(57)【要約】【課題】ねじ軸に過大な荷重がかかった際でもねじ軸の端部の振れを低減するボールねじ装置を提供する。【解決手段】ボールねじ装置１は、表面に螺旋溝１１が形成されたねじ軸１０と、そのねじ軸１０の端部に形成された軸受設置部１０ａを支持する軸受２０とを有する。軸受設置部１０ａに係合する係合部５１ｃ、及び螺旋溝１１に嵌合する嵌合部５１ｂを有するボルト部５１と、このボルト部５１の外周面５１ｄと軸受２０の内輪２１とに挟持されるナット部５２とがスペーサ５０を構成する。【選択図】図１
2015218858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に螺旋溝及びランド部が形成された螺旋溝形成部及び軸受によって支持される軸受設置部を有するねじ軸と、前記軸受設置部を支持する軸受と、その軸受の内輪に当接するスペーサとを有し、
前記スペーサはボルト部とナット部とを有し、
前記ボルト部は、円筒形状をなして、前記軸受設置部に係合する係合部、及び前記螺旋溝に螺合する嵌合部が内周面に形成され、前記螺旋溝形成部から前記軸受設置部に向かって縮径する外周面を有し、
前記ナット部は、一方の端部が前記軸受の内輪に当接し、他方の端部の内周面が前記螺旋溝形成部から前記軸受設置部に向かって縮径すると共に前記ボルト部の外周面に嵌合することを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
前記ボルト部の外周面に螺旋溝及びランド部が形成され、前記ナット部の内周面には、前記ボルト部の外周面に形成された螺旋溝及びランド部に螺合する螺旋溝及びランド部が形成される請求項１に記載のボールねじ装置。
【請求項３】
前記ボルト部の前記係合部が設けられた側の端部に軸方向に沿ってスリットが１つ以上設けられる請求項１又は２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、ボールねじ装置に関し、特に、一軸アクチュエータなどの各種工作機械に用いられ、ボールねじとそのねじ軸を支持する軸受とを備えたボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一軸アクチュエータなどの各種工作機械に用いられ、ボールねじとそのねじ軸の両端部又は一方の端部を支持する軸受とを備えたボールねじ装置が知られている（特許文献１）。このようなボールねじ装置においては、上記軸受の内輪の内周面に嵌合するようにねじ軸の外周面を縮径して軸受設置部を形成し、この軸受設置部の端面と上記軸受との間にスペーサを挿入すると共に、ロックナットで締め付けるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６２３１４号公報，図１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ボールねじ装置のねじ軸の形態としては、その表面に形成された螺旋溝が軸受設置部の端面にまで形成されているものと形成されていないものがある。
図３（ａ）に示すように、螺旋溝１０１が軸受設置部１０２の端面１０２ａにまで形成されていないねじ軸１００では、図３（ｂ）に示すように、端面１０２ａの形状は均整な円環形状をなしている。したがって、図３（ｃ）に示すように、ロックナット１２０と軸受１１０の内輪１１１との間に設けたスペーサ１３０と端面１０２ａとによって軸受１１０の内輪１１１を挟み、軸受１１０の軸方向の動きを制限することができる。
【０００５】
一方、図４（ａ）に示すように、螺旋溝２０１が軸受設置部２０２の端面２０２ａにまで形成されたねじ軸２００では、図４（ｂ）に示すように、端面２０２ａの形状は不均整な円環形状をなしている。この形状は螺旋溝２０１のリードが小さい場合には顕著であり、螺旋溝２０１の底部２０１ａが露出した部分が生じることがある。このような形態のねじ軸２００では、図４（ｃ）に示すように、ロックナット２２０と軸受２１０の内輪２１１との間に設けたスペーサ２３０と、端面２０２ａと軸受２１０の内輪２１１との間に設けたスペーサ２４０とによって内輪２１１が挟まれた軸受２１０の軸方向の動きを制限することになる。
【０００６】
このように、軸受２１０の内輪２１１又はスペーサ２４０に当接するねじ軸２００の端面２０２ａの径方向の寸法が不均一なために不均整な円環形状をなしていると、ねじ軸２００に過大な荷重がかかった際にねじ軸２００の端部が振れやすくなる。
これは、ねじ軸２００の変形、偏心や、乗り上げを招き、結果として、ロックナット２２０の締め付けによってねじ軸２００の端部が曲がってしまったり、ねじ軸２００の端部に対してプーリやカップリングを設置することが困難になることがあるため、検討の余地があった。
本発明は上記課題に着目してなされたものであり、ねじ軸に過大な荷重がかかった際でもねじ軸の端部の振れを低減するボールねじ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためのボールねじ装置のある態様は、表面に螺旋溝及びランド部が形成された螺旋溝形成部及び軸受によって支持される軸受設置部を有するねじ軸と、上記軸受設置部を支持する軸受と、その軸受の内輪に当接するスペーサとを有し、
上記スペーサはボルト部とナット部とを有し、
上記ボルト部は、円筒形状をなして、上記軸受設置部に係合する係合部、及び上記螺旋溝に螺合する嵌合部が内周面に形成され、上記螺旋溝形成部から上記軸受設置部に向かって縮径する外周面を有し、
上記ナット部は、一方の端部が上記軸受の内輪に当接し、他方の端部の内周面が上記螺旋溝形成部から上記軸受設置部に向かって縮径すると共に上記ボルト部の外周面に嵌合する。
【０００８】
また、上記ボールねじ装置においては、上記ボルト部の外周面に螺旋溝及びランド部が形成され、上記ナット部の内周面には、上記ボルト部の外周面に形成された螺旋溝及びランド部に螺合する螺旋溝及びランド部が形成されることが好ましい。
また、上記ボールねじ装置においては、上記ボルト部の上記係合部が設けられた側の端部に軸方向に沿ってスリットが１つ以上設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ねじ軸に過大な荷重がかかった際でもねじ軸の端部の振れを低減するボールねじ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のボールねじ装置のある実施形態における構成を示す図である。
【図２】本発明のボールねじ装置のある実施形態におけるねじ軸の構成を示す図である。
【図３】従来のボールねじ装置の構成を示す図であり、（ａ）はねじ軸の右側面図、（ｂ）はねじ軸の正面図、（ｃ）はボールねじ装置の軸方向に沿う断面図である。
【図４】従来のボールねじ装置の構成を示す図であり、（ａ）はねじ軸の右側面図、（ｂ）はねじ軸の正面図、（ｃ）はボールねじ装置の軸方向に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係るボールねじ装置の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、ボールねじ装置のある実施形態における構成を示す図である。また、図２は、ボールねじ装置のある実施形態におけるねじ軸の構成を示す図であり、（ａ）はボールねじ装置の軸方向に沿う部分断面図、（ｂ）はねじ軸にスペーサを組み込むプロセスを示す側面図である。
【００１２】
図１及び図２（ａ）に示すように、ボールねじ装置１は、ねじ軸１０と、このねじ軸１０の端部を支持する複列の転がり軸受２０，２０とを有する。ねじ軸１０は、軸方向に軸受設置部１０ａと螺旋溝形成部１０ｂとに構成される。ねじ軸１０の螺旋溝形成部１０ｂにおける表面には螺旋溝１１が形成されている。転がり軸受２０はねじ軸１０の端部に形成された軸受設置部１０ａに嵌合してねじ軸１０と一体に回転する２つの内輪２１，２１を有している。これら内輪２１，２１の外周には、複数の転動体２２を介して内輪２１を回転自在に支持する外輪２３がそれぞれ設けられている。
【００１３】
また、ボールねじ装置１は、転がり軸受２０を収容する円筒状のハウジング３０を備えており、転がり軸受２０の外周面（外輪２３の外周面）はハウジング３０の内周面と摺動自在に嵌合している。
転がり軸受２０の内輪２１は、ねじ軸１０に形成されたランド部１２とロックナット４０とにより所定位置に位置決めされている。このロックナット４０はねじ軸１０の端部に螺嵌されており、ロックナット４０と内輪２１との間のねじ軸１０の外周にはスペーサ４１が設けられている。このスペーサ４１は、例えば皿バネ又はコイルバネあるいは縦弾性係数の金属等からなる。
また、ねじ軸１０には、図１及び図２（ａ）に示すように、スペーサ５０が設けられる。このスペーサ５０は、ボルト部５１とナット部５２とを有する。
【００１４】
［ボルト部］
ボルト部５１は、円筒形状をなす。ボルト部５１の内周面５１ａには、ねじ軸１０の螺旋溝１１に嵌合（螺合）する嵌合部５１ｂが形成されている。これによって、ボルト部５１は、自身が回転することによりねじ軸１０を軸方向に移動可能とされる。嵌合部５１ｂの形状は、螺旋溝１１に嵌合する形状であれば特に制限はなく目的に応じて適宜選択されるが、角ねじや台形ねじのような断面形状をなす態様でもよいし、螺旋溝１１に接触する部分だけその螺旋溝の（断面）形状に応じた断面形状でもよい。また、嵌合部５１ｂは面取りされていることが好ましい。
また、ボルト部５１の内周面５１ａの軸方向における軸受設置部１０ａ側の端部には、軸受設置部１０ａと螺旋溝形成部１０ｂとの境界部分である段部１３に係合する係合部５１ｃが設けられている。また、ボルト部５１の外周面５１ｄは、螺旋溝形成部１０ｂから軸受設置部１０ａに向かって縮径している。
【００１５】
［ナット部］
ナット部５２は円筒形状をなす。ナット部５２の一方の端部５２ａが軸受２０の内輪２１に当接している。また、ナット部５２の他方の端部５２ｂの内周面５２ｃは、螺旋溝形成部１０ｂから軸受設置部１０ａに向かって縮径している。そして、ナット５２は、その内周面５２ｃがボルト部５１の外周面５１ｄに嵌合する。すなわち、ボルト部５１は、一方の端部５２ａが当接している内輪２１と、ねじ軸１０とナット部５２との間に楔状に設けられ、かつねじ軸１０に嵌合（螺合）しているボルト部５１の外周面５１ｄとによって軸方向の動きが制限され、固定されている。
このように構成されたスペーサ５０は、転がり軸受２０の内輪２１がロックナット４０の締付け力により一方の端部５２ａの端面に押圧されることとなる。スペーサ５０（ボルト部５１，ナット部５２）の材料は、例えば、縦弾性係数の金属（鉄・非鉄）等や樹脂からなる。
【００１６】
次に、このように構成されたねじ軸１０の製造プロセスについて説明する。図２（ｂ）に示すように、ねじ軸１０の軸受設置部１０ａにおける螺旋溝１１が形成されている側とは反対側から、ボルト部５１，ナット部５２の順でねじ軸１０に挿嵌させる。ねじ軸１０に対してボルト部５１及びナット部５２を挿嵌させる向きは、ボルト部５１及びナット部５２を移動させる向きと、ボルト部５１の外周面５１ｄ及びナット部５２の内周面５２ｃのそれぞれの縮径の向きとが反対になるようにする。
【００１７】
ボルト部５１は、段部１３に係合部５１ｃが係止されるまでボルト部５１の内周面５１ａとねじ軸の外周面とを螺合させる。一方、段差部１３に係合部５１ｃが係止されたボルト部５１の外周面５１ｄに内周面５２ｃが嵌合するようにナット部５２を軸受設置部１０ａから螺旋溝形成部１０ｂの向きに付勢する。このようにして、ボルト部５１及びナット部５２からなるスペーサ５０がねじ軸１０に設置される。
なお、このように構成されたねじ軸１０は、ボールねじ装置以外に台形ねじ等に用いることができる。
【００１８】
以上説明したように、本実施形態のボールねじ装置は、切り通しの端部を有するねじ軸１０にボルト部５１を螺合し、さらに、このボルト部５１が楔として機能するようにナット部５２を嵌合することでスペーサ５０を構成している。したがって、段部１３の端面の面積に関わらず、当該スペーサ５０はねじ軸１０との螺合によって強固に固定され、さらにナット部５２の一方の端部５２ａで確実に内輪２１を押圧することができる。
また、スペーサ５０をボルト部５１とナット部５２とで構成しているため、ボルト部５１を、段部１３と係合部５１ｃとが離れるように回転させることでナット部５２による内輪２１への付勢力（締結力）を強くすることができ、同時にそのトルク管理もできる。
【００１９】
（他の実施形態）
ボールねじ装置の他の実施形態としては、ボルト部５１の外周面５１ｄに螺旋溝及びランド部が形成され、ナット部５２の内周面５２ｃには、ボルト部５１の外周面５１ｄに形成された螺旋溝及びランド部に螺合する螺旋溝及びランド部が形成されてもよい。このような構成を採用することにより、ボルト部５１とナット部５２とを強固に固定することができる。特に、ボルト部５１を回転させてナット部５２による内輪２１への付勢力（締結力）を強くする際の作業を確実かつスムーズにおこなうことができる。
【００２０】
また、ボルト部５１には、係合部５１ｃが設けられた側の端部に、軸方向に沿ってスリット５１ｅが設けられてもよい（図２（ｂ）参照）。このスリット５１ｅは、ボルト部５１の周方向に複数設けられることが好ましく、周方向に等間隔で設けられることがより好ましい。このようなスリット５１ｅが設けられることによって、スリット５１ｅが設けられた端部の弾性力が増し、ボルト５１をナット部５２により強固に嵌合させることができる。その結果として、内輪２１への付勢力（締結力）をより強くすることができる。
以上、本発明に係るボールねじ装置のねじ軸について説明したが、本発明に係るボールねじ装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１  ボールねじ装置
１０  ねじ軸
１０ａ  軸受設置部
１０ｂ  螺旋溝形成部
１１  螺旋溝
１２  ランド部
２０  軸受
２１  内輪
５０  スペーサ
５１  ボルト部
５１ａ  内周面
５１ｂ  嵌合部
５１ｃ  係合部
５１ｄ  外周面
５２  ナット部
５２ａ  一方の端部
５２ｂ  他方の端部
５２ｃ  内周面
【図１】
2015218858.tif 000003
【図２】
2015218858.tif 000004
【図３】
2015218858.tif 000005
【図４】
2015218858.tif 000006