(57)【要約】【課題】  ボールねじ軸を制動するブレーキ・ユニットをコンパクトに組込むことができ、また、必要な作動方向にのみ制動することができ、しかも、損失が少なく、高効率で駆動すること。【解決手段】  （ａ）に示す（ロ）の場合、ポジション１からポジション２に枠体２０と連結部２２が移動する場合、ボールねじ軸１が反時計回り方向に回転すると、ナット２、枠体２０及び連結部２２は、左方向に移動する。一方、制動用ナット１１は、逆ねじであることから、ボールねじ軸１の回転により、右方向に移動する。すると、制動用ナット１１が摩耗板１２と共に移動して、摩擦材１２が制動板１３に摺接する。この摩擦・摺接によって略固定した制動用ナット１１から、ボールねじ軸１にスラスト荷重が作用して、ボールねじ軸１を制動する。【選択図】  図１
2006250289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に支持したボールねじ軸に、ボールねじ用ナットが螺合してあり、当該ボールねじ軸を回転して、当該ナットを軸方向に移動するボールねじ送り機構において、
制動時に、前記ボールねじ軸にスラスト荷重を負荷して、前記ボールねじ軸を制動するブレーキ・ユニットを具備することを特徴とするボールねじ送り機構。
【請求項２】
前記ブレーキ・ユニットは、
前記ボールねじ軸に螺合した制動用ナットと、
当該制動用ナットに配設した摩擦材と、
制動時に、前記制動用ナットと摩耗板が移動して、当該摩擦材が摺接する制動板と、を有し、
これにより、当該摩擦・摺接によって略固定した前記制動用ナットから、前記ボールねじ軸にスラスト荷重を負荷して、前記ボールねじ軸を制動することを特徴とする請求項１に記載のボールねじ送り機構。
【請求項３】
前記制動用ナットのねじ方向と、当該制動用ナットが螺合している前記ボールねじ軸の部分のねじ方向とは、そのねじの正・逆を変えることにより、スラスト荷重を負荷する方向を変えることができ、前記ボールねじ軸の制動方向を変えることができることを特徴とする請求項２に記載のボールねじ送り機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ軸を制動するブレーキ・ユニットを備えたボールねじ送り機構に関し、直動装置等に用いることができ、例えば、自動車、搬送車などの切換え装置等にも適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
直動装置等に用いるボールねじ送り機構では、従来、図９に示すように、ボールねじ軸１に、ボールねじ用のナット２が螺合してあり、図示しないボールがこれらの内部を循環するように構成してある。
【０００３】
ボールねじ軸１は、その両端で、一対の軸受３，４により回転自在に支持してあり、モータ等の図示しない駆動手段により回転されるようになっている。
【０００４】
また、このようなボールねじ送り機構において、ブレーキ・ユニットが組み込まれることがある。
【０００５】
このような場合、図９の従来例では、ブレーキやクラッチ構造を内蔵したブレーキ・ユニット５がボールねじ軸１の途中に介装してある。このブレーキ・ユニット５は、ボールねじ軸１をその回転方向（周方向）に制動するように構成してある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図９の従来例では、ボールねじ軸１をその回転方向（周方向）に制動するような構成であることから、常に制動するような構造であり、その駆動・損失が大きく、駆動・効率が余りよくないといったことがある。
【０００７】
また、一定荷重での制動は、その作動が難しく、ボールねじ軸１とは別体構造となって、その必要スペースも大きいといった問題もある。
【０００８】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、ボールねじ軸を制動するブレーキ・ユニットをコンパクトに組込むことができ、また、必要な作動方向にのみ制動することができ、しかも、損失が少なく、高効率で駆動することができるボールねじ送り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】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係るボールねじ送り機構は、回転自在に支持したボールねじ軸に、ボールねじ用ナットが螺合してあり、当該ボールねじ軸を回転して、当該ナットを軸方向に移動するボールねじ送り機構において、
制動時に、前記ボールねじ軸にスラスト荷重を負荷して、前記ボールねじ軸を制動するブレーキ・ユニットを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に係るボールねじ送り機構は、前記ブレーキ・ユニットは、
前記ボールねじ軸に螺合した制動用ナットと、
当該制動用ナットに配設した摩擦材と、
制動時に、前記制動用ナットと摩耗板が移動して、当該摩擦材が摺接する制動板と、を有し、
これにより、当該摩擦・摺接によって略固定した前記制動用ナットから、前記ボールねじ軸にスラスト荷重を負荷して、前記ボールねじ軸を制動することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３に係るボールねじ送り機構は、前記制動用ナットのねじ方向と、当該制動用ナットが螺合している前記ボールねじ軸の部分のねじ方向とは、そのねじの正・逆を変えることにより、スラスト荷重を負荷する方向を変えることができ、前記ボールねじ軸の制動方向を変えることができることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、制動時に、前記ボールねじ軸にスラスト荷重を負荷して、ボールねじ軸を制動するブレーキ・ユニットを具備していることから、ボールねじ軸を制動するブレーキ・ユニットをコンパクトに組込むことができ、また、必要な作動方向にのみ制動することができ、しかも、損失が少なく、高効率で駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係るボールねじ送り機構を図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
（第１実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の第１実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図である。
【００１５】
直動装置等に用いるボールねじ送り機構では、図１（ａ）に示すように、ボールねじ軸１に、ボールねじ用のナット２が螺合してあり、図示しないボールがこれらの内部を循環するように構成してある。
【００１６】
ボールねじ軸１は、左端では、軸受３によって、回転自在に支持してある。ナット２には、枠体２０が設けてあり、この枠体２０は、軸方向に延在した２〜３本のアーム２１を有しており、上述した軸受３は、これらアーム２１の隙間を介して、図示しない静止体に固定してある。
【００１７】
この枠体２０の端部に、連結部２２が設けてあり、これら枠体２０と連結部２２は、ナット２と共に、軸方向に移動するようになっている。
【００１８】
連結部２２には、ポジション１とポジション２とを切換える部材が連結してあり、その反対側からは、スプリング機２３により付勢してある。
【００１９】
なお、図１（ａ）に示す実施の形態は、ポジション１，２の間で作動するシフト切換アクチュエータであり、負荷方向にはスプリング機構がある場合や連結部がワイヤー式等でも可能であり、パーキングブレーキアクチュエータ、切換アクチュエータ、ロック機構アクチュエータに使用できる。
【００２０】
本実施の形態では、このようなボールねじ送り機構において、ブレーキ・ユニット１０が組み込んである。
【００２１】
このブレーキ・ユニット１０は、ボールねじ軸１に螺合した制動用ナット１１と、制動用ナット１１の端部に配設した摩擦材１２と、制動時に、制動用ナット１１と摩耗板１２が移動して、摩擦材１２が摺接する制動板１３と、を有している。
【００２２】
なお、制動用ナット１１は、軸受４ａにより支持してあり、スラスト作動することができる。その摺動抵抗は、ナット２とボールねじ軸１よりも、摺動メタルまたはバネ負荷等を利用して、高い値に設定する。
【００２３】
また、本実施の形態では、制動用ナット１１のねじ方向と、この制動用ナット１１が螺合しているボールねじ軸１のねじ方向とは、逆ねじに構成してある。
【００２４】
従って、図１（ａ）に示す（イ）の場合、ボールねじ軸１を回転すると、ナット２や枠体２０等と、制動用ナット１１とは、ねじの方向性が逆であることから、互いに近付く方向に移動する。この場合には、制動用ナット１１は、制動作用をしない。
【００２５】
一方、図１（ａ）に示す（ロ）の場合、ボールねじ軸１を回転すると、ナット２や枠体２０等と、制動用ナット１１とは、ねじの方向性が逆であることから、互いに離反する方向に移動する。この場合には、制動用ナット１１は、後述するように、制動作用をする。
【００２６】
さらに、本実施の形態では、モータ３０により駆動する減速機構３１がボールねじ軸１に接続してある。従って、このモータ３０を駆動すると、減速機構３１を介して、ボールねじ軸１を回転駆動することができ、ナット２、枠体２０、連結部２２、及び、制動用ナット１１を移動することができる。
【００２７】
以上から、本実施の形態では、図１（ａ）に示す（イ）の場合、即ち、ポジション２からポジション１に、枠体２０と連結部２２が移動する場合、この場合には、負荷がかかっている。
【００２８】
すなわち、この場合、ボールねじ軸１は、（イ）に矢印で示す時計回り方向に回転すると、ナット２、枠体２０及び連結部２２は、矢印で示すように、右方向に移動する。
【００２９】
この場合には、制動用ナット１１は、逆ねじであることから、ボールねじ軸１の回転により、左方向に移動し、制動作用はしない。効率よく制動を解除することができる。
【００３０】
一方、図１（ａ）に示す（ロ）の場合、即ち、ポジション１からポジション２に、枠体２０と連結部２２が移動する場合、この場合には、負荷がかかっていない。
【００３１】
すなわち、この場合、ボールねじ軸１は、（ロ）矢印で示す反時計回り方向に回転すると、ナット２、枠体２０及び連結部２２は、矢印で示すように、左方向に移動する。
【００３２】
この場合には、制動用ナット１１は、逆ねじであることから、ボールねじ軸１の回転により（回転に伴って発生する推力により）、右方向に移動する。すると、制動用ナット１１が摩耗板１２と共に移動して、摩擦材１２が制動板１３に摺接する。
【００３３】
その結果、この摩擦・摺接によって略固定した制動用ナット１１から、ボールねじ軸１にスラスト荷重が作用し、これにより、ボールねじ軸１を制動することができる。このポジション１からポジション２への作動は、無負荷であるため、軸ブレーキ作動微調整可能とすることができる。
【００３４】
以上から、本実施の形態によれば、制動時に、ボールねじ軸１にスラスト荷重を負荷してボールねじ軸１を制動するブレーキ・ユニット１０を具備していることから、ボールねじ軸１を制動するブレーキ・ユニット１０をコンパクトに組込むことができる。
【００３５】
また、必要な作動方向にのみ制動することができ、しかも、損失が少なく、高効率で駆動することができる。
【００３６】
なお、荷重方向のスラスト受けは、スラスト軸受又は軸受３により受ける構造にして、駆動・損失を少なくする構造としている。
【００３７】
また、制動用ナット１１の作動は、設定値により一定以上のストロークを作動すると空回りする構造を設けている。さらに、ナット２と制動用ナット１１のストロークの調整値により制動力を設定できる。
【００３８】
図１（ｂ）は、本発明の第１実施の形態の変形例に係るボールねじ送り機構の模式図である。
【００３９】
本変形例では、枠体２０の左端部も、軸受２４を介して、外部固定してある。但し、枠体２０は、スラスト作動することができる。その他の構成、作用、及び効果は、上述した実施の形態と同様である。
【００４０】
（第２実施の形態）
図２は、本発明の第２実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図である。
【００４１】
直動装置等に用いるボールねじ送り機構では、ボールねじ軸１に、ボールねじ用のナット２が螺合してあり、図示しないボールがこれらの内部を循環するように構成してある。
【００４２】
ボールねじ軸１は、左端では、軸受３によって、回転自在に支持してある。ナット２には、枠体２０が設けてあり、この枠体２０は、軸方向に延在した２〜３本のアーム２１を有している。
【００４３】
本実施の形態では、このようなボールねじ送り機構において、ブレーキ・ユニット１０が組み込んである。
【００４４】
このブレーキ・ユニット１０は、ボールねじ軸１に螺合した制動用ナット１１と、制動用ナット１１の端部に配設した摩擦材１２と、制動時に、制動用ナット１１と摩耗板１２が移動して、摩擦材１２が摺接する制動板１３と、を有している。
【００４５】
図３は、本発明の第２実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図であって、戻し作動時の作用図である。
【００４６】
図３に示すように、戻し作用時、外部からの荷重（Ｆ）がナット２、枠体２０及び連結部２２に、図３の左方向に作用している。
【００４７】
この場合、ボールねじ軸１は、図３に矢印で示す反時計回り方向に回転すると、ナット２、枠体２０及び連結部２２は、矢印で示すように、図３の左方向に移動する。
【００４８】
この場合には、制動用ナット１１も、ボールねじ軸１の回転により、矢印で示すように、図３の左方向に移動し、制動作用はしない。
【００４９】
図４は、本発明の第２実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図であって、引き作動時の作用図である。
【００５０】
図４に示すように、引き作用時、外部からの荷重（Ｆ）がナット２、枠体２０及び連結部２２に、図４の左方向に作用している。
【００５１】
この場合、ボールねじ軸１は、図４に矢印で示す方向に時計回り回転すると、ナット２、枠体２０及び連結部２２は、図４の矢印で示すように、右方向に移動する。
【００５２】
この場合には、制動用ナット１１も、ボールねじ軸１の回転により（回転に伴って発生する推力により）、徐々に、図４の矢印で示すように右方向に移動する。すると、制動用ナット１１が摩耗板１２と共に移動して、摩擦材１２が制動板１３に摺接する。
【００５３】
その結果、この摩擦・摺接によって略固定した制動用ナット１１から、ボールねじ軸１にスラスト荷重が作用し、これにより、ボールねじ軸１を制動することができる。
【００５４】
以上から、本実施の形態によれば、制動時に、ボールねじ軸１にスラスト荷重を負荷してボールねじ軸１を制動するブレーキ・ユニット１０を具備していることから、ボールねじ軸１を制動するブレーキ・ユニット１０をコンパクトに組込むことができる。
【００５５】
また、必要な作動方向にのみ制動することができ、しかも、損失が少なく、高効率で駆動することができる。
【００５６】
なお、荷重方向のスラスト受けは、スラスト軸受又は軸受３により受ける構造にして、駆動・損失を少なくする構造としている。
【００５７】
また、制動用ナット１１の作動は、設定値により一定以上のストロークを作動すると空回りする構造を設けている。さらに、ナット２と制動用ナット１１のストロークの調整値により制動力を設定できる。
【００５８】
（第３実施の形態）
図５は、本発明の第３実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図である。
【００５９】
本実施の形態は、図面から明らかなように、その基本的構造が上述した実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。
【００６０】
本実施の形態では、モータ３０により駆動する減速機構３１がボールねじ軸１に接続してある。従って、このモータ３０を駆動すると、減速機構３１を介して、ボールねじ軸１を回転駆動することができ、ナット２、枠体２０及び連結部２２を移動することができる。
【００６１】
ブレーキ・ユニット１０等のその他の構成は、上述した第２実施の形態と同様である。
【００６２】
（第４実施の形態）
図６は、本発明の第４実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図である。
【００６３】
本実施の形態は、図面から明らかなように、その基本的構造が上述した実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。
【００６４】
本実施の形態では、モータ３０がボールねじ軸１に軸方向に接続してある。従って、このモータ３０を駆動すると、減速機構３１を介して、ボールねじ軸１を回転駆動することができ、ナット２、枠体２０及び連結部２２を移動することができる。
【００６５】
ブレーキ・ユニット１０等のその他の構成は、上述した第２実施の形態と同様である。
【００６６】
（第５実施の形態）
図７は、本発明の第５実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図である。
【００６７】
本実施の形態は、図面から明らかなように、その基本的構造が上述した実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。
【００６８】
本実施の形態では、制動用ナット１１のねじ方向と、この制動用ナット１１が螺合しているボールねじ軸１の部分１ａのねじ方向とは、逆ねじに構成してある。
【００６９】
従って、図７の上方に示す矢印の時計回り方向にボールねじ軸１を回転すると、ナット２や枠体２０等と、制動用ナット１１とは、ねじの方向性が逆であることから、互いに近付く方向に移動する。この場合には、制動用ナット１１は、制動作用をしない。
【００７０】
一方、図７の下方に示す矢印の反時計回り方向にボールねじ軸１を回転すると、ナット２や枠体２０等と、制動用ナット１１とは、ねじの方向性が逆であることから、互いに離反する方向に移動する。
【００７１】
この場合、制動用ナット１１は、ボールねじ軸１の回転により（回転に伴って発生する推力により）、徐々に、図７の矢印で示すように右方向に移動する。すると、制動用ナット１１が摩耗板１２と共に移動して、摩擦材１２が制動板１３に摺接する。
【００７２】
その結果、この摩擦・摺接によって略固定した制動用ナット１１から、ボールねじ軸１にスラスト荷重が作用し、これにより、ボールねじ軸１を制動することができる。
【００７３】
このように、本実施の形態では、必要な作動方向にのみ制動することができ、しかも、損失が少なく、高効率で駆動することができる。
【００７４】
（第６実施の形態）
図８は、本発明の第６実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図である。
【００７５】
本実施の形態は、図面から明らかなように、その基本的構造が上述した実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。
【００７６】
本実施の形態では、ボールねじ軸１に、第２のブレーキ・ユニット４０が設けてある。
【００７７】
この第２ブレーキ・ユニット４０も、ボールねじ軸１の逆ねじ部分１ｂに螺合した制動用ナット４１と、制動用ナット４１の端部に配設した摩擦材４２と、制動時に、制動用ナット４１と摩耗板４２が移動して、摩擦材４２が摺接する制動板４３と、を有している。
【００７８】
このように、本実施の形態では、２個のブレーキ・ユニット１０，４０を有し、しかも、第２ブレーキ・ユニット４０は、ボールねじ軸１の逆ねじ部分１ｂに制動用ナット４１が螺合してあることから、例えば、ボールねじ軸１を一方向に回転してナット２や枠体２０等を一方向に移動する場合には、一方のブレーキ・ユニット１０により制動する一方、ボールねじ軸１を他方向に回転してナット２や枠体２０等を他方向に移動する場合には、他方の第２ブレーキ・ユニット４０により制動することができる。
【００７９】
このように、本実施の形態では、両作動方向に制動することができ、しかも、損失が少なく、高効率で駆動することができる。
【００８０】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図である。（ｂ）は、本発明の第１実施の形態の変形例に係るボールねじ送り機構の模式図である。
【図２】本発明の第２実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図であって、戻し作動時の作用図である。
【図４】本発明の第２実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図であって、引き作動時の作用図である。
【図５】本発明の第３実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図である。
【図６】本発明の第４実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図である。
【図７】本発明の第５実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図である
【図８】本発明の第６実施の形態に係るボールねじ送り機構の模式図である。
【図９】従来に係るボールねじ送り機構の模式図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  ボールねじ軸
１ａ  逆ねじ部分
１ｂ  逆ねじ部分
２  ナット
３  軸受
４  軸受
４ａ  軸受
１０  ブレーキ・ユニット
１１  制動用ナット
１２  摩擦材
１３  制動板
２０  枠体
２１  アーム
２２  連結部
２３  スプリング機
２４  軸受
３０  モータ
３１  減速機構
４０  第２ブレーキ・ユニット
４１  第２制動用ナット
４２  第２摩擦材
４３  第２制動板
【図１】
2006250289.tif 000003
【図２】
2006250289.tif 000004
【図３】
2006250289.tif 000005
【図４】
2006250289.tif 000006
【図５】
2006250289.tif 000007
【図６】
2006250289.tif 000008
【図７】
2006250289.tif 000009
【図８】
2006250289.tif 000010
【図９】
2006250289.tif 000011