WO2023132172A1 - ボールねじ装置 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a ball screw device.
- a ball screw device allows balls to roll between the screw shaft and the nut, so it is more efficient than a sliding screw device that directly contacts the screw shaft and the nut. For this reason, ball screw devices are used in various mechanical devices such as electric brake devices and automatic manual transmissions (AMT) of automobiles, positioning devices of machine tools, etc., in order to convert rotary motion of a drive source such as an electric motor into linear motion. built in.
- AMT automatic manual transmissions
- a ball screw device includes a screw shaft having a spiral shaft-side ball screw groove on its outer peripheral surface, a nut having a spiral nut-side ball screw groove on its inner peripheral surface, and a shaft-side ball screw groove and a nut-side ball screw groove. and a plurality of balls disposed between.
- a ball screw device one of the screw shaft and the nut is used as a rotary motion element, and the other of the screw shaft and the nut is used as a linear motion element, depending on the application.
- FIG. 14 shows a conventional ball screw device 100 described in Japanese Patent Laid-Open No. 2009-286137.
- the ball screw device 100 includes a screw shaft 101, a nut 102, and a plurality of balls (not shown).
- the threaded shaft 101 has a threaded portion 103 and a fitting shaft portion 104 arranged adjacent to one side of the threaded portion 103 in the axial direction.
- a spiral shaft-side ball screw groove 105 is formed on the outer peripheral surface of the threaded portion 103 .
- the fitting shaft portion 104 has an outer diameter smaller than that of the threaded portion 103 .
- the threaded shaft 101 is arranged coaxially with the nut 102 with the threaded portion 103 inserted inside the nut 102 .
- the nut 102 has a cylindrical shape.
- a spiral nut-side ball screw groove (not shown) is formed on the inner peripheral surface of the nut 102 .
- Nut 102 engages a plurality of guide rods 107 supported against housing 106 . This prevents the nut 102 from rotating.
- the shaft-side ball screw groove 105 and the nut-side ball screw groove are arranged so as to face each other in the radial direction, forming a spiral load path.
- a start point and an end point of the load path are connected by circulation means (not shown). Therefore, the ball that has reached the end point of the load path is returned to the start point of the load path through the circulation means.
- the start point and end point of the load path are interchanged according to the relative displacement direction of the screw shaft 101 and the nut 102 in the axial direction, that is, the relative rotation direction of the screw shaft 101 and the nut 102 .
- the rotation of the electric motor 108 which is the drive source, is reduced by the pulley device 109 and transmitted to the screw shaft 101.
- the driven pulley 110 is fitted to the fitting shaft portion 104 provided at one end portion of the screw shaft 101 in the axial direction so that the driven pulley 110 cannot rotate relative to the fitting shaft portion 104 .
- a drive pulley 112 is fitted to the tip of the motor shaft 111 of the electric motor 108 so as not to be relatively rotatable.
- a belt 113 is stretched between the drive pulley 112 and the driven pulley 110 .
- a pulley device is used as in the conventional structure described in Japanese Patent Laid-Open No. 2009-286137, or a spur gear type reduction mechanism is used. is considered to be used.
- FIG. 15 is an undisclosed ball screw device that the inventors considered prior to completing the ball screw device of the present disclosure.
- a carrier 115 constituting a planetary speed reduction mechanism 114 is fitted to one end in the axial direction of a screw shaft 101a constituting a ball screw device 100a so as not to rotate relative to it.
- a fitting shaft portion 104a formed at one end in the axial direction of the screw shaft 101a is spline-fitted into a mounting hole 116 formed in the center portion of the carrier 115 in the radial direction.
- a plurality of planetary gears 117 are rotatably supported with respect to the carrier 115 .
- a pinion pin 119 is inserted and supported through a plurality of support holes 118 formed in a radially intermediate portion of the carrier 115
- a planetary gear 117 is rotatably supported around the pinion pin 119 .
- a plurality of planetary gears 117 are arranged between a sun gear 120 fixed to the tip of the motor shaft 111a of the electric motor 108a and a ring gear 121 arranged coaxially with the sun gear 120 and fixed to a housing 124. are placed.
- a plurality of planetary gears 117 mesh with the sun gear 120 and the ring gear 121 respectively.
- the carrier 115 fixed to the fitting shaft portion 104a of the screw shaft 101a is rotatably supported with respect to the housing 124 using the rolling bearing 122. Therefore, the axial force transmitted to carrier 115 is supported by housing 124 via rolling bearing 122 .
- an outward flange-like flange 123 is provided on a part of the outer peripheral surface of the carrier 115.
- the flange portion 123 is brought into contact with the rolling bearing 122 .
- the carrier 115 is rotatably supported with respect to the housing 124 by using the rolling bearing 122 which is separate from the carrier 115. Therefore, the number of parts is increased and the ball screw device 100a is Assemblability tends to deteriorate.
- An object of the present disclosure is to provide a ball screw device that can reduce the number of parts and improve the ease of assembly even when adopting a structure that rotationally drives a screw shaft using a planetary speed reduction mechanism. aim.
- a ball screw device includes a screw shaft, a nut, a plurality of balls, a carrier, and a rolling bearing.
- the screw shaft has a threaded portion having a helical shaft-side ball screw groove on its outer peripheral surface, and a fitting shaft portion arranged on one side of the threaded portion in the axial direction, and rotates during use.
- the nut has a helical nut-side ball screw groove on its inner peripheral surface and moves linearly during use.
- the plurality of balls are arranged between the shaft-side ball screw groove and the nut-side ball screw groove.
- the carrier constitutes a planetary speed reduction mechanism, is fixed relative to the fitting shaft so as not to rotate, and drives the screw shaft to rotate.
- the rolling bearing includes an outer ring having an outer ring raceway on its inner peripheral surface, an inner ring raceway provided in a portion facing the outer ring raceway in a radial direction, and a rollable arrangement between the outer ring raceway and the inner ring raceway. and a plurality of rolling elements arranged to rotatably support the carrier.
- the fitting shaft portion has an inner diameter side engaging portion on the outer peripheral surface.
- the carrier has a mounting hole in the radially central portion thereof into which the fitting shaft portion can be inserted, and the mounting hole is engaged with the inner diameter side engaging portion on the inner peripheral surface so as not to rotate relative to each other. It has an outer diameter side engaging portion that
- the inner ring raceway is directly formed on the outer peripheral surface of the carrier. That is, it can also be said that the inner ring, which constitutes the rolling bearing and has the inner ring raceway, is configured integrally with the carrier.
- the fitting shaft portion may have an inner diameter side fitting surface portion on a portion of the outer peripheral surface that is axially deviated from the inner diameter side engaging portion
- the mounting hole may have an outer diameter side fitting surface portion that is spigot-fitted with the inner diameter side fitting surface portion in a portion of the inner peripheral surface that is axially deviated from the outer diameter side engaging portion.
- the inner diameter side fitting surface portion can be press-fitted into the outer diameter side fitting surface portion.
- the inner diameter side fitting surface portion and the outer diameter side fitting surface portion can be fitted with a clearance fit with a minute clearance.
- the inner diameter side fitting surface portion and the outer diameter side fitting surface portion are fitted with a clearance fit with a minute clearance, for example, the outer peripheral surface of the fitting shaft portion or the inner periphery of the mounting hole A retaining ring is engaged with the surface, and the retaining ring prevents the fitting shaft portion from slipping out of the mounting hole in the axial direction.
- a crimped portion may be formed on the outer peripheral surface of the fitting shaft portion, and the crimping portion may prevent the fitting shaft portion from slipping out of the mounting hole in the axial direction.
- the carrier may have a symmetrical shape with respect to the axial direction.
- the engagement portion between the inner diameter side engagement portion and the outer diameter side engagement portion may have a radial interference in a part of the axial direction.
- the carrier may have support holes for inserting and supporting pinion pins constituting the planetary speed reduction mechanism at a plurality of locations in the circumferential direction of the radial intermediate portion. .
- the support hole can be configured by a through hole axially penetrating the carrier.
- the carrier has a protruding portion that protrudes toward the one axial side on a portion of the side surface on the one axial side that includes the opening of the support hole. be able to.
- the projecting portion may have an annular shape.
- a ball screw device employs a structure in which a screw shaft is rotationally driven via a planetary speed reduction mechanism. ing.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a structure in which a ball screw device and a planetary speed reduction mechanism of a first example of an embodiment of the present disclosure are combined.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing the ball screw device of the first example.
- FIG. 3 is a diagram corresponding to FIG. 2 showing a ball screw device of a second example of the embodiment of the present disclosure.
- FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 2 showing a ball screw device of a third example of the embodiment of the present disclosure.
- 5 is a partially enlarged view of FIG. 4.
- FIG. FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 2 showing a ball screw device of a fourth example of the embodiment of the present disclosure. 7 is a partially enlarged view of FIG. 6.
- FIG. FIG. 8 is a partial enlarged view of an end view of the fitting portion between the fitting shaft portion of the screw shaft and the mounting hole of the carrier in the ball screw device of the fourth example, viewed from one side in the axial direction.
- FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 2 showing a ball screw device of a fifth example of the embodiment of the present disclosure.
- FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 2 showing a ball screw device of a sixth example of the embodiment of the present disclosure.
- 11 is a partially enlarged view of FIG. 10.
- FIG. FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the fitting shaft portion shown in FIG. 11 with the carrier omitted.
- FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG.
- FIG. 14 is a sectional view showing a conventional ball screw device in which a ball screw device and a pulley device are combined.
- FIG. 15 is a cross-sectional view showing a ball screw device having an undisclosed structure in which a ball screw device and a planetary speed reduction mechanism are combined.
- FIGS. 1 and 2 show an example of a structure in which a ball screw device and a planetary speed reduction mechanism of the first embodiment of the present disclosure are combined.
- the ball screw device 1 of this example is incorporated in, for example, an electric brake booster device and used for applications such as converting rotary motion of an electric motor, which is a drive source, into linear motion to operate a piston of a hydraulic cylinder.
- the ball screw device 1 includes a screw shaft 2, a nut 3, a plurality of balls 4, a carrier 5, and rolling bearings 6.
- the screw shaft 2 is a rotary motion element that is driven to rotate via a planetary speed reduction mechanism 8 by an electric motor 7, which is a drive source, and rotates during use.
- the screw shaft 2 is inserted through the inside of the nut 3 and arranged coaxially with the nut 3 .
- the nut 3 is a linear motion element that is prevented from co-rotating with respect to the screw shaft 2 by a non-illustrated anti-rotation mechanism and moves linearly during use. That is, the ball screw device 1 of this example is used in a mode in which the screw shaft 2 is rotationally driven and the nut 3 is linearly moved.
- a spiral load path 9 is provided between the outer peripheral surface of the screw shaft 2 and the inner peripheral surface of the nut 3 .
- a plurality of balls 4 are rotatably arranged in the load path 9 .
- the balls 4 that have reached the end point of the load path 9 are returned to the starting point of the load path 9 through the circulation grooves 10 formed on the inner peripheral surface of the nut 3 .
- the axial direction, radial direction, and circumferential direction refer to the axial direction, radial direction, and circumferential direction with respect to the screw shaft 2 unless otherwise specified.
- the one axial side refers to the right side in FIGS. 1 and 2
- the other axial side refers to the left side in FIGS.
- the threaded shaft 2 is made of metal, and has a threaded portion 11 and a fitting shaft portion 12 adjacently arranged on one axial side of the threaded portion 11 .
- the threaded portion 11 and the fitting shaft portion 12 are coaxially arranged and integrally formed with each other.
- the fitting shaft portion 12 has an outer diameter smaller than that of the threaded portion 11 .
- the screw portion 11 has a spiral shaft-side ball screw groove 13 on its outer peripheral surface.
- the shaft-side ball screw groove 13 is formed by subjecting the outer peripheral surface of the threaded portion 11 to grinding, cutting, or rolling. In this example, the number of threads of the shaft-side ball screw groove 13 is one.
- the cross-sectional groove shape (groove bottom shape) of the shaft-side ball screw groove 13 has a Gothic arch shape or a circular arc shape.
- the threaded portion 11 has an abutment surface 14 having a ring shape on one end surface in the axial direction.
- the abutment surface 14 is a flat surface that exists on a virtual plane perpendicular to the central axis of the screw shaft 2 .
- the threaded portion 11 has a bottomed first center hole 15 in the radially central portion of the end face on the other side in the axial direction.
- the fitting shaft portion 12 has an inner diameter side engaging portion 16 on one axial side portion (tip side portion) of the outer peripheral surface, and a portion of the outer peripheral surface axially displaced from the inner diameter side engaging portion 16. It has an inner diameter side fitting surface portion 17 in a certain axial direction other side portion (base end side portion). In this example, the axial dimension of the inner diameter side engaging portion 16 is larger than the axial dimension of the inner diameter side fitting surface portion 17 .
- the inner diameter side engaging portion 16 has male spline teeth 18 over the entire circumference. That is, in this example, the inner diameter side engaging portion 16 constitutes the male spline portion.
- the male spline teeth 18 are composed of involute spline teeth, but the male spline teeth can also be composed of angular spline teeth.
- the inner diameter side fitting surface portion 17 has a cylindrical outer peripheral surface whose outer diameter does not change over the axial direction.
- the outer diameter of the inner diameter side fitting surface portion 17 is larger than the addendum circle diameter of the male spline tooth 18 forming the inner diameter side engaging portion 16 and smaller than the outer diameter of the threaded portion 11 .
- the fitting shaft portion 12 has a bottomed second center hole 19 in the radial center portion of the end surface on one axial side.
- the second center hole 19 and the first center hole 15 provided in the threaded portion 11 are arranged coaxially with each other.
- the bottom (rear end) of the second center hole 19 is located in the axially intermediate portion of the fitting shaft portion 12 and radially inside the inner diameter engaging portion 16 .
- the screw shaft 2 is arranged coaxially with the nut 3 with the threaded portion 11 inserted inside the nut 3 .
- the screw shaft 2 is composed of a threaded portion 11 and a fitting shaft portion 12.
- the screw shaft is a support shaft portion (second fitting shaft portion) for externally fitting and fixing other members. ), etc., can also be provided.
- the nut 3 is made of metal and has a cylindrical shape as a whole.
- the nut 3 has a helical nut-side ball screw groove 20 and a circulation groove 10 on its inner peripheral surface.
- the nut-side ball screw groove 20 has a helical shape and is formed by subjecting the inner peripheral surface of the nut 3 to grinding, cutting, rolling tapping, or cutting tapping, for example.
- the nut-side ball screw groove 20 has the same lead as the shaft-side ball screw groove 13 . Therefore, when the threaded portion 11 of the screw shaft 2 is inserted through the nut 3, the shaft-side ball screw groove 13 and the nut-side ball screw groove 20 are arranged so as to face each other in the radial direction, forming a spiral shape.
- a load path 9 is configured.
- the number of threads of the nut-side ball screw groove 20 is one, like the shaft-side ball screw groove 13 .
- the cross-sectional groove shape of the nut-side ball screw groove 20 is also a Gothic arch shape or a circular arc shape, like the shaft-side ball screw groove 13 .
- the circulation groove 10 has a substantially S-shape and is formed on the inner peripheral surface of the nut 3 by forging such as cold forging.
- the circulation groove 10 smoothly connects axially adjacent portions of the nut-side ball screw groove 20 and connects the start point and the end point of the load path 9 . Therefore, the ball 4 that has reached the end point of the load path 9 is returned to the start point of the load path 9 through the circulation groove 10 .
- the start point and the end point of the load path 9 are interchanged according to the direction of relative displacement between the screw shaft 2 and the nut 3 in the axial direction (relative rotation direction between the screw shaft 2 and the nut 3).
- the circulation groove 10 has a substantially semicircular cross-sectional shape.
- the circulation groove 10 has a groove width slightly larger than the diameter of the balls 4, and has a groove depth that allows the balls 4 moving in the circulation groove 10 to climb over the threads of the shaft-side ball screw groove 13. ing.
- the nut 3 has an outward flange-like flange 21 at one end in the axial direction of the outer peripheral surface.
- the flange 21 is engaged with anti-rotation members (not shown) provided on a fixed member such as the housing 22 at a plurality of locations (three locations in this example) in the circumferential direction. is provided with an engaging groove 23 of .
- anti-rotation members not shown
- a fixed member such as the housing 22
- Various conventionally known structures can be employed as the nut anti-rotation mechanism.
- a small-diameter portion having a smaller outer diameter than the portion adjacent to the one axial side can be formed at the end portion on the other axial side of the outer peripheral surface of the nut 3 .
- a fitting cylinder such as a piston (not shown) can be externally fitted and fixed to the small diameter portion.
- Balls 4 are steel balls having a predetermined diameter, and are arranged in load path 9 and circulation groove 10 so as to be able to roll.
- the balls 4 arranged in the load path 9 roll while being subjected to a compressive load, whereas the balls 4 arranged in the circulation groove 10 are pushed by the succeeding balls 4 and roll without being subjected to a compressive load. move.
- the carrier 5 constitutes a planetary speed reduction mechanism 8 and transmits torque input from an electric motor 7 as a drive source to the screw shaft 2 to rotationally drive the screw shaft 2 .
- the carrier 5 has a circular flat plate shape, and has a mounting hole 24 penetrating in the axial direction at the center in the radial direction.
- the mounting hole 24 has an outer diameter side engaging portion 25 on one side in the axial direction of the inner peripheral surface. It has an outer diameter side fitting surface portion 26 on the other side portion.
- the outer diameter side engaging portion 25 has female spline teeth 27 over the entire circumference. That is, in this example, the outer diameter side engaging portion 25 constitutes the female spline portion.
- the female spline teeth 27 are composed of involute spline teeth, but the female spline teeth can also be composed of angular spline teeth.
- the outer diameter side fitting surface portion 26 has a cylindrical outer peripheral surface whose inner diameter does not change along the axial direction.
- the inner diameter of the outer diameter side fitting surface portion 26 is larger than the root circle diameter of the female spline tooth 27 constituting the outer diameter side engaging portion 25 and slightly smaller than the outer diameter of the inner diameter side fitting surface portion 17 . .
- the carrier 5 By inserting the fitting shaft portion 12 of the screw shaft 2 into the mounting hole 24 , the carrier 5 is externally fitted and fixed to the fitting shaft portion 12 . Further, the abutment surface 14 provided on the threaded portion 11 of the screw shaft 2 abuts against the side surface of the carrier 5 on the other side in the axial direction, thereby positioning the screw shaft 2 and the carrier 5 in the axial direction. .
- the outer diameter side engaging portion 25 and the inner diameter side engaging portion 16 are engaged so as not to rotate relative to each other.
- the female spline teeth 27 of the outer diameter side engaging portion 25 and the male spline teeth 18 of the inner diameter side engaging portion 16 are spline-engaged. This allows the screw shaft 2 to be rotationally driven via the carrier 5 .
- the outer diameter side fitting surface portion 26 and the inner diameter side fitting surface portion 17 are spigot-fitted. This increases the degree of coaxiality between the screw shaft 2 and the carrier 5 . Since the inner diameter side fitting surface portion 17 is press-fitted into the outer diameter side fitting surface portion 26 , the fitting shaft portion 12 is prevented from slipping out of the mounting hole 24 to the other side in the axial direction.
- the inner diameter of the outer diameter side fitting surface portion is made slightly larger than the outer diameter of the inner diameter side fitting surface portion so that the outer diameter side fitting surface portion and the inner diameter side fitting surface portion are slightly It is also possible to fit them by clearance fitting with a gap.
- An inner ring raceway 28 that constitutes the rolling bearing 6 is directly formed in the axially intermediate portion (the axially central portion in this example) of the outer peripheral surface of the carrier 5 . That is, the carrier 5 functions not only as a component of the planetary speed reduction mechanism 8 but also as an inner ring forming the rolling bearing 6 . In other words, it can be said that the carrier and the inner ring forming the rolling bearing are integrally formed.
- the rolling bearing 6 is configured by a deep groove ball bearing capable of supporting a radial load and an axial load in both directions, so the inner ring raceway 28 is configured by a deep groove having a concave arc shape in cross section.
- the portions outside the inner ring raceway 28 on both sides in the axial direction are formed into a partially cylindrical surface.
- seal concave grooves over the entire circumference on both sides in the axial direction of the outer peripheral surface of the carrier so that the inner diameter side end of the seal ring, which is an optional element for sealing the rolling bearing, is brought into sliding contact. can.
- the carrier 5 has support holes 29 for inserting and supporting the pinion pins 41 constituting the planetary speed reduction mechanism 8 at a plurality of locations (three locations in this example) in the circumferential direction of the radially intermediate portion.
- the plurality of support holes 29 are arranged at regular intervals in the circumferential direction. Further, the respective central axes of the plurality of support holes 29 are arranged parallel to each other.
- Each support hole 29 is formed by a through hole that penetrates the carrier 5 in the axial direction. That is, the support hole 29 is open not only on one side surface of the carrier 5 in the axial direction, but also on the other side surface of the carrier 5 in the axial direction.
- the support hole can also be configured by a bottomed hole that is open only on one side surface of the carrier in the axial direction.
- the inner diameter of the support hole 29 is constant over the axial direction.
- the diameter of an imaginary circle passing through the radially inner end of each of the plurality of support holes 29 (inscribed circle diameter) is substantially the same as the outer diameter of the threaded portion 11 .
- the diameter of the virtual circle passing through the radially outer end of each of the plurality of support holes 29 (the circumscribed circle diameter) is slightly larger than the outer diameter of the portion of the nut 3 axially deviating from the flange 21. Only small.
- the carrier 5 is directed toward the one axial side from the radially outer and inner portions in the radial intermediate portion including the openings of the plurality of support holes 29 . It has an overhang portion 30 that overhangs.
- the projecting portion 30 has an annular shape.
- the inner diameter of the projecting portion 30 is smaller than the diameter of the imaginary cylindrical surface passing through the groove bottom of the shaft-side ball screw groove 13 .
- the outer diameter of the projecting portion 30 is substantially the same as the outer diameter of the portion of the nut 3 that is axially deviated from the collar portion 21 and is smaller than the outer diameter of the groove bottom portion of the inner ring raceway 28 .
- a side surface (tip surface) on one side in the axial direction of the projecting portion 30 is a flat surface that exists on a virtual plane perpendicular to the central axis of the carrier 5 .
- the protruding portion 30 and the portion of the side surface on one axial side of the carrier 5 that is radially outward of the protruding portion 30 are inclined in a direction in which the outer diameter increases toward the other axial side. They are connected by an outer diameter side connection surface 31 .
- the overhanging portion 30 and the portion of the side surface on the one axial side of the carrier 5 that is located radially inward of the overhanging portion 30 are inclined in a direction in which the inner diameter decreases toward the other axial side. , are connected by a connecting surface 32 on the inner diameter side.
- the side surface of the carrier 5 on the other side in the axial direction is a flat surface existing on a virtual plane perpendicular to the central axis of the carrier 5 .
- induction hardening and tempering are applied to the outer peripheral surface on which the inner ring raceway 28 is formed, and a heat-treated hardened layer is formed.
- the heat-hardened layer is not formed on the side surface of the carrier 5 on one side in the axial direction and the side surface on the other side in the axial direction.
- the rolling bearing 6 rotatably supports the carrier 5 , which is externally fitted onto the screw shaft 2 , with respect to the housing 22 , and supports the axial force transmitted to the carrier 5 by the housing 22 .
- the rolling bearing 6 is configured by a deep groove ball bearing capable of supporting a radial load and an axial load in both directions.
- rolling bearings such as multi-point contact ball bearings such as four-point contact ball bearings, double-row deep groove ball bearings, double-row angular contact ball bearings, tapered rolling bearings, double-row tapered roller bearings, etc. , any bearing capable of supporting radial and axial loads can be used.
- the rolling bearing 6 includes an outer ring 33 , an inner ring raceway 28 , multiple rolling elements 34 and a retainer 35 .
- the outer ring 33 has an annular shape, and has an outer ring raceway 36 in the axial center of the inner peripheral surface.
- the outer ring 33 is internally fitted and fixed to the housing 22 and does not rotate during use.
- the outer ring raceway 36 is formed of a deep groove having a concave arc shape in cross section. It is also possible to provide a retaining ring that is engaged with a portion of the inner peripheral surface of the housing 22 that is axially deviated from the portion where the outer ring 33 is internally fitted, and the retaining ring prevents the outer ring 33 from coming off. can.
- the portions outside the outer ring raceway 36 in the axial direction are configured in a partially cylindrical surface shape.
- locking grooves are formed along the entire circumference on both sides in the axial direction of the inner peripheral surface of the outer ring.
- the inner ring raceway 28 that constitutes the rolling bearing 6 is formed directly in the axially intermediate portion of the outer peripheral surface of the carrier 5 that faces the outer ring raceway 36 in the radial direction, and the inner ring is omitted.
- the plurality of rolling elements 34 are made of steel or ceramics, and are arranged between the outer ring raceway 36 and the inner ring raceway 28 at regular intervals in the circumferential direction. Balls are used as the rolling elements 34 in this example.
- the retainer 35 has an annular shape and has pockets 37 at regular intervals in the circumferential direction.
- a rolling element 34 is rotatably held inside the pocket 37 .
- a planetary speed reduction mechanism 8 is used to transmit the rotation of the electric motor 7 to the screw shaft 2 that constitutes the ball screw device 1 .
- the planetary speed reduction mechanism 8 includes a sun gear 38 , a plurality of planetary gears 39 , a ring gear 40 , a carrier 5 and pinion pins 41 .
- the sun gear 38 is fixed to the tip of the motor shaft (sun gear shaft) 42 of the electric motor 7 .
- a ring gear 40 is arranged coaxially with the sun gear 38 and is internally fitted and fixed to the housing 22 .
- the housing 22 may be divided into two parts, and the part in which the ring gear 40 is fitted and the part in which the outer ring 33 constituting the rolling bearing 6 is fitted may be formed of separate members.
- a plurality of (three in this example) planetary gears 39 are arranged at regular intervals in the circumferential direction and are rotatably supported on the carrier 5 .
- the other half of the pinion pin 41 in the axial direction is press-fitted into the support hole 29 formed in the carrier 5 , and the one half of the pinion pin 41 in the axial direction is pushed out from the support hole 29 in the axial direction. It protrudes to one side.
- a planetary gear 39 is rotatably supported via a slide bearing or needle bearing (C&R) (not shown).
- the method of fixing the pinion pin to the support hole is not particularly limited, and a fixing structure using caulking or locking pins can also be adopted.
- a fixing structure using caulking or locking pins can also be adopted.
- a structure in which the pinion pin is supported on both sides can be adopted.
- the number of planetary gears is not limited to three, and may be two or four or more.
- the planetary gear 39 meshes with the sun gear 38 and the ring gear 40 respectively.
- the screw shaft 2 is rotationally driven via the planetary speed reduction mechanism 8 by the electric motor 7 as a drive source, thereby linearly moving the nut 3 .
- the electric motor 7 is energized and the sun gear 38 is rotated in a predetermined direction
- the planetary gear 39 revolves around the sun gear 38 while rotating.
- the orbital motion of the planetary gear 39 is transmitted to the screw shaft 2 via the carrier 5 and rotates the screw shaft 2 in a predetermined direction, thereby linearly moving the nut 3 .
- the nut 3 moves relatively to the one side in the axial direction with respect to the screw shaft 2, turning the sun gear 38 toward the other side in the circumferential direction. , the nut 3 moves relative to the screw shaft 2 in the other axial direction.
- the screw shaft 2 can be rotationally driven via the planetary speed reduction mechanism 8 by the electric motor 7 as the drive source. Stroke ends associated with the relative movement of the nut 3 to the one axial side and the other axial side with respect to the screw shaft 2 can be regulated using various conventionally known stroke limiting mechanisms.
- the ball screw device 1 of this example employs a structure in which the screw shaft 2 is rotationally driven using the planetary speed reduction mechanism 8, the number of parts is reduced and the assembly efficiency is improved. is planned.
- the inner ring raceway 28 forming the rolling bearing 6 is directly formed on the outer peripheral surface of the carrier 5, the inner ring forming the rolling bearing 6 can be omitted. Therefore, compared to the structure shown in FIG. 15, in which an inner ring separate from the carrier is externally fitted and fixed to the carrier, the number of parts is reduced, the number of assembly man-hours is reduced, and , and improved assembly. Moreover, in this example, there is no need to form a collar portion for transmitting force in the axial direction on the outer peripheral surface of the carrier 5, and the number of processing steps can be reduced accordingly.
- the carrier 5 since the carrier 5 does not need a flange, it is sufficient to form the heat-hardened layer only on the outer peripheral surface including the inner ring raceway 28 . Therefore, when the axial side surface of the carrier 5 is drilled to form the support holes 29, there is no need to remove the heat-hardened layer, and the number of processing steps can be reduced. can.
- an inner diameter side fitting surface portion 17 having a cylindrical outer peripheral surface formed on the fitting shaft portion 12 is formed. and the outer diameter side fitting surface portion 26 having a cylindrical inner peripheral surface formed in the mounting hole 24 of the carrier 5 are spigot-fitted. can be done. Further, since the inner diameter side fitting surface portion 17 is press-fitted into the outer diameter side fitting surface portion 26, the fitting portion between the inner diameter side fitting surface portion 17 and the outer diameter side fitting surface portion 26 causes the fitting shaft portion 12 to move. It is also possible to prevent it from slipping out of the mounting hole 24 to the other side in the axial direction.
- the outer diameter side fitting surface portion 26 and the inner diameter side fitting surface portion 17 are spigot joints.
- the fitting portion and the portion where the pinion pin 41 is press-fitted into the support hole 29 can be prevented from overlapping in the radial direction.
- the axial position of the portion where the outer diameter side fitting surface portion 26 and the inner diameter side fitting surface portion 17 are spigot-fitted and the portion of the support hole 29 into which the pinion pin 41 is press-fitted. can be offset.
- the portion of the carrier 5 that exists around the outer diameter side fitting surface portion 26 is increased in diameter (diameter direction outer side). Movement of the material) of the support hole 29 into which the pinion pin 41 is press-fitted can be less affected on the inner diameter change. Further, as the pinion pin 41 is press-fitted into the one axial side portion of the support hole 29 , the portion of the carrier 5 existing radially inside the one axial side portion of the support hole 29 is reduced in diameter (diameter Even when the movement of the material toward the inside of the direction occurs, the influence on the change in the inner diameter of the outer diameter side fitting surface portion 26 can be reduced.
- an overhang portion 30 having a flat surface on the one axial side surface is formed in a radially intermediate portion including the opening of the support hole 29.
- the side surface of the planetary gear 39 on the other side in the axial direction and the side surface on the one side in the axial direction of the projecting portion 30 are in direct contact with each other.
- another member such as a slide washer may be interposed between the side surface of the projecting portion 30 and one side surface in the axial direction.
- the carrier 5 since the carrier 5 is rotatably supported by the housing 22 using the rolling bearing 6 , the axial force transmitted to the carrier 5 is transferred to the housing 22 via the rolling bearing 6 .
- the reaction force in the axial direction acting on the screw shaft 2 from the nut 3 via the balls 4 is applied to the meshing portion between the planetary gear 39 and the sun gear 38 and the planetary gears. It is possible to prevent transmission to the meshing portion between 39 and ring gear 40 .
- FIG. 3 shows a ball screw device 1 of a second example of the embodiment of the present disclosure.
- the side surface on one side in the axial direction of the carrier 5a is not provided with the protruding portion 30 (see FIG. 2, etc.) provided in the carrier 5 in the structure of the first example.
- a side surface on one side in the axial direction of the carrier 5a is configured by a flat surface existing on a virtual plane perpendicular to the central axis of the carrier 5a.
- the axial width dimension of the carrier 5a can be shortened. Therefore, the size of the ball screw device 1 can be reduced.
- Other configurations and effects are the same as those of the first example.
- FIG. 4 and 5 show the ball screw device 1 of the third example of the embodiment of the present disclosure.
- a locking groove 43 is formed in a portion of the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 12a that constitutes the screw shaft 2a in the axial direction. Specifically, a locking groove 43 is formed along the entire circumference at one end portion in the axial direction of the inner diameter side engaging portion 16 that constitutes the fitting shaft portion 12a.
- an outer diameter side engaging portion 25, an outer diameter side fitting surface portion 26a, a large diameter portion 44, and a stepped surface 45 are provided on the inner peripheral surface of the mounting hole 24a that constitutes the carrier 5b.
- the outer diameter side engaging portion 25 is provided at an axially intermediate portion of the inner peripheral surface of the mounting hole 24a, and has female spline teeth 27 over the entire circumference.
- the axial dimension of the outer diameter side engaging portion 25 is made shorter than the axial dimension of the inner diameter side engaging portion 16 provided on the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 12a.
- the outer diameter side fitting surface portion 26a is provided on the other axial side portion of the inner peripheral surface of the mounting hole 24a.
- the inner diameter of the outer diameter side fitting surface portion 26a is larger than the root circle diameter of the female spline tooth 27 that constitutes the outer diameter side engaging portion 25, and the inner diameter side fitting surface portion that constitutes the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 12a. It is slightly larger than the outer diameter of the mating surface portion 17 .
- the large diameter portion 44 is provided on one side in the axial direction of the inner peripheral surface of the mounting hole 24a.
- the inner diameter of the large-diameter portion 44 is larger than the inner diameter of the outer diameter side fitting surface portion 26a and the outer diameter of the retaining ring 46 in the free state.
- the large-diameter portion 44 is a conical cylindrical surface with an inner diameter that increases toward one side in the axial direction (opening side).
- the stepped surface 45 is arranged between the outer diameter side engaging portion 25 and the large diameter portion 44 , and is positioned between one axial end portion of the outer diameter side engaging portion 25 and the other axial end portion of the large diameter portion 44 . side ends are connected in the radial direction.
- the stepped surface 45 is a flat surface that exists on a virtual plane perpendicular to the central axis of the carrier 5 and has a ring shape.
- the fitting shaft portion 12a is inserted into the mounting hole 24a, and the abutment surface 14 of the threaded portion 11 is abutted against the side surface of the carrier 5b on the other side in the axial direction.
- a retaining ring 46 is locked in a locking groove 43 formed on the outer peripheral surface. Further, the side surface of the retaining ring 46 on the other side in the axial direction is abutted against the stepped surface 45 . This prevents the fitting shaft portion 12a from slipping out of the mounting hole 24a to the other side in the axial direction.
- the retaining ring 46 has a C-shape and has a discontinuous portion in the circumferential direction. The work of locking the retaining ring 46 in the locking groove 43 can be easily performed from the space on one side in the axial direction of the screw shaft 2a using a pliers tool or the like.
- a retaining ring is hung between an outer locking groove formed on the inner peripheral surface of the mounting hole and an inner locking groove formed on the outer peripheral surface of the fitting shaft. It is possible to adopt a configuration that is provided so as to be handed over. In this case, the retaining ring is locked in advance against the inner peripheral surface of the mounting hole (outer diameter locking recessed groove), and the retaining ring is removed as the fitting shaft is inserted into the mounting hole. 2) Elastic diameter expansion and then elastic diameter reduction (restoration), whereby the inner diameter side portion of the retaining ring is engaged with the inner diameter side engagement concave groove formed on the outer peripheral surface of the fitting shaft portion. can also be adopted.
- a retaining ring may be locked in advance against the outer peripheral surface (internal locking groove) of the fitting shaft portion, and as the fitting shaft portion is inserted into the mounting hole, the retaining ring may be A configuration in which the outer diameter side portion of the retaining ring is locked in the outer diameter side locking groove formed in the inner peripheral surface of the mounting hole by elastically expanding (restoring) the diameter after elastically reducing the diameter. can also be adopted.
- the outer diameter side fitting surface portion 26a and the inner diameter side fitting surface portion 17 are fitted with a clearance fit, the work of inserting the fitting shaft portion 12a inside the mounting hole 24a can be easily performed. . Further, the retaining ring 46 engaged with the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 12a can effectively prevent the fitting shaft portion 12a from slipping out of the mounting hole 24a to the other side in the axial direction. However, by press-fitting the inner diameter side fitting surface portion into the outer diameter side fitting surface portion and engaging a retaining ring on the outer peripheral surface of the fitting shaft portion or the inner peripheral surface of the mounting hole, the fitting shaft portion can be secured to the mounting hole. It is also possible to prevent it from slipping out to the other side in the axial direction. Other configurations and effects are the same as those of the first and second examples.
- [Fourth example] 6 to 8 show a ball screw device 1 of a fourth example of the embodiment of the present disclosure.
- an outer diameter side engaging portion 25, an outer diameter side fitting surface portion 26a, a large diameter portion 44, and a stepped surface 45 are formed on the inner peripheral surface of the mounting hole 24a.
- the basic structure of the mounting hole 24a in this example is the same as the structure in the third example.
- the outer diameter side fitting surface portion 26a and the inner diameter side fitting surface portion 17 are fitted with a clearance fit with a small gap that does not rattle, so that the outer diameter side fitting surface portion 26a and the inner diameter side fitting surface portion 17, it is not possible to prevent the fitting shaft portion 12b from slipping out of the mounting hole 24a to the other side in the axial direction. Therefore, in this example, a crimping portion 47 is provided.
- the fitting shaft portion 12b is inserted into the mounting hole 24a, and the fitting shaft portion 12b ( A jig (not shown) is used to form a caulking portion 47 on the outer peripheral edge portion of one axial end portion of the inner diameter engaging portion 16). Then, the crimped portion 47 is pressed against the step surface 45 . This prevents the fitting shaft portion 12b from slipping out of the mounting hole 24a to the other side in the axial direction.
- the outer diameter side fitting surface portion 26a and the inner diameter side fitting surface portion 17 are fitted with a clearance fit, the work of inserting the fitting shaft portion 12b into the mounting hole 24a can be easily performed. . Further, the caulking portion 47 formed on the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 12b can effectively prevent the fitting shaft portion 12b from slipping out of the mounting hole 24a to the other side in the axial direction. In addition, it is not necessary to form a locking groove on the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 12b in order to prevent the fitting shaft portion 12b from coming off, and a retaining ring can also be eliminated.
- the fitting shaft portion can be pulled out of the mounting hole. It is also possible to prevent slipping out in the other direction.
- Other configurations and effects are the same as those of the first, second, and third examples.
- FIG. 9 shows a ball screw device 1 of a fifth example of the embodiment of the present disclosure.
- the shape of the outer peripheral surface of the fitting shaft portion 12c that constitutes the screw shaft 2c and the shape of the inner peripheral surface of the mounting hole 24b that constitutes the carrier 5c are different from the structures of the first to fourth examples. different.
- the inner diameter side engaging portion 16 is formed on the entire outer peripheral surface of the fitting shaft portion 12c, and the cylindrical inner diameter side fitting surface portion is omitted from the fitting shaft portion 12c.
- the outer diameter side engaging portion 25 is formed on the entire inner peripheral surface of the mounting hole 24c, and the cylindrical outer diameter side fitting surface portion is omitted from the mounting hole 24b.
- the male spline teeth 18 forming the inner diameter side engaging portion 16 of the screw shaft 2c are machined on the basis of the outer diameter surface of the screw shaft 2c, so that the tooth tip surfaces of the male spline teeth 18 with respect to the screw shaft 2c (outer diameter surface) or the coaxiality of the tooth surface (side surface) is increased.
- the bottom surface (outer diameter surface) of the female spline teeth 27 with respect to the carrier 5c Or the coaxiality of the tooth surface (side surface) is increased.
- the axial dimension of the engaging portion (spline engaging portion) between the inner diameter side engaging portion 16 and the outer diameter side engaging portion 25 is made longer than in the structures of the first to fourth examples. can be done. Therefore, torque that can be transmitted from the carrier 5c to the screw shaft 2c can be increased.
- tooth flank matching is adopted as the fitting between the inner diameter side engaging portion 16 and the outer diameter side engaging portion 25, the tooth flanks of the male spline teeth 18 and the teeth of the female spline teeth 27 Due to the pressure contact with the surface, the carrier 5c can be prevented from slipping out of the fitting shaft portion 12c to one side in the axial direction. can prevent the carrier 5c from slipping out of the fitting shaft portion 12c to one side in the axial direction.
- Other configurations and effects are the same as those of the first and second examples.
- This example is a modification of the fifth example. Also in this example, the inner diameter side engaging portion 16a is formed on the entire outer peripheral surface of the fitting shaft portion 12c, and the outer diameter side engaging portion 25 is formed on the entire inner peripheral surface of the mounting hole 24b. are doing.
- the engaging portion between the inner diameter side engaging portion 16a and the outer diameter side engaging portion 17a has an interference in the radial direction in a part of the axial direction.
- the root diameter of the male spline teeth 18a forming the inner diameter side engaging portion 16a is not constant throughout the axial direction.
- the diameter of the root circle of the male spline tooth 18a from the end on one side in the axial direction toward the other side in the axial direction is less than the diameter of the tip circle of the female spline tooth 27 that constitutes the outer diameter side engaging portion 25.
- the fitting shaft portion 12c is inserted into the mounting hole 24b, and in a state in which the inner diameter side engaging portion 16a and the outer diameter side engaging portion 25 are spline-engaged, the tooth crest of the female spline tooth 27 A radial interference can be provided between the male spline tooth 18a and the raised portion 49 provided on the tooth bottom portion 48 of the male spline tooth 18a. Therefore, in this example, the end portion on the other axial side of the spline engagement portion between the inner diameter side engaging portion 16a and the outer diameter side engaging portion 25 can have a radial interference.
- the other axial end of the inner diameter engaging portion 16 a can be press-fitted into the other axial end of the outer engaging portion 25 .
- the fitting between the inner diameter side engaging portion 16a and the outer diameter side engaging portion 25 is performed.
- outer diameter surface matching or tooth surface matching can be adopted to ensure a high degree of coaxiality between the screw shaft 2c and the carrier 5c.
- the diameter of the bottom circle of the male spline tooth is constant in the axial direction, and a groove bottom portion of the female spline tooth in the axial direction (for example, one end in the axial direction) is provided with a radially inward groove.
- An overhanging ridge can also be provided.
- both the groove bottom of the male spline tooth and the groove bottom of the female spline tooth may be provided with raised portions.
- the protuberances can be provided on the tooth crests of the male spline teeth and/or the female spline teeth.
- the inner diameter side engaging portion and the outer diameter side engaging portion are not limited to spline teeth, and other structures such as serration teeth may be employed.
- FIG. 13 shows the ball screw device 1 of the seventh example of the embodiment of the present disclosure.
- the entire carrier 5d has a symmetrical shape with respect to the axial direction. For this reason, an outer diameter side engaging portion 25 and a pair of outer diameter side fitting surface portions 26b and 26c are provided on the inner peripheral surface of the mounting hole 24c of the carrier 5d.
- the outer diameter side engaging portion 25 is provided in the axially intermediate portion of the inner peripheral surface of the mounting hole 24c.
- a pair of outer diameter side fitting surface portions 26b and 26c are provided on both sides of the outer diameter side engaging portion 25 in the axial direction of the inner peripheral surface of the mounting hole 24c.
- the directionality in the axial direction can be eliminated for the carrier 5d, so the workability of assembling the carrier 5d to the screw shaft 2 can be improved. Therefore, it is possible to further improve the assemblability of the ball screw device 1 .
- Other configurations and effects are the same as those of the first and second examples.
- male spline teeth are provided on the outer peripheral surface of the fitting shaft portion of the screw shaft, and the inner peripheral surface of the carrier is configured by a mounting hole having female spline teeth, and the carrier is fitted.
- a spline-fitting structure is applied to the shaft coupling portion.
- the fixing structure of the carrier with respect to the fitting shaft portion is not particularly limited.
- the fitting shaft portion has an elliptical cross section and has a width across flat shape (stadium shape) having a pair of flat outer surfaces parallel to each other on the outer peripheral surface
- the mounting hole of the carrier has an elliptical cross section.
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Abstract
遊星減速機構を介してねじ軸を回転駆動する構造において、その部品点数が抑えられ、かつ、その組立性の向上が図られている、ボールねじ装置を実現する。ねじ軸(2)は、外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝(13)を有するねじ部(11)と、嵌合軸部(12)とを有し、遊星減速機構(8)を構成するキャリア(5)が、嵌合軸部(12)に対して相対回転不能に固定されており、かつ、キャリア(5)を回転自在に支持するための転がり軸受(6)を構成する内輪軌道(28)が、キャリア(5)の外周面に直接形成されている。
Description
本開示は、ボールねじ装置に関する。
ボールねじ装置は、ねじ軸とナットとの間でボールを転がり運動させるため、ねじ軸とナットとを直接接触させる滑りねじ装置に比べて、高い効率が得られる。このため、ボールねじ装置は、たとえば電動モータなどの駆動源の回転運動を直線運動に変換するために、自動車の電動ブレーキ装置やオートマチックマニュアルトランスミッション(AMT)、工作機械の位置決め装置など、各種機械装置に組み込まれている。
ボールねじ装置は、外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝を有するナットと、軸側ボールねじ溝とナット側ボールねじ溝との間に配置された複数のボールとを有する。ボールねじ装置では、用途に応じて、ねじ軸とナットとのうちの一方が回転運動要素として、ねじ軸とナットとのうちの他方が直線運動要素として用いられる。
図14は、特開2009-286137号公報に記載された、従来構造のボールねじ装置100を示している。
ボールねじ装置100は、ねじ軸101と、ナット102と、図示しない複数のボールとを備える。
ねじ軸101は、ねじ部103と、ねじ部103の軸方向一方側に隣接配置された嵌合軸部104とを有する。ねじ部103の外周面には、螺旋状の軸側ボールねじ溝105が形成されている。嵌合軸部104は、ねじ部103よりも小さい外径を有している。ねじ軸101は、ねじ部103をナット102の内側に挿通した状態で、ナット102と同軸に配置されている。
ナット102は、円筒形状を有している。ナット102の内周面には、図示しない螺旋状のナット側ボールねじ溝が形成されている。ナット102は、ハウジング106に対して支持された複数本のガイドロッド107に対して係合している。これにより、ナット102の回り止めが図られている。
軸側ボールねじ溝105とナット側ボールねじ溝とは、径方向に互いに対向するように配置され、螺旋状の負荷路を構成する。負荷路の始点と終点とは、図示しない循環手段により接続されている。このため、負荷路の終点にまで達したボールは、循環手段を通じて、負荷路の始点にまで戻される。なお、負荷路の始点と終点とは、ねじ軸101とナット102との軸方向に関する相対変位の方向、すなわち、ねじ軸101とナット102との相対回転方向に応じて入れ替わる。
ボールねじ装置100では、駆動源である電動モータ108の回転を、ねじ軸101に対して、プーリ装置109により減速して伝達する。このために、ねじ軸101の軸方向一方側の端部に備えられた嵌合軸部104に対して、従動プーリ110を相対回転不能に外嵌している。
また、電動モータ108のモータ軸111の先端部に、駆動プーリ112を相対回転不能に外嵌している。そして、駆動プーリ112と従動プーリ110との間に、ベルト113を掛け渡している。これにより、電動モータ108の回転を減速して、ねじ軸101に伝達するようにしている。
電動モータの回転を、ボールねじ装置を構成するねじ軸に伝達するために、特開2009-286137号公報に記載された従来構造のようにプーリ装置を利用することや、平歯車式の減速機構を利用することが考えられている。
本発明者らは、プーリ装置や平歯車式の減速機構に比べて、入力軸と出力軸とを同軸に配置できることや装置の小型化を図れるなどのメリットを得られる遊星減速機構を利用して、電動モータの回転を、ボールねじ装置を構成するねじ軸に伝達することを考えた。図15は、本発明者らが、本開示のボールねじ装置を完成する以前に考えた未公開のボールねじ装置である。
このボールねじ装置では、ボールねじ装置100aを構成するねじ軸101aの軸方向一方側の端部に、遊星減速機構114を構成するキャリア115を相対回転不能に外嵌している。具体的には、ねじ軸101aの軸方向一方側の端部に形成した嵌合軸部104aを、キャリア115の径方向中央部に形成された取付孔116にスプライン嵌合している。
また、キャリア115に対して、複数の遊星歯車117を回転自在に支持している。具体的には、キャリア115の径方向中間部に形成した複数の支持孔118にピニオンピン119を挿通支持し、ピニオンピン119の周囲に遊星歯車117を回転自在に支持している。また、電動モータ108aのモータ軸111aの先端部に固定した太陽歯車120と、太陽歯車120と同軸に配置され、かつ、ハウジング124に固定されたリング歯車121との間に、複数の遊星歯車117を配置している。複数の遊星歯車117は、太陽歯車120およびリング歯車121とそれぞれ噛合っている。
このボールねじ装置では、電動モータ108aに通電し、太陽歯車120を回転させると、遊星歯車117は、太陽歯車120の周囲を自転しつつ公転する。そして、遊星歯車117の公転運動が、キャリア115を介してねじ軸101aに伝達され、ねじ軸101aを回転駆動する。
また、ねじ軸101aの嵌合軸部104aに固定したキャリア115を、ハウジング124に対し、転がり軸受122を利用して、回転自在に支持している。このため、キャリア115に伝達されたアキシアル方向の力は、転がり軸受122を介してハウジング124により支承される。
このような構造により、ねじ軸101aを回転駆動した際に、ナット102aからボールを介してねじ軸101aに作用するアキシアル方向の反力が、遊星歯車117と太陽歯車120との噛合部および遊星歯車117とリング歯車121との噛合部に伝わることを防止できる。また、音振性能を確保するなどの理由から、遊星歯車117としてはすば歯車が使用されることに起因して、キャリア115に対してアキシアル方向の力が作用する場合であっても、転がり軸受122が備えられているため、このようなアキシアル方向の力が、ボールと軸側ボールねじ溝105aおよびナット側ボールねじ溝125との転がり接触部に伝わることを防止できる。
このボールねじ装置では、キャリア115から転がり軸受122に対して、アキシアル方向の力を効率よく伝達するために、キャリア115の外周面の一部に外向きフランジ状の鍔部123を設けて、この鍔部123を転がり軸受122に対して当接させている。
このボールねじ装置では、キャリア115を、ハウジング124に対して、キャリア115とは別体の転がり軸受122を利用して回転自在に支持しているため、部品点数が嵩むとともに、ボールねじ装置100aの組立性が低下しやすくなる。
本開示は、遊星減速機構を利用してねじ軸を回転駆動する構造を採用した場合にも、部品点数を抑えられるとともに、組立性の向上を図ることができる、ボールねじ装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様にかかるボールねじ装置は、ねじ軸と、ナットと、複数のボールと、キャリアと、転がり軸受とを備える。
前記ねじ軸は、外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝を有するねじ部と、前記ねじ部の軸方向一方側に配置された嵌合軸部とを有し、使用時に回転運動する。
前記ナットは、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝を有し、使用時に直線運動する。
前記複数のボールは、前記軸側ボールねじ溝と前記ナット側ボールねじ溝との間に配置される。
前記キャリアは、遊星減速機構を構成し、前記嵌合軸部に対して相対回転不能に固定され、前記ねじ軸を回転駆動する。
前記転がり軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、前記外輪軌道と径方向に対向する部分に備えられた内輪軌道と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に配置された複数の転動体とを有し、前記キャリアを回転自在に支持する。
前記嵌合軸部は、外周面に内径側係合部を有している。
前記キャリアは、径方向中央部に、前記嵌合軸部を挿入可能な取付孔を有しており、前記取付孔は、内周面に、前記内径側係合部と相対回転不能に係合する外径側係合部を有している。
本開示の一態様にかかるボールねじ装置では、前記キャリアの外周面に、前記内輪軌道を直接形成している。すなわち、前記転がり軸受を構成し、前記内輪軌道を有する内輪が、前記キャリアと一体に構成されているということもできる。
本開示の一態様にかかるボールねじ装置では、前記嵌合軸部は、外周面のうちで前記内径側係合部から軸方向に外れた部分に内径側嵌合面部を有することができ、かつ、前記取付孔は、内周面のうちで前記外径側係合部から軸方向に外れた部分に、前記内径側嵌合面部とインロー嵌合する外径側嵌合面部を有することができる。
本開示の一態様にかかるボールねじ装置では、前記内径側嵌合面部を、前記外径側嵌合面部に圧入することができる。
あるいは、前記内径側嵌合面部と前記外径側嵌合面部とを、微小隙間を持たせた隙間嵌めで嵌合させることもできる。
前記内径側嵌合面部と前記外径側嵌合面部とを、微小隙間を持たせた隙間嵌めで嵌合させる場合には、たとえば、前記嵌合軸部の外周面または前記取付孔の内周面に対して止め輪を係止し、前記止め輪により、前記嵌合軸部が前記取付孔から軸方向に抜け出ることを防止することができる。あるいは、前記嵌合軸部の外周面にかしめ部を形成し、前記かしめ部により、前記嵌合軸部が前記取付孔から軸方向に抜け出ることを防止することもできる。
本開示の一態様にかかるボールねじ装置では、前記キャリアは、軸方向に関して対称形状を有することができる。
本開示の一態様にかかるボールねじ装置では、前記内径側係合部と前記外径側係合部との係合部は、軸方向の一部分に、径方向に関する締め代を有することができる。
本開示の一態様にかかるボールねじ装置では、前記キャリアは、径方向中間部の円周方向複数箇所に、前記遊星減速機構を構成するピニオンピンを挿通支持するための支持孔を有することができる。
この場合、前記支持孔を、前記キャリアを軸方向に貫通する貫通孔により構成することができる。
本開示の一態様にかかるボールねじ装置では、前記キャリアは、軸方向一方側の側面のうちで前記支持孔の開口部を含む部分に、軸方向一方側に向けて張り出した張出部を有することができる。
この場合、前記張出部は、円環形状を有することができる。
本開示の一態様のボールねじ装置では、遊星減速機構を介してねじ軸を回転駆動する構造が採用されているが、その部品点数が抑えられており、かつ、その組立性の向上が図られている。
[第1例]
図1および図2は、本開示の実施の形態の第1例のボールねじ装置と遊星減速機構とを組み合わせた構造の一例を示す。
図1および図2は、本開示の実施の形態の第1例のボールねじ装置と遊星減速機構とを組み合わせた構造の一例を示す。
〔ボールねじ装置の全体構成〕
本例のボールねじ装置1は、たとえば、電動ブレーキブースター装置に組み込まれ、駆動源である電動モータの回転運動を直線運動に変換し、油圧シリンダのピストンを動作させるなどの用途で使用される。
本例のボールねじ装置1は、たとえば、電動ブレーキブースター装置に組み込まれ、駆動源である電動モータの回転運動を直線運動に変換し、油圧シリンダのピストンを動作させるなどの用途で使用される。
ボールねじ装置1は、ねじ軸2と、ナット3と、複数のボール4と、キャリア5と、転がり軸受6とを備える。
ねじ軸2は、駆動源である電動モータ7により遊星減速機構8を介して回転駆動され、使用時に回転運動する回転運動要素である。ねじ軸2は、ナット3の内側に挿通され、ナット3と同軸に配置されている。ナット3は、図示しない回り止め機構により、ねじ軸2に対する供回りが防止されており、使用時に直線運動する直線運動要素である。すなわち、本例のボールねじ装置1は、ねじ軸2を回転駆動し、ナット3を直線運動させる態様で使用される。
ねじ軸2の外周面とナット3の内周面との間には、螺旋状の負荷路9が備えられている。負荷路9には、複数のボール4が転動可能に配置されている。ねじ軸2とナット3とを相対回転させると、負荷路9の終点に達したボール4は、ナット3の内周面に形成された循環溝10を通じて、負荷路9の始点へと戻される。
次に、ボールねじ装置1の各構成部品の構造について説明する。本明細書において、軸方向、径方向、および円周方向とは、特に断らない限り、ねじ軸2に関する軸方向、径方向、および円周方向をいう。また、軸方向一方側とは、図1および図2の右側を指し、軸方向他方側とは、図1および図2の左側を指す。
〈ねじ軸〉
ねじ軸2は、金属製で、ねじ部11と、ねじ部11の軸方向一方側に隣接配置された嵌合軸部12とを有する。ねじ部11と嵌合軸部12とは、同軸に配置されており、互いに一体に構成されている。嵌合軸部12は、ねじ部11よりも小さい外径を有する。
ねじ軸2は、金属製で、ねじ部11と、ねじ部11の軸方向一方側に隣接配置された嵌合軸部12とを有する。ねじ部11と嵌合軸部12とは、同軸に配置されており、互いに一体に構成されている。嵌合軸部12は、ねじ部11よりも小さい外径を有する。
ねじ部11は、外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝13を有する。軸側ボールねじ溝13は、ねじ部11の外周面に、研削加工、切削加工、あるいは転造加工を施すことにより形成される。本例では、軸側ボールねじ溝13の条数を1条としている。軸側ボールねじ溝13の断面の溝形状(溝底形状)は、ゴシックアーチ形状またはサーキュラアーク形状を有する。ねじ部11は、軸方向一方側の端面に、円輪形状を有する突き当て面14を有する。突き当て面14は、ねじ軸2の中心軸に直交する仮想平面上に存在する平坦面である。ねじ部11は、軸方向他方側の端面の径方向中央部に、有底の第1センタ孔15を有する。
嵌合軸部12は、外周面の軸方向一方側部分(先端側部分)に内径側係合部16を有し、外周面のうちで内径側係合部16から軸方向に外れた部分である軸方向他方側部分(基端側部分)に内径側嵌合面部17を有している。本例では、内径側係合部16の軸方向寸法は、内径側嵌合面部17の軸方向寸法よりも大きい。
内径側係合部16は、雄スプライン歯18を全周にわたり有している。すなわち、本例では、内径側係合部16が雄スプライン部を構成する。本例では、雄スプライン歯18は、インボリュートスプライン歯により構成されているが、雄スプライン歯を角スプライン歯により構成することもできる。
内径側嵌合面部17は、軸方向にわたり外径が変化しない、円筒面状の外周面を有している。内径側嵌合面部17の外径は、内径側係合部16を構成する雄スプライン歯18の歯先円直径よりも大きく、かつ、ねじ部11の外径よりも小さい。
嵌合軸部12は、軸方向一方側の端面の径方向中央部に、有底の第2センタ孔19を有する。第2センタ孔19と、ねじ部11に備えられた第1センタ孔15とは、互いに同軸に配置されている。また、第2センタ孔19の底部(奥端部)は、嵌合軸部12の軸方向中間部で、かつ、内径側係合部16の径方向内側に位置している。
ねじ軸2は、ねじ部11をナット3の内側に挿通した状態で、ナット3と同軸に配置されている。本例では、ねじ軸2を、ねじ部11と嵌合軸部12とから構成しているが、ねじ軸は、他の部材を外嵌固定するための支持軸部(第2嵌合軸部)などを備えることもできる。
〈ナット〉
ナット3は、金属製で、全体が円筒状に構成されている。ナット3は、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝20および循環溝10を有する。
ナット3は、金属製で、全体が円筒状に構成されている。ナット3は、内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝20および循環溝10を有する。
ナット側ボールねじ溝20は、螺旋形状を有しており、ナット3の内周面に、たとえば研削加工、切削加工、転造タップ加工、あるいは切削タップ加工を施すことにより形成される。ナット側ボールねじ溝20は、軸側ボールねじ溝13と同じリードを有する。このため、ねじ軸2のねじ部11をナット3の内側に挿通配置した状態で、軸側ボールねじ溝13とナット側ボールねじ溝20とは径方向に対向するように配置され、螺旋状の負荷路9が構成される。ナット側ボールねじ溝20の条数は、軸側ボールねじ溝13と同様に1条である。ナット側ボールねじ溝20の断面の溝形状も、軸側ボールねじ溝13と同様に、ゴシックアーチ形状またはサーキュラアーク形状である。
循環溝10は、略S字形状を有しており、ナット3の内周面に、たとえば冷間鍛造加工などの鍛造加工によって形成されている。循環溝10は、ナット側ボールねじ溝20のうち、軸方向に隣り合う部分同士をなめらかに接続し、負荷路9の始点と終点とをつないでいる。このため、負荷路9の終点にまで達したボール4は、循環溝10を通じて、負荷路9の始点にまで戻される。なお、負荷路9の始点と終点とは、ねじ軸2とナット3との軸方向に関する相対変位の方向(ねじ軸2とナット3との相対回転方向)に応じて入れ替わる。
循環溝10は、略半円形の断面形状を有する。循環溝10は、ボール4の直径よりもわずかに大きな溝幅を有し、循環溝10を移動するボール4が、軸側ボールねじ溝13のねじ山を乗り越えることができる溝深さを有している。
ナット3は、外周面の軸方向一方側の端部に、外向フランジ状の鍔部21を有する。鍔部21には、円周方向複数箇所(本例では3箇所)に、ハウジング22などの固定部材に備えられた図示しない回り止め部材と係合して、ナット3の供回りを防止するための係合溝23が備えられている。なお、ナットの回り止め機構としては、従来から知られた各種構造を採用することもできる。たとえば、ハウジングなどの固定部材の内周面に備えた突条部(キー)を、ナットの外周面に軸方向に形成した凹溝に係合させる構造などを採用することができる。
また、ナット3の外周面の軸方向他方側の端部に、軸方向一方側に隣接した部分に比べて外径が小さい、小径部を形成することもできる。この場合には、小径部に、たとえば、図示しないピストンなどの嵌合筒を外嵌固定することができる。
〈ボール〉
ボール4は、所定の直径を有する鋼球であり、負荷路9および循環溝10に転動可能に配置されている。負荷路9に配置されたボール4は、圧縮荷重を受けながら転動するのに対し、循環溝10に配置されたボール4は、圧縮荷重を受けることなく、後続のボール4に押されて転動する。
ボール4は、所定の直径を有する鋼球であり、負荷路9および循環溝10に転動可能に配置されている。負荷路9に配置されたボール4は、圧縮荷重を受けながら転動するのに対し、循環溝10に配置されたボール4は、圧縮荷重を受けることなく、後続のボール4に押されて転動する。
〈キャリア〉
キャリア5は、遊星減速機構8を構成し、駆動源である電動モータ7から入力されたトルクをねじ軸2に伝達することで、ねじ軸2を回転駆動する。
キャリア5は、遊星減速機構8を構成し、駆動源である電動モータ7から入力されたトルクをねじ軸2に伝達することで、ねじ軸2を回転駆動する。
キャリア5は、円形平板形状を有しており、径方向中央部に、軸方向に貫通した取付孔24を有する。取付孔24は、内周面の軸方向一方側部に外径側係合部25を有し、内周面のうちで外径側係合部25から軸方向に外れた部分である軸方向他方側部に外径側嵌合面部26を有している。
外径側係合部25は、雌スプライン歯27を全周にわたり有している。すなわち、本例では、外径側係合部25が雌スプライン部を構成する。本例では、雌スプライン歯27はインボリュートスプライン歯により構成されているが、雌スプライン歯を角スプライン歯により構成することもできる。
外径側嵌合面部26は、軸方向にわたり内径が変化しない、円筒面状の外周面を有している。外径側嵌合面部26の内径は、外径側係合部25を構成する雌スプライン歯27の歯底円直径よりも大きく、かつ、内径側嵌合面部17の外径よりもわずかに小さい。
キャリア5は、取付孔24の内側に、ねじ軸2の嵌合軸部12を挿入することで、嵌合軸部12に対して外嵌固定されている。また、ねじ軸2のねじ部11に備えられた突き当て面14を、キャリア5の軸方向他方側の側面に突き当てることで、ねじ軸2とキャリア5との軸方向の位置決めを図っている。
本例では、取付孔24に嵌合軸部12を挿入することで、外径側係合部25と内径側係合部16とを相対回転不能に係合させている。具体的には、外径側係合部25の雌スプライン歯27と、内径側係合部16の雄スプライン歯18とをスプライン係合させている。これにより、キャリア5を介して、ねじ軸2を回転駆動できるようにしている。
また、取付孔24に嵌合軸部12を挿入することで、外径側嵌合面部26と内径側嵌合面部17とをインロー嵌合させている。これにより、ねじ軸2とキャリア5との同軸度を高めている。内径側嵌合面部17が外径側嵌合面部26に対して圧入されているため、嵌合軸部12が取付孔24から軸方向他方側に抜け出ることが防止されている。ただし、外径側嵌合面部の内径を、内径側嵌合面部の外径よりもわずかに大きくして、外径側嵌合面部と内径側嵌合面部とを、がたつきのない程度の微小隙間を持たせた隙間嵌めで嵌合させることもできる。
キャリア5の外周面の軸方向中間部(本例では軸方向中央部)に、転がり軸受6を構成する内輪軌道28が直接形成されている。すなわち、キャリア5は、遊星減速機構8の構成要素としての機能だけでなく、転がり軸受6を構成する内輪としての機能も兼ね備えている。別の言い方をすれば、キャリアと転がり軸受を構成する内輪とが一体に構成されていると言うこともできる。本例では、転がり軸受6は、ラジアル荷重および両方向のアキシアル荷重を支承可能な深溝玉軸受により構成されているため、内輪軌道28は、断面が凹円弧形状を有する深溝により構成されている。
本例では、キャリア5の外周面のうちで、内輪軌道28から軸方向両側に外れた部分を、部分円筒面状に構成している。ただし、転がり軸受を密封するための任意の要素であるシールリングの内径側端部を摺接させるために、キャリアの外周面の軸方向両側部分に、全周にわたりシール凹溝を形成することもできる。
キャリア5は、径方向中間部の円周方向複数箇所(本例では3箇所)に、遊星減速機構8を構成するピニオンピン41を挿通支持するための支持孔29を有している。複数の支持孔29は、円周方向に関して等間隔に配置されている。また、複数の支持孔29のそれぞれの中心軸は、互いに平行に配置されている。それぞれの支持孔29は、キャリア5を軸方向に貫通した貫通孔により構成されている。すなわち、支持孔29は、キャリア5の軸方向一方側の側面に開口しているだけでなく、キャリア5の軸方向他方側の側面にも開口している。ただし、支持孔を、キャリアの軸方向一方側の側面にのみ開口した有底孔により構成することもできる。
支持孔29の内径は、軸方向にわたり一定である。本例では、複数の支持孔29のそれぞれの径方向内側の端部を通る仮想円の直径(内接円直径)は、ねじ部11の外径とほぼ同じである。また、複数の支持孔29のそれぞれの径方向外側の端部を通る仮想円の直径(外接円直径)は、ナット3のうち、鍔部21から軸方向に外れた部分の外径よりも少しだけ小さい。
キャリア5は、軸方向一方側の側面のうちで、複数の支持孔29の開口部を含む径方向中間部に、径方向外側および径方向内側に存在する部分よりも、軸方向一方側に向けて張り出した張出部30を有している。張出部30は、円環形状を有している。張出部30の内径は、軸側ボールねじ溝13の溝底部を通る仮想円筒面の直径よりも小さい。張出部30の外径は、ナット3のうち、鍔部21から軸方向に外れた部分の外径とほぼ同じであり、内輪軌道28の溝底部の外径よりも小さい。張出部30の軸方向一方側の側面(先端面)は、キャリア5の中心軸に直交する仮想平面上に存在する平坦面である。
張出部30と、キャリア5の軸方向一方側の側面のうちで張出部30の径方向外側に存在する部分とは、軸方向他方側に向かうほど外径が大きくなる方向に傾斜した、外径側接続面31により接続されている。また、張出部30と、キャリア5の軸方向一方側の側面のうちで張出部30の径方向内側に存在する部分とは、軸方向他方側に向かうほど内径が小さくなる方向に傾斜した、内径側接続面32により接続されている。
キャリア5の軸方向他方側の側面は、キャリア5の中心軸に直交する仮想平面上に存在する平坦面である。
キャリア5は、内輪軌道28が形成された外周面に、高周波焼き入れ処理および焼き戻し処理が施されており、熱処理硬化層が形成されている。ただし、キャリア5の軸方向一方側の側面および軸方向他方側の側面には、熱処理硬化層は形成されていない。
〈転がり軸受〉
転がり軸受6は、ねじ軸2に外嵌固定されたキャリア5を、ハウジング22に対して回転自在に支持するともに、キャリア5に伝達されたアキシアル方向の力を、ハウジング22により支承する。本例では、転がり軸受6を、ラジアル荷重および両方向のアキシアル荷重を支承可能な深溝玉軸受により構成している。ただし、転がり軸受として、4点接触玉軸受などの多点接触玉軸受、複列深溝玉軸受、複列アンギュラ玉軸受、円すい転がり軸受、複列円すいころ軸受など、単列、複列を問わず、ラジアル荷重およびアキシアル荷重を支承可能な任意の軸受を使用することができる。
転がり軸受6は、ねじ軸2に外嵌固定されたキャリア5を、ハウジング22に対して回転自在に支持するともに、キャリア5に伝達されたアキシアル方向の力を、ハウジング22により支承する。本例では、転がり軸受6を、ラジアル荷重および両方向のアキシアル荷重を支承可能な深溝玉軸受により構成している。ただし、転がり軸受として、4点接触玉軸受などの多点接触玉軸受、複列深溝玉軸受、複列アンギュラ玉軸受、円すい転がり軸受、複列円すいころ軸受など、単列、複列を問わず、ラジアル荷重およびアキシアル荷重を支承可能な任意の軸受を使用することができる。
転がり軸受6は、外輪33と、内輪軌道28と、複数の転動体34と、保持器35とを備える。
外輪33は、円環形状を有しており、内周面の軸方向中央部に外輪軌道36を有する。外輪33は、ハウジング22に対して内嵌固定され、使用時にも回転しない。本例では、外輪軌道36は、断面断面が凹円弧形状を有する深溝により構成されている。なお、ハウジング22の内周面のうち、外輪33が内嵌された部分から軸方向に外れた部分に係止される止め輪を備えて、該止め輪により外輪33の抜け止めを図ることもできる。
本例では、外輪33の内周面のうちで、外輪軌道36から軸方向両側に外れた部分は、部分円筒面状に構成されている。ただし、転がり軸受を密封するための任意の要素であるシールリングの外径側端部を係止するために、外輪の内周面の軸方向両側部分に、全周にわたり係止溝を形成することもできる。
本例では、転がり軸受6を構成する内輪軌道28が、外輪軌道36と径方向に対向するキャリア5の外周面の軸方向中間部に直接形成されており、内輪は省略されている。
複数の転動体34は、鋼製またはセラミックス製で、外輪軌道36と内輪軌道28との間に、円周方向に関して等間隔に配置されている。本例では、転動体34として、玉を使用している。
保持器35は、円環形状を有しており、円周方向に関して等間隔にポケット37を有している。ポケット37の内側に、転動体34を転動自在に保持している。
〔遊星減速機構〕
本例では、電動モータ7の回転を、ボールねじ装置1を構成するねじ軸2に伝達するために、遊星減速機構8を利用している。遊星減速機構8は、太陽歯車38と、複数の遊星歯車39と、リング歯車40と、キャリア5と、ピニオンピン41とを備える。
本例では、電動モータ7の回転を、ボールねじ装置1を構成するねじ軸2に伝達するために、遊星減速機構8を利用している。遊星減速機構8は、太陽歯車38と、複数の遊星歯車39と、リング歯車40と、キャリア5と、ピニオンピン41とを備える。
太陽歯車38は、電動モータ7のモータ軸(サンギヤシャフト)42の先端部に固定されている。リング歯車40は、太陽歯車38と同軸に配置され、ハウジング22に内嵌固定されている。なお、ハウジング22を2つ割れ構造として、リング歯車40が内嵌される部分と転がり軸受6を構成する外輪33が内嵌される部分とを、別々の部材により構成することもできる。
複数(本例では3つ)の遊星歯車39は、円周方向に関して等間隔に配置されており、キャリア5に対して回転自在に支持されている。具体的には、キャリア5に形成された支持孔29にピニオンピン41の軸方向他方側の半部を圧入して、ピニオンピン41の軸方向一方側の半部を、支持孔29から軸方向一方側に突出させている。ピニオンピン41の軸方向一方側の半部の周囲に、図示しない滑り軸受またはニードル軸受(C&R)を介して、遊星歯車39が回転自在に支持されている。
なお、支持孔に対するピニオンピンの固定方法は、特に限定されず、かしめや係止ピンなどを利用した固定構造を採用することもできる。また、ピニオンピンの軸方向一方側の端部を、図示しない円環形状を有する第2のキャリアにより支持する構成として、ピニオンピンを両持ち支持する構造を採用することもできる。また、遊星歯車の数についても、3つに限定されず、2つ、または4つ以上とすることができる。
遊星歯車39は、太陽歯車38およびリング歯車40とそれぞれ噛合っている。
〈ボールねじ装置の動作説明〉
本例のボールねじ装置1は、駆動源である電動モータ7により遊星減速機構8を介してねじ軸2を回転駆動することで、ナット3を直線運動させる。具体的には、電動モータ7に通電し、太陽歯車38を所定方向に回転させると、遊星歯車39は、太陽歯車38の周囲を自転しつつ公転する。そして、遊星歯車39の公転運動が、キャリア5を介してねじ軸2に伝達され、ねじ軸2を所定方向に回転駆動することで、ナット3を直線運動させる。たとえば、太陽歯車38を円周方向一方側に向けて回転駆動した場合には、ナット3がねじ軸2に対して軸方向一方側に相対移動し、太陽歯車38を円周方向他方側に向けて回転駆動した場合には、ナット3がねじ軸2に対して軸方向他方側に相対移動する。
本例のボールねじ装置1は、駆動源である電動モータ7により遊星減速機構8を介してねじ軸2を回転駆動することで、ナット3を直線運動させる。具体的には、電動モータ7に通電し、太陽歯車38を所定方向に回転させると、遊星歯車39は、太陽歯車38の周囲を自転しつつ公転する。そして、遊星歯車39の公転運動が、キャリア5を介してねじ軸2に伝達され、ねじ軸2を所定方向に回転駆動することで、ナット3を直線運動させる。たとえば、太陽歯車38を円周方向一方側に向けて回転駆動した場合には、ナット3がねじ軸2に対して軸方向一方側に相対移動し、太陽歯車38を円周方向他方側に向けて回転駆動した場合には、ナット3がねじ軸2に対して軸方向他方側に相対移動する。
本例のボールねじ装置1によれば、駆動源である電動モータ7により、遊星減速機構8を介してねじ軸2を回転駆動することができる。なお、ナット3がねじ軸2に対して軸方向一方側および軸方向他方側に相対移動することに関するストロークエンドは、従来から知られた各種のストローク制限機構を利用して規制することができる。
本例のボールねじ装置1では、遊星減速機構8を利用してねじ軸2を回転駆動する構造が採用されているにも拘わらず、その部品点数が抑えられ、かつ、その組立性の向上が図られている。
すなわち、本例では、キャリア5の外周面に、転がり軸受6を構成する内輪軌道28を直接形成しているため、転がり軸受6を構成する内輪を省略することができる。このため、図15に示した構造のように、キャリアに対して、キャリアとは別体の内輪が外嵌固定されている構造と比べて、部品点数が低減され、組立工数が低減され、かつ、組立性の向上が図られている。また、本例では、キャリア5の外周面に、アキシアル方向の力を伝達するための鍔部を形成する必要がなく、その分、加工工数を低減することもできる。さらに、本例では、キャリア5に鍔部が不要であるため、内輪軌道28を含む外周面に対してのみ、熱処理硬化層を形成すれば足りる。したがって、キャリア5の軸方向側面に、支持孔29を形成するための穴あけ加工を施す際に、熱処理硬化層を取り除くための除去加工を施す必要がなく、その分、加工工数を低減することができる。
本例では、ねじ軸2を構成する嵌合軸部12をキャリア5の取付孔24に挿入した状態で、嵌合軸部12に形成した円筒面状の外周面を有する内径側嵌合面部17と、キャリア5の取付孔24に形成した円筒面状の内周面を有する外径側嵌合面部26とをインロー嵌合させているため、ねじ軸2とキャリア5との同軸度を高めることができる。また、内径側嵌合面部17を外径側嵌合面部26に圧入しているため、内径側嵌合面部17と外径側嵌合面部26との嵌合部によって、嵌合軸部12が取付孔24から軸方向他方側に抜け出ることを防止することもできる。
本例では、外径側嵌合面部26を、取付孔24の内周面のうちの軸方向他方側部に設けることで、外径側嵌合面部26と内径側嵌合面部17とがインロー嵌合する部分と、支持孔29にピニオンピン41が圧入される部分とが、径方向に重ならないようにすることができる。別の言い方をすれば、外径側嵌合面部26と内径側嵌合面部17とがインロー嵌合する部分と、支持孔29のうちでピニオンピン41が圧入される部分との、軸方向位置をオフセットすることができる。
このため、内径側嵌合面部17を外径側嵌合面部26に圧入することに伴い、キャリア5のうちで、外径側嵌合面部26の周囲に存在する部分に拡径(径方向外側への材料の移動)が生じた場合にも、支持孔29のうち、ピニオンピン41が圧入される軸方向一方側部分の内径変化に与える影響を小さくすることができる。また、支持孔29の軸方向一方側部分にピニオンピン41を圧入する事に伴い、キャリア5のうちで、支持孔29の軸方向一方側部分の径方向内側に存在する部分に縮径(径方向内側への材料の移動)が生じた場合にも、外径側嵌合面部26の内径変化に与える影響を小さくすることができる。
本例では、キャリア5の軸方向一方側の側面のうちで、支持孔29の開口部を含む径方向中間部に、軸方向一方側の側面が平坦面状の張出部30を形成している。このため、張出部30の軸方向一方側の側面を利用して、遊星歯車39が軸方向他方側に移動することを防止できる。また、遊星歯車39の軸方向他方側端面が、張出部30の軸方向一方側の側面に対して摺接した場合にも、摺動抵抗が過大になることを防止できる。なお、本例では、遊星歯車39の軸方向他方側の側面と、張出部30の軸方向一方側の側面とを、直接接触させているが、遊星歯車39の軸方向他方側の側面と、張出部30の軸方向一方側の側面との間には、滑りワッシャなどの他の部材を介在させることもできる。
本例では、キャリア5を、ハウジング22に対し、転がり軸受6を利用して、回転自在に支持しているため、キャリア5に伝達されたアキシアル方向の力を、転がり軸受6を介してハウジング22により支承することができる。具体的には、ねじ軸2を回転駆動した際に、ナット3からボール4を介してねじ軸2に作用するアキシアル方向の反力が、遊星歯車39と太陽歯車38との噛合部および遊星歯車39とリング歯車40との噛合部に伝わることを防止できる。また、音振性能を確保するなどの理由から、遊星歯車39としてはすば歯車が使用されることに起因して、キャリア5に対してアキシアル方向の力が作用する場合であっても、転がり軸受6が備えられているため、このようなアキシアル方向の力が、ボール4と軸側ボールねじ溝13およびナット側ボールねじ溝20との転がり接触部に伝わることを防止できる。
[第2例]
図3は、本開示の実施の形態の第2例のボールねじ装置1を示す。
図3は、本開示の実施の形態の第2例のボールねじ装置1を示す。
本例では、キャリア5aの軸方向一方側の側面に、第1例の構造においてキャリア5が備えていた張出部30(図2等参照)が備えられていない。キャリア5aの軸方向一方側の側面は、キャリア5aの中心軸に直交する仮想平面上に存在する平坦面により構成されている。
本例では、キャリア5aの軸方向幅寸法を、短くすることができる。このため、ボールねじ装置1の小型化を図れる。その他の構成および作用効果については、第1例と同じである。
[第3例]
図4および図5は、本開示の実施の形態の第3例のボールねじ装置1を示す。
図4および図5は、本開示の実施の形態の第3例のボールねじ装置1を示す。
本例では、ねじ軸2aを構成する嵌合軸部12aの外周面の軸方向一部に、係止溝43を形成している。具体的には、嵌合軸部12aを構成する内径側係合部16の軸方向一方側の端部に、係止溝43を全周にわたり形成している。
また、キャリア5bを構成する取付孔24aの内周面に、外径側係合部25と、外径側嵌合面部26aと、大径部44と、段差面45とが備えられている。
外径側係合部25は、取付孔24aの内周面の軸方向中間部に備えられており、雌スプライン歯27を全周にわたり有している。本例では、外径側係合部25の軸方向寸法を、嵌合軸部12aの外周面に備えられた内径側係合部16の軸方向寸法よりも短くしている。そして、キャリア5bの取付孔24aの内側にねじ軸2aの嵌合軸部12aを挿入し、ねじ部11の突き当て面14をキャリア5bの軸方向他方側の側面に突き当てた状態で、内径側係合部16の軸方向一方側の端部(係止溝43が形成された部分)を、外径側係合部25から軸方向一方側に突出させている。
外径側嵌合面部26aは、取付孔24aの内周面の軸方向他方側部に備えられている。外径側嵌合面部26aの内径は、外径側係合部25を構成する雌スプライン歯27の歯底円直径よりも大きく、かつ、嵌合軸部12aの外周面を構成する内径側嵌合面部17の外径よりもわずかに大きい。
本例でも、取付孔24aに嵌合軸部12aを挿入した状態で、外径側嵌合面部26aと内径側嵌合面部17とをインロー嵌合させることで、ねじ軸2aとキャリア5bとの同軸度の向上を図っている。ただし、本例では、外径側嵌合面部26aと内径側嵌合面部17とを、がたつきのない程度の微小隙間を持たせた隙間嵌めで嵌合させている。外径側嵌合面部26aと内径側嵌合面部17との嵌合部によっては、嵌合軸部12aが取付孔24aから軸方向他方側に抜け出ることを防止できない。このため、本例では、止め輪46が備えられる。
大径部44は、取付孔24aの内周面の軸方向一方側部に備えられている。大径部44の内径は、外径側嵌合面部26aの内径よりも大きく、かつ、止め輪46の自由状態での外径よりも大きい。大径部44は、軸方向一方側(開口側)に向かうほど内径が大きくなった、円すい筒面である。
段差面45は、外径側係合部25と大径部44との間に配置されており、外径側係合部25の軸方向一方側の端部と大径部44の軸方向他方側の端部とを、径方向に接続している。段差面45は、キャリア5の中心軸に直交する仮想平面上に存在する平坦面であり、円輪形状を有している。
本例では、取付孔24aの内側に嵌合軸部12aを挿入し、ねじ部11の突き当て面14をキャリア5bの軸方向他方側の側面に突き当てた状態で、嵌合軸部12aの外周面に形成された係止溝43に、止め輪46を係止している。また、止め輪46の軸方向他方側の側面を段差面45に突き当てている。これにより、嵌合軸部12aが取付孔24aから軸方向他方側に抜け出ることを防止している。止め輪46は、C字形状を有しており、円周方向の一部に不連続部を有している。係止溝43に対して止め輪46を係止する作業は、プライヤ工具などを利用して、ねじ軸2aの軸方向一方側の空間から容易に行うことができる。
本例の変形例として、取付孔の内周面に形成した外径側係止凹溝と、嵌合軸部の外周面に形成した内径側係止凹溝との間に、止め輪を掛け渡すように設ける構成を採用することができる。この場合、取付孔の内周面(外径側係止凹溝)に対して止め輪を予め係止しておき、取付孔の内側に嵌合軸部を挿入することに伴い、止め輪を、弾性的に拡径した後、弾性的に縮径(復元)させることで、止め輪の内径側部分を、嵌合軸部の外周面に形成した内径側係止凹溝に係止する構成を採用することもできる。あるいは、嵌合軸部の外周面(内径側係止凹溝)に対して予め止め輪を係止しておき、取付孔の内側に嵌合軸部を挿入することに伴い、止め輪を、弾性的に縮径した後、弾性的に拡径(復元)させることで、止め輪の外径側部分を、取付孔の内周面に形成した外径側係止凹溝に係止する構成を採用することもできる。
本例では、外径側嵌合面部26aと内径側嵌合面部17とを隙間嵌めで嵌合させるため、取付孔24aの内側に嵌合軸部12aを挿入する作業を容易に行うことができる。また、嵌合軸部12aの外周面に係止した止め輪46により、嵌合軸部12aが取付孔24aから軸方向他方側に抜け出ることを有効に防止できる。ただし、内径側嵌合面部を外径側嵌合面部に圧入するとともに、嵌合軸部の外周面または取付孔の内周面に止め輪を係止することで、嵌合軸部が取付孔から軸方向他方側に抜け出ることを防止することもできる。その他の構成および作用効果については、第1例および第2例と同じである。
[第4例]
図6~図8は、本開示の実施の形態の第4例のボールねじ装置1を示す。
図6~図8は、本開示の実施の形態の第4例のボールねじ装置1を示す。
本例でも、第3例の構造と同様に、取付孔24aの内周面に、外径側係合部25と、外径側嵌合面部26aと、大径部44と、段差面45とが備えられている。本例における取付孔24aの基本的な構造は、第3例の構造と同様である。
本例でも、外径側嵌合面部26aと内径側嵌合面部17とを、がたつきのない程度の微小隙間を持たせた隙間嵌めで嵌合させているため、外径側嵌合面部26aと内径側嵌合面部17との嵌合部によっては、嵌合軸部12bが取付孔24aから軸方向他方側に抜け出ることを防止できない。このため、本例では、かしめ部47を設けている。
本例では、取付孔24aの内側に嵌合軸部12bを挿入し、ねじ部11の突き当て面14をキャリア5bの軸方向他方側の側面に突き当てた状態で、嵌合軸部12b(内径側係合部16)の軸方向一方側の端部の外周縁部に、図示しない治具を利用して、かしめ部47を形成している。そして、かしめ部47を段差面45に押し付けている。これにより、嵌合軸部12bが取付孔24aから軸方向他方側に抜け出ることを防止している。
本例でも、外径側嵌合面部26aと内径側嵌合面部17とを隙間嵌めで嵌合させるため、取付孔24aの内側に嵌合軸部12bを挿入する作業を容易に行うことができる。また、嵌合軸部12bの外周面に形成したかしめ部47により、嵌合軸部12bが取付孔24aから軸方向他方側に抜け出ることを有効に防止できる。また、嵌合軸部12bの抜け止めを図るために、嵌合軸部12bの外周面に係止溝を加工する必要がなく、かつ、止め輪も不要にできる。ただし、嵌合軸部の外周面にかしめ部を形成するとともに、嵌合軸部の外周面または取付孔の内周面に止め輪を係止することで、嵌合軸部が取付孔から軸方向他方側に抜け出ることを防止することもできる。その他の構成および作用効果については、第1例、第2例、および第3例と同じである。
[第5例]
図9は、本開示の実施の形態の第5例のボールねじ装置1を示す。
図9は、本開示の実施の形態の第5例のボールねじ装置1を示す。
本例では、ねじ軸2cを構成する嵌合軸部12cの外周面の形状、および、キャリア5cを構成する取付孔24bの内周面の形状が、第1例~第4例の構造とは異なっている。
本例では、嵌合軸部12cの外周面の全体に内径側係合部16を形成しており、嵌合軸部12cから円筒面状の内径側嵌合面部を省略している。また、取付孔24cの内周面の全体に、外径側係合部25を形成しており、取付孔24bから円筒面状の外径側嵌合面部を省略している。
本例では、ねじ軸2cの内径側係合部16を構成する雄スプライン歯18を、ねじ軸2cの外径面を基準に加工することで、ねじ軸2cに対する雄スプライン歯18の歯先面(外径面)または歯面(側面)の同軸度を高めている。また、キャリア5cの外径側係合部25を構成する雌スプライン歯27を、キャリア5cの外径面を基準に加工することで、キャリア5cに対する雌スプライン歯27の歯底面(外径面)または歯面(側面)の同軸度を高めている。これにより、ねじ軸2cの嵌合軸部12cにキャリア5cを外嵌した際に、内径側係合部16と外径側係合部25とのはめ合いとして、雄スプライン歯18の歯先面と雌スプライン歯27の歯底面(大径面同士)を圧接させる外径面合わせ(大径合わせ)、または、雄スプライン歯18の歯面(側面)と雌スプライン歯27の歯面(側面)同士を圧接させる歯面合わせを採用することができる。したがって、本例においても、ねじ軸2cとキャリア5cとの同軸度を高く確保できる。なお、歯面合わせを採用した場合には、雄スプライン歯18の歯面および雌スプライン歯27の歯面の精度が同軸度に影響するため、好ましくは、外径面合わせを採用することができる。
本例では、内径側係合部16と外径側係合部25との係合部(スプライン係合部)の軸方向寸法を、第1例~第4例の構造に比べて長くすることができる。このため、キャリア5cからねじ軸2cに対して伝達可能なトルクを大きくすることができる。また、本例において、内径側係合部16と外径側係合部25とのはめ合いとして、歯面合わせを採用した場合には、雄スプライン歯18の歯面と雌スプライン歯27の歯面との圧接により、キャリア5cが嵌合軸部12cから軸方向一方側に抜け出ることを防止でき、外径面合わせを採用した場合には、雄スプライン歯18の歯先面と雌スプライン歯27の歯底面との圧接により、キャリア5cが嵌合軸部12cから軸方向一方側に抜け出ることを防止できる。その他の構成および作用効果については、第1例および第2例と同じである。
[第6例]
図10~図12は、本開示の実施の形態の第6例のボールねじ装置1を示す。
図10~図12は、本開示の実施の形態の第6例のボールねじ装置1を示す。
本例は、第5例の変形例である。本例の場合にも、嵌合軸部12cの外周面の全体に内径側係合部16aを形成しており、取付孔24bの内周面の全体に、外径側係合部25を形成している。
本例では、内径側係合部16aと外径側係合部17aとの係合部は、軸方向の一部分に、径方向に関する締め代を有する。このために、内径側係合部16aを構成する雄スプライン歯18aの歯底円直径を、軸方向にわたり一定としていない。具体的には、雄スプライン歯18aの軸方向一方側の端部から軸方向他方寄り部分における歯底円直径を、外径側係合部25を構成する雌スプライン歯27の歯先円直径よりも少しだけ小さくし、かつ、雄スプライン歯18aの軸方向他方側の端部における歯底円直径を、雌スプライン歯27の歯先円直径よりも少しだけ大きくしている。このために、雄スプライン歯18aの歯底部48の軸方向他方側の端部に、径方向外側に向けてわずかに張り出した***部49を設けている。
本例では、取付孔24bに嵌合軸部12cを挿入し、内径側係合部16aと外径側係合部25とをスプライン係合させた状態で、雌スプライン歯27の歯先面と雄スプライン歯18aの歯底部48に備えられた***部49との間に、径方向の締め代を持たせることができる。このため、本例では、内径側係合部16aと外径側係合部25とのスプライン係合部の軸方向他方側の端部に、径方向に関する締め代を持たせることができる。別の言い方をすれば、内径側係合部16aの軸方向他方側の端部を、外径側係合部25の軸方向他方側の端部に対して圧入することができる。なお、本例でも、第5例と同様に、ねじ軸2cの嵌合軸部12cにキャリア5cを外嵌した際に、内径側係合部16aと外径側係合部25とのはめ合いとして、外径面合わせまたは歯面合わせを採用し、ねじ軸2cとキャリア5cとの同軸度を高く確保することができる。
本例の変形例として、雄スプライン歯の歯底円直径を軸方向にわたり一定とし、雌スプライン歯の溝底部の軸方向一部(たとえば軸方向一方側の端部)に、径方向内側に向けて張り出した***部を設けることもできる。また、雄スプライン歯の溝底部と雌スプライン歯の溝底部との両方に、***部を設けることもできる。さらには、雄スプライン歯および雌スプライン歯の溝底部ではなく、雄スプライン歯および/または雌スプライン歯の歯先面に***部を設けることもできる。また、内径側係合部および外径側係合部としては、スプライン歯に限らず、セレーション歯など、その他の構造を採用することもできる。
本例では、内径側係合部16aと外径側係合部25との係合部の軸方向の一部分に、径方向に関する締め代を持たせているため、嵌合軸部12cが取付孔24bから軸方向他方側に抜け出ることを防止できる。その他の構成および作用効果については、第1例、第2例、および第5例と同じである。
[第7例]
図13は、本開示の実施の形態の第7例のボールねじ装置1を示す。
図13は、本開示の実施の形態の第7例のボールねじ装置1を示す。
本例では、キャリア5d全体を、軸方向に関して対称形状としている。このため、キャリア5dの取付孔24cの内周面に、外径側係合部25と、1対の外径側嵌合面部26b、26cを設けている。
外径側係合部25は、取付孔24cの内周面の軸方向中間部に備えられている。1対の外径側嵌合面部26b、26cは、取付孔24cの内周面のうち、軸方向に関して外径側係合部25の両側に備えられている。
本例では、キャリア5dに関して、軸方向に関する方向性をなくすことができるため、キャリア5dをねじ軸2に組み付ける作業の作業性を向上できる。したがって、ボールねじ装置1の組立性のさらなる向上を図ることができる。その他の構成および作用効果については、第1例および第2例と同じである。
以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示はこれに限定されることなく、その技術思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、本開示の実施の形態の各例の構造は、矛盾を生じない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。
本開示の実施の形態の各例では、ねじ軸の嵌合軸部の外周面に雄スプライン歯が設けられ、キャリアの内周面を雌スプライン歯を有する取付孔により構成して、キャリアを嵌合軸部に対してスプライン嵌合させる構造が適用されている。ただし、本開示において、嵌合軸部に対するキャリアの固定構造は特に限定されない。たとえば、嵌合軸部を、断面長円形で、外周面に互いに平行な1対の平坦外面を備えた二面幅形状(スタジアム形状)により構成し、かつ、キャリアの取付孔を、断面長円形で、内周面に互いに平行な1対の平坦内面を備えた二面幅形状(スタジアム形状)により構成して、キャリアを嵌合軸部に対して非円形嵌合させる構造を採用することもできる。
本開示の実施の形態の各例では、循環溝を、ナットの内周面に直接形成する構造について説明したが、循環溝をナットとは別体の循環部品(たとえばコマ)に形成し、該循環部品をナットに対して固定することもできる。
1 ボールねじ装置
2、2a、2b ねじ軸
3 ナット
4 ボール
5、5a、5b、5c、5d キャリア
6 転がり軸受
7 電動モータ
8 遊星減速機構
9 負荷路
10 循環溝
11 ねじ部
12、12a、12b、12c 嵌合軸部
13 軸側ボールねじ溝
14 突き当て面
15 第1センタ孔
16、16a 内径側係合部
17 内径側嵌合面部
18、18a 雄スプライン歯
19 第2センタ孔
20 ナット側ボールねじ溝
21 鍔部
22 ハウジング
23 係合溝
24、24a、24b、24c 取付孔
25 外径側係合部
26、26a、26b、26c 外径側嵌合面部
27 雌スプライン歯
28 内輪軌道
29 支持孔
30 張出部
31 外径側接続面
32 内径側接続面
33 外輪
34 転動体
35 保持器
36 外輪軌道
37 ポケット
38 太陽歯車
39 遊星歯車
40 リング歯車
41 ピニオンピン
42 モータ軸
43 係止溝
44 大径部
45 段差面
46 止め輪
47 かしめ部
48 歯底部
49 ***部
100、100a ボールねじ装置
101、101a ねじ軸
102、102a ナット
103 ねじ部
104、104a 嵌合軸部
105、105a 軸側ボールねじ溝
106 ハウジング
107 ガイドロッド
108 電動モータ
109 プーリ装置
110 従動プーリ
111 モータ軸
112 駆動プーリ
113 ベルト
114 遊星減速機構
115 キャリア
116 取付孔
117 遊星歯車
118 支持孔
119 ピニオンピン
120 太陽歯車
121 リング歯車
122 転がり軸受
123 鍔部
124 ハウジング
125 ナット側ボールねじ溝
2、2a、2b ねじ軸
3 ナット
4 ボール
5、5a、5b、5c、5d キャリア
6 転がり軸受
7 電動モータ
8 遊星減速機構
9 負荷路
10 循環溝
11 ねじ部
12、12a、12b、12c 嵌合軸部
13 軸側ボールねじ溝
14 突き当て面
15 第1センタ孔
16、16a 内径側係合部
17 内径側嵌合面部
18、18a 雄スプライン歯
19 第2センタ孔
20 ナット側ボールねじ溝
21 鍔部
22 ハウジング
23 係合溝
24、24a、24b、24c 取付孔
25 外径側係合部
26、26a、26b、26c 外径側嵌合面部
27 雌スプライン歯
28 内輪軌道
29 支持孔
30 張出部
31 外径側接続面
32 内径側接続面
33 外輪
34 転動体
35 保持器
36 外輪軌道
37 ポケット
38 太陽歯車
39 遊星歯車
40 リング歯車
41 ピニオンピン
42 モータ軸
43 係止溝
44 大径部
45 段差面
46 止め輪
47 かしめ部
48 歯底部
49 ***部
100、100a ボールねじ装置
101、101a ねじ軸
102、102a ナット
103 ねじ部
104、104a 嵌合軸部
105、105a 軸側ボールねじ溝
106 ハウジング
107 ガイドロッド
108 電動モータ
109 プーリ装置
110 従動プーリ
111 モータ軸
112 駆動プーリ
113 ベルト
114 遊星減速機構
115 キャリア
116 取付孔
117 遊星歯車
118 支持孔
119 ピニオンピン
120 太陽歯車
121 リング歯車
122 転がり軸受
123 鍔部
124 ハウジング
125 ナット側ボールねじ溝
Claims (11)
- 外周面に螺旋状の軸側ボールねじ溝を有するねじ部と、前記ねじ部の軸方向一方側に配置された嵌合軸部とを有し、使用時に回転運動する、ねじ軸と、
内周面に螺旋状のナット側ボールねじ溝を有し、使用時に直線運動する、ナットと、
前記軸側ボールねじ溝と前記ナット側ボールねじ溝との間に配置された、複数のボールと、
前記嵌合軸部に対して相対回転不能に固定され、前記ねじ軸を回転駆動する、遊星減速機構を構成するキャリアと、
内周面に外輪軌道を有する外輪と、前記外輪軌道と径方向に対向する部分に備えられた内輪軌道と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に配置された複数の転動体とを有し、前記キャリアを回転自在に支持する転がり軸受と、
を備え、
前記嵌合軸部は、外周面に内径側係合部を有し、
前記キャリアは、径方向中央部に、前記嵌合軸部を挿入可能な取付孔を有し、
前記取付孔は、内周面に、前記内径側係合部と相対回転不能に係合する外径側係合部を有し、
前記キャリアの外周面に前記内輪軌道が直接形成されている、
ボールねじ装置。 - 前記嵌合軸部は、外周面のうちで前記内径側係合部から軸方向に外れた部分に内径側嵌合面部を有し、
前記取付孔は、内周面のうちで前記外径側係合部から軸方向に外れた部分に、前記内径側嵌合面部とインロー嵌合する外径側嵌合面部を有する、請求項1に記載したボールねじ装置。 - 前記内径側嵌合面部は、前記外径側嵌合面部に圧入されている、請求項2に記載したボールねじ装置。
- 前記内径側嵌合面部と前記外径側嵌合面部とは、微小隙間を持たせた隙間嵌めで嵌合している、請求項2に記載したボールねじ装置。
- 前記嵌合軸部の外周面または前記取付孔の内周面に対して止め輪が係止されており、前記止め輪は、前記嵌合軸部が前記取付孔から軸方向に抜け出ることを防止する、請求項3または4に記載したボールねじ装置。
- 前記嵌合軸部の外周面にかしめ部が形成されており、前記かしめ部は、前記嵌合軸部が前記取付孔から軸方向に抜け出ることを防止する、請求項3または4に記載したボールねじ装置。
- 前記キャリアは、軸方向に関して対称形状を有している、請求項1~6のうちのいずれか1項に記載したボールねじ装置。
- 前記内径側係合部と前記外径側係合部との係合部は、軸方向の一部分に、径方向に関する締め代を有する、請求項1に記載したボールねじ装置。
- 前記キャリアは、径方向中間部の円周方向複数箇所に、前記遊星減速機構を構成するピニオンピンを挿通支持するための支持孔を有しており、
前記支持孔は、前記キャリアを軸方向に貫通する貫通孔である、
請求項1~8のうちのいずれか1項に記載したボールねじ装置。 - 前記キャリアは、軸方向一方側の側面のうちで前記支持孔の開口部を含む部分に、軸方向一方側に向けて張り出した張出部を有する、請求項9に記載したボールねじ装置。
- 前記張出部は、円環形状を有する、請求項10に記載したボールねじ装置。
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