(57)【要約】【課題】  ねじ軸に対して移動体が振動するのを速やかに減衰させることができるねじ装置を提供する。【解決手段】  本発明のねじ装置は、外周面に螺旋状のボール転走溝６が形成されたねじ軸５と、ボール転走溝６に対向する負荷ボール転走溝２、及び負荷ボール転走溝２の一端と他端を接続するボール循環溝３を有するナット１と、ナット１のボール転走溝及びボール循環溝３に配列・収容される複数の転動体と、ナット１の外周に嵌め込む等して設けられる減衰材料８と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の転動体転走溝が形成されたねじ軸と、
前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝を含む転動体循環路を有するナットと、
前記ナットの前記転動体循環路に配列・収容される複数の転動体と、
前記ナットの外周に設けられる減衰材料と、を備えることを特徴とするねじ装置。
【請求項２】
前記転動体循環路は、前記ナットの内周面に前記ねじ軸の周囲の１周未満の長さに形成された前記負荷転動体転走溝と、前記ナットの内周面に前記負荷転動体転走溝の一端と他端を接続するように形成された転動体循環溝と、で構成され、
前記ナットの前記負荷転動体転走溝を形成する部分を、前記ナットの前記転動体循環溝を形成する部分と一体形成したことを特徴とする請求項１に記載のねじ装置。
【請求項３】
前記減衰材料は、金属板の間に中間樹脂層を配した制振鋼板リングからなることを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ軸とナットとの間に転動体を転がり運動可能に介在させたねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじ軸とナットとの間にボールを転がり運動可能に介在させたボールねじが知られている。ナットに対してねじ軸を相対的に回転させると、ねじ軸のボール転走溝とナットの負荷ボール転走溝との間に介在された複数のボールが転がり運動し、ナットがねじ軸の軸線方向に移動する。ボールねじを使用すると、ナットに対してねじ軸を回転させる際の摩擦抵抗を低減できる。
【０００３】
このようなボールねじは、移動体を移動させる駆動機構に用いられる。この場合、ナットには、移動体が固定される。ねじ軸を回転させて、ナット及びナットに固定される移動体をねじ軸の軸線方向に移動させる。ボールには、ねじ軸のボール転走溝とナットの負荷ボール転走溝との間の隙間よりも若干大きいオーバーサイズのものが用いられる。これにより、ナットはねじ軸の軸線方向に所定の剛性を有している。
【０００４】
ねじ軸の回転数を変化させると、移動体及びナットには、その合計質量に加速度を乗じた力が作用する。ナットはねじ軸の軸線方向に剛性を有していることから、移動体及びナットがねじ軸の軸線方向に振動する。この結果、振動が減衰するまで移動体の位置決めを精度良く行うのに時間がかかるという問題が生じる。
【０００５】
かかる問題点と同種の問題点を指摘した文献として特許文献１がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２６６１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、ねじ軸に対して移動体が振動するのを速やかに減衰させることができるねじ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、外周面に螺旋状の転動体転走溝（６）が形成されたねじ軸（５）と、前記転動体転走溝（６）に対向する負荷転動体転走溝（２）を含む転動体循環路（４）を有するナットと、前記転動体循環路（４）に配列・収容される複数の転動体と、前記ナット（１）の外周に設けられる減衰材料（８）と、を備えるねじ装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明のねじ装置において、前記転動体循環路（４）は、前記ナット（１，２１）の内周面に前記ねじ軸（５）の周囲の１周未満の長さに形成された前記負荷転動体転走溝（２）と、前記ナット（１，２１）の内周面に前記負荷転動体転走溝（２）の一端と他端を接続するように形成された転動体循環溝（３）とで構成され、前記ナットの前記負荷転動体転走溝（２）を形成する部分を、前記ナット（１，２１）の前記転動体循環溝（３）を形成する部分と一体形成したことを特徴とする。ここで、一体形成とは、別部品を結合させたものでないことを意味する。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のねじ装置において、前記減衰材料（８）は、金属板（１１，１３）の間に中間樹脂層を配した制振鋼板リング（９）からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、ナットの外周に設けられた減衰材料が、ねじ軸に対して移動体が振動するのを減衰する。また、ナットの外周に減衰材料が設けられるので、減衰機能を有するナットの軸線方向の長さも長くなることがなく、ナットをコンパクトにすることができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、ナットの内周面に転動体を循環させる部分を一体に形成しているので、ナットの外周面を円筒面にすることができる。このため、例えば、減衰材料をナットに嵌め込んで設ける場合に、減衰材料を嵌め易くなる。
【００１４】
請求項３の発明のように、減衰材料は、金属板の間に中間樹脂層を配した制振鋼板リングからなってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の第1の実施形態におけるねじ装置のナット１及びナット１の外周に嵌め込まれる減衰材料８を示す。ナット１の内周面には、一周未満の螺旋状の負荷転動体転走溝として、負荷ボール転走溝２が形成される。負荷ボール転走溝２は後述するねじ軸のボール転走溝に一致させたリードを有する。転動体循環溝としてのボール循環溝３は、負荷ボール転走溝２の一端と他端を接続し、負荷ボール転走溝２と逆方向のリードを有する。これら負荷ボール転走溝２及びボール循環溝３で、転動体循環路としてのボール循環路４を構成する。
【００１６】
図２は、ナットのみの斜視図を示す。ナット１の外周面１ａは円筒面に形成される。ナット１の内周面１ｂも、ボール循環路４以外の部分は円筒面に形成される。これらボール循環溝３及び負荷ボール転走溝２は、「内カム」と呼ばれていた内径溝入れ加工の手法での製作が可能である。
【００１７】
このナット１をねじ軸に組み合わせた状態を示すのが図３である。ねじ軸５の外周面には、所定のリードを有する螺旋状の転動体転走溝として、ボール転走溝６が形成されている。ナット１の負荷ボール転走溝２は、ねじ軸５のボール転走溝６に対向する。ナット１の負荷ボール転走溝２及びボール循環溝３と、ねじ軸５のボール転走溝６との間には、転がり運動可能な複数の転動体として、複数のボール（図示せず）が配列・収容される。ボール間には、ボール同士の接触を防止するためにスペーサが介在されることもある。これらのスペーサは撓むことができる帯状の部材で一連に保持されていてもよい。
【００１８】
ナット１がねじ軸５に対して相対的に回転するのに伴い、複数のボールがナット１の負荷ボール転走溝２とねじ軸５のボール転走溝６との間で負荷を受けながら転がり運動する。ボール循環溝３は、ナット１の負荷ボール転走溝２を転がるボールがねじ軸５の周囲を一巡して元の負荷ボール転走溝２に戻るように、ボールをねじ軸５のねじ山７を乗り越えさせる。
【００１９】
ナット１のボール循環溝３を形成する部分は、従来のデフレクタ式のボールねじのデフレクタ（駒）に対応する部分である。ナット１の負荷ボール転走溝２を形成する部分をナット１のボール循環溝３を形成する部分と一体形成するとは、デフレクタ式のボールねじのように、デフレクアを別部品として結合させたものでないことを意味する。
【００２０】
図１に示されるように、ナット１の外周には、円筒形状の減衰材料８が設けられる。なお、この減衰材料８は例えば圧入又は固着される。減衰材料８には、減衰効果のある材料、例えば水熱合成セラミクスや制振鋼板を円筒状に形成した制振鋼板リング９を用いることができる。
【００２１】
ここで、水熱合成セラミクスついて説明する。水熱合成セラミクスは、高温高圧の水の下にて合成及び結晶育成する手法により成形されたセラミクスの成型品である。この水熱合成セラミクスは、高い制振性能を備えている。例えば、２０〜２０ｋＨｚの幅広い周波数帯域おいて制振材として使用される鋳鉄のおよそ４．６倍の失損係数を呈する。この結果、減衰効果を大幅に向上させることができる。また、射出成形前後の寸法変化が小さく、加工ヶ所を極力減らすことができ、機械加工品との組み合わせでも数ミクロン単位の高い寸法精度を確保できる。さらに、水熱合成セラミクスは、その比重が１．９〜２．０とマグネシウム合金並の軽さを有し、部品を極めて軽量に形成できる。加えて、線膨張係数が３×１０-6〜１２×１０-6である。このため、当該ねじ装置を高温の状況下で使用する場合でも歪みを発生させることがなく、しかも減衰効果を低下させることなく使用できる。
【００２２】
図４は、制振鋼板リング９を示す。制振鋼板リング９は、２枚の円筒形状の金属板１１，１２の間に、円筒形状の粘弾性樹脂を中間樹脂層１３として配した構造を有する。粘弾性樹脂としては、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイソブチレン、エチレン／α−オレフィン、ＥＶＡ、架橋ポリオレフィン、ポリビニルアセタールなどが知られている。アスファルト、合成ゴム、アクリル系粘着剤、エポキシ樹脂なども制振性能を有することが知られている。そして、制振鋼板リング９は、粘弾性樹脂のずり変形によって、振動エネルギを熱エネルギに変換して振動を減衰させる。
【００２３】
ボールねじは、移動体に移動させる駆動機構に用いられる。この場合、ナット１の外側の減衰材料８には移動体が固定される。ねじ軸５を回転させて、減衰材料８に固定された移動体を移動させる。ねじ軸５の回転数を変化させると、移動体、減衰材料８及びナット１には、その合計質量に加速度を乗じた力が作用する。ナット１とボール転走溝との間に介在されるボールにはオーバーサイズのものが用いられ、ナット１はねじ軸の軸線方向に剛性を有していることから、この力によって、ナット１がねじ軸の軸線方向に振動する。しかし、ナット１の外周には減衰材料８が嵌め込まれているので、この減衰材料８がねじ軸に対して移動体が振動するのを減衰させる。また、この減衰材料は、ボールがナット１に衝突する際に発生する騒音をも低減する。
【００２４】
図５は、本発明の第２の実施形態におけるねじ装置のナット２１を示す。ナット２１の外周に減衰材料８が嵌め込まれている点は上記第１の実施形態と同様である。この図では、ボール循環路２２をわかりやすく示すためにナット２１及び減衰材料８の一部を切り取っている。この実施形態では、ナット２１の内周面にボール循環路２２を２つ設けている。ボール循環路２２の溝形状は一つのボール循環路のときと同様であるが、２つのボール循環路２２のボール循環溝２３の位相を周方向の同じ位置に揃えている。ボール循環溝２３の位相を揃えることで、ナット２１の全長を短くすることができ、またねじ軸５の軸心とナット２１の中心線との傾きからくるモーメントにも強い構造になる。
【００２５】
本発明は上記実施形態に限られることなく、種々変更可能である。例えばナットのボール循環路には、デフレクタ（駒）を用いたタイプもの、リターンパイプを用いたもの等を用いることができ。転動体としてボールの替わりにローラを用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第1の実施形態におけるねじ装置のナット及び減衰材料を示す斜視図。
【図２】上記ナットを示す斜視図。
【図３】上記ナットをねじ軸に組み合わせた状態を示す図。
【図４】制振鋼板リングを示す斜視図。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるねじ装置のナット及び減衰材料を示す斜視図。
【符号の説明】
【００２７】
１，２１…ナット
２…負荷ボール転走溝（負荷転動体転走溝）
３…ボール循環溝（転動体循環溝）
４…ボール循環路（転動体循環路）
５…ねじ軸
６…ボール転走溝（転動体転走溝）
８…減衰材料
９…制振鋼板リング
１１，１２…金属板
１３…中間樹脂層
【図１】
2005321059.tif 000003
【図２】
2005321059.tif 000004
【図３】
2005321059.tif 000005
【図４】
2005321059.tif 000006
【図５】
2005321059.tif 000007