(57)【要約】【課題】スラスト荷重を円周方向に均一に負荷することができるボールねじを提供する。【解決手段】ねじ軸１３の軸方向で隣り合うねじ溝の間に存在するランド部１４に、複数のねじ溝１３ａ、１３ｂを個別に閉ループとする複数のボール循環溝１５、１６が設けられ、このボール循環溝１５、１６が、前記ねじ溝１３ａ、１３ｂの下流のボールを内径側へ沈み込ませ、ナット１１のランド部１７を乗り越えさせて上流側へ戻す複数のボール循環列２１、２２を構成する軸循環タイプのボールねじにおいて、ボール循環列２１、２２を１ピッチ以上離して配置し、各ボール循環列２１、２２のボール循環溝１５、１６の周方向位相を等配させたことを特徴とする。【選択図】図１
2010048276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、このナットに内挿され、外周に前記ねじ溝のリード角と同一のリード角からなる複数のねじ溝が形成されたねじ軸と、前記両ねじ溝間に転動自在に収容された多数のボールとを備え、前記ねじ軸の軸方向で隣り合うねじ溝の間に存在するランド部に、当該複数のねじ溝を個別に閉ループとする複数のボール循環溝が設けられ、このボール循環溝が、前記ねじ溝の下流のボールを内径側へ沈み込ませ、前記ナットのランド部を乗り越えさせて上流側へ戻す複数のボール循環列を構成する軸循環タイプのボールねじにおいて、
ボール循環列を１ピッチ以上離して配置し、各ボール循環列のボール循環溝の周方向位相を等配させたことを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
ねじ軸が中空構造であり、ねじ軸を回転運動させ、ナットを回り止めすることによって直線運動を得る構造の請求項１に記載のボールねじ。
【請求項３】
ボール循環溝は、ねじ溝同様に焼き入れ処理されており、表面硬度が５５ＨＲＣ以上となっている請求項１又は２に記載のボールねじ。
【請求項４】
ねじ軸が中空構造であり、ねじ溝のみ必要深さに焼き入れされ、内径部は母材硬度のままである請求項１乃至３のいずれかの項に記載のボールねじ。
【請求項５】
ベルト式無段変速機のプーリ幅駆動装置に用いられる請求項１乃至４のいずれかの項に記載のボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車用アクチュエータに用いられる軸循環タイプのボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車アクチュエータ用などに使用されるボールねじで短いストロークで使用される場合、軸に循環部を設け、閉じた循環列を構成してボールを無限循環させる構成がある。
従来の軸循環タイプのボールねじとしては、例えば、特許文献１に記載のようなものが知られている。すなわち、図３に示すように、このボールねじ６０は、内周面に、両端部間で連続した所定のリード角を有する一条のねじ溝６１ａが形成されたナット６１と、このナット６１に内挿されて外周に前記ねじ溝６１ａのリード角と同一のリード角からなる複数のねじ溝６３ａが形成されたねじ軸６３と、両ねじ溝６１ａ、６３ａ間に転動自在に収容された多数のボール６４とを備えた構造となっている。
ねじ軸６３の軸方向で隣り合うねじ溝６３ａの間に存在するランド部には、複数のねじ溝６３ａを個別に閉ループとする複数のボール循環溝６５が設けられ、このボール循環溝６５が、前記ねじ溝６３ａの下流のボールを内径側へ沈み込ませると共にナット６１のランド部６６を乗り越えさせて上流側へ戻す複数のボール循環列６７を構成する。そして、加工を容易にするために、各ボール循環列６７のボール循環溝６５を周方向同一位相にしていた。
【特許文献１】特開２００３−１６６６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ボール循環溝６５を同一位相にすると、コスト的には有利であるが、ボール循環溝６５がある部分ではボールは負荷を受けない領域である。同じ位相にボール循環溝６５がくる場合、特にＣＶＴプーリ駆動等に使用されるアプリケーションにおいては、作用するのはスラスト荷重がほとんどであり、円周方向に負荷分布を見た場合、負荷をまったく受けない円弧があるため、この付近の面圧が上昇し、短寿命になるおそれがある。
【０００４】
本発明は、こうした従来の問題に鑑みてなされたもので、スラスト荷重を円周方向に均一に負荷し得る軸循環タイプのボールねじを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、内周に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、このナットに内挿され、外周に前記ねじ溝のリード角と同一のリード角からなる複数のねじ溝が形成されたねじ軸と、前記両ねじ溝間に転動自在に収容された多数のボールとを備え、前記ねじ軸の軸方向で隣り合うねじ溝の間に存在するランド部に、当該複数のねじ溝を個別に閉ループとする複数のボール循環溝が設けられ、このボール循環溝が、前記ねじ溝の下流のボールを内径側へ沈み込ませ、前記ナットのランド部を乗り越えさせて上流側へ戻す複数のボール循環列を構成する軸循環タイプのボールねじにおいて、ボール循環列を１ピッチ以上離して配置し、各ボール循環列のボール循環溝の周方向位相を等配させたことを特徴とする。
このようにすれば、軸方向に各ボール循環列のボール分布を投影して周方向にボール分布を見た場合、ボールが存在しない領域がなくなり、負荷バランスに優れ、部分的に面圧が上昇することを防止できる。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明のように、ねじ軸が中空構造であり、ねじ軸を回転運動させ、ナットを回り止めすることによって直線運動を得る構造の場合、ボール循環溝が等配となっているので、ねじ軸が動的バランスに対して平衡のため、振動、音の発生に対して有利である。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明のように、ボール循環溝がねじ溝同様に焼き入れ処理され、表面硬度が５５ＨＲＣ以上となっていれば、耐久性向上を図ることができる。
また、請求項４に記載の発明のように、ねじ軸が中空構造の場合、ねじ溝のみ必要深さに焼き入れし、内径部は母材硬度のままとしておけば、コスト上昇を可及的に押さえつつ耐久性向上を図ることができる。
また、請求項５に記載の発明のように、本発明のボールねじをベルト式無段変速機のプーリ幅駆動装置に用いれば、プーリ幅駆動装置自体の耐久性向上を図ることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るボールねじは、ねじ軸の軸方向で隣り合うねじ溝の間に存在するランド部に、当該複数のねじ溝を個別に閉ループとする複数のボール循環溝が設けられ、このボール循環溝が、前記ねじ溝の下流のボールを内径側へ沈み込ませ、前記ナットのランド部を乗り越えさせて上流側へ戻す複数のボール循環列を構成する軸循環タイプのボールねじにおいて、ボール循環列を１ピッチ以上離して配置し、各ボール循環列のボール循環溝の周方向位相を等配させた構成となっているので、軸方向に各ボール循環列のボール分布を投影して周方向にボール分布を見た場合、ボールが存在しない領域がなくなり、負荷バランスに優れ、部分的に面圧が上昇することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、内周に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、このナットに内挿され、外周に前記ねじ溝のリード角と同一のリード角からなる複数のねじ溝が形成されたねじ軸と、前記両ねじ溝間に転動自在に収容された多数のボールとを備え、前記ねじ軸の軸方向で隣り合うねじ溝の間に存在するランド部に、当該複数のねじ溝を個別に閉ループとする複数のボール循環溝が設けられ、このボール循環溝が、前記ねじ溝の下流のボールを内径側へ沈み込ませ、前記ナットのランド部を乗り越えさせて上流側へ戻す複数のボール循環列を構成する軸循環タイプのボールねじにおいて、ボール循環列を１ピッチ以上離して配置し、各ボール循環列のボール循環溝の周方向位相を等配させた構成となっている。
【実施例】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るボールねじを示す概略縦断面図、図１（ｂ）は、（ａ）のボールを誇張して大きく記載したボール循環路の模式的断面図、図２は図１のボールねじのねじ軸を示すもので、（ａ）は端面側から見た図、（ｂ）は（ａ）の左側面図、（ｃ）は（ａ）の右側面図である。
【００１１】
すなわち、このボールねじ１０は、内周面に、両端部間で連続した所定のリード角を有する一条のねじ溝１１ａが形成されたナット１１と、このナット１１に内挿されて外周に前記ねじ溝１１ａのリード角と同一のリード角からなる複数のねじ溝１３ａ、１３ｂが形成されたねじ軸１３と、両ねじ溝１１ａ、１３ａ、１３ｂ間に転動自在に収容された多数のボール１２とを備えた構造となっている。
【００１２】
ねじ軸１３の軸方向で隣り合うねじ溝１３ａ、１３ｂの間に存在するランド部１４には、複数のねじ溝１３ａ、１３ｂを個別に閉ループとする複数のボール循環溝１５、１６が設けられ、このボール循環溝１５、１６が、前記ねじ溝１３ａ、１３ｂの下流のボールを内径側へ沈み込ませると共にナット１１のランド部１７を乗り越えさせて上流側へ戻す複数のボール循環列２１、２２を構成する。
【００１３】
ねじ軸１３は中空穴１３ｃを備えた中空構造で、ベルト式無段変速機のプーリ幅駆動機構に用いる場合、中空穴１３ｃにプーリの主軸が挿通可能となっている。また、ナット１１の一端側の内周には、転がり軸受４０が組み付け可能となっている。
中空のねじ軸１３については、ねじ溝１３ａ、１３ｂのみ必要深さに焼き入れし、中空穴１３ｃの内径部は母材硬度のままとする。このようにしておけば、コスト上昇を可及的に押さえつつ耐久性向上を図ることができる。また、ボール循環溝１５、１６についても、ねじ溝１３ａ、１３ｂ同様に焼き入れ処理される。表面硬度を５５ＨＲＣ以上としておけば、耐久性向上を図ることができる。
【００１４】
ねじ溝１１ａ、１３ａ、１３ｂは、断面がボール１２の半径よりも僅かに大きい曲率半径からなる２つの円弧を組み合わせた、所謂ゴシックアーチ形状に形成されている。無論、ねじ溝１１ａ、１３ａ、１３ｂは、このゴシックアーチ形状以外にも、ボール１２の半径よりも僅かに大きい曲率半径からなり、ボール１２とアンギュラコンタクトするサーキュラアーク形状であっても良い。
【００１５】
さらに、このボールねじは、図１（ｂ）に示すように、各列のボール１２を周方向等配に保持する保持器リング２３を備えている。保持器リング２３は、ねじ軸１３に対して軸方向にほぼ不動に位置決めされた状態で、かつ相対回転可能な状態で取り付けられている。
【００１６】
本発明では、図２に詳細に示すように、ボール循環列２１、２２を１ピッチ以上離して配置し、各ボール循環列２１、２２のボール循環溝１５、１６の周方向位相を等配させた構成となっている。図示例では、ボール循環列２１、２２は２列であり、１ピッチ以上離すことで、ボール循環溝１５、１６は１８０°対向位置に配置されている。ボール循環列２１、２２間のピッチは、半周分のピッチｄ２が１ピッチ離間しており、残りの半周分のピッチｄ１が２ピッチ分離間している。
このような構成とすることにより、軸方向にボール分布を投影して周方向にボール分布を見た場合、ボールが存在しない円弧はなくなり、均一なボール配置が可能となる。
【００１７】
不図示のＶベルト式無段変速機のプーリ幅駆動機構に用いる場合には、ねじ軸１３を回転運動させ、ナット１１を回り止めすることによってねじ軸１３の直線運動を得る構造とされる。たとえば、ねじ軸１３を回転方向、軸方向に移動可能に支持し、不図示のプーリの可動側フランジに転がり軸受を介して連結しておく。ナット１１は軸方向、回転方向に固定の状態で支持しておき、ねじ軸１３を不図示の駆動伝達機構を介して回転駆動させることにより、ねじ軸１３が軸方向に移動しプーリの可動側フランジを軸方向に移動してプーリ幅を変え、ベルトの巻き掛け径を変化させることができる。
【００１８】
このようにねじ軸１３を回転させる構成とした場合、本発明では、ねじ軸１３が動的バランスに対して平衡のため、振動、音の発生に対して有利である。もっとも、本発明のボールねじ１０が、このようにナット１１を固定し、ねじ軸１３を回転させてねじ軸を直線駆動する駆動機構に限定されるものではなく、ねじ軸１３を固定し、ナット１１を回転させてナットを直線駆動するような駆動機構にも適用可能であるし、その他、種々の駆動機構に適用可能である。
【００１９】
なお、図示例では一対のボール循環溝１５、１６の位相を１８０°離しているが、３列の場合には１２０°、４列の場合には９０°と、ボール循環溝を等配させればよい。また、上記実施例では、ねじ軸１３が中空構造の場合について説明したが、中空構造に限定されるものではなく、中実のねじ軸の場合に適用してもよいことはもちろんである。
【００２０】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何
等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特
許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および
範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明に係るボールねじは、自動車のＶベルト式無段変速機のプーリ駆動機構等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態に係るボールねじを示す概略縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のボールを誇張して大きく記載したボール循環路の模式的断面図である。
【図２】図１のボールねじのねじ軸を示すもので、（ａ）は端面側から見た図、（ｂ）は（ａ）の左側面図、（ｃ）は（ａ）の右側面図である。
【図３】従来のボールねじのナットを断面にして示す正面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０・・・・・・・・・・ボールねじ
１１・・・・・・・・・・ナット
１１ａ・・・・・・・・・ねじ溝
１２・・・・・・・・・・ボール
１３・・・・・・・・・・ねじ軸
１３ａ、１３ｂ・・・・・ねじ溝
１３ｃ・・・・・・・・・中空穴
１４、１７・・・・・・・ランド部
１５、１６・・・・・・・ボール循環溝
２１、２２・・・・・・・ボール循環列
２３・・・・・・・・・・保持器リング
【図１】
2010048276.tif 000003
【図２】
2010048276.tif 000004
【図３】
2010048276.tif 000005