JP4066664B2

JP4066664B2 - Ball screw device for actuator

Info

Publication number: JP4066664B2
Application number: JP2002031766A
Authority: JP
Inventors: 大作川田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2022-02-08
Also published as: JP2003232422A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るアクチュエータ用ボールねじ装置は、例えば変速機用電動駆動装置を構成する電動式アクチュエータに組み込んで、電動モータの回転運動を出力軸の直線運動に変換する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の変速機として従来から、手動変速機として使用されていた変速ユニットの切り換えを自動的に行なえる様にすると共に、クラッチの断接を自動的に行なえる様にした自動車用変速機が各種提案され、その一部は既に実施されている。又、この様な自動車用変速機で変速ユニットを構成するギヤの切り換えを行なう為の構造の１例として、国際公開WO 01/31234 A1に記載されたものが知られている。この国際公開に係る変速機用電動駆動装置に就いて、図１３〜１６により説明する。
【０００３】
手動変速機と同様の変速ユニットを内蔵したミッションケース１の側面から、この変速ユニットの変速比を切り換える為の切換シャフト２の先端部３を突出させている。この先端部３の中間部には雄スプライン部４を形成しており、この雄スプライン部４に、その内周面に雌スプラインを形成したスプライン筒５をスプライン係合させている。そして、上記先端部３の更に端部で、上記スプライン筒５から突出した部分に、外周面に係合溝６を設けた係合駒７を結合している。
【０００４】
上述の様なスプライン筒５と係合駒７とを組み付けた上記切換シャフト２は、軸方向（図１３の表裏方向、図１４の上下方向）に変位する事によりセレクト動作（一般的な手動式フロアシフト車でシフトレバーを車両の幅方向に変位させる事により行なう動作で、変速の為のギヤを選択する動作）を、回転させる事によりシフト動作（同じくシフトレバーを車両前後方向に変位させる事により行なう動作で、選択したギヤに対応するシンクロメッシュ機構を結合する動作）を、それぞれ行なわせる。例えば、図１７に示す様に、前進５段（１速〜５速）、後退１段（Ｒ）の６種類の変速状態を実現する変速ユニットで考えた場合、セレクト動作では、何れの変速状態ともならない（シンクロメッシュ機構がフリー状態となっている）ニュートラル状態のまま、図１７の左右方向両端位置と左右方向中央位置との３種類の位置を選択する。又、シフト動作では、このニュートラル状態での３種類の位置から、何れかの方向（図１７の上方又は下方）に変位させ、何れかのシンクロメッシュ機構を接続状態として、何れかの変速状態とする。このうちのセレクト動作を行なわせるべく、上記切換シャフト２を軸方向に変位させる為に、上記ミッションケース１の外面と上記係合駒７との間に、第一のアクチュエータ８を設けている。
【０００５】
この第一のアクチュエータ８は、図１５に示す様に、第一の電動モータ９の出力軸により回転駆動される多条ウォームギヤ１０と、ウォームホイール１１とを噛合させている。そして、このウォームホイール１１の回転中心である出力軸１２に揺動腕１３の基端部を結合固定して、この揺動腕１３を、上記ウォームホイール１１と共に回転する様に構成している。更に、この揺動腕１３の先端部片側面（図１３の左端部上面）に形成した係合凸部１４を、上記係合駒７の係合溝６に係合させて、上記切換シャフト２を、軸方向に変位自在としている。
【０００６】
一方、上記シフト動作を行なわせるべく、上記切換シャフト２を回転させる為に、前記ミッションケース１の外面と前記スプライン筒５の外周面に固設した駆動腕１５の先端部との間に、本発明の対象となるボールねじ機構を組み込んだ、第二のアクチュエータ１６を設けている。この第二のアクチュエータ１６は、図１６に示す様に、略円筒状のハウジング１７の一端部（図１６の左端部）に正転逆転自在な第二の電動モータ１８を、段付円筒状のモータハウジング１９を介して支持固定している。
【０００７】
又、このモータハウジング１９の内側にボールねじ軸２０の中間部基端寄り部分を、深溝型玉軸受等の転がり軸受２１により、（軸方向の変位を阻止した状態で）回転のみ自在に支持している。そして、上記ボールねじ軸２０の基端部で上記転がり軸受２１よりも突出した部分と、上記第二の電動モータ１８の出力軸２２とを、回転力の伝達自在に結合している。
【０００８】
又、上記ボールねじ軸２０の周囲にボールナット２３を配置し、このボールねじ軸２０の外周面に形成した雄ボールねじ溝２４と、ボールナット２３の内周面に形成した雌ボールねじ溝２５との間に複数のボール２６を配置して、ボールねじ装置２７を構成している。上記ボールナット２３は、後述の様に自身の回転を阻止されているので、上記ボールねじ軸２０の回転に伴ってこのボールねじ軸２０の軸方向に変位する。又、このボールナット２３の片端面（図１６の右端面）には円筒状の出力部材２８の基端部を結合している。
【０００９】
又、上記出力部材２８の中間部外周面は、上記ハウジング１７の前端部（図１６の右端部）内周面に係止した滑り軸受２９に摺接させている。又、この出力部材２８の先端部は、結合ブラケット３０と結合ピン３１（図１３〜１４）とを介して、前記駆動腕１５の先端部に、揺動変位自在に結合している。又、上記出力部材２８の中間部外周面にこの出力部材２８の軸方向に形成したガイド溝３２に、上記ハウジング１７の先端部に固定したガイドピン３３を係合させて、上記出力部材２８及び上記ボールナット２３の回転を防止している。
【００１０】
更に、上記出力部材２８と上記ハウジング１７との間に、上記ボールナット２３のストロークの中間位置で係合して、このボールナット２３が軸方向に変位する事に対する抵抗を発生させるディテント機構３４を設けている。このディテント機構３４を構成する為、上記出力部材２８の中間部外周面に摺鉢状の凹孔３５を形成すると共に、上記ハウジング１７に設けたシリンダ部３６内にボール３７を、このハウジング１７の直径方向の変位自在に保持している。そして、ばね３８により上記ボール３７を、上記出力部材２８の外周面に向け、弾性的に押し付けている。
【００１１】
上述の様に構成する従来の変速機用電動駆動装置は、次の様にして、前記ミッションケース１に内蔵した変速ユニットのギヤを切り換える。先ず、前記第一のアクチュエータ８を構成する第一の電動モータ９を所定方向に回転させて、前記揺動腕１３を図１４の上下方向に揺動変位させる。そして、この揺動腕１３の先端部に設けた係合凸部１４より前記切換シャフト２を、前記係合駒７を介して所定方向に軸方向変位させ、セレクト動作を行なう。
【００１２】
この様にしてセレクト動作を行なった後、シフト動作を行なうべく、前記第二のアクチュエータ１６を伸縮させる事により、前記駆動腕１５を介して上記切換シャフト２を所定方向に回転させる。この様にシフト動作を行なう際には、前記第二の電動モータ１８により前記ボールねじ軸２０を所定方向に回転させる。そして、前記ボールねじ装置２７により前記ボールナット２３及び出力部材２８を軸方向に変位させて、上記駆動腕１５を押し引きする。
【００１３】
上述の様な国際公開に係る構造の場合、上記第二のアクチュエータ１６をミッションケース１の外面に、支持ブラケット３９により枢軸４０を中心とする揺動変位を自在に支持している。そして、この構成により、上記出力部材２８の軸方向の直線運動を、上記切換シャフト２を中心とする前記結合ピン３１の円弧運動に変換自在としている。この様な構造の場合には、上記第二のアクチュエータ１６の伸縮時に上記ボールナット２３には、ほぼ純スラスト荷重が加わる。言い換えれば、このボールナット２３にモーメントに基づく荷重が加わる事は殆どない。
【００１４】
但し、上述の様に第二のアクチュエータ１６を揺動変位自在に支持する構造の場合には、支持構造が複雑になってコストが嵩むだけでなく、変速機用電動駆動装置を限られた空間内に組み付ける為の設計が難しくなる。そこで、実際に変速機用電動駆動装置を設計する場合には、図１８に示す様な構造を採用して、ミッションケース１（図１３〜１４参照）の外面に第二のアクチュエータ１６ａを固定する事が考えられる。
【００１５】
この様な点を考慮して構成した、図１８に示した構造の場合、切換シャフト２（図１３〜１４参照）にスプライン係合させた駆動腕１５ａの中間部に、この切換シャフト２の径方向に長い長孔４１を形成する。そして、この長孔４１に、上記第二のアクチュエータ１６ａの出力部材２８ａの先端部に支持した結合ピン３１ａを係合させる。この構成により、この出力部材２８ａの軸方向の変位に基づき、上記切換シャフト２を回転方向に変位させる様にしている。従って、上述の図１３〜１４に示した従来構造の様に、上記出力部材２８ａの中心軸を揺動変位させる必要はなく、上記第二のアクチュエータ１６ａは、図示しない取付フランジにより、上記ミッションケース１の外面に固定できる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の図１８に示した先に考えた構造の場合、第二のアクチュエータ１６ａの支持構造を簡略化して、この第二のアクチュエータ１６ａを組み込んだ機械装置の設計の自由度を図れる反面、新たに次の様な問題を生じる。即ち、上記図１８に示した構造の場合には、ボールナット２３に付設した循環チューブ４２の設置位置を工夫しないと、このボールナット２３を含むボールねじ装置２７の耐久性が損なわれる可能性がある。この理由に就いて、図１８に図１９〜２０を加えて説明する。
【００１７】
図１８は、変速ユニットを中立位置（ニュートラル状態）にした場合での、駆動腕１５ａの位置を示しており、長孔４１の長さ方向と出力部材２８ａの軸方向とがなす角度が直角である。上記変速ユニットをシフトさせる場合には、図１８に示した状態から上記出力部材２８ａを軸方向に変位させ、上記駆動腕１５ａを、上方又は下方に揺動変位させる。この際、上記長孔４１の内側線と結合ピン３１ａの外周面との係合に基づいて上記出力部材２８ａに、軸方向と直角方向のモーメントＭが加わる。そして、このモーメントＭは、上記駆動腕１５ａを何れの方向に変位させる場合でも、同じ方向（図１８の右方向）になる。しかも、上記変速ユニットをシフトさせる際に上記駆動腕１５ａを揺動変位させる為に要する力は大きい為、上記モーメントＭは比較的大きくなる。これに対して、上記変速ユニットのシフト状態を解除する（ニュートラル状態とする）場合には、図１８の状態よりも上方或は下方に変位している上記駆動腕１５ａを図１８に示した状態に戻す為、上記出力部材２８ａには、シフト動作の際とは逆方向のモーメントが加わる。但し、シフト解除時に要する力は小さい為、この逆方向のモーメントは小さい。
【００１８】
上述の様に、図１８に示した構造では、シフト動作時に上記出力部材２８ａに、比較的大きなモーメントＭが加わるが、このモーメントＭは、そのまま、この出力部材２８ａの基端部を結合固定した前記ボールナット２３に加わる。そして、このモーメントＭによって、このボールナット２３の内周面の雌ボールねじ溝２５とボールねじ軸２０の外周面の雄ボールねじ溝２４との間の螺旋状空間内に設けた複数のボール２６、２６に偏荷重が加わる。具体的には、図１９に断面を示した円周方向に関しては上記モーメントＭの作用方向を中心とする所定角度θの範囲α₁、α₂に、このモーメントＭにより大きな荷重が加わり得る状態となる。又、図２０に断面を示した軸方向に関しては、上記各ボール２６、２６の設置部分の軸方向両端部のうちで上記モーメントＭの作用方向前側の端部である範囲β₁、β₂が、このモーメントＭにより大きな荷重が加わり得る状態となる。そして、上記円周方向に関する範囲α₁、α₂と、上記軸方向に関する範囲β₁、β₂とが一致した部分が、上記モーメントＭに基づいて大きな荷重が加わる高荷重領域となる。
【００１９】
上述の様な比較的大きなモーメントＭが作用する状況下で、上記高荷重領域内に前記循環チューブ４２の端部開口が位置していた場合には、この高荷重領域部分で、上記各ボール２６、２６のうちの一部のボール２６、２６の転動面と上記雌ボールねじ溝２５及び上記雄ボールねじ溝２４との転がり接触部に過大な面圧が加わり易くなる。即ち、上記循環チューブ４２の両端開口部では、上記両ボールねじ溝２４、２５の間の螺旋状空間内を転がってきたボール２６、２６をすくい上げたり、この螺旋状空間内にボール２６、２６を送り出したりする（ボールを授受する）。従って、これら両ボールねじ溝２４、２５同士の間で上記循環チューブ４２の両端開口が位置する部分では、ボールの数が絶えず変化する状態となるだけでなく、実際に荷重を支承可能なボール２６、２６の数が少なくなる。この為、上記循環チューブ４２の両端開口部分と上記高荷重領域とが一致すると、当該部分で応力の集中が生じ易くなり、前述の様に、前記ボールナット２３を含むボールねじ装置２７の耐久性が損なわれる可能性が生じる。
本発明のアクチュエータ用ボールねじ装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明のアクチュエータ用ボールねじ装置は、前述した従来から知られているアクチュエータ用ボールねじ装置と同様に、ボールねじ軸と、ボールナットと、複数個のボールと、循環チューブとを備える。
このうちのボールねじ軸は、外周面に雄ボールねじ溝を有し、駆動源により両方向に回転駆動される。
又、上記ボールナットは、内周面に雌ボールねじ溝を有し、このボールねじ軸の周囲に、回転を阻止された状態で軸方向の移動自在に設けられている。
又、上記各ボールは、上記雄ボールねじ溝と上記雌ボールねじ溝との間の螺旋状空間内に転動自在に設けられている。
又、上記循環チューブは、上記ボールナットの一部に組み付けられ、上記ボールねじ軸の回転に伴って上記螺旋状空間内を移動したボールを循環させる。
【００２１】
特に、本発明のアクチュエータ用ボールねじ装置に於いては、上記ボールナットは軸方向の移動に伴い、上記ボールナットにその基端部を結合した出力部材から、この出力部材に軸方向と直角の方向に加わるモーメントに基づく荷重を受ける。しかも、このモーメントに基づく荷重のうちで比較的大きな荷重を受ける方向が常に一定である。
そして、上記循環チューブの両端開口部が上記螺旋状空間内との間で上記ボールを授受する位置が、上記モーメントに基づいてボールに加わる荷重が他の部分よりも大きくなる、高荷重領域である、上記ボールナットの円周方向に関し、上記モーメントの作用方向を中心に所定角度の範囲と、同じく軸方向に関し、上記各ボールの設置部分の軸方向両端部のうちで上記モーメントの作用方向前側の端部となる範囲とが一致した部分から外れている。
【００２２】
【作用】
上述の様に構成する本発明のアクチュエータ用ボールねじ装置の場合には、使用時に出力部材からボールナットに加わるモーメントに拘らず、各ボールの転動面と雄、雌両ボールねじ溝との転がり接触部に過大な荷重が加わる事を防止できる。そして、この転がり接触部を構成する各面の転がり疲れ寿命を向上させる等、アクチュエータ用ボールねじ装置全体としての耐久性向上を図れる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明の実施の形態の第１例として、本発明を、変速機用電動駆動装置に組み込んでシフト動作を行なわせる第二のアクチュエータ１６ｂに適用した場合に就いて示している。この為に本例の場合には、内部に被駆動部である変速ユニットを収納したミッションケース１（図１３〜１４参照）の外面に、上記第二のアクチュエータ１６ｂを取り付け、この第二のアクチュエータ１６ｂにより、上記ミッションケース１の外面から突出した切換シャフト２（図１３〜１４参照）を回転駆動自在としている。この為に本例の場合も、駆動腕１５ａの中間部に、上記切換シャフト２の径方向に長い長孔４１を形成している。そして、この長孔４１に、上記第二のアクチュエータ１６ｂの出力部材２８ａの先端部に支持した結合ピン３１ａを係合させている。
【００２４】
上述した、駆動腕１５ａと出力部材２８ａとの係合状態は、前述の図１８に示した構造の場合と同様である。従って本例の場合も、上記駆動腕１５ａを揺動変位させる事に伴って生じるモーメントＭは、図１、３の反時計方向に作用し、このモーメントＭに基づく高荷重領域は、上記図１８の場合と同様になる。即ち、図２に断面を示した円周方向に関しては上記モーメントＭの作用方向を中心とする所定角度θの範囲α₁ 、α₂ に、このモーメントＭにより大きな荷重が加わり得る状態となる。又、図３に断面を示した軸方向に関しては、各ボール２６、２６の設置部分の軸方向両端部のうちで上記モーメントＭの作用方向前側の端部である範囲β₁ 、β₂ が、このモーメントＭにより大きな荷重が加わり得る状態となる。そして、上記円周方向に関する範囲α₁ 、α₂ と上記軸方向に関する範囲β₁ 、β₂ が一致した部分、即ち、α₁ で且つβ₁ である部分（α₁ ＊β₁ 部分）と、α₂ で且つβ₂ である部分（α₂ ＊β₂ 部分）とが、上記モーメントＭに基づいて大きな荷重が加わる高荷重領域となる。
【００２５】
本例のボールねじ装置２７の場合には、ボールナット２３に付設した循環チューブ４２の両端開口部を、上記高荷重領域から外れた部分に設置している。即ち、ボールねじ装置２７を構成する為に、ボールねじ軸２０の外周面に設けた雄ボールねじ溝２４と、上記ボールナット２３の内周面に設けた雌ボールねじ溝２５との間の螺旋状空間内に、複数のボール２６、２６を設けている。そして、この螺旋状空間内で転動してこの螺旋状空間の一端部に達したボール２６を同じく他端部に戻す為に、上記循環チューブ４２を設けている。本例の場合には、この様な循環チューブ４２の両端部を上記高荷重領域から外して、この高荷重領域で上記ボール２６、２６の授受が行なわれない様にしている。言い換えれば、この高荷重領域には、常に複数のボール２６、２６が安定して存在する様にしている。
【００２６】
本例の場合、より具体的には、上記循環チューブ４２の両端開口部を、上記ボールねじ軸２０及び上記ボールナット２３の軸方向及び径方向に関して、上記高荷重領域と反対側に設けている。この点に就いて、図２〜３により説明する。上記循環チューブ４２は、図３に鎖線イで示す方向に配設されており、この循環チューブ４２の両端開口部は、この図３に記載した複数個のボール２６、２６のうちで斜格子を付したボール２６、２６に対応する部分に存在する。この様な図３から明らかな通り、上記循環チューブ４２の両端は、上記ボールねじ軸２０及び上記ボールナット２３の円周方向に関して、高荷重領域であるα₁ * β₁ 部分、α₂ * β₂ 部分とは１８０度反対側に存在する。前記モーメントＭが作用する場合に、高荷重領域と１８０度反対側部分は、荷重が殆ど加わらないか、加わったとしても少ししか加わらない、無負荷領域若しくは低荷重領域となる。本例の場合には、上記循環チューブ４２の両端部が、この様な無負荷領域若しくは低荷重領域で、前記螺旋状空間に開口した状態となる。
【００２７】
この様に本例のアクチュエータ用のボールねじ装置２７の場合には、上記循環チューブ４２の両端開口部を、無負荷領域若しくは低荷重領域に位置させている。従って、この循環チューブ４２と上記螺旋状空間との間でのボール２６、２６の授受によっても、一部のボール２６、２６の転動面と上記雌ボールねじ溝２５及び上記雄ボールねじ溝２４との転がり接触部に過大な面圧が加わる事がない。この為、使用時に前記出力部材２８ａから上記ボールナット２３に加わるモーメントＭに拘らず、上記各ボール２６、２６の転動面と雄、雌両ボールねじ溝２４、２５との転がり接触部に過大な荷重が加わる事を防止できる。そして、この転がり接触部を構成する各面の転がり疲れ寿命を向上させる等、上記ボールねじ装置２７全体としての耐久性向上を図れる。尚、上記高荷重領域に関して円周方向に関する範囲α₁ 、 α₂ を規制する角度θは、厳密には６０度（モーメントの作用方向を中心に±３０度）程度、より広く（安全率を考慮して）９０度（同じく±４５度）程度である。逆に言えば、上記循環チューブ４２の両端開口は、軸方向端部でこの範囲を外れた、残りの３００度乃至は２７０度の範囲に設定する。
【００２８】
次に、図４〜６は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、ボールナット２３に循環チューブ４２を組み付ける位置を、このボールナット２３の円周方向に関して、上記第１例の場合よりも、図２、５の時計方向に１３５度ずらせている。従って本例の場合には、上記循環チューブ４２が図６の鎖線イ部分に配設され、この循環チューブ４２の両端開口が、図６に斜格子を付したボール２６、２６に対応する部分に存在する。この様な本例の場合も、上記循環チューブ４２の両端開口が高荷重領域であるα₁*β₁部分、α₂*β₂部分から離れた部分に設置されている為、出力部材２８ａから上記ボールナット２３に加わるモーメントＭに拘らず、ボールねじ装置２７全体としての耐久性向上を図れる。
【００２９】
次に、図７〜９は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、出力部材２８ａに対し駆動腕１５ａを設置する位置を、前述の図１８に示した構造並びに上述の図１、４に示した第１〜２例の構造とは逆側にしている。従って本例の場合には、長孔４１と結合ピン３１ａとの係合に基づくモーメントＭが、図１８及び図１、４の場合とは逆向きになる。これに伴って本例の場合には、ボールナット２３に循環チューブ４２を組み付ける位置を、このボールナット２３の円周方向に関して、上記第１例の場合よりも、図２、８の反時計方向に１３５度ずらせている。従って本例の場合には、上記循環チューブ４２が図９の鎖線イ部分に配設され、この循環チューブ４２の両端開口が、図９に斜格子を付したボール２６、２６に対応する部分に存在する。この様な本例の場合も、上記循環チューブ４２の両端開口が高荷重領域であるα₁*β₁部分、α₂*β₂部分から離れている為、出力部材２８ａから上記ボールナット２３に加わるモーメントＭに拘らず、ボールねじ装置２７全体としての耐久性向上を図れる。
【００３０】
次に、図１０〜１２は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合も、上述した第３例の場合と同様に、出力部材２８ａに対し駆動腕１５ａを設置する位置を、前述の図１８に示した構造並びに上述の図１、４に示した第１〜２例の構造とは逆側にしている。これに伴って本例の場合には、ボールナット２３に循環チューブ４２を組み付ける位置を、このボールナット２３の円周方向の位相に関しては、上記第１例の場合と同じで、配設方向（中心軸に対する傾斜方向）をこの第１例と逆方向としている。従って本例の場合には、上記循環チューブ４２が図１２の鎖線イ部分に配設され、この循環チューブ４２の両端開口が、図１２に斜格子を付したボール２６、２６に対応する部分に存在する。この様な本例の場合も、上記循環チューブ４２の両端開口が高荷重領域であるα₁*β₁部分、α₂*β₂部分から離れている為、出力部材２８ａから上記ボールナット２３に加わるモーメントＭに拘らず、ボールねじ装置２７全体としての耐久性向上を図れる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成し作用するので、例えば変速機用電動駆動装置に適用した場合に、優れた耐久性を確保して、この変速機用電動駆動装置の信頼性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す部分切断平面図。
【図２】ボールねじ装置部分のみを取り出して示す、図１の拡大Ａ−Ａ断面図。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す部分切断平面図。
【図５】ボールねじ装置部分のみを取り出して示す、図４の拡大Ｃ−Ｃ断面図。
【図６】図５のＤ−Ｄ断面図。
【図７】本発明の実施の形態の第３例を示す部分切断平面図。
【図８】ボールねじ装置部分のみを取り出して示す、図７の拡大Ｅ−Ｅ断面図。
【図９】図８のＦ−Ｆ断面図。
【図１０】本発明の実施の形態の第４例を示す部分切断平面図。
【図１１】ボールねじ装置部分のみを取り出して示す、図１０の拡大Ｇ−Ｇ断面図。
【図１２】図１１のＨ−Ｈ断面図。
【図１３】ボールねじ装置を有するアクチュエータを組み込んだ変速機用電動駆動装置の１例を示す平面図。
【図１４】図１３のＩ−Ｉ断面図。
【図１５】同Ｊ−Ｊ断面図。
【図１６】同Ｋ−Ｋ断面図。
【図１７】変速機のシフトパターンの１例を示す略平面図。
【図１８】先に考えたボールねじ装置を有するアクチュエータを示す部分切断平面図。
【図１９】好ましくない構造の１例を示す、図１８の拡大Ｌ−Ｌ断面図。
【図２０】図１９のＭ−Ｍ断面図。
【符号の説明】
１ミッションケース
２切換シャフト
３端部
４雄スプライン部
５スプライン筒
６係合溝
７係合駒
８第一のアクチュエータ
９第一の電動モータ
１０多条ウォームギヤ
１１ウォームホイール
１２出力軸
１３揺動腕
１４係合凸部
１５、１５ａ駆動腕
１６、１６ａ、１６ｂ第二のアクチュエータ
１７ハウジング
１８第二の電動モータ
１９モータハウジング
２０ボールねじ軸
２１転がり軸受
２２出力軸
２３ボールナット
２４雄ボールねじ溝
２５雌ボールねじ溝
２６ボール
２７ボールねじ装置
２８、２８ａ出力部材
２９滑り軸受
３０結合ブラケット
３１、３１ａ結合ピン
３２ガイド溝
３３ガイドピン
３４ディテント機構
３５凹孔
３６シリンダ部
３７ボール
３８ばね
３９支持ブラケット
４０枢軸
４１長孔
４２循環チューブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The ball screw device for an actuator according to the present invention is incorporated in, for example, an electric actuator that constitutes an electric drive device for a transmission, and is used to convert the rotational motion of the electric motor into a linear motion of the output shaft.
[0002]
[Prior art]
As a transmission for an automobile, there is an automobile transmission that can automatically switch a transmission unit that has been used as a manual transmission and can automatically connect and disconnect a clutch. Various proposals have been made, some of which have already been implemented. Also, as an example of a structure for switching the gears constituting the transmission unit in such an automobile transmission, one described in International Publication WO 01/31234 A1 is known. The electric drive device for transmission according to the international publication will be described with reference to FIGS.
[0003]
A tip end portion 3 of a switching shaft 2 for switching the gear ratio of the transmission unit is projected from the side surface of the transmission case 1 incorporating a transmission unit similar to the manual transmission. A male spline portion 4 is formed at an intermediate portion of the tip portion 3, and a spline cylinder 5 having a female spline formed on the inner peripheral surface thereof is spline-engaged with the male spline portion 4. An engaging piece 7 having an engaging groove 6 on the outer peripheral surface is coupled to a portion protruding from the spline cylinder 5 at a further end of the tip 3.
[0004]
The switching shaft 2 in which the spline cylinder 5 and the engagement piece 7 as described above are assembled is displaced in the axial direction (front and back direction in FIG. 13, up and down direction in FIG. 14) to select operation (general manual type) In a floor shift vehicle, the shift lever is moved in the width direction of the vehicle, and the shift operation is performed by rotating the shift lever (similarly, the shift lever is displaced in the longitudinal direction of the vehicle). And the operation of coupling the synchromesh mechanism corresponding to the selected gear). For example, as shown in FIG. 17, in the case of a transmission unit that realizes six types of shift states of 5 forward speeds (1st to 5th speed) and 1 reverse speed (R), any shift state is selected in the select operation. In the neutral state that is not necessary (the synchromesh mechanism is in a free state), three types of positions, that is, both end positions in the left-right direction and the center position in the left-right direction in FIG. 17 are selected. In the shift operation, the neutral position is displaced in any direction (upward or downward in FIG. 17) from any of the three positions, and any of the synchromesh mechanisms is connected to any of the shift states. To do. A first actuator 8 is provided between the outer surface of the transmission case 1 and the engagement piece 7 in order to displace the switching shaft 2 in the axial direction in order to perform the selection operation.
[0005]
As shown in FIG. 15, the first actuator 8 meshes a worm wheel 11 with a multi-row worm gear 10 that is rotationally driven by the output shaft of the first electric motor 9. The base end portion of the swing arm 13 is coupled and fixed to the output shaft 12 that is the rotation center of the worm wheel 11, and the swing arm 13 is configured to rotate together with the worm wheel 11. Further, an engagement convex portion 14 formed on one side surface (the upper surface of the left end portion in FIG. 13) of the swing arm 13 is engaged with the engagement groove 6 of the engagement piece 7 so that the switching shaft 2 is engaged. Is freely displaceable in the axial direction.
[0006]
On the other hand, in order to rotate the switching shaft 2 in order to perform the shifting operation, a main shaft is disposed between the outer surface of the transmission case 1 and the tip of the driving arm 15 fixed to the outer peripheral surface of the spline cylinder 5. A second actuator 16 incorporating the ball screw mechanism that is the subject of the invention is provided. As shown in FIG. 16, the second actuator 16 includes a stepped cylindrically-shaped second electric motor 18 that can be rotated forward and backward at one end (left end in FIG. 16) of a substantially cylindrical housing 17. It is supported and fixed via a motor housing 19.
[0007]
Further, a portion near the base end of the intermediate portion of the ball screw shaft 20 is supported inside the motor housing 19 by a rolling bearing 21 such as a deep groove type ball bearing so as to allow only rotation (in a state in which axial displacement is prevented). ing. And the part which protruded from the said rolling bearing 21 in the base end part of the said ball screw shaft 20 and the output shaft 22 of said 2nd electric motor 18 are couple | bonded so that transmission of a rotational force is possible.
[0008]
A ball nut 23 is disposed around the ball screw shaft 20, and a male ball screw groove 24 formed on the outer peripheral surface of the ball screw shaft 20 and a female ball screw groove 25 formed on the inner peripheral surface of the ball nut 23. A plurality of balls 26 are arranged between the two and a ball screw device 27 is configured. Since the ball nut 23 is prevented from rotating as described later, the ball nut 23 is displaced in the axial direction of the ball screw shaft 20 as the ball screw shaft 20 rotates. Further, a base end portion of a cylindrical output member 28 is coupled to one end surface (right end surface in FIG. 16) of the ball nut 23.
[0009]
Further, the outer peripheral surface of the intermediate portion of the output member 28 is in sliding contact with a slide bearing 29 that is locked to the inner peripheral surface of the front end portion (right end portion in FIG. 16) of the housing 17. Further, the distal end portion of the output member 28 is coupled to the distal end portion of the drive arm 15 via a coupling bracket 30 and a coupling pin 31 (FIGS. 13 to 14) so as to be swingable and displaceable. Further, a guide pin 33 fixed to the distal end portion of the housing 17 is engaged with a guide groove 32 formed in the axial direction of the output member 28 on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the output member 28, so that the output member 28 and The ball nut 23 is prevented from rotating.
[0010]
Further, a detent mechanism 34 that engages between the output member 28 and the housing 17 at an intermediate position of the stroke of the ball nut 23 and generates resistance against the axial displacement of the ball nut 23 is provided. Provided. In order to constitute the detent mechanism 34, a bowl-shaped concave hole 35 is formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the output member 28, and a ball 37 is inserted into a cylinder portion 36 provided in the housing 17. It is held so that it can be displaced in the diameter direction. The ball 37 is elastically pressed toward the outer peripheral surface of the output member 28 by the spring 38.
[0011]
The conventional transmission electric drive device configured as described above switches the gear of the transmission unit built in the transmission case 1 as follows. First, the first electric motor 9 constituting the first actuator 8 is rotated in a predetermined direction, and the swing arm 13 is swung in the vertical direction in FIG. Then, the switching shaft 2 is axially displaced in a predetermined direction via the engaging piece 7 from the engaging convex portion 14 provided at the distal end portion of the swing arm 13 to perform a selecting operation.
[0012]
After performing the selection operation in this manner, the switching shaft 2 is rotated in a predetermined direction via the drive arm 15 by extending and contracting the second actuator 16 in order to perform a shift operation. When performing the shift operation in this way, the second electric motor 18 rotates the ball screw shaft 20 in a predetermined direction. Then, the ball nut 23 and the output member 28 are displaced in the axial direction by the ball screw device 27 to push and pull the drive arm 15.
[0013]
In the case of the structure according to the international publication as described above, the second actuator 16 is supported on the outer surface of the transmission case 1 by a support bracket 39 so as to freely swing and move around the pivot 40. With this configuration, the linear motion in the axial direction of the output member 28 can be converted into the circular motion of the coupling pin 31 around the switching shaft 2. In the case of such a structure, substantially pure thrust load is applied to the ball nut 23 when the second actuator 16 is extended and contracted. In other words, the moment on the ball nut 23 based on Almost no load is applied.
[0014]
However, in the case of the structure that supports the second actuator 16 so as to be swingable and displaceable as described above, the support structure becomes complicated and the cost increases, and the electric drive device for the transmission is limited space. Design for assembly inside becomes difficult. Therefore, when actually designing an electric drive device for a transmission, a structure as shown in FIG. 18 is adopted, and the second actuator 16a is fixed to the outer surface of the transmission case 1 (see FIGS. 13 to 14). Things can be considered.
[0015]
In the case of the structure shown in FIG. 18 configured in consideration of such points, the diameter of the switching shaft 2 is provided at the intermediate portion of the drive arm 15a that is spline-engaged with the switching shaft 2 (see FIGS. 13 to 14). A long hole 41 that is long in the direction is formed. And the coupling pin 31a supported by the front-end | tip part of the output member 28a of said 2nd actuator 16a is engaged with this long hole 41. As shown in FIG. With this configuration, the switching shaft 2 is displaced in the rotational direction based on the axial displacement of the output member 28a. Therefore, unlike the conventional structure shown in FIGS. 13 to 14 described above, there is no need to swing and displace the central axis of the output member 28a, and the second actuator 16a is connected to the transmission case by a mounting flange (not shown). 1 can be fixed to the outer surface.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the above-described structure shown in FIG. 18, the support structure of the second actuator 16a can be simplified, and the degree of freedom in designing a mechanical device incorporating the second actuator 16a can be achieved. The following problems occur. That is, in the case of the structure shown in FIG. 18, unless the installation position of the circulation tube 42 attached to the ball nut 23 is devised, the durability of the ball screw device 27 including the ball nut 23 may be impaired. is there. This reason will be described with reference to FIGS. 19 to 20 in FIG.
[0017]
FIG. 18 shows the position of the drive arm 15a when the transmission unit is in the neutral position (neutral state). The angle formed by the length direction of the long hole 41 and the axial direction of the output member 28a is a right angle. is there. When shifting the transmission unit, the output member is moved from the state shown in FIG. 28a Is displaced in the axial direction, and the drive arm 15a is oscillated and displaced upward or downward. At this time, a moment M perpendicular to the axial direction is applied to the output member 28a based on the engagement between the inner line of the long hole 41 and the outer peripheral surface of the coupling pin 31a. This moment M is the same direction (right direction in FIG. 18) regardless of which direction the drive arm 15a is displaced. In addition, since the force required to swing and displace the drive arm 15a when shifting the transmission unit is large, the moment M is relatively large. On the other hand, when the shift state of the transmission unit is released (the neutral state is set), the driving arm 15a displaced upward or downward from the state of FIG. 18 is shown in FIG. In order to return to 28a A moment in the direction opposite to that during the shift operation is applied to. However, since the force required to cancel the shift is small, the moment in the reverse direction is small.
[0018]
As described above, in the structure shown in FIG. 18, a relatively large moment M is applied to the output member 28a during the shift operation, and this moment M is directly fixed to the base end portion of the output member 28a. The ball nut 23 is added. Then, by this moment M, a plurality of balls 26 provided in a spiral space between the female ball screw groove 25 on the inner peripheral surface of the ball nut 23 and the male ball screw groove 24 on the outer peripheral surface of the ball screw shaft 20. , 26 is applied with an offset load. Specifically, with respect to the circumferential direction whose cross section is shown in FIG. 19, a range α of a predetermined angle θ centered on the action direction of the moment M. ₁ , Α ₂ In addition, a large load can be applied by the moment M. Further, with respect to the axial direction whose cross section is shown in FIG. 20, a range β that is an end portion on the front side in the action direction of the moment M among both axial end portions of the installation portions of the balls 26 and 26. ₁ , Β ₂ However, a large load can be applied by this moment M. And the range α in the circumferential direction ₁ , Α ₂ And the range β in the axial direction ₁ , Β ₂ A portion where and coincide with each other becomes a high load region where a large load is applied based on the moment M.
[0019]
Relatively large as mentioned above Moment M When the end opening of the circulation tube 42 is located in the high load area under the situation where the action is applied, a part of the balls 26, 26 in the high load area portion. Excessive surface pressure is easily applied to the rolling contact portions between the rolling surfaces 26 and 26 and the female ball screw groove 25 and the male ball screw groove 24. That is, at the opening portions at both ends of the circulation tube 42, the balls 26 and 26 that have rolled in the spiral space between the ball screw grooves 24 and 25 are scooped up, or the balls 26 and 26 are placed in the spiral space. Send out (send and receive the ball). Therefore, in the portion where the opening of both ends of the circulation tube 42 is located between the ball screw grooves 24 and 25, not only the number of balls constantly changes, but also the ball 26 that can actually support a load. , 26 is reduced. For this reason, when the opening portions at both ends of the circulation tube 42 coincide with the high load region, stress concentration tends to occur in the portion, and the durability of the ball screw device 27 including the ball nut 23 as described above. May be damaged.
The ball screw device for an actuator of the present invention has been invented in view of such circumstances.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The ball screw device for an actuator according to the present invention includes a ball screw shaft, a ball nut, a plurality of balls, and a circulation tube, like the conventionally known ball screw device for an actuator.
Of these, the ball screw shaft has a male ball screw groove on the outer peripheral surface, and is driven to rotate in both directions by a drive source.
The ball nut has a female ball screw groove on its inner peripheral surface, and is provided around the ball screw shaft so as to be movable in the axial direction while being prevented from rotating.
Each of the balls is provided so as to roll freely in a spiral space between the male ball screw groove and the female ball screw groove.
The circulation tube is assembled to a part of the ball nut, and circulates the ball that has moved in the spiral space as the ball screw shaft rotates.
[0021]
In particular, in the ball screw device for an actuator of the present invention, the ball nut is moved from the output member in which the base end portion is coupled to the ball nut as the shaft moves. Based on the moment applied to the output member in the direction perpendicular to the axial direction Take the load. And this moment based on Relatively out of load Large load The direction of receiving is always constant.
And the position where both ends opening of the circulation tube gives and receives the ball between the inside of the spiral space is the above Moment High load area where the load applied to the ball is larger than other parts based on With respect to the circumferential direction of the ball nut, the range of a predetermined angle centered on the direction of action of the moment, and also the direction of action of the moment in the axial direction between the axial ends of each ball installation portion. The part that coincides with the front end range It is out of the range.
[0022]
[Action]
In the case of the ball screw device for an actuator of the present invention configured as described above, regardless of the moment applied to the ball nut from the output member during use, the rolling surface of each ball and the male and female ball screw grooves roll. An excessive load can be prevented from being applied to the contact portion. And the durability improvement as the whole ball screw apparatus for actuators can be aimed at, such as improving the rolling fatigue life of each surface which comprises this rolling contact part.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 3 show, as a first example of the embodiment of the present invention, a case where the present invention is applied to a second actuator 16b that is incorporated in an electric drive device for a transmission and performs a shift operation. Yes. For this reason, in the case of this example, the second actuator 16b is attached to the outer surface of the transmission case 1 (see FIGS. 13 to 14) in which the transmission unit as a driven portion is housed. 16b makes the switching shaft 2 (see FIGS. 13 to 14) protruding from the outer surface of the transmission case 1 rotatable. Therefore, also in this example, a long hole 41 that is long in the radial direction of the switching shaft 2 is formed in the intermediate portion of the drive arm 15a. The elongated pin 41 is engaged with a coupling pin 31a supported at the tip of the output member 28a of the second actuator 16b.
[0024]
The above-described engagement state between the drive arm 15a and the output member 28a is the same as that of the structure shown in FIG. Therefore This example In this case, the moment M generated when the drive arm 15a is oscillated and displaced acts in the counterclockwise direction of FIGS. 1 and 3, and the high load region based on the moment M is the same as in the case of FIG. It will be the same. That is, with respect to the circumferential direction whose cross section is shown in FIG. 2, a range α of a predetermined angle θ centered on the action direction of the moment M. ₁ , Α ₂ In addition, a large load can be applied by the moment M. Further, with respect to the axial direction whose cross section is shown in FIG. 3, a range β that is an end portion on the front side in the action direction of the moment M among both axial end portions of the installation portions of the balls 26 and 26. ₁ , Β ₂ However, a large load can be applied by this moment M. And the range α in the circumferential direction ₁ , Α ₂ And the above range β ₁ , Β ₂ Where ₁ And β ₁ Is the part (α ₁ * Β ₁ Part) and α ₂ And β ₂ Is the part (α ₂ * Β ₂ The portion) is a high load region where a large load is applied based on the moment M.
[0025]
In the case of the ball screw device 27 of the present example, the opening portions at both ends of the circulation tube 42 attached to the ball nut 23 are installed at a portion outside the high load region. That is, in order to configure the ball screw device 27, Ball screw shaft A plurality of balls 26 and 26 are provided in a spiral space between a male ball screw groove 24 provided on the outer peripheral surface 20 and a female ball screw groove 25 provided on the inner peripheral surface of the ball nut 23. . Then, the circulation tube 42 is provided in order to return the ball 26 which has rolled and reached one end of the helical space to the other end. In the case of this example, both end portions of the circulation tube 42 are removed from the high load region so that the balls 26 and 26 are not exchanged in the high load region. In other words, a plurality of balls 26 are always stably present in the high load region.
[0026]
In the case of this example, more specifically, both end openings of the circulation tube 42 are provided on the opposite side of the high load region with respect to the axial direction and the radial direction of the ball screw shaft 20 and the ball nut 23. . This point will be described with reference to FIGS. The circulation tube 42 is arranged in a direction indicated by a chain line A in FIG. 3, and the opening portions at both ends of the circulation tube 42 form a diagonal lattice among the plurality of balls 26 and 26 shown in FIG. It exists in the part corresponding to the attached balls 26, 26. As is apparent from FIG. 3, both ends of the circulation tube 42 are high load regions in the circumferential direction of the ball screw shaft 20 and the ball nut 23. ₁ * β ₁ Part, α ₂ * β ₂ It exists 180 degrees opposite to the part. Moment M When the is applied, the portion opposite to the high load region by 180 degrees becomes a no-load region or a low-load region where little or no load is applied. In the case of this example, both end portions of the circulation tube 42 are opened in the spiral space in such a no-load region or a low load region.
[0027]
Thus, in the case of the ball screw device 27 for the actuator of this example, the opening portions at both ends of the circulation tube 42 are positioned in the no-load region or the low-load region. Accordingly, even when the balls 26 are exchanged between the circulation tube 42 and the spiral space, the rolling surfaces of some of the balls 26, 26, the female ball screw groove 25, and the male ball screw groove 24 are also obtained. No excessive surface pressure is applied to the rolling contact part. For this reason, regardless of the moment M applied to the ball nut 23 from the output member 28a during use, the rolling contact surfaces of the balls 26 and 26 and the rolling contact portions between the male and female ball screw grooves 24 and 25 are excessive. Can prevent a heavy load from being applied. And the durability improvement as the said ball screw apparatus 27 whole can be aimed at, such as improving the rolling fatigue life of each surface which comprises this rolling contact part. Note that the range α in the circumferential direction with respect to the high load region ₁ , Α ₂ Is strictly 60 degrees ( Moment Is about ± 30 degrees), more widely (considering the safety factor), and about 90 degrees (also ± 45 degrees). In other words, the opening at both ends of the circulation tube 42 is set to the remaining 300 degrees to 270 degrees, which is outside this range at the axial end.
[0028]
4 to 6 show a second example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, the position where the circulation tube 42 is assembled to the ball nut 23 is shifted by 135 degrees in the clockwise direction in FIGS. Yes. Therefore, in the case of this example, the circulation tube 42 is disposed in the portion indicated by the chain line A in FIG. 6, and the openings at both ends of the circulation tube 42 are portions corresponding to the balls 26 and 26 having the diagonal lattices in FIG. Exists. In this example as well, the opening at both ends of the circulation tube 42 is a high load region. ₁ * β ₁ Part, α ₂ * β ₂ Since it is installed in a portion away from the portion, the durability of the ball screw device 27 as a whole can be improved regardless of the moment M applied to the ball nut 23 from the output member 28a.
[0029]
7 to 9 show a third example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, the position where the drive arm 15a is installed with respect to the output member 28a is opposite to the structure shown in FIG. 18 and the structure of the first and second examples shown in FIGS. I have to. Therefore, in the case of this example, the moment M based on the engagement between the long hole 41 and the coupling pin 31a is opposite to that in the case of FIGS. Accordingly, in the case of this example, the position where the circulation tube 42 is assembled to the ball nut 23 is set in the counterclockwise direction of FIGS. 2 and 8 in the circumferential direction of the ball nut 23 as compared with the case of the first example. It is shifted 135 degrees. Therefore, in the case of this example, the circulation tube 42 is disposed in the portion indicated by the chain line A in FIG. 9, and the openings at both ends of the circulation tube 42 are portions corresponding to the balls 26 and 26 shown in FIG. Exists. In this example as well, the opening at both ends of the circulation tube 42 is a high load region. ₁ * β ₁ Part, α ₂ * β ₂ Since it is away from the portion, the durability of the entire ball screw device 27 can be improved regardless of the moment M applied to the ball nut 23 from the output member 28a.
[0030]
Next, FIGS. 10 to 12 show a fourth example of the embodiment of the present invention. Also in the case of this example, as in the case of the third example described above, the position where the drive arm 15a is installed with respect to the output member 28a is determined according to the structure shown in FIG. 18 and the first example shown in FIGS. It is on the opposite side to the structure of one or two examples. Accordingly, in the case of this example, the position where the circulation tube 42 is assembled to the ball nut 23 is the same as the case of the first example with respect to the circumferential phase of the ball nut 23, and the arrangement direction ( The inclination direction with respect to the central axis) is opposite to that in the first example. Therefore, in the case of this example, the circulation tube 42 is disposed in a portion indicated by a chain line a in FIG. 12, and both end openings of the circulation tube 42 are formed in portions corresponding to the balls 26 and 26 shown in FIG. Exists. In this example as well, the opening at both ends of the circulation tube 42 is a high load region. ₁ * β ₁ Part, α ₂ * β ₂ Since it is away from the portion, the durability of the entire ball screw device 27 can be improved regardless of the moment M applied to the ball nut 23 from the output member 28a.
[0031]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured and operates as described above, for example, when applied to an electric drive device for a transmission, excellent durability is secured, and the reliability of the electric drive device for the transmission is improved. I can plan.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cut plan view showing a first example of an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, showing only the ball screw device portion.
3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 4 is a partially cut plan view showing a second example of the embodiment of the present invention.
5 is an enlarged CC cross-sectional view of FIG. 4 showing only the ball screw device portion.
6 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
FIG. 7 is a partially cut plan view showing a third example of the embodiment of the present invention.
8 is an enlarged cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 7, showing only the ball screw device portion.
9 is a cross-sectional view taken along the line FF in FIG.
FIG. 10 is a partially cut plan view showing a fourth example of the embodiment of the present invention.
11 is an enlarged GG sectional view of FIG. 10 showing only the ball screw device portion.
12 is a cross-sectional view taken along line HH in FIG.
FIG. 13 is a plan view showing an example of an electric drive device for a transmission incorporating an actuator having a ball screw device.
14 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
FIG. 15 is a sectional view taken along the line JJ.
FIG. 16 is a cross-sectional view of the same KK.
FIG. 17 is a schematic plan view showing an example of a shift pattern of a transmission.
FIG. 18 is a partially cut plan view showing an actuator having the ball screw device considered above.
FIG. 19 is an enlarged LL cross-sectional view of FIG. 18 showing an example of an undesirable structure.
20 is a cross-sectional view taken along line MM in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Mission case
2 Switching shaft
3 edge
4 Male spline section
5 Spline cylinder
6 engaging groove
7 Engagement piece
8 First actuator
9 First electric motor
10 Multi-row worm gear
11 Worm wheel
12 Output shaft
13 Swing arm
14 Engaging projection
15, 15a Driving arm
16, 16a, 16b Second actuator
17 Housing
18 Second electric motor
19 Motor housing
20 Ball screw shaft
21 Rolling bearing
22 Output shaft
23 Ball nut
24 Male ball screw groove
25 Female ball screw groove
26 balls
27 Ball screw device
28, 28a Output member
29 Sliding bearing
30 Connecting bracket
31, 31a Connecting pin
32 Guide groove
33 Guide pin
34 Detent mechanism
35 concave hole
36 Cylinder
37 balls
38 Spring
39 Support bracket
40 Axis
41 long hole
42 Circulation tube

Claims

外周面に雄ボールねじ溝を有し、駆動源により両方向に回転駆動されるボールねじ軸と、内周面に雌ボールねじ溝を有し、このボールねじ軸の周囲に、回転を阻止された状態で軸方向の移動自在に設けられたボールナットと、上記雄ボールねじ溝と上記雌ボールねじ溝との間の螺旋状空間内に転動自在に設けられた複数個のボールと、上記ボールナットの一部に組み付けられ、上記ボールねじ軸の回転に伴って上記螺旋状空間内を移動したボールを循環させる循環チューブとを備えたアクチュエータ用ボールねじ装置に於いて、上記ボールナットは軸方向の移動に伴い、上記ボールナットにその基端部を結合した出力部材から、この出力部材に軸方向と直角の方向に加わるモーメントに基づく荷重を受けるものであって、しかもこのモーメントに基づく荷重のうちで比較的大きな荷重を受ける方向が常に一定であり、上記循環チューブの両端開口部が上記螺旋状空間との間で上記ボールを授受する位置が、上記ボールナットの円周方向に関し、上記モーメントの作用方向を中心に所定角度の範囲と、同じく軸方向に関し、上記各ボールの設置部分の軸方向両端部のうちで上記モーメントの作用方向前側の端部となる範囲とが一致した部分から外れている事を特徴とするアクチュエータ用ボールねじ装置。A ball screw shaft that has a male ball screw groove on the outer peripheral surface and is driven to rotate in both directions by a drive source, and a female ball screw groove on the inner peripheral surface, and is prevented from rotating around the ball screw shaft. A ball nut that is axially movable in a state, a plurality of balls that are rollable in a spiral space between the male ball screw groove and the female ball screw groove, and the ball A ball screw device for an actuator comprising a circulation tube that is assembled to a part of a nut and circulates a ball that moves in the spiral space as the ball screw shaft rotates. Along with the movement, it is those from the output member coupled to the proximal end to the ball nut, receives the load based on the moment applied to the output member in the axial direction and perpendicular direction, yet this moment Direction for receiving a relatively large load among load based on is always constant, the position of both end openings of the circulation tube to transfer the ball between the helical space, circumferential direction of the ball nut The range of the predetermined angle centering on the direction of action of the moment is the same as the range of the end of the moment acting in front of the axial direction at both ends in the axial direction of the ball. A ball screw device for an actuator, characterized in that it is disengaged from the part that has been removed.

所定角度の範囲が６０〜９０度である、請求項１に記載したアクチュエータ用ボールねじ装置。The ball screw device for an actuator according to claim 1, wherein the range of the predetermined angle is 60 to 90 degrees.