(57)【要約】【課題】コストの大幅な上昇を招くことなくボールをナットの内部で循環させることのできるボールねじを提供する。【解決手段】ねじ軸の外径より大きく且つボールのピッチ円径より小さい内径を有する円環状のボール循環部１６をナット１２に一体にかつナット１２の中心軸線ＣＬと同軸に設ける。そして、ボール循環部１６にボールねじ溝間を転動するボールをねじ軸の外径部を乗り越えて循環させるボール循環溝１７を設けることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状のねじ軸ボール転走路を有するねじ軸と、このねじ軸の外径より大きい内径を有し、前記ねじ軸ボール転走路に対応する螺旋状のナットボール転走路を内周面に形成してなるナットと、前記ねじ軸またはナットの相対的な回転運動により前記ねじ軸及びナットの前記ボール転走路間を転動する多数のボールとを備えたボールねじにおいて、
前記ボール転走路間を転動するボールを前記ねじ軸の外径部を乗り越えて循環させるボール循環溝を前記ナットの内周面に設けるとともに、前記ナットボール転走路と前記ボール循環溝との接続部に逃げ溝を設けたことを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
前記逃げ溝は前記ナットボール転走路よりも深く、前記ナットボール転走路に沿って設けられてい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】
前記ボール循環溝と前記逃げ溝の境界部と、前記逃げ溝と前記ナットボール転走路との境界部のうち、少なくとも一方は滑らかに接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のボールねじ。
【請求項４】
前記逃げ溝の深さは、前記ボールの直径の１／４よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３に記載のボールねじ。
【請求項５】
前記ナットボール転走路、前記ボール循環溝および前記逃げ溝で形成された回路を複数備えることを特徴とする請求項１乃至４に記載のボールねじ。
【請求項６】
前記複数の回路は、前記ボール循環溝が円周方向に等間隔となるように配置されることを特徴とする請求項５に記載のボールねじ。
【請求項７】
前記複数の回路は、前記ボール循環溝が同位相となるように配置されることを特徴とする請求項５に記載のボールねじ。
【請求項８】
前記ねじ軸ボール転走路及び／またはナットボール転走路の断面は、ゴシックアーチ形状であることを特徴とする請求項１乃至７に記載のボールねじ。
【請求項９】
前記ねじ軸ボール転走路及び／またはナットボール転走路の断面は、単一円弧形状であることを特徴とする請求項１乃至７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、各種産業機械や自動車の部品として用いられるボールねじに関し、特に、内部循環式のボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の部品等として例えばアクチュエータなどに使用されるボールねじは、一般に、外周面に螺旋状のボール転走路を有するねじ軸と、このねじ軸の外径より大きい内径を有するナットとを備えており、例えばナットを回転不能とした状態でねじ軸を回転させると、ねじ軸とナットとの間に転動自在に組み込まれた多数のボールがねじ軸の外周面及びナットの内周面に相対向して形成されたボール転走路間を転動し、これに伴ってナットがねじ軸の軸方向に相対的に直線運動するようになっている。
【０００３】
このようなボールねじのナットをねじ軸の全長にわたって直線運動させるためには、前述したボールを無限循環させる必要があり、そこで従来のボールねじでは、ボールを無限循環させる部品として、例えば特許文献１に開示されているようなボール循環コマを用い、このボール循環コマをナットに組み付けてボールを無限循環させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭５５−２１２２５号公報
【特許文献２】特開２００３−３０７２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したボールねじにあっては、ナットとは別部品としてのボール循環コマを必要とするだけでなく、ボール循環コマを装着するための循環コマ装着孔をナットに加工する必要があるため、部品コストや加工コストの上昇を招くという問題があった。そこで、このような問題を解決して、ナットの内周面に該ナットの内径方向に突出する円弧状の案内突起を設け、この案内突起にねじ軸の外径部を乗り越えてボールを循環させるボール循環溝を設けた内部循環式ボールねじがある（特許文献２）。
【０００６】
このような内部循環式ボールねじによると、ボール循環コマを組み込むための循環コマ装着孔をナットに設ける必要がないので、部品コストや加工コストの上昇を抑えることができる。しかしながら、ナットの内周面に案内突起を設けると、ナットの旋削加工とは別に案内突起をナットの内周面に加工しなければならないため、案内突起の加工に多くの手間と費用を要し、コスト高になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、コストの大幅な上昇を招くことなくボールをナットの内部で循環させることのできるボールねじを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係るボールねじは、外周面に螺旋状のねじ軸ボール転走路を有するねじ軸と、このねじ軸の外径より大きい内径を有し、前記ねじ軸ボール転走路に対応する螺旋状のナットボール転走路を内周面に形成してなるナットと、前記ねじ軸とナットの相対的な回転運動により前記ねじ軸及びナットの前記ボール転走路間を転動する多数のボールとを備えたボールねじにおいて、前記ボール転走路間を転動するボールを前記ねじ軸の外径部を乗り越えて循環させるボール循環溝を前記ナットの内周面に設けるとともに、前記ナットボール転走路と前記ボール循環溝との接続部に逃げ溝を設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記逃げ溝は前記ナットボール転走路よりも深く、前記ナットボール転走路に沿って設けられても良い。さらに、前記ボール循環溝と前記逃げ溝の境界部と、前記逃げ溝と前記ナットボール転走路との境界部のうち、少なくとも一方は滑らかに接続されていることが好ましい。また、前記逃げ溝の深さは、前記ボールの直径の１／４よりも小さいことが好ましい。
【００１０】
さらに、前記ナットボール転走路、前記ボール循環溝および前記逃げ溝で形成された回路を複数備えていることが好ましい。前記複数の回路は、前記ボール循環溝が円周方向に等間隔となるように配置されても良い。また、前記複数の回路は、前記ボール循環溝が同位相となるように配置されても良い。
【００１１】
また、前記ねじ軸ボール転走路及び／またはナットボール転走路の断面は、ゴシックアーチ形状としても良く、単一円弧形状としても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ナットの内周面に形成されたナットボール転走路を研削加工するときに研削砥石がボール循環溝と干渉しなくなるので、ナットボール転走路の研削加工を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るボールねじの軸方向に沿う断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う矢視断面図である。
【図３】図１に示すナットの軸方向に沿う断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う矢視断面図である。
【図５】本発明に係るボールねじの作用効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るボールねじの軸方向断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う矢視断面図であり、これらの図に示されるように、本発明の一実施形態に係るボールねじ１０は、ねじ軸１１と、このねじ軸１１の外径より大きい内径を有するナット１２と、このナット１２とねじ軸１１との間に組み込まれた多数のボール１３とを備えている。
【００１５】
ねじ軸１１は軸方向に貫通する中空孔２０を中心部に有しており、この中空孔２０には図示しないシャフト等が挿入されるようになっている。また、ねじ軸１１は軸方向と直交する断面が円形に形成されており、このねじ軸１１の外周面には、螺旋状のねじ軸ボール転走路１４がねじ軸１１の一端から他端にかけて形成されている。一方、ナット１２の内周面には、１リードの螺旋状のナットボール転走路１５がねじ軸１１のボール転走路１４に対応して形成されている。
【００１６】
これらのボール転走路１４，１５は互いに対向しており、ねじ軸１１またはナット１２の一方が軸芯回りに回転するとボール１３がボール転走路１４，１５間を転動するようになっている。なお、ナット１２の図中左側端面部にはベアリング取付孔２１が形成されており、このベアリング取付孔２１には、ねじ軸１１の中空孔２０内を挿通するシャフトを支持するベアリングが装着されるようになっている。
【００１７】
図３はナット１２の軸方向断面図であり、同図に示されるように、ナット１２には、ボール転走路１４，１５間を転動するボール１３を無限循環させるための円環状のボール循環部１６が一体に形成されている。このボール循環部１６はねじ軸１１の外径より大きく且つボール１３のピッチ円直径ｄｍ（図２参照）より小さい内径を有しており、ナット１２の中心軸線ＣＬと同軸に設けられている。
【００１８】
また、ボール循環部１６はナット１２の内周面に形成されたナットボール転走路１５の少なくとも１リード分の軸方向長さＬを有しており、このボール循環部１６の内周面には、ボール転走路１４，１５間を転動するボール１３をねじ軸１１の外径部１１ａ（図１参照）を乗り越えて循環させるＳ字状のボール循環溝１７が形成されている。
【００１９】
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う矢視断面図である。
同図に示すように、ナット１２の内周面に形成されたボール転走路１５は研削砥石１８により研削加工されており、ボール転走路１５とボール循環溝１７との接続部には、研削砥石１８との干渉を防ぐ逃げ溝１９が形成されている。
【００２０】
このような構成において、ナット１２を回転不能に固定した状態でねじ軸１１を軸芯回りに回転させると、ボール１３がねじ軸１１とナット１２のボール転走路１４，１５間を転動し、これに伴ってナット１２が軸方向に移動する。このとき、ボール転走路１４，１５間を転動したボール１３はボール循環部１６の内周面に形成されたボール循環溝１７を通って無限循環する。したがって、前述した従来例のように、ナットに別部品としてのボール循環コマを組み付けたり、ボール循環コマを装着するための循環コマ装着孔をナットに形成したりする必要がないので、ボールねじのコストを低減することができる。
【００２１】
また、上述した実施形態のように、ボール循環部１６をナット１２と同軸に円環状に形成したことにより、図５に示すようなボール循環部１６をナット１２に設けた場合のように、ナット１２を成型するための加工とボール循環部１６を成型するための加工とを別々に行わなくも良く、ナットとボール循環部の加工（例えば鍛造、切削等）を同時に行うことが可能となるので、より一層のコストの低減を図ることができる。
【００２２】
さらに、上述した実施形態のように、研削砥石１８との干渉を防ぐ逃げ溝１９をナットボール転走路１５とボール循環溝１７との接続部に設けると、ナットボール転走路１５を研削加工するときに研削砥石がボール循環溝１７と干渉しなくなるので、ナットボール転走路１５の研削加工を精度良く行うことができる。
【００２３】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が実施可能であることは勿論である。たとえば、ボール転走路１４、１５は、ゴシックアーチ形状でも良く、単一Ｒ形状でも良い。
【００２４】
また、上述した実施の形態において、ボール循環溝１７と逃げ溝１９の境界部３１と、逃げ溝１９とナットボール転走路１５との境界部３２のうち、少なくとも一方は滑らかに接続されることが好ましい。滑らかに接続する方法として、境界部３１、３２にショットブラスト、ブラシ加工が挙げられる。これらの加工は、ナット１２の素材となる円筒材にナットボール転走路１５とボール循環溝１７を形成し、円筒材に熱処理を施した後に行う。
【００２５】
さらに、上述した実施の形態における逃げ溝１９の深さは、ボール１３の直径の１／４よりも小さいことが好ましい。逃げ溝１９の深さをこの範囲に設定することにより、ボール１３を滑らかに循環させることができる。なお、ここで「逃げ溝１９の深さ」とは、逃げ溝１９の径方向最外位置における内周側半径と、ナットボール転走路１５の溝底における内周側半径との差である。また、「ボール循環溝１７の深さ」とは、同様に、ボール循環溝の径方向最外位置における内周側半径と、ボール転走路１５の溝底における内周側径との差である。
【００２６】
そして、上述した実施の形態におけるボールねじは、ナットボール転走路１５、ボール循環溝１７および逃げ溝１９で形成された回路を複数備えることが好ましい。これにより、ボールねじ１０の負荷容量が増加する。ナット１２が回転してねじ軸１１が直線運動する用途にボールねじ１０が用いられる場合、複数の回路は、複数のボール循環溝１７が円周方向に等間隔となるように配置されることが好ましい。これにより、ナット１２が回転した際の振れを低減することが可能となる。また、ねじ軸１１が回転してナット１２が直線運動する用途にボールねじ１０が用いられる場合、複数の回路は、複数のボール循環溝１７が同位相となるように配置されることが好ましい。これにより、特定の位相（ボール循環溝１７と１８０°対向する位相）におけるナットの負荷容量を更に高めることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１１ ねじ軸
１２ ナット
１３ ボール
１４  ねじ軸ボール転走路
１５ ナットボール転走路
１６ ボール循環部
１７ ボール循環溝
１８ 研削砥石
１９ 逃げ溝
２０ 中空孔
２１ ベアリング取付孔
【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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