特許 7192466 動力伝達装置

(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】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】動力伝達装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 25/22 20060101AFI20221213BHJP

   F16H 25/24 20060101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

F16H25/22 C

F16H25/24 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018233548

(22)【出願日】2018-12-13

(65)【公開番号】P2020094647

(43)【公開日】2020-06-18

【審査請求日】2021-07-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】瀬川 諒

(72)【発明者】

【氏名】下村 祐二

【審査官】増岡 亘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－７５３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２５５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２４２２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１６９７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０１７６７２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ２５／２２

Ｆ１６Ｈ ２５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
前記ハウジングに固定されるねじ軸、前記ねじ軸の軸方向に移動できるナット、及び前記ねじ軸と前記ナットとの間に配置される複数のボールを備えるボールねじ装置と、
前記ねじ軸の軸方向において、前記ボールねじ装置とは異なる位置に配置されるスプロケットと、
前記ねじ軸及び前記スプロケットを貫通するシャフトと、
前記シャフトと前記スプロケットとの間で回転を伝達又は遮断するクラッチと、
前記ナットと共に移動し前記クラッチを押すピストンと、
を備え、
前記ナットは、前記ボールを循環させるための複数の循環溝を内周面に備え、
前記スプロケットが回転する時に前記スプロケットが前記シャフトに加える力の方向とは反対方向を第１方向とした場合、前記ピストンが前記クラッチに接触した後にさらに所定距離だけ移動した最大負荷状態において、少なくとも１つの前記循環溝は、前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部にはなく、
前記ナットは、
径方向外側に突出するフランジと、
前記フランジに設けられ、前記循環溝の目印となる切欠きと、
を備えている
動力伝達装置。

【請求項2】

前記最大負荷状態において、前記軸方向から見た場合、前記ナットの中心と１つの前記循環溝の中心とを通る直線は、前記ナットの中心と前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部とを通る直線に対して角度をなす
請求項１に記載の動力伝達装置。

【請求項3】

前記最大負荷状態において、前記軸方向から見た場合、前記ナットの中心と１つの前記循環溝の中心とを通る直線は、前記ナットの中心と前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部とを通る直線に対して９０°をなす
請求項１又は２に記載の動力伝達装置。

【請求項4】

前記ナットの回転軸を中心とした周方向における１つの前記循環溝の位置は、他の前記循環溝の前記周方向における位置とは異なる
請求項１から３のいずれか１項に記載の動力伝達装置。

【請求項5】

前記最大負荷状態において、複数の前記循環溝のうち前記スプロケットから最も遠い前記循環溝は、前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部にはない
請求項１から４のいずれか１項に記載の動力伝達装置。

【請求項6】

前記最大負荷状態において、全ての前記循環溝は、前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部にはない
請求項１から４いずれか１項に記載の動力伝達装置。

【請求項7】

前記最大負荷状態において、前記軸方向から見た場合、全ての前記循環溝に関して、前記ナットの中心と前記循環溝の中心とを通る直線は、前記ナットの中心と前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部とを通る直線に対して９０°をなす
請求項１から４のいずれか１項に記載の動力伝達装置。

【請求項8】

前記ピストンが前記クラッチに接触した時から前記最大負荷状態に至るまでの間、少なくとも１つの前記循環溝は、前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部にはない
請求項１から７のいずれか１項に記載の動力伝達装置。

【請求項9】

前記ピストンが前記クラッチに接触した時から前記最大負荷状態に至るまでの間、全ての前記循環溝は、前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部にはない
請求項８に記載の動力伝達装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、動力伝達装置に関する。

【背景技術】

【0002】

回転運動を直進運動に変換する装置としてボールねじ装置が知られている。ボールねじ装置は、ねじ軸と、ナットと、複数のボールを備えている。例えば特許文献１には、ボールねじ装置を備える動力伝達装置の一例が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１２５５３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ボールねじ装置を備える動力伝達装置は、モーメント荷重を受ける環境で使用されることがある。ボールねじ装置がモーメント荷重を受けると、ボールに高い圧力が加わる。これにより、ねじ軸又はナットに圧痕が発生することによって、ボールねじ装置の寿命が短くなる可能性がある。このため、モーメント荷重を受ける環境においてボールに加わる圧力を抑制できる動力伝達装置が望まれる。

【0005】

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、モーメント荷重を受ける環境においてボールに加わる圧力を抑制できる動力伝達装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するため、本開示の動力伝達装置は、ハウジングと、前記ハウジングに固定されるねじ軸、前記ねじ軸の軸方向に移動できるナット、及び前記ねじ軸と前記ナットとの間に配置される複数のボールを備えるボールねじ装置と、前記ねじ軸の軸方向において、前記ボールねじ装置とは異なる位置に配置されるスプロケットと、前記ねじ軸及び前記スプロケットを貫通するシャフトと、前記シャフトと前記スプロケットとの間で回転を伝達又は遮断するクラッチと、前記ナットと共に移動し前記クラッチを押すピストンと、を備え、前記ナットは、前記ボールを循環させるための複数の循環溝を内周面に備え、前記スプロケットが回転する時に前記スプロケットが前記シャフトに加える力の方向とは反対方向を第１方向とした場合、前記ピストンが前記クラッチに接触した後にさらに所定距離だけ移動した最大負荷状態において、少なくとも１つの前記循環溝は、前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部にはない。

【0007】

スプロケットはチェーンによって一定方向に引っ張られるので、シャフトの撓む方向も一定である。このため、シャフトが撓む時にボールねじ装置に加わるモーメント荷重の方向は一定である。具体的には、ボールねじ装置において、スプロケットがシャフトに加える力の方向とは反対方向の端部に最も大きな荷重が加わる。一方、循環溝にあるボールは、荷重を受けることができない。ボールねじ装置に加わる荷重は、循環溝にあるボールを除くボールが負担する。１つのボールが負担する荷重が増加すると、ねじ軸又はナットに圧痕が発生することによって、ボールねじ装置の寿命が短くなる可能性がある。これに対して、本実施形態においては、最大負荷状態において循環溝がナットの内周面のうち第１方向の端部には配置されない。これにより、大きな荷重を受ける第１方向の端部に、荷重を負担できるボールが存在する。このため、１つのボールが負担する荷重が低減される。したがって、本開示の動力伝達装置は、モーメント荷重を受ける環境においてボールに加わる圧力を抑制できる。

【0008】

上記の動力伝達装置の望ましい態様として、前記最大負荷状態において、前記軸方向から見た場合、前記ナットの中心と１つの前記循環溝の中心とを通る直線は、前記ナットの中心と前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部とを通る直線に対して角度をなす。

【0009】

これにより、最大負荷状態において、ナットの第１方向の端部に対して、循環溝が遠くに配置される。このため、最大負荷状態において、ボールねじ装置のうち循環溝が配置される部分に加わる荷重が小さくなりやすい。したがって、本開示の動力伝達装置は、ボールに加わる圧力をより抑制できる。

【0010】

上記の動力伝達装置の望ましい態様として、前記最大負荷状態において、前記軸方向から見た場合、前記ナットの中心と１つの前記循環溝の中心とを通る直線は、前記ナットの中心と前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部とを通る直線に対して９０°をなす。

【0011】

これにより、最大負荷状態において、ナットの第１方向の端部に対して、循環溝がより遠くに配置される。このため、最大負荷状態において、ボールねじ装置のうち循環溝が配置される部分に加わる荷重がより小さくなりやすい。したがって、本開示の動力伝達装置は、ボールに加わる圧力をより抑制できる。

【0012】

上記の動力伝達装置の望ましい態様として、前記ナットの回転軸を中心とした周方向における１つの前記循環溝の位置は、他の前記循環溝の前記周方向における位置とは異なる。

【0013】

これにより、全ての循環溝が軸方向から見て重なるように配置される場合と比較して、ナットが軸方向に短くなる。このため、本開示の動力伝達装置は、ボールねじ装置を小型にできる。

【0014】

上記の動力伝達装置の望ましい態様として、前記最大負荷状態において、複数の前記循環溝のうち前記スプロケットから最も遠い前記循環溝は、前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部にはない。

【0015】

ボールねじ装置が受ける荷重は、スプロケットからの距離が大きいほど大きくなる。すなわち、ボールねじ装置が受ける荷重は、スプロケットに近い方の端部で最小となり、スプロケットから遠い方の端部で最大となる。本実施形態のボールねじ装置においては、複数の循環溝のうちスプロケットから最も遠い循環溝が第１方向の端部に配置されない。これにより、ボールねじ装置のボールが配置される部分のうち、最も大きな荷重を受ける部分に循環溝が配置されない。したがって、本開示の動力伝達装置は、ボールに加わる圧力をより抑制できる。

【0016】

上記の動力伝達装置の望ましい態様として、前記最大負荷状態において、全ての前記循環溝は、前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部にはない。

【0017】

これにより、本開示の動力伝達装置は、モーメント荷重を受ける環境においてボールに加わる圧力をより抑制できる。

【0018】

上記の動力伝達装置の望ましい態様として、前記最大負荷状態において、前記軸方向から見た場合、全ての前記循環溝に関して、前記ナットの中心と前記循環溝の中心とを通る直線は、前記ナットの中心と前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部とを通る直線に対して９０°をなす。

【0019】

これにより、ボールねじ装置のうち１つの循環溝が配置される部分に加わる荷重と、ボールねじ装置のうち他の循環溝が配置される部分に加わる荷重との間の差が低減される。したがって、本開示の動力伝達装置は、一部のボールに大きな圧力が加わることを抑制できる。

【0020】

上記の動力伝達装置の望ましい態様として、前記ピストンが前記クラッチに接触した時から前記最大負荷状態に至るまでの間、少なくとも１つの前記循環溝は、前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部にはない。

【0021】

これにより、最大負荷状態に限らず、ボールねじ装置がモーメント荷重を受けている間は、第１方向の端部に荷重を負担できるボールが存在する。したがって、本開示の動力伝達装置は、モーメント荷重を受ける環境においてボールに加わる圧力を抑制できる。

【0022】

上記の動力伝達装置の望ましい態様として、前記ピストンが前記クラッチに接触した時から前記最大負荷状態に至るまでの間、全ての前記循環溝は、前記ナットの内周面のうち前記第１方向の端部にはない。

【0023】

これにより、本開示の動力伝達装置は、モーメント荷重を受ける環境においてボールに加わる圧力をより抑制できる。

【発明の効果】

【0024】

本開示の動力伝達装置によれば、モーメント荷重を受ける環境においてボールに加わる圧力を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は、実施形態の動力伝達装置の断面図である。

【図2】図２は、チェーンによって引っ張られた状態のシャフトを示す模式図である。

【図3】図３は、実施形態のボールねじ装置の断面図である。

【図4】図４は、実施形態のボールねじ装置の斜視図である。

【図5】図５は、実施形態のねじ軸の断面図である。

【図6】図６は、実施形態のナットの断面図である。

【図7】図７は、ピストンがクラッチに接する前における動力伝達装置の断面図である。

【図8】図８は、ピストンがクラッチに接した後における動力伝達装置の断面図である。

【図9】図９は、図８のＡ－Ａ断面図である。

【図10】図１０は、図８のＢ－Ｂ断面図である。

【図11】図１１は、第１変形例のボールねじ装置の断面図である。

【図12】図１２は、第２変形例のボールねじ装置の断面図である。

【図13】図１３は、第３変形例のねじ軸の側面図である。

【図14】図１４は、第３変形例のねじ軸の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

【0027】

（実施形態）
図１は、実施形態の動力伝達装置の断面図である。図２は、チェーンによって引っ張られた状態のシャフトを示す模式図である。図３は、実施形態のボールねじ装置の断面図である。図４は、実施形態のボールねじ装置の斜視図である。図５は、実施形態のねじ軸の断面図である。図６は、実施形態のナットの断面図である。図７は、ピストンがクラッチに接する前における動力伝達装置の断面図である。図８は、ピストンがクラッチに接した後における動力伝達装置の断面図である。図９は、図８のＡ－Ａ断面図である。図１０は、図８のＢ－Ｂ断面図である。図９及び図１０は、ボール２５の軌道に沿う曲面で切った断面である。

【0028】

本実施形態の動力伝達装置１０は、駆動源から出力部材へ動力を伝達する装置である。動力伝達装置１０は、駆動源の動力を伝達する出力部材を切り替える装置でもある。例えば、動力伝達装置１０は、四輪駆動車に設けられるトランスファである。動力伝達装置１０は、駆動源の動力を前輪及び後輪のいずれか一方に伝達する状態と、駆動源の動力を前輪及び後輪の両方に伝達する状態と、を切り替える。

【0029】

図１に示すように、動力伝達装置１０は、ハウジング１１と、ボールねじ装置２０と、スプロケット３０と、シャフト４０と、軸受１５と、軸受１７と、クラッチ６０と、ピストン５０と、軸受１３と、を備える。ハウジング１１は、車体に固定される部材である。

【0030】

図１に示すように、ボールねじ装置２０は、ねじ軸２１と、ナット２３と、複数のボール２５と、を備える。以下の説明において、ねじ軸２１の軸方向（ナット２３の軸方向）は、単に軸方向と記載される。軸方向に対する直交方向は、径方向と記載される。ナット２３の回転軸を中心とした周方向は、単に周方向と記載される。

【0031】

図１に示すように、ねじ軸２１は、ハウジング１１に固定される。ねじ軸２１は、回転せず且つ軸方向に移動しない。ねじ軸２１は、中空の部材である。より具体的には、ねじ軸２１は、円筒状に形成されている。図３に示すように、ねじ軸２１は、ねじ溝２１１と、切欠き２１９と、を備える。ねじ溝２１１は、ねじ軸２１の外周面に設けられる螺旋状の溝である。図４に示すように、切欠き２１９は、ねじ軸２１の端面に設けられる溝である。切欠き２１９は、キー溝とも呼ばれる。図５の距離Ｌ１は、切欠き２１９から直近のねじ溝２１１までの軸方向の距離である。

【0032】

図３に示すように、ナット２３は、ねじ軸２１の外周に配置される。ねじ軸２１が、ナット２３を貫通する。ナット２３の内周面は、ねじ軸２１の外周面に面する。ナット２３は、フランジ２３７と、複数のねじ溝２３１と、切欠き２３９と、複数の循環溝２３５と、を備える。フランジ２３７は、径方向に突出する円盤状の部材である。ねじ溝２３１は、内周面に設けられる螺旋状の溝である。ねじ溝２３１は、ねじ軸２１のねじ溝２１１に面する。ねじ軸２１のねじ溝２１１とナット２３のねじ溝２３１とによって形成される転動路を、複数のボール２５が転がる。ナット２３は、ねじ軸２１に対して回転する。ナット２３は、例えば電動モータ等によって回転させられる。ナット２３は、回転すると、軸方向に移動する。ナット２３は、回転可能であり且つ軸方向に移動可能である。ナット２３の軸方向の移動量をＳとし、ねじ溝２３１のリード（軸方向に隣接するねじ溝２３１同士の間隔）をＬとし、ナット２３の回転角度をθとした場合、Ｓ＝Ｌ×θ／３６０が成り立つ。図４に示すように、切欠き２３９は、フランジ２３７に設けられる溝である。切欠き２３９は、キー溝とも呼ばれる。図６の距離Ｌ２は、切欠き２３９から直近の循環溝２３５までの軸方向の距離である。

【0033】

循環溝２３５は、ねじ溝２３１の一端と他端とを繋ぐ溝である。循環溝２３５は、ボール２５を循環させる。本実施形態において、循環溝２３５の数は２つである。例えば、循環溝２３５は、ナット２３を塑性変形させることによって形成される。なお、循環溝２３５は、除去加工によって形成されてもよい。

【0034】

図１に示すように、スプロケット３０は、軸方向においてボールねじ装置２０とは異なる位置に配置される。スプロケット３０は、ナット２３の回転軸と同じ回転軸を中心に回転する。スプロケット３０は、ナット２３と同軸に配置される。図２に示すように、スプロケット３０には、チェーン１９が巻きかけられる。スプロケット３０は、外周面にチェーン１９に噛み合う複数の歯を備える。チェーン１９は、スプロケット３０の回転軸とは異なる回転軸を中心に回転する出力部材に取り付けられる。スプロケット３０の回転は、チェーン１９を介して出力部材に伝達される。

【0035】

図１に示すように、シャフト４０は、ねじ軸２１及びスプロケット３０を貫通する。シャフト４０は、駆動源の動力によって回転する。シャフト４０は、入力軸である。軸受１５は、シャフト４０とねじ軸２１との間に配置される。軸受１５によって、シャフト４０は、ねじ軸２１に対して回転できる。軸受１７は、シャフト４０とスプロケット３０との間に配置される。軸受１７によって、シャフト４０は、スプロケット３０に対して回転できる。軸受１５及び軸受１７は、例えばニードルベアリングである。

【0036】

クラッチ６０は、シャフト４０とスプロケット３０との間で回転を伝達又は遮断する装置である。図１に示すように、クラッチ６０は、第１取付部６１と、複数の第１摩擦板６３と、第２取付部６５と、複数の第２摩擦板６７と、を備える。第１取付部６１は、シャフト４０と接続されており、シャフト４０と共に回転する。第１取付部６１は、略円筒状である。第１摩擦板６３は、第１取付部６１の内周面に固定される。第１摩擦板６３は、円盤状である。複数の第１摩擦板６３は、軸方向に間隔を空けて並べられる。第２取付部６５は、スプロケット３０と接続されており、スプロケット３０と共に回転する。第２取付部６５は、略円筒状である。第２摩擦板６７は、第２取付部６５の内周面に固定される。第２摩擦板６７は、円盤状である。複数の第２摩擦板６７は、軸方向に間隔を空けて並べられる。第１摩擦板６３及び第２摩擦板６７は、軸方向に交互に配置される。

【0037】

ピストン５０は、クラッチ６０を押す部材である。図１に示すように、ピストン５０は、軸受１３を介してナット２３と接続される。軸受１３は、スラスト軸受である。軸受１３は、ピストン５０とナット２３のフランジ２３７との間に配置される。軸受１３によってピストン５０は、ナット２３に対して回転できる。ピストン５０のナット２３とは反対側の端面は、クラッチ６０の第１摩擦板６３に面する。

【0038】

図７に示すように、第１摩擦板６３及び第２摩擦板６７が接していない状態においては、シャフト４０とスプロケット３０との間における回転の伝達が遮断される。ナット２３が回転すると、ピストン５０は、ナット２３と共に軸方向に移動する。図８に示すように、ピストン５０は、第１摩擦板６３に接し、第１摩擦板６３を押す。第１摩擦板６３が第２摩擦板６７に押し付けられることによって、第１摩擦板６３と第２摩擦板６７との間の摩擦が大きくなる。これにより、シャフト４０の回転がクラッチ６０を介して、スプロケット３０に伝達される。第１摩擦板６３及び第２摩擦板６７が接した状態においては、第１摩擦板６３と第２摩擦板６７との間の摩擦によって、シャフト４０の回転がスプロケット３０に伝達される。

【0039】

さらにピストン５０が移動すると、ナット２３がピストン５０を押す力と、ピストン５０がクラッチ６０から受ける反力とが釣り合う。このため、ピストン５０が停止する。ピストン５０が停止した状態において、ボールねじ装置２０に加わる荷重が最大となる。ボールねじ装置２０に加わる荷重が最大となる状態を、最大負荷状態と呼ぶ。最大負荷状態は、ピストン５０がクラッチ６０に接した後にさらに軸方向に所定距離移動した状態であるといえる。

【0040】

シャフト４０の回転がスプロケット３０に伝達されている時、スプロケット３０に巻きかけられたチェーン１９が駆動する。図２に示すように、スプロケット３０には、チェーン１９の張力Ｔ１が作用する。このため、スプロケット３０は、シャフト４０に対して張力Ｔ１と同じ方向の力を加える。シャフト４０は、スプロケット３０から受ける力によって撓む（変形する）。スプロケット３０がシャフト４０に加える力の方向とは反対方向を第１方向Ｄ１とする。

【0041】

図２に示すようにシャフト４０が撓むと、ボールねじ装置２０がクラッチ６０に対して傾斜する。ボールねじ装置２０がクラッチ６０から受ける反力は、均一荷重ではなく、偏荷重となる。このため、ボールねじ装置２０は、モーメント荷重を受けることになる。また、ボールねじ装置２０が受けるモーメント荷重は、ナット２３（ピストン５０）がスプロケット３０に近付くほど増加する。

【0042】

図９及び図１０に示すように、最大負荷状態において、循環溝２３５は、ナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１にはない。最大負荷状態において、軸方向から見て、循環溝２３５は、端部Ｅ１に重ならない。また、ピストン５０がクラッチ６０に接した時から最大負荷状態に至るまでの間、ナット２３の回転量に応じて、ナット２３の端部Ｅ１に対する循環溝２３５の相対的な位置が変化する。ピストン５０がクラッチ６０に接触した時から最大負荷状態に至るまでの間、循環溝２３５は、ナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１にはない。１つの循環溝２３５の周方向の位置は、他の循環溝２３５の周方向における位置とは異なる。本実施形態においては、最大負荷状態において、全ての循環溝２３５は、ナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１にはない。

【0043】

図９に示すように、最大負荷状態において、軸方向から見た場合、ねじ軸２１の中心Ｃとスプロケット３０に最も近い循環溝２３５の中心Ｐ１とを通る直線は、ねじ軸２１の中心Ｃと端部Ｅ１とを通る直線に対して９０°をなす。図１０に示すように、最大負荷状態において、軸方向から見た場合、ねじ軸２１の中心Ｃとスプロケット３０から最も遠い循環溝２３５の中心Ｐ２とを通る直線は、ねじ軸２１の中心Ｃと端部Ｅ１とを通る直線に対して９０°をなす。図９及び図１０に示すように、スプロケット３０から最も遠い循環溝２３５は、スプロケット３０に最も近い循環溝２３５に対して、中心Ｃを挟んだ反対側に配置される。

【0044】

ねじ軸２１及びナット２３は、最大負荷状態において循環溝２３５がナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１に位置しないように組み立てられる。ねじ軸２１に対するナット２３の初期位置は、予め決まっている。このため、最大負荷状態でのナット２３の位置から初期位置までの軸方向の距離は、予め決まる。当該距離と、上述した数式Ｓ＝Ｌ×θ／３６０とに基づいて、初期位置における循環溝２３５の周方向の位置が算出される。ねじ軸２１及びナット２３は、循環溝２３５の周方向の位置が、算出された位置になるように組み立てられる。ねじ軸２１及びナット２３を組み立てる時に、ねじ軸２１の切欠き２１９とナット２３の切欠き２３９が目印として使用される。例えば、ねじ軸２１及びナット２３は、切欠き２１９の周方向の位置と切欠き２３９の周方向の位置とが同じになるように組み立てられる。図５に示す距離Ｌ１、及び図６に示す距離Ｌ２は、切欠き２１９の周方向の位置と切欠き２３９の周方向の位置とが同じ状態が適切な初期位置の状態となるように、設定される。また、ナット２３が適切な初期位置にあるか否かは、ねじ軸２１の端面からナット２３の端面までの軸方向の距離によっても判断される。

【0045】

なお、循環溝２３５は、必ずしも図９及び図１０に示すように配置されなくてもよい。図９及び図１０に示す循環溝２３５の配置は、一例である。最大負荷状態において、軸方向から見た場合、ねじ軸２１の中心Ｃと循環溝２３５の中心とを通る直線と、ねじ軸２１の中心Ｃと端部Ｅ１とを通る直線とがなす角度は、９０°より大きくてもよいし小さくてもよい。例えば、当該角度は、４５°、１３５°又は１８０°等であってもよい。循環溝２３５の数は、必ずしも２つでなくてもよく、３つ以上であってもよい。また、最大負荷状態において、少なくとも１つの循環溝２３５が、ナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１に配置されなければよい。すなわち、ねじ軸２１は、ナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１に配置される循環溝２３５を含んでいてもよい。

【0046】

以上で説明したように、動力伝達装置１０は、ハウジング１１と、ボールねじ装置２０と、スプロケット３０と、シャフト４０と、クラッチ６０と、ピストン５０と、を備える。ボールねじ装置２０は、ハウジングに固定されるねじ軸２１、ねじ軸２１の軸方向に移動できるナット２３、及びねじ軸２１とナット２３との間に配置される複数のボール２５を備える。スプロケット３０は、ねじ軸２１の軸方向において、ボールねじ装置２０とは異なる位置に配置される。シャフト４０は、ねじ軸２１及びスプロケット３０を貫通する。クラッチ６０は、シャフト４０とスプロケット３０との間で回転を伝達又は遮断する。ピストン５０は、ナット２３と共に移動しクラッチ６０を押す。ナット２３は、ボール２５を循環させるための複数の循環溝２３５を内周面に備える。スプロケット３０が回転する時にスプロケット３０がシャフト４０に加える力の方向とは反対方向を第１方向Ｄ１とする。ピストン５０がクラッチ６０に接触した後にさらに所定距離だけ移動した最大負荷状態において、少なくとも１つの循環溝２３５は、ナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１にはない。

【0047】

スプロケット３０はチェーン１９によって一定方向に引っ張られるので、シャフト４０の撓む方向も一定である。このため、シャフト４０が撓む時にボールねじ装置２０に加わるモーメント荷重の方向は一定である。具体的には、ボールねじ装置２０において、スプロケット３０がシャフト４０に加える力の方向とは反対方向の端部Ｅ１に最も大きな荷重が加わる。一方、循環溝２３５にあるボール２５は、荷重を受けることができない。ボールねじ装置２０に加わる荷重は、循環溝２３５にあるボール２５を除くボール２５が負担する。１つのボール２５が負担する荷重が増加すると、ねじ軸２１又はナット２３に圧痕が発生することによって、ボールねじ装置２０の寿命が短くなる可能性がある。これに対して、本実施形態においては、最大負荷状態において循環溝２３５がナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１には配置されない。これにより、大きな荷重を受ける第１方向Ｄ１の端部Ｅ１に、荷重を負担できるボール２５が存在する。このため、１つのボール２５が負担する荷重が低減される。したがって、動力伝達装置１０は、モーメント荷重を受ける環境においてボール２５に加わる圧力を抑制できる。

【0048】

動力伝達装置１０では、最大負荷状態において、軸方向から見た場合、ナット２３の中心Ｃと１つの循環溝２３５の中心Ｐ１とを通る直線は、ナット２３の中心Ｃとナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１とを通る直線に対して角度をなす。

【0049】

これにより、最大負荷状態において、ナット２３の第１方向Ｄ１の端部Ｅ１に対して、循環溝２３５が遠くに配置される。このため、最大負荷状態において、ボールねじ装置２０のうち循環溝２３５が配置される部分に加わる荷重が小さくなりやすい。したがって、動力伝達装置１０は、ボール２５に加わる圧力をより抑制できる。

【0050】

動力伝達装置１０では、最大負荷状態において、軸方向から見た場合、ナット２３の中心Ｃと１つの循環溝２３５の中心Ｐ１とを通る直線は、ナット２３の中心Ｃとナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１とを通る直線に対して９０°をなす。

【0051】

これにより、最大負荷状態において、ナット２３の第１方向Ｄ１の端部Ｅ１に対して、循環溝２３５がより遠くに配置される。このため、最大負荷状態において、ボールねじ装置２０のうち循環溝２３５が配置される部分に加わる荷重がより小さくなりやすい。したがって、動力伝達装置１０は、ボール２５に加わる圧力をより抑制できる。

【0052】

動力伝達装置１０では、ナット２３の回転軸を中心とした周方向における１つの循環溝２３５の位置は、他の循環溝２３５の周方向における位置とは異なる。

【0053】

これにより、全ての循環溝２３５が軸方向から見て重なるように配置される場合と比較して、ナット２３が軸方向に短くなる。このため、動力伝達装置１０は、ボールねじ装置２０を小型にできる。

【0054】

動力伝達装置１０では、最大負荷状態において、複数の循環溝２３５のうちスプロケット３０から最も遠い循環溝２３５は、ナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１にはない。

【0055】

ボールねじ装置２０が受ける荷重は、スプロケット３０からの距離が大きいほど大きくなる。すなわち、ボールねじ装置２０が受ける荷重は、スプロケット３０に近い方の端部で最小となり、スプロケット３０から遠い方の端部で最大となる。本実施形態のボールねじ装置２０においては、複数の循環溝２３５のうちスプロケット３０から最も遠い循環溝２３５が第１方向Ｄ１の端部Ｅ１に配置されない。これにより、ボールねじ装置２０のボール２５が配置される部分のうち、最も大きな荷重を受ける部分に循環溝２３５が配置されない。したがって、動力伝達装置１０は、ボール２５に加わる圧力をより抑制できる。

【0056】

動力伝達装置１０では、最大負荷状態において、全ての循環溝２３５は、ナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１にはない。

【0057】

これにより、動力伝達装置１０は、モーメント荷重を受ける環境においてボール２５に加わる圧力をより抑制できる。

【0058】

動力伝達装置１０では、最大負荷状態において、軸方向から見た場合、全ての循環溝２３５に関して、ナット２３の中心Ｃと循環溝２３５の中心Ｐ１とを通る直線は、ナット２３の中心Ｃとナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１とを通る直線に対して９０°をなす。

【0059】

これにより、ボールねじ装置２０のうち１つの循環溝２３５が配置される部分に加わる荷重と、ボールねじ装置２０のうち他の循環溝２３５が配置される部分に加わる荷重との間の差が低減される。したがって、動力伝達装置１０は、一部のボール２５に大きな圧力が加わることを抑制できる。

【0060】

動力伝達装置１０において、ピストン５０がクラッチ６０に接触した時から最大負荷状態に至るまでの間、少なくとも１つの循環溝２３５は、ナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１にはない。

【0061】

これにより、最大負荷状態に限らず、ボールねじ装置２０がモーメント荷重を受けている間は、第１方向Ｄ１の端部Ｅ１に荷重を負担できるボール２５が存在する。したがって、動力伝達装置１０は、モーメント荷重を受ける環境においてボール２５に加わる圧力を抑制できる。

【0062】

動力伝達装置１０において、ピストン５０がクラッチ６０に接触した時から最大負荷状態に至るまでの間、全ての循環溝２３５は、ナット２３の内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１にはない。

【0063】

これにより、動力伝達装置１０は、モーメント荷重を受ける環境においてボール２５に加わる圧力をより抑制できる。

【0064】

（第１変形例）
図１１は、第１変形例のボールねじ装置の断面図である。図１１は、ピストン５０がクラッチ６０に接触する前の状態を示す。すなわち、図１１は、最大負荷状態を示す図ではない。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

【0065】

図１１に示すように、第１変形例のボールねじ装置２０Ａは、ナット２３Ａを備える。ナット２３Ａは、４つの循環溝２３５を備える。最大負荷状態において、循環溝２３５は、ナット２３Ａの内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１には配置されない。最大負荷状態において、軸方向から見て、循環溝２３５は、端部Ｅ１に重ならない。ボールねじ装置２０Ａにおいては、最大負荷状態において、全ての循環溝２１５は、ナット２３Ｂの内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１には配置されない。

【0066】

図１１に示すように、スプロケット３０から２番目に近い循環溝２３５の周方向の位置は、スプロケット３０から最も近い循環溝２３５の周方向の位置の反対側である。スプロケット３０から３番目に近い循環溝２３５の周方向の位置は、スプロケット３０から２番目に近い循環溝２３５の周方向の位置の反対側である。スプロケット３０から最も遠い循環溝２３５の周方向の位置は、スプロケット３０から３番目に近い循環溝２３５の周方向の位置の反対側である。

【0067】

（第２変形例）
図１２は、第２変形例のボールねじ装置の断面図である。図１２は、ピストン５０がクラッチ６０に接触する前の状態を示す。すなわち、図１２は、最大負荷状態を示す図ではない。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

【0068】

図１２に示すように、第２変形例のボールねじ装置２０Ｂは、ナット２３Ｂを備える。ナット２３Ｂは、４つの循環溝２３５を備える。最大負荷状態において、循環溝２３５は、ナット２３Ｂの内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１には配置されない。最大負荷状態において、軸方向から見て、循環溝２３５は、端部Ｅ１に重ならない。ボールねじ装置２０Ｂにおいては、最大負荷状態において、全ての循環溝２１５は、ナット２３Ｂの内周面のうち第１方向Ｄ１の端部Ｅ１には配置されない。

【0069】

図１２に示すように、スプロケット３０から２番目に近い循環溝２３５の周方向の位置は、スプロケット３０から最も近い循環溝２３５の周方向の位置と同じである。スプロケット３０から３番目に近い循環溝２３５の周方向の位置は、スプロケット３０から２番目に近い循環溝２３５の周方向の位置の反対側である。スプロケット３０から最も遠い循環溝２３５の周方向の位置は、スプロケット３０から３番目に近い循環溝２３５の周方向の位置と同じである。

【0070】

（第３変形例）
図１３は、第３変形例のねじ軸の側面図である。図１４は、第３変形例のねじ軸の正面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

【0071】

図１３及び図１４に示すように、第３変形例のねじ軸２１Ｃは、第１ピン２１６と、第２ピン２１７と、第３ピン２１８と、を備える。第１ピン２１６、第２ピン２１７、及び第３ピン２１８は、ねじ軸２１Ｃの端面に設けられた突起である。第１ピン２１６、第２ピン２１７、及び第３ピン２１８は、周方向で等間隔に配置される。第１ピン２１６の直径は、第２ピン２１７及び第３ピン２１８の直径よりも大きい。第１ピン２１６、第２ピン２１７、及び第３ピン２１８は、上述した切欠き２１９と同様に、ねじ軸２１Ｃ及びナット２３を組み立てる時の目印として使用される。

【符号の説明】

【0072】

１０ 動力伝達装置
１１ ハウジング
１３、１５、１７ 軸受
１９ チェーン
２０、２０Ａ、２０Ｂ ボールねじ装置
２１、２１Ｃ ねじ軸
２３、２３Ａ、２３Ｂ ナット
２５ ボール
３０ スプロケット
４０ シャフト
５０ ピストン
６０ クラッチ
６１ 第１取付部
６３ 第１摩擦板
６５ 第２取付部
６７ 第２摩擦板
２１１ ねじ溝
２１５ 循環溝
２１６ 第１ピン
２１７ 第２ピン
２１８ 第３ピン
２１９ 切欠き
２３１ ねじ溝
２３５ 循環溝
２３７ フランジ
２３９ 切欠き
Ｃ 中心
Ｅ１ 端部
Ｐ１、Ｐ２ 中心
Ｔ１ 張力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】