(57)【要約】【課題】比較的高温の使用環境下や高速かつ高負荷の環境下でもボール循環部材の強度を所要の強度にコストアップ等を招くことなく確保することのできるボールねじ装置を提供する。【解決手段】ねじ軸１１と、このねじ軸１１の外周面に形成されたボールねじ溝１３と対向するボールねじ溝を内周面に有するナット１２と、ねじ軸１１及びナット１２のボールねじ溝間に形成された螺旋状のボール負荷転動路をねじ軸１１またはナット１２の回転運動に伴って転動する多数のボールと、これらのボールを循環させるためのボール循環部材２２とを備えたボールねじ装置であって、ボール循環部材２２が熱硬化性樹脂から形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸と、このねじ軸の外周面に形成されたボールねじ溝と対向するボールねじ溝を内周面に有するナットと、前記ねじ軸及び前記ナットのボールねじ溝間に形成された螺旋状のボール負荷転動路を前記ねじ軸または前記ナットの回転運動に伴って転動する多数のボールと、これらのボールを循環させるためのボール循環部材とを備えたボールねじ装置であって、前記ボール循環部材が熱硬化性樹脂から形成されていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
前記ボール循環部材は、前記ボール負荷転動路を転動するボールを前記ボールねじ溝の接線と平行な方向に掬い上げるボール掬い上げ通路を有することを特徴とする請求項１記載のボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動を直線運動に変換する機械部品として工作機械などで使用されるボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじ装置のナットは、転動体としてのボールがねじ軸の回転運動に伴ってねじ軸とナットの両ボールねじ溝間を転動すると、ねじ軸に対して軸方向に相対直線運動するが、この相対直線運動を継続するためには、ねじ軸とナットの両ボールねじ溝間を転動するボールを循環させる必要がある。このため、ボールねじ装置のナットには、エンドキャップや循環コマなどのボール循環部材が組み付けられており、このボール循環部材でボールを循環させる構造となっている。
【０００３】
このようなボールねじ装置のボール循環部材は、形状が複雑なボール循環経路を形成する必要があることから、樹脂成形により形成されている場合が多い。この場合、ボール循環部材の素材としては、通常、成形性に優れた熱可塑性樹脂が使用されるが、ポリプロピン、ポリエチレン、ポリアセタールなどに代表される熱可塑性樹脂は、熱を加えると変形し易くなるという性質を有している。このため、熱可塑性樹脂からなるボール循環部材は使用温度が５０℃を超えると強度の急激な低下を来たすため、使用温度が５０℃を超える環境下では、従来、熱可塑性樹脂からなるボール循環部材に替えて焼成や鍛造成形などで形成された金属製のボール循環部材が使用されている。
しかしながら、金属製のボール循環部材は成形の際に手間を要し、コストの上昇を招くという問題がある。また、近年では、ボールねじ装置を高速かつ高負荷で使用する場合が増えてきており、このような用途で熱可塑性樹脂をボール循環部材の素材として使用すると、ボールねじ装置自身の発熱によりボール循環部材の強度が著しく低下する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、比較的高温の使用環境下や高速かつ高負荷の環境下でもボール循環部材の強度を所要の強度にコストアップ等を招くことなく確保することのできるボールねじ装置を提供することを課題とするものである。
【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、本発明に係るボールねじ装置は、ねじ軸と、このねじ軸の外周面に形成されたボールねじ溝と対向するボールねじ溝を内周面に有するナットと、前記ねじ軸及び前記ナットのボールねじ溝間に形成された螺旋状のボール負荷転動路を前記ねじ軸または前記ナットの回転運動に伴って転動する多数のボールと、これらのボールを循環させるためのボール循環部材とを備えたボールねじ装置であって、前記ボール循環部材が熱硬化性樹脂から形成されていることを特徴とする。
本発明に係るボールねじ装置において、ボール循環部材は、ボール負荷転動路を転動するナットをボールねじ溝の接線またはリード角と平行な方向に掬い上げるボール掬い上げ通路を有する構成のものであってもよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るボールねじ装置では、ボール循環部材を熱硬化性樹脂から形成したことで、使用温度が５０℃を超えてもボール循環部材に熱変形が生じることがないので、比較的高温の使用環境下や高速かつ高負荷の環境下でもボール循環部材の強度を所要の強度に確保することができる。また、焼成や鍛造成形などで形成されたボール循環部材のようにコストの上昇を招くこともないので、ボール循環部材の強度を所要の強度にコストアップ等を招くことなく確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、符号１１はねじ軸、１２はねじ軸１１の外径より径の大きい内径を有するナットであり、ねじ軸１１の外周面には、ボールねじ溝１３がねじ軸１１の一端部から他端部に亘って形成されている。このボールねじ溝１３はナット１２の内周面に形成されたボールねじ溝１４（図２参照）と対向しており、これらのボールねじ溝１３及び１４間に設けられた多数のボール１５は、ねじ軸１１またはナット１２が軸回りに回転すると、ボールねじ溝１３及び１４で形成された螺旋状のボール負荷転動路１６（図３参照）を転動するようになっている。
【０００８】
ナット１２は軸方向両端面にシールリング収容穴１７（図２参照）を有しており、これらのシールリング収容穴１７には、ねじ軸１１とナット１２との間隙をシールするシールリング１８が収容されている。また、ナット１２は外径部に平面状の循環部材取付け面１９（図４参照）を有しており、この循環部材取付け面１９には、ボール循環孔２０，２１がそれぞれ所定位置に穿設されているとともに、ボール１５を循環させるためのボール循環部材２２（図１参照）が取り付けられている。
【０００９】
ボール循環部材２２は、フェノール樹脂、メラミン樹脂等のホルムアルデヒド樹脂やアリル樹脂、エポキシ樹脂等の架橋型樹脂などに代表される熱硬化性樹脂を射出成形して形成されている。また、ボール循環部材２２はボール負荷転動路１６と連通するボール循環通路２３（図２参照）を内部に有しており、ボール負荷転動路１６を転動したボール１５はボール循環通路２３を通って循環するようになっている。さらに、ボール循環部材２２は二つの取付け孔２４（図５参照）を有しており、これらの取付け孔２４をそれぞれ挿通するビス２５（図１参照）によってナット１２の循環部材取付け面１９に取り付けられている。
【００１０】
また、ボール循環部材２２はナット１２のボール循環孔２０，２１と各々嵌合する円柱状のボール掬い上げ部２６，２７（図５〜図７参照）を有している。これらボール掬い上げ部２６，２７の内部にはボール循環通路２３に連通するボール掬い上げ通路２８が形成されており、ボール負荷転動路１６を転動するボール１５は、ボール掬い上げ部２６又は２７のボール掬い上げ通路２８によってボールねじ溝１３，１４の接線３０（図３参照）と平行な方向に掬い上げられるようになっている。そして、ボール掬い上げ通路２８によって掬い上げられたボール１５は、ボール循環部材２２のボール循環通路２３を転動した後、ボール掬い上げ部２７又は２６のボール掬い上げ通路２８を通ってボール負荷転動路１６に戻されるようになっている。
【００１１】
上述のように、ボール循環部材２２を熱硬化性樹脂から形成すると、熱硬化性樹脂は熱可塑性樹脂とは異なり、成形時の温度まで加熱されても形状がほとんど変化しない。従って、使用温度が５０℃を超えてもボール循環部材２２に熱変形が生じることがないので、比較的高温の使用環境下や高速かつ高負荷の環境下でもボール循環部材２２の強度を所要の強度に確保することができる。また、焼成や鍛造成形などで形成されたボール循環部材のようにコストの上昇を招くこともないので、ボール循環部材２２の強度を所要の強度にコストアップ等を招くことなく確保することができる。
【００１２】
また、上述した実施の形態では、ボール負荷転動路１６を転動するボール１５がボール循環部材２２のボール掬い上げ通路２８によってボールねじ溝１３，１４の接線３０と平行な方向に掬い上げられる。従って、チューブ式ボールねじのように、ボールをタングに衝突させることなく掬い上げることができるので、騒音や振動の発生を抑制することができる。
なお、上述した実施形態ではサイドキャップ式と称されるボールねじ装置に本発明を適用した場合を例示したが、本発明はサイドキャップ式ボールねじ装置に限定されるものではなく、例えば図８に示すエンドキャップ３１をボール循環部材として用いたエンドキャップ式ボールねじ装置や、図９に示す循環コマ３２をボール循環部材として用いた循環コマ式ボールねじ装置などにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るボールねじ装置の平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図１に示すナットの平面図である。
【図５】図１に示すボール循環部材の平面図である。
【図６】図５に示すボール循環部材の正面図である。
【図７】図５に示すボール循環部材の側面図である。
【図８】エンドキャップ式ボールねじ装置の概略構成を示す図である。
【図９】循環コマ式ボールねじ装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１４】
１１    ねじ軸
１２    ナット
１３，１４    ボールねじ溝
１５    ボール
１６    ボール負荷転動路
１７    シールリング収容穴
１８    シールリング
１９    循環部材取付け面
２０，２１    ボール循環孔
２２    ボール循環部材
２３    ボール循環通路
２４    取付け孔
２５    ビス
２６，２７    ボール掬い上げ部
２８    ボール掬い上げ通路
３０    ボールねじ溝の接線
３１    エンドキャップ
３２    循環コマ
【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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