JP2004108454A - ボールねじ用チューブガイド及びボールねじ並びにボールねじの製造方法 - Google Patents
ボールねじ用チューブガイド及びボールねじ並びにボールねじの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004108454A JP2004108454A JP2002270282A JP2002270282A JP2004108454A JP 2004108454 A JP2004108454 A JP 2004108454A JP 2002270282 A JP2002270282 A JP 2002270282A JP 2002270282 A JP2002270282 A JP 2002270282A JP 2004108454 A JP2004108454 A JP 2004108454A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- tube
- tube guide
- scooping
- nut
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
- F16H25/2214—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19642—Directly cooperating gears
- Y10T74/19698—Spiral
- Y10T74/19702—Screw and nut
- Y10T74/19744—Rolling element engaging thread
- Y10T74/19749—Recirculating rolling elements
- Y10T74/19767—Return path geometry
Abstract
【課題】チューブガイド挿入孔の加工性、及び、ボール循環チューブの組み付け性をより向上させ、且つ、ボール循環チューブの掬い上げ部の損傷を防止し、振動や騒音を低減させうる外部循環方式のボールねじを提供する。
【解決手段】ボール循環チューブを、その両端部が嵌入される一対のチューブガイドを介して、ナットに装着した。
【選択図】 図１
【解決手段】ボール循環チューブを、その両端部が嵌入される一対のチューブガイドを介して、ナットに装着した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボールねじ用チューブガイド及びボールねじ並びにボールねじの製造方法に係り、特に、外部循環方式のボールねじにおけるボール循環チューブの装着構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじには、ボールを循環させる方式として外部循環方式がある。
これは、ねじ軸に多数のボールを介して螺合されたナットの外面に、ボール循環チューブを露出して配設し、ボールをナットの外部に導き、循環させる構造である。
【０００３】
ところで、従来の外部循環方式のボールねじでは、ボールが、ボール循環チューブの端部であるボール掬い上げ部に衝突して、ボール掬い上げ部が損傷したり、振動や騒音が発生するという問題があった。
そこで、この問題を解決するために、特許文献１に記載の技術が提案されている。
【０００４】
この特許文献１に記載の技術は、図１０ないし図１１に示すように、まず、ナット２００へのボール循環チューブ４００のチューブ挿入孔９００をリード角θだけ傾けて加工する。また、ボール循環チューブ４００も、ボール掬い上げ部４００ａをリード角θだけ傾け、二つに分割して形成する。次に、このボール循環チューブ４００をそれぞれチューブ挿入孔９００に挿入する。最後に、チューブ押さえ１４を介して取付けねじ１５をねじ穴１６に締め付けて、ボール循環チューブ４００をナット２００の外面に加工された据え付け面８に固定する。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の技術では、チューブ挿入孔９００をリード角θだけ傾けてナット２００に加工するため、加工が難加工となり、特に、図９に示すように、フランジ部２０の近傍では、加工工具１２０がフランジ部２０に干渉してしまい、加工不能な場合があった。また、ボール循環チューブ４００を二つに分割しているため、その組み付けに際しては、つなぎ目４００ｂに段差が生じないように十分に注意して組み付ける必要があった。
【０００６】
そこで、この問題を解決するために、特許文献２に記載の技術が提案されている。
この特許文献２に記載の技術は、図７ないし図８に示すように、まず、ナット２０１には、ボール循環チューブ４の直径に比べて間口が広く、底部側にはボール循環チューブ４を組み付ける際の組み付け基準面９０１ａを有した異形のチューブ挿入孔９０１を加工する。また、ボール循環チューブ４は、その両端のボール掬い上げ部４ａをリード角θだけ傾け、分割することなく一体形成する。次に、このボール循環チューブ４をチューブ挿入孔９０１に挿入する。最後に、特許文献１に記載の技術と同様に据え付け面８に固定する。
【０００７】
【特許文献１】
実開昭５９−３９３５２号公報
【特許文献２】
実開昭６３−１３２１５６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献２に記載の技術では、チューブ挿入孔９０１の内面に傾斜した組み付け基準面９０１ａを有する段加工があるため、孔加工がいまだ複雑である。また、ボール循環チューブ４を取り付けた後も、ボール循環チューブ４とチューブ挿入孔９０１との間に、隙間９０１ｂが生じてしまう。そのため、外部から異物がナット２０１の内部に進入したり、ナット２０１内部の音が外部に漏れて騒音が大きくなるという問題があった。
【０００９】
この発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものである。
すなわち、ボール循環チューブのチューブ挿入孔の加工性、及び、ボール循環チューブの組み付け性を向上させ、且つ、ボール循環チューブのボール掬い上げ部の損傷を防止し、振動や騒音を低減させ得るボールねじ用チューブガイド及びボールねじ並びにボールねじの製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するナットと、これらのボール転動溝で形成されるボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ナットの外面を前記ボールが循環するように前記ボールを掬い上げるボール掬い上げ部を端部に有しボール循環経路を形成するボール循環チューブと、を備えた外部循環方式のボールねじに用いられ、前記ボール循環チューブの前記ナットへの取り付けに利用されるチューブガイドであって、前記ナットの前記ボール掬い上げ部挿入位置に対応して形成されたチューブガイド挿入孔の内形と整合した外形形状と、前記ボール掬い上げ部の外形と整合した内形形状をもって形成された貫通孔である掬い上げ部挿入孔と、を有し、前記ボール掬い上げ部と、前記チューブガイド挿入孔との間に介在することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のボールねじ用チューブガイドであって、前記チューブガイド挿入孔は、その内形形状が円筒形状であることを特徴としている。
ここで、「円筒形状」とは、加工工具が軸線まわりに回転して形成される結果形成される形状のことであって、例えば、送り切削がなされない場合は円筒であるが、送り切削がある場合は円筒形状が連続して加工されるため楕円筒状となり、本発明における「円筒形状」は、そのいずれも含むものである。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載のボールねじ用チューブガイドであって、前記円筒形状の軸線を、前記ナットの軸線に対して垂直に形成したことを特徴としている。
また、請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のボールねじ用チューブガイドであって、前記掬い上げ部挿入孔は、前記ボールねじのリード角に対応して形成されたボール循環経路掬い上げ角をもつことを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のボールねじ用チューブガイドにおいて、弾性材料製であることを特徴としている。
本発明に係るボールねじ用チューブガイドによれば、ボール循環チューブをナットに装着する際に、ボール循環チューブをチューブ挿入孔に直接挿入するのではなく、ボール循環チューブの両端部を、このチューブガイドを介してナットに形成したチューブガイド挿入孔に嵌め付けるということになる。
【００１４】
そのため、ボール掬い上げ部と、チューブガイド挿入孔とを独立させて、それぞれを好適に設計することが可能となる。すなわち、ボール循環経路を好適に形成するために必要なボール掬い上げ部への工夫は、ナットに対する加工との関係からの制約を受けることなく広い範囲で設定することが可能であり、また、ナットの加工についても同様に、ボール掬い上げ部との関係による制限を受けないため、その加工方法や形状の設計自由度が広がったので、最も安価で生産性の高い方法によってナットへのチューブガイド挿入孔を加工することが可能である。
【００１５】
そして、ボール掬い上げ部と、チューブガイド挿入孔との間に介在させたチューブガイドを両者に整合させて装着することによって、隙間を生じることなく組み付けることが可能となる。
したがって、ボール掬い上げ部の損傷や、外部からナット内部への異物の進入を防止し、且つ、振動や騒音を低減させ得るボールねじを提供することができる。
【００１６】
そしてまた、ボール掬い上げ部と、チューブガイド挿入孔との間に介在させたチューブガイドの形状や材料、製造方法に種々の工夫をすることによって機能、性能をさらに高めることができる。
すなわち、請求項２に係る発明によれば、チューブガイド挿入孔の内形形状を円筒形状としたので一般的な加工工具を使用して加工できる。
【００１７】
また、請求項３に係る発明によれば、前記円筒形状の軸線を、ナットの軸線に対して垂直に形成したので複雑な加工治具が不要である。
また、請求項４に係る発明によれば、前記掬い上げ部挿入孔は、前記ボールねじのリード角に対応して形成されたボール循環経路掬い上げ角をもつので、スムーズな経路からなるボール循環経路が構成できるため、ボール掬い上げ部の損傷を好適に防止しうる。
【００１８】
また、請求項５に係る発明によれば、前記チューブガイドを、弾性材料製としたので、ボールがボール掬い上げ部に衝突しても、その弾性作用によって負荷を吸収できるため、振動や騒音を低減する能力がより一層向上する。
そして、請求項６に係る発明は、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するナットと、これらのボール転動溝で形成されるボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ナットの外面を前記ボールが循環するように前記ボールを掬い上げるボール掬い上げ部を端部に有しボール循環経路を形成するボール循環チューブと、を備えた外部循環方式のボールねじにおいて、前記ナットは、前記ボール掬い上げ部挿入位置に対応して形成されたチューブガイド挿入孔を備え、前記ボール掬い上げ部と、前記チューブガイド挿入孔との間に、請求項１〜５のいずれかに記載のチューブガイドを介在させて前記ボール循環チューブを取り付けたことを特徴としている。
【００１９】
そのため、請求項６に係る発明によれば、請求項１〜５のいずれかに記載のチューブガイドによる作用が得られるため、チューブガイド挿入孔の加工性、及び、ボール循環チューブの組み付け性をより向上させ、ボール掬い上げ部の損傷や、外部からナット内部への異物の進入を防止し、且つ、振動や騒音を低減させ得る等の上記各請求項に対応した効果を奏するボールねじを提供することができる。
【００２０】
また、請求項７に係る発明は、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するナットと、これらのボール転動溝で形成されるボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ナットの外面を前記ボールが循環するように前記ボールを掬い上げるボール掬い上げ部を端部に有しボール循環経路を形成するボール循環チューブと、を備えた外部循環方式のボールねじの製造方法において、前記ナットの前記ボール掬い上げ部挿入位置に対応した位置にチューブガイド挿入孔を形成する一方、請求項１〜５のいずれかに記載されたチューブガイドを前記ボール循環チューブの両端のそれぞれに装着し、そのチューブガイドが装着された状態のボール循環チューブの両端を前記チューブガイド挿入孔に挿入し、前記ボール循環チューブを前記ナットに固定することを特徴としている。
【００２１】
この請求項７に係る発明によれば、ボール循環チューブの装着工程をチューブガイドを用いることによって二工程に分けて製造することとしている。そのため、ボール循環チューブに要求される機能・性能を満たそうとしたときに副作用的に生じる組み付け上の不都合と、組み付け上の要求を満たそうとしたときに生じる機能・性能に影響のある不都合との双方の相反する問題点を解消し、双方を満足させることを可能とした。したがって、生産性及び組み付け性を、より一層向上させ、且つ、振動や騒音を低減させ得るボールねじを製造することができる。
【００２２】
また、請求項８に係る発明は、請求項７に記載のボールねじの製造方法であって、チューブガイド成型用型枠内に前記ボール循環チューブの端部を差し込んだ状態で、前記チューブガイド成型用型枠内にチューブガイド用材料を注入し固化することにより、前記チューブガイドの製造と、前記チューブガイドを前記ボール循環チューブの両端のそれぞれに装着する工程とを、同時に行うことを特徴としている。
【００２３】
そのため、請求項８に係る発明によれば、チューブガイドと、ボール循環チューブとを、予め一体にして製造したので、ボール循環チューブの組み付けに際して、ボール循環チューブを、チューブガイドに挿入する手間がかからず、位置精度も予め正確に取り付け可能なため、請求項８に記載の効果に加えて生産性及び組み付け性を、より一層向上させたボールねじを製造することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、従来と同一または相当部分には同一符号を付してある。
図１は本発明の第一の実施形態における要部を一部破断図示した正面図、図２は、図１の平面図、図３は図１の要部を分解図示した正面図、図４は本発明の第一の実施形態におけるチューブガイドの説明図、また、図５はチューブガイドの製造過程の説明図である。
【００２５】
図１ないし図２に示すように、ねじ軸１は、断面円弧状のボール転動溝１ａを外面に有し、これに外嵌するナット２は、ねじ軸１のボール転動溝１ａに対応するボール転動溝２ａを内面に有するほぼ円筒状の部材で、一端側の外周に取付けフランジ２０が形成されている。
そして、これらのボール転動溝１ａ，２ａで形成されるボール転動路６内に配置された複数のボール３と、ナット２の外面をボール３が循環するようにボール３を掬い上げるボール掬い上げ部４ａを端部に有しボール循環経路５を形成するほぼＵ字形のボール循環チューブ４とによって無限循環回路が構成されている。すなわち、ナット２とねじ軸１の相対回転運動により、ボールねじ溝１ａ，２ａに沿ってボール３が転動する。そして、ボール３がボール循環チューブ４の一方のボール掬い上げ部４ａにより掬い上げられて進行方向を曲げてボール循環チューブ４内に入り、ボール循環チューブ４内を通って複数条のボールねじ溝１ａ，２ａを跨いだ後に、反対側端より再びボール３の進行方向を曲げてボールねじ溝１ａ，２ａの間に入るという循環を繰り返す。
【００２６】
ナット２の外周面には、ボール循環チューブ４と、チューブ押さえ１４との据え付け面８がフライス加工で形成されている。そして、その据え付け面８には、チューブ押さえ１４の取り付け用のねじ穴１６が取り付け位置に対応してタップ加工されている。
さらに、据え付け面８には、ボール循環チューブ４両端のボール掬い上げ部４ａが後述するチューブガイド１０を介してそれぞれ差し込まれる一対のチューブガイド挿入孔９が二箇所加工されている。このチューブガイド挿入孔９は、加工工具にエンドミル（図示せず）を用いてナット２の据え付け面８に垂直な方向から加工され、ナット２の肉厚を貫通してナット２の内面のボールねじ溝２ａに連通している。
【００２７】
この一対のチューブガイド挿入孔９は、両者の中心同士を結んだ線分９Ｃとナット２の軸線ＣＬとのなす角度が、所定のボール循環チューブ傾斜角θ３となるような位置に加工されている。すなわち、ボール３はボール循環チューブ４への出入りに際して、その進行方向が大きく曲げられるので、ボール循環チューブ４内部でボール３に大きな力が働く。そのため、ボール循環チューブ４内でのボール３の円滑な移動が妨げられたり、詰まったり、ボール循環チューブ４が破損したりするといった問題が生じないようにボール循環チューブ傾斜角θ３が設定されている。
【００２８】
ボール循環チューブ４は、その内部を循環するボール３の直径と整合した内径を有する金属製のパイプ材料をＵ字形状に曲げて加工されている。特に、その両端のボール掬い上げ部４ａは、ナット２の軸線ＣＬ方向に垂直な方向１０ｆに対して、ボールねじのリード角θに一致した傾斜角のボール循環経路掬い上げ角θ１をもって形成されている（図３参照）。
【００２９】
図４にチューブガイド１０を示す。
このチューブガイド１０は、適度な弾性をもった合成樹脂材料をチューブガイド１０用材料として射出成形によって製造されている。この合成樹脂材料としては、すぐれた機械的強度・耐摩耗性・耐熱性をもち、機械部品などに多く用いられる工業用プラスチックである、いわゆるエンジニアリングプラスチック（ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｌａｓｔｉｃｓ）を使用しており、例えば、ポリ‐アミドやポリ‐カーボネートなどが好適に使用しうる。
【００３０】
このチューブガイド１０は、略円筒形状の外形１０ａをもち、ボール循環チューブ４両端のボール掬い上げ部４ａが直接挿入される掬い上げ部挿入孔１０ｂを有している。
外形１０ａは、前述のチューブガイド挿入孔９の内径と整合して挿入可能に形成された略円筒形状で、その直径は、チューブガイド挿入孔９に嵌め合わせたときにゆるめの締まりばめの関係となる寸法に形成されている。
【００３１】
そして、掬い上げ部挿入孔１０ｂは、正面図（同図（ｂ））に示すように、その掬い上げ部挿入孔１０ｂに挿入されるボール循環チューブ４の外径に整合した内径１０ｅ（同図（ｄ））をもち、且つ、ナット２の軸線ＣＬ方向に垂直な方向１０ｆを上下にして、ボールねじのリード角θに一致した挿入孔傾き角θ２をもって上下に貫通している。
【００３２】
そして、掬い上げ部挿入孔１０ｂの上端側には、端面１０ｃが形成されている。
この端面１０ｃは、チューブガイド１０にボール掬い上げ部４ａが挿入されたとき、ボール循環チューブ４両側のパイプの内曲げ形状に倣うように、なだらかな円弧状に面取りされており、且つ、前述したボール循環チューブ４の装着状態に対応したボール循環チューブ傾斜角θ３をもって形成されている（同図（ａ）に示す平面図及び同図（ｂ）参照）。
【００３３】
また、チューブガイド１０には、円弧状の逃げ形状１０ｄが側面方向から形成されている（同図（ｃ）に示す右側面図参照）。
この逃げ形状１０ｄは、チューブガイド１０をナット２に装着したときに、チューブガイド１０がねじ軸１やボール３と干渉しないように、ナット２の内径に対応して形成されている。
【００３４】
次にチューブガイド１０の製造過程を、図５にて説明するが、射出成形は通常の方法によっているので概要のみ簡単に述べる。
チューブガイド１０成型用型枠としての金型３０には鋼材が使われ、その成形品形状部３０ａ（キャビティ）は、成形品となるチューブガイド１０の形状と相対的に形成された雌雄反転した形状で、変形量等を考慮して寸法が決められている。そして、金型３０は上型３１と下型３２とから構成されており、同図では二個取りのイメージを示している。
【００３５】
なお、射出成形機２８は、インラインスクリュ型の立型射出成形機で、駆動は電動式である。
成形工程は、金型３０内に溶融した合成樹脂材料４０（湯）を注入する。
そして、合成樹脂材料４０が固化後、金型３０を上型３１と下型３２とに上下方向に開き、成形品であるチューブガイド１０を取り出すことによって成形品を得る。
【００３６】
チューブ押さえ１４は、従来技術と同様なものを使用している。すなわち、図１０に示すように、ばね性を有する薄板から成型され、中間部にボール循環チューブ４との嵌合溝１４ａが屈曲形成され、その長手方向の両端部にはナット２へ固定するために、その嵌合溝１４ａを挟むようにして複数個（図では二個）のねじ通し孔１４ｂがプレス加工にて形成されている。
【００３７】
次に、図３を参照して、ナット２へのボール循環チューブ４の取り付け方法を説明する。
ボール循環チューブ４の組み付けには、一本のボール循環チューブ４につき二個のチューブガイド１０を用いる。まず、各チューブガイド１０の掬い上げ部挿入孔１０ｂに対して、各チューブガイド１０の端面１０ｃがボール循環チューブ４のパイプ内曲げ形状に倣うように上下の向きに注意して、ボール循環チューブ４両端のボール掬い上げ部４ａをそれぞれ挿入する（同図の矢印Ａ）。
【００３８】
次に、ナット２のチューブガイド挿入孔９にボール循環チューブ４の両端をチューブガイド１０とともにそれぞれ差し込んで組み付ける（同図の矢印Ｂ）。このとき、ボール循環チューブ４の下面４ｄは、据え付け面８に当接させる。
最後に、チューブ押さえ１４を介して、取付けねじ１５をねじ穴１６に締め付ける（図１）。このようにして、ボール循環チューブ４を据え付け面８に押し付けてしっかり固定することができる。なお、ナット２とボール循環チューブ４との内部を循環する多数のボール３は、予め内部に充填配置しておき、同時に組み込んでいる。
【００３９】
以上説明したように、この実施形態によれば、ボール循環チューブ４をナット２に装着する際に、ボール循環チューブ４の両端部をチューブガイド１０を介してナット２に形成したチューブガイド挿入孔９に嵌め付けるということになる。そのため、ボール掬い上げ部４ａと、チューブガイド挿入孔９とを独立させて、それぞれを好適に設計することが可能となる。すなわち、ボール循環経路６を好適に形成するために必要なボール掬い上げ部４ａへの工夫は、ナット２に対する加工との関係からの制約を受けることなく広い範囲で設定することが可能であり、また、ナット２の加工についても同様に、ボール掬い上げ部４ａとの関係による制限を受けないため、その加工方法や形状の設計自由度が広がったので、最も安価で生産性の高い方法によってナット２へのチューブガイド挿入孔９を加工することが可能である。
【００４０】
そして、ボール掬い上げ部４ａと、チューブガイド挿入孔９との間に介在させたチューブガイド１０を両者に整合させて装着することによって、隙間を生じることなく組み付け可能となる。そのため、ボール循環チューブ４の組み付け性もより向上するし、ボール掬い上げ部４ａの損傷や、外部からナット２内部への異物の進入を防止し、且つ、振動や騒音を低減させ得るボールねじ用チューブガイド１０及びボールねじを提供することができる。
【００４１】
そしてまた、ボール掬い上げ部４ａと、チューブガイド挿入孔９との間に介在させたチューブガイド１０の形状や材料、製造方法に種々の工夫をすることによって機能、性能をさらに高めることができる。
すなわち、ナット２に形成されるチューブガイド挿入孔９は、ナット２の据え付け面８に対して加工工具を垂直方向から加工可能であり、且つ、単純な円筒形状でよい。したがって、チューブガイド挿入孔９の加工性が良くなるので生産性が向上し加工時間、加工コストが低減できる。なお、本実施形態では、この加工を切削加工によっているが、例えば放電加工でも可能であり、その場合は内形形状に対応した型を、その型の挿入方向が前記据え付け面８に対して垂直方向として加工すればよい。
【００４２】
そして、ボール掬い上げ部４ａは、ボールねじのリード角θに対応して傾斜したボール循環経路掬い上げ角θ１をもって形成されているからボール掬い上げ部４ａの損傷を防止し、且つ、振動や騒音が低減する。
なおさらに、チューブガイド１０は、弾性を備えた合成樹脂材料から射出成形によって製造されているため、その加工性、組み付け性をより向上させ量産にも適し、且つ、振動や騒音をより低減させ得る。そして、錆が生じることもなく、耐摩擦・耐摩耗性があるため初期品質を安定して維持することができる。
【００４３】
なおさらに、チューブガイド１０とチューブガイド挿入孔９との嵌め合い条件に対する寸法誤差は、、チューブガイド１０がもつ弾性作用によって吸収できるため、公差範囲を広く設定することが可能となり、製造歩留まりを良くすることができる。
図６に、本発明の第二の実施形態を示す。この実施形態では、ボール循環チューブ４の両端に嵌まり込むチューブガイド１０を、いわゆるインサート成形によって製造している点が上記第一の実施形態のものと異なっている。
【００４４】
すなわち、図５に示したように、この第二の実施形態でも、前述の射出成形において、インサート部品となるボール循環チューブ４を位置決めする治具として金型３０を使用している。前述のように、この射出成形機は立型射出成形機であるため、金型３０の開閉が上下方向に行われる。そのため、下型３２の表面が上向きとなるので、インサートする部品の位置決めが行い易い。
【００４５】
具体的には、金型３０が上下方向に開いた状態で、下型３２の表面に形成されたインサート部品の位置決め形状に合わせてボール循環チューブ４の両端部であるボール掬い上げ部４ａを下型３２上の所定の位置に装填した後、上下の型を閉じて合わせることによってボール掬い上げ部４ａが成形品形状部３０ａに差し込まれた状態で強固に保持される。そして、ボール掬い上げ部４ａの周囲に溶融した合成樹脂材料４０を注入し、ボール掬い上げ部４ａを合成樹脂材料４０で包んだ後、これを固化させ、ボール循環チューブ４とチューブガイド１０を一体化させた複合部品として製造している。
【００４６】
なお、インサート成形を自動稼動するために、ロボットやエア駆動式取り出し装置、樹脂供給装置、ゲートカット装置、成形品突き出し装置などを適宜使用して装置を構成すれば、さらに生産性や品質を向上させることが可能である。また、人手によってインサート成形をする時、例えば、ロータリーテーブルと組み合わせて金型を旋回させれば、金型面を見やすくすることができるのでインサート作業をさらに安全に、能率的に行うことができる。
【００４７】
以上説明したように、この第二の実施形態によれば、インサート成形によってチューブガイド１０を製造しているので、次工程の組立て工程を合理化することができる。
すなわち、ボール循環チューブ４と、チューブガイド１０とが、予め一体に形成されている。そのため、組み付けに際して、ボール循環チューブ４を、チューブガイド１０に挿入する手間（図３の矢印Ａの工程）がかからず、位置精度も正確に取り付けされているため組み付け性が一層向上するという利点がある。
【００４８】
そして、ボール循環チューブ４と、チューブガイド１０とが、予め一体に形成されているから、ボール掬い上げ部４ａの形状を曲げることも可能である。すなわち、ボール循環チューブ４両側のＵ字形状の曲げ加工部の曲率をボール掬い上げ部４ａの側まで大きく伸し、緩やかにすることができる。そのため、ボール循環経路５内部を転動するボール３の作動をさらに滑らかにできるという利点もある。
【００４９】
また、ボール循環チューブ４の両端にチューブガイド１０が一体に形成されている結果、ボール循環チューブ４の固定保持能力が一層向上するという利点もある。
この第二の実施形態のその他の作用・効果は第一の実施形態と同様である。
なお、以上説明した実施形態では、チューブガイド１０用材料を弾性を有する合成樹脂材料としたが、弾性材料としてゴム等を用いて製作しても良い。また、チューブガイド１０は、金属材料を用いて機械加工によって製作してもよいし、ＭＩＭ（金属射出成形）や焼結などの冶金技術によって製作してもよい。また、チューブガイド１０を単体から構成しているが、複数の部品に分けてこれを組み合わせて構成してもよい。
【００５０】
また、ボール循環チューブ４は、パイプ材を曲げて成形しているが、半円形断面のプレス板を合わせた構造としてもよい。
また、上述の実施形態では、ボール循環チューブ４を一本使用した無限循環回路が一回路の場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、かかる装着構造のボール循環チューブ４を有する無限循環回路を、複数回路（例えば二回路）用いたボールねじにも適用することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボール循環チューブを取り付けるために必要なナット加工の加工性、及び、ボール循環チューブのナットへの組み付け性をより向上させ、外部からナット内部への異物の進入を防止し得るボールねじ用チューブガイド及びボールねじ並びにボールねじの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態におけるボールねじの要部の一部破断正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の要部を分解図示した概略正面図である。
【図４】本発明の第一の実施形態におけるチューブガイドの説明図である。
【図５】チューブガイドの製造過程の説明図である。
【図６】本発明の第二の実施形態におけるボールねじの要部の概略正面図である。
【図７】特許文献２に記載の技術のボールねじの説明図である。
【図８】特許文献２に記載の技術のボールねじの説明図である。
【図９】特許文献１に記載の技術のボールねじの問題点の説明図である。
【図１０】特許文献１に記載の技術のボールねじを説明する要部の斜視図である。
【図１１】特許文献１に記載の技術のボールねじを説明する一部破断正面図である。
【符号の説明】
１・・・ねじ軸
１ａ・・・ボール転動溝（ねじ軸側）
２、２００、２０１・・・ナット
２ａ・・・ボール転動溝（ナット側）
３・・・ボール
４、４００・・・ボール循環チューブ
４ａ、４００ａ・・・ボール掬い上げ部
５・・・ボール循環経路
６・・・ボール転動路
８・・・据え付け面
９・・・チューブガイド挿入孔
１０・・・チューブガイド
１０ｂ・・・掬い上げ部挿入孔
１４・・・チューブ押さえ
１５・・・ねじ
１６・・・ねじ穴
２０・・・フランジ
２８・・・射出成形機
３０・・・金型
３０ａ・・・成形品形状部（キャビティ）
３１・・・上型
３２・・・下型
４０・・・合成樹脂材料
１２０・・・加工工具
９００、９０１・・・チューブ挿入孔
θ・・・リード角
θ１・・・ボール循環経路掬い上げ角
θ２・・・挿入孔傾き角
θ３・・・ボール循環チューブ傾斜角
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボールねじ用チューブガイド及びボールねじ並びにボールねじの製造方法に係り、特に、外部循環方式のボールねじにおけるボール循環チューブの装着構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじには、ボールを循環させる方式として外部循環方式がある。
これは、ねじ軸に多数のボールを介して螺合されたナットの外面に、ボール循環チューブを露出して配設し、ボールをナットの外部に導き、循環させる構造である。
【０００３】
ところで、従来の外部循環方式のボールねじでは、ボールが、ボール循環チューブの端部であるボール掬い上げ部に衝突して、ボール掬い上げ部が損傷したり、振動や騒音が発生するという問題があった。
そこで、この問題を解決するために、特許文献１に記載の技術が提案されている。
【０００４】
この特許文献１に記載の技術は、図１０ないし図１１に示すように、まず、ナット２００へのボール循環チューブ４００のチューブ挿入孔９００をリード角θだけ傾けて加工する。また、ボール循環チューブ４００も、ボール掬い上げ部４００ａをリード角θだけ傾け、二つに分割して形成する。次に、このボール循環チューブ４００をそれぞれチューブ挿入孔９００に挿入する。最後に、チューブ押さえ１４を介して取付けねじ１５をねじ穴１６に締め付けて、ボール循環チューブ４００をナット２００の外面に加工された据え付け面８に固定する。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の技術では、チューブ挿入孔９００をリード角θだけ傾けてナット２００に加工するため、加工が難加工となり、特に、図９に示すように、フランジ部２０の近傍では、加工工具１２０がフランジ部２０に干渉してしまい、加工不能な場合があった。また、ボール循環チューブ４００を二つに分割しているため、その組み付けに際しては、つなぎ目４００ｂに段差が生じないように十分に注意して組み付ける必要があった。
【０００６】
そこで、この問題を解決するために、特許文献２に記載の技術が提案されている。
この特許文献２に記載の技術は、図７ないし図８に示すように、まず、ナット２０１には、ボール循環チューブ４の直径に比べて間口が広く、底部側にはボール循環チューブ４を組み付ける際の組み付け基準面９０１ａを有した異形のチューブ挿入孔９０１を加工する。また、ボール循環チューブ４は、その両端のボール掬い上げ部４ａをリード角θだけ傾け、分割することなく一体形成する。次に、このボール循環チューブ４をチューブ挿入孔９０１に挿入する。最後に、特許文献１に記載の技術と同様に据え付け面８に固定する。
【０００７】
【特許文献１】
実開昭５９−３９３５２号公報
【特許文献２】
実開昭６３−１３２１５６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献２に記載の技術では、チューブ挿入孔９０１の内面に傾斜した組み付け基準面９０１ａを有する段加工があるため、孔加工がいまだ複雑である。また、ボール循環チューブ４を取り付けた後も、ボール循環チューブ４とチューブ挿入孔９０１との間に、隙間９０１ｂが生じてしまう。そのため、外部から異物がナット２０１の内部に進入したり、ナット２０１内部の音が外部に漏れて騒音が大きくなるという問題があった。
【０００９】
この発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものである。
すなわち、ボール循環チューブのチューブ挿入孔の加工性、及び、ボール循環チューブの組み付け性を向上させ、且つ、ボール循環チューブのボール掬い上げ部の損傷を防止し、振動や騒音を低減させ得るボールねじ用チューブガイド及びボールねじ並びにボールねじの製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するナットと、これらのボール転動溝で形成されるボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ナットの外面を前記ボールが循環するように前記ボールを掬い上げるボール掬い上げ部を端部に有しボール循環経路を形成するボール循環チューブと、を備えた外部循環方式のボールねじに用いられ、前記ボール循環チューブの前記ナットへの取り付けに利用されるチューブガイドであって、前記ナットの前記ボール掬い上げ部挿入位置に対応して形成されたチューブガイド挿入孔の内形と整合した外形形状と、前記ボール掬い上げ部の外形と整合した内形形状をもって形成された貫通孔である掬い上げ部挿入孔と、を有し、前記ボール掬い上げ部と、前記チューブガイド挿入孔との間に介在することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のボールねじ用チューブガイドであって、前記チューブガイド挿入孔は、その内形形状が円筒形状であることを特徴としている。
ここで、「円筒形状」とは、加工工具が軸線まわりに回転して形成される結果形成される形状のことであって、例えば、送り切削がなされない場合は円筒であるが、送り切削がある場合は円筒形状が連続して加工されるため楕円筒状となり、本発明における「円筒形状」は、そのいずれも含むものである。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載のボールねじ用チューブガイドであって、前記円筒形状の軸線を、前記ナットの軸線に対して垂直に形成したことを特徴としている。
また、請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のボールねじ用チューブガイドであって、前記掬い上げ部挿入孔は、前記ボールねじのリード角に対応して形成されたボール循環経路掬い上げ角をもつことを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のボールねじ用チューブガイドにおいて、弾性材料製であることを特徴としている。
本発明に係るボールねじ用チューブガイドによれば、ボール循環チューブをナットに装着する際に、ボール循環チューブをチューブ挿入孔に直接挿入するのではなく、ボール循環チューブの両端部を、このチューブガイドを介してナットに形成したチューブガイド挿入孔に嵌め付けるということになる。
【００１４】
そのため、ボール掬い上げ部と、チューブガイド挿入孔とを独立させて、それぞれを好適に設計することが可能となる。すなわち、ボール循環経路を好適に形成するために必要なボール掬い上げ部への工夫は、ナットに対する加工との関係からの制約を受けることなく広い範囲で設定することが可能であり、また、ナットの加工についても同様に、ボール掬い上げ部との関係による制限を受けないため、その加工方法や形状の設計自由度が広がったので、最も安価で生産性の高い方法によってナットへのチューブガイド挿入孔を加工することが可能である。
【００１５】
そして、ボール掬い上げ部と、チューブガイド挿入孔との間に介在させたチューブガイドを両者に整合させて装着することによって、隙間を生じることなく組み付けることが可能となる。
したがって、ボール掬い上げ部の損傷や、外部からナット内部への異物の進入を防止し、且つ、振動や騒音を低減させ得るボールねじを提供することができる。
【００１６】
そしてまた、ボール掬い上げ部と、チューブガイド挿入孔との間に介在させたチューブガイドの形状や材料、製造方法に種々の工夫をすることによって機能、性能をさらに高めることができる。
すなわち、請求項２に係る発明によれば、チューブガイド挿入孔の内形形状を円筒形状としたので一般的な加工工具を使用して加工できる。
【００１７】
また、請求項３に係る発明によれば、前記円筒形状の軸線を、ナットの軸線に対して垂直に形成したので複雑な加工治具が不要である。
また、請求項４に係る発明によれば、前記掬い上げ部挿入孔は、前記ボールねじのリード角に対応して形成されたボール循環経路掬い上げ角をもつので、スムーズな経路からなるボール循環経路が構成できるため、ボール掬い上げ部の損傷を好適に防止しうる。
【００１８】
また、請求項５に係る発明によれば、前記チューブガイドを、弾性材料製としたので、ボールがボール掬い上げ部に衝突しても、その弾性作用によって負荷を吸収できるため、振動や騒音を低減する能力がより一層向上する。
そして、請求項６に係る発明は、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するナットと、これらのボール転動溝で形成されるボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ナットの外面を前記ボールが循環するように前記ボールを掬い上げるボール掬い上げ部を端部に有しボール循環経路を形成するボール循環チューブと、を備えた外部循環方式のボールねじにおいて、前記ナットは、前記ボール掬い上げ部挿入位置に対応して形成されたチューブガイド挿入孔を備え、前記ボール掬い上げ部と、前記チューブガイド挿入孔との間に、請求項１〜５のいずれかに記載のチューブガイドを介在させて前記ボール循環チューブを取り付けたことを特徴としている。
【００１９】
そのため、請求項６に係る発明によれば、請求項１〜５のいずれかに記載のチューブガイドによる作用が得られるため、チューブガイド挿入孔の加工性、及び、ボール循環チューブの組み付け性をより向上させ、ボール掬い上げ部の損傷や、外部からナット内部への異物の進入を防止し、且つ、振動や騒音を低減させ得る等の上記各請求項に対応した効果を奏するボールねじを提供することができる。
【００２０】
また、請求項７に係る発明は、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するナットと、これらのボール転動溝で形成されるボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ナットの外面を前記ボールが循環するように前記ボールを掬い上げるボール掬い上げ部を端部に有しボール循環経路を形成するボール循環チューブと、を備えた外部循環方式のボールねじの製造方法において、前記ナットの前記ボール掬い上げ部挿入位置に対応した位置にチューブガイド挿入孔を形成する一方、請求項１〜５のいずれかに記載されたチューブガイドを前記ボール循環チューブの両端のそれぞれに装着し、そのチューブガイドが装着された状態のボール循環チューブの両端を前記チューブガイド挿入孔に挿入し、前記ボール循環チューブを前記ナットに固定することを特徴としている。
【００２１】
この請求項７に係る発明によれば、ボール循環チューブの装着工程をチューブガイドを用いることによって二工程に分けて製造することとしている。そのため、ボール循環チューブに要求される機能・性能を満たそうとしたときに副作用的に生じる組み付け上の不都合と、組み付け上の要求を満たそうとしたときに生じる機能・性能に影響のある不都合との双方の相反する問題点を解消し、双方を満足させることを可能とした。したがって、生産性及び組み付け性を、より一層向上させ、且つ、振動や騒音を低減させ得るボールねじを製造することができる。
【００２２】
また、請求項８に係る発明は、請求項７に記載のボールねじの製造方法であって、チューブガイド成型用型枠内に前記ボール循環チューブの端部を差し込んだ状態で、前記チューブガイド成型用型枠内にチューブガイド用材料を注入し固化することにより、前記チューブガイドの製造と、前記チューブガイドを前記ボール循環チューブの両端のそれぞれに装着する工程とを、同時に行うことを特徴としている。
【００２３】
そのため、請求項８に係る発明によれば、チューブガイドと、ボール循環チューブとを、予め一体にして製造したので、ボール循環チューブの組み付けに際して、ボール循環チューブを、チューブガイドに挿入する手間がかからず、位置精度も予め正確に取り付け可能なため、請求項８に記載の効果に加えて生産性及び組み付け性を、より一層向上させたボールねじを製造することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、従来と同一または相当部分には同一符号を付してある。
図１は本発明の第一の実施形態における要部を一部破断図示した正面図、図２は、図１の平面図、図３は図１の要部を分解図示した正面図、図４は本発明の第一の実施形態におけるチューブガイドの説明図、また、図５はチューブガイドの製造過程の説明図である。
【００２５】
図１ないし図２に示すように、ねじ軸１は、断面円弧状のボール転動溝１ａを外面に有し、これに外嵌するナット２は、ねじ軸１のボール転動溝１ａに対応するボール転動溝２ａを内面に有するほぼ円筒状の部材で、一端側の外周に取付けフランジ２０が形成されている。
そして、これらのボール転動溝１ａ，２ａで形成されるボール転動路６内に配置された複数のボール３と、ナット２の外面をボール３が循環するようにボール３を掬い上げるボール掬い上げ部４ａを端部に有しボール循環経路５を形成するほぼＵ字形のボール循環チューブ４とによって無限循環回路が構成されている。すなわち、ナット２とねじ軸１の相対回転運動により、ボールねじ溝１ａ，２ａに沿ってボール３が転動する。そして、ボール３がボール循環チューブ４の一方のボール掬い上げ部４ａにより掬い上げられて進行方向を曲げてボール循環チューブ４内に入り、ボール循環チューブ４内を通って複数条のボールねじ溝１ａ，２ａを跨いだ後に、反対側端より再びボール３の進行方向を曲げてボールねじ溝１ａ，２ａの間に入るという循環を繰り返す。
【００２６】
ナット２の外周面には、ボール循環チューブ４と、チューブ押さえ１４との据え付け面８がフライス加工で形成されている。そして、その据え付け面８には、チューブ押さえ１４の取り付け用のねじ穴１６が取り付け位置に対応してタップ加工されている。
さらに、据え付け面８には、ボール循環チューブ４両端のボール掬い上げ部４ａが後述するチューブガイド１０を介してそれぞれ差し込まれる一対のチューブガイド挿入孔９が二箇所加工されている。このチューブガイド挿入孔９は、加工工具にエンドミル（図示せず）を用いてナット２の据え付け面８に垂直な方向から加工され、ナット２の肉厚を貫通してナット２の内面のボールねじ溝２ａに連通している。
【００２７】
この一対のチューブガイド挿入孔９は、両者の中心同士を結んだ線分９Ｃとナット２の軸線ＣＬとのなす角度が、所定のボール循環チューブ傾斜角θ３となるような位置に加工されている。すなわち、ボール３はボール循環チューブ４への出入りに際して、その進行方向が大きく曲げられるので、ボール循環チューブ４内部でボール３に大きな力が働く。そのため、ボール循環チューブ４内でのボール３の円滑な移動が妨げられたり、詰まったり、ボール循環チューブ４が破損したりするといった問題が生じないようにボール循環チューブ傾斜角θ３が設定されている。
【００２８】
ボール循環チューブ４は、その内部を循環するボール３の直径と整合した内径を有する金属製のパイプ材料をＵ字形状に曲げて加工されている。特に、その両端のボール掬い上げ部４ａは、ナット２の軸線ＣＬ方向に垂直な方向１０ｆに対して、ボールねじのリード角θに一致した傾斜角のボール循環経路掬い上げ角θ１をもって形成されている（図３参照）。
【００２９】
図４にチューブガイド１０を示す。
このチューブガイド１０は、適度な弾性をもった合成樹脂材料をチューブガイド１０用材料として射出成形によって製造されている。この合成樹脂材料としては、すぐれた機械的強度・耐摩耗性・耐熱性をもち、機械部品などに多く用いられる工業用プラスチックである、いわゆるエンジニアリングプラスチック（ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｌａｓｔｉｃｓ）を使用しており、例えば、ポリ‐アミドやポリ‐カーボネートなどが好適に使用しうる。
【００３０】
このチューブガイド１０は、略円筒形状の外形１０ａをもち、ボール循環チューブ４両端のボール掬い上げ部４ａが直接挿入される掬い上げ部挿入孔１０ｂを有している。
外形１０ａは、前述のチューブガイド挿入孔９の内径と整合して挿入可能に形成された略円筒形状で、その直径は、チューブガイド挿入孔９に嵌め合わせたときにゆるめの締まりばめの関係となる寸法に形成されている。
【００３１】
そして、掬い上げ部挿入孔１０ｂは、正面図（同図（ｂ））に示すように、その掬い上げ部挿入孔１０ｂに挿入されるボール循環チューブ４の外径に整合した内径１０ｅ（同図（ｄ））をもち、且つ、ナット２の軸線ＣＬ方向に垂直な方向１０ｆを上下にして、ボールねじのリード角θに一致した挿入孔傾き角θ２をもって上下に貫通している。
【００３２】
そして、掬い上げ部挿入孔１０ｂの上端側には、端面１０ｃが形成されている。
この端面１０ｃは、チューブガイド１０にボール掬い上げ部４ａが挿入されたとき、ボール循環チューブ４両側のパイプの内曲げ形状に倣うように、なだらかな円弧状に面取りされており、且つ、前述したボール循環チューブ４の装着状態に対応したボール循環チューブ傾斜角θ３をもって形成されている（同図（ａ）に示す平面図及び同図（ｂ）参照）。
【００３３】
また、チューブガイド１０には、円弧状の逃げ形状１０ｄが側面方向から形成されている（同図（ｃ）に示す右側面図参照）。
この逃げ形状１０ｄは、チューブガイド１０をナット２に装着したときに、チューブガイド１０がねじ軸１やボール３と干渉しないように、ナット２の内径に対応して形成されている。
【００３４】
次にチューブガイド１０の製造過程を、図５にて説明するが、射出成形は通常の方法によっているので概要のみ簡単に述べる。
チューブガイド１０成型用型枠としての金型３０には鋼材が使われ、その成形品形状部３０ａ（キャビティ）は、成形品となるチューブガイド１０の形状と相対的に形成された雌雄反転した形状で、変形量等を考慮して寸法が決められている。そして、金型３０は上型３１と下型３２とから構成されており、同図では二個取りのイメージを示している。
【００３５】
なお、射出成形機２８は、インラインスクリュ型の立型射出成形機で、駆動は電動式である。
成形工程は、金型３０内に溶融した合成樹脂材料４０（湯）を注入する。
そして、合成樹脂材料４０が固化後、金型３０を上型３１と下型３２とに上下方向に開き、成形品であるチューブガイド１０を取り出すことによって成形品を得る。
【００３６】
チューブ押さえ１４は、従来技術と同様なものを使用している。すなわち、図１０に示すように、ばね性を有する薄板から成型され、中間部にボール循環チューブ４との嵌合溝１４ａが屈曲形成され、その長手方向の両端部にはナット２へ固定するために、その嵌合溝１４ａを挟むようにして複数個（図では二個）のねじ通し孔１４ｂがプレス加工にて形成されている。
【００３７】
次に、図３を参照して、ナット２へのボール循環チューブ４の取り付け方法を説明する。
ボール循環チューブ４の組み付けには、一本のボール循環チューブ４につき二個のチューブガイド１０を用いる。まず、各チューブガイド１０の掬い上げ部挿入孔１０ｂに対して、各チューブガイド１０の端面１０ｃがボール循環チューブ４のパイプ内曲げ形状に倣うように上下の向きに注意して、ボール循環チューブ４両端のボール掬い上げ部４ａをそれぞれ挿入する（同図の矢印Ａ）。
【００３８】
次に、ナット２のチューブガイド挿入孔９にボール循環チューブ４の両端をチューブガイド１０とともにそれぞれ差し込んで組み付ける（同図の矢印Ｂ）。このとき、ボール循環チューブ４の下面４ｄは、据え付け面８に当接させる。
最後に、チューブ押さえ１４を介して、取付けねじ１５をねじ穴１６に締め付ける（図１）。このようにして、ボール循環チューブ４を据え付け面８に押し付けてしっかり固定することができる。なお、ナット２とボール循環チューブ４との内部を循環する多数のボール３は、予め内部に充填配置しておき、同時に組み込んでいる。
【００３９】
以上説明したように、この実施形態によれば、ボール循環チューブ４をナット２に装着する際に、ボール循環チューブ４の両端部をチューブガイド１０を介してナット２に形成したチューブガイド挿入孔９に嵌め付けるということになる。そのため、ボール掬い上げ部４ａと、チューブガイド挿入孔９とを独立させて、それぞれを好適に設計することが可能となる。すなわち、ボール循環経路６を好適に形成するために必要なボール掬い上げ部４ａへの工夫は、ナット２に対する加工との関係からの制約を受けることなく広い範囲で設定することが可能であり、また、ナット２の加工についても同様に、ボール掬い上げ部４ａとの関係による制限を受けないため、その加工方法や形状の設計自由度が広がったので、最も安価で生産性の高い方法によってナット２へのチューブガイド挿入孔９を加工することが可能である。
【００４０】
そして、ボール掬い上げ部４ａと、チューブガイド挿入孔９との間に介在させたチューブガイド１０を両者に整合させて装着することによって、隙間を生じることなく組み付け可能となる。そのため、ボール循環チューブ４の組み付け性もより向上するし、ボール掬い上げ部４ａの損傷や、外部からナット２内部への異物の進入を防止し、且つ、振動や騒音を低減させ得るボールねじ用チューブガイド１０及びボールねじを提供することができる。
【００４１】
そしてまた、ボール掬い上げ部４ａと、チューブガイド挿入孔９との間に介在させたチューブガイド１０の形状や材料、製造方法に種々の工夫をすることによって機能、性能をさらに高めることができる。
すなわち、ナット２に形成されるチューブガイド挿入孔９は、ナット２の据え付け面８に対して加工工具を垂直方向から加工可能であり、且つ、単純な円筒形状でよい。したがって、チューブガイド挿入孔９の加工性が良くなるので生産性が向上し加工時間、加工コストが低減できる。なお、本実施形態では、この加工を切削加工によっているが、例えば放電加工でも可能であり、その場合は内形形状に対応した型を、その型の挿入方向が前記据え付け面８に対して垂直方向として加工すればよい。
【００４２】
そして、ボール掬い上げ部４ａは、ボールねじのリード角θに対応して傾斜したボール循環経路掬い上げ角θ１をもって形成されているからボール掬い上げ部４ａの損傷を防止し、且つ、振動や騒音が低減する。
なおさらに、チューブガイド１０は、弾性を備えた合成樹脂材料から射出成形によって製造されているため、その加工性、組み付け性をより向上させ量産にも適し、且つ、振動や騒音をより低減させ得る。そして、錆が生じることもなく、耐摩擦・耐摩耗性があるため初期品質を安定して維持することができる。
【００４３】
なおさらに、チューブガイド１０とチューブガイド挿入孔９との嵌め合い条件に対する寸法誤差は、、チューブガイド１０がもつ弾性作用によって吸収できるため、公差範囲を広く設定することが可能となり、製造歩留まりを良くすることができる。
図６に、本発明の第二の実施形態を示す。この実施形態では、ボール循環チューブ４の両端に嵌まり込むチューブガイド１０を、いわゆるインサート成形によって製造している点が上記第一の実施形態のものと異なっている。
【００４４】
すなわち、図５に示したように、この第二の実施形態でも、前述の射出成形において、インサート部品となるボール循環チューブ４を位置決めする治具として金型３０を使用している。前述のように、この射出成形機は立型射出成形機であるため、金型３０の開閉が上下方向に行われる。そのため、下型３２の表面が上向きとなるので、インサートする部品の位置決めが行い易い。
【００４５】
具体的には、金型３０が上下方向に開いた状態で、下型３２の表面に形成されたインサート部品の位置決め形状に合わせてボール循環チューブ４の両端部であるボール掬い上げ部４ａを下型３２上の所定の位置に装填した後、上下の型を閉じて合わせることによってボール掬い上げ部４ａが成形品形状部３０ａに差し込まれた状態で強固に保持される。そして、ボール掬い上げ部４ａの周囲に溶融した合成樹脂材料４０を注入し、ボール掬い上げ部４ａを合成樹脂材料４０で包んだ後、これを固化させ、ボール循環チューブ４とチューブガイド１０を一体化させた複合部品として製造している。
【００４６】
なお、インサート成形を自動稼動するために、ロボットやエア駆動式取り出し装置、樹脂供給装置、ゲートカット装置、成形品突き出し装置などを適宜使用して装置を構成すれば、さらに生産性や品質を向上させることが可能である。また、人手によってインサート成形をする時、例えば、ロータリーテーブルと組み合わせて金型を旋回させれば、金型面を見やすくすることができるのでインサート作業をさらに安全に、能率的に行うことができる。
【００４７】
以上説明したように、この第二の実施形態によれば、インサート成形によってチューブガイド１０を製造しているので、次工程の組立て工程を合理化することができる。
すなわち、ボール循環チューブ４と、チューブガイド１０とが、予め一体に形成されている。そのため、組み付けに際して、ボール循環チューブ４を、チューブガイド１０に挿入する手間（図３の矢印Ａの工程）がかからず、位置精度も正確に取り付けされているため組み付け性が一層向上するという利点がある。
【００４８】
そして、ボール循環チューブ４と、チューブガイド１０とが、予め一体に形成されているから、ボール掬い上げ部４ａの形状を曲げることも可能である。すなわち、ボール循環チューブ４両側のＵ字形状の曲げ加工部の曲率をボール掬い上げ部４ａの側まで大きく伸し、緩やかにすることができる。そのため、ボール循環経路５内部を転動するボール３の作動をさらに滑らかにできるという利点もある。
【００４９】
また、ボール循環チューブ４の両端にチューブガイド１０が一体に形成されている結果、ボール循環チューブ４の固定保持能力が一層向上するという利点もある。
この第二の実施形態のその他の作用・効果は第一の実施形態と同様である。
なお、以上説明した実施形態では、チューブガイド１０用材料を弾性を有する合成樹脂材料としたが、弾性材料としてゴム等を用いて製作しても良い。また、チューブガイド１０は、金属材料を用いて機械加工によって製作してもよいし、ＭＩＭ（金属射出成形）や焼結などの冶金技術によって製作してもよい。また、チューブガイド１０を単体から構成しているが、複数の部品に分けてこれを組み合わせて構成してもよい。
【００５０】
また、ボール循環チューブ４は、パイプ材を曲げて成形しているが、半円形断面のプレス板を合わせた構造としてもよい。
また、上述の実施形態では、ボール循環チューブ４を一本使用した無限循環回路が一回路の場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、かかる装着構造のボール循環チューブ４を有する無限循環回路を、複数回路（例えば二回路）用いたボールねじにも適用することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボール循環チューブを取り付けるために必要なナット加工の加工性、及び、ボール循環チューブのナットへの組み付け性をより向上させ、外部からナット内部への異物の進入を防止し得るボールねじ用チューブガイド及びボールねじ並びにボールねじの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態におけるボールねじの要部の一部破断正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の要部を分解図示した概略正面図である。
【図４】本発明の第一の実施形態におけるチューブガイドの説明図である。
【図５】チューブガイドの製造過程の説明図である。
【図６】本発明の第二の実施形態におけるボールねじの要部の概略正面図である。
【図７】特許文献２に記載の技術のボールねじの説明図である。
【図８】特許文献２に記載の技術のボールねじの説明図である。
【図９】特許文献１に記載の技術のボールねじの問題点の説明図である。
【図１０】特許文献１に記載の技術のボールねじを説明する要部の斜視図である。
【図１１】特許文献１に記載の技術のボールねじを説明する一部破断正面図である。
【符号の説明】
１・・・ねじ軸
１ａ・・・ボール転動溝（ねじ軸側）
２、２００、２０１・・・ナット
２ａ・・・ボール転動溝（ナット側）
３・・・ボール
４、４００・・・ボール循環チューブ
４ａ、４００ａ・・・ボール掬い上げ部
５・・・ボール循環経路
６・・・ボール転動路
８・・・据え付け面
９・・・チューブガイド挿入孔
１０・・・チューブガイド
１０ｂ・・・掬い上げ部挿入孔
１４・・・チューブ押さえ
１５・・・ねじ
１６・・・ねじ穴
２０・・・フランジ
２８・・・射出成形機
３０・・・金型
３０ａ・・・成形品形状部（キャビティ）
３１・・・上型
３２・・・下型
４０・・・合成樹脂材料
１２０・・・加工工具
９００、９０１・・・チューブ挿入孔
θ・・・リード角
θ１・・・ボール循環経路掬い上げ角
θ２・・・挿入孔傾き角
θ３・・・ボール循環チューブ傾斜角
Claims (8)
- 外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するナットと、これらのボール転動溝で形成されるボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ナットの外面を前記ボールが循環するように前記ボールを掬い上げるボール掬い上げ部を端部に有しボール循環経路を形成するボール循環チューブと、を備えた外部循環方式のボールねじに用いられ、前記ボール循環チューブの前記ナットへの取り付けに利用されるチューブガイドであって、
前記ナットの前記ボール掬い上げ部挿入位置に対応して形成されたチューブガイド挿入孔の内形と整合した外形形状と、
前記ボール掬い上げ部の外形と整合した内形形状をもって形成された貫通孔である掬い上げ部挿入孔と、を有し、
前記ボール掬い上げ部と、前記チューブガイド挿入孔との間に介在することを特徴とするボールねじ用チューブガイド。 - 前記チューブガイド挿入孔は、その内形形状が円筒形状であることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ用チューブガイド。
- 前記円筒形状の軸線を、前記ナットの軸線に対して垂直に形成したことを特徴とする請求項２に記載のボールねじ用チューブガイド。
- 前記掬い上げ部挿入孔は、前記ボールねじのリード角に対応して形成されたボール循環経路掬い上げ角をもつことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のボールねじ用チューブガイド。
- 弾性材料製であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のボールねじ用チューブガイド。
- 外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するナットと、これらのボール転動溝で形成されるボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ナットの外面を前記ボールが循環するように前記ボールを掬い上げるボール掬い上げ部を端部に有しボール循環経路を形成するボール循環チューブと、を備えた外部循環方式のボールねじにおいて、
前記ナットは、前記ボール掬い上げ部挿入位置に対応して形成されたチューブガイド挿入孔を備え、
前記ボール掬い上げ部と、前記チューブガイド挿入孔との間に、請求項１〜５のいずれかに記載のチューブガイドを介在させて前記ボール循環チューブを取り付けたことを特徴とするボールねじ。 - 外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するナットと、これらのボール転動溝で形成されるボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ナットの外面を前記ボールが循環するように前記ボールを掬い上げるボール掬い上げ部を端部に有しボール循環経路を形成するボール循環チューブと、を備えた外部循環方式のボールねじの製造方法において、
前記ナットの前記ボール掬い上げ部挿入位置に対応した位置にチューブガイド挿入孔を形成する一方、
請求項１〜５のいずれかに記載されたチューブガイドを前記ボール循環チューブの両端のそれぞれに装着し、そのチューブガイドが装着された状態のボール循環チューブの両端を前記チューブガイド挿入孔に挿入し、前記ボール循環チューブを前記ナットに固定することを特徴とするボールねじの製造方法。 - チューブガイド成型用型枠内に前記ボール循環チューブの端部を差し込んだ状態で、前記チューブガイド成型用型枠内にチューブガイド用材料を注入し固化することにより、前記チューブガイドの製造と、前記チューブガイドを前記ボール循環チューブの両端のそれぞれに装着する工程とを、同時に行うことを特徴とする請求項７に記載のボールねじの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002270282A JP2004108454A (ja) | 2002-09-17 | 2002-09-17 | ボールねじ用チューブガイド及びボールねじ並びにボールねじの製造方法 |
| US10/663,807 US20050016308A1 (en) | 2002-09-17 | 2003-09-17 | Tube guide for ball screw, ball screw and method for manufacturing thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002270282A JP2004108454A (ja) | 2002-09-17 | 2002-09-17 | ボールねじ用チューブガイド及びボールねじ並びにボールねじの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004108454A true JP2004108454A (ja) | 2004-04-08 |
Family
ID=32267962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002270282A Pending JP2004108454A (ja) | 2002-09-17 | 2002-09-17 | ボールねじ用チューブガイド及びボールねじ並びにボールねじの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20050016308A1 (ja) |
| JP (1) | JP2004108454A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012032871A1 (ja) * | 2010-09-06 | 2012-03-15 | Thk株式会社 | 転動体ねじ装置 |
| WO2024057993A1 (ja) * | 2022-09-16 | 2024-03-21 | 日本精工株式会社 | ボールねじ |
| WO2024075799A1 (ja) * | 2022-10-07 | 2024-04-11 | 日本精工株式会社 | ボールねじ |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1925852B1 (en) * | 2005-08-25 | 2010-07-28 | Thk Co., Ltd. | Rolling-element screw device and method of assembling the same |
| US7516681B2 (en) * | 2007-07-13 | 2009-04-14 | Hiwin Technologies Corp. | External circulation type ball screw |
| JP5252279B2 (ja) * | 2008-08-21 | 2013-07-31 | Ｓｍｃ株式会社 | ボールねじ機構 |
| WO2012077247A1 (ja) * | 2010-12-08 | 2012-06-14 | 日本精工株式会社 | ボールねじ装置 |
| DE102012213856B4 (de) * | 2012-05-10 | 2019-08-08 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Spindelmutter für einen Kugelgewindetrieb und Elektromechanischer Bremskraftverstärker |
| TWI555931B (zh) * | 2015-01-29 | 2016-11-01 | 銀泰科技股份有限公司 | 滾珠螺桿之迴流導動裝置 |
| JP6408526B2 (ja) | 2016-08-23 | 2018-10-17 | 株式会社サンシン | ボールねじ研磨方法及びその装置 |
| CN109937316B (zh) * | 2016-11-14 | 2022-09-13 | 日本精工株式会社 | 滚珠丝杠 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2882742A (en) * | 1955-10-14 | 1959-04-21 | Cleveland Pneumatic Ind Inc | Ball screw and nut construction |
| US3379643A (en) * | 1964-11-27 | 1968-04-23 | Allied Chem | Flexible magnetic plastic composition |
| US5373755A (en) * | 1993-07-30 | 1994-12-20 | Dana Corporation | Skirt deflector for a ball nut and screw device |
| US6089117A (en) * | 1997-07-31 | 2000-07-18 | Thk Co., Ltd. | Ball screw device |
| US6681651B2 (en) * | 2000-07-18 | 2004-01-27 | Thk Co., Ltd. | Ball screw |
-
2002
- 2002-09-17 JP JP2002270282A patent/JP2004108454A/ja active Pending
-
2003
- 2003-09-17 US US10/663,807 patent/US20050016308A1/en not_active Abandoned
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012032871A1 (ja) * | 2010-09-06 | 2012-03-15 | Thk株式会社 | 転動体ねじ装置 |
| JP2012057655A (ja) * | 2010-09-06 | 2012-03-22 | Thk Co Ltd | 転動体ねじ装置 |
| CN103097772A (zh) * | 2010-09-06 | 2013-05-08 | Thk株式会社 | 滚动体螺桿装置 |
| US8925413B2 (en) | 2010-09-06 | 2015-01-06 | Thk Co., Ltd. | Rolling element screw assembly |
| CN103097772B (zh) * | 2010-09-06 | 2015-03-25 | Thk株式会社 | 滚动体螺杆装置 |
| WO2024057993A1 (ja) * | 2022-09-16 | 2024-03-21 | 日本精工株式会社 | ボールねじ |
| WO2024075799A1 (ja) * | 2022-10-07 | 2024-04-11 | 日本精工株式会社 | ボールねじ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20050016308A1 (en) | 2005-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1577585B1 (en) | Circulation member of ball screw and ball screw using same | |
| EP1624227B1 (en) | Ball screw device | |
| JP2004108454A (ja) | ボールねじ用チューブガイド及びボールねじ並びにボールねじの製造方法 | |
| EP1203892A2 (en) | Rolling guide apparatus | |
| WO2007013266A1 (ja) | ねじ装置の製造方法及びねじ装置 | |
| WO2018121731A1 (zh) | 一种舵机壳体 | |
| JP2007255435A (ja) | 転動体ねじ装置及び転動体ねじ装置の製造方法 | |
| EP1197280A1 (en) | Bar material supporting device for automatic lathe | |
| JP2008202672A (ja) | ボールねじ及びその製造方法 | |
| JP2000074172A (ja) | 成形ナット、成形ナットの製造方法、およびこの成形ナットを使用した直線案内装置 | |
| KR20200001220U (ko) | 볼 스크류 | |
| JP2005041251A (ja) | ラック軸支持装置 | |
| JP2574472Y2 (ja) | ボールねじのボール循環装置 | |
| JP2005155720A (ja) | ねじ装置及びその製造方法 | |
| CN109333016B (zh) | 壳体组件的加工方法、壳体组件及电子设备 | |
| JP3455608B2 (ja) | スプラインユニットおよびスプラインユニットの外筒成形方法 | |
| KR900001631B1 (ko) | 직선 슬라이드용 보올 베어링 | |
| JPH02154854A (ja) | 摺動テーブル装置およびその製造方法 | |
| JP2007040471A (ja) | ボールねじ用循環部品押え具およびボールねじ | |
| JP3558993B2 (ja) | ダイカスト金型 | |
| JP2007100935A (ja) | ボールねじ装置 | |
| JP4777934B2 (ja) | ボールねじの循環部品及びボールねじ | |
| JP3550187B2 (ja) | 直線案内装置 | |
| JP2560914Y2 (ja) | 成形用金型 | |
| JPH0749118Y2 (ja) | ボールねじのボール循環装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050914 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070621 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070703 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071204 |