(57)【要約】【課題】ボールねじのコストを低減するとともに、その耐久性を向上させる。【解決手段】ボールねじ機構１０は、回転駆動源１２と同軸上に連結される金属製材料からなるボールねじ軸１４と、前記ボールねじ軸１４に螺合される樹脂製材料からなるナット部材１８と、該ナット部材１８の上面にねじ部材３４を介して固定されるプレート部材２と、該プレート部材２０によって閉塞されたナット部材１８の内部に形成される通路３２に充填され、前記ボールねじ軸１４およびナット部材１８のねじ溝２６ａ、２６ｂに装填される鋼球３０とを備える。【選択図】図２
2004003631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に第１ボールねじ溝が刻設された金属製材料からなるボールねじ軸と、
前記第１ボールねじ溝と内部に形成される第２ボールねじ溝との間に装填されるボールを介して前記ボールねじ軸に螺合される樹脂製材料からなるナット部材と、
を備え、
前記ナット部材は、回転方向への変位が規制され、且つ前記ボールねじ軸の軸線方向に沿って変位自在に設けられることを特徴とするボールねじ機構。
【請求項２】
請求項１記載のボールねじ機構において、
前記ボールねじ軸は、アルミニウムから形成されることを特徴とするボールねじ機構。
【請求項３】
請求項１記載のボールねじ機構において、
前記ナット部材には、周面に開口した装着孔が形成され、前記装着孔がプレート部材によって閉塞されることを特徴とするボールねじ機構。
【請求項４】
請求項１記載のボールねじ機構において、
前記ナット部材の第２ボールねじ溝には、油溜まり部が形成されることを特徴とするボールねじ機構。
【請求項５】
請求項１記載のボールねじ機構において、
前記ナット部材の第２ボールねじ溝には、前記第２ボールねじ溝に装填された前記ボールとの間にクリアランスが形成されることを特徴とするボールねじ機構。
【請求項６】
請求項１記載のボールねじ機構において、
前記ナット部材は、射出成形によって形成されることを特徴とするボールねじ機構。
【請求項７】
請求項４記載のボールねじ機構において、
前記油溜まり部には潤滑剤が充填され、前記潤滑剤は、動粘度が２０００ｃｓｔ以上のオレフィン系のグリースからなることを特徴とするボールねじ機構。
【請求項８】
請求項１記載のボールねじ機構において、
前記ボールねじ軸がアクチュエータのボディに回動自在に軸支され、回転駆動源の回転作用下にボールねじ軸の軸線方向に沿って変位するナット部材がスライダと一体的に連結されることを特徴とするボールねじ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転駆動源の駆動作用下にボールねじ軸に螺合されたナット部材を軸線方向に変位させるボールねじ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、モータ等の回転駆動源の回転作用下に回転する滑りねじ軸の外周面にねじ部が刻設されている。そして、前記ねじ部に対して金属製材料からなるナット部材が螺合された滑りねじが用いられている。ナット部材の内部には、滑りねじ軸の前記ねじ部に螺合される雌ねじ部が形成され、前記ナット部材の回転方向への変位を規制することにより、前記滑りねじ軸の回転運動をナット部材の直線運動に変換して、前記ナット部材を軸線方向に沿って変位させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３００１０８号公報（段落［００１０］〜［００１２］、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に係るボールねじ機構においては、滑りねじ軸の軸線方向に沿ってナット部材が変位する際、前記滑りねじ軸のねじ部とナット部材の雌ねじ部とが嵌合しながら変位する。そのため、ねじ部と雌ねじ部との間に摩擦抵抗が生じ、滑りねじ軸の回転運動をナット部材の直線運動に変換する際の伝達効率が低い。
【０００５】
また、前記摩擦抵抗によって滑りねじ軸とナット部材とがそれぞれ摩耗するため、長年の使用によって耐久性が低下するという問題がある。
【０００６】
さらに、滑りねじ軸からナット部材への駆動力の伝達効率と耐久性の向上を目的として、前記滑りねじの代わりにねじ部と雌ねじ部との間に鋼球を介して螺合されるボールねじが採用されている。その際、鋼球が装着されるナット部材の雌ねじ部の溝部に対し、表面精度を向上させるために研削加工を施す必要がある。
【０００７】
また、ボールねじ軸のねじ部の摩耗の低減を目的として、ボールねじ軸の表面硬度を増大させるために硬化処理を施す熱処理工程が必要となる。その際、熱処理加工時における熱によってボールねじ軸の軸心等の歪みが発生する。そのため、ボールねじ軸の歪み等を修正する曲がり矯正工程がさらに別途必要となる。
【０００８】
すなわち、ボールねじを採用することにより、滑りねじを採用した際と比較して、研削加工や熱処理工程、曲がり矯正工程等が新たに必要となるため、製造工程が煩雑であるとともに、それに伴ってコストが上昇するという問題がある。
【０００９】
さらにまた、ナット部材が軸線方向に変位するボールねじ軸のねじ部に対して変位する際に鋼球に転動抵抗が生じるため、前記転動抵抗の低減を目的として潤滑剤が用いられている。しかしながら、前記潤滑剤を定期的に給油する必要があり、定期的なメンテナンス作業が必要になるという問題がある。
【００１０】
本発明は、前記の問題を考慮してなされたものであり、ボールねじ軸に樹脂製材料からなるナット部材を変位自在に螺合させることにより、コストを低減し、且つ耐久性を向上させることが可能なボールねじ機構を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、外周に第１ボールねじ溝が刻設された金属製材料からなるボールねじ軸と、
前記第１ボールねじ溝と内部に形成される第２ボールねじ溝との間に装填されるボールを介して前記ボールねじ軸に螺合される樹脂製材料からなるナット部材と、
を備え、
前記ナット部材は、回転方向への変位が規制され、且つ前記ボールねじ軸の軸線方向に沿って変位自在に設けられることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、ボールねじ軸の外周に第１ボールねじ溝を刻設し、前記第１ボールねじ溝に装填されるボールを介してボールねじ軸に螺合されるナット部材を樹脂製材料から形成する。そして、ナット部材が回転駆動源の駆動作用下にボールを介して軸線方向に沿って変位するため転動する際の抵抗が小さい。従って、ボールねじ軸およびナット部材に対する摩擦抵抗が低減するため、耐久性を向上させることができる。
【００１３】
また、ボールねじ軸をアルミニウムから形成することにより、該ボールねじ軸に螺合されるナット部材の表面硬度を対応させて減少させることができるため、前記ナット部材にかかるコストを低減することができる。
【００１４】
さらに、ナット部材の周面に開口した装着孔を形成し、前記装着孔をプレート部材によって閉塞することにより、前記ナット部材の内部に配設されるボール等のメンテナンスを簡便に行うことができる。
【００１５】
さらにまた、ナット部材の第２ボールねじ溝に油溜まり部を形成することにより、前記油溜まり部に充填された潤滑剤によって第２ボールねじ溝に装填されるボールの外周が好適に潤滑される。
【００１６】
またさらに、ナット部材の第２ボールねじ溝に、前記第２ボールねじ溝に装填された前記ボールとの間にクリアランスを形成することにより、前記クリアランスに充填される潤滑剤によって第２ボールねじ溝に装填されるボールの外周が好適に潤滑される。
【００１７】
また、ナット部材を射出成形によって形成することにより、容易に第２ボールねじ溝を形成することができる。
【００１８】
さらに、油溜まり部には潤滑剤が充填され、前記潤滑剤は、動粘度が２０００ｃｓｔ以上のオレフィン系のグリースとすることにより、第１および第２ボールねじ溝に装填されるボールの表面に形成される油膜厚さが厚くなり、前記ボールの摺動抵抗および転動抵抗を低減することができる。そのため、ボールねじ機構の耐久性を好適に向上させることができる。
【００１９】
さらにまた、ボールねじ軸をアクチュエータのボディに回動自在に軸支し、回転駆動源の回転作用下にボールねじ軸の軸線方向に沿って変位するナット部材をスライダと一体的に連結することにより、前記ボールねじ軸をスライダの軸線方向に沿ってより一層円滑に変位させることができ、回転駆動源からの駆動力を効率よくスライダの往復運動へと変換することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るボールねじ機構について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２１】
図１および図２において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るボールねじ機構を示す。
【００２２】
このボールねじ機構１０は、回転駆動源１２の図示しない駆動軸と同軸上に連結されるボールねじ軸１４と、前記ボールねじ軸１４に螺合する雌ねじ部１６（図２参照）が貫通して形成されたナット部材１８と、該ナット部材１８の後述する装着孔２８を閉塞するプレート部材２０とを含む。
【００２３】
図２に示されるように、金属製材料から形成されるボールねじ軸１４は、外周面に雄ねじ部２２が刻設され、その両端部が所定長だけ縮径して回転駆動源１２等に接続される接続部２４ａ、２４ｂからなる。また、前記雄ねじ部２２に形成されるねじ溝（第１ボールねじ溝）２６ａは、複数の鋼球（ボール）３０が装着されるように断面略半円状に形成されている。
【００２４】
ナット部材１８は、樹脂製材料による射出成形により円筒部３１と、該円筒部３１の一端部側に形成されるフランジ部３３とが一体的に成形されている。そして、前記円筒部３１の外周面に形成される装着孔２８の内部には、ナット部材１８が変位する際に鋼球３０が移動する通路３２が形成され、一組のねじ部材３４を介して略長方形状のプレート部材２０が装着孔２８に固定され、該装着孔２８が閉塞される（図１参照）。なお、前記装着孔２８に装着されたプレート部材２０は、その外周面がナット部材１８の周面と略同一面となるように形成されている。
【００２５】
ボールねじ軸１４における雄ねじ部２２のねじ溝２６ａと、ナット部材１８の雌ねじ部１６のねじ溝（第２ボールねじ溝）２６ｂとの間には、金属製材料からなる複数の鋼球３０が転動および／または摺動自在に装着されている。また、前記ねじ溝２６ｂは、複数の鋼球３０が装着されるように断面略半円状に形成されている。前記鋼球３０は、ボールねじ軸１４とナット部材１８とが螺合するそれぞれのねじ溝２６ａ、２６ｂに連続的に複数個装着されている。そして、該ナット部材１８が変位する際にねじ溝２６ａ、２６ｂの周面に沿って一体的に転動および／または摺動する。なお、ボールねじ軸１４に螺合されるナット部材１８は、図示しない固定手段によってボールねじ軸１４を中心とした回転方向への変位が規制されている。
【００２６】
通路３２は、プレート部材２０によって閉塞されて断面略Ｃ字状となるように形成される。前記通路３２における一方側の第１開口部３６は、ボールねじ軸１４のねじ溝２６ａに向かって開口し、他方側の第２開口部３８も同様に、ボールねじ軸１４のねじ溝２６ａに向かって開口している。そして、第１および第２開口部３６、３８は、通路３２を介して連通している。なお、第１開口部３６がねじ溝２６ａに対峙する真上に位置している際、第２開口部３８がボールねじ軸１４のねじ溝２６ａに沿って周回したねじ溝２６ａに対峙する真上に位置するように設定されている。
【００２７】
すなわち、前記ナット部材１８がボールねじ軸１４の軸線方向に沿って変位する際、その変位方向に向かって前方側のねじ溝２６ａに装着された鋼球３０が第１開口部３６から通路３２の内部に送り込まれる。そして、予め通路３２の内部に充填された鋼球３０が、第１開口部３６より通路３２内に送り込まれた鋼球３０によって押圧され、第２開口部３８から変位方向に対して後方側のねじ溝２６ａに供給される。
【００２８】
その際、前記通路３２は、プレート部材２０によって閉塞されているため、該通路３２の内部に送り込まれる鋼球３０が外部に飛び出すことがない。また、前記プレート部材２０を取り外すことによって、通路３２の内部のメンテナンスや、鋼球３０の交換作業等を容易に行うことができる。
【００２９】
また、従来、金属製材料によって形成されていたナット部材を、表面硬度の低い樹脂製材料によって形成することにより、前記ナット部材１８がボールねじ軸１４に沿って変位する際、該ボールねじ軸１４に対する転動時の負荷（例えば、イナーシャ）が軽減される。その結果、ボールねじ軸１４を比較的表面硬度の低いアルミニウム等の金属製材料によって形成することが可能となるため、ボールねじ軸１４を軽量化することができ、回転駆動源１２の駆動負荷を低減することができる。そのため、回転駆動源の小型化を図ることが可能となる。
【００３０】
さらに、ナット部材１８を表面硬度が比較的低い樹脂製材料によって形成することにより、従来の金属製材料からなるナット部材に比べ、ボールねじ軸１４の雄ねじ部２２の表面の表面硬度を低く設定することが可能となる。その結果、表面硬度の増大を目的として行われていたボールねじ軸１４への熱処理工程が不要となるとともに、熱処理工程によって発生していたボールねじ軸１４の軸心等の歪みを修正するための曲がり矯正工程も同様に不要とすることができる。
【００３１】
プレート部材２０は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂製材料を用いた射出成形によって形成され、ねじ部材３４を介してナット部材１８の装着孔２８に一体的に装着されている。
【００３２】
また、図３に示されるように、ナット部材１８のねじ溝２６ｂには、鋼球３０が装着されるねじ溝２６ｂの底部よりその周面に沿って所定長だけ離間して環状の油溜まり部４０が形成されている。該油溜まり部４０は、ねじ溝２６ｂの周面より所定深さだけ窪んで形成され、潤滑剤４２（例えば、グリース）が充填されている。前記潤滑剤４２は、ナット部材１８が変位する際に鋼球３０の表面に塗布されることにより該鋼球３０の表面に油膜を形成することができる。その結果、鋼球３０がねじ溝２６ｂの周面を円滑に転動および／または摺動することができる。なお、前記油溜まり部４０は、射出成形によって容易に形成することができる。
【００３３】
この潤滑剤４２はオレフィン系のグリースからなり、このオレフィン系のグリースは樹脂製材料との相性が好適であるため、樹脂製材料から形成されるナット部材１８を好適に潤滑することができる。その結果、鋼球３０の表面により一層好適に油膜を形成することができるため、摩耗を低減することができ、耐久性の向上を図ることができる。
【００３４】
また、前記潤滑剤４２に採用されるオレフィン系のグリースの動粘度を２０００ｃｓｔ以上とすることにより、このボールねじ機構１０において鋼球３０に付勢される荷重が小さい場合には、該鋼球３０はねじ溝２６ａ、２６ｂに沿って滑りながら変位するとともに、鋼球３０に付勢される荷重が大きい場合には、該鋼球３０はねじ溝２６ａ、２６ｂに沿って転がりながら変位する。
【００３５】
従来のボールねじ軸に使用されているグリース等は、その動粘度が約１００ｃｓｔ程度であるため、鋼球の表面に形成される油膜厚さが薄く、該鋼球がねじ溝を滑った際において摺動抵抗が生じ摩耗が進行する。
【００３６】
本発明では、前記潤滑剤４２に採用されるグリースの動粘度を２０００ｃｓｔ以上とし、鋼球３０の表面に形成される油膜厚さを厚くすることにより、前記鋼球３０をねじ溝２６ａ、２６ｂに沿って滑りながら変位させた場合と、鋼球３０をねじ溝２６ａ、２６ｂに沿って転がりながら変位させた場合のいずれにおいても、その摺動抵抗および転動抵抗を低減することができる。そのため、ボールねじ機構１０の耐久性を好適に向上させることができる。
【００３７】
さらに、前記ねじ溝２６ｂの底部には、前記鋼球３０が装着された状態において鋼球３０の外周面より若干窪んだクリアランス４４が形成されている。そのため、前記クリアランス４４にも前記油溜まり部４０と同様に潤滑剤４２が充填され、その潤滑剤４２によって鋼球３０の表面に対して油膜を好適に形成することができる。
【００３８】
本発明の実施の形態に係るボールねじ機構１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３９】
図示しない電源から回転駆動源１２に電気信号を供給することにより図示しない駆動軸と一体的に連結されたボールねじ軸１４を回転させる。図１に示されるように、前記ボールねじ軸１４が矢印Ａ方向に回転すると、ボールねじ軸１４に螺合されたナット部材１８が回転方向への変位が規制された状態にあるため、その螺合作用下に軸線方向（矢印Ｃ方向）に沿って変位する。
【００４０】
その際、図２に示されるように、ねじ溝２６ａに装着された鋼球３０が、ナット部材１８の第１開口部３６から通路３２を介してナット部材１８の進行方向（矢印Ｃ方向）とは反対の方向（矢印Ｄ方向）に順番に送り込まれる。そして、予め通路３２の中に充填された鋼球３０は、ねじ溝２６ａより送り込まれた鋼球３０によって押圧され、第１開口部３６がねじ溝２６ａに対峙する真上に位置している際、第２開口部３８がボールねじ軸１４のねじ溝２６ａに沿って周回したねじ溝２６ａに対峙する真上に位置するように設定されている。
【００４１】
そのため、前記ナット部材１８の変位方向に向かって前方側のねじ溝２６ａに装着された鋼球３０が第１開口部３６から通路３２の内部に送り込まれる。そして、予め通路３２の内部に充填された鋼球３０が、第１開口部３６より通路３２内に送り込まれた鋼球３０によって押圧され、第２開口部３８から変位方向に対して後方側のねじ溝２６ａに供給されて装填されていく。
【００４２】
すなわち、ナット部材１８が軸線方向に沿って変位するとともに、前記鋼球３０が第１開口部３６より通路３２内に送り込まれ、第２開口部３８より進行方向の後方のねじ溝２６ａに装填されていく工程が繰り返されることにより、鋼球３０が転動および／または摺動しながら循環する構造となっている。
【００４３】
また、ねじ溝２６ａに装填される鋼球３０は、ナット部材１８のねじ溝２６ａに形成された油溜まり部４０の潤滑剤４２によって好適に潤滑される。その結果、より一層円滑にナット部材１８が軸線方向に沿って変位することができるとともに、鋼球３０に対して潤滑剤４２を定期的に塗布するという煩雑な作業が不要となる。
【００４４】
一方、図示しない電源から回転駆動源１２に供給される電流の特性を、前記とは逆転させることにより、前記ボールねじ軸１４が矢印Ｂ方向（図１参照）に回転する。前記ボールねじ軸１４が矢印Ｂ方向に回転すると、ボールねじ軸１４に螺合されたナット部材１８が前記とは反対の軸線方向（矢印Ｄ方向）に沿って変位する。
【００４５】
すなわち、鋼球３０がボールねじ軸１４のねじ溝２６ａとナット部材１８のねじ溝２６ｂとの間に装着され、前記ねじ溝２６ａとねじ溝２６ｂとの周面を転動および／または摺動することによりナット部材１８がボールねじ軸１４の軸線方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）に沿って変位する。
【００４６】
以上により本実施の形態では、外周にねじ溝２６ａが刻設された金属製材料からなるボールねじ軸１４と、前記ボールねじ軸１４のねじ溝２６ａとの間に鋼球３０を介して螺合されるナット部材１８とが設けられている。そして、樹脂製材料からなるナット部材１８の回転方向への変位を規制した状態で、鋼球３０を介して軸線方向に変位させることによりボールねじ軸１４とナット部材１８との転動および／または摺動する際の抵抗を低減させることができる。そのため、より一層円滑にナット部材１８を軸線方向に沿って変位させることができ、従来の滑りねじ構造と比較して、ボールねじ軸１４の回転運動をナット部材１８の直線運動に変換させる伝達効率を向上させることができる。
【００４７】
また、ナット部材１８を樹脂製材料から形成することにより、前記ナット部材１８に螺合されるボールねじ軸１４に付与される転動および／または摺動する際の負荷を低減させることができる。そのため、従来、ボールねじ軸の表面硬度を増大させる目的で施されていた熱処理工程が不要となる。また、それに伴って前記熱処理工程における熱によってボールねじ軸に生じていた軸心等の歪みを修正する曲がり矯正工程も不要となるため、生産性をより一層向上させることができる。
【００４８】
さらに、ナット部材１８を樹脂製材料から形成することにより、鋼球３０が装着される雌ねじ部１６の精度の向上を目的とした煩雑な研削工程が不要とすることができる。そのため、生産性をより一層向上させることができるとともに、ナット部材１８の軽量化を促進することができる。
【００４９】
さらにまた、ボールねじ軸１４を材料硬度の比較的小さいアルミニウム等の金属製材料で形成することが可能となるため、ボールねじ軸１４を軽量化することができ、回転駆動源１２の駆動負荷を低減することができる。
【００５０】
またさらに、ナット部材１８のねじ溝２６ｂに潤滑剤４２が充填される油溜まり部４０およびクリアランス４４を形成することにより、前記油溜まり部４０内に充填される潤滑剤４２によって鋼球３０の外周面に好適に油膜が形成されるため、定期的に鋼球３０に潤滑剤４２を供給するメンテナンス作業が不要となる。
【００５１】
次に、図４および図５において、本発明の実施の形態に係るボールねじ機構１０が適用されたアクチュエータを参照符号１００で示す。
【００５２】
このアクチュエータ１００は、長尺に形成されたフレーム（ボディ）１０２と、前記フレーム１０２の一端部に第１エンドプレート１０４を介して連結された回転駆動源１０６と、前記フレーム１０２に対して着脱自在なユニットとして構成され、カップリング部材１０８を介して回転駆動源１０６の回転駆動力を伝達するボールねじ機構１０と、前記ボールねじ機構１０を介して伝達される駆動力の作用下に前記フレーム１０２の軸線方向に沿って往復動作するスライダ１１０と、前記スライダ１１０をフレーム１０２に沿って案内するガイドシャフト１１２ａ、１１２ｂとを有する。
【００５３】
フレーム１０２の一端部には、第１エンドプレート１０４が図示しないねじ部材によって一体的に連結され、前記第１エンドプレート１０４の略中央部には、電気信号の付勢下に駆動する回転駆動源１０６が連結されている。前記第１エンドプレート１０４の略中央部には孔部１１４ａが形成され、前記孔部１１４ａには、前記回転駆動源１０６の駆動軸１１６が挿通されている。第１エンドプレート１０４の回転駆動源１０６が連結される反対の側面には、フレーム１０２上に配設されるハウジング（ボディ）１１８が一体的に連結され、ハウジング１１８の内部に形成される孔部１１４ｂと、第１エンドプレート１０４の孔部１１４ａとが連通している。なお、ハウジング１１８の孔部１１４ｂには、軸受部材１２０ａが装着されている。
【００５４】
また、フレーム１０２の他端部には、同様に図示しないねじ部材を介して第２エンドプレート（ボディ）１２２が連結され、略中央に形成される孔部１１４ｃには、軸受部材１２０ｂが装着されている。
【００５５】
ボールねじ機構１０は、ボールねじ軸１４の一方側の接続部２４ａが前記ハウジング１１８の内部に装着された軸受部材１２０ａに回動自在に軸支されている。そして、前記接続部２４ａは、カップリング部材１０８を介して回転駆動源１０６の駆動軸１１６と同軸上に連結されている。すなわち、ボールねじ軸１４は、回転駆動源１０６の駆動作用下に駆動軸１１６と一体的に回転する。
【００５６】
なお、ボールねじ軸１４と軸受部材１２０ａの端面との間には、円盤状の軸受押え部材１２４が装着されている。前記軸受押え部材１２４は、孔部１１４ｂより外径が大きく形成されているため、軸受部材１２０ａがハウジング１１８から脱落することが防止される。また、ボールねじ軸１４の他方側の接続部２４ｂは、第２エンドプレート１２２の軸受部材１２０ａに回動自在に軸支されている。
【００５７】
一方、ナット部材１８は、回転駆動源１０６側がフランジ部３３となるようにスライダ１１０の内部に挿入され、前記スライダ１１０と一体的に変位する。
【００５８】
ガイドシャフト１１２ａ、１１２ｂは、それぞれボールねじ軸１４の両側に所定間隔離間して略平行に設けられ、その一端部側がハウジング１１８の内部に挿入されて支持され、他端部側が第２エンドプレート１２２の内部に挿入されて支持されている。
【００５９】
スライダ１１０の中央部には、ハウジング１１８側にナット部材１８が挿入される装着孔１２８が形成され、前記装着孔１２８より縮径した貫通孔１３０が第２エンドプレート１２２側に向かって延在している。前記貫通孔１３０の内部には、ボールねじ軸１４が挿通されている。
【００６０】
また、スライダ１１０における貫通孔１３０の両側には、略平行かつ所定間隔離間した一組のガイド孔１３１ａ、１３１ｂ（図４参照）が形成されている。前記ガイド孔１３１ａ、１３１ｂの内部には、前記ガイドシャフト１１２ａ、１１２ｂを保持するボールブッシュ１３２ａ、１３２ｂがそれぞれ複数装着され、ガイドシャフト１１２ａ、１１２ｂの外周面を高精度にガイドしている。ボールブッシュ１３２ａ、１３２ｂの間には、前記ボールブッシュ１３２ａ、１３２ｂ同士を所定間隔離間させて保持するスペーサ１３４が挟持されている。
【００６１】
また、ガイド孔１３１ａ、１３１ｂの開口部近傍には、環状の脱抜防止リング１３６が装着され、前記脱抜防止リング１３６によってボールブッシュ１３２ａ、１３２ｂがスライダ１１０から脱抜することが防止される。すなわち、スライダ１１０は、ボールねじ機構１０を中心として、その両側がガイドシャフト１１２ａ、１１２ｂによってガイドされている。そのため、スライダ１２０がガイドシャフト１１２ａ、１１２ｂのガイド作用下により高精度な直進性を有する。
【００６２】
さらに、スライダ１１０の端面には、それぞれハウジング１１８および第２エンドプレート１２２に対峙する方向に向かってダンパ１３８ａ、１３８ｂが装着され、スライダ１１０が軸線方向に変位して変位終端位置においてスライダ１１０に発生する衝撃を緩和させることができる（図４参照）。
【００６３】
本発明の実施の形態に係るボールねじ機構１０が適用されたアクチュエータ１００は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００６４】
図示しない電源を付勢することにより回転駆動源１０６の回転駆動力がカップリング部材１０８を介してボールねじ軸１４に伝達される。所定方向に回動するボールねじ軸１４は、ナット部材１８の雌ねじ部１６に螺合されているため、ナット部材１８に連結されたスライダ１１０が、ガイドシャフト１１２ａ、１１２ｂのガイド作用下に一体的にフレーム１０２の軸線方向に沿って変位する。なお、図示しないコントローラの制御作用下に、回転駆動源１０６に流される電流の特性を逆転させることにより、前記スライダ１１０をフレーム１０２の軸線方向に沿って往復動作させることができる。
【００６５】
その結果、ナット部材１８が螺合される回転軸にボールねじ軸１４を採用し、鋼球３０を介してナット部材１８を軸線方向に沿って変位させることにより、従来のねじ構造と比較してボールねじ軸１４の回転運動をナット部材１８の直線運動に変換させる伝達効率を向上させることができる。従って、回転駆動源１０６からの駆動力をスライダ１１０の往復運動に効率よく変換して伝達することができる。
【００６６】
また、ボールねじ軸１４を、材料硬度の比較的小さいアルミニウム等の金属製材料で形成することが可能となるため、ボールねじ軸１４を軽量化することができ、回転駆動源１０６の駆動負荷を低減することができる。従って、回転駆動源１０６をサイズの小さいもので対応することが可能となるとともに、アクチュエータ１００の小型化、軽量化を促進することができる。
【００６７】
さらにまた、ナット部材１８のねじ溝２６ｂに潤滑剤４２が充填される油溜まり部４０およびクリアランス４４を形成することにより、前記油溜まり部４０内に充填される潤滑剤４２によって鋼球３０の外周面に油膜が形成される。そのため、定期的に鋼球３０に対して潤滑剤４２を供給するメンテナンス作業が不要となる。
【００６８】
また、ねじ溝２６ｂにおける油溜まり部４０およびクリアランス４４に充填される潤滑剤４２をオレフィン系のグリースとし、このオレフィン系のグリースの動粘度を２０００ｃｓｔ以上とすることにより、ナット部材１８がボールねじ軸１４に沿って軸線方向に変位する際、前記鋼球３０をねじ溝２６ａ、２６ｂに沿って滑りながら変位させた場合と、鋼球３０をねじ溝２６ａ、２６ｂに沿って転がりながら変位させた場合のいずれにおいても、その摺動抵抗および転動抵抗を低減することができる。そのため、ボールねじ機構１０の耐久性を好適に向上させることができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００７０】
すなわち、ボールねじ軸の外周に第１ボールねじ溝を刻設し、前記第１ボールねじ溝に装填されるボールを介してボールねじ軸に樹脂製材料からなるナット部材を螺合することにより、ボールねじ軸およびナット部材に対する摩擦抵抗が低減するため、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るボールねじ機構の斜視図である。
【図２】図１のボールねじ機構の縦断面図である。
【図３】図２のナット部材の雌ねじ部の拡大縦断面図である。
【図４】図１のボールねじ機構が適用されたアクチュエータの横断面図である。
【図５】図４のアクチュエータの縦断面図である。
【符号の説明】
１０…ボールねじ機構　　　　　　　１２、１０６…回転駆動源
１４…ボールねじ軸　　　　　　　　１６…雌ねじ部
１８…ナット部材　　　　　　　　　２０…プレート部材
２２…雄ねじ部　　　　　　　　　　２４ａ、２４ｂ…接続部
２６ａ、２６ｂ…ねじ溝　　　　　　２８、１２８…装着孔
３０…鋼球　　　　　　　　　　　　３２…通路
３４…ねじ部材　　　　　　　　　　３６…第１開口部
３８…第２開口部　　　　　　　　　４０…油溜まり部
４２…潤滑剤　　　　　　　　　　　４４…クリアランス
１００…アクチュエータ　　　　　　１０２…フレーム
１０４…第１エンドプレート　　　　１０８…カップリング部材
１１０…スライダ　　　　　　　　　１１２ａ、１１２ｂ…ガイドシャフト
１１６…駆動軸　　　　　　　　　　１１８…ハウジング
１２０ａ、１２０ｂ…軸受部材　　　１２２…第２エンドプレート
１３０…貫通孔
【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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