JPH025145Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、保持器を用いてボールを互いに離間
した形式のボールねじの改良に関する。

ボールねじは、ねじ軸の外周面及びボールナツ
トの内周面に互いに対応する螺旋状のボールねじ
溝を形成し、双方のボールねじ溝により形成され
る螺旋状の空間内に多数のボールを転動自在に配
してなり、ねじ軸とボールナツトを相対回転させ
ると、多数のボールの転動を介してねじ軸とボー
ルナツトが滑らかにしかも正確に相対螺旋運動す
るようになつているもので、一般にボールがボー
ルナツトに設けたボールチユーブの循環路又はこ
まの循環路を循環するようになつているものであ
る。

ボールチユーブをボールの循環路として用いた
外部循環式のボールねじは、ボールチユーブによ
り案内される循環路がかなり長くなり、この中を
通るボールは転がり運動ではなくすべり運動とな
るため、ボールの循環抵抗が大きくなるという問
題があり、トルク性能の良いボールねじを得るこ
とは困難である。

これに対して、こまを循環路として用いた内部
循環式のボールねじでは、ボールはボールナツト
に設けたこまのボール循環用案内溝により、ねじ
溝のねじ山を乗り越えてねじ軸の外面に沿つて循
環するようになつているので循環のためボールね
じ溝からボールねじ溝にボールを戻すボールの循
環路が短くなり、上記ボールチユーブを用いたも
のに比べて、ボールの循環抵抗が小さいのでトル
ク変動は小さい。しかしながら、このようなボー
ルねじは通常ボールがボールねじ溝内に密に配さ
れており、個々のボールがボールねじ溝内を同方
向に転動するが、その際隣り合うボール同志の接
触点では、互いに逆となる方向に動く部分の接触
となり互いにボールの転動を妨げ、その部分にす
べりを生ずるので、ボールの自由な転動は妨げら
れ、トルク抵抗が大きくなるため、極めて小さな
トルクむらが要求される用途には用いることがで
きないという欠点があつた。

このような欠点を解消するため、負荷を受ける
ボールの間にこれよりも僅かに小径とされたスペ
ーサボールを介在させることも行なわれている
が、スペーサボールの直径は負荷を受けるボール
の直径と略等しいので、負荷を受けるボールの間
隔が離れ、負荷を受けるボールの個数が約半分に
なつてしまい、ボールねじの負荷容量が半減する
という欠点がある。

一方、トルク性能を向上させたボールねじとし
ては、保持器を用いたものも知られている。この
保持器は第１図に示すように、ねじ軸とボールナ
ツトとの間に遊嵌可能な薄肉の円筒部材１１にボ
ールを転動自在に保持させるための多数の丸穴１
２をあけた保持器１０を、ねじ溝とボールナツト
との間に配し、丸穴１２にボールを転動自在に配
するのである。このようにすれば、ボールねじ溝
内の負荷を受けるボールが互いに接触することが
ないので、前記ボール同士が接触することに基づ
くすべり抵抗によるトルク変動の問題は解消され
る。しかしながら、この保持器はねじ軸が定位置
で回転しボールナツトが回転しないようにされて
いる場合はねじ軸の回転につれてボールナツトと
ともに軸方向に移動し（保持器の移動量はボール
ナツトの移動量の半分）、ボールナツトの移動ス
トロークが大きい場合には、ボールナツトの螺旋
溝から保持器が抜けボールが脱落してしまうの
で、大きなストロークが必要な場合には適用でき
ないという欠点があつた。

本考案は、以上詳述した事情を背景にしてなさ
れたもので、トルク変動が小さく、しかもボール
ナツトの移動ストロークが転動するボールにより
制限されることがないボールねじを提供すること
を目的としてなされたものであり、そのために、
保持器にほぼ軸方向の長孔を多数形成して、この
長孔内にボールを転動自在に配置すると共に、ボ
ールナツトにはボールねじ溝の隣り合う二つの溝
にまたがつて形成された穴部を設け、この穴部に
はこまが嵌着され、該こまにボールがねじ軸のね
じ山に沿つてねじ軸のねじ山を乗り越えて循環で
きるようにする構成を一般にとる内部循環式の循
環路を形成し、保持器の長孔はボールの内部循環
を妨げないよう、保持器に対してボールが軸方向
に移動可能な幅としたのである。

以下、本考案の実施例を図面をもとに説明す
る。第２図〜第５図に示すように、ボールねじ１
００は、外周面に螺旋状のボールねじ溝２２を形
成したねじ軸２０と、このボールねじ溝２２に対
応する螺旋状のボールねじ溝３２を内周面に形成
したボールナツト３０と、ねじ軸２０とボールナ
ツト３０との間の空間に配した保持器４０と、ね
じ軸２０のボールねじ軸２２及びボールナツト３
０の対向するボールねじ溝３２との間に介在さ
れ、保持器の長孔４２に遊嵌する多数のボール５
０及びボールナツト３０に設けた穴３６に嵌合さ
れたこま６０を備える。

保持器４０は第４図に示すように、円筒形状を
なし、その周面には軸方向の長孔４２が中間部に
形成されている。ボール５０は、ねじ軸２０及び
ボールナツト３０のボールねじ溝２２及び３２内
に装入され、かつ保持器４０の長孔４２によつて
転動自在に互いに離間されている。こま６０は第
５図に示すように、ボールナツト３０のボールね
じ溝３２の隣り合う二つの溝にまたがるボールナ
ツト３０の穴３６に嵌合する形状を有し、その内
周側の面にはボール５０がねじ軸２０のボールね
じ溝２２間のねじ山を乗り越えることを許容する
深いボール循環路６２が形成されている。こま６
０は、図面に示した左側のボール回路のものの
他、右側のボール回路に対しても設けられている
が、左側のこまに対してちようど90゜位置をずら
せてあるので、右側ではボールがねじ軸のねじ山
を乗り越える所が示されている。保持器６０は、
ボールナツト３０の内周面に固設された止め輪７
０，７１によつてボールナツト３０に対して相対
回転可能で軸方向には移動不能とされている。

本実施例において、ボールナツト３０を回転不
能かつ軸方向に移動可能に支持して、軸方向に移
動不能とされたねじ軸２０を第２図の右方よりみ
て右旋させると、ねじ軸２０のボールねじ溝２２
及びボールナツト３０のボールねじ溝３２に嵌合
された多数のボール５０がボールねじ溝２２に沿
つて転動し、ボールナツト３０はねじ軸２０の回
転量に比例したストローク分だけ軸方向に右方に
移動する。この時ボール５０はボールねじ溝２
２，３２に沿つて転動するが、保持器４０はボー
ルナツト３０に止め輪７０，７１により回転自在
に支持されているから、ボール５０の転動に伴な
つて回転し、ボール５０は保持器４０の長孔４２
内を軸方向に少々（ほぼねじのリード分）移動す
る（保持器４０は単独では軸方向に移動しない）。
保持器４０の前端側（第２図中左端側）に転動し
たボール５０は、保持器４０の柱状部４４によつ
て押され、こま６０のボール循環路６２に案内さ
れねじ軸２０のねじ山を乗り越えて一つ隣り（後
方側）のボールねじ溝２２内に戻される。

本実施例によれば、ねじ軸２０の回転及びそれ
に基づくボールナツト３０の軸方向の移動が極め
てスムーズに行なわれ、トルク変動は殆んど生じ
ない。その理由は、第４図に示した保持器４０を
採用したことにある。つまり、ボールねじ溝２２
及び３２内のボール５０は保持器４０の長孔４２
によつて隔絶されており、互いに接触することが
ないので、前述したような隣接するボール同士の
接触の問題がない。また、ボール５０を循環させ
る際、ボール５０は保持器４０の柱状部４４によ
り（隣りのボールではない）押され、こま６０に
形成したボール案内溝６２に案内され、ねじ軸２
０のねじ山に沿つて移動し、ボール５０はねじ軸
２０のボールねじ溝２２の側面を乗り越えるよう
にされており、ボール５０は従来のような大きな
拘束力を受けないからである。このようにボール
５０はねじ軸２０の外面に沿つて循環し保持器４
０はボールナツト３０に対して軸方向に移動しな
いので、ボールナツト３０の移動ストロークがボ
ールの転動により制限されることがないから、大
きなストロークでも使用できる。

なお、保持器４０を使用すると、保持器の柱状
部４４の幅寸法分だけ負荷を受けるボール５０の
個数が減ることになるが、柱状部の幅寸法をボー
ルの径よりもせまくすることにより従来のスペー
サボールを用いるものよりも負荷容量を大きくで
きる。

次に保持器４０の変形例を第６図〜第８図をも
とに説明する。

第６図に示した保持器４０ａは、隣り合うボー
ル回路が十分離れている場合のもので長孔４２ａ
の長さを個々のボール回路のボール５０の軸方向
移動量に対応させて選定している点に特徴があ
る。長孔４２ａを長くすることは保持器４０ａの
強度面からみると望ましいことではない。しかし
第４図に示した長孔４２は隣合うボール回路が近
接している場合でボールねじをコンパクトに出来
るという利点がある。

第７図に示した保持器４０ｂでは、保持器４０
ｂの長さの半分程度の長さの長孔４２ｂがちどり
状に配置されている。この他保持器の長孔は軸線
に対し少し傾斜した長孔としても良い。このよう
にするとボールがねじ軸のねじ山を乗り越える時
くさび作用をさけることができ循環を阻害するこ
とが少い。

本考案の他の実施例として高負荷用に使用され
るボールねじでは、ボールねじ溝が深くなつてい
るものがあり、例えば一例として直径30mm程度の
ねじ軸でねじ軸とボールナツトの間の空間が狭く
保持器の板厚としては0.4mm程度となり、非常に
うすくなるものがある。このような場合には第２
図に示したように止め輪７０，７１で保持器を取
り付けることは困難である。しかし第８図に示す
ように、ボールナツト１３０の両側部に切欠溝１
３６及び１３８を形成し、一端にフランジ部１４
２を備えた保持器１４０をボールナツト１３０の
内側に挿入してフランジ部１４２を切欠溝１３６
に係合させた後、プラスチツクスのような弾性を
有する圧入リング１５０を保持器１４０の他端に
圧入し、切欠溝１３８内に収容するようにすれば
良い。又は保持器１４０の他端を組立後折曲げる
ことにより保持器１４０をボールナツトに保持さ
せることもできる。

なお、上記実施例ではこま６０を２個設けてボ
ールの循環回路を２つ形成しているが、これは３
つ以上設けても良いことはもちろんである。

以上述べてきたように、本考案においては、ね
じ軸とボールナツトとの間に遊嵌させた保持器に
ボールねじ溝を転動するボールに対応させて軸方
向の長孔を形成し、ボールねじ溝内の多数のボー
ルを保持器の長孔で隔絶配置すると共に、ボール
ナツトにボールねじ溝の二溝にまたがる穴を設
け、この穴にねじ軸のねじ山を乗り越えてボール
を案内するこまを設けてボールを循環するように
したので、ボール同士が接触することがなくなる
ので、ボール同士の接触によりボールの転動が妨
げられることがなく、ボールは保持器の柱状部に
よつてこまに形成された循環回路内に押し込まれ
るように循環するから、ボールねじの使用ストロ
ークが制限されることがなく、きわめてトルク変
動が少くスムーズに回転できるボールねじを得る
ことができるという効果が奏されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のボールねじにおいて使用されて
いる保持器を示す斜視図である。第２図〜第５図
は本考案の一実施例を示し、第２図は正面断面
図、第３図は第２図における−断面図、第４
図は保持器の斜視図、第５図はこまの斜視図であ
る。第６図〜第８図は保持器の変形例を示し、第
６図及び第７図は別々の変形例の正面図、第８図
は組込状態の断面図である。 主要部分の符号の説明、２０……ねじ軸、３０
……ボールナツト、４０……保持器、４２……長
孔、５０……ボール、６０……こま。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 螺旋状のボールねじ溝を外周面に有するねじ軸
   と、 該ねじ軸のボールねじ溝に対応するボールねじ
   溝を内周面に有し、該ボールねじ溝の一部にボー
   ルが前記ねじ軸のねじ山を乗り越えて循環するよ
   う案内するこまを設けて循環路を形成した内部循
   環式のボールナツトと、 該ボールナツトのボールねじ溝と前記ねじ軸の
   ボールねじ溝に転動自在に嵌合する多数のボール
   と、 前記ねじ軸とボールナツトとの間の空間に配さ
   れ、前記ボールを周方向において互いに離間する
   と共に転動自在に保持するために軸方向に延びる
   複数本の長孔を周面に設けた円筒状の保持器と を具え、該保持器の長孔は前記ボールの内部循環
   における軸方向の移動を妨げない長さとされてい
   ることを特徴とするボールねじ。