(57)【要約】【課題】リターンパイプが二分割されてなる転動体ねじ装置において、高負荷、大推力の条件下における使用時においてもリターンパイプの長期間の使用に耐えうる転動体ねじ装置を提供する。【解決手段】板状固定用部材１の本体押え部３と延出部当接部４、４とで形成する角度及び頂面当接部３ａと側面当接部３ｂとで形成する角度を所定の角度に形成することにより、延出部当接部４、４に設けられた締結部材挿通部５、５に締結部材２を挿通させることにより、締結力が二分割されてなるリターンパイプを接合させる方向にも作用する構成とした。【選択図】　　図５
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状の転動体転走溝が形成されたねじ軸と、
前記ねじ軸が貫通する貫通孔を有すると共に該貫通孔の内周面に前記転動体転走溝と共に負荷転動体転走路を形成する螺旋状の負荷転動体転走溝が形成されたナット部材と、
前記負荷転動体転走路の両端を連通して該負荷転動体転走路と共に転動体の無限循環路をなす無負荷転動体通路が形成されたリターンパイプと、
前記リターンパイプを前記ナット部材に固定する固定手段と、
前記無限循環路に配列収容されて前記ねじ軸及び前記ナット部材の相対回転に伴って循環する複数の転動体と、が設けられ、
前記リターンパイプは、前記無負荷転動体通路の中心に沿って二分割されてなるリターンパイプ本体と、該リターンパイプ本体を転動体循環方向と交差する方向で挟んで設けられて締結部材挿通部が形成された一対の延出部とを有し、
前記固定手段は、前記リターンパイプ本体及び前記一対の延出部にわたって覆設されて前記締結部材挿通部に対応する締結部材挿通部が形成された板状固定用部材と、前記締結部材挿通部各々に挿通されて前記ナット部材に螺合する締結部材とからなり、前記締結部材による締結力が前記リターンパイプの分割方向に対して交差する方向にも作用するようになされていることを特徴とする転動体ねじ装置。
【請求項２】
前記板状固定用部材は、前記リターンパイプ本体を覆う本体押え部と、前記本体押え部に連続して前記延出部に当接すべき延出部当接部とからなり、前記締結部材による締結以前には前記本体押え部と延出部当接部との連結部が前記リターンパイプとの接触側とは反対側において鋭角をなしていることを特徴とする請求項１記載の転動体ねじ装置。
【請求項３】
前記板状固定用部材には、互いに交差して設けられて前記リターンパイプ本体の頂面、側面に各々当接する頂面当接部及び側面当接部が設けられ、前記締結部材による締結以前には該頂面当接部及び側面当接部が前記リターンパイプとの接触側において９０度もしくはそれ以上の角度をなしているとともに、転動体循環方向と交差する方向においてリターンパイプとの接触側における前記頂面当接部の寸法が、リターンパイプ本体の頂面における寸法以下に設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の転動体ねじ装置。
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案は、ボールやローラ等を介してねじ軸とナット部材とが螺合し、例えばねじ軸の回転運動をナット部材の直線運動に変換する転動体ねじ装置に関し、特に、いわゆるリターンパイプ式の転動体ねじ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転動体ねじ装置は、ねじ軸の外周にナット部材を嵌挿し、これら両者に形成された転動体転走溝等により形成される無限循環路内に多数の転動体を配列収容し、ねじ軸の転動体転走溝を転動する転動体をリターンパイプによって順次掬い上げて循環させるようになっている。従来、リターンパイプとしては、一対の半割りのチューブ体を接合することによって該リターンパイプ内部の無負荷転動体通路の断面形状を転動体に近似した形状となるよう構成されているものが知られている。
【０００３】
かかるリターンパイプは金属材料により形成されていたが、本出願人は、転動体の円滑な循環即ち無負荷転動体通路のねじれ形状、静音化、低発塵への対応を目的としてリターンパイプを樹脂にて形成する発明（特願平２００１−３７２０４７）を提案している。
【０００４】
樹脂は、複雑な形状も高精度に形成し得るものであり、これにより形成されたリターンパイプは転動体の循環機能が向上する反面、強度面では金属材料によるものに劣ると考えられる。
【０００５】
図６に従来のリターンパイプの取付け例を示す。図示のように、従来においては、単にリターンパイプをナット部材に固定することのみが示されており、取付部材に要求されていたのは、ナット部材と該ナット部材とは別体であるリターンパイプの固定機能のみであり、他の機能への考慮はされていなかった。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】
ところが、実際に転動体がねじ軸の転動体転走溝とナット部材の貫通孔内周面の負荷転動体転走溝及びリターンパイプに形成された無負荷転動体通路により構成される無限循環路を循環するとき、通常、無負荷転動体通路径が転動体の外径寸法よりも若干大きく設定されることから、転動体が無負荷転動体通路内においてリターンパイプ内面壁への衝突を繰り返しながら転動することとなる。この衝突の衝撃力は、リターンパイプの二分割接合面を拡開する力としても作用し、この力が常時発生していることとなる。
特に、高負荷、大推力用の転動体ねじ装置では、上記二分割接合面の拡開力も大きくなり、従来のナット部材ではリターンパイプの長寿命化を図ることが困難である。特に、リターンパイプが樹脂製の場合には、開拡力に対する強度を確保することが難しい。
【０００７】
そこで本考案は、リターンパイプが二分割されてなる転動体ねじ装置において、該リターンパイプの材質に拘わらず高負荷、大推力の条件下における使用時においてもリターンパイプの長期間の使用に耐えうる転動体ねじ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本考案の転動体ねじ装置は螺旋状の転動体転走溝が形成されたねじ軸と、前記ねじ軸が貫通する貫通孔を有すると共に該貫通孔の内周面に前記転動体転走溝と共に負荷転動体転走路を形成する螺旋状の負荷転動体転走溝が形成されたナット部材と、前記負荷転動体転走路の両端を連通して該負荷転動体転走路と共に転動体の無限循環路をなす無負荷転動体通路が形成されたリターンパイプと、前記リターンパイプを前記ナット部材に固定する固定手段と、前記無限循環路に配列収容されて前記ねじ軸及び前記ナット部材の相対回転に伴って循環する複数の転動体とが設けられ、前記リターンパイプは、前記無負荷転動体通路の中心に沿って二分割されてなるリターンパイプ本体と、該リターンパイプ本体を転動体循環方向と交差する方向で挟んで設けられて締結部材挿通部が形成された一対の延出部とを有し、前記固定手段は、前記リターンパイプ本体及び前記一対の延出部にわたって覆設されて前記締結部材挿通部に対応する締結部材挿通部が形成された板状固定用部材と、前記締結部材挿通部各々に挿通されて前記ナット部材に螺合する締結部材とからなり、前記締結部材による締結力が前記リターンパイプの分割方向に対して交差する方向にも作用するようになされていることを特徴とする転動体ねじ装置との構成を成している。
【０００９】
このように構成される本考案においては、前記板状固定用部材は、前記リターンパイプ本体を覆う本体押え部と、前記本体押え部に連続して前記延出部に当接接すべき延出部当接部とからなり、前記締結部材による締結以前には前記本体押え部と延出部当接部との連結部が前記リターンパイプとの接触側とは反対側において鋭角をなしている構成とすることができる。
【００１０】
さらに、本考案においては、前記板状固定用部材には、互いに交差して設けられて前記リターンパイプ本体の頂面、側面に各々当接する頂面当接部及び側面当接部が設けられ、前記締結部材による締結以前には該頂面当接部及び側面当接部が前記リターンパイプとの接触側において９０度もしくはそれ以上の角度をなしているとともに、転動体循環方向と交差する方向においてリターンパイプとの接触側における前記頂面当接部の寸法が、リターンパイプ本体の頂面における寸法以下に設定されている構成とすることができる。
【００１１】
上記考案によれば、転動体がリターンパイプ内部に設けられた無負荷転動体通路内を循環するに際し、転動体のリターンパイプ内壁面への衝突によりリターンパイプ接合面に対する拡開力が作用したとしても、接合の強化が図られているためリターンパイプの長寿命化を実現することができる。
【００１２】
【考案の実施の形態】
以下、本考案の実施形態について説明する。なお、この実施形態では転動体としてボールを使用しているが、円筒ころ等のローラも適用可能である。また、ナット部材として断面短形形状のブロック部材を示しているが、断面円形形状の部材の適用も可能である。
図１は本考案の一実施形態である転動体ねじ装置を含むリニアアクチュエータを示している。図１に示すように、ナット部材としてのインナブロック８の中央部には貫通孔が形成されており、この貫通孔にねじ軸９が貫通している。ねじ軸９の外周面には、螺旋状の転動体転走溝としてのねじ軸用ボール転走溝９ａが形成されている。このねじ軸用ボール転走溝９ａの断面形状は、ねじ軸用の転動体であるボール３３の半径よりも若干曲率半径の大きい２つの円弧からなるゴシックアーチに形成されている。一方、インナブロック８の本体であるブロック本体１５の貫通孔の内周面にもねじ軸用ボール転走溝９ａに対応する螺旋状の負荷転動体転走溝としての負荷ボール転走溝１５ａが形成されている。この負荷ボール転走溝１５ａの断面形状もボール３３の半径よりも若干大きい曲率半径の２つの円弧からなるゴシックアーチに形成されている。ねじ軸９のねじ軸用ボール転走溝９ａとブロック本体１５の負荷ボール転走溝１５ａとで負荷転動体転走路が形成されている。
【００１３】
ねじ軸９のねじ軸用ボール転走溝９ａとボール３３とは２点で接触し、ブロック本体１５の負荷ボール転走溝１５ａとボール３３とも２点で接触する。すなわち、ボール３３は合計４点でねじ軸９のねじ軸用ボール転走溝９ａ及びブロック本体１５の負荷ボール転走溝１５ａに接触する。該両転走溝とボール３３との間には予圧が与えられており、予圧を与える方式としては、例えばねじ軸９とブロック本体１５との間の隙間よりも若干径の大きいオーバーサイズのボールが充填される所謂オーバーサイズ方式が採用される。
【００１４】
インナブロック８には、ねじ軸用ボール転走溝９ａと負荷ボール転走溝１５ａとの間を転がるボールを循環させるためのリターンパイプ３４が設けられている。このリターンパイプ３４には、上記負荷転動体転走路の一端と他端とを連通して該負荷転動体転走路と共にボール３３の無限循環路をなす無負荷転動体通路としてのねじ軸用ボール戻し通路（ねじ軸用転動体戻し通路）が形成されている。この無限循環路中に複数のボール３３が配列収容され、ねじ軸９及びインナブロック８の相対回転に伴ってこれらボール３３が循環する。
【００１５】
図２に、上記リターンパイプ３４の構成を詳細に示す。なお、図２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、リターンパイプ３４の各々、斜視図、平面図及び正面図である。図示のように、リターンパイプ３４は、互いに同形状、同寸法に形成された一対の半割りチューブ体を溶着等により接合することにより構成されている。これら半割りチューブ体は、両端部が本体部分に対して約９０°折り曲げられ、略門型形状に形成され、該本体部分についてはボールの通過方向に直角な断面の形状が略短形とされ、又、該両端部については略円筒状に形成されている。
【００１６】
リターンパイプ３４の両端部の先端部には、上記負荷転動体転走路を転がるボールを掬い上げる掬上部としての切り口が形成されている。リターンパイプ３４の両側部は上記負荷転動体転走路内に対して数ピッチの溝間隔を空けて、嵌入されている。
【００１７】
上記一対の半割りチューブ体は、リターンパイプ３４をその無負荷転動体通路の中心に沿って二分割した形とされている。そして、これら半割りチューブ体各々はインナブロック８の取付け部へのリターンパイプ３４の取付けを可能とする延出部３６、３６が一体に設けられている。該延出部３６、３６には締結部材としてのボルト２を挿通するための締結部材挿通部３７、３７が設けられている。
【００１８】
ここで、リターンパイプ３４について、上記延出部３６、３６を除いた部分をリターンパイプ本体３５と称する。延出部３６、３６は該リターンパイプ３５を転動体すなわちボール３３の循環方向と交差する方向で挟んで設けられている。
【００１９】
図３に、インナブロック８に対するリターンパイプ３４の取付け状態を示す。図示の通り、本実施形態においては、リターンパイプ３４はインナブロック８の下面、この場合、リニアアクチュエータが具備する断面略コ字状のアウタレール７の底部上面に対向する側に設けられ、固定手段６によってインナブロック８に固定される。
【００２０】
図４は、上記リターンパイプ３４及び固定手段６を示すものである。該固定手段６は、板状固定用部材１と、上記ボルト２とからなる。この板状固定用部材１は金属板を屈曲成形してなり、リターンパイプ本体３５及び一対の延出部３６、３６にわたって覆設される。
【００２１】
上記板状固定用部材１はリターンパイプ本体３５を覆うための本体押え部３と、該本体押え部３に連続してリターンパイプ３４の延出部３６，３６に当接すべき延出部当接部４，４とからなる。この延出部当接部４，４には、延出部３６，３６の締結部材挿通部３７，３７に対応する締結部材挿通部５、５が形成されている。該締結部材挿通部３７，３７、５、５に上記ボルト２を挿通し、且つ、インナブロック８に形成されたねじ孔に螺合させ、締め付けることにより、リターンパイプ３４をインナブロック８に対して固定することができる。この場合、ボルト２による延出部３６，３６の締結は、板状固定用部材１における延出部当接部４、４を介してなされることとなる。そのため、リターンパイプ３４が樹脂製であっても、ボルト２による締め付けにより延出部３６，３６が陥没し、締結力低下を招く事態を防止することができる。
【００２２】
図５は板状固定用部材１の詳細を示すものである。図示のように、ボルト２（図４等参照）による締結以前には、板状固定用部材１の本体押え部３と延出部当接部４、４との連結部が、リターンパイプ３４と接触する側とは反対側においてなす角度αが鋭角とされている。板状固定用部材１をこのような構成とすれば、締結部材挿通部３７，３７，５，５にボルト２を挿通することにより、リターンパイプ３４をインナブロック８に対して固定すると同時に側面当接部３ｂ、３ｂにおける延出部当接部４、４との連結部３ｃ、３ｃ間の間隔が狭まり、リターンパイプ本体３５を構成する半割りチューブ体同士が無負荷転動体通路の中心に向かって押圧される。従って、ボール３３による上記開拡力に対する抑止力を発生させることができ、高負荷、大推力用の転動体ねじ装置においてもリターンパイプの長寿命化を図ることができる。
【００２３】
また、板状固定用部材１の前記本体押え部３はリターンパイプ本体３５の頂面に当接する頂面当接部３ａと、リターンパイプ本体３５の側面に当接する側面当接部３ｂとを有している。この頂面当接部３ａ及び側面当接部３ｂがリターンパイプ３４と接触する側においてなす角度βが、ボルト２による締結前において９０度もしくはそれ以上の角度をなしているとともに、転動体循環方向と交差する方向においてリターンパイプとの接触側における前記頂面当接部の寸法が、リターンパイプ本体の頂面における寸法以下に設定されている。板状固定用部材１をこのような構成とすれば、締結部材挿通部３７，３７，５，５にボルト２を挿通することにより、リターンパイプ３４をインナブロック８に対して固定すると同時に側面当接部３ｂ、３ｂにおける頂面当接部３ａとの連結部３ｄ、３ｄ近傍の間隔が狭まり、リターンパイプ本体３５を構成する半割りチューブ体同士の接合を強固にする。従って、リターンパイプ本体３５、特には側面当接部３ｂ、３ｂにおける頂面近傍部の接合を強固に行うことができる。
【００２４】
【考案の効果】
以上説明したように本考案によれば、リターンパイプをインナブロックに固定する締結部材による締結力の方向が、二分割されてなるリターンパイプの分割方向に対して交差する方向にも作用するように構成されているので、高負荷、大推力の条件下においてもリターンパイプの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の一実施形態である転動体ねじ装置を含むリニアアクチュエータの要部を示す斜視図（一部断面図を含む）
【図２】図１に示したリニアアクチュエータが有する転動体ねじ装置のリターンパイプの詳細図
【図３】図１に示したリニアアクチュエータの縦断面図
【図４】図２に示したリターンパイプとその固定をなす固定手段の詳細図
【図５】本考案に係る板状固定用部材の断面図
【図６】従来のリターンパイプの取付け構成を示す図
【符号の説明】
１　　　板状固定用部材
２　　　ボルト
３　　　本体押え部
３ａ　　頂面当接部
３ｂ　　側面当接部
３ｃ　　側面当接部と延出部当接部との連結部
３ｄ　　側面当接部と頂面当接部との連結部
４　　　延出部当接部
５　　　締結部材挿通部
６　　　固定手段
７　　　アウタレール
８　　　インナブロック
９　　　ねじ軸
９ａ　　ねじ軸用ボール転走溝
１５　　ブロック本体
１５ａ　負荷ボール転走溝
３４　　リターンパイプ
３５　　リターンパイプ本体
３６　　延出部
３７　　締結部材挿通部
【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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【手続補正書】
【提出日】平成15年6月23日(2003.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
0003097525.tif 000009