(57)【要約】  【課題】  コストを抑えることができ且つ確実にコマをナットに固定できるボールねじ機構を提供する。  【解決手段】  抑え部材５は安価なプレスで形成することができ、また抑え部材５を工具Ｔを用いて回動させるだけで良く、組付けが容易である。更に、接着剤やカシメなどを用いた組付けではないので、その分解も任意に行え、抑え部材５の再使用も可能になる。ただし、仮組立した上での検査の際は、抑え部材５を完全に回転させず、コマ４を固定できる程度の回転にとどめることで、分解を容易にできる。加えて、孔５ｆ、５ｆのナット２に対する位相を見れば、抑え部材５がナット２に対して確実に取り付けられていることが一目で判断できるので、最終製品検査等も容易となる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、外周面に凹部を有するナットと、
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、
前記ナットの取り付け孔内に挿入された循環部材と、
前記ナットの凹部に取り付けられることによって前記循環部材を抑える抑え部材とを有し、
前記抑え部材は、前記ナットの凹部における係合部より幅が広い第１の部位と、前記係合部より幅が狭い第２の部位とを有し、
組み付け時において、前記第２の部位を前記係合部に対向させるように挿入し、挿入後に前記第２の部位の代わりに前記第１の部位を前記係合部に対向させることによって、前記抑え部材は前記ナットに取り付けられることを特徴とするボールねじ機構。
【請求項２】
前記抑え部材は、板材から形成されており、前記第１の部位と前記第２の部位は、前記板材の互いに異なる周縁であり、前記抑え部材を回転することによって、前記第２の部位の代わりに前記第１の部位を前記係合部に対向させ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の部位は、片持ちアーム部を含む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、通常、ボールねじ機構は、ねじ軸と、ナットと、両者間に形成された転走路内を転動するボールとからなるが、いわゆるコマ式のボールねじ機構においては、転走路の一端から他端へとボールを戻すために、コマと呼ばれる部材をナットに取り付けている。ここで、コマをナットに固定するために、例えばナットにコマを嵌合した後に生じる空間に接着剤を充填し固化させることが行われている。接着剤には熱膨張係数、弾性変位などの機械的性質がナットに極めて近いもので、固化しても体積変化が少ないものが使用されている。
【０００４】
しかしながら、接着剤を用いてナットにコマを固定する技術では、接着前に、部品の脱脂・洗浄を行うことが不可欠であり、更に接着後においては、ナットの外周面に盛り上がった固化した余分な接着剤を削り取る作業があり、時間とコストがかかっている。
【０００５】
これに対し、特許文献１、２には、コマの一部を塑性変形させてナットに固定する技術が開示されており、具体的にはナットの孔にコマを挿入した後、その一部を変形・カシメ入れて固定している。
【特許文献１】実開平９−８７７６２号公報
【特許文献２】特許第２７６０４５５号明細書
【特許文献３】特開平１０−１４１４６５号公報
【特許文献４】特開２００１−２８９３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、多くのボールねじ機構においては、仮組立を行って要求される機能（下記Ａ〜Ｃ）を確認した後、本組立を行っているという実情がある。
Ａ：ナットの雌ねじ溝とコマとのつなぎ（段差の有無等）の加工精度
Ｂ：機能上満足するすきま（アキシャル・ラジアル）の精度
Ｃ：ねじ軸もしくはナットを回転させて確認する作動性
【０００７】
しかるに、特許文献１，２の技術によれば、仮組立時にコマを塑性変形させて固定してしまうと、コマをナットから取外すことが困難になるから、要求される機能が万が一満たされていない場合に、かかるコマを再使用できず歩留まりが悪くなる。また量産工程ではコマをカシメた外観だけで、固定の良否を判断することとなるので、その検査が困難である。
【０００８】
一方、特許文献３には、ナットの孔にコマを取り付けた後、ナットの外周面に円筒状のスリーブをすきま無く嵌合させることによって、ナットからのコマの抜けを防止する技術が開示されている。円筒状のスリーブは、外周面の一部分を塑性変形させることによりナットに固定される。しかるに、ナットの形状は円形だけでなく、用途に応じて多角形状やトラニオン形状等が種々の形態をとりうるため、全ての形状に対してすきま無く嵌合できるようなスリーブは製造が難しく、コスト高を招く恐れがある。
【０００９】
更に、特許文献４には、ナットからのコマの抜けだしを防止するために、コマと組み合わせてナットに装着される板材やワイヤ部材が開示されている。ナットに装着された後、板材やワイヤ部材の一部はカシメられて、そのバレ防止が図られるようになっている。しかるに、コマ部材に板材を精度良く組み合わせることは困難であり、カシメ力などを厳密に管理しないとガタなどを生じやすいという問題がある。又、板材やワイヤ部材をカシメた外観だけで、固定の良否を判断することとなるので、その検査が困難であるという問題もある。
【００１０】
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、コストを抑えることができ且つ確実にコマをナットに固定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】
【００１１】
本発明のボールねじ機構は、
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、外周面に凹部を有するナットと、
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、
前記ナットの取り付け孔内に挿入された循環部材と、
前記ナットの凹部に取り付けられることによって前記循環部材を抑える抑え部材とを有し、
前記抑え部材は、前記ナットの凹部における係合部より幅が広い第１の部位と、前記係合部より幅が狭い第２の部位とを有し、
組み付け時において、前記第２の部位を前記係合部に対向させるように挿入し、挿入後に前記第２の部位の代わりに前記第１の部位を前記係合部に対向させることによって、前記抑え部材は前記ナットに取り付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のボールねじ機構によれば、前記抑え部材が、前記ナットの凹部における係合部より幅が広い第１の部位と、前記係合部より幅が狭い第２の部位とを有し、組み付け時において、前記第２の部位を前記係合部に対向させるように挿入し、挿入後に前記第２の部位の代わりに前記第１の部位を前記係合部に対向させることによって、前記抑え部材は前記ナットに取り付けられるので、接着やカシメに頼らず、前記係合部と前記第１の部位との幅差に基づく弾性力を用いて、前記抑え部材を前記ナットに取り付けることができ、従って簡素な構成でありながら確実にコマを取り付けることができる。又、前記係合部と前記第１の部位とが対向していれば、前記抑え部材が前記ナットに取り付けられていることが一目でわかるので、組立後の検査も容易になる。
【００１３】
前記抑え部材は、板材から形成されており、前記第１の部位と前記第２の部位は、前記板材の互いに異なる周縁であり、前記抑え部材を回転することによって、前記第２の部位の代わりに前記第１の部位を前記係合部に対向させるようになっていると、前記抑え部材を前記凹部内で回転させるだけで前記ナットに組み付けることができ、組付性が向上する。
【００１４】
前記第１の部位は片持ちアーム部を含むと、前記第２の部位の代わりに前記第１の部位を前記係合部に対向させることが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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の断面図であり、図２は、本実施の形態にかかるナットの斜視図であり、図３は、本実施の形態にかかるコマの斜視図であり、図４（ａ）は、本実施の形態にかかる抑え部材の上面側斜視図であり、図４（ｂ）は、本実施の形態にかかる抑え部材の下面側斜視図であり、図４（ｃ）は、本実施の形態にかかる抑え部材の側面図であり、図５〜８は、ボールねじ機構の組立工程を示す図である。
【００１６】
図１において、被駆動部材に連結され、回転不能且つ軸線方向にのみ移動可能に支持されたねじ軸１の外周面には、雄ねじ溝１ａが形成されている。不図示のハウジングに対して回転のみ可能に支持された円筒状のナット２は、ねじ軸１を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝２ａを形成している。複数のボール３が、対向する両ねじ溝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。
【００１７】
図２に示すように、ナット２の外周には、軸線方向に延在する浅溝（凹部）２ｂが形成されている。断面が逆Ｔ字状の浅溝２ｂは、高さ（半径方向の長さ）Ｈ及び幅Ｗ１を有する底側の幅広部（係合部）２ｃと、幅Ｗ１より狭い幅Ｗ２を有する表面側の幅狭部２ｄとからなる。浅溝２ｂの中央にコマ孔２ｅが、ナット２の内外周を貫通するようにして形成されている。コマ孔（取り付け孔）２ｅの中には、段部２ｆが形成され、内周側に向かうに従って寸法が狭くなるようになっている（図１参照）。コマ孔２ｂに、循環部材であるコマ４が後述する態様で取り付けられるようになっている。
【００１８】
図３に示すように、略長円板状のコマ４は、頭部４ａと、頭部４ａより寸法の小さい本体４ｂとからなる。頭部４ａの平坦な上面中央に円筒状の袋孔４ｃが形成され、また本体４ｂの下面にＳ字状の循環溝４ｄが形成されている。なお、袋孔４ｃの外方端部は面取り（Ｃ）されていると好ましい。
【００１９】
図４に示すように、抑え部材５は、金属板材をプレスすることにより形成されており、略円盤の両側を平行に削いだごとき形状を有している。ここでは、削がれた側の第２周縁５ｂ、５ｂが第２の部位を構成し、削がれていない側即ち円弧状の周縁を有する側の第１周縁５ａ、５ａが第１の部位を構成する。自由状態で、第１周縁５ａ、５ａの最大幅Ｄ１は、第２周縁５ｂ、５ｂの幅Ｄ２より大きく、且つＤ１＞Ｗ１，Ｄ２＜Ｗ２となっている（図２参照）。
【００２０】
第１周縁５ａ、５ａの近傍において、外周から互いに平行に延在するようにして切欠線５ｇ、５ｇが形成されており、それにより抑え部材５は、矩形状の本体５ｄと、その対向する隅部に連結された一対のアーム部５ｃ、５ｃとからなる形を取る。従って第１周縁５ａ、５ａは、アーム部５ｃ、５ｃの一部となっている。片持ち状のアーム部５ｃ、５ｃは、その根元側が板厚方向に段階的にプレスされることで、波形形状（或いは本体５ｄからシフトした形状でもよい）を有し、従って抑え部材５は、自由状態で、その金属板材の板厚より大きい厚さｔ（＞Ｈ）を有する。
【００２１】
本体５ｄの中央には、板厚方向にプレスされることで、下面に突出した截頭円錐形の突起５ｅが形成され、その両側に工具挿通用の孔５ｆ、５ｆが形成されている。孔５ｆ、５ｆは、それぞれ第２周縁５ｂ、５ｂに最も近接した位置に形成されている。
【００２２】
本実施の形態の動作を説明する。図１において、不図示の電動モータによりナット２が回転駆動されると、雄ねじ溝１ａと雌ねじ溝２ａとで構成される転走路を転動し且つコマ４の循環溝４ｄを介して転走路の一端から他端へと循環するボール３により、かかる回転運動がねじ軸１の軸線方向運動に効率よく変換され、それに連結された不図示の被駆動部材を軸線方向に移動させることができる。なお、ねじ軸１を回転させることで、ナット２を軸線方向に移動させる構成としても良い。
【００２３】
本実施の形態にかかるボールねじ機構のコマ４の組み付けについて説明する。図５において、ナット２の取り付け孔２ｂに、コマ４の本体４ｂをナット２の外周側から挿入すると、頭部４ａが段部２ｆに突き当たる。かかる状態では、図６に示すように、コマ４の頭部４ａの上面は、ナット２の浅溝２ｂの底面に面一よりも、僅かに盛り上がった状態になると好ましい。
【００２４】
次に、図６において、突起５ｅを袋孔４ｃに係合させるように方向付けて、コマ４に向かって抑え部材５を接近させる。ここで、抑え部材５の第２周縁５ｂ、５ｂを、ナット２の幅狭部２ｄ及び幅広部２ｃに対向させながら挿入すると、Ｄ２＜Ｗ２、Ｗ１であるからスムーズな装着を行える。
【００２５】
更に、図７において、コマ４に密着した抑え部材５に対して、工具Ｔを接近させ、その平行する突出部Ｔｐ、Ｔｐを抑え部材５の孔５ｆ、５ｆに係合させ、矢印の方向に工具Ｔを約９０度回動させる。この回動は、袋孔４ｃに係合する突起５ｅによりガイドされる。すると、抑え部材５のアーム部５ｃ、５ｃが移動して、根元側より浅溝２ｂの幅広部２ｃに係合することとなる。このとき、波形形状のアーム部５ｃ、５ｃが徐々に弾性変形し、コマ４をナット２の内径側へ押圧するように作用する。
【００２６】
図８に示すように、かかる状態では、第１の周縁５ａ、５ａが幅広部２ｃに対向当接することとなり、Ｄ１＞Ｗ１であるため幅広部２ｃに対して所定の摩擦力を付与することで、振動等が生じた場合でもナット２から抑え部材５が脱落することが抑制される。抑え部材５がナット２から脱落しない限り、コマ４はナット２から脱落することはない。更に、ｔ＞Ｈであるから（図２，４参照）、第１の周縁５ａ、５ａが幅広部２ｃに対向当接したときに、アーム部５ｃ、５ｃが板厚方向に弾性変形されることとなり、その弾性変形力を利用して、板厚方向（コマ４が通過するボール３から力を受ける方向）に対してガタのない支持を行えるようになっている。又、Ｄ１＞Ｗ２であるため、例えコマ４から強大な力が付与された場合でも、抑え部材５は幅狭部２ｄを通過できないことから、異常時などにおいても抑え部材５が脱落することがなく、フェイルセーフを図ることができる。
【００２７】
本実施の形態によれば、抑え部材５は安価なプレスで形成することができ、また抑え部材５を工具Ｔを用いて回動させるだけで良く、組付けが容易である。更に、接着剤やカシメなどを用いた組付けではないので、その分解も任意に行え、抑え部材５の再使用も可能になる。ただし、仮組立した上での検査の際は、抑え部材５を完全に回転させず、コマ４を固定できる程度の回転にとどめることで、分解を容易にできる。加えて、孔５ｆ、５ｆのナット２に対する位相を見れば、抑え部材５がナット２に対して確実に取り付けられていることが一目で判断できるので、最終製品検査等も容易となる。
【００２８】
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。例えば工具Ｔをトルクレンチとして、検出されたトルクが所定値の場合、組み付け完了を判断するようにしても良い。循環部材はコマでなくチューブであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施の形態であるボールねじ機構の断面図である。
【図２】本実施の形態にかかるナットの斜視図である。
【図３】本実施の形態にかかるコマの斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、本実施の形態にかかる抑え部材の上面側斜視図であり、図４（ｂ）は、本実施の形態にかかる抑え部材の下面側斜視図であり、図４（ｃ）は、本実施の形態にかかる抑え部材の側面図である。
【図５】ボールねじ機構の組立工程を示す図である。
【図６】ボールねじ機構の組立工程を示す図である。
【図７】ボールねじ機構の組立工程を示す図である。
【図８】ボールねじ機構の組立工程を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ ねじ軸
１ａ 雄ねじ溝
２ ナット
２ａ 雌ねじ溝
２ｂ 浅溝
２ｃ 幅広部
２ｄ 幅狭部
２ｅ コマ孔
２ｆ 段部
３ ボール
４ コマ
４ａ 頭部
４ｂ 本体
４ｃ 袋孔
４ｄ 循環溝
５ 抑え部材
５ａ 第１の周縁
５ｂ 第２の周縁
５ｃ アーム部
５ｄ 本体
５ｅ 突起
５ｇ 切欠線
５ｆ 孔
Ｔ 工具
【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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【図６】
2007071268.tif 000008
【図７】
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【図８】
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