(57)【要約】【課題】 ねじ軸自体が直線移動を停止する機能を有していることで、安全性がより向上したボールねじ装置を提供する。【解決手段】  ねじ軸2の下端部に、ボールねじ軌道溝2aがない未加工部13が設けられている。ねじ軸2のボールねじナット3とスプライン外筒5との間にある部分の長さをＡ、未加工部13の長さをＢとして、Ｂ＜Ａとされている。【選択図】    図２
2010025304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじ軌道溝を有するねじ軸と、ねじ軸にボールを介してねじ合わされた回転自在のボールねじナットとを備えており、ねじ軸が回転せずに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おいて、
ねじ軸の一端部に、ボールねじ軌道溝がない未加工部が設けられていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
ねじ軸にスプライン溝がさらに設けられて、ねじ軸の一端部側においてスプライン溝にスプライン外筒が嵌め合わされており、ねじ軸のボールねじナットとスプライン外筒との間にある部分の長さをＡ、ねじ軸の未加工部の長さをＢとして、Ｂ＜Ａとされていることを特徴とする請求項１のボールねじ装置。
【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、ねじ軸が回転せずに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、電動アクチュエータ用や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、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、上下にのびる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緩衝器に適用することが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２６４９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電動アクチュエータや緩衝器では、通常、ねじ軸の所定量以上の移動を防止するためのストッパがハウジング等に設けられており、この範囲を超えるとストッパが機能して、ねじ軸の直線移動が停止するようになっている。したがって、ねじ軸自体にはストッパ機能は設けられていない。しかしながら、ストッパが機能した時点においては、ねじ軸が高速移動、ボールねじナットが高速回転しており、ストッパによるだけではねじ軸の直線移動を抑えきれない場合がある。
【０００４】
この発明の目的は、ねじ軸自体が直線移動を停止する機能を有していることで、安全性がより向上し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】
【０００５】
この発明によるボールねじ装置は、ボールねじ軌道溝を有するねじ軸と、ねじ軸にボールを介してねじ合わされた回転自在のボールねじナットとを備えており、ねじ軸が回転せずに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おいて、ねじ軸の一端部に、ボールねじ軌道溝がない未加工部が設けられていることを特徴とするものである。
【０００６】
ボールねじ装置は、具体的には、例えば、ボールねじ軌道溝およびスプライン溝が設けられたねじ軸と、ねじ軸のボールねじ軌道溝にボールを介してねじ合わされた回転自在のボールねじナットと、ボールねじナットに一体化された中空軸と、ねじ軸のスプライン溝に嵌め合わされてねじ軸の直線移動を案内するスプライン外筒と、中空軸を回転可能に支持するとともにスプライン外筒を支持するハウジングと、中空軸に固定されたモータロータおよびハウジング内径に固定されたモータステータからなるモータとを備えているものとされる。
【０００７】
ねじ軸は、往復直線移動し、その際のねじ軸の極限位置（通常使用範囲）は、別途のストッパによって規定されていることが好ましく、この場合の未加工部の長さは、ねじ軸が通常使用範囲を超えて移動しようとしたときに、未加工部がストッパ機能を発揮するように設定される。ねじ軸の直線移動に伴って、未加工部がボールねじナット位置に到達しても、未加工部にはボールねじ軌道溝がないため、ボールねじナット内に入り込むことができないことから、ねじ軸の直線移動が停止する。これにより、ねじ軸に設けられたストッパ機能で確実にねじ軸の直線移動を停止させることができ、これを使用する装置（電動アクチュエータや緩衝器）の安全性を高めることができる。
【０００８】
なお、装置側のストッパは、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も形成することができ、また、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。
【０００９】
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。
【００１０】
ボールねじ装置は、ねじ軸の直線移動を案内するスプライン付きとされることが好ましい。すなわち、ねじ軸にスプライン溝がさらに設けられて、ねじ軸の一端部においてスプライン溝にスプライン外筒が嵌め合わされていることが好ましい。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。
【００１１】
スプライン外筒を有している構成においては、ねじ軸のボールねじナットとスプライン外筒との間にある部分の長さをＡ、ねじ軸の未加工部の長さをＢとして、Ｂ＜Ａとされていることが好ましい。
【００１２】
このようにすると、ねじ軸が移動することでその端部がスプライン外筒から出ると、ねじ軸を直線移動するように規制するものがなくなるので、ねじ軸は回転可能となり、ねじ軸のさらなる直線移動が確実に防止される。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のボールねじ装置によると、ねじ軸が通常使用範囲を超えて、未加工部がボールねじナットの設置位置に到達した場合、ボールねじ軌道溝がない未加工部は、ボールねじナット内に入り込むことができず、この位置で、ねじ軸の直線移動が停止する。こうして、ねじ軸に設けられたストッパ機能としての未加工部で確実にねじ軸の直線移動を停止させることができ、安全性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１および図２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。
【００１６】
ボールねじ装置(1)は、ボールねじ軌道溝(2a)および上下方向にのびるスプライン溝(2b)が設けられた上下にのびる鋼製ねじ軸(2)と、ねじ軸(2)のボールねじ軌道溝(2a)にボールを介してねじ合わされた回転自在の鋼製ボールねじナット(3)と、ボールねじナット(3)に一体化されて上方にのびる中空軸(4)と、ねじ軸(2)のスプライン溝(2b)にボールを介して嵌め合わされてねじ軸(2)の上下方向（軸方向）直線運動を案内するボールスプライン外筒(5)と、軸受(7)を介して中空軸(4)を回転可能に支持するとともにボールスプライン外筒(5)を支持するハウジング(6)と、中空軸(4)に固定された円筒状のモータロータ(9)およびハウジング(6)内径に固定された円筒状のモータステータ(10)からなるモータ(8)とを備えている。
【００１７】
ボールスプライン外筒(5)は、ねじ軸(2)の下端部側を支持しており、ボールスプライン外筒(5)よりも下方に突出しているねじ軸(2)の下端部には、スプライン溝(2b)はあるがボールねじ軌道溝(2a)がない未加工部(13)が設けられている。ねじ軸(2)の下端には、ばね下(14)が接続される。
【００１８】
モータ(8)は、永久磁石型三相同期モータとされており、モータロータ(9)が永久磁石とされて、モータステータ(10)にＵ相、Ｖ相およびＷ相の三相のコイル(10a)が巻かれている。
【００１９】
ねじ軸(2)と中空軸(4)とは、同心状に配置されており、ボールねじ装置(1)は、ボールねじナット(3)、中空軸(4)およびモータロータ(9)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。
【００２０】
中空軸(4)は、ねじ軸(2)を案内する小径部(11)と、内周面がボールねじナット(3)の外周面に固定されかつ外周面に軸受(7)を保持する大径部(12)とからなる。
【００２１】
このボールねじ装置(1)は、例えば、自動車の電磁緩衝器用として使用するのに適している。電磁緩衝器は、タイヤから伝わる外力によってねじ軸(2)が軸方向に直線移動し、これに伴って、ボールねじナット(3)および中空軸(4)が回転し、この回転運動をモータ(8)に取り込んで、モータ(8)で発生する電磁力を減衰力として利用するようになっている。
【００２２】
このような電磁緩衝器は、突起乗り越し等のオーバストローク時には、ねじ軸(2)と一体で上下移動するバンプストッパがハウジング(6)等に衝突するようになっており、この場合には、モータ(8)が停止して、ねじ軸(2)の直線移動も停止する。すなわち、ねじ軸(2)は、通常、電磁緩衝器側で設定された上死点（第１の上死点）で停止する。ここで、例えば、ねじ軸(2)とばね下(14)との接続部が破損した場合（異常時）、ねじ軸(2)は、フリー状態となり、ボールねじナット(3)が慣性で回転を続けることによって、さらに上方に移動する可能性がある。ねじ軸(2)の下端部に設けられた未加工部(13)は、このような異常時において、第１の上死点を超えたねじ軸(2)が、ねじ軸(2)側で設定された第２の上死点で停止させるためのもので、ねじ軸(2)が図１の通常状態からさらに上方に移動して、未加工部(13)がボールねじナット(3)の下端に到達した場合、未加工部(13)にボールねじ軌道溝(2a)がないため、未加工部(13)は、ボールねじナット(3)内に入り込むことができず、この位置で、ねじ軸(2)の直線移動が停止する。これにより、ねじ軸(2)に設けられたストッパ機能としての未加工部(13)で確実にねじ軸(2)の直線移動を停止させることができ、破損後のねじ軸(2)によるさらなる破損が防止され、電磁緩衝器の安全性を高めることができる。
【００２３】
ねじ軸(2)の未加工部(13)の長さについては、ねじ軸(2)のボールねじナット(3)とスプライン外筒(5)との間にある部分の長さをＡ、未加工部(13)の長さをＢとして、Ｂ＜Ａとされる。
【００２４】
このようにすると、ばね下(14)に対してフリーとなったねじ軸(2)が上方に移動することで、図２に示すように、ねじ軸(2)の下端面がスプライン外筒(5)の上面から上方に出た場合、ねじ軸(2)は、スプライン外筒(5)によって直線移動させられるという規制がなくなることで、回転可能となり、ボールねじナット(3)が慣性で回転している場合には、これと一体で回転することになり、ねじ軸(2)のさらなる直線移動が確実に防止される。
【００２５】
なお、上記のボールねじ装置(1)は、電磁緩衝器用として説明したが、これに限られるものではなく、電動アクチュエータとして使用することもできる。この場合、モータ(8)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(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(5)で支持した形態での使用となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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、上記図１の状態からねじ軸がさらに上方に移動した異常時の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
(1)       ボールねじ装置
(2)       ねじ軸
(2a)      ボールねじ軌道溝
(2b)      スプライン溝
(3)       ボールねじナット
(4)       中空軸
(5)       ボールスプライン外筒
(13)      未加工部
【図１】
2010025304.tif 000003
【図２】
2010025304.tif 000004