(57)【要約】【課題】ナット部材とブラケットとが適正に結合されるようにして、結合間違いに伴う不具合の発生を防止する。【解決手段】ねじ軸６と、ナット部材５と、これらの部材のねじ溝６ａ，５ａの間に介装される複数のボール７と、ナット部材５に取り付けられるブラケット８とを備えたボールねじ装置であって、ブラケット８にその周方向に沿って複数の係合部が設けられ、ナット部材５に、前記係合部が係合する被係合部が設けられ、ブラケット８は、その係合部とこれに対応する被係合部との係合により、ナット部材５に対して特定の角度で結合されるようになっている。係合部は、たとえば、ねじ軸５に対するストッパ８ｆを含む径方向内方への突部８ｅ，８ｆであり、被係合部は、前記突部８ｅ，８ｆが係合する凹部５ｅ，５ｆである。【選択図】  図３
2004218710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸と、このねじ軸の外周に同軸に設けられるナット部材と、前記ねじ軸のねじ溝と前記ナット部材のねじ溝との間に介装されて転動する複数のボールと、外周に回転の受動部を有し前記ナット部材に取り付けられるブラケットとを備え、
前記ブラケットに、その周方向に沿って複数の係合部が設けられるとともに、ナット部材に、前記係合部が係合する被係合部が設けられ、
前記ブラケットは、その係合部とこれに対応する前記被係合部との係合により、ナット部材に対して特定の角度で結合されることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のボールねじ装置において、
前記ブラケットに、前記係合部として、ねじ軸に対するストッパを含む径方向内方への突部が周方向に沿って複数設けられるとともに、ナット部材の端部に、前記被係合部として、前記各突部がそれぞれ係合する凹部が形成されているボールねじ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のボールねじ装置において、
前記突部は、複数のものがブラケットの周方向に沿って互いに等角に配設されるとともに、ナット部材の端部には、前記各突部がそれぞれ係合する凹部が形成され、
前記突部の一部とこの一部の突部に対応する凹部とが、それぞれ他の突部もしくはこれに対応する凹部とは異なる幅に形成されているボールねじ装置。
【請求項４】
請求項２に記載のボールねじ装置において、
前記突部とこれに対応する凹部とは、ブラケットもしくはナット部材の周方向に沿って不等角に配設されているボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボールねじ装置は、少なくとも、ねじ軸と、このねじ軸の外周に同軸に設けられるナット部材と、これら両部材のねじ溝の間に介装されて転動する複数のボールとを備えたものである。一方の部材のねじ溝は、閉ループとされ、ボールはこの閉ループに沿って循環するようになっている（特許文献１、特許文献２参照）。このようなボールねじ装置では、ねじ軸およびナット部材のうち、一方の部材が回転方向に固定された状態で、他方の部材が回転駆動される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２５３１４６号公報
【特許文献２】
特開２０００−１８３６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のボールねじ装置には、ねじ軸が回転方向にも軸方向にも動かないように固定され、これに対してナット部材が回転駆動されるようにして、使用されるものがある。ナット部材は、ねじ軸の周りで回転方向に駆動されることで、螺旋状に回転して軸方向に進退移動する。
【０００５】
上記のような形態で使用されるボールねじ装置には、歯車のような回転の受動部を有するブラケットがナット部材に取り付けられているものがある。ブラケットには、通常、前記の受動部のほか、ねじ軸に対する回転のストッパが設けられている。このストッパは、ねじ軸に作用することで、ねじ軸に対して一定の螺挿深さでナット部材の回転を止める。
【０００６】
上記のようなブラケットを有するボールねじ装置では、その組み立ての際、たとえば、ナット部材においてねじ溝が終わる角度の位置に、ブラケットのストッパが臨むように、ナット部材とブラケットとの角度を合わせて互いに結合する必要がある。両者の結合角度を間違えると、ストッパが適正な角度に突出せず、ねじ軸に対して所定の螺挿深さでナット部材の回転を止めることができなくなるり、ナット部材による押動ストロークが変化する等、種々の不具合が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、ブラケットを有するタイプのボールねじ装置における前記のような問題点に対処したもので、組立ての際、ナット部材とブラケットとが適正に結合されるようにして、これら両者の結合間違いに伴う不具合の発生を防止することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を達成するために、本発明は、ねじ軸と、このねじ軸の外周に同軸に設けられるナット部材と、前記ねじ軸のねじ溝と前記ナット部材のねじ溝との間に介装されて転動する複数のボールと、外周に回転の受動部を有し前記ナット部材に取り付けられるブラケットとを備え、前記ブラケットに、その周方向に沿って複数の係合部が設けられるとともに、ナット部材に、その周方向に沿って前記係合部が係合する被係合部が設けられ、前記ブラケットは、その係合部とこれに対応する前記被係合部との係合により、ナット部材に対して特定の角度で結合されるボールねじ装置を構成している。
【０００９】
なお、上記構成における特定の角度とは、ナット部材の周方向の一部、たとえばねじ溝の終端部分と、ブラケットの周方向の一部、たとえばブラケットの内径側に形成されるストッパとの間に確保すべき角度をいい、ナット部材やブラケットの形状、構造に応じて決まるものである。
【００１０】
上記構成によれば、ボールねじ装置の組立てに当たって、ナット部材とブラケットとを結合する際、ブラケットの係合部とナット部材の被係合部とを合わせることで、ブラケットはナット部材に対して適正な角度で結合され、結合角度を間違えることがない。
【００１１】
上記構成における係合部および被係合部は、互いに回転方向に係合しうるものであればよく、その形状や構造は特に問わないが、ブラケットに、前記の係合部として、ねじ軸に対するストッパを含む径方向内方への突部が周方向に沿って複数設けられるとともに、ナット部材の端部には、前記の被係合部として、前記突部が係合する凹部が形成されている場合は、単に、ブラケットとナット部材とが互いに適正な角度で結合されるばかりでなく、ブラケットに設けられているストッパが、ナット部材の所定の角度の位置からねじ軸の移動径路内に臨むことになる。
【００１２】
そして、このストッパがねじ軸に当たることにより、ねじ軸に対してナット部材の螺挿深さが所定の深さとなったところで、ナット部材の回転が止められる。このため、ナット部材の内部にねじ軸が必要以上に深く入り込んだり、ナット部材の内部へのねじ軸の螺挿深さが不足したりすることがない。
【００１３】
上記のように、ブラケットに突部が設けられ、ナット部材に凹部が形成されているボールねじ装置において、ブラケットとナット部材とが特定の角度で結合されるようにするには、具体的には、突部とこれに対応する凹部とが周方向に沿って互いに等角に配設されていて、突部の一部、たとえばストッパとこれに対応する凹部とが、他の突部とこれらに対応する凹部とに対して、広幅もしくは狭幅となっていればよい。あるいは、突部とこれに対応する凹部とが周方向に沿って互いに不等角に配設されていてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔一実施形態〕
本発明の詳細を図示の実施形態に基づいて説明すると、図１ないし図４は、本発明の一実施形態を示すもので、図１は本発明の一実施形態に係るボールねじ装置の断面図で、ボールねじ装置を無段変速機構に用いた場合を示しており、ボールねじ装置については短縮している状態を示している。図２は、図１の装置を分解して示す断面図、図３は、図１の装置の一部であるブラケットの正面図で、併せてナット部材との関係を示している。図４は、図１の装置の他の一部であるねじ軸の背面図で、併せてブラケットとの関係を示している。
【００１５】
図１において、符号１は、本発明のボールねじ装置の全体を示し、２は、無段変速機構を構成するプーリ、３は、プーリ２に巻き掛けられているベルト、４は、プーリ２とボールねじ装置１とを貫通する回転軸である。前記のプーリ２は、回転軸４と一体に回転するよう該回転軸４に固着された固定フランジ２ａと、回転軸４にスプライン嵌合している可動フランジ２ｂとを備える。
【００１６】
ボールねじ装置１は、プーリ２の両フランジ２ａ，２ｂ間の間隔を変更するために設けられており、その軸方向の伸縮動作により、プーリ２の固定フランジ２ａに対して可動フランジ２ｂを遠近動させる。プーリ２では、両フランジ２ａ，２ｂ間の間隔が変わることで、ベルト３の巻き掛け径が変化する。
【００１７】
ボールねじ装置１は、保持器を有しない総ボール型のボールねじ装置であり、図２にも示すように、いずれの方向にも回転駆動される筒状のナット部材５と、このナット部材５の内周側に同心に配置される円筒状のねじ軸６と、ナット部材５およびねじ軸６にそれぞれ形成されたねじ溝５ａ，６ａ間で転動する多数のボール７と、ナット部材５のプーリ２側の端部に取り付けられたブラケット８とを含むものである。
【００１８】
ナット部材５は、その内周面に軸方向のほぼ全長にわたって所定のリード角で一条のねじ溝５ａが形成されている。ねじ軸６は、その内周面と回転軸４との間に設けられた転がり軸受（図示例ではアンギュラ玉軸受）９により回転軸４に対して支持されるとともに、図示しない所定の固定装置でもって回転方向にも軸方向にも不動状に固定されている。このねじ軸６の外周面には、互いに平行でそれぞれ独立の閉ループとした所定のリード角を有する２条のねじ溝６ａ，６ａが形成されている。各ねじ溝６ａは、図面には図示しないが、その上流側と下流側とが、Ｓ字形に蛇行するとともに内径側に深く沈み込んでいるボール循環溝で接続されて、別個に閉ループとされている。
【００１９】
ブラケット８は、図２および図３にも示すように、薄肉鋼板をプレス加工することによって環状に成形されたもので、その外周部には回転の受動部として樹脂歯車１０が一体に設けられている。
【００２０】
ブラケット８は、折返し筒部８ａと、この折り返し筒部８ａの軸方向外方に連続する軸端筒部８ｂと、この軸端筒部８ｂの軸方向一端（図１および図２で左端）から径方向に沿って立ち上がる立ち上がり部８ｃと、樹脂歯車１０の芯金となる芯金部８ｄとを有している。前記折り返し筒部８ａの内周には、ナット部材５の一端部が嵌入されて固着されている。軸端筒部８ｂの内周には、転がり軸受（図示例ではアンギュラ玉軸受）１１が装着され、この転がり軸受１１により、ブラケット８とナット部材５とが、可動フランジ２ｂと一体のスリーブ１２に対して回転自在に支持されている。芯金部８ｄは、立ち上がり部８ｃから外径側に延出しており、この芯金部８ｄを芯金として  樹脂歯車１０が合成樹脂の射出成形により形成されている。符号１０ａは、樹脂歯車１０の外周の歯部で、この歯部１０ａには、図外の回転動力源から駆動力が伝達されて回転する駆動歯車１４の歯が噛合している。駆動歯車１４は軸方向に幅広で、樹脂歯車１０が軸方向一定の範囲内で移動しても、樹脂歯車１０と噛み合った状態を保つ。
【００２１】
図３に明示するように、ブラケット８にはさらに、ナット部材５への係合部として、その内径側に、ねじ軸６に対するストッパを含む複数（図示例では６個）の突部８ｅ，８ｆが周方向等配位置に形成されている。したがって、突部８ｅ，８ｆ相互の配置角度αは一定である。これら突部８ｅ，８ｆは、折返し筒部８ａの折返し内端から径方向内方に向けて内歯状に突出している。複数の突部８ｅ，８ｆのうち、一個を除いて、その内径側への突出量は、ナット部材５の周壁の厚さに相当する突出量である。突部の８ｅ，８ｆうちの一個８ｆは、ねじ軸６に対してナット部材５の回転を止めるためのストッパで、先端部が他の突部８ｅより径方向内方に長く延長されて、その内径端部は、さらにねじ軸６の側に屈曲している（この突部８ｆを、以下単にストッパと言う）。
【００２２】
一方、ナット部材５のブラケット８側の端部には、係合部であるストッパ８ｆ等の突部８ｅ，８ｆに対応して、係合部が係合する被係合部として、切り欠きにより複数（図示例では６個）の凹部５ｅ，５ｆが形成されている。これらの凹部５ｅ，５ｆには、その外径側からブラケット８の突部８ｅ，８ｆが嵌まり込んで係合する。これらの凹部５ｅ，５ｆはブラケット８の突部８ｅ，８ｆと係合することで、ナット部材５とブラケット８とを回転方向一体に結合する。複数の凹部５ｅ，５ｆのうち、ストッパ８ｆに対応する凹部５ｆは、他の凹部５ｅより広幅である。
【００２３】
ストッパ８ｆは、前記したように、他の突部８ｅより径方向内方に長く延出しているが、このストッパ８ｆに対応しては、図４に示すように、ねじ軸６の軸端の内面には、係止溝６ｂが形成されている。ストッパ８ｆが、ねじ軸６の係止溝６ｂと係合し、係止溝６ｂの端部に当たることで、ねじ軸６に対するナット部材５のそれ以上の回転が止められ、ナット部材５がねじ軸６の周りで必要以上に回転するのを防止する。このストッパ８ｆの幅（周方向に沿った幅）Ｗｆは、他の突部８ｅの幅Ｗｅより広幅（Ｗｆ＞Ｗｅ）に形成されている。
【００２４】
なお、ナット部材５の凹部５ｅ，５ｆの深さＤは、これに係合するブラケット８の突部８ｅ，８ｆの板厚Ｔよりも深く（Ｄ＞Ｔ）、ストッパ８ｆを含む突部８ｅ，８ｆは、凹部５ｅ，５ｆの内部に収まり、凹部５ｅ，５ｆより軸方向外方にはみ出さないようになっている。
【００２５】
上記構成によれば、ボールねじ装置１の組立てに当たって、ナット部材５とブラケット８とを結合する際、ブラケット８の突部８ｅ，８ｆとナット部材５の凹部５ｅ，５ｆとを合わせることで、特に、広幅の突部であるストッパ８ｆを、これに対応する広幅の凹部５ｆに合わせることで、たとえば、ナット部材５におけるねじ溝５ａの終端部分とブラケット８のストッパ８ｆとが所定の角度をなすよう、ブラケット８はナット部材５に対して適正な角度で結合される。
【００２６】
このように、ブラケット８とナット部材５とが互いに適正な角度で結合されることで、ブラケット８に設けられているストッパ８ｆは、ナット部材５の所定の角度の位置からねじ軸６の移動径路内に臨むことになる。これで、ねじ軸６に対するナット部材５の螺挿深さが所定の深さとなったところで、ナット部材５の回転が止められることになり、ナット部材５の内部へのねじ軸６の螺挿深さが不足したり、ナット部材５の内部にねじ軸６が必要以上に深く入り込んだりすることがない。
【００２７】
この種のボールねじ装置において、ナット部材５に対するねじ軸６の螺挿深さが、所要の深さよりも浅いと、ナット部材５により移動させられる部材（図１に示した例では、プーリ２の可動フランジ２ｂ）が設定位置まで移動しない事態が生じる。また、ナット部材５に対してねじ軸６が必要以上に深く螺挿されると、ねじ軸６の挿入端部が、ナット部材５の側の受け止め部材（たとえば、ストッパ８ｆ）に食い込んでしまい、後にナット部材５を逆回転させて、ナット部材５を抜け出し方向に移動させようとするとき、ナット部材５が円滑に回転せず、ボールねじ装置１としての伸縮動作に支障が生じる。
【００２８】
上記の実施形態では、組立て状態において、ストッパ８ｆがナット部材５の所定の角度の位置からねじ軸６の移動径路内に臨むことになるから、ねじ軸６に対して所定の螺挿深さでナット部材５の回転を止めることができ、上記のようにな支障が生じない。
【００２９】
また、ストッパ８ｆは広幅であるから、径方向内方に長く延出しているにもかかわらず丈夫であり、先端がねじ軸６の係止溝６ｂの端に当たっても、変形しにくく、確実にねじ軸６に対してナット部材５の回転を止めることができる。
【００３０】
このほか、ナット部材５の凹部５ｅ，５ｆの深さＤは、ブラケット８の突部８ｅ，８ｆの板厚Ｔよりも深いので、突部８ｅ，８ｆは凹部５ｅ，５ｆの内部に収まり、凹部５ｅ，５ｆより軸方向外方にはみ出さないようになっている。したがって、ブラケット８にナット部材５や転がり軸受１１を組み付けた状態では、ナット部材５の端部の各部分のうち、凹部５ｅ，５ｆ相互間の部分が転がり軸受１１の外輪の側面に当接し、ブラケット８の突部８ｅ，８ｆは転がり軸受１１の外輪に当接しない。
【００３１】
今もし、ブラケット８の突部８ｅ，８ｆの板厚Ｔが、ナット部材５の凹部５ｅ，５ｆの深さＤより厚いと、ナット部材５から転がり軸受１１の側に作用する推力、または転がり軸受１１の側からナット部材５の側に作用する推力が突部８ｅ，８ｆを介して伝達されることになり、突部８ｅ，８ｆの角とこれに接する凹部５ｅ，５ｆ内面との間に荷重が集中し、ナット部材５が凹部５ｅ，５ｆの個所で破損するおそれがある。これに対して、前記のように、ナット部材５の凹部５ｅ，５ｆの深さＤが、突部８ｅ，８ｆの板厚Ｔよりも深いと、前記の推力は、ナット部材５の端部から転がり軸受１１の外輪へ、また転がり軸受１１の外輪からナット部材５の端部に直接伝わるようになり、ナット部材５の破損が防止される。
【００３２】
〔他の実施形態〕
上記実施形態では、ブラケット８の突部８ｅ，８ｆのうち、ストッパ８ｆを他の突部８ｅより広幅としたが、ストッパ８ｆを他の突部８ｅより狭幅としてもよく、要するに、複数の突部８ｅ，８ｆのうち、一つの突部の幅が他の突部とは異なる幅となっていればよい。
【００３３】
さらには、突部８ｅ，８ｆのうちの複数の突部について、その幅を他の突部とは異なる幅に形成しても、ブラケット８とナット部材５とが互いに適正な角度で結合されるようにすることができる。いずれの場合においても、ナット部材５の端部には、各突部８ｅ，８ｆに対応する幅の凹部５ｅ，５ｆが形成されることは、言うまでもない。
【００３４】
ただし、突部８ｅ，８ｆのうちの複数の突部の幅が、他の突部とは異なる幅に形成される場合において、他の突部と幅が異なる複数の突部が、互いに周方向等角に配置されると、ブラケット８とナット部材５とは適正な角度とは異なる角度でも結合できるようになるから、このような突部８ｅ，８ｆや凹部５ｅ，５ｆの配置は避ける必要がある。
【００３５】
ほかにも、ブラケット８とナット部材５とが互いに適正な角度で結合されるようにする構造は考えられ、たとえば、図５のような構成としてもよい。図５は、本発明の他の実施形態に係るボールねじ装置の一部を示すもので、ここでは、ブラケットの正面形状を、ナット部材との関係と併せて図示している。
【００３６】
この実施形態では、ブラケット８に内径側に形成されている、ストッパ８ｆを含む複数の突部８ｅ，８ｆの幅（周方向の幅）Ｗｅ，Ｗｆは互いに等しい（Ｗｅ＝Ｗｆ）が、これら突部８ｅ，８ｆの周方向に沿った配置が不等角となっている。すなわち、図５において、ブラケット８の右側部分では、ストッパ８ｆとこれに隣り合う突部８ｅとの配置角度β、および互いに隣り合う突部８ｅ，８ｅの配置角度βは約９０度と広いが、ブラケット８の左側部分では、ストッパ８ｆとこれに隣り合う突部８ｅとの配置角度α、および互いに隣り合う突部８ｅ，８ｅの配置角度αは、約６０度と狭くなっている（β＞α）。この場合においても、ナット部材５の端部には、突部８ｅ，８ｆの配置角度α，βに対応する角度で、各突部８ｅ，８ｆがそれぞれ係合する凹部５ｅ，５ｆが形成されていることは、言うまでもない。
【００３７】
上記構成では、ナット部材５とブラケット８とを結合する際、ブラケット８の各突部８ｅ，８ｆをナット部材５の対応する凹部５ｅ，５ｆに合わせることで、ブラケット８はナット部材５に対して適正な角度で結合され、これにより、ブラケット８に設けられているストッパ８ｆが、ナット部材５の所定の角度の位置からねじ軸６の移動径路内に臨むようになる点は、図１ないし図４に図示した実施形態の場合と同じである。したがって、この実施形態でも、ねじ軸６に対してナット部材５の螺挿深さが所定の深さとなったところで、ナット部材５の回転が止められ、ナット部材５の内部へのねじ軸６の螺挿深さが不足したり、ナット部材５の内部にねじ軸６が必要以上に深く入り込んだりすることがない。これにより、ナット部材５による押動ストロークが変化する、といった不具合の発生が防止される。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、組立ての際、ブラケットとナット部材とを適正な角度で、間違いなく結合することができる。
【００３９】
ねじ軸に対するストッパがブラケットに設けられている場合は、そのストッパを、ナット部材の所定の角度の位置からねじ軸の移動径路内に臨ませ、ねじ軸に対してナット部材の螺挿深さが所定の深さとなったところで、ナット部材の回転が止められる。このため、ナット部材の内部へのねじ軸の螺挿深さが不足したり、ナット部材の内部にねじ軸が必要以上に深く入り込んだりすることがなく、螺挿深さの過不足による不具合が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るボールねじ装置の断面図で、無段変速機構に用いた場合で、短縮動作している状態を示している。
【図２】図１のボールねじ装置を分解して示す断面図である。
【図３】図１のボールねじ装置の一部であるブラケットの正面図で、併せてナット部材との関係を示している。
【図４】図１のボールねじ装置の他の一部であるねじ軸の背面図で、併せてブラケットとの関係を示している。
【図５】本発明の他の実施形態に係るボールねじ装置のブラケットの正面図で、併せてナット部材との関係を示している。
【符号の説明】
５    ナット部材
５ａ  ねじ溝
５ｅ  凹部
５ｆ  凹部（ストッパ用）
６    ねじ軸
６ａ  ねじ溝
７    ボール
８    ブラケット
８ｅ  突部
８ｆ  突部（ストッパ）
１０    樹脂歯車（回転の受動部）
【図１】
2004218710.tif 000003
【図２】
2004218710.tif 000004
【図３】
2004218710.tif 000005
【図４】
2004218710.tif 000006
【図５】
2004218710.tif 000007