特許 6009898 クラッチおよびボールねじモジュール並びに装置類

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6009898

(24)【登録日】2016年9月23日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】クラッチおよびボールねじモジュール並びに装置類

(51)【国際特許分類】

   F16D 63/00 20060101AFI20161006BHJP

   F16H 9/18 20060101ALI20161006BHJP

   F16H 25/22 20060101ALI20161006BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20161006BHJP

【ＦＩ】

   F16D63/00 R

   F16H9/18 Z

   F16H25/22 A

   B62D5/04

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-226054(P2012-226054)

(22)【出願日】2012年10月11日

(65)【公開番号】特開2014-77510(P2014-77510A)

(43)【公開日】2014年5月1日

【審査請求日】2015年9月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100167380

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 隆

(72)【発明者】

【氏名】水内 崇夫

【審査官】 竹村 秀康

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１５６６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４４１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２７３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０１９７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１１７９５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ４９／００−７１／０４

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｆ１６Ｈ ９／１８

Ｆ１６Ｈ ２５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外輪と、その外輪の円筒形内面との間でくさび空間を形成するカム面を外周に有する複数の切欠部が外周の周方向に間隔をおいて形成された内輪と、前記切欠部のそれぞれ内部に収容された円筒ころと、その円筒ころを保持するポケットを有する保持器と、前記くさび空間の狭小部内に挿入される押圧片が設けられたインプットリングと、前記円筒ころをくさび空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材とからなり、前記押圧片が円筒ころをくさび空間の広幅部に向けて直接押圧する方向の回転を順方向とした際、前記インプットリングの順方向および逆方向の２方向の回転を内輪に伝達可能とし、内輪からインプットリングへは、逆方向の回転のみ伝達可能として、順方向への回転伝達は、くさび空間の狭小部に対するローラの噛み込みにより内輪をロックして遮断するようにしたクラッチにおいて、前記保持器を前記内輪に対して軸方向に抜止めする抜止め手段を設けたことを特徴とするクラッチ。

【請求項2】

前記抜止め手段が、内輪の隣接する切欠部間に形成された膨出部の外周における軸方向の両端部に前記切欠部から周方向に延びる一対の円弧状の凹段部を設け、保持器には前記切欠部内からそれぞれの凹段部内に挿入可能な一対の切り起こし片を設け、その切り起こし片を前記凹段部の軸方向側面に係合させた構成からなる請求項１に記載のクラッチ。

【請求項3】

前記外輪の開口端部に内向きの折曲げ片を形成して、外輪、内輪、円筒ころおよび保持器を組立ユニットとした請求項１または２に記載のクラッチ。

【請求項4】

前記弾性部材が、前記ポケットの周方向の一端部から内向きに折曲げ形成された弾性片からなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクラッチ。

【請求項5】

ねじ軸の外周に形成された螺旋状のボール転走溝とナット部材の内周に形成された螺旋状のボール転走溝間にボールを組み込んだボールねじと、そのボールねじのナット部材に入力部材からの回転を伝達し、ナット部材から入力部材への回転伝達を遮断する逆入力遮断機能付きクラッチとを有し、そのクラッチが請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクラッチとされ、そのクラッチの内輪が前記ナット部材に嵌合されて一体化され、前記入力部材がナット部材に対して相対的に回転自在とされたボールねじモジュール。

【請求項6】

ドライビングプーリと、そのドライビングプーリに対して軸方向に相対的に移動自在に設けられたドリブンプーリと、入力部材により回転駆動されるナット部材およびそのナット部材の回転により軸方向に移動するねじ軸を有し、そのねじ軸の軸方向への移動によって前記ドリブンプーリを軸方向に移動させるボールねじとを備え、前記ドリブンプーリの軸方向への移動により、ドライビングプーリとドリブンプーリの対向部間に掛かるベルトの巻径を調整するようにした無段変速機におけるベルト巻径調整装置において、前記ボールねじが請求項５に記載のボールねじモジュールからなることを特徴とする無段変速機におけるベルト巻径調整装置。

【請求項7】

車輪を操舵自在に支持する支持部材にボールねじのねじ軸を連結し、電動モータのロータの回転を前記ボールねじのナット部材に伝達する回転伝達系に前記車輪に働く外力によって前記電動モータのロータが回転するのを防止するクラッチを組み込んだ車輪操舵装置において、前記ねじ軸およびクラッチが、請求項５に記載のボールねじモジュールからなることを特徴とする車輪操舵装置。

【請求項8】

内輪と、その内輪の円筒形外面との間にくさび空間を形成するカム面を有する複数の切欠部が内周の周方向に間隔をおいて形成された外輪と、その外輪のそれぞれの切欠部内に収容された円筒ころと、その円筒ころが収容されるポケットを有する保持器と、前記くさび空間のそれぞれの狭小部内に挿入される押圧片が設けられたインプットリングとからなり、前記ポケットの周方向の一端部に前記円筒ころをくさび空間の狭小部に向けて付勢する弾性片が折り曲げにより形成されたクラッチにおいて、前記保持器を前記外輪に対して軸方向に抜止めする抜止め手段を設けたことを特徴とするクラッチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、クラッチおよびそのクラッチを採用したボールねじモジュール並びにそのボールねじモジュールを採用した無段変速機におけるベルト巻径調整装置等の装置類に関する。

【背景技術】

【0002】

外輪と、その内側に組み込まれた内輪の相互間において回転の伝達と遮断とを行なうクラッチとして、特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１に記載されたクラッチにおいては、一方向の回転のみを伝達するものであるため、順方向の回転のみならず必要に応じて逆方向の回転をも伝達したいトルク伝達系に組み込んで使用することはできない。

【0003】

例えば、特許文献２に記載されているように、電動モータによってボールねじを形成するナット部材を回転し、そのナット部材の回転によりねじ軸を軸方向に移動させて車輪を操舵する車輪操舵装置のトルク伝達系に採用すると、ねじ軸を往復運動させることができず、車輪を操舵することができない。このように、特許文献１に記載されたクラッチにおいては、順方向のみの回転を伝達する一方向クラッチであるため、使用に制限を受けることが多いという不都合がある。

【0004】

そこで、特許文献２に記載された車輪操舵装置においては、電動モータのロータとボールねじのねじ軸間に順方向および逆方向の２方向の回転伝達が可能であって、逆入力を遮断することができるクラッチ機構の採用により、ボールねじの往復運動を可能とし、かつ、車輪からの一方向の逆入力を遮断して車輪を操舵できるようにしている。

【0005】

また、特許文献３においては、ボールねじの往復運動と一方向の逆入力を遮断することができるようにした特殊なクラッチ機構を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−２５６９２９号公報

【特許文献2】特開２００３−８１１０６号公報

【特許文献3】特開２００１−１３０４０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、特許文献２や特許文献３に記載されたクラッチ機構においては、特定の用途に限ってのみ使用できるようにしたものであってクラッチモジュールとしての体をなしていないため、クラッチ機構を必要とする装置の組立てに手間がかかり、また、取り扱いが困難である。

【0008】

つまり、特許文献３では、電動ブレーキユニットを構成する部品の一部がクラッチを形成している。このため、クラッチの外輪がハウジングを兼ねている、歯車の一部が保持器の役割をしていることから、ユニットの組立が完了して初めてクラッチが形成されるため、クラッチとして単体で成立する構造ではない。このように、クラッチとしてモジュール化されていないため、単独で分解・運搬できないとの課題がある。また、外輪がハウジングの一部となっていることから、軸貫通タイプでは使用できない。

【0009】

この発明の課題は、入力側から出力側へは順方向および逆方向の２方向の回転伝達を可能とし、出力側から入力側へは一方向の逆入力を遮断することができる単体部品としての組付け性に優れた取り扱いの容易なクラッチを提供することである。

【0010】

また、この発明においては、そのクラッチを用いたボールねじモジュールおよびそのボールねじモジュールを用いた無段変速機におけるベルト巻径調整装置ならびに車輪操舵装置を提供することを第２の課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題を解決するため、この発明に係るクラッチにおいては、外輪と、その外輪の円筒形内面との間でくさび空間を形成するカム面を外周に有する複数の切欠部が外周の周方向に間隔をおいて形成された内輪と、前記切欠部のそれぞれ内部に収容された円筒ころと、その円筒ころを保持するポケットを有する保持器と、前記くさび空間の狭小部内に挿入される押圧片が設けられたインプットリングと、前記円筒ころをくさび空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材とからなり、前記押圧片が円筒ころをくさび空間の広幅部に向けて直接押圧する方向の回転を順方向とした際、前記インプットリングの順方向および逆方向の２方向の回転を内輪に伝達可能とし、内輪からインプットリングへは、逆方向の回転のみ伝達可能として、順方向への回転伝達は、くさび空間の狭小部に対するローラの噛み込みにより内輪をロックして遮断するようにした構成を採用したのである。

【0012】

上記の構成からなるクラッチにおいて、外輪を固定する使用において、インプットリングを順方向に回転させると、押圧片が円筒ころを押圧する。その押圧により、円筒ころがくさび空間の広幅部に向けて移動すると共に、弾性片が弾性変形し、その円筒ころおよび弾性片を介して内輪の隣接する切欠部間に設けられた膨出部が押圧され、内輪がインプットリングと同方向に回転する。

【0013】

一方、インプットリングを順方向と逆の方向に回転させると、押圧片がその回転方向前側に位置する膨出部の周方向端面を直接押圧し、その押圧により内輪が逆方向に回転する。

【0014】

ここで、内輪がインプットリングの順方向と同方向に回転しようとすると、くさび空間の狭小部にローラが噛み込み、その噛み込みにより内輪がロックされて逆入力は遮断される。

【0015】

このように、この発明に係るクラッチにおいては、インプットリングの順方向および逆方向の２方向の回転を内輪に伝達することができると共に、内輪からインプットリングへの逆入力を遮断することができる。

【0016】

この発明に係るクラッチにおいて、保持器を軸方向に非分離とする抜止め手段を設けておくと、内輪、保持器、ローラを組立てユニットとすることができるため、各種部品のバラケを防止し、取り扱いの容易なクラッチを得ることができる。

【0017】

上記抜止め手段として、内輪の隣接する切欠部間に形成された膨出部の外周における軸方向の両端部に前記切欠部から周方向に延びる一対の円弧状の凹段部を設け、保持器には前記切欠部内からそれぞれの凹段部に挿入可能な一対の切り起こし片を設けた構成からなるものを採用することにより、保持器に設けられた切り起こし片を内輪の切欠部に対向させた状態から、内輪の外周に保持器を嵌合し、一対の切り起こし片が切欠部内に配置される状態から保持器を回転させることにより、凹段部内に切り起こし片が侵入して、その凹段部の軸方向の側面に切り起こし片が係合することになり、保持器を簡単に軸方向に非分離とすることができる。

【0018】

ここで、外輪の開口端部に内向きの折曲げ片を形成すると、外輪、内輪、円筒ころおよび保持器を組立ユニットとすることができるため、各種部品のバラケを防止し、取り扱いをより容易とすることができる。

【0019】

また、保持器に形成されたポケットの周方向の一端部を内向きに折り曲げ、その折曲げ片をローラ押圧用の弾性部材とすることにより、部品点数の低減化を図り、クラッチの組立性を向上させることができる。

【0020】

上記の課題を解決するため、この発明に係るボールねじモジュールにおいては、ねじ軸の外周に形成された螺旋状のボール転走溝とナット部材の内周に形成された螺旋状のボール転走溝間にボールを組み込んだボールねじと、そのボールねじのナット部材に入力部材からの回転を伝達し、ナット部材から入力部材への回転伝達を遮断する逆入力遮断機能付きクラッチとを有し、そのクラッチがこの発明に係る上記クラッチとされ、そのクラッチの内輪を前記ナット部材に嵌合して一体化し、前記入力部材をナット部材に対して相対的に回転自在とした構成を採用したのである。

【0021】

上記のように、ボールねじとクラッチとを組み合わせることによって、効率的な動力変換機能とブレーキング機能を持つボールねじモジュールを得ることができ、ボールねじを必要とする装置への組付性が向上し、しかも、容易に取り外すこともできるため、メンテナンスの向上も図ることができる。

【0022】

上記の課題を解決するため、この発明に係る無段変速機におけるベルト巻径調整装置においては、ドライビングプーリと、そのドライビングプーリに対して軸方向に相対的に移動自在に設けられたドリブンプーリと、入力部材により回転駆動されるナット部材およびそのナット部材の回転により軸方向に移動するねじ軸を有し、そのねじ軸の軸方向への移動によって前記ドリブンプーリを軸方向に移動させるボールねじとを備え、前記ドリブンプーリの軸方向への移動により、ドライビングプーリとドリブンプーリの対向部間に掛かるベルトの巻径を調整するようにした無段変速機におけるベルト巻径調整装置おいて、上記ボールねじをこの発明に係る前述のボールねじモジュールとした構成を採用したのである。

【0023】

上記のように、この発明に係るボールねじモジュールを無段変速機のベルト巻径調整装置として採用することによって、その無段変速機を容易に組立ることができ、また、取外しも容易であるため、メンテナンスも容易とすることができる。

【0024】

また、ドリブンプーリからボールねじのねじ軸に負荷される逆入力をクラッチにより遮断することができるため、ドリブンプーリを巻径調整位置において確実に停止保持することができる。

【0025】

また、この発明に係る車輪操舵装置においては、車輪を操舵自在に支持する支持部材にボールねじのねじ軸を連結し、電動モータのロータの回転を前記ボールねじのナット部材に伝達する回転伝達系に前記車輪に働く外力によって前記電動モータのロータが回転するのを防止するクラッチを組み込んだ車輪操舵装置において、前記ねじ軸およびクラッチをこの発明に係る前述のボールねじモジュールとした構成を採用したのである。

【0026】

上記のように、この発明に係るボールねじモジュールを車輪操舵装置に採用することによって、その車輪操舵装置を容易に組立ることができ、また、取外しも容易であるため、メンテナンスも容易とすることができる。

【0027】

また、車輪からボールねじのねじ軸に負荷される外力をクラッチにより遮断することができるため、電動モータのロータに上記外力が伝達されず、車両の走行安定性を改善することができる。また、車輪からの外力が電動モータに伝達されることがないため、電動モータの制御システムを簡略化することができる

【発明の効果】

【0028】

この発明に係るクラッチにおいては、上記のように、インプットリングの順方向および逆方向の２方向の回転を内輪に伝達することができると共に、内輪からインプットリングへの逆入力を遮断することができるため、特定の用途に限らず種々な用途に適用可能な汎用性の高いクラッチとすることができる。

【0029】

また、クラッチが部品単体として体をなすため、取り扱いが容易であり、しかも、各種装置に対しての組付け性に優れ、各種装置の組立て性を高めることができると共に、取外しも容易であるため、メンテナンスも容易とすることができる。

【0030】

さらに、ボールねじとクラッチとを組み合わせボールねじモジュールとしたことにより、効率的な動力変換機能とブレーキング機能を持つボールねじモジュールを得ることができ、無段変速機のベルト巻径調整装置や車輪操舵装置等の装置類に採用することができる。また、その装置類への採用により、その装置類を容易に組立ることができ、しかも、取外しも容易であるため、メンテナンスも容易とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】この発明に係るクラッチの実施の形態を示す斜視図

【図2】図１に示すクラッチの縦断面図

【図3】図２のIII−III線に沿った断面図

【図4】図１に示すクラッチの分解斜視図

【図5】図１に示すクラッチのトルク伝達状態を示す縦断面図

【図6】クラッチの組立ての途中の状態を示す斜視図

【図7】組立ユニットに対するインプットリングの組付け前の状態を示す分解斜視図

【図8】この発明に係るボールねじモジュールを示す縦断面図

【図9】図８に示すボールねじモジュールを採用した無段変速機のベルト巻径調整装置の縦断面図

【図10】図８に示すボールねじモジュールを採用した車輪操舵装置の正面図

【図11】図１０に示す車輪操舵装置の縦断面図

【図12】この発明に係るクラッチの他の実施の形態を示す縦断面図

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図４は、この発明に係るクラッチの実施の形態を示す。図示のように、クラッチＣは、外輪１と、その内側に組み込まれた内輪２と、その内輪２と外輪１間に組み込まれた円筒ころ３と、その円筒ころ３を保持する保持器４および上記内輪２に回転を伝達するインプットリング５とからなる。

【0033】

外輪１は、鋼板のプレス成形品からなり、その内面１ａは円筒形をなし、軸方向の両端には折曲げ片としての内向きのフランジ１ｂ、１ｃが設けられている。ここで、一対の内向きフランジ１ｂ、１ｃのうち、一方のフランンジはクラッチＣの組立て前において形成され、他方のフランジは、クラッチＣの組立て後における端部の加締めにより形成される。

【0034】

内輪２には、円筒ころ３が収容される複数の切欠部２ａが周方向に間隔をおいて形成され、それぞれの切欠部２ａに円筒ころ３が一つずつ組み込まれている。また、切欠部２ａのそれぞれには、外輪１の円筒形内面１ａとの間でくさび空間を形成するカム面２ｂが設けられている。

【0035】

保持器４は、薄鋼板のプレス成形品からなっている。この保持器４は、円筒状をなし、内輪２の外周に嵌合され、内輪２の切欠部２ａのそれぞれと対向する位置には円筒ころ３を収容するポケット４ａが設けられている。

【0036】

また、保持器４には、ポケット４ａの周方向の一端に内向きに折り曲げられた弾性部材としての弾性片４ｂが設けられ、その弾性片４ｂは円筒ころ３をくさび空間の狭小部に向けて付勢している。

【0037】

保持器４は、内輪２との間に設けられた抜止め手段１０によって軸方向に非分離とされている。抜止め手段１０は、内輪２の隣接する切欠部２ａ間に形成された膨出部２ｃの外周における軸方向の両端部に上記切欠部２ａから周方向に延びる一対の円弧状の凹段部１１を設け、保持器４には上記切欠部２ａ内からそれぞれの凹段部１１内に挿入可能な一対の切り起こし片１２を設け、その切り起こし片１２を凹段部１１の軸方向側面に係合させるようにしている。

【0038】

インプットリング５は、内輪２の軸方向の一端部に対向する配置とされ、その内輪２に対する対向面にはそれぞれのくさび空間の狭小部内に挿入される押圧片５ａが設けられている。

【0039】

実施の形態で示すクラッチＣは上記の構造からなり、そのクラッチＣの組立てに際しては、内輪２の外周に保持器４を嵌合する。その嵌合に際し、保持器４に設けられた切り起こし片１２を内輪２の切欠部２ａに対向するようにして保持器４を位置決めし、その位置決め状態から内輪２の外周に保持器４を嵌合し、切り起こし片１２を切欠部２ａ内に位置させた状態から保持器４を内輪２に対して相対回転させる。

【0040】

上記のような内輪２に対する保持器４の相対回転により、保持器４に形成された切り起こし片１２が凹段部１１内に侵入して、その凹段部１１の軸方向の側面に切り起こし片１２が係合し、その係合によって保持器４は軸方向に非分離とされる。

【0041】

また、保持器４の相対回転により、その保持器４に設けられた弾性片４ｂの折曲げ基端が膨出部２ｃの周方向の一端面に係合し、その係合により保持器４は一方向に回り止めされて、保持器４は組付け状態とされる。

【0042】

上記のような保持器４の組付け状態において、保持器４のポケット４ａから切欠部２ａ内に円筒ころ３を組込む。図６は円筒ころ３の組付け状態を示し、その円筒ころ３の組付け後、その組立て品の外側に外輪１を嵌合し、その嵌合方向の端部を内向きに加締めて内向きフランジ１ｃを形成することにより、図７に示すように、外輪１、内輪２、円筒ころ３および保持器４は組立て状態とされて組立ユニットＵが形成される。

【0043】

組立ユニットＵの形成後、インプットリング５の押圧片５ａを内輪２の軸方向の一端面に対向して、そのインプットリング５を内輪２に向けて移動させることにより、図１および図２に示すように、押圧片５ａが内輪２の切欠部２ａ内に進入してクラッチＣの組立てが完了する。

【0044】

クラッチＣの組立て状態において、外輪１を固定し、インプットリング５を図１および図２に示す矢印イの方向に回転させると、図５に示すように、インプットリング５の押圧片５ａが円筒ころ３を押圧する。その押圧により、円筒ころ３がくさび空間の広幅部に向けて移動し、また、その移動する円筒ころ３の押圧により弾性片４ｂが弾性変形し、上記弾性片４ｂおよび円筒ころ３を介してインプットリング５の回転が内輪２に伝達され、内輪２がインプットリング５と同方向に回転する。

【0045】

また、インプットリング５を図１および図２に示す矢印ロの方向に回転させると、インプットリング５の押圧片５ａが内輪２の膨出部２ｃの周方向の端面を押圧し、その押圧によって内輪２がインプットリング５と同方向に回転する。

【0046】

ここで、内輪２を図２に示す矢印ハの方向に回転させると、外輪１の円筒面１ａと内輪２のカム面２ｂで形成されるくさび空間の狭小部に円筒ころ３が噛み込んで内輪２がロックし、内輪２からインプットリング５への逆入力は遮断される。

【0047】

上記のように、逆入力の遮断機能が作動する状態において、インプットリング５を回転させると、円筒ころ３または内輪２の膨出部２ｃが押圧片５ａで押圧されるため、逆入力の遮断機能を解除することができる。

【0048】

なお、内輪２を図２に示す矢印ニの方向に回転させると、円筒ころ３はインプットリング５の押圧片５ａに接触して、内輪２の回転をインプットリング５に伝達し、インプットリング５が内輪２と同方向に回転する。

【0049】

実施の形態示すクラッチＣにおいては、上記のように、インプットリング５の矢印イで示す方向および矢印ロで示す方向の２方向の回転を内輪２に伝達することができると共に、内輪２が図２の矢印ハで示す方向に回転しようとした際には、その内輪２をロックしてインプットリング５への逆入力を遮断するため、特定の用途に限らず種々な用途に適用可能な汎用性の高いクラッチとすることができる。

【0050】

また、クラッチＣが部品単体として体をなすため、取り扱いが容易であり、しかも、各種装置に対しての組付け性に優れ、各種装置の組立て性を高めることができると共に、取外しも容易であるため、メンテナンスも容易とすることができる。

【0051】

図８は、図１に示すクラッチＣを用いたボールねじモジュールＭを示す。このボールねじモジュールＭは、ボールねじ２０と、図１に示す逆入力遮断機能付きクラッチＣからなっている。

【0052】

ボールねじ２０は、ねじ軸２１の外周に形成された螺旋状のボール転走溝２２とナット部材２３の内周に形成された螺旋状のボール転走溝２４間にボール２５を組み込んだ構成とされ、上記ナット部材２３の外周には軸方向中央部から一方の端部側に片寄った位置に環状突出部２６が設けられ、その環状突出部２６の軸方向一側における外周にクラッチＣの内輪２と、ナット部材２３の回転支持用軸受２７が嵌合されている。

【0053】

ここで、内輪２は、ナット部材２３の外周に嵌合されてキー止めにより回り止めされ、環状突出部２６によって軸方向に位置決めされている。

【0054】

また、ナット部材２３の外周には、環状突出部２６の軸方向他側に軸受２８が嵌合され、その軸受２８によってクラッチＣのインプットリング５が回転自在に支持されている。

【0055】

インプットリング５の外周にはトルク入力リング２９と、インプットリング５の回転支持用軸受３０とが嵌合され、上記トルク入力リング２９はインプットリング５に対して一体化されている。

【0056】

トルク入力リング２９として、ここでは、ギヤを示しているが、ギヤに限定されるものではない。例えば、プーリであってもよく、スプロケットであってもよい。

【0057】

上記の構成からなるボールねじモジュールＭにおいて、クラッチＣの外輪１を固定する状態でトルク入力リング２９に回転トルクを入力すると、インプットリング５が回転し、その回転はクラッチＣを介してナット部材２３に伝達される。このため、ナット部材２３が回転し、その回転によりねじ軸２１が軸方向に移動する。

【0058】

このとき、クラッチＣは、順方向および逆方向の２方向の回転をナット部材２３に伝達することができるため、ねじ軸２１を軸方向に往復動させることができる。ねじ軸２１が軸方向に移動して、その軸力により仕事をし、その反力がねじ軸２１に作用すると、ナット部材２３が回転しようとする。このとき、クラッチＣの円筒ころ３は外輪１の円筒形内面１ａと内輪２のカム面２ｂで形成されるくさび空間の狭小部に噛み込むため、ナット部材２３がロックされ、ナット部材２３からインプットリング５への逆入力が遮断される。

【0059】

図８に示すように、ボールねじ２０とクラッチＣとを組み合わせることによって、効率的な動力変換機能とブレーキング機能を持つボールねじモジュールＭを得ることができ、しかも、軸受２７、２８、３０の嵌め合いにより各種の構成部品が一体化されて一つの機能部品としての体をなすため、ボールねじ２０を必要とする装置への組付性が向上し、輸送や保管に伴う取り扱いを容易とし、さらに、取外しも容易とすることができるため、メンテナンスを容易とすることができる。

【0060】

ここで、ボールねじモジュールＭを構成するすべての構成部品を鉄を主とする材料で形成することにより、リサイクルや廃棄を容易とすることができる。

【0061】

図９乃至図１１は、図８に示すボールねじモジュールＭの使用例を示し、図９においては、ベルト式無段変速機のベルト巻径調整装置として使用した例を示す。このベルト式無段変速機のベルト巻径調整装置においては、ドライビングプーリ４１の軸心上に設けられたガイド軸４２によってドリブンプーリ４３をスライド自在に支持し、そのドライビングプーリ４１とドリブンプーリ４３の対向面間に形成されたＶ形ベルト案内溝４４に両側面がテーパ面とされたベルト４５を掛け渡し、上記ドリブンプーリ４３をコネクティングロッド４６の軸端部に嵌合された軸受４７で回転自在に支持し、上記コネクティングロッド４６の軸方向への移動により、ドリブンプーリ４３をドライビングプーリ４１に対して相対的に移動させてベルト４５の巻き径を調整するようにしている。

【0062】

そして、コネクティングロッド４６を軸方向に移動させるために、そのコネクティングロッド４６をスライド自在に支持するハウジング４８と、そのハウジング４８にボルト止めされるカバー４９によって図８に示すボールねじモジュールＭを支持して、ボールねじモジュールＭのねじ軸２１をコネクティングロッド４６に接続し、上記カバー４９に支持された電動モータ５０の出力軸にトルク入力リング２９に噛合する駆動ギヤ５１を設けている。

【0063】

ボールねじモジュールＭの支持に際し、ハウジング４８に嵌合凹部５２を形成し、その嵌合凹部５２にボールねじモジュールＭの軸受３０を嵌合し、また、カバー４９にも上記嵌合凹部５２と同軸上に嵌合凹部５３を設け、その嵌合凹部５３にクラッチＣの外輪１および軸受２７を嵌合するようにしている。

【0064】

上記の構成からなるベルト式無段変速機のベルト巻径調整装置において、電動モータ５０を駆動して駆動ギヤ５１を回転させると、その回転はボールねじモジュールＭのトルク入力リング２９からクラッチＣのインプットリング５に伝達されて、インプットリング５が回転する。

【0065】

また、インプットリング５の回転はナット部材２３に伝達されるため、ねじ軸２１が軸方向に移動する。そのねじ軸２１にはドリブンプーリ４３を回転自在に支持するコネクティングロッド４６が接続されているため、ねじ軸２１の軸方向への移動により、ドリブンプーリ４３がドライビングプーリ４１に対して相対的に移動し、ベルト４５の巻き径が調整される。

【0066】

ベルト４５の巻き径の調整後、電動モータ５０を停止すると、ドリブンプーリ４３からコネクティングロッド４６を介してボールねじモジュールＭのねじ軸２１に軸力が負荷され、ナット部材２３が回転しようとする。このとき、クラッチＣは係合してナット部材２３をロックするため、ねじ軸２１からナット部材２３への逆入力は遮断される。

【0067】

ベルト式無段変速機のベルト巻径調整装置においては、上記のように、図８に示すボールねじモジュールＭを使用し、そのボールねじモジュールＭは、ハウジング４８に形成された嵌合凹部５２にボールねじモジュールＭの軸受３０を嵌合し、また、カバー４９に設けられた嵌合凹部５３にクラッチＣの外輪１および軸受２７を嵌合する組込みであるため、組み付けが容易であり、ベルト式無段変速機のベルト巻径調整装置を簡単に組み立てることができる。

【0068】

ここで、ボールねじモジュールＭのトルク入力リング２９は必要に応じて取付けるものであり、図１０および図１１は、トルク入力リング２９を取り除き、クラッチＣと軸受２７の位置を左右逆の配置としたボールねじモジュールＭを車輪操舵装置に用いた使用例を示す。

【0069】

図１０および図１１に示す車輪操舵装置においては、左右一対の車輪６０、６０のそれぞれを操舵可能に支持する一対の支持部材６１にボールねじモジュールＭのねじ軸２１の端部を連結し、上記ねじ軸２１と同軸上に設けられた電動モータ６２のモータケース６３内にステータ６４を固定し、そのステータ６４の内側に設けられた回転可能なロータ６５の内側に筒状の入力軸６６を挿通して、ロータ６５に固定し、上記モータケース６３の端部に接続された軸受ハウジング６７の内径面にクラッチＣの外輪１および軸受２７、２８を圧入し、上記クラッチＣのインプットリング５を上記入力軸６６の軸端部に嵌合して一体化している。

【0070】

上記の構成からなる車輪操舵装置において、電動モータ６２を駆動してロータ６５と共に入力軸６６を回転させると、クラッチＣのインプットリング５が回転し、そのインプットリング５の回転によりナット部材２３がインプットリング５と同方向に回転し、ねじ軸２１が軸方向に移動して車輪６０が操舵される。

【0071】

上記のように、図８に示すボールねじモジュールＭを使用し、そのボールねじモジュールＭは、軸受ハウジング６７の内径面にクラッチＣの外輪１および軸受２７、２８を圧入する組込みであるため、組み付けが容易であり、車輪操舵装置を簡単に組み立てることができる。

【0072】

また、車輪６０からボールねじ２０のねじ軸２１に負荷される外力はクラッチＣにより遮断されるため、電動モータ６２のロータ６５に上記外力が伝達されず、車両の走行安定性を改善することができる。また、車輪６０からの外力が電動モータ６２に伝達されることがないため、電動モータ６２の制御システムを簡略化することができる

【0073】

図１乃至図７に示すクラッチＣにおいては、外輪１の内面１ａを円筒形とし、内輪２の内周に切欠部２ａを設けたが、図１２に示すように、内輪２の外面２ｅを円筒形とし、外輪１の内周に切欠部１ｄを設けてもよい。この場合、切欠部１ｄに内輪２の円筒形外面２ｅとの間でくさび空間を形成するカム面１ｅを設ける。

【0074】

また、外輪１の内周に保持器４を嵌合し、その保持器４と外輪１の隣接する切欠部１ｄ間に形成された膨出部１ｆの相互間に凹段部１１と切り起こし片１２からなる抜止め手段１０を設けるようにする。

【0075】

さらに、保持器４に形成されたポケット４ａの周方向の一端に外向きの弾性片４ｂを折曲げにより形成し、その弾性片４ｂにより円筒ころ３をくさび空間の狭小部に向けて付勢すると共に、インプットリング５に設けられた押圧片５ａを切欠部１ｄ内に挿入する。

【0076】

図１２に示すクラッチＣにおいては、内輪２を固定し、インプットリング５の回転により外輪１を順方向または逆方向に回転させると共に、外輪１の一方向(図１２の矢印ホで示す方向)の回転時に円筒ころ３をくさび空間の狭小部に噛み込ませて外輪１からインプットリング５への逆入力を遮断する。

【符号の説明】

【0077】

Ｃ クラッチ
Ｍ ボールねじモジュール
１ 外輪
１ａ 円筒形内面
１ｂ 内向きフランジ(折曲げ片)
１ｃ 内向きフランジ(折曲げ片)
１ｄ 切欠部
１ｅ カム面
２ 内輪
２ａ 切欠部
２ｂ カム面
２ｃ 膨出部
２ｄ 円筒形外面
３ 円筒ころ
４ 保持器
４ａ ポケット
４ｂ 弾性片
５ インプットリング
５ａ 押圧片
１０ 抜止め手段
１１ 凹段部
１２ 切り起こし片
２０ ボールねじ
２１ ねじ軸
２２ ボール転走溝
２３ ナット部材
２４ ボール転走溝
２５ ボール
２９ トルク入力リング
４１ ドライビングプーリ
４３ ドリブンプーリ
４５ ベルト
６０ 車輪

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】