特許 7415438 ボールねじナット、転舵ユニット、及びボールねじナットの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-09

(45)【発行日】2024-01-17

(54)【発明の名称】ボールねじナット、転舵ユニット、及びボールねじナットの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16H 25/24 20060101AFI20240110BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20240110BHJP

   F16H 25/20 20060101ALI20240110BHJP

   F16H 25/22 20060101ALI20240110BHJP

   F16H 55/48 20060101ALI20240110BHJP

   F16H 7/02 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

F16H25/24 B

B62D5/04

F16H25/20 E

F16H25/22 Z

F16H55/48

F16H7/02 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019194949

(22)【出願日】2019-10-28

(65)【公開番号】P2021067342

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】近藤 美雄

【審査官】鷲巣 直哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０９００８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／２２５２９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－２５２６５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ２５／２４

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｆ１６Ｈ ２５／２０

Ｆ１６Ｈ ２５／２２

Ｆ１６Ｈ ５５／４８

Ｆ１６Ｈ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周面にボール転動溝が螺旋状に形成されている筒状のナット部と、
前記ナット部の外周側において前記ナット部と一体成形されているとともに、外歯を有する筒状のプーリ部とを備え、
前記プーリ部は、軸方向に延びるとともに前記ナット部と径方向に対向する筒状部と、前記筒状部から径方向内側に延出されて前記ナット部と軸方向に対向する延出部とを有し、
前記延出部における前記ナット部との対向面及び前記ナット部における前記延出部との対向面の間には、前記ナット部と前記プーリ部との相対回転を規制する規制部が設けられ、
前記プーリ部の外周面のうち、前記延出部が設けられている軸方向範囲を除いた、前記筒状部が設けられている軸方向範囲には、前記外歯が形成されており、
前記ナット部の外周面及び前記筒状部の内周面は、前記外歯の形成された軸方向範囲全域にわたって円周面をなし、
前記プーリ部は、樹脂材のみをモールド材として、前記ナット部の外周にインサート成形されたものであるボールねじナット。

【請求項2】

前記ナット部の対向面及び前記プーリ部の対向面のいずれか一方の対向面は凸部を有し、
前記ナット部の対向面及び前記プーリ部の対向面のいずれか他方の対向面は前記凸部が嵌る凹部を有し、
前記規制部は、前記凸部及び前記凹部を含んで構成されている請求項１に記載のボールねじナット。

【請求項3】

モータと伝達機構とを備える転舵ユニットであって、
前記伝達機構は、
請求項１または２に記載のボールねじナットと、
外周面にボール転動溝が螺旋状に形成されているボールねじ軸と、
前記ボールねじ軸のボール転動溝及び前記ボールねじナットのボール転動溝の間に設けられている複数のボールと、
前記モータの回転軸に連結されているとともに外周面に外歯が形成されている駆動プーリと、
前記駆動プーリの外歯及び前記プーリ部の外歯に噛み合う内歯が形成されているとともに、前記駆動プーリと前記プーリ部との間に掛け渡される歯付きベルトとを有する転舵ユニット。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載のボールねじナットの製造方法であって、
前記プーリ部は、前記ナット部を挿入体とするインサート成形により前記ナット部と一体成形されているボールねじナットの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボールねじナット、転舵ユニット、及びボールねじナットの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、従動プーリがボールねじナットの外周面に一体成形されたステアリング装置が開示されている。ボールねじナットの外周面には、ボールねじナット及び従動プーリの周方向における相対回転を規制するように、セレーション等の凹凸が設けられている。ボールねじナットの外周面に一体成形された従動プーリの内周面には、ボールねじナットの外周面に形成された凹凸に嵌る凹凸が形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－９００８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ボールねじナットの外周面に一体成形された従動プーリには、ボールねじナットの外周面に形成された凹凸に対応するように、その内周面に凹凸が形成されるため、肉厚が厚い部分と薄い部分とが存在する。従動プーリの肉厚が厚い部分では従動プーリの成形時の熱収縮が比較的大きいのに対し、従動プーリの肉厚が薄い部分では従動プーリの成形時の熱収縮が比較的小さい。これにより、従動プーリの熱収縮量は、従動プーリの肉厚によってばらつくことになる。このため、従動プーリの外周に形成されている外歯の歯先の精度に影響を及ぼすことがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するボールねじナットは、内周面にボール転動溝が螺旋状に形成されている筒状のナット部と、前記ナット部の外周側において前記ナット部と一体成形されているとともに、外歯を有する筒状のプーリ部とを備え、前記プーリ部は、軸方向に延びるとともに前記ナット部と径方向に対向する筒状部と、前記筒状部から径方向内側に延出されて前記ナット部と軸方向に対向する延出部とを有し、前記延出部における前記ナット部との対向面及び前記ナット部における前記延出部との対向面の間には、前記ナット部と前記プーリ部との相対回転を規制する規制部が設けられている。

【0006】

上記構成では、規制部がナット部とプーリ部とが軸方向において対向する部位に設けられることから、例えばナット部とプーリ部とが径方向に対向する部位に規制部を設ける場合と比べて、プーリ部の肉厚のばらつきを抑え易い。このため、プーリ部の外周面における熱収縮量がばらつくことを抑えている。

【0007】

上記のボールねじナットにおいて、前記ナット部の外周面及び前記筒状部の内周面は、前記外歯の形成された軸方向範囲全域にわたって円周面をなしていることが好ましい。
上記構成では、ナット部の外周面及び筒状部の内周面が外歯の形成された軸方向範囲全域にわたって円周面をなしていない場合と比べて、プーリ部の肉厚のばらつきを抑えることができる。このため、外歯の形成された軸方向全域にわたって、プーリ部の外周面における熱収縮量のばらつきを抑えることができる。

【0008】

上記のボールねじナットにおいて、前記プーリ部は、樹脂材のみをモールド材として、前記ナット部の外周にインサート成形されたものであることが好ましい。
上記構成では、樹脂材をモールド材としてプーリ部をインサート成形することから、金属材によってプーリ部を成形する場合よりも、プーリ部を軽量化することができる。

【0009】

上記のボールねじナットにおいて、前記プーリ部は、金属粉末を含む樹脂材をモールド材として、前記ナット部の外周にインサート成形されたものであることが好ましい。
ナット部の外周にプーリ部をインサート成形する場合には、プーリ部のインサート成形時にプーリ部に熱収縮が生じる。金属粉末が含まれているモールド材を用いてプーリ部をインサート成形する場合には、樹脂材のみのモールド材を用いてプーリ部をインサート成形する場合に比べて、インサート成形時のプーリ部の熱収縮量を小さくすることができる。このため、プーリ部の外周面における熱収縮量がばらつくことをさらに抑えている。

【0010】

上記のボールねじナットは、前記ナット部の対向面及び前記プーリ部の対向面のいずれか一方の対向面は凸部を有し、前記ナット部の対向面及び前記プーリ部の対向面のいずれか他方の対向面は前記凸部が嵌る凹部を有し、前記規制部は、前記凸部及び前記凹部を含んで構成されていることが好ましい。

【0011】

上記構成では、凸部が凹部に嵌ることによって、ナット部とプーリ部との相対回転を規制することができる。
上記課題を解決する転舵ユニットは、モータと伝達機構とを備えるものであって、前記伝達機構は、上記ボールねじナットと、外周面にボール転動溝が螺旋状に形成されているボールねじ軸と、前記ボールねじ軸のボール転動溝及び前記ボールねじナットのボール転動溝の間に設けられている複数のボールと、前記モータの回転軸に連結されているとともに外周面に外歯が形成されている駆動プーリと、前記駆動プーリの外歯及び前記プーリ部の外歯に噛み合う内歯が形成されているとともに、前記駆動プーリと前記プーリ部との間に掛け渡される歯付きベルトとを有している。

【0012】

上記構成では、モータの回転力は、モータの回転軸に連結されている駆動プーリから、歯付きベルトを介してプーリ部へと伝達される。ナット部は、プーリ部と一体となって回転する。ナット部の回転力は、ナット部のボール転動溝及びボールねじ軸のボール転動溝の間でボールが転動することによって、ボールねじ軸の軸方向移動に変換される。上記ボールねじナットでは、プーリ部の外歯の歯先の精度が低下することが抑制されることから、歯付きベルトの内歯との噛み合いが低下することを抑制できる。これにより、モータの回転力をナット部に伝達する伝達効率が低下することを抑制できる。

【0013】

上記課題を解決するボールねじナットの製造方法は、上記のボールねじナットを製造するものであって、前記プーリ部は、前記ナット部を挿入体とするインサート成形により前記ナット部と一体成形することが好適である。

【発明の効果】

【0014】

本発明のボールねじナット、転舵ユニット、及びボールねじナットの製造方法によれば、プーリ部の外歯の歯先の精度低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】電動パワーステアリング装置の概略構成図。

【図2】電動パワーステアリング装置の伝達機構近傍の軸方向に沿った断面図。

【図3】外歯の図示を省略したボールねじナットの軸方向と直交する断面図であって、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図。

【図4】プーリ部を成形するための金型がナット部の外周に組み付けられた状態において、キャビティに溶融樹脂が注入されていない状態での軸方向に沿った断面図。

【図5】プーリ部を成形するための金型がナット部の外周に組み付けられた状態において、溶融樹脂の固化後の状態での軸方向に沿った断面図。

【図6】他の実施形態のボールねじナットの軸方向に沿った断面図。

【図7】他の実施形態のボールねじナットの軸方向に沿った断面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

ボールねじナットを備えた電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は、ステアリングホイール２が連結されるステアリング軸３と、ボールねじ軸としてのラック軸５１の両端に連結される転舵輪５を転舵させる転舵ユニット４とを備えている。

【0017】

ステアリング軸３は、ステアリングホイール２側から順に、コラム軸３１、中間軸３２、及びピニオン軸３３を連結することにより構成されている。ピニオン軸３３には、ステアリングホイール２と反対側の端部の外周面において、全周にわたってピニオン歯３３ａが形成されている。

【0018】

転舵ユニット４は、モータ４１と、伝達機構４２と、ラック軸５１が往復移動可能に挿通されるとともに伝達機構４２を収容するハウジング４３とを備えている。
ラック軸５１には、所定の軸方向範囲にわたってラック歯５１ａが形成されている。ハウジング４３は、それぞれ筒状に形成された第１ハウジング４４と第２ハウジング４５とを軸方向において連結してなる。ピニオン軸３３とラック軸５１とは、第１ハウジング４４内において所定の交差角をもって配置されている。ラック軸５１に形成されたラック歯５１ａとピニオン軸３３に形成されたピニオン歯３３ａとが噛合されることでラックアンドピニオン機構６が構成されている。ラック軸５１の両端には、タイロッド７が連結されている。タイロッド７の先端は、転舵輪５が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、ＥＰＳ１では、ステアリング操作に伴うステアリング軸３の回転がラックアンドピニオン機構６によりラック軸５１の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド７を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪５の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

【0019】

転舵ユニット４について詳しく説明する。なお、以下では、説明の便宜上、ラック軸５１におけるラックアンドピニオン機構６と反対側、すなわち図２の左側を軸方向一端側とする。また、ラック軸５１におけるラックアンドピニオン機構６側、すなわち図２の右側を軸方向他端側とする。

【0020】

図２に示すように、第１ハウジング４４は、第１筒状部４４ａと、第１筒状部４４ａの軸方向一端側に形成された第１収容部４４ｂとを有している。第１収容部４４ｂは、第１筒状部４４ａよりも大径の筒状に形成されている。第１収容部４４ｂには、その周壁の一部をモータ４１が配置された側に膨出した形状の膨出部４４ｃが形成されている。膨出部４４ｃの端壁には、ラック軸５１の軸方向に貫通した挿入孔４４ｄが形成されている。

【0021】

第２ハウジング４５は、第２筒状部４５ａと、第２筒状部４５ａの軸方向他端側に形成された第２収容部４５ｂとを有している。第２収容部４５ｂは、第２筒状部４５ａよりも大径の筒状に形成されている。第２収容部４５ｂには、第１ハウジング４４の膨出部４４ｃの開口を覆うカバー部４５ｃが形成されている。

【0022】

モータ４１の回転軸４１ａは、膨出部４４ｃに形成されている挿入孔４４ｄを介して膨出部４４ｃ内に挿入されている。モータ４１は、回転軸４１ａがラック軸５１と平行になる姿勢で、ボルト４１ｂによって第１ハウジング４４に取り付けられている。

【0023】

伝達機構４２は、ボールねじ軸としての上記ラック軸５１と、ラック軸５１の外周に同軸配置されたボールねじナット１００と、ラック軸５１とボールねじナット１００との間に設けられた複数のボール５２と、モータ４１の回転軸４１ａに連結されている駆動プーリ５３と、歯付きベルト５４とを備えている。

【0024】

ボールねじナット１００は、内周面にボール転動溝１１１が螺旋状に形成されている筒状のナット部１１０と、外歯１２１を有する筒状のプーリ部１２０とを備えている。プーリ部１２０は、ナット部１１０の外周側においてナット部１１０と一体成形されている。プーリ部１２０は、樹脂材のみをモールド材として、ナット部１１０の外周にインサート成形されたものである。

【0025】

ナット部１１０は、外径が異なる段付きの円筒状に形成されている。ナット部１１０は、大径筒部１１２と、大径筒部１１２の軸方向一端側に設けられた小径筒部１１３とを有している。大径筒部１１２の外径は、小径筒部１１３の外径よりも大きく設定されている。大径筒部１１２と小径筒部１１３との間には、大径筒部１１２及び小径筒部１１３よりも径方向外側に延出した円環状の支持部１１４が形成されている。大径筒部１１２の外周面は、中心軸線から外周面までの距離が一定の円周面をなしている。ナット部１１０は、鉄等の金属材によって構成されている。

【0026】

小径筒部１１３の外周には、軸受６０が支持部１１４の軸方向一端側の端面に隣接して嵌合されるとともに、リテーナ６１が軸受６０の内輪の軸方向一端側の端面に隣接して嵌合されている。小径筒部１１３の外周における軸方向一端側寄りの部分には、その全周にわたって延びる円環状の固定溝１１３ａが形成されている。リテーナ６１は、その一部が固定溝１１３ａに密着するようにかしめられることにより、軸受６０の内輪の軸方向他端側の端面を支持部１１４に押し付けた状態で軸受６０を固定している。これにより、ボールねじナット１００は、第１収容部４４ｂ及び第２収容部４５ｂ内で回転可能に支持されている。なお、軸受６０には、複列アンギュラ玉軸受が採用されている。軸受６０は、その内部隙間が設定された隙間となるように、リテーナ６１によって与圧が付与されている。

【0027】

軸受６０の外輪の軸方向における両側には、保持部６２が隣接して配置されている。保持部６２には、ゴムや金属ばね等の弾性体が用いられている。保持部６２は、第１ハウジング４４と軸受６０の外輪における軸方向他端側の端面との間、及び第２ハウジング４５と軸受６０の外輪における軸方向一端側の端面との間でそれぞれ圧縮された状態で配置されている。これにより、軸受６０の外輪は、第１ハウジング４４及び第２ハウジング４５に対して弾性支持される。

【0028】

ナット部１１０の内周面には、ボール転動溝１１１が螺旋状に形成されている。ラック軸５１の外周面には、ボール転動溝１１１に対応するボール転動溝５１ｂが螺旋状に形成されている。ナット部１１０に形成されているボール転動溝１１１及びラック軸５１に形成されているボール転動溝５１ｂは、互いに対向している。これらボール転動溝１１１及びボール転動溝５１ｂが互いに対向することによって螺旋状の転動路Ｒが形成されている。転動路Ｒ内には、複数のボール５２がボール転動溝１１１及びボール転動溝５１ｂによって挟まれた状態で配置されている。つまり、ナット部１１０は、ラック軸５１の外周に複数のボール５２を介して螺合されている。これにより、各ボール５２は、ラック軸５１とナット部１１０との間の相対回転に伴い、その負荷を受けつつ転動路Ｒ内を転動する。そして、各ボール５２の転動によってラック軸５１とナット部１１０との軸方向の相対位置が変位することにより、モータ４１のトルクがアシスト力としてラック軸５１に付与される。また、図示しないが、ナット部１１０には、転動路Ｒの２箇所に開口して、当該２箇所の開口部分を短絡する循環路が設けられている。複数のボール５２は、循環路を介して転動路Ｒ内を無限循環することができる。

【0029】

図３に示すように、ナット部１１０の軸方向他端側の端面には、複数の凹部１１６が形成されている。ナット部１１０の軸方向他端側の端面は、後述するように、プーリ部１２０と軸方向において対向する対向面１１５である。複数の凹部１１６は、周方向において等間隔に配置されている。本実施形態では、凹部１１６は、対向面１１５において４つ形成されている。各凹部１１６は、ナット部１１０の対向面１１５において、外周縁部と内周縁部との径方向における中間位置に形成されている。各凹部１１６は、円形穴である。各凹部１１６は、ナット部１１０にプーリ部１２０を一体成形する前に予め形成されている。

【0030】

図２に示すように、プーリ部１２０は、内径が異なる段付きの有底円筒状に形成されている。プーリ部１２０は、筒状部１２２と、筒状部１２２の軸方向他端側に形成された延出部１２３と、筒状部１２２の軸方向一端側に形成された鍔部１２４とを有している。筒状部１２２の内径は、延出部１２３の内径よりも大きく設定されている。プーリ部１２０は、樹脂材によって構成されている。

【0031】

筒状部１２２は、軸方向に延びる円筒形状をなしている。筒状部１２２は、ナット部１１０の大径筒部１１２の外周面に一体成形されている。筒状部１２２の内周面は、中心軸線から内周面までの距離が一定の円周面をなしている。ナット部１１０にプーリ部１２０が一体成形されていることから、筒状部１２２の内周面と大径筒部１１２の外周面とは径方向において互いに密着している。筒状部１２２の外周面には、外歯１２１が形成されている。外歯１２１の歯筋は、周方向に等間隔に形成されている。外歯１２１は、その歯筋が軸方向に対して傾斜した斜歯として形成されている。外歯１２１は、筒状部１２２の外周面において、周方向全域かつ軸方向全域にわたって形成されている。

【0032】

延出部１２３は、筒状部１２２の内径よりも内径の小さい円筒形状をなしている。延出部１２３は、筒状部１２２の軸方向他端側の面から径方向内側に延出されている。延出部１２３の内径は、ナット部１１０の内径及びラック軸５１の外径よりも大きく設定されている。すなわち、延出部１２３は、ナット部１１０の内周面及びラック軸５１の外周面よりも径方向外側に位置している。延出部１２３における軸方向一端側の対向面１２５と、ナット部１１０における軸方向他端側の対向面１１５とは、軸方向において対向している。ナット部１１０にプーリ部１２０が一体成形されていることから、対向面１１５及び対向面１２５は軸方向において互いに密着している。

【0033】

鍔部１２４は、筒状部１２２の外径よりも外径の大きい円筒形状をなしている。鍔部１２４は、筒状部１２２の軸方向一端側の面から径方向外側に延出されている。鍔部１２４は、外歯１２１の軸方向一端側に形成されている。

【0034】

図３に示すように、延出部１２３の軸方向一端側の対向面１２５には、複数の凸部１２６が形成されている。複数の凸部１２６は、複数の凹部１１６と同数形成されていて、凹部１１６と同様に周方向において等間隔に配置されている。すなわち、本実施形態では、凸部１２６は、対向面１２５に４つ形成されている。各凸部１２６は、円柱状をなしている。各凸部１２６は、ナット部１１０にプーリ部１２０を一体成形する際に形成されている。ナット部１１０にプーリ部１２０が一体成形された際に、各凸部１２６が各凹部１１６に凹凸嵌合することによって、ナット部１１０とプーリ部１２０との周方向における相対回転を規制する規制部１３０が構成されている。

【0035】

図２に示すように、駆動プーリ５３は、円筒状をなしている。駆動プーリ５３は、モータ４１の回転軸４１ａの外周面に一体回転可能に取り付けられている。駆動プーリ５３の外周面には、外歯５３ａが形成されている。外歯５３ａは、プーリ部１２０の外歯１２１に対応している。外歯５３ａの歯筋は、周方向に等間隔に形成されている。外歯５３ａは、その歯筋が軸方向に対して傾斜した斜歯として形成されている。外歯５３ａは、駆動プーリ５３の外周面において、全周にわたって形成されている。また、外歯５３ａは、駆動プーリ５３の外周面において軸方向一端側の端部及び軸方向他端側の端部を除いた軸方向範囲に形成されている。外歯５３ａは、軸方向に対して傾斜した斜歯である。

【0036】

歯付きベルト５４は、駆動プーリ５３とボールねじナット１００のプーリ部１２０との間で所定の張力が発生するように巻き掛けられている。歯付きベルト５４の内周面には、駆動プーリ５３の外歯５３ａ及びプーリ部１２０の外歯１２１に対応した内歯５４ａが形成されている。内歯５４ａの歯筋は、周方向に等間隔に形成されている。内歯５４ａは、外歯５３ａ及び外歯１２１が斜歯であることに対応して、その歯筋が軸方向に対して傾斜した斜歯として形成されている。内歯５４ａは、外歯５３ａ及び外歯１２１と周方向において噛み合っている。歯付きベルト５４は、樹脂材によって構成されている。モータ４１のトルクが、回転軸４１ａに取り付けられている駆動プーリ５３、歯付きベルト５４、及びボールねじナット１００のプーリ部１２０の順に伝達されることにより、ボールねじナット１００は軸線ｍを回転中心として回転する。

【0037】

一体成形されたボールねじナット１００のうちプーリ部１２０と、駆動プーリ５３と、歯付きベルト５４とにより、モータ４１の回転をボールねじナット１００に伝達するベルト減速機が構成されている。また、一体成形されたボールねじナット１００のうちナット部１１０と、ラック軸５１と、ボール５２とにより、ベルト減速機を介して伝達されたモータ４１の回転をラック軸５１の軸方向移動に変換するボールねじ装置が構成されている。

【0038】

外歯１２１の軸方向における形成範囲は、筒状部１２２の外周面において、軸方向における全域に形成されている。本実施形態では、外歯１２１は、延出部１２３の外周面には形成されていない。規制部１３０は、外歯１２１の形成範囲に対応するプーリ部１２０の内周側の部分及びナット部１１０の外周側の部分を除いた範囲のみに設けられている。すなわち、規制部１３０は、プーリ部１２０における外歯１２１の歯先の精度低下に影響を与えにくい部分に設けられている。

【0039】

ボールねじナット１００の製造方法について説明する。
図４に示すように、ナット部１１０の外周にプーリ部１２０を一体成形する前に、まずナット部１１０を製造する。金属製の円筒状素材を例えば冷間鍛造により塑性加工することによって上記の形状を有したナット部１１０が製造されている。この製造の際に、ナット部１１０の内周面にボール転動溝１１１が成形されるとともに、ナット部１１０の対向面１１５に規制部１３０として機能する凹部１１６が成形される。

【0040】

ナット部１１０の成形後、ナット部１１０の外周にプーリ部１２０を一体成形する。まず、成形されたナット部１１０の外周を覆うように、円環状の第１金型２００及び有底筒状の第２金型２０１が組み付けられている。第１金型２００の内径は、ナット部１１０の大径筒部１１２の外径と等しく設定されている。第１金型２００は、ナット部１１０の支持部１１４の軸方向他端側に隣接した状態で、ナット部１１０の大径筒部１１２の外周面に組み付けられている。第１金型２００は、径方向において２分割された金型片２００ａ，２００ｂを組み合わせることにより構成されている。金型片２００ａ，２００ｂは同一形状をなしている。第２金型２０１は、第１金型２００の軸方向他端側に隣接した状態で、大径筒部１１２の径方向外側に隙間を空けた状態で大径筒部１１２の外周側に配置されている。第２金型２０１は、ナット部１１０の内周面の軸方向他端側の端部に当接する内軸部２０２を有している。第２金型２０１は、内周面にプーリ部１２０の外歯１２１を成形するための外歯成形部２０３を有している。外歯成形部２０３は、外歯１２１が斜歯であることに対応した歯筋が等間隔に形成されている。また、第２金型２０１の底部２０４には、軸方向に貫通する樹脂注入口２０５が形成されている。ナット部１１０、第１金型２００、及び第２金型２０１は、樹脂成形品であるプーリ部１２０を成形するための金型として機能する。ナット部１１０の大径筒部１１２の外周面、ナット部１１０の軸方向他端側の対向面１１５、第１金型２００の軸方向他端側の面、第２金型２０１の内周面、第２金型２０１の底部２０４、及び第２金型２０１の内軸部２０２の外周面により囲まれる空間は、プーリ部１２０を成形するためのキャビティＣＶである。キャビティＣＶは、プーリ部１２０をインサート成形するための形状をなしている。

【0041】

ナット部１１０の外周に第１金型２００及び第２金型２０１を組み付けた後、溶融樹脂を注入する樹脂注入装置のノズルを樹脂注入口に挿入する。そして、樹脂注入装置は、所定のタイミングで溶融樹脂の注入を開始する。樹脂注入装置から注入された溶融樹脂は、樹脂注入口２０５を通過してからキャビティＣＶに充填される。樹脂注入装置は、キャビティＣＶ内の溶融樹脂の圧力を一定に保つように溶融樹脂をキャビティＣＶ内に充填する。そして、キャビティＣＶ内に充填された溶融樹脂が冷却されることにより固化することになる。

【0042】

図５に示すように、溶融樹脂の固化が完了すると、第１金型２００及び第２金型２０１をナット部１１０及び成形されたプーリ部１２０から取り外す。この際、第２金型２０１は、プーリ部１２０の外歯１２１の斜歯の歯筋に沿って回転させながら軸方向他端側に向けて取り外す。これにより、第２金型２０１の取り外しに際して、外歯成形部２０３が外歯１２１に与える影響を抑えることができる。また、第１金型２００は、金型片２００ａ，２００ｂに分けた状態で径方向から取り外す。これにより、ナット部１１０の外周にプーリ部１２０を一体成形されたボールねじナット１００の製造が完了する。

【0043】

本実施形態の作用を説明する。
ナット部１１０とプーリ部１２０との周方向における相対回転を規制する規制部１３０は、プーリ部１２０における外歯１２１が形成されている筒状部１２２と大径筒部１１２とが対向する部位ではなく、ナット部１１０とプーリ部１２０とが軸方向において対向する部位である対向面１１５及び対向面１２５の間に設けられている。このことから、例えばナット部１１０とプーリ部１２０とが径方向に対向する部位に規制部を設ける場合と比べて、外歯１２１の形成されている筒状部１２２の径方向の肉厚のばらつきを抑え易い。本実施形態では、筒状部１２２の内周面は円周面をなしていることから、外歯１２１の歯先及び歯底の肉厚差を除いて、筒状部１２２の径方向の肉厚は一定である。プーリ部１２０の肉厚が厚い部分では成形時の熱収縮量が比較的大きいのに対し、プーリ部１２０の肉厚が薄い部分では成形時の熱収縮量が比較的小さくなる。外歯１２１の歯先及び歯底の肉厚差を除いて筒状部１２２の径方向の肉厚は一定であることから、プーリ部１２０の外周面における熱収縮量がばらつくことを抑えている。

【0044】

本実施形態の効果を説明する。
（１）ナット部１１０の外周にプーリ部１２０が一体成形されているボールねじナット１００において、外歯１２１の歯先及び歯底の肉厚差を除いて筒状部１２２の径方向の肉厚は一定であることから、筒状部１２２の外周面に形成されている外歯１２１の歯先の精度低下を抑制できる。

【0045】

（２）ナット部１１０の外周面及び筒状部１２２の内周面が円周面をなしていることから、ナット部１１０の外周面及び筒状部１２２の内周面が外歯１２１の形成された軸方向範囲全域にわたって円周面をなしていない場合と比べて、プーリ部１２０の外周面における熱収縮量のばらつきを抑えることができる。

【0046】

（３）樹脂材をモールド材としてプーリ部１２０をインサート成形することから、金属材によってプーリ部１２０を成形する場合よりも、プーリ部１２０を軽量化することができる。

【0047】

（４）ナット部１１０の対向面１１５に形成された凹部１１６がプーリ部１２０の対向面１２５に形成された凸部１２６に嵌るようにプーリ部１２０はナット部１１０の外周に一体成形されている。これにより、ナット部１１０とプーリ部１２０とが周方向において相対回転した際には、凹部１１６と凸部１２６とが当接することによって、ナット部１１０とプーリ部１２０との周方向における相対回転を規制することができる。また、ナット部１１０とプーリ部１２０との相対回転を規制するためにボルト等の別部材を用いなくてよい分、伝達機構４２の部品点数を少なくすることができる。

【0048】

（５）モータ４１の回転力は、モータ４１の回転軸４１ａに連結されている駆動プーリ５３から、歯付きベルト５４を介してボールねじナット１００のプーリ部１２０へと伝達される。規制部１３０によってナット部１１０とプーリ部１２０との間の周方向における相対回転が規制されることから、ナット部１１０は、プーリ部１２０と一体となって周方向に回転する。ナット部１１０の回転力は、ナット部１１０のボール転動溝１１１及びラック軸５１のボール転動溝５１ｂの間でボール５２が転動することによって、ラック軸５１の軸方向移動に変換される。本実施形態のボールねじナット１００では、プーリ部１２０の外歯１２１の歯先の精度が低下することが抑制されることから、歯付きベルト５４の内歯５４ａとの噛み合いが低下することを抑制できる。これにより、モータ４１の回転力をナット部１１０に伝達する伝達効率が低下することを抑制できる。

【0049】

（６）ナット部とプーリ部とが一体成形されておらず、これらが別体である場合には、ナット部の外周にプーリ部を組み付けることができるようにするために、ナット部の外周面とプーリ部の内周面との間にクリアランスを形成する必要がある。特に、プーリ部が樹脂材によって成形されたものである場合には、ナット部の外周にプーリ部を圧入することが困難であることからクリアランスを形成せざるを得ない。このようにクリアランスが形成される場合には、ナット部の外周にプーリ部が偏心して組み付けられるおそれがあるため、ナット部の軸心とプーリ部の軸心との同軸度が低下する。本実施形態では、ナット部１１０の外周にプーリ部１２０が一体成形されていることから、ナット部１１０の外周面とプーリ部１２０の内周面とを密着させることができる。これにより、ナット部１１０の軸心とプーリ部１２０の軸心との同軸度を向上させることができる。

【0050】

上記実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・プーリ部１２０に形成された外歯１２１は、斜歯に限らず、例えばその歯筋が軸方向に沿って形成された平歯であってもよい。また、駆動プーリ５３に形成された外歯５３ａ及び歯付きベルト５４に形成された内歯５４ａは、斜歯に限らず、例えばその歯筋が軸方向に沿って形成された平歯であってもよい。

【0051】

・本実施形態では、凹部１１６は対向面１１５において４つ形成されていたが、これに限らない。凹部１１６は、対向面１１５において１～３つ形成されてもよいし、５つ以上形成されてもよい。また、凸部１２６は対向面１２５において４つ形成されていたが、これに限らない。凸部１２６は、対向面１２５において１～３つ形成されてもよいし、５つ以上形成されてもよい。

【0052】

・本実施形態では、凹部１１６は周方向において等間隔に対向面１１５に配置されていたが、等間隔に配置されなくてもよい。また、凸部１２６は周方向において等間隔に対向面１２５に配置されていたが、等間隔に配置されなくてもよい。

【0053】

・本実施形態では、ナット部１１０の対向面１１５に凹部１１６が形成され、プーリ部１２０の対向面１２５に凸部１２６が形成されたが、これに限らない。
図６に示すように、例えば、ナット部１１０の対向面１１５に凸部１１６ａが形成され、プーリ部１２０の対向面１２５に凸部１１６ａに嵌る凹部１２６ａが形成されてもよい。この場合、規制部１３０は、対向面１１５に形成された凸部１１６ａと対向面１２５に形成された凹部１２６ａとにより構成されている。

【0054】

図７に示すように、例えば、ナット部１１０の対向面１１５に凹部１１６ｂが形成され、プーリ部１２０の対向面１２５に凹部１１６ｂと軸方向において対向する凹部１２６ｂが形成され、これらの凹部１１６ｂ，１２６ｂに別部材のピン１４０が嵌るようにしてもよい。この場合、規制部１３０は、対向面１１５に形成された凹部１１６ｂと、対向面１２５に形成された凹部１２６ｂと、これら凹部１１６ｂ，１２６ｂに嵌る別部材のピン１４０とにより構成されている。別部材のピン１４０を用いて規制部１３０を構成する場合には、ナット部１１０の外周に第１金型２００及び第２金型２０１を組み付ける際に、対向面１１５に形成された凹部１１６ｂに別部材のピン１４０を嵌めた状態で、キャビティＣＶ内に溶融樹脂を注入することによりボールねじナット１００を製造する。

【0055】

・ナット部１１０の対向面１１５に形成された凹部１１６と、プーリ部１２０の対向面１２５に形成された凸部１２６とが凹凸嵌合することによって、規制部１３０はナット部１１０とプーリ部１２０との周方向における相対回転を規制したが、これに限らない。例えば、ナット部１１０の対向面１１５の表面を粗く形成して、プーリ部１２０の対向面１２５の表面を対向面１１５との間の摩擦を高めるようにしてもよい。この場合、対向面１１５の表面には摩擦を高めるための微小な凹凸が形成され、かつ対向面１２５の表面にも摩擦を高めるための微小な凹凸が形成されていることから、一種の凹凸嵌合である。

【0056】

・プーリ部１２０は、樹脂材のみをモールド材として、ナット部１１０の外周にインサート成形されたものであったが、これに限らない。例えば、プーリ部１２０は、金属粉末を含む樹脂材をモールド材として、ナット部１１０の外周にインサート成形されたものであってもよい。すなわち、プーリ部１２０は、樹脂成形によって成形されたものに限らず、金属粉末射出成形によって成形されたものであってもよい。金属粉末が含まれているモールド材を用いてプーリ部１２０をインサート成形する場合には、樹脂材のみのモールド材を用いてプーリ部１２０をインサート成形する場合に比べて、インサート成形時のプーリ部１２０の熱収縮量を小さくすることができる。このため、プーリ部１２０の外周面における熱収縮量がばらつくことをさらに抑えることができる。

【0057】

・プーリ部１２０には、筒状部１２２の軸方向一端側に鍔部１２４が形成されたが、筒状部１２２の軸方向他端側に鍔部１２４が形成されてもよい。また、プーリ部１２０に鍔部１２４を形成しないようにしてもよい。

【0058】

・外歯１２１は、筒状部１２２の外周面に加えて延出部１２３の外周面に形成されていてもよい。
・ナット部１１０の大径筒部１１２の外周面は円周面をなしており、プーリ部１２０の内周面は円周面をなしていたが、これに限らない。大径筒部１１２の外周面及びプーリ部１２０の内周面はわずかに楕円周面をなしている等の真円周面でない周面をなしていてもよい。

【0059】

・プーリ部１２０を成形するための金型として第１金型２００及び第２金型２０１を用いたが、これに限らず、金型の形状及び個数は適宜変更可能である。例えば、第１金型２００は、金型片２００ａ，２００ｂにより構成されたが、３つ以上の金型片から構成されていてもよい。また、ナット部１１０に支持部１１４が形成されていない場合、第１金型２００は、１つの金型片によって構成されていてもよい。また、第２金型２０１についても同様に複数の金型片によって構成されていてもよい。

【0060】

・ボールねじナット１００は、転舵ユニット４に具体化したものに限らず、例えば工作機械等、他の装置にも具体化することができる。
・本実施形態では、転舵ユニット４を備えたＥＰＳ１に具体化して示したが、これに限らない。例えば、運転者により操舵される操舵ユニットと、運転者の操舵に応じて転舵輪５を転舵させる転舵ユニット４との間の動力伝達が分離したステアバイワイヤ式の操舵装置として構成してもよい。なお、ステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化する場合には、前輪操舵装置としてだけでなく、後輪操舵装置や４輪操舵装置として具体化することもできる。

【符号の説明】

【0061】

１…ＥＰＳ、２…ステアリングホイール、３…ステアリング軸、４…転舵ユニット、５…転舵輪、６…ラックアンドピニオン機構、７…タイロッド、３１…コラム軸、３２…中間軸、３３…ピニオン軸、３３ａ…ピニオン歯、４１…モータ、４１ａ…回転軸、４１ｂ…ボルト、４２…伝達機構、４３…ハウジング、４４…第１ハウジング、４４ａ…第１筒状部、４４ｂ…第１収容部、４４ｃ…膨出部、４４ｄ…挿入孔、４５…第２ハウジング、４５ａ…第２筒状部、４５ｂ…第２収容部、４５ｃ…カバー部、５１…ラック軸、５１ａ…ラック歯、５１ｂ…ボール転動溝、５２…ボール、５３…駆動プーリ、５３ａ…外歯、５４…歯付きベルト、５４ａ…内歯、６０…軸受、６１…リテーナ、６２…保持部、１００…ボールねじナット、１１０…ナット部、１１１…ボール転動溝、１１２…大径筒部、１１３…小径筒部、１１３ａ…固定溝、１１４…支持部、１１５…対向面、１１６，１１６ｂ…凹部、１１６ａ…凸部、１２０…プーリ部、１２１…外歯、１２２…筒状部、１２３…延出部、１２４…鍔部、１２５…対向面、１２６…凸部、１２６ａ，１２６ｂ…凹部、１３０…規制部、１４０…ピン、２００…第１金型、２００ａ，２００ｂ…金型片、２０１…第２金型、２０２…内軸部、２０３…外歯成形部、２０４…底部、２０５…樹脂注入口、ＣＶ…キャビティ、ｍ…軸線、Ｒ…転動路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】