(57)【要約】【課題】部品点数を削減しつつ軸受の抜け防止を達成できるボールねじ装置を提供すること。軸方向への短縮化を図ることが可能なボールねじ装置を提供すること。【解決手段】ボールねじ装置４０は、ねじ軸２２と、ねじ軸２２とボール２３を介して螺合するボールナット２４と、ボールナット２４を外嵌支持する転がり軸受３０とを備える。ボールナット２４の外周面は、円筒面からなる嵌合面４４を備える。嵌合面４４は、第２軸方向Ｍ２側に向かうに従って拡径するテーパ面５０をなしている。嵌合面４４に転がり軸受３０の内輪４１が外嵌された状態で、嵌合面４４の先端部４７が径方向外方にかしめられることによりかしめ部分４８が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のハウジング内に挿通されたねじ軸と、
前記ねじ軸とボールを介して螺合するボールナットと、
内輪を有し、前記ハウジングに固定されて、前記ボールナットを外嵌支持する軸受とを含み、
前記ボールナットの外周面に形成された段突部により、前記外周面に外嵌された前記内輪の軸方向一方側への移動が規制されており、
前記外周面において前記段突部よりも軸方向他方側の領域には、少なくとも軸方向他方側の端部に、軸方向他方側に向かうに従って拡径する周方向全域のテーパ部が形成されている、ボールねじ装置。
【請求項２】
前記テーパ部は前記領域の軸方向の全域に形成されている、請求項１に記載のボールねじ装置。
【請求項３】
前記領域の軸方向他方側の端部が、かしめにより径方向外方に塑性変形されている、請求項１または２に記載のボールねじ装置。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ボールナットをモータ駆動により回転させボールを介して軸を直動させる、いわゆるナット回転式のボールねじが知られている。このボールねじは、ボールナットに外嵌される軸受によって回転可能に支持されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２９６７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６に、ボールねじ１０１と転がり軸受１０２とを含む、ボールねじ装置１００の一般的な構成を示す断面図である。
転がり軸受１０２の内輪１０４は、所定の締め代を介して、ボールねじ１０１のボールナット１０５の外周形成された円筒面１０６に圧入される。そして、内輪１０４がボールナット１０５の段突部（肩部）１０７に当接されることにより、内輪１０４がボールナット１０５の円筒面１０６に位置決めされる。
【０００５】
しかしながら、転がり軸受１０２に対し、段突部１０７と反対側に向かうスラスト荷重（図６中に矢印で示す）が転がり軸受１０２に作用した場合、転がり軸受１０２がその荷重の方向に移動するおそれがある。そのため従来においては、図６に示すように、段突部１０７側とは反対側から、転がり軸受１０２をロックナット等の軸受固定用部材１０８によって押さえ付けることによって、ボールナット１０５の外周に対する転がり軸受１０２の固定を達成している。
【０００６】
しかしながら、図６の構成では、軸受固定用部材１０８を設ける結果、部品点数が増えるとともにボールねじ装置１００が軸方向に大型化するという問題がある。
本発明は、このような背景の下でなされたもので、部品点数を削減しつつ軸受の抜け防止を達成できるボールねじ装置を提供することを目的とする。また、軸方向への短縮化を図ることが可能なボールねじ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、筒状のハウジング（９）内に挿通されたねじ軸（２２）と、前記ねじ軸とボール（２３）を介して螺合するボールナット（２４）と、内輪（４１）を有し、前記ハウジングに固定されて、前記ボールナットを外嵌支持する軸受（３０）とを含み、前記ボールナットの外周面に形成された段突部（４６）により、前記外周面に外嵌された前記内輪の軸方向一方側（Ｍ１）への移動が規制されており、前記外周面において前記段突部よりも軸方向他方側（Ｍ２）の領域（４４）には、少なくとも軸方向他方側の端部（４７）に、軸方向他方側に向かうに従って拡径する周方向全域のテーパ部（５０）が形成されている、ボールねじ装置（４０）である。
【０００８】
なお、この項において、括弧内の数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符合を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。
この構成によれば、ボールナットの外周面に軸受の内輪が（圧入によって）外嵌されることにより、ボールナットの外周面に応力が発生する。この場合、テーパ部には軸方向一方側へと向かう分力が発生し、この分力が抜け止め方向力として内輪に作用する。そのため、内輪がボールナットの外周面から抜け難い。これにより、軸受固定用部材を用いることなく、ボールナット外周からの軸受の抜けを防止できる。ゆえに、部品点数を削減しつつ軸受の抜け防止を達成できるとともに、ボールねじ装置の軸方向への短縮化を図ることも可能である。
【０００９】
請求項２に記載のように、前記テーパ部は前記領域の軸方向の全域に形成されていてもよい。この場合、軸受の内輪の内周のほぼ全域がテーパ部と接触する。そのため、内輪の抜け止め方向力として作用する軸方向一方側へと向かう分力は、軸方向他方側に向かうに従って大きくなる。そのため、ボールナット外周からの軸受の抜けをより確実に防止できる。
【００１０】
また、この場合、軸方向一方側へと向かう分力は位置決め方向力としても作用する。すなわち、位置決め方向力を受けた内輪が段突部に押し当てられることにより、内輪の軸方向の位置決めが達成される。これにより、ボールナット外周に対して軸受の固定を図ることができる。
請求項３に記載の発明は、前記領域の軸方向他方側の端部が、かしめにより径方向外方に塑性変形されている、請求項１または２に記載のボールねじ装置である。
【００１１】
この構成によれば、ボールナット外周面の端部が径方向外方にかしめられているので、内輪が当該かしめ部分を乗り越えることができない。これにより、軸受のボールナットの外周からの抜けを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係るボールねじ装置が適用された電動ブレーキ装置の概略断面図であり、非制動時を示している。
【図１Ｂ】図１Ａに示す電動ブレーキ装置の概略断面図であり、制動時を示している。
【図２】ボールねじ装置の構成を示す断面図である。
【図３】図１Ａを矢視Ａから見た図である。
【図４】内輪の外周とボールナットの嵌合面との間に生じる力を説明するための拡大図である。
【図５】ボールねじ装置の製造工程を示す図である。
【図６】ボールねじ装置の一般的な構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１Ａは、本発明の一実施形態に係るボールねじ装置４０が適用された電動ブレーキ装置１の非制動状態の概略断面図である。図１Ｂは、電動ブレーキ装置１の制動状態の概略断面図である。図１Ａおよび図１Ｂを参照して、電動ブレーキ装置１は、自動車等の車輪と一体回転するディスク２に摩擦による制動力を付与する装置である。
【００１４】
電動ブレーキ装置１は、たとえばナックル（図示しない）等に移動可能に支持されたフローティングタイプのキャリパ３と、ディスク２を挟んで配置され、キャリパ３によって互いに接近／離間可能に支持された第１バックアッププレート４および第２バックアッププレート５と、第１バックアッププレート４および第２バックアッププレート５にそれぞれ固定され、図１Ｂに示すようにディスク２の対応する側面をそれぞれ押圧可能な第１パッド６および第２パッド７とを備えている。
【００１５】
キャリパ３は、互いに固定された第１ボディ８および第２ボディ（ハウジング）９と、第２ボディ９に固定されたカバー１０とを備えている。第１ボディ８は、本体部８Ａと、本体部８Ａと架橋部８Ｂを介して連結された腕部８Ｃとを備えている。
第１バックアッププレート４は、本体部８Ａを挿通した支持孔１１に軸方向（後述するスラスト方向ＳＴに相当）に移動可能に支持された支軸１２の一端１２Ａに固定されている。支軸１２の他端１２Ｂはピストン２５に固定されている。第２バックアッププレート５は、腕部８Ａに固定されている。第２ボディ９は、本体部８Ａに固定されている。
【００１６】
キャリパ３は、両パッド６，７をディスク２に押圧して制動力を発生させる機能を果たす。具体的には、キャリパ３は、車輪軸方向Ｘ１に平行なスラスト方向ＳＴのスラスト力Ｆ（図１Ｂを参照）を発生する電動アクチュエータ１３と、電動アクチュエータ１３の発生するスラスト力Ｆをパッド６，７に伝達する伝達機構１４とを備える。
電動アクチュエータ１３は、第２ボディ９から延設された取付ステー１５に固定されたモータハウジング１６Ａと出力軸としての回転軸１６Ｂとを有する電動モータ１６と、電動モータ１６の回転出力を減速しつつ伝達するギヤ機構１７と、ギヤ機構１７を介して伝達される回転運動をスラスト方向ＳＴの直線運動に変換する運動変換機構としてのボールねじ機構１８とを備えている。
【００１７】
ギヤ機構１７は、回転軸１６Ｂの一端に一体回転可能に取り付けられた駆動ギヤ１９と、駆動ギヤ１９に噛み合うアイドルギヤ２０と、アイドルギヤ２０に噛み合って中心軸線Ｃ１まわりに回転する被動ギヤ２１とを備えている。アイドルギヤ２０は第２ボディ９に回転可能に軸支されている。被動ギヤ２１は、次に述べるボールナット２４の回転に同期して回転するように、第２ボディ９に穿設された挿通孔３２を挿通する連結部３３を介してボールナット２４に連結されている。カバー１０は、ギヤ機構１７を覆うようにして、第２ボディ９に固定されている。
【００１８】
ボールねじ機構１８は、回転が規制された出力部材としてのねじ軸２２と、ねじ軸２２にボール２３を介して螺合し軸方向（スラスト方向ＳＴ）の移動が規制された入力部材としてのボールナット２４とを備えている。ねじ軸２２の一端２２Ｃにはピストン２５が固定されている。
具体的には、ボールナット２４は、第２ボディ９の内周に固定された転がり軸受３０に回転可能に支持されている。ボールナット２４の外周は転がり軸受３０の内輪４１に固定されており、これにより、ボールナット２４の軸方向移動が規制されている。ボールねじ機構１８と転がり軸受３０とによってボールねじ装置４０が構成されている。
【００１９】
また、ねじ軸２２の他端部２２Ｂは、第２ボディ９に設けられた支持孔２７に挿通されている。支持孔２７には、軸方向に延びる案内溝２８が形成されている。ねじ軸２２の他端部２２Ｂの外周には、径方向外方に突出して案内溝２８に係合する凸部２９が設けられている。凸部２９と案内溝２８との係合により、ボールナット２４の回転が規制されている。また、案内溝２８が、凸部２９を介してボールナット２４の軸方向（スラスト方向ＳＴに相当）の移動を案内する機能を果たす。
【００２０】
電動モータ１６の回転軸１６Ｂの回転が、ギヤ機構１７を介して伝達されて、ボールナット２４が回転させられる。ボールナット２４の回転に伴って、ねじ軸２２が軸方向（スラスト方向ＳＴ）に移動する。
電動ブレーキ装置１の制動時には、電動アクチュエータ１３の発生するスラスト力Ｆ（図１Ｂ参照）が伝達機構１４を介して第１パッド６側へ伝達されて、図１Ｂに示すように、第１パッド６がディスク２側へ押圧され、第１パッド６がディスク２に対してディスク２の回転方向（たとえば紙面に直交して紙面の表側へ向かう方向）とは反対方向（たとえば紙面に直交して紙面の裏側へ向かう方向）への摩擦力による制動力を及ぼす。
【００２１】
図２は、ボールねじ装置４０の構成を示す断面図である。図３は、図１Ａを矢視Ａから見た図である。
ねじ軸２２の外周には、螺旋状のねじ溝２２Ａが形成されている。ボールナット２４の内周には、螺旋状のねじ溝２４Ａが形成されている。ねじ溝２２Ａおよびねじ溝２４Ａにより形成される転動路３９を、複数のボール２３が転動自在に収容され、こま部材（図示しない）等の循環機構によって循環移動する。
【００２２】
転がり軸受３０は、スラスト荷重およびラジアル荷重の双方を受けるものであり、たとえば深溝玉軸受が採用されている。転がり軸受３０は、内輪４１と、外輪４２と、内輪４１および外輪４２間に転動自在に介装されるボール４３と、ボール４３を保持するための保持器（図示しない）とを備えている。図２において、内輪４１およびねじ軸２２の軸方向一方側（図２に示す右側）を第１軸方向Ｍ１とし、内輪４１およびねじ軸２２の軸方向他方側（図２に示す左側）を第２軸方向Ｍ２として以下説明する。
【００２３】
ボールナット２４の外周面は、転がり軸受３０の内輪４１が外嵌され、円筒面からなる嵌合面（外周面のうち、段突部よりも軸方向他方側の領域）４４と、嵌合面４４よりも第１軸方向Ｍ１側に設けられ、嵌合面４４と同軸かつ大径の円筒面からなる大径面４５とを有する。嵌合面４４と大径面４５とは軸方向に垂直な段部（段突部）４６によって連結されている。この段部４６は位置決め部として機能する。
【００２４】
嵌合面４４には、第２軸方向（軸方向の他方側）Ｍ２側に向かうに従って拡径する、周方向全域のテーパ面（円錐台面。テーパ部）５０が形成されている。テーパ面５０は、嵌合面４４の軸方向Ｍ１，Ｍ２全域に形成されている。
転がり軸受３０は嵌合面４４に、締り嵌めにより圧入されている。嵌合面４４が前記のようなテーパ面５０であるので、この場合の締め代は、第２軸方向Ｍ２へと向かうに従って大きくなっている。そして、転がり軸受３０の嵌合面４４への嵌合状態（圧入）では、転がり軸受３０の内輪４１の内周のほぼ全域が嵌合面４４と接触している（図２および後述する図５（ｂ）では、説明の関係上、内周全域は接していない状態を示している）。そして、内輪４１の第１軸方向Ｍ１端部が段部４６に当てられた状態で、嵌合面４４の先端部４７が径方向外方にかしめられることにより、かしめ部分４８（図２では、上半分のみかしめ部分４８を図示）が形成されている。このかしめ部分４８は、転がり軸受３０の内周でかつ第２軸方向Ｍ２側のＲ状の面取り部分４９の隙間Ｓに入り込んで設けられている。
【００２５】
図３に示すように、嵌合面４４の先端部４７には、複数の箇所（たとえば４箇所）にかしめ部分４８が、周方向に等間隔に配設されている。
図４は、内輪４１の外周とボールナット２４の嵌合面４４との間に生じる力を説明するための拡大図である。
図２および図４に示すように、ボールナット２４の嵌合面４４に転がり軸受３０の内輪４１が（圧入によって）外嵌されることにより、嵌合面４４に応力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が発生する。この応力は嵌合面４４に垂直な方向の力なのであるが、嵌合面４４が前記のようなテーパ面５０であるので、嵌合面４４には、第１軸方向Ｍ１へと向かう分力Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が発生し、この分力Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が位置決め方向力（および／または抜け止め方向力）として内輪４１に作用する。前述のように、内輪４１の嵌合面４４に対する締め代が第２軸方向Ｍ２へと向かうに従って大きいから、嵌合面４４に発生する応力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は第２軸方向Ｍ２へと向かうに従って大きい。したがって、嵌合面４４に発生する分力Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３も第２軸方向Ｍ２へと向かうに従って大きくなる。
【００２６】
そして、分力Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を受けた内輪４１が第１軸方向Ｍ１へと移動して段部４６に押し当てられることにより、内輪４１の軸方向Ｍ１，Ｍ２の位置決めが達成される。これにより、ボールナット２４の外周に対して転がり軸受３０の固定を図ることができる。
また、内輪４１がかしめ部分４８を乗り越えることができないので、これにより、転がり軸受３０を、より確実に固定することができる。
【００２７】
図５は、ボールねじ装置４０の製造工程を示す図である。なお、図５では、ボールねじ機構１８においてボールナット２４およびボール２３の図示を省略している。
図５（ａ）に示すように、転がり軸受３０の内輪４１を、ボールねじ機構１８のボールナット２４の嵌合面４４の先端部４７から圧入し、軸方向Ｍ１に向けて移動させる。圧入前の内輪４１の内径は、嵌合面４４の最も縮径部分の外径Ｄ４よりも小径に設定されている。
【００２８】
そして、内輪４１が段部４６に当接するまで押し入れられた後、ボールナット２４の嵌合面４４の先端部４７がかしめにより径方向外方にかしめ変形（塑性変形）されることにより、ボールナット２４の外周に対する内輪４１の固定が図られる。テーパ面５０のために鋭角をなしている先端部４７に対し、かしめが施されるので、そのかしめを行い易い。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。
【００２９】
たとえば、大径面４５に設けられた段部４６を突段部とする場合を例に挙げたが、ボールナット２４の外周面に形成され、径方向外方に向かって張り出すフランジを突段部とすることもできる。
また、周方向全域のテーパ面５０が、嵌合面４４の軸方向Ｍ１，Ｍ２の全域ではなく、嵌合面４４の先端部４７を含む所定領域だけに形成されていてもよい、この場合、当該所定領域に発生する分力Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を抜け止め方向力として内輪４１に作用させることができ、ボールナット２４の外周からの転がり軸受３０の抜けを防止できる。
【００３０】
また、転がり軸受装置４０を電動ブレーキ装置１に適用する場合を例に挙げたが、他の装置の電動アクチュエータに適用することもできる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００３１】
９…第２ボディ（ハウジング）、２２…ねじ軸、２３…ボール、２４…ボールナット、３０…転がり軸受、４０…ボールねじ装置、４１…内輪、４４…嵌合面（段突部よりも軸方向他方側の領域）、４６…段部（段突部）、４７…先端部（軸方向他方側の端部）、５０…テーパ面（テーパ部）、Ｍ１…第１軸方向（軸方向一方側）、Ｍ２…第２軸方向（軸方向他方側）
【図１Ａ】
2014145466.tif 000003
【図１Ｂ】
2014145466.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014145466.tif 000008
【図６】
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