JP5035556B2 - ボールねじ装置 - Google Patents

Description

この発明は、ボールねじ装置に関し、特に、電磁緩衝器用としての使用に適したボールねじ装置に関する。

ねじ軸およびこれにボールを介してねじ合わされたボールねじナットを備えているボールねじ装置は、電動アクチュエータ用や電磁緩衝器用としてよく使用されており、例えば、特許文献１には、ねじ軸にモータを接続することで、ねじ軸が回転して、ボールねじナットが軸方向に直線移動する形態とされたボールねじ装置を電磁緩衝器に適用することが開示されており、特許文献２には、ボールねじナットにモータを接続することで、ボールねじナットが回転して、ねじ軸が軸方向に直線移動する形態とされたボールねじ装置を電磁緩衝器に適用することが開示されている。
特開２００５−２５６８８９号公報 特開２００５−２６４９９２号公報

電磁緩衝器は、タイヤからの軸方向振動をボールねじ装置を用いて回転方向振動に変換し、モータを用いて減衰力制御を行うもので、ボールねじ装置は、ねじ軸の一端部を下に他端部を上にして（「縦使い」で）使用される。ボールねじ装置には、潤滑剤が必要であり、例えばグリースを塗布しておくことで、潤滑性が確保されるが、縦使いで使用されることから、使用期間を経るに連れて潤滑剤が下方にたれ、潤滑不足となる可能性がある。アクチュエータにおいても、ねじ軸の一端部を下に他端部を上にして使用される場合は、同様の問題が起こる。

この発明の目的は、ねじ軸の一端部を下に他端部を上にして使用される際の潤滑不足の可能性を解消したボールねじ装置を提供することにある。

この発明によるボールねじ装置は、ねじ軸およびこれにボールを介してねじ合わされたボールねじナットを備え、ねじ軸およびボールねじナットのいずれか一方が回転可能かつ直線移動不可能状態でモータに接続された回転側ねじ部材とされ、他方がハウジング内に回転不可能かつ直線移動可能に配置された直線移動側ねじ部材とされて、ねじ軸の一端部を下に他端部を上にして使用されるボールねじ装置において、直線移動側ねじ部材に一体化された有底円筒体とハウジングとによってシリンダ部が形成されており、シリンダ部内に、シリンダ部の底に溜まっている潤滑剤を有底円筒体の移動に伴う圧力上昇によって上方に戻す潤滑剤戻し管が設けられており、潤滑剤戻し管は、その下端開口がシリンダ部の下端部の潤滑剤溜まり内に位置させられ、その上端開口がボールねじナットよりも上方に位置させられていることを特徴とするものである。

例えば、モータの支持部材が筒状のハウジングの一端開口に設けられ、ハウジングの他端側から直線移動側ねじ部材がハウジング内に移動可能に配置され、直線移動側ねじ部材と一体に移動する有底円筒体がハウジングに摺接することにより、シリンダ部が形成される。

この発明によるボールねじ装置は、電磁緩衝器としての使用に適しており、この際、ねじ軸が外部からの力によって直線移動させられ、これにより、中空軸が固定されたボールねじナットが回転し、中空軸に接続されたモータが発生する電磁力が減衰力となる形態として使用されることがあり、また、ボールねじナットが外部からの力によって直線移動させられ、これにより、ねじ軸が回転し、ねじ軸に接続されたモータが発生する電磁力が減衰力となる形態として使用されることがある。前者の形態では、直線移動側ねじ部材としてのねじ軸に有底円筒体が一体化されてこれがハウジングに摺接させられることで、シリンダ部が形成され、後者の場合、直線移動側ねじ部材としてのボールねじナットに有底円筒体が一体化されてこれがハウジングに摺接させられることで、シリンダ部が形成される。いずれの場合でも、有底円筒体は、ハウジング内周に摺接させられてもよく、ハウジング外周に摺接させられてもよい。

潤滑剤戻し管は、その下端開口がシリンダ部の下端部に位置させられ、その上端開口がボールねじナット（上下移動する場合には、その最上位位置）よりも上方に位置させられる。ボールねじ装置は、通常、ハウジングが上になるように取り付けられ、この場合、シリンダ部内の体積は、有底円筒体が上方に移動すると減少し、下方に移動すると増加するので、有底円筒体が上方に移動する際に、有底円筒体の底部に溜まっている潤滑剤が潤滑剤戻し管を介して上方に戻される。潤滑剤は、上方に移動しやすいもの（例えば潤滑油）とされ、例えば、ねじ軸にグリースを塗布しておき、これとは別に潤滑油をシリンダ部の底壁に溜めておいて、グリースと潤滑油とを併用するようにしてもよい。

直線移動側ねじ部材は、直線移動するナットに一体化されかつ外周面がハウジングの内周面に摺接する有底円筒体を有していることがあり、直線移動するナットに一体化されかつ外径がハウジングの内径よりも小さい内筒および内筒と同心でかつ内周面がハウジングの外周面に摺接する外筒からなる二重円筒体を有していることがある。後者の場合、潤滑剤は、内筒の下端部に溜められる。

圧力の上昇を補助するために、有底円筒体が下方へ移動する際には開き、有底円筒体が上方へ移動する際には閉じる空気弁が有底円筒体（二重円筒体の場合には内筒）の周壁に設けられていることが好ましい。

この発明のボールねじ装置によると、直線移動側ねじ部材の移動によってポンプ作用を簡単に得ることができ、このポンプ作用を利用して潤滑剤を循環させることで、長期間にわたって潤滑性が維持され、寿命が向上する。

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。以下の説明において、上下は、図の上下をいうものとする。

図１は、この発明によるボールねじ装置の１実施形態を示しており、ボールねじ装置(1)は、ねじみぞ(2a)を有し上下方向に配置されたねじ軸(2)と、ねじ軸(2)のねじみぞ(2a)にボール(4)を介してねじ合わされたボールねじナット(3)と、ねじ軸(2)の上端部に設けられたモータ(5)と、ねじ軸(2)と同心でボールねじナット(3)に一体化されている有底円筒体(6)と、上下１対の軸受(8)を介してねじ軸(2)を回転可能に支持するとともに有底円筒体(6)が摺動可能に嵌め入れられているハウジング(7)と、有底円筒体(6)の底部に溜まっている潤滑剤を有底円筒体(6)の移動に伴う圧力上昇によって上方に戻す潤滑剤戻し管(9)とを備えている。

有底円筒体(6)は、ボールねじナット(3)の下面に上端が固定されかつ外径がハウジング(7)の内径よりも小さい内筒(11)、内筒(11)と同心でかつ内周面がハウジング(7)の外周面に摺接する外筒(12)、および内筒(11)の下端開口および外筒(12)の下端開口を塞ぐ底壁(13)からなる二重円筒体とされている。内筒(11)の下端部（底壁(13)の上）には、潤滑油溜まり（潤滑剤溜まり）(14)が形成されている。

潤滑剤戻し管(9)は、その下端開口が潤滑油溜まり(14)内に位置させられており、有底円筒体(6)の内筒(11)内周に支持されるとともに、ボールねじナット(3)に設けられた貫通孔に挿通されて、ボールねじナット(3)の上部にその上端開口が臨まされている。

有底円筒体(6)の内筒(11)には、その周壁を貫通する開口を開放または閉鎖する空気流入用空気弁(15)が設けられている。

上記のボールねじ装置(1)によると、ねじ軸(2)の上端部にモータ(5)が接続されることにより、ねじ軸(2)は、直線移動せずに回転し、ボールねじナット(3)が直線移動する形態で使用される。すなわち、ボールねじナット(3)は直線移動側ねじ部材であり、これに一体の有底円筒体(6)も直線移動側の部材となっている。そして、この有底円筒体(6)がハウジング(7)に摺接させられることで、有底円筒体(6)とハウジング(7)とによってシリンダ部(16)が形成されている。

空気弁(15)は、圧力差に応じて開閉するもので、ばね(18)によって径方向外向きに付勢されている弁体(17)が内筒(11)の周壁を貫通する開口の周縁部に内周面側から当接させられることによって、内部体積が増加する際に外部からの空気の流入を許容するが、内部体積が減少する際には外部からの空気の流入を許容しない弁となっている。

したがって、ボールねじナット(3)に一体の有底円筒体(6)が下方へ移動する際には、空気弁(15)が開くことにより、有底円筒体(6)の内筒(11)内に空気が流入する。この後、ボールねじナット(3)に一体の有底円筒体(6)が上方へ移動する際には、空気弁(15)が閉じることにより、シリンダ部(13)内の圧力が上昇し、この圧力によって、潤滑油溜まり(14)の潤滑油が潤滑剤戻し管(9)を介してねじ軸(2)のボールねじナット(3)よりも上方の部分に供給される。こうして、ボールねじナット(3)の上下の往復移動に伴って、潤滑油が循環され、これにより、潤滑効果が維持されることになり、ボールねじ装置(1)の寿命が向上する。

なお、ナット(3)に一体化される円筒体は、二重円筒体でなく一重の円筒体であってもよく、この場合、内周がハウジング(7)外周に摺接させられてもよく、外周がハウジング(7)外周に摺接させられてもよい。また、上記において、空気弁(15)として、ばね(18)を使用する例を示したが、ばねを使用しないタイプの空気弁を使用することももちろん可能である。

図１は、この発明のボールねじ装置の１実施形態を示す縦断面図である。

符号の説明

(1) ボールねじ装置
(2) ねじ軸（回転側ねじ部材）
(3) ボールねじナット（直線移動側ねじ部材）
(4) ボール
(5) モータ
(6) 有底円筒体
(7) ハウジング
(9) 潤滑剤戻し管
(16) シリンダ部

Claims (2)

1. ねじ軸およびこれにボールを介してねじ合わされたボールねじナットを備え、ねじ軸およびボールねじナットのいずれか一方が回転可能かつ直線移動不可能状態でモータに接続された回転側ねじ部材とされ、他方がハウジング内に回転不可能かつ直線移動可能に配置された直線移動側ねじ部材とされて、ねじ軸の一端部を下に他端部を上にして使用されるボールねじ装置において、
   直線移動側ねじ部材に一体化された有底円筒体とハウジングとによってシリンダ部が形成されており、シリンダ部内に、シリンダ部の底に溜まっている潤滑剤を有底円筒体の移動に伴う圧力上昇によって上方に戻す潤滑剤戻し管が設けられており、潤滑剤戻し管は、その下端開口がシリンダ部の下端部の潤滑剤溜まり内に位置させられ、その上端開口がボールねじナットよりも上方に位置させられていることを特徴とするボールねじ装置。
2. 有底円筒体の周壁を貫通する開口に、有底円筒体が下方へ移動する際に開口を開き、有底円筒体が上方へ移動する際に開口を閉じる空気弁が設けられており、有底円筒体が上方へ移動する際には、シリンダ部内の圧力が上昇し、この圧力によって、潤滑剤溜まり内の潤滑剤が潤滑剤戻し管を介してねじ軸のボールねじナットよりも上方の部分に供給されることを特徴とする請求項１のボールねじ装置。

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