JPS6225902B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ねじ軸とナツト間に鋼球を入れて
相互に移動できるようにし、このナツトをその外
周に設置するサポートベアリング用内輪として兼
用したサポートベアリング付ボールねじに関す
る。

（従来の技術） 従来から、ねじ軸とナツトとの間に鋼球を介在
して転動自在となし、従来のすべり摩擦による送
り動作をするものに代えて、ころがり摩擦により
非常に軽快な送り動作が行えるボールねじが提供
されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、かかるボールねじにあつては、
ねじ軸とナツトの両ねじ溝間に嵌め込まれた鋼球
に軸方向すきま（バツクラツシユ）があるため、
ねじ軸又はナツトのいずれか一方が軸方向へ移動
する際に、鋼球とねじ溝間のバツクラツシユによ
つて偏摩耗や騒音を生じるばかりか、ねじ軸又は
ナツトの応答性が悪いという問題点があつた。

また、前記ボールねじにおいて、ねじ軸および
ナツトの相対回転並びに軸方向移動のほか、特
に、これらのねじ軸およびナツトを、このナツト
を支承するフレームやハウジングなどの固定部材
に対して回転自在に支承せしめる必要がある場合
がある。そしてかかる場合には、その固定部材と
ナツトとの間には、内輪と外輪との間に鋼球を介
在した玉軸受が介在される。しかし、かかる玉軸
受を装着することによりボールねじ全体の外径が
大きくなり、精密化、小形化が指向される伝動装
置などの用途には向かないという問題があつた。

さらに、上記のように固定部材とナツトの間に
玉軸受を介在させる場合において、ねじ軸とナツ
トにより構成されるボールねじ側のみならず、内
輪と外輪との間に鋼球を介在させて構成される玉
軸受側にもバツクラツシユを解消するための予圧
（予備圧縮）を付与することがある。しかしなが
ら、間座等の予圧付与部材を用いてボールねじと
玉軸受の双方に所定の予圧を個別に付与する場
合、ボールねじ側ナツトの玉軸受支持部に間座を
挿入するときには、玉軸受側にかけた予圧がボー
ルねじ側の予圧を打ち消して、双方に適正予圧を
与えることが困難であるという問題があつた。

そこで本発明は上記の各問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、ね
じ軸に螺合されるダブルナツトの外周にボールを
介して一対の外輪を装着して、各外輪間に予圧付
与部材を挿入することにより、ボールねじとダブ
ルナツトで構成されるボールねじ側と、内輪を兼
用するダブルナツトと一対の外輪より成るサポー
トベアリング側の双方に適正予圧を同時に付与し
得て、バツクラツシユの解消を同時に達成するこ
とにある。

また他の目的とするところは、固定部材に対し
ダブルナツトを回転自在に支持する一対の外輪
と、内輪を兼用するボールねじ側の上記ダブルナ
ツトによつてサポートベアリングを構成し、もつ
てベアリングの内輪を省略することにより、ボー
ルねじ全体の外径寸法を小さくして、コンパクト
化することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明に係るサポー
トベアリング付ボールねじにあつては、軸方向へ
所定の間隔を設けて離間せしめた第一と第二の鋼
球を介して、ねじ軸の外周に一対のダブルナツト
を装着すると共に、該各ダブルナツトをキーによ
つて軸方向へ接離自在に一体連結し、また該各ダ
ブルナツトの外周には軸方向へ離間せしめられた
第三と第四の鋼球を介して一対の外輪を装着する
と共に、上記各外輪の間に予圧付与部材を圧入し
て該各外輪を軸方向へ互いに離れる方向へ付勢せ
しめ、各ダブルナツト及び各外輪間のボール溝
を、それぞれ、ねじ軸の中心軸と直交し、且つ第
一と第二の鋼球の間並びに第三と第四の鋼球の間
を通る直交線に対して同一の角度で互いに逆方向
へ交差する傾斜線上において対応する断面円弧状
の湾曲面によつて形成するように構成した。

（作 用） 上記構成のサポートベアリング付ボールねじに
あつては、一対の外輪間に予圧付与部材を圧入し
て各外輪を軸方向に互いに離れる方向へ付勢する
と、ダブルナツトは、上記第三、第四の鋼球を介
して同じく軸方向へ互いに離れる方向へ付勢さ
れ、上記ダブルナツトがねじ軸との間のバツクラ
ツシユが零になる限界位置でその軸方向移動を停
止した時点で、ねじ軸とダブルナツト間の第一、
第二の鋼球に予圧が付与されるのと同時に、前記
ダブルナツトと外輪間の第三、第四の鋼球にも予
圧が付与される。このように一対の外輪間に予圧
付与部材を圧入するだけで、ねじ軸とダブルナツ
ト間並びにダブルナツトと外輪間のバツクラツシ
ユを同時に解消することができる。

また上記ダブルナツトの外周に第三と第四の鋼
球を介して上記一対の外輪を装着することによ
り、該ダブルナツトを内輪として兼用したサポー
トベアリングが構成される。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。

第２図に断面をもつて明示するように、ボール
ねじ１を構成するねじ軸２にはねじ溝３が設けら
れている。そしてこのねじ軸２にはダブルナツト
を構成する２個の円筒状のナツト４，５が、軸方
向へ離間せしめられた第一の鋼球７ａと第二の鋼
球７ｂを介して軸方向に僅かに可動で且つ回転方
向へ可動し得るように、その対向端部を当接せし
めて螺合されている。

上記のナツト４，５は、当接しない側の内周の
半身に、鋼球７ａ，７ｂが転動するための螺旋状
ねじ溝４ａ，５ａを設けていて、これが前記ねじ
軸２のねじ溝３に対応するように形成されてい
る。またこのねじ溝４ａ，５ａのほぼ初端と終端
位置にかけては、ナツト４，５に設けた径方向の
チユーブ溝４ｂ，４ｂ，５ｂ，５ｂを介して、こ
のナツト４，５の一方外部からＵ字形のリターン
チユーブ６，６′がそれぞれ装着され、その各両
端部口は前記のねじ溝４ａ，５ａ内と連通して、
鋼球７ａ，７ｂの循環路を形成している。そして
このリターンチユーブ６，６′内および前記のね
じ溝４ａ，５ａ内には多数の鋼球７ａ，７ｂが転
動自在に充填されている。

これによつて第一の鋼球７ａはねじ軸２とナツ
ト４のねじ溝３，４ａ間、第二の鋼球７ｂはねじ
軸２とナツト５のねじ溝２，５ａ間を螺旋状に転
動し、やがてリターンチユーブ６，６′によつて
ねじ溝内から拾い上げられた後に、該リターンチ
ユーブ内を通つて再びねじ溝内へ回帰し、これに
よつて鋼球７ａ，７ｂはねじ軸２とナツト４，５
間で整列循環を繰り返すものである。そしてこの
リターンチユーブ６，６′は、チユーブ押え１３
によりナツト４，５に各々一体的に取付けられて
いる。

また上記ナツト４，５の外周には、軸方向へ離
間せしめられた第三と第四の鋼球を介して一対の
外輪９，９′が装着されている。すなわちナツト
４，５の当接側外周面には環状のボール溝４ｄ，
５ｄが形成されており、このボール溝４ｄ，５ｄ
内に第三、第四の鋼球７a′，７b′が収嵌される。
さらに前記ボール溝４ｄ，５ｄ間にある上記ナツ
ト４，５の接合部には、軸方向に共通のキー溝４
ｅ，５ｅが設けられており、この位置にキー１１
が埋没状に嵌着されてこのキー１１を介して両ナ
ツト４，５が軸方向に接離自在となつている。

次に上記ナツト４，５の接合部の外周位置に
は、上記ナツト４，５を内輪として、この内輪兼
用のナツト４，５と一対の外輪９，９′との間に
第三、第四の鋼球を収嵌したアンギユラーコンタ
クトベアリングよりなるサポートベアリング８が
構成されている。この外輪９，９′の対面側の内
周半身は、上記ナツト４，５の接合部に摺接状に
嵌合されている。またその摺接内径に隣接して、
相互に遠い側の内周半身は、段部が形成されてお
り、その角部には上記ナツト４，５のボール溝４
ｄ，５ｄに対応するボール溝９ａ，９ｂが設けら
れている。

上記第三、第四の鋼球７a′，７b′を保持する各
ナツト４，５及び外輪９，９′とに設けた相互に
対応するボール溝４ｄ，９ａ及び５ｄ，９ｂは、
ねじ軸２の中心軸Ｏと直交し、且つ第一と第二の
鋼球７ａ，７ｂの間及び第三、第四の鋼球７a′，
７b′の間を通る直交線Ｌに対して同一の角度αで
互いに逆方向へ交差する傾斜線Ｍ，Ｎ上において
対応する断面円弧状の湾曲面によつて形成されて
いる。

なお１０は、サポートベアリング８を固定体に
取付けるために片側外輪９′の外周部に設けたフ
ランジであり、またこの側のナツト５の外周部に
設けたキー溝５ｆは、この位置にキー１４を収嵌
して、このナツト５の外周に歯車１５を装着する
ためのものである。

前記の構成よりなる本発明においては、ねじ軸
２上に第一、第二の鋼球７ａ，７ｂを介して螺合
されたナツト４，５は２個よりなり、またこのナ
ツト４，５の外周に第三，第四の鋼球７a′，７
b′を介して嵌合された外輪９，９′も同じく２個
より形成されている。従つて両外輪９，９′間に
間座１２を圧入した場合、両外輪９，９′は軸方
向へ離れる方向に付勢され、上記外輪９，９′と
ナツト４，５の各ボール溝９ａ，４ｄ及び９ｂ，
５ｄ間に挿入された第三、第四の鋼球７a′，７
b′には拡張方向（軸方向へ互いに離れる方向）の
予圧が付与される。

これと同時に、前記ナツト４，５は第三、第四
の鋼球を介して拡張方向へ付勢されるので、上記
ナツト４，５とねじ軸２の各ねじ溝４ａ，３及び
５ａ，３間に転動自在に充填した第一、第二の鋼
球７ａ，７ｂにも拡張方向の予圧が同時にバラン
ス良く付与される。

この結果各外輪９，９′とナツト４，５のボー
ル溝９ａ，４ｄと９ｂ，５ｄ間及び上記ナツト
４，５とねじ軸２のねじ溝４ａ，３と５ａ，３間
のバツクラツシユを同時に解消することができる
ものである。なお上記の予圧付与時に両ナツト
４，５は、キー１１によつて回転方向への回動は
阻止されているため、上記ナツト４，５とねじ軸
２間の第一、第二の鋼球７ａ，７ｂに対する予圧
付与の操作が正確にできる。そのうえ、環状に配
列した各外輪９，９′間に間座１２を設けて予圧
の付与を行なうので、１体の間座１２により、内
外双方の予圧の微調整を同時に行なうことができ
る。

また、ナツト５の軸上に装着された歯車１５
は、この歯体１５ａと噛合つている図示しない歯
車に精度の高い回転力を伝導することができる。

（発明の効果） 本発明は以上の構成および作用からなるので、
一対の外輪間に予圧付与部材を圧入するだけで、
各外輪とダブルナツト間の第三、第四の鋼球に予
圧を付与できるだけでなく、これと同時にボール
ねじ軸とダブルナツト間の第一、第二の鋼球にも
適性予圧をバランスよく同時に付与し得て、バツ
クラツシユの解消を同時に達成できる。また２様
の第一、第二の鋼球及び第三、第四の鋼球に対す
る予圧付与を１個の予圧付与部材により同時に行
なうことができるので、予圧付与の時間が短縮さ
れて、作業能率を大幅に向上できる。

さらにこの発明におけるボールねじは、前述し
たとおり、二重の予圧構造の採用によつて軸方向
のバツクラツシユが零となるので、ねじ軸とダブ
ルナツト間並びにダブルナツトと外輪間に遊びを
なくすことができ、これにより軸方向の移動時に
おけるボールねじの動きの応答性を一応良好にで
きる。また軸方向へ移動する際の送り方向を変更
するときも遊びがないので、追従性を高めること
ができる。そのうえ、予圧構造のボールねじは剛
性が大であることから、正確な位置決めができる
とともに、摩耗がなくて、長期の寿命が保証でき
る。

加えてこの発明では、図示しないハウジング等
の固定部材に対してダブルナツトを回転自在に支
持する外輪と、玉軸受の内輪ともいうべき内輪兼
用のダブルナツトでサポートベアリングを構成し
たことにより、玉軸受の内輪を省略することがで
き、ボールねじ全体の外径寸法を小さく抑えるこ
とができた。これにより、設置空間や占有空間に
制限がある装置に適用できて利用範囲をさらに拡
大できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるサポートベアリング付
ボールねじを示す平面図、第２図は第１図の縦断
面図、第３図は第２図のサポートベアリング部の
要部縦断面図である。 符号の説明、１……ボールねじ、２……ねじ
軸、３，４ａ，５ａ……ねじ溝、４，５……ナツ
ト（ダブルナツト）、６，６′……リターンチユー
ブ、７ａ……第一の鋼球、７ｂ……第二の鋼球、
７a′……第三の鋼球、７b′……第四の鋼球、８…
…サポートベアリング、９，９′……外輪、９
ａ，９ｂ，４ｄ，５ｄ……ボール溝、１２……間
座（予圧付与部材）、１１……キー、Ｌ……直交
線、Ｍ，Ｎ……傾斜線、Ｏ……中心軸、α……傾
斜角。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸方向へ所定の間隔を設けて離間せしめた第
   一と第二の鋼球を介して、ねじ軸の外周に一対の
   ダブルナツトを装着すると共に、該各ダブルナツ
   トをキーによつて軸方向へ接離自在に一体連結
   し、また該各ダブルナツトの外周には軸方向へ離
   間せしめられた第三と第四の鋼球を介して一対の
   外輪を装着すると共に、上記各外輪の間に予圧付
   与部材を圧入して該各外輪を軸方向へ互いに離れ
   る方向へ付勢せしめて成るサポートベアリング付
   ボールねじであつて、 各ダブルナツト及び各外輪間のボール溝を、そ
   れぞれ、ねじ軸の中心軸と直交し、且つ第一と第
   二の鋼球の間並びに第三と第四の鋼球の間を通る
   直交線に対して同一の角度で互いに逆方向へ交差
   する傾斜線上において対応する断面円弧状の湾曲
   面によつて形成したことを特徴とするサポートベ
   アリング付ボールねじ。