JP2006250163A - ボールねじ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】
製造コストを抑えながらも、容易且つ確実にチューブ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】
固定部材５が拡大部２ｃに到達したときは、側壁５ｂ、５ｂの弾性変形が少し戻り側壁５ｂ、５ｂの側面で拡大部２ｃの表面を付勢した状態で、更にチューブ４側から底壁５ａが押圧されることで、側壁５ｂ、５ｂの上端部が段部２ｄ、２ｄに当接し、それによりガタがなく、しかも高い保持力でチューブ４を固定してその抜け止めを図ることができる。
【選択図】 図３

Description

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。

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。

ここで、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、いわゆるチューブ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、チューブと呼ばれる部材をナットに取り付けている。特許文献１のボールねじ機構に用いられているチューブは、ナットに対してねじ止めされたチューブ押さえにより固定されているが、チューブ押さえを取り付けるために、ナットに取り付け座面やねじ孔を形成しなければならず、又チューブ押さえや固定用のねじが必要となるため、コストも増大するという問題がある。

一方、特許文献２に開示されたボールねじ機構においては、チューブ取り付け孔にチューブを装着した後、くさび部材を取り付けることで、その固定を行っている。
特開２００４−１００８１５号公報 実開昭５８−７６８５１号公報

しかるに、特許文献２のくさび部材は、特許文献１のようにチューブ押さえを用いる場合に比較して、ボールねじ機構のコストを低減できるが、チューブ取り付け孔に対して摩擦のみで係合しているため、特にナットの回転速度が高い用途に用いると、遠心力が摩擦にうち勝ってチューブが抜け出す恐れもある。

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、製造コストを抑えながらも、容易且つ確実にチューブ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。

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たナットと、
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配置されたチューブと、
前記取り付け孔内において前記チューブの外方に装着された固定部材と、を有し、
前記取り付け孔は、前記ナットの半径方向外方より半径方向内方において寸法が大きくなる拡大部を有し、前記固定部材は、前記拡大部に係合していることを特徴とする。

本発明によれば、前記ナットの取り付け孔に前記チューブを挿入した後、その外方に前記固定部材を装着し前記拡大部に係合させることで、前記チューブを固定することができる。すなわち、前記固定部材は、前記取り付け孔内の拡大部に係合しているため、従来技術のくさび部材に比べると、確実にチューブの固定を行うことができる。
ができる。

前記固定部材は、前記取り付け孔に進入するときは弾性変形し、前記拡大部に到達した時点で前記弾性変形が戻るようになっていると、前記固定部材の取り付けが容易になるので好ましい。

前記固定部材は、金属製の薄板をプレスすることで形成されていると製造が容易であるので好ましい。

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上面図であり、図２は、図１の構成を矢印II方向に見た図であり、図３は、図１の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た図であり、図４は、図３の構成において矢印IVで示す部位を拡大して示す図であり、図５は、図１の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図であり、図６は、固定部材の斜視図である。

図３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。

ナット２の外周には、取り付け孔２ｂが形成されており、ここに図４，５に示すチューブ４が後述する態様で取り付けられるようになっている。チューブ４は、取り付け孔２ｂに沿って略Ｕ字状に曲がった管状の部材であり、その内部がボール３の循環路となっている。取り付け孔２ｂは、図５に示すように、ナット２の内周の雌ねじ溝２ａに２カ所で連通してなり、ここにチューブ４の両端が嵌合している。又、取り付け孔２ｂは、図４に示すように、全体的にはチューブ４の幅と同じ幅Ｗ２を有するが、ナット２外周近傍に形成した拡大部２ｃの幅Ｗ３より狭く（Ｗ２＜Ｗ３）なっている。従って、取り付け孔２ｂの半径方向外方端と、それより半径方向内方に位置する拡大部２ｃとの間には、段差２ｄが形成されている。

チューブ４の外方に配置される固定部材５は、金属製（バネ鋼であると好ましい）の薄板をプレスして形成されている。より具体的には、図４，６に示すように、底壁５ａと、底壁５ａの両側面から直角から少し開いた状態で延在する一対の側壁５ｂ、５ｂとから一体的に形成されている。なお、側壁５ｂ、５ｂの先端の間隔Ｗ１は、拡大部２ｃの幅Ｗ３よりわずかに大きくなっている。

本実施の形態の動作を説明すると、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、転走路を転動し且つチューブ４内の循環路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。

本実施の形態にかかるボールねじ機構のチューブ４の組み付けについて、分解断面図である図７を用いて説明する。図７において、ナット２内にボール３を装填した後、その取り付け孔２ｂにチューブ４を挿入し、その外方から固定部材５を挿入する。固定部材５を、取り付け孔２ｂ内に進入させるときは、底壁５ａ側を内方に向けて押し入れるようにすれば、底壁５ａに対して側壁５ｂ、５ｂが互いに近接する方向に曲がるように弾性変形し（このときＷ１＝Ｗ２となる）、従って取り付け孔２ｂの壁面との間で生じる摩擦力による抵抗しか生じないのでスムーズに挿入を行える。即ち、固定部材５の挿入に際しては特殊な工具は必要なく、例えば単純な棒状の工具で押し込むだけで足り、製造が容易である。

一方、図３に示すように、固定部材５が拡大部２ｃに到達したときは、側壁５ｂ、５ｂの弾性変形が少し戻り、側壁５ｂ、５ｂの側面で拡大部２ｃの対向する表面を付勢した状態で、更にチューブ４側から底壁５ａが押圧されることで、側壁５ｂ、５ｂの上端部が段部２ｄ、２ｄに当接し、それによりガタがなく、しかも高い保持力でチューブ４を固定してその抜け止めを図ることができる。

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。

本実施の形態であるボールねじ機構の上面図である。 図１の構成を矢印II方向に見た図である。 図１の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。 図３の構成において矢印IVで示す部位を拡大して示す図である。 図１の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図である。 固定部材の斜視図である。 ナットの分解断面図である。

符号の説明

１ ねじ軸
２ ナット
３ ボール
４ チューブ
５ 固定部材

Claims (3)

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たナットと、
   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配置されたチューブと、
   前記取り付け孔内において前記チューブの外方に装着された固定部材と、を有し、
   前記取り付け孔は、前記ナットの半径方向外方より半径方向内方において寸法が大きくなる拡大部を有し、前記固定部材は、前記拡大部に係合していることを特徴とするボールねじ機構。
2. 前記固定部材は、前記取り付け孔に進入するときは弾性変形し、前記拡大部に到達した時点で前記弾性変形が戻るようになっていることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ機構。
3. 前記固定部材は、金属製の薄板をプレスすることで形成されている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。
   

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