JPS6344967B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ボールスプライン装置の改良に関
し、特に過負荷時の高トルクを安全に支承できる
ボールスプライン装置に関する。

軸と外筒に軸方向のボール転動溝を夫々対向さ
せて設け、このボール転動溝に多数のボールを嵌
合し、軸と外筒を軸方向に相対移動可能とすると
共に円周方向の回転トルクを伝達するようにした
ボールスプライン装置は、軸と外筒の軸方向の相
対移動がボールの転動を介して行なわれるので従
来のすべり面接触のスプライン装置にくらべ相対
移動による摩擦抵抗が小さく、また、軸と外筒の
間に介在させるボールの寸法を適当に選ぶことに
より軸と外筒の間の円周方向のバツクラツシユを
排除できるという利点を有しているが、このよう
なボールスプライン装置はトルクの伝達がボール
を介して行なわれるものであるため、一般に伝達
トルクが小さいという欠点があり、所定のトルク
を伝達する場合ボールスプライン装置が大形とな
るという不具合がある。

例えば、或るパワーステアリング装着車のハン
ドル装置に使用するボールスプライン装置のトル
クは、通常状態では数Kgｍであるが、このボール
スプライン装置が自動車の安全という人命に関係
するものであることもあつて最大トルクとしては
約30Kgｍに十分耐えるものを要求されている。

また、自動車に対する現在の課題である軽量化
という観点からボールスプライン装置を軽量化す
ることも要求されている。

ボールスプライン装置の軽量化という事と高ト
ルクに耐えるという条件は相反する条件であり、
軽量化に重点をおいて設計した小形のボールスプ
ライン装置ではトルクに対する強度不足を起しや
すく、ボールの破損等の致命的な事故につながる
危険が大きいため、従来はトルクに対する強度に
重点をおいた設計が行なわれボールスプライン装
置が大形化し、重量が大きなものであつた。

このような大形のボールスプライン装置は組込
みのスペースが当然のことながら大きいという不
具合もあつた。

一般の他の使用例にあつても、ごくたまに作用
するであらう最大トルクに耐えるボールスプライ
ン装置はどうしても大形となり、高回転で使用す
る場合には慣性が大きくなるという不具合があつ
た。

この発明は、前記従来の不具合を解消すべくな
されたもので、その目的とするところは、最大ト
ルクに対し常用トルクが小さいトルク伝達におい
て最大トルクを安全に支承できしかも小形化、軽
量化された安価なボールスプライン装置を提供す
るにある。

この目的を達成するため、この発明は、ボール
スプライン装置の軸のボール転動溝と外筒のボー
ル転動溝との間に軸方向の軸線を有し且つボール
の径寸法より僅か小さい径寸法を有する円筒ころ
を軸方向に滑動自在に配するようにしたものであ
る。

次にこの発明の係る実施例を第１図および第２
図により説明する。

軸１は、断面円弧状のボール転動溝２を４条軸
方向に形成した外面を有している。

外筒３は、軸のボール転動溝２と対応する断面
円弧状のボール転動溝４を４条内面に有する環状
部材で、かつ内孔には軸１が挿通されている。

軸のボール転動溝２とこれと対向する外筒のボ
ール転動溝４との間には転動自在な多数のボール
５およびこのボール５の外径寸法より僅か小さい
外径寸法を有し軸線の向きを軸方向とされ軸方向
に滑動自在な円筒ころ６が配されている。

保持器７は、軸１と外筒３の間に挿入された環
状部材で、ボール５および円筒ころ６は、保持器
７に設けたポケツト孔に遊嵌し互いに離間されて
いる。

外筒１の内面端部に挿着した止め輪８，８は、
保持器７の軸方向の移動を制限するものである。

円筒ころ６の径はボール５の径より小さいの
で、軸１と外筒３は、円周方向のトルクが小さい
時はボール５によりトルクの伝達がなされ、従来
のボールスプライン装置と変りはない、この場合
軸１と外筒３が軸方向に相対移動するとき円筒こ
ろ６はボール転動溝２または４に沿つて摺動す
る。

大きなトルクが軸１と外筒３に作用すると、ボ
ール５の弾性変形が大きくなり、ついでボール転
動溝２，４に挿入した円筒ころ６がボール転動溝
２とボール転動溝４とに接するようになり、トル
クは円筒ころ６を介して軸１と外筒３の間を伝達
される。この場合軸１と外筒３の軸方向の相対移
動は、円筒ころ６の摺動を介して行なわれること
になる。しかし、最大トルクと常用トルクに差が
ある場合一般に最大トルクが働くのは短時間であ
り衝撃をともなうことが多いので、軸１と外筒３
の軸方向の相対移動に抵抗が増加してもあまり間
題とならず、かえつて減衰性が得られ好都合な場
合も有る。

このような観点から円筒ころ６の径寸法は、常
用トルクより少し大きなトルクが作用した場合、
ボール５に加えて円筒ころ６がボール転動溝２，
４と接触するように選ばれる。

保持器７は、ボール５の転動が互いに干渉しな
いようにボール５を互いに離間させるもので、こ
れによりボール５の円滑な転動が得られる。

この実施例では、軸１及び外筒３に断面円弧状
のボール転動溝２または４を各々４条設けた例を
示したが、ボール転動溝は円径状に限るものでな
くＶ形等の断面を採用しても良く、ボール転動溝
の条数も軸径、使用ボール径、作用トルク等によ
り最適な設計により増減される。

大きなトルクを支承する円等ころ６の数も伝達
トルクに合つた数が選ばれるが、トルクの伝達を
正しく行なうためには円筒ころ６は円周方向に等
配となるようにすることが良い、これは、軸と外
筒の間に配するボール５にもいえることである。

また、この実施例では、ボール５を互いに離間
する保持器７が用いられているが、ボール５の転
動による摩擦が多小大きくなつてもボール５の数
を増してトルク支承能力を増加させる設計を行う
場合には保持器７を用いない場合も有るし、ボー
ル５の間に小径のスペーサボール等を介在させた
設計とすることもある。

以上のように構成したこの発明のボールスプラ
イン装置は、ボールスプライン装置の軸のボール
転動溝と外筒のボール転動溝との間に軸方向の軸
線を有し且つボール径寸法より僅か小さい径寸法
を有する円筒ころを軸方向に滑動自在に配し、常
用トルクをボールを介して伝達し常用トルク以上
のトルクまたは過大トルクを円筒ころにより受け
るようにしたので、常用トルクに比べ最大トルク
が大きな場合、または過大トルクがボールスプラ
イン装置に作用する場合にあつてもトルクの伝達
が安全に行なわれ、小形、軽量にして安全性の高
いボールスプライン装置を得ることができるとい
う効果を有する。

このようなボールスプライン装置は、パワース
テアリング装着車のハンドル装置に特に有効に使
用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る実施例を示す縦断面
図、第２図は、第１図のＡ−Ａ線断面図である。 １……軸、３……外筒、５……ボール、６……
円筒ころ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸方向のボール転動溝を外面に設けた軸と、
   この軸に遊嵌し前記軸のボール転動溝に対向する
   ボール転動溝を内面に設けた外筒と、この外筒の
   ボール転動溝と前記軸のボール転動溝との間に配
   され転動自在な多数のボールと、このボールの径
   寸法より僅か小さい径寸法を有し前記両ボール転
   動溝の間に軸線を軸方向とされ滑動自在に配され
   た円筒ころとを具えたボールスプライン装置。