(57)【要約】【課題】ボールを円滑に循環させることができるボールスプラインを提供する。【解決手段】ボールスプラインは、軸方向にのびる複数の直線状スプラインみぞ4が外周面に形成されたスプライン軸1と、スプライン軸1が通されてスプライン軸1のスプラインみぞ4に対応するボール循環路が形成されたスプラインナット2と、スプラインナット2のボール循環路に配設された複数のボール3とを備えている。スプラインナット2は、スプライン軸1のスプラインみぞ4に対応して主通路10を形成するスプラインみぞ7を有するナット本体5を有している。ナット本体5のスプラインみぞ7の端部は、第１面取部12によって面取りされるとともに、第１面取部12の外径側が第２面取部13によって面取りされることにより、第1面取部12と第２面取部13との境界14から連結部形成面15までの距離がボール3径の１５％以下とされている。【選択図】図１
2009299796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向にのびる複数の直線状スプラインみぞが外周面に形成されたスプライン軸と、スプライン軸が通されてスプライン軸のスプラインみぞに対応するボール循環路が形成されたスプラインナットと、スプラインナットのボール循環路に配設された複数のボールとを備え、スプラインナットは、スプライン軸のスプラインみぞに対応して主通路を形成するスプラインみぞを有するナット本体と、ナット本体の内周に嵌め入れられており、主通路に平行な無負荷軌道部および主通路と無負荷軌道部とを連通する連結部からなる戻し通路をナット本体との間に形成する保持器とを有しており、無負荷軌道部が主通路よりも外径側に設けられることで、ナット本体のスプラインみぞの底面とナット本体の連結部形成面との間に段差が生じているボールスプラインにおいて、
ナット本体のスプラインみぞの端部に面取り加工を施して形成される第１面取部と、第１面取部の外径側にさらに面取り加工を施して形成されて連結部形成面に連なる第２面取部とを備えており、第１面取部と大２面取部との境界から連結部形成面までの距離がボール径の１５％以下とされていることを特徴とするボールスプライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボールスプラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールスプラインとして、軸方向にのびる複数の直線状スプラインみぞが外周面に形成されたスプライン軸と、スプライン軸が通されてスプライン軸のスプラインみぞに対応するボール循環路が形成されたスプラインナットと、スプラインナットのボール循環路に配設された複数のボールとを備えており、スプラインナットは、スプライン軸のスプラインみぞに対応して主通路を形成するスプラインみぞを有するナット本体と、ナット本体の内周に固定されてナット本体との間に戻し通路を形成する保持器とからなるものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
このようなボールスプラインでは、戻し通路は、主通路に平行な無負荷軌道部および主通路と無負荷軌道部とを連通する連結部からなるものとされ、無負荷軌道部は、主通路よりも外径側に設けられる。そのため、ナット本体のスプラインみぞの端部とナット本体の連結部形成面との間には、段差が生じている。
【特許文献１】特開平６−３００１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ボールスプラインでは、ボールが連結部から主通路に進入する際に、ボールがナット本体のスプラインみぞの端部にある段差を通過する必要があり、スプライン軸とスプラインナットとの間にこれらを相対回転させるような大きい力が作用した場合には、ボールが段差に引っ掛かって、円滑に循環しない可能性がある。
【０００５】
この発明の目的は、ボールを円滑に循環させることができるボールスプラインを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によるボールスプラインは、軸方向にのびる複数の直線状スプラインみぞが外周面に形成されたスプライン軸と、スプライン軸が通されてスプライン軸のスプラインみぞに対応するボール循環路が形成されたスプラインナットと、スプラインナットのボール循環路に配設された複数のボールとを備え、スプラインナットは、スプライン軸のスプラインみぞに対応して主通路を形成するスプラインみぞを有するナット本体と、ナット本体の内周に嵌め入れられており、主通路に平行な無負荷軌道部および主通路と無負荷軌道部とを連通する連結部からなる戻し通路をナット本体との間に形成する保持器とを有しており、無負荷軌道部が主通路よりも外径側に設けられることで、ナット本体のスプラインみぞの底面とナット本体の連結部形成面との間に段差が生じているボールスプラインにおいて、ナット本体のスプラインみぞの端部に面取り加工を施して形成される第１面取部と、第１面取部の外径側にさらに面取り加工を施して形成されて連結部形成面に連なる第２面取部とを備えており、第１面取部と大２面取部との境界から連結部形成面までの距離がボール径の１５％以下とされていることを特徴とするものである。
【０００７】
主通路および戻し通路によって、ボール循環路が形成され、主通路を転動するボールがスプライン軸とスプラインナットの相対直線運動を案内し、主通路を転動したボールは、その一端側から戻し通路に入り、これを逆方向に転動して他端側から再び主通路に戻るという循環を行う。
【０００８】
戻し通路の無負荷軌道部は、主通路に平行でかつ主通路よりも外径側に形成される。ナット本体のスプラインみぞは、無負荷軌道部に対応する面に対して内方に突出した突出部に形成される。したがって、戻し通路の連結部は、無負荷軌道部の端から主通路の端に向かって、軸方向にＵターンしかつ径が小さくなるものとされる。これにより、ナット本体には、スプラインみぞの端部と連結部に対応する面（「連結部形成面」と称す）との間に、段差が形成される。この段差によるボールの引っ掛かりを防止するために面取りが施される。
【０００９】
第１面取部は、スプラインみぞの両端部に形成され、スプラインみぞの底面が軸方向外方に行くに連れて徐々にナット本体の外径側に移動（傾斜）していくように形成される。この傾斜角度は、例えば３０°（好ましくは、２５〜４０°）に設定される。ナット本体の軸心から第１面取部の端までの距離は、ナット本体の軸心から連結部形成面までの距離（連結部形成面の半径）よりも小さくされ、第１面取部によって面取りされなかった連結部形成面側（外径側）の部分が第２面取部によって面取りされる。第２面取部は、第１面取部の傾斜角度より大きくされており、第１面取部の周縁部分だけでなく、無負荷軌道部に対応する面に対して内方に突出した突出部の端面全体にわたって形成される。
【００１０】
面取りは、連結部形成面に垂直な段差が、ボール径の約８％〜２０％までの範囲となるように、好ましくは、ボール径の１０％以下となるように施される。この段差がボール径の２５％を超えると、ボールが戻し通路から主通路に進入する際、ボールがナット本体のスプラインみぞの端部にある段差に引っ掛かり、円滑に循環しない可能性があり、特に、スプライン軸またはナット本体に大きい回転トルクが作用するような場合には、その可能性が高いものとなる。この段差をボール径の１５％以下（好ましくは１０％以下）とすることで、段差に引っ掛かるという問題が解消し、ボールの円滑な循環が確保される。
【００１１】
上記のボールスプラインは、例えば、スプライン軸に１条のねじみぞを形成してねじ用ナットおよびねじ用ボールを備えたボールねじと共に使用することができ、この場合、スプラインナットを軸方向の一定位置に回転も移動もしないように固定し、ねじ用ナットおよびねじ軸のいずれか一方を直線移動させ、他方を軸方向の一定位置において回転はするが移動はしないように支持した状態で使用される。
【発明の効果】
【００１２】
この発明のボールスプラインによると、スプラインみぞの端部に形成される第１面取部および第２面取部によって、両面取部の境界から連結部形成面までの距離が、ボール径の所定値以下とされているので、ボールは、スプラインみぞの端部に引っ掛かることなく、円滑に循環することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。以下の説明において、図１の左右を、左右というものとする。
【００１４】
図１は、ボールスプラインの主要部の縦断面図を示している。図２は、図１の拡大横断面図である。
【００１５】
ボールスプラインは、左右方向にのびる鋼製スプライン軸(1)、スプラインナット(2)および多数のボール(3)を備えている。
【００１６】
スプライン軸(1)は横断面円形の中実軸であり、スプライン軸(1)の外周面に、軸方向（左右方向）にのびる複数の直線状スプラインみぞ(4)が形成されている。
【００１７】
スプラインナット(2)は、略円筒状の金属製ナット本体(5)と、ナット本体(5)の内周に固定された略円筒状の保持器(6)とを備えている。スプラインナット(2)は、スプライン軸(1)の外周に径方向に若干の隙間を空けて嵌められている。
【００１８】
ナット本体(5)の内周面に、スプライン軸(1)のスプラインみぞ(4)に対応する複数の直線状スプラインみぞ(7)が形成されている。
【００１９】
ナット本体(5)のスプラインみぞ(7)に対応する保持器(6)の部分に、両スプラインみぞ(4)(7)との間を転動するボール(3)を案内するスリット(9)が形成されている。スリット(9)を介して対向する両スプラインみぞ(4)(7)との間の空間が、ボール(3)が転動する主通路(10)となっている。主通路(10)は、時計方向回転トルクを受けるものと反時計方向回転トルクを受けるものとが対とされて、３対設けられている。
【００２０】
保持器(6)には、ナット本体(5)との間に、主通路(10)の左右両端部と連通する戻し通路(11)が形成されている。各戻し通路(11)は、対となっている主通路(10)を周方向の両側から挟むように設けられている。保持器(6)に形成されている戻し通路(11)は、径方向外方に開口しており、ナット本体(5)には、この開口を塞ぐ大径内周面(8)が設けられている。
【００２１】
ボール(3)は、主通路(10)および戻し通路(11)内に配設され、主通路(10)を転動するボール(3)がスプライン軸(1)とスプラインナット(2)の相対直線運動を案内するようになっている。主通路(10)および戻し通路(11)により、ボール循環路が構成されている。
【００２２】
戻し通路(11)は、主通路(10)と平行で主通路(10)よりも外径側に位置する無負荷軌道部(11a)と、無負荷軌道部(11a)の各端部と主通路(10)の各端部とをつなぐ連結部(11b)とからなる。連結部(11b)は、主通路(10)の端部に連なる側において径が変化するようになされており、この部分以外の連結部(11b)は、無負荷軌道部(11a)と同じ径とされている。
【００２３】
連結部(11b)に対応するナット本体(5)の内周面（連結部形成面）(15)は、戻し通路(11)の開口を塞ぐ大径内周面(8)と同じ径であり、スプラインみぞ(7)は、連結部形成面 (15)に対して内方に突出した突出部に形成されている。このため、図１に示すように、スプラインみぞ(7)の底面と連結部形成面(15)との間には、段差が生じており、この部分に面取り(S)が施されている。
【００２４】
スプライン軸(1)とスプラインナット(2)との相対移動時には、主通路(10)を転動していたボール(3)は、主通路(10)の一端部から、戻し通路(11)に導入されて戻し通路(11)内を主通路(10)の他端部側に移動し、主通路(10)の他端部に導入される。この際、ナット本体(5)のスプラインみぞ(7)に適切な面取り(S)が施されていないと、戻し通路(11)から主通路(10)に進入する際にボール(3)がスプラインみぞ(7)の端部にある段差に引っ掛かりボール(3)が円滑に循環せず、異音や磨耗ないし破損の原因となるおそれがある。そこで、上記の面取り(S)が以下のように施されている。
【００２５】
図３は、ナット本体(5)の正面図（軸方向外方から見た図）を示し、図４は、その断面図を示している。図５は、図４の部分拡大断面図である。
【００２６】
ナット本体(5)の連結部形成面(15)とスプラインみぞ(7)の底面との間の面取り(S)は、ナット本体(5)のスプラインみぞ(7)の端部（ボール(3)が出入りする部分）に面取り加工を施して形成される第１面取部(12)と、第１面取部(12)の外径側にさらに面取り加工を施して形成される第２面取部(13)とからなる。
【００２７】
第１面取部(12)は、連結部形成面(15)に対して３０度傾斜して形成されている。第２面取部(13)は、連結部形成面(15)に連なるようにかつ連結部形成面(15)に対して内方に突出した突出部の全体にわたって形成されている。第１面取部(12)と第２面取部(13)との境界が符号(14)で示されている。
【００２８】
この面取り(S)により、ナット本体(5)のスプラインみぞ(7)の底面とナット本体(5)の連結部形成面(15)との間に形成されている段差は、図５に示すように、スプラインみぞ(7)の底面から連結部形成面(15)までの距離Ｄから第１面取部(12)と第２面取部(13)との境界(14)から連結部形成面(15)までの距離ｄに減少している。
【００２９】
第１面取部(12)と第２面取部(13)との境界(14)から連結部形成面(15)までの距離ｄは、０．２５ｍｍ（ボール径の８％）とされている。
【００３０】
この段差ｄは、少なくともボール径の１５％以下とされ、このようにすることで、ボール(3)が戻し通路(11)から主通路(10)に進入する際に、ボール(3)が段差に引っ掛かることなく主通路(10)に進入でき、ボールを(3)円滑に循環させることができる。
【００３１】
上記の実施形態では、スプラインみぞ(4)のみが形成されたスプライン軸(1)を備えたボールスプラインについて説明したが、この発明のボールスプラインは、スプライン軸に１条のねじみぞを形成してねじ用ナットおよびねじ用ボールを備えたボールねじと共に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、この発明の実施形態を示すボールスプラインの主要部の縦断面図である。
【図２】図２は、図１のII-II線に沿う拡大断面図である。
【図３】図３は、ナット本体の正面図である。
【図４】図４は、図３のIV-IV線に沿う断面図である。
【図５】図５は、図４の面取部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
(1)           スプライン軸
(2)           スプラインナット
(3)           ボール
(4)           スプラインみぞ
(5)           ナット本体
(6)           保持器
(7)           スプラインみぞ
(10)          主通路
(11)          戻し通路
(11a)         無負荷軌道部
(11b)         連結部
(12)         第１面取部
(13)         第２面取部
(14)         境界
(15)         連結部形成面
(S)           面取り
【図１】
2009299796.tif 000003
【図２】
2009299796.tif 000004
【図３】
2009299796.tif 000005
【図４】
2009299796.tif 000006
【図５】
2009299796.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月30日(2008.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向にのびる複数の直線状スプラインみぞが外周面に形成されたスプライン軸と、スプライン軸が通されてスプライン軸のスプラインみぞに対応するボール循環路が形成されたスプラインナットと、スプラインナットのボール循環路に配設された複数のボールとを備え、スプラインナットは、スプライン軸のスプラインみぞに対応して主通路を形成するスプラインみぞを有するナット本体と、ナット本体の内周に嵌め入れられており、主通路に平行な無負荷軌道部および主通路と無負荷軌道部とを連通する連結部からなる戻し通路をナット本体との間に形成する保持器とを有しており、無負荷軌道部が主通路よりも外径側に設けられることで、ナット本体のスプラインみぞの底面とナット本体の連結部形成面との間に段差が生じているボールスプラインにおいて、
ナット本体のスプラインみぞの端部に面取り加工を施して形成される第１面取部と、第１面取部の外径側にさらに面取り加工を施して形成されて連結部形成面に連なる第２面取部とを備えており、第１面取部と第２面取部との境界から連結部形成面までの距離がボール径の１５％以下とされていることを特徴とするボールスプライン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明によるボールスプラインは、軸方向にのびる複数の直線状スプラインみぞが外周面に形成されたスプライン軸と、スプライン軸が通されてスプライン軸のスプラインみぞに対応するボール循環路が形成されたスプラインナットと、スプラインナットのボール循環路に配設された複数のボールとを備え、スプラインナットは、スプライン軸のスプラインみぞに対応して主通路を形成するスプラインみぞを有するナット本体と、ナット本体の内周に嵌め入れられており、主通路に平行な無負荷軌道部および主通路と無負荷軌道部とを連通する連結部からなる戻し通路をナット本体との間に形成する保持器とを有しており、無負荷軌道部が主通路よりも外径側に設けられることで、ナット本体のスプラインみぞの底面とナット本体の連結部形成面との間に段差が生じているボールスプラインにおいて、ナット本体のスプラインみぞの端部に面取り加工を施して形成される第１面取部と、第１面取部の外径側にさらに面取り加工を施して形成されて連結部形成面に連なる第２面取部とを備えており、第１面取部と第２面取部との境界から連結部形成面までの距離がボール径の１５％以下とされていることを特徴とするものである。