JP4811784B2 - ボールねじ機構及びボールねじ機構の組み付け方法 - Google Patents

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及びボールねじ機構の組み付け方法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、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、ナットに成形されたあり溝にコマを装着した後、コマの背面をポンチ等で叩くことで拡開して、あり溝から抜け出ることを禁止し、それによりコマをナットに取り付ける技術が開示されている。
実開平６−８７７６２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、半径方向外方に向かうにつれて幅が狭くなるあり溝を、ナットに精度良く設けるには手間がかかり、その結果コストが増大するという問題がある。

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及びボールねじ機構の組み付け方法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、
本体とカシメ部とを形成した循環部材と、を有し、
前記循環部材は、前記本体と前記カシメ部とで、前記ナットの取り付け孔の周囲を前記ナットの半径方向に挟持するようにして、前記取り付け孔に取り付けられており、
前記本体の外周をカシメることにより形成される前記カシメ部は、前記本体のねじ軸側端部よりも、前記ナットの径方向外側に位置することを特徴とする。

本発明のボールねじ機構によれば、前記循環部材が、前記本体と前記カシメ部とで、前記ナットの取り付け孔の周囲を前記ナットの半径方向に挟持するようにして、前記取り付け孔に取り付けられているので、従来技術のようにあり溝を設ける必要がなく、前記端部の少なくとも一部を塑性変形させるのみで前記循環部材を前記ナットに取り付けることができる。

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II-II線で切断して矢印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、本実施の形態のボールねじ機構の一部斜視図である。

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が介在している。

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（ここでは１回転弱の雌ねじ溝を２本）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、図４に示すように、２つの平面部２ｃ、２ｃが軸線方向に並んで形成され、更に各平面部２ｃの中央には円筒状のコマ孔（取り付け孔）２ｂが形成されている。

図４に示すように、循環部材４は、矩形板状の本体４ａと、本体４ａの下面に設けられた円筒状のコマ部４ｂとからなる。本体４ａは、コマ部４ｂより外方に張り出した寸法を有する。コマ部４ｂの外径は、ナット２のコマ孔２ｂの内径とほぼ等しくなっている。コマ部４ｂの下面には、Ｓ字状の循環路４ｃが形成されている（図１参照）。

ボールねじ機構の組み付け方法について説明する。図５は、ボールねじ機構の製造工程の一部を示す図であり、図６は、図２の矢印VI部を拡大して示す図である。図４において、コマ部４ｂをコマ孔２ｂに挿入嵌合するようにして、本体４ａを平面部２ｃに密着するように取り付けた後、ボール３を適宜装填する。

かかる状態では、ナット２のコマ孔２ｂの内径側端から、コマ部４ｂの挿入側端部が突出する。そこで、循環部材４の本体４ａをナット２の半径方向外方から抑えつつ、図５（ａ）に示すように、ナット２の半径方向内方に工具Ｔを位置せしめ、更に図５（ｂ）に示すように、工具Ｔの突起Ｔｐで、コマ部４ｂの端部の外周近傍を押しつぶして塑性変形させカシメ部４ｄを形成する。塑性変形によって、ナット２の内径側における全周の２カ所（１８０度離れた位置）でコマ孔２ｂの半径方向外方へと張り出したカシメ部４ｄは、工具Ｔを後退させた後にも、その形状を維持することとなる。従って、本体４ａとカシメ部４ｄとによって、ナット２のコマ孔２ｂ周囲を半径方向に挟持されることで、循環部材４は、ナット２に対して取り付けられるようになっている。その後、ねじ軸１を組み込むことでボールねじ機構が完成する（図６参照）。なお、コマ部４ｂの挿入側端部の突出量は僅かであり、ねじ軸１のランド部１ｂと干渉することはない。

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のコマ部４ｂの循環路４ｃ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。

本実施の形態のボールねじ機構によれば、循環部材４がナット２のコマ孔２ｂに挿入された後、その挿入側の端部の一部を、ナット２の内径側においてコマ孔２ｂの外方に張り出すように塑性変形させているので、従来技術のようにあり溝を設ける必要がなく、端部の一部を塑性変形させたカシメ部４ｄにより、循環部材４をナット２に取り付けることができる。

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、循環部材本体を矩形のみならず、円形等、種々の形状に変更することは言うまでもなく、コマ部の代わりにチューブを用いてもよい。

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II-II線で切断して矢印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１のボールねじ機構の一部断面斜視図である。 ボールねじ機構の製造工程の一部を示す図である。 図２の矢印VI部を拡大して示す図である。

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
３ ボール
４ 循環部材
４ａ 本体
４ｂ コマ部
４ｃ 循環路
４ｄ カシメ部

Claims (2)

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、
   本体とカシメ部とを形成した循環部材と、を有し、
   前記循環部材は、前記本体と前記カシメ部とで、前記ナットの取り付け孔の周囲を前記ナットの半径方向に挟持するようにして、前記取り付け孔に取り付けられており、
   前記本体の外周をカシメることにより形成される前記カシメ部は、前記本体のねじ軸側端部よりも、前記ナットの径方向外側に位置することを特徴とするボールねじ機構。
2. 請求項１に記載のボールねじ機構の組み付け方法であって、前記ナットの半径方向内方に工具を位置せしめ、前記工具で、前記取り付け孔に挿通した前記循環部材の端部の外周近傍を押すことにより前記カシメ部を形成することを特徴とするボールねじ機構の組み付け方法。

Images