JP2016169819A - リターンチューブの取付部品、ボールねじ - Google Patents

Abstract

【課題】リターンチューブをボールねじのナットに取り付ける際に使用される取付部品として、ねじ止めとは異なる方法でナットに固定され、特許文献１の取付部品とは異なる構造のものを提供する。
【解決手段】取付部品５は、リターンチューブ４の本体部４１と屈曲部を覆うカバー部５１と、カバー部５１から本体部４１のボール移動方向と交差する方向に突出する一対の腕部５２と、腕部５２の突出端に形成された一対の爪部５３とを有する。ナット２の外周面に、カバー部５１および腕部５２が配置される凹部２２が形成され、凹部２２の壁面２２１ａに、爪部５３が嵌まる溝２２１ｂが形成されている。ボールねじは、ナット２に円柱状の内周面６１を有する外嵌部材６が外嵌されて使用される。カバー部５１は、使用状態で内周面６１に接触する接触面５５１を有する。
【選択図】図７

Description

この発明は、リターンチューブ（所定長さの本体部と、一対の脚部と、前記本体部の長手方向両端と前記一対の脚部とを接続する屈曲部と、からなり、ボールねじのボールを転動路の終点から始点に戻す部品）を、ボールねじのナットに取り付ける際に使用される取付部品に関する。

ボールねじは、ねじ軸と、ナットと、複数のボールを有する。ねじ軸はナットを貫通し、ねじ軸の螺旋溝とナットの螺旋溝とによりボールが転動する転動路が形成されている。また、ボールねじは、ボールを転動路の終点から始点に戻すボール戻し路を有し、転動路内とボール戻し路とからなる循環経路内を転動するボールを介して、ナットがねじ軸に対して相対移動する。
ボール戻し路を形成する部品としては、例えば、金属製の管状体からなるリターンチューブが用いられている。リターンチューブは、所定長さの本体部と、一対の脚部と、本体部の長手方向両端と一対の脚部とを接続する屈曲部と、で構成されている。

リターンチューブをナットに固定する方法としては、例えば、リターンチューブの本体部を配置するための外側平坦面をナット外周面に設け、ナットの外側平坦面に接触させる板状部を備えた取付部品を使用する方法がある。この方法では、ナットの外側平坦面にリターンチューブの脚部を挿入する貫通穴を設け、この貫通穴に脚部を挿入した後、本体部を取付部品で覆い、取付部品の板状部をナットの外側平坦面にねじ止めすることで、リターンチューブをナットに固定している。
しかし、この方法の場合、取付部品の製造に多くの加工工程を必要とし、ナットにもねじ止め用のタップ加工が必要となるため、加工に手間が掛かる。これに対して、特許文献１には、ねじ止めを行わずにリターンチューブをナットに固定するための取付部品が記載されている。

特許文献１に記載された取付部品（ボール循環部品固定装置）は、ばね性を有する金属薄板がプレス成形加工で断面略Ｃ字形に形成された半リング状部材であり、中間部にリターンチューブとの嵌合溝が湾曲状に形成され、両端部に着脱用工具が係止できる工具係止部（例えば、穴）が設けられている。この取付部品は、市販の工具を利用して容易にボールナットへの着脱を行うことができる。

特開２０００−８８０７３号公報

この発明の課題は、リターンチューブをボールねじのナットに取り付ける際に使用される取付部品として、ねじ止めとは異なる方法でナットに固定され、特許文献１の取付部品とは異なる構造のものを提供することである。

上記課題を解決するために、この発明の一態様である取付部品は、下記の構成(1) 〜(5) を有する。
(1) 所定長さの本体部と、一対の脚部と、前記本体部の長手方向両端と前記一対の脚部とを接続する屈曲部と、からなり、ボールねじのボールを転動路の終点から始点に戻すリターンチューブを、ボールねじのナットに取り付ける際に使用される取付部品である。
(2) 前記本体部および前記屈曲部を覆うカバー部と、前記カバー部から前記本体部のボール移動方向と交差する方向に突出する一対の腕部と、前記一対の腕部の突出端に形成された一対の爪部とを有する。
(3) 前記ナットの外周面に、前記カバー部および前記腕部が配置される凹部が形成されている。前記凹部の底面に、前記脚部が挿入される一対の貫通穴が形成されている。前記凹部の壁面に、前記一対の爪部が嵌まる溝が形成されている。
(4) 前記ボールねじは、前記ナットに円柱状の内周面を有する外嵌部材が外嵌されて使用される。
(5) 前記カバー部は、前記使用されている状態で前記内周面に接触する接触面を有する。

前記態様の取付部品は、下記の構成(6) または(7) を有することができる。
(6) 前記カバー部は、前記本体部のボール移動方向での中心部に凸部を有し、前記接触面は前記凸部に形成されている。
(7) 前記カバー部は、前記本体部のボール移動方向での中心から外れた複数箇所に凸部を有し、前記接触面は前記複数箇所の凸部に形成されている。
前記態様の取付部品が前記構成(6) を有する場合、下記の構成(8) を有することができる。
(8) 前記カバー部は、前記ナットの軸方向に対して傾斜する傾斜面を有し、前記傾斜面は前記凸部から前記本体部のボール移動方向での各端部に向けて低くなる。

この発明の第二態様であるボールねじは、下記の構成(9) 〜(12)を有する。
(9) ねじ軸と、ナットと、複数のボールを有する。前記ねじ軸は前記ナットを貫通し、前記ねじ軸の螺旋溝と前記ナットの螺旋溝とにより、前記ボールが転動する転動路が形成されている。前記ボールを前記転動路の終点から始点に戻すボール戻し路を形成する部品として、所定長さの本体部と、一対の脚部と、前記本体部の長手方向両端と前記一対の脚部とを接続する屈曲部と、からなるリターンチューブを有する。
(10)前記ナットに円柱状の内周面を有する外嵌部材が外嵌されている。前記本体部および前記屈曲部を覆うカバー部と、前記カバー部から前記本体部のボール移動方向と交差する方向に突出する一対の腕部と、前記一対の腕部の突出端に形成された一対の爪部と、を有する取付部品を有する。前記カバー部は、前記内周面に接触する接触面を有する。
(11)前記ナットの外周面に、前記カバー部および前記腕部が配置される凹部が形成されている。前記凹部の底面に、前記脚部が挿入される一対の貫通穴が形成されている。前記凹部の壁面に、前記一対の爪部が嵌まる溝が形成されている。
(12)前記リターンチューブは、前記本体部および前記屈曲部が前記凹部に配置され、前記脚部が前記貫通穴に挿入されている。前記取付部品は、前記カバー部が前記凹部内に配置されて前記リターンチューブの前記本体部および前記屈曲部を覆い、前記一対の爪部が前記溝に嵌められ、前記接触面が前記外嵌部材の内周面に接触している。

この発明によれば、リターンチューブをボールねじのナットに取り付ける際に使用される取付部品として、ねじ止めとは異なる方法でナットに固定され、特許文献１の取付部品とは異なる構造のものが提供される。

実施形態のボールねじのナットに外嵌部材が取り付けられた状態を示す部分破断平面図である。 実施形態のボールねじのナットに外嵌部材が取り付けられた状態で、外嵌部材を破断し、リターンチューブを図１の直線Ａに沿って分割した面を示す斜視図である。 第一実施形態の取付部品を示す平面図である。 第一実施形態の取付部品の軸方向に沿った面を示す側面図である。 図３のＣ矢視図である。 実施形態のボールねじを構成するナットを示す平面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 第二実施形態の取付部品を示す平面図である。 第二実施形態の取付部品の軸方向に沿った面を示す側面図である。 図８のＣ矢視図である。

以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下の実施形態に限定されない。
［第一実施形態］
図１および図２に示すように、第一実施形態のボールねじは、ねじ軸１と、ナット２と、複数のボール３と、二つのリターンチューブ４と、二つの取付部品５とで構成されている。ナット２は、円筒部２Ａと、円筒部２Ａの軸方向一端に形成されたフランジ部２Ｂとからなる。このボールねじは、ナット２の円筒部２Ａに外嵌部材６が外嵌されて使用される。

図１では、外嵌部材６の一部が破断されて、ナット２の外周面の一部が露出している。図２では、リターンチューブ４内と転動路内に配置されたボール３を示すために、外嵌部材６の一部が破断され、一つの取付部品５が外され、一つのリターンチューブ４が図１の直線Ａに沿って分割されている。
ねじ軸１の外周面とナット２の内周面に、螺旋溝１１，２１が形成されている。ねじ軸１はナット２を貫通している。ねじ軸１の螺旋溝１１とナット２の螺旋溝２１とにより、ボール３が転動する転動路が形成される。ボール３は、転動路とリターンチューブ４内のボール戻し路とからなる循環経路内に配置されている。ねじ軸１とナット２は、転動路内で転動し循環経路内を循環するボール３を介して相対移動する。

図２に示すように、リターンチューブ４は、所定長さの本体部４１、一対の脚部４２、および本体部４１と各脚部４２を接続する屈曲部４３が、金属により一体に形成されたものである。
図３〜５に示すように、第一実施形態の取付部品５は、リターンチューブ４の本体部４１および屈曲部４３を覆うカバー部５１と、一対の腕部５２と、一対の爪部５３からなる。図３に示すように、取付部品５の平面形状（ナット２に取り付けられた状態でナット２の外周面側から見た形状）は、一対の腕部５２と一対の爪部５３とからなる略円形部の直径方向両端から、カバー部５１の半長穴形の長手方向端部が延びた形状になっている。

カバー部５１は、所定長さの溝型樋状部材であって、長手方向両端がリターンチューブ４の屈曲部４３の形状に合わせて閉塞されている。カバー部５１の側板部５１１の長手方向中央部に切欠き部５１１ａが形成されている。図７に示すように、カバー部５１の長手方向（本体部４１のボール移動方向）に垂直な断面は、外側が略長方形であり、内側が略Ｕ字状である。カバー部５１の内側の長手方向寸法は、リターンチューブ４の本体部４１と屈曲部４３が入る寸法である。カバー部５１の溝の最大深さ（内側の高さ方向寸法）Ｄはリターンチューブ４の本体部４１の外径より少し小さい。

腕部５２は、カバー部５１の長手方向中央部から長手方向と垂直な方向に突出して、カバー部５１と爪部５３を連結している部分であり、カバー部５１の側板部５１１に一体化されている部分５２ａと、カバー部５１の溝開口に沿って爪部５３側に延びる横部分５２ｂと、横部分５２ｂから爪部５３に向けて立ち上がる立ち上がり部分５２ｃを有する。これにより、爪部３２と腕部５２との間に凹部５４が形成されている。
カバー部５１は、溝底側の外面（ナット２の外周面側に配置される面）５１２の幅方向中央部に、一定幅の凸部５５および傾斜面５６を有する。凸部５５の外面５５１は、外嵌部材６の内周面６１と同じ面である。つまり、図１のＹ−Ｙ断面における凸部５５の外面５５１をなす線は円弧であり、凸部５５の外面５５１が外嵌部材６の内周面６１との接触面である。

傾斜面５６は、凸部５５の長手方向両端部からカバー部５１の長手方向両端部までの範囲に形成されている。傾斜面５６は、ナット２の軸方向に対して傾斜している平面であって、凸部５５の長手方向各端部からカバー部５１の長手方向各端部に向けて低くなっている。傾斜面５６のナット２の軸方向に対する傾斜角度αは４°である。
一方、ナット２の外周面には、図６に示すように、二個の凹部２２が形成されている。両凹部２２はナット２の円筒部２Ａに形成されている。なお、一方の凹部２２の一部は、円筒部２Ａからフランジ部２Ｂに渡って形成されていてもよい。

各凹部２２の平面形状は、取付部品５の平面形状に対応させて、円形部２２１の両端から半長穴形部２２２が延びた形状としてある。円形部２２１の壁面２２１ａに、取付部品５の一対の爪部５３が嵌まる溝２２１ｂが形成されている。各半長穴形部２２２の先端部の底面に、リターンチューブ４の脚部４２が挿入される円形の貫通穴２２２ａが形成されている。貫通穴２２２ａは、ナット２の軸方向と垂直な方向に貫通している。
ボールねじの組み立て時に、リターンチューブ４は取付部品５を用いて、以下の方法で取り付けられる。

先ず、リターンチューブ４の脚部４２をナット２の貫通穴２２２ａに挿入し、凹部２２に本体部４１を配置する。次に、取付部品５を、一対の爪部５３をつまんで凹部５４の開口部を縮ませた状態で、カバー部５１を本体部４１に合わせてナット２の凹部２２の上部に配置し、凹部２２の底面２２ｃに向けて下ろす。これにより、リターンチューブ４の本体部４１および屈曲部４３がカバー部５１で覆われ、一対の爪部５３が凹部２２の一対の溝２２１ｂに嵌まる。
その結果、リターンチューブ４は、取付部品５で凹部２２の円形部２２１の底面２２１ｃ側に押されることで、ナット２に仮止めされる。次に、この状態のナット２の円筒部２Ａの外側に外嵌部材６を、フランジ部２Ｂの反対の軸方向端部側から嵌める。その結果、カバー部５１の凸部５５の接触面５５１が外嵌部材６の内周面６１に接触する。図７はこの状態を示す。

図７に示すように、外嵌部材６がナット２に外嵌された状態で、リターンチューブ４は凹部２２の底面２２ｃに接触するが、取付部品５は凹部２２の底面２２ｃに接触しない。また、取付部品５の一対の爪部５３が一対の溝２２１ｂの上端面に接触する。
上述のように、第一実施形態の取付部品５によれば、ねじを用いないでリターンチューブ４をナット２に取り付けることができる。また、外嵌部材６を着脱することで、取付部品５およびリターンチューブ４をナット２から着脱することができる。
さらに、カバー部５１が傾斜面５６を有するため、取付部品５の製造誤差により、ナット２に仮止めした際に凸部５５がナット２の外周円より外に飛び出した状態になった場合には、外嵌部材６が傾斜面５６に案内されることで、外嵌部材６をナット２にスムーズに嵌めることができる。

また、カバー部５１が、リターンチューブ４の本体部４１だけでなく浮き上がりが生じ易い屈曲部４３の全体も外側から覆う。そのため、取付部品５によれば、特許文献１の取付部品と比較して、リターンチューブ４がしっかりと固定されるとともに、リターンチューブと取付部品との間に異物が入ることも防止できる。
取付部品５は、合成樹脂または熱可塑性エラストマーの射出成形で製造されたものであることが好ましい。また、取付部品５の材質の一例としては、熱可塑性ポリエステルエラストマーであるハイトレル（登録商標）が挙げられる。高い弾性変形力を有する取付部品５を使用することで、外嵌部材６をよりスムーズにナット２に嵌めることができる。

［第二実施形態］
第二実施形態のボールねじは、図１に示す第一実施形態のボールねじで第一実施形態の取付部品５の代わりに第二実施形態の取付部品５Ａを有する。これ以外の点は第一実施形態のボールねじと同じである。
図８〜１０に示すように、第二実施形態の取付部品５Ａは、リターンチューブ４の本体部４１を覆うカバー部５１Ａと、一対の腕部５２と、一対の爪部５３からなる。図８に示すように、カバー部５１Ａの溝底側の外面（ナット２の外周面側に配置される面）５１２には、長手方向中央部から外れる二カ所に、平面形状が細長い長方形である二対の凸部５７が形成されている。各対の凸部５７は、カバー部５１Ａの幅方向中心線を挟んだ両側に平行に配置されている。

図１０に示すように、凸部５７の外面５７１は、外嵌部材６の内周面６１と同じ面であり、カバー部５１Ａの外面５１２より高い面である。つまり、図１のＹ−Ｙ断面における凸部５７の外面５７１をなす線は円弧であり、凸部５７の外面５７１が外嵌部材６の内周面６１との接触面である。
第二実施形態の取付部品５Ａは第一実施形態の取付部品５と比較して、接触面の幅が狭いとともに接触面が四箇所に分散配置されているため、外嵌部材６を嵌め易いとともに外嵌部材６に対してバランスよく固定されるという効果がある。
第二実施形態の取付部品５Ａは、カバー部５１Ａの外面５１２に二対の凸部５７を有するものであるが、これに代えて、カバー部５１Ａの外面５１２の長手方向中央部に円柱状の凸部５８を有するものとしてもよい。この場合、凸部５８の外面５８１は、外嵌部材６の内周面６１と同じ面であり、カバー部５１Ａの外面５１２より高い面である。

１ ねじ軸
１１ ねじ軸の螺旋溝
２ ナット
２Ａ ナットの円筒部
２Ｂ ナットのフランジ部
２１ ナットの螺旋溝
２２ ナットの凹部
２２１ 凹部の円形部
２２１ａ 円形部の壁面
２２１ｂ 爪部が嵌まる溝
２２２ 凹部の半長穴形部
２２２ａ 貫通穴
３ ボール
４ リターンチューブ
４１ リターンチューブの本体部
４２ リターンチューブの脚部
４３ リターンチューブの屈曲部
５ 取付部品
５Ａ 取付部品
５１ カバー部
５１Ａ カバー部
５１１ カバー部の側板部
５１１ａ 切欠き部
５１２ カバー部の溝底側の外面
５２ 腕部
５２ａ 腕部の側板部に一体化されている部分
５２ｂ 横部分
５２ｃ 立ち上がり部分
５３ 爪部
５４ 凹部
５５ 凸部
５５１ 凸部の外面（接触面）
５６ 傾斜面
５７ 凸部
５７１ 凸部の外面（接触面）
５８ 凸部
５８１ 凸部の外面（接触面）
６ 外嵌部材
６１ 外嵌部材の内周面

Claims (5)

1. 所定長さの本体部と、一対の脚部と、前記本体部の長手方向両端と前記一対の脚部とを接続する屈曲部と、からなり、ボールねじのボールを転動路の終点から始点に戻すリターンチューブを、ボールねじのナットに取り付ける際に使用される取付部品であって、
   前記本体部および前記屈曲部を覆うカバー部と、前記カバー部から前記本体部のボール移動方向と交差する方向に突出する一対の腕部と、前記一対の腕部の突出端に形成された一対の爪部とを有し、
   前記ナットの外周面に、前記カバー部および前記腕部が配置される凹部が形成され、
   前記凹部の底面に、前記脚部が挿入される一対の貫通穴が形成され、
   前記凹部の壁面に、前記一対の爪部が嵌まる溝が形成され、
   前記ボールねじは、前記ナットに円柱状の内周面を有する外嵌部材が外嵌されて使用され、
   前記カバー部は、前記使用されている状態で前記内周面に接触する接触面を有する取付部品。
2. 前記カバー部は、前記本体部のボール移動方向での中心部に凸部を有し、前記接触面は前記凸部に形成されている請求項１記載の取付部品。
3. 前記カバー部は、前記ナットの軸方向に対して傾斜する傾斜面を有し、前記傾斜面は前記凸部から前記本体部のボール移動方向での各端部に向けて低くなる請求項２記載の取付部品。
4. 前記カバー部は、前記本体部のボール移動方向での中心から外れた複数箇所に凸部を有し、前記接触面は前記複数箇所の凸部に形成されている請求項１記載の取付部品。
5. ねじ軸と、ナットと、複数のボールを有し、
   前記ねじ軸は前記ナットを貫通し、
   前記ねじ軸の螺旋溝と前記ナットの螺旋溝とにより、前記ボールが転動する転動路が形成され、
   前記ボールを前記転動路の終点から始点に戻すボール戻し路を形成する部品として、
   所定長さの本体部と、一対の脚部と、前記本体部の長手方向両端と前記一対の脚部とを接続する屈曲部と、からなるリターンチューブを有するボールねじであって、
   前記ナットに円柱状の内周面を有する外嵌部材が外嵌され、
   前記本体部および前記屈曲部を覆うカバー部と、前記カバー部から前記本体部のボール移動方向と交差する方向に突出する一対の腕部と、前記一対の腕部の突出端に形成された一対の爪部と、を有する取付部品を有し、
   前記カバー部は、前記内周面に接触する接触面を有し、
   前記ナットの外周面に、前記カバー部および前記腕部が配置される凹部が形成され、
   前記凹部の底面に、前記脚部が挿入される一対の貫通穴が形成され、
   前記凹部の壁面に、前記一対の爪部が嵌まる溝が形成され、
   前記リターンチューブは、前記本体部および前記屈曲部が前記凹部に配置され、前記脚部が前記貫通穴に挿入され、
   前記取付部品は、前記カバー部が前記凹部内に配置されて前記リターンチューブの前記本体部および前記屈曲部を覆い、前記一対の爪部が前記溝に嵌められ、前記接触面が前記外嵌部材の内周面に接触しているボールねじ。

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