JP7151180B2 - こま式ボールねじ - Google Patents
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Description
図21に示すボールネジは、内部循環方式の一例であって、螺旋溝1aを有するボールねじ軸1と、ねじ溝2aを有するナット2と、複数のボール3と、こま部材4とを備えて構成されている。こま部材4は、ナット2に設けられたこま部材嵌合用の開口にナット内径側から嵌合されている。
こま部材4は、ナット2のねじ溝2aの隣り合う1周分同士を連結する連結溝8を有する。ナット2のねじ溝2aは、連結溝8で連結されることで、1周の連続した周回経路が形成される。この連結溝8は、図22(A)に示すようにS字形状に形成されている。
このこま部材4は、図22(B)ナット2のねじ溝2aに係合して、こま部材4をナット本体2bに対して軸方向に位置決めする一対のアーム状の係合部9,9を有する。これら係合部9、9は、略円柱状に形成され、こま部材4の内径側において、ナット2の円周方向の互いに逆方向に、ナット2のねじ溝2aに沿う円弧状に延びて設けられる。この係合部9、9は、ナット2のねじ溝2aの円弧に沿った曲率で形成されており、こま部材4の抜け止めとして機能する。
(1) 外周面に螺旋状の外ねじ溝が形成されたねじ軸と、該ねじ軸に外嵌され内周面に螺旋状の内ねじ溝を有するナットと、前記外ねじ溝と前記内ねじ溝との間に形成された軌道路に転動可能に配置された複数の転動体と、前記ナットに装着されて前記内ねじ溝同士を連結するこま部材と、を備えるこま式ボールねじであって、
前記こま部材は、前記内ねじ溝を連結する戻し溝が形成されたこま本体と、前記こま本体に設けられ、前記ナットの円周方向の互いに逆方向に延びて前記ナットの内ねじ溝に係合する一対の係合部と、を有し、
前記こま本体と前記係合部との接合部がフィレット形状にされているこま式ボールねじ。
図1は本実施形態に係るこま式ボールねじの構成を説明する斜視図である。図2はこま式ボールねじを構成するナットの軸方向に沿う断面図である。図3はこま式ボールねじを構成するナットの側面図である。
図4は第1構成例のこま部材のナット径方向外側から見た平面図である。図5はこま部材を示す図であって、(A)はナット径方向外側から見た斜視図、(B)はナット径方向内側から見た斜視図である。
図12に示すように、こま部材19は、ナット15の径方向平面視において、係合部43とこま本体41とが、それぞれ長手方向を交差して接合されたV字接合部67を有している。このV字接合部67では、ナット15の円周方向に直交する方向へ突出する突き出し部65に、R形状の切り欠き69が設けられている。この切り欠き69は、半径0.5mm以上のR形状に形成するのが望ましい。
(変形例1)
図13は変形例1に係るこま部材の平面図である。
図13に示すように、変形例1では、突き出し部65をV字接合部67だけに設けている。この変形例1においても、少なくともV字接合部67に設けた突き出し部65によって、こま部材19に付与される径方向荷重を分散させることができる。また、V字接合部67だけに突き出し部65を設けることで、係合部43の周囲の全体に突き出し部65を設ける場合と比べて製造工数の削減が図れ、容易に加工できる。
図14は変形例2に係るこま部材の一部の平面図である。
図14に示すように、変形例2では、突き出し部65を設けず、こま本体41と係合部43との接合部61におけるV字接合部67にR形状の円弧部71を形成している。この変形例2によれば、V字接合部67における応力集中を回避させることができる。
図15は変形例3に係るこま部材の一部の平面図である。
図15に示すように、変形例3では、こま本体41と係合部43との接合部61における係合部43側に係合部43の表面から凹むように逃げ部49を設けている。これにより、こま本体41をこま挿入穴31に嵌め込んだ際のこま挿入穴31の角部へのフィレット形状部分63の干渉を回避している。この変形例3によれば、逃げ部49を係合部43側に設けることで、こま本体41の強度を高めることができる。
図17は第2構成例のこま部材19Aのナット径方向外側から見た平面図である。
第2構成例のこま部材19Aは、図4に示す第1構成例のこま部材19のこま本体41に、前述したナット15(図1参照)の円周方向に直交する方向へ突出する突き出し部75(第2の突き出し部)を形成している。その他の構成は第1構成例のこま部材19と同様である。
ナット15の挿入穴31に、ナット内側からこま部材19Aが挿入された際、こま本体41の側面41aは、挿入穴31の内壁面との間に隙間δを有して対面する。このとき、こま部材19Aの戻し溝51とナット15の内ねじ溝25(図6(B)参照)とが位置決めできるように、隙間δの寸法は、設計上0.1~0.3mm程度にされる。
図19は他の構成例のこま部材19Bを示す図であって、(A)はナット径方向外側から見た平面図、(B)は(A)の側面図である。図20はこま部材19Bが装着されるナットの側面図である。
(1) 外周面に螺旋状の外ねじ溝が形成されたねじ軸と、該ねじ軸に外嵌され内周面に螺旋状の内ねじ溝を有するナットと、前記外ねじ溝と前記内ねじ溝との間に形成された軌道路に転動可能に配置された複数の転動体と、前記ナットに装着されて前記内ねじ溝同士を連結するこま部材と、を備えるこま式ボールねじであって、
前記こま部材は、前記内ねじ溝を連結する戻し溝が形成されたこま本体と、前記こま本体に設けられ、前記ナットの円周方向の互いに逆方向に延びて前記ナットの内ねじ溝に係合する一対の係合部と、を有し、
前記こま本体と前記係合部との接合部がフィレット形状にされているこま式ボールねじ。
このこま式ボールねじによれば、こま部材のこま本体と係合部との接合部がフィレット形状にされているので、接合部における耐久性を大幅に向上させて応力集中を緩和させることができる。これにより、転動体による繰り返し衝撃力が係合部に負荷されても、係合部のこま本体との接合部での疲労による折損を抑制できる。したがって、こま式ボールねじの許容回転数を更に上げることが可能となり、性能を向上させることができる。この応力集中の緩和による耐衝撃性の向上は、軟質金属、樹脂あるいはセラミック等の鋼材に比べて強度や靭性が低い材料でこま部材を形成した場合や、サイズが大きい(例えば、直径7mm以上)転動体を備えることで運動エネルギーが大きくなる場合により効果的である。
このこま式ボールねじによれば、ナットから離間する方向へ凹む逃げ部にフィレット形状部分が形成されているので、こま部材をナットへ装着した際のフィレット形状部分のナットとの干渉を抑制することができる。これにより、こま部材をナットへ精度良く装着することができる。
このこま式ボールねじによれば、係合部に第1の突き出し部を形成することで、係合部の断面積を増やして係合部の強度を高めることができる。
このこま式ボールねじによれば、こま本体に第2の突き出し部を形成することで、こま本体の断面積を増やしてこま本体の強度を高めることができる。
このこま式ボールねじによれば、突き出し部がねじ軸の外周面とナットの内周面との間の空間に配置されているので、突き出し部がねじ軸の外周面とナットの内周面とで保持されることとなる。これにより、軌道路を形成する内ねじ溝内に係合部やこま本体を安定して係合させた状態に維持させることができる。また、突き出し部によって軌道路への異物の侵入を抑制できる。
このこま式ボールねじによれば、係合部とこま本体とのV字接合部に形成された突き出し部によって、V字接合部における応力集中を抑制することができる。しかも、このV字接合部に形成された突き出し部にR形状の切り欠きが設けられているので、突き出し部における応力集中も抑制できる。
13 ねじ軸
13a 外周面
15 ナット
15a 内周面
17 ボール(転動体)
19 こま部材
21 外ねじ溝
25 内ねじ溝
41 こま本体
43 係合部
49 逃げ部
51 戻し溝
61 接合部
63 フィレット形状部分
65 突き出し部(第1の突き出し部)
67 V字接合部
69 切り欠き
75 突き出し部(第2の突き出し部)
K 軌道路
Claims (5)
- 外周面に螺旋状の外ねじ溝が形成されたねじ軸と、該ねじ軸に外嵌され内周面に螺旋状の内ねじ溝を有するナットと、前記外ねじ溝と前記内ねじ溝との間に形成された軌道路に転動可能に配置された複数の転動体と、前記ナットに装着されて前記内ねじ溝同士を連結するこま部材と、を備えるこま式ボールねじであって、
前記こま部材は、前記内ねじ溝を連結する戻し溝が形成されたこま本体と、前記こま本体に設けられ、前記ナットの円周方向の互いに逆方向に延びて前記ナットの内ねじ溝に係合する一対の係合部と、を有し、
前記こま本体と前記係合部との接合部がフィレット形状にされ、
前記こま本体及び前記係合部の少なくとも一方は、前記ナットから離間する方向へ凹む逃げ部を有し、前記フィレット形状部分は、前記逃げ部に形成されているこま式ボールねじ。 - 前記係合部は、前記ナットの円周方向に直交する方向へ突出する第1の突き出し部が形成されている請求項1に記載のこま式ボールねじ。
- 前記こま本体における前記戻し溝のボール通過路の出入口の外側領域の少なくとも一部に、前記ナットの円周方向に直交する方向へ突出する第2の突き出し部が形成されている請求項1又は2に記載のこま式ボールねじ。
- 前記突き出し部は、前記ねじ軸の外周面と前記ナットの内周面との間の空間に配置されている請求項2又は3に記載のこま式ボールねじ。
- 前記こま部材は、前記ナットの径方向平面視において、前記係合部と前記こま本体とがそれぞれ長手方向を交差して接合されたV字接合部で形成される前記突き出し部に、R形状の切り欠きが設けられている請求項2~4のいずれか一項に記載のこま式ボールねじ。
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