特開 2024-93302 ボールねじ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024093302

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】ボールねじ

(51)【国際特許分類】

   F16H 25/24 20060101AFI20240702BHJP

   F16H 25/22 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

F16H25/24 J

F16H25/22 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022209594

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(72)【発明者】

【氏名】瀬川 諒

(72)【発明者】

【氏名】三宮 仁志

【テーマコード（参考）】

3J062

【Ｆターム（参考）】

3J062AB22

3J062AC07

3J062BA27

3J062CD07

3J062CD22

3J062CD54

3J062CD75

(57)【要約】

【課題】グリース又は潤滑油を供給する上で十分なサイズの貫通孔を確保することができるボールねじを提供する。
【解決手段】ボールねじは、ねじ溝が外周面に形成されたねじ軸と、複数のねじ溝３２及び複数の循環溝３３が内周面３１に形成されたナット３と、ねじ軸のねじ溝及びナット３の複数のねじ溝３２によって構成された複数の転動路のそれぞれに配置されており、複数の循環溝３３のそれぞれを介して複数の転動路のそれぞれにおいて転動する複数のボールと、を備える。複数のねじ溝３２は、軸方向において隣り合う一対のねじ溝３２ａを含む。複数の循環溝３３は、一対のねじ溝３２ａに対応しており且つ周方向において互いに異なる位置に配置された一対の循環溝３３ａを含む。ナット３は、内周面３１のうち一対のねじ溝３２ａ及び一対の循環溝３３ａによって囲まれた領域３１ａに開口している貫通孔３４を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ねじ溝が外周面に形成されたねじ軸と、
複数の第２ねじ溝及び複数の循環溝が内周面に形成されたナットと、
前記第１ねじ溝及び前記複数の第２ねじ溝によって構成された複数の転動路のそれぞれに配置されており、前記複数の循環溝のそれぞれを介して前記複数の転動路のそれぞれにおいて転動する複数のボールと、を備え、
前記複数の第２ねじ溝は、軸方向において隣り合う一対の第２ねじ溝を含み、
前記複数の循環溝は、前記一対の第２ねじ溝に対応しており且つ周方向において互いに異なる位置に配置された一対の循環溝を含み、
前記ナットは、前記内周面のうち前記一対の第２ねじ溝及び前記一対の循環溝によって囲まれた領域に開口している貫通孔を有する、ボールねじ。

【請求項2】

前記貫通孔は、径方向に延在している、請求項１に記載のボールねじ。

【請求項3】

前記ナットの前記内周面のうち前記複数の第２ねじ溝が形成された領域をねじ溝形成領域とすると、前記一対の第２ねじ溝は、前記複数の第２ねじ溝のうち軸方向における前記ねじ溝形成領域の中心位置に最も近い２つの第２ねじ溝である、請求項１又は２に記載のボールねじ。

【請求項4】

前記ナットに設けられており、前記領域に対して所定の位置に配置された基準部を更に備える、請求項１に記載のボールねじ。

【請求項5】

前記貫通孔を塞いでいるピンを更に備える、請求項１に記載のボールねじ。

【請求項6】

前記ピンは、前記貫通孔に埋設されている、請求項５に記載のボールねじ。

【請求項7】

前記ピンは、前記ナットの外周面から突出している、請求項５に記載のボールねじ。

【請求項8】

前記ピンは、前記貫通孔に圧入されている、請求項５に記載のボールねじ。

【請求項9】

前記ピンは、前記貫通孔に螺合されている、請求項５に記載のボールねじ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボールねじに関する。

【背景技術】

【0002】

ボールねじの潤滑には、グリース又は潤滑油が用いられることが一般的である。特許文献１に記載のボールねじでは、転動路にグリースを供給するためにナットに形成された貫通孔が、ねじ溝間のランド部に開口している。また、特許文献２に記載のボールねじでは、転動路にグリースを供給するためにナットに形成された貫通孔が、ねじ溝の底面に開口している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－０５０３６６号公報

【特許文献2】特開２０１２－０３７０６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

転動路にグリース又は潤滑油を適切に供給するためには、十分なサイズの貫通孔をナットに形成する必要がある。しかし、特許文献１，２に記載のボールねじにおいて貫通孔のサイズを大きくすると、貫通孔の開口のエッジ部分にボールが接触し、それに起因して各部に損傷が生じるおそれがある。したがって、特許文献１，２に記載のボールねじでは、グリース又は潤滑油を供給する上で十分なサイズの貫通孔をナットに形成することが困難である。

【0005】

そこで、本発明は、グリース又は潤滑油を供給する上で十分なサイズの貫通孔を確保することができるボールねじを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のボールねじは、［１］「第１ねじ溝が外周面に形成されたねじ軸と、複数の第２ねじ溝及び複数の循環溝が内周面に形成されたナットと、前記第１ねじ溝及び前記複数の第２ねじ溝によって構成された複数の転動路のそれぞれに配置されており、前記複数の循環溝のそれぞれを介して前記複数の転動路のそれぞれにおいて転動する複数のボールと、を備え、前記複数の第２ねじ溝は、軸方向において隣り合う一対の第２ねじ溝を含み、前記複数の循環溝は、前記一対の第２ねじ溝に対応しており且つ周方向において互いに異なる位置に配置された一対の循環溝を含み、前記ナットは、前記内周面のうち前記一対の第２ねじ溝及び前記一対の循環溝によって囲まれた領域に開口している貫通孔を有する、ボールねじ」である。

【0007】

上記［１］に記載のボールねじでは、軸方向において隣り合う一対の第２ねじ溝に対応している一対の循環溝が、周方向において互いに異なる位置に配置されており、ナットに形成された貫通孔が、内周面のうち一対の第２ねじ溝及び一対の循環溝によって囲まれた領域に開口している。これにより、貫通孔の開口のエッジ部分が一対の第２ねじ溝及び一対の循環溝に掛かること（すなわち、貫通孔の開口のエッジ部分にボールが接触すること）を防止しつつ、貫通孔のサイズを大きくすることができる。よって、上記［１］に記載のボールねじによれば、グリース又は潤滑油を供給する上で十分なサイズの貫通孔を確保することができる。

【0008】

本発明のボールねじは、［２］「前記貫通孔は、径方向に延在している、上記［１］に記載のボールねじ」であってもよい。当該［２］に記載のボールねじによれば、貫通孔の構成を単純化することができる。

【0009】

本発明のボールねじは、［３］「前記ナットの前記内周面のうち前記複数の第２ねじ溝が形成された領域をねじ溝形成領域とすると、前記一対の第２ねじ溝は、前記複数の第２ねじ溝のうち軸方向における前記ねじ溝形成領域の中心位置に最も近い２つの第２ねじ溝である、上記［１］又は［２］に記載のボールねじ」であってもよい。当該［３］に記載のボールねじによれば、貫通孔から供給されたグリース又は潤滑油を複数の転動路の全域に効率良く行き渡らせることができる。

【0010】

本発明のボールねじは、［４］「前記ナットに設けられており、前記領域に対して所定の位置に配置された基準部を更に備える、上記［１］～［３］のいずれか一つに記載のボールねじ」であってもよい。当該［４］に記載のボールねじによれば、ナットに貫通孔を形成する際に、一対の第２ねじ溝及び一対の循環溝によって囲まれた領域に貫通孔を確実に開口させることができる。

【0011】

本発明のボールねじは、［５］「前記貫通孔を塞いでいるピンを更に備える、上記［１］～［４］のいずれか一つに記載のボールねじ」であってもよい。当該［５］に記載のボールねじによれば、例えば、貫通孔からグリースを供給した後に貫通孔をピンで塞ぐことで、転動路内のグリースが貫通孔から外部に漏れたり、外部のパーティクルが貫通孔から転動路内に侵入したりするのを防止することができる。

【0012】

本発明のボールねじは、［６］「前記ピンは、前記貫通孔に埋設されている、上記［５］に記載のボールねじ」であってもよい。当該［６］に記載のボールねじによれば、径方向におけるナットの外側に何らかの部材が配置された場合に、当該部材とピンとの物理的干渉を防止することができる。

【0013】

本発明のボールねじは、［７］「前記ピンは、前記ナットの外周面から突出している、上記［５］に記載のボールねじ」であってもよい。当該［７］に記載のボールねじによれば、ピンのうちナットの外周面から突出した部分を回り止めとして用いることができる。

【0014】

本発明のボールねじは、［８］「前記ピンは、前記貫通孔に圧入されている、上記［５］～［７］のいずれか一つに記載のボールねじ」であってもよい。当該［８］に記載のボールねじによれば、貫通孔及びピンの構成を単純化することができる。

【0015】

本発明のボールねじは、［９］「前記ピンは、前記貫通孔に螺合されている、上記［５］～［７］のいずれか一つに記載のボールねじ」であってもよい。当該［９］に記載のボールねじによれば、貫通孔に対してピンを着脱することができるため、必要に応じて貫通孔からグリースを供給することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、グリース又は潤滑油を供給する上で十分なサイズの貫通孔を確保することができるボールねじを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態のボールねじの断面図である。

【図2】図１に示されるナットの斜視図である。

【図3】図２に示されるナットの断面図である。

【図4】図３に示されるナットの内周面の展開図である。

【図5】変形例のナットの断面図である。

【図6】図５に示されるナットの内周面の展開図である。

【図7】変形例のボールねじの一部分の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0019】

図１に示されるように、ボールねじ１は、ねじ軸２と、ナット３と、複数のボール４と、を備えている。以下、ねじ軸２の中心線に平行な方向を軸方向といい、ねじ軸２の中心線に垂直な方向を径方向といい、ねじ軸２の中心線に平行な方向から見た場合にねじ軸２の中心線を中心とする円周に沿った方向を周方向という。

【0020】

ねじ軸２の外周面２１には、ねじ溝（第１ねじ溝）２２が形成されている。ねじ溝２２は、螺旋状に延在している。ナット３の内周面３１には、複数のねじ溝（第２ねじ溝）３２が形成されている。複数のねじ溝３２は、ねじ軸２のねじ溝２２と同一のピッチで螺旋状に延在している。各ねじ溝３２は、例えば、１リード分の長さを有している。ねじ軸２のねじ溝２２及びナット３の複数のねじ溝３２は、複数の転動路１０を構成している。なお、ねじ軸２の一端部２３の外周面には、例えば、スプライン又はセレーションが形成されている。

【0021】

図２及び図３に示されるように、ナット３の内周面３１には、複数の循環溝３３が形成されている。複数の循環溝３３は、複数のねじ溝３２に対応している。対応しているねじ溝３２及び循環溝３３において、循環溝３３は、ねじ溝３２の一端と他端とを繋いでいる。複数の循環溝３３は、軸方向から見た場合に、周方向において互いに異なる位置に（例えば、等角度間隔で）配置されている。

【0022】

図１に示されるように、複数のボール４は、各転動路１０に配置されている。複数のボール４は、循環溝３３を通る際にねじ軸２の外周面２１のねじ山（ランド部）を超えることで、各転動路１０において無限循環する。つまり、複数のボール４は、各循環溝３３を介して各転動路１０において転動する。なお、図１では、一部のボール４のみが図示されているが、実際には、二点鎖線で示される転動路１０に沿って複数のボール４が並んでいる。

【0023】

図４は、ナット３の内周面３１の展開図である。図４に示されるように、複数のねじ溝３２は、軸方向において隣り合う一対のねじ溝（第２ねじ溝）３２ａを含んでいる。複数の循環溝３３は、一対のねじ溝３２ａに対応しており且つ周方向において互いに異なる位置に配置された一対の循環溝３３ａを含んでいる。対応しているねじ溝３２ａ及び循環溝３３ａにおいて、循環溝３３ａは、ねじ溝３２ａの一端と他端とを繋いでいる。上述したように、周方向において互いに異なる位置に一対の循環溝３３ａが配置されているため、内周面３１には、一対のねじ溝３２ａ間のねじ山の幅よりも広い幅を有する領域３１ａが存在することになる。領域３１ａは、内周面３１のうち一対のねじ溝３２ａ及び一対の循環溝３３ａによって囲まれた領域である。

【0024】

ナット３の内周面３１のうち複数のねじ溝３２が形成された領域をねじ溝形成領域３１０とすると、一対のねじ溝３２ａは、複数のねじ溝３２のうち軸方向におけるねじ溝形成領域３１０の中心位置に最も近い２つのねじ溝３２である。ナット３の内周面３１に二本のねじ溝３２が形成されている場合には、当該二本のねじ溝３２が一対のねじ溝３２ａである。ナット３の内周面３１に三本のねじ溝３２が形成されている場合には、いずれか一方の端のねじ溝３２を除く二本のねじ溝３２が一対のねじ溝３２ａである。ナット３の内周面３１に２ｎ（ｎは２以上の整数）以上のねじ溝３２が形成されている場合、及びナット３の内周面３１に２ｎ＋１以上のねじ溝３２が形成されている場合には、いずれか一方の端からｎ番目、ｎ＋１番目のねじ溝３２ａが一対のねじ溝３２ａである。なお、ねじ溝形成領域３１０は、ナット３の内周面３１のうち、全てのねじ溝３２を含む円柱状の領域である。軸方向におけるねじ溝形成領域３１０の中心位置は、軸方向におけるナット３の中心位置と一致している場合もあるし、軸方向におけるナット３の中心位置と一致していない場合もある。

【0025】

ナット３は、領域３１ａに開口している貫通孔３４を有している。図１に示されるように、ナット３は、領域３１ａから径方向に延在しており、ナット３の外周面３５に開口している。本実施形態では、貫通孔３４は、一定の内径を有するストレート孔である。貫通孔３４は、ピン５によって塞がれている。ピン５は、貫通孔３４に圧入されている。ピン５は、貫通孔３４に埋設されている。つまり、ピン５は、ナット３の内周面３１から径方向における内側に突出しておらず、ナット３の外周面３５から径方向における外側に突出していない。本実施形態では、ピン５は、一定の外径を有するストレートピンである。ボールねじ１では、例えば、貫通孔３４からグリースが供給された後に、ピン５によって貫通孔３４が塞がれる。

【0026】

図２及び図３に示されるように、ナット３には、領域３１ａに対して所定の位置に配置された基準部６が設けられている。本実施形態では、基準部６は、軸方向におけるナット３の端面（図１に示される一端部２３とは反対側のナット３の端面）に設けられたストッパである。当該ストッパは、一端部２３とは反対側のねじ軸２の端部に設けられた部材と係合することで、軸方向における一端部２３とは反対側へのナット３の移動が停止させられる。

【0027】

以上説明したように、ボールねじ１では、軸方向において隣り合う一対のねじ溝３２ａに対応している一対の循環溝３３ａが、周方向において互いに異なる位置に配置されており、ナット３に形成された貫通孔３４が、内周面３１のうち一対のねじ溝３２ａ及び一対の循環溝３３ａによって囲まれた領域３１ａに開口している。これにより、貫通孔３４の開口のエッジ部分が一対のねじ溝３２ａ及び一対の循環溝３３ａに掛かること（すなわち、貫通孔３４の開口のエッジ部分にボール４が接触すること）を防止しつつ、貫通孔３４のサイズを大きくすることができる。よって、ボールねじ１によれば、グリース又は潤滑油を供給する上で十分なサイズの貫通孔３４を確保することができる。

【0028】

ボールねじ１では、貫通孔３４が径方向に延在している。これにより、貫通孔３４の構成を単純化することができる。

【0029】

ボールねじ１では、一対のねじ溝３２ａが、複数のねじ溝３２のうち軸方向におけるねじ溝形成領域３１０の中心位置に最も近い２つのねじ溝３２である。これにより、貫通孔３４から供給されたグリース又は潤滑油を複数の転動路１０の全域に効率良く行き渡らせることができる。

【0030】

ボールねじ１では、領域３１ａに対して所定の位置に配置された基準部６がナット３に設けられている。これにより、ナット３に貫通孔３４を形成する際に、一対のねじ溝３２ａ及び一対の循環溝３３ａによって囲まれた領域３１ａに貫通孔３４を確実に開口させることができる。

【0031】

ボールねじ１では、貫通孔３４がピン５によって塞がれている。これにより、例えば、貫通孔３４からグリースを供給した後に貫通孔３４をピン５で塞ぐことで、転動路１０内のグリースが貫通孔３４から外部に漏れたり、外部の異物が貫通孔３４から転動路１０内に侵入したりするのを防止することができる。

【0032】

ボールねじ１では、ピン５が貫通孔３４に埋設されている。これにより、径方向におけるナット３の外側に何らかの部材が配置された場合に、当該部材とピン５との物理的干渉を防止することができる。

【0033】

ボールねじ１では、ピン５が貫通孔３４に圧入されている。これにより、貫通孔３４及びピン５の構成を単純化することができる。

【0034】

本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、ナット３においては、図５及び図６に示されるように、複数のねじ溝３２が形成された本体部３６に対して、それぞれに循環溝３３が形成された複数の部分３７がコマとして別体で設けられていてもよい。

【0035】

また、図７の（ａ）に示されるように、貫通孔３４は、径方向における外側において拡径された座ぐり孔であってもよい。この例では、ピン５は、貫通孔３４のうち径方向における外側の座ぐり部分に圧入されており、当該座ぐり部分に埋設されている。

【0036】

また、図７の（ｂ）に示されるように、ピン５は、ナット３の外周面３５から径方向における外側に突出していてもよい。これによれば、ピン５のうちナット３の外周面３５から突出した部分を回り止め（すなわち、ねじ軸２が回転し，ナット３が移動する場合に、ナット３の供回りを起こさせないための回り止め）として用いることができる。なお、図７の（ａ）に示される例においても、ピン５は、ナット３の外周面３５から径方向における外側に突出していてもよい。

【0037】

また、図７の（ｃ）に示されるように、ピン５は、貫通孔３４に螺合されていてもよい。これによれば、貫通孔３４に対してピン５を着脱することができるため、必要に応じて貫通孔３４からグリースを供給することができる。ピン５として、頭を有するボルトを用いる場合には、ナット３の外周面３５のうち当該頭の座面が接触する領域を平面化することが好ましい。ピン５のうちナット３の外周面３５から突出した部分を回り止めとして用いる場合には、ピン５として、六角穴付きのボルトを用い、ピン５のうちナット３の外周面３５から突出した部分の表面を滑らかな面にすることが好ましい。

【0038】

また、基準部６は、ナット３の外周面３５に形成されたキー溝、切欠き、マーク等であってもよい。マークには、生産履歴管理情報を示すコード等が含まれる。

【0039】

また、貫通孔３４は、少なくとも領域３１ａに開口していれば、径方向に延在していなくてもよい。また、一対のねじ溝３２ａは、軸方向において隣り合う一対のねじ溝３２であれば、複数のねじ溝３２のうち軸方向におけるねじ溝形成領域３１０の中心位置に最も近い２つのねじ溝３２でなくてもよい。また、一つのナット３が複数の貫通孔３４を有していてもよい。また、貫通孔３４の断面形状は、円形以外の形状であってもよい。また、貫通孔３４がピン５によって塞がれていなくてもよい。また、ナット３に基準部６が設けられていなくてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１…ボールねじ、２…ねじ軸、３…ナット、４…ボール、５…ピン、６…基準部、１０…転動路、２１…外周面、２２…ねじ溝（第１ねじ溝）、３１…内周面、３１ａ…領域、３２，３２ａ…ねじ溝（第２ねじ溝）、３３，３３ａ…循環溝、３４…貫通孔、３５…外周面、３１０…ねじ溝形成領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】