(57)【要約】【課題】割れなどの損傷がボール循環部材に発生することを抑制することのできるボールねじ装置を提供する。【解決手段】ボール循環部材１７がボールねじ軸１１の軸方向に対してボール転動溝のリード角だけ傾斜し且つボール中心軌道円と点接触する接線に沿ってボール１５をボール負荷転動路１６からボールねじナット１２の外部に誘導する一対のボール案内部１８，１８と、ボールねじナット１２の外部に誘導されたボール１５を循環させるためのボール戻し路２１を有するボール戻し部２０とからなるボールねじ装置において、ボール案内部１８とボール戻し部２０との間に形成された薄肉部２６の外表面が曲面となるように、ボール循環部材１７を樹脂成形した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじ軸と、該ボールねじ軸の外周面に形成された螺旋状のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝を有するボールねじナットと、前記ボールねじ軸のボール転動溝と前記ボールねじナットのボール転動溝との間に形成されたボール負荷転動路を前記ボールねじ軸または前記ボールねじナットの回転運動に伴って転動する多数のボールと、前記ボールねじナットに装着された樹脂製のボール循環部材とを備えてなり、該ボール循環部材が前記ボールねじ軸の軸方向に対して前記ボール転動溝のリード角だけ傾斜し且つボール中心軌道円と点接触する接線に沿って前記ボールを前記ボール負荷転動路から前記ボールねじナットの外部に誘導する一対のボール案内部と、該ボール案内部内に形成されたボール案内路を介して前記ボール負荷転動路に連通するボール戻し路を有するボール戻し部とからなるボールねじ装置において、
前記ボール案内部と前記ボール戻し部との間に形成された薄肉部の外表面が曲面となるように、前記ボール循環部材を樹脂成形したことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
請求項１記載のボールねじ装置において、前記薄肉部の外表面が前記ボールの直径の５％以上の曲率半径を有する曲面となるように、前記ボール循環部材を樹脂成形したことを特徴とするボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば工作機械のテーブル送り機構などに用いられるボールねじ装置に関するものであり、特に、ボール循環部材が合成樹脂材で成形されたボールねじ装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、工作機械のテーブル送り機構などに用いられるボールねじ装置は、ボールねじ軸と、このボールねじ軸の外周面に形成された螺旋状のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝を有するボールねじナットと、これらボールねじ軸及びボールねじナットのボール転動溝間に形成されたボール負荷転動路をボールねじ軸またはボールねじナットの回転運動に伴って転動する多数のボールとを備えた構成となっており、ボールを循環させる部品としては、たとえば、金属からなるボールリターンチューブを用いている場合が多い。しかし、このようなボールねじ装置は、ボールリターンチューブの端部に形成されたタングにボールを衝突させてボールねじナットの外部にボールをすくい上げる循環方式を採用しているため、ボールリターンチューブのタングにボールが衝突した際に振動や騒音が発生したり、あるいはボールリターンチューブのタングに疲労亀裂が発生したりするおそれがある。
【０００３】
そこで、図４〜図７に示すようなボールねじ装置が考案されている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。図４〜図７に示すボールねじ装置はボールねじ軸１１およびボールねじナット１２を備えており、ボールねじ軸１１の外周面には、螺旋状のボール転動溝１３が形成されている。このボール転動溝１３はボールねじナット１２の内周面に形成された螺旋状のボール転動溝１４（図６参照）と対向しており、ボール転動溝１３とボール転動溝１４との間に設けられた多数のボール１５は、ボール転動溝１３とボール転動溝１４との間に形成されたボール負荷転動路１６（図７参照）をボールねじ軸１１またはボールねじナット１２の回転運動に伴って転動するようになっている。
【０００４】
ボールねじナット１２には、合成樹脂材を射出成形してなるボール循環部材１７が装着されている。このボール循環部材１７はボールねじ軸１１の軸方向に対してボール転動溝１３，１４のリード角α（図６参照）だけ傾斜し且つボール中心軌道円Ｃ（図７参照）の接線Ｌに沿ってボール１５をボール負荷転動路１６からボールねじナット１２の外部に誘導する一対のボール案内部（「ボールすくい上げ部」とも称す）１８，１８と、これらのボール案内部１８，１８内に形成されたボール案内路１９を介してボール負荷転動路１６に連通するボール戻し路２１を有するボール戻し部２０とからなり、従って、ボール負荷転動路１６を転動したボール１５は、ボール案内路１９およびボール戻し路２０を経由して循環するようになっている。
【０００５】
なお、ボール循環部材１７は金属板を所定の形状にプレス加工してなる押え部材２２（図４参照）と二本のビス２３によって、ボールねじナット１２の外周面に形成された平面状の循環部材取付け面２４に固定されている。
このようなボールねじ装置では、タングに衝突させることなくボールを循環させることができるため、振動や騒音の発生を抑制できると共に疲労亀裂の発生を防止することができる。また、金属板を所定の形状にプレス加工してなる押え部材を用いてボール循環部材をボールねじナットに固定する方式であるため、ボール循環部材をボールねじナットに複数の止めねじによって直接的に固定した場合のように、ボール循環部材のクリープ変形によって止めねじの締付力が緩むようなこともない。さらに、ボールねじナットの外周面から突出する部分が極力コンパクトな形状となるため、ボールねじナットのコンパクト化を図ることもできる。
【特許文献１】特開２００５−１５５８８７号公報
【特許文献２】米国特許明細書第２８５１８９７号
【特許文献３】特開２００４−１５６７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したボールねじ装置では、ボール負荷転動路１６はボール１５と接する形状に形成されているのに対し、ボール案内路１９はボール１５の直径よりも大きい径で円形に形成されているため、図８に示すような段差２５がボール案内路１９とボール負荷転動路１６との接続部に発生することがあり、このような段差２５にボール１５が引っ掛かって減速すると、図８中矢印で示す方向の押し力Ｆが段差２５に引っ掛かったボール１５と後続のボール１５との間に発生する。このとき、段差２５に引っ掛かったボール１５と後続のボール１５との間に発生した押し力Ｆの分力はボール循環部材１７のボール案内部１８を図８中上方に押し上げる外力Ｆ１として作用するため、ボール循環部材１７のボール案内部１８とボール戻し部１９との間に形成された薄肉部２６（図９参照）に応力が集中して発生する。このため、上述したボールねじ装置では、割れなどの損傷がボール循環部材１７に発生しやすいという問題があった。
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、割れなどの損傷がボール循環部材に発生することを抑制することのできるボールねじ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のうち請求項１の発明に係るボールねじ装置は、ボールねじ軸と、該ボールねじ軸の外周面に形成された螺旋状のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝を有するボールねじナットと、前記ボールねじ軸のボール転動溝と前記ボールねじナットのボール転動溝との間に形成されたボール負荷転動路を前記ボールねじ軸または前記ボールねじナットの回転運動に伴って転動する多数のボールと、前記ボールねじナットに装着された樹脂製のボール循環部材とを備えてなり、該ボール循環部材が前記ボールねじ軸の軸方向に対して前記ボール転動溝のリード角だけ傾斜し且つボール中心軌道円と点接触する接線に沿って前記ボールを前記ボール負荷転動路から前記ボールねじナットの外部に誘導する一対のボール案内部と、該ボール案内部内に形成されたボール案内路を介して前記ボール負荷転動路に連通するボール戻し路を有するボール戻し部とからなるボールねじ装置において、前記ボール案内部と前記ボール戻し部との間に形成された薄肉部の外表面が曲面となるように、前記ボール循環部材を樹脂成形したことを特徴とする。
本発明のうち請求項２の発明に係るボールねじ装置は、請求項１記載のボールねじ装置において、前記薄肉部の外表面が前記ボールの直径の５％以上の曲率半径を有する曲面となるように、前記ボール循環部材を樹脂成形したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るボールねじ装置によれば、ボール案内路とボール負荷転動路との接続部に多少の段差があってもボール循環部材の薄肉部に応力が集中して発生し難くなるので、割れなどの損傷がボール循環部材に発生することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図１〜図３を参照して本発明に係るボールねじ装置について説明するが、図４〜図９に示したものと同一部分には同一符号を付し、その部分の詳細な説明については割愛する。
図１〜図３は本発明の第１の実施形態を示す図であり、この第１の実施形態が前述した従来例と異なる点は、ボール循環部材１７のボール案内部１８とボール戻し部１９との間に形成された薄肉部２６の外表面がボール１５の直径の５％以上の曲率半径を有する曲面となるように、ボール循環部材１７を樹脂成形した点である。
【００１０】
このような構成によると、図８に示すような段差２５がボール案内路２０とスライダ側転動体軌道１４との接続部に発生し、この段差２５にボール１５が引っ掛かることによってボール循環部材１７のボール案内部１８に図２中矢印で示す方向の外力Ｆ１が作用してもボール循環部材１７の薄肉部２６に応力集中が発生し難くなる。したがって、割れなどの損傷がボール循環部材１７に発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るボールねじ装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るボールねじ装置の要部を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるボール循環部材の外観形状を示す斜視図である。
【図４】ボールねじ装置の概略構成を示す平面図である。
【図５】図４に示すボールねじ装置の側面図である。
【図６】図４に示すボールねじ装置の軸方向に沿う側面図である。
【図７】図４のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】図７に示すボール循環部材のボール案内路とボール負荷転動路との接続部に発生する段差を説明するための図である。
【図９】従来のボールねじ装置におけるボール循環部材の薄肉部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１２】
１１  ボールねじ軸
１２  ボールねじナット
１３，１４  ボール転動溝
１５  ボール
１６  ボール負荷転動路
１７  ボール循環部材
１８  ボール案内部
１９  ボール案内路
２０  ボール戻し部
２１  ボール戻り路
２５  段差
２６  薄肉部
【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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