(57)【要約】【課題】内部循環式のボールねじ装置における負荷路やボールの損傷を防止して、ボールねじ装置の耐久性を向上させる手段を提供する。【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、ナット５の軸方向に沿って形成された連通穴１０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、連通穴１０の両端と負荷路の両端とをそれぞれ連結する連結路１２が形成されたデフレクタ１１と、ナット５に設けられたデフレクタ１１を取付ける取付穴１７と、連通穴１０と連結路１２と負荷路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、ナット５の連通穴１０の内表面にショットピーニング処理を施す。【選択図】        図２
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【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、該ナットの軸方向に沿って形成された連通穴と、前記軸軌道溝とナット軌道溝とで形成される負荷路と、前記連通穴の両端と前記負荷路の両端とをそれぞれ連結する連結路が形成された連結部材と、前記ナットに設けられた前記連結部材を取付ける取付穴と、前記連通穴と前記連結路と前記負荷路とで形成される循環路を循環する複数のボールとを備えたボールねじ装置において、
前記ナットの連通穴の内表面に、ショットピーニング処理を施したことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ナットの連通穴と前記取付穴との接続部に、ショットピーニング処理を施したことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記ナットの取付穴と前記ナット軌道溝との接続部に、ショットピーニング処理を施したことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
前記ショットピーニング処理に代えて、バフ処理を施したことを特徴とするボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や産業機械等の機械装置の移動台の位置決め用や搬送用等の直線移動機構の駆動や動力伝達用に用いられる内部循環式のボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内部循環式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により形成される負荷路の両端を、ナットの軸方向に沿って形成された連通穴と、この連通穴の両端部に設けられた取付穴に取付けられたデフレクタの連結路とにより連通し、これら連通穴と連結路と負荷路とで形成される循環路を循環する複数のボールにより、ナットに加えられた荷重を支持し、ねじ軸を回転させてナットを直線往復移動させている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、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てボールねじ装置を構成し、そのナット軌道溝にショットピーニング処理を施してナット軌道溝の表面粗さを改善すると共に、表面の圧縮残留応力を高めてボールねじ装置の耐久性を向上させているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００５−４８８４５号公報（主に第３頁段落００１０−第４頁段落００１３、第１図）
【特許文献２】特開２００５−９０５７０号公報（主に第５頁段落００２４−００２８、第１図、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１の内部循環式のボールねじ装置において、特許文献２と同様にナット軌道溝にショットピーニング処理を施した場合には、連通路に形成されたバリや付着した金属粉等を十分に取り除かないと、そのバリや金属粉等は異物としてナット軌道溝と軸軌道溝により形成される負荷路に侵入し、ボールと負荷路の面との間で押しつぶされ、負荷路およびボールに噛み込み傷等の損傷を生じさせ、耐久性の向上を期待することができなくなる虞があるという問題がある。
【０００５】
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、内部循環式のボールねじ装置における負荷路やボールの損傷を防止して、ボールねじ装置の耐久性を向上させ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】
【０００６】
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、該ナットの軸方向に沿って形成された連通穴と、前記軸軌道溝とナット軌道溝とで形成される負荷路と、前記連通穴の両端と前記負荷路の両端とをそれぞれ連結する連結路が形成された連結部材と、前記ナットに設けられた前記連結部材を取付ける取付穴と、前記連通穴と前記連結路と前記負荷路とで形成される循環路を循環する複数のボールとを備えたボールねじ装置において、前記ナットの連通穴の内表面に、ショットピーニング処理を施したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、本発明は、連通穴の口元の角部に形成されたバリや内表面に付着する金属粉等を除去することができ、負荷路やボールの損傷を防止してボールねじ装置の耐久性を向上させ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】
【０００８】
以下に、図面を参照して本発明によるボールねじ装置の実施例について説明する。
【実施例】
【０００９】
図１は実施例のボールねじ装置の断面を示す説明図、図２は実施例のナットの側面を示す説明図、図３は図２のＡ−Ａ断面を示す説明図、図４は実施例のデフレクタの正面を示す説明図、図５は図４のＢ方向矢視図、図６は図４のＣ方向矢視図である。
図１において、１は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球体である。
【００１０】
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。
【００１１】
本実施例のナット５には、調質処理が施され、その円筒壁はロックウェル硬度のＣスケールでＨＲＣ２０〜４０程度の硬度に形成され、ナット軌道溝６は浸炭焼入または高周波焼入によりＨＲＣ６０程度の硬度に形成されている。
７は取付フランジ部であり、ナット５の外周部の一方の端部に設けられ、取付フランジ部７に設けられた取付ボルト穴８により図示しない機械装置の移動台に取付ボルト等で固定される。
【００１２】
１０は連通穴であり、図２、図３に示すようにナット５の円筒壁に形成されたボール２の直径より大きい直径を有し、ナット５の軸方向に沿って形成されたボール２を循環させるための比較的長尺の穴であって、ナット軌道溝６の条数（本実施例では１条）に対応して設けられている。
１１は連結部材としてのデフレクタであり、図４ないし図６に示すように、対向配置されたナット軌道溝６と軸軌道溝４とにより形成され、ボール２が転動する負荷路の両端とナット５の連通穴１０の両端とをそれぞれ接続する湾曲した通路（図５参照）である連結路１２が形成されており、樹脂材料等で製作され、後述する取付穴１７に取付けられて連通穴１０の両端部にそれぞれ配置される。
【００１３】
１３はタング部であり、図４に示すように、デフレクタ１１のねじ軸３側に形成された軸軌道溝４の溝筋に（捩れ方向）に沿って遊嵌する円弧状断面を有する突起であって、その先端部は負荷路を転動するボール２を接線方向、または僅かな掬い角をもって形成されており、軸軌道溝４から連結路１２へボール２を掬上げる掬い面１４として機能する。
１５は位置決め突起であり、図６に示すように、デフレクタ１１の連通穴１０側に突出する円弧面により形成されており、取付穴１７の位置決め嵌合部１８に嵌合して、連通穴１０と連結路１２との高さ方向および角度方向の位置決めを行う機能を有している。
【００１４】
取付穴１７は、図２に示すように、ナット５の外周面に設けられた座ぐり部１９からナット軌道溝６に向けて、ナット軌道溝６の接線方向に貫通する挿入穴２０と位置決め嵌合部１８とを有しており、位置決め嵌合部１８を連通穴１０側にしてナット５の連通穴１０の両端部に形成されている。
本実施例のデフレクタ１１は、その本体部を挿入穴２０に挿入し、取付穴１７の位置決め嵌合部１８にデフレクタ１１の位置決め突起１５を嵌合させて取付けられる。これによりナット軌道溝６と連通穴１０とがデフレクタ１１の連結路１２により連結される。
【００１５】
本実施例の連通穴１０はナット５の取付フランジ部７側から、取付穴１７は座ぐり部１９からそれぞれドリルやエンドミル等により穿孔され、その後にそれぞれの内表面および連通穴１０と両側の取付穴１７の嵌合部１８との接続部２１ａ（図２参照）、両側の取付穴１７の挿入部２０とナット軌道溝６との接続部２１ｂ（図３参照）に、金属ビーズ等を用いたショットピーニング処理が施される。
【００１６】
これにより、それぞれの角部に形成されたバリや、それぞれの内表面に付着する金属粉等が除去され、各角部にはＲ面取が形成される。
また、ナット軌道溝６はショットピーニング処理の後に、研削等により仕上加工が施される。
上記の負荷路の両端部はデフレクタ１１の連結路１２とナット５の連通穴１０とにより形成される連通路により連通されて循環路が形成され、この循環路には所定の量の潤滑剤、例えばグリースと複数のボール２が封入され、ねじ軸３を回転させることによってボール２がナット５に加えられた荷重を支持しながら負荷路を転動し、一方のデフレクタ１１のタング部１３の掬い面１４により掬上げられて連結路１２に導かれ、連通穴１０を経由して他方の連結路１２のタング部１３から負荷路に戻されながら循環路を循環する。
【００１７】
これにより、ねじ軸３の回転運動がナット５の直線運動に変換され、ナット５がねじ軸３の長手方向に沿った直線往復移動可能に支持される。
このとき、本実施例の連通穴１０の内表面は、ショットピーニング処理によりバリや金属粉等が除去されているので、負荷路に異物が侵入することはなく、負荷路やボール２の損傷を防止して、ボールねじ装置１の耐久性を向上させることができると共に、初期磨耗の収まりを良好なものとしてボールねじ装置１の品質を向上させることができる。
【００１８】
また、連通穴１０と取付穴１７とのそれぞれの接続部２１ａにおいては、樹脂材料で形成されたデフレクタと合金鋼等からなるナット５との弾性係数の相違により、接続部２１ａに角部が露出したとしても、ショットピーニング処理によりその角部に形成されたバリが除去されＲ面取が形成されて連結路１２と連通穴１０とが滑らかに接続されると共に、その連通路１０の表面の残留圧縮応力により表面硬度が高められているので、比較的低い硬度（ＨＲＣ２０〜４０程度）とされたナット５の円筒壁に形成された連通穴１０の口元の角部の損傷を防止することができる。
【００１９】
更に、取付穴１７とナット軌道溝６とのそれぞれの接続部２１ｂにおいては、負荷路から連結路１２へ進入するボール２、または連結路１２から負荷路へ戻るボール２は急激に移動方向を転向させられるため、ナット軌道溝６の表面硬度（ＨＲＣ６０程度）は高いといえども、接続部２１ｂの角部に比較的高い応力が発生するが、本実施例の接続部２１ｂの角部にはショットピーニング処理が施され、その角部に形成されたバリが除去されＲ面取が形成されて連結路１２とナット軌道溝６とが滑らかに接続されているので、ボール２による接続部２１ｂの角部への損傷を防止することができる。
【００２０】
このことは、ボール２が弾性変形しながら負荷路に戻る、またはその弾性変形が解除されて連結路１２に進入するために接続部２１ｂに損傷が生じやすい予圧仕様のボールねじ装置１の場合に特に有効である。
更に、本実施例の取付穴１７にはショットピーニング処理が施され、その口元の角部に形成されたバリや内表面に付着した金属粉等が除去されているので、デフレクタ１１の挿入時にその外表面が傷付くことはなく、ボールねじ装置１の品質の安定化を図ることができる。
【００２１】
以上説明したように、本実施例では、デフレクタが取付けられる取付穴を連通する連通穴の内表面に、ショットピーニング処理を施したことによって、連通穴の口元の角部に形成されたバリや内表面に付着する金属粉等を除去することができ、これらの異物が負荷路に侵入することを防止して負荷路やボールの損傷を防止することができ、ボールねじ装置の耐久性を向上させることができると共に、初期磨耗の収まりを良好なものとしてボールねじ装置の品質を向上させることができる。
【００２２】
また、ナットの連通穴と取付穴との接続部にショットピーニング処理を施したことによって、連通路の口元の角部に形成されたバリを除去してＲ面取を形成することができ、デフレクタの連結路と連通穴とを滑らかに接続してナットの連通穴と取付穴との接続部における連通穴の口元の角部の損傷を防止することができる。
更に、ナットの取付穴とナット軌道溝との接続部に、ショットピーニング処理を施したことによって、ナットの取付穴とナット軌道溝との接続部における角部に形成されたバリを除去してＲ面取を形成することができ、デフレクタの連結路とナット軌道溝とを滑らかに接続してボールによる前記の接続部の角部への損傷を防止することができる。
【００２３】
なお、上記実施例においては、連通穴や取付穴にショットピーニング処理を施すとして説明したが、フェルト等で形成したバフによるバフ処理を施すようにしてもよい。このようにしても各角部に形成されるバリや内表面に付着した金属粉等を除去することができ、上記と同様の効果を得ることができる。
また、上記実施例においては、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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例のボールねじ装置の断面を示す説明図
【図２】実施例のナットの側面を示す説明図
【図３】図２のＡ−Ａ断面を示す説明図
【図４】実施例のデフレクタの正面を示す説明図
【図５】図４のＢ方向矢視図
【図６】図４のＣ方向矢視図
【符号の説明】
【００２５】
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
６    ナット軌道溝
７    取付フランジ部
８    取付ボルト穴
１０  連通穴
１１  デフレクタ
１２  連結路
１３  タング部
１４  掬い面
１５  位置決め突起
１７  取付穴
１８  位置決め嵌合部
１９  座ぐり部
２０  挿入穴
２１ａ、２１ｂ  接続部
【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】
2008038920.tif 000007
【図６】
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