(57)【要約】【課題】簡易な構造でバックラッシュを除去することができ、操作感の低下を回避し得る回転−直動変換機構を提供する。【解決手段】雄ねじ２に螺合され、回転動力を直線動力に変換する第１および第２の雌ねじ３、４と、これら雌ねじ３、４の対向する端部に設けられ、それぞれ接続するための接続用雄ねじ部３１および接続用雌ねじ部４１と、接続用雌ねじ部４１近傍に、第１および第２の雌ねじの外周へ向けて突設される突出部４２と、第１および第２の雌ねじ３、４の外周に設けられ、接続用雄ねじ部３１に螺合して第１および第２の雌ねじ３、４の接続を締結するロックナット５とを備え、第１および第２の雌ねじ３、４は、接続用雄ねじ部３１と接続用雌ねじ部４１とを螺合して締め付けた後、ロックナット５を突出部４２に当接する方向へ締め付けることにより、当該接続用雄ねじ部３１と接続用雌ねじ部４１との締め付けトルクが調整されて接続されるようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源による回転動力を回転軸方向における直線動力に変換する回転−直動変換機構であって、
前記回転軸方向に延在され、前記動力源によって回動される雄ねじと、
前記雄ねじに螺合され、前記回転動力を前記直線動力に変換する第１および第２の雌ねじと、
前記第１の雌ねじの前記第２の雌ねじに対向する端部に設けられ、該第２の雌ねじと接続するための接続用雄ねじ部と、
前記第２の雌ねじの前記第１の雌ねじに対向する端部に設けられ、該第１の雌ねじと接続するための接続用雌ねじ部と、
前記接続用雌ねじ部近傍に、前記第１および第２の雌ねじの外周へ向けて突設される突出部と、
前記第１および第２の雌ねじの外周に設けられ、前記接続用雄ねじ部に螺合して前記第１および第２の雌ねじの接続を締結するロックナットと
を備え、
前記第１および第２の雌ねじは、前記接続用雄ねじ部と前記接続用雌ねじ部とを螺合して締め付けた後、前記ロックナットを前記突出部に当接する方向へ締め付けることにより、当該接続用雄ねじ部と接続用雌ねじ部との締め付けトルクが調整されて接続する
ことを特徴とする回転−直動変換機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転動作を直進動作に変換する回転−直動変換機構に関し、特に、車両に搭載される電動式パワーステアリング装置等のステアリングシステムに用いられる、ねじ式直動機構に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
予てから、乗用車、トラック、バス等の車両におけるステアリングシステム（舵取装置）としては種々の形式のものが実用化されており、その一つにラック・アンド・ピニオン式のものがある。これは、軸線方向に所定の長さに亘ってラック歯が形成されているラック軸を車幅方向の左右に延設すると共に、このラック軸の両端部にタイロッドを介して操舵用の車輪（一般的には前輪）に連結された構成とされている。
【０００３】
また、ラック軸に噛合するピニオンシャフトは、コラムシャフトを介してステアリングホイール（ハンドル）に連結されている。そして、同装置は、ステアリング操作に応じたピニオンシャフトの回動がラック軸に伝えられ、同ラック軸がラック歯の形成長さの範囲内にて軸線方向に移動することにより操舵用車輪の向きを変え、これにより操舵を行わせるよう構成されている。
【０００４】
このようなラック・アンド・ピニオン式の舵取装置において、当該装置を運転者のステアリング操作時にモータ等により補助力を付与し、当該ステアリング操作における操作力を軽減する電動式パワーステアリング装置として構成する場合、操舵補助用のモータの回転をラック軸に直接的に伝え、同ラック軸を軸線方向に移動させる構成とするのが合理的である。このためには、モータの回転運動を、ラック軸を移動させるための直線運動に変換する機構が必要であり、この回転−直動変換機構（以下、これを単に直動機構と称す）においては、モータの出力を直動変換の過程で所定の減速を伴うことが望ましい。
【０００５】
また、一方で、ステアリングシステムとしては、運転者のステアリング操作による前輪転舵に対応させて後輪転舵も行うことにより、車両の運動特性（走行性）を改善しようとする四輪操舵（4  Wheel  Steering：４ＷＳ）システムも普及している。
【０００６】
このような４ＷＳシステムには、一般的に前輪の転舵に関連して、後輪も転舵するための後輪転舵装置が備えられている。かかる後輪転舵装置としては、アクチュエータや電動モータ等によって与えられる回転動作（アシスト）を、ラックとピニオンとにおける歯車同士が噛合する噛み合せ、またはボルトとナットにおける雄ねじと雌ねじとが螺合する噛み合せ等の機構を用いた変換手段により直進動作に変換する直動機構（とりわけ、後者は、ねじ式直動機構と呼ばれる）を用いているものが広く知られている。
【０００７】
このように、ステアリングシステムとしては、直動機構が重要な役割を担っているものの、ラックとピニオンとの噛合部、または、雄ねじと雌ねじとの螺合部における噛み合わせに、それぞれ製品毎の製品精度や、摩擦力の制限による噛み合わせのクリアランス（隙間）が広くなり、このクリアランスの範囲内でバックラッシュ（機械的ガタ）が発生することが懸念され、該バックラッシュを除去するための様々な手法が提案されている。例えば、特許文献１には、精密ねじ送り機構に関し、送り用の親ねじに螺合される主ナットおよび予圧調整ナットの円周上にすりわりを形成して、双方のナットの軸方向の弾性作用により、親ねじと主ナットとの間のバックラッシュを除去する機構が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、雄ねじであるリードスクリュー（ラックに相当）に螺合される雌ねじを２分割した第１および第２ナット（ナットに相当）を備え、これら第１および第２ナットの間に、ピンに軸支される圧縮コイルバネを設けることにより、これら第１および第２ナットを互いに押圧して、リードスクリューと第１および第２ナットとの間に生ずるバックラッシュ（ガタ）を除去する、ねじ式直動機構が開示されている。
【０００９】
さらに、特許文献３には、雌ねじを２分割した大ナットと小ナット（ナットに相当）の間に、スライドピンによって軸支される複数の圧縮バネを介在することにより、これら大ナットと小ナットとを雄ねじとしてのネジ軸（ラックに相当）に螺合する際に、それぞれ大ナットと小ナットとを反対方向（外方）へ押圧してネジ軸とのバックラッシュ（ガタ）をなくすようにした、ねじ式直動機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６２−１４７１６１号公報
【特許文献２】実開昭６１−３８３６９号公報
【特許文献３】特開平１−１１６３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、かかる特許文献１の技術においては、バックラッシュを除去することにより、位置決め精度を向上させることができるものの、予圧調整ナットを親ねじに螺合される主ナットに対し二重に螺合させるため、構造が複雑化する問題があった。
【００１２】
また、特許文献２および３の技術においては、それぞれ雌ねじとしてのナットを軸方向に２分割した第１および第２ナット、または、大小のナットを用いる構造であるため、これら２分割したナットに対し、ばねによる弾性力を加える際に、これら２分割したナット同士が相対回転するのを防止すべく、スライドピン等により結合する必要があった。しかも、圧縮バネによる弾性力の分、ネジ軸と各ナットとの螺合部分（ねじ面）の荷重が増加することに起因して摩擦が増えるため、作動負荷が増して出力が低下する、すなわち摺動抵抗に基づき操舵感を悪化させる問題があった。
【００１３】
因みに、バックラッシュを生じる直動機構を用いて後輪転舵装置を構成した場合、雄ねじと雌ねじとが螺合する噛み合せ部のクリアランス（隙間）の範囲内でガタが生じることによって、固定側のピニオンまたはナットに対し、ラックが揺動するため、例えば、当該ラックを有する転舵ロッドに連結される車輪が、路面状況（轍、凹凸、舗装状態等）に応じて路面から受ける振動などの外乱によって転蛇ロッドを揺動させ、当該揺動に起因して車両にふらつきが生じる問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構造でバックラッシュを除去することができ、操作感の低下を回避し得る回転−直動変換機構を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
動力源による回転動力を回転軸方向における直線動力に変換する回転−直動変換機構であって、
前記回転軸方向に延在され、前記動力源によって回動される雄ねじと、
前記雄ねじに螺合され、前記回転動力を前記直線動力に変換する第１および第２の雌ねじと、
前記第１の雌ねじの前記第２の雌ねじに対向する端部に設けられ、該第２の雌ねじと接続するための接続用雄ねじ部と、
前記第２の雌ねじの前記第１の雌ねじに対向する端部に設けられ、該第１の雌ねじと接続するための接続用雌ねじ部と、
前記接続用雌ねじ部近傍に、前記第１および第２の雌ねじの外周へ向けて突設される突出部と、
前記第１および第２の雌ねじの外周に設けられ、前記接続用雄ねじ部に螺合して前記第１および第２の雌ねじの接続を締結するロックナットと
を備え、
前記第１および第２の雌ねじは、前記接続用雄ねじ部と前記接続用雌ねじ部とを螺合して締め付けた後、前記ロックナットを前記突出部に当接する方向へ締め付けることにより、当該接続用雄ねじ部と接続用雌ねじ部との締め付けトルクが調整されて接続するようにした。
【００１６】
これにより、本発明の一態様では、雄ねじに螺合する雌ねじが、該雄ねじの軸方向に分割されて設けられ、これら第１および第２の雌ねじが等ピッチで雄ねじに螺合しながら接続用雄ねじと、接続用雌ねじとを螺合させる。そして、接続用雄ねじと接続用雌ねじとを、第１および第２の雌ねじが近づく方向に締め込み、第１および第２の雌ねじと雄ねじとの螺合部におけるクリアランスが狭められたマイナスクリアランスとなる状態まで締め付ける。この状態において、ロックナットを第２の雌ねじに突設された突出部へ当接する方向に締め付ける。
【００１７】
これにより、第１および第２の雌ねじ、すなわち、接続用雄ねじと接続用雌ねじとの締め付けトルクが、ロックナットの締結トルクによって調整されるため、第１および第２の雌ねじと雄ねじとの螺合部におけるクリアランスを、ほぼ「０」とすることができる。
【００１８】
従って、従来の同技術のように、ばね等の弾性部材を用いることなく、簡易な構造で第１および第２の雌ねじと雄ねじとの螺合部におけるクリアランスの範囲内でガタが生じるのを防止する、つまり、バックラッシュの発生を除去することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、雄ねじに螺合する雌ねじが、該雄ねじの軸方向に分割されて設けられ、これら第１および第２の雌ねじが等ピッチで雄ねじに螺合しながら接続用雄ねじと、接続用雌ねじとを螺合させ、接続用雄ねじと接続用雌ねじとを、第１および第２の雌ねじが近づく方向に締め込み、第１および第２の雌ねじと雄ねじとの螺合部におけるクリアランスが狭められたマイナスクリアランスとなる状態まで締め付けた後、かかる状態において、ロックナットを第２の雌ねじに突設された突出部へ当接する方向に締め付けることにより、第１および第２の雌ねじ、すなわち、接続用雄ねじと接続用雌ねじとの締め付けトルクが、ロックナットの締結トルクによって調整されるため、第１および第２の雌ねじと雄ねじとの螺合部におけるクリアランスを、ほぼ「０」とすることができる。かくして、簡易な構造でバックラッシュを除去することができ、操作感の低下を回避し得る回転−直動変換機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による回転−直動変換機構の一実施例における概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の回転−直動変換機構における雄ねじと雌ねじとの螺合の説明に供する概略構成を示す断面図である。
【図３】図１の回転−直動変換機構における雄ねじと雌ねじとの螺合の説明に供する概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、以下の説明において、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等（以下「周知事項」）については、その細部にわたる説明を割愛するが、これは説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は、本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。
【実施例】
【００２２】
図１は、本発明による回転−直動変換機構の一実施例における概略構成を示す断面図であり、図２および図３は、図１の回転−直動変換機構における雄ねじと雌ねじとの螺合の説明に供する概略構成を示す断面図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施例にかかる回転−直動変換機構１は、図示省略する動力源（例えば、電動モータやアクチュエータなど）による回転動力を、その回転軸方向における直線動力に変換する機構である。
【００２４】
かかる回転−直動変換機構１は、回転軸方向に延在され、電動モータによって回動される雄ねじ２と、この雄ねじ２に螺合され、雄ねじ２の回転動力を直線動力に変換する雌ねじを回転軸方向に２つに分割して配設した第１および第２の雌ねじ３、４とを有している。
【００２５】
第１の雌ねじ３の第２の雌ねじ４に対向する端部には、該第２の雌ねじ４と接続するための接続用雄ねじ部３１が設けられている。また、同様に第２の雌ねじ４の第１の雌ねじ３に対向する端部には、該第１の雌ねじ３と接続するための接続用雌ねじ部４１が設けられている。さらに、第２の雌ねじ４の接続用雌ねじ部４１近傍には、第１および第２の雌ねじ３、４の外周へ向けて突設される突出部４２が突設されている。
【００２６】
また、第１および第２の雌ねじ３、４の外周には、接続用雄ねじ部３１に螺合して第１および第２の雌ねじ３、４の接続を締結するための雌ねじ部５１を有するロックナット５が設けられている。
【００２７】
そして、かかる回転−直動変換機構１においては、図１乃至図３に示すように、第１および第２の雌ねじ３、４を、それぞれ接続用雄ねじ部３１と接続用雌ねじ部４１とを螺合させて、雄ねじ２に対するピッチを略均等にした等ピッチに締め付けた状態で、雄ねじ２を螺合させる。
【００２８】
次に、かかる第１および第２の雌ねじ３、４を、それぞれ接続用雄ねじ部３１と接続用雌ねじ部４１とが近づく方向に締め込み、螺合部６における雄ねじ２と、第１および第２の雌ねじ３、４との隙間（クリアランス）がマイナスとなるマイナスクリアランスの状態まで締め付ける（図２中、矢印で示す）。
【００２９】
この状態において、ロックナット５を突出部４２に当接する方向へ締め付けることにより、第１の雌ねじ３と第２の雌ねじ４との接合状態が緩められ（第１および第２の雌ねじ３、４が僅かに離間し）、当該接続用雄ねじ部３１と接続用雌ねじ部４１との締め付けトルクが調整された状態で、これら第１および第２の雌ねじ３、４の接続が締結される。
【００３０】
以上、説明したように、本実施例の回転−直動変換機構１では、雄ねじ２に螺合する雌ねじが、雄ねじ２の軸方向に２つに分割されて設けられ、これら第１および第２の雌ねじ３、４が等ピッチで雄ねじ２に螺合しながら接続用雄ねじ部３１と、接続用雌ねじ部４１とを螺合させる。そして、接続用雄ねじ部３１と接続用雌ねじ部４１とを、第１および第２の雌ねじ３、４が近づく方向に締め込み、第１および第２の雌ねじ３、４と雄ねじ２との螺合部６におけるクリアランスが狭められたマイナスクリアランスとなる状態まで締め付ける。この状態において、ロックナット５を第２の雌ねじ４に突設された突出部４２へ当接する方向に締め付ける。
【００３１】
これにより、第１および第２の雌ねじ３、４、すなわち、接続用雄ねじ部３１と接続用雌ねじ部４１との締め付けトルクが、ロックナット５の締結トルクによって調整されるため、第１および第２の雌ねじ３、４と雄ねじ２との螺合部６におけるクリアランスを、ほぼ「０」とすることができる。
【００３２】
従って、上述した従来の直動機構のように、ばね等の弾性部材を用いることなく、簡易な構造で第１および第２の雌ねじ３、４と雄ねじ２との螺合部６におけるクリアランスの範囲内でガタが生じるのを防止する、つまり、バックラッシュの発生を除去することができる。また、第１および第２の雌ねじ３、４と雄ねじ２との螺合部６におけるクリアランスがマイナスクリアランスではなく、ガタが生じることもないことから適正なクリアランスを実現することができるため、雄ねじ２に対する第１および第２の雌ねじ３、４の螺合状態、言い換えれば、操作感が低下することを回避することができる。
【００３３】
かくして、本実施例によれば、簡易な構造でバックラッシュを除去することができ、操作感の低下を回避し得る回転−直動変換機構１を提供することができる。
【００３４】
〔他の実施例〕
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３５】
例えば、上述した回転−直動変換機構１を車両における後輪転舵装置に適用したとすると、動力源（例えば、電動モータ等）の始動により、雄ねじ２が回動され、該雄ねじ２に螺合される雌ねじが直動運動する際、車輪に連結される車幅方向に一対で配設される車輪（後輪）転舵用のロッド（以下、これを単に転舵ロッドと称す）が接続する雌ねじが、各転舵ロッドにおいて各々回転軸である雄ねじ２の軸方向に２分割された第１および第２の雌ねじ３、４を介して雄ねじ２に螺合される。
【００３６】
このため、各転舵ロッドが雄ねじ２に対してバックラッシュを除去した状態で螺合されるため、各転舵ロッドの雄ねじ２に対するガタが生じることなく、螺合部６における「ぐらつき」を未然に回避することができる。
【００３７】
従って、各転舵ロッドが、雄ねじ２に対する適正なクリアランスの状態を保って螺合されるため、車輪が路面から受ける（与えられる）外乱により、転舵ロッドが雌ねじとの螺合部６におけるガタの範囲で揺動することを確実に防止することができ、当該揺動に起因して車両にふらつきが生じることを抑制することができる利点を得られる。
【００３８】
因みに、本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。なお、搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
【符号の説明】
【００３９】
１…回転−直動変換機構
２…雄ねじ
３…第１の雌ねじ
３１…接続用雄ねじ
４…第２の雌ねじ
４１…接続用雌ねじ
４２…突出部
５…ロックナット
６…螺合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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