(57)【要約】      （修正有）【課題】製作が簡単で、部品数も少なく、コンパクトで低コストとすることができる送りネジ装置、その移動体およびアクチュエーターを提供する。【解決手段】外周面側に延在するネジ溝を有するネジ軸１１と、ネジ軸の外周側に緩挿されネジ軸の軸線に沿って移動し得るナット１２と、ナット１２の内周面側に保持され少なくともナット１２に対する並進運動が規制されてネジ溝に沿って摺動または転動し得るボール付きボルト１７と、を備える。ボール付ボルト１７は、ボールとボルトとすることもできる。またボール付きボルト１７をボールとしてナット１２を外ナットおよび内ナットとすることもできる。【選択図】図１Ａ
0003187123.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
外周面側に延在するネジ溝を有するネジ軸と、
該ネジ軸の外周側に緩挿され該ネジ軸の軸線に沿って移動し得るスリーブと、
該スリーブの内周面側に保持され少なくとも該スリーブに対する並進運動が規制されて該ネジ溝に沿って摺動または転動し得る係合部材とを備え、
前記係合部材は、前記スリーブの内周面側に配設され前記ネジ溝を転動するボールであり、
前記スリーブは、該ボールを支承する内周面側の開口径が該ボールの外径よりも僅かに小さい小径部を有することを特徴とする送りネジ装置。
【請求項２】
前記スリーブは、該ボールを支承する内スリーブと、該内スリーブに被嵌される外スリーブとからなる請求項１に記載の送りネジ装置。
【請求項３】
さらに、前記内スリーブと前記外スリーブの間にカラーを有する請求項２に記載の送りネジ装置。
【請求項４】
前記カラーは、少なくとも表面が前記内スリーブまたは前記外スリーブの表面よりも硬質である請求項３に記載の送りネジ装置。
【請求項５】
前記スリーブは、内周側に該ボールを支承し該ボールの外周側を内包する内包部を有する内包スリーブである請求項１に記載の送りネジ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のスリーブと係合部材とからなることを特徴とする送りネジ装置用移動体。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の送りネジ装置と、
前記ネジ軸または前記スリーブを駆動する駆動手段と、
を備えることを特徴とするアクチュエーター。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、従来の送りネジやボールをナット内で循環移動させるボールネジとは異なる新しい構造からなる送りネジ装置と、それに用いられる移動体と、その送りネジ装置を用いたアクチュエーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のナットはボール軸とナットの間にボールを入れて転動し循環する様に組み立てた物であった（特許文献１参照）。構造が難しく必要部品も多い為組み立て製造に時間が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６３９６８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来の送りネジやボールネジとは異なる新たなタイプの送りネジ装置、その移動体およびその送りネジ装置を用いたアクチュエーター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】
《送りネジ装置》
（１）本考案の送りネジ装置は、外周面側に延在するネジ溝を有するネジ軸と、該ネジ軸の外周側に緩挿され該ネジ軸の軸線に沿って移動し得るスリーブと、該スリーブの内周面側に保持され少なくとも該スリーブに対する並進運動が規制されて該ネジ溝に沿って摺動または転動し得る係合部材と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本考案の送りネジ装置を用いれば、スリーブをネジ軸に沿って滑らかに精度よく摺動させることができる。そして本考案の送りネジ装置は、部品点数が少なく、構造が簡素でありつつ、コンパクトで低コストとすることができる。また、製作も比較的容易である。
【０００７】
（２）本考案の送りネジ装置は、以下のような具体的な構造をとり得る。例えば、前記係合部材は、前記スリーブに固定される固定部と該スリーブの内周面から前記ネジ溝へ突出した内突部とを有する摺動ピンとすることができる（図１〜図３参照）。
【０００８】
（３）前記係合部材は、前記スリーブの内周面側に配置され前記ネジ溝を転動するボールと、該スリーブに固定され該ボールを支承する支承具とから構成することもできる（図４〜図６参照）。
【０００９】
（４）前記係合部材は、前記スリーブの内周面側に配設され前記ネジ溝を転動するボールであり、前記スリーブは、該ボールを支承する内スリーブと、該内スリーブに被嵌される外スリーブとすることもできる（図７〜図９参照）。
【００１０】
（５）前記係合部材は、前記スリーブの内周面側に配設され前記ネジ溝を転動するボールであり、前記スリーブは、内周側に該ボールを支承し該ボールの外周側を内包する内包部を有する内包スリーブとすることもできる（図１０〜図１２）。
【００１１】
《送りネジ装置用移動体》
本考案は送りネジ装置としてのみならず、上記のネジ軸以外を構成する部材である移動体としても把握できる。すなわち本考案は、上述したスリーブと係合部材とからなることを特徴とする送りネジ装置用移動体でもよい。
【００１２】
《アクチュエーター》
さらに本考案は、上述した送りネジ装置を用いたアクチュエーターとしても把握することができる。すなわち本考案は、上述した本考案の送りネジ装置と、前記ネジ軸または前記スリーブを駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とするアクチュエーターでもよい。
【００１３】
本考案のアクチュエーターは、モーター等の駆動源から伝達された回転運動をネジ軸またはスリーブに伝達することにより、スリーブまたはネジ軸を直線運動（スライド運動）させることができる。特に本考案のアクチュエーターは、従来のボールネジを用いたアクチュエーターとは異なり、スリーブ側（ナット側）を回転させてネジ軸側（ボールネジ軸側）を進退させることも、簡単かつコンパクトに実現される点で画期的である。従って本考案のアクチュエーターによれば、従来のエアーシリンダー等からなるアクチュエーターを代替し得ること勿論、そのような従来のアクチュエーターでは困難であった進退位置制御もスリーブの回転量を制御することにより容易に行える。
【００１４】
なお、本考案でいう駆動手段は、具体的にいうとネジ軸またはスリーブを回転させる機構であり、例えば、モーター等の駆動源自体でもよいし、その駆動源に連なり得る歯車列等の伝達装置（減速装置または増速装置）であってもよいし、さらには駆動源および伝達装置の両方を備えるものでもよい。いずれにしても本考案のアクチュエーターは、前述した送りネジ装置を用いることにより、全体をコンパクトにでき、また構造を比較的簡素にして低コスト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】実施例１の要部を示す平面図である。
【図１Ｂ】実施例１の要部を示す縦断面図である。
【図２】実施例１に係る組み立て要領を示す斜視図である。
【図３】実施例１に係る要部拡大図である。
【図４Ａ】実施例２の要部を示す平面図である。
【図４Ｂ】実施例２の要部を示す縦断面図である。
【図５】実施例２に係る組み立て要領を示す斜視図である。
【図６】実施例２に係る要部拡大図である。
【図７Ａ】実施例３の要部を示す平面図である。
【図７Ｂ】実施例３の要部を示す縦断面図である。
【図８】実施例３に係る組み立て要領を示す斜視図である。
【図９】実施例３に係る要部拡大断面図（ナット組み立て完成断面図）である。
【図１０Ａ】実施例４の要部を示す平面図である。
【図１０Ｂ】実施例４の要部を示す縦断面図である。
【図１１】実施例４に係る組み立て要領を示す斜視図である。
【図１２】実施例４に係る要部拡大図である。
【図１３】実施例３または実施例４の一部を変形した要部拡大図である。
【図１４】実施例６に係る組み立て要領を示す斜視図である。
【図１５】実施例６の要部を示す縦断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
本明細書で説明する内容は、本考案の送りネジ装置のみならず、それに用いられる移動体やアクチュエーターにも該当し得る。製造方法に関する構成要素は、プロダクトバイプロセスクレームとして理解すれば物に関する構成要素ともなり得る。上述した本考案の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。
【００１７】
《送りネジ装置》
（１）本考案は、一形態として、ネジ軸（１１）を複数条ネジとし、ネジ軸（１１）に螺合するナット（１２）を金属製とし、このナット（１２）に、同一円周上であって、均等放射線上の複数個所にタップ加工を施し、このタップ加工をナット（１２）の別位置の同一円周上にも施し、タップ加工により形成されたタップ穴（１６）に、先端がネジ軸（１１）のＲ溝の径と同径としてネジ部と一体化されたボール付ボルト（１７）を、挿入し、ネジ軸（１１）のＲ溝に当たる手前で固定できる仕組みとしたことを特徴とする送りネジ装置とも表現できる。
【００１８】
（２）本考案は、一形態として、ネジ軸（１１）を複数条ネジとし、ネジ軸（１１）に螺合するナット（１２）を金属製とし、このナット（１２）に、同一円周上であって、均等放射線上の複数個所にタップ加工を施し、このタップ加工をナット（１２）の別位置の同一円周上にも施し、タップ加工により形成されたタップ穴（１６）に、先端がネジ軸（１１）のＲ溝の径と同径として形成された半球体（１９）を備えたボルト（１８）を、挿入し、ネジ軸（１１）のＲ溝に当たる手前で固定できる仕組みとしたことを特徴とする送りネジ装置とも表現できる。
【００１９】
（３）上記の送りネジ装置は、ネジ軸（１１）の条数と対応する数のタップ加工を、ナット（１２）に、均一に施したものとすることもできる。
【００２０】
（４）本考案は、一形態として、ボールネジナット構造を、ボール穴（２３）を先孔させた内ナット（２４）の外側に、内径が内ナット（２４）外径と同一径とした外ナット（２２）を、内ナット（２４）のボール穴（２３）にボール（２５）を嵌挿させた後、嵌合させて、ネジ軸（２１）に嵌挿させる構造とし、内ナット（２４）および外ナット（２２）には、回り止め機構として係止凸部（２６）、係止凹部（２８）がそれぞれ施され、内ナット（２４）と外ナット（２２）とが一体となる構造としたことを特徴とする送りネジ装置とも表現できる。
【００２１】
（５）本考案は、一形態として、ネジ軸（２１）を複数条ネジとし、ネジ軸（２１）に螺合する成形ナット（３２）を樹脂とし、この成形ナット（３２）の内径に、同一円周上であって、均等放射線上の複数個所にボール（２５）と同径の穴加工を施し、この穴加工を成形ナット（３２）の内径別位置の同一円周上にも施し、穴加工により形成されたボール穴（２３）に、ボール（２５）を入れる。ボール穴（２３）の深さはネジ軸（２１）を挿入した時、Ｒ溝に当たる手前で固定できる深さとする構造としたことを特徴とする送りネジ装置とも表現できる。
【００２２】
《作用・効果》
本考案は、製作が簡単で、部品数も少なく、コンパクトで低コストを実現するため、ナットは、ネジ軸の径に入るカラーの外周にタップネジ加工やボールが入る穴加工が施してあるものである。タップは、ネジ軸中心に向かい、均等放射線上に複数個所開けてある。このタップに、ボール形状を形成させたボルトまたはボールを軸に挟み込んだボルトをＲ溝位置に差し込む様にしてバックラッシュが無く、スムーズにカラーが回る位置で固定できる仕組みである。
【００２３】
ボールネジナットのボールとボルトを入れる穴又はネジ穴などはＮＣ旋盤のＣ軸制御にて容易に加工することができる。ボール付ボルトもＮＣ旋盤で容易に加工することができるので、部品単価が安価となる。組み立てはボルトやピンを所定の位置まで入れるだけで、熟練の技を必要とすることがない。ネジ軸のＲ溝に対し、点としての支えになるため、右ネジ、左ネジが共通となる。ボールを数多く軸回りに並べることができ、ボールを循環させる機能がないので、コンパクトな構造にし易い。
【００２４】
ネジ軸の複数の条数ネジは、条数のネジ溝が同一円周上からねじれ込む構造になっており、ネジ軸に対しナットの入り口部分から傾きの無い均等な支え構造となるため、ナットの入り口部分より同一円周上に条数と同数のボールを均等な放射状に配置し、ピッチ・リード数に割り振り、複数列施すことにより、従来のボールネジの様にボール軸の回りにボールを転動させ循環させる構造にてボール軸を支える機構を簡素化し、十分な機能を果たせるボールネジナットとした。
【実施例】
【００２５】
《実施例１》
本考案の送りネジ装置の一実施例を図１〜図３に示した。なお、図１Ａおよび図１Ｂを併せて単に図１と呼ぶ。
【００２６】
図１に示すように、ネジ軸１１に４条のネジ溝がある場合、ネジ軸１１に螺合するナット１２（スリーブ、移動体）に、同一円周上、かつ均等放射線上に４個のタップ穴１６を穿孔させ、１列あたり４個のタップ穴１６を、所定間隔を隔てて、計３列配設してある。この４個のタップ穴１６の配列数は多くなる程、耐久性が増すため、使用態様やナット１２の長さを考慮して決定する。
【００２７】
ボール付ボルト１７（係合部材、摺動ピン）は、ボルト部１７ａ（固定部）と、その先端に設けられ、ネジ軸１１に設けた略半円状凹断面のネジ溝に合わせた略半球状をしたボール部１７ｂ（内突部）とが一体化した部材である。このボール付ボルト１７をタップ穴１６に挿入し、ネジ軸１１を放射線上から数列で支えると共に、ネジ軸１１がスムーズに動作可能な位置にて固定する。
【００２８】
《実施例２》
本考案の送りネジ装置の別の実施例を図４〜図６に示した。なお、図４Ａおよび図４Ｂを併せて単に図４と呼ぶ。また、既述した実施例と同様な部材に同じ符号を付して、その部材の説明を省略する。
【００２９】
図４に示すように、ネジ軸１１に４条のネジ溝がある場合、ネジ軸１１に螺合するナット１２に、同一円周上、かつ均等放射線上に４個のタップ穴１６を穿孔させ、この１列あたり４個のタップ穴１６を、所定間隔を隔てて、計３列配設してある。この４個のタップ穴１６の配列数は多くなる程、耐久性が増すため、使用態様やナット１２の長さを考慮して決定する。
【００３０】
本例では、先端に半球状の凹部１９を有するボルト１８（支承具）と、このボルト１８に転動自在に支承され、ネジ軸１１に設けた略半円状凹断面のネジ溝に合わせた略球状をしたボール１５とにより、実施例１のボール付ボルト１７（係合部材）を代替した。このボルト１８をタップ穴１６に挿入し、ネジ軸１１を放射線上から数列で支えると共に、ネジ軸１１がスムーズに動作可能な位置に固定する。
【００３１】
《実施例３》
本考案の送りネジ装置の別の実施例を図７〜図９に示した。なお、図７Ａおよび図７Ｂを併せて単に図７と呼ぶ。また、既述した実施例と同様な部材には同じ符号を付して、その部材の説明を省略する（以下同様）。
【００３２】
図７に示すように、ネジ軸２１に４条のネジ溝がある場合、ネジ軸２１に螺合する内ナット２４（内スリーブ）に、４個のボール２５（係合部材）が入るボール穴２３を同一円周上でかつ均等放射線上に穿孔させ、この１列あたり４個のボール穴２３を、所定間隔を隔てて、計３列配設してある。この４個のボール穴２３の配列数は多くなる程、耐久性が増すため、使用態様や内ナット２４の長さを考慮して決定する。なお、ボール２５は、ネジ軸１１に設けた略半円状凹断面のネジ溝に合わせた略球状をしており、実施例２のボール１５と同様である。
【００３３】
ボール穴２３を穿孔させた内ナット２４の外側に、内ナット２４外径とほぼ同じ内径をもつ外ナット２２（外スリーブ）を、内ナット２４のボール穴２３にボール２５を緩挿させた後、被嵌させる。内ナット２４と外ナット２２は、回り止め機構となる係止凸部２６と係止凹部２８をそれぞれ有する。これらにより、内ナット２４と外ナット２２は一体的に移動する。この他、内ナット２４と外ナット２２は、相互に螺合するネジにより締結されるようにしてもよい。
【００３４】
《実施例４》
本考案の送りネジ装置の別の実施例を図１０〜図１３に示した。なお、図１０Ａおよび図１０Ｂを併せて単に図１０と呼ぶ。また、既述した実施例と同様な部材に同じ符号を付して、その部材の説明を省略する。
【００３５】
本例は、実施例３の内ナット２４および外ナット２２を、それらを一体化したナット３２（内包スリーブ）で代替したものである。このナット３２の内周面側には、実施例３のボール穴２３の代替として、ボール２５を転動自在に支承する略半球状の凹部３３（内包部）が形成されている。凹部３３は、ボール穴２３と同様に、同一円周上で均等な放射状に、１列あたり４個、合計で３列配設されている。
【００３６】
《実施例５》
実施例３（後述の実施例６を含む）や実施例４は、図１３に示すように変更してもよい。すなわち、内ナット２４のボール穴２３またはナット３２の凹部３３の内周面側に、ボール穴２３または凹部３３の内径をボール２５の外径よりも僅かに小さくした小径部２３ａ、３３ａを設けてもよい。これによりボール２５は、内ナット２４またはナット３２の内径側へ脱落し難くなる。その結果、ボール２５は内ナット２４またはナット３２へ安定して保持されるようになり、ボール２５の組付性やネジ軸２１に沿ったボール２５の摺動性が向上し得る。
【００３７】
本明細書で示した各部材は、金属製、樹脂製等、材質を問わないが、上記のナット３２のような部材は、樹脂成形により容易に得られる。
【００３８】
《実施例６》
実施例６は、図１４および図１５に示すように、実施例３をさらに改良したものであり、ボール２５を支承する内ナット２４とその外側に遊嵌される外ナット２２（外スリーブ）との間に介在させたカラー４１をさらに備える。なお、内ナット２４と外ナット２２は、回り止め機構となる係止凸部２６と係止凹部２８により、内ナット２４と外ナット２２が一体的に移動する点は実施例３と同じである。但し、本実施例の場合、カラー４１は、内ナット２４の係止凸部２６と外ナット２２の環底部２２ｂとの間に保持されているため、内ナット２４と外ナット２２に追従して移動する。
【００３９】
カラー４１は、ボールベアリングのアウターレースのように、ボール２５を介してネジ軸２１に対して自由回転（空転）が可能となっている。この場合、ボール２５の転動または摺動は、カラー４１とボールベアリングのインナーレースに相当するネジ軸２１との間でなされることになる。逆にいえば、内ナット２４と外ナット２２は、直接的にボール２５を転動または摺動させる必要はない。
【００４０】
このため、ネジ軸２１とカラー４１がボール２５を転動または摺動させるに足る材質（少なくとも表層部分）であれば、必ずしも内ナット２４と外ナット２２はそれらと同材質である必要はなく、幅広い材質から選択され得る。例えば、ネジ軸２１とカラー４１が鋼材（ステンレス鋼材を含む）からなる場合、内ナット２４や外ナット２２は、真鍮、アルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金、樹脂、セラミックス、木材など、本実施例に係る送りネジ装置の用途に応じて適切な材質からなり得る。なお、ネジ軸２１やカラー４１の表面（摺動面または転動面）層は、適宜、表面処理（浸炭処理、窒化処理、メッキ処理等）がなされて硬質化や耐摩耗化等が図られてもよい。また内ナット２４や外ナット２２も、耐摩耗化や美観等の観点から種々の表面処理がなされてもよい。ちなみに、ネジ軸２１とカラー４１は鋼材でなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
従来のエアーシリンダーを使用した際、エアーコンプレッサー・エアー電磁弁・エアーホース配管、などの付属装置・備品が必要であった。しかし、本考案の送りネジ装置またはアクチュエーターを使用した電動シリンダー等は、モーターなどを取り付けても、従来にないコンパクトで低価格のシリンダーとして製作できる。従って本考案によれば、工業分野、産業分野に限らず、住宅機器や家電製品等の分野にも用途が広がる。
【符号の説明】
【００４２】
１１、２１ ネジ軸
１２     ナット
１５     ボール
１６     タップ穴
１７     ボール付ボルト
１８     ボルト
１９     半球体
２２     外ナット
２３     ボール穴
２４     内ナット
２５     ボール
２６     係止凸部
２８     係止凹部
３２     成形ナット
【図１Ａ】
0003187123.tif 000003
【図１Ｂ】
0003187123.tif 000004
【図２】
0003187123.tif 000005
【図３】
0003187123.tif 000006
【図４Ａ】
0003187123.tif 000007
【図４Ｂ】
0003187123.tif 000008
【図５】
0003187123.tif 000009
【図６】
0003187123.tif 000010
【図７Ａ】
0003187123.tif 000011
【図７Ｂ】
0003187123.tif 000012
【図８】
0003187123.tif 000013
【図９】
0003187123.tif 000014
【図１０Ａ】
0003187123.tif 000015
【図１０Ｂ】
0003187123.tif 000016
【図１１】
0003187123.tif 000017
【図１２】
0003187123.tif 000018
【図１３】
0003187123.tif 000019
【図１４】
0003187123.tif 000020
【図１５】
0003187123.tif 000021