JP2014156902A - ボールねじ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】歯車を欠歯にすることなく、軸方向に小型化することができるボールねじ装置を提供すること。
【解決手段】ボールねじ装置１１は、内周面にねじ溝を有するボールナット１０と、ボールナット１０に内挿されたねじ軸２２と、ボールナット１０とねじ軸２２との間に介在された複数のボールと、ボールナット１０の外周面１０Ｂに着脱可能に装着され、ボールナット１０のねじ溝を転動するボールを循環させるためのコマ４０Ａとを含む。コマ４０Ａは、その外表面にキー５５を有している。ボールナット１０の外周面１０Ｂには、キー５５と嵌合するキー溝が形成されている。キー５５とキー溝との嵌合により第２歯車９のボールナット１０に対する周方向Ｙの移動が規制されている。
【選択図】図２

Description

この発明はボールねじ装置に関する。

ボールねじ装置は、電動アクチュエータにおいて、電動モータの回転運動を軸方向の直線運動に変換する機構に採用される。ボールねじ装置は、電動モータによって回転されるボールナットを備えている。
電動モータからの回転トルクをボールナットに伝達するために、ボールナットの外周に歯車を設けることが考えられる。このようなボールねじ装置として、ボールナットの外周に歯車をインサート成形により設ける手法が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１３２５５５号公報

ボールナットの外周に歯車を設ける構成として、特許文献１に示す手法以外に、たとえばボールナットの外周に歯車を外嵌させる手法が考えられる。
図１６は、ボールナット５０１の外周に歯車５０２を外嵌させた構成のボールねじ装置５００の概略的な構成を示す図である。ボールナット５０１にはねじ軸５０３が内挿されており、ボールナット５０１とねじ軸５０３との間にボール(図示しない)が配置されている。ボールナット５０１の外周には、ボールナット５０１内のボールを循環させるためのコマ５０５が１または複数個（図１６では３つ）装着されている。

図１６では、歯車５０２の装着位置を、ボールナット５０１の軸方向端部（図１６の左端部）に設定している。歯車５０２の装着位置は、いずれのコマ５０５とも軸方向にずれている。ところが、図１６の構成ではボールナット５０１の軸方向長さが大きくなり、ボールナット装置５００が軸方向に大型化するおそれがある。
ボールナット５０１の軸方向長さの短縮化を図るために、歯車５０２をコマ５０５と軸方向に重複するように配置することが考えられる。しかしながら、コマ５０５の外表面に歯車５０２の歯を形成することはできない。そのため、歯車５０２をコマ５０５と軸方向に重複して設ける場合には、歯車５０２の一部を欠歯にする必要がある。

そこで、本発明の目的は、歯車を欠歯にすることなく、軸方向に小型化することができるボールねじ装置を提供することである。

前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、内周にねじ溝（４３）を有するボールナット（１０）と、前記ねじ溝とねじ軸（２２）との間に介在された複数のボール（２４）と、前記ボールナットの外周に着脱可能に装着され、前記ねじ溝を転動する前記ボールを循環させるためのコマ（４０Ａ）と、前記ボールナットの外周に外嵌される歯車（９；１０９；２０９）とを含み、前記コマはその外表面に凸部（５５；１５５）を有し、前記歯車は前記凸部と嵌合する凹部（７１；１７１；２７１，２７２）を、その内周面（９Ａ）に有し、前記凸部と前記凹部との嵌合により前記歯車の前記ボールナットに対する周方向（Ｙ）移動が規制される、ボールねじ装置（１１；１１１；２１１）である。

なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符合を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。
この構成によれば、ボールナットの外周に装着されたコマを覆うように、ボールナットの外周に歯車が外嵌される。ボールナットに歯車を外嵌した状態では、コマの凸部と歯車の凹部とが嵌合する結果、ボールナットに対する歯車の周方向移動が規制される。

このような構成では、コマおよび歯車を、ボールナットの軸方向に関して重複して設けることができる。そのため、ボールナットの軸方向長さが増大せず、これにより、ボールねじ装置の軸方向への小型化を図ることができる。
また、コマを歯車が覆う構成であるのでコマが露出しない。そのため、歯車が欠歯にはならない。

請求項２に記載のように、前記凹部は、前記ボールナットの軸方向（Ｘ）に延びるキー溝（７１；１７１；２７１，２７２）を含んでいてもよい。
この構成によれば、コマの凸部に嵌合する歯車のキー溝が、ボールナットの軸方向に延びている。そのため、歯車を軸方向に移動させてボールナットの外周に装着することができる。これにより、ボールナットに歯車を簡単に装着することができる。

この場合、前記凸部が、前記ボールナットの軸方向に延びる凸条（５５；１５５）を含んでいてもよい。
請求項３に記載の発明は、前記歯車は、前記ボールナットに対して軸方向から外挿可能になっており、前記凹部（１７１；２７１，２７２）は、誤った姿勢で前記歯車が外挿されるときに前記凸部に非嵌合になるような形状に形成されている、請求項１または２に記載のボールねじ装置である。

この構成によれば、ボールナットに対する歯車の外挿姿勢が正しければ、凸部が凹部に嵌合するために当該凸部が歯車に干渉せず、そのため、ボールナットに対する歯車の軸方向の相対移動が許容される。これに対し、ボールナットに対する歯車の外挿姿勢が誤っていれば、凸部が歯車に干渉し、ボールナットに対する歯車の軸方向の相対移動が規制される。そのため、所期の装着位置に歯車を装着することができない。

ゆえに、歯車が誤った外挿姿勢でボールナットに装着されるのを未然に防止することができる。
また、請求項４に記載のように、前記凸部（５５；１５５）は、前記コマの周方向途中部に形成されていてもよい。
また、前記コマが複数設けられる場合には、請求項５に記載のように、前記凹部（２７１，２７２）は、各コマに対応して複数設けられていてもよい。

本発明の第１実施形態に係るボールねじ装置が適用された電動アクチュエータの模式的な断面図である。 ボールねじ装置の模式的な側面図である。 ボールねじの模式的な断面図である（その１）。 ボールねじの模式的な断面図である（その２）。 第１コマの斜視図である（その１）。 第１コマの斜視図である（その２）。 第２コマの斜視図である。 図２の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。 第２歯車の内周に形成されたキー溝を説明するための縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るボールねじ装置の模式的な側面図である。 第２歯車の内周に形成されたキー溝を説明するための縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係るボールねじ装置の模式的な側面図である。 第２歯車の内周に形成されたキー溝を説明するための縦断面図である。 ボールねじ装置の第１変形例を示す模式的な側面図である。 ボールねじ装置の第２変形例を示す模式的な断面図である。 ボールナットの外周に歯車を外嵌させた構成のボールねじ装置の概略的な構成を示す図である。

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るボールねじ装置１１が適用された電動アクチュエータ１の模式的な断面図である。電動アクチュエータ１は、駆動軸２を軸方向Ｘに出退させることにより駆動対象を駆動する。
電動アクチュエータ１は、電動モータ３と、駆動軸２と、電動モータ３の回転トルクを伝達する減速機構４と、減速機構４を介して伝達された電動モータ３の回転トルクを、駆動軸２の軸方向の直線運動に変換するボールねじ５と、駆動軸２、減速機構４およびボールねじ５を収容するハウジング６とを備えている。

ハウジング６は、第１ハウジング６Ａと、その端面に突き合わされた第２ハウジング６Ｂとを有し、固定ボルト（図示しない）によって互いに結合されている。
電動モータ３は、第１ハウジング６Ａに取り付けられている。電動モータ３の出力軸３ａは第１ハウジング６Ａを挿通し、第２ハウジング６Ｂに装着された転がり軸受７によって回転可能に支持されている。

駆動軸２は、ボールねじ５のねじ軸２２と一体に形成されている。駆動軸２は、第２ハウジング６Ｂ内において、すべり軸受１４を介して回転可能に支持されている。
減速機構４は、第１歯車８と、第２歯車（歯車）９とを備えている。第１歯車８は、第１および第２ハウジング６Ａ，６Ｂの間に収容配置されており、電動モータ３の出力軸３ａの端部に相対回転不能に取り付けられている。第２歯車９は、ボールねじ５のボールナット１０の外周に固定的に外嵌され、かつ第１歯車８に噛み合っている。ボールナット１０は、第２ハウジング６Ｂに装着された転がり軸受１３によって回転可能に支持されている。

ボールねじ５と第２歯車９とによって、ボールねじ装置１１が構成されている。
図２は、ボールねじ装置１１の模式的な側面図である。図３および図４は、ボールねじ５の模式的な断面図である。
図２〜図４に示すように、ボールねじ５は、軸方向Ｘに沿って延びるねじ軸２２と、ボールナット１０と、ねじ軸２２とボールナット１０との間に介在された複数のボール２４と、コマ４０とを備えている。ボールナット１０は、ねじ軸２２に外嵌されている。

ねじ軸２２の外周面２２Ａにはねじ溝４１が形成されている。ねじ溝４１は、ねじ軸２２の円中心を中心として旋回しながら軸方向Ｘの一方へ徐々にずれる螺旋状の溝である。ねじ溝４１の断面は、略Ｕ字状の湾曲面である。外周面２２Ａには、軸方向Ｘに隣り合うねじ溝４１の境界をなす螺旋状のねじ山４２が形成されている。
図２および図３に示すように、ボールナット１０は、軸方向Ｘに延びる筒状体である。その内周面１０Ａおよび外周面１０Ｂは、軸方向Ｘに延びる中心軸を有する円周面となっている。

前述したように、ボールナット１０の外周面１０Ｂには第２歯車９が外嵌される。外周面１０Ｂの軸方向Ｘの一端部１０Ｃには、外周面１０Ｂから径方向外方に向けて突出するフランジ１２が形成されている。ボールナット１０に外嵌された状態で、第２歯車９には軸方向Ｘの一方（図２の左方）に向かうスラスト荷重が作用する。フランジ１２は、他端面（図２の右端面）が第２歯車９に当接する。このフランジ１２により、スラスト荷重を受けた第２歯車９の軸方向Ｘの一方（図２の左方）に向かう移動が規制される。なお、このボールねじ装置１１では、第２歯車９には軸方向Ｘの一方（図２の左方）に向けてのみスラスト荷重が作用し、その反対方向（図２の右方）に向かうスラスト荷重は作用しない。そのため、ボールナット１０の外周面１０Ｂに装着された第２歯車９が軸方向Ｘに移動することはない。しかしながら、軸方向Ｘの双方に向けてスラスト荷重が第２歯車９に作用する場合には、軸受や止め輪によって、第２歯車９の図２の右方向に向かう移動を規制することもできる。

図３に示すように、ボールナット１０の内周面１０Ａには、ねじ溝４３が形成されている。ねじ溝４３は、内周面１０Ａの円中心を中心として旋回しながら軸方向Ｘへ徐々にずれる螺旋状の溝である。ねじ溝４３の断面は、略Ｕ字状の湾曲面である。内周面１０Ａには、軸方向Ｘに隣り合うねじ溝４３の境界をなす螺旋状のねじ山４４が形成されている。
ボールナット１０の外周面１０Ｂには、複数（この実施形態では３つ）収容穴４５が形成されている。複数の収容穴４５は、平行になった状態で、軸方向Ｘおよび周方向Ｙに少しずつずれて配置されている（図２参照）。各収容穴４５は、外周面１０Ｂの径方向内側へ延びる穴であり、この実施形態では、ボールナット１０の周壁（肉厚部分）を径方向に貫通している。

各収容穴４５は、ボールナット１０の外周面１０Ｂ側の外領域４５Ａと、外領域４５Ａよりも内周面１０Ａ側の内領域４５Ｂとを含んでいる。ボールナット１０の外側（径方向外側）から見て、収容穴４５（外領域４５Ａおよび内領域４５Ｂの両方）は、軸方向Ｘおよび内周面１０Ａの周方向Ｙの両方に傾斜する方向に沿って長い。収容穴４５の長手方向Ｙ１は、ボールナット１０の内周面１０Ａのねじ溝４３と交差する方向である（図４参照）。

ボールナット１０の外側から見て、たとえば、外領域４５Ａの輪郭は、四隅が面取りされた長方形状であり、内領域４５Ｂの輪郭は、外領域４５Ａの輪郭の内側に配置される楕円形状である。そのため、ボールナット１０において収容穴４５を区画する部分には、外領域４５Ａと内領域４５Ｂとの境界をなす段差部分４６が形成されている。また、内領域４５Ｂは、ねじ山４４を挟んで隣り合う２列のねじ溝４３に跨っている（図３および図４参照）。

ボールナット１０は、図２および図３に示すように、ねじ軸２２に対して外嵌されており、ねじ軸２２とボールナット１０とは同軸状になっている。この状態で、ねじ軸２２のねじ溝４１とボールナット１０のねじ溝４３とは平行に延びている。そして、軸方向Ｘにおいてボールナット１０の内周面１０Ａが存在する領域において、ボールナット１０のねじ溝４３と、ねじ軸２２の外周面２２Ａにおいて内周面１０Ａに対向している部分におけるねじ溝４１とによって、螺旋状の軌道４７が形成されている。つまり、ボールナット１０およびねじ軸２２の互いのねじ溝４１，４３によって螺旋状の軌道４７が形成されている。軌道４７は、略円形状の断面を有しており（図３参照）、ボールナット１０やねじ軸２２の円中心を中心として旋回しながら軸方向Ｘへ徐々にずれる螺旋状をなしている。軸方向Ｘにおいて隣り合う軌道４７の間には、ねじ軸２２のねじ山４２とボールナット１０のねじ山４４とが径方向に対向した状態で配置されており、これらのねじ山４２，４４は、軸方向Ｘにおいて隣り合う２列の軌道４７の境界をなしている。

図３に示すように、ボール２４は、金属等で形成された小さな球体であって、軌道４７内に配置されており、軌道４７内で自由に転動できる。なお、説明の便宜上、図３では、軌道４７内に配置される全てのボール２４のうちの一部のみ（黒丸部分参照）を図示している。
コマ４０は、小片状であって、収容穴４５と同数（この実施形態では３つ）設けられ、各収容穴４５に１つずつ装着される。このボールねじ装置１１では、コマ４０として、第１コマ４０Ａと第２コマ４０Ｂとの２種類が用いられている。最も一端部１０Ｃ寄りの収容穴４５に第１コマ４０Ａが装着され、残りの２つの収容穴４５に第２コマ４０Ｂが装着される。第１および第２コマ４０Ａ，４０Ｂはそれぞれ収容穴４５に、長手方向Ｙ１（図２参照）が、軸方向Ｘに関し、周方向Ｙに対して第１角度だけ傾斜するように取り付けられている。 図５および図６は、第１コマ４０Ａの斜視図である。

図５および図６に示すように、第１コマ４０Ａは、外部分５１と内部分５２とを一体的に含んでいる。外部分５１は、収容穴４５の外領域４５Ａ（図２および図３参照）に整合する（ちょうど嵌る）形状を有しており、たとえば、四隅が面取りされた長方形の板状である。なお、図５および図６では、図示の関係上、外部分５１を平板状に描いているが、外部分５１は、ボールナット１０の外周面１０Ｂに沿って湾曲している。

外部分５１の外表面には、その長手方向Ｙ１の略中央部（換言すると、周方向Ｙの途中部）に、軸方向Ｘに延びる凸条からなるキー（凸条）５５が形成されている。キー５５は、第２歯車９のキー溝７１と嵌合して、第２歯車９の周方向移動（回転）を阻止するためのキーであり、外部分５１と一体的に形成されている。キー５５は外部分５１の一方側（図５の左奥側）の長辺から他方側（図５の右手前側）の長辺まで、第１コマ４０Ａの長手方向Ｙ１に直角な方向に対し第１角度θだけ傾斜する方向に沿って一直線に延びている。キー５５の断面形状は矩形をなしており、その断面形状および断面大きさは、キー５５の長手方向全域にわたって変化しない。第１コマ４０Ａが収容穴４５に取り付けられた状態で、キー５５は、軸方向Ｘに沿う方向に延びている。

内部分５２は、外部分５１の長手方向に沿って長手のブロック状である。内部分５２は、収容穴４５の内領域４５Ｂ（図２および図３参照）に整合する形状および大きさを有しており、内部分５２では、長手方向における両端部が丸められている。外部分５１において図５で大きく表れている面を外面５１Ａと呼び、外面５１Ａとは反対側の面を内面５１Ｂと呼ぶことにすると、内部分５２は、内面５１Ｂに固定されている。外部分５１の厚さ方向（外面５１Ａと内面５１Ｂとの対向方向）から見て、内部分５２は、外部分５１の輪郭の内側に位置している。内部分５２において、外部分５１から最も離れた面を、循環面５３と呼ぶことにすると、循環面５３は、内部分５２の長手方向に長手である。

図６を参照して、循環面５３は、その長手方向における中央へ向かって外部分５１に近づくように湾曲している。内部分５２において循環面５３の輪郭をなす全ての角は、丸められている。循環面５３には、その長手方向に延びる循環路５４が形成されている。循環路５４は、循環面５３の長手方向全域に亘って設けられている。循環路５４は、外部分５１側へ向けて窪む溝状であって、その断面は、略Ｕ字状に湾曲している。循環路５４において、長手方向における一端を入口５４Ａといい、長手方向における他端を出口５４Ｂということにする。循環路５４は、入口５４Ａと出口５４Ｂとの間において、直線状に延びていてもよいし、緩やかに蛇行して延びていてもよいし、深さが変わっていてもよい。また、循環面５３において循環路５４以外の部分は、循環路５４を挟む第１循環面５３Ａおよび第２循環面５３Ｂである。

第１コマ４０Ａは、ボールナット１０の各収容穴４５に対して、ボールナット１０の径方向外側から装着される。収容穴４５に装着された第１コマ４０Ａでは、外部分５１が収容穴４５の外領域４５Ａに収容され、内部分５２が収容穴４５の内領域４５Ｂに収容される。このとき、外部分５１の内面５１Ｂの周縁部が、収容穴４５における段差部分４６に対してボールナット１０の径方向外側から当接しており、これによって、第１コマ４０Ａが収容穴４５内で位置決めされている。また、長方形状の外部分５１における四隅（図５参照）が外面５１Ａ側からかしめられることによって、第１コマ４０Ａは、ボールナット１０に固定されている。

ボールナット１０に固定された第１コマ４０Ａにおいて、内部分５２の循環路５４は、ねじ山４２，４４を挟んで隣り合う２列のねじ溝４３（換言すれば、隣り合う２列の軌道４７）に跨っており、循環路５４では、入口５４Ａが、隣り合う２列のねじ溝４３の一方に連通していて、出口５４Ｂが、当該２列のねじ溝４３（軌道４７）の他方に連通している（図３および図４参照）。また、図４に示すように、第１コマ４０Ｂの第１循環面５３Ａおよび第２循環面５３Ｂのうち、第１循環面５３Ａは、当該隣り合うねじ溝４３の間のねじ山４４と、当該ねじ山４４に対して軸方向Ｘにおける一方（図４の左方）から隣接する別のねじ山４４Ａとの間に架設されている。第２循環面５３Ｂは、当該隣り合うねじ溝４３の間のねじ山４４と、当該ねじ山４４に対して軸方向Ｘにおける他方（図４の右方）から隣接する別のねじ山４４Ａとの間に架設されている。これにより、循環路５４は、ねじ山４４を挟んで隣り合う２列のねじ溝４３のバイパスとなっている。なお、第１コマ４０Ｂにおいてねじ溝４３内に露出された部分（内部分５２）は、ねじ溝４３を遮断していない。

図３に示すように、軌道４７内のボール２４は、ねじ軸２２の回転に伴って軌道４７内で転動しながら軌道４７に沿って移動するのだが、循環路５４の入口５４Ａに差し掛かると、循環路５４内に進入し、出口５４Ｂから、手前（ボール３３の移動方向上流側）の列の軌道４７に戻される（図３および図４の破線矢印参照）。つまり、循環路５４は、軌道４７内のある位置のボール２４を軌道４７内の別の位置に戻すためのものである。軌道４７内を移動するボール２４が軌道４７によって循環されることによって、軌道４７内におけるボール２４の安定供給が可能になる。

図７は、第２コマ４０Ｂの斜視図である。
図７に示すように、第２コマ４０Ｂは、外部分６１と内部分５２とを一体的に含んでいる。外部分６１は、収容穴４５の外領域４５Ａ（図２および図３参照）に整合する（ちょうど嵌る）形状を有しており、たとえば、四隅が面取りされた長方形の板状である。なお、図７では、図示の関係上、外部分６１を平板状に描いているが、外部分６１は、ボールナット１０の外周面１０Ｂに沿って湾曲している。なお、第２コマ４０Ｂの外部分６１にはキーは設けられていない。

第２コマ４０Ｂの内部分５２は、第１コマ４０Ａの内部分５２と同等の構成であるので、同一の参照番号を付し、説明を省略する。
図８は、図２の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。図９は、第２歯車９の内周に形成されたキー溝７１を説明するための縦断面図である。図２、図８および図９を参照して、第２歯車９について説明する。

第２歯車９は、その外周に歯７２を有する円筒状の歯車である。第２歯車９としてたとえば平歯車が採用されている。第２歯車９は、ボールナット１０の外周面１０Ｂに外嵌固定されている。より具体的には、最も一端部１０Ｃ寄りの収容穴４５に装着される第１コマ４０Ａを第２歯車９が覆っている。
第２歯車９の外周面９Ｂの全域に歯７２が形成されている。第２歯車９の歯７２として、たとえばインボリュートスプラインが採用されている。第２歯車９の歯７２は、第１歯車８の歯と噛み合っており、かつ第２歯車９がボールナット１０の外周に外嵌固定されているので、電動モータ３の回転トルクが第１および第２歯車８，９を介してボールねじ５（ねじ軸２２）に与えられる。

円環状の第２歯車９の内周面９Ａは、円筒面により形成されている。第２歯車９の内周面９Ａには、径方向の所定箇所にキー溝７１が形成されている。キー溝７１は、第２歯車９の一端９Ｃから他端９Ｄまで、軸方向Ｘに沿って一直線に延びている。キー溝７１の断面形状は矩形をなしており、その断面形状および断面大きさは、キー溝７１の長手方向全域にわたって変化しない。キー溝７１は第１コマ４０Ａのキー５５と嵌合する。図８に示すように、キー溝７１の断面形状は、キー５５の断面形状に整合している。

次に、図２および図８を参照して、ボールナット１０に対する第２歯車９の装着について説明する。第２歯車９は、一端部１０Ｃとは反対側の軸方向Ｘの端部（図２の右端）からボールナット１０に外挿される。このとき、第２歯車９の周方向の姿勢は、キー溝７１と第１コマ４０Ａのキー５５との周方向位置が合致するような姿勢とされる。
そして、ボールナット１０の一端部１０Ｃ（図２の左端）に向けて、第２歯車９を軸方向Ｘ移動させる。その後、第１コマ４０Ａのキー５５が部分的に第２歯車９のキー溝７１と嵌合する。キー５５およびキー溝７１がそれぞれ軸方向Ｘに沿って延びているので、キー５５とキー溝７１との嵌合状態であっても、第２歯車９を第１コマ４０Ａに対して相対的に軸方向Ｘ移動させることができる。そして、第２歯車９が所期の装着位置に達した状態では、第２歯車９が第１コマ４０Ａを覆っており、かつ第１コマ４０Ａのキー５５の全域が第２歯車９のキー溝７１と嵌合する。

以上によりこの実施形態によれば、ボールナット１０の外周に装着された第１コマ４０Ａを覆うように、ボールナット１０の外周面９Ｂに第２歯車９が外嵌される。ボールナット１０に第２歯車９を外嵌した状態では、第１コマ４０Ａのキー５５と第２歯車９のキー溝７１とが嵌合し、その結果、ボールナット１０に対する第２歯車９の周方向Ｙの移動が規制される。

ボールナット１０の軸方向Ｘに関して、第１コマ４０Ａと第２歯車９とを重複するように設けることができる。そのため、ボールナット１０の軸方向Ｘの長さが増大せず、これにより、ボールねじ装置１１の小型化を図ることができる。
また、第１コマ４０Ａを第２歯車９が覆う構成であるので、第１コマ４０Ａが露出しない。そのため、第２歯車９を部分的に欠歯にすることがない。

図１０は、本発明の第２実施形態に係るボールねじ装置１１１の模式的な側面図である。 図１１は、ボールねじ装置１１１に含まれる第２歯車（歯車）１０９の内周に形成されたキー溝１７１を説明するための縦断面図である。
第２実施形態に係るボールねじ装置１１１が、第１実施形態と共通する部分は図１〜図９の場合と同一の参照符号を付し、説明を省略する。

ボールねじ装置１１１は、ボールねじ１０５と、第２歯車１０９とを含む。
ボールねじ１０５は、最も一端部１０Ｃ寄りの収容穴４５に取り付けられる第１コマとして、第１コマ４０Ａ（図５および図６参照）に代えて第１コマ１４０Ａを設けた点で、第１実施形態に係るボールねじ５と異なっている。第１コマ１４０Ａにおいて、キー（凸条）１５５の形状が第１コマ４０Ａ（図５および図６参照）のキー５５（図５および図６参照）と異なっている。すなわち、キー５５が第１コマ４０Ａの軸方向Ｘの全域にわたって延びているのに対し、キー１５５が第１コマ１４０Ａの軸方向Ｘの一部分にしか形成されていない。具体的には、キー１５５は、第１コマ４０Ａの一方側の長辺（図１０に示す左側の長辺）から、当該一方側の長辺と他方側の長辺との中間位置まで延びている。軸方向Ｘの長さ以外の各点において、キー１５５はキー５５と共通している。

また、第２歯車１０９は、第１実施形態に係る第２歯車９に代えて用いられるものである。第２歯車１０９は、内周面９Ａに形成されたキー溝１７１の形状がキー溝７１（図８参照）と異なっている点で、第２歯車９と異なっている。
第１コマ１４０Ａのキー１５５と嵌合するキー溝１７１は、第２歯車９の一端９Ｃから、第２歯車９の軸方向の途中部（一端９Ｃと他端９Ｄとの中間位置）までしか延びていない。換言すると、キー溝１７１は、誤った姿勢（軸方向Ｘの向き）で第２歯車１０９が外挿されるときにキー１５５に非嵌合になるような形状に形成されている。前記の点以外の各点において、キー溝１７１はキー溝７１と共通している。

第２実施形態では、ボールナット１０に第２歯車１０９を装着した状態では、第１コマ１４０Ａのキー１５５と第２歯車１０９のキー溝１７１とが嵌合し、その結果、ボールナット１０に対する第２歯車１０９の周方向移動が規制される。ゆえに、第２歯車１０９を部分的に欠歯にすることがなく、ボールねじ装置１１１の小型化を図ることができる。
また、ボールナット１０に対する第２歯車１０９の外挿姿勢（軸方向Ｘの向き）が正しければ、キー１５５がキー溝１７１に嵌合するためにキー１５５が第２歯車１０９の内周面９Ａに干渉せず、そのため、ボールナット１０に対する第２歯車１０９の軸方向Ｘの相対移動が許容される。これに対し、ボールナット１０に対する第２歯車１０９の外挿姿勢が誤っていれば、キー１５５が第２歯車１０９の内周面９Ａに干渉し、ボールナット１０に対する第２歯車１０９の軸方向Ｘの相対移動が規制される。そのため装着位置に第２歯車１０９を装着することができない。ゆえに、第２歯車１０９が誤った外挿姿勢でボールナット１０に装着されるのを未然に防止することができる。

図１２は、本発明の第３実施形態に係るボールねじ装置２１１の模式的な側面図である。 図１３は、ボールねじ装置２１１に含まれる第２歯車２０９の内周に形成されたキー溝２７１，２７２を説明するための縦断面図である。
第３実施形態に係るボールねじ装置２１１が、第１実施形態と共通する部分は図１〜図９の場合と同一の参照符号を付し、説明を省略する。

ボールねじ装置２１１は、ボールねじ２０５と、第２歯車（歯車）２０９とを含む。第２歯車２０９は、第１実施形態に係る第２歯車９に代えて用いられるものである。
第２歯車２０９では、第２歯車９（図２参照）と比較して、その軸方向Ｘの幅が大きく設定されている。したがって、第２歯車２０９がボールねじ２０５のボールナット１０に装着された状態では、第２歯車２０９が、ボールナット１０に装着された複数（図１２では２つ）のコマ４０を覆う。

ボールねじ２０５において、最も一端部１０Ｃ寄りの収容穴４５だけでなく、一端部１０Ｃから２つ目の収容穴４５にも第１コマ４０Ａが設けられている。この点で、ボールねじ２０５は第１実施形態に係るボールねじ５（図２参照）と異なり、その他の点ではボールねじ２０５はボールねじ５と共通している。
一方、第２歯車２０９の内周面９Ａには、２つのキー溝２７１，２７２が、互いに周方向Ｙに間隔を空けて設けられている。キー溝２７１は、最も一端部１０Ｃ寄りの第１コマ４０Ａと嵌合し、キー溝２７２は、一端部１０Ｃから２つ目の第１コマ４０Ａと嵌合する。

キー溝２７１は、第２歯車２０９の一端９Ｃから、第２歯車２０９の軸方向の途中部（一端９Ｃと他端９Ｄとの中間位置）までしか延びていない。キー溝２７１の軸方向Ｘの長さは、第２歯車２０９を装着位置に装着した状態で、キー溝２７１の他端（他端９Ｄ側）が最も一端部１０Ｃ寄りの第１コマ４０Ａと嵌合するように設定されている。換言すると、キー溝２７１は、誤った姿勢で第２歯車２０９が外挿されるときにキー５５に非嵌合になるような形状に形成されている。前記の点以外の各点において、キー溝２７１はキー溝７１（図８参照）と共通している。

キー溝２７２は、第２歯車２０９の一端９Ｃから、第２歯車２０９の軸方向の途中部（一端９Ｃと他端９Ｄとの中間位置）までしか延びていない。キー溝２７２の軸方向Ｘの長さは、第２歯車２０９を装着位置に装着した状態でキー溝２７２の他端（他端９Ｄ側）が一端部１０Ｃから２つ目の第１コマ４０Ａと嵌合するように設定されている。すなわち、キー溝２７２は、キー溝２７１よりも長く設定されている。換言すると、キー溝２７２は、誤った姿勢で第２歯車２０９が外挿されるときにキー５５に非嵌合になるような形状に形成されている。前記の点以外の各点において、キー溝２７２はキー溝７１（図８参照）と共通している。

第３実施形態では、ボールナット１０に第２歯車２０９を装着した状態では、２つの第１コマ４０Ａのキー５５と、第２歯車２０９のキー溝２７１およびキー溝２７２とそれぞれ嵌合し、その結果、ボールナット１０に対する第２歯車２０９の周方向移動が規制される。ゆえに、第２歯車２０９を部分的に欠歯にすることがなく、ボールねじ装置２１１の小型化を図ることができる。

また、ボールナット１０に対する第２歯車２０９の外挿姿勢が正しければ、各キー５５がキー溝２７１，２７２に嵌合するためにキー５５が第２歯車２０９の内周面９Ａに干渉せず、そのため、ボールナット１０に対する第２歯車２０９の軸方向Ｘの相対移動が許容される。これに対し、ボールナット１０に対する第２歯車２０９の外挿姿勢が誤っていれば、キー５５が第２歯車２０９の内周面９Ａに干渉し、ボールナット１０に対する第２歯車２０９の軸方向Ｘの相対移動が規制される。そのため所期の装着位置に第２歯車２０９を装着することができない。ゆえに、第２歯車２０９が誤った外挿姿勢でボールナット１０に装着されるのを未然に防止することができる。

なお、第２歯車２０９に誤挿入防止のための機能を設けない場合には、キー溝２７１，２７２を、第２歯車２０９の一端９Ｃから他端９Ｄまで、軸方向Ｘに沿って延びるものにすることもできる。
以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。

たとえば、第１実施形態において、図１４に示すように、第２歯車９を、ボールナット１０の軸方向Ｘの一端部ではなく、ボールナット１０の軸方向Ｘの途中部（図１４では中間部）に装着することもできる。この場合、軸方向Ｘの一端側から２つ目の収容穴４５に第１コマ４０Ａが装着され、残りの２つの収容穴４５に第２コマ４０Ｂが装着されている。そして、軸方向Ｘの一端側から２つ目の第１コマ４０Ａが第２歯車９に嵌合し、これにより、第２歯車９の周方向Ｙの移動が規制される。

また、第１〜第３キー溝７１，１７１，２７１，２７２の形成位置にも種々変更を加えることもできる。図１５に示すように、第２歯車９，１０９，２０９（図１５では、第２歯車９のみを図示）の歯７２の歯厚が大きい場合には、歯７２の直下位置にキー溝７１，１７１，２７１，２７２（図１５では、キー溝７１のみを図示）を形成することもできる。

また、環状の第２歯車９，１０９，２０９として平歯車を例に挙げて説明したが、ウォームホイールや、はすば歯車、傘歯車などの他の歯車にも適用できる。また、第２歯車９，１０９，２０９に、歯車（第１歯車８）ではなく、電動モータ３からの回転トルクを伝達するためのベルトが噛み合う構成を採用することもできる。
また、キー５５，１５５は凸条である必要はなく、キー溝７１，１７１，２７１に係合する凸部であればよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

９…第２歯車（歯車）、９Ａ…内周面、１０…ボールナット、１１…ボールねじ装置、２２…ねじ軸、２４…ボール、４０Ａ…コマ、４３…ねじ溝、５５…キー（凸条）、１０９…第２歯車（歯車）、１１１…ボールねじ装置、１５５…キー（凸条）、２０９…第２歯車（歯車）、２１１…ボールねじ装置、Ｘ…軸方向、Ｙ…周方向

Claims (5)

1. 内周にねじ溝を有するボールナットと、
   前記ねじ溝とねじ軸との間に介在された複数のボールと、
   前記ボールナットの外周に着脱可能に装着され、前記ねじ溝を転動する前記ボールを循環させるためのコマと、
   前記ボールナットの外周に外嵌される歯車とを含み、
   前記コマはその外表面に凸部を有し、
   前記歯車は前記凸部と嵌合する凹部を、その内周面に有し、
   前記凸部と前記凹部との嵌合により前記歯車の前記ボールナットに対する周方向移動が規制される、ボールねじ装置。
2. 前記凹部は、前記ボールナットの軸方向に延びるキー溝を含む、請求項１に記載のボールねじ装置。
3. 前記歯車は、前記ボールナットに対して軸方向から外挿可能になっており、
   前記凹部は、誤った姿勢で前記歯車が外挿されるときに前記凸部に非嵌合になるような形状に形成されている、請求項１または２に記載のボールねじ装置。
4. 前記凸部は、前記コマの周方向途中部に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のボールねじ装置。
5. 前記コマは複数設けられており、
   前記凹部は、各コマに対応して複数設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のボールねじ装置。

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