WO2019087794A1 - ねじナット又はスプラインナット - Google Patents

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WO2019087794A1
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容平 雨宮
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Thk株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a screw nut or a spline nut used, for example, for an actuator of an industrial robot.
  • a ball screw spline is used as a Z ⁇ actuator used for the tip axis of a scalar type robot in order to meet the demand for high performance and high precision.
  • the ball screw spline includes an axis, a screw nut assembled to the axis, and a spline nut assembled to the axis.
  • the screw groove and the spline groove are formed on the outer surface of the shaft so as to overlap with each other.
  • the screw nut is an integrated bearing and ball screw nut. That is, the screw nut includes the outer ring, and the screw nut rotatably assembled to the outer ring via the bearing ball.
  • the bearing inner ring and screw nut are integral.
  • the nut includes a nut body having a thread groove on the inner surface, and a circulation part having a direction changing path for circulating a screw ball rolling on the thread groove of the nut body.
  • the spline nut is a combination of a bearing and a ball spline nut. That is, the spline nut includes an outer ring, and a nut rotatably assembled to the outer ring via a bearing ball.
  • the nut includes a nut body having a spline groove on the inner surface, and a circulation part having a direction changing path for circulating a spline ball rolling on the spline groove.
  • a pulley for rotating these is attached to each of a screw nut and a spline nut.
  • a collar-like projecting portion radially projecting is integrally provided on the outer surface of the nut body, and the pulley is fitted on the outer surface of the nut body
  • An attachment method is disclosed which abuts the part.
  • the pulley can be positioned in the radial direction by fitting the pulley to the outer surface of the nut body.
  • the pulley can be positioned in the axial direction by abutting the pulley against the hook-like protrusion.
  • a circulation part is provided at the axial end of the nut body, and an outer diameter part projecting axially in a ring shape is integrally provided on the nut body so as to surround the circulation part
  • a mounting method in which is fitted to the outer surface of the nut body and the pulley is abutted against the ring-shaped outer diameter portion.
  • the pulley can be positioned in the radial direction by fitting the pulley on the outer surface of the nut body. Further, the pulley can be positioned in the axial direction by abutting the pulley against the ring-shaped outer diameter portion.
  • the ring-shaped axially projecting outer diameter portion is integrally formed on the nut body so as to surround the circulation parts, so that only the portion having the ring-shaped outer diameter portion is present There is a problem that the outer diameter of the nut is increased. In addition, since a gap is generated between the pulley and the circulating part, this gap may cause the pulley to be loosened.
  • this invention aims at providing the screw nut or spline nut which can aim at size reduction of the screw nut or spline nut to which a pulley is attached, and weight reduction.
  • one mode of the present invention is provided with an outer ring, and a nut rotatably attached to the outer ring via the first rolling element, and the nut has a screw groove or a spline groove on the inner surface.
  • a circulating part provided at an axial end of the nut body and having a turning path for circulating a second rolling element rolling the screw groove or the spline groove, It is a screw nut or a spline nut in which a pulley attached to a nut is fitted on the outer surface of the nut body, and the pulley is abutted against an axial end face of the nut, and the pulley is attached to the end face of the nut by a fastening member.
  • the circulation part is provided at the axial end of the nut body, the outer diameter of the nut can be reduced. Also, since the pulley is abutted against the axial end face of the nut and the pulley is attached to the axial end face of the nut by the fastening member, the gap between the pulley and the end face of the nut can be eliminated. Can be eliminated. Furthermore, since it is not necessary to provide a ring-shaped outer diameter portion for abutting the pulley on the nut body, the outer diameter of the nut can be further reduced.
  • FIG. 1 It is a perspective view of a ball screw spline which incorporates a screw nut and a spline nut of one embodiment of the present invention (an example which arranged a screw nut near the side). It is a perspective view of a ball screw spline which incorporates a screw nut and a spline nut of one embodiment of the present invention (an example which arranged a spline nut near the side). It is an enlarged perspective view of the screw nut of this embodiment, and an axis (a part of screw nut is notched). It is an enlarged perspective view of the screw nut of this embodiment (a part of lid member is notched). FIG.
  • FIG. 5 (a) is a side view showing a method for attaching a pulley according to the present embodiment
  • FIG. 5 (b) is a side view showing a conventional method for attaching a pulley. It is an enlarged perspective view of the spline nut of this embodiment.
  • FIG. 7 (a) is a cross-sectional view showing a method for attaching a pulley according to this embodiment
  • FIG. 7 (b) is a cross-sectional view showing a conventional method for attaching a pulley.
  • FIGS. 1 and 2 show perspective views (partially sectional views) of a ball screw spline incorporating a screw nut and a spline nut according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an example in which a screw nut is disposed on the front side
  • FIG. 2 is an example in which a spline nut is disposed on the front side.
  • 1 is a shaft
  • 2 is a screw nut
  • 3 is a spline nut.
  • a helical thread groove 1a having a predetermined lead is formed, and a linear spline groove 1b extending in the axial direction is formed.
  • the screw groove 1a and the spline groove 1b partially overlap.
  • the number of threads of the screw groove 1a in the present embodiment is 1 and the number of threads of the spline groove 1b is 4, the number of these threads is appropriately set. (Screw nut)
  • the screw nut 2 is an integrated bearing and ball screw nut. That is, the screw nut includes the outer ring 21 and the nut 23 rotatably attached to the outer ring 21 via the plurality of bearing balls 22 a and 22 b as the first rolling elements.
  • the bearing inner ring and the nut 23 are integral.
  • the outer ring 21 is substantially cylindrical and has a flange 21 b at one axial end.
  • the outer ring 21 is attached to, for example, a housing of a Z ⁇ actuator via a flange 21b.
  • two outer ring grooves 21 a are formed on the inner surface of the outer ring 21.
  • two inner ring grooves 24 a facing the outer ring groove 21 a are formed on the outer surface of the nut body 24 of the nut 23.
  • two rows of bearing balls 22a and 22b are interposed so as to be capable of rolling movement.
  • the bearing balls 22a and 22b are held by a ring-shaped cage.
  • a seal 21 c is attached to the outer ring 21 to close the gap between the outer ring 21 and the nut body 24.
  • the nut 23 includes a cylindrical nut body 24, circulating parts 25 a and 25 b provided at the axial end of the nut body 24, and lid members 26 a and 26 b attached to the axial end face of the nut body 24.
  • a helical thread groove 24b is formed opposite to the thread groove 1a of the shaft 1.
  • a plurality of screw balls 27 as second rolling elements are disposed between the screw groove 24 b of the nut body 24 and the screw groove 1 a of the shaft 1 so as to be capable of rolling movement.
  • a direction change passage 28 for circulating the screw ball 27 is formed in the circulation parts 25a, 25b.
  • a through hole 29 penetrating in the axial direction is formed in the nut body 24.
  • the direction changing passage 28 is connected to the screw groove 24 b of the nut body 24 and the through hole 29.
  • the load rolling passage 20, the direction changing passage 28, and the through hole 29 between the screw groove 24b of the nut body 24 and the screw groove 1a of the shaft 1 constitute a circulation passage.
  • the screw ball 27 moved to one end of the load rolling path 20 passes through the direction changing path 28 of one circulation part 25a, the through hole 29, and the direction changing path 28 of the other circulation part 25b. Return to the other end.
  • the circulation parts 25 a and 25 b are accommodated in the recess 24 e of the axial end face of the nut body 24.
  • the circulation parts 25a, 25b are covered and fixed by ring-shaped lid members 26a, 26b.
  • the circulation parts 25a, 25b are made of resin, and the nut body 24 and the lid members 26a, 26b are made of metal.
  • the lid members 26 a and 26 b cover substantially the entire surface of the end face 24 c in the axial direction of the nut body 24.
  • the lid members 26 a and 26 b are fastened to the nut body 24 by fastening members 30 such as screws.
  • the outer diameter of the lid members 26 a and 26 b is slightly smaller than the outer diameter of the nut body 24. This is to make it easy to fit the pulley 41 described later on the outer surface 24 d of the nut body 24.
  • FIG. 5 (a) shows a method of mounting a pulley according to this embodiment
  • FIG. 5 (b) shows a conventional method of mounting a pulley
  • the pulley 41 has a substantially bottomed cylindrical shape, and includes a cylindrical portion 41 a and a bottom portion 41 b.
  • the outer surface of the cylindrical portion 41a is formed with a plurality of teeth 41c meshing with the timing belt.
  • the pulley 41 is made of metal such as aluminum.
  • the pulley 41 is fitted to the outer surface 24d of the nut body 24 and is abutted against the axial end face 26a1 of the lid 26a, that is, the axial end face 26a1 of the nut 23. More specifically, the cylindrical portion 41 a of the pulley 41 is fitted to the outer surface 24 d of the nut body 24 with a predetermined fitting, and the bottom 41 b of the pulley 41 is abutted against the end face 26 a 1 of the nut 23.
  • the pulley 41 can be positioned in the radial direction by fitting the pulley 41 to the outer surface 24 d of the nut body 24.
  • the pulley 41 can be positioned in the axial direction by abutting the pulley 41 against the end face 26 a 1 of the nut 23. After positioning in the radial and axial directions, the pulley 41 is fastened to the nut body 24 by a fastening member 42 such as a bolt.
  • the nut body 24 is formed with a screw hole 24f (see FIG. 4) in which the fastening member 42 is screwed.
  • the lid 26a is formed with a through hole 26a2 (see FIG. 4) or a notch through which the fastening member 42 is passed.
  • the pulley 41 can be firmly fixed to the nut 23. Further, since the substantially entire end face 26a1 of the nut 23 contacts the pulley 41, the gap between the pulley 41 and the end face 26a1 of the nut 23 can be eliminated. As a result, the tightening torque of the fastening member 42 can be managed, and the cause of the looseness can be eliminated.
  • the outer diameter of the ring member axially protrudes so as to surround the circulation component 25a so that the resin circulation component 25a does not hit the pulley 41.
  • the portion 24g is integrally provided on the nut body 24, and the pulley 41 is in contact with the outer diameter portion 24g.
  • the outer diameter of the nut body 24 becomes larger and the diameter of the pulley 41 also becomes larger by the provision of the outer diameter portion 24g.
  • the gap 44 since the gap 44 is generated between the pulley 41 and the circulating part 25 a, the gap 44 may cause the pulley 41 to be loosened. (Spline nut)
  • the spline nut 3 is an integrated bearing and ball spline nut. That is, the spline nut 3 includes the outer ring 31 and the nut 33 rotatably assembled to the outer ring 31 via the plurality of bearing balls 32 a and 32 b as the first rolling elements.
  • the bearing inner ring and the nut 33 are integral.
  • the outer ring 31 is substantially cylindrical and has a flange 31 b at one end in the axial direction.
  • the outer ring 31 is attached to, for example, a housing of a Z ⁇ actuator via a flange 31b.
  • two outer ring grooves 31 a are formed on the inner surface of the outer ring 31.
  • two inner ring grooves 34 a facing the outer ring groove 31 a are formed on the outer surface of the nut body 34.
  • two rows of bearing balls 32a and 32b are interposed so as to be capable of rolling movement.
  • the bearing balls 32a, 32b are held by a ring-shaped cage.
  • a seal 31 c is attached to the outer ring 31 to close a gap between the outer ring 31 and the nut body 34.
  • the nut 33 includes a cylindrical nut body 34 and circulation parts 35 a and 35 b provided at axial end portions of the nut body 34.
  • a linear spline groove 34b extending in the axial direction is formed opposite to the spline groove 1b of the shaft 1 (note that FIG. 6 shows a ball row rolling the spline groove 34b)
  • the spline groove 34b is formed on the inner surface of the nut body 34).
  • a plurality of spline balls 37 as second rolling elements are disposed between the spline grooves 34 b of the nut body 34 and the spline grooves 1 b of the shaft 1 so as to be capable of rolling movement.
  • a U-shaped direction change passage 38 for circulating the spline ball 37 is formed in the circulation parts 35a and 35b.
  • FIG. 6 shows a ball moving in a U-shaped turning path 38
  • the turning path 38 is formed in the circulation parts 35a, 35b.
  • the nut body 34 is provided with a linear return path 39 parallel to the spline groove 34 b.
  • FIG. 6 shows the ball moving in the return path 39
  • the return path 39 is provided in the nut body 34.
  • the return path 39 is formed in the nut body 34 or a cage attached to the nut body 34.
  • the direction changing passage 38 is connected to the spline groove 34 b of the nut body 34 and the return passage 39.
  • the load rolling path 36, the direction changing path 38, and the return path 39 between the spline groove 34b of the nut main body 34 and the spline groove 1b of the shaft 1 constitute a circulation path.
  • the spline ball 37 moved to one end of the load rolling path 36 passes through the direction changing path 38 of one circulation part 35a, the return path 39, and the direction changing path 38 of the other circulation part 35b. Return to the other end.
  • the circulation parts 35 a and 35 b are attached to the axial end face 34 c of the nut body 34.
  • the circulation parts 35a, 35b are made of metal and are manufactured, for example, by MIM (Metal Injection Molding).
  • the circulation parts 35 a and 35 b are ring-shaped and cover substantially the entire surface of the end face 34 c of the nut body 34.
  • the outer diameter of the circulation parts 35 a, 35 b is slightly smaller than the outer diameter of the nut body 34. This is to make it easy to fit the pulley 41 described later on the outer surface of the nut body 34.
  • the circulation parts 35a and 35b are fastened to the nut body 34 by fastening members 40 such as screws.
  • FIG. 7 (a) shows a method of mounting a pulley according to the present embodiment
  • FIG. 7 (b) shows a conventional method of mounting a pulley.
  • the pulley 41 is the same as the pulley 41 attached to the screw nut 2, so the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.
  • the pulley 41 is fitted to the outer surface 34d of the nut body 34 and is abutted against the axial end face 35a1 of the circulation part 35a, that is, the axial end face 35a1 of the nut 33. More specifically, the cylindrical portion 41 a of the pulley 41 is fitted to the outer surface 34 d of the nut main body 34 with a predetermined fitting, and the bottom 41 b of the pulley 41 is abutted against the end face 35 a 1 of the nut 33.
  • the pulley 41 can be positioned in the radial direction by fitting the pulley 41 to the outer surface 34 d of the nut body 34.
  • the pulley 41 By abutting the pulley 41 against the end face 35 a 1 of the nut 33, the pulley 41 can be positioned in the axial direction. After positioning in the radial and axial directions, the pulley 41 is fastened to the nut body 34 by a fastening member 42 such as a bolt.
  • the nut body 34 is formed with a screw hole in which the fastening member 42 is screwed.
  • the circulation part 35a is formed with a through hole or a notch 25a2 (see FIG. 6) through which the fastening member 42 is passed.
  • the pulley 41 can be firmly fixed to the nut 33. Further, since the substantially entire surface of the end surface 35a1 of the nut 33 contacts the pulley 41, the gap between the pulley 41 and the end surface 35a1 of the nut 33 can be eliminated. As a result, the tightening torque of the fastening member 42 can be managed, and the cause of the looseness can be eliminated.
  • the outer diameter of the ring member axially protrudes so as to surround the circulation part 35a so that the resin circulation part 35a does not hit the pulley 41.
  • the portion 34g is integrally provided on the nut body 34, and the pulley 41 is in contact with the outer diameter portion 34g.
  • the outer diameter of the nut body 34 becomes larger and the diameter of the pulley 41 also becomes larger because the outer diameter portion 34g is provided.
  • the gap 44 since the gap 44 is generated between the pulley 41 and the circulating part 35 a, the gap 44 may cause the pulley 41 to be loosened. (Effects of the screw nut and the splan nut of the present embodiment)
  • the outer diameters of the nuts 23 and 33 can be reduced. Further, the pulley 41 is abutted against the axial end faces 26a1 and 35a1 of the nuts 23 and 33, and the pulley 41 is attached to the axial end faces 26a1 and 35a1 of the nuts 23 and 33 by the fastening member 42. The clearances between the end surfaces 26a1 and 35a1 of 33 can be eliminated, and the cause of the looseness of the pulley 41 can be eliminated. Furthermore, since it is not necessary to provide ring-shaped outer diameter parts 24g and 34g surrounding the circulation parts 25a and 35a in the nut bodies 24 and 34, the outer diameters of the nuts 23 and 33 can be further reduced.
  • the pulley 41 Since the pulley 41 is abutted against the end faces 26a1 and 35a1 of metal parts (for example, the lid member 26a and the circulation part 35a) attached to the nut bodies 24 and 34, the pulley 41 can be firmly fixed to the nuts 23 and 33 .
  • the resin circulation part 25a of the screw nut 2 is accommodated in the recess 24e of the end face 24c of the nut main body 24 and the circulation part 25a is covered with the metal lid member 26a, resin is made between the pulley 41 and the nut main body 24 Therefore, the pulley 41 can be fixed to the nut 23 firmly.
  • the pulley 41 can be firmly fixed to the nut 33.
  • the pulley is abutted against the lid member, but the lid member may be omitted and the pulley may be abutted against the end face of the nut body.
  • the pulley is abutted against the lid member, but optional parts such as a seal having a metal main body portion, a lubricating oil supply device, etc. are interposed between them, and the pulley is a metal option It can also hit parts.
  • the lid member is attached to the end face of the nut body, but optional parts such as a seal having a metal body portion can be interposed between them.
  • the lid member can also have the function of an optional component such as a seal.
  • the pulley is abutted against the circulating part, but an optional part such as a seal having a metal main body portion or a lubricating oil supply device intervenes between them, and the pulley is an option made of metal It can also hit parts.

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Abstract

プーリが取り付けられるねじナットの小型化、軽量化を図れるねじナットを提供する。 ねじナット（２）は、外輪（２１）と、外輪（２１）に第１転動体を介して回転可能に組み付けられるナット（２３）と、を備える。ナット（２３）は、内面にねじ溝を有するナット本体（２４）と、ナット本体（２４）の軸方向の端部に設けられ、ねじ溝を転がる第２転動体を循環させるための方向転換路を有する循環部品（２５ａ）と、を含む。ナット（２３）に取り付けられるプーリ（４１）をナット本体（２４）の外面（２４ｄ）に嵌めると共に、プーリ（４１）をナット（２３）の軸方向の端面（２６ａ１）に突き当てる。締結部材（４２）によってプーリ（４１）をナット（２３）の端面（２６ａ１）に取り付ける。

Description

ねじナット又はスプラインナット
　本発明は、例えば産業用ロボットのアクチュエータに用いられるねじナット又はスプラインナットに関する。
　例えばスカラー型ロボットの先端軸に用いられるＺθアクチュエータには、高機能化、高精度化の要求に応えるためにボールねじスプラインが用いられている。このボールねじスプラインは、軸と、軸に組み付けられるねじナットと、軸に組み付けられるスプラインナットと、を備える。軸の外面には、ねじ溝とスプライン溝とがオーバーラップするように形成される。ねじナットとスプラインナットのそれぞれに回転入力を与えて、回転量を制御することにより、軸が任意の直線運動（Ｚ）、回転運動（θ）、及び螺旋運動（Ｚ＋θ）を行う。
　ねじナットは、ベアリングとボールねじナットとを一体にしたものである。すなわち、ねじナットは、外輪と、外輪にベアリングボールを介して回転可能に組み付けられるねじナットと、を備える。ベアリングの内輪とねじナットとは一体である。ナットは、内面にねじ溝を有するナット本体と、ナット本体のねじ溝を転がるねじボールを循環させるための方向転換路を有する循環部品と、を備える。
　スプラインナットは、ベアリングとボールスプラインナットとを一体にしたものである。すなわち、スプラインナットは、外輪と、外輪にベアリングボールを介して回転可能に組み付けられるナットと、を備える。ナットは、内面にスプライン溝を有するナット本体と、このスプライン溝を転がるスプラインボールを循環させるための方向転換路を有する循環部品と、を備える。
　ねじナット及びスプラインナットそれぞれには、これらを回転させるためのプーリが取り付けられる。従来のプーリの取付け方法として、特許文献１には、ナット本体の外面に径方向に突出する鍔状の突出部を一体に設け、プーリをナット本体の外面に嵌めると共に、プーリを鍔状の突出部に突き当てる取付け方法が開示されている。ここで、プーリをナット本体の外面に嵌めることで、プーリを径方向に位置決めすることができる。また、プーリを鍔状の突出部に突き当てることで、プーリを軸方向に位置決めすることができる。
　また、他のプーリの取付け方法として、ナット本体の軸方向の端部に循環部品を設け、循環部品を囲むようにリング状に軸方向に突出する外径部をナット本体に一体に設け、プーリをナット本体の外面に嵌めると共に、プーリをリング状の外径部に突き当てる取付け方法が知られている。プーリをナット本体の外面に嵌めることで、プーリを径方向に位置決めすることができる。また、プーリをリング状の外径部に突き当てることで、プーリを軸方向に位置決めすることができる。
特開平４－２２４３５１号公報
　近年、ボールねじスプラインのさらなる小型化、軽量化が要請されている。例えばスカラー型ロボットの先端軸に用いられるボールねじスプラインの小型化、軽量化が図れれば、スカラー型ロボットを高速で動かすことができたり、モータを小型にすることができるからである。
　しかし、特許文献１に記載のプーリの取付け方法にあっては、ナット本体の外面に径方向に突出する鍔状の突出部を一体に設けるので、鍔状の突出部を設けた分だけ、ナットの外径が大きくなるという課題がある。また、ねじナットのナット本体の外面に循環部品としてのリターンパイプを設けるので、リターンパイプを設けた分だけ、ナットの外径が大きくなるという課題もある。
　上記の他のプーリの取付け方法にあっては、循環部品を囲むようにリング状に軸方向に突出する外径部をナット本体に一体に設けるので、リング状の外径部が存在する分だけ、ナットの外径が大きくなるという課題がある。また、プーリと循環部品との間に隙間が生じるので、この隙間がプーリの緩みの原因になるおそれもある。
　そこで本発明は、プーリが取り付けられるねじナット又はスプラインナットの小型化、軽量化を図れるねじナット又はスプラインナットを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様は、外輪と、前記外輪に第１転動体を介して回転可能に組み付けられるナットと、を備え、前記ナットは、内面にねじ溝又はスプライン溝を有するナット本体と、前記ナット本体の軸方向の端部に設けられ、前記ねじ溝又は前記スプライン溝を転がる第２転動体を循環させるための方向転換路を有する循環部品と、を含み、前記ナットに取り付けられるプーリを前記ナット本体の外面に嵌めると共に、前記プーリを前記ナットの軸方向の端面に突き当て、締結部材によって前記プーリを前記ナットの前記端面に取り付けるねじナット又はスプラインナットである。
　本発明によれば、ナット本体の軸方向の端部に循環部品を設けるので、ナットの外径を小さくすることができる。また、プーリをナットの軸方向の端面に突き当て、締結部材によってプーリをナットの軸方向の端面に取り付けるので、プーリとナットの端面との間の隙間を無くすことができ、プーリの緩みの原因を無くすことができる。さらに、ナット本体にプーリを突き当てるためのリング状の外径部を設けなくて済むので、ナットの外径をより小さくすることができる。
本発明の一実施形態のねじナット及びスプラインナットを組み込んだボールねじスプラインの斜視図である（ねじナットを手前側に配置した例）。 本発明の一実施形態のねじナット及びスプラインナットを組み込んだボールねじスプラインの斜視図である（スプラインナットを手前側に配置した例）。 本実施形態のねじナット及び軸の拡大斜視図である（ねじナットの一部が切り欠かれている）。 本実施形態のねじナットの拡大斜視図である（蓋部材の一部が切り欠かれている）。 図５（ａ）は本実施形態のプーリの取付け方法を示す側面図であり、図５（ｂ）は従来のプーリの取付け方法を示す側面図である。 本実施形態のスプラインナットの拡大斜視図である。 図７（ａ）は本実施形態のプーリの取付け方法を示す断面図であり、図７（ｂ）は従来のプーリの取付け方法を示す断面図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態のねじナット及びスプラインナットを詳細に説明する。ただし、本発明のねじナット及びスプラインナットは、種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。
　図１及び図２は、本発明の一実施形態のねじナット及びスプラインナットを組み込んだボールねじスプラインの斜視図（一部断面図）を示す。図１は、ねじナットを手前側に配置した例であり、図２は、スプラインナットを手前側に配置した例である。図１及び図２において、１は軸、２はねじナットであり、３はスプラインナットである。以下にこれらを順番に説明する。
（軸）
　図１に示すように、軸１の外面には、所定のリードを持つ螺旋状のねじ溝１ａが形成されると共に、軸方向に延びる直線状のスプライン溝１ｂが形成される。ねじ溝１ａとスプライン溝１ｂとは部分的にオーバーラップする。本実施形態のねじ溝１ａの条数は１で、スプライン溝１ｂの条数は４であるが、これらの条数は適宜設定される。
（ねじナット）
　図１に示すように、ねじナット２は、ベアリングとボールねじナットとを一体にしたものである。すなわち、ねじナットは、外輪２１と、外輪２１に第１転動体としての複数のベアリングボール２２ａ，２２ｂを介して回転可能に組み付けられるナット２３と、を備える。ベアリングの内輪とナット２３とは一体である。
　図３の拡大図に示すように、外輪２１は、略円筒状であると共に、その軸方向の一端部にフランジ２１ｂを有する。外輪２１は、フランジ２１ｂを介して、例えばＺθアクチュエータのハウジングに取り付けられる。外輪２１の内面には、例えば２条の外輪溝２１ａが形成される。ナット２３のナット本体２４の外面には、外輪溝２１ａに対向する例えば２条の内輪溝２４ａが形成される。外輪溝２１ａと内輪溝２４ａとの間には、２列のベアリングボール２２ａ，２２ｂが転がり運動可能に介在する。ベアリングボール２２ａ，２２ｂは、リング状の保持器に保持される。外輪２１には、外輪２１とナット本体２４との間の隙間を塞ぐシール２１ｃが取り付けられる。
　ナット２３は、筒状のナット本体２４と、ナット本体２４の軸方向の端部に設けられる循環部品２５ａ，２５ｂと、ナット本体２４の軸方向の端面に取り付けられる蓋部材２６ａ，２６ｂと、を備える。ナット本体２４の内面には、軸１のねじ溝１ａに対向する螺旋状のねじ溝２４ｂが形成される。ナット本体２４のねじ溝２４ｂと軸１のねじ溝１ａとの間には、第２転動体としての複数のねじボール２７が転がり運動可能に配置される。循環部品２５ａ，２５ｂには、ねじボール２７を循環させるための方向転換路２８が形成される。ナット本体２４には、軸方向に貫通する貫通孔２９が形成される。方向転換路２８は、ナット本体２４のねじ溝２４ｂと貫通孔２９とに接続される。
　ナット本体２４のねじ溝２４ｂと軸１のねじ溝１ａとの間の負荷転走路２０、方向転換路２８、及び貫通孔２９は、循環路を構成する。負荷転走路２０の一端まで移動したねじボール２７は、一方の循環部品２５ａの方向転換路２８、貫通孔２９、他方の循環部品２５ｂの方向転換路２８を経由した後、再び負荷転走路２０の他端に戻る。
　図４に示すように、循環部品２５ａ，２５ｂは、ナット本体２４の軸方向の端面の凹部２４ｅに収容される。循環部品２５ａ，２５ｂは、リング状の蓋部材２６ａ，２６ｂで覆われて固定される。循環部品２５ａ，２５ｂは樹脂製で、ナット本体２４及び蓋部材２６ａ，２６ｂは金属製である。蓋部材２６ａ，２６ｂはナット本体２４の軸方向の端面２４ｃの略全面を覆う。蓋部材２６ａ，２６ｂは、ねじ等の締結部材３０によってナット本体２４に締結される。なお、蓋部材２６ａ，２６ｂの外径はナット本体２４の外径よりも僅かに小さい。これは、後述するプーリ４１をナット本体２４の外面２４ｄに嵌め易くするためである。
　図５（ａ）は本実施形態のプーリの取付け方法を示し、図５（ｂ）は従来のプーリの取付け方法を示す。プーリ４１は、略有底円筒状であり、円筒部４１ａと、底部４１ｂと、を備える。円筒部４１ａの外面には、タイミングベルトに噛み合う複数の歯４１ｃが形成される。プーリ４１はアルミニウム等の金属製である。
　図５（ａ）に示すように、プーリ４１はナット本体２４の外面２４ｄに嵌められると共に、蓋部材２６ａの軸方向の端面２６ａ１、すなわちナット２３の軸方向の端面２６ａ１に突き当てられる。より具体的には、プーリ４１の円筒部４１ａがナット本体２４の外面２４ｄに所定の嵌合で嵌められ、プーリ４１の底部４１ｂがナット２３の端面２６ａ１に突き当てられる。プーリ４１をナット本体２４の外面２４ｄに嵌めることで、プーリ４１を径方向に位置決めできる。プーリ４１をナット２３の端面２６ａ１に突き当てることで、プーリ４１を軸方向に位置決めできる。径方向及び軸方向に位置決めした後、プーリ４１はボルト等の締結部材４２によってナット本体２４に締結される。ナット本体２４には、締結部材４２が螺合するねじ穴２４ｆ（図４参照）が形成される。蓋部材２６ａには、締結部材４２が通される通し孔２６ａ２（図４参照）又は切欠きが形成される。
　ナット本体２４及び蓋部材２６ａが金属製であるので、プーリ４１をしっかりとナット２３に固定することができる。また、ナット２３の端面２６ａ１の略全面がプーリ４１に接触するので、プーリ４１とナット２３の端面２６ａ１との間の隙間を無くすことができる。これにより、締結部材４２の締付けトルクを管理することが可能になり、緩みの原因を無くすことができる。
　図５（ｂ）に示すように、従来のプーリの取付け方法では、樹脂製の循環部品２５ａがプーリ４１に当たらないように、循環部品２５ａを囲むようにリング状に軸方向に突出する外径部２４ｇをナット本体２４に一体に設け、プーリ４１をこの外径部２４ｇに突き当てていた。しかし、外径部２４ｇを設ける分だけ、ナット本体２４の外径が大きくなり、プーリ４１の径も大きくなる。また、プーリ４１と循環部品２５ａとの間に隙間４４が生じるので、この隙間４４がプーリ４１の緩みの原因になるおそれもある。
（スプラインナット）
　図２に示すように、スプラインナット３は、ベアリングとボールスプラインナットとを一体にしたものである。すなわち、スプラインナット３は、外輪３１と、外輪３１に第１転動体としての複数のベアリングボール３２ａ，３２ｂを介して回転可能に組み付けられるナット３３と、を備える。ベアリングの内輪とナット３３とは一体である。
　図６の拡大図に示すように、外輪３１は、略円筒状であると共に、その軸方向の一端部にフランジ３１ｂを有する。外輪３１は、フランジ３１ｂを介して、例えばＺθアクチュエータのハウジングに取り付けられる。外輪３１の内面には、例えば２条の外輪溝３１ａが形成される。ナット本体３４の外面には、外輪溝３１ａに対向する例えば２条の内輪溝３４ａが形成される。外輪溝３１ａと内輪溝３４ａとの間には、２列のベアリングボール３２ａ，３２ｂが転がり運動可能に介在する。ベアリングボール３２ａ，３２ｂはリング状の保持器に保持される。外輪３１には、外輪３１とナット本体３４との間の隙間を塞ぐシール３１ｃが取り付けられる。
　ナット３３は、筒状のナット本体３４と、ナット本体３４の軸方向の端部に設けられる循環部品３５ａ，３５ｂと、を備える。ナット本体３４の内面には、軸１のスプライン溝１ｂに対向し、軸方向に延びる直線状のスプライン溝３４ｂが形成される（なお、図６には、スプライン溝３４ｂを転がるボール列を示すが、ナット本体３４の内面にはスプライン溝３４ｂが形成されている）。ナット本体３４のスプライン溝３４ｂと軸１のスプライン溝１ｂとの間には、第２転動体としての複数のスプラインボール３７が転がり運動可能に配置される。循環部品３５ａ，３５ｂには、スプラインボール３７を循環させるためのＵ字状の方向転換路３８が形成される。図６には、Ｕ字状の方向転換路３８を移動するボールを示すが、方向転換路３８は循環部品３５ａ，３５ｂに形成される。また、ナット本体３４には、スプライン溝３４ｂと平行な直線状の戻し路３９が設けられる。図６には、戻し路３９を移動するボールを示すが、戻し路３９はナット本体３４に設けられる。戻し路３９は、ナット本体３４又はナット本体３４に取り付けられるケージに形成される。方向転換路３８は、ナット本体３４のスプライン溝３４ｂと戻し路３９とに接続される。
　ナット本体３４のスプライン溝３４ｂと軸１のスプライン溝１ｂとの間の負荷転走路３６、方向転換路３８、戻し路３９は、循環路を構成する。負荷転走路３６の一端まで移動したスプラインボール３７は、一方の循環部品３５ａの方向転換路３８、戻し路３９、他方の循環部品３５ｂの方向転換路３８を経由した後、再び負荷転走路３６の他端に戻る。
　循環部品３５ａ，３５ｂは、ナット本体３４の軸方向の端面３４ｃに取り付けられる。循環部品３５ａ，３５ｂは金属製であり、例えばＭＩＭ（Metal Injection Molding）により製造される。循環部品３５ａ，３５ｂは、リング状であり、ナット本体３４の端面３４ｃの略全面を覆う。循環部品３５ａ，３５ｂの外径はナット本体３４の外径よりも僅かに小さい。これは、後述するプーリ４１をナット本体３４の外面に嵌め易くするためである。循環部品３５ａ，３５ｂは、ねじ等の締結部材４０によってナット本体３４に締結される。
　図７（ａ）は本実施形態のプーリの取付け方法を示し、図７（ｂ）は従来のプーリの取付け方法を示す。プーリ４１は、ねじナット２に取り付けられるプーリ４１と同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
　図７（ａ）に示すように、プーリ４１はナット本体３４の外面３４ｄに嵌められると共に、循環部品３５ａの軸方向の端面３５ａ１、すなわちナット３３の軸方向の端面３５ａ１に突き当てられる。より具体的には、プーリ４１の円筒部４１ａがナット本体３４の外面３４ｄに所定の嵌合で嵌められ、プーリ４１の底部４１ｂがナット３３の端面３５ａ１に突き当てられる。プーリ４１をナット本体３４の外面３４ｄに嵌めることで、プーリ４１を径方向に位置決めできる。プーリ４１をナット３３の端面３５ａ１に突き当てることで、プーリ４１を軸方向に位置決めできる。径方向及び軸方向に位置決めした後、プーリ４１はボルト等の締結部材４２によってナット本体３４に締結される。ナット本体３４には、締結部材４２が螺合するねじ穴が形成される。循環部品３５ａには、締結部材４２が通される通し孔又は切欠き２５ａ２（図６参照）が形成される。
　ナット本体３４及び循環部品３５ａが金属製であるので、プーリ４１をしっかりとナット３３に固定することができる。また、ナット３３の端面３５ａ１の略全面がプーリ４１に接触するので、プーリ４１とナット３３の端面３５ａ１との間の隙間を無くすことができる。これにより、締結部材４２の締付けトルクを管理することが可能になり、緩みの原因を無くすことができる。
　図７（ｂ）に示すように、従来のプーリの取付け方法では、樹脂製の循環部品３５ａがプーリ４１に当たらないように、循環部品３５ａを囲むようにリング状に軸方向に突出する外径部３４ｇをナット本体３４に一体に設け、プーリ４１を外径部３４ｇに突き当てていた。しかし、外径部３４ｇを設ける分だけ、ナット本体３４の外径が大きくなり、プーリ４１の径も大きくなる。また、プーリ４１と循環部品３５ａとの間に隙間４４が生じるので、この隙間４４がプーリ４１の緩みの原因になるおそれもある。
（本実施形態のねじナット及びスプランナットの効果）
　ナット本体２４，３４の軸方向の端部に循環部品２５ａ，３５ａを設けるので、ナット２３，３３の外径を小さくすることができる。また、プーリ４１をナット２３，３３の軸方向の端面２６ａ１，３５ａ１に突き当て、締結部材４２によってプーリ４１をナット２３，３３の軸方向の端面２６ａ１，３５ａ１に取り付けるので、プーリ４１とナット２３，３３の端面２６ａ１，３５ａ１との間の隙間を無くすことができ、プーリ４１の緩みの原因を無くすことができる。さらに、ナット本体２４，３４に循環部品２５ａ，３５ａを囲むリング状の外径部２４ｇ，３４ｇを設けなくて済むので、ナット２３，３３の外径をさらに小さくすることができる。
　ナット本体２４，３４に取り付けられる金属製の部品（例えば蓋部材２６ａ、循環部品３５ａ）の端面２６ａ１，３５ａ１にプーリ４１を突き当てるので、プーリ４１をしっかりとナット２３，３３に固定することができる。
　ねじナット２の樹脂製の循環部品２５ａをナット本体２４の端面２４ｃの凹部２４ｅに収容し、金属製の蓋部材２６ａで循環部品２５ａを覆うので、プーリ４１とナット本体２４との間に樹脂製の循環部品２５ａを介在させなくて済み、プーリ４１をしっかりとナット２３に固定することができる。
　スプラインナット３のナット３３の循環部品３５ａが金属製であるので、プーリ４１をしっかりとナット３３に固定することができる。
　なお、本発明は、上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態に変更可能である。
　上記実施形態のねじナットでは、プーリを蓋部材に突き当てているが、蓋部材を省略し、プーリをナット本体の端面に突き当てることもできる。
　上記実施形態のねじナットでは、プーリを蓋部材に突き当てているが、これらの間に金属製の本体部を有するシール、潤滑油供給装置等のオプション部品を介在させ、プーリを金属製のオプション部品に突き当てることもできる。
　上記実施形態のねじナットでは、蓋部材をナット本体の端面に取り付けているが、これらの間に金属製の本体部を有するシール等のオプション部品を介在させることもできる。また、蓋部材にシール等のオプション部品の機能を持たせることもできる。
　上記実施形態のスプラインナットでは、プーリを循環部品に突き当てているが、これらの間に金属製の本体部を有するシール、潤滑油供給装置等のオプション部品を介在させ、プーリを金属製のオプション部品に突き当てることもできる。
　本明細書は、２０１７年１０月３１日出願の特願２０１７－２１００３９に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
１…軸、１ａ…ねじ溝、１ｂ…スプイライン溝、２…ねじナット、３…スプラインナット、２１，３１…外輪、２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ…ベアリングボール（第１転動体）、２３，３３…ナット、２４，３４…ナット本体、２４ｂ…ねじ溝、２４ｄ，３４ｄ…ナット本体の外面、２４ｅ…凹部、２４ｇ，３４ｇ…外径部、２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂ…循環部品、２６ａ，２６ｂ…蓋部材、２６ａ１，３５ａ１…ナットの端面、２７…ねじボール（第２転動体）、２８，３８…方向転換路、３４ｂ…スプライン溝、３７…スプラインボール（第２転動体）、４１…プーリ、４２…締結部材

Claims (4)

  1. 　外輪と、
    　前記外輪に第１転動体を介して回転可能に組み付けられるナットと、を備え、
    　前記ナットは、内面にねじ溝又はスプライン溝を有するナット本体と、前記ナット本体の軸方向の端部に設けられ、前記ねじ溝又は前記スプライン溝を転がる第２転動体を循環させるための方向転換路を有する循環部品と、を含み、
    　前記ナットに取り付けられるプーリを前記ナット本体の外面に嵌めると共に、前記プーリを前記ナットの軸方向の端面に突き当て、
    　締結部材によって前記プーリを前記ナットの前記端面に取り付けるねじナット又はスプラインナット。 
  2. 　前記ナットの前記端面は、前記ナット本体に取り付けられる金属製の部品の端面であることを特徴とする請求項１に記載のねじナット又はスプラインナット。
  3. 　前記ねじナット又は前記スプラインナットは、前記ナット本体が前記ねじ溝を有するねじナットであり、
    　前記ナットは、前記ナット本体の軸方向の前記端面の凹部に収容される前記循環部品を覆う金属製の蓋部材を含むことを特徴とする請求項２に記載のねじナット。
  4. 　前記ねじナット又は前記スプラインナットは、前記ナット本体が前記スプライン溝を有するスプラインナットであり、
    　前記循環部品が金属製であることを特徴とする請求項２に記載のスプラインナット。
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