(57)【要約】【課題】 小型化および低コスト化が図られたボールねじ装置を提供する。【解決手段】  ボールねじナット3は、ナット本体12および１対のエンドキャップ13からなる。ナット本体12と軸受6の内輪とが一体とされている。ナット本体12および１対のエンドキャップ13は、一方のエンドキャップ13側から挿入されてナット本体12および他方のエンドキャップ13を貫通して中空軸5端部にねじ込まれたねじ14によって結合されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道溝が設けられたねじ軸と、ねじ軸にボールを介してねじ合わされたボールねじナットと、ねじ軸と同心に配置されてボールねじナットと一体で回転する中空軸と、ボールねじナットを支持する軸受とを備えているボールねじ装置において、
ボールねじナットは、ナット本体および１対のエンドキャップからなり、ナット本体と軸受の内輪とが一体とされており、ナット本体および１対のエンドキャップは、一方のエンドキャップ側から挿入されてナット本体および他方のエンドキャップを貫通して中空軸端部にねじ込まれたねじ部材によって結合されていることを特徴とするボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボールねじ装置に関し、特に、ナットが回転してねじ軸が軸方向に直線移動する形態で使用されるボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、アクチュエータ用としてよく使用されており、この場合に、ボールねじナットに中空軸をボルトで結合して、この中空軸をモータの回転軸として使用することが一般的である（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３７２１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のボールねじ装置では、ボールねじナットと中空軸との結合部が大きくなり、また、部品数や組付け工数も増加することになり、小型化および低コスト化が課題となっている。
【０００５】
この発明の目的は、小型化および低コスト化が図られたボールねじ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によるボールねじ装置は、軌道溝が設けられたねじ軸と、ねじ軸にボールを介してねじ合わされたボールねじナットと、ねじ軸と同心に配置されてボールねじナットと一体で回転する中空軸と、ボールねじナットを支持する軸受とを備えているボールねじ装置において、ボールねじナットは、ナット本体および１対のエンドキャップからなり、ナット本体と軸受の内輪とが一体とされており、ナット本体および１対のエンドキャップは、一方のエンドキャップ側から挿入されてナット本体および他方のエンドキャップを貫通して中空軸端部にねじ込まれたねじ部材によって結合されていることを特徴とするものである。
【０００７】
ナット本体および１対のエンドキャップからなるボールねじナットは、公知のものであり、従来のボールねじナットでは、ナット本体と各エンドキャップとは、それぞれエンドキャップ結合用ボルトによって結合されており、中空軸とボールねじナットのエンドキャップとは、エンドキャップ結合用ボルトと干渉する位置を避けて、具体的には、エンドキャップ結合用ボルトよりも径方向外側位置において、中空軸結合用ボルトによって結合されていた。
【０００８】
この発明のボールねじ装置では、ナット本体と軸受の内輪とが一体とされることで、部品数が削減される。そして、中空軸とボールねじナットのエンドキャップとがエンドキャップ結合用ボルトとは別の中空軸結合用ボルトによって径方向外側位置において結合される構成では、結合部が大きくなる点で好ましくないという点を解消するために、エンドキャップ結合用ボルトと中空軸結合用ボルトとが共通のねじ部材（ボルト）とされ、この共通ねじ部材が一方のエンドキャップ側から挿入されてナット本体および他方のエンドキャップを貫通して中空軸端部にねじ込まれることで、ナット本体と各エンドキャップとの結合および中空軸とボールねじナットのエンドキャップとの結合が果たされる。この結果、従来のものに比べると、エンドキャップ結合用ボルトが不要となるとともに、中空軸結合用ボルトのためのスペースが不要となり、結合部が小さくなり、しかも、部品点数およびボルト本数が削減され、組付け工数も削減される。
【０００９】
ナット本体および中空軸は、例えば炭素鋼（Ｓ４５Ｃ、ＳＣＭなど）などの金属製とされ、エンドキャップは金属製であっても合成樹脂製であってもよい。
【００１０】
この発明によるボールねじ装置は、アクチュエータ（モータによって中空軸およびボールねじナットが回転させられ、これにより、ねじ軸が直線移動する形態）として使用されることがあり、緩衝器（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、中空軸およびボールねじナットが回転し、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。
【００１１】
いずれの場合でも、ねじ軸は、往復直線移動し、通常、その所定方向の所定量以上の移動を防止するためのストッパが設けられる。ストッパは、例えば、ねじ軸が所定量以上移動した際にハウジングに当接するフランジ部をねじ軸に設けることで形成することができ、また、ストッパは、ねじ軸と一体に直線移動する部材に形成してもよく、直線移動しない方の部材（ハウジングや中空軸）に設けることもできる。ストッパによってねじ軸の前進方向の極限位置が規定されていることで、極限位置に達すると、ねじ軸が強制的に停止させられる。この際のねじ軸の移動速度が速い場合、ねじ軸の急停止時におけるナットの回転慣性力が大きいため、ボールねじ軌道に圧痕が生じることがあるが、この発明によるボールねじ装置では、上記のように、結合部を小さくすることで回転慣性力の低減も可能であり、ボールねじ軌道溝の圧痕防止の点でも有利なものとなる。
【００１２】
ねじ軸の直線移動を案内するスプラインがねじ軸に一体に設けられていることがある。この場合のスプラインは、ボールスプラインであってもよく、例えばインボリュートスプラインのような嵌合式のスプラインであってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のボールねじ装置によると、ナット本体と軸受の内輪とが一体とされており、ナット本体および１対のエンドキャップは、一方のエンドキャップ側から挿入されてナット本体および他方のエンドキャップを貫通して中空軸端部にねじ込まれたねじによって結合されているので、従来のものに比べると、エンドキャップ結合用ボルトが不要となるとともに、中空軸結合用ボルトのためのスペースが不要となり、結合部が小さくなり、しかも、部品点数およびボルト本数が削減され、組付け工数も削減される。したがって、ボールねじ装置を小型化および低コスト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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。
【図２】図２は、ボールねじ装置の比較例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、この発明によるボールねじ装置の１実施形態を示している。以下の説明において、左右は、図の左右をいうものとする。
【００１７】
図１に示すように、この発明によるボールねじ装置(1)は、軌道溝(2a)が設けられた鋼製ねじ軸(2)と、ねじ軸(2)の軌道溝(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、ボールねじナット(3)に一体化された中空軸(5)と、ボールねじナット(3)を支持する軸受(6)と、中空軸(5)を支持する軸受(7)とを備えている。
【００１８】
ねじ軸(2)と中空軸(5)とは、同心状に配置されており、中空軸(5)外周に磁石（ロータ）が固定されることで、ボールねじ装置(1)は、中空軸(5)をモータシャフトとして、中空軸(5)およびボールねじナット(3)を回転させて、ねじ軸(2)を直線移動させる形態で使用される。
【００１９】
中空軸(5)は、ねじ軸(2)との間に所要の径方向間隙を有する円筒状とされており、ボールねじナット(3)の右面に突き合わされる左端部には、ボールねじナット(3)との結合に使用されるフランジ部(11)が設けられている。
【００２０】
ボールねじナット(3)は、ねじ軸(2)の軌道溝(2a)とによって主通路を形成するための軌道溝(12a)が形成された円筒状の金属製ナット本体(12)と、ナット本体(12)の左右両側に突き合わせられた短円筒状の合成樹脂製エンドキャップ(13)とからなる。図示省略するが、ナット本体(12)の周壁には、これを軸方向に貫通する戻し通路が形成されており、エンドキャップ(13)には、主通路と戻し通路とを連通させるみぞ状の方向転換路が形成されている。
【００２１】
ボールねじナット(3)を支持する軸受(6)は、４点接触の玉軸受とされており、ナット本体(12)がその内輪を兼ねている。ボールねじナット(3)を支持するために使用される軸受は、一般的には、複列のアンギュラ玉軸受であり、これが４点接触の玉軸受とされることで、軸方向長さが短縮されており、また、ナット本体(12)が内輪を兼ねていることで、部品数が削減されている。
【００２２】
中空軸(5)のフランジ部(11)には、めねじ部(11a)が設けられており、ナット本体(12)および１対のエンドキャップ(13)は、これらを左方から貫通するボルト（ねじ部材）(14)がフランジ部(11)にねじ込まれることで結合されている。
【００２３】
図２は、この発明によるボールねじ装置(1)に対応する比較例を示している。以下の説明において、図１と同じ構成には同じ符号を付している。
【００２４】
図２において、ボールねじナット(3)を支持する軸受(20)は、４点接触の玉軸受とされており、ナット本体(22)がその内輪を兼ねている。ボールねじナット(21)は、このナット本体(22)と１対のエンドキャップ(23)とからなり、これらは、エンドキャップ結合用ボルト(24)で結合されている。そして、ナット本体(22)には、中空軸(25)のフランジ部(26)に対向する面にフランジ部(27)が形成されており、中空軸(25)のフランジ部(26)とナット本体(22)のフランジ部(27)とが中空軸結合用ボルト(28)で結合されている。
【００２５】
図２のものでは、ナット本体(22)と軸受(20)の内輪とが一体とされることで、部品数が削減されるものの、中空軸(25)のフランジ部(26)とナット本体(22)のフランジ部(27)とがエンドキャップ結合用ボルト(24)とは別の中空軸結合用ボルト(28)によって結合されているため、結合部が大きくなっている。そのため、小型化という点で不十分なものとなっている。
【００２６】
そこで、この発明によるボールねじ装置(1)では、図１に示すように、エンドキャップ結合用ボルト(24)と中空軸結合用ボルト(28)とが共通のボルト(14)によって置き換えられ、この共通のボルト(14)によって、ナット本体(12)と各エンドキャップ(13)との結合および中空軸(5)とボールねじナット(3)のエンドキャップ(13)との結合が果たされている。この結果、図２に示したものに比べると、エンドキャップ結合用ボルト(24)が不要となるとともに、共通のボルト(14)を中空軸結合用ボルト(28)の位置に配置することができるため、図２におけるナット本体(22)のフランジ部(27)がなくなるとともに、中空軸(25)のフランジ部(26)の径方向への張出しが小さくなっている。この結果、ボールねじナット(3)と中空軸(5)との結合部が小さくなり、小型化されて、回転慣性力が低減しており、しかも、部品点数およびボルト本数が削減され、組付け工数も削減されている。
【００２７】
このボールねじ装置(1)は、例えば、電動アクチュエータ用として使用するのに適している。この場合、モータの回転駆動力をボールねじナット(3)を介してねじ軸(2)の軸方向推力に変換し、推力の軸方向反力を軸受(6)(7)で支持してねじ軸(2)を直線運動させ、ねじ軸(2)に作用する軸方向荷重をボールねじナット(3)で負荷するとともに、トルクをボールスプライン外筒（図示略）などで支持した形態での使用となる。また、上記のボールねじ装置(1)は、ねじ軸(2)を上下方向に配置して、自動車の電磁サスペンションとして使用することもできる。
【符号の説明】
【００２８】
(1)     ボールねじ装置
(2)     ねじ軸
(2a)    軌道溝
(3)     ボールねじナット
(4)     ボール
(5)     中空軸
(6)     軸受
(11)    フランジ部
(12)    ナット本体
(13)    エンドキャップ
(14)    ボルト（ねじ部材）
【図１】
2010236598.tif 000003
【図２】
2010236598.tif 000004