(57)【要約】【課題】  本発明は、ボールスクリュー装置の動作時発生する騷音と振動を減殺させることによって車両性能を向上させることができるようにボールスクリューを支持するダンパーを備えたボールスクリュー装置を提供する。【解決手段】  本発明はステアリングシステムのボールスクリュー装置に係り、ボールスクリュー装置の動作時ボールナットとボールスクリュー間で複数のボールが転がり運動して発生する振動、騷音を減殺するためにダンパーを設置したボールスクリュー装置を提供することを目的にしており、ボールスクリューの外周面と複数のボールを間に置いてこのボールスクリューにねじ結合されたボールナットの内周面間に騷音及び振動を低減させることができるように、ボールナットにボールスクリューを支持してダンピングできるダンパーを設置した構造のボールスクリュー装置を提供する。【選択図】  図３
2006088793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールスクリュー装置において、
軸方向へ移動できて外周面に螺旋形の外周溝が形成されたボールスクリューと、前記ボールスクリューの外周溝と向き合う内周溝が形成されたボールナットと、前記のボールスクリューとボールナットがねじ結合できるように前記の外周溝と内周溝間に挿入される複数個のボールと、前記ボールナットの内周面と前記ボールスクリューの外周面間に騷音及び振動を低減させることができるようにするダンパーを備えたことを特徴とするステアリングシステムのボールスクリュー装置。
【請求項２】
前記ダンパーは前記ボールナットの一端側で前記ボールスクリューを支持することを特徴とする請求項１に記載のステアリングシステムのボールスクリュー装置。
【請求項３】
前記ダンパーは前記ボールナットの両端側で前記ボールスクリューを支持することを特徴とする請求項１に記載のステアリングシステムのボールスクリュー装置。
【請求項４】
前記ダンパーは前記ボールスクリューの谷部を支持することを特徴とする請求項１に記載のステアリングシステムのボールスクリュー装置。
【請求項５】
前記ダンパーは前記ボールスクリューの山部を支持することを特徴とする請求項１に記載のステアリングシステムのボールスクリュー装置。
【請求項６】
前記ダンパーは合成樹脂材質でなっていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングシステムのボールスクリュー装置。
【請求項７】
前記のボールナットは前記のダンパーが設置されて離脱しないように内周面の一定部分に角が付けられた溝を有していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一に記載のステアリングシステムのボールスクリュー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボールスクリュー装置の動作時ボールナットとボールスクリューを媒介するための複数のボールで発生する振動、騷音を減殺するためにボールナットにダンパーを設置したステアリングシステムのボールスクリュー装置に係り、以下では電動式パワーステアリングシステムにおける従来のボールスクリュー装置をよく見る。
【背景技術】
【０００２】
電動式パワーステアリングシステムには転がり運動するボールが循環することができるようにするリターン構造がボールナットに用意されるが、ボールナットの内部にリターンピースが形成されたディフレクター方式（Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ  Ｔｙｐｅ、内部循環方式）とボールナットの外部にリターンチューブが形成されたリターンチューブ方式（Ｒｅｔｕｒｎ  Ｔｕｂｅ  Ｔｙｐｅ、外部循環方式）及び一端に設置したエンドギャップを介して循環が行われるエンドギャップ方式（Ｅｎｄ  Ｃａｐ  Ｔｙｐｅ）に区分されることができる。
【０００３】
図１のボールスクリュー装置は内部のボール１０が循環するようにするリターンピースが備わったディフレクター方式の従来のボールスクリュー装置を見せた断面図である。ここに図示したように、長く用意されたボールスクリューの外周面には螺旋形の外周溝１２が形成される。
【０００４】
そして、ボールスクリュー１１の外部には中空円筒管で用意されて内周面にはボールスクリューの外周溝１２と向き合うことができるように螺旋形の内周溝１４が形成されたボールナット１３が設置されており、このように相互に向き合うことができるように配置される半円型断面の外周溝１２と内周溝１４間には鋼鉄で用意されたボール１０が複数個挿入されて、ボールナット１３の内部一側にはボール１０が循環するようにリターンピース１８が形成される。
【０００５】
これで、ボールスクリュー装置は、外部の回転力がボールナット１３に伝えられてこれを回転させる時その内部のボール１０が外周溝１２と内周溝１４に沿って転がり運動してボールスクリューを有するシャフト１をその軸方向に押して再びリターンピース１８を介して循環する構造を有する。
【０００６】
しかしこのような従来のボールスクリュー装置は、ボールナット１３とシャフトのボールスクリュー１１を媒介するための複数のボール１０が転がり運動をして発生する振動、騷音を減殺させる装置がなくて騷音がそのまま運転手に伝えられて車両性能が低下してまた、このような振動により耐久性が低下する問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためにボールスクリュー装置の動作時発生する騷音と振動を減殺させることによって車両性能を向上させることができるようにボールスクリューを支持するダンパーを備えたボールスクリュー装置を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために本発明は、軸方向へ移動できて外周面に螺旋形の外周溝が形成されたボールスクリューと、前記ボールスクリューの外周溝と向き合う内周溝が形成されたボールナットと、前記のボールスクリューとボールナットがねじ結合できるように前記の外周溝と内周溝間に挿入される複数個のボールと、前記ボールナットの内周面と前記ボールスクリューの外周面間に騷音及び振動を低減させることができるようにするダンパーを備えたステアリングシステムのボールスクリュー装置を提供しており、ひいてはこのような本発明によるダンパーはボールナットに設置してボールスクリューの谷部あるいは山部を支持する構造を有している。
【発明の効果】
【０００９】
以上で詳細に説明したように、本発明によるステアリングシステムにおけるボールスクリュー装置は、ボールナットの両側端あるいは一側端にボールスクリューの谷部または山部を支持するようにする合成樹脂材質のダンパーを設置してボールの転がり運動時発生する振動及び騷音を減殺させて製品の信頼性を向上させる。
【００１０】
また、このような振動の減少効果はダンパーを設置しないボールスクリュー装置に比べて耐久性を増加させる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下では本発明の望ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明して、先に図示した図面と同一な参照符号は同一な部材を指す。
【００１２】
図２は、本発明によるボールスクリュー装置が有用であるように適用されることができる同軸タイプのラック駆動式電動パワーステアリングシステム（Ｒ−ＥＰＳ：Ｒａｃｋ  Ａｓｓｉｓｔ  Ｔｙｐｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を見せた断面図である。
【００１３】
図２に示したように、ラック駆動式電動パワーステアリング装置は外部ケーシング内で直線で往復運動可能なシャフト１と、このシャフトの後方にハンドル軸５の下段部に設置したピニオンと、このピニオンに噛合ってシャフト１を軸方向へ移動可能なようにするラック（Ｒａｃｋ：図示せず）が備わって、このラック＆ピニオンギヤ２によりステアリングホイールの回転がシャフト１の軸方向直線運動に変換できる。シャフト１はまた、ラックから遠い側のその外周面にボールスクリュー１１を有している。
【００１４】
また、ラックはシャフト１の一側に左、右に長く形成される中空のラックハウジング３に受容されて、このラックをさらに円滑に動作させることができるように操向力を倍加させるモーターが設置されるがこの時、モーターの外形を形成するモーターハウジング４はラックハウジング３と連結形成される。
【００１５】
そして、モーターハウジング４の内部面には固定子７が密着して固定設置されて、これの内部には回転可能に配置された回転子８が設置されており、この回転子の内部にはベアリングを介在してモーターシャフト９が設置される。
【００１６】
一方、モーターシャフト９内部にはボールスクリュー装置が設置されるが、このボールスクリュー装置はモーターシャフト９の一端側内部に設置するボールナット２３と、これの内部に挿入されて軸方向へ移動するボールスクリュー１１と、ボールナットとボールスクリュー間に挿入されるボール１０を備える。
【００１７】
したがって、このようなラック駆動式電動パワーステアリングシステムに本発明によるボールスクリュー装置を提供することによって、ステアリングホイールから与えられた手動操向力に応じてシャフトが軸方向へ移動しながら発生するボールスクリュー装置からの振動及び騷音がボールスクリュー装置の外部に伝えられて操向感を落とす問題点などを解消できるようになる。
【００１８】
また本発明によるダンパーは前記の同軸式Ｒ−ＥＰＳにだけでなくモーターの軸がシャフト１軸にななめに結合する非同軸タイプのＲ−ＥＰＳにおいても実施できる。
【００１９】
以下では本発明によるボールスクリュー装置の構成を望ましい実施形態を介してさらに詳細によく見る。
【００２０】
図３は、図２のボールスクリュー装置を詳細に示した図面であって、ボールナット２３の両側端でボールスクリューの谷部１６を支持するように設置されたダンパー２０を備えたボールスクリュー装置を見せた断面図である。図２と図３に示したように、ボールスクリュー１１はラックから遠い側のシャフト１の一側にシャフトと一体で用意されることであって、その外周面には螺旋形の外周溝１２を有している。
【００２１】
そして、ボールスクリュー１１の外部に設置するボールナット２３は中空で用意されてシャフト１の軸方向移動を助けるために回転可能に設置されることであって、その内周面にはボールスクリューの外周溝１２と対応することができるように螺旋形で延びる内周溝１４を有していてまた、このように相互に向き合うことができるように配置される半円型断面の外周溝１２と内周溝１４間には鋼鉄で用意されたボール１０が複数個挿入されている。
【００２２】
このようなボールスクリュー装置は外部の回転力がボールナット２３に伝えられてこれを回転させる時その内部のボール１０が転がり運動してシャフト１を軸方向へ移動させるようになる。
【００２３】
この時、ふっ素高分子重合体（ＰＴＦＥ：Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）を用いたダンパー２０をボールナット２３に設置してシャフト１の軸直角方向にボールスクリュー１１を支持するようにすることによってボール１０の回転によって発生する騷音と振動を減殺させるようになる。
【００２４】
すなわち、はちまき形態を有するダンパー２０をボールナット２３の両端側に設置して、ボールスクリューの外周溝１２の中心部に該当する屈曲部である谷部１６を支持することができるようにすることによってボール１０の転がり運動時発生する騷音や、シャフト１軸方向または軸の垂直方向への振動を減殺させる。
【００２５】
また、本発明によるダンパーはボールナット２３に設置する構造を有しており、ボールスクリューの谷部１６を支持しながらダンピングをするためには凹凸状のダンパー２０の上端部に該当する突出部２２はその先端がラウンド処理されていることが望ましい。
【００２６】
図４に示したように、本発明によるダンパー３０はボールナット３３の一側端に設置してボールスクリューの谷部１６を支持するように構成されることができてその作用は図３による場合と同じである。
【００２７】
図５は、本発明によるまた他の実施形態を示したものであって、ボールナット４３の両側端でねじの山に該当する部分であるボールスクリューの山部１５を支持するようにダンパー４０を設置することによって、ボール１０の転がり運動時発生する騷音やシャフト１軸の垂直方向への振動を低減させることができる。また、この場合にも前記のダンパーは図面上に図示しなかったがボールナット４３の一端側に設置してボールスクリューの山部１５を支持してダンピングするように設置することができる。
【００２８】
但し、このようにボールスクリューの山部１１を支持するダンパーの突出部４２は谷部１６を支持する場合のようにその先端がラウンド処理されることができるが、平坦面に処理されることが望ましい。
【００２９】
以下では本発明によるダンパーが設置されるボールナットの構造をよく見る。
【００３０】
図６は、本発明によってボールスクリューの谷部１６を支持するダンパーが設置されたボールナットの一部を切断してボールナットの内部を示した断面図である。ここに図示したように、ボールスクリューの谷部１６を支持するダンパー２０が設置されるボールナットの内周溝１４の終わり部分にはダンパーが設置されることができる溝が延長形成されていてこの延長形成される溝はダンパー２０がボールナット２３に結合してこれと分離できないようにラウンド半円型の内周溝１４と違って四角形などの角が付けられた溝で用意される。
【００３１】
すなわち、凹凸状の下段部に該当するダンパーの結合部２１はボールナットの内周溝１４に延長形成された溝に安着されてボールナット２３から離脱しなくて、凹凸状の上端部に該当する突出部２２はボールスクリューの谷部１６を支持してボールスクリュー装置から発生する振動などを減殺させる。
【００３２】
図７は、本発明によってボールスクリューの山部１５を支持するダンパー４０が設置されたボールナット４３の一部を切断してボールナットの内部を示した断面図である。ボールナットの内周溝１４の終わり部分には、谷部１６を支持するボールナット２３の内部断面図である図６で図示したところとは違って、ボールスクリューの山部を支持するダンパー４０を設置するための四角形などの角が付けられた溝がボールナット４３の内周溝１４と内周溝１４間に用意される。
【００３３】
図８は、ボールスクリューの谷部を支持するダンパー２０、３０の斜視図であって、はちまき形態のダンパーはボールナットの一端から始まって一ピッチ（Ｐｉｔｃｈ）の周長程度に形成されてボールナットに設置される。この時、ダンパーが設置されるボールナットの構造に対応してダンパーの両端は相互に一ピッチの距離程度だけずれている。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明はステアリングシステムのボールスクリュー装置に係り、ボールナットの両側端あるいは一側端にボールスクリューの谷部または山部を支持するようにする合成樹脂材質のダンパーを設置することによって、ボールの転がり運動時発生する振動及び騷音を低減させることができる。したがって、本発明は車両用ステアリング装置に利用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】リターンピースが備わったディフレクター方式の従来のボールスクリュー装置を見せた断面図。
【図２】一般的なラック駆動式電動パワーステアリングシステムを見せた断面図。
【図３】ボールナットの両側端でボールスクリューの谷部を支持するように設置されたダンパーを備えたボールスクリュー装置を見せた断面図。
【図４】本発明によってボールナットの一側端でボールスクリューの谷部を支持するように設置されたダンパーを備えたボールスクリュー装置を見せた断面図。
【図５】本発明によってボールナットの両側端でボールスクリューの山部を支持するように設置されたダンパーを備えたボールスクリュー装置を見せた断面図。
【図６】本発明によってボールスクリューの谷部を支持するダンパーが設置されたボールナットの一部を切断してボールナットの内部を示した断面図。
【図７】本発明によってボールスクリューの山部を支持するダンパーが設置されたボールナットの一部を切断してボールナットの内部を示した断面図。
【図８】本発明によってボールナットに設置したダンパーをボールナットと分離して示したダンパーの斜視図。
【符号の説明】
【００３６】
１：シャフト
２：ラック＆ピニオンギヤ
３：ラックハウジング
４：モーターハウジング
６：タイロッド
７：固定子
８：回転子
９：モーターシャフト
１０：ボール
１１：ボールスクリュー
１２：外周溝
１３、２３、３３、４３：ボールナット
１４：内周溝
１５：山部
１６：谷部
２０、３０、４０：ダンパー
２１、３１、４１：結合部
２２、３２、４２：突出部
【図１】
2006088793.tif 000003
【図２】
2006088793.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006088793.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006088793.tif 000008
【図７】
2006088793.tif 000009
【図８】
2006088793.tif 000010