(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールを導いて循環させる際に当該ボールをすくい上げるタング部を両端に有するボールねじのボール循環チューブにおいて、
前記ボール循環チューブは、管軸方向の対称軸で２分割された分割管部材を接合して形成され、
前記分割管部材を焼結金属で成形するとともに、前記タング部の付け根近傍部分をなすチューブ端の厚さを、チューブ端の円周全部でその他の部分より厚く形成したことを特徴とするボールねじのボール循環チューブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじのボール循環チューブに係り、特に、当該チューブの両端部にあってボールをすくいあげ循環させるタング部を強化してボールねじの高速化に対応せしめるようにしたボール循環チューブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじが駆動するとき、ねじ軸とナットとに対向して設けられている螺旋状のねじ溝内を多数個のボールが転動しつつ移動する。それらのボールは、ナット内を所定距離移動した後にねじ溝から外れ、戻り路を経てねじ溝の元の位置に戻り再びねじ溝内を転動するという循環運動を繰り返す。そのボール循環方式には循環チューブ，循環駒，エンドキャップの各方式があるが、本発明はそのうちで量産に適し価格的に有利とされる循環チューブ方式のボールねじに適用されるものである。
【０００３】
ボールの循環チューブとしては、従来、例えば図９に示すようにパイプ材をＵ字形に曲げ加工してその両端部にボールを掬い上げるタング部１１を形成した一体形チューブ（第１従来例）と、図１０に示すような分割タイプのプレス成形チューブ（第２従来例）とが知られている。前者は、タング部１１が個々にフライス削り等の機械加工で形成される。一方後者は、Ｕ字形のボール循環チューブが管軸方向の対称軸により二つに分割されており、板材をプレス加工することにより予め一端側にタング部１１を有する半割りの分割管部材１２を製作し、これを二枚合わせて１個のボール循環チューブに組み立てる。各分割管部材１２の断面が半円弧状となっているので、容易に成形可能で、量産に適し安価である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近は、ボールねじの高速使用が進む傾向があり、それに伴ってボール循環チューブのタング部１１にボールが衝突する際の衝撃も激しくなってきている。その結果、ボール循環チューブのタング部の強度不足による破損が発生しやすくなるので、ボールねじの高速化対策として当該タング部の強度向上を図る必要がある。
【０００５】
しかしながら、上記第１，第２の各従来例のものは、チューブ端に設けられるタング部１１の強度を向上させるべくその肉厚を厚くしようとすると、ボール循環チューブ全体の肉厚を厚くしなければならないので、ボール循環チューブ全体のサイズが大きくなってしまう。ところが標準ナットでは、図１１に示すように、ナット３の外径はボール循環チューブ７がナット円周内に収まる「円周形」の寸法を採用している。そのため、ボール循環チューブ全体のサイズが大きくなると標準ナットの円周から外に突出してしまうことになる。その結果、本来は標準ナットをそのまま取り付ければ良い相手部品の方を、突出したナット外周のボール循環チューブと干渉しないようにわざわざ逃がさねばならないなどの仕様変更が必要になり、ボールねじの高速化に即応することができないという問題点がある。
【０００６】
本発明は、前記ボールねじを高速化に対応させた場合に生じる従来のボール循環チューブの問題点を解決することを課題としてなされたものであり、その目的とするところは、ボール循環チューブのボールすくい上げ用のタング部の強度を、ナットの標準サイズを変更することなく向上させることができる高速化対応のボールねじのボール循環チューブを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、ボールを導いて循環させる際に当該ボールをすくい上げるタング部を両端に有するボールねじのボール循環チューブにおいて、ボール循環チューブは、管軸方向の対称軸で２分割された分割管部材を接合して形成され、前記分割管部材を焼結金属で成形するとともに、そのタング部の付け根近傍部分をなすチューブ端の厚さを、チューブ端の円周全部でその他の部分より厚く形成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明のボール循環チューブでは、管軸方向の対称軸で２分割された分割管部材を接合して形成され、前記分割管部材を、焼結金属の成形品とし、そのタング部の付け根近傍部分をなすチューブ端の厚さをその他の部分より厚く成形して、高速使用に耐えうる十分な強度を付与し、その他の部分の厚さは薄くしてボール循環チューブ全体の大型化を抑え、標準サイズのナットの使用を可能にする。これにより、ボールねじの高速使用の要求に即時対応が可能になる。
また、前記チューブ端の円周全部の厚さがその他の部分より厚く形成されていることから、ボールの衝突に対して振動しにくく循環作動の安定性が高いという利点があるとともに、ナットに開口するボール循環チューブ挿入用の穴の形状が円形でよいため、本発明のボール循環チューブを現有のチューブ方式のボールねじに適用する際に、ドリルを通して穴径を拡大するだけで対応できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
なお、従来と同一または相当部分には同一符号を付してある。
【００１０】
図１ないし図５は本発明の分割タイプ焼結金属製ボール循環チューブの一実施形態を示し、図１はボールねじの平面図、図２はその断面図（但し、ボール循環チューブはボール通路に沿った面で断面されている）、図３はボール循環チューブの半割りの分割管部材の正面図、図４は勝手違いの２枚の分割管部材を合わせたボール循環チューブの側面図、図５はそのタング部の拡大図である。
【００１１】
先ず、図１，図２により循環チューブ方式のボールねじの全体構成を説明すると、ねじ軸１は、断面円弧状の螺旋溝２を外面に有する軸部材である。ナット３は、ねじ軸の螺旋溝２に対応する螺旋溝４を内面に有する円筒状の部材で、外周の一部に形成された平面部５に螺旋溝４に開口する二つの穴が形成されている。このナットの穴には、Ｕ字形のボール循環チューブ７の端部がそれぞれ嵌挿されている。このボール循環チューブ７は、止めねじ８によりナットの平面部５に取付板９を介して固定されている。
【００１２】
ナット３の内穴に挿通されたねじ軸１は、その螺旋溝２がナットの螺旋溝４と対向するようにされ、ナット３に設けたボール循環チューブ７からなるボール循環路及びそのボール循環路の両端の間の螺旋溝４には、多数のボール１０が転動自在に配されている。これらのボール１０は、ナットの螺旋溝４とねじ軸の螺旋溝２に隙間なく嵌合し、ナット３とねじ軸１とは軸方向にボール１０の転動を介して相対螺旋運動可能とされている。
【００１３】
ナット３とねじ軸１の相対螺旋運動により、ボール１０は螺旋溝２，４に沿って転動し、ボール循環チューブ７の端部に形成されたタング部１１に衝突して螺旋溝２，４から掬い上げられと同時にボール循環チューブ７内に導かれ、そのチューブ内を通って反対側端より螺旋溝２，４の間に戻るという循環を繰り返す。
【００１４】
ボール循環チューブ７は分割タイプで、管軸方向の対称軸で２分割された勝手違いの分割管部材１２，１２（図３には、一方の分割管部材１２が示される）を接合して形成されている。この実施形態の各分割管部材１２は、タング部１１を一端側にのみ有し、他端側は切はなし端１３になっている。タング部１１は分割面１４からやや外方にずらした位置に形成され、そのタング部１１の付け根近傍部分Ａ（この実施形態の場合は、タング部１１の付け根自体を含み、それを中心におよそ半円周分の部分）は、図３〜図５に示されるように他の部分より肉厚を特に厚くして、螺旋溝２，４に沿って高速で転動するボール１０が衝突する衝撃に十分に耐え得るようにしてある。但し、タング部１１の付け根近傍以外の部分の肉厚は、従来の標準サイズのボール循環チューブの場合と同じにしてある。
【００１５】
前記分割管部材１２は、焼結加工により成形されている。すなわち、従来の一体形ボール循環チューブやプレス成形される分割形ボール循環チューブでは、タング部付け根近傍のように一部分のみ肉厚を厚くすることはできないため、金属成形加工技術を利用して製作される。
【００１６】
この実施形態のものは次のような成形条件で加工した。
金属粉の種類：ステンレス
バインダ    ：樹脂
成形温度  ，成形圧力：通常の樹脂の場合とほぼ同程度
こうした得られた勝手違いの二個一組の分割管部材１２，１２同士を、分割面１４で合わせて、端部をナットの二つの穴に嵌挿し、止めねじ８によりナットの平面部５に取付板９を介して固定する。
【００１７】
かくして、本発明のボール循環チューブ７は、粉末冶金の技術で焼結加工するから容易に成形可能であり、一部のみを肉厚にするのに特別に高度な装置や技術を必要としないから、安価に製作できる。
【００１８】
しかも、高速で転動するボール１０を掬いあげるタング部１１の付け根近傍の肉厚を厚くして衝撃に十分に耐えうる強度を確保しつつ、その他の部分の肉厚は標準サイズにできる。そのため、ナット３の平面部５に開口するボール循環チューブ７挿入用の二つの穴の径と形状を変更するだけで、従来の標準サイズのボールねじを使用することができ、従ってナットを取り付ける相手部品とボール循環チューブ７との干渉を考慮する必要もなく、ボールねじの高速使用のニーズに楽に対応できるという実用上非常に大きな効果を奏する。
【００１９】
また、本発明のボールねじのボール循環チューブは焼結成形品であるから、その原料の焼結金属粉の材質を変更することが容易であり、必要に応じてより高い強度のものを容易に製品化して提供することができるという利点がある。
【００２０】
図６に本発明の第２の実施形態を示す。
このボール循環チューブ７Ａは、タング部１１の付け根近傍の肉厚を他の部分より厚くすると共に、そのタング部１１のボール１０が直接に衝突するする部分（衝突部）に、例えば焼き入れした鋼のような特に強度の高い金属からなるチップ２０を埋め込んで成形した点が上記第１の実施形態と異なっている。この場合は、ボール１０の衝突の衝撃を、タング部１１の付け根近傍の肉厚により受け止めると共に、ボール１０の直接の衝突による衝突部の摩耗や圧痕を高硬度のチップ２０で防止することができる。
【００２１】
その他の構成及び作用効果は、上記第１の実施形態のものと同様である。
図７，図８に本発明の第３の実施形態を示す。
このボール循環チューブ７Ｂは、タング部１１の付け根近傍部分Ｂ（この実施形態の場合は、タング部１１の付け根自体を含むチューブ端の全周分の部分）の肉厚を、チューブ端の円周全部にわたりその他の部分より厚く形成してある点が、上記第１の実施形態とは異なっている。この実施形態によれば、ボール１０の衝突の衝撃受け止めるタング部１１の強度は第１の実施形態の場合よりさらに増加し、ナット３の平面部５に開口するボール循環チューブ７Ｂ挿入用の二つの穴の形状は円形でよいから、ドリルを通して穴径を拡大するのみで足り、ナットの穴加工が簡単で一層容易に高速化に対応できるという利点がある。
【００２２】
更に、チューブ端の円周全部が肉厚とされているから、ボール１０の衝突に対して振動しにくく循環作動の安定性が高いという利点がある。
その他の構成及び作用効果は、上記第１の実施形態のものと同様である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のボールねじのボール循環チューブによれば、標準サイズのナットの外径を変更することなくボール循環チューブの端部のタング部の強度を増大することができるため、現有の全ての循環チューブ方式のボールねじに適用することが可能であり、その結果、基本の仕様を変更せずに循環チューブ方式のボールねじ全般の高速化に容易に対応することができるという、実用上大きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るボールねじの平面図である。
【図２】図１の断面図で、ボールの循環をわかりやすくするため、ボール循環チューブはボール通路に沿った断面としてある。
【図３】本発明のボール循環チューブの第１の実施形態の分割管部材の正面図である。
【図４】図３のIV矢視で示す、２枚の分割管部材を合わせたボール循環チューブの側面図である。
【図５】図４のボール循環チューブのタング部の拡大図である。
【図６】本発明のボール循環チューブの第２の実施形態の分割管部材の正面図である。
【図７】本発明のボール循環チューブの第３の実施形態の分割管部材の正面図である。
【図８】図７のVIII矢視で示す、２枚の分割管部材を合わせたボール循環チューブの側面図である。
【図９】従来の一体形ボール循環チューブの矢視図である。
【図１０】従来の分割タイプのプレス成形ボール循環チューブの分割管部材の正面図である。
【図１１】従来の円周形の循環チューブ式標準ボールねじの説明図である。
【符号の説明】
１    ねじ軸
２    螺旋溝
３    ナット
７    ボール循環チューブ
７Ａ  ボール循環チューブ
７Ｂ  ボール循環チューブ
１０    ボール
１１    タング部
１２    分割管部材
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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