JP4998252B2 - ボールねじ - Google Patents

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Description

この発明は、ボールねじに関する。
ボールねじとして、ねじみぞが外周面に形成されたねじ軸の外側に、ねじみぞが内周面に形成されたナットがはめられ、両ねじみぞにより形成されたボール通路に複数のボールが配設されたものが知られている。
このような従来のボールねじにおいて、ねじ軸の全長にわたってねじみぞが形成されている場合、ボールねじの検査、輸送時や、アクチュエータにボールねじを組み付けるときなどに、ナットがストロークエンドを越えて、ボールがねじ軸のねじみぞの端部から脱落することがあった。
このような問題を解決するため、ねじ軸の全長に形成されたねじみぞの端部において、ねじみぞに隣接するねじ山部を塑性変形させて、ねじみぞの幅を小さくしたものが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００５−１２１２１６号公報
上記特許文献１のボールねじでは、ねじ軸の全長にわたってねじみぞが形成されていても、ねじみぞの端部の幅の狭くなった部分で、ボールの脱落を防止することができる。
ところが、ねじ山部を塑性変形させるという大掛かりな工程が余分に必要になり、さらに、ナットがストロークエンドに達したときに、隣接するねじ山部の幅の狭くなった部分にボールが挟まって、ボールに傷がつくことがある。
この発明の目的は、上記の問題を解決し、ねじ軸の全長にわたってねじみぞが形成されていても、ボールの脱落を防止することができ、しかも、そのための大掛かりな工程を必要としないボールねじを提供することにある。
この発明によるボールねじは、ねじみぞが外周面に形成されたねじ軸と、該ねじ軸が通されて該ねじ軸のねじみぞに対応するねじみぞが内周面に形成されたナットと、前記ねじ軸のねじみぞと前記ナットのねじみぞにより形成されるボール通路に配設された複数のボールとを備えているボールねじにおいて、前記ねじ軸の端部に、前記ねじ軸より小径の小径部が一体に形成され、該小径部に、前記ナットの移動を阻止するリング状のストッパがはめ止められており、前記小径部の外径は、前記ねじ軸のねじみぞのみぞ底径より小さく、前記ストッパの外径は、前記みぞ底径より大きく、前記ねじ軸の外径より小さいことを特徴とするものである。
ボールねじには、エンドキャップ式ボールねじ、チューブ式ボールねじ、こま式（デフレクタ式）ボールねじがある。
エンドキャップ式ボールねじは、ナットとその両端に取り付けられたエンドキャップに、ボールを循環させる機能を持たせたもので、エンドキャップには、ねじ軸のねじみぞ内に突出してボールをすくい上げるボールすくい上げ部が設けられている。
この場合、ナットがストロークエンドに達すると、エンドキャップのボールすくい上げ部がストッパに当たって、ナットの移動が停止し、ボールの脱落が防止される。
チューブ式ボールねじは、ナットに取り付けられたチューブによりボールを循環させるもので、チューブの先端部は、ねじ軸のねじみぞ内に突出してボールをすくい上げるようになっている。
この場合、ナットがストロークエンドに達すると、チューブの先端部またはボールがストッパに当たって、ナットの移動が停止し、ボールの脱落が防止される。
こま式ボールねじは、ボールをナット内部に挿入されたこま（デフレクタ）に導き、１リード毎に循環させるものである。
この場合、ナットがストロークエンドに達すると、ボールがストッパに当たって、ナットの移動が停止し、ボールの脱落が防止される。
このように、いずれの方式のボールねじの場合も、ねじ軸の全長にわたってねじみぞが形成されていても、ストッパによって、ボールの脱落を防止することができる。
ねじ軸の端部に一体に形成された小径部にストッパをはめ止めるだけでよく、ねじ山部を塑性変形させるような大掛かりな工程を必要としない。
小径部の外径がねじ軸のねじみぞのねじ底径より小さいので、ねじ軸のねじみぞの研磨時に、小径部が障害になることがない。
好ましくは、ストッパは、ゴム状弾性を有する材料より構成される。たとえば、Ｏリングよりなる。
そうすれば、ボールやナット側の部品がストッパに当たっても、衝撃が緩和され、これらに傷がつくことがない。
また、好ましくは、ストッパは比較的軟らかい金属や合成樹脂により構成される。
そうすれば、ボールやナット側の部品がストッパに当たっても、衝撃が緩和され、これらに傷がつくことがない。
この発明のボールねじにおいて、たとえば、前記ストッパが、前記ナットの端に取り付けられたエンドキャップに設けられたボールすくい上げ部に当たることにより前記ナットの移動を阻止するものである。
この発明のボールねじによれば、上記のように、ねじ軸の全長にわたってねじみぞが形成されていても、ボールの脱落を防止することができ、しかも、そのための大掛かりな工程を必要としない。
以下、図面を参照して、この発明をエンドキャップ式ボールねじに適用した実施形態について説明する。
図１はボールねじの主要部の縦断面図、図２はその横断面図である。
ボールねじは、鋼製ねじ軸(1)、鋼製ナット(2)、１対の合成樹脂製エンドキャップ(3)および多数のボール(4)を備えている。
ねじ軸(1)は横断面円形の中実軸であり、ねじ軸(1)の外周面に、１条のねじみぞ（おねじみぞ）(5)がねじ軸(1)の全長にわたって形成されている。
ナット(2)は円筒状をなし、ねじ軸(1)の外周に径方向に若干の隙間をあけてはめられている。ナット(2)の内周面に、おねじみぞ(5)に対応する１条のねじみぞ（めねじみぞ）(6)が形成されている。
エンドキャップ(3)は、互いに同一形状の短円筒状の環体よりなり、ナット(2)の軸方向両端面にボルト(7)などの連結具を用いて固定されている。
ナット(2)のめねじみぞ(6)とこれに対向するねじ軸(1)のおねじみぞ(5)との対向空間が、ボール(4)が転動する主通路（ボール通路）(8)となっている。ナット(2)の周壁の１箇所に、戻し通路(9)が形成されている。戻し通路(9)は、ナット(2)を軸方向全長にわたって貫通する断面円形の貫通穴よりなる。
各エンドキャップ(3)のナット(2)側の端面に、主通路(8)と戻し通路(9)を連通させるみぞ状の方向転換路(10)が形成されている。方向転換路(10)は、ナット(2)のめねじみぞ(6)の端部に連なりかつエンドキャップ(3)の内周に沿って円周方向にのびる円弧状部分(10a)と、円弧状部分(10a)からナット(2)の戻し通路(9)の部分まで直線状にのびる直線状部分(10b)とから構成されている。方向転換路(10)の円弧状部分(10a)と直線状部分(10b)の境界部分のエンドキャップ(3)の内周に、ボール(4)をおねじみぞ(5)からすくい上げて直線状部分(10b)内に導くためのボールすくい上げ部(11)が形成されている。ボールすくい上げ部(11)は、おねじみぞ(5)内に突出している。
ボール(4)は、主通路(8)、戻し通路(9)および方向転換路(10)内に配設され、主通路(8)を転動するボール(4)がねじ軸(1)とナット(2)の相対回転を案内するようになっている。
ねじ軸(1)とナット(2)が相対回転することにより、ねじ軸(1)とナット(2)が軸方向に相対移動する。このとき、主通路(8)を転動していたボール(4)が、一方のエンドキャップ(3)の方向転換路(10)で方向転換されてナット(2)の戻し通路(9)に導入され、戻し通路(9)内を他方のエンドキャップ(3)側に移動し、戻し通路(9)を移動してきたボール(4)が、他方のエンドキャップ(3)の方向転換路(10)で方向転換されて、主通路(8)に導入される。
ねじ軸(1)の端部に、小径部(12)が一体に形成され、小径部(12)に、リング状のストッパ(13)がはめ止められている。図３に詳細に示すように、小径部(12)の外径は、おねじみぞ(5)のねじ底径より小さい。小径部(12)のねじ軸(11)側の外周面に、断面円弧状のみぞ(14)が形成され、このみぞ(14)にストッパ(13)がはめ止められている。
ストッパ(13)は、Ｏリングよりなる。ストッパ(13)の外径は、おねじみぞ(5)のねじ底径より大きく、ねじ軸(1)の外径と等しいか、それより少し小さい。
小径部(12)の外径がおねじみぞ(5)のねじ底径より小さいので、おねじみぞ(5)の研磨時に、小径部(12)が障害になることがない。
上記のボールねじにおいて、ボールねじの検査、輸送時や、アクチュエータにボールねじを組み付けるときなどに、ナット(2)がストロークエンドに達しても、エンドキャップ(3)のボールすくい上げ部(11)がストッパ(13)に当たって、ナット(2)の移動が停止し、ボール(4)の脱落が防止される。また、ストッパ(13)を構成するＯリングはゴム状弾性を有するものであるから、ボールすくい上げ部(11)がストッパ(13)に当たっても、衝撃が緩和され、ボールすくい上げ部(11)に傷がつくことがない。
図４は、ストッパの変形例を示す。
この場合、ストッパ(15)は、金属製または合成樹脂製の円筒状リングよりなる。小径部(12)の外周面にはみぞなどが形成されておらず、ストッパ(15)は、圧入により小径部(12)にはめ止められている。
ストッパ(15)の外径は、おねじみぞ(5)のねじ底径より大きく、ねじ軸(1)の外径より小さい。
この場合も、ナット(2)がストロークエンドに達したときに、キャップ(3)のボールすくい上げ部(11)がストッパ(15)に当たって、ナット(2)の移動が停止し、ボール(4)の脱落が防止される。ストッパ(15)が比較的軟らかい金属または合成樹脂製の場合は、ボールすくい上げ部(11)がストッパ(15)に当たっても、衝撃が緩和され、ボールすくい上げ部(11)に傷がつくことがない。
図５は、ストッパの他の変形例を示す。
この場合、ストッパ(16)は金属製または合成樹脂製の止め輪よりなる。小径部(12)のねじ軸(11)側の外周面に、断面方形状のみぞ(17)が形成され、このみぞ(17)にストッパ(16)がはめ止められている。
ストッパ(16)の最小外径（外径が最も小さい部分に接する同心円の外径）は、おねじみぞ(5)のねじ底径より大きく、最大外径（外径が最も大きい部分に接する同心円の外径）は、ねじ軸(1)の外径より小さい。
この場合も、ナット(2)がストロークエンドに達したときに、キャップ(3)のボールすくい上げ部(11)がストッパ(16)に当たって、ナット(2)の移動が停止し、ボール(4)の脱落が防止される。ストッパ(16)が比較的軟らかい金属または合成樹脂製の場合は、ボールすくい上げ部(11)がストッパ(16)に当たっても、衝撃が緩和され、ボールすくい上げ部(11)に傷がつくことがない。
ボールねじの構成は、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。
上記実施形態には、エンドキャップ式ボールねじを示したが、この発明は、チューブ式ボールねじ、こま式ボールねじなど、他の方式のボールねじにも適用できる。この発明は、また、多条のボールねじにも適用できる。
図１は、この発明の実施形態を示すエンドキャップ式ボールねじの主要部の縦断面図である。 図２は、図１のII−II線の断面図である。 図３は、図２の一部を拡大して示す断面図である。 図４は、ストッパの変形例を示す図３相当の図面である。 図５は、ストッパの他の変形例を示す図３相当の図面である。
符号の説明
(1) ねじ軸
(2) ナット
(4) ボール
(5) おねじみぞ
(6) めねじみぞ
(8) 主通路（ボール通路）
(12) 小径部
(13)(15)(16) ストッパ

Claims (2)

  1. ねじみぞが外周面に形成されたねじ軸と、該ねじ軸が通されて該ねじ軸のねじみぞに対応するねじみぞが内周面に形成されたナットと、前記ねじ軸のねじみぞと前記ナットのねじみぞにより形成されるボール通路に配設された複数のボールとを備えているボールねじにおいて、
    前記ねじ軸の端部に、前記ねじ軸より小径の小径部が一体に形成され、該小径部に、前記ナットの移動を阻止するリング状のストッパがはめ止められており、
    前記小径部の外径は、前記ねじ軸のねじみぞのみぞ底径より小さく、前記ストッパの外径は、前記みぞ底径より大きく、前記ねじ軸の外径より小さいことを特徴とするボールねじ。
  2. 前記ストッパが、前記ナットの端に取り付けられたエンドキャップに設けられたボールすくい上げ部に当たることにより前記ナットの移動を阻止するものであることを特徴とする請求項１のボールねじ。
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