(57)【要約】【課題】所望のフランジ部強度を確保すると共に、寸法安定性を良好に保つことを可能にしたボールねじ用こまを提供する。【解決手段】こま１は中心軸ｃと同心に設けられた長円形の本体２と、この本体１に連設され、中心軸ｃと同心に形成される長円形のフランジ３と、本体２内に形成され、ボールねじのボールが循環するリターン溝４とを備える。こま１はフランジ３上に中心軸と同心のゲート部５を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸と同心に設けられた長円形の本体と、前記本体に連設され、前記中心軸と同心に形成された長円形のフランジと、前記本体内に形成され、ボールねじのボールが循環するリターン溝とを備えるボールねじ用こまにおいて、前記フランジ上に前記中心軸と同心のゲート部を備えることを特徴とするボールねじ用こま。
【請求項２】
前記ゲート部が円形のゲート部で構成される請求項１記載のボールねじ用こま。
【請求項３】
ボールナットの各取付け孔に請求項１記載のこまをそれぞれ装着してなるボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボールシャフトと螺合するボールナット内に循環するボールのためのリターン溝を形成するボールねじ用こまおよびそれを用いたボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
車輛操舵における操舵力を軽減するために多くの車輛で電動パワーステアリング装置が用いられている。典型的な電動パワーステアリング装置の１つはラックアシスト式と呼ばれるもので、この形式ではアシスト手段がステアリングギヤボックスのラックシャフトに付設される。一般に、ラックアシスト式電動パワーステアリング装置では電動モータの回転運動をラックシャフトの往復運動に変換するのにボールねじが用いられる。
【０００３】
このようなボールねじでは雄ねじ溝を刻んだボールシャフトと雌ねじ溝を刻んだボールナットとが多数の鋼製のボールを介して螺合しており、ボールねじ作動中、ボールシャフトとボールナットとの間をボールが転動する。転動を終えたボールは次の循環のために最初の地点に戻す必要があり、ボールナットにこまと呼ばれる循環部材が設けられる。すなわち、ボールナットの雌ねじ溝の一部がこま内のリターン溝によって形成される。
【０００４】
通常、このリターン溝はボールナット内面でボールが円滑に循環するように、ボールナットの雌ねじ溝と滑らかに連絡していなければならない。このため、ボールナットへのこまの固定方法については極強固であることを求められ、ボルトなどの締結部材で締付ける方法が用いられていた。しかし、締結部材によるやり方は手間が掛かり、現在ではより簡素なかしめによる方法へと変わってきている。
【０００５】
ところで、通常、このリターン溝を有するこまは高い製品精度が得られる射出成形を用いて製作される。この成形法によれば、機械加工部品のボールナットの精度にマッチした高い精度のこまを得ることが可能で、こまをボールナットに組み付けたときに雌ねじ溝とリターン溝との微少なずれも起こらず、高精度を維持するのに役立っている。
【０００６】
このようなこまは、たとえば、図６に示すように、本体５１と、この本体５１に連設されるフランジ５２と有する。本体５１内面には鋼製のボールが循環するリターン溝５３  が備えられる。長円形のフランジ５１の側面にはランナからの金属がキャビティに流動するゲート部５４を有する。
【０００７】
また、これと異なるこまの例は図７（ａ）（ｂ）に示すものが知られている（特開平１１−２７０６４号公報参照）。このこまは本体５５と、この本体５５に連設されるフランジ５６と有する。本体５５内面にはボールが循環するリターン溝５７が備えられる。また、フランジ５６は前端と後端とに突起５８ａ、５８ｂを備える。このようなこまはフランジ５６の周縁をかしめてボールナットに固定される。
【特許文献１】特開平１１−２７０６４号公報、（第４頁、図３ないし図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
射出成形法でこまを製作することは寸法安定性のよいこまを製作するのに役立っている。しかしながら、従来の射出成形で製作されたこまは次のような問題がある。すなわち、射出成形においてゲート位置によっては金属の流動で基材の配向に偏りが生じ、フランジの特定部分が強度不足に陥り、変形したこまによってボールナットの雌ねじ溝とリターン溝との微少なずれが生じ、ボール循環が円滑に果たされない可能性がある。また、ゲート形状によってはフランジ表面にひけが生じ、寸法安定性が損なわれてしまい、量産品としてのこまの歩留まりが低下することで、安定した製品の供給に支障をきたす。
【０００９】
一方、図６に示すこまの場合、ゲート部５７がフランジ５６の側面にあるが、このゲート配置では複数個取りの場合に金型が非対称になることから、金型の製作費用が著しくかさむことになる。
【００１０】
本発明の目的は所望のフランジ部強度を確保すると共に、寸法安定性を良好に保つことを可能にしたボールねじ用こまおよびそれを用いたボールねじを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は中心軸と同心に設けられた長円形の本体と、本体に連設され、中心軸と同心に形成された長円形のフランジと、本体内に形成され、ボールねじのボールが循環するリターン溝とを備えるボールねじ用こまにおいて、フランジ上に中心軸と同心のゲート部を備えるものである。
【００１２】
本発明によるこまのゲート部はこまの中心軸と一致する。射出成形では金属がキャビティに流動するとき、ピンポイントゲートから周方向に一様に吹き出す。これにより、基材の配向が各方向に一様となり、フランジ全域に流動する基材によって所望の強度を得ることができる。
【００１３】
さらに、ゲート形状は円形であるので、長円形の本体とフランジとに金属が一様に吹き出し、フランジ表面にひけが発生するのを回避することが可能になる。このため、寸法安定性を良好に保持することが可能で、製品の歩留まりを向上することができる。
【００１４】
また、本発明に係るボールねじはボールナットの各取付け孔に上記こまをそれぞれ装着して構成される。
【００１５】
本発明のこまを構成する長円形の本体とフランジとは中心軸に対称であるので、ボールナットに組み付けられたとき、特定の部分の回転質量が増す虞がなく、ボールねじの作動中、ボールナットの回転は定常時の作動状態ではもちろんであるが、逆転時などの過渡的作動状態でも極めて滑らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明によるボールねじ用こまの一実施の形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）において、ボールねじ用こま１はＸ−Ｙ平面に垂直であるＺ軸に沿う中心軸ｃを有する。こま１はこの中心軸ｃと同心に設けられる本体２と、この本体２に連設され、中心軸ｃと同心に形成されるフランジ３とを備える。本体２とフランジ３とは共に長円形で、中心軸ｃに対称である。本体２には一方の縁端から他方の縁端にかけてボールねじのボールが循環するリターン溝４が形成される。
【００１７】
このリターン溝４は経路入口側および出口側の双方でその中心がボールナットの雌ねじ溝と一致し、さらに、経路中間点では中心軸ｃと一致するように形成される。こま１のゲート部５はフランジ上にあり、これは射出成形時にはピンポイントゲートと通じる。ゲート部５は円形で、ゲート中心が中心軸ｃと一致する。
【００１８】
このこま１はボールナットの取付け孔にフランジ３周縁をかしめて固定される。図２に示すように、かしめ部６はフランジ３周縁の長手方向各２箇所（合計４箇所）である。
【００１９】
本実施の形態においてはこま１のゲート部５はこま１の中心軸ｃと一致する。射出成形において金属がキャビティに流動するとき、ピンポイントゲートから周方向に一様に吹き出す。これにより、基材の配向の偏りが少なくなり、フランジ全域に流動する基材によって所望の強度を得ることができる。
【００２０】
こま１のゲート部５は円形であるので、本体３０とフランジ３１とに金属が一様に吹き出し、特にフランジ３表面にひけが発生するのを回避でき、円周上のどこでも一定した厚さを保持することが可能なる。これにより、寸法安定性を良好に保つことが可能で、不良品の発生が減少し、歩留まりを大きく向上することができる。
【００２１】
金型は対称性を有するこま１のために対称形でよく、製作費がかさむことはない。さらに、このゲート配置によれば、ゲート残りを取るのみで、ゲート後加工を省略することができる。
【００２２】
また、かしめ部６はフランジ３周縁のどこでもよく、加工箇所を選ばないという、利点がある。
【００２３】
このように本実施の形態によれば、基材の配向の偏りが少なくなり、フランジ全域に流動する基材で所望の強度を得ることができる。また、寸法安定性を良好に保持することが可能になり、歩留まりを向上することができ。
【００２４】
本発明によるボールねじの一実施の形態について図面を参照して説明する。このボールねじは電動パワーステアリング装置に適用したものである。図３において、本実施の形態の操舵系はラックアンドピニオン機構１１と、パワーアシスト機構を構成するボールねじ１２とを備える。このラックアンドピニオン機構１１はラックシャフト１３と、このラックシャフト１３のラック１４とかみ合う、ピニオンシャフト１５に固着されるピニオン（図示せず）とで構成され、ラックアンドピニオンハウジング１６内に収容されている。
【００２５】
また、ボールねじ１２はボールシャフト１７と、ボールナット１８と、ボールシャフト１７の外面の雄ねじ溝およびボールナット１８の内面の雌ねじ溝（いずれも後記）に装入される多数のボール１９とからなる。このボールねじ１２はボールねじハウジング２０内に収容されている。
【００２６】
さらに、ボールねじ１２と協動するパワーアシスト機構を構成する電動モータ２１と減速機２２とを備える。電動モータ２１はブラシレスモータからなり、操舵補助力を発生する。減速機２２は電動モータ２１と連結されるシャフト２３に固着したドライブギヤ２４と、ボールナット１８と連結されるドリブンギヤ２５と、シャフト２６に固着したアイドラーギヤ２７とからなる。この減速機２２はギヤハウジング２８内に収容される。
【００２７】
また、ラックシャフト１３にはそれぞれ球面継手２９ａ、２９ｂを介してタイロッド３０ａ、３０ｂが連結される。また、ラックシャフト１３がボールねじハウジング２０とラックアンドピニオンハウジング１６とを貫く部分にそれぞれブーツ３１ａ、３１ｂが装着される。
【００２８】
図４に示すように、本実施の形態のボールねじ１２はボールシャフト１７とボールナット１８とを備える。ボールシャフト１７の外面には雄ねじ溝３２が刻設され、ボールナット１８の内面には雌ねじ溝３３が刻設される。この雄ねじ溝３２と雌ねじ溝３３との間に荷重を伝達する多数の鋼製のボール１９が装入される。
【００２９】
ボールナット１８は循環経路を形成するこまが装着される、１つの雌ねじ溝３３から隣接する他の雌ねじ溝３３に向かって延びる取付け孔３４を有する。この取付け孔３４は周方向に等間隔に４個形成され、図にはこのうちの１個を示している。取付け孔３４には上記実施の形態のこま１が装着される。こま１内のリターン溝４は互いに隣り合う２つの雌ねじ溝３３を連絡している。
【００３０】
ボールねじハウジング２０には回転するボールナット１８を支承する玉軸受３５が設けられる。ボールナット１８には外面に刻まれたねじと螺合する環状部材３６が取付けられ、これにより、玉軸受３５の内輪３７を固定することができる。ボールねじハウジング２０に開口を閉じる環状のカバー３８が取付けられ、これにより、雨水、ダストなどが内部に進入するのを防ぐことができる。
【００３１】
取付け孔３４は、図５に示すように、長円形のシート部３９を有し、こま１のフランジ３がシート部３９に挿入され、先に、図２を参照して述べたように、フランジ３周縁をかしめて固定される。
【００３２】
本実施の形態においてはボールナット１８の各取付け孔３４にこま１が装着される。ボールナット１８の回転質量を小さくするために射出成形で製作されるこま１は均質であると同時に、対称性をより重視することを求められる。本実施の形態の長円形の本体２とフランジ３とは中心軸ｃに対称であるので、ボールナット１８に組み付けられたとき、特定の部分の回転質量を増す虞がなく、ボールねじの作動中、ボールナット１８の回転は極めて滑らかである。
【００３３】
したがって、このようなボールねじを電動パワーステアリング装置に組み込んだとき、極めて滑らかな回転動作を得ることができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では電動モータ２１はブラシレスモータで構成したものが説明されるが、これはブラシ付きモータで構成してもよい。また、直流モータに限られず、交流モータを使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のボールねじ用こまは操舵形に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置のボールねじのボールシャフトと螺合するボールナットに組み込み、ねじ溝を転動するボールの循環経路を形成するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明によるこまの一実施の形態を示すもので、（ａ）はこまの平面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図２】本発明に係るこまのかしめ部を示す図である。
【図３】本発明によるボールねじを備えた電動パワーステアリング装置を示す断面図である。
【図４】本発明に係るボールねじの一実施の形態を示す断面図である。
【図５】図４に示されるボールナットの要部を示す断面図である。
【図６】従来のこまの一例を示す斜視図である。
【図７】従来技術によるこまの他の例を示すもので、（ａ）はこまの正面図、（ｂ）はこまの断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…  こま
２…  本体
３…  フランジ
４…  リターン溝
５…  ゲート部
１２…  ボールねじ
１３…  ラックシャフト
１７…  ボールシャフト
１８…  ボールナット
１９…  ボール
２１…  電動モータ
２２…  減速機
３２…  雄ねじ溝
３３…  雌ねじ溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006132689.tif 000008
【図７】
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