| 【発明の名称】 |
ボールねじ |
| 【発明者】 |
【氏名】宗平 聖士郎
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ねじ軸２の外周に設けられた螺旋溝とナット1の内周に設けられた円周溝の噛合い交点に転動体３を介して転がり接触とし、回転と軸方向の直動に可逆的に変換することを特徴としたボールねじ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボールねじのナット部構造の単純化により、小型化及び製造コストを低減するためになされたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、回転運動を直進運動またはその逆を行う機械部品としてボールねじが一般的に利用されているが、ボールねじのナットは構造が複雑で製造コストが高くなっていた。
【０００３】製造コストの高くなる原因としてねじ軸の螺旋溝とナットの螺旋溝に転動体となるボールを噛み合わせてあり、動作時にボールの転がりによってナットより吐き出されるボール自体を噛み合わせ部位に循環させる必要があるため、構造が複雑であった。
【０００４】また、ボールの循環のためにボール自身の通過経路が複雑になっており、転動体であるボール同士の接触及び循環路の摩擦により、目詰まり、騒音もあった。
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題点は、転動体の循環経路をなくし、ナットの構造を単純化する事である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ねじ軸の外周螺旋線とナットの内円周線上において、一点のみ必ず交差する。展開すると、この一点はねじ軸リード角とそれに交わる水平線で、ねじ軸の回転により、リードの進み角分相当に交点が垂直移動し、リード角分相当に交点は水平移動する。この原理を利用して、ねじ軸２の外周に設けられた螺旋溝とナット１の内周に設けられた、ねじ軸と直角をなす円周溝の噛合い交点に転動体３を介して力を伝達することにより、可逆的にねじ軸２の回転を転動体３の転がり摩擦のみにてナット１に軸方向の力として伝達することができる。
【０００６】ねじ軸２が回転すると、螺旋溝と円周溝に介在する転動体３は自転しながらすべりを起こすことなく 円周溝に沿って公転する。このとき転動体３は螺旋溝と円周溝の交点に拘束されることから、他の転動体と接触することなく、滑らかに効率よく力の伝達を行うことができる。
【０００７】また、ナット１の形状も内面に円周溝の加工だけで、循環路、螺旋溝の複雑な加工が必要なくなり、ナット外形の小径化が可能となり、動作も滑らかとなる。
【０００８】
【実施例】図１は、１条ねじ組み込み図で、ねじ軸２に一本のねじ溝が加工されており、ナット１の複数設けた それぞれの円周溝には一個の転動体３が組み込まれいて、それぞれの円周溝の軸方向ピッチは、転動体３の円周配置ピッチのリード進み角分となっている。また、転動体３の位置決めのためにねじ軸２とナット１の隙間に転動体３の位置と同位置に転動体ガイド穴のある保持器４を組み込んだものである。リード角が小さい、あるいは 転動体３の嵌め合いにガタがある場合のこじり防止、またはねじ軸とナットの組み込み時に転動体の位置固定に有効である。
【０００９】図２は、１条ねじ軸方向断面図でねじ軸２とナット１が同芯状態を安定させるため円周の等分布となるよう 転動体３が円周上で１２０度づつずれた配置でナット１の円周溝の軸方向ピッチをリードピッチの１＋１／３としてある。リードピッチによって軸方向ピッチをリードピッチの１−１／３またはただ１／３，２／３とすることもできる。円周溝の軸方向ピッチは円周溝が干渉しなければ小さいほうが、全長が短く、転動体３を多く配置できる。
【００１０】図３は、３条ねじ組み込み図で、ねじ軸２に三本のねじ溝が加工されており、ナット１のそれぞれの円周溝には三個の転動体３が組み込まれている。この場合、円周溝に三個の転動体３が円周上に等分配置できるため、円周溝一個でナット１とねじ軸２の軸芯が安定する。よって円周溝の軸方向ピッチは円周溝が干渉しなければ自由に取れる。また、リードが大きいため転動体３の嵌め合いに多少のガタあっても保持器が無くとも作動が滑らかである。また、ねじの条数が多いほど転動体３を多く組み込み可能なので動作も より滑らかに耐荷重性も増す。
【００１１】図５、転がり溝部断面Ａは転がり溝部の形状を三角ねじの溝形状と同じくしたもので、一般的に市販されているボルトをねじ軸として応用可能にしたものである。これにより、より低コストでボールねじを構成することが可能となる【００１２】図６、転がり溝部断面Ｂは転がり溝部の形状を９０度のＶ溝として、転動体３をローラーとしたものである。ボールに比較して耐荷重性が増す。
【００１３】図７、転がり溝部断面Ｃは転がり溝部の形状を一箇所にボールを二個配置してボールを二点接触にて荷重を受ける構造にしたものある。転動体に予圧をかけて位置決め精度を上げるに効果がある。
【００１４】図８、転がり溝部断面Ｄは転がり溝部の形状を一箇所にローラーを二個配置してローラーを二線接触にて荷重を受ける構造にしたものある。転動体に予圧をかけて位置決め精度を上げるに効果があり転動体３をボールとしたものより耐荷重性がある。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の効果は、ナット１の形状が非常に簡単になり、ナットの加工コストが飛躍的に削減できることである。また、転動体３が自転と公転の単純な動きとなるため、高速動作、低騒音化もはかれる。しかも、小径化できることにより、家電製品など小型の軽負荷駆動部における高精度、高速位置決めが低コストにて実現できる。また従来コスト的にボールねじが利用できなかった産業機械にも市販ねじを利用した低コスト高効率な直動機構が実現可能となり、省エネルギーの観点からも機械損失エネルギーの低減にも貢献することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９２２０６６７３
【氏名又は名称】宗平 聖士郎
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月４日（１９９９．１１．４） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１３２８１２（Ｐ２００１−１３２８１２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１８日（２００１．５．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３１３３２１ |
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