JP2013170618A - ボールねじ - Google Patents

Abstract

【課題】本体部と一対の脚部とからなる循環部品を取付部品でボールねじの外側平坦面に固定する際に、組立の度に、前記循環部品の本体部の長さ方向での固定位置が変化しないようにする。
【解決手段】循環部品３は、本体部３１と一対の脚部３２とからなり、本体部３１の上面３１ａに二個の突起３９を有する。取付部品４は、上面押え部４１に、各突起３９が入る穴４１ａを有する。突起３９が穴４１ａに入ることで、取付部品４による循環部品３の本体部３１の長さ方向での固定位置が決まる。
【選択図】図５

Description

この発明は、循環部品の取付構造に特徴を有するボールねじに関する。

ボールねじは、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動する装置である。ボールねじのボール戻し経路としては、組み立てが容易である点から、リターンチューブ方式を採用することが多い。

しかし、従来のリターンチューブ方式のボールねじでは、最近のボールねじの高回転化に伴って、ボールがリターンチューブに衝突するスピードが速くなり、衝突エネルギーが大きくなることで、リターンチューブやねじ溝（ねじ溝の両肩部などを含む）が損傷し易くなる。この損傷を防止するために、ねじ軸の接線方向且つねじ溝のリード角方向にボールを掬い上げるようにすると、リターンチューブの形状が複雑になる。

そのため、金属製のリターンチューブに代えて、合成樹脂製で本体部と一対の脚部とからなる循環部品を使用することが提案されている。この循環部品は、例えば、ボールの移動方向を示すラインに沿って分割された二個の分割体を、合成樹脂の射出成形により形成し、これらの分割体を結合することで組み立てられる。この循環部品の脚部をナットの外側平坦面に設けられた二個一組の循環孔（軸方向に対して略垂直に延びる貫通孔）に挿入し、本体部を前記外側平坦面に接触配置することで、ボールねじのボール戻し経路が形成される。

特許文献１には、合成樹脂製で本体部と一対の脚部とからなる循環部品を、金属製の押え具を用いてナットに固定することが記載されている。金属製の押え具としては、循環部品の本体部全体または一部を上側から覆い、本体部の両側に配置される取付部を有するものが例示されている。これらの押え具は、金属板の曲げ成形加工や絞り成形加工で製造されている。
この循環部品は、ナットの循環孔に各脚部を挿入するとともに、本体部の全体または一部を押え具で上側から覆い、押え具の各取付部に形成された孔にボルトを通し、このボルトをナットの外側平坦部に形成した雌ねじに螺合させることでナットに固定される。

特許文献２には、押え具を用いて取り付けた循環部品にガタつきが生じないようにするために、押え具による適度な締め代を循環部品に付与することが記載されている。すなわち、押え具をねじ止めでナットに固定した時に循環部品が弾性変形し、その弾性変形量が循環部品の内径（ボール戻し路の直径）からボールの直径を差し引いた値より小さくなるように、金属板のプレス成形により押え具を形成している。

特開２００５−１６３８９３号公報 特開２００７−２４７７２０号公報

特許文献１および２に記載された押え具では、通常、取付部に形成された孔の直径が、ボルトの軸部の直径に対して余裕を持った大きさに設定されている。そのため、組立の度にボルトの取付状態が変化すると、循環部品の本体部の長さ方向での固定位置が変化する。これに伴い、循環部品の上面の固定状態に偏りが生じる恐れがある。また、特許文献２の循環部品のように締め代が付与されている場合は、位置決めの微調整が難しいため、組立に手間がかかる。

このように、特許文献１および２に記載された押え具は、循環部品の本体部の長さ方向での位置決め機能を有さない。
この発明の課題は、合成樹脂製で本体部と一対の脚部とからなる循環部品を有し、ナットの外側平坦面に形成された貫通孔に前記脚部が挿入され、前記本体部が取付部品により前記外側平坦面に固定されることで、ボール戻し経路が形成されているボールねじにおいて、組立の度に、前記循環部品の本体部の長さ方向での固定位置が変化しないようにすることである。

上記課題を解決するために、この発明のボールねじは、下記の構成(1) 〜(4) を有することを特徴とする。
(1) 内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動するボールねじである。
(2) 合成樹脂製で本体部と一対の脚部とからなる循環部品を有し、前記ナットの外側平坦面に形成された一対の循環孔に前記一対の脚部が挿入され、前記本体部が取付部品により前記外側平坦面に固定されることで、前記ボール戻し経路が形成されている。
(3) 前記取付部品は、前記外側平坦面に接触させる取付部と、前記本体部の上面を押える上面押え部と、前記本体部の側面を押える側面押え部と、を有する。
(4) 前記循環部品の本体部に突起が形成され、前記突起により、前記取付部品による前記循環部品の本体部の長さ方向での固定位置が設定されている。

このボールねじによれば、前記突起により、前記取付部品による前記循環部品の本体部の長さ方向での固定位置が設定されているため、組立の度に、前記循環部品の本体部の長さ方向での固定位置が変化することが防止できる。
前記構成(4) の具体的な形態としては、下記の構成(5) および(6) が挙げられる。
(5) 前記循環部品の本体部の上面に突起が形成され、前記取付部品の上面押え部の上面に前記突起が入る穴が形成され、前記取付部品の穴に前記循環部品の突起が入っている。
(6) 前記循環部品の本体部の側面に、対をなす突起が、前記取付部品の側面押え部が入る間隔を開けて形成され、両突起の間に前記側面押え部が配置されている。

この発明によれば、合成樹脂製で本体部と一対の脚部とからなる循環部品を有し、ナットの外側平坦面に形成された貫通孔に前記脚部が挿入され、前記本体部が取付部品により前記外側平坦面に固定されることで、ボール戻し経路が形成されているボールねじにおいて、組立の度に、前記循環部品の本体部の長さ方向での固定位置が変化することが防止できる。

実施形態で組み立てられたボールねじを説明する図であって、ナットの断面を示し、ねじ軸は断面にせず、循環部品を分割ラインに沿った断面で示す図である。 第１実施形態で使用した循環部品を示す斜視図である。 第１実施形態で使用した循環部品の分割体を示す正面図である。 第１実施形態で使用した取付部品を示す斜視図（ａ）と平面図（ｂ）である。 第１実施形態のボールねじにおける取付部品と循環部品との関係を示す斜視図である。 第２実施形態で使用した循環部品を示す斜視図である。 第２実施形態で使用した取付部品を示す斜視図である。 第２実施形態のボールねじにおける取付部品と循環部品との関係を示す斜視図である。 第３実施形態で使用した循環部品を示す斜視図である。 第３実施形態で使用した取付部品を示す斜視図である。 第３実施形態のボールねじにおける取付部品と循環部品との関係を示す斜視図である。 第４実施形態で使用した循環部品を示す斜視図である。 第４実施形態で使用した取付部品を示す斜視図である。 第４実施形態のボールねじにおける取付部品と循環部品との関係を示す斜視図である。

以下、この発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
図１のボールねじは、内周面に螺旋溝１１が形成されたナット１と、外周面に螺旋溝２１が形成されたねじ軸２と、ボール２３と、循環部品３と、循環部品３をナット１に固定する取付部品４とで構成されている。ボール２３は、ナット１の螺旋溝とねじ軸２の螺旋溝２１で形成される軌道の間と、循環部品３により形成されたボール戻し経路３５内に配置されている。

ナット１の外周部の一部に凹部１１が形成されている。この凹部１１の底面が循環部品３を取り付ける外側平坦面１２となっている。ナット１の外側平坦面１２に、二個一組の貫通孔（循環孔）１３が形成されている。
循環部品３は本体部３１と一対の脚部３２とからなる。本体部３１の下面（脚部３２側の面）３１ｂがナット１の外側平坦面１２に接触する面である。図２に示すように、循環部品３は、ボールの移動方向を示すラインＬに沿って分割された二個の分割体で構成されている。本体部３１の上面３１ａに、二個の突起３９が形成されている。二個の突起３９は、分割ラインＬを挟んだ両側の長手方向で異なる位置に形成されている。

図３に示すように、循環部品３の分割体３０は、本体部３１０と一対の脚部３２０とからなり、ボール戻し経路３５に対応する溝３５０が形成されている。一方の脚部３２０の先端に、ボール掬いあげ用のタング部３２ａが形成されている。分割体３０のラインＬに沿った外側端面３１２の二つの屈曲部３６０（肩部３６となる部分）に、結合用の突起３７とこれが嵌まる凹部３８が形成されている。

分割体３０の本体部３１０の上面に一個の突起３９が形成されている。突起３９は、分割体３０を射出成形により作製する際に、金型の内面に対応する凹部を設けることで形成されている。
図３に示す同じ分割体３０を結合することで循環部品３が組み立てられ、その内部に二つの溝３５０によるボール戻し経路３５が形成される。

図４（ａ）および（ｂ）に示すように、取付部品４は、循環部品３の本体部３１の上面を押える上面押え部４１と、本体部３１の側面を押える側面押え部４２と、ナット１の外側平坦面１２に接触させる取付部４３を有する。取付部４３には貫通孔４３ａが形成されている。上面押え部４１に、循環部品３の二個の突起３９がそれぞれ僅かな隙間で入る穴４１ａが形成されている。この取付部品４は金属板のプレス加工で安価に製造できる。

図１に示すように、この取付部品４を用いて、循環部品３をナット１の外側平坦面１２に固定する。すなわち、先ず、１対の脚部３２をナット１の外側平坦面１２の各貫通孔１３に挿入し、本体部３１を外側平坦面１２に接触させる。次に、取付部品４の上面押え部４１を循環部品３の本体部３１の上に配置し、図５に示すように、各突起３９を各穴４１ａに入れた状態としてから、取付部４３の貫通孔４３ａにボルトを通し、ボルトをナット１の外側平坦部１２に形成された雌ねじに螺合させる。

この実施形態のボールねじによれば、ナット１の外側平坦面１２に循環部品３を取付部品４で取り付ける際に、循環部品３の突起３９を取付部品４の穴４１ａに入れることにより、取付部品４による循環部品３の本体部３１の長さ方向での固定位置が決まる。そのため、組立の度に、循環部品３の本体部３１の長さ方向での固定位置が変化することが防止される。

［第２実施形態］
この実施形態では、第１実施形態の循環部品３と取付部品４に代えて、図６に示す循環部品３Ａと図７に示す取付部品４Ａを使用して、図１のボールねじを組み立てる。
図６に示すように、循環部品３Ａは本体部３１と一対の脚部３２とからなる。本体部３１の上面３１ａに、本体部３１の長さ方向に延びる長穴の面形状を有する突起３９が形成されている。循環部品３Ａは、ボールの移動方向を示すラインＬに沿って分割された二個の分割体で構成されている。各分割体に、突起３９が分割ラインＬに沿って幅方向に二等分された形状の突起分割体３９ａが形成されている。
この実施形態の循環部品３Ａの形状は、突起３９の形状が異なる点を除くと、第１実施形態の循環部品３と同じである。すなわち、循環部品３Ａは、突起３９の形状が異なる以外は図３の分割体３０と同じ分割体で構成されている。

図７に示すように、取付部品４Ａは、循環部品３Ａの本体部３１の上面を押える上面押え部４１と、本体部３１の側面を押える側面押え部４２と、ナット１の外側平坦面１２に接触させる取付部４３を有する。取付部４３には貫通孔４３ａが形成されている。上面押え部４１に、循環部品３Ａに形成された長穴状の突起３９が僅かな隙間で入る一個の長穴４１ｂが形成されている。この取付部品４Ａは、金属板のプレス加工で安価に製造できる。

この実施形態のボールねじを組み立てる際には、図８に示すように、循環部品３Ａの突起３９を取付部品４Ａの長穴４１ｂに入れた状態としてから、取付部品４Ａの取付部４３の貫通孔４３ａにボルトを通し、ボルトを、図１に示すナット１の外側平坦部１２に形成された雌ねじに螺合させる。
この実施形態のボールねじによれば、ナット１の外側平坦面１２に循環部品３Ａを取付部品４Ａで取り付ける際に、循環部品３Ａの突起３９を取付部品４Ａの長穴４１ｂに入れることにより、取付部品４Ａによる循環部品３Ａの本体部３１の長さ方向での固定位置が決まる。そのため、組立の度に、循環部品３Ａの本体部３１の長さ方向での固定位置が変化することが防止される。

［第３実施形態］
この実施形態では、第１実施形態の循環部品３と取付部品４に代えて、図９に示す循環部品３Ｂと図１０に示す取付部品４Ｂを使用して、図１のボールねじを組み立てる。
図９に示すように、循環部品３Ｂは本体部３１と一対の脚部３２とからなる。本体部３１の上面３１ａに、本体部３１の幅方向に延びる長穴の面形状を有する二個の突起３９が形成されている。循環部品３Ｂは、ボールの移動方向を示すラインＬに沿って分割された二個の分割体で構成されている。各分割体に、両突起３９が分割ラインＬに沿って幅方向に二等分された形状の突起分割体３９ｂが形成されている。

この実施形態の循環部品３Ｂの形状は、突起３９の形状が異なる点を除くと、第１実施形態の循環部品３と同じである。すなわち、循環部品３Ｂは、突起３９の形状が異なる以外は図３の分割体３０と同じ分割体で構成されている。
図１０に示すように、取付部品４Ｂは、循環部品３Ｂの本体部３１の上面を押える上面押え部４１と、本体部３１の側面を押える側面押え部４２と、ナット１の外側平坦面１２に接触させる取付部４３を有する。取付部４３には貫通孔４３ａが形成されている。上面押え部４１に、循環部品３Ｂに形成された長穴状の二個の突起３９が僅かな隙間で入る各長穴４１ｃが形成されている。この取付部品４Ｂは、金属板のプレス加工で安価に製造できる。

この実施形態のボールねじを組み立てる際には、図１１に示すように、循環部品３Ｂの二個の突起３９を取付部品４Ｂの各長穴４１ｃに入れた状態としてから、取付部品４Ｂの取付部４３の貫通孔４３ａにボルトを通し、ボルトを、図１に示すナット１の外側平坦部１２に形成された雌ねじに螺合させる。
この実施形態のボールねじによれば、ナット１の外側平坦面１２に循環部品３Ｂを取付部品４Ｂで取り付ける際に、循環部品３Ｂの二個の突起３９を取付部品４Ｂの各長穴４１ｃに入れることにより、取付部品４Ｂによる循環部品３Ｂの本体部３１の長さ方向での固定位置が決まる。そのため、組立の度に、循環部品３Ｂの本体部３１の長さ方向での固定位置が変化することが防止される。

［第４実施形態］
この実施形態では、第１実施形態の循環部品３と取付部品４に代えて、図１２に示す循環部品３Ｃと図１３に示す取付部品４Ｃを使用して、図１のボールねじを組み立てる。
図１２に示すように、循環部品３Ｃは本体部３１と一対の脚部３２とからなる。本体部３１の両方の側面３１ｃに、それぞれ一対の直方体状の突起３９１が間隔を開けて形成されている。循環部品３Ｃは、ボールの移動方向を示すラインＬに沿って分割された二個の分割体で構成されている。各分割体に、一対の突起３９１が形成されている。
この実施形態の循環部品３Ｃの形状は、上面３１ａに突起３９が形成されず側面３１ｃに突起３９１が形成されている点を除くと、第１実施形態の循環部品３と同じである。すなわち、循環部品３Ｃは、これらの点以外は図３の分割体３０と同じ分割体で構成されている。

図１３に示すように、取付部品４Ｃは、循環部品３の本体部３１の上面を押える上面押え部４１と、本体部３１の側面を押える側面押え部４２と、ナット１の外側平坦面１２に接触させる取付部４３を有する。取付部４３には貫通孔４３ａが形成されている。この実施形態の取付部品４Ｃの形状は、第１実施形態の取付部品４で穴４１ａが形成されていないものである。

一対の突起３９１の配置間隔は、取付部品４Ｃの側面押え部４２が僅かな隙間で入る寸法である。
この実施形態のボールねじを組み立てる際には、図１４に示すように、循環部品３Ｃの対をなす突起３９１の間に取付部品４Ｃの側面押え部４２を配置した状態としてから、取付部品４Ｃの取付部４３の貫通孔４３ａにボルトを通し、ボルトを、図１に示すナット１の外側平坦部１２に形成された雌ねじに螺合させる。

この実施形態のボールねじによれば、ナット１の外側平坦面１２に循環部品３Ｃを取付部品４Ｃで取り付ける際に、循環部品３Ｃの対をなす突起３９１の間に取付部品４Ｃの側面押え部４２を配置することにより、取付部品４Ｃによる循環部品３Ｃの本体部３１の長さ方向での固定位置が決まる。そのため、組立の度に、循環部品３Ｃの本体部３１の長さ方向での固定位置が変化することが防止される。

なお、この発明のボールねじにおいて、循環部品に形成する突起の形状、寸法、および数は、上述の各実施形態で挙げたものに限定されず、循環部品の突起と同等の寸法の穴（循環部品の突起が僅かな隙間で入る穴）が取付部品に形成されているか、循環部品に形成された対をなす突起の配置間隔が取付部品の側面押え部の幅と同等の寸法（取付部品の側面押え部が僅かな隙間で入る寸法）になっていればよい。

１ ナット
１１ ナットの螺旋溝凹部
１２ ナットの外側平坦面
１３ ナットの貫通孔（循環孔）
２ ねじ軸
２１ ねじ軸の螺旋溝
３ 循環部品
３Ａ 循環部品
３Ｂ 循環部品
３Ｃ 循環部品
３１ 循環部品の本体部
３１ａ 本体部の上面
３１ｂ 本体部の下面
３１ｃ 本体部の側面
３２ 循環部品の脚部
３２ａ タング部
３５ ボール戻し経路
３６ 肩部
３７ 突起
３８ 凹部
３９ 循環部品の上面に設けた突起
３９ａ 突起分割体
３９ｂ 突起分割体
３９１ 循環部品の側面に設けた突起
３０ 循環部品の分割体
３１０ 本体分割部
３２０ 脚分割部
３５０ ボール戻し経路を構成する溝
３６０ 分割体の屈曲部
４ 取付部品
４Ａ 取付部品
４Ｂ 取付部品
４Ｃ 取付部品
４１ 取付部品の上面押え部
４１ａ 上面押え部の穴
４１ｂ 上面押え部の長穴
４１ｃ 上面押え部の長穴
４２ 取付部品の側面押え部
４３ 取付部品の取付部
４３ａ 取付部の貫通孔
Ｌ ボールの移動方向を示すラインに相当する分割ライン

Claims (3)

1. 内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動するボールねじであって、
   合成樹脂製で本体部と一対の脚部とからなる循環部品を有し、前記ナットの外側平坦面に形成された一対の循環孔に前記一対の脚部が挿入され、前記本体部が取付部品により前記外側平坦面に固定されることで、前記ボール戻し経路が形成され、
   前記取付部品は、前記外側平坦面に接触させる取付部と、前記本体部の上面を押える上面押え部と、前記本体部の側面を押える側面押え部と、を有し、
   前記循環部品の本体部に突起が形成され、前記突起により、前記取付部品による前記循環部品の本体部の長さ方向での固定位置が設定されていることを特徴とするボールねじ。
2. 前記循環部品の本体部の上面に突起が形成され、前記取付部品の上面押え部の上面に前記突起が入る穴が形成され、前記取付部品の穴に前記循環部品の突起が入っている請求項１記載のボールねじ。
3. 前記循環部品の本体部の側面に、対をなす突起が、前記取付部品の側面押え部が入る間隔を開けて形成され、両突起の間に前記側面押え部が配置されている請求項１記載のボールねじ。

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