(57)【要約】【課題】巻き数の設計の自由度が高く、定格荷重や剛性の向上が容易なボールねじを提供する。【解決手段】ボールねじが備える筒状のナット１の内周面には２条のねじ溝１ａ，１ｂが形成され、ねじ軸２の外周面には２条のねじ溝２ａ，２ｂが形成されている。また、ねじ溝１ａ，２ａが対向し且つねじ溝１ｂ，２ｂが対向して形成された空間により、転動体３が装填される転動体転動路４Ａ，４Ｂが二重螺旋状に形成される。ナット１には、転動体転動路４Ａの終端と転動体転動路４Ｂの始端とを連結して、転動体転動路４Ａの終端に至った転動体３を転動体転動路４Ｂの始端へ送る連通路６Ａと、転動体転動路４Ｂの終端と転動体転動路４Ａの始端とを連結して、転動体転動路４Ｂの終端に至った転動体３を転動体転動路４Ａの始端へ送る連通路６Ｂとが設けられているので、転動体転動路４Ａ，４Ｂが無端状に連結されて１つのボール循環回路が構成される。【選択図】図１
2010106895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状に連続するねじ溝が外周面に形成されたねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝が内周面に形成された筒状のナットと、前記両ねじ溝間の空間により形成される螺旋状の転動体転動路に転動自在に装填された複数の転動体と、を備え、前記ねじ軸と前記ナットとの相対回転運動により、前記転動体の転動を介して前記ねじ軸と前記ナットとが軸方向へ相対直線移動するようになっているボールねじにおいて、
前記転動体転動路を多条備えるとともに、そのうち少なくとも２条の転動体転動路が、１つの転動体転動路の終点に至った前記転動体を別の転動体転動路の始点へ送る連通路を複数用いることによって無端状に連結されており、これら連結された転動体転動路で１つのボール循環回路が構成されていることを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
前記転動体は、負荷圏をなす前記転動体転動路と無負荷圏をなす前記連通路とを交互に通って前記ボール循環回路を無限循環するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多条ボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじにおいては、ねじ軸のねじ溝とナットのねじ溝との間の空間により形成される転動体転動路内を転動する転動体を、循環部品で転動体転動路の終点から始点へ戻して循環させることにより、ねじ軸とナットとの相対直線移動を円滑に行っている。このとき、転動体転動路が外部負荷を受ける負荷圏をなし、循環部品の連通路が無負荷圏をなしている。循環部品による転動体の循環方式としては、チューブ式，こま式，エンドキャップ式、エンドデフレクタ式等がある。
【０００３】
一つの転動体転動路と一つの循環部品の連通路とにより、無端状のボール循環回路が形成されるが、ボールねじの基本定格荷重や剛性を向上させるためには、ボール循環回路内に存在するボール数を増やす必要がある。ボール数を増やすためには、転動体転動路の巻き数を増やすことになるが、循環部品の設計を大きく変更することを避けるためには、循環部品は同位相（ボールねじを軸方向から見たときの周方向位置を位相と称する）に配置する必要があるから、巻き数は１巻き単位でしか増やすことができない。例えば、２．５巻きのボールねじの定格荷重を向上させようとすると、３．５巻きや４．５巻きとなり、３巻きや４巻きにすることはできない。
【０００４】
巻き数を１巻き増やすと、ナットの長さは１リード分長くなるから、ナットの長さはリードピッチ分ずつしか調整できず、設計の自由度が低いという問題がある。また、大リードのボールねじの場合は、巻き数を１巻き増やすことによりナットの長さが非常に長くなるため、有効ストロークが小さくなってしまうという問題もある。そして、このような問題は、多条の転動体転動路を有する多条ボールねじにおいても同様に起こる。
【０００５】
特許文献１には、２条の転動体転動路を有するボールねじが記載されている。このボールねじにおいては、一方の転動体転動路の終点と他方の転動体転動路の始点とを連通する循環部品を２個用いることにより、２条の転動体転動路が無端状に連結されており、これら連結された２条の転動体転動路で１つのボール循環回路が構成されている。そして、一方の転動体転動路が、外部負荷を受ける負荷圏として使用され、他方の転動体転動路が、転動体を無限循環させる循環路（無負荷圏）として使用されている。
【０００６】
特許文献１に記載の多条ボールねじの場合は、上記のような構造を有しているので、巻き数（ナットの長さ）は比較的自由に設計することができ、０．５巻き単位で増やすことも可能である。
【特許文献１】実公平６−２９５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の多条ボールねじは、負荷圏をなす転動体転動路が１条のみであるため、定格荷重を大きく向上させることは困難である。また、無負荷圏が長いので、作動特性や騒音の面で問題が生じるおそれがある。
そこで、本発明は、上記のような従来の多条ボールねじが有する問題点を解決し、巻き数（ナットの長さ）の設計の自由度が高く、定格荷重や剛性の向上が容易なボールねじを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係るボールねじは、螺旋状に連続するねじ溝が外周面に形成されたねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝が内周面に形成された筒状のナットと、前記両ねじ溝間の空間により形成される螺旋状の転動体転動路に転動自在に装填された複数の転動体と、を備え、前記ねじ軸と前記ナットとの相対回転運動により、前記転動体の転動を介して前記ねじ軸と前記ナットとが軸方向へ相対直線移動するようになっているボールねじにおいて、前記転動体転動路を多条備えるとともに、そのうち少なくとも２条の転動体転動路が、１つの転動体転動路の終点に至った前記転動体を別の転動体転動路の始点へ送る連通路を複数用いることによって無端状に連結されており、これら連結された転動体転動路で１つのボール循環回路が構成されていることを特徴とする。
【０００９】
このようなボールねじにおいては、前記転動体は、負荷圏をなす前記転動体転動路と無負荷圏をなす前記連通路とを交互に通って前記ボール循環回路を無限循環するようになっていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のボールねじは、巻き数（ナットの長さ）の設計の自由度が高く、定格荷重や剛性の向上が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係るボールねじの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係るボールねじの一実施形態である２条ボールねじの断面図である。
図１に示すように、本実施形態のボールねじは、筒状のナット１と、該ナット１に挿通されたねじ軸２と、を備えている。このナット１の内周面には、平行に延びる２条のねじ溝１ａ，１ｂが二重螺旋状に形成されている。また、ねじ軸２の外周面にも、平行に延びる２条のねじ溝２ａ，２ｂが二重螺旋状に形成されている。
【００１２】
そして、ねじ溝１ａ，２ａが対向するとともに、ねじ溝１ｂ，２ｂが対向して、対向するねじ溝同士の間の空間により、二重螺旋状の転動体転動路４Ａ，４Ｂが形成されている。これらの転動体転動路４Ａ，４Ｂ内には、複数の転動体３（ボール）が転動自在に装填されており、この転動体３を介してナット２がねじ軸１に螺合されている。
このナット１には、転動体転動路４Ａの終端と転動体転動路４Ｂの始端とを連結して、転動体転動路４Ａの終端に至った転動体３を転動体転動路４Ｂの始端へ送る連通路６Ａと、転動体転動路４Ｂの終端と転動体転動路４Ａの始端とを連結して、転動体転動路４Ｂの終端に至った転動体３を転動体転動路４Ａの始端へ送る連通路６Ｂとが設けられている。これにより、転動体転動路４Ａ，４Ｂが無端状に連結され、これら無端状に連結された転動体転動路４Ａ，４Ｂで１つのボール循環回路が構成されている。
【００１３】
連通路６Ａ，６Ｂによる転動体３の循環方式は特に限定されるものではなく、慣用の方式、すなわちチューブ式，こま式，エンドキャップ式、エンドデフレクタ式等が適用可能である。例えば、チューブ式を採用した場合は、連通路６Ａ，６Ｂはリターンチューブとなる。
転動体３は、前記ボール循環回路内を負荷圏と無負荷圏とを交互に通りつつ無限循環する。すなわち、転動体３は、転動体転動路４Ａ（負荷圏）内を移動しつつねじ軸２の回りを複数回回って転動体転動路４Ａの終端に至り、そこから連通路６Ａ（無負荷圏）内を通って転動体転動路４Ｂ（負荷圏）の始端へ送られる。そして、ねじ軸２の回りを複数回回って転動体転動路４Ｂの始端から終端に移動し、そこから連通路６Ｂ（無負荷圏）内を通って転動体転動路４Ａの始端へ送られ、再び転動体転動路４Ａ内を移動する。このような２条ボールねじ（巻き数は２巻き）のボール循環回路のみを模式的に図示したものを、図２に示す。
【００１４】
このように、転動体転動路４Ａ，４Ｂ内を転動する転動体３が連通路６Ａ，６Ｂによりボール循環回路内を無限に循環するようになっているので、ナット１とねじ軸２とを相対回転させると、ナット１とねじ軸２とは継続的に軸方向へ相対直線移動する。
ここで、本実施形態の２条ボールねじと従来の一般的な２条ボールねじとを比較して、本実施形態の２条ボールねじの優れた特性を説明する。
【００１５】
まず、従来の一般的な２条ボールねじ（巻き数は１．５巻き）について、ボール循環回路のみを模式的に図示した図３を参照しながら説明する。従来の一般的な２条ボールねじにおいては、一方の転動体転動路Ｘ１の始端と終端とが連通路Ｙ１により連結され、他方の転動体転動路Ｘ２の始端と終端とが別の連通路Ｙ２により連結されているので、２つのボール循環回路が存在する。そして、転動体は、それぞれ独立したボール循環回路内を無限循環している。
【００１６】
このような従来の２条ボールねじの巻き数を、定格荷重や剛性の向上を目的として増やそうとした場合は、前述したような理由により、１巻き単位でしか増やすことができない。よって、最低でも、図４に示すような２．５巻きとなる。特に、大リードのボールねじの場合は、１巻き増やしたことにより１リード分長くなったナットの長さは非常に長くなるため、有効ストロークが小さくなってしまうという問題が生じるおそれがある。また、ナットの内周面のねじ溝は、ナットの端部の開口部から加工用の工具を挿入して加工するが、ナットの長さが長くなると、工具がナットの開口部に干渉しやすくなるため、多数巻きのねじ溝の加工ができない場合がある（図５を参照）。
【００１７】
これに対して、本実施形態の２条ボールねじは、前述のような構成を有しているので、定格荷重や剛性の向上を目的として巻き数を増やそうとした場合に、０．５巻き単位で増やすことができる。よって、１．５巻きの２条ボールねじの巻き数を増やそうとした場合は、図２のような２巻きから０．５巻き単位で設計することができるので、従来の２条ボールねじと比べて設計の自由度が高い。また、ナットの長さを、ねじ溝の加工用の工具が干渉しないような最大長さに設計することもできる。
【００１８】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、多条ボールねじの巻き数は特に限定されず、所望の巻き数を採用可能である。
また、本実施形態においては、２条ボールねじを示して説明したが、転動体転動路の条数は特に限定されるものではなく、３条以上であっても差し支えない。３条以上のボールねじの場合は、全条の転動体転動路を同数の連通路で無端状に連結して１つのボール循環回路を形成するとよい。３条ボールねじの場合は、１／３巻き単位でボールねじの巻き数を増やすことができる。
【００１９】
なお、偶数条のボールねじの場合は、全条の転動体転動路を同数の連通路で無端状に連結して１つのボール循環回路を形成してもよいが、転動体転動路を２条ずつに組み分けし、各組の２条の転動体転動路を２つの連通路で無端状に連結して、複数のボール循環回路を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、高定格荷重やコンパクト性が必要な多条ボールねじ、特に大リード多条ボールねじや小径大リード多条ボールねじに好適に利用可能である。例えば、工作機械用の高速大リード多条ボールねじがあげられる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るボールねじの一実施形態である２条ボールねじの構造を示す断面図である。
【図２】本実施形態の２条ボールねじのボール循環回路のみを模式的に示した図である。
【図３】従来の一般的な２条ボールねじ（巻き数は１．５巻き）のボール循環回路のみを模式的に示した図である。
【図４】従来の一般的な２条ボールねじにおいて、巻き数を増やした場合のボール循環回路のみを模式的に示した図である。
【図５】ナットのねじ溝を工具で加工する様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００２２】
１      ナット
１ａ，１ｂ    ねじ溝
２      ねじ軸
２ａ，２ｂ    ねじ溝
３      転動体
４Ａ，４Ｂ      転動体転動路
６Ａ，６Ｂ      連通路
【図１】
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【図２】
2010106895.tif 000004
【図３】
2010106895.tif 000005
【図４】
2010106895.tif 000006
【図５】
2010106895.tif 000007