JP2013072523A - 運動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化や小型化に伴う軽量化を達成しながらも大きな負荷容量を確保することができる運動案内装置を提供する。
【解決手段】内周に螺旋状の転動体転走面が形成された外筒と、外周面に前記転動体転走面に対向する負荷転動体転走面が形成された内筒とを備え、前記内筒が複数の転動体を介して前記外筒の軸方向に往復移動可能に挿入された運動案内装置において、前記内筒は、軸方向に貫通する転動体戻し通路が形成されるとともに、軸方向の両端に側蓋が取り付けられ、前記側蓋は、前記転動体転走面及び前記負荷転動体転走面からなる転動体転走路及び前記転動体戻し通路を連絡する方向転換路が形成され、前記側蓋は、前記内筒の軸方向端部に締結手段を介して取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、運動案内装置に関し、特に、転動体が転動しつつ循環する循環経路を有するボールねじ装置に関する。

例えば、従来のボールねじ装置としては、循環経路をねじ軸に螺合するナット側に形成することが多いが、ねじ軸側に形成するものも知られている。

循環経路をねじ軸側に形成した例としては、下記特許文献に記載されているように、ボールが転動しつつ循環する循環経路をボールねじ軸に備えるボールねじ装置であって、ボールねじ軸は、循環経路の一部を形成するようねじ軸外周に螺旋状に螺刻され、ボールが転動するボールねじ溝と、循環経路の一部を形成すると共に、ボールねじ溝の一方のねじ溝端部の側から他方のねじ溝端部の側へのボールリターン経路となるようボールねじ軸の内部に形成されたねじ軸内径路と、循環経路の一部を形成すると共に、ボールねじ溝のねじ端部からねじ軸内径路までのボール経路となるねじ端部経路とを備え、該ねじ端部経路は、ボールねじ溝を転動してきたボールが螺合対象部材側のボールねじ溝の軌道から外れるようボールねじ軸の内側に沈み込みながら、ボールねじ溝に弧状に連続して湾曲弧状に形成されている。

このような構成によると、小型化とボールの循環経路関連の構成の簡略化を両立させることができる。

特開２００５−２０１３４７号公報

しかしながら、従来のボールねじ装置によると、ボールリターン経路をねじ軸の軸線に対して傾斜して形成したり、複雑に湾曲させる必要があるため、実質的にボールリターン経路をねじ軸側に形成することが難しいといった問題があった。また、ねじ端部経路は、ボールねじ溝を転動してきたボールが螺合対象部材側のボールねじ溝の軌道から外れるようボールねじ軸の内側に沈み込むように形成されているため、ねじ軸の径方向の寸法を小さくすることができず、小型化とボールの循環経路関連の構成の簡略化を十分に両立することができていないといった問題があった。

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、小型化や小型化に伴う軽量化を達成しながらも大きな負荷容量を確保することができる運動案内装置を提供することを目的とする。

本発明に係る運動案内装置は、内周に螺旋状の転動体転走面が形成された外筒と、外周面に前記転動体転走面に対向する負荷転動体転走面が形成された内筒とを備え、前記内筒が複数の転動体を介して前記外筒の軸方向に往復移動可能に挿入された運動案内装置において、前記内筒は、軸方向に貫通する転動体戻し通路が形成されるとともに、軸方向の両端に側蓋が取り付けられ、前記側蓋は、前記転動体転走面及び前記負荷転動体転走面からなる転動体転走路及び前記転動体戻し通路を連絡する方向転換路が形成され、前記側蓋は、前記内筒の軸方向端部に締結手段を介して取り付けられることを特徴とする。

本発明によれば、側蓋に、転動体転走路及び転動体戻し通路を連絡する方向転換路が形成され、側蓋は、前記内筒の軸方向端部に締結手段を介して取り付けられているので、小型化や小型化に伴う軽量化を実現できると共に、内筒の肉厚を十分に確保できるので、大きな負荷容量を確保した運動案内装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る運動案内装置を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る運動案内装置構造を説明するための分解図。 本発明の実施形態に係る運動案内装置の側蓋の正面図。 本発明の実施形態に係る運動案内装置の側蓋の側面図。 本発明の実施形態に係る運動案内装置の内筒の側面図。 本発明の実施形態に係る運動案内装置の正面図。

以下、本発明に係る運動案内装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る運動案内装置を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る運動案内装置構造を説明するための分解図であり、図３は、本発明の実施形態に係る運動案内装置の側蓋の正面図であり、図４は、本発明の実施形態に係る運動案内装置の側蓋の側面図であり、図５は、本発明の実施形態に係る運動案内装置の内筒の側面図であり、図６は、本発明の実施形態に係る運動案内装置の正面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る運動案内装置は、ボールねじ装置１として構成されており、内周に螺旋状の転動体転走面としてのボール転走溝１１が形成された外筒１０と、外周面にボール転走溝１１に対応する負荷転動体転走面としての負荷ボール転走溝２１が形成された内筒２０とを備え、内筒２０が複数の転動体３０を介して外筒１０の軸方向に往復移動可能に挿入されて組み込まれている。

外筒１０は、軸方向に中空に形成された円筒状の部材であり、内周面に螺旋状のボール転走溝１１が形成されると共に、内筒２０を軸方向に沿って往復移動可能に挿入することができるように形成されている。なお、本実施形態に係るボールねじ装置１においては、ボール転走溝１１は４条形成されている。

内筒２０は、外筒１０と同様に軸方向に貫通孔２３が形成された円筒状の部材である。貫通孔２３の内周面には雌ねじ２４が形成されている。また、上述したように内筒２０は外筒１０に往復移動可能に挿入されるので、内筒２０の外径寸法は外筒１０の内径寸法よりも小さく形成されている。なお、内筒２０の外周面に形成された負荷ボール転走溝２１の軸方向の両端部は、円滑な転動体３０の転走を促すためにクラウニングが形成されている。

さらに、内筒２０は軸方向に貫通する転動体戻し通路２２が形成されている。なお、負荷ボール転走溝２１及び転動体戻し通路２２は、ボール転走溝１１に対応してそれぞれ４条形成されている。なお、転動体戻し通路２２は、内筒２０の軸方向と平行に形成されているので、切削加工によって容易に形成することができる。

内筒２０の軸方向の両端には、側蓋４０が締結手段５０によって取り付けられている。図３に示すように、側蓋４０は、内筒２０の外形形状と略同一に形成された円環状の部材であり、その中央部に凹部４２が形成されている。また、側蓋４０の外周面には、接線方向に延びる掬い上げ部４３が４条形成されている。

また、図４に示すように、側蓋４０の内筒２０と対向する面には、方向転換路４１が形成されており、該方向転換路４１はボール転走溝１１及び負荷ボール転走溝２１からなる転動体転走路と転動体戻し通路２２を連絡している。なお、方向転換路４１の内側は、側蓋４０とは別部材の内側構成部材４４が組み付けられているか、内筒２０と一体に形成されている。

図２に示すように、締結手段５０は、側蓋４０を挟み込むように内筒２０に締結する筒状ボルトであり、内筒２０の内周面に形成された雌ねじ２４と螺合する雄ねじが形成された螺合部５１と、側蓋４０の軸方向端部に当接するように径方向に拡径して形成された鍔部５２とを有している。このように筒状ボルトによって側蓋４０を締結しているので、内筒２０に貫通孔２３を形成した場合であっても内筒２０の肉厚を十分に確保できると共に、側蓋４０近傍の締結スペースを十分に確保することができる。なお、締結手段５０に形成された鍔部５２は側蓋４０に形成された凹部４２に嵌合するように形成されているので、締結手段５０によって側蓋４０を取り付けた際に、締結手段５０は側蓋４０と面一に取り付けることができるので、軸方向にスペースを確保することができる。

次に図５を参照して本実施形態に係るボールねじ装置１の転動体３０の循環経路について説明を行う。但し、図面の煩雑化を避けるために図５にはボール循環経路を４条分は示さず、１条のみを示す。転動体３０は、荷重を負荷しながら負荷ボール転走溝２１を転走した後、内筒２０の軸方向の一端まで至る。内筒２０の軸方向端部には、側蓋４０からボール転走溝１１及び負荷ボール転走溝２１に向けて突出して形成された掬い上げ部４３が配置されているので、転動体３０は掬い上げ部４３によって側蓋４０内部の方向転換路４１に導入される。

方向転換路４１を転走した転動体３０は、内筒２０に形成された転動体戻し通路２２を介して内筒２０の軸方向の他端の転動体転走路に戻されて再び荷重を負荷する。このように、側蓋４０の外周面にその接線方向に突出する掬い上げ部４３が形成されているので、内筒２０の内外周面にボール循環用パイプやデフレクタを形成する必要がなく、ボールねじ装置１の小型化，軽量化及び部品数の削減を図ることができる。

本実施形態に係るボールねじ装置１は、図６に示すように内筒２０の周方向に略均等に循環経路が４条配列されているため、大きな負荷容量を確保することができると共に、軸方向の荷重を均等に負荷することができる。

さらに、内筒２０に貫通孔２３が形成されると共に筒状ボルトの締結手段５０で側蓋４０を締結しているので、該貫通孔２３に出力ロッド等の挿入部材を取り付けることができ、狭小なスペースであっても十分に側蓋４０を締結できると共に、ボールねじ装置１の小型化を図ることができる。

以上、説明したように、本実施形態に係るボールねじ装置１は、内筒２０に転動体戻し通路２２を形成した所謂インナーねじタイプを採用しているので、外筒に転動体戻し通路を形成した標準タイプのねじ装置と比較して、ピッチ円直径（ＢＣＤ）が等しい場合には外筒の最大径を小さくすることができる。

さらに、中空状の内筒２０を採用し、側蓋４０を筒状ボルトの締結手段５０によって締結しているので、内筒２０の内径を最大にでき、小型化及び軽量化を達成しながらも大きな負荷容量を確保することができる。また、内筒２０の内径に挿入する出力ロッド等の挿入部材の外径を最大にすることができる。

また、本実施形態に係るボールねじ装置１は、転動体転走路を４条備えた場合について説明したが、転動体転走路は４条に限られず、例えば８条やそれ以上に形成しても構わない。

なお、上記実施形態においてはボールねじ装置１ついて本発明を適用した場合について説明したが、転動体に円筒状のローラを用いたローラねじ装置に本発明を適用することが可能である。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ ボールねじ装置， １０ 外筒， １１ ボール転走溝， ２０ 内筒， ２１ 負荷ボール転走溝， ２２ 転動体戻し通路， ２３ 貫通孔， ３０ 転動体， ４０ 側蓋， ４１ 方向転換路， ４２ 凹部， ４３ 掬い上げ部， ５０ 締結手段， ５１ 螺合部， ５２ 鍔部。

Claims (6)

1. 内周に螺旋状の転動体転走面が形成された外筒と、
   外周面に前記転動体転走面に対向する負荷転動体転走面が形成された内筒とを備え、
   前記内筒が複数の転動体を介して前記外筒の軸方向に往復移動可能に挿入された運動案内装置において、
   前記内筒は、軸方向に貫通する転動体戻し通路が形成されるとともに、軸方向の両端に側蓋が取り付けられ、
   前記側蓋は、前記転動体転走面及び前記負荷転動体転走面からなる転動体転走路及び前記転動体戻し通路を連絡する方向転換路が形成され、
   前記側蓋は、前記内筒の軸方向端部に締結手段を介して取り付けられることを特徴とする運動案内装置。
2. 請求項１に記載の運動案内装置において、
   前記締結手段は、前記内筒の内周壁に螺合する螺合部と、前記側蓋の軸方向端部に当接する鍔部とを備えることを特徴とする運動案内装置。
3. 請求項２に記載の運動案内装置において、
   前記側蓋の軸方向端面には、前記鍔部と係合する凹部が形成されることを特徴とする運動案内装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
   前記側蓋の外周面には、前記転動体転走路を転走する転動体を掬い上げる掬い上げ部が形成され、
   前記掬い上げ部は、前記転動体転走面に向けて突出して形成されることを特徴とする運動案内装置。
5. 請求項２から４のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
   前記転動体転走路は、複数条形成されることを特徴とする運動案内装置。
6. 請求項１から６のいずれか１項に記載の運動案内装置において、
   前記内筒は、軸方向に貫通孔を有する円筒状に形成されることを特徴とする運動案内装置。

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