(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸およびこれにボールを介してねじ合わされたボールねじナットと、前記ねじ軸を保持するハウジングと、前記ハウジングのモータ収容部内に配されて前記ねじ軸または前記ボールねじナットを回転させるモータと、前記ねじ軸と前記ボールねじナットとが所定量以上相対直進移動した際に前記ハウジングに衝突するストッパとを備えており、前記ねじ軸および前記ボールねじナットのいずれか一方がボールねじ回転部材、同他方がボールねじ直進部材とされて、前記ボールねじ回転部材が前記モータのロータに結合されるボールねじ装置において、
前記ストッパ衝突前に前記モータロータを減速させるブレーキが設けられており、前記ブレーキは、前記ねじ軸と前記ボールねじナットとが前記所定量以上相対直進移動するよりも前に、前記モータロータに当接して前記モータロータに制動力を作用することを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
前記ブレーキは、前記ストッパが前記ハウジングに衝突する前に前記ストッパを受け止めてこれと一体に移動する衝突受け部材と、前記衝突受け部材と前記モータロータとの間において前記モータロータに所定間隙をおいて対向するブレーキ板と、前記ブレーキ板と前記衝突受け部材とを連結する連結部材と、前記ブレーキ板と前記モータロータとの間隙を維持するための付勢部材とを有していることを特徴とする請求項１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し、特に、モータと一体化されたボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじ軸およびこれにボールを介してねじ合わされたボールねじナットを備えているボールねじ装置は、電動アクチュエータ用や緩衝器用としてよく使用されており、例えば、特許文献１には、ボールねじナットにモータのロータを接続することで、ボールねじナットが回転して、ねじ軸が軸方向に直線移動する形態とされたボールねじ装置を電動アクチュエータに適用することが開示されている。
【特許文献１】特開平６−３００１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ボールねじ装置では、過大軸力が負荷されると、ボールねじの軌道部に圧痕が発生することがあり、特に、モータロータが一体化されたボールねじ装置において、回転または直進が急停止させられると、モータロータの回転慣性力が大きいために、圧痕発生の可能性が増加する。ボールねじ軌道の圧痕を防止するには、ボールねじ装置全体を大きくして強度を上げればよいが、このようにすると、慣性モーメントが増加するので好ましくない。
【０００４】
この発明の目的は、ボールねじの軌道部に圧痕が発生することを防止したボールねじ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明によるボールねじ装置は、ねじ軸およびこれにボールを介してねじ合わされたボールねじナットと、前記ねじ軸を保持するハウジングと、前記ハウジングのモータ収容部内に配されて前記ねじ軸または前記ボールねじナットを回転させるモータと、前記ねじ軸と前記ボールねじナットとが所定量以上相対直進移動した際に前記ハウジングに衝突するストッパとを備えており、前記ねじ軸および前記ボールねじナットのいずれか一方がボールねじ回転部材、同他方がボールねじ直進部材とされて、前記ボールねじ回転部材が前記モータのロータに結合されるボールねじ装置において、前記ストッパ衝突前に前記モータロータを減速させるブレーキが設けられており、前記ブレーキは、前記ねじ軸と前記ボールねじナットとが前記所定量以上相対直進移動するよりも前に、前記モータロータに当接して前記モータロータに制動力を作用することを特徴とするものである。
【０００６】
ブレーキは、例えば、ストッパがハウジングに衝突する前にストッパを受け止めてこれと一体に移動する衝突受け部材と、衝突受け部材とモータロータとの間においてモータロータに所定間隙をおいて対向するブレーキ板と、ブレーキ板と衝突受け部材とを連結する連結部材と、ブレーキ板とモータロータとの間隙を維持するための付勢部材とを有しているものとされる。
【０００７】
ボールねじ回転部材は、ねじ軸（ボールねじナットがボールねじ直進部材）とされることがあり、また、ボールねじナット（ねじ軸がボールねじ直進部材）とされることがある。
【０００８】
この発明によるボールねじ装置は、アクチュエータ（モータによってボールねじナットが回転させられ、これにより、ねじ軸が直線移動する形態、または、モータによってねじ軸が回転させられ、これにより、ボールねじナットが直線移動する形態）として使用されることがあり、緩衝器（ねじ軸が外部からの力によって直線移動させられ、これにより、ボールねじナットが回転し、モータが発生する電磁力が減衰力となる形態、または、ボールねじナットが外部からの力によって直線移動させられ、これにより、ねじ軸が回転し、モータが発生する電磁力が減衰力となる形態）として使用されることがある。
【０００９】
いずれの場合でも、ボールねじ直進部材は、往復直線移動し、通常、その所定方向（この明細書では「前進方向」と称す。この「前進方向」は、ストッパに衝突する移動方向を意味し、具体的には、上下、前後、左右およびその他の方向のいずれであってもよい。）の所定量以上の移動を防止するためのストッパが設けられる。ストッパは、例えば、ボールねじ直進部材が所定量以上移動した際にハウジングに当接するフランジ部をボールねじ直進部材に設けることで形成することができ、また、ストッパは、ボールねじ直進部材と一体に直線移動する部材に形成してもよく、直線移動しない方の部材（ハウジングや中空軸）に設けることもできる。ストッパによってボールねじ直進部材の前進方向の極限位置が規定されていることで、極限位置に達すると、ボールねじ直進部材が強制的に停止させられる。この際のボールねじ直進部材の移動速度が速い場合、ボールねじ直進部材の急停止時におけるボールねじ回転部材の回転慣性力が大きいため、ボールねじ軌道に圧痕が生じることがある。
【００１０】
従来のものでは、ボールねじ直進部材の移動が強制的に停止させられた場合には、モータロータの慣性力もボールねじ回転部材に作用し、圧痕が発生する可能性が高いものとなっている。
【００１１】
この発明のボールねじ装置によると、ストッパ衝突前に、ブレーキによってモータロータの回転速度が減少させられるので、モータロータの回転慣性力が小さくなり、ボールねじ直進部材に作用する衝撃荷重が小さくなる。この結果、ボールねじ軌道に圧痕が生じることが防止される。
【００１２】
上記ボールねじ装置には、ボールねじ直進部材としてのねじ軸の直線移動を案内するスプラインがねじ軸に一体に設けられていることがある。この場合のスプラインは、ボールスプラインであってもよく、例えばインボリュートスプラインのような嵌合式のスプラインであってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のボールねじ装置によると、ストッパがハウジングに衝突する前に、ブレーキによってモータロータの回転速度が減少させられることで、ボールねじ軌道に圧痕が発生することを防止できるので、ボールねじ直進部材に作用する荷重を小さくすることができ、ボールねじ軌道に圧痕が発生することを防止できる。これにより、強度確保のために全体を大きくした場合の慣性モーメント増加という問題が解消し、ボールねじ装置を小型化および軽量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。以下の説明において、左右は、図の左右をいうものとする。
【００１５】
図１は、この発明によるボールねじ装置の１実施形態を示している。
【００１６】
ボールねじ装置(1)は、ハウジング(2)と、右部(3a)がハウジング(2)内に配されて左右にのびる鋼製ねじ軸(3)と、ねじ軸(3)にボールを介してねじ合わされたボールねじナット(4)と、ハウジング(2)のモータ収容部(6)に配されたロータ(11)およびステータ(12)からなるモータ(5)と、ストッパ(14)の衝突時にモータロータ(11)を減速させるブレーキ(7)とを備えている。
【００１７】
モータ収容部(6)は、円筒部(6a)およびその左右開口を閉鎖する左右底壁部(6b)(6c)からなる。ねじ軸(3)は、その右部(3a)がモータ収容部(6)の左右底壁部(6b)(6c)に軸受(15)を介して回転自在に支持されている。
【００１８】
このボールねじ装置(1)は、ねじ軸(3)がモータ(5)によって回転させられ、これに伴ってボールねじナット(4)が直線移動する形式のアクチュエータとして使用される。
【００１９】
モータ(5)のステータ(12)は、モータ収容部(6)の円筒部(6a)内周に固定されており、モータ(5)のロータ(11)は、ねじ軸(3)の外周に固定されている。
【００２０】
ボールねじナット(4)には、これと一体で左右方向に直線移動する中空軸(13)が固定されている。中空軸(13)には、右方向への直線移動時の極限位置を規定するストッパ(14)が設けられている。
【００２１】
ブレーキ(7)は、モータ収容部(6)の左の底壁部(6b)とストッパ(14)との間に配されてストッパ(14)がこの底壁部(6b)に衝突する前にストッパ(14)を受け止めてこれと一体に移動する衝突受け部材(21)と、モータ収容部(6)内の左の底壁部(6b)とモータロータ(11)との間に配されてモータロータ(11)に所定間隙をおいて対向するブレーキ板(22)と、モータ収容部(6)の左の底壁部(6b)を貫通してブレーキ板(22)と衝突受け部材(21)とを連結する連結部材(23)と、モータ収容部(6)の左の底壁部(6b)の左面と衝突受け部材(21)の右面との間に配されて衝突受け部材(21)を左向きに付勢することでブレーキ板(22)とモータロータ(11)左面との間隙を維持する付勢部材としてのばね(24)とを有している。
【００２２】
ストッパ(14)が右方に移動する際、ストッパ(14)は、先に衝突受け部材(21)に衝突し、ばね(24)の付勢力に抗して、衝突受け部材(21)を右方に移動させる。衝突受け部材(21)に連結部材(23)によって連結（一体化）されているブレーキ板(22)は、ストッパ(14)の右方への移動に伴って右方に移動し、ストッパ(14)が衝突受け部材(21)を介してモータ収容部(6)の左の底壁部(6b)に衝突する前に、モータロータ(11)の左面に当接し、これに制動力を作用する。この結果、モータロータ(11)の回転に制動が掛かり、モータロータ(11)の回転速度が低下する。
【００２３】
従来のものでは、ストッパ(14)がモータ収容部(6)の左の底壁部(6b)に衝突することでボールねじナット(4)の直進運動が急停止させられると、この時点では、ねじ軸(3)およびモータロータ(11)は、回転慣性力を有しているので、回転を続けようとし、ねじ軸(3)およびモータロータ(11)の回転慣性力がボールねじナット(4)に作用して、ねじ軸(3)とボールねじナット(4)との間に大きな力が作用する。
【００２４】
これに対し、この発明によるボールねじ装置(1)では、ストッパ(14)がモータ収容部(6)の左の底壁部(6b)に衝突する前に、ブレーキ(7)によってモータロータ(11)の回転速度が徐々に減少させられるので、ねじ軸(3)とボールねじナット(4)との間に作用するモータロータ(11)およびねじ軸(3)の回転慣性力も、徐々に小さくなり、ボールねじ軌道に圧痕が生じることが防止される。
【００２５】
このボールねじ装置(1)は、アクチュエータのほか、例えば、自動車の電磁緩衝器用として使用するのに適している。電磁緩衝器は、タイヤから伝わる軸方向運動をボールねじ機構により回転運動に変換し、この回転運動をモータ(5)に取り込んで、モータ(5)で発生する電磁力を減衰力として利用する緩衝器であり、突起乗り越し等のサスペンションオーバストローク時には、直線移動部分に設けられたバンプストッパがハウジング(2)（例えばモータフランジ等）に衝突することにより、高速回転していたモータ(5)が急停止し、モータ(5)の慣性トルクにより過大軸力がボールねじ部分(3)(4)に負荷されることがあり、この場合のボールねじ機構の保護が課題となっている。上記のボールねじ装置(1)によると、ストッパ(14)がハウジング(2)（モータ収容部(6)）に衝突する前に、ブレーキによってモータロータ(11)の回転速度が減少させられるので、回転慣性力に起因したねじ軸(3)とボールねじナット(4)との間に作用する荷重が小さくなり、ボールねじ機構が保護され、圧痕の発生などの問題が生じることが防止される。
【００２６】
なお、アクチュエータおよび緩衝器いずれについても、上記のねじ軸(3)回転に代えて、ナット回転とされることがあるが、この場合でも、上記構成を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、この発明のボールねじ装置の１実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
(1)     ボールねじ装置
(2)     ハウジング
(3)     ねじ軸（ボールねじ回転部材）
(4)     ボールねじナット（ボールねじ直進部材）
(5)     モータ
(7)     ブレーキ
(11)    モータロータ
(14)    ストッパ
【図１】
0005315673.tif 000002