JP2002276765A - ダブルナット予圧式ボールねじ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ダブルナット予圧式ボールねじの作動時に、ボ
ールのボールねじ溝への３点接触状態を回避し、摩擦損
失の増加による回転トルクの増大などを防止して動力伝
達効率を良好に保ち、かつ、組立てをしやすくする。 【解決手段】ねじ溝３が形成されたボールねじ軸２と、
それに外嵌され、前記ねじ溝３に対向するねじ溝６、７
が形成されたボールナット４、５と、前記ねじ溝間に転
動自在に収容された多数のボール８とからなり、前記ボ
ールナット４、５が、スペーサリング９を介して配置さ
れたダブルナット予圧式ボールねじ１において、前記ね
じ溝の断面形状を単一半径で形成し、ボール８と前記ね
じ溝との初期接触角θなどを適正化して、ボール８と前
記ねじ溝とが常に２点接触状態を保つようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械、半導
体製造装置、ロボット、射出成形機、電動パワーステア
リングなどの各種の産業機械や装置等に使用されるダブ
ルナット予圧式のボールねじに関する。

【０００２】

【従来の技術】ダブルナット予圧式のボールねじ２１
は、通常、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、ボール
ねじ軸２２の外周面にボールねじ溝２３が形成され、こ
のボールねじ軸２２にボールナット２４、２５が外嵌さ
れ、その内周面に前記ねじ溝２３に対向するボールねじ
溝２６、２７が形成され、対向するねじ溝２３、２６及
び２３、２７間にボール２８が転動自在に介在させてあ
る。前記ボールナット２４、２５は、タンデムに配置さ
れ、これらのボールナット２４、２５間にスペーサリン
グ２９を設けた構造となっている。

【０００３】前記ボールナット２４の一端側には、前記
の産業機械や装置などに取り付けるためのフランジ部３
０が形成され、ボールナット２４、２５の端面には異物
の侵入を防止するために、シール３１、３１ａが装着さ
れている。そして、ボールナット２４、２５の各端部
に、軸方向に垂直に設けた挿入穴３２及び３２ａに、コ
字形のボール２８のリターンチューブ３３及び３３ａの
両端部が挿入され、前記リターンチューブ３３、３３ａ
は、固定金具３４、３４ａによって、ボールナット２
４、２５に固定されている。

【０００４】前記ボールねじ溝２３、２６及び２７は、
ボールナット２４、２５側の横断面形状をそれぞれ図９
（ａ）及び（ｂ）に示すように、通常、ゴシックアーチ
状に形成され、前記スペーサリング２９の介在により、
ボールナット２４、２５のボールねじ溝２６、２７は、
ボールねじ軸２２のボールねじ溝２３に対して、それぞ
れ相反する方向にずれて、ボール２８とボールねじ溝２
３、２６間、及びボール２８とボールねじ溝２３、２７
間に、ボール２８が前記ボールねじ溝間を転動しやすい
ように、適度の引張り予圧が付与されるようになってい
る。

【０００５】前記ボールねじ軸２２を回転させてボール
ねじ２１を作動させると、ボール２８は、ボールねじ溝
２３と２６、及びボールねじ溝２３と２７との接触点Ｊ
１、Ｊ２において受けるすべり摩擦力によって、両ボー
ルねじ溝間をらせん方向に転動し、ボールナット２４、
２５の図示左端に達し、リターンチューブ３３及び３３
ａの図示左側の端部から図示右方向にリターンチューブ
３３及び３３ａ内を移動し、図示右側の端部からボール
ねじ溝２３、２６間、及びボールねじ溝２３、２７間に
それぞれ戻される。このように、ボールねじ軸２２を回
転させると、転動するボール２８を介して、ボールナッ
ト２４、２５に動力が伝達される。

【０００６】図９（ａ）及び（ｂ）に示したように、ボ
ール２８は、ボールナット２４、２５側のいずれについ
ても、ボールねじ軸２２側のボールねじ溝２３と、ボー
ルナット２４、２５側のボールねじ溝２６、２７とに、
それぞれ接触点Ｊ１及びＪ２で、１点づつ接した２点接
触状態となる。この状態でボールねじ軸２２を回転させ
てボールねじ２１を作動させると、ボール２８は、前記
接触点Ｊ１、Ｊ２において受けるすべり摩擦力によっ
て、図中に示した矢印のいずれかの方向に移動し、ボー
ルねじ溝の弾性変形により、ボールねじ溝２３と２６、
及びボールねじ溝２３と２７に食い込む。この反作用と
して、ボール２８をはじき出そうとする力、即ち弾性復
元力がボール２８に作用し、この弾性復元力が前記すべ
り摩擦力と釣り合うまで、ボール２８は転動方向と直角
方向に移動し、定常状態に達して、前述のように、ボー
ルねじ溝２３、２６間、及びボールねじ溝２３、２７間
を転動する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図９（ａ）及
び（ｂ）に示したように、ボールねじ溝２３、２６及び
２７の横断面形状がゴシックアーチ形状であるため、ボ
ール２８が移動して、前記の力の釣合い状態、即ち定常
状態に達する前に、ボールねじ軸２２のボールねじ溝２
３またはボールナット２４、２５のボールねじ溝２６、
２７と接触点Ｊ３において３点目の接触をし、この状態
で転動することになるので、２点接触時よりも摩擦損失
が増加して、ボールねじ軸２２の回転トルクが増大する
という問題点があった。

【０００８】また、前記の定常状態に達するまで、２点
接触状態を保つようにすれば、従来、前記定常状態に達
するまでに、前記の３点目の接触によって抑制されてい
たボールの転動方向に直角な方向の移動量が増加して、
隣り合うボール同士が競り合い、ボールねじ軸に大きな
回転トルク変動を引き起こす懸念がある。

【０００９】さらに、転動状態を良好にするために、前
記ボールねじ溝の円弧の半径をボールのそれに近づける
と、ボールねじが組み立てにくくなるという問題点があ
った。

【００１０】そこで、この発明の課題は、ダブルナット
予圧式ボールねじを作動させたときにボールのボールね
じ溝への３点接触の発生を回避し、摩擦損失の増加によ
る回転トルクの増大や変動を防止して、動力伝達効率を
良好に保つことができ、かつ、前記ボールねじを組立て
やすくすることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、この発明では以下の構成を採用したのである。

【００１２】即ち、ボールねじ軸と、それに外嵌するボ
ールナットと、前記ボールねじとボールナットにそれぞ
れ形成されたボールねじ溝の間に転動自在に収容された
多数のボールとからなり、前記ボールナットが軸方向に
二体配置され、ボールと両ボールねじ溝間に予圧を与え
たダブルナット予圧式ボールねじにおいて、前記両ボー
ルねじ溝の断面形状を、ボールの半径よりも大きい単一
半径の円弧でそれぞれ形成することにより、ボールとボ
ールねじ溝との接触を２点接触状態としたのである。

【００１３】このようにすれば、ボールねじ軸を回転さ
せてボールねじを作動させると、その作動時において、
ボールねじ軸のボールねじ溝及びボールナットのボール
ねじ溝にそれぞれ１点ずつ接触した２点接触状態のボー
ルは、ボールねじ溝との接触点において受けるすべり摩
擦力により、前述のように、まず、転動方向に直角方向
に移動するが、単一半径の円弧で形成されたボールねじ
は、前記円弧の半径が同じであっても、ボールねじ軸の
ボールねじ溝またはボールナットのボールねじ溝と３点
目の接触をせず、前述の定常状態に達する。そして、２
点接触状態を保って、両ボールねじ溝間をらせん方向に
転動する。それにより、ボールのねじ溝との接触点の増
加を回避でき、摩擦損失の増加による回転トルクの増大
を防止でき、動力伝達効率を良好に保つことができる。

【００１４】ボールねじ軸と、それに外嵌するボールナ
ットと、前記ボールねじとボールナットにそれぞれ形成
されたボールねじ溝の間に転動自在に収容された多数の
ボールとからなり、前記ボールナットが軸方向に二体配
置され、ボールと両ボールねじ溝間に予圧を与えたダブ
ルナット予圧式ボールねじにおいて、前記ボールねじ溝
のいずれか一方のボールねじ溝の断面形状を、凹条と、
その両側の、ボールの半径よりも大きい単一半径の円弧
で形成し、他方のねじ溝の断面形状をボールの半径より
も大きい単一半径の円弧で形成することにより、ボール
とボールねじ溝との接触を２点接触状態とすることもで
きる。

【００１５】このようにすれば、ボールねじ溝の幅を、
その円弧の半径を大きくせずに広げることができるの
で、転動状態を安定させるためにボールねじ溝の半径を
ボールのそれに近づけても、ボールねじが組み立てにく
くなることはなく、２点接触状態を保つことにより、ボ
ールと前記ねじ溝との接触点の増加を回避でき、摩擦損
失の増大による回転トルクの増加、即ち動力伝達効率の
低下を防止することができる。

【００１６】ボールねじ軸と、それに外嵌するボールナ
ットと、前記ボールねじとボールナットにそれぞれ形成
されたボールねじ溝の間に転動自在に収容された多数の
ボールとからなり、前記ボールナットが軸方向に二体配
置され、ボールと両ボールねじ溝間に予圧を与えたダブ
ルナット予圧式ボールねじにおいて、前記両ボールねじ
溝の断面形状をいずれも、凹条と、この凹条の両側のボ
ールの半径よりも大きい単一半径の円弧で形成すること
により、ボールとボールねじ溝との接触を２点接触状態
とすることもできる。

【００１７】このようにすれば、ボールねじ軸及びボー
ルナットのいずれのボールねじ溝の幅も、その円弧の半
径を大きくせずに広げることができるので、転動状態を
安定させるために、ボールねじ溝を、その半径をボール
のそれに近づけて形成しても、ボールねじの組み立てが
容易となる。そして、前述の場合と同様に、２点接触状
態を保てるので、摩擦損失の増加による回転トルクの増
大を防止でき、動力伝達効率を良好に保つことができ
る。

【００１８】ボールねじ軸と、それに外嵌するボールナ
ットと、前記ボールねじとボールナットにそれぞれ形成
されたボールねじ溝の間に転動自在に収容された多数の
ボールとからなり、前記ボールナットが軸方向に二体配
置され、ボールと両ボールねじ溝間に予圧を与えたダブ
ルナット予圧式ボールねじにおいて、前記ボールねじ軸
のボールねじ溝の断面形状と、前記ボールナットのボー
ルねじ溝のボールと接触する半分側の断面形状とをいず
れも単一半径の円弧で形成し、前記ボールねじ溝の他の
半分側の断面形状を、ボールの転動挙動に干渉しない任
意の形状に形成し、ボールとボールねじ溝との接触を２
点接触状態とすることもできる。

【００１９】このようにすれば、ボールナット側のボー
ルと接触しない方のボールねじ溝は、ボールの転動に干
渉しない範囲で任意の形状に形成できるので、前述の場
合と同様に、ボールナット側のボールねじ溝の半径をボ
ールのそれに近づけて形成しても、ボールねじが組み立
てにくくなることはない。そして、２点接触状態を保つ
ことにより、前述のように、摩擦損失の増大による回転
トルクの増加、即ち動力伝達効率の低下を防止すること
ができる。

【００２０】前記ボールと両ボールねじ溝との初期接触
角θが４０°から５０°の範囲にあることが望ましい。
ここで、初期接触角θは、ボールねじ作動前の初期状態
で、ボールとボールねじ溝との接触点とボールの中心と
を含む面内において、ボールの中心を通り、ボールねじ
軸に垂直な線から接触点までの角度である。

【００２１】前記初期接触角θが４０°よりも小さくな
ると、両ボールねじ溝間でボールがガタついて、ボール
ねじ軸が空回りして、ボールナットの軸方向への移動が
不安定になるおそれがあり、また、初期接触角θが５０
°よりも大きくなると、ボールねじ軸側のボールねじ溝
とボールナット側のボールねじ溝間のリードの差、即ち
リード誤差が大きくなり、すべり摩擦力、即ち転動摩擦
力が増大して、ボールがねじ溝間を転動しにくくなる。
上述のような、初期接触角θの範囲を選択すれば、両ボ
ールねじ溝間でのボールのガタつきによるボールナット
の軸方向の移動が不安定になることを防止でき、かつ、
前記リード誤差を小さくすることができ、前記ねじ溝間
にボールを円滑に転動させることができる。

【００２２】前記ボールねじ軸及びボールナットのボー
ルねじ溝の単一半径と前記ボールの直径との比率が０．
５よりも大きく、０．５２以下であることが望ましい。

【００２３】このように、両ボールねじ溝の半径とボー
ルの直径との比を０．５２以下にすれば、前記リード誤
差を常に、良好な転動状態を維持するために必要な１μ
ｍ以下に抑えることができる。なお、前記両ボールねじ
溝の半径は、ボールのそれよりも大きくする必要がある
ため、ボールねじ溝の半径とボールの直径との比率は
０．５よりも大きくすることが必要である。

【００２４】前記ボール間に間隔保持部材を挿入するこ
とが望ましい。

【００２５】このようにすれば、隣り合うボールの間隔
は一定に保たれるので、それらが競り合って、大きな回
転トルク変動を引き起こすおそれがなくなる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
添付の図１から図７に基づいて説明する。

【００２７】この発明の実施形態のダブルナット予圧式
ボールねじ１は、図１に示すように、ボールねじ軸２の
外周面にボールねじ溝３が形成され、このボールねじ軸
２にボールナット４、５が外嵌され、その内周面にボー
ルねじ溝３に対向するボールねじ溝６、７が形成され、
対向するボールねじ溝３、６及びボールねじ溝３、７間
にボール８が転動自在に介在している。前記ボールナッ
ト４、５は、タンデムに配置され、これらのボールナッ
ト４、５間にスペーサリング９が介挿された構造となっ
ている。

【００２８】前記ボールナット４の一端側には、前記の
産業機械や装置などに取り付けるためのフランジ部１０
が形成され、前記ナット４、５の端面には異物の侵入を
防止するために、シール１１、１１ａが装着されてい
る。図１（ｂ）に示すように、ボールナット４、５の各
端部に、軸方向に垂直に形成された挿入穴１２、１２ａ
に、コ字形のボールのリターンチューブ１３、１３ａの
両端部が挿入され、前記リターンチューブ１３、１３ａ
は、固定金具１４、１４ａによって、ボールナット４及
び５に固定されている。

【００２９】前記ボールねじ軸２を回転させてボールね
じを作動させると、ボール８は、ボールねじ溝３、６、
及びボールねじ溝３、７との接触点において受けるすべ
り摩擦力によって、両ねじ溝間をらせん方向に転動し、
ボールナット４、５の図示左端に達し、前記リターンチ
ューブ１３、１３ａの図示左側の端部から図示右方向に
前記リターンチューブ１３，１３ａ内を移動し、図示右
側の端部からボールねじ溝３、６間、及びボールねじ溝
３、７間にそれぞれ戻される。このように、ボールねじ
軸２を回転させると、転動するボール８を介して、ボー
ルナット４、５に動力が伝達される。

【００３０】前記ねじ溝３、６及び７は、ボールナット
４、５側の横断面形状をそれぞれ図２（ａ）及び（ｂ）
に示すように、いずれも等しい単一半径Ｒｓ、Ｒｎの円
弧で形成され、前記スペーサリング９の介挿により、ボ
ールナット４、５のボールねじ溝６、７は、ボールねじ
軸２のボールねじ溝３に対して、それぞれ相反する方向
にずれて、ボール８とボールねじ溝３、６間、及びボー
ル８とねじ溝３、７間に引張り予圧が付与されている。
そして、この引張り予圧により、ボール８は、前記ボー
ルねじ軸２のボールねじ溝３と接触点Ｋ１で、前記ボー
ルナット４、５のボールねじ溝６、７と接触点Ｋ２で、
各１点ずつ、いずれも、初期接触角θで２点接触をして
いる。ここで、初期接触角θは、前述のように、接触点
Ｋ１、Ｋ２とボール８の中心Ｃとを含む面内において、
前記中心Ｃを通り、前記ボールねじ軸２に垂直な線から
接触点Ｋ１、Ｋ２までの角度である。

【００３１】前記ボールねじ軸２を回転させてボールね
じ１を作動させると、ボール８は、まず、図３（ａ）及
び（ｂ）に示すように、その転動方向に直角な断面内
を、前述のように、すべり摩擦力とねじ溝からの弾性復
元力が釣り合うまで移動して、初期接触角θが、各ボー
ルねじ軸２のボールねじ溝３については、反時計回りに
αだけ変位し、ボールナット４、５のボールネジ溝６、
７については、時計方向にαだけ変位して定常状態に達
した後、ボール８はボールねじ溝３と６間、同３と７間
を転動する。前記の変位角αは、ボール８と前記ねじ溝
との間のすべり摩擦係数を最大０．１と見なすと、およ
そ６°以内となる。

【００３２】前記のボール８とボールねじ溝３、６及び
７との接触角がαだけ変位する過程で、ボール８の移動
がボールねじ溝６及び７に及ぼす力によって、ボールナ
ット４、５がいずれも図示矢印の方向に移動する。この
ボールナット４、５の移動によって、ボールねじ溝６、
７のリードＬ（図１参照）、即ち前記スペーサリング９
を挟んだボールナット４側のボールねじ溝６とボールナ
ット５側のボールねじ溝７間のリードＬが変化する。こ
のようなリードＬの変化、即ちリード誤差ΔＬを生じる
と、ボールナット４側とボールナット５側とで、転動状
態が不揃いになるので、ボールねじ軸２の回転により伝
達される動力が一様でなくなり、ボールナット４、５の
移動が円滑に行われなくなる。

【００３３】図４は、前述の初期接触角θの適正範囲４
０°≦θ≦５０°について、ボールねじ軸２のボールね
じ溝３の半径Ｒｓとボールナット４、５のボールねじ溝
６、７の半径Ｒｎを等しくし、この半径Ｒｓ、Ｒｎのボ
ール直径Ｄに対する比率Ｆ（Ｆ＝Ｒｓ／Ｄ＝Ｒｎ／Ｄ）
を変化させて、前記リード誤差ΔＬを実測した結果であ
る。同図から、リード誤差ΔＬを、良好な転動状態を維
持するために必要な１μｍ以下に抑えるためには、前記
比率Ｆを０．５２以下にすることが必要であることが判
明した。

【００３４】図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、他の実施
形態のダブルナット予圧式ボールねじのボールねじ軸２
及びボールナット４、５（図１参照）のボールねじ溝６
及び７のボール８の転動方向に直角な断面形状を示した
ものである。

【００３５】図５（ａ）に示すように、前記ボールナッ
ト４のボールねじ溝６ａに凹条１５を設けて、円弧Ｐｎ
１、Ｐｎ２の各中心Ｃｎ１、Ｃｎ２をボールねじ溝６ａ
の幅が広がる方向に変位させて、ボール８の半径よりも
大きい同一半径Ｒｎの円弧Ｐｎ１及びＰｎ２に分割し
て、ボールねじ溝６ａを、前記凹条１５とその両側の円
弧Ｐｎ１、Ｐｎ２で形成し、そして、前記ボールねじ軸
２のボールねじ溝３をボール８の半径よりも大きい単一
半径Ｒｓの円弧で形成することにより、ボール８が両ボ
ールねじ溝６ａ及び３に１点ずつ接触する２点接触状態
に保つことができる。

【００３６】図５（ｂ）に示すように、前記ボールねじ
軸２のボールねじ溝３ａに凹条１５ａを設けて、円弧Ｐ
ｓ１、Ｐｓ２の各中心Ｃｓ１、Ｃｓ２をボールねじ溝３
ａの幅が広がる方向に変位させて、ボール８の半径より
も大きい同一半径Ｒｓの円弧Ｐｓ１及びＰｓ２に分割し
て、ボールねじ溝３を、前記凹条１５ａとその両側の円
弧Ｐｓ１、Ｐｓ２で形成し、前記ボールナット４のボー
ルねじ溝６をボール８の半径よりも大きい単一半径Ｒｎ
の円弧で形成することによっても、ボール８が前記両ボ
ールねじ溝３ａ及び６に１点ずつ接触する２点接触状態
に保つことができる。

【００３７】また、図５（ｃ）に示すように、前記ボー
ルナット４のボールねじ溝６ａとボールねじ軸のボール
ねじ溝３ａのいずれにも、前記凹条１５、１５ａを設け
て、前記ボールねじ溝６ａを凹条１５とその両側のボー
ルのよりも大きい単一半径の円弧Ｐｎ１、Ｐｎ２で形成
し、前記ボールねじ溝３ａを凹条１５ａとその両側のボ
ールのよりも大きい単一半径の円弧Ｐｓ１、Ｐｓ２で形
成しても、前述の場合と同様に、２点接触状態を保つこ
とができる。

【００３８】このようにすれば、ボールねじ軸２のボー
ルねじ溝３ａ及びボールナット４のボールねじ溝６ａの
幅を、これらのボールねじ溝３ａ、６ａの半径を大きく
せずに広げることができるので、転動状態を安定させる
ために、両ボールねじ溝の半径をボール８のそれに近づ
けて形成しても、ボールねじの組み立てが容易となる。
そして、２点接触状態を保つことにより、前述のよう
に、摩擦損失の増加による回転トルクの増大、即ち動力
伝達効率の低下を防止することができる。

【００３９】なお、前記ボールナット５側についても、
図５（ａ）から（ｃ）に示したように、両ボールねじ溝
７、３を形成することができる。

【００４０】図６は、他の実施形態のダブルナット予圧
式ボールねじのボールねじ溝の横断面形状を示したもの
で、前記ボールねじ軸２のボールねじ溝３がボールの半
径よりも大きい単一半径Ｒｓで形成され、前記ボールナ
ット４、５のボールねじ溝６ｂのボール８と接触する半
分側Ｐｎ３をボールの半径よりも大きい単一半径Ｒｎの
円弧で形成し、前記ボールナット４のボールねじ溝６ｂ
のボール８と接触しない他の半分側Ｐｎ４を、ボール８
に転動状態に干渉しない任意の形状に形成して、ボール
８が前記両ボールねじ溝３、６にそれぞれ１点ずつ接触
する２点接触状態に保つようにすることもできる。ボー
ルナット５側のねじ溝についても同様に形成することが
できる。

【００４１】このようにすれば、ボールナット４側のね
じ溝６ｂのボール８と接触しない半分側Ｐｎ４は、ボー
ル８の転動に干渉しない範囲で任意の形状に形成できる
ので、前述の場合と同様に、ボールねじ溝の曲率をボー
ルのそれに近づけて形成しても、ボールねじを容易に組
み立てることができる。ボールナット５側についても同
様である。

【００４２】図７は、さらに他の実施形態を示したもの
で、図１に示したボールねじ軸２のボールねじ溝３及び
ボールナット４、５のボールねじ溝６、７間に、隣り合
うボール８、８の間隔を一定に保つための間隔保持部材
１６を設けている。前記間隔保持部材１６により、隣り
合うボール８同士が競り合うことによるボールねじ軸２
の回転トルクが大きく変動することを防止することがで
きる。

【００４３】なお、前記各実施形態のボールねじ溝及び
間隔保持部材は、引張り予圧のダブルナット予圧式ボー
ルねじのみならず、圧縮予圧のダブルナット予圧式ボー
ルねじについても適用できる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ダブ
ルナット予圧式ボールねじのボールねじ溝の断面形状を
ボールの半径よりも大きい単一半径の円弧で形成し、こ
の単一半径のボールの直径に対する比率やボールとボー
ルねじ溝との初期接触角などを適正化して、ボールが常
に、ボールねじ軸及びボールナットの両ボールねじ溝に
それぞれ１点ずつ接触する２点接触状態に保つようにし
たので、ボールねじを作動させても、ボールとねじ溝と
の接触点が増加せず、摩擦損失の増加によるボールねじ
軸の回転トルクの増加や変動を防止でき、動力伝達効率
の良好なボールねじを実現することができる。

【００４５】また、前述のように、ボールねじ溝を分割
して形成することにより、またはボールナット側のボー
ルねじ溝を非対称に形成することにより、転動状態を良
好にするために、ボールねじ溝の半径をボールのそれに
近づけた場合でも、ボールねじの組立てが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１（ａ）】この発明の実施形態のダブルナット予圧
式ボールねじの縦断正面図

【図１（ｂ）】同上の平面図

【図２】（ａ）実施形態の一方のボールナット側のボー
ルとボールねじ溝との初期接触状態を示す拡大した縦断
正面図 （ｂ）同上の他方のボールナット側のボールとボールね
じ溝との初期接触状態を示す拡大した縦断正面図

【図３】（ａ）同上の一方のボールナット側のボールと
ボールねじ溝とのボールねじの作動後の接触状態を示す
拡大した縦断正面図 （ｂ）同上の他方のボールナット側のボールとボールね
じ溝とのボールねじの作動後の接触状態を示す拡大した
縦断正面図

【図４（ａ）】比率Ｆ及び初期接触角θがボールねじ溝
のリード誤差に及ぼす影響を示す説明図

【図４（ｂ）】同上のボールねじ溝の半径とボールの直
径との比率Ｆを示す説明図

【図５】（ａ）他の実施形態のボールナット側のボール
ねじ溝の分割状態を示す横断正面図 （ｂ）同上のボールねじ軸側の分割状態を示す横断正面
図 （ｃ）同上のボールねじ軸側及びボールナット側のボー
ルねじ溝の分割状態を示す横断正面図

【図６】他の実施形態のボールナット側のボールねじ溝
を非対称に形成した状態を示す横断側面図

【図７】他の実施形態のボール間に間隔保持部材を挿入
したボールねじ溝の横断側面図

【図８（ａ）】従来のダブルナット予圧式ボールねじの
縦断正面図

【図８（ｂ）】同上の平面図

【図９】（ａ）従来のダブルナット予圧式ボールねじの
一方のボールナット側のボールとボールねじ溝との初期
接触状態を示す拡大した縦断正面図 （ｂ）従来のダブルナット予圧式ボールねじの他方のボ
ールナット側のボールとボールねじ溝との初期接触状態
を示す拡大した縦断正面図

【図１０】（ａ）従来の一方のボールナット側のボール
とボールねじ溝とのボールねじ作動後の接触状態を示す
拡大した縦断正面図 （ｂ）従来の他方のボールナット側のボールとボールね
じ溝とのボールねじの作動後の接触状態を示す拡大した
縦断正面図

【符号の説明】 １ ボールねじ ２ ボールねじ軸 ３、３ａ ボールねじ溝 ４、５ ボールナット ６、６ａ、６ｂ ボールねじ溝 ７ ボールねじ溝 ８ ボール ９ スペーサリング １０ フランジ部 １１、１１ａ シール部 １２、１２ａ 挿入部 １３、１３ａ リターンチューブ １４、１４ａ 固定金具 １５、１５ａ 凹条 １６ 間隔保持部材 Ｃ ボールの中心 Ｃｓ、Ｃｎ 円弧の中心 Ｋ１、Ｋ２ 接触点 Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｎ１、Ｐｎ２ ボールねじ溝の円弧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田本 英樹 三重県桑名市大字東方字尾弓田3066 エヌ ティエヌ株式会社内 Ｆターム(参考） 3J062 AA07 AA21 AA25 AA28 AA38 AB22 AC07 BA01 BA32 CD04 CD22 CD47 CD54 CD60

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボールねじ軸と、それに外嵌するボール
   ナットと、前記ボールねじとボールナットにそれぞれ形
   成されたボールねじ溝の間に転動自在に収容された多数
   のボールとからなり、前記ボールナットが軸方向に二体
   配置され、ボールと両ボールねじ溝間に予圧を与えたダ
   ブルナット予圧式ボールねじにおいて、前記両ボールね
   じ溝の断面形状を、ボールの半径よりも大きい単一半径
   の円弧でそれぞれ形成することにより、ボールとボール
   ねじ溝との接触を２点接触状態としたことを特徴とする
   ダブルナット予圧式ボールねじ。
2. 【請求項２】 ボールねじ軸と、それに外嵌するボール
   ナットと、前記ボールねじとボールナットにそれぞれ形
   成されたボールねじ溝の間に転動自在に収容された多数
   のボールとからなり、前記ボールナットが軸方向に二体
   配置され、ボールと両ボールねじ溝間に予圧を与えたダ
   ブルナット予圧式ボールねじにおいて、前記ボールねじ
   溝のいずれか一方のボールねじ溝の断面形状を、凹条
   と、その両側の、ボールの半径よりも大きい単一半径の
   円弧で形成し、他方のねじ溝の断面形状をボールの半径
   よりも大きい単一半径の円弧で形成することにより、ボ
   ールとボールねじ溝との接触を２点接触状態としたこと
   を特徴とするダブルナット予圧式ボールねじ。
3. 【請求項３】 ボールねじ軸と、それに外嵌するボール
   ナットと、前記ボールねじとボールナットにそれぞれ形
   成されたボールねじ溝の間に転動自在に収容された多数
   のボールとからなり、前記ボールナットが軸方向に二体
   配置され、ボールと両ボールねじ溝間に予圧を与えたダ
   ブルナット予圧式ボールねじにおいて、前記両ボールね
   じ溝の断面形状をいずれも、凹条と、この凹条の両側の
   ボールの半径よりも大きい単一半径の円弧で形成するこ
   とにより、ボールとボールねじ溝との接触を２点接触状
   態としたことを特徴とするダブルナット予圧式ボールね
   じ。
4. 【請求項４】 ボールねじ軸と、それに外嵌するボール
   ナットと、前記ボールねじとボールナットにそれぞれ形
   成されたボールねじ溝の間に転動自在に収容された多数
   のボールとからなり、前記ボールナットが軸方向に二体
   配置され、ボールと両ボールねじ溝間に予圧を与えたダ
   ブルナット予圧式ボールねじにおいて、前記ボールねじ
   軸のボールねじ溝の断面形状と、前記ボールナットのボ
   ールねじ溝のボールと接触する半分側の断面形状とをい
   ずれも単一半径の円弧で形成し、前記ボールねじ溝の他
   の半分側の断面形状を、ボールの転動挙動に干渉しない
   任意の形状に形成し、ボールとボールねじ溝との接触を
   ２点接触状態としたことを特徴とするダブルナット予圧
   式ボールねじ。
5. 【請求項５】 前記ボールと両ボールねじ溝との初期接
   触角θが４０°から５０°の範囲にあることを特徴とす
   る請求項１から４のいずれかに記載のダブルナット予圧
   式ボールねじ。
6. 【請求項６】 前記ボールねじ軸及びボールナットのボ
   ールねじ溝の単一半径と前記ボールの直径との比率が
   ０．５よりも大きく、０．５２以下であることを特徴と
   する請求項１から５のいずれかに記載のダブルナット予
   圧式ボールねじ。
7. 【請求項７】 前記ボール間に間隔保持部材を挿入した
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のダ
   ブルナット予圧式ボールねじ。