JP7473091B2 - ボールねじ装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
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の一方側に配置された素嵌合軸部とを有し、該素嵌合軸部は、外周面に備えられ、複数の外歯が周方向に配置された内径側係合部と、軸方向の前記一方側の端面に開口した素センタ穴と、該素センタ穴の径方向の外側に存在する素筒状部とを備えている、素ねじ軸の前記素嵌合軸部に対して、内周面に備えられ、複数の内歯が前記周方向に配置され、かつ、前記内径側係合部と係合する外径側係合部を有する嵌合部材を外嵌し、
前記素ねじ軸に対して、かしめ治具を前記軸方向の他方側に相対移動させて、前記かしめ治具の外周面に備えられた加工面を前記素筒状部の内周面に押し付けることで、前記素筒状部を前記径方向の前記外側に塑性変形させて、かしめ部を形成する、
工程を有する。
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の一方側に配置された素嵌合軸部とを有し、該素嵌合軸部は、外周面に備えられ、複数の素外歯が周方向に配置された素内径側係合部を備えている、素ねじ軸の前記素嵌合軸部に対して、内周面に備えられ、複数の内歯が前記周方向に配置され、かつ、前記素内径側係合部と係合する外径側係合部を有する嵌合部材を外嵌し、
前記素ねじ軸に対して、かしめ治具を前記軸方向の他方側に相対変位させて、前記かしめ治具に備えられた加工面を、前記複数の素外歯のうちの少なくとも1つの素外歯の前記軸方向の前記一方側の端部に押し付けることで、前記少なくとも1つの素外歯の前記軸方向の前記一方側の端部を、径方向の外側および前記周方向の両側に塑性変形させて、かしめ部を形成する、
工程を有する。
本開示の実施の形態の第1例について、図1~図6を用いて説明する。
本例のボールねじ装置1は、これに限定されないが、たとえば、電動ブレーキブースター装置において、油圧シリンダのピストンを動作させるなどの用途で使用される。
ねじ軸2は、金属製で、ねじ部11と、ねじ部11の軸方向一方側に配置された嵌合軸部12とを有する。ねじ部11と嵌合軸部12とは、同軸に配置されており、互いに一体に構成されている。嵌合軸部12は、ねじ部11よりも小さい外径を有する。
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22を有する。本例では、ナット3は、循環溝10をさらに有する。
複数のボール4は、負荷路9および循環溝10に転動可能に配置される。複数のボール4のぞれぞれは、所定の直径を有する鋼球からなる。負荷路9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。循環溝10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。
嵌合部材5は、嵌合軸部12に対して相対回転不能に外嵌される。嵌合部材5は、円形平板形状を有しており、径方向中央部に、軸方向に貫通した取付孔26を有する。取付孔26は、外径側係合部27を有する。外径側係合部27の内周面には、複数の内歯28が周方向に配置されている。複数の内歯28は、外径側係合部27の軸方向全体に伸長しており、かつ、外径側係合部27は、嵌合部材5の取付孔26の軸方向全体に伸長している。
かしめ部32は、図5(A)に示すような素ねじ軸64に塑性加工を施すことにより形成される。素ねじ軸64は、外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝13を有するねじ部11と、ねじ部11の軸方向一方側に配置された素嵌合軸部65とを有し、該素嵌合軸部65は、外周面に備えられ、複数の外歯17が周方向に配置された内径側係合部16と、軸方向一方側の端面に開口する素センタ穴67と、該素センタ穴67の径方向外側に存在する素筒状部66とを備える。素筒状部66は、薄肉円筒形状を有しており、素嵌合軸部65の軸方向一方側の半部に備えられている。素筒状部66の外周面にも、複数の外歯17が備えられている。かしめ部32は、たとえば、図5(A)および図5(B)の順に示すように、素ねじ軸64の素嵌合軸部65を嵌合部材5の取付孔26に挿入して、嵌合部材5を素嵌合軸部65に外嵌した後、素ねじ軸64の軸方向一方側に配置したかしめ治具33を、素ねじ軸64に対して軸方向他方側に相対移動させることで形成することができる。このように、かしめ部32は、かしめ治具33を素ねじ軸64の素センタ穴67に軸方向一方側から押し込むことで形成することができる。素センタ穴67は、素嵌合軸部65の軸方向寸法の1/3倍~2/3倍程度の軸方向寸法を有する。
転がり軸受6は、ねじ軸2に外嵌固定された嵌合部材5を、ハウジング24に対して回転自在に支持するともに、嵌合部材5に伝達されたアキシアル方向の力を、ハウジング24により支承することを可能にする機能を有する。
遊星減速機構8は、太陽歯車38と、複数の遊星歯車39と、リング歯車40と、キャリアとして機能する嵌合部材5と、ピニオンピン41とを備える。
電動モータ7に通電し、太陽歯車38を所定方向に回転させると、遊星歯車39は、太陽歯車38の周囲を自転しつつ公転する。遊星歯車39の公転運動は、嵌合部材5を介してねじ軸2に伝達される。ボールねじ装置1は、ねじ軸2を所定方向に回転駆動することで、ナット3を直線運動させる。
本開示の実施の形態の第2例について、図7(A)および図7(B)を用いて説明する。
本開示の実施の形態の第3例について、図9(A)および図9(B)を用いて説明する。
本開示の実施の形態の第4例について、図10~図14(D)を用いて説明する。
本開示の実施の形態の第5例について、図15を用いて説明する。
本開示の実施の形態の第6例について、図16を用いて説明する。
本開示の実施の形態の第7例について、図17を用いて説明する。
本開示の実施の形態の第8例について、図18を用いて説明する。
本開示の実施の形態の第9例について、図19を用いて説明する。
本開示の実施の形態の第10例について、図20~図22を用いて説明する。
2、2a ねじ軸
3、3a ナット
4 ボール
5、5a 嵌合部材
6 転がり軸受
7 電動モータ
8 遊星減速機構
9 負荷路
10 循環溝
11 ねじ部
12 嵌合軸部
13 軸側ボールねじ溝
14 突き当て面
15 第1センタ穴
16 内径側係合部
17 外歯
18、18a 歯底部
19、19a、19b 隆起部
20 面取り部
21 第2センタ穴
22 ナット側ボールねじ溝
23 鍔部
24 ハウジング
25 係合溝
26、26a 取付孔
27 外径側係合部
28 内歯
29 内輪軌道
30 支持孔
31、31a~31c 圧入部
32、32a かしめ部
33、33a、33b、33c かしめ治具
34 加工面
35 外輪
36 転動体
37 外輪軌道
38 太陽歯車
39 遊星歯車
40 リング歯車
41 ピニオンピン
42 モータ軸
43 凹部
44 歯先部
45 隆起部
46 歯底部
47 隆起部
48 歯先部
49 隆起部
50 嵌合部材
51 取付孔
52 歯部
53 筒状部
54 小径孔部
55 大径孔部
56 段差面
57 外径側側面
58 第1加工面
59 第2加工面
60 逃げ溝部
61 屈曲部
62 隅R部
63 加工面
64、64a 素ねじ軸
65、65a 素嵌合軸部
66 素筒状部
67 素センタ穴
68 素外歯
69 素内径側係合部
100 ボールねじ装置
101 ねじ軸
102 ナット
103 ねじ部
104 嵌合軸部
105 軸側ボールねじ溝
106 ハウジング
107 ガイドロッド
108 電動モータ
109 プーリ装置
110 従動プーリ
111 モータ軸
112 駆動プーリ
113 ベルト
Claims (14)
- 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の一方側に配置された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、
前記嵌合軸部に対して相対回転不能に外嵌された嵌合部材と、
を備え、
前記嵌合軸部は、外周面に、複数の外歯が周方向に配置された内径側係合部を有し、
前記嵌合部材は、内周面に、複数の内歯が前記周方向に配置され、かつ、前記内径側係合部と係合する外径側係合部を有し、
前記内径側係合部と前記外径側係合部との係合部は、前記軸方向の一部に、径方向に関する締め代を有する部分を備え、
前記嵌合軸部は、前記軸方向の前記一方側の端部に、前記嵌合部材と前記軸方向に係合するかしめ部を有する、
ボールねじ装置。 - 前記嵌合軸部は、前記軸方向の前記一方側の端面に開口したセンタ穴と、該センタ穴の前記径方向の外側に存在する筒状部とを備え、前記かしめ部は、該筒状部の前記軸方向の前記一方側の端部に備えられ、前記嵌合部材の前記軸方向の前記一方側の側面に押し付けられている、請求項1に記載したボールねじ装置。
- 前記筒状部の外周面は、前記嵌合部材の内周面に押し付けられている、請求項2に記載したボールねじ装置。
- 前記かしめ部は、前記径方向の前記外側に向かうほど前記軸方向の前記一方側に向かう方向に傾斜している、請求項3に記載したボールねじ装置。
- 前記かしめ部は、前記嵌合軸部の前記軸方向の前記一方側の前記端部に全周にわたり備えられる、請求項2に記載のボールねじ装置。
- 前記かしめ部は、前記複数の外歯のうちの少なくとも1つの外歯の前記軸方向の前記一方側の端部に形成され、前記嵌合部材の前記軸方向の前記一方側の内周縁部と前記軸方向に係合する、請求項1に記載したボールねじ装置。
- 前記かしめ部は、前記周方向の複数箇所に配置された複数のかしめ部により構成される、請求項6に記載したボールねじ装置。
- 前記径方向に関する締め代を有する部分は、前記係合部のうちの前記かしめ部から前記軸方向の他方側に外れた位置に配置される、請求項1に記載したボールねじ装置。
- 前記複数の外歯は、その歯底円直径がその他の部分の歯底円直径よりも大きい、または、その歯先円直径がその他の部分の歯先円直径よりも大きい、前記軸方向に関する一部分を有する、請求項1に記載したボールねじ装置。
- 前記複数の内歯は、その歯底円直径がその他の部分の歯底円直径よりも小さい、または、その歯先円直径がその他の部分の歯先円直径よりも小さい、前記軸方向に関する一部分を有する、請求項1に記載したボールねじ装置。
- 前記嵌合部材は、前記軸方向に関して対称形状を有する、請求項1に記載したボールねじ装置。
- 請求項2~5のいずれかに記載したボールねじ装置の製造方法であって、
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の一方側に配置された素嵌合軸部とを有し、該素嵌合軸部は、外周面に備えられ、複数の外歯が周方向に配置された内径側係合部と、軸方向の前記一方側の端面に開口した素センタ穴と、該素センタ穴の径方向の外側に存在する素筒状部とを備えている、素ねじ軸の前記素嵌合軸部に対して、内周面に備えられ、複数の内歯が前記周方向に配置され、かつ、前記内径側係合部と係合する外径側係合部を有する嵌合部材を外嵌し、
前記素ねじ軸に対して、かしめ治具を前記軸方向の他方側に相対移動させて、前記かしめ治具の外周面に備えられた加工面を前記素筒状部の内周面に押し付けることで、前記素筒状部を前記径方向の前記外側に塑性変形させて、かしめ部を形成する、
工程を有し、
前記加工面は、前記かしめ治具の中心軸に対する母線の傾斜角度が互いに異なる円すい面状の複数の加工面により構成されている、
ボールねじ装置の製造方法。 - 前記複数の加工面は、前記かしめ治具の前記外周面のうち前記軸方向の前記他方側の端部に備えられた第1加工面と、前記かしめ治具の前記外周面のうち前記第1加工面よりも前記軸方向の前記一方側に位置する部分に備えられた第2加工面とを備え、
前記中心軸に対する前記第2加工面の母線の傾斜角度は、前記中心軸に対する前記第1加工面の母線の傾斜角度よりも大きい、
請求項12に記載したボールねじ装置の製造方法。 - 請求項6または7に記載したボールねじ装置の製造方法であって、
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の一方側に配置された素嵌合軸部とを有し、該素嵌合軸部は、外周面に備えられ、複数の素外歯が周方向に配置された素内径側係合部を備えている、素ねじ軸の前記素嵌合軸部に対して、内周面に備えられ、複数の内歯が前記周方向に配置され、かつ、前記素内径側係合部と係合する外径側係合部を有する嵌合部材を外嵌し、
前記素ねじ軸に対して、かしめ治具を前記軸方向の他方側に相対変位させて、前記かしめ治具に備えられた加工面を、前記複数の素外歯のうちの少なくとも1つの素外歯の前記軸方向の前記一方側の端部に押し付けることで、前記少なくとも1つの素外歯の前記軸方向の前記一方側の端部を、径方向の外側および前記周方向の両側に塑性変形させて、かしめ部を形成する、
工程を有する、
ボールねじ装置の製造方法。
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