアリング操作部材であるステアリングホイール２０と、ステアリングコラム２２とを含んで構成されている。ステアリングコラム２２は、一端部にステアリングホイール２０が接続されてそのステアリングホイール２０の回転に伴って回転するステアリングシャフト２４と、そのステアリングシャフト２４を回転可能に保持するステアリングチューブ２６とを含んで構成されている。そのステアリングチューブ２６が、図示を省略するインストゥルメンツパネルのリインフォースメントに固定されることで、ステアリングコラム２２が車体に固定して設けられる。
【００１４】
上記ステアリングシャフト２４のステアリングチューブ２６から延び出した他端部が、インタミディエイトシャフト２８の一端部にユニバーサルジョイント３０を介して連結されている。また、そのインタミディエイトシャフト２８の他端部が、後に説明する転舵装置１４が有するピニオンシャフト３２（図２参照）に、ユニバーサルジョイント３４，ヨークシャフト３６，トルクセンサ部３８を介して連結されることで、操作装置１２と転舵装置１４とが接続されているのである。
【００１５】
転舵装置１４について、図２をも参照しつつ説明する。図２は、転舵装置１４を下方から見た断面図である。転舵装置１４は、車体（詳しくは、シャーシ）に固定されたハウジング４０と、そのハウジング４０に軸方向（車両の左右方向）に移動可能に設けられた転舵ロッド４２を主体として構成されている。上述したように、転舵装置１４は、操作装置１２側からの操舵力が入力されるピニオンシャフト３２を有している。転舵ロッド４２には、ピニオンシャフト３２に形成されたピニオン４６と噛合するラック４８が形成され、ピニオンシャフト３２と転舵ロッド４２とは、ラックアンドピニオン機構によって連結されている。そのような構造により、ピニオンシャフト３２の回転によって転舵ロッド４２が軸線方向に移動するようにされている。また、転舵ロッド４２の両端部の各々は、タイロッッド５０の一端部に連結され、そのタイロッド５０が、図示を省略するナックルアーム，ステアリングナックル等を介して左右の前輪５２に連結されている。そのような構成により、転舵ロッド４２の軸線方向への移動によって、前輪５２が転舵されるのである。
【００１６】
転舵装置１４は、動力源としての電磁モータ６０の駆動力によって、車輪５２の転舵に要する転舵力を助勢する助勢機構６２を備えており、いわゆる電動式パワーステアリング装置とされている。助勢機構６２は、ボールねじ機構６４をも有しており、そのボールねじ機構６４は、転舵ロッド４２に形成されたねじ溝６６と、その転舵ロッド４２のねじ溝６６に対向するねじ溝６８が形成されて転舵ロッド４２にベアリングボールを介して螺合するボールねじナット７０とを含んで構成されている。ボールねじナット７０は、ハウジング４０内に軸受７２を介して回転可能に保持された筒状のモータシャフト７４にそれと同軸的に固定されている。そして、このボールねじナット７０がモータシャフト７４に固定されたものが、後に詳しく説明する請求可能発明の実施例であるナット組立体８０であり、そのモータシャフト７４がナット保持具として機能するものとなっている。
【００１７】
転舵ロッド４２は、このモータシャフト７４内を挿通した状態でボールねじナット７０と螺合させられている。そのモータシャフト７４の外周部には、周方向に複数の永久磁石９０が固定されて配設されており、それらは、モータ６０のロータを構成している。永久磁石９０に対向するように、複数の極体９２（コアにコイルが巻回されたもの）が、ハウジング４０の内面に固定されて配設され、それらの極体９２の各々がステータ極とされることで、それらはステータを構成している。このような構造とされることで、モータ６０は、いわゆるブラシレスＤＣモータとされているのである。上記のような構造により、モータ６０によってボールねじナット７０に回転力が付与され、転舵ロッド４２に移動力が付与される。つまり、モータ６０の駆動力によって、転舵ロッド４２の移動が助勢される構造とされているのである。
【００１８】
次に、先の説明において留保しているところのボールねじナット７０がモータシャフト７４に固定されたナット組立体８０について、図３および図４をも参照しつつ説明する。図３には、そのナット組立体８０を含むボールねじ機構６４を拡大した断面を、図４には、そのナット組立体８０を分解した斜視図を、それぞれ示している。
【００１９】
ボールねじ機構６４は、デフレクタ式のものであり、それの一構成要素であるボールねじナット７０は、内周面にねじ溝６８が形成された円筒状のナット本体１００に、ベアリングボールを循環させる４つのデフレクタ１０２が嵌合されたものである。また、ナット本体１００の一端部には、円形フランジ部１０４が形成されており、ボールねじナット７０は、一端部の外周面に外鍔を有するものとされている。そして、そのボールねじナット７０をモータシャフト７４の内部に固定する際には、まず、ボールねじナット７０が、それの円形フランジ部１０４が形成された端部からモータシャフト７４に嵌入され、円形フランジ部１０４において、モータシャフト７４に形成された内鍔として機能する壁部１０６に当接させられる。
【００２０】
ボールねじナット７０の円形フランジ部１０４が、モータシャフトの壁部１０６に当接させられた状態において、ボールねじナット７０は、最初に、第１固定具によって、モータシャフト７４の壁部１０６に向かって押し付けられる。具体的に言えば、まず、ボールねじナット７０がモータシャフト７４に嵌入された状態においては、それらボールねじナット７０とモータシャフト７４との間、詳しく言えば、ナット本体１００の円形フランジ部１０４より他端部側（図３における右側）の部分の外周面と、モータシャフト７４の内周面との間に径方向の隙間ができており、その隙間を埋めるように形成された円筒状のスペーサ１１０が挿入される。次いで、外周面に雄ねじが形成された第１ロックリング１１２が、モータシャフト７４の内周面に形成された雌ねじに螺合させられる。そして、第１ロックリング１１２は、スペーサ１１０の一端部（図３における右側の端部）に当接し、締め込まれると、スペーサ１１０の他端部（図３における左側の端部）がボールねじナット７０の円形フランジ部１０４に当接する。第１ロックリング１１２がさらに締め込まれると、その第１ロックリング１１２は、スペーサ１１０を介して円形フランジ部１０４をモータシャフト７４の壁部１０６に向かって押し、その円形フランジ部１０４が、モータシャフト７４の壁部１０６に向かって押し付けられることになる。つまり、それらスペーサ１１０と第１ロックリング１１２とを含んで、ボールねじナット７０の外鍔である円形フランジ部１０４において、モータシャフト７４の壁部１０６に向かって押し付ける第１固定具が構成されている。なお、その第１ロックリング１１２は、完全に締め込まれた状態において、それらボールねじナット７０とモータシャフト７４との間に位置するようになっている。より詳しく言えば、その第１ロックリング１１２全体が、ボールねじナット７０の他端部側の端面（図３における右側の端面）よりモータシャフト７４の壁部１０６側に位置するようになっている。
【００２１】
次いで、外周面に雄ねじが形成された第２ロックリング１２０が、モータシャフト７４に嵌入され、そのモータシャフト７４の内周面に形成された雌ねじに螺合させられる。そして、第２ロックリング１２０が締め込まれると、ボールねじナット７０の他端部側の端面（図３における右側の端面）に当接して、そのボールねじナット７０が、モータシャフト７４の壁部１０６に向かって押し付けられることになる。つまり、その第２ロックリング１２０が、第２固定具として機能するものとなっている。
【００２２】
本ナット組立体８０においては、第１固定具によって、ボールねじナット７０をモータシャフト７４の壁部１０６に向かって押し付ける箇所が、ボールねじナット７０の内周面に形成されたねじ溝６８から径方向に離れ、かつ、軸線方向においてモータシャフト７４の壁部１０６に近い箇所とされている。また、本ナット組立体８０においては、第１固定具によって、ボールねじナット７０の円形フランジ部１０４をモータシャフト７４の壁部１０６に向かって押し付ける力Ｆ1の大きさが、第２固定具によって、ボールねじナット７０全体を壁部１０６に向かって押し付ける力Ｆ2の大きさより大きくされている（例えば、Ｆ1：Ｆ2＝７：３）。そのため、第１固定具によってボールねじナット７０をモータシャフト７４の壁部１０６に押し付ける力によって、ボールねじナット７０のねじ溝６８が変形することはない。また、その第１固定具によって、ボールねじナット７０をモータシャフト７４に固定させるために必要な力の多くを作用させることで、第２固定具によってボールねじナット７０全体を壁部１０６に向かって押し付ける力が低減されているため、ボールねじナット７０の圧縮変形、詳しく言えば、ねじ溝６８の変形を防止することが可能である。したがって、本ナット組立体８０が採用されたボールねじ機構６４においては、ベアリングボールが円滑に転道するのである。ひいては、そのナット組立体８０が採用されたステアリング装置１０は、車輪５２の転舵がスムースに行われるとともに、ねじ溝６８の変形に起因する操作感の悪化が防止されているのである。
【符号の説明】
【００２３】
１０：車両用ステアリング装置    １２：操作装置    １４：転舵装置    ２０：ステアリングホイール    ２２：ステアリングコラム    ３２：ピニオンシャフト    ４２：転舵ロッド    ５２：前輪    ６０：電磁モータ    ６２：助勢機構    ６４：ボールねじ機構    ６６：ねじ溝    ６８：ねじ溝    ７０：ボールねじナット    ７４：モータシャフト（ナット保持具）    ８０：ナット組立体    １００：ナット本体    １０２：デフレクタ    １０４：円形フランジ部（外鍔）    １０６：壁部（内鍔）    １１０：スペーサ（第１固定具）    １１２：第１ロックリング（第１固定具）    １２０：第２ロックリング（第２固定具）
【図１】
2010242910.tif 000003
【図２】
2010242910.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010242910.tif 000006