JP3241150U - 内部循環式ボールねじ及びその還流アセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化され、且つ組み立て速度が早い内部循環式ボールねじを提供する。【解決手段】内部循環式ボールねじは、ねじ軸３と、筒状のナット４と、複数の転動部材５と、少なくとも１つの還流蓋６と、を備え、ナット４は、ねじ軸３に貫設され、筒内面４１と、筒外面４２と、筒内面４１に形成されているねじ溝４３と、少なくとも１つの孔４４と、を備え、孔４４は、複数の当接部４４２を備え、少なくとも１つの還流蓋６は、数が孔４４の数に対応し、且つ、径方向Ｒに沿って前記孔４４に差し込まれるように取り付けられ、外部の方に向かっている第１の表面６０１と、第１の表面６０１と反対の第２の表面６０２と、複数の転動部材５が沿って通過することができる循環溝６１１と、それぞれが第２の表面６０２から遠ざかる方向へ第１の表面６０１から延伸して当接部４４２のそれぞれに係止している複数の係止部６２と、を備える。【選択図】図６

Description

本考案は、ボールねじに関し、特に内部循環式ボールねじ及びその還流アセンブリに関する。

図１及び図２に示されるように、特許文献１には、ナット１１に取り付けられている駒部材１２を備えるボールねじの還流アセンブリが開示されている。ナット１１は孔１１１を備え、孔１１１の周面には互いに相対する２つの凹部１１２が形成されている。

駒部材１２は、孔１１１に取り付けられており、２つの凹部１１２のそれぞれに対応する２つの舌片１２１を備え、各舌片１２１が弾性的に変形した状態で凹部１１２に係止されていることにより、ナット１１に固定されている。

２つの舌片１２１は、駒部材１２の左右両側面に形成されているので、駒部材１２の幅が長くなり、且つ、ボールねじの作動を確保するために、ナット１１の長さを長くする必要がある。従って、該ボールねじは、部品の小型化が要求されている特定領域（例えば車用製品）に応用することに不適である。

図３に示されるように、特許文献２では、特許文献１の駒部材１２に相当するコマ２２の左右両側面に爪２２１が形成されていて、２つの爪２２１でナット２１に係止するので、コマ２２の幅が長くなり、同じく部品の小型化が要求されている特定領域に応用することに不適である。

特開第２０１６－１４２３７８号公報 特許第６２３７１１２号公報

上記問題点に鑑みて、本考案は、小型化且つ組み立て速度が早い内部循環式ボールねじ及び体積が小さく且つ組み立て速度が早い内部循環式ボールねじの還流アセンブリの提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本考案は、ねじ軸と、筒状のナットと、複数の転動部材と、少なくとも１つの還流蓋と、を備え、
前記ねじ軸は、ねじ部を備え、
前記ナットは、前記ねじ軸が貫設されているものであって、筒内面と、径方向で前記筒内面と反対する筒外面と、前記筒内面に形成されているねじ溝と、前記筒外面から前記筒内面まで貫通していて外部と前記ねじ溝とに連通する少なくとも１つの孔と、を備え、
前記ねじ部と前記ねじ溝とは、共に転動通路を画成しており、
前記孔は、複数の当接部を備え、
複数の前記転動部材は、前記転動通路内に転動可能に設置されており、
少なくとも１つの前記還流蓋は、数が前記孔の数に対応し、且つ、前記径方向に沿って前記孔に差し込まれるように取り付けられているものであって、外部の方に向かっている第１の表面と、前記第１の表面と反対して前記ねじ部の方に向かっている第２の表面と、前記第１の表面と前記第２の表面とを囲繞且つ連接している外周面と、前記ねじ溝に対応的に連通するように前記第２の表面に形成されていて前記ねじ溝との間を複数の前記転動部材が通過することができる循環溝と、それぞれが前記第２の表面から遠ざかる方向へ前記第１の表面から延伸して前記当接部のそれぞれに係止している複数の係止部と、を備えることを特徴とする内部循環式ボールねじを提供する。

また、本考案は、筒内面と、径方向で前記筒内面と反対する筒外面と、前記筒内面に形成されているねじ溝と、前記筒外面から前記筒内面まで貫通して、外部と前記ねじ溝とに連通する少なくとも１つの孔と、を備え、前記孔が複数の当接部を有する筒状のナットに取り付けられる内部循環式ボールねじの還流アセンブリであって、
数が前記孔の数に対応し、前記径方向に沿って前記孔に差し込まれるように取り付けられている還流蓋であって、外部の方に向かっている第１の表面と、前記第１の表面と反対する第２の表面と、前記第１の表面と前記第２の表面とを囲繞しながら連接する外周面と、前記ねじ溝に対応的に連通するように前記第２の表面に形成されていて、前記ねじ溝との間を複数の前記転動部材が転動することができる循環溝と、それぞれが前記第２の表面から遠ざかる方向へ前記第１の表面から延伸していて前記当接部のそれぞれに係止する複数の係止部と、を備える少なくとも１つの還流蓋を含むことを特徴とする内部循環式ボールねじの還流アセンブリを提供する。

上記の構成により、本考案の内部循環式ボールねじは、還流蓋の複数の係止部が第１の表面に設置されているので、係止部が当接部に係止できる上、還流蓋の幅や長さが係止部の設置により変わることがなく、小型化できる利点がある。また、係止部で当接部に係止する局所接触の設計を採用してナットに取り付けるので、ナットに取り付ける際の摩擦力を低減できて、組み立て速度が向上する。

特許文献１のボールねじの還流アセンブリを示す断面図である。 特許文献１のボールねじの還流アセンブリを示す断面図である。 特許文献２のボールねじの還流アセンブリを示す部分断面図である。 本考案の内部循環式ボールねじの第１の実施形態を示す部分部品分解図である。 上記実施形態の内部循環式ボールねじを示す断面図である。 上記実施形態の内部循環式ボールねじにおけるナット及び還流蓋を示す部分部品分解上視図である。 上記実施形態の内部循環式ボールねじにおける還流蓋を示す斜視図である。 図６における線ＶＩＩＩ―ＶＩＩＩの断面図である。 図６における線ＩＸ―ＩＸの部分断面図である。 本考案の内部循環式ボールねじの第２の実施形態を示す部分部品分解図である。 上記実施形態の内部循環式ボールねじにおける還流蓋を示す側視図である。 上記実施形態の内部循環式ボールねじにおける還流蓋の設置を示す図９に類似する断面図である。 上記実施形態の内部循環式ボールねじにおける還流蓋の設置を示す図８に類似する断面図である。 本考案の内部循環式ボールねじの第３の実施形態を示す部分部品分解図である。 上記実施形態の内部循環式ボールねじにおける還流蓋を示す側視図である。 上記実施形態の内部循環式ボールねじにおける還流蓋の設置を示す図１３に類似する断面図である。

以下、図面を参照しながら、本考案の内部循環式ボールねじの実施形態について詳しく説明する。

図４は本考案の内部循環式ボールねじの第１の実施形態を示す部分部品分解図である。図５は上記実施形態の内部循環式ボールねじを示す断面図である。図６は上記実施形態の内部循環式ボールねじにおけるナット及び還流蓋を示す部分部品分解上視図である。図７は上記実施形態の内部循環式ボールねじにおける還流蓋を示す斜視図である。図８は図６における線ＶＩＩＩ―ＶＩＩＩの断面図である。図９は図６における線ＩＸ―ＩＸの部分断面図である。

本考案の内部循環式ボールねじの第１の実施形態は、図４～図６に示されるように、ねじ軸３と、ねじ軸３が回転可能に貫設されている筒状のナット４と、ナット４に設置されている複数の転動部材５と、ナット４に取り付けられている複数の還流蓋６と、を備える。還流蓋６は、還流アセンブリである。

ねじ軸３は、図４～図５に示されるように、軸方向Ｘに沿って延伸し、且つ、外周面にねじ溝を有するねじ部３１を備える。

ナット４は、軸方向Ｘに沿ってねじ軸３に設置され且つねじ部３１が回転可能に貫設されている。また、ナット４は、筒内面４１と、軸方向Ｘと直交する径方向Ｒで筒内面４１と反対する筒外面４２と、筒内面４１に形成されているねじ溝４３と、筒外面４２から筒内面４１まで貫通していて外部とねじ溝４３とに連通する４つの孔４４と、を備える。ねじ部３１とねじ溝４３とは、共に転動通路３０を画成している。

孔４４は、筒外面４２と筒内面４１との間に位置する２つの第１の当止部４４１と、各第１の当止部４４１より筒内面４１から離れている２つの当接部４４２と、を備える。

この第１の実施形態において、図６に示されるように、２つの第１の当止部４４１と２つの当接部４４２とのそれぞれは、４つの方角に散在している。

また、この第１の実施形態において、各第１の当止部４４１は、筒内面４１へ向かっており且つ実質的に階段面であり、各当接部４４２は、半円状の凹槽であり且つ筒外面４２まで延伸している。

複数の転動部材５は、スチールボールであり、且つ、転動通路３０内に転動可能に設置されている。

図５～図７に示されるように、複数の還流蓋６は、数が孔４４の数に対応し、且つ、径方向Ｒに沿って各孔４４に差し込まれるように取り付けられている。

各還流蓋６は、蓋本体６１と、蓋本体６１に一体的に接続されている２つの係止部６２と、を備える。

蓋本体６１は、外部の方に向かっている第１の表面６０１と、第１の表面６０１と反対してねじ部３１の方に向かっている第２の表面６０２と、第１の表面６０１と第２の表面６０２とを囲繞且つ連接している外周面６０３と、を備える。

第１の表面６０１の前後両端には、それぞれが各第１の当止部４４１に当止するための２つの第２の当止部６３が形成されている。第２の表面６０２には、ねじ溝４３に対応的に連通してねじ溝４３との間を複数の転動部材５が通過することができる循環溝６１１が形成されている。

外周面６０３は、互いに前後相対する２つの端面部６０４と、互いに左右相対しながら２つの端面部６０４と接続している２つの側面部６０５と、を備える。

循環溝６１１は、一方の端面部６０４から他方の端面部６０４へ前後延伸している。

２つの係止部６２は、左右に間隔を空けて、第２の表面６０２から遠ざかる方向へ第１の表面６０１から真っ直ぐに延伸している。

各係止部６２は、一側の外表面が一体的に隣接の側面部６０５まで延伸し、もう一側の外表面が傾斜状に形成されている。

図７～図９に示されるように、各還流蓋６の各係止部６２は、弾性的に押されて各孔４４の各当接部４４２に係止することができる。

各係止部６２は、第１の表面６０１に接続している接続端６２１と、接続端６２１より第１の表面６０１から離れて、対応の当接部４４２に係止している係止端６２２と、を備える。

各係止端６２２は、当接部４４２を引っ掛けるためのフック状に形成されている。

各係止部６２における第１の表面６０１から各係止部６２の頂点までの垂直距離Ｈ１は、２．０ｍｍ～３．５ｍｍである。係止部６２の垂直距離Ｈ１が２．０ｍｍ未満になると、係止部６２が変形しすぎて弾性復帰しにくくなる。垂直距離Ｈ１が３．５ｍｍを超えると、ナット４の外径が本考案の内部循環式ボールねじに客先で求められる規格を超えて客先で採用できなくなる恐れがある。

また、係止部６２の垂直距離Ｈ１と係止部６２の第１の表面６０１に接続している部分の厚さＨ２との比の値（Ｈ１／Ｈ２）を、３を超え且つ５未満の範囲にすることにより、係止部６２がより優れた係止強度を有する上、ナット４の外径が上記求められる規格に適するようになる。

組み合わせる際、この実施形態の還流蓋６を、ナット４の筒内面４１から筒外面４２に向かって孔４４に差し込んで取り付けることができるが、その際、各係止部６２の係止端６２２は、先ず孔４４に押されて互いに向かって接近し、係止端６２２が当接部４４２に進入すると、係止端６２２が弾性により外側へ移動して当接部４４２に係止し、且つ、各第２の当止部６３が内側から外側への方向で第１の当止部４４１に当止するので、係止固定の機能が発揮される。

この実施形態において、還流蓋６は、エンジニアリングプラスチック（ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｌａｓｔｉｃ）で一体的に成形されたもので、騒音が減り且つコストが低い利点があり、従来の金属還流蓋と比べて、この実施形態においては作動中の騒音値が３ｄＢ下がり且つ還流蓋６の材料コストが６７％低減できる。

還流蓋６がナット４に取り付けられている時の強度を評価するために、この第１の実施形態を、加速度７Ｇ、振幅２．１ｍｍ、頻度４０Ｈｚの振動条件で係止強度テストを行った。５０万回の振動を経ても還流蓋６に脱落や一部の係止部６２が当接部４４２から外れることが起きず、良好な係止強度が示された。また、この第１の実施形態に対して１３５００回の回転による寿命テストを更に行った結果においても、作動が良好で異常が起きなかった。

本考案の還流蓋６は、係止部６２で当接部４４２に係止する局所接触の設計を採用してナット４に取り付けるので、ナット４に取り付ける際の摩擦力を低減できて、組み立て速度が向上する。

一部の実施形態において、更に摩擦力を低減して組み立て速度を向上させるために、還流蓋６の各側面部６０５と孔４４とを隙間ばめとする設計と、各係止端６２２の前記フック状とする突出を、図９に示されるように該突出の長さＬ（即ち係止部６２の外側へ向かっている面から当接部４４２へ突出する長さ）が各当接部４４２の槽の最大幅Ｗの１／２未満になるよう形成する設計と、の一者または両者を更に採用することができる。

上記の構成によれば、還流蓋６の複数の係止部６２が蓋本体６１の第１の表面６０１に設置されており、且つ、各第２の当止部６３が、還流蓋６の前後に設計されているので、還流蓋６の左右の幅と前後の長さとが係止部６２と第２の当止部６３との設置により変わることなく、小型化できる利点がある。本考案の還流蓋６は、係止部６２で当接部４４２に係止する局所接触の設計を採用してナット４に取り付けるので、ナット４に取り付ける際の摩擦力を低減できて、組み立て速度が向上する。

図１０は本考案の内部循環式ボールねじの第２の実施形態を示す部分部品分解図である。図１１は上記実施形態の内部循環式ボールねじにおける還流蓋を示す側視図である。図１２は上記実施形態の内部循環式ボールねじにおける還流蓋の設置を示す図９に類似する断面図である。図１３は上記実施形態の内部循環式ボールねじにおける還流蓋の設置を示す図８に類似する断面図である。

本考案の内部循環式ボールねじの第２の実施形態は、第１の実施形態と類似し、ここでは第１の実施形態と同じ構成の説明を省略し、第１の実施形態との相違点を説明する。

図１０～図１２に示されるように、ナット４の孔４４の各当接部４４２は、筒外面４２にまで延伸しない短冊状の凹槽である。

各第１の当止部４４１は、階段状に形成されており且つ筒外面４２へ向かっている。

還流蓋６は、蓋本体６１の反対する前後両端から外側へ延伸する２つの半円状の張出し台部６４を更に備える。

各張出し台部６４は、各端面部６０４に位置し、且つ、各張出し台部６４には、第２の当止部６３が形成されている。

各係止部６２は、第１の表面６０１に対して傾斜した板状に形成されており、各係止端６２２は、平面状に形成されている。

各係止部６２は、実質に均一な厚さを有する。

各係止部６２における第１の表面６０１から各係止部６２の頂点までの垂直距離Ｈ１と係止部６２の第１の表面６０１に接続している部分の厚さＨ２との比の値（Ｈ１／Ｈ２）を、２．５を超え且つ５未満の範囲にあるようにすれば、係止部６２がより優れた係止強度を有する上、ナット４の外径が上記客先で求められる規格に適することができる。

図１０、図１２及び図１３に示されるように、組み合わせる際、この第２の実施形態の還流蓋６を、ナット４の筒外面４２から筒内面４１に向かって孔４４に差し込んで取り付けることができるが、その際、各係止部６２の係止端６２２は、先ず孔４４に押されて互いに向かって接近し、係止端６２２が当接部４４２に進入すると、係止端６２２が弾性により外側へ移動して当接部４４２に係止し、且つ、各第２の当止部６３が外側から内側への方向で第１の当止部４４１に当止するので、係止の固定機能が発揮される。

この第２の実施形態は、第１の実施形態と同じく小型化且つ組み立て速度が向上する利点を有する上、還流蓋６は外部から孔４４に取り付けられるので、全自動化生産に導入することに有利である。

図１４は本考案の内部循環式ボールねじの第３の実施形態を示す部分部品分解図である。図１５は上記実施形態の内部循環式ボールねじにおける還流蓋を示す側視図である。図１６は上記実施形態の内部循環式ボールねじにおける還流蓋の設置を示す図１３に類似する断面図である。

本考案の内部循環式ボールねじの第３の実施形態は、第２の実施形態と類似し、ここでは第２の実施形態と同じ構成の説明を省略し、第２の実施形態との相違点を説明する。

図１４～図１６に示されるように、ナット４の孔４４の各第１の当止部４４１は、各当接部４４２の真下に位置している。各当接部４４２は、弧状の槽である。

還流蓋６の各係止部６２は、各第２の当止部６３の真上に位置している。

一部の変化例において、各係止部６２及び各第２の当止部６３の数は、適切に増やすことができ、それに応じて、孔４４における増やした係止部６２及び第２の当止部６３に対応する位置に第１の当止部４４１及び当接部４４２の数を増やす必要がある。

上記実施形態は例示的に本考案の原理及び効果を説明するものであり、本考案を制限するものではない。本技術を熟知する当業者であれば本考案の精神及び範囲から離れないという前提の下、上記の実施形態に対して若干の変更や修飾が可能で有る。従って、当業者が本考案の主旨から離れないという前提の下、行った全ての変更や修飾も本考案の保護範囲に含まれるものとされるべきである。

本考案の内部循環式ボールねじは、部品の小型化が要求されている特定領域に応用することができる。

３ ねじ軸
３０ 転動通路
３１ ねじ部
４ ナット
４１ 筒内面
４２ 筒外面
４３ ねじ溝
４４ 孔
４４１ 第１の当止部
４４２ 当接部
５ 転動部材
６ 還流蓋
６０１ 第１の表面
６０２ 第２の表面
６０３ 外周面
６０４ 端面部
６０５ 側面部
６１ 蓋本体
６１１ 循環溝
６２ 係止部
６２１ 接続端
６２２ 係止端
６３ 第２の当止部
Ｈ１ 垂直距離
Ｈ２ 厚さ
Ｌ 長さ
Ｗ 幅
Ｘ 軸方向
Ｒ 径方向

Claims (10)

1. ねじ軸と、筒状のナットと、複数の転動部材と、少なくとも１つの還流蓋と、を備え、
   前記ねじ軸は、ねじ部を備え、
   前記ナットは、前記ねじ軸が貫設されているものであって、筒内面と、径方向で前記筒内面と反対する筒外面と、前記筒内面に形成されているねじ溝と、前記筒外面から前記筒内面まで貫通していて外部と前記ねじ溝とに連通する少なくとも１つの孔と、を備え、
   前記ねじ部と前記ねじ溝とは、共に転動通路を画成しており、
   前記孔は、複数の当接部を備え、
   複数の前記転動部材は、前記転動通路内に転動可能に設置されており、
   少なくとも１つの前記還流蓋は、数が前記孔の数に対応し、且つ、前記径方向に沿って前記孔に差し込まれるように取り付けられているものであって、外部の方に向かっている第１の表面と、前記第１の表面と反対して前記ねじ部の方に向かっている第２の表面と、前記第１の表面と前記第２の表面とを囲繞且つ連接している外周面と、前記ねじ溝に対応的に連通するように前記第２の表面に形成されていて前記ねじ溝との間を複数の前記転動部材が通過することができる循環溝と、それぞれが前記第２の表面から遠ざかる方向へ前記第１の表面から延伸して前記当接部のそれぞれに係止している複数の係止部と、を備えることを特徴とする内部循環式ボールねじ。
2. 前記孔は、前記筒外面と前記筒内面との間に位置する複数の第１の当止部を更に備え、
   各前記当接部は、各前記第１の当止部より前記筒内面から離れており、
   前記還流蓋は、それぞれが各前記第１の当止部に当止している複数の第２の当止部を更に備え、
   各前記係止部は、前記第１の表面に接続している接続端と、前記接続端より前記第１の表面から離れて、対応の前記当接部に係止している係止端と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の内部循環式ボールねじ。
3. 前記ナットは、２つの前記第１の当止部と２つの前記当接部とを備え、
   前記還流蓋は、２つの前記第２の当止部と２つの前記係止部とを備え、
   前記還流蓋の前記外周面は、互いに相対して設置されている２つの端面部と、互いに相対して設置されながら前記２つの端面部と接続している２つの側面部と、を備え、
   前記循環溝は、一方の前記端面部から他方の前記端面部へ延伸し、
   各前記係止部の外表面は、対応の前記側面部まで延伸していることを特徴とする請求項２に記載の内部循環式ボールねじ。
4. 前記還流蓋の各前記側面部と前記孔とは、隙間ばめとなっていることを特徴とする請求項３に記載の内部循環式ボールねじ。
5. 前記ナットの各前記当接部は、前記筒外面まで延伸しており、
   各前記第１の当止部は、前記筒内面へ向かっており、
   前記還流蓋の各前記第２の当止部は、前記第１の表面に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の内部循環式ボールねじ。
6. 前記ナットの各前記当接部は、凹槽であり、
   前記還流蓋の各前記係止部の前記係止端は、前記当接部を引っ掛けるためのフック状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内部循環式ボールねじ。
7. 各前記係止端の前記フック状とする突出は、該突出の長さが各前記当接部の槽の最大幅の１／２未満に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の内部循環式ボールねじ。
8. 前記ナットの前記第１の当止部は、前記筒外面へ向かっており、
   前記還流蓋は、蓋本体と、前記蓋本体の反対する両端から外側へ延伸する２つの張出し台部と、を更に備え、
   各前記張出し台部には、前記第２の当止部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内部循環式ボールねじ。
9. 筒内面と、径方向で前記筒内面と反対する筒外面と、前記筒内面に形成されているねじ溝と、前記筒外面から前記筒内面まで貫通して、外部と前記ねじ溝とに連通する少なくとも１つの孔と、を備え、前記孔が複数の当接部を有する筒状のナットに取り付けられる内部循環式ボールねじの還流アセンブリであって、
   数が前記孔の数に対応し、前記径方向に沿って前記孔に差し込まれるように取り付けられている還流蓋であって、外部の方に向かっている第１の表面と、前記第１の表面と反対する第２の表面と、前記第１の表面と前記第２の表面とを囲繞しながら連接する外周面と、前記ねじ溝に対応的に連通するように前記第２の表面に形成されていて、前記ねじ溝との間を複数の前記転動部材が転動することができる循環溝と、それぞれが前記第２の表面から遠ざかる方向へ前記第１の表面から延伸していて前記当接部のそれぞれに係止する複数の係止部と、を備える少なくとも１つの還流蓋を含むことを特徴とする内部循環式ボールねじの還流アセンブリ。
10. 各前記係止部は、前記第１の表面に接続している接続端と、前記接続端より前記第１の表面から離れて、対応の前記当接部に係止する係止端と、を備えることを特徴とする請求項９に記載の内部循環式ボールねじの還流アセンブリ。

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