JP3108723U - ボールスプライン - Google Patents

Abstract

【課題】 保持器のリターン溝における転動時のボールの乱れ（チドリ現象）を防止したボールスプラインを低コスト実現する。
【解決手段】 外筒１とこれに内挿されるボール保持器１０とこれらの間に循環自在に収容される複数のボールＢを有し、外筒内周にはボール保持器のボール露出孔１１から露出したボールがスプライン軸Ｓのボール転動溝Ｓ１との間で転動すべき負荷ボール転動溝２を設けると共に、ボール保持器外周には負荷ボール転動溝と連結されるリターン溝１２及びこれに連結される無負荷ボール転動溝１３を設けた構成よりなるボールスプラインにおいて、ボール保持器の両端にリターン溝に沿ってボール規制壁面２１を構成する一対の筒状のサブキャップ２０を結合し、上記のボール規制壁面は転動するボールをリターン溝方向に規制するようにリターン溝方向に傾斜した傾斜面２１Ａに構成する。
【選択図】 図１

Description

この考案はスプライン軸に対し直線運動をしたりトルクの伝達を行うボールスプラインに関し、より詳細にはボールの転動性能を向上させたボールスプラインに関する。
。

各種の工作機械や産業機械、それにロボットにおいて部材を直線案内したりトルクを伝達するためにボールスプラインが多用されている。これらのボールスプラインは軸線方向の長孔状に開口したボール露出孔を含むエンドレスのサーキット状のボール循環路を複数有するプラスチック製の筒状のボール保持器を、ボール循環路に複数個のボールを収容した状態で金属製の外筒内に内挿固定することにより、外筒の内周壁面により被蓋されたボール循環路内をボールが無限循環運動する構造を採用している。この場合、外筒内周にはボール保持器のボール露出孔から露出したボールがスプライン軸のボール転動溝との間で転動すべき負荷ボール転動溝を設けると共に、ボール保持器外周には負荷ボール転動溝と連結されるリターン溝及びこれに連結される無負荷ボール転動溝が設けられる。
特開昭５９−１８７１１２号公報 特開２００３−１３００５０号公報

前記の従来技術においては、リターン溝は平面円弧状のものがボール保持器の両端付近の外周表面に凹設されるが、ボールをリターンさせる場合のリターン溝とボールとの隙間量の大きさによっては転動するボールの乱れ（チドリ現象）が発生し、ボールの転がり運動に問題が生じた。

上記の場合、ボールとの隙間量が少なくなるような形状にリターン溝を構成すれば問題は解消するが、そのような形状のリターン溝は金型の製作上ならびに射出成型時の型抜きに支障を来すので現実には得ることが困難であった。

この考案は以上の従来技術の問題点を解消したボールスプラインを提供することを目的として創作されたものであり、ここでは次の２つの考案を開示する。

第１考案は、外筒とこれに内挿される筒状のボール保持器とこれらの間に循環自在に収容される複数のボールを有し、外筒内周にはボール保持器のボール露出孔から露出したボールがスプライン軸のボール転動溝との間で転動すべき負荷ボール転動溝を設けると共に、ボール保持器外周には負荷ボール転動溝と連結されるリターン溝及びこれに連結される無負荷ボール転動溝を設けた構成よりなるボールスプラインにおいて、ボール保持器の両端にリターン溝に沿ってボール規制壁面を構成する一対の筒状のサブキャップを結合し、上記のボール規制壁面は転動するボールをリターン溝方向に規制するようにリターン溝方向に傾斜した形状からなることを特徴とする。

又、第２の考案は、前記第１考案において結合時にボール保持器の外周から突出した突起に係止する溝をサブキャップに設けることにより、ボール保持器に対しサブキャップが回転方向に移動することを防止したことを特徴とする。

よって、この考案のボールスプラインによれば、ボール保持器の両端にサブキャップを結合することにより、リターン溝方向に傾斜した形状からなるボール規制壁面がリターン溝に位置することになるので、転動時にリターン溝から離脱しようとするボールは上記ボール規制壁面に当接して移動がリターン溝方向に規制されるので転動時の乱れ（チドリ現象）の発生が抑止され、円滑な循環と共に循環音や摩擦抵抗の減少が図られる効果を生じる（図８参照）。

一方、上記の効果は既存のボール保持器に特別な変更を加えず、サブキャップを用意するだけで実現されるので、ボール保持器の金型の変更が不要であり、既存の部材をそのまま活用できるので、ボールの転動性能を向上させたボールスプラインを低コストで実現することが可能となる。

又、第２考案においては結合時にボール保持器の外周から突出した突起に係止する溝をサブキャップに設けることにより、ボール保持器に対しサブキャップが回転方向に移動することを防止するが、既存のボール保持器に存する突起を利用することにより容易に実施することが可能なので、やはりボール保持器の金型の変更が不要であり、既存の部材をそのまま活用することができる。

以下、この考案のボールスプラインの具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図１乃至図８はこの考案のボールスプラインの一例を示す図である。この考案が前提とするボールスプラインの基本構成はボールＢを収容するプラスチック製のボール保持器１０を金属製の外筒１に挿入した従来公知のものである。即ち、軸線方向の長孔状に開口したボール露出孔１１を含むエンドレスのサーキット状のボール循環路Ｒを複数有する筒状のボール保持器１０を、ボール循環路に複数個のボールＢを収容した状態で外筒１内に内挿固定することにより、外筒の内周壁面により被蓋されたボール循環路内をボールが無限循環運動する構造を採用している。

この場合、外筒１の内周には軸線方向に土手状に突設された隆起部３が円周方向に間隔を置いて複数本設けられると共に、その先端にスプライン軸Ｓのボール転動溝Ｓ１との間でボールＢが転動すべき負荷ボール転動溝２が設けられる。一方、ボール保持器１０には外筒１への挿入時に前記負荷ボール転動溝２に対応する位置に軸線方向の長孔状に開口したボール露出孔１１が設けられ、スプライン軸Ｓのボール転動溝Ｓ１と外筒の負荷ボール転動溝２との間で転動するボールＢは脱落を防止された状態でここから露出される。又、ボール保持器１０の外周には前記ボール露出孔１１と平行して無負荷ボール転動溝１３が設けられ、この無負荷ボール転動溝の両端とボール露出孔の両端を平面円弧状のリターン溝１２、１２で連結することによりエンドレスのサーキット状のボール循環路Ｒが構成される。尚、ボール保持器１０の外周には軸線方向に土手状に突設された一対の隆起部１５、１５が円周方向に間隔を置いて複数組設けられ、ボール保持器を外筒１に挿入した際に外筒の前記した隆起部３の両側をこのボール保持器側の隆起部１５、１５で挟持することにより両者の位置決めと回転止めを行っている。

図中符合２０はこの考案の特徴部分を構成するサブキャップであり、ここでは第２考案のサブキャップを例示することにより第１考案の説明も兼ねることとする。サブキャップ２０はボール保持器１０に外挿可能にして外筒１に内挿可能な筒状のもので、ボール保持器１０の両端に結合されるよう一対用意され、ここでは素材としてプラスチックを採用している。上記のサブキャップ２０のボール循環路Ｒ側の端面はボール保持器１０のリターン溝１２の外周側形状に合致した平面円弧状に切り欠かれることにより、当該箇所をリターン溝に沿ったボール規制壁面２１とする（図２乃至図４参照）。上記のボール規制壁面２１は転動するボールＢがリターン溝１２から離脱しようとしてリターン溝との間に隙間を生じさせることを防止するために、その移動方向をリターン溝側に規制する機能を果たすもので、そのために壁面をリターン溝方向への傾斜面２１Ａに構成している（図８参照）。

上記のサブキャップ２０はボール規制壁面２１がリターン溝１２の外周に位置するようにボール保持器１０の両端に外挿されることによりボール保持器に対して結合されるが、回転方向に移動してボール規制壁面がリターン溝からずれないように回転止めのために手段が講じられる。そこで、この考案ではボール保持器１０の表面に突出している突起１６に着目し、サブキャップ２０のボール循環路Ｒ側の端面に外挿時に上記突起に係止する溝２２を切り欠くことにより回転止めとしている。尚、図示したボール保持器１０の突起１６は例示であり、突起の形状や位置はここに図示したものに限られないことは勿論である。

以上のボール保持器１０は両端にサブキャップ２０を結合後外筒１内に内挿固定されることによりこの考案のボールスプラインを構成する。尚、図中符号３０はこの場合に内挿されたボール保持器１０の軸方向の固定と共にシールを行うリング状のエンド部材であり、外筒１の両端の内周に刻設された環状溝４に嵌入される止めリング３１によりボール保持器の両端に向かって当接される。

この考案のボールスプラインの分解斜視図。 同上、サブキャップの斜視図。 同上、サブキャップの側面図。 同上、サブキャップの正面図。 同上、ボール保持器にサブキャップを結合した状態の斜視図。 同上、ボール保持器にサブキャップを結合し、ボールを配した状態の斜視図。 この考案のボールスプラインの一部切り欠き側面図。 この考案のボールスプラインの要部の一部切り欠き側面図。

符号の説明

１ 外筒
２ 負荷ボール転動溝
１０ ボール保持器
１１ ボール露出孔
１２ リターン溝
１３ 無負荷ボール転動溝
１６ 突起
２０ サブキャップ
２１ ボール規制壁面
２１Ａ （ボール規制壁面の）傾斜面
２２ 溝
Ｂ ボール
Ｓ スプライン軸
Ｓ１ ボール転動溝

Claims (2)

1. 外筒とこれに内挿される筒状のボール保持器とこれらの間に循環自在に収容される複数のボールを有し、外筒内周にはボール保持器のボール露出孔から露出したボールがスプライン軸のボール転動溝との間で転動すべき負荷ボール転動溝を設けると共に、ボール保持器外周には負荷ボール転動溝と連結されるリターン溝及びこれに連結される無負荷ボール転動溝を設けた構成よりなるボールスプラインにおいて、ボール保持器の両端にリターン溝に沿ってボール規制壁面を構成する一対の筒状のサブキャップを結合し、上記のボール規制壁面は転動するボールをリターン溝方向に規制するようにリターン溝方向に傾斜した形状からなることを特徴とするボールスプライン。
2. 結合時にボール保持器の外周から突出した突起に係止する溝をサブキャップに設けることにより、ボール保持器に対しサブキャップが回転方向に移動することを防止した請求項１記載のボールスプライン。
   

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