(57)【要約】【課題】保持器とスプラインナットとの間に軸方向のずれが生じても、ボール詰まりが発生しないボールスプラインを提供する。【解決手段】ボールスプラインは、スプラインナット3を備えており、スプラインナット3は、負荷軌道部12および無負荷軌道部14を有する保持器9と、保持器9の抜けを阻止する止め輪10とを備えている。保持器9は、周方向に分割されて負荷軌道部12および無負荷軌道部14を少なくとも１組有するボール保持体19から構成され、止め輪10に、軸方向内方に突出する凸部10aが、各ボール保持体19の軸方向端部に、止め輪10の凸部10aに対応する凹部19aがそれぞれ形成され、止め輪10の凸部10aがボール保持体19の凹部19aと嵌め入れられて係合することにより、ボール保持体19の軸方向の移動を許容するとともに径方向の脱落を防止するようになされている。【選択図】図２
2011169386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向にのびる複数の直線状スプラインみぞが外周面に形成された軸と、軸が通されて軸のスプラインみぞに対応するボール循環路を形成するスプラインみぞを有するスプラインナットと、スプラインナットのボール循環路に配設された複数のボールとを備え、スプラインナットは、軸のスプラインみぞに対応して主通路を形成するスプラインみぞを有するナット本体と、ナット本体の内周に嵌められて、主通路の一部を構成し径方向内方と外方に開口する負荷軌道部および主通路の一端側と他端側とをつなぐ戻し通路の一部を構成し径方向外方に開口する無負荷軌道部を有する保持器と、ナット本体の内周両端側に嵌入されて保持器の抜けを阻止する止め輪とを備えているボールプラインにおいて、
保持器は、周方向に分割されて負荷軌道部および無負荷軌道部を少なくとも１組有するボール保持体から構成され、止め輪に、軸方向内方に突出する凸部が、各ボール保持体の軸方向端部に、止め輪の凸部に対応する凹部がそれぞれ形成され、止め輪の凸部がボール保持体の凹部と嵌め入れられて係合することにより、ボール保持体の軸方向の移動を許容するとともに径方向の脱落を防止するようになされていることを特徴とするボールスプライン。
【請求項２】
保持器の負荷軌道部の径方向外方側の開口および無負荷軌道部の開口に、各軌道部からのボールの抜けを防止する突出縁部がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１のボールスプライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボールスプラインに関し、特に、ボール循環方式のボールスプラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
軸およびこれにボールを介してねじ合わされたスプラインナットを備えているボールスプラインは、電動アクチュエータ用や緩衝器用としてよく使用されており、例えば、特許文献１には、ねじ用ナットにモータのロータを接続することで、ねじ用ナットが回転して、軸が直線移動する形態とされたボールスプラインを電動アクチュエータに適用することが開示されている。
【０００３】
ボールスプラインとしては、軸方向にのびる複数の直線状スプラインみぞが外周面に形成された軸と、軸が通されて軸のスプラインみぞに対応するボール循環路を形成するスプラインみぞを有するスプラインナットと、スプラインナットのボール循環路に配設された複数のボールとを備え、スプラインナットは、軸のスプラインみぞに対応して主通路を形成するスプラインみぞを有するナット本体と、ナット本体の内周に嵌められて、主通路の一部を構成し径方向内方と外方に開口する負荷軌道部および主通路の一端側と他端側とをつなぐ戻し通路の一部を構成し径方向外方に開口する無負荷軌道部を有する保持器と、ナット本体の内周両端側に嵌入されて保持器の抜けを阻止する止め輪とを備えているものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−３００１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のボールスプラインでは、図１０に示すように、保持器(31)は、軸方向端部近くで保持器大(31a)と保持器小(31b)とに分割され、止め輪(32)によって軸方向の移動が規制されている。そのため、保持器(31)とスプラインナット(33)との間に軸方向のずれが生じた場合には、図１０に矢印Ｄ３およびＤ４で示す主通路(34)の幅が変化し、ボール(5)の詰まりの原因となる可能性がある。
【０００６】
この発明の目的は、保持器とスプラインナットとの間に軸方向のずれが生じても、ボール詰まりが発生しないボールスプラインを提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によるボールスプラインは、軸方向にのびる複数の直線状スプラインみぞが外周面に形成された軸と、軸が通されて軸のスプラインみぞに対応するボール循環路を形成するスプラインみぞを有するスプラインナットと、スプラインナットのボール循環路に配設された複数のボールとを備え、スプラインナットは、軸のスプラインみぞに対応して主通路を形成するスプラインみぞを有するナット本体と、ナット本体の内周に嵌められて、主通路の一部を構成し径方向内方と外方に開口する負荷軌道部および主通路の一端側と他端側とをつなぐ戻し通路の一部を構成し径方向外方に開口する無負荷軌道部を有する保持器と、ナット本体の内周両端側に嵌入されて保持器の抜けを阻止する止め輪とを備えているボールプラインにおいて、保持器は、周方向に分割されて負荷軌道部および無負荷軌道部を少なくとも１組有するボール保持体から構成され、止め輪に、軸方向内方に突出する凸部が、各ボール保持体の軸方向端部に、止め輪の凸部に対応する凹部がそれぞれ形成され、止め輪の凸部がボール保持体の凹部と嵌め入れられて係合することにより、ボール保持体の軸方向の移動を許容するとともに径方向の脱落を防止するようになされていることを特徴とするものである。
【０００８】
軸は、例えば、ボールねじ軌道となるねじみぞが形成された軸に複数の直線状スプラインみぞが形成されたものとされる。ボールスプラインは、スプラインナットの他に、例えば、軸をねじ用ナットに挿通して構成されてもよい。
【０００９】
ナット本体の内周には、軸のスプラインみぞに対応して複数の直線状スプラインみぞが形成される。
【００１０】
主通路は、ナット本体のスプラインみぞと、軸のスプラインみぞとの間の空間とされる。
【００１１】
ナット本体には、保持器の無負荷軌道部の開口をふさぐ大径内周面が形成される。そして、無負荷軌道部と大径内周面とによって戻し通路が形成される。
【００１２】
ボール循環路は、主通路と、主通路の一端側と他端側とを繋ぐ戻し通路とにより構成される。
【００１３】
保持器は、周方向に分割されて、負荷軌道部および無負荷軌道部を少なくとも１組有したボール保持体から構成されていればよく、例えば、３分割されて３つのボール保持体から構成される。
【００１４】
この発明において、保持器の負荷軌道部の径方向外方側の開口および無負荷軌道部の開口に、各軌道部からのボールの抜けを防止する突出縁部がそれぞれ形成されていることが好ましい。
【００１５】
無負荷軌道部は、負荷軌道部に平行な直線部と、直線部と負荷軌道部とを連結してボールを旋回させる旋回部とから構成される。
【００１６】
突出縁部は、周方向両側から挟みこむ突出縁部の間隔がボール径以下となる大きさで形成される。旋回部に設けられた突出縁部は、ボールを径方向外方から旋回部に押し込んで嵌め入れることができるボール充填部を有する。
【００１７】
突出縁部が軌道部の開口に形成されると、ボール保持体をナット本体に嵌め入れる際にボールが各軌道部から抜け出ることを防止することができる。
【００１８】
従来のボールスプラインでは、止め輪によって保持器の軸方向の移動が規制されているので、保持器がスプラインナットに対して軸方向にずれた場合、主通路の一端側の幅が狭くなって、ボール詰まりの原因となる。また、主通路の他端側の幅が広くなったところでは、ボールが千鳥状に詰まる可能性がある。
【００１９】
これに対して、この発明によるボールスプラインでは、各ボール保持体の軸方向の動きが許容されているので、主通路の幅が狭くなる方向にボール保持体がスプラインナットに対してずれた場合、ボールがボール保持体を押す力によってボール保持体は元の位置に移動することができ、ボール詰まりが防止される。このボール保持体の移動によって、主通路の幅が広くなりすぎることが防止されるので、ボールが千鳥状に詰まる可能性も解消される。
【００２０】
ボールスプラインは、例えば、スプラインナットを軸方向の一定位置に回転も移動もしないように固定し、ねじ用ナットを軸方向の一定位置において回転はするが移動はしないように支持した状態で使用される。これにより、軸は回転せずに直線移動を行う。
【発明の効果】
【００２１】
この発明のボールスプラインによると、保持器は、周方向に分割されて負荷軌道部および無負荷軌道部を少なくとも１組有するボール保持体から構成され、止め輪に、軸方向内方に突出する凸部が、各ボール保持体の軸方向端部に、止め輪の凸部に対応する凹部がそれぞれ形成され、止め輪の凸部がボール保持体の凹部と嵌め入れられて係合することにより、ボール保持体の軸方向の移動を許容するとともに径方向の脱落を防止するようになされているので、各ボール保持体が別々に軸方向に移動でき、ボール保持体のスプラインみぞにずれが生じた場合でも、ボール保持体は元の位置に移動することができるので、主通路の幅の狭まりや広がりを防止することができる。したがって、円滑にボールを循環させることができ、ボールスプラインの性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、この発明のボールスプラインの1実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図1のII−II線に沿う拡大断面図である。
【図３】図３は、分割された保持器を構成するボール保持体の１つを示す斜視図である。
【図４】図４は、図３のIV−IV線に沿う拡大断面図である。
【図５】図５は、ボール潤滑路の旋回部を示す拡大図である。
【図６】図６は、保持器と止め輪が係合している状態を示す側面図である。
【図７】図７は、保持器がナット本体に嵌め合わされた状態を示す断面図である。
【図８】図8は、止め輪の斜視図である。
【図９】図９は、主通路の端部を示す拡大断面図である。
【図１０】図１０は、従来のスプラインナットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
【００２４】
図１は、ボールねじが備えられたボールスプラインの主要部の縦断面図を示している。図２は、スプラインナットおよび軸の拡大縦断面図を示している。以下の説明において、図１の左右を、左右というものとする。
【００２５】
図１に示すように、ボールねじ付きボールスプラインは、左右方向にのびる鋼製軸(1)、ねじ用ナット(2)、スプラインナット(3)、多数のねじ用ボール(4)および多数のスプライン用ボール(5)を備えている。
【００２６】
このボールスプラインは、スプラインナット(3)を軸方向の一定位置に回転も移動もしないように固定し、ねじ用ナット(2)を軸方向の一定位置において回転はするが移動はしないように支持した状態で使用される。これにより、軸(1)は、回転せずに直線移動を行っている。
【００２７】
軸(1)は横断面円形の中実軸であり、軸(1)の外周面に、１条のねじみぞ（おねじみぞ）(6)と、軸方向（左右方向）にのびる複数の直線状スプラインみぞ(7)とが形成されている。
【００２８】
ねじ用ナット(2)は、略円筒状に成形され、その内周には、おねじみぞ(6)に対応する１条の螺旋みぞ（めねじみぞ）（図示略）が形成されている。ねじ用ナット(2)は、軸(1)の外周に径方向に若干の隙間を空けて嵌められており、めねじみぞとこれに対向する軸(1)のおねじみぞ(6)との空間が、ねじ用ボール(4)が転動する主通路となっている。
【００２９】
スプラインナット(3)は、略円筒状の金属製ナット本体(8)と、ナット本体(8)の内周面に固定された略円筒状の保持器(9)と、ナット本体(8)の内周両端面に嵌め入れられて保持器の抜けを防止する止め輪(10)とを備えている。スプラインナット(3)は、軸(1)の外周に径方向に若干の隙間を空けて嵌められている。ナット本体(8)の内周に、軸(1)のスプラインみぞ(7)に対向する複数の直線状スプラインみぞ(11)が形成されている。
【００３０】
ナット本体(8)のスプラインみぞ(11)に対応する保持器(9)の部分に、両スプラインみぞ(7)(11)との間を転動するボール(5)を案内する負荷軌道部(12)が径方向外方および内方に開口して形成されている。負荷軌道部(12)を挟んで対向する両スプラインみぞ(7)(11)の間の空間が、ボール(5)が転動する主通路(13)となっている。
【００３１】
主通路(13)は、時計方向回転トルクを受けるものと反時計方向回転トルクを受けるものとが対とされて、３対設けられている。
【００３２】
保持器(9)には、負荷軌道部(12)の他に、径方向外方に開口する無負荷軌道部(14)が形成されている。
【００３３】
保持器(9)は、周方向に３分割され３つのボール保持体(19)から構成されている。図３に示すように、1つのボール保持体(19)には、負荷軌道部(12)および無負荷軌道部(14)が１対形成されている。
【００３４】
無負荷軌道部(14)は、主通路(13)に平行で、主通路(13)を転動するボール(5)に対して逆方向にボール(5)が直線移動する直線部(15)と、直線部(15)と主通路(13)の負荷軌道部(12)とを連結し、直線部(15)から負荷軌道部(12)あるいは負荷軌道部(12)から直線部(15)へボールが旋回する旋回部(16)とから構成されている。ナット本体(8)には、無負荷軌道部(14)の開口をふさぐ大径内周面(17)が形成されている。そして、無負荷軌道部(14)と大径内周面(17)とによって、主通路(13)の一端側と他端側とをつなぐ戻し通路(18)が形成されている。
【００３５】
スプライン用ボール(5)は、主通路(13)および戻し通路(18)からなるボール循環路に配置されており、軸(1)とスプラインナット(3)の相対直線運動を案内するようになっている。
【００３６】
軸(1)とスプラインナット(3)との相対移動時には、主通路(13)を転動していたボール(5)は、主通路(13)の一端部から、戻し通路(18)に導入されて戻し通路(18)内を主通路(13)の他端部側に移動し、主通路(13)の他端部に導入されて循環が行われている。
【００３７】
止め輪(10)は、図６および図８に示すように、断面L字状に形成され、軸方向内方に突出する凸部(10a)を有している。また、図３および図６に示すように、ボール保持体(19)の軸方向端部には、止め輪(10)の凸部(10a)に対応する凹部(19a)が形成されている。止め輪(10)の凸部(10a)とボール保持体(19)の凹部(19a)とが軸方向に隙間を空けつつ径方向に係合している。
【００３８】
図４に示すように、負荷軌道部(12)を径方向外方側の開口(12a)および無負荷軌道部(14)の一部を構成する直線部(15)の開口(15a)には、突出縁部(20)が形成されている。突出縁部(20)は、矢印Ｄ１およびＤ２で示す間隔がボール(5)径以下となる大きさで形成されている。
【００３９】
また、図５に示すように、旋回部(16)の開口(16a)に突出縁部(21)が形成されている。これにより、突出縁部(20)(21)がボール(5)の飛散を防止している。
【００４０】
また、突出縁部(21)は、ボール(5)を径方向外方から旋回部(16)に押し込んで嵌め入れることができるボール充填部(21a)を有して形成されている。
【００４１】
図７は、ボール保持体(19)がナット本体(8)に嵌め入れられた状態を示している。ボール保持体(19)は、ボール(5)がボール循環路に保持された状態で、ナット本体(8)の径方向内側から外側に向かって押し上げられて嵌められている。ボール保持体(19)の嵌め入れに際し、ボール保持体(19)同士が干渉することなく、かつボール保持体(19)を嵌め易くするために、一方のボール保持体(19)と他方のボール保持体(19)との間に隙間(22)が設けられている。
【００４２】
スプラインナット(3)は、ボール保持体(19)がナット本体(8)に嵌入された後、ナット本体(8)の内周両端に止め輪(10)が嵌め入れることで組み立てられる。止め輪(10)がナット本体(8)に嵌め入れられることで、止め輪(10)の凸部(10a)とボール保持体(19)の凹部(19a)とが係合し、止め輪(10)が保持器(9)の抜けを防止するとともに、ナット本体(8)からボール保持体(19)が脱落することを防止している。
【００４３】
図９（ａ）に、この発明のボールスプラインを構成する主通路(13)の一端側が示されている。図９（ｂ）に、従来のボールスプラインを構成する主通路(34)の一端側が示されている。図９（ｃ）に、従来のボールスプラインを構成する主通路(34)の他端側が示されている。
【００４４】
従来のボールスプラインでは、止め輪(32)によって保持器(31)の軸方向の移動が規制されているので、保持器(31)がスプラインナット(33)に対して軸方向にずれた場合、図９（ｂ）に二点鎖線で示すように、主通路(34)の幅が狭くなって、ボール(5)詰まりの原因となる。また、主通路(34)の幅が広くなったところでは、図９（ｃ）に示すように、ボール(5)が千鳥状に詰まる可能性がある。
【００４５】
これに対して、この発明によるボールスプラインでは、各ボール保持体(19)の軸方向の動きが許容されているので、図９（ａ）に二点鎖線で示すように、主通路(13)の幅が狭くなる方向にボール保持体(19)がスプラインナット(3)に対してずれた場合、ボール(5)がボール保持体(19)を押す力によってボール保持体(19)は実線位置に移動することができ、ボール(5)詰まりが防止される。このボール保持体(19)の移動によって、主通路(13)の他端側の幅が広くなりすぎることが防止されるので、ボール(5)が千鳥状に詰まる可能性も解消される。
【００４６】
なお、このボールスプラインは、例えば、アクチュエータや自動車の電磁緩衝器用として使用することができ、上記のナット回転（モータによってねじ用ナット(2)が回転させられ、軸(1)が直線移動する形態）に代えてねじ軸回転（モータによって軸(1)が回転させられ、ねじ用ナットが直線移動する形態）とされることがあるが、この場合でも上記の構成を適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
(1)           軸
(3)                 スプラインナット
(5)                 ボール
(7)                 スプラインみぞ
(8)                 ナット本体
(9)           保持器
(10)          止め輪
(10a)         凸部
(11)          スプラインみぞ
(12)          負荷軌道部
(12a)         負荷軌道部の開口
(13)          主通路
(14)          無負荷軌道部
(15a)         無負荷軌道部の開口
(18)          戻し通路
(19)          ボール保持体
(19a)               凹部
(20)(21)             突出縁部
【図１】
2011169386.tif 000003
【図２】
2011169386.tif 000004
【図３】
2011169386.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011169386.tif 000009
【図８】
2011169386.tif 000010
【図９】
2011169386.tif 000011
【図１０】
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