JP2003301915A - ねじ送り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで信頼性の高いボールねじ装置やロ
ーラねじ装置等のねじ送り装置を提供する。 【解決手段】 外周面に螺旋状のねじ溝１２を有するね
じ軸１３と、該ねじ溝１２に対応するねじ溝１４を内周
面に有すると共に軸方向に貫通する転動体戻し通路１７
を有して前記ねじ軸１３に遊嵌されるナット１６と、前
記両ねじ溝１２、１４間と前記転動体戻し通路１７とを
連通させる転動体循環路２１を有して前記ナット１６の
両端面に配置される循環こま１８と、前記両ねじ溝１
２，１４間、前記転動体戻し通路１７および前記転動体
循環路２１を転動しつつ循環可能に介装された多数の転
動体１５とを備えたねじ送り装置１０において、循環こ
ま１８のタング部２０を前記ねじ軸１３のねじ溝１２に
沿って嵌め込んで該ねじ溝１２に接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば産業機械等
に用いられるボールねじ装置やローラねじ装置等のねじ
送り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のねじ送り装置は、外周面にねじ溝
を有して軸方向に延びるねじ軸に、内周面にねじ溝を有
するナットが嵌合されている。ナットのねじ溝とねじ軸
のねじ溝とは互いに対向して両者の間に螺旋状通路を形
成しており、該螺旋状通路にはボールやローラ等からな
る多数の転動体が転動可能に装填されている。そして、
ねじ軸（又はナット）の回転により、ナット（又はねじ
軸）が転動体の転動を介して直線移動するようになって
いる。

【０００３】ところで、ナット（又はねじ軸）が直線移
動する際には、転動体が両ねじ溝で形成される螺旋状通
路を転動しつつ移動するが、ナット（又はねじ軸）を継
続して移動させていくためには、転動体を無限循環させ
る必要がある。転動体を無限循環させる方式としては循
環チューブ式やエンドキャップ式等が一般的であるが、
コンパクトタイプのねじ送り装置では、ナットに軸方向
に貫通する転動体戻し通路を形成すると共に、ナットの
端面に切欠きを形成して該切欠きに該転動体戻し通路と
前記両ねじ溝とを連通する転動体循環路を有する循環こ
ま（転動体循環部材）を嵌合してねじ止め固定し、これ
により、前記両ねじ溝、前記転動体戻し通路および前記
転動体循環路によって転動体の無限循環通路を形成して
いる。この構成において、循環こま（転動体循環部材）
のタング部とねじ軸のねじ溝は非接触であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のねじ送り装置においては、転動体循環部材としての
循環こまをナットの端部にねじ止めにより固定している
ため、ナットにタップ加工が必要になるばかりか、スク
リュードライバー等によるねじ止め作業も面倒で製作コ
ストが高くつくという問題がある。

【０００５】本発明はこのような不都合を解消するため
になされたものであり、低コストで信頼性の高いねじ送
り装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、外周面に螺旋状のねじ溝を
有するねじ軸と、該ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を
内周面に有すると共に軸方向に貫通する転動体戻し通路
を有して前記ねじ軸に遊嵌されるナットと、前記両ねじ
溝と前記転動体戻し通路とを連通させる転動体循環路を
有して前記ナットの両端面に配置される転動体循環部材
と、前記両ねじ溝、前記転動体戻し通路および前記転動
体循環路を転動しつつ循環可能に介装された多数の転動
体とを備えたねじ送り装置において、前記転動体循環部
材の前記転動体循環路の先端に設けられて前記転動体を
すくい上げるタング部を前記ねじ軸のねじ溝に沿って嵌
め込んで該ねじ溝に接触させたことを特徴とする。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１におい
て、前記タング部の前記ねじ軸のねじ溝に接触する部分
の断面形状を該ねじ溝の断面形状と略同一としてねじ軸
のねじ溝形状との相対的関係で接触面積を制御したこと
を特徴とする。請求項３に係る発明は、請求項１又は２
において、前記多数の転動体の各転動体間に保持ピース
又はその連結体を配置したことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は本発明に係るねじ送り装置の
実施の形態の一例であるボールねじ装置を説明するため
の説明的断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線矢視図、図３は
転動体循環部材としての循環こまを示す図で、（ｂ）は
正面図、（ａ）は（ｂ）の左側面図、（ｃ）は（ｂ）の
平面図、図４は循環こまのタング部の断面形状を説明す
るための図、図５は本発明の他の実施の形態であるボー
ルねじ装置を軸方向の端面側から見た図、図６は循環こ
まの変形例を示す図で、（ｂ）は正面図、（ａ）は
（ｂ）の左側面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。

【０００９】図１および図２に示すように、このボール
ねじ装置１０は、外周面に断面半円状のねじ溝１２を有
して軸方向に延びるねじ軸１３に、内周面に断面半円状
のねじ溝１４を有するナット１６が嵌合されている。ナ
ット１６のねじ溝１４とねじ軸１３のねじ溝１２とは互
いに対向して両者の間に螺旋状通路を形成しており、該
螺旋状通路には転動体としての多数のボール１５が転動
可能に装填されている。

【００１０】そして、ねじ軸１３（又はナット１６）の
回転により、ナット１６（又はねじ軸１３）がボール１
５の転動を介して直線移動するようになっている。ナッ
ト１６の壁部には軸方向に貫通するボール戻し通路（転
動体戻し通路）１７が穿設されており、また、ナット１
６の端面には図３に示す循環こま１８が嵌合される切欠
き１９が前記ボール戻し通路１７および前記両ねじ溝１
２，１４間に連通して形成されている。

【００１１】循環こま１８は、例えば合成樹脂の成形品
からなり、図３に示すように、両ねじ溝間１２，１４の
ボール１５をすくい上げるタング部２０と、前記ボール
戻し通路１７と前記両ねじ溝１２，１４間との間を連通
する湾曲状のボール循環溝（転動体循環路）２１とを備
えている。タング部２０、ボール循環溝２１、前記両ね
じ溝１２，１４間および前記ボール戻し通路１７によっ
てボール１５の無限循環通路を形成している。

【００１２】そして、循環こま１８を切欠き１９に嵌合
することにより、循環こま１８がナット１６の端部に径
方向および周方向に拘束された状態で嵌合固定される。
循環こま１８を切欠き１９に嵌合して固定する方法とし
ては、単純な嵌合もあるが、例えば圧入、接着或いは圧
入と接着の両方を採用することができる。ここで、この
実施の形態では、かかる固定状態で循環こま１８のタン
グ部２０を前記ねじ軸１３のねじ溝１２に沿って嵌め込
んで該ねじ溝１２に接触させるように構成することによ
り、循環こま１８の軸方向の抜け止めとしており、しか
も、タング部２０の前記ねじ溝１２に接触する部分の断
面形状を、図４（ａ）に示すように、該ねじ溝１２の断
面形状と略同一の断面半円状としてタング部２０とねじ
溝１２との接触面積を大きくとっている。

【００１３】このように、タング部２０とねじ溝１２と
の接触面積を大きく確保することにより、ＰＶ値（Ｐ：
面圧（ＭＰａ）、Ｖ：滑り速度（ｍ／ｍｉｎ））を下げ
ることができるので、十分な耐久性が確保されてタング
部２０の異常摩耗の心配をなくすことができる。なお、
タング部２０の前記ねじ溝１２に接触する部分の断面形
状は、図４（ａ）の断面円形状の他に、図４（ｂ）に示
すように、ゴシックアーチ形状としてタング部２０とね
じ溝１２とを線接触させるようにしてもよい。要する
に、図４（ｃ）に示すように、ねじ軸１３のねじ溝１２
の形状により、タング部２０を該ねじ溝１２の両側面の
所定範囲（研削面の範囲）に任意の面積で部分的に接触
させるように形状を決める。

【００１４】このようにこの実施の形態では、循環こま
１８を切欠き１９に嵌合した際に、循環こま１８のタン
グ部２０を前記ねじ軸１３のねじ溝１２に沿って嵌め込
んで該ねじ溝１２に接触させることにより、循環こま１
８の軸方向の抜けを防止した状態で循環こま１８をナッ
ト１６の端部に嵌合固定することができるので、従来必
要であったナットへのタップ加工およびスクリュードラ
イバー等による循環こまのナットへのねじ止め作業が不
要になって、その分加工コストおよび組立コストが削減
されて製作コストの低減を図ることができ、しかも、循
環こま１８の径方向および軸方向の抜け止めと周方向の
回り止めがなされるため、装置の信頼性を高めることが
できる。

【００１５】また、タング部２０とねじ溝１２とが接触
することで殆ど段差がないため、タング部２０によるボ
ール１５のすくい上げをスムースに行うことができ、更
には、タング部２０とねじ溝１２とが接触することか
ら、シール性がアップして潤滑剤の保持や外部からの異
物侵入の防止効果を向上させることができる。なお、本
発明のねじ送り装置やこま状の転動体循環部材等の構成
は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

【００１６】例えば、前記螺旋状通路を転動する多数の
ボール１５の各ボール１５間に、駆動時のボール同士の
衝突音を無くして低騒音化を図るべく、図７に示すよう
に、該ボール１５に対向する両側面にそれぞれ円弧状の
凹面を有する保持ピース１００を介装してもよい。な
お、保持ピースは各ボール１５間に個別に介装するタイ
プ、各保持ピースが互いに連結されたタイプのどちらで
もよい。

【００１７】この場合、上述したように、ねじ軸１３の
ねじ溝１２と循環こま１８のタング部２０との間に段差
が殆どないため、ボールおよび保持ピースがタング部２
０ですくい上げられる際に、保持ピースがタング部２０
の段差に引っかかって破損するのを防止することがで
き、ボールねじ装置の寿命延長を図ることができる。ま
た、図５および図６に示すように、循環こま１８のナッ
ト１６の端面側にナット１６の周方向に延びる帯状の固
定片３０を設けると共に、ナット１６の端面に該固定片
３０に対応する凹部３１を設けて該凹部３１に固定片３
０を嵌合し、更に、循環こま１８のナット１６の径方向
内面に接触する箇所に突起５０を設けると共に、該ナッ
ト１６の径方向内面に前記突起５０に対応する凹部５１
を設けて該突起５０を凹部５１に嵌合することにより、
循環こま１８を軸方向、径方向および周方向に拘束する
ようにしてもよい。

【００１８】このようにすると、固定片３０の凹部３１
への嵌合による循環こま１８の軸方向の抜け止め効果と
突起５０の凹部５１への嵌合による循環こま１８の軸方
向の抜け止め効果とが相まって循環こま１８の軸方向の
抜け止めをより確実に防止することができ、装置の信頼
性をより高めることができる。更に、上記実施の形態で
は、転動体としてボールを用いたボールねじ装置に本発
明を適用した場合を例に採ったが、これに代えて、転動
体としてローラを用いたローラねじ装置に本発明を適用
してもよい。

【００１９】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、転動体循環部材をねじを用いずに軸方向、径
方向および周方向に拘束した状態でナットの端部に嵌合
固定することができるので、転動体循環部材の軸方向お
よび径方向の抜けが防止されるとともに周方向の回り止
めがなされて装置の信頼性を高めることができるという
効果が得られる。

【００２０】また、従来必要であったナットへのタップ
加工およびスクリュードライバー等による転動体循環部
材のナットへのねじ止め作業が不要になるため、その分
加工コストおよび組立コストが削減されて製作コストの
低減を図ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るねじ送り装置の実施の形態の一例
であるボールねじ装置を説明するための説明的断面図で
ある。

【図２】図１のＸ−Ｘ線矢視図である。

【図３】転動体循環部材としての循環こまを示す図であ
り、（ｂ）は正面図、（ａ）は（ｂ）の左側面図、
（ｃ）は（ｂ）の平面図である。

【図４】循環こまのタング部の断面形状を説明するため
の図である。

【図５】本発明の他の実施の形態であるボールねじ装置
を軸方向の端面側から見た図である。

【図６】循環こまの変形例を示す図であり、（ｂ）は正
面図、（ａ）は（ｂ）の左側面図、（ｃ）は（ｂ）の右
側面図である。

【図７】保持ピースの一例を示す図である。

【符号の説明】

１０…ボールねじ装置（ねじ送り装置） １２…ねじ溝（ねじ軸側） １３…ねじ軸 １４…ねじ溝（ナット側） １５…ボール（転動体） １６…ナット １７…ボール戻し通路（転動体戻し通路） １８…循環こま（転動体循環部材） １９…切欠き ２１…ボール循環溝（転動体循環路） ２０…タング部 ３０…帯状の固定片 ３１…帯状の固定片に対応する凹部 ５０…突起 ５１…突起に対応する凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸
   と、該ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を内周面に有す
   ると共に軸方向に貫通する転動体戻し通路を有して前記
   ねじ軸に遊嵌されるナットと、前記両ねじ溝と前記転動
   体戻し通路とを連通させる転動体循環路を有して前記ナ
   ットの両端面に配置される転動体循環部材と、前記両ね
   じ溝、前記転動体戻し通路および前記転動体循環路を転
   動しつつ循環可能に介装された多数の転動体とを備えた
   ねじ送り装置において、 前記転動体循環部材の前記転動体循環路の先端に設けら
   れて前記転動体をすくい上げるタング部を前記ねじ軸の
   ねじ溝に沿って嵌め込んで該ねじ溝に接触させたことを
   特徴とするねじ送り装置。
2. 【請求項２】 前記タング部の前記ねじ軸のねじ溝に接
   触する部分の断面形状を該ねじ溝の断面形状と略同一と
   したことを特徴とする請求項１記載のねじ送り装置。
3. 【請求項３】 前記多数の転動体の各転動体間に保持ピ
   ース又はその連結体を配置したことを特徴とする請求項
   １又は２記載のねじ送り装置。