JP2007002858A - ボールねじ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ボールねじ軸の軸方向で二分割された両ボールナットとボールねじ軸間に、軸方向と径方向の予圧を的確に付与する。
【解決手段】 ボールねじ装置Ａ１では、ボールねじ軸１１の軸方向で二分割されたボールナット１３，１４がボールねじ軸１１に多数のボール１２を介して嵌合され、ボールナット１３に対しボールナット１４がボールねじ軸の軸方向で位置調整可能である。両ボールナット１３，１４は、対向する各端面１３ａ，１４ａがテーパー形状で、ボールねじ軸１１の外周に設けた筒状のナットホルダ１５にボールねじ軸の軸方向で移動可能に組付けられている。各テーパー形状端面１３ａ，１４ａに係合する調整部材１７は、ナットホルダ１５にボールねじ軸の径方向で移動可能に組付けられている。調整部材１７がボールねじ軸１１の径外方から径内方に押し込まれて固定されることで、各ボールナット１３，１４がボールねじ軸の軸方向に離間して固定される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ボールねじ軸に多数のボールを介してボールナットが嵌合されているボールねじ装置、例えば、ボールねじ軸をステアリングラック軸と同軸かつ一体的に設けて、電気モータによりボールナットを回転駆動することにより、ボールねじ軸およびステアリングラック軸を軸方向に移動可能とした車両用電動パワーステアリング装置において採用可能なボールねじ装置に関する。

この種のボールねじ装置は、例えば、下記特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されているボールねじ装置では、ボールナットがボールねじ軸の軸方向にて二分割されていて、各ボールナットを軸方向の移動を許容する回り止め手段を介して連結し、両ボールナットの外周側に、複列のサポート用軸受の内輪を軸方向に移動可能に設けると共に、その内輪を複列の転動体の間で軸方向に分割し、一方のボールナットの外周に設けたねじ部に一方の内輪を軸方向に押圧する予圧用ナットを取付けたものである。
特開平６−７４３１５号公報

上記した特許文献１のボールねじ装置では、予圧用ナットをねじ部に対して移動させることにより、ボールねじとサポート用軸受に同時に予圧を付与できるといった利点があるものの、ボールねじに付与される予圧とサポート用軸受に付与される予圧が相互に干渉するおそれがあって、ボールねじに的確に予圧を付与できないおそれがある。また、このボールねじ装置では、予圧が軸方向であるため、ボールとボールナット間およびボールとボールねじ軸間の各軸方向隙間を的確に調整することが可能であるものの、ボールとボールナット間およびボールとボールねじ軸間の各径方向隙間を的確に調整することができないおそれがある。

本発明は、上記した課題に対処すべくなされたものであり、ボールねじ軸に多数のボールを介して嵌合されるボールナットが前記ボールねじ軸の軸方向にて二分割されていて、一方のボールナットに対して他方のボールナットが前記ボールねじ軸の軸方向にて位置調整可能とされているボールねじ装置において、前記両ボールナットは、対向する各端面がテーパー形状に形成されていて、前記ボールねじ軸の外周に設けられた筒状のナットホルダ内に、前記ボールねじ軸の軸方向にて移動可能に組付けられ、これら各ボールナットのテーパー形状端面に係合可能な調整部材は、前記ナットホルダに前記ボールねじ軸の径方向にて移動可能に組付けられていて、前記調整部材が前記ボールねじ軸の径外方から径内方に押し込まれて固定されることにより、前記各ボールナットが前記ボールねじ軸の軸方向に離間して固定されるように設定したことに特徴がある。

このボールねじ装置においては、ナットホルダ内に組付けた調整部材をボールねじ軸の径外方から径内方に押し込んで固定することにより、調整部材から両ボールナットのテーパー形状端面に与圧を付与することができて、多数のボールを介して係合している両ボールナットとボールねじ軸間に、軸方向の予圧を的確に付与することが可能であるとともに、径方向の予圧を的確に付与することが可能である。このため、ボールとボールナット間およびボールとボールねじ軸間の各軸方向隙間と各径方向隙間を共に的確に調整することが可能である。

また、本発明の実施に際して、一方のボールナットに対して軸方向にて位置調整可能とされている他方のボールナットは、前記ナットホルダに前記ボールねじ軸の軸方向にて位置調整可能に組付けた調整ナットによって、前記ボールねじ軸の軸方向にて位置調整可能とされていることも可能である。この場合には、一方のボールナットに対する他方のボールナットの軸方向位置を調整ナットにて大きく調整した後に、ボールとボールナット間およびボールとボールねじ軸間の各軸方向隙間と各径方向隙間を調整部材にて微調整することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記調整部材は前記ボールねじ軸の周方向にて複数個設けられていることも可能である。この場合には、各ボールナットのボールねじ軸に対する調芯を図りながら、ボールとボールナット間およびボールとボールねじ軸間の各軸方向隙間と各径方向隙間をバランスよく調整することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記調整部材は、前記ナットホルダに進退可能に螺着されて前記調整部材の径方向移動位置を調整可能な調整ねじによって、径内方への押込量が調整可能であることも可能である。この場合には、ナットホルダの外周に確保しなければならないスペースを小さくし得て、省スペース化を図ることが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記調整部材は、前記ナットホルダの外周から径外方に突出していて、前記ナットホルダの外周に装着されて前記調整部材の径外方端に係合する締付バンドと、この締付バンドの締付量を調整可能な単一の調整ねじによって、径内方への押込量が調整可能であることも可能である。この場合には、ナットホルダの外周にて単一の調整ねじを調整することにより、ボールとボールナット間およびボールとボールねじ軸間の各軸方向隙間と各径方向隙間を調整可能であり、作業性を向上させることが可能である。また、調整部材が複数個である場合には、一つの調整ねじを調整して締付バンドの締付量を調整することにより、複数個の調整部材を一括して調整することが可能である。

以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は本発明によるボールねじ装置の第１実施形態を概略的に示していて、この第１実施形態のボールねじ装置Ａ１においては、ボールねじ軸１１の外周に多数のボール１２を介して、ボールねじ軸１１の軸方向にて二分割された一対のボールナット１３，１４が嵌合されている。なお、ボールねじ装置Ａ１が車両用電動パワーステアリング装置において採用される場合には、ボールねじ軸１１がステアリングラック軸（図示省略）と同軸かつ一体的に連結され、電気モータ（図示省略）によりボールナット１３，１４が軸方向にて移動しない状態で回転駆動されることにより、ボールねじ軸１１およびステアリングラック軸が軸方向に移動可能とされる。

両ボールナット１３，１４は、対向する各端面１３ａ，１４ａがテーパー形状に形成されていて、ボールねじ軸１１の外周に設けられた筒状のナットホルダ１５の大径内孔１５ａ内に、ボールねじ軸１１の軸方向にて移動可能に組付けられている。一方のボールナット１３は、ナットホルダ１５の内孔段部１５ｂに嵌合固定されている。他方のボールナット１４は、ナットホルダ１５の大径ねじ部１５ｃにボールねじ軸１１の軸方向にて位置調整可能に螺着した調整ナット１６によって、一方のボールナット１３に対して、ボールねじ軸１１の軸方向にて位置調整可能とされている。

また、このボールねじ装置Ａ１においては、各ボールナット１３，１４のテーパー形状端面１３ａ，１４ａに係合可能でボールねじ軸１１の周方向にて等間隔に設けた３個の調整部材１７が、ナットホルダ１５にボールねじ軸１１の径方向にて移動可能に組付けられている。また、各調整部材１７が調整ねじ１８によってボールねじ軸１１の径外方から径内方に押し込まれて固定されることにより、各ボールナット１３，１４がボールねじ軸１１の軸方向に離間して固定されるように設定されている。

各調整部材１７は、各ボールナット１３，１４のテーパー形状端面１３ａ，１４ａに係合する一対の斜面１７ａを有していて楔形状に形成されており、ナットホルダ１５の小径ねじ部１５ｄに進退可能に螺着した調整ねじ１８によって、径方向移動位置すなわち径内方への押込量を調整可能とされている。各調整ねじ１８は、ナットホルダ１５の外周側に六角孔１８ａを有していて、その螺合量をナットホルダ１５の外周側からの調整作業にて調整可能とされている。

上記のように構成したボールねじ装置Ａ１においては、ナットホルダ１５の小径ねじ部１５ｄを通してナットホルダ１５内に組付けた各調整部材１７をボールねじ軸１１の径外方から径内方に押し込んで固定することにより、各調整部材１７の斜面１７ａから各ボールナット１３，１４のテーパー形状端面１３ａ，１４ａに与圧を付与することができて、多数のボール１２を介して係合している両ボールナット１３，１４とボールねじ軸１１間に、軸方向の予圧を的確に付与することが可能であるとともに、径方向の予圧を的確に付与することが可能である。このため、ボール１２とボールナット１３，１４間およびボール１２とボールねじ軸１１間の各軸方向隙間と各径方向隙間を共に的確に調整することが可能である。

また、このボールねじ装置Ａ１においては、一方のボールナット１３に対して軸方向にて位置調整可能とされている他方のボールナット１４が、ナットホルダ１５にボールねじ軸１１の軸方向にて位置調整可能に組付けた調整ナット１６によって、ボールねじ軸１１の軸方向にて位置調整可能とされている。このため、一方のボールナット１３に対する他方のボールナット１４の軸方向位置を調整ナット１６にて大きく調整した後に、ボール１２とボールナット１３，１４間およびボール１２とボールねじ軸１１間の各軸方向隙間と各径方向隙間を調整部材１７にて微調整することが可能である。

また、このボールねじ装置Ａ１においては、３個の調整部材１７がボールねじ軸１１の周方向にて等間隔に設けられている。このため、各ボールナット１３，１４のボールねじ軸１１に対する調芯を図りながら、ボール１２とボールナット１３，１４間およびボール１２とボールねじ軸１１間の各軸方向隙間と各径方向隙間をバランスよく調整することが可能である。

また、このボールねじ装置Ａ１においては、各調整部材１７が、ナットホルダ１５に進退可能に螺着されて調整部材１７の径方向移動位置を調整可能な調整ねじ１８によって、径内方への押込量が調整可能である。このため、ナットホルダ１５の外周に確保しなければならないスペースを小さくし得て、省スペース化を図ることが可能である。

上記した第１実施形態のボールねじ装置Ａ１においては、３個の調整部材１７が３個の調整ねじ１８によって径内方への押込量を調整可能として実施したが、図３および図４に示した第２実施形態のように、３個の調整部材１１７が締付バンド１１８と単一の調整ねじ１１９によって径内方への押込量を調整可能として実施することも可能である。なお、第２実施形態のボールねじ装置Ａ２における調整部材１１７、締付バンド１１８、調整ねじ１１９以外の構成は、第１実施形態のボールねじ装置Ａ１における調整部材１７、調整ねじ１８以外の構成と実質的に同じであるため、１００番台の同一符号を付して、その説明は省略する。

第２実施形態の各調整部材１１７は、各ボールナット１１３，１１４のテーパー形状端面１１３ａ，１１４ａに係合する一対の斜面１１７ａを有していて、楔形状に形成されており、ナットホルダ１１５に形成した断面非円形の取付孔１１５ｄにボールねじ軸１１１の径方向にて移動可能に組付けられている。また、各調整部材１１７は、ナットホルダ１１５の外周から径外方に突出していて、突出端部（径外方端）にて締付バンド１１８の内周に係合している。

締付バンド１１８は、ナットホルダ１１５の外周に装着されていて、対向する端部１１８ａを有しており、各調整部材１１７の径外方端に係合している。調整ねじ１１９は、締付バンド１１８の対向する端部１１８ａに螺着されていて、締付バンド１１８の締付量を調整可能であり、各調整部材１１７の径内方への押込量が調整可能である。

上記のように構成した第２実施形態のボールねじ装置Ａ２においては、ナットホルダ１１５に組付けた各調整部材１１７をボールねじ軸１１１の径外方から径内方に押し込んで固定することにより、各調整部材１１７の斜面１１７ａから各ボールナット１１３，１１４のテーパー形状端面１１３ａ，１１４ａに与圧を付与することができて、多数のボール１１２を介して係合している両ボールナット１１３，１１４とボールねじ軸１１１間に、軸方向の予圧を的確に付与することが可能であるとともに、径方向の予圧を的確に付与することが可能である。このため、ボール１１２とボールナット１１３，１１４間およびボール１１２とボールねじ軸１１１間の各軸方向隙間と各径方向隙間を共に的確に調整することが可能である。

また、このボールねじ装置Ａ２においては、一方のボールナット１１３に対して軸方向にて位置調整可能とされている他方のボールナット１１４が、ナットホルダ１１５にボールねじ軸１１１の軸方向にて位置調整可能に組付けた調整ナット１１６によって、ボールねじ軸１１１の軸方向にて位置調整可能とされている。このため、一方のボールナット１１３に対する他方のボールナット１１４の軸方向位置を調整ナット１１６にて大きく調整した後に、ボール１１２とボールナット１１３，１１４間およびボール１１２とボールねじ軸１１１間の各軸方向隙間と各径方向隙間を調整部材１１７にて微調整することが可能である。

また、このボールねじ装置Ａ２においては、３個の調整部材１１７がボールねじ軸１１１の周方向にて等間隔に設けられている。このため、各ボールナット１１３，１１４のボールねじ軸１１１に対する調芯を図りながら、ボール１１２とボールナット１１３，１１４間およびボール１１２とボールねじ軸１１１間の各軸方向隙間と各径方向隙間をバランスよく調整することが可能である。

また、このボールねじ装置Ａ２においては、各調整部材１１７がナットホルダ１１５の外周から径外方に突出していて、締付バンド１１８と単一の調整ねじ１１９によって、３個の調整部材１１７の径内方への押込量が調整可能である。このため、ナットホルダ１１５の外周にて単一の調整ねじ１１９を調整することにより、３個の調整部材１１７を一括して調整することが可能であって、ボール１１２とボールナット１１３，１１４間およびボール１１２とボールねじ軸１１１間の各軸方向隙間と各径方向隙間を調整可能であり、作業性を向上させることが可能である。

上記した各実施形態においては、各調整部材１７，１１７の個数を３個として実施したが、各調整部材１７，１１７の個数は適宜増減して実施可能である。また、上記した各実施形態においては、各調整ねじ１８によって各調整部材１７の径方向位置を調整可能に構成して、または締付バンド１１８と単一の調整ねじ１１９によって全ての調整部材１１７の径方向位置を調整可能に構成して本発明を実施したが、各調整部材の径方向位置調整手段は上記各実施形態の構成に限定されるものではなく、適宜変更して本発明を実施することも可能である。

本発明によるボールねじ装置の第１実施形態を概略的に示した図２の１−１線に沿った展開断面図である。 図１の２−２線に沿った断面図である。 本発明によるボールねじ装置の第２実施形態を概略的に示した図４の３−３線に沿った展開断面図である。 図３の４−４線に沿った断面図である。

符号の説明

１１…ボールねじ軸、１２…ボール、１３…一方のボールナット、１４…他方のボールナット、１３ａ，１４ａ…テーパー形状端面、１５…ナットホルダ、１６…調整ナット、１７…調整部材、１８…調整ねじ、Ａ１…ボールねじ装置、１１１…ボールねじ軸、１１２…ボール、１１３…一方のボールナット、１１４…他方のボールナット、１１３ａ，１１４ａ…テーパー形状端面、１１５…ナットホルダ、１１６…調整ナット、１１７…調整部材、１１８…締付バンド、１１９…調整ねじ、Ａ２…ボールねじ装置

Claims (5)

1. ボールねじ軸に多数のボールを介して嵌合されるボールナットが前記ボールねじ軸の軸方向にて二分割されていて、一方のボールナットに対して他方のボールナットが前記ボールねじ軸の軸方向にて位置調整可能とされているボールねじ装置において、前記両ボールナットは、対向する各端面がテーパー形状に形成されていて、前記ボールねじ軸の外周に設けられた筒状のナットホルダ内に、前記ボールねじ軸の軸方向にて移動可能に組付けられ、これら各ボールナットのテーパー形状端面に係合可能な調整部材は、前記ナットホルダに前記ボールねじ軸の径方向にて移動可能に組付けられていて、前記調整部材が前記ボールねじ軸の径外方から径内方に押し込まれて固定されることにより、前記各ボールナットが前記ボールねじ軸の軸方向に離間して固定されるように設定したことを特徴とするボールねじ装置。
2. 請求項１に記載のボールねじ装置において、一方のボールナットに対して軸方向にて位置調整可能とされている他方のボールナットは、前記ナットホルダに前記ボールねじ軸の軸方向にて位置調整可能に組付けた調整ナットによって、前記ボールねじ軸の軸方向にて位置調整可能とされていることを特徴とするボールねじ装置。
3. 請求項１または２に記載のボールねじ装置において、前記調整部材は前記ボールねじ軸の周方向にて複数個設けられていることを特徴とするボールねじ装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のボールねじ装置において、前記調整部材は、前記ナットホルダに進退可能に螺着されて前記調整部材の径方向移動位置を調整可能な調整ねじによって、径内方への押込量が調整可能であることを特徴とするボールねじ装置。
5. 請求項１〜３の何れか一項に記載のボールねじ装置において、前記調整部材は、前記ナットホルダの外周から径外方に突出していて、前記ナットホルダの外周に装着されて前記調整部材の径外方端に係合する締付バンドと、この締付バンドの締付量を調整可能な単一の調整ねじによって、径内方への押込量が調整可能であることを特徴とするボールねじ装置。
   

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