JP5991433B2 - ボールねじ - Google Patents

Description

この発明は、ダブルナット予圧式のボールねじに関する。

ボールねじは、工作機械、測定機械、射出成形機等において、搬送や精密位置決めを行う装置として使用されている。ボールねじの予圧付与方式として、二個のナットの間に予圧付与機構を設けたダブルナット予圧式がある。
すなわち、ダブルナット予圧式のボールねじは、内周面に螺旋溝が形成された二個のナットと、外周面に螺旋溝が形成され前記両ナットに挿通されたねじ軸と、前記ナットの螺旋溝と前記ねじ軸の螺旋溝とで形成される軌道の間に配置されたボールと、前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路と、両ナット間に配置されて、軸方向の力を各ナットに反対向きに付与する予圧付与機構と、を有し、前記軌道内を転動する前記ボールを介して、前記二個のナットが一体にねじ軸に対して相対移動する装置である。

ダブルナット予圧式のボールねじの従来例としては、例えば特許文献１に記載の技術が挙げられる。この例では、予圧付与機構を間座と平行キーで構成している。具体的には、予圧付与量に応じた厚さの間座を両ナット間に挟み込んだ後、予圧を保持するために、間座と両ナットに設けた凹部に平行キーを取り付けて、間座と両ナットを固定している。
平行キーの両端にはねじ挿通穴が形成され、これに対応する雌ねじ穴が、両ナットの前記凹部に形成されている。また、ねじ挿通穴を通った取り付けねじの先端を前記凹部の雌ねじに螺合することで、平行キーが両ナットに固定されている。

ダブルナット予圧式のボールねじの別の従来例としては、特許文献２に記載の技術が挙げられる。この例では、予圧付与機構として、両ナット間の周方向で略三等分された各位置に配置された一個または三個の予圧用ボールと、板厚が予圧用ボールの直径より大きい円板状のボール保持部材を備えている。ボール保持部材は、ねじ軸を挿通する中心穴と予圧用ボールの保持穴を有する。この例の予圧付与機構では、付与する予圧の大きさに応じて使用する予圧用ボールの直径を変えることで、予圧量を調整している。

さらに、特許文献３に記載された図１３に示す従来例では、ダブルナット予圧式のボールねじの予圧付与機構が、両ナット１００ａ，１００ｂ間に配置された円環状部材１１０に形成されている。この例の予圧付与機構では、円環状部材１１０の周方向の三箇所に、内周側で軸方向に延びる貫通穴１１１と、外周面から径方向に伸びて前記貫通穴に連通する調整ねじ穴（雌ねじ穴）１１２が形成され、貫通穴１１１内に軸方向に沿って二個の予圧用ボール１２０が配置されている。

この予圧付与機構は、また、コイルバネ１３１の先端に半球体１３２が固定された調整部材１３０と、小ねじ１４０を有する。コイルバネ１３１の外径は円環状部材１１０の調整ねじ穴１１２の内径より小さい。小ねじ１４０は、調整ねじ穴１１２の雌ねじに螺合する雄ねじ部１４１を有する。また、貫通穴１１１の軸方向寸法は、二個のボール１２０の合計直径より大きく、二個のボール１２０と半球体１３２の合計直径より小さい。
この予圧付与機構による予圧付与方法は以下の通りである。隣り合うナット１００ａ，１００ｂ間に円環状部材１１０を配置し、半球体１３２側を貫通穴に向けて調整部材１３０を調整ねじ穴１１２に挿入し、調整ねじ穴１１２の雌ねじに雄ねじ部１４１を螺合して小ねじ１４０を回す。これにより、雄ねじ部１４１で調整部材１３０が円環状部材１１０の径方向内側に押され、コイルバネ１３１を介して半球体１３２が貫通穴１１１内の二個のボール２１０の間隔を広げる。

すなわち、図１３の状態から更に小ねじ１４０を回すことにより、図１３に二点鎖線で示すように、半球体１３２が円環状部材１１０の径方向内側に移動し、半球体１３２で押された二個のボール１２０が、軸方向に反対向きで移動（各ボール１２０の中心１２１が矢印の方向に移動）してナット１００ａ，１００ｂの端面１０１ａ，１０１ｂをそれぞれ押す力が生じるため、ボールねじに予圧が付与される。
この状態で、ボール１２０が貫通穴１１１から突出し、円環状部材１１０の端面１１０ａ，１１０ｂとナットの端面１０１ａ，１０１ｂとの間に隙間が生じる。小ねじ１４０の調整ねじ穴１１２への挿入長さによって、各ボール１２０の貫通穴１１１からの突出量が変化するため、小ねじ１４０の螺合度合によって予圧量が調整できる。

特開２００４−６９０１３号公報 特開２０１２−１４５１７８号公報 台湾特許２６２９９４号公報

特許文献１に記載された間座を用いた予圧付与方法では、予圧設定値に応じた厚さの間座をナット間に挟み込んでボールねじの組み立てを行うことで、実際の予圧を測定し、予圧測定値が予圧設定値と同じになっていることを確認している。測定の結果、予圧設定値になっていない場合、測定値が予圧設定量となるまで、厚さの異なる間座の着脱を繰り返す必要がある。よって、予圧付与の作業が煩雑である。
また、間座と、平行キーと、キー固定用の取り付けねじが必要であるため、部品点数が多い。また、間座を使用することでナットの全長が長くなる。
この発明の第一の課題は、ダブルナット予圧式のボールねじとして、従来品より部品点数が少なく、ナットの全長を短くでき、予圧付与の作業が簡単に行えるものを提供することである。

特許文献２に記載されたダブルナット予圧式ボールねじでは、予圧付与機構による予圧付与状態で、前記ボール保持部材または前記円環状部材と対向する各ナットとの間には、三個または九個の予圧用ボールが存在するが、それ以外の部分は隙間となっている。この隙間は予圧用ボールの数を増やすことで少なくすることができるが、予圧用ボールを増やすことには限界がある。この隙間から粉塵などの異物がボールねじ内部に進入すると、進入した異物が、ねじ軸の螺旋溝、ナットの螺旋溝、および転動体に摩耗や傷を生じさせて剥離に至ることがあるため、ボールねじの寿命が短くなる恐れがある。

特許文献３の予圧付与機構では、貫通穴内の二個の予圧用ボールを押す調整部材にコイルバネが設けてあるため、調整部材の剛性が不十分となる。つまり、小ねじの軸力がコイルバネを介して予圧用ボールに伝わるため、小ねじの軸力がナットを押す力に変換される際に弱まることが懸念される。よって、特許文献３の予圧付与機構には、ボールねじに確実に予圧を付与して、ボールねじの剛性を低下させないという点で改善の余地がある。
この発明の第二の課題は、予圧付与機構による確実な予圧付与が行われ、隙間から粉塵などの異物が内部に進入しにくいダブルナット予圧式ボールねじを提供することである。

上記課題を解決するために、この発明の第一態様は、下記構成要件(1) および(2) を有するダブルナット予圧式ボールねじを提供する。
(1) 内周面に螺旋溝が形成された複数のナットと、外周面に螺旋溝が形成され、前記複数の全てのナットに挿通されたねじ軸と、前記ナットの螺旋溝と前記ねじ軸の螺旋溝とで形成される軌道の間に配置された複数のボールと、前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路と、を有する。前記軌道内を転動する前記ボールを介して、前記複数のナットが一体にねじ軸に対して相対移動する。
(2) 隣り合う二個のナットは軸方向端面同士が接触し、前記二個のナットの一方が他方に対して相対的に回転されて予圧が付与された状態で、前記二個のナットの互いに接触する側の軸方向端部の外周面にスリーブが固定されている。

すなわち、この発明の第一態様のボールねじは、前記構成要件(1) を有するダブルナット予圧式ボールねじであって、前記構成要件(2) を有することを特徴とする。
第一態様のボールねじは、間座を用いずに予圧が付与され、スリーブを固定することで予圧を保持しているため、間座を用いた従来のダブルナット予圧式ボールねじよりも部品点数が少なくなるとともに、ナットの全長を短くすることができる。また、回転の度合で予圧量の調整ができるため、実際の予圧測定値が予圧設定値となるまで厚さの異なる間座の着脱を繰り返す従来のダブルナット予圧式ボールねじと比較して、予圧付与の作業が簡単に行える。
第一態様のボールねじは、下記の構成要件(3) および(4) の少なくともいずれかを有することが好ましい。

(3) 前記二個のナットは、互いに接触する側の軸方向端部に小径部を有し、前記スリーブは前記両小径部に外嵌されている。
(4) 前記二個のナットは、互いに接触する側の軸方向端部の外周面に凹部を有し、前記スリーブが前記凹部に固定されている。
第一態様のボールねじが前記構成要件(4) を有する場合、下記の構成要件(5) を有することができる。
(5) 前記スリーブは軸方向両端に爪部を有し、前記爪部が前記二個のナットの前記凹部にそれぞれ押し付けられている。
第一態様のボールねじは下記の構成要件(6) を有することができる。
(6) 前記スリーブの本体部は、軸方向に垂直な断面がＣ形である。

上記課題を解決するために、この発明の第二態様は、下記の構成要件(a) および(b) を有するダブルナット予圧式ボールねじを提供する。
(a) 内周面に螺旋溝が形成された複数のナットと、外周面に螺旋溝が形成され、前記複数の全てのナットに挿通されたねじ軸と、前記ナットの螺旋溝と前記ねじ軸の螺旋溝とで形成される軌道の間に配置された複数のボールと、前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路と、を有する。前記軌道内を転動する前記ボールを介して、前記複数のナットが一体にねじ軸に対して相対移動する。さらに、隣り合う前記ナット間に配置され、前記ねじ軸が挿通された円環状部材と、前記円環状部材に設けられ、軸方向の力を前記各ナットに反対向きに付与する予圧付与機構を有する。
(b) 前記予圧付与機構による予圧付与状態で、前記円環状部材と前記ナットとの間に生じる隙間を周方向全体で塞ぐスペーサを有する。前記スペーサは、前記円環状部材に、予圧付与に伴って前記ナット側に押し出されるように配置されている。

すなわち、この発明の第二態様のボールねじは、前記構成要件(a) を有するダブルナット予圧式ボールねじであって、前記構成要件(b) を有することを特徴とする。
第二態様のボールねじは、前記構成要件(b) を有することで、予圧付与状態であっても前記円環状部材と前記ナットとの間に生じる隙間が周方向全体で塞がれるため、粉塵などの異物が内部に進入しにくいものとなる。

第二態様のボールねじは、下記の構成要件(c) 〜(f) を有することで、特許文献２に記載されたボールねじよりも確実な予圧付与が行われる。
(c) 前記円環状部材は、内周側に形成されて軸方向に延びる貫通穴と、外周面から径方向に伸びて前記貫通穴に連通する雌ねじ穴を有する。
(d) 前記貫通穴は、前記円環状部材の周方向の複数箇所に形成されている。前記貫通穴内に軸方向に沿って二個の転動体が配置されている。前記雌ねじ穴に雄ねじ部材が螺合されている。
(e) 前記雄ねじ部材の軸力を前記二個の転動体が前記貫通穴の軸方向各端部側に移動する力に変える変向部材が、前記雄ねじ部材と前記二個の転動体との間に配置されている。前記変向部材は、前記転動体より小径の転動体または楔状部材である。前記貫通穴の軸方向端部に前記スペーサが配置されている。
(f) 前記雌ねじ穴、前記貫通穴、前記雄ねじ部材、前記変向部材、前記二個の転動体、および前記スペーサで、前記予圧付与機構が構成されている。

すなわち、前記構成要件(a) 〜(f) を有するボールねじは、前記変向部材が前記転動体より小径の転動体または楔状部材であり、予圧付与の際に、前記雄ねじ部材が前記変向部材に接触し、前記変向部材が直接、前記貫通穴内の二個の転動体を押すため、雄ねじ部材の軸力が前記スペーサを介してナットを押す力に確実に変換される。つまり、貫通穴内の二個の予圧用ボールを押す調整部材（変向部材）にコイルバネが設けてある特許文献３の予圧付与機構のように、小ねじの軸力がナットを押す力に変換される際に弱まることが防止される。

第二態様のボールねじは、下記の構成要件(g) または(h) を有することが好ましい。
(g) 前記円環状部材は、軸方向両端面の内周側に形成された周溝を有し、前記貫通穴は前記両周溝の底面間を貫通し、前記周溝の両方に前記スペーサが配置されている。
(h) 前記貫通穴は、前記円環状部材の周方向の複数箇所に等間隔で形成されている。
前記構成要件(g) を有する場合、前記雄ねじ部材を前記円環状部材の径方向内側に移動することで、前記雄ねじ部材に接触している前記変向部材が前記二個の転動体を直接押し、前記各転動体が軸方向に反対向きで移動し、前記各スペーサが前記各転動体に押されて前記ナットの端面を押すことで予圧が付与される。

この発明の第一態様のボールねじは、従来のダブルナット予圧式のボールねじと比較して、予圧付与のために使用する部品点数が少なく、ナットの全長を短くでき、予圧付与の作業性が簡単に行える。
この発明の第二態様のボールねじは、ダブルナット予圧式ボールねじであって、予圧付与状態で粉塵などの異物が内部に進入しにくいものである。また、第二態様のボールねじは、前記構成要件(c) 〜(f) を有することで、特許文献３に記載されたボールねじよりも確実な予圧付与が行われる。

第一実施形態のボールねじを示す部分断面正面図である。 両ナットの軸方向端部の係合状態を示す部分拡大斜視図である。 爪部を有するスリーブを示す正面図である。 爪部を有するスリーブを示す側面図である。 爪部を有する断面Ｃ形のスリーブを示す側面図である。 第二実施形態のボールねじを示す図であって、ねじ軸とボール以外が断面で表されている。 第二実施形態のボールねじの予圧付与機構を説明する図である。 第二実施形態の予圧付与機構を構成する円環状部材を示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。 第二実施形態の予圧付与機構を構成するスペーサを示す平面図（ａ）と、そのＡ−Ａ断面図（ｂ）である。 図９とは異なるスペーサの例を示す平面図（ａ）と、そのＡ−Ａ断面図（ｂ）である。 図９とは異なるスペーサの例を示す平面図である。 図７とは異なる転動体および変向部材の例を示す斜視図である。 特許文献３に記載された予圧付与機構を示す断面図である。

以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明はこの実施形態に限定されない。
［第一実施形態］
この実施形態のダブルナット予圧式ボールねじは、図１に示すように、二個のナット１ａ，１ｂと、ねじ軸２と、ボール３と、スリーブ４と、循環チューブ（ボール戻し経路）５を備えている。
両ナット１ａ，１ｂの内周面に螺旋溝１１が形成されている。ねじ軸２の外周面に螺旋溝２１が形成されている。両ナット１ａ，１ｂの螺旋溝１１とねじ軸２の螺旋溝２１で形成される軌道溝の間に、複数のボール３が配置されている。
一方のナット１ａは、軸方向一端にフランジ１２を有し、軸方向他端に小径部１３ａを有する。他方のナット１ｂは、一方のナット１ａの小径部１３ａの端面に接触する小径部１３ｂを有する。すなわち、両ナット１ａ，１ｂは軸方向端面同士が接触している。

図１および２に示すように、両ナット１ａ，１ｂの小径部１３ａ，１３ｂ以外の外周部には、循環チューブ５を配置するための平坦部１４が形成されている。また、両ナット１ａ，１ｂの平坦部１４以外の部分に、小径部１３ａ，１３ｂによる周溝１５が形成されている。
両ナット１ａ，１ｂは、互いに接触する側の軸方向端部の平坦部１４以外の部分に、周溝１５と垂直に延びて両端が円弧状になっている凹部１６ａ，１６ｂを有する。図２に示すように、これらの凹部１６ａ，１６ｂは、周溝１５の底面より深く形成されている。
スリーブ４は金属製の無端状円環体であって、例えば、「ＪＩＳ Ｇ３１４１」で規定された冷間圧延鋼板や「ＪＩＳ Ｇ４０５１」で規定された構造機械用炭素鋼を機械加工することにより製造できる。

スリーブ４の外径はナット１ｂの外径と同じであり、スリーブ４の内径（直径）は、小径部１３ａ，１３ｂの直径と略同じ（僅かに大きい）である。スリーブ４の幅は小径部１３ａ，１３ｂの合計幅と略同じ（僅かに小さい）である。図１に示すように、スリーブ４は、両小径部１３ａ，１３ｂに外嵌され、凹部１６ａ，１６ｂに配置された部分４５がかしめにより固定されている。
両ナット１ａ，１ｂの平坦部１４に設けた対をなす貫通穴に、循環チューブ５の両脚部５１が挿入され、循環チューブ５の本体部５２が平坦部１３に取付金具６で固定されている。
この実施形態のダブルナット予圧式ボールねじによれば、両ナット１ａ，１ｂが一体にねじ軸２に対して相対移動する際に、ボール３が、両ナット１ａ，１ｂの螺旋溝１１とねじ軸２の螺旋溝２１で形成される軌道内を転動し、循環チューブ５で軌道内の終点から始点まで戻される。

この実施形態のダブルナット予圧式ボールねじは、例えば、以下の方法で組み立てることができる。
先ず、各ナット１ａ，１ｂに循環チューブ５を取り付けた後、ナット１ａの小径部１３ａにスリーブ４を外嵌し、そのスリーブ４に、ナット１ｂの小径部１３ｂを内嵌することで、スリーブ４で両ナット１ａ，１ｂを結合する。
次に、結合された両ナット１ａ，１ｂにボール３とねじ軸２を組み込んだ後、一方のナット１ａを他方のナット１ｂに対して相対的に回転することにより、ボールねじに予圧を付与する。次に、スリーブ４の凹部１６ａ，１６ｂに配置されている部分４５をかしめることで、スリーブ４を両ナット１ａ，１ｂに固定し、両ナット１ａ，１ｂの相対回転を防止する。これにより、付与した予圧が維持される。

この実施形態のボールねじによれば、間座を用いずに予圧が付与され、スリーブ４を凹部１６ａ，１６ｂに固定することで予圧を保持しているため、間座を用いた従来のダブルナット予圧式ボールねじよりも部品点数が少なくなるとともに、ナットの全長を短くすることができる。また、回転の度合で予圧量の調整ができるため、実際の予圧測定値が予圧設定値となるまで厚さの異なる間座の着脱を繰り返す従来のダブルナット予圧式ボールねじと比較して、予圧付与の作業が簡単に行える。
また、ナット１ａ，１ｂの小径部１３ａ，１３ｂにスリーブ４を外嵌し、スリーブ４を凹部１６ａ，１６ｂにかしめ固定していることで、ナット１ａ，１ｂに外嵌するハウジングの内周面を単純な円周面とすることができる。

なお、この実施形態では、スリーブ４をナット１ａ，１ｂの凹部１６ａ，１６ｂにかしめ固定しているが、例えば、凹部１６ａ，１６ｂに代えてナット１ａ，１ｂに雌ねじ穴を設け、スリーブ４にねじ挿通穴を設け、スリーブ４をナット１ａ，１ｂにねじ止めで固定してもよい。また、スリーブ４の材質としては、金属以外にエンジニアリングプラスチック、例えば、ＰＡ（ポリアミド）やＰＯＭ（ポリアセタール）などが挙げられる。
また、スリーブ４の固定位置は、ナット１ａ，１ｂの互いに接触する側の軸方向端部の外周面であって、平坦部１４以外の部分であれば、いずれの位置でもよい。
また、ボール戻し経路が循環チューブ５ではなく、ナットを軸方向に貫通する貫通穴とエンドデフレクタで構成されている場合には、ナットに平坦部１４を設けないため、二個のナットの互いに接触する側の軸方向端部に小径部を設け、両小径部で形成される周溝にスリーブを外嵌すればよい。

また、図１のスリーブ４に代えて、図３および４に示すような、無端状円環体である本体部７１の軸方向両端に爪部７２を有するスリーブ７を用いると、爪部７２をナット１ａ，１ｂの凹部１６ａ，１６ｂに押し付けることで、スリーブ７を両ナット１ａ，１ｂに固定することができる。
固定されたスリーブ７は、爪部７２の凹部１６ａ，１６ｂに対する押し付けを解除することで、本体部７１を変形させずに外すことができる。よって、爪部７２を有するスリーブ７を使用することで、かしめ固定するスリーブ４と比較して、容易に着脱できて複数回使用できる効果がある。

また、図１のスリーブ４に代えて、図５に示すような、軸方向に垂直な断面がＣ形の本体部７１Ａを有するスリーブ７Ａを使用すると、両ナット１ａ，１ｂの小径部１３ａ，１３ｂ同士を接触させた状態で、両ナット１ａ，１ｂにボール３とねじ軸２を組み込んだ後に、小径部１３ａ，１３ｂにスリーブ７Ａに外嵌することができる。
スリーブ４を使用した場合は、前述のように、両ナット１ａ，１ｂにボール３とねじ軸２を組み込む前にスリーブ４で両ナット１ａ，１ｂを結合する必要があるが、スリーブ７Ａを使用すればその必要がないため、ボールねじの組み立て作業性が改善される。

また、スリーブ７Ａは、本体部７１Ａの軸方向両端に爪部７２を有するため、正面形状は図３と同じである。よって、スリーブ７Ａは、スリーブ７と同様に、爪部７２を有することで、容易に着脱できて複数回使用できる効果も有する。
なお、軸方向に垂直な断面がＣ形である本体部７１Ａのみからなり、爪部７２を有さないスリーブを用いた場合でも、両ナット１ａ，１ｂの小径部１３ａ，１３ｂ同士を接触させた状態で、両ナット１ａ，１ｂにボール３とねじ軸２を組み込んだ後に、小径部１３ａ，１３ｂにそのスリーブを外嵌することができる。よって、本体部７１Ａのみからなるスリーブも、ボールねじの組み立て作業性が改善される効果を有する。

［第二実施形態］
この実施形態のダブルナット予圧式ボールねじは、図６に示すように、ねじ軸２と、ボール３と、二個のナット１ａ，１ｂと、両ナット１ａ，１ｂ間に配置された円環状部材４０を含む予圧付与機構４００と、エンドデフレクタ５０を備えている。ねじ軸２の外周面に螺旋溝２１が形成され、両ナット１ａ，１ｂの内周面に螺旋溝３１が形成されている。
両ナット１ａ，１ｂの螺旋溝３１とねじ軸２の螺旋溝２１で形成される軌道溝の間に、複数のボール３が配置されている。エンドデフレクタ５０は、両ナット１ａ，１ｂの両端面を結ぶ貫通穴１７ａ，１７ｂとともに、ボール戻し経路を形成している。一方のナット１ａの軸方向一端にはフランジ１２が形成されている。

図７および図８に示すように、円環状部材４０は、軸方向両端面の内周側に形成された周溝４１と、軸方向に伸びて両周溝４１の底面４１ａ間を貫通する貫通穴４２と、外周面から径方向に伸びて貫通穴４２に連通する雌ねじ穴４３を有する。貫通穴４２は、円環状部材４０の周方向の四箇所に等間隔で形成されている。円環状部材４０は、「ＪＩＳ Ｇ４０５１」で規定されている機械構造用炭素鋼ＳＧ材や、「ＪＩＳ Ｇ３１４１」で規定されている冷間圧延鋼板ＳＰＣ材などの鉄鋼材料で作製されている。

各貫通穴４２内には、軸方向に沿って二個のボール（転動体）６１が配置されている。雌ねじ穴４３の貫通穴４２との境界部に、ボール６１より径の小さい小径ボール（変向部材）６３が配置されている。貫通穴４２の軸方向寸法は、二個のボール６１の合計直径より大きく、二個のボール６１と小径ボール６３の合計直径より小さい。二個のボール６１と小径ボール６３は、「ＪＩＳ Ｇ４８０５」で規定されている軸受鋼で作製されている。
円環状部材４０の雌ねじ穴４３に、六角穴付き止めねじ（雄ねじ部材）８が螺合されている。円環状部材４０の周溝４１にスペーサ９が配置されている。スペーサ９の形状は、図９に示すように、周溝４１に嵌まる寸法の穴開き円板状である。

この実施形態における予圧付与機構４００は、円環状部材４０に形成された雌ねじ穴４３、貫通穴４２、および六角穴付き止めねじ（雄ねじ部材）８と、小径ボール（変向部材）６３、ボール（転動体）６１、およびスペーサ９とで構成されている。この予圧付与機構をボールねじに組み込む際には、先ず、円環状部材４０の貫通穴４２内に二個のボール６１を入れ、各周溝４１にスペーサ９を配置し、雌ねじ穴４３に小径ボール６３を入れた後に、雌ねじ穴４３に六角穴付き止めねじ８を螺合させる。次に、この状態の円環状部材４０をナット１ａ，１ｂの両端面間に配置して、ボールねじを組み立てる。

予圧付与機構４００による予圧付与方法は以下の通りである。ボールねじの組み立て状態で予圧付与機構４００は、図７（ａ）に示すように、六角穴付き止めねじ８が小径ボール６３に接触し、小径ボール６３が二個のボール６１に接触している。
図７（ａ）に示す状態から、六角穴付き止めねじ８を回転して雌ねじ穴４３との螺合を進めることにより、小径ボール６３が二個のボール６１を直接押して、各ボール６１が貫通穴４２内を軸方向に反対向きで移動する。すなわち、六角穴付き止めねじ８の軸力が、小径ボール６３で二個のボール６１が貫通穴４２の軸方向各端部側に移動する力に変換される。これに伴って、円環状部材４０の周溝４１に配置された各スペーサ９が各ボール６１に押されて、各ナット１ａ，１ｂの端面を押す力が生じる。この力によりボールねじに予圧が付与される。図７（ｂ）はこの状態を示す。

図７（ｂ）の状態で、円環状部材４０の周溝４１より外周側および内周側では、円環状部材４０と各ナット１ａ，１ｂとの間に隙間３４，３５が生じている。しかし、各スペーサ９は周溝４１の底面４１ａから離れて、円環状部材４０の端面から突出し、各ナット１ａ，１ｂの端面に接触している。つまり、スペーサ９により隙間３４が周方向全体で塞がれている。よって、この実施形態のボールねじでは、予圧付与状態でボールねじ内部に粉塵などの異物が内部に進入しにくい。また、六角穴付き止めねじ８の挿入深さ（螺合度合）によって予圧量が調整できる。

また、六角穴付き止めねじ８の軸力がスペーサ９を介してナット１ａ，１ｂを押す力に確実に変換される。つまり、図１３に示す予圧付与機構では、円環状部材１１０の貫通穴１１１内に配置された二個の予圧用ボール１２０を押す調整部材（変向部材）１３０がコイルバネ１３１を有するのに対して、この実施形態の予圧付与機構では、変向部材が小径ボール６３のみからなるため、雄ねじ部材である六角穴付き止めねじ８の軸力が、ボール６１がナット１ａ，１ｂを押す力に変換される際に弱まることが防止される。

図９に示すスペーサ９に代えて、図１０に示すスペーサ９Ａや図１０に示すスペーサ９Ｂを使用してもよい。
図１０のスペーサ９Ａでは、図９のスペーサ９の軸方向一端面に、ボール６１を受ける円周溝９１が形成されている。円周溝９１の断面形状は、ボール６１の球面に対応する円弧状である。図１０のスペーサ９Ｂでは、図９のスペーサ９の軸方向一端面に、ボール６１を受ける四個の球面溝９２が周方向に等間隔で形成されている。スペーサ９Ｂを使用する場合、円環状部材４０の周溝４１にスペーサ９Ｂを嵌める際に、球面溝９２を円環状部材４０の貫通穴４２に合わせる必要がある。
円周溝９１や球面溝９２等のボール６１の受け部を有するスペーサ９Ａ，９Ｂを使用すると、このような受け部を有さないスペーサ９を使用した場合よりも、ボール６１が安定的にスペーサ９Ａ，９Ｂを押すことができるという効果が得られる。

この実施形態の予圧付与機構では、転動体としてボール６１を使用し、変向部材として小径ボール６３を使用しているが、転動体と変向部材はボールに限定されない。図１２に示すように、変向部材はころ６４や楔状部材６５であってもよく、転動体はころ６２であってもよい。
図１２（ａ）は、転動体としてころ６２を使用し、変向部材としてころ６４を使用した例である。図１２（ｂ）は、転動体としてころ６２を使用し、変向部材として小径ボール６３を使用した例である。図１２（ｃ）は、転動体としてころ６２を使用し、変向部材として楔状部材６５を使用した例である。
なお、この実施形態の予圧付与機構では、スペーサ９が貫通穴４２の軸方向両端に配置されているが、貫通穴４２の軸方向一端のみに配置されていてもよい。

また、この実施形態の予圧付与機構で、スペーサ９は、貫通穴４２の軸方向端部に配置されて、二個のボール６１に押されて各ナット１ａ，１ｂの端面を押すものであるが、スペーサは、円環状部材４０の貫通穴４２より外周側や内周側に配置してもよい。その場合、ボール６１は直接各ナット１ａ，１ｂの端面を押し、スペーサはボール６１に押されないため、円環状部材４０に、予圧付与に伴ってスペーサが各ナット１ａ，１ｂ側に押し出されるための機構を、予圧機構とは別に設ける必要がある。
また、この実施形態の予圧付与機構では、円環状部材４０の円周方向の四箇所に等間隔で貫通穴４２が形成されているが、複数箇所であれば等間隔で配置されていなくてもよく、貫通穴４２の設置箇所も三箇所や五箇所以上であってもよい。
また、この実施形態の予圧付与機構では円環状部材４０が一部品からなるものであるが、予圧付与機構を構成する円環状部品は、周方向で等分された複数の分割体（例えば、二分割体、四分割体）からなるものであってもよい。

１ａ，１ｂ ナット
１１ ナットの螺旋溝
１２ フランジ
１３ａ ナットの小径部
１３ｂ ナットの小径部
１４ 平坦部
１５ 周溝
１６ａ，１６ｂ 凹部
２ ねじ軸
２１ ねじ軸の螺旋溝
３ ボール
４ スリーブ
５ 循環チューブ（ボール戻し経路）
５１ 循環チューブの脚部
５２ 循環チューブの本体部
６ 取付金具
７ スリーブ
７１ スリーブの本体部
７２ スリーブの爪部
７Ａ スリーブ
７１Ａ スリーブの本体部
１７ａ，１７ｂ ナットの両端面を結ぶ貫通穴（ボール戻し経路）
４０ 円環状部材
４００ 予圧付与機構
４１ 周溝
４１ａ 周溝の底面
４２ 貫通穴
４３ 雌ねじ穴
５０ エンドデフレクタ（ボール戻し経路）
６１ ボール（転動体）
６２ ころ（転動体）
６３ 小径ボール（変向部材）
６４ ころ（変向部材）
６５ 楔状部材（変向部材）
８ 六角穴付き止めねじ（雄ねじ部材）
９ スペーサ
９Ａ スペーサ
９Ｂ スペーサ
９１ 円周溝（ボールの受け部）
９２ 球面溝（ボールの受け部）

Claims (4)

1. 内周面に螺旋溝が形成された複数のナットと、
   外周面に螺旋溝が形成され、前記複数の全てのナットに挿通されたねじ軸と、
   前記ナットの螺旋溝と前記ねじ軸の螺旋溝とで形成される軌道の間に配置された複数のボールと、
   前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路と、
   を有し、
   隣り合う前記ナット間に配置され、前記ねじ軸が挿通された円環状部材と、
   前記円環状部材に設けられ、軸方向の力を前記各ナットに反対向きに付与する予圧付与機構と、
   前記予圧付与機構による予圧付与状態で、前記円環状部材と前記ナットとの間に生じる隙間を周方向全体で塞ぐスペーサと、
   を有し、
   前記スペーサは、前記円環状部材に、予圧付与に伴って前記ナット側に押し出されるように配置され、
   前記円環状部材は、内周側に形成されて軸方向に延びる貫通穴と、外周面から径方向に伸びて前記貫通穴に連通する雌ねじ穴を有し、
   前記貫通穴は、前記円環状部材の周方向の複数箇所に形成され、
   前記貫通穴内に軸方向に沿って二個の転動体が配置され、
   前記雌ねじ穴に雄ねじ部材が螺合され、
   前記雄ねじ部材の軸力を前記二個の転動体が前記貫通穴の軸方向各端部側に移動する力に変える変向部材が、前記雄ねじ部材と前記二個の転動体との間に配置され、前記変向部材は、前記転動体より小径の転動体または楔状部材であり、
   前記貫通穴の軸方向端部に前記スペーサが配置され、
   前記雌ねじ穴、前記貫通穴、前記雄ねじ部材、前記変向部材、前記二個の転動体、および前記スペーサで、前記予圧付与機構が構成され、
   前記軌道内を転動する前記ボールを介して、前記複数のナットが一体にねじ軸に対して相対移動するボールねじ。
2. 前記円環状部材は、軸方向両端面の内周側に形成された周溝を有し、前記貫通穴は前記両周溝の底面間を貫通し、
   前記周溝の両方に前記スペーサが配置されている請求項７記載のボールねじ。
3. 前記雄ねじ部材を前記円環状部材の径方向内側に移動することで、前記雄ねじ部材に接触している前記変向部材が前記二個の転動体を直接押し、前記各転動体が軸方向に反対向きで移動し、前記各スペーサが前記各転動体に押されて前記ナットの端面を押すことで予圧が付与される請求項８記載のボールねじ。
4. 前記貫通穴は、前記円環状部材の周方向の複数箇所に等間隔で形成されている請求項７〜９のいずれか１項に記載のボールねじ。

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