JP2022032066A - ボールねじ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボールねじ装置において、新規な方法でストロークをより大きくする。【解決手段】外周に第一螺旋溝が形成されているねじ軸と、前記ねじ軸の外周側に設けられ内周に第二螺旋溝が形成されているナットと、前記第一螺旋溝と前記第二螺旋溝との間に設けられている複数のボールと、を備え、前記ねじ軸が相対回転することで、複数の前記ボールが前記第二螺旋溝に対して所定の移動方向に転がり移動し、前記ナットが初期位置から軸方向に相対移動するボールねじ装置であって、前記ナットが前記初期位置にある状態で、複数の前記ボールのうち前記移動方向の先頭に位置する端部ボールに接触することで前記端部ボールの前記移動方向への移動を規制する規制部を備え、前記規制部は、前記ねじ軸の相対回転に伴い前記移動方向に転がり移動する前記端部ボールに押され、前記移動方向と交差する方向へ弾性変形することで前記端部ボールの前記移動方向への移動を許容する、ボールねじ装置。【選択図】図４

Description

本発明は、ボールねじ装置に関する。

特許文献１に、自動車のブレーキ装置に適用可能なボールねじ装置が開示されている。このボールねじ装置は、外周に螺旋溝が形成されているねじ軸と、ねじ軸の外周側に設けられ内周に螺旋溝が形成されているナットと、ねじ軸の螺旋溝とナットの螺旋溝との間に設けられている複数のボールとを有する。ねじ軸が回転することにより、ナットがねじ軸の軸方向に沿って移動する。特許文献１に開示のボールねじ装置は、ナットの移動の際、複数のボールが循環する型式の装置ではなく、複数のボールがナットの螺旋溝内に留まって転動する非循環式の装置である。

特開２０１６－３５２８９号公報

図１４は、非循環式のボールねじ装置が有するねじ軸の螺旋溝及びナットの螺旋溝の一部を平面に展開した状態を示す説明図である。当該ボールねじ装置は、ナット９０と、ねじ軸９４と、複数のボール９９と、コイルばね９３と、を備える。複数のボール９９は、ナット９０の内周に形成されている螺旋溝９０ａと、ねじ軸９４の外周に形成されている螺旋溝９４ａと、の間に設けられている。コイルばね９３は、螺旋溝９０ａの端部９０ｂと、複数のボール９９のうち端部９０ｂに最も近い端部ボール９９ａと、の間に設けられている。

図１４（ａ）は、ナット９０が移動する前の初期状態を示している。このとき、コイルばね９３の長さは、初期長Ｌ１（コイルばね９３の自由長から少し圧縮された長さ）となっている。

図１４（ｂ）は、初期状態からねじ軸９４が回転してナット９０が移動した状態を示している。ねじ軸９４が回転すると、複数のボール９９は、ねじ軸９４の螺旋溝９４ａ及びナット９０の螺旋溝９０ａに沿って、矢印Ｊに示す方向（移動方向Ｊ）に移動し、ナット９０が一方に移動する。そして、端部ボール９９ａはコイルばね９３を移動方向Ｊに押す。これにより、コイルばね９３は移動方向Ｊに圧縮（弾性変形）する。

図１４（ｂ）では、コイルばね９３が線間密着状態となっている様子を示している。このときのコイルばね９３の長さをＬ２とすると、コイルばね９３が圧縮できる許容撓み量δ１は、初期長Ｌ１と線間密着状態の長さＬ２との差（δ１＝Ｌ１－Ｌ２）となる。従来の非循環式ボールねじ装置において、許容撓み量δ１が大きいほど、ナット９０が移動できるストロークは大きくなる。このため、従来、許容撓み量δ１をより大きくするために、コイルばね９３の全長を長くする等の対策がなされていた。

しかしながら、コイルばね９３の全長を長くすると、線間密着状態の長さＬ２も長くなり、コイルばね９３を収容するために必要なスペースも大きくなってしまう。このように、従来の非循環式ボールねじ装置は、ストロークが許容撓み量δ１に比例する関係であるため、ストロークを大きくしようとすると、それに伴いボールねじ装置も大型化してしまうというといった課題があった。

そこで、本開示は、新規な方法でストロークをより大きくすることができるボールねじ装置を提供することを目的とする。

（１）本開示のボールねじ装置は、外周に第一螺旋溝が形成されているねじ軸と、前記ねじ軸の外周側に設けられ内周に第二螺旋溝が形成されているナットと、前記第一螺旋溝と前記第二螺旋溝との間に設けられている複数のボールと、を備え、前記ねじ軸が相対回転することで、複数の前記ボールが前記第二螺旋溝に対して所定の移動方向に転がり移動し、前記ナットが初期位置から軸方向に相対移動するボールねじ装置であって、前記ナットが前記初期位置にある状態で、複数の前記ボールのうち前記移動方向の先頭に位置する端部ボールに接触することで前記端部ボールの前記移動方向への移動を規制する規制部を備え、前記規制部は、前記ねじ軸の相対回転に伴い前記移動方向に転がり移動する前記端部ボールに押され、前記移動方向と交差する方向へ弾性変形することで前記端部ボールの前記移動方向への移動を許容する、ボールねじ装置である。

本発明に係る規制部は、ボールの移動方向と交差する方向に弾性変形可能に設けられることで、ボールの移動方向への転がり移動を規制又は許容する。このため、規制部の撓み量とストロークとの間に比例的な関係がない。この結果、規制部の撓み量にかかわらず、ストロークを大きくすることができる。

（２）好ましくは、前記ナットが前記初期位置にある状態で、前記第一螺旋溝又は前記第二螺旋溝と、前記規制部と、の間に形成される隙間は、前記端部ボールの直径よりも小さく、前記規制部は、前記ねじ軸の相対回転に伴う前記端部ボールの前記移動方向への転がり移動により押されることで、前記隙間を前記端部ボールの直径以上とするまで弾性変形する。

このように構成することで、規制部は、ナットが初期位置にある状態で、ボールを弾性保持することができる。また、ねじ軸が相対回転する際には、ボールが規制部を前記交差する方向に押しのけることで、前記第一螺旋溝又は前記第二螺旋溝と前記規制部との間に形成される隙間がボールの直径以上となり、ボールが規制部を通過することができる。この結果、ボールねじ装置は、ストローク動作を行うことができる。

（３）好ましくは、前記規制部は、前記ねじ軸又は前記ナットに固定されている固定部と、前記固定部と接続し、前記第一螺旋溝又は前記第二螺旋溝の内側から前記交差する方向に向かって突出している板ばねと、を有する。このように構成することで、規制部をより小型化することができる。

本開示によれば、ボールねじ装置において、新規な方法でストロークをより大きくすることができる。

ボールねじ装置を備えるブレーキ装置の一例を示す断面図である。 ボールねじ装置の分解斜視図である。 ボールねじ装置の断面図である。 第一螺旋溝及び第二螺旋溝を平面に展開した状態を示す説明図である。 実施形態に係るボールねじ装置の動作を説明する説明図である。 図４のうち規制部を含む部分を拡大して示す説明図である。 図４のうち規制部を含む部分を拡大して示す説明図である。 径方向に切断したナットの内部を部分的に示す斜視図である。 実施形態に係る規制部を含む部分を径方向内側から見た説明図である。 径方向に切断したナットの内部を部分的に示す斜視図である。 変形例に係る規制部を含む部分を径方向内側から見た説明図である。 第一螺旋溝及び第二螺旋溝を図４と同様に平面に展開し、変形例に係る規制部を含む部分を拡大して示す説明図である。 第一螺旋溝及び第二螺旋溝を図４と同様に平面に展開し、変形例に係る規制部を含む部分を拡大して示す説明図である。 非循環式のボールねじ装置が有するねじ軸の螺旋溝及びナットの螺旋溝の一部を平面に展開した状態を示す説明図である（従来技術）。

〔ブレーキ装置の全体構成〕
図１は、ボールねじ装置を備えるブレーキ装置の一例を示す断面図である。図１に示すボールねじ装置１７は、例えば、車両（自動車）のブレーキ装置５に用いられる。ブレーキ装置５は、自動車の車輪と一体回転するディスク６に対して摩擦による制動力を付与する。この制動力を発生させるために、ブレーキ装置５はボールねじ装置１７を備える。図１では、ブレーキ装置５は非制動状態にある。

ブレーキ装置５は、図示しないナックル等に支持されたフローティングタイプのキャリパ７と、ディスク６を挟む一対のパッド８とを備える。キャリパ７は、第一ボディ９と、この第一ボディ９と一体となっている第二ボディ１０とを備える。

一方（図１では右側）のパッド８は、第一バックアッププレート１２を介して、ボールねじ装置１７が有する後述のハウジング２１に取り付けられている。他方（図１では左側）のパッド８は、第二バックアッププレート１３を介して、第二ボディ１０に取り付けられている。

第一ボディ９は、筒本体部１４と底板部１５とを含む筒形状（有底筒形状）を有し、ディスク６側に向かって開口している。筒本体部１４の内側にボールねじ装置１７が設けられている。ボールねじ装置１７は、ねじ軸１８と、ねじ軸１８の外周側に設けられているナット１９と、複数のボール２０とを備える。ナット１９の外周側には、ハウジング２１が取り付けられている。ねじ軸１８の中心線Ｃがボールねじ装置１７の中心線となる。本開示では、この中心線Ｃに平行な方向を軸方向と呼ぶ。

第一ボディ９の底板部１５に、貫通孔１６が形成されている。この貫通孔１６に軸受２２が取り付けられている。ねじ軸１８は、軸受２２により回転自在に支持されている。ハウジング２１と筒本体部１４との間にはキー２４が設けられている。ハウジング２１は、筒本体部１４に対して軸方向に往復移動可能であるが、中心線Ｃ回りの周方向に回転不能となっている。

ナット１９とハウジング２１とは一体となっている。ねじ軸１８が中心線Ｃ回りに一方向に回転（正回転）すると、ナット１９とハウジング２１とは、ねじ軸１８に沿って軸方向一方側（図１では右側）から軸方向他方側（図１では左側）へ移動する。これに対して、ねじ軸１８が中心線Ｃ回りに他方向に回転（逆回転）すると、ナット１９とハウジング２１とは、ねじ軸１８に沿って軸方向他方側から軸方向一方側へ移動する。

筒本体部１４の外側に、モータ（電動モータ）５１と、減速装置２３とが設けられている。モータ５１にコントロールユニット５２から指令信号が入力され、この指令信号に基づいてモータ５１の出力軸は正回転、逆回転、停止する。減速装置２３は、例えば複数のギアにより構成されていて、モータ５１の出力軸の回転を減速してねじ軸１８を回転させる。以上より、モータ５１が回転するとナット１９及びハウジング２１が軸方向に移動する。つまり、モータ５１から減速装置２３を介して伝達されるねじ軸１８の回転運動が、ボールねじ装置１７によって、ナット１９及びハウジング２１の軸方向の直線運動に変換される。これにより、一対のパッド８がディスク６を挟み、制動力を発生させる。

図２は、ボールねじ装置１７の分解斜視図である。図３は、ボールねじ装置１７の断面図である。ねじ軸１８の外周に、第一螺旋溝２９が形成されている。ナット１９の内周に、第二螺旋溝３０が形成されている。複数のボール２０により構成されているボール列２５は、第一螺旋溝２９と第二螺旋溝３０との間に設けられている。

図４は、第一螺旋溝２９及び第二螺旋溝３０を平面に展開した状態を示す説明図である。図４では、ナット１９が後述のナット初期位置にある状態（初期状態）の様子を示す。以下、初期状態におけるボール２０の位置を、「ボール初期位置」と称する。この状態において、ねじ軸１８が正回転すると、ボール２０はボール初期位置から移動方向Ｊに転がり移動する。全てのボール２０（ボール列２５）は、ナット１９の内周側に収容された状態にある。

ボールねじ装置１７は、更に、第二螺旋溝３０の両端部に設けられている第一ストッパ２６と、第二ストッパ２７とを備える。第一ストッパ２６及び第二ストッパ２７は、ナット１９の内周側（第二螺旋溝３０）であって軸方向一方側及び他方側にそれぞれ設けられている。第一ストッパ２６は、第二螺旋溝３０の軸方向一方側の端の壁部により構成されている。前記壁部はナット１９の一部である。第二ストッパ２７は、第二螺旋溝３０の軸方向他方側の端の壁部により構成されている。なお、第一ストッパ２６及び第二ストッパ２７の一方又は双方は、例えば、ナット１９に移動不能となって設けられているボール、又は、ナット１９に固定されているピン部材により構成されていてもよい。

ボール列２５に含まれる複数のボール２０のうち、第一ストッパ２６に最も近いボール２０、つまり、図４において最も右側のボール２０を「第一端部ボール２０ａ」と称する。第一端部ボール２０ａと第一ストッパ２６との間に、板ばねにより構成されている規制部３１が設けられている。規制部３１は、第一端部ボール２０ａと当接することで、初期状態における複数のボール２０の移動方向Ｊへの移動を規制している。

ボール列２５に含まれる複数のボール２０のうち、第二ストッパ２７に最も近いボール２０、つまり、図４において最も左側のボール２０を「第二端部ボール２０ｂ」と称する。第二端部ボール２０ｂと第二ストッパ２７との間に、コイルばねにより構成されているばね３５が設けられている。図４の状態において、ばね３５は圧縮した状態にある。

ボール列２５の列中には、中間ばね３４が設けられている。中間ばね３４は、第一端部ボール２０ａ及び第二端部ボール２０ｂの間に位置する２個のボール２０に挟まれている。当該２個のボール２０のうち、第一端部ボール２０ａ側のボール２０を「中間ボール２０ｃ」と称し、第二端部ボール２０ｂ側のボール２０を「中間ボール２０ｄ」と称する。中間ばね３４は、ボールねじ装置１７の動作中（すなわち、複数のボール２０の移動方向Ｊへの移動中）に伸縮することで、ボール２０の進み遅れを吸収することができる。

〔ボールねじ装置の動作〕
次に、図５～図７を参照して、ボールねじ装置１７の動作を説明する。ボールねじ装置１７は、ナット１９がねじ軸１８の軸方向に沿って移動する際、複数のボール２０が第二螺旋溝３０内に留まって転動する非循環式のボールねじ装置である。ボールねじ装置１７において、ねじ軸１８が一方向に回転（正回転）すると、複数のボール２０がボール初期位置から第一ストッパ２６側へ移動し、ナット１９が軸方向他方側へ移動するストローク動作を行う。

図５は、ボールねじ装置１７の動作を説明する説明図であり、図１のうちボールねじ装置１７の一部を実線で示し、ブレーキ装置５の一部を二点鎖線により示している。図５では、ねじ軸１８は所定位置に固定されて変位せず、ねじ軸１８に対してハウジング２１及びナット１９が軸方向に変位する状態を示している。ボールねじ装置１７において、ねじ軸１８が正回転することでハウジング２１及びナット１９は軸方向他方側（ディスク６に接近する側）へ直線移動し、ねじ軸１８が他方向に回転（逆回転）することでハウジング２１及びナット１９は軸方向一方側（ディスク６から離れる側）へ直線移動する。

ここで、ねじ軸１８の正回転又は逆回転により、ナット１９は軸方向他方又は軸方向一方に移動する。ナット１９の軸方向への移動の際、ねじ軸１８及びナット１９と複数のボール２０との間の摩擦などによって、ボールねじ装置１７には軸方向の負荷（抵抗力）が作用する。このように軸方向の負荷が作用する状態を「負荷状態」と呼ぶ。負荷状態において、ボール２０と、第一螺旋溝２９及び第二螺旋溝３０と、の間にはトラクション力が作用し、ボール２０は第一螺旋溝２９及び第二螺旋溝３０を滑ることなく転がりながら移動する。このようなトラクション力は、ねじ軸１８が正逆どちらに回転する場合にも作用する。すなわち、トラクション力は、ナット１９が軸方向の一方及び他方のどちらに移動する場合にも作用する。

以下、ハウジング２１及びナット１９がディスク６に接近する方向の動作を「前進」と適宜称し、これとは反対に、ハウジング２１及びナット１９がディスク６から離れる方向の動作を「後退」と適宜称する。

図５（ａ）は、パッド８がディスク６に接触しておらず、ブレーキ装置５が非制動状態にある様子を示している。このとき、ねじ軸１８は回転していないため、ナット１９には軸方向の負荷が作用せず、ボールねじ装置１７は無負荷状態となっている。このときのハウジング２１の軸方向他方側端部の位置を「第一位置Ｐ１」と称する。また、このときのナット１９の位置を「ナット初期位置」と称する。

図５（ｂ）は、第一位置Ｐ１からハウジング２１が前進し、パッド８がディスク６に接触している状態を示している。ハウジング２１及びナット１９が図５（ａ）から図５（ｂ）に至るまでの間、ねじ軸１８の回転により、ナット１９には軸方向の負荷が作用するため、ボールねじ装置１７は負荷状態となっている。また、図５（ｂ）において、パッド８がディスク６に接触しているため、ブレーキ装置５は制動状態にある。このときのハウジング２１の軸方向他方側端部の位置を「第二位置Ｐ２」と称する。このとき、ナット１９は、ナット１９の初期位置よりも軸方向他方側に位置している。

ここで、ハウジング２１が図５（ａ）の第一位置Ｐ１から図５（ｂ）の第二位置Ｐ２に至るまでの間、ねじ軸１８の正回転により、ナット１９には絶えず軸方向の負荷が作用している。ドライバーがブレーキ操作を緩めると、ねじ軸１８は逆回転する。そして、ハウジング２１が第二位置Ｐ２から第一位置Ｐ１に至るまでの間、ねじ軸１８の逆回転により、ナット１９には絶えず軸方向の負荷が作用している。

すなわち、ボールねじ装置１７は、ハウジング２１が第一位置Ｐ１から前進し、第二位置Ｐ２に到達した後、第一位置Ｐ１へ後退するまでの間（第一位置Ｐ１と第二位置Ｐ２とを往復する間）、ねじ軸１８が正回転又は逆回転することで負荷状態となる。換言すれば、ボールねじ装置１７は、ナット１９が、ナット初期位置よりも軸方向他方側に位置している間、ねじ軸１８が正回転又は逆回転することで負荷状態となる。

図６及び図７は、図４のうち規制部３１を含む部分を拡大して示す説明図である。図６はナット１９がナット初期位置にある状態（図５（ａ）の状態）を示し、図７はナット１９がナット初期位置から軸方向他方に移動した状態（図５（ｂ）の状態）を示している。

規制部３１は、板ばね３２と、固定部３３とを有する。板ばね３２は、固定部３３と接続し、第二螺旋溝３０の内側から径方向内方に向かって突出している。固定部３３は、ナット１９に固定されている。ここで、複数のボール２０が並ぶ方向を「ボール列方向ＢＬ１」と称する。また、ボール列方向ＢＬ１のうち第一端部ボール２０ａ側をボール列方向ＢＬ１の一方側と称し、第二端部ボール２０ｂ側をボール列方向ＢＬ１の他方側と称する。ボール列方向ＢＬ１は、第一螺旋溝２９及び第二螺旋溝３０が延びる方向と同じ方向である。また、ボール列方向ＢＬ１の一方側は、複数のボール２０が移動する移動方向Ｊと同じ方向である。

板ばね３２は、ボール列方向ＢＬ１（すなわち、移動方向Ｊ）と交差する方向へ弾性変形することができる。本実施形態において、板ばね３２は、軸方向と直交し、中心線Ｃに接近又は離れる方向（以下、「径方向」と称する）に弾性変形する。

図５（ａ）に示すように、ナット１９がナット初期位置に位置しているとき、図６に示すように、複数のボール２０はボール初期位置に位置している。このときの第一端部ボール２０ａの位置を、「端部ボール初期位置ＢＰ１」と称する。

板ばね３２は、端部ボール初期位置ＢＰ１にある第一端部ボール２０ａと接触している。より具体的には、板ばね３２のうち径方向の頂点部分３２ｐよりもボール列方向ＢＬ１の他方側に位置する領域が、端部ボール初期位置ＢＰ１にある第一端部ボール２０ａと接触している。また、第一螺旋溝２９と規制部３１（具体的には、板ばね３２の頂点部分３２ｐ）との径方向の隙間Ｄ２は、第一端部ボール２０ａの直径Ｄ１よりも小さい。

そして、無負荷状態の場合、ボール２０は移動方向Ｊに転がり移動しない。このため、無負荷状態において、ボール２０は、ボール列方向ＢＬ１の他方側に位置するばね３５によりボール列方向ＢＬ１の一方側へ付勢されているものの、第一端部ボール２０ａが板ばね３２を押圧する力は小さい。この結果、板ばね３２はほとんど弾性変形せず、無負荷状態において、隙間Ｄ２は直径Ｄ１よりも大きくならないため、第一端部ボール２０ａは規制部３１を越えて第一ストッパ２６側へ移動することができない。

すなわち、無負荷状態において、板ばね３２が弾性力により第一端部ボール２０ａを支持することで、第一端部ボール２０ａを端部ボール初期位置ＢＰ１に留まらせることができる。換言すれば、規制部３１は、ナット１９がナット初期位置にある状態で、第一端部ボール２０ａと接触することで第一端部ボール２０ａの移動方向Ｊへの移動を規制する。

図７を参照する。図７では、無負荷状態における板ばね３２の位置を仮想線により示し、負荷状態における板ばね３２の位置を実線により示している。ナット１９がナット初期位置にある状態で、ねじ軸１８が正回転すると、ボール２０はボール列方向ＢＬ１の一方側（移動方向Ｊ）に移動する。具体的には、前述のとおり、ねじ軸１８が回転すると、トラクション力により第一螺旋溝２９及び第二螺旋溝３０に対してボール２０が転がり移動する。

そして、第一端部ボール２０ａが板ばね３２を径方向外側へ弾性変形させることで、第一螺旋溝２９と頂点部分３２ｐとの径方向の隙間Ｄ３が第一端部ボール２０ａの直径Ｄ１以上となり、第一端部ボール２０ａは規制部３１よりもボール列方向ＢＬ１の一方側へ移動する。換言すれば、規制部３１は、ねじ軸１８の回転に伴い移動方向Ｊに転がり移動する第一端部ボール２０ａに押され、径方向外側へ弾性変形することで第一端部ボール２０ａの移動方向Ｊへの移動を許容する。

ここで、隙間Ｄ３は、負荷状態において規制部３１が第一端部ボール２０ａに押圧されることにより径方向へ撓む量δ２と、無負荷状態における隙間Ｄ２との和（Ｄ３＝Ｄ２＋δ２）である。

第一端部ボール２０ａが規制部３１をボール列方向ＢＬ１の一方側へ越えた後、さらにねじ軸１８が正回転すると、第一端部ボール２０ａよりボール列方向ＢＬ１の他方側に位置するボール２０も、板ばね３２を径方向外側へ押しのけて、規制部３１よりもボール列方向ＢＬ１の一方側（移動方向Ｊ）へ移動する。

前述の通り、負荷状態は、ねじ軸１８が逆回転し、ハウジング２１が第二位置Ｐ２から第一位置Ｐ１に後退するまで（すなわち無負荷状態になるまで）維持される。負荷状態のとき、ねじ軸１８が逆回転すると、ボール２０はボール列方向ＢＬ１の他方側に転がり移動する。そして、第一端部ボール２０ａが規制部３１をボール列方向ＢＬ１の一方側から他方側に向かう方向に越えて端部ボール初期位置ＢＰ１に戻り、ねじ軸１８の回転が停止すると、ボールねじ装置１７は無負荷状態に戻る。

〔規制部の構成例〕
図８及び図９を参照して、規制部３１の構成例を説明する。
図８は、径方向に切断したナット１９の内部を部分的に示す斜視図である。図８において、断面として示す部分にはハッチングを付す。図８に示すように、軸方向に隣接する第二螺旋溝３０の間には、径方向内側に頂点を向けている状態の凸部３０ａが設けられている。換言すれば、第二螺旋溝３０は、軸方向に隣接する凸部３０ａの間の谷間として形成されている。規制部３１は、板ばね３２の弾性方向が径方向を向いている状態で第二螺旋溝３０に設けられている。

図９は、規制部３１を含む部分を径方向内側から見た説明図である。規制部３１は、第二螺旋溝３０のうち、軸方向に隣接する凸部３０ａの中間に設けられている。具体的には、第二螺旋溝３０に径方向に設けられている穴３０ｂに固定部３３を嵌合することで、規制部３１は第二螺旋溝３０に設けられている。板ばね３２は、第二螺旋溝３０の穴３０ｂから径方向内方に向かって露出されており、ボール列方向ＢＬ１と直交する径方向に弾性変形する。

〔ボールねじ装置の作用効果〕
以上に説明したように、ボールねじ装置１７は、外周に第一螺旋溝２９が形成されているねじ軸１８と、ねじ軸１８の外周側に設けられ内周に第二螺旋溝３０が形成されているナット１９と、径方向に向かい合う第一螺旋溝２９と第二螺旋溝３０との間に設けられている複数のボール２０と、を備える。ボールねじ装置１７は、ねじ軸１８が正回転することで、複数のボール２０が第二螺旋溝３０に対して所定の移動方向Ｊに転がり移動し、ナット１９がナット初期位置から軸方向他方に直線移動する。

ボールねじ装置１７は、複数のボール２０の移動方向Ｊへの移動の規制及び許容を切り替えるための規制部３１を備える。より具体的には、ナット１９がナット初期位置にある状態で、規制部３１は、第一端部ボール２０ａに接触することで第一端部ボール２０ａを含む複数のボール２０の移動方向Ｊへの移動を規制する。また、規制部３１は、ねじ軸１８の回転に伴い移動方向Ｊに転がり移動する第一端部ボール２０ａに押され、移動方向Ｊと交差する方向（本実施形態では、径方向外方）へ弾性変形することで第一端部ボール２０ａを含む複数のボール２０の移動方向Ｊへの移動を許容する。

このように、規制部３１は、ボール２０が規制部３１を押す力が所定量を超えない場合には、ボール２０の移動方向Ｊへの移動を規制し、ボール２０が規制部３１を押す力が所定量を超える場合には、移動方向Ｊと交差する方向に弾性変形することでボール２０の移動方向Ｊへの移動を許容する。

ここで、従来のボールねじ装置（図１４）では、複数のボール９９の初期位置を規定するために、ボール列方向と同じ方向に弾性変形するコイルばね９３を用いていた。このため、複数のボール９９がストロークしえる距離は、コイルばね９３の撓み量δ１に依存していた。また、螺旋溝９０ａ、９４ａ内にコイルばね９３を収納するスペースを設ける必要があり、コイルばね９３の撓み量δ１を大きくするほど当該スペースを大きくする必要があった。

これに対し、規制部３１は、ボール列方向ＢＬ１と交差する方向（径方向）に弾性変形する。このため、ストロークの大きさ（すなわち、規制部３１から第一ストッパ２６までの距離）は、規制部３１の撓み量δ２とは無関係となる。すなわち、規制部３１により、ストロークと規制部３１の撓み量δ２が比例しない構造となる。これにより、規制部３１の構造によらず、ボールねじ装置１７のストロークを大きくすることができる。

特に、本実施形態のボールねじ装置１７によれば、ストロークを大きくしても、規制部３１を収納するために必要なスペースは変化しないため、ボールねじ装置１７の大型化を抑制しつつ、ストロークを大きくすることができる。

また、ナット１９が初期位置にある状態（無負荷状態）で、第一螺旋溝２９と規制部３１との間に形成される隙間Ｄ２は、第一端部ボール２０ａの直径Ｄ１よりも小さい。また、規制部３１は、ねじ軸１８の回転に伴う第一端部ボール２０ａの移動方向Ｊへの転がり移動により押されることで、隙間Ｄ２を第一端部ボール２０ａの直径Ｄ１以上（隙間Ｄ３）とするまで弾性変形する。このように構成することで、無負荷状態においては確実に第一端部ボール２０ａをボール初期位置に弾性保持し、負荷状態においては第一端部ボール２０ａが規制部３１を径方向に押しのけてストローク動作を行うことができる。

また、規制部３１は、ナット１９に固定されている固定部３３と、固定部３３と接続し、第二螺旋溝３０の内側から径方向内方に向かって突出している板ばね３２と、を有する。このように構成することで、規制部３１を第二螺旋溝３０内に収容することができ、規制部３１をより小型化することができる。

〔変形例〕
以上、本発明の実施形態を説明した。しかしながら、本発明の実施に関してはこれに限られず、種々の変形を行うことができる。以下、本発明の実施形態に係る変形例について、説明する。なお、以下の説明において、実施形態から変更のない部分については同じ符号を付し、説明を省略する。

〔規制部の構成の変形例１〕
図１０及び図１１を参照して、規制部の構成の変形例を説明する。変形例に係る規制部３１ａは、板ばね３２ａと、板ばね３２ａを第二螺旋溝３０に固定する固定部３３ａとを有する。上記の変形例では、板ばね３２は径方向に弾性変形可能な状態で、固定部３３により固定されている。これに対し、本変形例では、板ばね３２ａは軸方向に弾性変形可能な状態で、固定部３３ａにより固定されている。

図１０は、径方向に切断したナット１９の内部を部分的に示す斜視図である。図１０において、断面として示す部分にはハッチングを付す。規制部３１ａは、板ばね３２ａの弾性方向を軸方向に向けている状態で、第二螺旋溝３０に設けられている。

図１１は、規制部３１ａを含む部分を径方向内側から見た説明図である。凸部３０ａには、２個の窪み３０ａ１が形成されている。２個の固定部３３ａは、板ばね３２ａを凸部３０ａから軸方向他方側に露出させている状態で、それぞれ窪み３０ａ１に嵌合されている。これにより、板ばね３２ａは、ボール列方向ＢＬ１（周方向）と交差する軸方向に弾性変形する。

本変形例において、規制部３１ａは、凸部３０ａと軸方向に対向する。そして、ナット１９がナット初期位置にある状態において、第二螺旋溝３０（具体的には、凸部３０ａ）と規制部３１ａとの軸方向の隙間Ｄ２ａは、ボールの直径Ｄ１よりも小さい。すなわち、無負荷状態において、ボール２０は、規制部３１ａと第二螺旋溝３０との隙間Ｄ２ａを通過することができない。これにより、規制部３１ａは複数のボール２０をボール初期位置に留めることができる。

また、図示省略するが、負荷状態において規制部３１ａがボール２０に弾性押圧されることにより軸方向へ撓む量δ２ａと、隙間Ｄ２ａとの和Ｄ３ａは、ボールの直径Ｄ１以上となる。これにより、負荷状態において、ボール２０はボール列方向ＢＬ１に移動し、規制部３１ａを通過することができる。

〔規制部の構成の変形例２〕
図１２及び図１３を参照して、規制部の構成の変形例を説明する。変形例に係る規制部３６は、当接部３７と、コイルばね３８と、を有する。上記の実施形態に係る規制部３１では、板ばね３２の弾性変形によりボール２０をボール初期位置に留める。これに対し、規制部３６は板ばね３２ではなくコイルばね３８の弾性変形を利用して、ボール２０をボール初期位置に留める。

図１２及び図１３は、第一螺旋溝２９及び第二螺旋溝３０を図４と同様に平面に展開し、規制部３６を含む部分を拡大して示す説明図である。図１２は無負荷状態における様子を示し、図１３は負荷状態における様子を示している。当接部３７は、ボール２０と当接するブロック状の構成である。当接部３７のうちボール２０と当接する部分は、ボール２０となめらかに接触するように曲面形状となっている。

コイルばね３８は、一端を当接部３７と接続し、他端を第二螺旋溝３０に設けられている窪み３０ｃの底面と接続している。コイルばね３８は、ボール列方向ＢＬ１と交差する方向に弾性変形可能に設けられている。コイルばね３８が弾性変形する方向は、例えば軸方向、径方向、又は軸方向及び径方向の両方の成分を含む方向である。

図１２に示すように、無負荷状態において、当接部３７の頂点部分３７ｐと第一螺旋溝２９との隙間Ｄ２は、ボール２０の直径Ｄ１よりも小さい。また、無負荷状態において、ボール２０は当接部３７をほとんど押圧しない。このため、コイルばね３８もほとんど弾性変形せず、第一端部ボール２０ａは当接部３７により支持されることで、端部ボール初期位置ＢＰ１に留められる。換言すれば、規制部３６は、ナット１９がナット初期位置にある状態で、第一端部ボール２０ａに接触することで第一端部ボール２０ａを含む複数のボール２０の移動方向Ｊへの転がり移動を規制する。

図１３を参照する。ナット１９がナット初期位置にある状態で、ねじ軸１８が正回転すると、ボール２０は移動方向Ｊに移動する。そして、第一端部ボール２０ａが当接部３７を介してコイルばね３８を窪み３０ｃの底面側へ弾性変形させることで、第一螺旋溝２９と頂点部分３７ｐとの径方向の隙間Ｄ３が第一端部ボール２０ａの直径Ｄ１以上となり、第一端部ボール２０ａは規制部３６よりもボール列方向ＢＬ１の一方側へ移動する。すなわち、規制部３６は複数のボール２０の移動方向Ｊへの転がり移動を許容する。

第一端部ボール２０ａが規制部３６をボール列方向ＢＬ１の一方側へ越えた後、さらにねじ軸１８が正回転すると、第一端部ボール２０ａよりボール列方向ＢＬ１の他方側に位置するボール２０も、当接部３７を窪み３０ｃの底面側へ押しのけて、規制部３６よりもボール列方向ＢＬ１の一方側（移動方向Ｊ）へ移動する。

〔その他〕
上記の実施形態では、ハウジング２１に固定されたナット１９に対し、ねじ軸１８が回転することで、ナット１９が直線移動する例を挙げている。しかしながら、本発明は、ナット１９が回転することで、ねじ軸１８が直線移動する場合にも用いることができる。すなわち、ねじ軸１８は、ナット１９に対し相対的に回転するように構成されていればよい。また、ナット１９は、ねじ軸１８に対し軸方向に相対的に移動するように構成されていればよい。

上記の実施形態では、規制部３１はナット１９に取付けられている。しかしながら、規制部３１は、ねじ軸１８に取付けられてもよい。例えば、固定部３３がねじ軸１８に固定され、板ばね３２が第一螺旋溝２９の内側から径方向外方に向かって突出していてもよい。

上記の実施形態では、第二端部ボール２０ｂの位置は、ナット１９がナット初期位置にある状態において、ばね３５によりボール初期位置に留められている。しかしながら、ばね３５に代えて、ボール２０の移動方向Ｊと交差する方向に弾性変形する第二の規制部により、第二端部ボール２０ｂをボール初期位置に留めるように構成してもよい。このように構成することで、ストロークを大きくする場合に、ボールねじ装置１７の大型化をより一層抑制することができる。

上記の実施形態では、複数のボール２０の直径Ｄ１はすべて等しい。しかしながら、第一端部ボール２０ａの直径Ｄ１は、他の複数のボール２０の直径よりも大きくてもよい。この場合、他の複数のボール２０の直径は、隙間Ｄ２より小さくてもよい。このように構成することで、第一端部ボール２０ａが規制部３１を押して移動方向Ｊに移動した後、他の複数のボール２０は規制部３１を押しのけなくても移動方向Ｊに移動することができる。これにより、ボール２０の移動の際に規制部３１から与えられる負荷が少なくなり、より小さな力でボール２０が移動することができる。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

５：ブレーキ装置 ６：ディスク ７：キャリパ
８：パッド ９：第一ボディ １０：第二ボディ
１２：第一バックアッププレート １３：第二バックアッププレート
１４：筒本体部 １５：底板部 １６：貫通孔
１７：ボールねじ装置 １８：ねじ軸 １９：ナット
２０：ボール ２０ａ：第一端部ボール ２０ｂ：第二端部ボール
２０ｃ、２０ｄ：中間ボール ２１：ハウジング ２２：転がり軸受
２３：減速装置 ２４：キー ２５：ボール列
２６：第一ストッパ ２７：第二ストッパ ２９：第一螺旋溝
３０：第二螺旋溝 ３０ａ：凸部 ３０ａ１：窪み
３０ｂ：穴 ３０ｃ：窪み ３１、３１ａ：規制部
３２、３２ａ：板ばね ３２ｐ：頂点部分 ３３、３３ａ：固定部
３４：中間ばね ３５：ばね ３６：規制部
３７：当接部 ３７ｐ：頂点部分 ３８：コイルばね
５１：モータ ５２：コントロールユニット
９０：ナット ９０ａ：螺旋溝 ９０ｂ：端部
９３：コイルばね ９４：ねじ軸 ９４ａ：螺旋溝
９９：ボール ９９ａ：端部ボール Ｃ：中心線
Ｌ１：初期長 δ１：撓み量 Ｐ１：第一位置
Ｐ２：第二位置 ＢＬ１：ボール列方向
ＢＰ１：端部ボール初期位置 Ｄ２、Ｄ２ａ：隙間
Ｄ１：（ボール２０の）直径 Ｄ３、Ｄ３ａ：隙間 δ２、δ２ａ：撓み量

Claims (3)

1. 外周に第一螺旋溝が形成されているねじ軸と、前記ねじ軸の外周側に設けられ内周に第二螺旋溝が形成されているナットと、前記第一螺旋溝と前記第二螺旋溝との間に設けられている複数のボールと、を備え、前記ねじ軸が相対回転することで、複数の前記ボールが前記第二螺旋溝に対して所定の移動方向に転がり移動し、前記ナットが初期位置から軸方向に相対移動するボールねじ装置であって、
   前記ナットが前記初期位置にある状態で、複数の前記ボールのうち前記移動方向の先頭に位置する端部ボールに接触することで前記端部ボールの前記移動方向への移動を規制する規制部を備え、
   前記規制部は、前記ねじ軸の相対回転に伴い前記移動方向に転がり移動する前記端部ボールに押され、前記移動方向と交差する方向へ弾性変形することで前記端部ボールの前記移動方向への移動を許容する、ボールねじ装置。
2. 前記ナットが前記初期位置にある状態で、前記第一螺旋溝又は前記第二螺旋溝と、前記規制部と、の間に形成される隙間は、前記端部ボールの直径よりも小さく、
   前記規制部は、前記ねじ軸の相対回転に伴う前記端部ボールの前記移動方向への転がり移動により押されることで、前記隙間を前記端部ボールの直径以上とするまで弾性変形する、
   請求項１に記載のボールねじ装置。
3. 前記規制部は、
   前記ねじ軸又は前記ナットに固定されている固定部と、
   前記固定部と接続し、前記第一螺旋溝又は前記第二螺旋溝の内側から前記交差する方向に向かって突出している板ばねと、
   を有する、
   請求項１又は請求項２に記載のボールねじ装置。

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