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公開番号2025019780
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2023123588
出願日2023-07-28
発明の名称ボールねじ装置
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 20060101AFI20250131BHJP(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】構造を複雑化することなく、ナット負荷圏に配置されるボール数を多くでき、しかも、低コストで長寿命にする。
【解決手段】ボールねじ装置100は、第一ねじ溝17を有するねじ軸11と、第二ねじ溝19を有するナット13と、転動路21に収容される複数のボール15とを備える。ねじ軸11は、第一ねじ溝の両端に小径部23をそれぞれ有し、ナット13は、ナット負荷圏部A1の両端部にナット非負荷圏部A2を有する。ナット非負荷圏部A2には更に延長ねじ溝33が第二ねじ溝19から延長して形成される。ナット非負荷圏部A2と小径部23との間の環状空間に、軸方向の一端部がねじ軸11に固定され、他端部が第一ねじ溝17に向けて配置されたコイルばね37A,37Bを有する。コイルばね37A,37Bは、転動路21から押し出されるボール15を転動路21に押し戻す弾性力を発生する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
外周面に螺旋状の第一ねじ溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状の第二ねじ溝を有して前記ねじ軸に外嵌されるナットと、前記第一ねじ溝と前記第二ねじ溝によって形成される転動路に収容される複数のボールと、を備えるボールねじ装置であって、
前記ねじ軸は、前記第一ねじ溝の両端に、前記第一ねじ溝の溝底と同じ外径の小径部をそれぞれ有し、
前記ナットは、前記第二ねじ溝が形成されたナット負荷圏部の両端部に、前記第二ねじ溝の溝深さより浅い内径の内周面が形成されたナット非負荷圏部をそれぞれ有し、前記ナット非負荷圏部には更に、前記第二ねじ溝の溝底と同じ内径の延長ねじ溝が前記第二ねじ溝から延長して形成され、
前記第一ねじ溝の軸方向の両端における前記ナット非負荷圏部と前記小径部との間の環状空間のそれぞれに、軸方向の一端部が前記ねじ軸に固定され、他端部が前記第一ねじ溝に向けて配置されたコイルばねが設けられ、
前記コイルばねは、前記ねじ軸と前記ナットとが相対回転して前記転動路から押し出される前記ボールを前記転動路に押し戻す弾性力を発生する、
ボールねじ装置。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
前記転動路の両端と前記コイルばねの前記他端部との間にそれぞれ配置され、一方の面に前記ボールが当接し、他方の面に前記コイルばねが当接する円環状部材を備える
請求項１に記載のボールねじ装置。
【請求項３】
前記第二ねじ溝の溝底から前記ボールの中心までの径方向の溝底高さＨと、前記延長ねじ溝の径方向の溝壁高さｈとは、ｈ≧Ｈ／３の関係を有する、
請求項１に記載のボールねじ装置。
【請求項４】
前記転動路は、多条の転動路である、
請求項１から３のいずれか１項に記載のボールねじ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
回転運動を直線運動に変換するボールねじ装置が広く一般に使用されている。このボールねじ装置は、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、ナット及びねじ軸のねじ溝同士の間に形成される転動路に配置された複数のボールと、ボールを負荷圏部の転動溝の一端から他端に循環させる循環部品を含む還流ユニットと、を備える。上記した各構成部品のうち、特に循環部品については、その形状や加工が複雑で組立作業が繁雑であり、しかもコストが高く比較的故障しやすい部品となる。そのため近年では、動作ストロークが短く、位置精度の要求が高くない使用環境での使用を想定して、還流ユニットを設けずに動力伝達を高効率で実現できるボールねじ装置（例えば特許文献１，２）が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載のボールねじ装置では、ナットの両端にそれぞれ桿部材が収容され、各桿部材とボール溝部の一端との間に、ばねが螺旋姿勢で配置されている。各桿部材によってばねをナット内に固定することで、ばねが圧縮されたときに生じる裕度ストローク内でボールを転動できるようにしている。この構成によれば、ボールを循環転動させる必要がなく、還流ユニットを設ける必要がない。
【０００４】
特許文献２に記載の技術では、ねじ溝に沿って配置された螺旋部材と円盤部材を通して転動するボールを、軸端に配置されたばねで押し付け、ばねの圧縮により生じた裕度ストローク内でボールが転動できるようにしている。この構成でもボールを循環転動する必要がなく、還流ユニットを設ける必要がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許第１９０５０３９号明細書
特開２０２０－７６４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構造では、細長いばねを螺線状のねじ溝内に収納して使用している。このような細長いばねを螺線形態に配置する構造では、ばねは、その全長にわたって均等には縮まず、その変形のバラつきに起因して部分的に早期の疲労破壊が生じるという課題がある。また、ばねの根元が固定され、桿部材がナットに固定されるために、ナットに細長い穴を加工する必要が生じ、加工コストが嵩む。
【０００７】
また、特許文献２の構造では、螺線状のねじ溝に沿って挿入された螺旋部材（コイルばね）を介して転動路のボールを押す必要があるため、転動路内の負荷ボールの数が少なくなり、負荷容量が低下する。また、螺旋部材の摺動による摩擦が大きく、使用条件によってはボールねじ装置の異常発熱を招くおそれがあり、さらに、部品点数が多くコスト面でも不利である。
【０００８】
そして、上記の特許文献１，２に示される構造のねじ溝を、例えば２条の螺線溝に変更した場合には、二重螺旋の２回路に配置されるばね同士の伸縮バラツキ、又は螺旋部材の摺動バラツキにより、作動不良を起こすおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、構造を複雑化することなく、ナット負荷圏に配置されるボール数を多くでき、しかも、低コストで長寿命な無循環式のボールねじ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は下記構成からなる。
外周面に螺旋状の第一ねじ溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状の第二ねじ溝を有して前記ねじ軸に外嵌されるナットと、前記第一ねじ溝と前記第二ねじ溝によって形成される転動路に収容される複数のボールと、を備えるボールねじ装置であって、
前記ねじ軸は、前記第一ねじ溝の両端に、前記第一ねじ溝の溝底と同じ外径の小径部をそれぞれ有し、
前記ナットは、前記第二ねじ溝が形成されたナット負荷圏部の両端部に、前記第二ねじ溝の溝深さより浅い内径の内周面が形成されたナット非負荷圏部をそれぞれ有し、前記ナット非負荷圏部には更に、前記第二ねじ溝の溝底と同じ内径の延長ねじ溝が前記第二ねじ溝から延長して形成され、
前記第一ねじ溝の軸方向の両端における前記ナット非負荷圏部と前記小径部との間の環状空間のそれぞれに、軸方向の一端部が前記ねじ軸に固定され、他端部が前記第一ねじ溝に向けて配置されたコイルばねが設けられ、
前記コイルばねは、前記ねじ軸と前記ナットとが相対回転して前記転動路から押し出される前記ボールを前記転動路に押し戻す弾性力を発生する、
ボールねじ装置。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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