JP2007120658A - Rotation-linear motion converting mechanism - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the occurrence of backlash due to the elongation of a roller in a rotation-linear motion converting mechanism which improves the meshing between a roller and a rod, facilitates the assembly and enables the handling of a large load. <P>SOLUTION: A rotation-linear motion converting mechanism which is equipped with a rod 1 containing a screw part in the outer peripheral surface, a holder member 3 provided to the outer peripheral side of the rod so as to be relatively rotated and relatively axially moved with respect to the rod, a roller 21 rotatably supported by a holder member, provided with an annular groove meshing with the screw part and arranged torsionally at a shaft angle more than a lead angle of the screw part with respect to a rod shaft, includes one-way roller thrust bearing 21e3 which rotatably supports the roller 21 and receives thrust load in the one-way direction of the roller shaft and the-other-way roller thrust bearing 21e4 which receives thrust load in the-other-way direction of the roller shaft. Both one-way roller thrust bearing and the-other-way roller thrust bearing are arranged only in one end 21c1 adjacent to an annular groove mounting part of the roller. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転運動と直線運動の間で運動方向を変換することにより回転トルクと推力を変換する回転直動変換機構に係り、特に、がたが小さく、常時噛合い状態を良好に保つとともに、組立て性が良好で大荷重を扱うことが可能な回転直動変換機構に関する。   The present invention relates to a rotation / linear motion conversion mechanism that converts rotational torque and thrust force by converting the direction of motion between rotational motion and linear motion, and in particular, has a small backlash and maintains a good meshing state at all times. The present invention relates to a rotation / linear motion conversion mechanism that has good assemblability and can handle a large load.

回転軸とこの回転軸に転がり接触する弾性ローラとからなる往復直線運動機構において、弾性ローラの弾性変形によって回転軸との間における接触弧の長さを長くすることによって、小さな面圧で大きなスラスト力を得る構成が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。   In a reciprocating linear motion mechanism comprising a rotating shaft and an elastic roller that is in rolling contact with the rotating shaft, a large thrust is generated with a small surface pressure by increasing the length of the contact arc between the rotating shaft and the elastic roller by elastic deformation. The structure which acquires force is proposed (for example, refer patent document 1).

引用文献1に示す機構は、円柱形状のロッドとその周囲にねじって配置した円柱形状の弾性体ローラと、そのローラを回転フリーに軸支するホルダから構成されており、ロッドを回転させてホルダが直動するものである。このように、引用文献1に示す機構は、ロッドとローラ間の力の伝達をねじと環状溝の噛み合いではなくて両者間の摩擦とするものであるが、構成や動作については、概略的に云えば本発明の機構と類似している。
特開平6−174041号公報
The mechanism shown in Cited Document 1 is composed of a cylindrical rod, a cylindrical elastic roller arranged by twisting around the rod, and a holder that rotatably supports the roller. Is the one that moves directly. In this way, the mechanism shown in the cited document 1 is to transmit force between the rod and the roller, not the mesh between the screw and the annular groove, but friction between the two. In other words, it is similar to the mechanism of the present invention.
JP-A-6-174041

上記特許文献1に示す従来技術では、ローラのホルダへのスラスト荷重を受けるスラスト軸受は、ローラの両端に設ける構成である。このため、スラスト荷重の向きによって、一方向または他方向からの荷重を受けるスラスト軸受の位置がローラの長さ程度だけ移動することになる。この結果、荷重を受けない側のスラスト軸受は両スラスト軸受の間のローラの伸び(ローラの長さに相当するローラの伸び量)によって、スラスト軸受の内部に軸方向の隙間が生じ、急激な反転力の作用によって、ロッドの動作にがたが生じるという課題を生じた。   In the prior art disclosed in Patent Document 1, the thrust bearing that receives the thrust load on the roller holder is configured to be provided at both ends of the roller. For this reason, depending on the direction of the thrust load, the position of the thrust bearing that receives the load from one direction or the other direction moves by the length of the roller. As a result, the thrust bearing on the side that does not receive a load has an axial gap inside the thrust bearing due to the elongation of the roller between the two thrust bearings (the amount of elongation of the roller corresponding to the length of the roller). Due to the action of the reversal force, there was a problem that rattling occurred in the operation of the rod.

本発明の目的は、上記課題を解決するために、ローラの伸びに伴うがたの発生を低減できる直動変換機構を提供することにある。さらに、ローラとロッドの噛み合い状態を良好にするとともに、装置の組立てを容易にし、さらに、大荷重を扱うことを可能にする回転直動変換機構を提供することにある。   In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a linear motion conversion mechanism that can reduce the occurrence of rattling due to elongation of a roller. It is another object of the present invention to provide a rotation / linear motion conversion mechanism that makes the roller and rod mesh well with each other, facilitates assembly of the apparatus, and can handle a heavy load.

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
外周面にねじ部を有するロッドと、前記ロッドの外周側に設けられて前記ロッドに対して相対回転可能かつ相対軸移動可能に設けられたホルダ部材と、前記ホルダ部材に回転可能に支持されて外周面に前記ねじ部と噛合う環状溝を有しかつ前記ロッドの中心軸に対して前記ねじ部のリード角以上の軸角でねじり配置されたローラと、を備えた回転直動変換機構であって、
前記ローラを回転可能に支持しローラ軸の一方向の向きのスラスト荷重を受ける一方向ローラスラスト軸受と、前記ローラ軸の他方向の向きのスラスト荷重を受ける他方向ローラスラスト軸受を設け、前記一方向ローラスラスト軸受と前記他方向ローラスラスト軸受は、ともに前記ローラの環状溝設置部に隣接する一方の端部にのみ配置される構成とする。
In order to solve the above problems, the present invention mainly adopts the following configuration.
A rod having a threaded portion on the outer peripheral surface, a holder member provided on the outer peripheral side of the rod so as to be rotatable relative to the rod and movable relative to the rod, and rotatably supported by the holder member A rotary linear motion conversion mechanism comprising: an annular groove that engages with the screw portion on an outer peripheral surface, and a roller that is twisted and arranged at an axial angle equal to or greater than a lead angle of the screw portion with respect to a central axis of the rod. There,
A one-way roller thrust bearing that rotatably supports the roller and receives a thrust load in one direction of the roller shaft, and a two-way roller thrust bearing that receives a thrust load in the other direction of the roller shaft are provided. Both the direction roller thrust bearing and the other direction roller thrust bearing are arranged only at one end adjacent to the annular groove installation portion of the roller.

また、前記回転直動変換機構において、前記一方向ローラスラスト軸受と前記他方向ローラスラスト軸受の間で前記ローラに沿って、両ローラスラスト軸受のホルダ部材固定側軌道輪と一体的に動作するローララジアル軸受を介在させ、前記ローララジアル軸受の外輪に前記ホルダ部材へのローラ取付ねじを設け、前記ホルダ部材に組み込まれた前記ローラが前記ロッドに噛み合わされた状態で前記ローラ取付ねじを調整することにより、前記ローラの軸方向位置を変更し固定する構成とする。   Further, in the rotation / linear motion converting mechanism, a roller that operates integrally with a holder member fixed side raceway of both roller thrust bearings along the roller between the one-way roller thrust bearing and the other-direction roller thrust bearing. A radial bearing is interposed, a roller mounting screw for the holder member is provided on the outer ring of the roller radial bearing, and the roller mounting screw is adjusted in a state where the roller incorporated in the holder member is engaged with the rod. Thus, the axial position of the roller is changed and fixed.

本発明によると、ローラの伸びに伴うがたの発生を低減できるため、制御性が向上するという効果がある。また、力の伝達を行うローラとラックの噛合い状態を良好にし、信頼性向上とともに、噛合い部の損失を低減できるため、装置の信頼性向上とともに効率を向上する効果がある。また、組立て性を向上して、量産時のコスト低減や性能ばらつきが抑制する効果がある。また、大推力が発生可能となる。   According to the present invention, it is possible to reduce the occurrence of rattling along with the elongation of the roller, so that the controllability is improved. Further, since the meshing state between the roller for transmitting the force and the rack is improved, the reliability can be improved and the loss of the meshing portion can be reduced, so that the reliability of the apparatus is improved and the efficiency is improved. In addition, the assemblability is improved, and there is an effect of reducing cost reduction and performance variation during mass production. Moreover, a large thrust can be generated.

本発明の実施形態に係る回転直動変換機構を自動車のラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置に適用した構成例について以下詳細に説明する。本発明の第一の実施形態の構成例として、ロッド側が回転しないタイプを提示して、この構成例について図1乃至図7、図15、図16を参照しながら説明する。   A configuration example in which the rotation / linear motion conversion mechanism according to the embodiment of the present invention is applied to a rack assist type electric power steering apparatus for an automobile will be described in detail below. As a configuration example of the first embodiment of the present invention, a type in which the rod side does not rotate is presented, and this configuration example will be described with reference to FIGS. 1 to 7, 15, and 16.

図1は、本発明の第一の実施形態に係る回転直動変換機構を適用した電動パワーステアリング装置におけるラックアシスト機構の縦断面図であり、図2は、図1の視点を90度回転した時(図1の上部から見下ろした場合)の縦断面図であり、手前側に来るローラも描いた図である。また、図3は全てのローラの側面図であり、図4はローラとホルダ部材のサブアセンブリの側面図であり、図5は図4に示すサブアセンブリの横断面図である。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rack assist mechanism in an electric power steering apparatus to which a rotation / linear motion conversion mechanism according to a first embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a view rotated 90 degrees from the viewpoint of FIG. It is a longitudinal cross-sectional view at the time (when it looks down from the upper part of FIG. 1), and is the figure which drawn the roller which comes to the near side. 3 is a side view of all the rollers, FIG. 4 is a side view of the roller / holder member subassembly, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the subassembly shown in FIG.

そして、図6は、右側ローラ軸受部の拡大断面図であって図1に示すM部である。ここで、図4にもM部を示すが、図1の場合と断面が異なっている。しかし、軸受部及びローラはローラ軸を回転軸とする回転体であることと、ローラ軸に対するこれら二断面の交差角が概略等しいことから、軸受部の断面は概略等しい形状となる(逆に、ホルダ部の断面は異なる)。よって、図4は、実質的に図6(図1のM部)で説明可能であるため、図1と同一断面のM部を示す新たな図は省略する。図7は、左側ローラ軸受部の拡大断面図であって図1に示すN部である。これもM部と同様に、図4のN部の説明図とする。ここで、図6と図7は、ローラ21の拡大図であるが、その他のローラ22,23における軸受部も同様であるため、それらの図示や説明は省略する。   FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the right roller bearing portion, which is an M portion shown in FIG. Here, although M part is also shown in FIG. 4, the cross section is different from the case of FIG. However, since the bearing portion and the roller are rotating bodies having the roller shaft as a rotation shaft, and the crossing angle of these two cross sections with respect to the roller shaft is substantially equal, the cross section of the bearing portion has a substantially equal shape (in contrast, The cross section of the holder part is different). Therefore, since FIG. 4 can be substantially described with reference to FIG. 6 (M portion in FIG. 1), a new view showing the M portion having the same cross section as FIG. 1 is omitted. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the left roller bearing portion, which is an N portion shown in FIG. Similarly to the M part, this is also an explanatory diagram of the N part in FIG. Here, FIGS. 6 and 7 are enlarged views of the roller 21, but the bearings of the other rollers 22 and 23 are the same, and thus illustration and description thereof are omitted.

図15は、本実施形態が適用されたラックアシスト機構の電動パワーステアリング装置における配置を示す図であり、図16は、本実施形態に係る回転直動変換動作を説明する図である。   FIG. 15 is a diagram showing an arrangement of the rack assist mechanism to which the present embodiment is applied in the electric power steering apparatus, and FIG. 16 is a diagram for explaining the rotation / linear motion conversion operation according to the present embodiment.

最初に、本実施形態に係る回転直動変換機構の構成を説明する。まず、図4と図5に示すローラ21,22,23とホルダ3とからなるサブアセンブリを説明する。図3から分かるように、これらのローラの右ローラ端部21c1〜23c1は、左ローラ端部21c2〜23c2に比較して長い。ローラの左右端部の長さが異なるのは、ローラ21の場合を代表とする図7に示す如く、左ローラ端部にはラジアル軸受(以後、左ローララジアル軸受21f2と称する)のみ設置するのに対して、右ローラ端部は、図6で示す如くラジアル軸受(以後、右ローララジアル軸受21f1と称する)とともに、それを挟持するように、その両側に左右両向きのスラスト荷重を各々受ける二個のローラスラスト軸受(以後、右ローラスラスト軸受21e3と左ローラスラスト軸受21e4と称する)を配置するためである。ローラスラスト軸受21eをスラストロックナット21jで固定した後、右ローララジアル軸受21f1の外周に設けたねじ(以後、ローラ取り付けねじ21mと称する)で右ホルダ端板3cに配置する。   First, the configuration of the rotation / linear motion conversion mechanism according to the present embodiment will be described. First, a subassembly composed of the rollers 21, 22, 23 and the holder 3 shown in FIGS. 4 and 5 will be described. As can be seen from FIG. 3, the right roller ends 21c1 to 23c1 of these rollers are longer than the left roller ends 21c2 to 23c2. The lengths of the left and right end portions of the roller are different. As shown in FIG. 7 which is representative of the roller 21, only the radial bearing (hereinafter referred to as the left roller radial bearing 21f2) is installed at the left roller end portion. On the other hand, the end portion of the right roller receives a radial load (referred to as the right roller radial bearing 21f1 hereinafter) as shown in FIG. This is because a plurality of roller thrust bearings (hereinafter referred to as right roller thrust bearing 21e3 and left roller thrust bearing 21e4) are arranged. After the roller thrust bearing 21e is fixed by the thrust lock nut 21j, the roller thrust bearing 21e is disposed on the right holder end plate 3c with a screw (hereinafter referred to as a roller mounting screw 21m) provided on the outer periphery of the right roller radial bearing 21f1.

このように、左右両方向のスラスト荷重を受けるスラスト軸受をローラ環状溝設置部の片方(本実施形態では右側)のローラ端部に配置したため、両スラスト軸受をローラ環状溝設置部の両側に設ける場合よりも両スラスト軸受の間隔を短縮することが可能となる。引いては、両スラスト軸受の間でのローラの伸び量が小さくなる。   As described above, since the thrust bearing that receives the thrust load in both the left and right directions is arranged at the roller end of one of the roller annular groove installation portions (right side in the present embodiment), both thrust bearings are provided on both sides of the roller annular groove installation portion. It becomes possible to shorten the space | interval of both thrust bearings rather. When pulled, the amount of elongation of the roller between the two thrust bearings becomes small.

ここで、ローラ21に左から右へ向かうスラスト荷重(スラスト荷重は、ローラの環状溝とロッドのねじ部との噛み合い態様によって生じる荷重であり、左方向と右方向の荷重が生じる)がかかる場合を考える。この時には左ローラスラスト軸受21e4がその荷重を受けるため、右ローラ端部21c1には、負荷はかからず、伸縮変形は無い。このため、もう一方の右ローラスラスト軸受21e3は、スラストロックナット21jによる予圧がかかった状態を保持する。   Here, when a thrust load is applied to the roller 21 from the left to the right (the thrust load is a load generated by the engagement state of the annular groove of the roller and the screw portion of the rod, and a load in the left direction and the right direction is generated). think of. At this time, since the left roller thrust bearing 21e4 receives the load, no load is applied to the right roller end portion 21c1, and there is no expansion / contraction deformation. For this reason, the other right roller thrust bearing 21e3 maintains a state in which a preload is applied by the thrust lock nut 21j.

次に、ローラ21に右から左へ向かうスラスト荷重がかかる場合を考える。この時には右ローラスラスト軸受21e3がその荷重を受けるため、右ローラ端部21c1に引っ張り荷重がかかり、伸びが生じる。このため、左ローラスラスト軸受21e4は、スラストロックナット21jによる予圧が低下し、荷重が大きい場合には軌道輪と転動体の間に軸方向隙間が発生することになる。この隙間の発生した状態(右から左へ向かうスラスト荷重がかかった状態)から衝撃的な反転荷重(左から右へ向かうスラスト荷重)がかかった場合、右ローラ端部21c1の伸びが解消される前に(軌道輪と転動体の間に隙間がある状態で)、ローラが衝撃的に左から右に動き、左ローラスラスト軸受21e4が力を受ける状態に移る。   Next, consider a case where a thrust load is applied to the roller 21 from right to left. At this time, since the right roller thrust bearing 21e3 receives the load, a tensile load is applied to the right roller end portion 21c1, and elongation occurs. For this reason, in the left roller thrust bearing 21e4, the preload by the thrust lock nut 21j is reduced, and when the load is large, an axial gap is generated between the raceway and the rolling element. When an impact reversal load (thrust load from left to right) is applied from a state in which this gap is generated (thrust load from right to left), the elongation of the right roller end 21c1 is eliminated. Before (with a gap between the raceway and the rolling element), the roller impactively moves from left to right, and the left roller thrust bearing 21e4 shifts to a state where it receives force.

ロッドはローラと噛合っているため、反転荷重の際には、ロッドが衝撃荷重の向きに衝撃的に動くことを意味している。すなわち、ロッドの動きにがたが発生してしまうことになる。また、本実施形態では、ローラスラスト軸受がころがり軸受であるため、この隙間によって、軌道輪から転動体が脱落する可能性が生じる。この脱落が起ると、軸受本来の機能が損なわれるため、効率の高い回転直動変換機構の動作が不能になり、かつ急激な転動面の損傷で、短時間に破壊に到る危険性が生じる。   Since the rod meshes with the roller, it means that the rod moves impactively in the direction of the impact load in the case of the reverse load. That is, rattling occurs in the movement of the rod. Further, in this embodiment, since the roller thrust bearing is a rolling bearing, there is a possibility that the rolling element is dropped from the raceway due to this gap. If this drop-off occurs, the original function of the bearing is impaired, and the operation of the highly efficient linear motion conversion mechanism becomes impossible. Occurs.

以上の如く多岐に渡る不具合の原因となりうるスラスト軸受内の隙間を抑制する対策として、スラスト軸受の予圧増大が挙げられる(例えば、スラストロックナット21jによる締め上げを強める)。しかし、過度な予圧の増大は、スラスト軸受の軸受係数を増大させ、回転直動変換機構の効率の低下という弊害を生じる。   As described above, as a measure for suppressing the gap in the thrust bearing that may cause various problems, an increase in the preload of the thrust bearing can be cited (for example, tightening by the thrust lock nut 21j is strengthened). However, an excessive increase in the preload increases the bearing coefficient of the thrust bearing, causing a negative effect of reducing the efficiency of the rotation / linear motion conversion mechanism.

そこで、本実施形態の如く、ローラにおける環状溝設置部の片方の端部に、両方向に対応したスラスト軸受を設けることにより、ローラ環状溝設置部の長さに依存せず両ローラスラスト軸受の軸方向間隔を短縮できるため、同じスラスト荷重でも右ローラ端部21c1の伸びが低減でき、スラスト軸受の予圧を適度なレベルに保ちつつ、スラスト軸受内の軸方向隙間を抑制することが可能となる。このように、効率の高い動作を維持しつつ、ロッドのがたを抑制できるという効果がある。   Therefore, as in this embodiment, by providing a thrust bearing corresponding to both directions at one end of the annular groove installing portion in the roller, the shaft of the two roller thrust bearing is independent of the length of the roller annular groove installing portion. Since the direction interval can be shortened, the elongation of the right roller end portion 21c1 can be reduced even with the same thrust load, and the axial clearance in the thrust bearing can be suppressed while maintaining the preload of the thrust bearing at an appropriate level. As described above, there is an effect that the rattling of the rod can be suppressed while maintaining a highly efficient operation.

本実施形態では、ローラスラスト軸受は転動体がボールである玉軸受としているが、ころやニードルを転動体とする線接触タイプの転がり軸受でもよい。これにより、大幅な大容量化が可能になる。さらに、転動体を無くして対向する面と両面間に注入する油等の潤滑剤からなるすべり軸受とすればより一層の大容量化が実現できる。   In this embodiment, the roller thrust bearing is a ball bearing in which the rolling element is a ball, but may be a line contact type rolling bearing having a roller or a needle as the rolling element. As a result, the capacity can be greatly increased. Furthermore, if a rolling bearing is used and a plain bearing made of a lubricant such as oil injected between the opposing surfaces and the opposing surfaces is used, a further increase in capacity can be realized.

また、右ホルダ端板3cの右側には、パイプ部3xが延在し、パイプ部3xにモータ5の構成要素であるロータ5aが、あらかじめ固定配置されている。次に、ローラ左端部21c2〜23c2を、ホルダ部材の中心軸に対して傾斜し、左ホルダ端板3bを貫通するローラ挿入穴3yへ通し、その後、左ローララジアル軸受21f2〜23f2を嵌合する。   A pipe portion 3x extends on the right side of the right holder end plate 3c, and a rotor 5a, which is a component of the motor 5, is fixedly disposed on the pipe portion 3x in advance. Next, the roller left end portions 21c2 to 23c2 are inclined with respect to the center axis of the holder member, passed through the roller insertion hole 3y penetrating the left holder end plate 3b, and then fitted with the left roller radial bearings 21f2 to 23f2. .

この構成と組立て手順により、ローラ挿入穴3yへローラ左端部を通すとき(右ホルダ端板3cに対して異なる方向に傾斜して立設された複数のローラを、左ホルダ端板3bに組み込むとき)は、左ローララジアル軸受の概略内径の円筒(ローラ左端部21c2)を左ローララジアル軸受の概略外径の穴へ通すことになる。この結果、これら両者の大きな径差によって、穴通しが可能となり、本実施形態の組立てが容易になるという効果がある。また、このような手順を用いない場合は、各ローラをホルダ端板の外周側から挿入する手段が考えられる。この場合には、挿入路として必須の外周と連なる溝を塞ぐ手段が必要となる。本実施形態の如く、ホルダ部材が回転するタイプであると、ローラに働く遠心力に対抗しなければならず、上記溝を塞ぐ手段には一層堅牢な構成を要する。   With this configuration and assembly procedure, when passing the roller left end through the roller insertion hole 3y (when assembling a plurality of rollers erected in different directions with respect to the right holder end plate 3c into the left holder end plate 3b ) Passes the cylinder (roller left end portion 21c2) of the inner diameter of the left roller radial bearing through the hole of the outer diameter of the left roller radial bearing. As a result, the large difference in diameter between the two allows holes to be passed, which has the effect of facilitating the assembly of this embodiment. Further, when such a procedure is not used, a means for inserting each roller from the outer peripheral side of the holder end plate can be considered. In this case, a means for closing the groove connected to the outer periphery essential as the insertion path is required. If the holder member is of a type that rotates as in this embodiment, it must resist the centrifugal force acting on the roller, and the means for closing the groove requires a more robust configuration.

その後、ラジアルロックナット21k〜23kで軸受内輪を固定すると同時に、左ローララジアル軸受21f2に予圧をかけるために、摺動性の高い予圧リングばね21k1〜23k1を介して軸受外輪を弾性支持する。ここで、予圧リングばね21k1に摺動性を持たせたのは、外輪との間の相対速度による摩擦損失を低減するためである。このようにしてローラの両端を軸支したホルダ端板3b、3cを、ホルダ連結部3dで連結しホルダ部材3を形成する。ここで、本実施形態のホルダ連結部3dは、左ホルダ端板3bと一体化しているため、剛性が高く、軽量化を実現できるという効果がある。   Thereafter, the bearing inner ring is fixed by the radial lock nuts 21k to 23k, and at the same time, the bearing outer ring is elastically supported via the preload ring springs 21k1 to 23k1 having high slidability in order to preload the left roller radial bearing 21f2. Here, the reason why the preload ring spring 21k1 has slidability is to reduce the friction loss due to the relative speed with the outer ring. In this way, the holder end plates 3b and 3c pivotally supported at both ends of the roller are connected by the holder connecting portion 3d to form the holder member 3. Here, since the holder connecting portion 3d of this embodiment is integrated with the left holder end plate 3b, there is an effect that the rigidity is high and the weight can be reduced.

また、ホルダ連結部3dと右ホルダ端板3cはホルダ連結ねじ3gで締結する。これにより、ローラの中心軸(以後、ローラ軸と称する)21d、22d、23dが、ロッドの中心軸(以後、ロッド軸と称する)1dに対してロッドねじ山1aのリード角以上の軸角をもってねじり配置される。このようにして、ローラとホルダ部材のサブアセンブリを製作する。ここで、サブアセンブリのローラ軸受(主としてスラスト軸受)は、全て、その最外径がローラ環状溝の底の径以上となっている(ローラの環状溝の底部よりもスラスト軸受の最外径の方がローラ軸から見て出っ張っている)。これが可能な理由は、ローラ軸がロッド軸に対してねじって配置されるため、軸受の設置箇所がローラとロッドの両軸の最接近点(図2に示すA点)から離れているので、軸受の最外径部とロッドの山部とが当接しないためであり、一層大きな径の軸受設置が可能となる。外径の大きな軸受は負荷容量が増大するため、装置が扱う力を増大できるという効果がある。   The holder connecting portion 3d and the right holder end plate 3c are fastened with a holder connecting screw 3g. Thereby, the central axis (hereinafter referred to as roller axis) 21d, 22d, 23d of the roller has an axial angle equal to or greater than the lead angle of the rod thread 1a relative to the central axis (hereinafter referred to as rod axis) 1d of the rod. Twist arranged. In this way, a sub-assembly of the roller and the holder member is manufactured. Here, all the roller bearings (mainly thrust bearings) of the subassembly have an outermost diameter equal to or larger than the diameter of the bottom of the annular groove of the roller (the outermost diameter of the thrust bearing is smaller than the bottom of the annular groove of the roller). Is protruding from the roller shaft). The reason why this is possible is that the roller shaft is twisted with respect to the rod shaft, so the installation location of the bearing is away from the closest point (point A shown in FIG. 2) of both shafts of the roller and rod. This is because the outermost diameter portion of the bearing and the peak portion of the rod do not come into contact with each other, and it is possible to install a bearing having a larger diameter. A bearing having a large outer diameter has an effect of increasing the force handled by the apparatus because the load capacity increases.

このようなアセンブリを本実施形態に係る回転直動変換機構として用いた場合には、発生する推力が増大することになる。もちろん、軸受の径をローラ環状溝底の径より小さくしても、装置の動作になんら支障はない。   When such an assembly is used as the rotation / linear motion conversion mechanism according to the present embodiment, the generated thrust increases. Of course, even if the diameter of the bearing is smaller than the diameter of the roller annular groove bottom, there is no problem in the operation of the apparatus.

図3に表わされている如く、各ローラに設けた環状溝は、軸方向にその配置位置をずらしながら設ける。本実施形態は、ローラをロッド1の周囲に等角度間隔で配するため、ローラ22の環状溝22bはローラ21の環状溝21bよりもP/2だけ右側にずらし、ローラ23の環状溝23bは環状溝21bよりもPだけ右側にずらす。これら環状溝の機構組立て時の軸方向位置は、この各ローラのずらし量とともに、ローラスラスト軸受の厚さやローララジアル軸受の長さやそのスラスト軸受を固定するホルダ部材の取り付け箇所軸方向位置等により決まる。このため、関連するこれらの寸法や位置の高精度化でローラ環状溝の機構組立て時の軸方向位置精度確保に対処することは誤差の重なりのため極めて困難となる。   As shown in FIG. 3, the annular grooves provided in each roller are provided while shifting the arrangement position in the axial direction. In this embodiment, since the rollers are arranged at equal angular intervals around the rod 1, the annular groove 22b of the roller 22 is shifted to the right by P / 2 from the annular groove 21b of the roller 21, and the annular groove 23b of the roller 23 is Shift to the right by P from the annular groove 21b. The axial position of these annular grooves when assembling the mechanism is determined by the shift amount of each roller, the thickness of the roller thrust bearing, the length of the roller radial bearing, the axial position of the holder member where the thrust bearing is fixed, and the like. . For this reason, it is extremely difficult to cope with ensuring the positional accuracy in the axial direction when assembling the mechanism of the roller annular groove by increasing the precision of these related dimensions and positions due to overlapping errors.

そこで、本実施形態は、ローラとホルダの取り付け箇所をローラ取り付けねじ21m〜23mとし、このねじを設けた右ローララジアル軸受の外輪をまわすことによりローラの軸方向位置を調整可能なローラスライド機構としている。この結果、複数のローラとロッドの噛合い状態を良好にできるという効果がある。この調整は、後述するように、ロッド1をこのサブアセンブリにねじ込んだ状態で行う。調整後は、リング形状からロッド側を切り欠いたC形状のローラロック部材21n〜23nをかしめて、ローラの軸方向位置を固定する。また、このローラロック部材21nを用いないで、ローラ取り付けねじ21m〜23mに接着材を流し込んで固定しても良い。この結果、上述した極めて困難な寸法管理が不要となり、製作コストの大幅な低減を可能にするという特有の効果がある。なお、右ローララジアル軸受21f1の外輪に設けた取付ねじ21mに対応してホルダ部材にもねじを切ってある。また、ローラ取り付けねじを廃して、隙間の極めて小さい隙間ばめとして、ローラスライド機構とし、接着やかしめで固定してもよい。   Therefore, in this embodiment, the roller and the holder are attached to the roller mounting screws 21m to 23m, and a roller slide mechanism capable of adjusting the axial position of the roller by turning the outer ring of the right roller radial bearing provided with the screw. Yes. As a result, there is an effect that the meshing state of the plurality of rollers and the rod can be improved. As will be described later, this adjustment is performed with the rod 1 screwed into the subassembly. After the adjustment, the C-shaped roller lock members 21n to 23n obtained by cutting out the rod side from the ring shape are caulked to fix the axial position of the roller. Further, without using the roller lock member 21n, an adhesive may be poured into the roller mounting screws 21m to 23m and fixed. As a result, the extremely difficult dimension management described above is not necessary, and there is a specific effect that the manufacturing cost can be greatly reduced. The holder member is also threaded corresponding to the mounting screw 21m provided on the outer ring of the right roller radial bearing 21f1. Alternatively, the roller mounting screw may be eliminated and a gap fit with a very small gap may be used as a roller slide mechanism, which may be fixed by adhesion or caulking.

また、ローラロック部材21nをC形状としたのは、ローラスラスト軸受の外径をロッド1のねじ山外径に近いところまで拡大し、軸受負荷容量の最大化とともに、軸受軌道輪からスラスト荷重作用線がはずれる距離をできるだけ小さくするためである。後者は、スラスト荷重反力とスラスト荷重による発生トルクを最小化し、それを打ち消すために軸受各部に生じる荷重の集中や新たに生じる荷重を抑制するためである。   In addition, the roller lock member 21n is formed in a C shape by increasing the outer diameter of the roller thrust bearing to a position close to the outer diameter of the thread of the rod 1, maximizing the bearing load capacity, and the thrust load acting from the bearing race. This is to make the distance that the line is off as small as possible. The latter is for minimizing the thrust load reaction force and the torque generated by the thrust load, and to suppress the concentration of the load generated in each part of the bearing and the newly generated load in order to cancel it.

また、左ローララジアル軸受21f2〜23f2を左ホルダ端板3bに固定しない構成としたため、ローラ軸方向に移動可能となり、ホルダ部材への固定部である中央軌道輪(ローラ取付ねじ21が設けられた外輪)をローラ軸方向へ移動しても(中央軌道輪を回すことによって)左ローララジアル軸受の予圧は影響されない。これにより、ローラの軸方向位置の調整を右ホルダ端板3c側だけで行うことが可能となり、組み立てが容易になるという効果がある。   Further, since the left roller radial bearings 21f2 to 23f2 are not fixed to the left holder end plate 3b, the roller can be moved in the axial direction of the roller, and a central bearing ring (roller mounting screw 21 provided as a fixing portion to the holder member is provided. Even if the outer ring is moved in the roller axis direction (by turning the center race), the preload of the left roller radial bearing is not affected. As a result, adjustment of the axial position of the roller can be performed only on the right holder end plate 3c side, and there is an effect that assembly is facilitated.

次に、このローラ21,22,23とホルダ部材3のサブアセンブリ(図4、図5参照)の左ホルダ端板3bに左ホルダラジアル軸受3f2と左ホルダスラスト軸受3e2を装着した上で、それらを、左ケーシング6aへ挿入する。この時、左板ばね3pで左ホルダラジアル軸受3f2に予圧をかける。その後、予圧をかけるための右板ばね3qを装着したうえで右ホルダラジアル軸受3f1を右ホルダ端板3cと左ケーシング6a間に挿入する。さらに、右ホルダスラスト軸受3e1を軸受押さえ4のかしめまたは接着により左ケーシング6aに装着する。この時、ホルダ部材3が最もスムーズに回転する位置で軸受押さえ4を固定する。これにより、ローラとホルダ部材のサブアセンブリは、左ケーシング6aに対して、回転可能な状態で固定される。   Next, the left holder radial bearing 3f2 and the left holder thrust bearing 3e2 are mounted on the left holder end plate 3b of the sub-assembly of the rollers 21, 22, 23 and the holder member 3 (see FIGS. 4 and 5). Is inserted into the left casing 6a. At this time, a preload is applied to the left holder radial bearing 3f2 by the left leaf spring 3p. Thereafter, the right plate radial bearing 3f1 is inserted between the right holder end plate 3c and the left casing 6a after mounting the right leaf spring 3q for applying a preload. Further, the right holder thrust bearing 3e1 is mounted on the left casing 6a by caulking or bonding the bearing retainer 4. At this time, the bearing retainer 4 is fixed at a position where the holder member 3 rotates most smoothly. Thereby, the sub-assembly of the roller and the holder member is fixed to the left casing 6a in a rotatable state.

ここで、左ケーシング6aの狭窄部に左ラックロッドレール9aが固定配置されている。この内径は、ロッド1の外径に対してわずかに大きく設定され、その中心軸は、ホルダラジアル軸受を装着する内径と高精度で同軸度が設定されている。もちろん、この左ラックロッドレール9aは、左ケーシング6aの狭窄部そのものであってもかまわない。   Here, the left rack rod rail 9a is fixedly disposed in the narrowed portion of the left casing 6a. The inner diameter is set to be slightly larger than the outer diameter of the rod 1, and the central axis is set with high accuracy and coaxiality with the inner diameter on which the holder radial bearing is mounted. Of course, the left rack rod rail 9a may be the narrow portion itself of the left casing 6a.

次に、このローラとホルダ部材3と左ケーシングのサブアセンブリに、ロッド1をねじ込む。この時、ホルダ部材3の回転を固定してロッド1を回転させてもよいし、逆に、ロッド1の回転を固定してホルダ部材3を回転させてもよい。これにより、ロッドねじ山1aとローラ環状溝21b〜23bが噛合う。この時、ローラの軸方向位置が未調整であるため、噛み合い箇所で干渉が起こる可能性がある。   Next, the rod 1 is screwed into the sub-assembly of the roller, the holder member 3 and the left casing. At this time, the rotation of the holder member 3 may be fixed and the rod 1 may be rotated. Conversely, the rotation of the rod 1 may be fixed and the holder member 3 may be rotated. Thereby, the rod thread 1a and the roller annular grooves 21b to 23b are engaged with each other. At this time, since the position of the roller in the axial direction is not adjusted, there is a possibility that interference occurs at the meshing portion.

この対策として、ホルダ部材3とローラ21〜23のサブアセンブリ形状を不確定にしておくことや、これ以前に粗い位置調整をしておくことが考えられる。前者の具体的な方法としては、ホルダ連結ねじ3gやスラストロックナット21j〜23jを緩める方法がある。一方、後者の具体的な方法としては、ロッド1をねじ込む前に、ロッドねじと同様のリードでありながら、ねじ山の幅が正規の寸法よりも小さいダミーのロッドをねじ込むことが可能となるように、ローラの軸方向位置を概略調整することが挙げられる。そして、各々のローラの中央軌道輪をホルダ部材3に対してまわすことによりローラ取り付けねじでローラの軸方向位置を調整する。   As countermeasures, it is conceivable to make the sub-assembly shape of the holder member 3 and the rollers 21 to 23 uncertain, or to make rough position adjustment before this. As a specific method of the former, there is a method of loosening the holder connecting screw 3g and the thrust lock nuts 21j to 23j. On the other hand, as a specific method of the latter, before the rod 1 is screwed, it is possible to screw a dummy rod having a screw thread width smaller than a normal dimension while being the same lead as the rod screw. In addition, it is possible to roughly adjust the axial position of the roller. Then, by rotating the central race of each roller with respect to the holder member 3, the axial position of the roller is adjusted with a roller mounting screw.

次に、その具体的な調整手順を述べる。(1)ホルダ部材3の回転を拘束する。(2)トルクを検知しながらロッド1を回転させつつ、そのトルクが最小になるように一本のローラの中央軌道輪をホルダ部材3に対してまわし、ローラ取り付けねじでローラの軸方向位置を調整する。(3)他のローラも同様に軸方向位置の調整を行う。(4)ロッドに一方向で一定の推力を与え、上記(2)(3)を再度行う。   Next, the specific adjustment procedure will be described. (1) Restrain the rotation of the holder member 3. (2) While rotating the rod 1 while detecting the torque, the central track ring of one roller is rotated with respect to the holder member 3 so that the torque is minimized, and the axial position of the roller is set with the roller mounting screw. adjust. (3) Adjust the axial position of the other rollers in the same manner. (4) A constant thrust is applied to the rod in one direction, and the above steps (2) and (3) are performed again.

続いて、(5)(4)と逆方向の推力をロッド1に加えて、同様にロッド1を回し、回転に要するトルクが(4)時と同程度に小さいことを確認する。もしも、大きい場合には、(4)からやり直す。(6)ローラロック部材21n〜23nで各ローラの軸方向の位置固定を行う。   Subsequently, thrust in the opposite direction to (5) and (4) is applied to the rod 1, and the rod 1 is turned in the same manner, and it is confirmed that the torque required for rotation is as small as that in (4). If it is larger, repeat from (4). (6) The position of each roller in the axial direction is fixed by the roller lock members 21n to 23n.

上述した手順では、全ローラの位置調整を行ったが、最後の一本は行わなくても良く、原理的には調整は可能であるため、組立て工程を短縮できコスト低減が可能になるという効果がある。また、(4)は行わなくてもある程度の調整は可能であるため、同様に組立て工程を短縮できコスト低減が可能になるという効果がある。一方、この調整に先立って、ホルダ部材3とローラ21〜23のサブアセンブリ形状を不確定にしていた場合には、(4)の段階に移る前に、そのサブアセンブリ形状の不確定さを解消すべく、ホルダ連結ねじ3gやスラストロックナット21j〜23jを締める。以上の如く詳細に説明したローラの位置調整を容易にする方法として、ロッドねじ山やローラ環状山をたわみ易いようにしローラの位置の適正範囲を拡大することが挙げられる。この具体案としては、ねじ山や環状山の頂上に割れ目を入れたり、その割れ目にゴムや波板ばね等の弾性体を挿入することが挙げられる。   In the above-described procedure, the positions of all the rollers were adjusted, but the last one need not be performed. In principle, the adjustment is possible, so that the assembly process can be shortened and the cost can be reduced. There is. Further, since (4) can be adjusted to some extent without performing it, there is an effect that the assembly process can be shortened and the cost can be reduced. On the other hand, if the subassembly shape of the holder member 3 and the rollers 21 to 23 is indeterminate prior to this adjustment, the uncertainty of the subassembly shape is resolved before proceeding to the stage (4). Therefore, the holder connecting screw 3g and the thrust lock nuts 21j to 23j are tightened. As a method for facilitating the adjustment of the roller position, which has been described in detail as described above, it is possible to make the rod screw thread and the roller annular thread easy to bend and to enlarge the appropriate range of the roller position. As a concrete plan, it is possible to make a crack at the top of a screw thread or an annular thread, or to insert an elastic body such as rubber or a corrugated spring into the crack.

次に、ステータ5bが圧入又は焼き嵌めされている右ケーシング6bを、これまでのアセンブリに右側から被せ、両ケーシング6a,6bをねじ止め等により接続する。これにより、ステータ5bとロータ5aが対向してモータ5が形成される。左ケーシング6aにおける左ラックロッドレール9aと同様に、右ケーシング6bの端部付近に、右ロッドレール9bを設ける。これは、その内径がロッド1の外径よりもわずかに大きい寸法とし、その面仕上げはロッド1がこすれても損傷しない程度のレベルに加工されている。   Next, the right casing 6b in which the stator 5b is press-fitted or shrink-fitted is put on the assembly so far from the right side, and both the casings 6a and 6b are connected by screwing or the like. As a result, the stator 5b and the rotor 5a face each other to form the motor 5. Similar to the left rack rod rail 9a in the left casing 6a, the right rod rail 9b is provided near the end of the right casing 6b. The inner diameter of the rod 1 is slightly larger than the outer diameter of the rod 1, and the surface finish is machined to such a level that the rod 1 is not damaged even if it is rubbed.

ここで、以上の組み立てに際しては、適宜、グリースが構成部品間に流し込まれる。ところで、回転直動変換動作を起こすためには、直動部であるロッド1の回転を防止して直動のみ許す直動対偶が必要である。本実施形態では、図15のピニオン103とロッド1に設けたピニオン103と噛み合うラックがその役目を果たす。これが無いようなシステムの場合、例えばステアバイワイヤシステムなどでは、ボールスプラインのような直動対偶を別途備える必要がある。今回のようなステアリング機構の場合、ボールを省略してすべり対偶としても直動部の速度は小さいため、効率低下は小さい。よって、コスト重視の場合は、スプライン継ぎ手のような単純な構造としても差し支えない。このことは、ステアリング機構以外での適用において、直動部における要求速度が小さい場合、一般的に当てはまる。   Here, in the above assembly, grease is appropriately poured between the component parts. By the way, in order to cause the rotation / linear motion converting operation, a linear motion pair that prevents the rotation of the rod 1 that is the linear motion portion and permits only the linear motion is necessary. In the present embodiment, the rack that meshes with the pinion 103 of FIG. 15 and the pinion 103 provided on the rod 1 plays the role. In the case of a system without this, for example, in a steer-by-wire system, it is necessary to separately provide a linear motion pair such as a ball spline. In the case of a steering mechanism such as this time, even if the ball is omitted and the sliding pair is even, the speed of the linear motion part is small, so the efficiency drop is small. Therefore, when cost is important, a simple structure such as a spline joint may be used. This is generally the case when the required speed at the linear motion part is small in applications other than the steering mechanism.

次に、本実施形態の動作について、図16を用いて動作を説明する。図16は、動作原理を説明するため、ロッド1の外周面を展開して示した図である。今、モータが、図16において、上から下へ回転する場合に限定して考える。ホルダ部材がロッド軸を中心に回転し、これに保持されている3本のローラもモータと同一回転を行う。よって、図16では、ローラは上(A位置)から下(B位置)へ垂直に移動する。図16の太線は、ローラがA位置にある場合の右ロッドねじ山フランクを示す。そして、このA位置から、ローラがδラジアン(rad)だけ公転してロッドの円周上をδ・(ラック軸半径)だけ動いてB位置に到達した場合を考える。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a developed view of the outer peripheral surface of the rod 1 in order to explain the operation principle. Now consider only the case where the motor rotates from top to bottom in FIG. The holder member rotates around the rod shaft, and the three rollers held by the holder member rotate in the same manner as the motor. Therefore, in FIG. 16, the roller moves vertically from the top (A position) to the bottom (B position). The thick line in FIG. 16 shows the right rod thread flank when the roller is in the A position. Then, a case is considered in which the roller revolves by δ radians (rad) from the position A and moves on the circumference of the rod by δ · (rack shaft radius) to reach the position B.

このとき、右ローラ環状溝面の位置は、ロッド軸方向には移動せず、展開図上では上下方向にのみ移動する。よって、ロッドが軸方向(展開図上では左右方向)に、δ・(ロッド軸半径)・tan(ロッドねじリード角)だけ動いた場合、右ロッドねじ山フランクが左に動いて破線の位置となり、ローラ環状溝とロッドねじ山の噛み合いを保つ。このようにして回転直動変換が生じる。   At this time, the position of the right roller annular groove surface does not move in the rod axis direction, but moves only in the vertical direction on the development view. Therefore, if the rod moves by δ ・ (rod shaft radius) ・ tan (rod screw lead angle) in the axial direction (left and right in the developed view), the right rod thread flank moves to the left and becomes the position of the broken line , Keep the roller annular groove and rod thread meshing. In this way, rotation / linear motion conversion occurs.

また、モータの1回転あたりのラック移動量M(以後、機構ピッチと呼称する)は、δを2πとして、 M=2π・(ロッド軸半径)・tan(ロッドねじリード角) となる。この式から明らかなように、ロッドねじリード角を小さくすることにより、減速割合を増大できることが分かる。また、噛み合い箇所は、ローラ側の環状溝面とロッド側のねじ山フランクであり、曲率の小さい面同士の噛み合いとなる。よって、噛み合い時の弾性変形によって広範囲で接触が起きるため、発生する応力の最大値(ヘルツ応力)が抑制される。このために、噛み合い一箇所あたりの負荷荷重が増大し、コンパクトながら、大きな推力が発生可能になるという効果がある。   Further, the rack movement amount M per rotation of the motor (hereinafter referred to as a mechanism pitch) is M = 2π · (rod shaft radius) · tan (rod screw lead angle), where δ is 2π. As is apparent from this equation, it is understood that the deceleration rate can be increased by reducing the rod screw lead angle. Further, the meshing portion is an annular groove surface on the roller side and a thread flank on the rod side, and meshes between surfaces having a small curvature. Therefore, since contact occurs over a wide range due to elastic deformation at the time of meshing, the maximum value of the generated stress (Hertz stress) is suppressed. For this reason, there is an effect that a load per meshing portion increases, and a large thrust can be generated while being compact.

また、噛み合い箇所では、相対すべりが無くなる向き、すなわち一体で動く向きに摩擦力が働く。この摩擦力によって、ローラは、そのローラ環状溝がロッドねじ山というレール上を転がるように自転を起こす。ここで重要なことは、ローラが自転しても噛み合い箇所においてローラ溝が軸方向に移動しないということである。これは、ローラ溝がねじではなく環状溝であることから実現している。このように、ローラは全噛み合い箇所での摩擦の和が低減するように自ら自転速度を制御するため、損失が小さく高効率になるという効果がある。また、市販のスラスト軸受やラジアル軸受を用いることが可能となり、コスト低減の効果がある。   Further, at the meshing portion, a frictional force acts in a direction in which relative slip is eliminated, that is, a direction in which the sliding is performed integrally. This friction force causes the roller to rotate so that the roller annular groove rolls on a rail called a rod thread. What is important here is that even if the roller rotates, the roller groove does not move in the axial direction at the meshing portion. This is realized because the roller groove is not a screw but an annular groove. Thus, since the roller controls its own rotation speed so as to reduce the sum of friction at all meshing locations, the roller has an effect of reducing loss and increasing efficiency. Moreover, it becomes possible to use a commercially available thrust bearing or radial bearing, and there is an effect of cost reduction.

次に、本発明の第二の実施形態に係る回転直動変換機構を図8に基づいて説明する。図8は、図1または図4の右ローラ端部(M部)の拡大断面図を示したもの(ローラ21を代表としたものであり、その他のローラ22,23も同様)である。ローラの左スラスト荷重を受ける軸受及び右スラスト荷重を受ける軸受は、ホルダ部材に固定される側であるホルダ固定側軌道輪を中央側軌道輪21e0として一体化し、その右側に配されてローラとともに回転する回転側右軌道輪21e1、さらに、左側の回転側左軌道輪21e2からなる構成とする(第一の実施形態を示す図6の構成と図8の構成を対比すると両者の差異は明らかになる)。中央側軌道輪の外周にローラ取り付けねじ21m、内周に右側ローララジアル軸受21f1を設ける以外は、既に説明した第一の実施形態と同様であるため、その他の部分の構造、動作及び効果についての説明は省略する。   Next, a rotation / linear motion conversion mechanism according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the right roller end portion (M portion) of FIG. 1 or FIG. 4 (representing the roller 21 as well as the other rollers 22 and 23). For the bearing that receives the left thrust load and the right thrust load of the roller, the holder fixing side bearing ring that is fixed to the holder member is integrated as the center side bearing ring 21e0, and is arranged on the right side and rotated together with the roller. The rotation-side right race ring 21e1 and the left-side rotation-side left race ring 21e2 are configured (the difference between the two becomes clear when the configuration of FIG. 6 showing the first embodiment is compared with the configuration of FIG. 8). ). Except for providing the roller mounting screw 21m on the outer periphery of the central bearing ring and the right roller radial bearing 21f1 on the inner periphery, it is the same as the first embodiment already described. Description is omitted.

第二の実施形態は、ホルダ部材に固定される側であるスラスト軸受の軌道輪を背中合わせとする極限とみなすことができる。よって、両ローラスラスト軸受の軸方向における設置間隔が極めて小さくなるため、衝撃的な反転荷重時のがた発生をより一層抑制できるという効果がある。また、第二の実施形態は、この中央側軌道輪にニードルタイプの右側ローララジアル軸受も設けているため、ローラ右端部を軸支する軸受群がコンパクトにまとまり、機構の小形化が図れるという効果もある。   The second embodiment can be regarded as the limit in which the bearing rings of the thrust bearing on the side fixed to the holder member are back to back. Therefore, since the installation interval in the axial direction of both roller thrust bearings is extremely small, there is an effect that it is possible to further suppress the occurrence of rattling during an impact reversal load. Further, in the second embodiment, since a needle-type right roller radial bearing is also provided on the central raceway ring, the bearing group that pivotally supports the right end of the roller is compactly integrated, and the mechanism can be reduced in size. There is also.

次に、本発明の第三の実施形態に係る回転直動変換機構を図9に基づいて説明する。図9は、図1または図4のローラ21における左ローラ端部(N部)の拡大断面図を示したもの(ローラ21を代表としたものであり、その他のローラ22,23も同様)で、左ローララジアル軸受がニードルまたはころ軸受となる以外は、既に説明した第一または第二の実施形態と同様であるため、その他の部分の構造、動作及び効果についての説明は省略する。図9の図示構造により、軸受に予圧は不要となり、ラジアルロックナット21kでばねを外輪に押付ける必要が無くなり、そこで発生していた摩擦損失を回避できるため、性能が向上するという効果がある。   Next, a rotation / linear motion conversion mechanism according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of the left roller end portion (N portion) of the roller 21 of FIG. 1 or FIG. 4 (representing the roller 21 as well as the other rollers 22 and 23). Since the left roller radial bearing is the same as that of the first or second embodiment described above except that the left roller radial bearing is a needle or roller bearing, the description of the structure, operation, and effects of other parts is omitted. The structure shown in FIG. 9 eliminates the need for preload on the bearing, eliminates the need to press the spring against the outer ring with the radial lock nut 21k, and avoids the friction loss that has occurred there, thereby improving the performance.

また、この外輪を左ホルダ端板3bに接着等で固定しても、外輪ところ(ニードル)間または内輪ところ(ニードル)間で軸方向に相対移動が可能となるため、ローラの軸方向位置決めをローラの右端部のローラ取付けねじ21mで行っても不具合は生じない。この結果、左ローララジアル軸受21f2の姿勢が安定化して、ローラの姿勢も安定するため、例えば、装置の動作方向が急激に反転しても、軸受姿勢がローラ挿入穴3y内でこじることもなく、ローラの良好な回転を常時維持できるという効果がある。接着ではなく、ローラ挿入穴内面の凸部やロック部材によって外輪を固定しても同様の効果がある。   Even if this outer ring is fixed to the left holder end plate 3b by bonding or the like, relative movement in the axial direction is possible between the outer ring (needle) or between the inner ring (needle). Even if it is performed with the roller mounting screw 21m at the right end of the roller, no problem occurs. As a result, since the posture of the left roller radial bearing 21f2 is stabilized and the posture of the roller is also stabilized, for example, even if the operation direction of the apparatus is suddenly reversed, the bearing posture is not twisted in the roller insertion hole 3y. There is an effect that good rotation of the roller can be always maintained. The same effect can be obtained by fixing the outer ring not by adhesion but by a convex portion on the inner surface of the roller insertion hole or a lock member.

次に、本発明の第四の実施形態に係る回転直動変換機構を図10に基づいて説明する。図10は、図1または図4のローラ21における右ローラ端部(M部)の拡大断面図を示したもの(ローラ21を代表としたものであり、その他のローラ22,23も同様)で、中央及び左右の軌道輪21e5,21e6,21e7がころに対応した形状として、テーパころ軸受を設置し、専用のラジアル軸受を廃した以外は、第一の実施形態と同様であるため、その他の部分の構造、動作及び効果についての説明は省略する。ローラスラスト軸受が線接触を基本としたころ軸受となるため、各部の寸法を変えることなく(特に外径を拡大することなく)、その容量を大幅に増大できることから、装置の大容量化を可能にする効果がある。   Next, a rotation / linear motion conversion mechanism according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the right roller end portion (M portion) of the roller 21 of FIG. 1 or FIG. 4 (representing the roller 21 as well as the other rollers 22 and 23). The center and left and right race rings 21e5, 21e6, 21e7 are the same as those in the first embodiment except that tapered roller bearings are installed and the dedicated radial bearings are eliminated. A description of the structure, operation, and effects of the portions is omitted. Since the roller thrust bearing is a roller bearing based on line contact, its capacity can be greatly increased without changing the dimensions of each part (especially without increasing the outer diameter), enabling the capacity of the device to be increased. Has the effect of

特に、図10に図示した構成例を回転直動変換機構として用いる場合、大推力化を可能とする効果がある。また、テーパ軸受としているために、ラジアル荷重を受けるための専用の右ローララジアル軸受が不要となり、構成が単純となって、小型化が可能になるという効果もある。さらに、調芯性を付加することも可能で、この場合、ローラ取付けねじ21mやローラ挿入穴3y(図7、図9参照)の軸方向精度の悪化による不具合を緩和する効果がある。   In particular, when the configuration example shown in FIG. 10 is used as a rotation / linear motion conversion mechanism, there is an effect of enabling large thrust. Further, since the taper bearing is used, there is no need for a dedicated right roller radial bearing for receiving a radial load, the structure is simplified, and there is an effect that the size can be reduced. Furthermore, it is possible to add alignment, and in this case, there is an effect of alleviating problems caused by deterioration of the axial accuracy of the roller mounting screw 21m and the roller insertion hole 3y (see FIGS. 7 and 9).

次に、本発明の第五の実施形態に係る回転直動変換機構を図2、図3、図11、図12及び図13に基づいて説明する。図2は、本発明の第五の実施形態が適用された電動パワーステアリング装置のラックアシスト機構の縦断面図であり、手前に来るローラも描いてある。図3は全ローラの側面図である。また、図11はローラとホルダ連結部材が一体化したローラホルダ連結アセンブリの縦断面図であり、図12はローラとホルダ部材のサブアセンブリの側面図であり、図13は同じサブアセンブリの横断面図である。公転ローラとホルダ部材の構成が異なる以外は、第一乃至第四の実施形態と同様であるため、その他の部分の構造、動作及び効果についての説明は省略する。ここで、ローラは21〜23の3本設置するが、それらの構成は同様であるため、ローラ21を代表として以後説明を行う。   Next, a rotation / linear motion conversion mechanism according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 3, 11, 12 and 13. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a rack assist mechanism of an electric power steering apparatus to which the fifth embodiment of the present invention is applied, and also depicts a roller coming in front. FIG. 3 is a side view of all the rollers. 11 is a longitudinal sectional view of a roller holder coupling assembly in which the roller and the holder coupling member are integrated, FIG. 12 is a side view of the roller and holder member subassembly, and FIG. 13 is a transverse section of the same subassembly. FIG. Since it is the same as that of 1st thru | or 4th Embodiment except the structure of a revolution roller and a holder member, the description about the structure of another part, operation | movement, and an effect is abbreviate | omitted. Here, although three rollers 21 to 23 are installed, since their configurations are the same, the roller 21 will be described as a representative.

本発明の第一乃至第四の実施形態では、ローラが中実体であったのに対して、第五の実施形態では、図11に図示するように、ローラ21を、それらの中心軸部に貫通穴の開いた中空体とし、その穴に、ホルダ部材に固定配置する軸(図11の例でホルダ連結部3mと兼用)を挿入する。ローラはホルダ部材に対して回転可能に軸支される必要があるため、この軸とローラの間に軸受が配置される。この軸は、ホルダ部材3の両端板3b,3cを連結するホルダ連結部を兼ねるものであり(以後、ローラ内蔵ホルダ連結部3mと称する)、この実施形態組立て時には、ローラ21とローラ内蔵ホルダ連結部3mとそれらに関連するローラ軸受を一体化したローラホルダ連結アセンブリ210を、一構成部品として扱うことが可能になる。これにより、調整が必要で時間を要するローラ軸受部の組立て工程を、本体の組立て工程と並列して組むことが可能となるため、組立て時間短縮等の組立て性向上という効果がある。   In the first to fourth embodiments of the present invention, the roller is solid, whereas in the fifth embodiment, as shown in FIG. A hollow body with a through hole is formed, and a shaft fixed to the holder member (also used as the holder connecting portion 3m in the example of FIG. 11) is inserted into the hollow body. Since the roller needs to be rotatably supported with respect to the holder member, a bearing is disposed between the shaft and the roller. This shaft also serves as a holder connecting portion for connecting the both end plates 3b and 3c of the holder member 3 (hereinafter referred to as a roller built-in holder connecting portion 3m). When this embodiment is assembled, the roller 21 and the roller built-in holder are connected. The roller holder coupling assembly 210 in which the portion 3m and the associated roller bearings are integrated can be handled as one component. As a result, the assembly process of the roller bearing portion that requires adjustment and takes time can be assembled in parallel with the assembly process of the main body, and therefore there is an effect of improving the assemblability such as shortening the assembly time.

第5の実施形態において、ローラの右側には、右ローララジアル軸受21f1とともに、両方向のスラスト荷重を受けるべく、スラスト軸受を配置する。このスラスト軸受は、ローラとともに回転する回転側左軌道輪21e2、回転側右軌道輪21e1と、ローラ内蔵ホルダ連結部3mに固定する固定側中央軌道輪21e0と、それらに適度な予圧を加えるスラストロックナット21jとから成る。これにより、ローラ内蔵ホルダ連結部3mは、ローラスラスト軸受のホルダ固定側軌道輪と一体化した部材となる。   In the fifth embodiment, a thrust bearing is disposed on the right side of the roller together with the right roller radial bearing 21f1 so as to receive a thrust load in both directions. This thrust bearing includes a rotation-side left race ring 21e2 and a rotation-side right race ring 21e1 that rotate together with the roller, a fixed-side central race ring 21e0 that is fixed to the roller built-in holder connecting portion 3m, and a thrust lock that applies an appropriate preload to them. It consists of a nut 21j. Thereby, the roller built-in holder connecting portion 3m becomes a member integrated with the holder fixing side race of the roller thrust bearing.

また、回転側左軌道輪21e2は、右ローララジアル軸受21f1の外輪と一体化し、コンパクトな構成となっており、小型化に寄与する。一方、ローラの左側には、左ローララジアル軸受21f2を配置し、ラジアルロックナット21kでその外輪をローラに固定する。上記スラスト軸受21e,21jは、ローラの環状溝設置部の両側ではなく片側に設けるため、これまでの実施形態と同様、ローラ環状溝設置部の長さに依存せず両ローラスラスト軸受の軸方向間隔を短縮できるため、スラスト軸受の予圧を適度なレベルに保ちつつ、スラスト軸受内の軸方向隙間を抑制することが可能となる。これにより、効率の高い動作を維持しつつ、ロッドのがたを抑制できるという効果がある。   Further, the rotation-side left race ring 21e2 is integrated with the outer ring of the right roller radial bearing 21f1, and has a compact configuration, contributing to downsizing. On the other hand, a left roller radial bearing 21f2 is arranged on the left side of the roller, and its outer ring is fixed to the roller by a radial lock nut 21k. Since the thrust bearings 21e and 21j are provided on one side rather than on both sides of the annular groove setting portion of the roller, the axial direction of both roller thrust bearings does not depend on the length of the annular roller groove setting portion as in the previous embodiments. Since the interval can be shortened, it is possible to suppress the axial clearance in the thrust bearing while maintaining the preload of the thrust bearing at an appropriate level. Thereby, there is an effect that it is possible to suppress the rattling of the rod while maintaining a highly efficient operation.

以上のようにして組立てたローラホルダ連結アセンブリ210,220,230を、右ホルダ端板3cへねじ込む(図12参照)。次に、各ローラアセンブリの左端部を左ホルダ端板3bのローラ挿入穴3yに挿入した後、ローラ端板連結部材21s〜23s(22s、23sは図示せず)を挿入し、ローラ内蔵ホルダ連結部3mにねじ込んで固定する。この方法によって、第1乃至第四の実施形態における左ローララジアル軸受の挿入と同様、複数のねじれた軸をホルダ端板に固定することが可能となる。   The roller holder coupling assemblies 210, 220, and 230 assembled as described above are screwed into the right holder end plate 3c (see FIG. 12). Next, after inserting the left end portion of each roller assembly into the roller insertion hole 3y of the left holder end plate 3b, roller end plate connecting members 21s to 23s (22s and 23s are not shown) are inserted, and the roller built-in holder connection Screw in part 3m and fix. By this method, it is possible to fix a plurality of twisted shafts to the holder end plate as in the insertion of the left roller radial bearing in the first to fourth embodiments.

この状態で、ロッド1をねじ込み、ローラスラスト軸受のホルダ固定側軌道輪と一体化したローラ内蔵ホルダ連結部3mを回転させてローラの軸方向位置を調整し、ローラとロッドの噛合い状態を調整する。詳細な手順は、前記した実施形態と同様である。この後、ローラロックナット21rでローラホルダ連結アセンブリ210〜230と右ホルダ端板3cを固定する。さらにその後、ローラ挿入穴3yとローラ端板連結部材の外径を接着する。また、ねじ固定可能な構成としてももちろん良い。以上のようにしてローラホルダアセンブリを形成する。この結果、これらローラ軸は、両ホルダ端板3b、3cを連結するホルダ連結部の役割を兼ねることになるため、ローラ内蔵ホルダ連結部3fと呼称する。本実施形態ではそれ以外のホルダ連結部を廃したため、少なくともその分の慣性モーメントが低減できる。   In this state, the rod 1 is screwed and the roller built-in holder connecting portion 3m integrated with the roller fixed bearing ring of the roller thrust bearing is rotated to adjust the axial position of the roller, thereby adjusting the meshing state of the roller and the rod. To do. The detailed procedure is the same as that of the above-described embodiment. Thereafter, the roller holder coupling assemblies 210 to 230 and the right holder end plate 3c are fixed by the roller lock nut 21r. Thereafter, the outer diameters of the roller insertion hole 3y and the roller end plate connecting member are bonded. Of course, a structure that can be fixed by screws is also possible. The roller holder assembly is formed as described above. As a result, these roller shafts also serve as a holder connecting portion for connecting both the holder end plates 3b and 3c, and are therefore referred to as a roller built-in holder connecting portion 3f. In the present embodiment, since the other holder connecting portions are eliminated, at least the corresponding moment of inertia can be reduced.

以上のことより、指令に対する応答性が一層向上し、制御性が向上するという効果がある。ところで、ローラの内部を貫通する穴を開けると、ローラ部の強度低下が懸念される。しかし、ローラ部の肉厚がある程度以上あれば、最も荷重の集中するローラ溝底の荷重がほとんど増大しなくなり、ローラの強度低下は無視できる。本実施形態では、ホルダ連結部として強度的に必要最小径を有するローラ内蔵ホルダ連結部3mを用いたために、ローラ部の肉厚を大きく設定でき、ローラ強度を確保できるという特有の効果がある。要するに、本実施形態は、強度向上に貢献せず無駄な部分であるローラの中心部を除去し、回転直動変換機構にとって必須のホルダ連結部をその穴に通して、慣性モーメントを低減したものである。ここで、本実施形態では、ローラ内臓ホルダ連結部3m以外にホルダ連結部を設けなかったため、ローラ同士の間隔が空く。このため、ローラの設置加工本数を増大することが可能となり、一層の大推力化が可能となる効果もある。   From the above, there is an effect that the response to the command is further improved and the controllability is improved. By the way, when a hole penetrating the inside of the roller is formed, there is a concern that the strength of the roller portion is lowered. However, if the thickness of the roller part is more than a certain level, the load at the bottom of the roller groove where the load is concentrated most hardly increases, and a decrease in the strength of the roller can be ignored. In the present embodiment, since the roller built-in holder connecting portion 3m having the necessary minimum diameter in strength is used as the holder connecting portion, there is a specific effect that the thickness of the roller portion can be set large and the roller strength can be secured. In short, in this embodiment, the center part of the roller, which is a useless part that does not contribute to improving the strength, is removed, and the holder connecting part essential for the rotation / linear motion conversion mechanism is passed through the hole to reduce the moment of inertia. It is. Here, in this embodiment, since the holder connecting portion is not provided other than the roller built-in holder connecting portion 3m, the interval between the rollers is increased. For this reason, it is possible to increase the number of rollers to be installed and to increase the thrust further.

また、図14は本発明の第六の実施形態における右側ローラ軸受部の拡大断面図(図1と図4に示すM部)を示す。図14に示すような、高さと直径がほぼ同一のころを転動体とし、転動面を回転軸に対して45度の角度とするスライダーころ軸受21e9(22e9、23e9は図示せず)を、図6、図8、図10の軸受群の代わりに設けてもよい。ここで、設置するころ転動体は、その軸方向を交互に変えて両方向のスラスト荷重とラジアル軸受を受けることが可能なものである。この結果、線接触で荷重を受けるために、大荷重対応となる上に、一個の軸受で全方向の荷重を受けることが可能となり、軸方向の必要寸法の短縮とともに、部品点数低減によるコスト低減という効果がある。   FIG. 14 shows an enlarged cross-sectional view (M portion shown in FIGS. 1 and 4) of the right roller bearing portion in the sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, a roller roller bearing 21e9 (22e9, 23e9 is not shown) having a roller having substantially the same height and diameter as a rolling element and having a rolling surface at an angle of 45 degrees with respect to the rotation axis, You may provide instead of the bearing group of FIG.6, FIG.8, FIG.10. Here, the roller rolling elements to be installed are capable of receiving thrust loads and radial bearings in both directions by alternately changing their axial directions. As a result, since it receives a load by line contact, it can handle a large load and can receive a load in all directions with a single bearing, reducing the required dimensions in the axial direction and reducing the cost by reducing the number of parts. There is an effect.

以上説明した本発明の第一乃至第六の実施形態では、何れもローラ21〜23の径がロッド1の径と概略同じにしているが、本発明の実施形態としては、強度が許す限り、ローラの径をロッドの径よりも小さくすることができる。そして、ローラ径を小さくする場合は、ローラの本数を更に多くすることができ、これにより、より一層大きなラック推力が要求される場合にも対応することができる。また、逆に、ローラをロッドより太くすることも可能である。この場合には、噛合い箇所における弾性変形も考慮した噛合い領域において、ローラとロッドの噛合い後の噛合い点軌跡のずれが小さくなるため、発生するすべりが小さくなり、噛合い箇所での摩擦損失を低減できるという効果がある。   In the first to sixth embodiments of the present invention described above, the diameters of the rollers 21 to 23 are almost the same as the diameter of the rod 1, but as an embodiment of the present invention, as long as the strength permits, The diameter of the roller can be made smaller than the diameter of the rod. When the roller diameter is reduced, the number of rollers can be further increased, and this can cope with a case where a larger rack thrust is required. Conversely, the roller can be made thicker than the rod. In this case, since the shift of the meshing point locus after meshing between the roller and the rod becomes small in the meshing region in consideration of the elastic deformation at the meshing location, the generated slip becomes small and the meshing location becomes small. There is an effect that friction loss can be reduced.

また、ロッドの軸方向の剛性と、全ローラの軸方向の剛性(設置した各ローラの軸方向剛性の和)が概略一致するように、両者の素材のヤング率や両者の断面形状やローラ本数を決定しても良い。これにより、ロッドとローラの伸び量が各部で概略一致するため、噛合い箇所における負荷はほぼ均等になるため、噛合い部の信頼性が向上するとともに、全体の変形量(ロッドの伸びまたは縮み量)が小さくなるため、直動量に対する回転量がほぼ一対一に対応することになり、装置の操作性が向上するという効果がある。   Also, the Young's modulus of both materials, the cross-sectional shape of both, and the number of rollers so that the axial rigidity of the rod and the axial rigidity of all rollers (sum of the axial rigidity of each installed roller) are approximately the same. May be determined. As a result, the elongation amount of the rod and the roller is approximately the same in each part, and the load at the meshing portion is almost equalized. Therefore, the reliability of the meshing portion is improved and the overall deformation amount (the elongation or contraction of the rod) Therefore, there is an effect that the operability of the apparatus is improved.

以上説明したように、本発明の実施形態は、次のような構成と機能乃至作用を奏することを主たる特徴とするものである。すなわち、外周面にねじ部を有するロッドと、前記ロッドの外周側に設けられ、前記ロッドに対して相対回転可能かつ相対軸移動可能に設けられたホルダ部材と、前記ホルダ部材に回転可能に支持され、外周面に前記ねじ部と噛合う環状溝を有しかつ前記ロッドの中心軸に対して前記ねじ部のリード角以上の軸角でねじり配置されたローラと、を備えた回転直動変換機構であって、ローラを回転可能に支持するローラ軸受でその軸方向で両方の向きのスラスト荷重を受ける各ローラスラスト軸受を、両者ともに、ローラ環状溝設置部の片側に配置する構成であり、また、この構成によって、がたを抑制することによる制御性の向上や、信頼性及び効率の向上、また、大推力の発生が可能となるものである。   As described above, the embodiment of the present invention mainly has the following configurations, functions and actions. That is, a rod having a threaded portion on the outer peripheral surface, a holder member provided on the outer peripheral side of the rod, provided to be rotatable relative to the rod and movable relative to the rod, and rotatably supported by the holder member And a roller having an annular groove that meshes with the threaded portion on the outer peripheral surface, and a roller that is twisted at an axial angle equal to or greater than the lead angle of the threaded portion with respect to the central axis of the rod. A roller bearing that rotatably supports the roller, and each roller thrust bearing that receives a thrust load in both directions in the axial direction thereof is arranged on one side of the roller annular groove installation portion, In addition, with this configuration, it is possible to improve controllability by suppressing rattling, improve reliability and efficiency, and generate large thrust.

本発明の第一の実施形態に係る回転直動変換機構を適用した電動パワーステアリング装置におけるラックアシスト機構の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the rack assist mechanism in the electric power steering device to which the rotation / linear motion conversion mechanism according to the first embodiment of the present invention is applied. 図1の視点を90度回転した時(図1の上部から見下ろした場合)の縦断面図であり、手前側に来るローラも描いた図である。It is a longitudinal cross-sectional view when the viewpoint of FIG. 1 is rotated 90 degrees (when looking down from the upper part of FIG. 1), and is a diagram depicting a roller coming to the near side. 本実施形態における全てのローラの側面図である。It is a side view of all the rollers in this embodiment. 第一の実施形態におけるローラとホルダ部材のサブアセンブリの側面図(一部が断面図であり、図5のB1−B2−B3−B4)である。It is a side view (a part is sectional drawing and B1-B2-B3-B4 of FIG. 5) of the subassembly of the roller and holder member in 1st embodiment. 第一の実施形態におけるローラとホルダ部材のサブアセンブリの横断面図(図4のA−A)である。It is a cross-sectional view (AA of FIG. 4) of the subassembly of the roller and holder member in 1st embodiment. 第一の実施形態における右側ローラ軸受部の拡大断面図(図1と図4に示すM部)である。It is an expanded sectional view (M section shown in Drawing 1 and Drawing 4) of the right roller bearing part in a first embodiment. 第一の実施形態における左側ローラ軸受部の拡大断面図(図1と図4に示すN部)である。It is an expanded sectional view (N section shown in Drawing 1 and Drawing 4) of the left roller bearing part in a first embodiment. 本発明の第二の実施形態における右側ローラ軸受部の拡大断面図(図1と図4に示すM部)である。It is an expanded sectional view (M section shown in Drawing 1 and Drawing 4) of the right roller bearing part in a second embodiment of the present invention. 本発明の第三の実施形態における左側ローラ軸受部の拡大断面図(図1と図4に示すN部)である。It is an expanded sectional view (N section shown in Drawing 1 and Drawing 4) of the left roller bearing part in a third embodiment of the present invention. 本発明の第四の実施形態における右側ローラ軸受部の拡大断面図(図1と図4に示すM部)である。It is an expanded sectional view (M section shown in Drawing 1 and Drawing 4) of the right roller bearing part in a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第五の実施形態におけるローラとホルダ連結部材が一体化したローラホルダ連結アセンブリの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the roller holder coupling assembly in which the roller and the holder coupling member in the fifth embodiment of the present invention are integrated. 第五の実施形態におけるローラとホルダ部材のサブアセンブリの側面図(一部が断面図であり、図13のB−B)である。It is a side view (a part is sectional drawing and BB of FIG. 13) of the subassembly of the roller and holder member in 5th embodiment. 第五の実施形態におけるローラとホルダ部材のサブアセンブリの横断面図(図12のA−A)である。It is a cross-sectional view (AA of FIG. 12) of the roller and holder member subassembly in the fifth embodiment. 本発明の第六の実施形態における右側ローラ軸受部の拡大断面図(図1と図4に示すM部)である。It is an expanded sectional view (M section shown in Drawing 1 and Drawing 4) of a right roller bearing part in a 6th embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る回転直動変換機構が適用されたラックアシスト機構の電動パワーステアリング装置における配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning in the electric power steering apparatus of the rack assist mechanism to which the rotation linear motion conversion mechanism which concerns on embodiment of this invention was applied. 本発明の実施形態に係る回転直動変換機構の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the rotation linear motion conversion mechanism which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:ロッド
1a:ロッドねじ山
1d:ロッド軸
21,22,23:ローラ
21b,22b,23b:ローラ溝(環状溝)
21d,22d,23d:ローラ軸
21e0,22e0,23e0:固定側中央軌道輪
21e1,22e1,23e1:回転側右軌道輪
21e2,22e2,23e2:回転側左軌道輪
21e3,22e3,23e3:右ローラスラスト軸受
21e4,22e4,23e4:左ローラスラスト軸受
21e5,22e5,23e5:固定側中央ころ軌道輪
21e6,22e6,23e6:回転側右ころ軌道輪
21e7,22e7,23e7:回転側左ころ軌道輪
21e9,22e9,23e9:スライダーころ軸受
21f1,22f1,23f1:右ローララジアル軸受
21f2,22f2,23f2:左ローララジアル軸受
21m,22m,23m:ローラ取り付けねじ
3:ホルダ部材
3e1:右ホルダスラスト軸受
3e2:左ホルダスラスト軸受
3f1:右ホルダラジアル軸受
3f2:左ホルダラジアル軸受
3m:ローラ内蔵ホルダ連結部
5:モータ
6:ケーシング
103:ピニオン
107:ラックアシスト機構
210,220,230:ローラホルダ連結アセンブリ
1: Rod 1a: Rod thread 1d: Rod shaft 21, 22, 23: Roller 21b, 22b, 23b: Roller groove (annular groove)
21d, 22d, 23d: Roller shaft 21e0, 22e0, 23e0: Fixed-side central raceway 21e1, 22e1, 23e1: Rotation-side right raceway 21e2, 22e2, 23e2: Rotation-side left raceway 21e3, 22e3, 23e3: Right roller thrust Bearings 21e4, 22e4, 23e4: Left roller thrust bearings 21e5, 22e5, 23e5: Fixed side central roller raceway 21e6, 22e6, 23e6: Rotation side right roller raceway 21e7, 22e7, 23e7: Rotation side left roller raceway 21e9, 22e9 23e9: Slider roller bearings 21f1, 22f1, 23f1: Right roller radial bearings 21f2, 22f2, 23f2: Left roller radial bearings 21m, 22m, 23m: Roller mounting screws 3: Holder member 3e1: Right holder thrust bearing 3e2: Left ho Dasurasuto bearing 3f1: right holder radial bearing 3f2: left holder radial bearings 3m: roller built holder connecting part 5: motor 6: casing 103: pinion 107: rack assist mechanism 210, 220, 230: roller holder coupling assembly

Claims (10)

外周面にねじ部を有するロッドと、前記ロッドの外周側に設けられて前記ロッドに対して相対回転可能かつ相対軸移動可能に設けられたホルダ部材と、前記ホルダ部材に回転可能に支持されて外周面に前記ねじ部と噛合う環状溝を有しかつ前記ロッドの中心軸に対して前記ねじ部のリード角以上の軸角でねじり配置されたローラと、を備えた回転直動変換機構であって、
前記ローラを回転可能に支持しローラ軸の一方向の向きのスラスト荷重を受ける一方向ローラスラスト軸受と、前記ローラ軸の他方向の向きのスラスト荷重を受ける他方向ローラスラスト軸受を設け、
前記一方向ローラスラスト軸受と前記他方向ローラスラスト軸受は、ともに前記ローラの環状溝設置部に隣接する一方の端部にのみ配置される
ことを特徴とする回転直動変換機構。
A rod having a threaded portion on the outer peripheral surface, a holder member provided on the outer peripheral side of the rod so as to be rotatable relative to the rod and movable relative to the rod, and rotatably supported by the holder member A rotary linear motion conversion mechanism comprising: an annular groove that engages with the screw portion on an outer peripheral surface, and a roller that is twisted and arranged at an axial angle equal to or greater than a lead angle of the screw portion with respect to a central axis of the rod. There,
A one-way roller thrust bearing that rotatably supports the roller and receives a thrust load in one direction of the roller shaft; and a two-way roller thrust bearing that receives a thrust load in the other direction of the roller shaft;
The one-way roller thrust bearing and the other-direction roller thrust bearing are both arranged only at one end adjacent to the annular groove installation portion of the roller.
請求項1において、
前記一方向と他方向ローラスラスト軸受は、ホルダ部材固定側軌道輪とローラ固定側軌道輪と両軌道輪間の転動体とを有し、
前記一方向ローラスラスト軸受のホルダ部材固定側軌道輪と前記他方向ローラスラスト軸受のホルダ部材固定側軌道輪とは、背中合わせに配置される
ことを特徴とする回転直動変換機構。
In claim 1,
The one-way and other-direction roller thrust bearings include a holder member fixed side raceway, a roller fixed side raceway, and rolling elements between both raceways,
The rotary linear motion conversion mechanism, wherein the holder member fixed side bearing ring of the one-way roller thrust bearing and the holder member fixed side bearing ring of the other direction roller thrust bearing are arranged back to back.
請求項1または2において、
前記一方向と前記他方向の両ローラスラスト軸受のホルダ部材固定側軌道輪の少なくとも一つまたは前記ホルダ部材固定側軌道輪と一体的に動作する構造体と前記ホルダ部材との間に、前記ホルダ部材に組み込まれた前記ローラが前記ロッドに噛合わされた状態で軸方向位置を変更し固定することを可能とするローラスライド機構を設ける
ことを特徴とする回転直動変換機構。
In claim 1 or 2,
The holder between the holder member and at least one of the holder member fixed side races of the roller thrust bearings in the one direction and the other direction, or a structure that operates integrally with the holder member fixed side races A rotation / linear motion conversion mechanism characterized in that a roller slide mechanism is provided that enables the roller incorporated in a member to be changed and fixed in a state where the roller is engaged with the rod.
請求項2において、
前記一方向ローラスラスト軸受と前記他方向ローラスラスト軸受の間で前記ローラに沿って、両ローラスラスト軸受のホルダ部材固定側軌道輪の少なくとも一つまたは前記ホルダ部材固定側軌道輪と一体的に動作する構造体に前記ホルダ部材へのローラ取付ねじを設け、
前記ホルダ部材に組み込まれた前記ローラが前記ロッドに噛み合わされた状態で前記ローラ取付ねじを調整することにより、前記ローラの軸方向位置を変更し固定する
ことを特徴とする回転直動変換機構。
In claim 2,
Along with the roller between the one-way roller thrust bearing and the other-direction roller thrust bearing, operates integrally with at least one of the holder member fixed-side bearing rings of the both roller thrust bearings or the holder member fixed-side bearing ring Provide a roller mounting screw to the holder member in the structure to be
A rotation / linear motion conversion mechanism characterized by changing and fixing the axial position of the roller by adjusting the roller mounting screw in a state where the roller incorporated in the holder member is engaged with the rod.
請求項3または4において、
前記構造体は、前記一方向ローラスラスト軸受と前記他方向ローラスラスト軸受のいずれか1つのローラスラスト軸受と一体的に動作するローララジアル軸受の外輪であることを特徴とする回転直動変換機構。
In claim 3 or 4,
The rotation / linear motion conversion mechanism according to claim 1, wherein the structure is an outer ring of a roller radial bearing that operates integrally with any one of the one-way roller thrust bearing and the other-direction roller thrust bearing.
請求項1において、
前記一方向と他方向ローラスラスト軸受は、ホルダ部材固定側軌道輪とローラ固定側軌道輪と両軌道輪間の転動体とを有し、
前記一方向ローラスラスト軸受のホルダ部材固定側軌道輪と前記他方向ローラスラスト軸受のホルダ部材固定側軌道輪とは、同一の共通構造体から構成される
ことを特徴とする回転直動変換機構。
In claim 1,
The one-way and other-direction roller thrust bearings include a holder member fixed side raceway, a roller fixed side raceway, and rolling elements between both raceways,
The rotary linear motion conversion mechanism, wherein the holder member fixed side bearing ring of the one-way roller thrust bearing and the holder member fixed side bearing ring of the other direction roller thrust bearing are composed of the same common structure.
請求項1において、
前記一方向ローラスラスト軸受および前記他方向ローラスラスト軸受を配置しない前記ローラの他方の端部にローラ端軸を設け、
前記ローラ端軸の外周面と、前記ホルダ部材に設けられ且つ前記ロッド中心軸に対して傾斜したローラ挿入穴の内周面とで前記ローラをラジアル軸支するラジアル軸受を設ける
ことを特徴とする回転直動変換機構。
In claim 1,
A roller end shaft is provided at the other end of the roller where the one-way roller thrust bearing and the other-direction roller thrust bearing are not disposed,
A radial bearing for supporting the roller in a radial manner is provided by an outer peripheral surface of the roller end shaft and an inner peripheral surface of a roller insertion hole provided in the holder member and inclined with respect to the rod central axis. Rotary linear motion conversion mechanism.
請求項1ないし6のいずれか1つの請求項において、
前記ローラスラスト軸受または前記ローラスラスト軸受を含むローラ軸受の外径は、前記ローラ環状溝の底部の径以上であることを特徴とする回転直動変換機構。
In any one of claims 1 to 6,
The rotary linear motion conversion mechanism characterized in that an outer diameter of the roller thrust bearing or the roller bearing including the roller thrust bearing is equal to or larger than a diameter of a bottom portion of the roller annular groove.
外周面にねじ部を有するロッドと、前記ロッドの外周側に設けられて前記ロッドに対して相対回転可能かつ相対軸移動可能に設けられたホルダ部材と、前記ホルダ部材に回転可能に支持されて外周面に前記ねじ部と噛合う環状溝を有しかつ前記ロッドの中心軸に対して前記ねじ部のリード角以上の軸角でねじり配置されたローラと、を備えた回転直動変換機構であって、
前記ローラを回転可能に支持しローラ軸の一方向の向きのスラスト荷重を受ける一方向ローラ軸受と、前記ローラ軸の他方向の向きのスラスト荷重を受ける他方向ローラ軸受を設け、
前記一方向ローラ軸受と前記他方向ローラ軸受は、ともに前記ローラの環状溝設置部に隣接する一方の端部にのみ配置され、
前記一方向ローラ軸受と前記他方向ローラ軸受は、前記ローラのスラスト軸受機能の他に、前記ローラのラジアル軸受の機能をも果たす構成である
ことを特徴とする回転直動変換機構。
A rod having a threaded portion on the outer peripheral surface, a holder member provided on the outer peripheral side of the rod so as to be rotatable relative to the rod and movable relative to the rod, and rotatably supported by the holder member A rotary linear motion conversion mechanism comprising: an annular groove that engages with the screw portion on an outer peripheral surface, and a roller that is twisted and arranged at an axial angle equal to or greater than a lead angle of the screw portion with respect to a central axis of the rod. There,
A unidirectional roller bearing that rotatably supports the roller and receives a thrust load in one direction of the roller shaft; and a bidirectional roller bearing that receives a thrust load in the other direction of the roller shaft;
The one-way roller bearing and the other-direction roller bearing are both arranged only at one end adjacent to the annular groove setting portion of the roller,
The one-way roller bearing and the other-direction roller bearing are configured to perform a function of a radial bearing of the roller in addition to a thrust bearing function of the roller.
請求項1または9において、
前記スラスト荷重を受ける役割を担う前記一方向ローラ軸受と前記他方向ローラ軸受の少なくとも一つのローラ軸受は、線接触タイプの転がり軸受または潤滑剤を介在させるすべり軸受であることを特徴とする回転直動変換機構。
In claim 1 or 9,
At least one of the one-way roller bearing and the other-direction roller bearing that plays the role of receiving the thrust load is a line contact type rolling bearing or a sliding bearing with a lubricant interposed therebetween. Dynamic conversion mechanism.
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