JP2014020405A - Ball screw - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般産業用の電動機、自動車等の駆動部のアクチュエータに使用されるボールねじ、詳しくは、自動車のトランスミッションやパーキングブレーキ等のアクチュエータで、電動モータからの回転入力を駆動軸の直線運動に変換するボールねじに関するものである。 The present invention relates to a ball screw used in an actuator for a drive unit of a general industrial electric motor or automobile, and more specifically, an actuator such as an automobile transmission or a parking brake. It relates to a ball screw to be converted into
各種駆動部に使用されるアクチュエータにおいて、電動モータの回転運動を軸方向の直線運動に変換する機構として、台形ねじあるいはラックアンドピニオン等の歯車機構が一般的に使用されている。これらの変換機構は、滑り接触部を伴うため動力損失が大きく、電動モータの大型化や消費電力の増大を余儀なくされている。そのため、より効率的なアクチュエータとしてボールねじが採用されるようになってきた。 In actuators used in various drive units, a gear mechanism such as a trapezoidal screw or a rack and pinion is generally used as a mechanism for converting the rotational motion of an electric motor into a linear motion in the axial direction. Since these conversion mechanisms involve a sliding contact portion, the power loss is large, and it is necessary to increase the size of the electric motor and increase the power consumption. Therefore, a ball screw has been adopted as a more efficient actuator.
従来のアクチュエータとしては、例えば、ハウジングに支持された電動モータにより、ボールねじを構成するナットを回転駆動自在とし、このナットを回転駆動することによってねじ軸に結合された出力部材を軸方向に変位可能としている(正作動)。 As a conventional actuator, for example, a nut constituting a ball screw can be driven to rotate by an electric motor supported by a housing, and the output member coupled to the screw shaft is displaced in the axial direction by rotating the nut. Possible (normal operation).
滑り接触部を伴う台形ねじでは、出力部材を介してねじ軸に軸力が加わってもナットは回転しなく、軸力に対してブレーキングを行うことができるが、ボールねじは、摩擦が非常に低く、出力部材側に作用するスラスト荷重(軸力)によって簡単にナットが回転(逆作動)してしまうので、電動モータが停止時に出力部材を位置保持する必要があるが、ボールねじ単独では位置保持することはできない。このように、力の伝達効率が良いことと、位置保持を行うことは二律背反であると言える。 With trapezoidal screws with sliding contact parts, the nut does not rotate even if axial force is applied to the screw shaft via the output member, and braking can be performed against the axial force. The nut is easily rotated (reverse operation) by the thrust load (axial force) acting on the output member side, so it is necessary to hold the output member when the electric motor is stopped. The position cannot be held. Thus, it can be said that there is a trade-off between good force transmission efficiency and position holding.
そこで、例えば、電動モータにブレーキ手段を設けたり、あるいは伝達手段としてウオームギアのような低効率なものを設けたりすることがなされているが、その代表的なものとして、図11に示すような無段変速機用アクチュエータが知られている。この無段変速機用アクチュエータは、ベルト式無段変速機に適用されており、伝達ベルト51が巻き付けられる主動側V溝プーリを固定シーブ52と対で構成する可動シーブ53と、電動モータ54が固定されるハウジング55と、ハウジング55内に設けられたボールねじ56とを備えている。
Therefore, for example, a brake means is provided in an electric motor, or a low-efficiency thing such as a worm gear is provided as a transmission means. An actuator for a step transmission is known. This continuously variable transmission actuator is applied to a belt-type continuously variable transmission. A
固定シーブ52は、ハウジング55に対して軸方向に拘束され、その軸部52aは、一対の軸受57、58によってハウジング55に回転自在に支持されている。この軸部52aには、エンジン(図示せず)の回転数に応じて回転される入力軸(図示せず)から回転トルクが伝達される。
The fixed
可動シーブ53は、固定シーブ52と同軸上に配置され、ボールスプライン59によって固定シーブ52の軸部52aに対して軸方向に摺動自在に嵌合されている。
The
ハウジング55は、可動シーブ53の軸線と同一中心に設けられた円筒内周面55aを有し、この円筒内周面55aが着脱可能となっている。この円筒内周面55aの内方には、可動シーブ53に嵌合された軸受60を介して連結された中軸61が挿入されている。この中軸61の内周には、固定シーブ52の軸部52aが挿通されている。可動シーブ53と中軸61とは、軸受60によって可動シーブ53が中軸61に対して相対回転のみが許容され、両者53、61が軸方向に一体移動する連結状態となっている。
The
電動モータ54は、モータ軸54aが固定シーブ52の軸線と平行に配置され、このモータ軸54aに設けられた駆動ギヤ62は、ハウジング55に対して一対の軸受63、64によって回動自在に支持された中間ギヤ65と噛合っている。
In the
ボールねじ56は、外周面に螺旋状のねじ溝66aが形成された中空のねじ軸66と、このねじ軸66に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝67aが形成されたナット67と、対向する両ねじ溝66a、67aによって形成された転動路に転動自在に収容された多数のボール68とを備えている。ねじ軸66はハウジング55に対して相対回転不能で、かつ軸方向に移動自在に支持されている。また、ナット67はハウジング55に対して相対回転自在で、かつ軸方向に移動不可に支持されている。
The
従動ギヤ69はナット67の外周に形成され、中間ギヤ65と噛合っており、電動モータ54が回転すると、駆動ギヤ62から中間ギヤ65を介してナット67に回転動力が減速伝達される。このように、ナット67が回転駆動されることにより、ねじ軸66が直線運動に変換される。
The driven
ねじ軸66は、中軸61の外周とハウジング55の円筒内周面55aとの間で複列のボール70a、70bを保持するカップ状の保持器71と一体に形成されている。中軸61の外周には、軸方向一対の円錐状の係合面61a、61bが小径側で連続するように形成されている。
The
保持器71は、複列のボール70a、70bを周方向に等配するポケット71aを有しており、このポケット71aは一対の係合面61a、61bと円筒内周面55aとの間に形成される楔空間に複列のボール70a、70bを保持している。
The
図12(a)に、保持器71を中心に考えて、電動モータ54と可動シーブ53とが停止している状態におけるポケット71aを拡大して示す。ポケット71aに保持された複列のボール70a、70bは、これらの間に介在する弾性部材72により楔空間に係合する向きに付勢されている。
FIG. 12A is an enlarged view of the
保持器71の内周に突出する凸係合部73は、中軸61の外周に設けられた凹係合部74に嵌っている。すなわち、凸係合部73が保持器71に圧入嵌合された伝達部材からなり、凹係合部74が中軸61の外周に形成された凹穴からなる。
The convex
凸係合部73と凹係合部74とは、回転方向および半径方向に常時係合し、互いに軸方向に対向するように設けられており、両係合部73、74間には、ポケット71aの軸方向ポケット隙間aよりも大きい軸方向隙間bが設けられている。
The convex
ここで、図12(a)の状態から、(b)に示すように、電動モータ54が正逆いずれか一方に回転し、ナット67が中間ギヤ65を介して伝達された回転動力を従動ギヤ69で受け、ねじ軸66が図中矢印にて示すように軸方向右側に移動した場合、ねじ軸66と一体に保持器71も軸方向右側に移動する。
Here, from the state of FIG. 12A, as shown in FIG. 12B, the
そして、保持器71がbの距離を移動した時、既に軸方向ポケット隙間aの距離を移動しており、その一体移動方向の後側のボール70aを押して楔空間との係合を解除している。さらに、保持器71が同方向に移動すると、凸係合部73と凹係合部74とが軸方向に係合しているため、中軸61に軸方向推進力が伝達され、中軸61と可動シーブ53とが軸受60を介した連結により、軸方向右側に一体移動させられる(図11参照)。
When the
ここで、保持器71と中軸61とが一体移動している間、一体移動方向の後側のボール70aが楔空間に係合しようとしても保持器71が先に当たってそれを許さず、中軸61と可動シーブ53の一体移動が連続する。したがって、一体移動方向の後側のボール70aと楔空間とが繰り返し係合・係合解除することはなく、ねじ軸66への振動入力が防止される。
Here, while the
一方、可動シーブ53が回転し、電動モータ54が停止している状態で、中軸61自体は回転しておらず、複列のボール70a、70bが楔空間に係合しているため、可動シーブ53および中軸61が軸方向に一体移動しようとしても、中軸61が軸方向に関して瞬時にロックされる。すなわち、可動シーブ53および中軸61が軸方向に動くことはない。したがって、電動モータ54に保持トルクを発生させてナット67の回転を防止する必要がなく、電動モータ54の小型化、低消費電力化が可能となる(例えば、特許文献1参照。)。
On the other hand, when the
こうした従来の無段変速機用アクチュエータでは、可動シーブ53に作用するスラスト荷重によって簡単にナット67が回転しないよう、電動モータ54が停止時に可動シーブ53を位置保持するために複雑なブレーキング機構が必要となるだけでなく、このような中軸61や保持器71等からなるブレーキング機構を配置するためのスペースや組み付け作業が必要となる。
In such a conventional continuously variable transmission actuator, a complicated braking mechanism is used to hold the
本発明は、こうした従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡素で省スペース、省エネルギー化を図ると共に、ブレーキング機能を有するボールねじを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a ball screw having a braking function while being simple and saving space and energy.
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸とを備えたボールねじにおいて、前記ナットに、軸方向自由で、かつ回転方向と半径方向に僅かな隙間を介してブレーキングナットが連結され、このブレーキングナットが、逆作動時において、当該ブレーキングナットのねじ溝と前記ねじ軸のねじ溝間をロックするロック機構を有している。
In order to achieve such an object, the invention according to
このように、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、外周にナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸とを備えたボールねじにおいて、ナットに、軸方向自由で、かつ回転方向と半径方向に僅かな隙間を介してブレーキングナットが連結され、このブレーキングナットが、逆作動時において、当該ブレーキングナットのねじ溝とねじ軸のねじ溝間をロックするロック機構を有しているので、ねじ軸に軸力が加わらない限りは悪影響を及ぼすような摩擦を起こさずブレーキングナットは容易に回転することができると共に、ねじ軸に軸力が加わった場合、ブレーキングナット側に摩擦が発生し、回転抵抗が非常に大きくなる。その結果、特定の大きさまでねじ軸に加わった軸力はブレーキングナットの回転に変換されず、位置は保持されたままとなり、軸力に対しブレーキング機能を発揮することができる。したがって、ボールねじ単体にブレーキング機能が付加されているため、従来のように、ブレーキングのための余計な装置を必要とせず、構造が簡素化できて省スペース化を図ることができる。ここで、電動モータにより、ボールねじを構成するナットを回転駆動し、このナットの回転駆動によってねじ軸に結合された駆動軸を軸方向に変位させる動きを正作動と規定すると共に、駆動軸に作用するスラスト荷重(軸力)によってナットが回転する動きを逆作動と規定する。 Thus, a nut having a spiral thread groove formed on the inner periphery, and a plurality of balls inserted into the nut, and a spiral thread groove corresponding to the thread groove of the nut formed on the outer periphery. In a ball screw provided with a screw shaft, a braking nut is connected to the nut through a slight gap in the axial direction and in a rotational direction and a radial direction. Since it has a lock mechanism that locks between the thread groove of the braking nut and the thread groove of the screw shaft, the braking nut can be easily used without causing adverse effects unless axial force is applied to the screw shaft. In addition to being able to rotate, when an axial force is applied to the screw shaft, friction is generated on the braking nut side, and the rotational resistance becomes very large. As a result, the axial force applied to the screw shaft up to a specific magnitude is not converted into the rotation of the braking nut, the position remains maintained, and the braking function can be exhibited against the axial force. Therefore, since the braking function is added to the ball screw alone, an extra device for braking is not required as in the prior art, and the structure can be simplified and the space can be saved. Here, the electric motor rotates the nut constituting the ball screw, and the movement of displacing the drive shaft coupled to the screw shaft by the rotational drive of the nut in the axial direction is defined as a normal operation, and the drive shaft The movement of the nut rotating by the acting thrust load (axial force) is defined as reverse operation.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記ナットとブレーキングナットのうちどちらか一方のナットに連結板が固定され、この連結板が他方のナットの回転方向に僅かな隙間を介して連結されていれば、例えば、ナットの回転を効率良く軸力に変換されると共に、軸力はブレーキングナットの回転に変換されず、軸力に対しブレーキング機能を発揮することができる。
Preferably, as in the invention described in
また、請求項3に記載の発明のように、前記ナットとブレーキングナットの回転方向の僅かな隙間をδr、前記ブレーキングナットの軸方向隙間をδa、前記ナットのボール中心径をDとした時、前記ナットとブレーキングナットが、δr=δa/L×Dπからなる僅かな隙間δrを介して連結されていれば、回転方向の切り替え時のバックラッシを小さくすることができると共に、充分にブレーキング機能を発揮することができる。
Further, as in the invention described in
また、請求項4に記載の発明のように、前記ブレーキングナットが、内周に前記ねじ軸のねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成され、これら両ねじ溝間に多数のボールが収容され、前記ブレーキングナットとボールとの隙間が、前記ナットとボールとの隙間よりも大きく設定されると共に、前記ブレーキングナットのねじ溝に、当該ブレーキングナットの外周面に貫通するピン孔が穿設され、これらのピン孔にピンが圧入されてその先端部が前記ねじ軸のねじ溝内に膨出されていれば、ボールは周方向の移動が規制され、ねじ溝上を循環するのを阻止されて、効果的にブレーキング機能を発揮することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the breaking nut is formed with a spiral thread groove corresponding to the thread groove of the screw shaft on the inner periphery, and a large number of balls are formed between the both thread grooves. A pin hole that is accommodated and has a clearance between the braking nut and the ball set to be larger than a clearance between the nut and the ball, and penetrates the outer peripheral surface of the braking nut in the thread groove of the braking nut If the pin is press-fitted into these pin holes and the tip of the pin is bulged into the thread groove of the screw shaft, the ball is restricted from moving in the circumferential direction and circulates on the thread groove. The braking function can be exhibited effectively.
また、請求項5に記載の発明のように、前記ブレーキングナットが円筒状に形成され、この内周面から外周面に貫通するピン孔が穿設され、これらのピン孔にピンが圧入されると共に、これらのピンの先端部が凸球面に形成され、前記ねじ軸のねじ溝に膨出されていれば、ねじ軸に軸力が加わらない限りは摩擦を起こさず、ブレーキングナットは容易に回転することができると共に、ねじ軸に軸力が加わった場合、滑りねじのようにブレーキングナットとねじ軸間に摩擦が発生し、回転抵抗が非常に大きくなって、ブレーキング機能を発揮することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the braking nut is formed in a cylindrical shape, and pin holes that penetrate from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface are formed, and the pins are press-fitted into these pin holes. In addition, if the tip ends of these pins are formed into a convex spherical surface and bulge into the thread groove of the screw shaft, friction will not occur unless an axial force is applied to the screw shaft, and the braking nut is easy. When an axial force is applied to the screw shaft, friction occurs between the braking nut and the screw shaft like a slide screw, resulting in a very large rotational resistance and a braking function. can do.
また、請求項6に記載の発明のように、前記ブレーキングナットが円筒状に形成され、内周に前記ねじ軸のねじ溝に対応する螺旋状の凸条が形成されると共に、この凸条の先端部が前記ねじ溝に係合されていれば、ねじ軸に軸力が加わった場合、滑りねじのようにブレーキングナットとねじ軸間に摩擦が発生し、回転抵抗が非常に大きくなって、ブレーキング機能を発揮することができる。 According to a sixth aspect of the present invention, the braking nut is formed in a cylindrical shape, and a spiral protrusion corresponding to the thread groove of the screw shaft is formed on the inner periphery. If the tip of the screw is engaged with the screw groove, when an axial force is applied to the screw shaft, friction occurs between the braking nut and the screw shaft like a slide screw, resulting in a very large rotational resistance. The braking function can be demonstrated.
また、請求項7に記載の発明のように、前記ねじ軸のねじ溝間のランド面に螺旋溝が形成されると共に、前記ブレーキングナットが円筒状に形成され、内周に前記ねじ軸の螺旋溝に係合する螺旋溝が形成されていれば、ブレーキングナットとねじ軸が螺旋溝同士によってロックする機構で構成され、ねじ軸に軸力が加わらない限りは摩擦を起こさず、ブレーキングナットは容易に回転することができると共に、ねじ軸に軸力が加わった場合、ブレーキングナットとねじ軸間に摩擦が発生し、回転抵抗が非常に大きくなる。その結果、ねじ軸に加わった軸力はブレーキングナットの回転に変換されず、位置は保持されたままとなり、軸力に対しブレーキング機能を発揮することができる。 According to a seventh aspect of the present invention, a spiral groove is formed in a land surface between the screw grooves of the screw shaft, the braking nut is formed in a cylindrical shape, and an inner periphery of the screw shaft is formed. If a spiral groove that engages with the spiral groove is formed, the braking nut and the screw shaft are configured by a mechanism that locks the spiral shaft with each other, and friction is not caused unless axial force is applied to the screw shaft. The nut can be easily rotated, and when an axial force is applied to the screw shaft, friction is generated between the braking nut and the screw shaft, and the rotational resistance becomes very large. As a result, the axial force applied to the screw shaft is not converted into the rotation of the braking nut, the position is maintained, and the braking function can be exhibited against the axial force.
本発明に係るボールねじは、内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸とを備えたボールねじにおいて、前記ナットに、軸方向自由で、かつ回転方向と半径方向に僅かな隙間を介してブレーキングナットが連結され、このブレーキングナットが、逆作動時において、当該ブレーキングナットのねじ溝と前記ねじ軸のねじ溝間をロックするロック機構を有しているので、ねじ軸に軸力が加わらない限りは悪影響を及ぼすような摩擦を起こさずブレーキングナットは容易に回転することができると共に、ねじ軸に軸力が加わった場合、ブレーキングナット側に摩擦が発生し、回転抵抗が非常に大きくなる。その結果、特定の大きさまでねじ軸に加わった軸力はブレーキングナットの回転に変換されず、位置は保持されたままとなり、軸力に対しブレーキング機能を発揮することができる。したがって、ボールねじ単体にブレーキング機能が付加されているため、従来のように、ブレーキングのための余計な装置を必要とせず、構造が簡素化できて省スペース化を図ることができる。 A ball screw according to the present invention includes a nut having a spiral thread groove formed on the inner periphery thereof, and a spiral screw that is inserted into the nut via a number of balls and corresponds to the thread groove of the nut on the outer periphery. In a ball screw including a screw shaft formed with a groove, a braking nut is coupled to the nut through a slight gap in the axial direction and in a rotational direction and a radial direction. During reverse operation, it has a lock mechanism that locks between the thread groove of the braking nut and the thread groove of the screw shaft. The braking nut can easily rotate, and when an axial force is applied to the screw shaft, friction is generated on the braking nut side and the rotational resistance becomes very large. As a result, the axial force applied to the screw shaft up to a specific magnitude is not converted into the rotation of the braking nut, the position remains maintained, and the braking function can be exhibited against the axial force. Therefore, since the braking function is added to the ball screw alone, an extra device for braking is not required as in the prior art, and the structure can be simplified and the space can be saved.
内周に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、このナットに多数のボールを介して内挿され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸とを備えたボールねじにおいて、前記ナットに、軸方向自由で、かつ回転方向と半径方向に僅かな隙間を介してブレーキングナットが連結板によって連結され、前記ブレーキングナットが、内周に前記ねじ軸のねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成され、これら両ねじ溝間に多数のボールが収容され、前記ブレーキングナットとボールとの隙間が、前記ナットとボールとの隙間よりも大きく設定されると共に、前記ブレーキングナットのねじ溝に、当該ブレーキングナットの外周面に貫通するピン孔が穿設され、これらのピン孔にピンが圧入されてその先端部が前記ねじ軸のねじ溝内に膨出されている。 A nut in which a spiral thread groove is formed on the inner periphery, and a screw shaft in which a spiral thread groove corresponding to the thread groove of the nut is formed on the outer periphery is inserted into the nut via a large number of balls. The braking nut is connected to the nut by a connecting plate that is axially free and has a slight gap in the rotational direction and radial direction, and the braking nut is connected to the screw on the inner periphery. A spiral thread groove corresponding to the thread groove of the shaft is formed, and a large number of balls are accommodated between the both thread grooves, and the clearance between the braking nut and the ball is larger than the clearance between the nut and the ball. And a pin hole penetrating the outer peripheral surface of the braking nut is formed in the thread groove of the braking nut, and a pin is press-fitted into these pin holes, and the tip portion thereof is the screw shaft. It is bulged in the screw groove.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係るボールねじを備えた自動車の無段変速機の第1の実施形態を示す縦断面図、図2は、図1のアクチュエータ部を示す縦断面図、図3は、図2のボールねじを示す縦断面図、図4(a)は、図3の左側面図、(b)は、図3のIV−IV線で切断した横断面図、(c)は、図3の右側面図、図5は、図3のボールねじを示す一部を断面した斜視図、図6は、図5の変形例を示す一部を断面した斜視図、図7は、図5の他の変形例を示す一部を断面した斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a continuously variable transmission for an automobile equipped with a ball screw according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an actuator portion of FIG. 1, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the ball screw of FIG. 2, FIG. 4 (a) is a left side view of FIG. 3, (b) is a transverse sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3, and (c) is a diagram. 3 is a perspective view showing a part of the ball screw shown in FIG. 3, FIG. 6 is a perspective view showing a modification of FIG. 5, and FIG. It is the perspective view which cut down a part showing other modifications.
図1に示す自動車の無段変速機1は、ハウジング2と、このハウジング2に取り付けられた電動モータ3と、この電動モータ3のモータ軸3aに取付けられた入力歯車4に噛合する出力歯車5からなる減速機構6と、この減速機構6を介して電動モータ3の回転運動を駆動軸7の軸方向の直線運動に変換するボールねじ8と、このボールねじ8を備えたアクチュエータ本体9とを備えている。
A continuously
ハウジング2は、A6061やADC12等のアルミ合金からダイキャストによって形成され、高温に加熱して固溶体を形成させる溶体化処理、それを水中で急速冷却する焼き入れ処理、続いて室温に保持あるいは低温(100〜200℃)に加熱して析出させる時効硬化処理(焼きもどし処理)で構成される熱処理によって、析出相に大きな格子ひずみを生じさせ硬化させる方法、所謂析出硬化処理が施されている。これにより、量産性が良くなり、低コスト化を図ることができる共に、強度を高めてアルミ使用量を削減し、軽量化を達成することができる。
The
電動モータ3のモータ軸3aは、その端部に平歯車からなる入力歯車4が圧入により相対回転不能に取り付けられると共に、入力歯車4に噛合する出力歯車5は、後述するボールねじ8を構成するナット20に固定されている。
The
無段変速機1は、伝達ベルト10が巻き付けられる主動側V溝プーリを固定シーブ11と対で構成される可動シーブ12と、この可動シーブ12を深溝玉軸受からなる転がり軸受15によって回転自在に支持するスライディングロッド14とを備えている。このスライディングロッド14は、固定シーブ11と同軸上に配置され、ハウジング2に対してボールスプライン16によって軸方向に摺動自在に嵌合されている。
The continuously
固定シーブ11は軸方向に拘束され、軸部11aに対して深溝玉軸受からなる転がり軸受13によって回転自在に支持されている。この軸部11aには、エンジン(図示せず)の回転数に応じて回転される入力軸(図示せず)から回転トルクが伝達される。
The fixed sheave 11 is constrained in the axial direction and is rotatably supported by a rolling
駆動軸7は、後述するボールねじ8を構成するねじ軸18と一体に構成され、このねじ軸18の一端部(図中左端部)は、スライディングロッド14に連結ピン17を介して一体に結合され、ねじ軸18が回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されている。
The
ボールねじ8は、図2に拡大して示すように、ねじ軸18と、このねじ軸18にボール19を介して外挿されたナット20とブレーキングナット21を備えている。ねじ軸18は、外周に螺旋状のねじ溝18aが形成され、軸方向移動自在に、かつ回転不可に支承されている。一方、ナット20とブレーキングナット21は、ねじ軸18に外挿されると共に、内周にねじ軸18のねじ溝18aに対応する螺旋状のねじ溝20a、21aが形成され、これらねじ溝20a、21a、18aとの間に多数のボール19が転動自在に収容されている。そして、ナット20とブレーキングナット21は、ハウジング(図示せず)に対して、深溝玉軸受からなる支持軸受22、23を介して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている。24は、ナット20のねじ溝20aを連結して循環部材を構成する駒部材で、この駒部材24によって多数のボール19が無限循環することができる。
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the
各ねじ溝18a、20a、21aの断面形状は、サーキュラアーク形状であってもゴシックアーク形状であっても良いが、ここではボール19との接触角が大きくとれ、アキシアル隙間が小さく設定できるゴシックアーク形状に形成されている。これにより、軸方向荷重に対する剛性が高くなり、かつ振動の発生を抑制することができる。
The cross-sectional shape of each
ナット20およびブレーキングナット21はSCM415やSCM420等の肌焼き鋼からなり、真空浸炭焼入れによってその表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されている。これにより、熱処理後のスケール除去のためのバフ加工等を省略することができ、低コスト化を図ることができる。一方、ねじ軸18はS55C等の中炭素鋼あるいはSCM415やSCM420等の肌焼き鋼からなり、高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れによってその表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されている。
The
ナット20の外周面20bに、肩部20cを介して小径部20dが形成されている。この小径部20dに減速機構6を構成する出力歯車5が肩部20cに当接するまで嵌合固定されると共に、この出力歯車5の側面に当接するように支持軸受22が所定のシメシロを介して圧入されている。一方、ブレーキングナット21の外周面21bには支持軸受23が所定のシメシロを介して圧入されている。これにより、駆動軸7からスラスト荷重が負荷されても支持軸受22と出力歯車5の軸方向の位置ズレを防止することができる。また、2つの支持軸受22、23は、両端部にシールド板22a、23aが装着された密封型の深溝玉軸受で構成され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から摩耗粉等が軸受内部に侵入するのを防止している。
A small-
ここで、ブレーキングナット21とボール19との隙間が、ナット20とボール19との隙間よりも大きく設定されている。本実施形態では、ボール19のサイズが同じで、ブレーキングナット21のねじ溝21aの寸法(曲率半径)をナット20のねじ溝20aの寸法(曲率半径)よりも大きく設定されている。なお、両者のねじ溝20a、21aの寸法を同一にして、ボール19のサイズを変更しても良い。前者の場合は、同じサイズのボール19を使用することにより、誤組等の不具合を防止でき、組立作業性を向上させることができる。また、後者の場合は、ボール19のサイズを適宜調整することで、容易に隙間を減らし、組み上げる際のガタの発生をなくすことができる特徴を持っている。
Here, the gap between the braking
また、ブレーキングナット21のねじ溝21aのうち、端面側のねじ溝21a、21aから外周面21bに貫通するピン孔25、25が穿設され、これらのピン孔25、25にピン26、26が圧入されている。そして、ピン26の先端部をねじ軸18のねじ溝18a内に膨出させている。これにより、ボール19は周方向の移動が規制され、ボール19がねじ溝21a上を循環するのを阻止し、ねじ軸18の回転によってボール19がねじ溝21a上を滑る。また、本実施形態のように、端面側のねじ溝21a、21aにピン孔25を穿設し、ピン26を圧入することにより、ボール19を周方向に隙間なく詰め込むことができ、ボール19の周方向ガタをなくすることができる。
Further, among the
本実施形態では、ナット20とブレーキングナット21は連結板27によって連結されている。具体的には、図3および図4に示すように、ブレーキングナット21の外周面21bに一対の平坦面28、28が対向して形成されると共に、ナット20の外周面20bに軸方向に延びる一対の凹溝29、29が対向して形成されている。そして、一対の連結板27がブレーキングナット21の平坦面28、28とナット20の凹溝29、29間にそれぞれ跨架され、固定ボルト30によってブレーキングナット21側に固定されている。
In the present embodiment, the
ここで、連結板27はナット20の回転方向(周方向)に「僅かな隙間」を介して連結され、軸方向および径方向には連結されていない。具体的には、ナット20の凹溝29は連結板27の幅寸法より僅かに2Eだけ幅広に形成されると共に、ナット20の外周面20bと連結板27とは軸方向および径方向共に自由度を持って係合されている。すなわち、ブレーキングナット21とナット20とは軸方向間隔Aを持って配置されると共に、連結板27とナット20の肩部20cと所定の軸方向隙間B、外周面20bと所定の径方向隙間Cを介して係合されている。
Here, the connecting
ナット20とブレーキングナット21を互いに軸方向自由に連結するため、両者の間に僅かな軸方向隙間Aを設けているが、ボールねじ8を一層コンパクトにするため、ナット20とブレーキングナット21との軸方向間隔Aは、組立の際にボールねじ8のリード長Lの半分の間隔まで詰めることができる。なお、必ずしも、両者の間に僅かな軸方向隙間Aを設ける必要はなく、例えば、合成ゴム等の弾性部材を介装しても良い。これは回転方向の隙間についても同様である。
In order to connect the
また、ここでいう、連結板27とナット20の回転方向の僅かな隙間が小さいほど、回転方向の切り替え時のバックラッシを小さくすることができるが、逆に、特定の範囲だけ回転方向の隙間がないと、充分にブレーキング機能を発揮することができない。両者の条件を満たす「僅かな隙間」は次式によって求めることができる。ここで、望ましい連結板27とナット20の回転方向の僅かな隙間をδr、ブレーキングナット21の軸方向隙間をδa、ナット20のボール中心径をDとした時、δr=δa/L×Dπで表わされる。
In addition, the smaller the clearance in the rotational direction between the connecting
このように、ボールねじ8において、図5に示すように、通常のナット20とは別にナット20のねじ溝20aとねじ軸18のねじ溝18a間をロックするロック機構(ピン26とねじ溝18aの係合構造)を有するブレーキングナット21を配置し、このブレーキングナット21とボール19との隙間をナット20とボール19との隙間よりも大きく設定すると共に、ブレーキングナット21側のボール19は循環しないようにピン26で規制されているので、ねじ軸18に軸力が加わらない限りは悪影響を及ぼすような摩擦を起こさず、また、ボール19との隙間が大きいため容易に回転することができる。しかし、ねじ軸18に軸力が加わった場合、ブレーキングナット21側のボール19は循環しないため、所謂滑りねじのように摩擦が発生し、回転抵抗が非常に大きくなる。その結果、特定の大きさまでねじ軸18に加わった軸力はブレーキングナット21の回転に変換されず、位置は保持されたままとなり、軸力に対しブレーキング機能を発揮することができる。
In this way, in the
これにより、電動モータ3にトルクを加えなくともボールねじ8のねじ軸18(駆動軸7)の位置を保持することができるので、使用する電動モータ3の消費電力を減らし、省エネルギー化が図れると共に、電源失陥時、電動モータ3が破損時でも装置の状態を維持することができる。また、ボールねじ8単体にブレーキング機能を付加したため、従来のように、ブレーキングのための余計な装置を必要とせず、構造が簡素化できて省スペース化を図ることができる。
As a result, the position of the screw shaft 18 (drive shaft 7) of the
こうしたブレーキングナット21を通常のナット20に組み合わせた場合、具体的には、前述したように、ブレーキングナット21に連結板27を固定し、この連結板27とナット20とを回転方向と半径方向に僅かな隙間を介して、かつ軸方向に自由度を持って連結することにより、通常のナット20に回転トルクが加わった際、ナット20とねじ軸18との間に生ずる負荷はこの通常のナット20に全て加わるが、ブレーキングナット21側には負荷は加わらない。
When such a
一方、通常のナット20とブレーキングナット21は回転方向に連結されているため、ナット20の回転と共に、ブレーキングナット21も回転する。この場合、ブレーキングナット21には僅かな摩擦が生じるだけで、殆ど通常のボールねじと同等のトルク−軸力変換効率で駆動することができる。
On the other hand, since the
逆に、回転トルクがない状況で軸力が加わると、ナット20はまず負荷を逃がす方向に僅かに逆回転するが、ブレーキングナット21は回転しない。これはナット20とブレーキングナット21を連結板27によって連結し、この連結板27とナット20間に回転方向の隙間を設けているためである。このように、充分に回転したナット20は負荷から逃れ、結果、軸力の負荷は取り残されたブレーキングナット21に移る。この場合、前述したように、軸力を受けたブレーキングナット21はブレーキング機能を発揮するため、軸力を回転に変化することはない。なお、ブレーキング機能を発揮した後も、ナット20側に特定の大きさ以上の回転トルクを加えればそれを解除することができる。したがって、この種の作用は、摩擦力を徐々に取り除くといった連続的な過程であるため、突如ブレーキングが外れるというようなことはない。
On the other hand, when an axial force is applied in a state where there is no rotational torque, the
なお、ここでは、ブレーキングナット21に連結板27を固定し、この連結板27によってナット20とブレーキングナット21を連結した実施形態を例示したが、必ずしも連結板27を使用する必要はなく、ナット20とブレーキングナット21を僅かな回転方向の隙間を介して連結すれば良く、例えば、ブレーキングナットに軸方向に延びる突起を設けても良いし、ピン等で連結するようにしても良い。また、例示した連結板27は、必ずしもブレーキングナット21側に固定する必要はなく、ナット20に固定して、前述したような連結方法を採っても良い。
Here, the embodiment in which the connecting
次に、図1を用いて、本発明に係るボールねじ8を自動車の無段変速機の制御機構に適用した場合について説明する。
無段変速機1のトルクを伝達する伝達ベルト10は、固定シーブ11と可動シーブ12によって挟持されている。この伝達ベルト10は固定シーブ11と可動シーブ12との間で摩擦による力の伝達を行うため、常にテンションが付与されている。固定シーブ11と可動シーブ12の伝達ベルト10が摺接する側の面には所定の傾斜が形成されているため、伝達ベルト10に付与されたテンションによって固定シーブ11と可動シーブ12の間には常に離反させようとする力が生じている。この力はスライディングロッド14を介してボールねじ8のねじ軸18に伝達される。
Next, the case where the
A
制御機構では、ねじ軸18にこうした負荷を受けながらも可動シーブ12の位置を適宜制御しなければならない。この制御は電動モータ3から加えられたトルクをボールねじ8のナット20を介してねじ軸18の軸力に変換されることでなされる。この軸力により、スライディングロッド14から受ける負荷を超えてボールねじ8のねじ軸18を駆動させることで、可動シーブ12の位置を移動させることができる。
In the control mechanism, the position of the
然しながら、電動モータ3のトルクを一旦解除してしまうと、トルクを解除した後にはねじ軸18が再び後退(図中右側)しようとする。これは、前述したように、固定シーブ11と可動シーブ12間に両者を離反させようとする力が常に働き続けるからに他ならない。こうしたねじ軸18の後退を阻止するため、ブレーキングナット21が負荷を受け、ボールねじ8単体でブレーキング機能を発揮することで可能となる。したがって、トルクを維持するために電動モータ3を駆動し続ける必要がなく、電動モータ3の過熱による破損防止やシステムの省電力化を図ることができる。
However, once the torque of the
また、ブレーキングが効いた後でも、電動モータ3のトルクをさらに上げれば、ボールねじ8のねじ軸18を前進(図中左側)させることができる。この時、ブレーキングは速やかにスムーズに解除される。一方、ねじ軸18を後退させたい場合は、電動モータ3を逆回転させるだけで良い。この時、ブレーキングナット21はブレーキング機能を発揮しているが、スライディングロッド14からの負荷も手伝って、容易に駆動させることができる。したがって、突如ブレーキングが解除され、衝撃や振動等が発生すると言った不具合はない。
Even after braking is applied, if the torque of the
図6は、前述した実施形態(図5)の変形例である。このボールねじ31は、前述したボールねじ8と基本的にはブレーキングナット側の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
FIG. 6 is a modification of the above-described embodiment (FIG. 5). This ball screw 31 is basically different from the above-described
ボールねじ31は、ねじ軸18と、このねじ軸18にボール19を介して外挿されたナット20とブレーキングナット32を備えている。ねじ軸18は、外周に螺旋状のねじ溝18aが形成され、軸方向移動自在に、かつ回転不可に支承されている。一方、ナット20とブレーキングナット32は、ねじ軸18に外挿されると共に、ナット20の内周には、ねじ軸18のねじ溝18aに対応する螺旋状のねじ溝20aが形成され、これらねじ溝20a、18aとの間に多数のボール19が転動自在に収容されている。ナット20とブレーキングナット32は、ハウジング(図示せず)に対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている。
The ball screw 31 includes a
ブレーキングナット32は円筒状に形成され、SCM415やSCM420等の肌焼き鋼からなり、真空浸炭焼入れによってその表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されている。
The breaking
ここで、ブレーキングナット32の内周面32aから外周面21bに貫通するピン孔25、25が穿設され、これらのピン孔25、25にピン33、33が圧入されている。このピン33の先端部33aは凸球面に形成され、ねじ軸18のねじ溝18aに膨出させている。そして、前述した実施形態と同様、ブレーキングナット32とねじ軸18のねじ溝18aとの隙間が、ナット20とボール19との隙間よりも大きく設定されている。本実施形態では、ピン33の先端部33aの曲率半径をボール19の半径よりも小さく設定されている。これにより、ねじ軸18に軸力が加わらない限りは摩擦を起こさず、ブレーキングナット32は容易に回転することができると共に、ねじ軸18に軸力が加わった場合、滑りねじのようにブレーキングナット32とねじ軸18間に摩擦が発生し、回転抵抗が非常に大きくなる。つまり、ナット20のねじ溝20aとねじ軸18のねじ溝18a間をロックするロック機構(ピン33とねじ溝18aの係合構造)を有する。その結果、前述した実施形態と同様、ねじ軸18に加わった軸力はブレーキングナット32の回転に変換されず、位置は保持されたままとなり、軸力に対しブレーキング機能を発揮することができる。
Here, pin holes 25, 25 penetrating from the inner
図7は、前述した実施形態(図5)の他の変形例である。このボールねじ34は、前述したボールねじ8と基本的にはブレーキングナット側の構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
FIG. 7 shows another modification of the above-described embodiment (FIG. 5). This ball screw 34 is basically different from the above-described
ボールねじ34は、ねじ軸18と、このねじ軸18にボール19を介して外挿されたナット20とブレーキングナット35を備えている。ナット20とブレーキングナット35は、ねじ軸18に外挿されると共に、ナット20の内周には、ねじ軸18のねじ溝18aに対応する螺旋状のねじ溝20aが形成され、これらねじ溝20a、18aとの間に多数のボール19が転動自在に収容されている。ナット20とブレーキングナット35は、ハウジング(図示せず)に対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている。
The ball screw 34 includes a
ブレーキングナット35はSCM415やSCM420等の肌焼き鋼からなり、真空浸炭焼入れによってその表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されている。このブレーキングナット35は円筒状に形成され、内周にねじ軸18のねじ溝18aに対応する螺旋状の凸条36が形成されている。また、凸条36の先端部36aはねじ溝18aの形状に対応する所定のゴシックアーク形状に形成され、ねじ溝18aに係合させている。
The breaking
そして、前述した実施形態と同様、ブレーキングナット35とねじ軸18のねじ溝18aとの隙間が、ナット20とボール19との隙間よりも大きく設定されている。本実施形態では、凸条36の先端部36aの曲率半径をボール19の半径よりも小さく設定されている。これにより、ねじ軸18に軸力が加わらない限りは摩擦を起こさず、ブレーキングナット35は容易に回転することができると共に、ねじ軸18に軸力が加わった場合、ブレーキングナット35とねじ軸18間に摩擦が発生し、回転抵抗が非常に大きくなる。その結果、前述した実施形態と同様、ねじ軸18に加わった軸力はブレーキングナット35の回転に変換されず、位置は保持されたままとなり、軸力に対しブレーキング機能を発揮することができる。
As in the above-described embodiment, the gap between the braking
図8は、本発明に係るボールねじを備えた自動車の無段変速機の第2の実施形態を示す縦断面図、図9は、図8のアクチュエータ部を示す縦断面図、図10は、図9のボールねじを示す一部を断面した斜視図である。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of a continuously variable transmission for an automobile equipped with a ball screw according to the present invention, FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an actuator part of FIG. 8, and FIG. FIG. 10 is a perspective view, partly in section, showing the ball screw of FIG. 9. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component and site | part which has the same component same part as embodiment mentioned above, or the same function, and detailed description is abbreviate | omitted.
図8に示す自動車の無段変速機は、ハウジング2と、このハウジング2に取り付けられた電動モータ3と、この電動モータ3のモータ軸3aに取付けられた入力歯車4に噛合する出力歯車5からなる減速機構6と、この減速機構6を介して電動モータ3の回転運動を駆動軸37の軸方向の直線運動に変換するボールねじ38と、このボールねじ38を備えたアクチュエータ本体39とを備えている。
The continuously variable transmission for an automobile shown in FIG. 8 includes a
電動モータ3のモータ軸3aは、その端部に平歯車からなる入力歯車4が圧入により相対回転不能に取り付けられると共に、入力歯車4に噛合する出力歯車5は、後述するボールねじ38を構成するナット20に固定されている。
The
駆動軸37は、後述するボールねじ38を構成するねじ軸40と一体に構成され、このねじ軸40の一端部(図中左端部)は、無段変速機を構成するスライディングロッド14に連結ピン17を介して一体に結合され、ねじ軸40が回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されている。
The
ボールねじ38は、図9に拡大して示すように、ねじ軸40と、このねじ軸40にボール19を介して外挿されたナット20とブレーキングナット41を備えている。ねじ軸40は、外周に螺旋状のねじ溝18aが形成され、軸方向移動自在に、かつ回転不可に支承されている。一方、ナット20とブレーキングナット41は、ねじ軸40に外挿されると共に、ナット20の内周には、ねじ軸40のねじ溝18aに対応する螺旋状のねじ溝20aが形成され、これらねじ溝20a、18aとの間に多数のボール19が転動自在に収容されている。そして、ナット20とブレーキングナット41は、ハウジング(図示せず)に対して、支持軸受22、23を介して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている。
As shown in an enlarged view in FIG. 9, the
ここで、ねじ軸40はS55C等の中炭素鋼あるいはSCM415やSCM420等の肌焼き鋼からなり、ねじ軸40の外周面、すなわち、ねじ溝18a、18a間のランド面に螺旋溝42が形成されている。そして、高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れによってその表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されている。
Here, the
ブレーキングナット41はSCM415やSCM420等の肌焼き鋼からなり、真空浸炭焼入れによってその表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されている。このブレーキングナット41は円筒状に形成され、内周にねじ軸40の螺旋溝42に係合する螺旋溝43が形成されている。
The breaking
そして、前述した実施形態と同様、ブレーキングナット41とねじ軸40との隙間が、ナット20とボール19との隙間よりも大きく設定されている。本実施形態では、図10に示すように、ブレーキングナット41とねじ軸40が螺旋溝42、43同士の滑りねじで構成されているので、ねじ軸40に軸力が加わらない限りは摩擦を起こさず、ブレーキングナット41は容易に回転することができると共に、ねじ軸40に軸力が加わった場合、ブレーキングナット41とねじ軸40間に摩擦が発生し、回転抵抗が非常に大きくなる。その結果、前述した実施形態と同様、ねじ軸40に加わった軸力はブレーキングナット41の回転に変換されず、位置は保持されたままとなり、軸力に対しブレーキング機能を発揮することができる。
As in the above-described embodiment, the gap between the braking
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
本発明に係る電動リニアアクチュエータは、一般産業用の電動機、自動車等の駆動部に使用され、電動モータからの回転入力を、ボールねじ機構を介して駆動軸の直線運動に変換するボールねじ機構を備えた電動リニアアクチュエータに適用できる。 An electric linear actuator according to the present invention is used in a drive unit of a general industrial electric motor, automobile, etc., and has a ball screw mechanism that converts rotational input from an electric motor into linear motion of a drive shaft via the ball screw mechanism. It can be applied to the provided electric linear actuator.
1 無段変速機
2 ハウジング
3 電動モータ
3a モータ軸
4 入力歯車
5 出力歯車
6 減速機構
7、37 駆動軸
8、31、34、38 ボールねじ
9、39 アクチュエータ本体
10 伝達ベルト
11 固定シーブ
11a 軸部
12 可動シーブ
13、15 転がり軸受
14 スライディングロッド
16 ボールスプライン
17 連結ピン
18、40 ねじ軸
18a、20a、21a ねじ溝
19 ボール
20 ナット
20b ナットの外周面
20c 肩部
20d 小径部
21、32、35、41 ブレーキングナット
21b ブレーキングナットの外周面
22、23 支持軸受
22a、23a シールド板
24 駒部材
25 ピン孔
26、33 ピン
27 連結板
28 平坦面
29 凹溝
30 固定ボルト
32a ブレーキングナットの内周面
33a ピンの先端部
36 凸条
36a 凸条の先端部
42、43 螺旋溝
51 伝達ベルト
52 固定シーブ
52a 軸部
53 可動シーブ
54 電動モータ
54a モータ軸
55 ハウジング
55a 円筒内周面
56 ボールねじ
57、58、60、63、64 軸受
59 ボールスプライン
61 中軸
61a、61b 係合面
62 駆動ギヤ
65 中間ギヤ
66 ねじ軸
66a、67a ねじ溝
67 ナット
68、70a、70b ボール
69 従動ギヤ
71 保持器
71a ポケット
72 弾性部材
73 凸係合部
74 凹係合部
A ブレーキングナットとナットの軸方向間隔
a 保持器のポケット隙間
B 連結板とナットの凹溝の軸方向隙間
b 凸係合部と凹係合部の軸方向隙間
C 連結板とナットの外周面の径方向隙間
D ナットのボール中心径
E ナットの凹溝と連結板の隙間
L ボールねじのリード長
δa ブレーキングナットの軸方向隙間
δr 連結板とナットの回転方向の僅かな隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Continuously variable transmission 2 Housing 3 Electric motor 3a Motor shaft 4 Input gear 5 Output gear 6 Reduction mechanism 7, 37 Drive shaft 8, 31, 34, 38 Ball screw 9, 39 Actuator body 10 Transmission belt 11 Fixed sheave 11a Shaft DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Movable sheaves 13 and 15 Rolling bearing 14 Sliding rod 16 Ball spline 17 Connection pin 18, 40 Screw shaft 18a, 20a, 21a Thread groove 19 Ball 20 Nut 20b Nut outer peripheral surface 20c Shoulder portion 20d Small diameter portion 21, 32, 35, 41 Brake nut 21b Brake nut outer peripheral surfaces 22, 23 Support bearings 22a, 23a Shield plate 24 Block member 25 Pin holes 26, 33 Pin 27 Connecting plate 28 Flat surface 29 Groove 30 Fixing bolt 32a Inner circumference of the brake nut Surface 33a Pin tip 36 ridge 36a ridge Tip portions 42, 43 spiral groove 51 transmission belt 52 fixed sheave 52a shaft portion 53 movable sheave 54 electric motor 54a motor shaft 55 housing 55a cylindrical inner peripheral surface 56 ball screw 57, 58, 60, 63, 64 bearing 59 ball spline 61 Middle shaft 61a, 61b Engagement surface 62 Drive gear 65 Intermediate gear 66 Screw shaft 66a, 67a Thread groove 67 Nut 68, 70a, 70b Ball 69 Driven gear 71 Retainer 71a Pocket 72 Elastic member 73 Convex engagement part 74 Concave engagement part A Axial spacing between braking nut and nut a Cage pocket clearance B Axial clearance b between connecting plate and nut groove b Axial clearance C between convex engaging portion and recessed engaging portion C Outer peripheral surface of connecting plate and nut Clearance in the radial direction of the ball D Center diameter of the ball nut E Clearance between the groove of the nut and the connecting plate L Lead length of the ball screw δa Axial clearance of the nut δr Slight clearance in the rotational direction of the connecting plate and nut
Claims (7)
このナットに多数のボールを介して内挿され、外周に前記ナットのねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸とを備えたボールねじにおいて、
前記ナットに、軸方向自由で、かつ回転方向と半径方向に僅かな隙間を介してブレーキングナットが連結され、このブレーキングナットが、逆作動時において、当該ブレーキングナットのねじ溝と前記ねじ軸のねじ溝間をロックするロック機構を有していることを特徴とするボールねじ。 A nut having a spiral thread groove formed on the inner periphery;
In a ball screw provided with a screw shaft that is inserted into the nut via a large number of balls and on the outer periphery of which a spiral screw groove corresponding to the screw groove of the nut is formed.
A braking nut is connected to the nut through a slight gap in the axial direction and in a rotational direction and a radial direction. When the braking nut is in reverse operation, the thread of the braking nut and the screw A ball screw characterized by having a lock mechanism for locking between screw grooves of a shaft.
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JP (1) | JP2014020405A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015216737A (en) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | 株式会社神戸製鋼所 | Electric linear actuator |
CN113931948A (en) * | 2020-06-29 | 2022-01-14 | 北京机械设备研究所 | Anti-misoperation manual-automatic integrated connection locking device and locking method for rotating shaft |
-
2012
- 2012-07-13 JP JP2012157385A patent/JP2014020405A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015216737A (en) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | 株式会社神戸製鋼所 | Electric linear actuator |
CN113931948A (en) * | 2020-06-29 | 2022-01-14 | 北京机械设备研究所 | Anti-misoperation manual-automatic integrated connection locking device and locking method for rotating shaft |
CN113931948B (en) * | 2020-06-29 | 2024-03-22 | 北京机械设备研究所 | Automatic-manual connection locking device and locking method for preventing misoperation of rotating shaft |
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