JP4779648B2

JP4779648B2 - ボールねじ装置

Info

Publication number: JP4779648B2
Application number: JP2005379063A
Authority: JP
Inventors: 将人加藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: JP2007177950A

Description

本発明は、回転運動を直線運動に変換する機械要素として工作機械のテーブル送り機構などに用いられるボールねじ装置に関する。

一般に、ボールねじ装置は、ねじ軸と、このねじ軸の外周面に形成された螺旋状のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝を有するナットと、これらねじ軸及びナットのボール転動溝間に形成されたボール転動路をねじ軸またはナットの回転運動に伴って転動する多数のボールとを備えた構成となっており、ボールを循環させる方式としては、たとえばＵ字状のボール戻しチューブを用いてボールを循環させる方式（以下「チューブ循環方式」と称す）などがある。しかし、上述したチューブ循環方式はボール戻しチューブの端部に形成されたタングにボールを衝突させて循環させる方式であるため、ボールがタングに衝突した際に振動や騒音が発生し、ナットの作動性や送り精度の低下を引き起こすことがある。

そこで、ボールを循環させる部品として、エンドデフレクタと称されるものを用いたボールねじ装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。この種のボールねじ装置は、図７に示すように、ねじ軸１およびナット２を備えており、ねじ軸１の外周面には、螺旋状のボール転動溝３がねじ軸１の一端部から他端部にわたって形成されている。

ボール転動溝３はナット２の内周面に形成された螺旋状のボール転動溝４と対向しており、ボール転動溝３とボール転動溝４との間には、ボール転動溝３，４間に形成されたボール転動路５をねじ軸１またはナット２の回転運動に伴って転動する多数のボール６が設けられている。
ねじ軸１、ナット２およびボール６は鋼などの金属材料で形成されており、ナット２の内部には、ボール転動路５を転動したボール６をボール転動路５に戻すためのボール戻り路７が形成されている。このボール戻り路７はねじ軸１の軸方向に沿ってナット２の内部に形成されており、ナット２の両端部には、ボール６をボール転動路５からボール戻り路７またはボール戻り路７からボール転動路５に導入するために、一対のエンドデフレクタ８，８が組み込まれている。

エンドデフレクタ８，８は合成樹脂材からなり、ナット２の内周面の両端部には、エンドデフレクタ８をナット２に組み付けるためのエンドデフレクタ組付け面２ａ（図９参照）が形成されている。また、エンドデフレクタ８，８はナット２の内径方向に突出してボール６の転がり方向を変更する方向変更部８ａと、この方向変更部８ａにより転がり方向が変更されたボールをボール戻り路７に案内するボール案内部８ｂとを有しており、方向変更部８ａにより転がり方向が変更されたボール６は、ナット２のエンドデフレクタ組付け面２ａとエンドデフレクタ８の方向変更部８ａとの間を通過してボール戻り路７に導入されるようになっている。
特開２００３−６１８８２号公報特開２００３−２６９５６５号公報ドイツ特許明細書第２９５０４８１２号

このようなボールねじ装置では、エンドデフレクタ８が合成樹脂材から形成されているため、振動レベルや騒音レベルの増大を抑えることができるが、次のような問題点を有していた。すなわち、上述したボールねじ装置では、ボール転動路５を転動したボール６がナット２のエンドデフレクタ組付け面２ａと金属接触しながらボール戻り路７に導入される。このため、人間にとって耳障りな高周波音が発生したり、ボール６が早期に摩耗したりするなどの問題があった。
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、その目的は、耳障りな高周波音の発生やボールの早期摩耗を招くことなくボールを循環させることのできるボールねじ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のうち請求項１に係るボールねじ装置は、ねじ軸と、該ねじ軸の外周面に形成された螺旋状のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝を有するナットと、前記ねじ軸および前記ナットのボール転動溝間に形成されたボール転動路を前記ねじ軸または前記ナットの回転運動に伴って転動する多数のボールと、該ボールの転がり方向を前記ナットの両端側で変更して前記ボールを前記ボール転動路から前記ナット内に形成されたボール戻り路または該ボール戻り路から前記ボール転動路に導入する一対のエンドデフレクタとを備えてなり、前記エンドデフレクタが合成樹脂材からなり、かつ前記ナットの内径方向に突出して前記ボールの転がり方向を変更する方向変更部と、該方向変更部により転がり方向が変更されたボールを前記ボール戻り路に案内するボール案内部とを有するボールねじ装置において、前記ナットの内周面に形成されたエンドデフレクタ組付け面と前記エンドデフレクタとの間に、前記エンドデフレクタとは別体の樹脂製プレートを、前記方向変更部と対向するように設けたことを特徴とする。

本発明のうち請求項２の発明は、請求項１記載のボールねじ装置において、前記方向変更部が前記ボール案内部と別体に樹脂成形されていることを特徴とする。

本発明に係るボールねじ装置によれば、ボール転動路を転動したボールがエンドデフレクタの方向変更部と樹脂製プレートとの間を通ってボール戻り路に導入されることになる。これにより、ボール転動路を転動したボールがナットのエンドデフレクタ組付け面と金属接触しながらボール戻り路に導入されることがないので、耳障りな高周波音の発生やボールの早期摩耗を招くことなくボールを循環させることができる。

以下、図１〜図６を参照して本発明に係るボールねじ装置について説明する。
図１において符号１０は本発明の第１の実施形態に係るボールねじ装置であって、このボールねじ装置１０は、ねじ軸１１およびナット１２を備えている。ねじ軸１１は鋼などの金属材料で形成されており、このねじ軸１の外周面には、螺旋状のボール転動溝１３がねじ軸１１の一端部から他端部にわたって形成されている。

ボール転動溝１３はナット１２の内周面に形成された螺旋状のボール転動溝１４と対向しており、ボール転動溝１３とボール転動溝１４との間には、ボール転動溝１３，１４間に形成されたボール転動路１５をねじ軸１１またはナット１２の回転運動に伴って転動する多数のボール１６が設けられている。
ナット１２およびボール１６はねじ軸１１と同様に鋼などの金属材料で形成されており、ナット１２の内部には、ボール転動路１５を転動したボール１６をボール転動路１５に戻すためのボール戻り路１７が形成されている。このボール戻り路１７はねじ軸１１の軸方向に沿ってナット１２の内部に形成されており、ナット１２の両端部には、ボール１６をボール転動路１５からボール戻り路１７またはボール戻り路１７からボール転動路１５に導入するために、一対のエンドデフレクタ１８，１８が組み込まれている。

エンドデフレクタ１８，１８は合成樹脂材からなり、ナット１２の内周面には、エンドデフレクタ１８をナット１２に組み付けるためのエンドデフレクタ組付け面１２ａ（図３参照）が形成されている。また、エンドデフレクタ１８，１８はナット１２の内径方向に突出してボール１６の転がり方向を変更する方向変更部１８ａ（図２参照）と、この方向変更部１８ａにより転がり方向が変更されたボールをボール戻り路１７に案内するボール案内部１８ｂ（図３参照）とを有しており、ボール転動路１５を転動したボール１６は、ナット１２のエンドデフレクタ組付け面１２ａとエンドデフレクタ１８の方向変更部１８ａとの間を通過してボール戻り路１７に導入されるようになっている。

エンドデフレクタ組付け面１２ａはナット内周面の両端部に形成されており、このエンドデフレクタ組付け面１２ａとエンドデフレクタ１８との間には、樹脂製プレート２０（図２及び図３参照）がエンドデフレクタ１８の方向変更部１８ａと対向するように設けられている。
このように、エンドデフレクタ組付け面１２ａとエンドデフレクタ１８との間に樹脂製プレート２０をエンドデフレクタ１８の方向変更部１８ａと対向するように設けると、ボール転動路１５を転動したボール１６はエンドデフレクタ１８の方向変更部１８ａと樹脂製プレート２０との間を通過してボール戻り路１７に導入される。したがって、前述した従来例のように、ボール転動路１５を転動したボール１６がナット１２のエンドデフレクタ組付け面１２ａと金属接触しながらボール戻り路１７に導入されることがないので、耳障りな高周波音の発生やボールの早期摩耗を招くことなくボール１６を循環させることができる。

上述した第１の実施形態ではエンドデフレクタ１８の方向変更部１８ａがボール案内部１８ｂと一体に樹脂成形されたものを例示したが、これに限定されるものではない。たとえば、図４〜図６に示す第２の実施形態のように、エンドデフレクタ１８の方向変更部１８ａがボール案内部１８ｂと別体に樹脂成形されたものについても本発明を適用することができ、この場合、図６に示すように、樹脂製プレート２０をエンドデフレクタ１８のボール案内部１８ｂと一体に形成してもよい。

なお、第１の実施形態において樹脂製プレート２０をエンドデフレクタ１８と一体に樹脂成形しなかった理由は、樹脂製プレート２０をエンドデフレクタ１８と一体に樹脂成形すると、エンドデフレクタ１８の形状が成形金型から抜けない形状となってしまうためである。

本発明の第１の実施形態に係るボールねじ装置の概略構成を示す断面図である。図１に示すナットの両端部に組み込まれたエンドデフレクタの正面図である。ナットの内周面に形成されたエンドデフレクタ組付け面とエンドデフレクタを示す斜視図である。本発明の第２の実施形態に係るボールねじ装置の要部を示す斜視図である。エンドデフレクタのボール案内部と別体に樹脂成形された方向変更部を示す図である。エンドデフレクタのボール案内部と一体に形成された樹脂製プレートを示す図である。従来のボールねじ装置の概略構成を示す断面図である。図７に示すナットの両端部に組み込まれたエンドデフレクタの正面図である。ナットの内周面に形成されたエンドデフレクタ組付け面とエンドデフレクタを示す斜視図である。

符号の説明

１，１１ねじ軸
２，１２ナット
２ａ，１２ａエンドデフレクタ組付け面
３，４，１３，１４ボール転動溝
５，１５ボール転動路
６，１６ボール
７，１７ボール戻り路
８，１８エンドデフレクタ
８ａ，１８ａ方向変更部
８ｂ，１８ｂボール案内部
２０樹脂製プレート

Claims

ねじ軸と、該ねじ軸の外周面に形成された螺旋状のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝を有するナットと、前記ねじ軸および前記ナットのボール転動溝間に形成されたボール転動路を前記ねじ軸または前記ナットの回転運動に伴って転動する多数のボールと、該ボールの転がり方向を前記ナットの両端側で変更して前記ボールを前記ボール転動路から前記ナット内に形成されたボール戻り路または該ボール戻り路から前記ボール転動路に導入する一対のエンドデフレクタとを備えてなり、前記エンドデフレクタが合成樹脂材からなり、かつ前記ナットの内径方向に突出して前記ボールの転がり方向を変更する方向変更部と、該方向変更部により転がり方向が変更されたボールを前記ボール戻り路に案内するボール案内部とを有するボールねじ装置において、
前記ナットの内周面に形成されたエンドデフレクタ組付け面と前記エンドデフレクタとの間に、前記エンドデフレクタとは別体の樹脂製プレートを、前記方向変更部と対向するように設けたことを特徴とするボールねじ装置。
請求項１記載のボールねじ装置において、前記方向変更部が前記ボール案内部と別体に樹脂成形されていることを特徴とするボールねじ装置。