(57)【要約】【課題】 潤滑不足を解消することができるボールねじ装置を提供する。【解決手段】  ボールねじ装置1は、中空軸5およびボールねじナット3が回転して、ねじ軸2が軸方向に直線移動する形態で使用される。中空軸5の内面に、ねじ軸2に供給されている潤滑剤が遠心力によって上方に移動しやすいようにするテーパ面11aが形成されている。【選択図】    図１
2009299783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に配された上下にのびるねじ軸と、ねじ軸にボールを介してねじ合わされた回転自在のボールねじナットと、ねじ軸と同心に配置されてボールねじナットと一体で回転する中空軸とを備え、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ボールねじ装置において、
中空軸の内面に、ねじ軸に供給されている潤滑剤が遠心力によって上方に移動しやすいようにするテーパ面が形成されていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
ハウジング内に配された上下にのびるねじ軸と、ねじ軸にボールを介してねじ合わされた回転自在のボールねじナットと、ねじ軸と同心に配置されてボールねじナットと一体で回転する中空軸とを備え、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ボールねじ装置において、
中空軸の内面に、ねじ軸に供給されている潤滑剤が下方に落下しにくいようにする段差が形成されていることを特徴とするボールねじ装置。
【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、上下にのびるねじ軸が回転せずに軸方向に直線移動する形態で使用される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を接続することで、ボールねじナットが回転して、上下にのびる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緩衝器に適用することが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２６４９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ボールねじ装置の潤滑は、通常、グリース（無給脂）により行われるが、上下にのびるねじ軸が直進移動する形態で使用された場合、塗布されたグリースが使っていくうちに下方に垂れて、潤滑不足となる可能性がある。
【０００４】
この発明の目的は、潤滑不足を解消することができる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】
第１の発明によるボールねじ装置は、ハウジング内に配された上下にのびるねじ軸と、ねじ軸にボールを介してねじ合わされた回転自在のボールねじナットと、ねじ軸と同心に配置されてボールねじナットと一体で回転する中空軸とを備え、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ボールねじ装置において、中空軸の内面に、ねじ軸に供給されている潤滑剤が遠心力によって上方に移動しやすいようにするテーパ面が形成されていることを特徴とするものである。
【０００６】
第２の発明によるボールねじ装置は、ハウジング内に配された上下にのびるねじ軸と、ねじ軸にボールを介してねじ合わされた回転自在のボールねじナットと、ねじ軸と同心に配置されてボールねじナットと一体で回転する中空軸とを備え、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ボールねじ装置において、中空軸の内面に、ねじ軸に供給されている潤滑剤が下方に落下しにくいようにする段差が形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
この発明によるボールねじ装置は、例えば、円筒状のモータロータおよび円筒状のモータステータからなるモータに一体化されて使用され、この際、中空軸外径にモータロータが、ハウジング内径にモータステータがそれぞれ固定される。潤滑剤は、例えば、グリースとされるが、これに限定されるものではない。
【０００８】
この発明によるボールねじ装置は、アクチュエータ（モータによって中空軸および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）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、中空軸および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）として使用されることがある。いずれにしろ、中空軸とねじ軸とは、わずかな隙間をおいて同心状に配置され、中空軸は回転しながら、ねじ軸の直線移動を案内する。
【０００９】
第１の発明のボールねじ装置では、中空軸の回転に伴う遠心力によって、中空軸の内面に形成されたテーパ面に潤滑剤が押し付けられるとともに、テーパ面に沿う方向の力が生じることで、潤滑剤が上方に移動する。これにより、ねじ軸の上部にも潤滑剤が長期間存在し、潤滑不足が生じることが防止される。テーパ面は、中空軸の全長にわたって設けてもよいが、一部だけに設けるようにしてもよい。テーパ角度は、例えば、１〜１０°とすればよい。
【００１０】
第２の発明のボールねじ装置では、中空軸の内面に形成された段差に、潤滑剤が保持されることで、潤滑剤が下方に落下しにくいものとなる。これにより、ねじ軸の上部にも潤滑剤が長期間存在し、潤滑不足が生じることが防止される。段差の数は、例えば、２〜３程度とされるが、これに限定されるものではなく、１つでもよく、４以上でもよい。
【００１１】
また、第１の発明と第２の発明とを組み合わせて、中空軸の内面に、上方に行くに連れて径が段階的に大きくなる複数のテーパ面が形成されており、各テーパ面同士の間に段差が形成されているようにしてもよい。
【００１２】
ねじ軸は、往復直線移動し、通常、そ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、ねじ軸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ねじ軸に設けることで形成することができ、また、ストッパは、ねじ軸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。
【００１３】
ストッパによってねじ軸が停止する直前は、ねじ軸が高速で移動し、ボールねじナットが高速で回転しているため、ねじ軸の急激な停止によって、ボールねじナットに大きい回転慣性力が発生し、この回転慣性力によってボールねじの軌道部に圧痕が発生する可能性があるため、回転慣性力の増加は好ましくないが、上記の中空軸内面のテーパ面および段差は、いずれも回転部分を大きくすることなく得ることができ、回転部分の慣性モーメントが大きくなることを避けて、潤滑不足を解消することができる。
【００１４】
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】
【００１５】
この発明のボールねじ装置によると、潤滑剤が遠心力によって上方に移動しやすいようにするテーパ面または潤滑剤が下方に落下しにくいようにする段差が中空軸の内面に形成されているので、ねじ軸の上部にも潤滑剤が長期間存在し、潤滑不足が生じることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、上下は、図の上下をいうものとする。
【００１７】
図１は、この発明によるボールねじ装置の第１実施形態を示している。
【００１８】
ボールねじ装置(1)は、ボールねじ軌道(2a)および上下方向にのびるスプライン軌道(2b)が設けられた上下にのびる鋼製ねじ軸(2)と、ねじ軸(2)のボールねじ軌道(2a)にボールを介してねじ合わされた回転自在の鋼製ボールねじナット(3)と、ねじ軸(2)の下端部側においてスプライン軌道(2b)にボールを介して嵌め合わされてねじ軸(2)の上下方向（軸方向）直線運動を案内するボールスプライン外筒(4)と、ボールねじナット(3)に一体化されて上方にのびる中空軸(5)と、軸受(7)を介して中空軸(5)を回転可能に支持するとともにボールスプライン外筒(4)を支持するハウジング(6)と、中空軸(5)に固定された円筒状のモータロータ(9)およびハウジング(6)内径に固定された円筒状のモータステータ(10)からなるモータ(8)とを備えている。
【００１９】
モータ(8)は、永久磁石型三相同期モータとされており、モータロータ(9)が永久磁石とされて、モータステータ(10)にＵ相、Ｖ相およびＷ相の三相のコイル(10a)が巻かれている。
【００２０】
ねじ軸(2)と中空軸(5)とは、同心状に配置されており、ボールねじ装置(1)は、ボールねじナット(3)、中空軸(5)およびモータロータ(9)を回転させて、ねじ軸(2)を直線移動させる形態で使用される。
【００２１】
中空軸(5)は、ねじ軸(2)を案内する小径部(11)と、内周面がボールねじナット(3)の外周面に固定されかつ外周面に軸受(7)を保持する大径部(12)とからなる。
【００２２】
ボールスプライン外筒(4)は、ねじ軸(2)の回転を防止してその上下移動を案内するために、回り止め部（例えばキー）(13)によってハウジング(6)に対して回り止めされる。
【００２３】
ねじ軸(2)を案内する小径部(11)の内面(11a)は、図２に誇張して示すように、上方に向かって径が大きくなるテーパ状とされている。
【００２４】
このボールねじ装置(1)は、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、タイヤから伝わる外力によってねじ軸(2)が軸方向に直線移動し、これに伴って、ボールねじナット(3)および中空軸(5)が回転し、この回転運動をモータ(8)に取り込んで、モータ(8)で発生する電磁力を減衰力として利用するようになっている。
【００２５】
ねじ軸(2)には、潤滑剤としてのグリースが予め塗布（給脂）されている。しかしながら、ねじ軸(2)が上下方向に配置されている（縦使いとされている）ため、塗布されたグリースが使っていくうちに下方に垂れて、潤滑不足となる可能性がある。
【００２６】
中空軸(5)の小径部(11)に設けられているテーパ状内面(11a)は、追加の給脂を不要として、ねじ軸(2)にグリースを長時間継続的に供給するためのもので、図２に模式的に示すように、中空軸(5)に遠心力（図の右向き）が作用した際に、テーパ状内面(11a)に沿う上向きの力が生じ、これにより、グリース（潤滑剤）(G)が上方に移動しやすいものとなっている。
【００２７】
したがって、ねじ軸(2)に予め塗布されていたグリース(G)は、モータロータ(9)が停止しているときには、自重によって下方に垂れていくが、モータロータ(9)が回転して、中空軸(5)が回転すると、下方にあったグリース(G)が上方に移動してねじ軸(2)の上部に供給されるので、ねじ軸(2)とボールねじナット(3)との間の潤滑不足が防止される。
【００２８】
図３は、追加の給脂を不要として、ねじ軸(2)にグリースを長時間継続的に供給するための他の実施形態としての中空軸(5)の小径部(11)の内面形状を模式的に示している。同図において、中空軸(5)の小径部(11)の内面は、上方に行くに連れて径が大きくなる複数の円筒面(11b)(11c)(11d)で形成されており、小径（下段）の円筒面(11b)と中間径（中段）の円筒面(11c)との境界および中間径（中段）の円筒面(11c)と大径（上段）の円筒面(11d)との境界に、それぞれ段差(11e)(11f)が形成されている。したがって、ねじ軸(2)に予め塗布されていたグリース(G)は、自重によって下方に垂れていこうとするが、各段差(11e)(11f)によってせき止められることで、下方に落下しにくいものとなり、ねじ軸(2)とボールねじナット(3)との間の潤滑不足が防止される。なお、段差(11e)(11f)の数が２段に限定されないことはもちろんである。
【００２９】
図４は、追加の給脂を不要として、ねじ軸(2)にグリースを長時間継続的に供給するためのさらに他の実施形態としての中空軸(5)の小径部(11)の内面形状を模式的に示している。同図において、中空軸(5)の小径部(11)の内面は、上方に行くに連れて径が段階的に大きくなる複数のテーパ面(11g)(11h)(11i)で形成されており、小径（下段）のテーパ面(11g)と中間径（中段）のテーパ面(11h)との境界および中間径（中段）のテーパ面(11h)と大径（上段）のテーパ面(11i)との境界に、それぞれ段差(11j)(11k)が形成されている。したがって、ねじ軸(2)に予め塗布されていたグリース(G)は、自重によって下方に垂れていこうとするが、各段差(11j)(11k)によってせき止められることで、下方に落下しにくいものとなり、さらに、モータロータ(9)が回転して、中空軸(5)が回転すると、下方にあったグリース(G)が上方に移動してねじ軸(2)の上部に供給されるので、ねじ軸(2)とボールねじナット(3)との間の潤滑不足がより一層確実に防止される。
【００３０】
なお、上記各実施形態では、回転部分を大きくしていないので、潤滑不足解消のための対策によって、回転慣性力が増大することはなく、圧痕の発生などの他の問題が生じることが防止されている。
【００３１】
上記のボールねじ装置(1)は、電動アクチュエータとして使用することもできる。この場合、モータ(8)の回転駆動力をボールねじナット(3)を介してねじ軸(2)の軸方向推力に変換し、推力の軸方向反力を軸受(7)で支持してねじ軸(2)を直線運動させ、ねじ軸(2)に作用する軸方向荷重をボールねじナット(3)で負荷するとともに、トルクをボールスプライン外筒(4)で支持した形態での使用となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、この発明のボールねじ装置の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１の要部を模式的に示す図である。
【図３】図３は、この発明のボールねじ装置の第２実施形態の要部を模式的に示す図である。
【図４】図４は、この発明のボールねじ装置の第３実施形態の要部を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
(1)             ボールねじ装置
(2)             ねじ軸
(3)             ボールねじナット
(5)             中空軸
(6)             ハウジング
(11a)           テーパ状内面（テーパ面）
(11e)(11f)      段差
(11g)(11h)(11i) テーパ面
(11j)(11k)      段差
【図１】
2009299783.tif 000003
【図２】
2009299783.tif 000004
【図３】
2009299783.tif 000005
【図４】
2009299783.tif 000006