(57)【要約】      （修正有）【課題】保持器の肩部へのボールの乗り上げによる肩部の摩耗を抑えることができるボールスプラインを提供する。【解決手段】保持器１８が合成樹脂製とされて、保持器１８の戻し通路は、主通路に平行な無負荷軌道部と、主通路と無負荷軌道部とを連通する略半円形の連結部２３とからなる。連結部２３には、金属製の補強材２４が設けられている。補強材２４は、連結部２３の肩部の耐摩耗性を向上させるためのもので、旋回中のボール１６は、連結部２３においては補強材２４で受けられる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプライン軌道が設けられた軸と、ボールを介して軸に嵌め合わされたボールスプライン外筒とを備えており、ボールスプライン外筒は、軸のスプライン軌道に対応して主通路を形成するスプライン軌道を有する外筒本体と、外筒本体の内周に嵌め入れられており、主通路に平行な無負荷軌道部および主通路と無負荷軌道部とを連通する連結部からなる戻し通路を外筒本体との間に形成する保持器とを有しているボールスプラインにおいて、
保持器が合成樹脂製とされて、保持器の連結部の肩部に、旋回中のボールを受ける補強材が設けられていることを特徴とするボールスプライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボールスプラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールスプラインとして、スプライン軌道が設けられた軸と、ボールを介して軸に嵌め合わされたボールスプライン外筒とを備えており、ボールスプライン外筒は、軸のスプライン軌道に対応して主通路を形成するスプライン軌道を有する外筒本体と、外筒本体の内周に嵌め入れられており、主通路に平行な無負荷軌道部および主通路と無負荷軌道部とを連通する連結部からなる戻し通路を外筒本体との間に形成する保持器とを有しているものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−５１５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のボールスプラインでは、スプラインの摺動に伴ってボールが循環した際、保持器の連結部を旋回するボールが保持器の連結部の肩部に乗り上げることにより、保持器の肩部が摩耗しやすくなる可能性がある。
【０００５】
この発明の目的は、保持器の肩部へのボールの乗り上げによる肩部の摩耗を抑えることができるボールスプラインを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によるボールスプラインは、スプライン軌道が設けられた軸と、ボールを介して軸に嵌め合わされたボールスプライン外筒とを備えており、ボールスプライン外筒は、軸のスプライン軌道に対応して主通路を形成するスプライン軌道を有する外筒本体と、外筒本体の内周に嵌め入れられており、主通路に平行な無負荷軌道部および主通路と無負荷軌道部とを連通する連結部からなる戻し通路を外筒本体との間に形成する保持器とを有しているボールスプラインにおいて、保持器が合成樹脂製とされて、保持器の連結部の肩部に、旋回中のボールを受ける補強材が設けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
外筒本体およびボールは、金属製とされる。保持器は、例えば、合成樹脂（材質は、特に限定されないが、射出成形容易なもの）製の保持器本体および保持器蓋からなるものとされるが、これに限定されるものではない。
【０００８】
主通路と、戻し通路（主通路に平行な無負荷軌道部および主通路と無負荷軌道部とを連通する連結部）とによって、ボール循環路が形成され、主通路を転動するボールが軸とボールスプライン外筒の相対直線運動を案内し、主通路を転動したボールは、その一端側から連結部に入り、無負荷軌道部を逆方向に転動して他端側から再び主通路に戻るという循環を行う。
【０００９】
無負荷軌道部は、主通路に平行でかつ主通路よりも外径側に形成される。外筒本体のスプライン軌道は、無負荷軌道部に対応する面（大径内周面）に対して内方に突出した突出部（小径内周面）に形成される。したがって、連結部は、無負荷軌道部の端から主通路の端に向かって、軸方向にＵターンしかつ径が小さくなる略半円形状のものとされる。無負荷軌道部の端部まで循環してきたボールは、連結部内を旋回して主通路へと進み、また、主通路の端部まで循環してきたボールは、連結部内を旋回して無負荷軌道部へと進むことになり、連結部には、旋回してくるボールを受けるための肩部が設けられる。保持器は合成樹脂製であるので、旋回中の金属製ボールが保持器の連結部の肩部に乗り上げて、肩部が摩耗しやすくなる可能性がある。
【００１０】
補強材は、連結部の肩部の耐摩耗性を向上させるためのもので、旋回中のボールが保持器の連結部の肩部に設けられた補強材で受けられることにより、肩乗り上げしにくいものとなるとともに、肩乗り上げした場合であっても、補強材によって強度が向上しているので、その損傷が防止される。
【００１１】
保持器の連結部の肩部に補強材を設けるには、樹脂モールド（インジェクションモールド）が適しており、補強材を金型内にセットし、その後、樹脂を射出成形して一体化することで、補強材付きの保持器を容易に得ることができる。補強材の材質としては、特に限定されないが、プレス加工が容易なＳＵＳおよびＳＰＣＣ等の金属が特に適している。
【００１２】
スプライン軌道は、時計方向の回転を受けるものと反時計方向の回転を受けるものとが対とされて、これが複数対（例えば３対）設けられる。これに対応して、ボールスプライン外筒の内周には、時計方向側のスプライン軌道に時計方向側から対向するスプライン軌道と、反時計方向側のスプライン軌道に反時計方向側から対向するスプライン軌道とがそれぞれ形成される。
【００１３】
ボールスプラインは、ボールねじと組み合わされて、ボールねじ軌道および軸方向にのびるスプライン軌道が設けられたねじ軸と、ねじ軸のボールねじ軌道にボールを介してねじ合わされた回転自在のボールねじナットと、スプライン軌道にボールを介して嵌め合わされてねじ軸の軸方向直線運動を案内するボールスプライン外筒とからなるものとされることがある。
【００１４】
ねじ軸およびボールスプライン外筒は、例えば、Ｓ４５Ｃ，Ｓ５５Ｃなどの炭素鋼製あるいはＳＡＥ４１５０鋼製とされ、また、ボールは、例えば、軸受鋼（ＳＵＪ２）製とされる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のボールスプラインによると、保持器の連結部の肩部に、旋回中のボールを受ける補強材が設けられているので、旋回中のボールが保持器の連結部の肩部に設けられた補強材で受けられることで、肩乗り上げしにくいものとなるとともに、肩乗り上げした場合であっても、補強材によって強度が向上しているので、その損傷が防止される。したがって、ボールスプラインの耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、この発明によるボールスプラインを示す縦断面図である。
【図２】図２は、この発明によるボールスプラインの横断面図である。
【図３】図３は、この発明によるボールスプラインの要部の縦断面図である。
【図４】図４は、この発明によるボールスプラインの保持器を示す斜視図である。
【図５】図５は、この発明によるボールスプラインの要部の拡大縦断面図である。
【図６】図６は、図５に対応する従来のボールスプラインの要部の拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。以下の説明において、上下は、図の上下をいうものとする。
【００１８】
図１から図４までは、この発明によるボールスプラインを使用したモータ付きボールねじ装置を示している。
【００１９】
図１に示すように、モータ付きボールねじ装置(1)は、ボールねじ軌道(2a)および上下方向にのびるスプライン軌道(2b)が設けられた上下にのびる鋼製ねじ軸(2)と、ねじ軸(2)のボールねじ軌道(2a)にボールを介してねじ合わされた回転自在の鋼製ボールねじナット(3)と、ねじ軸(2)の下端部側においてスプライン軌道(2b)にボールを介して嵌め合わされてねじ軸(2)の上下方向（軸方向）直線運動を案内するボールスプライン外筒(4)と、ボールねじナット(3)に一体化されて上方にのびる中空軸(5)と、軸受(7)を介して中空軸(5)を回転可能に支持するとともにボールスプライン外筒(4)を支持するハウジング(6)と、中空軸(5)に固定された円筒状のモータロータ(9)およびハウジング(6)内径に固定された円筒状のモータステータ(10)からなるモータ(8)とを備えている。
【００２０】
モータ(8)は、永久磁石型三相同期モータとされており、モータロータ(9)が永久磁石とされて、モータステータ(10)にＵ相、Ｖ相およびＷ相の三相のコイル(10a)が巻かれている。
【００２１】
ねじ軸(2)と中空軸(5)とは、同心状に配置されており、ボールねじ装置(1)は、ボールねじナット(3)、中空軸(5)およびモータロータ(9)を回転させて、ねじ軸(2)を直線移動させる形態で使用される。
【００２２】
中空軸(5)は、ねじ軸(2)を案内する小径部(11)と、内周面がボールねじナット(3)の外周面に固定されかつ外周面に軸受(7)を保持する大径部(12)とからなる。
【００２３】
ボールスプライン外筒(4)は、ねじ軸(2)の回転を防止してその上下移動を案内するために、回り止め部（例えばキー）(13)によってハウジング(6)に対して回り止めされる。
【００２４】
ボールスプライン外筒(4)は、図２および図３に示すように、略円筒状の金属製外筒本体(17)と、外筒本体(17)の内周に固定された略円筒状の保持器(18)とを備えている。ボールスプライン外筒(4)は、ねじ軸(2)の外周に径方向に若干の隙間を空けて嵌められている。
【００２５】
ねじ軸(2)の外周には、図２に示すように、基準円筒面から突出するように形成された３つのボール受け部(15)が周方向に等間隔で設けられており、このボール受け部(15)の時計方向側肩部および反時計方向側肩部に、それぞれスプライン軌道(2b)(2c)が形成されている。これに対応して、ボールスプライン外筒(4)の内周には、ボール受け部(15)の時計方向側のスプライン軌道(2b)に時計方向側から対向するスプライン軌道(4a)と、ボール受け部(15)の反時計方向側のスプライン軌道(2c)に反時計方向側から対向するスプライン軌道(4b)とがそれぞれ形成されている。こうして、ねじ軸(2)が時計方向に回転しようとしたときにそのトルクを負荷するスプライン軌道(2b)(4a)と、ねじ軸(2)が反時計方向に回転しようとしたときにそのトルクを負荷するスプライン軌道(2c)(4b)とが対とされて、これが３対設けられている。
【００２６】
外筒本体(17)のスプライン軌道(4a)(4b)に対応する保持器(18)の部分に、両スプライン軌道(2b)(2c)(4a)(4b)との間を転動するボール(16)を案内するスリット(19)が形成されている。スリット(19)を介して対向する両スプライン軌道(2b)(2c)(4a)(4b)の間の空間が、ボール(16)が転動する主通路(20)となっている。
【００２７】
保持器(18)には、外筒本体(17)との間に、主通路(20)の左右両端部と連通する戻し通路(21)が形成されている。各戻し通路(21)は、対となっている主通路(20)を周方向の両側から挟むように設けられている。保持器(18)に形成されている戻し通路(21)は、径方向外方に開口しており、外筒本体(17)の大径内周面によってこの開口が塞がれている。戻し通路(21)は、主通路(20)よりも径方向外方寄りに設けられている。
【００２８】
ボール(16)は、主通路(20)および戻し通路(21)内に配設され、主通路(20)を転動するボール(16)がねじ軸(2)とボールスプライン外筒(4)の相対直線運動を案内するようになっている。主通路(20)および戻し通路(21)により、ボール循環路が構成されている。
【００２９】
保持器(18)の戻し通路(21)は、図４に示すように、主通路(20)に平行な無負荷軌道部(22)と、主通路(20)と無負荷軌道部(22)とを連通する略半円形の連結部(23)とからなる。図３および図４に示すように、連結部(23)には、金属製の補強材(24)が設けられている。補強材(24)は、連結部(23)の肩部の耐摩耗性を向上させるためのもので、旋回中のボール(16)は、連結部(23)においては補強材(24)で受けられる。
【００３０】
図６には、従来の保持器(38)を示している。この保持器(38)では、旋回中のボール(16)が連結部(39)の肩部(39a)に乗り上げた場合、肩部(39a)がエッジとなって、エッジ応力が発生し、肩部(39a)にカエリ等の損傷が生じる可能性があり、また、摩耗しやすいものとなっている。
【００３１】
これに対し、この発明によるボールスプラインでは、図５に示すように、旋回中のボール(16)は、補強材(24)によって受けられるので、肩乗り上げしにくいものとなるとともに、肩乗り上げした場合であっても、連結部(23)の肩部の損傷が防止される。
【００３２】
保持器(18)の連結部(23)に補強材(24)を設けるには、インジェクションモールドが適しており、補強材(24)を金型内にセットし、その後、樹脂を射出成形して一体化すればよい。補強材(24)の材質としては、ＳＵＳおよびＳＰＣＣ等が適している。
【００３３】
上記のモータ付きボールねじ装置(1)は、例えば、自動車の電磁緩衝器用として使用するのに適している。このモータ付きボールねじ装置(1)は、電動アクチュエータとして使用することもでき、この場合、モータ(8)の回転駆動力をボールねじナット(3)を介してねじ軸(2)の軸方向推力に変換し、推力の軸方向反力を軸受(7)で支持してねじ軸(2)を直線運動させ、ねじ軸(2)に作用する軸方向荷重をボールねじナット(3)で負荷するとともに、トルクをボールスプライン外筒(4)で支持した形態での使用となる。
【符号の説明】
【００３４】
(2)       ねじ軸（軸）
(2b)      スプライン軌道
(4)       ボールスプライン外筒
(4a)      スプライン軌道
(16)      ボール
(17)      外筒本体
(18)      保持器
(20)      主通路
(21)      戻し通路
(22)      無負荷軌道部
(23)      連結部
(24)      補強材
【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】
2010230085.tif 000007
【図６】
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