JP3381294B2 - 薄肉型ボールナット - Google Patents

薄肉型ボールナット

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JP3381294B2 JP06547193A JP6547193A JP3381294B2 JP 3381294 B2 JP3381294 B2 JP 3381294B2 JP 06547193 A JP06547193 A JP 06547193A JP 6547193 A JP6547193 A JP 6547193A JP 3381294 B2 JP3381294 B2 JP 3381294B2
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00Steering gears
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    • Y10T74/19642Directly cooperating gears
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、トラニオン構造を有す
る軽量型ボールねじの薄肉型ボールナットの改良に関す
る。 【0002】 【従来の技術】トラニオン構造を有するボールねじで
は、ボールナットの軸線に対し直角をなす方向の軸線を
有する一対の円柱状のトラニオン軸部がナットの外面か
ら互いに反対方向に突出して形成されている。ボールナ
ットはそのトラニオン軸部でボールナットの軸線回りに
揺動可能に支持されて使用される。 【0003】このようなトラニオン構造を有するボール
ねじを軽量化するにあたっては、ボールナットの胴を単
純に薄肉にして軽量化を図っている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ナット
胴部分の肉厚全体を単純に薄肉化した従来のトラニオン
構造を有する薄肉型ボールナットにあっては、使用時に
トラニオン軸部にその軸方向の大きい荷重が作用した場
合に、胴部分の剛性が不足してボールナット全体が変形
し易いという問題点があった。ちなみに、ボールナット
全体が変形すると、ナット内に介在している鋼球(以
下、「ボール」という)に不均一な負荷分布が発生し、
局部的にボール荷重が大幅に増大することから、ボール
ねじの寿命低下の大きな要因になる。 【0005】そこで本発明は、このような従来のトラニ
オン構造を有する軽量型ボールねじの薄肉型ボールナッ
トの問題点に着目してなされたものであり、トラニオン
軸部の根元を含むナット軸方向の剛性を部分的に強化す
ることにより、軽量化と強度向上という相剋する課題を
共に解決することを目的としている。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、ボールナットの軸線に対し直角をなす方向の軸
線を有する一対の円柱状のトラニオン軸部をナットの外
面より互いに反対方向に突出させてなるトラニオン構造
を有する軽量型ボールねじの薄肉型ボールナットにおい
て、ナットの肉厚を増大させるリブ、前記一対のトラ
ニオン軸部の根元部からボールナットの軸方向に沿って
ナット外側面の両側にそれぞれ形成され、かつ前記トラ
ニオン軸部の根元部が段差を有する大きな外径とされて
いることを特徴とする。 【0007】 【作用】トラニオン構造のボールナットは、使用時にト
ラニオン軸部でボールナットの軸線回りに揺動可能に支
持される。その使用状態で、トラニオン軸部に対してそ
の軸方向に大きい荷重が作用した場合、従来の薄肉型ボ
ールナットであれば全体の肉厚が薄いためナットが変形
する。これに対して、本発明のボールナットはナット側
面の変形し易い箇所の肉厚をリブにより増大させて剛性
を高くしている。そのため、上記と同程度の荷重が作用
してもボールナットの変形は起こらない。したがってボ
ールナットとねじ軸との対向する螺旋溝の間のボール転
動空間の間隔がボールナットの全長にわたって正常に保
たれ、溝内ボールに不均一な負荷分布が発生したり、局
部的にボール荷重が大幅に増大することがなく、ボール
ねじの寿命低下は生じにくい。 【0008】また、補強のリブは局所的に施されている
に過ぎないから、ボールナット全体の重量増加は大きく
ならない。 【0009】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、トラニオン構造の薄肉型ナットの第一の
実施例を示すボールナット1の本体(以下、ナット本体
という)の斜視図である。先ず構成を説明する。このナ
ットはいわゆるチューブ式ボールナットで、外周面の上
半部に後述のボール循環チューブの差し込み口1A,1
Bおよび1C,1Dが斜めに対をなして四箇所に形成さ
れている。ナット本体1の外周面の両側部には、ナット
本体1の軸線X−Xに対し直角をなす方向の軸線Y−Y
を有する一対の円柱状のトラニオン軸部2,2が互いに
反対方向に突設されている。これらのトラニオン軸部
2,2の根元部3は段差を有して一段と大きな外径とさ
れてナット本体1に連なっている。 【0010】そのトラニオン軸部2,2の根元部3から
ナット本体1の軸線X−X方向に沿って、ナットの肉厚
を増大させるリブ4が両側面にそれぞれ形成されてい
る。この実施例のリブ4は、その幅が前記根元部3の幅
とほぼ同じである。また、その厚さは根元部3の厚さと
同じであり、その長さはナット本体1の全長に及んでい
る。 【0011】ナット本体1の上部外面には、ボール循環
チューブを取り付けるための長手方向に伸びた平坦面5
が形成されると共に、チューブ固定用のネジ穴6が設け
られている。ナット本体1の内周面にはボール転動用の
螺旋溝7が形成されていて、この螺旋溝7に前記ボール
循環チューブの差し込み口1A,1B,1C,1Dがそ
れぞれに連通している。 【0012】図2ないし図4は、図1に示すナット本体
1にほぼコ字形のボール循環チューブ10を二本取り付
けてボール循環路を形成すると共に、多数のボールBを
介してボールねじ軸11に螺合した使用時の状態を示し
たものである。そのボールねじ軸11の外周面には、前
記ナット本体1の内面の螺旋溝7に対応させた螺旋溝1
2が形成されている。上記ボール循環チューブ10は、
一方のチューブの両端をボール循環チューブの差し込み
口1Aと1Bに差し込み、他方のチューブの両端をボー
ル循環チューブの差し込み口1Cと1Dに差し込むこと
で螺旋溝を跨いで斜めに取り付けられており、平坦面5
にチューブ押さえ板13を用いてネジ14で固定されて
いる。そして、ボールねじ軸11が正逆に回転すること
により、ナット4がボールねじ軸11の軸線方向に直線
移動するようになっている。このときボールBは対向し
た両螺旋溝7,12内を転動しつつ移動して、螺旋溝を
例えば3回半回ってからチューブ差し込み口1B(又は
1D)の近傍においてボール循環チューブ10の先端で
すくい上げられて、チューブ内を通過しつつねじ軸11
の螺旋溝12のランド部12aを斜めに乗り越え、反対
側のチューブ差し込み口1A(又は1C)の近傍におい
て再び螺旋溝7,12内に戻る循環を繰り返すようにな
っている。 【0013】なお、図示の場合は、2本のボール循環チ
ューブ10が斜めに平行に設けてあるが、ボール循環チ
ューブ10の数は1本の場合も、あるいは3本,4本と
多数の場合もある。また、ボール循環チューブ10をナ
ット本体1に固定するチューブ押さえ板13は、ブロッ
ク材から機械加工で削り出したブロック品であっても良
い。 【0014】次に作用を説明する。ナット本体1は、使
用状態において、トラニオン軸部2,2で揺動可能に支
持される。その使用状態で、トラニオン軸部2,2の軸
Y−Y方向に、従来の薄肉型ボールナットであればナッ
ト本体1が変形する程の大きい荷重例えば圧縮荷重が作
用したとする。 【0015】しかし、この実施例のナット本体1は、ト
ラニオン軸部2,2の根元部3からナット本体1の軸線
X−Xに沿い形成されたリブ4により肉厚を増して補強
され剛性が高くなっている。そのため、上記圧縮荷重が
作用してもボールナット1全体の変形は起こりにくい。
したがって、対向する螺旋溝7,12の間のボール転動
空間の間隔がナット本体1の全長にわたって常時正常に
保たれることになり、溝内ボールBに不均一な負荷分布
が発生したり、局部的にボール荷重が大幅に増大するこ
ともなく、ボールねじの寿命低下は生じない。 【0016】また、補強のリブ4は局所的に施されてい
るに過ぎないから、ボールナット1全体の重量増加は大
きくならない。以下に、補強のリブの他の実施例を説明
する。図5に示すものは、リブ41の幅がトラニオン軸
部2の根元部3の幅より小さい。リブ41の長さは、ナ
ット本体1の螺旋溝7内のボールBの負荷領域の範囲に
合致させた長さとされ、負荷領域外であるナット本体1
の両端部近傍には達しない。リブ41の厚さは、全体が
トラニオン軸部2の根元部3と同じ厚さに形成されてい
る。この実施例によれば、リブ41を所要の補強限度を
保って小さくしたため、前記第1の実施例のナット本体
1よりも軽量にできる利点がある。 【0017】図6に示すものは、幅の狭い複数本(図で
は三本)のリブ42がトラニオン軸部2の根元部3の幅
の範囲内で、ナット本体1の全長にわたって設けられて
いる。リブ42の厚さは、全体がトラニオン軸部2の根
元部3と同じ厚さに形成されている。この実施例も、前
記第1の実施例のナット本体1よりも軽量にできる利点
がある。 【0018】図7に示すものは、帯状の両側に多数の小
片43aを突出させたリブ43がトラニオン軸部2の根
元部3の幅の範囲内で、ナット本体1の全長にわたって
設けられている。リブ42の厚さは、全体がトラニオン
軸部2の根元部3と同じ厚さに形成されている。この実
施例も、前記第1の実施例のナット本体1よりも軽量に
できる利点がある。 【0019】図8に示すリブ44は、幅がトラニオン軸
部2の根元部3の幅より小さく、厚さがトラニオン軸部
2の根元部3から長手方向に次第に薄くなっている。ま
た、このリブ44の長さは、図5のものと同じく、ナッ
ト本体1の螺旋溝7内のボールBの負荷領域の範囲に合
致させた長さとされている。この実施例のリブ44は上
記各実施例の内で最も軽量であり、トラニオン軸部2に
対してその軸方向に負荷される荷重が比較的小さい場合
に適している。 【0020】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トラニオン構造を有する薄肉型ボールナットにおいて、
ナットの肉厚を増大させるリブを一対のトラニオン軸部
の根元部からボールナットの軸方向に沿ってナット外側
面の両側にそれぞれ形成したため、変形し易い箇所の剛
性をさして重量を増大させることなく高めることがで
き、使用状態でトラニオン軸部に対しその軸方向に大き
い荷重が作用した場合もナットの変形を防止し、ひいて
はボールねじの寿命低下を防止できるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例の斜視図である。 【図2】図1に示すものの使用時の側面図である。 【図3】図2の正面図である。 【図4】図2の部分断面図である。 【図5】本発明の他の実施例の斜視図である。 【図6】本発明本発明の他の実施例の斜視図である。 【図7】本発明の他の実施例の斜視図である。 【図8】本発明の他の実施例の斜視図である。 【符号の説明】 1 ボールナット 2 トラニオン軸部 3 根元部 4 リブ

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ボールナットの軸線に対し直角をなす方
    向の軸線を有する一対の円柱状のトラニオン軸部をナッ
    トの外面より互いに反対方向に突出させてなるトラニオ
    ン構造を有する軽量型ボールねじの薄肉型ボールナット
    において、ナットの肉厚を増大させるリブ、前記一対
    のトラニオン軸部の根元部からボールナットの軸方向に
    沿ってナット外側面の両側にそれぞれ形成され、かつ前
    記トラニオン軸部の根元部が段差を有する大きな外径と
    されていることを特徴とする薄肉型ボールナット。
JP06547193A 1993-03-24 1993-03-24 薄肉型ボールナット Expired - Fee Related JP3381294B2 (ja)

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