JP2006194425A - ボールねじ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】
循環部材を確実にナットに固定できるボールねじ機構を提供する。
【解決手段】
取り付け部材１６をナット１２に対して軸線方向に位置させて、そこからスライドさせるようにして係止溝１６ａに係止部１２ｂを係合させ、係止部１２ｂが係止溝１６ａの奥まで到達するようにすると、幅狭部１２ｄ、１６ｂ同士が密着係合し、かつ幅広部１２ｃ、１６ｃ同士が密着係合するが、取り付け部材１６をナット１２から半径方向に離隔させようとしても、Ｗ３＜Ｗ２の関係より、取り付け部材１６の幅狭部１６ｂをナット１２の幅広部１２ｃが通過できないため、両者の分離が阻止されることとなる。それにより、ねじなどを用いることなく、ナット１２からチューブ５の脱落が防止される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、一般産業用機械に組付けられたり、或いは自動車に使用されたりするボールねじ機構に関するものである。

近年、車両等の省力化が進み、例えば自動車のトランスミッションやパーキングブレーキなどを手動でなく、電動モータの力により行うシステムが開発されている。そのような用途に用いる電動アクチュエータには、電動モータから伝達される回転運動を高効率で軸線方向運動に変換するために、ボールねじ機構が用いられる場合がある。

しかるに、ボールねじ機構において、モータなどによりねじ軸を回転させる場合には、ナットをハウジングに対して非回転とし、軸線方向にのみ移動可能とさせる使われ方が多い。かかる場合、例えばナットに突起を設け、その突起をハウジングに形成した軸線方向に延在する溝に係合させることによって、ナットの回り止めと案内とを行っている。ところが、このような回り止めを設けると、ナットの加工が難しくなり、コストが増大するという問題がある。

これに対し、特許文献１には、ナットに設けたチューブ押さえを、ハウジングの溝に係合させることによって、回り止めを実現したボールねじ機構が開示されている。
米国特許第５５０１１１８号明細書

ここで、特許文献１に記載の従来技術においては、ねじを用いてチューブ押さえをナットに取り付けているために、動力伝達時にナットがハウジングに対して相対回転したときなど、チューブ押さえがハウジングに衝接する場合があり、それによりねじの緩みなどの不具合を招く恐れがある。これに対し、ねじにロック剤を塗布することで、その緩み防止を図ることも考えられるが、ロック剤の塗布の手間が増えたり、メンテナンス時などチューブ押さえの分解が容易でなくなったりするという新たな問題を招く恐れがある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、循環部材を確実にナットに固定できるボールねじ機構を提供することを目的とする。

本発明のボールねじ機構は、
ハウジングと、
外周面に雄ねじ溝を形成したねじ軸と、
前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、
対向する両ねじ溝間に形成された転走路に沿って転動自在に配置された複数のボールと、
前記ナットに取り付けられ、前記転走路の一端から他端へとボールを戻す循環部材と、
前記循環部材を前記ナットに固定する取り付け部材と、を有し、
前記ナットは、前記ナットの軸線直交断面において、第１の幅Ｗ１を有する幅狭部と、前記幅狭部よりも半径方向外方に位置し第２の幅Ｗ２を有する幅広部とからなる係止部を、前記ナットの外周に有し、
前記取り付け部材は、前記ナットに取り付けられた状態で、その軸線直交断面において、第３の幅Ｗ３を有する幅狭部と、前記幅狭部よりも半径方向外方に位置し且つ第４の幅Ｗ４を有する幅広部とからなる係止溝を有しており、
前記係止部を前記係止溝に係合することにより、前記取り付け部材は前記ナットに取り付けられるようになっており、以下の式が成立することを特徴とするボールねじ機構。
Ｗ１≦Ｗ３＜Ｗ２≦Ｗ４

本発明のボールねじ機構によれば、前記ナットは、前記ナットの軸線直交断面において、第１の幅Ｗ１を有する幅狭部と、前記幅狭部よりも半径方向外方に位置し第２の幅Ｗ２を有する幅広部とからなる係止部を、前記ナットの外周に有し、前記取り付け部材は、前記ナットに取り付けられた状態で、その軸線直交断面において、第３の幅Ｗ３を有する幅狭部と、前記幅狭部よりも半径方向外方に位置し且つ第４の幅Ｗ４を有する幅広部とからなる係止溝を有しており、前記係止部を前記係止溝に係合することにより、前記取り付け部材は前記ナットに取り付けられるようになっており、以下の式が成立するので、
Ｗ１≦Ｗ３＜Ｗ２≦Ｗ４
ねじを用いなくても、前記取り付け部材が前記ナットから半径方向外方に抜け出すことが防止され、且つ前記循環部材が前記ナットの半径方向外方に向かう力を受けた場合にも、かかる力を前記係止部で受けることができる。

前記取り付け部材は、留め具により前記ナットに対する軸線方向の相対移動を制限されると好ましい。

前記取り付け部材は、カシメにより前記ナットに対する軸線方向の相対移動を制限されると好ましい。

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態であるボールねじ機構の上面図であり、ハウジングを省略し、ねじ軸を簡略化して図示している。図２は、図１の構成を矢印II方向に見た図であり、図３は、図１の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た図であり、図４は、本実施の形態のボールねじ機構の分解斜視図である。

図１において、不図示のモータに連結され、ハウジングＨ内で軸線方向に移動不能且つ回転のみ可能に支持されたねじ軸１の外周面には、雄ねじ溝１ａが形成されている。一方、ハウジングＨに対して後述するようにして軸線方向にのみ移動可能に支持された円筒状のナット１２は、図３に示すように、ねじ軸１を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝１２ａを形成している。複数のボール３が、対向する両ねじ溝１ａ、１２ａ間に形成された螺旋状の転走路内を転動自在となるように配置されている。尚、ナット２の両端は、シール部材により閉止されていると好ましい。ねじ軸１と、ナット１２と、ボール３とでボールねじ機構を構成する。

図３，４に示すように、ナット１２の外周には、断面Ｔ字形状の凸状の係止部１２ｂを形成している。より具体的には、係止部１２ｂは、図３に示す断面において、第１の幅Ｗ１の幅狭部１２ｃと、幅狭部１２ｃより半径方向外方に位置し第２の幅Ｗ２である幅広部１２ｄとからなる。一方、取り付け部材１６は、断面Ｔ字形状の係止溝１６ａを形成している。より具体的には、係止溝１６ａは、図３に示す断面において、第３の幅Ｗ３の幅狭部１６ｂと、係止部１２ｂに取り付けたときに幅狭部１６ｂより半径方向外方に位置し第４の幅Ｗ４である幅広部１６ｃとからなる。ただし、各幅は、以下の関係を有する。
Ｗ１≦Ｗ３＜Ｗ２≦Ｗ４
尚、係止溝１６ａは、取り付け部材１６の両端に貫通しておらず、係止溝１６ａの一端側（図４で左奥側）は、その内部で終端している。

本実施の形態の動作を説明すると、不図示のモータによりねじ軸１が回転駆動されると、転走路を転動し且つチューブ５を介して転走路の一端から他端へと循環するボール３により、かかる回転運動がナット１２の軸線方向運動に効率よく変換され、それに連結された不図示の被駆動部材を軸線方向に移動させることができる。

取り付け部材１６をナット１２に組み付ける場合、図４に示すように、取り付け部材１６をナット１２に対して軸線方向に位置させて、そこからスライドさせるようにして係止溝１６ａに係止部１２ｂを係合させ、係止部１２ｂが係止溝１６ａの奥まで到達するようにする。このとき、幅狭部１２ｄ、１６ｂ同士が密着係合し、かつ幅広部１２ｃ、１６ｃ同士が密着係合するが、取り付け部材１６をナット１２から半径方向に離隔させようとしても、Ｗ３＜Ｗ２の関係より、取り付け部材１６の幅狭部１６ｂをナット１２の幅広部１２ｃが通過できないため、両者の分離が阻止されることとなる。それにより、ねじなどを用いることなく、ナット１２からチューブ５の脱落が防止される。本実施の形態では、取り付け部材１６は樹脂製でも良いし、金属製でも良い。

尚、取り付け部材１６はナット１２に対して軸線方向に抜け出す恐れがある。そこで、本実施の形態では、ナット１２に形成した周溝１２ｅに、止め輪１８を係合させることで、取り付け部材１６の脱落を阻止するようにしている。止め輪１８は、軸線方向のガタをなくすために、断面がテーパ形状のものを用いると良い。

図５は、別な実施の形態であるボールねじ機構の上面図であり、ハウジングを省略し、ねじ軸を簡略化して図示している。図６は、図５の構成を矢印VI方向に見た図であり、図７は、図５の構成をVII-VII線で切断して矢印方向に見た図である。

本実施の形態の取り付け部材２６は、図１の実施の形態と同様な形状の係止溝２６ａを有しているが、金属製であることが必須である。本実施の形態においても、取り付け部材２６をスライドさせることによって、その係止溝２６ａが、ナット１２の係止部１２ｂに係合することにより、両者の分離が阻止されることとなる。それにより、ナット１２からチューブ５の脱落が防止される。

更に、取り付け部材２６の係止溝２６ａが、ナット１２の係止部１２ｂに係合した後に、図６に示すように、係止溝２６ａの開放端の一端をカシメ（Ｃ）る。かかるカシメＣにより、止め輪等を用いることなく、取り付け部材２６の脱落を阻止することができる。カシメＣの位置は、開放端のいずれでも良い。それ以外の構成については、上述した実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、図１〜７に示す形状の係止溝を有する取り付け部材を樹脂製とすると、係止溝の幅狭部の幅を、係止部の幅広部の幅より大きくなるよう変形させることで、スライドさせなくても、取り付け部材をナットに組み付けることもできる。又、循環部材は、チューブに限らずコマのようなものでも良い。

第１の実施の形態であるボールねじ機構の上面図である。 図１の構成を矢印II方向に見た図である。 図１の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。 本実施の形態のボールねじ機構の分解斜視図である。 第２の実施の形態であるボールねじ機構の上面図である。 図５の構成を矢印VI方向に見た図である。 図５の構成をVII-VII線で切断して矢印方向に見た図である。

符号の説明

１ ねじ軸
１ａ 雄ねじ溝
３ ボール
５ チューブ
１２ ナット
１２ｂ 係止部
１２ｃ 幅狭部
１２ｄ 幅広部
１２ｅ 周溝
１６ 取り付け部材
１６ａ 係止溝
１６ｂ 幅狭部
１６ｃ 幅広部
１８ 止め輪
２６ 取り付け部材
２６ａ 係止溝
Ｃ カシメ
Ｈ ハウジング

Claims (3)

1. ハウジングと、
   外周面に雄ねじ溝を形成したねじ軸と、
   前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、
   対向する両ねじ溝間に形成された転走路に沿って転動自在に配置された複数のボールと、
   前記ナットに取り付けられ、前記転走路の一端から他端へとボールを戻す循環部材と、
   前記循環部材を前記ナットに固定する取り付け部材と、を有し、
   前記ナットは、前記ナットの軸線直交断面において、第１の幅Ｗ１を有する幅狭部と、前記幅狭部よりも半径方向外方に位置し第２の幅Ｗ２を有する幅広部とからなる係止部を、前記ナットの外周に有し、
   前記取り付け部材は、前記ナットに取り付けられた状態で、その軸線直交断面において、第３の幅Ｗ３を有する幅狭部と、前記幅狭部よりも半径方向外方に位置し且つ第４の幅Ｗ４を有する幅広部とからなる係止溝を有しており、
   前記係止部を前記係止溝に係合することにより、前記取り付け部材は前記ナットに取り付けられるようになっており、以下の式が成立することを特徴とするボールねじ機構。
   Ｗ１≦Ｗ３＜Ｗ２≦Ｗ４
2. 前記取り付け部材は、留め具により前記ナットに対する軸線方向の相対移動を制限されることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ機構。
3. 前記取り付け部材は、カシメにより前記ナットに対する軸線方向の相対移動を制限されることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ機構。
   
   

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