JP2024034794A - ball screw device - Google Patents

Abstract

To achieve downsizing of a nut in a ball screw device which causes the nut and a screw shaft to engage in a rotation direction and restricts a stroke of a linear motion member.SOLUTION: A ball screw device 3 includes: an arm 52 (a nut side stopper) provided at a nut 31; and a protruding part 51 (a screw shaft side stopper) provided at a screw shaft 32. The arm 52 and the protruding part 51 are placed in contact with each other in a rotation direction to restrict a stroke of the screw shaft 32. The arm 52 is provided at an inner periphery of the nut 31.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ボールねじ装置に関する。 The present invention relates to a ball screw device.

近年、車両等の省力化、低燃費化を目的とした電動化が進んでおり、例えば、自動車の自動変速機やブレーキ、ステアリング等の操作を電動モータの力で行うシステムが開発され、市場に投入されている。このような用途に使用されるアクチュエータとして、電動モータの回転運動を直線運動に変換するボールねじ装置を備えた直動アクチュエータが知られている。 In recent years, the electrification of vehicles has been progressing to save labor and improve fuel efficiency. For example, systems that use the power of electric motors to operate automatic transmissions, brakes, steering, etc. of automobiles have been developed and are now on the market. It has been invested. As an actuator used for such applications, a linear actuator equipped with a ball screw device that converts the rotational motion of an electric motor into linear motion is known.

例えば、下記の特許文献１に示されている直動アクチュエータは、ナットを回転部材、ねじ軸を直動部材としたボールねじ装置を備える。ナットの端面には、軸方向に突出した係止部が設けられ、ねじ軸の外周には、半径方向に突出した案内突起を有する回り止め部材が固定されている。ねじ軸がストロークエンドに達したら、ねじ軸の外周に固定された回り止め部材の案内突起と、ナットの端面に設けられた係止部とがナットの回転方向で係合し、これによりねじ軸のストロークが規制される。 For example, a linear actuator shown in Patent Document 1 below includes a ball screw device in which a nut is a rotating member and a screw shaft is a linear moving member. A locking portion that protrudes in the axial direction is provided on the end face of the nut, and a detent member having a guide protrusion that protrudes in the radial direction is fixed to the outer periphery of the screw shaft. When the screw shaft reaches the stroke end, the guide protrusion of the anti-rotation member fixed to the outer periphery of the screw shaft and the locking part provided on the end face of the nut engage in the direction of rotation of the nut. stroke is regulated.

特許第５２９３８８７号公報Patent No. 5293887

上記のボールねじ装置では、ナットの端面に、ねじ軸のストロークを規制するための係止部が突出して設けられるため、係止部の分だけナットの軸方向寸法が大きくなる。 In the above-mentioned ball screw device, since the end face of the nut is provided with a protruding locking portion for regulating the stroke of the screw shaft, the axial dimension of the nut is increased by the locking portion.

そこで、本発明は、ナットとねじ軸とを回転方向で係合させて直動部材のストロークを規制するボールねじ装置において、ナットを小型化することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to reduce the size of a nut in a ball screw device that restricts the stroke of a linearly moving member by engaging the nut and a screw shaft in the rotational direction.

前記課題を解決するためになされた本発明は、内周面に雌ねじ部を有するナットと、外周面に雄ねじ部を有するねじ軸と、前記雌ねじ部と前記雄ねじ部とで形成される転走路に配された複数のボールと、前記ナットに設けられたナット側ストッパと、前記ねじ軸に設けられたねじ軸側ストッパとを備え、前記ナット側ストッパと前記ねじ軸側ストッパとを回転方向で当接させることで、前記ねじ軸又はナットのストロークを規制するボールねじ装置であって、前記ナット側ストッパを、前記ナットの内周に設けたことを特徴とする。 The present invention, which has been made to solve the above problems, provides a nut having a female thread on its inner circumferential surface, a threaded shaft having a male thread on its outer circumferential surface, and a raceway formed by the female thread and the male thread. the nut-side stopper provided on the nut, and the screw shaft-side stopper provided on the screw shaft; The ball screw device regulates the stroke of the screw shaft or the nut by bringing them into contact with each other, and is characterized in that the nut-side stopper is provided on the inner periphery of the nut.

このように、本発明に係るボールねじ装置では、従来品ではナットの端面から軸方向に突出していたナット側ストッパ（係止部）を、ナットの内周に設けた。これにより、ナットの端面からナット側ストッパが軸方向に突出しないため、ナットの軸方向寸法を縮小できる。 As described above, in the ball screw device according to the present invention, the nut-side stopper (locking portion) that protrudes in the axial direction from the end surface of the nut in the conventional product is provided on the inner periphery of the nut. Thereby, the nut-side stopper does not protrude in the axial direction from the end surface of the nut, so that the axial dimension of the nut can be reduced.

上記のボールねじ装置は、転走路の端部に達したボールを拾い上げて循環させるボール拾い上げ部材を有することができる。この場合、ボール拾い上げ部材はナットの内周に露出しているため、このボール拾い上げ部材にナット側ストッパを設けることができる。 The above-mentioned ball screw device can include a ball picking-up member that picks up and circulates the balls that have reached the end of the rolling path. In this case, since the ball picking up member is exposed on the inner periphery of the nut, a nut side stopper can be provided on this ball picking up member.

具体的には、例えば、ボール拾い上げ部材が、雌ねじ部に嵌合するアームを有し、このアームをナット側ストッパとして機能させることができる。 Specifically, for example, the ball picking up member has an arm that fits into the female thread, and this arm can function as a nut-side stopper.

ねじ軸側ストッパとナット側ストッパとの硬さが異なると、両ストッパが当接を繰り返すことで、軟らかい方のストッパの摩耗量が大きくなる。従って、ねじ軸側ストッパとナット側ストッパとを、同一材質で形成し、同一調質（例えば熱処理）を施すことが好ましい。 If the screw shaft-side stopper and the nut-side stopper have different hardnesses, the softer stopper will wear out more due to repeated contact between the two stoppers. Therefore, it is preferable that the screw shaft side stopper and the nut side stopper be made of the same material and subjected to the same tempering (for example, heat treatment).

ねじ軸は、雄ねじ部を有するねじ軸本体と、ねじ軸側ストッパを有するストッパ部材と、ねじ軸本体及びストッパ部材を直径方向に貫通する穴と、この穴に挿通され、ねじ軸本体とストッパ部材を固定するピンとを有することができる。ナットが回転部材、ねじ軸が直動部材である場合、ねじ軸本体とストッパ部材とを固定する上記のピンを、固定側の部材と回転方向で係合させることで、ねじ軸の回り止めを行うことができる。これにより、回り止めを別途設ける場合と比べて、部品数を削減することができる。 The screw shaft includes a screw shaft main body having a male thread portion, a stopper member having a screw shaft side stopper, a hole passing through the screw shaft main body and the stopper member in a diametrical direction, and a screw shaft body and the stopper member that are inserted into the hole. It can have a pin to fix it. When the nut is a rotating member and the screw shaft is a linearly moving member, the screw shaft can be prevented from rotating by engaging the above-mentioned pin that fixes the screw shaft body and the stopper member with the member on the fixed side in the rotational direction. It can be carried out. This allows the number of parts to be reduced compared to the case where a rotation stopper is provided separately.

また、ねじ軸が、雄ねじ部を有するねじ軸本体と、ねじ軸側ストッパを有するストッパ部材とを有し、ナットが回転部材、ねじ軸が直動部材である場合、ストッパ部材に、固定側の部材と回転方向で係合する回り止めを一体に設けてもよい。 In addition, when the screw shaft has a screw shaft main body having a male threaded portion and a stopper member having a screw shaft side stopper, and the nut is a rotating member and the screw shaft is a linearly moving member, the stopper member has a fixed side stopper. A detent that engages with the member in the rotational direction may be integrally provided.

上記のボールねじ装置では、ナットを半径方向に貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔にピンを挿通し、このピンをナット側ストッパとして機能させてもよい。 In the above-mentioned ball screw device, a through hole passing through the nut in the radial direction may be formed, a pin may be inserted into the through hole, and the pin may function as a nut-side stopper.

以上のように、本発明によれば、ナットとねじ軸とを回転方向で係合させて直動部材のストロークを規制するボールねじ装置において、ナットを小型化することができる。 As described above, according to the present invention, the nut can be downsized in a ball screw device that engages the nut and the screw shaft in the rotational direction to regulate the stroke of the linear motion member.

本発明の第１実施形態に係るボールねじ装置を有する直動アクチュエータの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a linear actuator having a ball screw device according to a first embodiment of the present invention. 上記ボールねじ装置の断面図である。It is a sectional view of the above-mentioned ball screw device. 上記直動アクチュエータの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the above-mentioned linear actuator. 図１のIV-IV線における断面図である。2 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1. FIG. 上記ボールねじ装置の側面図である。FIG. 3 is a side view of the ball screw device. 図５のVI-VI線における断面図である。6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5. FIG. 本発明の第２実施形態に係るボールねじ装置のナットの斜視図である。It is a perspective view of the nut of the ball screw device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第３実施形態に係るボールねじ装置の断面図である。It is a sectional view of the ball screw device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第４実施形態に係るボールねじ装置の斜視図である。It is a perspective view of the ball screw device concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第５実施形態に係るボールねじ装置の側面図である。It is a side view of the ball screw device concerning a 5th embodiment of the present invention. 図１０のXI-XI線における断面図である。11 is a sectional view taken along the line XI-XI in FIG. 10. FIG.

以下、本発明の第１実施形態を図１～６に基づいて説明する。 A first embodiment of the present invention will be described below based on FIGS. 1 to 6.

図１に示す電動アクチュエータは、出力部材が軸方向に進退移動（直線運動）する、いわゆる直線運動型の電動アクチュエータ（直動アクチュエータ１）である。この直動アクチュエータ１は、電動モータ２と、本発明の第１実施形態に係るボールねじ装置３と、伝達ギヤ機構４と、ハウジング５とを備える。電動モータ２の回転駆動力が、伝達ギヤ機構４を介してボールねじ装置３のナット３１に伝達され、ナット３１の回転運動がねじ軸３２の直線運動に変換される。ハウジング５は、少なくともボールねじ装置３を収容し、図示例ではボールねじ装置３及び伝達ギヤ機構４を収容する。図示例では、ハウジング５が一部品で表されているが、実際には、組立の都合上、ハウジング５が複数の部材に分割されている。 The electric actuator shown in FIG. 1 is a so-called linear motion type electric actuator (linear actuator 1) in which an output member moves forward and backward in the axial direction (linear motion). This linear actuator 1 includes an electric motor 2, a ball screw device 3 according to the first embodiment of the present invention, a transmission gear mechanism 4, and a housing 5. The rotational driving force of the electric motor 2 is transmitted to the nut 31 of the ball screw device 3 via the transmission gear mechanism 4, and the rotational movement of the nut 31 is converted into the linear movement of the screw shaft 32. The housing 5 accommodates at least the ball screw device 3, and in the illustrated example, the ball screw device 3 and the transmission gear mechanism 4. In the illustrated example, the housing 5 is shown as one part, but in reality, the housing 5 is divided into a plurality of parts for convenience of assembly.

尚、以下の説明では、ボールねじ装置３のナット３１の回転軸方向（図１の左右方向）を「軸方向」と言い、軸方向でねじ軸３２の先端側｛操作対象が取り付けられる端部側（図１の左側）｝を「前方」、その反対側（図１の右側）を「後方」と言う。また、ナット３１の回転軸を中心とした円の半径方向を「半径方向」と言い、この半径方向における外径側及び内径側をそれぞれ「外径側」及び「内径側」と言う。 In the following explanation, the direction of the rotation axis of the nut 31 of the ball screw device 3 (the left-right direction in FIG. 1) is referred to as the "axial direction", and the tip side of the screw shaft 32 in the axial direction {the end where the operation object is attached side (the left side in Figure 1) is called the "front", and the opposite side (the right side in Figure 1) is called the "back". Further, the radial direction of a circle centered on the rotation axis of the nut 31 is referred to as the "radial direction", and the outer diameter side and inner diameter side in this radial direction are respectively referred to as the "outer diameter side" and the "inner diameter side".

ボールねじ装置３は、筒状のナット３１と、ナット３１の内周に挿入されたねじ軸３２と、複数のボール３３とを備える。ナット３１は、ハウジング５の内周面に、転がり軸受６を介して回転自在に取り付けられている（図１参照）。転がり軸受６としては、例えば玉軸受やころ軸受が使用可能であり、図示例では深溝玉軸受が使用される。 The ball screw device 3 includes a cylindrical nut 31, a screw shaft 32 inserted into the inner periphery of the nut 31, and a plurality of balls 33. The nut 31 is rotatably attached to the inner peripheral surface of the housing 5 via a rolling bearing 6 (see FIG. 1). As the rolling bearing 6, for example, a ball bearing or a roller bearing can be used, and in the illustrated example, a deep groove ball bearing is used.

ナット３１は、図２及び図３に示すように、ナット本体３４と、ナット本体３４の軸方向両端に固定されたボール拾い上げ部材としてのエンドデフレクタ３５とを有する。図示例では、転がり軸受６の内輪とナット本体３４とが一部品として一体に形成されている。ねじ軸３２は、ねじ軸本体３６と、ねじ軸本体３６に固定されたストッパ部材３７と、ねじ軸本体３６及びストッパ部材３７の先端に取り付けられた先端部３８（図１参照）とを有する。先端部３８には、操作対象を取り付けるための取付部３９が設けられる。尚、先端部３８を省略し、ねじ軸本体３６及びストッパ部材３７に取付部３９を設けてもよい。 As shown in FIGS. 2 and 3, the nut 31 includes a nut main body 34 and end deflectors 35 as ball picking up members fixed to both ends of the nut main body 34 in the axial direction. In the illustrated example, the inner ring of the rolling bearing 6 and the nut body 34 are integrally formed as one component. The screw shaft 32 includes a screw shaft body 36, a stopper member 37 fixed to the screw shaft body 36, and a tip portion 38 (see FIG. 1) attached to the tips of the screw shaft body 36 and the stopper member 37. The distal end portion 38 is provided with an attachment portion 39 for attaching an object to be operated. Note that the tip portion 38 may be omitted and a mounting portion 39 may be provided on the screw shaft body 36 and the stopper member 37.

図２に示すように、ナット本体３４の内周面には、螺旋状の溝から成る雌ねじ部３４ａが設けられている。ねじ軸本体３６の外周面には、螺旋状の溝から成る雄ねじ部３６ａが設けられている。ナット３１の内周にねじ軸３２を挿通した状態では、雌ねじ部３４ａと雄ねじ部３６ａとが半径方向で対向し、これらで形成される転走路４１に多数のボール３３が収容されている。換言すると、雌ねじ部３４ａ及び雄ねじ部３６ａのうち、ボール３３と接触して負荷が加わる領域が転走路４１となる。これらのボール３３を介して雌ねじ部３４ａと雄ねじ部３６ａとが螺合することにより、ねじ軸３２が、電動モータ２の回転軸２ａと平行な状態で支持される。 As shown in FIG. 2, the inner peripheral surface of the nut body 34 is provided with a female threaded portion 34a consisting of a spiral groove. The outer peripheral surface of the screw shaft body 36 is provided with a male threaded portion 36a consisting of a spiral groove. When the threaded shaft 32 is inserted into the inner periphery of the nut 31, the female threaded portion 34a and the male threaded portion 36a face each other in the radial direction, and a large number of balls 33 are accommodated in the raceway 41 formed by these. In other words, a region of the female threaded portion 34a and the male threaded portion 36a that contacts the ball 33 and is subjected to a load becomes the rolling path 41. By screwing the female threaded portion 34a and the male threaded portion 36a together via these balls 33, the screw shaft 32 is supported in a state parallel to the rotating shaft 2a of the electric motor 2.

ナット３１には、転走路４１の終点に達したボール３３を始点に戻すための循環路４２が設けられる。図示例では、循環路４２が、ナット本体３４を軸方向に貫通する貫通孔で構成される。エンドデフレクタ３５には、転走路４１の端部と循環路４２の端部とを接続する接続路４３が設けられる。ナット３１が回転すると、転走路４１の一端に達したボール３３が、一方のエンドデフレクタ３５の接続路４３で転走路４１から拾い上げられて循環路４２に誘導され、他方のエンドデフレクタ３５の接続路４３を介して転走路４１の他端に戻される。 The nut 31 is provided with a circulation path 42 for returning the balls 33 that have reached the end point of the rolling path 41 to the starting point. In the illustrated example, the circulation path 42 is constituted by a through hole that passes through the nut body 34 in the axial direction. The end deflector 35 is provided with a connection path 43 that connects an end of the rolling path 41 and an end of the circulation path 42 . When the nut 31 rotates, the ball 33 that has reached one end of the rolling path 41 is picked up from the rolling path 41 by the connecting path 43 of one end deflector 35 and guided to the circulation path 42, and then transferred to the connecting path of the other end deflector 35. 43 and is returned to the other end of the rolling path 41.

ねじ軸３２には、ねじ軸側ストッパが設けられる。図示例では、ねじ軸側ストッパが、ストッパ部材３７に設けられた凸部５１で構成される（図３参照）。図示例の凸部５１は、雄ねじ部３６ａに沿って螺旋状に延び、例えば１８０°分だけ形成されている。凸部５１は、雄ねじ部３６ａよりも外径側に突出し、螺旋状の凸部５１の周方向端部が雄ねじ部３６ａ（ねじ溝）を遮断する壁を形成する。図示例の凸部５１は、雄ねじ部３６ａを反転させた凸形状、すなわち、雌ねじ部３４ａと略同形状の凸形状を有する。凸部５１の外径端は、ねじ軸３２の雄ねじ部３６ａの外径端よりも外径側に配され、ナット３１の雌ねじ部３４ａと嵌合可能とされる（図１参照）。凸部５１の外径端は、ナット３１の雌ねじ部３４ａの外径端よりも内径側に配され、これにより凸部５１とナット３１の雌ねじ部３４ａとの摺動が回避される。 The screw shaft 32 is provided with a screw shaft side stopper. In the illustrated example, the screw shaft side stopper is constituted by a convex portion 51 provided on the stopper member 37 (see FIG. 3). The illustrated convex portion 51 extends spirally along the male screw portion 36a, and is formed by, for example, 180°. The convex portion 51 protrudes outward from the male threaded portion 36a, and the circumferential end of the spiral convex portion 51 forms a wall that blocks the male threaded portion 36a (thread groove). The convex portion 51 in the illustrated example has a convex shape that is an inversion of the male threaded portion 36a, that is, a convex shape that is approximately the same shape as the female threaded portion 34a. The outer diameter end of the convex portion 51 is disposed on the outer diameter side than the outer diameter end of the male threaded portion 36a of the screw shaft 32, and is capable of fitting with the female threaded portion 34a of the nut 31 (see FIG. 1). The outer diameter end of the protrusion 51 is disposed on the inner diameter side than the outer diameter end of the female threaded portion 34a of the nut 31, thereby preventing the protrusion 51 from sliding on the female threaded portion 34a of the nut 31.

ナット３１には、ナット側ストッパが設けられる。図示例では、ナット側ストッパが、エンドデフレクタ３５に設けられる。具体的には、エンドデフレクタ３５にアーム５２が設けられ（図３参照）、このアーム５２がナット側ストッパとして機能する。アーム５２は、雌ねじ部３４ａに沿って螺旋状に延び、雌ねじ部３４ａに嵌合する。アーム５２は、雌ねじ部３４ａよりも内径側に突出し、螺旋状のアーム５２の周方向端部が雌ねじ部３４ａ（ねじ溝）を遮断する壁を形成する。図示例のアーム５２は、雌ねじ部３４ａを反転させた凸形状、すなわち、雄ねじ部３６ａと略同形状の凸形状を有する。アーム５２の内径端は、雌ねじ部３４ａの内径端よりも内径側に配され、ねじ軸３２の雄ねじ部３６ａと嵌合可能とされる（図２参照）。アーム５２の外径端は、ねじ軸３２の雌ねじ部３６ａの内径端よりも外径側に配され、これによりアーム５２とねじ軸３２の雄ねじ部３６ａとの摺動が回避される。 The nut 31 is provided with a nut-side stopper. In the illustrated example, a nut-side stopper is provided on the end deflector 35. Specifically, the end deflector 35 is provided with an arm 52 (see FIG. 3), and this arm 52 functions as a nut-side stopper. The arm 52 spirally extends along the female threaded portion 34a and is fitted into the female threaded portion 34a. The arm 52 protrudes more radially inward than the female threaded portion 34a, and the circumferential end of the spiral arm 52 forms a wall that blocks the female threaded portion 34a (thread groove). The arm 52 in the illustrated example has a convex shape obtained by inverting the female threaded portion 34a, that is, a convex shape that is approximately the same shape as the male threaded portion 36a. The inner diameter end of the arm 52 is disposed on the inner diameter side than the inner diameter end of the female threaded portion 34a, and is capable of fitting into the male threaded portion 36a of the screw shaft 32 (see FIG. 2). The outer diameter end of the arm 52 is arranged on the outer diameter side than the inner diameter end of the female threaded portion 36a of the screw shaft 32, thereby preventing sliding between the arm 52 and the male threaded portion 36a of the screw shaft 32.

ねじ軸本体３６とストッパ部材３７は、回転方向で係合する嵌合構造を有している。具体的には、図２及び図３に示すように、ストッパ部材３７に、軸方向に延びる挿入孔３７ａを有する筒部３７ｂを設けると共に、ねじ軸本体３６の先端に、挿入孔３７ａに嵌合する挿入部３６ｂを設ける。挿入孔３７ａ及び挿入部３６ｂは、横断面形状（軸方向と直交する断面形状）が非円形であり、図示例では半円形状（Ｄ形状）である。ストッパ部材３７の挿入孔３７ａ及びねじ軸本体３６の挿入部３６ｂは、予め、凸部５１が雄ねじ部３６ａに対して所定の位置（回転方向の位相）に配されるように形成される。これにより、ねじ軸本体３６の挿入部３６ｂをストッパ部材３７の挿入孔３７ａに挿入するだけで、凸部５１が雄ねじ部３６ａに対して所定の位相に配されるため、組立時にねじ軸本体３６とストッパ部材３７との位相を調整する必要がなく、組立作業が簡略化される。 The screw shaft body 36 and the stopper member 37 have a fitting structure in which they are engaged in the rotational direction. Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the stopper member 37 is provided with a cylindrical portion 37b having an insertion hole 37a extending in the axial direction, and a cylinder portion 37b is provided at the tip of the screw shaft body 36 to fit into the insertion hole 37a. An insertion portion 36b is provided for the insertion portion 36b. The insertion hole 37a and the insertion portion 36b have a non-circular cross-sectional shape (a cross-sectional shape perpendicular to the axial direction), and in the illustrated example, a semicircular shape (D shape). The insertion hole 37a of the stopper member 37 and the insertion portion 36b of the screw shaft body 36 are formed in advance so that the convex portion 51 is arranged at a predetermined position (phase in the rotational direction) with respect to the male thread portion 36a. As a result, simply by inserting the insertion portion 36b of the screw shaft body 36 into the insertion hole 37a of the stopper member 37, the convex portion 51 is arranged at a predetermined phase with respect to the male thread portion 36a. There is no need to adjust the phase between the stopper member 37 and the stopper member 37, and the assembly work is simplified.

ストッパ部材３７の挿入孔３７ａにねじ軸本体３６の挿入部３６ｂを挿入し、ストッパ部材３７をねじ軸本体３６に設けられた肩面３６ｃ（図２参照）に当接させることで、両者が軸方向で位置決めされる。この状態で、図１に示すように、ねじ軸本体３６及びストッパ部材３７を直径方向に貫通する貫通孔３６ｄ、３７ｃにピン６１を挿入することにより、両者が固定される。ピン６１は、例えば貫通孔３６ｄ、３７ｃに圧入される。尚、図２及び図３では、ピン６１の図示を省略している。 By inserting the insertion portion 36b of the screw shaft main body 36 into the insertion hole 37a of the stopper member 37 and bringing the stopper member 37 into contact with the shoulder surface 36c (see FIG. 2) provided on the screw shaft main body 36, both the shafts are connected. Positioned in direction. In this state, as shown in FIG. 1, the pins 61 are inserted into the through holes 36d and 37c passing through the screw shaft body 36 and the stopper member 37 in the diametrical direction, thereby fixing both. The pin 61 is press-fitted into the through holes 36d and 37c, for example. Note that the illustration of the pin 61 is omitted in FIGS. 2 and 3.

上記のピン６１は、ナット３１の回転に伴うねじ軸３２の連れ回りを規制する回り止めとして機能する。本実施形態では、ピン６１が、ねじ軸３２の直径方向両側に突出している（図４参照）。ハウジング５の内周面の、直径方向に対向した２箇所には、ガイド部材６２が固定される。各ガイド部材６２は、軸方向に延びるガイド溝６２ａを有する。ピン６１の両端は、各ガイド溝６２ａ内に配される。ピン６１とガイド部材６２とがナット３１の両回転方向（正回転方向及び逆回転方向）で係合することにより、ねじ軸３２の回転が規制される。また、ピン６１は、ガイド溝６２ａと隙間を介して嵌合している。これにより、ピン６１がガイド溝６２ａと摺動しながら、ねじ軸３２が軸方向に移動可能とされる。 The pin 61 described above functions as a rotation stopper that restricts the rotation of the screw shaft 32 as the nut 31 rotates. In this embodiment, the pins 61 protrude from both sides of the screw shaft 32 in the diametrical direction (see FIG. 4). Guide members 62 are fixed to two diametrically opposed locations on the inner peripheral surface of the housing 5 . Each guide member 62 has a guide groove 62a extending in the axial direction. Both ends of the pin 61 are arranged within each guide groove 62a. By engaging the pin 61 and the guide member 62 in both rotational directions (forward rotation direction and reverse rotation direction) of the nut 31, rotation of the screw shaft 32 is regulated. Further, the pin 61 is fitted into the guide groove 62a with a gap interposed therebetween. This allows the screw shaft 32 to move in the axial direction while the pin 61 slides on the guide groove 62a.

このように、ねじ軸３２のねじ軸本体３６とストッパ部材３７とを固定するピン６１を回り止めとして使用することで、回り止めを別途設ける場合と比べて部品数を削減することができる。尚、ガイド溝６２ａは、ハウジング５を含む固定側の部材に設けられていればよく、例えば、ハウジング５にガイド溝６２ａを直接形成してもよい。 In this way, by using the pin 61 that fixes the screw shaft body 36 of the screw shaft 32 and the stopper member 37 as a rotation stopper, the number of parts can be reduced compared to the case where a rotation stopper is provided separately. Note that the guide groove 62a may be provided on a fixed member including the housing 5; for example, the guide groove 62a may be formed directly on the housing 5.

図１に示すように、伝達ギヤ機構４は、電動モータ２の回転軸２ａに固定された第１伝達ギヤ４ａと、第１伝達ギヤ４ａと噛み合う第２伝達ギヤ４ｂによって構成されている。第２伝達ギヤ４ｂとナット本体３４とは一体に回転可能とされる。図示例では、第２伝達ギヤ４ｂとナット本体３４とが、キー４ｃを介して回転方向で係合することで、これらが一体に回転可能とされる。尚、ナット本体３４と第２伝達ギヤ４ｂを、一部品として一体に形成してもよい。 As shown in FIG. 1, the transmission gear mechanism 4 includes a first transmission gear 4a fixed to the rotating shaft 2a of the electric motor 2, and a second transmission gear 4b that meshes with the first transmission gear 4a. The second transmission gear 4b and the nut body 34 are rotatable together. In the illustrated example, the second transmission gear 4b and the nut main body 34 are engaged in the rotational direction via the key 4c, so that they can rotate together. Note that the nut main body 34 and the second transmission gear 4b may be integrally formed as one component.

上記の直動アクチュエータ１において、電動モータ２の回転軸２ａが回転すると、その回転運動が第１伝達ギヤ４ａ及び第２伝達ギヤ４ｂを介してナット３１へ伝達される。そして、ナット３１が回転すると、多数のボール３３が、転走路４１→一方のエンドデフレクタ３５の接続路４３→循環路４２→他方のエンドデフレクタ３５の接続路４３→転走路４１という経路（図２参照）を循環しながら、ねじ軸３２が軸方向に前進又は後退する。このとき、ねじ軸３２は、ナット３１の回転運動によって連れ回ろうとするが、ねじ軸３２に設けられたピン６１がガイド部材６２のガイド溝６２ａに回転方向で係合することにより（図４参照）、ねじ軸３２の回転が規制される。これにより、ねじ軸３２が回転することなく前進又は後退する。 In the linear actuator 1 described above, when the rotating shaft 2a of the electric motor 2 rotates, the rotational motion is transmitted to the nut 31 via the first transmission gear 4a and the second transmission gear 4b. When the nut 31 rotates, a large number of balls 33 move along the following path: rolling path 41 → connecting path 43 of one end deflector 35 → circulation path 42 → connecting path 43 of the other end deflector 35 → rolling path 41 (see FIG. (see), the screw shaft 32 moves forward or backward in the axial direction. At this time, the screw shaft 32 tries to rotate together with the rotational movement of the nut 31, but the pin 61 provided on the screw shaft 32 engages with the guide groove 62a of the guide member 62 in the rotational direction (see FIG. 4). ), the rotation of the screw shaft 32 is restricted. Thereby, the screw shaft 32 moves forward or backward without rotating.

ねじ軸３２を後退させてストロークエンド（後端位置）付近に達すると、ストッパ部材３７の後端がナット３１の内周に入り込む（図５参照）。そして、図６に示すように、ストッパ部材３７の凸部５１の周方向端部５１ａが、ナット３１に設けられたエンドデフレクタ３５のアーム５２の周方向端部５２ａに回転方向で当接することにより、ナット３１の回転が規制され、ねじ軸３２のそれ以上後方への移動が規制される。 When the screw shaft 32 is retreated and reaches near the stroke end (rear end position), the rear end of the stopper member 37 enters the inner periphery of the nut 31 (see FIG. 5). As shown in FIG. 6, the circumferential end 51a of the convex portion 51 of the stopper member 37 comes into contact with the circumferential end 52a of the arm 52 of the end deflector 35 provided on the nut 31 in the rotational direction. , rotation of the nut 31 is restricted, and further rearward movement of the screw shaft 32 is restricted.

上記の直動アクチュエータ１では、ナット側ストッパとして機能するエンドデフレクタ３５のアーム５２がナット３１の内周に設けられているため、ナット側ストッパをナット３１の端面から前方に突出させる従来品と比べて、ナット３１の軸方向寸法を縮小できる。 In the linear actuator 1 described above, the arm 52 of the end deflector 35 that functions as a nut-side stopper is provided on the inner circumference of the nut 31, so compared to conventional products in which the nut-side stopper projects forward from the end surface of the nut 31. Therefore, the axial dimension of the nut 31 can be reduced.

また、上記のようにナット３１の内周にアーム５２（ナット側ストッパ）を設けることで、ねじ軸３２の凸部５１（ねじ軸側ストッパ）がナット３１の内周に入り込んだ位置で、凸部５１とアーム５２とが当接する。そのため、ナットの端面から突出したナット側ストッパにねじ軸側ストッパを当接させる従来品と比べて、ねじ軸３２の後端のストロークエンドをより後方に設定することができる。 In addition, by providing the arm 52 (nut side stopper) on the inner periphery of the nut 31 as described above, the protrusion 51 (screw shaft side stopper) of the screw shaft 32 enters the inner periphery of the nut 31, and the protrusion The portion 51 and the arm 52 are in contact with each other. Therefore, the stroke end of the rear end of the screw shaft 32 can be set further rearward compared to the conventional product in which the screw shaft side stopper is brought into contact with the nut side stopper protruding from the end surface of the nut.

ねじ軸側ストッパとなるストッパ部材３７の凸部５１と、ナット側ストッパとなるエンドデフレクタ３５のアーム５２とは、ねじ軸３２が後方のストロークエンドに達する度に回転方向に衝突するため、高強度の材料、例えば金属、具体的には鉄系材料、特に鋼で形成することが好ましい。特に、凸部５１とアーム５２を同じ材料で形成し、同じ調質（例えば熱処理）を施すことにより、これらを同じ硬さにすることができるため、何れか一方が激しく摩耗することを防止できる。 The convex portion 51 of the stopper member 37 that serves as a stopper on the screw shaft side and the arm 52 of the end deflector 35 that serves as a stopper on the nut side collide in the rotational direction every time the screw shaft 32 reaches the rear stroke end, so they have high strength. It is preferable to use a material such as a metal, specifically a ferrous material, particularly steel. In particular, by forming the convex portion 51 and the arm 52 from the same material and subjecting them to the same refining (for example, heat treatment), they can be made to have the same hardness, so it is possible to prevent either one from becoming severely worn. .

尚、ナット３１の軸方向両端に設けられたエンドデフレクタ３５のうち、後方側のエンドデフレクタ３５のアーム５２は、ねじ軸３２の凸部５１と当接することはないため、ナット側ストッパとして機能しない。従って、後方側のエンドデフレクタ３５のアーム５２は省略可能であるが、図示例のように両エンドデフレクタ３５にアーム５２を設けることで、部品を共通化することができる。 Note that among the end deflectors 35 provided at both axial ends of the nut 31, the arm 52 of the rear end deflector 35 does not come into contact with the convex portion 51 of the screw shaft 32, and therefore does not function as a nut-side stopper. . Therefore, the arm 52 of the rear end deflector 35 can be omitted, but by providing the arm 52 on both end deflectors 35 as shown in the illustrated example, parts can be made common.

本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の点については重複説明を省略する。 The present invention is not limited to the above embodiments. Other embodiments of the present invention will be described below, but redundant explanation of points similar to the above embodiments will be omitted.

図７に示す第２実施形態のボールねじ装置３は、ボール拾い上げ部材が、ナット３１の軸方向中間部に設けられたデフレクタ５４で構成された、いわゆるコマ式のボールねじ装置である。図示例では、軸方向に離間した２箇所にデフレクタ５４が設けられている。デフレクタ５４の内径面には、循環路及びその両端に設けられた接続路として機能する凹溝５５が形成される。凹溝５５の両端は、略１リード分の雌ねじ部３４ａ及び雄ねじ部３６ａで形成される転走路４１の両端に接続される。転走路４１の終点に達したボール３３は、デフレクタ５４の凹溝５５で拾い上げられて転走路４１の始点に戻される。 The ball screw device 3 of the second embodiment shown in FIG. 7 is a so-called block-type ball screw device in which the ball picking up member is constituted by a deflector 54 provided at an axially intermediate portion of the nut 31. In the illustrated example, the deflectors 54 are provided at two locations spaced apart in the axial direction. A groove 55 is formed on the inner diameter surface of the deflector 54 and functions as a circulation path and a connection path provided at both ends thereof. Both ends of the groove 55 are connected to both ends of a rolling path 41 formed by the female threaded portion 34a and the male threaded portion 36a of approximately one lead. The ball 33 that has reached the end point of the rolling path 41 is picked up by the groove 55 of the deflector 54 and returned to the starting point of the rolling path 41.

デフレクタ５４には、雌ねじ部３４ａに嵌合するアーム５６が設けられる。図示例では、デフレクタ５４に一対のアーム５６が設けられる。両アーム５６は、雌ねじ部３４ａのうち、転走路４１として機能しない部分（負荷が加わらない部分）に嵌合する。デフレクタ５４は、ナット本体３４を半径方向に貫通する貫通孔３４ｂの内周に配される。デフレクタ５４を、ナット本体３４の貫通孔３４ｂに内周側から挿入し、アーム５６をナット本体３４の雌ねじ部３４ａに内周側から嵌合させた状態で、デフレクタ５４をナット３１の外径側から加締めることで、デフレクタ５４がナット本体３４に固定される。 The deflector 54 is provided with an arm 56 that fits into the female threaded portion 34a. In the illustrated example, the deflector 54 is provided with a pair of arms 56 . Both arms 56 fit into a portion of the female threaded portion 34a that does not function as the rolling path 41 (a portion to which no load is applied). The deflector 54 is disposed on the inner periphery of the through hole 34b that penetrates the nut body 34 in the radial direction. The deflector 54 is inserted into the through hole 34b of the nut body 34 from the inner circumference side, and the arm 56 is fitted into the female threaded part 34a of the nut body 34 from the inner circumference side, and the deflector 54 is inserted from the outer circumference side of the nut 31. The deflector 54 is fixed to the nut body 34 by crimping.

コマ式のボールねじ装置３のデフレクタ５４には、元々、ナット本体３４からの抜けを規制するために上記のようなアーム５６が設けられる。本実施形態では、このアーム５６をナット側ストッパとして機能させている。ねじ軸３２が後方のストロークエンドに達すると、ストッパ部材３７の凸部５１（図２参照）が、前方側に設けられたデフレクタ５４の前方側のアーム５６に回転方向から当接し、これによりナット３１の回転が規制され、ねじ軸３２のそれ以上後方への移動が規制される。このとき、前方側のデフレクタ５４の後方側のアーム５６や、後方側に設けられたデフレクタ５４の両アーム５６は、ナット側ストッパとしては機能しない。 The deflector 54 of the block-type ball screw device 3 is originally provided with an arm 56 as described above in order to prevent the nut from coming off the main body 34 . In this embodiment, this arm 56 functions as a nut-side stopper. When the screw shaft 32 reaches the rear stroke end, the convex portion 51 (see FIG. 2) of the stopper member 37 comes into contact with the front arm 56 of the deflector 54 provided on the front side from the rotational direction, and thereby the nut 31 is restricted, and further rearward movement of the screw shaft 32 is restricted. At this time, the rear arm 56 of the front deflector 54 and both arms 56 of the rear deflector 54 do not function as a nut-side stopper.

図８に示す第３実施形態では、ピン６１を挿入する場所が上記の実施形態と異なる。本実施形態では、ねじ軸本体３６の挿入部３６ｂと、挿入部３６ｂが挿入されるストッパ部材３７の挿入孔３７ａが形成される筒部３７ｂに、直径方向の貫通孔３６ｄ、３７ｃが形成され、この貫通孔３６ｄ、３７ｃにピン６１が挿入される。この場合、例えば、ピン６１をストッパ部材３７の貫通孔３７ｃにピン６１を圧入し、ねじ軸本体３６の貫通孔３６ｄとピン６１とを半径方向の隙間を介して嵌合させてもよい。 The third embodiment shown in FIG. 8 differs from the above embodiments in the location where the pin 61 is inserted. In this embodiment, diametrical through holes 36d and 37c are formed in the insertion portion 36b of the screw shaft body 36 and the cylindrical portion 37b in which the insertion hole 37a of the stopper member 37 into which the insertion portion 36b is inserted is formed. The pin 61 is inserted into the through holes 36d and 37c. In this case, for example, the pin 61 may be press-fitted into the through hole 37c of the stopper member 37, and the through hole 36d of the screw shaft body 36 and the pin 61 may be fitted through a radial gap.

図９に示す第４実施形態では、回り止め６３がストッパ部材３７と一部品として一体形成されている点で、上記の実施形態と異なる。図示例では、一対の回り止め６３が、ストッパ部材３７の筒部３７ｂから直径方向両側に突出している。この回り止め６３の外径端が、ハウジング５に設けられたガイド溝６２ａ（図４参照）内に配される。 The fourth embodiment shown in FIG. 9 differs from the above embodiments in that the detent 63 is integrally formed with the stopper member 37 as one component. In the illustrated example, a pair of detents 63 protrude from the cylindrical portion 37b of the stopper member 37 on both sides in the diametrical direction. The outer diameter end of this detent 63 is disposed within a guide groove 62a (see FIG. 4) provided in the housing 5.

以上の実施形態では、ボール拾い上げ部材にナット側ストッパを設けた場合を示したが、これに限らず、ナットに、ボール拾い上げ部材とは別に係止部材を設け、この係止部材にナット側ストッパを設けてもよい。例えば図１０及び図１１に示す第５実施形態では、ナット３１に設けられた係止部材としてのピン５３をナット側ストッパとして機能させている。図示例では、ナット本体３４の前方側端部付近に、ナット本体３４を半径方向に貫通する貫通孔３４ｃが設けられ、この貫通孔３４ｃにピン５３が圧入されている。ピン５３の内径端は、雄ねじ部３６ａに嵌合可能な位置、すなわち、雌ねじ部３４ａよりも内径側で、且つ、雄ねじ部３６ａよりも外径側に配される（図１１参照）。このピン５３に、ストッパ部材３７の凸部５１を回転方向で当接させることで、ナット３１の回転が規制され、ねじ軸３２のそれ以上後方への移動が規制される。本実施形態は、ボールねじ装置３の形態を問わずに適用可能であり、上記のようなエンドデフレクタ式あるいはデフレクタ式（コマ式）のボールねじ装置に限らず、エンドキャップ式のボールねじ装置や、チューブ式のボールねじ装置にも適用可能である。 In the embodiments described above, the nut side stopper is provided on the ball picking up member, but the present invention is not limited to this. may be provided. For example, in the fifth embodiment shown in FIGS. 10 and 11, a pin 53 as a locking member provided on the nut 31 functions as a nut-side stopper. In the illustrated example, a through hole 34c that radially penetrates the nut body 34 is provided near the front end of the nut body 34, and a pin 53 is press-fitted into the through hole 34c. The inner diameter end of the pin 53 is arranged at a position where it can fit into the male threaded portion 36a, that is, on the inner diameter side of the female threaded portion 34a and on the outer diameter side of the male threaded portion 36a (see FIG. 11). By bringing the convex portion 51 of the stopper member 37 into contact with this pin 53 in the rotational direction, rotation of the nut 31 is restricted, and further rearward movement of the screw shaft 32 is restricted. This embodiment is applicable regardless of the form of the ball screw device 3, and is not limited to the above-mentioned end deflector type or deflector type (piece type) ball screw device, but also an end cap type ball screw device or , it is also applicable to tube-type ball screw devices.

以上の実施形態では、ナット３１が回転部材、ねじ軸３２が直動部材であるナット回転タイプのボールねじ装置３を示したが、本発明は、ナットが直動部材、ねじ軸が回転部材であるねじ軸回転タイプのボールねじ装置に適用することも可能である。 In the above embodiment, the nut 31 is a rotating member and the screw shaft 32 is a linearly moving member. However, in the present invention, the nut is a linearly moving member and the screw shaft is a rotating member. It is also possible to apply it to a certain screw shaft rotation type ball screw device.

１ 直動アクチュエータ
２ 電動モータ
３ ボールねじ装置
４ 伝達ギヤ機構
５ ハウジング
６ 転がり軸受
３１ ナット
３２ ねじ軸
３３ ボール
３４ ナット本体
３４ａ 雌ねじ部
３５ エンドデフレクタ（ボール拾い上げ部材）
３６ ねじ軸本体
３７ ストッパ部材
４１ 転走路
４２ 循環路
４３ 接続路
５１ 凸部（ねじ軸側ストッパ）
５２ アーム（ナット側ストッパ）
６２ ガイド部材 1 Direct-acting actuator 2 Electric motor 3 Ball screw device 4 Transmission gear mechanism 5 Housing 6 Rolling bearing 31 Nut 32 Screw shaft 33 Ball 34 Nut body 34a Female threaded portion 35 End deflector (ball pick-up member)
36 Screw shaft body 37 Stopper member 41 Rolling path 42 Circulation path 43 Connection path 51 Convex portion (screw shaft side stopper)
52 Arm (nut side stopper)
62 Guide member

Claims (7)

内周面に雌ねじ部を有するナットと、外周面に雄ねじ部を有するねじ軸と、前記雌ねじ部と前記雄ねじ部とで形成される転走路に配された複数のボールと、前記ナットに設けられたナット側ストッパと、前記ねじ軸に設けられたねじ軸側ストッパとを備え、前記ナット側ストッパと前記ねじ軸側ストッパとを回転方向で当接させることで前記ねじ軸又はナットのストロークを規制するボールねじ装置であって、
前記ナット側ストッパを、前記ナットの内周に設けたことを特徴とするボールねじ装置。 A nut having a female thread on an inner peripheral surface, a threaded shaft having a male thread on an outer peripheral surface, a plurality of balls arranged in a raceway formed by the female thread and the male thread, and a plurality of balls provided on the nut. and a screw shaft side stopper provided on the screw shaft, and the stroke of the screw shaft or nut is regulated by bringing the nut side stopper and the screw shaft side stopper into contact with each other in the rotational direction. A ball screw device that
A ball screw device characterized in that the nut-side stopper is provided on an inner periphery of the nut. 前記転走路の端部に達した前記ボールを拾い上げて循環させるボール拾い上げ部材を有し、
前記ボール拾い上げ部材に、前記ナット側ストッパを設けた請求項１に記載のボールねじ装置。 a ball picking up member that picks up and circulates the ball that has reached the end of the rolling path;
The ball screw device according to claim 1, wherein the ball picking up member is provided with the nut side stopper. 前記ボール拾い上げ部材が、前記雌ねじ部に嵌合するアームを有し、
前記アームを前記ナット側ストッパとして機能させる請求項２に記載のボールねじ装置。 The ball picking up member has an arm that fits into the female threaded portion,
The ball screw device according to claim 2, wherein the arm functions as a stopper on the nut side. 前記ねじ軸側ストッパと前記ナット側ストッパとを、同一材質で形成し、同一調質を施した請求項１～３の何れか１項に記載のボールねじ装置。 The ball screw device according to claim 1, wherein the screw shaft side stopper and the nut side stopper are made of the same material and subjected to the same heat treatment. 前記ナットが回転部材、前記ねじ軸が直動部材であり、
前記ねじ軸が、前記雄ねじ部を有するねじ軸本体と、前記ねじ軸側ストッパを有するストッパ部材と、前記ねじ軸本体及び前記ストッパ部材を直径方向に貫通する穴と、前記穴に挿通され、前記ねじ軸本体と前記ストッパ部材を固定するピンとを有し、
前記ピンを、固定側の部材と回転方向で係合させることで、前記ねじ軸の回り止めを行う請求項１～３の何れか１項に記載のボールねじ装置。 The nut is a rotating member, the screw shaft is a linear member,
The screw shaft is inserted into a screw shaft main body having the male thread portion, a stopper member having the screw shaft side stopper, a hole passing through the screw shaft main body and the stopper member in a diametrical direction, and the screw shaft is inserted into the hole, and It has a screw shaft body and a pin that fixes the stopper member,
The ball screw device according to any one of claims 1 to 3, wherein the screw shaft is prevented from rotating by engaging the pin with a fixed member in a rotational direction. 前記ナットが回転部材、前記ねじ軸が直動部材であり、
前記ねじ軸が、前記雄ねじ部を有するねじ軸本体と、前記ねじ軸側ストッパを有するストッパ部材とを有し、
前記ストッパ部材に、固定側の部材と回転方向で係合する回り止めを一体に設けた請求項１～３の何れか１項に記載のボールねじ装置。 The nut is a rotating member, the screw shaft is a linear member,
The screw shaft has a screw shaft main body having the male thread portion, and a stopper member having the screw shaft side stopper,
The ball screw device according to any one of claims 1 to 3, wherein the stopper member is integrally provided with a detent that engages with the stationary member in the rotational direction. 前記ナットを半径方向に貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔にピンを挿通し、
前記ピンを前記ナット側ストッパとして機能させる請求項１～３の何れか１項に記載のボールねじ装置。
forming a through hole passing through the nut in a radial direction, inserting a pin into the through hole,
The ball screw device according to claim 1, wherein the pin functions as a stopper on the nut side.

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