(57)【要約】【課題】  略接線方向で、且つ略リード角方向の転動体のすくい上げを容易に実現できると共に、大径のボールを用いて高速で運転した場合等にも、循環部品のすくい上げ部周辺を損傷しにくくする。【解決手段】  ボールねじ装置１０の循環部品１７が、両端部にナット１４の循環孔２０に嵌合される脚部１９を有すると共に、該脚部１９内の転動体１５のすくい上げ通路２１が脚部１９の外周面に対して傾斜して形成され、且つ前記脚部１９の転動体１５のすくい上げ部２２の背面２３側に設けられて前記背面２３に接触する補強部材３０を備える。【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、前記両ねじ溝間の負荷領域に転動可能に装填された多数の転動体と、前記負荷領域を転動する前記転動体を前記ナットの側面に設けられた二個一組の循環孔の内の一方の循環孔から該ナットの外部に導き、他方の循環孔から前記負荷領域に戻す転動体循環経路を内部に形成すべく前記各循環孔に両端部が嵌合された循環部品とを備えたボールねじ装置において、
前記循環部品は、両端部に前記ナットの前記循環孔に嵌合される脚部を有すると共に、該脚部内の前記転動体のすくい上げ通路が前記脚部の外周面に対して傾斜して形成され、且つ前記脚部の前記転動体のすくい上げ部の背面側に設けられて前記背面に接触する補強部材を備えたことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
前記循環部品の前記転動体をすくい上げる方向が前記ねじ軸のねじ溝の略接線方向である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】
前記循環部品の前記転動体をすくい上げる方向が前記ねじ軸のねじ溝の略リード角方向であ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】
前記補強部材と前記循環部品との接触部を前記すくい上げ通路の方向と略同一方向に配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のボールねじ装置。
【請求項５】
前記循環部品を固定する固定部材によって前記補強部材を固定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に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、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８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螺旋状の負荷領域を形成しており、該負荷領域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の側面の一部は平坦面とされ、この平坦面に両ねじ溝２，４間に連通する２個一組の循環孔７をねじ軸３を跨ぐように形成して、この一組の循環孔７に略コ字状をなすチューブ状の循環部品８の両端を嵌め込むことにより、両ねじ溝２，４間の負荷領域に沿って公転するボール５を一方の循環孔７からすくい上げてナット６の外部に導き、他方の循環孔７から前記負荷領域に戻す転動体循環経路を形成している。
【０００４】
ところで、このようなチューブ式の循環部品では、ナットの側面方向からボールをナットのねじ溝から完全に離し、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、ナットの軸線に対して垂直に嵌合されているチューブによってボールをすくい上げるために、ボールが循環部品のすくい上げ部に衝突して騒音や振動の原因になる他、高速運転やボール径の大きなボールねじ装置の運転ではこのすくい上げ部にボールが衝突するエネルギが大きくなり、すくい上げ部が損傷しやすいといった問題がある。
【０００５】
そこで、循環部品によるボールのすくい上げ方向をねじ軸の接線方向で、且つリード角方向に傾けたものとして、ナットの循環孔をねじ軸の接線方向で、且つリード角方向に傾けて加工したものや（例えば特許文献１及び特許文献２参照）、循環部品を合成樹脂製とし、ナットの循環孔に嵌合される循環部品の脚部内に転動体のすくい上げ通路を該脚部の軸線に対して傾けて形成したものが提案されている（例えば特許文献３参照）。
【特許文献１】実開昭５９−３９３５２号公報
【特許文献２】特開２００２−２７６７６４号公報
【特許文献３】特開２００３−２３２４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２においては、ナットの平坦面に対してねじ軸の接線方向で、且つリード角方向に傾けた循環孔を加工する作業が面倒であり、しかも循環孔の加工時に工具がナットのフランジに干渉しやすい等の問題がある。
一方、上記特許文献３では、ナットの平坦面に対して垂直な循環孔を加工することができるので、加工作業が容易であり、また、循環部品を樹脂の射出成型等で生産できるので、生産効率が高い。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献３のように、ナットの循環孔に嵌合される循環部品の脚部内に転動体のすくい上げ通路を該脚部の軸線に対して傾けて形成したものであっても、ボールがすくい上げ部の先端（タング部）等に衝突することがあり、この衝突力はチューブ式に比べれば小さいものの、すくい上げ部には比較的大きな力が作用する。特にボール径の大きなボールねじ装置の場合は、ボールの衝突等により循環部品のすくい上げ部にかかる力が大きくなり、すくい上げ部の損傷に繋がる可能性がある。また、樹脂製の循環部品としているため、高温環境下では樹脂部品の強度が低下してすくい上げ部の損傷に繋がる可能性がある。
【０００８】
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、略接線方向で、且つ略リード角方向の転動体のすくい上げを容易に実現することができるのは勿論のこと、大径の転動体を用いて高速で運転した場合等にも、循環部品のすくい上げ部周辺を損傷しにくく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】
【０００９】
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、前記両ねじ溝間の負荷領域に転動可能に装填された多数の転動体と、前記負荷領域を転動する前記転動体を前記ナットの側面に設けられた二個一組の循環孔の内の一方の循環孔から該ナットの外部に導き、他方の循環孔から前記負荷領域に戻す転動体循環経路を内部に形成すべく前記各循環孔に両端部が嵌合された循環部品とを備えたボールねじ装置において、
前記循環部品は、両端部に前記ナットの前記循環孔に嵌合される脚部を有すると共に、該脚部内の前記転動体のすくい上げ通路が前記脚部の外周面に対して傾斜して形成され、且つ前記脚部の前記転動体のすくい上げ部の背面側に設けられて前記背面に接触する補強部材を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記循環部品の前記転動体をすくい上げる方向が前記ねじ軸のねじ溝の略接線方向であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記循環部品の前記転動体をすくい上げる方向が前記ねじ軸のねじ溝の略リード角方向であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記補強部材と前記循環部品との接触部を前記すくい上げ通路の方向と略同一方向に配置したことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記循環部品を固定する固定部材によって前記補強部材を固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、循環部品が、両端部にナットの循環孔に嵌合される脚部を有すると共に、該脚部内の転動体のすくい上げ通路が脚部の外周面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転動体のすくい上げを容易に実現することができる。
また、循環部品が、脚部の転動体のすくい上げ部の背面側に設けられて前記背面に接触する補強部材を備えることで、大径の転動体を用いて高速で運転した場合等にも、循環部品のすくい上げ部周辺を損傷しにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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は本発明の実施の形態の一例であるボールねじ装置を説明するための説明的断面図、図２は補強部材を示す図、図３は循環部品の分割体を示す斜視図、図４は補強部材の固定方法を説明するための図、図５は図４の径方向に沿う断面図、図６は補強部材と循環部品との接触部がすくい上げ通路の方向と一致しない例を示す要部断面図、図７は補強部材と循環部品との接触部がすくい上げ通路の方向と略一致する例を示す要部断面図である。
【００１３】
本発明の実施の形態の一例であるボールねじ装置１０は、図１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螺旋状の負荷領域を形成している。
該負荷領域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。
【００１４】
ナット１４の側面の一部には平坦面が形成されており、該平坦面には循環部品１７が取り付けられ、該循環部品１７は、ねじ軸１２の軸方向に対して略直角方向に延びる柱状又はブロック状等の一対の脚部１９と、一対の脚部１９を連結する連結部１８とを備えている。この循環部品１７は、図３に示すように、例えば軸方向に沿って二つに分割された分割体１７ａを分割面で互いに接合して構成され、分割体１７ａの分割面には転動体循環経路を構成する循環溝（図示せず）が形成されている。これにより、循環部品１７は樹脂の射出成型等で容易に大量生産可能に形状になっている。
【００１５】
一対の脚部１９は、図１では便宜上同一平面状に配置されて描かれているが、実際には、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いる。これらの脚部１９は前記両ねじ溝１１，１３間の負荷領域に連通してナット１４の平坦面に穿孔された二個一組の円形又は長円形状の循環孔２０に嵌合されている。
また、循環部品１７の各脚部１９の内部には、ねじ軸１２の接線方向で、且つ両ねじ溝１１，１３のリード角と略一致する方向に延びるボールすくい上げ通路２１が形成され、連結部１８の内部には各ボールすくい上げ通路２１間を接続するボール通路２４が形成されている。
【００１６】
そして、これらの各ボールすくい上げ通路２１及びボール通路２４によって、前記両ねじ溝１１，１３間の負荷領域を転動するボール１５を二個一組の循環孔２０の内の一方の循環孔２０からすくい上げてナット１４の外部に導き、他方の循環孔２０から前記負荷領域に戻す転動体循環経路を循環部品１７内に形成している。
この循環部品１７が図８に示す従来のボールねじ装置に用いられるチューブ式の循環部品８と異なる点としては、一対の脚部１９をナット１４の平坦面に形成した循環孔２０にほとんど隙間なく、単純にはめ込みながら、脚部１９の内部に形成するボールすくい上げ通路２１の方向を脚部１９の外周面に対して傾けることが可能な点である。
【００１７】
このため、ナット１４の平坦面には、従来のボールねじ装置のように、ねじ軸１２に対して垂直方向に循環孔２０を加工しておき、この循環孔２０に単純に循環部品１７の脚部１９をはめ込む構造としながら、脚部１９内に形成したボールすくい上げ通路２１のボール１５の進行方向をねじ軸１２の接線方向で、且つ両ねじ溝１１，１３のリード角方向と一致する方向に傾けることが可能となり、これにより、ナット１４の加工が簡単で、且つボール１５のすくい上げ通路２１の設計的自由度の向上を図ることができる。
【００１８】
ここで、この実施の形態では、循環部品１７が、脚部１９のボール１５のすくい上げ部２２の背面２３（図３参照）側に設けられて前記背面２３に接触する補強部材３０を備えている。これにより、大径のボール１５を用いて高速で運転した場合等にも、循環部品１７のすくい上げ部２２の強度が増して該すくい上げ部２２の周辺を損傷しにくくすることができる。
【００１９】
補強部材３０は例えば鋼等の金属製とされており、図２に示すように、ねじ溝１１に挿入されることから螺旋状とされ、且つ略円形断面を持つ棒状とされているが、リードが小さい場合等には、円弧状に曲げた棒状としてもよい。そして、補強部材３０の両端面は循環部品１７のすくい上げ部２２の背面２３に接触する補強面３１とされている。このように補強部材３０の両端面に補強面３１を持たせるのは、ナット１４に複数の回路を設けた場合、隣り合う回路間に補強部材３０を設け、一つの補強部材３０でその両側の循環部品１７のすくい上げ部２２の背面２３に補強面３１を接触させることができるようにするためである（図４の中央部の補強部材３０を参照）。なお、図４において符号３４は循環部品１７の押え具である。
【００２０】
また、この実施の形態では、補強部材３０にナット１４に固定するためのねじ孔３２を設けている。このように補強部材３０にねじ孔３２を形成して、図５に示すように、ナット１４の外側からボルト３３等を通して固定してもよいし、補強部材３０にスタッドボルトを固定し、ナット１４の外側からスタッドボルトにナットを締め付けて固定するようにしてもよい。この場合、補強部材３０をナット１４に固定するボルト或いはナット等の固定部材は、循環部品１７をナット１４に固定するためのものと共用することで、部品点数の削減を図ることができる。
【００２１】
また、この実施の形態では、補強部材３０の補強面３１と循環部品１７のすくい上げ部２２の背面２３との接触部４０を、ボールすくい上げ通路２１の方向と略同一方向に配置している。
このように前記接触部４０をボールすくい上げ通路２１の方向と略同一方向に配置することで、この実施の形態のように見かけのすくい上げ角度を持つ場合には、補強部材３０が楔状になり、補強部材３０をナット１４に固定する際に、図５中の上方向に補強部材３０が引き上げられるため、補強部材３０の補強面３１と循環部品１７のすくい上げ部２２の背面２３とが密着しやすくなり、確実な補強を可能にすることができる。
【００２２】
また、前記接触部４０をボールすくい上げ通路２１の方向と略同一方向に配置することで、循環部品１７のすくい上げ部２２の厚さが略均等となるため、ボール１５がすくい上げ部２２を押した際に、その押す力の方向と循環部品１７が補強部材３０から受ける反力の方向とが略同一となり、循環部品１７への負担を軽減することができる。
【００２３】
このことについて、図６及び図７を参照して説明する。
図６は前記接触部４０がボールすくい上げ通路２１の方向と一致しない例を示し、図７は前記接触部４０がボールすくい上げ通路２１の方向と略一致する例を示している。また、図中のｆ１はボール１５が循環部品１７のすくい上げ部２２を押す力、ｆ２は循環部品１７のすくい上げ部２２が接触部４０を介して補強部材３０から受ける反力である。
図６の場合は、ｆ１とｆ２との力の方向は角度を持っており、互いに打ち消しあわずにすくい上げ部２２を図の下方向へ引っ張る方向へ合力が生じるため、すくい上げ部２２は引つ張り力Ｔを受けることになる。これに対し、図７場合は、ｆ１とｆ２との力の方向が略一致するので、これらの力は互いに打ち消しあう。このように、前記接触部４０をボールすくい上げ通路２１の方向と略同一方向に配置することで、循環部品１７にかかる負担を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の一例であるボールねじ装置を説明するための説明的断面図である。
【図２】補強部材を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ａ方向から見た図である。
【図３】循環部品の分割体を示す斜視図である。
【図４】補強部材の固定方法を説明するための図である。
【図５】図４の径方向に沿う断面図である。
【図６】補強部材と循環部品との接触部がすくい上げ通路の方向と一致しない例を示す要部断面図である。
【図７】補強部材と循環部品との接触部がすくい上げ通路の方向と略一致する例を示す要部断面図である。
【図８】従来のボールねじ装置を説明するための要部断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
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
１９  脚部
２０  循環孔
２１  ボールすくい上げ通路
２２  すくい上げ部
２３  背面
３０  補強部材
３３  ボルト（固定部材）
４０  接触部
【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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