(57)【要約】【課題】  ナットの加工量を軽減して加工コストの低減を図ると共に、循環部品が内部のボールによって押し広げられて破損するのを防止する。【解決手段】  ナット１４の周方向に側面に取り付けられる循環部品１７が、ナット１４の周方向の側面に形成された一対の循環孔２４に嵌合される一対の脚部２０と、該一対の脚部２０を接続する本体２１とを具備し、且つボール循環経路の略経路方向に沿って２つに分割されたボールねじ装置１０において、ナット１４の周方向の側面に、循環部品１７の本体２１が嵌合される嵌合凹部２２を設ける。【選択図】      図１
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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溝を有するねじ軸と、該ねじ軸の前記ねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝を内周面に有して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記両ねじ溝間の螺旋軌道に転動可能に装填された多数のボールと、前記螺旋軌道を転動する前記ボールを、前記ナットの周方向の側面に穿孔された一対の循環孔の内の一方の循環孔側から前記ナットの外部に導き、他方の循環孔側から前記螺旋軌道に戻すボール循環経路を内部に形成するための循環部品とを備え、
該循環部品が、前記ナットの前記一対の循環孔に嵌合される一対の脚部と、該一対の脚部を接続する本体とを具備し、且つ前記ボール循環経路の略経路方向に沿って２つ以上に分割されたボールねじ装置において、
前記ナットの周方向の側面に、前記循環部品の前記本体が嵌合される嵌合凹部を設けたことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
前記一対の循環孔の軸心を、前記ねじ軸の軸線から互いに反対方向に同一寸法離間して配置したことを特徴とする請求項１に記載したボールねじ装置。
【請求項３】
前記循環部品は、金属製の平板材によって前記ナットに固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載したボールねじ装置。
【請求項４】
前記嵌合凹部の幅方向の側面に係止溝を設けると共に、該係止溝に係止する係止部材によって前記循環部品の抜け止めをしたことを特徴とする請求項１又は２に記載したボールねじ装置。
【請求項５】
前記係止部材は、前記循環部品とは別部材であることを特徴とする請求項４に記載したボールねじ装置。
【請求項６】
前記係止部材は、前記循環部品に一体に設けられた係止凸部であることを特徴とする請求項４に記載したボールねじ装置。
【請求項７】
前記脚部内の前記ボール循環経路が、前記循環孔の軸線に対して傾斜して形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載したボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工作機械や射出成型機等の各種機械装置に用いられるボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のボールねじ装置としては、例えば図１２に示すものが知られている。
このボールねじ装置１は、外周面に螺旋状のねじ溝２を有するねじ軸３に、内周面にねじ溝２に対応する螺旋状のねじ溝４を有するナット６が螺合されている。
ナット６のねじ溝４とねじ軸３のねじ溝２とは互いに対向して両者の間に負荷を受ける螺旋軌道を形成しており、該螺旋軌道には転動体としての多数のボール５が転動可能に装填されている。そして、ねじ軸３（又はナット６）の回転により、ナット６（又はねじ軸３）がボール５の転動を介して軸方向に移動するようになっている。
【０００３】
また、ナット６の周方向の側面の一部は平坦面６ａとされ、この平坦面６ａに両ねじ溝２，４間に連通する一対の循環孔７をナット６の軸線に対して略直交する方向に穿孔して、この一対の循環孔７に略コ字状をなすチューブ状の循環部品８の両端をねじ軸３を跨ぐように嵌め込むことにより、両ねじ溝２，４間の螺旋軌道に沿って公転するボール５を循環部品８の一方の端部から掬い上げてナット６の外部に導き、他方の端部から前記螺旋軌道に戻すボール循環経路９を循環部品８の内部に形成している。
【０００４】
ところで、このようなチューブ式の循環部品では、ナット６の側面方向からボール５をナット６のねじ溝４から完全に離し、多列化が可能な外部循環方式であるため、特に小リード品の高負荷容量化には好適であるが、最近のボールねじ装置の高回転化に伴って、ボールが循環部品に衝突するスピードが速くなって衝突エネルギーが大きくなると、循環部品やねじ溝（ねじ溝の両肩部など含む）が破損して高速化への妨げとなる。
【０００５】
そこで、ボール５のスムースな掬い上げを実現するために、ナット６の一対の循環孔７に嵌合される一対の脚部と、該一対の脚部を接続する本体とを具備する樹脂製の循環部品を備え、ナット６の循環孔７に嵌合された脚部内のボール循環経路９の中心軸線を両ねじ溝２，４の接線方向及びリード角方向に略一致（螺旋軌道の接線方向と略一致）するように配置し、且つ循環部品をボール循環経路９の略経路方向に沿って２つに分割したボールねじ装置が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００６】
また、このような循環部品をナット６に固定するには、例えば、循環部品をナット６の平坦面６ａにねじ等を用いて直接固定したり、板状の固定用部材で循環部品の２つの分割体を互いに押し付けるように固定する方法が採られている（例えば特許文献４参照）。
【特許文献１】米国特許第２８５１８９７号公報
【特許文献２】特開２００３−２３２４２１号公報
【特許文献３】特開２００４−１５６７６７号公報
【特許文献４】実用新案登録第３０９７５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ボールねじ装置においては、例えば取り付け誤差等によってナット６にモーメント荷重が負荷されたり、両ねじ溝２，４の形状誤差があったりすると、場所によってボール５にかかる荷重が変わり、ボール５の公転速度に変化が生じる場合がある。
このような場合、循環部品のボール循環経路９内にボール５が溜まって互いに押し合い、ボール循環路９の内壁を押し広げようとする現象が発生することがある。
ここで、上記特許文献１〜３では、ナット６の平坦面６ａに循環部品の本体が露出する構造となっており、且つ循環部品はボール循環経路９の略経路方向に沿って２分割されている。
【０００８】
そして、２分割の循環部品の分割面が開かないように循環部品をナット６に固定しているのは、固定用のねじと、循環孔７に嵌合される脚部だけである。このため、循環部品が樹脂材等で形成されている場合には、前述のボール５がボール循環経路９の内壁を押し広げようとする力が作用した際、循環部品の分割面の割れ目が広がって、循環部品が破損する原因になる虞れがある。
また、ナット６に平坦面６ａを加工する際には、円筒形のナットの外周を大きく平面に削り取ることになるので、加工量が大きく、加工コストもかかる。
【０００９】
一方、上記特許文献４のように、循環部品の上から板状固定用部材を固定し、この板状固定用部材で２分割の循環部品の分割体を互いに押し付けるようにした場合には、前述のボール５がボール循環経路９の内壁を押し広げようとする力が作用した際に、循環部品の分割面が開くのを防止して循環部品が破損することを回避することができるが、板状固定用部材が複雑な形状になる他、円筒形のナットの外周を大きく平面に削り取って平坦面６ａを形成する点では上記と変わらないため、ナット６の加工コストがかかることが問題となる。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、ナットの加工量を軽減して加工コストの低減を図ることができると共に、循環部品が内部のボールによって押し広げられて破損するのを防止することができるボールねじ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】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、該ねじ軸の前記ねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝を内周面に有して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記両ねじ溝間の螺旋軌道に転動可能に装填された多数のボールと、前記螺旋軌道を転動する前記ボールを、前記ナットの周方向の側面にに穿孔された一対の循環孔の内の一方の循環孔側から前記ナットの外部に導き、他方の循環孔側から前記螺旋軌道に戻すボール循環経路を内部に形成するための循環部品とを備え、
該循環部品が、前記ナットの前記一対の循環孔に嵌合される一対の脚部と、該一対の脚部を接続する本体とを具備し、且つ前記ボール循環経路の略経路方向に沿って２つ以上に分割されたボールねじ装置において、
前記ナットの周方向の側面に、前記循環部品の前記本体が嵌合される嵌合凹部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記一対の循環孔の軸心を、前記ねじ軸の軸線から互いに反対方向に同一寸法離間して配置したことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記循環部品は、金属製の平板材によって前記ナットに固定されることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１又は２において、前記嵌合凹部の幅方向の側面に係止溝を設けると共に、該係止溝に係止する係止部材によって前記循環部品の抜け止めをしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項４において、前記係止部材は、前記循環部品とは別部材であることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項４において、前記係止部材は、前記循環部品に一体に設けられた係止凸部であることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか一項において、前記脚部内の前記ボール循環経路が、前記循環孔の軸線に対して傾斜して形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、循環部品の脚部がナットの循環孔に嵌合されると共に、循環部品の本体もナットの嵌合凹部に嵌合されるので、何らかの原因で循環部品内のボールがボール循環経路の内壁を押し広げようとする力が作用した場合においても、循環部品の本体は嵌合凹部の側面によってバックアップされ、これにより、循環部品の分割面が開いて破損するのを防止することができる。
【００１４】
また、ナットの周方向の側面に循環部品の本体の座面となる平坦面を形成する必要がななく、基本的には、ナットの周方向の側面に循環孔と嵌合凹部を形成すれば足りるので、ナットの加工量が大幅に軽減してナットの加工コストの低減を図ることができる。
更に、循環部品の脚部内のボール循環経路が循環孔の軸線に対して傾斜して形成されることで、略接線方向で、且つ略リード角方向のボールのすくい上げを容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態であるボールねじ装置を説明するための要部平面図、図２は図１の右側面図、図３はナットの平面図、図４は図３のＸ−Ｘ線断面図、図５は図３のＹ−Ｙ線断面図、図６及び図７は本発明の第２の実施の形態であるボールねじ装置のナットを説明するための図、図８及び図９は本発明の第３の実施の形態であるボールねじ装置のナットを説明するための図、図１０及び図１１は本発明の第４の実施の形態であるボールねじ装置を説明するための図である。
【００１６】
まず、本発明の第１の実施の形態であるボールねじ装置１０は、図１及び図２に示すように、外周面に螺旋状のねじ溝１１を有するねじ軸１２に、内周面にねじ溝１１に対応する螺旋状のねじ溝１３を有するナット１４が嵌合されており、ナット１４のねじ溝１３とねじ軸１２のねじ溝１１とは互いに対向して両者の間に負荷圏である螺旋軌道を形成している。
【００１７】
該螺旋軌道には転動体としての多数のボール１５が転動可能に装填されており、ねじ軸１２（又はナット１４）の回転により、ナット１４（又はねじ軸１２）がボール１５の転動を介して軸方向に移動するようになっている。
ナット１４の周方向の側面には、例えば樹脂製の循環部品１７が、例えば金属製の平板材からなる押え具１８を介してナット１４に形成されたねじ孔１４ａ（図３参照）に止めねじ１９等によって固定されている。このように、金属製の平板材からなる押え具１８を介して循環部品１７を止めねじ１９でナット１４に固定することにより、循環部品１７に止めねじ挿通孔を有する鍔部を形成して、その鍔部を止めねじで直接ナット１４に固定する場合にように、樹脂製の循環部品１７のクリープ変形によってねじの緩みが生じるのを防止することができる。
【００１８】
該循環部品１７は、一対の脚部２０と、一対の脚部２０を接続する本体２１とを備えて、内部がボール１５の循環経路（図示せず）とされている。
また、循環部品１７は、図示は省略するが、ボール循環経路の略経路方向に沿って点対称で２つに分割された分割体を分割面で互いに接合して構成され、分割体の分割面にはボール循環経路を構成する循環溝が形成されている。なお、この実施の形態では、循環部品１７を２つ配置して２つの循環回路を形成している。
【００１９】
一対の脚部２０は、ねじ軸１２の軸方向に互いに離間し、且つねじ軸１２の径方向に互いに離間して配置されており、これらの脚部２０は前記両ねじ溝１１，１３間の螺旋軌道に連通してナット１４の周方向の側面に該ナット１４の軸線に対して略直交する方向に穿孔された一対の循環孔２４に嵌合されている。
かかる嵌合状態においては、循環部品１７の各脚部２０内のボール循環経路は両ねじ溝１１，１３間の螺旋軌道を転動するボール１５を螺旋軌道の接線方向に略一致する方向に掬い上げるように循環孔２４の軸線に対して傾斜して配置され、また、一対の循環孔２４は、その軸心をねじ軸１２の軸線から互いに反対方向に同一寸法離間させて配置されている。
【００２０】
なお、この実施の形態では、循環孔２４をねじ溝１３に略沿った方向に長い長孔としたが、これに代えて、循環孔２４を円形孔としてもよい。循環孔２４が長孔であればナット１４の互いに隣り合うねじ溝１３が近接した場合であっても循環孔２４が隣接する負荷圏のねじ溝１３に干渉するのを回避することができ、また、循環孔２４が円形孔であれば該循環孔２４の加工がより容易になる。
【００２１】
そして、この循環部品１７によって、前記両ねじ溝１１，１３間の螺旋軌道を転動するボール１５を一方の脚部２０から掬い上げて本体２１内に導き、他方の脚部２０から前記螺旋軌道に戻すボールの無限循環軌道を形成している。
ここで、この実施の形態では、図３〜図５に示すように、ナット１４の周方向の側面の一対の循環孔２４の間の壁部に循環部品１７の本体２１の形状に対応する嵌合凹部２２を形成し、該嵌合凹部２２に本体２１を嵌合して該本体２１を上述した平板状の押え具１８によって押し付けることで循環部品１７をナット１４に固定している（図１及び図２参照）。
【００２２】
このようにこの実施の形態では、循環部品１７の脚部２０がナット１４の循環孔２４に嵌合されると共に、循環部品１７の本体２１もナット１４の嵌合凹部２２に嵌合されるので、何らかの原因で循環部品１７内のボール１５がボール循環経路の内壁を押し広げようとする力が作用した場合においても、循環部品１７の本体２１は嵌合凹部２２の側面２３によってバックアップされ、これにより、循環部品１７の分割面が開いて破損するのを防止することができる。
【００２３】
また、ナット１４の周方向の側面に循環部品１７の本体２１の座面となる平坦面を形成する必要がなく、ねじ孔１４ａを形成する部分の平面以外はナット１４の周方向の側面に循環孔２４と嵌合凹部２２を形成すれば足り、しかも嵌合凹部２２は循環孔２４を加工したエンドミルでそのまま加工することができるので、ナット１４の加工量が大幅に軽減してナット１４の加工コストの低減を図ることができる。
【００２４】
更に、循環部品１７の押え具１８は単純な平板形状でよいため、簡単、且つ低コストで製造することができる。
更に、循環部品１７の脚部２０内のボール循環経路が循環孔２４の軸線に対して傾斜して形成されているので、略接線方向で、且つ略リード角方向のボール１５のすくい上げを容易に実現することができる。
【００２５】
図６及び図７に示す本発明の第２の実施の形態であるボールねじ装置は、上述した押え具１８に代えて、嵌合凹部２２に嵌合された循環部品１７の本体２１の上方に位置する該嵌合凹部２２の幅方向の両側面２３に係止溝２５を設け、該係止溝２５にＣ型止め輪２６（係止部材）を装着して係止することにより、Ｃ型止め輪２６で本体２１を押し付けて循環部品１７をナット１４に固定した例である。なお、係止部材としては、Ｃ型止め輪２６に限定されず、他の形状の係止部材を採用してもよい。その他の構成及び作用効果は上記第１の実施の形態と同様である。
【００２６】
図８及び図９に示す本発明の第３の実施の形態であるボールねじ装置は、上述した押え具１８に代えて、循環部品１７の本体２１の幅方向の両側部に係止凸部（係止部材）２７を設け、該係止凸部２７を嵌合凹部２２の幅方向の両側面２３に形成した係止溝２８に係止することにより循環部品１７をナット１４に固定した例である。この場合、循環部品１７は樹脂製とされているので、係止凸部２７をその弾性を利用して係止溝２８に容易に係止させることができる。
この例では、循環部品１７をナット１４に固定するための押え部材等の部品が不要となるので部品点数を削減することができる。その他の構成及び作用効果は上記第１の実施の形態と同様である。
【００２７】
図１０及び図１１に示す本発明の第４の実施の形態であるボールねじ装置は、上記各実施の形態が、嵌合凹部２２に循環部品１７の本体２１を完全に納まるように嵌合した場合を例示したのに対して、循環部品１７の本体２１を該本体２１の一部がナット１４からはみ出すように嵌合凹部２２に嵌合している。
このようにすることで、本体２１の一部がナット１４からはみ出した寸法分だけナット１４の径を小さくすることができ、ナット１４のコンパクト化を図ることができる。
また、この実施の形態では、上記第１の実施の形態が、循環部品１７と押え具１８とを別部品としたのに対し、循環部品１７と押え具１８とを樹脂等で一体に成形している。
【００２８】
このようにすることで、部品点数を削減することができる。その他の構成及び作用効果は上記第１の実施の形態と同様である。
なお、上記各実施の形態において例示したねじ溝、ねじ軸、ナット、ボール、循環孔、ボール循環経路、循環部品、脚部、本体、嵌合凹部、係止溝、係止部材、係止凸部等の材質，形状，寸法，形態，数，配置個所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるボールねじ装置を説明するための要部平面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】ナットの平面図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】図３のＹ−Ｙ線断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態であるボールねじ装置のナットを説明するための平面図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ線断面の部分拡大図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態であるボールねじ装置のナットの説明するための平面図である。
【図９】図８のＸ−Ｘ線断面の部分拡大図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態であるボールねじ装置を説明するための要部平面図である。
【図１１】図１０の右側面図である。
【図１２】従来のチューブ循環式ボールねじ装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ボールねじ装置
１１  ねじ溝
１２  ねじ軸
１３  ねじ溝
１４  ナット
１５  ボール
１７  循環部品
２０  脚部
２１  本体
２２  嵌合凹部
２４  循環孔
２５，２８  係止溝
２６  Ｃ型止め輪（係止部材）
２７  係止凸部（係止部材）
【図１】
2006300166.tif 000003
【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】
2006300166.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006300166.tif 000011
【図１０】
2006300166.tif 000012
【図１１】
2006300166.tif 000013
【図１２】
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