JPH0635719U - ボールねじ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボールねじにおいて、構造簡単で製作が容易
で、高い加工精度および組立精度が得られる、ボール循
環路のボールすくい上げ部構造を提供する。 【構成】 ボール軌道３，５からボール循環路８へボー
ル７をすくい上げるボールすくい上げ部１７は、ボール
循環路８を形成する循環ブロック２０と別部材であるヨ
ーク部材１０により形成される。このヨーク部材１０
は、ナット体４の螺旋溝５に沿った単純な円弧状とさ
れ、その両端面の一方がボールすくい上げ部１７を形成
しており、別部材である固定ボルト１８によりナット体
４に締付け固定される。ヨーク部材１０を単純形状とす
ることにより、その製作の容易化と、加工精度および組
立精度の向上が可能となる。

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、ボールが循環するタイプのも のにおいて、ボール循環路の両端部のボールすくい上げ部構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ボールが循環するタイプのボールねじとしては、例えば図８に示すような構造 のものが提案されている（実開昭６２−１９４２３６号公報参照）。

【０００３】 このボールねじは、ねじ軸ａの外周面に螺旋溝ｂが形成されるとともに、この 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。また、ナッ ト体ｃの螺旋溝ｄにおけるボール転動部分の両端には、金属製のリターンチュー ブｆが連結されて、ボール循環路ｇが形成されている。

【０００４】 そして、上記ねじ軸ａとナット体ｃとの相対的な回転運動により、ボールｅ， ｅ，…がその軌道である両螺旋溝ｂ，ｄに沿って移動しながら、ナット体ｃがね じ軸ａに対して軸方向へ相対的に移動する。ナット体ｃの螺旋溝ｄのボール転動 部分において、その一端に到達したボールｅはボール循環路ｇを介して他端へ移 動し、循環されることとなる。

【０００５】 ところで、上記のボール循環路ｇの両端部には、リターンチューブｆ端部の破 損を防止するための構造的工夫がなされている。つまり、ボール循環路ｇの両端 部には、上記螺旋溝ｂ．ｄからのボールｅ，ｅ，…を導くためのボールすくい上 げ部ｈが形成されるところ、このボールすくい上げ部ｈは、上記螺旋溝ｂ．ｄ内 に螺入されたコイル部材ｉの端面ｊにより形成されている。

【０００６】 これにより、螺旋溝ｂ，ｄ内を移動しているボールｅ，ｅ，…は、コイル部材 ｉの端面ｊに衝接されてボール循環路ｇへ案内されるため、ボールｅ，ｅ，…が リターンチューブｆの端部に衝接することがなく、その破損が防止される構造と されている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような構造では次のような問題があり、さらなる改良が要 望されていた。

【０００８】 すなわち、ボール循環路ｇの両端部は螺旋溝ｂ，ｄとの接続部として、ボール ｅの円滑な移動を可能とすべく高い加工精度および組立精度が要求される。とこ ろが、上記のように、ボールすくい上げ部ｈがコイル部材ｉの端面ｊにより形成 される構造では、このコイル部材ｉ自体の高精度な加工が困難であるとともに、 螺旋溝ｂ．ｄ内への螺入作業も非常に面倒で、その端面ｊの位置決めも困難であ る。しかも、コイル部材ｉのような長尺なものでは、無駄な材料費が嵩むなどの 問題もあった。

【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、構造簡単で製 作が容易であり、しかも高い加工精度および組立精度が得られる、ボール循環路 のボールすくい上げ部構造を備えた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、ねじ軸の外周面に螺旋溝が 形成されるとともに、この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 ト体の螺旋溝におけるボール転動部分の両端に、前記ボールを循環させるボール 循環路が連通され、このボール循環路の両端部のボールすくい上げ部は、ナット 体の螺旋溝に沿って設けられた円弧状のヨーク部材の端面により形成され、この ヨーク部材は、別部材である固定ボルトにより前記ナット体に締付け固定されて いることを特徴とする。

【００１１】

【作用】

ねじ軸とナット体との相対的な回転運動により、ボールはその軌道である螺旋 溝に沿って移動した後、その一端でボールすくい上げ部からボール循環路を介し て他端へ戻り、螺旋溝を再循環される。

【００１２】 ボールすくい上げ部は、リターンチューブや循環ブロックと別部材であるヨー ク部材の端面により形成する。このヨーク部材は、上記ナット体の螺旋溝に沿っ た単純な円弧状とするとともに、別部材である固定ボルトによりナット体の螺旋 溝内に締付け固定する。このような構造とすることにより、ヨーク部材の製作の 容易化と、加工精度および組立精度の向上を図る。

【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、このボールねじ１は、ねじ 軸２の外周面に螺旋溝３が設けられる一方、このねじ軸２に外嵌されるナット体 ４の内周面に、螺旋溝５が上記螺旋溝３と同じリードをもって設けられて、これ ら両螺旋溝３，５により形成されるボール軌道内に複数のボール７，７，…が回 転自在に介装されてなる。また、ナット体４の外周部にはボール循環路８が形成 されており、このボール循環路８により、ボール７，７，…がボール軌道３，５ に沿って循環するようにされている。

【００１５】 上記ボール循環路８は、ボール軌道３，５の両端、つまりナット体４の螺旋溝 ５におけるボール転動部分の両端に連通されており、具体的には、リターンチュ ーブ９とヨーク部材１０，１０とから構成されている。

【００１６】 リターンチューブ９はボール循環路８のほぼ全長を形成するもので、鋼製の円 筒チューブが図２に示すように折曲されてなり、ナット体４に設けられた取付け 平面４ａに、チューブ押え１１により取り付けられている。この場合、リターン チューブ９は、図２に示すようにナット体４の外径面輪郭（二点鎖線参照）の内 側に位置するようなコンパクトな形状寸法とされる。１２はチューブ押えの締付 けボルトである。

【００１７】 また、ナット体４には嵌合凹部１５，１５が設けられており、これら嵌合凹部 １５，１５に、上記リターンチューブ９の両端部が嵌合されて、位置決め固定さ れている。これらリターンチューブ９の両端部は、嵌合凹部１５に連続するボー ルガイド孔１６を介して、上記ナット体４の螺旋溝５にそれぞれ連通されている 。

【００１８】 ボールガイド孔１６，１６は、それぞれボール循環路８の両端部を形成してお り、その円筒内径面が、上記ボール軌道３，５と面一にかつ同心状に、その接線 方向へ延びて連続されている。また、このボールガイド孔１６の一部はボールす くい上げ部１７とされており、このボールすくい上げ部１７は上記ヨーク部材１ ０により形成されている。

【００１９】 このヨーク部材１０は、具体的には図３および図４に示すような形状とされ、 固定ボルト１８により、ナット体４の螺旋溝５内に締付け固定されている。

【００２０】 ヨーク部材１０の構成材料としては、ボール７からの衝撃等に対する耐強度、 耐磨耗に優れる材料が用いられ、鋼等の金属のほか合成樹脂が好適に用いられる 。特に、ボールすくい上げ部１７は、ボール７の衝突により衝突音や振動を生じ やすい部位であることから、ヨーク部材１０が吸振性に優れる材料、例えば、吸 振性に優れる強化プラスチック等から構成されていると、その吸振効果により上 記衝突音や振動が減少ないし減衰され得る。

【００２１】 ヨーク部材１０は、ボール軌道３，５の螺旋経路に沿った円弧形状とされ、そ の両端面の一方がボールすくい上げ部１７とされている。つまり、ヨーク部材１ ０の外径面１０ａは、ナット体４の螺旋溝５に一致する凸円弧断面とされる一方 、ヨーク部材１０の内径面１０ｂは、ねじ軸２の螺旋溝３に対応した若干大径の 凸円弧断面とされている。また、ヨーク部材１０の両端面１７、１７は、ねじ軸 ２の螺旋溝３に連続する凹円弧断面を有している。１９は、固定ボルト１８用の ねじ孔である。

【００２２】 ちなみに、このようなヨーク部材１０を開発するに先立って、まず、図７に示 すような構造のヨーク部材１００が本考案者らにより開発されたという経緯があ る。

【００２３】 このヨーク部材１００は、ヨーク本体１０１と取付けボルト部１０２とからな る一体成形品であって、ヨーク本体１０１の各部形状寸法は上記ヨーク部材１０ と同一とされており、当初は本願考案と同様の効果が期待された。

【００２４】 しかしながら、その後の試験研究の結果、このようなヨーク本体１０１と取付 けボルト部１０２の一体構造では、次のような問題があることが判明した。

【００２５】 すなわち、このヨーク部材１００は量産品であるところ、その外観形状が図７ (a) に示すようなほぼＴ字形状とされているため、量産化するためには、ロスト ワックス法等による成形方法をとらざるを得ない。ところが、この成形方法に用 いる形成型は非常に高価であり、製作コストの上昇を招いてしまう。しかも、ヨ ーク本体１０１と取付けボルト部１０２が一体構造であるため、ボールねじへの 組付けが困難である。さらに、ヨーク本体１０１と取付けボルト部１０２の継目 部分１０３に応力が集中してしまう結果、構造上それほど大きな強度を確保でき ず、特に、高荷重、高速度で使用されるボールねじにおいては、早期に破損して しまい、耐久性に乏しい。

【００２６】 そこで、本考案者らは種々の試験研究を行った結果、上記のようにヨーク部材 １０と固定ボルト１８を別体構造とすることにより、ヨーク部材１０の形状を単 純化して、これらの問題点をすべて解消するに至った。このヨーク部材１０は、 図４(a) に示すように、鍛造等により成形されたリング状部材２００から、切削 加工等により２個取り加工される量産品である。

【００２７】 ヨーク部材１０は、ナット体４の螺旋溝５において、ボール転動部分の両端部 分（図１のハッチング部分）に嵌合された状態で、固定ボルト１８によりナット 体４に締付け固定される。この場合、あらかじめヨーク部材１０のねじ孔１９に 接着剤を充填しておくことにより、固定ボルト１８とヨーク部材１０のより強固 な固定が可能となる。そして、このようにヨーク部材１０が組付けられた状態に おいて、その両端面１７，１７の一方が上記ボールガイド孔１６の一部をなして 、ボール７をボール軌道３，５からボール循環路８へすくい上げるボールすくい 上げ部が形成される。

【００２８】 しかして、以上のように構成されたボールねじにおいて、ねじ軸２とナット体 ４との相対的な回転運動により、ボール７，７，…がボール軌道（螺旋溝３，５ ）に沿って移動しながら、ナット体４は、ねじ軸２の軸線方向へ相対的に移動さ れることとなる。

【００２９】 なお、ボール軌道３，５の一端へ移動したボール７は、ボール循環路８を介し て上記ボール転動部分の他端へ戻って、再びこのボール軌道３，５を循環される ことになる。この場合、ボール軌道３，５からボール循環路８へのボール７の移 動は、ボールガイド孔１６のボールすくい上げ部１７に衝接した後ボールガイド 孔１６に案内されて、リターンチューブ９へ導かれる。

【００３０】 実施例２ 本例は図５および図６に示し、実施例１におけるボール循環路８の構造がさら に改変されたものであり、単一の循環ブロック２０とヨーク部材１０とからボー ル循環路８が構成されている。

【００３１】 上記循環ブロック２０は、その下面２０ａが平坦面とされた一体成形品で、そ の構成材料としては、鋼等の金属や合成樹脂が好適に用いられる。特に、この循 環ブロック２０がヨーク部材１０と共に、吸振性に優れる材料、例えば、吸振性 に優れる強化プラスチック等から構成されていると、実施例１でも述べたように 、ボール７，７，…による衝突音や振動に対して吸振効果が有効に発揮され得る 。この点についてはさらに後述する。

【００３２】 上記循環ブロック２０の平坦下面２０ａには、ボール循環溝２１が形成されて おり、循環ブロック２０がナット体４の取付け平面４ａに装着された状態におい て、ボール循環溝２１と取付け平面４ａによりボール循環路８のほぼ全長が形成 される。２２は循環ブロック２０装着用の締付けボルトである。

【００３３】 これに関連して、ナット体４の取付け平面４ａには、図６に示すように、上記 ボール循環溝２１とボール軌道３，５を連結するボールガイド孔２６，２６がそ れぞれ開口されている。

【００３４】 これらボールガイド孔２６，２６は、それぞれボール循環路８の両端部を形成 しており、その円筒内径面が、上記ボール軌道３，５と面一にかつ同心状に、そ の接線方向へ延びて連続されている。また、このボールガイド孔１６の一部はボ ールすくい上げ部１７とされており、実施例１と同様、ヨーク部材１０により形 成されている。

【００３５】 このヨーク部材１０のナット体４への取り付けに関連して、上記循環ブロック ２０の平坦下面２０ａには、固定ボルト１８のボルト頭を収納する凹部３０が設 けられている。

【００３６】 なお、前述したように、ヨーク部材１０と循環ブロック２０が、吸振性に優れ る合成樹脂材料から形成されていれば、ボール循環路８のうち、特にボール７の 大きな衝突音，振動の生じやすい部位、つまりボールすくい上げ部１７と湾曲部 ２７に優れた吸振機能を付与することができる。これにより、これらの部位にお けるボール７，７，…の衝突音や振動は減少ないし減衰されるとともに、ボール ７，７，…同士の衝突音も循環ブロック２０の吸振効果により消音されることと なる。したがって、これらが、不快な騒音および振動としてボールねじ外部へ伝 わることはない。

【００３７】 しかも、本例のように、ボール循環路８の大部分を合成樹脂材料で形成するこ とにより、最適なボール７，７，…の流れを得るべく、ボール循環路８の形状を 自由に設定できる。 その他の構成および作用は実施例１と同様である。

【００３８】 上述した実施例１および実施例２はあくまでも本考案の好適な具体例を示すた めのものであって、本考案はその技術的思想の範囲内において、これら実施例に 限定されることなく種々設計変更可能である。

【００３９】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案によれば、ヨーク部材が単純な円弧状であるため 、ヨーク部材自体の製作および組付けが容易で、その組付け時の位置決めも高い 精度で確実に行えるため、高い加工精度および組立精度が要求されるボールすく い上げ部の製作が容易である。また、高価な成形型を必要とすることなくヨーク 部材の量産化も可能であり、製作コストの低減化が可能である。

【００４０】 さらに、ヨーク部材の構成材料として吸振性に優れる材料が使用されれば、ボ ール循環路のうち特に大きなボールの衝突音，振動の生じやすい部位である、ボ ールすくい上げ部において、ボールの衝突音や振動が有効に減少ないし減衰され る。この結果、ボールねじが不快な騒音および振動を発生することはなく、騒音 対策上有効である。

【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示す正面
図である。

【図２】同ボールねじの循環経路全体を抽象的に示す断
面図で、ボールすくい上げ部が図１におけるII−II線に
沿って見た断面で示されている。

【図３】同ボールすくい上げ部を構成するヨーク部材と
その固定ボルトを示す分解斜視図である。

【図４】同ヨーク部材を示す図で、図４(a) はヨーク部
材の製作方法を説明するための正面図、図４(b) はヨー
ク部材の平面図、図４(c) は図４(a) のIV-IV 線に沿っ
た断面図をそれぞれ示している。

【図５】本考案の実施例２に係るボールねじを示す正面
図である。

【図６】同ボールねじの循環経路全体を抽象的に示す断
面図で、ボールすくい上げ部が図５におけるVI−VI線に
沿って見た断面で示されている。

【図７】本考案のヨーク部材の開発途中における比較例
を示す図で、図７(a) は正面図、図７(b) は平面図をそ
れぞれ示している。

【図８】従来のボールねじを示す図であって、図８(a)
は同ボールねじの側面断面図、図８(b) は正面断面図を
それぞれ示している。

【符号の説明】

１ ボールねじ ２ ねじ軸 ３ ねじ軸の螺旋溝 ４ ナット体 ５ ナット体の螺旋溝 ３，５ ボール軌道 ７ ボール ８ ボール循環路 ９ リターンチューブ １０ ヨーク部材 １７ ボールすくい上げ部 １８ 固定ボルト ２０ 循環ブロック ２１ ボール循環溝

Claims (4)

【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、この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、 前記ナット体の螺旋溝におけるボール転動部分の両端
   に、前記ボールを循環させるボール循環路が連通され、 このボール循環路の両端部のボールすくい上げ部は、ナ
   ット体の螺旋溝に沿って設けられた円弧状のヨーク部材
   の端面により形成され、 このヨーク部材は、別部材である固定ボルトにより前記
   ナット体に締付け固定されていることを特徴とするボー
   ルねじ。
2. 【請求項２】 前記ヨーク部材は吸振性に優れる材料か
   らなる請求項１に記載のボールねじ。
3. 【請求項３】 前記ボール循環路は、前記ナット体に取
   り付けられるリターンチューブにより形成されている請
   求項１または２に記載のボールねじ。
4. 【請求項４】 前記ボール循環路は、前記ナット体の外
   周部に取り付けられる単一の循環ブロックの平坦下面に
   形成されるとともに、この循環ブロックが吸振性に優れ
   る材料からなる請求項１または２に記載のボールねじ。