JP2007085502A - ボールねじ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】
コストの増大を招くことなく、ガタを効果的に排除できるボールねじ機構を提供する。
【解決手段】
ナットハウジング２Ｃが、第１の環状部材２Ａと第２の環状部材２Ｂとを位相調整可能に連結しているので、ボール３とねじ溝１との間のガタを排除することができる。又、第１の環状部材２Ａと第２の環状部材２Ｂの雌ねじ溝２ａ、２ｂはそれぞれ１条であるので、軸線方向長を短く抑えることができ、加工中の熱の影響を受けにくいという利点がある。更に、第１の環状部材２Ａと第２の環状部材２Ｂとは循環溝２ｃ、２ｄを有しているので、別個にコマやチューブを設ける必要がなく、部品点数の削減や組立性の向上を図ることができる。
【選択図】 図３

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。

ところで、雄ねじ溝が複列のボールねじ機構は、所要のすきま精度を得るために、製造においてねじ軸とナットの複列ねじ溝ピッチ誤差を極力少なく抑える工法を採用している。特に、ねじ溝の加工中には加工設備の精度維持管理、加工後にはねじ溝ピッチの寸法測定管理を実施し、更に組立時にはねじ溝径の仕上がり状態に合わせたボールサイズですきまの最終調整を行っている。このように所要のすきま精度を得るためには、製造段階で設備及び測定の管理が重要であり、コストダウンのネックとなっている。
特開平６−７４３１５号公報

これに対し、特許文献１には、一対のボールナットをキーで連結し、ボールナットの外方に設けた軸受の押圧力で、一対のボールナットを離隔させ、ボールとねじ溝のガタを排除する技術が開示されている。しかしながら、ボールナットの外方に、複雑な構成の軸受を配置する必要があり、ボールねじ機構が大型化すると共に、コストが増大するという問題がある。又、外径を抑えるために、ころ軸受を用いる場合には、一対のボールナットを離隔させることができないという問題がある。更に、図示されてはいないが、特許文献１のボールナットには、ボールを循環させるコマやチューブなどが設けられているので、小部品の点数が増加し、組立性を悪化させている。

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、コストの増大を招くことなく、ガタを効果的に排除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、
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１条の雌ねじ溝と該雌ねじ溝の両端を連結した循環溝とを形成した第１のねじ部材と、前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に１条の雌ねじ溝と該雌ねじ溝の両端を連結した循環溝とを形成した第２のねじ部材と、前記第１のねじ部材と前記第２のねじ部材とを位置調整可能に連結するナットハウジングと、
対向する雄ねじ溝と雌ねじ溝との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、を有することを特徴とする。

本発明のボールねじ機構によれば、前記ナットハウジングが、前記第１のねじ部材と前記第２のねじ部材とを位置調整可能に連結しているので、従来技術のように軸受を用いることなく、ボールとねじ溝との間のガタを排除することができる。又、本発明では、前記第１のねじ部材と前記第２のねじ部材の雌ねじ溝はそれぞれ１条であるので、軸線方向長を短く抑えることができ、加工中の熱の影響を受けにくいという利点がある。更に、前記第１のねじ部材と前記第２のねじ部材とは循環溝を有しているので、別個にコマやチューブを設ける必要がなく、部品点数の削減や組立性の向上を図ることができる。ここで、「位置調整可能」とは、前記第１のねじ部材と前記第２のねじ部材の軸線方向の相対位置の他、回転方向の相対位置（位相）も含む。

前記第１のねじ部材と前記第２のねじ部材の少なくとも一方は、前記ナットハウジングにしまり嵌めで圧入されていると好ましい。

前記第１のねじ部材と前記第２のねじ部材の少なくとも一方には、工具が係合する工具係合部が設けられており、前記工具係合部に工具を係合させて力を加えることで、前記少なくとも一方のねじ部材は前記ナットハウジングに対して位置調整されると好ましい。

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を軸線方向に見た図である。図２は、図１の構成をII−II線で切断して矢印方向に見た図である。図３は、本実施の形態であるボールねじ機構の分解図である。

図１，２において、不図示のモータの回転軸に連結され且つ雄ねじ溝１ａを有するねじ軸１の周囲に、ナットアッセンブリ２が配置されている。ナットアッセンブリ２は、ねじ軸１を包囲するように配置され且つ内周面に１条の雌ねじ溝２ａと雌ねじ溝２ａの両端を連結した循環溝２ｃとを形成した第１の環状部材（第１のねじ部材）２Ａと、ねじ軸１を包囲するように配置され且つ内周面に１条の雌ねじ溝２ｂと雌ねじ溝２ｂの両端を連結した循環溝２ｄとを形成した第２の環状部材（第２のねじ部材）２Ｂと、第１の環状部材２Ａと第２のねじ部材２Ｂとを内包するようにして連結したナットハウジング２Ｃとからなる。ナットアッセンブリ２は、不図示のハウジングに対して回転のみ可能に支持されている。

複数のボール３が、対向する両ねじ溝１ａ、２ａ及び対向する両ねじ溝１ａ、２ｂとの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。第１の環状部材２Ａの循環溝２ｃは、半径方向に膨らんでおり、対向する両ねじ溝１ａ、２ａにより形成される転走路の一端から他端へとボール３を戻す機能を有する。又、第２の環状部材２Ｂの循環溝２ｄは、半径方向に膨らんでおり、対向する両ねじ溝１ａ、２ｂにより形成される転走路の一端から他端へとボール３を戻すため機能を有する。ねじ軸１と、ナットアッセンブリ２と、ボール３とでボールねじ機構を構成する。

ボールねじ機構の動作を説明すると、不図示のモータによりねじ軸１が回転駆動されたとき、第１の環状部材２Ａ内においてねじ溝１ａ、２ａにより形成される転走路を転動し且つ循環溝２ｃ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、また第２の環状部材２Ｂ内においてねじ溝１ａ、２ｂにより形成される転走路を転動し且つ循環溝２ｄ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アッセンブリ２の軸線方向運動に効率よく変換されるようになっている。

次に、本実施の形態にかかるボールねじ機構の組立方法について説明する。図３において、ナットハウジング２Ｃの拡径部２ｅに、第１の環状部材２Ａを底付きするまで圧入する。拡径部２ｅと第１の環状部材２Ａとは、しまり嵌めの関係となっている。続いて、ナットハウジング２Ｃの拡径部２ｆに、第２の環状部材２Ｂを底付きするまで圧入する。拡径部２ｆと第２の環状部材２Ｂとは、しまり嵌めの関係となっているが、拡径部２ｅと第１の環状部材２Ａとの間の締め代よりも、小さい締め代となっている。従って、ナットハウジング２Ｃを所定温度まで加熱したときに、拡径部２ｅと第１の環状部材２Ａとは互いに固定されたままだが、拡径部２ｆと第２の環状部材２Ｂとは、トルクを与えることで相対回転可能となっている。このとき、第２の環状部材２Ｂの端部には、不図示の工具が係合する突起もしくは孔（工具係合部）が、周方向に等間隔で複数個（例えば２カ所）形成されており、ここに工具を係合させて力を付与することで、第２の環状部材２Ｂをナットハウジング２Ｃに対して相対回転（位置調整）させることができる。

その後、第１の環状部材２Ａの雌ねじ溝２ａと第２の環状部材２Ｂの雌ねじ溝２ｂにボール３を収容し、ナットアッセンブリ２内にねじ軸１をねじ込みながら挿通する。図２の状態で、ねじ軸１にガタが生じた場合、ナットアッセンブリ２からボール３とねじ軸１とを取り外し、ナットハウジング２Ｃを加熱して、不図示の工具を用いて第２の環状部材２Ｂを相対回転させる。それによりナットハウジング２Ｃと第２の環状部材２Ｂとの位相が変化するので、ガタが少なくなるような方向に位相を変化させることで、再度ボール３とねじ軸１とをナットアッセンブリ２内に組み付けたときに、ガタのないボールねじ機構を提供することができる。なお、ナットアッセンブリ２にボール３とねじ軸１とを組み付けたまま、第２の環状部材２Ｂの位相調整を行っても良い。

本実施の形態のボールねじ機構によれば、ナットハウジング２Ｃが、第１の環状部材２Ａと第２の環状部材２Ｂとを位相調整可能に連結しているので、ボール３とねじ溝１との間のガタを排除することができる。又、第１の環状部材２Ａと第２の環状部材２Ｂの雌ねじ溝２ａ、２ｂはそれぞれ１条であるので、軸線方向長を短く抑えることができ、加工中の熱の影響を受けにくいという利点がある。更に、第１の環状部材２Ａと第２の環状部材２Ｂとは循環溝２ｃ、２ｄを有しているので、別個にコマやチューブを設ける必要がなく、部品点数の削減や組立性の向上を図ることができる。

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、ナットハウジング２Ｃに対して第２の環状部材２Ｂは回転方向に位置調整されたが軸線方向に位置調整されても良い。この場合、ナットハウジング２Ｃの拡径部２ｆの底と第２の環状部材２Ｂとの間にシムを介在させることが考えられる。

本実施の形態であるボールねじ機構を軸線方向に見た図である。 図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。 本実施の形態であるボールねじ機構の分解図である。

符号の説明

１ ねじ溝
１ａ 雄ねじ溝
２ ナットアッセンブリ
２Ａ 環状部材
２Ｂ 環状部材
２Ｃ ナットハウジング
２ａ 雌ねじ溝
２ｂ 雌ねじ溝
２ｃ 循環溝
２ｄ 循環溝
２ｅ 拡径部
２ｆ 拡径部
３ ボール

Claims (3)

1. 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１条の雌ねじ溝と該雌ねじ溝の両端を連結した循環溝とを形成した第１のねじ部材と、前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に１条の雌ねじ溝と該雌ねじ溝の両端を連結した循環溝とを形成した第２のねじ部材と、前記第１のねじ部材と前記第２のねじ部材とを位置調整可能に連結するナットハウジングと、
   対向する雄ねじ溝と雌ねじ溝との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、を有することを特徴とするボールねじ機構。
2. 前記第１のねじ部材と前記第２のねじ部材の少なくとも一方は、前記ナットハウジングにしまり嵌めで圧入されてい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. 前記第１のねじ部材と前記第２のねじ部材の少なくとも一方には、工具が係合する工具係合部が設けられており、前記工具係合部に工具を係合させて力を加えることで、前記少なくとも一方のねじ部材は前記ナットハウジングに対して位置調整されることを特徴とする請求項１又は２に記載のボールねじ機構。
   
   

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