(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸のリード長がボールナットのリード長より短く形成され、前記ねじ軸に予張力を付与して使用されるボールねじであって、
前記ボールナットは、軸方向に互いに離間された３つ以上のボール循環回路を備え、
前記ボール循環回路は、軸方向中央側のボール循環回路の巻き数よりも軸方向端部側のボール循環回路の巻き数が少ないことを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
前記ボールナットは、前記ボール循環回路を４つ備えることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用時に予張力を付与するためにねじ軸のリードをナットのリードに対して小さくしたボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボールねじとしては、例えば、断面半円状のねじ溝を有して軸方向に伸びているねじ軸と、そのねじ軸のねじ溝に対向する断面半円状のねじ溝を有し、前記ねじ軸に嵌合されたボールナットと、それら両ねじ溝間に挿入された複数の鋼球とを含んで構成され、複数の鋼球を介してボールナットがねじ軸の軸方向に相対移動可能としたものがある。
このようなボールねじにあっては、通常、ボールナットの肉厚部に、ねじ軸のねじ溝とボールナットのねじ溝とによる螺旋状通路に接線方向から連通するとともに、ねじ軸を跨いで一対をなしボールナット外部に開口する循環穴と、それら循環穴を連結するＵ字型のボールねじ循環チューブとを含んで構成され、ボールナットの相対移動につれて、鋼球も螺旋状通路内及びボールねじ循環チューブ内を転動しつつ移動して無限循環するボール循環路が設けられ、ボールナットが継続して移動可能となっている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、工作機械に用いられるボールねじにあっては、ねじ軸のリード長がボールナットのリード長より若干短く形成され、ボールねじを機械に組み付ける際に、ねじ軸を正規のリード長になるまで引っ張ることで（ねじ軸に予張力を付与することで）、ボールねじ駆動時のねじ軸の熱膨張による発生応力を前記予張力によって予め発生させていた引っ張り応力で吸収し、送り精度・剛性の低下や軸受への過大負荷を防止するものがある。
【特許文献１】特開平１１―６３１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ねじ軸とボールナットとにリード差があると、負荷圏における鋼球の公転速度にばらつきを生じ、玉つまりが発生する恐れがある。そのため、ねじ軸に予張力を付与して使用するタイプのボールねじにあっては、リード長を揃えた実際の使用時には玉つまりを生じない場合にも、ボールねじメーカの出荷検査で玉つまりの発生が認められ、より詳しい検査が必要となり、その結果、出荷検査に多くの手間がかかる恐れがあった。
本発明は、上記従来の技術の未解決の課題を解決することを目的とするものであって、ねじ軸とボールナットとのリード差による玉つまりを防止可能なボールねじを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のボールねじは、ねじ軸のリード長がボールナットのリード長より短く形成され、前記ねじ軸に予張力を付与して使用されるボールねじであって、前記ボールナットは、軸方向に互いに離間された３つ以上のボール循環回路を備え、前記ボール循環回路は、軸方向中央側のボール循環回路の巻き数よりも軸方向端部側のボール循環回路の巻き数が少ないことを特徴とする。
また、前記ボールナットは、前記ボール循環回路を４つ備えるようにしてもよい。
このような構成によれば、各ボール循環回路におけるリード差を小さくすることができ、負荷圏におけるボールの公転速度の変動幅を抑制することができ、その結果、ねじ軸とボールナットとのリード差による玉つまりを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明のボールねじの一実施形態を図面に基づいて説明する。
＜ボールねじの構成＞
図１は、本発明のボールねじの一実施形態の概略構成を破断して示す側面図である。この図１に示すように、ボールねじ１は、断面半円状のねじ溝２ａを有して軸方向に伸びているねじ軸２と、そのねじ軸２のねじ溝２ａに対向する断面半円状のねじ溝３ａを有し、ねじ軸２に嵌合されたボールナット３と、それら両ねじ溝間に挿入された複数の鋼球４と、を含んで構成される。そして、ボールねじ１は、複数の鋼球４を介してボールナット３がねじ軸２の軸方向に相対移動可能となっている。
【０００７】
ここで、ねじ軸２のリード長は、図２に示すように、正規のリード長より短く形成され、ボールナット３のリード長は、正規のリード長で形成されている（ねじ軸２のリード長は、ボールナット３のリード長より短く形成されている）。
なお、図２〜図５は、ねじ軸径４０mm、リード２０mm、ボール径６．３５mm、６巻き１列のボールねじに関して解析を行った際のデータである。
【０００８】
また、ボールねじ１は、ボールナット３の相対移動につれて、鋼球４も螺旋状通路５内及びボールねじ循環チューブ８（後述）内を転動しつつ移動させて無限循環させるボール循環回路６が１つのボールナット３に軸方向に互いに離間され、負荷圏が３等分されるように３つ設けられている。具体的には、ボールねじ１は、ボールナット３の肉厚部に、ねじ溝２ａ、３ａによる螺旋状通路５に接線方向から連通するとともにねじ軸２を跨いで対をなしボールナット３外部に開口する３対の循環穴７と、それら各対の循環穴７それぞれを連結するＵ字型の３つのボールねじ循環チューブ８と、を含んで構成される。
【０００９】
このように、本実施形態のボールねじ１にあっては、ボールナット３に３つのボール循環回路６を軸方向に互いに離間して設けるようにした。そのため、各ボール循環回路６におけるリード差を小さくすることができ、図３に示すように、負荷圏における鋼球４の公転速度の変動幅を抑制することができ、その結果、ねじ軸２とボールナット３とのリード差による玉つまりを防止することができる。そのため、ねじ軸２に予張力を付与して使用するタイプのボールねじ１の製造現場にあっては、出荷検査でリード差による玉つまりを防止でき、その結果、出荷検査に要する手間を低減することができる。
【００１０】
ちなみに、負荷圏が２等分されるように、２つのボール循環回路６を設ける方法にあっては、図４に示すように、負荷圏における鋼球４の公転速度の変動幅が大きくなってしまうため（ボールナット３に１つのボール循環回路６のみを設けた場合と等しいため）、ねじ軸２とボールナット３とのリード差による玉つまりが発生する恐れがある。
なお、本発明のボールねじは、上記実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００１１】
上記実施形態では、ボール循環回路６を３つ設ける例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図５に示すように、負荷圏が４等分されるように、ボール循環回路６を４つ設けるようにしてもよい。すなわち、負荷圏におけるボール公転速度は、ボールナット３の端部側ほど大きくなることから、ボールナット３の端部側のボール循環回路６によって構成される負荷圏を十分に小さくすることができない場合には、玉つまり防止の効果が十分に得られない恐れもある。また、ボール循環回路６の数を増やすと、ボールナット３の端部側のボール循環回路６によって構成される負荷圏を小さくすることができるが、ボール循環回路６の数を増やし過ぎると、部品数の増加によるコストアップにつながる。そのため、玉つまりを防止しつつ、部品数の増加によるコストアップを抑制できるように、ボール循環回路６を４つ設ける方法が最も好ましいといえる。具体的には、ボールナット３にボール循環回路６を３つ設ける方法に比べ、負荷圏の両端部に設けられるボール循環回路６における公転速度の変動幅を３０％近く小さくすることができる。
【００１２】
さらに、複数のボール循環回路６を負荷圏が等分されるように設ける例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図６に示すように、ボールナット３の軸方向中央側のボール循環回路６の負荷圏よりも軸方向端部側のボール循環回路６の負荷圏を小さくしてもよい（軸方向中央側のボール循環回路６の巻き数よりも軸方向端部側のボール循環回路６の巻き数を少なくしてもよい）。そのようにすれば、ボールナット３の軸方向端部側のボール循環回路６によって構成される負荷圏を小さくすることができ、また、ボール循環回路６の数を増やすことで、軸方向端部側のボール循環回路６によって構成される負荷圏を小さくする方法に比べ、部品数の増加によるコストアップを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のボールねじの一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１のねじ軸のリード長を説明するための説明図である。
【図３】本発明の効果を説明するための説明図である。
【図４】比較例を説明するための説明図である。
【図５】本発明の変形例を説明するための説明図である。
【図６】本発明の変形例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００１４】
１はボールねじ、２はネジ軸、２ａはねじ溝、３はボールナット、３ａはねじ溝、４は鋼球、５は螺旋状通路、６はボール循環回路、７は循環穴、８はボールねじ循環チューブ
【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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