JP2003524121A - ボールねじ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ボールねじであって、スピンドル（１）と、スピンドルを取り囲むナット（３）と、ナット（３）とスピンドル（１）との間に配置された複数の球（４）とが設けられており、これらの球（４）が、スピンドル（１）に形成された第１のねじ転動軌道（２）と第１のねじ転動軌道（２）に対応する第２のねじ転動軌道（７，１２）とに転動可能に配置されており、第２のねじ転動軌道が、ナット（３）の内側に配置されたリングに形成されており、ナット（３）内に存在するリングそれぞれの第２のねじ転動軌道（７，１２）が、第１および第２のねじ転動軌道（２，７，１２）の共通の螺旋部の出口から螺旋部の入口に球（４）を戻し案内するための変向領域を備えている。本発明によれば、ナット（３，１５）に配置されたリングに、端面でそれぞれ１つの第２のねじ転動軌道（７，１２）が形成されている。隣接する２つのリングの第２のねじ転動軌道（７，１２）が、スピンドル（１，１８）の第１のねじ転動軌道（２）と共に、球（４）のための無端の循環通路を制限している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 技術分野 本発明は、ボールねじであって、スピンドルと、スピンドルを取り囲むナット
と、ナットとスピンドルとの間に配置された複数の球とが設けられており、これ
らの球が、スピンドルに形成された第１のねじ転動軌道と第１のねじ転動軌道に
対応する第２のねじ転動軌道とに転動可能に配置されており、第２のねじ転動軌
道が、ナットの内側に配置されたリングに形成されており、ナット内に存在する
リングのそれぞれの第２のねじ転動軌道が、第１および第２のねじ転動軌道の共
通の螺旋部の出口から該螺旋部の入口に球を戻し案内するための変向領域を備え
ている形式のものに関する。

【０００２】 背景技術 ボールねじは、回転運動を並進運動に変換するのに役立ち、かつたとえば車両
において、ステアリングコラム調節、スロットルバルブ調節、ギヤシフトまたは
電動ドアロックに使用される。冒頭で述べたような形式のボールねじは、ドイツ
連邦共和国特許出願公開第３３２３３４５号明細書から公知であり、ここでは１
つのナット本体に２つのプロフィールリングが相並んで配置されている。これら
のプロフィールリングはそれぞれ２部分から製作されており、この場合１つのリ
ングには、それぞれ両方のプロフィール部分が端部側で互いに突き合わせ接続さ
れている。両方のプロフィールリング部分の、戻し通路を形成する２つの区分の
間にはギャップが存在する。したがってこの構成では複雑な輪郭が生じる。両方
のプロフィールリングは、鋳造または射出成形によって、ナット本体に固定され
ている。

【０００３】 米国特許第３００９３６７号明細書には、手間のかかる形式で組み付ける必要
のある極めて多くの個々の構成部材から成るボールねじが記載されている。この
場合切削加工および非切削加工で製作される個々の構成部材の費用のかかる組み
合わせが存在し、その結果このボールねじはおそらく極めて高価なものである。

【０００４】 発明の開示 したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式のボールねじを改良して
、高い作用効率を有していて、簡単に製作可能でかつ簡単に組付および組み外し
のできるものを提供することである。しかもそのような送り装置では、僅かな摩
擦で球のスムーズな変向を実現するのが望まれている。

【０００５】 この課題を解決するための本発明の装置によれば、ナットに配置されたリング
に、それぞれ１つの第２のねじ転動軌道の端面が形成されており、隣接する２つ
のリングの第２のねじ転動軌道が、スピンドルの第１のねじ転動軌道と共に、球
のための無端の循環通路を制限している。本発明の解決手段によれば、ボールね
じのために僅かな構成部材しか使用されず、これによって非切削加工に基づいて
安価に製作することができる。特にナットは、非切削加工で製作された壁の薄い
スリーブとして形成することができる。ナットは、縁曲げされた、スリーブを閉
鎖しかつボールねじの遊び調節もしくはプレロード（予荷重）をもたらすスリー
ブ縁部を備えることができる。ナットは、リングとして作用する、ねじ転動軌道
を有するスリーブ縁部を備えることができ、この場合ナットの内側で、ねじ転動
軌道を有する挿入リングが、リング状のスリーブ縁部にナット軸方向で隣接配置
されている。有利な実施形態では、ボールねじは、非切削加工で成形された、組
み込まれた第２の走行軌道部分を有する、非切削加工で製作されたスリーブと、
別の第２の走行軌道部分を有する、非切削加工で製作された挿入リングと、球と
、第１の走行軌道部分を有する、同様に非切削加工で製作されたスピンドルとか
ら形成されている。

【０００６】 ボールねじ伝動装置の１実施形態では、スリーブへの挿入リングの挿入と、こ
れに続く縁曲げ過程とによって、ナットが完成される。縁曲げされたスリーブ縁
部と挿入リングとの間にばねエレメントを配置することができ、これによって球
集合体に所定のプレロードをかけることができ、かつ転がり軸受として形成され
たボールねじを遊びなく形成することができる。ばねエレメントは、弾性変形可
能な材料から成るリングから形成することができる。

【０００７】 ナットに挿入されたリングは、変向保持器として形成することができ、この変
向保持器は両方の端面で、変向領域を有するねじ転動軌道を備えている。変向保
持器は、ナットの内側で、ねじ転動軌道を有する挿入リングにナット軸方向で隣
接配置することができる。この場合変向保持器の別の軸方向端部を、ナットの内
側で、ナットの、ねじ転動軌道を有するスリーブ縁部に隣接配置することもでき
る。

【０００８】 そのようなボールねじ伝動装置は、球のための無端の単に２つの循環通路を備
えている。ナットの内側で、変向保持器は、挿入リングと挿入リングとは反対側
のスリーブ縁部との間に配置されており、かつねじ転動軌道の変向領域で球のス
ムーズな変向を生ぜしめる。スリーブとして形成されたナットのスリーブ縁部の
１つを介して、ボールねじは遊び調節可能である。このスリーブ縁部の領域には
、遊びのないガイドのために、ばねを挿入することもできる。調節可能なスリー
ブ縁部もしくはばねを用いると、製作誤差に無関係な構造が得られる。

【０００９】 実施例の説明 本発明の実施例を図示し、以下に詳しく説明する。

【００１０】 本発明の、図１から図４に基づくボールねじは、スピンドル１に配置されてお
り、このスピンドル１は外周面でねじ転動軌道２を備えている。スリーブ状のナ
ット３は同心的にスピンドル１を取り囲み、かつ球４を受容しており、球４はス
ピンドル１のねじ転動軌道２で転動することができる。球４は、ナット３内で、
無端の２つの循環路に転動可能に保持されている。このためにナット３に挿入さ
れた挿入リング５が役立ち、この挿入リング５はナット３のスリーブ縁部６にナ
ット軸方向で支持されている。挿入リング５は、スリーブ縁部６とは反対側の端
面で、球４のためのねじ転動軌道７を備えている。ナット３の内側で、挿入リン
グ５に軸方向で変向保持器８が続いており、この変向保持器８は、挿入リング５
に向いた端面でねじ転動軌道９を備えている。挿入リング５のねじ転動軌道７と
変向保持器８のねじ転動軌道９とは、これらがスピンドル１のねじ転動軌道２と
共に、球４のための無端の通路を制限するように、配置されている。

【００１１】 挿入リング５とは反対側の端部で、変向保持器８は同様に端面側のねじ転動軌
道１０を備えている。そこで変向保持器８はスリーブ縁部１１によって軸方向で
ナット３に保持されており、このナット３は同様にねじ転動軌道１２を備えてお
り、この場合変向保持器８のねじ転動軌道１０とスリーブ縁部１１のねじ転動軌
道１２とは、これらがスピンドル１のねじ転動軌道１２と共に、球４のための別
の無端の循環通路を形成するように、配置されている。

【００１２】 変向保持器８のねじ転動軌道９，１０は周の一部で変向領域１３を備えている
。球４は、スピンドル１のねじ転動軌道２の螺旋部の終端で、各変向領域１３を
介して戻され、この螺旋部の始端に到達する。

【００１３】 本発明の、図５に示されたボールねじは、図１のものと同様にスピンドル１に
配置されており、このスピンドル１は外周面でねじ転動軌道２を備えている。ス
リーブ状のナット３は同心的にスピンドル１を取り囲み、かつ球４を受容してお
り、球４はスピンドル１のねじ転動軌道２で転動することができる。球４は、ナ
ット３内で、無端の１つの循環路に転動可能に保持されている。このためにナッ
ト３に挿入された挿入リング５が役立ち、この挿入リング５は軸方向でナット３
のスリーブ縁部６にナット軸方向で支持することができる。挿入リング５は、ス
リーブ縁部６とは反対側の端面で、球４のためのねじ転動軌道７を備えている。
挿入リング５は、ナット３の内側で、ナット３の別のスリーブ縁部１１に軸方向
で支持されており、このスリーブ縁部１１は挿入リングと同様にねじ転動軌道１
２を備えている。挿入リング５のねじ転動軌道７とスリーブ縁部１１のねじ転動
軌道１２とは、これらがスピンドル１のねじ転動軌道２と共に、球４のための無
端の循環通路を形成するように、配置されている。挿入リング５は周の一部で変
更領域を備えている。球４は、スピンドル１のねじ転動軌道２の螺旋部の終端で
、変向領域を介して戻され、この螺旋部の始端に到達する。ここでは挿入リング
５と、ナット３のスリーブ縁部６，１１との間に、ギャップが設けられている。

【００１４】 挿入リング５を挿入したあとで、ナット３がスリーブ縁部１１とは反対側の軸
方向端部で縁曲げされる前に、スリーブ縁部６を形成するために、追加的にナッ
ト３にばねエレメント１４を挿入することができる。スリーブ縁部６とばねエレ
メント１４とは、共にボールねじにおける所定のプレロード（予荷重）を生ぜし
めるのに役立つ。

【００１５】 図６〜図９に示された実施例では、ナット１５に、ねじ転動軌道７を備えたそ
れぞれ２つの挿入リング１６，１７が配置されており、これらの挿入リングは、
圧刻加工されたディスクとして構成することができ、かつ所属のスピンドル１８
のねじ転動軌道２と共に、球４のための無端の循環通路を形成している。このた
めに各挿入リングは支持領域１９と変向領域２０とを備えている。

【００１６】 図６に基づくボールねじでは、ナット１５を閉鎖する縁曲げされたスリーブ縁
部６が直接挿入リング１７に接触しており、これに対して図９では、スリーブ縁
部６と挿入リング１７との間に、ボールねじにプレロードを加えるために、弾性
材料から成るリング状のばねエレメント２１が配置されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ボールねじの１実施例の縦断面図である。

【図２】 ボールねじの変向保持器を外周面からみた図である。

【図３】 変向保持器を端面側からみた図である。

【図４】 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った、変向保持器の縦断面図である。

【図５】 ボールねじの変化実施例の縦断面図である。

【図６】 ボールねじの別の実施例を、部分的に縦断面図でかつ部分的に側面図で示す図
である。

【図７】 図６のボールねじの挿入リングを部分的に縦断面図でかつ部分的に側面図で示
す図である。

【図８】 図７の挿入リングを端面側からみた図である。

【図９】 追加的に挿入されたばねエレメントを備えた、図６と同様のボールねじを示す
図である。

【符号の説明】

１ スピンドル、 ２ ねじ転動軌道、 ３ ナット、 ４ 球、 ５ 挿入
リング、 ６ スリーブ縁部、 ７ ねじ転動軌道、 ８ 変向保持器、 ９
ねじ転動軌道、 １０ ねじ転動軌道、 １１ スリーブ縁部、 １２ ねじ転
動軌道、 １３ 変向領域、 １４ ばねエレメント、 １５ ナット、 １６
挿入リング、 １７ 挿入リング、 １８ スピンドル、 １９ 支持領域、
２０ 変向領域、 ２１ ばねエレメント

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年１０月３１日（２００１．１０．３１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００１】 技術分野 本発明は、ボールねじであって、スピンドルと、スピンドルを取り囲むナット
と、ナットとスピンドルとの間に配置された複数の球とが設けられており、これ
らの）が、スピンドルに形成された第１のねじ転動軌道と第１のねじ転動軌道に
対応する第２のねじ転動軌道とに転動可能に配置されており、第２のねじ転動軌
道が、ナットの内側に配置されたリングに形成されており、ナット内に存在する
リングのそれぞれの第２のねじ転動軌道が、第１および第２のねじ転動軌道の共
通の螺旋部の出口から螺旋部の入口に球を戻し案内するための変向領域を備えて
おり、ナットに配置されたリングに、端面でそれぞれ１つの第２のねじ転動軌道
の端面が形成されており、隣接する２つのリングの第２のねじ転動軌道が、スピ
ンドルの第１のねじ転動軌道と共に、球のための無端の循環通路を制限している
形式のものに関する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００２】 背景技術 ボールねじは、回転運動を並進運動に変換するのに役立ち、かつたとえば車両
において、ステアリングコラム調節、スロットルバルブ調節、ギヤシフトまたは
電動ドアロックに使用される。ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３２３３４５
号明細書からボールねじが公知であり、ここでは１つのナット本体に２つのプロ
フィールリングが相並んで配置されている。これらのプロフィールリングはそれ
ぞれ２部分から製作されており、この場合１つのリングには、それぞれ両方のプ
ロフィール部分が端部側で互いに突き合わせ接続されている。両方のプロフィー
ルリング部分の、戻し通路を形成する２つの区分の間にはギャップが存在する。
したがってこの構成では複雑な輪郭が生じる。両方のプロフィールリングは、鋳
造または射出成形によって、ナット本体に固定されている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００３】 米国特許第２９２４１１３号明細書から、冒頭で述べたような形式のボールね
じが公知であり、ここではナットケーシングに２つのリングが配置されており、
これらのリングはそれぞれ複数の部分から組み立てられている。各リングは外側
のディスクと内側のディスクと半径方向フランジと環状の壁とから形成されてい
る。これらの構成部分は、ナットケーシングと共に閉鎖された室を形成しており
、この室はゴムで充填されている。米国特許第３００９３６７号明細書には、手
間のかかる形式で組み付ける必要のある極めて多くの個々の構成部材から成るボ
ールねじが記載されている。この場合切削加工および非切削加工で製作される個
々の構成部材の費用のかかる組み合わせが存在し、その結果このボールねじはお
そらく極めて高価なものである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００５】 この課題を解決するための本発明の装置によれば、ナットに配置されたリング
の１つが、変向保持器として形成されており、変向保持器が、両方の端面で、変
向領域を有する第２のねじ転動軌道を備えている。 本発明に基づく別の提案によれば、ナットが、リングとして作用する、ねじ転
動軌道を有するスリーブ縁部を備えており、ナットの内側で、ねじ転動軌道を有
する挿入リングが、リング状のスリーブ縁部にナット軸方向で隣接配置されてい
る。 本発明に基づくさらに別の提案によれば、ナットが、非切削加工で製作された
壁の薄いスリーブであり、このナットは、縁曲げされた、スリーブを閉鎖しかつ
ボールねじの遊び調節もしくはボールねじのプレロードをもたらすスリーブ縁部
を備えており、ナット内に配置されたリングが、圧刻加工された２つのディスク
として形成された挿入リングである。 本発明の実施形態によれば、ボールねじのために僅かな個々の部材しか使用さ
れず、これらの個々の部材は非切削加工によって安価に製作することができる。
有利な実施形態では、ボールねじは、非切削加工で成形された、組み込まれた第
２の走行軌道部分を有する、非切削加工で製作されたスリーブと、別の第２の走
行軌道部分を有する、非切削加工で製作された挿入リングと、球と、第１の走行
軌道部分を有する、同様に非切削加工で製作されたスピンドルとから形成されて
いる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＡＥ，Ａ Ｇ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボールねじであって、スピンドル（１，１８）と、該スピン
   ドルを取り囲むナット（３，１５）と、該ナット（３，１５）と前記スピンドル
   （１，１８）との間に配置された複数の球（４）とが設けられており、これらの
   球（４）が、前記スピンドル（１，１８）に形成された第１のねじ転動軌道（２
   ）と該第１のねじ転動軌道（２）に対応する第２のねじ転動軌道（７，９，１０
   ，１２）とに転動可能に配置されており、第２のねじ転動軌道（７，９，１０，
   １２）が、前記ナット（３，１５）の内側に配置されたリングに形成されており
   、前記ナット（３，１５）内に存在するリングのそれぞれの第２のねじ転動軌道
   （７，９，１０，１２）が、第１および第２のねじ転動軌道（２，７，９，１０
   ，１２）の共通の螺旋部の出口から該螺旋部の入口に球（４）を戻し案内するた
   めの変向領域（１３，２０）を備えている形式のものにおいて、 前記ナット（３，１５）に配置されたリングに、端面でそれぞれ１つの第２の
   ねじ転動軌道（７，９，１０，１２）が形成されており、隣接する２つのリング
   の第２のねじ転動軌道（７，７、もしくは７，９、もしくは７，１２、もしくは
   １０，１２）が、前記スピンドル（１，１８）の第１のねじ転動軌道（２）と共
   に、球（４）のための無端の循環通路を制限していることを特徴とする、ボール
   ねじ。
2. 【請求項２】 前記ナット（３）に配置されたリングが、変向保持器（８）
   として形成されており、該変向保持器（８）が、両方の端面で、変向領域（１３
   ）を有する第２のねじ転動軌道（９，１０）を備えている、請求項１記載のボー
   ルねじ。
3. 【請求項３】 前記変向保持器（８）が、前記ナット（３）の内側で、第２
   のねじ転動軌道（７）を有する挿入リング（５）にナット軸方向で隣接配置され
   ている、請求項２記載のボールねじ。
4. 【請求項４】 前記変向保持器（８）が、前記ナット（３）の内側で、該ナ
   ット（３）の、第２のねじ転動軌道（１２）を有するスリーブ縁部（１１）にナ
   ット軸方向で隣接配置されている、請求項２記載のボールねじ。
5. 【請求項５】 前記ナット（３）が、リングとして作用する、第２のねじ転
   動軌道（１２）を有するスリーブ縁部（１１）を備えており、前記ナット（３）
   の内側で、第２のねじ転動軌道（７）を有する挿入リング（５）が、リング状の
   前記スリーブ縁部（１１）にナット軸方向で隣接配置されている、請求項１記載
   のボールねじ。
6. 【請求項６】 前記ナット（３，１５）が、非切削加工で製作された壁の薄
   いスリーブである、請求項１記載のボールねじ。
7. 【請求項７】 前記ナット（３，１５）が、縁曲げされた、スリーブを閉鎖
   しかつボールねじの遊び調節もしくはボールねじのプレロードをもたらすスリー
   ブ縁部（６）を備えている、請求項６記載のボールねじ。
8. 【請求項８】 前記ナット（３，１５）内で、縁曲げされた前記スリーブ縁
   部（６）と挿入リング（５，１７）との間にばねエレメント（１４，２１）が配
   置されている、請求項７記載のボールねじ。
9. 【請求項９】 前記ばねエレメント（１４，２１）が、弾性変形可能な材料
   から成るリングとして形成されている、請求項８記載のボールねじ。