(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじみぞが外周面に形成されたねじ軸と、ねじ軸が通されてねじ軸のねじみぞに対応するねじみぞが内周面に形成されたボールねじナットと、ねじ軸のねじみぞとボールねじナットのねじみぞにより形成されるボール通路に配設された複数のボールとを備えており、ねじ軸のねじみぞ内に突出してボールをすくい上げるボールすくい上げ部が設けられたエンドキャップがボールねじナットに着脱可能に取り付けられているボールねじにおいて、
エンドキャップが２分割されるとともに、各分割体のボールねじナットに対する位置が調整可能とされており、各分割体のボールねじナットに対する位置を調整することで、ボールすくい上げ部のねじ軸に対向する面とねじ軸とのクリアランスが所定値に設定可能とされており、
通常使用域におけるねじみぞのみぞ底径（みぞ底からねじ軸の中心までの距離）よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域を有するクリアランス設定手段が使用されて、エンドキャップの各分割体がクリアランス設定域においてクリアランス無しで組み付けられることで、通常使用域におけるクリアランスが確保されるようになされていることを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
ねじ軸の一端部に、一端部以外のねじみぞのみぞ底径よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域が設けられていることを特徴とする請求項１のボールねじ。
【請求項３】
ねじ軸のねじみぞのみぞ底径は、全長にわたって同じとされており、エンドキャップとねじ軸との間にフィルム状の介在物が設けられることで、通常使用域のねじみぞのみぞ底径よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域が形成されていることを特徴とする請求項１のボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボールねじに関し、特に、高速での使用に適したボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじとして、ねじみぞが外周面に形成されたねじ軸の外側に、ねじみぞが内周面に形成されたボールねじナットがはめられ、両ねじみぞにより形成されたボール通路に複数のボールが配設されるとともに、ねじ軸のねじみぞ内に突出してボールをすくい上げるボールすくい上げ部が設けられたエンドキャップがボールねじナットに着脱可能に取り付けられたものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、ボールねじのナットを２個のナット分割体によって構成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４８８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなボールねじは、種々の用途で使用されており、例えば、サスペンション用として使用されているものでは、ねじ軸の速度が非常に速く、ボールねじ内のボールが高速で循環するため、ねじみぞから循環部へボールを旋回させるためのエンドキャップのボールすくい上げ部がボールとの衝突で変形して、滑らかな循環ができなくなる可能性がある。
【０００６】
エンドキャップのボールすくい上げ部は、ボールねじナット内から飛び出したボールを滑らかにすくい上げるため、できるだけねじ軸のねじみぞの底に近いところに先端が位置する方がよいが、ねじ軸との干渉を避けるためのクリアランスが必要であり、クリアランスが大きいと、滑らかな循環の確保が難しく、クリアランスが小さいと、ボールすくい上げ部がねじ軸に接触して、摩擦による回転性能低下が生じる。
【０００７】
回転性能低下の防止と滑らかなボール循環とを両立させるには、適正なクリアランスとすればよいが、寸法公差があるために、製造する全てのボールねじのクリアランス値を適正なものとすることは困難であった。
【０００８】
この発明の目的は、ボールすくい上げ部とねじ軸とのクリアランスを適正な値に設定することを可能とすることで、回転性能低下の防止と滑らかなボール循環とを両立させることができるボールねじを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によるボールねじは、ねじみぞが外周面に形成されたねじ軸と、ねじ軸が通されてねじ軸のねじみぞに対応するねじみぞが内周面に形成されたボールねじナットと、ねじ軸のねじみぞとボールねじナットのねじみぞにより形成されるボール通路に配設された複数のボールとを備えており、ねじ軸のねじみぞ内に突出してボールをすくい上げるボールすくい上げ部が設けられたエンドキャップがボールねじナットに着脱可能に取り付けられているボールねじにおいて、エンドキャップが２分割されるとともに、各分割体のボールねじナットに対する位置が調整可能とされており、各分割体のボールねじナットに対する位置を調整することで、ボールすくい上げ部のねじ軸に対向する面とねじ軸とのクリアランスが所定値に設定可能とされており、通常使用域におけるねじみぞのみぞ底径（みぞ底からねじ軸の中心までの距離）よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域を有するクリアランス設定手段が使用されて、エンドキャップの各分割体がクリアランス設定域においてクリアランス無しで組み付けられることで、通常使用域におけるクリアランスが確保されるようになされていることを特徴とするものである。
【００１０】
このボールねじは、エンドキャップ式と称されているもので、ボールねじナットのねじ軸方向両端面に１対のエンドキャップが設けられ、ねじみぞの径方向外側において周壁を貫通する戻し通路がボールねじナットに形成され、エンドキャップのボールねじナット側の端面に、主通路と戻し通路とを連通させるみぞ状の方向転換路が形成されている。エンドキャップ式のボールねじナットでは、エンドキャップに、ねじ軸のねじみぞ内に突出してボールをすくい上げるボールすくい上げ部が設けられる。
【００１１】
エンドキャップは、円筒状の環体に形成され、各分割体は、これらを合わせた場合に略環体（分割体同士の突き合わせ面に若干の隙間が形成される）となるように、略半円筒状に形成される。
【００１２】
ボールねじナットへのエンドキャップの取付けは、例えば、ボールねじナットの軸方向両端部に、めねじが設けられて、各分割体に、ボルト挿通孔が設けられ、各分割体は、それぞれがボールねじナットの軸方向両端面にボルトを用いて固定される。ボルトの軸部とボルト挿通孔との間には、径方向の隙間が設けられ、これにより、その取付け位置を所定量調整できるようになされる。
【００１３】
各分割体は、まず、各分割体を自由に動かすことができる程度にボルトを締め付けることで、ボールねじナットに仮付けされる。寸法公差が存在することによって、仮付けしたときのクリアランスにはばらつきがあるが、クリアランスが大き場合には、各分割体を径方向内方に、クリアランスが小さい場合には、各分割体を径方向外方にそれぞれ移動させることで、目標のクリアランスが得られるように、ボールねじナットに対する各分割体の相対位置を変更する。この状態で、ボルトを締め付けること（本締め）により、適正なクリアランスが確保された状態で、ボールねじナットとエンドキャップとが一体化される。
【００１４】
エンドキャップ式のボールねじでは、ボールすくい上げ部がボールとの衝突で変形し、ボールがスムーズに循環できなくなる可能性がある。これを防止するには、クリアランスを小さくすればよいが、クリアランスが０以下になって、ねじ軸とエンドキャップのボールすくい上げ部とが接触することは、摩擦によって回転性能が低下するので避ける必要がある。
【００１５】
従来のボールねじにおけるクリアランスの設定では、寸法公差のばらつきを考慮したクリアランスの最小値が、ボールすくい上げ部とねじ軸との接触を防止するように設定されており、そのため、クリアランスの中心値は、最適クリアランス値より大きいものとなっていた。すなわち、クリアランスの許容最小値がＣで、寸法公差によるクリアランスのばらつきがαとすると、クリアランスの設定値は、Ｃ＋αとする必要があり、この場合、クリアランスがＣ＋２αのものが出てくることになり、このようにクリアランスが大きいものは、ボールのスムーズな循環という点で不利なものとなる。結局、従来のものでは、寸法公差によって、回転性能低下の防止と滑らかなボール循環とを両立させることが非常に難しいものとなっていた。
【００１６】
この発明のボールねじによると、上記のように、寸法公差のばらつきを組立て時に各分割体の位置を調整することで吸収することができるので、クリアランスを最適値（従来よりも小さい値）に設定することができる。
【００１７】
クリアランスの設定に際し、クリアランスを実測することは困難であるので、組立て時の補助手段としてクリアランス設定手段が設けられることが好ましい。すなわち、通常使用域におけるねじみぞのみぞ底径よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域を有するクリアランス設定手段が使用されて、エンドキャップの各分割体がクリアランス設定域においてクリアランス無しで組み付けられることで、通常使用域におけるクリアランスが確保されるようになされていることが好ましい。
【００１８】
このようなクリアランス設定手段としては、ねじ軸の一端部に、一端部以外のねじみぞのみぞ底径（みぞ底からねじ軸の中心までの距離）よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域が設けられているものとされることがあり、また、ねじ軸のねじみぞのみぞ底径は、全長にわたって同じとされており、エンドキャップとねじ軸との間にフィルム状の介在物が設けられることで、通常使用域のねじみぞのみぞ底径よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域が形成されているものとされることがある。なお、一端部以外のねじみぞのみぞ底径は、図３においてｄ１で示す距離をいい、一端部に設けられるみぞのみぞ底径（大きい径のみぞ底径）は、同図においてｄ２で示す距離をいい、この場合のクリアランスＣは、Ｃ＝ｄ２−ｄ１と表される。
【００１９】
このようなクリアランス設定手段を使用することで、ボールすくい上げ部のねじ軸に対向する面とねじ軸とのクリアランスが小さく、しかも、ボールすくい上げ部の先端とねじ軸のねじみぞの底とが接触しない正確な組付けが可能となる。
【００２０】
この発明によるボールねじは、ねじ軸の外周面に直線状スプラインみぞが形成されており、ねじ軸が通されてねじ軸のスプラインみぞに対応するスプラインみぞが形成された外筒と、ねじ軸と外筒との間に配設された複数のボールとをさらに備えていることがある。このようなスプライン付きボールねじでは、ねじ軸にスプラインみぞが形成されることで、ボールすくい上げ部とねじ軸との干渉が起こりやすくなっており、また、サスペンション用などとして高速で使用されることから、上記構成を有しているものとすることで、この用途に適したものとできる。
【００２１】
ねじ軸およびボールねじナットは、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。ボールねじナットは、軸受鋼（ＳＵＪ２）製としてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
この発明のボールねじによると、エンドキャップが２分割されるとともに、各分割体のボールねじナットに対する位置が調整可能とされており、各分割体のボールねじナットに対する位置を調整することで、ボールすくい上げ部のねじ軸に対向する面とねじ軸とのクリアランスが所定値に設定可能とされているので、寸法公差のばらつきを組立て時に各分割体の位置を調整することで吸収することができて、クリアランスを最適値に設定することができ、回転性能低下の防止と滑らかなボール循環とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、この発明の実施形態を示すボールねじの主要部の縦断面図である。
【図２】図２は、図１のII−II線の断面図である。
【図３】図３は、クリアランス設定手段の１例を示す要部拡大縦断面図である。
【図４】図４は、クリアランス設定手段の他の例を示す要部拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
図１はボールねじの主要部の縦断面図、図２はその横断面図、図３および図４は要部拡大縦断面図である。
【００２６】
ボールねじは、鋼製ねじ軸(1)、鋼製ボールねじナット(2)、１対のエンドキャップ（ボール循環部材）(3)および多数のボール(4)を備えている。
【００２７】
ねじ軸(1)は横断面円形の中実軸であり、ねじ軸(1)の外周面に、２条のおねじみぞ(5)が形成されている。
【００２８】
ボールねじナット(2)は、円筒状をなし、ねじ軸(1)の外周に径方向に若干の隙間をあけてはめられている。ボールねじナット(2)の内周面に、おねじみぞ(5)に対応する２条のめねじみぞ(6)が形成されている。
【００２９】
各エンドキャップ(3)は、１対の互いに同一形状の分割体(3a)(3b)からなる。各エンドキャップ(3)は、円筒状の環体に形成され、各分割体(3a)(3b)は、これらを合わせた場合に略環体（分割体(3a)(3b)同士の突き合わせ面に若干の隙間が形成される）となるように、略半円筒状に形成されている。各分割体(3a)(3b)は、互いに結合されているのではなく、それぞれがボールねじナット(2)の軸方向両端面にボルト(7)を用いて固定されている。
【００３０】
ボールねじナット(2)の軸方向両端部には、めねじ(12)が設けられており、各分割体(3a)(3b)には、ボルト挿通孔(13)が設けられている。ここで、ボルト(7)の軸部とボルト挿通孔(13)との間には、通常設けられる遊びよりも大きい径方向の隙間が設けられており、各分割体(3a)(3b)は、その取付け位置を所定量調整できるようになっている。
【００３１】
ボールねじナット(2)のめねじみぞ(6)とこれに対向するねじ軸(1)のおねじみぞ(5)との対向空間がボール(4)が転動する主通路（ボール通路）(8)となっている。ボールねじナット(2)の周壁の１箇所に、戻し通路(9)が形成されている。戻し通路(9)は、ボールねじナット(2)を軸方向全長にわたって貫通する断面円形の貫通穴よりなる。  
各エンドキャップ(3)のボールねじナット(2)側の端面に、主通路(8)と戻し通路(9)を連通させるみぞ状の方向転換路(10)が形成されている。方向転換路(10)は、ボールねじナット(2)回転方向とは逆方向にのびかつ徐々に径が大きくなる曲線状に形成されている。方向転換路(10)の内周側には、ボール(4)をおねじみぞ(5)からすくい上げて方向転換路(10)内に導くためのボールすくい上げ部(11)が形成されている。ボールすくい上げ部(11)は、おねじみぞ(5)内に突出している。
【００３２】
ボール(4)は、主通路(8)、戻し通路(9)および方向転換路(10)内に配設され、主通路(8)を転動するボール(4)がねじ軸(1)とボールねじナット(2)の相対回転を案内するようになっている。
【００３３】
ねじ軸(1)とボールねじナット(2)とが相対回転することにより、ねじ軸(1)とボールねじナット(2)とが軸方向に相対移動する。このとき、主通路(8)を転動していたボール(4)が、一方のエンドキャップ(3)の方向転換路(10)で方向転換されてボールねじナット(2)の戻し通路(9)に導入され、戻し通路(9)内を他方のエンドキャップ(3)側に移動し、戻し通路(9)を移動してきたボール(4)が、他方のエンドキャップ(3)の方向転換路(10)で方向転換されて、主通路(8)に導入される。
【００３４】
エンドキャップ(3)の方向転換路(10)におけるねじ用ボール(4)は、ボールすくい上げ部(11)によってすくい上げられることで、滑らかなボール循環が維持されるようになっている。ここで、ボールすくい上げ部(11)の先端(11a)（ねじ軸(1)に対向する面）とねじ軸(1)との間には、干渉を避けるためのクリアランスＣが設けられている。言い換えると、ボールすくい上げ部(11)の先端(11a)は、ねじ軸(1)のおねじみぞ(5)の底から浮いており、ねじ用ボール(4)がボールすくい上げ部(11)先端(11a)に衝突するようになっている。この衝突時の力によって、ボールすくい上げ部(11)がねじ軸(1)に接触すると、摩擦による回転性能低下が生じる。接触を避けるためには、クリアランスＣを大きくすればよいが、この場合には、ボールすくい上げ部(11)によるすくい上げがスムーズに行えなくなり、滑らかなボール循環が阻害されるという問題が生じる。
【００３５】
従来のボールねじにおけるクリアランスの設定では、寸法公差のばらつきを考慮したクリアランスの最小値が、ボールすくい上げ部(11)とねじ軸(1)との接触を防止するように設定されており、そのため、クリアランスの設計上の中心値は、最適クリアランス値より大きいものとなっていた。
【００３６】
これに対し、この発明によるボールねじでは、クリアランスＣは、各分割体(3a)(3b)の取付け位置を調整することで、組立て時に調整可能とされており、最適値（従来よりも小さい値）となるように設定されている。
【００３７】
クリアランスＣを最適値とするには、まず、各分割体(3a)(3b)を自由に動かすことができる程度にボルト(7)を締め付けて、各分割体(3a)(3b)をボールねじナット(2)に仮付けし、クリアランスＣが大きい場合には、各分割体(3a)(3b)を径方向内方に、クリアランスＣが小さい場合には、各分割体(3a)(3b)を径方向外方にそれぞれ移動させることで、目標のクリアランスＣが得られるように、ボールねじナット(2)に対する各分割体(3a)(3b)の相対位置を変更する。この状態で、ボルト(7)を締め付けること（本締め）により、適正なクリアランスＣが確保された状態で、ボールねじナット(2)とエンドキャップ(3)とが一体化される。
【００３８】
こうして、この発明のボールねじによると、寸法公差のばらつきを組立て時に各分割体(3a)(3b)の位置を微調整することで吸収することができるので、クリアランスＣの目標値を最適クリアランス値とすることができ、クリアランスＣを小さく設定することにより、ねじ用ボール(4)がボールすくい上げ部(11)によって滑らかにすくい上げられて、滑らかなボール循環が確保される。
【００３９】
ここで、クリアランスＣの設定に際し、クリアランスを実測することは困難であるので、通常使用域におけるねじみぞ(5)のみぞ底径（みぞ底からねじ軸の中心までの距離）よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域を有する適宜なクリアランス設定手段が使用されることが好ましい。クリアランス設定手段の例を図３および図４に示す。
【００４０】
図３において、ねじ軸(1)の一端部に、一端部以外のねじみぞ（通常使用域のねじみぞ）(5)のみぞ底径ｄ１よりも大きい径のみぞ底径ｄ２を有するねじみぞ(21a)が形成されたクリアランス設定域(21)が設けられている。エンドキャップ(3)の各分割体(3a)(3b)は、このクリアランス設定域(21)においてクリアランス無しで組み付けられ、これにより、通常使用域におけるクリアランスＣ（Ｃ＝ｄ２−ｄ１）が確保される。
【００４１】
なお、図３では、クリアランス設定域(21)がねじ軸(1)に一体に設けられているが、クリアランス設定域は、ねじ軸(1)と別体としたダミー軸とされてもよく、この場合には、ねじ軸(1)は、従来と同じものとされて、組付け時にダミー軸とねじ軸とが同軸に結合されて使用される。
【００４２】
図４において、ねじ軸(1)は、従来と同じ形状とされており、ねじ軸(1)のねじみぞ(5)のみぞ底径は、全長にわたって同じとされている。そして、エンドキャップ(3)の各分割体(3a)(3b)とねじ軸(1)との間に、所定の厚みに形成された合成樹脂製フィルムからなる介在物(22)が設けられることで、通常使用域のねじみぞ(5)のみぞ底径よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域が形成されている。このようなクリアランス設定域において、エンドキャップ(3)の各分割体(3a)(3b)が介在物(22)を介してクリアランス無しで組み付けられることにより、通常使用域におけるクリアランスＣが確保される。合成樹脂製フィルムは、各分割体(3a)(3b)に押し付けることで一時的に各分割体(3a)(3b)ができ（ねじ軸(1)に貼り付けることも可能）、ねじ軸(1)とエンドキャップ(3)とが相対移動することによって、容易に剥がれ落ち、ボールねじの使用への影響はない。介在物(22)としては、合成樹脂製フィルムに限定されるものではなく、各分割体(3a)(3b)またはねじ軸(1)に一時的に保持させることができ、使用することで脱落し、しかも剥がれても問題がない材質で所定の厚みに形成された種々の固形物を適宜使用することができる。
【００４３】
なお、上記において、ねじみぞ(5)(6)を２条としているが、ねじみぞは１条であっても３条以上の多条であってもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００４４】
(1)       ねじ軸
(2)       ボールねじナット
(3)       エンドキャップ
(3a)(3b)  分割体
(4)       ボール
(5)       おねじみぞ（ねじみぞ）
(6)       めねじみぞ（ねじみぞ）
(8)       主通路（ボール通路）
(11)      ボールすくい上げ部
(21a)     みぞ（クリアランス設定手段）
(22)      介在物（クリアランス設定手段）
【図１】
0005521623.tif 000002
【図２】
0005521623.tif 000003
【図３】
0005521623.tif 000004
【図４】
0005521623.tif 000005