JP2015045394A

JP2015045394A - ボールネジ機構

Info

Publication number: JP2015045394A
Application number: JP2013178113A
Authority: JP
Inventors: 紘士小泉; Koji Koizumi; 坂東　重徳; Shigenori Bando; 重徳坂東
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2015-03-12

Abstract

【課題】雄ボール転動溝および雌ボール転動溝上のグリース不足を解消したボールネジ機構を提供する。
【解決手段】ボール循環部材は、半径方向において雄ボール転動溝２１へ突出し、円周方向において雄ボール転動溝２１に沿って延びる突起部３７と、ボール４０を外径側、軸方向、内径側へ移動させる案内通路３５、３６とを有し、突起部３７の円周方向の一方側にボール４０を掬い上げて案内通路３５、３６へ導く掬い上げ面３７ａを形成し、突起部３７に半径方向において雄ボール転動溝２１に開口し、円周方向において雄ボール転動溝２１に沿って貫通した通し溝３８を形成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、ボールネジ機構に関する。

ボールを循環させるボール循環部材を備えたボールネジ機構として、例えば特許文献１に記載のものがある。このものは、ボール循環部材によって、ボールナットの軸方向両側の一方側の雌ボール転動溝に位置するボールを掬い上げ、外径側、軸方向、内径側へ移動させて、他方側の雌ボール転動溝へ戻している。ボール循環部材は、半径方向において雌ボール転動溝へ突出し、円周方向において前記雌ボール転動溝に沿って延びる突起部を有し、突起部の円周方向の一方側に掬い上げ面を形成し、ボール循環部材は、掬い上げ面で掬い上げたボールを外径側、軸方向、内径側へ移動させる案内通路を有する。雄ボール転動溝、雌ボール転動溝およびボールの摩耗を減らすために、これらにグリースが付着している。

特許第４０５３８２６号公報

掬い上げ面でボールとともにグリースを掬い上げると、グリースがボール循環部材の案内通路に蓄積し、雄ボール転動溝および雌ボール転動溝上のグリースが不足し、雄ボール転動溝、雌ボール転動溝およびボールが摩耗しやすくなる。本発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、雄ボール転動溝および雌ボール転動溝上のグリース不足を解消したボールネジ機構を提供することである。

上記課題を解決するボールネジ機構は、雄ボール転動溝を外周に形成したボールネジと、前記ボールネジの外周に配置され、雌ボール転動溝を内周に形成したボールナットと、前記雄ボール転動溝および前記雌ボール転動溝上を転動する複数のボールと、前記ボールナットの軸方向両側の一方側の前記雌ボール転動溝に位置する前記ボールを掬い上げ、外径側、軸方向、内径側へ移動させて、他方側の前記雌ボール転動溝へ戻すボール循環部材とを備え、前記雄ボール転動溝および前記雌ボール転動溝にグリースを付着してなるボールネジ機構において、前記ボール循環部材は、半径方向において前記雄ボール転動溝へ突出し、円周方向において前記雄ボール転動溝に沿って延びる突起部と、前記ボールを外径側、軸方向、内径側へ移動させる案内通路とを有し、前記突起部の円周方向の一方側に前記ボールを掬い上げて前記案内通路へ導く掬い上げ面を形成し、前記突起部に半径方向において前記雄ボール転動溝に開口し、円周方向において前記雄ボール転動溝に沿って貫通した通し溝を形成したことを特徴とするものである。

上記構成によれば、通し溝を設けた分だけ、掬い上げ面で掬い上げられるグリースが減少し、雄ボール転動溝および雌ボール転動溝上のグリース不足を解消したボールネジ機構を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる軸動装置の全体断面図。本発明の一実施形態にかかるボールネジ機構の外観図。本発明の一実施形態にかかる駒の側面図。本発明の一実施形態にかかる図３のＡ矢視図。本発明の一実施形態にかかる図３のＢ−Ｂ線で断面した軸動装置の一部拡大断面図。

本発明の一実施形態として、ボールネジ機構を軸動装置１０に適用した例について、図１乃至図５を参酌しつつ説明する。

図１に示すように軸動装置１０は、ハウジングと、ハウジング内に配置された第１玉軸受４１および第２玉軸受４３と、第１玉軸受４１および第２玉軸受４３を介してハウジングに支持されたボールネジ機構と、ボールネジ機構のボールネジ２０に対して平行に配置した図略の駆動モータと、駆動モータの回転をボールネジ機構のボールナット２５に伝達するプーリ機構と、ボールネジ２０を回転不能にかつ軸方向移動可能に案内する案内機構とからなる。

軸動装置１０は、図略の駆動モータを使ってボールネジ２０を軸方向に移動させる機能を有している。

ハウジングは、第１ハウジング１２と、第２ハウジング１３とからなり、第１ハウジング１２および第２ハウジング１３は図略の連結ボルトにより連結している。

第１ハウジング１２の内周に第１玉軸受４１および第２玉軸受４３が互いに軸方向に離間して配置され、第１玉軸受４１および第２玉軸受４３の内周にボールネジ機構のボールナット２５が配置されている。こうして、ボールナット２５は第１玉軸受４１および第２玉軸受４３を介して第１ハウジング１２に回転可能に支持されている。第１玉軸受４１の外輪および第１ハウジング１２の段部間には皿バネ４６が介挿され、第１玉軸受４１の内輪の他端面はボールナット２５に圧入嵌合されたアダプター６４に当接している。第２玉軸受４３の内輪の一端面はボールナット２５の段部に当接し、第２玉軸受４３の外輪の他端面は第２ハウジング１３に当接している。こうして、皿バネ４６の付勢力が、第１玉軸受４１および第２玉軸受４３の予圧として付与される。

ボールネジ機構は、雌ボール転動溝２６を内周に形成したボールナット２５と、ボールナット２５の内周に配置され、雄ボール転動溝２１を外周に形成したボールネジ２０と、雄ボール転動溝２１および雌ボール転動溝２６上を転動する複数のボール４０と、ボールナット２５の軸方向両側の一方側の雌ボール転動溝２６に位置するボール４０を掬い上げ、外径側、軸方向、内径側へ移動させて、他方側の雌ボール転動溝２６へ戻すボール循環部材とを備えている。ボールネジ機構は、ボールナット２５の回転をボールネジ２０の軸方向の移動に変換する機能を有している。

ボール循環部材は、ボールナット２５に取り付けられた一対の駒３０（図２）と、ボールナット２５に形成された第３案内通路２７とからなる。ボールナット２５には、雄スプライン２８を挟んで軸方向両側に取付穴２９が形成され、取付穴２９に駒３０が嵌め込まれている。取付穴２９は、ボールナット２５の半径方向に貫通し、円周方向において雌ボール転動溝２６に沿って形成されている第１部分と、外径側において雌ボール転動溝２６に沿って形成されている第２部分と、外径側においてボールナット２５の軸方向に形成されている第３部分とからなる。

駒３０は、取付穴２９と略同一形状を有する。図３および図４に示すように駒３０は、第１部分と略同一形状の胴部３３と、第２部分と略同一形状の鍔部３１と、第３部分と略同一形状の張り出し部３２とからなり、これらが一体形成されている。胴部３３は、ボールナット２５の半径方向に延び、円周方向において雌ボール転動溝２６に沿って延びている。鍔部３１は、ボールナット２５の外径側で胴部３３に対して雌ボール転動溝２６に沿う方向に突出している。張り出し部３２は、ボールナット２５の外径側で胴部３３に対してボールナット２５の軸方向に張り出している。

胴部３３には、半径方向において雄ボール転動溝２１へ突出し、円周方向において雄ボール転動溝２１に沿って延びる突起部３７が形成されている（図５）。突起部３７にはボールナット２５の円周方向の一方側に掬い上げ面３７ａが形成されている。突起部３７には、半径方向において雄ボール転動溝２１に開口し、円周方向において雄ボール転動溝２１に沿って貫通した通し溝３８が形成されている（図５）。

胴部３３には、掬い上げ面３７ａで掬い上げたボール４０を外径側へ移動させる第１案内通路３６が形成され、第１案内通路３６の雄スプライン２８側は取付穴２９に開口している。張り出し部３２には、ボール４０をボールナット２５の軸方向へ移動させる第２案内通路３５が形成され、第２案内通路３５のボールナット２５の円周方向の一方側は取付穴２９に開口している（図５）。第１案内通路３６の第２案内通路３５側は、ボールナット２５の外径側から見て円弧を描いており、第２案内通路３５に接続されている。第２案内通路３５は、第３案内通路２７に接続されている。第１案内通路３６と、第２案内通路３５と、第３案内通路２７とで案内通路が構成され、この案内通路によってボール４０をボールナット２５の外径側、軸方向、内径側へ順に移動させることができる。

図１に示すように、ボールナット２５の軸方向の中央に外径方向に突出した拡径部が形成され、拡径部の外周に雄スプライン２８が形成されている（図２）。ボールナット２５の外周には、一端より拡径部近傍までアダプター６４が圧入されている。雄スプライン２８には、従動プーリ６０の雌スプライン６１がスプライン嵌合され、アダプター６４の外周に従動プーリ６０が圧入されている。こうして、ボールナット２５および従動プーリ６０は、軸方向に相対移動不能にかつ相対回転不能に連結されている。

プーリ機構は、駆動モータに取り付けられた図略の駆動プーリと、ボールナット２５にアダプター６４を介して取り付けられた従動プーリ６０と、駆動プーリおよび従動プーリ６０に掛け渡されたタイミングベルト７０とからなる。駆動プーリは、外周に円周方向に複数の駆動歯を有し、従動プーリ６０は、外周に円周方向に複数の従動歯６２を有し、タイミングベルト７０の内周には、駆動歯および従動歯６２に噛み合う内歯を有する。プーリ機構は、駆動モータの回転をボールナット２５に伝達する機能を有する。

案内機構は、ボールネジ２０の一端外周に取り付けられた連結部材５０と、連結部材５０を軸方向移動可能に案内する図略の案内部からなる。ボールネジ２０の一端外周に連結部材５０が嵌合されている。ボールネジ２０の一端には、第１キー溝２０ａが形成され、連結部材５０の他端には、第１キー溝２０ａと対応する図略の第２キー溝が形成され、第１キー溝２０ａおよび第２キー溝に、キー５３が挿入されている。そうすることで、連結部材５０およびボールネジ２０は、相対回転不能に連結される。ボールネジ２０の一端外周には、リング溝２４が形成され（図２）、リング溝２４に止め輪４８が嵌め込まれている。ボールネジ２０の段部および止め輪４８によって、連結部材５０の一部が軸方向に挟み込まれる。こうすることで、ボールネジ２０および連結部材５０は、軸方向に相対移動不能に連結される。

グリースは、雌ボール転動溝２６、雄ボール転動溝２１、ボール４０に塗布され、通し溝３８に充填される。ボール４０が移動することによって、第１案内通路３６、第２案内通路３５、第３案内通路２７にグリースが付着する。

次に上述した構成にもとづいて軸動装置１０の動作を説明する。

図１において駆動モータによって駆動プーリを一方側に回転させると、駆動プーリの回転は、タイミングベルト７０、従動プーリ６０を介してボールナット２５に伝えられ、ボールナット２５は一方側に回転する。ボールナット２５は、雌ボール転動溝２６、ボール４０、雄ボール転動溝２１を介してボールネジ２０に係合している。ボールナット２５の一方側の回転は、ボールネジ２０の軸方向の一方側の移動に変換される。このとき、一対の駒３０のうち、第２ハウジング１３側にある駒３０の掬い上げ面３７ａによって、雌ボール転動溝２６の軸方向の他方側にあるボール４０が掬い上げられ、ボール４０は第１案内通路３６、第２案内通路３５、第３案内通路２７に沿って移動し、第２ハウジング１３と反対側にある駒３０の第２案内通路３５へ移動する。ボール４０は、さらに第１案内通路３６、掬い上げ面３７ａを経て雌ボール転動溝２６の軸方向の一方側へ戻される。

駆動モータによって駆動プーリを他方側に回転させると、駆動プーリの回転は、タイミングベルト７０、従動プーリ６０を介してボールナット２５に伝えられ、ボールナット２５は他方側に回転する。ボールナット２５は、雌ボール転動溝２６、ボール４０、雄ボール転動溝２１を介してボールネジ２０に係合している。ボールナット２５の他方向の回転は、ボールネジ２０の軸方向の他方側の移動に変換される。このとき、一対の駒３０のうち、第２ハウジング１３と反対側にある駒３０の掬い上げ面３７ａによって（図３）、雌ボール転動溝２６の軸方向の一方側にあるボール４０が掬い上げられ、ボール４０は第１案内通路３６、第２案内通路３５（図３、図４）、第３案内通路２７に沿って移動し、第２ハウジング１３側にある駒３０の第２案内通路３５へ移動する（図３、図４）。ボール４０は、さらに第１案内通路３６、掬い上げ面３７ａ（図３）を経て雌ボール転動溝２６の軸方向の他方側へ戻される。

グリースは、雌ボール転動溝２６、雄ボール転動溝２１、ボール４０、第１案内通路３６、第２案内通路３５（図３、図４）、第３案内通路２７に付着しているため、雌ボール転動溝２６、雄ボール転動溝２１、ボール４０、第１案内通路３６、第２案内通路３５（図３、図４）、第３案内通路２７の摩耗を抑えることができる。

雄ボール転動溝２１上のグリースの内、通し溝３８（図５）に対応する位置にあるグリースは、通し溝３８によって掬い上げ面３７ａ（図３）に掬い上げられることが無い。雄ボール転動溝２１上のグリースの内、通し溝３８（図５）に対応しない位置にあるグリースは、掬い上げ面３７ａ（図３）に掬い上げられる。この結果、掬い上げ面３７ａによって掬い上げられるグリースが減少し、雄ボール転動溝２１および雌ボール転動溝２６上のグリース不足を解消できる。

通し溝３８にはグリースが充填されており、グリースが少しずつ雄ボール転動溝２１に落下することによって、雄ボール転動溝２１、雌ボール転動溝２６、ボール４０へグリースを長期間に渡って補給することができる。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上述した実施形態は、ボール循環部材を、ボールナット２５に取り付けられた一対の駒３０と、ボールナット２５に形成された第３案内通路２７とで構成した。他の実施形態として、ボールナット２５に外径方向に突出した拡径部が無い場合は、第３案内通路をパイプで構成し、一対の駒をパイプで繋いでも良い。あるいは、パイプ、一対の駒を一体化したボール循環部材を使用しても良い。

２０：ボールネジ、２１：雄ボール転動溝、２５：ボールナット、２６：雌ボール転動溝、２７：第３案内通路（案内通路）、３０：駒（ボール循環部材）、３５：第２案内通路（案内通路）、３６：第１案内通路（案内通路）、３７：突起部、３７ａ：掬い上げ面、３８：通し溝、４０：ボール

Claims

雄ボール転動溝を外周に形成したボールネジと、前記ボールネジの外周に配置され、雌ボール転動溝を内周に形成したボールナットと、前記雄ボール転動溝および前記雌ボール転動溝上を転動する複数のボールと、前記ボールナットの軸方向両側の一方側の前記雌ボール転動溝に位置する前記ボールを掬い上げ、外径側、軸方向、内径側へ移動させて、他方側の前記雌ボール転動溝へ戻すボール循環部材とを備え、前記雄ボール転動溝および前記雌ボール転動溝にグリースを付着してなるボールネジ機構において、
前記ボール循環部材は、半径方向において前記雄ボール転動溝へ突出し、円周方向において前記雄ボール転動溝に沿って延びる突起部と、前記ボールを外径側、軸方向、内径側へ移動させる案内通路とを有し、前記突起部の円周方向の一方側に前記ボールを掬い上げて前記案内通路へ導く掬い上げ面を形成し、前記突起部に半径方向において前記雄ボール転動溝に開口し、円周方向において前記雄ボール転動溝に沿って貫通した通し溝を形成したことを特徴とするボールネジ機構。