JP2010159840A - Ball spline - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ボールスプラインに関し、特に、過大トルクを受けやすい条件下で使用されるボールスプラインに関する。 The present invention relates to a ball spline, and more particularly, to a ball spline used under conditions that are susceptible to excessive torque.
ボールスプラインはボールねじと組み合わされて、電動アクチュエータ用や緩衝器用としてよく使用されており、例えば、特許文献1には、ボールねじナットにモータを接続することで、ボールねじナットが回転して、上下にのびるねじ軸が軸方向に直線移動する形態とされたボールねじを緩衝器に適用することが開示されている。 Ball splines are often used for electric actuators and shock absorbers in combination with ball screws. For example, in Patent Document 1, a ball screw nut rotates by connecting a motor to the ball screw nut. It is disclosed that a ball screw having a configuration in which a screw shaft extending vertically moves linearly in an axial direction is applied to a shock absorber.
従来のボールスプラインで使用されている外筒の一例を図6および図7に示す。同図において、ボールスプラインは、スプライン軌道(35a)が設けられた軸(35)と、軸(35)に嵌められたボールスプライン外筒(31)と、ボールスプライン外筒(31)と軸(35)との間に配設されたボール(37)とを備えており、ボールスプライン外筒(31)は、軸(35)のスプライン軌道(35a)に対向させられることで主通路(36)を構成するスプライン軌道(32a)が形成された略円筒状の金属製外筒本体(32)と、戻し通路(33a)が形成されておりかつ外筒本体(32)の内周に嵌め合わされた略円筒状の合成樹脂製保持器本体(33)と、保持器本体(33)の戻し通路(33a)と主通路(36)とを連通する連通路(34a)が形成されており保持器本体(33)に一端側から突き合わされた合成樹脂製保持器蓋(34)とを有している。 An example of an outer cylinder used in a conventional ball spline is shown in FIGS. In the figure, the ball spline includes a shaft (35) provided with a spline track (35a), a ball spline outer cylinder (31) fitted on the shaft (35), a ball spline outer cylinder (31) and a shaft ( 35), and the ball spline outer cylinder (31) is opposed to the spline raceway (35a) of the shaft (35) so that the main passageway (36) A substantially cylindrical metal outer cylinder main body (32) in which a spline track (32a) forming an inner surface is formed, and a return passage (33a) is formed and fitted to the inner periphery of the outer cylinder main body (32). The cage main body (33a) is formed with a substantially cylindrical synthetic resin cage body (33) and a communication passage (34a) communicating the return passage (33a) of the cage body (33) and the main passage (36). (33) has a synthetic resin cage lid (34) abutted from one end side.
軸(35)の直線移動に伴って、ボール(37)は、主通路(36)、保持器本体(33)の戻し通路(33a)、保持器蓋(34)の連通路(34a)を循環し、この循環がスムーズに行われることにより、スプラインのスムーズなストロークが確保される。 As the shaft (35) moves linearly, the ball (37) circulates in the main passage (36), the return passage (33a) of the cage body (33), and the communication passage (34a) of the cage lid (34). And since this circulation is performed smoothly, the smooth stroke of a spline is ensured.
上記のボールスプライン外筒(31)では、保持器本体(33)と保持器蓋(34)との突き合わせ部には微小な隙間Gがあり、この隙間Gが変形することなどによって、ボールスプラインの摺動抵抗が大きくなるなどの循環不良を起こし、スプラインのストロークの妨げとなることがある。 In the ball spline outer cylinder (31), there is a minute gap G at the abutting portion between the cage main body (33) and the cage lid (34). May cause poor circulation such as increased sliding resistance, which may hinder the stroke of the spline.
すなわち、図6において、軸(35)は左方に移動するものとすると、これに応じて、ボールスプライン外筒(31)は図の右方に移動しようとし、軸(35)の直線移動に伴って、主通路(36)にあるボール(37)は、保持器本体(33)の戻し通路(33a)へ押し出されるとともに、保持器蓋(34)の連通路(34a)にあるボール(37)が主通路(36)へと戻される。Aで示すボール(37)が戻し通路(33a)から主通路(36)に突入する際、Bで示すボール(37)が保持器蓋(34)を矢印で示す右方へ押し、戻し通路(33a)の幅Pが広がり、Bで示すボール(37)が主通路(36)の入口部分で引っ掛かることがある。この場合、ボール(37)の旋回する軌道がずれ、戻し通路(33a)にボール(37)が充満して、主通路(36)内のボール(37)が戻し通路(33a)に入れず、ボールスプラインの摺動抵抗が大きくなり、スプラインのストロークが円滑でないようになるという問題が生じる。 That is, in FIG. 6, if the shaft (35) moves to the left, the ball spline outer cylinder (31) tries to move to the right in the drawing, and the shaft (35) moves linearly. Along with this, the ball (37) in the main passage (36) is pushed out to the return passage (33a) of the cage body (33) and the ball (37) in the communication passage (34a) of the cage lid (34). ) Is returned to the main passageway (36). When the ball (37) indicated by A enters the main passage (36) from the return passage (33a), the ball (37) indicated by B pushes the retainer lid (34) to the right indicated by the arrow, and the return passage ( The width P of 33a) increases, and the ball (37) indicated by B may be caught at the entrance of the main passage (36). In this case, the trajectory of the turning of the ball (37) is shifted, the ball (37) is filled in the return passage (33a), the ball (37) in the main passage (36) does not enter the return passage (33a), There arises a problem that the sliding resistance of the ball spline is increased and the stroke of the spline is not smooth.
この発明の目的は、スプラインのストロークを円滑にすることができるボールスプラインを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a ball spline that can smooth the stroke of the spline.
この発明によるボールスプラインは、スプライン軌道が設けられた軸と、ボールを介して軸に嵌め合わされたボールスプライン外筒とを備え、ボールスプライン外筒は、軸のスプライン軌道に対向させられることで主通路を構成するスプライン軌道が形成された略円筒状の外筒本体と、戻し通路が形成されておりかつ外筒本体の内周に嵌め合わされた略円筒状の保持器本体と、保持器本体の戻し通路と主通路とを連通する連通路が形成されており保持器本体に一端側から突き合わされた保持器蓋とを有しているボールスプラインにおいて、保持器本体と保持器蓋とは、軸方向の弾性的な与圧が付加されて組み付けられていることを特徴とするものである。 A ball spline according to the present invention includes a shaft provided with a spline track, and a ball spline outer tube fitted to the shaft via a ball. The ball spline outer tube is mainly disposed by being opposed to the spline track of the shaft. A substantially cylindrical outer cylinder main body formed with a spline track constituting a passage; a substantially cylindrical cage main body formed with a return passage and fitted to the inner periphery of the outer cylinder main body; In the ball spline in which a communication passage that connects the return passage and the main passage is formed and has a retainer lid that is abutted to the retainer body from one end side, the retainer body and the retainer lid have a shaft It is characterized by being assembled with an elastic pressure applied in the direction.
ボールは、軸に形成されたスプライン軌道とボールスプライン外筒に形成されたスプライン軌道との間(主通路)を転動し、保持器本体の戻し通路および保持器蓋の連通路を経て、再び主通路に戻される(循環する)。 The ball rolls between the spline raceway formed on the shaft and the spline raceway formed on the ball spline outer cylinder (main passage), and again through the return passage of the cage body and the communication passage of the cage lid, Return to the main passage (circulate).
保持器本体および保持器蓋は、互いに突き合わされて、その両端面に配置された1対の止め輪によって外筒本体に支持される。保持器本体および保持器蓋は、合成樹脂製とされる。 The cage body and the cage lid are abutted against each other and supported by the outer cylinder body by a pair of retaining rings disposed on both end faces thereof. The cage body and the cage lid are made of synthetic resin.
スプライン外筒内のボール循環をスムーズにして、ボール詰まりをなくすために、その原因となる保持器本体と保持器蓋との突き合わせ部の隙間が開かないようにすればよく、軸方向の与圧によってこの隙間が0とされる。ただし、隙間が0(クリアランスがない)場合には、温度変化や寸法ばらつきによって、保持器本体と保持器蓋との突き合わせ部に大きな力が作用し、保持器が変形し、循環不良に至る危険性があり、過剰な与圧が発生しないように、与圧は弾性的な力によって形成される。 In order to smoothen the ball circulation in the spline outer cylinder and eliminate the clogging of the balls, it is only necessary to prevent the gap between the butt and the retainer body and the retainer lid from opening. This gap is set to zero. However, if the gap is 0 (no clearance), a large force acts on the abutting portion between the cage body and the cage lid due to temperature changes and dimensional variations, and the cage may be deformed, resulting in poor circulation. The pressurization is formed by an elastic force so that excessive pressurization does not occur.
弾性的な与圧とするには、止め輪が弾性変形しやすい構造としてもよく、保持器本体および/または保持器蓋が弾性変形しやすい構造としてもよい。 In order to achieve elastic pressurization, the retaining ring may be easily elastically deformed, or the cage body and / or cage lid may be elastically deformed.
止め輪が弾性変形する構成としては、例えば、保持器本体および保持器蓋は、互いに突き合わされて、その両端面に配置された1対の止め輪によって外筒本体に支持されており、1対の止め輪の少なくとも一方は、ばね座金とされているようにすればよい。ばね座金としては、例えば、波形ワッシャが使用される。 As a configuration in which the retaining ring elastically deforms, for example, the retainer body and the retainer lid are abutted against each other and supported by the outer cylinder body by a pair of retaining rings disposed on both end faces thereof. At least one of the retaining rings may be a spring washer. For example, a wave washer is used as the spring washer.
保持器本体および/または保持器蓋が弾性変形する構成としては、例えば、保持器本体および保持器蓋は、互いに突き合わされて、その両端面に配置された1対のC形止め輪によって外筒本体に支持されており、保持器本体の端面および保持器蓋の端面の少なくとも一方に、軸方向に突出する凸部が周方向に所定間隔で3カ所以上形成されているようにすればよい。この場合、凸部が形成された保持器本体および保持器蓋の端部に、凸部の軸方向内方への変形を容易とする孔が形成されていることがより好ましい。 As a configuration in which the cage body and / or the cage lid are elastically deformed, for example, the cage body and the cage lid are abutted against each other, and the outer cylinder is formed by a pair of C-shaped retaining rings disposed on both end faces thereof. It is supported by the main body, and at least one of the end face of the cage main body and the end face of the cage lid may be formed with three or more convex portions protruding in the circumferential direction at predetermined intervals. In this case, it is more preferable that a hole that facilitates deformation of the convex portion inward in the axial direction is formed at the end of the cage main body and the cage lid on which the convex portion is formed.
止め輪、保持器本体および保持器蓋を弾性変形させる構成は上記のものに限られるものではなく、いずれにしろ、保持器本体と保持器蓋とが軸方向の弾性的な与圧が付加されて組み付けられていることにより、スプラインのストロークが円滑になり、摺動音低減、引っ掛かり感の低減、損失低減などの効果が得られる。 The structure for elastically deforming the retaining ring, the retainer body and the retainer lid is not limited to the above, and in any case, the retainer body and the retainer lid are applied with an elastic pressure in the axial direction. As a result, the spline stroke becomes smooth, and effects such as a reduction in sliding noise, a feeling of catching, and a loss reduction can be obtained.
スプライン軌道は、時計方向の回転を受けるものと反時計方向の回転を受けるものとが対とされて、これが複数対(例えば3対)設けられる。軸の外周には、例えば、基準円筒面から突出するように形成された複数(例えば3つ)のボール受け部が設けられ、このボール受け部の時計方向側および反時計方向側に、それぞれスプライン軌道が形成される。これに対応して、外筒本体の内周には、ボール受け部の時計方向側のスプライン軌道に時計方向側から対向するスプライン軌道と、ボール受け部の反時計方向側のスプライン軌道に反時計方向側から対向するスプライン軌道とがそれぞれ形成される。 Spline trajectories that receive clockwise rotation and counterclockwise rotation are paired, and a plurality of pairs (for example, three pairs) are provided. For example, a plurality of (for example, three) ball receiving portions formed so as to protrude from the reference cylindrical surface are provided on the outer periphery of the shaft, and spline is respectively provided on the clockwise side and the counterclockwise side of the ball receiving portion. A trajectory is formed. Correspondingly, on the inner periphery of the outer cylinder body, a spline track that faces the clockwise spline track of the ball receiving portion from the clockwise direction and a counterclockwise spline track of the ball receiving portion counterclockwise. Spline tracks facing each other from the direction side are formed.
ボールスプラインは、好ましくは、ボールねじと組み合わされて、ボールねじ軌道および軸方向にのびるスプライン軌道が設けられたねじ軸と、ねじ軸のボールねじ軌道にボールを介してねじ合わされた回転自在のボールねじナットと、スプライン軌道にボールを介して嵌め合わされてねじ軸の軸方向直線運動を案内するボールスプライン外筒とからなるものとされる。 The ball spline is preferably combined with a ball screw, a screw shaft provided with a ball screw raceway and an axially extending spline raceway, and a rotatable ball screwed to the ball screw raceway of the screw shaft via the ball. A screw nut and a ball spline outer tube that is fitted to the spline track via a ball and guides the axial linear motion of the screw shaft are included.
このようなボールスプライン付きボールねじでは、ボールスプラインは、ボールスプライン外筒がキーなどの回り止め部によってハウジングに対して回り止めされ、ねじ軸の回転を防止して、ボールねじナットで発生するトルクの反力を受ける。 In such a ball screw with a ball spline, the ball spline has a ball spline outer cylinder that is prevented from rotating with respect to the housing by a key or other non-rotating portion to prevent rotation of the screw shaft, and torque generated by the ball screw nut. Receive the reaction force.
ねじ軸、ボールねじナットおよびボールスプライン外筒本体は、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。 The screw shaft, ball screw nut, and ball spline outer cylinder main body are made of carbon steel such as S45C and S55C or SAE4150 steel, and the ball is made of bearing steel (SUJ2), for example.
この発明によるボールスプラインは、ボールねじと組み合わされて、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 spline according to the present invention may be used in combination with a ball screw 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 (screw shaft). Is moved linearly by an external force, whereby the ball screw nut is rotated and the electromagnetic force generated by the motor is used as a damping force.
アクチュエータや緩衝器で使用される場合には、例えば、ボールスプライン付きボールねじと、ボールねじナットに一体化された中空軸と、軸受を介して中空軸を回転可能に支持するとともにボールスプライン外筒を支持するハウジングと、中空軸に固定されたモータロータおよびハウジング内径に固定されたモータステータからなるモータとを備えているものとされる。 When used in an actuator or shock absorber, for example, a ball screw with a ball spline, a hollow shaft integrated with a ball screw nut, a hollow shaft rotatably supported via a bearing and a ball spline outer cylinder And a motor composed of a motor rotor fixed to the hollow shaft and a motor stator fixed to the inner diameter of the housing.
ねじ軸は、往復直線移動し、通常、その所定量以上の移動を防止するためのストッパが設けられる。ストッパは、例えば、ねじ軸が所定量以上移動した際にハウジングに当接するフランジ部をねじ軸に設けることで形成することができ、また、ストッパは、ねじ軸と一体に直線移動する部材に形成してもよく、直線移動しない方の部材(ハウジングや中空軸)に設けることもできる。 The screw shaft reciprocates linearly and is usually provided with a stopper for preventing movement beyond a predetermined amount. The stopper can be formed, for example, by providing the screw shaft with a flange portion that contacts the housing when the screw shaft moves by a predetermined amount or more, and the stopper is formed on a member that moves linearly integrally with the screw shaft. Alternatively, it may be provided on a member that does not move linearly (a housing or a hollow shaft).
この発明のボールスプラインによると、保持器本体と保持器蓋とが軸方向の弾性的な与圧が付加されて組み付けられていることにより、スプラインのストロークが円滑になり、摺動音低減、引っ掛かり感の低減、損失低減などの効果が得られる。 According to the ball spline of the present invention, the cage main body and the cage lid are assembled with an axial elastic pressure applied, so that the stroke of the spline is smoothed, the sliding noise is reduced, and the catch is caught. Effects such as reduction of feeling and loss can be obtained.
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は、この発明によるボールスプラインを使用したモータ付きボールねじ装置を示している。 FIG. 1 shows a ball screw device with a motor using a ball spline according to the present invention.
モータ付きボールねじ装置(1)は、ボールねじ軌道(2a)および上下方向にのびるスプライン軌道(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ボールスプライン外筒(4)と、ボールねじナット(3)に一体化されて上方にのびる中空軸(5)と、軸受(7)を介して中空軸(5)を回転可能に支持するとともにボールスプライン外筒(4)を支持するハウジング(6)と、中空軸(5)に固定された円筒状のモータロータ(9)およびハウジング(6)内径に固定された円筒状のモータステータ(10)からなるモータ(8)とを備えている。 The motorized ball screw device (1) consists of a ball screw raceway (2a) and a vertically extending steel screw shaft (2) provided with a spline raceway (2b), and a ball screw of the screw shaft (2). A rotatable steel ball screw nut (3) screwed to the raceway (2a) via a ball, and a screw shaft fitted to the spline raceway (2b) via a ball on the lower end side of the screw shaft (2). The ball spline outer cylinder (4) that guides the vertical movement (axial direction) of (2), the hollow shaft (5) that is integrated with the ball screw nut (3), and the bearing (7) Through which the hollow shaft (5) is rotatably supported and the ball spline outer cylinder (4) is supported, a cylindrical motor rotor (9) fixed to the hollow shaft (5), and the housing (6 And a motor (8) comprising a cylindrical motor stator (10) fixed to the inner diameter.
モータ(8)は、永久磁石型三相同期モータとされており、モータロータ(9)が永久磁石とされて、モータステータ(10)にU相、V相およびW相の三相のコイル(10a)が巻かれている。 The motor (8) is a permanent magnet type three-phase synchronous motor, the motor rotor (9) is a permanent magnet, and a U-phase, V-phase and W-phase three-phase coil (10a) is provided on the motor stator (10). ) Is wound.
ねじ軸(2)と中空軸(5)とは、同心状に配置されており、ボールねじ装置(1)は、ボールねじナット(3)、中空軸(5)およびモータロータ(9)を回転させて、ねじ軸(2)を直線移動させる形態で使用される。 The screw shaft (2) and the hollow shaft (5) are arranged concentrically, and the ball screw device (1) rotates the ball screw nut (3), the hollow shaft (5), and the motor rotor (9). Thus, the screw shaft (2) is used in the form of linear movement.
中空軸(5)は、ねじ軸(2)を案内する小径部(11)と、内周面がボールねじナット(3)の外周面に固定されかつ外周面に軸受(7)を保持する大径部(12)とからなる。 The hollow shaft (5) has a small-diameter portion (11) for guiding the screw shaft (2), and a large diameter whose inner peripheral surface is fixed to the outer peripheral surface of the ball screw nut (3) and that holds the bearing (7) on the outer peripheral surface. It consists of a diameter part (12).
ボールスプライン外筒(4)は、ねじ軸(2)の回転を防止してその上下移動を案内するために、回り止め部(例えばキー)(13)によってハウジング(6)に対して回り止めされる。 The ball spline outer cylinder (4) is prevented from rotating with respect to the housing (6) by a detent (for example, a key) (13) to prevent the screw shaft (2) from rotating and guide its vertical movement. The
図2および図3は、この発明によるボールスプラインの第1実施形態を示している。図2において、保持器(18)は、径方向外方から見た図(側面図)となっており、外筒本体(17)および止め輪(21)(22)は、その縦断面形状が示されている。ボールスプラインの横断面形状は、図7に示した従来のものと同様であるので、その図示を省略する。 2 and 3 show a first embodiment of the ball spline according to the present invention. In FIG. 2, the cage (18) is a diagram (side view) viewed from the outside in the radial direction. It is shown. Since the cross-sectional shape of the ball spline is the same as that of the conventional one shown in FIG. 7, its illustration is omitted.
図2において、ボールスプライン外筒(4)は、略円筒状の金属製外筒本体(17)と、外筒本体(17)の内周に嵌め合わされて固定された略円筒状の保持器(18)とを備えている。保持器(18)は、合成樹脂製で、保持器本体(19)および保持器蓋(20)からなり、両者は、互いに突き合わされて、その両端面に配置された1対の止め輪(21)(22)によって外筒本体(17)に支持されている。 In FIG. 2, a ball spline outer cylinder (4) includes a substantially cylindrical metal outer cylinder body (17) and a substantially cylindrical cage (fitting and fixed to the inner periphery of the outer cylinder body (17)). 18). The cage (18) is made of a synthetic resin and includes a cage body (19) and a cage lid (20), which are abutted against each other and a pair of retaining rings (21 ) (22) is supported by the outer cylinder main body (17).
ねじ軸(2)の外周には、基準円筒面から突出するように形成された3つのボール受け部(15)が周方向に等間隔で設けられており、このボール受け部(15)の時計方向側肩部および反時計方向側肩部に、それぞれスプライン軌道(2b)(2c)が形成されている。 On the outer periphery of the screw shaft (2), three ball receiving portions (15) formed so as to protrude from the reference cylindrical surface are provided at equal intervals in the circumferential direction. Spline tracks (2b) (2c) are formed on the direction shoulder and the counterclockwise shoulder, respectively.
外筒本体(17)には、ねじ軸(2)のスプライン軌道(2b)(2c)に対向させられることで主通路(23)を構成するスプライン軌道(4a)(4b)が形成されている。こうして、ねじ軸(2)が時計方向に回転しようとしたときにそのトルクを負荷するスプライン軌道(2b)(4a)と、ねじ軸(2)が反時計方向に回転しようとしたときにそのトルクを負荷するスプライン軌道(2c)(4b)とが対とされて、これが3対設けられている。 The outer cylinder main body (17) is formed with spline tracks (4a) and (4b) constituting the main passage (23) by being opposed to the spline tracks (2b) and (2c) of the screw shaft (2). . Thus, the spline track (2b) (4a) that loads the torque when the screw shaft (2) tries to rotate clockwise, and the torque when the screw shaft (2) tries to rotate counterclockwise. Spline tracks (2c) and (4b) are loaded in pairs, and three pairs are provided.
保持器(18)には、主通路(23)の左右両端部と連通する戻し通路(24)が外筒本体(17)との間に形成されている。各戻し通路(24)は、対となっている主通路(23)を周方向の両側から挟むように設けられている。保持器蓋(20)には、保持器本体(19)の戻し通路(24)と主通路(23)とを連通する円弧状の連通路(25)が形成されており、保持器蓋(20)に形成された連通路(25)以外の戻し通路(24)部分が保持器本体(19)に形成されている。 The retainer (18) is formed with a return passage (24) communicating with the left and right ends of the main passage (23) between the outer cylinder body (17). Each return passage (24) is provided so as to sandwich the paired main passage (23) from both sides in the circumferential direction. The cage lid (20) is formed with an arc-shaped communication path (25) that communicates the return path (24) of the cage body (19) with the main path (23), and the cage lid (20 The return passage (24) portion other than the communication passage (25) formed in the retainer body (19) is formed in the cage body (19).
ボール(16)は、主通路(23)および戻し通路(24)内に配設され、主通路(23)を転動するボール(16)がねじ軸(2)とボールスプライン外筒(4)の相対直線運動を案内するようになっている。 The ball (16) is disposed in the main passage (23) and the return passage (24), and the ball (16) rolling on the main passage (23) is connected to the screw shaft (2) and the ball spline outer cylinder (4). It is designed to guide relative linear motion.
保持器本体(19)および保持器蓋(20)を外筒本体(17)に支持している止め輪(21)(22)は、従来使用されているC形の止め輪ではなく、図3に示すような波形ワッシャ(ばね座金)とされている。 The retaining rings (21) and (22) that support the retainer body (19) and the retainer lid (20) on the outer cylinder body (17) are not C-shaped retaining rings that are conventionally used. The wave washer (spring washer) as shown in FIG.
波形ワッシャ(21)(22)は、保持器本体(19)および保持器蓋(20)を軸方向互いに接近させる方向の弾性を有しており、これにより、保持器本体(19)と保持器蓋(20)とは、軸方向の弾性的な与圧が付加されて組み付けられている。この結果、保持器本体(19)と保持器蓋(20)との突き合わせ面に隙間が生じることが防止され、スプラインのストロークが円滑なものとなっている。波形ワッシャ(21)(22)は、外筒本体(17)に形成された環状溝(17a)(17b)に嵌め入れられている。環状溝(17a)(17b)の溝幅および環状溝(17a)(17b)間の距離を調整することにより、波形ワッシャ(21)(22)の弾性力(保持器本体(19)および保持器蓋(20)の与圧)を調整することが可能であり、温度変化や寸法ばらつきによっても、保持器本体(19)と保持器蓋(20)とが変形しないように与圧が調整される。 The corrugated washers (21) and (22) have elasticity in a direction in which the cage main body (19) and the cage lid (20) are close to each other in the axial direction, whereby the cage main body (19) and the cage The lid (20) is assembled by applying an elastic pressure in the axial direction. As a result, it is possible to prevent a gap from occurring on the abutting surface between the cage body (19) and the cage lid (20), and the spline stroke is smooth. The corrugated washers (21) and (22) are fitted into annular grooves (17a) and (17b) formed in the outer cylinder main body (17). By adjusting the groove width of the annular grooves (17a) (17b) and the distance between the annular grooves (17a) (17b), the elastic force of the corrugated washers (21) (22) (retainer body (19) and retainer) The pressure of the lid (20) can be adjusted, and the pressure is adjusted so that the cage body (19) and cage lid (20) do not deform due to temperature changes and dimensional variations. .
図4および図5は、この発明によるボールスプラインの第2実施形態を示している。図4において、保持器(28)は、径方向外方から見た図(側面図)となっており、外筒本体(17)および止め輪(41)(42)は、その縦断面形状が示されている。 4 and 5 show a second embodiment of the ball spline according to the present invention. In FIG. 4, the cage (28) is a diagram (side view) seen from the outside in the radial direction. It is shown.
この実施形態のボールスプライン外筒(4)は、第1実施形態のものと同様に、略円筒状の金属製外筒本体(17)と、外筒本体(17)の内周に嵌め合わされて固定された略円筒状の保持器(28)とを備えている。保持器(28)は、合成樹脂製で、保持器本体(29)および保持器蓋(30)からなり、両者は、互いに突き合わされて、その両端面に配置された1対の止め輪(41)(42)によって外筒本体(17)に支持されている。 The ball spline outer cylinder (4) of this embodiment is fitted into the substantially cylindrical metal outer cylinder main body (17) and the inner periphery of the outer cylinder main body (17), as in the first embodiment. And a fixed substantially cylindrical cage (28). The cage (28) is made of a synthetic resin and includes a cage body (29) and a cage lid (30), both of which are butted against each other and a pair of retaining rings (41) disposed on both end faces thereof. ) (42) is supported by the outer cylinder main body (17).
この実施形態では、止め輪(41)(42)は、従来と同様のC形の止め輪とされており、止め輪(41)(42)には、軸方向の弾性力を付与する機能はなく、保持器本体(29)の端面および保持器蓋(30)の端面に、軸方向に突出する円弧状の凸部(29a)(30a)が周方向に所定間隔で3カ所形成されていることにより、保持器本体(29)と保持器蓋(30)とに軸方向の弾性的な与圧が付加されている。 In this embodiment, the retaining rings (41) and (42) are C-shaped retaining rings similar to the conventional one, and the retaining rings (41) and (42) have a function of imparting an axial elastic force. The arcuate protrusions (29a) and (30a) projecting in the axial direction are formed at three positions at predetermined intervals in the circumferential direction on the end surface of the cage body (29) and the end surface of the cage lid (30). As a result, an axial elastic pressure is applied to the cage body (29) and the cage lid (30).
凸部(29a)(30a)が形成された保持器本体(29)および保持器蓋(30)の端部には、凸部(29a)(30a)の軸方向内方への変形を容易とする貫通孔(29b)(30b)がさらに形成されている。貫通孔(29b)(30b)は、各凸部(29a)(30a)に対応して1つずつ設けられている。 At the ends of the cage body (29) and the cage lid (30) where the projections (29a) and (30a) are formed, the projections (29a) and (30a) can be easily deformed inward in the axial direction. Through holes (29b) and (30b) are further formed. One through hole (29b) (30b) is provided corresponding to each convex part (29a) (30a).
上記以外の構成は、第1実施形態と同じであり、同じ構成に同じ符号を付してその説明を省略する。 The configuration other than the above is the same as that of the first embodiment.
この第2実施形態のものでは、保持器本体(29)と保持器蓋(30)とは、その端面に形成された軸方向に突出する凸部(29a)(30a)を介してC形止め輪(41)(42)間に挟持されることにより、軸方向の弾性的な与圧が付加されて組み付けられている。この結果、保持器本体(29)と保持器蓋(30)との突き合わせ面に隙間が生じることが防止され、スプラインのストロークが円滑なものとなっている。 In the second embodiment, the retainer body (29) and the retainer lid (30) are fixed to the C shape via the projecting portions (29a) (30a) projecting in the axial direction formed on the end surfaces thereof. By being sandwiched between the rings (41) and (42), an elastic pressure is applied in the axial direction and assembled. As a result, it is possible to prevent a gap from being formed on the abutting surface between the cage body (29) and the cage lid (30), and the spline stroke is smooth.
凸部(29a)(30a)の突出量、大きさ、数、間隔などは、種々変更可能であり、これらを変更することで、保持器本体(29)および保持器蓋(30)の与圧を調整することができる。また、C形の止め輪(41)(42)は、外筒本体(17)に形成された環状溝(17a)(17b)に嵌め入れられており、この環状溝(17a)(17b)間の距離(C形の止め輪(41)(42)間の距離)を調整することによっても、保持器本体(29)および保持器蓋(30)の与圧を調整することができる。さらにまた、凸部(29a)(30a)の軸方向内方への変形を容易とする貫通孔(29b)(30b)の大きさ、数などによっても、保持器本体(29)および保持器蓋(30)の与圧を調整することができ、これらを適宜の値に設定することで、温度変化や寸法ばらつきによっても、保持器本体(29)と保持器蓋(30)とが変形しないように与圧が調整される。 The protruding amount, size, number, interval, etc. of the protrusions (29a) (30a) can be variously changed, and by changing these, the pressurization of the cage body (29) and the cage lid (30) Can be adjusted. The C-shaped retaining rings (41) and (42) are fitted into annular grooves (17a) and (17b) formed in the outer cylinder main body (17), and between the annular grooves (17a and 17b). By adjusting the distance (the distance between the C-shaped retaining rings (41) and (42)), the pressurization of the cage body (29) and the cage lid (30) can be adjusted. Furthermore, the cage body (29) and the cage lid also depend on the size and number of the through holes (29b) (30b) that facilitate the deformation of the convex portions (29a) (30a) in the axially inward direction. The pressurization of (30) can be adjusted, and by setting these to appropriate values, the cage body (29) and the cage lid (30) will not be deformed due to temperature changes or dimensional variations. The pressurization is adjusted.
上記のモータ付きボールねじ装置(1)は、例えば、自動車の電磁緩衝器用として使用するのに適している。電磁緩衝器は、タイヤから伝わる外力によってねじ軸(2)が軸方向に直線移動し、これに伴って、ボールねじナット(3)および中空軸(5)が回転し、この回転運動をモータ(8)に取り込んで、モータ(8)で発生する電磁力を減衰力として利用するようになっている。 The motor-equipped ball screw device (1) is suitable for use as, for example, an automobile electromagnetic shock absorber. In the electromagnetic shock absorber, the screw shaft (2) linearly moves in the axial direction due to the external force transmitted from the tire, and the ball screw nut (3) and the hollow shaft (5) rotate accordingly. 8), the electromagnetic force generated by the motor (8) is used as the damping force.
このモータ付きボールねじ装置(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(8)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(4)で支持した形態での使用となる。 This ball screw device with motor (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 (8) is converted to the axial thrust of the screw shaft (2) via the ball screw nut (3), and the axial reaction force of the thrust is supported by the bearing (7) and screwed. The 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 (4). .
(2) ねじ軸(軸)
(2b)(2c) スプライン軌道
(4) ボールスプライン外筒
(16) ボール
(17) 外筒本体
(18) 保持器
(19) 保持器本体
(20) 保持器蓋
(21)(22) 波形ワッシャ(ばね座金=止め輪)
(23) 主通路
(24) 戻し通路
(25) 連通路
(29) 保持器本体
(30) 保持器蓋
(29a)(30a)凸部
(29b)(30b)貫通孔(孔)
(41)(42) C形止め輪
(2) Screw shaft (shaft)
(2b) (2c) Spline track
(4) Ball spline outer cylinder
(16) Ball
(17) Outer cylinder body
(18) Cage
(19) Cage body
(20) Cage lid
(21) (22) Corrugated washer (spring washer = retaining ring)
(23) Main passage
(24) Return passage
(25) Communication passage
(29) Cage body
(30) Cage lid
(29a) (30a) Convex
(29b) (30b) Through hole (hole)
(41) (42) C type retaining ring
Claims (4)
保持器本体と保持器蓋とは、軸方向の弾性的な与圧が付加されて組み付けられていることを特徴とするボールスプライン。 A shaft provided with a spline track, and a ball spline outer cylinder fitted to the shaft via a ball. The ball spline outer cylinder is opposed to the spline track of the shaft so that the spline track constituting the main passage is A substantially cylindrical outer cylinder main body formed, a substantially cylindrical cage main body formed with a return passage and fitted to the inner periphery of the outer cylinder main body, and a return passage and a main passage of the cage main body. In the ball spline formed with a communication passage that communicates with the cage body and a cage lid that is abutted from one end side,
A ball spline, wherein the cage body and the cage lid are assembled with an axial elastic pressure applied thereto.
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