JP2003269565A - ボールねじ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで信頼性の高いボールねじ装置を提
供する。 【解決手段】 外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸
と、該ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を内周面に有す
ると共に軸方向に貫通するボール戻し通路を有して前記
ねじ軸に遊嵌されるボールナットと、前記両ねじ溝と前
記ボール戻し通路とを連通させるボール循環路２１を有
して前記ボールナットの両端面に嵌合固定される循環こ
ま１８と、前記両ねじ溝、前記ボール戻し通路および前
記ボール循環路２１を転動しつつ循環可能に介装された
多数のボールとを備えたボールねじ装置において、前記
循環こま１８の前記ボールナットの端面側に該ボールナ
ットの周方向に延びる帯状の固定片３０を設け、該固定
片３０に対応した凹部を前記ボールナットに設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば産業機械等
に用いられるボールねじ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のボールねじ装置は、外周
面に断面半円状のねじ溝を有して軸方向に延びるねじ軸
に、内周面に断面半円状のねじ溝を有するボールナット
が嵌合されている。ボールナットのねじ溝とねじ軸のね
じ溝とは互いに対向して両者の間に螺旋状通路を形成し
ており、該螺旋状通路には転動体としての多数のボール
が転動可能に装填されている。そして、ねじ軸（又はナ
ット）の回転により、ボールナット（又はねじ軸）がボ
ールの転動を介して直線移動するようになっている。

【０００３】ところで、ボールナットが直線移動する際
には、ボールが両ねじ溝で形成される螺旋状通路を転動
しつつ移動するが、ボールナットを継続して移動させて
いくためには、ボールを無限循環させる必要がある。ボ
ールを無限循環させる方式としてはボール循環チューブ
式のようにチューブでつないで循環させるタイプや、或
いはボールナットに軸方向に貫通するボール戻し通路を
形成すると共に、ボールナットの端面に切欠きを形成し
て該切欠きに該ボール戻し通路と前記両ねじ溝とを連通
するボール循環路を有する循環こま（ボール循環部材）
を嵌合してねじ止め固定し、これにより、前記両ねじ
溝、前記ボール戻し通路および前記ボール循環路によっ
てボールの無限循環通路を形成するタイプがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のボールねじ装置においては、ボール循環部品として
の循環こまをボールナットの端部にねじ止めにより固定
しているため、ボールナットにタップ加工が必要になる
ばかりか、スクリュードライバー等によるねじ止め作業
も面倒で製作コストが高くつくという問題がある。本発
明はこのような不都合を解消するためになされたもので
あり、低コストで信頼性の高いボールねじ装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、外周面に螺旋状のねじ溝を
有するねじ軸と、該ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を
内周面に有すると共に軸方向に貫通するボール戻し通路
を有して前記ねじ軸に遊嵌されるボールナットと、前記
両ねじ溝と前記ボール戻し通路とを連通させるボール循
環路を有して前記ボールナットの両端面に嵌合固定され
るこま状のボール循環部材と、前記両ねじ溝、前記ボー
ル戻し通路および前記ボール循環路を転動しつつ循環可
能に介装された多数のボールとを備えたボールねじ装置
において、前記ボール循環部材の前記ボールナットの径
方向内面に接触する箇所に突起を設けると共に、該ボー
ルナットの径方向内面に前記突起に対応する凹部を設け
たことを特徴とする。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１におい
て、前記ボール循環部材の前記ボールナットの径方向内
面に接触する箇所に該内面に弾性的に押圧接触する弾性
突起を設けたことを特徴とする。請求項３に係る発明
は、外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、該ねじ
軸のねじ溝に対応するねじ溝を内周面に有すると共に軸
方向に貫通するボール戻し通路を有して前記ねじ軸に遊
嵌されるボールナットと、前記両ねじ溝と前記ボール戻
し通路とを連通させるボール循環路を有して前記ボール
ナットの両端面に嵌合固定されるこま状のボール循環部
材と、前記両ねじ溝、前記ボール戻し通路および前記ボ
ール循環路を転動しつつ循環可能に介装された多数のボ
ールとを備えたボールねじ装置において、前記ボール循
環部材の前記ボールナットの端面側に該ボールナットの
周方向に延びる帯状又はリング状の固定部材を設け、該
固定部材に対応した凹部を前記ボールナットに設けたこ
とを特徴とする。

【０００７】請求項４に係る発明は、請求項３におい
て、前記ボール循環部材の前記ボールナットの径方向内
面に接触する箇所に突起を設けると共に、該ボールナッ
トの径方向内面に前記突起に対応する凹部を設けたこと
を特徴とする。請求項５に係る発明は、請求項３又は４
において、前記帯状の固定部材を前記凹部の底部に向か
って拡がる逆テーパ形状とすると共に、該凹部を前記逆
テーパ形状に対応する形状としたことを特徴とする。

【０００８】請求項６に係る発明は、請求項３〜５のい
ずれか一項において、前記ボール循環部材の前記ボール
ナットの径方向内面に接触する箇所に該内面に弾性的に
押圧接触する弾性突起を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例で
あるボールねじ装置を説明するための一部を破断した概
略図、図２は図１の左側面図（ボールナットの端面側か
ら見た図）、図３は帯状の固定片を設けた循環こまを示
す図で、（ｂ）は正面図、（ａ）は（ｂ）の左側面図、
（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。

【００１０】このボールねじ装置１０は、図１および図
２に示すように、外周面に断面半円状のねじ溝１２を有
して軸方向に延びるねじ軸１３に、内周面に断面半円状
のねじ溝１４を有するボールナット１６が嵌合されてい
る。ボールナット１６のねじ溝１４とねじ軸１３のねじ
溝１２とは互いに対向して両者の間に螺旋状通路を形成
しており、該螺旋状通路には転動体としての多数のボー
ル１５が転動可能に装填されている。

【００１１】そして、ねじ軸１３（又はボールナット１
６）の回転により、ボールナット１６（又はねじ軸１
３）がボール１５の転動を介して直線移動するようにな
っている。ボールナット１６の壁部には軸方向に貫通す
るボール戻し通路１７が穿設されており、また、ボール
ナットの端面には図３に示す循環こま１８が嵌合される
切欠き１９が前記ボール戻し通路１７および前記両ねじ
溝１２，１４間に連通して形成されている。

【００１２】循環こま１８は、図３に示すように、両ね
じ溝１２，１４のボール１５をすくい上げるタング部２
０と、前記ボール戻し通路１７と前記両ねじ溝１２，１
４間との間を連通する湾曲状のボール循環溝（ボール循
環路）２１とを備えており、該ボール循環溝２１、前記
両ねじ溝１２，１４および前記ボール戻し通路１７によ
ってボール１５の無限循環通路を形成している。ここ
で、この実施の形態では、循環こま１８のボールナット
１６の端面側（図３（ｂ）の右側）にボールナット１６
の周方向に延びる帯状の固定片（固定部材）３０を設け
ると共に、図２に示すように、ボールナット１６の端面
に該固定片３０に対応する凹部３１を設けている。

【００１３】そして、循環こま１８を切欠き１９に嵌合
すると共に、該循環こま１８に設けた固定片３０を凹部
３１に嵌合することにより、循環こま１８がボールナッ
ト１６の端部に嵌合固定され、かかる固定状態において
は、固定片３０の凹部３１への嵌合により循環こま１８
が軸方向、径方向および周方向に拘束されて軸方向およ
び径方向の抜け止めと周方向の回り止めがなされてい
る。なお、固定片３０を凹部３１に嵌合して固定する方
法としては、単純な嵌合もあるが、このほかに例えば圧
入、接着或いは圧入と接着の両方を採用することもでき
る。

【００１４】このようにこの実施の形態では、循環こま
１８を切欠き１９に嵌合すると共に、該循環こま１８に
設けた固定片３０を凹部３１に嵌合することにより、循
環こま１８を軸方向、径方向および周方向に拘束した状
態でボールナット１６の端部に嵌合固定することができ
るので、循環こま１８の軸方向および径方向の抜けが防
止されると共に周方向の回り止めがなされて信頼性の高
いものとすることができる。

【００１５】また、従来必要であったボールナットへの
タップ加工およびスクリュードライバー等による循環こ
まのボールナットへのねじ止め作業が不要になるため、
その分加工コストおよび組立コストが削減されて製作コ
ストの低減を図ることができる。更に、循環こま１８は
２つの型で容易に成形することができ、しかも、応力集
中を引き起こす鋭く尖った凹部もないため、強度的にも
優れたものとすることができる。

【００１６】更に、帯状固定片３０が嵌め込まれる凹部
３１は深さ方向に制限がないため、厚い固定片３０の作
成を可能にして該固定片３０を凹部３１に強固に固定す
ることができる。更に、凹部３１がボールナット１６内
の転動体１５の転送路から離れた位置にあるので、転動
体１５が凹部３１に干渉するのを回避することができ、
該転動体１５のスムースな転動を確保することができ
る。

【００１７】なお、本発明のボールねじ装置におけるボ
ール循環部材や固定部材等の構成は上記実施の形態に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
において適宜変更可能である。例えば、上記実施の形態
では、循環こま１８に設けた固定片３０を凹部３１に嵌
合するだけで該循環こま１８をボールナット１６の端部
に固定するようにしているが、例えば、図５および図１
０に示すように、固定片３０にねじ挿通穴３０ａを形成
すると共に、図４に示すように、凹部３１にねじ挿通穴
３０ａに対応するタップ穴３１ａを形成して固定片３０
を凹部３１に嵌合した状態でねじ止め固定するようにし
てもよい。

【００１８】また、上記実施の形態では、循環こま１８
に一つの固定片３０を設けた場合を例に採ったが、例え
ば図７に示すように、循環こま１８のボールナット１６
の端面側（図７（ｂ）の右側）にボールナット１６の周
方向に互いに逆方向に延びる２つの帯状の固定片（固定
部材）３０を設けると共に、図６に示すように、ボール
ナット１６の端面に２つの固定片３０に対応する２つの
凹部３１を設けて各固定片３０を各凹部３１に嵌合する
ようにしてもよい。

【００１９】この場合も上述した図４および図５と同様
に、図９に示すように、２つの固定片３０にそれぞれね
じ挿通穴３０ａを形成すると共に、図８に示すように、
２つの凹部３１にそれぞれ２つのねじ挿通穴３０ａに対
応するタップ穴３１ａを形成して各固定片３０を各凹部
３１に嵌合した状態でねじ止め固定するようにしてもよ
い。更に、上記実施の形態では、循環こま１８に設ける
固定部材を帯状の固定片３０とした場合を例に採った
が、これに代えて、図１２に示すように、互いに周方向
に１８０°離間配置された２つの循環こま１８のボール
ナット１６の端面側にボールナット１６の周方向に延び
るリング状の固定片（固定部材）４０を設けて該固定片
４０によって両循環こま１８を一体に連結すると共に、
図１１に示すように、ボールナット１６の端面に固定片
４０に対応する凹部４１を設けて該固定片４０を凹部４
１に嵌合し、更に、循環こま１８のボールナット１６の
径方向内面に接触する箇所に突起５０を設けると共に、
該ボールナット１６の径方向内面に前記突起５０に対応
する凹部５１を設けて該突起５０を凹部５１に嵌合する
ことにより、循環こま１８を軸方向、径方向および周方
向に拘束するようにしてもよい。

【００２０】この場合も、図１４に示すように、リング
状の固定片４０にねじ挿通穴４０ａを形成すると共に、
図１３に示すように、凹部４１にねじ挿通穴４０ａに対
応するタップ穴４１ａを形成して固定片４０を凹部４１
に嵌合した状態でねじ止め固定することができる。更
に、図１５に示すように、リング状の固定片４０の外周
部に環状凸部４２を設けると共に、凹部４１の底面側の
周面に環状凸部４２に対応する環状凹部４２ａを設けて
環状凸部４２を環状凹部に嵌め込んだ状態で固定片４０
を凹部４１に嵌合するようにしてもよい。

【００２１】この場合、軸径によって固定片４０の環状
凸部４２をボールナット１６側の凹部４１の環状凹部に
嵌め込むことができないときには、固定片４０を径方向
に切断するようにすればよい。更に、図１８に示すよう
に、循環こま１８のボールナット１６の径方向内面に接
触する箇所に突起５０を設けると共に、図１６および図
１７に示すように、該ボールナット１６の径方向内面に
前記突起５０に対応する凹部５１を設けて該突起５０を
凹部５１に嵌合することにより、循環こま１８を軸方
向、径方向および周方向に拘束するようにしてもよい。

【００２２】このようにすると、固定片３０の凹部３１
への嵌合による循環こま１８の軸方向の抜け止め等の効
果と突起５０の凹部５１への嵌合による循環こま１８の
軸方向の抜け止め等効果とが相まって循環こま１８の固
定をより確実にすることができ、装置の信頼性をより高
めることができる。なお、突起５０の凹部５１への嵌合
のみによる循環こま１８の軸方向、径方向および周方向
の抜け止め効果や回り止め効果によっても、装置の信頼
性を高めることができるのは勿論である。

【００２３】また、前記突起５０および凹部５１は、図
１９に示すように、二カ所或いはそれ以上設けても良
く、更には、突起５０は循環こま１８のボールナット１
６の径方向内面に接触する箇所において任意の箇所、例
えば図２０に示す箇所に設けることができる。更に、図
２１および図２２に示すように、循環こま１８の前記ボ
ールナット１６の径方向内面に接触する箇所に該内面に
弾性的に押圧接触する弾性突起６０を設けて循環こま１
８の軸方向の抜け止め効果をより向上させるようにして
もよい。

【００２４】この弾性突起６０は上述した突起５０より
小さく形成されており、ボールナット１６側には凹部は
設けられず、ボールナット１６の径方向内面に弾性的に
押圧接触する。なお、循環こま１８を切欠き１９に嵌め
込む際には、該循環こま１８に一定の力を加えて弾性突
起６０の素材自体の弾性変形を利用して嵌合固定する。
このようにすると、高速稼働時の発熱等、ある程度の高
温環境でも循環こま１８の軸方向の抜け止め効果が確保
される。

【００２５】更に、上記実施の形態では、帯状固定片３
０および凹部３１の断面形状を略矩形状とした場合を例
に採ったが、これに代えて、図２３〜図２５に示すよう
に、帯状固定片３０を前記凹部３１の底部に向かって拡
がる逆テーパ形状とすると共に、該凹部３１を帯状固定
片３０の逆テーパ形状に対応する形状とすることによ
り、循環こま１８の軸方向の抜け止め効果をより確実に
することができる。この場合、帯状固定片３０を前記凹
部３１に嵌合しやすくするために、該固定片３０にスリ
ット３２を形成してもよい。

【００２６】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、請求項
１の発明によれば、こま状のボール循環部材をねじを用
いずに軸方向、径方向および周方向に拘束した状態でボ
ールナットの端部に嵌合固定することができるので、ボ
ール循環部材の軸方向および径方向の抜けが防止される
とともに周方向の回り止めがなされて装置の信頼性を高
めることができるという効果が得られる。

【００２７】また、従来必要であったボールナットへの
タップ加工およびスクリュードライバー等によるボール
循環部材のボールナットへのねじ止め作業が不要になる
ため、その分加工コストおよび組立コストが削減されて
製作コストの低減を図ることができるという効果が得ら
れる。請求項２の発明では、請求項１の発明に加えて、
こま状のボール循環部材の固定をより確実なものとする
ことができる。

【００２８】請求項３の発明では、請求項１の発明と同
様に、こま状のボール循環部材をねじを用いずに軸方
向、径方向および周方向に拘束した状態でボールナット
の端部に嵌合固定することができるので、ボール循環部
材の軸方向および径方向の抜けが防止されるとともに周
方向の回り止めがなされて装置の信頼性を高めることが
できるという効果が得られる。また、従来必要であった
ボールナットへのタップ加工およびスクリュードライバ
ー等によるボール循環部材のボールナットへのねじ止め
作業が不要になるため、その分加工コストおよび組立コ
ストが削減されて製作コストの低減を図ることができる
という効果が得られる。

【００２９】請求項４の発明では、請求項３の発明に加
えて、ボール循環部材の固定をより確実なものとするこ
とができる。請求項５の発明では、請求項３又は４の発
明に加えて、ボール循環部材の軸方向の抜け止め効果を
より高めることができる。請求項６の発明では、請求項
３〜５のいずれか一項の発明に加えて、ボール循環部材
の固定をより確実なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例であるボールねじ装
置を説明するための一部を破断した概略図である。

【図２】図１の左側面図（ボールナットの端面側から見
た図）である。

【図３】帯状の固定片を設けた循環こまを示す図であ
り、（ｂ）は正面図、（ａ）は（ｂ）の左側面図、
（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を説明するための図
で、ボールナットの端面側から見た図である。

【図５】帯状の固定片を設けた循環こまを示す図であ
り、（ｂ）は正面図、（ａ）は（ｂ）の左側面図、
（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。

【図６】本発明の他の実施の形態を説明するための図
で、ボールナットの端面側から見た図である。

【図７】帯状の固定片を設けた循環こまを示す図であ
り、（ｂ）は正面図、（ａ）は（ｂ）の左側面図、
（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。

【図８】本発明の他の実施の形態を説明するための図
で、ボールナットの端面側から見た図である。

【図９】帯状の固定片を設けた循環こまを示す図であ
り、（ｂ）は正面図、（ａ）は（ｂ）の左側面図、
（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。

【図１０】帯状の固定片を設けた循環こまを示す図であ
り、（ｂ）は正面図、（ａ）は（ｂ）の左側面図、
（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。

【図１１】本発明の他の実施の形態を説明するための図
で、ボールナットの端面側から見た図である。

【図１２】リング状の固定片を設けた循環こまを軸方向
の端面側から見た図である。

【図１３】本発明の他の実施の形態を説明するための図
で、ボールナットの端面側から見た図である。

【図１４】リング状の固定片を設けた循環こまを軸方向
の端面側から見た図である。

【図１５】（ａ），（ｂ）はリング状の固定片を設けた
循環こまの図であり、（ａ）は軸方向の端面側から見た
図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）はボールナット
の概略断面図である。

【図１６】本発明の他の実施の形態を説明するための図
で、ボールナットの端面側から見た図である。

【図１７】図１６の右側面図である。

【図１８】帯状の固定片および突起を設けた循環こまを
示す図であり、（ｂ）は正面図、（ａ）は（ｂ）の左側
面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。

【図１９】帯状の固定片および突起を設けた循環こまを
示す図であり、（ｂ）は正面図、（ａ）は（ｂ）の左側
面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。

【図２０】帯状の固定片および突起を設けた循環こまを
示す図であり、（ｂ）は正面図、（ａ）は（ｂ）の左側
面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。

【図２１】弾性突起を設けた循環こまを示す図であり、
（ｂ）は正面図、（ａ）は（ｂ）の左側面図、（ｃ）は
（ｂ）の右側面図、（ｄ）は（ｂ）の背面図である。

【図２２】ボールナットの端面側から見た左半分の図で
ある。

【図２３】帯状の固定片を逆テーパ状とした循環こまを
示す図であり、（ｂ）は正面図、（ａ）は（ｂ）の左側
面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図、（ｄ）は（ｂ）の背
面図である。

【図２４】ボールナットの端面側から見た左半分の図で
ある。

【図２５】図２４のＸ−Ｘ線断面図である。

【符号の説明】

１０…ボールねじ装置 １２…ねじ溝（ねじ軸側） １３…ねじ軸 １４…ねじ溝（ナット側） １５…ボール １６…ボールナット １７…ボール戻し通路 １８…循環こま（ボール循環部材） １９…切欠き ２０…すくい上げ部 ２１…ボール循環溝（ボール循環路） ３０…帯状固定片（固定部材） ３０ａ…ねじ挿通穴 ３１，４１…凹部 ３１ａ…タップ穴 ３２…スリット ４０…リング状固定片（固定部材） ４０ａ…ねじ挿通穴 ４１ａ…タップ穴 ４２…環状凸部 ５０…突起 ５１…凹部 ６０…弾性突起

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸
   と、該ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を内周面に有す
   ると共に軸方向に貫通するボール戻し通路を有して前記
   ねじ軸に遊嵌されるボールナットと、前記両ねじ溝と前
   記ボール戻し通路とを連通させるボール循環路を有して
   前記ボールナットの両端面に嵌合固定されるこま状のボ
   ール循環部材と、前記両ねじ溝、前記ボール戻し通路お
   よび前記ボール循環路を転動しつつ循環可能に介装され
   た多数のボールとを備えたボールねじ装置において、 前記ボール循環部材の前記ボールナットの径方向内面に
   接触する箇所に突起を設けると共に、該ボールナットの
   径方向内面に前記突起に対応する凹部を設けたことを特
   徴とするボールねじ装置。
2. 【請求項２】 前記ボール循環部材の前記ボールナット
   の径方向内面に接触する箇所に該内面に弾性的に押圧接
   触する弾性突起を設けたことを特徴とする請求項１記載
   のボールねじ装置。
3. 【請求項３】 外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸
   と、該ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を内周面に有す
   ると共に軸方向に貫通するボール戻し通路を有して前記
   ねじ軸に遊嵌されるボールナットと、前記両ねじ溝と前
   記ボール戻し通路とを連通させるボール循環路を有して
   前記ボールナットの両端面に嵌合固定されるこま状のボ
   ール循環部材と、前記両ねじ溝、前記ボール戻し通路お
   よび前記ボール循環路を転動しつつ循環可能に介装され
   た多数のボールとを備えたボールねじ装置において、 前記ボール循環部材の前記ボールナットの端面側に該ボ
   ールナットの周方向に延びる帯状又はリング状の固定部
   材を設け、該固定部材に対応した凹部を前記ボールナッ
   トに設けたことを特徴とするボールねじ装置。
4. 【請求項４】 前記ボール循環部材の前記ボールナット
   の径方向内面に接触する箇所に突起を設けると共に、該
   ボールナットの径方向内面に前記突起に対応する凹部を
   設けたことを特徴とする請求項３記載のボールねじ装
   置。
5. 【請求項５】 前記帯状の固定部材を前記凹部の底部に
   向かって拡がる逆テーパ形状とすると共に、該凹部を前
   記逆テーパ形状に対応する形状としたことを特徴とする
   請求項３又は４記載のボールねじ装置。
6. 【請求項６】 前記ボール循環部材の前記ボールナット
   の径方向内面に接触する箇所に該内面に弾性的に押圧接
   触する弾性突起を設けたことを特徴とする請求項３〜５
   のいずれか一項に記載のボールねじ装置。