(57)【要約】【課題】工数を要さず、ボールの組立が容易にできる軸循環タイプのボールねじ及びボールねじのボール組み込み方法を提供する。【解決手段】ねじ軸１３の軸方向で隣り合うねじ溝１３ａ、１３ｂの間に存在するランド部に、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、ねじ溝の下流のボール１２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、ねじ軸１３は中空構造で、ねじ軸１３のボール循環溝部分には、ねじ軸１３の内径側からボール循環列２１、２２のボール１２を組み込むためのバイパス穴１８、１９が設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
2010001968.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、
前記ねじ軸は中空構造で、ねじ軸のボール循環溝部分には、ねじ軸の内径側からボール循環列のボールを組み込むためのバイパス穴が設けられていることを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
ボール循環溝はねじ軸に直接加工され、一体成形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。
【請求項３】
バイパス穴は内径側より蓋部材によって閉塞されている請求項１又は２に記載のボールねじ。
【請求項４】
バイパス穴とボールの隙間は０．０５ｍｍ以上となっている請求項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。
【請求項６】
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、
前記ねじ軸を中空構造とし、ねじ軸のボール循環溝部分には、ねじ軸の内径側に通じるバイパス穴を設け、前記ボール循環列のボールをねじ軸の内径側からバイパス穴を経由して流し込んでボールを組み込むもので、ボールを流し込む際にねじ軸とナットを揺動振動させて摩擦係数を下げることを特徴とするボールねじのボール組み込み方法。
【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及びそのボール組み込み方法に関する。
【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７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。
【０００３】
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。
【０００４】
このようなボールねじにボールを組み込む方法としては、たとえば、特許文献２に記載のような方法が知られている。これは、図８に示すように、ナット７１に仮軸７２を挿入し、仮軸７２とナット７１の間にボール７３を挿入したサブアッセンブリ７０を構成する。その後、ペアになるねじ軸７４を用意し、仮軸７２の軸端にねじ軸７４の軸端を接触させながら本軸であるねじ軸７４を組み込むことで、ボール７３をねじ軸７４とナット７１間に挿入して最終アッセンブリを製作するものである。
図示例では、ナット側にボールの循環路があるボールねじを例示しているが、ねじ軸側にボール循環溝がある軸循環タイプのボールねじについても適用可能である。
【特許文献１】特開２００３−１６６６１６号公報
【特許文献２】特開平１１−２６７９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した従来のボールねじの組立方法は、仮軸７２を使ってボール７３を組み込んだ後、仮軸７２と本軸であるねじ軸７４を交換し、再度組立をせねばならず、工数がかかる。また、組立工程にて調整に不具合があった場合には、ボール７３が途中で引っかかってしまう等のトラブルが予測される。
【０００６】
本発明は、こうした従来の問題に鑑みてなされたもので、工数を要さず、ボールの組立が容易にできる軸循環タイプのボールねじ及びそのボール組み込み方法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】
【０００７】
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、前記ねじ軸は中空構造で、ねじ軸のボール循環溝部分には、ねじ軸の内径側からボール循環列のボールを組み込むためのバイパス穴が設けられている。
【０００８】
本発明にあっては、ねじ軸とナットを組み合わせた状態で、バイパス穴を経由して、ねじ軸とナットの対向するねじ溝によってできるねじ溝空間に、ボールを流し込むことができるので、従来のように仮軸を挿入、本軸への入れ替えといった工程が不要となり、工数を削減することができると共に、仮軸等の部品も必要なくなる。また、仮軸から本軸への入れ替え作業時のボール脱落の危険性を回避することができる。さらに、ボール循環溝は無負荷圏内のため、バイパス穴を設けても、剥離の起点になったりすることはなく、機能上の問題は生じない。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明のように、ボール循環溝はねじ軸に直接加工され、一体成形すれば、バイパス穴を加工するだけでよく、構造がきわめて単純にできる。
請求項３に記載の発明のように、バイパス穴を内径側より蓋部材によって閉塞することにより、組み込んだボールの外部への脱落を防止できる。
さらに、請求項４に記載のように、バイパス穴とボールの隙間が０．０５ｍｍ以上となっていれば、ボールの組み込みをスムースに行うことができる。
【００１０】
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全体のコスト低減を図ることができる。
また、請求項６に記載の本発明のボールねじのボール組み込み方法は、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を有する一周分のねじ溝と、該ねじ溝の両端を連結して閉ループとするボール循環溝とが、少なくとも一組形成されたねじ軸と、前記ナットとねじ軸の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、前記ねじ軸を中空構造とし、ねじ軸のボール循環溝部分には、ねじ軸の内径側からボールを組み込むためのバイパス穴が設けられ、該バイパス穴を経由してボールを流し込む際に、ねじ軸とナットを揺動振動させて摩擦係数を下げることを特徴とする。
このようにすれば、ボールの組み込みをスムースに行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るボールねじによれば、ねじ軸のボール循環溝部分に、ねじ軸の内径側からボール循環列のボールを組み込むためのバイパス穴が設けられているので、ねじ軸とナットを組み合わせた状態で、バイパス穴から直接、ねじ軸とナットの対向するねじ溝によって形成されるねじ溝空間にボールを流し込んでボールを組み込むことができ、従来のように仮軸を挿入、本軸への入れ替えといった工程が不要となり、工数を削減することができると共に、仮軸等の部品も必要なくなる。
また、仮軸から本軸への入れ替え作業時のボール脱落の危険性を回避することができる。さらに、ボール循環溝は無負荷圏内のため、バイパス穴を設けも、剥離の起点になったりすることはなく、機能上の問題は生じない。
【００１２】
また、本発明のボールねじのボール組み込み方法によれば、ボールの組み込みをスムースに行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、係る目的を達成すべく、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、前記ねじ軸は中空構造で、ねじ軸のボール循環溝部分には、ねじ軸の内径側からボール循環列のボールを組み込むためのバイパス穴が設けられている。
【実施例】
【００１４】
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は、本発明の実施形態に係るボールねじのナットを断面にしねじ軸を一部断面にして示す一部破断正面図、図２は、図１の拡大半断面図、図３は図１のバイパス穴のボール挿入中の部分拡大断面図、図４は図１のバイパス穴を閉塞した状態の部分拡大断面図、図５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、図６は図１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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
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。
【００１８】
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。
【００１９】
さらに、このボールねじは、図６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。
【００２０】
ねじ軸１３は中空構造で、図１、図２及び図５に示すように、ねじ軸１３の各ボール循環溝１５、１６部分には、ねじ軸１３の内径側からボール循環列２１、２２のボール１２を組み込むためのバイパス穴１８、１９が設けられている。このバイパス穴１８、１９は、ボール循環溝１５、１６のほぼ中央に設けられている。
本実施例では、各ボール循環列２１、２２のボール循環溝１５、１６の周方向位相が異なっている。この例では、１８０°位相がずれている。図１では、一方のボール循環列２１のボール循環溝１５しか見えていない。バイパス穴１８、１９の構成は同一なので、一方のバイパス穴１８についてのみ説明する。
【００２１】
図２、図３及び図４に示すように、ボール循環溝１５はねじ軸１３に直接加工され、一体成形されているが、場合によっては、ボール循環溝１５部分が別体構成であってもよい。バイパス穴１８はボール１２の通過を許容する程度の大きさの円形穴で開口部１８ａは大径となった段付き形状となっている。バイパス穴１８とボール１２の隙間が０．０５ｍｍ以上となっていることが好ましい。この程度の隙間があれば、ボール１２の組み込みをスムースに行うことができる。
【００２２】
本発明にあっては、ねじ軸１３とナット１１を組み合わせた状態で、バイパス穴１８、１９を経由して、ねじ軸１３とナット１１の対向するねじ溝１１ａ、１３ａ；１１ａ、１３ｂによってできるねじ溝空間に、ボール１２を流し込む。バイパス穴１８、１９を内径側より蓋部材２０によって閉塞することにより、組み込んだボール１２の脱落を防止する。特に、バイパス穴１８、１９を経由してボール１２を流し込む際に、ねじ軸１３とナット１１を揺動振動させて摩擦係数を下げることにより、ボール１２の組み込みをスムースに行うことができる。
【００２３】
このように、ねじ軸１３とナット１１を組み合わせた状態でボール１２を組み込むことができるので、従来のように仮軸を挿入、本軸への入れ替えといった工程が不要となり、工数を削減することができると共に、仮軸等の部品も必要なくなる。
また、仮軸から本軸への入れ替え作業時のボール脱落の危険性を回避することができる。さらに、ボール循環溝１５、１６は無負荷圏内のため、バイパス穴１８、１９を設けても、剥離の起点になったりすることはなく、機能上の問題は生じない。
また、こ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全体のコスト低減を図ることができる。
【００２４】
プーリ幅駆動機構に用いる場合には、たとえば、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、不図示の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。
【００２５】
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】
【００２６】
本発明に係るボールねじは、自動車の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】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係るボールねじのナットを断面にしねじ軸を一部断面にして示す一部破断正面図である。
【図２】図１の拡大半断面図である。
【図３】図１のバイパス穴のボール挿入中の部分拡大断面図である。
【図４】図１のバイパス穴を閉塞した状態の部分拡大断面図である。
【図５】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６】図１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７】従来のボールねじのナットを断面にして示す一例を示す正面図である。
【図８】従来のボールねじのボール組み込み装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
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・・・・・・・・・・ランド部
１５、１６・・・・・・・ボール循環溝
１７・・・・・・・・・・ランド部
１８、１９・・・・・・・バイパス穴
２０・・・・・・・・・・蓋部材
２１、２２・・・・・・・ボール循環列
２３・・・・・・・・・・保持器リング
【図１】
2010001968.tif 000003
【図２】
2010001968.tif 000004
【図３】
2010001968.tif 000005
【図４】
2010001968.tif 000006
【図５】
2010001968.tif 000007
【図６】
2010001968.tif 000008
【図７】
2010001968.tif 000009
【図８】
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