(57)【要約】【課題】生産効率及び市場ニーズに対する対応能力が高く、且つ、２つのナットの移動可能量をそれぞれより大きく設定することが可能なボールねじを提供する。【解決手段】ボールねじの内側ボールねじ機構は、螺旋状のねじ溝１ａを外周面に有するねじ軸１と、ねじ軸１のねじ溝１ａに対向するねじ溝２ａを内周面に有する内側ナット２と、ねじ軸１のねじ溝１ａと内側ナット２のねじ溝２ａとにより形成される螺旋状の内側ボール転走路に転動自在に配された複数の内側ボール３と、を有している。外側ボールねじ機構は、螺旋状のねじ溝４ａが内側ナット２の外周面に設けられ、この内側ナット２の溝４ａに対向するねじ溝５ａを内周面に有する外側ナット５と、内側ナット２のねじ溝４ａと外側ナット５のねじ溝５ａとにより形成される螺旋状の外側ボール転走路に転動自在に配された複数の外側ボール６とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのボールねじ機構を備えるボールねじであって、
螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有する内側ナットと、前記ねじ軸のねじ溝と前記内側ナットのねじ溝とにより形成される螺旋状の内側ボール転走路に転動自在に配された複数の内側ボールと、を有し、前記内側ボールを介して前記ねじ軸に螺合されている前記内側ナットを前記ねじ軸に対して相対回転運動させることにより、前記内側ナットが前記ねじ軸に対して軸方向に相対移動するようになっている内側ボールねじ機構と、
前記内側ナットの外周面に形成された螺旋状のねじ溝と、このねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有する外側ナットと、これらで形成される外側ボール転走路に転動自在に配された複数の外側ボールと、を有し、前記外側ボールを介して前記外側ナットを前記内側ナットに対して相対回転運動させることにより、前記外側ナットが前記内側ナットに対して軸方向に相対移動するようになっている外側ボールねじ機構と、を備えており、少なくとも、前記内側ボールねじ機構の前記内側ナットの片方の端部は、転がり軸受により回転自在に支持されていることを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
前記内側ボールねじ機構のリードと前記外側ボールねじ機構のリードとが同一又は異なり、前記内側ボール転走路のねじれ方向と前記外側ボール転走路のねじれ方向とが同一又は異なることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項３】
前記内側ナットの、少なくとも一方の軸端部は、転がり軸受により支持されていることを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載のボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
２つのボールねじ機構による差動構造を備えたボールねじが、従来から知られている。例えば、特許文献１には、第一ねじ溝１１１を外周面に設けたねじ軸１０１と、第一ねじ溝１１１に対向する第二ねじ溝（図示せず）を内周面に設けた差動ナット１０２と、第一ねじ溝１１１と第二ねじ溝との間に転動自在に配された内側ボール（図示せず）と、差動ナット１０２の外周面に設けた第三ねじ溝１１３に対向する第四ねじ溝（図示せず）を内周面に設けたナット１０４と、第三ねじ溝１１３と第四ねじ溝との間に転動自在に配された外側ボール（図示せず）と、を備えるボールねじが開示されている（図２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示のボールねじにおいては、差動ナット１０２に設けた第二ねじ溝及び第三ねじ溝１１３のねじれ方向及びリードの組み合わせによって、差動ナット１０２及びナット１０４の移動方向及び移動量が決定されるため、移動方向及び移動量が異なる種々のボールねじを得るためには、所望の移動方向及び移動量に対応するねじれ方向及びリードを有する差動ナット１０２及びナット１０４を製造してボールねじを組み立てる必要があった。そのため、ボールねじの生産効率が十分に高いとは言えないことに加えて、様々な移動方向及び移動量のボールねじを求める市場ニーズに対する対応能力が十分に高いとは言えなかった。
【０００５】
また、内側ボールを循環させる循環部がコマ式やチューブ式である場合は、循環部が差動ナット１０２の外周面に存在するが、循環部と干渉しないように第三ねじ溝１１３を差動ナット１０２の外周面に形成するためには、第三ねじ溝１１３のリードを大きくする必要があった（図３を参照）。よって、リードが制限されるので、種々のボールねじを求める市場ニーズに対する対応能力が十分に高いとは言えなかった。
【０００６】
さらに、内側ボールを循環させる循環部がエンドキャップ式やエンドデフレクタ式である場合は、循環部は差動ナット１０２の外周面には存在せず、差動ナット１０２の軸方向両端間を内側ボールが循環するが、このとき差動ナット１０２及びナット１０４の移動可能量は以下の通りとなる。
【０００７】
すなわち、図３のボールねじのねじ軸１０１の軸方向長さをＬ、差動ナット１０２の外周面のうち第三ねじ溝１１３が形成されている領域の軸方向長さをＰ、差動ナット１０２のフランジの軸方向長さをＦ、ナット１０４の軸方向長さをＱとすると、差動ナット１０２の移動可能量はＬ−Ｐ−Ｆとなり、ナット１０４の移動可能量はＰ−Ｑとなる。
【０００８】
よって、両ナット１０２，１０４ともに、差動ナット１０２の外周面のうち第三ねじ溝１１３が形成されている領域の軸方向長さＰに、その移動可能量が従属するため、両ナット１０２，１０４の移動可能量をそれぞれ独立して設定することはできなかった。
【０００９】
そのため、ナット１０４の移動可能量を変更せずに差動ナット１０２の移動可能量を大きくするためには、ねじ軸１０１の軸方向長さＬを大きくする必要があり、その結果、ボールねじの全長及び質量が大きくなるという問題があった。ボールねじの全長及び質量が大きくなると、高速回転時の振動等が発生し易くなる。
【００１０】
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、生産効率及び市場ニーズに対する対応能力が高く、且つ、２つのナットの移動可能量をそれぞれ長く設定しても振動等の発生が抑制され、安定して稼動することが可能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】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明のボールねじの態様は次のような構成からなる。
【００１２】
すなわち、本発明の一態様に係るボールねじは、２つのボールねじ機構を備えるボールねじであって、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有する内側ナットと、前記ねじ軸のねじ溝と前記内側ナットのねじ溝とにより形成される螺旋状の内側ボール転走路に転動自在に配された複数の内側ボールと、を有し、前記内側ボールを介して前記ねじ軸に螺合されている前記内側ナットを前記ねじ軸に対して相対回転運動させることにより、前記内側ナットが前記ねじ軸に対して軸方向に相対移動するようになっている内側ボールねじ機構と、前記内側ナットは、螺旋状のねじ溝を外周面に有し、かつ、このねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有する外側ナットと、前記内側ナットのねじ溝と前記外側ナットのねじ溝とにより形成される螺旋状の外側ボール転走路に転動自在に配された複数の外側ボールとからなる外側ボールねじ機構とを有している。
【００１３】
ここで、少なくとも前記内側ナットの一方の端部は、転がり軸受により回転自在に支持されていることを特徴とする。
【００１４】
このボールねじにおいては、前記内側ボールねじ機構のリードと前記外側ボールねじ機構のリードとが、同一であってもよいし異なっていてもよい。また、前記内側ボール転走路のねじれ方向と前記外側ボール転走路のねじれ方向とが、同一であってもよいし異なっていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のボールねじは、内側ボールねじ機構の内側ナットの一方の端部は転がり軸受により回転自在に支持されているため、内側ナットが回転する場合においても振動等の発生が少なく、より高速での回転が可能となる。また、稼動可能な領域を広範囲に設定することができるため、生産効率及び市場ニーズに対する対応能力が高く、且つ、２つのナットの移動可能量をそれぞれ、より一層長く設定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態であるボールねじの断面図である。
【図２】従来のボールねじの側面図である。
【図３】従来のボールねじの差動ナットの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、本発明の一実施形態であるボールねじの断面図を示す。
【００１８】
図１のボールねじは、２つのボールねじ機構による差動構造を備えたボールねじである。このボールねじは、内側ボールねじ機構と外側ボールねじ機構とを備えており、内側ボールねじ機構は、螺旋状のねじ溝１ａを外周面に有するねじ軸１と、ねじ軸１のねじ溝１ａに対向するねじ溝２ａを内周面に有する内側ナット２と、ねじ軸１のねじ溝１ａと内側ナット２のねじ溝２ａとにより形成される螺旋状の内側ボール転走路に転動自在に配された複数の内側ボール３と、内側ボール３を内側ボール転走路の終点から始点へ戻し循環させる循環部（図示せず）と、を有しており、内側ボール３を介してねじ軸１に螺合されている内側ナット２をねじ軸１に対して相対回転運動させることにより、内側ナット２がねじ軸１に対して軸方向に相対移動するようになっている。
【００１９】
ここで前記循環部はエンドデフレクタ方式、ミドルデフレクタ方式、コマ式等各種のものが採用できる。
【００２０】
また、外側ボールねじ機構は、内側ナット２の外周面に形成された螺旋状のねじ溝４ａと、ねじ溝４ａに対向するねじ溝５ａを内周面に有する外側ナット５と、ねじ溝４ａと外側ナット５のねじ溝５ａとにより形成される螺旋状の外側ボール転走路に転動自在に配された複数の外側ボール６と、外側ボール６を外側ボール転走路の終点から始点へ戻し循環させる循環部（図示せず）と、を有しており、外側ボール６を介して内側ナット２に螺合されている外側ナット５を相対回転運動させることにより、外側ナット５が内側ナット２に対して軸方向に相対移動するようになっている。
【００２１】
図１に示すように、ねじ軸１は、床面１１に平行をなし、且つ、床面１１に垂直な壁体１３にその一端が回転不能且つ軸方向に移動不能に固定されている。ねじ軸１の他端は何物に対しても固定されていないので、ねじ軸１は壁体１３から垂直に突出した状態となっている。
【００２２】
このねじ軸１に取り付けられた内側ナット２のフランジ２ｂには、プーリ等を用いた回転伝達機構１５を介してモータ１７が接続されていて、モータ１７によって内側ナット２が両方向に回転されるようになっている。ねじ軸１と内側ナット２と内側ボール３とによって内側ボールねじ機構が構成されているので、内側ナット２の回転に伴って内側ナット２はねじ軸１に対して軸方向両方向に移動可能となっている。モータ１７は、軸方向に移動可能に床面１１上に載置されているので、内側ナット２が移動すれば、内側ナット２とともにモータ１７も同方向に移動するようになっている。なお、ねじ軸１のねじ溝１ａと内側ナット２のねじ溝２ａは、ねじれ方向とリードがいずれも同一であることは勿論である。
【００２３】
内側ナット２の外側には、前記の通り外側ナット５が螺合されている。
【００２４】
内側ナット２と外側ナット５と外側ボール６とで外側ボールねじ機構が構成されているので、内側ナット２の回転に伴って外側ナット５は内側ナット２に対して軸方向両方向に移動可能となっている。外側ナット５は、軸方向に移動可能に床面１１上に載置されたガイド部１９に固定されているので、内側ナット２が回転した際には、外側ナット５は回転せずに、ガイド部１９とともに軸方向に移動するようになっている。
【００２５】
なお、内側ナット２のねじ溝４ａと外側ナット５のねじ溝５ａは、ねじれ方向とリードがいずれも同一であることは勿論である。ただし、内側ボール転走路のねじれ方向と外側ボール転走路のねじれ方向とは、同一であってもよいし異なっていてもよい。また、前記両ねじれ方向が同一である場合であっても異なる場合であっても、内側ボールねじ機構のリードと外側ボールねじ機構のリードとは、同一であってもよいし異なっていてもよく、両リードは任意に設定することができる。
【００２６】
モータ１７を所定の方向に回転させると内側ナット２が回転するが、ねじ軸１が回転不能且つ軸方向に移動不能に壁体１３に固定されているので、内側ナット２は回転しつつねじ軸１に沿って軸方向に移動する。このとき、内側ナット２の回転方向及び移動方向は、内側ボール転走路のねじれ方向が右螺旋か左螺旋かによって決定し、内側ナット２のねじ軸１に対するモータ１７一回転当たりの移動量は内側ボールねじ機構のリードによって決定する。
【００２７】
内側ナット２が回転しつつ軸方向に移動すると、内側ナット２に一体的に固定されている内側ナット２も、内側ナット２とともに回転しつつ軸方向に移動する。外側ナット５は回転不能にガイド部１９に固定されているので、内側ナット２の回転に伴って外側ナット５は円筒状部材４に沿って軸方向に移動する。
【００２８】
このとき、外側ナット５の移動方向は、外側ボール転走路のねじれ方向が右螺旋か左螺旋かによって決定し、外側ナット５の内側ナット２に対するモータ１７一回転当たりの移動量は外側ボールねじ機構のリードによって決定する。よって、外側ナット５のねじ軸１に対するモータ１７一回転当たりの移動量は、内側ボール転走路のねじれ方向及び外側ボール転走路のねじれ方向、並びに、内側ボールねじ機構のリードと外側ボールねじ機構のリードとの差によって決定することとなる。
【００２９】
更に、図１に示す形態では、モータ１７と連結し同期して移動するようにモータ１７に転がり軸受用のハウジング２３を連結している。転がり軸受２０は、ハウジング２３に間座２１、２２を介して収容されている。転がり軸受２０は、内側ナット２の固定側と反対側の軸端部４に設けられた段部４ｂを支持している。
【００３０】
すなわち、内側ナット２の一方の軸端部４を回転自在に、転がり軸受２０により支持している。かかる構成とすることにより、内側ナット２が高速で回転した場合であっても、また、内側ナット２をより長尺のものとした場合であっても、内側ナット２の回転によって発生する振動等を抑制することができる。
【００３１】
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、外側ナット４の循環部の循環方式は特に限定されるものではなく、コマ式、チューブ式、エンドキャップ式、エンドデフレクタ式等の慣用の方式を用いることができる。
【００３２】
また、本実施形態においては、２つのボールねじ機構を備えるボールねじを例示したが、３つ以上のボールねじ機構を備えていてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１      ねじ軸
【図１】
2014088883.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014088883.tif 000005