(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸と、ナットと、複数のボールと、ボール戻し部材とを備え、
前記ねじ軸の外周面と前記ナットの内周面とが対向するように前記ねじ軸と前記ナットとが同軸に配置され、
前記ナットの外周面から前記内周面に亘って貫通する貫通穴に前記ボール戻し部材が挿入され、
前記ねじ軸の前記外周面に設けられた第１の螺旋溝と、前記ナットの前記内周面に設けられた第２の螺旋溝とにより、前記ボールが転動するボール転動路が形成され、
前記ボール戻し部材に設けられたボール戻し溝により、前記ボール転動路の終点から始点に前記ボールを戻すボール戻し路が形成され、
前記ボールは、前記ボール転動路内及び前記ボール戻し路内に配置され、
前記ボール転動路内で転動する前記ボールを介して、前記ねじ軸と前記ナットとが相対移動するように構成され、
前記ボール戻し部材は、前記ボール転動路の終点から前記ボールを掬い上げて前記ボール戻し路に案内するタング部を有し、
前記タング部は、前記ボール戻し溝と連結して前記第１の螺旋溝の中に配置され、
前記貫通穴は、前記第２の螺旋溝間のランド部と平行に加工されているボールねじ。
【請求項２】
前記タング部は、前記ボール戻し溝の延伸方向において中央部から端部に亘って前記第１の螺旋溝の中に位置する深さが徐々に浅くなる湾曲形状になっている請求項１に記載のボールねじ。
【請求項３】
前記ボール転動路及び前記ボール戻し路により無端状の循環経路が形成され、
前記循環経路は、前記ねじ軸の中心軸方向において互いに隣り合うようにして複数設けられている請求項１又は２に記載のボールねじ。
【請求項４】
前記ボール戻し部材は、前記ボール戻し溝が設けられた第１の面とは反対側の第２の面側にフランジ部を有し、
前記フランジ部は、前記貫通穴を囲むようにして前記ナットの外周面に設けられた段差部に嵌め込まれている請求項１から３の何れか１項に記載のボールねじ。
【請求項５】
前記第１及び第２の螺旋溝のリードに対する前記ボールの径が７０％を越えている請求項１から４の何れか１項に記載のボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじに関し、特に、こま方式のボールねじに適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
こま方式のボールねじは、ボールが転動するボール転動路と、このボール転動路の終点から始点にボールを戻すボール戻し路とが別々の部材によって構成されている。ボール転動路は、ねじ軸の外周面に設けられた螺旋溝とナットの内周面に設けられた螺旋溝とにより形成されている。ボール戻し路は、ボール戻し部材（こま部材）に設けられたボール戻し溝により形成されている。ボール戻し部材は、ナットの外周面から内周面に亘って貫通する貫通穴に挿入されている。したがって、こま方式のボールねじにおいては、ボール転動路とボール戻し路とが別々の部材で構成されているので、ボール転動路とボール戻し路との間でのボールの移動を円滑に行う工夫がなされている。特許文献１には、転送路（ボール転動路）と環境溝（ボール戻し溝）との連結部分に中心軸が転送路の中心軸と一致する直線状の導入部を設けてボールの円滑な動作を確保した、こま方式のボールねじが開示されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１のボールねじは、直線状の導入部を平面方向に設けているため、こま（ホール戻し部材）の平面サイズが大きくなるという課題があった。こまの平面サイズが大きくなると、こまが挿入される貫通穴の平面サイズを大きくする必要があるため、リードに対するボール径を大きくすると貫通穴が隣り合う雌ねじ溝（ナットの螺旋溝）と干渉してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９２０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、ボール戻し部材の平面サイズの小型化を図りつつ、ボールを円滑に循環させることが可能なボールねじを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るホールねじは、ねじ軸と、ナットと、複数のボールと、ボール戻し部材とを備え、ねじ軸の外周面とナットの内周面とが対向するように、ねじ軸とナットとが同軸に配置されている。そして、ナットの外周面から内周面に亘って貫通する貫通穴にボール戻し部材が挿入されている。そして、ねじ軸の外周面に設けられた第１の螺旋溝と、ナットの内周面に設けられた第２の螺旋溝とにより、ボールが転動するボール転動路が形成され、ボール戻し部材に設けられたボール戻し溝により、ボール転動路の終点から始点にボールを戻すボール戻し路が形成されている。そして、ボールは、ボール転動路内及びボール戻し路内に配置され、ボール転動路内で転動するボールを介して、ねじ軸とナットとが相対移動するように構成されている。そして、ボール戻し部材は、ボール転動路の終点からボールを掬い上げてボール戻し路に案内するタング部を有し、タング部は、ボール戻し溝と連結して第１の螺旋溝の中に配置されている。そして、貫通穴は、第２の螺旋溝間のランド部と平行に加工されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、ボール戻し部材の平面サイズの小型化を図りつつ、ボールを円滑に循環させることが可能なボールねじを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図２】図１のナットの内部構造を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面構造を示す断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線から螺旋溝の延伸方向に離れた位置での断面構造を示す断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線から図４よりも螺旋溝の延伸方向に離れた位置での断面構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、ボールねじに本発明を適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。以下の一実施形態では、説明を容易にするため、１つのボール循環経路を有するボールねじを例示的に説明する。また、図２は、図１の裏側から見た断面図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るボールねじ１は、円筒状のねじ軸１０と、円筒状のナット２０と、複数のボール３０と、ボール戻し部材４０（こま部材）とを備えている。そして、ねじ軸１０の外周面１１とナット２０の内周面２１とが対向するように、ねじ軸１０とナット２０とが同軸に配置されている。ボール戻し部材４０は、図３に示すように、ナット２０の外周面２３から内周面２１に亘って貫通する貫通穴２４に挿入されている。
【００１０】
図１及び図２に示すように、ねじ軸１０の外周面１１には第１の螺旋溝１２が設けられている。第１の螺旋溝１２は、ねじ軸１０の中心軸方向に螺旋状に連続して形成されている。また、図２及び図３に示すように、ナット２０の内周面２１には第２の螺旋溝２２が設けられている。第２の螺旋溝２２は、ナット２０の中心軸方向に螺旋状に連続して形成されている。図３に示すように、第１の螺旋溝１２と第２の螺旋溝２２とは、互いに対向し、同一のリード（中心軸方向に進む距離）で形成されている。
第１の螺旋溝１２及び第２の螺旋溝２２の各々の断面形状（螺旋溝の延伸方向（長手方向）に直交する断面形状）は、例えば、何れも曲率中心の異なる２つの円弧を組み合わせた略Ｖ字状をなすゴシックアーク状である。ただし、単一の円弧からなる曲線状でもよい。
【００１１】
図２及び図３に示すように、一実施形態に係るボールねじ１は、ボール３０が転動するボール転動路２と、ボール転動路２の終点から始点にボール３０を戻すボール戻し路３とを有している。ボール転動路２は、主に第１の螺旋溝１２と第２の螺旋溝２２とにより形成されている。ボール戻し路３は、主にボール戻し部材４０の第１の面４１に設けられたボール戻し溝４３により形成されている。ボール３０は、ボール転動路２内及びボール戻し路３内のそれぞれに配置されている。すなわち、一実施形態に係るボールねじ１には、ボール転動路２とボール戻し路３とにより無端状のボール循環経路が形成されている。なお、この実施形態では、１つのボール循環経路が形成された場合で説明しているが、ボール循環経路としては２つ以上設けてもよい。この場合、ボール循環経路の数に合わせて、ボール転動路２及びボール戻し路３も２つ以上となる。そして、ボール戻し部材４０も２つ以上となる。
【００１２】
ボールねじ１において、ボール３０は、ボール転動路２内を移動しつつねじ軸１０の周りを回ってボール転動路２の終点に至り、そこでボール戻し路３の一方の端部に入る。ボール戻し路３に入ったボール３０は、ボール戻し路３内を通ってボール戻し路３の他方の端部に達し、そこからボール転動路２の始点に戻されるようになっている。
したがって、ボールねじ１は、ねじ軸１０とナット２０とを相対回転運動させると、ボール転動路２内でのボール３０の転動を介して、ねじ軸１０とナット２０とが中心軸方向に相対直線移動するようになっている。
ボール戻し溝４３は、図２に示すように、Ｓ字状の平面パターン形状で形成されている。ボール戻し溝４３は、一端側がボール転動路２の終点に連結され、他端側がボール転動路２の始点に連結されている。そして、ボール戻し溝４３の中央部は、第２の螺旋溝２２の間のランド部を横切るようにして配置されている。
【００１３】
図３に示すように、ボール戻し部材４０は、ボール転動路２の終点からボール３０を掬い上げてボール戻し路３に案内するタング部（ボール掬い上げ部）４４を有している。タング部４４は、ボール戻し溝４３と連結して第１の螺旋溝１２の中に配置されている。また、タング部４４は、図３乃至図５に示すように、ボール戻し溝４３の延伸方向において中央部から端部に亘って第１の螺旋溝１２の中に位置する深さが徐々に浅くなる湾曲形状になっている。図５の位置では、タング部４４は設けられていない。
図２に示すように、ボール戻し部材４０は、長方形の平面パターン形状で形成されている。そして、貫通穴２４においても、ボール戻し部材４０と同様に長方形の平面パターン形状で形成されている。貫通穴２４は、第２の螺旋溝２２間のランド部２２ａと平行になるように加工されている。すなわち、貫通穴２４は、長手方向の中心軸がランド部２２ａと同一方向となるように形成されている。
【００１４】
図３に示すように、ボール戻し部材４０は、ボール戻し溝４３が設けられた第１の面４１とは反対側の第２の面４２側にフランジ部４６を有している。そして、フランジ部４６は、貫通穴２４を囲むようにしてナット２０の外周面２３に設けられた段差部２６に嵌め込まれている。ボール戻し部材４０は、例えば鉄、樹脂などによって容易に形成することができる。また、ボール戻し部材４０は、焼結加工、ＭＩＭ（モルダイロ：金属粉末射出成形）によって容易に形成することができる。
このように構成されたボールねじ１は、電動ブレーキ用倍力装置、ＤＣＴやＡＭＴのクラッチ機構、電動パーキング、２−４ＷＤ切り替えなどの用途に用いることができる。また、ボールねじ１は、電動パワーステアリングのチルトテレスコ機構、ラック式などの用途に用いることができる。また、ボールねじ１は、電動のパワーウインドウ、スライドドア、シートアジャストなどの用途に用いることができる。
【００１５】
次に、本発明の一実施形態に係るボールねじ１の効果について説明する。
ボールねじ１は、ボール転動路２の終点からボール３０を掬い上げてボール３０をボール戻し路３に案内するタング部４４がボール戻し部材４０に設けられている。そして、タング部４４がボール戻し溝４３と連結して第１の螺旋溝１２の中に配置されている。したがって、ボールねじ１によれば、タング部４４によりボール転動路２の終点からボール３０を掬い上げてボール戻し路３に案内することができるので、ボール３０を円滑に循環させることができる。また、直線状の導入部が平面方向に設けられた特許文献１のボールねじとは異なり、タング部４４がナット２０の径方向に設けられているので、特許文献１のボールねじと比較して、ボール戻し部材４０の平面サイズを小さくすることができる。この結果、一実施形態に係るボールねじ１は、ボール戻し部材４０の小型化を図りつつ、ボール３０を円環に循環させることができる。
【００１６】
また、ボールねじ１はボール戻し部材４０の小型化を図ることができるので、第１及び第２の螺旋溝１２，２２のリードに対するボール３０の径を大きくしても、例えばリード／ボール径が７０％を越えても貫通穴２４がこの貫通穴２４と隣り合うボール転動路２に干渉しないように貫通穴２４を配置することができる。
また、ボールねじ１は、特許文献１のボールねじのように、ボール戻し部材に直線状の導入部を設ける必要がないので、ボール戻し部材４０の長さを短くすることができる。この結果、ボールねじ１は、ボール転動路２での負荷ボール数を増加することができるので、荷重負荷範囲が増加し、長寿命化を図ることができる。
【００１７】
また、ボールねじ１は、貫通穴２４が第２の螺旋溝２２間のランド部２２ａと略平行となるように加工されている。したがって、ボールねじ１によれば、特許文献１のボールねじのように、貫通穴が螺旋溝間のランド部と交差するように加工された場合と比較してタング部４４が肉厚になるので、タング部４４の強度を高めることができる。
また、ボールねじ１は、ボール戻し部材４０のフランジ部４６が、ナット２０の段差部２６に嵌め込まれている。したがって、ボールねじ１によれば、ボール戻し部材４０とナット２０との接触面積が増加するので、ナット２０の貫通穴２４に挿入されたボール戻し部材４０がナット２０から脱落する不具合を抑制することができる。
【００１８】
ここで、自動車や二輪などのアクチュエータに用いられるボールねじにおいては、車載搭載性を重視して、小型高容量化が要求される。小型化には、モータトルクを大きな推力に変換できる小リードのボールねじが有効である。一方、高容量化には、ボール径を大きくすることが有効である。しかしながら、小リードでボール径を大きくすると、複数のボール循環経路を有するこま方式では隣り合う２つのボール循環経路が近接するため、ナットに設けるボール戻し部材用の貫通穴が、この貫通穴と隣り合うボール循環経路と干渉してしまう。このため、ボール循環経路の間にボールが循環しない非ボール転動路を設ける必要があり、ナットの中心軸方向のサイズが大きくなるという課題があった。
【００１９】
これに対し、一実施形態に係るボールねじ１は、上述したように、リードに対するボール径を大きくしても、貫通穴２４がこの貫通穴２４と隣り合うボール転動路に干渉しないように貫通穴２４を配置することができるので、複数のボール循環経路を有する場合でもボール循環経路間に非ボール転動路を設ける必要がないため、ナットの中心軸方向の長さを短くすることができ、ボールねじとしては小型化を図ることができる。
なお、上述の実施形態では、冒頭で述べたとおり、１つのボール循環経路を有するボールねじ１を例示的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のボール循環経路を有するボールねじに適用することができる。
以上、本発明を上記一実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記一実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００２０】
１  …ボールねじ
２  …ボール転動路
３  …ボール戻し路
４  …循環経路
１０…ねじ軸
１１…外周面
１２…第１の螺旋溝
２０…ナット
２１…内周面
２２…第２の螺旋溝
２３…外周面
２４…貫通穴
２６…段差部
３０…ボール
４０…ボール戻し部材
４１…第１の面
４２…第２の面
４３…ボール戻し溝
４４…タング部
４６…フランジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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