JPH06341504A

JPH06341504A - ボールねじ

Info

Publication number: JPH06341504A
Application number: JP12952193A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ogusu; 登志夫小楠
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 1994-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の定位置予圧ボールねじと剛性等同等の
機能を持ち、なおかつ摩耗により予圧が減少した場合、
機械から分解することなく機械に組み込んだまま予圧を
調整することができるようにする。【構成】第一の環状テーパー面７ａを形成したリング
７を一方のナット２に螺合させ、他方のナット２’にリ
ング７の第一の環状テーパー面７ａと逆向きに傾斜した
第二の環状テーパー面２’ａを形成し、第一および第二
の環状テーパー面７ａ、２’ａ間に球体８を介在させ、
一方のナット２に対するリング７の相対角度位置を変え
ることによって予圧を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工作機械等に使用さ
れるボールねじに関するもので、より詳しく述べるなら
ばボールねじの予圧機構を改良したものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すボールねじは、外周にねじ溝
が形成された軸（１）と、内周にねじ溝が形成された一
対のナット（２、２’）と、両ねじ溝間に配置された複
数のボール（図示せず）を、各ナット（２、２’）内で
ボールを循環させるためのリターンチューブ（４）と、
予圧をかけるためにナット（２）とナット（２’）の間
にはさみ込まれた間座（５）と、間座（５）をナット
（２、２’）に固定する予圧固定キー（６）とから構成
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】工作機械等の送り系は
年々高精度化の要求が厳しくなっており、送り系の位置
決め精度、軸方向の剛性等を向上させるためにボールね
じに予圧をかけることが広く行われている。予圧をかけ
る方法にはいろいろあるが、図４のように２つのナット
の間にスペーサーをはさみ込む定位置予圧が最も多く用
いられている。しかし、この方式ではボールねじの長時
間の使用による軸、ナットのねじ溝及びボールの摩耗に
より初期に比べて徐々に予圧が抜けていき、最悪の場合
ガタが発生することもある。早期の予圧減少によって必
要な精度が得られない精度寿命に至る場合も多く、この
ような場合、従来のボールねじでは機械からボールねじ
を分解して予圧再調整を行うが、これには機械の分解、
ボールねじの調整、機械の再組立が必要となって多大な
工数がかかる。

【０００４】ボールねじにはねじ溝やボールの摩耗に対
して予圧減少がほとんど発生しない定圧予圧ボールねじ
があるが、これは、図４の間座５の代わりにコイルバ
ネ、皿バネ等を使っているため、剛性の点で定位置予圧
ボールねじに劣り、用途が限定されている。

【０００５】そこで、この発明の目的は、従来の定位置
予圧ボールねじと剛性等同等の機能を持ち、なおかつ摩
耗により予圧が減少した場合、機械から分解することな
く機械に組み込んだまま予圧を調整することができるよ
うにすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、外周面に螺
旋状の内側軌道面を形成したねじ軸と、内周面に螺旋状
の外側軌道面を形成したボールナットと、前記内・外側
軌道面間に形成される螺旋状の循環路に配された複数の
ボールと、前記螺旋状の循環路を接続して一連のボール
循環路を形成する循環部材とを有し、前記ボールナット
が軸方向に隣り合った互いに軸方向にのみ相対移動可能
な一対のナットで構成されたボールねじにおいて、第一
の環状テーパー面を形成したリングを一方のナットに螺
合させ、他方のナットに前記リングの第一の環状テーパ
ー面と逆向きに傾斜した第二の環状テーパー面を形成
し、前記第一および第二の環状テーパー面間に複数の球
体を介在させ、前記一方のナットに対するリングの相対
角度位置を変えることによって予圧を調整するようにし
た。

【０００７】リングの相対角度位置は、前記一方のナッ
トに形成された貫通穴にボルトを螺合させ、その先端を
リングに形成した切り欠きに当接させておくことによ
り、このボルトを締め付けまたは緩めることで変化させ
ることができる（請求項２）。あるいはまた、前記一方
のナットに形成した穴にバネ要素を挿入してその先端を
リングに形成した切り欠きに当接させておくことによ
り、ねじ溝やボールの摩耗等に応じてリングの相対角度
位置を自動的に変えるようにすることもできる（請求項
３）。

【０００８】

【作用】リングの相対角度位置が変わると、リングは一
方のナットとねじ結合していることから、リングがその
ナットに対して軸方向に移動する。その結果、リングに
形成された第一の環状テーパー面も移動して球体がボー
ルねじの中心方向に向かって押し下げられ、第二の環状
テーパー面を介して他方のナットを一方のナットから離
反する方向へ動かそうとする力が働く。これにより、ボ
ールの弾性変位量が変化して予圧量が変化する。したが
って、リングの相対角度位置を変えると予圧量が変化す
ることになる。

【０００９】

【実施例】以下、図面に従ってこの発明の実施例を説明
する。

【００１０】図１（ａ）に示すように、ボールねじは、
外周面に螺旋状の内側軌道面を形成したねじ軸（１）
と、内周面に螺旋状の外側軌道面を形成したボールナッ
ト（２、２’）と、内・外軌道面間に形成される螺旋状
の循環路に配された複数のボール（３）と、螺旋状の循
環路を接続して一連のボール循環路を形成する循環部材
（４）とを有する。

【００１１】軸方向に隣り合ってボールナットを構成し
ている一対のナット（２）とナット（２’）は相対的に
回転しないように予圧固定キー（６）によって回り止め
をしてある。ただし、キー（６）は一方のナット（２）
にだけ固定されており（図１（ｂ））、ナット（２’）
のキー溝内でキー（６）が軸方向に移動できるようにな
っている。

【００１２】一方のナット（２）にはリング（７）が取
り付けられ、ナット（２）の雄ねじ（２ｂ）とリング
（７）の雌ねじ（７ｂ）とが噛み合ってねじ結合してい
る。なお、図面に例示した構造ではリング（７）側に雌
ねじ、ナット（２）側に雄ねじが形成されているが、こ
れとは逆にリング（７）側が雄ねじでナット（２）側が
雌ねじとしてもよい。

【００１３】リング（７）の内径側にはナット（２）に
近づくにつれて大径となるように傾斜した第一の環状テ
ーパー面（７ａ）が形成されている。ナット（２’）の
端部には第一の環状テーパー面（７ａ）とは逆向きに傾
斜した第二の環状テーパー面（２’ａ）が形成されてい
る。また、ナット（２）の端部には第一の環状テーパー
面（７ａ）と同じ向きに傾斜した第三の環状テーパー面
（２ａ）が形成されている。これらの環状テーパー面
（２ａ、２ａ’、７ａ）間に球体（８）が挟み込まれて
いる。この球体（８）としては転がり軸受用の鋼球等を
利用することができる。なお、ナット（２）の端部は必
ずしもテーパー面とする必要はなく、図３に示すように
平坦な端面であってもよい。

【００１４】ナット（２）には図２（ａ）に示すように
タップ穴（２ｃ）が加工してあり、このタップ穴（２
ｃ）にボルト（９）が螺合して外部から締め付け又は緩
められるようになっている。一方、リング（７）の外径
部にはボルト（９）の先端と面接触するように切り欠き
（７ｃ）が設けられている。

【００１５】まず、図２（ａ）の状態からボルト（９）
をさらに締め込むと、ナット（２）に対して相対的にリ
ング（７）が時計方向に回転する。リング（７）とナッ
ト（２）はナット（２）の雄ねじ（２ｂ）とリング
（７）の雌ねじ（７ｂ）とで螺合しているため、上述の
回転によってリング（７）はナット（２）に対して軸方
向（図１（ａ）で下向き）に移動する。リング（７）
が、したがってまた第一の環状テーパー面（７ａ）が、
図１（ａ）で右向きに移動することにより、球体（８）
にはボールねじの中心に向かう力が作用する。そして、
その力をナット（２’）の第二の環状テーパー面（２’
ａ）が受けるため、ナット（２’）には図１（ａ）で左
向きの軸方向分力が発生してこれがボール（３）を介し
て軸（１）に伝わり、最終的にボール（３）の弾性変位
量が増加して予圧量が増大する。このように、ボルト
（９）の締め量を加減することにより予圧量を調節する
ことができる。

【００１６】図２（ｂ）は、図２（ａ）のボルト（９）
に代えて圧縮コイルバネ（９’）等のバネ要素を使用し
た実施例を示し、貫通穴（２ｄ）に圧縮コイルバネ
（９’）を挿入してその先端をリング（７）の切り欠き
（７ｃ）に当接させてある。なお、プラグ（２ｅ）で蓋
をするように例示してあるが盲穴にしてプラグ（２ｅ）
を廃止することもできる。ボール（３）やねじ溝（軌道
面）が摩耗するとそのままでは予圧量が減少するところ
であるが、この実施例の場合、その分だけ圧縮コイルバ
ネ（９’）がリング（７）を押してナット（２）に対し
てリング（７）を相対的に回転させる。これにより、図
２（ａ）の実施例に関連して既述したボルト（９）を締
め付けたときと同じように、ナット（２’）が図１
（ａ）の左向きに、すなわちボール（３）の弾性変位量
を増大させる方向に移動する。したがって、常に所定の
予圧量が維持される。

【００１７】

【発明の効果】従来の定位置予圧ボールねじでは、ボー
ルやナット、軸のねじ溝面が摩耗し、初期の予圧が低下
したり、抜けてしまった場合、ボールねじの分解、調
整、再組立が必要であったが、この発明によれば、ボー
ルねじを機械から分解することなく、リングの相対角度
位置を変えることによって容易に予圧を調整することが
できる。

【００１８】また、予圧の低下や抜けの場合だけでな
く、送り系の剛性等を変えるための予圧調整も容易に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】軸方向半断面図（ａ）およびキー部分の平面図
（ｂ）

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図（ａ）および別の実
施例を示す部分図（ｂ）

【図３】変形例を示す拡大縦断面図

【図４】従来例を示す平面図

【符号の説明】

１ねじ軸２ナット（ボールナット） 2a 第三の環状テーパー面 2b ねじ 2' ナット（ボールナット） 2'a 第二の環状テーパー面３ボール４循環部材６予圧固定キー７リング 7a 第一の環状テーパー面 7b ねじ８球体９ボルト 9' 圧縮コイルバネ（バネ要素）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面に螺旋状の内側軌道面を形成した
ねじ軸と、内周面に螺旋状の外側軌道面を形成したボー
ルナットと、前記内・外側軌道面間に形成される螺旋状
の循環路に配された複数のボールと、前記螺旋状の循環
路を接続して一連のボール循環路を形成する循環部材と
を有し、前記ボールナットが軸方向に隣り合った互いに
軸方向にのみ相対移動可能な一対のナットで構成された
ボールねじにおいて、第一の環状テーパー面を形成した
リングを一方のナットに螺合させ、他方のナットに前記
リングの第一の環状テーパー面と逆向きに傾斜した第二
の環状テーパー面を形成し、前記第一および第二の環状
テーパー面間に複数の球体を介在させ、前記一方のナッ
トに対するリングの相対角度位置を変えることによって
予圧を調整するようにしたことを特徴とするボールね
じ。
【請求項２】前記一方のナットに貫通穴を形成したこ
の貫通穴にボルトを螺合させ、ボルトの先端をリングに
形成した切り欠きに当接させた請求項１のボールねじ。
【請求項３】前記一方のナットに形成した穴にバネ要
素を挿入し、バネ要素の先端をリングに形成した切り欠
きに当接させた請求項１のボールねじ。
【請求項４】前記第一の環状テーパー面、前記第二の
環状テーパー面および前記一方のナットの端面に球体が
当接する請求項１のボールねじ。
【請求項５】前記一方のナットに第二の環状テーパー
面と逆向きに傾斜した第三の環状テーパー面が形成され
ており、前記第一の環状テーパー面、第二の環状テーパ
ー面および第三の環状テーパー面に前記球体が当接する
請求項１のボールねじ。