JP2021110394A

JP2021110394A - Ball screw device

Info

Publication number: JP2021110394A
Application number: JP2020002697A
Authority: JP
Inventors: 明義田代; Akiyoshi Tashiro
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2021-08-02

Abstract

To improve durability by suppressing damage and the like of a coil spring mounted between a stopper disposed in a spiral groove and an end ball, in a ball screw device.SOLUTION: A ball screw device 17 includes: a screw shaft 18 having a first spiral groove 29 on an outer periphery; a nut 19 disposed at an outer peripheral side of the screw shaft 18 and having a second spiral groove 30 on an inner periphery; a plurality of balls 20 disposed between the first spiral groove 29 and the second spiral groove 30; a stopper 61 disposed on end portions of the first and second spiral grooves 29, 30; and a coil spring 64 disposed between an end ball 20a closest to the stopper 61 among the plurality of balls 20 and the stopper 61, and further includes a spacer 70 disposed between the stopper 61 and the end ball 20a for determining a closest distance of the end ball 20a to the stopper 61. The closest distance is a distance between the stopper 61 and the end ball 20a in compressing the coil spring 64 to a limit, or more.SELECTED DRAWING: Figure 4

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.

特許文献１には、自動車のブレーキ装置に適用可能なボールねじ装置が開示されている。このボールねじ装置は、外周に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ねじ軸の外周側に設けられ内周に螺旋溝が形成されたナットと、ねじ軸の螺旋溝とナットの螺旋溝との間に配置された複数のボールとを有している。また、特許文献１記載のボールねじ装置は、複数のボールが循環することなくナットの螺旋溝内において転動する非循環式のボールねじ装置であり、ナットの螺旋溝の両端部にはストッパが設けられ、このストッパとボールとの間にコイルばねが設けられている。 Patent Document 1 discloses a ball screw device applicable to an automobile braking device. This ball screw device includes a screw shaft having a spiral groove formed on the outer circumference, a nut provided on the outer peripheral side of the screw shaft and having a spiral groove formed on the inner circumference, and a spiral groove of the screw shaft and a spiral groove of the nut. It has a plurality of balls arranged between them. Further, the ball screw device described in Patent Document 1 is a non-circulation type ball screw device in which a plurality of balls roll in the spiral groove of the nut without circulating, and stoppers are provided at both ends of the spiral groove of the nut. A coil spring is provided between the stopper and the ball.

特開２０１６−３５２８９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-35289

図７（ａ）は、従来技術におけるねじ軸の螺旋溝とナットの螺旋溝との一部を平面に展開した状態を示す説明図である。前述したように、螺旋溝１２９，１３０の端部に設けられたストッパ１６１と、このストッパ１６１に最も近いボール（以下、「端部ボール」ともいう）１２０ａとの間にはコイルばね（以下、「端部ばね」ともいう）１６４が設けられている。ねじ軸１１８が回転すると、ねじ軸１１８の軸心に沿ってナット１１９が直線移動するとともに、図７（ｂ）に示すように、螺旋溝１２９，１３０上を複数のボール１２０が転動し、端部ばね１６４が圧縮される。しかしながら、端部ばね１６４が限界（端部ばね１６４の各コイル線が互いに密着（線間密着）した状態）まで圧縮されると端部ボール１２０ａと端部ばね１６４とが強く接触し、転動する端部ボール１２０ａによって端部ばね６４が摩耗したり損傷したりする可能性がある。また、端部ばね６４が限界まで圧縮されると、早期に「へたり」が生じ、ボールねじ装置の寿命が短くなる恐れがある。 FIG. 7A is an explanatory view showing a state in which a part of the spiral groove of the screw shaft and the spiral groove of the nut in the prior art is developed in a plane. As described above, a coil spring (hereinafter, also referred to as “end ball”) 120a is located between the stopper 161 provided at the end of the spiral grooves 129 and 130 and the ball (hereinafter, also referred to as “end ball”) 120a closest to the stopper 161. 164 (also referred to as "end spring") is provided. When the screw shaft 118 rotates, the nut 119 linearly moves along the axis of the screw shaft 118, and as shown in FIG. 7B, a plurality of balls 120 roll on the spiral grooves 129 and 130. The end spring 164 is compressed. However, when the end spring 164 is compressed to the limit (a state in which the coil wires of the end spring 164 are in close contact with each other (close contact between the lines)), the end ball 120a and the end spring 164 come into strong contact with each other and roll. The end ball 120a may wear or damage the end spring 64. Further, when the end spring 64 is compressed to the limit, "sagging" may occur at an early stage, and the life of the ball screw device may be shortened.

本発明は、ナットの螺旋溝に設けられたストッパと端部ボールとの間に配置されたコイルばねの損傷等を抑制し、耐久性を高めることができるボールねじ装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a ball screw device capable of suppressing damage to a coil spring arranged between a stopper provided in a spiral groove of a nut and an end ball and improving durability. do.

（１）本発明のボールねじ装置は、外周に第一螺旋溝が形成されているねじ軸と、前記ねじ軸の外周側に設けられ内周に第二螺旋溝が形成されているナットと、前記第一螺旋溝と前記第二螺旋溝との間に設けられている複数のボールと、前記第二螺旋溝の端部に設けられたストッパと、前記複数のボールのうち前記ストッパに最も近い端部ボールと当該ストッパとの間に配置されかつ前記端部ボールの移動により伸縮するコイルばねと、を備えているボールねじ装置であって、前記ストッパと前記端部ボールとの間に設けられかつ前記ストッパに対する前記端部ボールの最接近距離を設定するスペーサを備え、前記最接近距離が、前記コイルばねが限界まで圧縮された場合の前記ストッパと前記端部ボールとの間の距離以上である。 (1) The ball screw device of the present invention includes a screw shaft having a first spiral groove formed on the outer periphery, a nut provided on the outer peripheral side of the screw shaft and having a second spiral groove formed on the inner circumference. A plurality of balls provided between the first spiral groove and the second spiral groove, a stopper provided at an end of the second spiral groove, and the closest of the plurality of balls to the stopper. A ball screw device including a coil spring that is arranged between an end ball and the stopper and expands and contracts due to the movement of the end ball, and is provided between the stopper and the end ball. Moreover, a spacer for setting the closest distance of the end ball to the stopper is provided, and the closest distance is equal to or greater than the distance between the stopper and the end ball when the coil spring is compressed to the limit. be.

以上の構成によれば、ストッパと端部ボールとの間には、スペーサが設けられており、このスペーサによってストッパと端部ボールとの最接近距離が設定される。この最接近距離と、コイルばねが限界まで圧縮された場合のストッパと端部ボールとの間の距離とが同一である場合、コイルばねが限界まで圧縮されたとしても端部ボールがコイルばねだけでなくスペーサにも当たるので、コイルばねに対する端部ボールの接触圧が低減され、コイルばねの摩耗や損傷が抑制される。前記最接近距離が、コイルばねが限界まで圧縮されたときのストッパと端部ボールとの間の距離を超える場合、ストッパに接近する方向の端部ボールの移動がスペーサによって制限されるため、コイルばねが限界まで圧縮されることがない。そのため、コイルばねのへたりを抑制することができる。以上により、ボールねじ装置の耐久性を高めることができる。 According to the above configuration, a spacer is provided between the stopper and the end ball, and the closest distance between the stopper and the end ball is set by this spacer. If this closest distance is the same as the distance between the stopper and the end ball when the coil spring is compressed to the limit, the end ball is only the coil spring even if the coil spring is compressed to the limit. Since it also hits the spacer, the contact pressure of the end ball with respect to the coil spring is reduced, and wear and damage of the coil spring are suppressed. When the closest distance exceeds the distance between the stopper and the end ball when the coil spring is compressed to the limit, the movement of the end ball in the direction approaching the stopper is restricted by the spacer, so that the coil The spring is not compressed to the limit. Therefore, the settling of the coil spring can be suppressed. As described above, the durability of the ball screw device can be improved.

（２）好ましくは、前記最接近距離が、前記コイルばねが限界まで圧縮された場合の前記ストッパと前記端部ボールとの間の距離よりも大きい。
このような構成によって、コイルばねが限界まで圧縮されるのを確実に抑制することができる。 (2) Preferably, the closest distance is larger than the distance between the stopper and the end ball when the coil spring is compressed to the limit.
With such a configuration, it is possible to reliably suppress the coil spring from being compressed to the limit.

（３）好ましくは、前記スペーサが、前記コイルばねの内部に収容されている。
このような構成によって、ボールねじ装置の構造を変更することなくスペーサを組み込むことができ、当該スペーサを組み込むことによるボールねじ装置の大型化や構造の複雑化を抑制することができる。 (3) Preferably, the spacer is housed inside the coil spring.
With such a configuration, the spacer can be incorporated without changing the structure of the ball screw device, and it is possible to suppress the increase in size and the complexity of the structure of the ball screw device due to the incorporation of the spacer.

（４）好ましくは、前記スペーサが、コイルばねの伸縮方向に並べて配置された複数のボールよりなる。
このような構成によって、端部ボールがスペーサを構成するボールに接触した場合に、当該ボールを回転させることが可能となり、さらに、端部ボールも回転しやすくなる。これにより、端部ボールとスペーサとの接触による摩擦抵抗を低減し、スペーサ又は端部ボールの摩耗や損傷を抑制することができる。また、スペーサが複数のボールにより構成されることで、コイルばねの内部への組み込みを容易に行うことができる。 (4) Preferably, the spacer is composed of a plurality of balls arranged side by side in the expansion / contraction direction of the coil spring.
With such a configuration, when the end ball comes into contact with the ball constituting the spacer, the ball can be rotated, and the end ball also becomes easy to rotate. As a result, the frictional resistance due to the contact between the end ball and the spacer can be reduced, and the wear and damage of the spacer or the end ball can be suppressed. Further, since the spacer is composed of a plurality of balls, it can be easily incorporated into the coil spring.

本発明によれば、コイルばねに対する端部ボールの接触圧を低減してコイルばねの摩耗や損傷を抑制し、ボールねじ装置の耐久性を高めることができる。 According to the present invention, the contact pressure of the end ball with respect to the coil spring can be reduced to suppress wear and damage of the coil spring, and the durability of the ball screw device can be improved.

本発明の実施形態に係るボールねじ装置が適用されたブレーキ装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the brake device to which the ball screw device which concerns on embodiment of this invention is applied. ボールねじ装置の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the ball screw device. ボールねじ装置の断面図である。It is sectional drawing of the ball screw device. 第一螺旋溝及び第二螺旋溝を平面に展開した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which developed the 1st spiral groove and the 2nd spiral groove in a plane. （ａ）は、第一螺旋溝及び第二螺旋溝の一部を平面に展開した状態を示す説明図、（ｂ）は、ボールが軸方向一方側へ移動した状態を示す説明図である。(A) is an explanatory view showing a state in which a part of the first spiral groove and a part of the second spiral groove is developed in a plane, and (b) is an explanatory view showing a state in which the ball is moved to one side in the axial direction. スペーサの変形例を示す図面であり、（ａ）は、第一螺旋溝及び第二螺旋溝の一部を平面に展開した状態を示す説明図、（ｂ）は、ボールが軸方向一方側へ移動した状態を示す説明図である。It is a drawing which shows the deformation example of a spacer, (a) is an explanatory view which shows the state which developed the 1st spiral groove and a part of 2nd spiral groove in a plane, (b) is It is explanatory drawing which shows the moved state. （ａ）は、従来技術に係るボールねじ装置の第一螺旋溝及び第二螺旋溝の一部を平面に展開した状態を示す説明図、（ｂ）は、ボールが軸方向一方側へ移動した状態を示す説明図である。(A) is an explanatory view showing a state in which a part of the first spiral groove and the second spiral groove of the ball screw device according to the prior art is developed in a plane, and (b) is an explanatory view in which the ball moves to one side in the axial direction. It is explanatory drawing which shows the state.

図１は、本発明の実施形態に係るボールねじ装置が適用されたブレーキ装置の一例を示す断面図である。
本実施形態のボールねじ装置１７は、例えば、車両（自動車）のブレーキ装置に用いられる。ブレーキ装置５は、自動車の車輪と一体回転するディスク６に対して摩擦による制動力を付与する。この制動力を発生させるために、ブレーキ装置５はボールねじ装置１７を備えている。なお、図１では、ブレーキ装置５は非制動状態にある。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a brake device to which the ball screw device according to the embodiment of the present invention is applied.
The ball screw device 17 of the present embodiment is used, for example, as a braking device for a vehicle (automobile). The braking device 5 applies a braking force due to friction to the disc 6 that rotates integrally with the wheels of the automobile. In order to generate this braking force, the brake device 5 includes a ball screw device 17. In FIG. 1, the braking device 5 is in a non-braking state.

ブレーキ装置５は、図示しないナックル等に支持されたフローティングタイプのキャリパ７と、ディスク６を挟む一対のパッド８とを備えている。キャリパ７は、第一ボディ９と、この第一ボディ９と一体となっている第二ボディ１０と、第一ボディ９に取り付けられているカバー１１とを備えている。 The brake device 5 includes a floating type caliper 7 supported by a knuckle or the like (not shown), and a pair of pads 8 that sandwich the disc 6. The caliper 7 includes a first body 9, a second body 10 integrated with the first body 9, and a cover 11 attached to the first body 9.

一方（図１では右側）のパッド８は、ボールねじ装置１７が有する後述のハウジング２１に取り付けられている第一バックアッププレート１２に支持されている。他方（図１では左側）のパッド８は、第二ボディ１０に取り付けられている第二バックアッププレート１３に支持されている。 On the other hand (on the right side in FIG. 1), the pad 8 is supported by a first backup plate 12 attached to a housing 21 described later included in the ball screw device 17. On the other hand (left side in FIG. 1), the pad 8 is supported by a second backup plate 13 attached to the second body 10.

第一ボディ９は、筒本体部１４と底板部１５とを含む筒形状（有底筒形状）を有しており、ディスク６側に向かって開口している。筒本体部１４の内側にボールねじ装置１７が設けられており、ボールねじ装置１７は、ねじ軸１８と、ナット１９と、複数のボール２０と、ハウジング２１とを備えている。ねじ軸１８の中心線Ｃがボールねじ装置１７の中心線となる。本明細書では、この中心線Ｃに平行な方向を軸方向と呼ぶ。 The first body 9 has a tubular shape (bottomed tubular shape) including a tubular body portion 14 and a bottom plate portion 15, and is open toward the disc 6 side. A ball screw device 17 is provided inside the cylinder body 14, and the ball screw device 17 includes a screw shaft 18, a nut 19, a plurality of balls 20, and a housing 21. The center line C of the screw shaft 18 becomes the center line of the ball screw device 17. In the present specification, the direction parallel to the center line C is referred to as an axial direction.

第一ボディ９の底板部１５には、貫通孔１６が形成されている。この貫通孔１６にスラスト軸受２２が取り付けられている。ねじ軸１８は、スラスト軸受２２に回転自在に支持されている。
ハウジング２１と筒本体部１４との間にはキー２４が設けられている。ハウジング２１は、筒本体部１４に対して軸方向に往復移動可能であるが、中心線Ｃ回りの周方向に回転不能となっている。 A through hole 16 is formed in the bottom plate portion 15 of the first body 9. A thrust bearing 22 is attached to the through hole 16. The screw shaft 18 is rotatably supported by the thrust bearing 22.
A key 24 is provided between the housing 21 and the cylinder body 14. The housing 21 can reciprocate in the axial direction with respect to the cylinder body 14, but cannot rotate in the circumferential direction around the center line C.

ナット１９とハウジング２１とは、後述するように一体となっている。ねじ軸１８が一方向に回転（正回転）すると、ナット１９とハウジング２１とはねじ軸１８に沿って軸方向一方側（図１では右側）から軸方向他方側（図１では左側）へ移動する。これに対して、ねじ軸１８が他方向に回転（逆回転）すると、ナット１９とハウジング２１とはねじ軸１８に沿って軸方向他方側から軸方向一方側へ移動する。図１に示すブレーキ装置５では、移動するハウジング２１がピストンとして機能し、第一ボディ９（筒本体部１４）がハウジング２１を収容してガイドするシリンダとして機能する。 The nut 19 and the housing 21 are integrated as described later. When the screw shaft 18 rotates in one direction (forward rotation), the nut 19 and the housing 21 move along the screw shaft 18 from one side in the axial direction (right side in FIG. 1) to the other side in the axial direction (left side in FIG. 1). do. On the other hand, when the screw shaft 18 rotates in the other direction (reverse rotation), the nut 19 and the housing 21 move along the screw shaft 18 from the other side in the axial direction to the one side in the axial direction. In the brake device 5 shown in FIG. 1, the moving housing 21 functions as a piston, and the first body 9 (cylinder body portion 14) functions as a cylinder that accommodates and guides the housing 21.

筒本体部１４の外側に、モータ（電動モータ）５１と、減速装置２３とが設けられている。モータ５１にはコントロールユニット５２から指令信号が入力され、この指令信号に基づいてモータ５１の出力軸は正回転、逆回転、停止する。減速装置２３は、モータ５１の出力軸に固定されている第一のギヤ２５と、ねじ軸１８の軸方向一方側の端部に固定されている第二のギヤ２６と、これらギヤ２５，２６の間に設けられている中間ギヤ２７とを有している。なお、減速装置２３は他の構成であってもよいし、無くてもよい。 A motor (electric motor) 51 and a speed reducer 23 are provided on the outside of the cylinder body 14. A command signal is input to the motor 51 from the control unit 52, and the output shaft of the motor 51 rotates forward, reverses, and stops based on this command signal. The reduction gear 23 includes a first gear 25 fixed to the output shaft of the motor 51, a second gear 26 fixed to one end of the screw shaft 18 in the axial direction, and these gears 25 and 26. It has an intermediate gear 27 provided between the two. The speed reducer 23 may or may not have another configuration.

以上の構成により、モータ５１の出力軸が回転するとナット１９及びハウジング２１が、軸方向に移動する。つまり、モータ５１から減速装置２３を介して伝達されるねじ軸１８の回転運動が、ボールねじ装置１７によって、ナット１９（及びハウジング２１）の軸方向の直線運動に変換される。これにより、一対のパッド８がディスク６を挟み制動力を発生させる。 With the above configuration, when the output shaft of the motor 51 rotates, the nut 19 and the housing 21 move in the axial direction. That is, the rotary motion of the screw shaft 18 transmitted from the motor 51 via the speed reducer 23 is converted into an axial linear motion of the nut 19 (and the housing 21) by the ball screw device 17. As a result, the pair of pads 8 sandwich the disc 6 and generate a braking force.

図２は、ボールねじ装置１７の分解斜視図である。図３は、ボールねじ装置１７の断面図である。
図２及び図３に示すように、ボールねじ装置１７は、ハウジング２１と、入力部材としてのねじ軸１８と、ねじ軸１８の外周側に設けられている出力部材としてのナット１９と、を備えている。ハウジング２１は、筒部３１と底部３２とを含む有底筒形状である。ハウジング２１は、軸方向他方側である底部３２側においてねじ軸１８の軸方向他方側の端部３３を収容可能とし、かつ、軸方向一方側となる開口側においてナット１９が取り付けられている。ナット１９をハウジング２１に取り付ける（固定する）ために、ボールねじ装置１７は、ナット１９の軸方向一方の端面３８と接触するＣ形の止め輪２８を備えている。 FIG. 2 is an exploded perspective view of the ball screw device 17. FIG. 3 is a cross-sectional view of the ball screw device 17.
As shown in FIGS. 2 and 3, the ball screw device 17 includes a housing 21, a screw shaft 18 as an input member, and a nut 19 as an output member provided on the outer peripheral side of the screw shaft 18. ing. The housing 21 has a bottomed tubular shape including a tubular portion 31 and a bottom portion 32. The housing 21 is capable of accommodating the end 33 on the other side of the screw shaft 18 in the axial direction on the bottom 32 side on the other side in the axial direction, and the nut 19 is attached on the opening side on the one side in the axial direction. In order to attach (fix) the nut 19 to the housing 21, the ball screw device 17 includes a C-shaped retaining ring 28 that comes into contact with one end surface 38 of the nut 19 in the axial direction.

図３において、ハウジング２１の筒部３１は、ナット１９の外周面３４が嵌合する内周面３５と、ナット１９の軸方向他方側の端面３６と接触する環状面３７と、止め輪２８を取り付けるための凹溝３９とを有している。ハウジング２１の内周面３５にナット１９を嵌め入れ、凹溝３９に止め輪２８を取り付けることで、ナット１９は、ハウジング２１の環状面３７と止め輪２８とによって軸方向に挟まれた状態となり、ナット１９はハウジング２１の軸方向一方側から脱落不能となる。 In FIG. 3, the tubular portion 31 of the housing 21 has an inner peripheral surface 35 into which the outer peripheral surface 34 of the nut 19 is fitted, an annular surface 37 in contact with the end surface 36 on the other side in the axial direction of the nut 19, and a retaining ring 28. It has a recessed groove 39 for mounting. By fitting the nut 19 into the inner peripheral surface 35 of the housing 21 and attaching the retaining ring 28 to the concave groove 39, the nut 19 is in a state of being axially sandwiched between the annular surface 37 of the housing 21 and the retaining ring 28. , The nut 19 cannot be removed from one side of the housing 21 in the axial direction.

ハウジング２１の内周側に形成される空間は、大径の穴部４８と、小径部の穴部４９とによって構成される。大径の穴部４８は、環状面３７を含みこの環状面３７から軸方向一方側（開口側）に位置している。大径の穴部４８にナット１９が取り付けられている。小径の穴部４９は、環状面３７（の内周縁）から軸方向他方側に位置する。 The space formed on the inner peripheral side of the housing 21 is composed of a large-diameter hole 48 and a small-diameter hole 49. The large-diameter hole 48 includes the annular surface 37 and is located on one side (opening side) in the axial direction from the annular surface 37. A nut 19 is attached to the large-diameter hole 48. The small-diameter hole 49 is located on the other side in the axial direction from (the inner peripheral edge of) the annular surface 37.

図２に示すように、ナット１９の軸方向他方側の端部４０における外周形状は多角形となっており、ハウジング２１の内周面３５の軸方向一方側が、ナット１９の前記端部４０の形状に対応する多角形となっている。以上より、ナット１９とハウジング２１とは一体となっており、また、ナット１９とハウジング２１とは相対的に回転不能となる。 As shown in FIG. 2, the outer peripheral shape of the end 40 on the other side of the nut 19 in the axial direction is polygonal, and one side of the inner peripheral surface 35 of the housing 21 in the axial direction is the end 40 of the nut 19. It is a polygon corresponding to the shape. From the above, the nut 19 and the housing 21 are integrated, and the nut 19 and the housing 21 are relatively non-rotatable.

図２及び図３において、ねじ軸１８の外周には、第一螺旋溝２９が形成されている。ナット１９の内周には、第二螺旋溝３０が形成されている。ねじ軸１８は、ナット１９よりも軸方向に長く、ナット１９（第二螺旋溝３０）よりも軸方向に広い範囲で第一螺旋溝２９が形成されている。複数のボール２０により構成されているボール列６３は、第一螺旋溝２９と第二螺旋溝３０との間に設けられている。ボール列６３におけるボール２０間には、複数のコイルばね５３が設けられている。以下の説明では、各コイルばね５３を中間ばね５３と呼ぶ。 In FIGS. 2 and 3, a first spiral groove 29 is formed on the outer circumference of the screw shaft 18. A second spiral groove 30 is formed on the inner circumference of the nut 19. The screw shaft 18 is longer in the axial direction than the nut 19, and the first spiral groove 29 is formed in a wider range in the axial direction than the nut 19 (second spiral groove 30). The ball row 63 composed of the plurality of balls 20 is provided between the first spiral groove 29 and the second spiral groove 30. A plurality of coil springs 53 are provided between the balls 20 in the ball row 63. In the following description, each coil spring 53 will be referred to as an intermediate spring 53.

図４は、ねじ軸１８の第一螺旋溝２９及びナット１９の第二螺旋溝３０を平面に展開した状態を示す説明図である。全てのボール２０（ボール列６３）は、ナット１９の内周側に収容された状態にある。そして、ナット１９の内周側（第二螺旋溝３０）であって軸方向両端部に、ストッパ６１，６２が設けられている。軸方向一方側の第一ストッパ６１は、ボール２０よりも直径の大きいボールにより構成されており、ナット１９に移動不能な状態で設けられている。軸方向他方側の第二ストッパ６２は、ナット１９の穴に固定されているピン部材により構成されており、移動不能となっている。これら第一ストッパ６１及び第二ストッパ６２それぞれは、第二螺旋溝３０から脱落しないように設けられており、中間ばね５３を含むボール列６３の脱落を阻止するための部材となる。なお、第一ストッパ６１及び第二ストッパ６２それぞれは別の形態であってもよい。また、第一ストッパ６１及び第二ストッパ６２は、ナット１９とは異なる部材ではなく、ナット１９自体に設けられていてもよい。例えば、第一ストッパ６１及び第二ストッパ６２は、ナット１９の第二螺旋溝３０の両端の壁部により構成されていてもよい。この場合、当該壁部によって中間ばね５３を含むボール列６３の脱落を阻止することができる。 FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which the first spiral groove 29 of the screw shaft 18 and the second spiral groove 30 of the nut 19 are developed in a plane. All the balls 20 (ball row 63) are housed on the inner peripheral side of the nut 19. Stoppers 61 and 62 are provided on the inner peripheral side (second spiral groove 30) of the nut 19 at both ends in the axial direction. The first stopper 61 on one side in the axial direction is formed of a ball having a diameter larger than that of the ball 20, and is provided on the nut 19 in an immovable state. The second stopper 62 on the other side in the axial direction is formed of a pin member fixed to the hole of the nut 19 and is immovable. Each of the first stopper 61 and the second stopper 62 is provided so as not to fall off from the second spiral groove 30, and serves as a member for preventing the ball row 63 including the intermediate spring 53 from falling off. The first stopper 61 and the second stopper 62 may have different forms. Further, the first stopper 61 and the second stopper 62 may be provided on the nut 19 itself, not on a member different from the nut 19. For example, the first stopper 61 and the second stopper 62 may be composed of wall portions at both ends of the second spiral groove 30 of the nut 19. In this case, the wall portion can prevent the ball row 63 including the intermediate spring 53 from falling off.

ナット１９の内周側において、ボール列６３に含まれる最も軸方向一方側のボール（以下、「第一端部ボール」ともいう）２０ａと第一ストッパ６１との間には、第一端部ばね６４が設けられている。ボール列６３に含まれる最も軸方向他方側のボール（以下、「第二端部ボール」ともいう）２０ｂと第二ストッパ６２との間には、第二端部ばね６５が設けられている。第一端部ばね６４及び第二端部ばね６５はそれぞれコイルばねにより構成されている。 On the inner peripheral side of the nut 19, a first end portion is between the ball on one side in the axial direction (hereinafter, also referred to as "first end portion ball") 20a included in the ball row 63 and the first stopper 61. A spring 64 is provided. A second end spring 65 is provided between the ball on the other side in the axial direction (hereinafter, also referred to as “second end ball”) 20b included in the ball row 63 and the second stopper 62. The first end spring 64 and the second end spring 65 are each composed of a coil spring.

このように、本実施形態では、ナット１９の第二螺旋溝３０の軸方向一方側に、第一ストッパ６１及び第一端部ばね６４が設けられており、第二螺旋溝３０の軸方向他方側に、第二ストッパ６２及び第二端部ばね６５が設けられている。そして、第一端部ばね６４と第二端部ばね６５との間に、中間ばね５３を含むボール列６３が設けられている。ボールねじ装置１７が回転していない状態では、全ての中間ばね５３及び端部ばね６４，６５は僅かに圧縮した状態にある。 As described above, in the present embodiment, the first stopper 61 and the first one end spring 64 are provided on one side of the nut 19 in the axial direction of the second spiral groove 30, and the other in the axial direction of the second spiral groove 30. A second stopper 62 and a second end spring 65 are provided on the side. A ball row 63 including an intermediate spring 53 is provided between the first end spring 64 and the second end spring 65. When the ball screw device 17 is not rotating, all the intermediate springs 53 and the end springs 64 and 65 are in a slightly compressed state.

以上より、本実施形態のボールねじ装置１７は、ボール２０が循環しない非循環方式である。このようなボールねじ装置１７では、ナット１９が軸方向に移動する際、ボール２０の進み遅れが発生することが知られている。進み遅れの発生は、例えばボールねじ装置１７に作用するモーメント荷重（曲げ荷重）等の偏荷重や、螺旋溝２９，３０の歪み等による。そこで、ボール列６３に設けられた中間ばね５３が弾性変形することで、ボールねじ装置１７の動作中においてボール２０の進み遅れを吸収することができ、ボール２０間の摩擦を低減している。 From the above, the ball screw device 17 of the present embodiment is a non-circulation system in which the balls 20 do not circulate. In such a ball screw device 17, it is known that when the nut 19 moves in the axial direction, the advance / delay of the ball 20 occurs. The occurrence of advance / lag is due to, for example, an eccentric load such as a moment load (bending load) acting on the ball screw device 17, distortion of the spiral grooves 29 and 30, and the like. Therefore, the intermediate spring 53 provided in the ball row 63 is elastically deformed, so that the advance / delay of the balls 20 can be absorbed during the operation of the ball screw device 17, and the friction between the balls 20 is reduced.

図１に示すブレーキ装置５おいて、前述したようにパッド８をディスク６に接触させて制動力を生じさせるためには、ボールねじ装置１７において、ねじ軸１８を回転させてナット１９及びハウジング２１を軸方向一方側から軸方向他方側へ（図１では、右側から左側へ）移動させ、パッド８をディスク６に押し付ける。この際、ハウジング２１は反力を受け、ナット１９には比較的大きな軸方向力が作用する。このように、ナット１９に比較的大きな軸方向力が作用した状態で、ナット１９が軸方向一方側から他方側へ移動すると、図４において、各ボール２０は第二螺旋溝３０に沿って転がりながら軸方向一方側へ移動する。 In the brake device 5 shown in FIG. 1, in order to bring the pad 8 into contact with the disc 6 to generate a braking force as described above, in the ball screw device 17, the screw shaft 18 is rotated to rotate the nut 19 and the housing 21. Is moved from one side in the axial direction to the other side in the axial direction (from the right side to the left side in FIG. 1), and the pad 8 is pressed against the disc 6. At this time, the housing 21 receives a reaction force, and a relatively large axial force acts on the nut 19. As described above, when the nut 19 moves from one side in the axial direction to the other side in a state where a relatively large axial force is applied to the nut 19, each ball 20 rolls along the second spiral groove 30 in FIG. While moving to one side in the axial direction.

図５（ａ）は、第一螺旋溝２９及び第二螺旋溝３０の一部を平面に展開した状態を示す説明図、図５（ｂ）は、ボール２０が軸方向一方側へ移動した状態を示す図である。
ボール２０が軸方向一方側へ移動すると、第一端部ボール２０ａと第一ストッパ６１との間に配置された第一端部ばね６４が圧縮される。従来のボールねじ装置では、図７（ｂ）に示すように、端部ばね１６４が限界（線間密着した状態）まで圧縮されると端部ボール１２０ａが端部ばね１６４に強く接触し、端部ばね１６４が摩耗したり損傷したりするおそれがあった。 FIG. 5A is an explanatory view showing a state in which a part of the first spiral groove 29 and the second spiral groove 30 is developed in a plane, and FIG. 5B is a state in which the ball 20 is moved to one side in the axial direction. It is a figure which shows.
When the ball 20 moves to one side in the axial direction, the first end spring 64 arranged between the first end ball 20a and the first stopper 61 is compressed. In the conventional ball screw device, as shown in FIG. 7B, when the end spring 164 is compressed to the limit (in a state where the lines are in close contact with each other), the end ball 120a strongly contacts the end spring 164 and the end. The part spring 164 may be worn or damaged.

本実施形態のボールねじ装置１７は、以上のような第一端部ばね６４の圧縮を制限するため、第一ストッパ６１に対する第一端部ボール２０ａの最接近距離Ｌ１を設定するスペーサ７０を備えている。 The ball screw device 17 of the present embodiment includes a spacer 70 that sets the closest distance L1 of the first end ball 20a to the first stopper 61 in order to limit the compression of the first end spring 64 as described above. ing.

本実施形態のスペーサ７０は、複数（図示例では５個）のスペーサボール７１からなる。このスペーサボール７１は、ボール２０よりも外径が小さい球であり、第一端部ばね６４の内部に配置されている。スペーサボール７１は、金属又は合成樹脂により形成される。図５（ｂ）に示すように、全てのスペーサボール７１の直径を足し合わせた寸法が、最接近距離Ｌ１となる。この最接近距離Ｌ１は、図７（ｂ）に示すように、端部ばね１６４を限界まで圧縮したときの、端部ボール１２０ａとストッパ１６１との間の距離Ｌ２よりも大きい。 The spacer 70 of the present embodiment is composed of a plurality of spacer balls 71 (five in the illustrated example). The spacer ball 71 is a ball having an outer diameter smaller than that of the ball 20, and is arranged inside the first end spring 64. The spacer ball 71 is made of metal or synthetic resin. As shown in FIG. 5B, the dimension obtained by adding the diameters of all the spacer balls 71 is the closest approach distance L1. As shown in FIG. 7B, this closest approach distance L1 is larger than the distance L2 between the end ball 120a and the stopper 161 when the end spring 164 is compressed to the limit.

以上より、第一端部ボール２０ａが軸方向一方側に移動したとしても第一端部ばね６４が限界まで圧縮されることがなくなり、第一端部ばね６４に対する第一端部ボール２０ａの接触圧が抑制される。そのため、第一端部ばね６４が摩耗したり損傷したりすることが抑制される。また、第一端部ばね６４が、頻繁に限界まで圧縮されると早期にへたりが生じ、自然長が短くなる可能性があるが、スペーサ７０を備えることによって第一端部ばね６４のへたりも抑制される。したがって、ボールねじ装置１７の耐久性を高めることができる。 From the above, even if the first end ball 20a moves to one side in the axial direction, the first end spring 64 is not compressed to the limit, and the first end ball 20a comes into contact with the first end spring 64. Pressure is suppressed. Therefore, it is possible to prevent the first end spring 64 from being worn or damaged. Further, if the first end spring 64 is frequently compressed to the limit, the settling may occur early and the natural length may be shortened. However, by providing the spacer 70, the first end spring 64 is settled. Spring is also suppressed. Therefore, the durability of the ball screw device 17 can be improved.

スペーサ７０は、第一、第二螺旋溝２９，３０の形状に沿って湾曲して配置される。そのため、スペーサ７０を複数のスペーサボール７１により構成することで、第一端部ばね６４の内部にスペーサ７０を容易に組み込むことができ、第一、第二螺旋溝２９，３０の形状に沿って容易にスペーサ７０を湾曲して配置することができる。 The spacer 70 is curved and arranged along the shapes of the first and second spiral grooves 29 and 30. Therefore, by configuring the spacer 70 with a plurality of spacer balls 71, the spacer 70 can be easily incorporated inside the first end spring 64, and the spacer 70 can be easily incorporated along the shapes of the first and second spiral grooves 29 and 30. The spacer 70 can be easily arranged in a curved shape.

また、スペーサ７０は、スペーサボール７１の個数を変更することで容易に長さを調整することができる。そのため、第一端部ボール２０ａと第一ストッパ６１との間の最接近距離Ｌ１も容易に調整することができる。 Further, the length of the spacer 70 can be easily adjusted by changing the number of spacer balls 71. Therefore, the closest distance L1 between the first end ball 20a and the first stopper 61 can also be easily adjusted.

本実施形態では、第一端部ボール２０ａと第一ストッパ６１との間にスペーサ７０を備えているので、第一端部ばね６４の圧縮が限界に達する直前まで、第一端部ボール２０ａの移動量を最大限に大きくすることができる。そのため、ナット１９のストローク量を広範囲のなかから設定することができ、設計の自由度を高めることが可能となる。 In the present embodiment, since the spacer 70 is provided between the first end ball 20a and the first stopper 61, the first end ball 20a of the first end ball 20a is provided until just before the compression of the first end spring 64 reaches the limit. The amount of movement can be maximized. Therefore, the stroke amount of the nut 19 can be set from a wide range, and the degree of freedom in design can be increased.

スペーサ７０により設定される、第一端部ボール２０ａと第一ストッパ６１との間の最接近距離Ｌ１は、第一端部ばね６４の許容収縮量（実際の使用形態において許容される設計上の最大の収縮量）を基準として設定することができる。具体的に、最接近距離Ｌ１は、第一端部ばね６４が許容収縮量まで収縮したときの第一端部ボール２０ａと第一ストッパ６１との間の距離以上に設定することができる。この種のボールねじ装置１７において、第一端部ばね６４の許容収縮量は、例えば、第一端部ばね６４の限界収縮量（自然長から圧縮限界までの収縮量）の１／２以下とされる。したがって、最接近距離Ｌ１は、第一端部ばね６４が限界収縮量の１／２収縮したときの第一端部ボール２０ａと第一ストッパ６１との間の距離以上に設定することができる。以上のように最接近距離Ｌ１を設定することで、第一端部ばね６４が、許容収縮量を超えて収縮されることがなくなり、第一端部ばね６４のへたりを確実に防止することができる。 The closest distance L1 between the first end ball 20a and the first stopper 61, which is set by the spacer 70, is the allowable contraction amount of the first end spring 64 (design allowed in actual usage). Maximum shrinkage amount) can be set as a reference. Specifically, the closest approach distance L1 can be set to be equal to or greater than the distance between the first end portion ball 20a and the first stopper 61 when the first end portion spring 64 contracts to an allowable contraction amount. In this type of ball screw device 17, the allowable shrinkage amount of the first end spring 64 is, for example, 1/2 or less of the limit shrinkage amount (shrinkage amount from the natural length to the compression limit) of the first end spring 64. Will be done. Therefore, the closest approach distance L1 can be set to be equal to or greater than the distance between the first end portion ball 20a and the first stopper 61 when the first end portion spring 64 contracts by 1/2 of the limit contraction amount. By setting the closest approach distance L1 as described above, the first end spring 64 is not contracted beyond the allowable contraction amount, and the first end spring 64 is surely prevented from sagging. Can be done.

なお、本実施形態において、最接近距離Ｌ１は、第一端部ばね６４が限界まで圧縮されたときの第一端部ボール２０ａと第一ストッパ６１との間の距離と同一に設定することも可能である。この場合、第一端部ばね６４は限界まで圧縮されるものの、第一端部ボール２０ａはスペーサ７０と第一端部ばね６４との双方に接触するため、第一端部ばね６４に対する接触圧が抑制される。したがって、第一端部ばね６４の摩耗や損傷を抑制することができる。 In the present embodiment, the closest approach distance L1 may be set to be the same as the distance between the first end portion ball 20a and the first stopper 61 when the first end portion spring 64 is compressed to the limit. It is possible. In this case, although the first end spring 64 is compressed to the limit, the first end ball 20a comes into contact with both the spacer 70 and the first end spring 64, so that the contact pressure with respect to the first end spring 64 Is suppressed. Therefore, wear and damage of the first end spring 64 can be suppressed.

［変形例］
図６は、スペーサの変形例を示す図面であり、図６（ａ）は、第一螺旋溝及び第二螺旋溝の一部を平面に展開した状態を示す説明図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のボールが移動した状態を示す図である。
図６に示すスペーサ７０は、上記実施形態のスペーサとは異なり、１つの棒体７２により構成され、第一端部ばね６４内に組み込まれている。そして、この棒体７２の長さは、第一端部ボール２０ａと第一ストッパ６１との間の最接近距離Ｌ１に相当する長さに形成されている。したがって、本変形例のスペーサ７０によっても第一端部ばね６４が限界まで圧縮されるのを抑制することができ、第一端部ばね６４の摩耗や損傷を抑制することができる。なお、スペーサ７０は、第一、第二螺旋溝２９，３０の形状に沿って配置されるため、実際には円弧状に湾曲した形状となる。棒体７２において、第一端部ボール２０ａと接触する端面は、平面又は凸状の球面となっている。これにより、棒体７２と第一端部ボール２０ａとを点接触させることができ、両者の間の摩擦を抑制することができる。 [Modification example]
FIG. 6 is a drawing showing a modified example of the spacer, FIG. 6A is an explanatory view showing a state in which a part of the first spiral groove and the second spiral groove is developed in a plane, and FIG. 6B is an explanatory view. , FIG. 6A is a diagram showing a state in which the ball of FIG. 6A has moved.
Unlike the spacer of the above embodiment, the spacer 70 shown in FIG. 6 is composed of one rod body 72 and is incorporated in the first end spring 64. The length of the rod body 72 is formed to be a length corresponding to the closest approach distance L1 between the first end portion ball 20a and the first stopper 61. Therefore, the spacer 70 of the present modification can also suppress the compression of the first end spring 64 to the limit, and can suppress the wear and damage of the first end spring 64. Since the spacer 70 is arranged along the shapes of the first and second spiral grooves 29 and 30, it actually has a curved shape in an arc shape. In the rod body 72, the end surface in contact with the first end portion ball 20a is a flat surface or a convex spherical surface. As a result, the rod body 72 and the first end ball 20a can be brought into point contact with each other, and friction between the two can be suppressed.

本変形例では、スペーサ７０が細長い棒体７２により構成されているため、上記実施形態のスペーサボール７１からなるスペーサ７０よりも第一端部ばね６４に組み込みにくくなる可能性がある。そのため、本変形例のスペーサ７０においても、棒体７２を複数に分割した形態とすることで、第一端部ばね６４の内部に組み込み易くしてもよい。また、この場合、分割された棒体の間にスペーサとなるボールを設けてもよい。これにより、分割された棒体同士の摩擦を抑制することができる。 In this modification, since the spacer 70 is formed of an elongated rod body 72, it may be more difficult to incorporate the spacer 70 into the first end spring 64 than the spacer 70 made of the spacer balls 71 of the above embodiment. Therefore, even in the spacer 70 of the present modification, the rod body 72 may be divided into a plurality of parts so that the spacer 70 can be easily incorporated into the first end spring 64. Further, in this case, a ball serving as a spacer may be provided between the divided rods. As a result, friction between the divided rods can be suppressed.

［他の実施形態］
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明のボールねじ装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。 [Other Embodiments]
The embodiments disclosed as described above are exemplary in all respects and are not restrictive. That is, the ball screw device of the present invention is not limited to the illustrated form, and may be another form within the scope of the present invention.

上記実施形態で説明したスペーサ７０は、第二ストッパ６２に対する第二端部ボール２０ｂの最接近距離を設定するために設けてもよい。このようにすれば、ねじ軸１８を回転させてナット１９を軸方向他方側から軸方向一方側へ（図１における左側から右側へ）移動させたときにナット１９に大きな軸方向力が作用し、第二端部ボール２０ｂが第二ストッパ６２に向けて転がりながら移動するような用途でボールねじ装置１７を使用する場合に、第二端部ばね６５の摩耗や損傷を抑制することができる。 The spacer 70 described in the above embodiment may be provided to set the closest distance of the second end ball 20b to the second stopper 62. In this way, when the screw shaft 18 is rotated to move the nut 19 from the other side in the axial direction to the one side in the axial direction (from the left side to the right side in FIG. 1), a large axial force acts on the nut 19. When the ball screw device 17 is used for the purpose of moving the second end ball 20b toward the second stopper 62 while rolling, it is possible to suppress wear and damage of the second end spring 65.

前記実施形態のボールねじ装置１７では、ボール列６３の途中に中間ばね５３が設けられていたが、これらは省略してもよい。
前記実施形態のボールねじ装置１７は、ブレーキ装置５に用いられる場合を説明したが、その他の機器にも適用可能である。 In the ball screw device 17 of the above embodiment, the intermediate spring 53 is provided in the middle of the ball row 63, but these may be omitted.
Although the case where the ball screw device 17 of the above embodiment is used for the brake device 5 has been described, it can also be applied to other devices.

１７：ボールねじ装置、１８：ねじ軸、１９：ナット、２０：ボール、２０ａ：第一端部ボール、２０ｂ：第二端部ボール、２９：第一螺旋溝、３０：第二螺旋溝、６１：第一ストッパ、６２：第二ストッパ、６４：第一端部ばね、６５：第二端部ばね、７０：スペーサ、７１：スペーサボール、Ｌ１：最接近距離 17: Ball screw device, 18: Screw shaft, 19: Nut, 20: Ball, 20a: First end ball, 20b: Second end ball, 29: First spiral groove, 30: Second spiral groove, 61 : 1st stopper, 62: 2nd stopper, 64: 1st end spring, 65: 2nd end spring, 70: spacer, 71: spacer ball, L1: closest distance

Claims

A screw shaft having a first spiral groove formed on the outer periphery, a nut provided on the outer peripheral side of the screw shaft and having a second spiral groove formed on the inner circumference, and the first spiral groove and the second spiral groove. A plurality of balls provided between the two, stoppers provided at the ends of the first and second spiral grooves, and the end ball closest to the stopper among the plurality of balls and the stopper. A ball screw device comprising a coil spring that is disposed between and expands and contracts due to the movement of the end ball.
Further, a spacer provided between the stopper and the end ball and for setting the closest distance of the end ball to the stopper is provided.
A ball screw device in which the closest approach distance is equal to or greater than the distance between the stopper and the end ball when the coil spring is compressed to the limit.

The ball screw device according to claim 1, wherein the closest approach distance is larger than the distance between the stopper and the end ball when the coil spring is compressed to the limit.

The ball screw device according to claim 1 or 2, wherein the spacer is housed inside the coil spring.

The ball screw device according to any one of claims 1 to 3, wherein the spacer comprises a plurality of balls arranged side by side in the expansion / contraction direction of the coil spring.