(57)【要約】【課題】ねじ軸に反力が作用してもボールの転動を阻止してナットの回転を防止し、ねじ軸の軸方向への変位を任意の位置で安定的に保持でき、信頼性を向上させた位置保持機構付きボールねじを提供する。【解決手段】ナット３の端面３ｂから駒窓６に貫通する挿通孔８に電磁ソレノイドのプランジャ１１が進退自在に嵌挿され、このプランジャ１１の軸心と駒部材７の中心とがオフセットした状態に配設されると共に、駒部材７と駒窓６間の反プランジャ側に介装された弾性部材１６の弾性力により駒部材７が回転するように付勢され、プランジャ１１が駒部材７に当接することにより弾性部材１６の付勢力に対抗して当該駒部材７の回転位相が変化する。【選択図】図２
2017032085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、
このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、
対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、
前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、
前記ボールの転動を阻止して前記ねじ軸の軸方向の位置を保持する位置保持機構付きボールねじにおいて、
前記位置保持機構が前記ナットの端面に固定された電磁ソレノイドで構成され、前記ナットの端面から前記駒窓に貫通する挿通孔に前記電磁ソレノイドのプランジャが進退自在に嵌挿されると共に、このプランジャの軸心と前記駒部材の中心とがオフセットした状態に配設され、当該プランジャが前記駒部材に当接することにより回転位相が変化するように構成されていることを特徴とする位置保持機構付きボールねじ。
【請求項２】
前記駒部材の両側に断面が略半円形の棒状に形成されたアームが突設され、前記ナットのねじ溝に係合されている請求項１に記載の位置保持機構付きボールねじ。
【請求項３】
前記駒部材と駒窓間のすきまのうち反プランジャ側に弾性部材が介装され、この弾性部材の弾性力により前記駒部材が回転するように付勢されると共に、前記プランジャの押圧力によって前記駒部材が前記弾性部材の付勢力に対抗して回転される請求項１に記載の位置保持機構付きボールねじ。
【請求項４】
前記駒部材がＭＩＭによって成形された焼結金属で構成され、前記弾性部材が当該駒部材と一体に成形されている請求項３に記載の位置保持機構付きボールねじ。
【請求項５】
前記駒部材の側面に平坦面が形成され、この平坦面に前記プランジャの先端が当接される請求項１に記載の位置保持機構付きボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電加工機やタッピングセンター等の各種工作機械、あるいは自動車の電動パワーステアリングや可変動弁装置等に使用されるボールねじに関し、特に、ねじ軸に反力が作用してもボールの転動を阻止してナットの回転を防止し、ねじ軸の軸方向の位置を保持できる位置保持機構付きボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種駆動部に用いられる電動アクチュエータでは、近年の装置の小型化や省電力化に伴い、効率的な電動アクチュエータとしてボールねじ機構が採用されるようになってきている。このボールねじ機構を備えた電動アクチュエータの場合、ボールねじの摩擦が非常に低く、出力部材側に作用するスラスト荷重によって容易にねじ軸が回転してしまうため、電動モータの停止時や出力部材を位置保持する必要がある。また、電動モータの駆動トルクを軸方向の推力に変換するボールねじに対して、大きな逆入力荷重が生じた場合、ボールねじはこの逆入力荷重を高効率にトルク変換し、電動モータ側へ伝達してしまうため、電動モータは逆入力トルク以上の駆動トルクを発生しなければならない。
【０００３】
こうした課題を解決したものとして、図５に示すような位置保持機構付きボールねじ５１が知られている。この位置保持機構付きボールねじ５１は、外周に螺旋状のねじ溝５２ａが形成されたねじ軸５２と、このねじ軸５２に外嵌され、内周に前記ねじ溝５２ａに対応する螺旋状のねじ溝５３ａが形成されたナット５３と、これら両ねじ溝５２ａ、５３ａの間に収容された多数のボール５４、およびナット５３に装着された位置保持機構５５とを備えている。
【０００４】
円筒状のナット５３の胴部には、内外の周面に貫通してねじ溝５３ａの一部を切欠く楕円状の駒窓５６が穿設され、この駒窓５６に楕円状の駒部材５７が嵌合されている。駒部材５７の内方には、ねじ溝５３ａの隣合う１周分同士を連結し、Ｓ字状に湾曲した連結溝５８が形成され、この連結溝５８とねじ溝５３ａの略１周の部分とでボール５４の転動路を構成している。
【０００５】
位置保持機構５５は、励磁コイル５９、コイルスプリング等からなる弾性部材６０、および突出部材６１で構成され、ナット５３の一端面から軸方向に沿って穿設された装着孔６２に埋設されている。突出部材６１は磁性材料からなり、環状の励磁コイル５９内に嵌挿された可動鉄心部６１ａと、弾性部材６０の座面となるフランジ部６１ｂ、およびこのフランジ部６１ｂから軸方向に延びる開閉ピン６１ｃとで構成され、全体として棒状に形成されている。この位置保持機構５５は、励磁コイル５９に電圧を印加することにより、その磁気力によって突出部材６１に直線的な運動を与える、所謂プランジャ型のリニア電磁ソレノイドを構成している。６３は装着孔６２を密閉する板状のカバーで、固定ねじ６４を介してナット５３の端面に締結されている。
【０００６】
位置保持機構５５は駒部材５７に対応した位置に装着されている。駒部材５７の連結溝５８の一部には開口部５８ａが形成され、開閉ピン６１ｃがこの開口部５８ａに出没自在に挿入されている。また、開閉ピン６１ｃの先端が連結溝５８の形状に沿った円弧面または傾斜面に形成され、最も突出した状態で連結溝５８の一部をなしている。すなわち、この開閉ピン６１ｃの軸方向の移動により、連結溝５８の開口部５８ａが閉塞状態となり、連続したＳ字状の連結溝５８を構成する。
【０００７】
弾性部材６０は装着孔６２の底面６２ａとフランジ部６１ｂとの間に張架された状態で取り付けられ、励磁コイル５９に電圧が印加されていない時、すなわち、自然状態では、突出部材６１の開閉ピン６１ｃは弾性部材６０の付勢力によって最大に突出（図中右側）し、駒部材５７における連結溝５８の開口部５８ａを閉塞している。この状態では、駒部材５７の連結溝５８内をボール５４がスムーズに転動でき、ねじ軸５２が位置保持機構５５に拘束されることなく自由に軸方向に変位することができる。
【０００８】
一方、変位信号を受けて励磁コイル５９に印加電圧が付与されると、吸引力が可動鉄心部６１ａに作用し、弾性部材６０の付勢力に対抗して突出部材６１が引き抜かれる。すなわち、開閉ピン６１ｃが図中左側に移動して連結溝５８の開口部５８ａが開き、連結溝５８が一部開口状態となる。この状態では、連結溝５８の開口部５８ａ内にボール５４の一部が侵入し、ボール５４の中心が連結溝５８に沿った所定のボール中心軌道（ＢＣＤ）からずれて、所謂千鳥状態になって転動が阻止される。したがって、その結果、ねじ軸５２が位置保持機構５５に拘束され軸方向に変位することができず、ナット５３の回転が防止されてその位置が保持される。
【０００９】
また、励磁コイル５９への通電が遮断されると、可動鉄心部６１ａに作用していた吸引力が解かれ、弾性部材６０の付勢力によって突出部材６１が駒部材５７側に突出し、連結溝５８の開口部５８ａを閉塞して連結溝５８内を再びボール５４がスムーズに転動することができる。
【００１０】
このように、駒部材５７の連結溝５８の一部に開口部５８ａが形成され、この開口部５８ａに突出部材６１を構成する開閉ピン６１ｃを出没させることによりボール５４の転動を制御し、ねじ軸５２の軸方向の位置を選択的に保持するようにしたので、突出部材６１の突出タイミングに拘わらずボール５４の転動を阻止することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−９０４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
然しながら、この従来の位置保持機構付きボールねじ５１では、開閉ピン６１ｃをボール５４間に突出するタイミングがずれる恐れがあり、ボール５４上に突出した場合にはその位置保持動作がフェールしてしまうという課題があり、安定性と信頼性の面で改善の余地があった。
【００１３】
また、開閉ピン６１ｃが突出していない時に、開閉ピン６１ｃ（ソレノイド軸）の先端は連結溝５８（ボール循環経路）の一部となっているため、ボール５４が転動し易い形状である必要がある。すなわち、開閉ピン６１ｃが回転しないように、回転止めを設ける必要があり、ソレノイド本体のサイズが大きくなってしまうという課題があった。
【００１４】
さらに、開閉ピン６１ｃの先端を駒窓５６のボール出入り口（繋ぎ部）から突出させる関係から、ソレノイドの配置をボール５４が転動するボール中心軌道付近にする必要がある。これにより、ソレノイドと開閉ピン６１ｃが干渉し易い状態となることから、レイアウト上の課題が生じる。
【００１５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ねじ軸に反力が作用してもボールの転動を阻止してナットの回転を防止し、ねじ軸の軸方向への変位を任意の位置で安定的に保持でき、信頼性を向上させた位置保持機構付きボールねじを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、前記ボールの転動を阻止して前記ねじ軸の軸方向の位置を保持する位置保持機構付きボールねじにおいて、前記位置保持機構が前記ナットの端面に固定された電磁ソレノイドで構成され、前記ナットの端面から前記駒窓に貫通する挿通孔に前記電磁ソレノイドのプランジャが進退自在に嵌挿されると共に、このプランジャの軸心と前記駒部材の中心とがオフセットした状態に配設され、当該プランジャが前記駒部材に当接することにより回転位相が変化するように構成されている。
【００１７】
このように、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、ボールの転動を阻止してねじ軸の軸方向の位置を保持する位置保持機構付きボールねじにおいて、位置保持機構が電磁ソレノイドで構成され、ナットの端面から駒窓に貫通する挿通孔に電磁ソレノイドのプランジャが進退自在に嵌挿されると共に、このプランジャの軸心と駒部材の中心とがオフセットした状態に配設され、当該プランジャが駒部材に当接することにより回転位相が変化するように構成されているので、ナットのねじ溝から駒部材の連結溝が突出し、循環経路に干渉部が生じてボールがねじ溝から連結溝へ転動することができず、ねじ軸が位置保持機構によって拘束され軸方向に変位することができず、ナットの回転が防止されてその位置が保持される。したがって、ねじ軸の軸方向への変位を任意の位置で安定的に保持でき、信頼性を向上させた位置保持機構付きボールねじを提供することができる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明のように、前記駒部材の両側に断面が略半円形の棒状に形成されたアームが突設され、前記ナットのねじ溝に係合されていれば、駒部材がナットに対して軸方向に位置決めされ、駒部材が駒窓から径方向外方に抜け出すのを防止することができると共に、電磁ソレノイドが待機状態の時は、弾性部材の付勢力によってアームがナットのねじ溝にその円弧面が整合した状態で係止され、駒部材の連結溝とナットのねじ溝が整合し、ボールがねじ溝から連結溝へと転動可能となると共に、ソレノイドが作動された時、アームがプランジャの押圧力によって反プランジャ側に押圧され、ナットのねじ溝にアームのエッジ部が係止されて駒部材の回転が止まり、ナットのねじ溝と駒部材の連結溝がずれてボールが転動することができず、ねじ軸の移動が拘束される。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明のように、前記駒部材と駒窓間のすきまのうち反プランジャ側に弾性部材が介装され、この弾性部材の弾性力により前記駒部材が回転するように付勢されると共に、前記プランジャの押圧力によって前記駒部材が前記弾性部材の付勢力に対抗して回転されれば、駒部材を介して間接的に位置保持機構として機能させることができるため、ソレノイド軸の回転が許容され、位置保持機構のサイズを小型化することができると共に、プランジャが駒部材を押圧する径方向の取付高さに自由度があり、ねじ軸と干渉しない設計が可能となってさらに小型化を図ることができる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明のように、前記駒部材がＭＩＭによって成形された焼結金属で構成され、前記弾性部材が当該駒部材と一体に成形されていれば、部品点数を削減できると共に、組立工数を簡便化することができ、低コスト化を図ることができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明のように、前記駒部材の側面に平坦面が形成され、この平坦面に前記プランジャの先端が当接されれば、プランジャの押圧力によって駒部材を安定して回動させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る位置保持機構付きボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、前記ボールの転動を阻止して前記ねじ軸の軸方向の位置を保持する位置保持機構付きボールねじにおいて、前記位置保持機構が前記ナットの端面に固定された電磁ソレノイドで構成され、前記ナットの端面から前記駒窓に貫通する挿通孔に前記電磁ソレノイドのプランジャが進退自在に嵌挿されると共に、このプランジャの軸心と前記駒部材の中心とがオフセットした状態に配設され、当該プランジャが前記駒部材に当接することにより回転位相が変化するように構成されているので、ナットのねじ溝から駒部材の連結溝が突出し、循環経路に干渉部が生じてボールがねじ溝から連結溝へ転動することができず、ねじ軸が位置保持機構によって拘束され軸方向に変位することができず、ナットの回転が防止されてその位置が保持される。したがって、ねじ軸の軸方向への変位を任意の位置で安定的に保持でき、信頼性を向上させた位置保持機構付きボールねじを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は、本発明に係る位置保持機構付きボールねじの一実施形態を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【図２】（ａ）は、図１（ａ）の待機状態を示す縦断面図、（ｂ）は、図１（ａ）の作動状態を示す縦断面図である。
【図３】（ａ）は、図２（ａ）のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線に沿った断面を見た模式図、（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線に沿った断面を見た模式図である。
【図４】（ａ）は、図２（ｂ）のＩＶａ−ＩＶａ線に沿った断面を見た模式図、（ｂ）は、図２（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿った断面を見た模式図である。
【図５】（ａ）は、従来の位置保持機構付きボールねじを示す平面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、前記ボールの転動を阻止して前記ねじ軸の軸方向の位置を保持する位置保持機構付きボールねじにおいて、前記位置保持機構が前記ナットの端面に固定されたプッシュ型の電磁ソレノイドで構成され、前記ナットの端面から前記駒窓に貫通する挿通孔に前記電磁ソレノイドのプランジャが進退自在に嵌挿され、このプランジャの軸心と前記駒部材の中心とがオフセットした状態に配設されると共に、前記駒部材と駒窓間の反プランジャ側に介装された弾性部材の弾性力により前記駒部材が回転するように付勢され、前記プランジャが前記駒部材に当接することにより前記弾性部材の付勢力に対抗して当該駒部材の回転位相が変化する。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明に係る位置保持機構付きボールねじの一実施形態を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図、図２（ａ）は、図１（ａ）の待機状態を示す縦断面図、（ｂ）は、図１（ａ）の作動状態を示す縦断面図、図３（ａ）は、図２（ａ）のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線に沿った断面を見た模式図、（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線に沿った断面を見た模式図、図４（ａ）は、図２（ｂ）のＩＶａ−ＩＶａ線に沿った断面を見た模式図、（ｂ）は、図２（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿った断面を見た模式図である。
【００２６】
図１（ａ）に示す位置保持機構付きボールねじ１は、外周に螺旋状のねじ溝２ａが形成されたねじ軸２と、このねじ軸２に外嵌され、内周に前記ねじ溝２ａに対応する螺旋状のねじ溝３ａが形成されたナット３と、これら両ねじ溝２ａ、３ａの間に収容された多数のボール４、およびナット３に装着された位置保持機構５とを備えている。この位置保持機構５は、駒部材７の近傍に、軸方向に後述するプランジャ１１が進退自在に配されたソレノイド機構からなり、（ｂ）に示すように、ナット３の端面３ｂに二股状の取付部１５ａを有するフレーム１５を介して２本の固定ねじ９、９によって固定されている。
【００２７】
各ねじ溝２ａ、３ａの断面形状は、サーキュラアーク形状であってもゴシックアーク形状であっても良いが、ここではボール４との接触角が大きくとれ、アキシアルすきまが小さく設定できるゴシックアーク形状に形成されている。これにより、軸方向荷重に対する剛性が高くなり、かつ振動を抑制することができると共に、音振や短寿命を防止することができる。
【００２８】
円筒状のナット３の胴部には、内外の周面に貫通してねじ溝３ａの一部を切欠く円形の駒窓６が穿設され、この駒窓６に断面が円形の駒部材７が嵌合されている。図２（ａ）に示すように、駒部材７の内方には、ねじ溝３ａの隣合う１周分同士を連結し、Ｓ字状に湾曲した連結溝７ａが形成され、この連結溝７ａとねじ溝３ａの略１周の部分とでボール４の転動路を構成している。そして、転動路内の内外のねじ溝２ａ、３ａ間に介在された多数のボール４がねじ溝２ａ、３ａに沿って転動し、駒部材７の連結溝７ａに案内されてねじ軸２のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝２ａに戻り、再びねじ溝２ａ、３ａに沿って転動する。また、連結溝７ａの深さは、ボール４が連結溝７ａ内でねじ軸２におけるねじ溝２ａのねじ山を越えることができる深さとされている。なお、ここでは、駒窓６および駒部材７が断面円形に形成されたものを例示したが、円形に限らず、例えば、小判形形状であっても良い。
【００２９】
駒部材７の両側には断面が略半円形の棒状に形成されたアーム１０が突設され、ナット３のねじ溝３ａに僅かな径方向すきまを介して係合されている。このアーム１０によって、駒部材７がナット３に対して軸方向に位置決めされると共に、駒部材７が駒窓６から径方向外方に抜け出すのを防止している。
【００３０】
駒部材７は金属粉末を可塑状に調整し、射出成形機で成形される焼結合金からなる。この射出成形に際しては、まず、金属粉と、プラスチックおよびワックスからなるバインダとを混練機で混練し、その混練物をペレット状に造粒する。造粒したペレットは、射出成形機のホッパに供給し、金型内に加熱溶融状態で押し込む、所謂ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）により成形されている。こうしたＭＩＭによって成形される焼結合金であれば、加工度が高く複雑な形状であっても容易に、かつ精度良く所望の形状・寸法に成形することができる。
【００３１】
前記金属粉として、後に浸炭焼入が可能な材質、例えば、Ｃ（炭素）が０．１３ｗｔ％、Ｎｉ（ニッケル）が０．２１ｗｔ％、Ｃｒ（クロム）が１．１ｗｔ％、Ｃｕ（銅）が０．０４ｗｔ％、Ｍｎ（マンガン）が０．７６ｗｔ％、Ｍｏ（モリブデン）が０．１９ｗｔ％、Ｓｉ（シリコン）が０．２０ｗｔ％、残りがＦｅ（鉄）等からなるＳＣＭ４１５を例示することができる。駒部材７は、浸炭焼入れおよび焼戻し温度を調整して行われる。また、駒部材７の材料としてこれ以外にも、Ｎｉが３．０〜１０．０ｗｔ％含有し、加工性、耐食性に優れた材料（日本粉末冶金工業規格のＦＥＮ８）、あるいは、Ｃが０．０７ｗｔ％、Ｃｒが１７ｗｔ％、Ｎｉが４ｗｔ％、Ｃｕが４ｗｔ％、残りがＦｅ等からなる析出硬化系ステンレスＳＵＳ６３０であっても良い。このＳＵＳ６３０は、固溶化熱処理で２０〜３３ＨＲＣの範囲に表面硬さを適切に上げることができ、強靭性と高硬度を確保することができる。
【００３２】
駒部材７をＳＣＭ４１５等の浸炭材で形成する場合は、駒部材７は浸炭焼入れおよび、焼戻し温度調整によるか、もしくは浸炭焼入れによって表面硬さが３０〜４０ＨＲＣの範囲になるように硬化処理されると共に、高周波テンパー装置を用いて、外径側の外周部が焼戻しされ、硬さが１５〜３０ＨＲＣの範囲になるように設定されている。これにより、外周部の靭性が高くなると共に、駒部材７をナット３に加締固定する際に割れ等が発生するのを防止することができる。
【００３３】
ボール４の組み込みは、ナット３の駒窓６に駒部材７をナット３の内径側から装着した後、ねじ軸２の軸端からナット３を当てがい、ボール４を両ねじ溝２ａ、３ａ間に順次挿入しながらナット３を回転させ、ナット３をねじ軸２の軸方向に移動させることによって行う。これ以外にも、ナット３の駒窓６に駒部材７を装着した後、図示しない仮軸を用いてボール４を同様に挿入するようにしても良い。
【００３４】
ここで、位置保持機構５は、図２（ａ）に示すように、強磁性体であるプランジャ（可動鉄芯）１１と固定鉄芯１２を磁芯とし、絶縁材料で形成されたボビン１３に絶縁銅線が巻回され、電流を流すことにより磁気を発生するコイル１４と、このコイル１４により発生した磁気を効率良く通す磁気回路を構成する強磁性体のフレーム１５からなるプッシュ型の電磁ソレノイドで構成されている。
【００３５】
ナット３のソレノイド側の端面３ｂから駒窓６に貫通する挿通孔８が形成され、この挿通孔８にプランジャ１１が進退自在に嵌挿されている。プランジャ１１の軸心と駒部材７の中心とは僅かにオフセットした状態に配設されている。また、駒部材７と駒窓６間のすきまのうち、反プランジャ側（図中、左側）のすきまには板ばねからなる弾性部材１６が介装され、矢印にて示すように、この弾性部材１６の弾性力により駒部材７が時計回りの回転方向に付勢されている。そして、プランジャ１１の押圧力によって駒部材７を安定して回動させるように、駒部材７のプランジャ側の側面には平坦面１７が形成され、この平坦面１７にプランジャ１１の先端が当接される。
【００３６】
なお、ここでは、別体の弾性部材１６で駒部材を付勢しているが、これに限らず、例えば、この弾性部材もＭＩＭによって駒部材と一体に成形しても良い。これにより、部品点数を削減できると共に、組立工数を簡便化することができ、低コスト化を図ることができる。
【００３７】
次に、図２〜４を用いて本発明に係る位置保持機構付きボールねじ１の動作について説明する。図２（ａ）は、ソレノイドが待機状態を示している。この状態では、図３（ａ）に示すように、駒部材７のアーム１０が弾性部材１６の付勢力によって右方向のプランジャ側（図中、矢印にて示す）に押圧され、ナット３のねじ溝３ａにアーム１０の円弧面が整合した状態で係止されている。そして、（ｂ）に示すように、駒部材７の連結溝７ａとナット３のねじ溝３ａが整合し、ボール４はねじ溝３ａから連結溝７ａへと転動可能となっている。
【００３８】
ソレノイドを作動させると、図２（ｂ）に示すように、プランジャ１１が左方向（図中、矢印にて示す）に突出し、駒部材７の平坦面１７に当接する。この押圧力によって駒部材７は弾性部材１６の付勢力に対抗して反時計回りに回転位相が変化する（図中、矢印にて示す）。なお、作動は電流値等の判定値（しきい値）としてソレノイドを制御する。
【００３９】
この状態では、図４（ａ）に示すように、駒部材７のアーム１０がプランジャ１１の押圧力によって左方向の反プランジャ側（図中、矢印にて示す）に押圧され、ナット３のねじ溝３ａにアーム１０のエッジ部が係止され、駒部材７の回転が止まる。
【００４０】
そして、（ｂ）に示すように、ナット３のねじ溝３ａから駒部材７の連結溝７ａが突出し、循環経路に干渉部１８（図中、クロスハッチングにて示す）が生じる。この干渉部１８が妨げとなってボール４はねじ溝３ａから連結溝７ａへ転動することができず、ねじ軸２が位置保持機構５によって拘束され軸方向に変位することができない。その結果、ナット３の回転が防止されてその位置が保持される。したがって、ねじ軸２の軸方向への変位を任意の位置で安定的に保持でき、信頼性を向上させた位置保持機構付きボールねじ１を提供することができる。
【００４１】
本実施形態では、従来の位置保持機構のように、ソレノイド軸（開閉ピン）をボール間に突出させるロックピンとしては使用せず、駒部材７を介して間接的に位置保持機構５として機能させているため、ソレノイド軸（プランジャ１１）の回転が許容され、位置保持機構５のサイズを小型化することができる。また、プランジャ１１が駒部材７を押圧する径方向の取付高さに自由度があり、ねじ軸２と干渉しない設計が可能となってさらに小型化を図ることができる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る位置保持機構付きボールねじは、内燃機関の可変動弁装置等の電動アクチュエータに使用され、ねじ軸に負荷される反力に対し、ねじ軸の軸方向の変位を制御する位置保持機構を備えたボールねじに適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  位置保持機構付きボールねじ
２  ねじ軸
２ａ、３ａ  ねじ溝
３  ナット
３ｂ  ナットの端面
４  ボール
５  位置保持機構
６  駒窓
７  駒部材
７ａ  連結溝
８  挿通孔
９  固定ボルト
１０  アーム
１１  プランジャ
１２  固定鉄芯
１３  ボビン
１４  コイル
１５  フレーム
１５ａ  取付部
１６  弾性部材
１７  駒部材の平坦面
１８  干渉部
５１  位置保持機構付きボールねじ
５２  ねじ軸
５２ａ、５３ａ  ねじ溝
５３  ナット
５４  ボール
５５  位置保持機構
５６  駒窓
５７  駒部材
５８  連結溝
５８ａ  連結溝の開口部
５９  励磁コイル
６０  弾性部材
６１  突出部材
６１ａ  可動鉄心部
６１ｂ  フランジ部
６１ｃ  開閉ピン
６２  装着孔
６２ａ  装着孔の底面
６３  カバー
６４  固定ねじ
【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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