JP2007146877A - ボールねじ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成であって製造が容易であり、循環部材の抜け止めを図れるボールねじ機構を提供する。
【解決手段】係合部５ａ、５ａが離隔する方向に、取り付け部材５を弾性変形させると、係合部５ａ、５ａの間隔Ｄが、凸部２ｅの大幅部２ｆの幅Ｗ２を超えるので、大幅部２ｆを越えて取り付け部材５をナット２に接近させることができる。大幅部２ｆを越えた後に、取り付け部材５を弾性変形から復帰させると、係合部５ａ、５ａの間隔Ｄが大幅部２ｆの幅Ｗ２より小さくなるので、振動等が生じた場合でも、取り付け部材５は凸部２ｅから脱落することが抑制される。
【選択図】図５

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。

しかるに、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、あるタイプ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、循環部材として用いられるコマをナットに取り付けている。ここで、一般的には、接着剤を用いてコマをナットに取り付けることが行われているが、耐油性、耐熱性等を備えた接着剤は高価であるという問題がある。これに対し、特許文献１においては、循環部材として用いられるチューブを、チューブ抑え板を用いてナットに組み付ける技術が開示されている。
特開２００４−１００８１５号公報

しかるに、特許文献１に記載の従来技術においては、チューブ抑え板をボルトを用いてナットに固定しなければならず、部品点数が増大するという問題がある。更に、ボルトが振動などでゆるむことを抑制するべく、チューブ抑え板の一部をボルトの頭部に合わせて折り曲げているが、その加工に手間がかかるという問題もある。

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、簡素な構成であって製造が容易であり、循環部材の抜け止めを図れ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、
前記転走路の一端から他端へとボールを循環させる循環部材と、
前記循環部材を前記ナットに取り付ける取り付け部材と、を有し、
前記ナットの外周には、第１の幅の小幅部と、前記小幅部に対して前記ナットの半径方向外方に位置し且つ前記第１の幅よりも大きい第２の幅を有する大幅部とを備えた凸部が形成されており、
前記取り付け部材は、前記第２の幅より狭い間隔で対峙した一対の係合部を有し、
前記取り付け部材の少なくとも一部を弾性変形させることにより、前記係合部の間隔を前記大幅部の幅より広げることができ、それにより前記取り付け部材の係合部は、前記大幅部を通過して前記小幅部に係合するようになっていることを特徴とする。

本発明のボールねじ機構によれば、前記取り付け部材の少なくとも一部を弾性変形させることにより、前記係合部の間隔を前記大幅部の幅より広げることができ、それにより前記取り付け部材の係合部は、前記大幅部を通過して前記小幅部に係合するようになっているので、レンチなどの工具を用いることなく容易に、前記取り付け部材を前記ナットに組み付けることができる。又、組み付け後において、前記取り付け部材が弾性変形から復帰すると、前記係合部の間隔は前記第２の幅よりも小さくなるため、振動が生じた場合でも前記取り付け部材が脱落することが抑制され、簡素な構成でありながら信頼性を高めることができる。

前記大幅部の少なくとも一部は、前記ナットの軸線方向両方向に向かうにつれて大きくなっているので、前記取り付け部材が軸線方向に脱落することを抑制することができる。

前記取り付け部材は板材からなると好ましい。

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で示す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の矢印IVで示す部位を拡大して示す図である。図５は、取り付け部材を分解した状態を示した図である。

図において、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。螺旋状に巻かれ軸線方向に並んだ雄ねじ溝１ａの間には、ねじ軸１の最外径を形成するランド部１ｂ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、平面部２ｃが軸線方向に延在して形成され、更に平面部２ｃには円筒状のコマ孔（取り付け孔）２ｂ、２ｂが並んで形成されている。コマ孔２ｂ、２ｂには、それぞれ循環部材４が取り付けられている。循環部材４は、円筒状の本体４ａと、本体４ａの下面に設けられたＳ字状の循環路４ｂとを有する。循環部材４は、コマ孔２ｂに取り付けられ、それ以上内方に移動不能な状態で、その頂面が取り付け面２ｈより外方に突出していることが望ましい（図５参照）。

ナット２の外周において、各コマ孔２ｂを挟んで周方向両側に、半座繰り部２ｄ、２ｄが形成されている。図３，４に示すように、半座繰り部２ｄ、２ｄの間に形成された凸部２ｅは、ナット２の軸線に直交する方向に向かうにつれて幅が広がる形状を有している。従って、図５に示すように、凸部２ｅの半径方向最外方に、最大の幅Ｗ２（第２の幅）を有する大幅部２ｆが設けられ、その半径方向内方に、幅Ｗ２より小さい幅Ｗ１（第１の幅）の小幅部２ｇが設けられている（図４参照）。

取り付け部材５は、細長いばね鋼の板材を折り曲げて形成されており、その折り曲げられた両端に先細形状の係合部５ａ、５ａを形成している。図５に示すように、係合部５ａ、５ａの先端の間隔Ｄは、自由状態で凸部２ｅの大幅部２ｆの幅Ｗ２より小さくなっており、更に小幅部２ｇの幅Ｗ１よりも若干小さいと、組み付け時の密着性が高まるので好ましい。

ナット２の加工方法について説明する。図６は、ナット２の加工工程の一部を示す図である。半座繰り部２ｄ、２ｄは、図６に示す工具Ｔにより加工できる。より具体的には、上面の径より下面の径が大きい截頭円錐形の砥石を下端に取り付けた工具Ｔを回転させながら、ナット２の半径方向のみから平行移動で接近させ、外周の一部のみを研削することで、半座繰り部２ｄ、２ｄを形成することができる。なお、明らかであるが、このようにして形成された半座繰り部２ｄの半径方向最外方部が大幅部２ｆとなるので、大幅部２ｆの幅Ｗ２は、対向する半座繰り部２ｄの中心を結ぶ位置（即ち図３の位置）で最も小さく、それからナット２の軸線方向両方向に向かうにつれて大きくなっている。

ボールねじ機構の組み付け方法について説明する。図５において、ナット２内にねじ軸１とボール３を組み込み、更にコマ孔２ｂに循環部材４を取り付けた後、半径方向外方から取り付け部材５を接近させる。このとき、係合部５ａ、５ａが離隔する方向に、取り付け部材５を弾性変形させると、係合部５ａ、５ａの間隔Ｄが、凸部２ｅの大幅部２ｆの幅Ｗ２を超えるので、大幅部２ｆを越えて取り付け部材５をナット２に接近させることができる。大幅部２ｆを越えた後に、取り付け部材５を弾性変形から復帰させると、係合部５ａ、５ａの間隔Ｄが大幅部２ｆの幅Ｗ２より小さくなり、係合部５ａ、５ａは小幅部２ｇに密着するようになるので、振動等が生じた場合でも、取り付け部材５は凸部２ｅから脱落することが抑制される。又、大幅部２ｆの幅Ｗ２は、ナット２の軸線方向両方向に向かうにつれて大きくなっているので、取り付け部材５が軸線方向に変位することも抑制される。

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循環部材４の循環路４ｂ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。

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。例えば、循環部材を円形のみならず、矩形等、種々の形状に変更することは言うまでもなく、循環部材としてチューブを用いてもよい。又、凸部の幅は、ナットの軸線直交方向としたが、これに限らず任意の方向でよい。

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で示す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の矢印IVで示す部位を拡大して示す図である。 取り付け部材を分解した状態を示した図である。 ナット２の加工工程の一部を示す図である。

符号の説明

１ ねじ軸
１ａ 雄ねじ溝
１ｂ ランド部
２ ナット
２ａ 雌ねじ溝
２ｂ コマ孔
２ｃ 平面部
２ｄ 半座繰り部
２ｅ 凸部
２ｆ 大幅部
２ｇ 小幅部
３ ボール
４ 循環部材
４ａ 本体
４ｂ 循環路
５ 取り付け部材
５ａ 係合部

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、
   前記転走路の一端から他端へとボールを循環させる循環部材と、
   前記循環部材を前記ナットに取り付ける取り付け部材と、を有し、
   前記ナットの外周には、第１の幅の小幅部と、前記小幅部に対して前記ナットの半径方向外方に位置し且つ前記第１の幅よりも大きい第２の幅を有する大幅部とを備えた凸部が形成されており、
   前記取り付け部材は、前記第２の幅より狭い間隔で対峙した一対の係合部を有し、
   前記取り付け部材の少なくとも一部を弾性変形させることにより、前記係合部の間隔を前記大幅部の幅より広げることができ、それにより前記取り付け部材の係合部は、前記大幅部を通過して前記小幅部に係合するようになっていることを特徴とするボールねじ機構。
2. 前記大幅部の少なくとも一部は、前記ナットの軸線方向両方向に向かうにつれて大きく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. 前記取り付け部材は板材からな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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