JP4675326B2

JP4675326B2 - Ball spline device

Info

Publication number: JP4675326B2
Application number: JP2006535793A
Authority: JP
Inventors: 英一道岡; 廣昭望月; 智純村田; 重雄冨田; 雄樹藤井
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2025-09-07
Also published as: JP2011017447A; WO2006028141A1; JP5026575B2; JPWO2006028141A1; JP2011017448A

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数のボールを介してスプライン軸とスプラインナットとが相対的に直線運動自在に組み合わされ、工作機械や各種産業機械における直線案内部、産業用ロボットにおけるトルク伝達部等に使用されるボールスプライン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のボールスプライン装置としては、実開昭６１−１７９４１４号公報や特開昭５８−１３７６１６号公報等に開示されるものが知られている。これらのボールスプライン装置は、長手方向に沿って延びる複数条のボール転走溝を備えたスプライン軸と、多数のボールを介して前記スプライン軸に組み付けられると共に、前記ボールの無限循環路を備えたスプラインナットとから構成されており、ボールの無限循環に伴って前記スプラインナットがスプライン軸の周囲をその長手方向に沿って自在に移動し得るように構成されている。
【０００３】
また、スプラインナットに具備されたボールの無限循環路は、ボールがスプラインナットとスプライン軸の間に作用する荷重を負荷しながら転走する負荷通路と、この負荷通路と平行に形成されるボール戻し通路と、これら負荷通路とボール戻し通路とを連結するＵ字状の方向転換路とから構成されている。そして、負荷通路とボール戻し通路の両端に前記方向転換路を配置することにより、ボールの無限循環路が構成されるようになっている。
【０００４】
スプラインナットそれ自体に前記ボール戻し通路を貫通形成すると、かかるスプラインナットが肉厚となり大径化する傾向にあり、しかもボールの直径が小さい場合にはボール戻し孔の直径も小さなものとなり、このボール戻し孔をスプラインナットに対して直接に貫通形成するのは困難である。このため、前記文献に示されるボールスプライン装置では、円筒状に形成されたスプラインナットの内周面とこれを貫通するスプライン軸との隙間に合成樹脂製の保持器を介装し、かかる保持器とスプラインナットの協働によってボール戻し通路及び方向転換路を形成していた。
【特許文献１】
実開昭６１−１７９４１４号公報
【特許文献２】
特開昭５９−１５５６１７号公報
【特許文献３】
特開昭５８−１３７６１６号公報
【０００５】
しかし、これら文献に開示される従来のボールスプライン装置では、スプライン軸の軸心からボールの負荷通路までの距離が、該軸心からボール戻し通路までの距離と略同じであり、そのためにスプライン軸の軸方向に垂直な断面形状が複雑なものとなっていた。すなわち、軸方向からボールスプライン装置を観察した場合に、前記負荷通路とボール戻し通路がスプライン軸の軸心に対して周方向に並んでいるため、前記保持器をスプライン軸とスプラインナットとの間に収容するには、スプライン軸の周面を削って保持機の収容スペースを設ける必要があり、それ故に従来のスプライン軸は周方向の３箇所に長手方向に沿った突条を有し、この突条の両側面にボール転走溝が形成されていた。
【０００６】
もっとも、このような形状のスプライン軸は最大外径が同一の丸軸よりも断面積が小さいので、ラジアル荷重に対する剛性が小さいものとならざるを得ない。また、そのような形状のスプライン軸を丸軸から形成すると、削り代が大きくなってしまうため、従来は引き抜き加工によってスプライン軸の形状を整え、その後に浸炭焼入れ等の熱処理を行ってからボール転走面の研削加工を行っていたが、熱処理によって発生したスプライン軸の曲げ歪みを矯正する作業が必要となり、加工工程の増加から生産コストが嵩むと共に、一定の加工精度を維持するための管理も煩雑にならざるを得なかった。
【０００７】
また、負荷通路におけるボールとスプライン軸の接触方向はスプライン軸の周方向に対して大きく起立しており、スプライン軸のボール転走溝を転走しているボールを方向転換路内へ円滑に掬い上げてボール戻し孔に誘導するのであれば、ボール戻し孔と負荷通路との位置関係は前記接触方向に近似していることが好ましい。しかし、前述した従来のボールスプライン装置では、スプライン軸の周方向に負荷通路とボール戻し孔が配列されているため、方向転換路はボールをスプライン軸の周方向に沿って誘導しており、負荷通路と方向転換路の接続部分でボールの回転方向が急激に変化せざるを得なかった。このため、方向転換路内におけるボールの挙動が安定せず、例えばスプライン軸を鉛直に立てて使用する場合等に、かかる方向転換路内においてボールが詰まり易く、スプライン軸に対するスプラインナットの移動抵抗が変動し易いといった現象があった。
【０００８】
更に、従来のボールスプライン装置では、方向転換路及びボール戻し孔が合成樹脂製の保持器と金属製のスプラインナットとの協働によって形成されていたため、無負荷状態のボールが方向転換路及びボール戻し孔を転走すると、互いに金属のボールとスプラインナットとが接触して騒音を発生し、特にスプラインナットが高速で往復運動するような使用条件下では、耳障りな高周波音が発生していた。このため、クリーンルーム等の密閉された空間での使用や、医療機器等への使用に適さないといった問題点もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、スプラインナットを大径化することなしにスプライン軸の剛性を高めることができると共に、かかるスプライン軸を安価に且つ高精度に生産することが可能であり、しかも無限循環路内におけるボールの循環を円滑化することで、スプラインナットの移動抵抗の変動を可及的に小さくすることが可能なボールスプライン装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、ボールが無限循環路内を高速で転走した場合の騒音の発生を抑え、クリーンルーム等の密閉された空間での使用や、医療機器等への使用に適したボールスプライン装置を提供することにある。
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明のボールスプライン装置は、軸方向に沿って複数のボール転走溝が形成されたスプライン軸と、無限循環する多数のボールを介してこのスプライン軸に組付けられ、前記スプライン軸に沿って往復運動自在なスプラインナットとから構成され、更に、前記スプラインナットは、金属製の円筒状ナット本体と、このナット本体の内周面に組付けれ、前記ボール無限循環路の一部を構成する複数のインナプレートと、前記ナット本体の軸方向の両端に装着され、前記インナプレートと相まって前記ボールの無限循環路を形成する合成樹脂製エンドキャップとから構成されている。前記ナット本体の内周面には、該内周面を周方向に均等に分断するように負荷ベース部が突出形成されると共に、これら負荷ベース部の間には前記インナプレートを収容するプレート収容部が形成され、更に、前記負荷ベース部にはスプライン軸のボール転走溝に対向してボールの負荷通路を構成するボール転走溝が形成され、前記インナプレートにはボール転走溝と平行にボール戻し孔が貫通形成され、前記エンドキャップには前記負荷通路とインナプレートのボール戻し孔とを連結してボールの無限循環路を完成させるＵ字状の方向転換路が形成されている。
【００１２】
このような技術的手段によれば、ナット本体の内周面に負荷ベース部を突出形成する一方、互いに隣接する負荷ベース部の間にインナプレートの収容部を形成した。また、負荷ベース部にはボールが転走するボール転走溝を形成する一方、インナプレートにはボール戻し孔を貫通形成した。このため、ボール戻し孔はスプライン軸の半径方向に関してボールの負荷通路よりも外側に位置しており、かかるボール戻し孔の形成位置はスプライン軸の外径と干渉する位置にない。従って、スプライン軸はその断面が円形状に近くなるように形成することができ、軸の断面積を従来よりも大きくすることかできるので、スプライン軸の剛性を高めることができる。
【００１３】
また、スプライン軸の断面形状をより円形に近づけることができるので、かかるスプライン軸の製作にあたっては、丸軸に対してボール転走溝及びその周辺のみを研削加工すれば足り、センタレス研削によって生産された熱処理済の安価な丸軸を利用しつつ、高精度に加工されたスプライン軸を製作することが可能となる。
【００１４】
また、ボール戻し孔がボールの負荷通路よりも半径方向の外側に位置しているので、これらボール戻し通路と負荷通路との位置関係はスプライン軸に対するボールの接触方向により近似したものとなり、負荷通路とボール戻し孔との間におけるボールの循環を円滑化することが可能となる。
【００１５】
また更に、ボールの無限循環路を構成する負荷通路、方向転換路及びボール戻し孔のうち、ボール戻し孔はインナプレートに貫通形成されると共に、方向転換路もエンドキャップによって形成されており、仮にこれらインナプレート及びエンドキャップを合成樹脂により製作すれば、負荷通路以外は総て合成樹脂によってボールの無限循環路が形成されていることになる。このため、ボールの循環の円滑化とも相まって、ボールの循環に伴って生じる騒音を低減化することができるものである。加えて、前後して走行するボールの間に合成樹脂製のスペーサを介装すれば、更なる騒音の低減化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用したボールスプライン装置の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すボールスプライン装置の正面断面図である。
【図３】スプラインナットの分解斜視図である。
【図４】スプライン軸の正面断面図である。
【図５】スプラインナットを構成するナット本体を示す正面図である。
【図６】スプラインナットを構成するインナプレートを示す図であり、分図（ａ）は平面図、分図（ｂ）は分図（ａ）のｂ矢視図、分図（ｃ）は分図（ａ）のｃ−ｃ線断面図、分図（ｄ）は位置決めフランジの詳細を示す拡大図、分図（ｅ）は分図（ｄ）のｅ−ｅ線断面図である。
【図７】スプラインナットを構成するエンドキャップを示す図であり、分図（ａ）は内側面を示す背面図、分図（ｂ）は側面図である。
【図８】エンドキャップの方向転換路とインナプレートのリターンピースの嵌合状態を示す分解図である。
【符号の説明】
【００１７】
１…スプライン軸、２…スプラインナット、３…ボール、４…ナット本体、５…インナプレート、６…エンドキャップ、１０ａ，１０ｂ…ボール転走溝（スプライン軸）、３０…無限循環路、３１…負荷通路、４１…負荷ベース部、４２ａ，４２ｂ…ボール転走溝（ナット本体）、４４…プレート収容部、５２…ボール戻し孔、５４…リターンピース、６１…方向転換路
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら本発明のボールスプライン装置を詳細に説明する。
【００１９】
図１及び図２は本発明を適用したボールスプライン装置の実施形態を示すものである。このボールスプラインは、長手方向に沿って複数条のボール転走面１０が形成されたスプライン軸１と、このスプライン軸１が貫通する中空孔を有して略円筒形状に形成されると共に多数のボール３を介して前記スプライン軸１に組付けられたスプラインナット２とから構成されている。前記スプラインナット２はボール３の無限循環路３０を複数備えており、前記スプライン軸１のボール転走面１０を転走したボール３がスプラインナット２に具備された無限循環路３０を循環することにより、かかるスプラインナット２がスプライン軸１に沿って自在に直線往復運動することが可能となっている。
【００２０】
図４に示すように、前記スプライン軸１は軸方向に垂直な断面が略円形状に形成されると共に、その外周面には長手方向に沿った６条のボール転走溝１０が形成されている。これらボール転走溝１０は２条のボール転走溝１０ａ，１０ｂが１組となって３組形成されており、３組のボール転走溝がスプライン軸１の周面を３等分するように設けられている。ボール転走溝１０ａとボール転走溝１０ｂはスプライン軸１の周面に対する形成方向が異なっており、ボール転走溝１０ａは軸の周面に対して右回り方向に傾斜して形成される一方、ボール転走溝１０ｂは左回り方向に傾斜して形成されている。また、１組となった２条のボール転走溝１０ａ，１０ｂの外側には、これらボール転走溝に隣接して平坦なボール逃げ面１１ａ，１１ｂが形成されている。このボール逃げ面１１ａ，１１ｂはスプラインナット２に具備されたボール無限循環路３０と該スプライン軸１が干渉するのを防止するために形成されている。
【００２１】
このようにボール転走溝１０ａ，１０ｂ及びボール逃げ面１１ａ，１１ｂが形成された結果として、スプライン軸１はその外周面にあたかも３条の突部１２が形成されたかのような断面形状をなしているが、互いに隣接するボール逃げ面１１ａ，１１ｂに挟まれた基準外径部１３と前記突部１２の外径は同一であり、突部１２が基準外径部１３よりも外側に突設されたものではない。従って、このスプライン軸１はその断面が極めて円形に近く、ボール転走溝１０ａ，１０ｂやボール逃げ面１１ａ，１１ｂを形成する際の削り代が小さいことから、丸軸の周面に対して前記ボール転走溝１０ａ，１０ｂ及びボール逃げ面１１ａ，１１ｂを直接研削加工して形成することができる。ボール転走溝１０ａ，１０ｂ及びボール逃げ面１１ａ，１１ｂの研削加工には総型砥石が用いられる。素材の丸軸としては、熱処理がなされセンタレス研削されたものを使用することができ、かかる丸軸に研削加工で直接ボール転走溝１０ａ，１０ｂを形成することから、極めて真直度に優れた高精度のスプライン軸１を製作することができるものである。
【００２２】
一方、前記スプラインナット２は、図３に示すように、中空孔４０を有して円筒状に形成された金属製のナット本体４と、このナット本体４の中空孔４０の内周面に装着される３枚の合成樹脂製インナプレート５と、前記ナット本体４の中空孔４０の両端部に嵌合する一対の合成樹脂製エンドキャップ６とから構成されている。このスプラインナット２の組立は、先ずは３枚のインナプレート５をナット本体４の中空孔４０の所定の位置に嵌め込み、この後に前記エンドキャップ６をナット本体４の両側から中空孔４０内に嵌合させて行われるが、エンドキャップ６を嵌合させた際にナット本体４、インナプレート５及びエンドキャップ６の三者間における位置決めがなされると共に、インナプレート５のナット本体４に対する固定がなされ、スプラインナット２の組立が完了するようになっている。
【００２３】
図５は前記ナット本体４を軸方向から観察した正面図である。このナット本体４の中空孔４０の内周面には３つの負荷ベース部４１が突出形成されており、これらの負荷ベース部４１はナット本体４の内周面を３等分する位置に設けられている。中空孔４０の中心に向けて突出した各負荷ベース部４１の先端面４２は緩やかな円弧状をなしており、この先端面４２にはスプライン軸１に形成された１組のボール転走溝１０ａ，１０ｂに対向するボール転走溝４２ａ，４２ｂが形成されている。スプライン軸１にスプラインナット２が組付けられた状態では、スプライン軸１のボール転走溝１０ａと負荷ベース部４１のボール転走溝４２ａとが、スプライン軸１のボール転走溝１０ｂと負荷ベース部４１のボール転走溝４２ｂとが夫々対向し、ボール３が荷重を負荷しながら転走する２条の負荷通路３１が形成されるようになっている。尚、図３から把握されるように、中空孔４０の軸方向の両端には前記エンドキャップ６を嵌合させるための一対の大内径部４３が形成されており、前記負荷ベース部４１はこれら大内径部４３の間においてのみ中空孔４０の内周面に形成されている。
【００２４】
また、前記中空孔４０の内周面において、互いに隣接する負荷ベース部４１の間には、前記インナプレート５を収容するためのプレート収容部４４が形成されている。一対の負荷ベース部４１に挟まれるようにして形成されたこのプレート収容部４４の深さｄはボール３の直径よりも深く設定されており、ボール直径ｄよりも厚く形成されたインナプレート５を前記プレート収容溝４４に嵌合させても、該インナプレート５とスプライン軸１との干渉を防止できるようになっている。尚、各プレート収容部４４にはナット本体４を貫通するようにして潤滑油の供給孔４５が開設されている。
【００２５】
更に、前記負荷ベース部４１の軸方向の両端面には、前記エンドキャップ６及びインナプレート５を位置決めするためのプレート基準孔４６が一対ずつ形成されている。これらのプレート基準孔４６は負荷ベース部４１の各ボール転走溝４２ａ，４２ｂの近傍に形成されており、各ボール転走溝４２ａ，４２ｂに対してインナプレート５及びエンドキャップ６を高精度で位置決めできるように配慮されている。
【００２６】
一方、図６は前記インナプレート５を示すものである。このインナプレート５は、前記ナット本体４のプレート収容溝４４に嵌合するプレート本体５０と、このプレート本体５０の軸方向の両端に設けられた位置決めフランジ５１とを具備している。図６（ｃ）に断面図を示すように、前記プレート本体５０はナット本体４のプレート収容部４４と略同一の断面形状に形成されており、このプレート本体５０には無限循環路３０の一部を構成するボール戻し孔５２が長手方向に沿って貫通形成されている。かかるボール戻し孔５２は、プレート収容溝４４の左右に隣接する負荷ベース部４１のボール転走溝４２ａ，４２ｂに対応し、２条が貫通形成されている。前述の如くプレート収容部４４の深さｄはボール３の直径よりも大きく形成されていることから、このようにボール戻し孔５２を貫通形成したプレート本体５０であっても、ナット本体４のプレート収容溝４４から突出することなく、かかるプレート収容溝４４内に収めることができるようになっている。
【００２７】
また、前記位置決めフランジ５１はプレート本体５０の左右両側からナット本体４の周方向に沿うようにして張り出しており、インナプレート５をナット本体４のプレート収容溝４４に嵌合させた際に、かかる位置決めフランジ５１がナット本体４の負荷ベース部４１の軸方向の両端面に重なるように構成されている。また、各位置決めフランジ５１には負荷ベース部４１のプレート基準孔４６に重なる位置決め孔５３が形成されており、これら孔４６，５３に対してエンドキャップ６側からピンを嵌合させることにより、インナプレート５がナット本体４の位置決め孔５３を基準としてプレート収容溝４４内で位置決めされるようになっている。
【００２８】
前記位置決めフランジ５１の端部にはボール３の負荷通路３１の入り口及び出口に対応した半円状の切欠き部５５が形成されており、更にこの切欠き部５５とボール戻し孔５２の間における位置決めフランジ５１の表面には半円状のリターンピース５４が突出している。このリターンピース５４は負荷通路３１とボール戻し孔５２との間で往来するボール３を誘導するものであり、その周面には断面が半円状に切り欠かれたボール案内溝５６が形成されている。
【００２９】
更に、このインナプレート５のプレート本体５０にはナット本体４の内周面と対向するようにして潤滑油の供給溝５７が形成されている。この供給溝５７はナット本体４に貫通形成された供給孔４５と重なった位置から四方に向けて伸びており、最終的にはプレート本体５０に形成されたボール戻し孔５２と連通している。従って、ナット本体４の外側から供給孔４５に対して潤滑油を注油すると、かかる潤滑油がインナプレート５の供給溝５７を経由してボール戻し孔５２に達し、ボール戻し孔５２を転走するボール３に潤滑油が供給されることになる。
【００３０】
この実施例において、前記インナプレート５は合成樹脂製であるが、アルミ合金を用いて形成しても良い。合成樹脂製のインナプレート５の場合、前記ボール戻し孔５２はドリル加工により形成され、アルミ合金製のインナプレート５の場合、前記ボール戻し孔５２はドリル加工やワイヤーカット加工により形成される。
【００３１】
一方、インナプレート５がスプライン軸１の軸方向沿って長尺化すると、ドリル先端部の振れや、ワイヤーの撓み等に伴う加工誤差が無視できない大きさとなる。従って、インナプレート５の大きさによっては、図６（ａ）中に破線ｐで示す位置において、かかるインナプレート５を一対の半体に２分割して製作するのが好ましい。このように２分割にされた一対の半体を組み合わせてインナプレート５を製作すれば、インナプレート５が長尺化した場合であっても、これを精度良く形成することができる。また、四方に延びる潤滑油の供給溝５７の中央と分割面ｐを合致させているので、かかる供給溝５７がインナプレート５を構成する一対の半体の合わせ目を示すマークとして機能し、インナプレート５の組み立て間違いを防止することが可能となる。
【００３２】
次に、図７は前記ナット本体４の軸方向の両端に形成された大内径部４３に嵌合するエンドキャップ６を示すものである。このエンドキャップ６は前記スプライン軸１が僅かな隙間を介して貫通する中空孔６０を有してリング状に形成されており、ナット本体４の中空孔４０に面した内側面には前記負荷通路３１とインナプレート５のボール戻し孔５２とを連結する方向転換路６１が形成されている。この方向転換路６１は、図８に示すように、その断面が略Ｕ字状に形成されており、前記インナプレート５の位置決めフランジ５１に突出形成したリターンピース５４が嵌合するように構成されている。
【００３３】
そして、エンドキャップ６をナット本体４の大内径部４３に嵌合させると、前記リターンピース５４が方向転換路６１に嵌合して、ボール３の直径よりも僅かに大きな内径の通路、すなわちＵ字状の方向転換路６１が完成し、この方向転換路６１によってボール３の負荷通路３１とボール戻し孔５２とが連通連結される。つまり、ナット本体４に対して前記インナプレート５及びエンドキャップ６を装着することにより、ボール３が循環する無限循環路３０が完成するようになっている。
【００３４】
また、前記エンドキャップ６にはナット本体４の負荷ベース部４１に形成されたプレート基準孔４６に嵌合するスタッド６２が立設されている。このスタッド６２はインナプレート５の位置決めフランジ５１に形成された位置決め孔５３を貫通して、前記プレート基準孔４６に嵌合するように構成されている。すなわち、エンドキャップ６のスタッド６２をナット本体４のプレート基準孔４６に嵌合させることによって、エンドキャップ６の方向転換路６１、インナプレート５のボール戻し孔５２、ナット本体４のボール転走溝４２ａ，４２ｂの三者間の位置決めが同時に行われるようになっており、これによって負荷通路→方向転換路→ボール戻し孔→方向転換路→負荷通路の間断のない連続性が確保され、無限循環路３０内におけるボール３の円滑な循環が達成されるようになっている。
【００３５】
更に、図２に示すボールスプライン装置の断面図から明らかなように、前記方向転換路６１はボール３の負荷通路３１とボール戻し孔５２を最短距離で連結しており、換言すれば方向転換路６１は負荷通路３１とボール戻し孔５２とを含む特定平面内に位置しており、例えば負荷通路３１から方向転換路６１内に導入したボール３を転走方向を変化させることなくそのままボール戻し通路５２へ送り込むように構成されている。このため、無限循環路３０内におけるボール３の循環に対して作用する抵抗を小さく抑えることができ、この点においてもボール３の循環の円滑化が図られている。
【００３６】
ボールはこのようにして構成された無限循環路３０の内部に配列されるのだが、無限循環路３０内を前後して転走するボール３の間には合成樹脂製のスペーサ３２が介装されている。各スペーサは直径がボール３の直径よりも小さな略円盤状に形成されると共に、その表裏両面にはボール３の球面に略合致した凹球面が形成されており、各ボール３はこのスペーサの凹球面と摺接しながらボール転走溝を転走する。このように互いに隣接するボール３の間にスペーサを介装したことにより、ボール同士の接触が防止されると共にボールの表面に潤滑油膜が形成され易くなり、無限循環路３０内におけるボール３の循環が円滑化して、スプライン軸に対するスプラインナットの移動に対して作用する抵抗の変動を可及的に小さくすることができる。
【００３７】
また、ボールの無限循環路は該ボールが荷重を負荷しながら転走する負荷通路以外、すなわちボール戻し孔と方向転換路は合成樹脂製のインナプレート及びエンドキャップによって形成されており、しかもボールの間には前述のように合成樹脂製スペーサが介装されているので、ボールが無負荷状態で転走する際に金属接触が生じることはなく、ボールの循環によって生じる騒音を低減化することができる他、金属摩耗による発塵を低減化することが可能となるものである。これにより本発明のボールスプライン装置は、例えばクリーンルーム等の密閉された環境下における計測機器や各種自動組立器への使用や、医療機器等への使用に適したものとなっている。
【００３８】
そして、以上のように構成された本発明のボールスプライン装置によれば、ボール戻し孔５２はスプライン軸１の半径方向に関してボール３の負荷通路３１よりも外側に位置しており、かかるボール戻し孔５２の形成位置はスプライン軸１の外径と干渉する位置にない。これにより、スプライン軸１はその断面を円形状に近くなるように形成することができるので、軸の断面積を従来よりも大きくすることかでき、スプライン軸１の剛性を高めることが可能となる。
【００３９】
また、前述したように、スプライン軸１の断面形状をより円形に近づけることができるので、かかるスプライン軸１の製作にあたっては、丸軸に対してボール転走溝１０ａ，１０ｂ及びその周辺のみを研削加工すれば足り、センタレス研削によって生産された安価な丸軸を利用しつつ、真直度に優れ、しかもボール転走溝１０ａ，１０ｂが高精度に加工されたスプライン軸を得ることができる。
【００４０】
更に、ボール戻し孔５２がボール３の負荷通路３１よりも半径方向外側に位置しているので、これらボール戻し孔５２と負荷通路との位置関係はスプライン軸１に対するボール３の接触方向により近似したものとなり、負荷通路３１とボール戻し孔５２との間におけるボール３の循環を円滑化することが可能となる。【Technical field】
[0001]
The present invention is a combination of a spline shaft and a spline nut that are relatively linearly movable through a large number of balls, and is used for a linear guide portion in a machine tool or various industrial machines, a torque transmission portion in an industrial robot, or the like. The present invention relates to a ball spline device.
[Background]
[0002]
Conventionally, as this type of ball spline device, those disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-179414 and Japanese Patent Laid-Open No. 58-137616 are known. These ball spline devices include a spline shaft provided with a plurality of ball rolling grooves extending along the longitudinal direction, and assembled to the spline shaft via a large number of balls, and an infinite circulation path for the balls. The spline nut is configured such that the spline nut can freely move along the longitudinal direction of the spline shaft as the ball is infinitely circulated.
[0003]
Further, the ball infinite circulation path provided in the spline nut includes a load path in which the ball rolls while applying a load acting between the spline nut and the spline shaft, and a ball return formed in parallel with the load path. It is comprised from the channel | path and the U-shaped direction change path which connects these load channel | paths and a ball | bowl return channel | path. And the infinite circulation path of a ball | bowl is comprised by arrange | positioning the said direction change path in the both ends of a load channel | path and a ball | bowl return channel | path.
[0004]
When the ball return passage is formed through the spline nut itself, the spline nut tends to be thick and large in diameter, and when the ball diameter is small, the diameter of the ball return hole also becomes small. It is difficult to form the return hole directly through the spline nut. For this reason, in the ball spline device shown in the above-mentioned document, a cage made of a synthetic resin is interposed in the gap between the inner peripheral surface of the spline nut formed in a cylindrical shape and the spline shaft that passes through the inner circumferential surface. And the spline nut cooperated to form a ball return passage and a direction change passage.
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 61-179414
[Patent Document 2]
JP 59-155617 A
[Patent Document 3]
JP 58-137616 A
[0005]
However, in the conventional ball spline device disclosed in these documents, the distance from the axis of the spline shaft to the load path of the ball is substantially the same as the distance from the axis to the ball return path. The cross-sectional shape perpendicular to the axial direction was complicated. That is, when the ball spline device is observed from the axial direction, the load passage and the ball return passage are arranged in the circumferential direction with respect to the axis of the spline shaft, so that the cage is disposed between the spline shaft and the spline nut. Therefore, it is necessary to cut the peripheral surface of the spline shaft to provide a storage space for the holding machine. Therefore, the conventional spline shaft has protrusions along the longitudinal direction at three locations in the circumferential direction. Ball rolling grooves were formed on both sides of the ridge.
[0006]
However, since the spline shaft having such a shape has a smaller cross-sectional area than a round shaft having the same maximum outer diameter, the rigidity to the radial load must be small. In addition, if a spline shaft having such a shape is formed from a round shaft, the machining allowance increases. Conventionally, the shape of the spline shaft is adjusted by drawing, followed by heat treatment such as carburizing and quenching, and then ball rolling. Although grinding of the running surface was performed, it was necessary to correct the bending distortion of the spline shaft caused by heat treatment, and the production cost increased due to the increase in the machining process, and management to maintain a constant machining accuracy was also required I had to be complicated.
[0007]
In addition, the contact direction of the ball and spline shaft in the load passage stands up greatly with respect to the circumferential direction of the spline shaft, and the ball rolling in the ball rolling groove of the spline shaft is smoothly crazed into the direction change path. If the ball is to be lifted and guided to the ball return hole, the positional relationship between the ball return hole and the load passage is preferably approximate to the contact direction. However, in the conventional ball spline device described above, since the load passage and the ball return hole are arranged in the circumferential direction of the spline shaft, the direction change path guides the ball along the circumferential direction of the spline shaft, The rotation direction of the ball had to change suddenly at the connection between the passage and the direction change path. For this reason, the behavior of the ball in the direction change path is not stable. For example, when the spline shaft is used in a vertical position, the ball is likely to be clogged in the direction change path, and the movement resistance of the spline nut with respect to the spline shaft is reduced. There was a phenomenon that it was easy to fluctuate.
[0008]
Further, in the conventional ball spline device, the direction change path and the ball return hole are formed by the cooperation of the synthetic resin cage and the metal spline nut, so that the unloaded ball is in the direction change path and the ball. When the return hole rolls, the metal ball and the spline nut come into contact with each other to generate noise. In particular, an irritating high-frequency sound is generated under the use condition in which the spline nut reciprocates at high speed. For this reason, there also existed a problem that it was not suitable for the use in airtight space, such as a clean room, and the use for medical equipment.
[Means for Solving the Problems]
[0009]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to increase the rigidity of the spline shaft without increasing the diameter of the spline nut and to reduce the cost of the spline shaft. A ball spline device that can be produced with high accuracy and that can reduce fluctuations in the movement resistance of the spline nut as much as possible by facilitating the circulation of the ball in the infinite circulation path. It is to provide.
[0010]
Another object of the present invention is to suppress the generation of noise when a ball rolls in an infinite circulation path at high speed, and is suitable for use in a sealed space such as a clean room or for medical equipment. Another object is to provide a ball spline device.
[0011]
In order to achieve the above object, a ball spline device according to the present invention is assembled to a spline shaft in which a plurality of ball rolling grooves are formed along the axial direction and a large number of balls circulating infinitely. And a spline nut that can reciprocate along the spline shaft. The spline nut is assembled to a metal cylindrical nut body and an inner peripheral surface of the nut body, and the ball infinite circulation is performed. A plurality of inner plates that constitute a part of the path, and synthetic resin end caps that are attached to both ends of the nut body in the axial direction and form an infinite circulation path of the ball together with the inner plate. . A load base portion projects from the inner peripheral surface of the nut body so as to equally divide the inner peripheral surface in the circumferential direction, and a plate storage for storing the inner plate between the load base portions. In addition, a ball rolling groove that forms a load path for the ball is formed in the load base portion so as to face the ball rolling groove of the spline shaft, and the inner plate is parallel to the ball rolling groove. A ball return hole is formed through the end cap, and a U-shaped direction change path is formed in the end cap to complete the infinite circulation path of the ball by connecting the load path and the ball return hole of the inner plate.
[0012]
According to such technical means, the load base portion is formed to project on the inner peripheral surface of the nut body, while the inner plate accommodating portion is formed between the load base portions adjacent to each other. Further, a ball rolling groove in which the ball rolls is formed in the load base portion, while a ball return hole is formed through the inner plate. For this reason, the ball return hole is located outside the load path of the ball in the radial direction of the spline shaft, and the formation position of the ball return hole is not at a position where it interferes with the outer diameter of the spline shaft. Accordingly, the spline shaft can be formed so that its cross section is close to a circular shape, and the cross-sectional area of the shaft can be made larger than before, so that the rigidity of the spline shaft can be increased.
[0013]
Moreover, since the cross-sectional shape of the spline shaft can be made closer to a circle, it is sufficient to grind only the ball rolling groove and its periphery with respect to the round shaft, and the spline shaft is produced by centerless grinding. In addition, it is possible to manufacture a spline shaft processed with high accuracy while using an inexpensive round shaft that has been heat-treated.
[0014]
In addition, since the ball return hole is located radially outside the ball load passage, the positional relationship between the ball return passage and the load passage is approximated by the ball contact direction with respect to the spline shaft. And the ball return hole can be smoothly circulated.
[0015]
Furthermore, among the load passage, direction changing path, and ball return hole that constitute the infinite circulation path of the ball, the ball return hole is formed through the inner plate, and the direction changing path is also formed by the end cap. If these inner plates and end caps are made of synthetic resin, the endless circulation path of the ball is formed of synthetic resin except for the load passage. For this reason, coupled with smooth circulation of the ball, it is possible to reduce the noise caused by the circulation of the ball. In addition, if a synthetic resin spacer is interposed between the balls traveling back and forth, the noise can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
[0016]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a ball spline device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a front sectional view of the ball spline device shown in FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a spline nut.
FIG. 4 is a front sectional view of a spline shaft.
FIG. 5 is a front view showing a nut body constituting the spline nut.
FIG. 6 is a view showing an inner plate constituting a spline nut, wherein a partial view (a) is a plan view, a partial view (b) is a view taken from an arrow b in the partial view (a), and a partial view (c) is a partial view. FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line cc of FIG. 1A, a partial view (d) is an enlarged view showing details of the positioning flange, and a partial view (e) is a cross-sectional view taken along the line ee of the partial view (d).
7A and 7B are diagrams showing an end cap constituting a spline nut, wherein a partial view (a) is a rear view showing an inner surface, and a partial view (b) is a side view.
FIG. 8 is an exploded view showing a fitting state of the direction change path of the end cap and the return piece of the inner plate.
[Explanation of symbols]
[0017]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spline shaft, 2 ... Spline nut, 3 ... Ball, 4 ... Nut main body, 5 ... Inner plate, 6 ... End cap, 10a, 10b ... Ball rolling groove (spline shaft), 30 ... Infinite circuit, 31 ... Load passage, 41 ... load base, 42a, 42b ... ball rolling groove (nut body), 44 ... plate accommodating portion, 52 ... ball return hole, 54 ... return piece, 61 ... direction change path
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0018]
Hereinafter, a ball spline device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0019]
1 and 2 show an embodiment of a ball spline device to which the present invention is applied. The ball spline is formed in a substantially cylindrical shape having a spline shaft 1 in which a plurality of ball rolling surfaces 10 are formed along the longitudinal direction and a hollow hole through which the spline shaft 1 passes. The spline nut 2 is assembled to the spline shaft 1 via a ball 3. The spline nut 2 includes a plurality of infinite circulation paths 30 for the balls 3, and the balls 3 rolling on the ball rolling surface 10 of the spline shaft 1 circulate in the infinite circulation path 30 provided in the spline nut 2. Thus, the spline nut 2 can freely reciprocate linearly along the spline shaft 1.
[0020]
As shown in FIG. 4, the spline shaft 1 has a substantially circular cross section perpendicular to the axial direction, and six ball rolling grooves 10 along the longitudinal direction are formed on the outer peripheral surface thereof. Yes. These ball rolling grooves 10 are formed as two sets of two ball rolling grooves 10a and 10b, and three sets of ball rolling grooves divide the peripheral surface of the spline shaft 1 into three equal parts. Is provided. The ball rolling groove 10a and the ball rolling groove 10b are formed in different directions with respect to the circumferential surface of the spline shaft 1, and the ball rolling groove 10a is formed to be inclined clockwise with respect to the circumferential surface of the shaft. The ball rolling groove 10b is formed to be inclined in the counterclockwise direction. Further, flat ball flank surfaces 11a and 11b are formed on the outer sides of the two ball rolling grooves 10a and 10b that form one set, adjacent to these ball rolling grooves. The ball clearance surfaces 11a and 11b are formed to prevent the spline shaft 1 from interfering with the ball infinite circulation path 30 provided in the spline nut 2.
[0021]
As a result of the formation of the ball rolling grooves 10a and 10b and the ball relief surfaces 11a and 11b as described above, the spline shaft 1 has a cross-sectional shape as if three protrusions 12 were formed on the outer peripheral surface thereof. However, the outer diameters of the reference outer diameter portion 13 and the protrusion 12 sandwiched between the ball flank surfaces 11 a and 11 b adjacent to each other are the same, and the protrusion 12 protrudes outward from the reference outer diameter portion 13. Not a thing. Accordingly, the spline shaft 1 has a cross section that is very circular, and the machining allowance when forming the ball rolling grooves 10a and 10b and the ball escape surfaces 11a and 11b is small. The ball rolling grooves 10a and 10b and the ball relief surfaces 11a and 11b can be formed by direct grinding. A general-purpose grindstone is used for grinding the ball rolling grooves 10a and 10b and the ball flank surfaces 11a and 11b. As the round shaft of the material, heat treated and centerless ground can be used, and since the ball rolling grooves 10a and 10b are directly formed on the round shaft by grinding, a highly excellent high straightness is achieved. An accurate spline shaft 1 can be manufactured.
[0022]
On the other hand, as shown in FIG. 3, the spline nut 2 is mounted on a metal nut body 4 having a hollow hole 40 and formed in a cylindrical shape, and an inner peripheral surface of the hollow hole 40 of the nut body 4. 3 synthetic resin inner plates 5 and a pair of synthetic resin end caps 6 fitted to both ends of the hollow hole 40 of the nut body 4. The spline nut 2 is assembled by first fitting the three inner plates 5 into predetermined positions of the hollow hole 40 of the nut body 4, and then fitting the end cap 6 into the hollow hole 40 from both sides of the nut body 4. However, when the end cap 6 is fitted, the nut body 4, the inner plate 5 and the end cap 6 are positioned among the three, and the inner plate 5 is fixed to the nut body 4. The assembly of the spline nut 2 is completed.
[0023]
FIG. 5 is a front view of the nut body 4 observed from the axial direction. Three load base portions 41 project from the inner peripheral surface of the hollow hole 40 of the nut body 4, and these load base portions 41 are provided at positions that divide the inner peripheral surface of the nut body 4 into three equal parts. ing. The tip surface 42 of each load base portion 41 protruding toward the center of the hollow hole 40 has a gentle arc shape, and a set of ball rolling grooves 10 a formed on the spline shaft 1 is formed on the tip surface 42. , 10b, ball rolling grooves 42a, 42b are formed. In a state where the spline nut 2 is assembled to the spline shaft 1, the ball rolling groove 10a of the spline shaft 1 and the ball rolling groove 42a of the load base portion 41 are connected to the ball rolling groove 10b of the spline shaft 1 and the load base. The ball rolling grooves 42b of the portion 41 face each other, and two load passages 31 are formed in which the balls 3 roll while applying a load. As can be understood from FIG. 3, a pair of large inner diameter portions 43 for fitting the end cap 6 are formed at both ends of the hollow hole 40 in the axial direction. It is formed on the inner peripheral surface of the hollow hole 40 only between the large inner diameter portions 43.
[0024]
In addition, a plate accommodating portion 44 for accommodating the inner plate 5 is formed between the adjacent load base portions 41 on the inner peripheral surface of the hollow hole 40. The depth d of the plate accommodating portion 44 formed so as to be sandwiched between the pair of load base portions 41 is set deeper than the diameter of the ball 3, and the inner plate 5 formed thicker than the ball diameter d is used. Even when fitted into the plate receiving groove 44, interference between the inner plate 5 and the spline shaft 1 can be prevented. Each plate accommodating portion 44 is provided with a lubricating oil supply hole 45 so as to penetrate the nut body 4.
[0025]
Further, a pair of plate reference holes 46 for positioning the end cap 6 and the inner plate 5 are formed on both end surfaces of the load base portion 41 in the axial direction. These plate reference holes 46 are formed in the vicinity of the ball rolling grooves 42a and 42b of the load base 41, and the inner plate 5 and the end cap 6 are placed with high accuracy with respect to the ball rolling grooves 42a and 42b. Consideration is given to enable positioning.
[0026]
On the other hand, FIG. 6 shows the inner plate 5. The inner plate 5 includes a plate body 50 that fits into the plate housing groove 44 of the nut body 4 and positioning flanges 51 provided at both ends of the plate body 50 in the axial direction. As shown in the cross-sectional view of FIG. 6C, the plate body 50 is formed in substantially the same cross-sectional shape as the plate housing portion 44 of the nut body 4. A ball return hole 52 constituting the portion is formed penetrating along the longitudinal direction. The ball return hole 52 corresponds to the ball rolling grooves 42 a and 42 b of the load base portion 41 adjacent to the left and right of the plate receiving groove 44, and two ridges are formed through the ball return hole 52. Since the depth d of the plate accommodating portion 44 is formed larger than the diameter of the ball 3 as described above, even if the plate main body 50 is formed through the ball return hole 52 as described above, the plate of the nut main body 4 is used. It can be accommodated in the plate accommodation groove 44 without protruding from the accommodation groove 44.
[0027]
The positioning flange 51 extends from the left and right sides of the plate main body 50 along the circumferential direction of the nut main body 4, and is applied when the inner plate 5 is fitted in the plate receiving groove 44 of the nut main body 4. The positioning flange 51 is configured to overlap both end faces in the axial direction of the load base portion 41 of the nut body 4. Each positioning flange 51 is formed with a positioning hole 53 that overlaps with the plate reference hole 46 of the load base 41. By fitting a pin into the holes 46, 53 from the end cap 6 side, The plate 5 is positioned in the plate receiving groove 44 with reference to the positioning hole 53 of the nut body 4.
[0028]
A semicircular cutout 55 corresponding to the entrance and exit of the load passage 31 of the ball 3 is formed at the end of the positioning flange 51, and further between the cutout 55 and the ball return hole 52. A semicircular return piece 54 protrudes from the surface of the positioning flange 51. The return piece 54 guides the ball 3 traveling between the load passage 31 and the ball return hole 52, and a ball guide groove 56 having a semicircular cross section is formed on the peripheral surface thereof. ing.
[0029]
Further, a lubricating oil supply groove 57 is formed in the plate body 50 of the inner plate 5 so as to face the inner peripheral surface of the nut body 4. The supply groove 57 extends in four directions from a position overlapping the supply hole 45 formed through the nut body 4 and finally communicates with a ball return hole 52 formed in the plate body 50. Accordingly, when lubricating oil is injected into the supply hole 45 from the outside of the nut body 4, the lubricating oil reaches the ball return hole 52 via the supply groove 57 of the inner plate 5 and rolls through the ball return hole 52. Lubricating oil is supplied to the balls 3.
[0030]
In this embodiment, the inner plate 5 is made of synthetic resin, but may be formed using an aluminum alloy. In the case of the synthetic resin inner plate 5, the ball return hole 52 is formed by drilling, and in the case of the aluminum alloy inner plate 5, the ball return hole 52 is formed by drilling or wire cutting.
[0031]
On the other hand, when the inner plate 5 is elongated along the axial direction of the spline shaft 1, the machining error due to the deflection of the drill tip, the bending of the wire, and the like cannot be ignored. Therefore, depending on the size of the inner plate 5, it is preferable to manufacture the inner plate 5 by dividing it into a pair of halves at a position indicated by a broken line p in FIG. If the inner plate 5 is manufactured by combining the pair of halves thus divided, the inner plate 5 can be formed with high accuracy even when the inner plate 5 is elongated. In addition, since the center of the supply groove 57 for the lubricating oil extending in all directions and the dividing surface p are matched, the supply groove 57 functions as a mark indicating the joint between the pair of halves constituting the inner plate 5. It becomes possible to prevent an assembly error of the plate 5.
[0032]
Next, FIG. 7 shows the end cap 6 fitted to the large inner diameter portions 43 formed at both ends of the nut body 4 in the axial direction. The end cap 6 is formed in a ring shape having a hollow hole 60 through which the spline shaft 1 passes through a slight gap, and the inner surface of the nut body 4 facing the hollow hole 40 is provided with the load passage. A direction changing path 61 is formed to connect 31 and the ball return hole 52 of the inner plate 5. As shown in FIG. 8, the direction changing path 61 has a substantially U-shaped cross section, and is configured to fit a return piece 54 that protrudes from the positioning flange 51 of the inner plate 5. ing.
[0033]
When the end cap 6 is fitted to the large inner diameter portion 43 of the nut body 4, the return piece 54 is fitted to the direction changing path 61, that is, a path having an inner diameter slightly larger than the diameter of the ball 3, that is, U A character-shaped direction change path 61 is completed, and the load path 31 of the ball 3 and the ball return hole 52 are connected to each other by the direction change path 61. That is, by attaching the inner plate 5 and the end cap 6 to the nut body 4, the infinite circulation path 30 through which the ball 3 circulates is completed.
[0034]
The end cap 6 is provided with a stud 62 that fits into a plate reference hole 46 formed in the load base portion 41 of the nut body 4. The stud 62 is configured to pass through a positioning hole 53 formed in the positioning flange 51 of the inner plate 5 and fit into the plate reference hole 46. That is, by fitting the stud 62 of the end cap 6 into the plate reference hole 46 of the nut body 4, the direction changing path 61 of the end cap 6, the ball return hole 52 of the inner plate 5, and the ball rolling groove of the nut body 4. Positioning between the three members 42a and 42b is performed at the same time, thereby ensuring uninterrupted continuity of the load path → direction changing path → ball return hole → direction changing path → load path. A smooth circulation of the balls 3 in the path 30 is achieved.
[0035]
Further, as is apparent from the cross-sectional view of the ball spline device shown in FIG. 2, the direction changing path 61 connects the load path 31 of the ball 3 and the ball return hole 52 with the shortest distance, in other words, the direction changing path. 61 is located in a specific plane including the load passage 31 and the ball return hole 52. For example, the ball 3 introduced from the load passage 31 into the direction change passage 61 is directly changed into the ball return passage without changing the rolling direction. 52. For this reason, the resistance which acts on the circulation of the ball 3 in the infinite circulation path 30 can be kept small, and also in this respect, the circulation of the ball 3 is facilitated.
[0036]
The balls are arranged inside the endless circulation path 30 configured in this way, but a synthetic resin spacer 32 is interposed between the balls 3 rolling back and forth within the endless circulation path 30. ing. Each spacer is formed in a substantially disk shape whose diameter is smaller than the diameter of the ball 3, and concave and spherical surfaces that substantially match the spherical surface of the ball 3 are formed on both front and back surfaces. Roll on the ball rolling groove while sliding on the spherical surface. Since the spacers are interposed between the adjacent balls 3 in this way, the balls are prevented from contacting each other and a lubricating oil film is easily formed on the surface of the balls. As a result, the variation in resistance acting on the movement of the spline nut relative to the spline shaft can be reduced as much as possible.
[0037]
In addition, the infinite circulation path of the ball is other than the load path where the ball rolls while applying a load, that is, the ball return hole and the direction change path are formed by an inner plate and an end cap made of synthetic resin, Since a synthetic resin spacer is interposed between them as described above, metal contact does not occur when the ball rolls in an unloaded state, and noise generated by the circulation of the ball can be reduced. In addition, it is possible to reduce dust generation due to metal wear. As a result, the ball spline device of the present invention is suitable for use in measuring instruments and various automatic assemblies in a sealed environment such as a clean room, and for use in medical equipment.
[0038]
According to the ball spline device of the present invention configured as described above, the ball return hole 52 is located outside the load passage 31 of the ball 3 with respect to the radial direction of the spline shaft 1 and the ball return hole. The formation position of 52 is not at a position where it interferes with the outer diameter of the spline shaft 1. Thereby, since the cross section of the spline shaft 1 can be formed to have a circular shape, the cross sectional area of the shaft can be made larger than that of the conventional one, and the rigidity of the spline shaft 1 can be increased. .
[0039]
Further, as described above, since the cross-sectional shape of the spline shaft 1 can be made closer to a circle, when manufacturing the spline shaft 1, only the ball rolling grooves 10a and 10b and the periphery thereof are ground with respect to the round shaft. It is sufficient if it is processed, and it is possible to obtain a spline shaft that is excellent in straightness and ball rolling grooves 10a and 10b are processed with high accuracy while using an inexpensive round shaft produced by centerless grinding.
[0040]
Further, since the ball return hole 52 is located radially outside the load passage 31 of the ball 3, the positional relationship between the ball return hole 52 and the load passage is approximated by the contact direction of the ball 3 with respect to the spline shaft 1. Thus, the circulation of the ball 3 between the load passage 31 and the ball return hole 52 can be facilitated.

Claims

軸方向に沿って複数のボール転走溝が形成されたスプライン軸と、無限循環する多数のボールを介してこのスプライン軸に組付けられ、前記スプライン軸に沿って往復運動自在なスプラインナットとから構成され、更に、A spline shaft in which a plurality of ball rolling grooves are formed along the axial direction, and a spline nut assembled to the spline shaft through a number of balls circulating infinitely and freely reciprocating along the spline shaft. Configured, and
前記スプラインナットは、The spline nut is
円筒状に形成されると共にその内周面には前記スプライン軸のボール転走溝に対向してボールの負荷通路を構成するボール転走溝が形成された金属製のナット本体と、A metal nut main body formed with a ball rolling groove that is formed in a cylindrical shape and forms a load path of the ball facing the ball rolling groove of the spline shaft on the inner peripheral surface thereof;
このナット本体の内周面に組付けられると共に前記ボール転走溝と平行にボール戻し孔が形成された複数のインナプレートと、A plurality of inner plates assembled to the inner peripheral surface of the nut body and having a ball return hole formed in parallel with the ball rolling groove;
前記ナット本体の軸方向の両端に装着され、前記負荷通路とインナプレートのボール戻し孔とを連結してボールの無限循環路を完成させるＵ字状の方向転換路が形成されたエンドキャップと、End caps mounted on both ends of the nut body in the axial direction, and formed with a U-shaped direction change path that connects the load path and the ball return hole of the inner plate to complete an infinite circulation path of the ball;
から構成されるボールスプライン装置において、In the ball spline device composed of
前記ナット本体の内周面には、該内周面を周方向に均等に分断する負荷ベース部が突出形成されると共に、これら負荷ベース部の間には前記インナプレートを収容するプレート収容部が形成され、A load base portion that equally divides the inner peripheral surface in the circumferential direction protrudes from the inner peripheral surface of the nut body, and a plate storage portion that stores the inner plate is interposed between the load base portions. Formed,
前記負荷ベース部の両端面にはプレート基準孔が形成される一方、前記インナプレートの軸方向の両端には前記負荷ベース部の前後両端面に重なり合う位置決めフランジが形成され、前記エンドキャップにはインナプレートの位置決めフランジを貫通して負荷ベース部のプレート基準孔に嵌合するスタッドが形成され、Plate reference holes are formed on both end surfaces of the load base portion, and positioning flanges are formed on both end portions of the inner plate in the axial direction so as to overlap the front and rear end surfaces of the load base portion. A stud is formed through the positioning flange of the plate and fitted into the plate reference hole of the load base.
前記スプライン軸は一定外径の円筒状に形成されると共に、その外周面の一部を切り欠いて前記ボール転走溝及び各ボール転走溝に隣接した平坦なボール逃げ面が形成され、The spline shaft is formed in a cylindrical shape with a constant outer diameter, and a part of the outer peripheral surface is cut out to form the ball rolling groove and a flat ball relief surface adjacent to each ball rolling groove,
前記方向転換路は前記スプライン軸のボール逃げ面と隣接して前記負荷通路とボール戻し孔とを含む特定平面内に位置していることを特徴とするボールスプライン装置。The ball spline device, wherein the direction change path is located in a specific plane including the load passage and the ball return hole adjacent to the ball clearance surface of the spline shaft.

前記インナプレートの位置決めフランジには、前記方向転換路の内周側案内面を形成するリターンピースが突出していることを特徴とする請求項１記載のボールスプライン装置。The ball spline device according to claim 1, wherein a return piece that forms an inner peripheral side guide surface of the direction changing path protrudes from the positioning flange of the inner plate.

前記インナプレート及びエンドキャップは合成樹脂製であることを特徴とする請求項１記載のボールスプライン装置。2. The ball spline device according to claim 1, wherein the inner plate and the end cap are made of synthetic resin.

無限循環路内を前後して転走するボールの間には合成樹脂製のスペーサが介装されていることを特徴とする請求項１記載のボールスプライン装置。2. The ball spline device according to claim 1, wherein a synthetic resin spacer is interposed between the balls rolling back and forth in the endless circulation path.