(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にねじ溝を形成したねじ軸と、前記ねじ軸の外周に同芯状に相対回転可能に設けられ内周面にねじ溝を形成したナット部材と、前記ねじ軸のねじ溝と前記ナット部材のねじ溝の対向面間に転動自在に介装した複数のボールと、前記ねじ軸のねじ溝または前記ナット部材のねじ溝の下流と上流とを連通連結し当該ねじ溝の下流に転動してきた前記ボールを上流へ導くボール循環経路と、前記ねじ軸と前記ナット部材の間に相対回転可能にかつ軸心方向に位置決めされた状態で設けられ前記ボールを回転可能に保持するポケットを有する保持器リングとを備え、前記ナット部材と前記ねじ軸との間で、トルク／推力を推力／トルクに変換するボールねじ装置であって、
前記ねじ軸に設けられているねじ溝の各々は、前記循環経路で個別連結された閉ループとし、かつ前記ねじ溝を移動するボールの移動範囲にわたって構成され、
前記保持器リング内部の前記ボール移動範囲外にグリースを充填し、前記保持器内部における前記ねじ軸の軸心方向長さを、前記ねじ溝を移動するボールの移動範囲より大きくしたことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
前記ボールが、その移動範囲の両端の位置を通過したときに前記ボールの移動範囲に設けられているグリース端面とボール表面が互いに接するように、前記保持器リングの前記ポケットの両端または一端にグリースが充填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装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボール群を循環させる循環タイプのボールねじ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、互いに同芯状に相対回転可能に設けた内側のねじ軸と外側のナット部材との間で、トルク／推力を推力／トルクに変換する各種ボールねじ装置が提案されている。
【０００３】
ボールねじ装置は、ねじ軸のねじ溝とナット部材のねじ溝とで形成するボール通路の両端を連通連結して閉ループとし、ボール群を当該閉ループ内で転動循環させることで、ボール群の抜け出しを防止しながら、ねじ軸とナット部材を伸縮動作させる構成となっている。なお、ねじ軸とナット部材の間には、ボール個々の干渉を避けるために、ボール群を保持する保持器リングが介装されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のボールねじ装置では、ねじ軸とナット部材の間における径方向の幅が狭いことから、端部にシール部材を設けることができない。このため、ねじ軸とナット部材が軸心方向に相対的に往復移動を繰り返す間に、ねじ軸およびナット部材の軌道面とボール表面の潤滑に用いられているグリースが端部から流れ出してしまい、軌道面とボール表面の潤滑性が低下し、その結果、ボールねじ装置の寿命が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、ねじ軸およびナット部材の軌道面とボール表面との潤滑性が低下するのを防止でき、高寿命であるボールねじ装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のボールねじ装置は、外周面にねじ溝を形成したねじ軸と、前記ねじ軸の外周に同芯状に相対回転可能に設けられ内周面にねじ溝を形成したナット部材と、前記ねじ軸のねじ溝と前記ナット部材のねじ溝の対向面間に転動自在に介装した複数のボールと、前記ねじ軸のねじ溝または前記ナット部材のねじ溝の下流と上流とを連通連結し当該ねじ溝の下流に転動してきた前記ボールを上流へ導くボール循環経路と、前記ねじ軸と前記ナット部材の間に相対回転可能にかつ軸心方向に位置決めされた状態で設けられ前記ボールを回転可能に保持するポケットを有する保持器リングとを備え、前記ナット部材と前記ねじ軸との間で、トルク／推力を推力／トルクに変換するボールねじ装置であって、前記ねじ軸に設けられているねじ溝の各々は、前記循環経路で個別連結された閉ループとし、かつ前記ねじ溝を移動するボールの移動範囲にわたって構成され、前記保持器リング内部の前記ボール移動範囲外にグリースを充填し、前記保持器内部における前記ねじ軸の軸心方向長さを、前記ねじ溝を移動するボールの移動範囲より大きくしたことを特徴とするものである。
該特徴を有する本願発明において、好ましくは、前記ボールが、その移動範囲の両端の位置を通過したときに前記ボールの移動範囲に設けられているグリース端面とボール表面が互いに接するように、前記保持器リングの前記ポケットの両端または一端にグリースが充填されている。
【０００７】
なお、グリース溜りは、例えば、保持器リングのボールを保持するポケットに形成する。すなわち、ポケットの軸心方向の長さをボールの移動範囲より大きくし、当該ボールの移動範囲外をグリース溜りとする。あるいは、ポケットにボールが挿入されないボール欠落箇所を設け、当該ボール欠落箇所をグリース溜りとする。
【０００８】
また、グリースには、例えば、混和調度１５０〜２８０のウレア系グリースを用いる。
【０００９】
本発明のボールねじ装置によると、保持器リング内部のボールの移動範囲外にグリースを充填したことで、ねじ軸とナット部材の間における径方向の幅が狭くても、保持器リング内部にグリースを充填することで、ねじ軸およびナット部材の軌道面とボール表面との潤滑性を確保できる。
【００１０】
また、グリース溜りを、保持器リングのボールを保持するポケットに形成することで、別途、専用のグリース溜りを保持器リングに形成する手間がかからず、製造性に優れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１から図４に基づいて説明する。
【００１２】
図１はボールねじ装置１の分解斜視図、図２はその組み立て状態の一部破断斜視図、図３はその組み立て状態の断面図を示している。
【００１３】
ボールねじ装置１は、ナット部材２と、ねじ軸３と、複数のボール４と、保持器リング５とを備えており、ナット部材２とねじ軸３との対向面間でボール４を循環させるようになっている。
【００１４】
ナット部材２には、その一方軸端から他方軸端まで連続するねじ溝２１が形成されており、また、ねじ軸３には、軸心方向途中領域に連続していない２巻きのねじ溝３１ａ，３１ｂが形成されている。これらナット部材２のねじ溝２１とねじ軸３のねじ溝３１ａ，３１ｂとは、互いに同じリード角に設定されている。
【００１５】
また、ねじ溝３１ａ，３１ｂは、それぞれ下流と上流をねじ山（ランド部）３２に形成したボール循環溝３３，３４で個別に連通連結して閉ループとし、この閉ループにした２巻きのねじ溝３１ａ，３１ｂ内に配置されるボール４を、それぞれ独立して内径側へ沈みこませてナット部材２のねじ山（ランド部）２２を乗り越えさせて下流から上流へ戻すことにより、転動循環させるようにしている。
【００１６】
また、ナット部材２は、歯車７に対して一体的に結合されている。歯車７は、図示しないモータなどの回転動力源が減速歯車を介して噛合されるとともに、図示しない転がり軸受を介してねじ軸３の中心孔に挿通される図示しない支軸に対して回転自在に支持される。また、ねじ軸３は、図示しないケースなどの固定部分に対して非回転かつ軸心方向不動に取り付けられ、ねじ軸３に対してナット部材２が回転可能かつ軸心方向移動可能に配置される。
【００１７】
歯車７は、環体８と、この環体８の外筒部８１に一体成形されるギヤ９とで構成されている。環体８の外筒部８１の内周面に対してナット部材２が嵌入されており、外筒部８１の付け根側の内周面に設けられるセレーション８２と、ナット部材２の嵌入方向奥側の外周面に設けられるセレーション２３とを嵌合することにより、歯車７とナット部材２とを相対回転不可能に結合するようになっている。そして、歯車７の環体８における内筒部８３の内周面に対して、上述した図示しない転がり軸受が装着される。
【００１８】
また、保持器リング５は、円筒形状をしており、その円周方向に並設して、軸心方向に延びる複数の長孔形状のボールポケット５１が設けられている。ボールポケット５１の円周方向の幅寸法は、ボール４の直径より若干大きく形成されており、ボール４がボールポケット５１を自由に通過可能となっている。つまり、保持器リング５には、それぞれ２つずつボール４が収納され、各ボール４を円周方向等間隔に配置して干渉させないようにするものである。
【００１９】
さらに、ボールポケット５１の軸心方向の長さ寸法Ｗは、図４に示すように設定されている。すなわち、ボールポケット５１に保持された２つのボール４は、ねじ軸３のねじ溝３１ａ，３１ｂによって規定される移動範囲Ｌ内にて移動する。ボールポケット５１の長さ寸法Ｗは、ボール４の移動範囲Ｌより両側方に大きくなるように設定されている。そして、各ボールポケット５１のボール４の移動範囲Ｌより両外側部分を、それぞれグリース溜り５３とする。
【００２０】
保持器リング５は、ねじ軸３に対して軸心方向でほぼ不動に位置決めされた状態で、かつ相対回転可能な状態で取り付けられている。すなわち、ねじ溝３の自由端側に縮径部３５を、また、保持器リング５の一端に径方向内向きのフランジ５２を、それぞれ設け、ねじ軸３の縮径部３５に対して保持器リング５のフランジ５２を嵌め込み、さらにねじ軸３の縮径部３５に設けてある周溝に対して若干の遊びを持つ状態にて止め輪１０を係合させている。これにより、保持器リング５が、ねじ軸３に対して軸心方向ほぼ不動で、相対回転が許容される状態になる。
【００２１】
次に、ボールねじ装置１の組み立て手順について説明する。まず、ねじ軸３に対して保持器リング５を取り付けてから、保持器リング５のボールポケット５１のグリース溜り５３に対して、それを埋め尽くす状態に所定の粘性を有するグリース６を塗布する。グリース６は、例えば、ウレア系グリースを用い、特に、グリース溜り５３に停留し易いように混和調度の小さいグリース（例えば、混和調度１５０〜２８０）を用いる。次に、各ボールポケット５１に対して２つのボール４を入れ、保持器リング５をねじ軸３に対して回さないようにした状態で、ナット部材２に組み込む。
【００２２】
次に、上述したボールねじ装置１の動作を説明する。まず、図示しないモータを駆動することにより歯車７およびナット部材２を回転させると、このナット部材２自身が回転しながらねじ軸３によってガイドされてその軸心方向一方へ向けて直線的に移動する。また、上記モータを前記と逆回転方向に駆動すると、ナット部材２が前述と逆向きに回転しながら軸心方向他方へ向けて移動する。このようにして、ナット部材２がねじ軸３に対して伸縮動作する。
【００２３】
このように構成されたボールねじ装置１によると、保持器リング５にグリース溜り５３を形成したことで、ねじ軸３とナット部材２の間における径方向の幅が狭くても、グリース溜り５３にグリース６を充填することで、ねじ軸３およびナット部材２の軌道面とボール４の表面との潤滑性を確保できる。すなわち、グリース溜り５３は、ボールポケット５１のボール４の移動範囲Ｌより両外側部分に形成してあるので、ボール４がねじ軸３のねじ溝３１ａ，３１ｂに沿って転動し、ボール４がボールポケット５１内の移動範囲Ｌの両端部に移動した際に、当該ボール４がグリース６に接する。その結果、ボール４の表面にグリース６が付着し、さらに、ボール４の表面に付着したグリース６が、ナット部材２のねじ溝２１ならびにねじ軸３のねじ溝３１ａ，３１ｂに付着し、ねじ軸３およびナット部材２の軌道面とボール４の表面との潤滑性を確保できる。しかも、グリース溜り５３に充填したグリース６は、除々にボール４によってかき取られるので、グリース６が早く消耗してしまうこともない。よって、ボール４が軌道面を転動する際のボール傷の発生を防ぎ、ボールねじ装置１の高寿命化が図れる。
【００２４】
また、グリース溜り５３を、保持器リング５のボール４を保持するポケット５１に形成することで、別途、専用のグリース溜りを保持器リング５に形成する手間がかからず、製造性に優れる。
【００２５】
なお、この実施の形態では、保持器リング５の全てのボールポケット５１にグリース溜り５３を形成したものであったが、これに限るものではなく、一部のボールポケット５１にグリース溜り５３を形成したものや、ボールポケット５１の片側のみに交互にグリース溜り５３を形成したもの等であってもよい。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図５に基づいて説明する。なお、ボールねじ装置１の全体構成は、実施の形態１と同様である。
【００２６】
本実施の形態は、保持器リング５のボールポケット５１に、ボール４が挿入されないボール欠落箇所を設け、当該ボール欠落箇所をグリース溜り５３としたことを特徴とするものである。
【００２７】
すなわち、図５に示すように、ねじ溝３１ｂに沿って転動するボール４を間引き、ねじ溝３１ａに沿って転動するボール４の移動範囲Ｌ1より外側部分をグリース溜り５３ａとし、グリース６を充填する。逆に、ねじ溝３１ａに沿って転動するボール４を間引いた場合には、ねじ溝３１ｂに沿って転動するボール４の移動範囲Ｌ2より外側部分をグリース溜り５３ｂとし、グリース６を充填する。
【００２８】
このように構成されたボールねじ装置１においても、ボール４がねじ軸３のねじ溝３１ａ，３１ｂに沿って転動し、ボール４が移動範囲Ｌ1，Ｌ2の端部に移動した際に、ボール４がグリース６に接する。その結果、ボール４の表面にグリース６が付着し、さらに、ボール４の表面に付着したグリース６が、ナット部材２のねじ溝２１ならびにねじ軸３のねじ溝３１ａ，３１ｂに付着し、さらに、各ねじ溝２１，３１ａ，３１ｂに付着したグリース６が他のボール４の表面に付着する。このようにして、ねじ軸３およびナット部材２の軌道面とボール４の表面との潤滑性を確保でき、ボールねじ装置１の高寿命化が図れる。
【００２９】
なお、この実施の形態では、保持器リング５の一部のボールポケット５１にグリース溜り５３を形成したものであったが、例えば、全てのボールポケット５１に、交互にグリース溜り５３を形成してもよい。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について、図６に基づいて説明する。なお、ボールねじ装置１の全体構成は、実施の形態１と同様である。
【００３０】
本実施の形態は、実施の形態２と同様、ボール欠落箇所をグリース溜り５３としたものであり、図６に示すように、ねじ溝３１ａ，３１ｂに沿って転動する両ボール４を間引き、当該ボール４を間引いたボールポケット５１をグリース溜り５３とし、グリース６を充填したことを特徴とするものである。
【００３１】
このように構成されたボールねじ装置１においても、グリース溜り５３に充填したグリース６が、ナット部材２の伸縮動作に伴い、ナット部材２のねじ溝２１ならびにねじ軸３のねじ溝３１ａ，３１ｂに付着し、さらに、各ねじ溝２１，３１ａ，３１ｂに付着したグリース６がボール４の表面に付着する。このようにして、ねじ軸３およびナット部材２の軌道面とボール４の表面との潤滑性を確保でき、ボールねじ装置１の高寿命化が図れる。
【００３２】
なお、グリース溜り５３を形成するボールポケット５１の個数は特に限定されるものではなく、例えば、１つ置きにグリース溜り５３を形成してもよい。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について、図７に基づいて説明する。なお、ボールねじ装置１の全体構成は、実施の形態１と同様である。
【００３３】
本実施の形態は、保持器リング５に専用のグリース溜り５３を形成したことを特徴とするものである。
【００３４】
すなわち、図７に示すように、保持器リング５に、軸心方向に延びる長孔からなるグリース溜り５３を、ボールポケット５１と交互に形成し、各グリース溜り５３にグリース６を充填する。なお、グリース溜り５３となる長孔の軸心方向の長さ寸法は、特に限定されるものではないが、ナット部材２の伸縮動作に伴い、ねじ溝２１，３１ａ，３１ｂに掛かる大きさに設定されている。例えば、ねじ溝２１，３１ａ，３１ｂのピッチに相当する大きさとする。
【００３５】
このように構成されたボールねじ装置１においても、グリース溜り５３に充填したグリース６が、ナット部材２の伸縮動作に伴い、ナット部材２のねじ溝２１ならびにねじ軸３のねじ溝３１ａ，３１ｂに付着し、さらに、各ねじ溝２１，３１ａ，３１ｂに付着したグリース６がボール４の表面に付着する。このようにして、ねじ軸３およびナット部材２の軌道面とボール４の表面との潤滑性を確保でき、ボールねじ装置１の高寿命化が図れる。
【００３６】
なお、グリース溜り５３となる長孔は、ボールポケット５１と交互に形成したものに限るものではなく、例えば、複数の隣り合うボールポケット５１置きに形成したり、あるいはランダムに形成したり、少なくとも一箇所にグリース溜り５３を形成したものであればよい。
【００３７】
また、グリース溜り５３となる孔は、長孔に限るものではなく、ねじ溝２１，３１ａ，３１ｂにグリース６を転写できるものであれば、形状、個数は特に限定されるものではない。
【００３８】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、いろいろな応用や変形が考えられる。
【００３９】
例えば、上記ボールねじ装置のように、ねじ軸３のねじ溝３１ａ，３１ｂが２本のものに限らない。１本でもよいが、バランスを考えると複数本が好ましく、３本以上形成したものであってもよい。これに伴い、保持器リング５のボールポケット５１に保持されるボール４の個数も、１個または３個以上とし、上記各実施の形態のように保持器リング５にグリース溜り５３を形成したものであってもよい。
【００４０】
また、上記ボールねじ装置１は、ねじ軸３のねじ溝３１ａ，３１ｂの下流と上流を、ボール循環溝３３，３４にて連通連結したものであったが、図８に示すように、ナット部材２にボール循環経路となるこま（図示せず）を設けてナット部材２のねじ溝の下流と上流を連通連結し、ボール４を循環させるタイプのボールねじ装置１において、上記各実施の形態のように保持器リング５にグリース溜り５３を形成したものであってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によると、ねじ軸およびナット部材の軌道面とボール表面の潤滑性が低下するのを防止でき、高寿命であるボールねじ装置を提供できる。
【００４２】
また、グリース溜りを、保持器リングのボールを保持するポケットに形成することで、別途、専用のグリース溜りを保持器リングに形成する手間がかからず、製造性に優れるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるボールねじ装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるボールねじ装置の一部破断斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるボールねじ装置の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるボールねじ装置の保持器リングの部分拡大正面図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるボールねじ装置の保持器リングの部分拡大正面図である。
【図６】本発明の実施の形態３におけるボールねじ装置の保持器リングの部分拡大正面図である。
【図７】本発明の実施の形態４におけるボールねじ装置の保持器リングの部分拡大正面図である。
【図８】本発明のボールねじ装置の変形例の一部破断斜視図である。
【符号の説明】
１  ボールねじ装置
２  ナット部材
２１  ナット部材のねじ溝
２２  ナット部材のねじ山
３  ねじ軸
３１ａ，３１ｂ  ねじ軸のねじ溝
３２  ねじ軸のねじ山
３３，３４  ねじ軸のボール循環溝（ボール循環経路）
４  ボール
５  保持器リング
５１  ボールポケット
５３  グリース溜り
６  グリース
【図１】
0003905347.tif 000002
【図２】
0003905347.tif 000003
【図３】
0003905347.tif 000004
【図４】
0003905347.tif 000005
【図５】
0003905347.tif 000006
【図６】
0003905347.tif 000007
【図７】
0003905347.tif 000008
【図８】
0003905347.tif 000009