JP2014173625A - ボールねじ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、ナットの回転止め部材を設けることができるボールねじ装置を提供すること。
【解決手段】ボールねじ装置は、軸方向Ｘに移動可能に設けられたねじ軸３と、ねじ軸３に外嵌されたナット４であって、回転することによってねじ軸３を軸方向Ｘに移動させるナット４と、ナット４の回転を止める回転止め構造とを含む。回転止め構造は、ナット４の軸方向Ｘにおける一方の端面４Ｇ側に、外周面４Ｂから径方向に沿って形成された切り欠き２１と、切り欠き２１に嵌められる回転止め部材２０とを含む。ねじ軸３が軸方向Ｘにおける所定位置に到達するとねじ軸３の当接部１６と回転止め部材２０が当接し、ナット４の回転を止める。
【選択図】図３

Description

この発明は、ボールねじ装置に関する。

下記特許文献１で提案された回転伝達機構は、外周部に螺子部が形成されたシャフト部材と、シャフト部材の螺子部に螺合されてシャフト部材を中心に回転駆動されるナット部材とを有している。
この回転伝達機構では、回転駆動されるナット部材によって、シャフト部材がその軸線方向に変位駆動される。この回転伝達機構は、シャフト部材に固定された突起部材と、ナット部材の端面に固定された当接部材とを備えている。これにより、シャフト部材の移動制限位置を越えてナット部材の回転が継続され得るような場合にも、ナット側の当接部材がシャフト部材側の突起部材と当接することによって、ナットの回転が阻止される。

特開平１０−１１９７９５号公報

特許文献１の回転伝達機構において、当接部材とナット部材とを一体品として作製する場合は、ナット部材から当接部材を削り出すことになるため、加工工程が煩雑になり、部品コストの増大に繋がる虞がある。そこで、当接部材とナット部材とを別部品とすることが好ましい。その場合、簡易な方法で当接部材をナット部材に組み付けることができると好ましい。また、シャフト部材側の突起部材とナット部材側の当接部材とが当接する際、その衝突により発生する応力によって、当接部材とナット部材との接続部の周囲に、変形等の破損が生じることが懸念される。

この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、簡易な構成で、ナットの回転止め部材を設けることができるボールねじ装置を提供することを主たる目的とする。
また、回転止め部材の周囲における部品の破損を防止できるボールねじ装置を提供することを別の目的とする。

請求項１記載の発明は、軸方向（Ｘ）に移動可能に設けられ、外周面（３Ｃ）にねじ溝（１４）が形成されたねじ軸（３）と、前記ねじ軸に外嵌されたナット（４）であって、その内周面（４Ａ）にねじ溝（１９）が形成され、回転することによって前記ねじ軸を軸方向に移動させるナットと、前記ねじ軸および前記ナットの互いに対向するねじ溝にセットされた複数のボール（５）と、前記ねじ軸が軸方向における所定位置に到達すると前記ナットの回転を止める回転止め構造とを含み、前記回転止め構造は、前記ナットの軸方向における一方の端面（４Ｇ）側に、外表面（４Ｂ）から径方向に沿って形成された切り欠き（２１）と、前記切り欠きに嵌められる基端部（２０Ａ）と、前記ナットから突出する先端部（２０Ｂ）とを有し、前記ナットと一体回転する回転止め部材（２０）であって、前記ねじ軸が前記所定位置に到達すると前記先端部において前記ねじ軸の当接部（１６）と当接して前記ナットの回転を止める回転止め部材とを含むことを特徴とする、ボールねじ装置（１）である。

請求項２記載の発明は、前記回転止め部材に設けられ、前記ナットのねじ溝に係合することによって、前記回転止め部材を前記ナットに位置決めする係合部（２０Ｅ）を含むことを特徴とする、請求項１記載のボールねじ装置である。
請求項３記載の発明は、前記回転止め部材は、弾性変形可能であることを特徴とする、請求項２記載のボールねじ装置である。

請求項４記載の発明は、前記回転止め部材は、ばね鋼で構成されており、前記ねじ軸の当接部と当接する平板部（２０Ｃ）と前記ナットの周方向において前記平板部と対向し、前記平板部から湾曲しながら延びる湾曲板部（２０Ｄ）とを一体的に有することを特徴とする、請求項３記載のボールねじ装置である。
請求項５記載の発明は、前記係合部は、前記湾曲板部に設けられた第１凸部（２０Ｅ）を含むことを特徴とする、請求項４記載のボールねじ装置である。

請求項６記載の発明は、前記平板部および湾曲板部に第２凸部（２０Ｆ）が設けられ、前記ナットの外表面における前記切り欠きの周囲には、前記第２凸部が嵌め込まれる凹部（２１Ｆ）が形成されていることを特徴とする、請求項４または５記載のボールねじ装置である。
請求項７記載の発明は、前記平板部が前記湾曲板部よりも厚いことを特徴とする、請求項４〜６のいずれかに記載のボールねじ装置である。

なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

請求項１記載の発明によれば、ボールねじ装置におけるナットの回転止め構造は、ナットの外表面から径方向に沿って形成された切り欠きに回転止め部材を嵌め込むだけで完成する。つまり、回転止め部材をナット部材から削り出す等によってナット部材と一体形成するのではなく、ナットに切り欠きを形成し、その切り欠きに回転止め部材を嵌め込むといった簡易な構成で、ナットの回転止め部材を設けることができる。

請求項２記載の発明によれば、ナットのねじ溝を有効利用して、このねじ溝に回転止め部材の係合部を係合させるといった簡易な構成で、ナットの回転止め部材を設けることができる。
請求項３記載の発明によれば、回転止め部材は、ねじ軸の当接部と当接する際に、弾性変形することによって、回転止め部材と当接部との当接による衝撃を緩和できる。これにより、回転止め部材およびその周囲における破損を防止できる。

請求項４記載の発明によれば、ばね鋼によって平板部と湾曲板部とを一体形成することによって、弾性変形可能な回転止め部材を構成することができる。さらに、回転止め部材では、平板部がねじ軸の当接部と当接する際に、この当接による衝撃を湾曲板部の弾性変形によって効果的に緩和することができる。
請求項５記載の発明によれば、係合部を第１凸部によってシンプルに構成することができる。

請求項６記載の発明によれば、係合部（第１凸部）をナットのねじ溝に係合させるのに加えて、ナットの外表面の凹部に第２凸部を嵌め込むことによって、回転止め部材をナットに対して確実に位置決めすることができる。
請求項７記載の発明によれば、回転止め部材において、ねじ軸の当接部と当接する平板部は、他の部分よりも頑丈であるため、ねじ軸の当接部と当接する際に破損することを防止できる。

図１は、本発明の一実施形態のボールねじ装置１の概略断面図である。 図２は、図１におけるボールねじ装置１の要部の側面図である。 図３（ａ）は、図１におけるねじ軸３の要部の斜視図であり、図３（ｂ）は、図１における弾性部材１８およびその周辺の斜視図であり、図３（ｃ）は、図１におけるナット４およびその周辺の要部の斜視図である。 図４（ａ）は、図３（ｃ）から回転止め部材２０を除いた図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の要部の斜視図である。 図５は、異なる２方向から見た回転止め部材２０の斜視図である。 図６は、回転止め部材２０が組み付けられたナット４を、異なる２方向から見た斜視図である。 図７は、図１の要部拡大図であって、ねじ軸３がハウジング２側の弾性部材１８と当接した直後の状態を示している。 図８は、図１の要部拡大図であって、ねじ軸３の当接部１６と回転止め部材２０とが当接した状態を示している。

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態のボールねじ装置１の概略断面図である。
図１を参照して、ボールねじ装置１は、ハウジング２と、ねじ軸３と、ナット４と、ボール５と、電動モータ６とを主に含んでいる。ボールねじ装置１は、ねじ軸３を、その軸方向Ｘ（図１における左右方向）に移動させることによって、ねじ軸３の一端部（図１における右端部）３Ａに連結された駆動対象（図示せず）を駆動する。なお、以下の説明では、ねじ軸３の軸方向Ｘに直交する方向を直交方向Ｙとし、軸方向Ｘおよび直交方向Ｙを主に用いて各部材の姿勢を特定する。

ハウジング２は、ボールねじ装置１の外郭をなす中空体である。ハウジング２の中空部分は、軸方向Ｘに延びる第１中空部分７と、第１中空部分７の軸方向Ｘにおける略中央から直交方向Ｙ（図１では上側）に延びる第２中空部分８とを含んでいる。第１中空部分７と第２中空部分８とは互いに連通している。第１中空部分７の軸方向Ｘにおける一端部（図１における右端部）は、開口７Ａとして、ハウジング２から外部（図１では右外側）に露出されている。

ハウジング２は、第２中空部分８付近を境界として、図１において左側の第１ハウジング９と、図１において右側の第２ハウジング１０とに分割可能である。第１ハウジング９と第２ハウジング１０とは、軸方向Ｘに沿って並んでいる。図１では、第１ハウジング９の右側の端面９Ａと、第２ハウジング１０の左側の端面１０Ａとが、直交方向Ｙに沿って延びつつ、軸方向Ｘに対向して接合されている。なお、第１ハウジング９と、第２ハウジング１０とは、図示しないボルト等によって連結されている。

第１ハウジング９の端面９Ａには、直交方向Ｙに延びる窪み９Ｂが形成されている。窪み９Ｂにおいて、図１における上側部分が、第２中空部分８であり、図１における下側部分が、第１中空部分７の一部である。第１ハウジング９は、窪み９Ｂの底（図１における左側部分）の一部として、第１中空部分７内にはみ出したフランジ部分１１を含んでいる。軸方向Ｘから見て、フランジ部分１１は、軸方向Ｘに所定の厚みを有する円環状であり、第１中空部分７を取り囲んでいる（後述する図３（ｂ）参照）。第１中空部分７においてフランジ部分１１（フランジ部分１１の内周面）に取り囲まれた丸孔部分は、第１ハウジング９に形成された挿通孔１２となっている。

第２ハウジング１０の端面１０Ａには、窪み１０Ｂと、窪み１０Ｃとが直交方向Ｙに並んで形成されている。窪み１０Ｂは、第１中空部分７の一部となっている。窪み１０Ｃは、図１において窪み１０Ｂから上側に離れており、直交方向Ｙにおいて第２中空部分８とほぼ同じ位置にある。窪み１０Ｂおよび窪み１０Ｃのそれぞれは、軸方向Ｘに延びる中心軸を有し、軸方向Ｘにおいて扁平な円筒状に形成されている。

ハウジング２には、貫通孔１３が形成されている。貫通孔１３は、窪み１０Ｃの円中心を通って軸方向Ｘに延びていて、第１ハウジング９および第２ハウジング１０の両方を貫通している。
図２は、図１におけるねじ軸３およびナット４の側面図である。図３（ａ）は、図１におけるねじ軸３の要部の斜視図であり、図３（ｂ）は、図１における弾性部材１８およびその周辺の斜視図であり、図３（ｃ）は、図１におけるナット４およびその周辺の要部の斜視図である。

以下では、図１に加えて、図２および図３も参照して説明する。
図１に示すように、ねじ軸３は、軸方向Ｘに延びる円柱体である。図１において、ねじ軸３の右端部が、前述した一端部３Ａであり、ねじ軸３の左端部が、他端部３Ｂである。ねじ軸３の外周面３Ｃには、ねじ溝１４が形成されている。この実施形態のねじ溝１４は、外周面３Ｃにおいて、他端部３Ｂ側に偏った領域（図１における略左半分の領域）に形成されている。なお、ねじ溝１４は、他端部３Ｂにおける外周面３Ｃには形成されていない。ねじ溝１４は、ねじ軸３の円中心を中心として旋回しながら軸方向Ｘへ徐々にずれる螺旋状の溝である。ねじ溝１４の断面は、略Ｕ字状の湾曲面である。

そして、ねじ軸３の軸方向Ｘにおける端部（他端部３Ｂ）には、対向部１５が設けられている。対向部１５は、ねじ軸３の他端部３Ｂにおける外周面３Ｃ（ねじ溝１４が形成されていない部分）からねじ軸３の径方向外側へ張り出すフランジ状（円環状）である（図３（ａ）参照）。対向部１５は、ねじ軸３と一体形成されてもよいし、ねじ軸３とは別部品であって溶接等によってねじ軸３に固定されていてもよい。対向部１５は、ねじ軸３の一部とみなすことができる。対向部１５において、一端部３Ａ側に位置する円環状の側面を、対向面１５Ａということにする（図３（ａ）も参照）。

ねじ軸３には、当接部１６が設けられている。図３（ａ）を参照して、当接部１６は、ねじ軸３の径方向に延びるブロック状であり、ねじ軸３の周方向における１ヶ所に設けられている。当接部１６は、対向部１５よりも一端部３Ａ側に配置されている（図１参照）。詳しくは、当接部１６は、対向部１５の対向面１５Ａに沿って設けられている。この実施形態では、当接部１６は、対向面１５Ａの径方向内側に位置してねじ軸３の外周面３Ｃに接続されているが（図３（ａ）参照）、外周面３Ｃから離れて対向面１５Ａの径方向外側部分に接続されていてもよい。いずれにせよ、当接部１６は、（場合によっては対向部１５を介して）ねじ軸３に固定されている。

このようなねじ軸３は、図１に示すように、ハウジング２の第１中空部分７に配置されている。ねじ軸３は、ハウジング２のフランジ部分１１における挿通孔１２に対して、同軸状で挿通されている。ねじ軸３では、一端部３Ａが、開口７Ａからハウジング２の外側にはみ出していて、それ以外の部分（他端部３Ｂ側の部分）は、第１中空部分７内に収容されている。開口７Ａには、環状の軸受１７（ここでは、すべり軸受）が嵌めこまれている。軸受１７は、開口７Ａにおけるねじ軸３の外周面３Ｃとハウジング２（第２ハウジング１０において開口７Ａを縁取る部分）との間に介在されていて、ねじ軸３を回転自在に支持している。また、ねじ軸３の他端部３Ｂ側の対向部１５は、第１中空部分７に収容された状態で、軸方向Ｘにおいて、第１ハウジング９のフランジ部分１１に対して開口７Ａの反対側（図１では、フランジ部分１１よりも左側）に位置している。対向部１５の対向面１５Ａは、軸方向Ｘにおいてフランジ部分１１と対向している。

ここで、ハウジング２のフランジ部分１１において、軸方向Ｘにおいて対向面１５Ａと対向する側面（対向面１１Ａということにする）には、弾性部材１８が、フランジ部分１１の挿通孔１２を縁取るように設けられている。つまり、弾性部材１８は、ハウジング２における挿通孔１２の周囲に設けられている。図３（ｂ）を参照して、弾性部材１８は、たとえばフランジ部分１１と相似する円環状である。弾性部材１８は、軸方向Ｘに所定の厚みを有するゴムなどの弾性体で形成されている。または、弾性部材１８は、軸方向Ｘに伸縮するばね（ねじ軸３を取り囲むコイルばね等）であってもよい。このように、ばねまたはゴムによって弾性部材１８をシンプルに構成することができる。そして、図１に示すように、対向部１５の対向面１５Ａは、フランジ部分１１の対向面１１Ａに設けられた弾性部材１８と軸方向Ｘにおいて対向している。

ナット４は、軸方向Ｘに延びる円環状（または円筒状）であり、内周面４Ａと、ナット４の外表面をなす外周面４Ｂとを有している。内周面４Ａおよび外周面４Ｂは、軸方向Ｘに延びる中心軸を有する円周面となっている。
内周面４Ａには、ねじ溝１９が形成されている。ねじ溝１９は、内周面４Ａの円中心を中心として旋回しながら軸方向Ｘへ徐々にずれる螺旋状の溝である。ねじ溝１９の断面は、略Ｕ字状の湾曲面である。

外周面４Ｂにおいて、軸方向Ｘにおける略中央には、段付き４Ｃが形成されている。外周面４Ｂは、段付き４Ｃを境として２分されていて、第１領域４Ｄと、第１領域４Ｄよりも大径の第２領域４Ｅとを含んでいる。図１において、第２領域４Ｅは、第１領域４Ｄよりも左側に位置している。
ナット４の軸方向Ｘにおける両方の端面４Ｆは、軸方向Ｘから見て環状であり（図３（ｃ）参照）、直交方向Ｙ（ナット４の径方向および周方向でもある）に沿って平坦である。第２領域４Ｅ側（図１における左側）の端面４Ｆ（以下では、「端面４Ｇ」ということにする）の周上１ヶ所には、軸方向Ｘに沿って当該端面４Ｇからナット４の外側へ突出する回転止め部材２０が設けられている（図２および図３（ｃ）参照）。

図４（ａ）は、図３（ｃ）から回転止め部材２０を除いた図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の要部の斜視図である。図５は、異なる２方向から見た回転止め部材２０の斜視図である。図６は、回転止め部材２０が組み付けられたナット４を、異なる２方向から見た斜視図である。
以下では、図１〜図３に加えて図４〜図６も参照して説明する。

図４を参照して、ナット４の端面４Ｇ側には、回転止め部材２０に関連して切り欠き２１が外周面４Ｂからナット４の径方向に沿って形成されている（図４（ａ）参照）。詳しくは、切り欠き２１は、ナット４の周上１ヶ所において、端面４Ｇと端面４Ｇに隣接する外周面４Ｂとに跨って形成されていて、端面４Ｇおよび外周面４Ｂの両方から露出されている。そして、切り欠き２１は、ナット４の周壁（肉厚部分）を外周面４Ｂから内周面４Ａまで貫通している。

ナット４において切り欠き２１を区画する部分は、ナット４の端面４Ｇと平行な奥面２１Ａと、奥面２１Ａに対して垂直に延びる第１側面２１Ｂと、ナット４の周方向において第１側面２１Ｂに対向しつつ第１側面２１Ｂと平行に延びる第２側面２１Ｃとを有している。図４の姿勢を基準として、第１側面２１Ｂは、ナット４の周方向における奥面２１Ａの一端（図４では下端）に接続され、第２側面２１Ｃは、当該周方向における奥面２１Ａの他端（図４では上端）に接続されている。そのため、ナット４の径方向外側から見ると、奥面２１Ａと第１側面２１Ｂと第２側面２１Ｃとのまとまりは、端面４Ｇ側が開放された略コ字状をなしている。

ナット４の内周面４Ａのねじ溝１９の一部は、第１凹部２１Ｅとして、切り欠き２１内に露出されていて、奥面２１Ａおよび第１側面２１Ｂの接続部分（内周面４Ａ側の端部）を切り欠くように形成されている（図４（ｂ）参照）。
ナット４の外周面４Ｂにおける切り欠き２１の周囲には、外周面４Ｂ側から内周面４Ａ側へ窪む凹状の第２凹部２１Ｆが形成されている。第２凹部２１Ｆは、切り欠き２１における奥面２１Ａ側の端部から連続して、ナット４の周方向における両側へ円弧状に膨出している。つまり、第２凹部２１Ｆは、切り欠き２１において端面４Ｇから（ナット４の軸方向Ｘにおける中央側へ）離れた奥側部分の周方向における両側に１つずつ形成されている。各第２凹部２１Ｆは、ナット４の内周面４Ａに到達しておらず、ナット４の周壁を径方向に貫通していない。

次に、回転止め部材２０について説明する。
図５を参照して、回転止め部材２０は、基端部２０Ａと先端部２０Ｂとを有している。ナット４に組み付けられた回転止め部材２０では、基端部２０Ａが切り欠き２１に嵌め込まれて、先端部２０Ｂが、ナット４からはみ出して軸方向Ｘの他端部３Ｂ側に向かって突出する（図１および図３（ｃ）参照）。

詳しくは、回転止め部材２０は、ばね鋼などの弾性部材を材料とし、所定の幅（幅方向Ｗを参照）を有する１枚の薄板を略Ｖ字に折り曲げることによって形成されている。回転止め部材２０は、図５では上下に平坦な四角形状の平板部２０Ｃと、平板部２０Ｃの一端（図５では上端）から湾曲しながら平板部２０Ｃの他端（図５では下端）へ延びる四角形状の湾曲板部２０Ｄとを一体的に有している。平板部２０Ｃの当該他端と湾曲板部２０Ｄとはつながっておらず、離れている。湾曲板部２０Ｄは、平板部２０Ｃから膨出するように湾曲している。回転止め部材２０では、平板部２０Ｃと湾曲板部２０Ｄとの接続部分（図５における上端部）およびその周辺は、前述した先端部２０Ｂとなっている。一方、平板部２０Ｃおよび湾曲板部２０Ｄのそれぞれにおいて当該接続部分とは反対側の端部（図５における下端部）およびその周辺が、前述した基端部２０Ａとなっている。

このようにばね鋼によって平板部２０Ｃと湾曲板部２０Ｄとを一体形成することによって、弾性変形可能な回転止め部材２０を構成することができる。特に、湾曲板部２０Ｄが平板部２０Ｃとの対向方向に弾性変形することによって、回転止め部材２０は、当該対向方向において弾性変形可能となっている。
図５（ａ）を参照して、平板部２０Ｃにおいて、湾曲板部２０Ｄに対向する面とは反対側の表面（図５（ａ）において大きく見えている面）の基端部２０Ａ側の端部には、凸部が一体的に設けられている。当該凸部は、前述した幅方向Ｗにおける一端部（四角形の平板部２０Ｃのおける１つの角部分）に設けられている。図５（ｂ）を参照して、湾曲板部２０Ｄにおいて、平板部２０Ｃに対向する面とは反対側の表面（図５（ｂ）において大きく見えている面）の基端部２０Ａ側の端部では、幅方向Ｗにおける両端部（四角形の湾曲板部２０Ｄのおける２つの角部分）に凸部が１つずつ一体的に設けられている。

つまり、回転止め部材２０には、合計で３つの凸部が形成されている。湾曲板部２０Ｄにおける２つの凸部のうち、平板部２０Ｃの凸部と幅方向Ｗにおいて同じ側に位置しない（図５（ｂ）では左奥側にある）凸部を、第１凸部２０Ｅ（係合部）ということにする。一方、残りの２つの凸部（平板部２０Ｃの凸部と、湾曲板部２０Ｄにおいて平板部２０Ｃの凸部と幅方向Ｗにおいて同じ側に位置する凸部）を、第２凸部２０Ｆということにする。第１凸部２０Ｅおよび第２凸部２０Ｆは、凸部によってシンプルに構成できる。

このような回転止め部材２０をナット４に組み付ける際、基端部２０Ａ側が切り欠き２１に臨むように回転止め部材２０をナット４に対して軸方向Ｘにおける外側から対向させたり、回転止め部材２０をナット４に対して径方向における外側から対向させたりする。
次に、図６に示すように、回転止め部材２０の基端部２０Ａを切り欠き２１内に挿入すると、ナット４に対する回転止め部材２０の組み付けが完了する。

この状態において、回転止め部材２０では、基端部２０Ａにおける平板部２０Ｃが切り欠き２１における第２側面２１Ｃに面接触し、基端部２０Ａにおける湾曲板部２０Ｄが切り欠き２１における第１側面２１Ｂに接触する。これにより、回転止め部材２０は、ナット４の周方向において第１側面２１Ｂおよび第２側面２１Ｃに挟まれている。そして、回転止め部材２０では、平板部２０Ｃおよび湾曲板部２０Ｄにおける先端部２０Ｂが、ナット４の軸方向においてナット４の端面４Ｇからはみ出している。また、ナット４の周方向において平板部２０Ｃと湾曲板部２０Ｄとが対向している。また、回転止め部材２０では、ナット４の内周面４Ａ側において第１凸部２０Ｅが第１凹部２１Ｅと係合し（図６（ｂ）参照）、ナット４の外周面４Ｂ側において各第２凸部２０Ｆが当該周方向で同じ位置にある第２凹部２１Ｆに嵌め込まれている（図６（ａ）参照）。これにより、回転止め部材２０が、ナット４の径方向および軸方向に対して、ナット４の切り欠き２１に位置決めされている。

このように、第１凸部２０Ｅは、切り欠き２１に露出したナット４のねじ溝１９（第１凹部２１Ｅ）に係合することによって、回転止め部材２０をナット４に位置決めする（図６（ｂ）参照）。そのため、ナット４のねじ溝１９を有効利用して、このねじ溝１９に回転止め部材２０の第１凸部２０Ｅを係合させるといった簡易な構成で、ナット４の回転止め部材２０を設けることができる。さらに、第２凹部２１Ｆと第２凸部２０Ｆが係合することで、回転止め部材２０がナット４に対して確実に位置決めされる（図６（ａ）参照）。

ここで、ナット４の切り欠き２１と回転止め部材２０とは、ナット４の回転止め構造（動作については、追って詳説する）を構成する。そして、以上のように、この回転止め構造は、ナット４の外周面４Ｂから径方向に沿って形成された切り欠き２１に回転止め部材２０を嵌め込むだけで完成する。つまり、回転止め部材２０をナット４部材から削り出す等によってナット４部材と一体形成するのではなく、ナット４に切り欠き２１を形成し、その切り欠き２１に回転止め部材２０を嵌め込むといった簡易かつ低コストな構成で、ナット４の回転止め部材２０を設けることができる。

このように回転止め部材２０が組み付けられたナット４は、図１に示すように、第１中空部分７に収容されていて、ハウジング２のフランジ部分１１に対して開口７Ａ側から隣接した位置において、ねじ軸３に対して外嵌されている。この状態で、ねじ軸３とナット４とは同軸状になっており、ねじ軸３の軸方向Ｘとナット４の軸方向とが一致し、ねじ軸３の周方向とナット４の周方向とが一致し、ねじ軸３の径方向とナット４の径方向とが一致している。また、ねじ軸３のねじ溝１４とナット４のねじ溝１９とが平行に延びている。そして、軸方向Ｘにおいてナット４の内周面４Ａが存在する領域において、ナット４のねじ溝１９と、ねじ軸３の外周面３Ｃにおいて内周面４Ａに対向している部分におけるねじ溝１４とによって、螺旋状の軌道２２が形成されている。軌道２２は、略円形状の断面を有しており、ナット４やねじ軸３の円中心を中心として旋回しながら軸方向Ｘへ徐々にずれる螺旋状をなしている。

ボール５は、金属等で形成された小さな球体であって、複数設けられている。複数のボール５は、軌道２２内（つまり、ねじ軸３およびナット４の互いに対向するねじ溝１４，１９）に配置（セット）されており、軌道２２内で自由に転動できる。なお、ナット４の外周面４Ｂにおける複数の箇所には、こま３５（図２参照）が１つずつセットされている。こま３５には、軌道２２におけるある列と別の列をとつなぐ循環路（図示せず）が形成されており、軌道２２内のボール５は、各こま３５において循環路内に取り込まれてから軌道２２内の別の位置に戻される。つまり、ボール５は、各こま３５の循環路と軌道２２との間で循環される。なお、回転止め部材２０の第１凸部２０Ｅが係合される第１凹部２１Ｅは、ねじ溝１９の一部であるが（図４参照）、この第１凹部２１Ｅには、ボール５は到達しないようになっている。つまり、第１凹部２１Ｅは、ねじ溝１９における空き部分である。

ここで、ナット４の第１領域４Ｄにおける外周面４Ｂには、環状の軸受２３（ここでは、転がり軸受）が外嵌されている。軸受２３は、第２ハウジング１０の窪み１０Ｂに嵌め込まれている。これにより、軸受２３は、第２ハウジング１０に固定されている。軸受２３の内周部分に対してナット４（第１領域４Ｄ）が圧入され、ナット４の外周面４Ｂの段付き４Ｃに軸受２３が軸方向Ｘから当接している。これにより、ナット４は、ハウジング２のフランジ部分１１に対して開口７Ａ側から隣接した位置において、軸方向Ｘに位置決めされている。このとき、ナット４では、端面４Ｇが開口７Ａ側からフランジ部分１１に隣接していて、端面４Ｇの回転止め部材２０は、フランジ部分１１における挿通孔１２内に位置している。また、ナット４は、軸受２３を介してハウジング２によって回転可能に支持されている。ナット４が回転すると、ナット４に設けられた回転止め部材２０がナット４と一体回転する。回転止め部材２０は、挿通孔１２内において回転する。

図示していないが、ハウジング２側から延びたキーがねじ軸３のキー溝に係合する等によって、ねじ軸３の軸周りの回転は規制されている。そのため、ナット４が回転すると、ねじ軸３は、軸方向Ｘに移動する。つまり、ナット４は、回転することによってねじ軸３を軸方向Ｘに移動させる。この際、ねじ軸３に設けられた当接部１６および対向部１５は、ねじ軸３と一体移動する。

ここで、ねじ軸３は、第１位置と、第２位置との間で、軸方向Ｘに移動できる。第１位置にあるねじ軸３の他端部３Ｂ側は、図１では目一杯左側にあって、点線で示されている。ねじ軸３が第１位置にある状態でナット４が回転すると、ねじ軸３は、第２位置へ向けて図１では右側へ移動する。このとき、回転止め部材２０において平板部２０Ｃが湾曲板部２０Ｄよりも先になるように（ナット４の回転方向における下流側になるように）、ナット４は回転する（図３（ｃ）参照）。

図７に示すように、ねじ軸３がある程度移動すると、ねじ軸３の対向部１５の対向面１５Ａが、ハウジング２のフランジ部分１１の弾性部材１８に対して軸方向Ｘから接触する。そして、ねじ軸３がさらに移動すると、対向部１５が弾性部材１８を圧縮するので、ねじ軸３の移動速度が低下する。ねじ軸３の移動速度の低下に連動して、ナット４の回転速度も低下する。その後、図８に示すように、ねじ軸３の当接部１６がフランジ部分１１の挿通孔１２内に進入し、ナット４の回転止め部材２０の先端部２０Ｂにおける平板部２０Ｃ（図３（ｃ）参照）が、ナット４の回転方向からねじ軸３の当接部１６に当接すると、ナット４の回転が停止する。ナット４の回転停止に連動して、ねじ軸３の軸方向Ｘへの移動も停止する。このときのねじ軸３の軸方向Ｘにおける位置（図８におけるねじ軸３の位置）が、第２位置である。一方、ねじ軸３が第２位置にある状態で、今までとは逆向きにナット４を回転させると、ねじ軸３は、第２位置から第１位置へ向けて軸方向Ｘに移動する。

このように、ねじ軸３が軸方向Ｘにおける所定位置（ここでは、第２位置）に到達すると、ねじ軸３に設けられた当接部１６と、ナット４に設けられた回転止め部材２０の先端部２０Ｂ（詳しくは、平板部２０Ｃにおいて切り欠き２１から軸方向Ｘにはみ出した部分）とが当接する。これにより、ナット４の回転およびねじ軸３の移動が停止する。つまり、当接部１６および回転止め部材２０は、前述した回転止め構造として、ナット４の回転およびねじ軸３の移動を停止させる。

ここで、図６を参照して、回転止め部材２０は、ねじ軸３の当接部１６と当接する際に、弾性変形することによって、回転止め部材２０と当接部１６との当接による衝撃を緩和できる。詳しくは、回転止め部材２０では、平板部２０Ｃがねじ軸３の当接部１６と当接する際に、この当接による衝撃を、湾曲板部２０Ｄの弾性変形によって効果的に緩和することができる。これにより、回転止め部材２０およびその周囲における破損を防止できる。この衝撃緩和は、平板部２０Ｃの板厚ｔ_１を湾曲板部２０Ｄの板厚ｔ_２よりも厚くすることで、より効果的となる（図５（ａ）参照）。つまり、回転止め部材２０において、ねじ軸３の当接部１６と当接する平板部２０Ｃは、他の部分よりも頑丈となるため、ねじ軸３の当接部１６と当接する際に破損することを防止できる。また、衝撃を緩和できる分、当接部１６および回転止め部材２０を、強度が低い安価な材料で構成することができる。

また、図７に示すように、当接部１６と回転止め部材２０とが当接するのに先立って、ハウジング２に設けられた弾性部材１８が、ねじ軸３（厳密には、対向部１５）に弾性的に接触する。そのため、当接部１６と回転止め部材２０とが当接（衝突）する直前に、ナット４の回転速度およびねじ軸３の移動速度が低下するので、その後に当接部１６と回転止め部材２０とが当接したとき（図８に示した状態）の衝撃（衝突荷重）を緩和することができる。つまり、当接部１６と回転止め部材２０との衝突による衝撃が、ハウジング２側の緩衝材である弾性部材１８によって吸収される。これにより、ボールねじ装置１においてストッパー（回転止め構造）の破損（塑性変形など）を防止できる。

そして、図１を参照して、電動モータ６に関し、ナット４の第２領域４Ｅにおける外周面４Ｂには、環状の歯車２４が外嵌されている。歯車２４では、その外周面にギヤ歯２５が形成されている（図２参照）。ナット４（第２領域４Ｅ）は、歯車２４における内周部分に対して圧入されており、ナット４と歯車２４とは一体化されている。なお、ナット４と歯車２４とは一体形成されても構わない。

電動モータ６は、モータ本体２６と、出力軸２７とを含んでいる。モータ本体２６は電力を受けて駆動力を発生するものであり、第１ハウジング９に対して外側（図１における左側）から固定されている。出力軸２７は、モータ本体２６に連結されていて、モータ本体２６の駆動力を受けて回転する。出力軸２７は、軸方向Ｘに延びていて、ハウジング２の貫通孔１３に挿通されている。出力軸２７には、歯車２８が取り付けられている。歯車２８は、第２中空部分８に収容されている。歯車２８の外周面には、ギヤ歯２９が形成されている。歯車２８の円中心部分に対して出力軸２７が挿通されている。ギヤ歯２９は、出力軸２７と一体回転可能である。また、出力軸２７には、環状の軸受３０（ここでは、転がり軸受）が外嵌されている。軸受３０は、第２ハウジング１０の窪み１０Ｃに嵌め込まれている。

電動モータ６側の歯車２８と、ナット４側の歯車２４とは、軸方向Ｘで同じ位置（詳しくは、第１ハウジング９の窪み９Ｂ）にあって、歯車２８のギヤ歯２９と、歯車２４のギヤ歯２５とは互いに噛み合っている。そのため、電動モータ６が駆動されると、駆動力が歯車２８から歯車２４へ伝達されてナット４が正転または逆転し、前述したように、ねじ軸３が第１位置と第２位置との間で軸方向Ｘに移動する。

この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、図５（ａ）に示す回転止め部材２０において、平板部２０Ｃには、凸部（第２凸部２０Ｆ）が１つだけ設けられていたが、この凸部（「追加凸部」ということにする）が、前述した幅方向Ｗにおける反対側（図５（ａ）における右奥側）にも設けられていてよい。その場合、この追加凸部は、湾曲板部２０Ｄの第１凸部２０Ｅ（図５（ｂ）参照）と同様に、ナット４のねじ溝１９に係合されるとよい（図６（ｂ）参照）。ただし、回転止め部材２０では、平板部２０Ｃと当接部１６との当接による衝撃を緩和するために、湾曲板部２０Ｄが踏ん張って変形すればよく、そのために、少なくとも湾曲板部２０Ｄに第１凸部２０Ｅが設けられていればよい。

また、ナット４において、第２凹部２１Ｆ（図４参照）は、ナット４の周壁を内周面４Ａまで貫通する溝状であっても良い。その場合、第１凸部２０Ｅおよび第２凸部２０Ｆを、凸部形状ではなく、基端部２０Ａにおける平板部２０Ｃおよび湾曲板部２０Ｄの互いの端部を外向きに曲げ加工して、第２凹部２１Ｆとの係合部とすることも可能である。
また、ねじ軸３に設けられた対向部１５が、軸方向Ｘからナット４の回転止め部材２０に当接することによって、前述したストッパーとして機能してもよい。また、ねじ軸３において、対向部１５と当接部１６とは、離れて設けられていてもよい。

１…ボールねじ装置、３…ねじ軸、３Ｃ…外周面、４…ナット、４Ａ…内周面、４Ｂ…外周面、４Ｇ…端面、５…ボール、１４…ねじ溝、１６…当接部、１９…ねじ溝、２０…回転止め部材、２０Ａ…基端部、２０Ｂ…先端部、２０Ｃ…平板部、２０Ｄ…湾曲板部、２０Ｅ…第１凸部、２０Ｆ…第２凸部、２１…切り欠き、２１Ｅ…第１凹部、２１Ｆ…第２凹部、Ｘ…軸方向

Claims (7)

1. 軸方向に移動可能に設けられ、外周面にねじ溝が形成されたねじ軸と、
   前記ねじ軸に外嵌されたナットであって、その内周面にねじ溝が形成され、回転することによって前記ねじ軸を軸方向に移動させるナットと、
   前記ねじ軸および前記ナットの互いに対向するねじ溝にセットされた複数のボールと、
   前記ねじ軸が軸方向における所定位置に到達すると前記ナットの回転を止める回転止め構造とを含み、
   前記回転止め構造は、
   前記ナットの軸方向における一方の端面側に、外表面から径方向に沿って形成された切り欠きと、
   前記切り欠きに嵌められる基端部と、前記ナットから突出する先端部とを有し、前記ナットと一体回転する回転止め部材であって、前記ねじ軸が前記所定位置に到達すると前記先端部において前記ねじ軸の当接部と当接して前記ナットの回転を止める回転止め部材とを含むことを特徴とする、ボールねじ装置。
2. 前記回転止め部材に設けられ、前記ナットのねじ溝に係合することによって、前記回転止め部材を前記ナットに位置決めする係合部を含むことを特徴とする、請求項１記載のボールねじ装置。
3. 前記回転止め部材は、弾性変形可能であることを特徴とする、請求項２記載のボールねじ装置。
4. 前記回転止め部材は、ばね鋼で構成されており、前記ねじ軸の当接部と当接する平板部と前記ナットの周方向において前記平板部と対向し、前記平板部から湾曲しながら延びる湾曲板部とを一体的に有することを特徴とする、請求項３記載のボールねじ装置。
5. 前記係合部は、前記湾曲板部に設けられた第１凸部を含むことを特徴とする、請求項４記載のボールねじ装置。
6. 前記平板部および湾曲板部に第２凸部が設けられ、前記ナットの外表面における前記切り欠きの周囲には、前記第２凸部が嵌め込まれる凹部が形成されていることを特徴とする、請求項４または５記載のボールねじ装置。
7. 前記平板部が前記湾曲板部よりも厚いことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のボールねじ装置。

Images