JP2000120825A - ボ―ルねじ機構、および直動装置 - Google Patents

ボ―ルねじ機構、および直動装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷ボール間にスペーサを配置しても、負荷
容量や剛性の低減を招来することがなく、しかも、負荷
ボールとスペーサとの摩擦を極めて小さくして、スペー
サの循環性を向上すること。 【解決手段】 隣接するボール５間に、ボール５に夫々
対面する２個の凹面１１，１１を有するスペーサ１０が
配置され、当該スペーサ１０の各凹面１１の断面は、中
心位置（Ｘ，Ｘ）が互いにずらされたゴシックアーチ形
状の２個の円弧により形成されている。また、スペーサ
１０は、隣接するボール３５に、外縁部または外縁近傍
部で接触する形状を有している。さらに、スペーサ３９
は、隣接するボール３５に、少なくとも３箇以上の外縁
部または外縁近傍部で接触する形状を有している。さら
に、スペーサ３９は、その肉厚が最も薄くなる箇所に、
貫通孔４１を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、負荷ボール間にス
ペーサを配置しても、負荷ボール数の減少を少なく抑え
て負荷容量や剛性の低減を招来することがなく、しか
も、負荷ボールとスペーサとの摩擦を極めて小さくし
て、スペーサの循環性を向上すると共に、ボール同士の
せりあいによる作動性の悪化、騒音の発生、発生音質の
悪化やボールの摩擦・損傷を防止したボールねじ機構、
および直動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボールねじ機構では、図３３に示すよう
に、ねじ軸１の外周面及びナット２の内周面に、互いに
対応する螺旋状のねじ溝３，４が形成され、双方のねじ
溝３，４により形成された螺旋状の循環路内に多数のボ
ール５が転動自在に配置されている。ねじ軸１とナット
２を相対的に回転させて一方を軸方向に移動させると、
多数のボール５の転動を介してねじ軸１とナット２が滑
らかに相対螺旋運動するようになっている。
【０００３】このようなボールねじ機構では、ボール５
がねじ溝３，４内に密に配置されており、個々のねじ溝
３，４内を同方向に転動するが、その際、隣接するボー
ル５，５同士の接触点では、互いに逆方向に転動するボ
ール５が接触して、相互に転動を妨げる結果、この接触
点ですべりを生じる。その結果、ボール５の自由な転動
が妨げられ、ボール５の作動性が悪化され、ボール５の
摩擦・損傷が生起され、トルク変動が生起されるといっ
たこと、騒音が大きくなるといった種々の問題がある。
【０００４】このような問題に対処するため、特開昭５
６−１１６９５１号公報には、負荷を受けるボールの間
に、ボールを互いに離間する弾性体が配置され、この弾
性体の外側に、ボールと共に循環移動する環体が遊嵌さ
れた構成が開示されており、特開昭５７−１０１１５８
号公報には、隣接するボール間に、シムを保持し、この
シムにより、ボール同士のころがり摩擦を防止する構成
が開示されている。
【０００５】また、実開平１−１１３６５７号公報に
は、図３４に示すように、負荷を受けるボール５の間
に、樹脂により形成されたスペーサボール６が介在さ
れ、これにより、ボール５のすべりを防止し、ボール５
の作動性を改善し摩擦・損傷を抑制して、トルク変動等
を防止した構成が開示されている。
【０００６】ところで、上述したボールねじ機構に類似
するものとして、軸方向に延在された案内レールと、こ
れに跨ぐように設けられたスライダーとの間に、転動体
としてのボールが介装されたリニアガイドがある。この
ようなボールねじ機構およびリニアガイドを総称して、
本明細書では、直動装置と称し、この直動装置は、外方
部材と、これに隙間を介して対向された内方部材との間
に、多数のボールが配設され、これらボールの間にスペ
ーサが介装されて構成されていると定義する。
【０００７】例えば、リニアガイドであれば、角柱状の
案内レールを跨いで断面コ字状のスライダーが搭載さ
れ、その案内レールの外側面とこれに対向するスライダ
ーの内側面とにそれぞれ軌道溝が形成され、その軌道溝
に多数の転動体としてのボールが装填されていて、それ
らの転動体の転動循環によりスライダーと案内レールと
が相対的に直線運動をする。このタイプのリニアガイド
の場合、スライダーが外方部材であり、案内レールが内
方部材といえる。一方、他のタイプのリニアガイドとし
て、断面コ字状の案内レールの凹所に角形のスライダー
が収まり、その案内レールの内側面とこれに対向するス
ライダーの外側面とにそれぞれ形成された軌道溝にボー
ルが装填されているものがあるが、その場合は案内部材
が外方部材でスライダーが内方部材である。
【０００８】また、ボールねじ機構では、上述したよう
に、内面に螺旋状のねじ溝を有するナットに、外面に螺
旋状のねじ溝を有するねじ軸が挿入され、対向する両ね
じ溝内に多数のボールが装填されていて、これらのボー
ルの転動循環によりナットとねじ軸とが相対的に回転お
よび直線運動する。したがって、ボールねじ機構の場
合、ナットが外方部材であり、ねじ軸が内方部材であ
る。
【０００９】すなわち、直動装置の外方部材とは、リニ
アガイドにあっては、スライダーまたは案内レール、ボ
ールねじ機構にあっては、ナットを指す。また、内方部
材とは、リニアガイドにあっては、案内レールまたはス
ライダー、ボールねじ機構にあっては、ねじ軸を指すも
のとする。
【００１０】このような直動装置に対応する従来技術と
して、特開平５−１２６１４８号公報に開示され、図３
５に示すように、隣接するボール５，５間に、これらボ
ール５，５に夫々対面する２個の凹面６，６を有するス
ペーサ７が配置されている。この凹面６の曲率（１／
Ｒ）は、ボール５の曲率（１／ｒ）と同じになるように
設定されている。また、特開昭６２−１１８１１６号公
報に開示され、図３６に示すように、隣接するボール
５，５の間に、中空で管状のスペーサ８が配置されてい
る。このスペーサ８は、ボール５の径よりも小径の鋼製
パイプを定寸切断して形成されたものである。さらに、
特公昭４０−２４４０５号公報に開示されているよう
に、隣接するボールの隔壁に、ボールに夫々対面する２
個の凹面を有すると共に、この２個の凹面の最も肉厚が
薄くなる箇所に、貫通孔が形成され、この貫通孔は潤滑
油倉として使用されている。これは、転がり軸受のよう
にボールの自転および公転速度が高い場合に、焼付き防
止等に使用されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たボールねじ機構のみに対応する課題として、特開昭５
６−１１６９５１号公報や特開昭５７−１０１１５８号
公報に開示されたボールねじ機構では、弾性体や環体、
シム等のスペーサが介在されているため、負荷を受ける
ボールの個数が削減され、ボールねじ機構の負荷容量や
剛性が低減されるといったことがあり、しかも、弾性体
や環体、シム等のスペーサは、ねじ溝とのせりを生起す
るため、スペーサ倒れが生じ、スペーサの循環性が良好
でないといったことがある。
【００１２】また、実開平１−１１３６５７号公報に開
示されたボールねじ機構では、図３４に示すように、負
荷を受けるボール５の個数は、例えば１０個であるのに
対し、スペーサボール６の個数は、例えば１０個であ
り、負荷を受けるボール５の間隔が離れ、負荷を受ける
ボール５の個数が約半分になってしまい、ボールねじ機
構の負荷容量が減少し、剛性が低下するといったことが
ある。
【００１３】一方、上述した従来技術に係る直動装置に
対応する課題として、直動装置の作動性を考えた場合に
は、スペーサとボールとのすべり摩擦は極力小さいこと
が望ましいが、図３５に示すように、ボール５の曲率
（１／ｒ）とスペーサ凹面６の曲率（１／Ｒ）を同じと
した場合、スペーサの凹面全体でボールと接触しすべり
を生じるため、摩擦力の増大・作動性の悪化という問題
があった。
【００１４】また、本直動装置においては、無限循環す
る各ボール列における最適な総隙間量の設定、すなわち
スペーサを介装したときのボール間スパンの管理を行う
ために、スペーサの厚さを管理することは非常に重要な
項目であるが、図３５に示すように、ボール５の曲率
（１／ｒ）と同じ曲率（１／Ｒ）の凹面６を形成しよう
と狙ってスペーサ７を制作した場合、寸法のばらつきか
ら、ボール５の曲率（１／ｒ）に対して、大小のものが
存在することになり、特に、スペーサ７の凹面６の曲率
（１／Ｒ）がボール５の曲率（１／ｒ）よりも小さい場
合には、ボール５の間にスペーサ７を配置した時、ボー
ル５が安定せず、ボール５の間の寸法（すなわち、スペ
ーサ７の厚み）を測定することが極めて困難になること
から、高精度を有するスペーサ７を制作することができ
ないという問題があった。また、ボールを用いる直動装
置において、スペーサは、ボールの径よりも小径である
必要があるが、図３６に示すように、管状のスペーサ８
の場合には、その厚みによって、管状のスペーサ８の内
径が小さくなり、ボール５が安定し難く、ボール５を安
定させるためには、管状のスペーサ８の外径を大きくす
るしかなく、そのためスペーサ８が循環中に他の部品と
干渉してしまうという問題があった。さらに、特公昭４
０−２４４０５号公報では、隔壁の貫通孔を潤滑油倉と
して使用し、これにより、転がり軸受のようにボールの
自転および公転速度が高い場合に、焼付き防止している
が、直動装置においては、転がり軸受に比較して、非常
に低速であることから、焼付きの問題は、殆ど発生せ
ず、又従来例では貫通孔内の潤滑油の保持力が不十分で
あるといった問題があった。
【００１５】本発明は、上述したような事情に鑑みてな
されたものであって、負荷ボール間にスペーサを配置し
ても、負荷ボール数の減少を少なく抑えて負荷容量や剛
性の低減を招来することがなく、しかも、負荷ボールと
スペーサとの摩擦を極めて小さくして、スペーサの循環
性を向上すると共に、ボール同士のせりあいによる作動
性の悪化、騒音の発生、発生音質の悪化やボールの摩擦
・損傷を防止したボールねじ機構、および直動装置を提
供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の請求項１に係るボールねじ機構は、ねじ軸
の外周面及びナットの内周面に、互いに対応する螺旋状
のねじ溝が形成され、双方のねじ溝により形成された螺
旋状の循環路内に多数のボールが転動自在に配置された
ボールねじ機構において、隣接するボール間に、ボール
に夫々対面する２個の凹面を有するスペーサが配置さ
れ、当該スペーサの各凹面の断面は、中心位置が互いに
ずらされたゴシックアーチ形状の２個の円弧により形成
されていることを特徴とする。
【００１７】このように、本発明の請求項１によれば、
隣接するボール間に、ボールに夫々対面する２個の凹面
を有するスペーサが配置され、当該スペーサは、隣接す
るボールに、線もしくは点で接触し、滑り抵抗が小さく
なるような凹面形状、例えば、スペーサの各凹面の断面
は、中心位置が互いにずらされたゴシックアーチ形状の
２個の円弧により形成されている。そのため、負荷ボー
ルは、ゴシックアーチ形状の円弧により形成されたスペ
ーサの凹面に極めて低摩擦で接触しながら、螺旋状のね
じ溝内を良好に循環することができる。したがって、負
荷ボールとスペーサとの摩擦が少なく、スペーサの循環
性も良好であると共に、ボール同士のせりあいによる作
動性の悪化、騒音の発生、発生音質の悪化やボールの摩
擦・損傷を防止することができる。しかも、スペーサの
形状を従来のスペーサボールに比べて薄くできるため、
負荷ボール数の減少を少なく抑えて、負荷容量や剛性の
低減を招来することがない。
【００１８】また、本発明の請求項２は、前記螺旋状の
循環路内に挿入した全てのボールと全てのスペーサとを
一方に寄せ集めたと仮定したとき、先頭に当たるボール
と最後尾に当たるスペーサとの間にできた隙間を総隙間
と規定し、この総隙間の間隔（Ｓ１）が零より大きく
（Ｓ１＞０）、且つ前記最後尾に当たる１個のスペーサ
を除去したと仮定したとき、先頭のボールと最後尾のボ
ールとの隙間の間隔（Ｓ２）が前記スペーサの径（ｄ
ｓ）の０．８倍より小さく（Ｓ２＜０．８×ｄｓ）なる
ように、前記ボールとスペーサの個数が設定されている
ことを特徴とする。
【００１９】このように、本発明の請求項２によれば、
循環路の総隙間が零より大きく設定され、且つ、１個の
スペーサを除去したときの、先頭のボールと最後尾のボ
ールとの隙間の間隔が上記のような数値関係に設定され
ている。そのため、循環路内の隙間が大き過ぎてスペー
サが循環路内で倒れることがないと共に、この循環路内
の隙間が小さ過ぎてボールとスペーサの摩擦により作動
不良を招来するといったことがなく、この循環路内の隙
間が適切に設定されていることから、循環路内でスペー
サが約６０°以上に倒れることがなく、良好な作動性を
維持することができる。
【００２０】さらに、本発明の請求項３は、前記スペー
サは、隣接するボール間で、弾性変形自在に構成されて
いることを特徴とする。
【００２１】このように、本発明の請求項３によれば、
スペーサは、隣接するボール間で、弾性変形自在に構成
されているため、スペーサを弾性変形させることによ
り、ボール間距離を調整することができる。したがっ
て、サーキット長に対するボールとスペーサの充填率を
極めて容易に適正値に設定することができ、例えば、１
種類のスペーサにより充填率を調整することができ、ス
ペーサを数種類試作して種々に組み合わせるといった煩
雑な設計作業を不要にすることができ、また、必要に応
じて、充填率を１００％（即ち、ボールとスペーサ間の
隙間を零）にすることもできる。なお、スペーサの弾性
変形は、構造的に弾性変形するものであってもよく、材
質そのもののみにより弾性変形するものであってもよ
い。
【００２２】さらに、本発明の請求項４は、ねじ軸の外
周面及びナットの内周面に、互いに対応する螺旋状のね
じ溝が形成され、双方のねじ溝により形成された螺旋状
の循環路内に多数のボールが転動自在に配置されたボー
ルねじ機構において、隣接するボール間に、ボールに夫
々対面する２個の凹面を有するスペーサが配置され、螺
旋状の循環路内に挿入した全てのボールと全てのスペー
サとを一方に寄せ集めたと仮定したとき、先頭に当たる
ボールと最後尾に当たるスペーサとの間にできた隙間を
総隙間と規定し、この総隙間の間隔（Ｓ１）が零より大
きく（Ｓ１＞０）、且つ前記最後尾に当たる１個のスペ
ーサを除去したと仮定したとき、先頭のボールと最後尾
のボールとの隙間の間隔（Ｓ２）がスペーサの径（ｄ
ｓ）の０．８倍より小さく（Ｓ２＜０．８×ｄｓ）なる
ように、ボールとスペーサの個数が設定されていること
を特徴とする。
【００２３】このように、本発明の請求項４によれば、
循環路の総隙間が零より大きく設定され、且つ、１個の
スペーサを除去したときの、先頭のボールと最後尾のボ
ールとの隙間の間隔が上記のような数値関係に設定され
ている。そのため、循環路内の隙間が大き過ぎてスペー
サが循環路内で倒れることがないと共に、この循環路内
の隙間が小さ過ぎてボールとスペーサの摩擦により作動
不良を招来するといったことがなく、この循環路内の隙
間が適切に設定されていることから、循環路内でスペー
サが約６０°以上に倒れることがなく、良好な作動性を
維持することができる。
【００２４】さらに、本発明の請求項５は、外方部材
と、これに隙間を介して対向された内方部材との間に、
多数のボールが配設され、これらボールの間にスペーサ
が介装された直動装置において、前記スペーサは、隣接
するボールに、外縁部または外縁近傍部で接触する形状
を有していることを特徴とする。
【００２５】このように、本発明の請求項５によれば、
スペーサは、隣接するボールに、外縁部または外縁近傍
部で接触する形状を有しているため、より広い領域でボ
ールを保持することができ、また、スペーサがボールを
保持する保持代も極めて大きくとることができる。ま
た、ボールが安定し易く、ボールの間の寸法（すなわ
ち、スペーサの厚み）の測定が容易となることから、高
精度を有するスペーサを制作することができる。
【００２６】さらに、本発明の請求項６は、外方部材
と、これに隙間を介して対向された内方部材との間に、
多数のボールが配設され、これらボールの間にスペーサ
が介装された直動装置において、前記スペーサは、隣接
するボールに、線接触となるような凹面形状を有してい
ることを特徴とする。
【００２７】このように、本発明の請求項６によれば、
ボール間に、スペーサが介装され、当該スペーサは、隣
接するボールに、線接触となるような凹面形状を有して
いる。したがって、ボールとスペーサとの摩擦が少な
く、スペーサの循環性も良好であると共に、ボール同士
のせりあいによる作動性の悪化、騒音の発生、発生音質
の悪化やボールの摩擦・損傷を防止することができる。
【００２８】さらに、本発明の請求項７は、外方部材
と、これに隙間を介して対向された内方部材との間に、
多数のボールが配設され、これらボールの間にスペーサ
が介装された直動装置において、前記スペーサは、隣接
するボールに、少なくとも３箇以上の部位で接触する形
状を有していることを特徴とする。
【００２９】このように、本発明の請求項７によれば、
スペーサは、隣接するボールに、少なくとも３箇以上の
部位で接触するため、ボールはスペーサに極めて低摩擦
で接触することができ、これらボールとスペーサとのす
べり抵抗を小さくして、これらの摩擦を著しく小さくす
ることができ、ボールとスペーサの循環性が向上すると
共に、ボールが安定し易くなるだけでなく、スペーサに
潤滑剤を容易に引き込むことができ、ボールとスペーサ
とのすべり抵抗をより一層小さくすることができる。
【００３０】さらに、本発明の請求項８は、外方部材
と、これに隙間を介して対向された内方部材との間に、
多数のボールが配設され、これらボールの間にスペーサ
が介装された直動装置において、前記スペーサは、その
肉厚が最も薄くなる箇所に、貫通孔を有していることを
特徴とする。
【００３１】このように、本発明の請求項８によれば、
スペーサは、その肉厚が最も薄くなる箇所に、貫通孔を
有している。しかも、従来と異なり、直動装置において
は、転がり軸受に比較して、ボールの自転および公転速
度が非常に低速であることから、焼付きの問題は、殆ど
発生しない。しかしながら、スペーサの貫通孔により、
ボールとスペーサとの接触面積が格段に小さくなり、動
摩擦力変動を極めて著しく小さくすることができると共
に、貫通孔は、凹面の最も肉厚が薄くなる箇所に形成し
ているため、強度面への影響も著しく小さいといった利
点もある。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
ボールねじ機構、および直動装置を図面を参照しつつ説
明する。
【００３３】第１ないし第３実施の形態は、ボールねじ
機構に係り、第４ないし第６実施の形態は、リニアガイ
ドに係るものである。
【００３４】（第１実施の形態：請求項１に対応）図１
（ａ）は、本発明の第１実施の形態に係るボールねじ機
構の側面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した
ボールねじ機構に装着されたスペーサの断面図であり、
図２（ａ）は、図１に示したボールねじ機構のボールと
スペーサとを拡大して示す図であり、図２（ｂ）は、ゴ
シックアーチ形状の説明図である。図３は、図１に示し
たボールねじ機構のスペーサを拡大して示す図である。
【００３５】図１（ａ）に示すように、ねじ軸１の外周
面及びナット２の内周面に、互いに対応する螺旋状のね
じ溝３，４が形成され、双方のねじ溝３，４により形成
された螺旋状の循環路内に多数のボール５が転動自在に
配置されている。ねじ軸１とナット２を相対的に回転さ
せて一方を軸方向に移動させると、多数のボール５の転
動を介してねじ軸１とナット２が滑らかに相対螺旋運動
されるようになっている。なお、本実施の形態に係るボ
ールねじ機構のボール循環方法としては、循環駒式、エ
ンドキャップ式、チューブ式等あらゆる種類に適用でき
る。
【００３６】これら負荷を受けるボール５の間に、球体
から形成された多数のスペーサ１０が介在されている。
このスペーサ１０には、図１（ｂ）に示すように、球体
から２個の凹面１１，１１が形成されている。
【００３７】各凹面１１の断面は、中心位置が互いにず
らされたゴシックアーチ形状の２個の円弧により形成さ
れている。すなわち、ゴシックアーチ形状は、図２
（ｂ）に示すように、半径Ｒの２個の円弧の中心位置が
所定距離だけ互いにずらされて形成された形状である。
図２（ａ）に示すように、各凹面１１の２個の円弧の中
心位置（Ｘ，Ｘ）は、途中でボール５の中心位置（Ｙ）
で交差されているが、所定距離だけ互いにずらされてい
る。
【００３８】このように、各凹面１１の断面がゴシック
アーチ形状により形成されているため、図３に示すよう
に、ボール５は、スペーサ１０の凹面１１に、符号Ｚで
破線で示す円状に線接触することができる。
【００３９】したがって、ボール５は、スペーサ１０の
凹面１１に、極めて低摩擦で接触することができ、これ
らボール５とスペーサ１０とのすべり抵抗を小さくし
て、これらの摩擦を著しく小さくすることができる。そ
のため、スペーサ１０の循環性も良好であると共に、ボ
ール５，５同士のせりあいによる作動性の悪化やボール
５の摩擦・損傷を著しく向上することができ、トルク変
動や騒音の問題を招来するといったこともない。
【００４０】しかも、スペーサ１０の形状を従来のスペ
ーサボールに比べて小さくできるため、負荷を受けるボ
ール５の個数の低減を招来することもない。すなわち、
図３４に示したスペーサボールを有するボールねじ機構
では、負荷ボール５の個数が１０個であり、スペーサボ
ール６の個数が１０個であるのに対し、図１（ａ）に示
した第１実施の形態に係るボールねじ機構では、負荷ボ
ール５の個数が１８個であり、スペーサ１０の個数が１
８個であり、従来に比べて負荷ボール５の個数をほぼ倍
増することができる。したがって、負荷ボール５の個数
の低減に起因する負荷容量や剛性の低減を招来すること
がない。
【００４１】なお、ボール５とスペーサ１０との個数割
合は、図１（ａ）に示した例では、１：１であるが、こ
の個数割合は、２：１または３：１であってもよいこと
は勿論である。
【００４２】図４（ａ）は、本発明の第１実施の形態の
第１変形例に係るボールねじ機構の側面図であり、図４
（ｂ）は、この第１変形例の原理を説明するための図で
ある。
【００４３】スペーサ１０を形成するための球体の径を
ボール５と同一にした場合、図４（ｂ）に示すように、
スペーサ１０の凹面１１にボール５が接触するように配
置したとき、スペーサ１０がねじ溝３とせりあいするこ
とになる。
【００４４】従って、第１実施の形態の第１変形例で
は、図４（ａ）に示すように、２個のボール５，５の中
心位置（Ｙ，Ｙ）の中点Ｃを、スペーサ１０を形成する
ための球体の中心とし、この中点Ｃからねじ溝３までの
距離又は、それ以下を半径として、球体外径の直径
（ｄ）を設定している。そのため、スペーサ１０がねじ
溝３とせりあいするといったことがなく、スペーサ１０
の径を小さくして、スペーサ１０をボール５間に安定し
て作動性良好に配置することができる。
【００４５】図５は、本発明の第１実施の形態の第２変
形例に係るボールねじ機構の側面図である。
【００４６】第１実施の形態の第２変形例では、スペー
サ１０の２個の凹面１１の間に、貫通孔１２が形成さ
れ、この貫通孔１２内に、潤滑グリース、含油樹脂等の
潤滑剤が配置されている。この潤滑剤により、ボール５
とスペーサ１０とのすべり抵抗をより一層小さくして、
これらの摩擦を著しく小さくでき、スペーサ１０の循環
性もより良好にすることができる。なお、本実施の形態
に係るボールねじ機構のボール循環方法は、循環駒式、
エンドキャップ式、チューブ式等あらゆる種類に適用で
きる。又、グリース、含油樹脂を使用すれば貫通孔１２
への保持性も高まる。
【００４７】図６は、本発明の第１実施の形態の第３変
形例に係るボールねじ機構の側面図である。
【００４８】第１実施の形態の第３変形例では、スペー
サ１０の２個の凹面１１の間に、貫通孔１２が形成さ
れ、この貫通孔１２内に、小径ボール１３が配置されて
いる。
【００４９】この小径ボール１３は、ボール５ところが
り接触し、スペーサ１０は、ボール５と点（線接触では
なく）接触する。そのため、ボール５とスペーサ１０と
のすべり抵抗をより一層小さくして、これらの摩擦を著
しく小さくでき、スペーサ１０の循環性もより良好にす
ることができる。
【００５０】なお、本実施の形態に係るボールねじ機構
のボール循環方法は、循環駒式、エンドキャップ式、チ
ューブ式等あらゆる種類に適用できる。
【００５１】図７は、本発明の第１実施の形態の第４変
形例に係るボールねじ機構の平面図である。
【００５２】第１実施の形態の第４変形例に係るボール
ねじ機構は、チューブ循環式のボールねじ機構であり、
ねじ溝３，４内になるボール５及びスペーサ１０を循環
するための循環チューブ１４が形成されている。
【００５３】この循環チューブ１４にも、曲げアールが
形成されているが、第１実施の形態の第４変形例では、
この曲げアールの半径（Ｒ）は、ねじ軸１のねじ溝３の
ボールセンターダイアメータ（ＢＣＤ）の半径と同一に
設定されている。これにより、スペーサ１０は、第１実
施の形態の第１変形例において設定したスペーサ１０の
球体外径の直径（ｄ）のままで、曲げアールのついた循
環チューブ１４を作動性良好に通過することができる。
【００５４】なお、本発明の請求項１は、上述した第１
実施の形態に限定されず、種々変形可能である。例え
ば、スペーサ１０を形成するための材料は、鋼、含油樹
脂、樹脂、又は含油焼結金属であってもよい。含油樹脂
の場合には、含油樹脂から螺旋状のねじ溝循環路内に常
時油を供給できるため、長期間にわたる潤滑機能を確保
でき、メンテナンスフリーや耐摩耗性の向上を図ること
ができる。
【００５５】（第２実施の形態：請求項２と請求項４に
対応）図８（ａ）は、本発明の第２実施の形態に係るボ
ールねじ機構の原理を説明する図であり、図８（ｂ）
は、スペーサの断面図であり、図９は、本発明の第２実
施の形態に係るボールねじ機構の側面図である。
【００５６】本第２実施の形態では、図８（ａ）に示す
ように、ねじ溝３，４により形成された螺旋状の循環路
内に挿入した全てのボール５と全てのスペーサ１０とを
一方に寄せ集めたと仮定したとき、先頭に当たるボール
（ＬＥＡＤ−Ｂ）と最後尾に当たるスペーサ（ＴＡＩＬ
−Ｓ）との間にできた隙間を総隙間と規定し、この総隙
間の間隔（Ｓ１）が零より大きく（即ち、Ｓ１＞０）、
且つ最後尾に当たる１個のスペーサ（ＴＡＩＬ−Ｓ）を
除去したと仮定したとき、先頭のボール（ＬＥＡＤ−
Ｂ）と最後尾のボール（ＴＡＩＬ−Ｂ）との隙間の間隔
（Ｓ２）がスペーサの径（ｄｓ、図８（ｂ）参照）の
０．８倍より小さく（即ち、Ｓ２＜０．８×ｄｓ）なる
ように、ボール５とスペーサ１０の個数が設定されてい
る。
【００５７】このような隙間の間隔（Ｓ１，Ｓ２）の調
整は、具体的には、図９に示すように、循環チューブ１
４の切欠き高さ（ｈ）、ボール５のすくい上げ角度
（γ）、および循環チューブ１４の曲げアールの半径
（Ｒ）の設計値を変更することにより実現することがで
きる。
【００５８】このように、循環路の総隙間の間隔（Ｓ
１）が、Ｓ１＞０に設定され、且つ、１個のスペーサ
（ＴＡＩＬ−Ｓ）を除去したときの、先頭のボール（Ｌ
ＥＡＤ−Ｂ）と最後尾のボール（ＴＡＩＬ−Ｂ）との隙
間の間隔（Ｓ２）が、Ｓ２＜０．８×ｄｓに設定されて
いる。そのため、循環路内の隙間が大き過ぎてスペーサ
１０が循環路内で倒れることがないと共に、この循環路
内の隙間が小さ過ぎてボール５とスペーサ１０の摩擦に
より作動不良を招来するといったことがなく、この循環
路内の隙間（Ｓ１，Ｓ２）が適切に設定されていること
から、循環路内でスペーサ１０が約６０°以上に倒れる
ことがなく、良好な作動性を維持することができる。
【００５９】図１０は、本発明の第２実施の形態の変形
例に係るボールねじ機構の側面図である。この変形例で
は、スペーサ１０の幅の異なるものを数種類準備する。
例えば、図１０に示すように、スペーサ１０の幅がＡの
ものを数個、スペーサ１０の幅がＢのものを数個、スペ
ーサ１０の幅がＣのものを数個、……、準備し、これら
の幅の違いにより、上記の隙間の間隔（Ｓ１，Ｓ２）の
調整を行っている。この場合にも、循環路内の隙間（Ｓ
１，Ｓ２）が適切に設定されていることから、循環路内
でスペーサ１０が約６０°以上に倒れることがなく、良
好な作動性を維持することができる。なお、スペーサ１
０の径を変更していないため、ナット２は特殊設計にす
る必要はない。
【００６０】なお、本発明の請求項２も、上述した第２
実施の形態に限定されず、種々変形可能である。例え
ば、スペーサの凹断面形状はゴシックアーチではなく単
一Ｒ、又はＵ形としても適用できる。
【００６１】また、本第２実施の形態の実施例および比
較例については、後述する。
【００６２】（第３実施の形態：請求項３に対応）図１
１は、本発明の第３実施の形態に係るボールねじ機構の
ボールとスペーサとを拡大して示す図であり、図１２
は、本発明の第３実施の形態に係るボールねじ機構の側
面図である。
【００６３】図１２に示す第３実施の形態に係るボール
ねじ機構は、チューブ循環式のボールねじ機構であり、
ねじ溝３，４内になるボール５及びスペーサ１０を循環
するための循環チューブ１４が形成されている。
【００６４】この循環チューブ１４にも、曲げアールが
形成されているが、本実施の形態においても、この曲げ
アールの半径（Ｒ）は、ねじ軸１のねじ溝３のボールセ
ンターダイアメータ（ＢＣＤ）の半径と同一に設定され
ている。
【００６５】図１１に示すように、スペーサ１０には、
球体から２個の凹面１１，１１が形成されている。各凹
面１１の断面は、中心位置が互いにずらされたゴシック
アーチ形状の２個の円弧により形成されていてもよく、
他の形状であってもよい。このスペーサ１０は、符号２
０で示す接点でボール５に接触するようになっている。
【００６６】本第３実施の形態では、スペーサ１０は、
樹脂等の弾性変形可能な材質から形成され、スペーサ１
０の外周面に、スリット２１が形成されている。これに
より、スペーサ１０は、ボール５，５の間で、スリット
２１の撓みにより弾性変形し、接点２０でボール５に接
触すると共に、スペーサ１０の凹面１１とボール５の外
周面との間隔（ｄ）を伸縮することができる。したがっ
て、スペーサ１０を弾性変形させることにより、ボール
５，５間の距離（Ｌ）を調整することができ、サーキッ
ト長に対するボール５とスペーサ１０の充填率を極めて
容易に適正値に設定することができ、例えば、１種類の
スペーサにより充填率を調整することができ、スペーサ
を数種類試作して種々に組み合わせるといった煩雑な設
計作業を不要にすることができ、また、必要に応じて、
充填率を１００％（即ち、ボールとスペーサ間の隙間を
零）にすることもできる。
【００６７】なお、スペーサ１０の弾性変形は、上記の
スリット２１のように、構造的に弾性変形するものであ
ってもよく、樹脂、ゴム等のように、材質そのもののみ
により弾性変形するものであってもよい。
【００６８】また、図１１に示すように、スペーサ１０
の２個の凹面１１の間に、油たまりための貫通孔１２が
形成されていてもよい。
【００６９】図１３は、本発明の第３実施の形態の変形
例に係るボールねじ機構のボールとスペーサとを拡大し
て示す図である。
【００７０】この変形例では、スペーサ１０の凹面１１
が若干円錐状に形成されており、スペーサ１０の凹面１
１とボール５の外周面との間隔（ｄ）が図１１の場合よ
り大きくされている。
【００７１】また、スペーサ１０のスリット２１も、Ｖ
字型形状に形成されている。この場合にも、スペーサ１
０は、ボール５，５の間で、スリット２１の撓みにより
弾性変形し、接点２０でボール５に接触すると共に、ス
ペーサ１０の凹面１１とボール５の外周面との間隔
（ｄ）を伸縮することができるため、ボール５，５間の
距離（Ｌ）を調整することにより、サーキット長に対す
るボール５とスペーサ１０の充填率を極めて容易に適正
値に設定することができる。
【００７２】なお、本発明の請求項３も、上述した第３
実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【００７３】（第４実施の形態：請求項５と６に対応）
図１４は、本発明の第４実施の形態に係るリニアガイド
の斜視図であり、図１５は、図１４に示したリニアガイ
ドの断面図であり、図１６は、図１４に示したリニアガ
イドに装着されたボールと、これの間に介装されたスペ
ーサとの断面図である。
【００７４】図１４に示すように、横断面略角型の内方
部材である案内レール３１の上に、外方部材である断面
コ字状のスライダー３２が跨架されている。図１５に示
すように、案内レール３１の左右両側面に、それぞれ軸
方向に延びる円弧状の軌道溝３３ａが形成されている。
【００７５】スライダー３２の左右両側の脚部３４に
も、それぞれ軸方向に延びる円弧状の軌道溝３３ｂが形
成されている。この案内レール３１の軌道溝３３ａと、
スライダー３２の軌道溝３３ｂとにより、ボール３５の
往路３３が構成されている。
【００７６】また、スライダー３２の両脚部３４の往路
３３より外側に、孔状の復路３６が形成されている。こ
れら往路３３と、復路３６とは、その端部において、反
転路３７により連通されている。これにより、往路３
３、復路３６、および反転路３７により、ボール３５の
循環路が構成されている。
【００７７】さらに、図１６に示すように、隣接するボ
ール３５，３５の間に、これらボール３５，３５に夫々
対面する２個の凹面３８，３８を有するスペーサ３９が
配置されている。この凹面３８の曲率（１／Ｒ）は、ボ
ール３５の曲率（１／ｒ）に対し大きくとることによっ
て、スペーサ３９は、隣接するボール３５，３５に、外
縁部または外縁近傍部で線接触するように構成されてい
る。
【００７８】したがって、スペーサ３９は、より広い領
域でボール３５を保持することができ、またスペーサ３
９がボール３５を保持する保持代も極めて大きくとるこ
とができる。そのため、ボール３５が安定し易く、ボー
ル３５の間の寸法（すなわち、スペーサ３９の厚み）の
測定が容易となることから、高精度を有するスペーサ３
９を制作することができる。
【００７９】図１７は、本発明の第４実施の形態の第１
変形例に係るボールとスペーサの断面図である。
【００８０】この第１変形例では、スペーサ３９は、断
面形状において、その両方の中央部４０，４０を逃が
し、この中央部４０，４０と外縁部を直線的につないだ
形状を有している。これにより、スペーサ３９は、隣接
するボール３５，３５に、外縁部または外縁近傍部で線
接触するように構成され、ボール３５が安定し易くされ
ている。
【００８１】図１８は、本発明の第４実施の形態の第２
変形例に係るボールとスペーサの断面図である。
【００８２】この第２変形例では、隣接するボール３
５，３５の間に、これらボール３５，３５に夫々対面す
る２個の凹面３８，３８を有するスペーサ３９が配置さ
れている。この凹面３８の断面は、第１実施の形態で説
明した場合と同様に、中心位置が互いにずらされたゴシ
ックアーチ形状の２個の円弧により形成されている。こ
れにより、第１実施の形態と同様に、ボール３５は、ス
ペーサ３９の凹面３８に、極めて低摩擦で接触すること
ができ、これらボール３５とスペーサ３９とのすべり抵
抗を小さくすることができると共にボール３５が安定し
易くなる。そのため、スペーサ３５の循環性も良好であ
ると共に、ボール３５，３５同士のせりあいによる作動
性の悪化やボール３５の摩擦・損傷を著しく向上するこ
とができ、トルク変動、動摩擦変動や騒音の問題を招来
するといったこともない。
【００８３】図１９、図２０、および図２１は、それぞ
れ、本発明の第４実施の形態の第３、第４、および第５
変形例に係るボールとスペーサの断面図である。
【００８４】これら第３、第４、および第５変形例で
は、上述した第４実施の形態および第１、第２変形例に
おいて、スペーサ３９の中央部に、それぞれ、貫通孔４
１が形成されている。例えば、この貫通孔４１内に、潤
滑グリース、含油樹脂等の潤滑剤が設けられれば、これ
らの保持性がよくなる。この潤滑剤により、ボール３５
とスペーサ３９とのすべり抵抗をより一層小さくして、
これらの摩擦を著しく小さくでき、スペーサ３９の循環
性もより良好にすることができる。
【００８５】図２２および図２３は、それぞれ、本発明
の第４実施の形態の第６および第７変形例に係るボール
とスペーサの断面図である。
【００８６】これら第６および第７変形例では、上述し
た第１および第２変形例において、スペーサ３９の外縁
部が面取り処理され、スペーサ３９の外縁近傍部が、ボ
ール３５に接触するように構成されている。この場合に
も、ボール３５が安定し易くされている。また、スペー
サ３９のボール３５と接触する凹面部の摩耗・へたりを
抑えることにより、スペーサ３９の耐久性の向上をはか
っている。
【００８７】なお、本発明の請求項５と６も、上述した
第４実施の形態に限定されず、種々変形可能である。例
えば、第６および第７変形例以外では、ボール３５が接
触するスペーサ３９の外縁部は、エッジ状に形成してあ
るが、Ｃ面取り、またはＲ面取りを施してもよい。
【００８８】（第５実施の形態：請求項７に対応）図２
４（ａ）は、本発明の第５実施の形態に係るリニアガイ
ドに装着されたスペーサの断面図であり、（ｂ）は、こ
のスペーサの側面図である。
【００８９】図２４（ａ）（ｂ）に示すように、本第５
実施の形態では、図１６に示すようなスペーサ３９の両
側面に、十字状の溝４２が形成され、これにより、この
十字状の溝４２の交差部には、４個に等配された外縁部
ａ，ｂ，ｃ，ｄが形成されている。したがって、ボール
３５は、これら４個に等配された外縁部ａ，ｂ，ｃ，ｄ
に接触できるため、ボール３５は、スペーサ３９に、極
めて低摩擦で接触することができ、これらボール３５と
スペーサ３９とのすべり抵抗を小さくして、ボール３５
とスペーサ３９の循環性を向上することができる。
【００９０】また、この十字状の溝４２を介して、スペ
ーサ３９とボール３５との間に、潤滑剤を取り入れるこ
とができ、ボール３５とスペーサ３９とのすべり抵抗を
より一層小さくすることができる。
【００９１】なお、本発明の請求項７も、上述した第５
実施の形態に限定されず、種々変形可能である。例え
ば、ボール３５が接触する外縁部ａ，ｂ……は、必ずし
も４個に等配されている必要はなく、少なくとも３個以
上に配されていればよい。また、ボール３５が接触する
のは、外縁部である必要はなく、外縁近傍部であっても
よい。さらに接触面積を極力小さくでき、かつ、ボール
３５を安定して保持できれば、スペーサ３９の凹面の任
意の３箇所以上の位置でもよい。さらにまた、ボール３
５が接触するスペーサ３９の外縁部は、エッジ状に形成
してあるが、Ｃ面取り、またはＲ面取りを施してもよ
い。
【００９２】（第６実施の形態：請求項８に対応）図２
５は、本発明の第６実施の形態に係るリニアガイドに装
着されるスペーサの断面図である。
【００９３】図２５に示すように、本第６実施の形態で
は、隣接するボール３５，３５の間に、これらボール３
５，３５に夫々対面する２個の凹面３８，３８を有する
スペーサ３９が配置されている。スペーサ３９は、この
２個の凹面３８の最も肉厚が薄くなる箇所に、貫通孔４
１を有している。したがって、スペーサ３９の貫通孔４
１により、ボール３５とスペーサ３９との接触面積が格
段に小さくなり、トルク変動、動摩擦力変動を極めて著
しく小さくすることができると共に、貫通孔４１は、凹
面３８の最も肉厚が薄くなる箇所に形成しているため、
強度面への影響も著しく小さいといった利点もある。
【００９４】図２６は、本発明の第６実施の形態の変形
例に係るリニアガイドに装着されるスペーサの断面図で
ある。
【００９５】この変形例では、スペーサ３９の両側面
に、上記の凹面３８に代えて、略台形状の窪み４３，４
３が形成されており、スペーサ３９の肉厚が最も薄くな
る箇所に、貫通孔４１が形成されている。したがって、
この場合にも、ボール３５とスペーサ３９との接触面積
が格段に小さくなると共に、強度面への影響も著しく小
さくすることができる。
【００９６】なお、本発明の請求項８も、上述した第６
実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【００９７】また、本第６実施の形態の実施例および比
較例については、後述する。
【００９８】
【実施例】上述した第２実施の形態に関して、実施例お
よび比較例を以下のように行った。
【００９９】（第２実施の形態の実施例）上述した第２
実施の形態の実施例として、径ｄｓが５．６ｍｍのスペ
ーサ（リテーニングピース）を挿入したボールねじ機構
を準備し、表１に示すように、充填率を９９．０％、上
述した総隙間の間隔（Ｓ１）を３．６ｍｍ、隙間の間隔
（Ｓ２）を４．４ｍｍ、Ｓ２／ｄｓを０．７９とした。
【０１００】
【表１】
【０１０１】この実施例の実験結果を図２７に示す。こ
のように、トルクの微小変動が極めて少ないことから、
作動状態が良好であることが確認された。
【０１０２】（第２実施の形態の比較例１）比較例１と
して、スペーサ（リテーニングピース）を挿入したボー
ルねじ機構を準備し、表１に示すように、充填率を１０
０．６％、上述した総隙間の間隔（Ｓ１）を０以下、隙
間の間隔（Ｓ２）を０．８ｍｍ、Ｓ２／ｄｓを０．１４
とした。 この比較例１の実験結果を図２８に示す。総
隙間等を小さく設定しすぎていることから、トルクの微
小変動が上記実施例の場合（図２７）に比べて大きく、
作動状態があまり良くないことが確認された。
【０１０３】（第２実施の形態の比較例２）比較例２と
して、スペーサ（リテーニングピース）を挿入したボー
ルねじ機構を準備し、表１に示すように、充填率を９
７．３％、上述した総隙間の間隔（Ｓ１）を１０．７ｍ
ｍ、隙間の間隔（Ｓ２）を１１．５ｍｍ、Ｓ２／ｄｓを
２．１とした。
【０１０４】この比較例２の実験結果を図２９に示す。
初期の作動は良好であったが、総隙間等を大きく設定し
すぎていることから、ストローク中に良好な作動状態を
維持できず、ロックした。
【０１０５】（第２実施の形態の比較例３）比較例３と
して、スペーサを用いないボールねじ機構を準備し、表
１に示すように、充填率を９６．５％とした。
【０１０６】この比較例３の実験結果を図３０に示す。
トルクの微小変動が上記実施例の場合（図２７）に比べ
て若干大きく、作動状態は、比較的良好であるが、実施
例（図２７）に比べると劣ることが確認された。
【０１０７】次に、第６実施の形態の実施例と比較例を
示す。
【０１０８】（第６実施の形態の実施例および比較例）
図３１に示すように、実施例では、スペーサに貫通孔が
形成されている場合の動摩擦力が測定された。図３２に
示すように、比較例では、スペーサに貫通孔が形成され
ていない場合の動摩擦力が測定された。実施例（図３
１）では、比較例（図３２）に比べて、動摩擦力の変動
が極めて著しく格段に低減されたことが確認された。
【０１０９】なお、上記実施例にかかるスペースのいく
つかのものについて断面はゴシックアーチ形状のものに
ついて説明したが、ゴシックアーチ形状でなくとも、例
えば単一ＲやＶ形の断面でも適用できる。
【０１１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、隣接するボール間に、ボールに夫々対面する
２個の凹面を有するスペーサが配置され、当該スペーサ
の各凹面の断面は、中心位置が互いにずらされたゴシッ
クアーチ形状の２個の円弧により形成されている。その
ため、負荷ボールは、ゴシックアーチ形状の円弧により
形成されたスペーサの凹面に線又は点で接触するので極
めて低摩擦で接触しながら、螺旋状のねじ溝内を良好に
循環することができる。したがって、負荷ボールとスペ
ーサとの摩擦が少なく、スペーサの循環性も良好である
と共に、ボール同士のせりあいによる作動性の悪化や騒
音の発生、ボールの摩擦・損傷を防止することができ
る。しかも、スペーサの形状を従来のスペーサボールに
比べて小さくできるため、負荷ボール数の減少を少なく
抑えて、負荷容量や剛性の低減を招来することがない。
【０１１１】また、本発明の請求項２又は４によれば、
循環路の総隙間が零より大きく設定され、且つ、１個の
スペーサを除去したときの、先頭のボールと最後尾のボ
ールとの隙間の間隔が上記のような数値関係に設定され
ている。そのため、循環路内の隙間が大き過ぎてスペー
サが循環路内で倒れることがないと共に、この循環路内
の隙間が小さ過ぎてボールとスペーサの摩擦により作動
不良を招来するといったことがなく、この循環路内の隙
間が適切に設定されていることから、循環路内でスペー
サが約６０°以上に倒れることがなく、良好な作動性を
維持することができる。
【０１１２】さらに、本発明の請求項３によれば、スペ
ーサは、隣接するボール間で、弾性変形自在に構成され
ているため、スペーサを弾性変形させることにより、ボ
ール間距離を調整することができる。したがって、サー
キット長に対するボールとスペーサの充填率を極めて容
易に適正値に設定することができ、例えば、１種類のス
ペーサにより充填率を調整することができ、スペーサを
数種類試作して種々に組み合わせるといった煩雑な設計
作業を不要にすることができ、また、必要に応じて、充
填率を１００％（即ち、ボールとスペーサ間の隙間を
零）にすることもできる。なお、スペーサの弾性変形
は、構造的に弾性変形するものであってもよく、材質そ
のもののみにより弾性変形するものであってもよい。
【０１１３】さらに、本発明の請求項５によれば、スペ
ーサは、隣接するボールに、外縁部または外縁近傍部で
接触する形状を有しているため、より広い領域でボール
を保持することができ、また、スペーサがボールを保持
する保持代も極めて大きくとることができる。また、ボ
ールが安定し易く、ボールの間の寸法（すなわち、スペ
ーサの厚み）の測定が容易となることから、高精度を有
するスペーサを制作することができる。
【０１１４】このように、本発明の請求項６によれば、
ボール間に、スペーサが介装され、当該スペーサは、隣
接するボールに、線接触となるような凹面形状を有して
いる。したがって、ボールとスペーサとの摩擦が少な
く、スペーサの循環性も良好であると共に、ボール同士
のせりあいによる作動性の悪化、騒音の発生、発生音質
の悪化やボールの摩擦・損傷を防止することができる。
【０１１５】さらに、本発明の請求項７によれば、スペ
ーサは、隣接するボールに、少なくとも３箇以上の部位
で接触するため、ボールはスペーサに極めて低摩擦で接
触することができ、これらボールとスペーサとのすべり
抵抗を小さくして、これらの摩擦を著しく小さくするこ
とができ、ボールとスペーサの循環性が向上すると共
に、ボールが安定し易くなるだけでなく、スペーサに潤
滑剤を容易に引き込むことができ、ボールとスペーサと
のすべり抵抗をより一層小さくすることができる。
【０１１６】さらに、本発明の請求項８によれば、スペ
ーサは、その肉厚が最も薄くなる箇所に、貫通孔を有し
ている。したがって、スペーサの貫通孔により、ボール
とスペーサとの接触面積が格段に小さくなり、動摩擦力
変動を極めて著しく小さくすることができると共に、貫
通孔は、凹面の最も肉厚が薄くなる箇所に形成している
ため、強度面への影響も著しく小さいといった利点もあ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施の形態に係るボー
ルねじ機構の側面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）に示
したボールねじ機構に装着されたスペーサの断面図であ
る。
【図２】（ａ）は、図１に示したボールねじ機構のボー
ルとスペーサとを拡大して示す図であり、（ｂ）は、ゴ
シックアーチ形状の説明図である。
【図３】図１の（ｂ）に示したボールねじ機構のスペー
サを拡大してＣ方向より示す図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第１実施の形態の第１変形
例に係るボールねじ機構の側面図であり、図４（ｂ）
は、この第１変形例の原理を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施の形態の第２変形例に係るボ
ールねじ機構の側面図である。
【図６】本発明の第１実施の形態の第３変形例に係るボ
ールねじ機構の側面図である。
【図７】本発明の第１実施の形態の第４変形例に係るボ
ールねじ機構の平面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の第２実施の形態に係るボー
ルねじ機構の原理を説明する図であり、図８（ｂ）は、
スペーサの断面図である。
【図９】本発明の第２実施の形態に係るボールねじ機構
の側面図である。
【図１０】本発明の第２実施の形態の変形例に係るボー
ルねじ機構の側面図である。
【図１１】本発明の第３実施の形態に係るボールねじ機
構のボールとスペーサとを拡大して示す図である。
【図１２】本発明の第３実施の形態に係るボールねじ機
構の側面図である。
【図１３】本発明の第３実施の形態の変形例に係るボー
ルねじ機構のボールとスペーサとを拡大して示す図であ
る。
【図１４】本発明の第４実施の形態に係るリニアガイド
の斜視図である。
【図１５】図１４に示したリニアガイドの断面図であ
る。
【図１６】図１４に示したリニアガイドに装着されたボ
ールと、これの間に介装されたスペーサとの断面図であ
る。
【図１７】本発明の第４実施の形態の第１変形例に係る
リニアガイドに装着されたボールと、これの間に介装さ
れたスペーサとの断面図である。
【図１８】本発明の第４実施の形態の第２変形例に係る
リニアガイドに装着されたボールと、これの間に介装さ
れたスペーサとの断面図である。
【図１９】本発明の第４実施の形態の第３変形例に係る
リニアガイドに装着されたボールと、これの間に介装さ
れたスペーサとの断面図である。
【図２０】本発明の第４実施の形態の第４変形例に係る
リニアガイドに装着されたボールと、これの間に介装さ
れたスペーサとの断面図である。
【図２１】本発明の第４実施の形態の第５変形例に係る
リニアガイドに装着されたボールと、これの間に介装さ
れたスペーサとの断面図である。
【図２２】本発明の第４実施の形態の第６変形例に係る
リニアガイドに装着されたボールと、これの間に介装さ
れたスペーサとの断面図である。
【図２３】本発明の第４実施の形態の第７変形例に係る
リニアガイドに装着されたボールと、これの間に介装さ
れたスペーサとの断面図である。
【図２４】（ａ）は、本発明の第５実施の形態に係るリ
ニアガイドに装着されたスペーサの断面図であり、
（ｂ）は、このスペーサの側面図である。
【図２５】本発明の第６実施の形態に係るリニアガイド
に装着されたスペーサの断面図である。
【図２６】本発明の第６実施の形態の変形例に係るリニ
アガイドに装着されたスペーサの断面図である。
【図２７】本発明の第２実施の形態の実施例の実験結果
を示すグラフである。
【図２８】本発明の第２実施の形態の比較例１の実験結
果を示すグラフである。
【図２９】本発明の第２実施の形態の比較例２の実験結
果を示すグラフである。
【図３０】本発明の第２実施の形態の比較例３の実験結
果を示すグラフである。
【図３１】本発明の第６実施の形態の実施例の実験結果
を示すグラフである。
【図３２】本発明の第６実施の形態の比較例の実験結果
を示すグラフである。
【図３３】従来に係るボールねじ機構の側面図である。
【図３４】他の従来に係るボールねじ機構の側面図であ
る。
【図３５】従来に係るボールとスペーサの断面図であ
る。
【図３６】他の従来に係るボールとスペーサの断面図で
ある。
【符号の説明】
１ ねじ軸 ２ ナット ３ ねじ溝 ４ ねじ溝 ５ ボール ６ スペーサボール １０ スペーサ １１ 凹面 １２ 貫通孔 １３ 小径ボール １４ 循環チューブ Ｓ１ 総隙間 Ｓ２ 隙間 ｄｓ スペーサの径 ＬＥＡＤ−Ｂ 先頭のボール ＴＡＩＬ−Ｓ 最後尾のスペーサ ＴＡＩＬ−Ｂ 最後尾のボール ２０ 接点 ２１ スリット Ｌ ボール間距離 ｄ スペーサの凹面とボールの外周面との間隔 ３１ 案内レール ３２ スライダー ３３ 往路 ３３ａ，３３ｂ 軌道溝 ３４ 脚部 ３５ ボール ３６ 復路 ３７ 反転路 ３８ 凹面 ３９ スペーサ ４０ 中央部 ４１ 貫通孔 ４２ 十字状の溝 ４３ 台形状の窪み
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中澤 健志 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 (72)発明者 矢部 四郎司 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 (72)発明者 加藤 総一郎 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 (72)発明者 高橋 伸充 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 (72)発明者 佐藤 亮一 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 (72)発明者 山口 宏樹 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 (72)発明者 水村 美典 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内 Ｆターム(参考） 3J104 AA03 AA19 AA23 AA57 AA74 BA11

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ねじ軸の外周面及びナットの内周面に、
    互いに対応する螺旋状のねじ溝が形成され、双方のねじ
    溝により形成された螺旋状の循環路内に多数のボールが
    転動自在に配置されたボールねじ機構において、 隣接するボール間に、ボールに夫々対面する２個の凹面
    を有するスペーサが配置され、 当該スペーサの各凹面の断面は、中心位置が互いにずら
    されたゴシックアーチ形状の２個の円弧により形成され
    ていることを特徴とするボールねじ機構。
  2. 【請求項２】 前記螺旋状の循環路内に挿入した全ての
    ボールと全てのスペーサとを一方に寄せ集めたと仮定し
    たとき、先頭に当たるボールと最後尾に当たるスペーサ
    との間にできた隙間を総隙間と規定し、 この総隙間の間隔（Ｓ１）が零より大きく（Ｓ１＞
    ０）、且つ前記最後尾に当たる１個のスペーサを除去し
    たと仮定したとき、先頭のボールと最後尾のボールとの
    隙間の間隔（Ｓ２）が前記スペーサの径（ｄｓ）の０．
    ８倍より小さく（Ｓ２＜０．８×ｄｓ）なるように、 前記ボールとスペーサの個数が設定されていることを特
    徴とする請求項１に記載のボールねじ機構。
  3. 【請求項３】 前記スペーサは、隣接するボール間で、
    弾性変形自在に構成されていることを特徴とする請求項
    １に記載のボールねじ機構。
  4. 【請求項４】ねじ軸の外周面及びナットの内周面に、互
    いに対応する螺旋状のねじ溝が形成され、双方のねじ溝
    により形成された螺旋状の循環路内に多数のボールが転
    動自在に配置されたボールねじ機構において、 隣接するボール間に、ボールに夫々対面する２個の凹面
    を有するスペーサが配置され、 螺旋状の循環路内に挿入した全てのボールと全てのスペ
    ーサとを一方に寄せ集めたと仮定したとき、先頭に当た
    るボールと最後尾に当たるスペーサとの間にできた隙間
    を総隙間と規定し、 この総隙間の間隔（Ｓ１）が零より大きく（Ｓ１＞
    ０）、且つ前記最後尾に当たる１個のスペーサを除去し
    たと仮定したとき、先頭のボールと最後尾のボールとの
    隙間の間隔（Ｓ２）がスペーサの径（ｄｓ）の０．８倍
    より小さく（Ｓ２＜０．８×ｄｓ）なるように、ボール
    とスペーサの個数が設定されていることを特徴とするボ
    ールねじ機構。
  5. 【請求項５】外方部材と、これに隙間を介して対向され
    た内方部材との間に、多数のボールが配設され、これら
    ボールの間にスペーサが介装された直動装置において、 前記スペーサは、隣接するボールに、外縁部または外縁
    近傍部で接触する形状を有していることを特徴とする直
    動装置。
  6. 【請求項６】外方部材と、これに隙間を介して対向され
    た内方部材との間に、多数のボールが配設され、これら
    ボールの間にスペーサが介装された直動装置において、 前記スペーサは、隣接するボールに、線接触となるよう
    な凹面形状を有していることを特徴とする直動装置。
  7. 【請求項７】外方部材と、これに隙間を介して対向され
    た内方部材との間に、多数のボールが配設され、これら
    ボールの間にスペーサが介装された直動装置において、 前記スペーサは、少なくとも３箇所以上の部位で接触し
    ていることを特徴とする上記請求項５又は６に記載の直
    動装置。
  8. 【請求項８】外方部材と、これに隙間を介して対向され
    た内方部材との間に、多数のボールが配設され、これら
    ボールの間にスペーサが介装された直動装置において、 前記スペーサは、その肉厚が最も薄くなる箇所に、貫通
    孔を有していることを特徴とする直動装置。
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