JP2006088793A - Ball screw device of steering system - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a ball screw device of a steering system in which a damper is installed in a ball nut in order to reduce vibration and noise generated by a plurality of balls for mediating the ball nut and the ball screw during operation of the ball screw device, In the following, a conventional ball screw device in an electric power steering system will be closely observed.
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。 The electric power steering system is provided with a return structure in the ball nut that allows the ball that rolls to circulate. However, a deflector type in which a return piece is formed inside the ball nut (Defector Type, internal circulation) Type) and return tube type (return tube type, external circulation type) in which a return tube is formed outside the ball nut, and end gap type (end cap type) in which circulation is performed through an end gap installed at one end. Can be done.
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。
The ball screw device of FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conventional deflector type ball screw device having a return piece for circulating an
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。
A
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。
Thus, in the ball screw device, when an external rotational force is transmitted to the
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。
However, such a conventional ball screw device does not have a device for reducing vibration and noise generated by rolling motion of a plurality of
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。 In order to solve such a conventional problem, the present invention provides a damper that supports a ball screw so that vehicle performance can be improved by reducing noise and vibration generated during operation of the ball screw device. An object is to provide a ball screw device provided.
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。 In order to achieve such an object, the present invention includes a ball screw that can move in the axial direction and has an outer peripheral surface formed with a spiral outer peripheral groove, and an inner peripheral groove that faces the outer peripheral groove of the ball screw. A ball nut, a plurality of balls inserted between the outer peripheral groove and the inner peripheral groove so that the ball screw and the ball nut can be screwed together, an inner peripheral surface of the ball nut, and an outer peripheral surface of the ball screw There is provided a ball screw device of a steering system having a damper that can reduce noise and vibration in the meantime, and thus, the damper according to the present invention is installed on a ball nut to form a ball screw trough. It has a structure that supports the part or the mountain part.
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。 As described in detail above, the ball screw device in the steering system according to the present invention includes a damper made of a synthetic resin material that supports the valley or peak of the ball screw at both side ends or one side end of the ball nut. Install and reduce the vibration and noise generated during the rolling motion of the ball to improve the reliability of the product.
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。 Further, such a vibration reducing effect has an advantage of increasing durability as compared with a ball screw device in which no damper is installed.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same reference numerals as those of the above-mentioned drawings indicate the same members.
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。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a coaxial type rack drive electric power steering system (R-EPS) that can be applied so that the ball screw device according to the present invention is useful. FIG.
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。
As shown in FIG. 2, the rack-driven electric power steering apparatus includes a
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。
In addition, the rack is received in a
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。
A
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。
On the other hand, a ball screw device is installed inside the motor shaft 9, and this ball screw device is a
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。 Therefore, by providing the ball screw device according to the present invention to such a rack drive type electric power steering system, the ball screw generated while the shaft moves in the axial direction according to the manual steering force applied from the steering wheel. The vibration and noise from the device are transmitted to the outside of the ball screw device, and the problem of reducing the steering feeling can be solved.
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。
The damper according to the present invention can be applied not only to the coaxial R-EPS but also to a non-coaxial R-EPS in which the shaft of the motor is smoothly coupled to the
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。 In the following, the configuration of the ball screw device according to the present invention will be seen in more detail through preferred embodiments.
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。
FIG. 3 is a detailed view of the ball screw device of FIG. 2, and shows a ball screw device having a
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。
The
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。
In such a ball screw device, when an external rotational force is transmitted to the
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。
At this time, a
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。
In other words, by installing
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。
Further, the damper according to the present invention has a structure installed on the
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。
As shown in FIG. 4, the
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。
FIG. 5 shows another embodiment according to the present invention, in which the
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。
However, the
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。 In the following, the structure of a ball nut on which a damper according to the present invention is installed will be closely observed.
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。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the inside of a ball nut by cutting a part of the ball nut provided with a damper for supporting the
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。
That is, the connecting
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。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the inside of a ball nut by cutting a part of a
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。
FIG. 8 is a perspective view of the
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。 The present invention relates to a ball screw device of a steering system, and by installing a damper made of a synthetic resin material to support a valley portion or a mountain portion of a ball screw at both side ends or one side end of a ball nut, Vibration and noise generated during exercise can be reduced. Therefore, the present invention can be used for a vehicle steering apparatus.
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
1: Shaft 2: Rack & pinion gear 3: Rack housing 4: Motor housing 6: Tie rod 7: Stator 8: Rotor 9: Motor shaft 10: Ball 11: Ball screw 12:
Claims (7)
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。 In the ball screw device,
A ball screw that can move in the axial direction and has an outer peripheral surface formed with a spiral outer peripheral groove, a ball nut that has an inner peripheral groove facing the outer peripheral groove of the ball screw, and the ball screw and the ball nut are screwed Noise and vibration can be reduced between a plurality of balls inserted between the outer peripheral groove and the inner peripheral groove so as to be coupled, and between the inner peripheral surface of the ball nut and the outer peripheral surface of the ball screw. A ball screw device for a steering system, characterized by comprising a damper.
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| KR102208239B1 (en) * | 2019-07-26 | 2021-01-28 | 남양넥스모 주식회사 | Intermediate shaft |
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2004
- 2004-09-22 JP JP2004274686A patent/JP2006088793A/en active Pending
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Effective date: 20060808 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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