JPH0566360U - ボールねじ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械装置への組込時におけるねじ軸とナット
体との傾きを防止して、ボールねじにかかる偏荷重の軽
減等により、ボールねじ作動時の回転不良や騒音発生を
防止する。 【構成】 ナット体７とこれをハウジング３に取り付け
る支持体１０を別体構造とし、支持体１０の凹球面支持
部１５に、ナット体７の凸球面支持部１２を嵌合して、
ボールねじ１の機械装置への組込時において、ナット体
７を支持体１０を介してハウジング３に自動調芯可能に
支持させる。これにより、ハウジング３の取付面３ｂの
直角度不良やこの取付面３ｂへの支持体１０の取付不良
の有無にかかわらず、組込み後におけるねじ軸５とナッ
ト体７との傾きは有効に防止される。

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に関し、さらに詳細には、ナット体と相手ハウジングと の取付構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ボールねじは、種々の機械装置において、駆動モータなどの回転運動をテーブ ルなどの移動体の直線運動に変換する手段として広く用いられているが、その一 般的な構造は、図６に示すように、ねじ軸ａの外周面に螺旋溝ｂが形成されると ともに、該ねじ軸ａに外嵌されるナット体ｃの内周面に螺旋溝ｄが形成され、こ れら両螺旋溝ｂ，ｄ間に複数のボールｅ，ｅ，…が回転自在に介装されてなる。

【０００３】 そして、このボールねじが機械装置に組み込まれる場合、前記ねじ軸ａがベッ ドなどの固定側に取り付けられるとともに、前記ナット体ｃがテーブルなどの移 動体側に取り付けられる。

【０００４】 ところで、従来のナット体ｃと移動体側との取付構造は、前記ナット体ｃに取 付フランジｆが一体的に設けられてなり、この取付フランジｆが、取付ボルトｇ ，ｇ，…により移動体のハウジングｈに固定されて、このハウジングｈにナット 体ｃが直接固定されていた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような取付構造では次のような問題点があり、その改良が 要望されていた。

【０００６】 すなわち、ボールねじの円滑な作動を確保するためには、機械装置に組み込ま れた状態において、ねじ軸ａとナット体ｃが常時同軸上に位置することが必要で ある。この目的から、ボールねじ製作にあっては、ねじ軸ａの螺旋溝ｂとナット 体ｃの螺旋溝ｄの加工精度はもちろんのこと、さらには、ナット体ｃの螺旋溝ｄ に対する取付フランジｆの取付面（フランジ面）ｉの直角度も精度良く製作され る。

【０００７】 ところが、このように取付フランジｆのフランジ面ｉの直角度が精度良く製作 されても、相手ハウジングｈの取付面ｊの直角度不良があったり、あるいは、こ の取付面ｊへの取付フランジｆの取付不良があったりすると、ねじ軸ａとナット 体ｃ間に傾きが生じて同軸状態を維持することができない。しかも、ボールねじ と機械装置の製作は相互に別個独立して行われるため、前記ハウジングｈの取付 面ｊの直角度不良や、この取付面ｊへの取付フランジｆの取付不良を避けること は非常に困難な状況にある。

【０００８】 しかして、機械装置への組み込み状態において、ねじ軸ａとナット体ｃの同軸 状態が維持されないと、ボールねじの作動中にこれら両者間にいわゆるこじれが 生じることとなり、偏荷重によるトルクの増大さらにはボールねじの作動性の低 下や回転不良の発生、あるいは作動時の騒音発生の原因となる。しかも、ねじ軸 ａおよびナット体ｃの螺旋溝ｂ，ｄ部分が早期に磨耗して、ボールねじの寿命が 著しく低下してしまい、テーブルなどの位置決め精度や送り精度なども悪化させ てしまう。

【０００９】 本考案は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、機械装置への 組込時におけるねじ軸とナット体との傾きが防止されて、ボールねじにかかる偏 荷重の軽減等により、回転不良や騒音発生が防止される取付構造を備えた、長寿 命のボールねじの提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案のボールねじは、ナット体をハウジングに取 付支持する支持体を備え、前記ナット体はその外周部に凸球面支持部を備えると ともに、前記支持体はその内周部に凹球面支持部を備え、該凹球面支持部に前記 該凸球面支持部が嵌合されて、前記ナット体が前記支持体に自動調芯可能に支持 されていることを特徴とする。

【００１１】

【作用】

ナット体とこのナット体をハウジングに取付支持する支持体を別体構造とし、 この支持体の凹球面支持部にナット体の凸球面支持部を嵌合することにより、ボ ールねじを機械装置へ組み込むに際して、ナット体は支持体を介してハウジング に自動調芯可能に支持させることができる。

【００１２】 これにより、相手ハウジング取付面の直角度不良があったり、あるいは、この 取付面への支持体の取付不良があっても、機械装置へのボールねじの組込み状態 において、ねじ軸とナット体との傾きを有効に防止して、これら両者の同軸状態 を確保することができ、ボールねじ作動中における偏荷重の軽減等がなされる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案に係る実施例を図面に基づいて説明する。 実施例１

【００１４】 本考案に係るボールねじを図１および図２に示し、該ボールねじ１は、具体的 にはボールが循環する循環型のものであって、例えば図５に示すように、工作機 械におけるベッド２と移動体であるテーブル（図示省略）のハウジング３との間 に介装されて、駆動モータ４の回転運動が、前記テーブルの直線運動に変換され るように構成される。２０はボールねじ１のねじ軸５を回転可能に軸支する軸受 、２１はねじ軸５を駆動モータ４の駆動軸に連結するカップリングである。

【００１５】 ボールねじ１は、前記ねじ軸５の外周面に螺旋溝６が設けられる一方、ねじ軸 ５に外嵌されるナット体７の内周面に螺旋溝８が設けられて、これら両螺旋溝６ ，８間に複数のボール９，９，…が回転自在に介装されてなり、また、前記ナッ ト体７は、支持体１０により前記ハウジング３に取付支持されている。

【００１６】 ナット体７は円筒状のもので、その内周面に前記螺旋溝８が形成されるととも に、その外周部にボール循環路１１が形成されており、このボール循環路１１を 介して前記ボール９，９，…が循環するようにされている。

【００１７】 また、前記ナット体７の基端外周部には、凸球面支持部１２が一体的に設けら れている。この凸球面支持部１２は、その凸球面の中心Ｏがナット体７の軸線Ｘ 上に位置して形成されている。

【００１８】 支持体１０は、図１に示すように、軸方向に対して直角に２分割された本体部 材１３と支持プレート部材１４とからなり、その内周部に凹球面支持部１５を備 える。

【００１９】 本体部材１３は、前記ハウジング３の取付穴３ａ内周面に嵌合する円筒部１３ ａと、ハウジング３の取付面３ｂに固定される取付フランジ１３ｂとが一体形成 されてなり、その貫通穴１６が前記ナット体７の円筒外径よりも大きな内径を有 する。前記取付フランジ１３ｂは、複数の取付ボルト１７，１７，…（図示例に おいては４本）により、前記ハウジング３の取付面３ｂに締付固定されて、本体 部材１３がハウジング３に取付けられる。

【００２０】 前記支持プレート部材１４は図２に示すような円環状のもので、前記本体部材 １３の貫通穴１６と同一径の挿通穴１８を備える。該支持プレート部材１４は、 複数の取付ボルト１９，１９，…（図示例においては６本）により、前記本体部 材１３に取り付けられる。

【００２１】 前記凹球面支持部１５は、図示のごとく、前記本体部材１３の貫通穴１６と前 記支持プレート部材１４の挿通穴１８の双方の内径面に跨がって設けられている 。つまり、貫通穴１６および挿通穴１８双方の内径面に、凹球面部１６ａ，１８ ａが設けられており、これら一対の凹球面部により、前記凹球面支持部１５が形 成される。

【００２２】 この凹球面支持部１５は、前記凸球面支持部１２と同様、その凹球面の中心Ｏ ´がナット体７の軸線Ｘ上に位置するとともに、凸球面支持部１２とほぼ同一径 に形成されている。そして、凹球面支持部１５に前記凸球面支持部１２が嵌合さ れて、前記ナット体７が支持体１０に自動調芯可能に支持される。

【００２３】 なお、図１に示すように、前記両凹球面部１６ａ，１８ａの継目部分は完全に 連続するように形成されておらず、よって、前記本体部材１３と支持プレート部 材１４の間に介在させるシム２５の厚さまたは枚数を適宜調節して、本体部材１ ３と支持プレート部材１４の締付け度合を調整することにより、これら両者１３ ，１４に対するナット体７の固定度合が調整される。

【００２４】 以上のように構成されたボールねじ１のナット体７を、図５に示す工作機械に 組込むに際しては、まず、本体部材１３の取付フランジ１３ｂを、取付ボルト１ ７，１７，…によりハウジング３の取付面３ｂに取り付ける。

【００２５】 続いて、前記ナット体７の凸球面支持部１２を本体部材１３の凹球面部１６ａ に係合させた後、支持プレート部材１４を、取付ボルト１９，１９，…により前 記本体部材１３に仮締めし、これにより凹球面部１８ａを凸球面支持部１２に係 合させる。この仮締め状態において、ナット本体７は前記ハウジング３に自動調 芯可能に支持されることとなる。

【００２６】 次に、ナット体７とねじ軸５との傾きをなくして、これら両者の同軸状態をと った後、前記取付ボルト１９，１９，…を本締めして、ナット体７を、支持体１ ０さらにはハウジング３に固定的に支持させ、ボールねじ１の組み込みを完了す る。

【００２７】 しかして、以上のようにボールねじ１が組み込まれた工作機械において、駆動 モータ４によるねじ軸５の回転運動により、ナット体７にハウジング３を介して 固定されたテーブルは、Ａ，Ｂ方向へ往復直線運動される。

【００２８】 この場合、前記ねじ軸５とナット体７の同軸状態が確保されているため、ボー ルねじ１の作動中における偏荷重の発生が防止され、ないしは軽減される。

【００２９】 実施例２ 本例は図３に示し、実施例１におけるナット体７と凸球面支持部１２が別体構 造とされるとともに、これら両者が一体的に固設されている。

【００３０】 すなわち、ナット体７と凸球面支持部１２は別材質で形成され、例えば、ナッ ト体７が金属製とされるとともに、凸球面支持部１２がプラスチック製とされて いる。この凸球面支持部１２の材質としては、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、ポリ ウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂およびポリエステル樹脂等が好適に使用される 。また、砲金材で凸球面支持部１２を形成することも可能である。

【００３１】 しかして、このような構造とすることにより、ナット体７と凸球面支持部１２ の製作が実施例１に比較して容易となるとともに、ボールねじ１自体の軽量化や コスト低減化が可能となる。その他の構成および作用は実施例１と同様である。

【００３２】 本考案は上述した実施例１および実施例２に限定されず、例えば、図示例のよ うな循環型のボールねじのほか、作動ストロークが短い部分に使用されるボール 非循環型のものにも適用することはもちろんである。

【００３３】 また、図示例においては、凸球面支持部１２の凸球面中心Ｏおよび凹球面支持 部１５の凹球面中心Ｏ´の双方が、ナット体７の軸線Ｘ上に位置するように設定 されて、きわめて精度の高い自動調芯機能を発揮できる構造とされているが、必 ずしもこのように厳密に構成される必要はなく、ボールねじ１自体の形状寸法や 適用対象である機械装置等との関係で適宜設計変更することも可能である。

【００３４】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案によれば、機械装置へのボールねじ組み込み時に おいて、ナット体が支持体を介して相手ハウジングに自動調芯可能に支持される から、相手ハウジング取付面の直角度不良や、この取付面への支持体の取付不良 があっても、組み込み後のねじ軸とナット体との傾きは有効に防止されて、これ ら両者の同軸状態が確保される。

【００３５】 したがって、ボールねじ作動中において、ねじ軸とナット体の間にいわゆるこ じれが生じることもなく、偏荷重の発生が有効に防止されないしは軽減され、ボ ールねじの作動性の低下や回転不良の発生、あるいは騒音発生が防止される。

【００３６】 また、ボールによるねじ軸およびナット体の螺旋溝部分の磨耗が防止されて、 ボールねじの寿命が向上する。

【００３７】 さらに、本考案のボールねじが組み込まれた機械装置においては、テーブルな どの位置決めや送りなども高精度に制御することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例１に係るボールねじを一部切開
して示す側面図である。

【図２】同ボールねじを示す背面図である。

【図３】本考案の実施例２に係るボールねじを一部切開
して示す側面図である。

【図４】本考案のボールねじの工作機械への組み込み状
態を一部切開して示す側面図である。

【図５】従来のボールねじを示す側面断面図である。

【符号の説明】

１ ボールねじ ２ ベッド ３ ハウジング ３ｂ ハウジングの取付面 ４ 駆動モータ ５ ねじ軸 ６ 螺旋溝 ７ ナット体 ８ 螺旋溝 ９ ボール １０ 支持体 １２ 凸球面支持部 １３ 本体部材 １４ 支持プレート部材 １５ 凹球面支持部 １６ 貫通穴 １６ａ 凹球面部 １８ 挿通穴 １８ａ 凹球面部 Ｏ 凸球面の中心 Ｏ´ 凹球面の中心 Ｘ ナット体の軸線

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ねじ軸の外周面に螺旋溝が形成されると
   ともに、該ねじ軸に外嵌されるナット体の内周面に螺旋
   溝が形成され、これら両螺旋溝間に複数のボールが回転
   自在に介装されてなり、前記ナット体がハウジング側に
   取り付けられる構造において、 該ナット体をハウジングに取付支持する支持体を備え、 前記ナット体はその外周部に凸球面支持部を備えるとと
   もに、前記支持体はその内周部に凹球面支持部を備え、 該凹球面支持部に前記該凸球面支持部が嵌合されて、前
   記ナット体が前記支持体に自動調芯可能に支持されてい
   ることを特徴とするボールねじ。
2. 【請求項２】 前記支持体は、軸方向に対して直角に２
   分割された本体部材と支持プレート部材とからなり、こ
   れら本体部材および支持プレート部材双方の内周部に、
   前記凹球面支持部が形成されている請求項１に記載のボ
   ールねじ。
3. 【請求項３】 前記ナット体の凸球面支持部は、ナット
   体と別体に形成されるとともに、該ナット体に一体的に
   固設されている請求項１に記載のボールねじ。