JP2004156767A - ボールねじ - Google Patents
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Abstract
【課題】ボールをすくい上げる際にボールの損傷や騒音等が発生することを防止でき、かつ１回路当りのボール数（巻き数）を多くすることなく負荷容量を高めることのできるボールねじを提供する。
【解決手段】ナット１４の外周面にサイドキャップ取付け面１６を設け、このサイドキャップ取付け面１６にボールねじ溝１１，１３のリード角と一致する方向にボール１５をすくい上げて初期位置に戻すサイドキャップ１７を取付ける。
【選択図】 図２
【解決手段】ナット１４の外周面にサイドキャップ取付け面１６を設け、このサイドキャップ取付け面１６にボールねじ溝１１，１３のリード角と一致する方向にボール１５をすくい上げて初期位置に戻すサイドキャップ１７を取付ける。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ等の回転運動を直線運動に変換する機械部品として工作機械などで用いられるボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械などで使用されるボールねじには、ボールを循環させる部品として、エンドキャップを使用したものとボール循環チューブを使用したものとがある。このうち、エンドキャップを使用したボールねじは、振動や騒音等の発生を抑制しながらボールを循環させることが可能であるが、ボールの循環回路数がねじ溝の条数分に限定されるため、負荷容量を上げるために１回路当りのボール数を多くする（巻き数を多くする）と作動性が低下するなどの問題がある。
【０００３】
一方、ボール循環チューブを使用したボールねじは、１条のボールねじ溝に複数のボール循環回路を形成することができるという利点を有しているが、ねじ軸とナットの両ボールねじ溝間を転動するボールをボール循環チューブのタング部に衝突させてボール循環チューブ内にすくい上げる構造であるため、騒音や振動等が発生すると共にタング部に疲労亀裂等が発生することがある。
【０００４】
そこで、かかる問題点を解決するために、ナットのボールすくい上げ孔及びボール戻し孔をボールねじ溝のリード角に合わせた傾斜状態で接線方向に穿設したもの（特許文献１参照）や、ボール循環チューブの外径よりも大きな二つの穴をナットに穿設し、これらの穴からナット内にボール循環チューブを垂直に挿入した構造のもの（特許文献２参照）、あるいはボール循環チューブの両端に一対の管ピースを設け、これらの管ピース内にボールをボールねじ溝のリード角に沿ってその接線方向に誘導する誘導領域を持つ案内孔を設けたもの（特許文献３参照）などが考案されている。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭５９−３９３５２号公報
【特許文献２】
特開２０００−１８３５９号公報
【特許文献３】
特開平１１−５１０４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１乃至３に開示されたボールねじでは、次のような問題点を有していた。すなわち、特許文献１に開示されたボールねじでは、ナットのボールすくい上げ孔及びボール戻し孔をボールねじ溝のリード角方向に傾けて加工しなければならないため、ボールすくい上げ孔及びボール戻し孔の加工に手間を要し、コストの上昇を招くなどの問題点を有していた。さらに、特許文献１に開示されたボールねじでは、ボール循環チューブをナットのボールすくい上げ孔からボール戻し孔に至る長手方向の中間で分断した２つのチューブ片を繋ぎ合せてボール循環チューブが構成されているため、２つのチューブ片の繋ぎ目部分に段差が生じ、この段差にボールが衝突することによって振動や騒音などが発生するという問題点を有していた。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたボールねじでは、ナットとボール循環チューブとの間に大きな隙間が生じることがあり、この隙間から潤滑剤が漏れ出したり、塵埃等の異物がナット内に侵入したりする虞があり、特許文献３に開示されたボールねじでは、ボールをすくい上げる部品（管ピース）と循環チューブとが別部品となるため、その接合部分に段差が生じ、この段差にボールが当ることによって騒音や振動が発生する虞があった。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ボールをすくい上げる際にボールの損傷や騒音等が発生することを防止でき、かつ１回路当りのボール数を多くする（巻き数を多くする）ことなく負荷容量を高めることのできるボールねじを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の外周面と対向する内周面にボールねじ溝を有するナットと、このナットと前記ねじ軸の両ボールねじ溝間に配設された多数のボールとを備えてなるボールねじにおいて、前記ナットの外周面にサイドキャップ取付け面を設け、このサイドキャップ取付け面に前記ボールを一方の側からすくい上げて他方の側へ戻すボールすくい上げ部及びボール戻し路を有するサイドキャップを取付けたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によると、ねじ軸とナットの両ボールねじ溝間を転動したボールはサイドキャップによりボールねじ溝のリード角と一致する方向にすくい上げられて初期位置に戻される。従って、チューブ循環式ボールねじのように、ボールねじ溝のリードが大きくなってもボールの進行方向がボールの循環部分で急激に変化するようなことがないので、ボールをすくい上げる際にボールの損傷や騒音等が発生することを防止でき、しかもエンドキャップ式ボールねじのように、ボールの循環回路数がねじ溝の条数分に限定されることがないので、１回路当りのボール数を多くすることなく負荷容量を高めることができる。
【００１１】
この場合、サイドキャップの内部に形成されたボール戻し路は、請求項２記載の発明のように、ボールの進行方向に沿って複数に分割されていることが好ましく、このような構成とすることにより、ボールねじ溝のリード角と一致する方向にボールをすくい上げて初期位置に戻すボール戻し路をサイドキャップ内に容易に形成することができる。
【００１２】
また、サイドキャップは、請求項３記載の発明のように、同一形状のサイドキャップ構成部材を点対称に組み合わせて構成されることが好ましく、このような構成とすることにより、サイドキャップを同一の型を用いて成形できるので、サイドキャップを安価に製造することができる。さらに、請求項４記載の発明のように、サイドキャップを樹脂で形成すると、射出成形による大量生産を安価に行うことができる。さらにまた、請求項５記載の発明のように、サイドキャップを焼結材で形成すると、ボールねじをナット回転方式とした場合にナットの回転バランスを安定に保つことができるとともに、樹脂が向かない高温条件下等での使用も可能になる。
【００１３】
また、請求項６記載の発明のように、ナットに形成されたボール循環孔と該挿入孔に挿入されるボールすくい上げ部との間に緩衝体を設けてもよく、このような構成を採用すると、サイドキャップに加えられたボールの衝突力が加振力としてナットにそのまま伝わることがないので、サイドキャップに加えられたボールの衝突力による騒音や振動の発生を防止することができる。
【００１４】
また、請求項７記載の発明のように、サイドキャップ取付け面とサイドキャップとの間に弾性体を設けてもよく、このような構成を採用することにより、サイドキャップ内のボール戻し路でボールの詰まり現象が生じた場合にボール同士の押し合う力に応じてボール戻し路の長さが延びるので、ボールねじの作動性を向上でき、ボール同士の競り合いによるボールの損傷等を防止することができる。
【００１５】
また、請求項８記載の発明のように、サイドキャップをナットの外周に設けられた弾性押さえ部材によりサイドキャップ取付け面に押圧する構成であってもよく、このような構成を採用することにより、サイドキャップをナットにネジ止めするための取付け孔をナットに設ける必要がないので、取付け孔の加工に要するコストを削減することができ、かつサイドキャップに作用するボールの押圧力を逃がすことができるため、ボール同士の競り合い力を低減してボールねじの作動性を向上させることができると共にボールの損傷を防止することができる。
【００１６】
また、請求項９記載の発明のように、弾性押さえ部材がナットまたはサイドキャップの外周面に形成された溝部に収容される構成であってもよく、このような構成とすることにより、弾性押さえ部材が軸方向にずれてサイドキャップから外れてしまう心配がない。さらに、請求項１０記載の発明のように、ボール戻し路を直線部と、この直線部の両端に連続して形成された曲線部とから構成し、かつ前記直線部をサイドキャップ内の中央部にねじ軸と平行に設けてもよく、このような構成を採用することにより、ボールのすくい上げ位置をサイドキャップ側に設定でき、ナットの内周面に形成されるボールねじ溝の有効巻数がより整数巻数に近い巻数となるので、ボールねじの負荷容量を大きくすることができる。
【００１７】
また、請求項１１記載の発明のように、ボールすくい上げ部がボールねじ溝間を転動するボールをボールねじ溝のリード角方向にすくい上げてボール戻し路に案内する構成であってもよく、このような構成とすることにより、すくい上げ部へのボールの衝突を和らげることができるので、騒音や振動の発生を防止することができる。また、請求項１２記載の発明のように、ボールすくい上げ部は、前記ボールねじ溝間を転動するボールの中心軌跡円の接線方向にすくい上げて前記ボール戻し路に案内する構成であってもよく、このような構成とすることにより、すくい上げ部へのボールの衝突を和らげることができるので、騒音や振動の発生を防止することができる。さらに、請求項１３記載の発明のように、ボールすくい上げ部を９０度より小さい位相角に位置させた構成であってもよく、このような構成とすることにより、有効巻数が多く、整数巻に近くなるので、負荷容量を大きくでき、アキシアル方向剛性のアンバランスを小さくすることができる。
【００１８】
また、請求項１４記載の発明のように、サイドキャップを形成する一対のサイドキャップ構成部材に溝部をそれぞれ設け、これらの溝部を合わせてボール戻し路を形成するとともに、サイドキャップ構成部材の合わせ面の境目に段差が生じないよう面取りを施したり、前記境目を傾斜あるいは湾曲させたりしてもよく、このような構成を採用することにより、一対のサイドキャップ構成部材を合わせてボール戻し路を形成したときに合わせ面の境目に生じる段差にボールが衝突することを防止することができる。さらに、請求項１５記載の発明のように、サイドキャップ構成部材の合わせ面を曲面とし、前記ボール戻し路内に段差のない構成としてもよい。
【００１９】
また、請求項１６の発明は、請求項１項記載のボールねじにおいて、前記サイドキャップは、前記サイドキャップ取付け面に形成されたボール循環孔に嵌合する一対の柱状ボールすくい上げ部と、これらのボールすくい上げ部内に形成されたボール戻し案内路に連通するボール戻し路を内部に有するプレート状のサイドキャップ本体とからなり、前記ボールすくい上げ部は、その横断面形状が円形に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１７の発明は、請求項１６記載のボールねじにおいて、前記ボール戻し案内路は、前記ボールの直径に対して１．０１〜１．３倍程度の内径を有し、かつ前記ボールねじ溝間を転動するボールの中心軌跡円の接線方向に中心線を傾けて前記ボールすくい上げ部内に形成されていることを特徴とする。
請求項１８の発明は、請求項１７記載のボールねじにおいて、前記ボール戻し案内路は、該ボール戻し案内路の中心線が前記ボールねじ溝間に形成されたボール負荷転動路との境界部分で前記中心軌跡円の内側に位置するように前記ボールすくい上げ部内に形成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１９の発明は、外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の前記ボールねじ溝と対向するボールねじ溝を内周面に有するナットと、前記ねじ軸またはナットの回転運動に伴って前記ねじ軸のボールねじ溝と前記ナットのボールねじ溝との間に形成されたボール負荷転動路を転動する多数のボールと、前記ボールを前記ナットの外部で循環させるためのボール循環部材とを備えたボールねじであって、前記ボール循環部材は、前記ナットの外面に開口するボールすくい上げ孔及びボール戻し孔に嵌合する二つのボールすくい上げ部を有し、その一方のボールすくい上げ部から他方のボールすくい上げ部までの間が一つに繋がっていて、かつ前記二つのボールすくい上げ部内に形成されたボール戻し路の中心軸線が前記ボールすくい上げ部の周面に対して平行でないことを特徴とする。
【００２２】
請求項２０の発明は、請求項１９記載のボールねじにおいて、前記ボール戻し路が、前記ボール循環部材を構成する二つの循環部構成部材により前記ボールの転動方向に沿って分割されていることを特徴とする。
請求項２１の発明は、請求項２０記載のボールねじにおいて、前記循環部構成部材が合わせ面を有し、該合わせ面が前記ボール戻し路を形成する溝部を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項２２の発明は、請求項２０又は２１記載のボールねじにおいて、前記循環部構成部材が、樹脂を射出成形して形成されていることを特徴とする。
請求項２３の発明は、請求項２０又は２１記載のボールねじにおいて、前記循環部構成部材が、金属を射出成形または焼結成形して形成されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項２４の発明は、請求項１乃至２３のいずれか１項記載のボールねじにおいて、前記ボールすくい上げ部によりすくい上げられるボールのすくい上げ方向が、前記ボールねじ溝の螺旋方向と１５度以下の角度差を有していることを特徴とする。
請求項２５の発明は、請求項１９記載のボールねじにおいて、前記ボール循環部材を管状部材から形成し、該管状部材の両端部分に肉盛りを施して前記ボールすくい上げ部を形成したことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図１１に、本発明の第１の実施形態を示す。図１乃至図３において、本発明の第１の実施形態に係るボールねじ１０は、外周面にボールねじ溝１１を有するねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周面と対向する内周面にボールねじ溝１３を有するナット１４と、このナット１４とねじ軸１２の両ボールねじ溝１１，１３間に配設された多数のボール１５とを備えており、ねじ軸１２の一端には例えばモータ（図示せず）の出力軸がカップリングを介して連結されるようになっている。
【００２６】
ナット１４はその外周面に矩形状のサイドキャップ取付け面１６（図３参照）を有しており、このサイドキャップ取付け面１６には、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７が止めネジ１８，１９（図１参照）によって取付けけられている。
サイドキャップ１７はボール１５をすくい上げるボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ（図３参照）を有しており、これらのボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはサイドキャップ取付け面１６に開設されたボール循環孔２０，２０に挿入されている。また、サイドキャップ１７は例えば樹脂で形成されており、このサイドキャップ１７の内部には、ボールねじ溝１１，１３のリード角と一致する方向にボール１５をすくい上げて初期位置に戻すボール戻し路２２（図２及び図３参照）が形成されている。さらに、サイドキャップ１７は例えば樹脂材をモールド成形してなる一対のサイドキャップ構成部材２３，２３（図４乃至図６参照）から形成されており、これらのサイドキャップ構成部材２３によって上記ボール戻し路２２はボール１５の進行方向に沿って二つに分割されている。
【００２７】
サイドキャップ構成部材２３は、図７乃至図１０に示されるように、合わせ面（突合わせ面）２３ａをそれぞれ有しており、各サイドキャップ構成部材２３の合わせ面２３ａには、サイドキャップ１７のボール戻し路２２を形成するための溝部２４が設けられていると共に位置合わせ用の突起部２５と穴部２６（図８参照）がそれぞれ設けられている。なお、サイドキャップ１７には止めネジ１８，１９を通すためのサイドキャップ取付け孔２７，２８（図４参照）が穿設されている。また、サイドキャップ１７のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂには、ボール１５をボール戻し路２２に導くためのタング部２９（図６参照）がそれぞれ設けられている。
【００２８】
上述のように、ナット１４のサイドキャップ取付け面１６にサイドキャップ１７を取付けると、ボールねじ溝１１，１３間を転動したボール１５は、サイドキャップ１７のボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂによりボールねじ溝１１，１３のリード角方向にすくい上げられてボール戻し路２２に導入される。従って、上述した第１の実施形態では、チューブ循環式ボールねじのように、ボールねじ溝のリードが大きくなってもボールの進行方向がボールの循環部分で急激に変化するようなことがないので、ボールをすくい上げる際にボールの損傷や騒音等が発生することを防止でき、しかもエンドキャップ式ボールねじのように、ボールの循環回路数がねじ溝の条数分に限定されることがないので、１回路当りのボール数（巻き数）を多くすることなく負荷容量を高めることができる。
【００２９】
また、上述した第１の実施形態では、ボール戻し路２２がボール１５の進行方向に沿って二つに分割されているため、ボールねじ溝１１，１３のリード角と一致する方向にボール１５をすくい上げて初期位置に戻すボール戻し路２２をサイドキャップ１７内に容易に形成することができる。
さらに、チューブ循環式ボールねじのように、ボール循環チューブの他にチューブ押え等を必要としないので、部品点数を削減でき、これにより、構造の単純化と組立コストの低減を図ることができる。また、サイドキャップ１７を外形形状が同一の一対のサイドキャップ構成部材２３，２３から構成したことにより、サイドキャップ構成部材２３，２３を１つの成形型で成形でき、これにより、サイドキャップ１７を容易に製造することができる。
【００３０】
上述した実施形態では、ボール戻し路２２をボール１５の進行方向に沿って二つに分割したが、必ずしも二つに分割する必要はなく、たとえばボール戻し路２２をボール１５の進行方向に沿って三つ以上に分割してもよい。また、上述した実施形態ではサイドキャップ１７を樹脂で形成したが、例えばサイドキャップ１７を焼結鋼等の焼結材で形成したり、金属射出成形（ＭＩＭ）により形成してもよく、このような構成とすることにより、ボールねじをナット回転方式とした場合にナットの回転バランスを安定に保つことができるとともに、樹脂の使用に適さない高温条件下でも使用することができる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施形態を図１２に示す。この第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は止めネジ１８，１９を通すためのサイドキャップ取付け孔２７，２８をスリット孔とした点であり、その他は第１の実施形態と同様の構成である。
このように、サイドキャップ取付け孔２７，２８をスリット孔とすることにより、サイドキャップ１７を射出成形や焼結にて容易に成形することができる。
【００３２】
図１３乃至図１５は本発明の第３の実施形態を示す図で、図１３は本発明の第３の実施形態に係るボールねじの側面図、図１４は図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う矢視断面図である。これらの図に示すように、第３の実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周に螺合する円筒状のナット１４とを備えており、ねじ軸１２の外周面にはボールねじ溝１１が形成されている。このボールねじ溝１１はナット１４の内周面に形成されたボールねじ溝１３（図１４参照）と対向しており、これらの両ボールねじ溝１１，１３間に配設された多数のボール１５は、ねじ軸１２又はナット１４のいずれか一方が回転するとボールねじ溝１１，１３間に形成された螺旋状のボール負荷転動路を転動するようになっている。
【００３３】
また、第３の実施形態に係るボールねじは、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７を備えている。このサイドキャップ１７はボール１５を初期位置に戻すためのボール戻し路２２を有するブロック状のサイドキャップ本体１７ｃ（図１４参照）と、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５を９０°より小さい位相角ｒですくい上げてボール戻し路２２に案内する角柱状のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ（１７ｂは図１５参照）とを有しており、サイドキャップ本体１７ｃはナット１４の外周面に形成されたサイドキャップ取付け面１６に固定されている。ここで、位相角ｒはねじ軸中心を通るサイドキャップ取付け面１６の垂線Ｌ１と、ねじ軸中心とすくい上げ位置を結んだ直線Ｌ２とのなす角度である。
【００３４】
一方、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはサイドキャップ取付け面１６に形成されたボール循環孔２０，２０からナット１４内に挿入されており、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５はボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂによりすくい上げられた後、ボール戻し路２２を通って初期位置に戻るようになっている。なお、サイドキャップ１７は例えば樹脂材を射出形成して形成されている。
【００３５】
図１５は第３の実施形態に係るボールねじの要部を示す図であり、同図に示すように、サイドキャップ１７のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂとナット１４のボール循環孔２０，２０との間には、ゴム、スポンジ等の緩衝材からなる緩衝体３１がそれぞれ設けられている。この緩衝体３１は角筒状に形成されており、その一端部にはシート状の弾性体３２が一体に形成されている。この弾性体３２はゴム、スポンジ等の弾性材からなり、ナット１４のサイドキャップ取付け面１６とサイドキャップ１７との間に配置されている。
【００３６】
このように、サイドキャップ１７のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂとナット１４のボール循環孔２０，２０との間にゴム、スポンジ等の緩衝材からなる緩衝体３１を設けると、サイドキャップ１７に加えられたボール１５の衝突力が緩衝体３１に緩衝されてからナット１４に伝わる。従って、サイドキャップ１７に加えられたボール１５の衝突力が加振力としてナット１４にそのまま伝わることがないので、サイドキャップ１７に加えられたボール１５の衝突力による騒音や振動の発生を防止することができる。
【００３７】
すなわち、従来のボールねじでは、サイドキャップのボール戻し路をボールが通過する際にサイドキャップのボールすくい上げ部にボールが衝突すると、ボールの衝突力がサイドキャップに加振力として作用し、この加振力がナット１４にそのまま伝わることによって騒音や振動が発生することがある。これに対し、本実施形態ではサイドキャップ１７に作用する加振力が緩衝体３１に緩衝されてからナット１４に伝わるため、サイドキャップ１７に作用する加振力による騒音や振動の発生を防止することができる。
【００３８】
また、上述した実施形態のように、ナット１４のサイドキャップ取付け面１６とサイドキャップ１７との間に弾性体３２を設けることにより、サイドキャップ１７内のボール戻し路２２でボール１５の詰まり現象が生じた場合にサイドキャップ１７がわずかに回転することでボール戻し路２２の長さを延ばし、ボール同士が押し合う力を逃がすことでボール１５の詰まり現象を解消し、ボールねじの作動性の向上やボール同士の競り合いによるボールの損傷等を防止することができる。
【００３９】
なお、上述した第３の実施形態ではサイドキャップ１７のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂを角柱状に形成したが、例えばナット１４のサイドキャップ取付け面１６に円形若しくは楕円形のボール循環孔を設け、これに合わせてボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの形状を円柱あるいは楕円柱の形状としてもよい。このように、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの形状をボール循環孔２０の形状に合わせて円柱あるいは楕円柱の形状とすることにより、ナット１４に応力集中が発生することを防止できる。
【００４０】
図１６及び図１７は本発明の第４の実施形態を示す図で、図１６は本発明の第４の実施形態に係るボールねじの側面図、図１７は図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う矢視断面図である。これらの図に示すように、第４の実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周に螺合する円筒状のナット１４とを備えており、ねじ軸１２の外周面にはボールねじ溝１１が形成されている。このボールねじ溝１１はナット１４の内周面に形成されたボールねじ溝１３（図１７参照）と対向しており、これらの両ボールねじ溝１１，１３間に配設された多数のボール１５は、ねじ軸１２又はナット１４のいずれか一方が回転するとボールねじ溝１１，１３間に形成された螺旋状のボール負荷転動路を転動するようになっている。
【００４１】
また、第４の実施形態に係るボールねじは、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７を備えている。このサイドキャップ１７はボール１５を初期位置に戻すためのボール戻し路２２を有するブロック状のサイドキャップ本体１７ｃと、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５をその中心軌跡円ＢＣの接線ＬＣの方向にすくい上げてボール戻し路２２に案内する角柱状のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂとを有しており、サイドキャップ本体１７ｃはナット１４の外周面に形成されたサイドキャップ取付け面１６に止めネジ１８，１９によって固定されている。
【００４２】
一方、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはサイドキャップ取付け面１６に形成されたボール循環孔２０，２０からナット１４内に挿入されており、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５はボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂによりすくい上げられた後、ボール戻し路２２を通って初期位置に戻るようになっている。なお、サイドキャップ１７は例えば樹脂材を射出形成して形成されている。
【００４３】
図１８乃至図２８は本発明の第５の実施形態を示す図で、図１８は本発明の第５の実施形態に係るボールねじの側面図、図１９は図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う矢視断面図である。これらの図に示すように、第５の実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周に螺合する円筒状のナット１４とを備えており、ねじ軸１２の外周面にはボールねじ溝１１が形成されている。このボールねじ溝１１はナット１４の内周面に形成されたボールねじ溝１３（図１９参照）と対向しており、これらの両ボールねじ溝１１，１３間に配設された多数のボール１５は、ねじ軸１２又はナット１４のいずれか一方が回転するとボールねじ溝１１，１３間に形成された螺旋状のボール負荷転動路を転動するようになっている。
【００４４】
また、第５の実施形態に係るボールねじは、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７を備えている。このサイドキャップ１７はボール１５を初期位置に戻すためのボール戻し路２２を有するブロック状のサイドキャップ本体１７ｃと、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５をその中心軌跡円ＢＣの接線ＬＣの方向に９０°より小さい位相角ｒですくい上げてボール戻し路２２に案内する角柱状のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂとを有しており、サイドキャップ本体１７ｃはナット１４の外周面に形成されたサイドキャップ取付け面１６に止めネジ１８，１９によって固定されている。
【００４５】
一方、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはサイドキャップ取付け面１６に形成されたボール循環孔２０，２０からナット１４内に挿入されており、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５はボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂによりすくい上げられた後、ボール戻し路２２を通って初期位置に戻るようになっている。なお、サイドキャップ１７は例えば樹脂材を射出形成して形成されている。
【００４６】
図２０はサイドキャップ１７の平面図、図２１はサイドキャップ１７の側面図、図２２はサイドキャップ１７の底面図、図２３はサイドキャップ１７の正面図であり、これらの図に示すように、サイドキャップ１７は例えば樹脂材をモールド成形してなる一対のサイドキャップ構成部材２３，２３から形成されている。また、サイドキャップ１７内のボール戻し路２２は直線部２２１と、この直線部２２１の両端に連続して形成された曲線部２２２，２２３とからなり、直線部２２１は、サイドキャップ１７内の中央部にねじ軸１２と平行に設けられている。
【００４７】
図２４乃至図２８はサイドキャップ構成部材２３を示す図で、図２４はサイドキャップ構成部材２３の平面図、図２５はサイドキャップ構成部材２３の側面図、図２６はサイドキャップ構成部材２３の底面図、図２７はサイドキャップ構成部材２３の正面図、図２８はサイドキャップ構成部材２３の背面図である。これらの図に示すように、サイドキャップ構成部材２３は合わせ面（突合わせ面）２３ａをそれぞれ有しており、各サイドキャップ構成部材２３の合わせ面２３ａには、サイドキャップ１７のボール戻し路２２を形成するための溝部２４が設けられている。
【００４８】
上述のように、ボール戻し路２２の直線部２２１をサイドキャップ１７内の中央部にねじ軸１２と平行に設けると、図１９に示すように、ボールすくい上げ位置の位相角ｒが図１７に示したボールねじに比べて小さくなる。これにより、ナット１４の内周面に形成されるボールねじ溝１３の有効巻数がより多くなり、ボールねじの負荷容量を大きくすることができる。すなわち、図１７に示したボールねじでは、ボール戻し路２２の直線部がねじ軸１２に対して傾いているため、ボールすくい上げ位置の位相角（ねじ軸１２の中心を通りナット１４のサイドキャップ取付け面１６に垂直な直線Ｌ１と、ねじ軸１２の中心とボール１５のすくい上げ位置とを通る直線Ｌ２とにより形成される角度）ｒが約９０°となる。このため、ナット１４の内周面に形成されるボールねじ溝１３の有効巻数が１．５巻、２．５巻等の整数−０．５巻となり、ナットのサイドキャップの位相とサイドキャップの反対側の位相とでは、負荷を受けるボール数が異なるために、アキシアル方向剛性のアンバランスが発生していた。これに対し、上述した第５の実施形態では、ボール戻し路２２の直線部２２１をサイドキャップ１７内の中央部にねじ軸１２と平行に設けたことにより、位相角ｒが小さくなり、これによりナット１４の内周面に形成されるボールねじ溝１３の有効巻数が整数巻数に近い巻数（例えば１．７巻、２．７巻）となるので、剛性のアンバランスを小さくしてボールねじの負荷容量を大きくすることができる。
【００４９】
また、図１７に示したボールねじでは、ボール戻し路２２の直線部２２１がねじ軸１２に対して傾いているため、サイドキャップ１７が幅広の形状となっていた。これに対し、上述した第５の実施形態では、ボール戻し路２２の直線部２２１がねじ軸１２と平行に設けられているため、サイドキャップ１７の幅寸法ｗ（図１８参照）を小さくすることができる。これにより、サイドキャップ１７の形状を小さくしてボールねじの小型化を図ることができる。
【００５０】
また、上述した第５の実施形態では、すくい上げおよびボール戻し路の構成はエンドキャップ式ボールねじに近いものとなるので、チューブ式ボールねじでは実現困難であった大リードのボールねじに適用可能である。一方、エンドキャップ式ボールねじはチューブ式ボールねじのように複数の循環回路を並列に配置することや、２つのナットを組み合わせて予圧（ダブルナット予圧）をかけることができなかったが、本発明では、図２９に示す第６の実施形態のように、２つのナット１４，１４を組み合わせて予圧（ダブルナット予圧）をかけることができる。なお、図２９において、符号３３は２つのナット１４，１４間に設けられた間座である。
【００５１】
図３０乃至図３３は本発明の第７の実施形態を示す図で、図３０は本発明の第７の実施形態に係るボールねじの側面図で、図３１は同実施形態に係るボールねじの径方向に沿う断面図である。これらの図に示すように、第７の実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周に螺合する円筒状のナット１４とを備えており、ねじ軸１２の外周面にはボールねじ溝１１が形成されている。このボールねじ溝１１はナット１４の内周面に形成されたボールねじ溝１３（図３１参照）と対向しており、ねじ軸１２又はナット１４のいずれか一方が回転するとナット１４に組み込まれた多数のボール１５がボールねじ溝１１，１３間を転動するようになっている。
【００５２】
また、本発明の第７の実施形態に係るボールねじは、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７を備えている。このサイドキャップ１７はボール１５を初期位置に戻すためのボール戻し路２２を有するサイドキャップ本体１７ｃと、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５をその中心軌跡円ＢＣの接線ＬＣの方向に９０°より小さい位相角ですくい上げてボール戻し路２２に案内する一対のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂとを有しており、サイドキャップ本体１７ｃはナット１４の外周面に形成されたサイドキャップ取付け面１６にガータースプリング、輪ゴム、Ｃ形止輪、リングスプリング、ナイロン製弾性バンド等の弾性押さえ部材１７２，１７３によって押圧されている。
【００５３】
一方、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはサイドキャップ取付け面１６に形成されたボール循環孔２０，２０からナット１４内に挿入されており、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５はボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂによりすくい上げられた後、ボール戻し路２２を通って初期位置に戻るようになっている。なお、サイドキャップ１７は樹脂等のモールド材を射出成形して形成されている。
【００５４】
弾性押さえ部材１７２，１７３はナット１４の外周に設けられており、ナット１４の外周面には、図３２及び図３３に示すように、弾性押さえ部材１７２，１７３を収容するための溝部３４，３５が形成され、さらにサイドキャップ１７の外面には弾性押さえ部材１７２，１７３を収容するための溝部３６，３７（図３０参照）が形成されている。
【００５５】
上述のように、ナット１４の外周に弾性押さえ部材１７２，１７３を設け、これらの弾性押さえ部材１７２，１７３でサイドキャップ１７をナット１４の外周面に形成されたサイドキャップ取付け面１６に押え付けると、サイドキャップ取付け面１６からのサイドキャップ１７の浮き上がりが抑制される。これにより、サイドキャップ１７をナット１４にネジ止めするための取付け孔をナット１４に設ける必要がないので、取付け孔の加工に要するコストを削減することができる。
【００５６】
また、上述した第７の実施形態では、図１７に示したボールねじのように、止めネジ１８，１９の頭部がナット１４の外周面から飛び出すようなこともないので、ナット１４の外径を小さくしてボールねじの小型化を図ることができる。さらに、ボール戻し路２２を転動するボール１５によってサイドキャップ１７が図中上方に押されると、サイドキャップ１７が図中上方に動くため、ボール１５がサイドキャップ１７を押す力を逃がすことができる。これにより、ボール同士が押し合う競り合い力を低減してボールねじの作動性を向上させることができると共にボールの損傷を防止することができる。
【００５７】
図３４乃至図４４は本発明の第８の実施形態を示す図で、図３４は本発明の第８の実施形態に係るボールねじの側面図、図３５は同実施形態に係るボールねじの軸方向に沿う断面図、図３６は同実施形態に係るボールねじの径方向に沿う断面図である。これらの図に示すように、第８の実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周に螺合する円筒状のナット１４とを備えており、ねじ軸１２の外周面にはボールねじ溝１１が形成されている。このボールねじ溝１１はナット１４の内周面に形成されたボールねじ溝１３（図３５及び図３６参照）と対向しており、ねじ軸１２又はナット１４のいずれか一方が回転するとナット１４に組み込まれた多数のボール１５がボールねじ溝１１，１３間を転動するようになっている。
【００５８】
また、本発明の第８の実施形態に係るボールねじは、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７を備えている。このサイドキャップ１７はボール１５を初期位置に戻すためのボール戻し路２２を有するブロック状のサイドキャップ本体１７ｃと、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５をボールねじ溝１１，１３のリード角方向に且つボール１５の中心軌跡円ＢＣの接線ＬＣの方向にすくい上げてボール戻し路２２に案内する一対のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ（図３６参照）とを有しており、サイドキャップ本体１７ｃはナット１４の外周面に形成されたサイドキャップ取付け面１６に止めネジ１８，１９によって固定されている。
【００５９】
一方、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはサイドキャップ取付け面１６に形成されたボール循環孔２０，２０からナット１４内に挿入されており、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５はボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂによりすくい上げられた後、ボール戻し路２２を通って初期位置に戻るようになっている。
【００６０】
図３９はサイドキャップ構成部材２３の平面図、図４０はサイドキャップ構成部材２３の側面図、図４１はサイドキャップ構成部材２３の正面図であり、これらの図に示すように、サイドキャップ構成部材２３は合わせ面（突合わせ面）２３ａをそれぞれ有している。この合わせ面２３ａはサイドキャップ本体１７ｃをねじ軸１２の軸方向に対して斜めに分割する第１の平面部４１と、サイドキャップ１７のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂをねじ軸１２の軸方向に分割する第２及び第３の平面部４２，４３とからなり、各サイドキャップ構成部材２３の合わせ面２３ａには、サイドキャップ１７のボール戻し路２２を形成するための溝部２４が設けられていると共に位置合わせ用の突起部２５と穴部２６が設けられている。
【００６１】
図４２は図４０のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図であり、同図に示すように、溝部２４は、第１の平面部４１と第２の平面部４２との境界部分では半円４４と直線４５とを組み合わせた断面形状となっている。
図４３は図３８のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図であり、同図に示すように、ボール戻し路２２は、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの部分では半円４４と直線４５とからなるものと、円弧４６及び４７からなるものとを組み合わせた断面形状となっているため、斜線部４８が段差となる。この段差部４８にボール１５が衝突したりすると振動や騒音の発生原因となるため、本実施形態に係るボールねじでは、斜線部４８に面取りを施して第１の平面部４１と第２の平面部４２及び第３の平面部４３との境界部に角状の段差が生じないようにしている。
【００６２】
図４４は第１の平面部４１と第２の平面部４２との境界部を斜めから見た状態を示す図であり、（ａ）は面取り前の状態を示し、（ｂ）は面取りの様子を示している。同図において、符号４９は第１の平面部４１と第２の平面部４２の方向の違いから発生する面を示し、符号５０で示す部分が面取りを施す部分である。上述のように、合わせ面２３ａの第１の平面部４１と第２の平面部４２との境目部に面取りを施すことにより、境目部に発生する角状の段差が除去され、境目部をボールが滑らかに転がるので、振動や騒音の発生を防止することができる。
【００６３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、第８の実施形態ではサイドキャップ構成部材２３の合わせ面２３ａに形成された溝部２４を合わせてボール戻し路２２を形成したときに合わせ面２３ａの平面部４１と平面部４２との境目部に段差が生じることを防ぐために、平面部４１と平面部４２との境目部に面取りを施したが、例えば図４５に示すように第１の平面部４１と第２の平面部４２との方向の違いで生じる面４９を傾けたり、あるいは図４６に示すように面４９を湾曲させて第１の平面部４１と第２の平面部４２との境目部を滑らかにしたりして段差の発生を防止するようにしてもよい。また、サイドキャップ１７を形成する一対のサイドキャップ構成部材として、図３９乃至図４１に示した３つの平面で合わせるサイドキャップ構成部材を用いる代わりに、図４７（ａ）〜（ｄ）に示すようなサイドキャップ構成部材２３、すなわちボール戻し路を湾曲させ、１つの曲面で合わせる構造として、段差のないサイドキャップ構成部材を用いてもよい。このとき、ボールがスムーズに転動するように曲面は緩やかな曲率とすることが望ましい。
【００６４】
図４８乃至図５６は本発明の第１２の実施形態を示す図であり、図４８に示されるように、本発明の第１２の実施形態に係るボールねじ６０は、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の回転に伴って軸方向に相対移動するナット１４と、このナット１４とねじ軸１２との間に転動自在に組み込まれた多数のボール１５（図４９参照）と、これらのボール１５を循環させるボール循環部材としてのサイドキャップ１７とを備えて構成されている。
【００６５】
前記ねじ軸１２は軸方向と直交する断面が円形に形成されており、その外周面には螺旋状のボールねじ溝１１が形成されている。このボールねじ溝１１はナット１４の内周面に形成された螺旋状のボールねじ溝１３（図４９参照）と対向しており、ねじ軸１２またはナット１４の一方が軸回りに回転すると、これに同期してボール１５がボールねじ溝１１，１３間に形成されたボール負荷転動路２１（図４９参照）を転動するようになっている。
【００６６】
前記ナット１４は外周面にサイドキャップ取付け面１６（図５０参照）を有しており、このサイドキャップ取付け面１６には、サイドキャップ固定用の止めネジ１８，１９（図４８参照）と螺合するネジ穴６１，６２が形成されているとともに、ボール１５を循環させるためのボール循環孔２０，２０が形成されている。
【００６７】
サイドキャップ１７は、例えば、樹脂或いは金属等の成形材料を所定の形状に射出成形して形成されている。また、サイドキャップ１７は前記ボール循環孔２０，２０に嵌合する一対の柱状ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ（図５１乃至図５３参照）と、これらの柱状ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ内に形成されたボール戻し案内路６３，６３と連通するボール戻し路２２（図５１及び図５３参照）を内部に有するプレート状のサイドキャップ本体部１７ｃとから構成されている。
【００６８】
前記ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂは、図５１及び図５３に示すように、その横断面が円形に形成されており、従って、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂが嵌め込まれるボール循環孔２０の横断面も円形となっている。また、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはタング部２９（図５２及び図５３参照）をそれぞれ有しており、前記ボール負荷転動路２１を転動するボール１５は、図４９に示すように、ボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂのタング部２９によりボールねじ溝１１，１３のリード角方向にすくい上げられてボール戻し路２２に導入されるようになっている。
【００６９】
図５５はボールねじ６０の一部分を示す断面図であり、同図に示されるように、ボール戻し案内路６３は、ボール１５の直径をｄ１とすると、１．０１ｄ１〜１．３ｄ１程度の内径ｄ２を有している。また、ボール戻し案内路６３はボール負荷転動路２１を転動するボール１５の中心軌跡円ＢＣ（図５５参照）の接線方向に中心線６３ａを傾けてボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ内に形成されている。さらに、ボール戻し案内路６３は、図５５に示すように、その中心線６３ａがボール負荷転動路２１との境界部分でボール中心軌跡円ＢＣの内側に位置するようにボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ内に形成されている。
【００７０】
サイドキャップ本体１７ｃはサイドキャップ取付け孔２７，２８（図５１参照）を有しており、これらのサイドキャップ取付け孔２７，２８には、前記止めネジ１８，１９が挿通されるようになっている。
上述のように、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの横断面を円形に形成すると、ボール循環孔２０の横断面が円形の形状となり、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの横断面を角形の形状とした場合に比較して、ボール循環孔２０の孔明け加工に要する工数が減少するので、コストの低減を図ることができる。
【００７１】
また、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの横断面が角形形状の場合には、図５７（ａ）に示されるように、ボール負荷転動路２１とボール戻し案内路６３との境界部分に鋭角な段差部６４が発生し、この段差部６４にボール１５が衝突することによってボール１５に損傷が生じることがあるが、上述した実施形態のように、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの横断面を円形の形状にすると、図５７（ｂ）に示されるように、ボール負荷転動路２１とボール戻し案内路６３との境界部分に発生する段差部が鈍角な段差部６５となるので、ボール１５の損傷を防止することができる。
【００７２】
また、図５８に示すように、ボール戻し案内路６３の中心線６３ａがボール負荷転動路２１との境界部分でボール１５の中心軌跡円ＢＣの外側に位置するようにボール戻し案内路６３をボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ内に形成すると、ボール戻し案内路６３の内径ｄ２がボール１５の直径ｄ１に対して１．０１ｄ１〜１．３ｄ１程度であるため、ボール負荷転動路２１とボール戻し案内路６３との境界部分にボール１５の損傷を招く段差６６（図５９参照）が発生するが、上述した実施形態のように、ボール戻し案内路６３の中心線６３ａがボール負荷転動路２１との境界部分でボール１５の中心軌跡円ＢＣの内側に位置するようにボール戻し案内路６３をボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ内に形成すると、図５６に示すように、ボール負荷転動路２１とボール戻し案内路６３との境界部分に段差６６が発生しないので、ボール１５の損傷を防止することができる。
【００７３】
図６０乃至図６２は本発明の第１３の実施形態を示す図であり、同図に示されるように、サイドキャップ１７は二組のサイドキャップ構成部材７０，７１から構成されている。これらのサイドキャップ構成部材７０，７１は突合わせ面７０ａ，７１ａを有しており、各突合わせ面７０ａ，７１ａには、ボール戻し案内路６３及びボール戻し路２２を形成するための溝部７２が形成されている。また、サイドキャップ構成部材７０，７１は例えば樹脂材を所定の形状に射出成形して形成されている。
【００７４】
このような構成において、ボールねじの組立て時にサイドキャップ構成部材７０の突合わせ面７０ａとサイドキャップ構成部材７１の突合わせ面７１ａとを突き合わせてサイドキャップ１７を組み立てると、サイドキャップ１７の内部にボール戻し路２２が形成されるので、ボール戻し路２２の形成に要する加工コストを低減することができる。
【００７５】
上述した実施形態ではサイドキャップ１７を４つの部品に分割した例を示したが、サイドキャップ１７を２つの部品に分割してもよい。また、上述した実施形態ではサイドキャップ構成部材７０，７１を樹脂で形成したが、樹脂の代わりに金属を用いてもよい。この場合、鋳造や焼結治金、あるいはＭＩＭ（金属射出成形）を用いることで、前述した実施形態と同様に、サイドキャップ１７を安価に大量生産することができる。
【００７６】
次に、図６３乃至図６８を参照して本発明の第１４の実施形態について説明する。
図６３は本発明の第１４の実施形態に係るボールねじの側面図、図６４は同実施形態に係るボールねじの軸方向断面図であり、これらの図に示すように、本実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周面に形成された螺旋状のボールねじ溝１１と対向する螺旋状のボールねじ溝１３（図６４参照）を内周面に有するナット１４と、ねじ軸１２またはナット１４の回転運動に伴ってボールねじ溝１１，１３間に形成されたボール負荷転動路２１を転動する多数のボール１５と、これらのボール１５をナット１４の外部で循環させるためのボール戻し路８１３（図６５参照）を内部に有するボール循環部材８１とを備えている。
【００７７】
ボール循環部材８１は樹脂または金属を射出成形あるいは金属を焼結成形して形成されており、ナット１４の外周面に形成された平面部１４ａに押さえ金具８２と止めネジ８３ａ，８３ｂによって固定されている。また、ボール循環部材８１は、図６５に示すように、二つのボールすくい上げ部８１１，８１２を有しており、これらのボールすくい上げ部８１１，８１２はナット１４の平面部１４ａに開口するボールすくい上げ孔８４ａ及びボール戻し孔８４ｂ（図６３参照）に嵌入されている。さらに、ボール循環部材８１は一方のボールすくい上げ部８１１（又は８１２）から他方のボールすくい上げ部８１２（又は８１１）までの間が一つに繋がっていて、ボールすくい上げ部８１１，８１２の内部に形成されたボール戻し路８１３の中心軸線８１３ａは、図６５に示すように、ボールすくい上げ部８１１，８１２の周面８１１ａ，８１２ａに対して非平行となっている。換言すれば、ボール戻し路８１３の中心軸線８１３ａはボールすくい上げ部８１１，８１２の中心軸線８１１ｂ，８１２ｂに対して非平行となっている。
【００７８】
ボールすくい上げ孔８４ａ及びボール戻し孔８４ｂはナット１４の軸方向に対して垂直に形成されており、これらのボールすくい上げ孔８４ａ及びボール戻し孔８４ｂには、ボール循環部材８１との干渉を防ぐために逃げ８５（図６６参照）が形成されている。
図６７はボール循環部材８１のボールすくい上げ部８１１（又は８１２）によりすくい上げられるボール１５のすくい上げ方向を模式的に示す図であり、同図に示すように、ボールすくい上げ部８１１又は８１２によりすくい上げられるボール１５のすくい上げ方向（図中矢印Ａ）は、ボール１５のすくい上げ点Ｐにおけるボールねじ溝１１，１３の螺旋方向（図中矢印Ｂ）と１５度以下の角度差θを有している。なお、図中Ｃはボールねじ溝１１，１３を転動するボール１５の中心軌跡（螺旋軌道）を示している。
【００７９】
このように構成されるボールねじでは、ねじ軸１２またはナット１４の回転運動に伴ってボール負荷転動路２１を転動するボール１５はボール循環部材８１のボールすくい上げ部８１１又は８１２によりボールねじ溝１１，１３の螺旋方向（ボールねじ溝１１，１３のリード角方向とボール中心軌道の接線方向とを合成した方向）にすくい上げられる。したがって、ボール負荷転動路を転動するボールをねじ軸に対して垂直な方向にすくい上げる従来のチューブ式ボールねじのように、ボール循環部材のタング部にボールを衝突させなくてもボール負荷転動路を転動するボールを循環させることが可能となるので、振動や騒音の発生を抑制することができる。また、エンドキャップ式ボールねじのように、ボールの循環回路数がねじ溝の条数分に限定されることがないので、１回路当りのボール数を多くすることなく負荷容量を高めることができる。
【００８０】
また、特許文献１に開示されたボールねじのように、ボールすくい上げ孔及びボール戻し孔をボールねじ溝のリード角方向に傾けて加工する必要がないので、コストの上昇を招いたりすることなくボールをナットの外部で循環させることができる。さらに、特許文献２に開示されたボールねじのように、ナットとボール循環チューブとの間に大きな隙間が生じることもないので、潤滑剤の漏出や異物の侵入を招いたりすることなくボールをナットの外部で循環させることができる。
【００８１】
また、上述した実施形態ではボールすくい上げ部８１１又は８１２によりすくい上げられるボール１５のすくい上げ方向がボールねじ溝１１の螺旋方向と１５度以下の角度差を有しているので、図６８に示すように、例えばボール１５のすくい上げ方向がボールねじ溝１１，１３の螺旋方向と２０度の角度差を有するものと比較して作動時の騒音をより低く抑えることができる。
【００８２】
次に、図６９乃至図７３を参照して本発明の第１５の実施形態について説明する。
図６９は本発明の第１５の実施形態に係るボールねじの平面図、図７０は同実施形態に係るボールねじの軸方向断面図であり、これらの図に示すように、本実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周面に形成された螺旋状のボールねじ溝１１と対向する螺旋状のボールねじ溝１３（図７０参照）を内周面に有するナット１４と、ねじ軸１２またはナット１４の回転運動に伴ってボールねじ溝１１，１３間に形成されたボール負荷転動路２１を転動する多数のボール１５と、これらのボール１５をナット１４の外部で循環させるためのボール循環部材８１とを備えている。
【００８３】
ボール循環部材８１はプレート状の押さえ部８１４ａ，８１４ｂを有しており、これらの押さえ部８１４ａ，８１４ｂはナット１４の外周面に形成された平面部１４ａに止めネジ８３ａ，８３ｂによって固定されている。また、ボール循環部材８１は、図７１に示すように、ボール負荷転動路２１を転動するボール１５をボールねじ溝１１，１３の螺旋方向にすくい上げる二つのボールすくい上げ部８１１，８１２を有しており、これらのボールすくい上げ部８１１，８１２はナット１４の平面部１４ａに開口するボールすくい上げ孔８４ａ及びボール戻し孔８４ｂ（図６９参照）に嵌入されている。さらに、ボール循環部材８１はボール戻し路８１３を内部に有しており、このボール戻し路８１３はボール循環部材８１を構成する二つの循環部構成部材８６，８６（図６９参照）によりボール１５の転動方向に沿って分割されている。
【００８４】
循環部構成部材８６は、樹脂または金属を所定の形状に射出成形して形成されている。また循環部構成部材８６は、図７２及び図７３に示すように、合わせ面８６１をそれぞれ有しており、各合わせ面８６１には、ボール戻し路８１３を形成する溝部８７が形成されている。
このように構成されるボールねじでは、ボール負荷転動路２１を転動するボール１５はボール循環部材８１のボールすくい上げ部８１１または８１２によりボールねじ溝１１，１３の螺旋方向にすくい上げられる。したがって、ボール負荷転動路を転動するボールをねじ軸に対して垂直な方向にすくい上げる従来のチューブ式ボールねじのように、ボール循環部材のタング部にボールを衝突させなくてもボール負荷転動路を転動するボールを循環させることが可能となるので、振動や騒音の発生を抑制することができる。また、エンドキャップ式ボールねじのように、ボールの循環回路数がねじ溝の条数分に限定されることがないので、１回路当りのボール数を多くすることなく負荷容量を高めることができる。
【００８５】
また、特許文献１に開示されたボールねじのように、ボールすくい上げ孔及びボール戻し孔をボールねじ溝のリード角方向に傾けて加工する必要がないので、コストの上昇を招いたりすることなくボールをナットの外部で循環させることができる。さらに、特許文献２に開示されたボールねじのように、ナットとボール循環チューブとの間に大きな隙間が生じることもないので、潤滑剤の漏出や異物の侵入を招いたりすることなくボールをナットの外部で循環させることができる。
【００８６】
また、上述した実施形態ではボール循環部材８１を構成する二つの循環部構成部材８６によりボール戻し路８１３をボール１５の転動方向に沿って分割したことで、ボール循環部材８１の内部にボール戻し路８１３を容易に形成でき、これにより、ボール戻し路８１３の形成に要する加工コストを低減することができる。
【００８７】
さらに、上述した実施形態ではボール循環部材８１に押さえ部８１４ａ，８１４ｂを一体に形成したことで、図６３に示したような止め金具８２が不要となるので、部品点数の削減を図ることができる。
なお、上述した第１４及び第１５の実施形態ではボール循環部材８１のボールすくい上げ部８１１，８１２をボール循環部材８１と一体に形成したが、図７４に示す第１６の実施形態のように、ボール循環部材を管状部材８８から形成し、この管状部材８８の両端部に肉盛りを施してボールすくい上げ部８１１，８１２を形成してもよい。また、上述した第１４の実施形態ではボール循環部材８１との干渉を防ぐための逃げ８５をナット１４に設けたが、図７５に示すように、逃げを持たないナット１４を用いてもよい。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係るボールねじによれば、ボールをすくい上げる際にボールの損傷や騒音等が発生することを防止でき、かつ１回路当りのボール数を多くすることなく負荷容量を高めることができる。
請求項２の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、ボールをボールねじ溝のリード角と一致する方向にすくい上げて初期位置に戻すためのボール戻し路をサイドキャップ内に容易に形成することができる。
【００８９】
請求項３の発明に係るボールねじによれば、サイドキャップを同一の型を用いて成形できるので、上記の効果に加え、サイドキャップを安価に製造することができる。
請求項４の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、サイドキャップを射出成形により安価に大量生産することができる。
【００９０】
請求項５の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、ボールねじをナット回転方式とした場合にナットの回転バランスを安定に保つことができるとともに、樹脂が使用に適さない高温条件下等での使用も可能になる。
請求項６の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、サイドキャップに加えられたボールの衝突力が加振力としてナットにそのまま伝わることがないので、サイドキャップに加えられたボールの衝突力により騒音や振動が発生することを防止することができる。
【００９１】
請求項７の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、サイドキャップ内のボール戻し路でボールの詰まり現象が生じた場合にボール同士の押し合う力に応じてボール戻し路の長さが延びるので、ボールねじの作動性の向上やボール同士の競り合いによるボールの損傷等を防止することができる。
請求項８の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、サイドキャップをナットにネジ止めするための取付け孔をナットに設ける必要がないので、取付け孔の加工に要するコストを削減することができ、かつサイドキャップに作用するボールの押圧力を逃がすことができるため、ボール同士の競り合い力を低減してボールねじの作動性を向上させることができると共にボールの損傷を防止することができる。
【００９２】
請求項９の発明に係るボールねじによれば、弾性押さえ部材が軸方向にずれてサイドキャップから外れてしまう心配がない。
請求項１０の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、ナットの内周面に形成されるボールねじ溝の有効巻数がより整数巻数に近い巻数となるので、ボールねじの負荷容量を大きくすることができる。
【００９３】
請求項１１の発明に係るボールねじによれば、すくい上げ部へのボールの衝突を和らげることができるので、上記の効果に加え、騒音や振動の発生を防止することができる。
請求項１２の発明に係るボールねじによれば、すくい上げ部へのボールの衝突を和らげることができるので、上記の効果に加え、騒音や振動の発生を防止することができる。
【００９４】
請求項１３の発明に係るボールねじによれば、有効巻数が多く、整数巻数に近くなるので、上記の効果に加え、負荷容量を大きくすることができる。
請求項１４の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、一対のサイドキャップ構成部材を合わせてボール戻し路を形成したときに合わせ面の境目に生じる段差にボールが衝突することを防止することができる。
【００９５】
請求項１５の発明に係るボールねじによれば、一対のサイドキャップ構成部材を合わせてボール戻し路を形成したときに合わせ面の境目に段差が生じないので、上記の効果に加え、ボールの衝突を防止することができる。
請求項１６の発明に係るボールねじによれば、ボールすくい上げ部の横断面を円形に形成したことにより、ボール循環孔の孔明け加工に要する工数が減少するので、コストの低減を図ることができる。また、ボール負荷転動路とボール戻し案内路との境界部分に発生する段差部が鈍角な段差部となるので、段差部との衝突によるボールの損傷を防止することができる。
【００９６】
請求項１８の発明に係るボールねじによれば、ボール負荷転動路とボール戻し案内路との境界部分に段差が発生しないので、ボールの損傷を防止することができる。
請求項１９の発明に係るボールねじによれば、ボールをすくい上げる際にボールの損傷や騒音等が発生することを防止でき、かつ１回路当りのボール数を多くすることなく負荷容量を高めることができる。
【００９７】
請求項２０及び２１の発明に係るボールねじによれば、請求項１９記載の発明の効果に加え、ボール循環部材の内部にボール戻し路を容易に形成することができる。
請求項２２及び２３の発明に係るボールねじによれば、請求項２０記載の発明の効果に加え、ボール循環部材を安価に製造することができ、コストの低減を図ることができる。
【００９８】
請求項２４の発明に係るボールねじによれば、請求項１乃至２３記載の発明の効果に加え、振動や騒音の発生をより効果的に抑制しながらボールをナットの外部で循環させることができる。
請求項２５の発明に係るボールねじによれば、請求項１９記載の発明の効果に加え、ボール循環部材を構成する管状部材の両端部分に肉盛りを施すことで、ボールすくい上げ部を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図２】図１に示すボールねじの軸方向断面図である。
【図３】図１に示すボールねじの径方向断面図である。
【図４】図１に示すサイドキャップの平面図である。
【図５】図４に示すサイドキャップの正面図である。
【図６】図５に示すサイドキャップの側面図である。
【図７】図４に示すサイドキャップ構成部材の平面図である。
【図８】図７に示すサイドキャップ構成部材の正面図である。
【図９】図７に示すサイドキャップ構成部材の底面図である。
【図１０】図７に示すサイドキャップ構成部材の左側面図である。
【図１１】図７に示すサイドキャップ構成部材の右側面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う矢視断面図である。
【図１５】図１４に示すナットとサイドキャップの斜視図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図１７】図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う矢視断面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う矢視断面図である。
【図２０】図１９に示すサイドキャップの平面図である。
【図２１】図１９に示すサイドキャップの側面図である。
【図２２】図１９に示すサイドキャップの底面図である。
【図２３】図１９に示すサイドキャップの正面図である。
【図２４】図２０に示すサイドキャップ構成部材の平面図である。
【図２５】図２０に示すサイドキャップ構成部材の側面図である。
【図２６】図２０に示すサイドキャップ構成部材の底面図である。
【図２７】図２０に示すサイドキャップ構成部材の正面図である。
【図２８】図２０に示すサイドキャップ構成部材の背面図である。
【図２９】本発明の第６の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図３０】本発明の第７の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図３１】本発明の第７の実施形態に係るボールねじの径方向に沿う断面図である。
【図３２】図３０に示すナットを示す図である。
【図３３】図３２のＸＸＸＩＩＩ−ＸＸＸＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。
【図３４】本発明の第８の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図３５】本発明の第８の実施形態に係るボールねじの軸方向に沿う断面図である。
【図３６】本発明の第８の実施形態に係るボールねじの径方向に沿う断面図である。
【図３７】図３４に示すサイドキャップの平面図である。
【図３８】図３７に示すサイドキャップの側面図である。
【図３９】図３７に示すサイドキャップ構成部材の平面図である。
【図４０】図３９に示すサイドキャップ構成部材の側面図である。
【図４１】図４０に示すサイドキャップ構成部材の正面図である。
【図４２】図４０のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。
【図４３】図３８のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。
【図４４】図４０の第１の平面部と第２の平面部との境界部を斜めから見た状態を示す図である。
【図４５】本発明の第９の実施形態を示す図である。
【図４６】本発明の第１０の実施形態を示す図である。
【図４７】本発明の第１１の実施形態に係るボールねじのサイドキャップ構成部材を示す図である。
【図４８】本発明の第１２の実施形態に係るボールねじの平面図である。
【図４９】図４８に示すボールねじの軸方向断面図である。
【図５０】図４８に示すナットの平面図である。
【図５１】図４８に示すサイドキャップの平面図である。
【図５２】図５１に示すサイドキャップの側面図である。
【図５３】図５１に示すサイドキャップの正面図である。
【図５４】図５１に示すサイドキャップの底面図である。
【図５５】図４８に示すボールねじの一部分を示す断面図である。
【図５６】図５５に示すボール負荷転動路とボール戻し案内路との境界部分を示す図である。
【図５７】本発明の第１２の実施形態に係るボールねじの作用効果を説明するための図である。
【図５８】本発明の第１２の実施形態に係るボールねじの作用効果を説明するための図である。
【図５９】図５８に示すボール負荷転動路とボール戻し案内路との境界部分を示す図である。
【図６０】本発明の第１３の実施形態を示す図で、（ａ）はサイドキャップの平面図、（ｂ）はサイドキャップの正面図、（ｃ）はサイドキャップの側面図である。
【図６１】図６０に示すサイドキャップ構成部材の一例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）の矢印ｂの矢視図である。
【図６２】図６０に示すサイドキャップ構成部材の一例を示す図で、（ａ）正面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）の矢印ｃの矢視図である。
【図６３】本発明の第１４の実施形態に係るボールねじの平面図である。
【図６４】図６３に示すボールねじの軸方向断面図である。
【図６５】図６３に示すボール循環部材の一部断面側面図である。
【図６６】図６３に示すボール循環部材をナットに垂直に挿入することを説明するための図である。
【図６７】ボールのすくい上げ方向を模式的に示す図である。
【図６８】図６３のボールねじにおける騒音特性を示す図である。
【図６９】本発明の第１５の実施形態に係るボールねじの平面図である。
【図７０】図６９に示すボールねじの軸方向断面図である。
【図７１】図６９に示すボール循環部材の一部断面側面図である。
【図７２】図６９に示す循環部構成部材の平面図である。
【図７３】図７２に示す循環部構成部材の側面図である。
【図７４】本発明の第１６の実施形態を示す図である。
【図７５】本発明の第１７の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０ ボールねじ
１１ ボールねじ溝
１２ ねじ軸
１３ ボールねじ溝
１４ ナット
１５ ボール
１６ サイドキャップ取付け面
１７ サイドキャップ
１７ａ，１７ｂ ボールすくい上げ部
１７ｃ サイドキャップ本体
１８，１９ 止めネジ
２０ ボール循環孔
２２ ボール戻し路
２２１ 直線部
２２２，２２３ 曲線部
２３ サイドキャップ構成部材
２３ａ 合わせ面
２４ 溝部
２５ 突起部
２６ 穴部
２７，２８ サイドキャップ取付け孔
２９ タング部
３１ 緩衝体
３２ 弾性体
３３ 間座
３４，３５ 溝部
４１ 第１の平面部
４２ 第２の平面部
４３ 第３の平面部
４４ 半円
４５ 直線
４６，４７ 円弧
４８ 段差
４９ 面
５０ 面取り部
１７２，１７３ 弾性押さえ部材
ｒ 位相角
８１ ボール循環部材
８１１，８１２ ボールすくい上げ部
８１３ ボール戻し路
８１４ａ，８１４ｂ 押さえ部
８２ 止め金具
８３ａ，８３ｂ 止めネジ
８４ａ ボールすくい上げ孔
８４ｂ ボール戻し孔
８５ 逃げ
８６ 循環部構成部材
８６１ 合わせ面
８７ 溝部
８８ 管状部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ等の回転運動を直線運動に変換する機械部品として工作機械などで用いられるボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械などで使用されるボールねじには、ボールを循環させる部品として、エンドキャップを使用したものとボール循環チューブを使用したものとがある。このうち、エンドキャップを使用したボールねじは、振動や騒音等の発生を抑制しながらボールを循環させることが可能であるが、ボールの循環回路数がねじ溝の条数分に限定されるため、負荷容量を上げるために１回路当りのボール数を多くする（巻き数を多くする）と作動性が低下するなどの問題がある。
【０００３】
一方、ボール循環チューブを使用したボールねじは、１条のボールねじ溝に複数のボール循環回路を形成することができるという利点を有しているが、ねじ軸とナットの両ボールねじ溝間を転動するボールをボール循環チューブのタング部に衝突させてボール循環チューブ内にすくい上げる構造であるため、騒音や振動等が発生すると共にタング部に疲労亀裂等が発生することがある。
【０００４】
そこで、かかる問題点を解決するために、ナットのボールすくい上げ孔及びボール戻し孔をボールねじ溝のリード角に合わせた傾斜状態で接線方向に穿設したもの（特許文献１参照）や、ボール循環チューブの外径よりも大きな二つの穴をナットに穿設し、これらの穴からナット内にボール循環チューブを垂直に挿入した構造のもの（特許文献２参照）、あるいはボール循環チューブの両端に一対の管ピースを設け、これらの管ピース内にボールをボールねじ溝のリード角に沿ってその接線方向に誘導する誘導領域を持つ案内孔を設けたもの（特許文献３参照）などが考案されている。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭５９−３９３５２号公報
【特許文献２】
特開２０００−１８３５９号公報
【特許文献３】
特開平１１−５１０４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１乃至３に開示されたボールねじでは、次のような問題点を有していた。すなわち、特許文献１に開示されたボールねじでは、ナットのボールすくい上げ孔及びボール戻し孔をボールねじ溝のリード角方向に傾けて加工しなければならないため、ボールすくい上げ孔及びボール戻し孔の加工に手間を要し、コストの上昇を招くなどの問題点を有していた。さらに、特許文献１に開示されたボールねじでは、ボール循環チューブをナットのボールすくい上げ孔からボール戻し孔に至る長手方向の中間で分断した２つのチューブ片を繋ぎ合せてボール循環チューブが構成されているため、２つのチューブ片の繋ぎ目部分に段差が生じ、この段差にボールが衝突することによって振動や騒音などが発生するという問題点を有していた。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたボールねじでは、ナットとボール循環チューブとの間に大きな隙間が生じることがあり、この隙間から潤滑剤が漏れ出したり、塵埃等の異物がナット内に侵入したりする虞があり、特許文献３に開示されたボールねじでは、ボールをすくい上げる部品（管ピース）と循環チューブとが別部品となるため、その接合部分に段差が生じ、この段差にボールが当ることによって騒音や振動が発生する虞があった。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ボールをすくい上げる際にボールの損傷や騒音等が発生することを防止でき、かつ１回路当りのボール数を多くする（巻き数を多くする）ことなく負荷容量を高めることのできるボールねじを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の外周面と対向する内周面にボールねじ溝を有するナットと、このナットと前記ねじ軸の両ボールねじ溝間に配設された多数のボールとを備えてなるボールねじにおいて、前記ナットの外周面にサイドキャップ取付け面を設け、このサイドキャップ取付け面に前記ボールを一方の側からすくい上げて他方の側へ戻すボールすくい上げ部及びボール戻し路を有するサイドキャップを取付けたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によると、ねじ軸とナットの両ボールねじ溝間を転動したボールはサイドキャップによりボールねじ溝のリード角と一致する方向にすくい上げられて初期位置に戻される。従って、チューブ循環式ボールねじのように、ボールねじ溝のリードが大きくなってもボールの進行方向がボールの循環部分で急激に変化するようなことがないので、ボールをすくい上げる際にボールの損傷や騒音等が発生することを防止でき、しかもエンドキャップ式ボールねじのように、ボールの循環回路数がねじ溝の条数分に限定されることがないので、１回路当りのボール数を多くすることなく負荷容量を高めることができる。
【００１１】
この場合、サイドキャップの内部に形成されたボール戻し路は、請求項２記載の発明のように、ボールの進行方向に沿って複数に分割されていることが好ましく、このような構成とすることにより、ボールねじ溝のリード角と一致する方向にボールをすくい上げて初期位置に戻すボール戻し路をサイドキャップ内に容易に形成することができる。
【００１２】
また、サイドキャップは、請求項３記載の発明のように、同一形状のサイドキャップ構成部材を点対称に組み合わせて構成されることが好ましく、このような構成とすることにより、サイドキャップを同一の型を用いて成形できるので、サイドキャップを安価に製造することができる。さらに、請求項４記載の発明のように、サイドキャップを樹脂で形成すると、射出成形による大量生産を安価に行うことができる。さらにまた、請求項５記載の発明のように、サイドキャップを焼結材で形成すると、ボールねじをナット回転方式とした場合にナットの回転バランスを安定に保つことができるとともに、樹脂が向かない高温条件下等での使用も可能になる。
【００１３】
また、請求項６記載の発明のように、ナットに形成されたボール循環孔と該挿入孔に挿入されるボールすくい上げ部との間に緩衝体を設けてもよく、このような構成を採用すると、サイドキャップに加えられたボールの衝突力が加振力としてナットにそのまま伝わることがないので、サイドキャップに加えられたボールの衝突力による騒音や振動の発生を防止することができる。
【００１４】
また、請求項７記載の発明のように、サイドキャップ取付け面とサイドキャップとの間に弾性体を設けてもよく、このような構成を採用することにより、サイドキャップ内のボール戻し路でボールの詰まり現象が生じた場合にボール同士の押し合う力に応じてボール戻し路の長さが延びるので、ボールねじの作動性を向上でき、ボール同士の競り合いによるボールの損傷等を防止することができる。
【００１５】
また、請求項８記載の発明のように、サイドキャップをナットの外周に設けられた弾性押さえ部材によりサイドキャップ取付け面に押圧する構成であってもよく、このような構成を採用することにより、サイドキャップをナットにネジ止めするための取付け孔をナットに設ける必要がないので、取付け孔の加工に要するコストを削減することができ、かつサイドキャップに作用するボールの押圧力を逃がすことができるため、ボール同士の競り合い力を低減してボールねじの作動性を向上させることができると共にボールの損傷を防止することができる。
【００１６】
また、請求項９記載の発明のように、弾性押さえ部材がナットまたはサイドキャップの外周面に形成された溝部に収容される構成であってもよく、このような構成とすることにより、弾性押さえ部材が軸方向にずれてサイドキャップから外れてしまう心配がない。さらに、請求項１０記載の発明のように、ボール戻し路を直線部と、この直線部の両端に連続して形成された曲線部とから構成し、かつ前記直線部をサイドキャップ内の中央部にねじ軸と平行に設けてもよく、このような構成を採用することにより、ボールのすくい上げ位置をサイドキャップ側に設定でき、ナットの内周面に形成されるボールねじ溝の有効巻数がより整数巻数に近い巻数となるので、ボールねじの負荷容量を大きくすることができる。
【００１７】
また、請求項１１記載の発明のように、ボールすくい上げ部がボールねじ溝間を転動するボールをボールねじ溝のリード角方向にすくい上げてボール戻し路に案内する構成であってもよく、このような構成とすることにより、すくい上げ部へのボールの衝突を和らげることができるので、騒音や振動の発生を防止することができる。また、請求項１２記載の発明のように、ボールすくい上げ部は、前記ボールねじ溝間を転動するボールの中心軌跡円の接線方向にすくい上げて前記ボール戻し路に案内する構成であってもよく、このような構成とすることにより、すくい上げ部へのボールの衝突を和らげることができるので、騒音や振動の発生を防止することができる。さらに、請求項１３記載の発明のように、ボールすくい上げ部を９０度より小さい位相角に位置させた構成であってもよく、このような構成とすることにより、有効巻数が多く、整数巻に近くなるので、負荷容量を大きくでき、アキシアル方向剛性のアンバランスを小さくすることができる。
【００１８】
また、請求項１４記載の発明のように、サイドキャップを形成する一対のサイドキャップ構成部材に溝部をそれぞれ設け、これらの溝部を合わせてボール戻し路を形成するとともに、サイドキャップ構成部材の合わせ面の境目に段差が生じないよう面取りを施したり、前記境目を傾斜あるいは湾曲させたりしてもよく、このような構成を採用することにより、一対のサイドキャップ構成部材を合わせてボール戻し路を形成したときに合わせ面の境目に生じる段差にボールが衝突することを防止することができる。さらに、請求項１５記載の発明のように、サイドキャップ構成部材の合わせ面を曲面とし、前記ボール戻し路内に段差のない構成としてもよい。
【００１９】
また、請求項１６の発明は、請求項１項記載のボールねじにおいて、前記サイドキャップは、前記サイドキャップ取付け面に形成されたボール循環孔に嵌合する一対の柱状ボールすくい上げ部と、これらのボールすくい上げ部内に形成されたボール戻し案内路に連通するボール戻し路を内部に有するプレート状のサイドキャップ本体とからなり、前記ボールすくい上げ部は、その横断面形状が円形に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１７の発明は、請求項１６記載のボールねじにおいて、前記ボール戻し案内路は、前記ボールの直径に対して１．０１〜１．３倍程度の内径を有し、かつ前記ボールねじ溝間を転動するボールの中心軌跡円の接線方向に中心線を傾けて前記ボールすくい上げ部内に形成されていることを特徴とする。
請求項１８の発明は、請求項１７記載のボールねじにおいて、前記ボール戻し案内路は、該ボール戻し案内路の中心線が前記ボールねじ溝間に形成されたボール負荷転動路との境界部分で前記中心軌跡円の内側に位置するように前記ボールすくい上げ部内に形成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１９の発明は、外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の前記ボールねじ溝と対向するボールねじ溝を内周面に有するナットと、前記ねじ軸またはナットの回転運動に伴って前記ねじ軸のボールねじ溝と前記ナットのボールねじ溝との間に形成されたボール負荷転動路を転動する多数のボールと、前記ボールを前記ナットの外部で循環させるためのボール循環部材とを備えたボールねじであって、前記ボール循環部材は、前記ナットの外面に開口するボールすくい上げ孔及びボール戻し孔に嵌合する二つのボールすくい上げ部を有し、その一方のボールすくい上げ部から他方のボールすくい上げ部までの間が一つに繋がっていて、かつ前記二つのボールすくい上げ部内に形成されたボール戻し路の中心軸線が前記ボールすくい上げ部の周面に対して平行でないことを特徴とする。
【００２２】
請求項２０の発明は、請求項１９記載のボールねじにおいて、前記ボール戻し路が、前記ボール循環部材を構成する二つの循環部構成部材により前記ボールの転動方向に沿って分割されていることを特徴とする。
請求項２１の発明は、請求項２０記載のボールねじにおいて、前記循環部構成部材が合わせ面を有し、該合わせ面が前記ボール戻し路を形成する溝部を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項２２の発明は、請求項２０又は２１記載のボールねじにおいて、前記循環部構成部材が、樹脂を射出成形して形成されていることを特徴とする。
請求項２３の発明は、請求項２０又は２１記載のボールねじにおいて、前記循環部構成部材が、金属を射出成形または焼結成形して形成されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項２４の発明は、請求項１乃至２３のいずれか１項記載のボールねじにおいて、前記ボールすくい上げ部によりすくい上げられるボールのすくい上げ方向が、前記ボールねじ溝の螺旋方向と１５度以下の角度差を有していることを特徴とする。
請求項２５の発明は、請求項１９記載のボールねじにおいて、前記ボール循環部材を管状部材から形成し、該管状部材の両端部分に肉盛りを施して前記ボールすくい上げ部を形成したことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図１１に、本発明の第１の実施形態を示す。図１乃至図３において、本発明の第１の実施形態に係るボールねじ１０は、外周面にボールねじ溝１１を有するねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周面と対向する内周面にボールねじ溝１３を有するナット１４と、このナット１４とねじ軸１２の両ボールねじ溝１１，１３間に配設された多数のボール１５とを備えており、ねじ軸１２の一端には例えばモータ（図示せず）の出力軸がカップリングを介して連結されるようになっている。
【００２６】
ナット１４はその外周面に矩形状のサイドキャップ取付け面１６（図３参照）を有しており、このサイドキャップ取付け面１６には、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７が止めネジ１８，１９（図１参照）によって取付けけられている。
サイドキャップ１７はボール１５をすくい上げるボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ（図３参照）を有しており、これらのボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはサイドキャップ取付け面１６に開設されたボール循環孔２０，２０に挿入されている。また、サイドキャップ１７は例えば樹脂で形成されており、このサイドキャップ１７の内部には、ボールねじ溝１１，１３のリード角と一致する方向にボール１５をすくい上げて初期位置に戻すボール戻し路２２（図２及び図３参照）が形成されている。さらに、サイドキャップ１７は例えば樹脂材をモールド成形してなる一対のサイドキャップ構成部材２３，２３（図４乃至図６参照）から形成されており、これらのサイドキャップ構成部材２３によって上記ボール戻し路２２はボール１５の進行方向に沿って二つに分割されている。
【００２７】
サイドキャップ構成部材２３は、図７乃至図１０に示されるように、合わせ面（突合わせ面）２３ａをそれぞれ有しており、各サイドキャップ構成部材２３の合わせ面２３ａには、サイドキャップ１７のボール戻し路２２を形成するための溝部２４が設けられていると共に位置合わせ用の突起部２５と穴部２６（図８参照）がそれぞれ設けられている。なお、サイドキャップ１７には止めネジ１８，１９を通すためのサイドキャップ取付け孔２７，２８（図４参照）が穿設されている。また、サイドキャップ１７のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂには、ボール１５をボール戻し路２２に導くためのタング部２９（図６参照）がそれぞれ設けられている。
【００２８】
上述のように、ナット１４のサイドキャップ取付け面１６にサイドキャップ１７を取付けると、ボールねじ溝１１，１３間を転動したボール１５は、サイドキャップ１７のボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂによりボールねじ溝１１，１３のリード角方向にすくい上げられてボール戻し路２２に導入される。従って、上述した第１の実施形態では、チューブ循環式ボールねじのように、ボールねじ溝のリードが大きくなってもボールの進行方向がボールの循環部分で急激に変化するようなことがないので、ボールをすくい上げる際にボールの損傷や騒音等が発生することを防止でき、しかもエンドキャップ式ボールねじのように、ボールの循環回路数がねじ溝の条数分に限定されることがないので、１回路当りのボール数（巻き数）を多くすることなく負荷容量を高めることができる。
【００２９】
また、上述した第１の実施形態では、ボール戻し路２２がボール１５の進行方向に沿って二つに分割されているため、ボールねじ溝１１，１３のリード角と一致する方向にボール１５をすくい上げて初期位置に戻すボール戻し路２２をサイドキャップ１７内に容易に形成することができる。
さらに、チューブ循環式ボールねじのように、ボール循環チューブの他にチューブ押え等を必要としないので、部品点数を削減でき、これにより、構造の単純化と組立コストの低減を図ることができる。また、サイドキャップ１７を外形形状が同一の一対のサイドキャップ構成部材２３，２３から構成したことにより、サイドキャップ構成部材２３，２３を１つの成形型で成形でき、これにより、サイドキャップ１７を容易に製造することができる。
【００３０】
上述した実施形態では、ボール戻し路２２をボール１５の進行方向に沿って二つに分割したが、必ずしも二つに分割する必要はなく、たとえばボール戻し路２２をボール１５の進行方向に沿って三つ以上に分割してもよい。また、上述した実施形態ではサイドキャップ１７を樹脂で形成したが、例えばサイドキャップ１７を焼結鋼等の焼結材で形成したり、金属射出成形（ＭＩＭ）により形成してもよく、このような構成とすることにより、ボールねじをナット回転方式とした場合にナットの回転バランスを安定に保つことができるとともに、樹脂の使用に適さない高温条件下でも使用することができる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施形態を図１２に示す。この第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は止めネジ１８，１９を通すためのサイドキャップ取付け孔２７，２８をスリット孔とした点であり、その他は第１の実施形態と同様の構成である。
このように、サイドキャップ取付け孔２７，２８をスリット孔とすることにより、サイドキャップ１７を射出成形や焼結にて容易に成形することができる。
【００３２】
図１３乃至図１５は本発明の第３の実施形態を示す図で、図１３は本発明の第３の実施形態に係るボールねじの側面図、図１４は図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う矢視断面図である。これらの図に示すように、第３の実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周に螺合する円筒状のナット１４とを備えており、ねじ軸１２の外周面にはボールねじ溝１１が形成されている。このボールねじ溝１１はナット１４の内周面に形成されたボールねじ溝１３（図１４参照）と対向しており、これらの両ボールねじ溝１１，１３間に配設された多数のボール１５は、ねじ軸１２又はナット１４のいずれか一方が回転するとボールねじ溝１１，１３間に形成された螺旋状のボール負荷転動路を転動するようになっている。
【００３３】
また、第３の実施形態に係るボールねじは、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７を備えている。このサイドキャップ１７はボール１５を初期位置に戻すためのボール戻し路２２を有するブロック状のサイドキャップ本体１７ｃ（図１４参照）と、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５を９０°より小さい位相角ｒですくい上げてボール戻し路２２に案内する角柱状のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ（１７ｂは図１５参照）とを有しており、サイドキャップ本体１７ｃはナット１４の外周面に形成されたサイドキャップ取付け面１６に固定されている。ここで、位相角ｒはねじ軸中心を通るサイドキャップ取付け面１６の垂線Ｌ１と、ねじ軸中心とすくい上げ位置を結んだ直線Ｌ２とのなす角度である。
【００３４】
一方、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはサイドキャップ取付け面１６に形成されたボール循環孔２０，２０からナット１４内に挿入されており、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５はボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂによりすくい上げられた後、ボール戻し路２２を通って初期位置に戻るようになっている。なお、サイドキャップ１７は例えば樹脂材を射出形成して形成されている。
【００３５】
図１５は第３の実施形態に係るボールねじの要部を示す図であり、同図に示すように、サイドキャップ１７のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂとナット１４のボール循環孔２０，２０との間には、ゴム、スポンジ等の緩衝材からなる緩衝体３１がそれぞれ設けられている。この緩衝体３１は角筒状に形成されており、その一端部にはシート状の弾性体３２が一体に形成されている。この弾性体３２はゴム、スポンジ等の弾性材からなり、ナット１４のサイドキャップ取付け面１６とサイドキャップ１７との間に配置されている。
【００３６】
このように、サイドキャップ１７のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂとナット１４のボール循環孔２０，２０との間にゴム、スポンジ等の緩衝材からなる緩衝体３１を設けると、サイドキャップ１７に加えられたボール１５の衝突力が緩衝体３１に緩衝されてからナット１４に伝わる。従って、サイドキャップ１７に加えられたボール１５の衝突力が加振力としてナット１４にそのまま伝わることがないので、サイドキャップ１７に加えられたボール１５の衝突力による騒音や振動の発生を防止することができる。
【００３７】
すなわち、従来のボールねじでは、サイドキャップのボール戻し路をボールが通過する際にサイドキャップのボールすくい上げ部にボールが衝突すると、ボールの衝突力がサイドキャップに加振力として作用し、この加振力がナット１４にそのまま伝わることによって騒音や振動が発生することがある。これに対し、本実施形態ではサイドキャップ１７に作用する加振力が緩衝体３１に緩衝されてからナット１４に伝わるため、サイドキャップ１７に作用する加振力による騒音や振動の発生を防止することができる。
【００３８】
また、上述した実施形態のように、ナット１４のサイドキャップ取付け面１６とサイドキャップ１７との間に弾性体３２を設けることにより、サイドキャップ１７内のボール戻し路２２でボール１５の詰まり現象が生じた場合にサイドキャップ１７がわずかに回転することでボール戻し路２２の長さを延ばし、ボール同士が押し合う力を逃がすことでボール１５の詰まり現象を解消し、ボールねじの作動性の向上やボール同士の競り合いによるボールの損傷等を防止することができる。
【００３９】
なお、上述した第３の実施形態ではサイドキャップ１７のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂを角柱状に形成したが、例えばナット１４のサイドキャップ取付け面１６に円形若しくは楕円形のボール循環孔を設け、これに合わせてボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの形状を円柱あるいは楕円柱の形状としてもよい。このように、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの形状をボール循環孔２０の形状に合わせて円柱あるいは楕円柱の形状とすることにより、ナット１４に応力集中が発生することを防止できる。
【００４０】
図１６及び図１７は本発明の第４の実施形態を示す図で、図１６は本発明の第４の実施形態に係るボールねじの側面図、図１７は図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う矢視断面図である。これらの図に示すように、第４の実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周に螺合する円筒状のナット１４とを備えており、ねじ軸１２の外周面にはボールねじ溝１１が形成されている。このボールねじ溝１１はナット１４の内周面に形成されたボールねじ溝１３（図１７参照）と対向しており、これらの両ボールねじ溝１１，１３間に配設された多数のボール１５は、ねじ軸１２又はナット１４のいずれか一方が回転するとボールねじ溝１１，１３間に形成された螺旋状のボール負荷転動路を転動するようになっている。
【００４１】
また、第４の実施形態に係るボールねじは、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７を備えている。このサイドキャップ１７はボール１５を初期位置に戻すためのボール戻し路２２を有するブロック状のサイドキャップ本体１７ｃと、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５をその中心軌跡円ＢＣの接線ＬＣの方向にすくい上げてボール戻し路２２に案内する角柱状のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂとを有しており、サイドキャップ本体１７ｃはナット１４の外周面に形成されたサイドキャップ取付け面１６に止めネジ１８，１９によって固定されている。
【００４２】
一方、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはサイドキャップ取付け面１６に形成されたボール循環孔２０，２０からナット１４内に挿入されており、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５はボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂによりすくい上げられた後、ボール戻し路２２を通って初期位置に戻るようになっている。なお、サイドキャップ１７は例えば樹脂材を射出形成して形成されている。
【００４３】
図１８乃至図２８は本発明の第５の実施形態を示す図で、図１８は本発明の第５の実施形態に係るボールねじの側面図、図１９は図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う矢視断面図である。これらの図に示すように、第５の実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周に螺合する円筒状のナット１４とを備えており、ねじ軸１２の外周面にはボールねじ溝１１が形成されている。このボールねじ溝１１はナット１４の内周面に形成されたボールねじ溝１３（図１９参照）と対向しており、これらの両ボールねじ溝１１，１３間に配設された多数のボール１５は、ねじ軸１２又はナット１４のいずれか一方が回転するとボールねじ溝１１，１３間に形成された螺旋状のボール負荷転動路を転動するようになっている。
【００４４】
また、第５の実施形態に係るボールねじは、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７を備えている。このサイドキャップ１７はボール１５を初期位置に戻すためのボール戻し路２２を有するブロック状のサイドキャップ本体１７ｃと、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５をその中心軌跡円ＢＣの接線ＬＣの方向に９０°より小さい位相角ｒですくい上げてボール戻し路２２に案内する角柱状のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂとを有しており、サイドキャップ本体１７ｃはナット１４の外周面に形成されたサイドキャップ取付け面１６に止めネジ１８，１９によって固定されている。
【００４５】
一方、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはサイドキャップ取付け面１６に形成されたボール循環孔２０，２０からナット１４内に挿入されており、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５はボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂによりすくい上げられた後、ボール戻し路２２を通って初期位置に戻るようになっている。なお、サイドキャップ１７は例えば樹脂材を射出形成して形成されている。
【００４６】
図２０はサイドキャップ１７の平面図、図２１はサイドキャップ１７の側面図、図２２はサイドキャップ１７の底面図、図２３はサイドキャップ１７の正面図であり、これらの図に示すように、サイドキャップ１７は例えば樹脂材をモールド成形してなる一対のサイドキャップ構成部材２３，２３から形成されている。また、サイドキャップ１７内のボール戻し路２２は直線部２２１と、この直線部２２１の両端に連続して形成された曲線部２２２，２２３とからなり、直線部２２１は、サイドキャップ１７内の中央部にねじ軸１２と平行に設けられている。
【００４７】
図２４乃至図２８はサイドキャップ構成部材２３を示す図で、図２４はサイドキャップ構成部材２３の平面図、図２５はサイドキャップ構成部材２３の側面図、図２６はサイドキャップ構成部材２３の底面図、図２７はサイドキャップ構成部材２３の正面図、図２８はサイドキャップ構成部材２３の背面図である。これらの図に示すように、サイドキャップ構成部材２３は合わせ面（突合わせ面）２３ａをそれぞれ有しており、各サイドキャップ構成部材２３の合わせ面２３ａには、サイドキャップ１７のボール戻し路２２を形成するための溝部２４が設けられている。
【００４８】
上述のように、ボール戻し路２２の直線部２２１をサイドキャップ１７内の中央部にねじ軸１２と平行に設けると、図１９に示すように、ボールすくい上げ位置の位相角ｒが図１７に示したボールねじに比べて小さくなる。これにより、ナット１４の内周面に形成されるボールねじ溝１３の有効巻数がより多くなり、ボールねじの負荷容量を大きくすることができる。すなわち、図１７に示したボールねじでは、ボール戻し路２２の直線部がねじ軸１２に対して傾いているため、ボールすくい上げ位置の位相角（ねじ軸１２の中心を通りナット１４のサイドキャップ取付け面１６に垂直な直線Ｌ１と、ねじ軸１２の中心とボール１５のすくい上げ位置とを通る直線Ｌ２とにより形成される角度）ｒが約９０°となる。このため、ナット１４の内周面に形成されるボールねじ溝１３の有効巻数が１．５巻、２．５巻等の整数−０．５巻となり、ナットのサイドキャップの位相とサイドキャップの反対側の位相とでは、負荷を受けるボール数が異なるために、アキシアル方向剛性のアンバランスが発生していた。これに対し、上述した第５の実施形態では、ボール戻し路２２の直線部２２１をサイドキャップ１７内の中央部にねじ軸１２と平行に設けたことにより、位相角ｒが小さくなり、これによりナット１４の内周面に形成されるボールねじ溝１３の有効巻数が整数巻数に近い巻数（例えば１．７巻、２．７巻）となるので、剛性のアンバランスを小さくしてボールねじの負荷容量を大きくすることができる。
【００４９】
また、図１７に示したボールねじでは、ボール戻し路２２の直線部２２１がねじ軸１２に対して傾いているため、サイドキャップ１７が幅広の形状となっていた。これに対し、上述した第５の実施形態では、ボール戻し路２２の直線部２２１がねじ軸１２と平行に設けられているため、サイドキャップ１７の幅寸法ｗ（図１８参照）を小さくすることができる。これにより、サイドキャップ１７の形状を小さくしてボールねじの小型化を図ることができる。
【００５０】
また、上述した第５の実施形態では、すくい上げおよびボール戻し路の構成はエンドキャップ式ボールねじに近いものとなるので、チューブ式ボールねじでは実現困難であった大リードのボールねじに適用可能である。一方、エンドキャップ式ボールねじはチューブ式ボールねじのように複数の循環回路を並列に配置することや、２つのナットを組み合わせて予圧（ダブルナット予圧）をかけることができなかったが、本発明では、図２９に示す第６の実施形態のように、２つのナット１４，１４を組み合わせて予圧（ダブルナット予圧）をかけることができる。なお、図２９において、符号３３は２つのナット１４，１４間に設けられた間座である。
【００５１】
図３０乃至図３３は本発明の第７の実施形態を示す図で、図３０は本発明の第７の実施形態に係るボールねじの側面図で、図３１は同実施形態に係るボールねじの径方向に沿う断面図である。これらの図に示すように、第７の実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周に螺合する円筒状のナット１４とを備えており、ねじ軸１２の外周面にはボールねじ溝１１が形成されている。このボールねじ溝１１はナット１４の内周面に形成されたボールねじ溝１３（図３１参照）と対向しており、ねじ軸１２又はナット１４のいずれか一方が回転するとナット１４に組み込まれた多数のボール１５がボールねじ溝１１，１３間を転動するようになっている。
【００５２】
また、本発明の第７の実施形態に係るボールねじは、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７を備えている。このサイドキャップ１７はボール１５を初期位置に戻すためのボール戻し路２２を有するサイドキャップ本体１７ｃと、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５をその中心軌跡円ＢＣの接線ＬＣの方向に９０°より小さい位相角ですくい上げてボール戻し路２２に案内する一対のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂとを有しており、サイドキャップ本体１７ｃはナット１４の外周面に形成されたサイドキャップ取付け面１６にガータースプリング、輪ゴム、Ｃ形止輪、リングスプリング、ナイロン製弾性バンド等の弾性押さえ部材１７２，１７３によって押圧されている。
【００５３】
一方、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはサイドキャップ取付け面１６に形成されたボール循環孔２０，２０からナット１４内に挿入されており、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５はボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂによりすくい上げられた後、ボール戻し路２２を通って初期位置に戻るようになっている。なお、サイドキャップ１７は樹脂等のモールド材を射出成形して形成されている。
【００５４】
弾性押さえ部材１７２，１７３はナット１４の外周に設けられており、ナット１４の外周面には、図３２及び図３３に示すように、弾性押さえ部材１７２，１７３を収容するための溝部３４，３５が形成され、さらにサイドキャップ１７の外面には弾性押さえ部材１７２，１７３を収容するための溝部３６，３７（図３０参照）が形成されている。
【００５５】
上述のように、ナット１４の外周に弾性押さえ部材１７２，１７３を設け、これらの弾性押さえ部材１７２，１７３でサイドキャップ１７をナット１４の外周面に形成されたサイドキャップ取付け面１６に押え付けると、サイドキャップ取付け面１６からのサイドキャップ１７の浮き上がりが抑制される。これにより、サイドキャップ１７をナット１４にネジ止めするための取付け孔をナット１４に設ける必要がないので、取付け孔の加工に要するコストを削減することができる。
【００５６】
また、上述した第７の実施形態では、図１７に示したボールねじのように、止めネジ１８，１９の頭部がナット１４の外周面から飛び出すようなこともないので、ナット１４の外径を小さくしてボールねじの小型化を図ることができる。さらに、ボール戻し路２２を転動するボール１５によってサイドキャップ１７が図中上方に押されると、サイドキャップ１７が図中上方に動くため、ボール１５がサイドキャップ１７を押す力を逃がすことができる。これにより、ボール同士が押し合う競り合い力を低減してボールねじの作動性を向上させることができると共にボールの損傷を防止することができる。
【００５７】
図３４乃至図４４は本発明の第８の実施形態を示す図で、図３４は本発明の第８の実施形態に係るボールねじの側面図、図３５は同実施形態に係るボールねじの軸方向に沿う断面図、図３６は同実施形態に係るボールねじの径方向に沿う断面図である。これらの図に示すように、第８の実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周に螺合する円筒状のナット１４とを備えており、ねじ軸１２の外周面にはボールねじ溝１１が形成されている。このボールねじ溝１１はナット１４の内周面に形成されたボールねじ溝１３（図３５及び図３６参照）と対向しており、ねじ軸１２又はナット１４のいずれか一方が回転するとナット１４に組み込まれた多数のボール１５がボールねじ溝１１，１３間を転動するようになっている。
【００５８】
また、本発明の第８の実施形態に係るボールねじは、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７を備えている。このサイドキャップ１７はボール１５を初期位置に戻すためのボール戻し路２２を有するブロック状のサイドキャップ本体１７ｃと、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５をボールねじ溝１１，１３のリード角方向に且つボール１５の中心軌跡円ＢＣの接線ＬＣの方向にすくい上げてボール戻し路２２に案内する一対のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ（図３６参照）とを有しており、サイドキャップ本体１７ｃはナット１４の外周面に形成されたサイドキャップ取付け面１６に止めネジ１８，１９によって固定されている。
【００５９】
一方、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはサイドキャップ取付け面１６に形成されたボール循環孔２０，２０からナット１４内に挿入されており、ボールねじ溝１１，１３間を転動するボール１５はボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂによりすくい上げられた後、ボール戻し路２２を通って初期位置に戻るようになっている。
【００６０】
図３９はサイドキャップ構成部材２３の平面図、図４０はサイドキャップ構成部材２３の側面図、図４１はサイドキャップ構成部材２３の正面図であり、これらの図に示すように、サイドキャップ構成部材２３は合わせ面（突合わせ面）２３ａをそれぞれ有している。この合わせ面２３ａはサイドキャップ本体１７ｃをねじ軸１２の軸方向に対して斜めに分割する第１の平面部４１と、サイドキャップ１７のボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂをねじ軸１２の軸方向に分割する第２及び第３の平面部４２，４３とからなり、各サイドキャップ構成部材２３の合わせ面２３ａには、サイドキャップ１７のボール戻し路２２を形成するための溝部２４が設けられていると共に位置合わせ用の突起部２５と穴部２６が設けられている。
【００６１】
図４２は図４０のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図であり、同図に示すように、溝部２４は、第１の平面部４１と第２の平面部４２との境界部分では半円４４と直線４５とを組み合わせた断面形状となっている。
図４３は図３８のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図であり、同図に示すように、ボール戻し路２２は、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの部分では半円４４と直線４５とからなるものと、円弧４６及び４７からなるものとを組み合わせた断面形状となっているため、斜線部４８が段差となる。この段差部４８にボール１５が衝突したりすると振動や騒音の発生原因となるため、本実施形態に係るボールねじでは、斜線部４８に面取りを施して第１の平面部４１と第２の平面部４２及び第３の平面部４３との境界部に角状の段差が生じないようにしている。
【００６２】
図４４は第１の平面部４１と第２の平面部４２との境界部を斜めから見た状態を示す図であり、（ａ）は面取り前の状態を示し、（ｂ）は面取りの様子を示している。同図において、符号４９は第１の平面部４１と第２の平面部４２の方向の違いから発生する面を示し、符号５０で示す部分が面取りを施す部分である。上述のように、合わせ面２３ａの第１の平面部４１と第２の平面部４２との境目部に面取りを施すことにより、境目部に発生する角状の段差が除去され、境目部をボールが滑らかに転がるので、振動や騒音の発生を防止することができる。
【００６３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、第８の実施形態ではサイドキャップ構成部材２３の合わせ面２３ａに形成された溝部２４を合わせてボール戻し路２２を形成したときに合わせ面２３ａの平面部４１と平面部４２との境目部に段差が生じることを防ぐために、平面部４１と平面部４２との境目部に面取りを施したが、例えば図４５に示すように第１の平面部４１と第２の平面部４２との方向の違いで生じる面４９を傾けたり、あるいは図４６に示すように面４９を湾曲させて第１の平面部４１と第２の平面部４２との境目部を滑らかにしたりして段差の発生を防止するようにしてもよい。また、サイドキャップ１７を形成する一対のサイドキャップ構成部材として、図３９乃至図４１に示した３つの平面で合わせるサイドキャップ構成部材を用いる代わりに、図４７（ａ）〜（ｄ）に示すようなサイドキャップ構成部材２３、すなわちボール戻し路を湾曲させ、１つの曲面で合わせる構造として、段差のないサイドキャップ構成部材を用いてもよい。このとき、ボールがスムーズに転動するように曲面は緩やかな曲率とすることが望ましい。
【００６４】
図４８乃至図５６は本発明の第１２の実施形態を示す図であり、図４８に示されるように、本発明の第１２の実施形態に係るボールねじ６０は、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の回転に伴って軸方向に相対移動するナット１４と、このナット１４とねじ軸１２との間に転動自在に組み込まれた多数のボール１５（図４９参照）と、これらのボール１５を循環させるボール循環部材としてのサイドキャップ１７とを備えて構成されている。
【００６５】
前記ねじ軸１２は軸方向と直交する断面が円形に形成されており、その外周面には螺旋状のボールねじ溝１１が形成されている。このボールねじ溝１１はナット１４の内周面に形成された螺旋状のボールねじ溝１３（図４９参照）と対向しており、ねじ軸１２またはナット１４の一方が軸回りに回転すると、これに同期してボール１５がボールねじ溝１１，１３間に形成されたボール負荷転動路２１（図４９参照）を転動するようになっている。
【００６６】
前記ナット１４は外周面にサイドキャップ取付け面１６（図５０参照）を有しており、このサイドキャップ取付け面１６には、サイドキャップ固定用の止めネジ１８，１９（図４８参照）と螺合するネジ穴６１，６２が形成されているとともに、ボール１５を循環させるためのボール循環孔２０，２０が形成されている。
【００６７】
サイドキャップ１７は、例えば、樹脂或いは金属等の成形材料を所定の形状に射出成形して形成されている。また、サイドキャップ１７は前記ボール循環孔２０，２０に嵌合する一対の柱状ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ（図５１乃至図５３参照）と、これらの柱状ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ内に形成されたボール戻し案内路６３，６３と連通するボール戻し路２２（図５１及び図５３参照）を内部に有するプレート状のサイドキャップ本体部１７ｃとから構成されている。
【００６８】
前記ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂは、図５１及び図５３に示すように、その横断面が円形に形成されており、従って、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂが嵌め込まれるボール循環孔２０の横断面も円形となっている。また、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂはタング部２９（図５２及び図５３参照）をそれぞれ有しており、前記ボール負荷転動路２１を転動するボール１５は、図４９に示すように、ボールすくい上げ部１７ａ又は１７ｂのタング部２９によりボールねじ溝１１，１３のリード角方向にすくい上げられてボール戻し路２２に導入されるようになっている。
【００６９】
図５５はボールねじ６０の一部分を示す断面図であり、同図に示されるように、ボール戻し案内路６３は、ボール１５の直径をｄ１とすると、１．０１ｄ１〜１．３ｄ１程度の内径ｄ２を有している。また、ボール戻し案内路６３はボール負荷転動路２１を転動するボール１５の中心軌跡円ＢＣ（図５５参照）の接線方向に中心線６３ａを傾けてボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ内に形成されている。さらに、ボール戻し案内路６３は、図５５に示すように、その中心線６３ａがボール負荷転動路２１との境界部分でボール中心軌跡円ＢＣの内側に位置するようにボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ内に形成されている。
【００７０】
サイドキャップ本体１７ｃはサイドキャップ取付け孔２７，２８（図５１参照）を有しており、これらのサイドキャップ取付け孔２７，２８には、前記止めネジ１８，１９が挿通されるようになっている。
上述のように、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの横断面を円形に形成すると、ボール循環孔２０の横断面が円形の形状となり、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの横断面を角形の形状とした場合に比較して、ボール循環孔２０の孔明け加工に要する工数が減少するので、コストの低減を図ることができる。
【００７１】
また、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの横断面が角形形状の場合には、図５７（ａ）に示されるように、ボール負荷転動路２１とボール戻し案内路６３との境界部分に鋭角な段差部６４が発生し、この段差部６４にボール１５が衝突することによってボール１５に損傷が生じることがあるが、上述した実施形態のように、ボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂの横断面を円形の形状にすると、図５７（ｂ）に示されるように、ボール負荷転動路２１とボール戻し案内路６３との境界部分に発生する段差部が鈍角な段差部６５となるので、ボール１５の損傷を防止することができる。
【００７２】
また、図５８に示すように、ボール戻し案内路６３の中心線６３ａがボール負荷転動路２１との境界部分でボール１５の中心軌跡円ＢＣの外側に位置するようにボール戻し案内路６３をボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ内に形成すると、ボール戻し案内路６３の内径ｄ２がボール１５の直径ｄ１に対して１．０１ｄ１〜１．３ｄ１程度であるため、ボール負荷転動路２１とボール戻し案内路６３との境界部分にボール１５の損傷を招く段差６６（図５９参照）が発生するが、上述した実施形態のように、ボール戻し案内路６３の中心線６３ａがボール負荷転動路２１との境界部分でボール１５の中心軌跡円ＢＣの内側に位置するようにボール戻し案内路６３をボールすくい上げ部１７ａ，１７ｂ内に形成すると、図５６に示すように、ボール負荷転動路２１とボール戻し案内路６３との境界部分に段差６６が発生しないので、ボール１５の損傷を防止することができる。
【００７３】
図６０乃至図６２は本発明の第１３の実施形態を示す図であり、同図に示されるように、サイドキャップ１７は二組のサイドキャップ構成部材７０，７１から構成されている。これらのサイドキャップ構成部材７０，７１は突合わせ面７０ａ，７１ａを有しており、各突合わせ面７０ａ，７１ａには、ボール戻し案内路６３及びボール戻し路２２を形成するための溝部７２が形成されている。また、サイドキャップ構成部材７０，７１は例えば樹脂材を所定の形状に射出成形して形成されている。
【００７４】
このような構成において、ボールねじの組立て時にサイドキャップ構成部材７０の突合わせ面７０ａとサイドキャップ構成部材７１の突合わせ面７１ａとを突き合わせてサイドキャップ１７を組み立てると、サイドキャップ１７の内部にボール戻し路２２が形成されるので、ボール戻し路２２の形成に要する加工コストを低減することができる。
【００７５】
上述した実施形態ではサイドキャップ１７を４つの部品に分割した例を示したが、サイドキャップ１７を２つの部品に分割してもよい。また、上述した実施形態ではサイドキャップ構成部材７０，７１を樹脂で形成したが、樹脂の代わりに金属を用いてもよい。この場合、鋳造や焼結治金、あるいはＭＩＭ（金属射出成形）を用いることで、前述した実施形態と同様に、サイドキャップ１７を安価に大量生産することができる。
【００７６】
次に、図６３乃至図６８を参照して本発明の第１４の実施形態について説明する。
図６３は本発明の第１４の実施形態に係るボールねじの側面図、図６４は同実施形態に係るボールねじの軸方向断面図であり、これらの図に示すように、本実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周面に形成された螺旋状のボールねじ溝１１と対向する螺旋状のボールねじ溝１３（図６４参照）を内周面に有するナット１４と、ねじ軸１２またはナット１４の回転運動に伴ってボールねじ溝１１，１３間に形成されたボール負荷転動路２１を転動する多数のボール１５と、これらのボール１５をナット１４の外部で循環させるためのボール戻し路８１３（図６５参照）を内部に有するボール循環部材８１とを備えている。
【００７７】
ボール循環部材８１は樹脂または金属を射出成形あるいは金属を焼結成形して形成されており、ナット１４の外周面に形成された平面部１４ａに押さえ金具８２と止めネジ８３ａ，８３ｂによって固定されている。また、ボール循環部材８１は、図６５に示すように、二つのボールすくい上げ部８１１，８１２を有しており、これらのボールすくい上げ部８１１，８１２はナット１４の平面部１４ａに開口するボールすくい上げ孔８４ａ及びボール戻し孔８４ｂ（図６３参照）に嵌入されている。さらに、ボール循環部材８１は一方のボールすくい上げ部８１１（又は８１２）から他方のボールすくい上げ部８１２（又は８１１）までの間が一つに繋がっていて、ボールすくい上げ部８１１，８１２の内部に形成されたボール戻し路８１３の中心軸線８１３ａは、図６５に示すように、ボールすくい上げ部８１１，８１２の周面８１１ａ，８１２ａに対して非平行となっている。換言すれば、ボール戻し路８１３の中心軸線８１３ａはボールすくい上げ部８１１，８１２の中心軸線８１１ｂ，８１２ｂに対して非平行となっている。
【００７８】
ボールすくい上げ孔８４ａ及びボール戻し孔８４ｂはナット１４の軸方向に対して垂直に形成されており、これらのボールすくい上げ孔８４ａ及びボール戻し孔８４ｂには、ボール循環部材８１との干渉を防ぐために逃げ８５（図６６参照）が形成されている。
図６７はボール循環部材８１のボールすくい上げ部８１１（又は８１２）によりすくい上げられるボール１５のすくい上げ方向を模式的に示す図であり、同図に示すように、ボールすくい上げ部８１１又は８１２によりすくい上げられるボール１５のすくい上げ方向（図中矢印Ａ）は、ボール１５のすくい上げ点Ｐにおけるボールねじ溝１１，１３の螺旋方向（図中矢印Ｂ）と１５度以下の角度差θを有している。なお、図中Ｃはボールねじ溝１１，１３を転動するボール１５の中心軌跡（螺旋軌道）を示している。
【００７９】
このように構成されるボールねじでは、ねじ軸１２またはナット１４の回転運動に伴ってボール負荷転動路２１を転動するボール１５はボール循環部材８１のボールすくい上げ部８１１又は８１２によりボールねじ溝１１，１３の螺旋方向（ボールねじ溝１１，１３のリード角方向とボール中心軌道の接線方向とを合成した方向）にすくい上げられる。したがって、ボール負荷転動路を転動するボールをねじ軸に対して垂直な方向にすくい上げる従来のチューブ式ボールねじのように、ボール循環部材のタング部にボールを衝突させなくてもボール負荷転動路を転動するボールを循環させることが可能となるので、振動や騒音の発生を抑制することができる。また、エンドキャップ式ボールねじのように、ボールの循環回路数がねじ溝の条数分に限定されることがないので、１回路当りのボール数を多くすることなく負荷容量を高めることができる。
【００８０】
また、特許文献１に開示されたボールねじのように、ボールすくい上げ孔及びボール戻し孔をボールねじ溝のリード角方向に傾けて加工する必要がないので、コストの上昇を招いたりすることなくボールをナットの外部で循環させることができる。さらに、特許文献２に開示されたボールねじのように、ナットとボール循環チューブとの間に大きな隙間が生じることもないので、潤滑剤の漏出や異物の侵入を招いたりすることなくボールをナットの外部で循環させることができる。
【００８１】
また、上述した実施形態ではボールすくい上げ部８１１又は８１２によりすくい上げられるボール１５のすくい上げ方向がボールねじ溝１１の螺旋方向と１５度以下の角度差を有しているので、図６８に示すように、例えばボール１５のすくい上げ方向がボールねじ溝１１，１３の螺旋方向と２０度の角度差を有するものと比較して作動時の騒音をより低く抑えることができる。
【００８２】
次に、図６９乃至図７３を参照して本発明の第１５の実施形態について説明する。
図６９は本発明の第１５の実施形態に係るボールねじの平面図、図７０は同実施形態に係るボールねじの軸方向断面図であり、これらの図に示すように、本実施形態に係るボールねじは、ねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周面に形成された螺旋状のボールねじ溝１１と対向する螺旋状のボールねじ溝１３（図７０参照）を内周面に有するナット１４と、ねじ軸１２またはナット１４の回転運動に伴ってボールねじ溝１１，１３間に形成されたボール負荷転動路２１を転動する多数のボール１５と、これらのボール１５をナット１４の外部で循環させるためのボール循環部材８１とを備えている。
【００８３】
ボール循環部材８１はプレート状の押さえ部８１４ａ，８１４ｂを有しており、これらの押さえ部８１４ａ，８１４ｂはナット１４の外周面に形成された平面部１４ａに止めネジ８３ａ，８３ｂによって固定されている。また、ボール循環部材８１は、図７１に示すように、ボール負荷転動路２１を転動するボール１５をボールねじ溝１１，１３の螺旋方向にすくい上げる二つのボールすくい上げ部８１１，８１２を有しており、これらのボールすくい上げ部８１１，８１２はナット１４の平面部１４ａに開口するボールすくい上げ孔８４ａ及びボール戻し孔８４ｂ（図６９参照）に嵌入されている。さらに、ボール循環部材８１はボール戻し路８１３を内部に有しており、このボール戻し路８１３はボール循環部材８１を構成する二つの循環部構成部材８６，８６（図６９参照）によりボール１５の転動方向に沿って分割されている。
【００８４】
循環部構成部材８６は、樹脂または金属を所定の形状に射出成形して形成されている。また循環部構成部材８６は、図７２及び図７３に示すように、合わせ面８６１をそれぞれ有しており、各合わせ面８６１には、ボール戻し路８１３を形成する溝部８７が形成されている。
このように構成されるボールねじでは、ボール負荷転動路２１を転動するボール１５はボール循環部材８１のボールすくい上げ部８１１または８１２によりボールねじ溝１１，１３の螺旋方向にすくい上げられる。したがって、ボール負荷転動路を転動するボールをねじ軸に対して垂直な方向にすくい上げる従来のチューブ式ボールねじのように、ボール循環部材のタング部にボールを衝突させなくてもボール負荷転動路を転動するボールを循環させることが可能となるので、振動や騒音の発生を抑制することができる。また、エンドキャップ式ボールねじのように、ボールの循環回路数がねじ溝の条数分に限定されることがないので、１回路当りのボール数を多くすることなく負荷容量を高めることができる。
【００８５】
また、特許文献１に開示されたボールねじのように、ボールすくい上げ孔及びボール戻し孔をボールねじ溝のリード角方向に傾けて加工する必要がないので、コストの上昇を招いたりすることなくボールをナットの外部で循環させることができる。さらに、特許文献２に開示されたボールねじのように、ナットとボール循環チューブとの間に大きな隙間が生じることもないので、潤滑剤の漏出や異物の侵入を招いたりすることなくボールをナットの外部で循環させることができる。
【００８６】
また、上述した実施形態ではボール循環部材８１を構成する二つの循環部構成部材８６によりボール戻し路８１３をボール１５の転動方向に沿って分割したことで、ボール循環部材８１の内部にボール戻し路８１３を容易に形成でき、これにより、ボール戻し路８１３の形成に要する加工コストを低減することができる。
【００８７】
さらに、上述した実施形態ではボール循環部材８１に押さえ部８１４ａ，８１４ｂを一体に形成したことで、図６３に示したような止め金具８２が不要となるので、部品点数の削減を図ることができる。
なお、上述した第１４及び第１５の実施形態ではボール循環部材８１のボールすくい上げ部８１１，８１２をボール循環部材８１と一体に形成したが、図７４に示す第１６の実施形態のように、ボール循環部材を管状部材８８から形成し、この管状部材８８の両端部に肉盛りを施してボールすくい上げ部８１１，８１２を形成してもよい。また、上述した第１４の実施形態ではボール循環部材８１との干渉を防ぐための逃げ８５をナット１４に設けたが、図７５に示すように、逃げを持たないナット１４を用いてもよい。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係るボールねじによれば、ボールをすくい上げる際にボールの損傷や騒音等が発生することを防止でき、かつ１回路当りのボール数を多くすることなく負荷容量を高めることができる。
請求項２の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、ボールをボールねじ溝のリード角と一致する方向にすくい上げて初期位置に戻すためのボール戻し路をサイドキャップ内に容易に形成することができる。
【００８９】
請求項３の発明に係るボールねじによれば、サイドキャップを同一の型を用いて成形できるので、上記の効果に加え、サイドキャップを安価に製造することができる。
請求項４の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、サイドキャップを射出成形により安価に大量生産することができる。
【００９０】
請求項５の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、ボールねじをナット回転方式とした場合にナットの回転バランスを安定に保つことができるとともに、樹脂が使用に適さない高温条件下等での使用も可能になる。
請求項６の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、サイドキャップに加えられたボールの衝突力が加振力としてナットにそのまま伝わることがないので、サイドキャップに加えられたボールの衝突力により騒音や振動が発生することを防止することができる。
【００９１】
請求項７の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、サイドキャップ内のボール戻し路でボールの詰まり現象が生じた場合にボール同士の押し合う力に応じてボール戻し路の長さが延びるので、ボールねじの作動性の向上やボール同士の競り合いによるボールの損傷等を防止することができる。
請求項８の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、サイドキャップをナットにネジ止めするための取付け孔をナットに設ける必要がないので、取付け孔の加工に要するコストを削減することができ、かつサイドキャップに作用するボールの押圧力を逃がすことができるため、ボール同士の競り合い力を低減してボールねじの作動性を向上させることができると共にボールの損傷を防止することができる。
【００９２】
請求項９の発明に係るボールねじによれば、弾性押さえ部材が軸方向にずれてサイドキャップから外れてしまう心配がない。
請求項１０の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、ナットの内周面に形成されるボールねじ溝の有効巻数がより整数巻数に近い巻数となるので、ボールねじの負荷容量を大きくすることができる。
【００９３】
請求項１１の発明に係るボールねじによれば、すくい上げ部へのボールの衝突を和らげることができるので、上記の効果に加え、騒音や振動の発生を防止することができる。
請求項１２の発明に係るボールねじによれば、すくい上げ部へのボールの衝突を和らげることができるので、上記の効果に加え、騒音や振動の発生を防止することができる。
【００９４】
請求項１３の発明に係るボールねじによれば、有効巻数が多く、整数巻数に近くなるので、上記の効果に加え、負荷容量を大きくすることができる。
請求項１４の発明に係るボールねじによれば、上記の効果に加え、一対のサイドキャップ構成部材を合わせてボール戻し路を形成したときに合わせ面の境目に生じる段差にボールが衝突することを防止することができる。
【００９５】
請求項１５の発明に係るボールねじによれば、一対のサイドキャップ構成部材を合わせてボール戻し路を形成したときに合わせ面の境目に段差が生じないので、上記の効果に加え、ボールの衝突を防止することができる。
請求項１６の発明に係るボールねじによれば、ボールすくい上げ部の横断面を円形に形成したことにより、ボール循環孔の孔明け加工に要する工数が減少するので、コストの低減を図ることができる。また、ボール負荷転動路とボール戻し案内路との境界部分に発生する段差部が鈍角な段差部となるので、段差部との衝突によるボールの損傷を防止することができる。
【００９６】
請求項１８の発明に係るボールねじによれば、ボール負荷転動路とボール戻し案内路との境界部分に段差が発生しないので、ボールの損傷を防止することができる。
請求項１９の発明に係るボールねじによれば、ボールをすくい上げる際にボールの損傷や騒音等が発生することを防止でき、かつ１回路当りのボール数を多くすることなく負荷容量を高めることができる。
【００９７】
請求項２０及び２１の発明に係るボールねじによれば、請求項１９記載の発明の効果に加え、ボール循環部材の内部にボール戻し路を容易に形成することができる。
請求項２２及び２３の発明に係るボールねじによれば、請求項２０記載の発明の効果に加え、ボール循環部材を安価に製造することができ、コストの低減を図ることができる。
【００９８】
請求項２４の発明に係るボールねじによれば、請求項１乃至２３記載の発明の効果に加え、振動や騒音の発生をより効果的に抑制しながらボールをナットの外部で循環させることができる。
請求項２５の発明に係るボールねじによれば、請求項１９記載の発明の効果に加え、ボール循環部材を構成する管状部材の両端部分に肉盛りを施すことで、ボールすくい上げ部を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図２】図１に示すボールねじの軸方向断面図である。
【図３】図１に示すボールねじの径方向断面図である。
【図４】図１に示すサイドキャップの平面図である。
【図５】図４に示すサイドキャップの正面図である。
【図６】図５に示すサイドキャップの側面図である。
【図７】図４に示すサイドキャップ構成部材の平面図である。
【図８】図７に示すサイドキャップ構成部材の正面図である。
【図９】図７に示すサイドキャップ構成部材の底面図である。
【図１０】図７に示すサイドキャップ構成部材の左側面図である。
【図１１】図７に示すサイドキャップ構成部材の右側面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う矢視断面図である。
【図１５】図１４に示すナットとサイドキャップの斜視図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図１７】図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う矢視断面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う矢視断面図である。
【図２０】図１９に示すサイドキャップの平面図である。
【図２１】図１９に示すサイドキャップの側面図である。
【図２２】図１９に示すサイドキャップの底面図である。
【図２３】図１９に示すサイドキャップの正面図である。
【図２４】図２０に示すサイドキャップ構成部材の平面図である。
【図２５】図２０に示すサイドキャップ構成部材の側面図である。
【図２６】図２０に示すサイドキャップ構成部材の底面図である。
【図２７】図２０に示すサイドキャップ構成部材の正面図である。
【図２８】図２０に示すサイドキャップ構成部材の背面図である。
【図２９】本発明の第６の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図３０】本発明の第７の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図３１】本発明の第７の実施形態に係るボールねじの径方向に沿う断面図である。
【図３２】図３０に示すナットを示す図である。
【図３３】図３２のＸＸＸＩＩＩ−ＸＸＸＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。
【図３４】本発明の第８の実施形態に係るボールねじの側面図である。
【図３５】本発明の第８の実施形態に係るボールねじの軸方向に沿う断面図である。
【図３６】本発明の第８の実施形態に係るボールねじの径方向に沿う断面図である。
【図３７】図３４に示すサイドキャップの平面図である。
【図３８】図３７に示すサイドキャップの側面図である。
【図３９】図３７に示すサイドキャップ構成部材の平面図である。
【図４０】図３９に示すサイドキャップ構成部材の側面図である。
【図４１】図４０に示すサイドキャップ構成部材の正面図である。
【図４２】図４０のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。
【図４３】図３８のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。
【図４４】図４０の第１の平面部と第２の平面部との境界部を斜めから見た状態を示す図である。
【図４５】本発明の第９の実施形態を示す図である。
【図４６】本発明の第１０の実施形態を示す図である。
【図４７】本発明の第１１の実施形態に係るボールねじのサイドキャップ構成部材を示す図である。
【図４８】本発明の第１２の実施形態に係るボールねじの平面図である。
【図４９】図４８に示すボールねじの軸方向断面図である。
【図５０】図４８に示すナットの平面図である。
【図５１】図４８に示すサイドキャップの平面図である。
【図５２】図５１に示すサイドキャップの側面図である。
【図５３】図５１に示すサイドキャップの正面図である。
【図５４】図５１に示すサイドキャップの底面図である。
【図５５】図４８に示すボールねじの一部分を示す断面図である。
【図５６】図５５に示すボール負荷転動路とボール戻し案内路との境界部分を示す図である。
【図５７】本発明の第１２の実施形態に係るボールねじの作用効果を説明するための図である。
【図５８】本発明の第１２の実施形態に係るボールねじの作用効果を説明するための図である。
【図５９】図５８に示すボール負荷転動路とボール戻し案内路との境界部分を示す図である。
【図６０】本発明の第１３の実施形態を示す図で、（ａ）はサイドキャップの平面図、（ｂ）はサイドキャップの正面図、（ｃ）はサイドキャップの側面図である。
【図６１】図６０に示すサイドキャップ構成部材の一例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）の矢印ｂの矢視図である。
【図６２】図６０に示すサイドキャップ構成部材の一例を示す図で、（ａ）正面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）の矢印ｃの矢視図である。
【図６３】本発明の第１４の実施形態に係るボールねじの平面図である。
【図６４】図６３に示すボールねじの軸方向断面図である。
【図６５】図６３に示すボール循環部材の一部断面側面図である。
【図６６】図６３に示すボール循環部材をナットに垂直に挿入することを説明するための図である。
【図６７】ボールのすくい上げ方向を模式的に示す図である。
【図６８】図６３のボールねじにおける騒音特性を示す図である。
【図６９】本発明の第１５の実施形態に係るボールねじの平面図である。
【図７０】図６９に示すボールねじの軸方向断面図である。
【図７１】図６９に示すボール循環部材の一部断面側面図である。
【図７２】図６９に示す循環部構成部材の平面図である。
【図７３】図７２に示す循環部構成部材の側面図である。
【図７４】本発明の第１６の実施形態を示す図である。
【図７５】本発明の第１７の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０ ボールねじ
１１ ボールねじ溝
１２ ねじ軸
１３ ボールねじ溝
１４ ナット
１５ ボール
１６ サイドキャップ取付け面
１７ サイドキャップ
１７ａ，１７ｂ ボールすくい上げ部
１７ｃ サイドキャップ本体
１８，１９ 止めネジ
２０ ボール循環孔
２２ ボール戻し路
２２１ 直線部
２２２，２２３ 曲線部
２３ サイドキャップ構成部材
２３ａ 合わせ面
２４ 溝部
２５ 突起部
２６ 穴部
２７，２８ サイドキャップ取付け孔
２９ タング部
３１ 緩衝体
３２ 弾性体
３３ 間座
３４，３５ 溝部
４１ 第１の平面部
４２ 第２の平面部
４３ 第３の平面部
４４ 半円
４５ 直線
４６，４７ 円弧
４８ 段差
４９ 面
５０ 面取り部
１７２，１７３ 弾性押さえ部材
ｒ 位相角
８１ ボール循環部材
８１１，８１２ ボールすくい上げ部
８１３ ボール戻し路
８１４ａ，８１４ｂ 押さえ部
８２ 止め金具
８３ａ，８３ｂ 止めネジ
８４ａ ボールすくい上げ孔
８４ｂ ボール戻し孔
８５ 逃げ
８６ 循環部構成部材
８６１ 合わせ面
８７ 溝部
８８ 管状部材
Claims (25)
- 外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の外周面と対向する内周面にボールねじ溝を有するナットと、このナットと前記ねじ軸の両ボールねじ溝間に配設された多数のボールとを備えてなるボールねじにおいて、
前記ナットの外周面にサイドキャップ取付け面を設け、このサイドキャップ取付け面に前記ボールを一方の側からすくい上げて他方の側へ戻すボールすくい上げ部及びボール戻し路を有するサイドキャップを取付けたことを特徴とするボールねじ。 - 前記サイドキャップの内部に形成されたボール戻し路を前記ボールの進行方向に沿って複数に分割したことを特徴とする請求項１記載のボールねじ。
- 前記サイドキャップは、同一形状のサイドキャップ構成部材を点対称に組み合わせて構成されることを特徴とする請求項２記載のボールねじ。
- 前記サイドキャップを樹脂で形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のボールねじ。
- 前記サイドキャップを焼結材で形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のボールねじ。
- 前記ナットに形成されたボール循環孔と該ボール循環孔に挿入された前記ボールすくい上げ部との間に緩衝体を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のボールねじ。
- 前記サイドキャップ取付け面と前記サイドキャップとの間に弾性体を設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のボールねじ。
- 前記サイドキャップは、前記ナットの外周に設けられた弾性押さえ部材により前記サイドキャップ取付け面に押圧されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のボールねじ。
- 前記弾性押さえ部材は、前記ナットおよび前記サイドキャップのうち少なくとも一方の外周面に形成された溝部に収容されていることを特徴とする請求項８記載のボールねじ。
- 前記ボール戻し路を直線部と、この直線部の両端に連続して形成された曲線部とから構成し、前記直線部を前記サイドキャップ内の中央部に前記ねじ軸と平行に設けたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載のボールねじ。
- 前記ボールすくい上げ部は、前記ボールねじ溝間を転動するボールを前記ボールねじ溝のリード角方向にすくい上げて前記ボール戻し路に案内することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載のボールねじ。
- 前記ボールすくい上げ部は、前記ボールねじ溝間を転動するボールの中心軌跡円の接線方向にすくい上げて前記ボール戻し路に案内することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載のボールねじ。
- 前記ボールすくい上げ部を９０度より小さい位相角に位置させたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項記載のボールねじ。
- 前記サイドキャップを形成する一対のサイドキャップ構成部材に溝部をそれぞれ設け、これらの溝部を合わせて前記ボール戻し路を形成するとともに、前記サイドキャップ構成部材の合わせ面の境目に段差が生じないよう面取りを施したこと、または前記境目を傾斜あるいは湾曲させたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項記載のボールねじ。
- 前記サイドキャップ構成部材の合わせ面を曲面とし、前記ボール戻し路内に段差のないことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載のボールねじ。
- 前記サイドキャップは、前記サイドキャップ取付け面に形成されたボール循環孔に嵌合する一対の柱状ボールすくい上げ部と、これらのボールすくい上げ部内に形成されたボール戻し案内路に連通するボール戻し路を内部に有するプレート状のサイドキャップ本体とからなり、前記ボールすくい上げ部は、その横断面形状が円形に形成されていることを特徴とする請求項１項記載のボールねじ。
- 前記ボール戻し案内路は、前記ボールの直径に対して１．０１〜１．３倍程度の内径を有し、かつ前記ボールねじ溝間を転動するボールの中心軌跡円の接線方向に中心線を傾けて前記ボールすくい上げ部内に形成されていることを特徴とする請求項１６記載のボールねじ。
- 前記ボール戻し案内路は、該ボール戻し案内路の中心線が前記ボールねじ溝間に形成されたボール負荷転動路との境界部分で前記中心軌跡円の内側に位置するように前記ボールすくい上げ部内に形成されていることを特徴とする請求項１７記載のボールねじ。
- 外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の前記ボールねじ溝と対向するボールねじ溝を内周面に有するナットと、前記ねじ軸またはナットの回転運動に伴って前記ねじ軸のボールねじ溝と前記ナットのボールねじ溝との間に形成されたボール負荷転動路を転動する多数のボールと、前記ボールを前記ナットの外部で循環させるためのボール循環部材とを備えたボールねじであって、
前記ボール循環部材は、前記ナットの外面に開口するボールすくい上げ孔及びボール戻し孔に嵌合する二つのボールすくい上げ部を有し、その一方のボールすくい上げ部から他方のボールすくい上げ部までの間が一つに繋がっていて、かつ前記二つのボールすくい上げ部内に形成されたボール戻し路の中心軸線が前記ボールすくい上げ部の周面に対して平行でないことを特徴とするボールねじ。 - 前記ボール戻し路は、前記ボール循環部材を構成する二つの循環部構成部材により前記ボールの転動方向に沿って分割されていることを特徴とする請求項１９記載のボールねじ。
- 前記循環部構成部材は合わせ面を有し、該合わせ面は前記ボール戻し路を形成する溝部を有することを特徴とする請求項２０記載のボールねじ。
- 前記循環部構成部材は、樹脂を射出成形して形成されていることを特徴とする請求項２０又は２１記載のボールねじ。
- 前記循環部構成部材は、金属を射出成形または焼結成形して形成されていることを特徴とする請求項２０又は２１記載のボールねじ。
- 前記ボールすくい上げ部によりすくい上げられるボールのすくい上げ方向は、前記ボールねじ溝の螺旋方向と１５度以下の角度差を有していることを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか１項記載のボールねじ。
- 前記ボール循環部材を管状部材から形成し、該管状部材の両端部分に肉盛りを施して前記ボールすくい上げ部を形成したことを特徴とする請求項１９記載のボールねじ。
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-
2003
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