(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールがねじ軸のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝に戻るようにボールを循環させる循環路を有する循環駒をボールナットに嵌合したボールねじにおいて、ボールを周方向に離間して保持すると共に、該ボールを保持する部分が幅方向の一側に切欠き部を有し、ボールが前記循環路を通過する際に弾性的に屈曲又は湾曲する柔軟部を有するリテーナを具備することを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
ボールがねじ軸のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝に戻るようにボールを循環させる循環路を有する循環駒をボールナットに嵌合したボールねじにおいて、ボールを周方向に離間すると共に該ボールを径方向内方から保持する半円部が形成されたくし状部を有し、ボールが前記循環路を通過する際に弾性的に屈曲又は湾曲する柔軟部を有するリテーナを具備することを特徴とするボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、循環駒を有する循環駒式のボールねじに関し、詳しくは、リテーナの強度を十分に確保すると共に十分な負荷容量を確保しながら、長期間にわたって作動性を良好に維持できる循環駒式のボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじでは、ねじ軸の外周面及びナットの内周面に、互いに対応する螺旋状のねじ溝が形成され、双方のねじ溝により形成された螺旋状溝の空間内に多数のボールが転動自在に配置されている。ねじ軸とナットを相対的に回転させて一方を軸方向に移動させると、多数のボールの転動を介してねじ軸とナットが滑らかに相対螺旋運動するようになっている。
【０００３】
このようなボールねじのうち、循環駒を有する循環駒式のボールねじでは、ナットに設けた循環駒の循環路に沿って、ボールがねじ軸のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝に戻って循環するようになっているため、ボールを戻すための循環路を短く構成することができ、ボールの循環抵抗が小さく、トルク変動を小さくすることができる。
【０００４】
しかし、この循環駒式のボールねじでは、ボールがねじ溝内に密に配置されており、個々のねじ溝内を同方向に転動するが、その際、隣接するボール同士の接触点では、互いに逆方向に転動するボールが接触して、相互に転動を妨げる結果、この接触点ですべりを生じ、ボールの自由な転動が妨げられ、トルク抵抗が大きくなるといったことがある。
【０００５】
このようなトルク抵抗を低減するため、負荷を受けるボールの間に、これよりも僅かに小径とされたスペーサボールを介在させることも行われているが、負荷を受けるボールの間隔が離れ、負荷を受けるボールの個数が約半分になってしまい、ボールねじの負荷容量が半減するといったことがある。
【０００６】
また、トルク抵抗を低減するため、図１４に示すようなリテーナを有する循環駒式のボールねじが用いられることがある。このボールねじでは、ねじ軸とナットの間に、多数のボールを夫々転動自在に保持する多数の丸孔２が形成されたリテーナ１が設けられている。これにより、ボール同士が接触することを防止でき、すべり抵抗によるトルク抵抗を低減することができる。
【０００７】
しかし、リテーナ１の丸孔２は、ボールの軸方向の移動を制限していることから、ねじ軸が定位置で回転されて、ナットが非回転で軸方向に移動される場合には、リテーナ１は、ナットの移動量の半分だけ軸方向に移動し、ナットに対して位置ずれされるといったことがある。そのため、ナットの軸方向の長さは、リテーナ１のナットに対する位置ずれ分を見込んで、比較的長くしなければならないといった問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決するため、実公平２−５１４５号公報には、トルク抵抗を低減すると共にナットの軸方向の長さを短く抑えた循環駒式のボールねじが開示されている。この循環駒式のボールねじを図１５に示す。ねじ軸３のねじ溝４とナット５のねじ溝６との間に、多数のボール７が介装されている。ナット５には、循環路９を有する循環駒８が嵌合され、この循環路９に沿って、ボール７がねじ軸３のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝４に戻って循環するようになっている。さらに、ねじ軸３とナット５との間には、多数のボール７を夫々転動自在に保持する多数の長孔１１が形成されたリテーナ１０が設けられ、リテーナ１０の両端部は、止め輪１２によりナット５に対して移動しないようにされている。
【０００９】
このリテーナ１０の長孔１１は、複数のねじ溝４にまたがるように軸方向に延在されているため、ねじ軸３が定位置で回転されて、ナット５が非回転で軸方向に移動される場合、循環駒８の循環路９を通って隣接するねじ溝４に移動しようするボール７は、リテーナ１０の長孔１１に沿って軸方向に移動できるため、リテーナ１０は、ナット５と共に移動することができ、ナット５に対して軸方向に位置ずれするといったことがない。また、リテーナ１０を用いているため、隣接するボール同士の接触がなく、すべり抵抗によるトルク抵抗を低減することもできる。
【００１０】
このような循環駒式のボールねじでは、循環駒８の個数を増加して、ボールねじの循環回路数を増加した場合には、リテーナ１０も軸方向に長くされて長孔１１も軸方向に長くされる必要がある。
【００１１】
しかしながら、このように、長孔１１が軸方向に長く形成された場合には、リテーナ１０の強度が弱くなり、リテーナ１０の強度を十分に確保できないといったことがある。
【００１２】
また、ボールねじの循環回路数を増加した場合、夫々の循環路９には、加工誤差が存在し、各循環路９でのボールの転がり方が異なるため、トルク抵抗が各循環路９で異なり、トルク変動が生起されるといったことがある。
【００１３】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、ナットの軸方向の長さをリテーナを設けない場合と同様とし、周方向に隣接するボール同士の接触を防止してトルク抵抗および騒音を低減し、リテーナの強度を十分に確保し、これにより、十分な負荷容量を確保しながら、長期間にわたって作動性を良好に維持できるボールねじを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的達成のため、本発明に係るボールねじは、ボールがねじ軸のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝に戻るようにボールを循環させる循環路を有する循環駒をボールナットに嵌合したボールねじにおいて、
ボールを周方向に離間して保持すると共に、該ボールを保持する部分が幅方向の一側に切欠き部を有するか、もしくは該ボールを径方向内方から保持する半円部が形成されたくし状部を有し、ボールが前記循環路を通過する際に弾性的に屈曲又は湾曲する柔軟部を有するリテーナを具備することを特徴とする。
【００１５】
このように、本発明では、ボールを周方向に離間して保持するリテーナが弾性的に屈曲又は湾曲する柔軟部を有しているため、ボールが循環駒の循環路を通ってねじ軸のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝に戻るように循環する際、リテーナは、その柔軟部が弾性的に屈曲又は湾曲して、循環路内を移動するボールを一方のねじ溝から隣接するねじ溝にスムーズに案内することができ、ボールの循環作動性を良好に維持できる。
【００１６】
また、本発明では、リテーナの柔軟部が循環路のボールを案内する役目を果たしているため、従来のように、循環路のボールを案内するための丸孔又は長孔をリテーナに設ける必要がなく、ナットの軸方向の長さをリテーナを設けない場合と同様とすることができる。
【００１７】
さらに、ボールを周方向に離間して保持するリテーナを用いているため、周方向に隣接するボール同士の接触がなく、すべり抵抗によるトルク抵抗を低減することもできる。
【００１８】
さらに、ボールが循環駒の循環路を通過してリテーナの柔軟部が弾性的に屈曲又は湾曲する際、この柔軟部にかかる曲げ応力やねじり応力は極めて小さく、繰り返し弾性変形されたとしても、疲労破壊といった虞れもなく、リテーナの強度を十分に確保することができる。
【００１９】
さらに、ボールを周方向に離間して保持するリテーナを用いており、スペーサボールを用いる場合に比べて、周方向に隣接するボール間の間隔を小さくできるため、スペーサボールを用いる循環駒式のボールねじのように負荷容量が小さくなるといったことがなく、十分な負荷容量を確保できる。
【００２０】
このように、本発明によれば、リテーナの強度を十分に確保すると共に十分な負荷容量を確保しながら、長期間にわたってボールの循環作動性を良好に維持することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１乃至図６を参照して、本発明の第１実施の形態に係るボールねじを説明する。図１は、第１実施の形態に係る循環駒式のボールねじの斜視図である。図２は、図１に示した循環駒の斜視図である。図３は、第１実施の形態に係る循環駒式のボールねじに装着するリテーナの側面図である。図４は、図３に示したリテーナを軸方向から視た図である。図５は、第１実施の形態に係る循環駒式のボールねじの縦断面図である。図６は、図３乃至図５に示したリテーナを延在した図である。
【００２２】
図１及び図２に示すように、循環駒式のボールねじでは、外周面２１ａに螺旋状のねじ溝２１ｂを有するねじ軸２１に、内周面２２ａにねじ溝２２ｂを有するボールナット２２が多数のボール２３を介して螺合されている。ボールナット２２の円筒胴部には、対向した両ねじ溝２１ｂ，２２ｂで形成された螺旋空間内を転動しつつ移動するボール２３を導いて循環させるための循環路３１を有する樹脂製の循環駒３０が嵌着されている。この循環路３１は、ほぼＳ字状に湾曲しており、Ａ点から循環路３１に沿って進んだボール２３がねじ軸２１の外周面（ランド部）２１ａを乗り越え、Ｄ点でねじ軸２１のねじ溝２１ｂとナット２２のねじ溝２２ｂとの間に入り、もとのＡ点に戻る循環を繰り返すようになっている。
【００２３】
次いで、図３乃至図６に示すように、本実施の形態では、ボール２３を周方向に離間して保持するリテーナ４０が設けられている。このリテーナ４０は、弾性変形できる樹脂製であって、薄板帯状に形成されている。このリテーナ４０には、ボール２３に係合する丸孔４１が形成され、丸孔４１の一側には、互い違いに切欠き部４２が形成され、丸孔４１の他側には、切り欠かれていない接続部４３が形成されている。この接続部４３は、弾性的に屈曲又は湾曲する柔軟部を構成している。
【００２４】
図５に示すように、リテーナ４０は、ねじ軸２１のランド部２１ａとナット２２のランド部２２ａとの間に配設されて、径方向に規制されている。
【００２５】
このように構成されているため、ボール２３が循環駒３０の循環路３１を通ってねじ軸２１のねじ山２１ａを乗り越えて隣接するねじ溝２１ｂ，２２ｂに戻るように循環する際、図３に示すように、リテーナ４０は、符号４４で示す部分で弾性的に湾曲し、切欠き部４２は開くと共に、接続部４３は弾性的に湾曲する。
【００２６】
このようなリテーナ４０の弾性的な湾曲により、循環路３１内のボール２３を、一方のねじ溝２１ｂ，２２ｂから隣接するねじ溝２１ｂ，２２ｂにスムーズに案内することができ、ボール２３の循環作動性を良好に保つことができる。
【００２７】
この接続部４３が弾性的に湾曲する際、切欠き部４２が開くようにしているため、湾曲する曲率が小さく、この接続部４３にかかる曲げ応力やねじり応力は極めて小さく、接続部４３が繰り返し弾性変形されたとしても、疲労破壊するといった虞れもなく、リテーナ４０の強度を長期間にわたり十分に確保することができる。
【００２８】
また、リテーナ４０の弾性的な湾曲により、循環路３１のボール２３を案内することができるため、従来のように、循環路３１のボール２３を案内するための丸孔又は長孔をリテーナに設ける必要がなく、ナット２２の軸方向の長さをリテーナを設けない場合と同様とすることができる。
【００２９】
さらに、ボール２３を周方向に離間して保持するリテーナ４０を用いているため、周方向に隣接するボール２３同士の接触がなく、すべり抵抗によるトルク抵抗を低減することもできる。
【００３０】
さらに、ボール２３を周方向に離間して保持するリテーナ４０を用いており、スペーサボールを用いる場合に比べて、周方向に隣接するボール２３間の間隔を小さくできるため、スペーサボールを用いる循環駒式のボールねじのように負荷容量が小さくなるといったことがなく、十分な負荷容量を確保できる。
【００３１】
さらに、図７に、第１実施の形態の変形例に係るリテーナを示す。この変形例では、リテーナ４０一側に、切欠き部４２が形成されており、他側に、接続部４３が形成されている。この場合にも、リテーナ４０は弾性的に湾曲することができ、循環路３１内のボール２３をスムーズに案内することができる。なお、リテーナ４０の丸孔４１は、この形状に限定されるものではなく、多角形であってもよい。
【００３２】
次に、図８乃至図１１を参照して、本発明の第２実施の形態に係るボールねじを説明する。図８は、第２実施の形態に係る循環駒式のボールねじに装着するリテーナの側面図である。図９は、図８に示したリテーナを軸方向から視た図である。図１０は、第２実施の形態に係る循環駒式のボールねじの縦断面図である。図１１は、図８乃至図１０に示したリテーナを延在した図である。
【００３３】
本実施の形態では、リテーナ５０は、弾性変形できる樹脂製であって、薄板帯状に形成されており、図１１に示すように、リテーナ５０には、ボール２３径方向内方から保持する半円部５１が形成されており、これら半円部５１の間に突起部５２が形成され、ボール２３を片側から保持するくし状形状とされている。この半円部５１の底部が、弾性的に屈曲又は湾曲する柔軟部を構成している。
【００３４】
図１０に示すように、リテーナ５０は、ねじ軸２１のねじ溝２１ｂ内に配設されて、径方向および軸方向に規制されている。また、突起部５２は、ボール２３を保持できるように、上部ほど拡がった形状に形成されている。なお、リテーナ５０は、ナット２２のねじ溝２２ｂ内に配設して、径方向および軸方向に規制してもよい。
【００３５】
このように構成されているため、ボール２３が循環駒３０の循環路３１を通ってねじ軸２１のねじ山２１ａを乗り越えて隣接するねじ溝２１ｂ，２２ｂに戻るように循環する際、図１１に示すように、リテーナ５０の半円部５１の底部は、薄くなっているため、図８に示すように、リテーナ５０は、符号５３で示す部分で弾性的に屈曲する。同時に、図９に示すように、リテーナ５０は、符号５４で示す部分で、ボール２３循環路３１を通過するのに対応して、径方向外方に膨出する。
【００３６】
このようなリテーナ５０の弾性的な変形により、循環路３１内のボール２３を、一方のねじ溝２１ｂ，２２ｂから隣接するねじ溝２１ｂ，２２ｂにスムーズに案内することができ、ボール２３の循環作動性を良好に保つことができる。
【００３７】
また、このリテーナ５０の弾性変形の際、半円部５１の底部にかかる曲げ応力やねじり応力は極めて小さく、繰り返し弾性変形されたとしても、疲労破壊するといった虞れもなく、リテーナ５０の強度を長期間にわたり十分に確保することができる。
【００３８】
次に、図１２に、第２実施例におけるリテーナの変形例を示す。この変形例では、リテーナ５０の突起部５２の形状が種々に変形されている。なお、各図において、左図は、ボールねじの軸方向に沿った断面図であり、右図は、ボールねじの径方向に沿った断面図である。
【００３９】
図１２（ａ）では、右図のように、ボール２３，２３の間に、ボール２３の球面に沿った形状に突起部５２が形成されており、左図のように、突起部５２は、円形に形成されている。
【００４０】
図１２（ｂ）では、右図のように、ボール２３，２３の間に、平板状に形成された突起部５２が設けられ、左図のように、この突起部５２は、軸方向には、三角形に形成されている。
【００４１】
図１２（ｃ）では、右図のように、ボール２３，２３の間に、平板状に形成された突起部５２が設けられ、左図のように、この突起部５２は、軸方向には、円形に形成されている。
【００４２】
次に、図１３に、第２実施例におけるリテーナの他の変形例を示す。この変形例では、リテーナ５０のねじ溝２１ｂ内に配設される部位５５の形状が種々に変形されている。なお、各図は、ボールねじの軸方向に沿った断面図である。
【００４３】
図１３（ａ）では、このリテーナ５０のねじ溝２１ｂ内に配設される部位５５は、円形に形成されている。
【００４４】
図１３（ｂ）では、このリテーナ５０のねじ溝２１ｂ内に配設される部位５５は、四角形に形成されている。
【００４５】
図１３（ｃ）では、このリテーナ５０のねじ溝２１ｂ内に配設される部位５５は、三角形に形成されている。
【００４６】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、ボールが循環駒の循環路を通って循環する際、リテーナは、その柔軟部が弾性的に屈曲又は湾曲して、循環路内を移動するボールを一方のねじ溝から隣接するねじ溝にスムーズに案内することができ、ボールの循環作動性を良好に維持できる。
【００４８】
また、本発明では、リテーナの柔軟部が循環路のボールを案内する役目を果たしているため、ナットの軸方向の長さをリテーナを設けない場合と同様とすることができる。
【００４９】
さらに、ボールを周方向に離間して保持するリテーナを用いているため、周方向に隣接するボール同士の接触がなく、すべり抵抗によるトルク抵抗を低減することもできる。
【００５０】
さらに、リテーナの柔軟部にかかる曲げ応力やねじり応力は極めて小さく、繰り返し弾性変形されたとしても、疲労破壊といった虞れもなく、リテーナの強度を十分に確保することができる。
【００５１】
さらに、ボールを周方向に離間して保持するリテーナを用いており、スペーサボールを用いる場合に比べて、周方向に隣接するボール間の間隔を小さくできるため、スペーサボールを用いる循環駒式のボールねじのように負荷容量が小さくなるといったことがなく、十分な負荷容量を確保できる。
【００５２】
このように、本発明によれば、リテーナの強度を十分に確保すると共に十分な負荷容量を確保しながら、長期間にわたってボールの循環作動性を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態に係る循環駒式のボールねじの斜視図である。
【図２】図１に示した循環駒の斜視図である。
【図３】第１実施の形態に係る循環駒式のボールねじに装着するリテーナの側面図である。
【図４】図３に示したリテーナを軸方向から視た図である。
【図５】第１実施の形態に係る循環駒式のボールねじの縦断面図である。
【図６】図３乃至図５に示したリテーナを延在した図である。
【図７】第１実施の形態の変形例に係るリテーナを延在した図である。
【図８】第２実施の形態に係る循環駒式のボールねじに装着するリテーナの側面図である。
【図９】図８に示したリテーナを軸方向から視た図である。
【図１０】第２実施の形態に係る循環駒式のボールねじの縦断面図である。
【図１１】図８乃至図１０に示したリテーナを延在した図である。
【図１２】各（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第２実施例の変形例に係るリテーナの断面図である。
【図１３】各（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第２実施例の他の変形例に係るリテーナの断面図である。
【図１４】従来に係る循環駒式のボールねじに装着するリテーナの斜視図である。
【図１５】他の従来に係る循環駒式のボールねじの断面図である。
【符号の説明】
２１  ねじ軸
２１ａ  ねじ山
２１ｂ  ねじ溝
２２  ボールナット
２２ａ  ねじ山
２２ｂ  ねじ溝
２３  ボール
３０  循環駒
３１  循環路
４０  リテーナ
４１  丸孔
４２  切欠き部
４３  接続部（柔軟部）
５０  リテーナ
５１  半円部
５２  突起部
【図１】
0003726471.tif 000002
【図２】
0003726471.tif 000003
【図３】
0003726471.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003726471.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003726471.tif 000008
【図８】
0003726471.tif 000009
【図９】
0003726471.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003726471.tif 000013
【図１３】
0003726471.tif 000014
【図１４】
0003726471.tif 000015
【図１５】
0003726471.tif 000016