(57)【要約】転動溝のリード長が短く且つボール径が大きい場合であってもリターンパイプ(3,6)を用いてボールの無限循環路を構築することが可能であり、しかもリターンパイプ(3,6)とナット部材(2)の負荷転動溝(22)との継ぎ目がボールの循環に対して悪影響を及ぼすことのないボールねじ装置であり、ナット部材(2)の負荷転動溝(22)の端部と段差なく連続するボール案内面(27)を内部に有するボール通し孔(24)を前記ナット部材(2)に形成する一方、このボール通し孔(24)にはリターンパイプ(3)から延びるボール掬い上げ片(4)を挿入し、かかるボール掬い上げ片(4)が前記ボール通し孔(24)の内部において前記ボール案内面(27)と対向し、かかるボール案内面(27)と相まってボール直径よりも僅かに大きな内径のボール通路を形成するように構成した。
2009084164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のボール(5)と、このボール(5)の転動溝が外周面に対して螺旋状に形成されたねじ軸(1)と、略円筒状に形成されると共に前記ボール(5)を介してねじ軸(1)に螺合するナット部材(2)と、このナット部材(2)の内周面に形成されて前記ねじ軸(1)の転動溝(10)と対向し、ねじ軸(1)の転動溝(10)と相まってボール(5)の負荷領域(L)を形成する螺旋状の負荷転動溝(22)と、前記負荷領域(L)の始端と終端を連通連結し該負荷領域と相まってボール(5)の無限循環路をなす無負荷ボール通路とを備えたボールねじ装置において、
前記無負荷ボール通路は、
前記負荷転動溝の端部に対応して形成されると共に前記ナット部材(2)に対してその内周面の接線方向に沿って形成され、前記負荷転動溝(22)の端部と段差なく連続するボール案内面(27)を内部に有し、前記ボール(5)よりも大きな断面形状に形成された少なくとも一対のボール通し孔(24)と、
前記ナット部材(2)の外側に装着されると共に前記ボール通し孔(24)の開口縁に接続され、前記一対のボール通し孔(24)の間でボールを往来させるボール戻し通路(32)を備えたリターンパイプ(3,6)と、
このリターンパイプ(3,6)の両端部から突出して前記ボール通し孔(24)に挿入され、前記ボール通し孔(24)の内部で前記ボール案内面(27)と対向し、かかるボール案内面(27)と相まってボール(5)の直径よりも僅かに大きな内径のボール通路を形成すると共に、先端部が前記負荷領域におけるボール(5)の旋回軌道よりもねじ軸(1)側に突出するボール掬い上げ片(4)とから構成されることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
前記リターンパイプ(3)はボール戻し通路(32)に沿って二分割された上側パイプ半体(3a)及び下側パイプ半体(3b)から構成され、前記上側パイプ半体(3a)に具備されたボール戻し通路(32)の一部は前記ボール通し孔(24)のボール案内面(27)に連続する一方、前記下側パイプ半体(3b)には前記ボール掬い上げ片(4)が具備されていることを特徴とする請求項１記載のボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナット部材がボールを介してねじ軸に螺合し、例えば工作機械のワークテーブル等においてモータの回転運動を直線運動に変換するボールねじ装置に係り、詳細には、略Ｕ字状のリターンパイプをナット部材に装着してボールの無限循環路を形成するタイプのボールねじ装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
所謂リターンパイプを用いてボールの無限循環路を形成したボールねじ装置としては、例えば特開２００２−９８２１２等、種々のものが知られている。これらボールねじ装置は、多数のボールと、これらボールが転走する螺旋状の転動溝が形成されたねじ軸と、前記転動溝に対向する螺旋状の負荷転動溝を有すると共にボールを介して前記ねじ軸に螺合するナット部材と、このナット部材に装着されてボールの無限循環路を形成するリターンパイプとを備えている。【０００３】
前記ねじ軸の転動溝とナット部材の負荷転動溝は互いに対向することでボールの負荷領域を形成しており、ボールはこの負荷領域において荷重を負荷しながら転動する。また、前記リターンパイプはナット部材に形成された負荷転動溝の数巻分を跨ぐようにして該ナット部材に装着され、前記負荷領域を転動し終えたボールをねじ軸の転動溝から離脱させ、負荷領域の開始位置に戻すように構成されている。【０００４】
従来のリターンパイプは、ナット部材に挿入される一対の脚部と、これら脚部同士を連結する連絡通路部とを備えて断面略Ｕ字状に形成されており、一方の脚部から他方の脚部に向けて内部をボールが転走し得るようになっている。前記ナット部材にはリターンパイプの脚部を挿入するためのパイプ装着孔がナット部材の中心軸線を挟むようにして一対形成されており、また、これらのパイプ装着孔は負荷転動溝の数巻分を隔てて形成されている。【０００５】
そして、このパイプ装着孔に対してリターンパイプの脚部を挿入すると、各脚部がナット部材の内周面に僅かに突出し、ねじ軸の転動溝からボールをリターンパイプ内に掬い上げるように構成されている。従って、ねじ軸の転動溝とナット部材の負荷転動溝との間で荷重を負荷しながら転動してきたボールは、リターンパイプの脚部が突出する位置に到達すると、荷重から開放されると共にねじ軸の転動溝から離脱し、リターンパイプ内を無負荷状態で転動して数巻分前のボール転動溝に戻される。すなわち、リターンパイプをナット部材に装着することによってボールの無限循環路が形成されることになる。【０００６】
前記負荷領域においてボールはねじ軸の周囲を螺旋状に旋回しながら転動しているが、このときのボールの旋回軌道の直径をｄとすると、ねじ軸の外径は直径ｄよりも小さく、また、ナット部材の内径は直径ｄよりも大きく設定されている。何故ならば、負荷領域を転動するボールの中心は前記旋回軌道上に位置するため、ねじ軸及びナット部材に対してボールの直径よりも浅い転動溝及び負荷転動溝を形成しようとすると、自ずと前述のような制限が必要となるからである。【０００７】
その一方、負荷領域を転動しているボールをねじ軸の転動溝から掬い上げて離脱させるためには、リターンパイプの先端をナット部材側から前記旋回軌道を超えてねじ軸側に近接させる必要が生じ、このために従来のボールねじ装置ではパイプ装着孔に挿入されたリターンパイプの先端がナット部材の内周面からねじ軸側へ僅かに突出している。
【特許文献１】特開２００２−９８２１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ナット部材に前記パイプ装着孔を設ける場合、かかるパイプ装着孔としてはその内径が少なくともボール直径よりもリターンパイプの肉厚分だけは大きくなければならず、パイプ装着孔の大径化を回避することができない。ナット部材の内周面には所定のリード角で負荷転動溝が形成されていることから、内径の大きなパイプ装着孔をナット部材に対してその中心軸線と垂直な方向から開設した場合には、かかるパイプ装着孔が隣接する負荷転動溝と干渉してしまう懸念もあり、特に、ねじ軸の転動溝のリード長が短く、しかもボール径が大きい場合には、パイプ装着孔を開設することが困難であった。【０００９】
また、リターンパイプの脚部をナット部材のパイプ装着孔に対して挿入し、かかるリターンパイプ内の通路をナット部材の負荷転動溝に対して連続させると、これらの接続位置にナット部材とリターンパイプの継ぎ目が生じてしまう。通常、ナット部材の負荷転動溝の加工誤差は数μｍ程度であるが、リターンパイプの加工誤差は負荷転動溝のそれの数百倍程度存在し、両者の加工精度の相違から前記継ぎ目には段差が発生し易く、ボールの円滑な循環が阻害されてしまう懸念があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ねじ軸の転動溝のリード長が短く且つボール径が大きい場合であってもリターンパイプを用いてボールの無限循環路を構築することが可能であり、しかもリターンパイプとナット部材の負荷転動溝との継ぎ目がボールの循環に対して悪影響を及ぼすことのないボールねじ装置を提供することにある。【００１１】
すなわち、本発明のボールねじ装置は、多数のボールと、このボールの転動溝が外周面に対して螺旋状に形成されたねじ軸と、略円筒状に形成されると共に前記ボールを介してねじ軸に螺合するナット部材と、このナット部材の内周面に形成されて前記ねじ軸の転動溝と対向し、ねじ軸の転動溝と相まってボールの負荷領域を形成する螺旋状の負荷転動溝と、前記負荷領域の始端と終端を連通連結し該負荷領域と相まってボールの無限循環路をなす無負荷ボール通路とを備えている。また、前記無負荷ボール通路は、前記ナット部材に設けられた少なくとも一対のボール通し孔と、これらボール通し孔の間でボールを往来させるリターンパイプと、このリターンパイプの両端部から突出して前記ボール通し孔に挿入されるボール掬い上げ片とから構成されている。【００１２】
前記ボール通し孔は、前記負荷転動溝の端部に対応して前記ナット部材に形成されると共に当該ナット部材の内周面の接線方向に沿って形成されている。また、このボール通し孔は前記負荷転動溝の端部と段差なく連続するボール案内面を内部に有し、前記ボールよりも大きな断面形状に形成されている。【００１３】
一方、前記リターンパイプは、前記ナット部材の外側に装着されると共に、前記一対のボール通し孔の間でボールを往来させるボール戻し通路を備えている。また、このリターンパイプは前記ナット部材に設けられたボール通し孔の開口縁に接続され、これによってボール通し孔とボール戻し通路とが連結されている。【００１４】
また、前記ボール掬い上げ片は、前記ボール通し孔の内部において前記ボール案内面と対向し、かかるボール案内面と相まってボール直径よりも僅かに大きな内径のボール通路を形成すると共に、その先端部が前記負荷領域におけるボールの旋回軌道よりもねじ軸側に突出している。【００１５】
従来のボールねじ装置ではナット部材にリターンパイプの脚部を挿入し、かかる脚部をナット部材の内周面に形成された負荷転動溝と連続させていたため、ナット部材にはパイプ装着孔を設けており、かかるパイプ装着孔は最低でもリターンパイプの脚部と同程度の直径に設定する必要があった。しかし、本発明のボールねじ装置では、リターンパイプそのものはナット部材に対して挿入せず、リターンパイプの端部から突出するボール掬い上げ片のみをナット部材に対して挿入するように構成した。【００１６】
すなわち、ナット部材に対しては前記ボール掬い上げ片が挿入されるボール通し孔を設けるのだが、かかるボール通し孔はナット部材の負荷転動溝の端部と段差なく連続するボール案内面を内部に有しており、ボール通し孔の内部で前記ボール掬い上げ片とボール案内面とが対向し、両者が相まってボールの直径よりも僅かに大きな内径のボール通路が形成されている。このため、前記ボール通し孔の大きさはボールの断面形状に対してボール掬い上げ片の断面形状の分だけ大きければ足り、従来のボールねじ装置におけるパイプ装着孔のように大きな直径の孔を開設する必要がない。つまり、従来のパイプ装着孔に比べて前記ボール通し孔の断面積は小さく設定することができ、ねじ軸の転動溝のリード長が短く且つボール径が大きい場合であっても、隣接する負荷転動溝と干渉することなくボール通し孔をナット部材に設けることが可能となる。【００１７】
また、前記ボール通し孔はナット部材に対して直接加工されることから、その加工精度はナット部材の内周面に形成される負荷転動溝の加工精度と略同程度に維持することができ、かかるボール通し孔の内部のボール案内面を負荷転動溝の端部と連続するように加工しても、両者の間に段差が発生する可能性は極めて低く、また発生したとしてもその大きさを数μｍ程度に抑えることが可能である。従って、ボールは負荷転動溝とボール案内面との間を滑らかに往来することができ、負荷領域と無負荷ボール通路との接続部におけるボールの挙動が安定化し、ナット部材の内部におけるボールの循環の円滑化を図ることが可能となる。【００１８】
更に、前記ボール掬い上げ片はボール通し孔に対してナット部材の外側から挿入され、その先端が負荷領域におけるボールの旋回軌道よりもねじ軸側に突出しているので、前記負荷転動溝を転動するボールはボール通し孔の開口位置に達すると、前記ボール掬い上げ片によってねじ軸の転動溝から離脱させられ、ボール通し孔へ誘導される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用したボールねじ装置の第一の実施形態を示す斜視図である。
【図２】第一の実施形態に係るリターンパイプを示す斜視図である。
【図３】図２に示したリターンパイプの分解斜視図である。
【図４】ボール通し孔にボール掬い上げ片をそうに有した状態を示す断面図である。
【図５】第一の実施形態に係るボールの無限循環路を示す断面図である。
【図６】本発明を適用したボールねじ装置の第二の実施形態に使用するリターンパイプを示す斜視図である。
【図７】第二の実施形態に係るボールの無限循環路を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面に基づいて本発明のボールねじ装置を詳細に説明する。【００２１】
図１は本発明を適用したボールねじ装置の第一の実施形態を示すものである。このボールねじ装置は、多数のボールと、これらボールの転動溝が外周面に対して螺旋状に形成されたねじ軸１と、略円筒状に形成されると共に前記ボールを介してねじ軸１に螺合するナット部材２と、このナット部材２に装着されてボールの無限循環路を形成するリターンパイプ３とから構成されている。尚、図１に示すナット部材２には３個のリターンパイプ３が装着されるが、図中では１個のリターンパイプ３のみがナット部材２に装着されており、残る２個のリターンパイプ３は取り外してある。【００２２】
前記ねじ軸１は外周面に対して所定のリードでボールの転動溝が螺旋状に形成されたものであり、従来公知のボールねじ装置と何ら変わるところがない。それ故、図１中には二点鎖線の仮想線でねじ軸を描いている。前記転動溝のリードとは、ねじ軸１が１回転した際に転動溝がねじ軸１の軸方向へ進行する距離であり、換言すれば、ねじ軸の１回転によってナット部材２が軸方向へ送られる距離である。このリードはボールねじ装置の使用用途によって適宜設計変更することが可能である。【００２３】
前記ナット部材２は、前記ねじ軸１が僅かな隙間を保って挿入される貫通孔２０を有して略円筒状に形成されており、前記リターンパイプ３はこのナット部材２の外周面に装着されるようになっている。また、ナット部材２の軸方向の一端にはフランジ部２１が設けられており、ナット部材２はこのフランジ部２１を利用してテーブル等の被取付体に対してボルトで固定されるように構成されている。【００２４】
前記ナット部材２の内周面にはボールの負荷転動溝２２が螺旋状に形成されている。この負荷転動溝２２はねじ軸１の転動溝と同一のリードで、かかる転動溝と対向して形成されており、ナット部材２の負荷転動溝２２とねじ軸１の転動溝とが互いに対向することにより、ボールがナット部材２とねじ軸１との間で荷重を負荷しながら転動する負荷通路が形成されるようになっている。この実施形態におけるナット部材２にはボールの無限循環路が３経路形成されており、ナット部材２の内周面には３条の負荷転動溝２２が形成されている。各負荷転動溝２２はナット部材２の内周面に対して約３．５巻の巻数で形成されており、３条の負荷転動溝２２が互いに重なることなくナット部材２の軸方向に沿って直列に設けられている。但し、これら３条の負荷転動溝２２はナット部材２の内周面に対して連続する１条の溝として形成されており、後述するボール通し孔及びボール掬い上げ片によって３条の負荷転動溝２２に分断されている。【００２５】
また、ナット部材２には内周面と外周面との間を貫通するようにして複数のボール通し孔２４が形成されている。これらボール通し孔２４はボールよりも大きな断面形状に形成されており、ボールは無負荷状態でこのボール通し孔２４を通過する。また、ボール通し孔２４は前述した各負荷転動溝２２の両端に対応する位置に形成されており、ナット部材２の中心軸を挟んで位置する２個のボール通し孔２４が一対となって１条の負荷転動溝２２と対応している。この実施形態では前記ナット部材２に３条の負荷転動溝２２が形成されていることから、かかるナット部材２には３組６個のボール通し孔２４が形成されている。【００２６】
図２は前記リターンパイプ３を示す斜視図、図３は前記リターンパイプ３の分解斜視図である。このリターンパイプ３は一対の脚部３０とこれら脚部３０を繋ぐ連結部３１を備えて略Ｕ字状に形成されており、前記ナット部材２の中心軸線を跨ぐようにして該ナット部材２の外周面に装着されると共に、各脚部３０が前記ボール通し孔２４を覆っている。前記脚部３０と連結部３１にはボールの直径よりも僅かに大きな内径を有するボール戻し通路３２が形成されており、このボール戻し通路３２はナット部材２のボール通し孔２４と接続されている。ボール戻し通路３２の内径は前記ボール通し孔２４と同様にボールの直径よりも僅かに大きく設定されており、ボールは無負荷状態でリターンパイプ３のボール戻し通路３２を転動するように構成されている。【００２７】
前記ナット部材２の外周面には前記ボール通し孔２４の周囲に凹所２５が形成されており、リターンパイプ３をナット部材２に装着すると、リターンパイプ３の脚部３０はこの凹所２５に嵌合し、ナット部材２に対するリターンパイプ３の位置決めがなされるようになっている。ナット部材２の凹所２５の底面は平坦面に形成されており、その中央には前記ボール通し孔２４が開口している。一方、リターンパイプ３の脚部３０の先端面も平坦に形成されており、前記凹所２５に対してリターンパイプ３の脚部３０を嵌合させると、脚部３０の先端面が凹所２５内の底面に突き当たり、これによって前記ボール通し孔２４の開口縁がリターンパイプ３のボール戻し通路３２と接続されるようになっている。【００２８】
また、前記リターンパイプ３の各脚部３０の先端には、前記ボール通し孔２４の内部に挿入されるボール掬い上げ片４が突出している。このボール掬い上げ片４の先端部４０はボール通し孔２４を貫通してナット部材２の内周面から突出し、ねじ軸１の転動溝の内部に位置するようになっている。それ故、リターンパイプ３の各脚部３０におけるボール掬い上げ片４の形成位置は各脚部３０の内側であり、また図１に示すように、リターンパイプ３はナット部材２の軸方向に対して斜めに装着されることから、各脚部３０に対するボール掬い上げ片４の立設位置はその分だけ前記脚部の周方向へ所定角度で変位したものとなっている。【００２９】
図３に示すように、前記リターンパイプ３は一対の上側パイプ半体３ａ及び下側パイプ半体３ｂを組み合わせて構成されており、各パイプ半体３ａ，３ｂにはボールの転動方向に沿って二分された断面半円状のボール戻し通路３２が形成されている。また、前記ボール掬い上げ片４は下側パイプ半体３ｂに具備されている。各パイプ半体３ａ，３ｂの接合面にはスタッド３３が突設されると共に、このスタッド３３が嵌合する位置決め孔３４が形成されており、一方のパイプ半体３ａのスタッド３３を他方のパイプ半体３ｂの位置決め孔３４に嵌合させることで、一対の上側パイプ半体３ａ及び下側パイプ半体３ｂを正確に組み合わせることができるようになっている。このように組み合わされて完成したリターンパイプ３は図示外のパイプ押え部材を用いてナット部材２に固定される。尚、ナット部材２にはパイプ押え部材をねじ止めするためのタップ孔２６が設けられている。【００３０】
尚、図２及び図３に示したリターンパイプ３の具体的構成はあくまでも一例であり、ナット部材２の外周面に開口した一対のボール戻し孔２４をボール戻し通路３２によって連結するものであれば、具体的形状等は適宜設計変更して差し支えない。【００３１】
図４は、ナット部材２に形成されたボール通し孔２４の断面形状を示すものである。このボール通し孔２４は、ボール５の直径よりも僅かに大きな内径の円を一方向へ移動させた如き長孔状をなしており、その内部には前記ボール掬い上げ片４が挿入されている。前記ボール通し孔２４はナット部材２の負荷転動溝２２から段差なく連続するボール案内面２７を内部に有し、このボール案内面２７はボール５の球面よりも僅かに大きな曲率半径の円弧で半円状に形成されている。また、このボール案内面２７はリターンパイプ３の上側パイプ半体３ａに形成されたボール戻し通路３２に接続される。前記ボール案内面２７はボール通し孔２４に挿入された前記ボール掬い上げ片４と対向しており、ボール掬い上げ片４にも前記ボール案内面２７と対向する位置に半円状のボール誘導面４１が形成されている。そして、ボール通し孔２４の内部で前記ボール案内面２７とボール誘導面４１とが互いに対向することにより、ボール５の直径よりも僅かに大きな内径のボール通路が形成され、このボール通路の一端は前記負荷領域に、他端は前記リターンパイプ３のボール戻し通路３２に接続されている。【００３２】
尚、前記ボール通し孔２４は負荷転動溝２２と連続するボール案内面２７を内部に具備するものであれば、必ずしもその断面形状は図４に示したものに限られず、挿入されるボール掬い上げ片４の断面形状に応じて適宜設計変更することが可能である。【００３３】
図５は、この第一の実施形態における負荷領域Ｌ、ボール戻し孔２４及びボール戻し通路３２の接続構造を示す断面図である。前記負荷領域Ｌはナット部材２の負荷転動溝２２とねじ軸１の転動溝１０とが対向して形成されており、ナット部材２に対してねじ軸１が回転すると、ボール５はナット部材２及びねじ軸１の両者の間で荷重を負荷しながら前記負荷領域Ｌを転動する。前記ボール通し孔２４はナット部材２の内周面に対してその接線方向に形成されており、また、かかるボール通し孔２４の内部に設けられたボール案内面２７は前記負荷転動溝２２と段差なく連続している。このため、負荷領域Ｌを転動していたボール５は、前記ボール通し孔２４の開口位置に到達すると、ボール掬い上げ片４によって軌道を変えられ、負荷転動溝２２からボール案内面２７へ乗り移り、そのままボール通し孔２４の内部に進入することになる。【００３４】
このような負荷領域Ｌとボール通し孔２４との間におけるボール５の移動を円滑に行うため、前記ボール掬い上げ片４の先端部４０はねじ軸１の転動溝１０の内部に挿入されている。すなわち、前記ボール掬い上げ片４はナット部材２の外側からボール通し孔２４に挿入され、その先端部４０がナット部材２の内周面から突出して、ねじ軸１の転動溝１０に入り込んでいる。図２及び図３に示すように、ボール掬い上げ片４の先端部４０は楕円の一部に近似する形状をなしているが、これは転動溝１０に接触することなく、当該先端部４０とねじ軸１の転動溝１０との隙間を可及的に小さくするためである。【００３５】
図５中において、負荷領域Ｌの中心に示された一点鎖線は当該負荷領域Ｌにおけるボール５の旋回軌道Ｃ、すなわちねじ軸１の周囲をボール５が螺旋状に旋回する軌道を示している。前記ボール掬い上げ片４の先端部４０はこのボール旋回軌道Ｃよりもねじ軸１側に突出し、更に前記ねじ軸１の転動溝１０に挿入されており、ねじ軸１の転動溝１０を転動するボール５はボール掬い上げ片４の先端部４０の設定位置に到達すると、かかる先端部４０によってねじ軸１の転動溝１０から強制的に掬い上げられ、ボール誘導面４１に案内されてボール通し孔２４に進入することになる。尚、図５に示された転動溝１０はねじ軸１に形成された当該転動溝１０の溝底であり、ねじ軸１の外周面は転動溝１０の溝底と前記ボール旋回軌道Ｃの間に位置することになる。【００３６】
そして、負荷領域Ｌからボール通し孔２４に進入したボール５は無負荷状態で当該ボール通し孔２４の内部を通過した後、リターンパイプ３の一端からボール戻し通路３２に進入し、リターンパイプ３の他端から反対側のボール通し孔２４に戻される。すなわち、前記ボール通し孔２４及びボール戻し通路３２によって無負荷ボール通路が構成され、この無負荷ボール通路の両端が負荷領域Ｌと接続されることにより、ボール５の無限循環路がナット部材２に具備されている。【００３７】
そして、このように構成された第一の実施形態のボールねじ装置によれば、前記負荷転動溝２２はナット部材２の内周面に対して切削加工又は研削加工によって形成されており、また、ボール通し孔２４もドリルによる穴あけ加工によって形成されることから、ボール通し孔２４に具備されたボール案内面２７を負荷転動溝２２の端部と正確に合致させることで、負荷転動溝２２とボール案内面２７の接続部を段差なく滑らかに連続させることが可能である。それにより、負荷転動溝２２とボール通し孔２４との間を往来するボール５の挙動を安定させ、負荷領域Ｌとボール通し孔２４との間におけるボール５の移動を円滑に行うことが可能となる。【００３８】
また、前記リターンパイプ３そのものはナット部材２の外側に装着され、ボール通し孔２４の開口縁に接続されているのみであり、リターンパイプ３から突出するボール掬い上げ片４のみがボール通し孔２４に挿入され、かかるボール掬い上げ片４がボール通し孔２４と協働してボール通路を形成している。従って、ボール通し孔２４の大きさ、特にナット部材２の軸方向におけるボール通し孔２４の大きさは、ボール５の直径よりも僅かに大きい程度で足りるので、負荷転動溝２２の端部に連続して形成されたボール通し孔２４が一巻分前の負荷転動溝２２に干渉してしまうおそれがなく、特にねじ軸１の転動溝１０のリードが小さいボールねじ装置を製作する場合に有利である。【００３９】
更に、この実施形態のボールねじ装置の構成部品はねじ軸１、ナット部材２及びリターンパイプ３及びボール５の４点のみであり、しかもリターンパイプ３はナット部材２に形成されたボール通し孔２４の開口縁に接続されているのみであり、ナット部材２の外周面に対してのみ正確に装着されればその機能を充分に発揮するので、組立に当たって高精度の位置合わせは不要であり、極めて単純にボールねじ装置を組み立てることが可能である。【００４０】
次に、図６は本発明を適用したボールねじ装置の第二の実施形態に係るリターンパイプ６を示すものである。【００４１】
前述の第一の実施形態のボールねじ装置では、リターンパイプ３に具備されたボール掬い上げ部４の先端部４０をねじ軸１の転動溝１０の内部に挿入し、それによって負荷領域Ｌを転動するボール５をねじ軸１の転動溝１０から離脱させるように構成していた。しかし、この第二の実施形態では、ボール掬い上げ片４の先端をねじ軸１の転動溝１０の内部には挿入せず、かかる先端をボール旋回軌道Ｃとねじ軸１の外周面との間に位置させるように設定した。尚、ボール掬い上げ片４の先端部の構成を除けば、その他の構成は第一の実施形態と第二の実施形態とで変わるところがない。【００４２】
図６に示すように、リターンパイプ６の脚部からは第一の実施形態と同様にボール掬い上げ片４が突出しており、このボール掬い上げ片４の先端にはボール通過部４５が形成されている。このボール通過部４５は楕円の一部に類似した形状をなしている。図４において示したように、ボール掬い上げ片４は半円状のボール誘導面４１を具備しており、その断面形状は略Ｕ字状をなしている。このため、ボール掬い上げ片４の先端がねじ軸１の外周面と微小な隙間を保持するように当該ボール掬い上げ片４の先端を切り欠くと、楕円の一部に類似した形状のボール通過部４５がボール掬い上げ片４の先端に形成されることになる。尚、リターンパイプ６の具体的構成は前記ボール通過部４５を除けば、前述の第一の実施形態のリターンパイプ３と同じである。【００４３】
図７は、この第二の実施形態における負荷領域Ｌ、ボール戻し孔２４及びボール戻し通路３２の接続構造を示す断面図である。ナット部材２のボール通し孔２４に挿入されたボール掬い上げ片４はその先端が一点鎖線で示されるボール旋回軌道Ｃを超えてねじ軸１に近接している。但し、ねじ軸１の転動溝１０の内部には挿入されておらず、二点鎖線で示されるねじ軸１の外周面ｄ１と僅かな隙間を保って位置決めされている。このため、ボール掬い上げ片４の先端はねじ軸１の外周面に倣った形状に切り欠かれており、ボール掬い上げ片４の先端に前述のようなボール通過部４５が形成されることになる。【００４４】
前記ボール掬い上げ片４の先端はボール旋回軌道Ｃよりもねじ軸１側に突出していることから、負荷領域Ｌを転動するボール５はボール掬い上げ片４の先端の設定位置に到達すると、ボール５の最大外径の部位はボール通過部４５の内側、すなわちボール掬い上げ片４に具備されたボール誘導面４１に接触することになり、そのままボール誘導面４１に案内されてボール通し孔２４に進入することになる。【００４５】
そして、負荷領域Ｌからボール通し孔２４に進入したボール５は無負荷状態で当該ボール通し孔２４の内部を通過した後、リターンパイプ６の一端からボール戻し通路３２に進入し、リターンパイプ３の他端から反対側のボール通し孔２４に戻される。この点は前述の第一の実施形態と同じである。【００４６】
以上のように構成された第二の実施形態のボールねじ装置においても、ボール通し孔２４に具備されたボール案内面２７を負荷転動溝２２の端部と正確に合致させることで、負荷転動溝２２とボール案内面２７の接続部を段差なく滑らかに連続させることが可能であり、負荷転動溝２２とボール通し孔２４との間を往来するボール５の挙動を安定させ、負荷領域Ｌとボール通し孔２４との間におけるボール５の移動を円滑に行うことが可能となる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成22年5月28日(2010.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のボールと、このボールの転動溝が外周面に対して螺旋状に形成されたねじ軸と、略円筒状に形成されると共に前記ボールを介してねじ軸に螺合するナット部材と、このナット部材の内周面に形成されて前記ねじ軸の転動溝と対向し、ねじ軸の転動溝と相まってボールの負荷領域を形成する螺旋状の負荷転動溝と、前記負荷領域の始端と終端を連通連結し該負荷領域と相まってボールの無限循環路をなす無負荷ボール通路とを備えたボールねじ装置において、
前記無負荷ボール通路は、
前記負荷転動溝の端部に対応して形成されると共に前記ナット部材に対してその内周面の接線方向に沿って直線状に貫通形成され、前記負荷転動溝の端部と段差なく連続するボール案内面を内部に有し、前記ボールよりも大きな断面形状に形成され且つナット部材の内周面側の開口と外周面側の開口とが同一の断面形状に形成された少なくとも一対のボール通し孔と、
前記ナット部材の外側に装着されると共に前記ボール通し孔の開口縁に接続され、前記一対のボール通し孔の間でボールを往来させるボール戻し通路を備えたリターンパイプと、
このリターンパイプの両端部から突出して前記ボール通し孔に挿入され、前記ボール通し孔の内部で前記ボール案内面と対向し、かかるボール案内面と相まってボールの直径よりも僅かに大きな内径のボール通路を形成すると共に、先端部が前記負荷領域におけるボールの旋回軌道よりもねじ軸側に突出するボール掬い上げ片とから構成されることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
前記リターンパイプはボール戻し通路に沿って二分割された上側パイプ半体及び下側パイプ半体から構成され、前記上側パイプ半体に具備されたボール戻し通路の一部は前記ボール通し孔のボール案内面に連続する一方、前記下側パイプ半体には前記ボール掬い上げ片が具備されていることを特徴とする請求項１記載のボールねじ装置。
【国際調査報告】
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