(57)【要約】      （修正有）【課題】ボールに傷を付ける虞を払拭し、リードが小さい場合にもボール詰まりが生ずることのないボールネジ装置の組立装置を提供する。【解決手段】外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したネジ軸と、内周面に軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成した円筒状のナット４と、ナット軌道溝を連結する連結路と、軸軌道溝とナット軌道溝と連結路とで構成される循環路を循環する複数のボール６とを備えたボールネジ装置の組立装置１０を、基台１４と、基台１４に固定される固定端１３と反対側の端部に円錐状の円錐状突起１２を設けた仮軸１１と、ナット４を縦方向に設置してこれを基台１４に対して回転自在に支持するナット受台１７と、ナット受台１７を段部により昇降させて連結路のナット軌道溝への上方開口部の下部付近に仮軸１１の円錐状突起１２の円錐面と外周面との肩部３０を位置決めする位置決めブロック１８とにより構成する。【選択図】図２
2006007336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したネジ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成した円筒状のナットと、前記ナット軌道溝を連結する連結路と、前記軸軌道溝とナット軌道溝と連結路とで構成される循環路を循環する複数のボールとを備えたボールネジ装置の組立装置において、
基台と、該基台に固定され、この固定端と反対側の端部に傾斜面を設けた仮軸と、前記ナットを縦方向に設置し、該ナットを前記基台に対して回転自在に支持するナット受台と、該ナット受台を段部により昇降させて前記連結路のナット軌道溝への上方開口部の下部付近に前記仮軸の傾斜面と外周面との肩部を位置決めする位置決めブロックとを備えたことを特徴とするボールネジ装置の組立装置。
【請求項２】
外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したネジ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成した円筒状のナットと、前記ナット軌道溝を連結する連結路と、前記軸軌道溝とナット軌道溝と連結路とで構成される循環路を循環する複数のボールとを備えたボールネジ装置の組立装置において、
基台と、該基台に固定され、前記ナットを縦方向に設置するナット受台と、前記基台に対して回転自在に支持され、先端面側の端部に傾斜面を設けた仮軸と、前記ナット受台を段部により昇降させて前記連結路のナット軌道溝への上方開口部の下部付近に前記仮軸の傾斜面と外周面との肩部を位置決めする位置決めブロックとを備えたことを特徴とするボールネジ装置の組立装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記仮軸の先端に円錐状突起を設けたことを特徴とするボールネジ装置の組立装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記円錐状突起の円錐面に、ガイド溝を設けたことを特徴とするボールネジ装置の組立装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３または請求項４において、
前記仮軸に、弾性材を装着したことを特徴とするボールネジ装置の組立装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４または請求項５に記載のボールネジ装置の組立装置を用い、
前記位置決めブロックにより前記仮軸の肩部を前記連結路のナット軌道溝への最下方の開口部に位置決めし、前記ナットの内径部に上方から当該循環路に装填する所定の数のボールを投入し、前記ナットと前記仮軸とを相対回転させて前記循環路に前記ボールを装填し、前記位置決めブロックにより順次に上方の連結路に前記仮軸の肩部を移動させて前記ナットにボールを装填することを特徴とするボールネジ装置の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や精密機械等の機械装置の移動体の送り機構等に用いられるボールネジ装置の組立装置およびそれを用いたボールネジ装置の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のボールネジ装置の組立装置は、ネジ軸の外周面に形成された螺旋状の軸軌道溝と、円筒状のナットの内周面に形成された軸軌道溝に対向するナット軌道溝と、コマ部に形成されたナット軌道溝を連結するＳ字状の連結路とで構成された複数の循環路に複数のボールを装填して循環させるボールネジ装置のナットに予めコマ部を固着しておき、縦方向に設置したナットの内側に、循環路と同数のボール供給孔を設けたボール挿入治具をナットと位相を整合させてボール供給孔の出口を該当する循環路を形成するナット軌道溝の一番高い位置に設置し、各ボール供給孔に所定数のボールを整列させて連続的に供給し、自重で循環路に装填した後に入りきらなかったボールを挿入ロッドにより押込んで循環路にナットを装填している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第２５３０４０１号公報（第２頁段落０００６−段落０００１４、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の技術においては、ボール供給孔に所定数のボールを整列させて一度に供給し、入りきらなかったボールを挿入ロッドにより押込んで循環路にボールを装填しているため、ナット軌道溝のリードが小さくなればなる程、ボール詰まりが生じやすくなるというという問題がある。
また、複数の循環路に同時にボールを装填しているため、円滑な装填が難しくなり、装填できなかったボールを挿入ロッドで押込まなければならず、ボールに傷を付けてしまう虞がある。
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、ボールに傷を付ける虞を払拭し、リードが小さい場合にもボール詰まりが生ずることのないボールネジ装置の組立装置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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したネジ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成した円筒状のナットと、前記ナット軌道溝を連結する連結路と、前記軸軌道溝とナット軌道溝と連結路とで構成される循環路を循環する複数のボールとを備えたボールネジ装置の組立装置において、基台と、該基台に固定され、この固定端と反対側の端部に傾斜面を設けた仮軸と、前記ナットを縦方向に設置し、該設置されたナットを前記基台に対して回転自在に支持するナット受台と、該ナット受台を段部により昇降させて前記連結路のナット軌道溝への上方開口部の下部付近に前記仮軸の傾斜面と外周面との肩部を位置決めする位置決めブロックとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、本発明は、仮軸に設けた傾斜面によりボールを仮軸の肩部に集め、ボールの自重およびナット軌道溝と仮軸との相対回転に伴う摩擦力を利用して無理なくボールをナット軌道溝に装填することができ、小さいリードであってもボール詰まりを防止することができると共に、ボールに傷を付けることを防止することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、図面を参照して本発明によるボールネジ装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は実施例１のボールネジ装置を示す断面図、図２は実施例１のボールネジ装置の組立装置を示す正面断面図、図３は実施例１のボールネジ装置の組立装置を示す側面図、図４は実施例１の組立装置のボール装填状態を示す説明図である。
なお、図４（ａ）はナットのコマ部取付け部をナットの軸直角方向に切取った断面図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。
【０００９】
１はボールネジ装置である。本実施例ではコマ式のボールネジ装置である。
２はボールネジ装置１のネジ軸であり、合金鋼等の鋼材で製作された棒状部材であって、その外周面には略半円弧形状の軸軌道溝３が一定のリードで螺旋状に形成されている。
４はボールネジ装置１のナットであり、合金鋼等の鋼材で製作された円筒状部材であって、その内周面には軸軌道溝３と対向する略半円弧形状のナット軌道溝５が軸軌道溝３と同じリードで形成されている。
【００１０】
６はボールであり、合金鋼等の鋼材等で製作された球体であって、軸軌道溝３とナット軌道溝５の間に複数装填されてネジ軸２とナット４を螺合させる。
７はコマ部であり、鋼材等で製作され、隣合う２本のナット軌道溝５を連結する略円弧状断面の略Ｓ字状に湾曲した溝である連結路８が形成された栓状部材であって、ナット４の円筒壁に円周方向の角度位置をずらして複数設けられた孔部に取付けられる。
【００１１】
上記のネジ軸２の軸軌道溝３とこれに対向するナット４のナット軌道溝５およびこれを連結するコマ部７の連結路８により循環路が形成され、この循環路に複数のボール６と所定の量の潤滑剤、例えばグリースが封入される。
これにより、軸軌道溝３とナット軌道溝５とがボール６を介して螺合し、ネジ軸２またはナット４を回転させることによってボール６が循環路を循環しながらナット４またはネジ軸２を軸方向に移動させる。
【００１２】
上記のボールネジ装置１のナット４にボール６を装填する組立装置について説明する。
図２、図３において、１０はボールネジ装置１の組立装置である。
図に示す組立対象となるボールネジ装置１のナット４は、コマ部７が円周方向に１８０度ずつずらして４個所に取付けられた右ネジ用のナットであって、ナット４の外周部に設けられたフランジ部により機械装置の移動体等に固定される形式のナットである。
【００１３】
１１は仮軸であり、合金鋼等の鋼材で製作されたナット４へのボール６の装填時にネジ軸２の替わりにナット４の内径側に挿入する棒状部材であって、組立対象となるナット４のＢＣＤ（Ｂａｌｌ  Ｃｅｎｔｅｒ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）よりボール６の直径分小さい内周円、つまり循環路を循環するボール６の内周円より小さい外径を有している。
仮軸１１の先端部には傾斜面としての円錐面を有する円錐状の円錐状突起１２が設けられ、その反対側の固定端１３が基台１４にネジにより固定されたシャフト１５に嵌合し、固定端に１３設けられた切欠き部をセットビス１６により押圧して固定される。これにより仮軸１１がシャフト１５を介して基台１４に固定される。
【００１４】
なお、仮軸１１の先端部に設ける傾斜面は前記に限らず、複数の傾斜面を多角的に形成した傾斜面であってもよく、円錐面と多角的な傾斜面の組合せであってもよい。
１７はナット受台であり、合金鋼等の鋼材で製作され、組立対象となるナット４を縦方向に設置してその外周面を嵌合する設置穴１７ａが設けられた円環状部材であって、中央部に仮軸１１が遊嵌する貫通孔１７ｂが形成されている。
【００１５】
１８は組立対象となるナット４に合わせて形成された位置決めブロックであり、合金鋼等の鋼材で製作され、基台１４に設けられた２箇所のパイロットピン１９により基台１４に装着される円弧状部材であって、その外周部にはローラフォロア２０が摺動する傾斜部１８ａと段部１８ｂが交互に設けられている。
位置決めブロック１８に設けられる段部１８ｂは、その段数を組立対象となるナット４のコマ部７の数、つまりボールネジ装置１に形成される循環路の数と同数とし、その段差を組立対象となるナット４のコマ部７のナット４の軸方向のコマピッチと一致させて形成される。また傾斜部１８ａは、段部１８ｂの間を滑らかに接続するように形成される。
【００１６】
本組立装置１０を用いて組立てるナット４は、４箇所にコマ部７が設けられているので段部１８ａの段数は４段である。
ローラフォロア２０は、ボールベアリング等の転がり軸受を利用して形成され、その内径部が段付円筒状に形成されたスライダ２１の大径部にネジ止めされたハンドル２２に圧入されて回転自在に支持され、その外径部が位置決めブロック１８の傾斜部１８ａや段部１８ｂを回転しながら摺動する。
【００１７】
２４は滑り軸受であり、シャフト１５の外周面に遊嵌し、スライダ２１の円筒部の内側に圧入またはネジ止めで固定されて配置されており、スライダ２１をシャフト１５に対して昇降および回転自在に支持している。
２５は高さ調整ナットであり、合金鋼等の鋼材で製作された円筒状部材であって、その下端部の内周面にスライダ２１の小径部に設けられたネジ部に螺合するネジ部が設けられている。
【００１８】
２６はクランプノブであり、高さ調整ナット２５の円筒壁に設けられたネジ部に螺合し、その先端でスライダ２１の小径部を締付けて高さ調整ナット２５の回転を固定する機能を有している。
高さ調整ナット２５の上端面とナット受台１７の下端面の間には、スラストリング２７で挟み込んだスラストニードルベアリング等のスラストベアリング２８が設置されており、ナット受台１７を基台１４に対して回転自在に支持している。
【００１９】
上記の各部品を組込んでボールネジ装置１の組立装置１０とするときは、基台１４にシャフト１５とパイロットピン１９を取付けて位置決めブロック１８をパイロットピン１９に嵌合させて基台１４に装着し、ローラフォロア２０を取付けたハンドル２２をスライダ２１に捩じ込んで固定し、スライダ２１に設けた滑り軸受２４の内周面をシャフト１５に遊嵌させてシャフト１５にスライダ２１を組付ける。
【００２０】
そして、仮軸１１の固定端１３をシャフト１５に挿入してセットビス１６により締付けて固定し、スラストリング２７で挟み込んだスラストベアリング２８とクランプノブ２６を組付けた高さ調整ナット２５のネジ部をスライダ２１のネジ部に螺合させ、クランプノブ２６によりスライダ２１を締付けて組付け、上側のスラストリング２７に仮軸１１に遊嵌させたナット受台１７を組付けて組立装置１０を組立てる。
【００２１】
このようにして組立てたボールネジ装置１の組立装置１０の調整は、組立装置１０の上部に配置されているナット受台１７の設置穴１７ａに組立対象となるナット４を縦方向にして設置し、ハンドル２２によりスライダ２１を回転させ、ローラフォロア２０を位置決めブロック１８の最下部の傾斜面１８ａに案内させて最下段の段部１８ｂに位置させる。
このとき、仮軸１１の円錐状突起１２の円錐面と仮軸１１の外周面との角部（肩部３０という。）は、ナット４の最上位のコマ部７の連結路８のナット軌道溝５への上方開口部８ａの近傍に位置している（図４）。
【００２２】
そして、ナット４の上方からその内径側に一つの循環路に装填する所定数のボール６を計数皿等を用いて投入すると、投入されたボール６は円錐状突起１２の円錐面を転がり落ちて仮軸１１の肩部３０の回りに集まり、ナット４をナット受台１７ごとスラストベアリング２８を介して図４において反時計方向に回転させると、ボール６がその自重によりナット軌道溝５のリードによる傾斜に沿って下方に転がり落ち、転がり落ちたボール６は連結路８の溝深さが深くボール６が外側に逃げて仮軸１１の肩部３０と回転するナット軌道溝５との間の摩擦力が作用し難くなるので、連結路８のナット軌道溝５の下方開口部８ｂ付近に留まり、これを起点として順次に下方から隙間なくナット軌道溝５と仮軸１１の外周面との間に整列していく。
【００２３】
この状態でナット４を回転させ続けると、連結路８の上方開口部８ａ近傍のナット軌道溝５の最も高い位置でボール６の間隔が開き、そこにナット軌道溝５に入りきれずに肩部３０付近に残留しているボール６をナット４の回転に伴う肩部３０の摩擦力により既にナット軌道溝５に整列したボール６の間に割り込ませて投入した全てのボール６を一つの循環路に装填することができる。
【００２４】
このとき、図４（ｂ）においてコマ部７の左側の肩部３０にボール６が残るようであれば、クランプノブ２６を緩めて高さ調整ナット２５を回転させてナット４を仮軸１１に対して少し上げ、コマ部７の右側の肩部３０にボール６が残るようであれば、調整ナット２５を回転させてナット４を仮軸１１に対して少し下げて肩部３０と上方開口部８ａとの相対位置を調整し、ナット軌道溝５にボール６が円滑に乗り移ることができる位置、つまり上方開口部８ａの下部付近に仮軸１１の肩部３０が位置する位置に調整してクランプノブ２６により高さ調整ナット２５を固定する。
【００２５】
このようにして、肩部３０の高さを調整した後は、位置決めブロック１８の段部１８ｂの段差が、組立対象となるナット４のコマピッチに合わせて形成されているので再度の調整は不要になる。
上記のようにして調整された組立装置１０を用いてナット４にボール６を装填する場合は、組立装置１０のナット受台１７の設置穴１７ａに組立対象となるナット４を縦方向にして設置し、上記調整の場合と同様にしてハンドル２２によりローラフォロア２０を位置決めブロック１８の最上段の段部１８ｂに位置させる。このとき仮軸１１の肩部３０はナット４の最下位のコマ部７の連結路８の上方開口部８ａの下部付近に位置している。
【００２６】
そして、上記調整の場合と同様にしてナット４の上方から一つの循環路に装填する所定数のボール６を投入して投入されたボール６が仮軸１１の肩部３０の回りに集まると、ナット４をナット受台１７ごと図４において反時計方向に数回回転させ、上記調整の場合と同様にして投入した全てのボール６を最下位の循環路に装填する。
次いで、ハンドル２２によりローラフォロア２０を位置決めブロック１８の一段下がった段部１８ｂに位置させて仮軸１１の肩部３０をナット４の一つ上のコマ部７の連結路８の上方開口部８ａの下部付近に位置させ、上記と同様にしてその循環路にボール６を装填し、順次にこれを繰返して下の循環路から上の循環路に向ってボール６を装填し、ナット４の全ての循環路にボール６を装填する。
【００２７】
その後、スリーブ３１を仮軸１１の円錐状突起１２に嵌合させ、スリーブ３１を押込みながらナット４を引き上げてナット４をスリーブ３１に移し、スリーブ３１に替えて所定のネジ軸２を螺合させてボールネジ装置１を組立てる。
以上説明したように、本実施例では、ボールネジ装置の組立装置に、基台に固定された円錐状突起を有する仮軸と、ナットを縦方向に設置してこれを基台に対して回転自在に支持するナット受台と、ナット受台を段部により昇降させて連結路のナット軌道溝への上方開口部の下部に仮軸の肩部を位置決めする位置決めブロックとを設けたことによって、仮軸に設けた円錐状突起によりボールを仮軸の肩部に集め、ボールの自重およびナット軌道溝と仮軸との相対回転に伴う摩擦力を利用して無理なくボールをナット軌道溝に装填することができ、小さいリードであってもボール詰まりを防止することができると共に、ボールに傷を付けることを防止することができる。
【００２８】
また、上記の構成により、ナット受台にナットを設置し、位置決めブロックの段部により循環路に仮軸の肩部を位置させ、所定数のボールを投入してナットを回転させることを繰返すだけで、下方から順にボールをナットに容易に装填することができ、ボール装填の作業時間の短縮を図ることができる。
更に、熟練を要するボール装填作業を前記のように簡単な作業としたことによって、作業ミスを防止することができ、ボールネジ装置の品質を安定させることができる。このことは特にボール６の直径が小さい場合のボール装填作業のときに有効である。
【００２９】
なお、本実施例においては、仮軸１１に設ける円錐状突起１２の形状を単純な円錐形状として説明したが、図５に示す各態様としてもよい。なお図５において各態様の上側の図は上面図を示し、下側の図は側面図を示す。
図５（ａ）は円錐状突起１２の円錐面に複数のＶ字状断面を有する放射状の短いガイド溝３２を設けた態様、図５（ｂ）は円錐状突起１２の円錐面に頂点から放射状に伸びる複数のＶ字状断面を有するガイド溝３２を設けた態様、図５（ｃ）は円錐状突起１２の円錐面の一部を円錐台状にして嵌合部３３を設け、これに図５（ａ）と同様の短いガイド溝３２を設けた態様、図５（ｄ）は円錐状突起１２の円錐面の一部を円柱状にして嵌合部３３を設け、これに図５（ａ）と同様の短いガイド溝３２を設けた態様である。
【００３０】
このようにすれば、ガイド溝３２がボール６を肩部３０で捕らえることが容易になり、仮軸１１の肩部３０に残留しているボール６を効率よく循環路に送り込むことができ、ボール装填作業の更なる効率化を図ることができる。
また、嵌合部３３を設けることによって、スリーブ３１を仮軸１１の円錐状突起１２に嵌合させるときの芯出しが容易になり、ナット４をスリーブ３１へ移す作業の作業性を向上させることができる。
【００３１】
この場合に、円錐状突起１２の形状は、仮軸１１の肩部３０に残留しているボール６を効率よく循環路に送り込める形状であって、かつナット軌道溝５とガイド溝３２の間でボール６を挟み込まない形状であればどのような形状であってもよい。例えば円錐状突起１２の形状を図５（ｄ）に示す形状、つまりガイド溝３２の本数を放射状の６本として開き角９０度のＶ溝とし、その溝幅をボール直径の６５％以上、８５％以下とすればボール６を最も効率よく循環路に送り込む形状とすることができる。
【００３２】
なお、本実施例のガイド溝３２の形状は前記に限定されず、その本数、深さ、幅、Ｖ溝の開き角は任意でよく、ガイド溝３２の方向は放射状に限らず、傾斜させても渦巻状にしてもよい。またガイド溝３２の断面形状はＶ字状に限らず、Ｕ字状や円弧状、四角状であってもよく、任意の凸形状であってもよい。
本実施例においては、仮軸１１は単純な円錐形状の円錐状突起１２を有する金属製の軸として説明したが、図６に示す各態様としてもよい。なお図６において各態様の上側の図は上面図を示し、下側の図は側面図を示す。
【００３３】
図６（ａ）は仮軸１１の外周面および円錐状突起１２の円錐面の全体に天然ゴム、合成ゴム、樹脂材料等の比較的弾性に富んだ弾性材３５をコーティング、接着、焼付け等の手段で装着した態様、図６（ｂ）は仮軸１１の外周面および円錐状突起１２の円錐面の軸方向に線状の弾性材３５を埋設、コーティング、接着、焼付け等の手段で装着した態様、図６（ｃ）は上記図５（ｄ）の仮軸１１の外周面の軸方向に線状の弾性材３５を埋設等の手段で装着した態様、この場合には円錐状突起１２を別に製作し、円柱状の仮軸１１の本体に線状またはチューブ状の弾性材３５を埋設した後にネジ止め、接着等で接合して製作するとよい。図６（ｄ）は上記図５（ｄ）の仮軸１１の外周面に線状の弾性材３５を螺旋状にコーティングまたは埋設等の手段で装着した態様である。
【００３４】
図６における各態様の仮軸１１の金属部分は上記の実施例で説明した形状に成形し、新たに設ける弾性材３５はその形状から突出、または埋設後に仮軸１１の外径面より凹ませて形成する。この場合の弾性材３５の厚さ、突出量または窪み量、幅、本数等は任意であってよく、図６（ｄ）の場合は螺旋状の弾性材３５のピッチ、リード角、巻き方向等は任意であってよい。また図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の場合に弾性材３５を設ける方向は、軸方向に限らず円周方向であってもよい。
【００３５】
このようにすれば、弾性材３５の弾性によりボール６を肩部３０で捕らえることが容易になり、仮軸１１の肩部３０に残留しているボール６を効率よく循環路に送り込むことができ、ボール装填作業の更なる効率化を図ることができる。
また、仮軸１１の外周面に装着した弾性材３５によってナット軌道溝５との間でボール６を弾性的に挟み込んで強制的に循環路の下部や連結路８に連続的にボール６を押出して装填することができ、効率的なボール６の装填作業を行うことができる。このことは特に本実施例の組立装置を自動化した場合に有効である。
【００３６】
この場合に、弾性材３５の材料は耐油性に優れたニトリルゴムやエステル系ウレタンゴムが適しており、弾性材３５の埋設を図６（ｃ）に示す形状、つまり仮軸１１の外周面の軸方向に前記材料で形成した線状の弾性材３５を仮軸１１の軸方向に６本埋設するようにすれば、最も効率的なボール６の装填作業を行うことができる。
【実施例２】
【００３７】
図７は実施例２のボールネジ装置の組立装置を示す正面断面図、図８は実施例２のボールネジ装置の組立装置を示す側面図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例のボールネジ装置１の組立装置１は、仮軸１１を回転させてナット４にボール６を装填する組立装置である。
【００３８】
また、図に一例として示す組立対象となるボールネジ装置１のナット４は、コマ部７が円周方向に１２０度ずつずらして３個所の取付けられた右ネジ用のナットであって、ナット４の外周部に設けられたネジ部により機械装置の移動体等に固定される形式のナットである。
図７、図８において、４１は傾斜面としてのＣ面取であり、仮軸１１の固定端１３の反対側の端面（先端面という。）と仮軸１１の外周面の角部を略４５度に切欠いて形成され、Ｃ面取４１と仮軸１１の外周面の角部が本実施例の肩部３０として機能する。
【００３９】
仮軸１１の固定端１３は、基台１４にボルトにより固定された円筒状のサポート部４２に転がり軸受等のベアリング４３で回転自在に支持された回転軸４４の一端に嵌合し、固定端１３に設けられた三角溝をセットビス１６により押圧して固定される。これにより仮軸１１がベアリング４３を介して基台１４に対して回転自在に支持される。
なお、本実施例の基台１４は、内側が中空となったシャーレ状部材であり、図７、図８において上方から見た場合に円の一部を切欠いたカット部を有するＤ字形状に形成されている。
【００４０】
４５はナット受台１７の嵌合突起部であり、ナット受台１７の設置穴１７ａの反対側の端部に設けられた凸部であって、位置決めブロック１８の傾斜部１８ａや段部１８ｂを摺動するローラフォロア２０を設けたハンドル２２が組付けられたスライダ２１の上端部に設けられた嵌合孔に嵌合し、ボールプランジャ４６で保持される。
本実施例のナット受台１７の設置穴１７ａには、ボールプランジャ４７が円周方向を等分した（本実施例では１２０度毎に３箇所）配置されており、ナット４の外周面を等分に押圧してナット４の芯出しを容易にすると共にナット４の設置穴１７ａへの設置を容易にしてナットの設置時間を短縮している。
【００４１】
本実施例のスライダ２１は、サポート部４２の外周面に遊嵌し、昇降および回転自在に支持されている。この場合にスライダ２１の円筒部の内側に実施例１と同様の滑り軸受２４を圧入またはネジ止めで固定するようにしもよい。
また、サポート部４２の外周面には円周方向を等分して軸方向にＶ字状断面等のインデックス溝が設けられており、スライダ２１のハンドル取付部と略同等の高さに円周方向を等分してスライダ２１に設けられたボールプランジャ４８の先端部が落ち込んで位置決めブロック１８によるナット４の位置出しを容易にすると共にボール装填作業中にナット４が回転してしまうことを防止している。これによりナット受台１７の基台１４に対する回転がスライダ２１、サポート部４２を介して固定される。
【００４２】
本実施例では、スライダ２１の芯出しを容易にするためにボールプランジャ４８は１２０度毎に３箇所設けられており、サポート部４２のインデックス溝は６０度毎に６箇所設けられている。これによりハンドル２２を回すことによる位置出しは６０度毎に行うことができ、ナット４の位置出し作業を容易なものとすることができる。
これは、インデックス溝とボールプランジャ４８の数を同数とするとハンドル２２を一回転させることが必要となって手が回し難くなり作業性が悪化し、ボールプランジャ４８を１個所にするとナット４と仮軸１１の同軸度が低下してボール６の挟み込みが発生しやすくなるからである。
【００４３】
５０はローラであり、合金鋼等の鋼材で製作された円板状部材であって、中心部に設けられた嵌合孔により、回転軸４４の他端に嵌合してネジ止め等により固定される。ローラ５０の外周面にはアヤ目のローレット目が施されており、ローラ５０を回して仮軸１１を回転させるときに基台１４のカット部から突出した外周面の滑り止めとして機能する。
上記の各部品を組込んでボールネジ装置１の組立装置１０とするときは、サポート部４２にベアリングを介して回転軸４４を組付け、回転軸４４の他端にローラ５０を嵌合させてネジ止めして予め組立て、基台１４に予め組立てたサポート部４２とパイロットピン１９を取付けて位置決めブロック１８をパイロットピン１９に嵌合させて基台１４に装着し、仮軸１１の固定端１３を回転軸４４の一端に挿入してセットビス１６により締付けて固定し、ローラフォロア２０を取付けたハンドル２２をスライダ２１に捩じ込んで固定したスライダ２１をサポート部４２に遊嵌させてサポート部４２にスライダ２１を組付け、このスライダ２１の上端部に設けられた嵌合孔にナット受台１７の嵌合突起部４５を嵌合し、ボールプランジャ４６で保持して組立装置１０を組立てる。
【００４４】
なお、本組立装置１０を用いて組立てるナット４は、３箇所にコマ部７が設けられているので段部１８ａの段数は３段である。
このようにして組立てたボールネジ装置１の組立装置１０は、部品高さの積み上げ精度に依存する構造としてあるので、各部品の公差を厳しくし、製作精度を向上させて製作すれば高さ調整を不要とすることができる。
【００４５】
また、万一高さ調整が必要な場合には、ナット受台１７とスライダ２１の間または回転軸４４と仮軸１１の間にシム等を挟んで調整することが可能な構成となっている。
上記のようにして組立てられた組立装置１０を用いてナット４にボール６を装填する場合は、組立装置１０のナット受台１７の設置穴１７ａに組立対象となるナット４を縦方向にして設置し、ハンドル２２によりスライダ２１を回転させてサポート部４２のインデックス溝にボールプランジャ４８の先端を落とし込んで係止させ、ローラフォロア２０を位置決めブロック１８の最上段の段部１８ｂに位置させる。このとき仮軸１１の肩部３０は、ナット４の最下位のコマ部７の連結路８の上方開口部８ａの下部付近に位置している。
【００４６】
そして、ナット４の上方からその内径側に一つの循環路に装填する所定数のボール６を計数皿等を用いて投入すると、投入されたボール６は平面である先端面に落下し、仮軸１１をローラ５０を用いてベアリング４３を介して図４において時計方向に回転させると、先端面に載置されているボール６がその遠心力によりＣ面取４１の方向に移動し、ボール６が仮軸１１の肩部３０の回りに集まる。
この場合のナット４と仮軸１１の相対的な回転方向は同様であるので、その後はＣ面取４１が上記実施例１の円錐状突起１２の円錐面と同様に機能して投入された全てのボール６が最下位の循環路に装填される。
【００４７】
次いで、ハンドル２２によりスライダ２１を回転させ、次のサポート部４２のインデックス溝にボールプランジャ４８の先端を落とし込んで係止させ、ローラフォロア２０を位置決めブロック１８の一段下がった段部１８ｂに位置させて仮軸１１の肩部３０をナット４の一つ上のコマ部７の連結路８の上方開口部８ａの下部付近に位置させ、上記と同様にしてその循環路にボール６を装填し、順次にサポート部４２のインデックス溝にボールプランジャ４８の先端を落とし込んで係止させながら前記の作動を繰返して下の循環路から上の循環路に向ってボール６を装填し、ナット４の全ての循環路にボール６を装填する。
【００４８】
その後、スリーブ３１を仮軸１１の先端面に押し当て、スリーブ３１を押込みながらナット４を引き上げてナット４全体をスリーブ３１に移し、スリーブ３１に替えて所定のネジ軸２を螺合させてボールネジ装置１を組立てる。
以上説明したように、本実施例では、ボールネジ装置の組立装置に、基台に固定されたナットを縦方向に設置するナット受台と、基台に対して回転自在に支持された仮軸と、ナット受台を段部により昇降させて連結路のナット軌道溝への上方開口部の下部に仮軸の肩部を位置決めする位置決めブロックとを設けたことによって、仮軸を回転させることによっても上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
これに加えて、仮軸を回転させてナットにボールを装填するようにしたことによって、仮軸の先端面を平面とし、端部に設ける傾斜面を比較的狭い傾斜面であるＣ面取としても遠心力を利用してボールを容易に仮軸の肩部に集めることができ、仮軸の製作を容易なものとすることができる。
また、仮軸を転がり軸受等のベアリングを用いて回転自在に支持するようにしたことによって、ナットと仮軸との同軸度を向上させることができ、ナット軌道溝と仮軸の肩部または外周面との間への局所的なボールの挟み込みを防止することができる。このことは特に小径のボールをナットに装填する場合に有効である。
【００５０】
なお、本実施例では、仮軸の端部にＣ面取を設けるとして説明したが、上記実施例１の円錐状突起１２（図５、図６の態様を含む）を用いるようにすれば、上記で説明したのと同様の効果を得ることができる。
また、本実施例では、サポート部のインデックス溝にボールプランジャの先端を落とし込んで係止させ、ローラフォロアを位置決めブロックの所定の段部に位置させるとして説明したが、位置決めブロックの段部にローラフォロアを係止するインデックス溝を設けてローラフォロアの位置決めが容易となるようにしてもよい。
【００５１】
本組立装置においては、ナットまたは仮軸を回転させるときに所定の方向に回転させることが必要であるので、実施例１のスラストベアリングにワンウェイクラッチを組込んだり、実施例２のベアリングにワンウェイクラッチを組込んで回転方向を一方向に制限するようにするとよい。この場合に実施例２においてローラの外周面に平目のローレット目を形成し、基台に設けた板バネにより逆転防止のラチェット機構を構成するようにしてもよい。
【００５２】
また、ナットに投入したボールが外部に飛び出すことを防止するために、ナットに蓋部材を設けるようにしてもよい。
上記各実施例においては、ナットにボールを介してネジ軸を螺合させるときに、一旦ナットをスリーブに移した後に、ナットをネジ軸に螺合させるとして説明したが、ネジ軸の軸端形状に合わせて仮軸の円錐状突起やＣ面取を形成してナット回転させながらネジ軸に直接螺合させるようにしてもよい。これによりボールネジ装置の組立効率を向上させることができる。
【００５３】
また、上記各実施例においては、本発明の組立装置によるボール装填作業等は手動によって行うとして説明したが、所定数のボールの切出しを行うボール分配フィーダからチューブ等により縦方向に設置したナットへ所定数のボールを自動で投入するように構成し、スライダをアクチュエータ等を用いて回転させ、ナットまたは仮軸に駆動機構を設けて回転駆動するようにして上記の作動となるように電気制御すれば、本発明の組立装置による自動組立装置とすることができ、ボール装填作業の自動化を図ることができる。
【００５４】
更に、上記各実施例においては、コマ式の連結路を有する右ネジのナットの場合を例に説明したが、リターンチューブを連結路としたチューブ式やエンドキャップ式の循環方式に用いるナットにも同様に適用することができる。また位置決めブロックの傾斜部や回転方向を逆向きにすれば左ネジの場合も同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例１のボールネジ装置を示す断面図
【図２】実施例１のボールネジ装置の組立装置を示す正面断面図
【図３】実施例１のボールネジ装置の組立装置を示す側面図
【図４】実施例１の組立装置のボール装填状態を示す説明図
【図５】実施例１の円錐状突起の他の態様を示す正面図
【図６】実施例１の仮軸の他の態様を示す正面図
【図７】実施例２のボールネジ装置の組立装置を示す正面断面図
【図８】実施例２のボールネジ装置の組立装置を示す側面図
【符号の説明】
【００５６】
１    ボールネジ装置
２    ネジ軸
３    軸軌道溝
４    ナット
５    ナット軌道溝
６    ボール
７    コマ部
８    連結路
１０  組立装置
１１  仮軸
１２  円錐状突起
１３  固定端
１４  基台
１５  シャフト
１６  セットビス
１７  ナット受台
１７ａ  設置穴
１７ｂ  貫通孔
１８  位置決めブロック
１８ａ  傾斜部
１８ｂ  段部
１９  パイロットピン
２０  ローラフォロア
２１  スライダ
２２  ハンドル
２４  滑り軸受
２５  高さ調整ナット
２６  クランプノブ
２７  スラストリング
２８  スラストベアリング
３０  肩部
３１  スリーブ
３２  ガイド溝
３３  嵌合部
３５  弾性材
４１  Ｃ面取
４２  サポート部
４３  ベアリング
４４  回転軸
４５  嵌合突起部
４６、４７、４８  ボールプランジャ
５０  ローラ
【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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