(57)【要約】  【課題】  ミスアライメントが生じた場合でも、更には付与される外力が両方向に変化する場合でも、ナットとねじ軸とのこじりを抑えることができ、また簡素且つコンパクトなボールねじ機構を提供する。  【解決手段】  ナット２の外周面に形成された凸状の球面２ａ、２ｂが、ブッシュ４の内周面に形成された凹状の球面４ｊ、４ｋに摺動可能に係合しているので、ねじ軸１の軸線の傾きが生じていたような場合にも、ハウジングＨの円筒孔Ｈａに対して、ナット２及びねじ軸１は揺動可能であることから、ねじ軸１の軸線の傾きによる部品同士の競り合いを抑えることができ、組付が容易にもかかわらず、ボールねじ機構の寿命をより長く確保できる。又、ナット２はブッシュ４に内包されており、それにより簡素且つコンパクトなボールねじ機構を提供できる。【選択図】  図１
2006183698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
外周面に雄ねじ溝を形成したねじ軸と、
前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、
対向する両ねじ溝間に形成された転走路に沿って転動自在に配置された複数のボールと、
前記ハウジングに対し移動可能に取り付けられ前記ナットを内包するブッシュとを有し、
前記ナットの外周面に形成された凸状の球面が、前記ブッシュの内周面に形成された凹状の球面に摺動可能に係合していることを特徴とするボールねじ機構。
【請求項２】
前記凸状の球面の中心と、前記凹状の球面の中心とは一致していることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ機構。
【請求項３】
前記凸状の球面は、前記ナットの両端に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボールねじ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般産業用機械に組付けられたり、或いは自動車に使用されたりするボールねじ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両等の省力化が進み、例えば自動車のトランスミッションやパーキングブレーキなどを手動でなく、電動モータの力により行うシステムが開発されている。そのような用途に用いる電動アクチュエータには、電動モータから伝達される回転運動を高効率で軸線方向運動に変換するために、ボールねじ機構が用いられる場合がある。
【０００３】
しかるに、ボールねじ機構において、ハウジングに対するねじ軸の軸線の傾き（ミスアライメント）が問題となる場合がある。このような軸線の傾きを放置すると、各部応力が過大になり早期摩耗などを招く恐れがある。ここで、特許文献１には、ミスアライメントが生じた場合でも、ナットとねじ軸との間にこじりが発生することを防止できる調芯機構付きボールねじが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−４２１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる特許文献１の技術によれば、フランジプレートに形成した球面と、ナット本体に形成した球面とを係合させ、それらの間の相対移動を可能とすることで、ナットとねじ軸とのこじりを緩和するようになっている。ところが、特許文献１の技術によれば、ナット本体から半径方向に延在する張り出し部を、フランジプレートに植設したばね受け部材に取り付けた押さえばねにより、フランジプレートに向かって付勢しており、半径方向の寸法が大きくなるという問題がある。更に、ナット本体に形成した球面は片面だけに形成されているため、球面に外力が付勢されている状態では相対運動可能であるが、球面と逆の方向に外力が作用すると、相対運動の機能を喪失してしまうという問題もある。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ミスアライメントが生じた場合でも、更には付与される外力が両方向に変化する場合でも、ナットとねじ軸とのこじりを抑えることができ、また簡素且つコンパクトなボールねじ機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のボールねじ機構は、
ハウジングと、
外周面に雄ねじ溝を形成したねじ軸と、
前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、
対向する両ねじ溝間に形成された転走路に沿って転動自在に配置された複数のボールと、
前記ハウジングに対し移動可能に取り付けられ前記ナットを内包するブッシュとを有し、
前記ナットの外周面に形成された凸状の球面が、前記ブッシュの内周面に形成された凹状の球面に摺動可能に係合していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のボールねじ機構によれば、前記ナットの外周面に形成された凸状の球面が、前記ブッシュの内周面に形成された凹状の球面に摺動可能に係合しているので、例えば前記ねじ軸の軸線の傾きが生じていたような場合にも、前記ハウジングに対して、前記ナット及び前記ねじ軸は揺動可能であることから、前記ねじ軸と前記ナットのこじりを抑えることができ、組付が容易にもかかわらず、ボールねじ機構の寿命をより長く確保できる。又、前記ナットは前記ブッシュに内包されており、それにより簡素且つコンパクトなボールねじ機構を提供できる。
【０００８】
前記凸状の球面の中心と、前記凹状の球面の中心とは一致していると好ましいが、必ずしも厳密に一致している必要はない。
【０００９】
前記凸状の球面は、前記ナットの両端に形成されていると、前記ブッシュに対する前記ナットの揺動を円滑に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態であるボールねじ機構の側面図であり、ハウジング等を断面で示し、ねじ軸を部分的に簡略化して図示している。図２は、図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図であり、図３は、ブッシュの分解図であり、図４は、ナットの単体側面図である。
【００１１】
図１において、ハウジングＨの円筒孔Ｈａ内を延在するようにして、ねじ軸１が配置されている。円筒孔Ｈａに対して軸受６により回転自在に支持されたねじ軸１の一端（図で左端）は、円筒孔Ｈａから外方へ突出し、不図示のモータにカップリングＣを介して連結されている。軸受６は、ねじ軸１の丸軸部１ｂに嵌合しており、周溝１ｃに装着されたコッタ部材７によってねじ軸１に対して固定されている。リングを二分割してなるコッタ部材７は、周溝１ｃに装着された後に、それを外方から覆うようしてフランジ部材８が丸軸部１ｂに係合させられており、これを止め輪９で押さえる構成となっている。従って、ねじ軸１は、ハウジングＨの円筒孔Ｈａ内で軸線方向に移動不能且つ回転のみ可能に支持されていることとなる。
【００１２】
ねじ軸１の外周面には、雄ねじ溝１ａが形成されている。一方、ハウジングＨの円筒孔Ｈａに沿って摺動自在となるようにブッシュ４が配置されている。ブッシュ４は、図３に示すように、一端側にフランジ４ｃを有する左半部４ａと、一端側にフランジ４ｄを有する右半部４ｂとからなる。フランジ４ｃ、４ｄには、ねじ軸１を挿通させるための中央開口４ｅ、４ｆがそれぞれ形成されている。又、左半部４ａには、軸線方向に貫通する４つの貫通孔４ｇが形成され、右半部４ｂには、貫通孔４ｇに対応して４つのねじ孔４ｈが形成されている。更に、左半部４ａと、右半部４ｂの合わせ面には、それぞれ半円形状の切欠４ｎ、４ｍが形成されている。
【００１３】
図２に示すように、短軸１０は、円筒状のナット２の外周に形成されたねじ孔２ｃに、端部のねじ部１０ａを螺合させて取り付けられ、ナット２の半径方向に突出している。図３に示すように、間にナット２を挟みながら、左半部４ａと右半部４ｂとを対向させるように組み合わせ、各貫通孔４ｇに挿通したボルト３をねじ孔４ｈに螺合させることによって、ブッシュ４が組み立てられるようになっている。このとき、半円形状の切欠４ｎ、４ｍが組合わさることで、円形開口４ｓ（図２参照）が形成され、これを介して短軸１０が外方へ突出する。突出した短軸１０の先端は、円筒孔Ｈａに形成された軸線方向に延在する長孔Ｈｂに係合し、これによりブッシュ４及びナット２の回り止め（即ち円筒孔Ｈａに沿って軸線方向のみへの移動は許容するが軸線回りの回転を阻止すること）を実現している。
【００１４】
左半部４ａにおけるフランジ４ｃの付け根の内周側には、曲率半径Ｒの凹状の球面４ｊが形成されている。一方、右半部４ｂにおけるフランジ４ｄの付け根の内周側には、曲率半径Ｒの凹状の球面４ｋが形成されている。
【００１５】
ブッシュ４に内包された円筒状のナット２は、ねじ軸１を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝（不図示）を形成している。複数のボール（不図示）が、対向する両ねじ溝間に形成された螺旋状の転走路内を転動自在となるように配置されている。尚、コ字状に曲げられたチューブ（循環部材）５がナット２の外周に取り付けられている。チューブ５は、ボールねじ機構の動作時に、ねじ溝間に形成された螺旋状の転走路の一端から他端へと、ボールを戻すために用いられる。
【００１６】
図４に示すように、ナット２の一方の外周端部には、ブッシュ４の球面４ｊに対向して曲率半径Ｒの凸状の球面２ａが形成され、また他方の外周端部には、ブッシュ４の球面４ｋに対向して曲率半径Ｒの凸状の球面２ｂが形成されている。ブッシュ４内にナット２が組み込まれたときに、球面４ｊに対して球面２ａが摺動可能に係合し、且つ球面４ｋに対して球面２ｂが摺動可能に係合している。尚、球面４ｊ、球面２ａ、球面４ｋ、球面２ｂの中心は、同一位置（ここではナット２の中心）にある。
【００１７】
本実施の形態の動作を説明すると、不図示のモータによりカップリングＣを介してねじ軸１が回転駆動されると、転走路を転動し且つチューブ５を介して転走路の一端から他端へと循環するボールにより、かかる回転運動がナット２の軸線方向運動に効率よく変換され、更にブッシュ４を介して連結された不図示の被駆動部材を軸線方向に移動させることができる。
【００１８】
本実施の形態のボールねじ機構を組み付ける場合、ナット２をブッシュ４に組み込んだ後、ブッシュ４の中央開口４ｅ、４ｆにねじ軸１を挿通することで、ナット２とねじ軸１とを係合させることができる。
【００１９】
例えば、部品精度などの問題により、モータの回転軸の軸線と、ハウジングＨの円筒孔Ｈａの軸線とが傾いている（ミスアライメント）場合がある。従来のボールねじ機構によれば、かかる傾きをボールのガタなどにより吸収していたが、それでは限界があり、部品の競り合いを招く恐れがあった。これに対し、本実施の形態のボールねじ機構によれば、ナット２の外周面に形成された凸状の球面２ａ、２ｂが、ブッシュ４の内周面に形成された凹状の球面４ｊ、４ｋに摺動可能に係合しているので、ねじ軸１の軸線の傾きが生じていたような場合にも、ハウジングＨの円筒孔Ｈａに対して、ナット２及びねじ軸１は揺動可能であることから、ねじ軸１の軸線の傾きによる部品同士の競り合いを抑えることができ、組付が容易にもかかわらず、ボールねじ機構の寿命をより長く確保できる。又、ナット２はブッシュ４に内包されており、それにより簡素且つコンパクトなボールねじ機構を提供できる。
【００２０】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。循環部材は、チューブに限らずコマのようなものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態であるボールねじ機構の側面図である。
【図２】図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】ブッシュの分解図である。
【図４】ナットの単体側面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１ ねじ軸
１ａ ねじ溝
１ｂ 丸軸部
１ｃ 周溝
２ ナット
２ａ 球面
２ｂ 球面
３ ボルト
４ ブッシュ
４ａ 左半部
４ｂ 右半部
４ｃ フランジ
４ｄ フランジ
４ｅ 中央開口
４ｇ 貫通孔
４ｈ ねじ孔
４ｊ 球面
４ｋ 球面
４ｎ 切欠
４ｍ 切欠
４ｓ 円形開口
５ チューブ
６ 軸受
７ コッタ部材
８ フランジ部材
９ 止め輪
Ｃ カップリング
Ｈ ハウジング
Ｈａ 円筒孔
Ｈｂ  長孔
【図１】
2006183698.tif 000003
【図２】
2006183698.tif 000004
【図３】
2006183698.tif 000005
【図４】
2006183698.tif 000006