(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状のボール転走溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸が挿通される円筒状に形成されると共に、内周面には多数のボールを介して上記ボール転走溝に対向する螺旋状の負荷転走溝が形成され、更にこの負荷転走溝に沿って離間した位置には上記ボールが内周面と外周面との間で往来する一対の連通孔が開設されたナット本体と、上記ねじ軸のボール転走溝とナット本体の負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールと、上記ナット本体の外周面に固定され、一方の連通孔から他方の連通孔へボールを循環させるボール戻し部材と、上記ナット本体の各連通孔に対応して配設されると共に、上記ねじ軸のボール転走溝からボールを掬い上げて該連通孔に送り込む一対のデフレクタとを備えたボールねじ装置において、
上記デフレクタは、ナット本体の開口縁部に嵌合するリング状の固定部と、この固定部から突出すると共に、かかる固定部をナット本体に嵌合させた際に上記負荷転走溝に沿って該負荷転走溝とこれに対向するねじ軸のボール転走溝の間に挿入され、上記ナット本体の連通孔に対して位置決めされる螺旋円柱状のボール掬い上げ片とから構成されることを特徴とするボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数のボールを介してねじ軸とナット部材とが螺合して構成され、工作機械や工業用ロボットのスライド部においてモータの回転運動を直線運動に変換して伝達するボールねじ装置に係り、詳細には、上記ボールをナット部材の内部で無限循環させるための構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のボールねじ装置は、螺旋状のボール転走溝を有するねじ軸と、多数のボールを介して上記ねじ軸に螺合するナット部材とからなり、上記ボールをナット部材の内部で無限循環させることにより、該ナット部材が荷重を負荷しながらねじ軸の回りを連続的に公転し得るように構成されている。
【０００３】
上記ナット部材の具体的構造としては、上記ボールを無限循環させるための構造の違い等に応じて種々のものが提案されているが、その一つとして実開昭６３−１２３８５６号公報に開示されるもの、具体的には、上記ねじ軸が挿通される円筒状に形成されると共に、内周面には多数のボールを介して上記ボール転走溝に対向する螺旋状の負荷転走溝が形成され、更にこの負荷転走溝に沿って離間した位置には上記ボールが内周面と外周面との間で往来する一対の連通孔が開設されたナット本体と、上記ナット本体の外周面に固定されると共に、一対の連通孔を相互に連通連結する無負荷通路を有するボール戻し部材と、螺旋状に形成されて上記ナット本体の負荷転走溝内に嵌着されると共に、その先端面がナット本体の連通孔に対応して位置決めされた一対のデフレクタとから構成されるものが知られている。
【０００４】
かかるナット部材では、ナット本体の負荷転走溝の両端がボール戻し部材に形成された無負荷通路と一対の連通孔によって連通連結されていることから、ナット本体がねじ軸の周りを公転すると、ボールはこれら連通孔を出入りしながら上記負荷転走溝と無負荷通路の間を無限循環する。この際、上記負荷転走溝に嵌着されたデフレクタはその先端面が上記連通孔の直下に位置しており、ナット本体の負荷転走溝とねじ軸のボール転走溝との間で荷重を負荷しながら転走していたボールは、連通孔の開設位置に到達すると、該デフレクタの先端面に衝突するようにしてねじ軸のボール転走溝から掬い上げられ、上記連通孔を介してボール戻し部材の無負荷通路へと送り込まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように構成された従来のナット部材では、上記デフレクタがその弾性力によってナット本体の負荷転走溝に嵌着されているに過ぎないので、ボールの無限循環に伴って該ボールがデフレクタの先端面に繰り返し衝突すると、かかるデフレクタの固定位置が徐々に変位してしまい、デフレクタの先端面とナット本体の連通孔とが正確に対応しなくなってしまうといったトラブルがあった。このため、かかるナット部材の経時的な使用により、上記ボール転走面から掬い上げたボールを円滑にナット本体の連通孔に送り込むことができなくなり、ねじ軸に対するナット部材の回転に抵抗が作用したり、かかる回転中に騒音が発生してしまうといった問題点があった。
【０００６】
また、ボールの衝突によって該デフレクタの先端面が変位しないよう、上記デフレクタをナット本体に対して強固に固定するためには、負荷転走溝に嵌着されるデフレクタの巻数を長くすれば良いのだが、それには負荷転走溝の長さも長くしなければならず、負荷転走溝の研削加工に手間がかかる他、負荷転走溝のリードが長い場合にはナット本体を小型化できなくなるといった不都合も生じる。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ねじ軸のボール転走溝からボールを掬い上げるデフレクタの固定位置が該ボールの衝突によって変位することがなく、掬い上げたボールを円滑にナット本体の連通孔へ送り込むことが可能なボールねじ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のボールねじ装置は、螺旋状のボール転走溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸が挿通される円筒状に形成されると共に、内周面には多数のボールを介して上記ボール転走溝に対向する螺旋状の負荷転走溝が形成され、更にこの負荷転走溝に沿って離間した位置には上記ボールが内周面と外周面との間で往来する一対の連通孔が開設されたナット本体と、上記ねじ軸のボール転走溝とナット本体の負荷転走溝との間で荷重を負荷する多数のボールと、上記ナット本体の外周面に固定され、一方の連通孔から他方の連通孔へボールを循環させるボール戻し部材と、上記ナット本体の各連通孔に対応して配設されると共に、上記ねじ軸のボール転走溝からボールを掬い上げて該連通孔に送り込む一対のデフレクタとを備え、更に、上記デフレクタが、ナット本体の開口縁部に嵌合するリング状の固定部と、この固定部から突出すると共に、かかる固定部をナット本体に嵌合させた際に上記負荷転走溝に沿ってナット本体に差し込まれ、上記連通孔に対して位置決めされるボール掬い上げ片とから構成されることを特徴とするものである。
【０００９】
このような技術的手段によれば、ナット本体の負荷転走溝とねじ軸のボール転走溝との間で荷重を負荷していたボールは、かかる負荷転走溝を転走し終えて荷重から開放されると、上記デフレクタによってボール転走溝から掬い上げられ、ナット本体に開設された連通孔に送り込まれる。かかる連通孔に送り込まれたボールは上記ボール戻し部材によって他方の連通孔へと循環し、この連通孔を通して再びねじ軸のボール転走溝へ送り込まれ、ナット本体の負荷転走溝とねじ軸のボール転走溝との間に転がり込んで荷重を負荷する。
【００１０】
このとき、上記デフレクタにおいては、ボールをねじ軸のボール転走溝から掬い上げるボール掬い上げ片がリング状の固定部に突設されており、かかる固定部はナット本体の開口縁部に嵌合していることから、上記ボール掬い上げ片はナット本体の連通孔に対して強固に位置決めされている。従って、ボール掬い上げ片の先端に対して連続的にボールが衝突しても、かかるボール掬い上げ片の連通孔に対する位置精度が狂うことはない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明のボールねじ装置を詳細に説明する。
図１及び図２は本発明を適用したボールねじ装置の実施例を示すものである。
同図において、符号１は所定のリードで螺旋状のボール転走溝１１が形成されたねじ軸、符号２はボール３が循環する無限軌道を備えると共に該ボール３を介して上記ねじ軸１に螺合したナット部材であり、これらねじ軸１とナット部材２との相対的な回転により該ナット部材２がねじ軸１の軸方向へ運動するように構成されている。
【００１２】
ここで、上記ナット部材２は、鋼製のナット本体２１と、このナット本体２１の外周面に固定されるリターンプレート４と、上記ナット部材２の両端開口に装着される一対のデフレクタ５とから構成されており、かかるリターンプレート４及びデフレクタ５をナット本体２１に固定することでボール３の無限軌道が完成するようになっている。
【００１３】
図３及び図４に示すように、上記ナット本体２１は中央に上記ねじ軸１の貫通孔２２を有する円筒状に形成されており、その外周面には該ナット本体２１をテーブル等の可動体に固定するためのフランジ部２３が突設されている。また、このナット本体２１の外周面には上記リターンプレート４を固定するための取付面２４が形成されており、かかる取付面２４にはリターンプレート４に挿通した固定ボルトが螺合するタップ孔２５が形成されている。
【００１４】
上記貫通孔２２の内周面には上記ねじ軸１のボール転走溝１１と相対向する螺旋状の負荷転走溝２６が形成されており、ボール３はこれらボール転走溝１１と負荷転走溝２６との間で荷重を負荷しながら転走する。また、この負荷転走面２６の両端近傍には上記取付面２４と連通する一対の連通孔２７が開設されており、荷重を負荷しながら上記負荷転走面２６を転走してきたボール３はこの連通孔２７の開設位置に到達すると荷重から開放され、無負荷状態となってナット本体２１外へ送り出されるようになっている。
【００１５】
一方、図５に示すように、上記リターンプレート４にはナット本体２１に開設された一対の無負荷ボール孔２７を連通連結するためのボール戻し溝４１が形成されており、このリターンプレート４をナット本体２１の取付面２４に固定することで、一方の無負荷ボール孔２７からナット本体２１外へ送り出されたボール３が他方の無負荷ボール孔２７から再びナット本体２１内へ循環するようになっている。このリターンプレート４は前述のように図示外の固定ボルトでナット本体２１の取付面２４に固定され、図中の符号４３はそのためのボルト孔である。また、上記ボール戻し溝４１の両端部にはナット本体２１の無負荷ボール孔２７に嵌合するボス４２が形成されており、リターンプレート４の取付け時に上記ボール戻し溝４１と無負荷ボール孔２７とが正確に連結されるようになっている。
【００１６】
尚、この実施例では一対の連通孔２７，２７を連通連結するのに上記リターンプレート４を用いたが、内部をボール３が転動するチューブによってこれら連通孔２７を相互に連結するように構成しても差し支えない。
【００１７】
次に、上記ナット本体２１の両端開口に装着された一対のデフレクタ５について説明する。
図６に示すように、上記デフレクタ５は、ナット本体２１の貫通孔２２の開口縁部に嵌合するリング状の固定部５１と、この固定部５１の一側から突出するボール掬い上げ片５２とから構成されており、これらが合成樹脂によって一体的に成形されている。かかるボール掬い上げ片５２はコイルスプリングの一部を切り取った如き螺旋円柱状に形成されており、上記固定部５１をナット本体２１に装着した際に、ナット本体２１の負荷転走溝２６に沿って該負荷転走溝２６とこれに対向するねじ軸１のボール転走溝１１の間に挿入されるようになっている。また、上記ボール掬い上げ片は薄肉の連結部５３によって上記固定部５１と連結されており、かかる連結部５３はナット本体２１の内径とねじ軸１の外径の間に収容されるようになっている。
【００１８】
更に、このボール掬い上げ片５２の先端面５４は、ねじ軸１のボール転走面１１を転走してきたボール３をナット本体２１の連通孔２７へ送り込むためのボール掬い上げ面となっており、上記固定部５１をナット本体２１に装着した際、図２に示すように連通孔２７の直下に位置するよう正確に位置決めされる。かかる位置決めはリターンプレート４をナット本体２１に装着する前に行われ、ボール３の径と同程度の太さの円柱状の治具をナット本体２１の外側から上記連通孔２７に挿入した後、ボール掬い上げ片５２の先端面５４が該治具に当接するまで上記固定部５１をナット本体２１に押し込み、当接させた状態で該固定部５１をナット本体２１に接着固定して行われる。これにより、かかる先端面５４を連通孔２７に対して正確に位置決めすることができ、ねじ軸１のボール転走溝１１から掬い上げたボール３を円滑に連通孔２７へ送り込むことができる。
【００１９】
そして、このように構成された本実施例のボールねじ装置では、前述のように上記ナット本体２１に対してリターンプレート４及び一対のデフレクタ５を装着することでナット部材２に対してボール無限軌道を具備させることができる。すなわち、ナット本体２１の負荷転走溝２６とねじ軸１のボール転走溝１１との間で荷重を負荷しかながら転走していたボール３は一方の連通孔２７の開設位置に到達すると、その行く手をデフレクタ５のボール掬い上げ片５２によって阻まれるので、かかるボール掬い上げ片５２の先端面５３に誘導されて連通孔２７に入り込み、無負荷状態となってリターンプレート４のボール戻し溝４１に入り込む。この後、ボール戻し溝４１を転走したボール３は他方の連通孔２７からナット本体２１内へと戻り、再びナット本体２１の負荷転走溝２６とねじ軸１のボール転走溝１１の間に転がり込んで荷重を負荷する。
【００２０】
このようなボールの無限循環において、上記デフレクタ５のボール掬い上げ片５２の先端面５４にはボール３が高速で且つ連続的に衝突するが、本実施例のデフレクタ５ではボール掬い上げ片５２がリング状の固定部５１と一体的に成形されており、しかも該固定部５１は前述の如くボール掬い上げ片５２を正確に位置決めした後、接着によってナット本体２１の貫通孔２２の開口縁部に強固に固定されていることから、ボール３の衝突によってボール掬い上げ片５２の固定位置がずれることはない。これにより、本実施例のボールねじ装置ではボール掬い上げ片５２の先端面５４を常に連通孔２７に対して適正な位置に保つことができ、負荷状態から開放されたボールを円滑に連通孔へ送り込み、ボールの無限循環の円滑化を図ることができるものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のボールねじ装置によれば、デフレクタはナット本体の貫通孔の開口縁部に対して強固に固定され、ナット本体の連通孔に対するボール掬い上げ片の位置精度が損なわれることがないので、かかるボール掬い上げ片によってねじ軸のボール転走溝から掬い上げたボールを円滑に上記連通孔に送り込むことができ、その分だけボールの無限循環の円滑化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のボールねじ装置の実施例を示す断面図である。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】  実施例に係るナット本体を示す正面図である。
【図４】  図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】  実施例に係るリターンプレートを示す図である。
【図６】  実施例に係るデフレクタを示す正面図及び側面図である。
【符号の説明】
１…ねじ軸、２…ナット部材、３…ボール、４…リターンプレート（ボール戻し部材）、５…デフレクタ、１１…ボール転走溝、２１…ナット本体、２６…負荷転走溝、２７…連通孔、５１…固定部、５２…ボール掬い上げ片
【図１】
0003907772.tif 000002
【図２】
0003907772.tif 000003
【図３】
0003907772.tif 000004
【図４】
0003907772.tif 000005
【図５】
0003907772.tif 000006
【図６】
0003907772.tif 000007