JP2014156929A - Ball screw device - Google Patents
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Description
本発明は、ボールねじ装置に関する。 The present invention relates to a ball screw device.
ボールねじ装置は、螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸をナットに挿通し、そのねじ溝を転動循環する複数のボールによってナットとねじ軸相互の相対移動をスムーズにするものである。
このようなボールねじ装置においては、運転中のボールねじ装置内に粉塵や切削粉などの異物が侵入すると、そのねじ溝面の摩耗を促進したり、あるいは圧痕を生じたりして異常な振動や騒音を発生し、ボールねじ本来の精度や性能を劣化させるだけでなく、ときには破損に至る事例も見受けられる。
In the ball screw device, a screw shaft in which a spiral screw groove is formed is inserted into a nut, and the relative movement between the nut and the screw shaft is smoothed by a plurality of balls rolling and circulating in the screw groove.
In such a ball screw device, if foreign matter such as dust or cutting powder enters the ball screw device during operation, it may promote wear on the thread groove surface or cause indentation to cause abnormal vibration or In addition to generating noise and degrading the original accuracy and performance of the ball screw, there are cases where it sometimes breaks.
そのため、このようなボールねじ装置に対して外部からの異物の侵入を防ぐために、従来からそのナット端部にフェルトワイパーシールやラビリンスシールを設けたり、ねじ軸全体を蛇腹などの種々のカバーで覆ってしまう方法、あるいはそれらの併用する方法などが一般的に用いられている(例えば、特許文献1参照)。
以下、図5及び図6を参照して、この種のボールねじ装置のうち、固定部材によってラビリンスシールを設けた形態のものについて説明する。図5は、従来のボールねじ装置の構成を示す図であり、(a)は正面図、(b)は5b−5b線に沿う断面図、(c)は固定部材の5b−5b線に沿う断面図である。また、図6は、従来のボールねじ装置の別の構成を示す図であり、(a)は正面図、(b)は6b−6b線に沿う断面図、(c)は固定部材の6b−6b線に沿う断面図である。
Therefore, in order to prevent foreign matter from entering the ball screw device, a felt wiper seal or labyrinth seal has been conventionally provided at the nut end, or the entire screw shaft is covered with various covers such as bellows. In general, a method of using them or a method of using them together is used (see, for example, Patent Document 1).
Hereinafter, with reference to FIGS. 5 and 6, a ball screw device of this type in which a labyrinth seal is provided by a fixing member will be described. 5A and 5B are diagrams showing a configuration of a conventional ball screw device, where FIG. 5A is a front view, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along
図5及び図6に示すように、従来のボールねじ装置100は、軸方向に延びるロッド状のねじ軸110と、ねじ軸110が貫通する筒形状のナット120と、ナット120の端部120aに設けられた循環部材130と、循環部材130に取り付けられた固定部材140とを有する。固定部材140には、固定部材140内(転動路内)への塵埃の侵入を防ぐ防塵部材160が取り付けられている。具体的には、固定部材140の開口側(軸方向外側、すなわち図5,6の左側)に設けられたねじ孔に螺合する固定ねじ172によって押さえ板161により防塵部材160を固定部材140に取り付け、防塵部材160とねじ軸110との間にラビリンスシール部を形成している。なお、図6(b),(c)に示すように、固定部材140には、ねじ軸110の外周面に潤滑油を供給する含油部材150が収容されてもよい。いずれの場合も、固定部材140は、固定ねじ171によってナット120に装着されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the conventional
しかしながら、このように構成された従来のボールねじ装置100においては、ナット120の端面120aと固定部材140の接触面140aはそれぞれ平面をなし、循環部材130と固定部材140との接触面(ナット120の端面120aを構成する面)も同様に平面となっている。
したがって、従来のボールねじ装置100においては、ナット120の端面120aに固定部材140を組付ける場合は、ナット120と固定部材140との芯出しを厳に行う必要がある。
However, in the conventional
Therefore, in the conventional
具体的には、図7(a),(b)に示すように、固定部材140の芯とナット120の芯とを合わせて組み付けられれば、その後の防塵部材160の取付において、防塵部材160が適正に、すなわち防塵部材160とねじ軸110を同芯に取り付けることができる。一方、図7(c),(d)に示すように、固定部材140の芯とナット120の芯とがずれた状態で組み付けられると、防塵部材160の組付けが適正にできない場合がある。すなわち、防塵部材160とねじ軸110との芯がずれた状態となり、防塵部材160の内周とねじ軸とが、いわゆる片当り(片方では接触し、反対側ではスキマ過大となっている状態)となる問題を招く可能性がある。ラビリンスシール部のスキマが過大になると、ボールねじ装置100の内部への異物侵入が容易になる。また、防塵部材160とねじ軸110が接触すると、作動トルクの増加を招く原因となる。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、ナットと固定部材との芯を合わせての固定を容易かつ適正に行うことができ、更に防塵部材も容易かつ適正に取り付けることのできるボールねじ装置を提供することにある。
Specifically, as shown in FIGS. 7A and 7B, if the core of the
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the purpose thereof is to easily and properly fix the nut and the fixing member together, and to make the dustproof member easy. And it is providing the ball screw apparatus which can be attached appropriately.
上記課題を解決するための本発明の請求項1に係るボールねじ装置は、ねじ軸と、該ねじ軸を貫通させると共に、転動体を介して前記ねじ軸に螺合して前記ねじ軸の軸方向に移動可能に設置されたナットと、
前記ナット内への異物の侵入を防ぐ防塵部材を備えて前記ナットの端部に取り付けられた固定部材とを有するボールねじ装置であって、
前記ナットの端面には、前記固定部材のフランジ部の外周面に嵌合する印ろう部が形成されたことを特徴としている。
また、本発明の請求項2に係るボールねじ装置は、請求項1に記載のボールねじ装置において、前記固定部材が、少なくとも前記ねじ軸の表面に潤滑剤を供給する含油部材を収容することを特徴としている。
さらに、本発明の請求項3に係るボールねじ装置は、請求項1に記載のボールねじ装置において、前記固定部材が少なくとも前記ねじ軸の表面に固体潤滑剤を供給する固体潤滑複合部材を収容することを特徴としている。
特に、請求項3に係る構成によれば真空、高温などの油潤滑できない環境や、油分を嫌うようなクリーンルームで使用することができるようになる。
さらに、本発明の請求項4に係るボールねじ装置は、
前記固定部材の固体潤滑複合部材の組成が、二硫化モリブデン(MoS2)60質量%〜80質量%、銅(Cu)及びニッケル(Ni)の少なくともいずれかが0.1質量%〜1.8質量%、黒鉛2〜7質量%、タングステン(W)2〜20質量%、残部に鉄(Fe)を含有することを特徴とする請求項3に記載のボールねじ装置である。
請求項4に係る特定の組成を有する固体潤滑剤を使用することで、潤滑性能が向上する。
さらに、本発明の請求項5に係るボールねじ装置は、
前記転動体表面に固体潤滑膜を施したことを特徴とする請求項3または4に記載のボールねじ装置である。
あらかじめ転動体表面に固体潤滑膜を施すことにより、長期に渡る潤滑性能が維持できことはもちろん、使用初期の潤滑状態も良好なものとすることができる。
A ball screw device according to a first aspect of the present invention for solving the above-described problems includes a screw shaft and a screw shaft that passes through the screw shaft and is screwed into the screw shaft via a rolling element. A nut installed movably in the direction;
A ball screw device having a dust-proof member for preventing intrusion of foreign matter into the nut and a fixing member attached to an end of the nut,
The end face of the nut is characterized in that a marking brazing part that fits to the outer peripheral surface of the flange part of the fixing member is formed.
The ball screw device according to claim 2 of the present invention is the ball screw device according to claim 1, wherein the fixing member houses at least an oil-impregnated member for supplying a lubricant to the surface of the screw shaft. It is a feature.
Furthermore, the ball screw device according to
In particular, according to the configuration of
Furthermore, a ball screw device according to a fourth aspect of the present invention provides:
The composition of the solid lubricant composite member of the fixing member is such that molybdenum disulfide (MoS2) 60 mass% to 80 mass%, at least one of copper (Cu) and nickel (Ni) is 0.1 mass% to 1.8 mass%. %, Graphite 2-7 mass%, tungsten (W) 2-20 mass%, iron (Fe) is contained in the balance, The ball screw device according to
The use of the solid lubricant having the specific composition according to claim 4 improves the lubricating performance.
Furthermore, the ball screw device according to claim 5 of the present invention is
5. The ball screw device according to
By applying a solid lubricating film to the rolling element surface in advance, it is possible to maintain a lubricating performance over a long period of time, and to improve the lubricating state at the initial stage of use.
本発明によれば、ナットと固定部材との芯合わせが容易かつ適正に行え、かつ、ねじ軸と防塵部材の芯合わせも容易かつ適正に行うことができるボールねじ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ball screw apparatus which can perform center alignment with a nut and a fixing member easily and appropriately, and can also perform center alignment with a screw shaft and a dust-proof member easily and appropriately can be provided.
以下、本発明に係るボールねじ装置の実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係るボールねじ装置の第1の実施形態における構成を示す図であり、(a)は正面図、(b)は1b−1b線に沿う断面図である。また、図2は、本発明に係るボールねじ装置の第1の実施形態における固定部材の構成を示す図であり、(a)は正面図、(b)は(a)の2b−2b線に沿う断面図である。
Embodiments of a ball screw device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a view showing a configuration of a ball screw device according to a first embodiment of the present invention, in which (a) is a front view and (b) is a cross-sectional view taken along
[ボールねじ装置の構成]
図1に示すように、本実施形態のボールねじ装置1は、軸方向に延びるロッド状のねじ軸10と、ねじ軸10が貫通する筒形状のナット20と、ナット20の端部に設けられた循環部材30と、ナット20に取り付けられた固定部材40とを有する。固定部材40の一方の端面40aには、転動路内への塵埃の侵入を防ぐ防塵部材60が取り付けられている。ここで、固定部材40は、ナット20の両端面に設けられることが好ましい。本実施形態のボールねじ装置1は、ナット20の端面側の内部に循環部材30が設けられる、所謂エンドデフレクタ式ボールねじ装置である。
ねじ軸10は、その外周面に複数のボールBが転動する螺旋状の転動溝11が形成されている。
[Configuration of Ball Screw Device]
As shown in FIG. 1, the ball screw device 1 according to the present embodiment is provided at a rod-shaped
The
[ナット]
一方、ナット20は、ねじ軸10の外径より大きい内径で筒状に形成されている。ナット20の内周面には、ねじ軸10の外周面に形成された転動溝11に対向するように転動溝21が形成されている。これら、ねじ軸10の転動溝11と、ナット20の転動溝21とによって転動路が形成される。
また、ナット20には、軸方向に貫通する貫通孔22が形成されている。この貫通孔22は、この貫通孔22及び転動路に連通するように循環部材30に形成された循環溝31と共に循環路を形成する。このようにして、ボールねじ装置1は、ボールBが転動路を転走、及び循環路を循環することによって、ボールBを介して螺合するねじ軸10とナット20とが軸方向に相対移動することとなる。
[nut]
On the other hand, the
Further, the
[印ろう部]
ここで、ナット20の端面には、この端面に取り付けられる固定部材40のフランジ部42の外周面42aに嵌合する印ろう部20bが形成されている。この印ろう部20bは、ナット20の端面及び循環部材30の端面に亘って連続した円環形状をなす。すなわち、本実施形態におけるナット20の端面にならって、循環部材30の端面も形成されている。
すなわち、ナット20の端面及び循環部材30の端面で形成された印ろう部は、固定部材30を装着する向きに外縁部が円環状に突出した凹形状に形成される。
[Lamp part]
Here, the end face of the
That is, the marking wax portion formed by the end surface of the
[固定部材]
固定部材40は、図2(a),(b)に示すように、ねじ軸10の外径よりも大きな内径を有する筒状の本体部41と、この本体部41の内周面に沿って端部から径方向内方(ねじ軸10方向)に直角に連続する円環状のフランジ部42とから構成されている。なお、固定部材40は、金属製である場合には本体部41とフランジ部42とがプレス成形により、樹脂製である場合には射出成形により一体成形されていることが好ましい。
[Fixing member]
As shown in FIGS. 2A and 2B, the fixing
ここで、フランジ部42の少なくとも外周面、及びナット20の印ろう部20bの少なくとも内周面は、ねじ軸10と同軸(同芯)となるように形成されている。
また、図2(b)に示すように、固定部材40の本体部41におけるフランジ部42が形成された端面と反対側の端面40aには、押さえ板51(図1(a),(b)参照)により防塵部材60を固定するための防塵部材回転止め用ねじ72を螺合するねじ孔43が1つ以上形成されている。また、フランジ部42には、固定部材40を循環部材30(又はナット20)に固定するための固定ねじ71を螺合するねじ孔44が1つ以上形成されている。
このような構成をなす固定部材40は、図1(b)に示すように、端面40aがボールねじ装置1の外側に位置するように固定される。すなわち、フランジ部42をナット20の端部及び循環部材30の端部で形成された印ろう部20bに嵌合させて固定ねじ71で固定される。
Here, at least the outer peripheral surface of the
Further, as shown in FIG. 2B, a pressing plate 51 (FIGS. 1A and 1B) is provided on an
The fixing
[防塵部材]
防塵部材60は、ねじ軸10の外周面(転動溝11を含む)に接するか又は所定の間隔を有して固定部材40に固定される。具体的には、ねじ孔43に螺合された防塵部材回転止め用ねじ72によって押さえ板51により固定部材40の一方の端面40aに固定される。防塵部材60の外周の形状は、固定部材40の内周面の形状に合わせて形成されることが好ましく、円環形状が好ましい。
このように、固定部材40のフランジ部42の外周面42aが、ナット20の端面に形成された印ろう部20bに嵌合されることにより、ナット20と固定部材40との芯出しを容易かつ適正に行うことができる。
また、固定部材40の端面40aに装着される防塵部材60も正常に取り付けられることとなり、芯出し不備による問題を未然に防ぐことができる。
[Dust-proof material]
The dustproof member 60 is fixed to the fixing
Thus, the outer
Moreover, the dustproof member 60 attached to the
(第2の実施形態)
図3は、本発明に係るボールねじ装置の第2の実施形態における構成を示す図であり、(a)は正面図、(b)は軸方向に沿う断面図である。また、図4は、本発明に係るボールねじ装置の第2の実施形態における固定部材の構成を示す図であり、(a)は正面図、(b)は(a)の4b−4b線に沿う断面図である。
(Second Embodiment)
3A and 3B are diagrams showing a configuration of a ball screw device according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a front view and FIG. 3B is a cross-sectional view along the axial direction. FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the configuration of the fixing member in the second embodiment of the ball screw device according to the present invention. FIG. 4A is a front view, and FIG. 4B is a
[ボールねじ装置の構成]
図3に示すように、本実施形態のボールねじ装置1は、軸方向に延びるロッド状のねじ軸10と、ねじ軸10が貫通する筒形状のナット20と、ナット20の端部に設けられた循環部材30と、ナット20に取り付けられた固定部材40とを有する。固定部材40には、ねじ軸10の外周面10aに潤滑油を供給する含油部材50が内蔵され、かつ固定されている。また、固定部材40の一方の端面には、転動路内への塵埃の侵入を防ぐ防塵部材60が取り付けられている。ここで、固定部材40は、ナット20の両端面に設けられることが好ましい。本実施形態のボールねじ装置1は、ナット20の端面部の内部に循環部材30が設けられる、所謂エンドデフレクタ式ボールねじ装置である。
ねじ軸10は、その外周面10aに複数のボールBが転動する螺旋状の転動溝11が形成されている。
[Configuration of Ball Screw Device]
As shown in FIG. 3, the ball screw device 1 of the present embodiment is provided at a rod-shaped
The
[ナット]
一方、ナット20は、ねじ軸10の外径より大きい内径で筒状に形成されている。ナット20の内周面には、ねじ軸10の外周面に形成された転動溝11に対向するように転動溝21が形成されている。これら、ねじ軸10の転動溝11と、ナット20の転動溝21とによって転動路が形成される。
また、ナット20には、軸方向に貫通する貫通孔22が形成されている。この貫通孔22は、この貫通孔22及び転動路に連通するように循環部材30に形成された循環溝31と共に循環路を形成する。このようにして、ボールねじ装置1は、ボールBが転動路及び循環路を循環することによって、ボールBを介して螺合するねじ軸10とナット20とが軸方向に相対移動することとなる。
[nut]
On the other hand, the
Further, the
[印ろう部]
ここで、ナット20の端面には、この端面に取り付けられる固定部材40のフランジ部42の外周面42aに嵌合する印ろう部20bが形成されている。この印ろう部20bは、循環部材30の端面に設けられた凹部30aとともに、ナット20の端面及び循環部材30の端面に亘って連続した円環形状をなす。すなわち、本実施形態におけるナット20と循環部材30により印ろう部20bを有する端面を形成している。
[Lamp part]
Here, the end face of the
[固定部材]
固定部材40は、図4(a),(b)に示すように、筒状の本体部41と、この本体部41の内周面に沿って端部から径方向内方(ねじ軸10方向)に直角に連続する円環状のフランジ部42とから構成されている。また、判円環形状の含油部材80、80その内周に収容している。含油部材80,80は止めねじ73により固定部材40に固定されている。固定部材40のフランジ部42は、ナット20の印ろう部20bに嵌合するように形成されており、この印ろう部20bに固定部材40のフランジ部42の外周面42aを嵌合させることにより、ねじ軸10を基準とした場合に、ナット20と固定部材40とがねじ軸10と同軸となるように形成されている。
[Fixing member]
As shown in FIGS. 4A and 4B, the fixing
また、図3(b)に示すように、固定部材40の外側の端面には、押さえ板61を介して防塵部材60を固定するための防塵部材回転止め用ねじ72を螺合するねじ孔43が1つ以上形成されている。また、フランジ部42には、固定部材40を循環部材30(又はナット20)に固定するための固定ねじ71を螺合するねじ孔44が1つ以上形成されている。
このような構成をなす固定部材40は、図3(b)に示すように、フランジ部42を、ナット20の端部及び循環部材30の端部により形成された印ろう部20bに嵌合させて固定ねじ71で固定される。
Further, as shown in FIG. 3B, a
As shown in FIG. 3B, the fixing
[含油部材と固体潤滑複合部材]
図3(b)及び図4(b)に示すように、含油部材80は、固定部材40の本体部41に形成されたねじ孔45に螺合する含油部材回転止め用ねじ73によって固定部材40の内部に装着されている。また、含油部材80は、例えば、潤滑油を吸収保持するリング状に形成された材料から構成されており、ねじ軸10の表面に潤滑剤を供給して適度な潤滑性を発揮する。なお、含油部材80は、図4に示すように、間隙部を有して2つ以上に分割されたものであってもよい。
[Oil-impregnated member and solid lubricating composite member]
As shown in FIGS. 3B and 4B, the oil retaining member 80 is fixed to the fixing
また、前記含油部材80の代わりに固体潤滑複合部材を用いることで、真空、高温などの油潤滑できない環境や、油分を嫌うようなクリーンルームで使用することができるようになる。さらに固体潤滑複合部材の組成が、二硫化モリブデン(MoS2)60質量%〜80質量%、銅(Cu)及びニッケル(Ni)の少なくともいずれかが0.1質量%〜1.8質量%、黒鉛2〜7質量%、タングステン(W)2〜20質量%、残部に鉄(Fe)を含有していると、固定時に耐えられる強度になり、また円滑に摺動することができるようになる。 Further, by using a solid lubricating composite member in place of the oil-containing member 80, it can be used in an environment where oil lubrication such as vacuum or high temperature cannot be performed, or in a clean room that dislikes oil. Further, the composition of the solid lubricating composite member is molybdenum disulfide (MoS2) 60 mass% to 80 mass%, at least one of copper (Cu) and nickel (Ni) is 0.1 mass% to 1.8 mass%, graphite When 2 to 7% by mass, tungsten (W) 2 to 20% by mass, and the balance containing iron (Fe), the strength can withstand the fixation, and smooth sliding can be achieved.
さらにまた、転動体であるボールBの表面に固体潤滑膜を施すことによって、初期潤滑をまかなうと共に固体潤滑膜自身での潤滑効果により、よりボールねじ装置1の耐久性を向上させ、寿命を延命することが可能になる。固体潤滑膜の材料成分は、望ましくは上記固体潤滑複合部材と同材料成分とすることで、より円滑に摺動することに寄与できる。 Furthermore, by applying a solid lubricating film to the surface of the ball B, which is a rolling element, the initial lubrication is provided and the durability of the ball screw device 1 is further improved by the lubricating effect of the solid lubricating film itself, thereby extending the life. It becomes possible to do. The material component of the solid lubricant film is desirably the same material component as that of the solid lubricant composite member, which can contribute to smoother sliding.
[防塵部材]
防塵部材60は、ねじ軸10の外周面10a(転動溝11を含む)に接するか又は所定の間隔を有して固定部材40に固定される。具体的には、ねじ孔43に螺合された防塵部材回転止め用ねじ72によって押さえ板51を介して固定部材40の外側の端面に固定される。防塵部材60の形状は、固定部材40の内周面の形状に合わせて形成されることが好ましく、円環形状が好ましい。
このように、固定部材40のフランジ部42の外周面42aが、ナット20の端面と循環部材30で形成された印ろう部20bに嵌合されることにより、ナット20と固定部材40との芯出しを容易かつ適正に行うことができる。
また、固定部材40の端面に装着される防塵部材60も正常に取り付けられることとなり、芯出し不備による問題を未然に防ぐことができる。
[Dust-proof material]
The dustproof member 60 is fixed to the fixing
As described above, the outer
In addition, the dustproof member 60 attached to the end surface of the fixing
以上説明したように、本発明によれば、ナットと固定部材との芯出しを容易かつ適正に行うことができるボールねじ装置を提供することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a ball screw device that can easily and properly center the nut and the fixing member.
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to this, A various change and improvement can be performed.
1 ボールねじ
10 ねじ軸
20 ナット
20a 端部
21 転動溝
22 貫通孔
30 循環部材
40 固定部材
40a 端面
41 本体部
42 フランジ部
42a 外周面
43 ねじ孔
44 ねじ孔
45 ねじ孔
60 防塵部材
71 固定ねじ
72 防塵部材回転止め用ねじ
B ボール(転動体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記ナット内への異物の侵入を防ぐ防塵部材を備えて前記ナットの端面に取り付けられた固定部材とを有するボールねじ装置であって、
前記ナットの端面には、前記固定部材のフランジ部の外周面に嵌合する印ろう部が形成されたことを特徴とするボールねじ装置。 A screw shaft, and a nut that penetrates the screw shaft and is screwed to the screw shaft via a rolling element and is movable in the axial direction of the screw shaft;
A ball screw device having a dust-proof member for preventing intrusion of foreign matter into the nut and a fixing member attached to an end face of the nut,
The ball screw device according to claim 1, wherein an end face of the nut is formed with a marking wax portion that fits to an outer peripheral surface of the flange portion of the fixing member.
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JP2013048553A Pending JP2014156929A (en) | 2013-01-21 | 2013-03-12 | Ball screw device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2014156929A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109356986A (en) * | 2018-09-06 | 2019-02-19 | 江苏品德机电科技有限公司 | A kind of ball nut dust guard |
-
2013
- 2013-03-12 JP JP2013048553A patent/JP2014156929A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109356986A (en) * | 2018-09-06 | 2019-02-19 | 江苏品德机电科技有限公司 | A kind of ball nut dust guard |
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