JP3132911B2 - Ball screw device - Google Patents

Ball screw device

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JP3132911B2
JP3132911B2 JP04227301A JP22730192A JP3132911B2 JP 3132911 B2 JP3132911 B2 JP 3132911B2 JP 04227301 A JP04227301 A JP 04227301A JP 22730192 A JP22730192 A JP 22730192A JP 3132911 B2 JP3132911 B2 JP 3132911B2
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ball
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英児 田島
忠 江口
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ボールナットの外側
にサポート用軸受を取付けたボールねじ装置に関し、特
に、ボールねじとサポート用軸受に対して予圧を付加す
るための構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ball screw device having a support bearing mounted outside a ball nut, and more particularly to a structure for applying a preload to a ball screw and a support bearing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自動車のパワーステアリング機構
において、モータの回転をステアリングラックの摺動の
動きに変換する装置としてボールねじ装置が多く用いら
れている。このボールねじ装置は、ボールナットの外側
にサポート用軸受を取付け、そのサポート用軸受を介し
てボールねじを自動車のフレームに支持する構造をとっ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a power steering mechanism of an automobile, a ball screw device is often used as a device for converting rotation of a motor into sliding motion of a steering rack. This ball screw device has a structure in which a support bearing is attached to the outside of a ball nut, and the ball screw is supported on an automobile frame via the support bearing.

【0003】ところで、上記のようにサポート用軸受を
装備したボールねじ装置では、ボールねじやサポート用
軸受の嵌合部分にすき間があると、ステアリングのガタ
ツキや剛性不足を生じさせる問題がある。この問題に対
して、従来、特公昭62−25902号公報に、ボール
ねじとサポート用軸受に対して同時の予圧付加を可能と
した装置が提案されている。
[0003] In the ball screw device equipped with the support bearing as described above, if there is a gap in the fitting portion of the ball screw or the support bearing, there is a problem that rattling of the steering and insufficient rigidity occur. To cope with this problem, Japanese Patent Publication No. 62-25902 proposes a device capable of simultaneously applying a preload to a ball screw and a support bearing.

【0004】この装置は、図2に示すように、ダブルナ
ットとしたボールナット21、22をキー23によって
連結し、ボールナット21、22の外周に、ボール2
5、26を介してサポート用軸受24の一対の外輪2
7、28を装着し、その各外輪27、28の間に予圧付
加部材29を圧入して、各外輪27、28とボールナッ
ト21、22を互いに離れる方向に付勢するようにして
いる。
In this apparatus, as shown in FIG. 2, ball nuts 21 and 22 which are double nuts are connected by a key 23, and the ball 2 is mounted on the outer periphery of the ball nuts 21 and 22.
A pair of outer rings 2 of the bearing 24 for support via the fifth and 26
The preloading member 29 is press-fitted between the outer rings 27 and 28 to urge the outer rings 27 and 28 and the ball nuts 21 and 22 away from each other.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記提案の
装置では、外輪27、28間に予圧付加部材29を圧入
することで予圧を加えるために、付加される予圧量は、
予圧付加部材29の幅寸法だけで単純に決定される。こ
のため、一定の予圧しか設定することができず、予圧量
を簡単に変更したり調節できない欠点がある。
However, in the device proposed above, the preload is applied by press-fitting the preload applying member 29 between the outer races 27 and 28.
It is simply determined only by the width dimension of the preload applying member 29. For this reason, there is a disadvantage that only a certain preload can be set, and the preload amount cannot be easily changed or adjusted.

【0006】また、各外輪27、28を軸方向に離反さ
せ、その各外輪の移動によりボールナット21、22を
移動させて予圧を与えるため、サポート用軸受とボール
ねじには常に同一の予圧が加わることになる。したがっ
て、大きな剛性を必要とするボールねじの予圧量をサポ
ート用軸受に対して大きく設定するという操作ができ
ず、ボールねじ軸の剛性不足が生じやすい問題がある。
Further, since the outer rings 27 and 28 are separated from each other in the axial direction and the ball nuts 21 and 22 are moved by the movement of the outer rings to apply a preload, the same preload is always applied to the support bearing and the ball screw. Will join. Therefore, there is a problem that the operation of setting the preload amount of the ball screw requiring a large rigidity to be large with respect to the support bearing cannot be performed, and the rigidity of the ball screw shaft tends to be insufficient.

【0007】そこで、この発明は、ボールねじとサポー
ト用軸受の予圧を同時に付加できると共にその予圧量の
変更を簡単に行なうことができ、しかも必要に応じてボ
ールねじの予圧量を任意に大きく設定することができる
ボールねじ装置を提供することを目的としている。
Therefore, according to the present invention, the preload of the ball screw and the support bearing can be simultaneously applied, and the preload can be easily changed. Further, the preload of the ball screw can be arbitrarily set as required. It is an object of the present invention to provide a ball screw device capable of performing the following.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、ボールねじ軸に嵌合するボールナット
を軸方向に分割し、その各ボールナットを軸方向の移動
を許容する回り止め手段を介して連結し、上記ボールナ
ットの外側に、複列のサポート用軸受の内輪を軸方向に
移動可能に設けると共に、その内輪を複列の転動体の間
で軸方向に分割し、上記一方のボールナットに設けたね
じ部に、上記分割された一方の内輪を軸方向に押圧する
予圧用ナットを取付けた構成としたのである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention divides a ball nut fitted on a ball screw shaft in the axial direction, and separates each ball nut into a shaft allowing the axial movement. Connected via a stopping means, an outer ring of a double-row support bearing is provided on the outside of the ball nut so as to be movable in the axial direction, and the inner ring is split axially between the double-row rolling elements, The preload nut for pressing the one of the divided inner rings in the axial direction is attached to the threaded portion provided on the one ball nut.

【0009】[0009]

【作用】上記の構造においては、サポート用軸受の外輪
を固定した状態で、予圧用ナットをねじ部に対して移動
させ、内輪の一方を押圧すると、固定の外輪に対して内
輪が相対移動するため、サポート用軸受に予圧が加わ
る。また、上記の予圧用ナットの移動は、ボールナット
に対して上記内輪とは逆方向、すなわち分割したボール
ナットが互いに離れる方向の動きを与えるため、ボール
ねじにも同時に予圧が加えられる。
In the above structure, when the outer ring of the support bearing is fixed and the preload nut is moved with respect to the screw portion and one of the inner rings is pressed, the inner ring moves relative to the fixed outer ring. Therefore, a preload is applied to the support bearing. In addition, the movement of the nut for preloading causes the ball nut to move in a direction opposite to the inner ring, that is, a direction in which the divided ball nuts move away from each other, so that a preload is simultaneously applied to the ball screw.

【0010】一方、サポート用軸受の内輪同士が接合し
た状態で、予圧用ナットをさらに各内輪が接合する方向
に回転させると、ボールナットだけが離反する方向に移
動し、ボールねじに対してサポート用軸受以上の予圧を
負荷させることができる。
On the other hand, if the preload nut is further rotated in a direction in which the inner rings are joined in a state where the inner rings of the support bearings are joined, only the ball nut moves in a direction in which the inner rings are separated from each other, and the support for the ball screw is reduced. Preload higher than that for bearings can be applied.

【0011】[0011]

【実施例】図1は、実施例のボールねじ装置を示してい
る。図において、1はボールねじ軸であり、そのボール
ねじ軸1の周面に、多数のボール2を介して軸方向に分
割された2個のボールナット3、4が嵌合している。
FIG. 1 shows a ball screw device according to an embodiment. In the figure, reference numeral 1 denotes a ball screw shaft, and two ball nuts 3 and 4 divided in the axial direction via a large number of balls 2 are fitted on the peripheral surface of the ball screw shaft 1.

【0012】上記ボールナット3、4の対向する端部に
は、軸方向のキー溝5、6が形成され、その両キー溝
5、6にキー7が挿入されており、このキー7によって
両ボールナット3、4は互いに回り止めされると共に軸
方向には自由に接近離反できるように連結されている。
At the opposite ends of the ball nuts 3 and 4, axial key grooves 5 and 6 are formed, and a key 7 is inserted into both key grooves 5 and 6 so that both keys are inserted. The ball nuts 3 and 4 are connected to each other so as to be prevented from rotating and to be freely approached and separated in the axial direction.

【0013】また、上記ボールナット3、4の外径面に
は、複列のアギュラ玉軸受から成るサポート用軸受8が
装着されている。このサポート用軸受8は、取付け用フ
ランジ9を備えた外輪10と、その外輪10の両側のボ
ール溝11に配列される2列のボール12、13と、そ
の各列のボール12、13にそれぞれ係合する一対の内
輪14、15とから成り、その各内輪14、15は、ボ
ールナット3、4の外径面に軸方向に自由に移動できる
ように嵌め込まれている。
A support bearing 8 composed of double-row angular ball bearings is mounted on the outer diameter surfaces of the ball nuts 3 and 4. The support bearing 8 includes an outer race 10 having a mounting flange 9, two rows of balls 12 and 13 arranged in ball grooves 11 on both sides of the outer race 10, and balls 12 and 13 in each row. A pair of inner rings 14 and 15 are engaged with each other, and each of the inner rings 14 and 15 is fitted on the outer diameter surface of the ball nut 3 or 4 so as to be freely movable in the axial direction.

【0014】また、一方のボールナット4の外径面には
ねじ部16が形成され、そのねじ部16に予圧用ナット
17が螺合されており、この予圧用ナット17の端面が
内輪15の外側端面15aに当接するようになってい
る。また、他方のボールナット3の外径面には、内輪1
4の端面が当接するストッパとしての段部18が形成さ
れている。
A thread 16 is formed on the outer diameter surface of one of the ball nuts 4, and a preload nut 17 is screwed into the thread 16, and the end face of the preload nut 17 is formed on the inner race 15. It comes into contact with the outer end face 15a. The outer surface of the other ball nut 3 is provided with an inner ring 1.
A step 18 is formed as a stopper with which the end face of the fourth member 4 contacts.

【0015】上記の構造で成る実施例のボールねじ装置
においては、サポート用軸受8の外輪10を固定部材に
固定した状態で、予圧用ナット17をねじ部16の上で
回転させると、各ボールナット3、4がキー7によって
回り止めされているため、予圧用ナット17はねじ部1
6に沿って軸方向に移動する。
In the ball screw device of the embodiment having the above-described structure, when the preload nut 17 is rotated on the screw portion 16 with the outer ring 10 of the support bearing 8 being fixed to the fixing member, each ball is rotated. Since the nuts 3 and 4 are prevented from rotating by the key 7, the preload nut 17 is
It moves axially along 6.

【0016】いま、図1に示すように、上記予圧用ナッ
ト17が内輪15の外側端面15aに当接して矢印a方
向に内輪15を押圧すると、固定の外輪10に向かって
内輪15が軸移動するが、その動きは、ボールナット3
で止められている他方の内輪14を外輪10に接近させ
るように作用するため、各ボール12、13には収縮方
向の予圧が付加される。
As shown in FIG. 1, when the preload nut 17 comes into contact with the outer end surface 15a of the inner race 15 and presses the inner race 15 in the direction of arrow a, the inner race 15 moves axially toward the fixed outer race 10. But the movement is ball nut 3
In order to make the other inner ring 14 stopped by the inner ring 14 approach the outer ring 10, a preload in the contraction direction is applied to each of the balls 12, 13.

【0017】また、上記の予圧用ナット17の移動は、
ボールナット4に対して内輪15とは逆方向(矢印b方
向)の荷重を加えるため、ボールナット4はその荷重に
よって他方のボールナット3から離れる方向に軸移動
し、ボールねじの各ボール2には拡張方向の予圧が付与
される。
The movement of the preload nut 17 is as follows.
Since a load is applied to the ball nut 4 in the direction opposite to that of the inner ring 15 (in the direction of arrow b), the ball nut 4 is axially moved away from the other ball nut 3 by the load, and is applied to each ball 2 of the ball screw. Is applied with a preload in the expanding direction.

【0018】このように予圧用ナット17を操作するこ
とにより、ボールねじとサポート用軸受8に同時に予圧
を付加することができ、ボールねじの各ボール2及びサ
ポート用軸受8のボール12、13に対する嵌合部分の
ガタツキを解消することができる。
By operating the preload nut 17 in this manner, a preload can be simultaneously applied to the ball screw and the support bearing 8, and the balls 2 of the ball screw and the balls 12 and 13 of the support bearing 8 can be applied. The rattling of the fitting portion can be eliminated.

【0019】また、上記の構造では、予圧用ナット17
の移動量を変えると、その変化に応じて内輪15及びボ
ールナット4の移動量が変化するため、予圧用ナット1
7の操作量を調節することにより、ボールねじやサポー
ト用軸受8に対する予圧量を変更したり調節することが
できる。
In the above structure, the preload nut 17
When the amount of movement of the preload nut 1 changes, the amount of movement of the inner ring 15 and the ball nut 4 changes in accordance with the change.
The amount of preload applied to the ball screw and the support bearing 8 can be changed or adjusted by adjusting the operation amount of the operation member 7.

【0020】一方、内輪14、15間のすき間を、サポ
ート用軸受8に適正な予圧量を与える大きさに設定し、
その両内輪14、15の端面同士を接合させた後、さら
に予圧用ナット17を内輪15に向かうように締付ける
と、ボールナット4だけが矢印b方向に移動し、他方の
ボールナット3から離反する。このため、ボールねじの
各ボール2には、さらに予圧が付与されることになり、
ボールねじに対してサポート用軸受8以上の大きな予圧
を付与することができる。
On the other hand, the clearance between the inner rings 14 and 15 is set to a size that gives an appropriate preload to the support bearing 8.
After the end faces of the inner rings 14, 15 are joined together, when the preload nut 17 is further tightened toward the inner ring 15, only the ball nut 4 moves in the direction of arrow b and separates from the other ball nut 3. . For this reason, a preload is further applied to each ball 2 of the ball screw,
A large preload equal to or greater than the support bearing 8 can be applied to the ball screw.

【0021】なお、上記の実施例では、予圧用ナット1
7により内輪15の端面を直接押圧するようにしたが、
ナット17と内輪15の間にスペーサを設け、そのスペ
ーサを介して内輪を押圧してもよい。
In the above embodiment, the preload nut 1
7, the end face of the inner ring 15 is directly pressed.
A spacer may be provided between the nut 17 and the inner ring 15, and the inner ring may be pressed via the spacer.

【0022】また、ボールナット3、4の回り止め手段
には、図示したキーとキー溝の組合せの他に、スプライ
ンやセレーション溝等の手段を用いることもできる。
As the rotation preventing means for the ball nuts 3 and 4, other than the combination of the key and the key groove shown in the figure, a means such as a spline or a serration groove may be used.

【0023】[0023]

【効果】以上のように、この発明は、予圧用ナットのね
じ込みにより分割したボールナットとサポート用軸受の
内輪を軸方向に相対移動させるので、ボールねじとサポ
ート用軸受に対して同時に予圧を付加することができ
る。
As described above, according to the present invention, the preload is simultaneously applied to the ball screw and the support bearing since the divided ball nut and the inner ring of the support bearing are relatively moved in the axial direction by screwing the preload nut. can do.

【0024】また、予圧用ナットの移動量を変化させる
と、ボールナットや内輪の移動量を調節できるので、予
圧量を簡単に変更することができる。
Further, by changing the amount of movement of the preload nut, the amount of movement of the ball nut and the inner ring can be adjusted, so that the amount of preload can be easily changed.

【0025】さらに、内輪を固定した状態でボールナッ
トだけを軸移動させることができるので、サポート用軸
受に比べてボールねじの予圧量を任意に大きく設定する
ことができ、ボールねじの剛性向上を図ることができ
る。
Further, since only the ball nut can be axially moved with the inner ring fixed, the amount of preload of the ball screw can be set arbitrarily larger than that of the support bearing, and the rigidity of the ball screw can be improved. Can be planned.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例を示す断面図FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment.

【図2】従来例を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ボールねじ軸 2 ボール 3、4 ボールナット 7 キー 8 サポート用軸受 10 外輪 12、13 ボール 14、15 内輪 16 ねじ部 17 予圧用ナット 1 Ball Screw Shaft 2 Ball 3, 4 Ball Nut 7 Key 8 Support Bearing 10 Outer Ring 12, 13 Ball 14, 15 Inner Ring 16 Thread 17 Preload Nut

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 25/20 - 25/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F16H 25/20-25/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ボールねじ軸に嵌合するボールナットを
軸方向に分割し、その各ボールナットを軸方向の移動を
許容する回り止め手段を介して連結し、上記ボールナッ
トの外側に、複列のサポート用軸受の内輪を軸方向に移
動可能に設けると共に、その内輪を複列の転動体の間で
軸方向に分割し、上記一方のボールナットに設けたねじ
部に、上記分割された一方の内輪を軸方向に押圧する予
圧用ナットを取付けたボールねじ装置。
1. A ball nut fitted to a ball screw shaft is divided in an axial direction, and each of the ball nuts is connected via a detent means allowing movement in the axial direction. The inner ring of the row of bearings for support is provided so as to be movable in the axial direction, and the inner ring is axially divided between the rolling elements of the double row, and divided into the threaded portions provided on the one ball nut. A ball screw device equipped with a preload nut that presses one inner ring in the axial direction.
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