JP5533108B2 - Ball screw device - Google Patents

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JP5533108B2 JP2010067170A JP2010067170A JP5533108B2 JP 5533108 B2 JP5533108 B2 JP 5533108B2 JP 2010067170 A JP2010067170 A JP 2010067170A JP 2010067170 A JP2010067170 A JP 2010067170A JP 5533108 B2 JP5533108 B2 JP 5533108B2
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Description

この発明は、ボールねじ装置に関し、特に、ねじ軸が直線移動する形態で使用されるボールねじ装置に関する。   The present invention relates to a ball screw device, and more particularly to a ball screw device used in a form in which a screw shaft moves linearly.

ボールねじ装置は、アクチュエータや電磁緩衝器などで使用される場合に、ボールねじナットが回転して、ねじ軸が直線移動する形態で使用されることがある。   When the ball screw device is used in an actuator, an electromagnetic shock absorber, or the like, the ball screw nut may rotate and the screw shaft may move linearly.

このようなボールねじ装置として、特許文献1には、ねじ軸が通されたボールねじナットが、ねじ軸の周囲に配置された回転筒体に互いに回転しないように連結されるとともに、軸受を介してハウジングに回転自在に支持され、ボールねじナットの一端部が回転筒体の一端部にスプライン嵌合されており、ハウジングに、減衰力を付与するモータのステータが設けられ、回転筒体がこのモータのロータを形成しているものが開示されている。   As such a ball screw device, Patent Document 1 discloses that a ball screw nut through which a screw shaft is passed is connected to a rotating cylinder disposed around the screw shaft so as not to rotate with each other, and via a bearing. The ball screw nut is rotatably supported by the housing, one end of the ball screw nut is spline-fitted to the one end of the rotating cylinder, and a motor stator for applying a damping force is provided in the housing. What forms the rotor of a motor is disclosed.

特開2009−168093号公報JP 2009-168093 A

車両の電磁緩衝器では、ボールねじナットの回転部分の慣性モーメント低減のために、ボールねじナットを含む回転部材の径を小さくすることが好ましい。ボールねじナットとしては、エンドキャップ式のものが一般的であり、特許文献1のものでは、エンドキャップ外径より大きい位置で、モータへトルクを伝達する部材(回転筒体)を配置する必要があり、これ以上慣性モーメントを小さくすることは困難である。   In the electromagnetic shock absorber of a vehicle, it is preferable to reduce the diameter of the rotating member including the ball screw nut in order to reduce the moment of inertia of the rotating portion of the ball screw nut. As the ball screw nut, an end cap type is common, and in Patent Document 1, it is necessary to arrange a member (rotating cylinder) that transmits torque to the motor at a position larger than the end cap outer diameter. It is difficult to reduce the moment of inertia any further.

この発明の目的は、ボールねじ装置の小径化が可能で、これにより、回転部分の慣性モーメントの低減を可能としたボールねじ装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a ball screw device in which the diameter of the ball screw device can be reduced and thereby the moment of inertia of a rotating part can be reduced.

この発明によるボールねじ装置は、ねじ軸が通されたボールねじナットが、ねじ軸の周囲に配置された回転筒体に互いに回転しないように連結されるボールねじ装置において、ボールねじナットは、円筒状のナット本体およびこの両端に設けられた1対の短円筒状のエンドキャップからなるエンドキャップ式のものとされ、ナット本体の一端部に、周方向に所定間隔で配置された複数の係合用爪が形成されるとともに、一端部側のエンドキャップの外周部に、複数の嵌合用凹所が形成されており、各係合用爪がそれぞれ各嵌合用凹所に嵌め入れられて、その先端部が該エンドキャップから突出させられており、一端部側のエンドキャップでは、周方向に所定間隔で複数の嵌合用凹所が形成されることで、隣り合う凹所間に凸部が存在しており、一端部側のエンドキャップに設けられる方向転換路は、その端部がこれらの凸部のうちのいずれかに位置するように設けられ、残りの凸部のいくつかにナット本体とのキャップ結合用ねじの挿通孔が形成されており、ナット本体の外周面に転がり軸受の内輪軌道が形成されていることを特徴とするものである。 The ball screw device according to the present invention, a ball screw nut screw shaft is passed is, the ball screw device which is connected so as not to rotate relative to each other in the rotating cylinder which is disposed around the screw shaft, the ball screw nut, the cylindrical And a plurality of engaging caps arranged at predetermined intervals in the circumferential direction at one end of the nut main body, and an end cap type consisting of a pair of short cylindrical end caps provided at both ends of the nut main body. A claw is formed, and a plurality of fitting recesses are formed on the outer peripheral portion of the end cap on one end side, and each engaging claw is fitted into each fitting recess, and the tip part thereof Is protruded from the end cap, and in the end cap on one end side, a plurality of recesses for fitting are formed at predetermined intervals in the circumferential direction, so that convex portions exist between adjacent recesses. Cage The direction change path provided in the end cap on one end side is provided so that the end is located in one of these convex parts, and for the cap coupling with the nut body on some of the remaining convex parts A screw insertion hole is formed, and an inner ring raceway of the rolling bearing is formed on the outer peripheral surface of the nut body .

ボールねじ装置は、ボールねじナットが回転筒体(例えばモータのロータ形成部材)と一体回転可能なように連結されるものとされ、その連結のために、ボールねじナットに係合用爪が周方向に所定間隔で複数設けられる。係合用爪は、回転筒体に設けられた係合用凹所に嵌め合わせられ、これにより、ナットと回転筒体とが連結され、これらを連結するための連結用ナットは不要となる。   In the ball screw device, the ball screw nut is connected so as to be integrally rotatable with a rotating cylinder (for example, a rotor forming member of a motor), and an engaging claw is circumferentially connected to the ball screw nut for the connection. Are provided at predetermined intervals. The engaging claws are fitted into engaging recesses provided in the rotating cylinder, whereby the nut and the rotating cylinder are connected, and a connecting nut for connecting them becomes unnecessary.

ボールねじナットは、ナット本体およびその両端に複数のボルトによってそれぞれ取り付けられた1対のエンドキャップからなるもの(エンドキャップ式のもの)とされる。係合用爪は、ナット本体の一端部に設けられる。   The ball screw nut is composed of a nut body and a pair of end caps respectively attached to both ends thereof by a plurality of bolts (end cap type). The engaging claw is provided at one end of the nut body.

エンドキャップ式のボールねじ装置では、ねじ軸に設けられたボールねじ軌道とナット本体に設けられたボールねじ軌道とによってボールが転動する主通路が形成され、ナット本体周壁に、これを貫通する戻し通路が形成され、エンドキャップに、主通路と戻し通路とを連通する方向転換路が設けられる。ボールは、主通路、方向転換路および戻し通路内に配設され、主通路を転動するボールがねじ軸とボールねじナットの相対回転を案内し、ねじ軸とボールねじナットとが相対回転することにより、ねじ軸とボールねじナットとが軸方向に相対移動する。   In the end cap type ball screw device, a ball passage formed on the screw shaft and a ball screw race provided on the nut body form a main passage where the ball rolls, and penetrates the peripheral wall of the nut body. A return path is formed, and the end cap is provided with a direction change path that connects the main path and the return path. The ball is disposed in the main passage, the direction changing passage, and the return passage, and the ball rolling on the main passage guides the relative rotation of the screw shaft and the ball screw nut, and the screw shaft and the ball screw nut rotate relative to each other. As a result, the screw shaft and the ball screw nut relatively move in the axial direction.

エンドキャップ式のボールねじナットにおいて係合用爪を設ける場合、係合用爪はナット本体に設けられることになり、係合用爪の内径≒エンドキャップの外径となって、係合用爪の外径≒エンドキャップの外径+係合用爪の厚み×2となる。慣性モーメント低減のためには、ボールねじナットおよびこれに連結される回転筒体からなる回転部材の外径を小さくすることが好ましく、それには、係合用爪の外径を小さくすることが有効となる。そこで、この発明によるボールねじ装置では、エンドキャップの外周部に、各係合用爪がそれぞれ嵌め入れられる複数の嵌合用凹所が形成され、これにより、係合用爪の内接径をエンドキャップの外径よりも小さくすることができ、係合用爪の厚みを薄くすることなく、係合用爪の外接径を小さくすることができる。   When an engaging claw is provided in an end cap type ball screw nut, the engaging claw is provided in the nut body, and the engaging claw inner diameter≈the end cap outer diameter, and the engaging claw outer diameter≈ The outer diameter of the end cap + the thickness of the engaging claw × 2. In order to reduce the moment of inertia, it is preferable to reduce the outer diameter of the rotating member composed of the ball screw nut and the rotating cylinder connected to the nut, and for this purpose, it is effective to reduce the outer diameter of the engaging claw. Become. Therefore, in the ball screw device according to the present invention, a plurality of fitting recesses into which the respective engaging claws are respectively fitted are formed on the outer peripheral portion of the end cap. The outer diameter can be made smaller than the outer diameter, and the circumscribed diameter of the engaging claw can be reduced without reducing the thickness of the engaging claw.

ボールねじナットおよびこれに連結される回転筒体からなる回転部材は、軸受を介してハウジングに回転自在に支持されることが好ましく、このための軸受は、単列の玉軸受、複列の玉軸受などとされ、この場合、ボールねじナットのナット本体の外周面に玉軸受の軌道が形成されて、玉軸受の内輪がナット本体と一体化されていることが好ましい。このようにすると、玉軸受の内輪が不要になり、これを固定するための内輪固定用ナットが不要になる。   The rotating member including the ball screw nut and the rotating cylindrical body connected to the ball screw nut is preferably rotatably supported by the housing via the bearing, and the bearing for this is a single row ball bearing or a double row ball. In this case, it is preferable that a raceway of the ball bearing is formed on the outer peripheral surface of the nut body of the ball screw nut, and the inner ring of the ball bearing is integrated with the nut body. If it does in this way, the inner ring of a ball bearing will become unnecessary and the nut for inner ring fixation for fixing this will become unnecessary.

この発明のボールねじ装置において、一端部側のエンドキャップでは、周方向に所定間隔で複数の嵌合用凹所が形成されることで、隣り合う凹所間に凸部が存在しており、一端部側のエンドキャップに設けられる方向転換路は、その端部がこれらの凸部のうちのいずれかに位置するように設けられ、残りの凸部のいくつかにナット本体とのキャップ結合用ねじの挿通孔が形成されていることが好ましい。例えば、2条のボールねじ軌道が設けられる場合、周方向に等間隔で、6つの嵌合用凹所およびこれに伴う6つの凸部が形成され、そのうちの180°離れた2つの凸部を使用して、ここに方向転換路の端部が配置され、残る4つの凸部を使用してナット本体とエンドキャップとが固定される。   In the ball screw device of the present invention, the end cap on the one end side has a plurality of recesses for fitting at predetermined intervals in the circumferential direction, so that a convex portion exists between adjacent recesses, The direction change path provided in the end cap on the part side is provided so that its end is located on one of these convex parts, and a screw for cap coupling with the nut body on some of the remaining convex parts It is preferable that a through hole is formed. For example, when two ball screw raceways are provided, six fitting recesses and six convex portions are formed at equal intervals in the circumferential direction, and two convex portions separated by 180 ° are used. And the edge part of a direction change path is arrange | positioned here, and a nut main body and an end cap are fixed using four remaining convex parts.

この発明によるボールねじ装置は、アクチュエータ(モータによってボールねじナットが回転させられ、これにより、ねじ軸が直線移動する形態)として使用されることがあり、緩衝器(ねじ軸が外部からの力によって直線移動させられ、これにより、ボールねじナットが回転し、モータが発生する電磁力が減衰力となる形態)として使用されることがある。   The ball screw device according to the present invention may be used as an actuator (a configuration in which a ball screw nut is rotated by a motor, whereby the screw shaft moves linearly), and a shock absorber (the screw shaft is driven by an external force). In some cases, the ball screw nut is rotated linearly, whereby the electromagnetic force generated by the motor becomes a damping force.

ねじ軸およびボールねじナットは、例えば、S45C,S55Cなどの炭素鋼製あるいはSAE4150鋼製とされ、また、ボールは、例えば、軸受鋼(SUJ2)製とされる。ボールねじナットは、軸受鋼(SUJ2)製としてもよい。   The screw shaft and ball screw nut are made of carbon steel such as S45C and S55C or SAE4150 steel, and the ball is made of bearing steel (SUJ2), for example. The ball screw nut may be made of bearing steel (SUJ2).

この発明のボールねじ装置によると、ボールねじナットは、ナット本体およびこの両端に設けられた1対のエンドキャップからなるエンドキャップ式のものとされ、ナット本体の一端部に、周方向に所定間隔で配置された複数の係合用爪が形成されるとともに、一端部側のエンドキャップの外周部に、複数の嵌合用凹所が形成されており、各係合用爪がそれぞれ各嵌合用凹所に嵌め入れられて、その先端部が該エンドキャップから突出させられているので、これにより、係合用爪の内接径をエンドキャップの外径よりも小さくすることができ、係合用爪の外接径を小さくすることができる。したがって、ボールねじ装置の小径化が可能で、これにより、回転部分の慣性モーメントの低減が可能となる。   According to the ball screw device of the present invention, the ball screw nut is an end cap type consisting of a nut main body and a pair of end caps provided at both ends thereof, and at one end of the nut main body at a predetermined interval in the circumferential direction. A plurality of engaging claws are formed at the outer peripheral portion of the end cap on one end side, and each of the engaging claws is formed in each fitting recess. Since the front end of the engaging claw is protruded from the end cap, the inscribed diameter of the engaging claw can be made smaller than the outer diameter of the end cap. Can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the diameter of the ball screw device, thereby reducing the moment of inertia of the rotating portion.

図1は、この発明によるボールねじ装置の1実施形態を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a ball screw device according to the present invention. 図2は、この発明によるボールねじ装置の要部であるボールねじナットを示す図で、図2(a)は、拡大縦断面図、図2(b)は、その平面図である。2A and 2B are views showing a ball screw nut which is a main part of the ball screw device according to the present invention. FIG. 2A is an enlarged longitudinal sectional view and FIG. 2B is a plan view thereof. 図3は、この発明によるボールねじ装置のエンドキャップを軸方向内方から見た図である。FIG. 3 is a view of the end cap of the ball screw device according to the present invention as viewed from the inside in the axial direction. 図4は、この発明によるボールねじ装置の比較例となるボールねじナットを示す図で、図2に対応しており、図4(a)は、拡大縦断面図、図4(b)は、その平面図である。FIG. 4 is a view showing a ball screw nut as a comparative example of the ball screw device according to the present invention and corresponds to FIG. 2, FIG. 4 (a) is an enlarged vertical sectional view, and FIG. 4 (b) is FIG.

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。以下の説明において、上下は、図1の上下をいうものとする。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the top and bottom refer to the top and bottom of FIG.

図1から図3までに示すように、この発明によるボールねじ装置(1)は、2条のボールねじ軌道(2a)および上下方向にのびる6本のボールスプライン軌道(2b)が設けられた上下にのびる鋼製ねじ軸(2)と、ねじ軸(2)のボールねじ軌道(2a)にボール(4)を介してねじ合わされた回転自在の鋼製ボールねじナット(3)と、ねじ軸(2)の下端部側においてスプライン軌道(2b)にボール(6)を介して嵌め合わされてねじ軸(2)の上下方向(軸方向)直線運動を案内する鋼製ボールスプライン外筒(5)と、ボールねじナット(3)を回転可能に支持する鋼製転がり軸受(7)とを備えている。   As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the ball screw device (1) according to the present invention is a vertical screw provided with two ball screw raceways (2a) and six ball spline raceways (2b) extending in the vertical direction. A steel screw shaft (2) that extends, a rotatable steel ball screw nut (3) screwed onto the ball screw raceway (2a) of the screw shaft (2) via a ball (4), and a screw shaft ( 2) a steel ball spline outer cylinder (5) fitted on the spline raceway (2b) via the ball (6) on the lower end side of 2) to guide the vertical (axial) linear motion of the screw shaft (2); And a steel rolling bearing (7) that rotatably supports the ball screw nut (3).

このボールねじ装置(1)は、例えば、ボールスプライン外筒(5)および転がり軸受(7)の外輪(17)がハウジング(図示略)に回転不可能に支持され、ボールねじナット(3)がモータ(図示略)によって回転させられて、これに伴ってねじ軸(2)が直線移動する形態で使用される。この場合、ねじ軸(2)が通されたボールねじナット(3)は、ねじ軸(2)の周囲に配置された円筒状のモータロータ(回転筒体)(8)に一体で回転するように連結される。ボールねじナット(3)には、モータロータ(8)との連結のために、周方向に所定間隔で配置された複数(図示は6つ)の係合用爪(15)が設けられており、これらの係合用爪(15)がモータロータ(8)に設けられた係合用凹所に嵌め合わせられることで、モータからのトルクがボールねじナット(3)に伝達される。   In this ball screw device (1), for example, the ball spline outer cylinder (5) and the outer ring (17) of the rolling bearing (7) are supported in a non-rotatable manner by a housing (not shown), and the ball screw nut (3) is The screw shaft (2) is used in a form that is rotated by a motor (not shown) and the screw shaft (2) is linearly moved accordingly. In this case, the ball screw nut (3) through which the screw shaft (2) is passed is rotated integrally with a cylindrical motor rotor (rotating cylinder) (8) disposed around the screw shaft (2). Connected. The ball screw nut (3) is provided with a plurality (six in the figure) of engaging claws (15) arranged at predetermined intervals in the circumferential direction for connection with the motor rotor (8). The engaging claws (15) are fitted into engaging recesses provided in the motor rotor (8), whereby torque from the motor is transmitted to the ball screw nut (3).

ボールねじナット(3)は、エンドキャップ式のもので、ナット本体(11)およびその両端に複数(図示は4本)のキャップ結合用ボルト(14)によってそれぞれ取り付けられた上下1対のエンドキャップ(12)(13)からなる。   The ball screw nut (3) is of an end cap type, and is a pair of upper and lower end caps respectively attached to the nut body (11) and a plurality of cap coupling bolts (14 in the figure) at both ends (14 in the figure). (12) Consists of (13).

転がり軸受(7)は、外輪軌道溝(17a)が形成された外輪(17)と、ナット本体(11)の外周面に形成された内輪軌道溝(18)と、対応する軌道溝(17a)(18)の間に介在させられた複数の玉(19)とからなる。すなわち、転がり軸受(7)の内輪は、ナット本体(11)と一体化されており、内輪が不要でかつ内輪固定用のナットも不要とされている。   The rolling bearing (7) includes an outer ring (17) formed with an outer ring raceway groove (17a), an inner ring raceway groove (18) formed on the outer peripheral surface of the nut body (11), and a corresponding raceway groove (17a). It consists of a plurality of balls (19) interposed between (18). That is, the inner ring of the rolling bearing (7) is integrated with the nut body (11), so that the inner ring is unnecessary and the nut for fixing the inner ring is also unnecessary.

ナット本体(11)には、ねじ軸(2)の2条のボールねじ軌道(おねじみぞ)(2a)に対応して、2条のボールねじ軌道(めねじみぞ)(11a)が設けられており、これらのボールねじ軌道(2a)(11a)対向空間がボール(4)が転動する主通路(ボール通路)(21)となっている。   The nut body (11) is provided with two ball screw raceways (female thread grooves) (11a) corresponding to the two ball screw raceways (male thread grooves) (2a) of the screw shaft (2). These ball screw raceways (2a) and (11a) are opposed to the main passage (ball passage) (21) in which the ball (4) rolls.

モータロータ(8)との連結のための係合用爪(15)は、ナット本体(11)の上端面に一体にかつ上エンドキャップ(12)よりも上方に突出するように設けられている。上エンドキャップ(12)の外周部には、各係合用爪(15)がそれぞれ嵌め入れられる複数の嵌合用凹所(16)が形成されている。   The engaging claw (15) for connection with the motor rotor (8) is provided integrally with the upper end surface of the nut main body (11) so as to protrude above the upper end cap (12). A plurality of fitting recesses (16) into which the respective engaging claws (15) are fitted are formed on the outer peripheral portion of the upper end cap (12).

図2(b)に示すように、複数の係合用爪(15)は、すべての係合用爪(15)に共通の内接円(IC)および外接円(OC)を有するように形成されており、各係合用爪(15)の外周面および内周面は、その円(IC)(OC)の一部を形成する断面円弧状とされている。各嵌合用凹所(16)の底面は、各係合用爪(15)の内周面に接触する断面円弧状に形成されている。これにより、係合用爪(15)の外接円(OC)の径は、ナット本体(11)の外径に比べて小さいものとなっている。   As shown in FIG. 2 (b), the plurality of engaging claws (15) are formed to have an inscribed circle (IC) and a circumscribed circle (OC) common to all the engaging claws (15). The outer peripheral surface and the inner peripheral surface of each engaging claw (15) have a circular arc shape that forms a part of the circle (IC) (OC). The bottom surface of each fitting recess (16) is formed in a circular arc shape in contact with the inner peripheral surface of each engaging claw (15). Thereby, the diameter of the circumscribed circle (OC) of the engaging claw (15) is smaller than the outer diameter of the nut body (11).

図3に示すように、上エンドキャップ(12)には、主通路(21)を転動したボール(4)を径方向外方に案内するみぞ状の2つの方向転換路(22)が設けられており、ナット本体(11)周壁には、同図に破線で示す位置に、各方向転換路(22)の径方向外方端部に連通する戻し通路(23)がそれぞれ設けられている。図示省略するが、下エンドキャップ(13)は、従来のエンドキャップと同一形状とされ、下エンドキャップ(13)にも、上エンドキャップ(12)と同一形状の方向転換路(22)が設けられている。戻し通路(23)は、図1および図2には表れていないが、キャップ結合用ボルト(14)がねじ合わされるねじ孔と平行でかつ径方向ほぼ同じ位置においてナット本体(11)を軸方向全長にわたって貫通する断面円形の孔とされている。   As shown in FIG. 3, the upper end cap (12) is provided with two groove-shaped direction change paths (22) for guiding the ball (4) rolled in the main path (21) radially outward. The nut main body (11) is provided with a return passage (23) communicating with the radially outer end of each direction changing passage (22) at a position indicated by a broken line in the drawing. . Although not shown, the lower end cap (13) has the same shape as the conventional end cap, and the lower end cap (13) is also provided with a direction change path (22) having the same shape as the upper end cap (12). It has been. Although the return passage (23) is not shown in FIGS. 1 and 2, the nut main body (11) is axially moved at the same position in the radial direction parallel to the screw hole into which the cap coupling bolt (14) is screwed. The hole has a circular cross section that penetrates the entire length.

ボール(4)は、主通路(21)、方向転換路(22)および戻し通路(23)内に配設され、主通路(21)を転動するボール(4)がねじ軸(2)とボールねじナット(3)の相対回転を案内するようになっている。ねじ軸(2)とボールねじナット(3)とが相対回転することにより、ねじ軸(2)とボールねじナット(3)とが軸方向に相対移動する。このとき、主通路(21)を転動したボール(4)は、一方のエンドキャップ(12)(13)の方向転換路(22)で方向転換されてナット本体(11)の戻し通路(23)に導入され、戻し通路(23)内を他方のエンドキャップ(13)(12)側に移動し、戻し通路(23)を移動してきたボール(4)が、他方のエンドキャップ(13)(12)の方向転換路(22)で方向転換されて、主通路(21)に導入される。   The ball (4) is disposed in the main passage (21), the direction changing passage (22) and the return passage (23), and the ball (4) rolling in the main passage (21) is connected to the screw shaft (2). It guides the relative rotation of the ball screw nut (3). When the screw shaft (2) and the ball screw nut (3) rotate relative to each other, the screw shaft (2) and the ball screw nut (3) relatively move in the axial direction. At this time, the ball (4) rolling on the main passage (21) is changed in direction by the direction change path (22) of one end cap (12) (13) and returned to the return path (23 of the nut body (11)). ), The ball (4) moved in the return passage (23) to the other end cap (13) (12) side and moved through the return passage (23) is moved to the other end cap (13) ( The direction is changed by the direction change path (22) of 12) and introduced into the main passage (21).

周方向に所定間隔(具体的には60°置き)で複数(具体的には6つ)の嵌合用凹所(16)が形成されることにより、上エンドキャップ(12)には、隣り合う凹所(16)間に6つの凸部(24)(25)が存在している。図3に示すように、上エンドキャップ(12)に設けられる2つの方向転換路(22)は、その径方向外方の端部がこれらの凸部(24)(25)のうちの180°離れた2つの凸部すなわち方向転換路配置用凸部(24)に位置するように設けられ、残りの4つの凸部すなわちボルト配置用凸部(25)にナット本体(11)とのキャップ結合用ボルト(14)の挿通孔(26)が形成されている。   A plurality of (specifically six) fitting recesses (16) are formed at predetermined intervals (specifically at intervals of 60 °) in the circumferential direction, so that they are adjacent to the upper end cap (12). There are six convex portions (24) and (25) between the concave portions (16). As shown in FIG. 3, the two direction change paths (22) provided in the upper end cap (12) are such that the radially outer ends thereof are 180 ° of these convex portions (24) and (25). The cap is connected to the nut body (11) on the two remaining convex parts, that is, the convex part for changing direction (24), and the remaining four convex parts, ie, the bolt arranging convex part (25). An insertion hole (26) for the bolt (14) is formed.

図4には、比較のためのエンドキャップ式ボールねじナット(30)が示されている。   FIG. 4 shows an end cap type ball screw nut (30) for comparison.

このボールねじナット(30)は、ナット本体(31)およびその両端に複数のキャップ結合用ボルト(34)によってそれぞれ取り付けられた上下1対のエンドキャップ(32)(33)からなり、ナット本体(31)に複数の係合用爪(35)が設けられている。係合用爪(35)は、ナット本体(31)の上端面に一体にかつ上エンドキャップ(32)よりも上方に突出するように設けられている。複数の係合用爪(35)は、すべての係合用爪(35)に共通の内接円(ID)および外接円(OD)を有するように形成されており、各係合用爪(35)の外周面および内周面は、その円(ID)(OD)の一部を形成する断面円弧状とされている。係合用爪(35)と上エンドキャップ(32)との干渉を避けるために、各係合用爪(35)の内周面は、上エンドキャップ(32)の外周面にわずかに間隙をおいて対向する断面円弧状に形成されており、係合用爪(35)の内接円(ID)の径は、エンドキャップ(32)の外径にほぼ等しく(わずかに大きく)、係合用爪(35)の外接円(OD)は、ナット本体(31)の外径に等しいものとなっている。   The ball screw nut (30) includes a nut body (31) and a pair of upper and lower end caps (32) and (33) attached to both ends by a plurality of cap coupling bolts (34). A plurality of engaging claws (35) are provided on 31). The engaging claw (35) is provided so as to be integral with the upper end surface of the nut body (31) and protrude upward from the upper end cap (32). The plurality of engaging claws (35) are formed to have an inscribed circle (ID) and a circumscribed circle (OD) common to all the engaging claws (35). The outer peripheral surface and the inner peripheral surface have a circular arc shape that forms a part of the circle (ID) (OD). In order to avoid interference between the engaging claws (35) and the upper end cap (32), the inner peripheral surface of each engaging pawl (35) is slightly spaced from the outer peripheral surface of the upper end cap (32). It is formed in an opposing cross-section arc shape, and the diameter of the inscribed circle (ID) of the engaging claw (35) is substantially equal (slightly larger) than the outer diameter of the end cap (32), and the engaging claw (35 The circumscribed circle (OD) of) is equal to the outer diameter of the nut body (31).

図2と図4との比較から分かるように、この発明によるボールねじ装置(1)では、上エンドキャップ(12)の外周部に、各係合用爪(15)がそれぞれ嵌め入れられる複数の嵌合用凹所(16)が形成されていることで、係合用爪(15)の内接径(IC)を上エンドキャップ(12)の外径よりも小さくすることができ、係合用爪(15)の厚みを薄くすることなく、係合用爪(15)の外接径(OC)を小さくすることができる。これにより、係合用爪(15)の外接径(OC)が図4に示した係合用爪(35)の外接径(OD)より小さくなっている。すなわち、この発明のボールねじ装置(1)によると、ボールねじナット(3)およびこれに連結されるモータロータ(8)からなる回転部材の小径化が可能で、これにより、回転部分の慣性モーメントの低減が可能となる。   As can be seen from a comparison between FIG. 2 and FIG. 4, in the ball screw device (1) according to the present invention, a plurality of fittings in which the respective engaging claws (15) are fitted into the outer peripheral portion of the upper end cap (12). By forming the joint recess (16), the inscribed diameter (IC) of the engaging claw (15) can be made smaller than the outer diameter of the upper end cap (12), and the engaging claw (15 ), The circumscribed diameter (OC) of the engaging claw (15) can be reduced. Thereby, the circumscribed diameter (OC) of the engaging claw (15) is smaller than the circumscribed diameter (OD) of the engaging claw (35) shown in FIG. That is, according to the ball screw device (1) of the present invention, it is possible to reduce the diameter of the rotating member including the ball screw nut (3) and the motor rotor (8) connected to the ball screw nut, thereby reducing the moment of inertia of the rotating part. Reduction is possible.

なお、図4に示す上エンドキャップ(32)では、4本のキャップ結合用ボルト(34)を90°置きの等間隔で配置することが容易であるが、図2および図3に示す上エンドキャップ(12)では、4本のキャップ結合用ボルト(14)は、完全な等間隔ではなく、120°−60°−120°−60°置きという間隔となる。   In the upper end cap (32) shown in FIG. 4, it is easy to arrange the four cap coupling bolts (34) at equal intervals of 90 °, but the upper end cap shown in FIG. 2 and FIG. In the cap (12), the four cap coupling bolts (14) are not completely spaced apart, but at intervals of 120 ° -60 ° -120 ° -60 °.

この発明のボールねじ装置(1)は、例えば、自動車の電磁緩衝器用として使用され、このような電磁緩衝器では、タイヤから伝わる外力によってねじ軸(2)がボールスプライン外筒(5)に案内されて軸方向に直線移動し、これに伴って、ボールねじナット(3)およびモータロータ(8)が回転し、この回転運動をモータに取り込んで、モータで発生する電磁力を減衰力として利用される。   The ball screw device (1) of the present invention is used, for example, for an electromagnetic shock absorber of an automobile. In such an electromagnetic shock absorber, the screw shaft (2) is guided to the ball spline outer cylinder (5) by an external force transmitted from a tire. As a result, the ball screw nut (3) and the motor rotor (8) rotate along with this, and the rotational motion is taken into the motor, and the electromagnetic force generated by the motor is used as the damping force. The

ボールねじ装置(1)は、電磁緩衝器用に限られるものではなく、電動アクチュエータとして使用することもできる。この場合、モータの回転駆動力をボールねじナット(3)を介してねじ軸(2)の軸方向推力に変換し、推力の軸方向反力を転がり軸受(7)で支持してねじ軸(2)を直線運動させ、ねじ軸(2)に作用する軸方向荷重をボールねじナット(3)で負荷するとともに、トルクをボールスプライン外筒(5)で支持した形態での使用となる。   The ball screw device (1) is not limited to an electromagnetic shock absorber, and can also be used as an electric actuator. In this case, the rotational driving force of the motor is converted into the axial thrust of the screw shaft (2) through the ball screw nut (3), and the axial reaction force of the thrust is supported by the rolling bearing (7) and screw shaft ( 2) is moved linearly, the axial load acting on the screw shaft (2) is applied by the ball screw nut (3), and the torque is supported by the ball spline outer cylinder (5).

(1) ボールねじ装置
(2) ねじ軸
(3) ボールねじナット
(8) モータロータ(回転筒体)
(11) ナット本体
(12) 上エンドキャップ
(13) 下エンドキャップ
(14) キャップ結合用ボルト(キャップ結合用ねじ)
(15) 係合用爪
(16) 嵌合用凹所
(22) 方向転換路
(24) 方向転換路配置用凸部
(25) ボルト配置用凸部
(26) 挿通孔
(1) Ball screw device
(2) Screw shaft
(3) Ball screw nut
(8) Motor rotor (rotating cylinder)
(11) Nut body
(12) Upper end cap
(13) Lower end cap
(14) Cap coupling bolt (cap coupling screw)
(15) Claw for engagement
(16) Recess for fitting
(22) Direction change path
(24) Convex part for direction change path placement
(25) Convex part for bolt placement
(26) Insertion hole

Claims (1)

ねじ軸が通されたボールねじナットが、ねじ軸の周囲に配置された回転筒体に互いに回転しないように連結されるボールねじ装置において、
ボールねじナットは、円筒状のナット本体およびこの両端に設けられた1対の短円筒状のエンドキャップからなるエンドキャップ式のものとされ、ナット本体の一端部に、周方向に所定間隔で配置された複数の係合用爪が形成されるとともに、一端部側のエンドキャップの外周部に、複数の嵌合用凹所が形成されており、各係合用爪がそれぞれ各嵌合用凹所に嵌め入れられて、その先端部が該エンドキャップから突出させられており、
一端部側のエンドキャップでは、周方向に所定間隔で複数の嵌合用凹所が形成されることで、隣り合う凹所間に凸部が存在しており、一端部側のエンドキャップに設けられる方向転換路は、その端部がこれらの凸部のうちのいずれかに位置するように設けられ、残りの凸部のいくつかにナット本体とのキャップ結合用ねじの挿通孔が形成されており、
ナット本体の外周面に転がり軸受の内輪軌道が形成されていることを特徴とするボールねじ装置。
In a ball screw device in which a ball screw nut through which a screw shaft is passed is coupled so as not to rotate with respect to a rotating cylinder disposed around the screw shaft.
The ball screw nut is an end cap type consisting of a cylindrical nut body and a pair of short cylindrical end caps provided at both ends thereof, and is disposed at one end of the nut body at a predetermined interval in the circumferential direction. A plurality of engaging claws are formed, and a plurality of fitting recesses are formed on the outer peripheral portion of the end cap on one end side, and the respective engaging claws are fitted into the respective fitting recesses. And its tip is projected from the end cap ,
In the end cap on one end side, a plurality of recesses for fitting are formed at predetermined intervals in the circumferential direction, so that a convex portion exists between adjacent recesses and is provided on the end cap on one end side. The direction change path is provided so that its end is located at one of these protrusions, and the insertion holes for the cap coupling screws with the nut body are formed in some of the remaining protrusions. ,
A ball screw device, wherein an inner ring raceway of a rolling bearing is formed on an outer peripheral surface of a nut body .
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