CN108297932A - 滚珠丝杠装置以及具备滚珠丝杠装置的转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供规定导向装置的内顶面的形状，在滚珠在连结通路内移动时在滚珠与保持架之间可靠地具有卡合量的滚珠丝杠装置。滚珠丝杠装置(40)具备滚珠丝杠轴(20)、滚珠螺母(21)、形成连结通路(43b)的导向装置(43)、滚珠(44)与保持架(45)。连结通路(43b)形成于外周滚珠滚动槽(23a1)以及螺纹牙(52)与内顶面(43c)之间，内顶面(43c)具备：第一圆角部(56)，其从轴线方向观察时的投影形状由第一曲率半径(R1)形成，以使至少在滚珠与内顶面之间设置恒定的第一缝隙(α1)；以及第二圆角部，其在外周滚珠滚动槽(23a1)的槽底侧由比第一曲率半径(R1)小的第二曲率半径(R2)形成。

Description

滚珠丝杠装置以及具备滚珠丝杠装置的转向装置

技术领域

本发明涉及滚珠丝杠装置以及具备滚珠丝杠装置的转向装置。

本申请主张于2017年1月11日提出的日本专利申请2017-002743号的优先权，并在此引用包括其说明书、附图以及摘要的全部内容。

背景技术

以往，例如公知有日本特开2000－18360号公报、日本实公平2－5145号公报所示的在滚珠丝杠轴与滚珠螺母之间的规定的位置具有保持架的滚珠丝杠装置。保持架能够实现在形成于滚珠丝杠轴与滚珠螺母之间的螺旋轨道滚动的滚珠彼此通过保持架槽间的支柱滚动而不相互抵接。

另外，日本特开2000－18360号公报、日本实公平2－5145号公报的滚珠丝杠装置具备多个导向装置，它们用于使在螺旋轨道滚动的滚珠在连在一起的循环路之中循环。此时，连在一起的循环路由螺旋轨道中的一圈的螺旋轨道、与由导向装置形成的连结通路构成。

连结通路跨越螺旋轨道的一个螺纹牙形成。另外，连结通路由形成于导向装置的内顶面、与和内顶面对置的滚珠丝杠轴的外周滚珠滚动槽以及螺纹牙之间形成。而且，在滚珠在连结通路内移动的情况下，滚珠从连结通路的入口进入，在外周滚珠滚动槽的侧面上升，越过螺纹牙。然后，朝向邻接的一圈螺旋轨道下降，从连结通路的出口排出，在螺旋轨道内合流。此时，为了使滚珠良好地滚动，在从连结通路的入口至出口之间移动的滚珠与导向装置的内顶面之间，设置有规定的缝隙。

然而，在这样的滚珠丝杠装置中，在滚珠与导向装置的内顶面之间的缝隙超过规定值的情况下，因滚珠在径向上移动缝隙的量，滚珠与保持架的卡合量减少，存在滚珠骑到保持架的外周面上的担忧。若滚珠骑到保持架的外周面上，则存在妨碍滚珠的正常循环的担忧。特别是在滚珠位于螺纹牙的外周面上的情况下，由于滚珠与保持架的卡合量减少，所以容易产生这种现象。因此，需要使滚珠与导向装置的内顶面之间的缝隙为规定值以下。与此相对，在上述日本特开2000－18360号公报、日本实公平2－5145号公报中，关于滚珠与导向装置的内顶面之间的缝隙的设定，完全没有记载。

发明内容

本发明的目的之一在于提供规定导向装置的内顶面的形状从而在滚珠在连结通路内移动时在滚珠与保持架之间可靠地具有卡合量的滚珠丝杠装置以及具备滚珠丝杠装置的转向装置。

本发明的一个方式的滚珠丝杠装置具备：滚珠丝杠轴，其在外周面螺旋状地形成有外周滚珠滚动槽；滚珠螺母，其在内周面螺旋状地形成有内周滚珠滚动槽，并且在上述外周滚珠滚动槽与上述内周滚珠滚动槽之间形成螺旋轨道；导向装置，其设置于上述滚珠螺母，并且形成跨越上述外周滚珠滚动槽间的螺纹牙的连结通路；多个滚珠，它们排列收容于由大致一圈的上述螺旋轨道与上述连结通路形成的循环路内；以及保持架，其配置于上述滚珠丝杠轴与上述滚珠螺母之间，并且具有保持上述滚珠的保持架槽。上述连结通路形成于上述外周滚珠滚动槽以及上述外周滚珠滚动槽间的上述螺纹牙、与在上述导向装置形成并且与上述外周滚珠滚动槽以及上述螺纹牙对置的内顶面之间，上述螺纹牙的顶面形成为以上述滚珠丝杠轴的中心轴线为中心的圆筒面状，上述连结通路的上述内顶面具备：第一圆角部，其从上述滚珠丝杠轴的轴线方向观察时的上述内顶面的投影形状由以上述滚珠丝杠轴的中心轴线为中心的单一的第一曲率半径形成，以使至少在上述滚珠在上述螺纹牙的上述顶面能够滚动的范围内，在上述滚珠与上述内顶面之间设置恒定的第一缝隙；以及第二圆角部，其从所述滚珠丝杠轴的轴线方向观察时的所述内顶面的所述投影形状比所述第一圆角部的范围更靠向所述外周滚珠滚动槽的槽底侧，并且由比上述第一曲率半径小的第二曲率半径形成。

由此，至少在滚珠最容易骑到保持架的外周面的螺纹牙的顶面滚动的范围内，形成内顶面的第一圆角部，以使在滚珠与内顶面之间确保恒定的第一缝隙，因此能够可靠地防止滚珠骑到保持架的外周面。

本发明的其他方式是具备上述方式的滚珠丝杠装置的转向装置。由此，能够获得具备滚珠不会骑到保持架的外周面的滚珠丝杠装置的转向装置。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的上述以及其它特征及优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素，其中，

图1是本发明的电动助力转向装置的简图。

图2是实施方式的图1的驱动力传递机构的部分放大剖视图。

图3是表示本实施方式的滚珠丝杠装置的结构的图。

图4是螺旋轨道以及导向装置形成的循环路的示意图。

图5是从周向视点观察的连结通路的示意图。

图6是保持架的圆筒部的径向剖视图。

图7是表示保持架与滚珠的第一卡合状态的图。

图8是表示保持架与滚珠的第二卡合状态的图。

图9是从径向视点观察的连结通路的示意图。

图10是说明导向装置的内顶面的形状的图。

图11是图10的周向视点的图的放大图。

图12是连结通路的各位置的滚珠与保持架的卡合量以及缝隙的图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的第一实施方式的电动助力转向装置。图1是表示举例示出本发明的滚珠丝杠装置应用于车辆的电动助力转向装置(相当于转向装置)的方式的电动助力转向装置的整体的图。

电动助力转向装置是通过转向操纵辅助力辅助转向操纵力的转向装置。此外，除电动助力转向装置之外，本发明的滚珠丝杠装置也能够应用于四轮转向操纵装置、后轮转向操纵装置、线控转向(Steer-by-wire)装置等能够应用滚珠丝杠装置的各种装置。

电动助力转向装置10(以后称为转向装置10)是通过使与车辆的转向轮(图略)连结的转向轴20在与转向轴20的轴线方向一致的A方向(图1的左右方向)往复移动改变转向轮的方向的装置。

如图1所示，转向装置10具备壳体11、方向盘12、转向传动轴13、扭矩检测装置14、电动马达M(以后称为马达M)、上述转向轴20(相当于滚珠丝杠轴)、转向操纵辅助机构30与滚珠丝杠装置40。

壳体11是固定于车辆的固定部件。壳体11形成为筒状，供转向轴20(丝杠轴)在A方向能够相对移动地插通。壳体11具备第一壳体11a以及固定于第一壳体11a的A方向一端侧(图1中左侧)的第二壳体11b。

方向盘12固定于转向传动轴13的端部，并被支承为在车室内能够旋转。转向传动轴13通过驾驶员的操作将施加于方向盘12的扭矩向转向轴20传递。

在转向传动轴13的转向轴20侧的端部形成有构成齿轮齿条机构的小齿轮13a。扭矩检测装置14基于转向传动轴13的扭转量检测施加于转向传动轴13的扭矩。

转向轴20在A方向延伸。在转向轴20形成有齿条22。齿条22与转向传动轴13的小齿轮13a啮合，与小齿轮13a一起构成齿轮齿条机构。齿轮齿条机构基于转向装置10的用途等，设定能够在转向传动轴13与转向轴20之间传递的最大轴力。

另外，转向轴20在与齿条22不同的位置形成有滚珠丝杠部23。滚珠丝杠部23与后述的滚珠螺母21一起构成滚珠丝杠装置40，通过转向操纵辅助机构30传递转向操纵辅助力。转向轴20的两端经由图略的横拉杆以及转向节臂等与左右的转向轮(图略)连结，转向轮通过转向轴20向A方向的轴向移动而在左右方向被操纵转向。

转向操纵辅助机构30是将马达M作为驱动源对转向轴20施加转向操纵辅助力的机构。转向操纵辅助机构30具备马达M、驱动马达M的控制部ECU以及驱动力传递机构32。马达M以及用于驱动马达M的控制部ECU收容于外壳31，该外壳31固定于壳体11的第一壳体11a。控制部ECU基于扭矩检测装置14的输出信号决定转向操纵辅助扭矩，控制马达M的输出。

如图2所示，驱动力传递机构32具备驱动带轮36、从动带轮34以及带齿传送带35。驱动带轮36安装于马达M的输出轴37。输出轴37与转向轴20的轴线(中心轴线)平行地配置。从动带轮34在滚珠螺母21的外周侧配置为能够与滚珠螺母21一体旋转。从动带轮34的A方向一端侧(在图2中左侧)在第二壳体11b的内周面经由图略的滚珠轴承被支承为能够旋转。带齿传送带35悬挂于驱动带轮36与从动带轮34。驱动力传递机构32在驱动带轮36与从动带轮34之间经由带齿传送带35传递马达M产生的旋转驱动力。

接下来，说明滚珠丝杠装置40。如图2、图3所示，滚珠丝杠装置40具备转向轴20(滚珠丝杠轴)的滚珠丝杠部23、滚珠螺母21、多个导向装置43、多个滚珠44、保持架45以及壁部件46。

滚珠丝杠部23具备外周滚珠滚动槽23a1，该外周滚珠滚动槽23a1在滚珠丝杠部23的外周面23a螺旋状地形成。滚珠螺母21形成为圆筒状，配置于滚珠丝杠部23的径向外侧。滚珠螺母21的内周面21a具备形成为螺旋状的内周滚珠滚动槽21a1。在外周滚珠滚动槽23a1与内周滚珠滚动槽21a1之间形成螺旋轨道47(参照图3以及图4的示意图)。

导向装置43在滚珠螺母21的圆周上设置有多个，形成跨越外周滚珠滚动槽23a1间的螺纹牙52的连结通路43b。此外，螺纹牙52之后详细叙述。在多圈螺旋轨道47中，例如在大致一圈的螺旋轨道47a内，导向装置43使滚珠44循环。此外，大致一圈的螺旋轨道47a可以是一圈，也可以不满一圈。

如图4的示意图所示，一个导向装置43连接连结通路43b的出入口43a、43a与大致一圈的螺旋轨道47a内的规定的两处从而形成连在一起的循环路51。此时，规定的两处的位置可以任意设定。而且，多个滚珠44收容于循环路51内。

如图5所示，连结通路43b形成于外周滚珠滚动槽23a1以及在外周滚珠滚动槽23a1之间形成的螺纹牙52、与在导向装置43形成并且与外周滚珠滚动槽23a1以及螺纹牙52对置的内顶面43c之间。此外，本发明的内顶面43c的形状主要对应于与内顶面43c对置的螺纹牙52的形状形成，之后详细叙述。此外，图5是任一连结通路43b的从转向轴20的周向观察时的投影形状的图。

在螺旋轨道47a滚动的滚珠44在连结通路43b的第一出入口43a被引导至连结通路43b内之后越过区分在A方向邻接的外周滚珠滚动槽23a1的螺纹牙52。此时，滚珠44越过螺纹牙52的方向大致在滚珠螺母21的圆周方向。

此时，若从转向轴20(滚珠丝杠轴)的轴线方向(A方向)观察，滚珠44越过的螺纹牙52的外周面的形状(投影形状)形成为具有规定的曲率半径Ra。曲率半径Ra的中心是转向轴20的中心轴线，曲率半径Ra与转向轴20的外周面23a的曲率半径Ra一致。然后，在越过螺纹牙52之后，滚珠44从螺纹牙52的外周面向外周滚珠滚动槽23a1移动，从第二出入口43a向螺旋轨道47a排出，再次在螺旋轨道47a滚动。这样，多个滚珠44在连在一起的循环路51继续无限循环。

如图3所示，壁部件46安装于滚珠螺母21的端面21b。壁部件46具备与滚珠螺母21的端面21b具有缝隙地对置的端面46a。此时，端面21b与端面46a之间的缝隙的大小为后述的保持架45的凸缘部45c能够插入的大小。

如图3所示，保持架45具备薄壁圆筒状的圆筒部45a与在圆筒部45a的一端(在图3中左侧)侧的端面能够与滚珠螺母21的端面21b抵接的凸缘部45c。圆筒部45a在径向上配置于转向轴20的外周面23a与滚珠螺母21的内周面21a之间。另外，保持架45在圆筒部45a的圆周上具备用于保持多个滚珠44的多个保持架槽45d。

如图3所示，多个保持架槽45d为沿转向轴20的轴线方向亦即A方向延伸的长孔状，且在圆筒部45a的圆周上以等角度间隔(等节距)配置。此时，在圆筒部45a中，在周向上隔离在周向上相邻的保持架槽45d的隔离部45e的宽度尺寸与滚珠44的直径尺寸φB相比充分小。由此，能够在保持架45的圆筒部45a的保持架槽45d内，排列满足滚珠丝杠装置40的负荷容量所需的充分数量的滚珠44。

保持架槽45d以与转向轴20的外周滚珠滚动槽23a1以及滚珠螺母21的内周滚珠滚动槽21a1大致呈直角的方式相对于转向轴20的轴线(即，保持架45的轴线)倾斜规定角度。换言之，保持架槽45d以仅倾斜外周滚珠滚动槽23a1以及内周滚珠滚动槽21a1的导程角地方式形成为相对各滚珠滚动槽21a1、23a1呈直角。但是，并不限定于该方式，保持架槽45d也可以形成为与转向轴20的轴线平行。

如图6的保持架45的与轴线垂直的剖面形状所示，保持架槽45d的两侧面以倾斜面形成。详细而言，两侧面分别由随着朝圆筒部45a的径向外侧宽度变宽地方式倾斜了规定角度θ的倾斜面45b、45f形成。即，保持架槽45d的剖面形状通过倾斜面45b、45f成为“ハ”字形。

另外，如图7所示，由于倾斜面45b、45f，保持架槽45d的槽宽形成为在圆筒部45a的内周比滚珠44的直径尺寸φB小，在圆筒部45a的外周比滚珠44的直径尺寸φB大。即，若将圆筒部45a的内周的槽宽设为槽宽WA，将圆筒部45a的外周的槽宽设为槽宽WC，则具有WA＜φB＜WC的关系。

这样，保持架45通过保持架槽45d的倾斜面45b、45f(两侧面)，允许滚珠44向保持架45的径向外侧移动，且限制滚珠44向保持架45的径向内侧移动。其结果是，如图7所示，位于下方的保持架槽45d的倾斜面45b、45f与在转向轴20(滚珠丝杠轴)与滚珠螺母21之间滚动的滚珠44抵接，由此保持架45的径向(在图7中下方)移动被限制。由此，抑制保持架45与转向轴20的外周面23a或滚珠螺母21的内周面21a接触。因此，图7所示的保持架45与滚珠44的卡合量β1也以规定的值保持。此外，图7是滚珠44在外周滚珠滚动槽23a1内滚动的状态的图。

然而，这里，例如为了滚珠44在连结通路43b内通过，考虑在转向轴20(滚珠丝杠轴)的螺纹牙52上即在转向轴20的外周面23a上滚动的情况。在该情况下，如图8所示，滚珠44与保持架45在径向上的卡合量β2的大小比滚珠44在外周滚珠滚动槽23a1内滚动时的卡合量β1小。

因此，在滚珠44在螺纹牙52上滚动的情况下，若在滚珠44与导向装置43的内顶面43c之间产生超过规定的缝隙α的缝隙，则存在滚珠44骑到保持架45的圆筒部45a(隔离部45e)的外周面上的担忧。此外，此时，规定的缝隙α是指滚珠44在螺纹牙52的外周面与导向装置43的内顶面43c之间能够在径向移动的距离。

若滚珠44骑到隔离部45e的外周面上，则滚珠44被夹于内顶面43c与隔离部45e之间。由此，滚珠44的良好滚动受阻碍，存在给滚珠丝杠装置40带来扭矩变动的担忧。

因此，在本实施方式中，以使滚珠44在螺纹牙52的外周面上滚动时的滚珠44与导向装置43的内顶面43c之间的缝隙的大小成为规定的缝隙α的方式设定连结通路43b的形状，特别是内顶面43c的形状。此外，如上述所述，规定的缝隙α是滚珠44能够良好地滚动并且即便滚珠44在径向移动也不会骑到保持架45的隔离部45e的外周面的缝隙的大小。规定的缝隙α的大小可以通过事前的实验等导出。

说明导向装置43的连结通路43b。如上述所述，连结通路43b形成于：外周滚珠滚动槽23a1以及外周滚珠滚动槽23a1间的螺纹牙52、与形成于导向装置43并且与外周滚珠滚动槽23a1以及螺纹牙52对置的内顶面43c之间。

图9是连结通路43b的从径向视点观察到的投影形状(投影图)。径向视点是指在转向轴20(滚珠丝杠轴)的径向上沿从中心轴线侧朝向外周的方向观察图3所示的连结通路43b的视点。在从径向视点观察的情况下，连结通路43b如图9所示大致呈S字形。

连结通路43b在S字的中央部具备直线部43e，在直线部43e的两端具备弯曲部43f、43f。此外，图9中的连结通路43b的中心线CL1与在径向视点下滚珠44在连结通路43b内滚动地进行了移动时的滚珠44的中心点(中心)的移动轨迹一致。

为了滚珠44从外周滚珠滚动槽23a1内顺畅地流入连结通路43b内，或者为了滚珠44从连结通路43b排出并且在外周滚珠滚动槽23a1内顺畅地合流，两端的弯曲部43f、43f以沿着外周滚珠滚动槽23a1的角度形成。

在径向视点下，连结通路43b将直线部43e的中心点O作为中心以点对称形状形成。此外，中心点O在径向视点下，是转向轴20(滚珠丝杠轴)的中心轴线与连结通路43b的中心线CL1的交点。

如上述所述，图5是从转向轴20(滚珠丝杠轴)的周向(与图3相同的投影方向)观察连结通路43b时的导向装置43的内顶面43c以及转向轴20(滚珠丝杠轴)的螺纹牙52的投影形状(以下将从该方向的视点称为周向视点)。此外，图5所示的投影形状是针对沿着图9中的连结通路43b的中心线CL1的向纸面里侧方向的剖面的投影形状。即，图5所示的内顶面43c的投影形状表示连结通路43b中的最大外径。

在周向视点下，螺纹牙52具备顶面53与锥面54(参照图5)。在本实施方式中，螺纹牙52是指形成于外周滚珠滚动槽23a1间的壁部55中的具备顶面53与锥面54的前端的部位。顶面53由转向轴20(滚珠丝杠轴)的外周面23a的一部分形成。因此，顶面53以转向轴20(滚珠丝杠轴)的中心轴线为中心形成为圆筒面状。

锥面54是连接顶面53与外周滚珠滚动槽23a1的平面。锥面54沿在转向轴20中螺旋状地延伸的螺纹牙52的延伸方向，形成于螺纹牙52的顶面53的两侧。

设置于导向装置43侧的内顶面43c实际上沿连结通路43b的中心线CL1的延伸方向形成。但是，在本实施方式中，通过周向视点下的投影形状规定内顶面43c的形状。

基于图10说明内顶面43c的形状的设定。此外，为了进行该说明，不仅对周向视点进行说明，而且增加上述基于径向视点的图以及基于轴向视点的图进行说明。另外，在图10中，在各视点下的各图中，以连结通路43b中的点对称的中心点O为中心，仅记载并说明第一侧的直线部43e以及弯曲部43f。

如上述所述，如图10的右下所示，周向视点是从与包含转向轴20(滚珠丝杠轴)的中心轴线与滚珠44的中心点的平面垂直的方向观察连结通路43b的视点。因此，随着滚珠44移动，周向视点的方向随时变动。来自周向视点的图表示从周向视点观察的螺纹牙52的轮郭以及在螺纹牙52上滚动的滚珠44的移动的样子。

首先，基于径向视点进行说明。在图10所示的径向视点下，中心点a－中心点f表示在连结通路43b内移动的滚珠44的中心位置。

在径向视点下，中心点a与顶面53的中央一致，即与连结通路43b的中心点O一致。而且，如表示周向视点下的滚珠44的位置的圆C1所示，中心点a是滚珠44的外周面在点V处的切面FA1(参照图11)与周向视点下的顶面53一致时的滚珠44的中心点，其中，该点V(＝中心点O)是滚珠44与顶面53的接触点。

中心点b是滚珠44与第二交线CR2上的点W接触的状态下的滚珠44的中心点的位置，其中，上述第二交线CR2是顶面53与锥面54的交线。此外，此时，在径向视点下，中心点b与点W一致。另外，此时，若从周向视点观察，如表示滚珠44的位置的圆C2所示，滚珠44的外周面在点W处的切面FA2(参照图11)与周向视点下的顶面53一致。即，滚珠44在第二交线CR2上的点W与周向视点下的顶面53接触。

接下来，中心点c是在滚珠44与位于第二交线CR2上的点W1接触的状态下且在以点W1为支点旋转了规定角度的状态下的滚珠44的中心点的位置，其中，上述第二交线CR2是顶面53与锥面54的交线。旋转了的状态如周向视点下的图所示(参照表示旋转后的滚珠44的位置的圆C3)。此外，此时，点W1相对于点W在第二交线CR2上在第二交线CR2方向稍稍位移。

另外，此时，若从周向视点观察，如圆C3所示，滚珠44的外周面在点W1处的切面FA3(参照图11)与周向视点下的锥面54一致。即，滚珠44在第二交线CR2上的点W1上，与锥面54接触。

接下来，中心点d是滚珠44与位于第一交线CR1上的点X接触的状态下的滚珠44的中心点的位置，其中，上述第一交线CR1是锥面54与外周滚珠滚动槽23a1的交线。此外，此时的滚珠44维持相对于锥面54具有与从周向视点观察到的圆C3相同的倾斜的状态，在锥面54上移动(参照表示移动后的滚珠44的位置的圆C4)。

另外，如从周向视点观察到的圆C4所示，滚珠44的外周面在点X处的切面FA4(参照图11)与周向视点下的锥面54一致。即，滚珠44在第一交线CR1上的点X上，与锥面54接触。

接下来，中心点e是在滚珠44与位于第一交线CR1上的点X1接触的状态下且在以点X1为支点旋转了规定角度的状态下的滚珠44的中心点的位置，其中，上述第一交线CR1是锥面54与外周滚珠滚动槽23a1的交线。旋转了的状态如周向视点下的图所示(参照表示旋转后的滚珠44的位置的圆C5)。此外，此时，点X1相对于点X在第一交线CR1上在第一交线CR1方向稍稍位移。

另外，此时，若从周向视点观察，如圆C5所示，滚珠44的外周面在点X1处的切面FA5(参照图11)与周向视点下的外周滚珠滚动槽23a1在点X1上的切面一致。即，滚珠44在第二交线CR2上的点X1上，与外周滚珠滚动槽23a1接触。

接下来，中心点f是滚珠44在外周滚珠滚动槽23a1内移动，到达连结通路43b的出入口43a的状态下的滚珠44在径向视点下的中心点。因此，中心点f的径向位置与节圆一致。此外，节圆是公知的，因此省略详细说明。

接下来，说明内顶面43c的形状的设定。如图10的左上的轴向视点的图所示，内顶面43c在轴向视点下具备第一圆角部56、第二圆角部57与直线部58。在本实施方式中，第一圆角部56设定在滚珠44沿连结通路43b移动的和螺纹牙52的顶面53中的V与W之间的范围对置的范围。

即，第一圆角部56形成为，在径向视点下在滚珠44的中心点从中心点a移动至中心点b的范围内，在轴向视点下的滚珠44与内顶面43c之间设置有恒定的第一缝隙α1(α)。此时，恒定的第一缝隙α1是，在连结通路43b内滚珠44能够良好地滚动，并且即便滚珠44在第一缝隙α1内在径向上移动，滚珠44也不会骑到保持架45的外周面上的尺寸。另外，第一缝隙α1为约半径左右的缝隙。

第一缝隙α1事先基于设计研究以及实验结果等设定。第一圆角部56由以转向轴20(滚珠丝杠轴)的中心轴线为中心的单一的第一曲率半径R1形成。另外，在本实施方式中，第一缝隙α1也可以定义为滚珠44沿连结通路43b的内顶面43c移动时的滚珠44的中心、与滚珠44沿顶面53移动时的滚珠44的中心之间的距离。

这样，第一圆角部56的范围即第一圆角部56与第二圆角部57的边界为位于点B的位置(参照轴向视点的图)，该点B在滚珠44与点W接触且滚珠44的外周面的切面FA2与顶面53一致的状态(参照周向视点下的圆C2)下，位于将滚珠44的中心点b与点W相连的线L1的延长线上且是内顶面43c上的点。

此外，在上述中，第一圆角部56的第一曲率半径R1能够用下述式(1)表示。

R1＝Ra+φB+α1(1)

Ra：螺纹牙52的顶面53的曲率半径(mm)

φB：滚珠44的直径(mm)

α1：第一缝隙(mm)

通过这样设置有第一缝隙α1，滚珠44能够在与第一圆角部56对置的范围内在螺纹牙52的顶面53(外周面)上顺畅地滚动。另外，如上述所述，第一缝隙α1是即便滚珠44能够在内顶面43c与顶面53之间在径向上移动第一缝隙α1的量，滚珠44也不会骑到保持架45的外周面的尺寸。

但是，在保持架45中，保持架槽45d的倾斜面45b、45f的各槽宽WA、WC、规定角度θ以及滚珠44的直径尺寸φB等分别具有公差地制造。因此，根据各尺寸的组合情况，圆筒部45a的径向位置存在相对于径向上的设计计算上的中心位置向径向内侧偏移的情况。因此，优选在这些偏差也全部加以考虑的基础上，以滚珠44与保持架45之间的卡合量β2不会成为0以下的方式设定第一缝隙α1。由此，能够可靠地防止滚珠44骑到保持架45的圆筒部45a(隔离部45e)的外周面上。

第二圆角部57以比第一圆角部56的第一曲率半径R1小的第二曲率半径R2形成(R1＞R2)。第二圆角部57配置为在内顶面43c上的点B，内接(切线连接)于第一圆角部56。因此，第二圆角部57的中心位于连结点B与转向轴20(滚珠丝杠轴)的中心轴线的线上。另外，如图10所示，第二圆角部57形成于比形成第一圆角部56的范围更靠向外周滚珠滚动槽23a1的槽底侧。

而且，从第二圆角部57向外周滚珠滚动槽23a1的槽底侧延伸的直线部58与点F连接。点F是指位于将上述径向视点下的滚珠44的中心点f与此时的滚珠44在外周滚珠滚动槽23a1内接触的点(图略)相连的线(图略)的延长线上且位于内顶面43c上的点。点F是连结通路43b的出入口43a的最大外径点。

点F距离转向轴20(滚珠丝杠轴)的中心轴线的距离R3能够用下述式(2)表示。

R3＝(PCD/2)+(φB/2)+α2 (2)

PCD：节圆直径(mm)

φB：滚珠44的直径(mm)

α2：第二缝隙(mm)

即，以在滚珠44配置于外周滚珠滚动槽23a1的状态下在滚珠44与点F之间确保第二缝隙α2的方式，形成点F距离滚珠丝杠中心的距离(R3)。由此，顺利地形成连结通路43b，滚珠44能够顺畅地循环。

以下，说明上述实施方式的作用。在图12中示出了在上述实施方式的滚珠丝杠装置40中，针对径向视点下的中心点a－中心点f之间的各位置的、轴向视点下的滚珠44与内顶面43c之间的缝隙α以及保持架45与滚珠44的卡合量的计算数据。此外，在图12中，为了和本发明比较，作为现有技术的一个例子，也相应地记载了仅由单一的曲率半径R形成内顶面时的计算数据(参照虚线)。但是，除内顶面的形状以外，构成现有技术的各部件的形状以及尺寸等作为与本实施方式相同的构成来计算。在图12的图中，横轴表示连结通路43b的滚珠44的位置，纵轴表示缝隙α以及保持架45与滚珠44的卡合量的大小。此外，在图12的图中，不用β1、β2区别卡合量，将卡合量表示为卡合量β。

如图12的图表的虚线所示，在现有技术中，在中心点a－中心点b的范围内，在中心点a的位置缝隙α最大。另外，在越过中心点b的位置缝隙α最小。而且，伴随于此，在中心点a，保持架与滚珠的卡合量大幅度变小。因此，在中心点a的位置附近，存在滚珠向径向外侧移动缝隙α的量而骑到保持架的外周面的担忧。

然而，在本实施方式中，在现有技术中的保持架45与滚珠44的卡合量最小的中心点a－中心点b的范围，确保了恒定的第一缝隙α1。另外，伴随于此，在保持架45与滚珠44之间确保有与恒定的第一缝隙α1对应的恒定的卡合量β。因此，即便滚珠44向径向外侧移动第一缝隙α1的量，保持架45与滚珠44之间的卡合量也不会超过规定值地变小，不存在滚珠44骑到保持架45的外周面的担忧。

此外，针对超过中心点a－中心点b的范围的中心点b－中心点f的范围，都是缝隙α随着移动变大。但是，在中心点b－中心点f中，滚珠44朝向外周滚珠滚动槽23a1内移动。因此，作为保持架45与滚珠44之间的卡合量的大小，能够确保充分的大小，都不存在滚珠44骑到保持架45的外周面的担忧。

以下示出上述实施方式的变形例1。在上述实施方式中，将内顶面43c中的第一圆角部56与第二圆角部57的边界设为点B。但是，本发明并不限定于该方式。作为变形例1，第一圆角部56与第二圆角部57的边界也可以位于比点D更靠向与螺纹牙52的顶面53在径向上对置的内顶面43c区域的一侧(参照图10)。即，也可以将第一圆角部56与第二圆角部57的边界设置于点B与点D之间的范围。

如图10所示，此时，在滚珠44与位于第一交线CR1上的点X接触，该第一交线CR1是锥面54与外周滚珠滚动槽23a1的交线，且滚珠44的外周面的切面FA4与锥面54一致的状态下，点D位于将滚珠44的中心点d(中心)与点X相连的线的延长线上且位于内顶面43c上。此外，第一圆角部56与第二圆角部57的连接以及第二圆角部57与点F的连接与上述实施方式相同。据此也能够获得相应的效果。

另外，作为变形例2，第一圆角部56与第二圆角部57的边界也可以设于点B与点C之间的范围。如图10所示，此时，在滚珠44与位于第二交线CR2上的点W1接触，该第二交线CR2是顶面53与锥面54的交线，且在点W1处的滚珠44的外周面的切面FA3与周向视点下的锥面54一致的状态下，点C位于将滚珠44的中心点c与点W1相连的线的延长线上且位于内顶面43c上。此外，第一圆角部56与第二圆角部57的连接以及第二圆角部57与点F的连接与上述实施方式相同。据此也能够获得相应的效果。

另外，作为变形例3，也可以在第二圆角部57与点F之间不具有直线部58。即，也可以将第二圆角部57与点F直接连接(图略)。由此，存在在第二圆角部57与点F之间产生少许阶梯差的情况，但能够获得相应的效果。

另外，作为变形例4，螺纹牙52也可以不具备锥面54。据此也能够获得相同的效果。

根据上述实施方式，滚珠丝杠装置40具备：滚珠丝杠轴20(转向轴)，其在外周面23a螺旋状地形成有外周滚珠滚动槽23a1；滚珠螺母21，其在内周面螺旋状地形成有内周滚珠滚动槽21a1，并且在外周滚珠滚动槽23a1与内周滚珠滚动槽21a1之间形成螺旋轨道47；导向装置43，其设置于滚珠螺母21，并且形成跨越外周滚珠滚动槽23a1间的螺纹牙52的连结通路43b；多个滚珠44，它们排列收容于由大致一圈的螺旋轨道47a与连结通路43b形成的循环路51内；以及保持架45，其配置于滚珠丝杠轴20(转向轴)与滚珠螺母21之间，并且具有保持滚珠44的保持架槽45d。

连结通路43b形成于：外周滚珠滚动槽23a1以及外周滚珠滚动槽23a1间的螺纹牙52、与在导向装置43形成并且与外周滚珠滚动槽23a1以及螺纹牙52对置的内顶面43c之间，螺纹牙52的顶面53形成为以滚珠丝杠轴20的中心轴线为中心的圆筒面状，连结通路43b的内顶面43c具备：第一圆角部56，其从滚珠丝杠轴20的轴线方向观察时的内顶面43c的投影形状由以滚珠丝杠轴20的中心轴线为中心的单一的第一曲率半径R1形成，以使至少在滚珠44在螺纹牙52的顶面53能够滚动的范围内在滚珠44与内顶面43c之间设置恒定的第一缝隙α1；以及第二圆角部，其内顶面43c的投影形状比第一圆角部56的范围更靠向外周滚珠滚动槽23a1的槽底侧，并且由比第一曲率半径R1小的第二曲率半径R2形成。

由此，至少在滚珠44最容易骑上保持架45的外周面的在螺纹牙52的顶面滚动的范围内，形成内顶面43c的第一圆角部56，以使在滚珠44与内顶面43c之间确保恒定的第一缝隙α1，因此能够可靠地防止滚珠44骑上保持架45的外周面。

另外，根据上述变形例1，螺纹牙52具备连接螺纹牙52的顶面53与外周滚珠滚动槽23a1的锥面54，将位于第一交线CR1上的点设为点X，该第一交线CR1是锥面54与外周滚珠滚动槽23a1的交线，并且将在滚珠44与点X接触且滚珠44的外周面的切面与锥面54一致的状态下，位于将滚珠44的中心与点X相连的线的延长线上且位于内顶面43c上的点设为点D，第一圆角部56与第二圆角部57的边界位于比点D更靠向与螺纹牙52的顶面53在径向上对置的内顶面43c区域的一侧。由此，在连结通路43b中，能够在更宽范围防止滚珠44骑向保持架45的外周面。

另外，根据上述实施方式，将位于第二交线CR2上的点设为点W，该第二交线CR2是锥面54与顶面53的交线，并且将在滚珠44与点W接触且滚珠44的外周面的切面与顶面53一致的状态下，位于将滚珠44的中心与点W相连的线的延长线上且位于内顶面43c上的点设为点B，边界位于点B。由此，明确地设定了能够防止滚珠44骑向保持架45的外周面的范围。

另外，根据上述实施方式，第二圆角部57由单一的第二曲率半径R2形成。由此，加工简易，有助于成本减少。但是，第二圆角部57也可以通过将多个曲率半径相连来形成。由此，成本上升，但能够更加精度良好地控制滚珠44与内顶面43c之间的缝隙。

另外，根据上述实施方式，连结通路43b的内顶面43c还具备与第二圆角部57连接并且从第二圆角部57向外周滚珠滚动槽23a1的槽底侧延伸的直线部58。由此，能够顺畅地连接第二圆角部57与螺旋轨道47。

另外，根据上述实施方式，转向装置10具备上述实施方式所记载的滚珠丝杠装置40。由此，能够获得高可靠性的转向装置10，该转向装置10具备能够可靠地防止滚珠44骑到保持架45的外周面的高可靠性的滚珠丝杠装置40。

另外，在上述实施方式中，转向操纵辅助机构30将马达M作为驱动源，对转向轴20施加有转向操纵辅助力，该马达M的旋转轴与转向轴20的滚珠丝杠轴平行地配置。但并不限定于该方式。转向操纵辅助机构也可以是现有技术(日本专利第5120040号公报)所示的马达的旋转轴与转向轴20的滚珠丝杠轴配置于相同位置的类型。据此也能够期待相同的效果。

另外，在上述实施方式中，对将滚珠丝杠装置40应用于电动助力转向装置10等的例子进行了叙述，但本发明例如同样也能够应用于机床等所使用的滚珠丝杠装置。并且，滚珠丝杠装置40也能够应用于其他任何滚珠丝杠装置。

Claims (6)

1.一种滚珠丝杠装置，包括：

滚珠丝杠轴，其在外周面螺旋状地形成有外周滚珠滚动槽；

滚珠螺母，其在内周面螺旋状地形成有内周滚珠滚动槽，并且在所述外周滚珠滚动槽与所述内周滚珠滚动槽之间形成螺旋轨道；

导向装置，其设置于所述滚珠螺母，并且形成跨越所述外周滚珠滚动槽间的螺纹牙的连结通路；

多个滚珠，它们排列收容于由大致一圈的所述螺旋轨道与所述连结通路形成的循环路内；以及

保持架，其配置于所述滚珠丝杠轴与所述滚珠螺母之间，并且具有保持所述滚珠的保持架槽，其中，

所述连结通路形成于所述外周滚珠滚动槽以及所述外周滚珠滚动槽间的所述螺纹牙、与在所述导向装置形成并且与所述外周滚珠滚动槽以及所述螺纹牙对置的内顶面之间，

所述螺纹牙的顶面形成为以所述滚珠丝杠轴的中心轴线为中心的圆筒面状，

所述连结通路的所述内顶面具备：

第一圆角部，其从所述滚珠丝杠轴的轴线方向观察时的所述内顶面的投影形状由以所述滚珠丝杠轴的中心轴线为中心的单一的第一曲率半径形成，以使至少在所述滚珠在所述螺纹牙的所述顶面能够滚动的范围内，在所述滚珠与所述内顶面之间设置恒定的第一缝隙；以及

第二圆角部，其从所述滚珠丝杠轴的轴线方向观察时的所述内顶面的所述投影形状比所述第一圆角部的范围更靠向所述外周滚珠滚动槽的槽底侧，并且由比所述第一曲率半径小的第二曲率半径形成。

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠装置，其中，

所述螺纹牙具备连接所述螺纹牙的所述顶面与所述外周滚珠滚动槽的锥面，

将位于第一交线上的点设为点X，该第一交线是所述锥面与所述外周滚珠滚动槽的交线，并且将如下点设为点D，即，在所述滚珠与所述点X接触且所述滚珠的外周面的切面与所述锥面一致的状态下，该点位于将所述滚珠的中心与所述点X相连的线的延长线上且位于所述内顶面上，

所述第一圆角部与所述第二圆角部的边界位于比所述点D更靠向与所述螺纹牙的所述顶面在径向上对置的内顶面的区域的一侧。

3.根据权利要求2所述的滚珠丝杠装置，其中，

将位于第二交线上的点设为点W，该第二交线是所述锥面与所述顶面的交线，并且将如下点设为点B，即，在所述滚珠与所述点W接触且所述滚珠的外周面的切面与所述顶面一致的状态下，该点位于将所述滚珠的中心与所述点W相连的线的延长线上且位于所述内顶面上，

所述边界位于所述点B。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的滚珠丝杠装置，其中，

所述第二圆角部由单一的曲率半径形成。

5.根据权利要求1～3中的任一项所述的滚珠丝杠装置，其中，

所述连结通路的所述内顶面还具备与所述第二圆角部连接并且从所述第二圆角部向所述外周滚珠滚动槽的槽底侧延伸的直线部。

6.一种转向装置，其中，

具备权利要求1～5中的任一项所记载的滚珠丝杠装置。