ボールねじ装置及びこれを使用した直動アクチュエータ

【課題】ボールねじナットがストッパ機構に当接したときに過大な慣性トルクがボールねじナットに連結された被回転力伝達部材に伝達されることを防止できるボールねじ装置及びこれを使用した直動アクチュエータを提供することにある。
【解決手段】ボールねじ軸と該ボールねじ軸に転動体を介して螺合するボールねじナット２２とを有し、ボールねじナット２２に伝達された回転運動をボールねじ軸２４の直線運動に変換するボールねじ装置である。そして、前記ボールねじナット２２と該ボールねじナットに連結される被回転力伝達部材２６との間に、衝撃吸収機構２７を配設している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動要素に伝達された回転運動を直線運動に変換するボールねじ装置及びこれを使用した直動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なボールねじ装置には、ボールねじナットの外径側に貫通孔を設け、この貫通孔に別部材の循環路（コマ）を嵌合させる必要がある。このようなボールねじ装置において、ボールねじナットの内周面に塑性加工によってボールを循環する循環路を形成するようにしたボールねじ機構の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このように循環路をボールねじナットの内周面に形成することにより、ボールねじナットの外周面に他部材を嵌合させることが容易となる。
【０００３】
このため、外周面に螺旋状のボール転走溝が形成されたねじ軸と、ボール転走溝に対向する負荷ボール転走溝及び負荷ボール転走溝の一端と他端を接続するボール循環溝を有するナットと、ボール転走溝及びボール循環溝に配列・収容される複数の転動体と、ナットの外周に嵌め込む等して設けられる減衰材料とを備えたねじ装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。ここで、減衰材料はボールねじ装置自体の制振性を高めるために用いられている。
【０００４】
一方、無段変速機用ボールねじ装置では、外周面にねじ溝を形成したねじ軸と、このねじ軸の外周に同芯状に相対回転可能に設けられ内周面にねじ溝を形成したナット部材と、ねじ軸のねじ溝及びナット部材のねじ溝間に転動自在に介装した複数のボールと、ナット部材と変速用入力軸との間に設けたギア部材と、ねじ軸とナット部材のストローク量を規制するストッパ機構とを備え、ストッパ機構による急激な回転停止によって変速入力軸に慣性トルクが発生した際に、ストッパ機構やギア部材等の破損を防止するためにギア部材と変速用入力軸との間にトルクリミッタ機構を設けるようにしている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２８１０６３号公報
【特許文献２】特開２００５−３２１０５９号公報
【特許文献３】特開２００３−１１３９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ボールねじ装置に、ボールねじナットのストローク量を規制するストッパ機構を設けた場合には、ボールねじナットがストッパ機構に当接する際に、ボールねじナットに嵌合されているナット嵌合部材の動力伝達部に過大な慣性トルク（衝撃力）が発生する。この過大な慣性トルクを緩和するために、特許文献３に記載されている従来例のように動力伝達経路にトルクリミッタを設けるようにしている。
【０００７】
しかしながら、特許文献３に記載されている従来例では、変速用入力軸とこれに装着される減速ギアとの間にトルクリミッタ機構を設けるようにしているので、ボールねじナットの外周面から離れた位置にトルクリミッタ機構が配置されることになり、ホールねじナットのストローク量を寄生するストッパ機構にボールねじナットが当接したときに生じる過大な慣性トルクがボールねじナットからギア部材を介して変速用入力軸に伝達されることになり、変速用入力軸のトルクリミッタ機構に過大な慣性トルクが入力される。
【０００８】
このため、ボールねじナット及び変速用入力軸間のギア部材の剛性を高くする必要があり、製造コストが嵩むという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ボールねじナットがストッパ機構に当接したときに過大な慣性トルクがボールねじナットに連結された被回転力伝達部材に伝達されることを防止できるボールねじ装置及びこれを使用した直動アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記第１の目的を達成するために、本発明に係るボールねじ装置の第１の形態は、ボールねじ軸と該ボールねじ軸に転動体を介して螺合するボールねじナットとを有し、ボールねじナットに伝達された回転運動をボールねじ軸の直線運動に変換するボールねじ装置である。そして、前記ボールねじナットと該ボールねじナットに連結される被回転力伝達部材との間に、衝撃吸収機構を配設している。
【００１０】
また、本発明に係るボールねじ装置の第２の形態は、前記第１の形態において、前記衝撃吸収機構が、緩衝部材で構成されている。
また、本発明に係るボールねじ装置の第３の形態は、前記第２の形態において、前記緩衝部材が、緩衝ゴムで構成されている。
本発明に係るボールねじ装置の第４の形態は、前記第１〜第３の態様の何れか１つの態様において、前記緩衝部材が、前記ボールねじナットに形成した係止片に前記ボールねじ軸に固定されたストッパが当接する回転方向で前当該ボールねじナットと前記被回転伝達部材との間に介挿されるようにしている。
【００１１】
また、本発明に係るボールねじ装置の第５の形態は、前記第１の形態において、前記緩衝部材が、トルクリミッタで構成されている。
また、本発明に係るボールねじ装置の第６の形態は、前記第５の形態において、前記トルクリミッタが、前記ボールねじナット及び前記被回転力伝達部材の何れか一方に嵌合される嵌合部と、該嵌合部に形成されて前記ボールねじナット及び前記被回転力伝達部材の他方に接触する弾性部とで構成されている。
【００１２】
また、本発明に係る直動アクチュエータの第１の形態は、前記第１乃至第６の形態の何れか１つの形態に記載されたボールねじ装置を備え、前記被回転部材を外周面に歯を形成した歯車で構成し、当該歯車に固定部に固定された電動モータの回転軸に形成した歯車を噛合させている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ボールねじ装置のボールねじナットとこれに連結される被回転力伝達部材との間に衝撃吸収機構を配設したので、ボールねじナットがそのストローク量を規定するストッパ機構に当接したときに生じる過大な慣性トルクを衝撃吸収機構で吸収させて被回転力伝達部材に過大な慣性トルクが伝達されることを抑制する。このため、被回転力伝達部材の剛性を低下させることが可能となり、ボールねじ装置の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る直動アクチュエータの第１の実施形態を示す正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線上の断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線上の断面図である。
【図５】ボールねじ装置の正面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線上の断面図である。
【図７】ボールねじナットを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＥ−Ｅ線上の断面図、（ｄ）はボールねじナットに装着する平歯車の斜視図である。
【図８】ボールねじナットに装着する衝撃吸収機構を示す図であって、（ａ）衝撃吸収機構の斜視図、（ｂ）は衝撃吸収機構の正面図、（ｃ）は衝撃吸収機構の側面図、（ｄ）は衝撃吸収機構を装着した平歯車の斜視図である。
【図９】ボールねじナットに衝撃吸収機構を装着した図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）はボールねじナットに衝撃吸収機構及び平歯車を装着した状態を示す斜視図である。
【図１０】第１の実施形態の案内突起とストッパ部との位置関係を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態を示す図３と同様の断面図である。
【図１２】第２の実施形態におけるボールねじナットを示す図であり、（ａ）はボールねじナットの斜視図、（ｂ）はボールねじナットの正面図、（ｃ）は（ｂ）のＦ−Ｆ線上の断面図、（ｄ）はボールねじナットに装着する前の平歯車の斜視図である。
【図１３】平歯車の内周面に装着するトルクリミッタを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｄ）はトルクリミッタを装着して平歯車を示す斜視図である。
【図１４】ボールねじナットにトルクリミッタを装着した状態を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）はボールねじナットにトルクリミッタ及び平歯車を装着した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る直動アクチュエータの第１の実施形態を示す正面図、図２は側面図、図３は図１のＡ−Ａ線上の断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線上の断面図である。
図中、１０は直動アクチュエータである。この直動アクチュエータ１０は、図２に示すように、ともに例えばアルミニウム又はアルミニウム合金でダイキャスト成形された主ハウジング１１Ａ及び副ハウジング１１Ｂを有する。
【００１６】
主ハウジング１１Ａは、図３に示すように、電動モータ１２を前面側（図３の左側）に装着するモータ装着部１３と、このモータ装着部１３と並列に配設されたボールねじ機構２０を背面側（図３の右側）に装着するボールねじ機構装着部１４とを有する。これらモータ装着部１３及びボールねじ機構装着部１４は、互いの中心軸が平行となるように形成されている。
【００１７】
モータ装着部１３は、前面側に形成された電動モータ１２の取付フランジ１２ａを取付けるフランジ取付部１３ａと、このフランジ取付部１３ａの背面側に形成された電動モータ１２の大径部１２ｂを挿入する大径孔部１３ｂと、この大径孔部１３ｂの背面側に連通する電動モータ１２の小径部１２ｃを挿入する小径孔部１３ｃと、この小径孔部１３ｃの背面側に連通するピニオン収納部１３ｄとを有する。
【００１８】
ボールねじ機構装着部１４は、背面側に形成したモータ装着部１３の小径孔部１３ｃに対応する軸方向位置に形成したボールねじ機構収納部１４ａと、このボールねじ機構収納部１４ａに連通して前方に延長する円筒部１４ｂと、この円筒部１４ｂの前端に連通するシール収納部１４ｃとを有する。ボールねじ機構収納部１４ａには、図示しないが円筒部１４ｂとの間で空気を通過させる空気孔が形成されている。
【００１９】
副ハウジング１１Ｂは、図３に示すように、主ハウジング１１Ａの背面側に形成したピニオン収納部１３ｄ及びボールねじ機構収納部１４ａを覆う形状に構成されている。この副ハウジング１１Ｂは、主ハウジング１１Ａのピニオン収納部１３ｄ及びボールねじ機構収納部１４ａに対応するピニオン収納部１６及びボールねじ機構収納部１７を形成し、さらに下部側にブリーザ１８を形成している。ここで、ボールねじ機構収納部１７には背面側にボールねじ収納部１７ａを形成している。このボールねじ収納部１７ａの後述するボールねじナット２２の軸方向端面と接触する位置にスラストニードル軸受１７ｂを配置している。
【００２０】
電動モータ１２は、図３に示すように、その出力軸１２ｄの先端にドライブギヤとしてのピニオンギヤ１５を装着している。そして、電動モータ１２をモータ装着部１３に装着する。この電動モータ１２の装着は、電動モータ１２をピニオンギヤ１５側からモータ装着部１３に挿入して、ピニオンギヤ１５をピニオン収納部１３ｄに収納した状態で、取付フランジ１２ａをフランジ取付部１３ａに取付けることにより行う。
【００２１】
一方、ボールねじ機構２０は、主ハウジング１１Ａ及び副ハウジング１１Ｂのボールねじ機構収納部１４ａ及び１７にシール付の転がり軸受２１ａ及び２１ｂによって回転自在に支持した回転運動要素としてのボールねじナット２２と、このボールねじナット２２に多数のボール（不図示）を介して螺合する直線運動要素としてのボールねじ軸２４とを備えている。
【００２２】
ボールねじナット２２は、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、内周面にボールねじ溝２５ａ及びボール循環溝２５ｂを形成した円筒部材２５で構成している。ここで、ボールねじナット２２のボール循環方式としては、図７（ｃ）に示すように、例えばボール循環部が１巻きに１箇所存在するＳ字状の循環溝２５ｂをボールねじナット２２と一体に形成した形態を採用している。そして、循環溝２５ｂは冷間鍛造によって形成され、ボールねじ溝２５ａは切削加工により形成される。
【００２３】
この円筒部材２５は、外周面における軸方向の両端部側をボールねじ機構収納部１４ａに転がり軸受２１ａ及び２１ｂを介して回転自在に支持されている。そして、円筒部材２５の外周面の転がり軸受２１ａ及び２１ｂの内輪間に円環状突条２５ｃが形成され、この円環状突条の円周方向に例えば９０°の間隔で軸方向に延長する凹部２５ｄを形成している。さらに、背面から見て扇状の係止部となるストッパ部２５ｅを円筒部材２５の前面側端面に一体に突出形成している。ここで、凹部２５ｄは、後述するドリブンギヤ２６に形成されたキー２６ａと後述する衝撃吸収機構２７のゴム突起２７ｃとを挿入可能な幅に選定されている。
【００２４】
ここで、ストッパ部２５ｅは、回転運動要素となるボールねじナット２２のボールねじ溝２５ａ及び循環溝２５ｂの少なくとも一方の溝加工前に成形し、ボールねじ溝２５ａ及び循環溝２５ｂの少なくとも一方の加工基準とすることが好ましい。また、ストッパ部２５ｅは、循環溝２５ｂと同時に鍛造することにより形成してもよい。
また、円筒部材２５には、円環状突条２５ｃに例えばガラス繊維入り合成樹脂材等を射出成形した被回転力伝達部材としてのドリブンギヤ２６を、衝撃吸収機構２７を介して連結している。
【００２５】
このドリブンギヤ２６は、内周面に前述したボールねじナット２２の凹部２５ｄに挿入されるキー２６ａが円周方向の４等分した位置にそれぞれ軸方向に延長して形成されている。
衝撃吸収機構２７は、緩衝ゴムを射出成形することにより形成されている。この衝撃吸収機構２７は、図８に示すように、所定間隔を保って配置された一対の円環状部２７ａ及び２７ｂとこれら円環状部２７ａ及び２７ｂ間における円周方向の４等分位置に内方に突出し且つ軸方向に延長するゴム突起２７ｃが形成されている。
【００２６】
そして、上記構成を有する衝撃吸収機構２７が、図８（ｄ）に示すように、ドリブンギヤ２６に、その内周面に形成されたキー２６ａの反時計方向側にゴム突起２７ｃが接触するように装着される。この場合、衝撃吸収機構２７をボールねじナット２２に装着した状態では、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、衝撃吸収機構２７のゴム突起２７ｃがボールねじナット２２の円環状突条２５ｃの凹部２５ｄ内に図９（ｂ）で見て反時計方向側面に接触するように挿入される。
【００２７】
さらに、衝撃吸収機構２７を装着したドリブンギヤ２６が図９（ｄ）に示すように、ドリブンギヤ２６のキー２６ａ及び衝撃吸収機構２７のゴム突起２７ｃをボールねじナット２２の円環状突条２５ｃの凹部２５ｄ内に挿入されて一体化される。そして、ドリブンギヤ２６のキー２６ａ及び衝撃吸収機構２７のゴム突起２７ｃは軸方向の両端が転がり軸受２１ａ及び２１ｂの内輪によって軸方向の移動が規制される。
【００２８】
このため、ボールねじナット２２が正転時にボールねじ軸２４が図３において矢印Ｘで示す方向に移動し、このボールねじナット２２の正転時はドリブンギヤ２６のキー２６ａがボールねじナット２２の凹部２５ｄの側面を直接押圧する。しかしながら、ボールねじナット２２が逆転時にボールねじ軸２４が図３において矢印Ｙで示す方向に移動し、後述するようにストッパ部２５ｅが案内突起３６に接触して停止されるときにはドリブンギヤ２６のキー２６ａが衝撃吸収機構２７のゴム突起２７ｃを介してボールねじナット２２の凹部２５ｄの側面を押圧する。
【００２９】
そして、ドリブンギヤ２６は外周面に形成され平歯が電動モータ１２の出力軸１２ｄに装着されたピニオンギヤ１５に噛合している。
ボールねじ軸２４は、図３及び図４に示すように、主ハウジング１１Ａに形成した円筒部１４ｂ及び副ハウジング１１Ｂに形成したボールねじ収納部１７ａに装着されている。このボールねじ軸２４は、図６に示すように、軸方向の中央部より前端側（図６の右側）に形成されたボールねじ部３１と、このボールねじ部３１の後端側（図６の左側）に連接するボールねじ部３１より小径のインボリュートスプライン軸部３２と、このインボリュートスプライン軸部３２の後端に連接するインボリュートスプライン軸部３２より小径で、先端に二面幅３３ａを形成した連結軸部３３とで構成されている。
【００３０】
このボールねじ軸２４のインボリュートスプライン軸部３２に、図４及び図６に示すように、回り止め部材３４をスプライン係合している。この回り止め部材３４は、内周面にインボリュートスプライン孔部３５ａを形成した円筒部３５と、この円筒部３５の外周面における左右対称位置に形成された半径方向に突出する案内突起３６及び３７とを有する。ここで、案内突起３６は、軸方向の長さを案内突起３７に比較して長く設定し、後述するストロークエンドで軸方向後端側にボールねじナット２２に形成したストッパ部２５ｅが当接する突出部３６ａが形成されている。
【００３１】
そして、回り止め部材３４は、インボリュートスプライン孔部３５ａにボールねじ軸２４のインボリュートスプライン軸部３２をスプライン結合した状態で、インボリュートスプライン軸部３２の後端側を軸方向から、円周方向複数箇所、例えば上下左右の４箇所を加締めることにより加締め部３２ａを形成する。したがって、回り止め部材３４は、スプライン結合によって回転不能とされるとともに、加締め部３２ａによってボールねじ軸２４の軸方向に移動不能とされてボールねじ軸２４に固定されている。また、案内突起３６とボールねじナット２２のストッパ部２５ｅとが突き当たる位相をスプラインの山で調整することが可能となる。
【００３２】
ここで、案内突起３６の軸方向長さＬｃは、図１０に示すように、ボールねじ溝２５ａのリードＬｂより長く設定されている。すなわち、案内突起３６の突出部３６ａとストッパ部２５ｅとの係止長さをＬｄとし、回り止めに必要な案内突起３６のガイド部材４０の案内溝４０ｃとの係合長さをＬｅとし、ストッパ部２５ｅの軸方向先端と案内溝４０ｃのボールねじナット２２側の端面との間の隙間をＬｆとしたときに、案内突起３６の軸方向長さＬｃを、
Ｌｃ＝Ｌｄ＋Ｌｅ＋Ｌｆ＞Ｌｂ …………（１）
に設定する。また、係止長さＬｄはリードＬｂより小さく設定する（Ｌｄ＜Ｌｂ）。
【００３３】
また、案内突起３７は、図６に示すように、後方への突出長さを案内突起３６の突出長さに比較して短く設定している。すなわち、案内突起３６の突出部３６ａがストッパ部２５ｅに当接してストロークエンドに達している状態からボールねじナット２２を時計方向に回動させてストッパ部２５ｅが案内突起３７と周方向に重複する位置に達したときに、案内突起３７がストッパ部２５ｅに接触しない軸方向位置に設定している。
【００３４】
一方、主ハウジング１１Ａの円筒部１４ｂの内周面には、図５に示すように１８０°対称位置に、案内突起３６及び３７を案内するガイド部材４０が設けられている。
また、主ハウジング１１Ａには、図３及び図４に示すように、ボールねじ機構装着部１４におけるシール収納部１４ｃにボールねじ軸２４の連結軸部３３の外周面に摺接するシール５０を装着し、このシール５０を止め輪５１によって固定している。
【００３５】
次に、上記直動アクチュエータ１０の組立方法を説明する。
先ず、ボールねじ機構２０を組立てる。このボールねじ機構２０の組立ては、ドリブンギヤ２６の内周面に、衝撃吸収機構２７を装着する。このとき、衝撃吸収機構２７は、図８（ｄ）に示すように、ドリブンギヤ２６のキー２６ａの時計方向端面に衝撃吸収機構２７のゴム突起２７ｃが接触するようにして装着する。この状態で、ドリブンギヤ２６及び衝撃吸収機構２７をボールねじナット２２に装着する。このとき、ドリブンギヤ２６のキー２６ａ及び衝撃吸収機構２７のゴム突起２７ｃがボールねじナット２２に形成した円環状突条２５ｃの凹部２５ｄ内に挿入されるようにドリブンギヤ２６及び衝撃吸収機構２７をボールねじナット２２に装着する。
【００３６】
そして、ドリブンギヤ２６のキー２６ａ及び衝撃吸収機構２７のゴム突起２７ｃの軸方向両端に転がり軸受２１ａ及び２１ｂを装着し、これら転がり軸受２１ａ及び２１ｂの内輪によってドリブンギヤ２６及び衝撃吸収機構２７を固定する。
その後又はその前に、ボールねじ軸２４を、ボールねじナット２２内に不図示のボールを介して螺合させる。その後又はその前にボールねじ軸２４に回り止め部材３４をスプライン結合した状態で、インボリュートスプライン軸部３２を加締めることにより、回り止め部材３４をボールねじ軸２４に軸方向及び回転方向に移動不可能に固定する。これにより、図９に示すボールねじ機構２０が構成される。
【００３７】
ここで、回り止め部材３４の装着位置は、ボールねじナット２２及びボールねじ軸２４間のボールの外部への抜け出しを阻止可能なストロークエンドで案内突起３６の突出部３６ａを案内溝４０ｃから軸方向に突出させ、この突出部３６ａにボールねじナット２２のストッパ部２５ｅを当接させる位置に設定している。
そして、ボールねじ機構２０を主ハウジング１１Ａのボールねじ機構収納部１４ａに連結軸部３３側から挿入し、回り止め部材３４の案内突起３６及び３７を主ハウジング１１Ａに装着されたガイド部材４０の案内溝４０ａに係合させる。最後に、転がり軸受２１ａの外輪をボールねじ機構収納部１４ａの内周面に嵌合させながらドリブンギヤ２６ボールねじ機構収納部１４ａに収納して、主ハウジング１１Ａへのボールねじ機構２０の装着を完了する。
【００３８】
その後、電動モータ１２をそのピニオンギヤ１５側から主ハウジング１１Ａのモータ装着部１３内に挿入して、ピニオンギヤ１５をボールねじ機構２０のドリブンギヤ２６に噛合させる。次いで、電動モータ１２の取付フランジ１２ａをフランジ取付部１３ａにボルト締めする。
なお、電動モータ１２の主ハウジング１１Ａへの装着は、主ハウジング１１Ａへのボールねじ機構２０の装着前に行うようにしてもよい。
【００３９】
このように主ハウジング１１Ａへの電動モータ１２及びボールねじ機構２０の装着を終了すると、主ハウジング１１Ａの背面側に図示しないパッキンを介して副ハウジング１１Ｂを装着してボルト締め等の固定手段で固定し、図３及び図４に示すように、主ハウジング１１Ａのシール収納部１４ｃにシール５０を挿入し、止め輪５１で抜け止めすることにより、直動アクチュエータ１０の組立を完了する。
【００４０】
この組立完了状態では、図４及び図５に示すように、ガイド部材４０の案内溝４０ａ内に、回り止め部材３４の案内突起３６及び３７が係合した状態となる。
この状態で、電動モータ１２を回転駆動して、ピニオンギヤ１５からドリブンギヤ２６に回転駆動力を伝達して、ボールねじナット２２を例えば図５で見て反時計方向に回動させる場合を考える。この場合には、ボールねじナット２２の回転力はボール２３を通じてボールねじ軸２４に伝達されることにより、ボールねじ軸２４はボールねじナット２２と同一方向の反時計方向に回動しようとする。このとき、案内突起３６及び３７がガイド部材４０の凹部である案内溝４０ａに係合しているので、ボールねじ軸２４の回動を規制して回り止め機能を発揮する。
【００４１】
そして、ボールねじナット２２を図５で見て反時計方向に回動し続けることにより、ボールねじ軸２４は図３及び図４で見て左方に矢印Ｘ方向に移動する。
同様に、電動モータ１２を逆回転させて、ボールねじ軸２４に図５で見て時計方向の回転力を伝達したときには、案内突起３６及び３７の左側面がガイド部材４０の案内溝４０ａで案内されて図３で矢印Ｙ方向に移動する。
【００４２】
そして、ボールねじナット２２をストロークエンドから反時計方向に回転させるとストッパ部２５ｅが案内突起３７の位置に達するが、この案内突起３７の後端側への突出長さを案内突起３６より短く決定しているので、ストッパ部２５ｅが案内突起３７の後端に接触することはない。その後、ボールねじナット２２がストロークエンドから一回転すると、図１０に示すように、係止長さＬｄ＜リードＬｂの関係より、ボールねじナット２２のストッパ部２５ｅの先端が案内突起３６の後端より離間しており、ストッパ部２５ｅが案内突起３６の円周方向端面に当接することはなくなる。
【００４３】
その後、ボールねじナット２２の回転を継続してボールねじ軸２４が所望の後退位置に達したときに、電動モータ１２を停止させることにより、ボールねじ軸２４の後退を停止させる。
その後、ボールねじ軸２４が後方側の所望の後退位置に達している状態から電動モータ１２を逆転駆動して、ボールねじナット２２を図５で時計方向に回転させると、ボールねじ軸２４は、その案内突起３６及び３７がガイド部材４０の案内溝４０ａに係合しているので、回り止めされて軸方向に前進する。
【００４４】
そして、ボールねじ軸２４の案内突起３６がボールねじナット２２のストッパ部２５ｅに対向する（ストロークエンドの１回転手前）位置となったとき、前述したように、係止長さＬｄ＜リードＬｂの関係としているため、ストッパ部２５ｅが案内突起３６に接触することはなく、ボールねじナット２２の逆転を許容する。このため、案内突起３６の前端がボールねじナット２２に形成したストッパ部２５ｅの先端の軌跡内に入り込むことになる。
【００４５】
そして、ボールねじ軸２４をさらに前進させて、ストッパ部２５ｅが案内突起３７位置となったときにも、前述したように案内突起３７の後方への突出長さが案内突起３６より短いことにより、ストッパ部２５ｅが案内突起３７に当接することなくボールねじナット２２の逆転を許容する。
その後、図１０に示すように、ストッパ部２５ｅが案内突起３６の突出部３６ａの円周方向端面に当接することになる。この状態では、図３及び図４に示すように、案内突起３６の軸方向長さの半分程度がガイド部材４０の案内溝４０ａに係合している。このため、ボールねじ軸２４は回り止め状態にあり、この案内突起３６の突出部３６ａにストッパ部２５ｅが係止長さＬｄをもって当接するので、ストッパ部２５ｅが案内突起３６に係止されてボールねじナット２２のこれ以上の逆回転が規制され、ボールねじ軸２４が前方側ストロークエンドに達する。この前方側ストロークエンドでは、ボールねじ軸２４の後端面が副ハウジング１１Ｂのボールねじ機構収納部１７の底面に近接した位置で停止する。
【００４６】
このように、ボールねじ軸２４が前方側ストロークエンドに達して、ストッパ部２５ｅが案内突起３６に当接する状態となると、過大な慣性トルクを生じることになる。この過大な慣性トルク（衝撃力）がボールねじナット２２を介してドリブンギヤ２６に伝達されることになるが、ボールねじナット２２とドリブンギヤ２６との間には衝撃吸収機構２７が設けられているので、この衝撃吸収機構２７によって過大な慣性トルク（衝撃力）がゴム突起２７ｃの弾性変形によりエネルギが消費されて吸収される。
【００４７】
したがって、ドリブンギヤ２６には、過大な慣性トルク（衝撃力）が伝達されないので、ドリブンギヤ２６を樹脂ギヤ等の比較的剛性が低く軽い部材で構成をしても、ドリブンギヤ２６が損傷することを確実に防止することができる。
このとき、衝撃吸収機構２７はボールねじ軸２４がその案内突起３６の突出部３６ａがストッパ部２５ｅから離れる方向のボールねじナット２２の正転方向では、ドリブンギヤ２６のキー２６ａが直接ボールねじナット２２の円環状突条２５ｃの凹部２５ｄの側壁に接触するので、衝撃吸収機構２７を介することなく、ドリブンギヤ２６の回転力をボールねじナット２２に伝達することができる。
【００４８】
このように、上記第１の実施形態によると、ボールねじナット２２を時計方向に回転させる逆転時に、ボールねじ軸２４が前進して前側ストロークエンドに達したとき、ボールねじ軸２４の案内突起３６の突出部３６ａにボールねじナット２２のストッパ部２５ｅが当接したときに生じる過大な慣性トルクがボールねじナット２２の外周面とドリブンギヤ２６の内周面との間に衝撃吸収機構２７が介挿されているので、過大な慣性トルクを衝撃吸収機構２７のゴム突起２７ｃで吸収することができる。このため、過大な慣性トルクがドリブンギヤ２６に伝達されることを抑制することができ、ドリブンギヤ２６を低剛性且つ軽量の樹脂ギヤで構成することが可能となり、ボールねじ装置自体の製造コストを低減することができるとともに、軽量化を図ることができる。
【００４９】
また、電動モータ１２の出力軸１２ｄが前方側とされ、この出力軸１２ｄにピニオンギヤ１５及びドリブンギヤ２６を介してボールねじナット２２を連結し、このボールねじナット２２に螺合するボールねじ軸２４の連結軸部３３を後方側に突出するようにしているので、直動アクチュエータ１０の軸方向長さを短くすることができる。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施形態を図１１〜図１４について説明する。
この第２の実施形態では、衝撃吸収機構を緩衝ゴムで構成する場合に代えてトルクリミッタを適用するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図１１及び図１２に示すように、ボールねじナット２２に前述した第１の実施形態における凹部２５ｄを省略した円環状突条２５ｃが設けられている。これに応じてドリブンギヤ２６の内周面が円環状突条２５ｃの外径よりも僅かに大きい内径とされている。
【００５１】
また、ボールねじナット２２の円環状突条２５ｃの外周面とドリブンギヤ２６の内周面との間にトルクリミッタ４１が介挿されている。このトルクリミッタ４１は、図１３に示すように、バネ部材で円環状に形成されたリング部４２と、このリング部４２の軸方向の両端部を除く中央部に軸方向に延長する多数の突出バネ部４３とで構成されるトレランスリングの構成を有する。
【００５２】
そして、トルクリミッタ４１が、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、内周面をボールねじナット２２の円環状突条２５ｃの外周面に嵌合させた状態で、図１４（ｄ）に示すように、突出バネ部４３の外周側をドリブンギヤ２６の内周面に所定の面圧で接触されている。
この第２の実施形態によると、ボールねじ軸２４が前端ストロークエンドに達して、案内突起３６の突出部３６ａにボールねじナット２２のストッパ部２５ｅが当接して過大な慣性トルクを生じる場合以外の通常状態では、トルクリミッタ４１の内周面がボールねじナット２２の円環状突条２５ｃに嵌合し、突出バネ部４３がドリブンギヤ２６の内周面に所定の面圧で接触しているので、突出バネ部４３の先端部とドリブンギヤ２６の内周面との摩擦力によってボールねじナット２２とドリブンギヤ２６とが相対回転不能に固定される。
【００５３】
ところが、前述したように、ボールねじ軸２４が前端ストロークエンドに達して、案内突起３６の突出部３６ａにボールねじナット２２のストッパ部２５ｅが当接して過大な慣性トルクを生じる場合には、この過大な慣性トルクがボールねじナット２２からドリブンギヤ２６に伝達されることになる。しかしながら、過大な慣性トルクがトルクリミッタ４１の突出バネ部４３とドリブンギヤ２６の内周面との間の摩擦力に打ち勝った場合には、突出バネ部４３ａとドリブンギヤ２６の内周面との間に滑りが生じ、過大な慣性トルクのエネルギは熱と両者間で滑らせる動力で消費されて、過大な慣性トルクがドリブンギヤ２６に伝達されることを抑制することができる。
【００５４】
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、ボールねじナット２２に扇状のストッパ部２５ｅを形成する場合について説明したが、ストッパ部２５ｅの形状は任意形状とすることができる。
また、上記第１の実施形態では、円筒部３５の外周面に案内突起３６及び３７を形成して回り止め部材３４を構成し、この回り止め部材３４をボールねじ軸２４にスプライン結合した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、内周にインボリュートスプライン孔部が形成されていれば、外周を角筒として、この角筒部に案内突起３６及び３７を形成してもよい。また、ボールねじ軸２４に角柱部を形成し、この角柱部に係合する角筒部に案内突起３６及び３７を形成して回り止め部材３４を構成するようにしてもよい。この場合も、回り止め部材３４の軸方向位置を角形ワッシャ等で調整することにより、ボールねじ軸２４のストロークエンド位置を調整することができる。
【００５５】
また、上記第１及び第２の実施形態では、電動モータ１２とボールねじ機構２０の連結軸部３３とを並設した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータ１２をボールねじ軸２４のボールねじ部３１と並設するようにしてもよい。
また、上記第１及び第２の実施形態では、電動モータ１２とボールねじ機構２０のボールねじナット２２とをピニオンギヤ１５及びドリブンギヤ２６とで構成される歯車式動力伝達機構で連結した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ウォーム及びウォームホイールとで構成される歯車式動力伝達機構で連結することもでき、その他のギヤを使用した歯車式動力伝達機構を適用することができる。
【００５６】
また、上記第１及び第２の実施形態においては、歯車式動力電鉄機構を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、プーリーとタイミングベルトとによるベルト式動力伝達機構やその他の動力伝達機構で連結するようにしてもよい。
また、上記第１及び第２の実施形態においては、ボールねじナット２２を回転駆動源によって回転駆動して、ボールねじ軸２４を直線運動要素とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、上記とは逆にボールねじ軸２４を回転駆動源によって回動する回転運動要素とし、ボールねじナット２２を直線運動要素とした場合にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０…直動アクチュエータ、１１Ａ…主ハウジング、１１Ｂ…副ハウジング、１２…電動モータ、１３…モータ装着部、１４…ボールねじ機構装着部、１５…ピニオンギヤ、１６…ピニオン収納部、１７…ボールねじ機構収納部、１８…ブリーザ、２０…ボールねじ機構、２１ａ，２１ｂ…転がり軸受、２２…ボールねじナット、２４…ボールねじ軸、２５ａ…ボールねじ溝、２５ｂ…循環溝、２５ｃ…円環状突条、２５ｄ…凹部、２５ｅ…ストッパ部、２６…ドリブンギヤ、２６ａ…キー、２７…衝撃吸収機構、２７ａ，２７ｂ…円環状部、２７ｃ…ゴム突起、３１…ボールねじ部、３２…インボリュートスプライン軸部、３３…連結軸部、３４…回り止め部材、３５…円筒部、３５ａ…インボリュートスプライン孔部、３６…案内突起、３６ａ…突出部、３７…案内突起、４０…ガイド部材、４０ａ…案内溝、４１…トルクリミッタ、４２…リング部、４３…突出バネ部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじ軸と該ボールねじ軸に転動体を介して螺合するボールねじナットとを有し、ボールねじナットに伝達された回転運動をボールねじ軸の直線運動に変換するボールねじ装置であって、
前記ボールねじナットと該ボールねじナットに連結される被回転力伝達部材との間に、衝撃吸収機構を配設したことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
前記衝撃吸収機構は、緩衝部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ装置。
【請求項３】
前記緩衝部材は、緩衝ゴムで構成されていることを特徴とする請求項２に記載のボールねじ装置。
【請求項４】
前記緩衝部材は、前記ボールねじナットに形成した係止片に前記ボールねじ軸に固定されたストッパが当接する回転方向で前当該ボールねじナットと前記被回転伝達部材との間に介挿されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のボールねじ装置。
【請求項５】
前記緩衝部材は、トルクリミッタで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ装置。
【請求項６】
前記トルクリミッタは、前記ボールねじナット及び前記被回転力伝達部材の何れか一方に嵌合される嵌合部と、該嵌合部に形成されて前記ボールねじナット及び前記被回転力伝達部材の他方に接触する弾性部とで構成されていることを特徴とする請求項５に記載のボールねじ装置。
【請求項７】
前記請求項１乃至６の何れか１項に記載されたボールねじ装置を備え、前記被回転部材を外周面に歯を形成した歯車で構成し、当該歯車に固定部に固定された電動モータの回転軸に形成した歯車を噛合させたことを特徴とする直動アクチュエータ。

【図１】