JP7319023B2 - ball spline - Google Patents

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load

Description

本発明は、各種搬送装置や産業用ロボット等の直線案内部あるいはトルク伝達部に利用されるボールスプラインに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ball spline used in linear guides or torque transmissions of various conveying devices, industrial robots, and the like.

この種のボールスプラインとしては、特許文献1に開示されるものが知られている。この文献に開示されるボールスプラインは、長手方向に沿ってボールの転走溝が形成されたスプライン軸と、前記転走溝を転動する多数のボールと、前記スプライン軸が挿通する貫通穴を有すると共に前記ボールを介して前記スプライン軸に組付けられたスプラインナットと、から構成されている。 As this type of ball spline, the one disclosed in Patent Document 1 is known. The ball spline disclosed in this document includes a spline shaft in which ball rolling grooves are formed along the longitudinal direction, a large number of balls rolling in the rolling grooves, and a through hole through which the spline shaft is inserted. and a spline nut assembled to the spline shaft via the ball.

また、前記スプラインナットは、前記スプライン軸の転走溝と対向する負荷転走溝が前記貫通穴の内周面に設けられたスプラインナットと、前記スプラインナットの貫通穴の内周面に嵌合して前記ボールの無限循環路を形成する略円筒状の保持器と、を備えている。前記保持器は前記スプライン軸と前記スプラインナットの隙間に存在しており、前記スプラインナットの内周面に面した当該保持器の外周面には、前記ボールの無限循環路となる循環溝が設けられている。この循環溝は、前記ボールが前記スプライン軸と前記スプラインナットとの間で荷重を負荷しながら転動する負荷通路と、この負荷通路と平行に設けられてボールが無負荷状態で転動する戻し通路と、これら負荷通路と戻し通路の端部同士を連結する一対のU字状方向転換路とから構成されている。前記負荷通路においては循環溝の底部にボール直径よりも狭い幅の開口が設けられており、ボールは当該開口を通して前記スプライン軸の転走溝に接触する。また、前記戻し通路及び前記方向転換路はボールが荷重から解放された状態で転走する無負荷通路として構成されており、これら通路の幅はボールの直径よりも大きく形成されている。 The spline nut includes a spline nut having a load rolling groove facing the rolling groove of the spline shaft provided on the inner peripheral surface of the through hole, and the spline nut is fitted to the inner peripheral surface of the through hole of the spline nut. and a substantially cylindrical retainer that forms an endless circulation path for the balls. The retainer is present in a gap between the spline shaft and the spline nut, and the outer peripheral surface of the retainer facing the inner peripheral surface of the spline nut is provided with a circulation groove serving as an endless circulation path for the balls. It is The circulation groove includes a load path in which the balls roll while applying a load between the spline shaft and the spline nut, and a return path provided parallel to the load path in which the balls roll in an unloaded state. A passageway and a pair of U-shaped turnaround passages connecting the ends of the load passageway and the return passageway. In the load passage, an opening having a width narrower than the ball diameter is provided at the bottom of the circulation groove, and the ball contacts the rolling groove of the spline shaft through the opening. Further, the return path and the direction change path are configured as no-load paths in which the balls roll while being released from the load, and the width of these paths is formed larger than the diameter of the balls.

このため、スプライン軸に沿ってスプラインナットが移動すると、前記負荷通路内のボールは当該負荷通路内を自転しながら移動するが、かかるボールは負荷通路から方向転換路に排出されると、自ら自転して移動することはなく、負荷通路から続けて排出される後続のボールに押されながらリタヘーン通路及び戻し通路の内部を進行することになる。すなわち、前記戻し通路とその両端に位置する一対の方向転換路から構成される無負荷通路内において、ボールは循環方向に沿って隙間なく配列された状態にある。 Therefore, when the spline nut moves along the spline shaft, the balls in the load passage move while rotating in the load passage. Instead, it advances through the litahane passage and the return passage while being pushed by subsequent balls continuously ejected from the load passage. In other words, the balls are arranged in the circulation direction without gaps in the no-load passage composed of the return passage and a pair of direction change passages positioned at both ends thereof.

実用新案登録第3108723号Utility Model Registration No. 3108723

前記負荷通路から前記無負荷通路へのボールの排出と、前記無負荷通路から前記負荷通路へのボールの進入は完全には同期していないので、無負荷通路内におけるボール列の長さは微小変化を周期的に繰り返している。このため、ボール列の長さの変化に呼応して、前記無負荷通路内に配列されたボールは前後に隣接するボールと強く擦れあうことになり、当該通路内でボール詰まり現象が発生し、ボールの円滑な循環が阻害される懸念があった。 Since the discharge of balls from the load path to the unloaded path and the entry of balls from the unloaded path into the loaded path are not completely synchronized, the length of the ball train in the unloaded path is very small. Changes are repeated periodically. Therefore, in response to changes in the length of the ball row, the balls arranged in the no-load passage strongly rub against adjacent balls in the front and rear, causing a ball clogging phenomenon in the passage. There was a concern that the smooth circulation of the ball would be hindered.

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、無負荷通路内におけるボール詰まり現象の発生を抑えて、前記循環溝内におけるボールの円滑な循環を確保することができ、もってスプライン軸に対するスプラインナットの円滑な運動を達成することが可能なボールスプラインを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its object is to suppress the occurrence of the ball clogging phenomenon in the no-load passage and ensure the smooth circulation of the balls in the circulation groove. To provide a ball spline capable of achieving smooth movement of a spline nut with respect to a spline shaft.

すなわち、本発明は、ボールの転走溝が長手方向に沿って複数形成されたスプライン軸と、多数のボールを介して前記スプライン軸に組付けられて、当該スプライン軸に沿って移動自在なスプラインナットと、を備えたボールスプラインである。前記スプラインナットは、前記スプライン軸が挿通する貫通穴を有すると共に、当該貫通穴の内周面には前記スプライン軸の各転走溝に対向する複数の負荷転走溝が形成されたナット本体と、前記ナット本体の貫通穴の内周面に装着される共に前記ボールの無限循環路となる複数の循環溝が外周面に設けられた保持器と、を備えている。そして、前記循環溝は、前記ボールが荷重を負荷しながら転動する負荷通路と、前記負荷通路と保持壁を隔てて平行に設けられた戻し通路と、これら負荷通路と戻し通路の両端を接続する一対の方向転換路とを備え、前記負荷通路の底部には当該負荷通路を転動するボールが前記スプライン軸の転走溝に接触する負荷開口部が設けられる一方、前記戻し通路の底部には前記保持壁の弾性変形を可能とするスリット状開口が設けられている。 That is, the present invention provides a spline shaft in which a plurality of ball rolling grooves are formed along the longitudinal direction, and a spline that is assembled to the spline shaft via a large number of balls and is movable along the spline shaft. A ball spline with a nut and The spline nut has a through hole through which the spline shaft is inserted, and a nut body in which a plurality of load rolling grooves are formed on the inner peripheral surface of the through hole so as to face the rolling grooves of the spline shaft. and a retainer mounted on the inner peripheral surface of the through hole of the nut body and provided with a plurality of circulation grooves on the outer peripheral surface thereof, the circulating grooves forming an endless circulation path for the balls. The circulation groove includes a load passage in which the balls roll while applying a load, a return passage provided in parallel with the load passage and a holding wall, and both ends of the load passage and the return passage. A load opening is provided at the bottom of the load passage so that balls rolling in the load passage come into contact with the rolling grooves of the spline shaft. is provided with a slit-shaped opening that enables elastic deformation of the holding wall.

本発明にボールスプラインによれば、保持器の循環溝を構成する戻し通路の底部にスリット状開口を形成したことにより、当該戻し通路と負荷通路とを隔てる保持壁が外力に対して弾性変形し易いので、前記循環溝内におけるボール詰まり現象の発生を抑えて、ボールの円滑な循環を確保することができ、スプライン軸に対するスプラインナットの円滑な運動を達成することが可能となる。 According to the ball spline of the present invention, since the slit-shaped opening is formed in the bottom of the return passage that constitutes the circulation groove of the retainer, the holding wall that separates the return passage and the load passage elastically deforms against external force. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of ball clogging in the circulation groove, ensure smooth circulation of the balls, and achieve smooth movement of the spline nut with respect to the spline shaft.

本発明が適用されるボールスプラインの実施形態の一例を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an example of an embodiment of a ball spline to which the present invention is applied; FIG. 図1のII-II線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1; 実施形態に係るボールスプラインの保持器を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a retainer of the ball spline according to the embodiment; 実施形態に係るボールスプラインの保持器を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing the retainer of the ball spline according to the embodiment; 図4のV-V線断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. 4; 実施形態に係るボールスプラインのスプラインナットの分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of the spline nut of the ball spline according to the embodiment; 保持器の他の例を示すスプラインナットの分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of a spline nut showing another example of a retainer;

図1は本発明を適用可能なボールスプラインの実施形態の一例を示す斜視図である。このボールスプラインは、外周面の長手方向に沿ってボールの転走溝10が複数形成されたスプライン軸1と、前記スプライン軸が挿通する貫通穴20を有すると共に多数のボールを介して当該スプライン軸1に組み付けられたスプラインナット2と、を備えている。前記スプラインナット2は前記ボールが配列された無限循環路を内蔵しており、前記ボールが前記無限循環路内を循環しながら前記スプライン軸1の転走溝10を転動することで、前記スプラインナット2が当該スプライン軸1の長手方向に沿って自在に移動することが可能となっている。また、前記ボールが前記転走溝の上をスプイラン軸1の長手方向にのみ転動することから、前記ボールスプラインは前記スプライン軸1の周方向に作用するトルクを当該スプライン軸1と前記スプラインナット2の間で伝達することが可能である。 FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment of a ball spline to which the present invention can be applied. This ball spline has a spline shaft 1 in which a plurality of ball rolling grooves 10 are formed along the longitudinal direction of the outer peripheral surface, and a through hole 20 through which the spline shaft is inserted. and a spline nut 2 assembled to 1. The spline nut 2 incorporates an endless circulation path in which the balls are arranged, and the balls roll in the rolling grooves 10 of the spline shaft 1 while circulating in the endless circulation path, thereby The nut 2 can freely move along the longitudinal direction of the spline shaft 1 . In addition, since the balls roll only in the longitudinal direction of the spline shaft 1 on the rolling grooves, the ball spline distributes the torque acting in the circumferential direction of the spline shaft 1 to the spline shaft 1 and the spline nut. It is possible to transmit between 2.

図2は図1のII-II線断面図である。このボールスプラインでは、前記転走溝10が前記スプライン軸1の外周面に対して6条形成されている。これら転走溝10は2条を1組とし、3組の転走溝10が前記スプライン軸1の中心に対して120度の角度で均等に配置されている。尚、前記転走溝10の条数はこれに限られるものではなく、前記スプラインナット2に必要とされる荷重負荷能力に応じて適宜設計変更することが可能である。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II--II of FIG. In this ball spline, six rolling grooves 10 are formed on the outer peripheral surface of the spline shaft 1 . Two sets of rolling grooves 10 constitute one set, and three sets of rolling grooves 10 are evenly arranged at an angle of 120 degrees with respect to the center of the spline shaft 1 . The number of threads of the rolling grooves 10 is not limited to this, and the design can be appropriately changed according to the load carrying capacity required for the spline nut 2 .

また、前記スプラインナット2は、前記スプライン軸1の転走溝10に対向する負荷転走溝21が内周面に形成された略円筒状のナット本体2Aと、前記ナット本体2Aの内周面に装着されて前記ボールの無限循環路を構築するボール保持器3と、前記ボール保持器3に配列された多数のボール4と、を備えている。 The spline nut 2 includes a substantially cylindrical nut body 2A having a load rolling groove 21 formed on the inner peripheral surface thereof facing the rolling groove 10 of the spline shaft 1, and an inner peripheral surface of the nut body 2A. A ball retainer 3 that is attached to the ball retainer 3 to construct an endless circulation path for the balls, and a large number of balls 4 arranged in the ball retainer 3 .

前記ナット本体2Aの内周面は負荷部22と無負荷部23が周方向に沿って交互に形成されている。前記負荷部22には前記負荷転走溝21が2条ずつ形成されており、前記ボール4は当該負荷転走溝21と前記スプライン軸1の転走溝10との間で荷重を負荷しながら転動する。このため、前記負荷部22と前記スプライン軸1の外周面との距離はボール4の直径よりも僅かに狭く設定されている。また、前記無負荷部23には前記ボール4が無負荷状態で転動する戻し通路が2条ずつ設けられている。このため、前記無負荷部23と前記スプライン軸1の外周面との距離はボール4の直径よりも大きく設定されている。 Loaded portions 22 and unloaded portions 23 are alternately formed on the inner peripheral surface of the nut body 2A along the circumferential direction. Two load rolling grooves 21 are formed in each of the load portions 22 , and the balls 4 are loaded between the load rolling grooves 21 and the rolling grooves 10 of the spline shaft 1 while applying a load. Roll. Therefore, the distance between the load portion 22 and the outer peripheral surface of the spline shaft 1 is set slightly narrower than the diameter of the ball 4 . Further, the no-load portion 23 is provided with two return passages in which the balls 4 roll in the no-load state. Therefore, the distance between the no-load portion 23 and the outer peripheral surface of the spline shaft 1 is set larger than the diameter of the balls 4 .

また、前記ナット本体2Aには潤滑剤の供給穴24が複数設けられている。これら供給穴24は前記ナット本体2Aを半径方向へ貫通して前記無負荷部23に開口しており、前記戻し通路を転動するボール4に対して潤滑剤を供給することが可能となっている。 A plurality of lubricant supply holes 24 are provided in the nut body 2A. These supply holes 24 penetrate the nut body 2A in the radial direction and open to the non-loaded portion 23, so that lubricant can be supplied to the balls 4 rolling in the return passage. there is

次に、前記保持器について説明する。図3は前記保持器3を示す斜視図、図4は前記保持器を示す側面図、図5は図4のV-V線断面図である。前記保持器3は前記スプライン軸1が貫通する貫通穴30を有して略円筒状に形成されており、その外周面にはボール4の無限循環路となる循環溝31が形成されている。この実施形態のボールスプラインでは前記保持器3に対して6回路の循環溝31が設けられており、各循環溝31が前記スプライン軸1の転走溝10の夫々に対応している。尚、図3においては前記循環溝31の把握を容易なものとするため、一つの循環溝31にのみボール4を配列した様子を描いている。 Next, the retainer will be described. 3 is a perspective view showing the retainer 3, FIG. 4 is a side view showing the retainer, and FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. The cage 3 has a through hole 30 through which the spline shaft 1 passes, and is formed in a substantially cylindrical shape. In the ball spline of this embodiment, six circuits of circulation grooves 31 are provided in the retainer 3 , and each circulation groove 31 corresponds to each of the rolling grooves 10 of the spline shaft 1 . In FIG. 3, in order to facilitate grasping of the circulation grooves 31, a state in which the balls 4 are arranged only in one circulation groove 31 is depicted.

各循環溝31は、ボール4が前記スプライン軸1と前記ナット本体2Aとの間で荷重を負荷しながら転動する負荷通路31aと、前記負荷通路31aと平行に設けられた戻し通路31bと、これら負荷通路31aと戻し通路31bの両端を接続する一対の方向転換路31cとから構成されている。前記保持器3に対する6回路の循環溝31の配置は、前記負荷通路31a同士、前記戻し通路31b同士が隣接するようになされている。そして、互いに隣接する2条の負荷通路31aが前記ナット本体2Aの負荷部22に対応し、互いに隣接する2条の戻し通路31bが前記ナット本体2Aの無負荷部23に対応している。 Each circulation groove 31 includes a load passage 31a in which the balls 4 roll while applying a load between the spline shaft 1 and the nut body 2A, a return passage 31b provided parallel to the load passage 31a, It is composed of a pair of direction changing paths 31c connecting both ends of the load path 31a and the return path 31b. The arrangement of the six circulation grooves 31 in the retainer 3 is such that the load passages 31a are adjacent to each other and the return passages 31b are adjacent to each other. Two adjacent load passages 31a correspond to the load portion 22 of the nut body 2A, and two adjacent return passages 31b correspond to the non-load portion 23 of the nut body 2A.

図4に示すように、前記循環溝31の負荷通路31aの底部には負荷開口部32が設けられており、当該負荷通路31aを転動するボール4は前記負荷開口部32を通して前記スプライン軸1の転走溝10に接触する。これにより、前記負荷通路を転動するボールは前記ナット本体2Aと前記スプライン軸との間で荷重を負荷することが可能となる。また、前記負荷開口部32の開口幅は前記ボール4の直径よりも小さく設定されており、前記スプラインナット2から前記スプライン軸1を抜き取ったとしても、ボール4が前記循環溝31に保持されるようになっている。 As shown in FIG. 4 , a load opening 32 is provided at the bottom of the load passage 31 a of the circulation groove 31 , and the balls 4 rolling in the load passage 31 a pass through the load opening 32 to the spline shaft 1 . contacts the rolling groove 10 of As a result, the ball rolling in the load passage can apply a load between the nut body 2A and the spline shaft. The opening width of the load opening 32 is set smaller than the diameter of the balls 4, so that even if the spline shaft 1 is removed from the spline nut 2, the balls 4 are held in the circulation grooves 31. It's like

前記負荷通路31aと前記戻し通路31bは保持壁33によって隔てられており、前記循環溝31に配列されたボール4は前記保持壁33の周囲を循環している。また、図4及び図5に示されるように、互いに隣接する一対の戻し通路31bの間には隣り合う一対の循環溝31を隔てる区画壁34が設けられている。 The load passage 31 a and the return passage 31 b are separated by a retaining wall 33 , and the balls 4 arranged in the circulation groove 31 circulate around the retaining wall 33 . As shown in FIGS. 4 and 5, a partition wall 34 is provided between a pair of adjacent return passages 31b to separate a pair of adjacent circulation grooves 31. As shown in FIGS.

また、各戻し通路31bの底部には、前記戻し通路31b内におけるボール4の転動を円滑化するためのスリット状開口35が形成されている。このスリット状開口35の開口幅は前記負荷開口部32の開口幅よりも小さく設定されており、前記戻し通路31b内のボール4は前記スプライン軸1に接触することなく当該戻し通路31b内を転動する。図5に示されるように、前記戻し通路31bは前記保持壁33を挟んで前記負荷通路31aに隣接する一方、前記区隔壁34を挟んで他の戻し通路31bに隣接しており、前記負荷通路31aの底部には前記負荷開口部32が形成され、前記戻し通路31bの底部にはスリット状開口35が形成されている。このため、前記保持壁33及び前記区隔壁34は外力に対して弾性変形を生じ易く、前記ボール4が配列されている状態では、当該保持器3の半径方向へ変形を生じ易くなっている。 A slit-shaped opening 35 is formed at the bottom of each return passage 31b to facilitate smooth rolling of the ball 4 in the return passage 31b. The opening width of the slit-shaped opening 35 is set smaller than the opening width of the load opening 32, so that the ball 4 in the return passage 31b rolls in the return passage 31b without contacting the spline shaft 1. move. As shown in FIG. 5, the return passage 31b is adjacent to the load passage 31a with the holding wall 33 interposed therebetween, and is adjacent to the other return passage 31b with the partition wall 34 interposed therebetween. The load opening 32 is formed at the bottom of the return passage 31a, and a slit-shaped opening 35 is formed at the bottom of the return passage 31b. Therefore, the holding wall 33 and the partitioning wall 34 are likely to be elastically deformed by an external force, and when the balls 4 are arranged, the retainer 3 is easily deformed in the radial direction.

図6は前記スプラインナット2の組み立てを示す分解斜視図である。同図に示されるように、前記保持器3は、保持器本体3Aと、前記保持器本体3Aの長手方向の両端に装着される一対のリング状サブキャップ3Bとから構成されている。前記サブキャップ3Bは前記保持器本体3Aの長手方向端部の外周面に対して被さるようにして嵌合する。前記サブキヤップ3Bには前記保持器本体3Aの循環溝31に対応した略U字状の案内溝36が形成されており、当該サブキャップ3Bを前記保持器本体3Aに嵌合させると、かかる案内溝36の内周壁が前記方向転換路31cの外周側の案内壁となる。これにより、前記方向転換路31cの全域においてその深さがボール4の直径よりも僅かに深く設定され、当該方向転換路31c内におけるボール4の整列状態を安定させ、無限循環路におけるボール4の循環を良好なものにすることが可能となっている。 FIG. 6 is an exploded perspective view showing assembly of the spline nut 2. As shown in FIG. As shown in the figure, the retainer 3 comprises a retainer main body 3A and a pair of ring-shaped sub-caps 3B attached to both longitudinal ends of the retainer main body 3A. The sub-caps 3B are fitted so as to cover the outer peripheral surfaces of the longitudinal ends of the retainer main body 3A. A substantially U-shaped guide groove 36 corresponding to the circulation groove 31 of the retainer main body 3A is formed in the sub-cap 3B. An inner peripheral wall of 36 serves as a guide wall on the outer peripheral side of the turn path 31c. As a result, the depth of the direction change path 31c is set to be slightly deeper than the diameter of the balls 4 over the entire area of the direction change path 31c. It is possible to improve circulation.

図6に示されるように、前記ナット本体2Aの内周面には前記負荷転走溝21が形成された負荷部22が突出しているので、前記保持器本体3Aの両端に前記サブキャップ3Bを装着したままの状態では前記保持器3を前記ナット本体2Aに組付けることはできない。このため、前記スプラインナット2の組み立てにあたっては、まず、前記保持器本体3Aが前記ナット本体2Aの内部に挿入される。この際、前記ナット本体2Aの周方向に対する前記保持器本体3Aの位置決めは前記負荷部22によって行われる。 As shown in FIG. 6, since the load portion 22 formed with the load rolling groove 21 protrudes from the inner peripheral surface of the nut body 2A, the sub-caps 3B are attached to both ends of the retainer body 3A. The retainer 3 cannot be assembled to the nut body 2A in the mounted state. Therefore, when assembling the spline nut 2, first, the retainer body 3A is inserted into the nut body 2A. At this time, positioning of the retainer main body 3A with respect to the circumferential direction of the nut main body 2A is performed by the load portion 22. As shown in FIG.

この後、前記ナット本体2Aの両端の貫通穴のそれぞれから前記サブキャップ3Bが挿入され、当該サブキャップ3Bが前記保持器本体3Aの両端部に嵌合する。これによって前記ナット本体2Aの長手方向に対する保持器3の位置決めが完了する。最後に、シールリング5とC形止め輪6をナット本体2Aの貫通穴の口元に装着し、前記スプラインナット2の組み立てが完了する。 After that, the sub-caps 3B are inserted through the through-holes at both ends of the nut body 2A, respectively, and the sub-caps 3B are fitted to both ends of the retainer body 3A. This completes the positioning of the retainer 3 in the longitudinal direction of the nut body 2A. Finally, the seal ring 5 and the C-shaped retaining ring 6 are attached to the mouth of the through hole of the nut body 2A, and the assembly of the spline nut 2 is completed.

前記スプラインナット2が前記スプライン軸1に沿って移動する際、前記負荷通路31a内のボール4は前記スプライン軸1の転走溝10と前記ナット本体2Aの負荷転走溝21に接触しており、当該負荷通路3a内を自転しながら移動する。しかし、かかるボール4は負荷通路3aを抜けて方向転換路3cに進入して、当該方向転換路3cで無負荷状態になると、自ら自転して移動することはなく、前記負荷通路3aから続けて排出される後続のボール4に押されながら方向転換路3c及び戻し通路3bの内部を進行する。すなわち、ボール4は後続のボールに押され、隙間なく配列された状態で前記方向転換路3c、前記戻し通路3b及びその先の方向転換路3cを進行する。 When the spline nut 2 moves along the spline shaft 1, the balls 4 in the load passage 31a are in contact with the rolling grooves 10 of the spline shaft 1 and the load rolling grooves 21 of the nut body 2A. , move in the load passage 3a while rotating. However, when the ball 4 exits the load passage 3a and enters the direction change passage 3c and becomes unloaded in the direction change passage 3c, it does not rotate by itself and continues from the load passage 3a. While being pushed by the subsequent ball 4 that is discharged, it advances through the direction change path 3c and the return path 3b. That is, the balls 4 are pushed by the following balls, and are arranged without gaps as they travel through the direction change path 3c, the return path 3b, and the direction change path 3c beyond.

その一方、前記負荷通路3aから前記方向転換路3cへのボール4の排出と、前記方向転換路3cから前記負荷通路3aへのボール4の進入は完全には同期しておらず、前記一対の方向転換路3c及び前記戻し通路3bに配列されたボール列の長さは前記負荷通路3aに対するボール4の出入りに応じて周期的に変化する。このため、前記保持器3の循環溝31に対してボール4を隙間なく配列している場合、前記戻し通路3b内に前後して配列されたボール4は周期的に強く擦れあって当該戻し通路3b内で千鳥状に配列を乱す懸念がある。 On the other hand, the ejection of the balls 4 from the load passage 3a to the direction change passage 3c and the entry of the balls 4 from the direction change passage 3c to the load passage 3a are not completely synchronized. The lengths of the rows of balls arranged in the direction change path 3c and the return path 3b change periodically according to the movement of the balls 4 into and out of the load path 3a. Therefore, when the balls 4 are arranged in the circulation groove 31 of the retainer 3 without gaps, the balls 4 arranged one behind the other in the return passage 3b rub strongly against each other periodically, causing the return passage to move. There is a concern of disturbing the arrangement in a staggered manner within 3b.

本実施形態のボールスプラインでは、前記保持器3に設けられた特定の戻し通路31bに着目した場合、当該戻し通路31bの底部にスリット状開口35が形成されていることから、前述したように、当該戻し通路31bの両側に位置する前記保持壁33及び前記区隔壁34は外力に対して弾性変形し易いといった特徴がある。このため、前記戻し通路31b内でボール4が千鳥状に配列を乱した場合であっても、前記保持壁33及び区隔壁34がボール4に押圧されて前記保持器3の半径方向へ変形し、ボール4とボール4の間に作用する摩擦力の高まりを抑えることが可能である。 In the ball spline of this embodiment, when focusing on the specific return passage 31b provided in the retainer 3, since the slit-shaped opening 35 is formed in the bottom of the return passage 31b, as described above, The holding wall 33 and the partitioning wall 34 located on both sides of the return passage 31b are characterized by being easily elastically deformed by external force. Therefore, even if the balls 4 are arranged in a staggered manner in the return passage 31b, the holding walls 33 and the partition walls 34 are pressed by the balls 4 and deformed in the radial direction of the retainer 3. , it is possible to suppress an increase in the frictional force acting between the balls 4 .

すなわち、本実施形態のボールスプラインでは、ボール4が前記保持器3の循環溝31内で周期的に強く擦れあっても、当該循環溝31の内部におけるボール詰まりの発生を防止することができ、無限循環路内におけるボール4の循環を円滑化し、ひいては前記スプライン軸1に対する前記スプラインナット2の運動の円滑化を達成することが可能となる。 That is, in the ball spline of the present embodiment, even if the balls 4 strongly rub against each other periodically in the circulation groove 31 of the retainer 3, it is possible to prevent clogging of the inside of the circulation groove 31. It is possible to smoothen the circulation of the balls 4 in the endless circulation path, and thus smoothen the movement of the spline nut 2 with respect to the spline shaft 1 .

また、本実施形態のボールスプラインでは、前記保持器3が前記保持器本体3Aと前記一対のサブキャップ3Bに分割されており、当該サブキャップ3Bが前記ナット本体2Aと保持器本体3Aの隙間を埋めて前記方向転換路31cの外周側の案内壁を形成することから、当該方向転換路31cにおけるボール4の整列状態が良好なものとなり、この点においても無限循環路内におけるボール4の循環を円滑化が図られている。特に、スプライン軸1を鉛直方向に沿って配設した場合に、前記方向転換路31c内におけるボール詰まりが解消され、その効果が顕著である。 Further, in the ball spline of this embodiment, the retainer 3 is divided into the retainer body 3A and the pair of sub-caps 3B, and the sub-caps 3B fill the gap between the nut body 2A and the retainer body 3A. Since the guide wall on the outer peripheral side of the direction change path 31c is formed by burying the balls 4, the alignment of the balls 4 in the direction change path 31c is improved. It is being facilitated. In particular, when the spline shaft 1 is arranged along the vertical direction, clogging of balls in the direction change path 31c is eliminated, and the effect is remarkable.

尚、本発明のボールスプラインにおける前記保持器3の実施形態は図1乃至図6に示した例に限定されるものではなく、例えば図7に示すように、前記サブキャップ3Bを複数のリターンピース3Cに分割したものであっても良い。前記リターンピース3Cは前記ナット本体2Aの両端の開口部から当該ナット本体2Aと前記保持器本体3Aの隙間に挿入されるものであり、各リターンピース3Cには保持器本体3Aに設けられた前記方向転換路31cの外周側の案内壁の一部が形成されている。保持器本体3Aに組付けられた前記リターンピース3Cは前記ナット本体2Aの負荷部22の長手方向の両端に位置し、当該保持器本体3Aと前記ナット本体2Aの内周面との隙間を埋めて、前記方向転換路31cにおけるボール4の軌道を整え、前記サブキャップ3Bと同様に無限循環路内におけるボール4の転動の円滑化を達成するものである。 The embodiment of the retainer 3 in the ball spline of the present invention is not limited to the examples shown in FIGS. 1 to 6. For example, as shown in FIG. It may be divided into 3C. The return piece 3C is inserted into the gap between the nut body 2A and the retainer body 3A from openings at both ends of the nut body 2A. A part of the guide wall on the outer peripheral side of the direction change path 31c is formed. The return pieces 3C assembled to the retainer main body 3A are positioned at both longitudinal ends of the load portion 22 of the nut main body 2A and fill the gap between the retainer main body 3A and the inner peripheral surface of the nut main body 2A. , the trajectory of the balls 4 in the direction changing path 31c is arranged, and smooth rolling of the balls 4 in the endless circulation path is achieved in the same manner as the sub-cap 3B.

1…スプライン軸、2…スプラインナット、2A…ナット本体、3…保持器、3A…保持器本体、3B…サブキャップ、4…ボール、31…循環溝、31a…負荷通路、31b…戻し通路、31c…方向転換路、32…負荷開口部、33…保持壁、34…区画壁、35…スリット状開口
Reference Signs List 1 spline shaft 2 spline nut 2A nut body 3 retainer 3A retainer body 3B sub-cap 4 balls 31 circulation groove 31a load passage 31b return passage 31c... turning path, 32... load opening, 33... retaining wall, 34... partition wall, 35... slit opening

Claims (3)

ボールの転走溝が長手方向に沿って複数形成されたスプライン軸と、
多数のボールを介して前記スプライン軸に組付けられて、当該スプライン軸に沿って移動自在なスプラインナットと、を備え、
前記スプラインナットは、
前記スプライン軸が挿通する貫通穴を有すると共に、当該貫通穴の内周面には前記スプライン軸の各転走溝に対向する複数の負荷転走溝が形成されたナット本体と、
前記ナット本体の貫通穴の内周面に装着される共に前記ボールの無限循環路となる複数の循環溝が外周面に設けられた保持器と、を備え、
前記循環溝は、前記ボールが荷重を負荷しながら転動する負荷通路と、前記負荷通路と保持壁を隔てて平行に設けられた戻し通路と、これら負荷通路と戻し通路の両端を接続する一対の方向転換路とを備え、
前記負荷通路の底部には当該負荷通路を転動するボールが前記スプライン軸の転走溝に接触する負荷開口部が設けられる一方、前記戻し通路の底部には前記負荷開口部の開口幅よりも小さな開口幅を有するスリット状開口が設けられ、前記負荷通路及び前記戻し通路のそれぞれは前記保持器の内周面及び外周面に開放され、前記負荷通路と前記戻し通路を隔てる保持壁は当該保持器の半径方向へ弾性変形可能であることを特徴とするボールスプライン。
a spline shaft in which a plurality of ball rolling grooves are formed along the longitudinal direction;
a spline nut assembled to the spline shaft via a large number of balls and movable along the spline shaft;
The spline nut is
a nut body having a through hole through which the spline shaft is inserted, and a plurality of load rolling grooves formed on the inner peripheral surface of the through hole so as to face the rolling grooves of the spline shaft;
a retainer that is mounted on the inner peripheral surface of the through hole of the nut body and has a plurality of circulation grooves on the outer peripheral surface that serve as an endless circulation path for the balls;
The circulation grooves include a load passage through which the balls roll while applying a load, a return passage separated from the load passage by a holding wall, and a pair of connecting ends of the load passage and the return passage. and a turning road of
The bottom of the load passage is provided with a load opening in which the balls rolling in the load passage come into contact with the rolling grooves of the spline shaft. A slit-shaped opening having a small opening width is provided, the load passage and the return passage are opened to the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the cage, respectively, and the holding wall separating the load passage and the return passage is the holding wall. A ball spline characterized by being elastically deformable in the radial direction of the vessel.
前記保持器に対する複数の循環溝の配置は、互いに隣接する前記循環溝の前記負荷通路同士、前記戻し通路同士が隣接するようになされ、互いに隣接する一対の戻し通路の間に設けられた区画壁の両側に前記スリット状開口が位置していることを特徴とする請求項1記載のボールスプライン。 A plurality of circulation grooves are arranged with respect to the retainer such that the load passages and the return passages of the circulation grooves adjacent to each other are adjacent to each other, and a dividing wall is provided between a pair of return passages adjacent to each other. 2. The ball spline according to claim 1, wherein said slit openings are located on both sides of said ball spline. 前記保持器は、前記循環溝が形成された保持器本体と、前記保持器本体の長手方向の両端に装着されて前記ナット本体と前記保持器本体の隙間を埋める一対のサブキャップとを備え、
前記サブキャップには前記方向転換路の外周側の案内壁となる案内溝が形成されていることを特徴とする請求項1記載のボールスプライン。
The retainer includes a retainer body in which the circulation grooves are formed, and a pair of sub-caps attached to both ends of the retainer body in the longitudinal direction to fill a gap between the nut body and the retainer body,
2. The ball spline according to claim 1, wherein the sub-cap is formed with a guide groove serving as a guide wall on the outer peripheral side of the direction changing path.
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