JP2016044684A - Ball screw device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボールねじ装置に関する。 The present invention relates to a ball screw device.
ねじ軸の外周の雄ねじ溝とボールナットの内周の雌ねじ溝との間にボール列を介在させるボールねじ装置において、ボール列端のボールと、ボールナットの端部に設けられたポケット状凹部との間に、コイルスプリングを介在させることが提案されている(たとえば特許文献1参照)。
この種のボール非循環タイプのボールねじ装置では、低い軸力が負荷される状態でねじ軸が回転駆動されるときには、コイルスプリングは収縮しないので、ボール列のボールとボールナットとは相対移動しない。したがって、ボール列のボールとねじ軸との間に滑りを生じながら、ボールねじがストロークする。
In a ball screw device in which a ball row is interposed between a male screw groove on the outer periphery of the screw shaft and a female screw groove on the inner periphery of the ball nut, a ball at the end of the ball row, and a pocket-shaped recess provided at the end of the ball nut, It has been proposed to interpose a coil spring between them (for example, see Patent Document 1).
In this type of ball non-circulation type ball screw device, when the screw shaft is driven to rotate with a low axial force applied, the coil spring does not contract, so the balls in the ball row and the ball nut do not move relative to each other. . Accordingly, the ball screw strokes while causing a slip between the balls of the ball row and the screw shaft.
一方、高い軸力が負荷される状態でねじ軸が回転駆動されるときには、ボールが、ボールナットおよびねじ軸の双方に対して転動しつつ、ボールねじがストロークする。これにより高効率のねじ伝動が達成される。 On the other hand, when the screw shaft is rotationally driven with a high axial force applied, the ball screw strokes while rolling the ball relative to both the ball nut and the screw shaft. Thereby, highly efficient screw transmission is achieved.
特許文献1に記載の構成では、コイルスプリングの位置を規制するためのポケット状凹部をボールナットに設けるので、ボールナットが、ポケット状凹部の軸方向長さ分だけ軸方向に大型化し、その結果、ボールねじ装置が軸方向に大型化している。
そこで、本発明の目的は、コイルスプリングの位置を良好に規制しつつ、軸方向の小型化が図られたボールねじ装置を提供することである。
In the configuration described in Patent Document 1, since the pocket nut for regulating the position of the coil spring is provided in the ball nut, the ball nut is enlarged in the axial direction by the axial length of the pocket recess, and as a result The ball screw device is enlarged in the axial direction.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a ball screw device in which the position of a coil spring is well regulated and the axial size is reduced.
前記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、内周(30a)と、軸方向(X)の端面(301A)と、前記内周の軸方向全域に亘ってねじが形成されている雌ねじ溝(33)とを含むボールナット(30)と、外周(28a)と、前記外周にねじが形成された雄ねじ溝(34)とを含み、前記ボールナットに挿通されたねじ軸(28)と、前記雌ねじ溝と前記雄ねじ溝とにより形成される軌道路(K)に収容された複数のボール(29)を含むボール列(L)と、前記ボールナットの前記外周に嵌合された内周(17b)と、前記ボールナットの前記端面に対向する対向壁(17c)とを含み、前記対向壁は、前記雌ねじ溝の前記端部に対向するストッパ領域(60;60A)を含む筒状のハウジング(17)と、前記ボール列の端部(La)のボール(29a)と係合する第1の端部(71)と、前記ストッパ領域によって直接受けられた第2の端部(72)とを有し、前記軌道路に収容されたコイルスプリング(70)とを含む、ボールねじ装置(22;22A)を提供する。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that a screw is formed over the inner circumference (30a), the end surface (301A) in the axial direction (X), and the entire axial direction of the inner circumference. A screw nut (28) including a ball nut (30) including a female screw groove (33), an outer periphery (28a), and a male screw groove (34) formed with a screw on the outer periphery, and inserted into the ball nut. ), A ball row (L) including a plurality of balls (29) housed in a raceway (K) formed by the female screw groove and the male screw groove, and the outer periphery of the ball nut A cylinder including an inner periphery (17b) and an opposing wall (17c) facing the end face of the ball nut, the opposing wall including a stopper region (60; 60A) facing the end of the female screw groove; Shaped housing (17) and end of said ball row (La) has a first end (71) that engages with the ball (29a) and a second end (72) received directly by the stopper region, and is received in the track. A ball screw device (22; 22A) including a coil spring (70) is provided.
請求項2に記載の発明は、前記ストッパ領域には、凹部(171)が形成されており、前記凹部は、前記コイルスプリングの前記第2の端部を直接受ける座面(172)を有している、請求項1に記載のボールねじ装置である。
請求項3に記載の発明は、前記凹部は、前記雌ねじ溝の接線方向(T)であって、前記雌ねじ溝のリード角の方向(Q)に延びている、請求項2に記載のボールねじ装置である。
According to a second aspect of the present invention, a recess (171) is formed in the stopper region, and the recess has a seating surface (172) that directly receives the second end of the coil spring. The ball screw device according to claim 1.
The invention according to
なお、前記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。 In the above description, numbers in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.
請求項1に記載の構成によれば、雌ねじ溝に収容されているコイルスプリングの第2の端部が、雌ねじ溝の端部に対向する対向壁のストッパ領域によって直接受けられる。そのため、従来とは異なり、コイルスプリングの第2の端部を規制するための凹部をボールナットに設けない。したがって、ボールナットを軸方向に小型化できる。これにより、コイルスプリングの第2の端部を良好に規制しつつ、軸方向の小型化が図られたボールねじ装置を提供できる。 According to the structure of Claim 1, the 2nd end part of the coil spring accommodated in the internal thread groove is directly received by the stopper area | region of the opposing wall facing the edge part of an internal thread groove. Therefore, unlike the conventional case, the ball nut is not provided with a recess for regulating the second end of the coil spring. Therefore, the ball nut can be miniaturized in the axial direction. As a result, it is possible to provide a ball screw device in which the second end portion of the coil spring is well regulated and the size in the axial direction is reduced.
請求項2に記載の構成によれば、ストッパ領域に形成された凹部の座面によって、コイルスプリングの第2の端部が直接受けられる。コイルスプリングの第2の端部が凹部に収容されつつ受けられるので、これにより、コイルスプリングの第2の端部を、より安定的に規制できる。
請求項3に記載の構成によれば、凹部において、コイルスプリングの第2の端部が、雌ねじ溝に収容されているコイルスプリングと同じ方向に延びるように規制される。これにより、コイルスプリングを、より安定的に支持できる。
According to the structure of
According to the configuration of the third aspect, the second end of the coil spring is regulated in the recess so as to extend in the same direction as the coil spring housed in the female screw groove. Thereby, a coil spring can be supported more stably.
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るボールねじ装置22が適用されたブレーキ装置1の非制動状態の概略断面図である。ブレーキ装置1は、自動車等の車輪と一体回転するディスク2に摩擦による制動力を付与する装置である。
ブレーキ装置1は、例えばナックル(図示しない)等に移動可能に支持されたフローティングタイプのキャリパ3と、ディスク2を挟んで配置され、キャリパ3によって互いに接近、離間可能に支持された第1のバックアッププレート4および第2のバックアッププレート5と、第1のバックアッププレート4および第2のバックアッププレート5にそれぞれ固定され、ディスク2の対応する側面をそれぞれ押圧可能な第1のパッド6および第2のパッド7とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the brake device 1 to which the
The brake device 1 is, for example, a
キャリパ3は、互いに固定された第1のボディ8および第2のボディ9と、第2のボディ9に固定されたカバー10とを備えている。第1のボディ8は、第2のボディ9の一端が固定された本体部11と、本体部11と直交状に連結された腕部12とを備えている。第2のバックアッププレート5は、腕部12に固定されている。
第2のボディ9は、第1のボディ8の本体部11に固定されたシリンダ13(ブレーキシリンダに相当)と、シリンダ13から延設された延設板14とを備える。
The
The
シリンダ13は、アキシャル方向AXに対向する第1の端部151および第2端部152を有し、第1の端部151が開放された筒状部15と、筒状部15の第2端部152に連結された端面板16とを含む。シリンダ13には、アキシャル方向AXに移動可能なピストン17(ブレーキピストンに相当)が収容されている。
ピストン17の一端171は、シリンダ13の一端(筒状部15の第1の端部151に相当)の開放部を通してディスク2側へ突出し、第1のバックアッププレート4をアキシャル方向AXへ押圧する。
The
One
ピストン17の外周17aとシリンダ13の内周(筒状部15の内周15bに相当)との両者の間には、両者間を封止する封止部材18が介在している。封止部材18は、シリンダ13の内周(筒状部15の内周15b)に設けられた収容溝に収容されたピストンシールであってもよい。
ピストン17の外周17aとシリンダ13の内周(筒状部15の内周15b)との両者は、両者に設けられたキー溝に跨がって配置されるキー19を介して連結されている。キー19を用いたキー結合を介して、ピストン17のアキシャル方向AXの移動が案内されるとともに、シリンダ13に対するピストン17の回転が規制されている。
Between both the
Both the
キャリパ3は、両パッド6,7をディスク2に押圧して制動力を発生させる機能を果たす。キャリパ3は、電動モータ20と、電動モータ20の回転を減速する減速装置21と、電動モータ20から減速装置21を介して伝達される回転運動を、ピストン17のアキシャル方向AXの直線運動に変換するボールねじ装置22とを備えている。
電動モータ20は、第2のボディ9の延設板14に固定されたモータハウジング23と、出力軸24とを備える。
The
The
減速装置21は、電動モータ20の出力軸24の一端に一体回転可能に取り付けられた駆動ギヤ25と、駆動ギヤ25に噛み合うアイドルギヤ26と、アイドルギヤ26に噛み合う被動ギヤ27とを備えている。アイドルギヤ26は、第2のボディ9に回転可能に軸支されている。カバー10は、減速装置21を覆うようにして、第2のボディ9に固定されている。
The
ボールねじ装置22は、入力部材としてのねじ軸28と、ねじ軸28に複数のボール29を介して螺合した回転可能な出力部材としてのボールナット30を備えている。ねじ軸28は、ボールナット30に挿通されている。ねじ軸28は、第2のボディ9によって、軸方向(アキシャル方向AX)移動不能に且つ回転可能に支持されている。ボールナット30は、第2のボディ9によって、軸方向(アキシャル方向AX)移動可能に且つ回転不能に支持されている。
The
具体的には、ねじ軸28は、シリンダ13の端面板16に設けられた支持孔31の内周に保持された転がり軸受32によって、回転可能に且つ軸方向(アキシャル方向AX)に移動不能に支持されている。ねじ軸28の一端281には、被動ギヤ27が、一体回転可能に連結されている。
図2は、図1の一部を拡大したブレーキ装置1の要部の拡大断面図である。図3は、ボールねじ装置22の概略断面図である。ボールナット30は、外周30aと、雌ねじ溝33が形成された内周30bとを備える。ねじ軸28は、雄ねじ溝34が形成された外周28aを備える。雌ねじ溝33および雄ねじ溝34の間に列をなすボール29が介在している。
Specifically, the
2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the brake device 1 in which a part of FIG. 1 is enlarged. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the
ボールナット30の外周30aは、ピストン17の内周17bの回転規制部35と係合する回転規制部36と、ピストン17の内周17bの円筒面部37と嵌合した円筒面部38とを備える。両回転規制部35,36同士の係合により、ピストン17とボールナット30との相対回転が規制されている。
ボールナット30は、ボールナット軸方向X(アキシャル方向AX)に関して、ディスク2側の第1の端部301と、第1の端部301とは反対側の第2の端部302とを備える。
The
The
ボールナット30の第1の端部301の第1の端面301Aが、ピストン17の対向壁17cに当接している。対向壁17cは、ピストン17の内周17bの位置決め段部39に設けられている。また、ピストン17の内周17bに設けられた環状溝に嵌合した止め輪40が、ボールナット30の第2の端部302の端面に係合している。これにより、ピストン17とボールナット30とが、アキシャル方向AX(ボールナット軸方向X)に一体移動可能に連結されている。
A
電動モータ20の出力軸24の回転が、減速装置21を介して伝達されて、ねじ軸28が回転すると、ボールナット30が、ボールナット軸方向X(アキシャル方向AX)に移動する。このとき、キー19による案内によって、ピストン17が、ボールナット30とともにアキシャル方向AXに一体に移動する。
図4は、図3の一部を拡大したボールねじ装置22の要部の拡大図である。
When the rotation of the
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the
図3および図4を参照して、ボールナット30の雌ねじ溝33内に保持された複数のボール29は、雌ねじ溝33および雄ねじ溝34間に形成される軌道路Kに沿って並ぶボール列Lを構成している。ボール列Lは、第1の端部Laと第2端部Lbとを備える。雌ねじ溝33は、ボールナット30の内周30bのボールナット軸方向Xの全域に亘ってねじが形成されており、雌ねじ溝33の第1の端部33Aは、第1の端面301Aに繋がっている。すなわち、雌ねじ溝33の第1の端部33Aは、第1の端面301Aに露出している。
3 and 4, the plurality of
ボールナット30を収容するハウジングとしてのピストン17は、前述したように、外周17aと、ボールナット30の外周30aに嵌合する内周17bと、ボールナット30の第1の端部301の第1の端面301Aに対向する対向壁17cとを含む。対向壁17cは、雌ねじ溝33の第1の端部33Aに対向するストッパ領域60を含む。
ボールねじ装置22は、軌道路Kに配置されるコイルスプリング70を備える。コイルスプリング70は、ボール列Lの第1の端部Laのボール29aに係合する第1の端部71と、ピストン17の対向壁17cのストッパ領域60によって直接受けられた第2の端部72とを備える。
As described above, the
The
以上のように、第1の実施形態によれば、雌ねじ溝33に収容されているコイルスプリング70の第2の端部72が、雌ねじ溝33の第1の端部33Aに対向するピストン17のストッパ領域60によって直接受けられる。そのため、従来とは異なり、コイルスプリング70の第2の端部72を規制するための凹部をボールナット30に設けない。したがって、ボールナット30をボールナット軸方向X(アキシャル方向AX)に小型化できる。これにより、コイルスプリング70の第2の端部72を良好に規制しつつ、ボールナット軸方向X(アキシャル方向AX)の小型化が図られたボールねじ装置22を提供できる。
As described above, according to the first embodiment, the
また、雌ねじ溝33の第1の端部33Aに対向する対向壁17cで、コイルスプリング70の第2の端部72を受けるので、コイルスプリング70の第2の端部72を、より安定的に規制できる。とくに、第1の端面301Aに接する対向壁17cは、雌ねじ溝33の第1の端部33Aにより一層近接している。そのため、コイルスプリング70の第2の端部72を、より一層安定的に規制できる。
Further, since the
図5は、本発明の第2の実施形態に係るボールねじ装置30Aの概略断面図である。図6は、図5の切断面線VI-VIから見た断面図である。
第2の実施形態の構成要素において第1の実施形態の構成要素と同じ構成要素には、図1〜図4の場合と同一の参照符号を付し、説明を省略する。
本発明の第2の実施形態に係るボールねじ装置30Aが、第1の実施形態に係るボールねじ装置30と相違する点は、ストッパ領域60Aに、凹部171が形成されている点である。凹部171は、図5および図6に示すように、雌ねじ溝33の接線方向Tであって、雌ねじ溝33のリード角の方向(リード角方向Q)に延びている。凹部171は、コイルスプリング70の第2の端部72を直接受ける座面172を有している。座面172は、雌ねじ溝33の接線方向Tおよび雌ねじ溝33のリード角の方向(リード角方向Q)の双方に垂直な面を有している。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a
In the constituent elements of the second embodiment, the same constituent elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.
The
第2の実施形態によれば、第1の実施形態の場合と同等の作用効果を奏することができる。また、ストッパ領域60Aに形成された凹部171の座面172によって、コイルスプリング70の第2の端部72が直接受けられる。コイルスプリング70の第2の端部72が凹部171に収容されつつ受けられるので、これにより、コイルスプリング70の第2の端部72を、より安定的に規制できる。
According to 2nd Embodiment, there can exist an effect equivalent to the case of 1st Embodiment. Further, the
また、凹部171により、コイルスプリング70の第2の端部72が雌ねじ溝33に収容されているコイルスプリング70と同じ方向に延びるように規制されるので、これにより、コイルスプリング70を良好に支持できる。
以上、この発明の2つの実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
Further, since the
As mentioned above, although two embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.
たとえば、各実施形態において、雌ねじ溝33が、ボールナット30の第1の端面301Aまで形成されておらず、雌ねじ溝33の第1の端部33Aが、ボールナット30の第1の端面301Aよりも、やや第2の端部302側に寄って位置していてもよい。この場合、第1の端部33Aが第1の端面301Aに露出するように、雌ねじ溝33の第1の端部33Aと第1の端面301Aとの間の内周30bが、内周30bの他の部分よりも一段大径にされた大径部に設けられていてもよい。
For example, in each embodiment, the
また、各実施形態において、ボール列Lの中間部に、1または複数箇所に、コイルスプリング(図示しない)を介在させてもよい。
その他、本発明は特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
In each embodiment, a coil spring (not shown) may be interposed in one or a plurality of locations in the intermediate portion of the ball row L.
In addition, the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
17…ピストン(ハウジング)、17b…内周、17c…対向壁、22…ボールねじ装置、22A…ボールねじ装置、28…ねじ軸、28a…外周、29…ボール、29a…ボール、30…ボールナット、30a…内周、33…雌ねじ溝、34…雄ねじ溝、60…ストッパ領域、60A…ストッパ領域、70…コイルスプリング、71…第1の端部、72…第2の端部、171…凹部、172…座面、301A…第1の端面、K…軌道路、L…ボール列、La…第1の端部、Q…リード角方向、T…接線方向、X…ボールナット軸方向
DESCRIPTION OF
Claims (3)
外周と、前記外周にねじが形成された雄ねじ溝とを含み、前記ボールナットに挿通されたねじ軸と、
前記雌ねじ溝と前記雄ねじ溝とにより形成される軌道路に収容された複数のボールを含むボール列と、
前記ボールナットの前記外周に嵌合された内周と、前記ボールナットの前記端面に対向する対向壁とを含み、前記対向壁は、前記雌ねじ溝の前記端部に対向するストッパ領域を含む筒状のハウジングと、
前記ボール列の端部のボールと係合する第1の端部と、前記ストッパ領域によって直接受けられた第2の端部とを有し、前記軌道路に収容されたコイルスプリングとを含む、ボールねじ装置。 A ball nut including an inner periphery, an axial end surface, and an internal thread groove in which a screw is formed over the entire axial direction of the inner periphery;
A screw shaft including an outer periphery and a male screw groove having a screw formed on the outer periphery, and inserted through the ball nut;
A ball row including a plurality of balls housed in a track formed by the female screw groove and the male screw groove;
A cylinder including an inner periphery fitted to the outer periphery of the ball nut and an opposing wall facing the end face of the ball nut, the opposing wall including a stopper region facing the end of the female screw groove; Shaped housing,
A first end that engages with a ball at an end of the row of balls, and a second end that is directly received by the stopper region, and includes a coil spring housed in the track. Ball screw device.
前記凹部は、前記コイルスプリングの前記第2の端部を直接受ける座面を有している、請求項1に記載のボールねじ装置。 A concave portion is formed in the stopper region,
The ball screw device according to claim 1, wherein the recess has a seating surface that directly receives the second end of the coil spring.
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