JP2004535530A - ボールねじ - Google Patents

Abstract

本発明は、ナット（２）と、ねじ軸（１）と、負荷支持用の転動体（３）とを備え、この転動体がナット（２）とねじ軸（１）のねじ溝（５，４）内を循環する球として形成され、更に球（３）のための戻し範囲（６）を備えている、ボールねじに関する。特にナットを非切削加工することによって、製作コストを大幅に低減し、ボールねじの負荷支持力を均一化することによって、高い出力密度を達成するために、本発明では、ナット（２）がらせん状に巻かれた成形材（７）からなっている。

Description

【０００１】
本発明は、ナットと、ねじ軸と、負荷支持用の転動体とを備え、この転動体がナットとねじ軸のねじ溝内を循環する球として形成され、更に球のための戻し範囲が設けられている、ボールねじに関する。
【０００２】
このようなボールねじは例えば国際出願ＷＯ９８／３６１８６によって公知である。このボールねじの特徴は、ナットが他のナットによって取り囲まれ、この他のナット内に転動体によって支承されていることにある。この場合、他のナットは定置されたケーシング内で外側のナットして軸方向において保持されている。
【０００３】
この公知のボールねじの場合、特にナットを切削加工によって製作しなければならず、製作コストが高くつくという欠点がある。
【０００４】
本発明の課題は、非切削加工によって製作コストが大幅に低減される、冒頭に述べた種類のボールねじを提供することである。
【０００５】
この課題は本発明に従い、ナットがらせん状に巻かれた成形材またはらせん状に巻かれスリーブ内に配置された円形横断面の線材からなっていることによって解決される。その際、成形材は棒材料または無端材料として形成されている。巻かれたナットの弾性によって、出力密度が上昇し、かつ負荷支持力成分が均一化される。
【０００６】
本発明の対象の有利な実施形では、らせん状に巻かれた成形材の巻きがブロックを形成し、かつ予圧下でスリーブ内に配置されている。
【０００７】
ブロックを形成する、らせん状に巻かれた成形材の巻きは好ましくは、スリーブ内に回転しないように配置されている。それによって、回転運動を並進運動に変換することによって生じる反作用トルクがスリーブに伝達される。適切な回転防止手段は例えば巻きの軸方向または半径方向の成形部または凹部として形成されている。
【０００８】
球の軌道は好ましくは成形材の凹形の成形部または成形材の並んだ２つの巻きの２つの凹形の成形部によって形成されている。
【０００９】
その際、成形材の少なくとも１つのブロック接触面が凸形に形成されているかあるいは成形材の両ブロック接触面が平らに形成されている。
【００１０】
成形材の巻きが溶接されているという本発明の他の特徴によって、ナットの強度が増大する。
【００１１】
その際、球のための戻し範囲がねじ軸内に形成されていると特に有利である。
【００１２】
次の２つの実施の形態の記載において、添付の図を参照して、本発明を詳しく説明する。
【００１３】
図１に示した本発明によるボールねじは実質的に、ねじ軸１と、このねじ軸１を取り囲むナット２と、ねじ軸１とナット２の間に配置された多数の負荷支持用の転動体３とからなっている。ねじ軸１もナット２も図示していないケーシングに支承されている。この場合、ナット２は回転しないように保持されているので、軸方向運動または並進運動を行う。ねじ軸１内に形成されたらせん状のねじ溝４と、ナット２内に対応するように形成されたらせん状のねじ溝５は、球として形成された転動体３のための軌道としての働きをする。更に、ねじ軸１内には戻し範囲または戻し通路６が形成されている。この戻し通路内で、球３は負荷されずに、負荷支持用の軌道の始端に戻ることができる。
【００１４】
図１から更に判るように、ナット２はらせん状に巻かれた成形材７の複数の巻き８によって形成されている。この巻きは参照符号９で示したスリーブ内に配置されている。その際、前述のねじ溝５は好ましくは、それぞれ並んでいる２つの巻き８の凹形の２つの成形部によって形成されている。
【００１５】
図２には、ナット２を製作する方法の個々のステップａ〜ｄが示してある。第１のステップ（ａ）では、横断面にプロフィルを形成した棒材料または無端材料７が、円筒コイルばねのようにらせん状に巻かれる。ステップｂにおいて円筒状のねじ構造体を予圧してブロックを形成すると、最終的な球軌道またはねじ溝５が生じる。この場合、棒横断面の最大幅はナット２のピッチを決定する。その際、成形材７の両ブロック接触面は平らに形成されている。この場合、ブロック接触面の一方を凸形に形成してもよい。ステップｃでは、円筒状のねじ構造体の端面が軸方向に研磨され、その表面が半径方向の凹部１０を備える。最後にステップｄにおいて、構造体が前述のスリーブ９に挿入される。それによって、予圧下で最終形状および必要な強度が達成される。その際、半径方向の凹部１０は好ましくは、本発明によるボールねじの使用中に回転運動を並進運動に変換することによって生じる反作用トルクを支持する働きをする。勿論、他の手段も考えられる。例えばスリーブ９を円筒状のねじ構造体に溶接することができる。更に、スリーブ９を省略し、予圧されてブロックを形成する個々の巻き８を溶接することができる。
【００１６】
上記の製作方法により、切削加工しないで製作されたナット２のジオメトリー（直径、長さ、ねじピッチ、負荷支持用循環部材の数）を広い範囲で変更可能である。最終的なジオメトリーが棒横断面の精度と、予圧下でのスリーブ内へのねじ構造体の組立てとによって決定されるので、巻きの公差を比較的に大きくすることができる。それによって、コストの低減が達成される。棒横断面の適切な成形によって、ナットの強度を適切に設計することができる。それによって、ねじ軸１の製作誤差、特にピッチ誤差を弾性的な変形によって補償することができる。
【００１７】
ナット２のきわめて低コストの実施の形態が図３に示してある。図示した実施の形態の場合、円筒状のねじ構造体が、特に円形横断面を有するらせん状に巻かれた線材７０からなっている。この場合、球３の軌道としての働きをする前述のねじ溝５は、互いに間隔をおいて配置されたそれぞれ２つの巻き８０の表面区間によって形成されている。ばねに似たらせん状のこの構造体は、適当に成形された成形部を有する金属製スリーブ９０に挿入される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるボールねじの第１の実施の形態の軸方向断面図である。
【図２】
図１に示したボールねじのナットを製作する方法を概略的に示す図である。
【図３】
本発明によるボールねじの第２の実施の形態の概略的な軸方向断面図である。

Claims (12)

1. ナット（２）と、ねじ軸（１）と、負荷支持用の転動体（３）とを備え、この転動体がナット（２）とねじ軸（１）のねじ溝（５，４）内を循環する球として形成され、更に球（３）のための戻し範囲（６）を備えている、ボールねじにおいて、ナット（２）がらせん状に巻かれた成形材（７）からなっていることを特徴とするボールねじ。
2. ナット（２）と、ねじ軸（１）と、負荷支持用の転動体（３）とを備え、この転動体がナット（２）とねじ軸（１）のねじ溝（５，４）内を循環する球として形成されている、ボールねじにおいて、ナット（２０）がらせん状に巻かれた円形横断面の線材（７０）からなり、この線材がスリーブ（９０）内に配置されていることを特徴とするボールねじ。
3. らせん状に巻かれた成形材（７）の巻き（８）がブロックを形成し、かつ予圧下でスリーブ（９）内に配置されていることを特徴とする請求項１記載のボールねじ。
4. ブロックを形成する、らせん状に巻かれた成形材（７）の巻き（８）が、スリーブ（９）内に回転しないように配置されていることを特徴とする請求項３記載のボールねじ。
5. 回転防止部が巻き（８）の半径方向の凹部（１０）として形成されていることを特徴とする請求項４記載のボールねじ。
6. 回転防止がスリーブ（９）と巻き（８）の溶接によって行われることを特徴とする請求項４記載のボールねじ。
7. 球の軌道が成形材の凹形の成形部によって形成されていることを特徴とする請求項１，３〜６のいずれか一つに記載のボールねじ。
8. 球（３）の軌道がそれぞれ成形材（７）の並んだ２つの巻き（８）の２つの凹形の成形部によって形成されていることを特徴とする請求項１，３〜６のいずれか一つに記載のボールねじ。
9. 成形材（７）の両ブロック接触面が平らに形成されていることを特徴とする請求項１，３〜８のいずれか一つに記載のボールねじ。
10. 成形材（７）の少なくとも１つのブロック接触面が凸形に形成されていることを特徴とする請求項１，３〜８のいずれか一つに記載のボールねじ。
11. 成形材の巻きが溶接されていることを特徴とする請求項１，３〜１０のいずれか一つに記載のボールねじ。
12. 球（３）のための戻し範囲（６）がねじ軸（１）内に形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のボールねじ。