JP2004028192A - 循環部品、並びにこの循環部品を用いた運動案内装置及びボールねじ - Google Patents

循環部品、並びにこの循環部品を用いた運動案内装置及びボールねじ Download PDF

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Abstract

【課題】ボール間に隙間が生じた場合でもスペーサを確実に掬い上げることができる循環部品、並びにこの循環部品を用いたボールねじを提供する。
【解決手段】ボールねじのねじ軸９と、ねじ軸９に組み付けられたナット１０との間には、複数のボール１１…及び複数のスペーサ１６…が介在される。循環部品１２には、溝の両側の縁で前記ボールに接触して、ボール転走路内のボール１１…を掬い上げる掬上げ溝２２が形成されると共に、ボール１１…に接触することなくスペーサ１６…に接触して、ボール転走路内のスペーサ１６…を掬い上げるスペーサ掬上げ部２３が設けられる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道部材と移動部材との間のボール転走路に収容された複数のボール及び複数のスペーサを、軌道部材に対する移動部材の相対運動に併せて循環させるための循環部品、並びにこの循環部品を用いた運動案内装置及びボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人はこの種の循環部品として、ボールねじに用いられる図２０に示すような循環部品を提案している（特願平１０−１８０７６７号参照）。ねじ軸のボール転走溝上を転がるボール１…は、循環部品２に形成された掬上げ溝３の両側の縁３ａ，３ｂに接触して、両側の縁３ａ，３ｂに抱え込まれるようにボール転走溝から掬い上げられる。この循環部品を用いると、ボール１…を掬い上げる際に循環部品２に衝撃力が加わることがない。このため例えばねじ軸を高速で回転させ、ボール１…を高速で移動させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ボール１…のみを循環させる循環部品としては、このような循環部品で機能的には十分である。しかし摩擦等を防止するために、ボール１とボール１との間にスペーサが介在される場合がある。このようなスペーサは、例えばボール１の直径よりも小さい直径を有する略円筒状に形成されると共に、進行方向の両端にボール１の球面形状に合わせた凹部が形成される。
【０００４】
ボール１及びスペーサを従来の循環部品で掬い上げようとすると、ボールは球面をしているので、掬上げ溝３の両側の縁３ａ，３ｂで抱え込まれるように掬い上げられる。ボール１…間の隙間が少ないと、ボール１…間に挟まれるスペーサもボール１…に追従して掬上げ溝３により掬い上げられる。
【０００５】
しかしながら、図２１及び図２２に示すように、ボール１…間に隙間ができてスペーサ４に自由に動く余地が生じた場合、スペーサ４はその進行方向の端部が例えば平面に近い形状をしているので、スペーサ４が掬上げ溝３の両側の縁３ａ，３ｂに引っ掛かってしまうおそれがある。
【０００６】
そこで本発明は、ボール間に隙間が生じた場合でもスペーサを確実に掬い上げることができる循環部品、並びにこの循環部品を用いた運動案内装置及びボールねじを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【０００８】
上記課題を解決するために本発明者は、循環部品にボールを掬い上げる掬上げ溝を形成すると共に、循環部品にボールに接触することなくスペーサに接触して、スペーサを掬い上げるスペーサ掬上げ部を設けた。
【０００９】
すなわち本発明は、軌道部材（９，３４，５１，７１）と移動部材（１０，３１，５２，７２）との間のボール転走路に収容された複数のボール（１１…）及び複数のボール（１１…）間に介在される複数のスペーサ（１６…）を、軌道部材に対する移動部材の相対運動に併せて循環させるための循環部品（１２，３５，５３，７５）であって、前記循環部品（１２，３５，５３，７５）には、溝の両側の縁で前記ボールに接触して、前記ボール転走路内の前記ボール（１１…）を掬い上げる掬上げ溝（２２，３６，６０）が形成されると共に、前記ボール（１１…）に接触することなく前記スペーサ（１６…）に接触して、前記ボール転走路内の前記スペーサ（１６…）を掬い上げるスペーサ掬上げ部（２３，３７，６２）が設けられることを特徴とする循環部品により、上述した課題を解決した。
【００１０】
この発明によれば、掬上げ溝の両側の縁がボールを抱え込むように掬い上げる。またボール間の隙間が広がって、なおかつスペーサが軌道から外れようとしても、スペーサに接触するスペーサ掬上げ部がスペーサを掬い上げる。このスペーサ掬上げ部は掬上げ溝によるボールの掬い上げの際ボールに接触することがないので、スペーサ掬上げ部が破損することもない。
【００１１】
前記スペーサ掬上げ部（２３，３７，６２）は、前記掬上げ溝（２２，３６，６０）により掬い上げられる前記ボール（１１…）の軌道から離され、且つ前記スペーサ（１６…）に接触できる逃げ面（２４，３８，６１）を有することが望ましい。
【００１２】
この発明によれば、逃げ面がボールに接触することなくスペーサのみに接触する。
【００１３】
また本発明は、外周に螺旋状のボール転走溝が形成されたねじ軸（９，３４，４１）と、内周に前記ボール転走溝に対応する螺旋状の負荷ボール転走溝を有して、前記ねじ軸に組み付けられたナット（１０，３１）と、前記ねじ軸（９，３４，４１）のボール転走溝と前記ナット（１０，３１）の負荷ボール転走溝との間のボール転走路に収容される複数のボール（１１…）及び複数のボール間に介在される複数のスペーサ（１６…）と、前記複数のボール（１１…）及び複数のスペーサ（１６…）を、前記ねじ軸（９，３４，４１）に対する前記ナット（１０，３１）の相対運動に併せて循環させるための循環部品（１２，３５，４２）と、を備えるボールねじにおいて、前記循環部品（１２，３５，４２）には、溝の両側の縁で前記ボールに接触して、前記ボール転走路内の前記ボールを掬い上げる掬上げ溝（２２，３６）が形成されると共に、前記ボール（１１…）に接触することなく前記スペーサ（１６…）に接触して、前記ボール転走路内の前記スペーサ（１６…）を掬い上げるスペーサ掬上げ部（２３，３７）が設けられることを特徴とするボールねじとしても構成することができる。
【００１４】
前記スペーサ掬上げ部は、前記掬上げ溝により掬い上げられる前記ボールの軌道から離され、且つ前記スペーサに接触できる逃げ面（２４，３８）を有することが望ましい。
【００１５】
さらに前記循環部品（１２，３５，４２）は、前記掬上げ溝（２２，３６）によって掬い上げられた前記ボール（１１…）を直線的に移動させる円形断面の直線通路（２１，３９）を有し、前記スペーサ掬上げ部（２３，３７）は前記掬上げ溝（２２，３６）の底部に設けられ、前記直線通路（２１，３９）の中心線を含む断面において、前記スペーサ掬上げ部（２３，３７）の前記逃げ面（２４，３８）は直線通路（２１，３９）の内周面（２５，４０）に対して所定角度（α°）傾けられていてもよい。
【００１６】
この発明によれば、掬上げ溝により掬い上げられるボールの軌道から逃げ面を、ボールに接触しないように離すことができる。
【００１７】
さらに本発明は、ボール転走溝を有する軌道レール（５１，７１）と、このボール転走溝に対応する負荷ボール転走溝を有して、前記軌道レールに相対運動自在に組みつけられたスライド部材（５２，７２）と、前記軌道レール（５１，７１）のボール転走溝と前記スライド部材（５２，７２）との間のボール転走路内に収容される複数のボール（１１…）及び複数のボール（１１…）間に介在される複数のスペーサ（１６…）と、前記複数のボール（１１…）及び前記複数のスペーサ（１６…）を、軌道レール（５１，７１）に対するスライド部材（５２，７２）の相対運動に併せて循環させるための循環部品（５３，７５）と、を備える運動案内装置において、前記循環部品（５３，７５）には、溝の両側の縁で前記ボール（１１…）に接触して、前記ボール転走路内の前記ボール（１１…）を掬い上げる掬上げ溝（６０）が形成されると共に、前記ボール（１１…）に接触することなく前記スペーサ（１６…）に接触して、前記ボール転走路内の前記スペーサ（１６…）を掬い上げるスペーサ掬上げ部（６２）が設けられることを特徴とする運動案内装置としても構成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施形態における循環部品を組み込んだボールねじを示す。ボールねじ８は、外周面に螺旋状のボール転走溝９ａが形成されたねじ軸９と、内周にボール転走溝９ａと対向する螺旋状の負荷ボール転走溝１０ａを有して、ねじ軸９に組み付けられたナット１０を備える。
【００１９】
ねじ軸９には、その周囲に螺旋状の一定のリードを備えた略断面半円状のボール転走溝９ａが研削加工または転造加工等によって形成される。
【００２０】
ナット１０は略円筒状をなし、その端面にボールねじ８を機械等に取付けるためのフランジ１４を有する。ナット１０の内周面には、ねじ軸９のボール転走溝９ａに対向する略断面半円状の負荷ボール転走溝１０ａが形成される。ナット１０には、循環部品１２の脚部１２ｂ，１２ｂが挿入される挿入穴が数箇所開けられる。
【００２１】
ねじ軸９のボール転走溝９ａとナット１０の負荷ボール転走溝１０ａとの間のボール転走路には、複数のボール１１…が収容される。また複数のボール１１…間には、ボール１１同士の接触を防止するためのスペーサ１６…が介在される。
【００２２】
この実施形態では、ナット１０にはリターンパイプと呼ばれる例えば２つの循環部品１２，１２が取り付けられる。循環部品１２は、ボール転走路の一端と他端を連結する無負荷戻し通路を構成し、複数のボール１１…及び複数のスペーサ１６…をねじ軸９に対するナット１０の相対運動に併せて循環させる。
【００２３】
循環部品１２は略門形に形成され、中央部１２ａと中央部１２ａの両側に設けられた一対の脚部１２ｂ，１２ｂとを有する。一対の脚部１２ｂ，１２ｂはボール転走路内に数ピッチの間隔を開けて挿入される。この循環部品１２は、ボルト１３等の結合手段によってナット１０に固定される。
【００２４】
図２は循環部品１２を示す。図中（Ａ）は循環部品１２の平面図を示し、図中（Ｂ）はねじ軸の軸線方向からみた循環部品１２の側面図を示し、図中（Ｃ）はねじ軸の軸線と直交する方向からみた循環部品１２の側面図を示し、図中（Ｄ）は循環部品１２の正面図を示す。循環部品１２の一対の脚部１２ｂ，１２ｂの内周の中心線１９，１９は、図中（Ｂ）で示すように、ボールの軌道中心線１８の接線方向に配置され、また螺旋状の軌道中心線１８のリード角に合わせて互いに異なる方向に傾けられている。
【００２５】
一対の脚部１２ｂ，１２ｂの中心線をこのように配置することで、軌道中心線１８の接線方向に且つリード角方向にボール１１を掬い上げることができ、つまりボール１１が自ら進もうとする方向に掬い上げることができる。このためボール１１を掬い上げる際に脚部１２ｂ，１２ｂに無理な力が働くことがない。
【００２６】
循環部品１２は略軸線方向に沿って２分割されている。一対の分割体２０，２０は熱カシメ、溶着、接着シート、接着、クリップ等の結合手段によって結合される。
【００２７】
図３は循環部品１２の脚部１２ｂ，１２ｂの詳細図を示す。脚部１２ｂ，１２ｂはボール１１を実質的に直線的に移動させる円形断面の直線通路２１を有する。上述したように、直線通路２１の内周の中心線１９はボール１１の軌道中心線１８の接線方向に配置される（図２参照）。また脚部１２ｂ，１２ｂの先端はボール１１の軌道中心線１８と直線通路２１の内周の中心線１９が接する位置まで延びている。そしてこの脚部１２ｂ，１２ｂの先端付近には、ボール転走路内のボール１１を掬い上げる掬上げ溝２２が形成されている。図３（Ａ）に示すように、ねじ軸９の軸線方向からみた掬上げ溝２２の曲率半径Ｒ１は、ボール１１の軌道中心線１８の曲率半径Ｒ２よりも若干小さく且つねじ軸９の外径Ｒ３よりも若干大きく設定される。また掬上げ溝２２の横幅は循環部品１２の奥方向に向かって徐々に横幅が狭くなっている。
【００２８】
掬上げ溝２２の底部には、スペーサ掬上げ部２３が設けられる。スペーサ掬上げ部２３には、掬上げ溝２２により掬い上げられるボール１１の軌道から離され、且つスペーサ１６に接触できる逃げ面２４が形成される。図３（Ｂ）に示すように、直線通路２１の中心線１９を含む断面において、スペーサ掬上げ部２３の逃げ面２４は直線通路２１の内周面２５に対して所定角度α°傾けられている。これにより、直線通路２１の内周面２５と逃げ面２４との間には境２６が形成される。この逃げ面２４はボール１１に接触することなくスペーサ１６に接触して、ボール転走路内のスペーサ１６を掬い上げる。
【００２９】
本実施形態では掬上げ溝２２は、循環部品１２の内方に向かって徐々に幅が狭くなるように形成され、掬上げ溝２２の両側がボール１１に接触することでボール１１を掬い上げる。またこの実施形態では、掬上げ溝２２の底にスペーサ掬上げ部２３が形成され、このスペーサ掬上げ部２３がボール１１…間に介在されるスペーサ１６…を循環部品１２内に導く。掬上げ溝２２及びスペーサ掬上げ部２３は複雑な形状をしていて機械加工が難しいが、循環部品を樹脂又は金属の型成型による成型品とすることで、複雑な形状の掬上げ溝２２及びスペーサ掬上げ部２３を製造することが可能になった。金属の成型品は金属粉に熱処理を加えることで成型される。樹脂の成型品は射出成型等により成型される。ただし金型を左右に分割しただけでは、掬上げ溝２２及びスペーサ掬上げ部２３を製造するのが難しい。このため本実施形態では、掬上げ溝２２及びスペーサ掬上げ部２３が脚部１２ｂ，１２ｂの軸線方向にスライド可能なスライド金型（図示せず）を用いて成型している。
【００３０】
具体的な製造方法としては、まず成型時にこのスライド金型を左右一対の金型内に挿入する。次にスライド金型を挿入した状態で脚部１２ｂ，１２ｂに掬上げ溝２２及びスペーサ掬上げ部２３を成型する。金型の分離時にはスライド金型を反対方向にスライドさせる。スライド金型を用いることで複雑な掬上げ溝２２及びスペーサ掬上げ部２３の形状のみならず、脚部１２ｂ，１２ｂの内周の形状をも造りだすことができる。
【００３１】
図４は掬上げ溝２２によるボール１１の掬い上げ状況を示す。この図では、掬上げ溝２２による掬い上げ状況をわかりやすくするためにスペーサ掬上げ部２３及びスペーサ１６を省略している。ねじ軸９のボール転走溝９ａ上を周方向に転がるボール１１が循環部品１２内に転がり込むと、掬上げ溝２２の両側の縁２２ａ，２２ｂがボール１１に接触する。掬上げ溝２２はボールの進行方向に向かって（図中下から上に向かって）徐々に幅が狭くなるので、ボール１１を抱え込むようにボール転走溝から循環部品１２内にボール１１を掬い上げる。循環部品１２の内径は、ボール１１に潤滑油が付着しても、あるいは循環部品１２が若干位置ズレを起こしてもボール１１を通過させられるように、ボール１１の外径よりも少し大きく設定される。このため厳密にいうと、ボール１１は軌道中心線１８の接線方向でなく、一旦ねじ軸側に若干移動した後角度β°をつけて掬い上げられる。図中Ｌがボール１１の中心の軌跡を示す。このように掬上げ溝２２の両側の縁でボール１１を掬い上げることで、ボール１１が掬上げ溝２２に接触するときの負荷を低減することができる。
【００３２】
ところで従来のリターンパイプ方式のボールねじでは、リターンパイプに舌部を設け、この舌部でボールを掬い上げるのが一般的である。しかしリターンパイプに舌部を設けたボールねじでは、ねじ軸を高速で回転させると、ボールの移動する速度が速くなるので、ボールが舌部に当たって舌部が破損するおそれがある。このためボールねじの使用限度として、ねじ軸の回転数の上限が定められている。
【００３３】
ねじ軸を高速で回転させることができるボールねじとして考えられたのが、掬上げ溝２２を形成した本実施形態のボールねじである。掬上げ溝２２の両側の縁でボール１１を掬い上げることで、舌部が必要なくなる。
【００３４】
スペーサ１６のみを掬うスペーサ掬上げ部２３の形状は、従来のリターンパイプのボールを掬う舌部の形状と似ているが、逃げ面２４の有無が形状の本質的な相違点となる。リターンパイプの舌部は例えば金属のチューブを砥石やカッター等で削った形状になっているので、リターンパイプの内部には直線通路に対して所定角度α°傾けられた逃げ面２４が形成されることがない。逃げ面２４は所定角度α°傾けられているので、その分掬上げ溝２２の底部からの突出量も舌部に比べて小さくなる。
【００３５】
図５はスペーサ掬上げ部２３を設けた循環部品１２とスペーサ掬上げ部を設けない循環部品２７とで、循環部品１２，２７の掬上げ溝２２とねじ軸９との間に生じる隙間を比較した図である。この隙間をみるのに、掬上げ溝２２とは反対側の循環部品１２，２７の壁が邪魔になるので、この図では反対側の壁が削除されている。ボール１１はこの図の向こう側に位置する掬上げ溝２２によって掬い上げられる。スペーサ掬上げ部２３を設けない循環部品２７の場合、ねじ軸９との間の比較的大きな隙間Ｓが空く。この隙間Ｓにボール１１から脱落したスペーサ１６が引っ掛かるおそれがあるが、スペーサ掬い部２３を設けると、スペーサ掬上げ部２３がねじ軸との間の隙間を塞ぐことがわかる。
【００３６】
図６は掬上げ溝２２によるボール１１の掬い上げ状況を示し、図７はスペーサ掬上げ部２３によるスペーサ１６の掬い上げ状況を示す。図６に示すように、掬上げ溝２２の両側の縁がボール１１を抱え込むように掬い上げる。また図７に示すように、ボール１１…間の隙間が広がって、なおかつスペーサ１６が軌道から外れようとしても、スペーサ１６に接触するスペーサ掬上げ部２３の逃げ面２４がスペーサを確実に掬い上げる。スペーサ１６は常にスペーサ掬上げ部２３に接触するというわけではなく、ボール１１…間の隙間が広がって、なおかつスペーサ１６が軌道から外れようとした場合のみスペーサ掬上げ部２３に接触する。それ以外は、スペーサ１６はボール１１と一緒に移動する。またスペーサ掬上げ部２３は、ボール１１が掬い上げされる際ボール１１に接触することがないので破損することもない。
【００３７】
図８は本発明の第２の実施形態における循環部品を組み込んだエンドキャップ方式のボールねじを示す。このボールねじでは、ボール転走溝３４ａが形成されたねじ軸３４と、ボール転走溝が形成されたナット本体３２と、該ナット本体３２の両端に装着される側蓋３３，３３（エンドキャップ）とでナット３１を構成する。ナット本体３２にはボール転走溝及びボール１１…の戻し通路が形成され、両側蓋３３，３３には該ボール転走溝及び該戻し通路を互いに連通する連通路が形成される。循環部品は側蓋３３，３３に組み込まれ、ボール転走路内の複数のボール１１…及び複数のボール間に介在されたスペーサ１６…を掬い上げる。
【００３８】
図９は側蓋３３及び循環部品３５を示す。図中（Ａ）はねじ軸の軸線方向からみた状態を示し、図中（Ｂ）はねじ軸の側方からみた状態を示す。循環部品３５は側蓋３３内に組み込まれ、ボルト等の固定手段によってナット本体３２に固定されている。循環部品３５の外観形状は側蓋３３への取り付け方によって種々の形状が採用される。
【００３９】
図１０は循環部品３５の詳細図を示す。循環部品３５には上記第１の実施形態の循環部品と同様に、溝の両側の縁でボール１１に接触して、ボール転走路内のボール１１を掬い上げる掬上げ溝３６が形成される。掬上げ溝３６の底部には、ボール１１に接触することなくスペーサ１６に接触して、ボール転走路内の前記スペーサ１６を掬い上げるスペーサ掬上げ部３７が設けられる。スペーサ掬上げ部３７には、掬上げ溝３６により掬い上げられるボール１１の軌道から離され、且つスペーサ１６に接触できる逃げ面３８が形成される。
【００４０】
循環部品には、掬上げ溝３６によって掬い上げられたボール１１を実質的に直線的に移動させる円形断面の直線通路３９が形成されていて、直線通路３９の中心線を含む断面において、スペーサ掬上げ部３７の逃げ面３８が直線通路３９の内周面４０に対して所定角度α°傾けられている。この実施形態でも、ボール１１間の隙間が広がって、なおかつスペーサ１６が軌道から外れようとしても、スペーサ１６に接触する逃げ面３８がスペーサを掬い上げる。
【００４１】
図１１は本発明の循環部品をデフレクタ式のボールねじに適用した例を示す。ねじ軸４１のボール転走溝４１ａ上を転走してきたボール１１…及びスペーサ１６…はデフレクタ式の循環部品４２によってボール転走溝４１ａから離脱させられ、ねじ軸４１の外径部を飛び越えて１リード前のボール転走溝４１ａに戻される。循環部品４２には略Ｓ字状のボール戻し溝が形成される。ボール戻し溝に進入してきたボール１１及びスペーサ１６がねじ軸４１の外周を乗り越えられるように、かかるボール戻し溝は循環部品４２の中心位置において一番窪んだ形状となっている。
【００４２】
循環部品４２はボール転走溝４１ａを転がるボールをねじ軸４１の外周を乗り越えさせるように横から押さえつける。この循環部品４２にボール１１に接触することなくスペーサ１６のみに接触して、スペーサ１６を掬い上げるスペーサ掬上げ部が設けられる。デフレクタ式の循環部品４２では、掬上げ部の逃げ面は３次元的なボール１１の軌道から離された３次元的な形状になる。
【００４３】
図１２は本発明の第３の実施形態における循環部品が組み込まれた運動案内装置としての直線運動案内装置を示す。直線運動案内装置は、ベッドまたはサドル等の固定部上でテーブル等の可動体を案内するもので、固定部上に配設されると共に長手方向に沿ってボール転走溝５１ａが形成された軌道レール５１と、軌道レール５１のボール転走溝５１ａに対応する負荷ボール転走溝を含むボール循環路が形成されて該軌道レール５１に相対運動自在に組みつけられたスライド部材５２と、軌道レール５１のボール転走溝５１ａとスライド部材５２の負荷ボール転走溝との間のボール転走路内に収容される複数のボール及び複数のボール間に介在される複数のスペーサと、軌道レール５１に対するスライド部材５２の相対運動に併せてボール及びスペーサを循環させるための循環部品５３，５３とを備える。
【００４４】
軌道レール５１は、細長く延ばされ、例えば断面略四角形状をなす。軌道レール５１には、ボールが転がる際の軌道になるボール転走溝５１ａが長手方向に形成される。ボール転走溝５１ａの条数は運動案内装置の用途等に応じて種々変更され得る。軌道レール５１には、固定部に取り付けるためのねじ穴が形成される。なお、図示の軌道レール５１は直線状であるが、曲線状のレールが使用されることもある。
【００４５】
スライド部材５２は、ブロック本体５４とその両端に配置されるエンドプレートと呼ばれる循環部品５３，５３とで構成される。循環部品５３，５３にはボールの方向を転換するＵ字状の方向転換路が形成される。
【００４６】
ブロック本体５４は、軌道レール５１の上面と対向する水平部５４ａと、軌道レール５１の左右側面と対向する一対の支持脚部５４ｂとを備えた断面コ字形状に形成される。ブロック本体５４の内側面にボール転走溝５１ａに対応する負荷ボール転走溝が形成されている。またブロック本体５４には、ボール転走溝５１ａと平行にトンネル状のボール戻し通路が形成されている。このボール戻し通路とボール転走路との間を循環部品５３の方向転換路が繋いでいる。ブロック本体５４には、その上面に案内対象を固定するためのねじ穴が形成されている。
【００４７】
図１３及び図１４は循環部品５３の一部を示す。図１３は循環部品５３の一部の斜視図、図１４は循環部品５３の方向転換路５５に沿った断面図を示す。循環部品５３には、ボール戻し通路５６とボール転走路５７との間を繋ぐ方向転換路５５が形成されている。より詳しくは、循環部品には、方向転換路５５の外周を構成する外周案内部５８が形成されていて、ブロック本体５４には、方向転換路５５の内周を構成するアーチ状の内周案内部５９が形成されている。
【００４８】
図１３に示すように、循環部品５３の方向転換路５５の下部には、溝の両側の縁でボールに接触して、ボール転走路５７内のボールを掬い上げる掬上げ溝６０が形成される。掬上げ溝６０は方向転換路５５の中心線６３よりも軌道レール５１側の軌道レール５１に平行な一平面上に形成されている。掬上げ溝６０の横幅はボールの進行方向に向かって徐々に狭くなっている。この掬上げ溝６０の両側の縁がボールを抱え込むように掬い上げる点は、上記ボールねじの循環部品の掬上げ溝と同様である。
【００４９】
図１３及び図１４に示すように、掬上げ溝６０の底部には、ボールに接触することなくスペーサに接触して、ボール転走路５７内のスペーサを掬い上げるスペーサ掬上げ部６２が設けられる。このスペーサ掬上げ部６２は、掬上げ溝６０により掬い上げられるボールの軌道６４から離され、且つスペーサに接触できる逃げ面６１を有する。
【００５０】
図１５は掬上げ溝６０により掬い上げられるボール１１の軌道を示す。ボールねじと違って循環部品５３に形成される方向転換路５５は円弧状に曲げられている。またボール１１と方向転換路５５との間には若干の隙間があるので、ボール１１の中心の軌跡６６は円弧状の方向転換路５５の中心線６３よりも若干外側を通る。スペーサ掬上げ部６２の逃げ面６１はこのボール１１の軌道を考慮した上でボール１１が当たらないように離されている。この逃げ面６１は直線状に形成されることもあるし、図１５に示すように曲面状に形成されることもある。
【００５１】
図１６は掬上げ溝６０によるボール１１の掬い上げ状況、及びスペーサ掬上げ部６２によるスペーサ１６の掬い上げ状況を示す。掬上げ溝６０はその両側の縁でボール１１を抱え込むように掬い上げる。ボール１１…間の隙間が広がって、なおかつスペーサ１６が軌道から外れようとしても、スペーサ１６に接触できるスペーサ掬上げ部６２がスペーサを掬い上げる。
【００５２】
図１７及び図１８は比較のためにスペーサ掬上げ部を設けない例を示す。ボール１１は球面をしているので、掬上げ溝６０の両側の縁によって抱え込まれるように掬い上げられる。一方スペーサ１６の端は略平面形状をしているので、ボール１１…間の隙間が広がって、なおかつスペーサ１６が軌道から外れようとすると、スペーサ１６が掬上げ溝６０に引っ掛かるおそれが生じる。
【００５３】
図１９は、本発明の循環部品を適用したボールスプラインを示す。ボールスプラインは軌道レールとしてのスプライン軸７１と、そのスプライン軸７１に多数のボール１１…を介して移動自在に取り付けられたスライド部材としての外筒７２とを有している。
【００５４】
スプライン軸７１は、真円の円柱形状をなし、その表面には、ボール１１の軌道となり、スプライン軸７１の軸線方向に延びるボール転走溝７１ａが形成される。
【００５５】
スプライン軸７１に取り付けられる外筒７２には、ボール転走溝７１ａに対応する負荷ボール転走溝が形成される。サーキット状のボール循環路内には、スプライン軸７１に対する外筒７２の相対的な直線運動に併せて循環する複数のボール１１…及びスペーサ１６…が収納される。外筒７２に形成した負荷ボール転走溝とスプライン軸７１に形成したボール転走溝７１ａとの間でボール転走路７３が形成される。ボール転走路７３の隣には荷重から開放されたボール１１…が移動する無負荷戻し通路７４が形成されている。外筒７２には、複数のボール１１…をスプライン軸７１の軸線方向に整列・保持する保持器と呼ばれる循環部品７５が組み込まれる。
【００５６】
循環部品７５は、外筒７２に一体に組み込まれ、スプライン軸７１が貫通可能なように略円筒状に形成されている。この循環部品７５の外表面には、サーキット状のボール循環路が形成されている。この循環部品７５は、ボール転走路７３では外筒７２とスプライン軸７１との間を転がるボール１１…を両側から保持し、無負荷戻し通路７４では、外筒７２との間でボール１１…を保持し、外筒７２をスプライン軸７１から抜いた際にボール１１…が脱落するのを防止している。
【００５７】
この循環部品７５に、ボール転走路７３を転がるボール１１…を掬い上げる掬上げ溝を形成し、またスペーサ１６…を掬い上げるスペーサ掬上げ部を形成してもよい。
【００５８】
なお本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々変更可能である。例えばボール間に介在される複数のスペーサは互いに独立ではなくて、帯状のバンドによって一連に連結されてもよい。また、運動案内装置の軌道レールは直線状に形成されずに曲線状に形成されてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、循環部品にボールを掬い上げる掬上げ溝を形成すると共に、ボールに接触することなくスペーサに接触して、スペーサを掬い上げるスペーサ掬上げ部を設けたので、掬上げ溝の両側の縁がボールを抱え込むように掬い上げる。またボール間の隙間が広がって、なおかつスペーサが軌道から外れようとしても、スペーサに接触するスペーサ掬上げ部がスペーサを掬い上げる。このスペーサ掬上げ部は掬上げ溝によるボールの掬い上げの際ボールに接触することがないので、スペーサ掬上げ部が破損することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における循環部品を組み込んだボールねじを示す斜視図（一部断面を含む）。
【図２】循環部品を示す図（図中（Ａ）は循環部品１２の平面図を示し、図中（Ｂ）はねじ軸の軸線方向からみた循環部品１２の側面図を示し、図中（Ｃ）はねじ軸の軸線と直交する方向からみた循環部品１２の側面図を示し、図中（Ｄ）は循環部品１２の正面図を示す）。
【図３】循環部品の脚部の詳細図（図中（Ａ）は掬上げ溝等の曲率半径を示し、図中（Ｂ）は逃げ面の傾き角度を示す）。
【図４】掬上げ溝によるボールの掬い上げ状況を示す図。
【図５】スペーサ掬上げ部を設けた循環部品とスペーサ掬上げ部を設けない循環部品とで、循環部品の掬上げ溝とねじ軸との間に生じる隙間を比較した図。
【図６】
掬上げ溝によるボールの掬い上げ状況を示す図。
【図７】スペーサ掬上げ部によるスペーサの掬い上げ状況を示す図。
【図８】本発明の第２の実施形態における循環部品を組み込んだエンドキャップ方式のボールねじを示す斜視図（一部断面を含む）。
【図９】側蓋及び循環部品を示す図（図中（Ａ）はねじ軸の軸線方向からみた状態を示し、図中（Ｂ）はねじ軸の側方からみた状態を示す）。
【図１０】循環部品の詳細図。
【図１１】本発明の循環部品をデフレクタ式のボールねじに適用した例を示す斜視図（一部断面を含む）。
【図１２】本発明の第３の実施形態における循環部品が組み込まれた直線運動案内装置を示す斜視図。
【図１３】循環部品を示す斜視図。
【図１４】循環部品を示す断面図。
【図１５】掬上げ溝により掬い上げられるボールの軌道を示す図。
【図１６】掬上げ溝によるボールの掬い上げ状況、及びスペーサ掬上げ部によるスペーサの掬い上げ状況を示す断面図。
【図１７】スペーサ掬上げ部を設けない比較例を示す断面図。
【図１８】スペーサ掬上げ部を設けない比較例を示す斜視図。
【図１９】本発明の循環部品を適用したボールスプラインを示す斜視図。
【図２０】従来のボールねじに用いられる循環部品を示す斜視図。
【図２１】掬上げ溝にボールが引っ掛かった状態を示す図（ねじ軸の軸線方向からみた図）。
【図２２】ボール間に隙間が生じた場合の状態を示す図（掬上げ溝の正面からみた図）。
【符号の説明】
９，３４，４１…ねじ軸
９ａ，３４ａ，４１ａ…ボール転走溝
１０，３１…ナット
１０ａ…負荷ボール転走溝
１１…ボール
１２，３５，４２，５３，７５…循環部品
１６…スペーサ
２１，３９…直線通路
２２，３６，６０…掬上げ溝
２２ａ，２２ｂ…縁
２３，３７，６２…スペーサ掬上げ部
２４，３８，６１…逃げ面
２５，４０…内周面
５１…軌道レール
５１ａ…ボール転走溝
５２…スライド部材
７１…スプライン軸
７１ａ…ボール転走溝
７２…外筒

Claims (7)

  1. 軌道部材と移動部材との間のボール転走路に収容された複数のボール及び複数のボール間に介在される複数のスペーサを、軌道部材に対する移動部材の相対運動に併せて循環させるための循環部品であって、
    前記循環部品には、溝の両側の縁で前記ボールに接触して、前記ボール転走路内の前記ボールを掬い上げる掬上げ溝が形成されると共に、
    前記ボールに接触することなく前記スペーサに接触して、前記ボール転走路内の前記スペーサを掬い上げるスペーサ掬上げ部が設けられることを特徴とする循環部品。
  2. 前記スペーサ掬上げ部は、前記掬上げ溝により掬い上げられる前記ボールの軌道から離され、且つ前記スペーサに接触できる逃げ面を有することを特徴とする請求項１に記載の循環部品。
  3. 外周に螺旋状のボール転走溝が形成されたねじ軸と、
    内周に前記ボール転走溝に対応する螺旋状の負荷ボール転走溝を有して、前記ねじ軸に組み付けられたナットと、
    前記ねじ軸のボール転走溝と前記ナットの負荷ボール転走溝との間のボール転走路に収容される複数のボール及び複数のボール間に介在される複数のスペーサと、
    前記複数のボール及び複数のスペーサを、前記ねじ軸に対する前記ナットの相対運動に併せて循環させるための循環部品と、を備えるボールねじにおいて、
    前記循環部品には、溝の両側の縁で前記ボールに接触して、前記ボール転走路内の前記ボールを掬い上げる掬上げ溝が形成されると共に、
    前記ボールに接触することなく前記スペーサに接触して、前記ボール転走路内の前記スペーサを掬い上げるスペーサ掬上げ部が設けられることを特徴とするボールねじ。
  4. 前記スペーサ掬上げ部は、前記掬上げ溝により掬い上げられる前記ボールの軌道から離され、且つ前記スペーサに接触できる逃げ面を有することを特徴とする請求項３に記載のボールねじ。
  5. 前記循環部品は、前記掬上げ溝によって掬い上げられた前記ボールを実質的に直線的に移動させる円形断面の直線通路を有し、
    前記スペーサ掬上げ部は前記掬上げ溝の底部に設けられ、
    前記直線通路の中心線を含む断面において、前記スペーサ掬上げ部の前記逃げ面が直線通路の内周面に対して所定角度傾けられていることを特徴とする請求項４に記載のボールねじ。
  6. ボール転走溝を有する軌道レールと、
    このボール転走溝に対応する負荷ボール転走溝を有して、前記軌道レールに相対運動自在に組みつけられたスライド部材と、
    前記軌道レールのボール転走溝とスライド部材との間のボール転走路内に収容される複数のボール及び複数のボール間に介在される複数のスペーサと、
    前記複数のボール及び前記複数のスペーサを、軌道レールに対するスライド部材の相対運動に併せて循環させるための循環部品と、を備える運動案内装置において、
    前記循環部品には、溝の両側の縁で前記ボールに接触して、前記ボール転走路内の前記ボールを掬い上げる掬上げ溝が形成されると共に、
    前記ボールに接触することなく前記スペーサに接触して、前記ボール転走路内の前記スペーサを掬い上げるスペーサ掬上げ部が設けられることを特徴とする運動案内装置。
  7. 前記スペーサ掬上げ部は、前記掬上げ溝により掬い上げられる前記ボールの軌道から離され、且つ前記スペーサに接触できる逃げ面を有することを特徴とする請求項６に記載の運動案内装置。
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