(57)【要約】【課題】ボール循環部材の掬い上げ部とねじ軸のボール転動溝とが接触した場合でも、掬い上げ部に疵が付くことを防止または抑制する。【解決手段】このボールねじは、ボール転動溝１１に逃げ溝９を有するねじ軸１２を備え、これに、ボール転動溝を内周面にもつナットが外嵌している。そして、両ボール転動溝間で構成するボール軌道路に複数のボールが配設されており、さらに、ボール軌道路内のボールを一方の側から掬い上げる掬い上げ部２４と、掬い上げ部２４で掬い上げたボール１５を他方の側からボール軌道路内へ戻すボール循環通路２７と、を有するサイドキャップ（ボール循環部材）を備えている。そして、掬い上げ部２４は、ボール転動溝１１との対向する範囲において、そのたわみ方向での距離が、ボール転動溝１１と逃げ溝９との境界部分９ｂに比べて、他の部分に、より狭い部分を有して形成されている。【選択図】図６
2007225032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にボール転動溝を有しておりそのボール転動溝に逃げ溝が形成されているねじ軸と、該ねじ軸の外周面と対向する内周面にボール転動溝を有するナットと、前記ナットおよびねじ軸の両ボール転動溝間で構成するボール軌道路に配設される複数のボールと、を備えるボールねじに用いられ、前記ボール軌道路内のボールを一方の側から掬い上げる掬い上げ部と、該掬い上げ部で掬い上げたボールを他方の側から前記ボール軌道路内へ戻すボール循環通路と、を有するボール循環部材であって、
前記掬い上げ部は、前記ねじ軸のボール転動溝との対向する範囲において、そのたわみ方向での距離が、前記ねじ軸のボール転動溝と逃げ溝との境界部分に比べて、他の部分に、より狭い部分を有して形成されていることを特徴とするボール循環部材。
【請求項２】
前記掬い上げ部は、その掬い上げ点での掬い上げ方向が、前記ねじ軸と直交する方向ではボールピッチ円の接線方向であり、前記ねじ軸と平行な方向ではボールピッチ円のリード角方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載のボール循環部材。
【請求項３】
前記掬い上げ部は、前記ねじ軸のボール転動溝との対向範囲において、前記たわみ方向に隙間を有し、当該たわみ方向での隙間は、これを適用するボールねじを許容回転数の範囲内で作動させたときに、前記ねじ軸のボール転動溝に接触する広さになっていることを特徴とする請求項１または２に記載のボール循環部材。
【請求項４】
前記ボールとしては、その直径が５ｍｍ以上のものに用いられるようになっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のボール循環部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のボール循環部材を備えていることを特徴とするボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種産業機械等に用いられるボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじは、例えば、図１１に示すボールねじ１０１のように、外周面に螺旋状のボール転動溝１１を有するねじ軸１２を有している。そして、そのねじ軸１２のボール転動溝１１に対応する螺旋状のボール転動溝１３を内周面に有するナット１４がねじ軸１２に嵌合している。ここで、ナット１４のボール転動溝１３とねじ軸１２のボール転動溝１１とは互いに対向して両者の間にボール軌道路８を構成しており、そのボール軌道路８には、転動体としての複数のボール１５が転動可能に装填されており、さらに、そのボール１５をボール軌道路８から掬い上げて無限循環させるためのボール循環部材１７１を備えている。
【０００３】
しかし、従来、同図に例示するようなボール循環部材１７１は、金属のパイプを略コ字状に曲げ加工後、ボール１５をボール軌道路８から掬い上げるための掬い上げ部１２４を機械加工によって削り出して製作している。そして、この種のボール循環部材では、軸の螺旋状ボール転動溝の肩の部分に干渉しないようにボールを掬い上げるために、掬い上げ角度（同図での符号θで示す角度）をもった位置で掬い上げるようになっている。そのため、この種のボール循環部材では、掬い上げ部１２４とボール転動溝１１との繋ぎ目には、段差や角度変化（掬い上げ角、リード角）が生じる。そのため、ボール１５の円滑な循環を確保する上では、改善の余地があった。
【０００４】
そこで、近年、ボールねじでは、そのボール循環部材として、ボールの円滑な循環を確保するために、つまり、螺旋状のボール軌道路を転がるボールをボール循環部材内に円滑に導き、且つボール循環部材内を移動するボールをボール軌道路に円滑に戻すために、ボール軌道路の接線方向にボールを掬い上げ、且つボール軌道路の接線方向からボール軌道路内にボールを戻すことが多くなってきた（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、いわゆるサイドキャップ式のボールねじが開示されている。
ここで、図１２に、この種のボールねじ１００でのボール循環部材１７０の一例を示す。この例の場合、そのボール循環部材１７０は、例えば図１３に示すようなボール循環部材構成部材２３０を二つ組み合わせて構成される。そして、その掬い上げ部２４０は、ボール転動溝上の掬い上げ点にて、接線方向にボールを掬い上げるようになっている。
【０００６】
一方、ナット１４には、その外周面にボール循環部材１７０の取付け面が形成され、そのボール循環部材取付け面に、図１２に示すように、上記ボール軌道路８に連通する二個一組の長孔２０が穿孔される。そして、この長孔２０に、ボール循環部材１７０の両端の脚部１９０がそれぞれ嵌め込まれる。
この種のボール循環部材では、その掬い上げ部は、ボール転動溝上の掬い上げ点にて、接線方向にボールを掬い上げるようになっているので、ボールを円滑に掬い上げることができる。したがって、掬い上げ部や他の部品にボールが衝突する際の衝撃力が弱くなるので、高速化、静音化を実現することができる。
【特許文献１】特開２００５−８３５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、この種のボール循環部材では、上述のように、その掬い上げ部で接線方向にボールを掬い上げるので、掬い上げ後のボールが循環する経路が多少複雑になる。そこで、樹脂を成形してこの種のボール循環部材を製作することで、その加工コストを抑えている。また、ボール循環部材を樹脂から成形すれば、構造上での強度が必要な箇所（例えば掬い上げ部の螺旋方向での肉厚等）を、所望の肉厚に設定できるという利点もある。
【０００８】
しかし、この種のボール循環部材は、ボールをほぼ接線方向に掬い上げるようになっているので、その掬い上げ部２４０は、図１３に例示するように、ねじ軸のボール転動溝側に向けて舌片状に突出して設けられる。そのため、その掬い上げ部２４０の先端部２４０ｓが薄肉となる。
つまり、この種のボール循環部材での掬い上げ部は、螺旋状のボール転動溝からその接線方向に掬い上げるべき経路に沿って形成されるので、その先端部分が非常に鋭角になる。なお、実際には先端を単に鋭角のままにはせず、多少の丸みをもたせているものの、ボールを円滑に掬い上げる上では掬い上げ部を長くした方が望ましいので、やはり、その長くした分、掬い上げ部の先端は薄肉になることはさけられない。
【０００９】
また、掬い上げ部は、掬い上げ部とねじ軸のボール転動溝との間に、通常、ある程度の隙間を設けており、ボールねじの通常の回転状態では、相互が接触しないように設定される。これは、掬い上げ部が、ボールを接線方向に掬い上げるときの掬い上げ部へのボールの衝撃力を緩和、ないしは、例えば温度変化による材料の膨張等を考慮してのものである。
【００１０】
そして、例えば径が比較的大きなボールを用いた場合、ボールの挙動（例えばボールの急激な加減速やボールの詰まり等）によっては、図１４に示すように、掬い上げ部２４０に、一時的ではあるが比較的大きな力Ｆが加わることがある（なお、同図では、その力Ｆが加わるイメージを矢印にて示している。）。このようなとき、掬い上げ部２４０は、その樹脂材料による剛性のみでは、その加わった力Ｆを支えきれず、折損などの損傷が生じるおそれがある。
【００１１】
そこで、本願の発明者は、この種の樹脂製のボール循環部材においては、掬い上げ部に比較的大きな力Ｆが加わることによる変形によって、その掬い上げ部とねじ軸のボール転動溝とが接触することを予め想定して、掬い上げ部を、これに加わった力Ｆによって撓ませ（弾性変形させ）、掬い上げ部とねじ軸のボール転動溝とを意図的に接触（線接触もしくは面接触）させることで、ねじ軸のボール転動溝によって掬い上げ部を背後から援護（以下、「バックアップ」ともいう）させることを考えた。これにより、ある程度大きな荷重が掬い上げ部に加わったときでも、掬い上げ部の過大な変形が防止または抑制されるので、掬い上げ部の折損などの損疵を防ぐことが可能となる。
【００１２】
しかし、図１５に示すように、ねじ軸１２のボール転動溝１１には、研削するときの研削抵抗を軽減するために、ボール転動溝１１の底の部分に、研削逃げ用の逃げ溝９をつけるのが普通である。そのため、図１６に例示するように、掬い上げ部２４０は、ボール転動溝１１にバックアップされたとき、ねじ軸１２のボール転動溝１１と逃げ溝９との境界部分９ｂに掬い上げ部２４０の背面（ボール転動溝１１と対向する面）が押し付けられてしまう。これにより、例えば図１７に示すように、樹脂製の掬い上げ部２４０の背面に切り欠き状の疵（傷）Ｋが付くことになる。そして、このような疵が生じると、その疵を基点として掬い上げ部が破損するおそれがある。
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、ボール循環部材の掬い上げ部とねじ軸のボール転動溝とが接触した場合でも、掬い上げ部に疵が付くことを防止または抑制し得るボール循環部材および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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は、外周面にボール転動溝を有しておりそのボール転動溝に逃げ溝が形成されているねじ軸と、該ねじ軸の外周面と対向する内周面にボール転動溝を有するナットと、前記ナットおよびねじ軸の両ボール転動溝間で構成するボール軌道路に配設される複数のボールと、を備えるボールねじに用いられ、前記ボール軌道路内のボールを一方の側から掬い上げる掬い上げ部と、該掬い上げ部で掬い上げたボールを他方の側から前記ボール軌道路内へ戻すボール循環通路と、を有するボール循環部材であって、前記掬い上げ部は、前記ねじ軸のボール転動溝との対向する範囲において、そのたわみ方向での距離が、前記ねじ軸のボール転動溝と逃げ溝との境界部分に比べて、他の部分に、より狭い部分を有して形成されていることを特徴としている。
ここで、上記たわみ方向とは、掬い上げ部によってボールが掬い上げられるときに、掬い上げ部の変形する方向であって、掬い上げ部の幅方向中央でのねじ軸のラジアル方向に沿った方向をいう。
また、本発明は、ボールねじであって、本発明に係るボール循環部材を備えていることを特徴としている。
【００１４】
本発明に係るボール循環部材によれば、その掬い上げ部は、ねじ軸のボール転動溝に対し、上記たわみ方向での距離が、ねじ軸のボール転動溝と逃げ溝との境界部分に比べて、他の部分に、より狭い部分を有して形成されているので、これを用いた本発明に係るボールねじによれば、例えば、ねじ軸のボール転動溝と逃げ溝との境界部分に掬い上げ部が押し付けられたとしても、掬い上げ部は、ねじ軸のボール転動溝と逃げ溝との境界部分では接触せず、他の部分がねじ軸のボール転動溝に接触する。あるいは、ねじ軸のボール転動溝と逃げ溝との境界部分よりも、他の部分がねじ軸のボール転動溝に強く接触する。そのため、ねじ軸のボール転動溝と逃げ溝との境界部分と掬い上げ部の背面との接触を防止、またはその接触の程度を軽減することができる。
【００１５】
ここで、前記掬い上げ部は、その掬い上げ点での掬い上げ方向が、前記ねじ軸と直交する方向ではボールピッチ円の接線方向であり、前記ねじ軸と平行な方向ではボールピッチ円のリード角方向に沿って形成されていれば好ましい。
このような構成であれば、特に、螺旋状のボール軌道路を転がるボールをボール循環部材内に円滑に導き、且つボール循環部材内を移動するボールをボール軌道路に円滑に戻すために、ボール軌道路の接線方向にボールを掬い上げ、且つボール軌道路の接線方向からボール軌道路内にボールを戻す種のボールねじに、本発明に係るボール循環部材を適用する上で好適である。そして、この種のボールねじでは、そのボール循環部材は、掬い上げ部の先端部分が薄肉になるので、特に掬い上げ部の破損を抑制する上で好ましい。また、掬い上げ部の厚さ（後述する図６（ｂ）での符号Ｄにて図示するように、掬い上げ部の先端部分からその反対の側に形成されている突出部までの距離）は、使用するボール径の１０％以上、より望ましくは５０％以上３００％以下であることが好ましい。
【００１６】
また、前記掬い上げ部は、前記ねじ軸のボール転動溝との対向範囲において、前記たわみ方向に隙間を有し、当該たわみ方向での隙間は、これを適用するボールねじを許容回転数の範囲内で作動させたときに、前記ねじ軸のボール転動溝に接触する広さになっていれば好ましい。このような構成の、本発明に係るボール循環部材をボールねじに適用すれば、その掬い上げ部は、ねじ軸のボール転動溝に対して常には接触しないので、掬い上げ部の摩耗を抑止できる。そして、その掬い上げ部とねじ軸のボール転動溝とが接触することを予め想定して、掬い上げ部をこれに加わった力によって撓ませ（弾性変形させ）、掬い上げ部とねじ軸のボール転動溝とを意図的に接触させることで、ねじ軸のボール転動溝によって掬い上げ部を背後から援護（バックアップ）させることができる。
【００１７】
また、本発明に係るボール循環部材は、前記ボールとしては、その直径が５ｍｍ以上のものに用いられるようになっていれば好ましい。このような構成であれば、ボールの質量が大きな領域での使用に特に効果的である。つまり、ボールの直径が５ｍｍ以上のものでは、特に、掬い上げ部に加わる衝撃力が大きいので、本発明に係るボール循環部材を適用する上で好適である。
【発明の効果】
【００１８】
上述のように、本発明によれば、ボール循環部材の掬い上げ部とねじ軸のボール転動溝とが接触した場合でも、掬い上げ部に疵が付くことを防止または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】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、上述したボールねじと同様の部分については、以下の実施形態での説明においても同一の符号を附して説明する。
図１は本発明に係るサイドキャップ式のボールねじの説明図であり、図２は、その要部を説明するための図１での径方向断面図である。また、図３は、図２でのＥ方向矢視図であり、同図ではサイドキャップ装着前のナットを示している。また、図４はサイドキャップにサイドキャップカバーを装着する状態のイメージを示す斜視図である。
このボールねじ１０は、図１ないし図２に示すように、ねじ軸１２と、ナット１４とを備えている。
【００２０】
ねじ軸１２は、外周面に螺旋状のボール転動溝１１を有する。ナット１４は、ねじ軸１２のボール転動溝１１に対応する螺旋状のボール転動溝１３を内周面に有する。そして、ナット１４は、ねじ軸１２に嵌合されており、ナット１４のボール転動溝１３とねじ軸１２のボール転動溝１１とが互いに対向して両者の間でボール軌道路８が構成されている。そのボール軌道路８には、転動体としての複数のボール１５が転動可能に装填されている。ここで、本発明に係るボールねじ１０では、装填されるボールとしては、その直径が５ｍｍ以上のものに用いられるようになっていれば好ましい。なお、本実施形態は、大型のサイドキャップ式のボールねじであり、そのボールの直径は、１９．０５ｍｍである。
【００２１】
さらに、ナット１４には、図３に示すように、その外周面に矩形状の平坦面からなるサイドキャップ取付け面１６が形成されている。このサイドキャップ取付け面１６には、二個一組の長孔２０が形成されている。この長孔２０は、前記ボール転動溝１１，１３間で構成するボール軌道路８に連通して穿孔されている。
そして、このサイドキャップ取付け面１６には、図４に示すように、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７が取り付けられる。ここで、このサイドキャップ１７は、一対の脚部１９を有しており、その一対の脚部１９を、サイドキャップ取付け面１６に形成された上記長孔２０に、ねじ軸１２に対して垂直方向から、ほとんど隙間なく嵌め込み可能になっている（図１参照）。そして、図４に示すように、サイドキャップ１７は、その脚部１９以外の部分を覆う蓋形状のサイドキャップカバー２６によって、上記サイドキャップ取付け面１６に向けて押さえられて、止めネジ１８によってナット１４に取付けられる。
【００２２】
ここで、サイドキャップ１７には、脚部１９の内部にボール掬い上げ（戻し）通路２１が形成されている（図２参照）。このボール掬い上げ（戻し）通路２１は、当該通路の連続する方向を脚部１９の外周壁面に対して傾けて形成され、さらに、ボールの循環通路方向に沿った方向に傾けて形成されている。そして、このボール掬い上げ（戻し）通路２１がボール送り通路２２に連通しており、ボール送り通路２２、および一対のボール掬い上げ（戻し）通路２１によってボール循環通路２７を構成している。
【００２３】
すなわち、このサイドキャップ１７は、図２に示すように、ボール掬い上げ（戻し）通路２１とボール送り通路２２とによってボール循環通路２７の連続する方向に沿った一体構造からなるボール循環通路２７を形成するとともに、サイドキャップ取付け面１６に形成された長孔２０に対して、容易に脚部１９をはめ込むことができる構造としながらも、脚部１９内に形成したボール掬い上げ（戻し）通路２１でのボール１５の進行方向を、ねじ軸１２の略接線方向且つ両ボール転動溝１１，１３のリード角と略一致する方向に掬い上げ可能とする三次元的な構成となっている。そのため、ナット１４の加工が簡単で、且つボール循環通路２７（つまり、ボール掬い上げ（戻し）通路２１およびボール送り通路２２）の設計的自由度の向上を図ることを可能としている。
【００２４】
そして、このボール循環通路２７、並びにボール軌道路８によってボール１５の無限循環通路が構成される。なお、ねじ軸１２の一端には、例えばモータ（図示せず）の出力軸がカップリングを介して連結可能になっており、これにより、ねじ軸１２の回転により、ナット１４がボール１５の転動を介して軸方向に移動可能になっている。
ここで、上述のサイドキャップ１７は、分割構造になっている。図５は、そのサイドキャップを示す斜視図である。また、図６は、そのサイドキャップを分割した、一方のサイドキャップ構成部材を示す説明図であり、同図（ａ）は、その全体を示す斜視図、同図（ｂ）は、同図（ａ）でのＡ部拡大図、同図（ｃ）は、同図（ａ）でのＢ方向から見た拡大斜視図、同図（ｄ）は、ボールを掬い上げる部分をねじ軸とともに示す拡大斜視図である。また、図７は、掬い上げ部２４を、ボールを掬い上げる方向（図６（ａ）でのＣ方向）から見た図である。なお、同図では、輪郭線のみ図示している。
【００２５】
このサイドキャップ１７は、樹脂成形により製作されており、図５に示すように、例えば樹脂材をモールド成形してなる一対のボール循環部材構成部材であるサイドキャップ構成部材２３を向かい合わせるように組み合わせて構成される。
つまり、サイドキャップ構成部材２３は、図６に示すように、ボール１５の進行方向に沿って点対称に二つにサイドキャップ１７が分割（図５に分割線を符号ＰＬで示す）されたものであり、ボール掬い上げ（戻し）通路２１およびボール送り通路２２からなるボール循環通路２７が、その内側に形成されている。そして、各サイドキャップ構成部材２３は、そのボール掬い上げ（戻し）通路２１の先端部分に、掬い上げ部２４を有している。
【００２６】
この掬い上げ部２４は、図６に示すように、ボール軌道路８内を転動するボール１５を、ボール軌道路８からボール掬い上げ（戻し）通路２１へ円滑に掬い上げるために、ねじ軸１２のボール転動溝１１に挿入可能な舌状の形状をしており、ボール転動溝１１に向けてボール掬い上げ（戻し）通路２１から突出して形成される。そして、この掬い上げ部２４は、その掬い上げ点での掬い上げ方向が、ねじ軸１２と直交する方向ではボールピッチ円の接線方向であり、ねじ軸１２と平行な方向ではボールピッチ円のリード角方向に沿って形成されている。
【００２７】
さらに、この掬い上げ部２４は、ボール転動溝１１との対向範囲において、そのたわみ方向に隙間を有して延出しており、そのたわみ方向での隙間は、当該ボールねじの許容回転数の範囲内で作動させたときに、弾性変形することによって、ボール転動溝１１に接触する広さになっている。
そのため、無負荷の状態において、掬い上げ部２４およびボール転動溝１１を、ボール１５を掬い上げる方向とは直交する方向に沿った断面で示せば、図７に示すように、掬い上げ部２４は、その背面２４ｒが、ボール転動溝１１に沿ってこれに対向する面として僅かに隙間を有して形成される。ここで、この掬い上げ部２４では、その背面２４ｒは、ねじ軸１２のボール転動溝１１との対向する範囲において、当該対向する方向での距離が、ねじ軸１２のボール転動溝１１と逃げ溝９との境界部分９ｂに比べて、他の部分に、より狭い部分を有して形成されている。
【００２８】
より詳しくは、図７に示すように、掬い上げ部２４の背面２４ｒには、逃げ溝９と対向する位置に、湾曲した凹部２４ｎが形成されている。この凹部２４ｎは、上記の掬い上げ方向に沿って設けられている。そして、この凹部２４ｎの幅寸法Ｗｔは、逃げ溝９の幅寸法Ｗよりも広い。さらに、このときの掬い上げ部２４の背面２４ｒは、ねじ軸１２のボール転動溝１１との対向する範囲において、凹部２４ｎと背面２４ｒとの境界部分２４ｔでの、ボール転動溝１１との対向する方向での距離が、他の部分での、対向する方向での距離より狭くなっている。なお、凹部２４ｎの幅寸法Ｗｔは、逃げ溝９の幅寸法Ｗの１倍を超え２倍以下の範囲とするのが適当である。これにより、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、掬い上げ部２４の先端部分２４ｓの中央が、略Ｕ字状の逃げ部２４ｄとなり、その逃げ部２４ｄの両側が、図６（ｂ）に示すように、二つの角部２４ｐとして形成される。
【００２９】
なお、この掬い上げ部２４の背面２４ｒには、先端部分２４ｓとは反対の側に、凹部２４ｎを延長した方向に沿って延びる突出部２４ｕが設けられている。この突出部２４ｕを背面２４ｒ側から見た形状は、略矩形をなし、その幅方向の寸法は、凹部２４ｎの幅寸法Ｗｔよりも狭い。ここで、掬い上げ部の厚さ（図６（ｂ）での符号Ｄにて図示するように、掬い上げ部の先端部分２４ｓからその反対の側に形成されている突出部２４ｕまでの距離）は、使用するボール径の１０％以上、より望ましくは５０％以上３００％以下であることが好ましい。
【００３０】
次に、このボール循環部材およびボールねじの作用・効果について説明する。
上述のように、このボールねじ１０によれば、そのサイドキャップ１７の掬い上げ部２４は、ボール転動溝１１上の掬い上げ点にて、接線方向にボール１５を掬い上げるようになっているので、ボール１５を円滑に掬い上げることができる。したがって、掬い上げ部や２４他の部品にボール１５が衝突する際の衝撃力が弱くなるので、高速化、静音化を実現することができる。
【００３１】
ところで、図１４〜図１７を参照しつつ上述したように、サイドキャップには、ボール１５が循環する際に、その掬い上げ部に、一時的ではあるが比較的大きな力Ｆが加わることがある（図１４参照）。このようなとき、掬い上げ部は、その樹脂材料による剛性のみでは、その加わった力Ｆを支えきれず、折損などの損疵が生じるおそれがある。
しかし、このボールねじ１０によれば、そのサイドキャップ１７の掬い上げ部２４は、ボール転動溝１１との対向範囲において、そのたわみ方向に隙間を有しており、このたわみ方向での隙間は、ボールねじ１０の許容回転数の範囲内で作動させたときに、ボール転動溝１１に接触する広さになっているので、ねじ軸１２のボール転動溝１１によって掬い上げ部２４を背後からバックアップさせることができる。そのため、ある程度大きな荷重が掬い上げ部２４に加わったときでも、掬い上げ部２４の過大な変形を防止または抑制し、掬い上げ部２４の折損などの損傷を防ぐことができる。
【００３２】
また、図１５を参照して説明したように、ねじ軸１２のボール転動溝１１には、研削するときの研削抵抗を軽減するために、ボール転動溝１１の底の部分に、研削逃げ用の逃げ溝９を有している。そのため、図１６を参照して説明したように、従来の掬い上げ部のままでは、ボール転動溝１１にバックアップされたとき、ねじ軸１２のボール転動溝１１と逃げ溝９との境界部分９ｂに掬い上げ部２４０の背面が押し付けられると、その背面に疵が付くことになる。
【００３３】
しかし、このボールねじ１０によれば、そのサイドキャップ１７の掬い上げ部２４は、ねじ軸１２のボール転動溝１１に対し、そのたわみ方向での距離が、ボール転動溝１１と逃げ溝９との境界部分９ｂに比べて、他の部分に、つまり、凹部２４ｎと背面２４ｒとの境界部分２４ｔに、より狭い部分を有して形成されているので、境界部分９ｂに掬い上げ部２４が押し付けられたとしても、掬い上げ部２４は、境界部分９ｂでは最初の接触をせず、凹部２４ｎと背面２４ｒとの境界部分２４ｔがボール転動溝１１に先に接触する。そのため、ねじ軸１２のボール転動溝１１と逃げ溝９との境界部分９ｂと掬い上げ部２４の背面２４ｒとの接触を防止、またはその接触の程度を軽減することができる。ここで、ボール転動溝１１と掬い上げ部２４の背面２４ｒとの接触による摩耗については、ボールねじの面は十分に滑らかになっているので、本稼働時に高速で接触しても、ボール転動溝１１と逃げ溝９との境界部分９ｂに比べてその摩耗の程度は非常に小さい。さらに、境界部分２４ｔと接触するボール転動溝１１の位置を、通常動作においてボール１５が転動する部分（例えば動定格荷重の１０％の負荷での動作で転動する部分）とすれば、ボール１５によってボール転動溝１１表面の凸部が潰されていることにより、より摩耗が小さくなる。
【００３４】
したがって、このボールねじ１０によれば、掬い上げ部２４に疵が付くことを防止または抑制することができる。また、境界部分９ｂとの接触によって生じる応力集中も緩和されるので、そこを基点に生じる破損が防止される。
さらに、このボールねじ１０によれば、上記凹部２４ｎが設けられることにより、図６（ｂ）に示すように、掬い上げ部２４の先端部分２４ｓの中央が、略Ｕ字状の逃げ部２４ｄとなり、その逃げ部２４ｄの両側が、二つの角部２４ｐとして形成されている。これにより、この掬い上げ部２４によってボール１５を掬い上げるときには、ボール１５が、二つの角部２４ｐによって掬い上げられるので、掬い上げ時のボールの姿勢が安定する。また、掬い上げ部２４の二つの角部２４ｐは、凹部２４ｎと背面２４ｒとの境界部分２４ｔの延長線上に位置する。そのため、ボール転動溝１１と掬い上げ部２４の背面２４ｒとが接触する際に、各角部２４ｐは背後からそれぞれ援護（バックアップ）されるので、掬い上げ時のボール１５の姿勢をより安定させることができる。
【００３５】
なお、ナット１４に組み付けられるサイドキャップ１７は、ねじ軸１２のボール転動溝１１との位置を基準に掬い上げ部２４が位置決めされるので、掬い上げ部２４との位置関係を、上述した位置に正確に組み付けることによって、ボール転動溝１１と掬い上げ部２４の背面２４ｒとの接触による掬い上げ部２４の弾性変形の程度を小さくできるという効果もある。
【００３６】
次に、本発明をボールねじに適用し、その掬い上げ部での疵について検証した実施例について説明する。なお、本実施例は、上記実施形態同様に、本発明をサイドキャップ式の大型ボールねじに対して、適用した例である。
本実施例でのボールねじとしては、呼び番号「ＢＳ８０２５」（ボールの直径：１９．０５ｍｍ）のものを用いた。また、試験機としては、ＮＳＫ製のボールねじ耐久寿命試験機を用いた。試験体には、上記図１３等を参照しつつ説明した従来のサイドキャップを装着したものと、上記本発明に係る掬い上げ部２４の背面２４ｒに上記凹部２４ｎの形状を機械加工によって形成したサイドキャップ１７を装着したものとをそれぞれ用意した。
【００３７】
そして、各ボールねじを上記試験機にかけて、ＤＮ値１６万ｍｍ・ｒ／ｍｉｎにて１００ｋｍ走行試験を行った後、それぞれの掬い上げ部の表面状態を調べた。結果を図８および図１８に示す。なお、図８は、本発明に係る掬い上げ部２４での試験後の状態の図であり、同図（ａ）は、その背面側から、また、同図（ｂ）は、背面とは反対の側から見た図である。一方、図１８は、従来のサイドキャップでの試験後の状態の図であり、同図（ａ）は、その背面側から、また、同図（ｂ）は、背面とは反対の側から見た図である。
【００３８】
その結果、従来のサイドキャップでは、図１８から判るように、その掬い上げ部において、ねじ軸１２のボール転動溝１１との接触によって線状の疵が生じた。この疵は、丁度、掬い上げ部の背面の境界部分９ｂに当接した位置に生じていた。さらに、この境界部分９ｂでの接触による疵の発生は、従来のボール循環部材では、径が比較的大きなボールを用いたボールねじの場合に、そして、これを高速で使用したときに、その掬い上げ部の背面に多く生じることが確認された。より具体的には、特に、この境界部分９ｂでの疵は、ボールの直径が５ｍｍ以上のもので顕著であった。また、ＤＮ値（ねじ軸の外径ｍｍ×回転数ｍｉｎ−１）が１０万回を超えるときに顕著であった。
【００３９】
これに対し、本発明に係るサイドキャップでは、図８から判るように、その掬い上げ部において、ねじ軸１２のボール転動溝１１との接触による疵が見られなかった。このように、上記本発明に係るサイドキャップ１７を備えたボールねじ１０によれば、掬い上げ部２４に疵が付くことを防止または抑制可能であることが確認された。
ここで、本実施例でのボールねじでは、そのボールの直径が、１９．０５ｍｍのものを用いており、サイドキャップ１７は、これに対応する形状である。つまり、本実施例によって、掬い上げ部に加わる衝撃力が大きい仕様のボールねじにおいて、つまり、ボールの直径が５ｍｍ以上のものに適用された場合においても、その掬い上げ部２４に疵が付くことを防止または抑制可能であることが確認された。
【００４０】
以上説明したように、このサイドキャップ１７およびこれを備えたボールねじ１０によれば、サイドキャップ１７の掬い上げ部２４とねじ軸１２のボール転動溝１１とが接触した場合でも、掬い上げ部２４に疵が付くことを防止または抑制することができる。
なお、本発明に係るボール循環部材およびボールねじは、上記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。
【００４１】
例えば、上記実施形態では、ボール循環部材であるサイドキャップ１７を、樹脂から形成した例で説明したが、これに限定されず、ボール循環部材は、例えば焼結合金等、金属製であってもよい。しかし、例えば掬い上げ部で接線方向にボールを掬い上げる等のボール循環部材では、掬い上げ後のボールが循環する経路が多少複雑になるので、その加工コストを抑え、また、構造上での強度が必要な箇所を所望の肉厚に設定する上では、本発明に係るボール循環部材を樹脂から成形することは好ましい。
【００４２】
また、例えば、上記実施形態では、サイドキャップ１７は、その掬い上げ部で接線方向にボールを掬い上げる例で説明したが、これに限定されず、接線方向以外の方向にボールを掬い上げるボール循環部材に対しても本発明を適用可能である。しかし、ボールを円滑に掬い上げ、掬い上げ部や他の部品にボールが衝突する際の衝撃力を軽減し、高速化、静音化を実現するとともに、ねじ軸のボール転動溝側に向けて舌片状に突出して設けられる掬い上げ部に疵が付くことを好適に防止または抑制する上では、本発明に係るボール循環部材を、その掬い上げ点での掬い上げ方向が、前記ねじ軸と直交する方向ではボールピッチ円の接線方向であり、前記ねじ軸と平行な方向ではボールピッチ円のリード角方向に沿って形成されるボール循環部材に適用することは好ましい。また、接線方向にボールを掬い上げるボール循環部材についても、サイドキャップ式に限定されず、例えば、エンドデフレクタ式やエンドキャップ式のボールねじでのボール循環部材についても適用可能である。さらに、この場合において、これらのボール循環部材が樹脂製であれば、本発明を適用する上でより好ましい。
【００４３】
また、上記実施形態では、サイドキャップ１７は、その掬い上げ部２４の背面２４ｒに、逃げ溝９と対向する位置に湾曲した凹部２４ｎを有し、この凹部２４ｎは、上記の掬い上げ方向に沿って設けられており、この凹部２４ｎが形成されることによって、掬い上げ部２４の先端部分２４ｓの中央が、略Ｕ字状の逃げ部２４ｄとなり、その逃げ部２４ｄの両側が、二つの角部２４ｐとして形成されている例で説明したが、ボール転動溝１１と逃げ溝９との境界部分９ｂとの干渉を避けるための形状は、これに限定されない。
【００４４】
例えば、その掬い上げ部２４の背面２４ｒに、掬い上げ方向に沿って設けられる凹部２４ｎを形成せずに、単に、掬い上げ部２４の先端部分２４ｓの中央に、上述したような、略Ｕ字状の逃げ部２４ｄのみを設けるようにしてもよい。このような構成であっても、最も肉厚が薄い先端部分２４ｓでの境界部分９ｂとの接触によって生じる応力集中も緩和されるので、そこを基点に生じる破損が防止可能である。なお、このような構成を採用すれば、従来のサイドキャップの掬い上げ部に対し、本発明に係る掬い上げ部の構成を盛り込むことができるという利点もある。しかし、掬い上げ部２４に疵が付くことをより好適に防止または抑制する構成とする上では、境界部分９ｂとの干渉を避けるための形状を、上記例示した凹部２４ｎのように、掬い上げ方向に沿って設けることが望ましい。
【００４５】
また、例えば、上記実施形態では、サイドキャップ１７は、掬い上げ部２４の背面２４ｒに、逃げ溝９と対向する位置に、湾曲した凹部２４ｎを形成しており、その幅寸法Ｗｔを、逃げ溝９の幅寸法Ｗよりも広くしている。これにより、その掬い上げ部２４は、ねじ軸１２のボール転動溝１１に対し、そのたわみ方向での隙間が、ボール転動溝１１と逃げ溝９との境界部分９ｂに比べて、他の部分である、凹部２４ｎと背面２４ｒとの境界部分２４ｔに、より狭い部分を有するように形成されている例で説明したが、境界部分９ｂとの干渉を避けるための形状は、これに限定されず、本発明に係る掬い上げ部は、ボール転動溝１１との対向する範囲において、当該対向する方向での距離が、ボール転動溝１１と逃げ溝９との境界部分９ｂに比べて、他の部分に、より狭い部分を有して形成されていればよい。
【００４６】
つまり、サイドキャップ１７の掬い上げ部２４とねじ軸１２のボール転動溝１１とは、初期状態において非接触な状態に限定されず、相互が接触した場合でも、適用可能である。しかし、掬い上げ部を、ねじ軸のボール転動溝に対して常には接触させず、掬い上げ部の摩耗を抑止し、さらに、その掬い上げ部とねじ軸のボール転動溝とが接触することを予め想定して、掬い上げ部をこれに加わった力によって弾性変形させ、掬い上げ部とねじ軸のボール転動溝とを意図的に接触させることで、ねじ軸のボール転動溝によって掬い上げ部を背後から援護（バックアップ）させる構成とする上では、上記実施形態のように、掬い上げ部は、ねじ軸のボール転動溝との対向範囲において、そのたわみ方向に隙間を有し、当該たわみ方向での隙間は、これを適用するボールねじを許容回転数の範囲内で作動させたときに、前記ねじ軸のボール転動溝に接触する広さになっていれば好ましい。
【００４７】
さらに、具体的な変形例を図９および図１０に示す。
図９に示す例では、上記凹部２４ｎに替えて、凹部２４ｃを二箇所に設けている。この凹部２４ｃは、掬い上げ部２４の背面２４ｒでの、ボール転動溝１１と逃げ溝９との境界部分９ｂに対向する位置それぞれに形成されている。そして、このときの対向する方向での距離は、境界部分９ｂと凹部２４ｃの最も奥の部分との対向距離Ｙ１に比べ、各凹部２４ｃの幅方向での外側となる稜線部分とボール転動溝１１との対向距離Ｙ２が狭い。したがって、このような構成であっても、掬い上げ部２４に疵が付くことを防止または抑制することができる。
【００４８】
また、図１０に示す例では、上記凹部２４ｎに替えて、凸部２４ｖを二箇所に設けている。この凸部２４ｖは、掬い上げ部２４の背面２４ｒでの、ボール転動溝１１と逃げ溝９との境界部分９ｂに対し、その幅方向での外側となる位置それぞれに形成されており、その最も先端の部分でボール転動溝１１に当接している。そのため、このときの対向する方向での距離は、境界部分９ｂと背面２４ｒとの間での隙間となる対向距離Ｙ３に比べ、各凸部２４ｖは、ボール転動溝１１に当接しているので、やはり対向距離が狭いことになる。したがって、このような構成であっても、掬い上げ部２４に疵が付くことを防止または抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るボールねじの一実施形態を説明する図である。
【図２】図１での径方向断面図である。
【図３】図２でのＥ方向矢視図であり、同図ではサイドキャップ装着前のナットを示している。
【図４】サイドキャップにサイドキャップカバーを装着する状態のイメージを示す斜視図である。
【図５】本発明に係るサイドキャップを説明する図である。
【図６】本発明に係るサイドキャップ構成部材を説明する図である。
【図７】本発明に係るサイドキャップ構成部材を説明する図であり、同図では、掬い上げ部を、ボールを掬い上げる方向から見た図で示している。
【図８】本発明に係る掬い上げ部において、疵が付くことが防止された掬い上げ部を示す図である。
【図９】本発明に係るサイドキャップの変形例を説明する図である。
【図１０】本発明に係るサイドキャップの変形例を説明する図である。
【図１１】従来のボールねじを説明する図であり、同図は、要部を軸直方向での断面で示している。
【図１２】従来のサイドキャップ式のボールねじを説明する図であり、同図は、要部を軸直方向での断面で示している。
【図１３】従来のサイドキャップ（サイドキャップ構成部材）を説明する斜視図（（ａ）および（ｂ））である。
【図１４】ボールの挙動によって、掬い上げ部に比較的大きな力が加わった状態のイメージを説明する図であり、同図では、ねじ軸の一部および分割形のサイドキャップの一方の側のみを斜視図にて示している。
【図１５】外周面にボール転動溝を有しておりそのボール転動溝に逃げ溝が形成されているねじ軸を説明する図である。なお、同図での符号Ｌはリードを示している。
【図１６】従来の掬い上げ部を説明する図であり、同図では、掬い上げ部を、ボールを掬い上げる方向とは直交する方向に沿った断面で示している。
【図１７】従来の掬い上げ部において、掬い上げ部に疵が付いた状態のイメージを説明する斜視図である。
【図１８】従来の掬い上げ部において、疵が付いた掬い上げ部を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
８    ボール軌道路
９    逃げ溝
１０    ボールねじ
１１    ボール転動溝
１２    ねじ軸
１３    ボール転動溝
１４    ナット
１５    ボール
１６    サイドキャップ取付け面（ボール循環部材取付け面）
１７    サイドキャップ（ボール循環部材）
１８    止めネジ
１９    脚部
２０    長孔
２１    ボール掬い上げ（戻し）通路
２２    ボール送り通路
２３    サイドキャップ構成部材（ボール循環部材構成部材）
２４    掬い上げ部
２６    サイドキャップカバー
２７    ボール循環通路
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図８】
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【図１８】
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