WO1998054474A1

WO1998054474A1 - Ensemble cannelures-billes et procede pour former un cylindre exterieur a partir dudit ensemble

Info

Publication number: WO1998054474A1
Application number: PCT/JP1997/001853
Authority: WO
Inventors: Mitsuaki Honma; Tomozumi Murata
Original assignee: Thk Co., Ltd.
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 1998-12-03
Also published as: EP0916861A4; DE69738198D1; EP0916861A1; US6152602A; EP0916861B1; DE69738198T2

Description

明細書ボールスプラインュニットおよびボールスプラインュニッ卜の外筒成形方法技術分野

本発明は、スプライン軸と外筒の間にボールを介在させたボールスプラインュニットおよびその外筒成形方法に関する。

背景技術

従来のこの種のスプラインュニットは、内周に複数の負荷ボール転動溝が設けられた円筒状の外筒を備え、この外筒には、負荷ボール転動溝に対応する複数の無負荷ボール通路が設けられている。外筒の両端には、前記負荷ボール転動溝と無負荷ボール通路間を結ぶ方向転換路を備えた側蓋が取り付けられている。また、外筒内周には、負荷ボール転動溝内のボールの脱落を防止するべく、負荷ボール転動溝に沿ってリテ一ナ部が設けられている。

外筒内には、スプライン軸が往復移動自在に挿通される。スプライン軸外周には、外筒に設けられた負荷ボール転動溝に対応する負荷ボール転動溝が設けられ、これら負荷ボール転動溝間には多数個のボールが介装されていた。

しかしながら、上記した従来のスプラインュニッ卜にあっては、方向転換路の曲率半径が小さいために、方向転換路にてボールのひつかかりが発生しやすい。方向転換路の曲率半径を大きくすればよいが、そうするとスプラインュニッ卜の寸法の大型化につながる。

一方、従来から、高剛性を必要としないボール支持部、側蓋および無負荷ボール通路については樹脂成形品とし、低騒音化，低コスト化が図られてきた。

しかし、従来の上記した各樹脂成形部は外筒とは別体成形品であり、それぞれ別途成形した後に組立工程が必要であった。

そこで、ボール支持部等と外筒を一体成形することにより組立工程を削減することが考えられる。

このような一体成形技術としては、たとえば USP4.128,279号に示されるような直線運動ボールベアリングが知られている。

この直線運動ボールベアリングは、図 9に示すように、一部が切り欠かれた開断面形状の外筒 101 と、外筒 101内に挿入される軸 105と、から構成されている。

この外筒 101内周と軸 105外周の間に、軸方向に配列された多数のボール 104が介装され、ボール 104を介して、外筒 101が軸 105に沿って直線運動するようになっている。ボール 104は、外筒 101の円周方向に複数列設けられ、各ボール列は、外筒 101両端の方向転換路 108および外筒 101外周側に設けられた複数の無負荷ボール通路 110を通じて循環するようになっている。外筒 101 と軸 105の間に介装される負荷域のボール 104は、ボール列の両側に軸方向に沿って延びるリテ一ナ部 106によつて保持されている。

そして、前記リテーナ部 106、方向転換路 108の内周部 108a及び無負荷ボール通路 110が、インサート成形にて、外筒 101 と一体成形されていた。

しかしながら、上記した従来の直線運動ボールべァリングの場合には、インサート成形する際には、図 9 (c)に示すように、たとえば、外筒 101 の外周を第 1の金型 111に、外筒 101の内周を第 2の金型 112に密着させて、リテ一ナ部 106及び無負荷ボール通路 110成形用のキヤビティ 106a， 110aを形成することになるが、外筒 101の内外周を第 1，第 2の金型 111, 1 12に正確に密接させることが困難であり、接触面間に隙間ができてバリが発生するという問題があった。

特に、外筒 101内周と第 2の金型 1 12との接触面間にバリが発生すると、負荷ボール転動面にバリが発生することになり、バリを除去する必要がある。しかし、このようなリテーナ部 106 , 106間の奥に発生するバリを除去することは非常に困難であり、事実上不可能である。

このようなバリが存在すると、ボール 104の循環が悪くなるために送り精度が悪くなる。甚だしい場合には、ボール 104が詰まって機械が停止してしまい、生産性に重大な影響を及ぼす。

本発明は上記した従来技術の課題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、ボールスプラインュニッ卜の寸法を大型化することなくボールのスムーズな循環を可能とするボールスプラインュニットを提供することにある。

また、外筒に形成する樹脂部の位置を正確に設定して一体成形可能なボールスプラインュニッ卜の外筒成形方法を提供することにある。発明の開示

本発明は、内周に複数の負荷ボール転動溝が設けられた円筒状の外筒と、この外筒に設けられた前記負荷ボール転動溝に対応する複数の無負荷ボール通路と、外筒の両端に設けられ、前記負荷ボール転動溝と無負荷ボール通路間を結ぶ方向転換路を備えた側蓋と、負荷ボール転動溝に沿って設けられ負荷ボール転動溝内のボールの脱落を防止するリテーナ部と、前記外筒内に挿通され、外周に前記外筒に設けられた負荷ボール転動溝に対応する負荷ボール転動溝が設けられたスプライン軸と、外筒とスプライン軸の負荷ボール転動溝間に介装され、前記方向転換路および無負荷ボール通路を通って無限循環する多数のボールと、を備えたスプラインュニットにおいて、

前記多数のボールの各ボール間に介装される多数の間座部と、間座部間を連結する連結部とを備えたボールチエインを設け、

前記無負荷ボール通路、リテーナ部およびボール方向転換路内周部の内、少なくともいずれか一つを、前記負荷ボール転動溝を基準にして外筒を金型内に配置するインサ一ト成形によって、外筒と一体成形したことを特徴とする。

このようにすれば、方向転換路において、ボールはボールチヱインに引っ張られて移動するので、方向転換路の曲率半径が小さくてもスム一ズに移動する。したがって、大型化することなくボールをスムーズに循環移動させることができる。

さらに、転動移行時にボール同士が衝突しないので、音の発生が低減される。また、無負荷ボール通路の内周面にもぶつからないので、音の発生をさらに低減することができる。

一方、外筒内周に設けた負荷ボール転動溝を基準にして、無負荷ボール通路、ボール支持部およびボール方向転換路内周部の内、少なくともいずれか一つをィンサート成形により一体成形する。これにより、組立て工程を削減することができる。

また、ボール方向転換路と負荷ボール転動溝間、方向転換路と無負荷ボール転動溝間の継ぎ目に組み付け誤差により段差が生じることがなく、ボールの循環が円滑になり、また、騒音の発生も少なくなる。

そして、外筒を、負荷ボール転動溝を基準にして金型内に位置決めするので、負荷ボール転動溝と金型との間のバリの発生が防止できる。負荷ボール転動溝にバリが発生するとバリの削除は不能であり、バリを削除するためには外筒を壊さなければならなくなる。そのため、バリの発生を阻止することは極めて重要である。また、無負荷ボール通路、リテーナ部およびボール方向転換路に前記ボールチエインの連結部の収容する溝を全周的に形成することにより、ボールチエインの振れ止めを図ることができる。

一方、ボールチェインと、各間座部によって各ボールを保持可能に構成しておけば、外筒へのボールの組み込み作業は、各ボールを一連に繋がった状態で保持したボールチエインを差し込むだけでよい。

また、スプライン軸から外筒を抜いた際にボールはボールチヱインによって保持されるので、リテ一ナ部を省略してもよい。

ボールチインは各ボールの間に所定の隙間を設けて循環させればよく、ボールの脱落を防止する保持機能は必ずしも必要ではない。このような保持機能のないボールチヱインを用いた場合には、スプライン軸から外筒を抜いた際にボールを保持する必要があるので、外筒にリテーナ部を設けておくことが好ましい。もっとも、外筒にボールを保持する必要がなければ、リテ一ナ部を省略することができることはもちろんである。。

また、上記構成において、無負荷ボール通路、リテーナ部およびボ一ル方向転換路にボールチエインを案内する案内部を設けた状態でも、ボールチヱインを用いないでボールのみを組み付けて使用することが可能である。すなわち、この外筒構成においては、ボールをボールチヱインに組み付けて装着する場合と、ボールチエインに組み付けないでボールのみを装着する場合のいずれにも用いることができる。

一方、外筒内周には、互いに隣合う一対の負荷ボール転動溝を一組として円周方向に複数組の負荷ボール転動溝組を設け、スプライン軸外周には、前記各負荷ボール転動溝組を構成する一対の負荷ボール転動溝間に位置する複数の角部の両側面に前記外筒に設けられた一対の負荷ボール転動溝に対応する一対の負荷ボール転動溝を設け、一方、外筒内周に、前記複数の負荷ボール転動溝組の間に、各負荷ボール溝に対応する複数の複数の無負荷ボール通路を設けることが好適である。

このようにすれば、外筒の外径をより小さくできる。

また、外筒内周には、互いに隣合う一対の負荷ボール転動溝を一組として円周方向に複数組の負荷ボール転動溝組を設け、スプライン軸外周には、前記各負荷ボール転動溝組を構成する一対の負荷ボール転動溝間に位置する複数の角部両側面に前記外筒に設けられた一対の負荷ボール転動溝に対応する一対の負荷ボール転動溝を設け、一方、外筒外周部に、前記複数の負荷ボール転動溝に対応する複数の無負荷ボール通路を設けるようにしてもよい。

特に、外筒外周部に設けられた無負荷ボール通路は、無負荷ボール通路を外筒内周とスプライン軸外周の負荷ボール転動溝間に介在されるボールの各負荷ボール転動溝との接触部を結ぶ接触角線方向に沿って設けられたことを特徴とする。

このようにすれば、方向転換路の方向がボールの転がり方向に一致するので、スムーズにボールが転動移行する。

また、本発明の外筒成形方法は、外筒内周には、互いに隣合う一対の負荷ボール転動溝を一組として円周方向に複数組の負荷ボール転動溝組が設けられ、

前記外筒を互いに同心的に配置される第 1金型と第 2金型との間に配置し、外筒内周側に位置するの前記第 1金型外周には、前記外筒に設けられた前記各負荷ボール転動溝組の一対の負荷ボール転動溝に嵌合する外筒支持用の支持凸部を複数設け、

第 1金型に設けられた複数の支持凸部によって、外筒を負荷ボール転動溝を基準にして第 1 ,第 2金型間で位置決め支持し、第 1，第 2金型と外筒間に、無負荷ボール通路を構成する第 1樹脂部形成用のキヤビティと、リテーナ部を構成する第 2樹脂部形成用のキヤビティと、ボール方向転換路内周部形成用のキヤビティの 3のキヤビティの内の少なくとも一つのキヤビティを形成し、キヤビティ内に流動化した成形材料を充填して外筒と —体成形したことを特徴とする。

このように外筒の各負荷ボール転動溝組の一対の負荷ボール転動溝によって第 1金型の支持凸部を挟み込むように支持されるので、外筒に成形圧力が作用しても、外筒は回転方向および中心軸に対して直交する方向のいずれの方向にもがたつくことなく支持され、ボール転動溝に成形材料が浸入ことがなくバリの発生が防止される。図面の簡単な説明

図 1 (a)は本発明の実施の形態 1に係るボールスプラインュニッ卜の縦断面図、同図（b)〜（e)はボールチェインを示す図である。

図 2 (a) は図 1のボールスプラインュニッ卜の一部破断正面図、同図 (b) は同図（a)の半断面側面図である。

図 3 (a)は図 1のボールスプラインュニッ卜の外筒の断面図、同図（b) は外筒の端面図、同図（c)はボールチエインを用いない場合のボール転動溝部の部分断面図、同図（d)，（e)はボールチエインの触れ止めのみ案内部を設けたボール転動溝部の部分断面図である。

図 4 (a)は側蓋の縦断面図、同図（b)は側蓋の裏面図、同図（c) は外筒と側蓋の係合状態を示す図である。

図 5 (a)，（b)は本発明の外筒成形方法の一形態を示す図である。

図 6 (a)〜（f)は図 1のボールチエインの変形例を示す図である。図 7 (a)は本発明の実施の形態 2のボールスプラインュニッ卜の縦断面図、同図（b)〜（d)はボールチェインを示す図である。

図 8(a)は本発明の実施の形態 3のボールスプラインュニッ卜の断面図、同図（b )〜（d )はボールチインを示す図である。

図 9は従来の直線運動ベアリングを示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

[実施の形態 1 ]

図 1及び図 2には本発明の実施の形態 1に係るボールスプラインュニッ卜が示されている。

このボールスプラインュニット 1は、概略、円筒状の外筒 3と、外筒 3 の両端に設けられる一対の側蓋 5と、外筒 3内周に多数のボール 9を介して相対的に摺動自在に嵌合されるスプライン軸 8と、から構成されている。外筒 3は、金属製の高剛性の円筒体で、その内周に複数の負荷ボール転動溝 2が設けられている。負荷ボール転動溝 2は、互いに隣合う一対の負荷ボール転動溝 2，2を一組として円周方向に複数組の負荷ボール転動溝組 2Aとして構成される。この実施例では、 3組の負荷ボール転動溝組 2Aが、円周方向に等配されている。

一方、スプライン軸 8は、この外筒 4内に挿通され、外周に各負荷ボール転動溝 2 A組を構成する一対の負荷ボール転動溝 2，2間に位置する 3つの角部 8aを有し、各角部 8aの両側面に外筒 4に設けられた一対の負荷ボール転動溝 2, 2に対応する一対の負荷ボール転動溝 7, 7が設けられている。そして、互いに対向する 6組の負荷ボール転動溝 2, 7間に配列された 6列のボール 9が介装されており、各列のボール 9には所定の予圧が加えられている。

各負荷ボール 9の負荷ボール転動溝 2, 7との接触点を結ぶ接触角線 Lは、ボール中心とスプライン軸 8の中心とを結ぶ半径方向線に対して所定角度 αだけ傾斜しており、この接触角は、スプライン軸 8の中心と角部 8a の中心とを結ぶ線に対して互いに線対称に設定されている。

各負荷ボール転動溝 2, 7間に配列された 6列のボール 9は、負荷ボール転動溝 2の一端から、一方の側蓋 5に設けられた方向転換路 19を通じて、負荷ボール転動溝 2と平行に設けられる無負荷ボール通路 4内に転動移行し、他方の側蓋 5側に設けられた方向転換路 1 9を通じて再び負荷ボール転動溝 2, 7間に循環移動する。ボール 9は、負荷ボール転動溝 2，7間の通路,方向転換路 19および無負荷ボール通路 4の循環路全周にわたって配列されるもので、ボールチヱイン 60によつて保持されている。

ボールチヱイン 60は、各ボール 9間に介在される間座部 6 1 と、各間座部 6 1間を連結する連結部 62とを備えている。このボールチヱイン 60 は両端を連結せずに一部がきれた状態で装着されている。もっとも両端を連結して無端状としてもよい。

間座部 6 1は、一側にスリット 65が形成された略 U字形状の屈曲自在の間座扳 63と、隣接するボール 9がそれぞれ着座する一対の保持ピース 64とを備えている。保持ピース 64は U字状の間座板 63の左右脚部に設けられ、各保持ピース 64には球冠状の凹部 64aを備え、ボール 9を保持することが可能な構成となっている。

一方、連結部 62は各間座部 6 1 の両側を連結する帯状部材によって構成されている。もっとも、各間座部 6 1の一側のみを連結する構成としてもよい。

ボールチヱイン 60は、間座部 6 1 のスリツト 65の部位で屈曲する。方向転換路 1 9におけるボールチェイン 60の屈曲方向は、 U字状の間座板 63の底部側を内側にしてスリット 65が開く方向に曲がって循環する構造となっている。スリツト 65の幅は、図 1 ( b )，（d )に示すように、方向転換路 1 9の曲率半径等に応じて適宜選択され得る。

このようにボールチヱイン 60によつてボール 9を保持すれば、方向転換路 19において、ボール 9はボールチェイン 60に引っ張られて移動するので、方向転換路 19の曲率半径が小さくてもスムーズに移動する。したがって、大型化することなくボール 9をスムーズに循環移動させることができる。

特に、この実施の形態では、各間座部 6 1にスリット 65を設けて開きやすい構成としたので、方向転換路 19の曲率半径をより小さくできる。外筒 3の各負荷ボール転動溝組 2Aの負荷ボール転動溝 2，2は、図 3 ( a ) に示すように、断面 U字状の第 1 U字溝 10の両端部に設けられている。もつとも、 U字溝に限定されず、一対の円弧溝によって構成してもよい。また、外筒 3の内周の上記第 1 U字溝 10の間には、無負荷ボール通路 4が形成される第 2U字溝 1 1が設けられている。この第 2U字溝 1 1には、外筒 3の長さ方向全長にわたって延びる第 1樹脂部 12がー体的に嵌合される。この第 1樹脂部 12は、厚肉の略断面円弧形状で、厚さ方向に外径端部から半分程度が第 2U字溝 1 1に一体的に嵌合し、内径端部が外筒 3 の内周よりも内側に突出している。

そして、この第 1樹脂部 12に無負荷ボール通路 4が形成されている。この無負荷ボール通路 4は、ボール 9よりも若干大径の円形の貫通穴によつて構成され、その中心位置がほぼ外筒 3の内径と一致するように構成される。

また、第 1樹脂部 12の内径端部の円周方向側縁 6aは、隣接する第 1 U 字溝 10側に突出している。

外筒 3の外周には、その中央部において、全周にわたって延びる潤滑剤を供給するための潤滑剤案内溝 13が設けられ、この潤滑剤案内溝 13と前記内周側の第 2U字溝 1 1 とが、第 1連通孔 14を介して連通しており、さらに、第 1樹脂部 12に、前記第 1連通孔 1 4と、各無負荷ボール通路 4 間を連通する第 2連通孔 15が設けられている。また、外筒 3の外周には、軸方向に延びるキー溝 3aが形成されている。

前記第 1U字溝 10には、ボール 9を保持する第 2樹脂部 16が設けられている。この第 2樹脂部 16の円周方向側縁と上記第 1樹脂部 12の円周方向側縁とは、ボール 9の直径よりも小さい距離でもって互いに対向しており、ボール 9の脱落を防止するリテーナ部 6a, 6bを構成している。

第 1樹脂部 12と第 2樹脂部 16とは、図 3 (b) に示すように、外筒 3 の両端面に接合される環状の第 3樹脂部 18において一体的に接続されている。

第 3樹脂部 18の端面には、直線状に延びる負荷ボール転動溝 2の端部および無負荷ボール通路 4の端部が開口しており、負荷ボール転動溝 2と無負荷ボール通路 4間には、円弧状の方向転換路内周部 19aが設けられている。

一方、図 4に示すように、外筒 3の端面に取り付けられる側蓋 5は環状部材で、前記第 3樹脂部 18の環状の端面に突き合わされる環状の端面を有し、この端面に方向転換路外周部 19bを構成する円弧溝が、第 3樹脂部 18端面に形成された 6箇所の方向転換路内周部 19aに対応して凹設されている。

また、この側蓋 5の外径端部には、前記外筒 3側の第 3樹脂部 18の外周面に嵌合する環状壁 22が設けられ、環状壁 22の内周に、前記第 3樹脂部 18外周に設けられた係止溝 21に係止する係止突起 23が設けられている。環状壁 22の端面は外筒 3の端面に当接する。

上記した無負荷ボール通路 4、リテーナ部 6a, 6bおよびボール方向転換路 19の内周部 19aおよび外周部 19bには、ボールチヱイン 60を案内するための案内部としての案内溝 66が設けられている。この案内溝 66はボールチェイン 60の連結部 62および保持板 63の一側縁が収容されるように全周的に形成されており、ボール転動中のボールチェイン 60の振れ止めを図っている。

すなわち、第 1樹脂部 12の無負荷ボール通路 4の内周面と、リテーナ部を構成する第 1樹脂部 12および第 2樹脂部 16の互いに対向する円周方向側縁部 12a, 16aに、案内溝 66が直線的に形成され、さらに、方向転換路内周部 19aと、側蓋 5に形成される方向転換路外周部 19bには、円弧状の案内溝 66が形成されている。

なお、スプライン軸 8から外筒 3を抜いてもボールはボールチヱイン 60 によって保持されるので、上記リテ一ナ部 6a，6bは必ずしも必要ではない。ただ、リテーナ部 6a,6bを設けておけば、図 3(c)に示すように、ボールチェイン 60を使用しないでボール 9のみを装着する場合にも対応することができ、一つの外筒 3を、ボールチヱインタイプとボールのみのタイプの両仕様に兼用でき有利である。特にボールのみを装着した場合には、上記ボールチイン 60用の案内溝 66をグリース等の潤滑材供給用等に用いることもできる。

また、リテ一ナ部 6a，6bを省略する場合でも、ボールチヱイン 60の振れ止めを図る目的でボールチエインの案内部を設けることが好ましい。この場合には、たとえば図 3 (d)に示すように、ボールチヱイン 60の連結部 62および間座板 63の一側面を案内する案内壁 66aによって構成することができる。また、図 3 (e)に示すように、案内壁 66bを段付き形状としてもよい。

上記した無負荷ボ一ル通路を構成する第 1樹脂部 12、リテーナ部 6を構成する第 1樹脂部 12および第 2樹脂部 17、さらに転動体方向転換路内周部 19aを構成する第 3樹脂部 18が、すべて、外筒 3を金型内に配置したインサート成形によって、外筒 3と一体成形されている。

図 5には、インサート成形時の、外筒 3と金型との嵌合状態を示している。外筒 3のィンサート成形は、外筒 3を負荷ボール転動溝 2を基準にして互いに同心的に配置される第 1金型 40と第 2金型 41 との間に配置し、無負荷ボール通路 4を構成する第 1樹脂部 12形成用のキヤビティ 12a、リテーナ部を構成する第 2樹脂部 16形成用のキヤビティ 16a、ボール方向転換路内周部 19a成形用のキヤビティ 19c、さらに第 3樹脂部 18形成用のキヤビティ 18aを構成し、各キヤビティ 12a，16a，18a,19cに樹脂材料を射出充填して、第 1樹脂部 12,第 2樹脂部 16，第 3樹脂部 18及び方向転換路内周部 19aを成形する。

すなわち、第 1金型 40には、外筒 3の各負荷ボール転動溝 2に嵌合する外筒支持用の支持凸部 42が設けられている。この支持凸部 42は円弧状断面の負荷ボール転動溝 2の内周形状に対応する円弧状断面を有し、負荷ボール転動溝 2に密に嵌合する。また、第 1金型 40と第 2金型 41間には、第 1樹脂部成形用のキヤビティ 12a内に挿入されて無負荷ボール通路 4を成形するためのコァ 43が設けられている。

そして、前記支持凸部 42とコア 43には、ボールチヱイン 60の連結部 62および保持板 63の側縁を収納する溝 66に対応する凸条 42a, 43aが形成されており、溝 66についても一体成形するようになつている。

このように、外筒 3を、負荷ボール転動溝 2を基準にして第 1，第 2金型 40,41内に位置決めするので、負荷ボール転動溝 2と第 1金型 40との間のバリの発生が防止できる。特に、本実施例では、ボール転動溝組 2Aは基本的に 3箇所であり、外筒 3は第 1金型 40によって 3点で位置決めされることになる。しかもアンギユラコンタクト構造となるので、回転方向の位置決めがなされ、第 1金型 40に対して外筒 3が正確に位置決めされる。

また、ィンサ一ト成形するべき外筒 3外周の研削を、負荷転ボール転動溝 2を基準にして行えば、金型内に挿入した外筒 3外周と第 2金型 41 との接触面間の隙間を可及的に小さく設定することができ、外周側のバリの発生も防止することができる。

ここで、バリを防止するためには、外筒 3と金型 40の支持凸部 42との接触面が完全に密着している必要はなく、隙間が開いていても、成形材料の浸入を阻止できる程度の大きさであればよい。本発明のように、負荷ボール転動溝 2を基準にし外周を研削仕上げし、この負荷ボール転動溝 2を基準にして外筒 3を金型内に配置するようにすれば、外周側の隙間を成形材料の流入を阻止できる程度の僅少な一定の大きさに設定できる。また、外筒 3の外周側だけでなく、内周側の負荷ボール転動溝 2と第 1金型 40間にも、成形材料の流入を阻止できる程度の僅少な一定の大きさに設定することができる。負荷ボール転動溝 2も研削仕上げするので、金型と負荷ボール転動溝 2とがある程度の隙間内で接触する。

このように、第 1 ,第 2金型 40 , 4 1 と外筒 3の内外周間に僅少な隙間を設ければ、外筒 3の装着が容易となり、しかもバリの発生を阻止することができる。

上記したように、外筒 3内周に設けた負荷ボール転動溝 2を基準にして、無負荷ボール通路 4、リテーナ部 6および方向転換路内周部 1 9 aのすベてをィンサ一ト成形により一体成形したので、組立は、側蓋 5を組み付けるだけでよく、これにより、組立て工程を大幅に削減することができる。また、方向転換路 1 9と負荷ボール転動溝 6間、方向転換路 1 9と無負荷ボール通路 4間の継ぎ目に組み付け誤差により段差が生じることがなく、ボールの循環が円滑になり、また、騒音の発生も少なくなる。

本実施例では、無負荷ボール通路 4、リテーナ部 6および方向転換路内周部 1 9aのすベてをィンサート成形により外筒と一体成形したが、少なくとも 1つをインサート成形するようにしてもよい。

図 6には、上記実施の形態に使用するボールチエインの変形例を示している。

図 6(a), (b)は、間座部 61両側の連結部 62の内、間座部 62のスリツト 65と同一側の連結部 62にスリット 67を設けたものである。このようにすれば、図 6 (c)に示すように、方向転換路において、間座部 61のスリット 65と共に連結部 62のスリット 67が開くので、方向転換路の曲率半径をより小さくすることができる。

もちろん、図 6(d)に示すように、スリット 65，67側を方向転換路の内側にくるように配置することも可能である。

図 6(e)は、ボールチエイン 60の間座部 61のスリット 65と反対側の側縁に切欠き 68を設けて、さらに変形しやすくした例である。

図 6 (f)は、間座部 61にスリット 65を設けないで、間座部 61間を連結するボール両側の連結部 62のうち一方の連結部 62にスリット 69を設けて屈曲可能とした例である。

次に本発明の他の実施の形態について説明する。

以下の各実施の形態の説明では、実施形態 1との相違点について説明するものとし、実施の形態 1と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。

[実施の形態 2]

図 7には、本発明の実施の形態 2を示している。

この実施の形態 2は、無負荷ボール通路を外筒外周部に設けた例である。この例では、無負荷ボール通路 4が外筒 3外周側に設けられている点で実施の形態 1 と異なる。すなわち、外筒 3外周に、第 2U字溝 51が設けられ、この第 2U字溝 51を埋めるように一体成形された第 2樹脂部 51に無負荷ボール通路 4が形成されている。

この場合のボールチヱインの構成は、ボール 9間に介装された一対の間座部としての保持ピース 71,71と、各保持ピース 71の両側を連結する帯状連結部 72とによって構成され、帯状連結部 72は全体として帯状の形態となつている。そして、方向転換路 1 9においては、両側の帯状連結部 72を含む面を曲げて方向転換させている。

この実施の形態では、間座部としての保持ピース 7 1にスリツ卜が設けられていない点で、スリット 65を設けた実施の形態 1のボールチヱイン 60よりも安定してボールを案内できる。実施の形態 1では、無負荷ボール通路を外筒内周に設ける関係で、方向転換させるためには、循環軌道の外側との周長の差が大きくなるために、外側に一対の保持ピース 64間にスリット 65を形成している。

特に、プライン軸 8が高速回転する場合には、ボールに加わる遠心力が大きくなる力実施の形態 1の場合には、ボールチェイン 60の循環方向が遠心力が作用方向と直交する方向であり、遠心力によってボールチェィン 60が変形すると案内溝との摩擦が大きくなって円滑な循環が阻害されるおそれがある。

これに対してこの実施の形態によれば、ボールの両側が帯状連結部 72 で連結されており、さらにボールチヱイン 70の循環方向が、実施の形態 1に比べて遠心力の作用方向に近いので、遠心力によるボールチヱイン 70 の変形もボールチヱイン 70の循環方向に近いために、遠心力による影響が少なくない。

[実施の形態 3 ]

図 8は、本発明の実施の形態 3を示している。

この実施の形態 3は、上記実施の形態 2と同様に外筒 3の外周側に無負荷ボール通路 4を形成したもので、特に、外筒 3外周部に設けられた無負荷ボール通路 4を、外筒 3内周とスプライン軸 8外周の負荷ボール転動溝 2，7間に介在されるボール 9の各負荷ボール転動溝 2 , 7との接触部を結ぶ接触線 L方向に沿って設けられている。このようにすれば、方向転換路 19の方向がボールの転がり方向に一致するので、スムーズにボール 9が転動移行する。

外筒 3外周には第 2U字溝 51が設けられ、この第 2U字溝 51を埋めるように一体成形された第 2樹脂部 51 に無負荷ボール通路 4が形成されている。このように無負荷ボール通路 4が外周側に形成されるので、ボール外筒 3内周に設けられる第 1樹脂部 12が設けられる部分には、実施の形態 1のように凹部が形成されておらず、第 1樹脂部 12は均一肉厚の円弧形状に成形されている。

また、ボールチヱイン 70も、実施の形態 2と同様に、ボール 9間に介装される間座部としての保持ピース 7 1 と、各保持ピース 7 1の両側を連結する連結部 72によって連結したもので、連結部 72は全体として帯状の形態となっている。そして、方向転換路 19においては、両側の帯状連結部 72を含む面を曲げて方向転換させるようになつている。

この実施の形態 3では、ボールチェイン 70の循環方向が、実施の形態 2に比べてさらに遠心力の作用方向に近いので、遠心力による影響が実施の形態 2以上に少なくなり円滑に循環する。

以上説明したように、本発明によれば、多数のボールをボールチエインによって保持したので、方向転換路の曲率半径が小さくてもスムーズに移動する。したがって、外筒の外径を大型化することなくボールをスムーズに循環移動させることができる。

また、転動移行時にボール同士が衝突しないし、無負荷ボ一ル通路の内周面にもぶつからないので、音の発生を低減することができ、静粛性を高めることができる。

さらに、外筒内周に設けた負荷ボール転動溝を基準にして、無負荷ボール通路、ボール支持部およびボール方向転換路内周部の内、少なくともいずれか一つをィンサ一ト成形により一体成形しているので、組立工程を削減できると共に、ボール方向転換路と負荷ボール転動溝間、方向転換路と無負荷ボール転動溝間の継ぎ目に組み付け誤差により段差が生じることがなく、ボールの循環が円滑になり、ボールチェインによる案内と相挨つてボールのスムーズな循環移動が可能となる。

また、外筒を負荷ボール転動溝を基準にして金型内に位置決めして成形するので、負荷ボール転動溝と金型との間のバリの発生も防止できる。

また、無負荷ボール通路、リテーナ部およびボール方向転換路に前記ボールチエインの連結部の収容する溝を全周的に形成することにより、ボ一ルチエインの振れ止めを図ることができる。

また、ボールチェインがボールを保持する機能を有していれば、外筒へのボールの組み込みは、多数のボールを一連に繫がった状態で差し込むだけでよく、組み込み作業が容易となる。

一方、外筒内周に、前記複数の負荷ボール転動溝組の間に、各負荷ボール溝に対応する複数の複数の無負荷ボール通路を設ければ、外筒の外径をより小さくできる。

また、外筒外周部に前記複数の負荷ボール転動溝に対応する複数の無負荷ボール通路を設け、無負荷ボール通路をボールの接触方向に沿って設ければ、方向転換路の方向がボールの転がり方向に一致するので、スムーズにボールが転動移行する。

さらに、本発明の外筒成形方法によれば、外筒のボール接触構造を利用して、外筒の各負荷ボール転動溝組の一対の負荷ボール転動溝によつて第 1金型の支持凸部を挟み込むように支持するようにしたので、外筒に成形圧力が作用しても、外筒は回転方向および中心軸に対して直交する方向のいずれの方向にもがたつくことなく支持され、ボール転動溝に成形材料が浸入ことがなくバリの発生を確実に防止することができる。産業上の利用可能性

外筒にボールを無限循環させる循環路を備えたボールスプラインュニットに広く利用することができる。特に、ボールチヱィンを利用することによって、方向転換路の曲率半径が小さくてもスムーズに移動できるように構成したので、ボールスプラインュニッ卜の小形化を図ることができる。また、外筒へのボールの装填が簡単にでき、組み込み作業性に優れている。

Claims

請求の範囲

1 .内周に複数の負荷ボール転動溝が設けられた外筒と、

該外筒に設けられた前記負荷ボール転動溝に対応する複数の無負荷ボール通路と、

外筒の両端に設けられ、前記負荷ボール転動溝と無負荷ボール通路間を結ぶ方向転換路を備えた側蓋と、

前記負荷ボール転動溝に沿って設けられ負荷ボール転動溝内のボールの脱落を防止するリテーナ部と、

前記外筒内に挿通され、外周に前記外筒に設けられた負荷ボール転動溝に対応する負荷ボール転動溝が設けられたスプライン軸と、

前記外筒とスプライン軸の負荷ボール転動溝間に介装され、前記方向転換路および無負荷ボール通路を通って無限循環する多数のボールと、を備えたスプラインュニッ卜において、

前記多数のボールの各ボール間に介装される多数の間座部と、該間座部間を連結する連結部とを備えたボールチエインを設け、

前記無負荷ボール通路、リテーナ部およびボール方向転換路内周部の内、少なくともいずれか一つを、前記負荷ボール転動溝を基準にして外筒を金型内に配置するインサート成形によって、外筒と一体成形したことを特徴とするボールスプラインュニット。

2.無負荷ボール通路、リテーナ部およびボール方向転換路に前記ボールチエインを案内する案内部が設けられていることを特徴とする請求項 1に記載のボールスプラインユニット。

3.内周に複数の負荷ボール転動溝が設けられた外筒と、

該外筒に設けられた前記負荷ボール転動溝に対応する複数の無負荷ボール通路と、外筒の両端に設けられ、前記負荷ボール転動溝と無負荷ボール通路間を結ぶ方向転換路を備えた側蓋と、

前記無負荷ボール通路とボール方向転換路内周部の内、少なくともいずれか一つを、前記負荷ボール転動溝を基準にして外筒を金型内に配置するインサート成形によって、外筒と一体成形したことを特徴とするボ一ルスプラインュニット。

4.無負荷ボール通路およびボール方向転換路に前記ボールチ工ィンを案内する案内部が設けられていることを特徴とする請求項 3に記載のボールスプラインュニット。

5.ボールチインは、ボール間の間座部によって各ボールを保持する構成となっている請求項 1，2，3または 4に記載のボールスプラインュニット。

6.内周に複数の負荷ボール転動溝が設けられた外筒と、

前記外筒内に挿通され、外周に前記外筒に設けられた負荷ボール転動溝に対応する負荷ボール転動溝が設けられたスプライン軸と、前記外筒とスプライン軸の負荷ボール転動溝間に介装され、前記方向転換路および無負荷ボール通路を通って無限循環する多数のボールと、を備えたスプラインュニッ卜において、

前記無負荷ボール通路、リテーナ部およびボール方向転換路内周部の内、少なくともいずれか一つを、前記負荷ボール転動溝を基準にして外筒を金型内に配置するィンサート成形によって外筒と一体成形すると共に、前記無負荷ボール通路、リテーナ部およびボール方向転換路には、前記多数のボールを連鎖するボールチェィンを案内するための案内部を設け、

前記多数のボールをボールチヱィンを用いないでボールのみを装着したことを特徴とするボ一ルスプラインュニット。

7.外筒内周には、互いに隣合う一対の負荷ボール転動溝を一組として円周方向に複数組の負荷ボール転動溝組が設けられ、

スプライン軸外周には、前記各負荷ボール転動溝組を構成する一対の負荷ボール転動溝間に位置する複数の角部を有し、該角部の両側面に前記外筒に設けられた一対の負荷ボール転動溝に対応する一対の負荷ボール転動溝が設けられ、

一方、外筒内周に、前記複数の負荷ボール転動溝組の間に、各負荷ボール溝に対応する複数の複数の無負荷ボール通路が設けられたことを特徴とする請求項 1，2 , 3，4，5または 6に記載のボールスプラインュニット。

8.外筒内周には、互いに隣合う一対の負荷ボール転動溝を一組として円周方向に複数組の負荷ボール転動溝組が設けられ、

一方、外筒外周部に、前記複数の負荷ボール転動溝に対応する複数の無負荷ボール通路が設けられたことを特徴とする請求項 1 ,2,3，4，5または 6に記載のボールスプラインュニット。

9.外筒外周部に設けられた無負荷ボール通路は、無負荷ボール通路を外筒内周とスプライン軸外周の負荷ボール転動溝間に介在されるボールの各負荷ボール転動溝との接触部を結ぶ接触角線方向に沿って設けられた請求項 8に記載のボールスプラインュニット。

10.外筒内周には、互いに隣合う一対の負荷ボール転動溝を一組として円周方向に複数組の負荷ボール転動溝組が設けられ、

前記外筒を互いに同心的に配置される第 1金型と第 2金型との間に配置し、外筒内周側に位置する前記第 1金型外周には、前記外筒に設けられた前記各負荷ボール転動溝組の一対の負荷ボール転動溝に嵌合する外筒支持用の支持凸部を複数設け、

該第 1金型に設けられた複数の支持凸部によって、外筒を負荷ボール転動溝を基準にして第 1 ,第 2金型間で位置決め支持し、第 1，第 2金型と外筒間に、無負荷ボール通路を構成する第 1樹脂部形成用のキヤビティと、リテーナ部を構成する第 2樹脂部形成用のキヤビティと、ボール方向転換路内周部形成用のキヤビティの 3のキヤビティの内の少なくとも一つのキャビティを形成し、該キヤビティ内に流動化した成形材料を充填して外筒と一体成形したことを特徴とするスプラインュニッ卜の外筒成形方法。