JP2022181439A - Ball screw device and method for designing ball screw device - Google Patents

Ball screw device and method for designing ball screw device Download PDF

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Yuta Nakabayashi
正人 中島
Masato Nakajima
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Abstract

To realize whirl stop of a screw shaft, which is a linear motion element, at low cost while preventing damage.SOLUTION: A radial clearance C is provided between the outer peripheral surface of a fitting shaft part 9 of a screw shaft 2 and the inner peripheral surface of a fitting hole part 38 of a whirl-stop member 6, to allow the radial direction of the whirl-stop member 6 relative to a housing 5. Consequently, when force is applied to the screw shaft 2 in a direction in which the whirl-stop member is rotated relative to the housing 5, out of outside surfaces 41a, 41b of engaging projection parts 36a, 36b, the front outside surface 41b in a rotational direction is brought into contact with, of inside side surfaces 33a, 33b of engaging recesses 32a, 32b, the front inside surface 33b (or 33a) in the rotation direction.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ボールねじ装置及びボールねじ装置の設計方法に関する。 The present invention relates to a ball screw device and a method for designing a ball screw device.

ボールねじ装置は、ねじ軸とナットとの間でボールを転がり運動させるため、ねじ軸とナットとを直接接触させる滑りねじ装置に比べて、高い効率が得られる。このため、ボールねじ装置は、たとえば電動モータなどの駆動源の回転運動を直線運動に変換するために、自動車の電動ブレーキ装置やオートマチックマニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）、工作機械の位置決め装置など、各種機械装置に組み込まれている。 Since the ball screw device rolls balls between the screw shaft and the nut, it is more efficient than a slide screw device in which the screw shaft and the nut are in direct contact. For this reason, ball screw devices are used in various mechanical devices such as electric brake devices and automatic manual transmissions (AMT) of automobiles, positioning devices of machine tools, etc., in order to convert rotary motion of a drive source such as an electric motor into linear motion. built in.

ボールねじ装置は、外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝を有するナットと、軸側ボールねじ溝とナット側ボールねじ溝との間に配置された複数のボールとを備える。ボールねじ装置は、用途に応じて、ねじ軸とナットとのうちの一方を回転運動要素とし、ねじ軸とナットとのうちの他方を直線運動要素として用いられる。 A ball screw device includes a screw shaft having a spiral shaft-side ball screw groove on its outer peripheral surface, a nut having a spiral nut-side ball screw groove on its inner peripheral surface, and a shaft-side ball screw groove and a nut-side ball screw groove. and a plurality of balls disposed between. A ball screw device uses one of a screw shaft and a nut as a rotary motion element, and the other of the screw shaft and a nut as a linear motion element, depending on the application.

ボールねじ装置においては、直線運動要素が回転運動要素と供回りすることを防止するために、直線運動要素の回転を阻止することが行われている。図９及び図１０は、特開２０１４－３７８５４号公報に記載された、直線運動要素の回転を阻止する構造を備えた従来構造のボールねじ装置１００を示している。 In a ball screw device, rotation of the linear motion element is blocked in order to prevent the linear motion element from co-rotating with the rotary motion element. 9 and 10 show a conventional ball screw device 100 having a structure for preventing rotation of linear motion elements, which is described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-37854.

ボールねじ装置１００は、ねじ軸１０１と、ナット１０２と、複数のボール１０３と、ハウジング１０４とを備える。 A ball screw device 100 includes a screw shaft 101 , a nut 102 , a plurality of balls 103 and a housing 104 .

ねじ軸１０１は、外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝１０５を有するねじ部１０６を備え、かつ、ねじ部１０６の軸方向一方側（図９の左側）に隣接する部分に、径方向に貫通する貫通孔１０７を備える。貫通孔１０７には、ガイドピン１０８が嵌挿されている。ねじ軸１０１は、使用時に直線運動する。すなわち、ねじ軸１０１は、直線運動要素であり、後述するようにハウジング１０４に対する相対回転が阻止されている。 The screw shaft 101 has a threaded portion 106 having a helical shaft-side ball screw groove 105 on its outer peripheral surface. A through hole 107 is provided to pass through. A guide pin 108 is inserted into the through hole 107 . The screw shaft 101 moves linearly during use. That is, the screw shaft 101 is a linear motion element, and is prevented from rotating relative to the housing 104 as will be described later.

ナット１０２は、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝１０９を有しており、使用時に回転運動する。すなわち、ナット１０２は、回転運動要素であり、ハウジング１０４に対して回転自在に支持されている。図示の例では、ナット１０２は、１対の玉軸受１１０ａ、１１０ｂによりハウジング１０４の内側に回転自在に支持されている。又、ナット１０２は、軸方向中間部外周面にギヤ部１１１を備えており、ギヤ部１１１には、電動モータ１１２の出力軸１１３に備えられた出力歯車１１４が噛合している。したがって、ナット１０２は、電動モータ１１２への通電に基づいて回転駆動される。 The nut 102 has a helical nut-side ball screw groove 109 on its inner peripheral surface and rotates during use. That is, the nut 102 is a rotational motion element and is rotatably supported with respect to the housing 104 . In the illustrated example, the nut 102 is rotatably supported inside the housing 104 by a pair of ball bearings 110a, 110b. Further, the nut 102 has a gear portion 111 on the outer peripheral surface of its axially intermediate portion, and the gear portion 111 is meshed with an output gear 114 provided on an output shaft 113 of an electric motor 112 . Therefore, the nut 102 is rotationally driven based on the energization of the electric motor 112 .

ねじ軸１０１は、ナット１０２の内側に挿通され、ナット１０２と同軸に配置されている。軸側ボールねじ溝１０５とナット側ボールねじ溝１０９とは、径方向に互いに対向するように配置され、螺旋状の負荷路１１５を構成している。 The screw shaft 101 is inserted inside the nut 102 and arranged coaxially with the nut 102 . The shaft-side ball screw groove 105 and the nut-side ball screw groove 109 are arranged so as to face each other in the radial direction, forming a spiral load path 115 .

負荷路１１５の始点と終点とは、図示しない循環手段により接続されている。負荷路１１５の終点にまで達したボール１０３は、循環手段を介して、負荷路１１５の始点にまで戻される。なお、負荷路１１５の始点と終点とは、ねじ軸１０１とナット１０２との軸方向に関する相対変位の方向（相対回転方向）に応じて入れ替わる。 A start point and an end point of the load path 115 are connected by a circulation means (not shown). The ball 103 that has reached the end point of the load path 115 is returned to the start point of the load path 115 via the circulation means. The start point and end point of the load path 115 are interchanged according to the relative displacement direction (relative rotation direction) between the screw shaft 101 and the nut 102 in the axial direction.

ハウジング１０４は、内周面の径方向反対側２箇所に、軸方向に伸長する凹溝１１６を有する。それぞれの凹溝１１６には、ねじ軸１０１の貫通孔１０７に嵌挿されたガイドピン１０８のうち、ねじ軸１０１の外周面から突出した両端部が、摺動可能に係合されている。このような構成により、ねじ軸１０１が、ハウジング１０４に対して相対回転することを阻止し、ねじ軸１０１の直線運動を可能としている。 The housing 104 has axially extending recessed grooves 116 on two diametrically opposite sides of the inner peripheral surface. Both ends projecting from the outer peripheral surface of the screw shaft 101 of the guide pin 108 inserted into the through hole 107 of the screw shaft 101 are slidably engaged with the respective grooves 116 . This configuration prevents the screw shaft 101 from rotating relative to the housing 104 and allows the screw shaft 101 to move linearly.

特開２０１４－３７８５４号公報JP 2014-37854 A

特開２０１４－３７８５４号公報に記載された従来構造のボールねじ装置１００は、次のような面から改良の余地がある。従来構造のボールねじ装置１００では、ねじ軸１０１に回転方向の力が加わると、ガイドピン１０８の片端部のみが、一方の凹溝１１６の内側面に当接し、かつ、ガイドピン１０８の他端部が、他方の凹溝１１６に当接しない片当りを生じる可能性がある。このような片当りが生じると、ガイドピン１０８の片端部と一方の凹溝１１６の内側面との当接部の面圧が過大となり、ガイドピン１０８及び／又は凹溝１１６に偏摩耗や異常摩耗などの損傷が発生する可能性がある。なお、凹溝１１６の形状精度を高くすれば、ガイドピン１０８の両端部をいずれも、凹溝１１６の内側に当接させることができて、前記片当りの発生を防止することができるが、製造コストが嵩んでしまう。 The ball screw device 100 having the conventional structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-37854 has room for improvement from the following aspects. In the ball screw device 100 of the conventional structure, when a rotational force is applied to the screw shaft 101, only one end of the guide pin 108 abuts against the inner surface of one of the grooves 116, and the other end of the guide pin 108 There is a possibility that one contact may occur where one part does not come into contact with the other recessed groove 116 . When such uneven contact occurs, the surface pressure of the contact portion between one end of the guide pin 108 and the inner side surface of one of the grooves 116 becomes excessive, causing uneven wear and/or abnormalities in the guide pin 108 and/or the groove 116 . Damage such as wear can occur. If the shape accuracy of the groove 116 is increased, both ends of the guide pin 108 can be brought into contact with the inner side of the groove 116, thereby preventing the uneven contact. Manufacturing costs increase.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、直線運動要素であるねじ軸の回り止めを、損傷を防止しつつ、低コストで実現できる、ボールねじ装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a ball screw device capable of preventing rotation of a screw shaft, which is a linear motion element, at a low cost while preventing damage. aim.

本発明の一態様にかかるボールねじ装置は、ねじ軸と、ナットと、複数のボールと、ハウジングと、回り止め部材とを備える。
前記ねじ軸は、外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝を有するねじ部と、前記ねじ部の軸方向一方側に隣接配置され、非円形の断面形状を有する嵌合軸部とを有する。
前記ナットは、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝を有する。
前記複数のボールは、前記軸側ボールねじ溝と前記ナット側ボールねじ溝との間に配置される。
前記ハウジングは、複数個の係合凹部を有する。
前記回り止め部材は、中心部に、前記嵌合軸部に相対回転不能に外嵌される嵌合孔部を有するボス部と、それぞれが前記ボス部の外周面から径方向に突出し、かつ、前記複数個の係合凹部と係合可能な複数個の係合凸部とを有する。 A ball screw device according to one aspect of the present invention includes a screw shaft, a nut, a plurality of balls, a housing, and a detent member.
The screw shaft has a threaded portion having a helical shaft-side ball thread groove on its outer peripheral surface, and a fitting shaft portion having a non-circular cross-sectional shape and disposed adjacent to one axial side of the threaded portion.
The nut has a helical nut-side ball screw groove on its inner peripheral surface.
The plurality of balls are arranged between the shaft-side ball screw groove and the nut-side ball screw groove.
The housing has a plurality of engagement recesses.
The anti-rotation member includes a boss portion having a fitting hole at the center thereof, the fitting hole portion being fitted onto the fitting shaft portion so as not to rotate relative to the fitting shaft portion; It has a plurality of engaging projections engageable with the plurality of engaging recesses.

特に本発明の一態様にかかるボールねじ装置では、前記複数個の係合凸部のうち、少なくとも２個の係合凸部の円周方向側面をいずれも、該係合凸部が係合する前記係合凹部の円周方向側面に当接させた状態で、前記嵌合軸部の中心軸と前記嵌合孔部の中心軸とが非同軸に配置されている。 In particular, in the ball screw device according to one aspect of the present invention, at least two of the plurality of engaging protrusions are engaged with the circumferential side surfaces of the engaging protrusions. The center axis of the fitting shaft portion and the center axis of the fitting hole portion are arranged non-coaxially in a state of contact with the circumferential side surface of the engaging recess.

本発明の一態様にかかるボールねじ装置では、前記嵌合軸部は、外周面に雄セレーション歯を全周にわたって有することができ、かつ、前記嵌合孔部は、内周面に雌セレーション歯を全周にわたって有することができる。 In the ball screw device according to one aspect of the present invention, the fitting shaft portion may have male serration teeth on the entire outer peripheral surface, and the fitting hole portion may have female serration teeth on the inner peripheral surface. can be provided over the entire circumference.

本発明の一態様にかかるボールねじ装置では、前記ナットは、軸方向一方側の端部に回転側係合部を有することができ、かつ、前記回り止め部材は、前記回転側係合部と係合可能な非回転側係合部を有することができる。 In the ball screw device according to the aspect of the present invention, the nut may have a rotation side engaging portion at one end in the axial direction, and the anti-rotation member may include the rotation side engaging portion and the rotation side engaging portion. It can have an engageable non-rotating side engaging portion.

本発明の一態様にかかるボールねじ装置は、前記ねじ軸と前記回り止め部材との間に配置された弾性部材を備えることができる。この場合、たとえば、前記弾性部材は、前記嵌合軸部の外周面と前記嵌合孔部の内周面との間で、径方向に弾性的に挟持されたＯリングにより構成することができる。 A ball screw device according to an aspect of the present invention can include an elastic member arranged between the screw shaft and the anti-rotation member. In this case, for example, the elastic member may be an O-ring that is radially elastically sandwiched between the outer peripheral surface of the fitting shaft portion and the inner peripheral surface of the fitting hole portion. .

本発明の一態様にかかるボールねじ装置の設計方法は、本発明の一態様にかかるボールねじ装置を設計するために、前記嵌合軸部の中心軸と前記嵌合孔部の中心軸とを同軸に配置した状態で、互いに係合する前記係合凸部と前記係合凹部との組み合わせのうち、いずれか１組である第１の組み合わせについて、前記係合凸部の円周方向側面と前記係合凹部の円周方向側面とを当接させたときに、別の１組である第２の組み合わせについて、前記係合凸部の円周方向側面と前記係合凹部の円周方向側面との円周方向間隔の差が製造公差の範囲内で最も大きいモデルを作製する。
そして、前記モデルを用いて、
前記円周方向間隔に基づいて、前記第１の組み合わせにおける、前記係合凸部の円周方向側面と前記係合凹部の円周方向側面とを当接させたまま、前記第２の組み合わせにおける、前記係合凸部の円周方向側面と前記係合凹部の円周方向側面とを当接させるために必要な、前記ハウジングに対する前記回り止め部材の径方向移動量である第１移動量を求め、
前記第１移動量に基づいて、前記第２の組み合わせにおける、前記係合凸部の円周方向側面と前記係合凹部の円周方向側面とを当接させるために必要な、前記嵌合軸部（前記ねじ軸）に対する前記嵌合孔部（前記回り止め部材）の径方向移動量である第２移動量を決定する。 A method for designing a ball screw device according to an aspect of the present invention is a method for designing a ball screw device according to an aspect of the present invention, in which the central axis of the fitting shaft portion and the central axis of the fitting hole portion are aligned. Among the combinations of the engaging protrusions and the engaging recesses that are coaxially arranged and engaged with each other, the first combination, which is any one pair, is the circumferential side surface of the engaging protrusions. When the circumferential side surfaces of the engaging recesses are brought into contact with each other, the circumferential side surfaces of the engaging protrusions and the circumferential side surfaces of the engaging recesses are formed in a second combination that is another set. Make the model with the largest difference in circumferential spacing between and within manufacturing tolerances.
Then, using the model,
Based on the circumferential distance, while keeping the circumferential side surface of the engaging protrusion and the circumferential side surface of the engaging recess in the first combination in contact, , a first movement amount, which is a radial movement amount of the anti-rotation member with respect to the housing, necessary for bringing the circumferential side surface of the engaging projection into contact with the circumferential side surface of the engaging recess; seek,
The fitting shaft required to bring the circumferential side surface of the engaging protrusion into contact with the circumferential side surface of the engaging recess in the second combination based on the first movement amount. A second movement amount, which is a radial movement amount of the fitting hole portion (the anti-rotation member) with respect to the portion (the screw shaft), is determined.

本発明の一態様にかかるボールねじ装置の設計方法では、前記軸側ボールねじ溝及び前記ナット側ボールねじ溝と前記ボールとの間の内部隙間、前記ナットを前記ハウジングに対して回転自在に支持するためのラジアル転がり軸受の内部隙間、並びに／又は、前記ラジアル転がり軸受の外輪と前記ハウジングとの間の内部隙間に基づいて、前記ハウジングに対して前記ねじ軸が径方向に移動可能な量を、前記第１移動量から減じて得られた値に基づいて、前記第２移動量を決定することができる。 In the method for designing a ball screw device according to an aspect of the present invention, an internal gap between the shaft-side ball screw groove and the nut-side ball screw groove and the ball and the nut are rotatably supported with respect to the housing. and/or the internal clearance between the outer ring of the radial rolling bearing and the housing to determine the amount of radial movement of the screw shaft with respect to the housing. , the second amount of movement can be determined based on a value obtained by subtracting from the first amount of movement.

本発明の一態様にかかるボールねじ装置によれば、直線運動要素であるねじ軸の回り止めを、損傷を防止しつつ、低コストで実現することができる。 According to the ball screw device according to one aspect of the present invention, the anti-rotation of the screw shaft, which is a linear motion element, can be achieved at low cost while preventing damage.

図１は、実施の形態の第１例にかかるボールねじ装置の部分切断斜視図である。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a ball screw device according to a first embodiment. 図２は、実施の形態の第１例にかかるボールねじ装置を、ハウジングを省略して示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the ball screw device according to the first embodiment with the housing omitted. 図３は、図２のＡ－Ａ断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 図４は、図３の左側から見た端面図である。4 is an end view seen from the left side of FIG. 3. FIG. 図５は、実施の形態の第１例にかかるボールねじ装置の設計方法を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a method of designing the ball screw device according to the first example of the embodiment; 図６は、実施の形態の第２例にかかるボールねじ装置から、ねじ軸及び回り止め部材を取り出して示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a screw shaft and a detent member extracted from the ball screw device according to the second embodiment. 図７は、図６のＢ－Ｂ断面図である。7 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 6. FIG. 図８は、実施の形態の第３例を示す、図７に相当する図である。FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 7, showing a third example of the embodiment. 図９は、従来構造のボールねじ装置を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a conventional ball screw device. 図１０は、図９のＣ－Ｃ断面図である。10 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 9. FIG.

［実施の形態の第１例］
実施の形態の第１例について、図１～図５を用いて説明する。 [First example of embodiment]
A first example of the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.

〔ボールねじ装置の全体構成〕
本例のボールねじ装置１は、たとえば電動ブレーキブースター装置に組み込まれ、駆動源である電動モータ２１の回転運動を、図示しないピストンの直線運動に変換する用途で使用される。 [Overall Configuration of Ball Screw Device]
The ball screw device 1 of this example is incorporated in, for example, an electric brake booster device, and is used for converting rotary motion of an electric motor 21, which is a drive source, into linear motion of a piston (not shown).

ボールねじ装置１は、ねじ軸２と、ナット３と、複数のボール４と、ハウジング５と、回り止め部材６とを備える。 A ball screw device 1 includes a screw shaft 2 , a nut 3 , a plurality of balls 4 , a housing 5 and a detent member 6 .

ねじ軸２は、回り止め部材６により、ハウジング５に対する相対回転が阻止されている。すなわち、ねじ軸２は、ハウジング５の内側を直線運動する、直線運動要素である。ねじ軸２は、ナット３の内側に挿通され、ナット３と同軸に配置されている。ナット３は、電動モータ２１により回転駆動され、使用時に回転運動する回転運動要素である。このため、本例のボールねじ装置１は、ナット３を回転駆動し、ねじ軸２を直線運動させる態様で使用する。 The screw shaft 2 is prevented from rotating relative to the housing 5 by the anti-rotation member 6 . That is, the screw shaft 2 is a linear motion element that linearly moves inside the housing 5 . The screw shaft 2 is inserted through the inside of the nut 3 and arranged coaxially with the nut 3 . The nut 3 is a rotary motion element that is driven to rotate by the electric motor 21 and rotates during use. For this reason, the ball screw device 1 of this example is used in a mode in which the nut 3 is rotationally driven and the screw shaft 2 is linearly moved.

ねじ軸２の外周面とナット３の内周面との間には、螺旋状の負荷路７が備えられている。負荷路７には、複数のボール４が転動可能に配置されている。ねじ軸２とナット３とを相対回転させると、負荷路７の終点に達したボール４は、ナット３の内周面に形成された図示しない循環溝を通じて、負荷路７の始点へと戻される。以下、ボールねじ装置１の各構成部品の構造について説明する。 A spiral load path 7 is provided between the outer peripheral surface of the screw shaft 2 and the inner peripheral surface of the nut 3 . A plurality of balls 4 are rotatably arranged in the load path 7 . When the screw shaft 2 and the nut 3 are relatively rotated, the balls 4 that have reached the end point of the load path 7 are returned to the starting point of the load path 7 through a circulation groove (not shown) formed on the inner peripheral surface of the nut 3. . The structure of each component of the ball screw device 1 will be described below.

以下の説明において、軸方向、径方向及び円周方向とは、特に断らない限り、ねじ軸に関する軸方向、径方向及び円周方向をいう。又、軸方向一方側とは、図１～図３の左側を指し、軸方向他方側とは、図１～図３の右側を指す。 In the following description, axial direction, radial direction and circumferential direction refer to the axial direction, radial direction and circumferential direction with respect to the screw shaft unless otherwise specified. Further, the one axial side refers to the left side in FIGS. 1 to 3, and the other axial side refers to the right side in FIGS.

〈ねじ軸〉
ねじ軸２は、金属製で、ねじ部８と嵌合軸部９とを備える。ねじ部８と嵌合軸部９とは、同軸に配置されており、一体に構成されている。 <Screw shaft>
The screw shaft 2 is made of metal and has a threaded portion 8 and a fitting shaft portion 9 . The threaded portion 8 and the fitting shaft portion 9 are coaxially arranged and integrally formed.

ねじ部８は、外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝１０を有する。軸側ボールねじ溝１０は、ねじ部８の外周面に、研削加工（切削加工）又は転造加工を施すことにより形成されている。本例では、軸側ボールねじ溝１０の条数を１条としている。軸側ボールねじ溝１０の断面の溝形状（溝底形状）は、ゴシックアーチ溝又はサーキュラアーク溝である。 The screw portion 8 has a spiral shaft-side ball screw groove 10 on its outer peripheral surface. The shaft-side ball screw groove 10 is formed by subjecting the outer peripheral surface of the threaded portion 8 to grinding (cutting) or rolling. In this example, the number of threads of the shaft-side ball screw groove 10 is one. The cross-sectional groove shape (groove bottom shape) of the shaft-side ball screw groove 10 is a Gothic arch groove or a circular arc groove.

嵌合軸部９は、ねじ部８の軸方向一方側に隣接配置されており、ねじ部８よりも小径である。すなわち、嵌合軸部９は、軸側ボールねじ溝１０の溝底径よりも小さい外径を有する。このため、ねじ軸２は、ねじ部８と嵌合軸部９との間に、軸方向一方側を向いた段差面１１を有する。別の言い方をすれば、ねじ部８の軸方向一方側の側面を、段差面１１としている。段差面１１は、ねじ軸２の中心軸に直交する仮想平面上に存在する平坦面である。 The fitting shaft portion 9 is arranged adjacent to one axial side of the threaded portion 8 and has a smaller diameter than the threaded portion 8 . That is, the fitting shaft portion 9 has an outer diameter smaller than the groove bottom diameter of the shaft-side ball screw groove 10 . For this reason, the screw shaft 2 has a stepped surface 11 facing one side in the axial direction between the threaded portion 8 and the fitting shaft portion 9 . In other words, the side surface on one side in the axial direction of the threaded portion 8 is the stepped surface 11 . The stepped surface 11 is a flat surface that exists on a virtual plane perpendicular to the central axis of the screw shaft 2 .

嵌合軸部９は、非円形の断面形状を有する。本例では、嵌合軸部９は、外周面に雄セレーション歯１２を全周にわたり有している。すなわち、嵌合軸部９は、セレーション軸部により構成されている。 The fitting shaft portion 9 has a non-circular cross-sectional shape. In this example, the fitting shaft portion 9 has male serration teeth 12 on the outer peripheral surface over the entire circumference. That is, the fitting shaft portion 9 is configured by a serration shaft portion.

さらに、ねじ軸２は、嵌合軸部９の軸方向一方側に隣接配置され、軸方向一方側に向かうほど外径が小さくなる円すい台状の接続軸部１３と、接続軸部１３の軸方向一方側に隣接配置された小径軸部１４とを備える。別の言い方をすれば、嵌合軸部９と、嵌合軸部９の外径よりも小さい外径を有し、嵌合軸部９よりも軸方向一方側に位置する小径軸部１４とは、軸方向一方側に向かうほど外径が小さくなる接続軸部１３により接続されている。 Further, the screw shaft 2 is arranged adjacent to one axial side of the fitting shaft portion 9, and has a truncated conical connecting shaft portion 13 whose outer diameter decreases toward the one axial side. and a small-diameter shaft portion 14 adjacently arranged on one side in the direction. In other words, the fitting shaft portion 9 and the small-diameter shaft portion 14 having an outer diameter smaller than the outer diameter of the fitting shaft portion 9 and positioned on one side of the fitting shaft portion 9 in the axial direction. are connected by a connecting shaft portion 13 whose outer diameter decreases toward one side in the axial direction.

ねじ軸２は、ねじ部８をナット３の内側に挿通した状態で、ナット３と同軸に配置されている。 The screw shaft 2 is arranged coaxially with the nut 3 with the threaded portion 8 inserted inside the nut 3 .

〈ナット〉
ナット３は、金属製で、全体が円筒状に構成されている。ナット３は、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝１５及び図示しない循環溝を有する。 <nut>
The nut 3 is made of metal and has a cylindrical shape as a whole. The nut 3 has a helical nut-side ball screw groove 15 and a circulation groove (not shown) on its inner peripheral surface.

ナット側ボールねじ溝１５は、螺旋形状を有しており、ナット３の内周面に、たとえば研削加工（切削加工）又は転造タップ加工（切削タップ加工）を施すことにより形成されている。ナット側ボールねじ溝１５は、軸側ボールねじ溝１０と同じリードを有する。このため、ねじ軸２のねじ部８をナット３の内側に挿通配置した状態で、軸側ボールねじ溝１０とナット側ボールねじ溝１５とは径方向に対向するように配置され、螺旋状の負荷路７を構成する。ナット側ボールねじ溝１５の条数は、軸側ボールねじ溝１０と同様に１条である。ナット側ボールねじ溝１５の断面の溝形状も、軸側ボールねじ溝１０と同様に、ゴシックアーチ溝又はサーキュラアーク溝である。 The nut-side ball screw groove 15 has a helical shape and is formed by subjecting the inner peripheral surface of the nut 3 to grinding (cutting) or rolling tapping (cutting tapping), for example. The nut-side ball screw groove 15 has the same lead as the shaft-side ball screw groove 10 . Therefore, in a state in which the threaded portion 8 of the screw shaft 2 is inserted inside the nut 3, the shaft-side ball screw groove 10 and the nut-side ball screw groove 15 are arranged so as to face each other in the radial direction, forming a spiral shape. A load path 7 is configured. The number of threads of the nut-side ball screw groove 15 is one, like the shaft-side ball screw groove 10 . The groove shape of the cross section of the nut-side ball screw groove 15 is also a gothic arch groove or a circular arc groove, like the shaft-side ball screw groove 10 .

循環溝は、略Ｓ字形状を有しており、ナット３の内周面に、たとえば鍛造加工（冷間鍛造加工）によって形成されている。循環溝は、ナット側ボールねじ溝１５のうち、軸方向に隣り合う部分同士をなめらかに接続し、負荷路７の始点と終点とをつないでいる。このため、負荷路７の終点にまで達したボール４は、循環溝を通じて、負荷路７の始点にまで戻される。なお、負荷路７の始点と終点とは、ねじ軸２とナット３との軸方向に関する相対変位の方向（相対回転方向）に応じて入れ替わる。 The circulation groove has a substantially S-shape and is formed on the inner peripheral surface of the nut 3 by, for example, forging (cold forging). The circulation groove smoothly connects axially adjacent portions of the nut-side ball screw groove 15 and connects the start point and the end point of the load path 7 . Therefore, the ball 4 that has reached the end point of the load path 7 is returned to the starting point of the load path 7 through the circulation groove. The start point and the end point of the load path 7 are interchanged according to the relative displacement direction (relative rotation direction) between the screw shaft 2 and the nut 3 in the axial direction.

循環溝は、ボール４の直径よりもわずかに大きな溝幅を有し、循環溝を移動するボール４が、軸側ボールねじ溝１０のねじ山を乗り越えることができる溝深さを有している。なお、本例のボールねじ装置１では、循環溝をナット３の内周面に直接形成しているが、循環溝をナットとは別体の循環部品（たとえばコマ）に形成し、該循環部品をナットに対して固定することもできる。 The circulation groove has a groove width that is slightly larger than the diameter of the balls 4, and has a groove depth that allows the balls 4 moving in the circulation groove to climb over the threads of the shaft-side ball screw groove 10. . In the ball screw device 1 of this embodiment, the circulation groove is formed directly on the inner peripheral surface of the nut 3. However, the circulation groove is formed in a separate circulation component (for example, a top) separate from the nut. can also be fixed against the nut.

本例のボールねじ装置１は、ナット３を回転運動要素として用いる。そこで、ナット３をハウジング５に対して回転自在に支持するために、ナット３は、軸方向一方側の端部外周面に、内輪軌道１６を全周にわたり有している。本例では、内輪軌道１６は、円弧形の断面形状を有する。ナット３は、ラジアル転がり軸受１７により、ハウジング５に対して回転自在に支持されている。ラジアル転がり軸受１７は、ナット３の内輪軌道１６と、ハウジング５のうち、後述する大径筒部２８に内嵌された外輪１８の内周面に備えられた外輪軌道１９との間に、複数個の転動体２０を転動自在に配置することにより構成されている。本例では、転動体２０として玉を使用したラジアル玉軸受により、ラジアル転がり軸受１７が構成されている。 The ball screw device 1 of this example uses the nut 3 as a rotational movement element. Therefore, in order to rotatably support the nut 3 with respect to the housing 5, the nut 3 has an inner ring raceway 16 over the entire circumference on the outer peripheral surface of the end on one side in the axial direction. In this example, the inner ring raceway 16 has an arcuate cross-sectional shape. The nut 3 is rotatably supported with respect to the housing 5 by a radial rolling bearing 17 . A plurality of radial rolling bearings 17 are provided between an inner ring raceway 16 of the nut 3 and an outer ring raceway 19 provided on the inner peripheral surface of an outer ring 18 fitted inside a large-diameter cylindrical portion 28 of the housing 5, which will be described later. It is constructed by arranging individual rolling elements 20 so as to be able to roll. In this example, the radial rolling bearing 17 is composed of a radial ball bearing using balls as the rolling elements 20 .

又、ナット３は、電動モータ２１により回転駆動される。電動モータ２１は、ナット３の軸方向他側部分の外周面に外嵌固定されたロータ２２と、モータハウジング２３の内周面に支持固定され、ロータ２２に対向するステータ２４とを備える。したがって、本例のボールねじ装置１では、ステータ２４への通電に基づいてロータ２２を回転駆動することにより、ナット３を回転駆動可能としている。 Also, the nut 3 is rotationally driven by an electric motor 21 . The electric motor 21 includes a rotor 22 fitted and fixed to the outer peripheral surface of the nut 3 on the other side in the axial direction, and a stator 24 supported and fixed to the inner peripheral surface of the motor housing 23 and facing the rotor 22 . Therefore, in the ball screw device 1 of this example, the nut 3 can be rotationally driven by rotationally driving the rotor 22 based on the energization of the stator 24 .

又、本例では、ナット３は、軸方向一方側の端部に、回転側係合部２５を有する。回転側係合部２５は、扇柱形状を有し、かつ、円周方向一方側（図２の上側）の側面に、平坦面状の回転側ストッパ面２６を有する。回転側ストッパ面２６は、ナット３の中心軸と略平行に配置されている。図示の例では、ナット３は、回転側係合部２５を含め全体を一体に構成されているが、本発明を実施する場合、ナットを、内周面にナット側ボールねじ溝を有する円筒部材と、別体に構成された回転側係合部とを結合固定することで構成することもできる。 In addition, in this example, the nut 3 has a rotation-side engaging portion 25 at one end in the axial direction. The rotation-side engaging portion 25 has a fan column shape, and has a flat rotation-side stopper surface 26 on one circumferential side (upper side in FIG. 2). The rotation-side stopper surface 26 is arranged substantially parallel to the central axis of the nut 3 . In the illustrated example, the nut 3 is integrally configured as a whole including the rotation-side engaging portion 25. However, when carrying out the present invention, the nut is a cylindrical member having a nut-side ball screw groove on its inner peripheral surface. and a rotation-side engaging portion configured separately can be coupled and fixed.

〈ボール〉
ボール４は、所定の直径を有する鋼球であり、負荷路７及び循環溝に転動可能に配置されている。負荷路７に配置されたボール４は、圧縮荷重を受けながら転動するのに対し、循環溝に配置されたボール４は、圧縮荷重を受けることなく、後続のボール４に押されて転動する。 <ball>
The balls 4 are steel balls having a predetermined diameter, and are rotatably arranged in the load path 7 and the circulation groove. The balls 4 arranged in the load path 7 roll while being subjected to a compressive load, whereas the balls 4 arranged in the circulation groove are pushed by the following balls 4 and roll without receiving a compressive load. do.

〈ハウジング〉
ハウジング５は、段付円筒形状を有しており、軸方向一方側の小径筒部２７と軸方向他方側の大径筒部２８とを、中空円形板状の側板部２９により接続してなる。 <housing>
The housing 5 has a stepped cylindrical shape. .

小径筒部２７は、有底円筒形状を有する。すなわち、小径筒部２７は、円筒部３０と、円筒部３０の軸方向一方側の端部を塞ぐ底板部３１とを備える。円筒部３０の内周面には、ねじ軸２の小径軸部１４に支持固定された図示しないピストンが、軸方向の移動を可能に嵌装されている。又、ピストンと底板部３１との間には、図示しないコイルばねが配置されている。コイルばねは、ピストンを軸方向他方側に向けて押圧し、ピストン及びねじ軸２を所定の位置（たとえば初期位置）に戻す機能を有する。 The small-diameter cylindrical portion 27 has a cylindrical shape with a bottom. That is, the small-diameter cylindrical portion 27 includes a cylindrical portion 30 and a bottom plate portion 31 that closes one axial end of the cylindrical portion 30 . A piston (not shown) supported and fixed to the small-diameter shaft portion 14 of the screw shaft 2 is fitted on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 30 so as to be movable in the axial direction. A coil spring (not shown) is arranged between the piston and the bottom plate portion 31 . The coil spring has a function of pressing the piston toward the other side in the axial direction and returning the piston and screw shaft 2 to a predetermined position (for example, initial position).

大径筒部２８は、内周面の円周方向２箇所に係合凹部３２ａ、３２ｂを有する。それぞれの係合凹部３２ａ、３２ｂは、軸方向に伸長する凹溝により構成され、かつ、矩形の断面形状を有する。それぞれの係合凹部３２ａ、３２ｂの内面のうち、互いに対向する１対の内側面（円周方向側面）３３ａ、３３ｂは、互いに平行、かつ、大径筒部２８の中心軸に平行な平坦面により構成されている。本例では、２つの係合凹部３２ａ、３２ｂは、大径筒部２８の内周面の径方向反対側２箇所に備えられている。なお、係合凹部３２ａ、３２ｂの断面形状は、矩形に限らず、略台形や部分円弧形などにより構成することもできる。 The large-diameter cylindrical portion 28 has engaging recesses 32a and 32b at two circumferential locations on the inner peripheral surface. Each of the engaging recesses 32a, 32b is composed of a recessed groove extending in the axial direction and has a rectangular cross-sectional shape. Of the inner surfaces of the respective engaging recesses 32a and 32b, a pair of inner side surfaces (circumferential direction side surfaces) 33a and 33b that face each other are flat surfaces that are parallel to each other and parallel to the central axis of the large-diameter cylindrical portion 28. It is composed of In this example, the two engaging recesses 32a and 32b are provided at two locations on the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 28 on opposite sides in the radial direction. Note that the cross-sectional shape of the engaging recesses 32a and 32b is not limited to a rectangular shape, and can be formed in a substantially trapezoidal shape, a partial arc shape, or the like.

大径筒部２８は、軸方向他方側の端部に、径方向外側に向けて突出するフランジ部３４を有する。フランジ部３４には、電動モータ２１のモータハウジング２３が結合固定されている。 The large-diameter tubular portion 28 has a flange portion 34 protruding radially outward at the other end portion in the axial direction. A motor housing 23 of the electric motor 21 is coupled and fixed to the flange portion 34 .

〈回り止め部材〉
回り止め部材６は、ハウジング５に対するねじ軸２の相対回転を阻止する機能を有し、金属により構成されている。回り止め部材６は、円環形状を有するボス部３５と、２個の係合凸部３６ａ、３６ｂと、非回転側係合部３７とを備える。回り止め部材６は、ボス部３５を、ねじ軸２の嵌合軸部９に対して相対回転不能に外嵌し、かつ、それぞれの係合凸部３６ａ、３６ｂを、ハウジング５のそれぞれの係合凹部３２ａ、３２ｂに係合させることにより、ハウジング５に対してねじ軸２が相対回転するのを阻止している。 <Detent member>
The anti-rotation member 6 has a function of preventing relative rotation of the screw shaft 2 with respect to the housing 5, and is made of metal. The anti-rotation member 6 includes a boss portion 35 having an annular shape, two engaging convex portions 36a and 36b, and a non-rotating side engaging portion 37. As shown in FIG. The anti-rotation member 6 has a boss portion 35 fitted to the fitting shaft portion 9 of the screw shaft 2 so as not to rotate relative to each other, and the respective engaging convex portions 36 a and 36 b are engaged with the respective engaging portions of the housing 5 . The screw shaft 2 is prevented from rotating relative to the housing 5 by engaging the joint recesses 32a and 32b.

ボス部３５は、ねじ軸２の嵌合軸部９に対して相対回転不能に外嵌されている。ボス部３５は、中心部に、軸方向に貫通し、かつ、嵌合軸部９に相対回転不能に非円形嵌合される嵌合孔部３８を有する。本例では、嵌合孔部３８は、内周面に雌セレーション歯３９を全周にわたって有している。すなわち、嵌合孔部３８は、セレーション孔により構成されている。ボス部３５は、嵌合孔部３８の内周面に形成された雌セレーション歯３９を、嵌合軸部９の外周面に形成された雄セレーション歯１２に対してセレーション係合させることで、嵌合軸部９に対して相対回転不能に外嵌されている。本例では、ボス部３５を、嵌合軸部９に対して、相対回転を不能に、かつ、径方向に関してわずかに相対変位を可能に緩くセレーション係合させている。別の言い方をすれば、ボス部３５を、嵌合軸部９に対して、相対回転を不能に隙間嵌合させている。 The boss portion 35 is fitted on the fitting shaft portion 9 of the screw shaft 2 so as not to rotate relative to the fitting shaft portion 9 . The boss portion 35 has a fitting hole portion 38 axially penetrating through the center thereof and non-circularly fitted to the fitting shaft portion 9 so as not to rotate relative to each other. In this example, the fitting hole portion 38 has female serration teeth 39 on the inner peripheral surface over the entire circumference. That is, the fitting hole portion 38 is configured by a serration hole. The boss portion 35 engages the female serration teeth 39 formed on the inner peripheral surface of the fitting hole portion 38 with the male serration teeth 12 formed on the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 9. It is fitted on the fitting shaft portion 9 so as not to be relatively rotatable. In this example, the boss portion 35 is loosely serrated-engaged with the fitting shaft portion 9 so as to prevent relative rotation and allow slight relative displacement in the radial direction. In other words, the boss portion 35 is gap-fitted to the fitting shaft portion 9 so as not to rotate relative to each other.

ボス部３５を嵌合軸部９に対して相対回転不能に外嵌した状態で、ボス部３５の軸方向他方側の側面の径方向内側部分を、ねじ軸２の段差面１１に当接させ（突き当て）、かつ、ボス部３５の軸方向一方側の側面の径方向内側部分を、嵌合軸部９に係止した止め輪４０に当接させている（突き当てている）。別の言い方をすれば、ボス部３５は、ねじ軸２の段差面１１と、嵌合軸部９に係止した止め輪４０とにより軸方向両側から挟持されている。これにより、ねじ軸２に対する回り止め部材６の軸方向変位が阻止されている。 With the boss portion 35 fitted to the fitting shaft portion 9 so as not to rotate relative to the fitting shaft portion 9 , the radially inner portion of the side surface on the other axial side of the boss portion 35 is brought into contact with the stepped surface 11 of the screw shaft 2 . (Abutting), and the radially inner portion of the side surface on one axial side of the boss portion 35 is brought into contact with the retaining ring 40 locked to the fitting shaft portion 9 (abutting). In other words, the boss portion 35 is sandwiched from both sides in the axial direction by the stepped surface 11 of the screw shaft 2 and the snap ring 40 engaged with the fitting shaft portion 9 . As a result, axial displacement of the anti-rotation member 6 with respect to the screw shaft 2 is prevented.

それぞれの係合凸部３６ａ、３６ｂは、ボス部３５の外周面から径方向外側に向けて突出しており、ハウジング５に備えられた係合凹部３２ａ、３２ｂに係合している。それぞれの係合凸部３６ａ、３６ｂは、略矩形柱形状を有する。すなわち、それぞれの係合凸部３６ａ、３６ｂの外面のうち、互いに反対方向を向いた１対の外側面（円周方向側面）４１ａ、４１ｂは、互いに平行、かつ、嵌合孔部３８の中心軸Ｏ３８に平行な平坦面により構成されている。本例では、２つの係合凸部３６ａ、３６ｂは、ボス部３５の外周面の径方向反対側２箇所から径方向外側に向けて突出している。なお、係合凸部３６ａ、３６ｂは、略矩形柱状形状に限らず、係合凹部３２ａ、３２ｂと係合可能であれば、種々の形状を採用することができる。 The engaging projections 36 a and 36 b protrude radially outward from the outer peripheral surface of the boss portion 35 and are engaged with engaging recesses 32 a and 32 b provided in the housing 5 . Each of the engaging projections 36a, 36b has a substantially rectangular columnar shape. That is, of the outer surfaces of the respective engaging projections 36a and 36b, a pair of outer side surfaces (circumferential direction side surfaces) 41a and 41b facing in opposite directions are parallel to each other and located at the center of the fitting hole 38. It is constituted by flat surfaces parallel to the axis O 38 . In this example, the two engaging protrusions 36 a and 36 b protrude radially outward from two locations on the outer peripheral surface of the boss portion 35 on opposite sides in the radial direction. The engaging projections 36a and 36b are not limited to the substantially rectangular columnar shape, and various shapes can be employed as long as they can be engaged with the engaging recesses 32a and 32b.

なお、係合凹部３２ａ、３２ｂ及び係合凸部３６ａ、３６ｂの製造誤差にかかわらず、係合凸部３６ａ、３６ｂの円周方向幅Ｗ３６を、係合凹部３２ａ、３２ｂの円周方向幅Ｗ３２よりも小さくしている。すなわち、係合凸部３６ａ、３６ｂを係合凹部３２ａ、３２ｂに係合した（係合凹部３２ａ、３２ｂの内側に配置した）状態で、係合凸部３６ａ、３６ｂはわずかに円周方向に変位可能である。 Regardless of the manufacturing error of the engaging recesses 32a, 32b and the engaging protrusions 36a, 36b, the circumferential width W36 of the engaging protrusions 36a, 36b is It is smaller than W32 . That is, when the engaging protrusions 36a and 36b are engaged with the engaging recesses 32a and 32b (arranged inside the engaging recesses 32a and 32b), the engaging protrusions 36a and 36b are slightly displaced in the circumferential direction. Displaceable.

非回転側係合部３７は、２つの係合凸部３６ａ、３６ｂのうちの一方（図１の上側）の係合凸部３６ａの軸方向他方側の側面から軸方向他方側に突出している。非回転側係合部３７は、略矩形柱形状を有し、かつ、円周方向他方側（図２の下側）の側面に、平坦面状の非回転側ストッパ面４２を有する。非回転側ストッパ面４２は、ねじ軸２がナット３に対して軸方向他方側に相対移動してストロークエンドに達した状態で、回転側ストッパ面２６と面接触する。このために本例では、非回転側ストッパ面４２は、嵌合孔部３８の中心軸Ｏ３８と略平行に配置されている。 The non-rotating side engaging portion 37 protrudes from the side surface on the other axial side of one of the two engaging convex portions 36a and 36b (the upper side in FIG. 1) toward the other axial side. . The non-rotating side engaging portion 37 has a substantially rectangular columnar shape, and has a flat non-rotating side stopper surface 42 on the side surface on the other side in the circumferential direction (lower side in FIG. 2). The non-rotation-side stopper surface 42 comes into surface contact with the rotation-side stopper surface 26 in a state in which the screw shaft 2 has moved relative to the nut 3 to the other side in the axial direction and has reached the stroke end. For this reason, in this example, the non-rotation side stopper surface 42 is arranged substantially parallel to the central axis O 38 of the fitting hole portion 38 .

本例では、ねじ軸２に、ハウジング５に対して相対回転させる方向（図４の例では時計方向）の力が加わった場合に、ハウジング５に対するねじ軸２の回転方向にかかわらず、２個の係合凸部３６ａ、３６ｂのそれぞれの外側面４１ａ、４１ｂのうち、回転方向前側（図示の例では円周方向他方側）の外側面４１ｂ（又は４１ａ）のいずれもが、２個の係合凹部３２ａ、３２ｂのそれぞれの内側面３３ａ、３３ｂのうち、回転方向前側の内側面３３ｂ（又は３３ａ）に当接するようにしている。本例のボールねじ装置１では、２個の係合凸部３６ａ、３６ｂのそれぞれの外側面４１ｂ（又は４１ａ）が、２個の係合凹部３２ａ、３２ｂのそれぞれの内側面３３ｂ（又は３３ａ）に当接した状態で、嵌合軸部９の中心軸Ｏ９と嵌合孔部３８の中心軸Ｏ３８とが非同軸に配置されている。 In this example, when a force is applied to the screw shaft 2 in a direction to rotate it relative to the housing 5 (clockwise in the example of FIG. 4), regardless of the rotation direction of the screw shaft 2 with respect to the housing 5, two Out of the outer side surfaces 41a and 41b of the engaging protrusions 36a and 36b, the outer side surface 41b (or 41a) on the front side in the rotational direction (the other side in the circumferential direction in the illustrated example) Of the inner side surfaces 33a, 33b of the joint recesses 32a, 32b, the inner side surface 33b (or 33a) on the front side in the rotational direction is brought into contact. In the ball screw device 1 of the present example, the outer side surfaces 41b (or 41a) of the two engaging protrusions 36a and 36b correspond to the inner side surfaces 33b (or 33a) of the two engaging recesses 32a and 32b. , the center axis O9 of the fitting shaft portion 9 and the center axis O38 of the fitting hole portion 38 are arranged non-coaxially.

このために本例では、ボス部３５の嵌合孔部３８を、ねじ軸２の嵌合軸部９に対して、相対回転を不能に、かつ、径方向に関してわずかに相対変位を可能に緩く外嵌している。具体的には、本例では、嵌合軸部９の外周面に形成された雄セレーション歯１２のピッチ円直径を、嵌合孔部３８の内周面に形成された雌セレーション歯３９のピッチ円直径よりも小さくしている。これにより、ねじ軸２の中心軸Ｏ２と嵌合孔部３８の中心軸Ｏ３８とを同軸に配置した状態で、嵌合軸部９の外周面と嵌合孔部３８の内周面との間に、ラジアル隙間Ｃ（図５（Ｃ）参照）が存在するようにしている。 For this reason, in this example, the fitting hole portion 38 of the boss portion 35 is loosely attached to the fitting shaft portion 9 of the screw shaft 2 so as to prevent relative rotation and allow slight relative displacement in the radial direction. It fits on the outside. Specifically, in this example, the pitch circle diameter of the male serration teeth 12 formed on the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 9 is equal to the pitch of the female serration teeth 39 formed on the inner peripheral surface of the fitting hole portion 38 . smaller than the circle diameter. As a result, the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 9 and the inner peripheral surface of the fitting hole portion 38 are aligned with the central axis O2 of the screw shaft 2 and the central axis O38 of the fitting hole portion 38 coaxially arranged. A radial gap C (see FIG. 5(C)) is present between them.

なお、本例では、雌セレーション歯３９のピッチ円直径と雄セレーション歯１２のピッチ円直径との差であるラジアル隙間Ｃの大きさを、雄セレーション歯１２の歯丈（＝雌セレーション歯３９の歯丈）よりも小さくしている。したがって、図４では、嵌合軸部９と嵌合孔部３８とは、円周方向１箇所位置（図４の右上部分）でのみ係合しているように見えるが、実際には、嵌合軸部９と嵌合孔部３８とは、係合深さは一定ではないものの、全周にわたって係合している。 In this example, the size of the radial gap C, which is the difference between the pitch circle diameter of the female serration tooth 39 and the pitch circle diameter of the male serration tooth 12, is defined as the tooth height of the male serration tooth 12 (=the length of the female serration tooth 39). tooth length). Therefore, in FIG. 4, it appears that the fitting shaft portion 9 and the fitting hole portion 38 are engaged only at one position in the circumferential direction (upper right portion of FIG. 4). The coupling shaft portion 9 and the fitting hole portion 38 are engaged over the entire circumference although the depth of engagement is not constant.

次に、ラジアル隙間Ｃの大きさの設定方法について、図５（Ａ）～図５（Ｄ）を用いて説明する。 Next, a method for setting the size of the radial gap C will be described with reference to FIGS. 5(A) to 5(D).

まず、図５（Ｂ）に示すように、嵌合軸部９の中心軸Ｏ９と嵌合孔部３８の中心軸Ｏ３８とを同軸に配置した状態で、互いに係合する係合凸部３６ａ、３６ｂと係合凹部３２ａ、３２ｂとの組み合わせのうち、一方（図５（Ｂ）の上側）である第１の組み合わせについて、係合凸部３６ａの円周方向外側面４１ｂ（又は４１ａ）と係合凹部３２ａの円周方向内側面３３ｂ（又は３３ａ）とを当接させたときに、他方（図５（Ｂ）の下側）である第２の組み合わせについて、係合凸部３６ｂの円周方向外側面４１ｂ（又は４１ａ）と係合凹部３２ｂの円周方向内側面３３ｂ（又は３３ａ）との円周方向間隔ｄが製造公差の範囲で最も大きい解析モデルを作製する。 First, as shown in FIG. 5B, in a state in which the central axis O9 of the fitting shaft portion 9 and the central axis O38 of the fitting hole portion 38 are arranged coaxially, the engaging convex portions that engage with each other are formed. Of the combinations of 36a, 36b and engaging recesses 32a, 32b, for the first combination, which is one (the upper side in FIG. 5(B)), the circumferential outer surface 41b (or 41a) of the engaging protrusion 36a and the circumferential inner side surface 33b (or 33a) of the engaging recess 32a, the second combination (the lower side in FIG. 5(B)) of the engaging protrusion 36b An analysis model is prepared in which the circumferential distance d between the circumferential outer surface 41b (or 41a) and the circumferential inner surface 33b (or 33a) of the engaging recess 32b is the largest within the range of manufacturing tolerances.

なお、図５では、説明のため、２個の係合凸部３６ａ、３６ｂの円周方向幅Ｗ３６のみを互いに異ならせることで、第２の組み合わせにおける、係合凸部３６ｂの円周方向外側面４１ｂ（又は４１ａ）と係合凹部３２ｂの円周方向内側面３３ｂ（又は３３ａ）との円周方向間隔ｄを製造公差の範囲で最も大きくしている。ただし、実際には、係合凹部３２ａ、３２ｂの円周方向幅Ｗ３２、係合凹部３２ａ、３２ｂの円周方向に関する対称度や位置度、係合凹部３２ａ、３２ｂの内側面３３ａ、３３ｂの平面度や輪郭度、並びに／又は、係合凸部３６ａ、３６ｂの角度公差などの製造公差によっても、第２の組み合わせにおける、係合凸部３６ｂの円周方向外側面４１ｂ（又は４１ａ）と係合凹部３２ｂの円周方向内側面３３ｂ（又は３３ａ）との円周方向間隔ｄは変化する。したがって、本発明のボールねじ装置の設計方法を実施する場合、解析モデルを作製する際には、係合凸部の円周方向幅だけでなく、必要に応じて、係合凹部の円周方向幅、係合凹部の円周方向に関する対称度や位置度、係合凹部の内側面の平面度や輪郭度、並びに／又は、係合凸部の角度公差などの製造公差を考慮する。 In FIG. 5, for the sake of explanation, only the circumferential width W 36 of the two engaging projections 36a and 36b is different from each other, so that the engaging projections 36b in the second combination The circumferential distance d between the outer side surface 41b (or 41a) and the circumferentially inner side surface 33b (or 33a) of the engaging recess 32b is maximized within the manufacturing tolerance. However, in practice, the circumferential width W 32 of the engaging recesses 32a and 32b, the degree of symmetry and position in the circumferential direction of the engaging recesses 32a and 32b, the inner side surfaces 33a and 33b of the engaging recesses 32a and 32b Manufacturing tolerances, such as flatness, profile, and/or angular tolerances of the engaging protrusions 36a and 36b, may also affect the circumferential outer surface 41b (or 41a) of the engaging protrusions 36b and 41a in the second combination. The circumferential distance d between the engaging recess 32b and the circumferential inner side surface 33b (or 33a) varies. Therefore, when carrying out the design method of the ball screw device of the present invention, when creating an analysis model, not only the circumferential width of the engaging convex portion but also the circumferential width of the engaging concave portion, if necessary, Consider manufacturing tolerances such as width, circumferential symmetry and position of the engaging recess, flatness and profile of the inner surface of the engaging recess, and/or angular tolerance of the engaging protrusion.

次に、図５（Ｂ）に示すように、嵌合軸部９の中心軸Ｏ９と嵌合孔部３８の中心軸Ｏ３８とを同軸に配置した状態で、回り止め部材６をハウジング５に対し相対回転させ、第１の組み合わせに関して、係合凸部３６ａの外側面４１ｂ（又は４１ａ）と、係合凹部３２ａの内側面３３ｂ（又は３３ａ）とを当接させる。この状態で、第２の組み合わせにおける、係合凸部３６ｂの外側面４１ｂ（又は４１ａ）と、係合凹部３２ｂの内側面３３ｂ（又は３３ａ）との間の円周方向間隔ｄを、計算やシミュレーションにより求める。 Next, as shown in FIG. 5B, with the center axis O9 of the fitting shaft portion 9 and the center axis O38 of the fitting hole portion 38 arranged coaxially, the anti-rotation member 6 is attached to the housing 5. , and the outer side surface 41b (or 41a) of the engaging projection 36a and the inner side surface 33b (or 33a) of the engaging recess 32a are brought into contact with each other with respect to the first combination. In this state, the circumferential distance d between the outer surface 41b (or 41a) of the engaging projection 36b and the inner surface 33b (or 33a) of the engaging recess 32b in the second combination is calculated or Calculated by simulation.

次いで、円周方向間隔ｄに基づいて、第１の組み合わせにおける、係合凸部３６ａの外側面４１ｂ（又は４１ａ）と係合凹部３２ａの内側面３３ｂ（又は３３ａ）とを当接させたまま、第２の組み合わせにおける、係合凸部３６ｂの外側面４１ｂ（又は４１ａ）と係合凹部３２ｂの内側面３３ｂ（又は３３ａ）とを当接させるために必要な、ハウジング５に対する回り止め部材６の径方向移動量（大径筒部２８の内周面のうちで外輪１８が内嵌された部分である外輪嵌合部４６の中心軸に対する嵌合孔部３８の中心軸Ｏ３８の径方向移動量）である第１移動量Ｌを、計算やシミュレーションにより求める。 Next, based on the circumferential distance d, the outer surface 41b (or 41a) of the engaging projection 36a and the inner surface 33b (or 33a) of the engaging recess 32a in the first combination are kept in contact with each other. , the anti-rotation member 6 with respect to the housing 5 necessary for bringing the outer side surface 41b (or 41a) of the engaging projection 36b into contact with the inner side surface 33b (or 33a) of the engaging recess 32b in the second combination. (the radial direction of the central axis O38 of the fitting hole portion 38 with respect to the central axis of the outer ring fitting portion 46, which is the portion of the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 28 in which the outer ring 18 is fitted. A first movement amount L, which is the movement amount), is obtained by calculation or simulation.

次に、第１移動量Ｌから、ラジアル転がり軸受１７の内部隙間、外輪１８の外周面と外輪嵌合部４６との間のラジアル隙間、並びに／又は、ねじ軸２及びナット３とボール４との間の内部隙間などに基づいて、ハウジング５に対してねじ軸２が径方向に移動可能な量を減じて得られた値に基づいて、第２の組み合わせにおける、係合凸部３６ｂの外側面４１ｂ（又は４１ａ）と係合凹部３２ｂの内側面３３ｂ（又は３３ａ）とを当接させるために必要な、嵌合軸部９に対する嵌合孔部３８の移動量である第２移動量を、計算やシミュレーションにより求める。本例では、具体的には、嵌合軸部９の外周面と嵌合孔部３８の内周面との間のラジアル隙間の大きさ（＝（雄セレーション歯１２のピッチ円直径－雌セレーション歯３９のピッチ円直径）／２）を求める（図５（Ｃ））。 Next, from the first movement amount L, the internal clearance of the radial rolling bearing 17, the radial clearance between the outer peripheral surface of the outer ring 18 and the outer ring fitting portion 46, and/or the screw shaft 2, the nut 3, and the balls 4 Based on the value obtained by reducing the amount that the screw shaft 2 can move in the radial direction with respect to the housing 5 based on the internal gap between A second amount of movement, which is the amount of movement of the fitting hole portion 38 with respect to the fitting shaft portion 9 required to bring the side surface 41b (or 41a) into contact with the inner side surface 33b (or 33a) of the engaging recess 32b, is , calculated or simulated. Specifically, in this example, the size of the radial gap between the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 9 and the inner peripheral surface of the fitting hole portion 38 (=(pitch circle diameter of the male serration tooth 12−female serration The pitch circle diameter)/2) of the tooth 39 is obtained (Fig. 5(C)).

そして、嵌合軸部９の外周面と嵌合孔部３８の内周面との間のラジアル隙間Ｃの大きさを、上述のようにして求めたラジアル隙間の大きさ以上の大きさに設定する。このようなラジアル隙間Ｃの存在に加え、ラジアル転がり軸受１７の内部隙間、並びに、ねじ軸２及びナット３とボール４との間の内部隙間の存在などに基づいて、ハウジング５に対する回り止め部材６の径方向移動が許容される。この結果、ねじ軸２に、ハウジング５に対して相対回転させる方向の力が加わった場合に、ハウジング５に対するねじ軸２の回転方向にかかわらず、図５（Ｄ）に示すように、２個の係合凸部３６ａ、３６ｂのそれぞれの外側面４１ａ、４１ｂのうち、回転方向前側（図示の例では円周方向他方側）の外側面４１ｂ（又は４１ｂ）をいずれも、係合凹部３２ａ、３２ｂのそれぞれの内側面３３ａ、３３ｂのうち、回転方向前側の内側面３３ｂ（又は３３ａ）を当接させることができる。 Then, the size of the radial gap C between the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 9 and the inner peripheral surface of the fitting hole portion 38 is set to a size equal to or larger than the size of the radial gap obtained as described above. do. In addition to the existence of such a radial clearance C, based on the existence of internal clearances of the radial rolling bearing 17 and internal clearances between the screw shaft 2 and the nut 3 and the balls 4, etc., the anti-rotation member 6 relative to the housing 5 radial movement is allowed. As a result, when a force is applied to the screw shaft 2 in a direction to rotate it relative to the housing 5, the screw shaft 2 rotates in two directions as shown in FIG. Of the outer side surfaces 41a and 41b of the engaging protrusions 36a and 36b, the outer side surface 41b (or 41b) on the front side in the rotational direction (the other side in the circumferential direction in the illustrated example) is Of the respective inner side surfaces 33a, 33b of 32b, the inner side surface 33b (or 33a) on the front side in the rotational direction can be brought into contact.

すなわち、ねじ軸２に、ハウジング５に対して相対回転させる力が加わると、まず、係合凸部３６ａ、３６ｂの円周方向幅Ｗ３６と係合凹部３２ａ、３２ｂの円周方向幅Ｗ３２との差ΔＷが小さい側の組み合わせにおける、係合凸部３６ａ（又は３６ｂ）の円周方向前側の外側面４１ｂ（又は４１ａ）が、係合凹部３２ａ（又は３２ｂ）の円周方向前側の内側面３３ｂ（又は３３ａ）に当接する。この状態から、ハウジング５に対してねじ軸２がさらに相対回転しようとすると、前記差ΔＷが小さい側の組み合わせにおける、係合凸部３６ａ（又は３６ｂ）の外側面４１ｂ（又は４１ａ）と、係合凹部３２ａ（又は３２ｂ）の内側面３３ｂ（又は３３ａ）との当接部を支点として、回り止め部材６がハウジング５に対して揺動変位（径方向移動）する。そして、前記ΔＷが大きい側の組み合わせにおける、係合凸部３６ｂ（又は３６ａ）の円周方向前側の外側面４１ｂ（又は４１ａ）が、係合凹部３２ｂ（又は３２ａ）の円周方向前側の内側面３３ｂ（又は３３ａ）に当接する。 That is, when a force to rotate the screw shaft 2 relative to the housing 5 is applied, first, the circumferential width W 36 of the engaging projections 36a and 36b and the circumferential width W 32 of the engaging recesses 32a and 32b In the combination on the side where the difference ΔW between the It abuts on the side surface 33b (or 33a). From this state, when the screw shaft 2 tries to rotate further relative to the housing 5, the outer surface 41b (or 41a) of the engaging projection 36a (or 36b) in the combination on the side where the difference ΔW is smaller is engaged. The anti-rotation member 6 is pivotally displaced (radially moved) with respect to the housing 5 with the contact portion of the joint recess 32a (or 32b) with the inner side surface 33b (or 33a) as a fulcrum. In the combination on the side where ΔW is large, the outer surface 41b (or 41a) on the front side in the circumferential direction of the engagement projection 36b (or 36a) is the inner side surface 41b (or 41a) on the front side in the circumference direction of the engagement recess 32b (or 32a). It abuts on the side surface 33b (or 33a).

本例では、嵌合軸部９の外周面と嵌合孔部３８の内周面との間に、ラジアル隙間Ｃを設けることで、前記ΔＷが大きい側の組み合わせにおける、係合凸部３６ｂ（又は３６ａ）の円周方向前側の外側面４１ｂ（又は４１ａ）と、係合凹部３２ｂ（又は３２ａ）の円周方向前側の内側面３３ｂ（又は３３ａ）とを当接させるために必要な、嵌合軸部９に対する嵌合孔部３８の径方向移動量である第２移動量を確保している。ただし、本発明を実施する場合、ラジアル隙間Ｃを設けることに加え、あるいは、ラジアル隙間Ｃを設けることに代えて、嵌合軸部の外周面に形成された雄セレーション歯と、嵌合孔部の内周面に形成された雌セレーション歯との間のバックラッシュを適切に確保することで、第２の組み合わせにおける、係合凸部の円周方向側面と係合凹部の円周方向側面とを当接させるために必要な、前記嵌合軸部に対する前記嵌合孔部の径方向移動量である第２移動量を確保することもできる。 In this example, by providing a radial gap C between the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 9 and the inner peripheral surface of the fitting hole portion 38, the engagement convex portion 36b ( or 36a) on the front side in the circumferential direction and the inner side surface 33b (or 33a) on the front side in the circumferential direction of the engagement recess 32b (or 32a). A second movement amount, which is a radial movement amount of the fitting hole portion 38 with respect to the shaft coupling portion 9, is secured. However, when carrying out the present invention, in addition to providing the radial gap C, or instead of providing the radial gap C, the male serration teeth formed on the outer peripheral surface of the fitting shaft portion and the fitting hole portion By appropriately ensuring the backlash between the female serration teeth formed on the inner peripheral surface of the second combination, the circumferential side surface of the engaging protrusion and the circumferential side surface of the engaging recess in the second combination It is also possible to secure a second movement amount, which is a radial movement amount of the fitting hole portion with respect to the fitting shaft portion, which is necessary for bringing the fitting hole portion into contact with the fitting shaft portion.

〈ボールねじ装置の動作説明〉
本例のボールねじ装置１は、電動モータ２１によりナット３を回転駆動すると、回り止め部材６によりハウジング５に対する相対回転が阻止されたねじ軸２が、図示しないピストンとともに、ハウジング５の内側を直線運動する。具体的には、ピストンが、ハウジング５の小径筒部２７の内側を直線運動する。これにより、小径筒部２７の内側に充填した液体又は気体を、たとえば底板部３１に形成した図示しない連通孔を通じて排出又は吸入する。又は、ねじ軸２及びピストンを直線運動させる際には、底板部３１とピストンとの間に備えられた図示しないコイルばねを弾性変形させる。 <Explanation of the operation of the ball screw device>
In the ball screw device 1 of this embodiment, when the nut 3 is driven to rotate by the electric motor 21, the screw shaft 2 whose relative rotation with respect to the housing 5 is prevented by the anti-rotation member 6 moves along the inside of the housing 5 in a straight line together with a piston (not shown). Exercise. Specifically, the piston linearly moves inside the small-diameter cylindrical portion 27 of the housing 5 . As a result, the liquid or gas filled inside the small-diameter cylindrical portion 27 is discharged or sucked through, for example, a communication hole (not shown) formed in the bottom plate portion 31 . Alternatively, when linearly moving the screw shaft 2 and the piston, a coil spring (not shown) provided between the bottom plate portion 31 and the piston is elastically deformed.

ねじ軸２がナット３に対して軸方向一方側に相対移動してストロークエンドに達すると、ナット３に備えられた回転側係合部２５と、回り止め部材６に備えられた非回転側係合部３７とが円周方向に係合する。これにより、ナット３の回転が阻止される。このように、本例のボールねじ装置１は、回り止め部材６により、ねじ軸２がナット３に対して軸方向一方側に相対移動することに関するストロークエンドを規制することができる。なお、ねじ軸２がナット３に対して軸方向他方側に相対移動することに関するストロークエンドは、ねじ軸２の軸方向他方側の端面を、ハウジング５の軸方向一方側を向いた端面に突き当てることで規制することもできるし、あるいは、従来から知られた各種のストローク制限機構を利用して規制することもできる。 When the screw shaft 2 moves relative to the nut 3 in one axial direction and reaches the stroke end, the rotation-side engagement portion 25 provided on the nut 3 and the non-rotation-side engagement portion provided on the anti-rotation member 6 are engaged. The joining portion 37 engages in the circumferential direction. This prevents the nut 3 from rotating. Thus, in the ball screw device 1 of this example, the anti-rotation member 6 can regulate the stroke end associated with the relative movement of the screw shaft 2 to the nut 3 in the one axial direction. The stroke end associated with the movement of the screw shaft 2 relative to the nut 3 toward the other side in the axial direction is such that the end surface of the screw shaft 2 on the other side in the axial direction abuts the end surface of the housing 5 facing the one side in the axial direction. Restriction can be achieved by hitting, or restriction can be achieved using various conventionally known stroke restriction mechanisms.

本例のボールねじ装置１によれば、ねじ軸２に、ハウジング５に対して相対回転させる方向の力が加わった場合に、ハウジング５に対するねじ軸２の回転方向にかかわらず、ねじ軸２に相対回転不能に外嵌された回り止め部材６の、２個のなどによっても、のうち、回転方向前側の外側面４１ｂ（又は３３ｂ）をいずれも、係合凹部３２ａ、３２ｂのそれぞれの内側面３３ａ、３３ｂのうち、回転方向前側の内側面３３ｂ（又は３３ａ）に当接させることができる。すなわち、特開２０１４－３７８５４号公報に記載された従来構造のボールねじ装置１００のように、片当りが生じることを防止できて、係合凸部３６ａ、３６ｂの外側面４１ｂ（又は４１ａ）と、係合凹部３２ａ、３２ｂの内側面３３ｂ（又は３３ａ）との当接部の面圧が過大になることを防止できる。この結果、係合凸部３６ａ、３６ｂ及び／又は係合凹部３２ａ、３２ｂに偏摩耗や異常摩耗などの損傷が発生することを防止できる。 According to the ball screw device 1 of the present embodiment, when a force is applied to the screw shaft 2 in a direction to rotate it relative to the housing 5 , the screw shaft 2 is rotated regardless of the rotation direction of the screw shaft 2 with respect to the housing 5 . The outer surface 41b (or 33b) on the front side in the rotation direction is also prevented by two or the like of the anti-rotation members 6 fitted on the outside so as not to rotate relative to each other. Of the 33a and 33b, it can be brought into contact with the inner side surface 33b (or 33a) on the front side in the rotational direction. That is, unlike the ball screw device 100 having the conventional structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-37854, the occurrence of uneven contact can be prevented, and the outer surface 41b (or 41a) of the engaging convex portions 36a and 36b can be prevented. , the surface pressure of the contact portion with the inner side surface 33b (or 33a) of the engaging recesses 32a, 32b can be prevented from becoming excessive. As a result, it is possible to prevent the engagement protrusions 36a, 36b and/or the engagement recesses 32a, 32b from being damaged such as uneven wear and abnormal wear.

又、本例のボールねじ装置１では、上述のように、係合凸部３６ａ、３６ｂ及び／又は係合凹部３２ａ、３２ｂの損傷の発生を防止できる構造を、嵌合軸部９の外周面と嵌合孔部３８の内周面との間のラジアル隙間Ｃに設けることで実現している。このため、係合凸部３６ａ、３６ｂや係合凹部３２ａ、３２ｂの形状精度を徒に高くする必要がなく、製造コストを抑えることができる。 Further, in the ball screw device 1 of this embodiment, as described above, a structure capable of preventing damage to the engaging projections 36a, 36b and/or the engaging recesses 32a, 32b is provided on the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 9. and the inner peripheral surface of the fitting hole portion 38. Therefore, it is not necessary to increase the shape accuracy of the engaging projections 36a and 36b and the engaging recesses 32a and 32b, and the manufacturing cost can be suppressed.

本例では、ねじ軸２の嵌合軸部９と、回り止め部材６の嵌合孔部３８とをセレーション係合により相対回転不能に嵌合しているが、本発明を実施する場合、ねじ軸の嵌合軸部と回り止め部材の嵌合孔部とは、相対回転不能に非円形嵌合可能な構造であれば、特に限定されない。たとえば、嵌合軸部と嵌合孔部とを、スプライン係合させることもできる。この場合、雄スプライン歯及び雌スプライン歯は、インボリュートスプライン歯により構成することもできるし、角スプライン歯により構成することもできる。あるいは、それぞれの断面形状が多角形や長円形などの非円形である、嵌合軸部と嵌合孔部とを互いに嵌合させることもできる。 In this example, the fitting shaft portion 9 of the screw shaft 2 and the fitting hole portion 38 of the anti-rotation member 6 are fitted by serration engagement so as not to rotate relative to each other. The fitting shaft portion of the shaft and the fitting hole portion of the anti-rotation member are not particularly limited as long as they have a non-circular fitting structure that prevents relative rotation. For example, the fitting shaft portion and the fitting hole portion can be spline-engaged. In this case, the male spline teeth and the female spline teeth can be composed of involute spline teeth or angular spline teeth. Alternatively, the fitting shaft portion and the fitting hole portion, each of which has a non-circular cross-sectional shape such as a polygonal or elliptical shape, can be fitted to each other.

又、本例では、回り止め部材６は、係合凸部３６ａ、３６ｂを２つ備え、かつ、ハウジング５は、係合凹部３２ａ、３２ｂを２つ備えているが、本発明を実施する場合、回り止め部材の係合凸部と、ハウジングの係合凹部とを、３つ以上ずつ設けることもできる。この場合、ねじ軸に、ハウジングに対して相対回転させる方向の力が加わった場合に、複数個の係合凸部のうち、少なくとも２個、好ましくはすべての係合凸部の円周方向側面が、該係合凸部が係合する係合凹部の円周方向側面に当接するように、嵌合軸部と嵌合孔部との間のラジアル隙間を設定する。又、複数個の係合凸部及び複数個の係合凹部は、円周方向等間隔に配置することもできるし、円周方向不等間隔に配置することもできる。 In this example, the anti-rotation member 6 has two engaging protrusions 36a and 36b, and the housing 5 has two engaging recesses 32a and 32b. It is also possible to provide three or more engaging projections of the detent member and three or more engaging recesses of the housing. In this case, when a force is applied to the screw shaft in a direction to rotate it relative to the housing, at least two of the plurality of engaging projections, preferably all of the engaging projections, have circumferential side surfaces. However, the radial gap between the fitting shaft portion and the fitting hole portion is set so that the engaging projection contacts the circumferential side surface of the engaging recess with which the engaging projection engages. Moreover, the plurality of engaging projections and the plurality of engaging recesses can be arranged at regular intervals in the circumferential direction, or arranged at irregular intervals in the circumferential direction.

［実施の形態の第２例］
実施の形態の第２例について、図６及び図７を用いて説明する。 [Second example of embodiment]
A second example of the embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.

本例では、ねじ軸２ａと、回り止め部材６との間に、ゴムの如きエラストマーなどの弾性材製のＯリング４３が備えられている。Ｏリング４３は、ねじ軸２ａの嵌合軸部９ａの軸方向他方側の端部に係止され、嵌合軸部９ａの外周面と、回り止め部材６の嵌合孔部３８の内周面との間で径方向に弾性的に挟持されている。すなわち、本例では、Ｏリング４３により弾性部材を構成している。 In this example, an O-ring 43 made of an elastic material such as an elastomer such as rubber is provided between the screw shaft 2a and the anti-rotation member 6. As shown in FIG. The O-ring 43 is engaged with the end portion of the fitting shaft portion 9a of the screw shaft 2a on the other side in the axial direction, and is arranged between the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 9a and the inner periphery of the fitting hole portion 38 of the anti-rotation member 6. It is radially elastically clamped between the surfaces. That is, in this example, the O-ring 43 constitutes an elastic member.

本例では、ねじ軸２ａに、ハウジング５（図１参照）に対して相対回転させる力が加わると、Ｏリング４３が捩れるように弾性変形することに基づいて、回り止め部材６の係合凸部３６ａ（又は３６ｂ）の外側面４１ｂ（又は４１ａ）が、ハウジング５の係合凹部３２ａ（又は３２ｂ）の内側面３３ｂ（又は３３ａ）に衝突する勢いを緩和することができる。したがって、係合凸部３６ａ（又は３６ｂ）の外側面４１ｂ（又は４１ａ）が、ハウジング５の係合凹部３２ａ（又は３２ｂ）の内側面３３ｂ（又は３３ａ）に衝突したり、嵌合軸部９の外周面に形成された雄セレーション歯１２と嵌合孔部３８の内周面に形成された雌セレーション歯３９とが衝突したりすることに基づく、衝突音（歯打ち音）の発生を抑えることができる。又、回り止め部材６がねじ軸２ａに対して軸方向に倒れるように変位することで、嵌合軸部９と嵌合孔部３８との間にスリップスティック現象が発生し、スティックスリップ音が生じることを抑えることができる。 In this example, when a force is applied to the screw shaft 2a to rotate it relative to the housing 5 (see FIG. 1), the O-ring 43 is elastically deformed so as to be twisted. The force of the outer surface 41b (or 41a) of the projection 36a (or 36b) colliding with the inner surface 33b (or 33a) of the engagement recess 32a (or 32b) of the housing 5 can be reduced. Therefore, the outer surface 41b (or 41a) of the engaging projection 36a (or 36b) collides with the inner surface 33b (or 33a) of the engaging recess 32a (or 32b) of the housing 5, or the fitting shaft portion 9 Suppresses the occurrence of collision noise (tooth rattling noise) due to collision between the male serration teeth 12 formed on the outer peripheral surface of the fitting hole portion 38 and the female serration teeth 39 formed on the inner peripheral surface of the fitting hole portion 38. be able to. Further, when the anti-rotation member 6 is displaced so as to fall in the axial direction with respect to the screw shaft 2a, a slip-stick phenomenon occurs between the fitting shaft portion 9 and the fitting hole portion 38, producing a stick-slip sound. You can prevent what is happening.

なお、本例では、Ｏリング４３により弾性部材を構成しているが、本発明を実施する場合、回り止め部材６と、ねじ軸２ａ及び／又はハウジング５との間での衝突音やスティックスリップ音などの異音の発生を抑えることができれば、任意の形状を有する弾性部材を使用することができる。その他の部分の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。 In this example, the O-ring 43 constitutes the elastic member. An elastic member having an arbitrary shape can be used as long as it can suppress the generation of abnormal noise such as sound. Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.

［実施の形態の第３例］
実施の形態の第３例について、図８を用いて説明する。 [Third example of embodiment]
A third example of the embodiment will be described with reference to FIG.

ねじ軸２ｂは、ねじ部８の軸方向一方側の端部に、嵌合軸部９よりも外径が大きい大径軸部４４を有する。回り止め部材６ａは、嵌合孔部３８の軸方向他方側に隣接する部分に、嵌合孔部３８よりも大径の大径孔部４５を有する。ねじ軸２ｂの大径軸部４４の外周面と、回り止め部材６ａの大径孔部４５の内周面との間に、弾性材製のＯリング４３ａが弾性的に挟持されている。 The threaded shaft 2 b has a large-diameter shaft portion 44 having an outer diameter larger than that of the fitting shaft portion 9 at one axial end of the threaded portion 8 . The anti-rotation member 6 a has a large-diameter hole portion 45 having a larger diameter than the fitting hole portion 38 at a portion adjacent to the other axial side of the fitting hole portion 38 . An O-ring 43a made of an elastic material is elastically sandwiched between the outer peripheral surface of the large-diameter shaft portion 44 of the screw shaft 2b and the inner peripheral surface of the large-diameter hole portion 45 of the anti-rotation member 6a.

本例の場合も、実施の形態の第２例と同様に、弾性材製のＯリング４３ａにより、回り止め部材６の係合凸部３６ａ（又は３６ｂ）の外側面４１ｂ（又は４１ａ）が、ハウジング５の係合凹部３２ａ（又は３２ｂ）の内側面３３ｂ（又は３３ａ）に衝突する勢いを緩和することができる。この結果、係合凸部３６ａ（又は３６ｂ）の外側面４１ｂ（又は４１ａ）が、ハウジング５の係合凹部３２ａ（又は３２ｂ）の内側面３３ｂ（又は３３ａ）に衝突したり、嵌合軸部９の外周面に形成された雄セレーション歯１２と嵌合孔部３８の内周面に形成された雌セレーション歯３９とが衝突したりすることに基づく、衝突音（歯打ち音）の発生を抑えることができる。又、回り止め部材６がねじ軸２ａに対して軸方向に倒れるように変位することで、嵌合軸部９と嵌合孔部３８との間にスリップスティック現象が発生し、スティックスリップ音が生じることを抑えることができる。その他の部分の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例及び第２例と同様である。 Also in this example, similarly to the second example of the embodiment, the outer surface 41b (or 41a) of the engaging projection 36a (or 36b) of the anti-rotation member 6 is It is possible to reduce the force of collision with the inner side surface 33b (or 33a) of the engagement recess 32a (or 32b) of the housing 5. As a result, the outer surface 41b (or 41a) of the engaging projection 36a (or 36b) collides with the inner surface 33b (or 33a) of the engaging recess 32a (or 32b) of the housing 5, or the fitting shaft portion 9 and the female serration teeth 39 formed on the inner peripheral surface of the fitting hole portion 38. can be suppressed. Further, when the anti-rotation member 6 is displaced so as to fall in the axial direction with respect to the screw shaft 2a, a slip-stick phenomenon occurs between the fitting shaft portion 9 and the fitting hole portion 38, producing a stick-slip sound. You can prevent what is happening. The configuration and effects of other parts are the same as those of the first and second examples of the embodiment.

１ ボールねじ装置
２、２ａ、２ｂ ねじ軸
３ ナット
４ ボール
５ ハウジング
６、６ａ 回り止め部材
７ 負荷路
８ ねじ部
９ 嵌合軸部
１０ 軸側ボールねじ溝
１１ 段差面
１２ 雄セレーション歯
１３ 接続軸部
１４ 小径軸部
１５ ナット側ボールねじ溝
１６ 内輪軌道
１７ ラジアル転がり軸受
１８ 外輪
１９ 外輪軌道
２０ 転動体
２１ 電動モータ
２２ ロータ
２３ モータハウジング
２４ ステータ
２５ 回転側係合部
２６ 回転側ストッパ面
２７ 小径筒部
２８ 大径筒部
２９ 側板部
３０ 円筒部
３１ 底板部
３２ａ、３２ｂ 係合凹部
３３ａ、３３ｂ 内側面
３４ フランジ部
３５ ボス部
３６ａ、３６ｂ 係合凸部
３７ 非回転側係合部
３８ 嵌合孔部
３９ 雌セレーション歯
４０ 止め輪
４１ａ、４１ｂ 外側面
４２ 非回転側ストッパ面
４３、４３ａ Ｏリング
４４ 大径軸部
４５ 大径孔部
４６ 外輪嵌合部
１００ ボールねじ装置
１０１ ねじ軸
１０２ ナット
１０３ ボール
１０４ ハウジング
１０５ 軸側ボールねじ溝
１０６ ねじ部
１０７ 貫通孔
１０８ ガイドピン
１０９ ナット側ボールねじ溝
１１０ａ、１１０ｂ 玉軸受
１１１ ギヤ部
１１２ 電動モータ
１１３ 出力軸
１１４ 出力歯車
１１５ 負荷路
１１６ 凹溝 REFERENCE SIGNS LIST 1 ball screw device 2, 2a, 2b screw shaft 3 nut 4 ball 5 housing 6, 6a detent member 7 load path 8 screw portion 9 fitting shaft portion 10 shaft-side ball screw groove 11 step surface 12 male serration tooth 13 connection shaft Part 14 Small Diameter Shaft Part 15 Nut Side Ball Screw Groove 16 Inner Ring Raceway 17 Radial Rolling Bearing 18 Outer Ring 19 Outer Ring Raceway 20 Rolling Element 21 Electric Motor 22 Rotor 23 Motor Housing 24 Stator 25 Rotation Side Engagement Part 26 Rotation Side Stopper Surface 27 Small Diameter Cylinder Portion 28 Large-diameter cylindrical portion 29 Side plate portion 30 Cylindrical portion 31 Bottom plate portion 32a, 32b Engagement concave portions 33a, 33b Inner surface 34 Flange portion 35 Boss portion 36a, 36b Engagement convex portion 37 Non-rotating side engagement portion 38 Fitting hole Part 39 Female serration tooth 40 Retaining ring 41a, 41b Outer surface 42 Non-rotation side stopper surface 43, 43a O-ring 44 Large diameter shaft portion 45 Large diameter hole portion 46 Outer ring fitting portion 100 Ball screw device 101 Screw shaft 102 Nut 103 Ball 104 housing 105 shaft side ball screw groove 106 threaded portion 107 through hole 108 guide pin 109 nut side ball screw grooves 110a, 110b ball bearing 111 gear portion 112 electric motor 113 output shaft 114 output gear 115 load path 116 groove

Claims (6)

外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝を有するねじ部と、前記ねじ部の軸方向一方側に隣接配置され、非円形の断面形状を有する嵌合軸部とを有する、ねじ軸と、
内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝を有する、ナットと、
前記軸側ボールねじ溝と前記ナット側ボールねじ溝との間に配置された、複数のボールと、
複数個の係合凹部を有する、ハウジングと、
中心部に、前記嵌合軸部に相対回転不能に外嵌される嵌合孔部を有するボス部と、それぞれが前記ボス部の外周面から径方向に突出し、かつ、前記複数個の係合凹部と係合可能な複数個の係合凸部とを有する、回り止め部材と、
を備え、
前記複数個の係合凸部のうち、少なくとも２個の係合凸部の円周方向側面をいずれも、該係合凸部が係合する前記係合凹部の円周方向側面に当接させた状態で、前記嵌合軸部の中心軸と前記嵌合孔部の中心軸とが非同軸に配置されている、
ボールねじ装置。 a screw shaft having a screw portion having a helical shaft-side ball screw groove on its outer peripheral surface, and a fitting shaft portion having a non-circular cross-sectional shape and disposed adjacent to one axial side of the screw portion;
a nut having a helical nut-side ball screw groove on its inner peripheral surface;
a plurality of balls arranged between the shaft-side ball screw groove and the nut-side ball screw groove;
a housing having a plurality of engagement recesses;
a boss portion having a fitting hole portion that is fitted around the fitting shaft portion so as not to rotate relative to the fitting shaft portion at a center portion; a detent member having a plurality of engagement protrusions engageable with the recess;
with
The circumferential side surfaces of at least two engaging protrusions among the plurality of engaging protrusions are brought into contact with the circumferential side surfaces of the engaging recesses with which the engaging protrusions are engaged. the central axis of the fitting shaft portion and the central axis of the fitting hole portion are arranged non-coaxially,
ball screw device. 前記嵌合軸部は、外周面に雄セレーション歯を全周にわたって有し、
前記嵌合孔部は、内周面に雌セレーション歯を全周にわたって有する、
請求項１に記載のボールねじ装置。 The fitting shaft portion has male serration teeth on the outer peripheral surface over the entire circumference,
The fitting hole has female serration teeth on the inner peripheral surface over the entire circumference,
The ball screw device according to claim 1. 前記ナットは、軸方向一方側の端部に回転側係合部を有し、
前記回り止め部材は、前記回転側係合部と円周方向に係合可能な非回転側係合部を有する、
請求項１又は２に記載のボールねじ装置。 The nut has a rotation side engaging portion at one end in the axial direction,
The anti-rotation member has a non-rotating side engaging portion that can be engaged with the rotating side engaging portion in a circumferential direction,
The ball screw device according to claim 1 or 2. 前記ねじ軸と前記回り止め部材との間に配置された弾性部材を備える、
請求項１～３のいずれかに記載のボールねじ装置。 an elastic member disposed between the screw shaft and the anti-rotation member;
A ball screw device according to any one of claims 1 to 3. 請求項１～４のいずれかに記載のボールねじ装置を設計するためのボールねじ装置の設計方法であって、
前記嵌合軸部の中心軸と前記嵌合孔部の中心軸とを同軸に配置した状態で、互いに係合する前記係合凸部と前記係合凹部との組み合わせのうち、いずれか１組である第１の組み合わせについて、前記係合凸部の円周方向側面と前記係合凹部の円周方向側面とを当接させたときに、別の１組である第２の組み合わせについて、前記係合凸部の円周方向側面と前記係合凹部の円周方向側面との円周方向間隔が製造公差の範囲内で最も大きいモデルを作製し、
前記モデルを用いて、
前記円周方向間隔に基づいて、前記第１の組み合わせにおける、前記係合凸部の円周方向側面と前記係合凹部の円周方向側面とを当接させたまま、前記第２の組み合わせにおける、前記係合凸部の円周方向側面と前記係合凹部の円周方向側面とを当接させるために必要な、前記ハウジングに対する前記回り止め部材の径方向移動量である第１移動量を求め、
前記第１移動量に基づいて、前記第２の組み合わせにおける、前記係合凸部の円周方向側面と前記係合凹部の円周方向側面とを当接させるために必要な、前記嵌合軸部に対する前記嵌合孔部の径方向移動量である第２移動量を決定する、
ボールねじ装置の設計方法。 A ball screw device design method for designing the ball screw device according to any one of claims 1 to 4,
Any one set of combinations of the engaging convex portion and the engaging concave portion that engage with each other in a state where the central axis of the fitting shaft portion and the central axis of the fitting hole portion are arranged coaxially. For the first combination, when the circumferential side surface of the engaging protrusion and the circumferential side surface of the engaging recess are brought into contact with each other, the second combination, which is another set, Producing a model in which the circumferential distance between the circumferential side surface of the engaging projection and the circumferential side surface of the engaging recess is the largest within the manufacturing tolerance,
Using the model,
Based on the circumferential distance, while keeping the circumferential side surface of the engaging protrusion and the circumferential side surface of the engaging recess in the first combination in contact, , a first movement amount, which is a radial movement amount of the anti-rotation member with respect to the housing, necessary for bringing the circumferential side surface of the engaging projection into contact with the circumferential side surface of the engaging recess; seek,
The fitting shaft required to bring the circumferential side surface of the engaging protrusion into contact with the circumferential side surface of the engaging recess in the second combination based on the first movement amount. Determining a second amount of movement, which is the amount of radial movement of the fitting hole relative to the portion;
Design method of ball screw device. 前記軸側ボールねじ溝及び前記ナット側ボールねじ溝と前記ボールとの間の内部隙間、前記ナットを前記ハウジングに対して回転自在に支持するためのラジアル転がり軸受の内部隙間、並びに／又は、前記ラジアル転がり軸受の外輪と前記ハウジングとの間の内部隙間に基づいて、前記ハウジングに対して前記ねじ軸が径方向に移動可能な量を、前記第１移動量から減じて得られた値に基づいて、前記第２移動量を決定する、
請求項５に記載のボールねじ装置の設計方法。 Internal clearance between the shaft-side ball screw groove and the nut-side ball screw groove and the ball, internal clearance of a radial rolling bearing for rotatably supporting the nut with respect to the housing, and/or Based on the value obtained by subtracting the amount by which the screw shaft can move in the radial direction with respect to the housing from the first amount of movement, based on the internal clearance between the outer ring of the radial rolling bearing and the housing. to determine the second movement amount;
The method for designing a ball screw device according to claim 5.
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