(57)【要約】      （修正有）【課題】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際に好適なボールねじ装置を提供する。【解決手段】ボールねじナット4とモータ5のロータ11とがクラッチ機構7を介して結合されている。クラッチ機構7は、ボールねじナット4とモータロータ11との間に介在された摩擦板14と、ボールねじナット4およびモータロータ11を互いに接近する方向に付勢するダイヤフラムスプリング15とを有しており、ねじ軸3がダイヤフラムスプリング15を付勢方向と逆向きに押すことで、ボールねじナット4とモータロータ11との結合が切り離される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に直線移動するねじ軸と、ねじ軸にボールを介してねじ合わされてねじ軸の直線移動に伴って回転するボールねじナットと、ボールねじナットの回転に伴って回転するモータロータとを備え、ねじ軸の前進方向の極限位置がストッパによって規定されるボールねじ装置において、
ボールねじナットとモータのロータとがクラッチ機構を介して結合されており、ボールねじナットとモータロータの結合は、ねじ軸が前進して極限位置に達する前に切り離されるようになされていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
クラッチ機構は、ボールねじナットとモータロータとの間に介在された摩擦板と、ボールねじナットおよびモータロータを互いに接近する方向に付勢するダイヤフラムスプリングとを有しており、ねじ軸がダイヤフラムスプリングを付勢方向と逆向きに押すことで、ボールねじナットとモータロータとの結合が切り離されることを特徴とする請求項１のボールねじ装置。
【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、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のロータを接続し、ねじ軸が直進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。この種の緩衝器には、通常、外部から強い力を受けた場合のねじ軸の所定量以上の移動を防止するために、ストッパが設けられる。
【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】
上記特許文献１で使用されるボールねじ装置では、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。ボールねじ軌道の圧痕を防止するには、ボールねじ装置全体を大きくして強度を上げればよいが、このようにすると、慣性モーメントが増加するので好ましくない。
【０００４】
この発明の目的は、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際に好適な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】
この発明によるボールねじ装置は、軸方向に直線移動するねじ軸と、ねじ軸にボールを介してねじ合わされてねじ軸の直線移動に伴って回転するボールねじナットと、ボールねじナットの回転に伴って回転するモータロータとを備え、ねじ軸の前進方向の極限位置がストッパによって規定されるボールねじ装置において、ボールねじナットとモータのロータとがクラッチ機構を介して結合されており、ボールねじナットとモータロータの結合は、ねじ軸が前進して極限位置に達する前に切り離されるようになされていることを特徴とするものである。
【０００６】
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、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。
【０００７】
いずれの場合でも、ねじ軸は、往復直線移動し、通常、その所定方向（この明細書では「前進方向」と称す。この「前進方向」は、ストッパに衝突する移動方向を意味し、具体的には、上下、前後、左右およびその他の方向のいずれであってもよい。）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。ストッパによってねじ軸の前進方向の極限位置が規定されていることで、極限位置に達すると、ねじ軸が強制的に停止させられる。この際のねじ軸の移動速度が速い場合、ねじ軸の急停止時におけるナットの回転慣性力が大きいため、ボールねじ軌道に圧痕が生じることがある。
【０００８】
特に、従来のものでは、ボールねじナットとモータロータとがリジッド結合とされているので、ねじ軸の移動が強制的に停止させられた場合には、モータロータの慣性力もボールねじナットに作用し、圧痕が発生する可能性が高いものとなっている。
【０００９】
この発明のボールねじ装置によると、ボールねじナットとモータロータとがクラッチ機構を介して結合され、その結合がストッパに衝突する前に切り離されるので、ねじ軸の移動が強制的に停止させられた時点では、モータロータが空転し、これにより、回転慣性力が減少し、ボールねじに作用する衝撃荷重が小さくなる。この結果、ボールねじ軌道に圧痕が生じることが防止される。
【００１０】
クラッチ機構は、例えば、ボールねじナットとモータロータとの間に介在された摩擦板と、ボールねじナットおよびモータロータを互いに接近する方向に付勢する弾性部材（例えば）ダイヤフラムスプリングとを有しており、ねじ軸が弾性部材を付勢方向と逆向きに押すことで、ボールねじナットとモータロータとの結合が切り離されるものとされる。
【００１１】
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】
【００１２】
この発明のボールねじ装置によると、ねじ軸が強制的に停止させられる前に、ボールねじナットとモータのロータとが切り離されるので、ボールねじに作用する衝撃荷重を小さくすることができ、ボールねじ軌道に圧痕が発生することを防止できる。これにより、強度確保のために全体を大きくした場合の慣性モーメント増加という問題が解消し、ボールねじ装置を小型化および軽量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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し、また、上方を前進方向とする。
【００１４】
図１は、この発明によるボールねじ装置の１実施形態を示している。
【００１５】
ボールねじ装置(1)は、垂直筒状のハウジング(2)と、ハウジング(2)内に配された上下にのびる鋼製ねじ軸(3)と、ねじ軸(3)の上端部にボールを介してねじ合わされたボールねじナット(4)と、ハウジング(2)の上端部に設けられたモータ収容部(6)に配されたモータ(5)と、ボールねじナット(4)とモータ(5)のロータ(11)とを結合するクラッチ機構(7)とを有している。
【００１６】
このボールねじ装置(1)は、ねじ軸(3)が上下移動（直線運動）し、これに伴ってボールねじナット(4)が回転する形式で使用されるもので、例えば、ねじ軸(3)の下端部に、車両の車軸側に連結されるブラケット(B)を設けるとともに、ハウジング(2)のモータ収容部(6)を車体に取り付けることにより、電磁緩衝器として使用することができる。
【００１７】
モータ収容部(6)は、ねじ軸(3)の挿通孔(8a)が設けられた底壁部(8)と、底壁部(8)の外周に沿って立設された外筒部(9)と、底壁部(8)のねじ挿通孔(8a)に沿って立設された内筒部(10)とからなる。
【００１８】
モータ(5)は、内筒部(10)に軸受(13)を介して回転可能に支持されてボールねじナット(4)の回転に伴って回転するモータロータ(11)と、モータロータ(11)に対向するように外筒部(10)内周に固定されたステータ(12)とからなる。モータロータ(11)は、ボールねじナット(4)の下側に配されており、その外径は、ボールねじナット(4)の外径よりも大きくなされている。
【００１９】
クラッチ機構(7)は、ボールねじナット(4)の下面とモータロータ(11)の中央部上面との間に介在された摩擦板(14)と、モータロータ(11)の外周部上面に設けられかつ下向きの付勢力を有するダイヤフラムスプリング(15)と、ボールねじナット(4)の上面に設けられてダイヤフラムスプリング(15)の下向き付勢力をボールねじナット(4)に伝達する押圧板(16)とからなる。これにより、ボールねじナット(4)とモータロータ(11)とは、リジッド結合ではなく、弾性力および摩擦力による結合とされている。
【００２０】
ダイヤフラムスプリング(15)は、環状部(15a)と、環状部(15a)から中心に向かってのびる複数のレバー部(15b)とからなる。
【００２１】
複数のレバー部(15b)の先端面によって形成される円(15c)の径（ダイヤフラムスプリング(15)の内径）は、ねじ軸(3)の径よりも小さいものとされており、ねじ軸(3)の上端面（先端面）は、複数のレバー部(15b)の先端面によって形成される円(15c)に下方から臨まされている。ねじ軸(3)の上限位置（極限位置）は、ストッパ（図示略）により規定されており、ねじ軸(3)の上端面の上限位置は、二点鎖線で示すように、複数のレバー部(15b)の先端面によって形成される円(15c)よりも上方に設定されている。
【００２２】
ねじ軸(3)は、通常の条件下では、その上端面がダイヤフラムスプリング(15)のレバー部(15b)に接触しない範囲で上下移動する。この場合、ボールねじナット(4)とモータロータ(11)とは摩擦板(14)を介して結合されているので、これらは一体で回転し、モータロータ(11)の回転による起電力を得ることができる。
【００２３】
ねじ軸(3)に上向きの強い力が作用した場合には、ねじ軸(3)は、上限位置に達し、強制的に停止させられる。この時点では、ボールねじナット(4)は、回転慣性力を有しているので、回転を続けようとし、ねじ軸(3)とボールねじナット(4)との間にはボールを介して回転慣性力が作用する。
【００２４】
ボールねじナット(4)とモータロータ(11)とがリジッド結合（従来）の場合には、ボールねじナット(4)の回転慣性力にモータロータ(11)の回転慣性力も加わるので、ねじ軸(3)とボールねじナット(4)との間には大きな力が作用する。
【００２５】
これに対し、この発明によるボールねじ装置(1)では、ねじ軸(3)が上限位置に達する前に、ねじ軸(3)の上端面がダイヤフラムスプリング(15)のレバー部(15b)を上向きに押すことになり、この結果、ボールねじナット(4)とモータロータ(11)との結合が切り離され、モータロータ(11)は空転する。したがって、ねじ軸(3)とボールねじナット(4)との間に作用する衝撃荷重は、ボールねじナット(4)の回転慣性力によるものだけとなる。
【００２６】
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、タイヤから伝わる軸方向運動をボールねじ機構により回転運動に変換し、この回転運動をモータ(10)に取り込んで、モータ(10)で発生する電磁力を減衰力として利用する緩衝器であり、突起乗り越し等のサスペンションオーバストローク時には、直線移動部分に設けられたバンプストッパがハウジング(2)（例えばモータフランジ等）に衝突することにより、高速回転していたモータ(5)が急停止し、モータ(5)の慣性トルクにより過大軸力がボールねじ部分(3)(4)に負荷されることがあり、この場合のボールねじ機構の保護が課題となっている。
【００２７】
上記のボールねじ装置(1)によると、ストッパがハウジング(2)に衝突する前に、ねじ軸(3)の移動によって、ボールねじナット(4)とモータロータ(11)との結合が切り離されることにより、クラッチ機構(7)が解除されるので、ストッパがハウジング(2)に当たった時には、ねじ軸(3)に作用する衝撃荷重がボールねじナット(4)の回転慣性力によるものだけとなる。したがって、ボールねじ機構が保護され、圧痕の発生などの問題が生じることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、この発明のボールねじ装置の１実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
(1)     ボールねじ装置
(3)     ねじ軸
(4)     ボールねじナット
(5)     モータ
(7)     クラッチ機構
(11)    モータロータ
(14)    摩擦板
(15)    ダイヤフラムスプリング
【図１】
2009168096.tif 000003