JP2023072507A - ball screw - Google Patents
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Description
本発明は、ナット端部に装着されるシール部材を備えるボールねじに関する。 The present invention relates to a ball screw provided with a seal member attached to the nut end.
ボールねじは、ねじ軸の外周面に設けられた螺旋状のねじ溝と、ナットの内周面に設けられた螺旋状のねじ溝間に複数のボールを介装している。この種のボールねじは、ナットの端部にシール部材が装着される(例えば特許文献1参照)。 The ball screw has a plurality of balls interposed between a spiral thread groove provided on the outer peripheral surface of the screw shaft and a spiral thread groove provided on the inner peripheral surface of the nut. In this type of ball screw, a seal member is attached to the end of the nut (see Patent Document 1, for example).
この種のボールねじにおいては、ナット内部に充填したグリス等の潤滑剤の漏洩や外部からの異物の侵入を防止するために、シール部材の組み付け時に、ねじ軸のねじ溝形状とシール部材内周のリップ部との位相合わせを要する。 In this type of ball screw, in order to prevent leakage of lubricant such as grease filled inside the nut and intrusion of foreign matter from the outside, when the seal member is assembled, the thread groove shape of the screw shaft and the inner circumference of the seal member It is necessary to match the phase with the lip part of
その際、シール部材の位置決め不良により所期のクリアランスとなる装着位置に装着されていなければシール性が低下する。そのため、良好な防塵性・密封性を得るためには、ねじ軸とシール部材の中心軸を合わせつつ、シール部材のリップ部とねじ軸のねじ溝形状との位相を精度良く調整する必要がある。 At that time, if the sealing member is not mounted at the mounting position where the desired clearance is obtained due to poor positioning of the sealing member, the sealing performance is degraded. Therefore, in order to obtain good dust resistance and sealing performance, it is necessary to precisely adjust the phase between the lip portion of the seal member and the thread groove shape of the screw shaft while aligning the central axes of the screw shaft and the seal member. .
従来、この位相合わせ作業は、組み立て作業者が一つずつ目視で位相を確認しつつシール部材を現合合わせによって組み立てている。
しかし、現合合わせによる組立方法であると、ねじ軸とシール部材の中心軸を合わせつつ、シール部材のリップ部とねじ軸のねじ溝形状との位相を精度良く調整するという、2つの調整作業を同時に行うことは難しく、作業者には大きな手間と時間がかかる上、組立コストが高くなりまた生産性も低下するという問題がある。
Conventionally, in this phase alignment work, an assembly worker assembles seal members by actual alignment while visually confirming phases one by one.
However, in the case of the assembling method by fitting, two adjustment operations are required, namely, adjusting the phase of the lip portion of the sealing member and the thread groove shape of the screw shaft with high accuracy while aligning the central axes of the screw shaft and the sealing member. It is difficult to carry out the above at the same time, requiring a great deal of labor and time for the operator, as well as raising assembly costs and lowering productivity.
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ナットへのシール部材の組立作業を簡便化しつつ、低コストで高い位置決め精度と所望の位相でのシールすきまが得られるボールねじを提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention has been made by paying attention to such problems, and while simplifying the work of assembling the seal member to the nut, it is possible to achieve high positioning accuracy and seal clearance at a desired phase at low cost. An object of the present invention is to provide an obtained ball screw.
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るボールねじは、自身外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、前記ねじ軸に外嵌されて自身内周面に螺旋状のねじ溝を有するナットと、前記ねじ軸と前記ナット相互のねじ溝間に介装される複数のボールと、前記ねじ軸の外周と前記ナットの内周との間を前記ねじ軸の外周形状に沿ってシールする円環状のシール部材と、前記シール部材を前記ナットに固定する固定手段と、を備えるボールねじにおいて、前記ナットの少なくとも一方の端部に、前記シール部材の外周面と前記端部の内周面とが前記ねじ軸と同軸の位置で嵌め込まれるインロー部を構成するとともに、前記シール部材の外周面に一箇所に限って外径方向に突設された舌部と、前記端部の内周側に一箇所に限って形成されて前記舌部を軸方向に沿って挿入可能な嵌合凹部とが、前記シール部材のシール形状と前記ねじ軸の外周形状との位相が合う装着位置に位置するように形成されている。 In order to solve the above problems, a ball screw according to an aspect of the present invention includes a screw shaft having a helical thread groove on its outer peripheral surface, and a screw shaft fitted on the screw shaft and having a helical thread groove on its inner peripheral surface. a nut having a thread groove; a plurality of balls interposed between the thread grooves of the screw shaft and the nut; and fixing means for fixing the seal member to the nut, wherein at least one end of the nut is provided with an outer peripheral surface of the seal member and the end The inner peripheral surface of the sealing member constitutes a spigot portion that is fitted at a position coaxial with the screw shaft, and a tongue portion that protrudes in the outer radial direction at only one location on the outer peripheral surface of the sealing member, and the end portion A fitting recess into which the tongue portion can be inserted along the axial direction is formed only at one place on the inner peripheral side of the screw shaft. position.
本発明によれば、インロー部によってねじ軸とシール部材の中心軸を合わせつつ、シール部材の舌部を嵌合凹部に嵌め込むだけで、シール部材のリップ部とねじ軸のねじ溝形状との位相を精度良く容易に設定できる。よって、シールの組立作業を簡便化しつつ、低コストで高い位置決め精度と所望の位相でのシールすきまが得られる。 According to the present invention, the lip portion of the seal member and the thread groove shape of the screw shaft can be aligned simply by fitting the tongue portion of the seal member into the fitting recess while aligning the central axes of the screw shaft and the seal member with the spigot portion. The phase can be easily set with high accuracy. Therefore, it is possible to obtain a high positioning accuracy and a seal clearance at a desired phase at a low cost while simplifying the assembly work of the seal.
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
An embodiment of the present invention will be described below with appropriate reference to the drawings. Note that the drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationship, ratio, etc. between the thickness and the planar dimensions are different from the actual ones, and the drawings include portions where the relationship and ratio of the dimensions are different from each other.
Further, the embodiments shown below are examples of devices and methods for embodying the technical idea of the present invention. etc. are not specified in the following embodiments.
図1に示すように、本実施形態に係るボールねじ100は、ねじ軸10と、ねじ軸10の外周に外嵌したナット20とを有する。ねじ軸10の外周面には螺旋状のねじ溝11が形成され、ナット20の内周面には、ねじ軸10のねじ溝11に対向する螺旋状のねじ溝21が形成されている。これらねじ溝11、21の間には複数のボール40が介装され、複数のボール40は、ねじ軸10とナット20が相対回転することによってねじ溝11、21の間を転動する。
As shown in FIG. 1 , a
本実施形態に係るボールねじ100は、内部循環方式の例であり、ねじ軸10は一条ねじであって、ナット20の内周面には、一または複数の循環回路を有して構成され、各循環回路毎に、図1から図3に示すように、ナット20のねじ溝21よりも深い位置まで形成された略S字状溝からなるボール反転部22が形成されている。
これにより、各循環回路において転動したボール40は、ねじ溝21の終点まで到達すると、ナット側のボール反転部22内を通過して同循環回路でのねじ溝21の始点へ戻り、再度ねじ溝11、21の間を転動するという循環が繰り返されるようになっている。
The
As a result, when the
本実施形態のボールねじ100は、例えば、車両の操舵機構を構成する電動アクチュエータ用として好適な例であり、本実施形態のナット20は、ねじ軸10を囲繞して軸方向の端部から径方向外側に張り出す円筒部30を有し、この円筒部30の外周面に、電動アクチュエータを構成する軸受の内輪用ボール転動溝が一体形成されている。
The
本実施形態においては、ナット20の軸方向の一方の端部には、図1から図3に示すように、ねじ軸10と同軸に上記円筒部30が形成されている。本実施形態において、円筒部30の内径側のナット端面23は軸方向とは直交する面である。円筒部30の内面には、円環状のシール装着溝31が形成されている。シール装着溝31には、シール部材50を固定する固定手段であるC型止め輪60が軸方向から専用工具を用いて嵌め込まれる。
In this embodiment, the
シール装着溝31の内径はシール部材50の固定部51の外径と略同一寸法に形成されており、シール装着溝31の開口縁には、外径側に凹んだ嵌合凹部34が一箇所に限って形成されている。シール装着溝31は、円筒部30の開口縁よりも奥側の位置であってねじ軸10と同軸に形成されている。
円筒部30の内周側であってナット端面寄りの位置に、円環状のシール部材50が取り付けられる。本実施形態のシール部材50はエラストマ製であり、固定部51とリップ部52とが一体に形成されている。
The inner diameter of the
An
詳しくは、本実施形態において、シール部材50は、図2(b)に示すように、円環状の固定部51と、固定部51の内周面に形成されて、リードを有するねじ溝11の螺旋形状に整合する略楕円状のリップ部52と、を一体に有する。
本実施形態のリップ部52は、ねじ溝11の螺旋形状に沿った円弧状に形成され、ねじ軸10のねじ溝11の溝内との対向する部分と、残りの角度の範囲にわたりねじ軸10のランド面12に対向する部分とが組み合わされて略楕円状をなしている。ナット内部にはグリス等の潤滑剤が充填され、シール部材50の装着状態において、リップ部52は、僅かな対向隙間を隔ててねじ溝11と対向して非接触シールを構成している。
Specifically, in this embodiment, as shown in FIG. and a substantially
The
固定部51の外周面54は、シール装着溝31の内周面よりも僅かに小径若しくは略同径の円筒面であり、固定部51の軸方向でのナット20側を向く面は軸方向と垂直な円環面となっている。本実施形態では、円筒部30のシール装着溝31とシール部材50の外周面54とでインロー部70を構成している。
The outer
ここで、本実施形態において、図1から図3に示すように、シール部材50の固定部51の外周面54には、舌部53が1箇所に限って径方向に張り出すように予め突設形成されている。舌部53の先端は円弧状をなしている。
本実施形態のシール装着構造では、舌部53が円筒部30の内周側の端部に形成した嵌合凹部34に嵌合し、シール部材50がナット20に位置決めされる。その後に、シール部材50は、C型止め輪8を円環状の固定溝32に軸方向から挿入することによってC型止め輪8よりも円筒部30の内側に固定される。
Here, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the outer
In the seal mounting structure of the present embodiment, the
特に、本実施形態においては、図1(b)に示すように、ナット端面23を基準面として、軸方向に所定寸法の位置にボール反転部22の軸方向の中央の位置(溝の最も深い位置)が位置するように軸方向寸法Aが設定されている。そして、この軸方向寸法Aでのボール反転部22の位置および位相を基準として、シールの装着基準となるシール装着溝31の溝中心の軸方向の位置B(および端部からの位置C)並びにシール部材50の舌部53が装着されるべき位相、つまり、嵌合凹部34の周方向の中心位置(同図では真上の位置)が決定されている。
In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 1(b), the
本実施形態においては、シール部材50の製造に際し、あらかじめ算出した理論上の固定角度に対応した位置に、舌部53の中央部が配置されるように舌部53および嵌合凹部34の周方向の中心位置が形成される。
In the present embodiment, when manufacturing the
なお、ねじ軸10およびナット20には製造等における誤差が生じる。誤差範囲での舌部53および嵌合凹部34の角度調整は、舌部53の周方向での嵌合凹部34との隙間で行うことができる。
したがって、シール部材50を特定のボールねじに対して用いる場合、舌部53の周方向での嵌合凹部34との隙間は、ねじ軸10とナット20の製造等における誤差に応じた隙間を確保する。つまり、製造等における誤差が小さければ隙間を狭く、誤差が大きければ隙間を広く設ける。
It should be noted that manufacturing errors may occur in the
Therefore, when the
次に、本実施形態のボールねじ100におけるシール部材50の組立方法および作用効果について説明する。なお、その他の構成箇所の組立方法については従来同様に組み付けられるためその説明は適宜省略する。
Next, the method of assembling the
ここで、この種のボールねじにおいて、シール部材の位置決め不良により所期のクリアランスとなる装着位置に装着されていなければシール性が低下する。そのため、比較的に高い位置決め精度とすきま管理を要する。一般には、シール部材の位置決めは、現合合わせによって組立を行っている。その際、良好な防塵性・密封性を得るためには、ねじ軸とシール部材の中心軸を合わせつつ、シール部材とねじ軸の位相を精度良く調整する必要がある。 Here, in this type of ball screw, if the sealing member is not mounted at the mounting position where the desired clearance is obtained due to poor positioning of the sealing member, the sealing performance is degraded. Therefore, relatively high positioning accuracy and clearance control are required. In general, the positioning of the sealing member is performed by fitting. At this time, in order to obtain good dust resistance and sealing performance, it is necessary to adjust the phases of the seal member and the screw shaft with high accuracy while aligning the central axes of the screw shaft and the seal member.
これに対し、本実施形態のボールねじ100では、ナット20には、上述のように、一方の端部である円筒部30に、シール部材50の外周面54と円筒部30の内周面に形成されたシール装着溝31とがねじ軸10と同軸の位置で嵌め込まれるインロー部70が構成されている。
On the other hand, in the
さらに、本実施形態のボールねじ100では、シール部材50の外周面54に一箇所に限って外径方向に突設された舌部53と、円筒部30でのナット端面23の内周側に、一箇所に限って形成されて舌部53を軸方向に沿って挿入可能な嵌合凹部34とが、シール部材50のリップ部52によるシール形状とねじ軸10の外周形状との位相が合う装着位置に位置するように形成されている(発明1)。
Furthermore, in the
これにより、本実施形態のボールねじ100においては、シール部材50をナット20に取り付ける際には、予め形成されている舌部53が嵌合凹部34に軸方向に沿って嵌め込むだけで所定の固定角度に自動的に装着できる。
そのため、シール部材50をナット20に取り付けた際に、ねじ軸10との位相を確認せずとも、周方向の位置が予め設定された位置に一意に決まることから、組み付け位置を目視で決めるようなマーキング等によった位置決め方法とは異なり、誤組み付けが防止されている。
As a result, in the
Therefore, when the
なお、シールを組み付け時に塑性変形により固定するような方策であると、取り付け時の位相を容易に位置決めする上では困難であるところ、組み付け前の状態から視認性のある舌部53を嵌合凹部34に軸方向に沿って嵌め込むことで位相を一意に自動決定できる構成が優れているといえる。それ故、舌部53は、塑性変形させるものではなく、組み付けの前後で変形しない若しくは弾性変形の範囲までの変形で装着可能な形態のものが予め一箇所に限って形成されていることが好ましい。
If the seal is fixed by plastic deformation at the time of assembly, it is difficult to easily position the phase at the time of installation. It can be said that the configuration in which the phase can be uniquely and automatically determined by fitting into 34 along the axial direction is excellent. Therefore, it is preferable that the
さらに、本実施形態のボールねじ100においては、シール装着溝31が、円筒部30の開口縁よりも奥側の位置であってねじ軸10と同軸にインロー部70が構成されているので、シール部材50の周方向の位相だけではなく、中心軸の位置および軸方向の位置を同時に規制できる。これにより、ボールねじ100の組立時において、ねじ軸10とシール部材50の中心軸合わせの作業も不要である。
Furthermore, in the
また、インロー部70が構成されているので、中心軸も同時に所期位置に装着されるため、リップ部52の内周は、図4(a)に示すように、ねじ軸10の周囲に所定の隙間を隔てて対向配置される。
よって、リップ部52をねじ軸10の全周に亘ってほぼ均一な隙間を隔てて対向させることができる。そのため、余分なトルクを発生させたり、その逆に所望よりも大きな隙間を生じさせたりせずに所望のシール性能を発揮できる。
また、シール部材50の装着姿勢の経時的な保持安定性に優れるため、ナット20とシール部材50の接触面からの異物の侵入を効果的に防止できる上、初期のシール性能を長期間に亘って維持可能である。
In addition, since the
Therefore, the
In addition, since the mounting posture of the
なお、同図(b)に示すように、仮にシール部材50が所期の位相に組付けられていない場合(同図の例では舌部53の位置を同図左回りに90度ずらしている)、接触する部分が生じたり、所期よりも隙間が大きな部分が生じたりすることが判る。仮にシール部材50の装着時の中心軸がずれた場合においても同様である。
As shown in FIG. 4(b), if the
このように、本実施形態のボールねじ100によれば、極めて容易にシール部材50の装着時の中心軸および位相の設定とその後の固定とを容易に行うことが可能となる。
特に、本実施形態のボールねじ100においては、一箇所の舌部53が円筒部30の内周側に形成した一箇所の嵌合凹部34に嵌合してシール部材50をナット20に位置決めする。
As described above, according to the
In particular, in the
つまり、嵌合凹部34をシール装着溝31に連通するように開口縁に一箇所に限って形成しているため、嵌合凹部34の加工が容易になり、また、組付け時においても、他の姿勢(位相)での組み付けが不可能なので、誤組付けのおそれも完全に排除される。さらに、舌部53の嵌合状態を装着の前後において目視にて確実に確認できる点において優れている。
In other words, since the
さらに、本実施形態のボールねじ100では、複数のボール40が、ナット20の内周面に形成されたボール反転部22を介して循環する内部循環式であって、外観からは無負荷領域となるボール反転部22の位置が判らないところ、シール部材50の舌部53を、ボール反転部22の軸方向の位置を基準として形成することで無負荷領域を容易に確認できる(発明2)。
Furthermore, the
つまり、本実施形態のボールねじ100によれば、大量に生産される同一設計製品であれば、ボール反転部22の位置からナット20の位置Bの距離やねじの諸元(リードやB.C.D.)が同じため、位置Bにおけるナット20の断面のねじ溝21の溝の断面が全ての製品で同一になり、シール部材50の略楕円状のリップ部52の位相も同一に保たれることから、ボール反転部22と嵌合凹部34の位相を確定して、ナット20に予め嵌合凹部34を設けると共に、シール部材50のリップ部52の位相と舌部53の位置を決めておき、これらを組み合わせることで、リップ部52の位相を同一に保つことができ、ナット20に組み込むねじ軸10のねじ溝11とリップ部52の位相も同一に保つことができ、シール性能を全ての製品で同一にすることができる。
また、ボールねじ100の完成状態においても、舌部53の位置から明確にボール反転部22の位置が判るのである。そのため、仮に循環回路が一回路の場合、組み込み製品での負荷領域として必要な位相に無負荷領域を位置させないように組み付けることがより容易となり、その後の確認も容易に行える。よって、完成製品での組み込み性もより向上するとともに、完成製品の性能の安定性・信頼性の向上にも寄与する。
In other words, according to the
Also, the position of the
特に、本実施形態のボールねじ100によれば、ナット20は、ねじ軸10を囲繞して軸方向の端部から径方向外側に張り出す円筒部30を有し、この円筒部30の外周面に、電動アクチュエータを構成する軸受の内輪用のボール転動溝が一体形成されているので、車両の操舵機構を構成する電動アクチュエータに用いる上で好適である(発明3)。
In particular, according to the
つまり、特に、組み込み性が良いことから大量生産に好適である。また、本実施形態のボールねじ100であれば、舌部53の位置からボール反転部22の位置が判る。そのため、電動アクチュエータに、舌部53を基準に無負荷領域となるボール反転部22を所期の位相で組み込む際の誤組付けを防止することができる。これにより電動アクチュエータの駆動反力により生じ、ねじ軸10を介して発生するモーメント荷重による応力が集中部とボール反転部22の位置が一致しないように、確認しながら組み込むことが出来る。
In other words, it is particularly suitable for mass production due to its good buildability. Further, in the
さらに、円筒部30は、軸方向の端部から径方向外側に張り出すように形成されるので、肉厚が増して剛性が向上する。剛性の高い部位に嵌合凹部34やシール装着溝31が設けられることから、電動アクチュエータの駆動反力により生じ、ねじ軸10を介してナット20にモーメント荷重を受けても、ナット20の変形が抑制されてシール部材50とねじ軸10の位置が安定し、シール性能を維持することができる。
Furthermore, since the
上記車両の操舵機構としては、操舵ユニットと転舵ユニットとを機械的に接続することなく電気的に接続し、電気信号を介して転舵ユニットの操舵角を変えるステア・バイ・ワイヤ(SBW)や、操舵ユニットと転舵ユニットとが機械的に接続されている電動パワーステアリング(EPS)に適用可能である。
なお、これらの操舵機構への組み込み時には、ナット20が駆動側に連結されて回転し、ボールねじ100によって回転直動変換して、ねじ軸10を直動させて操舵機構を駆動する、という構造中の回転直動変換機構として好適である。
As the steering mechanism for the vehicle, a steer-by-wire (SBW) system in which the steering unit and the steering unit are electrically connected without being mechanically connected to change the steering angle of the steering unit via an electric signal. Alternatively, it can be applied to an electric power steering (EPS) in which a steering unit and a steering unit are mechanically connected.
When incorporated into these steering mechanisms, the
また、本実施形態のボールねじ100によれば、固定手段がC型止め輪8であり、シール部材50は、C型止め輪8によって軸方向からナット20の端部に固定可能なので、シール部材50の装着後に、同軸方向から固定溝32にC型止め輪8を挿入してシール部材50を固定できる。そのため、本実施形態のボールねじ100によれば、組立作業時に、軸方向の同じ側から連続して効率良く、シール組付け作業を行うことができる(発明4)。
Further, according to the
また、本実施形態のボールねじ100によれば、舌部53は、外径方向に突設する端部の形状が円弧状をなしているので、エンドミルによって容易に効率良く加工することができる(発明5)。
In addition, according to the
以上説明したように、本実施形態のボールねじ100によれば、ねじ軸10とシール部材50との中心軸を自動的に合わせるとともに、シール部材50とねじ軸10との位相を所望の位相に自動的に装着できる。そのため、ナット20へのシール部材50の組立作業を簡便化しつつ、低コストで高い位置決め精度と所望のシールすきまが得られる。
さらに、嵌合凹部34への舌部53の嵌め込みにより、周方向の位置が確実に規制されるため、使用中にシール部材50の位相が変化することはなく、シールすきまを一定に維持でき、長期間安定した回転トルクとシール性能を維持ができる。
As described above, according to the
Furthermore, since the position in the circumferential direction is reliably regulated by fitting the
なお、本発明に係るボールねじは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、図1に示す実施形態において、円筒部30の内径側の縁は、外方に向けて拡径する傾斜面や曲面とすることで、シール部材50を嵌め込む際の引っ掛かりを防ぐことができる。
It should be noted that the ball screw according to the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention.
For example, in the embodiment shown in FIG. 1, the edge on the inner diameter side of the
また、例えばリップ部52は、非接触型シールに限らず、接触型シールとすることができる。また、リップ部52の平面形状は、ねじ軸10の断面に合わせて種々変更が可能なことは勿論である。例えば、接触型シールであれば、ねじ軸10の軸方向と垂直な断面にねじ溝11がいくつ現れるかによって摺接部の数が変わることになる。
Further, for example, the
また、ボールねじ100の種類によっても、ねじ溝11、21の断面形状や位相は異なるため、それに応じてシール部材50の周方向の固定角度を適宜に異ならせることが可能なことも勿論である。
ねじ溝11、21の断面形状や位相などの設計条件から、シール部材50のリップ部52が全周にわたって隙間無くねじ軸10に摺接する理論上の固定角度(位相)を算出可能である。舌部53の形成位置は、これらに応じて周方向での所定の位置に一箇所に限って設けられる。
Moreover, since the cross-sectional shapes and phases of the
From the design conditions such as the cross-sectional shapes and phases of the
なお、上記実施形態では、シール部材50の表裏の形状について特に言及しなかったが、シール部材50の表裏の区別が必要であれば、種々の識別表示や識別形状を盛り込むことができる。
具体的には、シール部材50は、当該シール部材50を表裏のいずれの側から組み込んだ場合であっても、当該シール部材50のシール形状とねじ軸10の外周形状との位相が合うようにシール形状を形成できる。これにより、シール部材50を左右対称形状とすることが可能であれば、表裏どちらで設置しても取り付け可能となる(発明6)。
In the above embodiment, no particular reference was made to the shape of the front and back of the sealing
Specifically, the
また、例えばシール部材50の片面のみに突出部を設け、対抗するナット20のシール装着溝31の底面に突出嵌合部を設け、シール部材50をシール装着溝31に取り付けた際に突出部と突出嵌合部が嵌合する構造とすることで、事前にシール部材50の表裏を確認することができ、更に、誤って組み込んだ際にも、ねじ軸10を装着する前にシールの誤組付けを目視で容易に確認することができる。
図1、図11に示す例では、嵌合凹部34の軸方向での深さについても、シール装着溝31の底面の位置よりも貫通して深い位置まで形成するようにしている。これに関わらず、嵌合凹部34とは異なる位置に突出嵌合部を設けて、シール部材50にフールプルーフ構造を盛り込むことが好ましい(発明7)。
Also, for example, a projecting portion is provided only on one side of the sealing
In the examples shown in FIGS. 1 and 11 , the axial depth of the
また、例えば、上記実施形態のボールねじ100は、ナット内周にボール反転部22を設けている内部循環方式の例を示したが、これに限定されない。
例えば、ボール反転部の構造は、ナット外周に設けるリターンチューブ式や、ナット内周に駒部材を設けて隣り合うねじ溝相互を駒部材で連結してボールを反転させる駒式の他、ナットの端部に設けて軸方向に延びたナットの貫通孔にてボールを反転させて受け渡すエンドデフレクタ式等を採用できる。エンドデフレクタ式であれば、シール部材をエンドデフレクタホルダと一体型としてもよい。また、ボール反転部の構造をリターンチューブ式、駒式、エンドデフレクタ式等の別部材を用いる場合に、軸方向寸法Aをナット端面23を基準面として、別部材の外形の一部やナット20に別部材を装着する装着部の一部の面を基準にしてもよい。
なお、本発明に係るボールねじのシール装着構造であれば、ねじ軸10の有無によらずにシール部材50の位相を所期の位相に装着可能なことから、ボールねじの循環方式によっては、シールの事前組み付けも可能となるため、ボールの組み込み工程は仕様に応じて組み付け手順を変えてもよい。
Further, for example, the
For example, the structure of the ball reversing part includes a return tube type provided on the outer circumference of the nut, a piece type in which a piece member is provided on the inner circumference of the nut and connects adjacent screw grooves with a piece member to reverse the ball, as well as a An end deflector type or the like can be adopted in which the ball is reversed and passed through the through hole of the nut provided at the end portion and extending in the axial direction. In the case of an end deflector type, the seal member may be integrated with the end deflector holder. Also, when using a separate member such as a return tube type, bridge type, end deflector type, etc. for the structure of the ball reversing portion, the axial dimension A is defined by a part of the outer shape of the separate member or the
In the ball screw seal mounting structure according to the present invention, the phase of the
また、上記実施形態では、ナット20の軸方向の一方の端部に、一枚のシール部材50を取り付けた例を示したが、これに限定されず、本発明に係るシール部材の取付構造は、ナットの軸方向の各端部に、一または複数枚のシール部材を重ねて取り付ける場合にも適用できる。
Further, in the above-described embodiment, an example in which one sealing
また、シール部材50を固定する固定手段は、軸方向の抜け止めが可能であればC型止め輪に限定されず、種々の変形が可能である。つまり、C型止め輪以外を用いる場合、ナット端面に、それに対応した取付構造を設けることができる。
Further, the fixing means for fixing the
また、シール部材50は、エラストマ以外の弾性体であってもよいし、鋼板等の金属製や樹脂製としてもよい。また、シール部材50の形状を保持して強度を上げるために、固定部51が芯金を備えていてもよい。以下、この種の変形例を図5から図10に示す。なお、上記実施形態と同様若しくは対応する構成には同一の符号を付すとともにその説明は適宜省略する。
Also, the sealing
例えば、図5に示す例では、固定手段として、C型止め輪以外の止め輪60を用いている。また、図6に示す例では、固定手段として、シール部材50自身の弾性変形を利用してシール装着溝31に嵌め込んでいる。よって、シール装着溝31が固定溝32を兼ねているといえる。
図6に示す例では、シール部材50の位置および保持状態が安定するように、シール装着溝31、(32)のインロー嵌合隙間および軸方向の隙間を管理している。また、同図の例では、挿入が容易となるように、ガイド面33に対して、外方に向けて拡径する円錐面を設けている。
For example, in the example shown in FIG. 5, a
In the example shown in FIG. 6, the spigot fitting clearance and the axial clearance of the
また、図7に示す例では、固定手段として、シール部材50を、略L字状のシール本体部51bと芯金部(例えば鉄)51aとを組み合わせた二色成形とし、芯金部51aの外面がインロー部70を構成するように形成してシール装着溝31、(32)に圧入保持している。同図の例では、シール装着溝31、(32)が更にガイド面33をも兼ねる段部による構成となっている。なお、シール部材50が非接触型シールであれば金属のみでシール部材50を構成してその外周面を同様の構造のインロー部70に圧入保持してもよい。
In the example shown in FIG. 7, as the fixing means, the
また、図8に示す例では、固定手段として、シール部材50自身の弾性変形を利用してインロー部70に嵌め込んでいる。同図の例では、シール部材50自身の弾性変形および保持状態が安定するように、同図(b)に示すように、菊座金様の複数のスリット51sを周方向に放射状に設けている。また、同図の例では、シール部材50の挿入が容易となるように、ガイド面33には、外方に向けて拡径する円錐面を設けている。
In addition, in the example shown in FIG. 8, as a fixing means, the
また、図9に示す例では、固定手段として、シール部材50を鋼板製として、自身の弾性変形を利用してインロー部70に嵌め込んでいる。同図の例では、シール部材50自身の弾性変形および保持状態が安定するように、シール部材50の外周面54に対応する端部をパイプ状に丸めるとともに、途中部分となる固定部51を外側に向けて斜めに張り出す斜面としている。
In addition, in the example shown in FIG. 9, the sealing
また、図10に示す例では、固定手段として、シール部材50を、芯金部(例えば鉄)であるシール本体部52と弾性体部(例えばゴム)51とを張り合わせた二色成形とし、弾性体部51の外周面54に、シール装着溝31に対応する爪部をインロー部70を構成するように形成しつつこれを係合して保持している。
In the example shown in FIG. 10, as a fixing means, the
また、上記実施形態では、シール部材50の舌部53は、エンドミル等による加工によって、外径方向に突設する端部の形状が円弧状をなしている例を示したが、エンドミルによる加工に限らず、他の工具でのキー溝様の加工形状であってもよいことも勿論である。
例えば、図11に示す例では、シール部材50の舌部53は、矩形状の端部としている。また、嵌合凹部34の軸方向での深さについても、シール装着溝31の軸方向の位置よりも貫通して深い位置まで形成してもよい。
In the above-described embodiment, the
For example, in the example shown in FIG. 11, the
また、舌部53の形状や嵌合凹部34の形状およびこれらの組み合わせについても、上記実施形態の例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、図12(a)に示すように、端部が円弧状の舌部53と径方向に貫通する溝からなる嵌合凹部34との組み合わせとしてもよい。
また、同図(b)に示すように、端部が矩形状の舌部53と径方向に貫通する溝からなる嵌合凹部34との組み合わせとしてもよい。また、同図(c)に示すように、端部が矩形状の舌部53と径方向には非貫通な円弧状溝からなる嵌合凹部34との組み合わせとしてもよい。
Also, the shape of the
Further, as shown in FIG. 2B, a combination of a
10 ねじ軸
11 (ねじ軸の)ねじ溝
12 ランド面
20 ナット
21 (ナットの)ねじ溝
22 ボール反転部
23 ナット端面
30 円筒部
31 シール装着溝
32 固定溝
33 ガイド面
34 嵌合凹部
40 ボール
50 シール部材
51 固定部
52 リップ部
53 舌部
54 外周面
60 C型止め輪(固定手段)
70 インロー部
100 ボールねじ
10 screw shaft 11 (screw shaft)
70
Claims (7)
前記ナットの少なくとも一方の端部に、前記シール部材の外周面と前記端部の内周面とが前記ねじ軸と同軸の位置で嵌め込まれるインロー部を構成するとともに、
前記シール部材の外周面に一箇所に限って外径方向に突設された舌部と、前記端部の内周側に一箇所に限って形成されて前記舌部を軸方向に沿って挿入可能な嵌合凹部とが、前記シール部材のシール形状と前記ねじ軸の外周形状との位相が合う装着位置に位置するように形成されている、
ことを特徴とするボールねじ。 A screw shaft having a helical thread groove on its outer peripheral surface, a nut fitted on the screw shaft and having a helical thread groove on its inner peripheral surface, and between the thread grooves of the screw shaft and the nut. A plurality of interposed balls, an annular sealing member for sealing between the outer periphery of the screw shaft and the inner periphery of the nut along the outer peripheral shape of the screw shaft, and the sealing member being fixed to the nut. A ball screw comprising a fixing means for
forming a spigot portion in which an outer peripheral surface of the seal member and an inner peripheral surface of the end portion are fitted to at least one end portion of the nut at a position coaxial with the screw shaft;
A tongue projecting radially outward at only one location on the outer peripheral surface of the seal member, and a tongue formed at only one location on the inner peripheral side of the end portion and inserted along the axial direction. A possible fitting recess is formed so as to be located at a mounting position where the sealing shape of the sealing member and the outer peripheral shape of the screw shaft are in phase.
A ball screw characterized by:
前記インロー部および前記シール部材の舌部の前記装着位置が、前記ボール反転部の軸方向の位置およびその位相を基準として形成されている請求項1に記載のボールねじ。 The ball screw is an internal circulation type in which the plurality of balls circulate through a ball reversing portion formed on the inner peripheral surface of the nut,
2. The ball screw according to claim 1, wherein the mounting positions of the spigot portion and the tongue portion of the sealing member are formed based on the axial position and phase of the ball reversing portion.
前記ナットは、前記端部から径方向外側に張り出す円筒部を有するとともに、
前記円筒部の外周面に、前記電動アクチュエータを構成する軸受の内輪用ボール転動溝が一体形成されている請求項2に記載のボールねじ。 The ball screw is used for an electric actuator constituting a steering mechanism of a vehicle,
The nut has a cylindrical portion projecting radially outward from the end, and
3. The ball screw according to claim 2, wherein a ball rolling groove for an inner ring of a bearing constituting said electric actuator is integrally formed on an outer peripheral surface of said cylindrical portion.
前記シール部材は、前記C型止め輪によって軸方向から前記ナットの端部に固定される請求項1~3のいずれか一項に記載のボールねじ。 The fixing means is a C-shaped retaining ring,
The ball screw according to any one of claims 1 to 3, wherein the seal member is axially fixed to the end of the nut by the C-shaped retaining ring.
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