(57)【要約】【課題】循環こまの損傷を防止し、寿命低下を防止することができるボールねじ装置を提供すること。【解決手段】ナット、ねじ軸、循環こま３０及び転動体とからなり、ナットとねじ軸間の負荷軌道から循環こま３０のタング部３４が転動体を掬い上げ、転動体を循環こま３０の転動体循環路３２へ案内するボールねじ装置において、タング部３４が転動体循環路３２の縁部分から負荷軌道へ向かって張り出しており、タング部３４上の走行面３６の縁３８と、転動体循環路３２の縁４０とを連結してなる稜線４２が、連続的に曲率が変化する一本の曲線により形成されてボールねじ装置を構成する。【選択図】　図２
2004116560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、当該ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を内周面に有するとともに軸方向に貫通する転動体戻し通路を有して前記ねじ軸に遊嵌されるナットと、前記両ねじ溝の間に挟まれた負荷軌道と前記転動体戻し通路とを連通させる転動体循環路を有して前記ナットの両端面に配置される転動体循環部材と、前記負荷軌道、前記転動体戻し通路及び前記転動体循環路を転動しつつ循環可能に介装された多数の転動体とを備え、前記転動体循環路の縁部分から前記負荷軌道へ向かって張り出しており、且つ前記負荷軌道を転動する前記転動体を掬い上げるタング部を前記転動体循環部材に備えるボールねじ装置において、
前記タング部上の転動体が転動して移動する走行面の縁と、前記転動体循環路の縁とを連結してなる稜線を曲線により形成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に記載のボールねじ装置であって、前記稜線は、少なくとも前記走行面の縁と前記転動体循環路の縁の接続点を含む範囲の曲率が連続的に変化する曲線により形成されていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のボールねじ装置であって、少なくとも前記各縁の接続点を含む範囲の稜線で、この稜線の接線方向に垂直な断面が丸みを帯びた曲線によって形成されていることを特徴とするボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば産業機械など用いられるボールねじ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、従来のボールねじ装置１は、外周面にねじ溝１２を有して軸方向に延びるねじ軸１０に、内周面にねじ溝１８を有するナット１６が嵌合されている。ナット１６のねじ溝１８とねじ軸１０のねじ溝１２とは互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷軌道２６を形成しており、この負荷軌道２６にはボールからなる多数の転動体２４が転動可能に装填されている。そして、ねじ軸１０（又はナット１６）の回転により、ナット１６（又はねじ軸１０）が転動体２４の転動を介して直線移動するようになっている。
【０００３】
ところで、ナット１６（又はねじ軸１０）が直線移動する際には、転動体２４が負荷軌道２６を転動しつつ移動するが、ナット１６（又はねじ軸１０）を継続して移動させていくためには、転動体２４を無限循環させる必要がある。転動体２４を無限循環させる方式としては循環チューブ式やエンドキャップ式等が一般的であるが、コンパクトタイプのボールねじ装置１では、ナット１６に軸方向に貫通する転動体戻し通路２０を形成すると共に、ナット１６の端面に切欠き２２を形成し、この切欠き２２に、転動体戻し通路２０と負荷軌道２６とを連通させる転動体循環路３２を有する循環こま３０（転動体循環部材）を嵌合して固定している。そして、負荷軌道２６、転動体戻し通路２０及び転動体循環路３２によって転動体２４の無限循環回路２８を形成している。
【０００４】
図６及び図７に示すように、循環こま３０は合成樹脂の射出成型品又は切削加工品であり、循環こま３０の転動体循環路３２の端から負荷軌道２６を形成するねじ軸１０側のねじ溝１２へ向かってタング部３４が張り出している。タング部３４は長手方向に垂直な断面はおよそ三日月形をなし、この三日月形の内側が連続してなる面が、転動体が転動し移動する走行面３６をなす。そして、タング部３４の先端でタング部３４上の走行面３６はねじ軸１０側のねじ溝１２の内面にわずかに隙間を開けて連なっている。また、タング部３４の付け根４３で走行面３６は転動体循環路３２に連なっている。
【０００５】
また、タング部３４の走行面３６の縁３８は転動体循環路３２の縁４０へ連続しており、走行面３６の縁３８と転動体循環路３２の縁４０とが連続して稜線４２を形成している。この稜線４２は、タング部３４の付け根４３にある縁３８と縁４０との接続点４４でおよそＶの字形をなして折れ曲がっており、切り込み４６が形成されている（たとえば、特許文献１を参照）。
【０００６】
そして、転動体２４が無限循環回路２８を転動しつつ移動して負荷軌道２６の一端に至ると、転動体２４はタング部３４の先端からタング部３４の走行面３６上に掬い上げられて転動体循環路３２へ案内され、転動体循環路３２から転動体戻し通路２０へ入る。
【０００７】
【特許文献１】
特願２００２―１０２４３８号（図３及び図４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来あるボールねじ装置１の循環こま３０は付け根４３の強度が弱く、タング部３４が破損しやすいという不具合があった。すなわち、タング部３４の走行面３６上に掬い上げられた転動体２４は衝撃力をタング部３４に及ぼす。この衝撃力は切り込み４６の最奥部分の接続点４４に集中しやすく、接続点４４近傍に割れを生じやすくなっていた。接続点４４近傍で割れが一度生じると、この割れの先端に力が集中して割れが進行しやすくなり、付け根４３からタング部３４が欠け落ちるなどし、循環こま３０が損傷してしまう。そして、循環こま３０が損傷すると、転動体２４が無限循環回路２８内を円滑に転動しつつ移動することができなくなり、ボールねじ装置１の寿命が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、上記した従来の技術の問題点を除くためになされたものであり、その目的とするところは、循環こま３０の損傷を防止し、寿命低下を防止することができるボールねじ装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明は、外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、当該ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を内周面に有するとともに軸方向に貫通する転動体戻し通路を有して前記ねじ軸に遊嵌されるナットと、前記両ねじ溝の間に挟まれた負荷軌道と前記転動体戻し通路とを連通させる転動体循環路を有して前記ナットの両端面に配置される転動体循環部材と、前記負荷軌道、前記転動体戻し通路及び前記転動体循環路を転動しつつ循環可能に介装された多数の転動体とを備え、前記転動体循環路の縁部分から前記負荷軌道へ向かって張り出しており、且つ前記負荷軌道を転動する前記転動体を掬い上げるタング部を前記転動体循環部材に備えるボールねじ装置において、前記タング部上の転動体が転動して移動する走行面の縁と、前記転動体循環路の縁とを連結してなる稜線を曲線により形成したボールねじ装置である。
【００１１】
請求項１の発明によると、タング部上の走行面の縁と転動体循環路の縁とを連結してなる稜線は曲線によって形成されており、タング部に加わる負荷はこの曲線沿いに分散され、稜線のうちの一箇所に集中することは防止される。したがって、稜線のうちの一箇所に割れなどが生じ、転動体循環部材が損傷することも防止される。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載のボールねじ装置であって、前記稜線は少なくとも前記走行面の縁と前記転動体循環路の縁の接続点を含む範囲の曲率が連続的に変化する曲線により形成されているボールねじ装置である。
請求項２の発明によると、タング部の付け根の前後において、タング部上の走行面の縁と転動体循環路の縁とを連結してなる稜線は、連続的に曲率が変化する一本の曲線によって形成されている。したがって、タング部に加わる負荷はこの曲線沿いに分散され、タング部の付け根において割れなどが生じ転動体循環部材が損傷することも防止される。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のボールねじ装置であって、少なくとも前記各縁の接続点を含む範囲の稜線で、この稜線の接線方向に垂直な断面が丸みを帯びた曲線によって形成されているボールねじ装置である。
請求項３の発明によると、稜線の接線方向に垂直な断面は丸みを帯びた曲線によって形成されており、この丸みを帯びた曲線からなる断面が稜線方向に連続して形成される湾曲面上に稜線はのっている。したがって、稜線に働く負荷はこの湾曲面上に分散され、稜線の頂部が欠けるなどすることは防止され、稜線の頂部の欠けた部分から割れが進行することも防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１ないし図４を参照して本実施の形態の構成を説明する。なお、従来のものと同様の構成については、同じ符号を付して説明する。
コンパクトタイプのボールねじ装置１があり、このボールねじ装置１の構成は、転動体循環部材である循環こま３０の構成を除いて従来のものと同様である。すなわち、外周面にねじ溝１２とねじ山１４を有するねじ軸１０と、内周面にねじ溝１８とねじ山１９を有するナット１６が嵌合されている。
【００１５】
ナット１６のねじ溝１８と、ねじ軸１０のねじ軸１０は互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷軌道２６が形成されており、この負荷軌道２６には多数の転動体２４であるボールが転動可能に装填されている。そして、ねじ軸１０（又はナット１６）の回転によりナット１６（又はねじ軸１０）が転動体２４の転動を介して軸方向へ移動するようになっている。
【００１６】
ナット１６の壁部分には軸方向に貫通する転動体戻し通路２０が穿設されており、また、ナット１６の両端面には循環こま３０を嵌合させる切欠き２２が転動体戻し通路２０と負荷軌道２６に連通して形成されている。
循環こま３０は合成樹脂の射出成型品又は切削加工品であり、図２及び図３に示すように、循環こま３０は転動体戻し通路２０と負荷軌道２６とを連通させる転動体循環路３２を有し、転動体循環路３２の端には負荷軌道２６を転動する転動体２４を掬い上げるタング部３４が形成されている。タング部３４の中間から先端側にかけては、長手方向に垂直な断面はおよそ三日月形をなして従来のものと同様の形状を有しており、タング部３４の先端でタング部３４の走行面３６はねじ軸１０側のねじ溝１２の内面にわずかに隙間を開けて連なっている。また、タング部３４の付け根４３でタング部３４上の走行面３６は転動体循環路３２に連なっている。
【００１７】
また、タング部３４の付け根４３において、走行面３６の縁３８と転動体循環路３２の縁４０とは接続点４４を介して連続しており、接続点４４を挟んでこれらの縁３８と縁４０とは連続した稜線４２を形成している。そして、接続点４４の前後を含む範囲においてこの稜線４２は折れ曲がることなく、曲率が連続的に変化する一本の曲線となっている。そして、図４に示すように、接続点４４の前後を含む稜線４２の範囲で、稜線４２の接線方向に垂直な断面は丸みを帯びた曲線となっている。この曲線の曲率半径は０．０５〜０．５ｍｍとすることが望ましい。すなわち、この断面上において、稜線４２を挟む走行面３６と走行面３６の反対側にあるタング部３４の裏側の面とは丸みを帯びた曲線によってつながっており、この丸みを帯びた曲線を有する断面が稜線４２の方向に連続して湾曲面５４をなし、この湾曲面５４上に稜線４２はのっており、稜線４２の方向に沿って稜線４２の頂部は丸められている。
【００１８】
さらに、循環こま３０において、転動体循環路３２が形成されている表面４８とは反対側の裏面５０上には、ねじ軸１０のねじ溝１２に対応した形状を有する凸部５２が形成されており、この凸部５２はタング部３４に連なっている。また、裏面５０と凸部５２表面との連続部分はなだらかな湾曲面５６によって形成されている。そして、タング部３４の付け根４３において湾曲面５６は湾曲面５４となだらかに連続している。
【００１９】
また、循環こま３０は切欠き２２に嵌合固定されて、切欠き２２内で径方向及び周方向に拘束されており、循環こま３０の裏面５０と凸部５２とがナット１６の内周面上に現れている。そして、ナット１６がねじ軸１０に遊嵌した状態で、循環こま３０の凸部５２がねじ軸１０のねじ溝１２の内側に収まっており、循環こま３０の裏面５０とねじ軸１０のねじ山１４との間、及び、凸部５２とねじ軸１０のねじ溝１２との間にはわずかな隙間が形成されており、ねじ軸１０と循環こま３０との間の干渉は防止されている。
【００２０】
そして、かかる構成の負荷軌道２６、転動体戻し通路２０及び転動体循環路３２によって転動体２４の無限循環回路２８を形成している。
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
ボールねじ装置１は、ねじ軸１０（又はナット１６）が回転して、ナット１６（又はねじ軸１０）は転動体２４の転動を介して軸方向へ移動する。このとき、転動体２４は無限循環回路２８内を転動しつつ移動する。
【００２１】
転動体２４が負荷軌道２６の一方の端まで移動すると、循環こま３０の一方のタング部３４に掬い上げられ、タング部３４の先端から走行面３６の上に移動する。そして、転動体２４は走行面３６に案内されて転動体循環路３２に入る。転動体循環路３２に入った転動体２４は転動体戻し通路２０を通り、他方の循環こま３０の転動体循環路３２とタング部３４上の走行面３６を移動し、負荷軌道２６の他方の端へ戻る。
【００２２】
転動体２４がタング部３４に掬い上げられるとき、転動体２４はタング部３４へ衝撃力を及ぼす。この衝撃力によってタング部３４の付け根４３に大きな負荷がかかる。しかし、付け根４３の前後において、負荷は曲線をなす稜線４２上で分散され、稜線４２の一部分に負荷が集中することは防止されている。したがって、接続点４４で稜線４２に割れが生じることは防止され、タング部３４が循環こま３０から欠け落ちたりすることも防止される。
【００２３】
また、接続点４４の前後で、稜線４２は湾曲面５４の上に位置しているので、走行面３６の縁３８に働く負荷は湾曲面５４上で分散され、この稜線４２が欠けたりすることも防止され、稜線４２の欠けた部分から割れが進行し、タング部３４が循環こま３０から欠け落ちたりすることも防止される。
したがって、転動体２４からタング部３４へ働く衝撃力によって循環こま３０のタング部３０に損傷が生じることが防止され、無限循環回路２８内を転動体２４は円滑に転動しつつ移動可能となり、ボールねじ装置１の寿命を長くすることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、上記のようなボールねじ装置であるので、循環こまの損傷を防止し、寿命低下を防止することができるボールねじ装置を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るボールねじ装置の構成図である。
【図２】本実施の形態に係る循環こまを表面側から見た斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る循環こまを裏面側から見た斜視図である。
【図４】タング部の稜線の接線方向に垂直な断面図である。
【図５】従来のボールねじ装置の構成図である。
【図６】従来の循環こまを表面側から見た斜視図である。
【図７】従来の循環こまを裏面側から見た斜視図である。
【符号の説明】
１　ボールねじ装置
１０　ねじ軸
１２　ねじ軸のねじ溝
１４　ねじ軸のねじ山
１６　ナット
１８　ナットのねじ溝
１９　ナットのねじ山
２０　転動体戻し通路
２２　切欠き
２４　転動体
２６　負荷軌道
２８　無限循環回路
３０　循環こま
３２　転動体循環路
３４　タング部
３６　タング部の走行面
３８　タング部の走行面の縁
４０　転動体循環路の縁
４２　稜線
４３　付け根
４４　接続点
４６　切り込み
４８　循環こま表面
５０　循環こま裏面
５２　凸部
５４、５６　湾曲面
【図１】
2004116560.tif 000003
【図２】
2004116560.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004116560.tif 000006
【図５】
2004116560.tif 000007
【図６】
2004116560.tif 000008
【図７】
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