(57)【要約】【課題】  循環部材をナット本体に精度よく嵌合固定させることができるボールねじ循環装置を提供することにある。【解決手段】  ナット本体１０に設けられた転動溝１３の両端に設置凹部１４がそれぞれ設けられると共に、両端の設置凹部１４，１４に両端の循環部材４０，４１がそれぞれ嵌入配置される構成とする。また、設置凹部１４が径方向外側に張り出した嵌入部１７と湾曲凹部１８とを備え、両端の循環部材４０，４１が、嵌入部１７に嵌入される張出部４２と、湾曲凹部１８に嵌入されるボール通路誘導部４３とを有する。さらに、循環部材４０，４１の張出部４２に周方向の一側方に向けて半円形状に突出した径方向位置決め用の突出部４５が設けられた構成である。【選択図】          図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
筒状をなしたナット本体が、中央に軸方向に貫通した貫通孔と、前記貫通孔の内面に形成された螺旋状の転動溝とを有し、前記ナット本体の前記貫通孔に回転自在に配置されたねじ軸が、その外周面に前記ナット本体に設けられた前記転動溝と同じピッチの螺旋状の転動溝を備え、前記ナット本体に設けられた前記転動溝と前記ねじ軸の外周面に設けられた転動溝とが対向すると共に、前記ナット本体の転動溝と前記ねじ軸の転動溝との間に形成された螺旋状の管空間に多数のボールが整列配置されたボールねじ循環装置において、
前記ナット本体に設けられた前記転動溝の両端に設置凹部がそれぞれ設けられると共に、前記両端の設置凹部に両端の循環部材がそれぞれ嵌入配置され、
前記設置凹部が径方向外側に張り出した嵌入部と湾曲凹部とを備え、前記ナット本体の前記貫通孔の側方に前記両端の設置凹部同士を軸方向に連通する連通孔が設けられ、
前記両端の循環部材が、前記嵌入部に嵌入される張出部と、前記湾曲凹部に嵌入されるボール通路誘導部と、直線部分とそれに連続する略１／４円弧部分とで構成された角度変換通路とを有し、前記張出部に周方向の一側方に向けて半円形状に突出した径方向位置決め用の突出部が設けられ、
前記両端の循環部材において、前記角度変換通路の一端がナット本体に設けられた前記転動溝の端部に連結されると共に、前記角度変換通路の他端が前記ナット本体に設けられた前記連通孔の一端に連結されて循環式の転動ルートが形成され、前記循環式の転動ルートに前記複数のボールが整列充填されたことを特徴とするボールねじ循環装置。
【請求項２】
前記両端の循環部材の前記角度変換通路が、該角度変換通路に交差する断面において径方向外方が開放された円弧状溝で形成され、前記両端の循環部材の径方向外側に向く面に、前記角度変換通路に沿って弾性溝部が設けられることにより、前記弾性溝部と前記角度変換通路との間に弾性的に作用する弾性壁部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のボールねじ循環装置。
【請求項３】
前記角度変換通路を形成している前記弧状溝の外側の辺縁部の上側弧面及び下側弧面は、前記弧状溝の内側弧面よりも大きい曲率半径を有していることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ循環装置。
【請求項４】
前記ナット本体の前記貫通孔の両側に、前記貫通孔と同心で該貫通孔の径よりも径の大きい円形状の環状凹部がそれぞれ形成され、前記環状凹部の内側において前記両端の設置凹部に嵌入配置された前記両端の循環部材に対して、軸方向の外側から前記両側の環状凹部内に封止リング及びＣ字形リングが嵌め込まれたことを特徴とする請求項１に記載のボールねじ循環装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ボールねじ循環装置に関し、詳しくは、高速回転時に騒音低減効果があって、製品の精密度を向上し、ハイレベルの機械への適用に適したボールねじ循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
業界における一般的なボールねじの設計構造は、ねじ回転時における円滑性を増すため、ねじ軸上に螺旋状のボール通路を設け、そこに複数のボールを設置し、これらのボールが螺旋状のボール通路内で転動し、支持効果と騒音低減効果を得ている。
【０００３】
従来のボールねじ循環装置として、米国特許第４３５７８３８号の明細書には、ボールねじ循環装置の転動溝の両側末端に循環部材をそれぞれ接続し、各循環部材の内部にボールの回転方向を誘導する湾曲状の弧状溝を設け、ボールが外側のナット本体に接触しながら内部のねじ軸の間を通過し、摩擦力が非常に小さい転動接触を維持するものが開示されている。上述の構成においては、循環部材の弧状溝とナット本体内の転動溝との接続が円滑でない場合、ボールが相互にぶつかることによって騒音が発生するため、循環部材の設置における位置決め精度には非常に厳しい要求があり、この要求を満たさなければ、高速回転で用いるボールねじ循環装置の品質精度を向上することはできない。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４３５７８３８号明細書
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の米国特許第４３５７８３８号の明細書に開示されたボールねじ循環装置は、循環部材のナット本体への組み込みにおける位置決めは嵌合固定のような精度は備えておらず、改良が必要である。
【０００６】
そこで、本考案の目的は、循環部材をナット本体に精度よく嵌合固定させることができ、品質を向上することができるボールねじ循環装置を提供することにある。また、本考案の別の目的は、循環部材とナット本体との２つの部材上の転動溝とボールの転動角度変換用の弧状溝とが円滑に接続され、ボールが相互にぶつかることなく、したがって騒音を発生することがないボールねじ循環装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係るボールねじ循環装置は、筒状をなしたナット本体が、中央に軸方向に貫通した貫通孔と、前記貫通孔の内面に形成された螺旋状の転動溝とを有し、前記ナット本体の前記貫通孔に回転自在に配置されたねじ軸が、その外周面に前記ナット本体に設けられた前記転動溝と同じピッチの螺旋状の転動溝を備え、前記ナット本体に設けられた前記転動溝と前記ねじ軸の外周面に設けられた転動溝とが対向すると共に、前記ナット本体の転動溝と前記ねじ軸の転動溝との間に形成された螺旋状の管空間に多数のボールが整列配置されたものであって、上記課題を解決するために、前記ナット本体に設けられた前記転動溝の両端に設置凹部がそれぞれ設けられると共に、前記両端の設置凹部に両端の循環部材がそれぞれ嵌入配置され、前記設置凹部が径方向外側に張り出した嵌入部と湾曲凹部とを備え、前記ナット本体の前記貫通孔の側方に前記両端の設置凹部同士を軸方向に連通する連通孔が設けられ、前記両端の循環部材が、前記嵌入部に嵌入される張出部と、前記湾曲凹部に嵌入されるボール通路誘導部と、直線部分とそれに連続する略１／４円弧部分とで構成された角度変換通路とを有し、前記張出部に周方向の一側方に向けて半円形状に突出した径方向位置決め用の突出部が設けられ、前記両端の循環部材において、前記角度変換通路の一端がナット本体に設けられた前記転動溝の端部に連結されると共に、前記角度変換通路の他端が前記ナット本体に設けられた前記連通孔の一端に連結されて循環式の転動ルートが形成され、前記循環式の転動ルートに前記複数のボールが整列充填されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係るボールねじ循環装置は、請求項１に係るボールねじ循環装置において、前記両端の循環部材の前記角度変換通路が、該角度変換通路に交差する断面において径方向外方が開放された円弧状溝で形成され、前記両端の循環部材の径方向外側に向く面に、前記角度変換通路に沿って弾性溝部が設けられることにより、前記弾性溝部と前記角度変換通路との間に弾性的に作用する弾性壁部が形成されたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に係るボールねじ循環装置は、請求項１に係るボールねじ循環装置において、前記角度変換通路を形成している前記弧状溝の外側の辺縁部の上側弧面及び下側弧面は、前記弧状溝の内側弧面よりも大きい曲率半径を有していることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に係るボールねじ循環装置は、請求項１に係るボールねじ循環装置において、前記ナット本体の前記貫通孔の両側に、前記貫通孔と同心で該貫通孔の径よりも径の大きい円形状の環状凹部がそれぞれ形成され、前記環状凹部の内側において前記両端の設置凹部に嵌入配置された前記両端の循環部材に対して、軸方向の外側から前記両側の環状凹部内に封止リング及びＣ字形リングが嵌め込まれたことを特徴とするものである。
【考案の効果】
【００１１】
本考案の請求項１に係るボールねじ循環装置によれば、ナット本体の螺旋状の転動溝の両端にそれぞれ設けられた設置凹部に対して両端の循環部材をそれぞれ嵌入配置させる構成とした上で、ナット本体の設置凹部が径方向外側に張り出した嵌合部を備え、循環部材が、設置凹部の嵌入部に嵌入される張出部を備える構成とすると共に、循環部材の張出部に周方向の一側方に向けて半円形状に突出した径方向位置決め用の突出部が設けられた構成としたので、組み立て時、ナット本体の両端の設置凹部に対して両端の循環部材をそれぞれ嵌入配置させると、周方向に突出した径方向位置決め用の突出部により、両端の循環部材が径方向に動いてしまうことがなく、両端の循環部材が径方向に精度よく位置決め固定することができる。
【００１２】
請求項２に係るボールねじ循環装置によれば、上記構成であるため、弾性壁部の弾性作用により、真円度が高くない状態のボールでも湾曲した角度変換通路内で円滑に転動させることが可能となり、各ボールが相互にぶつかる際の異音の発生を防ぎ、より静かなボールねじ転動効果を発揮することができる。
【００１３】
請求項３に係るボールねじ循環装置によれば、上記構成であるため、ボールが角度変換通路内でより小さな面積のみ接触するため、摩擦力と騒音が減少される。
【００１４】
請求項４に係るボールねじ循環装置によれば、上記構成であるため、両端の循環部材を軸方向にも精度よく位置決め固定することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本考案の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。図１は、本考案のボールねじ循環装置の分解斜視図である。また、図２は、本考案のボールねじ循環装置の組み立て後の状態を示す斜視図である。図３は、本考案のボールねじ循環装置の側面図である。また、図４は図３のＡ−Ａ線で破断して示す軸方向の断面図である。図５は図３のＢ−Ｂ線で破断して示す断面図である。
【００１６】
本考案の実施形態に係るボールねじ循環装置は、図１乃至図２に示すように、ナット本体１０、ナット本体１０の内側に回転自在に設けられるねじ軸２０、複数のボール３０、ナット本体１０の前部に配置された循環部材４０、ナット本体１０の後部に配置された循環部材４１、ナット本体１０の前部に配置された薄い板状の封止リング５０とＣ字形リング５２、ナット本体１０の後部に配置された薄い板状の封止リング５１とＣ字形リング５３から構成される。
【００１７】
ナット本体１０は筒状（軸カバー状）を呈し、中央には軸方向に貫通する貫通孔１２が設けられ、ナット本体１０の軸方向の一端にはフランジが設けられている。前記フランジには複数の通孔１１が設けられており、これらの通孔１１はリニアガイド装置の座体上にネジ留め固定する際に用いられる。
【００１８】
貫通孔１２の内面には、螺旋状の転動溝１３が形成されている(図４参照)。ナット本体１０の貫通孔１２の両側（前側及び後側）には、貫通孔１２と同心で貫通孔１２の径よりも径の大きい円形状の環状凹部１５，１５がそれぞれ形成され、各々の環状凹部１５の底部の転動溝１３の両端位置には、転動溝１３の端部を切り欠いて形成した循環部材４０，４１用の設置凹部１４，１４がそれぞれ設けられている。図１、図３に示すように、ナット本体１０の循環部材用の設置凹部１４は、径方向外側に張り出した軸方向に深さの浅い凹状の嵌入部１７及び軸方向に深い凹状の湾曲凹部１８を備えている。
【００１９】
また、ナット本体１０には、図１に示すように、設置凹部１４，１４の両底部同士を軸方向に沿って連通する連通孔１９が設けられ、連通孔１９は、循環されるボール３０の帰還通路として機能する。また、ねじ軸２０は、その外周面にナット本体１０に設けられた転動溝１３と同じピッチの螺旋状の転動溝を備えている。
【００２０】
図６は循環部材とボールを正面（ナット本体１０の径方向外側）から示す斜視図であり、図７は循環部材とボールを背面（ナット本体１０の径方向内側）から示す斜視図である。図６及び図７に示すように、前後の循環部材４０、４１は、プラスチック材料で一体形成され、また構造は同じであるので、以下、循環部材４０を用いて説明する。図６において循環部材４０の本体上部の一端には、前方（ナット本体１０の径方向外方）に向けて舌状に張り出した張出部４２が形成されると共に、張出部４２には左側方（ナット本体１０の周方向の一側方）に向けて半円形状に突出した径方向位置決め用の突出部４５が形成されている。
【００２１】
また、循環部材４０の本体他端（右端）には半柱状に形成されたボール通路誘導部４３が設けられている。さらに、図７に示すようにボール通路誘導部４３の下部から循環部材４０の本体に対向して左方に向けて延出させた弧片４４が設けられ、該弧片４４と循環部材４０との間には、図９の断面図並びに図１の循環部材４１に示されるように、直線部分とそれに連続する略１／４円弧部分とで構成された角度変換通路４６が設けられている。角度変換通路４６は、図６並びに図８の角度変換通路４６に交差する断面図に示すように、前方（ナット本体１０の径方向外方）が開放された円弧状溝で形成される。
【００２２】
図６において循環部材４０の本体背面（ナット本体１０の内側の貫通孔１２に向く面）の右側部には左右方向に向けて図７及び図８に示すような断面半円形状の半円形突条部４７が形成され、図６及び図８に示すように循環部材４０の本体前面（ナット本体１０の径方向外側に向く面）には角度変換通路４６の上部に沿って弾性溝部４８が設けられている。
【００２３】
図８乃至図１０に示すように、組み立て時には、前後の循環部材４０、４１は、ナット本体１０に設けられた前後の設置凹部１４，１４にそれぞれ嵌入配置される。循環部材４０の張出部４２が設置凹部１４の嵌入部１７内に、循環部材４０の半柱状のボール通路誘導部４３が設置凹部１４の湾曲凹部１８内にそれぞれ嵌入される。
【００２４】
前後の循環部材４０、４１が設置凹部１４，１４に嵌入配置されると、循環部材４０、４１において、角度変換通路４６の一端が、ナット本体１０に設けられた転動溝１３の端部に連結されると共に、角度変換通路４６の他端が、ナット本体１０に設けられた軸方向に向かう連通孔１９の一端に連結される（図１並びに図９参照）。結局、ナット本体１０の螺旋状の転動溝１３の一端と循環部材４０の角度変換通路４６とナット本体１０の連通孔１９の一端とが連通すると共に、ナット本体１０の螺旋状の転動溝１３の他端と循環部材４０の角度変換通路４６とナット本体１０の連通孔１９の他端とが連通し、これによって、多数のボール３０の螺旋状周方向の転動ルートが循環部材４０で湾曲されて軸方向に向かう連通孔１９(図１及び図９参照)を通過する転動ルートに変換され、反対側の循環部材４１で再度転動ルートが湾曲され螺旋状の転動ルートに変わり、全体で循環式の転動ルートが形成される。
【００２５】
そして、ナット本体１０の貫通孔１２の前部に設けられた環状凹部１５に前方から封止リング５０が挿入され、さらに前部の環状凹部１５に前方よりＣ字形リング５２が嵌め込まれ、貫通孔１２の後部に設けられた環状凹部１５に後方から封止リング５０が挿入され、さらに後方よりＣ字形リング５３が嵌め込まれる。
【００２６】
以上のように、前後の循環部材４０、４１の張出部４２とナット本体１０の設置凹部１４の嵌入部１７との結合は、張出部４２に半円形状の突出部４５が形成されていることにより、前後の循環部材４０、４１が径方向に動いてしまうことがなく、径方向に精度よく位置決め固定される。さらに、前後の封止リング５０、５１及び前後のＣ字形リング５２、５３がそれぞれ外側に組み込まれることで、軸方向にも精度よく位置決め固定される。
【００２７】
さらに、ナット本体１０のフランジの側部周面に油孔１６が設けられ(図５参照)、潤滑油を油孔１６から注入する。転動溝１３にはボール３０が多数設置され、ねじ軸２０を貫通孔１２内に穿通すると、ナット本体１０に設けられた螺旋状の転動溝１３とねじ軸２０の外周面に設けられた転動溝とが対向すると共に、ナット本体１０の転動溝１３とねじ軸２０の転動溝１３との間に形成された螺旋状の管空間に多数のボール３０が整列して配置される（図８参照）。したがって、ナット本体１０とねじ軸２０とは相互に回転自在に設けられる。また、前後の循環部材４０、４１の角度変換通路４６内及び連通孔１９内にも多数のボール３０が整列配置される（図１及び図２参照）。さらに、前後の循環部材４０、４１の半円形突条部４７がねじ軸２０の外周面に設けられた転動溝に螺合する（図８参照）。したがって、循環式の転動ルートに複数のボール３０が整列充填される。これにより、各ボール３０が転動溝１３及び前後の循環部材４０、４１の間で循環しながら転動する。
【００２８】
図１０の部分構造拡大図に示すように、前後の循環部材４０、４１に設けられた弾性溝部４８が径方向の外側に配置され、弾性溝部４８と角度変換通路４６との間に弾性的に作用する弾性壁部４９が形成され、この弾性作用により真円度が高くない状態のボール３０でも湾曲した角度変換通路４６内で円滑に転動させることが可能となり、各ボール３０が相互にぶつかる際の異音の発生を防ぎ、より静かなボールねじ転動効果を発揮する。
【００２９】
また、本考案の実施形態において、図１０に示すように、角度変換通路４６を形成している弧状溝の（ナット本体１０の径方向外側）外側の辺縁部付近の上側弧面ａ及び下側弧面ｂは、弧状溝の（ナット本体１０の径方向内側）内側弧面ｃよりも大きい曲率半径を有している。この構成により、ボール３０が角度変換通路４６内でより小さな面積のみ接触するため、摩擦力と騒音が減少される。且つ、ボール３０が角度変換通路４６内に入った後、ボール３０とナット本体１０との間隙ｍがボール３０と角度変換通路４６との間隙ｎより大きく保留され、金属材質のボール３０がその転動中に金属材質のナット本体１０の壁面にぶつからず、ボール３０はプラスチック材質の前後の循環部材４０、４１に接触するため、全体の騒音をより静かにすることができる。
【００３０】
上述のように、本考案のボールねじ循環装置の構造においては、前後の循環部材４０、４１とナット本体１０の設置凹部１４との連結設計を改善し、ボールを循環ルートにおいてより静かに転動させることができ、より精密な回転機能へ応用することができ、産業上の利用価値が大きく増進されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本考案のボールねじ循環装置の分解斜視図である。
【図２】本考案のボールねじ循環装置の組み立て後の状態を示す斜視図である。
【図３】本考案のボールねじ循環装置の側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線で破断した断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線で破断した断面図である。
【図６】循環部材とボールを正面から示す斜視図である。
【図７】循環部材とボールを背面から示す斜視図である。
【図８】循環部材の横方向断面図である。
【図９】循環部材の部分構造を示す縦方向断面図である
【図１０】循環部材の部分構造を示す横方向拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ナット本体
１１  通孔
１２  貫通孔
１３  転動溝
１４  設置凹部
１５  環状凹部
１６  油孔
１７  嵌入部
１８  湾曲凹部
１９  連通孔
２０  ねじ軸
３０  ボール
４０  循環部材
４１  循環部材
４２  張出部
４３  ボール通路誘導部
４４  弧片
４５  突出部
４６  角度変換通路
４７  半円形突条部
４８  弾性溝部
４９  弾性壁部
５０  封止リング
５１  封止リング
５２  Ｃ字形リング
５３  Ｃ字形リング
ａ  上側弧面
ｂ  下側弧面
ｃ  内側弧面
【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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