JPH053715U - ボールねじ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ボール循環部をナット本体の端面に局部的に形
成して、小型でかつ衝突時にも破壊されるおそれのない
循環路形成部を備えるとともに優れた作動特性を有する
ボールねじ装置を提供する。 【構成】ボールの循環路形成部をナット本体５の両端に
備えたボールねじ装置において、ナット本体５の端部に
ボールねじ溝６に通じている座ぐり穴９を設け、この座
ぐり穴９にボールねじ溝６と戻り通路８とを連通させる
湾曲路１３を有するエンドピース１２を挿入して固定す
ることにより循環路形成部を構成する。エンドピース１
２は小型でよく、位置合わせも容易で滑らかなボールの
作動が可能である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ボールねじ装置に係り、特にナット端部にボール循環路を有する いわゆるエンドキャップ式のボールねじ装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のエンドキャップ式ボールねじ装置としては、例えば特公昭３６−９３５ ３号公報に記載されているものがある。この従来例は、外面にボールねじ溝を有 するねじ軸に、内面にボールねじ溝を有する円筒状のナットを螺合したもので、 そのナットは、前記の相対する両ボールねじ溝内を転動しつつ進む多数のボール の戻り通路を軸方向に備えたナット本体と、そのナット本体の前後の両端部にお いてボールねじ溝とボール戻り通路とを連結する端部循環路形成部（エンドキャ ップ）とを備えている。その端部循環路形成部は、湾曲路を有するリング状の部 材とこれをナット本体に固定するための円筒キャップとに２部材からなり、ナッ ト本体とは別体に形成されて、ナット本体の端部に着脱可能に固定される。そし て鋼製ボールがねじ軸とナット本体の相対する両ボールねじ溝内を転動しつつ進 み、ナット端部循環路形成部に設けた湾曲路並びにナット本体に設けたボール戻 り通路を通りもとの位置に戻る循環を繰り返すように構成されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このようなエンドキャップ式のボールねじ装置は、ボールを導いて循環させる 循環路形成部分を、Ｕ字形に形成したボール循環チューブで構成してナット上部 に組み込んだいわゆるボールチューブ式のボールねじ装置に比べて大リード化が 容易になる利点があるが、端部循環路形成部の構成部材の形状が複雑微妙のため その機械加工が困難であり、エンドキャップはプラスチックの成形部材が用いら れるのが一般的である。

【０００４】 しかして、プラスチック成形品の形状精度は、成形品の体積が小さいものほど 高くできるが、従来のボールねじ装置の端部循環路形成部材はナット本体の端面 全部に取り付ける形状とされており、その大きさは必然的にナット本体の大きさ に左右されざるを得ないから、小型化にも自ずから限度がある。したがって射出 成形される複雑微妙な端部循環路形成部材の形状精度も十分とはいえず、機械加 工されるナット本体との間で整合させる循環路部分の位置精度，形状精度を確保 することが極めて難しいという問題点があった。

【０００５】 また、ナット本体は金属製であっても、ナットの端部は全てが金属に比し機械 的強度の低いプラスチック部材で構成されているから、万一ナットがオーバーラ ンして他部材に衝突した場合は、ナットの端部循環路形成部材が衝突の衝撃で簡 単に破壊されてしまうという問題点があった。 そこでこの考案は、上記従来の問題点を解決することを課題とするものであり 、ナット本体の端面に局部的に嵌め込むものとすることにより、ナットの大きさ に左右されずに小型化し、かつ衝突時にも破壊されるおそれのない端部循環路形 成部材を備えた優れた作動特性を有するボールねじ装置を提供することを目的と している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案は、外面にボールねじ溝を有するねじ軸に内面にボールねじ溝を有す るナットを螺合し、ナットは、前記の相対する両ボールねじ溝内を転動しつつ進 む多数のボールの戻り通路を軸方向に備えたナット本体と、そのナット本体の両 端に固定した端部循環路形成部とよりなるボールねじ装置に係り、前記ナット本 体の端部にボールねじ溝に通じている座ぐり穴を設け、前記端部循環路形成部は 前記両ボールねじ溝と戻り通路とを連通させる湾曲路を有して前記座ぐり穴に挿 入固定したエンドピースにより形成したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

端部循環路形成部材はナット端面の座ぐり穴に見合う大きさであればよく、極 めて小型である。万一、ナット端部が他部品に衝突しても、端部循環路形成部材 は座ぐり穴に埋め込んであり、衝撃はナット本体の金属面で受け止める。

【０００８】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面を参照して説明する。 図１ないし図６はこの考案の一実施例を示すもので、図１はナットの縦断面図 、図２は図１の矢視IIで示す正面図、図３は図２のIII 部の拡大詳細図（但しエ ンドキャップ未装着の状態）、図４は図３と同じ部分の拡大詳細図（但しエンド キャップ装着の状態）、図５は図１のV 部分の拡大詳細図、図６はボールねじ装 置の側面図である。

【０００９】 図６において、１はボールねじのねじ軸で外面にほぼ半円のボールねじ溝２を 有している。この実施例のボールねじ溝２は大リードの２条ねじとして形成され ている。このねじ軸１に多数のボールＢを介してナット３が螺合されている。図 １に示すように、ナット３は一端側に取付フランジ４を有する金属製円筒状のナ ット本体５の中心部に形成されたねじ孔７の内周面７ａにほぼ半円のボールねじ 溝６を有し、このボールねじ溝６とねじ軸１のボールねじ溝２とが対向してボー ルＢが転動する螺旋状の転動路が形成されている。また、ナット本体５の円筒状 肉厚部分を軸方向に貫通して、ボールＢの戻り通路８が２条の各ボールねじ溝６ に対応して２本設けられている。更に、ナット本体５端面５ａ取付フランジ４側 の端面５ａ、およびその反対端面５ｂに、それぞれ座ぐり穴９がエンドミルを用 いて形成されている。座ぐり穴９は、図２に示すように一部がナット内周面５ｃ にかかる欠円形状に形成されてボールねじ溝６に通じている。２条ねじからなる この実施例の場合は、各端面５ａ，５ｂに２個ずつの座ぐり穴９が、内周面５ｃ をはさむ対向位置に設けられていて、各座ぐり穴９の穴底面９ａにはボールＢの 戻り通路８が開口している。また、座ぐり穴９の中心９ｃから偏心させた位置に 、次に述べるエンドピース１２を固定する１個のねじ穴１０が設けられている。

【００１０】 上記の座ぐり穴９には、同じく欠円形状を有して射出成形されたプラスチック 製のエンドピース１２が端部循環路形成部材として嵌め込まれる。このエンドピ ース１２には前記ボールねじ溝２，６とボール戻り通路８とを連通させるべく、 図４および図５に示すように湾曲している湾曲路１３が形成されている。この実 施例の場合、湾曲路１３の外径側はエンドピース１２の射出成形により形成され るが、湾曲路１３の内径側はエンドピース１２に嵌め込式に別体として成形され たリターンガイド部材１４に形成されており、エンドピース１２にリターンガイ ド部材１４を嵌着することにより湾曲路１３が構成されている。更にエンドピー ス１２には、その中心１２ｃから偏心させた位置すなわち座ぐり穴９に設けたね じ穴１０に見合う位置に、固定ボルト挿通孔１５が座ぐり１５ａを有して形成さ れている。また、エンドピース１２のナット内周面７ａに臨む円弧状の端縁には 、ねじ軸１のボールねじ溝２の溝に係合する断面ほぼ半円形のねじ溝係合突部１ ６が突設されており、その一端には鋭角の斜面をなすボール掬い上げタング１７ が設けられている。なお、図３，図４における６ａはナット３のボールねじ溝６ の谷である。また１８はナット３をテーブル等に取り付けるための取付けボルト 用の孔である。

【００１１】 次に作用を説明する。 ナット３の端面の座ぐり穴９にエンドピース１２を取付ける際には、座ぐり穴 ９にエンドピース１２を嵌合し、戻り通路８の開口と湾曲路１３の開口とを一致 させてから、エンドピース１２の固定ボルト挿通孔１５に通したボルトを座ぐり 穴９の底面９ａのねじ穴１０に螺合し、締付けて固定する。このボルト挿通孔１ ５及びねじ穴１０は、座ぐり穴９の中心９ｃ及びエンドピース１２の中心１２ｃ に対して偏心させてあるから、仮にボルトが多少緩んだとしても図４の矢符号Ｄ のようにエンドピース１２が振れ動くことがない。そのため、湾曲路１３と戻り 通路８やボールねじ溝２，６との接合部分に段差，食い違いができるおそれはな く、常に円滑なボールの転動が可能で、ボールねじ装置の安定した作動特性が保 証される。

【００１２】 ねじ軸１を正（逆）回転させると、その軸回転がねじ軸のボールねじ溝２とナ ットのボールねじ溝６との間に介装されたボールＢを介してナット３に伝達され 、ナット３は応動して軸方向に前進（後退）移動する。ボールＢはナット３の移 動に伴い転動しつつ移動して無限循環経路を循環する。その場合のボールＢの方 向転換は、エンドピース１２内に設けた湾曲路１３により行われる。すなわち、 ボールＢは、ナット３の進行に伴い、ねじ軸とナットのボールねじ溝２，６内を 転動して一端のエンドピース１２に到達すると、エンドピース１２端部のタング １７に当たり、その曲面に導かれてエンドピース１２内の湾曲路１３に移り、方 向転換されてナット本体５内のボール戻り通路８に入り、このボール戻り通路８ 内を転動して反対端のエンドピース１２に達すると湾曲路１３に移り、逆方向転 換されてタング１７曲面に導かれ、ねじ軸とナットのボールねじ溝２，６内に戻 る循環を繰り返す。

【００１３】 この実施例によれば、ボールねじ装置が１条と限らず、２条，４条等の多条ね じの場合も、その条数に応じて各条毎に座ぐり穴９を設けて個々にエンドピース １２を固定すればよい。従来のエンドキャップ式では一部材にねじ条数分の複数 の湾曲路が形成されているから、ナット本体とエンドキャップとの加工誤差によ り生じる湾曲路と戻り通路，ボールねじ溝との間の位置の微妙な食い違いを複数 箇所同時に調整しなければならず、その微調整作業は極めて困難であったが、こ の場合は多条ねじであっても各端部循環路形成部を構成するエンドピース１２は 各循環経路毎に独立しており、他の環循環経路には関係なく上記微調整作業を容 易に行うことができる。

【００１４】 また、エンドピース１２は円形であり、座ぐり穴９内でエンドピース中心１２ ｃを軸に図４の矢符号Ｄのように揺動させることにより、タング１７とねじ軸１ のボールねじ溝２の溝底面との相対位置関係を微妙に調整することも可能である から、ボールねじ溝２から湾曲路１３への又その逆方向のボールＢの滑らかな移 動が実現され、ひいてはボールねじ装置の作動特性の向上が果たせる。

【００１５】 また、エンドピース１２はナット３の端面にねじ条数に応じて局部的に形成す ればよいから、従来のエンドキャップとは異なり１個の大きさが極めて小さな成 形品にすることができる。したがって成形品の寸法精度，形状精度を確保するこ とが容易であり、この点からも装置の作動特性の向上を果たすことができる。 また、ねじ条数が１条，２条，４条など多様な要求に対して、従来のエンドキ ャップ式ではそれぞれに見合ったエンドキャップが必要であり、製造コストや在 庫コストの増大を招いていたが、この考案の場合は、ねじ条数に応じてナット本 体５の端面に座ぐり穴９を加工し、共通サイズのエンドピース１２を取り付ける だけで済むから、製造工程の大幅な削減が可能で製造コスト，在庫コストの低減 にも大きく寄与することができる。

【００１６】 また、エンドピース１２は金属に比し機械的強度の低いプラスチック部材で構 成されていても、金属製のナット本体５の端面に局部的に埋め込んであるから、 ナット３がオーバーランして他部材に衝突した場合も、その衝撃はナット本体５ の端面で受け止めることができ、端部循環路形成部材であるエンドピース１２が 衝突の衝撃で簡単に破壊されてしまうことが防止できる。

【００１７】 なお、上記実施例では、エンドピース１２を固定するねじは皿ねじを用い、そ のねじを皿もみした座ぐり１５ａに一杯に締め込んで、湾曲路１３とボールねじ 溝２，６及び戻り通路８とを一致させた後のエンドピース１２を不動に固定した ものを説明した（図５参照）。これに対して図７に示すものは、エンドピース１ ２に皿もみではなくて円筒状の座ぐり穴１５ｂを形成し、平頭のねじＮを固定ボ ルト挿通孔１５に挿通してねじ穴１０の不完全ねじ部１０ａに達するまで締め込 んだとき、座ぐり穴１５ｂの穴底面とねじ頭Ｎａの下面との間にΔｔ＝0,05〜0, 1 mm程度のすきまが残るようにしている。この場合、エンドピース１２と座ぐり 穴９ａとの嵌合も若干ルーズにしておく。このように構成すると、組立時に湾曲 路１３とボールねじ溝２，６，戻り通路８とを予め完全に一致させておかなくて も、運転時にボールＢがボールねじ溝２，６から湾曲路１３を経て戻り通路８へ 、又はその反対方向にエンドピース１２内を通過する際に、ボール自身の通過の 勢いで図８に矢符号Ｄで示すようにエンドピース１２がねじＮを軸に若干回転し て、湾曲路１３とボールねじ溝２，６，戻り通路８とをほぼ一致させることが可 能であり、すなわちエンドピース１２に自動調心性を持たせることができる。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案のボールねじ装置は、ナット本体の端部にボー ルねじ溝に通じている座ぐり穴を設けるとともに、端部循環路形成部はねじ軸と ナットの各ボールねじ溝と戻り通路とを連通させる湾曲路を有して前記座ぐり穴 に挿入固定したエンドピースにより形成する構成とした。これにより、ナット本 体の大きさとは無関係に端部循環路形成部の小型化が可能になり、その結果、端 部循環路形成部の成形部材の位置精度，形状精度を確保しひいてはボールねじ装 置の作動特性を向上が果たせるという効果がある。

【００１９】 また、端部循環路形成部材はナット本体の端面に埋め込まれているから、ナッ トがオーバーランした場合も破損を防止できるという効果が得られる。

【提出日】平成３年７月１７日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】考案の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案は、外面にボールねじ溝を有するねじ軸に内面にボールねじ溝 を有するナットを螺合し、ナットは、前記の相対する両ボールねじ溝内を転動し つつ進む多数のボールの戻り通路を軸方向に備えたナット本体と、そのナット本 体の両端に固定した端部循環路形成部とよりなるボールねじ装置に係り、前記端 部循環路形成部は 前記ナット本体の端部にボールねじ溝に通じている座ぐり穴を 設け、前記両ボールねじ溝と戻り通路とを連通させる湾曲路を有するエンドピー スを 前記座ぐり穴に挿入固定して形成したことを特徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】考案の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案のボールねじ装置は、ナット本体の端部に ボールねじ溝に通じている座ぐり穴を設けるとともに、端部循環路形成部はねじ 軸とナットの各ボールねじ溝と戻り通路とを連通させる湾曲路を有するエンドピ ースを 前記座ぐり穴に挿入固定したことにより形成する構成とした。これにより 、ナット本体の大きさとは無関係に端部循環路形成部の小型化が可能になり、そ の結果、端部循環路形成部の成形部材の位置精度，形状精度を確保しひいてはボ ールねじ装置の作動特性を向上が果たせるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例のナットの縦断面図であ
る。

【図２】図１の矢視IIで示すナット正面図である。

【図３】図２のIII 部分の拡大詳細図（但しエンドキャ
ップ未装着の状態）である。

【図４】図３と同じ部分の拡大詳細図（但しエンドキャ
ップ装着の状態）である。

【図５】図１のV 部分の拡大詳細図である。

【図６】図１のナットを備えたボールねじ装置の側面図
である。

【図７】エンドピースの固定構造の他の例を示す図５相
当部分の拡大詳細図である。

【図８】図７のVIII矢視で示す図４相当部分の拡大詳細
図である。

【符号の説明】

１ ねじ軸 ２ ボールねじ溝（ねじ軸の） ３ ナット ５ ナット本体５ ６ ボールねじ溝（ナットの） ８ 戻り通路 ９ 座ぐり穴 １２ エンドピース １３ 湾曲路

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【手続補正書】

【提出日】平成３年７月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【実用新案登録請求の範囲】

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 外面にボールねじ溝を有するねじ軸に内
   面にボールねじ溝を有するナットを螺合し、該ナット
   は、前記の相対する両ボールねじ溝内を転動しつつ進む
   多数のボールの戻り通路を軸方向に備えたナット本体
   と、該ナット本体の両端に固定した端部循環路形成部と
   よりなるボールねじ装置において、 前記ナット本体の端部にボールねじ溝に通じている座ぐ
   り穴を設け、前記端部循環路形成部は前記両ボールねじ
   溝と戻り通路とを連通させる湾曲路を有して前記座ぐり
   穴に挿入固定したエンドピースにより形成したことを特
   徴とするボールねじ装置。