(57)【要約】【課題】  循環部品のボール循環通路の湾曲部分でのボールのスムースな運動を確保して高速送りでの循環部品及びボール等の早期損傷を防止する。【解決手段】  循環こま１８のボール循環溝２１の湾曲部分におけるボール１５の中心軌跡の曲率中心Ｏを、該ボール循環溝２１とナット１６側のボール戻し通路１７との接続位置Ｓの該ボール戻し通路１７から軸方向に離間する側に配置する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の外ねじ溝を有するねじ軸と、該外ねじ溝に対応する螺旋状の内ねじ溝を内周面に有すると共に軸方向に貫通するボール戻し通路を有して前記ねじ軸に嵌合されるナットと、前記外ねじ溝と前記内ねじ溝との間に形成される負荷軌道と前記ボール戻し通路とを連通させる湾曲したボール循環通路を形成すべく前記ナットの端部に取り付けられる循環部品と、前記負荷軌道、前記ボール循環通路および前記ボール戻し通路を転動しつつ循環可能に配設された多数のボールとを備えたボールねじ装置において、
前記ボール循環通路の湾曲部分における前記ボールの中心軌跡の曲率中心を、該ボール循環通路と前記ボール戻し通路との接続位置、又は該接続位置の該ボール戻し通路から軸方向に離間する側に配置したことを特徴とするボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば各種機器の送り機構や搬送機構等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は、外周面に外ねじ溝を有して軸方向に延びるねじ軸に、内周面に前記外ねじ溝に対応する内ねじ溝を有するナットが螺合されており、ナットの内ねじ溝とねじ軸の外ねじ溝とは互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷軌道を形成している。該負荷軌道には転動体としての多数のボールが転動可能に装填されており、ねじ軸（又はナット）の回転により、ナット（又はねじ軸）がボールの転動を介して軸方向に移動するようになっている。
【０００３】
ところで、ナット（又はねじ軸）が軸方向に移動する際には、ボールが両ねじ溝で形成される螺旋状の負荷軌道を転動しつつ移動するが、ナット（又はねじ軸）を継続して移動させていくためには、ボールを無限循環させる必要がある。
ボールを無限循環させる方式としては、循環チューブ式やエンドキャップ式等が一般的であるが、コンパクトタイプのボールねじ装置では、ナットに軸方向に貫通するボール戻し通路を形成すると共に、ナットの両端部に前記ボール戻し通路の端部が開口する切欠きを形成して該切欠きに該ボール戻し通路と前記両ねじ溝間の負荷軌道とを連通する湾曲したボール循環通路を有する循環こま（循環部品）を嵌合固定し、これにより、ボールを無限に循環させるようにしたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】実用新案登録第３０３４０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のボールねじ装置においては、循環部品のボール循環通路がナット側のボール戻し通路に対して接線或いは直線的に接続されず、湾曲の途中で接続されると、該接続位置でボールが急激に方向を変えられるため、最近の高速送り化に伴い、ボールに大きな遠心力が作用してボール循環通路の外周側の側壁に応力が集中し、循環部品やボール等に早期損傷が生じる虞れがある。
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、循環部品のボール循環通路の湾曲部分でのボールのスムースな運動を確保して高速送りでの循環部品及びボール等の早期損傷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】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、外周面に螺旋状の外ねじ溝を有するねじ軸と、該外ねじ溝に対応する螺旋状の内ねじ溝を内周面に有すると共に軸方向に貫通するボール戻し通路を有して前記ねじ軸に嵌合されるナットと、前記外ねじ溝と前記内ねじ溝との間に形成される負荷軌道と前記ボール戻し通路とを連通させる湾曲したボール循環通路を形成すべく前記ナットの端部に取り付けられる循環部品と、前記負荷軌道、前記ボール循環通路および前記ボール戻し通路を転動しつつ循環可能に配設された多数のボールとを備えたボールねじ装置において、
前記ボール循環通路の湾曲部分における前記ボールの中心軌跡の曲率中心を、該ボール循環通路と前記ボール戻し通路との接続位置、又は該接続位置の該ボール戻し通路から軸方向に離間する側に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、循環部品のボール循環通路の湾曲部分におけるボールの中心軌跡の曲率中心を、該ボール循環通路とナット側のボール戻し通路との接続位置に配置することで、ボール循環通路がボール戻し通路に対して接線で接続されるので、該接続位置でボールが急激に方向を変えられるのを回避することができ、これにより、ボール循環通路の湾曲部分でボールをスムースに通過させて該ボール循環通路の外周側の側壁に応力が集中しないようにすることができ、この結果、高速送りでの循環部品及びボール等の早期損傷を防止することができる。
【０００７】
また、循環部品のボール循環通路の湾曲部分におけるボールの中心軌跡の曲率中心を、該ボール循環通路とナット側のボール戻し通路との接続位置の該ボール戻し通路から軸方向に離間する側に配置することで、ボール循環通路がボール戻し通路に対して直線部を介して接続されるので、該接続位置でボールが急激に方向を変えられるのを回避することができ、これにより、ボール循環通路の湾曲部分でボールをスムースに通過させて該ボール循環通路の外周側の側壁に応力が集中しないようにすることができ、この結果、高速送りでの循環部品及びボール等の早期損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態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軸方向から見た図、図２は図１のボールねじ装置のＸ−Ｘ線断面図を含む側面図、図３は循環こまの概略を示す図で、（ａ）は循環こまのボール循環溝に沿う面を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｂ方向から見た図、（ｃ）は（ａ）の矢印Ｃ方向から見た図、図４及び図５は循環こまの変形例を示す図である。
【０００９】
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及び図２に示すように、外周面に螺旋状の外ねじ溝１２を有して軸方向に延びるねじ軸１３に、内周面に前記外ねじ溝１２に対応する内ねじ溝１４を有するナット１６が嵌合されており、ナット１６の内ねじ溝１４とねじ軸１３の外ねじ溝１２とは互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷軌道を形成している。該負荷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１３（又はナット１６）の回転により、ナット１６（又はねじ軸１６）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。
【００１０】
ナット１６の周壁部には軸方向に貫通するボール戻し通路１７が形成され、また、ナット１６の軸方向の端面にはボール戻し通路１７の端部が開口する切欠き１９が形成されている。該切欠き１９には、ボール戻し通路１７と前記両ねじ溝１２，１４間の負荷軌道とを連通する循環こま（循環部品）１８が嵌合固定されている。
循環こま１８は、例えば合成樹脂の成形品からなり、図３に示すように、前記ボール戻し通路１７と前記両ねじ溝１２，１４間の負荷軌道との間を連通する湾曲状のボール循環溝（ボール循環通路）２１と、該ボール循環溝２１のねじ軸１３側の先端に設けられ、ねじ軸１３の外ねじ溝１２に嵌合されて前記両ねじ溝１２，１４間の負荷軌道を転動するボール１５を掬い上げるタング部２０とを備えている。
【００１１】
そして、タング部２０を含むボール循環溝２１、前記両ねじ溝１２，１４間の負荷軌道および前記ボール戻し通路１７によってボール１５の無限循環通路を形成している。なお、図３において符号２２及び２３は、ぞれぞれナット１６の切欠き１９に形成された凹部（図示せず）に嵌合される位置決め及び回り止め用の突部である。
ここで、この実施の形態では、循環こま１８の軸方向厚さを比較的厚くして該循環こま１８のボール循環溝２１の湾曲部分におけるボール１５の中心軌跡の曲率半径Ｒをボール１５の直径Ｄ以上（曲率半径Ｒ≧ボール直径Ｄ）に設定し、且つ循環こま１８のボール循環溝２１の湾曲部分におけるボール１５の中心軌跡の曲率中心Ｏを、ボール循環溝２１とナット１６側のボール戻し通路１７との接続位置Ｓの該ボール戻し通路１７から軸方向に離間する側に配置している。
【００１２】
このようにこの実施の形態では、循環こま１８のボール循環溝２１の湾曲部分におけるボール１５の中心軌跡の曲率中心Ｏを、該ボール循環溝２１とナット１６側のボール戻し通路１７との接続位置Ｓの該ボール戻し通路１７から軸方向に離間する側に配置しているので、ボール循環溝２１がボール戻し通路１７に対して直線部２４を介して接続されて該接続位置Ｓでボール１５が急激に方向を変えられるのを回避することができ、しかも循環こま１８の軸方向厚さを比較的厚くして該循環こま１８のボール循環溝２１の湾曲部分におけるボール１５の中心軌跡の曲率半径Ｒをボール１５の直径Ｄ以上（曲率半径Ｒ≧ボール直径Ｄ）に設定しているので、ボール循環溝２１の湾曲部分でボール１５をスムースに通過させて該ボール循環溝２１の外周側の側壁に応力が集中しないようにすることができ、これにより、高速送りでの循環こま１８及びボール１５等の早期損傷を防止することができる。
【００１３】
なお、本発明は上記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において適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、ナット１６の軸方向の端面に形成した切欠き１９に軸方向から嵌合固定される循環こま１８に本発明を適用した場合を例示したが、これに代えて、図４に示すように、ナット１６の軸方向の端部周壁に形成した嵌合穴（図示せず）に径方向から嵌合固定される循環こま３０に本発明を適用してもよい。この循環こま３０はナット１６の嵌合穴に嵌合される部分が略円形をなしており、従って、この嵌合穴はナット１６の外径側からエンドミル等で容易に加工することができる。
【００１４】
また、上記実施の形態では、ボール循環溝２１の外周側の側壁及び内周側の側壁の両方を有する循環こま１８を例示したが、これに代えて、図５に示すように、ボール循環溝２１の外周側の側壁だけを有して内周側の側壁はナット１６側に設けた循環こま４０に本発明を適用してもよい。この例では、循環こま４０のボール循環溝２１の湾曲部分におけるボール１５の中心軌跡の曲率中心Ｏを、該ボール循環溝２１とナット１６側のボール戻し通路１７との接続位置Ｓに配置しているので、ボール循環溝２１をボール戻し通路１７に対して接線で接続することができ、これにより、該接続位置Ｓでボール１５が急激に方向を変えられるのを回避することができ、上記実施の形態と略同様の作用効果を得ることができる。
その他、本発明を構成する外ねじ溝、ねじ軸、内ねじ溝、ボール戻し通路、ナット、ボール循環通路、循環部品、ボール等の材質，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】
【００１５】
【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軸方向から見た図である。
【図２】図１のボールねじ装置のＸ−Ｘ線断面図を含む側面図である。
【図３】循環こまの概略を示す図で、（ａ）は循環こまのボール循環溝に沿う面を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｂ方向から見た図、（ｃ）は（ａ）の矢印Ｃ方向から見た図である。
【図４】循環こまの変形例を示す概略図で、（ａ）は循環こまのボール循環溝に沿う面を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｂ方向から見た図、（ｃ）は（ａ）の矢印Ｃ方向から見た図である。
【図５】循環こまの変形例を示す概略図で、（ａ）は循環こまのボール循環溝に沿う面を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｂ方向から見た図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０  ボールねじ装置
１２  外ねじ溝（ねじ軸側）
１３  ねじ軸
１４  内ねじ溝（ナット側）
１５  ボール
１６  ナット
１７  ボール戻し通路
１８  循環こま（循環部品）
２１  ボール循環溝（ボール循環通路）
Ｏ    曲率中心
【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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