JPH1182665A - ボールねじ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全ナットとねじ軸との隙間調整を簡素化す
ることができるとともに安全ナットとねじ軸との隙間に
異物が混入するのを防止すること。 【解決手段】 ねじ軸１０のボールねじ溝１８とボール
ナット１２のボールねじ溝には多数のボールが転動自在
に嵌合されており、ねじ軸１０がボールを介してボール
ナット１２と螺合されている。ボールナット１２の平面
部２０には孔２２が形成されており、各孔２２にはボー
ル循環チューブ２４が挿入されている。フランジ１６に
は安全ナット１４が内蔵されており、この安全ナット１
４の内径面は樹脂またはゴムによる滑動部材３２で被覆
されている。そして、安全ナット１４がねじ軸１０のボ
ールねじ溝１８に遊嵌されると、安全ナット１４はボー
ルねじ軸１８と滑動部材３２を介して螺合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボールねじ装置に係
り、特に、ねじ軸の螺旋状溝にボールを介して螺合され
たナットをねじ軸の回転に応じて直線運動させるものに
利用したボールねじ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボールねじ装置として、例えば、
実公平６−１１４３３号公報に示すようなチューブ式ボ
ールねじを用いたものが知られている。図７はこのボー
ルねじの斜視図を示すものであり、螺旋溝１を有するね
じ軸２に、剛球ボール３を介してフランジ４ａを有する
ナット４が螺合されている。

【０００３】ナット４の内面にはねじ軸の螺旋溝１に対
応させた螺旋溝が設けられている。そして、ねじ軸２の
回転により、ボール３が両螺旋溝内を転動しつつ移動
し、ナット４がねじ軸に沿って直線運動するようになっ
ている。このボール３の移動は、ナット内部を循環する
ことによって達成されるようになっている。このため、
ナット４にボール循環チューブ５が取付られている。こ
のボール循環チューブ５は、ほぼコ字形に形成されてい
る。

【０００４】一方、円筒状ナット４の外周面の一部は平
面部とされ、ここにナット内面の螺旋溝に連通する２個
一組の孔７がねじ軸２を跨いで開口している。そして、
ボール循環チューブ５の両端部がこの一組の孔７に差し
込まれて、ねじ軸２の螺旋溝のランド部を乗り越えるボ
ール循環路８が形成されている。

【０００５】ボール３は図のＡ点からねじ軸２とナット
４の螺旋溝の間を転動しながら進み、螺旋溝を、例えば
１回半ないし３回半回ってから、Ｂ点においてボール循
環チューブ５の先端ですくい上げられて、チューブ内を
通過しＡ点に戻る循環を繰り返すようになっている。

【０００６】ところが、従来のボールねじ装置では、ボ
ール循環チューブ５が破壊されると、剛球ボール３がボ
ール循環チューブ５から脱落してナット４がねじ軸２か
ら分離する可能性がある。

【０００７】そこで、ボールねじ装置を搭載した装置、
例えば、昇降装置等においては、ナットがねじ軸から分
離するのを防止するために、ナットに安全ナットを固定
する構造が採用されている。安全ナットは、ナットの一
方の端面に固定され、内径面がねじ軸の螺旋溝と隙間を
持って遊嵌するように構成されて、ナットのねじ軸に沿
った往復動に対して抵抗を与えないように成っている。
しかし、何らかの原因により、ボール循環チューブが破
壊された場合には、安全ナットの内径面のねじ溝がねじ
軸の螺旋溝に螺合、或いは嵌合するように成って、ナッ
トをねじ軸に対して支持し、その結果ナットがねじ軸か
ら分離するのを防止する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
では、安全ナットをナットに固定するに際して、安全ナ
ットとねじ軸の螺旋溝とが金属間接触するのを防止し、
かつ、いざという時には安全ナットがナットを支えるこ
とができるように、安全ナットとねじ軸との隙間を適宜
調整しなければならず、その結果、この隙間調整に時間
を要し組み付け作業の作業性が悪いという課題がある。

【０００９】さらに、安全ナットとねじ軸との隙間に異
物が混入すると、転動体であるボールとナット（ねじ
軸）の摩耗進行、異物の噛み込み、及び潤滑を劣化さ
せ、ひいてはボールねじ装置の寿命低下を来す可能性も
ある。 そこで、本発明は、安全ナットとねじ軸との隙
間調整を簡素化することができるボールねじ装置を提供
することを目的とする。本発明の他の目的は、さらに安
全ナットとねじ軸との隙間に異物が混入するのを防止す
ることができるボールねじ装置を提供することにある

【００１０】。

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に関わるボールねじ装置は、外周面に螺旋状
のボールねじ溝を有するねじ軸と、該ねじ軸のボールね
じ溝に対向するボールねじ溝を内周面に有するボールナ
ットと、該ボールナットのボールねじ溝と前記ねじ軸の
ボールねじ溝との間に転動自在に嵌合する転動体と、前
記ボールナットの端部に固定され、内径面が前記ねじ軸
のボールねじ溝に螺合可能な安全ナットと、を備え、前
記安全ナットの内径面が前記ねじ軸のボールねじ溝に対
して滑動可能な部材によって被覆されていることを特徴
とする。

【００１１】この構造は、好適には、前記安全ナットの
内径面を樹脂またはゴムで被覆することによって達成さ
れる。好適には、安全ナットの内面とねじ軸との間の隙
間がなく、かつ安全ナットがねじ軸に対して滑動可能に
前記被覆が形成される。

【００１２】本発明によれば、安全ナットの内径面が樹
脂またはゴム等の滑動部材によって被覆されているの
で、安全ナットとねじ軸のボールねじ溝との間の滑り接
触を達成することができるとともに、安全ナットとねじ
軸との隙間調整を簡素化することができる。さらに、両
者の隙間を極力無くすことによって、安全ナットとねじ
軸との隙間に異物が混入するのを防止することができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す
ボールねじ装置の全体構成図である。図１において、ボ
ールねじ装置は、ねじ軸１０、ボールナット１２、安全
ナット１４を備えて構成されており、ボールナット１２
のフランジ１６内に安全ナット１４が内蔵されている。

【００１４】ねじ軸１０の外周面には螺旋状のボールね
じ溝１８が形成され、ボールナット１２の内周面にはボ
ールねじ溝１８に対向したボールねじ溝が形成されてい
る。ねじ軸１０のボールねじ溝１８とボールナット１２
のボールねじ溝には多数のボール（図７の符号８が対
応）が転動自在に嵌合、或いは収容されており、ボール
ナット１２がボールを介してねじ軸１０に支持される。

【００１５】ボールナット１２はほぼ円筒状に形成され
ており、ボールナット１２の外周面の一部には平面部２
０が形成されている。この平面部２０には４個の孔２２
がねじ軸１０を間にして形成されており、各孔２２には
ねじ軸１０を跨ぐようにして２組のボール循環チューブ
２４が挿入されている。

【００１６】各ボール循環チューブ２４はほぼコ字形に
形成されてチューブ押さえ２６（図７の符号１０が対
応）に支持されており、チューブ押さえ２６は固定ボル
ト２８（図７の符号１１が対応）により平面部２０に固
定されている。

【００１７】ねじ軸１０が回転されると、ねじ軸１０と
ボールナット１２のボールねじ溝内をボールが転動しな
がら進み、ボールがボールねじ溝内を所定回まわると、
このボールはボール循環チューブ２４の一端からすくい
上げられて、チューブ２４を通過してチューブ２４の他
端からボールねじ溝内に戻るようになっている。ねじ軸
１０の回転により、ボールがボールねじ溝内を転動しつ
つ移動する過程で、ボールナット１２が直線運動するこ
とになる。

【００１８】フランジ１６に内蔵された安全ナット１４
は、図２に示すように、ねじ軸に対して直交方向に円環
状に形成され、その内径面がねじ軸１０のボールねじ溝
１８に螺合、或いは螺着、又は嵌合する位置に形成され
ているとともに、その両端が止めねじ３０でフランジ１
６に支持されている。

【００１９】そして、安全ナット１４は、本実施形態で
は、図３及び図４に示すように、内径面にボールねじ軸
１８に相似した凸部を有する鉄材のリング状部材にその
内径面（ねじ軸１０に臨む面）の、好適にはほぼ全てを
樹脂またはゴムによる滑動部材３２で被覆されて形成さ
れる。すなわち、安全ナット内部のねじ溝とねじ軸のね
じ溝との間の隙間が、滑動部材によってほぼ埋められ
る。従来は、斜線を付したこの滑動部材３２の部分が隙
間として調整する必要があった。

【００２０】フランジ１６に内蔵された安全ナット１４
がねじ軸１０のボールねじ溝１８に嵌め込まれようとす
ると、図４に示すように、安全ナット１４はボールねじ
軸１８と滑動部材３２を介して螺合される。

【００２１】ここで述べる樹脂及びゴムとは樹脂又はゴ
ムそれ自体でも良いが潤滑性を含むものが好適であり、
より好ましくはオイル又はグリースを含むものである。

【００２２】具体的には、特願平７−１７４７１号に示
されるように、オイルを含有させた樹脂としては、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチル
ペンテン等の基本的に同じ構造を有するポリオレフィン
系樹脂群から選定した合成樹脂に、潤滑剤としてポリα
−オレフィン油のようなパラフィン系炭化水素油、ナフ
テン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフェニルテーテ
ル油のようなエーテル油、フタル酸エステル油のような
エステル油等の何れかを単独若しくは混合油の形で混ぜ
調整した原料を、射出成型により成型したものであり、
潤滑剤の中に予め酸化防止剤、錆止め剤、摩耗防止剤、
あわ消し剤、極圧剤等の各種添加剤を加えたものでも良
い。

【００２３】上記潤滑剤含有ポリマ部材の組成比は、全
重量に対してポリオレフィン系樹脂２０〜８０重量%、
潤滑剤８０〜２０重量%である。ポリオレフィン系樹脂
が２０重量%未満の場合は、あるレベル以上の硬さ・強
度等が得られない。また、ポリオレフィン系樹脂が８０
重量%を越える場合（つまり、潤滑剤が２０重量%未満の
場合）は、潤滑剤の供給が少なくなり、シール装置のリ
ップ部の摩耗低減効果が少なくなる。

【００２４】上記合成樹脂の群は、基本構造は同じでそ
の平均分子量が異なっており、１×１０³〜５×１０⁶の
範囲に及んでいる。その中で、平均分子量１×１０³〜
１×１０⁶という比較的低分子量のものと、１×１０³〜
５×１０⁶という超高分子量のものとを、単独もしくは
必要に応じて混合して用いる。

【００２５】グリースを含有させたゴムとしては、例え
ば、グリースを含有した状態で硬化したポリウレタンゴ
ムである。ポリウレタンゴムは、イソシアネートと活性
水素化合物との反応により生成する化合物である。ポリ
イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート等を使用できる。活性
水素化合物としては、ポリブタジエン等の炭化水素、ポ
リオキシプロピレン等のポリエーテル、ひまし油、ポリ
エステル、ポリカーボネート等の長鎖活性水素化合物、
水、エチレングリコール等のポリヒドロキシ化合物、ア
ミノアルコール、ポリアミノ化合物等の短鎖活性水素化
合物を使用できる。グリースとしては、鉱油リチウム石
鹸グリース等の通常のグリースを使用できる。

【００２６】滑動部材をナットのねじ軸に被覆する方法
としては、公知の方法に依れば良く、例えば、接着、モ
ールド、コーティング等の方法を利用することができ
る。

【００２７】フランジ１６に内蔵された安全ナット１４
の内径面を樹脂またはゴムによる滑動部材３２で被覆す
ると、安全ナットをねじ軸に遊嵌させるために両者のね
じ溝との間に隙間を設けることを特に考慮する必要がな
い。換言すれば、この安全ナットをねじ軸に嵌め込むこ
とができ、かつ両者間の滑動、滑り接触等を確保するこ
とができる範囲のものであれば、両者の間に若干の隙間
があろうと無かろうと滑動部材の被覆厚に制限は無い。
但し、極力この隙間を無くすことが防塵効果（シール効
果）を達成する上で好ましい。

【００２８】安全ナットの内面のねじ溝がねじ軸のねじ
溝に当接しても両者の間に滑り接触が実現されて、ボー
ルナットの往復動に制限を与えない。

【００２９】このように、安全ナット１４をねじ軸１０
のボールねじ溝１８に対して嵌め込もうとした時に、安
全ナット１４とねじ軸１０のボールねじ溝１８とのすべ
り接触を可能にすることができるとともに、安全ナット
１４とねじ軸１０との隙間調整を簡素化することができ
る。さらに、安全ナット１４とねじ軸１０との隙間に異
物が混入するのを防止することができる。また、ボール
循環チューブ２４が破壊されれば、ボールが脱落するよ
うな場合には、安全ナット自身でボールナット１２を支
持することができる。

【００３０】次に、本発明の他の実施形態を図５および
図６に従って説明する。本実施形態は、安全ナット１４
をボールナット１２のフランジ１６の側面に固定したも
のであり、他の構成は前記実施形態と同様である。

【００３１】安全ナット１５には取付穴３４が４個周方
向に沿って形成されており、安全ナット１５は各取付穴
３４内に挿入されたねじ３６の締結によりフランジ１６
の側面に固定されている。安全ナット１５は、前記実施
形態と同様に、その内径面が樹脂またはゴムによる滑動
部材３２で被覆されている。このため、フランジ１６に
固定された安全ナット１５がねじ軸１０のボールねじ溝
１８に嵌入されると、安全ナット１５はボールねじ軸１
８と滑動部材３２を介して螺合されることになる。

【００３２】このように、本実施形態によれば、フラン
ジ１６に固定された安全ナット１５の内径面を樹脂また
はゴムによる滑動部材材３２で被覆したため、安全ナッ
ト１５をねじ軸１０のボールねじ溝１８に嵌入したとき
に、安全ナット１５とねじ軸１０のボールねじ溝１８と
のすべり接触を達成することができるとともに、安全ナ
ット１５とねじ軸１０との隙間調整を簡素化することが
できる。さらに、安全ナット１５とねじ軸１０との隙間
に異物が混入するのを防止することができる。また、ボ
ール循環チューブ２４が破壊されボールが脱楽するよう
な場合にはボールナット１２を安全ナット１５で支持す
ることができる。

【００３３】なお、以上の実施形態においては滑動部材
としてオイル又はグリースを含ませた樹脂又はゴムの例
を示したが、固体潤滑剤（例えば、黒鉛、二硫化モリブ
デン）を含んだ樹脂又はゴム或いはフッ素樹脂等であっ
ても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
安全ナットの内径面を滑動部材で被覆したため、安全ナ
ットとねじ軸のボールねじ溝とのすべり接触を達成する
ことができるとともに、安全ナットとねじ軸との隙間調
整を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すボールねじ装置の全
体構成図である。

【図２】ボールナットのフランジに内蔵された安全ナッ
トの構成説明図である。

【図３】（ａ）は安全ナットの平面図、（ｂ）は（ａ）
のｂ−ｂ線に沿う断面図である。

【図４】安全ナットがねじ軸に組み付けられた状態を示
す図である。

【図５】本発明の他の実施形態を示すボールねじ装置の
全体構成図である。

【図６】（ａ）は図５に示した安全ナットの平面図、
（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。

【図７】従来のボールねじ装置の要部断面斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０…ねじ軸、１２…ボールナット、１４、１５…安全
ナット、１６…フランジ、１８…ボールねじ溝、２０…
平面部、２２…孔、２４…ボール循環チューブ、２６…
チューブ押さえ、２８…ねじ、３０…止めねじ、３２…
滑動部材、３４…取付穴、３６…ねじ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に螺旋状のボールねじ溝を有する
   ねじ軸と、該ねじ軸のボールねじ溝に対向するボールね
   じ溝を内周面に有するボールナットと、該ボールナット
   のボールねじ溝と前記ねじ軸のボールねじ溝との間に転
   動自在に嵌合する転動体と、前記ボールナットの端部に
   固定され、内径面が前記ねじ軸のボールねじ溝に螺合可
   能な安全ナットと、を備え、前記安全ナットの内径面が
   前記ねじ軸のボールねじ溝に対して滑動可能な部材によ
   って被覆されていることを特徴とするボールねじ装置。