(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの円に沿って配置された複数のボルトで、前記ボルトの軸方向で接触配置されたボルト取付部を有する複数の部材が締結され、
前記複数の部材のうちの一つの部材が、前記ボルトの軸方向で前記ボルト取付部から予め設定された距離だけ離れた位置に、止め輪の取付溝を有し、
前記取付溝に、前記複数のボルトの全ての頭部と前記ボルトの径方向で重なる止め輪が取り付けられ、
前記取付溝の形成位置は、前記ボルトの頭部と前記止め輪との間に使用する前記ボルトの公差に応じて予め設定された隙間が生じる位置に設定されているボルト締結構造。
【請求項２】
前記止め輪は穴用止め輪であり、
前記取付溝は、円柱状の内周面に形成された周溝であり、前記周溝に前記穴用止め輪が取り付けられている請求項１記載のボルト締結構造。
【請求項３】
一つの円に沿って配置された複数のボルトで、ボールねじのねじ軸またはナットをハウジングに対して回転自在に支持する転がり軸受の軸力を受けるプレートが、前記ハウジングのボルト取付部に締結され、
前記ハウジングの内周面の、前記ボルトの軸方向で前記ボルト取付部から予め設定された距離だけ離れた位置に、周溝が形成され、
前記周溝に、前記複数のボルトの全ての頭部と前記ボルトの径方向で重なる穴用止め輪が取り付けられ、
前記周溝の形成位置は、前記ボルトの頭部と前記穴用止め輪との間に使用する前記ボルトの公差に応じて予め設定された隙間が生じる位置に設定されているボルト締結構造。
【請求項４】
一つの円に沿って配置された複数のボルトで、前記ボルトの軸方向で接触配置されたフランジ継手を有する二つの軸が締結され、
前記二つの軸のうちの一方の軸には、予め設定された位置に周溝が形成され、前記周溝に、前記複数のボルトの全ての頭部と前記ボルトの径方向で重なる軸用止め輪が取り付けられ、
前記周溝の形成位置は、前記ボルトの頭部と前記軸用止め輪との間に使用する前記ボルトの公差に応じて予め設定された隙間が生じる位置に設定されているボルト締結構造。
【請求項５】
ボールねじと、前記ボールねじを内挿するハウジングと、前記ハウジング内に配置される出力ロッドと、前記ボールねじのねじ軸の螺旋溝が形成されていない部分を前記ハウジングに対して回転自在に取り付ける転がり軸受と、を有し、
前記出力ロッドは前記ねじ軸の螺旋溝が形成されている部分を内挿する有底穴を有し、前記ボールねじのナットが前記出力ロッドの開口端に固定されているアクチュエータであって、
一つの円に沿って配置された複数のボルトで、前記転がり軸受の外輪の軸力を受けるプレートが、前記ハウジングのボルト取付部に締結され、
前記ハウジングの内周面の、前記ボルトの軸方向で前記ボルト取付部から予め設定された距離だけ離れた位置に、周溝が形成され、
前記周溝に、前記複数のボルトの全ての頭部と前記ボルトの径方向で重なる穴用止め輪が取り付けられ、
前記周溝の形成位置は、前記ボルトの頭部と前記穴用止め輪との間に使用する前記ボルトの公差に応じて予め設定された隙間が生じる位置に設定されていることを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボルトを用いた締結構造およびこれを有するアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボルトを用いた締結構造には、ボルトが緩んだ場合に抜けないようにする工夫が求められる。特許文献１には、空気流量測定装置のボディにカバーをネジ（ボルト）で固定し、そのネジの頭部を止め輪で押えることにより、ネジの脱落を防止する構造が記載されている。なお、この例では、ネジによる固定を２カ所で行っているが、一つのネジに対して一つの止め輪を使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２４８９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の課題は、一つの円に沿って配置された複数のボルトで複数の部材が締結されているボルト締結構造において、前記部材から全てのボルトが抜けないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、この発明は、一つの円に沿って配置された複数のボルト（頭部を有するねじ部品）で、前記ボルトの軸方向で接触配置されたボルト取付部を有する複数の部材が締結され、前記複数の部材のうちの一つの部材が、前記ボルトの軸方向で前記ボルト取付部から予め設定された距離だけ離れた位置（ボルトの頭部との間に予め設定された隙間が生じるか、隙間が生じない位置）に、止め輪の取付溝を有し、前記取付溝に、前記複数のボルトの全ての頭部と前記ボルトの径方向で重なる止め輪が取り付けられているボルト締結構造を提供する。
【０００６】
このボルト締結構造によれば、止め輪の取付溝の位置を、ボルトおよび止め輪を取り付けた状態でボルトの頭部と止め輪が接触するか、両者の間に予め設定された隙間（例えば１〜２ｍｍ程度）が生じる位置とすることで、ボルトが緩んだ場合に、全てのボルトの頭部が止め輪に接触するため、前記部材から全てのボルトが抜けないようにできる。
なお、使用する複数のボルト間に大きな寸法差が存在する場合には、全てのボルトの頭部と止め輪が接触するように止め輪の取付溝を設定することは難しい。これに対して、ボルトの頭部と止め輪との間に予め設定された隙間が生じる位置に、止め輪の取付溝を設定すれば、複数のボルト間の寸法差が大きい場合でも、止め輪を取付溝に取り付けることができる。
【０００７】
止め輪の取付溝を、ボルトの頭部と止め輪との間に予め設定された隙間が生じる位置に設定すると、(1) 複数のボルトのうちの一部で、ボルトの頭部が止め輪に接触し、他のボルトでは、止め輪と頭部との間に隙間が生じる状態や、(2) 全てのボルトの頭部と止め輪との間に隙間が生じる状態になる。よって、止め輪の取付溝の形成位置は、使用するボルトの公差に応じて設定することができるため、高い寸法精度のボルトを使用しなくても、止め輪を確実に取り付けることができる。
このボルト締結構造の一例として、前記止め輪は穴用止め輪であり、前記取付溝は円柱状の内周面に形成された周溝であり、前記周溝に前記穴用止め輪が取り付けられているものが挙げられる。
【０００８】
この発明は、また、一つの円に沿って配置された複数のボルトで、ボールねじのねじ軸またはナットをハウジングに対して回転自在に支持する転がり軸受の軸力を受けるプレートが、前記ハウジングのボルト取付部に締結され、前記ハウジングの内周面の、前記ボルトの軸方向で前記ボルト取付部から予め設定された距離だけ離れた位置（ボルトの頭部との間に設定された隙間が生じる位置）に、周溝が形成され、前記周溝に、前記複数のボルトの全ての頭部と前記ボルトの径方向で重なる穴用止め輪が取り付けられているボルト締結構造を提供する。
【０００９】
このボルト締結構造によれば、穴用止め輪を取り付ける周溝の位置を、ボルトおよび穴用止め輪を取り付けた状態でボルトの頭部と穴用止め輪が接触するか、両者の間に予め設定された隙間（例えば１〜２ｍｍ程度）が生じる位置とすることで、ボルトが緩んだ場合に、全てのボルトの頭部が穴用止め輪に接触するため、前記部材から全てのボルトが抜けないようにできる。
【００１０】
この発明は、また、一つの円に沿って配置された複数のボルトで、前記ボルトの軸方向で接触配置されたフランジ継手を有する二つの軸が締結され、前記二つの軸のうちの一方の軸には、予め設定された位置（ボルトの頭部との間に設定された隙間が生じる位置）に周溝が形成され、前記周溝に、前記複数のボルトの全ての頭部と前記ボルトの径方向で重なる軸用止め輪が取り付けられているボルト締結構造を提供する。
【００１１】
このボルト締結構造によれば、軸用止め輪を取り付ける周溝の位置を、ボルトおよび軸用止め輪を取り付けた状態でボルトの頭部と軸用止め輪が接触するか、両者の間に予め設定された隙間（例えば１〜２ｍｍ程度）が生じる位置とすることで、ボルトが緩んだ場合に、全てのボルトの頭部が軸用止め輪に接触するため、前記部材から全てのボルトが抜けないようにできる。
【００１２】
この発明はまた、ボールねじと、前記ボールねじを内挿するハウジングと、前記ハウジング内に配置される出力ロッドと、前記ボールねじのねじ軸の螺旋溝が形成されていない部分を前記ハウジングに対して回転自在に取り付ける転がり軸受と、を有し、前記出力ロッドは前記ねじ軸の螺旋溝が形成されている部分を内挿する有底穴を有し、前記ボールねじのナットが前記出力ロッドの開口端に固定されているアクチュエータであって、一つの円に沿って配置された複数のボルトで、前記転がり軸受の外輪の軸力を受けるプレートが、前記ハウジングのボルト取付部に締結され、前記ハウジングの内周面の、前記ボルトの軸方向で前記ボルト取付部から予め設定された距離だけ離れた位置に、周溝が形成され、前記周溝に、前記複数のボルトの全ての頭部と前記ボルトの径方向で重なる穴用止め輪が取り付けられていることを特徴とするアクチュエータを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のボルト締結構造によれば、ボルトが緩んだ場合に、全てのボルトの頭部が止め輪に接触するため、前記部材から全てのボルトが抜けることが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の第１実施形態に相当するボルト締結構造を有するアクチュエータを示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面が図２とは異なる例を説明する図である。
【図４】図１のアクチュエータの部分断面図であって、止め輪の取付部が図１とは異なる例を説明する図である。
【図５】ハウジングの大径部の外径および内径と、軸方向における止め輪を取り付ける位置が図１とは異なる例を説明する図である。
【図６】この発明の第２実施形態に相当するボルト締結構造を示す側面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図６に示すボルト締結構造に止め輪の回転防止部材を設けた例を説明する図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
図１に示すアクチュエータは、モータ１と、ボールねじ２と、ハウジング３と、出力ロッド４と、転がり軸受５と、穴開き円板からなるプレート（ボルト取付部）６と、穴用止め輪７と、リング８と、ボルト９，１０と、ウエアリング１１と、ブッシュ１２と、シール１３と、カップリング１４と、穴用止め輪１５とで構成されている。
【００１６】
ボールねじ２は、ねじ軸２１とナット２２とボール２３とを有する。ねじ軸２１の基端部２１ａは、モータ１の回転軸１ａとカップリング１４で結合されている。モータ１のケースのフランジ１９とハウジング３のフランジ３５が、ボルト１０で固定されている。
ねじ軸２１とハウジング３との間に転がり軸受５が取り付けられている。転がり軸受５の内輪５１は、ねじ軸２１のテーパ部２１ｂ側から取付部２１ｃに軽圧入され、肩部２１ｄに接触させた後、テーパ部２１ｂにリング８を加締めることで、ねじ軸２１に固定されている。すなわち、内輪５１は、テーパ部２１ｂに外嵌されたリング８と肩部２１ｄにより、ねじ軸２１に対して軸方向で拘束されている。
【００１７】
転がり軸受５の外輪５２は、ハウジング３のボルト取付部３１に、プレート６と４個のボルト９を用いて取り付けられている。ボルト取付部３１の内周面に、外輪５２の軸方向一端面を押える肩部３１ａが形成されている。また、ボルト取付部３１は、外輪５２の軸方向他端面を沿わせるフランジ面（軸方向と垂直な面）３１ｂと、フランジ面３１ｂを開口とする４個の雌ねじ３１ｃを有する。４個の雌ねじ３１ｃは、図２に示す円Ｃに沿って等間隔に配置されている。
【００１８】
プレート６は、図２に示す円Ｃに沿って等間隔に配置された４個の貫通穴６１を有し、円Ｃに沿って等間隔に配置された４個のボルト９で、ハウジング３のボルト取付部３１に固定されている。
外輪５２の取付時には、外輪５２をボルト取付部３１の内周面にすきま嵌合して、外輪５２の軸方向一端面を肩部３１ａに当てた後、ボルト取付部３１のフランジ面３１ｂにプレート６を配置し、プレート６でフランジ面３１ｂと外輪５２の軸方向他端面を押え、プレート６の貫通穴６１からボルト９を挿入してボルト取付部３１の雌ねじ３１ｃに螺合する。
【００１９】
これにより、転がり軸受５の外輪５２は、ハウジング３の内周面の肩部３１ａとプレート６により、ハウジング３に対して軸方向で拘束されている。すなわち、プレート６は転がり軸受５の軸力を受ける。
ハウジング３は、軸方向で、ボルト取付部３１を挟んでモータ１側の大径部３２と、出力ロッド４側の小径部３３とに分けられる。大径部３２の円柱状の内周面３２ａには、穴用止め輪７を嵌める周溝３２ｂが形成されている。この周溝３２ｂの形成位置は、ボルト９のボルト取付部３１への取付状態で、ボルト９の頭部と穴用止め輪７との隙間が１ｍｍ程度になる位置に設定されている。また、図２に示すように、穴用止め輪７は、全てのボルト９の頭部とボルト９の径方向で重なっている。
【００２０】
ハウジング３の小径部３３内において、ボールねじ２のねじ軸２１は、出力ロッド４の有底穴４１に内挿され、出力ロッド４の大径部４２の開口端にナット２２の軸方向一部が内嵌されている。出力ロッド４とナット２２は、一体に回転し、一体に軸方向へ移動するように固定されている。
出力ロッド４の大径部４２は外周溝４２ａを有し、この外周溝４２ａにウエアリング１１が取り付けてある。ウエアリング１１は、出力ロッド４とハウジング３との隙間を塞ぎつつ、両者の相対移動を許容する。ブッシュ１２とシール１３は、ハウジング３と出力ロッド４との間を密封するために、ハウジング３の小径部３３の先端部に配置されている。穴用止め輪１５は、シール１３の抜け止めとしてハウジング３の先端部に取り付けられている。
【００２１】
出力ロッド４の先端部４３に、駆動対象部材（出力ロッド４を回転させないリンク機構など）を取り付ける取付穴４３ａが形成されている。
この実施形態のアクチュエータにおいて、ボルト締結構造は、４本のボルト９と、プレート６と、ハウジング３のボルト取付部３１と、ハウジング３の大径部３２に設けた周溝３２ｂと、穴用止め輪７とで構成されている。このボルト締結構造は、上述のように、外輪５２をハウジング３に取り付けるために、４個のボルト９でハウジング３のボルト取付部３１にプレート６を固定した後、ハウジング３の周溝３２ｂに穴用止め輪７を嵌めることで生じる。
【００２２】
この実施形態のボルト締結構造によれば、アクチュエータ使用中の振動などによりボルト９に緩みが生じた場合でも、全てのボルト９が穴用止め輪７に接触するため、全てのボルト９がハウジング３内に抜け落ちることが防止される。
なお、図１のアクチュエータは、出力ロッド４の先端部４３の取付穴４３ａに船外機のシフトレバーを取り付けて使用することができる。図１のアクチュエータが船外機のシフトレバー用である場合、ボルト９の頭部と穴用止め輪７との隙間は１ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２３】
また、図１の例で、穴用止め輪７に代えて、プッシュナット穴用止め輪やＣＲ形止め輪を使用すれば、大径部３２に周溝３２ｂを加工しなくてもよくなるか、加工する場合でも粗加工で十分になるため、製造コストが低減する。
図３に示す例は、図１のＡ−Ａ断面が図２とは異なる例である。この例では、プレート６の軸方向一端面に、穴用止め輪７の取付位置より先まで軸方向に延びる凸部６５が形成されている。そして、凸部６５を挟む両側に穴用止め輪７の端部７ａを配置することで、穴用止め輪７の回転が防止されている。これに代えて、穴用止め輪７に凸部を設け、凸部を入れる凹部を周溝３２ｂに設けることで、止め輪の回転を防止してもよい。
【００２４】
図４に示す例は、ハウジング３の穴用止め輪７を取り付ける部分の形状が図１とは異なる例である。この例では、ハウジング３の大径部３２の内周面３２ａに、穴用止め輪７の係止部とプレート６の係止部を兼ねた周溝３２ｄを設けている。周溝３２ｄの軸方向一端面がボルト取付部３１のフランジ面３１ｂを成し、周溝３２ｄの軸方向他端面３２ｅに穴用止め輪７が係止されている。この例では、穴用止め輪７を取り付ける周溝３２ｄの形成と同時に、プレート６の座面であるフランジ面３１ｂが形成されるため、図１に示す例よりも加工コストが低減される。
【００２５】
図５に示す例は、ハウジング３の大径部３２の外径および内径が図１の例より大きく、軸方向における穴用止め輪７を取り付ける位置も図１とは異なる例である。この例では、図１に示す例と比較して、穴用止め輪７を取り付ける位置がボルト取付部３１から離れている。また、穴用止め輪７とボルト９の頭部が径方向で重なっていない。そして、穴用止め輪７とボルト９との間に環状部材７８が配置されている。また、ハウジング３のボルト取付部３１と大径部３２との間に、環状部材７８を配置するための段部３４が形成されている。
【００２６】
環状部材７８の内周側に円板部７８ａが形成されている。環状部材７８の円板部７８ａがボルト９の頭部と径方向で重なっている。環状部材７８の外径はハウジング３の大径部３２の内径とほぼ同じであり、穴用止め輪７の外径は大径部３２の内径より大きい。環状部材７８は段部３４の内側に配置され、穴用止め輪７は大径部３２の内周面３２ａに設けた周溝３２ｂに取り付けられている。
【００２７】
このように、穴用止め輪を取り付ける位置が、ボルトおよび穴用止め輪を取り付けた状態でボルトの頭部と穴用止め輪との間に１〜２ｍｍ程度が生じる位置より大きい場合は、穴用止め輪とボルトの頭部との間に環状部材を配置して、環状部材とボルトの頭部とが接触するか、両者の間に１〜２ｍｍ程度の隙間が生じるようにする。これにより、ボルトが緩んだ場合に、全てのボルトの頭部が環状部材に接触するため、ボルトで締結された部材から全てのボルトが抜けないようにできる。
また、穴用止め輪とボルトの頭部が径方向で重ならない場合は、穴用止め輪とボルトの頭部との間に、内周側に円板部を有する環状部材を配置して、環状部材の円板部とボルトの頭部が径方向で重なるようにする。
【００２８】
［第２実施形態］
図６に示すように、この実施形態のボルト締結構造では、フランジ継手（ボルト取付部）８１ａを有する軸８１と、フランジ継手（ボルト取付部）８２ａを有する軸８２が、両フランジ継手８１ａ，８２ａにおいて、４個のボルト９で締結されている。４個のボルト９は図４に示す円Ｃに沿って等間隔に配置されている。
【００２９】
軸８１のフランジ継手８１ａ側の端部（以下で説明する位置）には周溝８１ｂが形成されている。フランジ継手８１ａには、ボルト９の軸部を通す貫通穴８１ｃが形成されている。フランジ継手８２ａには、ボルト９の雄ねじを螺合する雌ねじ８２ｂが形成されている。軸８１の周溝８１ｂに軸用止め輪７１が取り付けられている。
この周溝８１ｂの形成位置は、ボルト９のフランジ継手８１ａ，８２ａへの取付状態で、ボルト９の頭部と軸用止め輪７１との隙間が１ｍｍ程度になる位置に設定されている。また、図７に示すように、軸用止め輪７１は、全てのボルト９の頭部とボルト９の径方向で重なっている。
【００３０】
この実施形態のボルト締結構造の組立方法としては、先ず、両軸８１，８２のフランジ継手８１ａ，８２ａ同士を、貫通穴８１ｃと雌ねじ８２ｂを合わせて接触させた後、貫通穴８１ｃ側からボルト９を挿入して、ボルト９の雄ねじをフランジ継手８２ａの雌ねじ８２ｂに螺合する。このようにして両軸８１，８２を結合した後に、軸８１の周溝８１ｂに軸用止め輪７１を嵌める。
この実施形態のボルト締結構造によれば、ボルト９に緩みが生じた場合でも、全てのボルト９が軸用止め輪７１に接触するため、全てのボルト９が抜け落ちることが防止される。
【００３１】
なお、軸用止め輪７１に代えて、プッシュナット軸用止め輪やＣＳ形止め輪を使用すれば、軸８１に周溝８１ｂを加工しなくてもよくなるか、加工する場合でも粗加工で十分になるため、製造コストが低減する。
図８および９に示す例では、フランジ継手８１ａのボルト９の頭部が配置される側の軸方向端面に、軸８１の周溝８１ｂの位置より先まで軸方向に延びる凸部８１ｅが形成されている。そして、凸部８１ｅを挟む両側に軸用止め輪７１の端部１７ａを配置することで、軸用止め輪７１の回転が防止されている。これに代えて、軸用止め輪７１に凸部を設け、凸部を入れる凹部を周溝８１ｂに設けることで、止め輪の回転を防止してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  モータ
１ａ  モータの回転軸
２  ボールねじ
２１  ねじ軸
２１ａ  ねじ軸の基端部
２１ｂ  ねじ軸のテーパ部
２１ｃ  ねじ軸の取付部
２１ｄ  ねじ軸の肩部
２２  ナット
２３  ボール
３  ハウジング
３１  ハウジングのボルト取付部
３１ａ  肩部
３１ｂ  フランジ面
３１ｃ  雌ねじ
３２  ハウジングの大径部
３２ａ  円柱状の内周面
３２ｂ  周溝
３２ｄ  周溝
３２ｅ  周溝の軸方向他端面
３３  ハウジングの小径部
３４  ハウジングの段部
３５  ハウジングのフランジ
４  出力ロッド
４１  出力ロッドの有底穴
４２  出力ロッドの大径部
４２ａ  外周溝
４３  出力ロッドの先端部
４３ａ  取付穴
５  転がり軸受
５１  内輪
５２  外輪
６  プレート（ボルト取付部）
６１  プレートの貫通穴
６５  凸部
７  穴用止め輪
７ａ  穴用止め輪の端部
７１  軸用止め輪
７１ａ  軸用止め輪の端部
８  リング
８１  軸
８１ａ  フランジ継手（ボルト取付部）
８１ｂ  周溝
８１ｃ  貫通穴
８１ｅ  凸部
８２  軸
８２ａ  フランジ継手（ボルト取付部）
８２ｂ  雌ねじ
９  ボルト
１０  ボルト
１１  ウエアリング
１２  ブッシュ
１３  シール
１４  カップリング
１５  穴用止め輪
１９  モータのケースのフランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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