JP5012833B2 - ボールねじ - Google Patents
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Description
特許文献1に記載のボールねじは、ねじ軸と、ナットと、複数のボールと、ボール循環部品を備えている。
ねじ軸は、螺旋状のねじ軸側軌道溝を外周面に有している。
ナットは、ねじ軸の外周側に配置されるとともに、ねじ軸側軌道溝に対向するナット側軌道溝を内周面に有している。また、ナットには、ねじ軸の軸方向に延在してナットを貫通するボール戻り路が形成されている。
ボール循環部品は、ナットの両端部に配置されており、負荷転動路内からすくい上げ、そのすくい上げたボールを、ボール戻り路を介して負荷転動路内へ戻す。これにより、複数のボールは、ねじ軸またはナットの回転運動に伴って、負荷転動路内を無限循環する。
このような構成のボールねじには、外部から負荷転動路内への異物の侵入を抑制するため、ナットとねじ軸側軌道溝との間に形成される隙間を閉塞するシール部材を、ナットの端部に配置した構成のものがある。
図5中に示すように、ナット4の端部には、ボール循環部品8と、シール部材10が配置されており、ボール循環部品8及びシール部材10は、固定部材12及び締結部材14を用いて、ナット4の両端部に固定されている。なお、図5中には、ナット側軌道溝を、符号18を付して示している。
シール部材10には、締結部材14を挿通する貫通孔30が形成されている。
ナット4の端部には、締結部材14が螺合する締結孔24と、ボール循環部品8が嵌合する嵌合部20が形成されている。
固定部材12は、ナット4の周方向に連続する円環状に形成されており、ボルトにより形成された締結部材14を挿通する締結部材挿通孔32を有している。
以下、図5を参照しつつ、図6から図8を用いて、図5中に示すナット4を備えるボールねじ1、すなわち、従来例のボールねじ1の組み立て作業工程を説明する。
図6から図8は、従来例のボールねじ1の組み立て作業工程を示す図である。なお、図6中に示す作業工程は、図6(a)から、図6(b)、図6(c)の順番で進行する。また、図7中に示す作業工程は、図7(a)から図7(b)の順番で進行する。さらに、図8中に示す作業工程は、図8(a)から図8(b)の順番で進行する。
ナット4及びボール6をねじ軸2から仮軸40へ移動させた後、図6(c)中に示すように、ねじ軸2へ、固定部材12R及びシール部材10Rを組み合わせる。このとき、ねじ軸2には、固定部材12Rを組み合わせた後、この固定部材12Rよりもナット4側(図中の左側)に、シール部材10Rを配置する。
ナット4及びボール6を仮軸40からねじ軸2へ移動させた後、図7(b)中に示すように、ねじ軸2へシール部材10Lを組み合わせる。
ねじ軸2へ固定部材12Lを組み合わせた後、図8(b)中に示すように、固定部材12R、12Lが有する締結部材挿通孔32に挿通した締結部材14を締結孔24に螺合させて、シール部材10R、10Lをナット4の両端部に固定し、ボールねじ1の組み立て作業工程を終了する。
このため、組み立て作業工程において、シール部材を固定していないナットに対して回転トルク値を測定した後に、ナットにシール部材を固定するために、ナットをねじ軸から取り外して仮軸へ移動させる必要がある。また、ナットをねじ軸に取り付ける際には、仮軸へ移動させたナットを、ねじ軸へ移動させる必要がある。これは、モータ等の回転動力源に対するねじ軸の芯出し等、ねじ軸と回転動力源との接続状態を保持する必要があるためである。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、ナットをねじ軸から取り外すことなく、ナットの端部へシール部材を固定することが可能なボールねじを提供することを課題とする。
前記ボール循環部品を間に挟んで前記ナットの端部に配置され、且つ前記ねじ軸の径方向でねじ軸と対向する部分の少なくとも一部が前記ねじ軸側軌道溝と接触するシール部材と、
前記ボール循環部品及び前記シール部材を間に挟んで前記ナットの端部に配置され、且つ前記ねじ軸の軸方向から見て前記ナットと重なる締結部材挿通孔を有する固定部材と、
前記締結部材挿通孔に挿通して前記固定部材を前記ナットの端部に取り付けて、前記ボール循環部品、前記シール部材及び前記固定部材を前記ナットの端部に固定する締結部材と、を備え、
前記固定部材を、前記ナットの周方向に沿って分割した複数の固定部材構成部を組み合わせて形成し、
前記固定部材構成部を、前記ねじ軸の軸方向と交差する方向へ移動させてねじ軸から取り外し可能としたことを特徴とするものである。
このため、ねじ軸へ取り付けたナットの端部から、複数の固定部材構成部を、それぞれねじ軸の軸方向と交差する方向へ移動させて、ねじ軸から取り外すことが可能となり、ナットをねじ軸から取り外すことなく、ナットの端部から固定部材を取り外すことが可能となる。また、ねじ軸から取り外した複数の固定部材構成部を、それぞれ、ねじ軸の軸方向と交差する方向へ移動させて、ねじ軸へ取り付けたナットの端部に配置することが可能となり、ナットをねじ軸から取り外すことなく、ナットの端部へ固定部材を配置することが可能となる。
前記締結部材挿通孔を、前記重なり部に形成したことを特徴とするものである。
本発明によると、固定部材構成部が備える、他の固定部材構成部とねじ軸の軸方向から見て重なる重なり部に、締結部材を挿通する締結部材挿通孔を形成する。
このため、重なり部同士がねじ軸の軸方向から見て重なる二つの固定部材構成部を、一つの締結部材のみを用いて、ナットの端部に固定することが可能となる。
以下、本発明の第一実施形態(以下、「本実施形態」と記載する)について、図面を参照しつつ説明する。
(構成)
まず、図1及び図2を用いて、本実施形態のボールねじ1の構成を説明する。
図1は、本実施形態のボールねじ1の構成を示す図である。
図1中に示すように、本実施形態のボールねじ1は、ねじ軸2と、ナット4と、複数のボール6と、ボール循環部品8と、シール部材10と、固定部材12と、締結部材14を備えている。
ナット4は、合金鋼等の鋼材で形成された円筒状部材であり、ねじ軸2の外周側に配置されている。
また、ナット4は、その内周面に、ねじ軸側軌道溝16と対向するナット側軌道溝18を有している。すなわち、ねじ軸側軌道溝16とナット側軌道溝18は、同じリードで形成されている。
嵌合部20は、ナット4の端面に開口する凹部であり、ボール循環部品8が嵌合する形状に形成されている。
ボール戻り路22は、ねじ軸2の軸方向に延在してナット4を貫通する通路であり、ボール6が通過可能な形状に形成されている。
各ボール6は、例えば、合金鋼等の鋼材で形成された球体であり、ねじ軸側軌道溝16とナット側軌道溝18との間に形成される負荷転動路26内に、転動自在に装填されている。
以上により、本実施形態のボールねじ1は、ねじ軸2(またはナット4)の回転運動に伴って、負荷転動路26内を複数のボール6が転動する構成となっている。すなわち、複数のボール6は、ねじ軸2に対するナット4の相対回転運動に伴って、負荷転動路26内を転動する。これにより、本実施形態のボールねじ1は、ナット4(またはねじ軸2)がボール6の転動を介して、ねじ軸2の軸方向に沿って直線移動する構成となっている。
ボール循環部品8は、嵌合部20に嵌合した状態で、ナット4の端部に配置されており、その内部に、ボール誘導路28が形成されている。
また、シール部材10は、ねじ軸2の径方向でねじ軸2と対向する部分が、ねじ軸側軌道溝16と接触する形状に形成されている。これにより、シール部材10は、ナット4とねじ軸側軌道溝16との間に形成される隙間を閉塞する形状に形成されている。
また、シール部材10には、締結部材14を挿通する貫通孔30が形成されている。
固定部材12は、金属材料等、剛性の高い材料を用いて形成されており、ボール循環部品8及びシール部材10を間に挟んで、ナット4の端部に配置されている。
また、固定部材12は、ねじ軸2の軸方向から見てナット4と重なる位置に形成された、ねじ軸2の軸方向に貫通する締結部材挿通孔32を有している。
また、締結部材14は、締結部材挿通孔32に挿通して固定部材12をナット4の端部に取り付けて、ボール循環部品8と、シール部材10及び固定部材12を、ナット4の端部に固定する。具体的には、締結部材14を、締結部材挿通孔32及び貫通孔30に挿通するとともに、先端側に形成された雄ねじを、締結孔24の内周面に形成された雌ねじと螺合させることにより、固定部材12をナット4へ押圧する。そして、締結部材14を用いてナット4へ押圧した固定部材12により、ボール循環部品8及びシール部材10を、ナット4の端部に固定する。
図2は、ナット4の構成を示す図である。なお、図2中には、ナット4を分解した状態を示している。
図2中に示すように、固定部材12は、ナット4の周方向に沿って分割した二つの固定部材構成部34a,34bを組み合わせて形成されている。なお、図2中では、説明のために、分割した状態の固定部材12と、形成した状態の固定部材12を示しているが、実際にナット4の端部に配置する固定部材12は一つである。
固定部材構成部34aと固定部材構成部34bは、同一形状に形成されている。
また、二つの固定部材構成部34a,34bは、共に、他の固定部材構成部34とねじ軸2の軸方向から見て重なる重なり部36を備えている。
具体的には、固定部材構成部34aの両端部には、固定部材構成部34aの最大厚さ(ねじ軸2の軸方向に沿った最大長さ)の半分の厚さである薄い薄肉部が形成されており、この薄肉部が、重なり部36を形成している。
同様に、固定部材構成部34aの両端部のうち、他方の端部に形成した薄肉部は、固定部材構成部34aのうち、ナット4と対向する面と反対の面と連続している。したがって、固定部材構成部34aの他方の端部側には、ナット4と対向する面と反対の面と連続する薄肉部により、段差が形成されている。
また、固定部材構成部34bの両端部のうち、一方の端部に形成した薄肉部は、固定部材構成部34bのうち、ナット4と対向する面と反対の面と連続している。したがって、固定部材構成部34bの一方の端部側には、ナット4と対向する面と反対の面と連続する薄肉部により、段差が形成されている。
同様に、固定部材構成部34bの両端部のうち、他方の端部に形成した薄肉部は、固定部材構成部34bのうち、ナット4と対向する面と連続している。したがって、固定部材構成部34bの他方の端部側には、ナット4と対向する面と連続する薄肉部により、段差が形成されている。
また、固定部材構成部34a及び固定部材構成部34bには、それぞれ、締結部材挿通孔32が形成されている。
以上により、ナット4の周方向に沿って分割した二つの固定部材構成部34a,34bを組み合わせて、固定部材12を形成すると、周方向に沿って厚さの均一な、円環状の部材が形成される。また、二つの固定部材構成部34a,34bを組み合わせて形成した固定部材12には、二つの締結部材挿通孔32a,32bが形成される。
以下、図1及び図2を参照しつつ、図3を用いて、本実施形態のボールねじ1の組み立て作業工程を説明する。
図3は、本実施形態のボールねじ1の組み立て作業工程を示す図である。なお、図3中に示す作業工程は、図3(a)から、図3(b)、図3(c)、図3(d)の順番で進行する。
図3中に示すように、本実施形態のボールねじ1を組み立てる組み立て作業工程では、まず、図3(a)中に示すように、ナット4の両端部にシール部材10を固定していない状態で、ボールねじ1を組み立てる。
ここで、図3(a)中に示すように、ねじ軸2には、予め、ナット4の両端部のうち一方(図中の右側)に固定するシール部材10を組み合わせておく。
また、図3中及び以降の説明では、ナット4の両端部のうち一方(図中の右側)に固定するシール部材10を、「シール部材10R」と記載する。同様に、ナット4の両端部のうち他方(図中の左側)に固定するシール部材10を、「シール部材10L」と記載する。
ボールねじ1の回転トルク値を測定する際には、ねじ軸2の一端に形成されたねじ切上げ部38を介し、ねじ軸2をモータ等の回転動力源(図示せず)を接続する。そして、図外のトルク測定器を用いて、ボールねじ1の回転トルク値を測定する。ここで、上記の「ねじ切上げ部」とは、ねじ軸2のうち、ねじ軸側軌道溝16の末端が形成されている部分である。
ここで、ナット4の両端部から、固定部材12R、12L及び締結部材14を取り外す際には、締結部材挿通孔32に挿通するとともに締結孔24と螺合させた締結部材14を、固定部材12R、12L及びナット4から取り外す。さらに、シール部材10Rをねじ軸2に組み合わせた状態で、固定部材12R、12Lを形成する二つの固定部材構成部34a,34bを、それぞれ、ねじ軸2の軸方向と交差する方向へ移動させて、ねじ軸2から取り外す。
ナット4の両端部から、固定部材12R、12L及び締結部材14を取り外した後、ねじ軸2へ、固定部材12R及びシール部材10Lを組み合わせる。
ねじ軸2へ固定部材12Lを組み合わせた後、図3(d)中に示すように、固定部材12R、12Lが有する締結部材挿通孔32に挿通した締結部材14を締結孔24に螺合させて、シール部材10R、10Lをナット4の両端部に固定する。これにより、ボールねじ1の組み立て作業工程を終了する。
次に、図1から図3を参照して、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態のボールねじ1では、ねじ軸2へ取り付けたナット4の端部から、二つの固定部材構成部34a,34bを、それぞれ、ねじ軸2の軸方向と交差する方向へ移動させて、ねじ軸2から取り外すことが可能となる。
また、ねじ軸2から取り外した二つの固定部材構成部34a,34bを、それぞれ、ねじ軸2の軸方向と交差する方向へ移動させて、ねじ軸2へ取り付けたナット4の端部に配置することが可能となる。
これにより、端部にシール部材10を固定していない状態のボールねじ1に対し、回転トルク値の測定を行った後、ナット4をねじ軸2から取り外すことなく、ナット4の端部へシール部材10を固定することが可能となる。
以下、本実施形態の効果を列挙する。
(1)本実施形態のボールねじ1では、ボール循環部品8及びシール部材10を間に挟んでナット4の端部に配置される固定部材12を、ナット4の周方向に沿って分割して、ねじ軸2の軸方向と交差する方向へ移動させてねじ軸2から取り外し可能とした、二つの固定部材構成部34a,34bを組み合わせて形成する。
その結果、ボールねじ1の組み立て作業工程を減少させることが可能となり、ボールねじ1の組み立て作業にかかる手間を減少させることが可能となるため、ボールねじ1の組み立て作業効率の低下を抑制することが可能となる。
その結果、ナット4の端部への、ボール循環部品8、シール部材10及び固定部材12の取り付け状態を保持することが可能となり、ボールねじ1の作動に関する安定性の低下を抑制することが可能となる。
以下、本実施形態の応用例を列挙する。
(1)本実施形態のボールねじ1では、固定部材12を、ナット4の周方向に沿って分割した二つの固定部材構成部34a,34bを組み合わせて形成した円環状の部材としたが、固定部材12の形状は、これに限定するものではない。すなわち、固定部材12の形状を、例えば、ねじ軸2を挿通可能な空隙部を有する略Cリング状に形成してもよい。
(3)本実施形態のボールねじ1では、固定部材構成部34の両端部に重なり部36を形成したが、これに限定するものではなく、固定部材構成部34の端部に重なり部36を形成しなくともよい。この場合、例えば、固定部材構成部34の厚さを、均一な厚さとする。
次に、本発明の第二実施形態(以下、「本実施形態」と記載する)について、図面を参照しつつ説明する。
(構成)
まず、図1を参照しつつ、図4を用いて、本実施形態のボールねじの構成を説明する。
図4は、本実施形態のボールねじ1が備えるナット4の構成を示す図である。なお、図4中には、ナット4を分解した状態を示している。また、図4中では、説明のために、分割した状態の固定部材12と、形成した状態の固定部材12を示しているが、実際にナット4の端部に配置する固定部材12は一つである。
二つの固定部材構成部34a,34bは、共に、他の固定部材構成部34とねじ軸2の軸方向から見て重なる重なり部36を、その両端部に備えている。
固定部材構成部34aが備える二つの重なり部36には、それぞれ、重なり部36をねじ軸の軸方向に貫通する締結部材挿通孔32aが形成されている。なお、図4中では、固定部材構成部34aに形成されている締結部材挿通孔32を、「締結部材挿通孔32a」と記載する。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様である。
本実施形態のボールねじ1の組み立て作業工程は、上述した第一実施形態と同様であるため、その説明を省略する(図3参照)。
(作用)
次に、図1と、図3及び図4を参照して、ボールねじ1の作用について説明する。なお、上述した第一実施形態と同様の作用については、詳細な説明を省略する。
これにより、重なり部36同士がねじ軸2の軸方向から見て重なる二つの固定部材構成部34a,34bを、一つの締結部材14のみを用いて、ナット4の端部に固定することが可能となる。
以下、本実施形態のボールねじ1の効果を記載する。
(1)本実施形態のボールねじ1では、二つの固定部材構成部34a,34bがそれぞれ備える、他の固定部材構成部34とねじ軸2の軸方向から見て重なる重なり部36に、締結部材14を挿通する締結部材挿通孔32a,32bを形成する。
このため、ボールねじ1の組み立て作業において、重なり部36同士がねじ軸2の軸方向から見て重なる二つの固定部材構成部34a,34bを、一つの締結部材14のみを用いて、ナット4の端部に固定することが可能となる。
その結果、ボールねじ1の組み立て作業において、固定部材12をナット4の端部に固定する作業が容易となり、ボールねじ1の組み立て作業効率の低下を抑制することが可能となる。
以下、本実施形態の応用例を記載する。
(1)本実施形態のボールねじ1では、固定部材構成部34が備える二つの重なり部36に、それぞれ、締結部材挿通孔32を形成した。すなわち、固定部材構成部34に、二つの締結部材挿通孔32を形成した。しかしながら、これに限定するものではない。すなわち、二つの固定部材構成部34a,34bを組み合わせて固定部材12を形成した状態で、締結部材挿通孔32aと締結部材挿通孔32bが、ねじ軸2の軸方向から見て、互いに重なる構成であれば、固定部材構成部34に、一つの締結部材挿通孔32のみを形成してもよい。
2 ねじ軸
4 ナット
6 ボール
8 ボール循環部品
10 シール部材
12 固定部材
14 締結部材
16 ねじ軸側軌道溝
18 ナット側軌道溝
20 嵌合部
22 ボール戻り路
24 締結孔
26 負荷転動路
28 ボール誘導路
30 貫通孔
32 締結部材挿通孔
34 固定部材構成部
36 重なり部
38 ねじ切上げ部
40 仮軸
Claims (2)
- 螺旋状のねじ軸側軌道溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸側軌道溝に対向するナット側軌道溝が内周面に形成され、且つボール戻り路が内部に形成されたナットと、前記両軌道溝間に形成される負荷転動路内に転動自在に装填され、且つ前記ねじ軸に対する前記ナットの相対回転運動に伴って前記負荷転動路内を転動する複数のボールと、前記ナットの端部に配置され、且つ前記負荷転動路と前記ボール戻り路とを連通するボール誘導路を有するボール循環部品と、を備えたボールねじであって、
前記ボール循環部品を間に挟んで前記ナットの端部に配置され、且つ前記ねじ軸の径方向でねじ軸と対向する部分の少なくとも一部が前記ねじ軸側軌道溝と接触するシール部材と、
前記ボール循環部品及び前記シール部材を間に挟んで前記ナットの端部に配置され、且つ前記ねじ軸の軸方向から見て前記ナットと重なる締結部材挿通孔を有する固定部材と、
前記締結部材挿通孔に挿通して前記固定部材を前記ナットの端部に取り付けて、前記ボール循環部品、前記シール部材及び前記固定部材を前記ナットの端部に固定する締結部材と、を備え、
前記固定部材を、前記ナットの周方向に沿って分割した複数の固定部材構成部を組み合わせて形成し、
前記固定部材構成部を、前記ねじ軸の軸方向と交差する方向へ移動させてねじ軸から取り外し可能としたことを特徴とするボールねじ。 - 前記固定部材構成部は、他の固定部材構成部と前記ねじ軸の軸方向から見て重なる重なり部を備え、
前記締結部材挿通孔を、前記重なり部に形成したことを特徴とする請求項1に記載したボールねじ。
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