(57)【要約】【課題】ボールねじナットの平面部から浮き上がるようなガタツキやボールの転がり運動を阻害するような弾性変形がボール戻し部材に生じることを防止することのできるボールねじ装置を提供する。【解決手段】ボールねじナットの外周面に形成された平面部１２１に樹脂製ボール戻し部材１６を押え付ける押え具１８を、押え具固定用ねじ１９により押え具１８を締め付けたときにボール戻し部材１６が弾性変形し且つその弾性変形量がボール戻し路１７の直径からボール１５の直径を差し引いた値より小さくなるように、金属板をプレス成形して形成した。【選択図】図４
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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、前記ボール負荷転動路を転動したボールを前記ボール負荷転動路に戻す樹脂製のボール戻し部材と、該ボール戻し部材を前記ボールねじナットの外周面に形成された平面部に押え付ける金属製の押え具と、該押え具を前記ボールねじナットの平面部に固定する複数の押え具固定用ねじとを備えてなるボールねじ装置において、
前記押え具固定用ねじにより前記押え具を締め付けたときに前記ボール戻し部材が弾性変形し且つその弾性変形量が前記ボール戻し部材内に形成されたボール戻し路の直径から前記ボールの直径を差し引いた値より小さくなるように前記押え具が成形されていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
前記押え具が金属板をプレス成形して形成されてい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のテーブル送り機構などで用いられるボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械のテーブル送り機構などで用いられるボールねじ装置は、一般に、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およびボールねじナットの両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ており、ボール負荷転動路を転動したボールを再びボール負荷転動路に戻す方式としては、リターンチューブ方式と称される方式を採用している場合が多い。
【０００３】
しかし、リターンチューブ方式はボールを戻す部品として金属からなるボールリターンチューブを用い、このボールリターンチューブの端部に設けられたタングにボールを衝突させてボールリターンチューブ内にボールを導入する方式であるため、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ボールが繰り返し衝突することによって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ことがある。
【０００４】
そこで、かかる問題を解決するために、ボール負荷転動路を転動したボールをボール負荷転動路に戻すボール戻し部材として、ボールのすくい上げ角度をボール転動溝のリード角と一致させ且つボール中心円軌道の接線方向に沿ってボールをすくい上げるようにした樹脂製のボール戻し部材１６（図５及び図６参照）を用い、このボール戻し部材１６をボールねじナットの外周面に形成された平面部に押え具１８（図８及び図９参照）によって押え付けると共に、押え具１８を複数の押え具固定用ねじによってボールねじナットの平面部に固定するようにしたボールねじ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１５５８８７号公報
【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、このようなボールねじ装置は、押え具１８が金属板をプレス成形して形成されているため、図１０に示すように、金属板をプレス成形したときの成形誤差によってボール戻し部材１６の上面部１６ａと押え具１８の天井面部１８ａとの間に隙間ｇが生じると、ボールねじナットの平面部１２１から浮き上がるようなガタツキがボール戻し部材１６に生じ、振動や騒音の発生原因になるという問題がある。これを防止するためには、ボールねじナットの平面部から押え具の天井面部までの高さがボールねじナットの平面部からボール戻し部材の上面部までの高さよりも小さくなるように金属板をプレス成形して押え具を形成することが考えられるが、ボールねじナットの平面部から押え具の天井面部までの高さを適正な高さに設定しないと、ボール戻し部材内に形成されたボール戻し路が押え具によって押し潰され、ボールの転がり運動を阻害するような弾性変形がボール戻し部材に生じるおそれがある。
【０００６】
なお、ボールリターンチューブを金属製の押え具で固定する場合、押え具の高さを個々に調整したり、或いは押え具側を弾性変形させて誤差を吸収したりする方法などがあるが、前者は手間がかかるためコストアップとなり、後者は押え具による固定力が不足するおそれがある。
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、ボールねじナットの平面部から浮き上がるようなガタツキやボールの転がり運動を阻害するような弾性変形がボール戻し部材に生じることを防止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、前記ボール負荷転動路を転動したボールを前記ボール負荷転動路に戻すためのボール戻し路を有する樹脂製のボール戻し部材と、該ボール戻し部材を前記ボールねじナットの外周面に形成された平面部に押え付ける金属製の押え具と、該押え具を前記ボールねじナットの平面部に固定する複数の押え具固定用ねじとを備えてなるボールねじ装置において、前記押え具固定用ねじにより前記押え具を締め付けたときに前記ボール戻し部材が弾性変形し且つその弾性変形量が前記ボール戻し部材内に形成されたボール戻し路の直径から前記ボールの直径を差し引いた値より小さくなるように前記押え具が成形されていることを特徴とする。
本発明のうち請求項２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、前記押え具が金属板をプレス成形して形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るボールねじ装置では、押え具を押え具固定用ねじにより締め付けてボール戻し部材をボールねじナットの平面部に押え付けると、押え具の天井面部がボールねじナットの上面部に当接する。これにより、ボール戻し部材の上面部と押え具の天井面部との間に隙間が生じることがないので、ボールねじナットの平面部から浮き上がるようなガタツキがボール戻し部材に生じることを防止することができる。また、このときボール戻し部材は押え具固定用ねじの締め付け力によって僅かに弾性変形するが、その弾性変形量はボール戻し部材内に形成されたボール戻し路の直径からボールの直径を差し引いた値より小さいので、ボールの転がり運動を阻害するような弾性変形がボール戻し部材に生じることも防止することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の第１の実施形態に係るボールねじ装置を図１〜図８に示す。図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係るボールねじ装置１０は、ボールねじ軸１１と、このボールねじ軸１１の外径より大きい内径で筒状に形成されたボールねじナット１２とを備えており、これらボールねじ軸１１の外周面及びボールねじナット１２の内周面には、螺旋状のボール転動溝１３，１４（図３参照）が形成されている。また、ボールねじ装置１０はボール転動溝１３，１４間に形成されたボール負荷転動路をボールねじ軸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多数のボール１５（図３参照）を備えており、ボール負荷転動路を転動したボール１５は、樹脂製のボール戻し部材１６内に形成されたボール戻し路１７内を転動してボール負荷転動路に戻されるようになっている。
【００１０】
ボール戻し部材１６は、ボールねじナット１２の外周面に形成された平面部１２１（図１参照）に押え具１８によって押え付けられている。また、ボール戻し部材１６は一対のボールすくい上げ部１６１，１６１（図６及び図７参照）を有しており、ボール負荷転動路を転動したボール１５は、ボール戻し部材１６のボールすくい上げ部１６１によってボール転動溝１３，１４のリード角と一致した方向にすくい上げられるようになっている。
【００１１】
押え具１８は、複数の押え具固定用ねじ１９によりボールねじナット１２の平面部１２１に固定されている。また、押え具１８はボール戻し部材１６をボールねじナット１２の平面部１２１に押え付ける断面Ｕ字状の押え部１８１（図４参照）と、この押え部１８１の両側に設けられた一対のプレート部１８２とを有しており、押え部１８１の内面に形成された円弧状曲面部１８ｂの曲率半径をＲ１（図４参照）、これに対応してボール戻し部材１６の外表面に形成された円弧状曲面部１６ｂの曲率半径をＲ２（図５参照）とすると、押え具１８は、Ｒ１≦Ｒ２を満たすように、金属板をプレス成形して形成されている。
さらに、押え具１８は、押え具固定用ねじ１９により押え具１８を締め付けたときにボール戻し部材１６が僅かに弾性変形し且つその弾性変形量がボール戻し路１７の直径ｄｊからボール１５の直径Ｄｗを差し引いた値より小さくなるように、金属板をプレス成形して形成されている。
【００１２】
具体的には、ボール１５の直径をＤｗ（図５参照）、ボール戻し部材１６内に形成されたボール戻し路１７の直径をｄｊ（図５参照）、押え具固定用ねじ１９により押え具１８をボールねじナット１２の平面部１２１に固定する前のボールねじナット１２の平面部１２１からボール戻し部材１６の上面部１６ａまでの高さをａ（図５参照）、ボールねじナット１２の平面部１２１から押え具１８の天井面（ボール戻し部材１６の上面部１６ａと接触する天井面）１８ａまでの高さをｂ（図４参照）、押え具固定用ねじ１９により押え具１８を締め付けたときのボール戻し部材１６に発生する弾性変形量をｃ（＝ａ−ｂ）とすると、押え具１８は、式（１）及び式（２）を満たすように、金属板をプレス成形して形成されている。
ａ＞ｂ                ‥‥（１）
０＜ｃ＜ｄｊ−Ｄｗ    ‥‥（２）
【００１３】
このような構成において、押え具１８を押え具固定用ねじ１９により締め付けてボール戻し部材１６をボールねじナット１２の平面部１２１に押え付けると、押え具１８の天井面部１８ａがボール戻し部材１６の上面部１６ａに当接する。これにより、ボール戻し部材１６の上面部１６ａと押え具１８の天井面部１８ａとの間に隙間が生じることがないので、ボールねじナット１２の平面部１２１から浮き上がるようなガタツキがボール戻し部材１６に生じることを防止することができる。また、このときボール戻し部材１６は押え具固定用ねじ１９の締め付け力によって僅かに弾性変形するが、その弾性変形量ｃ（＝ａ−ｂ）はｄｊ−Ｄｗより小さいため、ボール１５の転がり運動を阻害するような弾性変形がボール戻し部材１６に生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】本発明の第１の実施形態に係るボールねじ装置の側面図である。
【図３】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４】図１のVI−VI線に沿う断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るボールねじ装置の押え具をボールねじナットの平面部に固定する前のボール戻し部材を示す断面図である。
【図６】樹脂製ボール戻し部材の斜視図である。
【図７】図６に示す樹脂製ボール戻し部材の側面図である。
【図８】樹脂製ボール戻し部材をボールねじナットの外周面に形成された平面部に押え付ける押え具の一例を示す斜視図である。
【図９】押え具の他の例を示す斜視図である。
【図１０】ボール戻し部材の上面部と押え具の天井面部との間に発生する隙間を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１５】
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  ボール戻し部材
１６ａ  上面部
１７  ボール戻り路
１８  押え具
１８ａ  天井面部
１９  押え具固定用ねじ
【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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【図１０】
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