(57)【要約】【課題】  破損が生じにくく且つ製造の容易なボールねじを提供する。【解決手段】  ボールねじは、ねじ軸１と、螺旋状のボール転動路５に転動自在に装填された複数のボール３を介してねじ軸１に螺合されるナット２と、ボール３をボール転動路５の終点から始点へ送ってボール３を循環させるボール戻し路６と、ボール転動路５とボール戻し路６との間のボール３の移動を案内するボール案内部材１０と、を備えている。ボール案内部材１０はナット２の端面に設けられた凹部１５に嵌め込まれており、その露出部分上には固定部材２０が配され、ボール案内部材１０は固定部材２０とナット２とで挟まれている。凹部１５の内面に形成された溝部１６に固定部材２０の外縁部２０ａが差し込まれているため、固定部材２０はナット２に固定され、これによりボール案内部材１０がナット２に固定されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された複数のボールを介して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ送って前記ボールを循環させるボール戻し路と、前記ボール転動路と前記ボール戻し路との間の前記ボールの移動を案内するボール案内部材と、を備えるボールねじにおいて、
前記ナットの端面に設けられた凹部に前記ボール案内部材を嵌め込んだ上、前記ボール案内部材の露出部分上に固定部材を配して前記ボール案内部材を前記固定部材と前記ナットとで挟み、前記凹部の内面に形成された溝部に前記固定部材の一部分を差し込むことにより前記固定部材を前記ナットに取り付けて、前記ボール案内部材を前記ナットに固定したことを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
前記固定部材が板状であることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項３】
前記固定部材が金属製であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のボールねじ。
【請求項４】
螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された複数のボールを介して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ送って前記ボールを循環させるボール戻し路と、前記ボール転動路と前記ボール戻し路との間の前記ボールの移動を案内するボール案内部材と、を備えるボールねじにおいて、前記ボール案内部材を前記ナットに樹脂で固着したことを特徴とするボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送機構や精密位置決め機構等に用いられるボールねじは、ねじ軸とそれに螺合されたナットとで構成されており、ねじ軸の外周面とナットの内周面とには、互いに対向する螺旋状のねじ溝が備えられている。そして、これら両ねじ溝の間に形成される螺旋状のボール転動路内に、複数のボールが転動自在に装填されていて、この複数のボールの転動を介してねじ軸とナットとが軸方向に相対移動するようになっている。
【０００３】
ねじ軸とナットとの相対移動を継続させるためには、ボール転動路を転動するボールを無限に循環させる必要があるので、ボールねじには、ボールをボール転動路の終点から始点へ送ってボールを循環させるボール戻し路が備えられている。ボールは、ボール転動路内を移動しつつねじ軸の回りを複数回回ってボール転動路の終点に至ると、ボール戻し路の一方の端部からボール戻し路内に移動し、ボール戻し路の中を通ってボール戻し路の他方の端部からボール転動路の始点に戻されるようになっている。
【０００４】
ボール転動路の終点及び始点においては、ボール転動路とボール戻し路との間をボールが移動するが、このボールの移動を円滑に行うために、ボール転動路の終点及び始点にはボールの移動を案内するボール案内部材が配されている。そして、このボール案内部材は、種々の方法によりナットに固定されている。
例えば、特許文献１には、ボール案内部材がばねリングで固定されたボールねじが記載されている。
【特許文献１】実用新案登録第３０３４０５２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のボールねじは、ボール案内部材と固定部材であるばねリングとの接触面積が小さいため、高加減速時や高負荷時にボール転動路やボール戻し路でボールの詰まりが発生した場合に、ボールに押されたボール案内部材によりばねリングが破損するおそれがあった。
また、ばねリングを嵌め込んでナットに固定するための断面テーパー状の溝を、ナットの内周面に形成する必要があるので、ナットの加工は困難性を有していた。さらに、ボールねじの製造（組み立て）の際に、ばねリングをがた無くナットに取り付けることや、ばねリングの全周にわたって均一な圧を付与してナットに取り付けることは容易ではないという問題があった。
そこで、本発明は、上記のような従来のボールねじが有する問題点を解決し、破損が生じにくく且つ製造の容易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】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係るボールねじは、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された複数のボールを介して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ送って前記ボールを循環させるボール戻し路と、前記ボール転動路と前記ボール戻し路との間の前記ボールの移動を案内するボール案内部材と、を備えるボールねじにおいて、前記ナットの端面に設けられた凹部に前記ボール案内部材を嵌め込んだ上、前記ボール案内部材の露出部分上に固定部材を配して前記ボール案内部材を前記固定部材と前記ナットとで挟み、前記凹部の内面に形成された溝部に前記固定部材の一部分を差し込むことにより前記固定部材を前記ナットに取り付けて、前記ボール案内部材を前記ナットに固定したことを特徴とする。なお、この固定部材は板状であることが好ましい。
【０００７】
このような構成であれば、ボール案内部材と固定部材との接触面積が大きいため、ボール転動路やボール戻し路でボールの詰まりが発生した場合にも、ボールに押されたボール案内部材により固定部材が破損する可能性が低い。また、ナットの加工や固定部材の取り付けが容易であるので、ボールねじの製造も容易である。
また、固定部材は金属製であることが好ましい。金属製であれば固定部材にバネ性が付与されるので、ボール案内部材をナットに押し付けて固定することができる。その結果、ボール案内部材の固定位置が正確となり、また、ボールの衝突により衝撃を受けるボール案内部材を、確実に固定することができる。
【０００８】
さらに、本発明に係るボールねじは、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された複数のボールを介して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ送って前記ボールを循環させるボール戻し路と、前記ボール転動路と前記ボール戻し路との間の前記ボールの移動を案内するボール案内部材と、を備えるボールねじにおいて、前記ボール案内部材を前記ナットに樹脂で固着したことを特徴とする。
このような構成であれば、ボール案内部材のナットへの固定が極めて容易である。また、ボール案内部材をナットに固定するための固定部材が不要であるので、固定部材をナットに取り付けるための溝等をナットに形成する必要がない。よって、ナットの加工が極めて容易である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のボールねじは、破損が生じにくく且つ製造が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係るボールねじの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態であるボールねじの側面図であり、その一部は軸方向に平行な平面で破断して示してある。
図１のボールねじは、螺旋状のねじ溝１ａを外周面に有するねじ軸１と、ねじ軸１のねじ溝１ａに対向する螺旋状のねじ溝２ａを内周面に有しねじ軸１に螺合される円筒状のナット２と、ねじ軸１のねじ溝１ａとナット２のねじ溝２ａとで形成される螺旋状のボール転動路５に転動自在に装填された複数のボール３と、を備えている。そして、ボール３を介してねじ軸１に螺合されているナット２とねじ軸１とを相対回転運動させると、ボール３の転動を介してねじ軸１とナット２とが軸方向に相対移動するようになっている。なお、ねじ溝１ａ，２ａの断面形状は、円弧状でもよいしゴシックアーク状でもよい。
【００１１】
また、ナット２には、軸方向に延びる孔からなるボール戻し路６が形成されており、このボール戻し路６の両端は、ボール転動路５の始点及び終点の近傍にそれぞれ配されている。よって、ボール３は、ボール転動路５内を移動しつつねじ軸１の回りを複数回回ってボール転動路５の終点に至ると、ボール戻し路６の一方の端部からボール戻し路６内に移動し、ボール戻し路６の中を通ってボール戻し路６の他方の端部からボール転動路５の始点に戻される。
このように、ボール転動路５内を転動するボール３がボール戻し路６により無限に循環されるようになっているので、ねじ軸１とナット２とは継続的に相対移動することができる。
【００１２】
ボール転動路５の終点においては、ボール転動路５からボール戻し路６へボール３が移動し、ボール転動路５の始点においては、ボール戻し路６からボール転動路５へボール３が移動するが、このボール３の移動を円滑に行うために、ボール転動路５の終点及び始点には上記のようなボール３の移動を案内するボール案内部材１０，１０がそれぞれ配されている。
【００１３】
図２に示すように、このボール案内部材１０は、ボール３をボール転動路５から掬い上げるタング部１２と、掬い上げられたボール３の進行方向を転換してボール戻し路６に案内する案内路１３と、を有している。このタング部１２は、リード角に沿い且つボール転動路５内に突出するように配されているので、ボール転動路５内を移動してボール転動路５の終点に至ったボール３は、タング部１２に衝突することによりボール転動路５から掬い上げられ案内路１３に移り、案内路１３に案内されてボール戻し路６内に移動する。そして、ボール戻し路６の中を通ってボール戻し路６の他方の端部に至ったボール３は、ボール転動路５の始点に配されたボール案内部材１０の案内路１３に案内されて、ボール戻し路６からボール転動路５の始点に戻される。
【００１４】
このボール案内部材１０はナット２に固定されているが、以下にナット２への固定方法について、図３〜５を参照しながら詳細に説明する。図３，４はナットの端面を軸方向から見た図であり、図３はボール案内部材１０が凹部１５に嵌め込まれていない状態を示し、図４はボール案内部材１０が凹部１５に嵌め込まれ固定部材２０で固定された状態を示している。図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。
【００１５】
図３に示すように、ナット２の軸方向両端面には、ボール案内部材１０の外形形状に合った形状の凹部１５，１５がそれぞれ設けられており、両凹部１５，１５の底面にボール戻し路６の端部がそれぞれ開口している。そして、図４，５に示すように、タング部１２及び案内路１３を凹部１５の底面に向けて、ボール案内部材１０が凹部１５に嵌め込まれている。前述したように、タング部１２は、リード角に沿い且つボール転動路５内に突出するように配されている。また、案内路１３は、ボール転動路５の終点又は始点とボール戻し路６の端部とを連結するように配されている。
【００１６】
凹部１５に嵌め込まれたボール案内部材１０の露出部分（凹部１５の開口部に露出している部分）上には、固定部材２０が配されていて、ボール案内部材１０は固定部材２０とナット２（すなわち凹部１５の底面）とで挟まれている。凹部１５の内面のうち側面（軸方向に平行な面）には、固定部材２０の外縁部を挿入可能な溝部１６が形成されており、この溝部１６に固定部材２０の外縁部２０ａが差し込まれているので、固定部材２０はナット２に固定され、これによりボール案内部材１０がナット２に固定される。
【００１７】
ボール３の進行方向は、略円弧状に湾曲した案内路１３の変曲点近傍に衝突して転換されるので、案内路１３の曲率中心と固定部材２０の中心とが一致するように、固定部材２０を配することが好ましい。そうすれば、ボール３の衝突により固定部材２０に負荷される衝撃を軽減することができる。
なお、本実施形態においては、溝部１６は凹部１５の側面のうち対向する２カ所に形成したが、１カ所でも差し支えない。溝部１６をナット２の凹部１５の内面に形成する方法は、特に限定されるものではないが、キーシードカッター等を用いることができる。
【００１８】
また、固定部材２０の形状は、溝部１６に挿入可能な部分を有し、且つ、ボール案内部材１０をナット２との間に挟んで固定することができるようなものであれば、特に限定されるものではないが、固定の容易さと確実性を考えると板状であることが好ましい。板状の固定部材の外周の形状は特に限定されるものではないが、例えば、図６の（ａ）〜（ｄ）に示すような、略矩形，略楕円形，略扇形等があげられる。また、板状の固定部材には、図６の（ｅ）に示すような穴を設けてもよい。このような穴を設ければ、該穴にボールねじ組み立て用の治具を係合して固定部材を取り扱うことができるので、ボールねじの組み立て作業の効率を高めることができる。
【００１９】
さらに、固定部材２０の大きさは特に限定されるものではなく、ボール案内部材１０の露出部分全体を覆うような大きさでもよいし、一部を覆うような大きさでもよい。ただし、ボール案内部材１０と固定部材２０との接触面積が大きい方が、固定部材２０が破損する可能性が低く、且つ、ボール案内部材１０を確実に固定することができるので、大きい方が好ましい。
さらに、固定部材２０の厚さは特に限定されるものではないが、固定部材２０の破損を防ぐためには、ボール３の直径，公転速度，加速度等の使用条件の厳しさに応じて、所定の厚さ以上とする必要がある。
【００２０】
さらに、板状の固定部材２０は金属製であることが好ましい。そうすれば、固定部材２０にバネ性が付与されるので、ボール案内部材１０をナット２に押し付けて固定することができる。その結果、ボール案内部材１０の固定位置が正確となり、また、ボール３の衝突により衝撃を受けるボール案内部材１０を、確実に固定することができる。このような板状且つ金属製の固定部材２０の製造方法は特に限定されるものではないが、放電加工，ワイヤーカット，打ち抜き加工等の方法で製造することができる。ただし、高強度，高弾性を有し固定部材２０にバネ性を付与することができるならば、板状の固定部材２０は樹脂製でも差し支えない。樹脂の種類は、例えばエンジニアリングプラスチック等が好ましく、炭素繊維，ガラス繊維等の補強材を含有するものでもよい。
【００２１】
さらに、ボール案内部材１０の前記露出部分（固定部材２０と接する面）には、固定部材２０を保持する突起１０ａを設けることが好ましい。ボール案内部材１０及び固定部材２０を軸方向から見た図７の（ａ）と、図７の（ａ）のＢ−Ｂ断面図である図７の（ｂ）とに示すように、固定部材２０の外周に沿う位置に、固定部材２０を挟むように少なくとも２個の突起１０ａを設ければ、固定部材２０の位置がずれたり外れたりしにくい。
【００２２】
さらに、本実施形態においては、ボール案内部材１０を固定部材２０によりナット２に固定したが、樹脂で固着する方法を採用しても差し支えない。例えば、ナット２の端面を軸方向から見た図８の（ａ）と、図８の（ａ）のＣ−Ｃ断面図である図８の（ｂ）とに示すように、凹部１５にボール案内部材１０を嵌め込んだ上、凹部１５の開口部分が閉鎖するように凹部１５内に（すなわち、ボール案内部材１０の露出部分上に）溶融樹脂，樹脂製接着剤等の液状の樹脂３０を流し込み固化させてもよい。また、ナット２の端面を軸方向から見た図９に示すように、ナット２の凹部１５の内面とボール案内部材１０の表面との間に、溶融樹脂，樹脂製接着剤等の液状の樹脂３０を介装して固化させてもよい。後者の方法は、ボールがボール案内部材に衝突した際に生じる音や振動を抑制する効果がある。なお、樹脂の種類は、必要な固着力が得られるものであれば特に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態であるボールねじの一部を破断して示した側面図である。
【図２】ボール案内部材の斜視図である。
【図３】ナットの端面に設けられた凹部を説明する図である。
【図４】ボール案内部材のナットへの固定方法を説明する図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】固定部材の形状を説明する図である。
【図７】固定部材を保持する突起を説明する図である。
【図８】ボール案内部材をナットに樹脂で固着する方法を説明する図である。
【図９】ボール案内部材をナットに樹脂で固着する方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００２４】
１      ねじ軸
１ａ    ねじ溝
２      ナット
２ａ    ねじ溝
３      ボール
５      ボール転動路
６      ボール戻し路
１０      ボール案内部材
１０ａ    突起
１２      タング部
１３      案内路
１６      溝部
２０      固定部材
２０ａ    外縁部
３０      樹脂
【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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