(57)【要約】【課題】ボール戻し路とボール転動路との境界部分にボールの詰まり現象が発生することを加工コストの上昇等を招くことなく防止することのできる直動装置を提供する。【解決手段】ナット１２のボール転動溝１４をリターンチューブ１７の先端１７ａから所定の範囲にわたって砥粒流動加工し、その加工深さをリターンチューブ１７の先端１７ａに向かって次第に大きくする。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状もしくは直線状の転動体転動溝を有する案内軸と、前記転動体転動溝に対向する螺旋状もしくは直線状の転動体転動溝を有する可動体と、前記案内軸及び前記可動体の前記転動体転動溝間に形成された転動体転動路を転動する多数の転動体とを備え、前記転動体転動路に連通する転動体戻し路の両端から適当な範囲の前記可動体の転動体転動溝に、前記転動体戻し路の開口端に向かって順次大きくなる逃げ部を設けた直動装置であって、
前記逃げ部は、前記可動体の転動体転動溝を砥粒流動加工して形成されていることを特徴とする直動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじ、リニアガイド、ボールスプライン等の循環式直動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械や射出成形機などでは、モータ等の回転運動を直線運動に変換する機構部としてボールねじが用いられている。この種のボールねじは、ねじ軸と、このねじ軸の外周に遊嵌するナットとを備えており、ねじ軸またはナットの一方が回転するとナットに組み込まれた多数のボールがねじ軸の外周面とナットの内周面に相対向して形成された螺旋状のボール転動溝間を転動するようになっている。また、この種のボールねじはボールを初期位置に戻すためのボール戻し部材を備えており、ねじ軸とナットの両ボール転動溝間に形成されたボール転動路を転動したボールは、ボール戻し部材内に形成されたボール戻し路を通って初期位置に戻されるようになっている。
【０００３】
このようなボールねじのボール戻し部材は、一般に、金属からなる管状部材をＵ字状に曲げ加工して形成されている場合が多い。このため、ボール戻し部材の内径がボールの直径とほぼ同じである場合にはボール戻し部材の曲り部分でボールの詰まり現象が発生し易くなることから、通常はボールの直径に対して１．１〜１．２倍程度の内径を有する管状部材を使用してボール戻し部材を形成している。
【０００４】
しかし、ボールの直径に対して１．１〜１．２倍程度の内径を有する管状部材を使用してボール戻し部材を形成すると、ボール戻し路とボール転動路との境界部分に段差が生じ、ボール戻し路からボール転動路に入るボールが段差部に引っ掛かることによってボールの詰まり現象が発生し、ボールねじの正常な作動を著しく阻害することがある。そこで、このような難点を解消するために、ボール戻し部材の両端から適当な範囲のナットのボール転動溝に、ボール戻し部材の先端に向かって順次大きくなる逃げ部を設けたものが特公昭５７−３８８２９号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなボールねじでは、ボール戻し路とボール転動路との境界部分にボールの転がり運動を阻害するような段差が生じ難くなるので、ボール戻し路とボール転動路との境界部分にボールの詰まり現象が生じることを防止できるが、次のような問題点を有していた。すなわち、上記公報に示されるような逃げ部をボールエンドミル等の加工機でナットのボール転動溝に形成しようとすると、加工機の設定が極めて複雑で難度の高いものになってしまい、その結果として、加工コストが上昇するなどの問題があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上述した問題点を解決し、転動体転動路と転動体戻し路との境界部にボールの詰まり現象が発生することをコストの上昇を招くことなく防止することのできる直動装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、螺旋状もしくは直線状の転動体転動溝を有する案内軸と、前記転動体転動溝に対向する螺旋状もしくは直線状の転動体転動溝を有する可動体と、前記案内軸及び前記可動体の前記転動体転動溝間に形成された転動体転動路を転動する多数の転動体とを備えてなり、前記転動体転動路を転動した転動体を初期位置に戻す転動体戻し路の両端から適当な範囲の前記可動体の転動体転動溝に、前記転動体戻し路の開口端に向かって順次大きくなる逃げ部を設けた直動装置であって、前記逃げ部は、前記可動体の転動体転動溝を砥粒流動加工して形成されていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成であると、ＮＣ研削盤等の加工機を使用しなくても研削深さが転動体戻し路の開口端に向かって順次大きくなる逃げ部を可動体の転動体転動溝に形成することが可能となるので、転動体転動路と転動体戻し路との境界部にボールの詰まり現象が発生することをコストの上昇を招くことなく防止することができる。また、可動体の転動体転動溝に形成される逃げ部の研削深さを順次変化させるために加工機の加工量を加工位置に合わせて設定しなくてもよいので、可動体の転動体転動溝に逃げ部を加工コストの上昇を招くことなく形成することができる。さらに、砥粒が混練された粘弾性媒体を転動体循環部を往復動させる加工を行うことを考えれば、転動溝端部に限らず往復動する転動体が通過する際に問題になると考えられる循環路内の段差部分についても同時に、段差による転動体の引っ掛かりを抑えるためのＲ付け加工ができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図３は本発明をボールねじに適用した一実施形態を示す図で、図１は本発明の一実施形態に係るボールねじの軸方向に沿う断面図、図２は同実施形態に係るボールねじの径方向に沿う断面図である。これらの図に示すように、ボールねじ１０は、案内軸としてのねじ軸１１と、このねじ軸１１の外周に遊嵌する可動体としてのナット１２とを備えており、ねじ軸１１の外周面には螺旋状のボール転動溝１３が形成されている。このボール転動溝１３はナット１２の内周面に形成された螺旋状のボール転動溝１４と対向しており、ねじ軸１１またはナット１２の一方が回転するとナット１２に組み込まれた多数のボール１５が上記ボール転動溝１３，１４間に形成された螺旋状のボール転動路１６を転動するようになっている。
【００１０】
また、ボールねじ１０はボール戻し部材としてのリターンチューブ１７を備えている。このリターンチューブ１７はボール１５の直径に対して１．１〜１．２倍程度の内径を有する管状部材をＵ字状に曲げ加工して形成されており、ボール転動路１６を転動したボール１５はリターンチューブ１７内に入り、このリターンチューブ１７内に形成されたボール戻し路１８を通って初期位置に戻されるようになっている。
【００１１】
図３はボールねじ１０の一部分を示す断面図であり、同図に示すように、ナット１２の内周面に形成されたボール転動溝１４には、逃げ部（研削加工部）１９がリターンチューブ１７の先端１７ａから所定の範囲に渡って設けられている。この逃げ部１９は角度αで示される部分のボール転動溝１４を砥粒流動加工して形成されており、その研削深さはリターンチューブ１７の先端１７ａに向かって次第に大きくなっている。
【００１２】
ここで、砥粒流動加工とは、図４に示すように、粘弾性媒体２１に混練された砥粒（例えば炭化ケイ素、ダイヤモンド等）に圧力を加えながら加工物Ｗの表面を粘弾性媒体２１で研磨する加工方法であり、このような方法でナット１２のボール転動溝１４をリターンチューブ１７の先端１７ａから所定の範囲にわたって研磨加工し、その研削深さをリターンチューブ１７の先端１７ａに向かって次第に大きくすると、ボール戻し路１８とボール転動路１６との境界部分にボール１５の転がり運動を阻害するような段差が生じ難くなる。
【００１３】
図５は砥粒流動加工を施す前のボール転動溝１４の表面粗さと砥粒流動加工を施した後のボール転動溝１４の転動方向形状を測定した結果を示す線図であり、図中実線ａは砥粒流動加工を施す前のボール転動溝１４の転動方向形状を示し、実線ｂは砥粒流動加工を施した後のボール転動溝１４の転動方向形状を示している。この図から明らかなように、ボール転動溝１４に砥粒流動加工をリターンチューブ１７の先端１７ａから所定の範囲に渡って施すと、ボール転動溝１４に滑らかなクラウニング形状の逃げ部１９を加工できることがわかる。
【００１４】
図６はボール転動溝１４を砥粒流動加工する前のボールねじの音響特性とボール転動溝１４を砥粒流動加工した後のボールねじの音響特性を示す線図であり、図中実線ｃはボール転動溝１４を砥粒流動加工する前のボールねじの音響特性を示し、実線ｄはボール転動溝１４を砥粒流動加工した後のボールねじの音響特性を示している。この図から明らかなように、ボール転動溝１４に砥粒流動加工をリターンチューブ１７の先端１７ａから所定の範囲に渡って施すと、ボール１５の繰り返し衝撃によるものと考えられる発生音成分に対して有効であることがわかる。
【００１５】
図７はボール転動溝１４にクラウニングを施す意義を説明するための図であり、同図の（ａ）に示すように、ボール転動溝１４にクラウニングを施さない場合には、無負荷状態のボール１５が急激に負荷を受けることになるため、衝撃力が発生して瞬間的に過大な力が発生し、振動や音響の発生原因となる。
これに対し、ボール転動溝１４にクラウニング１９を施した場合には、図７の（ｂ）に示すように、ボール１５が定常的に負荷を受ける部分まで徐々に負荷が増加することにより、衝撃力の発生がなくなり、振動や音響の発生原因となり難い。
【００１６】
上述のように、ナット１２のボール転動溝１４をリターンチューブ１７の先端１７ａから所定の範囲にわたって砥粒流動加工し、その加工深さをリターンチューブ１７の先端１７ａに向かって次第に大きくすると、ボール戻し路１８とボール転動路１６との境界部分にボール１５の転がり運動を阻害するような段差が生じ難くなるので、ボール戻し路１８とボール転動路１６との境界部分にボール１５の詰まり現象が発生することを防止することができる。また、ナット１２のボール転動溝１４に形成される逃げ部１９の研削深さをリターンチューブ１７の先端１７ａに向かって次第に大きくするために加工機の加工量を加工位置に合わせて設定する必要がないので、ナット１２のボール転動溝１４に逃げ部１９を加工コストの上昇等を招くことなく形成することができる。
【００１７】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上述した実施形態では本発明をボールねじに適用した場合を例示したが、リニアガイドやボールスプラインにも本発明を適用することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可動体の転動体転動溝に形成される逃げ部の研削深さを転動体戻し路の開口端に向かって次第に大きくするために加工機の加工量を加工位置に合わせて設定する必要がないので、可動体の転動体転動溝に逃げ部を加工コストの上昇等を招くことなく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るボールねじの軸方向に沿う断面図である。
【図２】図１に示すボールねじの径方向に沿う断面図である。
【図３】図２の一部分を示す断面図である。
【図４】ナットのボール転動溝を砥粒流動加工する場合の方法を示す図である。
【図５】ナットの内周面に形成されたボール転動溝の表面粗さ変化を示す線図である。
【図６】ボールねじの音響特性を示す線図である。
【図７】ナットのボール転動溝にクラウニング加工を施した場合の作用効果を説明するための図である。
【符号の説明】
１１　　ねじ軸
１２　　ナット
１３，１４　　ボール転動溝
１５　　ボール
１６　　ボール転動路
１７　　リターンチューブ
１８　　ボール戻し路
１９　　逃げ部
【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】
2004019905.tif 000007
【図６】
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【図７】
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