JP6152435B1 - 軸循環式ボールねじ - Google Patents

Abstract

【課題】主受け面が第２高さより高いことによる回流部材の肉厚が不足となり、主受け面が第２高さ−０．５×ＢＤより低いことによるねじ軸の剛性が降下することを回避可能な軸循環式ボールねじを提供する。
【解決手段】周面には、螺旋状を呈する、転がり溝と、回流通路とが設けられているねじ軸と、ねじ軸を挿入可能な貫通孔が設けられており、貫通孔の内周面には、転がり溝に対向する転がり空間が設けられており、転がり溝と転がり空間とから負荷経路が構成され、負荷経路が複数の転がり部材を収容するナットと、負荷経路の両端を連接し、複数の転がり部材が流動可能であり、ねじ軸とから回流経路が構成される回流部材と、を含み、ねじ軸には、回流部材の両端を設置するための主受け面が設けられている。
【選択図】図７

Description

本発明は、ボールねじの構造に関し、特に、軸循環式ボールねじに関するものである。

ボールねじの循環方式は、内循環式と、外循環式とに分けられる。内循環式と外循環式のボールねじのいずれを採用するかは、ボールねじの使用の負荷条件によって決まるが、いずれも回流部材を使用することが必要である。

図１を参照する。図１は従来のボールねじの構造を示す断面図である。これは、特許文献１の特開２０１０−０９０９５３号の回流方式である。回流経路１が単一ねじピッチ１ａ、１ｂだけに跨るため、低リード（低リードとは、負荷経路（ねじ軸の転がり溝とナットの転がり空間とから構成される）の間隔が小さく、すなわち、転がり溝または転がり空間の間の肉厚は、軸方向の肉厚がより小さい）が転がり部材２の玉径にほぼ同じである場合には、転がり溝または転がり空間の間の肉厚が薄すぎるため、転がり部材２の回流のスムーズ度が降下し、加工の困難度も増加し、そして回流する転がり部材２は、転がり溝または転がり空間の間を通過しているときに衝突が発生しやすく、ボールねじの寿命が減少する問題がある。

図２を参照する。図２は別の従来のボールねじの構造を示す断面図である。このようなボールねじは、回流通路４が、ボールねじ３の表面に設けられており、転がり溝と連接し、多数のねじピッチ５を跨り、その上方に回流部材（図示せず）が設けられており、回流部材の上方に螺旋状を呈する溝（図示せず）が設けられており、転がり部材２は、前記転がり溝を通過し、回流通路４により回流する。しかし、回流通路４の循環開口６に何れかのガイド構造が設けられていないため、転がり部材２を回流通路４にスムーズに進入できないことがよくある。

特開２０１０−０９０９５３号公報

本発明の主な目的は、主受け面が第２高さより高いことによる回流部材の肉厚が不足となり、主受け面が第２高さ−０．５×ＢＤより低いことによるねじ軸の剛性が降下することを回避可能な軸循環式ボールねじを提供することにある。

本発明の次の目的は、転がり部材が回流通路にスムーズに進入することを確保可能な軸循環式ボールねじを提供することにある。

本発明の軸循環式ボールねじは、周面には、螺旋状を呈する、転がり溝と、回流通路とが設けられているねじ軸と、ねじ軸を挿入可能な貫通孔が設けられており、貫通孔の内周面には、転がり溝に対向する転がり空間が設けられており、転がり溝と転がり空間とから負荷経路が構成され、負荷経路が複数の転がり部材を収容するナットと、負荷経路の両端を連接し、複数の転がり部材が流動可能であり、ねじ軸とから回流経路が構成される回流部材と、を含み、ねじ軸には、回流部材の両端を設置するための主受け面が設けられており、主受け面とねじ軸の軸心Ａとの距離を第１高さＨとし、回流通路を流動する転がり部材の最高点とねじ軸の軸心Ａとの距離を第２高さＨｍａｘとする場合には、Ｈｍａｘ−０．５×ＢＤ≦Ｈ≦Ｈｍａｘであり、ＢＤは転がり部材の玉径であることを特徴とする。

本発明の軸循環式ボールねじは、第２高さＨｍａｘは、Ｈｍａｘ＝Ｒ１＋（０．５×ＰＣＤ−Ｒ１）×ｓｉｎαであり、Ｈｍａｘ−０．５×ＢＤ≦Ｈ≦Ｈｍａｘであり、Ｒ１＋（０．５×ＰＣＤ−Ｒ１）×ｓｉｎα−０．５×ＢＤ≦Ｈ≦Ｒ１＋（０．５×ＰＣＤ−Ｒ１）×ｓｉｎαであり、Ｒ１は第１回流曲率半径であり、ＰＣＤはピッチ直径であり、ＢＤは転がり部材の玉径であり、αは前進角であることを特徴とする。

本発明の軸循環式ボールねじは、回流通路はガイド部を有し、ガイド部により、転がり部材がガイドされて回流通路にスムーズに進入可能であることを特徴とする。

本発明の軸循環式ボールねじは、次のような効果がある。
（１）主受け面が第２高さより高いことによる回流部材の肉厚が不足となり、主受け面が第２高さ−０．５×ＢＤより低いことによるねじ軸の剛性が降下することを回避可能である。

（２）転がり部材が回流通路にスムーズに進入することを確保可能である。

従来のボールねじの構造を示す断面図である。 別の従来のボールねじの構造を示す断面図である。 本発明に係る軸循環式ボールねじを示す分解斜視図である。 本発明に係る軸循環式ボールねじの負荷経路と回流回路とを示す図１である。 本発明に係る軸循環式ボールねじの負荷経路と回流回路とを示す図２である。 本発明に係る軸循環式ボールねじの構造を示す断面図である。 本発明に係る軸循環式ボールねじの負荷経路と回流回路とがボールねじに投影される図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図３から図７を参照する。図３は本発明に係る軸循環式ボールねじを示す分解斜視図であり、図４は本発明に係る軸循環式ボールねじの負荷経路と回流回路とを示す図１であり、図５は本発明に係る軸循環式ボールねじの負荷経路と回流回路とを示す図２であり、図６は本発明に係る軸循環式ボールねじの構造を示す断面図であり、図７は本発明に係る軸循環式ボールねじの負荷経路と回流回路とがボールねじに投影される図である。
本発明に係る軸循環式ボールねじは、ねじ軸１０と、ナット２０と、回流部材５０と、固定リング６０と、を含む。

ねじ軸１０の周面には、螺旋状を呈する、転がり溝１１と、回流通路１２とが設けられている。回流通路１２はガイド部１２０を有する。

ナット２０は、ねじ軸１０を挿入可能な貫通孔２１が設けられている。貫通孔２１の内周面には、転がり溝１１に対向する転がり空間２１０が設けられている。転がり溝１１と転がり空間２１０とから負荷経路３０が構成される。

回流部材５０は、負荷経路３０の両端を連接し、複数の転がり部材４０が流動可能であり、ねじ軸１０とから回流経路５１が構成される。

固定リング６０は、回流部材５０の両端を固定するためのものである。固定リング６０により、回流部材５０をねじ軸１０に設置することが可能である。

ねじ軸１０には、回流部材５０の両端を設置するための主受け面１３が設けられている。主受け面１３とねじ軸１０の軸心Ａとの距離を第１高さＨとし、回流通路１２を流動する転がり部材４０の最高点とねじ軸１０の軸心Ａとの距離を第２高さＨｍａｘとする場合には、第２高さＨｍａｘは、
Ｈｍａｘ＝Ｒ１＋（０．５×ＰＣＤ−Ｒ１）×ｓｉｎαであり、
Ｈｍａｘ−０．５×ＢＤ≦Ｈ≦Ｈｍａｘであり、
Ｒ１＋（０．５×ＰＣＤ−Ｒ１）×ｓｉｎα−０．５×ＢＤ≦Ｈ≦Ｒ１＋（０．５×ＰＣＤ−Ｒ１）×ｓｉｎαであり、
Ｒ１は第１回流曲率半径であり、ＰＣＤはピッチ直径であり、ＢＤは転がり部材の玉径であり、αは前進角である。

本実施形態では、Ｒ１の数値が８であり、ＰＣＤの数値が３３であり、αの数値が４５であり、ＢＤの数値が６．３５である場合には、Ｈｍａｘ＝Ｒ１＋（０．５×ＰＣＤ−Ｒ１）×ｓｉｎα＝１４．０１である。

本実施形態では、主受け面１３がＨｍａｘ−０．５×ＢＤ≦Ｈ≦Ｈｍａｘという条件に合うことが必要なため、第２高さＨｍａｘの数値が１４．０１である場合には、１０．４８≦Ｈ≦１４．０１である。

本実施形態では、主受け面１３がＨｍａｘ−０．５×ＢＤ≦Ｈ≦Ｈｍａｘという条件に合うことが必要な理由は、ねじ軸１０の主受け面１３が回流部材５０の両端を設置するためのものであるため、主受け面１３が第２高さＨｍａｘ（回流通路１２を流動する転がり部材４０の最高点とねじ軸１０の軸心Ａとの距離）より高い場合には、回流部材５０の肉厚が不足となり、回流部材５０が破損しやすいことにある。

主受け面１３が第２高さＨｍａｘ−０．５×ＢＤより低い場合には、ねじ軸１０の剛性が降下するため、主受け面１３がＨｍａｘ−０．５×ＢＤ≦Ｈ≦Ｈｍａｘという算式に合うと、主受け面１３は、回流部材５０の肉厚とねじ軸１０の剛性とに影響しない。

本実施形態では、回流通路１２がガイド部１２０を有する。ガイド部１２０により、転がり部材４０がガイドされて回流通路１２にスムーズに進入可能である。

本発明は、ボールねじに適用することができる。

１ 回流経路
１ａ、１ｂ 単一ねじピッチ
２ 転がり部材
３ ボールねじ
４ 回流通路
５ ねじピッチ
６ 循環開口
１０ ねじ軸
１１ 転がり溝
１２ 回流通路
１３ 主受け面
２０ ナット
２１ 貫通孔
３０ 負荷経路
４０ 転がり部材
５０ 回流部材
５１ 回流経路
６０ 固定リング
１２０ ガイド部
２１０ 転がり空間
Ａ 軸心
ＢＤ 転がり部材玉径
Ｈ 第１高さ
Ｈｍａｘ 第２高さ
ＰＣＤ ピッチ直径
Ｒ１ 第１回流曲率半径
α 前進角

Claims (3)

1. 周面には、螺旋状を呈する、転がり溝と、回流通路とが設けられているねじ軸と、
   前記ねじ軸を挿入可能な貫通孔が設けられており、前記貫通孔の内周面には、前記転がり溝に対向する転がり空間が設けられており、前記転がり溝と前記転がり空間とから負荷経路が構成され、前記負荷経路が複数の転がり部材を収容するナットと、
   前記負荷経路の両端を連接し、複数の前記転がり部材が流動可能であり、前記ねじ軸とから回流経路が構成される回流部材と、を含み、
   前記ねじ軸には、前記回流部材の両端を設置するための主受け面が設けられており、
   前記主受け面は前記回流通路に対し、ねじ軸方向の外側に位置し、
   前記主受け面と前記ねじ軸の軸心Ａとの距離を第１高さＨとし、前記回流通路を流動する前記転がり部材の最高点と前記ねじ軸の軸心Ａとの距離を第２高さＨｍａｘとする場合には、
   Ｈｍａｘ−０．５×ＢＤ≦Ｈ≦Ｈｍａｘであり、
   ＢＤは転がり部材の玉径であることを特徴とする軸循環式ボールねじ。
2. 第２高さＨｍａｘは、
   Ｈｍａｘ＝Ｒ１＋（０．５×ＰＣＤ−Ｒ１）×ｓｉｎαであり、
   Ｈｍａｘ−０．５×ＢＤ≦Ｈ≦Ｈｍａｘであり、
   Ｒ１＋（０．５×ＰＣＤ−Ｒ１）×ｓｉｎα−０．５×ＢＤ≦Ｈ≦Ｒ１＋（０．５×ＰＣＤ−Ｒ１）×ｓｉｎαであり、
   Ｒ１は第１回流曲率半径であり、
   ＰＣＤはピッチ直径であり、
   ＢＤは転がり部材の玉径であり、
   αは前進角であることを特徴とする、請求項１に記載の軸循環式ボールねじ。
3. 前記回流通路はガイド部を有し、前記ガイド部により、前記転がり部材がガイドされて前記回流通路にスムーズに進入可能であることを特徴とする、請求項１に記載の軸循環式ボールねじ。

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