(57)【要約】【課題】ボールねじ装置では、転がり軸受を、ブラケットおよびボールねじのねじ軸の内周面に組付けているが、ボールねじ装置の径方向のスペースが制限されることがあるため、径方向のスペースが制限される場所には適さない。【解決手段】転がり軸受３１とボールねじ１２とを、軸方向に並べて配置したので、従来のように、プーリ側の転がり軸受をボールねじの内径側に配置したボールねじ装置に比べて、その分だけボールねじの径を小さくしてボールねじ１２の効率を向上させることができ、転がり軸受３１の外輪部材３３を径方向に厚みを増加させ、外輪部材３３に筒状の嵌合部７を形成してこの嵌合部７にボールねじ１２のナット部材１３を回転一体に嵌合するようブラケットの機能を付与したので、充分な剛性を備える。【選択図】　図１
2004076755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向内外位置に配置されて軸方向に相対移動可能に設けられた筒状のナット部材およびねじ軸と、前記ナット部材の内周面およびねじ軸の外周面に形成されたねじ溝に転動自在に配置される複数個のボールとを含み、
前記ナット部材に挿通される軸体を、軸心回りに回転自在に支持するための転がり軸受における外輪部材の一部が、軸方向一方側に延長されて筒状の嵌合部とされ、前記嵌合部に前記ナット部材の軸方向他方側端部が前記外輪部材と軸心回りに回転一体に内嵌された、ボールねじ装置。
【請求項２】
請求項１記載のボールねじ装置であって、
前記外輪部材の外周面に、回転動力伝達部材が軸心回りに回転一体に設けられた、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には、ナット部材とねじ軸との間でトルクを推力に変換したり、推力をトルクに変換したりする構成を有するものがある。
【０００３】
このボールねじ装置は、ボールねじと、このボールねじのナット部材に回転一体に連結されるブラケットと、ブラケットおよびボールねじのねじ軸の内周面に組付けられて、回転軸を軸心回りに回転自在に支持する転がり軸受とを備え、ナット部材の外周部には、回転動力が伝えられる動力伝達部材が嵌合されている。
【０００４】
なおボールねじは、前記ナット部材と、このナット部材と同心に配置される前記ねじ軸と、ナット部材およびねじ軸に形成したねじ溝を転動自在なボール群とを備える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のボールねじ装置では、転がり軸受を、ブラケットおよびボールねじのねじ軸の内周面に組付けている。ところで、この種のボールねじ装置を設置する場所によっては、ボールねじ装置の径方向のスペースが制限されることがある。しかし従来のボールねじ装置では、転がり軸受を、ブラケットおよびボールねじのねじ軸の内周面に組付けているため、径方向のスペースが制限される場所には適さない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のボールねじ装置は、径方向内外位置に配置されて軸方向に相対移動可能に設けられた筒状のナット部材およびねじ軸と、前記ナット部材の内周面およびねじ軸の外周面に形成されたねじ溝に転動自在に配置される複数個のボールとを含み、前記ナット部材に挿通される軸体を、軸心回りに回転自在に支持するための転がり軸受における外輪部材の一部が、軸方向一方側に延長されて筒状の嵌合部とされ、前記嵌合部に前記ナット部材の軸方向他方側端部が前記外輪部材と軸心回りに回転一体に内嵌されている。
【０００７】
このように、転がり軸受における外輪部材の一部を、軸方向一方側に延長して筒状の嵌合部を形成し、この嵌合部にナット部材の軸方向他方側端部を外輪部材と軸心回りに回転一体に内嵌した構成によれば、転がり軸受がナット部材と軸方向に並ぶことになり、装置全体の径方向の大きさを小さくすることができる。
【０００８】
また、嵌合部がブラケットの機能を有し、この嵌合部は外輪部材と一体であるので、ブラケットを外輪部材と別体とした場合に比べて剛性が向上する。
【０００９】
また前記ボールねじ装置は、前記外輪部材の外周面に、回転動力伝達部材が軸心回りに回転一体に設けられている。
【００１０】
この構成によれば、回転動力伝達部材の回転に伴なって転がり軸受の外輪部材が軸心回りに回転し、外輪部材と回転一体のナット部材が軸心回りに回転し、ナット部材、ねじ軸が軸方向に相対的に移動する。そして、嵌合部がブラケットの機能を有し、この嵌合部は外輪部材と一体であるので、ブラケットを外輪部材と別体とした場合に比べて剛性が向上しており、ナット部材、ねじ軸の軸方向の相対移動を正確かつ確実に行い得る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るボールねじ装置を図面に基づいて説明する。図１および図２は、本発明の実施形態を示すボールねじ装置の使用状態を示す全体断面図、図３は分解斜視図、図４はボールの動きを示す断面図、図５は転がり軸受の単体斜視図である。
【００１２】
図１〜図３に示すように、本発明のボールねじ装置１は、軸方向に一対のフランジを有するプーリ２における前記フランジ間の軸方向離隔距離を変更することで、プーリ２に巻掛られるベルト３の巻掛径を変更するために用いられる。
【００１３】
プーリ２は、回転軸４に軸心回りに回転一体に設けられる第一フランジ５と、回転軸４に軸心回りに回転一体かつ軸方向に沿って摺動自在に配置される第二フランジ６とを備える。
【００１４】
本発明の実施形態におけるボールねじ装置１は、ギヤ９、転がり軸受３０，３１およびボールねじ１２を有する。ボールねじ１２と転がり軸受３１とは同心にして、軸方向一方側および軸方向他方側に並べて配置されている。
【００１５】
ギヤ９の外周歯部９ａには、不図示の回転動力源から駆動力が伝達されて回転する減速歯車１０の歯部１０ａが噛合されている。
【００１６】
図１および図５に示すように、転がり軸受３１としてアンギュラ玉軸受が用いられる。転がり軸受３１は、外輪部材３３と、内輪部材３５と、外輪部材３３および内輪部材３５の間に内外軌道面を転動自在に配置された複数個の玉３７とを備える。
【００１７】
この転がり軸受３１の外輪部材３３は、その径方向の厚みＬ１を内輪部材３５の厚みＬ２に比べて厚く形成されている。この外輪部材３３の外周部が軸方向一方側に延長されることで筒状の嵌合部７が一体形成されている。
【００１８】
この転がり軸受３１の外輪部材３３は、嵌合部７を含めて軸受鋼（例えばＪＩＳ規格ＳＵＪ２）によって形成されている。転がり軸受３１の内輪部材３５は、第二フランジ６に一体形成された筒軸３８の外周面に嵌着される。
【００１９】
外輪部材３３の軸方向外周中心部位に、径方向外向きに膨出する係合部８が円周方向等配位置に複数個形成されている。これら係合部８を介して前記樹脂製のギヤ９が、外輪部材３３に対して射出成形により一体的に形成され、ギヤ９の内周面に係合部８が入り込むことで、ギヤ９と外輪部材３３とが軸心回りに回転一体に構成される。
【００２０】
嵌合部７の軸方向他方側内周面に、径方向内方に突出する隔壁１１が、外輪部材３３の側面および嵌合部７に一体形成されている。この隔壁１１は、外輪部材３３の円周方向等配位置の複数箇所に形成されている。これら隔壁１１の内径は、ボールねじ１２における後述のナット部材１３の内径よりも小さく、ねじ軸１７の外径よりも大きい値に設定されている。すなわち隔壁１１の内径は、ボールねじ１２における後述の保持器リング２３の端面に当接可能な値に設定されている。
【００２１】
ボールねじ１２は、嵌合部７の内周面に、軸方向他側端部が軸心回りに回転一体に嵌合される円筒状のナット部材１３を有する。このナット部材１３の端面に、前記各隔壁１１と嵌合する切欠き１４が形成され、これら各切欠き１４と隔壁１１とが軸方向で嵌合することにより、ナット部材１３がブラケット７に軸心回りに確実に回転一体な構成となっている。ナット部材１３は、その切欠１４端面が隔壁１１の軸方向一方側端面に当接されている。ナット部材１３の内周面に、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１５が形成されている。
【００２２】
ボールねじ１２は、ナット部材１３の内径側に配置されて中心穴１６を有する円筒状のねじ軸１７を有する。このねじ軸１７は、図示しない所定の支持装置でもって軸心回りに非回転に支持されるとともに、軸方向に不動に支持されている。このねじ軸１７は、外周面に、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３条のねじ溝１８を有する。この構成により、ねじ溝１８に嵌合するボール群２０（ボール２０ａ）をそれぞれ独立して転動循環させる構成となっている。
【００２３】
さらに具体的には、図４に示すように各ねじ溝１８は、所定のリード角を有するねじ溝１８の端部どうしをリード角と異なる角度をもって連続させるボール循環溝２２を有し、このボール循環溝２２によって各ねじ溝１８は別個に閉ループとされる。
【００２４】
これらボール循環溝２２は、それぞれのねじ溝１８の上流側と下流側とを連通する部分である。すなわち、これらボール循環溝２２は、各ねじ溝１８の下流側に位置するボール２０ａをねじ軸１７の内径側に沈みこませて上流へ戻すよう、ねじ溝１８の他の部分に比べて深く形成されるとともに蛇行した形状に形成されている。
【００２５】
ボールねじ１２は、ねじ溝１５，１８の間に転動自在に配置される３列の前記ボール群２０と、これら３列の各ボール群２０をそれぞれ円周方向等配位置に保持する保持器リング２３とを備える。この保持器リング２３は、軸方向に沿うポケット２３ａが円周方向等配位置に形成されている。これら各ポケット２３ａに各ボール群２０のボール２０ａが１個ずつ計３個配置されている。保持器リング２３は、ねじ軸１７に遊嵌されている。
【００２６】
ねじ軸１７の軸方向一方側の縮径部２４に形成された周溝２５に止め輪２６が嵌合され、保持器リング２３の一端に、ねじ軸１７の外周部一側に形成された縮径部２４における段付壁２７に係合するフランジ２８が形成され、このフランジ２８が、止め輪２６と段付壁２７との間で軸方向にわずかな遊びを有する状態とされている。
【００２７】
ねじ軸１７の内周面途中に環状の補強部２９が形成され、この補強部２９の内周面一方側で、かつねじ軸１７の縮径部２４に対向する内方部位に、転がり軸受３０が嵌着されている。この転がり軸受３０としてアンギュラ玉軸受が用いられる。この転がり軸受３０は、ねじ軸１７に嵌着された外輪部材３２と、前記回転軸４の途中が挿通する内輪部材３４と、外輪部材３２と内輪部材３４との間に内外軌道面を転動自在に配置された複数個の玉３６とを備える。
【００２８】
上記構成のボールねじ装置１において、図１に示す状態はボールねじ１２が最も縮んだ状態である。この状態におけるボールねじ１２では、その保持器リング２３の端面が、隔壁１１の端面に軸方向で当接している。またプーリ２では、第一フランジ５と、第二フランジ６とが軸方向で離隔している。この状態では、ベルト３の巻掛径が小さくなっている。
【００２９】
ところで、上記状態から減速歯車１０が軸心回りに回転して歯部１０ａが回転すると、減速歯車１０の回転とともにギヤ９が軸心回りに回転する。このギヤ９の回転に伴なって、これと回転一体に設けられている転がり軸受３１の外輪部材３３が軸心回りに回転する。この外輪部材３３が軸心回りに回転すると、これに一体に組込まれているボールねじ１２のナット部材１３が、ねじ軸１７の回りを軸心回りに回転する。
【００３０】
そうすると、ナット部材１３およびねじ軸１７のねじ溝１５，１８の間に配置された３列のボール群２０が、ねじ溝１５，１８に沿って転動し、ナット部材１３が軸心回りに回転しながら軸方向（図１の左方）に移動する。なお、３列のボール群２０を構成するボール２０ａは、それぞれボール循環溝２２に至り、ねじ溝１８を循環する。ナット部材１３が軸方向に移動すると、これに伴なって転がり軸受３１、外輪部材３３に一体のギヤ９も軸方向に移動し、第二フランジ６が軸方向に移動する。
【００３１】
第二フランジ６が軸方向に移動すると、回転しているベルト３が第一フランジ５、第二フランジ６どうしの対向斜面から押圧力を受けて、フランジ５，６間を拡径するようにせり上がり、ベルト３の巻掛径が大きくなる。そして、図２に示すように、第一フランジ５および第二フランジ６の径方向内方部位どうしが軸方向で当接した時点で、ナット部材１３は軸方向の移動を停止する。
【００３２】
再びベルト３の巻掛径を小さくする場合は、上記と反対方向の回転力を減速歯車１０からギヤ９に対して付与することで、ボールねじ１２のナット部材１３は軸方向（図２の右方）に移動し、図１のように保持器リング２３の端面が隔壁１１の端面に当接した時点で、ナット部材１３は軸方向の移動を停止する。
【００３３】
ところで、本発明の実施形態は、ボールねじ１２と転がり軸受３１とは、軸方向一方側および軸方向他方側に並べて配置した構成を有する。このため、従来のように、プーリ側の転がり軸受をボールねじの内径側に配置したボールねじ装置に比べて、その分だけボールねじ（ボールねじ装置）の径を小さくすることができる。
【００３４】
そして本発明の実施形態のように、ボールねじ１２の径を小さくすることによりリード角を従来品に比べて大きくすることができる。そしてリード角を大きくすることができたことによって、ボールねじ１２の効率を向上させることができ、ナット部材１３の回転角度に対応するナット部材１３の軸方向への移動量を、従来に比べて大きくすることができる。
【００３５】
加えて従来の、ギヤと転がり軸受とボールねじのナット部材を一体で軸方向に移動するために設けていたブラケットは、転がり軸受の外輪部材とは別体であり、この場合、ブラケットの強度が充分でない場合があった。
【００３６】
しかし、本発明の実施形態では、転がり軸受３１の外輪部材３３を径方向に厚みを増加させ、外輪部材３３に筒状の嵌合部７を形成してこの嵌合部７にボールねじ１２のナット部材１３を回転一体に嵌合するようブラケットの機能を付与したので、充分な剛性を備える。このため、ねじ軸１７に対するナット部材１３の軸方向の移動を、正確かつ確実に行い得る。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、ボールねじの径を小さくしてボールねじの効率を向上させることができるとともに、充分な剛性を有するボールねじ装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すボールねじ装置の使用状態を示す全体断面図である。
【図２】同じくボールねじ装置の使用状態を示す全体断面図である。
【図３】同じく分解斜視図である。
【図４】同じくボールの動きを示す断面図である。
【図５】同じく転がり軸受の単体斜視図である。
【符号の説明】
１　　　ボールねじ装置
７　　　嵌合部
７ａ　　外筒部
８　　　係合部
１１　　隔壁
１２　　ボールねじ
１３　　ナット部材
１５　　ねじ溝
１７　　ねじ軸
１８　　ねじ溝
２０　　ボール群
２２　　ボール循環溝
２３　　保持器リング
３１　　転がり軸受
【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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