(57)【要約】【課題】複数条のねじを有するボールネジであって、循環溝をナットに一体的に形成したボールねじを提供する。【解決手段】ボールねじ１００は、内径側ねじ溝１７Ａ，１７Ｂが形成されたねじ軸１１と、螺旋状の外径側ねじ溝１９Ａ，１９Ｂ、及びその両端を連結する循環溝２７Ａ，２７Ｂによって環状に形成される転動溝を複数有し、ねじ軸１１の周囲に配置されるナット１３と、内径側ねじ溝１７Ａ，１７Ｂと転動溝により画成される循環回路に収容される複数のボール１５と、を備える。内径側ねじ溝１７Ａ，１７Ｂは、多条のねじ溝であり、複数の循環回路のうち、いずれかの１つの循環回路を構成する循環溝と、他の循環回路を構成する内径側ねじ溝とがねじ軸１１の径方向に重なる位置ＰＡ，ＰＢに、重なり合う循環溝と内径側ねじ溝とを径方向の中間部で仕切る仕切り部材３３を設けた。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の内径側ねじ溝が形成されたねじ軸と、
内周面に１周未満の周長で形成された螺旋状の外径側ねじ溝、及び該外径側ねじ溝の両端を連結する循環溝によって環状に形成される転動溝を複数有し、前記ねじ軸の周囲に配置されるナットと、
前記内径側ねじ溝と前記転動溝により画成される循環回路に収容される複数のボールと、を備えるボールねじであって、
前記内径側ねじ溝は、多条のねじ溝であり、
複数の前記循環回路のうち、いずれかの１つの循環回路を構成する前記循環溝と、他の循環回路を構成する前記内径側ねじ溝とが前記ねじ軸の径方向に重なる位置に、重なり合う前記循環溝と前記内径側ねじ溝とを前記径方向の中間部で仕切る仕切り部材が設けられたことを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
前記仕切り部材は、前記ナットの一方の端面と他方の端面との間に架け渡して固定される板状部材であることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項３】
前記仕切り部材は、前記ナットが塑性変形して形成された突出部であることを特徴とする請求項１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、ボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじは、ねじ軸とナットに、それぞれ螺旋状のねじ溝が形成され、このねじ溝内に複数のボールが転動自在に収容される。ねじ溝内に収容されるボールは、ねじ軸を回転し続けるとナットのねじ溝下流側から外方に抜け出るため、ナットには、ねじ溝下流側に到達したボールを上流側のねじ溝内に戻す循環溝が形成される。すなわち、ナットの内周面には、ナット側のねじ溝と循環溝とで構成され、ボールを周回させる環状の通路である転動溝が１回路以上形成されている。上記構成の循環溝がナットに一体成形されたボールねじは、例えば特許文献１、２に記載されている。
【０００３】
特許文献１、２のボールねじは、ねじ軸が一条ねじの構成であって、図９に示すように、ナット７１の内径面に形成された循環溝７３内のボール７５を、ねじ軸７７のねじ山７９を一つ越えて隣のねじ溝８１に戻す方式となっている。このような循環溝一体型のナットは、図１０（Ａ）に示すように、複数回路の循環溝７３を周方向に同位相で形成すると、隣り合う循環溝７３間の肉厚が著しく小さくなる。そのため、一般的には、図１０（Ｂ）に示すように、各循環溝７３を周方向の互いに異なる周位置となるように位相差を持たせて形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０７２６３号公報
【特許文献２】特開２００８−２８１０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の循環溝７３を、周方向に位相差を持たせてナット７１に形成した場合、循環溝７３全体の軸方向ピッチが大きくなり（Ｐａ＜Ｐｂ）、ナット７１を小型化することが困難になる。一方、図１１に示すように、ねじリードＬがボール径の２倍以上の諸元を有するボールねじもある。その場合、各循環溝７３を周方向に同位相で形成しても、循環溝７３間の肉厚を十分に確保できる。また、循環溝７３間の軸方向ピッチｐも、ねじリードＬと同等の長さにできる。しかし、このボールねじの構成では、そもそもねじリードＬが大きいことを前提としているため、ナット７１の軸方向長さＷを小さくするには限界がある。さらに、特許文献１、２のボールねじは、１条ねじにのみ適用可能なものであり、複数条のねじには適用できなかった。
【０００６】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数条のねじを有するボールネジであって、循環溝をナットに一体的に形成した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】
【０００７】
本発明は下記構成からなる。
（１）  外周面に螺旋状の内径側ねじ溝が形成されたねじ軸と、
内周面に１周未満の周長で形成された螺旋状の外径側ねじ溝、及び該外径側ねじ溝の両端を連結する循環溝によって環状に形成される転動溝を複数有し、前記ねじ軸の周囲に配置されるナットと、
前記内径側ねじ溝と前記転動溝により画成される循環回路に収容される複数のボールと、を備えるボールねじであって、
前記内径側ねじ溝は、多条のねじ溝であり、
複数の前記循環回路のうち、いずれかの１つの循環回路を構成する前記循環溝と、他の循環回路を構成する前記内径側ねじ溝とが前記ねじ軸の径方向に重なる位置に、重なり合う前記循環溝と前記内径側ねじ溝とを前記径方向の中間部で仕切る仕切り部材が設けられたことを特徴とするボールねじ。
（２）  前記仕切り部材は、前記ナットの一方の端面と他方の端面との間に架け渡して固定される板状部材であることを特徴とする（１）に記載のボールねじ。
（３）  前記仕切り部材は、前記ナットが塑性変形して形成された突出部であることを特徴とする（１）に記載のボールねじ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数条のねじを有するボールネジであっても、循環溝をナットに一体的に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態を説明するための図で、第１構成例のボールねじの一部断面図である。
【図２】図１のボールねじの側面図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ線で切断したナットのＳ１側の斜視図である。
【図４】仕切り部材の斜視図である。
【図５】ボールねじの要部拡大図である。
【図６】循環溝内のボール移動の様子を模式的に示す説明図である。
【図７】図２のＡ−Ａ線で切断したナットのＳ１側の斜視図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】従来のボールねじの循環溝の作用を示す説明図である。
【図１０】従来の複数回路の環状溝を有するナットであり、（Ａ）は同じ周方向位置に環状溝を設けたナットの断面図、（Ｂ）は互いに異なる周方向位置に環状溝を設けたナットの断面図である。
【図１１】従来のねじリードがボール径の２倍以上のボールねじの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１構成例＞
図１は本発明の実施形態を説明するための図で、第１構成例のボールねじの一部断面図、図２は図１のボールねじの側面図である。
ボールねじ１００は、ねじ軸１１と、ねじ軸１１の周囲に配置されるナット１３と、複数のボール１５とを備える。なお、図２には、ボール１５を１つのみ示しているが、円周方向に沿って複数個が配置される。
【００１１】
ねじ軸１１は、外周面に螺旋状の内径側ねじ溝１７Ａ，１７Ｂが形成される。内径側ねじ溝１７Ａ，１７Ｂは、多条（図示例では２条）のねじ溝である。
【００１２】
ナット１３は、ねじ軸１１の周囲に配置される。ナット１３の内周面には、１周未満の周長で螺旋状に形成された外径側ねじ溝１９Ａ及び１９Ｂと、これら外径側ねじ溝１９Ａ，１９Ｂの両端がそれぞれ連結される詳細を後述する循環溝とを有する。
【００１３】
外径側ねじ溝１９Ａは、ねじ軸１１の内径側ねじ溝１７Ａに沿って形成され、外径側ねじ溝１９Ｂは、ねじ軸１１の内径側ねじ溝１７Ｂに沿って形成される。外径側ねじ溝１９Ａ，１９Ｂと内径側ねじ溝１７Ａ，１７Ｂとは、それぞれボール１５の半径程度の深さに形成される。
【００１４】
図３は、図２に示すＡ−Ａ線で切断したナット１３のＳ１側（循環溝形成側）の斜視図である。なお、図１に示されるナット１３は、図２に示す循環溝が形成されないＳ２側のナット１３である。図３に示すように、ナット内周面には、外径側ねじ溝１９Ａの一端２３と他端２５とを連結する循環溝２７Ａが形成される。同様に、ナット内周面には、外径側ねじ溝１９Ｂの一端２９と他端３１とを連結する循環溝２７Ｂが形成される。
【００１５】
循環溝２７Ａ，２７Ｂは、ねじ軸１１の内径側ねじ溝１７Ａ，１７Ｂに沿う方向から外れて、それぞれＳ字状に形成される。循環溝２７Ａ，２７Ｂのナット１３のナット内周面からの溝深さは、外径側ねじ溝１９Ａ，１９Ｂよりも深く、最大の溝深さがボール１５の直径より大きい。
【００１６】
外径側ねじ溝１９Ａの両端（一端２３及び他端２５）が循環溝２７Ａと連結されることで、一本の閉じられた環状の転動溝が形成される。同様に、外径側ねじ溝１９Ｂの両端（一端２９及び他端３１）が循環溝２７Ｂと連結されることで、一本の閉じられた環状の転動溝が形成される。つまり、ナット１３は、環状に形成された転動溝を複数有する。
【００１７】
外径側ねじ溝１９Ａ及び循環溝２７Ａからなる転動溝と、内径側ねじ溝１７Ａとの間には、複数のボール１５が転動自在に収容される循環回路が画成される。また、外径側ねじ溝１９Ｂ及び循環溝２７Ｂからなる転動溝と、内径側ねじ溝１７Ｂとの間にも、複数のボール１５が転動自在に収容される循環回路が画成される。
【００１８】
また、ナット１３には、一方の端面１３ａと他方の端面１３ｂとの間に架け渡して固定され、循環溝２７Ａ，２７Ｂを跨ぐ仕切り部材３３が取り付けられる。図４に仕切り部材３３の斜視図を示す。仕切り部材３３は、板状部材を折り曲げ加工して得られ、ナット１３の一方の端面１３ａに接合される平坦部３５と、他方の端面１３ｂに接合される平坦部３７と、ナット内周面を覆う湾曲部３９とを有する。
【００１９】
ナット１３の端面１３ａ，１３ｂには、仕切り部材３３の平坦部３５，３７を収容する溝４０Ａ，４０Ｂ（図２参照）が形成される。溝４０Ａ，４０Ｂは、仕切り部材３３の平坦部３５，３７の幅と等しい幅に形成され、平坦部３５，２７が溝４０Ａ，４０Ｂに嵌入されることで、仕切り部材３３がナット１３に位置決めされる。
【００２０】
図５にボールねじ１００の要部拡大図を示す。本構成のボールねじ１００は、循環溝２７Ａが、ねじ軸１１の内径側ねじ溝１７Ａから外れて隣の内径側ねじ溝１７Ｂと交差する交差位置ＰＡと、循環溝２７Ｂが、ねじ軸１１の内径側ねじ溝１７Ｂから外れて隣の内径側ねじ溝１７Ａと交差する交差位置ＰＢとに、仕切り部材３３の湾曲部３９がそれぞれ配置される。
【００２１】
つまり、複数の循環回路のうち、いずれかの１つの循環回路を構成する循環溝、例えば循環溝２７Ａと、これとは異なる他の循環回路を構成する内径側ねじ溝１７Ｂとが、ねじ軸１１の径方向に重なる交差位置ＰＡに仕切り部材３３が配置される。また、他の循環回路を構成する循環溝２７Ｂと、これとは異なる他の循環回路を構成する内径側ねじ溝１７Ａとが、ねじ軸１１の径方向に重なる交差位置ＰＢに仕切り部材３３が配置される。
【００２２】
この仕切り部材３３は、重なり合う循環溝２７Ａと内径側ねじ溝１７Ｂ、及び循環溝２７Ｂと内径側ねじ溝１７Ａとを、径方向の中間部で仕切るようにそれぞれ設けられる。
【００２３】
図６は、循環溝２７Ａ内のボール移動の様子を模式的に示す説明図である。循環溝２７Ａは、内径側ねじ溝１７Ａに沿って転動してきたボール１５を、仕切り部材３３によって隣の内径側ねじ溝１７Ｂを乗り越えさせ、更にその隣の内径側ねじ溝１７Ａに戻す。
【００２４】
また、図示は省略するが、循環溝２７Ｂについても同様であり、循環溝２７Ｂは、仕切り部材３３によって、内径側ねじ溝１７Ｂに沿って転動してきたボール１５を、隣の内径側ねじ溝１７Ａを乗り越えさせ、更にその隣の内径側ねじ溝１７Ｂに戻す。
【００２５】
上記のように、仕切り部材３３は、循環溝２７Ａに転動するボール１５が、他の循環回路の内径側ねじ溝１７Ｂに混入すること、及び、循環溝２７Ｂに転動するボール１５が、他の循環回路の内径側ねじ溝１７Ａに混入することを防止する。
【００２６】
上記構成のボールねじ１００によれば、ねじ軸１１の内径側ねじ溝１７Ａ，１７Ｂを多条ねじとした複数回路の構成であっても、ナット１３の小型化を図ることができる。すなわち、ナット１３の外径側ねじ溝１９Ａ及び循環溝２７Ａからなる転動溝と、外径側ねじ溝１９Ｂ及び循環溝２７Ｂからなる転動溝との２つの転動溝を、内径側ねじ溝１７Ａ，１７Ｂの１ピッチ分離間させている。また、循環溝２７Ａと循環溝２７Ｂとを略同じ周方向位置に形成している。そのため、隣り合う循環溝２７Ａと循環溝２７Ｂとの間の肉厚は、著しく小さくならず、十分な強度を確保できる厚みにできる。これにより、必要な強度を確保しつつ、ナット１３の内周面における転動溝の配置ピッチを小さくでき、ナット１３を小型化できる。
【００２７】
また、ねじ軸１１の内径側ねじ溝１７Ａ，１７Ｂを複数条のねじ溝とすることで、ねじのリードがボール１５の直径の２倍以上に増加させることができる。リード長が増加すると、循環溝２７Ａ，２７Ｂ内でボール１５が他の転動溝に混入する虞を生じるが、このボール１５の混入は、各循環溝２７Ａ，２７Ｂからボール１５が脱落することを仕切り部材３３が阻止することによって、確実に防止される。そのため、内径側ねじ溝１７Ａ，１７Ｂを多条化して複数回路の構成としても、何ら弊害を生じることなくナット１３を小型化できる。また、各循環溝２７Ａ，２７Ｂは、周方向へ無駄に位相差を設けて形成する必要がないため、循環溝２７Ａ，２７Ｂの軸方向ピッチが広がらず、設置スペースを小さくできる。これによってもナット１３の小型化が図れる。
【００２８】
ナット内部に循環機構を備えたボールねじは、リードの大きい（ボール径の２倍以上）製品が従来から存在していた。しかしながら、そのような製品は１条ねじでなければ成立しないものであり、１条ねじでは負荷容量等の性能を満たすためにナットが長くなる不利があった。このことがボールねじの小型化を阻み、ボールねじの適用部位を制限させていた。本構成のボールねじ１００においては、多条ねじを用いることができるので、リードの大きいボールねじであっても必要な負荷容量を確保しつつ、ナットを小型化することができ、ボールねじの適用自由度を高めることができる。
【００２９】
また、仕切り部材３３は、板金プレス等で安価に製造可能である。また、仕切り部材３３のナット１３への取り付けは、加締め、接着、ねじ止め等によって簡単に行えるため、ボールねじ１００の製造が低コストで行える。
【００３０】
＜第２構成例＞
次に、第２の構成例のボールねじ２００について説明する。なお、前述した部材と同一の部材に対しては、同一の符号を付与することで、その説明を簡単化、又は省略する。
【００３１】
図７は図２のＡ−Ａ線で切断したナット１４のＳ１側の斜視図である。本構成のナット１４は、前述のように、板状の仕切り部材３３をナット１４と別途に用意することなく、ナット１４自体を塑性変形させることで、前述の仕切り部材３３と同様のボール１５の脱落防止及び混入防止機能を発揮する。
【００３２】
具体的には、ナット１４に形成された循環溝２７Ａ，２７Ｂの前述の交差位置ＰＡ，ＰＢにおいて、循環溝２７Ａを挟むナット内周面、及び循環溝２７Ｂを挟むナット内周面に、圧痕４１，４３，４５を形成する。この圧痕４１，４３，４５を設ける際、ナット表面が塑性変形して、循環溝２７Ａの内径面内側に延びる突出部４７，４９と、循環溝２７Ｂの内側に延びる突出部５１，５３が形成される。突出部４７，４９は、それぞれの先端の、循環溝２７Ａに直交する方向における距離がボール１５の直径以下となるよう形成されている。突出部５１，５３についても同様である。
【００３３】
図８に図７のＢ−Ｂ線断面図を示す。これら突出部４７，４９は循環溝２７Ａのナット内周面における溝幅をボール１５の直径以下に狭め、突出部５１，５３は循環溝２７Ｂのナット内周面における溝幅をボール１５の直径以下に狭める。これにより、循環溝２７Ａ，２７Ｂ内を転動するボール１５が、循環溝２７Ａ，２７Ｂからナット内径側に抜け出ることが防止される。
【００３４】
上記のように、突出部４７，４９及び突出部５１，５３は、ボール１５の脱落と混入を防止する仕切り部材３４として機能し、循環溝２７Ａ，２７Ｂ内でボール１５をそれぞれ円滑に循環させることができる。本構成の仕切り部材３４によれば、交差位置ＰＡ，ＰＢを挟む位置に圧痕を設けるだけで突出部４７，４９，５１，５３を簡単に形成でき、ボールねじ２００の製造を簡単化できる。また、部品点数が削減され、低コスト化が図れる。
【００３５】
以上説明したように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
例えば、本実施形態においては、ねじ軸１１を２条ねじとした例で説明したが、２条ねじに限らず３条以上のねじであってもよい。また、仕切り部材３３，３４は、交差位置ＰＡ，ＰＢにおける内径側ねじ溝と循環溝との間に介装される部材であれば、その形状、形態は任意であってよい。
【符号の説明】
【００３６】
１１  ねじ軸
１３  ナット
１５  ボール
１７Ａ，１７Ｂ  内径側ねじ溝
１９Ａ，１９Ｂ  外径側ねじ溝
２７Ａ，２７Ｂ  循環溝
３３  仕切り部材
４７，４９，５１，５３  突出部（仕切り部材）
１００，２００  ボールねじ
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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