(57)【要約】      （修正有）【課題】ナットの長さの短縮化、コストの削減と変位ストロークの増大を実現できる外部循環ボールねじを提供する。【解決手段】外側螺旋溝を有するねじ軸と内側螺旋溝を有するナット３０と還流部材とを含み、ナットは、軸線２１の方向に沿ってねじ軸を外挿し、２つのナット端面３１間に配設されたナット外側端面３３と、ナット外側端面に配設され内側螺旋溝と連通する２つのチューブ孔３４とを有し、内側螺旋溝が複数のボールを収容する。各チューブ孔は、順番に配置された第１円弧３４１、第１直線３４２、第２円弧３４３、第３円弧３４５、第２直線３４６、及び第４円弧３４７を含み、第２直線が第１直線よりもナット端面に接近し、第２直線と軸線との間の第１夾角は８８度から９２度の間にある。還流部材は、ナット外側端面３３に固定され、２つのチューブ孔を接続してボールの還流通路を形成する。【選択図】図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
外部循環ボールねじであって、
ねじ軸と、ナットと、還流部材とを含み、
前記ねじ軸は、軸線と前記軸線の周りに螺旋状に配設された外側螺旋溝とを有し、
前記ナットは、前記軸線の方向に沿って前記ねじ軸を外嵌めし、２つのナット端面を含み、前記軸線の周りに螺旋状に配設された内側螺旋溝と、前記２つのナット端面間に配設されたナット外側端面と、前記ナット外側端面に配設され且つ前記内側螺旋溝と連通する２つのチューブ孔とを有し、
前記内側螺旋溝と前記外側螺旋溝が、複数のボールを収容するための負荷経路を形成し、
各前記チューブ孔は、順番に配置された第１円弧、第１直線、第２円弧、第３円弧、第２直線、及び第４円弧を含み、
前記第１直線が前記第２円弧に接続されると共に、前記第１円弧を通過して延伸し、
前記第２直線が前記第３円弧と前記第４円弧の間に接続されると共に、前記第１直線よりも前記ナット端面に接近し、
前記第２直線と前記軸線との間の夾角を第１夾角とし、
前記第１夾角は８８度から９２度の間にあり、
前記還流部材は、前記ナット外側端面に固定され、前記負荷経路の両端を接続する還流通路を有することを特徴とする、
外部循環ボールねじ。
【請求項２】
前記第１直線が前記第２直線と平行ではないことを特徴とする請求項１に記載の外部循環ボールねじ。
【請求項３】
前記ナットの内側螺旋溝はリード角を有し、前記ナットの第１直線と前記軸線との間の角度を第２夾角とし、前記第２夾角が９０度から前記リード角を引いたものであることを特徴とする請求項２に記載の外部循環ボールねじ。
【請求項４】
前記ナットは前記チューブ孔の数に対応して前記ナット外側端面に凹設された係止孔をさらに有し、前記係止孔は前記第１直線と前記第２直線の延長線の範囲内に位置することを特徴とする請求項１に記載の外部循環ボールねじ。
【請求項５】
各前記係止孔は係止孔中心を有し、前記ナットはさらに前記第２円弧と第３円弧を接続する第１接続線を有し、前記係止孔中心から前記第１接続線までの垂直距離が前記ボールの直径の１〜１．５倍であることを特徴とする請求項４に記載の外部循環ボールねじ。  
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はボールねじに関し、特に外部循環式ボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ボールねじの種類は、主に外部循環式と内部循環式に分類される。  そのうち、外部循環ボールねじはボールの還流がスムーズになり、一般的なリードおよび大径ボールねじの作業品質がより良くなる一方、内部循環ボールねじは外径が小さく、重量が軽いため、内部空間が狭小な機器に適している。
【０００３】
図１は、特許文献１に開示された外部循環ねじボールの一例を示すものであり、この外部循環ねじボールは主にねじ軸（図示せず）と、このねじに外挿されたナット１１と、このねじ軸とナット１１との間に配設されたボール（図示せず）と、前記ナットに配設され、ボールの還流を循環するための還流部材（図示せず）とからなる。
この循環の滑らかさは還流部材のガイド部の長さとボールの直径との間の関係によって高められるが、前記ナット１１上に配設されたチューブ孔１１１の形態によって、ナット１１の長さを短縮させることができなくなり、コストが高く、変位ストロークが不十分であるという欠点がある。また、チューブ孔１１１はナット端面１１３に近い直線部１１２を有し、この直線部１１２の延長線とナット端面１１３とのなす角度θが過大、すなわち、チューブ孔１１１が過剰に傾斜する場合は、ナット１１の長さの設計において、チューブ孔の割れや強度不足の発生を回避するために、チューブ孔１１１の傾斜量と、チューブ孔１１１と内部負荷経路との間の接続情況を考慮しなければならない。
【０００４】
さらに、現在業界で製造されている外部循環ボールねじは、欧州工業規格（ＤＩＮ）によって指定されているナットの外径を満たすことができない。すなわち、上記の欠点と制限に加えて、この主な原因は、ナット上のチューブ孔と係止孔の間の距離の設計によると、ナットの外径が大きすぎて、上記の欧州工業規格（ＤＩＮ）の規定要件を満たすことができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０８３５１９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本考案の課題は、主にナットの長さの短縮化、コストの削減と変位ストロークの増大を実現することができる外部循環ボールねじを提供することにある。
また、本考案の他の課題は、欧州工業規格（ＤＩＮ）によるナットの規定外径寸法を満たすことができる外部循環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】
上記課題を解決するための本考案の外部循環ボールねじは、ねじ軸と、ナットと、還流部材とを含み、前記ねじ軸は、軸線と前記軸線の周りに螺旋状に配設された外側螺旋溝とを有し、前記ナットは、前記軸線の方向に沿って前記ねじ軸を外嵌めし、しかも２つのナット端面を含み、前記軸線の周りに螺旋状に配設された内側螺旋溝と、前記２つのナット端面間に配設されたナット外側端面と、前記ナット外側端面に配設され且つ前記内側螺旋溝と連通する２つのチューブ孔とを有し、前記内側螺旋溝と前記外側螺旋溝が、複数のボールを収容するための負荷経路を形成し、各前記チューブ孔は、順番に配置された第１円弧、第１直線、第２円弧、第３円弧、第２直線、及び第４円弧を含み、前記第１直線が前記第２円弧に接続されると共に、前記第１円弧を通過して延伸し、前記第２直線が前記第３円弧と前記第４円弧の間に接続されると共に、前記第１直線よりも前記ナット端面に接近し、且つ前記第２直線と前記軸線との間の夾角は第１夾角とし、前記第１夾角は８８度から９２度の間にあり、前記還流部材は、前記ナット外側端面に固定され、前記負荷経路の両端を接続する還流通路を有することを特徴とする。
【０００８】
以上の構成によると、前記ナットのチューブ孔は、順番に配置された第１円弧、第１直線、第２円弧、第３円弧、第２直線、及び第４円弧を含み、前記第１直線が前記第２円弧に接続されると共に、前記第１円弧を通過して延伸し、前記第２直線が前記第３円弧と前記第４円弧の間に接続されると共に、前記第１直線よりも前記ナット端面に接近し、且つ前記第２直線と前記軸線との間の夾角は第１夾角とし、前記第１夾角は８８度から９２度の間にある。このため、第２直線がナット端面と平行となり、ナットの長さの短縮化、コストの削減および変位ストロークの増大という課題を達成することができる。
【０００９】
より好ましくは、第１夾角は９０度である。これにより、ナットの長さの短縮化、コストの削減および変位ストロークの増大という目的を達成することができる。
【００１０】
より好ましくは、前記第１直線が前記第２直線と平行ではない。前記ナットの内側螺旋溝はリード角を有し、前記ナットの第１直線と前記軸線との間の角度が第２夾角とし、前記第２夾角が９０度から前記リード角を引くものである。これにより、ボールの流れの滑らかさを向上させることができる。
【００１１】
より好ましくは、前記ナットは前記チューブ孔の数に対応して前記ナット外側端面に凹設された係止孔をさらに有し、前記係止孔は前記第１直線と前記第２直線の延長線の範囲内に位置する。これにより、係止孔の孔縁が上記範囲内であれば、ナットの長さの短縮化、コストの削減および変位ストロークの増大を達成することができる。逆にそうでなければ、ナットの長さが長すぎてコストが高くなり変位ストロークが短くなる。
【００１２】
より好ましくは、各前記係止孔は係止孔中心を有し、前記ナットはさらに前記第２円弧と第３円弧を接続する第１接続線を有し、前記係止孔中心から前記第１接続線までの垂直距離が前記ボールの直径の１〜１．５倍である。これにより、前記係止孔中心から前記第１接続線までの垂直距離が前記ボールの直径の１〜１．５倍であると、ナットの外径が比較的に小さくなり、欧州工業規格（ＤＩＮ）によるナットの規定外径寸法を満たすことができる。
逆に、前記係止孔中心から前記第１接続線までの垂直距離が前記ボールの直径の１．５倍以上であると、前記係止孔と前記チューブ孔との距離が遠くなり過ぎ、ネジが還流部材から突出するようになる。このため、ナットの直径を大きくする必要があり、さらに、欧州工業規格（ＤＩＮ）によるナットの規定外径寸法を満たすことができなくなる。
前記係止孔中心から前記第１接続線までの垂直距離が前記ボールの直径の１倍未満であると、係止孔がチューブ孔に近すぎ、ナットの厚さが薄くなり過ぎ、ネジの係止力が不足になる。
【００１３】
より好ましくは、前記第１接続線はボールの直径の１．１〜１．４倍である。これにより、ボールの流れの滑らかさを向上させ、ナットの長さが長くなり過ぎることと、チューブ孔が小さすぎてボールが変形し、ボールの流れが滑らかにならないことを防ぐことができる。
【考案の効果】
【００１４】
本考案の外部循環ボールねじは、少なくとも以下のような効果がある。
（１）第２直線がナット端面と平行となり、ナットの長さの短縮化、コストの削減および変位ストロークの増大を達成することができる。
（２）前記係止孔中心から前記第１接続線までの垂直距離が前記ボールの直径の１〜１．５倍であることで、ナットの外径が比較的小さくなり、欧州工業規格（ＤＩＮ）によるナットの規定外径寸法を満たすことができる。
（３）前記ナットチューブ孔の第１直線は前記第２直線と非平行になるように構成されると同時に、前記１直線と前記軸線との間の前記第２夾角が９０度から前記ナットのリード角を引いたものである。したがって、ボールの流れの滑らかさを向上させることができる。
また、前記チューブ孔の第１接続線を前記ボールの直径の１．１〜１．４倍とすると、上記と同様に、ボールの流れの滑らかさも向上させることができる。加えて、チューブ孔が過大でナットの長さが長くなり過ぎることと、チューブ孔が過小でボールが変形し、ボールの流れが滑らかにならないことを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】特許文献１による外部循環ボールねじを示す断面図である。
【図２】本考案の実施形態の分解斜視図である。
【図３】本考案の実施形態の全体斜視図である。
【図４】上からみたナットの状態を示す本考案の実施形態の平面図である。
【図５】ナットのチューブ孔の拡大状態を示す本考案の実施形態の局部拡大図である。
【図６】図３の６−６線に沿った断面状態を示す本考案の実施形態の断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本考案に係る外部循環ボールねじについて具体的に説明する。
【００１７】
本考案の外部循環ボールねじは、図２乃至図６に示すように、ねじ軸２０とナット３０と２つのガイド部材４０、と還流部材５０とで構成される。各構成要素については以下に説明する。
【００１８】
前記ねじ軸２０は、軸線２１と前記軸線２１の周りに螺旋状に配設された外側螺旋溝２２とを有する。
【００１９】
前記ナット３０は、前記軸線２１の方向に沿って前記ねじ軸２０を外嵌めし、しかも２つのナット端面３１を含み、前記軸線２１の周りに螺旋状に配設された内側螺旋溝３２と、前記２つのナット端面３１間に配設されたナット外側端面３３と、前記ナット外側端面３３に配設され且つ前記内側螺旋溝３２と連通する２つのチューブ孔３４とを有する。そのうち、前記内側螺旋溝３２と前記外側螺旋溝２２が、複数のボール９１を収容するための負荷経路を形成する。
【００２０】
各前記チューブ孔３４は、順番に配置された第１円弧３４１、第１直線３４２、第２円弧３４３、第１接続線３４４、第３円弧３４５、第２直線３４６、第４円弧３４７及び第２接続線３４８を含む。そのうち、前記第１直線３４２が前記第２円弧３４３に接続されると共に、前記第１円弧３４１を通過して延伸し、前記接続線３４４が前記第２円弧３４３と第３円弧３４５の間に接続され、前記第２直線３４６が前記第３円弧３４５と前記第４円弧３４７の間に接続され、第２接続線３４８が前記第４円弧３４７と前記第１円弧３４１の間に接続される。
【００２１】
なお、上記で使用された用語「接続」は、直線または接続線が対応する円弧の終点（又はエンドポイント）に接続されることを意味する。
【００２２】
そのうち、前記第２直線３４６が前記第１直線３４２よりも前記ナット端面３１に接近し、且つ前記第２直線３４６と前記軸線２１との間の夾角を第１夾角θ１とする。前記第１夾角θ１は９０度であるが、これに限定されるものではない。前記第１夾角θ１は８８度から９２度の間にあり、すなわち９０度が最適である。実際の状況では、プラスまたはマイナス２度の加工公差を許容することができる。
【００２３】
また、本実施形態では、前記第１直線３４２が前記第２直線３４６と平行ではない。同時に、前記ナット３０の内側螺旋溝３２はリード角θ２を有する。前記ナット３０の第１直線３４２と前記軸線２１との間の角度を第２夾角θ３とし、前記第２夾角θ３は９０度から前記リード角θ２を引いたものである。
【００２４】
さらに、本実施形態では、前記ナット３０は前記チューブ孔３４の数量に対応して前記ナット外側端面３３に凹設された係止孔３５をさらに有し、前記係止孔３５は前記第１直線３４２と前記第２直線３４６の延長線の範囲内に位置する。同時に、各前記係止孔３５は係止孔３５の中心３５１を有し、前記ナット３０はさらに前記第２円弧３４３と第３円弧３４５を接続する第１接続線３４４を有し、前記係止孔中心３５１から前記第１接続線３４４までの垂直距離Ｌ１が前記ボール９１の直径の１〜１．５倍である。また、前記第１接続線３４４が前記ボール９１の直径の１〜１．４倍である。
【００２５】
各前記ガイド部材４０は、前記係止孔３５に対応する一対の係止部４１と、前記係止部４１と接続し且つ前記チューブ孔３４と負荷経路とに載置されるガイド部４２とを有する。これにより、ナット３０へのボール９１の出入りを案内するようになる。
【００２６】
前記還流部材５０は、前記ナット外側端面３３に固定され、しかも前記負荷経路の両端を接続する還流通路５１を有する。本実施形態では、ネジ９２を介して前記還流部材５０に挿設すると共に、各前記ガイド部材４０の係止部４１をナット３０の係止孔３５に係止することにより、還流部材５０とガイド部材４０とナット３０を一体に固定する。
【００２７】
以上は本考案の実施形態に係る外部循環ボールねじの各主要構成についての説明である。本考案の作用と効果について、以下に説明する。
【００２８】
＜イ＞ナットの長さの短縮、コストの削減、変位ストロークの増大
本考案に係るナット３０のチューブ孔３４は、順番に配置された第１円弧３４１、第１直線３４２、第２円弧３４３、第１接続線３４４、第３円弧３４５、第２直線３４６、第４円弧３４７、及び第２接続線３４８を含み、前記第１直線３４２が前記第２円弧３４３に接続され、且つ前記第１直線３４２が前記第１円弧３４１を通過して延伸し、前記第２直線３４６が前記第３円弧３４５と前記第４円弧３４７の間に接続され、且つ前記第２直線３４６が前記第１直線３４２よりも前記ナット端面３１に接近し、同時に前記第２直線３４６と前記軸線２１との間の夾角を第１夾角θ１とし、前記第１夾角θ１は９０度である。これにより、前記第２直線３４６がナット端面３１と平行となり、前記ナット端面３１と前記チューブ孔３４の第２直線３４６との間の距離を最小距離に制御することができるので、ナット３０の長さの短縮化、コストの削減および変位ストロークの増大という目的を達成することができる。
また、前記ナット３０の係止孔３５を前記第１直線３４２と前記第２直線３４６の延長線の範囲内に位置させることにより、前記係止孔３５が前記第２直線３４６よりもナット端面３１に近づくことが防止できるので、ナット３０の長さも短くなり、コストを削減し、変位ストロークを大きくするという目的を達成することができる。
【００２９】
＜ロ＞ナットの外径の低減と欧州工業規格（ＤＩＮ）の規定要件の充足
前記ナット３０の係止孔３５の係止孔中心３５１から前記第１接続線３４４までの垂直距離Ｌ１を前記ボール９１の直径の１〜１．５倍とすることにより、ナット３０の外径が比較的に小さくなるため、欧州工業規格（ＤＩＮ）によるナットの規定外径寸法を満たすことができる。
逆に、前記係止孔中心３５１から前記第１接続線３４４までの垂直距離Ｌ１が前記ボール９１の直径の１．５倍以上であると、前記係止孔３５と前記チューブ孔３４との距離が遠くなり過ぎ、ネジ９２が還流部材５０から突出するようになる。このため、ナット３０の直径を大きくする必要があり、さらに欧州工業規格（ＤＩＮ）によるナットの規定外径寸法を満たすことができなくなる。
前記係止孔中心３５１から前記第１接続線３４４までの垂直距離Ｌ１が前記ボール９１の直径の１倍未満であると、前記係止孔３５が前記チューブ孔３４に近すぎ、ナット３０の厚さが薄くなり過ぎ、ネジの係止力が不足になる。
【００３０】
＜ハ＞ボールの流れの滑らかさの向上
前記ナット３０のチューブ孔３４の第１直線３４２は前記第２直線３４６と非平行になるように構成されると同時に、前記１直線３４２と前記軸線２１との間の前記第２夾角θ３を９０度から前記ナット３０のリード角θ２を引いたものとしている。したがって、ボール９１の流れの滑らかさを向上させることができる。
また、前記チューブ孔３４の第１接続線３４４を前記ボール９１の直径の１．１〜１．４倍とすると、上記と同様に、ボール９１の流れの滑らかさも向上させることができる。加えて、チューブ孔３４が過大でナット３０の長さが長くなり過ぎることと、チューブ孔３４が過小でボール９１が変形し、ボール９１の流れが滑らかにならないことを回避することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１１  ナット
１１１  チューブ孔
１１２  直線部
１１３  ナット端面
θ  夾角
２０  ねじ軸
２１  軸線
２２  外側螺旋溝
３０  ナット
３１  ナット端面
３２  内側螺旋溝
３３  ナット外側端面
３４  チューブ孔
３４１  第１円弧
３４２  第１直線
３４３  第２円弧
３４４  第１接続線
３４５  第３円弧
３４６  第２直線
３４７  第４円弧
３４８  第２接続線
３５  係止孔
３５１  係止孔中心
４０  ガイド部材
４１  係止部
４２  ガイド部
５０  還流部材
５１  還流通路
９１  ボール
９２  ネジ
θ１  第１夾角
θ２  リード角
θ３  第２夾角
Ｌ１  垂直距離
【図１】
0003221395.tif 000003
【図２】
0003221395.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003221395.tif 000007
【図６】
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