JP2016044685A - 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、ボールナットに固定されたストッパピンとの間に、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 train is interposed between a male screw groove on the outer periphery of a screw shaft and a female screw groove on the inner periphery of a ball nut, a coil is interposed between a ball at the end of the ball train and a stopper pin fixed to the ball nut. It has been proposed to interpose a spring (see, for example, 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、コイルスプリングが収縮するので、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 in a state where a high axial force is applied, the coil spring contracts, so that the ball screw strokes while rolling with respect 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に、ボールナットの固定孔に固定されたストッパピンを用いるため、部品点数が多い。また、ストッパピンをボールナットの固定孔に圧入する工程が必要であり、組立コストが高くなる。
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、安価な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 stopper pin fixed to the fixing hole of the ball nut is used to restrict the position of the coil spring, the number of parts is large. In addition, a process for press-fitting the stopper pin into the fixing hole of the ball nut is required, which increases the assembly cost.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an inexpensive ball screw device while favorably regulating the position of a coil spring.
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主ボール(29)を含むボール列(L)と、前記ボールナットの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)とを含む筒状のハウジング(17)と、前記ボール列の端部(La)の主ボール(29a)と係合する第1の端部(71)と、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、前記軌道路において、前記コイルスプリングに対し前記ボール列と反対側に収容されたストッパボール(90)とを含み、前記対向壁が、前記ストッパボールに当接可能な位置に設けられている、ボールねじ装置(22)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 main balls (29) accommodated in a raceway (K) formed by the female screw groove and the male screw groove, and the outer periphery of the ball nut A cylindrical housing (17) including an inner periphery (17b) and an opposing wall (17c) facing the end face of the ball nut, and a main ball (29a) at an end (La) of the ball row The first end (71) and the second end (72) And a coil spring (70) accommodated in the track, and a stopper ball (90) accommodated on the opposite side of the ball row with respect to the coil spring in the track, the facing wall comprising: Provided is a ball screw device (22) provided at a position capable of contacting the stopper ball.
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、軌道路には、コイルスプリングおよびストッパボールが、ボール列から見てこの順で収容されており、対向壁がストッパボールに当接可能な位置に設けられている。対向壁の壁面が、雌ねじ溝および雄ねじ溝のリード角に沿っていない場合には、ストッパボールは、ハウジングの対向壁と、雌ねじ溝および/または雄ねじ溝とによって挟持され、これにより、ボール列側と反対側に向かう方向へのストッパボールの移動が規制される。位置決めされたストッパボールにより、コイルスプリングの第2の端部が受けられる。したがって、従来用いられていたストッパピンを廃止することができ、部品点数および組立工数の低減を通じて、製造コストを安くすることができる。これにより、コイルスプリングの位置を良好に規制しつつ、安価なボールねじ装置を提供することである。 According to the configuration of the first aspect, the coil spring and the stopper ball are accommodated in this order when viewed from the ball row, and the opposing wall is provided at a position where the opposing wall can contact the stopper ball. ing. When the wall surface of the opposing wall is not along the lead angle of the female screw groove and the male screw groove, the stopper ball is sandwiched between the opposing wall of the housing and the female screw groove and / or the male screw groove, whereby the ball row side Movement of the stopper ball in the direction toward the opposite side is restricted. The second end of the coil spring is received by the positioned stopper ball. Therefore, the conventionally used stopper pin can be eliminated, and the manufacturing cost can be reduced through the reduction of the number of parts and the number of assembly steps. Thus, an inexpensive ball screw device is provided while favorably regulating the position of the coil spring.
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 floating type caliper 3 supported so as to be movable by a knuckle (not shown) and 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 caliper 3 includes a first body 8 and a
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の端部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の端部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に固定されている。
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Oリングであってもよい。
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
図示しない油圧経路から、シリンダ13内に、ピストン17をディスク2側へ付勢する油圧が供給されてもよい。その場合、シリンダ13とピストン17とで油圧アクチュエータが構成される。
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。
Hydraulic pressure that urges the
The caliper 3 functions to generate a braking force by pressing the pads 6 and 7 against the
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。
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
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に複数の主ボール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。
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の間に列をなす主ボール29が介在している。
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。
The
The
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。
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。
The
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。
ボールナット30の雌ねじ溝33内に保持された複数の主ボール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の端部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の全域に亘って形成されており、すなわち、雌ねじ溝33の第1の端部33Aは、第1の端面301Aまで形成されている。
When the rotation of the
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。
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の主ボール29aに係合する第1の端部71と、第2の端部72とを備える。ボールねじ装置22は、軌道路Kにおいて、コイルスプリング70に対しボール列Lと反対側に収容されたストッパボール90を備えている。すなわち、軌道路Kには、コイルスプリング70およびストッパボール90が、ボール列Lから見てこの順で収容されている。
As described above, the
The
図4は、コイルスプリング70の第2の端部72と、ストッパボール90との関係を示す概略図である。
ボールねじ装置22は、コイルスプリング70の第2の端部72と、ピストン17の対向壁17cとの間に介在するストッパボール90を備える。ストッパボール90の直径Dは、コイルスプリング72の第2の端部72としての座巻き部721の内径Eよりも大きくされている(D>E)。
FIG. 4 is a schematic view showing the relationship between the
The
図5および図6は、ストッパボール90が、対向壁17cと、雌ねじ溝33および/または雄ねじ溝34とによって挟持されている状態を説明する図である。図5では、要部の見易さのため、ボールナット30の図示を省略している。
図6に示すように、対向壁17cの内周端には、エッジカット部17dが設けられている。エッジカット部17dが、軌道路K内のストッパボール90と当接可能に設けられている。
5 and 6 are diagrams illustrating a state in which the
As shown in FIG. 6, the edge cut
ねじ軸28の回転駆動に伴い、ボールストッパ90が対向壁17cに接近し、やがて対向壁17cに当接する場合を考える。この場合、対向壁17cが軸直角な平坦面を有しており、雄ねじ溝34および雌ねじ溝33がリード角Q(図5参照)に沿って延びているので、軌道路Kに収容されているストッパボール90が、ピストン17の対向壁17cのエッジカット部17dと、雌ねじ溝33および/または雄ねじ溝34との間に挟持され、これにより、ボール列L側と反対側に向かう雌ねじ溝33のリード角方向Q1(図5参照)へのストッパボール90の移動が規制される。すなわち、ストッパボール90の位置決めが図られる。
Consider a case where the
図7は、図3の切断面線VII-VIIから見た断面図である。
図3および図7に示すように、ボールねじ装置22は、軌道路K内に突出してボール列の第2の端部Lbの主ボール29bと係合することにより、主ボール29bの変位を規制するストッパとしての凸部80を備える。
図7に示すように、凸部80は、ボールナット30を貫通する固定孔81に圧入されたストッパピン800の部分であって、雌ねじ溝33内に突出する部分により構成されている。固定孔81は、雌ねじ溝33の接線方向Tに延びている。
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along section line VII-VII in FIG.
As shown in FIGS. 3 and 7, the
As shown in FIG. 7, the
以上のように、この実施形態によれば、軌道路Kには、コイルスプリング70およびストッパボール90が、ボール列Lから見てこの順で収容されており、ストッパボール90は、対向壁17cに当接可能に設けられている。
対向壁17cの壁面が軸直角な平坦面を有しており、雌ねじ溝33および雄ねじ溝34のリード角Qに沿っていないので、ストッパボール90は、ピストン17の対向壁17cと、雌ねじ溝33および/または雄ねじ溝34とによって挟持され、これにより、ボール列L側と反対側に向かう雌ねじ溝33のリード角方向Q1(図5参照)へのストッパボール90の移動が規制され、ストッパボール90が位置決めされる。その結果、位置決めされたストッパボール90により、コイルスプリング70の第2の端部72が受けられる。したがって、従来用いられていたストッパピンを廃止することができ、部品点数および組立校数の低減を通じて、製造コストを安くすることができる。これにより、コイルスプリング70の位置を良好に規制しつつ、安価なボールねじ装置22を提供できる。
As described above, according to this embodiment, the
Since the wall surface of the opposing
また、ストッパボール90が、対向壁17cとコイルスプリング70の第2の端部72との間に介在しているので、ねじ軸28の回転駆動(動力伝達時)に、コイルスプリング70の第2の端部72の姿勢を安定させて、コイルスプリング70の形状の歪みを抑制することができる。その結果、コイルスプリング70の姿勢を安定させることができる。
以上、この発明の一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 one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.
たとえば図示していないが、軌道路Kに、コイルスプリング70に対しボール列Lと反対側に、2個以上のストッパボール90が収容されていてもよい。
また、各前記実施形態において、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。
For example, although not shown, two or
Moreover, in each said embodiment, you may interpose a coil spring (not shown) in the intermediate part of the ball row | line | column L in one or several places.
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、28…ねじ軸、28a…外周、29…主ボール、29a…主ボール、30…ボールナット、30a…内周、33…雌ねじ溝、34…雄ねじ溝、70…コイルスプリング、71…第1の端部、72…第2の端部、90…ストッパボール、301A…第1の端面、K…軌道路、L…ボール列、La…第1の端部、X…ボールナット軸方向
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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主ボールを含むボール列と、
前記ボールナットの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む筒状のハウジングと、
前記ボール列の端部の主ボールと係合する第1の端部と、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、
前記軌道路において、前記コイルスプリングに対し前記ボール列と反対側に収容されたストッパボールとを含み、
前記対向壁が、前記ストッパボールに当接可能な位置に設けられている、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 row of balls including a plurality of main balls housed in a track formed by the female screw groove and the male screw groove;
A cylindrical housing including an inner periphery fitted to the outer periphery of the ball nut, and an opposing wall facing the end surface of the ball nut;
A coil spring that has a first end that engages with a main ball at an end of the ball row, and a second end;
In the track, including a stopper ball accommodated on the opposite side of the ball row with respect to the coil spring,
A ball screw device, wherein the opposing wall is provided at a position capable of contacting the stopper ball.
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Cited By (1)
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US11536355B2 (en) | 2019-08-28 | 2022-12-27 | Koyo Bearings North America Llc | Segmented spring for a ball screw |
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