(57)【要約】【課題】ボールを円滑に循環させることが可能なボールねじを提供する。【解決手段】ボールねじは、円筒体１と、ナット２と、複数のボール３と、ボール戻し部材４とを備え、円筒体１の外周面１１とナット２の内周面２１とが対向するように円筒体１とナット２とが同軸に配置されている。円筒体１は外周面１１の一部に設けられた切欠き部１２と外周面１１の一部を除く他の部分に設けられた第１の螺旋溝１３とを有し、ナット２は内周面１２に第２の螺旋溝２３を有し、ボール戻し部材４は切欠き部１２に固定されている。第１及び第２の螺旋溝１３，２３によりボール３が転動するボール転動路５が形成され、ボール転動路５の始点から終点にボール３を戻すボール戻し路６が形成され、ボール３はボール転動路５及びボール戻し路６に配置されている。ボール戻し路５はボール戻し部材４と切欠き部１２との間に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒体と、ナットと、複数のボールと、ボール戻し部材とを備え、
前記円筒体の外周面と前記ナットの内周面とが対向するように前記円筒体と前記ナットとが同軸に配置され、
前記円筒体は、前記外周面の一部に設けられた切欠き部と、前記外周面の一部を除く他の部分に設けられた第１の螺旋溝とを有し、
前記ナットは前記内周面に第２の螺旋溝を有し、
前記ボール戻し部材は前記切欠き部に固定され、
前記第１及び第２の螺旋溝により前記ボールが転動するボール転動路が形成され、
前記ボール転動路の終点から始点に前記ボールを戻すボール戻し路が形成され、
前記ボールは、前記ボール転動路及び前記ボール戻し路に配置され、
前記ボール転動路内で転動する前記ボールを介して、前記円筒体と前記ナットとが相対移動するように構成され、
前記ボール戻し路は、前記ボール戻し部材と前記切欠き部との間に配置されているボールねじ。
【請求項２】
前記ボール戻し路は、前記ボール戻し部材に設けられたボール戻し溝と前記切欠き部とにより形成されている請求項１に記載のボールねじ。
【請求項３】
前記ボール戻し部材は、前記ボール戻し溝が設けられた第１の面とは反対側の第２の面に前記第２の螺旋溝に嵌合する嵌合突起が設けられている請求項１又は２に記載のボールねじ。
【請求項４】
前記切欠き部は、平面形状又は曲面形状で形成され、
前記ボール戻し部材の前記第１の面は、前記切欠き部の形状に対応する形状で形成されている請求項３に記載のボールねじ。
【請求項５】
前記第１の螺旋溝は、前記第２の螺旋溝よりも少ない巻き数で形成されている請求項３に記載のボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじに関し、特に、軸循環方式のボールねじに適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品ではボールねじが用いられている。ボールねじの循環方式として軸循環方式がある。この軸循環方式のボールねじは、円筒体の中心軸方向長さをナットよりも小さくすることができるため、推力伝達面をナット支持部と平行して配置することができ、これによってボールねじ全体の中心軸方向長さを小さくすることが可能となる。特許文献１には、円筒体（ねじ軸）に直接ボール戻し溝（循環溝）が成形された軸循環方式のボールねじが開示されている。
【０００３】
ところで、従来の軸循環方式のボールねじでは、ボールがナットの螺旋溝間のランド部を横切る（越える）ようにボールを円筒体側に沈み込ませることでボールの循環を行っている。しかしながら、負荷を受けないボールには、ナットの回転によって外向きの遠心力が発生するおそれがあるため、ボールがナットのランド部に当って詰まってしまい、ボール戻し路での循環が悪くなるというおそれがある。特許文献１に開示のボールねじでは、ナットの螺旋溝にボールを当ててボールが円筒体の中心軸側に沈み込む分力を発生させることでボールの沈み込み（掬い下げ）を行っている。この分力は遠心力に反比例して小さくなるため、ナットの回転速度が速い場合には、遠心力が打ち勝ち、循環できずにボールがロックする可能性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９７６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、ボールを円滑に循環させることが可能なボールねじを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るボールねじは、円筒体と、ナットと、複数のボールと、ボール戻し部材とを備え、円筒体の外周面とナットの内周面とが対向するように円筒体とナットとが同軸に配置されている。そして、円筒体は外周面の一部に設けられた切欠き部と外周面の一部を除く他の部分に設けられた第１の螺旋溝とを有し、ナットは内周面に第２の螺旋溝を有し、ボール戻し部材は切欠き部に固定されている。そして、第１及び第２の螺旋溝によりボールが転動するボール転動路が形成され、ボール転動路の始点から終点にボールを戻すボール戻し路が形成され、ボールはボール転動路及びボール戻し路に配置されている。そして、ボール転動路内で転動するボールを介して、円筒体とナットとが相対移動するように構成されている。そして、ボール戻し路はボール戻し部材と切欠き部との間に配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、ボールを円滑に循環させることが可能なボールねじを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るボールねじの概略構成を示す図（（ａ）は正面図，（ｂ）は断面図）である。
【図２】本発明の一実施形態に係るボールねじの分解斜視図である。
【図３】図２に示す円筒体を別の角度から見た斜視図である。
【図４】図２に示すボール戻し部材を別の角度から見た斜視図（（ａ）は第１の面側から見た斜視図，（ｂ）は第２の面側から見た斜視図）である。
【図５】本発明の一実施形態に係るボールねじにおいて、ボール循環経路に沿った要部断面構造を示す模式的要部断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るボールねじにおいて、円筒体の切欠き部にボール戻し部材を固定した状態を上方から見た模式的平面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るボールねじの変形例において、ボール戻し部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照してボールねじの実施形態について詳細に説明する。なお、発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。なお、図６においては、説明の便宜上、ボールも図示している。
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係るボールねじは、円筒体１と、ナット２と、複数のボール３と、ボール戻し部材４とを備えている。そして、円筒体１の外周面１１とナット２の内周面２１とが対向するように円筒体１とナット２とが同軸に配置されている。
【００１０】
円筒体１は、図１乃至図３に示すように、外周面１１の一部に、ボール戻し部材４が当接する当接面として設けられた切欠き部１２と、外周面１１の一部を除く他の部分に設けられた第１の螺旋溝１３とを有している。ナット２は、図１及び図２に示すように、内周面２１に第２の螺旋溝２３を有している。第２の螺旋溝２３は、円筒体１の内周面２１を円筒体１の中心軸方向に螺旋状に連続して形成されている。一方、第１の螺旋溝１３は、図３に示すように、切欠き部１２で分断されているが、図１から分かるように、第２の螺旋溝２３と同一のリード（中心軸方向に進む距離）で形成されている。第１の螺旋溝１３は、第２の螺旋溝２３と対向して形成されている。
第１の螺旋溝１３及び第２の螺旋溝２３の各々の断面形状（螺旋溝の延伸方向（長手方向）に直交する断面での形状）は、例えば、いずれも曲率中心の異なる２つの円弧を組み合わせた略Ｖ字状をなすゴシックアーク状である。ただし、単一の円弧からなる曲線状でもよい。
【００１１】
一実施形態に係るボールねじには、図１に示すように、第１の螺旋溝１３及び第２の螺旋溝２３によりボール３が転動するボール転動路５が形成されている。また、一実施形態に係るボールねじには、ボール転動路５の終点から始点にボール３を戻すボール戻し路６が形成されている。ボール３は、ボール転動路５及びボール戻し路６にそれぞれ配置されている。すなわち、一実施形態に係るボールねじには、ボール転動路５とボール戻し路６により無端状のボール循環経路が形成されている。
【００１２】
図４に示すように、ボール戻し部材４は、第１の面４１にボール戻し溝４３を有している。ボール戻し部材４は、図１に示すように、ボール戻し溝４３が円筒体１の切欠き部１２と向かい合うようにして切欠き部１２に固定されている。そして、ボール戻し路６は、ボール戻し部材４の第１の面４１に設けられたボール戻し溝４３と円筒体１の切欠き部１２とにより形成されている。すなわち、ボール戻し路６は、ボール戻し部材４と円筒体１の切欠き部１２との間に配置されている。
【００１３】
図４に示すように、ボール戻し部材４は、ボール戻し溝４３が設けられた第１の面４１とは反対側の第２の面４２に、ナット２の第２の螺旋溝２３に嵌合する嵌合突起４４が設けられている。この実施形態では、嵌合突起４４は２つ設けられているが、１つでもよく、又は３つ以上でもよい。ボール戻し部材４は、その複雑な形状から、成形が容易な樹脂で形成することが好ましいが、ＭＩＭ（モルダイロ：金属粉末射出成形）や焼結によって形成してもよい。
【００１４】
円筒体１の切欠き部１２は、詳細に図示していないが、平面形状又は曲面形状で形成されている。そして、ボール戻し部材４の第１の面４１は、円筒体１の切欠き部１２の形状に対応する形状で形成されている。この実施形態では、ボール戻し部材４の第１の面４１及び円筒体１の切欠き部１２は、例えば平面形状で形成されている。切欠き部１２は、例えば、円筒体１の中心軸方向の一端側から他端側に亘って形成されている。なお、切欠き部１２を曲面形状にする場合は、ボール転動路５の曲率半径よりも大きい曲率半径で形成する。
円筒体１の第１の螺旋溝１３は、ナット２の第２の螺旋溝２３よりも少ない巻き数で形成されている。そして、図２に示すように、円筒体１の中心軸方向の長さＬ１は、ナット２の中心軸方向の長さＬ２よりも短くなっている。
【００１５】
一実施形態に係るボールねじにおいて、図５及び図６に示すように、ボール３は、ボール転動路５内を移動しつつ円筒体１の周りを回ってボール転動路５の終点に至り、そこでボール転動路５からボール戻し路６の一方の端部に入る。ボール戻し路６に入ったボール３は、ボール戻し路６内を通ってボール戻し路６の他方の端部に達し、そこからボール転動路５の始点に戻されるようになっている。
したがって、一実施形態に係るボールねじは、円筒体１とナット２とを相対回転運動させると、ボール転動路５内でのボール３の転動を介して、円筒体１とナット２とが中心軸方向に相対直線移動するようになっている。そして、ボール３は、無端状の循環経路内を無限に循環するようになっているため、円筒体１とナット２とは継続的に相対直線移動することができる。
【００１６】
ボール戻し溝４３は、図６に示すように、互いに隣り合う第１の螺旋溝１３（ボール転動路５）のうちの一方の第１の螺旋溝１３（ボール転動路５）に一方の端部が連結され、他方の第１の螺旋溝１３（ボール転動路５）に他方の端部が連結されたＳ字形状の平面パターンになっている。そして、ボール戻し溝４３は、図５に示すように、ナット２の内周面２１、すなわち第２の螺旋溝２３間のランド部よりも円筒体１の中心軸側に位置している。したがって、ボール転動路５の終端からボール戻し路６の一方の端部に入ったボール３は、ボール戻し路６の内部においてナット２の第２の螺旋溝２３間のランド部を横切りながらボール戻し路６の他方の端部に達し、そこからボール転動路５の始点に戻される。このとき、ボール戻し路６はナット２の切欠き部１２とボール戻し部材４との間に配置されているので、ボール３がナット２の第２の螺旋溝２３間のランド部を横切る際、ボール３がナット２の第２の螺旋溝２３から離間するようにボール戻し部材４がボール３をガイドする。
【００１７】
図５及び図６に示すように、ボール戻し部材４は、ボール転動路５とボール戻し路６との双方に亘ってボール３を案内する案内部４３ａがボール戻し溝４３の一方及び他方の端部にそれぞれ設けられた構成になっている。
図５に示すように、ボール戻し路５は円弧形状になっている。一方、ボール戻し路６は、ボール戻し路５の終点及び始点の両端を結ぶ弦形状になっている。すなわち、一実施形態に係るボールねじは、ボール転動路５の円弧軌道からボール戻し路６において円筒体１の中心軸側にボール３が沈み込む構造になっており、このような構造からボール３がナット２の第２の螺旋溝２３間のランド部を容易に横切ることができる。
このように構成された本発明の一実施形態に係るボールねじは、自動車部品などに用いられる。
【００１８】
次に、本発明の一実施形態に係るボールねじの効果について説明する。
一実施形態に係るボールねじは、円筒体１の切欠き部１２と、この切欠き部１２に固定されたボール戻し部材４との間にボール戻し路６が配置された構成になっている。したがって、一実施形態に係るボールねじによれば、ボール戻し路６において、ボール３がナット２の第２の螺旋溝２３間のランド部を横切る際、ボール戻し部材４がボール３をガイドするので、ナット２の回転によって遠心力が発生しても、ボール３がナット２の第２の螺旋溝２３間のランド部に当る不具合を回避することができる。この結果、一実施形態に係るボールねじは、ボール戻し路６でのボール３の詰まりを抑制することができるので、ボール３を円滑に循環させることができる。
【００１９】
また、一実施形態に係るボールねじは、ボール戻し部材４に設けられたボール戻し溝４３と、円筒体１の切欠き部１２とでボール戻し路６が形成されている。したがって、一実施形態に係るボールねじによれば、ボール戻し溝４３が切欠き部１２と向かい合うようにして切欠き部１２にボール戻し部材４を固定することにより、ナット２の第２の螺旋溝２３間のランド部から離間するトンネル状のボール戻し路６を容易に構成することができる。また、ボール戻し溝４３は精度良く加工する必要もないため、低コスト化を図ることができる。
【００２０】
また、一実施形態に係るボールねじにおいて、ボール戻し部材４は、ボール戻し溝４３が形成された第１の面４１とは反対側の第２の面４２に、ナット２の第２の螺旋溝２３に嵌合する嵌合突起４４が設けられている。したがって、一実施形態に係るボールねじによれば、ボール戻し部材４はナット２の第２の螺旋溝２３に嵌合突起４４が嵌合することにより円筒体１の切欠き部１２に固定されるので、切欠き部１２にボール戻し部材４を締結部材などの他の部品で固定する必要がない。
【００２１】
（変形例）
上述の実施形態では、ナット２の第２の螺旋溝２３にボール戻し部材４の嵌合突起４４を嵌合させることにより、円筒体１の切欠き部１２にボール戻し部材４を固定した場合について説明した。これに対し、ボールねじの変形例として、図７に示すように、ボール戻し部材４Ａに貫通孔４５を設け、この貫通孔４５を通してボルトやリベットなどの締結部材でボール戻し部材４Ａを円筒体の切欠き部に固定してもよい。また、ボール戻し部材の切欠き部への固定は、接着材によって行ってもよい。
【００２２】
なお、上述の実施形態では、ボール戻し部材４に設けられたボール戻し溝４３と円筒体１の切欠き部１２とでボール戻し路６を形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばボール戻し部材４と円筒体１の切欠き部１２に設けられたボール戻し溝とでボール戻し路６を形成してもよい。この場合においても、ボール戻し路６は、円筒体１の切欠き部１２とボール戻し部材４との間に配置されるため、上述の一実施形態に係るボールねじと同様に、ボール３を円滑に循環させることができる。
【００２３】
また、ボール戻し路６は、円筒体１の切欠き部１２に設けられたボール戻し溝と、ボール戻し部材４に設けられたボール戻し溝とで形成してもよい。この場合においても、ボール戻し路６は、円筒体１の切欠き部１２とボール戻し部材４との間に配置されるため、上述の一実施形態に係るボールねじと同様に、ボール３を円滑に循環させることができる。
また、上述の実施形態では、切欠き部１２を円筒体１の中心軸方向の一端側から他端側に亘って形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば円筒体１の中心軸方向の長さＬ１よりも短い長さで切欠き部を構成してもよい。
以上、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００２４】
１…円筒体
２…ナット
３…ボール
４，４Ａ…ボール戻し部材
５…循環経路
５ａ…ボール転動路
５ｂ…ボール戻し路
１１…外周面
１２…切欠き部
１３…第１の螺旋溝
２３…第２の螺旋溝
４１…第１の面
４２…第２の面
４３…ボール戻し溝
４４…嵌合溝
４５…貫通孔
【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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