JP2005282855A - ねじ軸循環式ボールねじ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 循環こま等の外付け部品を用いずに安価で単純な構造にてボールの無限循環を実現できると共に、ボールねじ装置の軸方向寸法を短縮してコンパクト化を図る。
【解決手段】 ねじ軸２に、軸方向に互いに隣り合う外ねじ溝１間を連通して閉ループのボール無限循環経路を形成する循環溝６が設けられたねじ軸循環式ボールねじ装置において、外ねじ溝１の内で循環溝６の幅方向の両側に位置する部分にボール５を循環方向に案内する案内面１１を有する一対の遮蔽部材１０を装着する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ねじ軸に、軸方向に互いに隣り合う外ねじ溝間を連通して閉ループのボール無限循環経路を形成する循環溝が設けられたねじ軸循環式ボールねじ装置に関する。

従来、ナット外径を小さくして、ボールねじ装置のコンパクト化を図るためのボールの循環方式としては、例えば、ボールの循環溝を有する循環こまと称される部材が用いられる。
循環こまはナット外周面に設けられた嵌合穴に嵌合固定されてボールの無限循環経路を形成するもので、ナットの内ねじ溝とねじ軸の外ねじ溝との間の負荷軌道を転動するボールが循環こまの掬い上げ部によりねじ軸のランド部を乗り越えて循環こま内部の循環溝に案内され、該循環溝を介して隣接する両ねじ溝間の負荷軌道に戻される。

しかしながら、このような循環こまを用いたボールの循環方式では、循環こまという外付け部品を用いる必要があると共に、循環こま取付用の嵌合穴をナットに設けるためにある程度の肉厚が必要でナットの外径を小さくする妨げになり、しかも循環こまをナットの嵌合穴に取り付ける際に、循環こまに設けた循環溝とナットの内ねじ溝との連接部分を高精度に位置合わせするための位置決め作業が非常に面倒でコスト高になる。

このような事情から、従来においては、ねじ軸の軸方向に互いに隣り合う外ねじ溝間を連通して閉ループのボール無限循環経路を形成する循環溝を設けると共に、該循環溝の幅方向の両側に位置する外ねじ溝に、該外ねじ溝と同じリードを有する螺旋状の線材からなる遮蔽部材を装着して、該遮蔽部材の周方向の両端面をボールの案内面とし、これにより、循環こま等の外付け部品を用いずに安価で単純な構造にてボールの無限循環を実現したねじ軸循環式のボールねじ装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−２１２１７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のねじ軸循環式ボールねじ装置においては、螺旋状の遮蔽部材をねじ軸の外ねじ溝に巻き付かせるためには最低でも１巻き以上の巻き数が必要となるため、ねじ軸が遮蔽部材の巻き付きリード分だけ軸方向寸法が長くなるという問題がある。
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、循環こま等の外付け部品を用いずに安価で単純な構造にてボールの無限循環を実現することができるのは勿論のこと、軸方向寸法を短縮してコンパクト化を図ることができるねじ軸循環式ボールねじ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ナットの内周面に設けられた内ねじ溝とねじ軸の外周面に設けられた外ねじ溝との間に複数のボールが介装され、前記ねじ軸に、軸方向に互いに隣り合う前記外ねじ溝間を連通して閉ループのボール無限循環経路を形成する循環溝が設けられたねじ軸循環式ボールねじ装置において、
前記外ねじ溝の内で前記循環溝の幅方向の両側に位置する部分に前記ボールを循環方向に案内する案内面を有する一対の遮蔽部材を装着したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記遮蔽部材は、前記外ねじ溝に接触した状態で装着される本体と、該本体の略中央部に突設されて前記外ねじ溝に形成された嵌合孔に位置決め嵌合される軸部とを備えたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２において、前記本体は、前記外ねじ溝の溝底の曲率と略同一の曲率を有することを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項２又は３において、前記ねじ軸を中空形状として、前記軸部の端部を塑性変形させて該ねじ軸の内径側に固定したことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記ねじ軸を中空形状とすると共に、該ねじ軸及び前記ナットの素材をプレス成形により形成したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、循環溝をねじ軸に直接形成しているので、循環こま等の外付け部品を用いずに安価で単純な構造にてボールの無限循環を実現することができ、しかもねじ軸の外ねじ溝の内で前記循環溝の幅方向の両側に位置する部分にボールを循環方向に案内する案内面を有する一対の遮蔽部材を装着しているので、従来のように、螺旋状の遮蔽部材をねじ軸の外ねじ溝に１巻き以上巻き付かせる必要がなくなり、これにより、ねじ軸の軸方向寸法の短縮化を図ることができるので、装置全体のコンパクト化を図ることができる。

請求項２の発明では、請求項１の発明に加えて、遮蔽部材が、外ねじ溝に接触した状態で装着される本体と、該本体の略中央部に突設されて外ねじ溝に形成された嵌合孔に位置決め嵌合される軸部とを備えることで、遮蔽部材を外ねじ溝に容易に、且つ強固に装着することができる。
請求項３の発明では、請求項２の発明に加えて、本体が外ねじ溝の溝底の曲率と略同一の曲率を有することで、遮蔽部材を外ねじ溝により強固に装着することができる。

請求項４の発明では、請求項２又は３の発明に加えて、ねじ軸を中空形状として、前記軸部の端部を塑性変形させて該ねじ軸の内径側に固定することで、遮蔽部材を外ねじ溝に確実、且つ安価に装着することができると共に、装置の軽量化を図ることができる。
請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれか一項において、ねじ軸を中空形状とすると共に、該ねじ軸及びナットの素材をプレス成形により形成することで、材料の歩留りが向上し、材料費及び加工比が大幅に削減されて製造コストの低減を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例であるねじ軸循環式ボールねじ装置を説明するための断面図、図２はねじ軸の循環溝位置での要部平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図、図５は遮蔽部材を示す図、図６はプレス成形のナット素材を示す図、図７はプレス成形のねじ軸素材を示す図である。

本発明の実施の形態の一例であるねじ軸循環式ボールねじ装置は、図１に示すように、外周面に螺旋状の外ねじ溝１が設けられた中空状のねじ軸２に、内周面に外ねじ溝１に対応する螺旋状の内ねじ溝３が設けられたナット４が螺合されている。
ナット４の内ねじ溝３とねじ軸２の外ねじ溝１とは互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷領域を形成しており、該負荷領域には転動体としての多数のボール５が転動可能に装填されている。

また、ねじ軸２には、軸方向に互いに隣り合う外ねじ溝１間を連通して閉ループのボール無限循環経路を形成する循環溝６が設けられている。なお、ナット４及びねじ軸２は、この実施の形態では、図６及び図７に示すように、全ての加工が完了した時に介装されるボール径相当の中空肉厚となる薄肉中空形状のナット素材４ａ及びねじ軸素材２ａをプレス成形により形成することで、内ねじ溝３、外ねじ溝１及び循環溝６を形成している。

ここで、この実施の形態では、図２及び図３に示すように、ねじ軸２の螺旋状の外ねじ溝１の内で循環溝６の幅方向の両側に位置する部分にボール５を循環方向に案内する案内面１１を有する一対の遮蔽部材１０を装着し、これにより、ナット４の内ねじ溝３とねじ軸２の外ねじ溝１との間の負荷軌道を転動するボール５を循環溝６及び遮蔽部材１０の案内面１１で案内しつつねじ軸２の内径側に沈み込ませてナット４のランド部を乗り越えさせ、該循環溝６及び遮蔽部材１０を介して隣接する両ねじ溝１，３間の負荷軌道に戻すようにしている。

遮蔽部材１０は、図３〜図５を参照して、ねじ軸２の外ねじ溝１の溝底の曲率と略同一の曲率を有して該外ねじ溝１に接触した状態（図４参照）で装着される本体１２を備えており、該本体１２は鉄系又は樹脂系の材料を鍛造又は射出により成形されて先端側部に前記案内面１１が形成されている。また、本体１２の長手方向の略中央部にはねじ軸２の外ねじ溝１に形成された嵌合孔１３に位置決め嵌合される軸部１４が突設されている。

そして、ねじ軸２の外径側からねじ軸２上の嵌合孔１３に遮蔽部材１０の軸部１４を圧入すると共に、軸部１４の端部を塑性変形させてねじ軸２の内径側に固定する。
このようにこの実施の形態では、循環溝６をねじ軸２に直接形成しているので、循環こま等の外付け部品を用いずに安価で単純な構造にてボール５の無限循環を実現することができ、しかもねじ軸２の外ねじ溝１の内で循環溝６の幅方向の両側に位置する部分にボール５を循環方向に案内する案内面１１を有する一対の遮蔽部材１０を装着しているので、従来のように、螺旋状の遮蔽部材をねじ軸の外ねじ溝に１巻き以上巻き付かせる必要がなくなり、これにより、ねじ軸２の軸方向寸法の短縮化を図ることができ、装置全体のコンパクト化を図ることができる。

また、遮蔽部材１０が、外ねじ溝１の溝底の曲率と略同一の曲率を有して該外ねじ溝１に接触した状態で装着される本体１２と、該本体１２の長手方向の略中央部に突設されて外ねじ溝１に形成された嵌合孔１３に位置決め嵌合される軸部１４とを備えているので、遮蔽部材１０を外ねじ溝１に容易に、且つ強固に固定することができると共に、該軸部１４の端部を塑性変形させてねじ軸２の内径側に固定することで、遮蔽部材１０を外ねじ溝１に確実、且つ安価に装着することができる。

更に、ねじ軸２を中空形状とすると共に、該ねじ軸２及びナット４の素材をプレス成形により形成することで、材料の歩留りが向上し、材料費及び加工比が大幅に削減されて製造コストの低減を図ることができると共に、装置の軽量化を図ることができる。
なお、本発明のねじ軸循環式ボールねじ装置のナット、内ねじ溝、ねじ軸、外ねじ溝、循環溝及び遮蔽部材等の材質，形状，寸法，形態，数，配置個所等は本発明を達成できるものであれば特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。

本発明の実施の形態の一例であるねじ軸循環式ボールねじ装置を説明するための断面図である。 ねじ軸の循環溝位置での要部平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 遮蔽部材を示す図であり、（ａ）は循環溝の幅方向から見た図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｃ方向から見た図、（ｃ）は（ａ）の矢印Ｄ方向から見た図である。 プレス成形のナット素材を示す図である。 プレス成形のねじ軸素材を示す図である。

符号の説明

１ 外ねじ溝（ねじ軸側）
２ ねじ軸
３ 内ねじ溝（ナット側）
４ ナット
５ ボール
６ 循環溝
１０ 遮蔽部材
１１ 案内面
１２ 本体
１３ 嵌合孔
１４ 軸部

Claims (5)

1. ナットの内周面に設けられた内ねじ溝とねじ軸の外周面に設けられた外ねじ溝との間に複数のボールが介装され、前記ねじ軸に、軸方向に互いに隣り合う前記外ねじ溝間を連通して閉ループのボール無限循環経路を形成する循環溝が設けられたねじ軸循環式ボールねじ装置において、
   前記外ねじ溝の内で前記循環溝の幅方向の両側に位置する部分に前記ボールを循環方向に案内する案内面を有する一対の遮蔽部材を装着したことを特徴とするねじ軸循環式ボールねじ装置。
2. 前記遮蔽部材は、前記外ねじ溝に接触した状態で装着される本体と、該本体の略中央部に突設されて前記外ねじ溝に形成された嵌合孔に位置決め嵌合される軸部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載したねじ軸循環式ボールねじ装置。
3. 前記本体は、前記外ねじ溝の溝底の曲率と略同一の曲率を有することを特徴とする請求項２に記載したねじ軸循環式ボールねじ装置。
4. 前記ねじ軸を中空形状として、前記軸部の端部を塑性変形させて該ねじ軸の内径側に固定したことを特徴とする請求項２又は３に記載したねじ軸循環式ボールねじ装置。
5. 前記ねじ軸を中空形状とすると共に、該ねじ軸及び前記ナットの素材をプレス成形により形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のねじ軸循環式ボールねじ装置。

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