JP2008163968A - ボールネジ・ボールナット機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 組立作業の作業性を向上させるとともに循環用ボールの円滑な循環動作を提供し、且つ、装置のコンパクト化を図ることが可能なボールネジ・ボールナット機構を提供すること。
【解決手段】 ボールネジと、上記ボールネジに対して複数個の循環用ボールを介してその回転を規制された状態で螺合・配置されるボールナットと、上記ボールナットの両端部であって任意の角度で設けられた切欠部と、上記ボールナットの両端部に設けられた切欠部に夫々嵌合・配置されたエンドキャップと、を具備したもの。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、一軸アクチュエータに使用されるボールネジ・ボールナット機構に係り、特に、組立作業の作業性を向上させるとともに循環用ボールの円滑な循環動作を提供し、且つ、装置のコンパクト化を図ることができるように工夫したものに関する。

エンドプレート方式のボールネジ・ボールナット機構の構成を開示するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等がある。

実公昭３７−１１７２１号公報 特公昭３７−７２６０号公報 実公平０３−４８５５号公報

上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、エンドプレートが環状をなしているタイプの場合には、ボールネジとボールナットと循環用ボールが所定の位置に配置された状態で上記ボールネジにエンドプレートを通さなければならず、組立性が悪いという問題があった。特に、ボールネジが長くなった場合には顕著であり、これが自動組立を行う場合の大きな障害となっていた。
これに対して、エンドプレートが分割されているタイプの場合には、ボールネジにエンドプレートを通す必要がないので、上記したような問題についてはこれを解消することができるが、反面、分割された部分の位置決めが困難になってしまうという問題があった。そのため組立性が低下してしまうことはもとより、分割タイプのエンドプレートの位置決め精度が低い場合には、循環用ボールの循環動作の円滑さが損なわれてしまうことになる。
又、エンドプレート方式のボールネジ・ボールナット機構の端部に潤滑油含有ポリマー部材を取り付ける場合、通常その潤滑油含有ポリマー部材をエンドプレートに積層させる構成が採用されていた。そのため、全長が長くなってしまうとともに回り止めの構造が複雑化してしまうという問題があった。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、組立作業の作業性を向上させるとともに循環用ボールの円滑な循環動作を提供し、且つ、装置のコンパクト化を図ることが可能なボールネジ・ボールナット機構を提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１によるボールネジ・ボールナット機構は、ボールネジと、上記ボールネジに対して複数個の循環用ボールを介してその回転を規制された状態で螺合・配置されるボールナットと、上記ボールナットの両端部において任意の角度で設けられた切欠部と、上記切欠部に夫々嵌合・配置されたエンドキャップと、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２によるボールネジ・ボールナット機構は、請求項１記載のボールネジ・ボールナット機構において、上記切欠部には位置決用係合部が設けられていて、上記エンドキャップにも位置決用係合部が設けられていて、上記エンドキャップ側の位置決め用係合部と上記切欠部側の位置め決用係合部を係合させることにより両者の位置決めをなすようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項３によるボールネジ・ボールナット機構は、請求項２記載のボールネジ・ボールナット機構において、上記切欠部には上記ボールナットのねじ軌道から接線方向に向かう方向転換路が形成されており、一方、上記エンドキャップ側には上記方向転換路と共に循環用ボールの循環路を構成する溝が形成されていて、上記エンドキャップ側の位置決め用係合部と上記切欠部側の位置決め用係合部を係合させることにより上記方向転換路と溝とを正確に位置決めするようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項４によるボールネジ・ボールナット機構は、請求項１〜請求項３の何れかに記載のボールネジ・ボールナット機構において、上記切欠部には位置決め用係合凹部が設けられていて、一方、上記エンドキャップには上記位置決め用係合凹部に係合する位置決め用係合突起が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項５によるボールネジ・ボールナット機構は、請求項１〜請求項４の何れかに記載のボールネジ・ボールナット機構において、上記ボールナットの両端であって上記エンドキャップ以外の箇所には潤滑油含有部材が設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項６によるボールネジ・ボールナット機構は、請求項１〜請求項５の何れかに記載のボールネジ・ボールナット機構において、上記切欠部は複数箇所に設けられていて、夫々の切欠部にエンドキャップが取り付けられるものであることを特徴とするものである。

以上述べたように本願発明の請求項１によるボールネジ・ボールナット機構は、ボールネジと、上記ボールネジに対して複数個の循環用ボールを介してその回転を規制された状態で螺合・配置されるボールナットと、上記ボールナットの両端部において任意の角度で設けられた切欠部と、上記切欠部に夫々嵌合・配置されたエンドキャップと、を具備した構成になっているので、組立性を向上させることができる。つまり、エンドキャップを切欠部に嵌合・配置させる構成になっているので、環状のエンドキャップのように、ボールネジにエンドキャップを通すといった煩雑な作業を行う必要がないからである。
又、請求項２によるボールネジ・ボールナット機構は、請求項１記載のボールネジ・ボールナット機構において、上記切欠部には位置決め用係合部が設けられていて、上記エンドキャップにも位置決め用係合部が設けられていて、上記エンドキャップ側の位置決め用係合部と上記切欠部側の位置決め用係合部を係合させることにより両者の位置決めをなすようにしているので、上記効果に加えて、エンドキャップの係合部に対する位置決めを正確に行うことができる。
又、請求項３によるボールネジ・ボールナット機構は、請求項２記載のボールネジ・ボールナット機構において、上記切欠部には上記ボールナットのねじ軌道から接線方向に向かう方向転換路が形成されており、一方、上記エンドキャップ側には上記方向転換路とともに循環用ボールの循環路を構成する溝が形成されていて、上記エンドキャップ側の位置決め用係合部と上記切欠部側の位置決め用係合部を係合させることにより上記方向転換路と溝とを正確に位置決めするようにしているので、エンドキャップの切欠部に対する位置決めを正確に行って、上記方向転換路と溝とを正確に位置決めして、円滑な循環路を提供することができる。
又、請求項４によるボールネジ・ボールナット機構は、請求項１〜請求項３の何れかに記載のボールネジ・ボールナット機構において、上記切欠部には位置決め用係合凹部が設けられていて、一方、上記エンドキャップには上記位置決め用係合凹部に係合する位置決め用係合突起が設けられているので、既に述べた効果をより確実に得ることができる。
又、請求項５によるボールネジ・ボールナット機構は、請求項１〜請求項４の何れかに記載のボールネジ・ボールナット機構において、上記ボールナットの両端であって上記エンドキャップ以外の箇所には潤滑油含有部材が設置されている構成になっており、つまり、エンドキャップが嵌合・配置される切欠部を介して潤滑油含有部材を組み込むことができ、結果として、軸方向に突出させることなく潤滑油含有部材を設置することが可能になる。
又、請求項６によるボールネジ・ボールナット機構は、請求項１〜請求項５の何れかに記載のボールネジ・ボールナット機構において、上記切欠部は複数箇所に設けられていて、夫々の切欠部にエンドキャップが取り付けられる構成になっており、このようなタイプにおいても同様の効果を得ることができる。

以下、図１乃至図５を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。まず、ボールネジ１があり、このボールネジ１に対して複数個の循環用ボール３を介してボールナット５がその回転を規制された状態であって移動可能な状態で螺合・配置されている。上記ボールネジ１の外周面にはボール溝７が形成されている。一方、上記ボールナット５の内周面にもボール溝９が形成されている。

上記ボールナット５の軸方向の両端部には切欠部１１、１１が形成されている。これら切欠部１１も１１は凡そ９０°の大きさで形成されている。上記切欠部１１には循環用ボール３を循環させるための穴１３が形成されている。又、上記切欠部１１には上記ボール溝９から接線方向に延長された方向転換路１５が形成されている。上記方向転換路１５と穴１３との接合部には位置決め用係合部としての位置決め用係合凹部１７が形成されている。
尚、図２では片側の切欠部１１の構成のみを示しているが、反対側の切欠部１１の構成も同様である。

上記切欠部１１、１１にはエンドプレート２１、２１が嵌合・配置される。上記エンドプレート２１は切欠部１１に丁度嵌るように略扇形形状をなしている。又、エンドプレート２１には既に説明した方向転換路１５に沿って循環用ボール３が通る溝２３が形成されているとともに、上記位置決め用係合凹部１７に係合する位置決め用係合部としての位置決め用係合突起２５が形成されている。これら位置決め用係合凹部１７と位置決め用係合突起２５との係合構造によって、上記方向転換路１５と溝２３の位置決めをなすものである。又、上記エンドプレート２１には座グリ穴２７が形成されている。又、ボールナット５側の切欠部１１には雌ねじ部２９が形成されている。そして、上記エンドプレート２１を切欠部１１に嵌合・配置し、上記座グリ穴２７にボルト３１を差し込んで上記雌ねじ部２９に螺合することにより、エンドプレート２１をボールナット５の切欠部１１に固定するようにしている。

又、上記ボールナット５には内径まで貫通しているグリス充填穴３１が形成されているとともに、固定位置決め用止まり穴３３が形成されている。この固定位置決め用止まり穴３３に図示しないピンを差し込むことにより、ボールナット５の回転を規制するようにしている。又、ボールナット５の端部には環状の一部を切欠いた形状の溝３５が形成されていて、この溝３５には潤滑油含有ポリマー部材３７が嵌合・配置されている。上記潤滑油含有部材としての潤滑油含有ポリマー部材３７も環状の一部を切欠いた形状をなしている。そして、エンドプレート２１を切欠部１１に嵌合・配置する前に、その切欠部１１を介して上記潤滑油含有ポリマー部材３７を溝３５内に組み込むものである。

以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、分割タイプのエンドプレート２１を採用しているので、組立時にボールネジ１に対してエンドプレート２１を通すといった面倒な作業は不要であり、よって、組立作業の作業性を高めることができる。ボールネジ１が長くなればなる程その効果は顕著である。
又、エンドプレート２１の切欠部１１に対する位置決めは、エンドプレート２１に設けられ位置決め用係合突起２５を切欠部１１側の位置決め用係合凹部１７に係合させることにより容易に且つ正確に行うことができ、それによって、循環用ボール３が通る方向転換路１５と溝２３の位置決めを容易に且つ正確になすことができる。その結果、循環用ボール３の循環動作も円滑なものとなる。
又、潤滑油含有ポリマー部材３７をボールナット５の軸方向長さを大きくすることなく設置することができる。すなわち、切欠部１１を利用してエンドキャップ２１が嵌合・配置される前にボールナット５の端部であって内側の溝３５内に内装させることができるからである。
又、部品点数も多くはなく構成も簡単である。

次に、図７及び図８を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。前記第１の実施の形態の場合には、ボールナット５の両端において一個ずつのエンドキャップ２１を取り付けた構成を示したが、この第２の実施の形態の場合には、ボールナット５の両端において二個ずつのエンドキャップ２１、２１を取り付けた構成を示すものである。

すなわち、ボールナット５の端部には一対の切欠部１１、１１が１８０°の方向に対向する位置に形成されていて、それら一対の切欠部１１、１１にはエンドキャップ２１、２１が夫々嵌合・配置されている。又、潤滑油含有ポリマー部材３７も二つに分割された状態で、エンドキャップ２１、２１と直交する方向に対向・配置されている。
尚、その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同様であり、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。

したがって、この第２の実施の形態の場合についても前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができる。

次に、図９乃至図１２を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。この場合には、ボールナット５に鍔部５１が設けられていて、この鍔部５１を介してボールナット５の回転を規制するタイプを示すものである。上記鍔５１には貫通孔５３、５３が形成されていて、これら貫通穴５３、５３に図示しないボルトを通して固定する構成になる。
尚、その他の構成は前記第２の実施の形態の場合と同様であり、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。

したがって、この第３の実施の形態の場合についても前記第２の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができる。

尚、本発明は前記第１〜第３の実施の形態に限定されるものではない。
まず、前記第１〜第３の実施の形態の場合には、エンドプレートが片側に１個の場合、２個の場合を例ら挙げて説明したが、３個以上の構成も想定される。
又、エンドプレートの大きさ、形状についてはこれを特に限定するものではない。
又、ボールネジ・ボールナット機構の用途としては、一軸アクチュエータ以外にも様々なものがある。

本発明はボールネジ・ボールナット機構に係り、特に、組立作業の作業性を向上させるとともに循環用ボールの円滑な循環動作を提供し、且つ、装置のコンパクト化を図ることができるように工夫したものに関し、例えば、一軸アクチュエータに使用されるボールネジ・ボールナット機構に好適である。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、ボールネジ・ボールナット機構の全体構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ボールネジ・ボールナット機構の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ボールネジ・ボールナット機構のエンドキャップの構成を示す分解平面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ボールネジ・ボールナット機構のエンドキャップの構成を示す分解側面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図５（ａ）はボールネジ・ボールナット機構の構成を示す側面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−ｂ矢視図、図５（ｃ）は図５（ａ）のｃ−ｃ矢視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ボールネジ・ボールナット機構の縦断面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、ボールネジ・ボールナット機構の全体構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、ボールネジ・ボールナット機構の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図で、ボールネジ・ボールナット機構の全体の構成を示す斜視図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図で、ボールネジ・ボールナット機構の全体の構成を示す平面図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図で、ボールネジ・ボールナット機構の全体の構成を示す側面図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図で、ボールネジ・ボールナット機構の全体の構成を示す側面図である。

符号の説明

１ ボールネジ
３ 循環用ボール
５ ボールナット
１１ 切欠部
１３ 穴
１５ 方向転換路
１７ 位置決め用係合凹部（位置決め用係合部）
２１ エンドキャップ
２３ 溝
２５ 位置決め用係合突起（位置決め用係合部）
３７ 潤滑油含有ポリマー部材

Claims (6)

1. ボールネジと、上記ボールネジに対して複数個の循環用ボールを介してその回転を規制された状態で螺合・配置されるボールナットと、上記ボールナットの両端部において任意の角度で設けられた切欠部と、上記切欠部に夫々嵌合・配置されたエンドキャップと、を具備したことを特徴とするボールネジ・ボールナット機構。
2. 請求項１記載のボールネジ・ボールナット機構において、
   上記切欠部には位置決め用係合部が設けられていて、上記エンドキャップにも位置決め用係合部が設けられていて、上記エンドキャップ側の位置決め用係合部と上記切欠部側の位置決め用係合部を係合させることにより両者の位置決めをなすようにしたことを特徴とするボールネジ・ボールナット機構。
3. 請求項２記載のボールネジ・ボールナット機構において、
   上記切欠部には上記ボールナットのねじ軌道から接線方向に向かう方向転換路が形成されており、一方、上記エンドキャップ側には上記方向転換路と共に循環用ボールの循環路を構成する溝が形成されていて、上記エンドキャップ側の位置決め用係合部と上記切欠部側の位置決め用係合部を係合させることにより上記方向転換路と溝とを正確に位置決めするようにしたことを特徴とするボールネジ・ボールナット機構。
4. 請求項１〜請求項３の何れかに記載のボールネジ・ボールナット機構において、
   上記切欠部には位置決め用係合凹部が設けられていて、一方、上記エンドキャップには上記位置決め用係合凹部に係合する位置決め用係合突起が設けられていることを特徴とするボールネジ・ボールナット機構。
5. 請求項１〜請求項４の何れかに記載のボールネジ・ボールナット機構において、
   上記ボールナットの両端であって上記エンドキャップ以外の箇所には潤滑油含有部材が設置されていることを特徴とするボールネジ・ボールナット機構。
6. 請求項１〜請求項５の何れかに記載のボールネジ・ボールナット機構において、
   上記切欠部は複数箇所に設けられていて、夫々の切欠部にエンドキャップが取り付けられるものであることを特徴とするボールネジ・ボールナット機構。

Images