(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024055521
(43)【公開日】2024-04-18
(54)【発明の名称】ボールねじ装置および直動機構
(51)【国際特許分類】
F16H 25/22 20060101AFI20240411BHJP
F16D 27/01 20060101ALI20240411BHJP
F16D 27/04 20060101ALI20240411BHJP
F16D 55/06 20060101ALI20240411BHJP
F16D 65/18 20060101ALI20240411BHJP
H02K 7/06 20060101ALI20240411BHJP
H02K 49/00 20060101ALI20240411BHJP
H02K 49/10 20060101ALI20240411BHJP
F16D 121/22 20120101ALN20240411BHJP
【ＦＩ】
F16H25/22 A
F16D27/01
F16D27/04
F16D55/06 A
F16D65/18
H02K7/06 A
H02K49/00 B
H02K49/10 B
F16D121:22
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022162533
(22)【出願日】2022-10-07
(71)【出願人】
【識別番号】000102692
【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107423
【弁理士】
【氏名又は名称】城村 邦彦
(74)【代理人】
【識別番号】100120949
【弁理士】
【氏名又は名称】熊野 剛
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 伸幸
【テーマコード（参考）】
3J058
3J062
5H607
5H649
【Ｆターム（参考）】
3J058AA43
3J058AA48
3J058AA58
3J058AA73
3J058AA78
3J058AA79
3J058AA88
3J058BA12
3J058CC07
3J058CC13
3J058CC14
3J058CC72
3J058FA01
3J058FA31
3J062AB22
3J062AC07
3J062BA31
3J062CD04
3J062CD23
3J062CD79
3J062CG83
5H607BB01
5H607CC03
5H607DD19
5H607EE52
5H649AA01
5H649BB03
5H649GG01
5H649GG08
5H649GG16
5H649HH08
5H649HH16
(57)【要約】
【課題】ボールねじ軸を任意位置に無給電でロックできるボールねじ装置および直動機構を提供する。
【解決手段】ロック機構は、外径側永久磁石と、内径側永久磁石と、外径側永久磁石と内径側永久磁石との間に介在されるコイルとを有する磁気力発生器とを備える。磁気力発生器にて発生する磁気吸引力にて、第１係合部と第２係合部とが相対的に装置軸方向に接近・離間する。接近状態では、第１係合部と第２係合部とが係合してナット部材の回転を規制し、離間状態では、第１係合部と第２係合部の係合が解除されてナット部材の離間状態では前記ナット部材の回転を許容し、接近・離間の切り換え時のみコイルに電流を供給する。
【選択図】図１
【解決手段】ロック機構は、外径側永久磁石と、内径側永久磁石と、外径側永久磁石と内径側永久磁石との間に介在されるコイルとを有する磁気力発生器とを備える。磁気力発生器にて発生する磁気吸引力にて、第１係合部と第２係合部とが相対的に装置軸方向に接近・離間する。接近状態では、第１係合部と第２係合部とが係合してナット部材の回転を規制し、離間状態では、第１係合部と第２係合部の係合が解除されてナット部材の離間状態では前記ナット部材の回転を許容し、接近・離間の切り換え時のみコイルに電流を供給する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周面にねじ溝が設けられたボールねじ軸と、ボールねじ軸に挿入され、内周面にねじ溝が設けられたナット部材と、ボールねじ軸のねじ溝とナット部材のねじ溝との間に嵌合される複数のボールと、前記ナット部材の回転を規制する口ック機構を備えたボールねじ装置であって、
前記ロック機構は、少なくとも、外径側永久磁石と、内径側永久磁石と、外径側永久磁石と内径側永久磁石との間に介在されるコイルとを有する磁気力発生器とを備え、前記磁気力発生器にて発生する磁気吸引力にて、前記第１係合部と第２係合部とが相対的に装置軸方向に接近・離間して、接近状態では、前記第１係合部と第２係合部とが係合してナット部材の回転を規制し、離間状態では、前記第１係合部と第２係合部の係合が解除されてナット部材の離間状態では前記ナット部材の回転を許容し、接近・離間の切り換え時のみコイルに電流を供給することを特徴とするボールねじ装置。
前記ロック機構は、少なくとも、外径側永久磁石と、内径側永久磁石と、外径側永久磁石と内径側永久磁石との間に介在されるコイルとを有する磁気力発生器とを備え、前記磁気力発生器にて発生する磁気吸引力にて、前記第１係合部と第２係合部とが相対的に装置軸方向に接近・離間して、接近状態では、前記第１係合部と第２係合部とが係合してナット部材の回転を規制し、離間状態では、前記第１係合部と第２係合部の係合が解除されてナット部材の離間状態では前記ナット部材の回転を許容し、接近・離間の切り換え時のみコイルに電流を供給することを特徴とするボールねじ装置。
【請求項2】
前記第２係合部が、前記ナット部材側に固着された磁性材からなる基板に設けられるとともに、前記第１係合部を前記第２係合部から離間する方向に押圧する押圧部材を備え、前記外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを逆方向に着磁して、前記内・外径側永久磁石を流れて前記基板には流れない中巡回磁束を発生させて、前記第１係合部が前記第２係合部に吸着される磁気吸引力を発生させず、かつ、前記外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを同一方向に着磁して、内径側永久磁石および前記基板を流れる大巡回磁束と外径側永久磁石および前記基板を流れる小巡回磁束とを発生させて、前記押圧部材の押圧力に抗して、前記第１係合部を第２係合部に接近させて係合させる磁気吸引力を発生させ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】
前記第２係合部が設けられる磁性材からなる往復動板を装置軸方向に往復動可能として前記ナット部材側に設けるとともに、前記往復動板を前記第１係合部から離間する方向に引っ張る引張り部材を備え、前記外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを逆方向に着磁して、前記内・外径側永久磁石を流れて前記往復動板には流れない中巡回磁束を発生させて、前記第１係合部に前記第２係合部が吸着される磁気吸引力を発生させず、かつ、前記外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを同一方向に着磁して、内径側永久磁石および前記往復動板を流れる大巡回磁束と外径側永久磁石および前記往復動板を流れる小巡回磁束とを発生させて、前記引張り部材の引張り力に抗して、往復動板を第１係合部側に引き寄せて、第１係合部と第２係合部とを係合させる磁気吸引力を発生させ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4】
前記第１係合部が設けられる磁性材からなる往復動体を装置軸方向に往復動可能に設けるとともに、前記第２係合部をナット部材側に固定し、前記往復動体を前記第２係合部に接近させる方向に押圧する押圧部材を備え、前記外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを逆方向に着磁して、前記内・外径側永久磁石を流れて前記往復動体には流れない中巡回磁束を発生させて、前記第１係合部を第２係合部から離間させる磁気吸引力を発生させず、前記外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを同一方向に着磁して、内径側永久磁石および前記往復動板を流れる大巡回磁束と外径側永久磁石および前記往復動板を流れる小巡回磁束とを発生させて、前記押圧部材の押圧力に抗して、前記往復動体を前記第１係合部側へ引き寄せて第１係合部と第２係合部を相対的に離間させる磁気吸引力を発生させ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5】
前記第１係合部と前記第２係合部とが、凹凸係合又は摩擦材係合にて係合す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】
前記第１係合部と第２係合部とが相対的に装置軸方向に接近・離間時においては、形成される磁路中の径方向キャップが変化しない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7】
磁気力発生器は、反第１係合部側に設けられる第１ヨークと、第１係合部側に設けられる第２ヨークとを備え、第１ヨークと第２ヨークとで、外径側永久磁石とコイルと内径側永久磁石を挟持し、第１ヨークには外径側永久磁石より外径側に外径側永久磁石を囲むように配設される第３ヨークが連設され、前記第２ヨークよりも反第１ヨーク側に配設される第４ヨークを有し、外径側永久磁石と第３ヨークとの間のギャップをｇ１とし、第１・第２係合部が離間した状態の第１・第２係合部間のギャップをｇ２とし、第３ヨークと第４ヨークとの間のギャップをｇ３としたときに、ｇ１＞ｇ２＞ｇ３とす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8】
内径側永久磁石に低保磁力磁石を用い、外径側永久磁石に高保磁力磁石を用い、内径側永久磁石の着磁状態を変更する励磁コイル電流では、外径側永久磁石の着磁状態は変更されない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9】
第１・第２係合部の接近時と第１・第２係合部の離間時とで、内径側永久磁石の着磁状態を変更する励磁コイル電流の変化速度を調整し、磁気力発生器の磁気吸引力変化速度を変え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10】
内径側永久磁石の低保磁力磁石に、アルニコル磁石または鉄クロムコバルト磁石を用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11】
前記請求項１～請求項１０に記載のボールねじ装置を用いたことを特徴とする直動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ボールねじ装置および直動機構に関する。
【背景技術】
【0002】
ボールねじ装置を構成するボールねじは、伝達効率が高いため、各種直動機構（アクチュエータ）に用いられる。一般に、ボールねじは、ねじ軸、ナット、及びボール等から構成され、ねじ軸とナットのどちらかを回転させると、もう一方が直線運動する機械部品である。このため、直線運動を行う側に対してその位置を保持するため、モータ等の駆動源から常時動力を供給する必要があった。しかしながら、常時動力を供給する場合、エネルギー損失していることになる。そこで、従来には、ボールねじの位置保持機構は種々提案されている（特許文献１～特許文献３）。
【0003】
ところで、ボールねじは、回転運動を直線運動に変換する正効率、直線運動を回転運動に変換する逆効率いずれもが高いという特徴を持つ。このため、小さなモータでナットを直線運動させることができるという利点がある反面、力の逆入力、すなわちナットに作用する軸力によってねじ軸が回転してしまうという課題がある。ねじ軸を回転させないためには、モータに電流を供給してモータから保持力を発生させる必要がある。
【0004】
力の逆入力に対して、モータに電流を供給しなくても、ナットが軸方向に移動しないようにするためには、モータの回転運動を減速する減速機構にセルフロック性、すなわち力の逆入力に起因する回転力に対して自己保持性を持たせる必要がある。
【0005】
特許文献１では、運動変換機構部の駆動を防止するロック機構部を備えた電動アクチュエータが記載されている。この場合、周方向に複数の係合孔が形成されたギヤと、ギヤに対して軸方向に進退して係合孔に対して嵌合するロック部材を有するものである。
【0006】
特許文献２では、減速機構にセルフロック機能を持たせるものであり、セルフロック機能を持たせるために減速機を高減速比に設定する必要があった。
【0007】
特許文献３は、ボールねじを用いた転舵装置が記載されている。そして、この転舵装置は電磁ブレーキ装置を備えるものであり、電磁ブレーキ装置は、モータ出力軸に取り付けられたディスクにブレーキシューを押し付けてロックするものである。この場合、ロック時はブレーキシューがコイルばねによってディスクに押し付けられたおり、ソレノイドに通電することでブレーキシューがディスクから引き離されてロックが解除される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１８－１３１８３号公報
【特許文献2】特開２０１４－０２５５１５号公報
【特許文献3】特開２０１６－９２８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
特許文献１に記載のものでは、ギヤに形成された係合孔の数は有限であり、任意の位置でロックすることができない。また、減速機歯車の回転を止めてもバックラッシ分はボールねじナットが回転し、ねじ軸が動くことになる。
【0010】
前記特許文献２に記載されたものでは、セルフロック機能を持たせるために高減速比に設定する必要があるため、高応答性を供給される用途には対応できず、しかも、一般的な減速機に比べて効率も悪いものとなる。また完全に逆入力を遮断できるわけではないため駆動力を断った状態で変動荷重が加わると位置保持ができない。逆入力を低減させるために台形ねじやウォームギヤ等を用いた直動アクチュエータも同様である。
【0011】
特許文献３に記載されたものでは、ロック解除時にはソレノイドに常時通電する必要があり、エネルギが消費される。ロック解除時に荷重によりボールねじ軸が動かないよう、予め解除前から位置制御を施すことになる。この場合、ソレノイドはＯＮ／ＯＦＦ動作のため、荷重と駆動力が釣り合わない状態でロック解除されると位置制御系にはステップ状の外乱が入力されることになって、ボールねじ軸に振動が生じる。
【0012】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、ボールねじ軸を任意位置に無給電でロックできるボールねじ装置および直動機構を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明のボールねじ装置は、外周面にねじ溝が設けられたボールねじ軸と、ボールねじ軸に挿入され、内周面にねじ溝が設けられたナット部材と、ボールねじ軸のねじ溝とナット部材のねじ溝との間に嵌合される複数のボールと、前記ナット部材の回転を規制する口ック機構を備えたボールねじ装置であって、前記ロック機構は、少なくとも、外径側永久磁石と、内径側永久磁石と、外径側永久磁石と内径側永久磁石との間に介在されるコイルとを有する磁気力発生器とを備え、前記磁気力発生器にて発生する磁気吸引力にて、第１係合部と第２係合部とが相対的に装置軸方向に接近・離間して、接近状態では、前記第１係合部と第２係合部とが係合してナット部材の回転を規制し、離間状態では、前記第１係合部と第２係合部の係合が解除されてナット部材の離間状態では前記ナット部材の回転を許容し、接近・離間の切り換え時のみコイルに電流を供給するものである。
【0014】
本発明のボールねじ装置によれば、第１係合部と第２係合部が相対的に接近すれば、第１係合部と第２係合部とが係合して、ナット部材の回転を規制し、第１係合部と第２係合部が離間すれば、第１係合部と第２係合部との係合が解除され、ナット部材の回転駆動が許容される。また、接近・離間の切り換え時のみコイルに電流を供給するものであるので、ロック機構として、常時通電する必要がない。
【0015】
前記第２係合部が、前記ナット部材側に固着された磁性材からなる基板に設けられるとともに、前記第１係合部を前記第２係合部から離間する方向に押圧する押圧部材を備え、前記外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを逆方向に着磁して、前記内・外径側永久磁石を流れて前記基板には流れない中巡回磁束を発生させて、前記第１係合部が前記第２係合部に吸着される磁気吸引力を発生させず、かつ、前記外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを同一方向に着磁して、内径側永久磁石および前記基板を流れる大巡回磁束と外径側永久磁石および前記基板を流れる小巡回磁束とを発生させて、前記押圧部材の押圧力に抗して、前記第１係合部を第２係合部に接近させて係合させる磁気吸引力を発生させるものであってもよい。
【0016】
このように構成することによって、外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを逆方向に着磁することによって、第１係合部が前記第２係合部に吸着される磁気吸引力を発生させない状態では、押圧部材の押圧力で、第１係合部と第２係合部とが離間して、係合しない状態となって、ナット部材の回転駆動が可能な状態となる。また、外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを同一方向に着磁することによって、第１係合部を第２係合部に接近させて係合させる磁気吸引力を発生させることができ、これによって、第１係合部と第２係合部とが係合して、ナット部材の回転が規制される。
【0017】
前記第２係合部が設けられる磁性材からなる往復動板を装置軸方向に往復動可能として前記ナット部材側に設けるとともに、前記往復動板を前記第１係合部から離間する方向に引っ張る引張り部材を備え、前記外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを逆方向に着磁して、前記内・外径側永久磁石を流れて前記往復動板には流れない中巡回磁束を発生させて、前記第１係合部に前記第２係合部が吸着される磁気吸引力を発生させず、かつ、前記外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを同一方向に着磁して、内径側永久磁石および前記往復動板を流れる大巡回磁束と外径側永久磁石および前記往復動板を流れる小巡回磁束とを発生させて、前記引張り部材の引張り力に抗して、往復動板を第１係合部側に引き寄せて、第１係合部と第２係合部とを係合させる磁気吸引力を発生させるものであってもよい。
【0018】
このように構成することによって、外径側永久磁石と内径側永久磁石とを逆方向に着磁して、第１係合部に第２係合部が吸着される磁気吸引力を発生させない状態では、引張り部材にて、第２係合部側が第１係合部から離間する方向に引っ張られることになって、第１係合部と第２係合部とが非係合状態となり、ナット部材の回転駆動が許容される状態となる。また、外径側永久磁石と内径側永久磁石とを同一方向に着磁することによって、第１係合部と第２係合部とを係合させる磁気吸引力を発生させることができ、この磁気吸引力が発生することによって、第１係合部と第２係合部とが係合して、ナット部材の回転を規制する。
【0019】
前記第１係合部が設けられる磁性材からなる往復動体を装置軸方向に往復動可能に設けるとともに、前記第２係合部をナット部材側に固定し、前記往復動体を前記第２係合部に接近させる方向に押圧する押圧部材を備え、前記外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを逆方向に着磁して、前記内・外径側永久磁石を流れて前記往復動体には流れない中巡回磁束を発生させて、前記第１係合部を第２係合部から離間させる磁気吸引力を発生させず、前記外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを同一方向に着磁して、内径側永久磁石および前記往復動板を流れる大巡回磁束と外径側永久磁石および前記往復動板を流れる小巡回磁束とを発生させて、前記押圧部材の押圧力に抗して、前記往復動体を前記第１係合部側へ引き寄せて第１係合部と第２係合部を相対的に離間させる磁気吸引力を発生させるものであってもよい。
【0020】
このように構成することによって、前記外径側永久磁石と前記内径側永久磁石とを逆方向に着磁して、往復動体を磁気力発生器側に引き寄せる磁気吸引力を発生させない状態では、押圧部材の押圧力で、第１係合部と第２係合部とが係合する状態となって、ナット部材の回転駆動が規制される状態となる。また、外径側永久磁石と内径側永久磁石とを同一方向に着磁して、前記往復動体を前記第１係合部側へ引き寄せて第１係合部と第２係合部が相対的に離間する状態となって、ナット部材が回転可能な状態となる。
【0021】
第１係合部と第２係合部とは、凹凸係合又は摩擦材係合にて係合することができ、簡単な構成にて、係脱動作を行うことができる。
【0022】
前記第１係合部と第２係合部とが相対的に装置軸方向に接近・離間時においては、形成される磁路中の径方向キャップが変化しないように構成するのが好ましい。このように、磁路中の径方向ギャップが変化しないように構成することによって、第１係合部と第２係合部との係脱動作を安定して行うことができる。
【0023】
磁気力発生器は、反第１係合部側に設けられる第１ヨークと、第１係合部側に設けられる第２ヨークとを備え、第１ヨークと第２ヨークとで、外径側永久磁石とコイルと内径側永久磁石を挟持し、第１ヨークには外径側永久磁石より外径側に外径側永久磁石を囲むように配設される第３ヨークが連設され、かつ、前記第２ヨークよりも反第１ヨーク側に配設される第４ヨークを有し、外径側永久磁石と第３ヨークとの間のギャップをｇ１とし、第１・第２係合部が離間した状態の第１・第２係合部間のギャップをｇ２とし、第３ヨークと第４ヨークとの間のギャップをｇ３としたときに、ｇ１＞ｇ２＞ｇ３とするのが好ましい。このように構成することによって、磁気力発生器は、磁気吸引力を安定して発生させることができる。
【0024】
内径側永久磁石に低保磁力磁石を用い、外径側永久磁石に高保磁力磁石を用い、内径側永久磁石の着磁状態を変更する励磁コイル電流では、外径側永久磁石の着磁状態は変更されないものとするのが好ましい。ここで、保磁力とは、磁化された磁性体を磁化されない状態に戻すために必要な反対向きの外部磁場の強さをいう。このように構成することによって、外径側永久磁石と内径側永久磁石との着磁方向を同一方向としたり、逆方向としたりする場合、内径側永久磁石の着磁状態を変更する励磁コイル電流をコイルに流すことによって行うことができる。すなわち、外径側永久磁石と内径側永久磁石との着磁方向が同一方向である場合、内径側永久磁石の着磁状態を変更する励磁コイル電流をコイルに流せば、内径側永久磁石の着磁方向を逆方向にでき、その際、外径側永久磁石が高保磁力磁石であって、着磁状態は変更されない。このため、外径側永久磁石と内径側永久磁石との着磁方向を逆方向とすることができる。また、外径側永久磁石と内径側永久磁石との着磁方向が逆方向である場合、内径側永久磁石の着磁状態を変更する励磁コイル電流をコイルに流せば、内径側永久磁石の着磁方向を逆方向にでき、その際、外径側永久磁石が高保磁力磁石であって、着磁状態は変更されない。このため、外径側永久磁石と内径側永久磁石との着磁方向を同一方向とすることができる。
【0025】
第１・第２係合部の接近時と第１・第２係合部の離間時とで、内径側永久磁石の着磁状態を変更する励磁コイル電流の変化速度を調整し、磁気力発生器の磁気吸引力変化速度を変えるようにするのが好ましい。すなわち、接近時において、変化速度を小さくすることにより、第１係合部と第２係合部とをいわゆるソフトランディングさせることができ、係合時の係合音や衝撃乃至衝撃よる振動等が軽減される。また、離間する際においても、第１係合部と第２係合部とが離れる際の摩擦状態を変えることができる。すなわち、係合状態から解除する場合、摩擦力を考慮すれば、変化速度が高い方がよい。
【0026】
内径側永久磁石の低保磁力磁石に、アルニコル磁石または鉄クロムコバルト磁石を用いることができる。
【0027】
本発明に係る直動機構は、前記ボールねじ装置を用いるものである。ここで、直動機構は、ボールねじ装置を用いた直動アクチュエータ全般を指す。具体的には、建機/農機用電動パワーシリンダ、ロボット腕脚用直動アクチュエータ、自動車サスペンション用車高調整機構、自動車用各輪独立転舵機構、工作機ワークステージ用直動アクチュエータ、介護機器用直動アクチュエータ等の任意位置での位置保持機能が必要なものである。
【発明の効果】
【0028】
本発明では、ボールねじ軸を軸方向の目標位置において無給電でロック状態を保持できるので、位置を保持するために、モータ等の駆動源からロック状態において、動力を供給する必要がなく、エネルギー損失が生じない。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明に係る第１のボールねじ装置の要部断面図である。
【図2】ボールねじ装置の制御部の簡略図である。
【図3】内径側永久磁石の着磁動作を示すグラフ図である。
【図4】本発明に係る第２のボールねじ装置の要部断面図である。
【図5】本発明に係る第３のボールねじ装置の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下本発明の実施の形態を図１～図５に基づいて説明する。図１は、本発明に係るボールねじ装置を示し、このボールねじ装置は、外周面１に第１ねじ溝(図示省略)が設けられたねじ軸３と、ねじ軸３に挿入され、内周面４に第１ねじ溝に対応する第２ねじ溝(図示省略)が設けられたナット部材６と、第１ねじ溝２と第２ねじ溝との間である転動路(図示省略)に配置される複数のボール(図示省略)とを備えたものである。この場合、駆動手段を構成する駆動源３１(図２参照)からの駆動トルクにてナット部材６は回転駆動され、かつ、ナット部材６の回転方向の変更が可能とされる。このため、ナット部材６が回転駆動されることによって、ねじ軸３はその軸方向に沿って往復動することができる。なお、駆動源３１としては、例えば、ＤＣモータを用いることができる。
【0031】
ところで、ボールねじ装置においては、多数のボールを無限に循環させる機能を必要とする。この機能としては、リターンプレート式、こま式、エンドキャップ式、エンドデフレクタ式、およびリターンチューブ式等があり、本ボールねじ装置では、これらのいずれも採用できる。また、このボールねじ装置は、ハウジング１０に収納される。この場合のハウジング１０は、円筒形状の胴部１１と、胴部１１の一方の開口部を塞ぐ蓋部１２とを備えたものであり、軸３が蓋部１２に設けられた貫通孔１２aを貫通している。
【0032】
この場合、このボールねじ装置は、ロック機構Ｍを備える。ここで、ロック機構Ｍは、ナット部材６の回転を停止して、ナット部材６に対するボールねじ軸３の軸方向の往復動を規制するものであり、ロック機構Ｍは、磁気力発生器１５と、この磁気力発生器１５側に設けられる第１係合部１６と、ナット部材６側に設けられる第２係合部１７とを備える。
【0033】
磁気力発生器１５は、少なくとも、短筒形状の外径側永久磁石１８と、短筒形状の内径側永久磁石１９と、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９との間に介在されるコイル２０とを備えたものである。すなわち、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９とコイル２０とが同心円状に配設され、短円筒形状に巻設されたコイル２０が、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９とに介在されるものである。この場合、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９とコイル２０との軸方向長さが同一に設定される。なお、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９とコイル２０とで、円盤形状の磁気力発生器要部１５ａを成す。
【0034】
外径側永久磁石１８は高保磁磁石で構成され、内径側永久磁石１９は低磁磁石で構成される。ここで、保磁力とは、磁化された磁性体を磁化されない状態に戻すために必要な反対向きの外部磁場の強さをいう。内径側永久磁石１９の着磁状態を変更する励磁コイル電流では、外径側永久磁石１８の着磁状態は変更されないものとする。
【0035】
磁気力発生器１５は、磁気力発生器要部１５ａの反第１係合部側に設けられる第１ヨーク２１と、磁気力発生器要部１５ａの第１係合部側に設けられる第２ヨーク２２とを備え、第１ヨーク２１と第２ヨーク２２とで、外径側永久磁石１８とコイル２０と内径側永久磁石１９を挟持している。また、第１ヨーク２１には外径側永久磁石１８より外径側に外径側永久磁石１８を囲むように配設される第３ヨーク２３が連設される。さらに、第２ヨーク２２よりも反第１ヨーク側に配設されて、後述する大巡回磁路Ｂ及び小巡回磁路Ｃを形成するための第４ヨーク２４を有している。ナット部材６の磁気力発生器側端面に基板としての第４ヨーク２４が固定されている。この場合、第２ヨーク２２に第１係合部１６が付設され、第４ヨーク２４に第２係合部１６が付設され、第１係合部１６と第２係合部１７とが相対面する状態となる。
【0036】
また、第１ヨーク２１と第３ヨーク２３とは一体状に形成されたものであり、短円形状をなす第３ヨーク２３が、ハウジング１０の胴部１１の内径面に形成される周方向凹部１１ａ内に収納状となっている。第１ヨーク２１，第３ヨーク２３、磁気力発生器要部１５ａ、第２ヨーク２２、および第１係合部１６が、一体的にねじ軸３の軸方向に沿って往復動が可能となっている。このため、第１ヨーク２１，第３ヨーク２３、磁気力発生器要部１５ａ、第２ヨーク２２、および第１係合部１６にて一体的に往復動する往復動体Ｒを構成する。
【0037】
また、第２係合部１７は、ナット部材６側の第４ヨーク２４に設けられるものであり、この第４ヨーク２４及び第２係合部１７は、ナット部材６が回転駆動されることによって一体的に回転駆動する。
【0038】
往復動体Ｒは、弾性体にて構成される押圧部材２５の弾性力にて、ハウジング１０の蓋部１２側へ押圧される。また、第１ヨーク２１と蓋部１２との間に、周方向に沿って所定ピッチで複数本配設される廻り止めピン２６が配置される。すなわち、蓋部１２の内面１２ｂに、周方向に沿って所定ピッチで複数個配設される凹部２７を設けるとともに、第１ヨーク２１の蓋部側外面に、周方向に沿って所定ピッチで複数個配設される凹部２８を設ける。そして、凹部２７に廻り止めピン２６の蓋側を挿入するとともに、凹部２８に廻り止めピン２６の第１ヨーク側を挿入する。
【0039】
このように構成することによって、往復動体Ｒは、ねじ軸３の軸方向には往復動可能あるが、廻り止めピン２６が介在されることによって、その軸心廻りに回転できない状態となっている。また、押圧部材２５の弾性力(押圧力)にて往復動体Ｒが蓋部側に押圧され、図１の上半分部位を示すように、第１ヨーク２１が蓋部１２に接触する状態となっている。
【0040】
第１ヨーク２１が蓋部１２に接触する状態となっていれば、第１係合部１６と第２係合部１７とが離間した状態になって、第１係合部１６と第２係合部１７とが係合しない状態となる。また、図１の下半分部位では、往復動体Ｒが第２係合部１７へ移動した状態では、第１係合部１６と第２係合部１７とが係合した状態となっている。
【0041】
ここで、係合した状態とは、凹凸係合した状態をいう。すなわち、第１係合部１６と第２係合部１７とは軸方向に沿って相対面し、第１係合部１６の第２係合部対応面に凹凸部(図示省略)が形成されるとともに、第２係合部１７の第１係合部対応面に凹凸部(図示省略)が形成されている。そして、係合状態とは、第１係合部１６の凸部が第２係合部１７の凹部に嵌合し、第２係合部１７の凸部が第１係合部１６の凹部に嵌合した状態である。第１係合部１６の凹部は、第２係合部側に開口し、第２係合部１７の凹部は、第１係合部側に開口している。このため、第１係合部１６と第２係合部１７とが離間している状態から、ねじ軸３の軸方向に沿って相対的に接近していけば、第１係合部１６の凸部が第２係合部１７の凹部に嵌入し、第２係合部１７の凸部が第１係合部１６の凹部に嵌入することができる。また、係合状態から、第１係合部１６と第２係合部１７とがねじ軸３の軸方向に沿って相対的に離間していけば、各嵌合状態が解除される。なお、第１係合部１６と第２係合部１７とが凹凸係合する場合、第１。第２係合部１６、１７は鋼材を使用し、特に軟磁性材が好ましい。軟磁性材は、磁場が印加されると磁化されやすく、磁場を取り去ると元に戻りやすい（逆向きの磁場により磁化が反転されやすい）、すなわち透磁率μが大きく、保持力Hcが小さい材料である。
【0042】
ところで、外径側永久磁石１８と第３ヨーク２３との間のギャップをｇ１とし、第１・第２係合部１６，１７が離間した状態の第１・第２係合部間のギャップをｇ２とし、第３ヨーク２３と第４ヨーク２４との間のギャップをｇ３としたときに、ｇ１＞ｇ２＞ｇ３とする。なお、第３ヨーク２３と、ハウジング１０の胴部１１の周方向凹部１１ａの底面との間には、往復動体Ｒの往復動を規制しないように、微小隙間が設けられる。
【0043】
図２は、本ボールねじ装置の制御部を示し、駆動源３１は制御器３０によって制御され、また、ロック機構Ｍの一部を構成する外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９との間のコイル２０には、電流供給源３２から励磁用電流が供給される(流される)。
【0044】
次に、図１に示すボールねじ装置の動作を説明する。図１の上半分図では、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９とは逆方向に着磁された状態である。すなわち、外径側永久磁石１８は、第１ヨーク２１側がＳ極とされ、第２ヨーク２２側がＮ極とされ、内径側永久磁石１９は、第１ヨーク２１側がＮ極とされ、第２ヨーク２２側がＳ極とされている。
このような着磁状態では、磁束は、両磁石１８，１９と、第１ヨーク２１，第２ヨーク２２を矢印のように第４ヨーク２４を流れない中巡回磁束Ａを構成する。このため、外部磁性体である第４ヨーク２４に磁気力(磁気吸引力)を及ぼさない。
このような着磁状態では、磁束は、両磁石１８，１９と、第１ヨーク２１，第２ヨーク２２を矢印のように第４ヨーク２４を流れない中巡回磁束Ａを構成する。このため、外部磁性体である第４ヨーク２４に磁気力(磁気吸引力)を及ぼさない。
【0045】
この状態では、第１係合部１６側、つまり、往復動体Ｒが押圧部材２５の弾性力にて、ハウジング１０の蓋部１２側へ押圧されて、第１係合部１６と第２係合部１７とが係合しない状態となっている。この状態では、駆動源３１からナット部材６に起動トルクを付与することによって、ナット部材６が回転駆動して、ねじ軸３の軸方向の往復動が可能となる。
【0046】
図１の下半分図では、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９とが同一方向に着磁された状態である。すなわち、外径側永久磁石１８は、第１ヨーク２１側がＳ極とされ、第２ヨーク２２側がＮ極とされ、内径側永久磁石１９も、第１ヨーク２１側がＳ極とされ、第２ヨーク２２側がＮ極とされている。このような着磁状態では、磁気力発生器１５の外側の第３ヨーク２３および第４ヨーク２４に流れる大巡回磁束Ｂを形成する。すなわち、この大巡回磁束Ｂは、第１ヨーク２１、内径側永久磁石１９、第４ヨーク２４および第３ヨーク２３へと流れる磁束である。また、この場合、第１ヨーク２１、外径側永久磁石１８、第４ヨーク２４、及び第３ヨーク２３を流れる中巡回磁束Ｃを形成する。この大巡回磁束Ｂおよび中巡回磁束Ｃを形成するには、外径側永久磁石１８と第３ヨーク２３との間のギャップをｇ１とし、第１・第２係合部１６，１７が離間した状態の第１・第２係合部間のギャップをｇ２とし、第３ヨーク２３と第４ヨーク２４との間のギャップをｇ３としたときに、ｇ１＞ｇ２＞ｇ３とするのが好ましい。
【0047】
このため、第１係合部１６と第２係合部１７との間に、磁気力(磁気吸引力)が発生して、図１の下半分図のように、往復動体Ｒが、第２係合部１７側へ引き寄せられ、第１係合部１６と第２係合部１７とが係合する状態となる。このように、第１係合部１６と第２係合部１７とが係合すれば、いわゆるロック状態となって、ナット部材６の回転駆動が規制される。これによって、ねじ軸３の軸方向の往復動が規制される。
【0048】
ところで、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９との着磁方向を変更する場合、内径側永久磁石１９の着磁状態を変更すればよい。すなわち、本ロック機構Ｍでは、内径側永久磁石１９に低保磁力磁石を用い、外径側永久磁石１９に高保磁力磁石を用い、内径側永久磁石の着磁状態を変更する励磁コイル電流をコイル２０に流すものである。このように、内径側永久磁石１９の着磁状態を変更する励磁コイル電流をコイル２０に流せば、内径側永久磁石１９の着磁状態が変更されることになるが、外径側永久磁石１８は、高保磁力磁石であり、着磁状態が変更されない。
【0049】
このため、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９との着磁方向を同一方向としたり、逆方向としたりする場合、内径側永久磁石１９の着磁状態を変更する励磁コイル電流をコイルに流すことによって行うことができる。すなわち、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９との着磁方向が同一方向である場合、内径側永久磁石１９の着磁状態を変更する励磁コイル電流をコイルに流せば、内径側永久磁石１９の着磁方向を逆方向にでき、その際、外径側永久磁石１８が高保磁力磁石であって、着磁状態は変更されない。このため、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９との着磁方向を逆方向とすることができる。また、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９との着磁方向が逆方向である場合、内径側永久磁石１９の着磁状態を変更する励磁コイル電流をコイルに流せば、内径側永久磁石１９の着磁方向を逆方向にでき、その際、外径側永久磁石が高保磁力磁石であって、着磁状態は変更されない。このため、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９との着磁方向を同一方向とすることができる。
【0050】
次に、内径側永久磁石の着磁動作を図３に示す。図１の上半分図における、内径側永久磁石１９の残留磁束密度はＢ０+で動作点（ａ）(着磁済み状態)にあるとする。コイル２０に流す電流をマイナス側に大きくすることで外部磁界をマイナス方向に大きくしていくと動作点は減磁曲線上を（ａ）→（ｂ）→（ｃ）と下降する。動作点（ｃ）においてコイル電流をゼロに戻すとリコイル比透磁率μｒの傾きを持つ直線に沿って動作点（ｄ）(（ａ）から逆向きに着磁された状態)に達する。この時、内径側永久磁石１９の残留磁束密度はＢ０-となり、図１の下半面図の状態になる。この状態からコイル２０に今までと逆の電流を流すと動作点は（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）と変化する。動作点（ｆ）でコイル電流をゼロにすると初期の残留磁束密度Ｂ０+の動作点（ａ）に戻る。
【0051】
動作点（ａ）から動作点（ｃ）に至るまでのコイル電流の変化速度を調整することで、磁気力発生器１５が第４ヨーク２４を吸引する磁力の増加速度を変えられる。変化速度を小さくし、ソフトランディングできれば、係合時の音、振動を低減することが可能である。同様に、動作点（ｄ）から動作点（ｆ）に至るまでのコイル電流の変化速度を調整することで、第１係合部１６と第２係合部１７が離れる際の摩擦状態を変えることができる。係合部１６、１７を噛み合いにした場合は変化速度を高めることが望ましい。
【0052】
本発明のボールねじ装置によれば、第１係合部１６と第２係合部１７が接近すれば、第１係合部１６と第２係合部１７とが係合して、ナット部材６の回転を規制し、第１係合部と第２係合部が離間すれば、第１係合部１６と第２係合部１７との係合が解除され、ナット部材６の回転駆動が許容される。また、接近・離間の切り換え時のみコイル２０に電流を供給するものであるので、ロック機構として、常時通電する必要がない。
【0053】
すなわち、本発明では、ボールねじ軸を軸方向の目標位置において無給電でロック状態を保持できるので、位置を保持するために、モータ等の駆動源からロック状態において、動力を供給する必要がなく、エネルギー損失が生じない。
【0054】
第１係合部１６と第２係合部１７とは、凹凸係合（凹凸嵌合）にて係合することができ、簡単な構成にて、係脱動作を行うことができる。
【0055】
前記第１係合部１６と第２係合部１７とが相対的に装置軸方向に接近・離間時においては、形成される磁路中の径方向ギャップが変化しないように構成するのが好ましい。このように、磁路中の径方向ギャップが変化しないように構成することによって、第１係合部１６と第２係合部１７との係脱動作を安定して行うことができる。
【0056】
外径側永久磁石１８と第３ヨーク２３との間のギャップをｇ１とし、第１・第２係合部１６，１７が離間した状態の第１・第２係合部間のギャップをｇ２とし、第３ヨーク２３と第４ヨーク２４との間のギャップをｇ３としたときに、ｇ１＞ｇ２＞ｇ３とするのが好ましい。このように構成することによって、磁気力発生器１５は、磁気吸引力を安定して発生させることができる。
【0057】
内径側永久磁石１９に低保磁力磁石を用い、外径側永久磁石１８に高保磁力磁石を用ることによって、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９との着磁方向を同一方向としたり、逆方向としたりする場合、内径側永久磁石１９の着磁状態を変更する励磁コイル電流をコイルに流すことによって行うことができる。
【0058】
第１・第２係合部１６，１７の接近時と第１・第２係合部１６，１７の離間時とで、内径側永久磁石１９の着磁状態を変更する励磁コイル電流の変化速度を調整し、磁気力発生器１５の磁気吸引力変化速度を変えるようにするのが好ましい。すなわち、接近時において、変化速度を小さくすることにより、第１係合部１６と第２係合部１７とをいわゆるソフトランディングさせることができ、係合時の係合音や衝撃乃至衝撃による振動等が軽減される、また、離間する際においても、第１係合部１６と第２係合部１７とが離れる際の摩擦状態を変えることができる。すなわち、係合状態から解除する場合、摩擦力を考慮すれば、変化速度が高い方がよい。
【0059】
内径側永久磁石１９の低保磁力磁石に、アルニコル磁石または鉄クロムコバルト磁石を用いることができる。
【0060】
次に、図４は第２の実施形態を示し、この場合、磁気力発生器要部１５ａ側が固定されてねじ軸３の軸方向に往復動しないものである。すなわち、第３ヨーク２３が、ハウジング１０の胴部１１の内周面１１ｂに固着している。また、第４ヨーク２４が、ナット部材６の磁気力発生器側の端面に固着される基板３５に対して、ねじ軸３の軸方向に沿って往復動可能とされている。この場合、第１係合部１６が第２ヨーク２２に付設され、往復動体３３を構成する第４ヨーク２４に第２係合部１７が付設され、第１係合部１６と第２係合部１７とが相対面する状態となる。
【0061】
この場合、引張りスプリング等からなる引張り部材３６と、廻り止めピン３７とを介して、第４ヨーク２４が基板３５に付設される。すなわち、基板３５の第４ヨーク側の端面に周方向に沿って所定ピッチで複数の凹部３８が設けられるとともに、第４ヨーク２４に基板側の端面に周方向に沿って所定ピッチで複数の凹部３９が設けられ、基板３５の凹部３８とこれに相対応する第４ヨーク２４の凹部３９に引張り部材３６が嵌入されている。また、引張り部材３６よりも内径側において、基板３５の第４ヨーク側の端面に周方向に沿って所定ピッチで複数の凹部４０が設けられるとともに、第４ヨーク２４に基板側の端面に周方向に沿って所定ピッチで複数の凹部４１が設けられ、基板３５の凹部４０とこれに相対応する第４ヨーク２４の凹部４１に、廻り止めピン３７が嵌入されている。
【0062】
また、この場合も、外径側永久磁石１８と第３ヨーク２３との間のギャップをｇ１とし、第１・第２係合部１６，１７が離間した状態の第１・第２係合部間のギャップをｇ２とし、第３ヨーク２３と第４ヨーク２４との間のギャップをｇ３としたときに、ｇ１＞ｇ２＞ｇ３とする。
【0063】
【0064】
次に図４に示すボールねじ装置の動作について説明する。図４の上半分図に示す状態では、図１に示す上半分図に示す状態と同様であり、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９とは逆方向に着磁された状態である。すなわち、外径側永久磁石１８は、第１ヨーク２１側がＳ極とされ、第２ヨーク２２側がＮ極とされ、内径側永久磁石１９は、第１ヨーク２１側がＮ極とされ、第２ヨーク２２側がＳ極とされている。このような着磁状態では、磁束は、両磁石１８，１９と、第１ヨーク２１，第２ヨーク２２を矢印のように磁気力発生器側のみに流れる中巡回磁束Ａを構成する。このため、外部磁性体である第４ヨーク２４に磁気力(磁気吸引力)を及ぼさない。
【0065】
この状態では、第４ヨーク２４が引張り部材３６にて、ナット部材６側へ引っ張られ、第１係合部１６と第２係合部１７とが離間した状態となって、ナット部材６が回転可能となっている。この状態では、駆動源３１からナット部材６に起動トルクを付与することによって、ナット部材６が回転駆動して、ねじ軸３の軸方向の往復動が可能となる。
【0066】
図４の下半分図では、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９とが同一方向に着磁された状態である。すなわち、外径側永久磁石１８は、第１ヨーク２１側がＳ極とされ、第２ヨーク２２側がＮ極とされ、内径側永久磁石１９も、第１ヨーク２１側がＳ極とされ、第２ヨーク２２側がＮ極とされている。このような着磁状態では、磁気力発生器１５の外径側の第３ヨーク２３および第４ヨーク２４に流れる大巡回磁束Ｂを形成し、第１ヨーク２１，外径側永久磁石１８，第４ヨーク２４、及び第３ヨーク２３を流れる小巡回磁束Ｃを形成する。
【0067】
図４の下半分図で示す状態では、第４ヨーク２４が磁気力発生器１５側へ引っ張られる磁気吸引力が発生し、第１係合部１６と第２係合部１７とが係合した状態となる。これによって、第４ヨーク２４はその回転が規制され、ナット部材６も回転が規制された状態となる。このため、ねじ軸３の軸方向の往復動が規制される。
【0068】
この実施形態においても、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９との着磁状態の変更は、内径側永久磁石１９に、着磁状態を変更する励磁コイル電流をコイルに流すことによって行うことができる。また、内径側永久磁石１９の着磁動作も、図３に示す図１の内径側永久磁石に対する着磁動作と同様である。
【0069】
【0070】
次に、図５は第３実施形態を示し、この場合も、図４に示すボールねじ装置と同様、磁気力発生器要部１５ａ側が固定されてねじ軸３の軸方向に往復動しないものである。すなわち、第３ヨーク２３が、ハウジング１０の胴部１１の内周面１１ｂに固着している。また、第４ヨーク２４が、ナット部材６の磁気力発生器側の端面に固着される基板３５に対して、ねじ軸３の軸方向に沿って往復動可能とされる往復動体４３を構成する。この場合、第１係合部１６が第４ヨーク２４に付設され、第２係合部１７がナット部材６に固着された基板３５に付設され、第１係合部１６と第２係合部１７とが相対面する状態となる。
【0071】
この場合、内径側永久磁石１９に、非磁性体からなる円筒体４５が嵌入されて一体化されている。また、円筒体４５は、ハウジング１０の蓋部１２，第１ヨーク２１及び第２ヨーク２２にも固着されている。そして、第４ヨーク２４が第２ヨーク２２に、ねじ軸３の軸方向に沿って往復動可能に付設されている。すなわち、第４ヨーク２４は、廻り止めピン４６にて、円筒体４５に対しての回転が規制され、押圧部材４７にて、第２ヨーク２２から離間する方向に押圧されている。この場合、第４ヨーク２４が基板３５に対して接近・離間する往復動体４３を構成する。
【0072】
すなわち、円筒体４５のナット部材側の端面に、周方向に沿って所定ピッチで凹部４８が設けられるとともに、第４ヨーク２４の第２ヨーク対応面に、周方向に沿って所定ピッチで凹部４９が設けられている。そして、廻り止めピン４６が、円筒体４５の凹部４８および第４ヨーク２４の凹部４９に嵌入される。また、円筒体４５のナット部材側の端面に、周方向に沿って所定ピッチで凹部５０が設けられるとともに、第４ヨーク２４の第２ヨーク対応面に、周方向に沿って所定ピッチで凹部５１が設けられている。この場合、凹部５０と凹部５１とは、周方向に沿って所定ピッチずれ、凹部４８と凹部５０も、周方向に沿って所定ピッチずれている。そして、押圧部材４７が、円筒体４０の凹部５０および第4ヨーク２４の凹部５１に嵌入される。
【0073】
また、この場合も、外径側永久磁石１８と第３ヨーク２３との間のギャップをｇ１とし、第１・第２係合部１６，１７が離間した状態の第１・第２係合部間のギャップをｇ２とし、第３ヨーク２３と第４ヨーク２４との間のギャップをｇ３としたときに、ｇ１＞ｇ２＞ｇ３とする。
【0074】
【0075】
次に図５に示すボールねじ装置の動作について説明する。図５の下半分図に示す状態では、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９とは逆方向に着磁された状態である。すなわち、外径側永久磁石１８は、第１ヨーク２１側がＳ極とされ、第２ヨーク２２側がＮ極とされ、内径側永久磁石１９は、第１ヨーク２１側がＮ極とされ、第２ヨーク２２側がＳ極とされている。このような着磁状態では、磁束は、両磁石１８，１９と、第１ヨーク２１，第２ヨーク２２を矢印のように磁気力発生器側のみに流れる中巡回磁束Ｄを構成する。
【0076】
このため、外部磁性体である第４ヨーク２４に磁気力(磁気吸引力)を及ぼさない。したがって、第４ヨーク２４は、押圧部材４２にて、ナット部材６側に押圧された状態となっている。この状態では、第１係合部１６と第２係合部１７とが係合された状態となって、ナット部材６の回転が規制されている。
【0077】
図５の上半分図では、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９とが同一方向に着磁された状態である。すなわち、外径側永久磁石１８は、第１ヨーク２１側がＳ極とされ、第２ヨーク２２側がＮ極とされ、内径側永久磁石１９は、第１ヨーク２１側がＳ極とされ、第２ヨーク２２側がＮ極とされている。この着磁状態では、磁気力発生器１５の外径側の第３ヨーク２３および第４ヨーク２４に流れる大巡回磁束Ｅを形成する。また、第１ヨーク２１，外径側永久磁石１８，第４ヨーク２４、及び第３ヨーク２３を流れる小巡回磁束Ｆを形成する。
【0078】
図５の上半分図で示す状態では、往復動体４３である第４ヨーク２４が磁気力発生器１５側へ引っ張られる磁気吸引力が発生し、第１係合部１６と第２係合部１７とが係合が解除された状態となる。これによって、ナット部材６の回転が許容された状態となる。この状態では、駆動源３１からナット部材６に起動トルクを付与することによって、ナット部材６が回転駆動して、ねじ軸３の軸方向の往復動が可能となる。
【0079】
この実施形態においても、外径側永久磁石１８と内径側永久磁石１９との着磁状態の変更は、内径側永久磁石１９に、着磁状態を変更する励磁コイル電流をコイルに流すことによって行うことができる。また、内径側永久磁石１９の着磁動作は、着磁方向を逆流させる以外、図３に示す図１の内径側永久磁石に対する着磁動作と同様である。
【0080】
【0081】
本発明の直動機構は、前記記載のボールねじ装置を用いたものである。ここで、直動機構は、ボールねじ装置を用いた直動アクチュエータ全般を指す。具体的には、建機/農機用電動パワーシリンダ、ロボット腕脚用直動アクチュエータ、自動車サスペンション用車高調整機構、自動車用各輪独立転舵機構、工作機ワークステージ用直動アクチュエータ、介護機器用直動アクチュエータ等の任意位置での位置保持機能が必要なものである。
【0082】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、ボールねじ装置としては、自動車のトランスミッション、電動パーキングブレーキ、車高調整機構、転蛇機構、工作機用直動アクチュエータ、射出成型機等に用いることができる。すなわち、任意位置で保持機能が必要な産業機械や工作機械等に使用することができる。
【0083】
第１係合部１６と第２係合部１７との係合は、凹凸係合(凹凸嵌合）であったが、摩擦材係合であってよい。たとえば、第１・第２係合部に摩擦材を使用することによって、第１・第２係合部１６，１７が相対的に接近して、押圧状態になれば、摩擦力にて回転が規制される。この場合、第１係合部１６と第２係合部１７とが同じ摩擦材であっても、相違する摩擦材であってもよい。また、いずれか一方のみ摩擦材にて構成し、他方を第２ヨーク、第4ヨーク自体、基板自体等で構成してもよい。摩擦材には、一般には、有機系摩擦材と無機系摩擦材とがあり、いずれを用いてもよい。有機系摩擦材は、繊維基材に各種の添加材料を加え、熱硬化樹脂で結合した複合材であり、スチール繊維を使用したセミメタリック系摩擦材もある。また、無機系摩擦材は、焼結金属や炭素繊維強化材料（ＣＣコンポジット）等で構成される。
【0084】
各実施形態における廻り止めピン２６，３７，４６の数、断面形状、及び断面積等は、任意であるが、廻止めピンとしての機能を発揮できるものであればよい。また、図１の押圧部材２５や図４に示す引張り部材３６としては、周方向に沿って所定ピッチで複数個配設されるものであっても、１つの円筒形状のものであってもよい。なお、図５に示す押圧部材は、構成上、周方向に沿って所定ピッチで複数個配設されるもの限られる。また、押圧部材２５、４７，及び引張り部材３６として、実施形態では、コイルばねを用いたが、コイルばね以外の例えば、樹脂やゴムからなる弾性材で構成してもよい。
【符号の説明】
【0085】
Ｃ、Ｆ 小巡回磁束
Ａ、Ｄ 中巡回磁束
Ｂ、Ｅ 大巡回磁束
Ｍ ロック機構
１ 外周面
３ ねじ軸
４ 内周面
６ ナット部材
１５ 磁気力発生器
１６ 第１係合部
１７ 第２係合部
１８ 外径側永久磁石
１９ 内径側永久磁石
２０ コイル
２１ 第１ヨーク
２２ 第２ヨーク
２３ 第３ヨーク
２４ 第４ヨーク
２５、４７ 押圧部材
２６、３７、４６ 廻り止めピン
３６ 引張り部材
Ａ、Ｄ 中巡回磁束
Ｂ、Ｅ 大巡回磁束
Ｍ ロック機構
１ 外周面
３ ねじ軸
４ 内周面
６ ナット部材
１５ 磁気力発生器
１６ 第１係合部
１７ 第２係合部
１８ 外径側永久磁石
１９ 内径側永久磁石
２０ コイル
２１ 第１ヨーク
２２ 第２ヨーク
２３ 第３ヨーク
２４ 第４ヨーク
２５、４７ 押圧部材
２６、３７、４６ 廻り止めピン
３６ 引張り部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】