(57)【要約】【課題】ボール外径を小さくすることなくナット外径を小さくし得るボールねじを提供する。【解決手段】このボールねじ１は、螺旋状のボール転動溝２を外周面に有するねじ軸３と、ボール転動溝２と対向する負荷ボール転動溝４を内周面に有するナット内筒１０およびこのナット内筒１０に外嵌するナット外筒２０を有するナット６と、ナット内筒１０とナット外筒２０との間に形成されてこれらの軸方向に沿って貫通するボール戻し通路８と、前記ボール転動溝２と負荷ボール転動溝４との間で構成されるボール軌道路７と、このボール軌道路７と前記ボール戻し通路８とを連通させるボール循環通路３２を有するボール循環部材３０と、前記ボール軌道路７、ボール戻し通路８およびボール循環通路３２から構成される無限循環路９内に循環自在に収容される複数のボール５と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状のボール転動溝を外周面に有するねじ軸と、前記ボール転動溝と対向する負荷ボール転動溝を内周面に有するナット内筒および該ナット内筒に外嵌するナット外筒を備えるナットと、前記ナット内筒とナット外筒との間に形成されてこれらの軸方向に沿って貫通するボール戻し通路と、前記ボール転動溝と負荷ボール転動溝との間で構成されるボール軌道路と、該ボール軌道路と前記ボール戻し通路とを連通させるボール循環通路を有するボール循環部材と、前記ボール軌道路、ボール戻し通路およびボール循環通路から構成される無限循環路内に循環自在に収容される複数のボールと、を備えていることを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
前記ボール戻し通路は、前記ナット内筒の外周面に形成されてその径方向に向けて開口する溝部と、該溝部に対向する前記ナット外筒の内壁面とによって構成されてい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】
前記ナット外筒は、薄肉の円筒部材であることを特徴とする請求項１または２に記載のボールねじ。
【請求項４】
前記ナット外筒は、前記ナット内筒の軸方向両側に配置されて径方向内側に向けて延びる円環状の鍔部と、該鍔部から軸方向に沿って延びる円筒部と、をそれぞれ有する一組のナット外筒構成部材からなり、当該一組のナット外筒構成部材は、それぞれの前記円筒部が、前記ナット内筒にその軸方向両側からそれぞれ外嵌されてその軸方向で相対向するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載のボールねじ。
【請求項５】
前記ナット外筒は、合成樹脂材料から形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のボールねじ。
【請求項６】
前記一組のナット外筒構成部材の各鍔部は、前記ボール循環部材の抜け方向への移動を阻止するようになっていることを特徴とする請求項５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、ボールねじに係り、特に、小型でボールねじのナットを回転させる用途に好適なボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のボールねじとしては、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。
特許文献１に記載の技術では、ねじ軸のボール転動溝と、そのボール転動溝に対応するナットの負荷ボール転動溝とでボール軌道路が形成されている。また、ナットの肉厚部には、その軸方向に沿って貫通するボール戻し通路が形成されている。そして、このボール戻し通路の両端には、ボール循環通路を有するボール循環部材がナットの径方向からそれぞれ装着可能になっており、さらに、各ボール循環部材は、ナットの径方向外側から別部材で蓋をするようにして固定可能に構成されている。そして、上記ボール軌道路、ボール戻し通路およびボール循環通路から構成される無限循環路内に複数のボールが循環自在に収容されて、これにより、ナット（又はねじ軸）の回転により、ねじ軸（又はナット）がボールの転動を介して軸方向に相対移動可能になっている。
【特許文献１】特開２００１−２８９３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ボール戻し通路の内壁面からナットの外周面までの肉厚が不十分な場合、ナットの肉厚部にボール戻し通路を形成する際に、加工工程での切削抵抗等でナットの外周側に肉破れ等が生じるおそれがあり、この肉厚をある程度以上少なくすることは困難であった。そのため、この肉厚の増加分が、ナットを小型化する上でのネックとなっていた。なお、ボール外径を小さくすれば、その分ナット外径を小さくし得るものの、ボールねじの許容荷重等の性能を考慮すれば好ましいとはいえない。また、加工刃物も小さくなり（剛性が小さい）、加工ができない虞があった。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ボール外径を小さくすることなくナット外径を小さくし得るボールねじを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明に係るボールねじは、螺旋状のボール転動溝を外周面に有するねじ軸と、前記ボール転動溝と対向する負荷ボール転動溝を内周面に有するナット内筒および該ナット内筒に外嵌するナット外筒を備えるナットと、前記ナット内筒とナット外筒との間に形成されてこれらの軸方向に沿って貫通するボール戻し通路と、前記ボール転動溝と負荷ボール転動溝との間で構成されるボール軌道路と、該ボール軌道路と前記ボール戻し通路とを連通させるボール循環通路を有するボール循環部材と、前記ボール軌道路、ボール戻し通路およびボール循環通路から構成される無限循環路内に循環自在に収容される複数のボールと、を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、ナットをナット内筒とナット外筒とを備えて構成し、ボール戻し通路は、これらナット内筒とナット外筒との間に形成されている。これにより、例えばナット内筒の外周側に向けて開口する溝を切削加工で形成し、その開口側をナット外筒の内壁面自体で覆うようにしてボール戻し通路を構成することができるので、この際のナット内筒は、上記特許文献１で例示したナットでの外周側に生じるおそれがある肉破れ等に対する考慮自体が不要である。そして、この際のナット外筒は、例えば加工工程での切削抵抗等を考慮しないでその肉厚を設定できるから、上記特許文献１で例示したナットでの当該部分の肉厚に比べて、その肉厚を薄くすることができる。
したがって、本発明によれば、ボール外径を小さくすることなくナット外径を小さくし得るボールねじを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明に係るボールねじの実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１は本発明に係るボールねじの第一実施形態を説明する概略構成図であり、同図（ａ）はナットの軸方向から見た図、また、同図（ｂ）はナットの径方向から見た図である。
同図に示すように、このボールねじ１は、外周面に螺旋状のボール転動溝２を有して軸方向に延びるねじ軸３を備えており、このねじ軸３に、ナット６が遊嵌されている。
このナット６は、ナット内筒１０とこれに外嵌するナット外筒２０とによって構成されている。
ナット内筒１０は、鋼製で略円筒状をなす部材であり、ねじ軸３のボール転動溝２に対応する螺旋状の負荷ボール転動溝４をその内周面に有している。そして、この負荷ボール転動溝４とねじ軸３のボール転動溝２とは互いに対向して両者の間にボール軌道路７を形成している。
【０００７】
ナット外筒２０は、合成樹脂材料から形成された薄肉の円筒部材であり、その内径寸法は、ナット内筒１０の外径寸法より僅かに大きい寸法に形成されており、ナット内筒１０外周面に対しほとんど隙間無く嵌合している。なお、本実施形態の例では、この嵌合いに加えて、図１（ｂ）に示すように、ナット内筒１０側には、他の機構部に干渉しない位置にタップ穴５２が形成され、ナット外筒２０側には、所定の装着位置で、タップ穴５２に対向する位置に皿穴５３が形成されており、これらを皿ねじ５４によって締結可能になっている。
【０００８】
そして、このナット６には、ナット内筒１０とナット外筒２０との間に、これらの軸方向に沿って貫通するボール戻し通路８が形成されている。詳しくは、ナット内筒１０の外周面には、図２に示すように、ナット内筒１０の径方向に向けて開口する溝部８ａがエンドミルないしフライス加工で形成されている。そして、図１（ａ）に示すように、この溝部８ａに対向するナット外筒２０の内壁面２０ａとによって上記ボール戻し通路８が構成されている。
【０００９】
さらに、このボール戻し通路８の両端部それぞれに、図１（ｂ）に示すように、ボール循環部材３０を嵌合させるための２個一組の取付け溝４０がボール戻し通路８から負荷ボール転動溝４に渡って加工されている。なお、この取付け溝４０は、その溝の底部が、ナット内筒１０の軸方向あるいは径方向のどちらからでも加工が可能なように、使用する工具の刃先に合わせたＲ加工（同図で符号Ｒで示す）になっている。
【００１０】
そして、各取付け溝４０に対して、ナット内筒１０の両端面にボール循環部材３０が着脱可能に嵌合されている。
このボール循環部材３０は、図３に示すように、ナット内筒１０軸方向両側に配置されてその内外径と等しい内外径を有する環状部３４と、その環状部３４からナット内筒１０側に向けて延出する循環通路形成部３６とを備え、これらが合成樹脂材料から射出成形で一体に形成されている。
【００１１】
循環通路形成部３６は、取付け溝４０の内形形状に整合して嵌め込み可能な所定の外形形状を備えている。この所定の外形形状は、当該循環通路形成部３６を、各取付け溝４０に嵌め込むことによってナット内筒１０に固定された状態で、ナット６をねじ軸３に遊嵌させた際に、ねじ軸３のボール転動溝２の内側に収まるようになっており、ねじ軸３と循環通路形成部３６との相互の干渉が防止されるようになっている。
【００１２】
そして、この循環通路形成部３６には、その内側にボール循環通路３２を有して形成されている。このボール循環通路３２は、前記ボール戻し通路８とボール軌道路７とを連通させるように湾曲した溝である。この湾曲した溝は、長手方向に垂直な横断面が略Ｕ字状をなしており、ボール軌道路７側（図３での下側）には、ボール軌道路７を転動してきたボール５を掬い上げるための掬い上げ部３８が舌片状に形成されている。この掬い上げ部３８は、ボール軌道路７のリード角の接線に沿った方向に延びており、ボール循環通路３２のボール転動面３１になだらかに連なっている。これにより、ボール５は、ボール循環通路３２内に円滑に案内されるようになっている。
【００１３】
そして、このボール循環部材３０を、ナット内筒１０の軸方向両端からそれぞれ嵌め込むことにより、前記ボール軌道路７、ボール戻し通路８およびボール循環通路３２からなる無限循環路９を構成可能になっている。なお、取付け溝４０内での循環通路形成部３６の軸方向の抜け止めは、ボール循環部材３０の抜け止め突起５０（図３参照）を、これに嵌め合い可能な取付け溝４０内の抜け止め凹部５１（図２参照）に嵌合させることによって規制されるのでボール循環部材３０を容易にナット内筒１０に抜け止めして固定可能になっている。
【００１４】
そして、この無限循環路９内に転動体としての複数のボール５が収容されて、ねじ軸３（又はナット６）の回転により、ナット６（又はねじ軸３）がボール５の転動を介して軸方向に相対移動するとともに、ボール５は、一組のボール循環部材３０によってボール軌道路７の一端部から掬い上げられボール軌道路７の他端部に戻されるという無限循環が可能になっている。
【００１５】
次に、このボールねじ１の作用・効果について説明する。
上記構成からなるボールねじ１は、ボール５が無限循環回路９内を転動してボール軌道路７の一端に至ると、ボール５は一方のボール循環部材３０の掬い上げ部３８からボール転動面３１上に掬い上げられてボール循環通路３２へ案内され、ボール戻し通路８を通って他方のボール循環部材３０のボール循環通路３２へ入り、再びボール軌道路７の他端に入って無限循環路９内を循環することができる。
【００１６】
そして、このボールねじ１によれば、ナット６をナット内筒１０とナット外筒２０とを備えて構成し、ボール戻し通路８は、これらナット内筒１０とナット外筒２０との間に形成されている。特に本実施形態の例では、ナット内筒１０の外周側に向けて開口する溝部８ａをエンドミルないしフライス加工で形成し、その開口側をナット外筒２０の内壁面２０ａ自体で覆うようにしてボール戻し通路８を構成している。そのため、ナット内筒１０は、その外周側に肉破れ等に対する考慮自体が不要である。そして、ナット外筒２０は、加工工程での切削抵抗等を考慮しないでその肉厚を設定できるから、その肉厚を薄くすることができる。したがって、このボールねじ１によれば、ボール５の外径を小さくすることなくナット６の外径を小さくすることができる。これにより、このボールねじ１は、特に、小型でボールねじのナットを回転させる用途に好適である。
【００１７】
そして、通常、ナットの肉厚部分に、軸方向に貫通するボール戻し通路の穴加工をする場合、この穴加工は、その穴径に対して、概して軸方向の長さが長いので、加工時間が掛かるとともに、その精度が出しにくい。特に、工具長さより長いボール戻し通路を形成するときは、ナットの両端面からその加工を行なうので対向位置を正確に合わせることは難しい。これに対し、このボールねじ１によれば、ナット内筒１０の外周側に向けて開口する溝部８ａは、上述のように、エンドミルないしフライス加工で容易に形成できるので、その加工コストを下げることができ、また、精度を向上させることができるという効果がある。
【００１８】
さらに、このボールねじ１によれば、ナット外筒２０は、薄肉の円筒部材なので、ナット６の外径を小さくする上で、その製造およびナット内筒１０への嵌め込みが容易である。
また、このボールねじ１によれば、ナット外筒２０は、合成樹脂材料から形成されているので、鋼製のものに比べて、より軽量化可能であり、特に、小型でボールねじのナットを回転させる用途により好適である。
【００１９】
次に、本発明に係るボールねじの第二実施形態について説明する。なお、この第二実施形態は、上記第一実施形態に対し、下記説明する構成が異なる点を除き、他の構成は同様であるため、異なる点について説明し、上記第一実施形態と同様の構成については同一符号を附しその説明を適宜省略する。
この第二実施形態は、図４に示すように、上記ナット外筒２０に替えて、一組のナット外筒構成部材２３からナット外筒を構成している点が、上記第一実施形態に対し異なっている。
【００２０】
詳しくは、一組のナット外筒構成部材２３は、鍔部２１と、円筒部２２とを、それぞれ備えて構成されている。鍔部２１は、ナット内筒１０の軸方向両側に配置されており、径方向内側に向けて延びる円環状の部分である。その板厚は、上記第一実施形態と同じ厚さになっており、その内径は、ねじ軸３に干渉しないように、ねじ軸３より一回り大きい。円筒部２２は、鍔部２１からナット内筒１０の軸方向に沿って延びる薄肉円筒状の部分であり、その内外径は上記第一実施形態でのナット外筒２０と同じ寸法であり、その軸方向の長さは、上記ナット外筒２０の半分になっている。そして、このような構成の各ナット外筒構成部材２３は、それぞれの円筒部２２が、ナット内筒１０にその軸方向両側からそれぞれ外嵌されてその軸方向で相対向している。そして、この装着状態で、各ナット外筒構成部材の鍔部２１は、鍔部２１のナット内筒１０側を向く面２１ａが、ボール循環部材３０の環状部３４の外側を向く面３４ａに当接して、ボール循環部材３０の抜け方向への移動を阻止するようになっている。なお、同図に示すように、この第二実施形態においても、ボール循環部材３０およびナット内筒１０には、上記第一実施形態同様に、抜け止め突起５０および抜け止め凹部５１をそれぞれ備えている。また、ナット内筒１０および各ナット外筒構成部材２３に、上記第一実施形態同様に、タップ穴５２、皿穴５３、および皿ねじ５４の組を備えている。
【００２１】
このような構成であれば、ボール循環部材３０およびナット内筒１０に抜け止め突起５０および抜け止め凹部５１を設けなくともボール循環部材３０の抜け方向への移動を阻止することができる。そして、上記第一実施形態での作用・効果についても、上記第一実施形態同様に奏することができる。
以上説明したように、本発明に係るボールねじによれば、ボール外径を小さくすることなくナット外径を小さくし得るボールねじを提供することができる。
【００２２】
なお、本発明に係るボールねじは、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では、ナット内筒１０とナット外筒２０との間に形成されるボール戻し通路８は、ナット内筒１０の外周面に形成されてその径方向に向けて開口する溝部８ａと、その溝部８ａに対向するナット外筒２０の内周面２０ａとによって構成されている例で説明したが、これに限定されず、ナット外筒２０の、溝部８ａに対向する位置に溝を設けて、この溝と溝部８ａとでボール戻し通路を構成してもよい。
【００２３】
また、上記各実施形態では、ナット外筒２０は、薄肉の円筒部材とした例で説明したが、薄肉に限定されず、また、円筒形状に限定されない。例えば横断面を矩形としてよいし、円筒形状の一部に他の構造体への取り付け用の平面を設けてもよい。なお、薄肉の程度は、その使用条件で、ボール戻し通路を通過するボールを収容可能且つナット内筒１０に外嵌する状態が維持できる必要十分な厚さがあればよく、適宜の肉厚に設定可能である。
【００２４】
また、上記各実施形態では、ナット外筒２０は、合成樹脂材料から形成されている例で説明したが、これに限定されず、例えばステンレス鋼板や、その他鋼材を使用できる。しかし、小型でボールねじのナットを回転させる用途に好適なボールねじとする上では、ナット外筒を、合成樹脂材料から形成することが好ましい。
また、上記各実施形態では、ナット外筒２０（ないし各ナット外筒構成部材２３）は、ナット内筒１０外周面に対しほとんど隙間無く嵌合している例で説明したが、これに限定されず、種々の嵌め合いとすることができる。例えば、この嵌合に係る嵌め合いとして、圧入可能な程度のしまりばめが好適に適用しうる。このような嵌め合いとすれば、例えば上記タップ穴５２、皿穴５３、および皿ねじ５４の組からなる締結構造を省略することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るボールねじの第一実施形態を説明する概略構成図であり、同図（ａ）はナットの軸方向から見た図、また、同図（ｂ）はナットの径方向から見た図である。
【図２】図１のボールねじのナット内筒を説明する図であり、同図（ａ）はナットの軸方向左から見た図、同図（ｂ）はナットの径方向から見た図、また、同図（ｃ）はナットの軸方向右から見た図である。
【図３】図１のボールねじのボール循環部材を説明する図であり、同図（ａ）はナットの径方向から見た図、また、同図（ｂ）はナットの軸方向右から見た図である。
【図４】本発明に係るボールねじの第一実施形態を説明する概略構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    ボールねじ
２    ボール転動溝
３    ねじ軸
４    負荷ボール転動溝
５    ボール
６    ナット
７    ボール軌道路
８    ボール戻し通路
９    無限循環路
１０    ナット内筒
２０    ナット外筒
２１    鍔部
２２    円筒部
２３    ナット外筒構成部材
３０    ボール循環部材
３２    ボール循環通路
４０    取付け溝
５０    抜け止め突起
５１    抜け止め凹部
５２    タップ穴
５３    皿穴
５４    皿ねじ
【図１】
2007107649.tif 000003
【図２】
2007107649.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007107649.tif 000006