特許ウォッチ

公開番号2024103201
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-01
出願番号2023007404
出願日2023-01-20
発明の名称スプライン付きボールねじ
出願人日本精工株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類F16H 25/22 20060101AFI20240725BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】小型化を促進できるスプライン付きボールねじを提供する。
【解決手段】ボールねじは、外周面に螺旋状に形成された内ボールねじ溝、並びに外周面に軸線方向に形成された内ボールスプライン溝1b及び内ボールスプライン戻し溝1bを備えたボールねじ軸1と、ボールねじ軸1の外周面と対向する内周面に、内ボールねじ溝に対向して、外ボールねじ溝を備えたボールねじナットと、ボールねじ軸の外周面と対向する内周面に、内ボールスプライン溝1b及び内ボールスプライン戻し溝1cに対向して、外ボールスプライン溝3b及び外ボールスプライン戻し溝3cを備えたボールスプラインナット3と、転動路7Aに沿って転動する複数のボールねじ用ボールと、スプライン用転動路及びスプライン用戻し路に沿って転動する複数のボールスプライン用ボールと、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
外周面に螺旋状に形成された内ボールねじ溝、並びに前記外周面に軸線方向に形成された内ボールスプライン溝及び内ボールスプライン戻し溝を備えたボールねじ軸と、
前記ボールねじ軸の外周面と対向する内周面に、前記内ボールねじ溝に対向して、外ボールねじ溝を備えたボールねじナットと、
前記ボールねじ軸の外周面と対向する内周面に、前記内ボールスプライン溝及び前記内ボールスプライン戻し溝に対向して、外ボールスプライン溝及び外ボールスプライン戻し溝を備えたボールスプラインナットと、
前記内ボールねじ溝と前記外ボールねじ溝とにより形成される転動路に沿って転動する複数のボールねじ用ボールと、
前記内ボールスプライン溝と前記外ボールスプライン溝とにより形成されるスプライン用転動路、及び前記内ボールスプライン戻し溝と前記外ボールスプライン戻し溝とにより形成されるスプライン用戻し路に沿って転動する複数のボールスプライン用ボールと、を有する、
ことを特徴とするスプライン付きボールねじ。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記内ボールスプライン溝の溝底から前記ボールねじ軸の中心までの距離と、前記内ボールスプライン戻し溝の溝底から前記ボールねじ軸の中心までの距離が等しい、
ことを特徴とする請求項１に記載のスプライン付きボールねじ。
【請求項３】
前記内ボールスプライン溝と、前記内ボールスプライン戻し溝とが、前記ボールねじ軸の軸中心を中心とする円弧に沿った共通の溝底で接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のスプライン付きボールねじ。
【請求項４】
前記内ボールねじ溝の溝底から、前記ボールねじ軸の軸中心までの距離は、前記内ボールスプライン溝及び前記内ボールスプライン戻し溝の溝底から、前記ボールねじ軸の軸中心までの距離に等しい、
ことを特徴とする請求項２に記載のスプライン付きボールねじ。
【請求項５】
前記ボールねじ軸に、４つの前記内ボールスプライン溝と４つの前記内ボールスプライン戻し溝とが、前記２つの内ボールスプライン溝同士が周方向に隣接するようにして形成され、
前記ボールスプラインナットに、前記４つの内ボールスプライン溝に対向する４つの前記外ボールスプライン溝と、前記４つの内ボールスプライン戻し溝に対向する４つの前記外ボールスプライン戻し溝とが形成され、
周方向に隣接する２つの前記スプライン用転動路間には、オフセット予圧がそれぞれ付与されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のスプライン付きボールねじ。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか一項に記載のスプライン付きボールねじを、軸受一体型としたことを特徴とするスプライン付きボールねじ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプライン付きボールねじに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
スカラー型ロボットのＺ－θ軸アクチュエータを構成する主要構成部品として、たとえば、スプライン付きボールねじが知られている。この種のボールねじにおいては、ボールねじ軸の外周面に形成されたボールねじ溝とボールねじナットの内周面に形成されたボールねじ溝との間に多数のボール（以下「ボールねじ用ボール」とも称す）を配設するとともに、ボールねじ軸の外周面に形成されたボールスプライン溝とボールスプラインナットの内周面に形成されたボールスプライン溝との間に多数のボール（以下「ボールスプライン用ボール」とも称す）を配設している。
【０００３】
また、スプライン付きボールねじの一タイプとして、軸受一体型スプライン付きボールねじが知られている（例えば、特許文献１参照）。軸受一体型スプライン付きボールねじを、図６を参照して簡単に説明する。軸受一体型スプライン付きボールねじ１０は、ボールねじ軸１と、ボールねじナット２と、ボールスプラインナット３と、玉軸受４、５と、を備える。
【０００４】
ボールねじ軸１の外面には、所定のリードを持つ螺旋状のボールねじ溝１ａと、軸方向に延びる直線状のボールスプライン溝１ｂとが形成されている。
【０００５】
ボールねじナット２は、玉軸受４により回転自在に支持されている。玉軸受４の外輪４ａは略円筒状であり、その軸方向の一端部にはフランジ４ｂを有する。外輪４ａの内面には外輪溝４ｃが２列形成されている。一方、玉軸受４の内輪を兼ねるボールねじナット２の外面には、外輪溝４ｃに対向して内輪溝２ａが形成されている。外輪溝４ｃと内輪溝２ａとの間には、玉４ｄが転動自在に配設されている。
【０００６】
ボールねじナット２の内周には、ボールねじ溝１ａに対向して螺旋状にボールねじ溝２ｂが形成されており、ボールねじ溝１ａとボールねじ溝２ｂとで、転動路６Ａを形成する。ボールねじナット２の内部には、軸方向に貫通する戻し路６Ｂが形成され、戻し路６Ｂの両端にはエンドキャップ６Ｃ，６Ｄが接続されている。ボールねじナット２とボールねじ軸１とが相対回動すると、転動路６Ａに沿って一端まで転動したボールねじ用ボール３Ａが、エンドキャップ６Ｃ，６Ｄの一方に掬い上げられ、戻し路６Ｂを通過し、エンドキャップ６Ｃ，６Ｄの他方を介して転動路６Ａの他端に戻されるようになっている。
【０００７】
ボールスプラインナット３は、玉軸受５により回転自在に支持されている。玉軸受５の外輪５ａは略円筒状であり、その軸方向の一端部には、例えばＺ－θ軸アクチュエータのハウジングに取り付けられるフランジ５ｂを有する。外輪５ａの内面には外輪溝５ｃが２列形成されている。一方、玉軸受５の内輪を兼ねるボールスプラインナット３の外面には、外輪溝５ｃに対向して内輪溝３ａが形成されている。外輪溝５ｃと内輪溝３ａとの間には、玉５ｄが転動自在に配設されている。
【０００８】
ボールスプラインナット３の内周には、ボールスプライン溝１ｂに対向して軸方向にボールスプライン溝３ｂ（図７参照）が形成されており、ボールスプライン溝１ｂと、ボールスプラインナット３のボールスプライン溝３ｂとで、転動路７Ａを形成する。ボールスプラインナット３の両端部には、エンドキャップ８Ａ，８Ｂが取り付けられる。転動路７Ａの両端は、エンドキャップ８Ａ，８Ｂに形成された方向転換路７Ｃ，７Ｄを介して、ボールスプラインナット３の内部に形成された戻し路７Ｂの両端に接続されている。ボールスプラインナット３とボールねじ軸１とが軸線方向に相対移動すると、転動路７Ａに沿って一端まで転動したボールスプライン用ボール３Ｂが、エンドキャップ８Ａ，８Ｂの一方を介して戻し路７Ｂに進入し、戻し路７Ｂを通過した後、エンドキャップ８Ａ，８Ｂの他方を介して転動路７Ａの他端に戻されるようになっている。
なお、図６では、転動路７Ａ、戻し路７Ｂ、方向転換路７Ｃ，７Ｄは、それぞれの通路内を移動するボールスプライン用ボール３Ｂによって示されている。
【０００９】
このようなスプライン付きボールねじ１０によれば、例えば所定位置にあるボールねじナット２がボールねじ軸１に対して相対回転すると、ボールねじ軸１が軸線方向に移動するが、ボールスプラインナット３は、ボールねじ軸１の軸線方向相対移動を許容する。一方、ボールスプラインナット３が回転すると、それに連れてボールねじ軸１が同方向に回転する。このため、スプライン付きボールねじ１０は、スカラー型ロボットのＺ－θ軸アクチュエータとして好適に用いられる。
【００１０】
さらに、特許文献２には、スプラインナットが、ナット本体と、前記ナット本体に装着される共にボールの無限循環路となる複数の循環溝が外周面に設けられた保持器と、を備え、前記循環溝は、前記ボールが荷重を負荷しながら転動する負荷通路と、前記負荷通路と保持壁を隔てて平行に設けられた戻し通路と、これら負荷通路と戻し通路の両端を接続する一対の方向転換路とを備え、前記負荷通路の底部には当該負荷通路を転動するボールが前記スプライン軸の転走溝に接触する負荷開口部が設けられる一方、前記戻し通路の底部には前記保持壁の弾性変形を可能とするスリット状開口が設けられたスプライン付きボールねじが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許