JP2017053431A - ボールねじ式駆動装置及び可動体フローティングユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ナット部材の回転を規制し、可動体に伝わるねじ軸の回転時の振れを吸収することができるボールねじ式駆動装置及び可動体フローティングユニットの提供。【解決手段】ボールねじ式駆動装置において、ナット部材３と可動体とを軸方向において複数のボール７１を介して連結する連結手段７を有し、連結手段７は、複数のボール７１をねじ軸２の周方向に配置する転動体配置溝７２を有し、転動体配置溝７２は、軸方向から視て非円形、若しくは、軸方向から視てねじ軸２の軸心Ｃと中心が一致しない円形に形成されている、という構成を採用する。【選択図】図５

Description

本発明は、ボールねじ式駆動装置及び可動体フローティングユニットに関するものである。

特許文献１には、案内手段により移動自在に支持された可動体にナット部材を備え、該ナット部材に螺合するねじ軸の往復回転により、該ナット部材を介して可動体を案内手段に沿って往復駆動するようにしたボールねじ式駆動装置が開示されている。このボールねじ式駆動装置は、可動体に周方向に略等配に固定され且つナット部材の取り付け孔に遊嵌された取り付けボルトと、可動体とナット部材との間に介在された第１スラスト軸受と、ナット部材と取り付けボルトとの間に介在された第２スラスト軸受とにより、ナット部材を可動体に対してラジアル方向に移動自在に支持し、ねじ軸の回転時の振れを吸収する構成となっている。

特開２０１１−２０４７号公報

ところで、上記構成のボールねじ式駆動装置は、ナット部材と可動体との間にスラスト軸受があるため、可動体に固定された取り付けボルトをナット部材の取り付け孔に挿通し、この取り付けボルトによりナット部材の回転を規制している（特許文献１の段落００２３参照）。しかしながら、取り付けボルトによりスラスト軸受の回転を規制すると、取り付けボルトとナット部材とが拘束されるため、ねじ軸の回転時の振れが、ナット部材、取り付けボルトを介して可動体に直に伝わる。このように、上記構成では、スラスト軸受のフローティング機能が意味を成さず、ねじ軸の回転時の振れを吸収することができない、という課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ナット部材の回転を規制し、可動体に伝わるねじ軸の回転時の振れを吸収することができるボールねじ式駆動装置及び可動体フローティングユニットの提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、外周面に螺旋状の転動体転動溝を有するねじ軸と、内周面に前記転動体転動溝と対向する螺旋状の転動体負荷転動溝を有するナット部材と、前記転動体転動溝と前記転動体負荷転動溝との間に介在する複数の第１の転動体と、前記ナット部材と共に移動可能な可動体と、前記可動体を前記ねじ軸が延びる軸方向に移動可能に支持する案内手段と、を有するボールねじ式駆動装置であって、前記ナット部材と前記可動体とを前記軸方向において複数の第２の転動体を介して連結する連結手段を有し、前記連結手段は、前記複数の第２の転動体を前記ねじ軸の周方向に配置する転動体配置溝を有し、前記転動体配置溝は、前記軸方向から視て非円形、若しくは、前記軸方向から視て前記ねじ軸の軸心と中心が一致しない円形に形成されている、ボールねじ式駆動装置を採用する。

また、本発明は、外周面に螺旋状の転動体転動溝を有するねじ軸と、内周面に前記転動体転動溝と対向する螺旋状の転動体負荷転動溝を有するナット部材と、前記転動体転動溝と前記転動体負荷転動溝との間に介在する複数の第１の転動体と、前記ナット部材と共に移動可能な可動体と、前記可動体を前記ねじ軸が延びる軸方向に移動可能に支持する案内手段と、を有するボールねじ式駆動装置に設けられる可動体フローティングユニットであって、前記ナット部材と前記可動体とを前記軸方向において複数の第２の転動体を介して連結する連結手段を有し、前記連結手段は、前記複数の第２の転動体を前記ねじ軸の周方向に配置する転動体配置溝を有し、前記転動体配置溝は、前記軸方向から視て非円形、若しくは、前記軸方向から視て前記ねじ軸の軸心と中心が一致しない円形に形成されている、可動体フローティングユニットを採用する。

本発明によれば、ナット部材の回転を規制し、可動体に伝わるねじ軸の回転時の振れを吸収することができる。

本発明の第１実施形態におけるボールねじ式駆動装置の平面図である。 本発明の図１の矢視Ａ−Ａ断面図である。 本発明の第１実施形態における連結手段を備えたナット部材の斜視図である。 本発明の第１実施形態における一対の板部材を取り外したナット部材３の斜視図である。 本発明の第１実施形態における転動体配置溝を軸方向から視た図である。 本発明の第１実施形態における連結手段の要部拡大断面図である。 本発明の第２実施形態におけるボールねじ式駆動装置の断面図である。 本発明の第２実施形態における転動体配置溝を軸方向から視た図である。 本発明の一別実施形態における転動体配置溝を軸方向から視た図である。 本発明の一別実施形態における転動体配置溝を軸方向から視た図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態におけるボールねじ式駆動装置１の平面図である。図２は、図１の矢視Ａ−Ａ断面図である。
図１及び図２に示すように、ボールねじ式駆動装置１は、ねじ軸２と、ナット部材３と、ボール４（第１の転動体）と、可動体５と、案内手段６と、連結手段７と、を有する。

ねじ軸２は、図２に示すように、外周面２ａに螺旋状のボール転動溝２１（転動体転動溝）を有する。ねじ軸２の両端は、図１に示すように、ボールねじ式駆動装置１のベース部８に対し、ベアリング９を介して回転自在に支持されている。ねじ軸２の一方の端部は、モーター１０と接続されている。モーター１０は、ベース部８に固定された支持部材１２に支持される。モーター１０は、ねじ軸２を、その軸心Ｃを中心に回転させる。

ナット部材３は、図２に示すように、内周面３ｂに螺旋状のボール負荷転動溝３１（転動体負荷転動溝）を有する。ボール負荷転動溝３１は、ボール転動溝２１に対向する。ボール転動溝２１とボール負荷転動溝３１が対向すると、その対向する部分にボール負荷転走路１３が形成される。ボール４は、ボール転動溝２１とボール負荷転動溝３１との間に介在する。

ボール４は、ボール負荷転走路１３において負荷がかかった状態で転動する。ナット部材３は、リターンパイプ等の図示しない転動体循環部品を有する。転動体循環部品は、転動体循環路を有し、ボール負荷転走路１３の一端と他端とを接続する。ボール負荷転走路１３の一端と他端とを接続すると、ボール４の無限循環路が形成される。すなわち、ボール４は、ボール負荷転走路１３の他端（末尾）まで転動した後、転動体循環部品の中を移動して、ボール負荷転走路１３の一端（先頭）に再び導入される。

可動体５は、図１に示すように、その中央にブラケット５ａが配置される平面視矩形状の可動テーブルである。ブラケット５ａには、複数のねじ孔５ａ１が設けられており、図示しないボルトによって可動体５のテーブル部分に固定される。図２に示すように、ブラケット５ａには、後述する連結手段７が接続されており、可動体５は、連結手段７を介してナット部材３と共に移動する。

案内手段６は、図１に示すように、可動体５をねじ軸２が延びる軸方向（以下、軸方向という）に移動可能に支持する。案内手段６は、リニアガイド６１と、レール６２と、を有する。リニアガイド６１には、複数のねじ孔６１ａが設けられている。リニアガイド６１は、可動体５の四隅に配置され、ねじ孔６１ａに螺合する図示しないボルトによって可動体５に固定される。レール６２は、平面視でねじ軸２の両側に配置されると共に、ねじ軸２と平行に延びる。リニアガイド６１は、図示しないボール（転動体）を介してレール６２に係合し、可動体５をレール６２に沿って案内する。

連結手段７は、図２に示すように、ナット部材３と可動体５とを軸方向において複数のボール７１（第２のボール転動体）を介して連結する。連結手段７は、ボール７１をねじ軸２の周方向に配置する転動体配置溝７２を有する。ナット部材３には、板状のフランジ部３２が一体で設けられている。連結手段７は、ボール７１を介してフランジ部３２を挟み込む一対の板部材７３ａ，７３ｂを有する。本実施形態の転動体配置溝７２は、フランジ部３２に設けられた凹状の転動体配置面３３と、一対の板部材７３ａ，７３ｂに設けられた凹状の転動体配置面７４とによって形成される。

一対の板部材７３ａ，７３ｂの少なくともいずれか一方（本実施形態では両方）は、可動体５に着脱自在に取り付けられる取付孔７５（取付部）を有する。取付孔７５は、一対の板部材７３ａ，７３ｂを軸方向に貫通する。可動体５のブラケット５ａは、取付孔７５に対向する位置にねじ孔５ａ２を有する。ねじ孔５ａ２には、ボルト７６が螺合する。ボルト７６は、取付孔７５を挿通するように配置され、一対の板部材７３ａ，７３ｂを軸方向に締め付ける。これにより、一対の板部材７３ａ，７３ｂが可動体５に対し着脱自在に取り付けられる。

次に、図３〜図６を参照して、連結手段７の構成について詳しく説明する。
図３は、本発明の第１実施形態における連結手段７を備えたナット部材３の斜視図である。図４は、本発明の第１実施形態における一対の板部材７３ａ，７３ｂを取り外したナット部材３の斜視図である。図５は、本発明の第１実施形態における転動体配置溝７２を軸方向から視た図である。図６は、本発明の第１実施形態における連結手段７の要部拡大断面図である。

図３に示すように、一対の板部材７３ａ，７３ｂは、円板状に形成されている。一対の板部材７３ａ，７３ｂの中央には、ねじ軸２が挿通する開口７７が設けられている。一対の板部材７３ａ，７３ｂの外周面７８Ａは、円形に形成されている。一方、一対の板部材７３ａ，７３ｂの内周面７８Ｂ（開口７７）は、楕円形に形成されている。この一対の板部材７３ａ，７３ｂには、ねじ軸２の半径方向（以下、半径方向という）に延びる割面８０が設けられ、それぞれが２つに分割可能な構成となっている（図４参照）。

転動体配置溝７２は、図４に示すように、フランジ部３２の軸方向における一方の面側３２Ａに配置された第１の転動体配置溝７２ａと、フランジ部３２の軸方向における他方の面側３２Ｂに配置された第２の転動体配置溝７２ｂと、を含む。なお、一方の面側３２Ａとは、図６に示すように、フランジ部３２の軸方向における一方の面３２ａと、フランジ部３２の軸方向における一方の角部３２ｂと、を含む。また、他方の面側３２Ｂとは、フランジ部３２の軸方向における他方の面３２ｃと、フランジ部３２の軸方向における他方の角部３２ｄと、を含む。

本実施形態の第１の転動体配置溝７２ａは、フランジ部３２の軸方向における一方の角部３２ｂに配置される。また、本実施形態の第２の転動体配置溝７２ｂは、フランジ部３２の軸方向における他方の角部３２ｄに配置される。フランジ部３２は、図５に示すように、軸方向から視て楕円形に形成されている。このため、転動体配置溝７２（第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂ）は、軸方向から視て楕円形に形成されている。

具体的に、転動体配置溝７２は、ねじ軸２の軸心Ｃに中心が一致する楕円形に形成されている。また、転動体配置溝７２は、その楕円形の長軸が上下方向に延びる鉛直軸に沿って設定され、その楕円形の短軸が水平方向に延びる水平軸に沿って設定されている。転動体配置溝７２は、鉛直軸に対して線対称形状であり、また、水平軸に対しても線対称形状である。本実施形態の転動体配置溝７２は、短軸の長さに対し、長軸が１．２〜１．５倍程度の長さを有する楕円形に形成されている。

図６に示すように、第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂは、ねじ軸２の半径方向に対して所定の接触角をもってボール７１と接触している。第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂの接触角は、正面組み合わせのアンギュラ型に設定されている。正面組み合わせのアンギュラ型の接触角とは、第１の転動体配置溝７２ａにおいてボール７１と転動体配置面３３，７４との接触点を結ぶ直線Ｌ１と、第２の転動体配置溝７２ｂにおいてボール７１と転動体配置面３３，７４との接触点を結ぶ直線Ｌ２とが、フランジ部３２に向かって漸次近接し、フランジ部３２に対する作用点間距離が漸次小さくなる接触角をいう。

第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂの接触角をαとしたとき、下記関係式（１）を満たす。
４５°＜α＜９０° …（１）
すなわち、接触角α＝４５°は、連結手段７の軸方向における剛性（拘束）が、半径方向における剛性（拘束）と同じになる臨界値であり、接触角αは、軸方向における剛性が高くなるように、４５°よりも大きい方が好ましい。また、接触角α＝９０°は、アキシャル型ではなくスラスト型となる臨界値であり、接触角αは９０°よりも小さい方が好ましい。

なお、第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂの接触角αは、上記臨界値よりも所定の余裕をもって設定することが好ましく、例えば、下記関係式（２）を満たすことが好ましい。
５０°＜α＜８５° …（２）
本実施形態では、第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂの接触角αが、例えば、６０°に設定されている。

続いて、上記構成のボールねじ式駆動装置１の動作及び連結手段７の作用について説明する。

図１に示すように、ねじ軸２は、モーター１０によって回転する。ねじ軸２が回転すると、ボール４を介してねじ軸２に係合するナット部材３が軸方向に移動する。可動体５のブラケット５ａは、連結手段７を介してナット部材３に連結されており、可動体５は、案内手段６によって軸方向に案内されながら、ナット部材３と共に軸方向に移動する。このようにボールねじ式駆動装置１が動作すると、ねじ軸２、ナット部材３、ボール４の加工精度等に起因して、半径方向に振れ（以下、ねじ軸２の回転時の振れという）が発生する（図６において符号Ｆ１で模式的に示す）。

ここで、連結手段７は、ナット部材３と可動体５とを軸方向において複数のボール７１を介して連結している。この構成によれば、軸方向においてナット部材３と可動体５とを剛的に連結しつつ、半径方向においてねじ軸２の回転時の振れを転動体配置溝７２の中のボール７１の接点変動により吸収することができる。すなわち、連結手段７は、軸方向においては可動体５を拘束して位置精度を高めつつ、半径方向においては可動体５をフローティング状態として、可動体５にねじ軸２の回転時の振れを伝えないようにすることができる。

連結手段７は、複数のボール７１をねじ軸２の周方向に配置する転動体配置溝７２を有し、転動体配置溝７２は、図５に示すように、軸方向から視て非円形（楕円形）に形成されている。この構成によれば、ボール７１による拘束のみで、ナット部材３の回転を規制できる。すなわち、ねじ軸２が回転しても、転動体配置溝７２が非円形であるため、ボール７１は、ねじ軸２の周方向に転動できず、結果、ナット部材３が回らない。このため、ボール７１のみによってナット部材３の回転トルクを受けることができる。したがって、従来のような回り止め用のボルトを設けなくとも、ボール７１のみによってナット部材３の回転を規制でき、ボール７１の接点変動によるフローティング機能を損なうことなく、可動体５に伝わるねじ軸２の回転時の振れを吸収することができる。

また、転動体配置溝７２は、図５に示すように、軸方向と直交する上下方向に延びる鉛鉛直軸に対して線対称形状であり、且つ、軸方向と直交する水平方向に延びる水平軸に対しても線対称形状である。この構成によれば、複数のボール７１による接触応力が、上下方向と水平方向のそれぞれでバランスするため、上下方向及び水平方向におけるボール７１による拘束力の異方性（偏り）を抑制することができる。このため、ねじ軸２の回転時の振れの偏りを抑制することができる。

さらに、転動体配置溝７２は、軸方向から視て楕円形である。この構成によれば、複数のボール７１が全体でナット部材３の回転トルクを受けることができる。例えば、転動体配置溝７２を多角形に形成した場合は、多角形の角部に配置されたボール７１への回転トルクの負担が大きくなるが、楕円形では角部がないため、複数のボール７１の全体に略均等に回転トルクを負担させることができる。このため、複数のボール７１の部品寿命が延び、メンテナンス頻度や交換頻度等を下げることができる。

また、本実施形態では、図２に示すように、連結手段７は、第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂに配置された複数のボール７１を介してフランジ部３２を挟み込む一対の板部材７３ａ，７３ｂを有し、一対の板部材７３ａ，７３ｂは、可動体５に着脱自在に取り付けられる取付孔７５を有する。この構成によれば、第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂに配置された複数のボール７１によってフランジ部３２を挟み込みつつ、可動体５に接続することができる。すなわち、一対の板部材７３ａ，７３ｂによって、フランジ部３２（ナット部材３）に対してボール７１のみが接触する構造を実現できるため、ボール７１の接点変動によるフローティング機能を損なうことなく、ねじ軸２の回転時の振れを吸収することができる。

さらに、図６に示すように、第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂのそれぞれは、ねじ軸２の半径方向に対して所定の接触角をもってボール７１と接触しており、第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂの接触角は、正面組み合わせのアンギュラ型に設定されている。この構成によれば、ナット部材３のピッチング（図６において符号Ｆ２で模式的に示す）も吸収することができる。すなわち、正面組み合わせのアンギュラ型は、フランジ部３２に対する作用点間距離が小さいため、ボール７１に接点変動によって、ナット部材３のピッチ方向の角度変化を許容することができる。このため、可動体５にナット部材３のピッチングによる振れも伝えないようにすることができる。

また、第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂの接触角αは、４５°＜α＜９０°の関係を満たす。すなわち、接触角αが４５°より大きいと、連結手段７の軸方向における剛性が、半径方向における剛性よりも高くなり、ナット部材３と可動体５とを軸方向において剛的に連結でき、軸方向における可動体５の移動精度を高めることができる。また、接触角αが９０°より小さいと、連結手段７を上記のようにアンギュラ型とすることができ、ねじ軸２の回転時の半径方向の振れ（符号Ｆ１で示す）だけでなく、ナット部材３のピッチングによる振れ（符号Ｆ２で示す）も吸収することができる。

このように、上述の本実施形態によれば、外周面２ａに螺旋状のボール転動溝２１を有するねじ軸２と、内周面３ｂにボール転動溝２１と対向する螺旋状のボール負荷転動溝３１を有するナット部材３と、ボール転動溝２１とボール負荷転動溝３１との間に介在する複数のボール４と、ナット部材３と共に移動可能な可動体５と、可動体５をねじ軸２が延びる軸方向に移動可能に支持する案内手段６と、を有するボールねじ式駆動装置１であって、ナット部材３と可動体５とを軸方向において複数のボール７１を介して連結する連結手段７を有し、連結手段７は、複数のボール７１をねじ軸２の周方向に配置する転動体配置溝７２を有し、転動体配置溝７２は、軸方向から視て非円形（楕円形）に形成されている、という構成を採用することによって、ナット部材３の回転を規制し、可動体５に伝わるねじ軸の回転時の振れを吸収することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一又は同等の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図７は、本発明の第２実施形態におけるボールねじ式駆動装置１Ａの断面図である。図８は、本発明の第２実施形態における転動体配置溝７２Ａを軸方向から視た図である。
図７に示すように、第２実施形態のボールねじ式駆動装置１Ａは、着脱自在に取り付けられる可動体フローティングユニット１００を有する点で、上記実施形態と異なる。

可動体フローティングユニット１００は、ナット部材３と可動体５とを軸方向において複数のボール７１を介して連結する連結手段７を有する。第２実施形態の連結手段７は、可動体５に着脱自在に取り付けられる取付板１０１と、取付板１０１を複数のボール７１を介して挟み込む一対の板部材１０２ａ，１０２ｂと、を有する。複数のボール７１を配置する転動体配置溝７２Ａは、取付板１０１に設けられた凹状の転動体配置面１０３と、一対の板部材１０２ａ，１０２ｂに設けられた凹状の転動体配置面１０４とによって形成される。

取付板１０１は、軸方向に貫通する取付孔１０５を有する。取付孔１０５には、座ぐり１０５ａが形成されている。取付孔１０５には、可動体５のブラケット５ａのねじ孔５ａ２に螺合するボルト７６が挿通される。取付板１０１は、ボルト７６によって可動体５に対し着脱自在に取り付けられる。また、取付板１０１は、軸方向に貫通する貫通孔１０６を有する。貫通孔１０６には、一対の板部材１０２ａ，１０２ｂを連結するボルト１０７が挿通される。

板部材１０２ａは、貫通孔１０６と対向する位置に、軸方向に貫通する貫通孔１０８を有する。貫通孔１０８には、座ぐり１０８ａが形成されている。板部材１０２ｂは、貫通孔１０６と対向する位置に、ねじ孔１０９を有する。ねじ孔１０９には、ボルト１０７が螺合する。ボルト１０７は、貫通孔１０６，１０８を挿通するように配置され、一対の板部材１０２ａ，１０２ｂを軸方向に締め付ける。これにより、一対の板部材１０２ａ，１０２ｂが連結される。なお、貫通孔１０６は、ボルト１０７の径よりも大きく形成されており、ボルト１０７が取付板１０１に接触しないようになっている。

一対の板部材１０２ａ，１０２ｂの少なくともいずれか一方（本実施形態では板部材１０２ａ）は、ナット部材３に着脱自在に取り付けられるねじ孔１０９（取付部）を有する。ねじ孔１０９には、ボルト１１０が螺合する。ナット部材３のフランジ部３２には、ボルト１１０が挿通される挿通孔１１１が設けられる。挿通孔１１１には、座ぐり１１１ａが形成されている。ボルト１１０は、板部材１０２ａとフランジ部３２とを軸方向に締め付ける。これにより、板部材１０２ａがナット部材３に対し着脱自在に取り付けられる。

転動体配置溝７２Ａは、取付板１０１の軸方向における一方の面１０１ａに配置された第１の転動体配置溝７２ａと、取付板１０１の軸方向における他方の面１０１ｂに配置された第２の転動体配置溝７２ｂと、を含む。第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂは、上述したアンギュラ型ではなく、複数のボール７１をスラスト型に配置する構成となっている。この転動体配置溝７２Ａ（第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂ）は、図８に示すように、軸方向から視て多角形に形成されている。

具体的に、転動体配置溝７２Ａは、ねじ軸２の軸心Ｃに重心位置が一致する四角形に形成されている。また、転動体配置溝７２Ａは、上下方向に延びる鉛直軸に沿って短辺が設定され、水平方向に延びる水平軸に沿って長辺が設定される長方形に形成されている。転動体配置溝７２Ａは、短辺の長さに対し、長辺が１．２〜１．５倍程度の長さを有する長方形に形成されている。長方形の短辺と長辺との交点である角部７２Ａ１には、所定の曲率が付され、湾曲している。

上記構成の可動体フローティングユニット１００によれば、上記実施形態と同様に、可動体５に伝わるねじ軸２の回転時の振れを吸収することができる。すなわち、連結手段７は、図７に示すように、ナット部材３と可動体５とを軸方向において複数のボール７１を介して連結している。この構成によれば、軸方向においてナット部材３と可動体５とを剛的に連結しつつ、半径方向においてねじ軸２の回転時の振れを転動体配置溝７２の中のボール７１の接点変動により吸収することができる。また、図８に示すように、転動体配置溝７２Ａが非円形（四角形）であるため、ボール７１は、ねじ軸２の周方向に転動できず、ボール７１による拘束のみで、ナット部材３の回転を規制できる。したがって、ボール７１の接点変動によるフローティング機能を損なうことなく、可動体５に伝わるねじ軸２の回転時の振れを吸収することができる。

また、第２実施形態では、図７に示すように、連結手段７は、可動体５に着脱自在に取り付けられる取付板１０１と、第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂに配置された複数のボール７１を介して取付板１０１を挟み込む一対の板部材１０２ａ，１０２ｂと、を有し、板部材１０２ａは、ナット部材３に着脱自在に取り付けられるねじ孔１０９を有する。この構成によれば、第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂに配置された複数のボール７１によって取付板１０１を挟み込みつつ、ナット部材３と可動体５とを着脱自在に連結することができる。このため、既存のボールねじ式駆動装置に対し、可動体フローティングユニット１００の設置を簡単に行うことができる。

また、第２実施形態の転動体配置溝７２Ａは、取付板１０１の軸方向における一方の面１０１ａと他方の面１０１ｂに配置される。この構成によれば、転動体配置溝７２Ａの加工が容易になる。すなわち、上述した実施形態のようにフランジ部３２の角部３２ｂ，３２ｄ（図６参照）に転動体配置溝７２を配置する場合、カム研削機械等で溝を形成する必要があるが、第２実施形態のように、取付板１０１の板面に対して転動体配置溝７２Ａを形成する場合は、ボールエンドミル等の一般的な加工機械で形成が可能であるため、図８に示すような四角形の溝を容易に形成することができる。

このように、上述の第２実施形態によれば、外周面２ａに螺旋状のボール転動溝２１を有するねじ軸２と、内周面３ｂにボール転動溝２１と対向する螺旋状のボール負荷転動溝３１を有するナット部材３と、ボール転動溝２１とボール負荷転動溝３１との間に介在する複数のボール４と、ナット部材３と共に移動可能な可動体５と、可動体５をねじ軸２が延びる軸方向に移動可能に支持する案内手段６と、を有するボールねじ式駆動装置１Ａに設けられる可動体フローティングユニット１００であって、ナット部材３と可動体５とを軸方向において複数のボール７１を介して連結する連結手段７を有し、連結手段７は、複数のボール７１をねじ軸２の周方向に配置する転動体配置溝７２Ａを有し、転動体配置溝７２Ａは、軸方向から視て非円形（四角形）に形成されている、という構成を採用することによって、ナット部材３の回転を規制し、可動体５に伝わるねじ軸の回転時の振れを吸収することができる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

図９は、本発明の一別実施形態における転動体配置溝７２Ｂを軸方向から視た図である。
図９に示す転動体配置溝７２Ｂは、ねじ軸２の周方向において同一の形状（波形状）が所定回数繰り返される周期性を有する第１の転動体配置溝７２ａ及び第２の転動体配置溝７２ｂを含む。第１の転動体配置溝７２ａの周期と、第２の転動体配置溝７２ｂの周期は、互いに半周期ずれている。この構成によれば、第１の転動体配置溝７２ａの周期と、第２の転動体配置溝７２ｂの周期が、互いに一致する上述した実施形態の構造（図５、図８参照）よりも、ボール７１の拘束力による異方性（偏り）を大幅に低減することができる。

図１０は、本発明の一別実施形態における転動体配置溝７２Ｃを軸方向から視た図である。
図１０に示す転動体配置溝７２Ｃは、軸方向から視て円形に形成されているが、円形の中心Ｃ１が、ねじ軸２の軸心Ｃに一致しない。このように、転動体配置溝７２Ｃの中心Ｃ１が、ねじ軸２の軸心Ｃからオフセットされると、円形であっても、ボール７１は、ねじ軸２の周方向に転動できない。したがって、上記実施形態と同様に、ボール７１による拘束のみで、ナット部材３の回転を規制できる。

また、例えば、上記実施形態では、転動体配置溝を１列としたが、転動体配置溝を複数列とし、また、第２の転動体の径を小さく（好ましくは第１の転動体よりも小さく）してもよい。第２の転動体の数が増え、第２の転動体の径が小さくなると、ヘルツの接触応力が大きくなり、ナット部材３の回転を好適に規制できる。

また、例えば、上記実施形態では、第２の転動体としてボールを例示したが、第２の転動体としては接点変動できるものであればよく、例えば、中心が太く両端が細い球面コロ等を採用することができる。

また、例えば、第１実施形態では、転動体配置溝をアンギュラ型に配置したが、第２実施形態のようにスラスト型に配置してもよい。この場合、フランジ部の軸方向における一方の面と他方の面にそれぞれ転動体配置溝が配置される。また、第１実施形態の転動体配置溝の形状を、図８に示すように多角形（四角形や、その他の多角形）にしてもよいし、図９に示すように異形にしてもよいし、図１０に示すように円形であって中心をオフセットさせてもよい。

また、例えば、第２実施形態では、転動体配置溝をスラスト型に配置したが、第２実施形態のようにアンギュラ型に配置してもよい。例えば、公知技術である特開２００６−２００６７７号公報のように溝の形状と配置を変更することで、第２実施形態でも第１実施形態のように接触角は変更可能である。また、第２実施形態の転動体配置溝の形状を、図５に示すように楕円形にしてもよいし、図８に示す四角形以外の多角形にしてもよいし、図９に示すように異形にしてもよいし、図１０に示すように円形であって中心をオフセットさせてもよい。

１，１Ａ…ボールねじ式駆動装置、２…ねじ軸、２ａ…外周面、３…ナット部材、３ｂ…内周面、４…ボール（第１の転動体）、５…可動体、６…案内手段、７…連結手段、２１…ボール転動溝（転動体転動溝）、３１…ボール負荷転動溝（転動体負荷転動溝）、３２…フランジ部、３２Ａ…一方の面側、３２Ｂ…他方の面側、７１…ボール（第２の転動体）、７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ…転動体配置溝、７２ａ…第１の転動体配置溝、７２ｂ…第２の転動体配置溝、７３ａ，７３ｂ…一対の板部材、７５…取付孔（取付部）、１００…可動体フローティングユニット、１０１…取付板、１０２ａ，１０２ｂ…一対の板部材、１０５…取付孔（取付部）、Ｃ…軸心、Ｃ１…中心、α…接触角

Claims (6)

1. 外周面に螺旋状の転動体転動溝を有するねじ軸と、内周面に前記転動体転動溝と対向する螺旋状の転動体負荷転動溝を有するナット部材と、前記転動体転動溝と前記転動体負荷転動溝との間に介在する複数の第１の転動体と、前記ナット部材と共に移動可能な可動体と、前記可動体を前記ねじ軸が延びる軸方向に移動可能に支持する案内手段と、を有するボールねじ式駆動装置であって、
   前記ナット部材と前記可動体とを前記軸方向において複数の第２の転動体を介して連結する連結手段を有し、
   前記連結手段は、前記複数の第２の転動体を前記ねじ軸の周方向に配置する転動体配置溝を有し、
   前記転動体配置溝は、前記軸方向から視て非円形、若しくは、前記軸方向から視て前記ねじ軸の軸心と中心が一致しない円形に形成されている、ことを特徴とするボールねじ式駆動装置。
2. 前記ナット部材には、板状のフランジ部が一体で設けられており、
   前記転動体配置溝として、前記フランジ部の前記軸方向における一方の面側に配置された第１の転動体配置溝と、前記フランジ部の前記軸方向における他方の面側に配置された第２の転動体配置溝と、を含み、
   前記連結手段は、前記第１の転動体配置溝及び前記第２の転動体配置溝に配置された前記複数の第２の転動体を介して前記フランジ部を挟み込む一対の板部材を有し、
   前記一対の板部材の少なくともいずれか一方は、前記可動体に着脱自在に取り付けられる取付部を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のボールねじ式駆動装置。
3. 前記連結手段は、前記可動体に着脱自在に取り付けられる取付板を有し、
   前記転動体配置溝として、前記取付板の前記軸方向における一方の面に配置された第１の転動体配置溝と、前記取付板の前記軸方向における他方の面に配置された第２の転動体配置溝と、を含み、
   前記連結手段は、前記第１の転動体配置溝及び前記第２の転動体配置溝に配置された前記複数の第２の転動体を介して前記取付板を挟み込む一対の板部材を有し、
   前記一対の板部材の少なくともいずれか一方は、前記ナット部材に着脱自在に取り付けられる取付部を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のボールねじ式駆動装置。
4. 前記第１の転動体配置溝及び前記第２の転動体配置溝のそれぞれは、前記ねじ軸の半径方向に対して所定の接触角をもって前記第２の転動体と接触しており、
   前記第１の転動体配置溝及び前記第２の転動体配置溝の接触角は、正面組み合わせのアンギュラ型に設定されている、ことを特徴とする請求項２または３に記載のボールねじ式駆動装置。
5. 前記第１の転動体配置溝及び前記第２の転動体配置溝の接触角αは、
   ４５°＜α＜９０°
   の関係を満たす、ことを特徴とする請求項４に記載のボールねじ式駆動装置。
6. 外周面に螺旋状の転動体転動溝を有するねじ軸と、内周面に前記転動体転動溝と対向する螺旋状の転動体負荷転動溝を有するナット部材と、前記転動体転動溝と前記転動体負荷転動溝との間に介在する複数の第１の転動体と、前記ナット部材と共に移動可能な可動体と、前記可動体を前記ねじ軸が延びる軸方向に移動可能に支持する案内手段と、を有するボールねじ式駆動装置に設けられる可動体フローティングユニットであって、
   前記ナット部材と前記可動体とを前記軸方向において複数の第２の転動体を介して連結する連結手段を有し、
   前記連結手段は、前記複数の第２の転動体を前記ねじ軸の周方向に配置する転動体配置溝を有し、
   前記転動体配置溝は、前記軸方向から視て非円形、若しくは、前記軸方向から視て前記ねじ軸の軸心と中心が一致しない円形に形成されている、ことを特徴とする可動体フローティングユニット。

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