WO2012077247A1 - ボールねじ装置 - Google Patents

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一成 宮崎
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日本精工株式会社
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    • Y10T74/19772—Rolling element deflector

Definitions

  • the present invention relates to a ball screw device used for various machine devices such as a machine tool and an injection molding machine, and more particularly to a ball screw device provided with a tubular circulation part.
  • a ball screw device described in Patent Document 1 As a conventional ball screw device of this type, a ball screw device described in Patent Document 1 is disclosed.
  • a resin circulation part (not shown) is divided into two parts and a nut circulation hole is provided.
  • the central axis of the circulation path in the leg part of the circulation component fitted to the two is substantially coincident with the tangential direction of both screw grooves and the lead angle direction (generally coincident with the tangential direction of the spiral track).
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams showing a configuration of a conventional ball screw device described in Patent Document 2, wherein FIG. 6A is a plan view, and FIG. 6B is a view of a circulating component viewed from the axial direction of the screw shaft.
  • the ball screw device 101 disclosed in Patent Document 2 includes a screw shaft 110 having a helical screw groove 111 on the outer peripheral surface and a screw groove 111 on the inner peripheral surface.
  • a nut 120 having a helical thread groove (not shown) corresponding to is screwed together.
  • a number of balls (not shown) are slidably loaded in the spiral track K between the thread groove 111 and the thread groove of the nut 120.
  • a flat surface 120a is formed on the peripheral surface of the nut 120, and two pairs of circulation holes 122, 122 communicating with the spiral track K are formed in the flat surface 120a.
  • the circulation component 140 is installed so that both ends thereof are fitted to the pair of circulation holes 122, 122, and the ball is guided from one circulation hole 122 to the outside of the nut 120 and spiraled from the other circulation hole 122.
  • a ball circulation path returning to the track K is formed.
  • the circulating component 140 includes a pair of leg portions 141 and 141 each having a tongue portion 144 that scoops a ball rolling on the spiral track K at each end in a direction substantially coincident with the tangential direction of the spiral track K, and the pair of leg portions.
  • the circulation component 140 includes a pair of leg portions 141 and 141 and a main body 142 that connects the pair of leg portions 141 and 141, and the inside is a ball circulation path R.
  • the direction of the ball circulation path R is
  • the divided bodies 140a and 140a divided into two in a point-symmetrical manner are joined to each other at the divided surfaces, and a circulation groove 143 constituting the ball circulation path R is formed on the divided surface of each divided body 140a. Has been.
  • the circulation groove 143 which comprises the ball
  • the first curved portion R1 has a traveling direction of a ball scooped up from the spiral trajectory K by the tongue portion 144 of one leg portion 141 of the pair of leg portions 141, 141 in a direction toward the outside of the nut 120, and It is a portion that leads to a direction that substantially coincides with the axial direction of the circulation hole 122 or has a predetermined angle.
  • the second bending portion R2 is a portion that guides the ball that has passed through the first bending portion R1 in the direction of the other leg portion 141.
  • the third bending portion R3 is a portion that guides the ball that has passed through the second bending portion R2 to the inside of the other leg portion 141 through the main body 142.
  • the fourth bending portion R4 is a portion that guides the ball that has passed through the third bending portion R3 to the position of the tongue portion 144 of the other leg portion 141.
  • the strength of the tongue portion 144 may be reduced as a result of inevitably dividing the tongue portion and the leg portion 141 connected to the tongue portion 144. So there was room for improvement.
  • An object of the present invention is to provide a ball screw device capable of ensuring the strength of the tongue portion, ensuring the strength of the tongue portion, and evenly forming the circulation path so that the balls can be circulated more smoothly.
  • a ball screw device includes a screw shaft having a spiral screw groove on an outer peripheral surface, and a spiral screw groove corresponding to the screw groove of the screw shaft.
  • a nut that has an inner peripheral surface and is screwed onto the screw shaft; a number of balls that are slidably loaded on the spiral track between the screw grooves; and the ball that rolls on the spiral track,
  • One of a pair of circulation holes drilled in a direction substantially perpendicular to the axis of the nut on a flat surface formed on the side surface in the circumferential direction of the nut is led to the outside of the nut, and the other
  • a circulation part having both ends fitted to each circulation hole in order to form a ball circulation path from the circulation hole back to the spiral track,
  • the circulation part is fitted in the circulation hole of the nut at both ends, and a tongue part that scoops up the ball rolling the spiral track at each end in a direction substantially coincident with the tangential direction of the spiral track.
  • the second dividing surface is such that when the circulating part is viewed from the flat surface direction of the nut, the upper dividing surface and the lower dividing surface intersect with each other when the circulating part is viewed from the flat surface direction of the nut. It is formed to do.
  • a ball screw device According to a ball screw device according to an embodiment of the present invention, even if the lead angle and the number of circulation turns are small, the tongue portion and the leg portion connected to the tongue portion are minimized, and the strength of the tongue portion is reduced. Can be ensured, and the circulation path can be equally formed. Therefore, it is possible to provide a ball screw device that enables smooth circulation of the ball.
  • FIG. 1 It is a top view in one embodiment of a ball screw device concerning the present invention. It is a right view of FIG. It is a perspective view which shows the division
  • (C) is the figure seen from the axial direction of the screw shaft (figure seen from the direction opposite to the arrow X direction in FIG. 4). It is a figure which shows the structure of the conventional ball screw apparatus, (a) is a top view, (b) is the figure which looked at the circulation component from the axial direction of the screw shaft. It is the figure which shows the division body of the conventional circulation component, (a) is the figure which looked at the circulation component of 2.5 turns from the flat surface direction of the nut, (b) is the view from the arrow Z direction of (a). (C) is the figure which looked at 1.5 parts of circulation parts from the flat surface direction of the nut, (d) is the figure seen from the arrow Z direction of (c).
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the ball screw device of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a right side view of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a divided body of circulating parts of the ball screw device of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a view of the divided part of the circulating component of the ball screw device of this embodiment as viewed from the flat surface direction of the nut.
  • 5A and 5B are diagrams showing the divided parts of the circulating parts of the ball screw device of the present embodiment, where FIG. 5A is a view seen from the direction of arrow Y in FIG. 4 and FIG. 5B is a view seen from the direction of arrow X in FIG.
  • FIG. 3C is a view as seen from the axial direction of the screw shaft.
  • the ball screw device 1 has a screw shaft 10 having a spiral thread groove 11 on the outer peripheral surface and a spiral screw groove 21 corresponding to the screw groove 11 on the inner peripheral surface.
  • a nut 20 is fitted, and the screw groove 21 of the nut 20 and the screw groove 11 of the screw shaft 10 face each other to form a spiral track that receives a load therebetween.
  • a large number of balls 30 as rolling elements are loaded on the spiral track so that the balls 30 can roll.
  • the rotation of the screw shaft 10 (or nut 20) causes the nut 20 (or screw shaft 10) to roll the ball 30. It moves in the axial direction.
  • a flat surface 20 a is formed on a part of the peripheral surface of the nut 20, and the circulating component 40 is fixed to the flat surface 20 a by a presser 50 with, for example, a set screw 60.
  • the circulation component 40 includes a pair of leg portions 41 and a main body 42 that connects the pair of leg portions 41.
  • the inside of the circulation component 40 is a ball circulation path R, and is point-symmetric along the path direction of the ball circulation path R.
  • the divided body 40a (see FIG. 3) divided into two parts is joined to each other at the dividing surface, and a circulation groove 43 constituting a ball circulation path R is formed on the divided surface of the divided body 40a. Accordingly, the circulating component 40 can be easily assembled by joining two divided bodies 40a having the same shape, and the cost can be reduced because only one type of mold is required for the divided body 40a.
  • two circulation parts 40 are arranged to form two circulation circuits.
  • the pair of leg portions 41 are arranged to be separated from each other in the axial direction of the screw shaft 10 and to be separated from each other in the radial direction of the screw shaft 10.
  • a tongue portion 44 that scoops up the ball 30 rolling on the spiral trajectory in a direction substantially coinciding with the tangential direction of the spiral trajectory.
  • leg portions 41 are fitted into a pair of circulation holes 22 that are communicated with the spiral track between the thread grooves 11 and 21 and are drilled in the flat surface 20a of the nut 20 in a direction substantially perpendicular to the axis of the nut 20.
  • the pair of circulation holes 22 are arranged with their axial centers spaced apart from the axis of the screw shaft 10 by the same dimension in opposite directions.
  • the escape part 45 (refer FIG. 3) is formed so that the front-end
  • the ball circulation path R in the circulation component 40 refers to the leg 41 of one of the pair of legs 41 with reference to FIGS. 5 (b) and 5 (c).
  • a first direction for guiding the traveling direction of the ball 30 scooped up from the spiral trajectory by the tongue portion 44 is the direction of the outside of the nut 20 and substantially coincides with the axial direction of the circulation hole 22 or has a predetermined angle.
  • a bending portion R1, a second bending portion R2 that guides the ball 30 that has passed through the first bending portion R1 in the direction of the other leg portion 41, and a ball 30 that has passed through the second bending portion R2.
  • a third bending portion R3 that leads to the inside of the other leg portion 41 through the main body 42, and a ball 30 that has passed through the third bending portion R3 is led to the position of the tongue portion 44 of the other leg portion 41. 4 curved portions R4.
  • the circulating component 40 is divided into two symmetrically along the path direction of the ball circulation path R at a position avoiding the tongues 44 of the pair of leg portions 41.
  • the first divided surface A and the first divided surface C that divide the leg portion 41 among the divided surfaces of the circulating component 40 are: A plane including the central axis of the ball circulation path R in the first curved part R1 and the fourth curved part R4 (a plane including a normal line group of the central axis of the ball circulation path R in each curved part: FIG. 5B) It is divided so as to be substantially orthogonal to the surface along the paper surface).
  • the second divided surface B that divides the body 42 of the split surface of the circulating member 40 (divided body 40a) has a dividing plane B 1 and dividing plane B 2.
  • Each of the dividing surface B 1 and the dividing surface B 2 passes through the path center 72 in FIG. 5A and divides the dividing surface A and the dividing surface C in a connecting direction.
  • reference numeral 70 is a ball scooping position of one leg
  • 71 is a ball scooping position of the other leg
  • 72 is an intermediate point of the ball circulation path R
  • 73 is a ball circulation path R.
  • the central axis of K, K is the ball center locus in the spiral orbit (load zone).
  • the ball scooping position 71 functions as a ball return position
  • the ball scooping position 70 functions as a ball return position.
  • a case where the ball 30 is scooped up on one leg 41 side will be described.
  • the ball circulation path R in the circulation component 40 will be described along the progress of the ball 30.
  • the screw shaft 10 is rotating clockwise by the arrow view from the axial direction.
  • the ball 30 that has been rolling between the screw grooves 11 and 21 in the spiral track that is the load zone is rolled up in a substantially tangential direction of the spiral track by the tongue portion 44 at the ball lifting position 70 of one leg portion 41. And then enters the ball circulation path R.
  • ⁇ in FIG. 5C is an apparent scooping angle for obtaining the load capacity, and is in the range of 0 ⁇ ⁇ 90 ° (substantially about 20 to 45 °).
  • the ball 30 that has entered the ball circulation path R from the ball scooping position 70 has a traveling direction substantially the same as the axial direction of the circulation hole 22 along the first curved portion R1 in the ball circulation path R, that is, circulation.
  • the direction of the main body 42 of the component 40 is changed.
  • the circulation path from the intermediate point 72 of the ball circulation path R to the third curving portion R3 and the fourth curving portion R4 and further to the ball scooping position 71 of the other leg 41 is one ball scooping position 70. To the intermediate point 72 of the ball circulation path R.
  • the ball circulation path R in the circulation component 40 indicates that the traveling direction of the ball 30 scooped up from the spiral track by the tongue portion 44 of one leg portion 41 of the pair of leg portions 41 is outside the nut 20.
  • the first curved portion R1 (or the fourth curved portion R4) that leads in a direction that substantially coincides with the axial direction of the circulation hole, so that the first curved portion R1 (or the fourth curved portion R4) is provided.
  • the circulation hole 22 can be made smaller, so that the apparent increase to obtain the load capacity without unnecessarily increasing the circulation hole 22 is achieved.
  • the traveling direction of the ball 30 after passing through the first curved portion R1 does not necessarily have to be a direction along the axis of the circulation hole 22, and the first curved portion R1 and the second curved portion R2 Or the inflection point of each bending portion, and between the third bending portion R3 and the fourth bending portion R4 or at the inflection point of each bending portion, the traveling direction of the ball 30 and the axis of the circulation hole 22 It may be tilted so that the angle formed is in the range of 0 ° or more and less than the apparent scooping angle ⁇ .
  • the traveling direction of the ball 30 (the direction of the ball circulation path R) at the time when the passage of the first curved portion R1 is finished is inclined with respect to the axis of the circulation hole 22 of the nut 20, thereby
  • the bending R of the bending portion R1 and the second bending portion R2 can be made larger, whereby the centrifugal force of the ball 30 when the ball 30 passes is reduced, and the circulating component 40 is worn or damaged by the centrifugal force. Can be prevented, and the circulation of the balls 30 can be made smoother.
  • the circulation hole 22 of the nut 20 may be a round hole, but is a hole having a length dimension larger than a width dimension such as an oval or an ellipse, and the longitudinal direction thereof substantially follows the spiral trajectory between the thread grooves 11 and 21. It is preferable that it is the direction.
  • the circulation hole 22 is adjacent to the load zone. Interference with the thread groove 21 can be prevented.
  • each of the divided surfaces of the divided bodies 40 a and 40 a obtained by dividing the circulating component 40 into two along the direction of the ball circulation path R includes one end of the main body 42. It has the 1st division surface A of the leg part 41, the 1st division surface C of the other leg part 41 including the edge part of the main body 42, and the 2nd division surface B of the intermediate part of the main body 42. Become.
  • the first dividing surface A is a plane including the central axis of the ball circulation path R of the first curved portion R1 (a plane including a normal line group of the central axis of the ball circulation path R in the curved portion R1: FIG. 5B). It is a plane that is substantially orthogonal to the plane of the sheet. Thereby, the 1st division
  • segmentation surface A does not divide the leg part 41 connected to the tongue part 44 and the tongue part 44 unevenly, and can prevent the strength reduction of the tongue part 44.
  • the first divided surface C is a surface in contact with the first divided surface A when the two divided bodies 40a are joined point-symmetrically.
  • the second divided surface B is a surface connecting the first divided surface A and the first divided surface C, and the second divided surface B is in a state where the circulating component 40 is fixed to the flat surface 20 a of the nut 20. It is constituted by a dividing plane B 2 of the upper side of the dividing plane B 1 and a lower side that intersect each other when viewed from the direction of the flat surface 20a.
  • the dividing plane B 1 includes the central axis of the ball circulation path R.
  • One or both of the dividing surface B 1 and the dividing surface B 2 (one in this example) and the ball center locus 73 in the ball circulation path R intersect each other at an intermediate point 72 of the ball circulation path R.
  • the intersecting angle ⁇ between the dividing surface B 1 and the dividing surface B 2 is more than 0 ° and less than 90 °, and preferably 45 ° or less.
  • the dividing plane B 1 coincides with the central axis 73 of the ball circulation path R.
  • the second split surface B is configured to intersect each other when the split surface between the upper part and the lower part of the ball circulation path R is viewed from the direction of the flat surface 20a of the nut 20, so that the lead angle and the number of circulation turns Even if the ball screw device is small, the shape of the periphery can be ensured without dividing the tongue portion 44 and the leg portion 41 connected to the tongue portion 44 as unevenly as possible. Can be ensured, and the plane of the upper surface of the main body 42 is divided substantially evenly, and the fixing pressure of the circulating component 40 is made substantially uniform over the entire fixing region, so that the elastic deformation at the time of fixing becomes substantially equal, and the ball 30 Can be smoothly circulated.
  • the circulating component 40 having such a configuration has a particularly remarkable effect when applied to, for example, a ball screw device having a lead angle of 4 ° or less and a winding number of less than 2.5.
  • a bent portion 80 may be provided at the base of 44.
  • the bent part 80 can divide the circulating component 40 without having a strong anxiety around the tongue 44.
  • a bent portion 81 is also provided on the first divided surface C side so as not to interfere with the bent portion 80 of the first divided surface A.
  • this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
  • the circulating component 40 is fixed to the flat surface 20a of the nut 20 via the presser 50, but the circulating component 40 is attached to the flat surface 20a of the nut 20 without using the presser 50. You may fix directly with a set screw etc.
  • the material, shape, dimensions, form, number, location, etc. of the third curved portion and the fourth curved portion are arbitrary and are not limited as long as the object of the present invention can be achieved.

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Abstract

　リード角及び循環巻数が小さくても、タング部及びタング部に接続した脚部の不均等な分割を最小限に抑え、タング部の強度を確保した循環部品を有するボールねじ装置を提供する。そのために、ボールねじ装置の循環部品４０が、ボールを螺旋軌道の接線方向に略一致する方向に掬い上げるタング部４４を有する一対の脚部４１，４１と、該一対の脚部４１，４１を接続する本体４２とを備える。また、一対の脚部４１，４１をそれぞれボール循環経路Ｒの経路方向に沿って分割する第１の分割面Ａ,Ｃと、本体４２をボール循環経路Ｒの経路方向に沿って分割する第２の分割面Ｂとを有する。該第２の分割面Ｂは、ボール循環経路Ｒの上部側の分割面Ｂ1と下部側の分割面Ｂ2とからなり、この上部側の分割面Ｂ1と下部側の分割面Ｂ2はナット２０の平坦面２０ａ方向から見た場合に上部側の分割面Ｂ1と下部側の分割面Ｂ2とが交差する様に形成されている。

Description

ボールねじ装置
　本発明は、例えば工作機械や射出成型機等の各種機械装置に用いられるボールねじ装置に関し、特に、チューブ状の循環部品を備えたボールねじ装置に関する。
　従来のこの種のボールねじ装置としては、特許文献１に記載されたボールねじ装置が開示されている。特許文献１に開示されたボールねじ装置は、ボール（転動体）のスムーズな掬い上げを実現するために、樹脂製の循環部品（図示せず）を２つに分割して、ナットの循環孔に嵌合された循環部品の脚部内の循環経路の中心軸線を両ねじ溝の接線方向及びリード角方向に略一致（螺旋軌道の接線方向と略一致）するように配置されている。
　しかしながら、特許文献１に開示されたボールねじ装置は、循環部品が、ボール循環経路の中心軸線に沿って径方向に２つに分割されているため、ボールを掬い上げるタング部までも分割されてしまい、タング部の強度低下が懸念される。
　そこで、このようなタング部の分割を回避するために、特許文献２に記載のボールねじ装置が開示されている。
　図６は、特許文献２に記載された従来のボールねじ装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は、循環部品をねじ軸の軸方向から見た図である。図６（ａ），（ｂ）に示すように、特許文献２に開示されたボールねじ装置１０１は、外周面に螺旋状のねじ溝１１１を有するねじ軸１１０に、内周面にねじ溝１１１に対応する螺旋状のねじ溝（図示せず）を有するナット１２０が螺合されている。ねじ溝１１１とナット１２０のねじ溝と間の螺旋軌道Ｋには、多数のボール（図示せず）が転動可能に装填されている。
　また、ナット１２０の周面には、平坦面１２０ａが形成されており、該平坦面１２０ａには、螺旋軌道Ｋに通じる一対の循環孔１２２，１２２が２組穿孔されている。循環部品１４０は、これら一対の循環孔１２２，１２２に両端部が嵌合されるように設置されており、一方の循環孔１２２からボールをナット１２０の外部に導き、他方の循環孔１２２から螺旋軌道Ｋに戻すボール循環経路を形成している。循環部品１４０は、各先端に螺旋軌道Ｋを転動するボールを螺旋軌道Ｋの接線方向に略一致する方向に掬い上げるタング部１４４を有する一対の脚部１４１，１４１と、該一対の脚部１４１，１４１を接続する本体１４２とからなる。循環部品１４０は、一対の脚部１４１，１４１と、一対の脚部１４１，１４１を接続する本体１４２とを備えて、内部がボール循環経路Ｒとされており、該ボール循環経路Ｒの経路方向に沿って点対称で二つに分割された分割体１４０ａ，１４０ａを分割面で互いに接合して構成され、各分割体１４０ａの分割面には、ボール循環経路Ｒを構成する循環溝１４３が形成されている。
　そして、ボール循環経路Ｒを構成する循環溝１４３は、第１の湾曲部Ｒ１と、第２の湾曲部Ｒ２と、第３の湾曲部Ｒ３と、第４の湾曲部Ｒ４とを有する。第１の湾曲部Ｒ１は、一対の脚部１４１，１４１の内の一方の脚部１４１のタング部１４４によって螺旋軌道Ｋから掬い上げたボールの進行方向をナット１２０の外部側の方向で、かつ循環孔１２２の軸線方向に対して略一致又は所定の角度を持った方向に導く部分である。第２の湾曲部Ｒ２は、第１の湾曲部Ｒ１を通過したボールを他方の脚部１４１の方向へと導く部分である。第３の湾曲部Ｒ３は、第２の湾曲部Ｒ２を通過したボールを、本体１４２を介して他方の脚部１４１の内部へと導く部分である。第４の湾曲部Ｒ４は、第３の湾曲部Ｒ３を通過したボールを他方の脚部１４１のタング部１４４の位置に導く部分である。
米国特許第２８５１８９７号明細書 特開２００６－１２５５８１号公報
　しかしながら、特許文献２のボールねじ装置に記載された循環部品は、リード角及び循環巻数が小さいボールねじ装置に適用した場合、ボール循環経路Ｒの喪失、又はボール循環経路Ｒの喪失を防ごうとすればタング部及びタング部に接続した脚部の不均等な分割が避けられないおそれがあった。具体的には、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ボールねじ装置の循環巻数が２．５巻であると、タング部１４４及びタング部１４４に接続した脚部１４１を不均等に分割することなくボール循環経路Ｒが適正に形成された分割体１４０ａを作製することができる。しかし、図７（ｃ），（ｄ）に示すように、ボールねじ装置の循環巻数が小さくなる（例えば１．５巻）と、ナット１２０の軸方向に対して分割体１４０ａの切断面Ｂがなす角度ψが大きくなり、Ｄ点においてボール循環経路Ｒが喪失することがあった。すなわち、リード角及び循環巻数が小さいボールねじ装置では、タング部１４４及びタング部１４４に接続した脚部１４１を不均等に分割することなくボール循環経路Ｒが形成された分割体１４０ａを作製することができないことがあった。したがって、リード角及び循環巻数が小さいボールねじ装置においては、タング部及びタング部１４４に接続した脚部１４１を不均等に分割せざるを得なくなる結果として、タング部１４４の強度が低減することがあるため、これらを改善する余地があった。
　そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、リード角及び循環巻数が小さくても、タング部及びタング部に接続した脚部の不均等な分割を最小限に抑え、タング部の強度を確保でき、なおかつ、循環経路を均等に分担形成できるためよりスムーズなボールの循環が可能となるボールねじ装置を提供することにある。
　上記課題を解決するための本発明のある実施形態に係るボールねじ装置は、外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、該ねじ軸の前記ねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝を内周面に有して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記両ねじ溝間の螺旋軌道に転動可能に装填された多数のボールと、前記螺旋軌道を転動する前記ボールを、前記ナットの周方向の側面に形成された平坦面に該ナットの軸線に対して略直交する方向に穿孔された一対の循環孔の内の一方の循環孔から該ナットの外部に導き、他方の循環孔から前記螺旋軌道に戻すボール循環経路を内部に形成すべく前記各循環孔に両端部が嵌合された循環部品とを備え、
　前記循環部品は、両端部に前記ナットの前記循環孔に嵌合されると共に、各先端に前記螺旋軌道を転動する前記ボールを該螺旋軌道の接線方向に略一致する方向に掬い上げるタング部を有する一対の脚部と、該一対の脚部を接続する本体とを備え、
　前記一対の脚部を前記ボール循環経路の経路方向に沿って分割する第１の分割面と、前記本体を前記ボール循環経路の経路方向に沿って分割する第２の分割面とを有し、該第２の分割面は、前記ボール循環経路の上部と下部との分割面が前記循環部品を前記ナットの平坦面方向から見た場合に前記上部の分割面と前記下部の分割面とが交差するように形成されている。
　本発明のある実施形態に係るボールねじ装置によれば、リード角及び循環巻数が小さくても、タング部及びタング部に接続した脚部の不均等な分割を最小限に抑え、タング部の強度を確保でき、なおかつ、循環経路を均等に分担形成できるためよりスムーズなボールの循環が可能となるボールねじ装置を提供することができる。
本発明に係るボールねじ装置の一実施形態における平面図である。 図１の右側面図である。 本発明に係るボールねじ装置の一実施形態における循環部品の分割体を示す斜視図である。 本発明に係るボールねじ装置の一実施形態における循環部品の分割体をナットの平坦面方向から見た図である。 本発明に係るボールねじ装置の一実施形態における循環部品の分割体を示す図であり、（ａ）は図４の矢印Ｙ方向から見た図、（ｂ）は図４の矢印Ｘ方向から見た図、（ｃ）はねじ軸の軸方向から見た図（図４の矢印Ｘ方向と反対方向から見た図）である。 従来のボールねじ装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は、循環部品をねじ軸の軸方向から見た図である。 従来の循環部品の分割体を示す図であり、（ａ）は２．５巻の循環部品をナットの平坦面方向から見た図であり、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｚ方向から見た図であり、（ｃ）は１．５巻の循環部品をナットの平坦面方向から見た図であり、（ｄ）は（ｃ）の矢印Ｚ方向から見た図である。
　以下、本実施形態のボールねじ装置について図面を参照して説明する。
　図１は、本実施形態のボールねじ装置の構成を示す平面図である。図２は図１の右側面図である。図３は本実施形態のボールねじ装置の循環部品の分割体を示す斜視図である。図４は本実施形態のボールねじ装置の循環部品の分割体をナットの平坦面方向から見た図である。図５は本実施形態のボールねじ装置の循環部品の分割体を示す図であり、（ａ）は図４の矢印Ｙ方向から見た図、（ｂ）は図４の矢印Ｘ方向から見た図、（ｃ）はねじ軸の軸方向から見た図である。
＜ボールねじ装置の構成＞
　図１及び図２に示すように、ボールねじ装置１は、外周面に螺旋状のねじ溝１１を有するねじ軸１０に、内周面にねじ溝１１に対応する螺旋状のねじ溝２１を有するナット２０が嵌合されており、ナット２０のねじ溝２１とねじ軸１０のねじ溝１１とは互いに対向して両者の間に負荷を受ける螺旋軌道を形成している。
　該螺旋軌道には転動体としての多数のボール３０が転動可能に装填されており、ねじ軸１０（又はナット２０）の回転により、ナット２０（又はねじ軸１０）がボール３０の転動を介して軸方向に移動するようになっている。
　ナット２０の周面の一部には、平坦面２０ａが形成されており、該平坦面２０ａには循環部品４０が押え具５０によって例えば止めねじ６０等によって固定されている。
　該循環部品４０は一対の脚部４１と一対の脚部４１を接続する本体４２とを備えて内部がボール循環経路Ｒとされており、該ボール循環経路Ｒの経路方向に沿って点対称で二つに分割された分割体４０ａ（図３参照）を分割面で互いに接合して構成され、分割体４０ａの分割面にはボール循環経路Ｒを構成する循環溝４３が形成されている。
　これにより、同一形状の２つの分割体４０ａを接合することで容易に循環部品４０を組み立てることができると共に、分割体４０ａの成形型も一種類で済むためコスト低減を図ることができる。なお、この実施の形態では、循環部品４０を２つ配置して２つの循環回路を形成している。
　一対の脚部４１は、ねじ軸１０の軸方向に互いに離間し、且つねじ軸１０の径方向に互いに離間して配置されており、各脚部４１の先端には、ねじ溝１１，２１間の螺旋軌道を転動するボール３０を螺旋軌道の接線方向に略一致する方向に掬い上げるタング部４４が設けられている。
　これらの脚部４１は、ねじ溝１１，２１間の螺旋軌道に連通してナット２０の平坦面２０ａに該ナット２０の軸線に対して略直交する方向に穿孔された一対の循環孔２２に嵌合されている。一対の循環孔２２は、その軸心をねじ軸１０の軸線から互いに反対方向に同一寸法離間させて配置されている。なお、循環部品４０の分割体４０ａのタング部４４が設けられていない側の脚部４１の先端はねじ軸１０と接触しないように逃げ部４５（図３参照）が形成されている。
　そして、この循環部品４０によって、ねじ溝１１，２１間の螺旋軌道を転動するボール３０を一方の脚部４１から掬い上げてナット２０外部の本体４２内に導き、他方の脚部４１から上記の螺旋軌道に戻すボールの無限循環軌道を形成している。
　ここで、この実施の形態では、循環部品４０内のボール循環経路Ｒは、図５（ｂ）及び図５（ｃ）を参照して、一対の脚部４１の内の一方の脚部４１のタング部４４によって螺旋軌道から掬い上げたボール３０の進行方向をナット２０の外部側の方向で、且つ循環孔２２の軸線方向に対して略一致又は所定の角度を持った方向に導く第１の湾曲部Ｒ１と、該第１の湾曲部Ｒ１を通過したボール３０を他方の脚部４１の方向へと導く第２の湾曲部Ｒ２と、該第２の湾曲部Ｒ２を通過したボール３０を、本体４２を介して他方の脚部４１の内部へと導く第３の湾曲部Ｒ３と、該第３の湾曲部Ｒ３を通過したボール３０を他方の脚部４１のタング部４４の位置に導く第４の湾曲部Ｒ４とを有している。
　また、循環部品４０は、一対の脚部４１の各タング部４４を避けた位置でボール循環経路Ｒの経路方向に沿って点対称で２つに分割される。具体的には、図３～図５に示すように、循環部品４０（分割体４０ａ）の分割面の内の脚部４１を分割する第１の分割面Ａ及び第１の分割面Ｃが、第１の湾曲部Ｒ１及び第４の湾曲部Ｒ４におけるボール循環経路Ｒの中心軸線を含む平面（各湾曲部においてボール循環経路Ｒの中心軸線の法線群を含む平面：図５（ｂ）の紙面に沿う面）と略直交するように分割されている。そして、循環部品４０（分割体４０ａ）の分割面の内の本体４２を分割する第２の分割面Ｂは分割面Ｂ1及び分割面Ｂ2を有している。分割面Ｂ1及び分割面Ｂ2は夫々、図５（ａ）の経路中心７２を通り、分割面Ａと分割面Ｃとを繋ぐ方向に分割している。
＜循環部品の構成＞
　以下、図３～図５を参照して循環部品（分割体）について詳述する。なお、図４及び図５において、符号７０は一方の脚部のボール掬い上げ位置、７１は他方の脚部のボール掬い上げ位置、７２はボール循環経路Ｒの中間点、７３はボール循環経路Ｒの中心軸線、Ｋは螺旋軌道（負荷圏）でのボール中心軌跡である。ここで、ボール３０が一方の脚部４１側で掬い上げられる場合には、ボール掬い上げ位置７１がボール戻し位置として機能し、ボール３０が他方の脚部４１側で掬い上げられる場合には、ボール掬い上げ位置７０がボール戻し位置として機能する。）以下、ボール３０が一方の脚部４１側で掬い上げられる場合について説明する。
　まず、図４及び図５を参照して、循環部品４０内のボール循環経路Ｒにおいて、ボール３０の進行に沿って説明する。ここでは、ねじ軸１０は、図５（ｃ）に示すように、その軸方向からの矢視図で時計方向に回転しているとする。
　負荷圏である螺旋軌道においてねじ溝１１，２１間を転動していたボール３０は、一方の脚部４１のボール掬い上げ位置７０にてタング部４４によって螺旋軌道の略接線方向に掬い上げられて螺旋軌道から外れ、ボール循環経路Ｒ内に進入する。
　ここで、図５（ｃ）中のθは負荷容量を得るための見かけの掬い上げ角度であり、０＜θ≦９０°（実質的には２０～４５°程度）の範囲とされている。
　ボール掬い上げ位置７０からボール循環経路Ｒに進入したボール３０は、ボール循環経路Ｒ内の第１の湾曲部Ｒ１に沿ってその進行方向を循環孔２２の軸線方向と略同一方向、即ち、循環部品４０の本体４２の方向へと向きを変える。
　第１の湾曲部Ｒ１を通過して循環部品４０の本体４２の方向へ進行するボール３０は、第２の湾曲部Ｒ２によって他方の脚部４１の方向へと向きを変え、その後、循環部品４０の本体４２内のボール循環経路Ｒを通って該ボール循環経路Ｒの中間点７２へと達する。
　ボール循環経路Ｒの中間点７２から第３の湾曲部Ｒ３及び第４の湾曲部Ｒ４、更に他方の脚部４１のボール掬い上げ位置７１へ達するまでの循環経路は、一方のボール掬い上げ位置７０からボール循環経路Ｒの中間点７２までの経路の点対称形状となる。
　このように、循環部品４０内のボール循環経路Ｒが、一対の脚部４１の内の一方の脚部４１のタング部４４によって螺旋軌道から掬い上げたボール３０の進行方向をナット２０の外部側の方向で、且つ循環孔の軸線方向に対して略一致する方向に導く第１の湾曲部Ｒ１（又は第４の湾曲部Ｒ４）を有することで、第１の湾曲部Ｒ１（又は第４の湾曲部Ｒ４）の部位を直線状とした場合に比べて循環孔２２を小さくすることが可能となり、これにより、循環孔２２をむやみに大きくすることなく、負荷容量を得るための見かけの掬い上げ角度θを持つことができる。
　この結果、螺旋軌道の接線方向に略一致する方向へのボール３０の掬い上げを容易に実現することができると共に、負荷容量を得るための見かけの掬い上げ角度θを持ちつつ、ナット２０の循環孔２２が隣接する負荷圏のねじ溝２１に干渉するのを防止することができ、更には、ナット２０全長を必要以上に長くすることなく、１つのナット２０に複数の循環回路を配置することができる。
　なお、第１の湾曲部Ｒ１を通過後のボール３０の進行方向は、必ずしも循環孔２２の軸線に沿った方向である必要はなく、第１の湾曲部Ｒ１と第２の湾曲部Ｒ２との間若しくは各湾曲部の変曲点、及び第３の湾曲部Ｒ３と第４の湾曲部Ｒ４との間若しくは各湾曲部の変曲点において、ボール３０の進行方向と循環孔２２の軸線とのなす角度が０°以上、見かけの掬い上げ角度θ未満の範囲となるように傾いていてもよい。
　このように第１の湾曲部Ｒ１の通過が終了した時点でのボール３０の進行方向（ボール循環経路Ｒの方向）を、ナット２０の循環孔２２の軸線に対して傾けることで、第１の湾曲部Ｒ１及び第２の湾曲部Ｒ２の曲げＲをより大きくとることができ、これにより、ボール３０の通過時のボール３０の遠心力が減少して、遠心力による循環部品４０の摩耗や破損を防止することができると共に、ボール３０の循環自体をよりスムーズにすることができる。
　また、ナット２０の循環孔２２は丸孔でもよいが、長円形や楕円形等の幅寸法よりも長さ寸法が大きい穴で、その長手方向がねじ溝１１，２１間の螺旋軌道に略沿った方向であることが好ましい。
　このような循環孔２２とすることで、リードが小さいボールねじ装置や多条のボールねじ装置のように互いに隣り合うねじ溝２１が近接したボールねじ装置でも、循環孔２２が隣接する負荷圏のねじ溝２１に干渉するのを防止することができる。
＜分割体の構成＞
　次に、上述したボール循環経路Ｒを有する循環部品４０、及び該循環部品４０を構成する分割体４０ａの構成について説明する。
　図３及び図４に示すように、循環部品４０をボール循環経路Ｒの方向に沿って２つに分割された分割体４０ａ，４０ａのそれぞれの分割面は、本体４２の端部を含む一方の脚部４１の第１の分割面Ａと、本体４２の端部を含む他方の脚部４１の第１の分割面Ｃと、本体４２の中間部の第２の分割面Ｂとを有してなる。
［第１の分割面Ａ，Ｃ］
　第１の分割面Ａは、第１の湾曲部Ｒ１のボール循環経路Ｒの中心軸線を含む平面（湾曲部Ｒ１においてボール循環経路Ｒの中心軸線の法線群を含む平面：図５（ｂ）の紙面に沿う面）と略直交する平面となっている。これにより、第１の分割面Ａはタング部４４及びタング部４４に接続した脚部４１を不均等に分割することがなく、該タング部４４の強度低下を防止することができる。そして、第１の分割面Ｃは、２つの分割体４０ａを点対称に接合したとき、第１の分割面Ａと接する面となっている。
［第２の分割面Ｂ］
　第２の分割面Ｂは、第１の分割面Ａと第１の分割面Ｃを繋ぐ面であり、第２の分割面Ｂは、循環部品４０をナット２０の平坦面２０ａに固定した状態で平坦面２０ａの方向から見た場合に互いに交差する上部側の分割面Ｂ1及び下部側の分割面Ｂ2とにより構成されている。また、図示例では、分割面Ｂ1はボール循環経路Ｒの中心軸線を含んでいる。分割面Ｂ1及び分割面Ｂ2の一方又は両方（この例では一方）と、ボール循環経路Ｒ内のボール中心軌跡７３とが、該ボール循環経路Ｒの中間点７２においてそれぞれ交差している。分割面Ｂ1と分割面Ｂ2との交差角度Φは、０°超９０°未満であり、４５°以下が好ましい。なお、図示例では、分割面Ｂ1がボール循環経路Ｒの中心軸線７３と一致している。
　また、第２の分割面Ｂを、ボール循環経路Ｒの上部と下部との分割面をナット２０の平坦面２０ａの方向から見た場合に互いに交差する構成とすることにより、リード角及び循環巻数が小さいボールねじ装置であっても、タング部４４及びタング部４４に接続した脚部４１をできるだけ不均等に分割させることなく、その周辺の形状を確保することができるので、循環部品４０の強度を確保することができると共に本体４２の上面の平面を略均等に分割し、循環部品４０の固定圧力を固定域全体で略均等にすることで、固定時の弾性変形が略均等となり、ボール３０の循環をスムーズにすることができる。また、ボール循環経路Ｒの分割を、当該経路全域で均等にすることで、ボール３０の循環をよりスムーズにすることができる。なお、このような構成を有する循環部品４０は、例えば、リード角４°以下、巻数２．５未満のボールねじ装置に適用することにより、特に顕著な効果を奏する。
　また、一方の脚部のタング部４４が第１の分割面Ａよりも飛び出した形状をしている場合には、図５（ｃ）に示すように、第１の分割面Ａでのタング部４４の根元に曲げ部８０を設けてもよい。この曲げ部８０により、タング部４４周辺に強度的な不安を持つことなく、循環部品４０を分割することができる。この場合、第１の分割面Ｃ側にも曲げ部８１を設ける等して第１の分割面Ａの曲げ部８０に干渉しないようにする。
　なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
　例えば、上記実施の形態では、循環部品４０を、押え具５０を介してナット２０の平坦面２０ａに固定しているが、押え具５０を用いずに循環部品４０をナット２０の平坦面２０ａに止めねじ等によって直接固定してもよい。
　その他、上記実施の形態において例示したねじ溝、ねじ軸、ナット、ボール、循環孔、ボール循環経路、循環部品、タング部、脚部、本体、第１の湾曲部、第２の湾曲部、第３の湾曲部、第４の湾曲部等の材質，形状，寸法，形態，数，配置個所等は本発明の目的を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
　１　ボールねじ装置
　１０　ねじ軸
　１１　ねじ溝
　２０　ナット
　２１　ねじ溝
　２２　循環孔
　３０　ボール
　４０　循環部品
　４１　脚部
　４２　本体
　Ｒ　ボール循環経路
　Ｒ１　第１の湾曲部
　Ｒ２　第２の湾曲部
　Ｒ３　第３の湾曲部
　Ｒ４　第４の湾曲部
　Ａ　第１の分割面
　Ｂ　第２の分割面
　Ｂ1　第２の分割面Ｂにおけるボール循環経路Ｒの上部側の分割面
　Ｂ2　第２の分割面Ｂにおけるボール循環経路Ｒの下部側の分割面
　Ｃ　第１の分割面

Claims (1)

  1. 　外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、該ねじ軸の前記ねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝を内周面に有して前記ねじ軸に螺合されるナットと、前記両ねじ溝間の螺旋軌道に転動可能に装填された多数のボールと、前記螺旋軌道を転動する前記ボールを、前記ナットの周方向の側面に形成された平坦面に該ナットの軸線に対して略直交する方向に穿孔された一対の循環孔の内の一方の循環孔から該ナットの外部に導き、他方の循環孔から前記螺旋軌道に戻すボール循環経路を内部に形成すべく前記各循環孔に両端部が嵌合された循環部品とを備え、
    　前記循環部品は、両端部に前記ナットの前記循環孔に嵌合されると共に、各先端に前記螺旋軌道を転動する前記ボールを該螺旋軌道の接線方向に略一致する方向に掬い上げるタング部を有する一対の脚部と、該一対の脚部を接続する本体とを備え、
    　前記一対の脚部を前記ボール循環経路の経路方向に沿って分割する第１の分割面と、前記本体を前記ボール循環経路の経路方向に沿って分割する第２の分割面とを有し、該第２の分割面は、前記ボール循環経路の上部と下部との分割面が前記循環部品を前記ナットの平坦面方向から見た場合に前記上部の分割面と前記下部の分割面とが交差するように形成されていることを特徴とするボールねじ装置。
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