JP6848599B2 - ボールねじ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボールねじ装置に関する。

ボールねじ装置は、回転運動を直線運動に変換することができ、様々な分野で広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。図７は、自動車のブレーキ装置が有するボールねじ装置の断面図である。このボールねじ装置９０は、ねじ軸９１と、このねじ軸９１の外周側に設けられているナット９２と、ねじ軸９１の螺旋溝９１ａとナット９２の螺旋溝９２ａとの間に設けられている複数の主ボール９３とを備えている。ナット９２は、有底筒形状のハウジング９４に取り付けられており、ハウジング９４は、ブレーキ装置が有する筒部（シリンダ）９８内において、軸方向に移動可能でありかつ周方向に回転不能となって設けられている。これにより、図外のモータによってねじ軸９１が回転すると、ナット９２及びハウジング９４が前進（又は後退）する。ブレーキ装置の場合、ハウジング９４にバックアッププレート９５を介してパッド９６が取り付けられており、ハウジング９４が前進することで、自動車の車輪と一体回転するディスク１００に対してパッド９６が接触し、制動力を生じさせることができる。

このようなボールねじ装置９０では、ねじ軸９１の螺旋溝９１ａとナット９２の螺旋溝９２ａとの間に、複数の主ボール９３により構成されているボール列が設けられており、例えば、特許文献２の図２に示すように、このボール列中の所々にコイルばねが設けられているものがある。

特開２０１６−３５３２２号公報 米国特許第２０１１０１６２９３５号明細書

図８は、従来のボールねじ装置において、ねじ軸９１の螺旋溝９１ａ及びナット９２の螺旋溝９２ａを平面に展開した状態を示す説明図である。このボールねじ装置では、ボール列９７中に複数のコイルばね９９が等間隔で設けられている。各コイルばね９９は、ボールねじ装置の動作中において、主ボール９３の進み遅れを吸収することができる。

図７に示すブレーキ装置の場合、パッド９６をディスク１００に接触させて制動力を生じさせるためには、ボールねじ装置９０において、ねじ軸９１を回転させてナット９２及びハウジング９４を軸方向一方側から軸方向他方側へ（図７では、右側から左側へ）移動させ、パッド９６をディスク１００に押し付ける。この際、ハウジング９４は反力を受け、ナット９２には比較的大きな軸方向力が作用する。図８において、前記のとおり、ナット９２に比較的大きな軸方向力が作用した状態で、ナット９２が軸方向一方側から他方側へ移動すると、主ボール９３はナット９２の螺旋溝９２ａに沿って転がりながら軸方向一方側へ向かおうとする。すると、ボール列９７において、軸方向一方側で連続している複数（図８の場合では六つ）の主ボール９３ａ〜９３ｆは相互で競り合い、これが抵抗となってボールねじ装置の効率（ボールねじ効率）が低下する原因となる。つまり、図９に示すように、主ボール９３ａ〜９３ｆそれぞれの転がり方向は同じ方向（図９では反時計回り方向）であるため、これら主ボール９３ａ〜９３ｆが特に停滞気味になると、連続する主ボール９３ａ〜９３ｆの内の一部のボール、例として中央に位置している隣り合う主ボール９３ｂと主ボール９３ｃ、及び、この主ボール９３ｃと主ボール９３ｄとは密接した状態で相互間に滑りが生じて回転を阻害し合う。つまり、相互で競り合いが生じ、抵抗となる。

ボールねじ効率は、リード角と摩擦係数の影響を大きく受ける。つまり、リード角を大きくすればボールねじ効率は向上し、また、摩擦係数を小さくすればボールねじ効率は向上する。したがって、これらリード角及び摩擦係数を適宜調整すればボールねじ効率を改善することが可能となるが、本発明は、他の技術的手段を用いてボールねじ効率を向上させることを目的とする。

本発明は、外周に第一螺旋溝が形成されているねじ軸と、当該ねじ軸の外周側に設けられ内周に第二螺旋溝が形成されているナットと、前記第一螺旋溝と前記第二螺旋溝との間に設けられている複数の主ボールにより構成されているボール列と、コイルばね又は前記主ボールよりも直径が小さいボールにより構成され前記ボール列中に設けられている複数のスペーサ部材と、を備え、前記ねじ軸の回転により前記ナットに軸方向力が作用した状態で当該ナットが軸方向一方側から軸方向他方側へ移動するボールねじ装置であって、
複数の前記スペーサ部材は、前記ボール列の軸方向他方側よりも軸方向一方側において密に配置されている。

ねじ軸の回転によりナットに軸方向力が作用した状態でそのナットが軸方向一方側から軸方向他方側へ移動する際、螺旋状を成すボール列は第二螺旋溝に沿って転がりながら軸方向一方側へ向かおうとし、このボール列の内の軸方向一方側に存在する複数の主ボールが停滞気味となって相互密接すると、これら主ボール同士は相互で競り合いやすくなる。しかし、前記ボールねじ装置によれば、ボール列の軸方向一方側においてスペーサ部材が密に配置されていることで、主ボール間の競り合いが緩和され、ボールねじ効率を向上させることが可能となる。なお、螺旋状を成すボール列のうち、軸方向他方側に存在する複数の主ボールは、比較的、競り合いが生じにくく、スペーサ部材が密に配置されていなくても、ボールねじ効率を低下させる原因となりにくい。

また、螺旋状となる前記ボール列に沿って隣り合う前記スペーサ部材間の前記主ボールの数は、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって減少しているのが好ましい。この構成により、ボール列の軸方向他方側よりも軸方向一方側において、スペーサ部材は密に配置された構成となる。

また、前記スペーサ部材は、コイルばねにより構成されているのが好ましい。この構成により、ボール列の軸方向一方側において、主ボールの進み遅れの抑制機能が高まり、また、主ボールが停滞気味となるのを抑え、主ボール間の競り合いが緩和され、ボールねじ効率を向上させることが可能となる。

また、前記第二螺旋溝の軸方向一方側に、前記ボール列の脱落を阻止するための第一ストッパと、前記ボール列に含まれる最も軸方向一方側の前記主ボールと当該第一ストッパとの間に位置する第一端部ばねと、が設けられており、前記第二螺旋溝の軸方向他方側に、前記ボール列の脱落を阻止するための第二ストッパと、前記ボール列に含まれる最も軸方向他方側の前記主ボールと当該第二ストッパとの間に位置する第二端部ばねと、が設けられているのが好ましい。これにより、ねじ軸の回転（逆回転）により、ナットに軸方向力がほとんど作用しない状態でナットが軸方向他方側から軸方向一方側へ移動する際、ボール列をほぼ中立位置として、ボール列の主ボールとナット（第二螺旋溝）とをほとんど相対移動させず、ボール列の主ボールとねじ軸（第一螺旋溝）との間で滑りを生じさせながら、ナットを軸方向一方側へ向かって移動させることができる。

本発明によれば、ねじ軸の回転によりナットに軸方向力が作用した状態でこのナットが軸方向一方側から軸方向他方側へ移動するボールねじ装置において、スペーサ部材が軸方向一方側において密に配置されていることで、従来では生じやすかった軸方向一方側における主ボールの競り合いが緩和され、ボールねじ効率を向上させることが可能となる。

ブレーキ装置の一例を示す断面図である。 ボールねじ装置の分解斜視図である。 ボールねじ装置の断面図である。 第一螺旋溝及び第二螺旋溝を平面に展開した状態を示す説明図である。 主ボールと中間ばねとの配置の変形例を示す図である。 ボールねじ装置の変形例を示す説明図である。 自動車のブレーキ装置が有する従来のボールねじ装置の断面図である。 従来のボールねじ装置において、ねじ軸の螺旋溝及びナットの螺旋溝を平面に展開した状態を示す説明図である。 従来のボール列の軸方向一方側に位置する主ボールを示す説明図である。

本発明のボールねじ装置は、例えば、車両（自動車）のブレーキ装置に用いられる。図１はブレーキ装置５の一例を示す断面図である。ブレーキ装置５は、自動車の車輪と一体回転するディスク６に対して摩擦による制動力を付与する。この制動力を発生させるために、ブレーキ装置５はボールねじ装置１７を備えている。なお、図１では、ブレーキ装置５は非制動状態にある。

ブレーキ装置５は、図外のナックル等に支持されたフローティングタイプのキャリパ７と、ディスク６を挟む一対のパッド８とを備えている。キャリパ７は、第一ボディ９と、この第一ボディ９と一体となっている第二ボディ１０と、第一ボディ９に取り付けられているカバー１１とを備えている。一方（図１では右側）のパッド８は、ボールねじ装置１７が有する後述のハウジング２１に取り付けられている第一バックアッププレート１２に支持されており、他方（図１では左側）のパッド８は、第二ボディ１０に取り付けられている第二バックアッププレート１３に支持されている。

第一ボディ９は、筒本体部１４と底板部１５とを含む筒形状（有底筒形状）を有しており、ディスク６側に向かって開口している。筒本体部１４の内側にボールねじ装置１７が設けられており、ボールねじ装置１７は、ねじ軸１８と、ナット１９と、複数の主ボール２０と、ハウジング２１とを備えている。ねじ軸１８の中心線Ｃがボールねじ装置１７の中心線となり、この中心線Ｃに平行な方向を軸方向と呼ぶ。

第一ボディ９の底板部１５に貫通孔１６が形成されている。この貫通孔１６に転がり軸受２２が取り付けられており、ねじ軸１８は、転がり軸受２２を介して、第一ボディ９により、中心線Ｃ回りの周方向に回転可能でかつ軸方向について移動不能として支持されている。ハウジング２１と筒本体部１４との間にはキー２４が設けられており、ハウジング２１は筒本体部１４に対して軸方向に往復移動可能であるが、中心線Ｃ回りの周方向に回転不能となっている。

ナット１９とハウジング２１とは後にも説明するが一体となっており、ねじ軸１８が一方向に回転（正回転）すると、ナット１９とハウジング２１とはねじ軸１８に沿って軸方向一方側（図１では右側）から軸方向他方側（図１では左側）へ移動する。これに対して、ねじ軸１８が他方向に回転（逆回転）すると、ナット１９とハウジング２１とはねじ軸１８に沿って軸方向他方側から軸方向一方側へ移動する。図１に示すブレーキ装置５では、移動するハウジング２１がピストンとして機能し、第一ボディ９（筒本体部１４）がハウジング２１を収容してガイドするシリンダとして機能する。

筒本体部１４の外側に、モータ（電動モータ）５１と、減速装置２３とが設けられている。モータ５１にはコントロールユニット５２から指令信号が入力され、この指令信号に基づいてモータ５１は正回転、逆回転、停止する。減速装置２３は、モータ５１の出力軸に固定されている第一のギヤ２５と、ねじ軸１８の軸方向一方側の端部に固定されている第二のギヤ２６と、これらギヤ２５，２６の間に設けられている中間ギヤ２７とを有している。なお、減速装置２３は他の構成であってもよい。

以上の構成により、モータ５１が回転するとナット１９及びハウジング２１が、軸方向に移動する。つまり、モータ５１から減速装置２３を介して伝達されるねじ軸１８の回転運動が、ボールねじ装置１７によって、ナット１９（及びハウジング２１）の軸方向の直線運動に変換される。これにより、一対のパッド８がディスク６を挟み制動力を発生させる。

図２は、ボールねじ装置１７の分解斜視図である。図３は、ボールねじ装置１７の断面図である。図２及び図３に示すように、ボールねじ装置１７は、入力部材としてのねじ軸１８と、ねじ軸１８の外周側に設けられている出力部材としてのナット１９とを備えている。そして、本実施形態のボールねじ装置１７は、ハウジング２１を更に備えている。ハウジング２１は、筒部３１と底部３２とを含む有底筒形状であって、軸方向他方側である底部３２側においてねじ軸１８の軸方向他方側の端部３３を収容可能としており、かつ、軸方向一方側となる開口側においてナット１９が取り付けられている。ナット１９をハウジング２１に取り付ける（固定する）ために、ボールねじ装置１７は、ナット１９の軸方向他方の端面３８と接触するＣ形の止め輪２８を備えている。

図３において、ハウジング２１の筒部３１は、ナット１９の外周面３４が嵌合する内周面３５と、ナット１９の軸方向他方側の端面３６と接触する環状面３７と、止め輪２８を取り付けるための凹溝３９とを有している。ハウジング２１の内周面３５にナット１９を嵌め入れ、凹溝３９に止め輪２８を取り付けることで、ナット１９は、ハウジング２１の環状面３７と止め輪２８とによって軸方向に挟まれた状態となり、ナット１９はハウジング２１の軸方向一方側から脱落不能となる。ハウジング２１の内周側に形成される空間は、環状面３７を含みこの環状面３７から軸方向一方側（開口側）に位置する大径の穴部４８と、環状面３７（の内周縁）から軸方向他方側に位置する小径の穴部４９とによって構成されており、大径の穴部４８にナット１９が取り付けられている。

また、図２に示すように、ナット１９の軸方向他方側の端部４０における外周形状は多角形となっており、ハウジング２１の内周面３５の軸方向一方側が、ナット１９の前記端部４０の形状に対応する多角形となっている。以上より、ナット１９とハウジング２１とは一体となっており、また、ナット１９とハウジング２１とは相対的に回転不能となる。

図２及び図３において、ねじ軸１８の外周に第一螺旋溝２９が形成されており、ナット１９の内周に第二螺旋溝３０が形成されている。ねじ軸１８は、ナット１９よりも軸方向に長く、ナット１９（第二螺旋溝３０）よりも軸方向に広い範囲で第一螺旋溝２９が形成されている。複数の主ボール２０により構成されているボール列６３は、第一螺旋溝２９と第二螺旋溝３０との間に設けられている。更に、本実施形態では、ボール列６３中において、主ボール２０，２０間に設けられるスペーサ部材として（図２参照）コイルばね５３が設けられている。以下において、各コイルばね５３を中間ばね５３と呼ぶ。後に具体例を説明するが、中間ばね５３は、ボール列６３中の所々に設けられている。

図４は、ねじ軸１８の第一螺旋溝２９及びナット１９の第二螺旋溝３０を平面に展開した状態を示す説明図である。複数（図４では四つ）の中間ばね５３は、ボール列６３の軸方向他方側（図４では左側）よりも軸方向一方側（図４では右側）において密に配置されている。なお、中間ばね５３の数は四つに限らず変更可能である。

全ての主ボール２０（ボール列６３）は、ナット１９の内周側に収容された状態にある。そして、ナット１９の内周側（第二螺旋溝３０）であって軸方向両端部に、ストッパ６１，６２が設けられている。軸方向一方側の第一ストッパ６１は、主ボール２０よりも直径の大きいボールにより構成されており、ナット１９に移動不能となって設けられている。軸方向他方側の第二ストッパ６２は、ナット１９の穴に固定されているピン部材により構成されており、移動不能となっている。これら第一ストッパ６１及び第二ストッパ６２それぞれは、第二螺旋溝３０から脱落しないように設けられており、中間ばね５３を含むボール列６３の脱落を阻止するための部材となる。なお、第一ストッパ６１及び第二ストッパ６２それぞれは別の形態であってもよい。

更に、ナット１９の内周側において、ボール列６３に含まれる最も軸方向一方側の主ボール２０と第一ストッパ６１との間には、第一端部ばね６４が設けられている。また、ボール列６３に含まれる最も軸方向他方側の主ボール２０と第二ストッパ６２との間には、第二端部ばね６５が設けられている。第一端部ばね６４及び第二端部ばね６５はそれぞれコイルばねにより構成されている。このように、本実施形態では、ナット１９の第二螺旋溝３０の軸方向一方側に、第一ストッパ６１及び第一端部ばね６４が設けられており、第二螺旋溝３０の軸方向他方側に、第二ストッパ６２及び第二端部ばね６５が設けられている。そして、第一端部ばね６４と第二端部ばね６５との間に、中間ばね５３を含むボール列６３が設けられている。ボールねじ装置１７が回転していない状態では、全ての中間ばね５３及び端部ばね６４，６５は僅かに圧縮した状態にある。

以上より、本実施形態のボールねじ装置１７は、主ボール２０が循環しない非循環方式である。このようなボールねじ装置１７では、ナット１９が軸方向に移動する際、主ボール２０の進み遅れが発生することが知られている。進み遅れの発生は、例えばボールねじ装置１７に作用するモーメント荷重（曲げ荷重）等の偏荷重や、螺旋溝２９，３０の歪み等による。そこで、ボール列６３に中間ばね５３が設けられており、中間ばね５３が弾性変形することで、ボールねじ装置１７の動作中において主ボール２０の進み遅れを吸収することができ、主ボール２０間の摩擦を低減している。

図１に示すブレーキ装置５おいて、前記のとおり、パッド８をディスク６に接触させて制動力を生じさせるためには、ボールねじ装置１７において、ねじ軸１８を回転させてナット１９及びハウジング２１を軸方向一方側から軸方向他方側へ（図１では、右側から左側へ）移動させ、パッド８をディスク６に押し付ける。この際、ハウジング２１は反力を受け、ナット１９には比較的大きな軸方向力が作用する。このように、ナット１９に比較的大きな軸方向力が作用した状態で、ナット１９が軸方向一方側から他方側へ移動すると、図４において、各主ボール２０は第二螺旋溝３０に沿って転がりながら軸方向一方側へ向かおうとする。

この場合、従来では、図８及び図９により説明したように、主ボール９３ａ〜９３ｆは、軸方向一方側において渋滞気味となり、相互で競り合い、これが抵抗となってボールねじ効率が低下する原因となっていた。
これに対して、本実施形態では（図４参照）、ボール列６３において、軸方向他方側と比較して、軸方向一方側で中間ばね５３が密に配置されている。このため、軸方向一方側で主ボール２０が停滞気味となるのをより一層効果的に抑えることができ、隣り合う主ボール２０，２０間の競り合いが緩和され、ボールねじ効率を向上させることが可能となる。なお、ボール列６３のうち、軸方向他方側に存在する複数の主ボール２０についても転がりながら軸方向一方側へ向かおうとするが、軸方向一方側に存在する主ボール２０よりも遅れることから、比較的、停滞気味と成りにくい。このため、ボール列６３の軸方向他方側では、比較的競り合いが生じにくく、中間ばね５３が密に配置されていなくても、ボールねじ効率を低下させる原因となりにくい。

主ボール２０及び中間ばね５３の配置の具体例について説明する。ボール列６３において、最も軸方向一方側（図４において最も右側）に位置する主ボール２０を「第一の主ボール２０」と呼び、この第一の主ボール２０の軸方向他方側（図４では左側）に隣りの主ボール２０を「第二の主ボール２０」と呼び、以下、同様に、軸方向他方側に向かって「第三の主ボール２０」「第四の主ボール２０」「第五の主ボール２０」・・・と呼ぶ。また、ボール列６３に含まれる複数の中間ばね５３に関して、最も軸方向一方側（図４において最も右側）に位置する中間ばね５３を「第一の中間ばね５３」と呼び、この第一の中間ばね５３から一つ軸方向他方側に位置する隣りの中間ばね５３を「第二の中間ばね５３」と呼び、以下、同様に、軸方向他方側に向かって「第三の中間ばね５３」「第四の中間ばね５３」「第五の中間ばね５３」・・・と呼ぶ。

ボール列６３の軸方向一方側において渋滞気味になると、第一の主ボール２０は（従来では）大きな負荷を受ける可能性があったが、図４に示す本実施形態では、この第一の主ボール２０は第一端部ばね６４と第一の中間ばね５３とにより挟まれている。このため、第一端部ばね６４と第一の中間ばね５３とが弾性変形することで、前記のような負荷を逃がすことができ、第一の主ボール２０はスムーズに転がることができる。
そして、第一の中間ばね５３の軸方向他方側には、二つの主ボール２０が連続して設けられており、その隣りに第二の中間ばね５３が設けられている。この第二の中間ばね５３の軸方向他方側には、三つの主ボール２０が連続して設けられており、その隣りに第三の中間ばね５３が設けられている。以下、同様に、軸方向他方側に向かって、一つの中間ばね５３とその軸方向他方側に位置する中間ばね５３との間に連続して設けられている主ボール２０の数は増加している。そして、ボール列６３の軸方向他方側では、軸方向一方側よりも多くの主ボール２０が連続して設けられている。以上より、中間ばね５３が、ボール列６３の軸方向他方側よりも軸方向一方側において密に配置されている構成となる。なお、図４に示す主ボール２０の数、及び中間ばね５３の数は例示であり、例えばボールねじ装置１７の型番（サイズ）に応じて変更可能である。

図５（Ａ）は、主ボール２０と中間ばね５３との配置の変形例を示す図である。図５（Ａ）では、第一端部ばね６４と第一の中間ばね５３との間に設けられている主ボール２０の数は（図４に示す形態と同様に）一つであり、第一の中間ばね５３と第二の中間ばね５３との間に設けられている主ボール２０の数も一つである。このように、一つの中間ばね５３（第一の中間ばね５３）を挟んで両側の主ボール２０の数は、同じであってもよい。
また、図５（Ｂ）は、更に別の変形例を示す図である。図５（Ｂ）では、第一の主ボール２０と第二の主ボール２０とが連続して並んで設けられており、その軸方向他方側の隣りに第一の中間ばね５３が設けられている。このように、第一端部ばね６４と第一の中間ばね５３との間に設けられている主ボール２０は、一つのみでなくてもよい。

図４及び図５（Ａ）（Ｂ）それぞれに示す各形態では、螺旋状となるボール列６３に沿って隣り合う中間ばね５３，５３間の主ボール２０の数は、軸方向他方側から軸方向一方側（各図では、左側から右側）に向かうにしたがって減少している。この構成により、ボール列６３の軸方向他方側よりも軸方向一方側において、中間ばね５３は密に配置された構成となる。

以上のように、前記各実施形態のボールねじ装置１７では、ねじ軸１８の回転によりナット１９に軸方向力が作用した状態で、ナット１９が軸方向一方側から軸方向他方側（各図では、右側から左側）へ移動する。この際、螺旋状を成すボール列６３は第二螺旋溝３０に沿って転がりながら軸方向一方側へ向かおうとする。仮に、このボール列６３の軸方向一方側に存在する複数の主ボール２０が停滞気味となって相互密接すると、これら主ボール２０同士は相互で競り合いやすくなる。しかし、前記のとおり、中間ばね５３は、ボール列６３の軸方向他方側よりも軸方向一方側において密に配置されている。このため、各中間ばね５３が弾性変形することによって主ボール２０が停滞気味となるのを抑えることができ、主ボール２０，２０間の競り合いが緩和される。この結果、ボールねじ効率を向上させることが可能となる。なお、螺旋状を成すボール列６３のうち、軸方向他方側に存在する複数の主ボール２０は、前記のとおり、比較的、停滞気味と成りにくいため、競り合いが生じにくく、中間ばね５３が密に配置されていなくても、ボールねじ効率を低下させる原因となりにくい。

前記のように、ねじ軸１８の回転（正回転）によりナット１９に軸方向力が作用した状態で、このナット１９が軸方向一方側から軸方向他方側へ移動するタイミングは、図１に示すブレーキ装置５において、制動力を生じさせる場合である。
これに対して、ブレーキ装置５において制動力を解除する際、ねじ軸１８を逆回転させればよく、この場合、ナット１９は軸方向他方側から軸方向一方側（各図では、左側から右側）へ移動するが、その移動の初期においてナット１９に作用していた前記軸方向力は消失し、その後、ナット１９には軸方向力がほとんど作用しない。

図４及び図５（Ａ）（Ｂ）それぞれに示すように、ボール列６３の軸方向一方側に第一端部ばね６４が設けられており、軸方向他方側に第二端部ばね６５が設けられていることから、前記のように、ナット１９に軸方向力がほとんど作用していない状態では、ボール列６３をほぼ中立位置として、このボール列６３の主ボール２０とナット１９（第二螺旋溝３０）とはほとんど相対移動せず、ボール列６３の主ボール２０とねじ軸１８（第一螺旋溝３０）との間で滑りを生じさせながら、ナット１９を軸方向一方側へ向かって移動させることができる。前記中立位置とは、ボールねじ装置１７が回転していない状態でのボール列６３の位置である。

前記各形態では、ボール列６３中の所々に、スペーサ部材として、コイルばねにより構成されている中間ばね５３が設けられている場合について説明したが、中間ばね（コイルばね）５３の代わりに、図６に示すように、スペーサ部材として、主ボール２０よりも直径が小さいボール（スペーサボール）６６が設けられていてもよい。そして、複数のスペーサボール６６は、ボール列６３の軸方向他方側よりも軸方向一方側において密に配置されている。なお、スペーサボール６６の配置は、図５に示す中間ばね５３の場合と同様に、ボール列６３の軸方向一方側において密に配置されていれば、ボールねじ装置１７の型式に応じて変更可能である。

以上のように、ねじ軸１８の回転によりナット１９に軸方向力が作用した状態で、このナット１９が軸方向一方側から軸方向他方側へ移動するボールねじ装置において、ボール列６３中の所々にスペーサ部材が設けられており、このスペーサ部材は、コイルばね（中間ばね５３）又は主ボール２０よりも直径が小さいボール（スペーサボール６６）により構成されている。そして、これら複数のスペーサ部材（中間ばね５３又はスペーサボール６６）は、ボール列６３の軸方向他方側よりも軸方向一方側において密に配置されている。これにより、従来では生じやすかった軸方向一方側における主ボール２０の競り合いが緩和され、ボールねじ効率を向上させることが可能となる。

前記各形態のボールねじ装置１７では、ボール列６３中の軸方向他方側の領域において、中間ばね５３（スペーサボール６６）の配置が、軸方向一方側の領域よりも粗くなっている。これは、ボールねじ装置１７の負荷容量が小さくなるのを防ぐためである。つまり、軸方向他方側の領域において、主ボール２０の代わりに中間ばね５３（スペーサボール６６）を設け、軸方向他方側においても中間ばね５３（スペーサボール６６）を密に配置すると、主ボール２０の数が減ってしまい、この結果、ボールねじ装置１７の負荷容量が小さくなる。また、ボールねじ装置１７の負荷容量が小さくならないように、主ボール２０の数を減らさないで、軸方向他方側においても中間ばね５３の数を増やすと、ボール列６３が長くなってしまう。この場合、ボールねじ装置１７が大型化してしまう。そこで、前記各形態では、負荷容量を維持するために、また、大型化を防ぐために、主ボール２０及び中間ばね５３（スペーサボール６６）の数を変更しないで、中間ばね５３（スペーサボール６６）を軸方向一方側に偏らせて設けている。

以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明のボールねじ装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。前記実施形態のボールねじ装置１７は、主ボール２０が循環しない非循環方式であるが、循環方式であってもよい。ただし、循環方式の場合、ナット１９の移動ストロークが小さいことが必要であり、ボール列６３の軸方向一方側に位置する主ボール２０は、動作の前後を通じて、軸方向一方側に位置している必要がある。また、ボールねじ装置１７が、ブレーキ装置に用いられる場合を説明したが、その他の機器にも適用可能である。

１７：ボールねじ装置 １８：ねじ軸 １９：ナット
２０：主ボール ２９：第一螺旋溝 ３０：第二螺旋溝
５３：中間ばね（コイルばね、スペーサ部材） ６１：第一ストッパ
６２：第二ストッパ ６３：ボール列 ６４：第一端部ばね
６５：第二端部ばね ６６：スペーサボール（スペーサ部材）

Claims (4)

1. 外周に第一螺旋溝が形成されているねじ軸と、当該ねじ軸の外周側に設けられ内周に第二螺旋溝が形成されているナットと、前記第一螺旋溝と前記第二螺旋溝との間に設けられている複数の主ボールにより構成されているボール列と、コイルばね又は前記主ボールよりも直径が小さいボールにより構成され前記ボール列中に設けられている複数のスペーサ部材と、を備え、前記ねじ軸の回転により前記ナットに軸方向力が作用した状態で当該ナットが軸方向一方側から軸方向他方側へ移動するボールねじ装置であって、
   複数の前記スペーサ部材は、前記ボール列の軸方向他方側よりも軸方向一方側において密に配置されている、ボールねじ装置。
2. 螺旋状となる前記ボール列に沿って隣り合う前記スペーサ部材間の前記主ボールの数は、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって減少している、請求項１に記載のボールねじ装置。
3. 前記スペーサ部材は、コイルばねにより構成されている、請求項１又は２に記載のボールねじ装置。
4. 前記第二螺旋溝の軸方向一方側に、前記ボール列の脱落を阻止するための第一ストッパと、前記ボール列に含まれる最も軸方向一方側の前記主ボールと当該第一ストッパとの間に位置する第一端部ばねと、が設けられており、
   前記第二螺旋溝の軸方向他方側に、前記ボール列の脱落を阻止するための第二ストッパと、前記ボール列に含まれる最も軸方向他方側の前記主ボールと当該第二ストッパとの間に位置する第二端部ばねと、が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のボールねじ装置。

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