| 【発明の名称】 |
ボールねじ |
| 【発明者】 |
【氏名】中澤 健志
【氏名】大久保 努
【氏名】宮口 和男
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| 【要約】 |
【課題】間隔体が使用されるボールねじでは、ボールの間隔が規則的に配置される。しかし、ボールねじのボールの接触面の、たとえばボールナットの溝面の研削加工時に研削砥石の振動により生じた微小な加工うねりがボールと接触する面に発生して、規則的に並ぶボールの間隔が偶然このうねりのピッチと合致して、ボールと頂上部の接触が最大でボールの個数だけ発生することになり、摩擦の増加とその摩擦による騒音の増加につながった。
【解決手段】ボール間に配置される間隔体の厚さがそれぞれ違えることを特徴とするボールねじにより、ボールの間隔とボールの充填率を容易に調整できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】ボール間に配置される間隔体の厚さが均一ではないことを特徴とするボールねじ。
【請求項２】請求項１において、該間隔体は弾力構造または弾性体材料でできていることを特徴とするするボールねじ。
【請求項３】ボール間に配置されるそれぞれの間隔体の厚さを違えることによりボールねじのボール中心間距離またはボール数を制御する方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボールねじの作動を良好にさせるためにボール間に配置される間隔体に関する。なお、以下この明細書中で、「間隔体の厚さ」、または間隔体に関する「厚さ」は、間隔体全体の厚さではなく、間隔体のうち一のボール部表面とそれに隣あう他の一のボール部表面との距離を隔てるための厚さを意味する。
【０００２】
【従来の技術】ボールねじでは荷重を支承するためにねじ内部にボールが配されており、このボールが転動して循環することにより、負荷容量と剛性を保ちながら、回転−直進運動の良好な変換を構成している。しかし、ボールの転動は無作為に起こるため、時において隣り合うボール同士が互いに圧縮力を加える様に作用し滑り接触状態が生じることもある。その結果それぞれのボールは互いに相手のボールの転動を阻止するように作用する大きな抵抗となってトルクの変動を生じて作動障害の原因となった。
【０００３】このような問題点を解決するために、それぞれのボールの間に間隔体を配置し、ボール同士の接触を避けて相手のボールの転動を阻止するように作用する抵抗が発生しないようなボールねじが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし間隔体の使用により、ボールはほぼ規則的な間隔で配置されることになり、以下のような新たな問題を生じる可能性がある。
（１）図１に示すようにボール１が配設される軸又はナットの溝面であってボール１と接触する表面２に、その面の研削加工時に研削砥石の振動によって微小な加工うねり３が発生することが避けられない。これは、ボールねじに限らず物の機械加工では常に発生する現象で、たとえば高精度の加工を施すことによって視覚上（巨視的に）は高い精度で加工がなされたとしても、微視的に見れば微小な加工うねりが発生する状態を指している。この状態でボールねじに厚さが同一の間隔体４を配設し、それにより規則的に配置されたボールの間隔６がこのうねりのピッチと合致又はほぼ合致するような場合が発生しうる。この場合には、ボールと加工うねり頂上部の接触８が最大でボールの個数だけ発生することになり、また逆にうねりの谷で一致したときも同じく接触が最大でボールの個数だけ発生し、摩擦の増減による影響がボールの個数分だけ作用する。これは、摩擦の増減による作動の劣化と、ボール１と加工うねり３が一致することによる異常音の発生や騒音の増加とにつながる問題がある。
【０００５】（２）間隔体４を利用するボールねじにおいて、間隔体が一種類であって、かつ加工精度に差がない限り、ボール１の間隔が加工うねり３のピッチに合致するために生じる上記（１）の問題を防ぐには、加工うねり３のピッチにボール１の間隔が合致しないよう設計または加工時に検討することが必要となる。つまり設計または加工の条件として、加工により生じる面の微視的な状態を考慮することが必要であって、これはきわめて困難かつ煩雑である。
【０００６】（３）ボール１が収納されるべき空間長さ（以下、サーキット長とする）に対するボール１および間隔体４の数（以下、充填率とする）を設計上で制御するにも、間隔体１４が一種類である場合には、図２に示すように、一定の間隔１６でボール１１が配置された結果、新たなボール１を挿入するには足りない余りの隙間１９が残ることがあった。この場合には、ボール１の転動時に間隔体が倒れる可能性（図中波線部１２）があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ボール１間に配置される間隔体４の厚さを均一としないことを特徴とし、これによって上記課題を以下のように解決することを目的としてる。
【０００８】（１）加工うねり３のピッチとボール１の間隔が合致するような場合にあっても、厚さの異なる間隔体４（少なくとも２種以上）を配設することにより、ボール１の間隔を容易に変えることができ、加工うねり３のピッチとボール１の間隔が合わないようにすることができる。従って、間隔が変更できなかった時に比べ、加工うねり３のピッチとボール１の間隔が合致することによるボール数倍の相乗作用が避けられ作動性と騒音の問題が解決できる。
（２）間隔体４の選択の余地が大きくなるため、ボール１の間隔を設計条件とした上で設計または加工時に加工うねり３とボールピッチに関する検討の必要が無くなり、その結果設計または加工時の手間が省力化できる。
（３）間隔体４厚さの選択の余地が大きくなるため、さらに、間隔体４の変更により充填率を容易に制御できるようになった。これにより、設計初期の段階でサーキット長と充填率を考慮せずともよい。
【０００９】上記に合わせて、以下のような効果も生じうる。
（４）間隔体の選択の余地が大きくなるため、配設する間隔体の厚さを均一としない本発明の特徴のみならず、加工うねりのピッチが合致しないような厚さの間隔体を選択しうる副次的効果も生ずる。
【００１０】
【実施例】実施例１について、図３を参照して説明する。図３に示すように、ボール１は面２の上の加工うねり３上にのっている。（加工うねりは、本図中では誇張して表現している。）また、隣接するボールの間には厚さが異なる間隔体２４および２５が交互に配置されている。これにより、ボールの間隔は図に示すとおり、間隔２６と間隔２７とが交互に繰り返されるように配置できる。従来の技術を示した先の図１と比較すればわかるとおり、従来の技術で加工うねり３のピッチとボールの間隔が合致していた場合であっても、本実施例１のように異なる厚さの間隔体２４と２５を交互に配設することにより、加工うねりのピッチとボール間のピッチが一致することが避けられ、加工うねりが作動及び騒音に悪影響を与えることを防ぐことが可能となる。
【００１１】図４に示す実施例２では、実施例１と同じく間隔体２４と２５を配置した場合であるが、間隔体２４と２５を交互に配置していない点が異なる。このように間隔体２４をのみを並べてボールの間隔を２６とした部分と間隔体２５のみを並べてボールの間隔を２７とした部分と分けることもできる。この場合には余りの隙間２９は間隔体が倒れない程度に設定することができ、設計時に充填率の考慮の手間を省略することができる効果がある。
【００１２】なお、図５中に示すとおり、実施例１の場合、間隔体の厚さを決定するには、たとえば以下のようにすればよい。まず従来例（図５（ｂ）中）で、加工うねりのピッチとボールの間隔が合致する場合の隣り合うボール同士の中心間距離を間隔３６とする。ここで、本発明を実現するために厚さの異なる２つの間隔体２４と間隔体２５を用意する場合（図５（ａ））を考える。間隔体２４および間隔体２５を適用したときのボールの中心間距離をそれぞれ間隔２６，間隔２７とする。従来例のボール間隔６の２倍の距離である２×〔間隔６〕と、〔間隔２６〕，〔間隔２７〕との間に２×〔間隔６〕＝〔間隔２６〕＋〔間隔２７〕の関係が成り立つように間隔２６，間隔２７をそれぞれ決定し、さらにこれらの間隔に対応するように間隔体２４および間隔体２５の厚さを決定すればよい。
【００１３】さらに、別の実施例３は、配置する間隔体４０についての詳細な実施例である。従来は図６（ａ）のように、間隔体４０はボール４１の外表面にちょうど合致するような凹球面を有していて、ボール中心間距離４１はほぼ同じであった。しかし、図６（ｂ）に示す実施例３のように、間隔体４５にたとえばスリット４２を入れる等により弾性を持たせることで、ボールの間隔４６をボール同士で作用し合う圧力によって縮厚さ４７（片側分）だけ変化させることができる。これによって、ボール間隔の選択の柔軟性を増加させる効果がある。なお、図６（ｂ）に示したとおり、金属材料で間隔体を作り、スリット４２を有する構造により弾性を持たせても良いし、またはたとえばプラスチック、硬質ゴム等の弾性材料により間隔体を作ることで弾性を持たせても良い。
【００１４】なお、本実施例では間隔体が二種類のみの例を示したが３種類以上の厚さの異なる間隔体を用いても良い。
【００１５】
【発明の効果】本発明は以上説明した様な形態で実施され、以下に記載される効果を有する。異なる間隔体を配置することにより、加工うねりのピッチとボールの間隔が合致する箇所を減らせるので、作動性の向上と騒音の防止の効果を奏する。
【００１６】また、間隔体の厚さの選択の余地が大きくなるので、加工うねりを設計の前提条件として検討する必要が無く、充填率の変更を容易に行える。また、逆に充填率を変更させずに加工うねりのピッチとボールの間隔が合致する箇所を容易に調整できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２０４
【氏名又は名称】日本精工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月１８日（１９９９．１１．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６４４４７
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 正夫 （外１１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１４１０２０（Ｐ２００１−１４１０２０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月２５日（２００１．５．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３２７５８５ |
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