WO2016125453A1 - 循環こま及びこれを備えたボールねじ - Google Patents

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WO2016125453A1
WO2016125453A1 PCT/JP2016/000380 JP2016000380W WO2016125453A1 WO 2016125453 A1 WO2016125453 A1 WO 2016125453A1 JP 2016000380 W JP2016000380 W JP 2016000380W WO 2016125453 A1 WO2016125453 A1 WO 2016125453A1
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nut
return path
ball
circulation
spiral
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一成 宮崎
大輔 黒岩
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • F16H25/2214Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls
    • F16H25/2223Cross over deflectors between adjacent thread turns, e.g. S-form deflectors connecting neighbouring threads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/24Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts

Definitions

  • the present invention relates to a ball screw circulating top and a ball screw provided with the top as a part for forming a ball return path.
  • a screw top, a nut, and a rolling element for example, a ball, hereinafter referred to as a ball
  • a circulating top is provided for circulating a plurality of rolling elements interposed between the screw shaft and the nut.
  • An internal circulation type ball screw is known.
  • the screw shaft passes through the nut, and a ball rolling path is formed by the spiral groove of the screw shaft and the spiral groove of the nut.
  • the nut includes a ball return path for returning the ball from the end point of the rolling path to the start point.
  • the balls are arranged in a circulation path (circuit) composed of a rolling path and a ball return path.
  • a ball screw is a device in which a screw shaft and a nut move relative to each other through a ball that circulates in a circulation path and rolls (moves while rotating in a load state) in a rolling path.
  • the ball return path is formed by attaching a return tube or top to the nut.
  • Patent Document 1 is an example of this type of ball screw, and adopts a shape in which the return path of the circulating top is made into a tunnel shape and the rolling element is not brought into contact with the land portion of the screw shaft.
  • the circulation top having such a structure, as a ball screw provided with a circulation top, compared to the conventional internal circulation structure in which the rolling element is circulated so as to cross over the land portion of the screw shaft to the adjacent spiral groove. It is said that the operability of can be improved.
  • the technique described in Patent Document 1 has a function of fixing the circulating top to the nut by a cylindrical cross-sectional element extending from the wall of the circulating top.
  • the circulation top is fixed by restricting the outer diameter direction, the axial direction, and the rotation direction of the nut.
  • the arms extending along the ball groove from both walls of the circulation top are simply moved along the ball groove from the inside of the nut.
  • the component force in the direction of gravity is transmitted from the ball to the circulation top and is more likely to be pressed against the screw shaft, which may cause malfunction or abnormal heat generation.
  • a member that forms a circulation path of the ball together with the ball rolling path includes a metal pipe in which a tunnel-like circulation path is curved and a pipe
  • Patent Document 2 discloses a ball screw that is configured with a resin-made covering portion that covers the outside and fits into a mounting hole provided in a nut.
  • the top is attached in a through hole that penetrates a nut in a radial direction.
  • a pair of positioning arms are provided on the top, the top is inserted into the through hole from the inner peripheral surface side of the nut, and each arm is engaged with the spiral groove near the through hole of the nut.
  • a method has been proposed (see Patent Documents 3 and 4).
  • Patent Documents 3 and 4 a plurality of grooves for ball return paths are provided on one piece for the purpose of shortening the axial dimension of the nut, increasing the load capacity, and reducing the number of parts.
  • a caulking method and a method using a fixing member having a guide wall that elastically contacts the through hole of the nut are described.
  • the ball rides on the land portion (outer peripheral surface) of the screw shaft at the top position and then moves to the adjacent spiral groove.
  • Patent Document 5 describes a top (deflector) in which a ball return path is formed in a tunnel shape that separates the ball from the outer peripheral surface of the screw shaft. In this top, ball scooping portions are formed at both ends of the ball return path.
  • the top is configured by combining a pair of halves divided along the ball return path.
  • Patent Document 1 improves the circulation function by separating the rolling elements from the screw shaft with a return path as a tunnel shape, the circulation top which is the boundary between the load area and the no-load area. There was room to improve the operability due to the behavior of the rolling elements at the doorway. Further, according to the technique disclosed in Patent Document 2, the resin-coated portion covering the pipe is fitted into the nut mounting hole to fix the pipe to the nut. There was room for improvement in suppression of decline, malfunction and abnormal heat generation. Furthermore, a ball screw having a top in which a plurality of balls for a ball return path are formed on one piece has room for improvement in terms of simplifying the fixing operation of the piece.
  • the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and one of its purposes is to improve the operability due to the behavior of the rolling elements at the entrance and exit of the circulation top, improve the workability, and operate.
  • An object of the present invention is to provide a circulating top capable of suppressing defects and abnormal heat generation, and a ball screw including the same.
  • Another object of the present invention is to simplify the work of fixing the top in a ball screw having a top in which a plurality of grooves for ball return paths are formed in one top.
  • a mode with a circulating top for achieving the above object includes a screw shaft having a spiral groove on the outer peripheral surface, and a nut having a spiral groove on the inner peripheral surface that is externally fitted to the screw shaft; A cylindrical return path used for a ball screw having a plurality of rolling elements arranged in a track formed by these spiral grooves, mounted on the nut, and for returning the rolling element to a previous track.
  • a return groove for forming the return path is formed, a circulating top body formed of two divided bodies with a joining surface formed orthogonally to the return path, and a spiral of the ball screw from both sides of the divided body, respectively.
  • the circulating top body is provided with a tongue for guiding the rolling elements into the return path,
  • the diameter of the return path is more than 1.0 times and less than 1.1 times the rolling element,
  • a positioning convex part and a concave part are provided on each joint surface of the divided body.
  • the return path includes a straight line for scooping up the rolling element in a direction substantially perpendicular to the scooping angle, and a straight line connecting two or more curves and curves in the return path. May be configured.
  • the cross section of the return path may have an elliptical shape with the radial direction as the major axis.
  • a screw shaft having a spiral spiral groove on the outer peripheral surface, and a nut having a spiral spiral groove on the inner peripheral surface by being externally fitted to the screw shaft And a plurality of rolling elements arranged in a track formed by these spiral grooves, and a circulation top having a return groove that is attached to the nut and returns the rolling element to the previous track
  • the nut includes a circulation top insertion hole for mounting the circulation top, and the circulation top is inserted into the circulation top insertion hole.
  • a cylindrical return path for returning the rolling element to the previous track A return groove for forming the return path is formed, a circulating top body formed of two divided bodies with a joining surface formed orthogonally to the return path, and a spiral of the ball screw from both sides of the divided body, respectively. And an engaging portion provided so as to protrude along the groove and limit the movement of the circulating top body, The circulating top body is provided with a tongue for guiding the rolling elements into the return path, The diameter of the return path is more than 1.0 times and less than 1.1 times the rolling element, A positioning convex part and a concave part are provided on each joint surface of the divided body.
  • the return path includes a straight line for scooping up the rolling element in a direction substantially orthogonal to the scooping angle, and a straight line connecting two or more curves and curves in the return path. May be configured.
  • a cross section of the return path may have an elliptical shape with a major axis in the radial direction.
  • Another embodiment of the circulating top for achieving the above object includes a screw shaft having a spiral groove on the outer peripheral surface, and a spiral groove on the inner peripheral surface that is externally fitted to the screw shaft.
  • a cylindrical shape used for a ball screw including a nut and a plurality of rolling elements arranged in a raceway formed by these spiral grooves, mounted on the nut, and for returning the rolling body to a previous raceway With a return path
  • a circulation top main body composed of two divided bodies each formed with a return groove for forming the return path and formed with a joining surface so as to be orthogonal to the return path, and the ball screw from both side surfaces of the divided body, respectively.
  • An engaging portion provided so as to project along the spiral groove and limit the movement of the circulating top body;
  • a fixing hole in which a fixing member provided in a through hole exposing the engaging portion formed in the nut is fitted or screwed is provided in the engaging portion.
  • a screw shaft having a spiral groove on the outer peripheral surface, and a spiral groove on the inner peripheral surface that is externally fitted to the screw shaft.
  • a circulating top having a nut, a plurality of rolling elements arranged in a raceway formed by these spiral grooves, and a cylindrical return path that is attached to the nut and returns the rolling body to a previous raceway With The circulation top is provided so as to restrict the movement of the circulation top body by projecting along the spiral groove of the ball screw from both sides of the circulation top, and the circulation top body formed with the return path.
  • the nut is formed with a circulation top insertion hole for mounting the circulation top and a through hole that exposes the engagement portion, and a fixing member that fixes the circulation top by urging the engagement portion is configured as described above. It is provided in the through hole.
  • a screw shaft having a spiral groove on the outer peripheral surface, and a spiral groove on the inner peripheral surface that is externally fitted to the screw shaft.
  • a circulating top having a nut, a plurality of rolling elements arranged in a raceway formed by these spiral grooves, and a cylindrical return path that is attached to the nut and returns the rolling body to a previous raceway With
  • the circulation top is provided so as to restrict the movement of the circulation top body by projecting along the spiral groove of the ball screw from both sides of the circulation top, and the circulation top body formed with the return path.
  • An engaging portion The nut is formed with a circulation top insertion hole for mounting the circulation top and a through hole exposing the engagement portion, A fixing member provided in the through hole is fitted or screwed into the engaging portion.
  • a screw shaft having a spiral groove on the outer peripheral surface, and a spiral groove on the inner peripheral surface that is externally fitted to the screw shaft.
  • a circulating top having a nut, a plurality of rolling elements arranged in a raceway formed by these spiral grooves, and a cylindrical return path that is attached to the nut and returns the rolling body to a previous raceway With
  • the circulation top is provided so as to restrict the movement of the circulation top body by projecting along the spiral groove of the ball screw from both sides of the circulation top, and the circulation top body formed with the return path.
  • An engaging portion The nut is formed with a circulation top insertion hole for mounting the circulation top and a through hole exposing the engagement portion, A fixing hole into which the fixing member provided in the through hole is fitted or screwed is provided in the engaging portion.
  • the fixing member may have a locking portion locked in the fixing hole.
  • the main body of the circulating top is composed of two divided bodies each having a return groove that forms the return path and a joining surface that is orthogonal to the return path.
  • a joint portion may be provided so as to protrude from the both side surfaces of the divided body along the spiral groove of the ball screw to limit the movement of the circulating top body.
  • Another aspect of the ball screw for achieving the above object has the following configurations (1) to (5).
  • (1) It has a screw shaft, a nut, a plurality of balls, a top, and a fixing part that fixes the top to the nut.
  • the screw shaft passes through the nut.
  • the spiral groove of the screw shaft and the spiral groove of the nut form a rolling path on which the ball rolls in a loaded state.
  • the top is a part in which a ball return path for returning the ball from the end point of the rolling path to the start point is formed, and is disposed in a through hole that penetrates the nut in a direction intersecting the axial direction.
  • the ball is disposed in the rolling path and the ball return path, and the screw shaft and the nut move relative to each other via the ball that rolls in the rolling path.
  • the top has a plurality of the ball return paths.
  • the ball return path is formed in a tunnel shape by a groove formed on the top and a closing portion that closes an opening surface of the groove.
  • a tongue portion for guiding the ball from the end point to the ball return path is formed in the closing portion.
  • the top has a pair of positioning arms extending along the spiral groove of the nut. The positioning arm is engaged with a spiral groove in the vicinity of the through hole of the nut.
  • the nut has an insertion hole for the fixed component in the vicinity of the through hole. The top is fixed to the nut by fixing a fixing component inserted from the outside into the insertion hole to a fixing portion formed on the positioning arm.
  • the ball screw of the first aspect of the present invention can have the following configuration (6) in addition to the above configurations (1) to (5).
  • the following configuration (6) is not an essential requirement of the present invention.
  • the top is composed of a plurality of divided bodies that are divided at the end surfaces along the ball return path.
  • the divided body includes a pair of end parts having the positioning arm, and an intermediate part disposed between the pair of end parts.
  • the ball screw of the present invention is a ball screw having a top in which a plurality of grooves for ball return path are formed in one top, and the top can be fixed easily. A ball screw can be provided.
  • FIG. 1 is a perspective view which shows the structure in 1st Embodiment and 2nd Embodiment of a ball screw. It is sectional drawing of the nut in 1st Embodiment and 2nd Embodiment of a ball screw. It is a figure which shows the structure in 1st Embodiment and 2nd Embodiment of a circulation top, (a) is a perspective view which shows the structure of the division body which comprises a circulation top, (b) is a top view which shows the structure of a division body It is.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line AA in FIG. 9.
  • FIG. 1 It is a front view (the figure shown from the side arrange
  • FIG. 12 is a view of a divided body, which is an end part, as viewed along a dividing surface of the main body indicated by AA and BB in FIG. It is a perspective view of the division body which is an end part.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 8 showing a divided body that is an intermediate part. It is a figure explaining the fixing method to a nut. It is a figure explaining the method different from FIG. It is a front view (the figure shown from the side arrange
  • FIG. 22 is a rear view showing the top of FIG. 21 divided into divided bodies (a view seen from the side disposed on the inner peripheral surface of the nut).
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an internal circulation type ball screw according to the present embodiment.
  • the nut 20 is shown cut along a plane including its axis.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a nut in the ball screw of this embodiment.
  • the installation position of the circulating top is also shown in the sectional view of the nut.
  • the ball screw 1 includes a screw shaft 10, a nut 20, and rolling elements (for example, balls) 30.
  • the screw shaft 10 has a spiral groove 11 having a predetermined lead formed on the outer peripheral surface 10a thereof.
  • the nut 20 has a substantially cylindrical shape, and an inner diameter thereof is formed to be larger than an outer diameter of the screw shaft 10.
  • the nut 20 is externally fitted to the screw shaft 10 with a predetermined gap.
  • the nut 20 has a flange 22 for coupling with a guide object at one end thereof.
  • a helical spiral groove 21 having a lead equal to the lead of the screw shaft 10 is formed on the inner peripheral surface 20 a of the nut 20.
  • the spiral groove 11 and the spiral groove 21 facing the screw shaft 10 and the nut 20 form a substantially circular cross section.
  • a plurality of rolling elements 30 are filled in the track.
  • the nut 20 is formed with a circulation top insertion hole 23 for attaching the circulation top 100.
  • the circulation top insertion hole 23 is a long hole penetrating from the outer periphery to the inner periphery of the nut 20.
  • the long hole is processed by, for example, an end mill, and is formed by inclining the end mill by a predetermined angle with respect to a line orthogonal to the center line of the nut 20.
  • This predetermined angle is set to an angle at which the rolling element 30 that rolls in the spiral groove 11 does not change direction suddenly by a cylindrical return path (also referred to as a ball return path) 111 formed in the circulation top 100.
  • a plurality (for example, three) of the circulating top insertion holes 23 are machined according to the number of the circulating tops 100 at equal intervals in the circumferential direction of the nut 20.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the circulating top of the present embodiment
  • (a) is a perspective view showing the configuration of the divided body constituting the circulating top
  • (b) is a plan view showing the configuration of the divided body.
  • FIG. 3A shows only one of the two divided bodies (first divided body).
  • FIG. 4 is a cross-sectional view along the circulation passage showing the configuration of the circulating top divided body of the present embodiment
  • (a) is a diagram for explaining the configuration of the return path (return groove). ) Is an enlarged view of a portion X in (a).
  • the circulating top 100 is formed from, for example, a sintered alloy. As shown in FIG. 2, the circulating top 100 includes a circulating top main body 110 in which a return path 111 is formed, and two engagements provided so as to protrude from opposite sides of the circulating top main body 110 in the longitudinal direction. Parts 120 and 120.
  • One circulating top 100 is provided for one turn of the ball row filled in the ball screw 1. That is, since the number of turns of the rolling element 30 is determined from the load applied to the ball screw 1, the number of the circulating tops 100 is appropriately determined (for example, 3) depending on the load applied to the ball screw 1.
  • the circulating top main body 110 is mounted in each circulating top insertion hole 23 of the nut 20. That is, the outer shape of the circulating top body 110 is formed in alignment with the circulating top insertion hole 23 of the nut 20 described above.
  • a cylindrical return path 111 that connects one end of the track and the other end of the track just before the winding is formed inside the circulation top body 110.
  • the return path 111 extends in a substantially S shape in the longitudinal direction of the circulation top main body 110 and is formed to open toward the inner peripheral side of the nut 20. This substantially S-shape is a shape determined from a function for returning the rolling elements 30.
  • the return path 111 needs to change the course of the rolling element 30 so as to return the rolling element 30 rolling on the track to the track one turn before and align with the track. Therefore, when the planar shape is a cam curve, for example, a cam curve corresponding to a modified sine curve is combined to form a substantially S-shape so as to suppress rapid fluctuations in acceleration relative to the lift. Has been.
  • a tongue 112 for guiding the rolling element 30 into the return path 111 is provided in the vicinity of at least one opening of the return path 111 of the circulation top 100 (see FIG. 4A).
  • the return path 111 has a cross-section in the short direction of the circulating top main body 110 from a tongue 112 provided at both ends in the longitudinal direction of the circulating top 100 toward the longitudinal center of the circulating top main body 110.
  • a continuous U shape having an inner diameter matched with the outer diameter of 30 is formed, and this forms a cylindrical shape (tunnel) integrally with the above-described substantially S shape.
  • the circulating top body 110 has two joint surfaces 101A and 101B formed so as to be orthogonal to the return path 111 formed in the circulating top 100. It consists of divided bodies 110A and 110B. Specifically, the above-described two engaging portions 120 and 120 are provided as two engaging portions 120A and 120B provided so as to protrude in opposite directions from both side surfaces of the divided bodies 110A and 110B.
  • each return groove (only one return groove 111A, see FIG. 4 (a)) formed on the joint surface side of each of the divided bodies 111A and 111B is the same as that of the divided bodies 111A and 111B. Formed by superposition.
  • the shape of the return path 111 will be described with reference to the return groove 111A in FIGS. 4 (a) and 4 (b).
  • the return path 111 requires that the rolling element 30 entering the return path 111 can get over the outer diameter of the screw shaft 10 and be aligned with the annular cross-sectional shape of the nut 20. is there. Therefore, the return path 111 is formed to have an arc shape that is most depressed at the center position in the longitudinal direction of the circulating top body 110 (divided body 110A). Further, the diameter d1 (see FIG. 4A) of the return path 111 is set to be more than 1.0 times and less than 1.1 times that of the rolling element 30. By setting in this way, the clearance between the rolling element 30 and the return path 111 is reduced, and the rolling elements are staggered and shifted from the rolling direction in the track (including the return path). alignment) "can be suppressed.
  • two joints 101A and 101B of the divided bodies 110A and 110B are provided as alignment guides when the divided bodies 110A and 110B are overlapped.
  • Positioning portions 113 and 114 are provided. These alignment portions 113 and 114 are provided as convex portions or concave portions having different forms on the same joint surfaces 101A and 101B, and the alignment portion 113 of the divided body 110A and the alignment portion 114 of the divided body 110B are fitted to each other. Then, the alignment portion 114 of the divided body 110A and the alignment portion 113 of the divided body 110B are fitted.
  • the return path 111 as shown in FIGS.
  • the center line w of the return path 111 is substantially orthogonal to the scooping angle ⁇ with respect to the axis O of the screw shaft 10. You may comprise so that it may be comprised from the straight line L1 for scooping up the rolling element 30 to a direction, and the straight line L2 which connects between two or more curves C1 and the curve C2 in the return path
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the return path of the circulation top
  • (a) is a cross-sectional view showing the configuration of the return path in the first embodiment of the circulation top
  • (b) is the first embodiment of the circulation top.
  • It is sectional drawing which shows the structure of the return path
  • the cross-section of the return path 111 is more than 1.0 times the diameter d of the rolling element 30, It may be 1.1 times or less and may have an elliptical shape having a major axis in the radial direction (indicated by an arrow in the figure).
  • the clearance ⁇ b between the rolling elements and the return path is further reduced, and the rolling elements are alternately positioned in the track (including the return path) so as to be shifted from the rolling direction. Can be further suppressed.
  • further improvement in the operability of the ball screw and reduction in the circulating sound of the rolling elements are further improved as compared with the embodiment in which the cross section of the return path 111 shown in FIG.
  • the return path has a cylindrical shape, is provided with a tongue part and an engaging part, and defines the shape and diameter of the return path. It is possible to further improve the operability of the recirculating top ball screw and to reduce the circulating sound of the rolling elements.
  • the circulation top and ball screw which concern on this invention are not limited to the said embodiment, A various deformation
  • FIGS. 6A and 6B are views showing a mode of attaching to the nut in the second embodiment of the circulating top, wherein FIG. 6A is a side view and FIG. 6B is a front view from the axial direction.
  • FIG. 6A is a side view
  • FIG. 6B is a front view from the axial direction.
  • sectional drawing of a nut is also attached for understanding of description.
  • a plurality of holes 24 are formed. Two or more through holes 24 are provided so as to form a diagonal with respect to the circulation top insertion hole 23.
  • These through holes 24 are provided with a fixing member 200 that urges the engaging portion 120 of the circulation top 100 mounted in the circulation top insertion hole 23 and consequently fixes the circulation top 100.
  • the fixing member 200 is provided in the through-hole 24 in order to fix the circulation top 100, the installation aspect is not limited.
  • the circulating top 100 is formed from, for example, a sintered alloy. As shown in FIG. 2, the circulating top 100 includes a circulating top main body 110 in which a return path 111 is formed, and two engagements provided so as to protrude from opposite sides of the circulating top main body 110 in the longitudinal direction. Parts 120 and 120.
  • One circulating top 100 is provided for one turn of the ball row filled in the ball screw 1. That is, since the number of turns of the rolling element 30 is determined from the load applied to the ball screw 1, the number of the circulating tops 100 is appropriately determined (for example, 3) depending on the load applied to the ball screw 1.
  • the circulating top main body 110 is mounted in each circulating top insertion hole 23 of the nut 20. That is, the outer shape of the circulating top body 110 is formed in alignment with the circulating top insertion hole 23 of the nut 20 described above.
  • the circulating top main body 110 is provided with a step portion (not shown) around the circulating top main body 110 so that the circulating top main body 110 does not fall off to the outer peripheral surface side when being mounted from the inner peripheral surface 20a of the nut 20.
  • a cylindrical return path 111 that connects one end of the track and the other end of the track just before the winding is formed inside the circulation top body 110.
  • the return path 111 extends in a substantially S shape in the longitudinal direction of the circulation top main body 110 and is formed to open toward the inner peripheral side of the nut 20.
  • This substantially S-shape is a shape determined from a function for returning the rolling elements 30. That is, the return path 111 needs to change the course of the rolling element 30 so as to return the rolling element 30 rolling on the track to the track one turn before and align with the track. Therefore, when the planar shape is a cam curve, for example, a cam curve corresponding to a modified sine curve is combined to form a substantially S-shape so as to suppress rapid fluctuations in acceleration relative to the lift. Has been.
  • a tongue (not shown) for guiding the rolling element 30 into the return path 111 is provided in the vicinity of at least one opening of the return path 111 of the circulation top 100.
  • the return path 111 has a cross section in the short direction of the circulating top main body 110 from the tongues provided at both ends in the longitudinal direction of the circulating top 100 toward the center in the longitudinal direction of the circulating top main body 110. It has a continuous U shape with an inner diameter that matches the outer diameter of this, and forms a cylindrical (tunnel) shape integrally with the aforementioned substantially S shape.
  • the circulating top 10 is properly fixed. There is an effect.
  • the return path 111 (and the tongue portion) is provided in the circulation top 100, so that the rolling elements 30 rolling in the track toward the circulation top 100 are efficiently scooped in the radial direction of the screw shaft 10.
  • the rolling element 30 can be circulated by lifting it, getting over the thread, and returning it to the track just before one winding (one lead before). Then, a substantially circular infinite circulation path is formed outside the screw shaft 10 by the path formed by the return path 111 and the track. As a result, the rolling element 30 rolls between the spiral groove 11 and the spiral groove 21 in accordance with the relative rotation of the screw shaft 10 with respect to the nut 20, so that the nut 20 rotates relative to the screw shaft 10. 10 linear movements are possible.
  • the circulating top body 110 has two joint surfaces 101A and 101B formed so as to be orthogonal to the return path 111 formed in the circulating top 100. It is good also as an aspect which consists of division body 110A, 110B. Specifically, the above-described two engaging portions 120 and 120 may be provided as two engaging portions 120A and 120B provided so as to protrude in opposite directions from both side surfaces of the divided bodies 110A and 110B.
  • each return groove (only one return groove 111A, see FIG. 6A) formed on the joint surface side of each of the divided bodies 111A and 111B is the same as that of the divided bodies 111A and 111B. Formed by superposition.
  • FIGS. 7 (a) to 7 (c) are front views from the axial direction showing a mode of mounting on a nut in a modified example of the second embodiment of the circulating top.
  • FIGS. 7B and 7C the nut and the spiral groove of the screw shaft are omitted.
  • each of the engaging portions 120 and 120 of the circulating top 100 is provided with a through hole.
  • the circulating top 100 may be fixed to the nut 20 by fitting or screwing the fixing member 202 (200) provided in 24.
  • the fixing member 202 when a nail-shaped member is employed as the fixing member 202, the fixing member 202 made of a hard material having a higher hardness than the engaging portion 120 is fitted into the engaging portions 120, 120 made of a soft material.
  • the circulating top 100 is fixed to the nut 20.
  • a male screw wood screw
  • the fixing member 202 made of a hard material having a hardness higher than that of the engaging portion 120 is screwed into the engaging portions 120, 120 made of a soft material and circulated.
  • 100 is fixed to the nut 20.
  • the engaging portions 120 and 120 of the circulating top 100 are provided in the through holes 24, respectively.
  • Fixing holes 121, 121 into which the fixing member 201 is fitted may be provided, and the fixing member 203 (200) may have a “prevention” locking portion 203 a that is locked to the fixing hole 121.
  • the fixing member 203 is, for example, a pin, and the locking portion 203a is a so-called “barb”.
  • the head of the pin may be integrated, or may be combined by providing a fastening structure such as a triangular screw on the head of the pin as a separate body.
  • the circulating top 100 can be easily and reliably fixed to the nut 20.
  • the through hole for fixing the circulating top to the nut by bringing the fixing member into contact with the engaging portion of the circulating top is provided in the nut. Since it is provided, it is possible to provide a circulating top that can reduce the number of components and suppress malfunction and abnormal heat generation, and a ball screw including the same.
  • the ball screw 1 of this embodiment includes a screw shaft 10, a nut 20, a plurality of balls 30, a top (circulating top) 4, and a fixing screw (fixing part) 5.
  • the nut 20 includes a cylindrical portion 2E and a flange portion 22 formed at one axial end thereof.
  • a spiral groove 11 is formed on the outer peripheral surface of the screw shaft 10, and a spiral groove 21 is formed on the inner peripheral surface 20 a of the nut 20.
  • the screw shaft 10 passes through the nut 20.
  • the spiral groove 11 of the screw shaft 10 and the spiral groove 21 of the nut 20 form a rolling path on which the ball 30 rolls.
  • the balls 30 are arranged in three circulation paths including the rolling path and three rows of ball return paths 40A to 40C formed on the top 4.
  • the ball 30 rolls in the rolling path and circulates in the circulation path.
  • the screw shaft 10 and the nut 20 move relative to each other through a ball 30 that is loaded and rolled in the rolling path.
  • a through-hole 23 is formed in one portion of the cylindrical portion 2E of the nut 20 so as to penetrate in a direction orthogonal to the axial direction from the outer peripheral surface 20b to the inner peripheral surface 20a.
  • the through hole 23 has a substantially parallelogram planar shape in which four corners of the parallelogram are rounded.
  • the long side of the parallelogram forming the through hole 23 extends along the axial direction of the nut 20, and the short side is inclined in the axial direction of the nut 20.
  • the top 4 is disposed in the through hole 23 of the nut 20.
  • Two insertion holes 24 for the fixing screw 5 are formed in the vicinity of the through hole 23 of the nut 20. These insertion holes 24 are formed on a line connecting the center of the through hole 23 and two short sides of the parallelogram.
  • Each insertion hole 24 includes a small diameter portion 24a where the shaft portion of the fixing screw 5 is disposed and a counterbore portion 24b where the head portion is disposed.
  • the top 4 includes a main body portion 41 having the same planar shape as the through hole 23, and a positioning arm extending from each short side of the parallelogram forming the main body portion 41 so as to intersect the long side. 42.
  • a female screw hole (fixed portion) 421 is formed at the end of each positioning arm 42.
  • the body portion 41 of the top 4 has an outer peripheral surface 411 formed on an arc surface along the outer peripheral surface 20 b of the nut 20 and an inner peripheral surface 412 formed on an arc surface along the inner peripheral surface 20 a of the nut 20.
  • the outer peripheral surface 411 is shown in FIGS.
  • the inner peripheral surface 412 is shown in FIG.
  • grooves 413 a to 413 c are formed on the inner peripheral surface 412 of the main body 41. These grooves 413 a to 413 c are grooves that are continuous with the end portions of the spiral grooves 21 that exist on both sides of the through hole 23 in a state where the nut 20 is attached to the through hole 23.
  • the portion of the nut 20 in which the through hole 23 of the spiral groove 21 is formed is from the first portion 211 to the fourth portion 214, one end 211 a to 214 a and the other end 211 b to 214 b by the through hole 23. It is divided into two. As shown in FIG. 14, by placing the top 4 in the through hole 23, one end of the first groove 413 a is continuous with one end 211 a of the first portion 211, and the other end of the first groove 413 a is the second portion 212. Is connected to the other end 212b.
  • One end of the second groove 413b is continuous with one end 212a of the second portion 212 of the spiral groove, and the other end of the second groove 413b is continuous with the other end 213b of the third portion 213 of the spiral groove.
  • One end of the third groove 413c continues to one end 213a of the third portion 213 of the spiral groove, and the other end of the third groove 413c continues to the other end 214b of the fourth portion 214 of the spiral groove.
  • the top 4 includes a first groove 413a to a third groove 413c and an opening surface 403 of each of the grooves 413a to 413c (see FIGS. 16 and 18). ),
  • the three rows of ball return paths 40A to 40C are formed in a tunnel shape.
  • a pair of tongue portions 43 for guiding the ball 30 into the ball return path 40 are formed in each of the blocking portions 414a to 414c.
  • one positioning arm 42 is fitted to the other end 211b of the first portion 211 of the spiral groove, and the other positioning arm 42 is fitted to one end 214a of the fourth portion 214 of the spiral groove.
  • the other end 211 b of the first portion 211 of the spiral groove and the one end 214 a of the fourth portion 214 of the spiral groove correspond to the spiral groove in the vicinity of the through hole 23 of the nut 20.
  • the top 4 is composed of three divided bodies 4A, 4B, and 4C that are divided by the end surface 401 along the ball return paths 40A to 40C.
  • the main body 41 is divided into three parts 41A to 41C.
  • the divided bodies 4 ⁇ / b> A and 4 ⁇ / b> C are end parts having positioning arms 42.
  • the divided body 4B is an intermediate part arranged between the divided bodies 4A and 4C.
  • a convex portion 401a is formed at one end of the grooves 413a and 413c
  • a concave portion 401b is formed at the other end of the grooves 413a and 413c.
  • the one end surface 401 of the divided body 4B which is an intermediate part, has a concave portion 401b at one end of the first groove 413a and a convex portion 401a at the other end of the first groove 413a. Yes.
  • a convex portion 401a is formed at one end of the third groove 413c
  • a concave portion 401b is formed at the other end of the third groove 413c.
  • Positioning is performed by fitting the convex portions 401a and the concave portions 401b between the divided bodies 4A and 4C as end parts and the divided body 4B as an intermediate part.
  • Each of the divided bodies 4A, 4B, and 4C can be manufactured by injection molding of a synthetic resin.
  • the synthetic resin it is preferable to use a resin composition in which a reinforcing material composed of glass fiber, potassium titanate fiber, or the like is mixed with PPS (polyphenylene sulfide) or POM (polyacetal).
  • PPS polyphenylene sulfide
  • POM polyacetal
  • the ball screw 1 of this embodiment has a top 4 formed with three rows of ball return paths 40A to 40C formed in a tunnel shape, and the top 4 is fixed to the nut 20 with a fixing screw 5. Therefore, the top fixing work is simpler than the top fixed by crimping.
  • the top 4 having the three rows of ball return paths 40A to 40C is configured by the three-parts 4A to 4C, so that the manufacturing cost of the top is reduced as compared with the integrated top.
  • a through-hole 422 is provided in the arm 42 of the top 4 and includes a small-diameter hole 422a in which the shaft portion of the fixing pin 6 is disposed and a large-diameter portion 422b in which the burrs 6a are engaged.
  • the divided body 4B as an intermediate part can be further divided into two divided bodies 4D and 4E.
  • 21 and 22 is composed of four divided bodies 4A, 4C, 4D, and 4E divided by an end surface 401 along the ball return paths 40A to 40C.
  • the main body 41 of the top 400 is divided into four portions 41A, 41C, 41D, 41E.
  • the divided bodies 4A and 4C which are end parts are the same as described above. That is, the view of the divided bodies 4A and 4C, which are the end parts, along the dividing surface of the main body indicated by AA and BB in FIG. 21 is the same as FIG.
  • a recess 401b is formed at one end of the first groove 413a
  • a protrusion 401a is formed at the other end of the first groove 413a.
  • a convex portion 401a is formed at one end of the second groove 413b, and a concave portion 401b is formed at the other end of the second groove 413b.
  • a concave portion 401b is formed at one end of the second groove 413b, and a convex portion 401a is formed at the other end of the second groove 413b.
  • a convex portion 401a is formed at one end of the third groove 413c, and a concave portion 401b is formed at the other end of the third groove 413c.
  • Positioning is performed by fitting the convex portion 401a and the concave portion 401b.
  • the divided parts 4D and 4E which are intermediate parts, are the same parts and have a simpler shape than the divided parts 4B. Therefore, the top 400 can be manufactured at a lower cost than the top 4.

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Abstract

 循環こまの出入り口での転動体の挙動に起因する作動性を改善した循環こま及びこれを備えたボールねじを提供する。そのために、ボールねじ(1)のナット(20)に装着される循環こま(100)は、2つの分割体(100A,100B)からなり、それぞれの分割体(100A,100B)は、戻し経路(111)を構成する戻し溝(111A,111B)が形成された循環こま本体(110A,110B)と、その循環こま本体(110A,110B)の両側面からそれぞれ突出して設けられてナット(20)に係止する係合部(120A,120B)とを有して構成されている。循環こま本体(110A,110B)には、転動体を戻し経路(111)内に案内するためのタング部(112)、相互に組み合わせるための位置合わせ部(113,114)が設けられ、戻し経路(111)の径は転動体の径の1.0倍超1.1倍以下とされる。

Description

循環こま及びこれを備えたボールねじ
 本発明は、ボールねじ用循環こま及びこのこまをボール戻し路を形成する部品として備えたボールねじに関する。
 従来より、ねじ軸とナットと転動体(例えばボール、以下ボールということがある)とを有し、上記ねじ軸と上記ナットとの間に介在された複数の転動体を循環する循環こまを備えた内部循環方式のボールねじが知られている。
 この種のボールねじは、ねじ軸がナットを貫通し、ねじ軸の螺旋溝とナットの螺旋溝とでボールの転動路が形成されている。ナットは、ボールを転動路の終点から始点に戻すボール戻し路を備えている。ボールは、転動路とボール戻し路内とからなる循環経路(サーキット)内に配置されている。ボールねじは、循環経路を循環し転動路内で転動(負荷状態で回転しながら移動)するボールを介して、ねじ軸とナットとが相対移動する装置である。ボール戻し路は、ナットにリターンチューブやこまを取り付けることで形成される。
 特許文献1に記載された技術は、この種のボールねじの例であり、循環こまの戻し経路をトンネル状とし、ねじ軸のランド部に転動体を接触させない形状を採用している。このような構造を有する循環こまによれば、ねじ軸のランド部上を隣の螺旋溝へ横断するように転動体を循環させる従来の内部循環構造に対して、循環こまを備えたボールねじとしての作動性を改善することができるとしている。
 また、特許文献1に記載された技術は、循環こまの壁面から延びた円筒断面要素によってナットに当該循環こまを固定する機能を有している。このような構成をなすことによって、ナットの外径方向、軸方向、及び回転方向の拘束をして循環こまが固定されるとしている。
 しかしながら、特許文献1に開示された技術のように、ボール循環経路をトンネル状とした場合、循環こまの両壁からボール溝に倣って延びた腕をナット内側からボール溝に沿わせただけでは、ボール循環時にボールから重力方向の分力が循環こまへ伝わり、ねじ軸に押付けられる可能性が高まるため、作動不良や異常発熱の可能性があった。
 そこで、このような問題を解決しうる技術として、ボール転動路と共にボールの循環軌道を形成するこま部材が、内部にトンネル状の循環路が湾曲形成された金属製のパイプと、このパイプの外側を被覆してナットに設けられた取付孔に嵌合する樹脂製の被覆部とで構成されたボールねじが特許文献2に開示されている。
 ボール戻し路を形成する部品としてこまを有するこま式ボールねじでは、こまはナットを径方向に貫通する貫通穴内に取り付けられている。こまの貫通穴への取付方法に関しては、こまに一対の位置決めアームを設け、こまをナットの内周面側から貫通穴に挿入し、各アームをナットの貫通穴近傍の螺旋溝に係合させる方法が提案されている(特許文献3、4を参照)。
 また、特許文献3及び4に記載された方法では、ナットの軸方向寸法の短縮、負荷容量の増大、部品点数の削減などを目的として、一つのこまにボール戻し路用の溝を複数設けている。こまの固定方法としては、加締め法と、ナットの貫通穴に弾性的に接するガイド壁を有する固定部材を用いた方法が記載されている。さらに、これらのボールねじにおいて、ボールは、こまの位置でねじ軸のランド部(外周面)上に乗り上げてから隣の螺旋溝へ移動する。
 特許文献5には、ボール戻し路がねじ軸の外周面からボールを離隔するトンネル状に形成されたこま(デフレクタ)が記載されている。このこまは、ボール戻し路の両端部にボール掬い上げ部が形成されている。また、このこまを、ボール戻し路に沿って分割された一対の半体を組み合わせて構成することが記載されている。
特公昭57-33464号公報 特開2003-329097号公報 特許第3844922号公報 特許第3844943号公報 特開2001-165274号公報
 しかしながら、特許文献1に開示された技術は、戻し経路をトンネル状としてねじ軸から転動体を離すことで循環機能の向上を図っているが、負荷領域と無負荷領域との境界である循環こまの出入り口での転動体の挙動に起因する作動性を改善する余地があった。
 また、特許文献2に開示された技術によっても、パイプを被覆する樹脂製の被覆部をナットの取付孔に嵌合して該パイプをナットに固定するため、部品点数が多くなることによる作業性低下、作動不良や異常発熱の抑制には改善の余地があった。
 さらには、一つのこまにボール戻し路用の溝が複数形成されたこまを有するボールねじには、こまの固定作業を簡単にするという点で改善の余地があった。
 本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的の一つは、循環こまの出入り口での転動体の挙動に起因する作動性を改善し、作業性が向上し、作動不良や異常発熱を抑制しうる循環こま及びこれを備えたボールねじを提供することにある。
 また、本発明の目的の一つは、一つのこまにボール戻し路用の溝が複数形成されたこまを有するボールねじにおいて、こまの固定作業を簡単にすることである。
 上記目的を達成するための循環こまのある態様は、外周面に螺旋状の螺旋溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に外嵌して内周面に螺旋状の螺旋溝を有するナットと、これらの螺旋溝で形成される軌道内に配置される複数の転動体とを備えたボールねじに用いられ、上記ナットに装着され、上記転動体を手前の軌道に戻すための筒状の戻し経路を備え、
 上記戻し経路を形成する戻し溝がそれぞれ形成され、上記戻し経路に直交するように接合面が形成され2つの分割体からなる循環こま本体と、上記分割体の両側面からそれぞれ上記ボールねじの螺旋溝に沿って突出して上記循環こま本体の移動を制限するように設けられた係合部とを有し、
 上記循環こま本体には、上記転動体を上記戻し経路内に案内するためのタング部が設けられ、
 上記戻し経路の径が上記転動体の1.0倍超1.1倍以下であり、
 上記分割体のそれぞれの接合面には、位置合わせ用凸部及び凹部が設けられている。
 ここで、上記循環こまにおいては、上記戻し経路が、すくい上げ角度に対して略直交する方向へ上記転動体をすくい上げるための直線と上記戻し経路内に2つ以上の曲線及び曲線間を繋ぐ直線とから構成されてもよい。
 また、上記循環こまにおいては、上記戻し経路の断面が、ラジアル方向を長径とした楕円形状をなしてもよい。
 また、上記目的を達成するためのボールねじのある態様は、外周面に螺旋状の螺旋溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に外嵌して内周面に螺旋状の螺旋溝を有するナットと、これらの螺旋溝で形成される軌道内に配置される複数の転動体と、上記ナットに装着されて上記転動体を手前の軌道に戻すための戻し溝を有する循環こまとを備え、
 上記ナットは、上記循環こまを装着する循環こま挿入穴を備え、当該循環こま挿入穴に、上記循環こまとして、
 上記転動体を手前の軌道に戻すための筒状の戻し経路を備え、
 上記戻し経路を形成する戻し溝がそれぞれ形成され、上記戻し経路に直交するように接合面が形成され2つの分割体からなる循環こま本体と、上記分割体の両側面からそれぞれ上記ボールねじの螺旋溝に沿って突出して上記循環こま本体の移動を制限するように設けられた係合部とを有し、
 上記循環こま本体には、上記転動体を上記戻し経路内に案内するためのタング部が設けられ、
 上記戻し経路の径が上記転動体の1.0倍超1.1倍以下であり、
 上記分割体のそれぞれの接合面には、位置合わせ用凸部及び凹部が設けられている。
 ここで、上記ボールねじにおいては、上記戻し経路が、すくい上げ角度に対して略直交する方向へ上記転動体をすくい上げるための直線と上記戻し経路内に2つ以上の曲線及び曲線間を繋ぐ直線とから構成されてもよい。
 また、上記ボールねじにおいては、上記戻し経路の断面が、ラジアル方向を長径とした楕円形状をなしてもよい。
 また、上記目的を達成するための循環こまの他の態様は、外周面に螺旋状の螺旋溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に外嵌して内周面に螺旋状の螺旋溝を有するナットと、これらの螺旋溝で形成される軌道内に配置される複数の転動体とを備えたボールねじに用いられ、上記ナットに装着され、上記転動体を手前の軌道に戻すための筒状の戻し経路を備え、
 上記戻し経路を形成する戻し溝がそれぞれ形成され、上記戻し経路に直交するように接合面が形成された2つの分割体からなる循環こま本体と、上記分割体の両側面からそれぞれ上記ボールねじの螺旋溝に沿って突出して上記循環こま本体の移動を制限するように設けられた係合部とを有し、
 上記ナットに形成された上記係合部を露出する貫通孔に設けられた固定部材が嵌合又は螺合する固定孔が上記係合部に設けられている。
 また、上記目的を達成するためのボールねじの他の態様は、外周面に螺旋状の螺旋溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に外嵌して内周面に螺旋状の螺旋溝を有するナットと、これらの螺旋溝で形成される軌道内に配置される複数の転動体と、上記ナットに装着されて上記転動体を手前の軌道に戻すための筒状の戻し経路を有する循環こまとを備え、
 上記循環こまは、上記戻し経路が形成された循環こま本体と、該循環こまの両側面からそれぞれ上記ボールねじの螺旋溝に沿って突出して上記循環こま本体の移動を制限するように設けられた係合部とを有し、
 上記ナットは、上記循環こまを装着する循環こま挿入穴と、上記係合部を露出する貫通孔とが形成され、上記係合部に付勢することによって上記循環こまを固定する固定部材が上記貫通孔に設けられている。
 また、上記目的を達成するためのボールねじの他の態様は、外周面に螺旋状の螺旋溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に外嵌して内周面に螺旋状の螺旋溝を有するナットと、これらの螺旋溝で形成される軌道内に配置される複数の転動体と、上記ナットに装着されて上記転動体を手前の軌道に戻すための筒状の戻し経路を有する循環こまとを備え、
 上記循環こまは、上記戻し経路が形成された循環こま本体と、該循環こまの両側面からそれぞれ上記ボールねじの螺旋溝に沿って突出して上記循環こま本体の移動を制限するように設けられた係合部とを有し、
 上記ナットは、上記循環こまを装着する循環こま挿入穴と、上記係合部を露出する貫通孔とが形成され、
 上記貫通孔に設けられた固定部材が上記係合部に嵌め込まれるか又はねじ込まれる。
 また、上記目的を達成するためのボールねじの他の態様は、外周面に螺旋状の螺旋溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に外嵌して内周面に螺旋状の螺旋溝を有するナットと、これらの螺旋溝で形成される軌道内に配置される複数の転動体と、上記ナットに装着されて上記転動体を手前の軌道に戻すための筒状の戻し経路を有する循環こまとを備え、
 上記循環こまは、上記戻し経路が形成された循環こま本体と、該循環こまの両側面からそれぞれ上記ボールねじの螺旋溝に沿って突出して上記循環こま本体の移動を制限するように設けられた係合部とを有し、
 上記ナットは、上記循環こまを装着する循環こま挿入穴と、上記係合部を露出する貫通孔とが形成され、
 上記貫通孔に設けられた固定部材が嵌合又は螺合する固定孔が上記係合部に設けられている。
 ここで、上記ボールねじにおいては、上記固定部材が、上記固定孔に係止される係止部を有してもよい。
 また、上記ボールねじにおいては、上記循環こま本体が、上記戻し経路を形成する戻し溝がそれぞれ形成され、上記戻し経路に直交するように接合面が形成された2つの分割体からなり、上記係合部が、上記分割体の両側面からそれぞれ上記ボールねじの螺旋溝に沿って突出して上記循環こま本体の移動を制限するように設けられてもよい。
 また、上記目的を達成するためのボールねじの他の態様は、下記の構成(1)~(5)を有する。
(1)ねじ軸と、ナットと、複数のボールと、こまと、上記こまを上記ナットに固定する固定部品と、を有する。上記ねじ軸は上記ナットを貫通する。上記ねじ軸の螺旋溝と上記ナットの螺旋溝とにより、上記ボールが負荷状態で転動する転動路が形成されている。上記こまは、上記ボールを上記転動路の終点から始点に戻すボール戻し路が形成された部品であり、上記ナットを軸方向と交差する方向に貫通する貫通穴内に配置されている。上記ボールは、上記転動路内と上記ボール戻し路内に配置され、上記転動路内で転動する上記ボールを介して、上記ねじ軸と上記ナットとが相対移動する。
(2)上記こまは、上記ボール戻し路を複数有する。上記ボール戻し路は、上記こまに形成された溝と上記溝の開口面を閉塞する閉塞部によりトンネル状に形成されている。
(3)上記閉塞部に、上記ボールを上記終点から上記ボール戻し路に誘導するタング部が形成されている。
(4)上記こまは、上記ナットの螺旋溝に沿って延びる一対の位置決めアームを有する。上記位置決めアームは、上記ナットの上記貫通穴の近傍の螺旋溝に係合されている。
(5)上記ナットは、上記貫通穴の近傍に上記固定部品の挿通穴を有する。上記こまは、上記挿通穴に外側から挿通された固定部品を、上記位置決めアームに形成された固定部に固定することで、上記ナットに固定されている。
 この発明の第一態様のボールねじは、上記構成(1)~(5)に加えて下記の構成(6)を有することができる。この場合、こまの固定作業を簡単にできるだけでなく、こまの製造コストの低減効果も得られる。なお、下記の構成(6)はこの発明の必須要件ではない。
(6)上記こまは、上記ボール戻し路に沿う端面で分割された複数の分割体からなる。上記分割体は、上記位置決めアームを有する一対の端部品と、上記一対の端部品の間に配置される中間部品と、を有する。
 本発明の一態様によれば、循環こまの出入り口での転動体の挙動に起因する作動性を改善した循環こま及びこれを備えたボールねじを提供することができる。
 また、本発明の一態様によれば、作業性が向上し、作動不良や異常発熱を抑制しうる循環こま及びこれを備えたボールねじを提供することができる。
 さらに、本発明の一態様によれば、この発明のボールねじは、一つのこまにボール戻し路用の溝が複数形成されたこまを有するボールねじであって、こまの固定作業が簡単に行えるボールねじを提供することができる。
ボールねじの第1実施形態及び第2実施形態における構成を示す斜視図である。 ボールねじの第1実施形態及び第2実施形態におけるナットの断面図である。 循環こまの第1実施形態及び第2実施形態における構成を示す図であり、(a)は循環こまを構成する分割体の構成を示す斜視図、(b)は分割体の構成を示す平面図である。 循環こまの第1実施形態における分割体の構成を示す断面図であり、(a)は戻し経路(戻し溝)の構成を説明する図であり、(b)は(a)のA部拡大図である。 循環こまの戻し経路の構成を示す断面図であり、(a)は循環こまの第1実施形態における戻し経路の構成を示す断面図、(b)は循環こまの第1実施形態の変形例における戻し経路の構成を示す断面図である。 循環こまの第2実施形態においてナットへ装着する態様を示す図であり、(a)は側面図、(b)は軸方向からの正面図である。 (a)~(c)は、循環こまの第2実施形態の変形例におけるナットへ装着する態様を示す軸方向からの正面図である。 第3実施形態のボールねじを示す正面図である。 第3実施形態のボールねじを構成するナットを示す正面図である。 図9のA-A断面図である。 第3実施形態のボールねじを構成するこまの正面図(ナットの外周面に配置される側から見た示す図)である。 第3実施形態のボールねじを構成するこまの背面図(ナットの内周面に配置される側から見た示す図)である。 ナットの内周面の貫通穴が形成されている部分を示す断面図である。 こまが取り付けられたナットの内周面を示す断面図である。 図12のこまを分割体に分けて示す図である。 端部品である分割体を、図11にA-A及びB-Bで示す本体部の分割面に沿って見た図である。 端部品である分割体の斜視図である。 中間部品である分割体を示す図8のB-B断面図である。 こまのナットへの固定方法を説明する図である。 こまのナットへの固定方法であって、図19とは異なる方法を説明する図である。 四分割体からなるこまの正面図(ナットの外周面に配置される側から見た示す図)である。 図21のこまを分割体に分けて示す背面図(ナットの内周面に配置される側から見た示す図)である。
 以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても1つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
(第1実施形態)
 以下、循環こま及びこれを備えたボールねじの第1実施形態について図面を参照して説明する。
 図1は、本実施形態の内部循環方式のボールねじの構成を示す斜視図であり、同図では、ナット20をその軸線を含む面で切断した状態で示している。また、図2は、本実施形態のボールねじにおけるナットの断面図である。なお、図2では、ナットの断面図において、循環こまの設置位置も併せて示している。
(ボールねじ)
 図1に示すように、ボールねじ1は、ねじ軸10と、ナット20と、転動体(例えばボール)30とを備えて構成されている。
 ねじ軸10は、その外周面10aに、所定のリードを有する螺旋状の螺旋溝11が形成されている。ナット20は、略円筒状をなし、その内径はねじ軸10の外径よりも大きく形成されており、ねじ軸10に所定の隙間をもって外嵌している。
 ナット20は、その一端部に案内対象と結合するためのフランジ22を有する。ナット20の内周面20aには、ねじ軸10のリードと等しいリードを有する螺旋状の螺旋溝21が形成されている。そして、ねじ軸10とナット20との対向する螺旋溝11と螺旋溝21とによって断面略円状の軌道が形成されている。そして、この軌道内に複数の転動体30が充填配置されている。
 さらに、図2に示すように、ナット20には、循環こま100を取り付けるための循環こま挿入穴23が形成されている。この循環こま挿入穴23は、ナット20の外周から内周に向かって貫通した長孔からなっている。この長孔は、例えばエンドミルで加工され、エンドミルをナット20の中心線に直交する線に対して所定の角度だけ傾けて形成される。この所定の角度は、螺旋溝11を転がる転動体30が循環こま100に形成された筒状をなす戻し経路(ボール戻し経路ともいう)111によって、急激に方向転換をしない角度に設定されている。なお、循環こま挿入穴23は、ナット20の周方向に均等間隔を空けて、循環こま100の個数に合わせて複数個(例えば3個等)加工される。
(循環こま)
 次に、上述の循環こま100についてより詳しく説明する。
 図3は、本実施形態の循環こまの構成を示す図であり、(a)は循環こまを構成する分割体の構成を示す斜視図、(b)は分割体の構成を示す平面図である。なお、図3(a)は2つの分割体のうちの1つ(第1分割体)のみ示している。また、図4は、本実施形態の循環こまの分割体の構成を示す循環通路に沿った断面図であり、(a)は戻し経路(戻し溝)の構成を説明する図であり、(b)は(a)のX部拡大図である。
 循環こま100は、例えば、焼結合金等から成形される。図2に示すように、循環こま100は、戻し経路111が形成された循環こま本体110と、循環こま本体110の長手方向の両側面から互いに相対する向きに突出して設けられた2つの係合部120,120とを有する。
 なお、循環こま100は、ボールねじ1に充填配置されるボール列の一巻きに対して一つ設けられる。すなわち、転動体30の巻き数はボールねじ1に加わる荷重等から決定されるので、循環こま100の個数はボールねじ1に加わる荷重等に応じて適宜(例えば3個等)決定される。
<循環こま本体>
 図2に示すように、循環こま本体110は、ナット20の各循環こま挿入穴23に装着される。すなわち、循環こま本体110の外形形状は、上述したナット20の循環こま挿入穴23に整合して形成されている。
 循環こま本体110の内部には、上記軌道の一端と一巻き手前の軌道の他端とを連結する筒状の戻し経路111が形成されている。この戻し経路111は、循環こま本体110の長手方向に略S字形状をなして延び、ナット20の内周側に向けて開口して形成されている。この略S字形状は、転動体30を戻すための機能から決定される形状である。つまり、戻し経路111は、上記軌道を転動する転動体30を、1巻き分手前の軌道に戻すように転動体30の進路を変え、且つ、軌道に整合することが必要である。そのため、その平面形状をカム曲線としたときに、その揚程に対して加速度の急激な変動を抑えるように、例えば、変形正弦曲線に相当するカム曲線を組み合わせた結果として、略S字形状に形成されている。
 また、循環こま100の戻し経路111の少なくとも一方の開口部近傍には、転動体30を戻し経路111内に案内するためのタング部112が設けられている(図4(a)参照)。
 この戻し経路111は、循環こま100の長手方向の両端に設けられたタング部112から循環こま本体110の長手方向の中央部に向かって、循環こま本体110の短手方向の断面が、転動体30の外径と整合した内径を備えた連続したU字形状をなし、これが前述の略S字形状と一体をなして円筒(トンネル)形状を形成している。
<係合部>
 係合部120は、循環こま100をナット20の循環こま挿入穴23に装着した際、それぞれの係合部120,120が螺旋溝11に沿うように突出して設けられる。係合部120,120がそれぞれこのように設けられることによって、隣接する螺旋溝11,11に係合部120,120がそれぞれ反対の向きに延びて係合しているので、循環こま10が適正に固定されるという効果を奏する。
 このように、循環こま100に戻し経路111(及びタング部112)が設けられることにより、循環こま100に向かって軌道内を転動してくる転動体30をねじ軸10の径方向に効率よく掬い上げ、そのねじ山を乗り越えさせ、一巻き手前(一リード手前)の軌道に戻すことで転動体30を循環することが可能になっている。そして、この戻し経路111及び軌道によって形成される通路によってねじ軸10の外側に略円環状の無限循環路が形成される。これにより、ナット20に対するねじ軸10の相対的な回転に伴って、転動体30が螺旋溝11と螺旋溝21との間を転がり運動することによって、ナット20がねじ軸10に対してねじ軸10の軸方向に直線運動することを可能にしている。
[分割体]
 ここで、循環こま本体110は、図3(a),(b)に示すように、当該循環こま100に形成された戻し経路111に直交するように接合面101A,101Bが形成された2つの分割体110A,110Bからなる。具体的には、上述の2つの係合部120,120は、分割体110A,110Bの両側面から互いに相対する向きに突出して設けられた2つの係合部120A,120Bとして設けられる。
 そして、上述した戻し経路111は、それぞれの分割体111A,111Bの接合面側に形成されたそれぞれの戻し溝(一方の戻し溝111Aのみ,図4(a)参照)が分割体111A,111Bの重ね合わせによって形成される。以下、戻し経路111の形状については、図4(a),(b)における戻し溝111Aによって説明する。
 図4(a)に示すように、戻し経路111は、これに進入してきた転動体30が、ねじ軸10の外径を乗り越えられ、且つ、ナット20の円環状の断面形状と整合する必要もある。そのため、この戻し経路111は、循環こま本体110(分割体110A)の長手方向の中央位置で最も窪んだ円弧形状をなすように形成されている。
 また、戻し経路111の径d1(図4(a)参照)は、転動体30の1.0倍超1.1倍以下に設定される。このように設定することで、転動体30と戻し経路111とのスキマを小さくし、転動体が軌道(戻り経路を含む)内において転動方向からずれて互い違いに位置する、いわゆる「チドリ(zigzag alignment)」を抑制することができる。
 さらに、図4(a)に示すように、分割体110A,110Bのそれぞれの接合面101A,101Bには、分割体110Aと分割体110Bとを重ね合わせた際の位置合わせのガイドとなる2つの位置合わせ部113,114が設けられる。これら位置合わせ部113,114は、同一の接合面101A,101B上に異なる形態の凸部又は凹部として設けられ、分割体110Aの位置合わせ部113と分割体110Bの位置合わせ部114とが嵌合し、分割体110Aの位置合わせ部114と分割体110Bの位置合わせ部113とが嵌合する。
 また、戻し経路111は、図4(a),(b)に示すように、戻し経路111の中心線wが、ねじ軸10の軸心Oを基準としたすくい上げ角度θに対して略直交する方向へ転動体30をすくい上げるための直線L1と、戻し経路111内に2つ以上の曲線C1及び曲線C2間を繋ぐ直線L2とから構成されるように構成してもよい。
(第1実施形態の変形例)
 図5は、循環こまの戻し経路の構成を示す断面図であり、(a)は循環こまの第1実施形態における戻し経路の構成を示す断面図、(b)は循環こまの第1実施形態の変形例における戻し経路の構成を示す断面図である。
 循環こま100及びこれを備えたボールねじの第1実施形態の変形例として、図5(b)に示すように、戻し経路111の断面が、転動体30の径dの1.0倍超、1.1倍以下であり、ラジアル方向(図中矢印で示す)を長径とした楕円形状をなしてもよい。このような構成とすることで、転動体と戻し経路とのスキマδbをさらに小さくし、転動体が軌道(戻り経路を含む)内において転動方向からずれて互い違いに位置する、いわゆる「チドリ」をさらに抑制することができる。その結果、図5(a)で示す戻し経路111の断面を円形とした態様よりも、ボールねじの更なる作動性改善、及び転動体の循環音の低減がより向上する。
 以上説明したように、本実施形態の循環こま及びこれを備えたボールねじによれば、戻し経路を筒状とし、タング部及び係合部を備えると共に戻り経路の形状及び径を規定したので、循環こま式のボールねじの更なる作動性改善、及び転動体の循環音の低減を実現することができる。
 なお、本発明に係る循環こま及びボールねじは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
(第2実施形態)
 以下、循環こま及びこれを備えたボールねじの第2実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、上述した第1実施形態と同様の部材及び部位には、同じ符号を付し、その重複する説明は省略することがある。すなわち、本実施形態は、上記第1実施形態と同等の構造のボールねじにおいて、循環こまの設置態様を変更したものであるので、図1~図3を参照したボールねじの説明は省略し、循環こまの態様を中心に説明する。
 図6は、循環こまの第2実施形態においてナットへ装着する態様を示す図であり、(a)は側面図、(b)は軸方向からの正面図である。なお、図6(a)では、説明の理解のためにナットの断面図も付記している。
<貫通孔>
 本実施形態においては、図6に示すように、ナット20の循環こま挿入穴23の周囲には、循環こま挿入穴23に循環こま100を装着した際に後述する係合部120を露出する貫通孔24が複数形成されている。この貫通孔24は、循環こま挿入穴23に対して対角をなすように2つ以上設けられる。これらの貫通孔24には、循環こま挿入穴23に装着された循環こま100の係合部120に付勢し、結果として循環こま100を固定する固定部材200が設けられる。なお、固定部材200は、循環こま100を固定すべく貫通孔24に設けられれば、その設置態様は限定されない。
(循環こま)
 次に、上述の循環こま100についてより詳しく説明する。
 循環こま100は、例えば、焼結合金等から成形される。図2に示すように、循環こま100は、戻し経路111が形成された循環こま本体110と、循環こま本体110の長手方向の両側面から互いに相対する向きに突出して設けられた2つの係合部120,120とを有する。
 なお、循環こま100は、ボールねじ1に充填配置されるボール列の一巻きに対して一つ設けられる。すなわち、転動体30の巻き数はボールねじ1に加わる荷重等から決定されるので、循環こま100の個数はボールねじ1に加わる荷重等に応じて適宜(例えば3個等)決定される。
<循環こま本体>
 図2に示すように、循環こま本体110は、ナット20の各循環こま挿入穴23に装着される。すなわち、循環こま本体110の外形形状は、上述したナット20の循環こま挿入穴23に整合して形成されている。循環こま本体110は、ナット20の内周面20aから装着した際に、外周面側に抜け落ちてしまわないように循環こま本体110の周囲に段部(図示せず)が設けられている。
 循環こま本体110の内部には、上記軌道の一端と一巻き手前の軌道の他端とを連結する筒状の戻し経路111が形成されている。この戻し経路111は、循環こま本体110の長手方向に略S字形状をなして延び、ナット20の内周側に向けて開口して形成されている。この略S字形状は、転動体30を戻すための機能から決定される形状である。つまり、戻し経路111は、上記軌道を転動する転動体30を、1巻き分手前の軌道に戻すように転動体30の進路を変え、且つ、軌道に整合することが必要である。そのため、その平面形状をカム曲線としたときに、その揚程に対して加速度の急激な変動を抑えるように、例えば、変形正弦曲線に相当するカム曲線を組み合わせた結果として、略S字形状に形成されている。
 また、循環こま100の戻し経路111の少なくとも一方の開口部近傍には、転動体30を戻し経路111内に案内するためのタング部(図示せず)が設けられている。
 この戻し経路111は、循環こま100の長手方向の両端に設けられたタング部から循環こま本体110の長手方向の中央部に向かって、循環こま本体110の短手方向の断面が、転動体30の外径と整合した内径を備えた連続したU字形状をなし、これが前述の略S字形状と一体をなして円筒(トンネル)形状を形成している。
<係合部>
 係合部120は、循環こま100をナット20の循環こま挿入穴23に装着した際、それぞれの係合部120,120が螺旋溝11に沿うように突出して設けられる。
 さらに、図6(a),(b)に示すように、ナット20の複数の貫通孔24にそれぞれ設けられた固定部材200によって係合部120が付勢されるので、係合部120は、固定部材200と螺旋溝11,11とによって挟まれて固定される。なお、固定部材200による循環こま100の固定(係合部120への付勢)は、ねじ軸10の回転を妨げない程度の付勢力で固定される。
 係合部120,120が、隣接する螺旋溝11,11にそれぞれ反対の向きに延びて係合し、かつ固定部材200によっても付勢されているので、循環こま10が適正に固定されるという効果を奏する。
 このように、循環こま100に戻し経路111(及びタング部)が設けられることにより、循環こま100に向かって軌道内を転動してくる転動体30をねじ軸10の径方向に効率よく掬い上げ、そのねじ山を乗り越えさせ、一巻き手前(一リード手前)の軌道に戻すことで転動体30を循環することが可能になっている。そして、この戻し経路111及び軌道によって形成される通路によってねじ軸10の外側に略円環状の無限循環路が形成される。これにより、ナット20に対するねじ軸10の相対的な回転に伴って、転動体30が螺旋溝11と螺旋溝21との間を転がり運動することによって、ナット20がねじ軸10に対してねじ軸10の軸方向に直線運動することを可能にしている。
[分割体]
 ここで、循環こま本体110は、図3(a),(b)に示すように、当該循環こま100に形成された戻し経路111に直交するように接合面101A,101Bが形成された2つの分割体110A,110Bからなる態様としてもよい。具体的には、上述の2つの係合部120,120は、分割体110A,110Bの両側面から互いに相対する向きに突出して設けられた2つの係合部120A,120Bとして設けられてよい。
 そして、上述した戻し経路111は、それぞれの分割体111A,111Bの接合面側に形成されたそれぞれの戻し溝(一方の戻し溝111Aのみ,図6(a)参照)が分割体111A,111Bの重ね合わせによって形成される。
(第2実施形態の変形例)
 図7(a)~(c)は、循環こまの第2実施形態の変形例におけるナットへ装着する態様を示す軸方向からの正面図である。なお、図7(b),(c)では、ナット及びねじ軸の螺旋溝を省略している。
 循環こま100及びこれを備えたボールねじの第2実施形態の変形例として、図7(a),(b)に示すように、循環こま100の係合部120,120のそれぞれに、貫通孔24に設けられた固定部材202(200)が嵌め込まれたり、ねじ込まれたりして循環こま100がナット20に固定されてもよい。例えば、固定部材202として釘状をなすものを採用する場合には、軟材からなる係合部120,120に、係合部120よりも硬度が高い硬材からなる固定部材202を嵌め込んで循環こま100をナット20に固定する。一方、固定部材202として雄ねじ(木ねじ)を採用する場合には、軟材からなる係合部120,120に、係合部120よりも硬度が高い硬材からなる固定部材202をねじ込んで循環こま100をナット20に固定する。
 このような構成とすることにより、循環こま100のナット20への固定作業を簡易かつ確実に行うことができる。
 また、循環こま100及びこれを備えたボールねじの他の実施形態として、図7(c)に示すように、循環こま100の係合部120,120のそれぞれに、貫通孔24に設けられた固定部材201が嵌合する固定孔121,121が設けられ、固定部材203(200)が、固定孔121に係止される「抜け防止」の係止部203aを有してもよい。この固定部材203は例えばピンであり、係止部203aはいわゆる「かえし」である。ピンの頭部は一体型でもよいし、別体としてピンの頭部に三角ねじなどの締結構造を設けて合体してもよい。
 このような構成とすることによっても、循環こま100のナット20への簡易かつ確実な固定が可能となる。
 以上説明したように、本実施形態の循環こま及びこれを備えたボールねじによれば、循環こまの係合部に固定部材を接触させて循環こまをナットに固定するための貫通孔をナットに設けたので、部品点数が少なく、作動不良や異常発熱を抑制しうる循環こま及びこれを備えたボールねじを提供することができる。
(第3実施形態)
 以下、ボールねじの第3実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。
 図8~図10に示すように、この実施形態のボールねじ1は、ねじ軸10、ナット20、複数のボール30、こま(循環こま)4、固定ねじ(固定部品)5を有する。ナット20は、円筒部2Eと、その軸方向一端に形成されたフランジ部22とからなる。ねじ軸10の外周面に螺旋溝11が形成され、ナット20の内周面20aに螺旋溝21が形成されている。ねじ軸10はナット20を貫通している。
 ねじ軸10の螺旋溝11とナット20の螺旋溝21とにより、ボール30が転動する転動路が形成される。ボール30は、この転動路と、こま4に形成された三列のボール戻し路40A~40Cと、からなる三個の循環経路内に配置されている。ボール30は、転動路内で負荷転動し循環経路内を循環する。ボールねじ1は、転動路内で負荷転動するボール30を介してねじ軸10とナット20が相対移動する。
 ナット20の円筒部2Eの一箇所に、軸方向と直交する方向に貫通して、外周面20bから内周面20aに至る貫通穴23が形成されている。貫通穴23は、平行四辺形の四つの角部が丸められた略平行四辺形の平面形状を有する。貫通穴23をなす平行四辺形の長辺はナット20の軸方向に沿って延び、短辺はナット20の軸方向に傾斜している。ナット20の貫通穴23内にこま4が配置されている。
 ナット20の貫通穴23の近傍に、固定ねじ5の挿通穴24が二個形成されている。これらの挿通穴24は、貫通穴23の中心と平行四辺形の二本の短辺を結ぶライン上に形成されている。各挿通穴24は、固定ねじ5の軸部が配置される小径部24aと頭部が配置される座ぐり部24bとからなる。
 図11及び図12に示すように、こま4は、貫通穴23と同じ平面形状を有する本体部41と、本体部41をなす平行四辺形の各短辺から長辺と交差して延びる位置決めアーム42とからなる。各位置決めアーム42の端部に雌ねじ穴(固定部)421が形成されている。
 こま4の本体部41は、ナット20の外周面20bに沿う円弧面に形成された外周面411と、ナット20の内周面20aに沿う円弧面に形成された内周面412を有する。外周面411は図8と図11で示されている。内周面412は図12に示されている。本体部41の内周面412に、三列の溝413a~413cが形成されている。これらの溝413a~413cは、ナット20の貫通穴23への取付状態で、貫通穴23を挟んだ両側に存在する螺旋溝21の端部に連続する溝である。
 図13に示すように、ナット20の螺旋溝21の貫通穴23が形成されている部分は、第一部分211から第四部分214までが、貫通穴23により一端211a~214aと他端211b~214bに分断されている。
 図14に示すように、貫通穴23にこま4を配置することで、第一の溝413aの一端は第一部分211の一端211aに連続し、第一の溝413aの他端は第二部分212の他端212bに連続する。第二の溝413bの一端は螺旋溝の第二部分212の一端212aに連続し、第二の溝413bの他端は螺旋溝の第三部分213の他端213bに連続する。第三の溝413cの一端は螺旋溝の第三部分213の一端213aに連続し、第三の溝413cの他端は螺旋溝の第四部分214の他端214bに連続する。
 図12、図14~図16、図18に示すように、こま4には、第一の溝413a~第三の溝413cと、各溝413a~413cの開口面403(図16、図18参照)の中央部(一部)を閉塞する閉塞部414a~414cと、により、三列のボール戻し路40A~40Cがトンネル状に形成されている。各閉塞部414a~414cには、ボール戻し路40内にボール30を誘導するタング部43が、一対ずつ形成されている。
 また、図14に示すように、一方の位置決めアーム42は螺旋溝の第一部分211の他端211bに嵌められ、他方の位置決めアーム42は螺旋溝の第四部分214の一端214aに嵌められている。螺旋溝の第一部分211の他端211bと螺旋溝の第四部分214の一端214aは、ナット20の貫通穴23近傍の螺旋溝に相当する。
 図11、図12、図15に示すように、こま4は、ボール戻し路40A~40Cに沿う端面401で分割された三個の分割体4A,4B,4Cからなる。これにより、本体部41が三つの部分41A~41Cに分割されている。図15と図17に示すように、分割体4A,4Cは、位置決めアーム42を有する端部品である。分割体4Bは分割体4A,4Cの間に配置される中間部品である。図15、図16に示すように、端部品である分割体4A,4Cの端面401には、溝413a,413cの一端に凸部401aが、溝413a,413cの他端に凹部401bが形成されている。
 図15に示すように、中間部品である分割体4Bの一方の端面401には、第一の溝413aの一端に凹部401bが、第一の溝413aの他端に凸部401aが形成されている。中間部品である分割体4Bの他方の端面401には、第三の溝413cの一端に凸部401aが、第三の溝413cの他端に凹部401bが形成されている。端部品である分割体4A,4Cと中間部品である分割体4Bとの間で、凸部401aと凹部401bとを嵌めることで位置決めがなされる。
 分割体4A,4B,4Cは、それぞれ合成樹脂の射出成形により製造できる。合成樹脂としては、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、POM(ポリアセタール)に、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維等からなる強化材が混合された樹脂組成物を使用することが好ましい。
 この実施形態のボールねじ1を組み立てる際には、先ず、ナット20の内周面20a側から、凸部401aと凹部401bとの嵌め合いにより分割体4A~4Cが一体化されたこま4の本体部40を貫通穴23に挿入し、一対のアーム42を螺旋溝の第一部分211の他端211b及び螺旋溝の第四部分214の一端214aに嵌合する。
 次に、図19に示すように、ナット20の外側から、二本の固定ねじ5を各挿通穴24に外側から挿通し、その先端を各位置決めアーム42の雌ねじに螺合させることで、こま4をナット20に固定する。これにより、ナット20の螺旋溝21とこま4に形成された三列のボール戻し路40A~40Cが接続される。次に、仮軸を用いてボール30とねじ軸10をナット20に組み付ける。
 この実施形態のボールねじ1は、トンネル状に形成された三列のボール戻し路40A~40Cが形成されたこま4を有し、こま4が固定ねじ5でナット20に固定される。よって、加締め固定されるこまと比較して、こまの固定作業が簡単である。また、こま4を固定ねじ5でナット20に固定することで、ボール循環時にボール30からの重力方向分力がこま4に伝わって、こま4がねじ軸10に接触することが回避できる。これにより、作動不良や異常発熱が防止できるため、ボールねじ1の信頼性の向上につながる。
 さらに、三列のボール戻し路40A~40Cを有するこま4を三分割体4A~4Cで構成したことで、一体型のこまと比較して、こまの製造コストが低減されたものである。
 なお、固定方法としては、図21に示すように、固定部品として、先端にカエリ部6aを有する固定ピン6を用いてもよい。その場合は、こま4のアーム42に、固定ピン6の軸部を配置する小径穴422aと、カエリ部6aを係合させる大径部422bと、からなる貫通穴422を設ける。
 また、中間部品である分割体4Bは、さらに二つの分割体4D,4Eに分けることもできる。図21及び図22に示すこま400は、ボール戻し路40A~40Cに沿う端面401で分割された四個の分割体4A,4C,4D,4Eで構成されている。この場合、こま400の本体部41が、四つの部分41A,41C,41D,41Eに分割されている。
 図21及び図22に示すこま400において、端部品である分割体4A,4Cは上記と同じものである。つまり、端部品である分割体4A,4Cを、図21にA-A及びB-Bで示す本体部の分割面に沿って見た図は図16と同じである。
 中間部品である分割体4Dの一方の端面401には、第一の溝413aの一端に凹部401bが、第一の溝413aの他端に凸部401aが形成されている。中間部品である分割体4Dの他方の端面401には、第二の溝413bの一端に凸部401aが、第二の溝413bの他端に凹部401bが形成されている。
 中間部品である分割体4Eの一方の端面401には、第ニの溝413bの一端に凹部401bが、第ニの溝413bの他端に凸部401aが形成されている。中間部品である分割体4Eの他方の端面401には、第三の溝413cの一端に凸部401aが、第三の溝413cの他端に凹部401bが形成されている。
 端部品である分割体4Aと中間部品である分割体4Dとの間、端部品である分割体4Cと中間部品である分割体4Eとの間、中間部品である分割体4Dと分割体4Eとの間で、それぞれ、凸部401aと凹部401bとを嵌めることで位置決めがなされる。
 中間部品である分割体4D,4Eは、同じ部品であり、分割体4Bと比較して形状が単純である。よって、こま400は、こま4よりも製造コストを低減できる。
 以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである。
 1 ボールねじ
 10 ねじ軸
 11 螺旋溝
 20 ナット
 21 螺旋溝
 23 循環こま挿入穴(貫通穴)
 24 貫通孔(挿通穴)
 30 転動体(ボール)
 100 循環こま
 100A 第1分割体
 100B 第2分割体
 101A (第1分割体の)接合面
 101B (第2分割体の)接合面
 110 循環こま本体
 110A 第1分割体の循環こま本体
 110B 第2分割体の循環こま本体
 111 戻し経路
 111A 第1分割体の循環溝
 112 タング部
 112A 第1分割体のタング部
 113 第1位置合わせ部
 114 第2位置合わせ部
 120 係合部
 120A 第1分割体の係合部
 120B 第2分割体の係合部
 121 固定孔
 200 固定部材
 4 こま
 400 こま
 4A 端部品(分割体)
 4B 中間部品(分割体)
 4C 端部品(分割体)
 4D 中間部品(分割体)
 4E 中間部品(分割体)
 40A~40C ボール戻し路
 41 本体部
 401 分割体のボール戻し路に沿う端面
 401a 凸部
 401b 凹部
 411 本体部の外周面
 412 本体部の内周面
 413a~413c 溝
 414a~414c 閉塞部
 403 溝の開口面
 42 位置決めアーム
 421 雌ねじ穴(固定部)
 422 貫通穴(固定部品の挿通穴)
 43 タング部
 5 固定ねじ(固定部品)
 6 固定ピン(固定部品)
 6a カエリ部

Claims (12)

  1.  外周面に螺旋状の螺旋溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に外嵌して内周面に螺旋状の螺旋溝を有するナットと、これらの螺旋溝で形成される軌道内に配置される複数の転動体とを備えたボールねじに用いられ、前記ナットに装着され、前記転動体を手前の軌道に戻すための筒状の戻し経路を備え、
     前記戻し経路を形成する戻し溝がそれぞれ形成され、前記戻し経路に直交するように接合面が形成された2つの分割体からなる循環こま本体と、前記分割体の両側面からそれぞれ前記ボールねじの螺旋溝に沿って突出して前記循環こま本体の移動を制限するように設けられた係合部とを有し、
     前記循環こま本体には、前記転動体を前記戻し経路内に案内するためのタング部が設けられ、
     前記戻し経路の径が前記転動体の1.0倍超1.1倍以下であり、
     前記分割体のそれぞれの接合面には、位置合わせ用凸部及び凹部が設けられたことを特徴とする循環こま。
  2.  前記戻し経路は、すくい上げ角度に対して略直交する方向へ前記転動体をすくい上げるための直線と前記戻し経路内に2つ以上の曲線及び曲線間を繋ぐ直線とから構成された請求項1に記載の循環こま。
  3.  前記戻し経路の断面は、ラジアル方向を長径とした楕円形状をなす請求項1又は2に記載の循環こま。
  4.  外周面に螺旋状の螺旋溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に外嵌して内周面に螺旋状の螺旋溝を有するナットと、これらの螺旋溝で形成される軌道内に配置される複数の転動体と、前記ナットに装着されて前記転動体を手前の軌道に戻すための戻し溝を有する循環こまとを備え、
     前記ナットは、前記循環こまを装着する循環こま挿入穴を備え、当該循環こま挿入穴に、前記循環こまとして、請求項1~3のいずれか一項に記載の循環こまが装着されていることを特徴とするボールねじ。
  5.  外周面に螺旋状の螺旋溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に外嵌して内周面に螺旋状の螺旋溝を有するナットと、これらの螺旋溝で形成される軌道内に配置される複数の転動体とを備えたボールねじに用いられ、前記ナットに装着され、前記転動体を手前の軌道に戻すための筒状の戻し経路を備え、
     前記戻し経路を形成する戻し溝がそれぞれ形成され、前記戻し経路に直交するように接合面が形成された2つの分割体からなる循環こま本体と、前記分割体の両側面からそれぞれ前記ボールねじの螺旋溝に沿って突出して前記循環こま本体の移動を制限するように設けられた係合部とを有し、
     前記ナットに形成された前記係合部を露出する貫通孔に設けられた固定部材が嵌合又は螺合する固定孔が前記係合部に設けられたことを特徴とする循環こま。
  6.  外周面に螺旋状の螺旋溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に外嵌して内周面に螺旋状の螺旋溝を有するナットと、これらの螺旋溝で形成される軌道内に配置される複数の転動体と、前記ナットに装着されて前記転動体を手前の軌道に戻すための筒状の戻し経路を有する循環こまとを備え、
     前記循環こまは、前記戻し経路が形成された循環こま本体と、該循環こまの両側面からそれぞれ前記ボールねじの螺旋溝に沿って突出して前記循環こま本体の移動を制限するように設けられた係合部とを有し、
     前記ナットは、前記循環こまを装着する循環こま挿入穴と、前記係合部を露出する貫通孔とが形成され、前記係合部に付勢することによって前記循環こまを固定する固定部材が前記貫通孔に設けられることを特徴とするボールねじ。
  7.  外周面に螺旋状の螺旋溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に外嵌して内周面に螺旋状の螺旋溝を有するナットと、これらの螺旋溝で形成される軌道内に配置される複数の転動体と、前記ナットに装着されて前記転動体を手前の軌道に戻すための筒状の戻し経路を有する循環こまとを備え、
     前記循環こまは、前記戻し経路が形成された循環こま本体と、該循環こまの両側面からそれぞれ前記ボールねじの螺旋溝に沿って突出して前記循環こま本体の移動を制限するように設けられた係合部とを有し、
     前記ナットは、前記循環こまを装着する循環こま挿入穴と、前記係合部を露出する貫通孔とが形成され、
     前記貫通孔に設けられた固定部材が前記係合部に嵌め込まれるか又はねじ込まれることを特徴とするボールねじ。
  8.  外周面に螺旋状の螺旋溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に外嵌して内周面に螺旋状の螺旋溝を有するナットと、これらの螺旋溝で形成される軌道内に配置される複数の転動体と、前記ナットに装着されて前記転動体を手前の軌道に戻すための筒状の戻し経路を有する循環こまとを備え、
     前記循環こまは、前記戻し経路が形成された循環こま本体と、該循環こまの両側面からそれぞれ前記ボールねじの螺旋溝に沿って突出して前記循環こま本体の移動を制限するように設けられた係合部とを有し、
     前記ナットは、前記循環こまを装着する循環こま挿入穴と、前記係合部を露出する貫通孔とが形成され、
     前記貫通孔に設けられた固定部材が嵌合又は螺合する固定孔が前記係合部に設けられることを特徴とするボールねじ。
  9.  前記固定部材が、前記固定孔に係止される係止部を有する請求項8に記載のボールねじ。
  10.  前記循環こま本体は、前記戻し経路を形成する戻し溝がそれぞれ形成され、前記戻し経路に直交するように接合面が形成された2つの分割体からなり、前記係合部は、前記分割体の両側面からそれぞれ前記ボールねじの螺旋溝に沿って突出して前記循環こま本体の移動を制限するように設けられた請求項6~9の何れか一項に記載のボールねじ。
  11.  ねじ軸と、ナットと、複数のボールと、こまと、前記こまを前記ナットに固定する固定部品と、を有し、
     前記ねじ軸は前記ナットを貫通し、
     前記ねじ軸の螺旋溝と前記ナットの螺旋溝とにより、前記ボールが負荷状態で転動する転動路が形成され、
     前記こまは、前記ボールを前記転動路の終点から始点に戻すボール戻し路が形成された部品であり、前記ナットを軸方向と交差する方向に貫通する貫通穴内に配置され、
     前記ボールは、前記転動路内と前記ボール戻し路内に配置され、前記転動路内で転動する前記ボールを介して、前記ねじ軸と前記ナットとが相対移動し、
     前記こまは、前記ボール戻し路を複数有し、
     前記ボール戻し路は、前記こまに形成された溝と前記溝の開口面を閉塞する閉塞部とによりトンネル状に形成され、
     前記閉塞部に、前記ボールを前記終点から前記ボール戻し路に誘導するタング部が形成され、
     前記こまは、前記ナットの螺旋溝に沿って延びる一対の位置決めアームを有し、
     前記位置決めアームは、前記ナットの前記貫通穴の近傍の螺旋溝に係合され、
     前記ナットは、前記貫通穴の近傍に前記固定部品の挿通穴を有し、
     前記こまは、前記挿通穴に外側から挿通された固定部品を、前記位置決めアームに形成された固定部に固定することで、前記ナットに固定されているボールねじ。
  12.  前記こまは、前記ボール戻し路に沿う端面で分割された複数の分割体からなり、
     前記分割体は、前記位置決めアームを有する一対の端部品と、前記一対の端部品の間に配置される中間部品と、を有する請求項11記載のボールねじ。
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