(57)【要約】【課題】ナットの回転バランスがよく、しかも大リード対応が可能で高速送りに好適に用いることができ、更に、ナットの軸方向及び径方向寸法をコンパクト化できる低コストなボールねじ装置を提供する【解決手段】外周面にねじ溝１１を有するねじ軸１２と、該ねじ溝１１に対応するねじ溝１３を内周面に有すると共に軸方向に貫通するボール戻し通路を有し、且つ両端部に切欠きを有してねじ軸１２に螺合されるナット１４と、両ねじ溝１１，１３間と前記ボール戻し通路とを連通させるボール循環通路を前記切欠きと共に構成すべく該切欠き１７に嵌合固定される循環こまと、両ねじ溝１１，１３間、前記ボール循環通路及び前記ボール戻し通路を転動しつつ循環可能に配設された多数のボールとを備え、前記ナット１４の端面に回転力伝達用のプーリ３０を取り付けた。【選択図】      図１
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【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、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共に軸方向に貫通するボール戻し通路を有し、且つ両端面に前記ボール戻し通路の端部が開口する切欠きを有して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記両ねじ溝間と前記ボール戻し通路とを連通させるボール循環通路を前記ナットの切欠きと共に構成するボール循環溝を有して該切欠きに嵌合固定される循環こまと、前記両ねじ溝間、前記ボール循環通路および前記ボール戻し通路を転動しつつ循環可能に配設された多数のボールとを備え、前記ナットの端面に回転力伝達用のプーリを取り付けたことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、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共に軸方向に貫通するボール戻し通路を有し、且つ両端面に前記ボール戻し通路の端部が開口する切欠きを有して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記両ねじ溝間と前記ボール戻し通路とを連通させるボール循環通路を前記ナットの切欠きと共に構成するボール循環溝を有して該切欠きに嵌合固定される循環こまと、前記両ねじ溝間、前記ボール循環通路および前記ボール戻し通路を転動しつつ循環可能に配設された多数のボールとを備え、前記ナットの端面に回転力伝達用のプーリを取り付けるためのねじ穴を周方向に所定の間隔で複数形成すると共に、該ねじ穴のピッチ円直径を前記ボール戻し通路のピッチ円直径以下としたことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項３】
前記ナットの端面に取り付けられる前記プーリにボールねじ装置用のシールを内蔵したことを特徴とする請求項１又は２記載のボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば産業機械等に用いられるボールねじ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のボールねじ装置は、外周面に螺旋状のねじ溝を有して軸方向に延びるねじ軸に、内周面に前記ねじ軸のねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝を有するナットが嵌合されており、ナットのねじ溝とねじ軸のねじ溝とは互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷軌道を形成している。該負荷軌道には転動体としての多数のボールが転動可能に装填されており、ねじ軸（又はナット）の回転により、ナット（又はねじ軸）がボールの転動を介して軸方向に相対移動するようになっている。
【０００３】
ところで、ナット（又はねじ軸）が軸方向に相対移動する際には、ボールが両ねじ溝で形成される螺旋状の負荷軌道を転動しつつ移動するが、ナット（又はねじ軸）を継続して相対移動させていくためには、ボールを無限循環させる必要がある。
ボールを無限循環させる方式としては、循環チューブ式、こま式、エンドキャップ式等が一般的であるが、循環チューブ式の場合は、例えばナットの外周面の一部を平坦面にしてこの平坦面に前記両ねじ溝に連通する２個一組の孔をねじ軸を跨ぐように形成し、この一組の孔に略コ字状の循環チューブの両端を嵌め込むことにより、両ねじ溝間の負荷軌道に沿って公転するボールを該負荷軌道の途中から循環チューブで掬い上げて元の負荷軌道に戻し、これにより、ボールを無限循環させるようにしている。
【０００４】
また、こま式の場合は、ナットの外周面に設けた孔にねじ軸のねじ山を乗り越えてボールを循環させる案内溝を有するこまを嵌め込むことにより、両ねじ溝間の負荷軌道に沿って公転するボールを無限循環させるようにしている。
更に、エンドキャップ式の場合は、ナットに軸方向に貫通するボール循環穴を形成すると共に、ナットの軸方向の両端面に固定されたエンドキャップとナットの端面との間に前記ボール循環穴と前記両ねじ溝間とを連通するボール循環Ｒ部を形成し、このボール循環Ｒ部と前記ボール循環穴とによって、両ねじ溝間の負荷軌道に沿って公転するボールを無限に循環させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ナットの端面に回転力伝達用のプーリを取り付けてナットを回転させるタイプのボールねじ装置においては、ボールの循環方式が循環チューブ式の場合、ナットの外部にボールを循環させることになるためナット回転にアンバランスが発生しやすく、しかも、循環チューブがナットの外径から突出するためナットの外径をコンパクト化できない問題がある。
【０００６】
また、こま式の場合は、ナットの外周面にこまが埋め込まれた状態となるためナット外径をコンパクト化できるものの、ナットの端面にプーリを取り付ける場合、ナットの端面に形成するプーリ取付用のねじ穴とこまとの干渉を避けるためにナットの軸方向寸法が長くなりやすく、しかもナット回転タイプのボールねじ装置は主に高速送りを目的とするため小リード対応のこま式では用途に限界がある。
【０００７】
更に、エンドキャップ式の場合は、ナットの端面に固定されるエンドキャップは、通常、樹脂成形品を標準品としているため、外力が加わる場合には、金属製（削り品）のエンドキャップにする必要があり、コスト的に問題がある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、ナットの回転バランスがよく、しかも大リード対応が可能で高速送りに好適に用いることができ、更に、ナットの軸方向及び径方向寸法をコンパクト化することができる低コストなボールねじ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、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共に軸方向に貫通するボール戻し通路を有し、且つ両端面に前記ボール戻し通路の端部が開口する切欠きを有して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記両ねじ溝間と前記ボール戻し通路とを連通させるボール循環通路を前記ナットの切欠きと共に構成するボール循環溝を有して該切欠きに嵌合固定される循環こまと、前記両ねじ溝間、前記ボール循環通路および前記ボール戻し通路を転動しつつ循環可能に配設された多数のボールとを備え、前記ナットの端面に回転力伝達用のプーリを取り付けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、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共に軸方向に貫通するボール戻し通路を有し、且つ両端面に前記ボール戻し通路の端部が開口する切欠きを有して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記両ねじ溝間と前記ボール戻し通路とを連通させるボール循環通路を前記ナットの切欠きと共に構成するボール循環溝を有して該切欠きに嵌合固定される循環こまと、前記両ねじ溝間、前記ボール循環通路および前記ボール戻し通路を転動しつつ循環可能に配設された多数のボールとを備え、前記ナットの端面に回転力伝達用のプーリを取り付けるためのねじ穴を周方向に所定の間隔で複数形成すると共に、該ねじ穴のピッチ円直径を前記ボール戻し通路のピッチ円直径以下としたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記ナットの端面に取り付けられる前記プーリにボールねじ装置用のシールを内蔵したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例であるボールねじ装置を説明するための要部断面図、図２は図１の左側面図、図３は図１のボールねじ装置の左端側のプーリ及び循環こまを取り外した状態で軸方向から見た図、図４は本発明の他の実施の形態であるボールねじ装置を説明するための要部断面図、図５は本発明の実施の形態であるボールねじ装置の基本構造を説明するための要部断面図、図６は図５のボールねじ装置のナットと循環こまの分解斜視図、図７は図５の循環こまを示す図である。
【００１１】
まず、図５〜図７を参照して、本発明の実施の形態の一例であるボールねじ装置の基本構造から説明すると、このボールねじ装置１０は、外周面に螺旋状のねじ溝１１を有して軸方向に延びるねじ軸１２に、内周面に該ねじ溝１１に対応する螺旋状のねじ溝１３を有するナット１４が螺合されている。ナット１４のねじ溝１３とねじ軸１２のねじ溝１１とは互いに対向して両者の間に負荷軌道を形成しており、該負荷軌道には転動体としての多数のボール１５が転動可能に装填されている。
【００１２】
ナット１４の壁部には軸方向に貫通するボール戻し通路１６が周方向に互いに略１８０°離間して二カ所形成されており、また、ナット１４の両端面にはボール戻し通路１６の端部が開口する切欠き１７がそれぞれ形成されている（図６参照）。該切欠き１７には、前記ボール戻し通路１６と前記両ねじ溝１１，１３間の負荷軌道とを連通するための循環こま１８が嵌合固定されている。
【００１３】
循環こま１８は、図７に示すように、前記ボール戻し通路１６と前記両ねじ溝１１，１３間の負荷軌道との間を連通する湾曲状のボール循環溝２０が形成されており、該ボール循環溝２０の先端には両ねじ溝１１，１３間の負荷軌道を転動するボール１５をすくい上げるタング部１９が設けられている。ボール循環溝２０と、前記切欠き１７の径方向内面に設けられたボール径より幅広のボール走行面１７ａとによってボール１５の循環通路２１を形成しており、該ボール循環通路２１と、前記両ねじ溝１１，１３間の負荷軌道および前記ボール戻し通路１６とによってボール１５の無限循環通路を形成している。
【００１４】
ここで、この実施の形態では、図１〜３に示すように、ナット１４の端面に回転力伝達用のプーリ３０をボルト３１により取り付けている。ボルト３１は、この実施の形態では、周方向に等間隔で４本配置されており、また、ナット１４の端面に形成されたボルト３１用のねじ穴３２のピッチ円直径（Ｐ．Ｃ．Ｄ）は前記ボール戻し通路１６のピッチ円直径（Ｐ．Ｃ．Ｄ）以下（ねじ穴３２のピッチ円直径≦ボール戻し通路１６のピッチ円直径）とされている。
【００１５】
ナット１４の外周部には、転動体３３を介してハウジング３４が外挿されている。ハウジング３４のフランジ３５にはスライドテーブル等を介して駆動モータ（共に図示せず）が取り付けられており、駆動モータのモータ軸に取り付けられたプーリ（図示せず）と前記プーリ３０との間にはタイミングベルト（図示せず）が巻き掛けられている。
【００１６】
そして、例えばねじ軸１２を固定した状態で駆動モータを駆動することにより、該駆動モータの回転力がベルトを介してプーリ３０ひいてはナット１４に伝達され、これにより、ねじ軸１２に対してナット１４が回転して固定側のハウジング３４がスライドテーブル等と一体なってねじ軸３に沿って移動するようになっている。
【００１７】
このようにこの実施の形態では、ナット１４の端面に循環こま１８を埋め込んだ構造となるため、ナット１４の端面に回転力伝達用のプーリ３０を取り付けるためのねじ穴３２の形成スペースを十分に確保することができ、該プーリ３０をナット１４の端面に直接固定することで、低コスト化を図ることができると共に軸方向および径方向の寸法をコンパクト化することが可能になってナット１４の慣性モーメントを小さくすることができる。
【００１８】
また、ナット１４の外周部に循環チューブのような突出物がないことから、ナット１４の回転バランスを良くすることができると共に、循環方式はエンドキャップ式と略同様となるため、大リード対応が可能で高速送りに好適に用いることができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、図４に示すように、ナット１４の端面に取り付けられたプーリ３０にボールねじ装置用のシール４０を内蔵するようにしてもよい。このようにすると、ナット１４の軸方向寸法をより短くすることができる。
【００１９】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、請求項１又は２の発明によれば、ナットの回転バランスがよく、しかも大リード対応が可能で高速送りに好適に用いることができ、更に、ナットの軸方向及び径方向寸法をコンパクト化することができる低コストなボールねじ装置を提供することができる。
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明に加えて、ナットの端面に取り付けられるプーリにボールねじ装置用のシールを内蔵することで、ナットの軸方向寸法を更に短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例であるボールねじ装置を説明するための要部断面図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】図１のボールねじ装置の左端側のプーリ及び循環こまを取り外した状態で軸方向から見た図である。
【図４】本発明の他の実施の形態であるボールねじ装置を説明するための要部断面図である。
【図５】本発明の実施の形態であるボールねじ装置の基本構造を説明するための要部断面図である。
【図６】図５のボールねじ装置のナットと循環こまの分解斜視図である。
【図７】図５の循環こまを示す図であり、（ｂ）は正面図、（ａ）は（ｂ）の左側面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。
【符号の説明】
１０…ボールねじ装置
１１…ねじ溝（ねじ軸側）
１２…ねじ軸
１３…ねじ溝（ナット側）
１４…ナット
１５…ボール
１６…ボール戻し通路
１７…切欠き
１８…循環こま
２０…ボール循環溝
２１…ボール循環通路
３０…プーリ
３２…ねじ穴
４０…シール
【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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