JP2015155727A - ボールねじ - Google Patents

Abstract

【課題】作業者が含油部材を固定部材内に容易に固定することができ、低コスト化を実現し、組立時の作業効率を向上させるボールねじを提供する。
【解決手段】ねじ軸１０と、ねじ軸１０を貫通すると共に、転動体Ｂを介してねじ軸１０に螺合してねじ軸１０の軸方向に移動可能に設置されたナット２０と、固定部材４０とを有する。固定部材４０は、ねじ軸１０の表面に潤滑剤を供給する含油部材５０、及びナット２０内への異物の侵入を防ぐ防塵部材６０を収容してナット２０の端部に取り付けられる。固定部材４０には、貫通孔４５が設けられ、この貫通孔４５には、含油部材５０の回転を制限する含油部材回転防止部材４６が取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボールねじに関する。

従来より、ボールねじは、螺旋状の螺旋溝が形成されたねじ軸をナットに挿通し、その螺旋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においては、運転中のボールねじ内に粉塵や切削粉などの異物が侵入すると、その螺旋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。

そのため、このようなボールねじに対して外部からの異物の侵入を防ぐためには、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６〜図８を参照して、この種のボールねじについて説明する。図６は、従来のボールねじの構成を示す軸方向に沿う断面図である。また、図７は、従来のボールねじの固定部材の構成を示す図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は（ａ）の７ｂ−７ｂ線に沿う断面図である。また、図８は、従来のボールねじの組立順序を示す断面図である。

図６に示すように、従来のボールねじ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、ねじ軸１１０の外周面に潤滑油を供給する含油部材１５０と、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とが取り付けられている。具体的には、固定ねじ１７１によって循環部材１３０の端面に固定部材１４０がそれぞれ装着されている。また、含油部材回転止め用ねじ１７２によって含油部材１５０が固定部材１４０の内部に装着されている。また、防塵部材回転止め用ねじ１７３によって防塵部材１６０が固定部材１４０の内部に装着されている。

ここで、含油部材１５０を固定部材１４０に装着する際の作業手順としては、まず、図８（ａ）に示すように、ねじ軸１１０を貫通させながら、循環部材１３０の端部１３０ａに形成されたねじ孔１３２に、ねじ孔１４４を介して固定ねじ１７１を螺合させて、固定部材１４０を循環部材１３０に取り付ける。

次に、図８（ｂ）に示すように、ねじ軸１１０を貫通させながら、含油部材１５０を固定部材１４０内に挿入し、含油部材１５０の外周面を固定部材１４０の内周面に沿って押し込む。次に、固定部材１４０の周壁部１４１を貫通するねじ孔１４２を介して、固定部材１４０の内周面から突出した含油部材回転止め用ねじ１７２を含油部材１５０の外周面に形成された凹部１５１に螺合させて含油部材１５０が固定される。

その後、図８（ｃ）に示すように、固定部材１４０の周壁部１４１を貫通するねじ孔１４３を介して、固定部材１４０の内周面から突出した防塵部材回転止め用ねじ１７３を防塵部材１６０の外周面に形成された凹部１６１に螺合させて防塵部材１６０が固定される。

特開２００８−４５６３２号公報

しかしながら、このように構成された従来のボールねじ１００は、固定部材１４０の軸方向の長さによっては、作業者が含油部材１５０を固定部材１４０内に固定することが難しいことがある。具体的には、固定部材１４０の軸方向の長さが短ければ、ねじ孔１４２と固定部材１４０内の含油部材１５０との位置関係が把握しやすいが、固定部材１４０の軸方向の長さが長い場合等では、ねじ孔１４２と固定部材１４０内の含油部材１５０との位置関係が把握しにくい。このように、固定部材１４０の軸方向の長さによっては、作業者にとって非常に困難な作業となる場合があり、結果として、作業効率の低下、及び組立てに要する時間の短縮化について改善の余地があった。

また、固定部材１４０の周壁部１４１には、タップ加工によってねじ孔１４２，１４３を形成する必要があり、加工数が多くなると共に、製造コストの増大を招くことがあるので、加工数の減少及び製造コストの低減についても改善の余地があった。

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、作業者が含油部材を固定部材内に容易に固定することができ、低コスト化を実現し、組立時の作業効率を向上させるボールねじを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためのボールねじのある態様は、ねじ軸と、該ねじ軸を貫通すると共に、転動体を介して上記ねじ軸に螺合して上記ねじ軸の軸方向に移動可能に設置されたナットと、
上記ねじ軸の表面に潤滑剤を供給する含油部材、及び上記ナット内への異物の侵入を防ぐ防塵部材を収容して上記ナットの端部に取り付けられた固定部材とを有し、
上記固定部材には、上記ねじ軸の軸方向に貫通する貫通孔が設けられると共に、この貫通孔に挿通し、上記含油部材の回転を制限する含油部材回転防止部材が取り付けられている。

ここで、上記ボールねじにおいては、前記貫通孔の形状及び前記含油部材回転防止部材の頭部の形状が、前記貫通孔に前記含油部材回転防止部材を取り付けた際に、前記頭部の端面と前記固定部材の軸方向の端面とが面一になる形状であってもよい。

また、上記ボールねじにおいては、上記貫通孔が雌ねじであり、上記含油部材回転防止部材が雄ねじであることが好ましい。

また、上記ボールねじにおいては、上記含油部材回転防止部材が設置される上記貫通孔が、上記ねじ軸の径方向に対して対称的に複数設けられてもよい。

本発明によれば、作業者が含油部材を固定部材内に容易に固定することができ、低コスト化を実現し、組立時の作業効率を向上させるボールねじを提供することができる。

ボールねじのある実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。 ボールねじのある実施形態における固定部材の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は（ｂ）の２ｃ−２ｃ線に沿う断面図である。 ボールねじのある実施形態における含油部材の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。 ボールねじのある実施形態における組立順序を示す断面図である。 ボールねじの他の実施形態における固定部材の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は（ｂ）の５ｃ−５ｃ線に沿う断面図である 従来のボールねじの構成を示す軸方向に沿う断面図である。 従来のボールねじの固定部材の構成を示す図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は（ａ）の７ｂ−７ｂ線に沿う断面図である。 従来のボールねじの組立順序を示す断面図である。

以下、ボールねじのある実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のボールねじにおける構成を示す軸方向に沿う断面図である。また、図２は、本実施形態のボールねじにおける固定部材の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は（ｂ）の２ｃ−２ｃ線に沿う断面図である。また、図３は、本実施形態のボールねじにおける含油部材の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。また、図４は、本実施形態のボールねじにおける組立順序を示す断面図である。

（ボールねじの構成）
図１に示すように、本実施形態のボールねじ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２０ａに設けられた循環部材３０と、循環部材３０に取り付けられた固定部材４０とを有する。本実施形態のボールねじ１は、ナット２０の端部２０ａ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である。

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と、転動路内への塵埃の侵入を防ぐ防塵部材６０とが内蔵され、かつ固定されている。ここで、循環部材３０は、ナット２０の両端部２０ａ，２０ａに設けられることが好ましい。
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螺旋溝１１が形成されている。

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螺旋溝１１に対向するように螺旋溝２１が形成されている。これら、ねじ軸１０の螺旋溝１１と、ナット２０の螺旋溝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。

なお、循環部材３０は、ナット２０の端部２０ａに必ず設けられなくともよい。ナット２０の外周面に別体の循環部材（図示せず）が設けられる等によってナット２０の端部２０ａに循環部材３０を設ける必要がない場合には、ナット２０の端部２０ａに固定部材４０が取り付けられる。

＜固定部材＞
固定部材４０は、図２に示すように、軸方向の両方の開口部４０ａ，４０ｂのそれぞれの開口面積を異ならせた筒形状をなす。具体的には、図１及び図２に示すように、固定部材４０は、ねじ軸１０よりも十分に径大な筒状の本体部４１と、この本体部４１の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。すなわち、固定部材４０の一方の開口部４０ａは、筒状の本体部４１の開口部分であり、他方の開口部４０ｂは、円環状をなすフランジ部４２の開口部分である。なお、固定部材４０は、本体部４１とフランジ部４２とがプレス成形により一体成形されていることが好ましい。

［貫通孔］
また、フランジ部４２には、固定部材４０の軸方向に貫通する貫通孔４５が設けられ、この貫通孔４５には、含油部材５０を固定する含油部材回転防止部材４６が挿通して取り付けられている。

ここで、一方の開口部４０ａの開口径は、含油部材５０及び防塵部材６０の固定部材４０内への設置を妨げない程度に開口されていればよく、他方の開口部４０ｂの開口径は、循環部材３０側（又はナット２０側）への含油部材５０の移動を制限できる程度に開口されていればよい。

また、本体部４１には、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。

固定部材４０は、図１に示すように、一方の開口部４０ａがボールねじ１の外側に位置するように、他方の開口部４０ｂ（フランジ部４２）を循環部材３０（又はナット２０）の端部３０ａ（２０ａ）に対向させて固定ねじ７１で固定される。

＜含油部材＞
含油部材５０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５０は、図３に示すように、間隙部５１を有して２つ以上に分割された複数の分割体５２（図３においては２つ）によって構成されてもよい。

＜防塵部材＞
防塵部材６０は、ねじ軸１０の外周面１０ａ（螺旋溝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の内部に固定される。具体的には、ネジ孔４３に螺合された防塵部材回転止め用ねじ７２によって固定部材４０の内部に固定される。このように、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。

［含油部材回転防止部材］
上述したように、固定部材４０のフランジ部４２には、固定部材４０の軸方向に貫通する貫通孔４５が設けられ、この貫通孔４５には、含油部材５０を固定する含油部材回転防止部材４６が挿通して取り付けられている。
含油部材回転防止部材４６は、図１及び図２に示すように、頭部４６Ａと軸部４６Ｂとからなり、頭部４６Ａが貫通孔４５に係合し、かつ頭部４６Ａが循環部材３０と固定部材４０とによって挟まれることにより、含油部材回転防止部材４６が固定される。軸部４６Ｂは円柱形状でも角柱形状でもよいが、円柱形状（いわゆるピン形状）が好ましい。

ここで、貫通孔４５の形状及び含油部材回転防止部材４６の頭部４６Ａの形状が、貫通孔４５に含油部材回転防止部材４６を取り付けた際に、頭部４６Ａの端面とフランジ４２の軸方向の端面（固定部材４０の軸方向の端面）とが面一になる形状であってもよい。
また、貫通孔４５が雌ねじであり、含油部材回転防止部材４６が雄ねじであることが好ましく、含油部材回転防止部材４６が皿ねじであることがより好ましい。本実施形態では含油部材回転防止部材４６を皿ねじとして説明する。

このように構成された含油部材回転防止部材４６は、図２に示すように、フランジ部４２に対して、本体部４１の軸方向に沿って開口部４０ｂから開口部４０ａに向かって軸部４６Ｂが突出するように貫通孔４５に取り付けられる。すなわち、含油部材回転防止部材４６がフランジ部４２に対して突出する向きは、固定部材４０内に設置される含油部材５０に対向する向きである。

このように、フランジ部４２の貫通孔４５に取り付けられた含油部材回転防止部材４６は、固定部材４０内に設置される含油部材５０に穿刺、又は間隙部５１（図３参照）に係合することで、含油部材５０がねじ軸１０と共に軸方向に共回りすることを規制できる。なお、含油部材回転防止部材４６が含油部材５０に穿刺される態様では、含油部材回転防止部材４６が穿刺可能なフエルト等の材料が含油部材５０の材料として採用される。

（含油部材及び防塵部材の装着手順）
次に、含油部材５０及び防塵部材６０を固定部材４０に装着する際の作業手順について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、開口部４０ｂにねじ軸１０を貫通させながら、循環部材３０の端部３０ａに形成されたねじ孔３２に、ねじ孔４４を介して固定ねじ７１を螺合させて、固定部材４０を循環部材３０に取り付ける。

このとき、固定部材４０の開口部４０ｂから開口部４０ａに向かって頭部４６Ａを基準として軸部４６Ｂが突出する向きとした含油部材回転防止部材４６を固定部材４０のフランジ部４２に設けられた貫通孔４５に挿通し、取り付ける。

次に、図４（ｂ）に示すように、ねじ軸１０を貫通させながら、含油部材５０を開口部４０ａ側から固定部材４０内に挿入し、含油部材５０の外周面を固定部材４０の内周面に沿って押し込む。このとき、含油部材回転防止部材４６は、貫通孔４５に係合する頭部４６Ａが循環部材３０と固定部材４０とによって挟まれることにより固定される。

その後、図４（ｃ）に示すように、固定部材４０に対して含油部材５０が押し込まれる向きと反対の向きに突出して固定部材４０の貫通孔４５に取り付けられた含油部材回転防止部材４６が含油部材５０に穿刺されるか、又は間隙部５１に係合されて含油部材５０が固定される。このようにして、含油部材５０の回転が含油部材回転防止部材４６によって規制され、結果として、ねじ軸１０と共に軸方向に共回りすることが規制される。

その後、図４（ｃ）に示すように、固定部材４０のねじ孔４３を介して、固定部材４０の内周面から突出した防塵部材回転止め用ねじ７２を防塵部材６０の外周面に形成された凹部６１に螺合させて防塵部材６０が固定される。
このとき、含油部材５０は、防塵部材６０によって軸方向の動きが制限されると共に、含油部材回転防止部材４６によって回転も制限されている。従って、従来より用いられてきた「含油部材回転止め用のねじ」によって含油部材５０を強固に固定することなく、含油部材５０を確実に固定することができる。

このように、含油部材回転防止部材４６が固定部材４０の貫通孔４５に取り付けられることによって、従来より必要であった、含油部材回転止め用のねじが不要となる。それに伴って、固定部材の本体部に含油部材回転止め用のねじを螺合させるねじ穴を形成するためのタップ加工も不要となる。

さらに、固定部材４０内に含油部材５０を固定する際、固定部材４０に設けられた含油部材回転防止部材４６を作業者が手探りで確認できるので、含油部材５０を作業者の手の感覚のみで固定することできる。また、低コスト化を実現し、組立時の作業効率を向上させることができる。

（他の実施形態）
本発明に係るボールねじの他の実施形態として、図５に示すように、貫通孔４５をフランジ部４２に複数（例えば２つ）設け、それぞれの貫通孔４５に含油部材回転防止部材４６を設けてもよい。また、フランジ部４２に複数設けられる貫通孔４５は、ねじ軸１０の径方向に対して対称的に設けられることが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、作業者が含油部材を固定部材内に容易に固定することができ、低コスト化を実現し、組立時の作業効率を向上させるボールねじ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。

１ ボールねじ
１０ ねじ軸
２０ ナット
２０ａ 端部
２１ 螺旋溝
２２ 貫通孔
３０ 循環部材
４０ 固定部材
４０ａ 一方の開口部
４０ｂ 他方の開口部
４１ 本体部
４２ フランジ部
４３ ねじ孔
４４ ねじ孔
４５ 貫通孔
４６ 含油部材回転防止部材
５０ 含油部材
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

Claims (4)

1. ねじ軸と、該ねじ軸を貫通すると共に、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、
   前記ねじ軸の表面に潤滑剤を供給する含油部材、及び前記ナット内への異物の侵入を防ぐ防塵部材を収容して前記ナットの端部に取り付けられた固定部材とを有し、
   前記固定部材には、上記ねじ軸の軸方向に貫通する貫通孔が設けられると共に、この貫通孔に挿通し、前記含油部材の回転を制限する含油部材回転防止部材が取り付けられていることを特徴とするボールねじ。
2. 前記貫通孔の形状及び前記含油部材回転防止部材の頭部の形状が、前記貫通孔に前記含油部材回転防止部材を取り付けた際に、前記頭部の端面と前記固定部材の軸方向の端面とが面一になる形状である請求項２に記載のボールねじ。
3. 前記貫通孔が雌ねじであり、前記含油部材回転防止部材が雄ねじである請求項１又は２に記載のボールねじ。
4. 前記含油部材回転防止部材が設置される前記貫通孔が、前記ねじ軸の径方向に対して対称的に複数設けられた請求項１〜３の何れか一項に記載のボールねじ。

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