(57)【要約】【課題】ボールねじのボール戻し通路周辺での騒音を抑制する。【解決手段】ボール戻し通路を構成する湾曲路４１Ａ，４１Ｂ内でのボール３の進行方向が斜め上下方向に沿うように、ボールねじのナット１をハウジングに対して固定し、ねじ軸２を回転して使用する。これにより、ねじ軸２の軸方向で往復運動するナット１の往路と復路のいずれにおいても、ボール３の進行方向が鉛直下方にならないため、ボール同士の衝突エネルギーが小さくできる。【選択図】図１
2013024320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動し、
前記ボール戻し通路は、戻し路とその両端に接続された誘導路を有し、軌道の終点側の誘導路は、ボールの進行方向を変えてボールを軌道の終点から戻し路に導入し、軌道の始点側の誘導路は、ボールの進行方向を変えてボールを戻し路から軌道の始点に導入するボールねじの騒音抑制方法であって、
両誘導路内でのボールの進行方向が鉛直方向と異なる方向に沿うように、前記ナットをハウジングに固定し、前記ねじ軸を回転して使用することを特徴とするボールねじの騒音抑制方法。
【請求項２】
内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動し、
前記ボール戻し通路は、戻し路とその両端に接続された誘導路を有し、軌道の終点側の誘導路は、ボールの進行方向を変えてボールを軌道の終点から戻し路に導入し、軌道の始点側の誘導路は、ボールの進行方向を変えてボールを戻し路から軌道の始点に導入するボールねじを有する送り装置であって、
両誘導路内でのボールの進行方向が鉛直方向と異なる方向に沿うように、前記ナットがハウジングに固定され、前記ねじ軸を回転して使用されることを特徴とする送り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボールねじの騒音を抑制する方法と、この方法が適用された送り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじは、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動する装置である。
ボール戻し通路は、戻し路とその両端に接続された誘導路を有する。軌道の終点側の誘導路は、ボールの進行方向を変えてボールを軌道の終点から戻し路に導入し、軌道の始点側の誘導路は、ボールの進行方向を変えてボールを戻し路から軌道の始点に導入する。
【０００３】
ボールねじにおいて、ボールは、軌道内を転動した後に、軌道の終点からボール戻し経路に入って軌道の始点に戻されることで循環する。ボールは、軌道内では負荷状態で転動し、ボール戻し経路内では無負荷状態で転動する。このようなボールねじは、多くの場合、軸方向を水平方向に向けて使用される。
ボールねじにおけるボールの循環方式には、リターンチューブ方式、エンドデフレクタ方式、エンドキャップ方式などがある。エンドデフレクタ方式の場合は、ナットに、軸方向に延びる貫通穴からなる戻し路を設け、その両端部に凹部を形成し、この凹部にエンドデフレクタを配置する。エンドデフレクタに誘導路が形成されている。
【０００４】
エンドデフレクタ方式やエンドキャップ方式のボールねじは、リターンチューブ方式のボールねじと比較して、振動レベルや騒音レベルの増大を抑えることができるが、さらなる低騒音化が要求されている。特に、電子機器や医療機器などは、静かな環境で使用されることが多く、このような機器の送り装置として使用されるボールねじには静寂性が要求される。
ボールねじの騒音を抑制する方法に関しては、例えば、特許文献１に、ナットの軸線方向端部に設けたフランジの端面の少なくとも一部を低騒音プレートで覆うことが記載されている。特許文献２には、ナットの内周面に形成されたエンドデフレクタ組付け面とエンドデフレクタとの間に樹脂製プレートを配置することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００７／０９１５８４
【特許文献２】特開２００７−１７７９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の課題は、ボールねじのボール戻し通路周辺での騒音を抑制する方法として、特許文献１および２に記載された方法とは異なる発想に基づいた方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動し、前記ボール戻し通路は、戻し路とその両端に接続された誘導路を有し、軌道の終点側の誘導路は、ボールの進行方向を変えてボールを軌道の終点から戻し路に導入し、軌道の始点側の誘導路は、ボールの進行方向を変えてボールを戻し路から軌道の始点に導入するボールねじの騒音抑制方法であって、両誘導路内でのボールの進行方向が鉛直方向と異なる方向に沿うように、前記ナットをハウジングに固定し、前記ねじ軸を回転して使用することを特徴とするボールねじの騒音抑制方法を提供する。
【０００８】
この発明はまた、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動し、前記ボール戻し通路は、戻し路とその両端に接続された誘導路を有し、軌道の終点側の誘導路は、ボールの進行方向を変えてボールを軌道の終点から戻し路に導入し、軌道の始点側の誘導路は、ボールの進行方向を変えてボールを戻し路から軌道の始点に導入するボールねじを有する送り装置であって、両誘導路内でのボールの進行方向が鉛直方向と異なる方向に沿うように、前記ナットがハウジングに固定され、前記ねじ軸を回転して使用される送り装置を提供する。
【０００９】
ボール戻し通路を有するボールねじにおいて、ボールはボール戻し通路内で負荷を受けず、軌道の終点から導入されたボールに押されて進む。ボールがボール戻し通路から軌道の始点に戻る際のボールの進行方向が鉛直下方である場合、およびボールが軌道の終点からボール戻し通路に入る際のボールの進行方向が鉛直下方である場合、ボールに作用する重力が最大となる。これらの場合、ボール同士の衝突エネルギーが最大となるため、大きな騒音が生じる。
【００１０】
この発明の方法では、ボール戻し通路の両誘導路内でのボールの進行方向が鉛直方向と異なる方向に沿うように、ナットをハウジングに固定し、ねじ軸を回転して使用するため、ねじ軸の軸方向で往復運動するナットの往路と復路のいずれにおいても、ボール戻し通路内でボールの進行方向が鉛直下方にならない。これにより、往路と復路の少なくともいずれかでボール戻し通路内でのボールの進行方向が鉛直下方となるようにナットを固定するボールねじと比較して、騒音を小さくすることができる。
【００１１】
この発明の送り装置では、ボール戻し通路の両誘導路内でのボールの進行方向が鉛直方向と異なる方向に沿うように、ナットがハウジングに固定されているため、ねじ軸の軸方向で往復運動するナットの往路と復路のいずれにおいても、ボール戻し通路内でボールの進行方向が鉛直下方にならない。これにより、ナットがハウジングに対して、往路と復路の少なくともいずれかでボール戻し通路内でのボールの進行方向が鉛直下方となるように固定されている送り装置と比較して、騒音を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ナットのハウジングに対する固定位置を特定することにより、ボールねじのボール戻し通路の周辺での騒音を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施形態に相当する送り装置を構成するボールねじであって、エンドデフレクタ方式のボールねじを示す概略正面図（ａ）と概略断面図（ｂ）と概略背面図（ｃ）である。
【図２】図１のボールねじであって、ナットの移動方向が図１とは反対の場合を説明する概略正面図（ａ）と概略断面図（ｂ）と概略背面図（ｃ）である。
【図３】この発明の比較例に相当する送り装置を構成するボールねじであって、エンドデフレクタ方式のボールねじを示す概略正面図（ａ）と概略断面図（ｂ）と概略背面図（ｃ）である。
【図４】図３のボールねじであって、ナットの移動方向が図３とは反対の場合を説明する概略正面図（ａ）と概略断面図（ｂ）と概略背面図（ｃ）である。
【図５】図１〜４の各状態でのボールねじについて、騒音レベルを測定した結果を示すグラフである。
【図６】この発明の実施形態に相当する送り装置を構成するボールねじであって、エンドキャップ方式のボールねじを示す概略正面図（ａ）と概略側面図（ｂ）と概略背面図（ｃ）である。
【図７】図６のボールねじであって、ナットの移動方向が図６とは反対の場合を示す概略正面図（ａ）と概略側面図（ｂ）と概略背面図（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態について説明する。
図１および２を用いて、エンドデフレクタ方式のボールねじを有する送り装置の実施形態について説明する。この送り装置は、ナット１を固定したハウジングを回転させず、ねじ軸２を回転して使用される。
図１および図２の（ａ）は、この実施形態のボールねじを、ナット１のフランジ側から見た概略正面図である。図１および図２の（ｂ）は、ナット１に形成された戻し通路を説明するための概略断面図である。図１および図２の（ｃ）は、この実施形態のボールねじを、ナット１のフランジとは反対側から見た概略背面図である。
【００１５】
これらの図に示すように、このボールねじのボール戻し通路は、ナットに形成された軸方向に延びる貫通穴（戻し路）１１と、その両端部に形成された凹部に配置されたエンドデフレクタ４Ａ，４Ｂとからなる。両エンドデフレクタ４Ａ，４Ｂには湾曲路（誘導路）４１Ａ，４１Ｂが形成されている。湾曲路４１Ａ，４１Ｂは、ナット１の螺旋溝１ａおよびねじ軸２の螺旋溝２ａで形成される軌道の始点および終点と、ナット１の貫通穴１１の各端部を接続する。
【００１６】
ナット１はハウジングに対して、両エンドデフレクタ４Ａ，４Ｂの湾曲路４１Ａ，４１Ｂ内でのボール３の進行方向が、鉛直方向に対して傾斜する向きとなるように固定されている。
ナット１が図１（ｂ）の左側に移動している状態では、左側のエンドデフレクタ４Ａの湾曲路４１Ａが、ボール３の進行方向を変えてボール３を戻し路１１から軌道の始点に導入する。また、右側のエンドデフレクタ４Ｂの湾曲路４１Ｂが、ボール３の進行方向を変えてボール３を軌道の終点から戻し路１１に導入する。すなわち、左側のエンドデフレクタ４Ａの湾曲路４１Ａが軌道の始点側の誘導路に、右側のエンドデフレクタ４Ｂの湾曲路４１Ｂが軌道の終点側の誘導路になっている。
【００１７】
そして、ナット１が図１（ｂ）の左側に移動している状態では、図１（ａ）（ｃ）に示すように、両エンドデフレクタ４Ａ，４Ｂの湾曲路４１Ａ，４１Ｂ内でのボール３の進行方向（矢印）が、斜め下向きになる。
ナット１が図２（ｂ）の右側に移動している状態では、左側のエンドデフレクタ４Ａの湾曲路４１Ａが、ボール３の進行方向を変えてボール３を軌道の終点から戻し路１１に導入する。また、右側のエンドデフレクタ４Ｂの湾曲路４１Ｂが、ボール３の進行方向を変えてボール３を戻し路１１から軌道の始点に導入する。すなわち、左側のエンドデフレクタ４Ａの湾曲路４１Ａが軌道の終点側の誘導路に、右側のエンドデフレクタ４Ｂの湾曲路４１Ｂが軌道の始点側の誘導路になっている。
【００１８】
そして、ナット１が図２（ｂ）の右側に移動している状態では、図２（ａ）（ｃ）に示すように、両エンドデフレクタ４Ａ，４Ｂの湾曲路４１Ａ，４１Ｂ内でのボール３の進行方向（矢印）が、斜め上向きになる。
この実施形態の送り装置は、両エンドデフレクタ４Ａ，４Ｂの湾曲路４１Ａ，４１Ｂ内でのボール３の進行方向が鉛直方向に対して傾斜する向きとなるように、ボールねじのナット１がハウジングに対して固定されているため、ねじ軸２の軸方向で往復運動するナット１の往路と復路のいずれにおいても、ボール３の進行方向が鉛直下方にならない。よって、ボール同士の衝突エネルギーが小さいため、騒音を抑制できる。
【００１９】
これに対して、図３および４に示す例の送り装置では、左側のエンドデフレクタ４Ａの湾曲路４１Ａ内でのボール３の進行方向が鉛直方向に沿い、右側のエンドデフレクタ４Ｂの湾曲路４１Ｂ内でのボール３の進行方向が鉛直方向と異なる方向に沿うように、ナット１がハウジングに対して固定されている。
よって、図１に対応する図３の場合に、左側のエンドデフレクタ４Ａの湾曲路４１Ａ内でのボール３の進行方向が鉛直下方となるため、ボール３に作用する重力が最大となり、ボール同士の衝突エネルギーが大きくなって大きな騒音が生じる。また、右側のエンドデフレクタ４Ｂの湾曲路４１Ｂ内でのボール３の進行方向は斜め上方となる。
【００２０】
反対に、図４の状態では、左側のエンドデフレクタ４Ａの湾曲路４１Ａ内でのボール３の進行方向は鉛直上方となり、ボール３に作用する重力が最小となる。また、右側のエンドデフレクタ４Ｂの湾曲路４１Ｂ内でのボール３の進行方向は斜め下方となる。
図１〜４の各状態でのボールねじの騒音レベルを測定した結果を図５に示す。この結果から、一方のエンドデフレクタ４Ａの湾曲路４１Ａ内でのボール３の進行方向が鉛直下方となる図３の場合に、ボール同士の衝突エネルギーが大きくなって最も大きな騒音が生じていることが分かる。
【００２１】
図６および７を用いて、エンドキャップ方式のボールねじを有する送り装置の実施形態について説明する。この送り装置は、ナット１を固定したハウジングを回転させず、ねじ軸２を回転して使用される。
図６および図７の（ａ）は、この実施形態のボールねじを、ナット１の軸方向の一端面側から見た概略正面図である。図６および図７の（ｂ）は、この実施形態のボールねじの側面図である。図６および図７の（ｃ）は、この実施形態のボールねじを、ナット１の軸方向の他端面側から見た概略背面図である。
【００２２】
これらの図に示すように、このボールねじは、ナット１の軸方向両端にエンドキャップ５Ａ，５Ｂが固定されている。このボールねじのボール戻し通路は、ナットに形成された軸方向に延びる貫通穴（戻し路）１１と、両エンドキャップ５Ａ，５Ｂに形成されている湾曲路（誘導路）５１Ａ，５１Ｂからなる。湾曲路５１Ａ，５１Ｂは、ナット１の螺旋溝およびねじ軸２の螺旋溝で形成される軌道の始点および終点と、ナット１の貫通穴１１の各端部を接続する。
【００２３】
ナット１はハウジングに対して、両エンドキャップ５Ａ，５Ｂの湾曲路５１Ａ，５１Ｂ内でのボールの進行方向が、鉛直方向に対して傾斜する向きとなるように固定されている。
ナット１が図６（ｂ）の左側に移動している状態では、左側のエンドキャップ５Ａの湾曲路５１Ａが、ボールの進行方向を変えてボールを戻し路１１から軌道の始点に導入する。また、右側のエンドキャップ５Ｂの湾曲路５１Ｂが、ボールの進行方向を変えてボールを軌道の終点から戻し路１１に導入する。すなわち、左側のエンドキャップ５Ａの湾曲路５１Ａが軌道の始点側の誘導路に、右側のエンドキャップ５Ｂの湾曲路５１Ｂが軌道の終点側の誘導路になっている。
【００２４】
そして、ナット１が図６（ｂ）の左側に移動している状態では、図６（ａ）（ｃ）に示すように、両エンドキャップ５Ａ，５Ｂの湾曲路５１Ａ，５１Ｂ内でのボールの進行方向（矢印）が、斜め下向きになる。
ナット１が図７（ｂ）の右側に移動している状態では、左側のエンドキャップ５Ａの湾曲路５１Ａが、ボールの進行方向を変えてボールを軌道の終点から戻し路１１に導入する。また、右側のエンドキャップ５Ｂの湾曲路５１Ｂが、ボールの進行方向を変えてボールを戻し路１１から軌道の始点に導入する。すなわち、左側のエンドキャップ５Ａの湾曲路５１Ａが軌道の終点側の誘導路に、右側のエンドキャップ５Ｂの湾曲路５１Ｂが軌道の始点側の誘導路になっている。
【００２５】
そして、ナット１が図７（ｂ）の右側に移動している状態では、図７（ａ）（ｃ）に示すように、両エンドキャップ５Ａ，５Ｂの湾曲路５１Ａ，５１Ｂ内でのボールの進行方向（矢印）が、斜め上向きになる。
この実施形態の送り装置は、両エンドキャップ５Ａ，５Ｂの湾曲路５１Ａ，５１Ｂ内でのボールの進行方向が鉛直方向に対して傾斜する向きとなるように、ボールねじのナット１がハウジングに対して固定されているため、ねじ軸２の軸方向で往復運動するナット１の往路と復路のいずれにおいても、ボールの進行方向が鉛直下方にならない。よって、ボール同士の衝突エネルギーが小さいため、騒音を抑制できる。
【符号の説明】
【００２６】
１  ナット
１ａ  ナットの螺旋溝
１１  貫通穴（戻し路）
２  ねじ軸
２ａ  ねじ軸の螺旋溝
３  ボール
４Ａ，４Ｂ  エンドデフレクタ
４１Ａ，４１Ｂ  エンドデフレクタの湾曲路（誘導路）
５Ａ，５Ｂ  エンドキャップ
５１Ａ，５１Ｂ  エンドキャップの湾曲路（誘導路）
【図１】
2013024320.tif 000003
【図２】
2013024320.tif 000004
【図３】
2013024320.tif 000005
【図４】
2013024320.tif 000006
【図５】
2013024320.tif 000007
【図６】
2013024320.tif 000008
【図７】
2013024320.tif 000009