説明

デフレクター式ボールねじ

【課題】ボールがデフレクターによってスムーズに掬い上げられることにより騒音が低減され、かつ、高速の使用条件に耐えられるデフレクター式ボールねじを提供することを課題とする。
【解決手段】デフレクター9は長手方向と直角の断面が円形で全体が部分円弧状とされた金属材料である鉄製のデフレクター本体9aと、このデフレクター本体9aの両端部に接合された掬い上げ部材9bとからなる。掬い上げ部材9bは樹脂材料で成型されている。デフレクターの掬い上げ面19(掬い上げ部材9bの掬い上げ面19)はボール8の掬い上げ方向と直角の断面がボール8の半径より多少大きい曲率半径を有する凹曲面とされている。そして、この凹曲面は、ボール転動路3から排出されるボール8をねじ線の接線方向に掬い上げる形状とされている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、デフレクター式ボールねじのデフレクターの改良に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、ボールねじとしてチューブ循環式ボールねじが一般的に知られている。チューブ循環式ボールねじのチューブのボールの救い上げ部分は薄板板金で形成されたチューブの先端を舌片状に加工して形成されている。しかしなからこのチューブの掬い上げ部はボールが連続的に衝突するため、高負荷容量でかつ高速型のボールねじではボールも大きくかつ高速でタング部に衝突するため、掬い上げ部が強度的に不十分となるという問題があった。
【0003】
この部分の改善の先行技術としては、特開平4−228963号公報に示すデフレクター式ボールねじがあり、これは、循環チューブのタング部の代わりに図4及び図5に示すデフレクター(ボール転向装置50)を用いたボールねじである。このデフレクターは略円形の断面形状を有する棒(通常は鉄材)を鞍形状に曲げた本体52とねじ付き柄部分54とからなる。この本体52の両端部によってボールを掬い上げるため、チューブ循環式のチューブの掬い上げ部のように、高負荷容量でかつ高速型のボールねじの場合にあっても強度的に不十分になるという問題はない、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平4−228963号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、この先行技術には、デフレクターのボール掬い上げ面が平面であり、ボールねじのねじ線に沿った掬い上げになっていない。このため、ボールを掬い上げる時にボールの軌跡が不連続の軌跡となり、騒音の発生やボールの掬い上げ部への衝突によるボール表面の傷の発生、タング部の削りとられた微小破片のボール溝への噛み込み等、高速使用には適さないという問題が有った。本発明はこの様な問題を解消するためになされたものであり、ボールがデフレクターによってスムーズに掬い上げられて騒音が低減され、かつ高速の使用条件に耐えられるデフレクター式ボールねじを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記問題を解決するために、次のような構成からなる。すなわち、本発明に係るデフレクター式ボールねじは、外周面に螺旋状のボールねじ溝を有するねじ軸と、該ねじ軸のボールねじ溝に対向する螺旋状のボールねじ溝を内周面に有するナットと該ナットのボールねじ溝とねじ軸のボールねじ溝で形成した螺旋状のボール転動路を転動するボールと、前記ナットに設けられ、前記多数のボールが前記ボール転動路を循環するように案内する循環部品とを備えたボールねじにおいて、前記循環部品は前記ボールを掬い上げるデフレクターと前記掬い上げられたボールを再び前記ボール転動路に戻すボール戻し部材とから形成され、前記ボール転動路のボールは前記デフレクターによって、前記ボール戻し部材に向ってねじ線に沿って掬い上げられ、かつ前記デフレクターは金属材料で形成されたデフレクター本体とこのデフレクター本体の両端部に接合されて前記ボールを掬い上げる樹脂製の掬い上げ部材とで形成されていることを特徴とする。
【0007】
また本発明に係るデフレクター式ボールねじにおいては前記デフレクターのボール掬い上げ面と対向する前記ナットの透孔は前記ボール転動路のボールを前記ボール戻し部材に向ってねじ線に沿って掬い上げる凹曲面形状とされていることを特徴としている。
【0008】
更にまた本発明に係るデフレクター式ボールねじにおいては前記デフレクターのボール掬い上げ面がボール転動路のボールをボール戻し部材に向ってねじ線に沿って掬い上げる凹曲面形状とされていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ボールがデフレクターによってスムーズに掬い上げられて騒音が低減され、かつ高速の使用条件に耐えられるデフレクター式ボールねじが得られる、という効果が有る。
また、デフレクター9の両端部が樹脂材料の掬い上げ部材9bとされているので、ねじ線の接線方向に救い上げられるのと相まって更に騒音が低減される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】ボールねじのボール循環部の断面図を示す図である。
【図2】ボルトを挿入したデフレクターの図で(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は正面図を示す図である。
【図3】特許文献1に記載されたボールねじを示す図である。
【図4】図3の2−2線に沿う断面図を示す図である。
【図5】特許文献1に記載されたデフレクターを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図1に示されるように、ねじ軸1の外周にナット2が装着されている。ねじ軸1の外周面には螺旋状のボールねじ溝1aが形成されており、ナット2の内周面には、ねじ軸1のボールねじ溝1aに対向する螺旋状のボールねじ溝2aが形成されている。そして互いに対向するねじ軸1のボールねじ溝1aとナット2のボールねじ溝2aとで、螺旋状のボール転動路3が構成されている。
【0012】
ナット2の周壁には透孔4a,4bが形成され、これら透孔4a,4bがボール戻し部材5で接続されている。このボール戻し部材5は金属製のチューブを略U字形に折り曲げたものでナット2の外周部に配置され、その両端部が透孔4a,4b内に挿入されている。
【0013】
また、ナット2の内周面にはボール戻し部材5の両端部の位置にその両端部を合わせてデフレクター9が配置され、固定部材であるボルト11によってナット2に固定されている。
【0014】
デフレクター9は長手方向と直角の断面が円形で全体が部分円弧状とされた金属材料である鉄製のデフレクター本体9aと、このデフレクター本体9aの両端部に接合された掬い上げ部材9bとからなる。掬い上げ部材9bは樹脂材料(例えばポリアセタール樹脂、強化材入りポリアミド樹脂等のエンジニアリングプラスチック)で成型されている。そしてこの樹脂の掬い上げ部材9bとデフレクター本体9aとの接合は金属のデフレクター本体9aを射出成形の金型内に配置し、掬い上げ部材9bをデフレクター本体9aの両端に射出成形によって形成する。デフレクター本体9aの両端部には入口側が狭く、奥側が広くなっている穴9cが設けられており、掬い上げ部材9bの成形の際にこの穴9cの中に樹脂が流れ込んで冷えた後で掬い上げ部材9bとデフレクター本体9aが強固に接合される。この穴9cの加工はまずエンドミルで下穴を開けておき、その後キーシード加工によって穴9cの内部を広げる。ボール転動路3内にあるボール8はデフレクター9の両端部(掬い上げ部材9b)によって救い上げられ、ボール戻し部材5へ導かれる。このボール戻し部材5によってボール8は再びボール転動路3に戻される。このデフレクター9とボール戻し部材5によって循環部品17が構成されている。
【0015】
そして透孔4a,4bと循環部品17とでボール転動路3の互いに離れた一部と他の一部とを接続して連通させる接続路6が構成されている。
【0016】
これによりボール転動路3が接続路6を介して無端状に連通し、この無端状に連通する通路がボール循環路7である。このボール循環路7内に、無端状に連続して配列するように鋼、セラミック等の材料で形成された多数のボール8が収容され、これらボール8がねじ軸1の回転時にボール循環路7内を転動して無限循環するようになっている。
【0017】
このボール8がボール循環路7内を無限循環することによって、ナット2がねじ軸1に対してねじ軸1に沿って相対移動することができる。
【0018】
図2の(a)、(b)、(c)に示すように、デフレクター9には雌ねじ孔13が2ヶ所形成されており、ナット2に形成された2ヶ所のボルト挿通孔15に挿通した2本のボルト11によってデフレクター9がナット2に固定される。
【0019】
特許文献1に示されたデフレクター式ボールねじのデフレクター(ボール転向装置50)はデフレクターの中心に1箇所設けられた固定ボルトによってナット18に固定される。
それに対して本発明のデフレクター式ボールねじにおいてはデフレクター9が複数の固定部材(ボルト11)によってナット2に固定されるので、デフレクターに振動が発生せず固定ボルトが緩むことはない。
【0020】
デフレクター9の掬い上げ面19(掬い上げ部材9bの掬い上げ面)は図2の(a)に示す様にボール8の掬い上げ方向と直角の断面がボール8の半径より多少大きい曲率半径を有する凹曲面とされている。そしてこの凹曲面はボール転動路3から排出されるボール8をねじ線の接線方向に掬い上げる形状とされている。
【0021】
またデフレクターの掬い上げ面19と対向するナット2の透孔4a、4b部分はデフレクターの掬い上げ面19と同様にボール8の掬い上げ方向と直角の断面がボール8の半径より多少大きい曲率半径を有する凹曲面とされている。そしてこの凹曲面はボール転動路3から排出されるボール8をねじ線の接線方向に掬い上げる形状とされている。
【0022】
ここでねじ線とはボール転動路内を移動する螺旋状のボールの中心軌跡をいう。ねじ線の接線方向とは具体的には、図1において転動路内にあるボール8のピッチ円直径25の接線方向でかつ図2の(b)に示す様にねじ軸1のボールねじ溝1aのリード角θ分傾いた方向である。
【0023】
本実施の形態ではデフレクターの掬い上げ面19とこの掬い上げ面19と対向するナット2の透孔4a、4bの面をボール8の掬い上げ方向と直角の断面がボール8の半径より多少大きい曲率半径を有する凹曲面とし、かつこの凹曲面をボール転動路3から排出されるボール8をねじ線の接線方向に掬い上げる形状とした。しかしながら、ボール8をねじ線の接線方向に掬い上げる凹曲面は少なくともナット2の透孔4a、4bに設けられていれば良く、デフレクターの掬い上げ面19はナットの透孔4a、4bの凹曲面と相まってボール8をねじ線の接線方向に掬い上げる平面であっても良い。
【0024】
この様にデフレクター9によってボール転動路3から排出されるボールがねじ線の接線方向に掬い上げられるのでボールがスムーズに掬い上げられて騒音が低減され、かつ高速の使用条件に耐えられるデフレクター式ボールねじが得られる。また、デフレクター9の両端部が樹脂材料の掬い上げ部材9bとされているので、ねじ線の接線方向に救い上げられるのと相まって更に騒音が低減される。また、鉄製のデフレクター9の両端部に複雑な凹面をその都度加工する必要がない。
【0025】
さらに、デフレクター9が複数の固定部材(ボルト11)によってナット2に固定されているのに加えて、ボールがねじ線にそってスムーズに掬い上げられるため、デフレクターに振動が発生せずより一層固定ボルトが緩むことが防止される。
【産業上の利用可能性】
【0026】
本発明は、循環方式としてデフレクターを備えたボールねじとして、各種機械装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【0027】
1 ねじ軸
1a ボールねじ溝(ねじ軸側)
2 ナット
2a ボールねじ溝(ナット側)
3 ボール転動路
5 ボール戻し部材
8 ボール
9 デフレクター
9a デフレクター本体
9b 掬い上げ部材
9c 穴
10 ボールねじ
11 ボルト
17 循環部品
19 掬い上げ面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周面に螺旋状のボールねじ溝を有するねじ軸と、該ねじ軸のボールねじ溝に対向する螺旋状のボールねじ溝を内周面に有するナットと該ナットのボールねじ溝とねじ軸のボールねじ溝で形成した螺旋状のボール転動路を転動するボールと、前記ナットに設けられ、前記多数のボールが前記ボール転動路を循環するように案内する循環部品とを備えたボールねじにおいて、前記循環部品は前記ボールを掬い上げるデフレクターと前記掬い上げられたボールを再び前記ボール転動路に戻すボール戻し部材とから形成され、前記ボール転動路のボールは前記デフレクターによって、前記ボール戻し部材に向ってねじ線に沿って掬い上げられ、かつ前記デフレクターは金属材料で形成されたデフレクター本体とこのデフレクター本体の両端部に接合されて前記ボールを掬い上げる樹脂製の掬い上げ部材とで形成されていることを特徴とするデフレクター式ボールねじ。
【請求項2】
前記デフレクターのボール掬い上げ面と対向する前記ナットの透孔は前記ボール転動路のボールを前記ボール戻し部材に向ってねじ線に沿って掬い上げる凹曲面形状とされていることを特徴とする請求項1に記載のデフレクター式ボールねじ。
【請求項3】
前記デフレクターのボール掬い上げ面はボール転動路のボールをボール戻し部材に向ってねじ線に沿って掬い上げる凹曲面形状とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載のデフレクター式ボールねじ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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