JP2008202669A - ねじ装置シリーズ及びねじ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷回路数の少ないナットから多いナットまで対応できるねじ装置シリーズを提供する。
【解決手段】ねじ装置シリーズは、ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能に転動体を介在させ、前記転動体が循環するようにした少なくとも第一及び第二のねじ装置２１を備える。第一のねじ装置と第二のねじ装置２１とでは、負荷転動体転走路２６の巻き数が異なる。第一及び第二のねじ装置２１それぞれに、負荷転動体転走路２６の一端と他端を接続する無負荷戻し通路２７が形成される第一及び第二の循環部材２５を設ける。無負荷戻し通路２７は、曲線状の一対の方向転換路と、直線状の直線通路と、で構成される。第一のねじ装置と第二のねじ装置２１とで、無負荷戻し通路２７の方向転換路が形成されるリターンピース２８，２９を共通化する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能に転動体を介在させ、転動体が循環するようにした少なくとも第一及び第二のねじ装置を備えるねじ装置シリーズに関する。
また、本発明は、ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能に転動体を介在させ、転動体が循環するようにしたねじ装置に関する。

ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能にボール、ローラなどの転動体を介在させ、転動体が循環するようにしたねじ装置が知られている。ねじ軸を回転させると、転動体が転がり運動するので、ねじ装置の摩擦係数を低減できる。モータの動力を効率よく推力に変換でき、高精度の位置決めもできることから、工作機械、半導体・液晶製造装置、ロボットなどの位置決め機構や、自動車のステアリングなどに多用されている。

図９は、ねじ装置の一例として、ボールの循環にリターンパイプを使用した循環方式のボールねじを示す（例えば特許文献１参照）。リターンパイプ方式のボールねじにおいては、ボール４１がナット４２の側面に取付けられたリターンパイプ４３によりねじ軸４４から掬い上げられ、リターンパイプ４３の中を通って元の位置に戻る。

ねじ装置には、循環方式、リードの大きさなどによって様々な種類の型番がシリーズ化されている。シリーズ化された同じ型番のねじ装置においても、負荷荷重が異なるときは、一つのリターンパイプあたりの負荷転動体転走路の巻き数を増やしたり、リターンパイプの列数を増やしたりする。

ここで、一つのリターンパイプあたりの負荷転動体転走路の巻き数は、ボールがリターンパイプの一端から出て負荷転動体転走路に入った後、リターンピースの他端に掬い上げられるまでに経由する負荷転動体転走路の巻き数である。リターンパイプの列数×一つのリターンパイプあたりの巻き数が、ねじ装置のトータルの負荷回路数を表し、負荷荷重に対する指標になる。
特開２００３−２３２４２１号公報

シリーズ化された従来のねじ装置にあっては、同じ型番のねじ装置においても、異なる負荷荷重に対応するために、２．５巻き、３．５巻きなどいくつかの種類のリターンパイプを必要とし、また一列、二列、三列などいくつかの列数のリターンパイプを必要とする。ねじ装置毎にリターンパイプの種類及び列数が異なるので、部品点数が増えたり、組付工数がかかったりする。

ナットには、リターンパイプの列数の二倍のリターンパイプ挿入孔を空ける必要がある。孔加工の数が増えると、孔の位置の芯ずれやピッチ誤差などが生じ易く、精度面やコスト面でデメリットになる。

隣接するリターンパイプ間の負荷転動体転走路に、転動体が循環しない０．５巻き分の空き領域が必要になるので、リターンパイプの列数が多くなるほど、負荷転動体転走路の空き領域が長くなり、ナットの軸線方向の長さも無駄に長くなる。

リターンパイプの数が多い分、負荷転動体転走路とリターンパイプとの接続部分の誤差も発生し易くなる。転動体を負荷転動体転走路とリターンパイプとの間を引っ掛かりなどなく円滑に移行させるためには、この誤差を少なくする必要がある。

そこで本発明は、従来のねじ装置シリーズの上述の問題点を解決し、負荷回路数の少ないナットから多いナットまで対応できるねじ装置シリーズを提供することを目的とする。

ところで、従来のねじ装置においては、長手方向に沿って二分割された半割れの分割リターンパイプを結合させてパイプ形状の循環部材を構成していた。転動体からリターンパイプに極端に大きな圧力がかかったときには、結合させたリターンパイプが分離するおそれがあり、剛性面では十分とはいえなかった。

そこで、本発明の他の目的は、無負荷戻し通路が形成される循環部材が高い剛性をもつねじ装置を提供することを目的とする。

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はない。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能に転動体を介在させ、前記転動体が循環するようにした少なくとも第一及び第二のねじ装置(1,21)を備えるねじ装置シリーズにおいて、前記第一のねじ装置(1)は、外周面に螺旋状の転動体転走溝(2a)が形成される第一のねじ軸(2)と、内周面に前記第一のねじ軸(2)の前記転動体転走溝(2a)に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝(3a)が形成される第一のナット(3)と、前記第一のナット(3)の負荷転動体転走溝(3a)のうち、所定の巻き数の負荷転動体転走溝(3a)の一端と他端との間を接続する無負荷戻し通路(7)が形成される第一の循環部材(5)と、前記第一のねじ軸(2)の前記転動体転走溝(2a)と前記第一のナット(3)の前記負荷転動体転走溝(3a)との間の負荷転動体転走路(6)、及び前記第一の循環部材(5)の前記無負荷戻し通路(7)に収容される複数の転動体(4)と、を備え、前記第一の循環部材(5)は、前記第一のナット(3)の側面に取り付けられ、前記第一の循環部材(5)の前記無負荷戻し通路(7))の曲線状に伸びる一対の方向転換路(11,12)それぞれが形成される一対の第一のリターンピース(8,9)を含み、前記第二のねじ装置(21)は、外周面に螺旋状の転動体転走溝(22a)が形成される第二のねじ軸(22)と、内周面に前記第二のねじ軸(22)の前記転動体転走溝(22a)に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝(23a)が形成される第二のナット(23)と、前記第二のナット(23)の負荷転動体転走溝(23a)のうち、前記第一のナット(3)の前記負荷転動体転走溝(3a)の巻き数と異なる巻き数の負荷転動体転走溝(23a)の一端と他端との間を接続する無負荷戻し通路(27)が形成される第二の循環部材(25)と、前記第二のねじ軸(22)の前記転動体転走溝(22a)と前記第二のナット(23)の前記負荷転動体転走溝(23a)との間の負荷転動体転走路(26)、及び前記第二の循環部材(25)の前記無負荷戻し通路(27)に収容される複数の転動体(24)と、を備え、前記第二の循環部材(25)は、前記第二のナット(23)の側面に取り付けられ、前記第二の循環部材(25)の前記無負荷戻し通路(27)の曲線状に伸びる一対の方向転換路(31,32)それぞれが形成され、前記第一の循環部材(5)の一対の第一のリターンピース(8,9)と同一形状の一対の第二のリターンピース(28,29)と、前記第二のナット(23)の側面の前記一対の第二のリターンピース(28,28)の間に取り付けられ、前記第二の循環部材(25)の前記無負荷戻し通路(27)の直線状に伸びる直線通路(33)が形成される第二の中間ピース(30)と、を含むことを特徴とするねじ装置シリーズである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のねじ装置シリーズにおいて、前記第一の循環部材(5)の前記一対の第一のリターンピース(8,9)それぞれは、前記第一の循環部材(5)の前記方向転換路(11,12)の内径よりも大きい厚みを有し、前記第一のナット(3)の側面に取り付けるための取付け部(15)が形成される板状の本体部(13)と、前記第一のナット(3)を外周から内周へ貫通する貫通孔(3d)に挿入され、前記負荷転動体転走路(6)を転がる前記転動体(4)を前記第一の循環部材(5)の前記方向転換路(11,12)へ導く脚部(14)と、を含み、前記第二の循環部材(25)の前記一対の第二のリターンピース(28,29)それぞれは、前記第二の循環部材(25)の前記方向転換路(31,32)の内径よりも大きい厚みを有し、前記第二のナット(23)の側面に取り付けるための取付け部(15)が形成される板状の本体部(13)と、前記第二のナット(23)を外周から内周へ貫通する貫通孔(3d)に挿入され、前記負荷転動体転走路(26)を転がる前記転動体(24)を前記第二の循環部材(25)の前記方向転換路(31,32)へ導く脚部(14)と、を含み、前記第二の循環部材(25)の前記中間ピース(30)は、前記第二の循環部材(25)の前記直線通路(33)の内径よりも大きい厚みを有する板状に形成されると共に、前記第二のナットの側面に取り付けるための取付け部(15)を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のねじ装置シリーズにおいて、互いに突き合わせられる前記第一の循環部材(5)の前記一対の第一のリターンピース(8,9)それぞれの端面(8c,9c)が平面に形成され、互いに突き合わせられる前記第二の循環部材(25)の前記中間ピース(30)の両端面(30a)、及び前記第二の循環部材(25)の前記一対の第二のリターンピース(28,29)それぞれの端面が、平面に形成されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のねじ装置シリーズにおいて、前記第一の循環部材(5)の前記一対の第一のリターンピース(8,9)それぞれは、前記第一の循環部材(5)の前記方向転換路(11,12)に沿って二分割され、前記第二の循環部材(25)の前記一対の第二のリターンピース(28,29)それぞれは、前記第二の循環部材(25)の前記方向転換路(31,32)に沿って二分割されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能に転動体を介在させ、前記転動体が循環するようにした少なくとも第一及び第二のねじ装置(1,21)を備えるねじ装置シリーズにおいて、前記第一のねじ装置(1)は、外周面に螺旋状の転動体転走溝(2a)が形成される第一のねじ軸(2)と、内周面に前記第一のねじ軸(2)の前記転動体転走溝(2a)に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝(3a)が形成される第一のナット(3)と、前記第一のナット(3)の負荷転動体転走溝(3a)のうち、所定の巻き数の負荷転動体転走溝(3a)の一端と他端との間を接続する無負荷戻し通路(7)が形成される第一の循環部材(5)と、前記第一のねじ軸(2)の前記転動体転走溝(2a)と前記第一のナット(3)の前記負荷転動体転走溝(3a)との間の負荷転動体転走路(6)、及び前記第一の循環部材(5)の前記無負荷戻し通路(7)に収容される複数の転動体(4)と、を備え、前記第一の循環部材(5)は、前記第一のナット(3)の側面に取り付けられ、前記第一の循環部材(5)の前記無負荷戻し通路(7)の曲線状に伸びる一対の方向転換路(11,12)それぞれが形成される一対の第一のリターンピース(8,9)と、前記第一のナット(3)の側面の前記一対の第一のリターンピース(8,9)の間に取り付けられ、前記第一の循環部材(5)の前記無負荷戻し通路(7)の直線状に伸びる直線通路が形成される第一の中間ピースと、を含み、前記第二のねじ装置(21)は、外周面に螺旋状の転動体転走溝(22a)が形成される第二のねじ軸(22)と、内周面に前記第二のねじ軸(22)の前記転動体転走溝(22a)に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝(23a)が形成される第二のナット(23)と、前記第二のナット(23)の負荷転動体転走溝(23a)のうち、前記第一のナット(3)の前記負荷転動体転走溝(3a)の巻き数と異なる巻き数の負荷転動体転走溝(23a)の一端と他端との間を接続する無負荷戻し通路(27)が形成される前記第二の循環部材(25)と、前記第二のねじ軸(22)の前記転動体転走溝(22a)と前記第二のナット(23)の前記負荷転動体転走溝(23a)との間の負荷転動体転走路(26)、及び前記第二の循環部材(25)の前記無負荷戻し通路(27)に収容される複数の転動体(24)と、を備え、前記第二の循環部材(25)は、前記第二のナット(23)の側面に取り付けられ、前記第二の循環部材(25)の前記無負荷戻し通路(27)の曲線状に伸びる一対の方向転換路(31,32)それぞれが形成され、前記第一の循環部材(5)の前記一対の第一のリターンピース(8,9)と同一形状の一対の第二のリターンピース(28,29)と、前記第二のナット(23)の側面の前記一対の第二のリターンピース(28,29)の間に取り付けられ、前記第二の循環部材(25)の前記無負荷戻し通路(27)の直線状に伸びる直線通路(33)が形成される第二の中間ピース(30)と、を含み、前記第一の中間ピースの直線通路と前記第二の中間ピース(30)の直線通路の長さが異なることを特徴とするねじ装置シリーズである。

請求項６に記載の発明は、外周面に螺旋状の転動体転走溝(2a)が形成されるねじ軸(2)と、内周面に前記ねじ軸(2)の前記転動体転走溝(2a)に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝(3a)が形成されるナット(3)と、前記ナット(3)の負荷転動体転走溝(3a)の一端と他端との間を接続する無負荷戻し通路(7)が形成される循環部材(5)と、前記ねじ軸(2)の前記転動体転走溝(2a)と前記ナット(3)の前記負荷転動体転走溝(3a)との間の負荷転動体転走路(6)、及び前記循環部材(5)の前記無負荷戻し通路(7)に収容される複数の転動体(4)と、を備え、前記循環部材(5)は、前記ナット(3)の側面に取り付けられ、前記無負荷戻し通路(7)の曲線状に伸びる一対の方向転換路(11,12)それぞれが形成される一対のリターンピース(8,9)を含み、前記一対のリターンピース(8,9)それぞれは、前記方向転換路(11,12)の内径よりも大きい厚みを有し、前記ナット(3)の側面に取り付けるための取付け部(15)が形成される板状の本体部(13)と、前記ナット(3)を外周から内周へ貫通する貫通孔(3d)に挿入され、前記負荷転動体転走路(6)を転がる前記転動体(4)を前記方向転換路(11,12)へ導く脚部(14)と、を含むことを特徴とするねじ装置である。

請求項７に記載の発明は、外周面に螺旋状の転動体転走溝(22a)が形成されるねじ軸(22)と、内周面に前記ねじ軸(22)の前記転動体転走溝(22a)に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝(23a)が形成されるナット(23)と、前記ナット(23)の負荷転動体転走溝(23a)の一端と他端との間を接続する無負荷戻し通路(27)が形成される循環部材(25)と、前記ねじ軸(22)の前記転動体転走溝(22a)と前記ナット(23)の前記負荷転動体転走溝(23a)との間の負荷転動体転走路(26)、及び前記循環部材(25)の前記無負荷戻し通路(27)に収容される複数の転動体(24)と、を備え、前記循環部材(25)は、前記ナット(23)の側面に取り付けられ、前記循環部材(25)の前記無負荷戻し通路(27)の曲線状に伸びる一対の方向転換路(31,32)それぞれが形成される一対のリターンピース(28,29)と、前記ナット(23)の側面の前記一対のリターンピース(28,29)の間に取り付けられ、前記循環部材(25)の前記無負荷戻し通路(27)の直線状に伸びる直線通路(33)が形成される中間ピース(30)と、を含み、前記一対のリターンピース(28,29)それぞれは、前記方向転換路(31,32)の内径よりも大きい厚みを有し、前記ナット(23)の側面に取り付けるための取付け部(15)が形成される板状の本体部(13)と、前記ナット(23)を外周から内周へ貫通する貫通孔(3d)に挿入され、前記負荷転動体転走路(26)を転がる前記転動体(24)を前記方向転換路(31,32)へ導く脚部(14)と、を含み、前記中間ピース(30)は、前記直線通路(33)の内径よりも大きい厚みを有する板状に形成されると共に、前記ナット(23)の側面に取り付けるための取付け部(15)を有することを特徴とするねじ装置である。

請求項１に記載の発明によれば、第一のねじ装置と第二のねじ装置とでリターンピースを共通化することができ、負荷荷重が大きくなるときは中間ピースを長くすることで対応できる。循環部材の組付けにおいて、部品点数、組付け工数が一列分だけでよいので、コストを低減できる。ナットには、リターンピースを取り付けるための二孔分のみを空ければよくなるので、加工誤差などによる負荷転動体転走路と無負荷戻し通路との接続部の位置ずれが少なくなり、転動体が円滑に移動する。無負荷戻し通路の構造もシンプルになり、負荷転動体転走路の空き領域もなくなるので、コンパクトでありながら剛性の高いねじ装置が得られる。

請求項２に記載の発明によれば、リターンピース及び中間ピースはいずれも無負荷戻し通路の内径よりも厚い板状なので、これらの強度を向上させることができ、剛性面で安定性の高いねじ装置が得られる。

請求項３に記載の発明によれば、リターンピース同士、又はリターンピースと中間ピースとの突き合わせ面が平面なので、リターンピースの端面及び中間ピースの端面の形状が簡単になり、これらのナットへの組付けも容易になる。

請求項４に記載の発明によれば、リターンピースが方向転換路に沿って二分割されるので、リターンピースの加工が容易になる。

請求項５に記載の発明によれば、第一のねじ装置と第二のねじ装置とでリターンピースを共通化することができ、負荷荷重が大きくなるときは中間ピースを長くすることで対応できる。

請求項６に記載の発明によれば、リターンピース及び中間ピースはいずれも無負荷戻し通路の内径よりも厚い板状なので、これらの強度を向上させることができ、剛性面で安定性の高いねじ装置が得られる。

請求項７に記載の発明によれば、リターンピース及び中間ピースはいずれも無負荷戻し通路の内径よりも厚い板状なので、これらの強度を向上させることができ、剛性面で安定性の高いねじ装置が得られる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。ねじ装置シリーズは、ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能に転動体を介在させ、前記転動体が循環するようにした少なくとも第一及び第二のねじ装置を備える。第一のねじ装置と第二のねじ装置とは同じ型番のねじ装置であり、循環部材として共通のリターンピースを使用している。負荷荷重が大きくなるときは、リターンピースの間に中間ピースを介在させることで対応する。

図１は、第一のねじ装置を示す。第一のねじ装置１は、第一のねじ軸２と第一のナット３との間に転がり運動可能に転動体としてのボール４を介在させ、ボール４が循環するようにしたボールねじである。第一のねじ装置１は、第一のねじ軸２と、第一のナット３と、複数のボール４と、第一の循環部材５と、を備える。

第一のねじ軸２には、外周面に所定のリードの螺旋状のボール転走溝２ａが加工される。第一のねじ軸２の材質は、炭素鋼やステンレス鋼などの金属である。ボール転走溝２ａは切削加工又は転造加工により形作られる。ボール転走溝２ａ上をボール４が転がり運動するので、ボール転走溝２ａは焼入れなどにより表面硬化がなされ、研削加工などにより表面粗さが低減される。ボール転走溝２ａの条数は一条、二条、三条など適宜設定してよい。ボール転走溝２ａの条数と等しい数の循環部材５が設けられる。

第一のナット３には、内周面に所定のリードの螺旋状の負荷ボール転走溝３ａが加工される。第一のナット３の材質は、炭素鋼やステンレス鋼などの金属である。負荷ボール転走溝３ａは切削加工又は転造加工により形作られる。負荷ボール転走溝３ａ上をボール４が転がり運動するので、負荷ボール転走溝３ａは焼入れなどにより表面硬化がなされ、研削加工により表面粗さが低減される。負荷ボール転走溝３ａは、第一のねじ軸２のボール転走溝２ａと対向する。第一のねじ軸２のボール転走溝２ａと第一のナット３の負荷ボール転走溝３ａとの間には、螺旋状の負荷転動体転走路として負荷ボール転走路６が形成される。円筒状の第一のナット３の外周面は、周方向の一部が平面的に切り取られる。第一のナット３の平面部３ｂに第一の循環部材５が取り付けられる。第一のナット３の軸線方向の端部には、第一のナット３を相手の機械部品に取り付けるためのフランジ３ｃが設けられる。

第一のねじ軸２のボール転走溝２ａと第一のナット３の負荷ボール転走溝３ａとの間の負荷ボール転走路６には、鋼製の複数のボール４が配列される。ボール４間にはボール同士の接触を防止する樹脂製のスペーサが介在されてもよい。

第一のねじ軸２に対して第一のナット３を相対的に回転させると、ボール４が第一のねじ軸２と第一のナット３との間を転がり運動する。負荷ボール転走路６の巻き数は１．５巻き、２．５巻き、３．５巻きなど所定の巻き数に設定される。負荷ボール転走路６の一端から他端まで転がったボール４は、第一の循環部材５の無負荷戻し通路７に導かれる。ボール４は無負荷戻し通路７を後続のボール４に押されながら移動し、数巻き手前の負荷ボール転走路６の他端に戻される。所定の巻き数の負荷ボール転走路６及び無負荷戻し通路７によって、ボールの無限循環路が構成される。

図２ないし図４は、第一のナット及び第一の循環部材の詳細図を示す。第一のナット３の平面部３ｂには、第一の循環部材として、一対の第一のリターンピース８，９が取り付けられる。第一のリターンピース８，９はトレカなどの樹脂製である。一対のリターンピース８，９それぞれには、曲線状に伸びる一対の方向転換路１１，１２それぞれが形成される。方向転換路１１，１２はほぼ円弧形状に伸びる。方向転換路１１，１２は円弧形状に伸びると共に、その両端部において直線状に伸びてもよい。図２に示される第一のナット３の平面図において、一対の方向転換路１１，１２は接続箇所を対称中心Ｃにした点対称である。無負荷戻し通路７は、一対の方向転換路１１，１２を接続したものである。一対の第一のリターンピース８，９も接続箇所を対称中心Ｃにした点対称である。

図５に示されるように、一対のリターンピース８，９それぞれは、方向転換路１１，１２の内径よりも大きい厚みを有する板状の本体部１３と、本体部１３から第一のナット３の内側に向かって突出する円筒形状の脚部１４と、を含む。これらの本体部１３及び脚部１４に曲線状の方向転換路１１，１２が形成される。一対の方向転換路１１，１２がつながるように一対のリターンピース８，９は互いに突き合わせられる。互いに付き合わされる一対のリターンピース８，９の端面８ｃ，９ｃは平面に形成される。本体部１３には、第一のナット３の側面に取り付けるための取付け部である取付け孔１５が空けられる。取付け孔は、図２のナットの平面図に示されるように、無負荷戻し通路７を挟んで配置される。また、二つのリターンピース８，９を一つの取付けねじ１６で固定できるように、二つのリターンピース８，９の合わせ目に配置される。脚部１４は、第一のナット３を外周から内周へ貫通する貫通孔３ｄ（図３参照）に挿入されて負荷ボール転走路６を転がるボール４を無負荷戻し通路７内へ導く。

図３及び図４に示されるように、脚部１４の先端には、負荷ボール転走路６を転がるボール４を無負荷戻し通路７へ掬い上げる掬上げ部１４ａが設けられる。掬上げ部１４ａは、ボール４を両側から抱え込むアーチ形状の所謂舟底掬いであってもよいし、ボールに接触してボールの転走方向を変える所謂リップであってもよい。掬上げ部１４ａには、ボール４間に介在されるスペーサに接触し、負荷ボール転走路６を移動するスペーサを無負荷戻し通路へ掬い上げるスペーサ掬い部１４ｂが設けられてもよい。

図２に示されるように、各リターンピース８，９は、方向転換路１１，１２に沿って内周側リターンピース８ｂ，９ｂと外周側リターンピース８ａ，９ａとに分割される。リターンピース８の内周側リターンピース８ｂとリターンピース９の内周側リターンピース９ｂとは同じ形状である。リターンピース８の外周側リターンピース８ａとリターンピース９の外周側リターンピース９ａとは同じ形状である。つまり、一対のリターンピース８，９を組立てるのに、同じ形状の内周側リターンピース８ｂ，９ｂを二個、同じ形状の外周側リターンピース８ａ，９ａを二個用意すればよい。

図６は、第二のねじ装置２１の断面図を示す。第二のねじ装置２１は、第二のねじ軸２２と、第二のナット２３と、複数のボール２４と、第二の循環部材２５と、から構成される。負荷荷重が第一のねじ装置１よりも大きくなるように、第二のねじ装置２１の負荷ボール転走路２６の巻き数は、第一のねじ軸２の負荷ボール転走路６の巻き数よりも多い。これに対応するために、第二の循環部材２５の一対のリターンピース２８，２９の間には、中間ピース３０が介在される。

第二のねじ軸２２には、外周面に所定のリードの螺旋状のボール転走溝２２ａが加工される。第二のねじ軸２２のリードは、第一のねじ軸２のリードと等しく、第二のねじ軸２２と第一のねじ軸２とは同一の形状である。

第二のナット２３には、内周面に所定のリードの螺旋状の負荷ボール転走溝２３ａが加工される。負荷ボール転走溝２３ａは、第二のねじ軸２２のボール転走溝２２ａと対向する。第二のねじ軸２２のボール転走溝２２ａと第二のナット２３の負荷ボール転走溝２３ａとの間には、螺旋状の負荷転動体転走路として負荷ボール転走路２６が形成される。第二のねじ装置２１の負荷ボール転走路２６の巻き数を第一のナット３よりも大きくするために、第二のナット２３の軸線方向の長さは第一のナット３の軸線方向の長さよりも長い。

円筒状の第二のナット２３の外周面は、周方向の一部が平面的に切り取られる。第二のナット２３の平面部２３ｂに第二の循環部材２５が取り付けられる。負荷ボール転走路２６には、鋼製の複数のボール２４が配列される。ボール２４間にはボール同士の接触を防止する樹脂製のスペーサが介在されてもよい。

第二のねじ軸２２に対して第二のナット２３が相対的に回転すると、ボール２４が第二のねじ軸２２と第二のナット２３との間を転がり運動する。ボール２４は所定の巻き数の負荷ボール転走路２６の一端から他端まで転がる。負荷ボール転走路２６の一端から他端まで転がったボールは、第二の循環部材２５の無負荷戻し通路２７に導かれる。ボール２４は無負荷戻し通路２７を後続のボール２４に押されながら移動し、数巻き手前の負荷ボール転走路２６の他端に戻される。所定の巻き数の負荷ボール転走路２６及び無負荷戻し通路２７によって、ボールの無限循環路が構成される。

図７は、第二のナット２３及び第二の循環部材２５の平面図を示す。第二のナット２３の平面部２３ｂには、第二の循環部材２５として、一対の第二のリターンピース２８，２９及び中間ピース３０が取り付けられる。リターンピース２８，２９はトレカなどの樹脂製である。一対のリターンピース２８，２９それぞれには、曲線状に伸びる一対の方向転換路３１，３２それぞれが形成される。方向転換路３１，３２はほぼ円弧形状に伸びる。方向転換路３１，３２は円弧形状に伸びると共に、その両端部において直線状に伸びてもよい。

第二のリターンピース２８，２９の形状は第一のリターンピース８，９の形状と同一である。すなわち、一対の第二のリターンピース２８，２９それぞれは、方向転換路３１，３２の内径よりも大きい厚みを有する板状の本体部１３と、本体部１３から第二のナット２３の内側に向かって突出する円筒形状の脚部１４と、を含む（図３参照）。本体部１３及び脚部１４に方向転換路３１，３２が形成される。本体部１３には、第二のナット２３の側面に取り付けるための取付け部である取付け孔１５が空けられる。脚部１４は、第二のナット２３を外周から内周へ貫通する貫通孔に挿入されて負荷ボール転走路２６を転がるボール２４を無負荷戻し通路２７へ導く。脚部１４の先端には、負荷ボール転走路２６を転がるボール２４を無負荷戻し通路２７内へ掬い上げる掬上げ部１４ａ（図３参照）が設けられる。

各第二のリターンピース２８，２９は、方向転換路３１，３２に沿って内周側リターンピース２８ｂ，２９ｂと外周側リターンピース２８ａ，２９ａとに分割される。第二のリターンピース２８の内周側リターンピース２８ｂと第二のリターンピース２９の内周側リターンピース２９ｂとは同じ形状である。第二のリターンピース２８の外周側リターンピース２８ａと第二のリターンピース２９の外周側リターンピース２９ａとは同じ形状である。第一のリターンピース８，９と第二のリターンピース２８，２９とが同一の形状であるから、第一のねじ装置１と第二のねじ装置２１とにおいて、内周側リターンピース８ｂ，９ｂ，２８ｂ，２９ｂ及び外周側リターンピース８ａ，９ａ，２８ａ，２９ａを共通化することができる。

第二のナット２３の側面で一対の第二のリターンピース２８，２９の間には、中間ピース３０が介在される。図８に示されるように、中間ピース３０には、第二のナット２３の軸線に平行に伸びる直線通路３３が形成される。中間ピース３０は矩形の板状で、直線通路３３の内径よりも厚い。中間ピース３０には直線通路を挟んで複数の取付け部である取付け孔１５が加工される。一つの取付けねじ１６で中間ピース３０及び第二のリターンピース２８，２９の両方を第二のナット２３に固定できるように、取付け孔１５は第二のリターンピース２８，２９との合わせ目に配置される。

中間ピース３０の軸線方向の端面３０ａは平面に形成される。一対の第二のリターンピース２８，２９の間に中間ピース３０を配置し、中間ピース３０の端面３０ａを一対の第二のリターンピース２８，２９に突き合わせると、直線通路３３が一対の方向転換路３１，３２につながる。直線通路３３と一対の方向転換路３１，３２により、無負荷戻し通路２７が構成される。

本実施形態においては、第一のねじ装置１と第二のねじ装置２１とでリターンピース８，９，２８，２９を共通化している。そして、負荷荷重が大きくなるときは中間ピース３０を長くすることで対応する。循環部材５，２５の組付けにおいて、部品点数、組付け工数が一列分だけでよいので、コストを低減できる。

第一及び第二のナット３，２３には、リターンピース８，９，２８，２９を取り付けるための二孔分の貫通孔のみを空ければよくなるので、加工誤差などによる負荷ボール転走路６，２６と無負荷戻し通路７，２７との接続部の位置ずれが少なくなり、ボール４，２４が円滑に移動する。たとえ、第一及び第二のナット３，２３に空ける二つの貫通孔にピッチ誤差が生じたとしても、中間ピース３０及びリターンピース８，９，２８，２９を第一及び第二のナット３，２３に取り付ける際に多少調整（取付けねじ１６が取付け孔１５内で遊ぶ範囲内で調整）できるため、加工精度、組立て性の面で有利になる。

無負荷戻し通路７，２７の構造もシンプルになり、負荷ボール転走路６，２６の空き領域もなくなるので、コンパクトでありながら剛性の高いねじ装置が得られる。負荷ボール転走路６，２６の空き領域がなくなるので、機械などへの第一及び第二のナット３，２３の取り付けにも上下の方向性を必要としない。

なお、本発明は上記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。

上記の実施形態においては、第一のねじ装置１の循環部材５が一対のリターンピース８，９のみから構成されているが、一対のリターンピース８，９の間に中間ピースを介在させてもよい。ただしこの場合、第二のねじ装置２１の負荷ボール転走路２６の巻き数は、第一のねじ装置１の負荷ボール転走路６の巻き数よりも多いため、第二のねじ装置２１の中間ピース３０を第一のねじ装置１の中間ピースの長さよりも長くする必要がある。

第一のねじ装置１及び第二のねじ装置２１以外に、リターンピース８，９，２８，２９を共通化した第三のねじ装置や第四のねじ装置などがシリーズ化されてもよい。この場合、中間ピースは負荷ボール転走路の巻き数に合わせた長さで製造される。

転動体には、ボール４，２４の替わりにローラを用いることもできる。

本発明の実施形態のねじ装置シリーズの第一のねじ装置を示す断面図（ねじ軸の軸線に沿った断面図） 第一のねじ装置のナット及び循環部材の平面図 図２のIII-III線断面図（ナットの軸線に沿った断面図） 図２のIV-IV線断面図 リターンピースの斜視図 本発明の実施形態のねじ装置シリーズの第二のねじ装置を示す断面図（ねじ軸の軸線に沿った断面図） 第二のねじ装置のナット及び循環部材の平面図 中間ピースの斜視図 従来のボールねじの斜視図（一部軸線方向に沿った断面図を含む）

符号の説明

１…第一のねじ装置
２ａ…ボール転走溝（転動体転走溝）
２…第一のねじ軸
３…第一のナット
３ａ…負荷ボール転走溝（負荷転動体転走溝）
３ｄ…貫通孔
４…ボール（転動体）
５…第一の循環部材
６…負荷ボール転走路（負荷転動体転走路）
７…無負荷戻し通路
１１，１２…方向転換路
８，９…第一のリターンピース
８ａ，９ａ…外周側リターンピース
８ｂ，９ｂ…内周側リターンピース
８ｃ、９ｃ…端面
１３…本体部
１４…脚部
１５…取付け孔（取付け部）
２１…第二のねじ装置
２２ａ…ボール転走溝（転動体転走溝）
２２…第二のねじ軸
２３…第二のナット
２３ａ…負荷ボール転走溝（負荷転動体転走溝）
２４…ボール（転動体）
２５…第二の循環部材
２６…負荷ボール転走路（負荷転動体転走路）
２７…無負荷戻し通路
２８，２９…第二のリターンピース
２８ａ，２９ａ…外周側リターンピース
２８ｂ，２９ｂ…内周側リターンピース
３０…中間ピース
３０ａ…端面
３１，３２…方向転換路
３３…直線通路

Claims (7)

1. ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能に転動体を介在させ、前記転動体が循環するようにした少なくとも第一及び第二のねじ装置を備えるねじ装置シリーズにおいて、
   前記第一のねじ装置は、
   外周面に螺旋状の転動体転走溝が形成される第一のねじ軸と、
   内周面に前記第一のねじ軸の前記転動体転走溝に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝が形成される第一のナットと、
   前記第一のナットの負荷転動体転走溝のうち、所定の巻き数の負荷転動体転走溝の一端と他端との間を接続する無負荷戻し通路が形成される第一の循環部材と、
   前記第一のねじ軸の前記転動体転走溝と前記第一のナットの前記負荷転動体転走溝との間の負荷転動体転走路、及び前記第一の循環部材の前記無負荷戻し通路に収容される複数の転動体と、を備え、
   前記第一の循環部材は、
   前記第一のナットの側面に取り付けられ、前記第一の循環部材の前記無負荷戻し通路の曲線状に伸びる一対の方向転換路それぞれが形成される一対の第一のリターンピースを含み、
   前記第二のねじ装置は、
   外周面に螺旋状の転動体転走溝が形成される第二のねじ軸と、
   内周面に前記第二のねじ軸の前記転動体転走溝に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝が形成される第二のナットと、
   前記第二のナットの負荷転動体転走溝のうち、前記第一のナットの前記負荷転動体転走溝の巻き数と異なる巻き数の負荷転動体転走溝の一端と他端との間を接続する無負荷戻し通路が形成される第二の循環部材と、
   前記第二のねじ軸の前記転動体転走溝と前記第二のナットの前記負荷転動体転走溝との間の負荷転動体転走路、及び前記第二の循環部材の前記無負荷戻し通路に収容される複数の転動体と、を備え、
   前記第二の循環部材は、
   前記第二のナットの側面に取り付けられ、前記第二の循環部材の前記無負荷戻し通路の曲線状に伸びる一対の方向転換路それぞれが形成され、前記第一の循環部材の前記一対の第一のリターンピースと同一形状の一対の第二のリターンピースと、
   前記第二のナットの側面の前記一対の第二のリターンピースの間に取り付けられ、前記第二の循環部材の前記無負荷戻し通路の直線状に伸びる直線通路が形成される第二の中間ピースと、を含むことを特徴とするねじ装置シリーズ。
2. 前記第一の循環部材の前記一対の第一のリターンピースそれぞれは、
   前記第一の循環部材の前記方向転換路の内径よりも大きい厚みを有し、前記第一のナットの側面に取り付けるための取付け部が形成される板状の本体部と、
   前記第一のナットを外周から内周へ貫通する貫通孔に挿入され、前記負荷転動体転走路を転がる前記転動体を前記第一の循環部材の前記方向転換路へ導く脚部と、を含み、
   前記第二の循環部材の前記一対の第二のリターンピースそれぞれは、
   前記第二の循環部材の前記方向転換路の内径よりも大きい厚みを有し、前記第二のナットの側面に取り付けるための取付け部が形成される板状の本体部と、
   前記第二のナットを外周から内周へ貫通する貫通孔に挿入され、前記負荷転動体転走路を転がる前記転動体を前記第二の循環部材の前記方向転換路へ導く脚部と、を含み、
   前記第二の循環部材の前記中間ピースは、前記第二の循環部材の前記直線通路の内径よりも大きい厚みを有する板状に形成されると共に、前記第二のナットの側面に取り付けるための取付け部を有することを特徴とする請求項１に記載のねじ装置シリーズ。
3. 互いに突き合わせられる前記第一の循環部材の前記一対の第一のリターンピースそれぞれの端面が平面に形成され、
   互いに突き合わせられる前記第二の循環部材の前記中間ピースの両端面、及び前記第二の循環部材の前記一対の第二のリターンピースそれぞれの端面が、平面に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ装置シリーズ。
4. 前記第一の循環部材の前記一対の第一のリターンピースそれぞれは、前記第一の循環部材の前記方向転換路に沿って二分割され、
   前記第二の循環部材の前記一対の第二のリターンピースそれぞれは、前記第二の循環部材の前記方向転換路に沿って二分割されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のねじ装置シリーズ。
5. ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能に転動体を介在させ、前記転動体が循環するようにした少なくとも第一及び第二のねじ装置を備えるねじ装置シリーズにおいて、
   前記第一のねじ装置は、
   外周面に螺旋状の転動体転走溝が形成される第一のねじ軸と、
   内周面に前記第一のねじ軸の前記転動体転走溝に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝が形成される第一のナットと、
   前記第一のナットの負荷転動体転走溝のうち、所定の巻き数の負荷転動体転走溝の一端と他端との間を接続する無負荷戻し通路が形成される第一の循環部材と、
   前記第一のねじ軸の前記転動体転走溝と前記第一のナットの前記負荷転動体転走溝との間の負荷転動体転走路、及び前記第一の循環部材の前記無負荷戻し通路に収容される複数の転動体と、
   を備え、
   前記第一の循環部材は、
   前記第一のナットの側面に取り付けられ、前記第一の循環部材の前記無負荷戻し通路の曲線状に伸びる一対の方向転換路それぞれが形成される一対の第一のリターンピースと、
   前記第一のナットの側面の前記一対の第一のリターンピースの間に取り付けられ、前記第一の循環部材の前記無負荷戻し通路の直線状に伸びる直線通路が形成される第一の中間ピースと、を含み、
   前記第二のねじ装置は、
   外周面に螺旋状の転動体転走溝が形成される第二のねじ軸と、
   内周面に前記第二のねじ軸の前記転動体転走溝に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝が形成される第二のナットと、
   前記第二のナットの負荷転動体転走溝のうち、前記第一のナットの前記負荷転動体転走溝の巻き数と異なる巻き数の負荷転動体転走溝の一端と他端との間を接続する無負荷戻し通路が形成される前記第二の循環部材と、
   前記第二のねじ軸の前記転動体転走溝と前記第二のナットの前記負荷転動体転走溝との間の負荷転動体転走路、及び前記第二の循環部材の前記無負荷戻し通路に収容される複数の転動体と、を備え、
   前記第二の循環部材は、
   前記第二のナットの側面に取り付けられ、前記第二の循環部材の前記無負荷戻し通路の曲線状に伸びる一対の方向転換路それぞれが形成され、前記第一の循環部材の前記一対の第一のリターンピースと同一形状の一対の第二のリターンピースと、
   前記第二のナットの側面の前記一対の第二のリターンピースの間に取り付けられ、前記第二の循環部材の前記無負荷戻し通路の直線状に伸びる直線通路が形成される第二の中間ピースと、を含み、
   前記第一の中間ピースの直線通路と前記第二の中間ピースの直線通路の長さが異なることを特徴とするねじ装置シリーズ。
6. 外周面に螺旋状の転動体転走溝が形成されるねじ軸と、
   内周面に前記ねじ軸の前記転動体転走溝に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝が形成されるナットと、
   前記ナットの負荷転動体転走溝の一端と他端との間を接続する無負荷戻し通路が形成される循環部材と、
   前記ねじ軸の前記転動体転走溝と前記ナットの前記負荷転動体転走溝との間の負荷転動体転走路、及び前記循環部材の前記無負荷戻し通路に収容される複数の転動体と、を備え、
   前記循環部材は、前記ナットの側面に取り付けられ、前記無負荷戻し通路の曲線状に伸びる一対の方向転換路それぞれが形成される一対のリターンピースを含み、
   前記一対のリターンピースそれぞれは、
   前記方向転換路の内径よりも大きい厚みを有し、前記ナットの側面に取り付けるための取付け部が形成される板状の本体部と、
   前記ナットを外周から内周へ貫通する貫通孔に挿入され、前記負荷転動体転走路を転がる前記転動体を前記方向転換路へ導く脚部と、を含むことを特徴とするねじ装置。
7. 外周面に螺旋状の転動体転走溝が形成されるねじ軸と、
   内周面に前記ねじ軸の前記転動体転走溝に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝が形成されるナットと、
   前記ナットの負荷転動体転走溝の一端と他端との間を接続する無負荷戻し通路が形成される循環部材と、
   前記ねじ軸の前記転動体転走溝と前記ナットの前記負荷転動体転走溝との間の負荷転動体転走路、及び前記循環部材の前記無負荷戻し通路に収容される複数の転動体と、を備え、
   前記循環部材は、
   前記ナットの側面に取り付けられ、前記循環部材の前記無負荷戻し通路の曲線状に伸びる一対の方向転換路それぞれが形成される一対のリターンピースと、
   前記ナットの側面の前記一対のリターンピースの間に取り付けられ、前記循環部材の前記無負荷戻し通路の直線状に伸びる直線通路が形成される中間ピースと、を含み、
   前記一対のリターンピースそれぞれは、
   前記方向転換路の内径よりも大きい厚みを有し、前記ナットの側面に取り付けるための取付け部が形成される板状の本体部と、
   前記ナットを外周から内周へ貫通する貫通孔に挿入され、前記負荷転動体転走路を転がる前記転動体を前記方向転換路へ導く脚部と、を含み、
   前記中間ピースは、前記直線通路の内径よりも大きい厚みを有する板状に形成されると共に、前記ナットの側面に取り付けるための取付け部を有することを特徴とするねじ装置。
   

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