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JP7346888B2 - Steering device and ball screw device - Google Patents

Steering device and ball screw device Download PDF

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JP7346888B2
JP7346888B2 JP2019077357A JP2019077357A JP7346888B2 JP 7346888 B2 JP7346888 B2 JP 7346888B2 JP 2019077357 A JP2019077357 A JP 2019077357A JP 2019077357 A JP2019077357 A JP 2019077357A JP 7346888 B2 JP7346888 B2 JP 7346888B2
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pulley
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聡 本山
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Description

本発明は、ボールナットを回転させてねじ軸体を軸方向に移動させるステアリング装置、およびボールねじ装置に関する。 The present invention relates to a steering device that rotates a ball nut to move a screw shaft body in the axial direction, and a ball screw device.

ボールねじ装置の1つとして、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、ねじ軸のねじ溝に複数のボールを介して螺合されたボールナットとを備え、ボールナットを回転させることによりねじ軸を直動させる装置がある。 One type of ball screw device includes a screw shaft with a spiral thread groove formed on the outer peripheral surface and a ball nut screwed into the thread groove of the screw shaft via a plurality of balls, and the ball nut is rotated. There is a device that moves the screw shaft in a straight line by moving the screw shaft.

例えば特許文献1に記載のボールねじ装置は、ボールナットの外周面から放射方向に突出する突起を設け、この突起と嵌め合うことのできる溝を備えたプーリーを備えている。そしてプーリーをベルトなどにより回転させ、プーリーの溝とボールナットの突起との係合によりトルクを伝達している。 For example, a ball screw device described in Patent Document 1 includes a pulley having a protrusion that protrudes radially from the outer circumferential surface of a ball nut and a groove that can fit into the protrusion. The pulley is rotated by a belt or the like, and torque is transmitted by engagement between the groove of the pulley and the protrusion of the ball nut.

特開2006-69517号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-69517

ところで、ねじ軸体の軸方向においてボールナットとプーリーとをボルトなどを用いて締結し当該締結力によりトルクを伝達する場合、複雑な加工によりボールナットの外周面にトルクを伝達するための突起を設ける必要はなくなる。 By the way, when a ball nut and a pulley are fastened together using a bolt or the like in the axial direction of a screw shaft body and torque is transmitted by the fastening force, protrusions for transmitting torque are formed on the outer peripheral surface of the ball nut using complicated machining. There is no need to provide one.

しかし、軸方向においてボールナットとプーリーとを締結するに際し、ボールナット、およびプーリーの一方に設けられたねじ穴と貫通孔との位相合わせなどに手間取り、組立時間が長くなるという課題が生じていた。 However, when connecting the ball nut and pulley in the axial direction, it takes time to align the threaded hole and through hole provided on one side of the ball nut and pulley, resulting in a longer assembly time. .

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ボールナットとプーリーとを容易に締結することができるステアリング装置、およびボールねじ装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and aims to provide a steering device and a ball screw device that can easily connect a ball nut and a pulley.

上記目的を達成するために、本発明の1つであるステアリング装置は、外周面部に第一ねじ溝を備え、転舵輪を転舵するねじ軸体と、前記第一ねじ溝と共に複数のボールが転動する転動路を形成する第二ねじ溝を内周面部に有するボールナットと、前記ボールナットの外周面部に形成された取付孔に挿入され、前記ボールの環流路を形成する循環部材と、前記ボールナットの外周面部に嵌め合わされる内周面部を有し、軸方向の端部において前記ボールナットと締結されるプーリーと、前記ねじ軸体を収容するハウジングと、前記ハウジングに固定され前記プーリーを回転駆動する駆動手段とを備え、前記循環部材は、前記取付孔に取り付けられた状態において前記ボールナットの外周面よりも突出する突出部を備え、前記プーリーは、前記ねじ軸体の軸方向に延在し径方向に窪み前記突出部を収容する一端が開口する溝部を内周面部に備える。 In order to achieve the above object, a steering device according to the present invention includes a threaded shaft body that includes a first threaded groove on an outer circumferential surface portion, and that steers a steered wheel, and a plurality of balls together with the first threaded groove. a ball nut having a second threaded groove on its inner peripheral surface that forms a rolling path for rolling; and a circulation member that is inserted into a mounting hole formed in an outer peripheral surface of the ball nut and forms a circulation path for the ball. , a pulley having an inner circumferential surface fitted to an outer circumferential surface of the ball nut and fastened to the ball nut at an axial end; a housing accommodating the screw shaft body; a driving means for rotationally driving a pulley, the circulation member includes a protrusion that protrudes beyond the outer peripheral surface of the ball nut when attached to the mounting hole, and the pulley is configured to rotate the shaft of the screw shaft body. The inner peripheral surface portion is provided with a groove portion extending in the direction, recessed in the radial direction, and having an open end for accommodating the protrusion portion.

また、上記目的を達成するために、本発明の他の1つであるボールねじ装置は、外周面部に第一ねじ溝を備えるねじ軸体と、前記第一ねじ溝と共に複数のボールが転動する転動路を形成する第二ねじ溝を内周面部に有するボールナットと、前記ボールナットの外周面部に形成された取付孔に挿入され、前記ボールの環流路を形成する循環部材と、前記ボールナットの外周面部に嵌め合わされる内周面部を有し、前記ねじ軸体の軸方向において前記ボールナットと締結されるプーリーとを備え、前記循環部材は、前記取付孔に取り付けられた状態において前記ボールナットの外周面よりも突出する突出部を備え、前記プーリーは、前記ねじ軸体の軸方向に延在し径方向に窪み前記突出部を収容する一端が開口する溝部を内周面部に備える。 In addition, in order to achieve the above object, a ball screw device according to another aspect of the present invention includes a screw shaft body having a first thread groove on the outer peripheral surface thereof, and a plurality of balls rolling together with the first thread groove. a ball nut having a second threaded groove on its inner peripheral surface that forms a rolling path for the ball; a circulation member that is inserted into a mounting hole formed in the outer peripheral surface of the ball nut and forms a circulation path for the ball; and a pulley having an inner circumferential surface portion that is fitted to an outer circumferential surface portion of the ball nut and is fastened to the ball nut in the axial direction of the screw shaft body, and the circulation member is mounted in the mounting hole. The pulley includes a protrusion that protrudes beyond the outer circumferential surface of the ball nut, and the pulley has a groove on the inner circumferential surface that extends in the axial direction of the screw shaft body, is recessed in the radial direction, and is open at one end to accommodate the protrusion. Be prepared.

本発明によれば、ボールナットにプーリーを組み付ける際の作業効率を向上させることができる。 According to the present invention, work efficiency when assembling a pulley to a ball nut can be improved.

本実施の形態に係るステアリング装置の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a steering device according to the present embodiment. 本実施の形態に係るボールナット近傍を一部断面で示す図である。FIG. 3 is a partially cross-sectional view showing the vicinity of the ball nut according to the present embodiment. 本実施の形態に係るプーリーを外してボールナットを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the ball nut with the pulley removed according to the present embodiment. 本実施の形態に係るボールナット、プーリー、および循環部材を分解して示す斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing a ball nut, a pulley, and a circulation member according to the present embodiment. 本実施の形態に係るプーリー、軸受が取り付けられたボールナットを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a ball nut to which a pulley and a bearing are attached according to the present embodiment. 本実施の形態に係るプーリー、軸受が取り付けられたボールナットを別方向から示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a ball nut to which a pulley and a bearing are attached according to the present embodiment from another direction. 本実施の形態に係る突出部と溝部との関係をプーリーを透過状態で示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the relationship between the protrusion and the groove according to the present embodiment with the pulley in a transparent state. 別形状の突出部、別形状の溝部をプーリーを透過状態で示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a protrusion of a different shape and a groove of a different shape with the pulley in a transparent state. 他の実施例に係るステアリング装置を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a steering device according to another embodiment. 他の実施例に係るステアリング装置を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a steering device according to another embodiment.

以下に、本発明に係るボールねじ装置を備えるステアリング装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Embodiments of a steering device including a ball screw device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the embodiments described below are all inclusive or specific examples. The numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components, steps, order of steps, etc. shown in the following embodiments are merely examples, and do not limit the present invention. Further, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the most significant concept will be described as arbitrary constituent elements.

また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。 Further, the drawings are schematic diagrams with appropriate emphasis, omission, and ratio adjustment in order to illustrate the present invention, and may differ from the actual shapes, positional relationships, and ratios.

図1は、ステアリング装置を示す図である。同図に示すように、ステアリング装置100は、ステアリングホイールなどの操作部材200の運転者の操作によるトルクと駆動手段150によるアシストトルクに基づき転舵輪210を転舵させるパワーステアリング装置であり、ねじ軸体110と、ボールナット120と、プーリー130と、ハウジング140と、駆動手段150とを備えている。本実施の形態の場合、ステアリング装置100はさらに、複数の軸体が自在継手により連結され、運転者の操作による操作部材200の回転トルクをねじ軸体110に機械的に伝達するステアリングシャフト160を備えている。 FIG. 1 is a diagram showing a steering device. As shown in the figure, the steering device 100 is a power steering device that steers steered wheels 210 based on the torque generated by the driver's operation of an operating member 200 such as a steering wheel and the assist torque from the drive means 150. It includes a body 110, a ball nut 120, a pulley 130, a housing 140, and a driving means 150. In the case of the present embodiment, the steering device 100 further includes a steering shaft 160 in which a plurality of shaft bodies are connected by a universal joint and mechanically transmits the rotational torque of the operating member 200 operated by the driver to the screw shaft body 110. We are prepared.

ねじ軸体110は、外周面部の一部に第一ねじ溝111を備える棒状の部材である。ステアリング装置100に備えられるねじ軸体110は、タイロッド211を介して転舵輪210に接続され、転舵輪210を転舵する転舵軸体として機能する。また、ねじ軸体110の他部にはラック112が設けられており、ステアリングシャフト160の先端部に設けられたピニオン161と噛み合うラックアンドピニオン機構が形成される。ステアリング装置100は、ステアリングシャフト160を介して伝えられる回転トルクがねじ軸体110の直動に変換されると共に、駆動手段150によるアシストトルクがねじ軸体110の直動に変換されるいわゆる電動パワーステアリング装置となっている。 The screw shaft body 110 is a rod-shaped member having a first screw groove 111 in a part of its outer peripheral surface. The threaded shaft body 110 provided in the steering device 100 is connected to the steered wheel 210 via the tie rod 211, and functions as a steered shaft body that steers the steered wheel 210. Further, a rack 112 is provided on the other portion of the screw shaft body 110, forming a rack and pinion mechanism that meshes with a pinion 161 provided at the tip of the steering shaft 160. The steering device 100 is a so-called electric power system in which the rotational torque transmitted through the steering shaft 160 is converted into direct motion of the screw shaft body 110, and the assist torque by the driving means 150 is converted into direct motion of the screw shaft body 110. It is a steering device.

ハウジング140は、ねじ軸体110を収容する部材である。本実施の形態の場合、ハウジング140は、一体に成形されたブラケットを用いて車体に固定され、内側に収容したねじ軸体110を軸線方向にガイドする部材である。ハウジング140は、例えばアルミニウム合金により形成される。また、ハウジング140の両端部には、ゴム等で形成された蛇腹管状のブーツ142が、取り付けられている。ブーツ142によりハウジング140の長手方向の両開口端部が封止されているため、ハウジング140はある程度密閉された状態となり、内方に水、泥などが侵入することを防止している。 The housing 140 is a member that accommodates the screw shaft body 110. In the case of this embodiment, the housing 140 is a member that is fixed to the vehicle body using an integrally molded bracket and guides the screw shaft body 110 housed inside in the axial direction. Housing 140 is made of, for example, an aluminum alloy. Furthermore, bellows-like tubular boots 142 made of rubber or the like are attached to both ends of the housing 140. Since both longitudinal open ends of the housing 140 are sealed by the boots 142, the housing 140 is sealed to some extent, preventing water, mud, etc. from entering inside.

図2は、ボールナット近傍を一部断面で示す図である。図3は、プーリーを外してボールナットを示す斜視図である。図4は、ボールナット、プーリー、および循環部材を分解して示す斜視図である。ボールナット120は、ねじ軸体110に設けられた第一ねじ溝111と対向状に設けられ、第一ねじ溝111と共に複数のボール121が転動する転動路を形成する第二ねじ溝122を内周面部に有する円筒状の部材である。ボールナット120の外周面部に形成された取付孔123には、ボール121の環流路を形成する循環部材124が圧入状態で取り付けられている。 FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the vicinity of the ball nut. FIG. 3 is a perspective view showing the ball nut with the pulley removed. FIG. 4 is an exploded perspective view of the ball nut, pulley, and circulation member. The ball nut 120 is provided opposite to the first thread groove 111 provided on the screw shaft body 110, and has a second thread groove 122 that forms a rolling path along which a plurality of balls 121 roll together with the first thread groove 111. It is a cylindrical member having an inner peripheral surface. A circulation member 124 that forms a circulation path for the balls 121 is press-fitted into an attachment hole 123 formed on the outer peripheral surface of the ball nut 120 .

ボールナット120に設けられた取付孔123は、第一ねじ溝111と第二ねじ溝122とで形成される転動路に連通し、ボール121が通過可能な連通孔を2箇所備えている。取付孔123に挿入される循環部材124には、一方の連通孔において転動路から掬い上げられたボール121を他方の連通孔まで案内して転動路に戻す環流路が形成されている。なお、循環路は、循環部材124の内部に形成されても良く、また取付孔123の底面部に設けられた溝と循環部材124に対向状に設けられた溝とにより形成されても構わない。 The mounting hole 123 provided in the ball nut 120 communicates with a rolling path formed by the first thread groove 111 and the second thread groove 122, and includes two communicating holes through which the balls 121 can pass. The circulation member 124 inserted into the attachment hole 123 is formed with a circulation path that guides the ball 121 scooped up from the rolling path in one communication hole to the other communication hole and returns to the rolling path. Note that the circulation path may be formed inside the circulation member 124, or may be formed by a groove provided at the bottom of the mounting hole 123 and a groove provided oppositely to the circulation member 124. .

ねじ軸体110に対してボールナット120を回転させた場合、循環部材124は、転動路から掬い上げたボール121をいずれか一方の連通孔を通じて環流路に導き、他方の連通孔を通じて転動路に排出する機能を有している。この環流路を介してボール121が転動路を無限循環することにより、低い摩擦抵抗でボールナット120の回転をねじ軸体110の直動に変換することが可能となっている。循環部材124は、取付孔123に取り付けられた状態においてボールナット120の外周面よりも突出する突出部125を備えている。突出部125の詳細については後述する。 When the ball nut 120 is rotated with respect to the screw shaft body 110, the circulation member 124 guides the balls 121 scooped up from the rolling path to the circulation path through one of the communication holes, and causes the balls 121 to roll through the other communication hole. It has the function of discharging into the street. By infinitely circulating the balls 121 in the rolling path via this circulation path, it is possible to convert the rotation of the ball nut 120 into linear motion of the screw shaft body 110 with low frictional resistance. The circulation member 124 includes a protrusion 125 that protrudes beyond the outer peripheral surface of the ball nut 120 when attached to the attachment hole 123. Details of the protrusion 125 will be described later.

ボールナット120は、ねじ軸体110が刺し通された状態でハウジング140に収容され、ハウジング140に軸受141を介して取り付けられている。ボールナット120は、ハウジング140に対しねじ軸体110の軸周りに回転する。ボールナット120の端面には、後述のプーリー130を固定するための締結部材152が挿入される第二締結穴127(図2参照)が複数箇所に設けられている。 The ball nut 120 is accommodated in the housing 140 with the screw shaft 110 pierced therethrough, and is attached to the housing 140 via a bearing 141. The ball nut 120 rotates around the axis of the screw shaft body 110 relative to the housing 140. The end surface of the ball nut 120 is provided with a plurality of second fastening holes 127 (see FIG. 2) into which fastening members 152 for fixing a pulley 130 (described later) are inserted.

プーリー130は、ボールナット120の外周面部に嵌め合わされる円筒状の内周面部を有し、ねじ軸体110の軸方向(図中Y軸方向)においてボールナット120と締結される円筒状の部材である。本実施の形態の場合、プーリー130は、一端部において内方向かって径方向に突出し、ねじ軸体110が刺し通される円環状のフランジ部131を備える。フランジ部131には、ボルトなどの締結部材152が刺し通される第一締結孔132が複数箇所に設けられている。第一締結孔132は、ボールナット120の端面に設けられた第二締結穴127に対応する位置にプーリー130の回転軸に沿って貫通して配置されている。プーリー130に設けられる溝部133については後述する。 The pulley 130 is a cylindrical member that has a cylindrical inner circumferential surface that fits into the outer circumferential surface of the ball nut 120 and is fastened to the ball nut 120 in the axial direction of the screw shaft body 110 (Y-axis direction in the figure). It is. In the case of the present embodiment, the pulley 130 includes an annular flange portion 131 that protrudes inwardly and radially at one end, and through which the screw shaft body 110 is pierced. The flange portion 131 is provided with a plurality of first fastening holes 132 into which fastening members 152 such as bolts are inserted. The first fastening hole 132 is disposed to penetrate along the rotation axis of the pulley 130 at a position corresponding to the second fastening hole 127 provided in the end surface of the ball nut 120. The groove portion 133 provided in the pulley 130 will be described later.

プーリー130は、駆動手段150から回転トルクが伝達されることによりねじ軸体110の軸周りに回転し、締結部材152の締結力によりボールナット120の端面に固定されたフランジ部131を介してボールナット120を回転させる。 The pulley 130 rotates around the axis of the screw shaft body 110 due to rotational torque being transmitted from the driving means 150, and the pulley 130 rotates around the axis of the screw shaft body 110, and tightens the ball via the flange portion 131 fixed to the end surface of the ball nut 120 by the fastening force of the fastening member 152. Rotate the nut 120.

なお、プーリー130の外周面には、溝などベルト151との摩擦力を高める構造などが設けられていても構わない。 Note that the outer peripheral surface of the pulley 130 may be provided with a structure such as a groove to increase the frictional force with the belt 151.

駆動手段150は、ハウジング140に固定されプーリー130を回転駆動する。本実施の形態の場合、駆動手段150は、モータと、モータの出力軸に取り付けられた駆動プーリー153と、駆動プーリー153と従動プーリーとして機能するプーリー130とに巻き掛けられた無端状のベルト151を備えている。 The driving means 150 is fixed to the housing 140 and drives the pulley 130 to rotate. In the case of this embodiment, the driving means 150 includes a motor, a driving pulley 153 attached to the output shaft of the motor, and an endless belt 151 wound around the driving pulley 153 and a pulley 130 functioning as a driven pulley. It is equipped with

ねじ軸体110と、ボールナット120と、プーリー130とを備えるボールねじ装置と、プーリー130よりも径が小さい駆動プーリー153を備えた駆動手段150とにより操作部材200からの回転トルクをアシストするアシストトルクを発生させるアシスト機構が構成される。具体的にアシスト機構は次のような動作によりアシストトルクをねじ軸体110に伝達する。つまり、モータによって駆動プーリー153を回転させると、ベルト151を介してプーリー130が回転する。プーリー130は駆動プーリー153よりも径大であるため減速状態となる。プーリー130と一体に組み付けられたボールナット120も回転する。ボールナット120がねじ軸体110に対して相対回転すると、ボール121がボールナット120、およびねじ軸体110から負荷(摩擦力)を受けて転動路及び環流路を無限循環する。このボール121の無限循環を通じて、ボールナット120に付与されたトルクがねじ軸体110の直動に変換され、ねじ軸体110がボールナット120に対して軸方向に相対移動する。すなわちねじ軸体110に軸方向の力が付与される。このねじ軸体110に付与される軸方向の力がアシスト力となって運転者のステアリング操作が補助される。 A ball screw device including a screw shaft body 110, a ball nut 120, and a pulley 130, and a drive means 150 including a drive pulley 153 having a smaller diameter than the pulley 130 to assist the rotational torque from the operating member 200. An assist mechanism that generates torque is configured. Specifically, the assist mechanism transmits assist torque to the screw shaft body 110 by the following operation. That is, when the drive pulley 153 is rotated by the motor, the pulley 130 is rotated via the belt 151. Since the pulley 130 has a larger diameter than the drive pulley 153, it is in a deceleration state. The ball nut 120 assembled integrally with the pulley 130 also rotates. When the ball nut 120 rotates relative to the screw shaft 110, the balls 121 receive a load (frictional force) from the ball nut 120 and the screw shaft 110 and endlessly circulate in the rolling path and the circulation path. Through this endless circulation of the balls 121, the torque applied to the ball nut 120 is converted into direct motion of the screw shaft 110, and the screw shaft 110 moves relative to the ball nut 120 in the axial direction. That is, an axial force is applied to the screw shaft body 110. The axial force applied to the screw shaft body 110 serves as an assist force to assist the driver in steering operation.

次に、ボールナット120の外周面から突出する循環部材124の一部である突出部125と、ねじ軸体110の軸方向に延在し径方向に窪んで、突出部125を収容するプーリー130の内周面に設けられた溝部133との関係を説明する。図5は、プーリー、軸受が取り付けられたボールナットを示す斜視図である。図6は、プーリー、軸受が取り付けられたボールナットを別方向から示す斜視図である。図7は、プーリーとボールナットが組み付けられた状態における突出部と溝部との関係を、プーリーを透過状態で示す平面図である。 Next, a protrusion 125 that is a part of the circulation member 124 protrudes from the outer peripheral surface of the ball nut 120, and a pulley 130 that extends in the axial direction of the screw shaft body 110 and is recessed in the radial direction and accommodates the protrusion 125. The relationship with the groove portion 133 provided on the inner circumferential surface of will be explained. FIG. 5 is a perspective view showing a ball nut to which a pulley and a bearing are attached. FIG. 6 is a perspective view showing the ball nut to which the pulley and bearing are attached from another direction. FIG. 7 is a plan view showing the relationship between the protrusion and the groove when the pulley and ball nut are assembled, with the pulley seen through.

本実施の形態の場合、突出部125は、図3に示すように、ボールナット120の取付孔123の全体において突出している。つまり、ボールナット120の径方向において、循環部材124の長さは、取付孔123の深さよりも突出部125の分だけ長くなるように設定されている。 In the case of this embodiment, the protrusion 125 protrudes from the entire mounting hole 123 of the ball nut 120, as shown in FIG. That is, in the radial direction of the ball nut 120, the length of the circulation member 124 is set to be longer than the depth of the attachment hole 123 by the amount of the protrusion 125.

溝部133は、ねじ軸体110の軸方向において軸受141側の一端部が開口しており、ボールナット120にプーリー130を嵌め込むことにより循環部材124の突出部125の少なくとも一部を収容することができる部分となっている。また、ねじ軸体110の軸方向を中心とした周方向において、溝部133の少なくとも一方の側壁に対しフランジ部131に設けられた第一締結孔132の管軸は、所定の位相に設定されている。一方、溝部133の側壁に当接する突出部125に対し、ボールナット120の端面に設けられた第二締結穴127の管軸も前記第一締結孔132と同じ位相になるように設定されている。これにより、溝部133に突出部125を収容した状態で、ボールナット120に対しプーリー130を周方向に回転させて突出部125と溝部133の側壁とを当接させることによって、第一締結孔132と第二締結穴127とを容易に対向させることが可能となる。従って、締結部材152を第一締結孔132に刺し通し、第二締結穴127に容易にねじ込むことが可能となり、ボールナット120にプーリー130を固定する際の作業効率を向上させることが可能となる。 The groove 133 is open at one end on the bearing 141 side in the axial direction of the screw shaft body 110, and can accommodate at least a portion of the protrusion 125 of the circulation member 124 by fitting the pulley 130 into the ball nut 120. This is the part where it can be done. Further, in the circumferential direction centered on the axial direction of the screw shaft body 110, the tube axis of the first fastening hole 132 provided in the flange portion 131 with respect to at least one side wall of the groove portion 133 is set at a predetermined phase. There is. On the other hand, the tube axis of the second fastening hole 127 provided in the end face of the ball nut 120 is also set to be in the same phase as the first fastening hole 132 with respect to the protrusion 125 that abuts the side wall of the groove 133. . As a result, with the protrusion 125 accommodated in the groove 133, the pulley 130 is rotated in the circumferential direction relative to the ball nut 120 to bring the protrusion 125 and the side wall of the groove 133 into contact with each other. and the second fastening hole 127 can be easily opposed to each other. Therefore, it becomes possible to pierce the fastening member 152 into the first fastening hole 132 and screw it into the second fastening hole 127 easily, and it becomes possible to improve the work efficiency when fixing the pulley 130 to the ball nut 120. .

また、ボールナット120の外周面に取り付ける循環部材124の一部をボールナット120の外周面から突出させることにより、ボールナット120の外周面に位置決め用の突起を設ける加工をする必要がなくなり、ボールナット120を容易に加工することが可能となる。さらに、圧入された循環部材124の少なくとも一部をプーリー130で覆うため、プーリー130が循環部材124の抜け止めとして機能する。 Furthermore, by making a part of the circulation member 124 attached to the outer circumferential surface of the ball nut 120 protrude from the outer circumferential surface of the ball nut 120, there is no need to process the outer circumferential surface of the ball nut 120 to provide a positioning protrusion. It becomes possible to process the nut 120 easily. Further, since at least a portion of the press-fitted circulation member 124 is covered by the pulley 130, the pulley 130 functions to prevent the circulation member 124 from coming off.

本実施の形態の場合、突出部125は、プーリー130がボールナット120に取り付けられた状態において溝部133の対向する第一側壁135、および第二側壁136(図7参照)の両方に当接する。これによりプーリー130とボールナット120が周方向に相対的に動かない状態となり、安定した状態で締結部材152を第一締結孔132に刺し通し、第二締結穴127に容易にねじ込むことが可能となる。 In the case of the present embodiment, the protruding portion 125 abuts both the first side wall 135 and the second side wall 136 (see FIG. 7) facing each other of the groove portion 133 when the pulley 130 is attached to the ball nut 120. As a result, the pulley 130 and the ball nut 120 are in a state where they do not move relative to each other in the circumferential direction, and the fastening member 152 can be inserted into the first fastening hole 132 and easily screwed into the second fastening hole 127 in a stable state. Become.

また、溝部133の一方の側壁である第二側壁136は、溝部133の開口に向かうに従い、つまり軸受141に向かうに従い他方の側壁である第一側壁135から漸次遠ざかる第一傾斜面部として機能している。また、突出部125は、傾斜面部として機能する第二側壁136に当接する第二傾斜面部128と、溝部133の他方の側壁に当接する末端部129と、を備えている。これにより、ボールナット120にプーリー130を嵌め込む際に、第一傾斜面部として機能する第二側壁136と、第二傾斜面部128とが面接触し、反対側の第一側壁135に突出部125の末端部129が当接するようにボールナット120に対するプーリー130の相対的回転を案内することが可能となる。従って、突出部125に対する溝部133の正確な位置をあまり気にすることなくボールナット120にプーリー130を嵌め込んでも、第二締結穴127に第一締結孔132の位相を容易に合わせることが可能となり、作業効率が向上する。 Further, the second side wall 136 that is one side wall of the groove portion 133 functions as a first inclined surface portion that gradually moves away from the first side wall 135 that is the other side wall as it goes toward the opening of the groove portion 133, that is, as it goes toward the bearing 141. There is. Furthermore, the protruding portion 125 includes a second inclined surface portion 128 that contacts a second side wall 136 that functions as an inclined surface portion, and an end portion 129 that contacts the other side wall of the groove portion 133. As a result, when the pulley 130 is fitted into the ball nut 120, the second side wall 136 functioning as the first inclined surface portion and the second inclined surface portion 128 come into surface contact, and the protruding portion 125 is attached to the first side wall 135 on the opposite side. It is possible to guide the relative rotation of the pulley 130 with respect to the ball nut 120 so that the distal end 129 of the ball nut 120 comes into contact with the ball nut 120 . Therefore, even if the pulley 130 is fitted into the ball nut 120 without worrying too much about the exact position of the groove 133 relative to the protrusion 125, it is possible to easily match the phase of the first fastening hole 132 with the second fastening hole 127. This improves work efficiency.

また、ボールナット120は、ねじ軸体110の軸方向において、循環部材124が取り付けられる取付孔123よりもプーリー130が嵌め込まれる端部側に凹凸のない外周面が真円状の円筒である第一嵌合面部126が設けられている。一方、溝部133の開口端と反対側(フランジ部131側)におけるプーリー130の内周面には、第一嵌合面部126と嵌め合うことができ、凹凸のない内周面が真円状の円筒である第二嵌合面部134が設けられている。凹凸のない第一嵌合面部126と凹凸のない第二嵌合面部134とが嵌め合わされることにより、ボールナット120とプーリー130とを同軸上に高精度に配置することができ、プーリー130の回転軸とボールナット120の回転軸を高い精度で一致させることが可能となる。 In addition, the ball nut 120 is a cylinder whose outer circumferential surface is a perfect circle with no irregularities on the end side where the pulley 130 is fitted rather than the mounting hole 123 where the circulation member 124 is installed in the axial direction of the screw shaft body 110. A fitting surface portion 126 is provided. On the other hand, the inner circumferential surface of the pulley 130 on the side opposite to the open end of the groove section 133 (on the flange section 131 side) can be fitted with the first fitting surface section 126, and has a perfectly circular inner circumferential surface without unevenness. A second fitting surface portion 134 that is cylindrical is provided. By fitting the first fitting surface portion 126 with no unevenness and the second fitting surface portion 134 with no unevenness, the ball nut 120 and the pulley 130 can be coaxially arranged with high precision, and the It becomes possible to match the rotation axis of the ball nut 120 with high precision.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the embodiments of the present invention may be realized by arbitrarily combining the components described in this specification or by excluding some of the components. The present invention also includes modifications obtained by making various modifications to the above-described embodiments that a person skilled in the art can conceive without departing from the gist of the present invention, that is, the meaning of the words written in the claims. It will be done.

例えば、突出部125は、取付孔123の全体にわたって突出する必要はなく、図8に示すように循環部材124の一部において突出するものでも構わない。この場合、循環部材124において突出部125以外の部分は、ボールナット120の外周面と面一、またはボールナット120の外周面よりも窪んだ位置に配置されても構わない。また、突出部125の形状も円柱形状ばかりでなく楔形状など任意の形状を採用しうる。 For example, the protrusion 125 does not need to protrude over the entire mounting hole 123, and may protrude from a portion of the circulation member 124 as shown in FIG. In this case, the portions of the circulation member 124 other than the protruding portion 125 may be arranged flush with the outer circumferential surface of the ball nut 120 or at a position recessed from the outer circumferential surface of the ball nut 120. Further, the shape of the protruding portion 125 may be any shape such as not only a cylindrical shape but also a wedge shape.

また、溝部133の形状は、特に限定されるものではなく、図8に示すように対向する第一側壁135、および第二側壁136が共に傾斜する形状であっても構わない。 Further, the shape of the groove portion 133 is not particularly limited, and the first side wall 135 and the second side wall 136 facing each other may both be inclined as shown in FIG. 8 .

また、ステアリング装置100は、図9に示すように、操作部材200とねじ軸体110とが機械的に連結されず、操作部材200の回転角などをセンサ等で読み取り、センサ等の信号に基づいてねじ軸体110がボールナット120の回転により往復動し、転舵輪210を転舵するいわゆるSBW(Steer By Wire System)であってもよい。 Further, as shown in FIG. 9, in the steering device 100, the operating member 200 and the screw shaft body 110 are not mechanically connected, and the rotation angle of the operating member 200 is read by a sensor or the like, and the rotation angle of the operating member 200 is read based on the signal from the sensor or the like. It may be a so-called SBW (Steer By Wire System) in which the screw shaft body 110 reciprocates by the rotation of the ball nut 120 and steers the steered wheels 210.

さらに、ステアリング装置100は、図10に示すように、操作部材200、ステアリングシャフト160などを備えず、コンピュータが操向を行う自動ステアリング装置であっても構わない。 Furthermore, as shown in FIG. 10, the steering device 100 may be an automatic steering device that does not include the operating member 200, the steering shaft 160, etc. and is steered by a computer.

本発明は車両などのステアリング装置であって、人による操舵力をアシストすることができるステアリング装置、操作部材と転舵輪とが機械的に接続されず、電気的に操舵されるSBW、自動ステアリング装置などに利用可能である。 The present invention relates to a steering device for a vehicle, etc., which is capable of assisting human steering force, an SBW in which the operating member and the steered wheels are not mechanically connected, and are electrically steered, and an automatic steering device. It can be used for etc.

ボールねじ装置は、モータの回転をキャリパを駆動する直動に変換する電動ブレーキ装置などにも利用可能である。 The ball screw device can also be used in an electric brake device that converts the rotation of a motor into linear motion that drives a caliper.

100…ステアリング装置、110…ねじ軸体、111…第一ねじ溝、112…ラック、120…ボールナット、121…ボール、122…第二ねじ溝、123…取付孔、124…循環部材、125…突出部、126…第一嵌合面部、127…第二締結穴、128…第二傾斜面部、129…末端部、130…プーリー、131…フランジ部、132…第一締結孔、133…溝部、134…第二嵌合面部、135…第一側壁、136…第二側壁、140…ハウジング、141…軸受、142…ブーツ、150…駆動手段、151…ベルト、152…締結部材、153…駆動プーリー、160…ステアリングシャフト、161…ピニオン、200…操作部材、210…転舵輪、211…タイロッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Steering device, 110... Screw shaft body, 111... First thread groove, 112... Rack, 120... Ball nut, 121... Ball, 122... Second thread groove, 123... Mounting hole, 124... Circulation member, 125... Projection part, 126... First fitting surface part, 127... Second fastening hole, 128... Second inclined surface part, 129... End part, 130... Pulley, 131... Flange part, 132... First fastening hole, 133... Groove part, 134... Second fitting surface part, 135... First side wall, 136... Second side wall, 140... Housing, 141... Bearing, 142... Boot, 150... Drive means, 151... Belt, 152... Fastening member, 153... Drive pulley , 160...Steering shaft, 161...Pinion, 200...Operation member, 210...Steered wheel, 211...Tie rod

Claims (6)

外周面部に第一ねじ溝を備え、転舵輪を転舵するねじ軸体と、
前記第一ねじ溝と共に複数のボールが転動する転動路を形成する第二ねじ溝を内周面部に有するボールナットと、
前記ボールナットの外周面部に形成された取付孔に挿入され、前記ボールの環流路を形成する循環部材と、
前記ボールナットの外周面部に嵌め合わされる内周面部を有し、軸方向の端部において前記ボールナットと締結されるプーリーと、
前記ねじ軸体を収容するハウジングと、
前記ハウジングに固定され前記プーリーを回転駆動する駆動手段とを備え、
前記プーリーには、締結部材が刺し通される第一締結孔が設けられ、
前記ボールナットの軸方向の端面には、前記プーリーを固定するための前記締結部材が挿入される第二締結穴が設けられ、
前記循環部材は、
前記取付孔に取り付けられた状態において前記ボールナットの外周面よりも突出する突出部を備え、
前記プーリーは、
前記ねじ軸体の軸方向に延在し径方向に窪み前記突出部を収容する一端が開口する溝部を内周面部に備え
前記溝部は、前記突出部を収容することにより、前記ねじ軸体の軸方向を中心とした周方向において、前記第一締結孔の管軸の位相と前記第二締結穴の管軸が同じ位相になるように設定されてい
ステアリング装置。
a screw shaft body having a first screw groove on its outer peripheral surface and steering a steered wheel;
a ball nut having a second threaded groove on its inner peripheral surface that forms a rolling path along which a plurality of balls roll together with the first threaded groove;
a circulation member that is inserted into a mounting hole formed on the outer peripheral surface of the ball nut and forms a circulation path for the ball;
a pulley having an inner circumferential surface portion that fits into the outer circumferential surface portion of the ball nut, and is fastened to the ball nut at an axial end portion;
a housing that accommodates the screw shaft;
a driving means fixed to the housing and rotationally driving the pulley;
The pulley is provided with a first fastening hole through which the fastening member is penetrated,
A second fastening hole into which the fastening member for fixing the pulley is inserted is provided in an axial end surface of the ball nut,
The circulation member is
comprising a protrusion that protrudes beyond the outer circumferential surface of the ball nut when attached to the mounting hole;
The pulley is
a groove portion extending in the axial direction of the screw shaft body, recessed in the radial direction, and having an open end at one end for accommodating the protrusion portion ;
By accommodating the protrusion, the groove portion allows the phase of the tube axis of the first fastening hole and the tube axis of the second fastening hole to be in the same phase in a circumferential direction centered on the axial direction of the screw shaft body. The steering device is set to
前記ボールナットは、
前記ねじ軸体の軸方向において、前記循環部材が取り付けられた位置よりも端部側に外周面が円筒状の第一嵌合面部を備え、
前記プーリーは、
前記第一嵌合面部と嵌め合う内周面が円筒状の第二嵌合面部を備える
請求項1に記載のステアリング装置。
The ball nut is
In the axial direction of the screw shaft body, a first fitting surface portion having a cylindrical outer circumferential surface is provided on the end side of the position where the circulation member is attached,
The pulley is
The steering device according to claim 1, further comprising a second fitting surface portion having a cylindrical inner peripheral surface that fits into the first fitting surface portion.
前記突出部は、
前記プーリーが前記ボールナットに取り付けられた状態において前記溝部の対向する両側壁の少なくとも一方に当接する
請求項1または2に記載のステアリング装置。
The protruding portion is
The steering device according to claim 1 or 2, wherein the pulley contacts at least one of opposing side walls of the groove when the pulley is attached to the ball nut.
前記溝部は、
一方の側壁において、前記溝部の前記開口に向かうに従い他方の側壁から遠ざかる第一傾斜面部を備え、
前記突出部は、
前記第一傾斜面部に当接する第二傾斜面部と、
前記溝部の他方の側壁に当接する末端部と、を備える
請求項1から3のいずれか一項に記載のステアリング装置。
The groove portion is
One side wall includes a first inclined surface part that moves away from the other side wall as it goes toward the opening of the groove part,
The protruding portion is
a second inclined surface portion that comes into contact with the first inclined surface portion;
The steering device according to any one of claims 1 to 3, further comprising an end portion that abuts the other side wall of the groove portion.
前記突出部は、
前記ボールナットの前記取付孔の全体において突出する
請求項1から4のいずれか一項に記載のステアリング装置。
The protruding portion is
The steering device according to any one of claims 1 to 4, wherein the ball nut protrudes throughout the mounting hole.
外周面部に第一ねじ溝を備えるねじ軸体と、
前記第一ねじ溝と共に複数のボールが転動する転動路を形成する第二ねじ溝を内周面部に有するボールナットと、
前記ボールナットの外周面部に形成された取付孔に挿入され、前記ボールの環流路を形成する循環部材と、
前記ボールナットの外周面部に嵌め合わされる内周面部を有し、前記ねじ軸体の軸方向において前記ボールナットと締結されるプーリーとを備え、
前記プーリーには、締結部材が刺し通される第一締結孔が設けられ、
前記ボールナットの軸方向の端面には、前記プーリーを固定するための前記締結部材が挿入される第二締結穴が設けられ、
前記循環部材は、
前記取付孔に取り付けられた状態において前記ボールナットの外周面よりも突出する突出部を備え、
前記プーリーは、
前記ねじ軸体の軸方向に延在し径方向に窪み前記突出部を収容する一端が開口する溝部を内周面部に備え
前記溝部は、前記突出部を収容することにより、前記ねじ軸体の軸方向を中心とした周方向において、前記第一締結孔の管軸の位相と前記第二締結穴の管軸が同じ位相になるように設定されてい
ボールねじ装置。
a screw shaft body having a first thread groove on its outer peripheral surface;
a ball nut having a second threaded groove on its inner peripheral surface that forms a rolling path along which a plurality of balls roll together with the first threaded groove;
a circulation member that is inserted into a mounting hole formed on the outer peripheral surface of the ball nut and forms a circulation path for the ball;
a pulley having an inner circumferential surface part fitted to an outer circumferential surface part of the ball nut and fastened to the ball nut in the axial direction of the screw shaft body,
The pulley is provided with a first fastening hole through which the fastening member is penetrated,
A second fastening hole into which the fastening member for fixing the pulley is inserted is provided in an axial end surface of the ball nut,
The circulation member is
comprising a protrusion that protrudes beyond the outer circumferential surface of the ball nut when attached to the mounting hole;
The pulley is
a groove portion extending in the axial direction of the screw shaft body, recessed in the radial direction, and having an open end at one end for accommodating the protrusion portion ;
By accommodating the protrusion, the groove portion allows the phase of the tube axis of the first fastening hole and the tube axis of the second fastening hole to be in the same phase in a circumferential direction centered on the axial direction of the screw shaft body. A ball screw device that is set to
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