(57)【要約】【課題】ボールねじ装置の姿勢に関わらず、負荷路におけるボール同士のせり合いを防止する手段を提供する。【解決手段】外周面に螺旋状の軸軌道溝４を形成したねじ軸３と、内周面に軸軌道溝４に対向するナット軌道溝６を形成したナット５と、軸軌道溝４とナット軌道溝６とで形成される負荷路と、この負荷路の両端を連通する連通路９と、負荷路と連通路９とで形成される循環路を循環する複数のボール２とを備えたボールねじ装置１において、連通路９の負荷路との接続部の少なくとも一方に、ボール２の移動を制限する弾性突起１１からなる拘束機構を設ける。【選択図】        図２
2008175229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットと、前記軸軌道溝とナット軌道溝とで形成される負荷路と、該負荷路の両端を連通する連通路と、前記負荷路と前記連通路とで形成される循環路を循環する複数の転動体とを備えた直動ねじ装置において、
前記連通路の前記負荷路との接続部の少なくとも一方に、前記転動体の移動を制限する拘束機構を設けたことを特徴とする直動ねじ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記拘束機構を、前記連通路の前記負荷路との接続部の両方に設けたことを特徴とする直動ねじ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記拘束機構を、弾性突起で形成したことを特徴とする直動ねじ装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
前記拘束機構を、前記連通路の内面に設けた狭窄部で形成したことを特徴とする直動ねじ装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２において、
前記拘束機構を、前記連通路の外側に設けた磁石で形成したことを特徴とする直動ねじ装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２において、
前記連通路の内面に内側に突出する複数の固定突起を設け、
前記拘束機構を、前記固定突起を千鳥状に配置して形成したことを特徴とする直動ねじ装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２において、
前記拘束機構を、表面に油膜が形成される油膜形成部材で形成したことを特徴とする直動ねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械等の機械装置の移動台の位置決め用等の直線移動機構の動力伝達用に用いられるボールねじ装置やローラねじ装置等の直動ねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ボールねじ装置においては、低速運転や揺動運転を行うと、負荷路を転動するボール同士が負荷または予圧を受けた状態で接触してせり合い、ボールの回転が阻害されてトルク詰り（トルク上昇）が生じやすくなると共に、ボールの損傷の原因になる。
このため、ボールねじ装置の作動特性を向上させるためには、ボール同士のせり合いを防止することが重要である。
【０００３】
負荷路におけるボール同士のせり合いは、１つの循環路内のボールの数が多い場合に生じやすく、ボールがある程度の速度で運動している場合よりも、低速で運動している場合に生じやすくなる。
また、ボール同士のせり合いは、リターンチューブと負荷路との位置関係によっても生じやすさが変化する。
【０００４】
図１４、図１５は、ねじ軸の直径３２ｍｍ、リード５ｍｍ、ボールの直径３．１７５ｍｍのボールねじ装置を１０ｒｐｍで回転させたときのトルク特性を示したものである。
図１４はリターンチューブを上方に配置した場合、図１５はリターンチューブを下方に配置した場合を示す。
図に示すように、リターンチューブを上方に配置した場合には、下方に配置した場合に比べて大きなトルク変動が生じていることが判る。
【０００５】
このことは、リターンチューブを上方に配置した場合には、ボール同士のせり合いが生じていることを示している。
図１６は、ボールねじ装置のリターンチューブを上方に配置した場合に、負荷路に進入するボールの状態を模式的に示したものである。
リターンチューブ７が上方に配置された場合には、軸軌道溝４とナット軌道溝６とで形成される負荷路に進入しようとするボール２には、後続するボール２の重さや自重により連続的な力が作用し、ボール２が負荷路に連続的に押し込まれて隙間なく負荷路に入り込むため、負荷路におけるせり合いが生じやすくなる。
【０００６】
一方、図１７に示すように、リターンチューブ７を下方に配置した場合には、負荷路に進入しようとするボール２は、重力に抗して進入しなければならないため、後続するボール２に押されないと負荷路に進入することができない。この後続のボール２に押される力は、リターンチューブ７の反対側の端部における負荷路との接続部においてリターンチューブ７に掬い上げられるボール２による押圧力により生ずるので、充填隙間によって負荷路を転動するボール２間に存在する隙間により間欠的な力が作用し、ボール２が負荷路に進入して転動を始めると後続のボール２との間に隙間が形成されやすくなり、この隙間が僅かであっても負荷路におけるボール２同士のせり合いの緩和に大きく貢献することになる。
【０００７】
このことは、ボールの運動エネルギーが小さく、重力による影響がボールの運動に主に作用する低速回転時に特に顕著になる。
また、ボールが支持する荷重が大きい場合に、せり合いが生じたときは、特に顕著なトルク変動を生じさせることになる。
従来のボールねじ装置は、ねじ軸の外周面に螺旋状に形成した軸軌道溝と、ナットの内周面に形成した軸軌道溝に対向するナット軌道溝とを複数のボールを介して螺合させ、対向配置されたナット軌道溝と軸軌道溝とにより形成される負荷路の両端を、リターンチューブの内径により形成される連通路により連通して循環路を形成し、この循環路によりボールを循環させて構成し、ボールの充填隙間を、リターンチューブのタング部によって掬い上げられるボールの掬上点からリターンチューブの直管部までのボール掬上高さの０．７倍〜１．３倍にして負荷路におけるボール同士のせり合いを防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１９０６９１号公報（第３頁段落０００７−０００８、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の技術においては、ボールの充填隙間を所定の隙間に設定すれば、リターンチューブを上方に配置した場合のトルク特性の改善はなされているものの、ボールねじ装置を設置したときの姿勢を、ねじ軸の軸方向を垂直にした場合や、リターンチューブの直管部を垂直方向にした場合には、負荷路に進入しようとするボールに、後続の複数のボールが積み重なりやすくなり、重力の影響が大きくなってボールが負荷路に進入しやすくなり、負荷路におけるボール同士のせり合いが生ずる場合があるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、直動ねじ装置の姿勢に関わらず、負荷路におけるボール同士のせり合いを防止する手段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】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットと、前記軸軌道溝とナット軌道溝とで形成される負荷路と、該負荷路の両端を連通する連通路と、前記負荷路と前記連通路とで形成される循環路を循環する複数の転動体とを備えた直動ねじ装置において、前記連通路の前記負荷路との接続部の少なくとも一方に、前記転動体の移動を制限する拘束機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
これにより、本発明は、拘束機構により連通路の端部におけるボールの移動を一旦制限して、間欠的に負荷路へ進入させることができ、ボールねじ装置の姿勢に関わらず、負荷路を転動するボール間に確実に隙間を形成してボール同士のせり合いを防止することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して本発明による直動ねじ装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は実施例１のボールねじ装置の断面を示す説明図、図２は実施例１の循環路を示す説明図、図３は実施例１の拘束機構を示す説明図である。
図１において、１は直動ねじ装置としてのボールねじ装置である。
２はボールねじ装置１の転動体としてのボールであり、合金鋼等の鋼材で製作された鋼球である。
【００１４】
３はボールねじ装置１のねじ軸であり、合金鋼等の鋼材で製作された棒状部材であって、その外周面には、円弧状断面形状の軸軌道溝４が所定のリードで螺旋状に形成されている。
５はボールねじ装置１のナットであり、合金鋼等の鋼材で製作された円筒状部材であって、その内周面には、軸軌道溝４と対向する円弧状断面形状のナット軌道溝６が軸軌道溝４と同じリードで形成されている。
【００１５】
７はボールねじ装置１の連通部材としてのリターンチューブであり、鋼材や樹脂材料等で製作され、ボール２が通過できる内径を有する略Ｕ字形に曲折した管であって、図２に示すように、ナット５の外周面の一部を軸方向と平行に切欠いた平面５ａに設けられたナット軌道溝６に達する嵌合穴５ｂにその両端部の嵌合部７ａが嵌合してナット軌道溝６に連通しており、図示しないチューブ固定具によりナット５の平面５ａに小ねじ等で固定される。
【００１６】
８はタング部であり、リターンチューブ７の嵌合部７ａの端面の一部を、負荷路を転動するボール２の移動方向を塞き止めるように軸軌道溝４の溝底近傍まで伸長させて形成され、負荷路を転動したボール２をリターンチューブ７へ円滑に掬い上げる機能、およびリターンチューブ７を通過したボール２を負荷路７へ円滑に導く機能を有している。
これにより、軸軌道溝４とナット軌道溝６とにより形成される負荷路の両端部はリターンチューブ７の内面として形成された連通路９により連通されて循環路が形成され、ねじ軸３を正逆方向に回転させることによって、ボール２がタング部８に掬い上げられながら循環路をそれぞれの方向に循環し、負荷路を転動するボール２がナット５に加えられた荷重を支持しながらナット５を軸方向に往復移動させ、ねじ軸３の回転運動がナット５の直線運動に変換される。
【００１７】
本実施例のボールねじ装置１には、ねじ軸３の軸方向に、循環路が２箇所形成されている。
図３において、１１は弾性突起であり、バネ鋼で形成された板材または線材を山型に曲折して形成されたバネ部材であって、連通路９と負荷路との両側の接続部の連通路９側の端部に、それぞれ山部１２を内側に向けて取付けられており、山部１２とこれに対向する連通路９の内面との最狭部を形成する間隔は、ボール２の直径より小さくなるように形成されている。
【００１８】
また、連通路９の負荷路側の出入口を形成する山部１２と、図２に示す連通路９の中心線と、負荷路のピッチ円直径との交点Ｐとの垂直方向の距離Ｔは、負荷路と連通路９で形成されるボール２の循環路の循環経路に存在する総隙間をＬｓとしたときに、
Ｔ  ＜  Ｌｓ    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
となるように形成される。
【００１９】
更に好ましくは、
Ｔ  ＜  Ｌｓ／２    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
となるように形成される。
前記の弾性突起１１により、本実施例の拘束機構が形成され、図２に矢印Ａで示すボール２の移動方向にボール２が連通路９を移動して負荷路に進入しようとするときに、弾性突起１１によりボール２が一旦保持されてその移動が制限され、図２に示すように、連通路９にボール２が満たされた後に、タング部８に掬い上げられたボール２が連通路９に進入するときに、連通路９に満たされたボール２の後端部を押圧し、この押圧力により弾性突起１１によって保持されていたボール２が弾性突起１１の弾性力に抗して押出され、１つずつ間欠的に負荷路に進入する。
【００２０】
このように本実施例のリターンチューブ７の負荷路との接続部の連通路９側には空間が形成され、リターンチューブ７を下方に配置した場合と同様の状態を現出することが可能になり、負荷路に進入したボール２と、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができ、低速時のボールねじ装置１の作動特性を改善することができる。
【００２１】
また、ボール２が弾性突起１１により保持されるので、重力による影響を少なくすることが可能になり、ボールねじ装置１がどのような姿勢で設置されていても、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができる。
このことは、ボールの運動エネルギーが小さく、重力による影響がボールの運動に主に作用する低速回転時に特に有効である。
【００２２】
更に、距離Ｔを上記式（１）で示した距離にすることにより、距離Ｔの区間を除く循環経路中のボール２がせり合っている状態において、先に山部１２を通過したボール２が負荷路内に進行するまでは、後のボール２が更に後のボール２によって山部１２から押出されないので、確実に隙間Ｓを形成することができる。
更に、弾性突起１１を連通路９の両側の接続部に形成してあるので、ねじ軸３が正逆方向に回転した場合においても、負荷路を転動するボール２間に確実に隙間Ｓを形成することが可能になる。
【００２３】
以上説明したように、本実施例では、連通路の両側の接続部の連通路側に、弾性突起からなる拘束機構を設けたことによって、ボールねじ装置の姿勢に関わらず、連通路の端部におけるボールの移動を弾性突起により一旦保持して、間欠的に負荷路へ進入させることができ、負荷路を転動するボール間に確実に隙間Ｓを形成してボール同士のせり合いを防止することができる。
【００２４】
なお、本実施例では、連通路をリターンチューブのみで構成したチューブ式のボールねじ装置に拘束機構を適用した場合を例に説明したが、複数の部品で負荷路の両端を連通する連通路を構成するエンドキャップ式やデフレクタ式等の場合も同様である。例えばナットに設けた戻り路と、その両端のエンドキャップに設けた方向転換路とで連通路を形成するエンドキャップ式の場合は、方向転換路と負荷路との接続部にそれぞれ拘束機構を設けるようにすれば、上記と同様の効果を得ることができる。
【実施例２】
【００２５】
図４は実施例２の拘束機構を示す説明図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図４において、１５は狭窄部であり、連通路９と負荷路との両側の接続部の連通路９側の端部に、連通路９の内面を内側に突出させて形成された通路径の狭い直管部であって、その通路径の直径は、ボール２の直径に対して５％以下の隙間が形成されるように設定されている。
【００２６】
また、連通路９の負荷路側の出入口を形成する狭窄部１５の負荷路側の端部と、図２に示す交点Ｐとの垂直方向の距離Ｔは、実施例１と同様の長さに形成されている。
前記の狭窄部１５により、本実施例の拘束機構が形成され、ボール２が連通路９を移動して負荷路に進入しようとするときに、ボール２に付着した潤滑油やグリース等の潤滑剤の粘性抵抗によりボール２が狭窄部１５に一旦保持されてその移動が制限され、連通路９にボール２が満たされた後に、タング部８に掬い上げられたボール２が連通路９に進入するときに、連通路９に満たされたボール２の後端部を押圧し、この押圧力により狭窄部１５により保持されていたボール２が押出されて、１つずつ間欠的に負荷路に進入する。
【００２７】
このように本実施例のリターンチューブ７の負荷路との接続部の連通路９側には空間が形成され、リターンチューブ７を下方に配置した場合と同様の状態を現出することが可能になり、負荷路に進入したボール２と、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができ、低速時のボールねじ装置１の作動特性を改善することができる。
【００２８】
また、ボール２が狭窄部１５により保持されるので、重力による影響を少なくすることが可能になり、ボールねじ装置１がどのような姿勢で設置されていても、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができる。
更に、狭窄部１５を連通路９の両側の接続部に形成してあるので、ねじ軸３が正逆方向に回転した場合においても、負荷路を転動するボール２間に確実に隙間Ｓを形成することが可能になる。
【００２９】
以上説明したように、本実施例では、連通路の両側の接続部の連通路側に、狭窄部からなる拘束機構を設けたことによって、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
本実施例においては、連通路９の両側の接続部に狭窄部１５のみを設けた場合を示したが、図５に示すように、含油樹脂または含油フェルト等の含油材料で形成された給脂部材１６を連通路９の通路中央部に配置するようにしてもよい。
【００３０】
この場合に、給脂部材１６は、バネ等によりのリターンチューブ７の外部から連通路９の内側方向に付勢し、連通路９を移動するボール２に押付けるようにしてもよく、図６に示すように、同様の含油材料で連通路９と同等の内径を有する円筒状の給脂部材１７を形成し、リターンチューブ７の通路中央部に配置するようにしてもよい。
このようにすれば、連通路９を移動するボール２に潤滑剤を確実に塗布することができ、狭窄部１５における潤滑剤の粘性抵抗による保持効果を更に高めることができる。
【００３１】
また、図７に示すように、上記の含油材料で形成した含油部材１８を、連通路９と負荷路との両側の接続部の連通路９側の端部に、連通路９の内側に狭窄部１５と同程度に突出させて取付けるようにしてもよい。
このようにしても、上記に狭窄部１５と同様に作用させることができると共に、潤滑剤の粘性抵抗による保持効果を確実に発揮させることができる。
【００３２】
この場合に、バネ等によりのリターンチューブ７の外部から連通路９の内側方向に付勢し、含油部材１８を通過するボール２に押付けるようにすれば、ボール２の保持効果を更に高めることができる。
なお、上記の図５ないし図７は、循環路に装填されるボール２の数が多い等の理由により充填隙間が大きくなって、連通路９を移動するボール２が、リターンチューブ７の曲折部で途切れた状態を例示したものであるが、このような場合でもボール２は拘束機構により保持されているので、後続するボール２が曲折部から自重により落下したときに、そのボール２の衝突による衝撃力によって、拘束機構により保持されていたボール２が玉突き状態で押出されて、１つずつ間欠的に負荷路に進入させることができ、ボール２が連通路９に満たされていない場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００３３】
図８は実施例３の拘束機構を示す説明図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図８において、２１は突出部材としての球体であり、リターンチューブ７の嵌合部７ａの外側に設けられた、半円弧とその両端部の直線で構成されるＵ字状断面形状を有するガイド２２の内部に装填され、嵌合部７ａに設けられた球体２１の直径より小さい直径を有する窓部２３からその球面を自重により連通路９の内面から内側に突出させて取付けられており、連通路９と負荷路との両側の接続部の連通路９側の端部に配置されている。
【００３４】
また、突出した球面の頂部とこれに対向する連通路９の内面との最狭部を形成する間隔は、ボール２の直径より小さくなるように形成されている。
なお、球体２１は、ボール２と同じ鋼球であってもよく、他の直径および／もしくは他の材料により形成された球体であってもよい。
また、連通路９の負荷路側の出入口を形成する球体２１の中心と、図２に示す交点Ｐとの垂直方向の距離Ｔは、実施例１と同様の長さに形成されている。
【００３５】
前記のガイド２２に装填され、窓部２３から連通路９に突出する球体２１により、本実施例の拘束機構が形成され、ボール２が連通路９を移動して負荷路に進入しようとするときに、連通路９の内面から突出した球体２１によりボール２が一旦保持されてその移動が制限され、連通路９にボール２が満たされた後に、タング部８に掬い上げられたボール２が連通路９に進入するときに、連通路９に満たされたボール２の後端部を押圧し、この押圧力により球体２１の突出部が連通路９の内面から没するように移動し、球体２１により保持されていたボール２が押出されて、１つずつ間欠的に負荷路に進入し、ボール２が落下した後に球体２１が再度連通路９の内面から突出して後続するボール２を保持する。
【００３６】
このように本実施例のリターンチューブ７の負荷路との接続部の連通路９側には空間が形成され、リターンチューブ７を下方に配置した場合と同様の状態を現出することが可能になり、負荷路に進入したボール２と、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができ、低速時のボールねじ装置１の作動特性を改善することができる。
【００３７】
また、ボール２が球体２１により保持されるので、重力による影響を少なくすることが可能になり、ボールねじ装置１がどのような姿勢で設置されていても、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができる。
更に、球体２１による突出部を連通路９の両側の接続部に形成してあるので、ねじ軸３が正逆方向に回転した場合においても、負荷路を転動するボール２間に確実に隙間Ｓを形成することが可能になる。
【００３８】
更に、球体２１を自重により連通路９の内面から突出させるので、バネ等による押圧を用いる場合に較べて、押圧力の調整を容易に行うことができる。
以上説明したように、本実施例では、連通路の両側の接続部の連通路側に、球体からなる突出部材を有する拘束機構を設けたことによって、上記実施例１と同様の効果を得ることができると共に、球体２１を自重により連通路９の内面から突出させるので、その押圧力の調整を容易に行うことができる。
【実施例４】
【００３９】
図９は実施例４の拘束機構を示す説明図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図９において、２５は磁石であり、リターンチューブ７の嵌合部７ａの外側に取付けられ、連通路９と負荷路との両側の接続部の連通路９側の端部に配置されている。
なお、本実施例の連通路９には連通路９の内面から内側に突出する部位は存在しない。
【００４０】
また、連通路９の負荷路側の出入口を形成する磁石２５の負荷路側の端部と、図２に示す交点Ｐとの垂直方向の距離Ｔは、実施例１と同様の長さに形成されている。
前記の磁石２５により、本実施例の拘束機構が形成され、ボール２が連通路９を移動して負荷路に進入しようとするときに、連通路９の端部に設けられた磁石２５の磁力による吸引力によりボール２が一旦保持されてその移動が制限され、連通路９にボール２が満たされた後に、タング部８に掬い上げられたボール２が連通路９に進入するときに、連通路９に満たされたボール２の後端部を押圧し、この押圧力により磁石２５の吸引力に抗して、磁石２５により保持されていたボール２が押出されて、１つずつ間欠的に負荷路に進入する。
【００４１】
このように本実施例のリターンチューブ７の負荷路との接続部の連通路９側には空間が形成され、リターンチューブ７を下方に配置した場合と同様の状態を現出することが可能になり、負荷路に進入したボール２と、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができ、低速時のボールねじ装置１の作動特性を改善することができる。
【００４２】
また、ボール２が磁石２５により保持されるので、重力による影響を少なくすることが可能になり、ボールねじ装置１がどのような姿勢で設置されていても、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができる。
更に、磁石２５を連通路９の両側の接続部に形成してあるので、ねじ軸３が正逆方向に回転した場合においても、負荷路を転動するボール２間に確実に隙間Ｓを形成することが可能になる。
【００４３】
以上説明したように、本実施例では、連通路の両側の接続部の連通路側に、連通路の外側に設けた磁石からなる拘束機構を設けたことによって、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
なお、エンドキャップ式やデフレクタ式等の複数の部品で負荷路の両端を連通する連通路を構成する場合には、エンドキャップ自体や、エンドデフレクタ自体に磁力を持たせるようにしてもよい。この場合には、ボールに対する保持力が低下しない限度で、比較的弱く着磁されたものを用いるとよい。
【実施例５】
【００４４】
図１０は実施例５の拘束機構を示す説明図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図１０において、２７は固定突起であり、金属材料や樹脂材料で形成された円錐状部材を連通路の内面に取付けて形成された突起であって、連通路９と負荷路との両側の接続部の連通路９側の端部に、それぞれその頂部２８を内側に向けて千鳥状に複数（本実施例では２つ）配置されており、頂部２８とこれに対向する連通路９の内面との最狭部を形成する間隔は、ボール２の直径より大きくなるように形成されている。
【００４５】
また、連通路９の負荷路側の出入口を形成する最も負荷路側の固定突起２７の頂部２８と、図２に示す交点Ｐとの垂直方向の距離Ｔは、実施例１と同様の長さに形成されている。
前記の千鳥状に配置された固定突起２７により、本実施例の拘束機構が形成され、ボール２が連通路９を移動して負荷路に進入しようとするときに、固定突起２７によりボール２がＳ字状に移動し、ボール２の通過速度が低下してその移動が制限され、固定突起２７により渋滞させられたボール２が１つずつ間欠的に落下する。
【００４６】
また、連通路９にボール２が満たされた後は、タング部８に掬い上げられたボール２が連通路９に進入するときに、連通路９に満たされたボール２の後端部を押圧し、この押圧力により固定突起２７により渋滞させられたボール２が押出されて、１つずつ間欠的に負荷路に進入する。
このように本実施例のリターンチューブ７の負荷路との接続部の連通路９側には空間が形成され、リターンチューブ７を下方に配置した場合と同様の状態を現出することが可能になり、負荷路に進入したボール２と、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができ、低速時のボールねじ装置１の作動特性を改善することができる。
【００４７】
また、ボール２を固定突起２７により渋滞させるので、重力による影響を少なくすることが可能になり、ボールねじ装置１がどのような姿勢で設置されていても、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができる。
更に、千鳥状に配置した固定突起２７を連通路９の両側の接続部に形成してあるので、ねじ軸３が正逆方向に回転した場合においても、負荷路を転動するボール２間に確実に隙間Ｓを形成することが可能になる。
【００４８】
以上説明したように、本実施例では、連通路の両側の接続部の連通路側に、千鳥状に配置した固定突起からなる拘束機構を設けたことによって、ボールねじ装置の姿勢に関わらず、連通路の端部におけるボールの移動を固定突起により一旦渋滞させて、間欠的に負荷路へ進入させることができ、負荷路を転動するボール間に確実に隙間Ｓを形成してボール同士のせり合いを防止することができる。
【実施例６】
【００４９】
図１１は実施例６の拘束機構を示す説明図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図１１において、３１は回転突起であり、金属材料や樹脂材料で形成され、円柱上の胴部３２の外周面に半円弧状の断面形状を有する螺旋状の突条３３が形成された回転部材であって、リターンチューブ７の嵌合部７ａに回転自在に支持された回転軸３４を中心に回転し、胴部３２の外周面を連通路９の内面と同一面上にして、突条３３を連通路９の内面から内側に突出させて取付けられており、連通路９と負荷路との両側の接続部の連通路９側の端部に、それぞれ配置されている。
【００５０】
また、突出した突条３３の峰部とこれに対向する連通路９の内面との最狭部を形成する間隔は、ボール２の直径より小さくなるように形成され、ボール２は回転突起３１の回転に伴って、螺旋形状の突条３３に案内されながら降下するように構成されている。
また、連通路９の負荷路側の出入口を形成する最も負荷路側に位置する突条３３の峰部と、図２に示す交点Ｐとの垂直方向の距離Ｔは、実施例１と同様の長さに形成されている。
【００５１】
前記の連通路９の内面から突出する螺旋状の突条３３が形成された回転突起３１により、本実施例の拘束機構が形成され、ボール２が連通路９を移動して負荷路に進入しようとするときに、ボール２が回転突起３１を回転させながら突条３３に沿って移動し、ボール２の通過速度が低下してその移動が制限され、回転突起３１により渋滞させられたボール２が１つずつ間欠的に落下する。
【００５２】
また、連通路９にボール２が満たされた後は、タング部８に掬い上げられたボール２が連通路９に進入するときに、連通路９に満たされたボール２の後端部を押圧し、この押圧力により回転突起３１の回転により渋滞させられたボール２が突条３３に沿って押出され、１つずつ間欠的に負荷路に進入する。
このように本実施例のリターンチューブ７の負荷路との接続部の連通路９側には空間が形成され、リターンチューブ７を下方に配置した場合と同様の状態を現出することが可能になり、負荷路に進入したボール２と、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができ、低速時のボールねじ装置１の作動特性を改善することができる。
【００５３】
また、ボール２を回転突起３１により渋滞させるので、重力による影響を少なくすることが可能になり、ボールねじ装置１がどのような姿勢で設置されていても、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができる。
更に、螺旋状の突条３３を形成した回転突起３１を連通路９の両側の接続部に形成してあるので、ねじ軸３が正逆方向に回転した場合においても、負荷路を転動するボール２間に確実に隙間Ｓを形成することが可能になる。
【００５４】
以上説明したように、本実施例では、連通路の両側の接続部の連通路側に、螺旋状の突条が形成された回転突起からなる拘束機構を設けたことによって、上記実施例５と同様の効果を得ることができる。
【実施例７】
【００５５】
図１２は実施例７の拘束機構を示す説明図である。
なお、図１２において、（ａ）は連通路の断面形状を示し、（ｂ）は（ａ）に示した断面線Ｂ−Ｂに沿った断面形状を示す。また上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図１２において、３５は油膜形成部材であり、表面に油膜が形成される含油材料で図１２（ｂ）に示すように半円弧状断面形状に形成されたＣ字状部材であって、その内側の円弧凹面が連通路９の内面の半径と同等に形成され、円弧凹面に形成される油膜が連通路９の内面から突出するように取付けられており、連通路９と負荷路との両側の接続部の連通路９側の端部に、それぞれ配置される。
【００５６】
このような油膜形成部材３５としては、例えば、特開平０８−３０９７９３号公報に示されているような含油ポリマーによる成形品を用いることができる。
また、連通路９の負荷路側の出入口を形成する最も負荷路側の油膜形成部材３５の頂部２８と、図２に示す交点Ｐとの垂直方向の距離Ｔは、実施例１と同様の長さに形成されている。
【００５７】
前記の油膜形成部材３５により、本実施例の拘束機構が形成され、ボール２が連通路９を移動して負荷路に進入しようとするときに、油膜形成部材３５によって形成された円弧凹面側の油膜の粘性抵抗により、ボール２の通過速度が低下してその移動が制限され、油膜形成部材３５の油膜により渋滞させられたボール２が１つずつ間欠的に落下する。
また、連通路９にボール２が満たされた後は、タング部８に掬い上げられたボール２が連通路９に進入するときに、連通路９に満たされたボール２の後端部を押圧し、この押圧力により油膜形成部材３５の油膜により渋滞させられたボール２が押出されて、１つずつ間欠的に負荷路に進入する。
【００５８】
このように本実施例のリターンチューブ７の負荷路との接続部の連通路９側には空間が形成され、リターンチューブ７を下方に配置した場合と同様の状態を現出することが可能になり、負荷路に進入したボール２と、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができ、低速時のボールねじ装置１の作動特性を改善することができる。
【００５９】
また、ボール２を油膜形成部材３５の油膜により渋滞させるので、重力による影響を少なくすることが可能になり、ボールねじ装置１がどのような姿勢で設置されていても、後続するボール２との間に隙間Ｓが確実に形成され、負荷路におけるボール２同士のせり合いを防止することができる。
更に、表面に油膜が形成される油膜形成部材３５を連通路９の両側の接続部に形成してあるので、ねじ軸３が正逆方向に回転した場合においても、負荷路を転動するボール２間に確実に隙間Ｓを形成することが可能になる。
【００６０】
以上説明したように、本実施例では、連通路の両側の接続部の連通路側に、表面に油膜が形成される油膜形成部材からなる拘束機構を設けたことによって、上記実施例５と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施例においては、半円弧状の油膜形成部材を１つ設けるとして説明したが、図１３（（ａ）は連通路の断面形状を示し、（ｂ）は（ａ）に示した断面線Ｃ−Ｃに沿った断面形状を示す。）に示すように、円弧状の断面形状を有する油膜形成部材３７を、図１３（ｂ）に示すように、円周方向に等配に複数（図１３の例では、３つ）配置してもよい。
【００６１】
上記各実施例においては、循環方式をチューブ式やエンドキャップ式、デフレクタ式としたボールねじ装置に本発明を適用した場合を例に説明したが、こま式や等の循環方式のボールねじ装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
また、各実施例においては、ボールねじ装置のねじ軸を回転させてナットを軸方向に移動させるとして説明したが、ナットを回転させてねじ軸を軸方向に移動させる形式のボールねじ装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
【００６２】
更に、各実施例においては、直動ねじ装置は転動体をボールとしたボールねじ装置であるとして説明したが、直動ねじ装置は前記に限らず、転動体をローラとしたローラねじ装置であってもよい。この場合に軸軌道溝およびナット軌道溝は、ローラが転動する矩形断面形状とされ、連通路もローラが通過可能な矩形断面形状の内面を有するように形成される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１のボールねじ装置の断面を示す説明図
【図２】実施例１の循環路を示す説明図
【図３】実施例１の拘束機構を示す説明図
【図４】実施例２の拘束機構を示す説明図
【図５】実施例２の連通路を示す説明図
【図６】実施例２の連通路の他の形態を示す説明図
【図７】実施例２の拘束機構の他の形態を示す説明図
【図８】実施例３の拘束機構を示す説明図
【図９】実施例４の拘束機構を示す説明図
【図１０】実施例５の拘束機構を示す説明図
【図１１】実施例６の拘束機構を示す説明図
【図１２】実施例７の拘束機構を示す説明図
【図１３】実施例７の拘束機構の他の形態を示す説明図
【図１４】従来のボールねじ装置のリターンチューブを上方に配置した場合のトルク特性を示すグラフ
【図１５】従来のボールねじ装置のリターンチューブを下方に配置した場合のトルク特性を示すグラフ
【図１６】従来のボールねじ装置のリターンチューブを上方に配置した場合の負荷路へのボールの進入状態を示す説明図
【図１７】従来のボールねじ装置のリターンチューブを下方に配置した場合の負荷路へのボールの進入状態を示す説明図
【符号の説明】
【００６４】
１    ボールねじ装置
２    ボール
３    ねじ軸
４    軸軌道溝
５    ナット
５ａ  平面
５ｂ  嵌合穴
６    ナット軌道溝
７    リターンチューブ
７ａ  嵌合部
８    タング部
９    連通路
１１  弾性突起
１２  山部
１５  狭窄部
１６、１７  給脂部材
１８  含油部材
２１  球体
２２  ガイド
２３  窓部
２５  磁石
２７  固定突起
２８  頂部
３１  回転突起
３２  胴部
３３  突条
３４  回転軸
３５、３７  油膜形成部材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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