JP6083146B2 - ボールねじ用デフレクタ及びデフレクタ式ボールねじ - Google Patents

Description

本発明は、ボールねじのボールを螺旋軌道から逸らしてボール循環機構へ誘導するためのボールねじ用デフレクタ及び当該デフレクタを備えたデフレクタ式ボールねじに関する。

従来、ボールねじのボール転動溝内に設置され、ボールを循環させるためのボール循環機構へボールを誘導するボールねじ用デフレクタがある。
このようなボールねじ用デフレクタにおいて、ボールと接触し、ボールをボール循環機構へ誘導するタング部の表面形状は平面であるか、ボールよりも曲率の小さい単一のＲ形状をしている（特許文献１参照）。

特開平４−２２８９６３号公報

しかしながら、このようなボールねじ用デフレクタにおいては、図６に示すように、ボール７がタング部３０と一点で接触し、タング部３０への負荷が狭い範囲に集中するため、衝突荷重が大きい場合にタング部３０の強度が耐えられなかったり、使用を繰り返すことによってタング部３０に疲労破壊が生じたりといった問題がある。
このような問題に鑑みて、本発明は、タング部の破損が生じ難いボールねじ用デフレクタ及び当該デフレクタを備えたデフレクタ式ボールねじを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のある態様に係るボールねじ用デフレクタは、ボールねじの螺旋軌道を転動するボールを前記螺旋軌道から逸らして前記ボールを循環させるボール循環機構へ誘導するタング部を有するボールねじ用デフレクタにおいて、前記タング部は、前記ボールに２つの接触点で接触して誘導するものであり、前記タング部の平面が略楕円形状であり、前記タング部の長軸がねじ軸と垂直な方向に対して傾斜していることを特徴としている。
また、このボールねじ用デフレクタにおいて、前記タング部の断面は、ゴシックアーク形状をしていることが好ましい。

また、このボールねじ用デフレクタにおいて、前記タング部の断面は、底部に向かうにつれて曲率が高くなる２次曲線状としてもよい。
また、このボールねじ用デフレクタにおいて、前記タング部の断面はＶ溝形状としてもよい。
更に、上記課題を解決するため、本発明のある実施形態に係るデフレクタ式ボールねじは、これらのボールねじ用デフレクタを備えたことを特徴としている。

本発明に係るボールねじ用デフレクタ及びデフレクタ式ボールねじよれば、タング部の破損が生じ難いボールねじ用デフレクタ及び当該デフレクタを備えたデフレクタ式ボールねじを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るボールねじ用デフレクタを備えたデフレクタ式ボールねじの平面図である。 本発明の第１実施形態に係るボールねじ用デフレクタを備えたデフレクタ式ボールねじの断面の概念図である。 本発明の第１実施形態のボールねじ用デフレクタを示し、（ａ）はねじ孔側から見た平面図、（ｂ）はタング部の断面図、（ｃ）はタング部側から見た立面図である。 本発明の第２実施形態のボールねじ用デフレクタを示し、（ａ）はねじ孔側から見た平面図、（ｂ）はタング部の断面図、（ｃ）はタング部側から見た立面図である。 本発明の第３実施形態のボールねじ用デフレクタを示し、（ａ）はねじ孔側から見た平面図、（ｂ）はタング部の断面図、（ｃ）はタング部側から見た立面図である。 従来のボールねじ用デフレクタのタング部の断面図である。

（第１実施形態）
以下、添付の図１乃至図３を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。
本発明に係るボールねじ用デフレクタは、ボールねじに用いられるものである。ボールねじとは、回転運動を直線運動に変換する機構であって、雄ねじを備えたねじ軸の外周に、多数のボールを介装して雌ねじを備えたナット（雌ねじ部材）を螺合させ、ねじ軸を回転させることによりナットを軸線方向へ移動させるものである。

図１及び図２を参照しつつ本発明の第１実施形態に係るデフレクタ式のボールねじの全体構成を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るボールねじ用デフレクタを備えたデフレクタ式ボールねじの平面図である。また、図２は本発明の第１実施形態に係るボールねじ用デフレクタを備えたデフレクタ式ボールねじの断面の概念図である。図２においては、図面に向かって左右方向の軸をＸ軸、上下方向の軸をＹ軸としている。

図１において、ボールねじ用デフレクタ（以下、単にデフレクタという）は符号１、デフレクタ式ボールねじ（以下、単にボールねじという）は符号２で示される。図１において、一部のみ示すねじ軸３は、溝断面が円弧状であるねじ溝３ａを外周に有する軸部材である。ナット４は、ねじ軸３のねじ溝３ａに対応するねじ溝４ａを内周に有する円筒径部材４ｂと、その片側に設けられたドーナツ状のフランジ４ｃとから構成されている。

図２に示すように、ナット４には、上面からねじ溝４ａまで延在する２つの貫通孔５が形成され、かかる貫通孔５に、Ｕ字型のボール循環チューブ６の両端部がそれぞれ嵌挿されている。
ナット４の内部に挿通されたねじ軸３は、そのねじ溝３ａがナットのねじ溝４ａと対向するように配置され、かかる溝３ａ、４ａ内には多数のボール７が転動自在に収納されている。そして、ねじ軸３とナット４とが相対回転運動を行うと、ボール７はねじ溝３ａ、４ａから構成された転送路（螺旋軌道）８に沿って転動する。

転送路８には、転送路８の形状に合わせて円弧状をしたデフレクタ１が嵌装され、デフレクタ１は固定ねじ９によって２箇所でナット４に固定されている。デフレクタ１の端部には、ボール７をボール循環チューブ（ボール循環機構）６に誘導するタング部１０が形成されている。そして、転送路８内を転動しているボール７がタング部１０によって転送路８から外れて循環チューブ６へ誘導される。循環チューブ６へ誘導されたボール７は、循環チューブ６内を通って反対端より転送路８に戻り再度転動して循環チューブ６へ誘導されるという循環が繰り返される。

この第１実施形態において、ボール７の誘導方向は、転送路８の接線方向としている。これにより、滑らかなボール循環を得ることができ、ボール７が循環部品に与える負荷を小さくすることができることから、ねじ軸３とナット４の高速な相対回転が可能となる。
図３（ａ）はデフレクタ１の平面図を示している。デフレクタ１は、端部にタング部１０を備え、ねじ用孔１１が２箇所設けられている。本第１実施形態においては、図２に示すように、ボール７を転送路８の接線方向に誘導するためにデフレクタ１の端部をＸ軸付近まで延在させている。したがって、図３（ａ）に示すデフレクタ１の平面形状はねじ溝の形状に合わせて両端部付近がわずかにカーブした形状をしている。

また、タング部１０の断面形状は、図３（ｂ）に示すように、ゴシックアーク形状としている。このような形状とすると、図６に示す従来例とは異なり、ボール７とタング部１０とが２点で接触することになる。これによって、ボール７がタング部１０に接触する際の衝撃や磨耗が２箇所に分散し、タング部１０の破損を防止することが可能となる。また、衝撃などを分散させるのであればタング部１０をボール７と同じ曲率を有する円柱面状とすることも考えられるが、その場合、ボール７の摩擦が増加し、ボールねじ２の動きが重くなる。本第１実施形態のようにボール７とタング部１０とを２点接触とすることで、ボール７の摩擦を抑えつつ、タング１０部の破損を防ぐことが可能となる。

図３（ｃ）は、タング部１０の側から見たデフレクタ１の立面図を示している。タング部１０の平面は略楕円形状をしており、長軸がねじ軸３と垂直な方向に対して傾きθを有している。これは、前述のようにデフレクタ１を図２に示すＸ軸付近まで延在させていることから、ねじ溝３ａの傾きに合わせる必要があるためである。

（第２実施形態）
以下、図４を参照しながら、本発明の第２実施形態に係るボールねじ用デフレクタ２２について説明する。
本発明の第２実施形態に係るボールねじ用デフレクタ（以下、単にデフレクタという）２２は、上記の第１実施形態と同様にデフレクタ式のボールねじ機構において、転送路８内を転動するボール７をボール循環チューブ（ボール循環機構）６に誘導するものであり、基本的な構成は第１実施形態と共通する。

本第２実施形態が第１実施形態と相違するのは、ボール７の誘導方向が転送路８の接線方向でない点にある。つまり、デフレクタ２２は、第１実施形態のデフレクタ１よりも長さが短く、図２に示す第１実施形態のように端部がＸ軸付近まで延在していないが、第１実施形態に係るデフレクタ１と同様に、タング部２０はＹ軸方向に延びる端面を有しており、転送路８の接線方向から外側に角度をつけてボールを誘導するものである。

図４（ａ）に本第２実施形態に係るデフレクタ２２の平面形状を示している。デフレクタ２２は、平面視において直線状をしており、図４（ｃ）に示すようにタング部２０は、楕円形の長軸方向をねじ軸３に対して垂直な方向としている。このような形状であっても、デフレクタ２２の長さが短いために転送路８に嵌挿させることは可能であり、単純な形状であるため製造しやすくなり、製造コストを抑えることができる。

また、本第２実施形態に係るデフレクタ２２は、タング部２０の断面形状がゴシックアーク形状ではない点において、第１実施形態と異なっている。本第２実施形態において、タング部２２は、図４（ｂ）に示すように、底部に向かうにつれて曲率が高くなる２次曲線状の断面を有している。このような形状とした場合でも、ボール７とタング部２０とが２点で接触することから、ボール７がタング部２０に接触する際の衝撃や磨耗を分散することができ、タング部２０の破損を軽減することが可能となる。
なお、本第２実施形態のタング部２０の断面形状を第１実施形態と同様にゴシックアーク形状とすることも可能である。また、これとは逆に、第１実施形態のタング部１０を第２実施形態のタング部２０と同様に２次曲線状の断面とすることも可能である。

（第３実施形態）
次に、図５を参照しながら、本発明の第３実施形態に係るボールねじ用デフレクタ１について説明する。
本発明の第３実施形態に係るボールねじ用デフレクタ（以下、単にデフレクタという）１は、第１実施形態と同様にデフレクタ式のボールねじ機構において、転送路８内を転動するボール７をボール循環チューブ（ボール循環機構）６に誘導するものであり、基本的な構成は第１実施形態と共通する。

但し、本第３実施形態に係るデフレクタ１は、タング部１０の断面形状がゴシックアーク形状ではない点において、第１実施形態と異なっている。本第３実施形態において、タング部１０は、図４（ｂ）に示すように、断面形状をＶ溝形状にしてある。タング部１０の断面形状をこのようにした場合でも、ボール７とタング部１０とが２点で接触することから、ボール７がタング部１０に接触する際の衝撃や磨耗を分散することができ、タング部１０の破損を軽減することが可能となる。
以上のように、本発明によれば、タング部の破損が生じ難いボールねじ用デフレクタ及び当該デフレクタを備えたデフレクタ式ボールねじを提供することができる。

１、２２ ボールねじ用デフレクタ
２ デフレクタ式ボールねじ
３ ねじ軸
３ａ ねじ溝（ねじ軸）
４ ナット
４ａ ねじ溝（ナット）
４ｂ 円筒径部材
４ｃ フランジ
５ 貫通孔
６ ボール循環チューブ（ボール循環機構）
７ ボール
８ 転送路（螺旋軌道）
９ 固定ねじ
１０、２０、３０ タング部
１１、２１ ねじ用孔

Claims (5)

1. ボールねじの螺旋軌道を転動するボールを前記螺旋軌道から逸らして前記ボールを循環させるボール循環機構へ誘導するタング部を有するボールねじ用デフレクタにおいて、
   前記タング部は、前記ボールに２つの接触点で接触して誘導するものであり、
   前記タング部の平面が略楕円形状であり、前記タング部の長軸がねじ軸と垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とするボールねじ用デフレクタ。
2. 前記タング部の断面は、ゴシックアーク形状をしていることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ用デフレクタ。
3. 前記タング部の断面は、底部に向かうにつれて曲率が高くなる２次曲線状であることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ用デフレクタ。
4. 前記タング部の断面は、Ｖ溝形状であることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ用デフレクタ。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のボールねじ用デフレクタを備えたことを特徴とするデフレクタ式ボールねじ。

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