JP2013076462A - Ball screw actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車部品、位置決め装置・機械に用いられる、ボールねじを備えるアクチュエータであり、特にブレーキ装置に好適に使用できるアクチュエータに関するものである。 The present invention relates to an actuator having a ball screw, which is used for automobile parts, positioning devices and machines, and particularly relates to an actuator that can be suitably used for a brake device.
従来より、ボールねじを用いたアクチュエータとして、回転軸を介してナットを回転駆動する構成が知られている(例えば特許文献1を参照)。これに対し、コンパクト化の観点から、ボールねじのボールの循環を内部循環方式(コマ式)で行うことが好ましいとされ、また、電動モータの回転子をナットの外周に直接取り付けることが好ましいとされてきた。
このナットへの回転子の取付については、圧入や、ロックナットによる固定(例えば特許文献2を参照)、スプライン嵌合(例えば特許文献3を参照)等により、回転子をコマ式のボールねじナットに直接取り付けることが行われてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an actuator using a ball screw, a configuration in which a nut is rotationally driven through a rotation shaft is known (see, for example, Patent Document 1). On the other hand, from the viewpoint of compactness, it is preferable to circulate the balls of the ball screw by an internal circulation method (coma type), and it is preferable to directly attach the rotor of the electric motor to the outer periphery of the nut. It has been.
As for the attachment of the rotor to the nut, the rotor is attached to the coma type ball screw nut by press-fitting, fixing with a lock nut (for example, see Patent Document 2), spline fitting (for example, see Patent Document 3), or the like. It has been done to attach directly to.
しかしながら、圧入やロックナットによる固定では、回転子をナットに固定すると、ナットに圧縮荷重が負荷される。コマ式ボールねじの場合、ナットの内周と外周を貫通するコマ孔が設けられているため、前記荷重による変形はナットの周方向及び軸方向に一様ではない。この周方向における変形の不均一のため、ナットの真円度が変化して、ボールねじの耐久性や音響性が損なわれる危険性があった。また、これを避けるために工数が必要となり、コマの外周に回転子を設けないようにする等の設計上の不自由が生じる場合があった。これに対し、スプライン嵌合の場合には上記の懸念は少ないが、加工工程が増加するという問題があった。 However, in press-fitting and fixing with a lock nut, when the rotor is fixed to the nut, a compressive load is applied to the nut. In the case of the top type ball screw, since the top hole penetrating the inner periphery and the outer periphery of the nut is provided, the deformation due to the load is not uniform in the circumferential direction and the axial direction of the nut. Due to the uneven deformation in the circumferential direction, there is a risk that the roundness of the nut changes and the durability and acoustic properties of the ball screw are impaired. In addition, man-hours are required to avoid this, and design inconveniences such as not providing a rotor on the outer periphery of the frame may occur. On the other hand, in the case of spline fitting, although the above-mentioned concerns are small, there is a problem that the processing steps increase.
また、特許文献4のように、循環溝一体のナットを焼結により形成すれば、コマ孔による圧縮荷重の不均一は生じない。しかしながら、焼結体は通常のボールねじ用鋼材に比べて変形しやすく、圧入嵌合には適さないという問題があった。また、材料欠陥や不純物が多いため転動面がフレーキングし易く、長寿命且つ高信頼性を要求されるブレーキ用途には不適当であるという問題があった。
さらに特許文献4の製造方法では、型抜きでナットを製造するため、ナットの内周面全周に渡り雌ねじ溝が形成されている。即ち、ボールが転走しない雌ねじ溝が存在する。そのため、その雌ねじ溝が存在しない場合と比べて、ナットの強度が低くなるという問題があった。なお、上記と同様のことが、軸受をナットに嵌合する場合にも言える。
Further, as in Patent Document 4, if the nut integrated with the circulation groove is formed by sintering, the compression load due to the coma hole does not become uneven. However, there is a problem that the sintered body is easily deformed as compared with a steel material for a ball screw and is not suitable for press-fitting. In addition, since there are many material defects and impurities, there is a problem that the rolling surface is easy to flake and is not suitable for a brake application requiring a long life and high reliability.
Furthermore, in the manufacturing method of Patent Document 4, in order to manufacture a nut by die cutting, a female screw groove is formed over the entire inner peripheral surface of the nut. That is, there is an internal thread groove where the ball does not roll. Therefore, there is a problem that the strength of the nut is lowered as compared with the case where the female screw groove does not exist. In addition, the same thing as the above can be said also when fitting a bearing to a nut.
上記に鑑み、本発明は、ナットの外周に電動モータの回転子が嵌合されているにもかかわらずナットの真円度が高く、且つ少ない工程数で製造可能であり、十分な強度を有するナットを備えるボールねじアクチュエータを提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention has a sufficient roundness and can be manufactured with a small number of steps and has sufficient strength despite the fact that the rotor of the electric motor is fitted to the outer periphery of the nut. An object is to provide a ball screw actuator including a nut.
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
すなわち、本発明の一態様に係るボールねじアクチュエータは、電動モータとボールねじとを備えるボールねじアクチュエータにおいて、前記ボールねじは、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有するナットと、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された複数のボールと、前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ戻し循環させるボール循環路とを備え、前記ナットが前記電動モータにより回転駆動されるようになっており、前記ボール循環路は前記ナットと一体に形成され、前記ナットの外周には、前記電動モータの回転子が圧入嵌合されていることを特徴とする。なお、「ボール循環路はナットと一体に形成されている」とは、「ボール循環路が、ナットの内周面の一部を凹化させて形成した凹溝で構成されている」ことを意味する。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
That is, a ball screw actuator according to an aspect of the present invention is a ball screw actuator including an electric motor and a ball screw, wherein the ball screw includes a screw shaft having a helical thread groove on an outer peripheral surface, and the screw shaft. A nut having a thread groove opposed to the thread groove on the inner peripheral surface, a plurality of balls slidably loaded in a spiral ball rolling path formed by the both thread grooves, and the ball rolling the ball. A ball circulation path that circulates back from the end point of the movement path to the start point, and the nut is rotationally driven by the electric motor, the ball circulation path is formed integrally with the nut, The rotor of the electric motor is press-fitted to the outer periphery. “The ball circulation path is formed integrally with the nut” means that “the ball circulation path is formed of a concave groove formed by recessing a part of the inner peripheral surface of the nut”. means.
また、このボールねじアクチュエータは、前記ねじ軸の軸方向運動によりブレーキ装置の摩擦パッドを移動させることが好ましい。
さらに、このボールねじアクチュエータは、前記ボール循環路を塑性加工により形成したものであることが好ましい。
この塑性加工は、円筒状のナット素材に内挿され、その軸方向に沿って移動するカムドライバと、前記ナット素材と前記カムドライバとの間に配置され、前記ボール循環路に対応する凸部が形成され、前記カムドライバの移動により前記凸部が前記ナットの径方向に移動するカムスライダと、を有するカム機構の金型を用いたプレス法を用いて行うことができる。
The ball screw actuator preferably moves the friction pad of the brake device by the axial movement of the screw shaft.
Furthermore, in this ball screw actuator, it is preferable that the ball circulation path is formed by plastic working.
This plastic working is inserted into a cylindrical nut material and moves along the axial direction thereof, and is disposed between the nut material and the cam driver, and a convex portion corresponding to the ball circulation path. , And a cam slider in which the convex portion moves in the radial direction of the nut by the movement of the cam driver, can be performed using a press method using a mold of a cam mechanism.
また、前記ナットがクロム鋼、クロムモリブデン鋼、又は炭素の含有量が0.4質量%以上0.6質量%以下の炭素鋼のいずれかで形成されることが好ましい。
また、前記ボール循環路の一端から他端までを連結する部分にのみ前記ナットのねじ溝が形成されていることが好ましい。
さらに、前記ナットの外周面のうち、前記ナットの内周面に形成されている前記ねじ溝および前記ボール循環路に対向する部分を全て覆うように、前記電動モータの回転子が前記ナットの外周に圧入嵌合されていることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the nut is formed of any one of chromium steel, chromium molybdenum steel, or carbon steel having a carbon content of 0.4 mass% or more and 0.6 mass% or less.
Moreover, it is preferable that the thread groove of the said nut is formed only in the part which connects from the one end of the said ball circulation path to the other end.
Furthermore, the rotor of the electric motor covers the outer periphery of the nut so as to cover all the portions of the outer peripheral surface of the nut facing the thread groove and the ball circulation path formed on the inner peripheral surface of the nut. It is preferable to be press-fitted into.
本発明のボールねじアクチュエータは、コマ式ナットのようにナットの内外周面を貫通するコマ孔がないため、ナットの外周に電動モータの回転子が圧入嵌合されているにもかかわらずナットの真円度が高く、且つ少ない工程数で製造可能であり、十分な強度を有するナットを備える。 Since the ball screw actuator of the present invention does not have a top hole that penetrates the inner and outer peripheral surfaces of the nut, unlike the top nut, the nut of the nut is in spite of the fact that the rotor of the electric motor is press-fitted to the outer periphery of the nut. A nut having high roundness and capable of being manufactured with a small number of steps and having sufficient strength is provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(構成)
図1は、本実施形態に係るボールねじアクチュエータを用いたブレーキ装置の構成を示す断面図である。図中、符号1は、車両の非回転部分に設けられる取付部材としてのキャリアである。該キャリア1は、例えば車両の非回転部分(図示せず)にボルト等を介して固着され、ディスク2の軸方向(インナ側からアウタ側)に向けて延びる一対の腕部(図示せず)を有している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Constitution)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a brake device using a ball screw actuator according to the present embodiment. In the figure, reference numeral 1 denotes a carrier as an attachment member provided in a non-rotating portion of the vehicle. The carrier 1 is fixed to, for example, a non-rotating portion (not shown) of a vehicle via a bolt or the like, and a pair of arms (not shown) extending in the axial direction of the disk 2 (from the inner side to the outer side). have.
キャリア1の各腕部は、車両の車輪(図示せず)と一体に回転するディスク2の外周側を跨ぎ、該ディスク2の軸方向両側で後述の各摩擦パッド24を摺動可能に支持する構成となっている。また、キャリア1には、ディスク2のアウタ側で各腕部間を一体に連結するアーチ状の補強部1Bが設けられ、該補強部1Bはキャリア1全体の剛性を高めるものである。
Each arm portion of the carrier 1 straddles the outer peripheral side of the
キャリパ6は、キャリア1に対してディスク2の軸方向に変位可能に取付られ、ディスク2の一側(インナ側)に位置したインナ脚部7と、ディスク2の他側(アウタ側)に位置するアウタ脚部としての爪部8と、ディスク2の外周側を跨いでインナ脚部7をアウタ側の爪部8に一体に連結したブリッジ部9とから大略構成され、インナ脚部7の一端側には蓋体10が設けられている。
The
本実施形態に係るボールねじアクチュエータ11はキャリパ6のインナ脚部7内に設けられ、該ボールねじアクチュエータ11は電動モータ12と後述のボールねじ機構17等とから構成されている。そして、電動モータ12は例えば直動型のモータ(DDモータ(ダイレクトドライブモータ))からなり、インナ脚部7の内壁側に固定された巻線等からなる固定子13と、該固定子13の径方向内側に設けられた回転子14とによって構成されている。
また、電動モータ12の回転子14は、後述のナット筒19の外周側に設けられたマグネット15等から構成されている。そして、電動モータ12は、外部配線16を介して固定子13側に通電を行うことにより、回転子14をインナ脚部7内で正方向,逆方向に回転駆動するものである。
The
The
即ち、車両の運転者がブレーキペダル(図示せず)を踏込み操作すると、このときの操作量に対応した信号がブレーキ制御用のコントローラ(図示せず)に出力される。このコントローラは、前記操作量に対応した回転角または回転トルクをもって電動モータ12を回転させるように制御信号を出力し、固定子13の巻線には外部配線16を通じて給電が行われる。そして、電動モータ12の固定子13は、コントローラからの給電により回転子14を回転駆動し、ピストン21をディスク2の軸方向に変位させるものである。
That is, when the driver of the vehicle depresses a brake pedal (not shown), a signal corresponding to the operation amount at this time is output to a brake control controller (not shown). The controller outputs a control signal to rotate the
ボールねじ機構17は、電動モータ12と共に押圧力発生手段としてインナ脚部7内に設けられている。該ボールねじ機構17は、インナ脚部7内に軸受18を介して回転可能に設けられ、螺旋状をなすねじ溝19Dが内周側に形成された段付筒状のナット筒19と、循環可能な複数のボール(図示せず)を介してナット筒19のねじ溝19Dに螺合された筒状のねじ軸からなるピストン21とによって構成されている。
The
回転子14を外周面に圧入嵌合させたナット筒19は、その一端側は蓋体10に近接する位置までインナ脚部7内を軸方向に延びている。また、ナット筒19の他端側には、径方向外向きに突出し、固定子13の内径寸法にほぼ対応する外径を有した環状の鍔部19Bが設けられている。そして、該鍔部19Bの外周側には軸受18が配されており、この軸受18は鍔部19Bとインナ脚部7との間に圧入固定されている。
The
一方、ピストン21の外周面には、ねじ溝19Dに対応する一定のリード角度をもった螺旋状溝21Aが形成され、該螺旋状溝21Aとナット筒19のねじ溝19Dとの間には、各ボールが転動可能に収容されている。そして、ボールねじ機構17は、電動モータ12によりナット筒19が回転されるときに、該ナット筒19の回転をピストン21の軸方向変位に変換し、ナット筒19の回転に対してピストン21に大きな軸方向駆動力を発生させるものである。
On the other hand, a
なお、ピストン21の軸方向駆動力をより大きくする場合には、螺旋状溝21A等のリード角度を小さくすればよく、これによって電動モータ12の回転負荷(トルク)をより小さくすることが可能となる。このピストン21がインナ側の摩擦パッド24に背面側から当接し、ピストン21の軸方向変位に従ってインナ側の摩擦パッド24をディスク2の一側面に押圧する構成となっている。
When the axial driving force of the
摩擦パッド24,24はディスク2の両面側に配設され、ブレーキ操作を行ったときには、各摩擦パッド24のうちインナ側の摩擦パッド24が、ピストン21によりディスク2の一側面に向けて押圧される。また、アウタ側の摩擦パッド24は、このときの押圧反力でキャリパ6全体がキャリア1に対して図1中の矢示A方向に摺動変位することにより、キャリパ6の爪部8と共にディスク2の他側面に向けて押圧される。そして、各摩擦パッド24はディスク2を両面側から強く挟持することにより、回転しているディスク2に対して制動力を与えるものである。
The
次に、上述の構成のブレーキ装置のボールねじアクチュエータ11における特徴部分を説明する。
ボールねじアクチュエータ11のナット筒19は、前述のように、ピストン21の外周に形成された螺旋状溝21Aに対向する螺旋状のねじ溝19Dを、ねじ穴19Aの内周面に有する。また、螺旋状溝21Aとねじ溝19Dとの間に転動自在に装填された複数のボール(図示せず)を、ボール転動領域の終点から始点へ戻し循環させるボール循環路19Cを備える。
Next, features of the
As described above, the
ボール循環路19Cは、ナット筒19の内側から見た場合はS字状の凹溝であり、ナット筒19と一体に形成されている。なお、「ボール循環路19Cがナット筒19と一体に形成されている」とは、「ボール循環路19Cが、ナット筒19の内周面の一部を凹化させて形成した凹溝で構成されている」ことを意味する。
ボールは、ボール転動領域を移動しつつピストン21の回りを回ってボール転動領域の終点に至り、そこでボール循環路19Cの一方の端部から掬い上げられてボール循環路19C内を通り、ボール循環路19Cの他方の端部からボール転動領域の始点に戻されるようになっている。
The
The ball moves around the
ボール循環路19Cをナット筒19と一体とすることにより、コマ式ナットのようなナット筒19の内外周面を貫通するコマ孔がない。そのため、回転子14をナット筒19に圧入しても、ナット筒19の真円度が損なわれ難いため、真円度の変化に対し特別注意を要さない構成が可能となる。また、ナット筒19の真円度が高いため、ナット筒19や回転子14の回転による振れ回りが抑制され、ナット筒19の耐久性・音響性が損なわれにくい。
さらに、ボール循環路19Cがナット筒19と一体に形成されているので、ナット筒19は薄肉である場合でも剛性が高い。そのため、従来のナットと比較すると、コンパクト化や軽量化が可能であるため、コンパクトなボールねじアクチュエータを簡単に得ることができる。
By integrating the
Furthermore, since the
さらに、ナット筒19にはコマ孔(貫通孔)が形成されていないため、後述する熱処理による変形が生じにくい。
ここで、前述のナット筒19に形成されたねじ溝19Dは、ボール転動領域以外には設けられていない。すなわち、必要な部分にのみねじ溝19Dが形成されており、全周にねじ溝19Dを形成した場合のように不要な部分(ボールが転走しない部分)にはねじ溝19Dは形成されていないので、ナットは十分な強度を有している。
Further, since no piece hole (through hole) is formed in the
Here, the
図1のような、キャリパ6にボールねじを内蔵するタイプのブレーキ装置では、小さなスペースに収納可能なボールねじアクチュエータが求められているが、上記のような構成のナット筒19を備えるボールねじアクチュエータを用いることにより、省スペース化を実現できる。
なお、ボールねじアクチュエータ11においては、ナット筒19の外周面のうち、ナット筒19の内周面に形成されているねじ溝19Dおよびボール循環路19Cに対向する部分を全て覆うように、電動モータ12の回転子14がナット筒19の外周に圧入嵌合されている構成としてもよい。
In the brake device of the type in which the ball screw is built in the
In the
回転子14の圧入により、ねじ溝19Dおよびボール循環路19Cに寸法変化(変形)が生じるおそれがあるが、上記のような構成とすれば、全てのねじ溝19Dおよびボール循環路19Cの寸法変化をほぼ同一とできる。そのため、ねじ溝19Dとボールとの接触状態を全てのねじ溝19Dにおいてほぼ同一とすることができるとともに、ボール循環路19Cとボールとの接触状態を全てのボール循環路19Cにおいてほぼ同一とすることができる。その結果、ボールねじアクチュエータ11の作動性の悪化、寿命の低下、音響性・振動の悪化が抑制される。
The press fit of the
(製造方法)
次に、上述のナット筒19を形成する方法を説明する。
まず、円筒素材に塑性加工、除去加工等を施すことにより、外周形状を成形したナット素材を形成し、その後、図2、3、4に示す方法で冷間鍛造によりナット素材にボール循環路19Cを形成する。以下、この鍛造方法を説明する。
(Production method)
Next, a method for forming the
First, a plastic material, a removal process, etc. are applied to the cylindrical material to form a nut material having an outer peripheral shape, and then a
この方法で使用する金型は、図2に示すように、ナット素材101を保持する凹部121を有する素材ホルダ102と、ナット素材101の内部に挿入する筒状部材(後述のカムスライダの保持部材)105と、筒状部材105の中心穴151に挿入するカムドライバ106と、筒状部材105の貫通穴152,153に配置されるカムスライダ107,108とを有する。
As shown in FIG. 2, the mold used in this method includes a
カムドライバ106は、図3に示すように、長尺な板状に形成された本体部161と円柱状の先端部162とからなる。本体部161の一側面は、先端部162側から、軸方向と平行な第一の平行面161a、軸方向に対して傾斜している斜面161b、第二の平行面161cとなっている。本体部161の他側面は、先端部162側から、軸方向に対して傾斜している斜面161d、軸方向と平行な平行面161eとなっている。他側面の斜面161dと平行面161eとの境界は、一側面の平行面161aと斜面161bとの境界より少し先端部162側にある。先端部162をなす円柱の直径は、本体部161の下端(先端部62側)の幅と同じである。
As shown in FIG. 3, the
筒状部材105は、ナット素材101の内周面よりも直径が僅かに小さい外周面を有する。図4(a),(b)に示すように、筒状部材105の中心穴151は、軸方向で形状が変化する矩形の断面形状を有する。この中心穴151を形成する面として、軸方向と平行な平行面151a〜151eが形成されている。
平行面151a〜151cは、カムドライバ106の一側面が配置される面であり、平行面151aと平行面151bとの間に、段部151fが形成されている。貫通穴152は、この段部151fを下端として筒状部材105の径方向に貫通している。平行面151d,151eは、カムドライバ106の他側面が配置される面であり、平行面151dの平行面151cと対向する位置に、筒状部材105の径方向に貫通する貫通穴153が形成されている。平行面151dと平行面151eとの境界をなす段部151gが、貫通穴153の下端となっている。
The
The
カムスライダ107,108は略台形柱状の部材であって、カムドライバ106の斜面161b,161dに平行な斜面171,181を有し、斜面171,181の反対側が、図4(c)に示すように、ナット素材101の内周面111をなす円111aに対応する円周面172,182となっている。この円周面172,182に、ボール循環路19Cに対応するS字状凸部173,183が形成されている。
The
カムドライバ106の本体部161の軸方向寸法は、筒状部材105の軸方向寸法より長い。カムスライダ107の斜面171とカムドライバ106の斜面161b、およびカムスライダ108の斜面181とカムドライバ106の斜面161dが、金型のカム機構を構成する。
カムドライバ106の平行面161cと筒状部材105の平行面151a、カムドライバ106の平行面161aと筒状部材105の平行面151c、カムドライバ106の平行面161eと筒状部材105の平行面151dが、それぞれ互いに接触する荷重受け面となっている。
The axial dimension of the
素材ホルダ102の底板部の中心に、カムドライバ106の先端部162が入る円穴122bと、カムドライバ106の本体部161の先端部162側が入る矩形穴122cが、連続する貫通穴として形成されている。
この金型を用い、以下の方法で、ナット素材101の内面にボール循環路19Cを形成する。
In the center of the bottom plate portion of the
Using this mold, the
先ず、素材ホルダ102の凹部121にナット素材101を配置した後、ナット素材101の内部に、カムスライダ107,108が凸部173,183を外側に向けて貫通穴152,153に保持された筒状部材105を挿入する。次に、筒状部材105の中心穴151に先端部162側からカムドライバ106を挿入し、カムドライバ106の先端部162を、素材ホルダ102の貫通穴122b,122cに入れる。図2(a)はこの状態を示す。
First, after the
次に、プレス圧を掛けてカムドライバ106を上から押すと、カムドライバ106の斜面161bからカムスライダ107の斜面171に、カムドライバ106の斜面161dからカムスライダ108の斜面181に、それぞれ力が伝達される。これに伴い、カムドライバ106の下向きの力がカムスライダ107,108をそれぞれ径方向外側へ動かす力に変換されて、カムスライダ107,108に形成されたS字状凸部173,183が、ナット素材101の内周面111を押して塑性変形させる。図2(b)は、この状態を示す。
Next, when a press pressure is applied to push the
これにより、ナット素材101の内周面111に、S字状凸部173,183の形状に対応するS字状の凹溝が形成されて、二つのボール循環路19C、19Cが形成される。その際に、カムドライバ106の先端部162は素材ホルダ102の底部材122の貫通穴122bに案内される。また、カムスライダ107に伝達された径方向の力の反力を、筒状部材105の平行面151dとカムドライバ106の平行面161eが接触することで受ける(反力の延長線上の、反力に垂直な面で受ける)。また、カムスライダ108に伝達された径方向の力の反力を、筒状部材105の平行面151cとカムドライバ106の平行面161aとの接触、および筒状部材105の平行面151aとカムドライバ106の平行面161cとの接触で受ける(反力の延長線上の、反力に垂直な面で受ける)。そのため、カムドライバ106が受ける曲げモーメントを小さくすることができる。
As a result, S-shaped concave grooves corresponding to the shapes of the S-shaped
この方法によれば、軸方向寸法が長く内径が小さいナットを製造する場合でも、カムドライバ106に破損を生じさせずに、二つのボール循環路19C,19Cを同時に形成することができる。なお、簡単のために、ボール循環路を二つ形成する場合を例にとり説明したが、カムスライダを三つ以上にして、三つ以上のボール循環路を形成することもできる。また、カムスライダを一つのみ用い、上述のような金型を用いて複数のボール循環路を一つずつ形成しても良い。
According to this method, even when a nut having a long axial dimension and a small inner diameter is manufactured, the two
また、ナット素材101の内径が同じであれば円筒部材105とカムドライバ106は共通部品として使用でき、S字状凸部173,183の形状等が異なるカムスライダ107,108を用意することで、形状が異なる多種のボール循環路を形成できるため、少量多品種を生産する方法としても好適である。また、摩耗、変形が最も生じ易いS字状凸部の交換をカムスライダ107,108のみの交換で行えるため、メンテナンスの面での利点も有する。
さらに、上述のような方法に限らず、冷間鍛造でボール循環路を形成することによる加工硬化により、ボール循環路周辺の強度を向上することができる。また、金型の表面の粗さを小さくすることで、内面の粗さの小さいボール循環路を形成することができる。そのため、仕上げ加工を要することなく、ボールの循環性を向上できる。
Further, if the inner diameter of the
Furthermore, not only the method as described above, but also the strength around the ball circulation path can be improved by work hardening by forming the ball circulation path by cold forging. Further, by reducing the roughness of the mold surface, it is possible to form a ball circulation path having a small inner surface roughness. Therefore, the circulation property of the ball can be improved without requiring finishing.
上記のような方法で、冷間鍛造によりボール転走領域にのみボール循環路を形成した後、切削加工によりナット筒19の内周面にねじ溝19Dを形成する。その後、ナット筒19に熱処理を施す。この熱処理が浸炭処理又は浸炭窒化処理である場合は、ナット筒19の材質は、炭素の含有量が0.10質量%以上0.25質量%以下のクロム鋼又はクロムモリブデン鋼(例えばSCM420、SCM415)であることが好ましい。また、熱処理が高周波焼入れである場合は、炭素の含有量が0.4質量%以上0.6質量%以下の炭素鋼(例えばS53C,SAE4150)であることが好ましい。このような材料を用いることにより、十分な強度のナットを得ることができる。
After the ball circulation path is formed only in the ball rolling region by cold forging by the method as described above, the
本発明では、コマ孔のような貫通孔がなく、ナット筒の外周は均一な円筒形状であるため、ナット筒に磁性材を使用しても、磁束の乱れを小さくすることができる。また、必要に応じて着磁、脱磁することもできる。
本発明に係るボールねじアクチュエータは、上述のブレーキ装置以外にも好適に用いることができる。また、当業者が容易に想到できる範囲内で、適宜変更が可能である。
In the present invention, since there is no through hole such as a coma hole and the outer periphery of the nut cylinder has a uniform cylindrical shape, the magnetic flux disturbance can be reduced even if a magnetic material is used for the nut cylinder. Further, it can be magnetized and demagnetized as necessary.
The ball screw actuator according to the present invention can be suitably used in addition to the brake device described above. In addition, modifications can be made as appropriate within the range that can be easily conceived by those skilled in the art.
1 キャリア
1B 補強部
2 ディスク
24 摩擦パッド
6 キャリパ
7 インナ脚部
8 爪部
9 ブリッジ部
10 蓋体
11 電動アクチュエータ
12 電動モータ
13 固定子
14 回転子
15 マグネット
16 外部配線
17 ボールねじ機構
18 軸受
19 ナット筒
19A ねじ穴
19B 鍔部
19C ボール循環路
19D ねじ溝
21 ピストン
21A 螺旋状溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記ボールねじは、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有するナットと、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された複数のボールと、前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ戻し循環させるボール循環路とを備え、前記ナットが前記電動モータにより回転駆動されるようになっており、
前記ボール循環路は前記ナットと一体に形成され、前記ナットの外周には、前記電動モータの回転子が圧入嵌合されていることを特徴とするボールねじアクチュエータ。 In a ball screw actuator comprising an electric motor and a ball screw,
The ball screw includes a screw shaft having a helical thread groove on an outer peripheral surface, a nut having a screw groove facing the screw groove of the screw shaft on an inner peripheral surface, and a spiral shape formed by the both screw grooves. A plurality of balls slidably loaded in the ball rolling path, and a ball circulation path for circulating the balls from the end point of the ball rolling path to the starting point, and the nut is driven to rotate by the electric motor. It is supposed to
The ball screw actuator is characterized in that the ball circulation path is formed integrally with the nut, and a rotor of the electric motor is press-fitted to the outer periphery of the nut.
前記ナット素材と前記カムドライバとの間に配置され、前記ボール循環路に対応する凸部が形成され、前記カムドライバの移動により前記凸部が前記ナットの径方向に移動するカムスライダと、
を有するカム機構の金型を用いたプレス法により、前記ボール循環路を形成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のボールねじアクチュエータ。 A cam driver that is inserted in a cylindrical nut material and moves along the axial direction;
A cam slider disposed between the nut material and the cam driver, wherein a convex portion corresponding to the ball circulation path is formed, and the convex portion moves in a radial direction of the nut by the movement of the cam driver;
The ball screw actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the ball circulation path is formed by a press method using a mold of a cam mechanism having the following.
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2012
- 2012-07-23 JP JP2012162868A patent/JP2013076462A/en active Pending
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