(57)【要約】【課題】ナットの両側面に設けられるピン穴の加工精度を高め、ピンをがたつきなく固定することができるボールねじを提供する。【解決手段】螺旋状のねじ溝２ａが形成されたねじ軸２と、このねじ軸２に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝３ａが形成されたナット３と、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボール４と、転動路を周回経路とする循環機構とを備え、ナット３の中心軸を隔てて互いに反対側の両側面に連結部材１０を連結するためのピン穴８が設けられたボールねじにおいて、ボール循環列９、９を複数列とし、前記ピン穴８を複数のボール循環列９、９の間に配置された貫通穴としたので、ボールねじの機能に何ら影響を与えることがない。また、ピン穴を貫通穴としたので、研削加工による同時仕上げ加工が可能であり、２つのピン穴８、８の同軸度と内径寸法精度を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、転動路を周回経路とする循環機構とを備え、ナットの中心軸を隔てて互いに反対側の両側面に連結部材を連結するためのピン穴が設けられたボールねじにおいて、
前記循環機構によるボール循環列を複数列とし、前記ピン穴を前記複数のボール循環列の間に配置された貫通穴としたことを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
前記ピン穴はボール循環列の軸方向中央に位置している請求項１に記載のボールねじ。
【請求項３】
前記循環機構の循環方式として駒式を採用したことを特徴とする請求項１又は２に記載のボールねじ。
【請求項４】
前記ピン穴は同軸上に配置されている請求項１乃至３のいずれかの項に記載のボールねじ。
【請求項５】
ピン穴のナット内径側端部に穴径を大径にした段付き形状部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載のボールねじ。
【請求項６】
ピン穴の下穴はボーリング加工によって形成されたもので、ボールリング加工により段付き形状部を形成した請求項５に記載のボールねじ。
【請求項７】
ピン穴に挿入されるピンの嵌合長さが段付き形状部よりナットの径方向外側の領域とした請求項６に記載のボールねじ。
【請求項８】
ナットの外径部にピン穴の中心軸と直交する二面幅を設け、二面幅を構成する平坦面にピン穴が開口する構成となっている請求項１乃至７のいずれかの項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、放電加工機やタッピングセンター等の各種工作機械、あるいは自動車の電動パワーステアリング等の各種アクチュエータに使用されるボールねじに関し、特に、ナットに連結部材を連結するためのピン穴が設けられたボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のボールねじとしては、たとえば特許文献１に記載のようなものが知られている。このボールねじは、ナットの外径面の中心軸を隔てて互いに反対側の両側面に、連結部材を連結するための溝穴が対称的に設けられている。溝穴はナットの一方の軸端面から軸方向中央部まで延びる有底の穴で、各溝穴の終端にピンを立て、ピンの溝穴終端と反対側の側面をナット外周に係合させた止め輪で止めて、ピンの軸方向へのずれ止めを図っていた。止め輪にはテーパーが設けられ、止め輪の締まりに伴ってピンを溝穴の終端に押し付けることにより軸方向ガタを無くす構成となっている。
【特許文献１】特開２００４−１６９７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術のように、ナットの外径面に有底の溝穴を加工する場合は、エンドミルを軸方向に移動させての加工が必要であり、コスト面で不利である。また、テーパーを設けた止め輪を採用することで、ピンの軸方向ガタをなくすことはできるものの、径方向ガタ（回転方向）については、ピンの外径と溝穴とのクリアランスによって決定されるので、溝穴の加工精度が重要となる。この点で、前述の溝形状では径方向ガタが不可避的に生じ、連結部材の円滑な作動が阻害され、応答性が低下するという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ナットの両側面に設けられるピン穴の加工精度を高め、ピンをがたつきなく固定することができるボールねじを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、転動路を周回経路とする循環機構とを備え、ナットの中心軸を隔てて互いに反対側の両側面に連結部材を連結するためのピン穴が設けられたボールねじにおいて、前記循環機構によるボール循環列を複数列とし、前記ピン穴を前記複数のボール循環列の間に配置された貫通穴としたことを特徴とする。
【０００６】
このように、ナットの中心軸を隔てて互いに反対側の両側面に連結部材を連結するためのピン穴が設けられたボールねじにおいて、前記循環機構によるボール循環列を複数列とし、前記ピン穴を前記複数のボール循環列の間に配置したので、貫通穴を形成してもボールねじの機能に何ら影響を与えることがない。また、ピン穴を貫通穴としたので、研削加工による同時仕上げ加工が可能であり、２つのピン穴の内径寸法精度を向上することができる。したがって、連結部材のピンをがたつき無く固定することができ、連結部材が円滑に作動し、ボールねじを用いたアクチュエータの応答性向上を図ることができる。
【０００７】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、ピン穴がボール循環列の軸方向中央に位置していれば、連結部材側からピン穴を介してナットに作用する荷重を、ボール循環列によってバランス良く受けることができ、ナットが円滑に移動する。
また、請求項３に記載の発明のように、循環機構の循環方式として駒式を採用すれば、小型のナットでもボール循環列と干渉することなくピン穴を貫通穴とすることができる。
また、請求項４に記載の発明のように、ピン穴が同軸上に配置されていれば、研削加工による同時仕上げ加工が可能であり、２つのピン穴の内径寸法精度をより向上することができる。
【０００８】
また、請求項５に記載の発明のように、ピン穴のナット内径側端部に穴径を大径にした段付き形状部を設けておけば、研削加工時に砥石の接触面積が変化せず、研削加工負荷が安定し加工精度を向上することができる。
【０００９】
また、請求項６に記載の発明のように、ピン穴の下穴はボーリング加工によって形成されたもので、ボールリング加工により段付き形状部を形成する構成とすれば、加工時に座標を変更するだけで、段付き形状部についても同時加工が可能であるので、加工コストアップとはならない。
【００１０】
また、請求項７に記載の発明のように、ピン穴に挿入されるピンの嵌合部が段付き形状部よりナットの径方向外側の領域としておけば、ピンと軸との干渉を防止することができる。
【００１１】
また、請求項８に記載の発明のように、ナットの外径部にピン穴の中心軸と直交する二面幅を設け、二面幅の平坦面にピン穴が開口する構成しておけば、連結部材とナットとの接触面積が大きくなり、接触面圧が低下して摩耗による損傷や劣化を防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る駒式ボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、転動路を周回経路とする循環機構とを備え、ナットの中心軸を隔てて互いに反対側の両側面に連結部材を連結するためのピン穴が設けられたボールねじにおいて、前記循環機構の循環方式として駒式を採用すると共にボール循環列を複数列とし、前記ピン穴を、前記複数のボール循環列の間でかつ同軸上に配置された貫通穴としたので、貫通穴を形成してもボールねじの機能に何ら影響を与えることがない。また、ピン穴を同軸上に配置された貫通穴としたので、研削加工による同時仕上げ加工が可能であり、内径寸法精度を向上させることができる。したがって、連結部材のピンをがたつき無く固定することができ、連結部材が円滑に作動し、ボールねじを用いたアクチュエータの応答性向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、転動路を周回経路とする循環機構とを備え、ナットの中心軸を隔てて互いに反対側の両側面に連結部材を連結するためのピン穴が設けられたボールねじにおいて、前記循環機構の循環方式として駒式を採用すると共にボール循環列を２列とし、前記ピン穴を、前記２列のボール循環列の軸方向中央でかつ同軸上に配置された貫通穴とした。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明に係るボールねじの一実施形態を示す断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の平面図、図２（ａ）は図１のナットの平面図、図２（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００１５】
このボールねじ１は、図１（ａ）に示すように、外周面に螺旋状のねじ溝２ａが形成されたねじ軸２と、このねじ軸２に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝３ａが形成されたナット３と、対向する両ねじ溝２ａ、３ａにより形成された転動路に転動自在に収容された多数のボール４と、転動路を周回経路とする循環機構とを備え、ナット３の中心軸を隔てて互いに反対側の両側面に連結部材１０を連結するためのピン穴８が設けられている。循環機構の循環方式は駒方式で、軸方向に所定間隔離間した位置に２列のボール循環列９、９が設けられ、ピン穴８は、２列のボール循環列９、９の軸方向中央に位置している。
【００１６】
各ボール循環列９、９を構成する駒部材５、５は、ナット３に設けられた駒窓６、６に嵌合されている。駒窓６は、ナット３の胴部の内外周面を貫通してねじ溝３ａの一部を切欠く断面略円形の貫通穴で、内径部から外方に向かって円筒状にストレートに延び、外径側の開口端縁に段部６ａが形成されている。
【００１７】
駒部材５のナット内方側の端部には、ねじ溝３ａの隣合う１周分同士を連結する連結溝５ａが形成され、この連結溝５ａとねじ溝３ａの略１周の部分とでボール４の転動路を構成している。転動路内の内外のねじ溝２ａ、３ａ間に介在された多数のボール４は、ねじ溝２ａ、３ａに沿って転動し、そして、駒部材５の連結溝５ａに案内され、ねじ軸２のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝３ａに戻り、再びねじ溝２ａ、３ａに沿って転動する。駒部材５の連結溝５ａは、ナット３の隣接するねじ溝３ａ、３ａ間を滑らかに接続するように略Ｓ字状に湾曲して形成されている。連結溝５ａの深さは、ボール４が連結溝５ａ内でねじ軸２におけるねじ溝２ａのねじ山を越えることができる深さとされている。
【００１８】
ピン穴８、８は、２列のボール循環列９、９の軸方向中央に設けられるもので、ナット３の中心軸線に対して直交する直線に沿って同軸的に貫通形成されている。各ピン穴８、８は、外径側端部から内径側端部まで全長にわたって同一径の単純な円筒形状となっている。また、ナット３の外径面には、ピン穴８の中心軸線と直交する二面幅を構成する互いに平行の平坦面１１、１１が設けられ、この平坦面１１にピン穴８が開口している。平坦面１１の幅はピン穴８の直径より僅かに大きくなっている。また、一方の平坦面１１には、ピン穴８を中心として軸方向両側に駒窓６、６が直列に配置されている。
【００１９】
各ピン穴８、８には、ピン７、７が圧入固定される。各ピン７は円柱形状で、一端がピン穴８に嵌合され、他端がナット３の外周面から所定長さだけ外方に突出している。ピン７の突出端部は、二股形状の連結部材１０の腕部１０ａ、１０ａのピン孔１０ｂ、１０ｂに回転自在に挿入される。
【００２０】
この実施形態のボールねじによれば、循環方式を２列の駒式とし、ボール循環列９、９をナット３の軸方向両端側に離して配置しているので、ボール循環列９、９間に貫通するピン穴８、８を形成してもボールねじの機能になんら影響を与えることがない。また、ピン穴８、８を貫通穴で同軸上に配置しているので、研削加工による同時仕上げ加工が可能であり、２つのピン穴８、８の同軸度と内径寸法精度を向上することができる。したがって、ピン７を同軸で且つがたつき無く固定することができ、連結部材１０が円滑に作動し、ボールねじを用いたアクチュエータの応答性向上を図ることができる。さらに、２つのピン穴８、８の中心軸に直交する二面幅を設けたので、連結部材１０の各腕部１０ａ、１０ａは二面幅の平坦面１１、１１と接触して接触面積が大きくなり、接触面圧が低下して磨耗による損傷や劣化を防止できる。
【００２１】
次に、図３には、ボールねじに使用されるナットの他の実施形態を示している。
図３（ａ）はナットの平面図、図３（ｂ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ線断面図である。以下の説明では、上記実施形態と異なる点についてのみ説明するものとし、同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２２】
上記実施の形態のようにピン穴８を単純円筒形状で形成した場合では、図２（ｂ）に示すように、ピン穴８の内径側開口縁８ｂは、ナット３の円筒状の内径部に沿って円弧状に湾曲した形状となるため、ピン穴８の内面研削時の加工長さが、ナット３の軸方向（図中、ナット３の中心軸線Ｘと平行方向）と径方向（図中、ナットの中心軸線Ｘと直交するＹ軸方向と平行方向）とで差ｔ１が生じる。すなわち、軸方向に位置するピン穴８の内周部分の加工長さｌ１が最も短く、周方向に徐々に長くなり、軸方向と直交する径方向の内周部分の加工長さｌ２が最も長く、最短の加工長さｌ１との差がｔ１となる。このため、砥石回転方向で砥石とピン穴８内周との接触面積が断続的に変化し、加工抵抗が変動する。特に、内径部にはねじ溝３ａも形成されているので接触面積は複雑に変動し、これにより、ピン穴８の真円度や円筒度が低下してアクチュエータの作動を悪くする懸念がある。
【００２３】
そこで、この実施形態では、軸方向と径方向とで加工長さの差が生じるピン穴８のナット内径側端部を拡径させて段付き形状部８ａとし、研削加工時に砥石から逃がすことで研削加工面積を軸方向と径方向とで均一とし、研削加工負荷を安定させて加工精度を向上させている。段付き形状部８ａの段差部８ｃは、ピン穴８の中心軸線Ｎに対して直交する円形状で、ナット外径の二面幅の平坦面１１に開口するピン穴８の外径側開口縁８ｅから段付き形状部８ａの段差部８ｃまでは単純円筒面８ｄのみで、研削加工時に軸方向と径方向とで加工長さの違いが無い。段付き形状部８ａの最大寸法ｔ２は、上記単純円筒形状の場合の加工長さの差ｔ１よりも若干長くなっている。段付き形状部８ａの段付き加工は、切削加工時の下穴加工にボーリング加工を採用することで、刃物の加工時の座標を変更するだけで同時加工が可能であるので、加工コストアップの原因とはならない。
【００２４】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明に係るボールねじは、自動車の電動アクチュエータ等に使用されるボールねじに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は、本発明に係るボールねじの一実施形態を示す正面断面図、（ｂ）は、（ａ）の平面図である。
【図２】（ａ）は、図１におけるボールねじのナットの平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１のボールねじに用いられるナットの他の実施形態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）ＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・・・・・・・・ボールねじ
２・・・・・・・・・・ねじ軸
２ａ・・・・・・・・・ねじ溝（ねじ軸側）
３・・・・・・・・・・ナット
３ａ・・・・・・・・・ねじ溝（ナット側）
４・・・・・・・・・・ボール
５・・・・・・・・・・駒部材
５ａ・・・・・・・・・連結溝
６・・・・・・・・・・駒窓
６ａ・・・・・・・・・段部
７・・・・・・・・・・ピン
８・・・・・・・・・・ピン穴
８ａ・・・・・・・・・段付き形状部
８ｂ・・・・・・・・・内径側開口縁
８ｃ・・・・・・・・・段差部
８ｄ・・・・・・・・・円筒面
８ｅ・・・・・・・・・外径側開口縁
９・・・・・・・・・・ボール循環列
１０・・・・・・・・・連結部材
１０ａ・・・・・・・・腕部
１０ｂ・・・・・・・・ピン孔
１１・・・・・・・・・平坦面
Ｎ・・・・・・・・・・ピン穴の中心軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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