(57)【要約】【課題】  ねじ軸とナット部材が相対的に運動し、ねじ軸又はナット部材の回転運動をこれら部材の並進運動に変換することできる一方、これら部材の並進運動から回転運動への変換を抑止することができるブレーキ機能付きボールねじ装置を提供する。【解決手段】  外周面に所定のリード長で螺旋状のボール転走溝が形成された転がりねじ部及び外周面に前記ボール転走溝と同一のリード長で螺旋状のすべりねじ山が形成されたすべり部からなるねじ軸と、前記転がりねじ部に多数のボールを介して螺合するボールねじナットと、このボールねじナットに固定されるハウジングと、前記ねじ軸のすべり部に螺合するすべりねじナットと、前記ねじ軸の軸方向に間隔をおいて前記ハウジングに固定された一対の突き当て部と、を有し、前記一対の突き当て部間において前記すべりねじナットの前記ハウジングに対する相対的な回転運動及び並進運動が許容されている。【選択図】    図５
2013245754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に所定のリード長で螺旋状のボール転走溝が形成された転がりねじ部及び外周面に前記ボール転走溝と同一のリード長で螺旋状のすべりねじ山が形成されたすべり部からなるねじ軸と、前記転がりねじ部に多数のボールを介して螺合するボールねじナットと、このボールねじナットに固定されるハウジングと、前記ねじ軸のすべり部に螺合するすべりねじナットと、前記ねじ軸の軸方向に間隔をおいて前記ハウジングに固定された一対の突き当て部と、を有し、
前記一対の突き当て部間において前記すべりねじナットの前記ハウジングに対する相対的な回転運動及び並進運動が許容されていることを特徴とするブレーキ機能付きボールねじ装置。
【請求項２】
前記ハウジングとすべりねじナットの軸方向両端面の間には一対の付勢手段が設けられ、前記すべりねじナットは各突き当て部から離間する方向に付勢されていることを特徴とする請求項１記載のブレーキ機能付きボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工作機械のワークテーブルや各種搬送装置において、テーブル等の可動体の昇降運動を案内するブレーキ機能付きボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、前記ブレーキ機能付きボールねじ装置としては特許文献１に開示されているようなものが知られている。このブレーキ機能付きボールねじ装置は、ハウジングと、このハウジングに保持されるモータと、前記モータと軸方向を合致させると共に前記ハウジングに対して回転自在に保持されたナット部材と、このナット部材が螺合すると共に前記ハウジングを貫通するねじ軸と、前記ナットに固定されると共に前記ハウジングに摺動自在に設けられた出力部材とを備える。このようなブレーキ機能付きボールねじ装置では、前記ナット部材及びねじ軸からなるボールねじにより前記モータの回転運動が前記出力部材の直線運動に変換される。
【０００３】
この種のブレーキ機能付きボールねじ装置に対しては、前記モータを停止させた際に前記出力部材が変位しないようにする機能を具備させることが要求されており、この要求を満たす機能としては、前記モータの回転運動を抑制するためのブレーキ機構を持たせるとの構成が考えられる。しかし、このようにしてブレーキ機構を具備させた場合には、当該ブレーキ機構を可動させるために電流を供給しなければならず、その分消費電力が嵩んでしまうとの課題があった。更には前記ブレーキ機構及び当該機構を使用するための配線に係るスペースを確保しなければならず、その結果ブレーキ機能付きボールねじ装置全体として大型化してしまうとの課題があった。
【０００４】
このような課題に対して、特許文献１に開示のブレーキ機能付きボールねじ装置は、前記ねじ軸と同心に設けられる環状部材と、この環状部材の外周面と前記ハウジングの内周面との間に設けられるローラクラッチとを備えており、前記環状部材は前記ねじ軸に対して環状摩擦部材を介して摩擦係合する一方で、前記ハウジングに対して回転自在に支持されている。このようなブレーキ機能付きボールねじ装置において、前記モータの通電によりねじ軸が正方向に回転した際にはこのねじ軸と共に前記環状部材も回転運動する。この際、前記ローラクラッチは作用しない構造となっており、前記環状部材はハウジングに対して回転自在となっている。その結果ねじ軸の回転に伴って前記ナット部材が変位し、当該ナット部材に固定された出力部材が変位するようになっている。
【０００５】
一方で、モータの回転を停止させた状態で前記出力部材に対して一方向のアキシアル荷重が作用し、前記ねじ軸が正方向と逆方向に回転した際には、このねじ軸の回転と共に前記環状部材も逆方向に回転することになる。この際、前記ローラクラッチは作用するように構成されており、前記環状部材がハウジングに対して回転できないようになっている。この状態で、前記摩擦部材によって環状部材とねじ軸との間に大きな摩擦抵抗が発生し、ねじ軸の逆方向回転が抑止されるようになり、その結果出力部材の上記アキシアル荷重に抗した変位を防止することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９１４８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような特許文献１記載のブレーキ機能付きボールねじ装置の場合、ねじ軸が逆方向回転する際、一方向のみの回転運動を抑止するローラクラッチにより出力部材の上記アキシアル荷重に抗した変位を防止している。このような構成では、例えばモータが停止している状態で前記出力部材を上記アキシアル荷重と同一方向に変位させようとした場合、前記ローラクラッチが作用せず、前記出力部材のアキシアル荷重方向への変位が可能となってしまう。つまり、特許文献１記載のブレーキ機能付きボールねじ装置は、一方向のアキシアル荷重が作用した場合にのみ前記出力部材が変位しない構成であり、双方向のアキシアル荷重が作用した場合を考慮した構成とは言えず、その分適用性に欠ける。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ねじ軸とナット部材とが相対的に運動するものであって、前記ねじ軸又はナット部材の回転運動をこれら部材の並進運動に変換することできる一方、前記ねじ軸又はナット部材の並進運動からこれらナット部材又はねじ軸の回転運動への変換を抑止することができるブレーキ機能付きボールねじ装置を提供することにある。
【０００９】
すなわち、本発明を適用したブレーキ機能付きボールねじ装置は、外周面に所定のリード長で螺旋状のボール転走溝が形成された転がりねじ部及び外周面に前記ボール転走溝と同一のリード長で螺旋状のすべりねじ山が形成されたすべり部からなるねじ軸と、前記転がりねじ部に多数のボールを介して螺合するボールねじナットと、このボールねじナットに固定されるハウジングと、前記ねじ軸のすべり部に螺合するすべりねじナットと、前記ねじ軸の軸方向に間隔をおいて前記ハウジングに固定された一対の突き当て部と、を有しており、前記一対の突き当て部間において前記すべりねじナットの前記ハウジングに対する相対的な回転運動及び並進運動が許容されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、前記ハウジングとねじ軸との間に相対的な軸方向運動を与える双方向のアキシアル荷重が作用した場合には、前記すべりねじナットの軸方向端面が一方の突き当て部に突き当たり、これによりすべりねじナットを介して前記ハウジングに対する相対的なねじ軸の回転運動を抑止することが可能となる。その一方で、前記ハウジングを並進運動させるべく、前記アキシアル荷重に抗してハウジングとねじ軸との間に相対的な回転運動を与える回転トルクが作用した場合には、前記すべりねじナットの軸方向端面が他方の突き当て部に突き当たり、これにより
前記ハウジングを前記ねじ軸に対して相対的に並進運動させることが可能となる。また、このようにして前記ハウジングとねじ軸との間に相対的な軸方向運動を与える双方向のアキシアル荷重が作用した場合であっても、前記ハウジングに対する相対的なねじ軸の回転運動を抑止することが可能である分、従来のブレーキ機能付きボールねじ装置に比べ、汎用性に富んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用したブレーキ機能付きボールねじ装置の実施形態の一例を示す側面断面図である。
【図２】図１に示すブレーキ機能付きボールねじ装置が備えるボールねじ部を示す斜視図である。
【図３】図１に示すブレーキ機能付きボールねじ装置が備えるすべりねじ部を示す斜視図である。
【図４】前記ハウジングが備える収容領域の軸方向端部の構成を示す拡大断面図である。
【図５】図１に示すブレーキ機能付きボールねじ装置の逆効率時におけるねじ軸とすべりねじナットとの接触状態を示す模式図である。
【図６】図１に示すブレーキ機能付きボールねじ装置の正効率時におけるねじ軸とすべりねじナットとの接触状態を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を用いながら本発明のブレーキ機能付きボールねじ装置の一実施形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明を適用したブレーキ機能付きボールねじ装置の実施形態の一例を示すものである。このブレーキ機能付きボールねじ装置１は、貫通孔２１を有して円筒状に形成されたハウジング２と、このハウジング２の貫通孔２１内に挿入されるねじ軸３と、円筒状に形成され、このねじ軸３に組み付けられてボールねじ部を構成するボールねじナット４と、円筒状に形成され、前記ねじ軸３に組み付けられてすべりねじ部を構成するすべりねじナット５と、を有する。
【００１４】
前記ハウジング２の外周面には、テーブル等の可動体を固定するためのフランジ部２２が形成されている。また、前記ハウジング２が備える貫通孔２１は当該ハウジング２の軸方向に沿って形成されており、前記フランジ部２２が形成されたハウジング２の一端に向けて開放される固定端部２３、前記ハウジング２の他端に向けて開放される収納端部２４、これら固定端部２３と収納端部２４とを連結する連結部２５を備えている。これら連結部２５、固定端部２３、収納端部２４の内径は右の順序で大きくなるように設定されている、すなわちこれら連結部２５、固定端部２３、収納端部２４のうち、前記収納端部２４の内径が最も大径に、前記連結部２５の内径が最も小径に形成されている。
【００１５】
前記固定端部２３の内径は前記ボールねじナット４の外径と略同一に設定されており、かかる固定端部２３の内径面と前記ボールねじナット４の外径面は互いに当接し、かかる固定端部２３内に前記ボールねじナット４が固定されるようになっている。一方、前記収納端部２４の内径は前記すべりねじナット５の外径よりも大きく設定されている。すなわち、かかる収納端部２４はすべりねじナット５の全周を隙間を介して覆うように構成されている。
【００１６】
また、前記収納端部２４が開放されるハウジング２の一端面には、当該ハウジング２の一部をなすと共に前記収納端部２４を閉塞して前記すべりねじナット５の収容領域１００を形成する蓋部材６が固定される。この蓋部材６は前記ねじ軸３が挿入される貫通孔６１を有して円環状に形成されている。
【００１７】
上記固定端部２３、収納端部２４及び連結部２５からなる貫通孔２１内には前記ねじ軸３が挿通されるようになっている。このねじ軸３は円柱状に形成されており、前記ボールねじナット４が組み付けられる転がりねじ部と前記すべりねじナット５が組み付けられるすべり部を有する。これら転がりねじ部とすべり部は同一外径で一体に形成されている。すなわち、前記ボールねじナット４と前記すべりねじナット５は前記ねじ軸３に対して同心に組み付けられている。
【００１８】
図２は、前記ねじ軸３及びボールねじナット４からなるボールねじ部の構成を示す斜視図である。前記ねじ軸３を構成する転がりねじ部３１の外周面には、所定のリード長で螺旋状のボール転走溝３１ａが形成されている。ここで、リード長とはねじ軸３が１回転する際に、前記ボール転走溝３１ａがねじ軸３の軸方向に進行する距離である。一方で、前記ボールねじナット４は多数のボール４１を介して前記ねじ軸３の転がりねじ部３１に組み付けられており、ナット本体４２と、このナット本体４２の前後両端面に固定される一対のキャップ部材４３とから構成されている。前記ナット本体４２は前記ねじ軸３が挿入される貫通孔４４を有して円筒状に形成されており、その外周面は前記貫通孔２１の固定端部２３の内径面に当接する一方、かかる外周面の一端部には当該ナット本体４２を前記ハウジング２に固定するためのフランジ部４５が形成されている。このフランジ部４５は前記ハウジング２のフランジ部２２に当接して固定されるようになっている。
【００１９】
また、前記貫通孔４４の内周面には前記転がりねじ部３１の外周面に形成されたボール転走溝３１ａと対向する螺旋状の負荷ボール転走溝４６が形成されており、ボール４１はこれらボール転走溝３１ａと負荷ボール転走溝４６との間で荷重を負荷しながら転動する。更に、前記ナット本体４２には、当該ナット本体４の軸方向に貫通するボール戻し孔４７が形成されている。このボール戻し孔４７の内径はボール直径よりも僅かに大きく設定されており、ボール４１はこのボール戻し孔４７を荷重を負荷することなくナット本体４２の軸方向へ転動するようになっている。
【００２０】
更に、前記ナット本体４２の前後両端面に固定される各キャップ部材４３には、前記負荷ボール転走溝４６上を転動してきたボール４１を前記ボール戻し孔４７へと案内する方向転換路が形成されている。すなわち、前記ナット本体４２の前後両端面に一対のキャップ部材４３を固定することにより、前記ボールねじナット４にボール４１の無限循環路が形成されるようになっている。尚、図２では、前記ボールねじナット４の内部構造を理解しやすくするため、当該ボールねじナット４の一部を切り欠いて描いている。
【００２１】
図３は、前記ねじ軸３及びすべりねじナット５からなるすべりねじ部の構成を示す斜視図である。前記ねじ軸３を構成するすべり部３２の外周面には、すべりねじ山としての雄ねじ山３３が設けられ、この雄ねじ山３３は所定のリード長で螺旋状に形成されている。この雄ねじ山３３は二面が交わるようにして断面形状が略三角形状に形成されている。そして、前記雄ねじ山３３のリード長は前記ねじ軸３の転がりねじ部３１に形成されたボール転走溝３１ａのリード長と合致している。
【００２２】
一方、前記すべりねじナット５は前記ねじ軸３のすべり部３２が挿入される貫通孔５１を有して円筒状に形成されており、前記貫通孔５１の内周面には前記ねじ軸３に形成された雄ねじ山３３と対向する雌ねじ溝が螺旋状に形成されている。この雌ねじ溝は二面が交わるようにして断面三角形状に形成されており、当該断面形状は前記ねじ軸３に形成された雄ねじ山３３の断面形状と略合致している。すなわち、前記ねじ軸３の外周面に形成された雄ねじ山３３が前記すべりねじナット５に形成された雌ねじ溝に螺合することで、前記すべりねじナット５はねじ軸３に組み付けられている。
【００２３】
前記ねじ軸３のすべり部３２とすべりねじナット５からなるすべりねじ部においては、前記ねじ軸３とすべりねじナット５が相対的に自由に運動することができるよう、前記ねじ軸３に形成された雄ねじ山３３と前記すべりねじナット５に形成された雌ねじ溝との間にはバックラッシュが設けられている。これにより前記すべりねじナット５がねじ軸３のすべり部３２上を軸方向に沿って回転しながら摺動できるようになっている。
【００２４】
また、図１に示すように、前記ハウジング２に構成された収納端部２４と前記蓋部材６からなる前記すべりねじナット５の収容領域１００の軸方向両端部には、一対の突き当て部７が設けられている。一方の突き当て部７Ａは前記蓋部材６に係るハウジング２との当接面６２に固定され、他方の突き当て部７Ｂは前記収納端部２４と連結端部２５との境界面２４ａに固定され、前記ねじ軸３の軸方向に間隔をおいて配置されている。各突き当て部７は前記ねじ軸３が貫通する貫通孔を有して円環状に形成されており、外径は前記収納端部２４の内径と略同一に設定され、前記収納端部２４内に固定されている。この収納端部２４内において、一方の突き当て部７Ａから他方の突き当て部７Ｂまでの軸方向長さは前記すべりねじナット５の軸方向長さよりも大きく設定されている。更に、前記すべりねじナット５の軸方向両端面５２には、前記ねじ軸３の軸方向において前記突き当て部７と対向する一対の当接部材５３が固定されている。各当接部材５３は前記ねじ軸３が挿入される貫通孔を有して円環状に形成されている。
【００２５】
図４は、前記ハウジング２に構成された収納端部２４と前記蓋部材６からなる前記すべりねじナット５の収容領域１００における軸方向端部の様子を示す拡大断面図である。本実施形態に係るブレーキ機能付きボールねじ装置１において、上述したように一方の突き当て部７Ａから他方の突き当て部７Ｂまでの軸方向長さは前記すべりねじナット５の軸方向長さよりも大きく設定されていることから、前記ねじ軸３の軸方向に関して前記すべりねじナット５に固定された各当接部材５３と前記突き当て部７Ａ、７Ｂとの間に所定の隙間７３が形成されるようになっている。各当接部材５３と前記突き当て部７との間に形成された隙間７３の軸方向長さは、前記すべりねじナット５とねじ軸３のすべり部３２との間に設けられたバックラッシュよりも大きく設定されている。
【００２６】
このように、前記すべりねじナット５に固定された各当接部材５３と一対の突き当て部７Ａ、７Ｂとの間に所定の隙間７３が形成されており、更に前記収納端部２４の外径は前記すべりねじナット５の外径よりも大きく設定されている。すなわち、前記一対の突き当て部７Ａ、７Ｂ間が前記すべりねじナット５の収容空間となっており、更にすべりねじナット５はこの収容空間内にて前記ハウジング２に対して相対的な前記ねじ軸３に沿った回転運動、並進運動が許容されている。
【００２７】
上述したように前記蓋部材６の当接面６２には前記突き当て部７Ａが固定される一方で、当該突き当て部７Ａに形成された貫通孔７１の半径方向内側には、前記すべりねじナット５を常に前記突き当て部７からねじ軸３の軸方向に離間させる方向（図４紙面上左方向）に付勢する付勢手段としての弾性体８が固定されている。すなわち、前記弾性体８の構成により前記すべりねじナット５に固定された各当接部材５３と一対の突き当て部７Ａ、７Ｂとの間に所定の隙間７３が形成されるようになっている。前記弾性体８はコイルばねから構成されており、前記蓋部材６の当接面６２に対して前記ねじ軸３の周方向に等間隔で配置されている。
【００２８】
一方で、前記すべりねじナット５の長手方向端面５２に設けられた当接部材５３には、前記弾性体８の付勢力を前記すべりねじナット５に伝達する軸受部材９が固定されている。この軸受部材９は、前記ねじ軸３が挿入される貫通孔を有して円環状に形成された内輪部９１と当該内輪部９１と同様に前記ねじ軸３が挿入される貫通孔を有して円環状に形成され、更に多数のボール９３を介して前記内輪部９１に対して組み付けられる外輪部９２とから構成されている。前記内輪部９１が前記すべりねじナット５に固定された当接部材５３に固定される一方、前記外輪部９２は前記弾性体８に当接し、更に前記ボール９３は前記ねじ軸３の周方向に対して等間隔に配置されている。このように構成された軸受部材９は、前記すべりねじナット５の軸方向に作用するスラスト荷重を負荷する構成になっている。
【００２９】
図４は前記すべりねじナット５の長手方向端面５２と前記蓋部材６の当接面６２とが対向することで形成される領域を示したものであり、上記構成からなる弾性体８及び軸受部材９は、前記収納端部２４と連結端部２５との境界面２４ａと、当該境界面２４ａと対向するすべりねじナット５の長手方向端面５２との間に形成された領域にも設けられている（図１参照）。
【００３０】
以上のように構成された本実施形態に係るブレーキ機能付きボールねじ装置１では、例えば前記ねじ軸３の軸方向運動を制限する一方、当該ねじ軸３の一端に入力部材としてのモータＭを設けてこのねじ軸３の回転運動を許容し、前記ねじ軸３にボールねじナット４及びすべりねじナット５を介して組み付けられるハウジング２をねじ軸３の軸方向に進退させる使用態様が考えられる。この使用態様において、このブレーキ機能付きボールねじ装置１を立てて使用し、前記ハウジング２に対してテーブル等の可動体を固定して当該ハウジング２の回転運動を制限しつつも、前記可動体を前記ねじ軸３の軸方向に沿って昇降させる等の態様が考えられる。
【００３１】
かかる場合に、前記モータＭへの通電がなされない状態で、図５に示すように前記ハウジング２に対してアキシアル荷重Ｆ１が作用すると、前記ねじ軸３のボール転走溝３１ａと前記ボールねじナット４の負荷ボール転走溝４６との間に配列されたボール４１は各転走溝３１ａ、４６に接触し、前記アキシアル荷重Ｆ１を負荷しながら前記転走溝３１ａ、４６上を転動する。このような前記ねじ軸３の転がりねじ部３１とボールねじナット４からなるボールねじ部の作用により、前記ボールねじナット４とねじ軸３との間に相対的な回転運動が発生する。その結果、前記ボールねじナット４を介してねじ軸３に組み付けられたハウジング２が当該ねじ軸３に対して図５内の紙面右方向に向けて並進運動することになる。
【００３２】
その一方で、上述したように前記ねじ軸３は軸方向運動が制限されていることから、当該ねじ軸３は前記ボールねじナット４ひいてはハウジング２の並進運動に相対して、軸線Ｌを中心に矢線Ａ方向に回転運動することになる。
【００３３】
また、上述したように前記すべりねじナット５は前記ハウジング２の収納端部２４内において、当該ハウジング２に対する相対的な回転運動、並進運動が許容される一方、前記ねじ軸３に対して小さい摩擦をもって組み付けられている。このため、当該すべりねじナット５は前記ねじ軸３に同期して矢線Ａ方向に回転運動することになる。
【００３４】
このようにしてねじ軸３と同期して回転運動しているすべりねじナット５に対して、前記ハウジング２が前記ねじ軸３の回転運動に相対して図５内の紙面右方向に向けて並進運動しながら近づいていくことになる。その結果前記収納端部２４を構成する境界面２４ａに固定された弾性体８は当該境界面２４ａと前記すべりねじナット５の当接部材５３に固定された前記軸受部材９と間で収縮し、前記境界面２４ａに設けられる突き当て部７Ｂと前記すべりねじナット５の長手方向端面５２に固定された当接部材５３との間に形成された隙間７３がなくなる。そして、これら突き当て部７Ｂと当接部材５３とが摩擦接触することになる。その一方で、前記突き当て部７Ａと一方の前記すべりねじナット５に係る当接部材５３との間に隙間７３が形成されることになる。
【００３５】
尚、図５では、本実施形態に係るブレーキ機能付きボールねじ装置１の内部構造を理解しやすくするため、当該ブレーキ機能付きボールねじ装置１を半断面図で示すと共に、前記軸受部材９の構成を省略している。
【００３６】
これら突き当て部７Ｂと当接部材５３が摩擦接触することにより、前記ねじ軸３と同期するすべりねじナット５の回転運動が拘束される。ここで、各当接部材５３と前記突き当て部７との間に形成された隙間７３の軸方向長さは、前記すべりねじナット５とねじ軸３のすべり部３２との間に設けられたバックラッシュよりも大きく設定されている。このため、前記突き当て部７Ｂと当接部材５３が摩擦接触することにより、前記ねじ軸３の外周面に形成された各雄ねじ山３３を構成する図５の紙面上左方向に向いた面３４（以下、「ねじ軸３側の逆接触面３４」という）と、前記すべりねじナット５の雌ねじ溝を構成する図５の紙面上右方向に向いた面５４（以下、「すべりねじナット５側の逆接触面５４」という）との間に形成されたバックラッシュが解消され、これらねじ軸３側の逆接触面３４とすべりねじナット５側の逆接触面５４が接触することになる。その結果として、前記ハウジング２に作用したアキシアル荷重Ｆ１は前記突き当て部７Ｂ及び当接部材５３を介して、ねじ軸３側の逆接触面３４とすべりねじナット５側の逆接触面５４との接触面に作用することになり、これにより当該接触面の接触面圧が増大する。
【００３７】
ここで、前記突き当て部７Ｂと当接部材５３が摩擦接触した状態で収縮している弾性体８は常に前記すべりねじナット５を前記突き当て部７Ｂから離間させる方向に付勢している。この弾性体８の構成により、前記ねじ軸３側の逆接触面３４とすべりねじナット５側の逆接触面５４がより確実に接触するようになっている。
【００３８】
そして、上記のようにすべりねじナット５とねじ軸３との間で接触面圧が大きくなることで、前記すべりねじナット５に対するねじ軸３の回転運動が拘束されると共に、前記突き当て部７Ｂと当接部材５３とが摩擦接触することで前記すべりねじナット５と連結されている前記ハウジング２の並進運動も拘束されることになる。換言すると、前記ねじ軸３側の逆接触面３４とすべりねじナット５側の逆接触面５４が接触することで、前記ハウジング２の並進運動がねじ軸３の回転運動に変換されるのを抑止することが可能となる。
【００３９】
このように前記ねじ軸３側の逆接触面３４とすべりねじナット５側の逆接触面５４が接触している状態から、図６に示すように前記モータＭへの通電により前記ねじ軸３を矢線Ｂ方向に回転運動させ、前記ハウジング２をねじ軸３に対して相対的に図６内の矢線Ｆ２方向に並進運動させようとする際には、前記ボール４１が前記ねじ軸３のボール転走溝３１ａと前記ボールねじナット４の負荷ボール転走溝４６との間で荷重を負荷することになる。すなわち、前記モータＭへの通電により前記ねじ軸３が回転させて使用する場合には、前記ボールねじナット４とねじ軸３の転がりねじ部３１からなるボールねじ部の構成により、前記ハウジング２を矢線Ｆ２方向に並進運動させるための推力が発生する。
【００４０】
このようにして前記ハウジング２が矢線Ｆ２方向に並進運動しようとすると、前記ハウジング２には反力ｆが作用することになる。尚、図６では、図５と同様に本実施形態に係るブレーキ機能付きボールねじ装置１の内部構造を理解しやすくするため、当該ブレーキ機能付きボールねじ装置１を半断面図で示すと共に、前記軸受部材９の構成を省略している。
【００４１】
その一方で、上述したように前記ハウジング２の収納端部２４内において、当該ハウジング２に対する相対的な回転運動、並進運動が許容されている前記すべりねじナット５は、前記ねじ軸３に対して小さい摩擦をもって組み付けられている。このため、前記すべりねじナット５はねじ軸３に同期して矢線Ｂ方向に回転運動することになる。このようにしてねじ軸３と同期して回転運動しているすべりねじナット５に対して、前記ねじ軸３の回転運動に相対して矢線Ｆ２方向に並進運動しているハウジング２が近づくと、前記蓋部材６の当接面６２に固定されている弾性体８が当該当接面６２と前記すべりねじナット５の当接部材５３に固定された前記軸受部材９と間で収縮し、前記すべりねじナット５の長手方向端面５２に固定された当接部材５３と前記蓋部材６の当接面６２に固定された突き当て部７Ａとの間に形成された隙間７３がなくなる。その後これら当接部材５３と突き当て部７Ａとが摩擦接触することになる。これら当接部材５３と突き当て部７Ａが摩擦接触することにより、前記ねじ軸３と同期するすべりねじナット５の回転運動が拘束されることになる。その一方で、前記突き当て部７Ｂと一方の前記すべりねじナット５に係る当接部材５３との間に隙間７３が形成されることになる。
【００４２】
ここで、各当接部材５３と前記突き当て部７との間に形成された隙間７３の軸方向長さは、前記すべりねじナット５とねじ軸３のすべり部３２との間に設けられたバックラッシュよりも大きく設定されている。その結果、前記当接部材５３と突き当て部７Ａが摩擦接触することにより、前記ねじ軸３の外周面に形成された各雄ねじ山３３を構成する図６の紙面上右方向に向いた面３５（以下、「ねじ軸３側の正接触面３５」という）と、前記すべりねじナット５の雌ねじ溝を構成する図６の紙面上左方向に向いた面５５（以下、「すべりねじナット５側の正接触面５５」という）との間に形成されたバックラッシュが解消される一方、前記ねじ軸３側の逆接触面３４とすべりねじナット５側の逆接触面５４との間にバックラッシュが形成されるようになる。
【００４３】
このように前記ねじ軸３側の正接触面３５とすべりねじナット５側の正接触面５５が接触している状態であっても、前記ねじ軸３において、前記転がりねじ部３１に形成されたボール転走溝３１ａと前記すべり部３２に形成された雄ねじ山３３とは同一リード長で形成されているため、前記ハウジング２がねじ軸３上を並進運動する速度と前記すべりねじナット５がねじ軸３上を並進運動する速度が同一となる。また、前記モータＭによってねじ軸３を回転運動させた際、前記ボールねじナット４とねじ軸３の転がりねじ部３１からなるボールねじ部の構成により、前記ハウジング２を矢線Ｆ２方向に並進運動させるための推力が発揮される一方、前記すべりねじナット５には前記弾性体８が収縮したことにより発生する反力のみが作用している。
【００４４】
それ故、前記ねじ軸３側の正接触面３５とすべりねじナット５側の正接触面５５との間では接触面圧が大きくならず、かかるねじ軸３側の正接触面３５とすべりねじナット５側の正接触面５５は互いに摺接することが可能となる。その結果前記すべりねじナット５に対するねじ軸３の相対的な回転運動が抑止されず、もって軸方向運動が制限されたねじ軸３に対し、前記ハウジング２が当該ねじ軸３に対して相対的に矢線Ｆ２方向へと並進移動することが可能となる。すなわち、前記ねじ軸３の回転運動を前記ハウジング２の並進運動に変換することが可能となる。
【００４５】
尚、前記ねじ軸３側の正接触面３５とすべりねじナット５側の正接触面５５が接触している状態では、上述したように前記蓋部材６の当接面６２に固定されている弾性体８が当該当接面６２と前記すべりねじナット５の当接部材５３に固定された前記軸受部材９と間で収縮している。このため、前記すべりねじナット５と前記弾性体８との間には摩擦トルクが発生しており、この摩擦トルクの発生により、前記ねじ軸３側の正接触面３５とすべりねじナット５側の正接触面５５との間で接触面圧が大きくなり、前記ねじ軸３に対するすべりねじナット５の同期が阻害される可能性がある。
【００４６】
しかし、かかる弾性体８とすべりねじナット５の間には前記軸受部材９が配置されている。この軸受部材９の構成により前記すべりねじナット５と前記弾性体８との間に発生している摩擦トルクが前記ねじ軸３側の正接触面３５とすべりねじナット５側の正接触面５５が接触していることにより当該すべりねじナット５とねじ軸３との間に発生している摩擦トルクよりも小さく設定されるようになっている。
【００４７】
上記構成からなる本実施形態のブレーキ機能付きボールねじ装置１において、前記ボールねじナット４とねじ軸３の転がりねじ部３１からなるボールねじ部の構成は、前記ねじ軸３が正方向に回転した場合であっても、また当該ねじ軸３が正方向と逆方向に回転した場合であっても、前記ボールねじナット４がねじ軸３に沿って回転しながら軸方向に移動することができるように構成されている。また、前記すべりねじナット５とねじ軸３の転がりねじ部３２からなるすべりねじ部の構成も前記ねじ軸３の回転方向に関係なく、前記すべりねじナット５がこのねじ軸３に同期して摺動できるように構成されている。
【００４８】
このため、図５及び図６では、ねじ軸３の軸方向運動が制限する反面、その回転運動を許容し、このねじ軸３に対してハウジング２を当該ねじ軸３の軸方向に並進運動させる使用態様を説明したが、前記ねじ軸３に対してハウジング２を回転運動及び並進運動させるようにして使用することも可能である。その一方で、前記ハウジング２の回転運動及び並進運動を制限し、当該ハウジング２に対してねじ軸３を回転運動及び並進運動させるように使用することも可能である。
【００４９】
また、図５では、前記ハウジング２に対して矢線Ｆ１方向のアキシアル荷重が作用した際に、前記ねじ軸３の回転運動が抑止される例を説明したが、前記ねじ軸３に対して矢線Ｆ１方向のアキシアル荷重が作用した場合には前記ハウジング２の回転運動が抑止されることになる。その一方で、図６では、前記モータＭによってねじ軸３を回転させた場合に前記ハウジング２の並進運動が許容される例を説明したが、前記ハウジング２に対して回転トルクが作用した場合であっても、前記ねじ軸３の並進運動が許容されるようになっている。
【００５０】
すなわち、以上のように構成された本実施形態に係るブレーキ機能付きボールねじ装置１では、前記一対の突き当て部７ａ、７ｂの間において、前記ハウジング２に対するすべりねじナット５の相対的な回転運動及び並進運動が許容されているため、前記ハウジング２とねじ軸３との間に相対的な軸方向運動を与える双方向のアキシアル荷重が作用した場合には、前記ハウジング２に対する相対的なねじ軸３の回転運動を抑止することが可能となる。その一方で、前記ハウジング２とねじ軸３との間に相対的な回転運動を与える回転トルクが作用した場合には、前記ハウジング２を前記ねじ軸３に対して相対的に並進運動させることが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態に係るブレーキ機能付きボールねじ装置１によれば、前記弾性体８の構成により、前記すべりねじナット５と前記突き当て部７が摩擦接触した際に前記すべりねじナット５の雌ねじ溝とねじ軸３の雄ねじ山３３との間に設けられたバックラッシュを確実に解消させることが可能となる。その分、前記ハウジング２とねじ軸３との間に相対的な軸方向運動を与える双方向のアキシアル荷重が作用した際に、前記ハウジング２に対する相対的なねじ軸３の回転運動を抑止することが可能となる。
【００５２】
尚、本実施形態に係るブレーキ機能付きボールねじ装置１では、上述したように前記すべりねじナット５に係る雌ねじ溝とねじ軸３に係る雄ねじ山３３とをより確実に接触させるため、前記弾性体８の構成を設けている。しかし、この弾性体８の構成を省略したとしても、前記ハウジング２に対するすべりねじナット５の相対的な回転運動及び並進運動が許容されていれば、前記ハウジング２をねじ軸３に対して相対的に並進運動させるような双方向のアキシアル荷重が作用する際には、前記ハウジング２に対するねじ軸３の相対的な回転運動を抑止することが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態に係るブレーキ機能付きボールねじ装置１では、前記すべりねじナット５と前記弾性体８との間に発生している摩擦トルクが前記すべりねじナット５とねじ軸３との間に発生している摩擦トルクよりも小さくなるようにするため、前記弾性体８とすべりねじナット５の間には前記軸受部材９が配置されているが、前記すべりねじナット５と前記弾性体８との間に発生している摩擦トルクが上記状態に設定されるのであれば、前記軸受部材９の構成を省略しても差し支えなく、例えば前記弾性体８の構成に撓みや捩れを具備させても差し支えない。
【００５４】
更に、本実施形態に係るブレーキ機能付きボールねじ装置１では、前記ねじ軸３と相まってボールねじ部を構成するボールねじナット４が前記ハウジング２に形成された貫通孔２１内に嵌合して、固定されるようになっているが、当該ボールねじナット４がハウジング２に一体的に固定されていれば、上記構成でなくとも差し支えない。
【００５５】
また、本実施形態に係るブレーキ機能付きボールねじ装置１では、前記すべりねじナット５の軸方向両端面に一対の当接部材５３が固定され、これら当接部材５３が前記収納端部２４内に固定された一対の突き当て部７に摩擦接触するようになっているが、これら当接部材５３の省略し、すべりねじナット５の軸方向両端面が直接前記突き当て部７に摩擦接触するようにしても差し支えない。かかる場合、前記すべりねじナット５の軸方向両端面と前記突き当て部７との間に隙間７３が形成されるよう、前記ハウジング２の収納端部２４の軸方向長さを設計する必要がある。
【符号の説明】
【００５６】
１…ブレーキ機能付きボールねじ装置、２…ハウジング、３…ねじ軸、４…ボールねじナット、５…すべりねじナット、７…突き当て部、３１…転がりねじ部、３２…すべり部、３１ａ…ボール転走溝、３３…雄ねじ山（すべりねじ山）、４１…ボール
【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】
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