JP7768264B2 - Ball screw device - Google Patents
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Description
本発明は、ボールねじ装置に関する。 The present invention relates to a ball screw device.
ボールねじは、ねじ軸(シャフト)と、ナットと、ねじ軸とナットとの間に配置される複数のボールとを備える。ボールねじ装置の一例において、モータの出力軸の回転運動がボールねじによって直線運動に変換される。ボールねじ装置では、一般に、ボールねじを回転支持するために、ボールねじとハウジングとの間に軸受が設置される(例えば、特許文献1参照)。 A ball screw comprises a screw shaft, a nut, and multiple balls arranged between the screw shaft and the nut. In one example of a ball screw device, the rotational motion of the motor's output shaft is converted into linear motion by the ball screw. In ball screw devices, a bearing is generally installed between the ball screw and the housing to support the rotation of the ball screw (see, for example, Patent Document 1).
高負荷仕様のボールねじ装置において、ボールねじとハウジングとの間の軸受として、円錐ころ軸受などの、ラジアル荷重及びアキシアル荷重の両方を受けることが可能な軸受を用いた技術が知られている。一般的な玉軸受などのラジアル荷重用の軸受を用いたボールねじ装置では、高負荷対応の大サイズの軸受が必要であるため、装置の大型化を招きやすい。ラジアル荷重及びアキシアル荷重の両方に適した軸受を用いたボールねじ装置では、高負荷仕様であっても、装置の大型化が回避される。 In ball screw devices with high load specifications, a known technology is to use a bearing capable of withstanding both radial and axial loads, such as a tapered roller bearing, between the ball screw and the housing. Ball screw devices that use bearings for radial loads, such as general ball bearings, require large-sized bearings that can withstand high loads, which tends to result in the device becoming larger. Ball screw devices that use bearings suitable for both radial and axial loads avoid the device becoming larger, even in high-load specifications.
しかしながら、こうしたボールねじ装置では、例えば、軸受における内輪と外輪との間で軸方向の相対移動が生じやすい。内輪と外輪との間の軸方向相対移動は、転動体の外面に外輪の端部が接触する等により軸受の損傷を招く可能性がある。また、ボールねじ装置に異音が発生する可能性がある。 However, in such ball screw devices, relative axial movement is likely to occur, for example, between the inner and outer rings of the bearings. Relative axial movement between the inner and outer rings can cause damage to the bearings, such as when the ends of the outer ring come into contact with the outer surfaces of the rolling elements. It can also cause abnormal noise in the ball screw device.
本発明の目的は、高負荷仕様に好ましく適用されるとともに、コンパクト化に有利であり、高い信頼性と高寿命に優れたボールねじ装置を提供することである。 The object of the present invention is to provide a ball screw device that is suitable for use in high-load applications, has the advantage of being compact, and is highly reliable and has a long lifespan.
本発明の一態様に係るボールねじ装置は、ねじ軸とナットと複数のボールとを有するボールねじと、ボールねじを支持するハウジングと、内輪と外輪と複数の転動体とを有する軸受と、を備える。軸受は、ボールねじとハウジングとの間に配置され、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を受けることが可能な構造を有する。ハウジングは、第1方向に向けられた第1軸面と第2方向に向けられた第2軸面とを有する。第2方向に沿ったボールねじからのアキシアル荷重が内輪、転動体、及び外輪を介して第1軸面で受けられる。軸受又は前記ボールねじは、第2軸面に面して配置される第3軸面を有する。ハウジングに対するねじ軸又はナットの回転時に、第2軸面と第3軸面との間で周方向の相対移動が行われる。第2軸面と第3軸面との間の軸方向位置関係に基づいて、外輪に対する内輪の第1方向への軸方向相対移動が規制されている。 A ball screw device according to one aspect of the present invention comprises a ball screw having a screw shaft, a nut, and multiple balls; a housing supporting the ball screw; and a bearing having an inner ring, an outer ring, and multiple rolling elements. The bearing is disposed between the ball screw and the housing and is configured to support radial and axial loads. The housing has a first axial surface facing a first direction and a second axial surface facing a second direction. An axial load from the ball screw along the second direction is supported by the first axial surface via the inner ring, rolling elements, and outer ring. The bearing or the ball screw has a third axial surface disposed facing the second axial surface. When the screw shaft or the nut rotates relative to the housing, relative circumferential movement occurs between the second axial surface and the third axial surface. Relative axial movement of the inner ring in the first direction relative to the outer ring is restricted based on the axial positional relationship between the second axial surface and the third axial surface.
本発明の一態様に係るボールねじ装置によれば、高負荷仕様に好ましく適用されるとともに、コンパクト化に有利であり、高い信頼性と高寿命に優れたボールねじ装置を提供することができる。 The ball screw device according to one aspect of the present invention can be preferably applied to high-load specifications, is advantageous for compactness, and provides a ball screw device with high reliability and a long lifespan.
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。一実施形態において、ボールねじ装置は、例えば、車両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の各種機械装置に組み込まれ、電動モータなどの駆動源の回転運動を直線運動に変換して、被駆動部(作動部)を動作させる用途に用いられる。電動ブレーキ装置としては、モータによって駆動されるボールねじを介して制動力を付与するEMB(Electro-Mechanical Brake)、モータによって駆動されるボールねじを介して油圧式ブレーキの油圧を制御するEHB(Electro-Hydraulic Brake)など、様々なタイプが適用可能である。ボールねじ装置は、上記以外の機械装置にも適用可能である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In one embodiment, a ball screw device is incorporated into various mechanical devices, such as an electric brake device for a vehicle, an automatic manual transmission (AMT), or a positioning device for a machine tool, and is used to convert the rotational motion of a drive source such as an electric motor into linear motion to operate a driven part (operating part). Various types of electric brake devices are applicable, including an electro-mechanical brake (EMB) that applies braking force via a ball screw driven by a motor, and an electro-hydraulic brake (EHB) that controls the hydraulic pressure of a hydraulic brake via a ball screw driven by a motor. Ball screw devices can also be applied to mechanical devices other than those mentioned above.
以下の説明において、軸方向、径方向、および周方向とは、特に断らない限り、ボールねじの中心軸に沿った方向、ボールねじの径方向、及び、ボールねじの中心軸周りの方向をそれぞれいう。また、ボールねじの中心軸に沿って、入力側から出力側に向かう向きを第1方向(第1向き)、出力側から入力側に向かう向きを第2方向(第2向き)とそれぞれいう。 In the following description, unless otherwise specified, the terms axial direction, radial direction, and circumferential direction refer to the direction along the central axis of the ball screw, the radial direction of the ball screw, and the direction around the central axis of the ball screw, respectively. Furthermore, the direction from the input side to the output side along the central axis of the ball screw is referred to as the first direction (first orientation), and the direction from the output side to the input side is referred to as the second direction (second orientation).
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るボールねじ装置11の模式的な断面図である。ボールねじ装置11は、ボールねじ20と、ボールねじ20を支持するハウジング30と、ボールねじ20とハウジング30との間に配置される軸受40とを備える。
(First embodiment)
1 is a schematic cross-sectional view of a ball screw device 11 according to a first embodiment. The ball screw device 11 includes a ball screw 20, a housing 30 that supports the ball screw 20, and a bearing 40 that is disposed between the ball screw 20 and the housing 30.
図1に示すように、ボールねじ20は、ねじ軸(シャフト)21と、ナット22と、ねじ軸21とナット22との間に配置される複数のボール23とを備える。一例において、不図示のモータの駆動力が伝達される第1シャフト91がナット22に接続される。ボールねじ20では回転運動が直線運動に変換される。ボールねじ20とモータとの間に、減速機を追加的に配置することもできる。ボールねじ装置11が車両用の電動ブレーキ装置に適用された一例において、直線運動に応じて、車両のブレーキパッドがブレーキディスクに対して作動する。ボールねじ20及びそれを用いた機構は、この例に限定されず、様々な形態が適用可能である。 As shown in FIG. 1, the ball screw 20 includes a screw shaft 21, a nut 22, and a plurality of balls 23 arranged between the screw shaft 21 and the nut 22. In one example, a first shaft 91, to which the driving force of a motor (not shown) is transmitted, is connected to the nut 22. The ball screw 20 converts rotational motion into linear motion. A reducer can also be additionally arranged between the ball screw 20 and the motor. In one example where the ball screw device 11 is applied to an electric brake device for a vehicle, the vehicle's brake pads operate against the brake disc in response to the linear motion. The ball screw 20 and the mechanism using it are not limited to this example, and various forms are applicable.
ねじ軸21は、シャフト本体と、シャフト本体の外周面に設けられた螺旋状のねじ溝(螺旋状の外周転動溝)とを有する。一例において、ねじ軸21の少なくとも一部が金属製である。ねじ軸21のねじ溝は、切削加工又は転造加工をシャフト本体の外周面に施すことにより形成されている。ねじ溝の形成において、追加的に研削加工を施すことができる。ねじ軸21のねじ溝形状(溝底形状)は、例えば、ゴシックアーチ溝、又は、サーキュラアーク溝である。ねじ溝の条数は、1条、2条又はそれ以上に設定される。他の例において、様々な形態がねじ軸21に適用可能である。 The screw shaft 21 has a shaft body and a spiral thread groove (spiral outer peripheral rolling groove) provided on the outer peripheral surface of the shaft body. In one example, at least a portion of the screw shaft 21 is made of metal. The thread groove of the screw shaft 21 is formed by cutting or rolling the outer peripheral surface of the shaft body. Grinding can be additionally performed in forming the thread groove. The thread groove shape (groove bottom shape) of the screw shaft 21 is, for example, a Gothic arch groove or a circular arc groove. The number of threads in the thread groove is set to one, two, or more. In other examples, various configurations are applicable to the screw shaft 21.
ナット22は、筒状を有するナット本体と、ナット本体の内周面に設けられた螺旋状のねじ溝(螺旋状の内周転動溝)とを有する。ナット22の内方にねじ軸21が挿通して配置される。一例において、ナット22の少なくとも一部が金属製である。ナット22のねじ溝は、切削加工又は転造加工をナット本体の内周面に施すことにより形成されている。ねじ溝の形成において、追加的に研削加工を施すことができる。ナット22のねじ溝形状(溝底形状)は、ねじ軸21の溝形状に対応し、例えば、ゴシックアーチ溝、又は、サーキュラアーク溝である。ねじ溝の条数は、1条、2条又はそれ以上に設定される。他の例において、様々な形態がナット22に適用可能である。 The nut 22 has a cylindrical nut body and a helical thread groove (helical inner peripheral rolling groove) provided on the inner surface of the nut body. The screw shaft 21 is inserted into the nut 22. In one example, at least a portion of the nut 22 is made of metal. The thread groove of the nut 22 is formed by cutting or rolling the inner surface of the nut body. Grinding can be additionally performed to form the thread groove. The thread groove shape (groove bottom shape) of the nut 22 corresponds to the groove shape of the screw shaft 21, and is, for example, a Gothic arch groove or a circular arc groove. The number of threads in the thread groove is set to one, two, or more. In other examples, various shapes are applicable to the nut 22.
複数のボール23は、ねじ軸21とナット22との間に配置される。ねじ軸21のねじ溝とナット22のねじ溝との対向配置に基づき形成された空間(転動路)に、複数のボール23が配置される。図1において、2つのボール23が二点鎖線で示されている。実際には、ボールねじ20は、多数のボール23を備える。一例において、複数のボール23は、金属製(鋼など)又はセラミックス製である。ねじ軸21とナット22との間の相対回転に伴って複数のボール23が転動路内を転動する。一例において、ナット22に設けられた循環路を介して転動路の終点から始点にボール23が戻る。転動路に配置されたボール23は、圧縮荷重を受けながら動く。循環路に配置されたボール23は、後続のボール23に押されて動く。転動路の始点と終点とは、ねじ軸21とナット22との間の相対変位の方向(相対回転方向)に応じて入れ替わる。他の例において、ボールねじ20は、ボール23の循環のための別の構造を有することができる。 A plurality of balls 23 are arranged between the screw shaft 21 and the nut 22. The plurality of balls 23 are arranged in a space (rolling path) formed by the opposing arrangement of the screw grooves of the screw shaft 21 and the nut 22. In Figure 1, two balls 23 are indicated by two-dot chain lines. In reality, the ball screw 20 includes many balls 23. In one example, the plurality of balls 23 are made of metal (such as steel) or ceramic. The plurality of balls 23 roll within the rolling path as the screw shaft 21 and the nut 22 rotate relative to each other. In one example, the balls 23 return from the end point of the rolling path to the start point via a circulation path provided in the nut 22. The balls 23 arranged in the rolling path move while being subjected to a compressive load. The balls 23 arranged in the circulation path are pushed and moved by the subsequent balls 23. The start and end points of the rolling path change positions depending on the direction of relative displacement (direction of relative rotation) between the screw shaft 21 and the nut 22. In other examples, the ball screw 20 may have a different structure for circulating the balls 23.
ハウジング30は、軸受40等を介してボールねじ20を支持する。ハウジング30として、様々な支持構造が追加的に適用可能である。ボールねじ20の少なくとも一部がハウジング30で囲まれる。ハウジング30の内方空間にボールねじ20の少なくとも一部が配置される。一例において、ハウジング30の少なくとも一部が金属製である。他の例において、ハウジング30の少なくとも一部が金属製以外の材料からなる。ハウジング30は、所定の構造体(不図示)に固定される。一例において、ハウジング30は実質的な分割構造を有する。ハウジング30の分割位置は、組み立て工程を鑑みて適切に設定される。他の例において、ハウジング30は、別の構造を有することができる。 The housing 30 supports the ball screw 20 via bearings 40 and the like. Various additional support structures can be applied to the housing 30. At least a portion of the ball screw 20 is enclosed by the housing 30. At least a portion of the ball screw 20 is disposed in the internal space of the housing 30. In one example, at least a portion of the housing 30 is made of metal. In another example, at least a portion of the housing 30 is made of a material other than metal. The housing 30 is fixed to a predetermined structure (not shown). In one example, the housing 30 has a substantially divided structure. The division position of the housing 30 is appropriately set in consideration of the assembly process. In another example, the housing 30 can have a different structure.
軸受40は、内輪41と、外輪42と、内輪41と外輪42との間に配置される複数の転動体43とを有する。複数の転動体43は保持器45を介して内輪41と外輪42との間に保持される。軸受40は、潤滑剤を封入するシール構造を追加的に有することができる。 The bearing 40 has an inner ring 41, an outer ring 42, and a plurality of rolling elements 43 arranged between the inner ring 41 and the outer ring 42. The plurality of rolling elements 43 are held between the inner ring 41 and the outer ring 42 via a cage 45. The bearing 40 may additionally have a seal structure that seals in a lubricant.
本実施形態において、軸受40として、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を受けることが可能な軸受が適用される。例えば、軸受40は、単列円錐ころ軸受、又は単列アンギュラ玉軸受である。一例において、軸受40は、単列円錐ころ軸受であり、転動体43としてころ(円錐ころ)が用いられる。他の例において、軸受40は、単列アンギュラ玉軸受であり、転動体43として玉が用いられる。円錐ころ軸受は、アンギュラ玉軸受に比べ、高い負荷容量を有する。アンギュラ玉軸受は、円錐ころ軸受に比べ、高速回転仕様に好ましく適用される。こうした軸受の単使用(2個の軸受を対向させた構成や2個以上の軸受を組み合わせた構成を回避した構成)は、ボールねじ装置11のコンパクト化に有利である。代替的に、他の形態の軸受を用いることができる。 In this embodiment, a bearing capable of bearing radial and axial loads is used as the bearing 40. For example, the bearing 40 is a single-row tapered roller bearing or a single-row angular contact ball bearing. In one example, the bearing 40 is a single-row tapered roller bearing, and rollers (tapered rollers) are used as the rolling elements 43. In another example, the bearing 40 is a single-row angular contact ball bearing, and balls are used as the rolling elements 43. Tapered roller bearings have a higher load capacity than angular contact ball bearings. Angular contact ball bearings are more preferably used for high-speed rotation specifications than tapered roller bearings. The use of such a single bearing (a configuration that avoids a configuration in which two bearings are opposed to each other or a configuration in which two or more bearings are combined) is advantageous for making the ball screw device 11 more compact. Alternatively, other types of bearings can be used.
一般に、円錐ころ軸受は、内輪の軌道面、外輪の軌道面、及びころの円錐頂点が軸受中心軸上の一点に実質的に集まるように設計されている。ころは、略円錐台形の形状を有する。円錐ころ軸受は、ラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重とを受けることが可能である。一例において、鋼板の打抜き保持器又は樹脂製の保持器によってころが保持される。他の例において、ピンタイプ保持器又は別の構造によってころが保持される。 Typically, tapered roller bearings are designed so that the raceway surface of the inner ring, the raceway surface of the outer ring, and the apex of the roller cone substantially converge at a single point on the bearing's central axis. The rollers have a roughly truncated conical shape. Tapered roller bearings are capable of withstanding radial loads and unidirectional axial loads. In one example, the rollers are held in place by a stamped steel cage or a plastic cage. In another example, the rollers are held in place by a pin-type cage or another structure.
一般に、アンギュラ玉軸受は、外輪と玉との接触点と、内輪と玉との接触点を結ぶ直線とが軸受の径方向に対して傾きを有するように設計されている。アンギュラ玉軸受は、ラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重を負荷することが可能である。一例において、鋼板の打抜き保持器又は樹脂製(例えばポリアミド)の保持器によって玉が保持される。他の例において、別の構造によって玉が保持される。 Angular contact ball bearings are generally designed so that the line connecting the contact points between the outer ring and balls and the inner ring and balls is inclined relative to the radial direction of the bearing. Angular contact ball bearings can withstand radial loads and unidirectional axial loads. In one example, the balls are held in place by a stamped steel cage or a resin (e.g., polyamide) cage. In other examples, the balls are held in place by a different structure.
円錐ころ軸受及びアンギュラ玉軸受において、図2に示されるような接触角αが適切に設定されている。接触角αが比較的小さい軸受は、一般に、ラジアル荷重に対する耐荷重が比較的高い。接触角αが比較的大きい軸受は、一般に、アキシアル荷重に対して高い耐荷重を有する。 In tapered roller bearings and angular contact ball bearings, the contact angle α is appropriately set as shown in Figure 2. Bearings with a relatively small contact angle α generally have a relatively high load capacity for radial loads. Bearings with a relatively large contact angle α generally have a high load capacity for axial loads.
本実施形態において、図1のボールねじ装置11の軸受40として用いられる円錐ころ軸受の接触角α(図2(a)参照)は、例えば、約10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、又は35°に設定される。一例において、接触角20°以上の円錐ころ軸受が、高負荷仕様のボールねじ装置11に用いられる。別の例において、接触角25°以上の円錐ころ軸受が、さらなる高負荷仕様のボールねじ装置11に用いられる。上記数値は一例であり、これに限定されない。 In this embodiment, the contact angle α (see FIG. 2(a)) of the tapered roller bearing used as the bearing 40 of the ball screw device 11 of FIG. 1 is set to, for example, approximately 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, or 35°. In one example, a tapered roller bearing with a contact angle of 20° or more is used in a ball screw device 11 with high load specifications. In another example, a tapered roller bearing with a contact angle of 25° or more is used in a ball screw device 11 with even higher load specifications. The above values are by way of example only and are not limiting.
本実施形態において、図1のボールねじ装置11の軸受40として用いられるアンギュラ玉軸受の接触角α(図2(b)参照)は、例えば、約10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、又は45°に設定される。一例において、接触角27°又は32°以上のアンギュラ玉軸受が、高負荷仕様のボールねじ装置11に用いられる。上記数値は一例であり、これに限定されない。 In this embodiment, the contact angle α (see FIG. 2(b)) of the angular contact ball bearing used as the bearing 40 of the ball screw device 11 in FIG. 1 is set to, for example, approximately 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, or 45°. In one example, an angular contact ball bearing with a contact angle of 27° or 32° or more is used in a ball screw device 11 with high load specifications. The above values are merely examples and are not limiting.
本実施形態では、図3に示す単列円錐ころ軸受の一例において、外輪の軸幅をL、転動体と外輪の端部との距離をaとするとき、a/Lは、約1/20、1/18、1/16、1/14、1/12、1/10、1/8、又は1/6以上に設定される。一例において、a/Lが1/10以上の軸受が用いられる。a/Lの値と許容軸隙間(後述する隙間900)の設計値との対応関係が適切に設定されていることにより、軸方向相対移動に伴う軸受40の損傷や異音などの不具合が確実に防止される。上記数値は一例であり、これに限定されない。 In this embodiment, in the example of a single-row tapered roller bearing shown in Figure 3, where L is the axial width of the outer ring and a is the distance between the rolling elements and the end of the outer ring, a/L is set to approximately 1/20, 1/18, 1/16, 1/14, 1/12, 1/10, 1/8, or 1/6 or greater. In one example, a bearing with a/L of 1/10 or greater is used. By appropriately setting the correspondence between the value of a/L and the design value of the allowable axial clearance (gap 900, described below), problems such as damage to the bearing 40 and abnormal noise caused by relative axial movement are reliably prevented. The above values are merely examples and are not limiting.
図1に戻り、本実施形態において、軸受40の内輪41がボールねじ20のナット22に取り付けられ、軸受40の外輪42がハウジング30に取り付けられる。追加的及び/又は代替的に、ナット22に対する内輪41の軸方向の位置を支持するための不図示の別部材(スラストカラー、C形止め輪、環状プレートなど)を備えた様々な構造が適用可能である。同様に、ハウジング30に対する外輪42の軸方向の位置を支持するための不図示の別部材(スラストカラー、C形止め輪、環状プレートなど)を備えた様々な構造が適用可能である。 Returning to FIG. 1 , in this embodiment, the inner ring 41 of the bearing 40 is attached to the nut 22 of the ball screw 20, and the outer ring 42 of the bearing 40 is attached to the housing 30. Additionally and/or alternatively, various structures can be applied that include a separate member (not shown) (such as a thrust collar, a C-shaped retaining ring, or annular plate) for supporting the axial position of the inner ring 41 relative to the nut 22. Similarly, various structures can be applied that include a separate member (not shown) (such as a thrust collar, a C-shaped retaining ring, or annular plate) for supporting the axial position of the outer ring 42 relative to the housing 30.
図4に示すように、軸受40の外径は、ナット22の外径に比べて大きい。他の例において、軸受40の外径は、ナット22の外径に比べて小さくできる。図4において、軸受40は、ナット22の実質的な径方向外側に配置される。ナット22は、径方向外向きの外面221、222を有する。ナット22の外面(外周面)222は、軸受40の孔の径(内輪41の内径)に対応する外径を有する。ナット22の外面222と内輪41の内面(内周面)411とが互いに面するように軸受40の孔にナット22の一部が挿入されることにより、ナット22と軸受40(内輪41)とが互いに嵌合されている。軸受40(内輪41)の内面411がナット22の外面222に支持されている。ナット22と内輪41との嵌合において、締め代、又は隙間(隙間嵌合)が適切に与えられる。別の例において、ナット22と内輪41とが一体的に形成された構成を適用できる。 As shown in FIG. 4, the outer diameter of the bearing 40 is larger than the outer diameter of the nut 22. In another example, the outer diameter of the bearing 40 can be smaller than the outer diameter of the nut 22. In FIG. 4, the bearing 40 is positioned substantially radially outward of the nut 22. The nut 22 has outer surfaces 221, 222 facing radially outward. The outer surface (outer circumferential surface) 222 of the nut 22 has an outer diameter corresponding to the diameter of the hole in the bearing 40 (the inner diameter of the inner ring 41). The nut 22 and the bearing 40 (inner ring 41) are fitted together by inserting a portion of the nut 22 into the hole in the bearing 40 so that the outer surface 222 of the nut 22 and the inner surface (inner circumferential surface) 411 of the inner ring 41 face each other. The inner surface 411 of the bearing 40 (inner ring 41) is supported by the outer surface 222 of the nut 22. An appropriate interference or gap (loose fit) is provided in the fit between the nut 22 and the inner ring 41. In another example, a configuration in which the nut 22 and inner ring 41 are integrally formed can be applied.
本実施形態において、ナット22は、第2方向に向けられた軸面(軸壁面)225を有する。軸面225は、径方向において外面221と外面222との間に設けられ、例えば、軸方向に対する垂直面を有する。軸受40の内輪41は、第1方向に向けられた軸面(軸端面)415を有する。軸面415は、軸方向において内輪41の第1方向の端部に設けられ、例えば、軸方向に対する垂直面を有する。また、軸面415は、径方向において内面411と外面412との間に設けられる。ナット22の軸面225は、内輪41の軸端面415に対向して配置される。 In this embodiment, the nut 22 has an axial surface (axial wall surface) 225 facing the second direction. The axial surface 225 is located between the outer surfaces 221 and 222 in the radial direction, and has, for example, a surface perpendicular to the axial direction. The inner ring 41 of the bearing 40 has an axial surface (axial end surface) 415 facing the first direction. The axial surface 415 is located at the end of the inner ring 41 in the first direction in the axial direction, and has, for example, a surface perpendicular to the axial direction. The axial surface 415 is also located between the inner surface 411 and the outer surface 412 in the radial direction. The axial surface 225 of the nut 22 is positioned opposite the axial end surface 415 of the inner ring 41.
本実施形態において、ボールねじ20又は軸受40は、滑り部材50を備える。滑り部材50は、ボールねじ20の本体(ねじ軸本体/ナット本体)又は軸受40の本体(内輪/外輪)とは別部材として備えられる。滑り部材50は、リング形状を有し、第1方向に向けられた第1面501と、第2方向に向けられた第2面502とを有する。ナット22の軸面225と内輪41の軸端面415との間に滑り部材50が配置されている。ナット22の軸面225が滑り部材50の第1面501に当接される。内輪41の軸端面415が滑り部材50の第2面502に当接される。ナット22と内輪41とに挟まれることにより、滑り部材50がナット22及び内輪41に対して固定される。滑り部材50は、第2アセンブリ(内側アセンブリ、回転体)70の一部として組み込まれる。第2アセンブリ70は、第1アセンブリ(外側アセンブリ、支持体)60に回転可能に支持される。本実施形態において、第1アセンブリ60は、ハウジング30及び外輪42等を含む。第2アセンブリ70は、ナット22、内輪41、及び滑り部材50等を含む。一例において、滑り部材50として、滑り軸受と同様の形態を有する部材が用いられる。他の例において、滑り部材50として、比較的単純な間座のような形態を有する部材が用いられる。 In this embodiment, the ball screw 20 or the bearing 40 includes a sliding member 50. The sliding member 50 is provided as a separate member from the main body (screw shaft main body/nut main body) of the ball screw 20 or the main body (inner ring/outer ring) of the bearing 40. The sliding member 50 is ring-shaped and has a first surface 501 facing a first direction and a second surface 502 facing a second direction. The sliding member 50 is disposed between the axial surface 225 of the nut 22 and the axial end surface 415 of the inner ring 41. The axial surface 225 of the nut 22 abuts against the first surface 501 of the sliding member 50. The axial end surface 415 of the inner ring 41 abuts against the second surface 502 of the sliding member 50. The sliding member 50 is fixed to the nut 22 and the inner ring 41 by being sandwiched between the nut 22 and the inner ring 41. The sliding member 50 is incorporated as part of the second assembly (inner assembly, rotating body) 70. The second assembly 70 is rotatably supported by the first assembly (outer assembly, support) 60. In this embodiment, the first assembly 60 includes a housing 30, an outer ring 42, etc. The second assembly 70 includes a nut 22, an inner ring 41, and a sliding member 50, etc. In one example, a member having a configuration similar to that of a sliding bearing is used as the sliding member 50. In another example, a member having a relatively simple configuration similar to that of a spacer is used as the sliding member 50.
図4に示すように、ハウジング30は、ボールねじ20を囲うように設けられた、内面(内壁面)301、302、303を有する。内面(内周面)302は、軸方向において内面301と内面303との間に配置される。内面302は、軸受40の外径(外輪42の外径)に対応する内径を有する。内面301、302、303は、ボールねじ20及びボールねじ20に接続される構造物が配置された空間に面する。 As shown in FIG. 4, the housing 30 has inner surfaces (inner wall surfaces) 301, 302, and 303 that surround the ball screw 20. The inner surface (inner peripheral surface) 302 is disposed between the inner surfaces 301 and 303 in the axial direction. The inner surface 302 has an inner diameter that corresponds to the outer diameter of the bearing 40 (the outer diameter of the outer ring 42). The inner surfaces 301, 302, and 303 face the space in which the ball screw 20 and structures connected to the ball screw 20 are located.
本実施形態において、ハウジング30は、第1方向に向けられた軸面(軸壁面、第1軸面AX1)311と、第2方向に向けられた軸面(軸壁面、第2軸面AX2)312とを有する。軸面311は、径方向において内面302と内面303との間に設けられ、例えば、軸方向に対する垂直面を有する。軸面312は、径方向において内面302と内面301との間に設けられ、例えば、軸方向に対する垂直面を有する。 In this embodiment, the housing 30 has an axial surface (axial wall surface, first axial surface AX1) 311 facing in the first direction and an axial surface (axial wall surface, second axial surface AX2) 312 facing in the second direction. The axial surface 311 is provided between the inner surfaces 302 and 303 in the radial direction and has, for example, a surface perpendicular to the axial direction. The axial surface 312 is provided between the inner surfaces 302 and 301 in the radial direction and has, for example, a surface perpendicular to the axial direction.
ハウジング30には、内面302と軸面311と軸面312とによって囲まれた空間を含む凹部450が設けられる。凹部450に軸受40が配置されている。外輪42の外面421とハウジング30の内面302とが互いに面するようにハウジング30の凹部450に軸受40が挿入され、軸受40(外輪42)とハウジング30とが互いに嵌合されている。外輪42とハウジング30との嵌合において、締め代、又は隙間(隙間嵌合)が適切に与えられる。軸受40(外輪42)の外面(外周面)421がハウジング30の内面302によって支持されている。外輪42は、第2方向に向けられた軸面(軸端面)425を有する。軸面425は、外輪42の第2方向の端部に設けられ、例えば、軸方向に対する垂直面を有する。外輪42の軸面425とハウジング30の軸面311とが互いに面しかつ当接されている。外輪42の端面425がハウジング30の軸面311によって支持されている。図4において、ハウジング30の軸面312は、ハウジング30の本体に一体的に形成された軸面であり、第2方向に向けられている。ハウジング30の軸面312(第2軸面AX2)と滑り部材50の第1面501(第3軸面AX3)とが互いに面して配置されている。軸面312と第1面501とは、互いに面しかつ当接している、又は隙間を介して互いに面している。 The housing 30 is provided with a recess 450 including a space surrounded by the inner surface 302, the axial surface 311, and the axial surface 312. The bearing 40 is disposed in the recess 450. The bearing 40 is inserted into the recess 450 of the housing 30 so that the outer surface 421 of the outer ring 42 faces the inner surface 302 of the housing 30, and the bearing 40 (outer ring 42) and the housing 30 are fitted together. An appropriate interference or gap (loose fit) is provided in the fit between the outer ring 42 and the housing 30. The outer surface (outer peripheral surface) 421 of the bearing 40 (outer ring 42) is supported by the inner surface 302 of the housing 30. The outer ring 42 has an axial surface (axial end surface) 425 facing in the second direction. The axial surface 425 is provided at the end of the outer ring 42 in the second direction and has, for example, a surface perpendicular to the axial direction. The axial surface 425 of the outer ring 42 and the axial surface 311 of the housing 30 face each other and abut against each other. The end face 425 of the outer ring 42 is supported by the axial surface 311 of the housing 30. In FIG. 4, the axial surface 312 of the housing 30 is an axial surface formed integrally with the main body of the housing 30 and faces in the second direction. The axial surface 312 of the housing 30 (second axial surface AX2) and the first surface 501 (third axial surface AX3) of the sliding member 50 are arranged facing each other. The axial surface 312 and the first surface 501 face each other and abut against each other, or face each other with a gap between them.
本実施形態では、高負荷駆動時、第2方向に向かう高い荷重(反力、アキシアル荷重)が作用する(第1モード、高負荷モード)。ボールねじ20では、高負荷の駆動に伴う第2方向の高い反力がボールねじ20を介してナット22に働く。この第1モードにおいて、高荷重に基づく第2方向の力が、ナット22、滑り部材50、内輪41、転動体43、外輪42、ハウジング30の順に伝わる。すなわち、ボールねじ20からのアキシアル荷重が、滑り部材50、内輪41、転動体43及び外輪42を介してハウジング30の軸面311で受けられる。軸受40では、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を負荷しつつ、外輪42に対して内輪41が回転される。こうしたボールねじ装置11では、高いアキシアル荷重が作用する場合であっても、第1アセンブリ60(ハウジング30など)に対する第2アセンブリ70(ナット22など)の回転運動が安定して支持される。本実施形態のボールねじ装置11は、高負荷仕様に好ましく適用されるとともに、コンパクト化に有利である。 In this embodiment, during high-load driving, a high load (reaction force, axial load) acts in the second direction (first mode, high-load mode). In the ball screw 20, a high reaction force in the second direction caused by high-load driving acts on the nut 22 via the ball screw 20. In this first mode, the force in the second direction due to the high load is transmitted in the following order: nut 22, sliding member 50, inner ring 41, rolling elements 43, outer ring 42, and housing 30. That is, the axial load from the ball screw 20 is received by the axial surface 311 of the housing 30 via the sliding member 50, inner ring 41, rolling elements 43, and outer ring 42. In the bearing 40, the inner ring 41 rotates relative to the outer ring 42 while bearing a radial load and an axial load. In this ball screw device 11, even when a high axial load acts, the rotational motion of the second assembly 70 (e.g., nut 22) relative to the first assembly 60 (e.g., housing 30) is stably supported. The ball screw device 11 of this embodiment is suitable for high-load applications and is advantageous for compactness.
第1モードにおいて、滑り部材50及び内輪41は、アキシアル荷重(反力)に基づいて第2方向に向かう強い力を受ける。この力は、滑り部材50の第1面501がハウジング30の軸面312に対して軸方向に離間する向きに働く。一例において、ボールねじ装置11は、第2方向の高荷重を受けた際に、ハウジング30の軸面312と滑り部材50の第1面501との間に実質的な隙間900が生じるように設計される。第1モード(高負荷モード)における隙間900の設計値を「許容軸隙間(C1)」とする。他の例において、ボールねじ装置11は、第2方向の高荷重を受けた際に、ハウジング30の軸面312と滑り部材50の第1面501との間の隙間900(許容軸隙間C1)が実質的にゼロになるように設計される。 In the first mode, the sliding member 50 and inner ring 41 are subjected to a strong force in the second direction based on the axial load (reaction force). This force acts in a direction that causes the first surface 501 of the sliding member 50 to move axially away from the axial surface 312 of the housing 30. In one example, the ball screw device 11 is designed so that a substantial gap 900 is created between the axial surface 312 of the housing 30 and the first surface 501 of the sliding member 50 when a high load is applied in the second direction. The design value of the gap 900 in the first mode (high load mode) is defined as the "allowable axial clearance (C1)." In another example, the ball screw device 11 is designed so that the gap 900 (allowable axial clearance C1) between the axial surface 312 of the housing 30 and the first surface 501 of the sliding member 50 is substantially zero when a high load is applied in the second direction.
第1アセンブリ60に対する第2アセンブリ70の回転に伴い、ハウジング30の軸面312と、滑り部材50の第1面501との間で周方向の相対移動(相対回転)が行われる。ボールねじ装置11では、ゼロより大きい許容軸隙間C1が設定されている場合、第1モードにおける、ハウジング30と滑り部材50との間での接触に基づく回転負荷(摩擦負荷)が回避される。 As the second assembly 70 rotates relative to the first assembly 60, relative movement (relative rotation) occurs in the circumferential direction between the axial surface 312 of the housing 30 and the first surface 501 of the sliding member 50. In the ball screw device 11, when the allowable axial clearance C1 is set to be greater than zero, rotational load (frictional load) due to contact between the housing 30 and the sliding member 50 in the first mode is avoided.
ここで、ボールねじ装置11では、ボールねじ20から受ける第2方向の荷重が比較的小さい又は実質的にゼロ(無負荷)であるとき、内輪41と外輪42との間で軸方向の相対移動が生じる傾向にある(第2モード、低負荷モード)。前述したように、第1モードでは、ハウジング30の軸面312と滑り部材50の第1面501との間に実質的な隙間900が生じ得る。また、低負荷又は無負荷の状態において、例えば初期状態や所定の向きにボールねじ20を稼働した場合など、実質的な隙間900が生じ得る。実質的な隙間900がある場合、内輪41が外輪42から離れる方向(第1方向)に動こうとする可能性がある。これは、例えば、軸受40が軸方向に分離しやすい構造であること、及び/又は、ラジアル荷重を負荷した軸受40にアキシアル分力が発生すること等に基づく。 In the ball screw device 11, when the load in the second direction received from the ball screw 20 is relatively small or substantially zero (no load), relative axial movement tends to occur between the inner ring 41 and the outer ring 42 (second mode, low-load mode). As described above, in the first mode, a substantial gap 900 can occur between the axial surface 312 of the housing 30 and the first surface 501 of the sliding member 50. Furthermore, in a low-load or no-load state, such as when the ball screw 20 is operated in an initial state or in a predetermined orientation, a substantial gap 900 can occur. When a substantial gap 900 exists, there is a possibility that the inner ring 41 will attempt to move in a direction away from the outer ring 42 (first direction). This is due, for example, to the fact that the bearing 40 has a structure that makes it easy to separate in the axial direction and/or that an axial component force is generated in the bearing 40 when a radial load is applied.
本実施形態では、ハウジング30の軸面312(第2軸面AX2)と滑り部材50の第1面501(第3軸面AX3)との間の軸方向位置関係に基づいて、内輪41の第1方向への軸方向相対移動が規制されている。すなわち、内輪41の軸方向相対移動は、軸面312(第2軸面AX2)と第1面501(第3軸面AX3)との間の隙間900の設計値(許容軸隙間C1)の範囲内に規制される。 In this embodiment, the relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction is restricted based on the axial positional relationship between the axial surface 312 (second axial surface AX2) of the housing 30 and the first surface 501 (third axial surface AX3) of the sliding member 50. In other words, the relative axial movement of the inner ring 41 is restricted to within the range of the design value (allowable axial clearance C1) of the gap 900 between the axial surface 312 (second axial surface AX2) and the first surface 501 (third axial surface AX3).
本実施形態では、ハウジング30の軸面312と滑り部材50の第1面501との接触が許容されている。軸面312に第1面501が接触することに基づき、内輪41の第1方向への軸方向相対移動が制限される。軸面312と第1面501とが互いに接触可能な領域(滑り領域、接触領域、対向領域)910の範囲が予め適切に設定されている。一例において、滑り領域910の径方向範囲は、内輪41の外面(外周面)412に比べて径方向内方の位置(領域910A)を含むように設定される。すなわち、内輪41の外面412に比べて径方向内方の位置における、ハウジング30と滑り部材50との接触が許容されている。他の例において、滑り領域910の径方向範囲が上記と異なる範囲に設定され得る。滑り領域910の適切な設定は、軸受40の安定動作に貢献し、回転負荷の低減や軸受40の高寿命化に有利である。 In this embodiment, contact between the axial surface 312 of the housing 30 and the first surface 501 of the sliding member 50 is permitted. Based on contact between the axial surface 312 and the first surface 501, relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction is limited. The range of the area (sliding area, contact area, opposing area) 910 where the axial surface 312 and the first surface 501 can contact each other is appropriately set in advance. In one example, the radial range of the sliding area 910 is set to include a position (area 910A) radially inward from the outer surface (outer peripheral surface) 412 of the inner ring 41. In other words, contact between the housing 30 and the sliding member 50 is permitted at a position radially inward from the outer surface 412 of the inner ring 41. In other examples, the radial range of the sliding area 910 may be set to a range different from the above. Appropriate setting of the sliding area 910 contributes to stable operation of the bearing 40 and is advantageous for reducing rotational load and extending the life of the bearing 40.
本実施形態では、ハウジング30の軸面312と滑り部材50の第1面501との間の滑りが許容されている。ボールねじ装置11では、回転動作時に軸面312に第1面501が当接すると、軸面312と第1面501との間で接触を伴った周方向の相対移動(周方向滑り)が生じる。すなわち、滑り領域910の少なくとも一部で滑り(接触滑り)が発生する。ボールねじ装置11では、接触滑りを許容した構成によって、回転動作時においても内輪41の第1方向への軸方向相対移動が規制される。 In this embodiment, slippage is permitted between the axial surface 312 of the housing 30 and the first surface 501 of the sliding member 50. In the ball screw device 11, when the first surface 501 abuts against the axial surface 312 during rotation, relative circumferential movement (circumferential slippage) occurs between the axial surface 312 and the first surface 501 accompanied by contact. In other words, slippage (contact slippage) occurs in at least a portion of the slip region 910. In the ball screw device 11, the configuration that permits contact slippage restricts relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction even during rotation.
本実施形態において、ボールねじ20からの第2方向の荷重の大きさに応じて滑りの状態が変化する構成を採用できる。許容軸隙間C1の値がゼロより大きく設計されている一例において、第1モード(高負荷モード)では、軸面312と第1面501との間での接触滑りが生じない。ボールねじ20からの高いアキシアル荷重によって内輪41が第2方向に押され、隙間900の存在によって、第1面が軸面312に接触しないからである(非接触滑り)。一方、第2モード(低負荷モード)では、ボールねじ20からの第2方向のアキシアル荷重が比較的小さい又はゼロである。そのため、外輪42に対する内輪41の位置(軸方向相対位置)が第1方向に動く傾向にある。回転動作時に軸面312に第1面501が当接すると、軸面312と第1面501との間での接触滑りが生じる。この例では、第1モードにおける非接触状態と第2モードにおける接触状態との間で滑りの状態が変化する。滑り領域910で生じる回転負荷は、比較的小さく抑制される。 In this embodiment, a configuration can be adopted in which the state of slippage changes depending on the magnitude of the load in the second direction from the ball screw 20. In one example in which the allowable axial clearance C1 is designed to be greater than zero, contact slippage does not occur between the axial surface 312 and the first surface 501 in the first mode (high load mode). This is because the high axial load from the ball screw 20 pushes the inner ring 41 in the second direction, and the presence of the gap 900 prevents the first surface from contacting the axial surface 312 (non-contact slippage). On the other hand, in the second mode (low load mode), the axial load in the second direction from the ball screw 20 is relatively small or zero. Therefore, the position of the inner ring 41 relative to the outer ring 42 (axial relative position) tends to move in the first direction. When the first surface 501 abuts against the axial surface 312 during rotation, contact slippage occurs between the axial surface 312 and the first surface 501. In this example, the state of slippage changes between the non-contact state in the first mode and the contact state in the second mode. The rotational load generated in the sliding region 910 is kept relatively small.
別の例において、許容軸隙間C1の値が実質的にゼロに設計されている。第1モード(高負荷モード)では、軸面312と第1面501との間で接触滑りが生じる。例えば、滑り領域910において予圧に基づく回転負荷(摩擦負荷)が発生する。また、第2モード(低負荷モード)でも、軸面312と第1面501との間で接触滑りが生じる。この例では、滑り領域910での回転負荷が第1モードと第2モードとの間で変化する可能性がある。なお、この例では、第1モードと第2モードとの間での内輪41及び外輪42の軸方向相対位置の変化が小さく、軸受40の姿勢が比較的一定に保たれる。 In another example, the allowable axial clearance C1 is designed to be substantially zero. In the first mode (high load mode), contact slippage occurs between the axial surface 312 and the first surface 501. For example, a rotational load (frictional load) based on preload occurs in the slip region 910. In the second mode (low load mode), contact slippage also occurs between the axial surface 312 and the first surface 501. In this example, the rotational load in the slip region 910 may change between the first mode and the second mode. In this example, the change in the relative axial position of the inner ring 41 and the outer ring 42 between the first mode and the second mode is small, and the posture of the bearing 40 is kept relatively constant.
本実施形態では、接触滑りは、滑り部材50の第1面501とハウジング30の軸面312との間で発生する。ハウジング30と接触する部材が、内輪41とは別の部材であることから、材質、表面精度、表面粗さ、表面形状等に関し、滑り部材50の設計自由度が高い。滑り構造の適切な設計により、摩耗の低減、組み立て性の向上、位置決め精度の向上などが図られる。これは装置寿命の向上に有利である。 In this embodiment, contact sliding occurs between the first surface 501 of the sliding member 50 and the shaft surface 312 of the housing 30. Because the member that contacts the housing 30 is a separate member from the inner ring 41, there is a high degree of freedom in designing the sliding member 50 in terms of material, surface precision, surface roughness, surface shape, etc. Appropriate design of the sliding structure can reduce wear, improve assembly ease, and improve positioning accuracy, which is advantageous for extending the life of the device.
以上説明したように、本実施形態によれば、軸受40の軸方向相対移動を規制する構成等に基づき、コンパクトな構成かつ高負荷仕様でありながら、高い信頼性と高寿命性が達成される。 As described above, this embodiment achieves high reliability and a long lifespan while maintaining a compact configuration and high load specifications, based on a configuration that restricts relative axial movement of the bearing 40.
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態に係るボールねじ装置12を示す模式的な部分断面図である。以下の第2実施形態の説明において、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。本実施形態では、第1実施形態と異なり、ハウジング30と内輪41との間に滑り部材が備えられていない。また、本実施形態では、第1アセンブリ(外側アセンブリ、支持体)60は、ハウジング30及び外輪42等を含む。第2アセンブリ(内側アセンブリ、回転体)70は、ナット22、及び内輪41等を含む。
Second Embodiment
5 is a schematic partial cross-sectional view showing a ball screw device 12 according to a second embodiment. In the following description of the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and their description will be omitted or simplified. Unlike the first embodiment, this embodiment does not include a sliding member between the housing 30 and the inner ring 41. Furthermore, in this embodiment, the first assembly (outer assembly, support) 60 includes the housing 30, the outer ring 42, etc. The second assembly (inner assembly, rotating body) 70 includes the nut 22, the inner ring 41, etc.
本実施形態において、内輪41の軸端面415が直接的にナット22の軸面225に当接するように設計されている。また、ハウジング30の軸面312(第2軸面AX2)と内輪41の軸端面415(第3軸面AX3)とが互いに面して配置されている。軸端面415は、内輪41の本体に一体的に形成された軸面であり、第1方向に向けられている。ハウジング30の軸面312は、ハウジング30の本体に一体的に形成された軸面であり、第2方向に向けられている。軸端面415と軸面312とは、互いに面しかつ当接している、又は隙間を介して互いに面している。 In this embodiment, the axial end surface 415 of the inner ring 41 is designed to directly abut the axial surface 225 of the nut 22. The axial surface 312 (second axial surface AX2) of the housing 30 and the axial end surface 415 (third axial surface AX3) of the inner ring 41 are arranged to face each other. The axial end surface 415 is an axial surface formed integrally with the main body of the inner ring 41 and faces in the first direction. The axial surface 312 of the housing 30 is an axial surface formed integrally with the main body of the housing 30 and faces in the second direction. The axial end surface 415 and the axial surface 312 face each other and abut each other, or face each other with a gap between them.
本実施形態では、高負荷駆動時、高荷重に基づく第2方向の力が、ナット22、内輪41、転動体43、外輪42、ハウジング30の順に伝わる(第1モード、高負荷モード)。すなわち、ボールねじ20からのアキシアル荷重が、内輪41、転動体43及び外輪42を介してハウジング30の軸面311で受けられる。軸受40では、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を負荷しつつ、外輪42に対して内輪41が回転される。ボールねじ装置12では、高いアキシアル荷重が作用する場合であっても、第1アセンブリ60(ハウジング30など)に対する第2アセンブリ70(ナット22など)の回転運動が安定して支持される。本実施形態のボールねじ装置12は、高負荷仕様に好ましく適用されるとともに、コンパクト化に有利である。 In this embodiment, during high-load driving, a force in the second direction due to the high load is transmitted in the following order: nut 22, inner ring 41, rolling elements 43, outer ring 42, and housing 30 (first mode, high-load mode). That is, the axial load from the ball screw 20 is received by the axial surface 311 of the housing 30 via the inner ring 41, rolling elements 43, and outer ring 42. In the bearing 40, the inner ring 41 rotates relative to the outer ring 42 while bearing radial and axial loads. In the ball screw device 12, even when a high axial load is applied, the rotational motion of the second assembly 70 (e.g., nut 22) relative to the first assembly 60 (e.g., housing 30) is stably supported. The ball screw device 12 of this embodiment is suitable for high-load applications and is advantageous for compactness.
第1モードにおいて、内輪41は、アキシアル荷重(反力)に基づいて第2方向に向かう強い力を受ける。この力は、内輪41の軸端面415がハウジング30の軸面312に対して軸方向に離間する向きに働く。一例において、ボールねじ装置12は、第2方向の高荷重を受けた際に、ハウジング30の軸面312と内輪41の軸端面415との間に実質的な隙間900が生じるように設計される。すなわち、許容軸隙間C1がゼロより大きく設定されている。他の例において、ボールねじ装置12は、第2方向の高荷重を受けた際に、ハウジング30の軸面312と内輪41の軸端面415との間の隙間900(許容軸隙間C1)が実質的にゼロになるように設計される。 In the first mode, the inner ring 41 is subjected to a strong force in the second direction based on the axial load (reaction force). This force acts in a direction that causes the axial end surface 415 of the inner ring 41 to move axially away from the axial surface 312 of the housing 30. In one example, the ball screw device 12 is designed so that, when subjected to a high load in the second direction, a substantial gap 900 is created between the axial surface 312 of the housing 30 and the axial end surface 415 of the inner ring 41. In other words, the allowable axial clearance C1 is set to be greater than zero. In another example, the ball screw device 12 is designed so that, when subjected to a high load in the second direction, the gap 900 (allowable axial clearance C1) between the axial surface 312 of the housing 30 and the axial end surface 415 of the inner ring 41 is substantially zero.
第1アセンブリ60に対する第2アセンブリ70の回転に伴い、ハウジング30の軸面312と、内輪41の軸端面415との間で周方向の相対移動(相対回転)が行われる。ボールねじ装置12では、ゼロより大きい許容軸隙間C1が設定されている場合、第1モードにおける、ハウジング30と内輪41との間での接触に基づく回転負荷(摩擦負荷)が回避される。 As the second assembly 70 rotates relative to the first assembly 60, relative movement (relative rotation) occurs in the circumferential direction between the axial surface 312 of the housing 30 and the axial end surface 415 of the inner ring 41. In the ball screw device 12, when the allowable axial clearance C1 is set to be greater than zero, rotational load (frictional load) due to contact between the housing 30 and the inner ring 41 in the first mode is avoided.
本実施形態では、ハウジング30の軸面312(第2軸面AX2)と内輪41の軸端面415(第3軸面AX3)との間の軸方向位置関係に基づいて、内輪41の第1方向への軸方向相対移動が規制されている。すなわち、内輪41の軸方向相対移動は、軸面312と軸端面415との間の隙間900の設計値(許容軸隙間C1)の範囲内に規制される。軸面312に軸端面415が滑り領域910で接触することに基づき、内輪41の第1方向への軸方向相対移動が制限される。また、本実施形態では、ハウジング30の軸面312と内輪41の軸端面415との間の滑りが許容されている。ボールねじ装置12では、接触滑りを許容した構成によって、回転動作時においても内輪41の第1方向への軸方向相対移動が規制される。 In this embodiment, relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction is restricted based on the axial positional relationship between the axial surface 312 (second axial surface AX2) of the housing 30 and the axial end surface 415 (third axial surface AX3) of the inner ring 41. That is, the relative axial movement of the inner ring 41 is restricted within the range of the design value (allowable axial clearance C1) of the gap 900 between the axial surface 312 and the axial end surface 415. The axial relative movement of the inner ring 41 in the first direction is restricted based on the axial surface 312 contacting the axial end surface 415 in the sliding region 910. Furthermore, in this embodiment, sliding is permitted between the axial surface 312 of the housing 30 and the axial end surface 415 of the inner ring 41. In the ball screw device 12, the configuration that allows contact sliding restricts relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction even during rotation.
本実施形態では、接触滑りは、内輪41の軸端面415とハウジング30の軸面312との間で発生する。ボールねじ装置12は、第1実施形態に比べ、部品点数の低減が図られ、低コスト化に有利である。 In this embodiment, contact slippage occurs between the shaft end surface 415 of the inner ring 41 and the shaft surface 312 of the housing 30. Compared to the first embodiment, the ball screw device 12 has a reduced number of parts, which is advantageous in terms of reducing costs.
(第3実施形態)
図6は、第3実施形態に係るボールねじ装置13を示す模式的な部分断面図である。以下の第3実施形態の説明において、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。本実施形態では、第1実施形態と異なり、ハウジング30が滑り部材53を備える。滑り部材53は、ハウジング30の本体(ハウジング本体330)とは別部材として備えられる。また、本実施形態では、第1アセンブリ(外側アセンブリ、支持体)60は、ハウジング30、及び外輪42等を含む。ハウジング30は、ハウジング本体330及び滑り部材53を有する。第2アセンブリ70(内側アセンブリ、回転体)は、ナット22、及び内輪41等を含む。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view showing a ball screw device 13 according to the third embodiment. In the following description of the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and their description will be omitted or simplified. In this embodiment, unlike the first embodiment, the housing 30 includes a sliding member 53. The sliding member 53 is provided as a separate member from the main body of the housing 30 (housing main body 330). In this embodiment, the first assembly (outer assembly, support) 60 includes the housing 30, the outer ring 42, etc. The housing 30 includes the housing main body 330 and the sliding member 53. The second assembly 70 (inner assembly, rotating body) includes the nut 22, the inner ring 41, etc.
本実施形態において、滑り部材53は、リング形状を有し、第1方向に向けられた第1面531と、第2方向に向けられた第2面532とを有する。第1面531がハウジング30の軸面312に面しかつ当接された状態で滑り部材53がハウジング本体330に固定されている。図6において、滑り部材53の第2面532(第2軸面AX2)と内輪41の軸端面415(第3軸面AX3)とが互いに面して配置されている。第2面532と軸端面415とは、互いに面しかつ当接している、又は隙間を介して互いに面している。追加的及び/又は代替的に、滑り部材53をハウジング本体330に固定するための不図示の別部材(スラストカラー、C形止め輪、環状プレートなど)を備えた様々な構造が適用可能である。一例において、滑り部材53として、いわゆる滑り軸受と同様の形態を有する部材が用いられる。他の例において、滑り部材53として、比較的単純な間座のような形態を有する部材が用いられる。 In this embodiment, the sliding member 53 has a ring shape and includes a first surface 531 facing a first direction and a second surface 532 facing a second direction. The sliding member 53 is fixed to the housing main body 330 with the first surface 531 facing and abutting the axial surface 312 of the housing 30. In FIG. 6, the second surface 532 (second axial surface AX2) of the sliding member 53 and the axial end surface 415 (third axial surface AX3) of the inner ring 41 are arranged facing each other. The second surface 532 and the axial end surface 415 face each other and abut each other, or face each other across a gap. Additionally and/or alternatively, various structures can be applied, including a separate member (not shown) for fixing the sliding member 53 to the housing main body 330 (such as a thrust collar, a C-shaped retaining ring, or annular plate). In one example, the sliding member 53 is a member having a configuration similar to that of a so-called sliding bearing. In another example, a member having a relatively simple spacer-like configuration is used as the sliding member 53.
本実施形態では、高負荷駆動時、第2実施形態と同様に、高荷重に基づく第2方向の力が、ナット22、内輪41、転動体43、外輪42、ハウジング30の順に伝わる(第1モード、高負荷モード)。ボールねじ装置13では、高いアキシアル荷重が作用する場合であっても、第1アセンブリ60(ハウジング30など)に対する第2アセンブリ70(ナット22など)の回転運動が安定して支持される。 In this embodiment, as in the second embodiment, during high-load driving, the force in the second direction due to the high load is transmitted in the following order: nut 22, inner ring 41, rolling element 43, outer ring 42, and housing 30 (first mode, high-load mode). In the ball screw device 13, even when a high axial load is applied, the rotational motion of the second assembly 70 (nut 22, etc.) relative to the first assembly 60 (housing 30, etc.) is stably supported.
第1モードにおいて、内輪41は、アキシアル荷重(反力)に基づいて第2方向に向かう強い力を受ける。この力は、内輪41の軸端面415がハウジング30の軸面312(滑り部材53の第2面532)に対して軸方向に離間する向きに働く。一例において、ボールねじ装置13は、第2方向の高荷重を受けた際に、滑り部材53の第2面532と内輪41の軸端面415との間に実質的な隙間900が生じるように設計される。すなわち、許容軸隙間C1がゼロより大きく設定されている。他の例において、ボールねじ装置13は、第2方向の高荷重を受けた際に、滑り部材53の第2面532と内輪41の軸端面415との間の隙間900(許容軸隙間C1)が実質的にゼロになるように設計される。 In the first mode, the inner ring 41 is subjected to a strong force in the second direction based on the axial load (reaction force). This force acts in a direction that causes the axial end surface 415 of the inner ring 41 to move axially away from the axial surface 312 of the housing 30 (the second surface 532 of the sliding member 53). In one example, the ball screw device 13 is designed so that, when a high load is applied in the second direction, a substantial gap 900 is created between the second surface 532 of the sliding member 53 and the axial end surface 415 of the inner ring 41. In other words, the allowable axial clearance C1 is set to be greater than zero. In another example, the ball screw device 13 is designed so that, when a high load is applied in the second direction, the gap 900 (allowable axial clearance C1) between the second surface 532 of the sliding member 53 and the axial end surface 415 of the inner ring 41 is substantially zero.
第1アセンブリ60に対する第2アセンブリ70の回転に伴い、滑り部材53の第2面532と内輪41の軸端面415との間で周方向の相対移動(相対回転)が行われる。ボールねじ装置13では、ゼロより大きい許容軸隙間C1が設定されている場合、第1モードにおける、滑り部材53と内輪41との間での接触に基づく回転負荷(摩擦負荷)が回避される。 As the second assembly 70 rotates relative to the first assembly 60, relative movement (relative rotation) occurs in the circumferential direction between the second surface 532 of the sliding member 53 and the axial end surface 415 of the inner ring 41. In the ball screw device 13, when the allowable axial clearance C1 is set to be greater than zero, rotational load (frictional load) due to contact between the sliding member 53 and the inner ring 41 in the first mode is avoided.
本実施形態では、滑り部材53の第2面532(第2軸面AX2)と内輪41の軸端面415(第3軸面AX3)との間の軸方向位置関係に基づいて、内輪41の第1方向への軸方向相対移動が規制されている。すなわち、内輪41の軸方向相対移動は、第2面532と軸端面415との間の隙間900の設計値(許容軸隙間C1)の範囲内に規制される。滑り部材53に内輪41の軸端面415が滑り領域910で接触することに基づき、内輪41の第1方向への軸方向相対移動が制限される。また、本実施形態では、滑り部材53の第2面532と内輪41の軸端面415との間の滑りが許容されている。ボールねじ装置13では、接触滑りを許容した構成によって、回転動作時においても内輪41の第1方向への軸方向相対移動が規制される。 In this embodiment, the relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction is restricted based on the axial positional relationship between the second surface 532 (second axial surface AX2) of the sliding member 53 and the axial end surface 415 (third axial surface AX3) of the inner ring 41. That is, the relative axial movement of the inner ring 41 is restricted within the range of the design value (allowable axial clearance C1) of the gap 900 between the second surface 532 and the axial end surface 415. The axial end surface 415 of the inner ring 41 contacts the sliding member 53 in the sliding region 910, thereby restricting the relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction. Furthermore, in this embodiment, slippage is permitted between the second surface 532 of the sliding member 53 and the axial end surface 415 of the inner ring 41. In the ball screw device 13, the configuration that allows contact slippage restricts the relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction even during rotation.
本実施形態では、接触滑りは、滑り部材53の第2面532と内輪41の軸端面415との間で発生する。内輪41と接触する部材が、ハウジング本体330とは別の部材であることから、滑り構造の適切な設計により、摩耗の低減、組み立て性の向上、位置決め精度の向上などが図られる。これは装置寿命の向上に有利である。 In this embodiment, contact sliding occurs between the second surface 532 of the sliding member 53 and the axial end surface 415 of the inner ring 41. Because the member that contacts the inner ring 41 is a separate member from the housing main body 330, appropriate design of the sliding structure can reduce wear, improve assembly, and improve positioning accuracy. This is advantageous for extending the life of the device.
代替的に、滑り部材53は、様々な形状が適用可能である。図7に示す変形例において、滑り部材53は、径方向に延在する径部分581と、径部分581から第2方向に延在する周部分582と、を有する。滑り部材53の外周面は、ハウジング30の内面302に対応する径を有する。滑り部材53の外周面とハウジング30の内面302とが互いに面するようにハウジング30の凹部450に滑り部材53が挿入され、滑り部材53とハウジング30とが互いに嵌合されている。滑り部材53とハウジング30との嵌合において、締め代、又は隙間(隙間嵌合)が適切に与えられる。滑り部材53と外輪42とが軸方向に並んで配置される。滑り部材53は、ハウジング30の軸面312と外輪42の軸面424との間に配置される。滑り部材53の第1方向に向けられた軸端面(第1面531)がハウジング30の軸面312に当接可能である。滑り部材53の第2方向に向けられた軸端面(周部分582の軸端面585)が外輪42の軸面424に当接可能である。一例において、滑り部材53は、軸面312と軸端面424との間に予圧を伴って挟持される。他の例において、予圧が実質的に無い状態で、軸面312と軸面424との間に滑り部材53が配置される。滑り部材53において、軸方向における、第1面531と軸端面585との間に、第2方向に向けられた第2面532が配置される。第2面532は、軸端面585に対して径方向内方に設けられ、例えば、軸方向に対する垂直面を有する。第2面532の少なくとも一部が、内輪41の軸面415に面して配置されている。第2面532の少なくとも一部と軸面415とは、互いに面しかつ当接している、又は隙間を介して互いに面している。図7の例においても、内輪41の軸面415が滑り部材53の第2面532に接触することによって、内輪41の第1方向への軸方向相対移動が制限される。 Alternatively, various shapes are applicable to the sliding member 53. In the modified example shown in FIG. 7, the sliding member 53 has a diameter portion 581 extending radially and a circumferential portion 582 extending from the diameter portion 581 in the second direction. The outer peripheral surface of the sliding member 53 has a diameter corresponding to the inner surface 302 of the housing 30. The sliding member 53 is inserted into the recess 450 of the housing 30 so that the outer peripheral surface of the sliding member 53 faces the inner surface 302 of the housing 30, and the sliding member 53 and the housing 30 are fitted together. An appropriate interference or gap (loose fit) is provided in the fit between the sliding member 53 and the housing 30. The sliding member 53 and the outer ring 42 are arranged side by side in the axial direction. The sliding member 53 is arranged between the axial surface 312 of the housing 30 and the axial surface 424 of the outer ring 42. An axial end surface (first surface 531) of the sliding member 53 facing in the first direction can abut against the axial surface 312 of the housing 30. An axial end surface (axial end surface 585 of the circumferential portion 582) of the sliding member 53 facing in the second direction can abut against the axial surface 424 of the outer ring 42. In one example, the sliding member 53 is sandwiched between the axial surface 312 and the axial end surface 424 with a preload. In another example, the sliding member 53 is disposed between the axial surface 312 and the axial surface 424 with substantially no preload. A second surface 532 facing in the second direction is disposed in the sliding member 53 between the first surface 531 and the axial end surface 585 in the axial direction. The second surface 532 is disposed radially inward from the axial end surface 585 and has, for example, a surface perpendicular to the axial direction. At least a portion of the second surface 532 is disposed facing the axial surface 415 of the inner ring 41. At least a portion of the second surface 532 and the shaft surface 415 face and abut each other, or face each other across a gap. In the example of Figure 7, the shaft surface 415 of the inner ring 41 contacts the second surface 532 of the sliding member 53, thereby restricting relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction.
(第4実施形態)
図8は、第4実施形態に係るボールねじ装置14を示す模式的な部分断面図である。以下の第4実施形態の説明において、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。本実施形態では、第1実施形態と異なり、ボールねじ20が滑り部材54を備える。滑り部材54は、ねじ軸21/ナット22の本体とは別部材として備えられる。また、本実施形態では、第1アセンブリ(外側アセンブリ、支持体)60は、ハウジング30、及び外輪42等を含む。第2アセンブリ70(内側アセンブリ、回転体)は、ナット22、内輪41、及び滑り部材54等を含む。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view showing a ball screw device 14 according to a fourth embodiment. In the following description of the fourth embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and their description will be omitted or simplified. In this embodiment, unlike the first embodiment, the ball screw 20 includes a sliding member 54. The sliding member 54 is provided as a separate member from the main body of the screw shaft 21/nut 22. In this embodiment, the first assembly (outer assembly, support) 60 includes the housing 30, the outer ring 42, etc. The second assembly 70 (inner assembly, rotating body) includes the nut 22, the inner ring 41, the sliding member 54, etc.
本実施形態において、ハウジング30は、第2方向に向けられた軸面315を有する。ナット22は、第1方向に向けられた軸面226を有する。軸面315と軸面226とが互いに対向して配置されている。滑り部材54は、軸面315と軸面226との間に配置されている。滑り部材54は、リング形状を有し、第1方向に向けられた第1面541と、第2方向に向けられた第2面542とを有する。ナット22に面しかつ当接された状態で滑り部材54がナット22に固定されている。ハウジング30の軸面315(第2軸面AX2)と滑り部材54の第1面541(第3軸面AX3)とが互いに面して配置されている。軸面315と第1面541とは、互いに面しかつ当接している、又は隙間を介して互いに面している。追加的及び/又は代替的に、滑り部材54をナット22に固定するための不図示の別部材(スラストカラー、C形止め輪、環状プレートなど)を備えた様々な構造が適用可能である。一例において、滑り部材54として、滑り軸受と同様の形態を有する部材が用いられる。他の例において、滑り部材54として、比較的単純な間座のような形態を有する部材が用いられる。 In this embodiment, the housing 30 has an axial surface 315 facing the second direction. The nut 22 has an axial surface 226 facing the first direction. The axial surface 315 and the axial surface 226 are arranged opposite each other. The sliding member 54 is arranged between the axial surface 315 and the axial surface 226. The sliding member 54 is ring-shaped and has a first surface 541 facing the first direction and a second surface 542 facing the second direction. The sliding member 54 is fixed to the nut 22 while facing and abutting against the nut 22. The axial surface 315 (second axial surface AX2) of the housing 30 and the first surface 541 (third axial surface AX3) of the sliding member 54 are arranged facing each other. The axial surface 315 and the first surface 541 face each other and abut each other, or face each other with a gap between them. Additionally and/or alternatively, various structures can be applied that include a separate member (not shown) for securing the sliding member 54 to the nut 22 (such as a thrust collar, a C-shaped retaining ring, or annular plate). In one example, a member having a configuration similar to that of a sliding bearing is used as the sliding member 54. In another example, a member having a configuration similar to that of a relatively simple spacer is used as the sliding member 54.
本実施形態では、高負荷駆動時、第2実施形態と同様に、高荷重に基づく第2方向の力が、ナット22、内輪41、転動体43、外輪42、ハウジング30の順に伝わる(第1モード、高負荷モード)。ボールねじ装置14では、高いアキシアル荷重が作用する場合であっても、第1アセンブリ60(ハウジング30など)に対する第2アセンブリ70(ナット22など)の回転運動が安定して支持される。 In this embodiment, as in the second embodiment, during high-load driving, a force in the second direction due to the high load is transmitted in the following order: nut 22, inner ring 41, rolling element 43, outer ring 42, and housing 30 (first mode, high-load mode). In the ball screw device 14, even when a high axial load is applied, the rotational motion of the second assembly 70 (nut 22, etc.) relative to the first assembly 60 (housing 30, etc.) is stably supported.
第1モードにおいて、ナット22は、アキシアル荷重(反力)に基づいて第2方向に向かう強い力を受ける。この力は、ナット22の軸面226(滑り部材54の第1面541)がハウジング30の軸面315に対して軸方向に離間する向きに働く。一例において、ボールねじ装置14は、第2方向の高荷重を受けた際に、ハウジング30の軸面315と滑り部材54の第1面541との間に実質的な隙間900が生じるように設計される。すなわち、許容軸隙間C1がゼロより大きく設定されている。他の例において、ボールねじ装置14は、第2方向の高荷重を受けた際に、ハウジング30の軸面315と滑り部材54の第1面541との間の隙間900(許容軸隙間C1)が実質的にゼロになるように設計される。 In the first mode, the nut 22 is subjected to a strong force in the second direction based on the axial load (reaction force). This force acts in a direction that causes the axial surface 226 of the nut 22 (the first surface 541 of the sliding member 54) to move axially away from the axial surface 315 of the housing 30. In one example, the ball screw device 14 is designed so that, when a high load is applied in the second direction, a substantial gap 900 is created between the axial surface 315 of the housing 30 and the first surface 541 of the sliding member 54. In other words, the allowable axial clearance C1 is set to be greater than zero. In another example, the ball screw device 14 is designed so that, when a high load is applied in the second direction, the gap 900 (the allowable axial clearance C1) between the axial surface 315 of the housing 30 and the first surface 541 of the sliding member 54 is substantially zero.
第1アセンブリ60に対する第2アセンブリ70の回転に伴い、ハウジング30の軸面315と滑り部材54の第1面541との間で周方向の相対移動(相対回転)が行われる。ボールねじ装置14では、ゼロより大きい許容軸隙間C1が設定されている場合、第1モードにおける、ハウジング30と滑り部材54との間での接触に基づく回転負荷(摩擦負荷)が回避される。 As the second assembly 70 rotates relative to the first assembly 60, relative movement (relative rotation) occurs in the circumferential direction between the axial surface 315 of the housing 30 and the first surface 541 of the sliding member 54. In the ball screw device 14, when the allowable axial clearance C1 is set to be greater than zero, rotational load (frictional load) due to contact between the housing 30 and the sliding member 54 in the first mode is avoided.
本実施形態では、ハウジング30の軸面315(第2軸面AX2)と滑り部材54の第1面541(第3軸面AX3)との間の軸方向位置関係に基づいて、内輪41の第1方向への軸方向相対移動が規制されている。すなわち、内輪41の軸方向相対移動は、軸面315と第1面541との間の隙間900の設計値(許容軸隙間C1)の範囲内に規制される。ハウジング30の軸面315に滑り部材54の第1面541が滑り領域910で接触することに基づき、内輪41の第1方向への軸方向相対移動が制限される。また、本実施形態では、ハウジング30の軸面315と滑り部材54の第1面541との間の滑りが許容されている。ボールねじ装置14では、接触滑りを許容した構成によって、回転動作時においても内輪41の第1方向への軸方向相対移動が規制される。 In this embodiment, the relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction is restricted based on the axial positional relationship between the axial surface 315 (second axial surface AX2) of the housing 30 and the first surface 541 (third axial surface AX3) of the sliding member 54. That is, the relative axial movement of the inner ring 41 is restricted within the range of the design value (allowable axial clearance C1) of the gap 900 between the axial surface 315 and the first surface 541. The first surface 541 of the sliding member 54 contacts the axial surface 315 of the housing 30 in the sliding region 910, thereby restricting the relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction. Furthermore, in this embodiment, slippage is permitted between the axial surface 315 of the housing 30 and the first surface 541 of the sliding member 54. In the ball screw device 14, the configuration that allows contact slippage restricts the relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction even during rotation.
本実施形態では、接触滑りは、ハウジング30の軸面315と滑り部材54の第1面541との間で発生する。ハウジング30と接触する部材が、ナット22とは別の部材であることから、滑り構造の適切な設計により、摩耗の低減、組み立て性の向上、位置決め精度の向上などが図られる。これは装置寿命の向上に有利である。 In this embodiment, contact sliding occurs between the shaft surface 315 of the housing 30 and the first surface 541 of the sliding member 54. Because the member that comes into contact with the housing 30 is a separate member from the nut 22, appropriate design of the sliding structure can reduce wear, improve assembly ease, and improve positioning accuracy. This is advantageous for extending the life of the device.
また、本実施形態では、滑り領域910の径方向範囲は、内輪41の外面(外周面)412に比べて径方向内方の位置(領域910A)でありかつ、転動体43に比べて径方向内方の位置(領域910B)を含むように設定される。すなわち、転動体43に比べて径方向内方の位置における、ハウジング30と滑り部材54との接触が許容されている。滑り領域910の適切な設定は、軸受40の安定動作に貢献し、回転負荷の低減や軸受40の高寿命化に有利である。 In addition, in this embodiment, the radial range of the sliding region 910 is set to include a position (region 910A) radially inward relative to the outer surface (outer peripheral surface) 412 of the inner ring 41, and a position (region 910B) radially inward relative to the rolling elements 43. In other words, contact between the housing 30 and the sliding member 54 is permitted at a position radially inward relative to the rolling elements 43. Appropriate setting of the sliding region 910 contributes to stable operation of the bearing 40 and is advantageous for reducing rotational load and extending the life of the bearing 40.
図8に示す例では、転動体43に比べて径方向内方の位置に滑り領域910の径方向範囲が設定されている。代替的に、転動体43に比べて径方向外方の位置に滑り領域910の径方向範囲の少なくとも一部が設定され得る。また、滑り領域910の径方向範囲の少なくとも一部が、内輪41の外面(外周面)412に比べて径方向外方の位置に設定され得る。 In the example shown in FIG. 8, the radial range of the sliding area 910 is set at a position radially inward relative to the rolling elements 43. Alternatively, at least a portion of the radial range of the sliding area 910 may be set at a position radially outward relative to the rolling elements 43. Also, at least a portion of the radial range of the sliding area 910 may be set at a position radially outward relative to the outer surface (outer peripheral surface) 412 of the inner ring 41.
また、図8に示す例では、ボールねじ20に滑り部材54が備えられている。図8の変形例において、軸受40から軸方向に離れた位置において、ハウジング30に滑り部材が備えられた構成を適用できる。すなわち、ハウジング30の軸面とボールねじ20の軸面との間に、ハウジング30に対して固定された滑り部材が配置されてもよい。この例において、ハウジング30に備えられた滑り部材の軸面(第2軸面AX2)とナット22の軸面(第3軸面AX3)との間の軸方向位置関係に基づいて、ナット22及び内輪41の第1方向への軸方向相対移動が規制される。さらに、別の変形例において、滑り構造は、第2実施形態のように、滑り部材を備えない構成でもよい。この構成では、軸受40から軸方向に離れた位置において、ナット22の軸面とハウジング30の軸面とが直接的に面し、かつナット22の軸面とハウジング30の軸面との間で接触滑りが生じるように構成される。 8, the ball screw 20 is provided with a sliding member 54. In a modified example of FIG. 8, a configuration in which a sliding member is provided on the housing 30 at a position axially spaced from the bearing 40 can be applied. That is, a sliding member fixed to the housing 30 may be disposed between the axial surface of the housing 30 and the axial surface of the ball screw 20. In this example, the relative axial movement of the nut 22 and the inner ring 41 in the first direction is restricted based on the axial positional relationship between the axial surface (second axial surface AX2) of the sliding member provided on the housing 30 and the axial surface (third axial surface AX3) of the nut 22. Furthermore, in another modified example, the sliding structure may be configured without a sliding member, as in the second embodiment. In this configuration, the axial surface of the nut 22 and the axial surface of the housing 30 directly face each other at a position axially spaced from the bearing 40, and contact sliding occurs between the axial surface of the nut 22 and the axial surface of the housing 30.
(第5、第6、第7実施形態)
図9は、第5、第6、及び第7実施形態に係るボールねじ装置15、16、17を示す模式的な断面図である。図9(a)は、第1実施形態の変形例である第5実施形態のボールねじ装置15を示す。図9(b)は、第2実施形態の変形例である第6実施形態のボールねじ装置16を示す。図9(c)は、第3実施形態の変形例である第7実施形態のボールねじ装置17を示す。以下の説明において、上記実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。各実施形態において、ボールねじ装置15、16、17は予圧部材80をさらに備える。
(Fifth, Sixth, and Seventh Embodiments)
9A and 9B are schematic cross-sectional views showing ball screw devices 15, 16, and 17 according to fifth, sixth, and seventh embodiments. FIG. 9A shows the ball screw device 15 according to a fifth embodiment, which is a modification of the first embodiment. FIG. 9B shows the ball screw device 16 according to a sixth embodiment, which is a modification of the second embodiment. FIG. 9C shows the ball screw device 17 according to a seventh embodiment, which is a modification of the third embodiment. In the following description, the same components as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and their description will be omitted or simplified. In each embodiment, the ball screw devices 15, 16, and 17 further include a preload member 80.
図9(a)に示す第5実施形態において、ボールねじ装置15は、予圧部材80の予圧によってハウジング30の軸面312(第2軸面AX2)と滑り部材50の第1面501(第3軸面AX3)とが互いに近付くように構成されている。一例において、予圧部材80は、弾性部材であり、例えば、皿バネが適用される。例えば、予圧部材80は、予め弾性変形した状態で、外輪42の軸端面425とハウジング30の軸面311との間に配置される。予圧部材80は、弾性変形に基づき、外輪42に対して第1方向の付勢力(予圧)を与える。また、軸受40に作用する第2方向の荷重に応じて予圧部材80の形状(弾性変形状態)が変化する。他の例において、上記以外の予圧機構が適用される。 In the fifth embodiment shown in FIG. 9(a), the ball screw device 15 is configured so that the axial surface 312 (second axial surface AX2) of the housing 30 and the first surface 501 (third axial surface AX3) of the sliding member 50 approach each other due to the preload of the preload member 80. In one example, the preload member 80 is an elastic member, such as a disc spring. For example, the preload member 80 is disposed between the axial end surface 425 of the outer ring 42 and the axial surface 311 of the housing 30 in a pre-elastically deformed state. The preload member 80 applies a biasing force (preload) to the outer ring 42 in a first direction based on its elastic deformation. Furthermore, the shape (elastically deformed state) of the preload member 80 changes in response to a load acting on the bearing 40 in a second direction. In other examples, a preload mechanism other than those described above is used.
本実施形態では、高負荷状態(第1モード)及び低負荷状態(第2モード)のいずれの場合でも、予圧部材80による予圧が軸受40に作用する。また、第2モードでは、予圧部材80による予圧に基づき、ハウジング30の軸面312(第2軸面AX2)と滑り部材50の第1面501(第3軸面AX3)とが互いに接触する。図9(b)に示す第6実施形態、及び、図9(c)に示す第7実施形態においても、同様である。また、第4実施形態についても、同様に、予圧部材80をさらに備えた構成を適用可能である。 In this embodiment, in both the high load state (first mode) and the low load state (second mode), the preload from the preload member 80 acts on the bearing 40. Furthermore, in the second mode, the preload from the preload member 80 causes the axial surface 312 (second axial surface AX2) of the housing 30 and the first surface 501 (third axial surface AX3) of the sliding member 50 to come into contact with each other. This is also true for the sixth embodiment shown in FIG. 9(b) and the seventh embodiment shown in FIG. 9(c). Similarly, a configuration further including a preload member 80 can also be applied to the fourth embodiment.
第5、第6、及び第7の各実施形態では、予圧部材80による予圧により、隙間900に対する軸受40の軸方向の動きが抑制される。その結果、例えば音振が低減されるなど、軸受40の損傷や異音などの不具合が確実に防止される。 In the fifth, sixth, and seventh embodiments, the preload applied by the preload member 80 suppresses axial movement of the bearing 40 relative to the gap 900. As a result, problems such as damage to the bearing 40 and abnormal noise are reliably prevented, for example, by reducing noise and vibration.
(第8、第9、第10実施形態)
図10及び図11は、第8、第9、及び第10実施形態に係るボールねじ装置81、82、83を示す模式的な断面図である。図10及び図11(a)は、第1実施形態の変形例である第8実施形態のボールねじ装置81を示す。図11(b)は、第2実施形態の変形例である第9実施形態のボールねじ装置82を示す。図11(c)は、第3実施形態の変形例である第10実施形態のボールねじ装置83を示す。以下の説明において、上記実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。各実施形態において、ボールねじ装置81、82、83は、ハウジング30に対して、ボールねじ20のねじ軸21が相対的に回転するように構成されている。
(Eighth, Ninth, and Tenth Embodiments)
10 and 11 are schematic cross-sectional views showing ball screw devices 81, 82, and 83 according to eighth, ninth, and tenth embodiments. FIGS. 10 and 11(a) show a ball screw device 81 according to an eighth embodiment, which is a modified version of the first embodiment. FIG. 11(b) shows a ball screw device 82 according to a ninth embodiment, which is a modified version of the second embodiment. FIG. 11(c) shows a ball screw device 83 according to a tenth embodiment, which is a modified version of the third embodiment. In the following description, the same components as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and their description will be omitted or simplified. In each embodiment, the ball screw devices 81, 82, and 83 are configured so that the screw shaft 21 of the ball screw 20 rotates relative to the housing 30.
図10に示すように、第8実施形態において、不図示のモータの駆動力が伝達される第1シャフト91がねじ軸21に接続される。ボールねじ20では回転運動が直線運動に変換される。 As shown in Figure 10, in the eighth embodiment, a first shaft 91 to which the driving force of a motor (not shown) is transmitted is connected to a screw shaft 21. The ball screw 20 converts rotational motion into linear motion.
本実施形態において、軸受40の内輪41がボールねじ20のねじ軸21に取り付けられ、軸受40の外輪42がハウジング30に取り付けられる。追加的及び/又は代替的に、ねじ軸21に対する内輪41の軸方向の位置を支持するための不図示の別部材(スラストカラー、C形止め輪、環状プレートなど)を備えた様々な構造が適用可能である。 In this embodiment, the inner ring 41 of the bearing 40 is attached to the screw shaft 21 of the ball screw 20, and the outer ring 42 of the bearing 40 is attached to the housing 30. Additionally and/or alternatively, various structures can be applied that include a separate member (not shown) (such as a thrust collar, a C-shaped retaining ring, or annular plate) for supporting the axial position of the inner ring 41 relative to the screw shaft 21.
図11(a)に示すように、軸受40の外径は、ねじ軸21の外径に比べて大きい。他の例において、軸受40の外径は、ねじ軸21の外径に比べて小さくできる。図11(a)において、軸受40は、ねじ軸21の実質的な径方向外側に配置される。ねじ軸21は、径方向外向きの外面211、212を有する。ねじ軸21の外面(外周面)212は、軸受40の孔の径(内輪41の内径)に対応する外径を有する。ねじ軸21の外面212と内輪41の内面(内周面)411とが互いに面するように軸受40の孔にねじ軸21の一部が挿入されることにより、ねじ軸21と軸受40(内輪41)とが互いに嵌合されている。軸受40(内輪41)の内面411がねじ軸21の外面212に支持されている。ねじ軸21と内輪41との嵌合において、締め代、又は隙間(隙間嵌合)が適切に与えられる。別の例において、ねじ軸21と内輪41とが一体的に形成された構成を適用できる。 As shown in FIG. 11(a), the outer diameter of the bearing 40 is larger than the outer diameter of the screw shaft 21. In other examples, the outer diameter of the bearing 40 can be smaller than the outer diameter of the screw shaft 21. In FIG. 11(a), the bearing 40 is positioned substantially radially outward of the screw shaft 21. The screw shaft 21 has outer surfaces 211, 212 facing radially outward. The outer surface (outer circumferential surface) 212 of the screw shaft 21 has an outer diameter corresponding to the diameter of the hole in the bearing 40 (the inner diameter of the inner ring 41). A portion of the screw shaft 21 is inserted into the hole in the bearing 40 so that the outer surface 212 of the screw shaft 21 and the inner surface (inner circumferential surface) 411 of the inner ring 41 face each other, thereby fitting the screw shaft 21 and the bearing 40 (inner ring 41) together. The inner surface 411 of the bearing 40 (inner ring 41) is supported by the outer surface 212 of the screw shaft 21. An appropriate interference or gap (loose fit) is provided when the screw shaft 21 and inner ring 41 are fitted together. In another example, the screw shaft 21 and inner ring 41 can be formed integrally.
本実施形態において、ねじ軸21は、第2方向に向けられた軸面(軸壁面)215を有する。軸面215は、径方向において外面211と外面212との間に設けられ、例えば、軸方向に対する垂直面を有する。ねじ軸21の軸面215は、内輪41の軸端面415に対向して配置される。 In this embodiment, the screw shaft 21 has an axial surface (axial wall surface) 215 facing the second direction. The axial surface 215 is located between the outer surfaces 211 and 212 in the radial direction and has, for example, a surface perpendicular to the axial direction. The axial surface 215 of the screw shaft 21 is positioned opposite the axial end surface 415 of the inner ring 41.
本実施形態において、ねじ軸21の軸面215と内輪41の軸端面415との間に滑り部材50が配置されている。ねじ軸21と内輪41とに挟まれることにより、滑り部材50がねじ軸21及び内輪41に対して固定される。本実施形態において、第1アセンブリ(外側アセンブリ、支持体)60は、ハウジング30及び外輪42等を含む。第2アセンブリ(内側アセンブリ、回転体)70は、ねじ軸21、内輪41、及び滑り部材50等を含む。 In this embodiment, a sliding member 50 is disposed between the axial surface 215 of the screw shaft 21 and the axial end surface 415 of the inner ring 41. The sliding member 50 is fixed to the screw shaft 21 and the inner ring 41 by being sandwiched between them. In this embodiment, the first assembly (outer assembly, support body) 60 includes the housing 30, the outer ring 42, etc. The second assembly (inner assembly, rotating body) 70 includes the screw shaft 21, the inner ring 41, and the sliding member 50, etc.
本実施形態では、高負荷の駆動に伴う第2方向の高い反力がボールねじ20を介してねじ軸21に働く。この第1モードにおいて、高荷重に基づく第2方向の力が、ねじ軸21、滑り部材50、内輪41、転動体43、外輪42、ハウジング30の順に伝わる。ボールねじ装置11では、高いアキシアル荷重が作用する場合であっても、第1アセンブリ60(ハウジング30など)に対する第2アセンブリ70(ねじ軸21など)の回転運動が安定して支持される。 In this embodiment, a high reaction force in the second direction caused by driving under a high load acts on the screw shaft 21 via the ball screw 20. In this first mode, the force in the second direction due to the high load is transmitted in the following order: screw shaft 21, sliding member 50, inner ring 41, rolling elements 43, outer ring 42, and housing 30. In the ball screw device 11, even when a high axial load is applied, the rotational motion of the second assembly 70 (e.g., screw shaft 21) relative to the first assembly 60 (e.g., housing 30) is stably supported.
本実施形態では、第1実施形態と同様に、ハウジング30の軸面312(第2軸面AX2)と滑り部材50の第1面501(第3軸面AX3)との間の軸方向位置関係に基づいて、内輪41の第1方向への軸方向相対移動が規制されている。すなわち、内輪41の軸方向相対移動は、軸面312(第2軸面AX2)と第1面501(第3軸面AX3)との間の隙間900の設計値(許容軸隙間C1)の範囲内に規制される。滑り部材50の第1面501がハウジング30の軸面312に接触することによって、内輪41の第1方向への軸方向相対移動が制限される。また、滑り領域910における接触滑りに基づき、回転動作時においても内輪41の第1方向への軸方向相対移動が規制される。 In this embodiment, as in the first embodiment, the relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction is restricted based on the axial positional relationship between the axial surface 312 (second axial surface AX2) of the housing 30 and the first surface 501 (third axial surface AX3) of the sliding member 50. That is, the relative axial movement of the inner ring 41 is restricted within the range of the design value (allowable axial clearance C1) of the gap 900 between the axial surface 312 (second axial surface AX2) and the first surface 501 (third axial surface AX3). The first surface 501 of the sliding member 50 contacts the axial surface 312 of the housing 30, thereby restricting the relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction. Furthermore, based on contact sliding in the sliding region 910, the relative axial movement of the inner ring 41 in the first direction is restricted even during rotation.
このように、本実施形態では、ハウジング30に対してねじ軸21が回転する構成においても、第1実施形態と同様に、軸受40の軸方向相対移動を規制する構成等に基づき、コンパクトな構成かつ高負荷仕様でありながら、高い信頼性と高寿命性が達成される。図11(b)に示す第9実施形態、及び図11(c)に示す第10実施形態においても、同様である。 Thus, in this embodiment, even though the screw shaft 21 rotates relative to the housing 30, similar to the first embodiment, high reliability and long life are achieved while maintaining a compact configuration and high load specifications based on a configuration that restricts relative axial movement of the bearing 40. The same is true for the ninth embodiment shown in Figure 11(b) and the tenth embodiment shown in Figure 11(c).
(第11、第12、第13実施形態)
図12は、第11、第12、及び第13実施形態に係るボールねじ装置84、85、86を示す模式的な部分断面図である。図12(a)は、第8実施形態の変形例である第11実施形態のボールねじ装置84を示す。図12(b)は、第9実施形態の変形例である第12実施形態のボールねじ装置85を示す。図12(c)は、第10実施形態の変形例である第13実施形態のボールねじ装置86を示す。以下の説明において、上記実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。各実施形態において、ボールねじ装置84、85、86は予圧部材80をさらに備える。
(Eleventh, twelfth, and thirteenth embodiments)
12A and 12B are schematic partial cross-sectional views showing ball screw devices 84, 85, and 86 according to 11th, 12th, and 13th embodiments. FIG. 12A shows a ball screw device 84 according to an 11th embodiment, which is a modification of the eighth embodiment. FIG. 12B shows a ball screw device 85 according to a 12th embodiment, which is a modification of the ninth embodiment. FIG. 12C shows a ball screw device 86 according to a 13th embodiment, which is a modification of the tenth embodiment. In the following description, the same components as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and their description will be omitted or simplified. In each embodiment, the ball screw devices 84, 85, and 86 further include a preload member 80.
図12(a)に示す第11実施形態において、ボールねじ装置84は、予圧部材80の予圧によってハウジング30の軸面312(第2軸面AX2)と滑り部材50の第1面501(第3軸面AX3)とが互いに近付くように構成されている。本実施形態では、高負荷状態(第1モード)及び低負荷状態(第2モード)のいずれの場合でも、予圧部材80による予圧が軸受40に作用する。また、第2モードでは、予圧部材80の予圧に基づき、ハウジング30の軸面312(第2軸面AX2)と滑り部材50の第1面501(第3軸面AX3)とが互いに接触する。図12(b)に示す第12実施形態、及び、図12(c)に示す第13実施形態においても、同様である。 In the eleventh embodiment shown in FIG. 12(a), the ball screw device 84 is configured so that the axial surface 312 (second axial surface AX2) of the housing 30 and the first surface 501 (third axial surface AX3) of the sliding member 50 approach each other due to the preload of the preload member 80. In this embodiment, the preload of the preload member 80 acts on the bearing 40 in both the high-load state (first mode) and the low-load state (second mode). In the second mode, the preload of the preload member 80 causes the axial surface 312 (second axial surface AX2) of the housing 30 and the first surface 501 (third axial surface AX3) of the sliding member 50 to come into contact with each other. This is also true in the twelfth embodiment shown in FIG. 12(b) and the thirteenth embodiment shown in FIG. 12(c).
第11、第12、及び第13の各実施形態では、予圧部材80による予圧により、隙間900に対する軸受40の軸方向の動きが抑制される。その結果、例えば音振が低減されるなど、軸受40の損傷や異音などの不具合が確実に防止される。 In the 11th, 12th, and 13th embodiments, the preload applied by the preload member 80 suppresses axial movement of the bearing 40 relative to the gap 900. As a result, problems such as damage to the bearing 40 and abnormal noise are reliably prevented, for example, by reducing noise and vibration.
本発明の技術的範囲は実施形態に記載の範囲には限定されない。実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能である。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得る。また、説明した実施形態に限らず、これらの構成の任意の組み合わせでもよい。 The technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the embodiments. Various modifications and improvements can be made to the embodiments. Forms incorporating such modifications or improvements can also be included within the technical scope of the present invention. Furthermore, the present invention is not limited to the described embodiments, and any combination of these configurations may be used.
本開示は、以下のような組み合わせでもよい。
(1)一実施形態において、ボールねじ装置は、ねじ軸とナットと複数のボールとを有するボールねじと、前記ボールねじを支持するハウジングと、内輪と外輪と複数の転動体とを有する軸受と、を備える。前記軸受は、前記ボールねじと前記ハウジングとの間に配置され、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を受けることが可能な構造を有する。前記ハウジングは、第1方向に向けられた第1軸面と第2方向に向けられた第2軸面とを有する。前記第2方向に沿った前記ボールねじからのアキシアル荷重が前記内輪、前記転動体、及び前記外輪を介して前記第1軸面で受けられる。前記軸受又は前記ボールねじは、前記第2軸面に面して配置される第3軸面を有する。前記第2軸面と前記第3軸面とは、互いに面しかつ当接している、又は隙間を介して互いに面している。前記ハウジングに対する前記ねじ軸又は前記ナットの回転時に、前記第2軸面と前記第3軸面との間で周方向の相対移動が行われる。記第2軸面と前記第3軸面との間の軸方向位置関係に基づいて、前記外輪に対する前記内輪の前記第1方向への軸方向相対移動が規制されている。
(2)上記(1)に記載のボールねじ装置において、前記第2軸面と前記第3軸面との間の接触が許容されている。
(3)上記(1)又は(2)に記載のボールねじ装置において、前記第2軸面と前記第3軸面との間の滑りが許容されている。
(4)上記(3)に記載のボールねじ装置において、前記ボールねじからの前記アキシアル荷重の大きさに応じて前記滑りの状態が変化する。
(5)上記(1)から(4)のいずれかに記載のボールねじ装置において、前記軸受又は前記ボールねじは、前記軸受、前記ねじ軸又は前記ナットの本体に形成された前記第3軸面としての軸面を有する、又は、前記軸受、前記ねじ軸又は前記ナットの本体とは別部材としての前記第3軸面を有する滑り部材を備える。
(6)上記(1)から(4)のいずれかに記載のボールねじ装置において、前記ハウジングは、前記ハウジングの本体に形成された前記第2軸面としての軸面を有する、又は、前記ハウジングの本体とは別部材としての前記第2軸面を有する滑り部材を備える。
(7)上記(1)から(6)のいずれかに記載のボールねじ装置において、前記第2軸面と前記第3軸面とが近付くように予圧を付与する予圧部材をさらに備える。
(8)上記(1)から(7)のいずれかに記載のボールねじ装置において、前記軸受は、単列円錐ころ軸受又は単列アンギュラ玉軸受である。
The present disclosure may be combined as follows:
(1) In one embodiment, a ball screw device includes a ball screw having a screw shaft, a nut, and multiple balls; a housing supporting the ball screw; and a bearing having an inner ring, an outer ring, and multiple rolling elements. The bearing is disposed between the ball screw and the housing and has a structure capable of bearing radial loads and axial loads. The housing has a first axial surface facing a first direction and a second axial surface facing a second direction. An axial load from the ball screw along the second direction is received by the first axial surface via the inner ring, the rolling elements, and the outer ring. The bearing or the ball screw has a third axial surface disposed facing the second axial surface. The second axial surface and the third axial surface face each other and abut against each other, or face each other via a gap. When the screw shaft or the nut rotates relative to the housing, relative movement in the circumferential direction occurs between the second axial surface and the third axial surface. Axial relative movement of the inner ring relative to the outer ring in the first direction is restricted based on the axial positional relationship between the second axial surface and the third axial surface.
(2) In the ball screw device described in (1) above, contact between the second shaft surface and the third shaft surface is permitted.
(3) In the ball screw device described in (1) or (2) above, sliding is permitted between the second shaft surface and the third shaft surface.
(4) In the ball screw device described in (3) above, the state of the slippage changes depending on the magnitude of the axial load from the ball screw.
(5) In the ball screw device described in any one of (1) to (4) above, the bearing or the ball screw has an axial surface as the third axial surface formed on the body of the bearing, the screw shaft, or the nut, or is provided with a sliding member having the third axial surface as a separate member from the body of the bearing, the screw shaft, or the nut.
(6) In the ball screw device described in any one of (1) to (4) above, the housing has an axial surface as the second axial surface formed on the main body of the housing, or is provided with a sliding member having the second axial surface as a separate member from the main body of the housing.
(7) The ball screw device according to any one of (1) to (6) above further comprises a preload member that applies a preload so that the second axial surface and the third axial surface approach each other.
(8) In the ball screw device according to any one of (1) to (7) above, the bearing is a single-row tapered roller bearing or a single-row angular contact ball bearing.
11~17、81~86 ボールねじ装置、
20 ボールねじ、
21 ねじ軸、
22 ナット、
30 ハウジング、
40 軸受、
41 内輪、
42 外輪、
43 転動体、
50、53、54 滑り部材(滑り軸受、規制部材)、
60 第1アセンブリ、
70 第2アセンブリ、
80 予圧部材、
900 隙間、
AX1 第1軸面、
AX2 第2軸面、
AX3 第3軸面。
11 to 17, 81 to 86 Ball screw device,
20 ball screw,
21 screw shaft,
22 nuts,
30 housing,
40 bearings,
41 Inner circle,
42 outer ring,
43 rolling elements,
50, 53, 54 Sliding member (sliding bearing, regulating member),
60 first assembly,
70 second assembly,
80 Preload member,
900 gap,
AX1 1st axis plane,
AX2 second axis surface,
AX3 Third axis surface.
Claims (11)
前記ボールねじを支持するハウジングと、
内輪と外輪と複数の転動体とを有する軸受と、
を備え、
前記軸受は、前記ボールねじと前記ハウジングとの間に配置され、ラジアル荷重及びアキシアル荷重を受けることが可能な構造を有し、
前記ハウジングは、第1方向に向けられた第1軸面と第2方向に向けられた第2軸面とを有し、
前記第1方向は、前記第2方向と逆の向きであり、
前記第2方向に沿った前記ボールねじからのアキシアル荷重が前記内輪、前記転動体、及び前記外輪を介して前記第1軸面で受けられ、
前記軸受又は前記ボールねじは、前記第2軸面に面して配置される第3軸面を有し、
前記ハウジングに対する前記ねじ軸又は前記ナットの回転時に、前記第2軸面と前記第3軸面との間で周方向の相対移動が行われ、
前記第2軸面と前記第3軸面との間の軸方向位置関係に基づいて、前記外輪に対する前記内輪の前記第1方向への軸方向相対移動が規制されている、
ボールねじ装置。 a ball screw having a screw shaft, a nut, and a plurality of balls;
a housing that supports the ball screw;
a bearing having an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements;
Equipped with
the bearing is disposed between the ball screw and the housing and has a structure capable of bearing a radial load and an axial load,
The housing has a first axial surface oriented in a first direction and a second axial surface oriented in a second direction;
the first direction is opposite to the second direction,
an axial load from the ball screw along the second direction is received by the first axial surface via the inner ring, the rolling elements, and the outer ring;
the bearing or the ball screw has a third axial surface arranged facing the second axial surface,
When the screw shaft or the nut rotates relative to the housing, a relative movement in a circumferential direction occurs between the second axial surface and the third axial surface,
Axial relative movement of the inner ring with respect to the outer ring in the first direction is restricted based on an axial positional relationship between the second axial surface and the third axial surface.
Ball screw device.
前記転動体は、軸方向における前記第4軸面と前記第5軸面との間に位置し、the rolling element is located between the fourth axial surface and the fifth axial surface in the axial direction,
前記第3軸面は、前記軸方向において、前記第2軸面と前記第4軸面との間に位置し、the third axial surface is located between the second axial surface and the fourth axial surface in the axial direction,
前記第2軸面と前記第4軸面との間に空間が設けられている、A space is provided between the second axial surface and the fourth axial surface.
請求項1に記載のボールねじ装置。The ball screw device according to claim 1 .
前記外輪は、前記第1方向に向けられた第4軸面と前記第2方向に向けられた第5軸面とを有し、the outer ring has a fourth axial surface oriented in the first direction and a fifth axial surface oriented in the second direction,
前記転動体は、軸方向における前記第4軸面と前記第5軸面との間に位置し、the rolling element is located between the fourth axial surface and the fifth axial surface in the axial direction,
前記第3軸面は、前記軸方向において、前記第2軸面と前記第4軸面との間に位置し、the third axial surface is located between the second axial surface and the fourth axial surface in the axial direction,
前記滑り部材は、前記ハウジングに固定されている、The sliding member is fixed to the housing.
請求項1に記載のボールねじ装置。The ball screw device according to claim 1 .
前記外輪は、前記第1方向に向けられた第4軸面と前記第2方向に向けられた第5軸面とを有し、the outer ring has a fourth axial surface oriented in the first direction and a fifth axial surface oriented in the second direction,
前記転動体は、軸方向における前記第4軸面と前記第5軸面との間に位置し、the rolling element is located between the fourth axial surface and the fifth axial surface in the axial direction,
前記第3軸面は、前記軸方向において、前記第2軸面と前記第4軸面との間に位置し、the third axial surface is located between the second axial surface and the fourth axial surface in the axial direction,
前記滑り部材は、前記第2軸面と前記第4軸面との間に配されている、The sliding member is disposed between the second axial surface and the fourth axial surface.
請求項1に記載のボールねじ装置。The ball screw device according to claim 1 .
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