(57)【要約】  【課題】  コストの増大を招くことなく、作動不良や騒音などを抑制できるボールねじ機構を提供する。  【解決手段】  ナット４に固定された取り付け部材１１が案内溝１ｅに係合することによって、ナット４の回り止めを図れると共に、案内溝１ｅとのスキマΔを、部品１１Ａ、１１Ｂの相対変位により任意に調整することによって、作動不良や騒音を抑えた円滑な動作が可能となる。【選択図】  図２
2007002882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有するハウジングと、
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、
前記ナットに取り付けられ、前記転走路の一端から他端へとボールを戻す循環部材と、
前記循環部材を前記ナットに固定する取り付け部材と、を有し、
前記取り付け部材は、それぞれ前記ナットの半径方向外方に延在し、前記ハウジングの凹部の一側面に係合可能となっている第１の係合部と、前記ハウジングの凹部の別側面に係合可能となっている第２の係合部とを有し、前記第１の係合部と前記第２の係合部とは相対変位可能に前記ナットに取り付けられていることを特徴とするボールねじ機構。
【請求項２】
前記第１の係合部と前記第２の係合部とは、前記循環部材を挟むようにして前記ナットに取り付けられ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】
前記第１の係合部と前記第２の係合部とは、ねじを用いて前記ナットに取り付けられており、取り付け後に、前記ねじの近傍においてカシメが行われ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、モータなどによりねじ軸を回転させる場合には、ナットをハウジングに対して非回転とし、軸線方向にのみ移動可能とさせる使われ方が多い。かかる場合、例えば特許文献１に開示されたボールねじ機構においては、ナットに取り付けたチューブ押さえを、ハウジングの溝に係合させることによって回り止めを実現している。
【特許文献１】米国特許第５５０１１１８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１に記載の従来技術においては、回り止めを兼ねるチューブ押さえは、ナットと共に軸線方向に移動するが、このときハウジングに設けられた溝に沿って案内されることとなる。しかるに、チューブ押さえと溝とのスキマが小さすぎると部品同士の競り合いが生じ、作動不良を生じさせる恐れがある。一方、チューブ押さえと溝とのスキマが大きすぎると、ナットに付与されるトルクの方向が変わる反転時に、反対側の溝側面にチューブ押さえが勢いよく当たり、騒音などを発生する恐れがある。しかしながら、チューブ押さえと溝とのスキマを最適範囲に管理するために、部品精度を向上させると、コストの増大を招くという問題が生じる。
【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、コストの増大を招くことなく、作動不良や騒音などを抑制できる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、
凹部を有するハウジングと、
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、
前記ナットに取り付けられ、前記転走路の一端から他端へとボールを戻す循環部材と、
前記循環部材を前記ナットに固定する取り付け部材と、を有し、
前記取り付け部材は、それぞれ前記ナットの半径方向外方に延在し、前記ハウジングの凹部の一側面に係合可能となっている第１の係合部と、前記ハウジングの凹部の別側面に係合可能となっている第２の係合部とを有し、前記第１の係合部と前記第２の係合部とは相対変位可能に前記ナットに取り付けられ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、前記取り付け部材が、それぞれ前記ナットの半径方向外方に延在し、前記ハウジングの凹部の一側面に係合可能となっている第１の係合部と、前記ハウジングの凹部の別側面に係合可能となっている第２の係合部とを有し、前記第１の係合部と前記第２の係合部とは相対変位可能に前記ナットに取り付けられているので、前記凹部の寸法に合わせて、前記第１の係合部と前記第２の係合部とを相対変位させることによって、前記第１の係合部と前記一側面のスキマ、及び前記第２の係合部と前記他側面とのスキマを最適な値に設定でき、それにより作動不良や騒音の発生を抑制できる。
【０００８】
前記第１の係合部と前記第２の係合部とは、前記循環部材を挟むようにして前記ナットに取り付けられていると好ましい。
【０００９】
前記第１の係合部と前記第２の係合部とは、ねじを用いて前記ナットに取り付けられており、取り付け後に、前記ねじの近傍においてカシメが行われると、ねじの抜け止めを図れるので好ましい。
【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を組み込んだシリンダ装置の断面図である。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る。図３は、図１の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。図４は、取り付けた状態で示す取り付け部材の上面図である。
【００１１】
図１に示すシリンダ装置において、円筒状のケース（ハウジングともいう）１は、その内部に、ボールねじ機構を収容する空洞部１ａと、等しい径のシリンダ部１ｂと、シリンダ部１ｂに連通する流体入口１ｃ（図５，６）及び流体出口１ｄとを有している。尚、流体入口１ｃには、流体の侵入のみを許容するチェックバルブ、流体出口１ｄには、流体の排出のみを許容するチェックバルブが設けられていると好ましい。ケース１の内周面には、軸線方向に延在する案内溝（凹部）１ｅが形成されている。
【００１２】
ケース１内の空洞部１ａには、一端（図１で左端）を、ケース１の外部のモータ（不図示）に接続されたねじ軸２が延在している。ねじ軸２の外周面には、雄ねじ溝２ａと、丸軸部２ｂと、それらの間に配置されたフランジ部２ｃとが形成されている。丸軸部２ｂの外周には軸受１０の内輪が嵌合し、フランジ部２ｃに、その内方端（図１で右端）を突き当てている。また軸受１０の外輪の外方端（図１で左端）は、ケース１の空洞部１ａにはめ込まれた止め輪３に当接している。従って、ねじ軸２は、ケース１に対して軸受１０により回転自在に支持されているが、軸線方向に移動不能となっている。
【００１３】
尚、軸受１０の外輪の内方端（図１で右端）と、ケース１の段部１ｇとの間には、一体化された間座８及び板ばね（緩衝部材）９が挟持されており、すなわち軸受１０、間座８は、止め輪３によりケース１に取り付けられている。
【００１４】
一方、ケース１に対して後述するようにして軸線方向のみ移動可能に支持された円筒状のナット４は、ねじ軸２を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝４ａを形成している（図２参照）。複数のボール５が、対向する両ねじ溝２ａ、４ａ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。ねじ軸２と、ナット４と、ボール５とでボールねじ機構を構成する。
【００１５】
ナット４の外周には、平坦部４ｂが形成されている。平坦部４ｂには、循環部材であるチューブ４ｃが取り付けられている。チューブ４ｃは、取り付け部材１１により、ナット４に対して螺合するねじ１２を用いて固定されており、ボールねじ機構の動作時に、両ねじ溝２ａ、４ａ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５を戻す機能を有する。
【００１６】
取り付け部材１１は、三角柱状の２つの部品１１Ａ、１１Ｂとから構成されている。図３に示すように、部品１１Ａ、１１Ｂは、チューブ４ｃの外周面に倣う係合面１１ａ、１１ｂをそれぞれ備えている。ナット４に部品１１Ａ、１１Ｂを組み付けたとき、係合面１１ａ、１１ｂは、チューブ４ｃの外周面を両側から挟むようにして保持するようになっている。又、図４に示すように、部品１１Ａ、１１Ｂは、ねじ１２を挿通させる長孔１１ｃ、１１ｄを有している。ここで、部品１１Ａが第１の係合部を構成し、部品１１Ｂが第２の係合部を構成している。
【００１７】
図１に示すように、取り付け部材１１は、ケース１の空洞部１ａにおける内周面に、軸線方向に沿って形成された矩形断面状の案内溝１ｅ内に侵入し係合可能となっている。
【００１８】
ナット４の図１で右端には、一端を閉止した中空円筒状のピストン部材６が取り付けられている。ピストン部材６の内部には、ねじ軸２が出し入れ自在の構成となっている。ピストン部材６の外周面は、ケース１のシリンダ部１ｂの内周に密着嵌合し、それに対して摺動自在となっている。ピストン部材６の右端近傍に形成された周溝６ａ内には、Ｏ−リング７が配置され、シリンダ部１ｂ内に充填された流体が、ピストン部材６とシリンダ部１ｂとの間を通過して空洞部１ａ側に漏れないように機能している。
【００１９】
ところで、取り付け部材１１と案内溝１ｅの側面とのスキマΔは、例えば０．３±０．１ｍｍ程度であると、案内溝１ｅに沿って取り付け部材１１が軸線方向に移動する際に、競り合いが抑制され、また騒音なども抑制できるので好ましい。しかしながら、かかるスキマΔを部品の寸法管理のみで行うとコスト増を招く恐れがある。
【００２０】
これに対し、本実施の形態においては、ナット４に対して部品１１Ａ、１１Ｂを組み付ける際に、ある程度相対変位可能な構成としている。より具体的には、図４において、長孔１１ｃ、１１ｄの範囲内において、ナット４に対して部品１１Ａ、１１Ｂを変位させることができるので、これらの位置を調整することで、取り付け部材１１の幅ΔＷを任意の値に設定できる。即ち、組み付けようとするケースの案内溝１ｅの寸法を測定して、それに合わせて最適なスキマΔを設定できる取り付け部材１１の幅ΔＷを求めて、ナット４に対して部品１１Ａ、１１Ｂを適宜変位させた後、ねじ１２を用いて部品１１Ａ、１１Ｂを固定する。このように取り付け部材１１を取り付けたナット４をケース１に組み込むことで、最適なスキマΔを得ることができる。
【００２１】
更に、部品１１Ａ、１１Ｂが金属製である場合、ねじ１２の頭部近傍の部位（例えば図３のＣ）をカシメることで塑性変形させ、緩み止めとすれば好ましい。なお、長孔１１ｃ、１１ｄは、係合面１１ａ、１１ｂと平行に延在するように形成されているので、ナット４に対して部品１１Ａ、１１Ｂを変位させても、部品１１Ａ、１１Ｂのチューブ４ｃの押さえ効果が弱まることはない。
【００２２】
図５、６は、シリンダ装置の動作を示す図である。かかるシリンダ装置は、例えば車両等の制動時に、ブレーキ液を押し出すためなどに用いることができる。
【００２３】
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ねじ軸２が一方向に回転駆動されると、転走路を転動し且つチューブ４ｃを介して転走路の一端から他端へと循環するボール５により、かかる回転運動がナット４の軸線方向運動に効率よく変換され、それに連結されたピストン部材６が、図５に示すように、軸線方向左方へと移動する。ねじ軸２の一方向への回転運動は、ナット４の同方向への回転運動も引き起こすが、かかる方向において対向し合う取り付け部材１１の部品１１Ａ側面と案内溝１ｅの一側面１ｆとが当接し合うことで、ナット４の回り止めが達成され、且つ一側面１ｆに沿って部品１１Ａ側面が摺動することにより、ナット４の軸線方向移動が案内されることとなる。このとき、ケース１の流体入口１ｃからシリンダ部１ｂ内へと外部の流体が吸引される。尚、万が一ナット４がオーバーランした場合、まず板ばね９に当接し、これを弾性変形させるので、その緩衝機能によりナット４が衝突エネルギーが吸収されることから、ナット４やケース１の破損を抑制できる。
【００２４】
ナット４がストローク端まで移動した後、不図示のモータによりねじ軸２が逆方向に回転駆動されると、同様に回転運動がナット４の軸線方向運動に効率よく変換され、それに連結されたピストン部材６が、図６に示すように、軸線方向右方へと移動する。同様に、ねじ軸２の逆方向への回転運動は、ナット４の同方向への回転運動も引き起こすが、かかる方向において対向し合う取り付け部材１１の部品１１Ｂ側面と案内溝１ｅの他側面１ｈとが当接し合うことで、ナット４の回り止めが達成され、且つ他側面１ｈに沿って部品１１Ｂ側面が摺動することにより、ナット４の軸線方向移動が案内されることとなる。このとき、ケース１の流体入口１ｄから外部へとシリンダ部１ｂ内の流体を排出できる。従って、流体入口１ｄに、ブレーキ装置のホイールシリンダ等に接続することで、かかるブレーキ装置を作動させることができる。
【００２５】
本実施の形態によれば、ナット４に固定された取り付け部材１１が案内溝１ｅに係合することによって、ナット４の回り止めを図れると共に、案内溝１ｅとのスキマΔを、部品１１Ａ、１１Ｂの相対変位により任意に調整することによって、作動不良や騒音を抑えた円滑な動作が可能となる。
【００２６】
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。例えば、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】
【００２７】
【図１】本実施の形態であるボールねじ機構を組み込んだシリンダ装置の断面図である。
【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】図１の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。
【図４】取り付けた状態で示す取り付け部材１１の上面図である。
【図５】シリンダ装置の動作を示す図である。
【図６】シリンダ装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ ケース
１ａ 空洞部
１ｂ シリンダ部
１ｃ 流体入口
１ｄ 流体出口
１ｅ 案内溝
１ｆ 一側面
１ｇ 段部
１ｈ 他側面
２ ねじ軸
２ａ 雄ねじ溝
２ｂ 丸軸部
２ｃ フランジ部
３ 止め輪
４ ナット
４ａ 雌ねじ溝
４ｂ 平坦部
４ｃ チューブ
５ ボール
６ ピストン部材
６ａ 周溝
７ Ｏ−リング
８ 間座
９  板ばね
１０  軸受
１１  取り付け部材
１２  ねじ
【図１】
2007002882.tif 000003
【図２】
2007002882.tif 000004
【図３】
2007002882.tif 000005
【図４】
2007002882.tif 000006
【図５】
2007002882.tif 000007
【図６】
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