JP5998749B2 - ボールねじ循環部品用取付部品、ボールねじ - Google Patents

Description

この発明は、本体部と一対の脚部とからなるボールねじ用循環部品をボールねじのナットに取り付けるための取付部品に関する。

ボールねじは、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動する装置である。ボールねじのボール戻し経路としては、組み立てが容易である点から、リターンチューブ方式を採用することが多い。

しかし、従来のリターンチューブ方式のボールねじでは、最近のボールねじの高回転化に伴って、ボールがリターンチューブに衝突するスピードが速くなり、衝突エネルギーが大きくなることで、リターンチューブやねじ溝（ねじ溝の両肩部などを含む）が損傷し易くなる。この損傷を防止するために、ねじ軸の接線方向且つねじ溝のリード角方向にボールを掬い上げるようにすると、リターンチューブの形状が複雑になる。

そのため、金属製のリターンチューブに代えて、合成樹脂製で本体部と一対の脚部とからなる循環部品を使用することが提案されている。この循環部品は、例えば、ボールの移動方向を示すラインに沿って分割された２個の分割体を、合成樹脂の射出成形により形成し、これらの分割体を結合することで組み立てられる。この循環部品の脚部をナットの外側平坦面に設けられた二個一組の循環孔（軸方向に対して略垂直に延びる貫通孔）に挿入し、本体部を前記外側平坦面に接触配置することで、ボールねじのボール戻し経路が形成される。

特許文献１には、合成樹脂製で本体部と一対の脚部とからなる循環部品を、金属製の押え具を用いてナットに固定することが記載されている。金属製の押え具としては、循環部品の本体部全体または一部を上側から覆い、本体部の両側に配置される取付部を有するものが例示されている。これらの押え具は、金属板の曲げ成形加工や絞り成形加工で製造されている。
この循環部品は、ナットの循環孔に各脚部を挿入するとともに、本体部の全体または一部を押え具で上側から覆い、押え具の各取付部に形成された孔にボルトを通し、このボルトをナットの外側平坦部に形成した雌ねじに螺合させることでナットに固定される。

特許文献２には、循環部品に押え具による適度な締め代を付与することで、循環部品のガタつきを防止するだけでなく、ボールの転がり運動を阻害するような弾性変形が循環部品に生じることも防止することが記載されている。具体的には、循環部品の高さ方向で、押え具をねじ止めでナットに固定した時に循環部品に生じる弾性変形量が、循環部品の内径（ボール戻し路の直径）からボールの直径を差し引いた値より小さくなるように、押え具による締め代を設定している。

特開２００５−１６３８９３号公報 特開２００７−２４７７２０号公報

しかし、合成樹脂製の循環部品では、押え具による締め代が小さいと、使用初期には問題が生じなくても、使用して行くうちに熱や経年変化で循環部品が収縮し、ガタつきが発生し易くなる。したがって、特許文献２に記載された押え具で、合成樹脂製の循環部品がナットに取り付けられたボールねじには、長期安定性の点で改善の余地がある。
この発明の課題は、合成樹脂製で本体部と一対の脚部とからなる循環部品を、ボールねじのナットの外側平坦面に取り付けるために使用される金属製の取付部品として、循環部品に対して使用初期から長期に渡って適度な（ガタつきと変形が抑制できる）締め代が付与できるものを提供することである。

上記課題を解決するために、この発明の第一態様に係るボールねじ循環部品用取付部品は、合成樹脂製で本体部と一対の脚部とからなる循環部品を、ボールねじのナットの外側平坦面に取り付けるために使用される金属製の取付部品であって、前記本体部の上面を押える上面押え部と、前記上面押え部の両側に連続し、前記本体部の側面を押える一対の側面押え部と、前記側面押え部に連続し、前記ナットの外側平坦面に接触させる一対の取付部と、を有し、前記側面押え部に、前記本体部の長手方向に沿ったスリットが形成されていることを特徴とする。

この態様の取付部品は、例えば、取付時の循環部品に対して比較的強めの締め代（経年変化等により循環部品が収縮した場合に適した締め代）となる寸法で形成されている。その場合、この取付部品は、循環部品の取付時に、スリットの間隔が広がる方向に弾性変形する。これにより、取付時の循環部品の変形が抑制される。熱や経年変化により循環部品が収縮した場合には、この取付部品にスリットの間隔が元に戻ろうとする力が作用することで、循環部品の収縮状態に適した締め代が、この取付部品によって循環部品に付与される。よって、循環部品のガタつきが抑制される。このように、この取付部品によれば、循環部品に対して使用初期から長期に渡って適度な締め代が付与できる。

この態様の取付部品は、前記一対の取付部の一方には、前記本体部の長手方向の一端側にボルトによる固定部が形成され、他方には、前記本体部の長手方向の他端側にボルトによる固定部が形成され、前記スリットは、前記側面押え部が連続している前記取付部の前記固定部側に形成されている。スリットがボルトによる固定部の近くに存在するため、効果的に上述のスリットによる作用を利用できる。

この発明の第二態様に係るボールねじは、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動するボールねじであって、前記ボール戻し経路は、合成樹脂製で本体部と一対の脚部とからなる循環部品の前記脚部が、前記ナットの外側平坦面に設けられた二個一組の循環孔に挿入され、前記本体部が前記外側平坦面に接触配置されることで形成され、前記循環部品が前記外側平坦面に、前記態様のボールねじ循環部品用取付部品を用いて取り付けられている。

この発明のボールねじ循環部品用取付部品によれば、合成樹脂製の循環部品に対して使用初期から長期に渡って適度な締め代が付与できる。

実施形態で組み立てられたボールねじを説明する図であって、ナットの断面を示し、ねじ軸は断面にせず、循環部品を分割ラインに沿った断面で示す図である。 実施形態で使用した循環部品を示す斜視図である。 実施形態で使用した循環部品の分割体を示す正面図である。 実施形態で使用した取付部品を示す斜視図である。 実施形態に相当する取付部品と循環部品との関係を示す斜視図である。 比較例の取付部品を示す斜視図である。

以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明はこの実施形態に限定されない。
図１のボールねじは、内周面に螺旋溝１１が形成されたナット１と、外周面に螺旋溝２１が形成されたねじ軸２と、ボール２３と、循環部品３と、循環部品３をナット１に固定する取付部品４とで構成されている。ボール２３は、ナット１の螺旋溝とねじ軸２の螺旋溝２１で形成される軌道の間と、循環部品３により形成されたボール戻し経路３５内に配置されている。

ナット１の外周部の一部に凹部１１が形成されている。この凹部１１の底面が循環部品３を取り付ける外側平坦面１２となっている。ナット１の外側平坦面１２に、二個一組の貫通孔（循環孔）１３が形成されている。循環部品３は本体部３１と一対の脚部３２とからなる。本体部３１の下面（脚部３２側の面）３１ｂがナット１の外側平坦面１２に接触する面である。図２に示すように、循環部品３は、ボールの移動方向を示すラインＬに沿って分割された二個の分割体で構成されている。

図３に示すように、循環部品３の分割体３０は、本体部３１０と一対の脚部３２０とからなり、ボール戻し経路３５に対応する溝３５０が形成されている。一方の脚部３２０の先端に、ボール掬いあげ用のタング部３２ａが形成されている。分割体３０のラインＬに沿った外側端面３１２の二つの屈曲部３６０（肩部３６となる部分）に、結合用の突起３７とこれが嵌まる凹部３８が形成されている。図３に示す同じ分割体３０を結合することで循環部品３が組み立てられ、その内部に二つの溝３５０によるボール戻し経路３５が形成される。

図４および５に示すように、取付部品４は、循環部品３の本体部３１の上面を押える上面押え部４１と、本体部３１の側面を押える一対の側面押え部４２と、ナット１の外側平坦面１２に接触させる一対の取付部４３を有する。一対の側面押え部４２は上面押え部４１の両側に連続し、一対の取付部４３はそれぞれ対応する側面押え部４２に連続する。各側面押え部４２に、本体部３１の長手方向に沿ったスリット４２ａが形成されている。

一対の取付部４３には、ボルトを挿入する貫通孔（ボルトによる固定部）４３ａが形成されている。一対の取付部４３の一方は、本体部３１の長手方向の一端側に舌状部が張り出した形状で、この張出部に貫通孔４３ａが形成されている。一対の取付部４３の他方は、本体部３１の長手方向の他端側に舌状部が張り出した形状で、この張出部に貫通孔４３ａが形成されている。

スリット４２ａは、それぞれ、スリット４２ａが形成されている側面押え部４２が連続している取付部４３の、貫通孔４３ａが形成されている側の端部から、長手方向中央部付近まで延びている。
また、この取付部品４は、取付時の循環部品３に対して比較的強めの締め代（経年変化等により循環部品３が収縮した場合に適した締め代）となる寸法で形成されている。

この取付部品４は、例えば以下の方法により安価に製造できる。第１の方法としては、金属板を打ち抜き加工した後に曲げ加工する方法であって、打ち抜き加工時にスリット４２ａと貫通穴４３ａを同時に加工する方法が挙げられる。第２の方法としては、金属板のプレス加工でスリット４２ａ以外を形成した後、一対の側面押え部４２にスリット４２ａを切削加工する方法が挙げられる。

この取付部品４を用いて、図１に示すように、循環部品３をナット１の外側平坦面１２に固定する。すなわち、先ず、１対の脚部３２をナット１の外側平坦面１２の各循環孔１３に挿入し、本体部３１を外側平坦面１２に接触させる。次に、取付部品４を図５に示すように配置してから、取付部４３の貫通孔４３ａにボルトを通し、ボルトをナット１の外側平坦部１２に形成された雌ねじに螺合させる。

この実施形態の取付部品４によれば、循環部品３の取付時に、スリット４２ａの間隔が広がる方向に弾性変形する。これにより、取付時の循環部品３の変形が抑制される。そして、熱や経年変化により循環部品が収縮した場合には、取付部品４にスリット４２ａの間隔が元に戻ろうとする力が作用することで、循環部品３に、循環部品３の収縮状態に適した締め代が付与される。よって、循環部品３にガタつきが発生することが抑制できる。また、スリット４２ａが、側面押え部４２に連続する取付部４３の貫通孔４３ａの近くに存在するため、スリット４２ａの作用が効果的に利用される。
したがって、この実施形態の取付部品４を使用して循環部品３をナット１の外側平坦面１２に取り付けることで、循環部品３に対して使用初期から長期に渡って適度な締め代が付与できる。

これに対して、図６に示すような、スリット４２ａの無い取付部品４０を使用する場合には、取付部品４０が、取付時の循環部品３に対して比較的強めの締め代（経年変化等により循環部品３が収縮した場合に適した締め代）となる寸法で形成されていると、循環部品３に大きな変形が生じる恐れがある。
なお、スリット４２ａの幅、長さ、形状、数は、この実施形態の内容に限られず、適宜選択される。

１ ナット
１１ ナットの凹部
１２ ナットの外側平坦面
１３ ナットの貫通孔（循環孔）
２ ねじ軸
２１ ねじ軸の螺旋溝
３ 循環部品
３１ 循環部品の本体部
３１ｂ 本体部の下面
３２ 循環部品の脚部
３２ａ タング部（ボール掬い上げ部）
３５ ボール戻し経路
３６ 肩部（本体部の各脚部に向かう屈曲部）
３７ 突起
３８ 凹部
３０ 循環部品の分割体
３１０ 本体分割部
３２０ 脚分割部
３５０ ボール戻し経路を構成する溝
３６０ 分割体の屈曲部
４ 取付部品
４０ 取付部品
４１ 取付部品の上面押え部
４２ 取付部品の側面押え部
４２ａ スリット
４３ 取付部品の取付部
４３ａ 取付部の貫通孔（ボルトによる固定部）
Ｌ ボールの移動方向を示すラインに相当する分割ライン

Claims (2)

1. 合成樹脂製で本体部と一対の脚部とからなる循環部品を、ボールねじのナットの外側平坦面に取り付けるために使用される金属製の取付部品であって、
   前記本体部の上面を押える上面押え部と、
   前記上面押え部の両側に連続し、前記本体部の側面を押える一対の側面押え部と、
   前記側面押え部に連続し、前記ナットの外側平坦面に接触させる一対の取付部と、
   を有し、
   前記側面押え部に、前記本体部の長手方向に沿ったスリットが形成され、
   前記一対の取付部の一方には、前記本体部の長手方向の一端側にボルトによる固定部が形成され、他方には、前記本体部の長手方向の他端側にボルトによる固定部が形成され、前記スリットは、前記側面押え部が連続している前記取付部の前記固定部側に形成されているボールねじ循環部品用取付部品。
2. 内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動するボールねじであって、
   前記ボール戻し経路は、合成樹脂製で本体部と一対の脚部とからなる循環部品の前記脚部が、前記ナットの外側平坦面に設けられた二個一組の循環孔に挿入され、前記本体部が前記外側平坦面に接触配置されることで形成され、
   前記循環部品が前記外側平坦面に請求項１記載の取付部品を用いて取り付けられているボールねじ。

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