JPH053716U - ボールねじ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ナットとエンドキャップの連結部の構造を単
純化してその加工性を改善すると共に、ナットとエンド
キャップの連結部におけるボールの連通通路の曲率半径
を大きくしてボールの循環を円滑にする。 【構成】 エンドキャップ方式のボールねじにおいて、
ナット２の両端面に断面が略円弧状の環状突起５を形成
し、エンドキャップ３の内側端面には環状突起５係合す
る環状溝８を設けると共に、ナット２の端面のねじ溝端
とナット２の両端面を貫通する循環通路の開口部とを結
ぶ連通通路を、循環するボール４がねじ溝端から循環通
路の開口部に環状突起５の表面を転動して移動する軌跡
に沿って、エンドキャップ３の内側端面に形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、諸種の精密機器に使用されるボールねじ、特にナットの軸線方向両 端面にエンドキャップを取り付けた構造の所謂エンドキャップ方式のボールねじ に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種のエンドキャップ方式のボールねじには、例えば実公昭５７−４ ４１１６号公報、実開昭５９−６７６６２号公報、実開昭６２−１８７３７号公 報、特開昭６２−５１５７号公報、実開昭６３−１５４８５４号公報等に開示さ れているように、種々の構造のものが知られている。しかし、一般にナットとエ ンドキャップの連結部の構造が複雑で加工が難しく、またナットとエンドキャッ プの連結部におけるボールの連通通路の曲率半径を大きくできない構造になって いる。

【０００３】 例えば、前述の実公昭５７−４４１１６号公報に示された従来例では、エンド キャップの連通溝は平面形状が略逆Ｌ型になっているので、ボールがねじ溝から エンドキャップの連通溝を通って、ナットのリターンホールに移動する際の方向 転換が急激であり、ボールが円滑に流れ難いという欠点を有している。

【０００４】 また、実開昭５９−６７６６２号公報に開示されている従来例の場合は、ナッ トとエンドキャップの間の連結部において、ねじ溝からリターンホールへの連結 が平面の連続であり、しかもエンドキャップ側の連通孔も短い距離での曲面であ るため、先の従来例と同様にボールの方向転換の曲率半径が小さく、ボールの動 きが円滑とならない。

【０００５】 実開昭６２−１８７３７号公報に示されているボールねじでは、エンドキャッ プの溝底面は平面状であり、ボール移動時の摩擦抵抗がかなり大きく、ボールの 円滑な流れを阻害している。このことは、特開昭６２−３５１５７号公報のボー ルねじについても同様である。

【０００６】 更に、実開昭６３−１５４８５４号公報に示されているボールねじでは、ナッ ト側に案内溝を設け、エンドキャップ側に搬送片を設けて一体化しているが、構 造が非常に複雑になり、また案内溝の底面は平面状であるため、前述の従来例と 同様な欠点を免れ得ない。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

従来のエンドキャップ方式のボールねじは、上述したようにナットとエンドキ ャップの連結部の構造が複雑で加工が困難であり、コストが極めて高くなるとい う問題がある。また、ナットとエンドキャップの連結部におけるボールの連通通 路の曲率半径を大きく取り難いため、ボール転動時の摩擦抵抗が大きく、ボール の動きが円滑でないという問題もある。

【０００８】 本考案の目的は、エンドキャップ方式のボールねじにおいて、ナットとエンド キャップとの連結部の構造を単純化すると共に、ボール転動時の摩擦抵抗を小さ くして、ボールの円滑な移動が得られるようにしたボールねじを提供することに ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するための本考案に係るボールねじは、ナットの軸線方向の 両端面にエンドキャップを取り付けたボールねじにおいて、前記ナットの両端面 に略円弧状の断面を有する環状突起を形成し、前記エンドキャップの内側端面に は前記環状突起に係合する環状溝を設け、前記ナットの端面に設けたねじ溝端と 前記ナットの両端面を貫通する循環通路の開口部とを結ぶ連通通路を、循環する ボールが前記ねじ溝端から前記循環通路の開口部に前記環状突起の表面を転動し て移動する軌跡に沿って、前記エンドキャップに形成したことを特徴とするもの である。

【００１０】

【作用】

上述の構成を有するボールねじは、ナットの端面のねじ溝端から出てくるボー ルが環状突起の表面を転動して循環通路の開口部に入るため、その間の連通通路 の曲率半径を大きく取ることができ、ボール転動時の摩擦抵抗が小さくなる。

【００１１】

【実施例】

本考案を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。 図１は本考案に係るボールねじの一実施例を示し、図２はその右側面図である 。ここで、１はねじ軸、２はナット、３、３’はナット２の軸線方向両端面に取 り付けたエンドキャップを示している。ねじ軸１とナット２とは、その嵌合面の ねじ溝に嵌め込まれた多数の鋼球から成るボール４を介してねじ結合されている 。また、ナット２のエンドキャップ当接面は、図２に示すように外側当接面S1と 内側当接面S2に分かれ、その間に略円弧状の断面を有する環状突起５が形成され ている。なお、６はリターンホール、７はエンドキャップ取付用のねじ穴を示し ている。

【００１２】 一方、エンドキャップ３、３’の内側端面には、図３に示すように環状突起５ に係合する断面略円弧状の環状溝８と、直角断面形状がねじ軸１のねじ溝よりも 僅かに小さく、ねじの螺旋に沿った螺旋状突出部であるヨーク部９及びボール列 軌跡に沿った連通通路１０が形成されている。

【００１３】 図４は図３のＢ−Ｂ線による断面図、図５は同様にＣ−Ｃ線による断面図、図 ６はナット２の環状突起５とボール列軌跡との関係を示している。なお、１１は ねじ溝、２ａはナット２の取付用フランジ、２ｂは取付用穴を示している。

【００１４】 図６に示すように、環状突起５の内側円はナット内面１２のねじ溝谷径Ｄと略 等しい大きさであり、また環状突起５の外側円はナット２の端面の循環通路開口 部、つまりリターンホール６の開口部に接する大きさになっている。更に、環状 突起５の断面形状は略円弧状であるが、図２に示すボール列軌跡Ｋが摩擦抵抗を 軽減するような三次元の曲率が計算によって求められている。

【００１５】 ボール列軌跡Ｋはねじ溝端からはその接線方向に、またリターンホール６から は軸心方向に向かい、その間を環状突起５に沿いながら接し充分な三次元曲率を 形成している。一方、エンドキャップ側に設けられたヨーク部９は、ねじ軸１の ねじ溝に侵入する塵埃を除去するワイパとして作用し、更にエンドキャップ内周 面１３の径ｄは、ねじ軸１の外径よりも僅かに大きく、ねじ軸１の外周面に対す るワイパとして作用するようになっている。連通通路１０はボール列軌跡Ｋの曲 率に沿って、ボール４の直径よりも僅かに大きなボールエンドミル等を用いて３ 軸同時制御加工により容易に形成することが可能である。

【００１６】 このような極めて単純な加工により、充分な曲率半径を有するボール連通通路 を形成することができ、摩擦抵抗の小さい円滑な回動を可能にする。ここで、ボ ール４の流れ方向が図１の矢印Ａ方向であると仮定した場合に、ボール４はエン ドキャップ３に固設されたヨーク部９に案内されてねじ溝から脱出し、連通通路 １０へと導かれる。

【００１７】 この時のボール外側案内面は連通通路１０であり、ボール内側案内面は環状突 起５である。ボール４がねじ溝を脱出して、連通通路１０に導かれる際の曲率半 径が摩擦抵抗の大小を決定する。連通通路１０を通ったボール４は反対側のエン ドキャップ３’の連通通路を経て、再びナットの負荷圏内に入って循環を繰り返 すことになる。

【００１８】 なお、図示の実施例は１条ねじで有効巻数が約１．６巻の場合を示したが、多 数ねじの場合も同様に適用することができ、また負荷バランスの良好な整数巻の 場合も連通通路１０を約半周に延長すればよい。多条ねじの場合に、図７に示す ようにエンドキャップの連通通路が相互に干渉しない限り、大きな曲率を得るこ とが可能である。

【００１９】 ナット２とエンドキャップとの相対位置は、回転方向を除いてナット２の環状 突起５とエンドキャップ３の環状溝８とを係合することにより全て決定される。 なお、座面を皿もみし、皿小ねじを用いて位置決めと固定とを兼ねることができ る。更に、締付力強化のために、位置決め用の皿小ねじと固定用の六角穴付ボル トを併用することも可能である。

【００２０】 また、実施例では充分な曲率のボール連通空間が得られるようにするため、図 １に示すようにナット２のエンドキャップ当接面である外側当接面S1と内側当接 面S2とを相互にずらせているが、これを同一高さとすることも可能である。

【００２１】 更に、エンドキャップ３、３’を合成樹脂製とすることにより、ボール転動時 の騒音を低減することができ、またナット２を燒結合金製とし、エンドキャップ ３、３’を射出成型等で製作すれば大幅なコストダウンが可能である。また、エ ンドキャップの連通通路又はナットのリターンホールに各種固体潤滑材料を充填 する手段を設けるとか、或いはエンドキャップ３、３’に自己潤滑材料を用いる こと等は任意に選択できる。ナット２の環状突起５の加工は、総形バイトの旋削 又は２軸同時制御旋削などによっても容易に実施可能である。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係るボールねじは、ナットとエンドキャップとの 連結構造が単純で加工が容易であり、コストを大幅に低減することができ、また ナットとエンドキャップの連結部におけるボールの連通通路の曲率半径を大きく できるため、ボール転動時の摩擦抵抗が小さく、ボールの流れを円滑にすること が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の断面図である。

【図２】右側面図である。

【図３】エンドキャップの正面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線による断面図である。

【図５】図３のＣ−Ｃ線による断面図である。

【図６】ナットの要部斜視図である。

【図７】他の実施例の構成図である。

【符号の説明】

１ ねじ軸 ２ ナット ３ エンドキャップ ４ ボール ５ 環状突起 ６ リターンホール ７ ねじ穴 ８ 環状溝 ９ ヨーク部 １０ 連通通路 １１ ねじ溝

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ナットの軸線方向の両端面にエンドキャ
   ップを取り付けたボールねじにおいて、前記ナットの両
   端面に略円弧状の断面を有する環状突起を形成し、前記
   エンドキャップの内側端面には前記環状突起に係合する
   環状溝を設け、前記ナットの端面に設けたねじ溝端と前
   記ナットの両端面を貫通する循環通路の開口部とを結ぶ
   連通通路を、循環するボールが前記ねじ溝端から前記循
   環通路の開口部に前記環状突起の表面を転動して移動す
   る軌跡に沿って、前記エンドキャップに形成したことを
   特徴とするボールねじ。
2. 【請求項２】 前記ナットに形成した前記環状突起の内
   側円はほぼねじ溝の谷径の大きさを有し、外側円は前記
   ナット端面の前記循環通路の開口部に接する大きさを有
   するようにした請求項１に記載のボールねじ。