WO2016190145A1 - 駒式ボールねじの駒の固定構造 - Google Patents

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WO2016190145A1
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piece
groove
side wall
nut
wall portion
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PCT/JP2016/064411
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English (en)
French (fr)
Inventor
山口 哲雄
萩原 徹
Original Assignee
株式会社エンプラス
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members

Definitions

  • the present invention relates to a piece-type ball screw piece fixing structure for fixing a piece formed with a ball return path of a piece type ball screw to a nut fitted to a screw shaft.
  • ⁇ Ball screws are widely used in steering gears for automobiles, table drive feed mechanisms for numerically controlled machine tools, etc., and change the rotational motion to linear motion.
  • a spiral shaft-side thread groove is formed on the outer peripheral surface of the screw shaft, and a spiral nut-side thread groove facing the shaft-side thread groove on the inner peripheral surface of the nut fitted to the screw shaft.
  • a large number of balls are accommodated in a rolling path formed by the shaft side thread groove and the nut side thread groove, and a circulation mechanism is provided for circulating a large number of balls using the rolling path as a circulation path.
  • Such ball screws are roughly classified into three types, tube type, piece type, and end cap type, depending on the circulation mechanism. Of these three types, the piece type ball screw can be made smaller in the outer diameter of the nut than the tube type ball screw and the end cap type ball screw. ing.
  • the piece type ball screw In the piece type ball screw, a ball return path is formed in the piece mounted on the nut, and the ball in the rolling path is circulated through the ball return path of the piece.
  • the piece type ball screw having such a structure cannot circulate a large number of balls in the rolling path when the piece falls off the nut, and cannot function as a ball screw. Therefore, the conventional piece type ball screw fixed the metal piece to the nut to prevent the piece from falling off the nut (see Patent Document 1).
  • the present invention provides a piece-type ball screw piece fixing structure capable of securely fixing a piece made of a synthetic resin material and a nut.
  • a helical shaft-side thread groove 6 is formed on the outer surface 5 a of the screw shaft 5, and a spiral nut-side thread groove is formed on the inner peripheral surface 7 a of the nut 7 fitted to the screw shaft 5.
  • 8 is formed, and the rolling path 3 for accommodating a large number of balls 10 in a rollable manner is formed by the nut-side thread groove 8 and the shaft-side thread groove 6 of the nut 7 fitted to the screw shaft 5.
  • a piece 2 having a ball return path 4 for returning the ball 10 from the end point of the rolling path 3 to the starting point is attached to the piece mounting hole 11 that penetrates the nut 7 in the radial direction, and the rolling path 3 and the ball return path 4, the peripheral circuit 12 for circulating the ball 10 is formed.
  • the nut 7 has a piece mounting groove 13 formed along the circumferential direction of the inner peripheral surface of the piece mounting hole 11.
  • the piece 2 is formed using a synthetic resin material so that the shape in plan view is circular, and a base 14 disposed closer to the inner peripheral surface 7a of the nut 7 than the base 14 And operating portions 15 and 15 disposed near the outer peripheral surface 7b of the nut 7.
  • the base 14 has the ball return path 4 formed on an end surface 14a facing the outer surface 5a of the screw shaft 5.
  • the operation units 15 and 15 include a first operation unit 15 and a second operation unit 15 which are separated by a cut groove 16 having a groove depth reaching the base 14 when the piece 2 is viewed in plan. It is out.
  • the first operation portion 15 and the second operation portion 15 are provided with a hollow recess portion 17 having a groove depth similar to that of the cut groove 16, so that a groove side wall portion that can be elastically deformed along the cut groove 16. 18 and the arch-shaped outer peripheral surface side wall 20 along the inner peripheral surface of the piece mounting hole 11 is formed. And, on the outer surface 20 a of the outer peripheral side wall portion 20 of the first operation portion 15 and the second operation portion 15, hook-like protrusions 21 that fit into the piece mounting grooves 13 of the nut 7 are formed. .
  • the piece 2 is The groove side wall portion 18 of the first operation portion 15 and the groove side wall portion 18 of the second operation portion 15 are elastically deformed in the direction of reducing the groove width of the cut groove 16 and are brought closer to each other.
  • the hook-like protrusions 21 of the first operating portion 15 and the hook-like protrusions 21 of the second operating portion 15 are displaced inward from the inner peripheral surface of the piece mounting hole 11;
  • the inside of the piece mounting hole 11 is moved to a position where the hook-like projection 21 is fitted to the piece mounting hole 11 and faces the piece mounting groove 13, the groove side wall portion of the first operation portion 15.
  • the hook-like protrusion 21 of the second operation portion 15 is fitted into the piece mounting groove 13 and is fixed in the piece mounting hole 11 of the nut 7. In the state of being fixed in the piece mounting hole 11, the hook-like protrusion 21 of the first operation portion 15 and the hook-like protrusion 21 of the second operation portion 15 are more than the groove bottom of the cut groove 16.
  • the outer peripheral surface side wall portion of the first operating portion and the outer peripheral surface side wall portion of the second operating portion are both arched, an external force that pushes the hook-shaped projections radially inward acts. Even so, the outer peripheral surface side wall portion of the first operating portion and the outer peripheral surface side wall portion of the second operating portion are suppressed from elastically deforming in the direction of diameter reduction.
  • FIG. 3A is a plan view of a piece
  • FIG. 3B is a front view of the piece
  • FIG. 3C is a view showing a piece constituting a piece fixing structure of the piece type ball screw according to the embodiment of the present invention. Is a back view of the piece
  • FIG. 3A is a plan view of a piece
  • FIG. 3B is a front view of the piece
  • FIG. 3C is a view showing a piece constituting a piece fixing structure of the piece type ball screw according to the embodiment of the present invention. Is a back view of the piece
  • FIG. 3A is a plan view of a piece
  • FIG. 3B is a front view of the piece
  • FIG. 3C is a view showing a piece constituting a piece fixing structure of the piece type ball screw according to the embodiment of the present invention. Is a back view of the piece
  • FIG. 3A is a plan view of a piece
  • FIG. 3B is a front view of the piece
  • FIG. 3 (d) is a sectional view of the piece cut along the line A1-A1 in FIG. 3 (a), and FIG. 3 (e) is along the line A2-A2 in FIG. 3 (a). It is sectional drawing of the piece cut and shown.
  • FIG. 4A is a view showing a first assembled state before the piece is engaged with the piece attachment hole of the nut
  • FIG. 4B is a view after the piece is engaged with the piece attachment hole of the nut. It is a figure which shows the 2 assembly
  • FIG. 5A is a first external perspective view showing the piece as viewed obliquely from the upper left
  • FIG. 5B is a second external perspective view showing the piece from the obliquely upper left.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a first modification of the piece, in which FIG. 6A is a plan view of the piece, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the piece cut along the line A3-A3 in FIG. .
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating a second modification of the piece, in which FIG. 7A is a plan view of the piece, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the piece cut along line A4-A4 in FIG. .
  • FIG. 1 to 3 are views for explaining a structure for fixing a piece 2 of a piece type ball screw 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the piece ball screw 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the rolling path 3 of the piece type ball screw 1 and the ball return path 4 of the piece 2.
  • FIG. 3 is a diagram showing the piece 2.
  • the piece-type ball screw 1 is formed of a metal screw shaft 5 in which a spiral shaft-side screw groove 6 is formed on an outer surface 5 a of a metal screw shaft 5.
  • a spiral nut-side thread groove 8 is formed on the inner peripheral surface 7a of the nut 7, and the nut-side thread groove 8 and the shaft-side thread groove 6 of the nut 7 fitted to the screw shaft 5 are made of a large number of metals.
  • a rolling path 3 for accommodating the ball 10 so as to roll is formed.
  • a piece mounting hole 11 that penetrates in the radial direction is formed on the nut 7 of the piece type ball screw 1, and a piece 2 made of a synthetic resin material (nylon, polyacetal (POM), etc.) is attached to the piece mounting hole 11.
  • the piece 2 is formed with a ball return path 4 for returning the ball 10 from the end point of the rolling path 3 to the start point.
  • a circumferential circuit 12 for circulating the ball 10 by the rolling path 3 and the ball return path 4 is formed.
  • the nut 7 has an annular piece attachment groove 13 formed along the circumferential direction of the inner peripheral surface of the piece attachment hole 11.
  • the piece mounting hole 11 is formed so that the shape in plan view (the shape seen along the direction of the arrow B1 in FIG. 1) is a perfect circle (circular shape).
  • the shape of the piece 2 in plan view is a perfect circle (circular shape) similar to the piece attachment hole 11 of the nut 7.
  • the piece 2 has a base portion 14 disposed closer to the inner peripheral surface 7 a of the nut 7 and an operation portion 15 disposed closer to the outer peripheral surface 7 b of the nut 7 than the base portion 14.
  • the base 14 of the piece 2 is a curved surface formed such that an end surface (inner surface) 14a facing the outer surface 5a of the screw shaft 5 follows the inner peripheral surface 7a of the nut 7, and the ball return path 4 is formed on the end surface 14a. Is formed. As shown in FIGS. 1, 2, and 3 (c), the ball return path 4 is formed in a substantially S shape, and connects the rolling path 3 that is shifted by approximately one lead. The ball 10 is formed to a depth that allows the ball 10 to move over the outer surface 5a between the screw grooves 6 and 6 on the shaft side.
  • the operation unit 15 of the piece 2 is divided into a first operation unit 15 and a second operation unit 15 by a cut groove 16 having a groove depth reaching the base 14 when the piece 2 is viewed in plan.
  • the first operating portion 15 and the second operating portion 15 are provided with the hollow recesses 17 and 17 having the same groove depth as the cut groove 16, so that the elastically deformable groove side wall portions 18 and 18 along the cut groove 16 are provided.
  • 18 is formed, and arch-shaped outer peripheral surface side wall portions 20, 20 along the inner peripheral surface of the piece mounting hole 11 are formed.
  • the both ends in the circumferential direction of the arch-shaped outer peripheral surface side wall portion 20 are integrally formed with both ends in the longitudinal direction of the groove side wall portion 18.
  • hook-shaped protrusions 21 and 21 that fit into the piece mounting grooves 13 of the nut 7 are provided in the circumferential direction. Are formed along.
  • the hook-like protrusion 21 of the first operation part 15 and the hook-like protrusion 21 of the second operation part 15 are formed so as to be symmetrical twice around the central axis 2 c of the piece 2.
  • a work piece 23 separated from the other part of the groove side wall portion 18 by a pair of slits 22 and 22 is provided at the longitudinal center portion of the groove side wall portions 18 and 18 of the first operation portion 15 and the second operation portion 15. Is formed.
  • the pair of work pieces 23, 23 of the first operation unit 15 and the second operation unit 15 are heated and pressurized by the processing tool 24 after the piece 2 is attached to the piece attachment hole 11 of the nut 7. And prevents the elastic deformation of the groove side wall portions 18 and 18 of the first operating portion 15 and the second operating portion 15 and functions as a deformation preventing means for the first operating portion 15 and the second operating portion 15 (FIG. 1). FIG. 5B).
  • the first operation unit 15 and the second operation unit 15 is suppressed from deforming in the diameter-reducing direction, and the hook-like projections 21 and 21 are not pulled out of the piece mounting groove 13, and the state of being fixed in the piece mounting hole 11 of the nut 7 is maintained.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a state in which the piece 2 is assembled to the nut 7.
  • 4A is a diagram showing a first assembled state before the piece 2 is engaged with the piece mounting hole 11 of the nut 7, and
  • FIG. 4B is a view showing the piece 2 with the piece mounting hole of the nut 7.
  • 11 is a diagram showing a second assembled state after being engaged (fitted) with 11.
  • the groove side wall portion 18 of the first operation portion 15 and the groove side wall portion 18 of the second operation portion 15 are plied (not shown).
  • the outer peripheral side wall portion 20 of the first operation portion 15 and the second side wall portion 20 of the first operation portion 15 are secondly deformed by being elastically deformed (bending deformation with the end portion on the base portion 14 side as the base end) in the direction of reducing the groove width of the cut groove 16.
  • the outer peripheral surface side wall portion 20 of the operation portion 15 is elastically deformed in the direction of diameter reduction along with the deformation of the groove side wall portions 18, 18, so that the hook-like projection 21 of the first operation portion 15 and the hook-like projection 21 of the second operation portion 15. Is displaced inward (radially inward) from the inner peripheral surface of the piece mounting hole 11.
  • the hook-like protrusion 21 of the first operation portion 15 and the hook-like protrusion 21 of the second operation portion 15 are displaced inward (inward in the radial direction) from the inner peripheral surface of the piece attachment hole 11. In this state, it is inserted into the piece mounting hole 11 of the nut 7 from the base 14 side.
  • the hook-like protrusion 21 of the first operation portion 15 and the hook-like protrusion 21 of the second operation portion 15 are accommodated in the piece attachment hole 11 of the nut 7, and the hook-like protrusion 21 of the first operation portion 15 is accommodated.
  • the hook-like protrusion 21 of the second operation portion 15 are moved in the piece attachment hole 11 to a position facing the piece attachment groove 13, and the groove sidewall portion 18 of the first operation portion 15 and the groove sidewall of the second operation portion 15 are moved.
  • the clamping force of the pliers or the like acting on the portion 18 is released, the groove side wall portion 18 and the outer peripheral surface side wall portion 20 of the first operation portion 15 are elastically restored and the groove side wall portion 18 of the second operation portion 15 is restored.
  • the outer peripheral side wall 20 is elastically restored, and the hook-like protrusion 21 of the first operation part 15 and the hook-like protrusion 21 of the second operation part 15 are fitted into the piece mounting groove 13, and are inserted into the piece mounting hole 11 of the nut 7. It is fixed (see FIG. 4B).
  • the piece 2 the work pieces (parts) 23, 23 of the pair of groove side walls 18, 18 are heated and heated by the work tool 24.
  • the processed pieces 23 and 23 of the pair of groove side wall portions 18 and 18 are integrated with each other in the cut groove 16 (see FIGS. 1 and 5B).
  • the piece 2 is integrated with the longitudinal side central portions (work pieces 23 and 23) of the groove side wall portion 18 of the first operation portion 15 and the groove side wall portion 18 of the second operation portion 15.
  • the groove sidewall portion 18 of the operation portion 15 and the groove sidewall portion 18 of the second operation portion 15 cannot be deformed in the direction of narrowing the groove width of the cut groove 16.
  • the piece 2 has an arcuate shape in which the outer peripheral surface side wall portion 20 of the first operating portion 15 and the outer peripheral surface side wall portion 20 of the second operating portion 15 are both arched (when viewed in plan). Therefore, even if an external force that pushes the hook-shaped protrusions 21 and 21 inward in the radial direction is applied, the outer peripheral surface side wall portion 20 of the first operation portion 15 and the outer periphery of the second operation portion 15 are applied. It is possible to suppress the surface side wall portion 20 from being elastically deformed in the direction of diameter reduction.
  • the fixing structure of the piece 2 of the piece-type ball screw 1 according to the present embodiment when the piece 2 is inserted into the piece mounting hole 11 of the nut 7, the first operation portion 15 of the piece 2. And the second operating portion 15 are elastically deformed so as to approach each other, and the hook-shaped protrusion 21 formed on the outer peripheral surface side wall portion 20 of the first operating portion 15 and the scissors formed on the outer peripheral surface side wall portion 20 of the second operating portion 15.
  • the protrusion 21 can be positioned on the radially inner side of the inner peripheral surface of the piece mounting hole 11 of the nut 7.
  • the piece 2 is inserted into the piece mounting hole 11 of the nut 7, and the hook-like protrusion 21 of the first operation portion 15 and the second operation are inserted.
  • the piece 2 is moved to a position where the hook-like projection 21 of the portion 15 faces the piece mounting groove 13, the groove side wall portion 18 and the outer peripheral surface side wall portion 20 of the first operation portion 15 are elastically restored, and the second operation portion.
  • the groove side wall portion 18 and the outer peripheral surface side wall portion 15 are elastically restored, and the hook-like protrusion 21 of the first operation portion 15 and the hook-like protrusion 21 of the second operation portion 15 are fitted into the piece mounting groove 13, and the piece 2 is The nut 7 is easily and reliably fixed in the piece mounting hole 11.
  • the piece 2 is fixed in the piece mounting hole 11 of the nut 7 and then processed into the pair of groove side wall portions 18 and 18.
  • the pieces (parts) 23, 23 are integrated by being heated and pressed by the machining tool 24, and the groove sidewall portion 18 of the first operation portion 15 and the groove sidewall portion 18 of the second operation portion 15 are cut into grooves.
  • the groove cannot be deformed in the direction of narrowing the groove width.
  • the piece 2 since the outer peripheral side wall 20 of the first operating part 15 and the outer peripheral side wall 20 of the second operating part 15 are both arched (arc-shaped), the piece 2 has the hook-shaped protrusions 21, 21.
  • the piece 2 is directed to the direction in which it is lifted by the ball 10 in the ball return path 4 (outward of the piece attachment hole 11). Even if it is pushed, the deformation of the first operating portion 15 and the second operating portion 15 in the diameter reducing direction is suppressed, and the hook-shaped projections 21 and 21 do not come out of the piece mounting groove 13. The piece 2 does not fall off from the nut 7.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a first modification of the piece 2.
  • 6A is a plan view of the piece 2
  • FIG. 6B is a cross-sectional view of the piece 2 cut along the line A3-A3 of FIG. 6A.
  • the piece 2 according to the present modification example has a work piece 23 that is a part of the groove side wall portion 18 of the first operation portion 15 in a state where the piece 2 is fixed in the piece attachment hole 11 of the nut 7.
  • Any one of the workpieces 23 which are a part of the groove side wall portion 18 of the second operation portion 15 is heated and pressurized with a machining tool (not shown) to be the cut groove 16 side (the groove side wall of the first operation portion 15).
  • the processed piece 23 of the portion 18 and the processed piece 23 of the groove side wall portion 18 of the second operating portion 15 are bent to the other side), and a part of the groove width of the cut groove 16 is narrowed.
  • the minimum groove width of the cut groove 16 is set smaller than the engagement dimension between the hook-shaped protrusion 21 and the piece mounting groove 13 in the radial direction of the piece 2.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a second modification of the piece 2.
  • 7A is a plan view of the piece 2
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the piece 2 cut along the line A4-A4 of FIG. 7A.
  • the piece 2 according to the present modification has a work piece 23 that is a part of the groove side wall portion 18 of the first operation portion 15 in a state where the piece 2 is fixed in the piece attachment hole 11 of the nut 7. Any one of the workpieces 23 which are a part of the groove side wall portion 18 of the second operation portion 15 is heated and pressurized with a machining tool (not shown) to be the cut groove 16 side (the groove side wall of the first operation portion 15).
  • the processed piece 23 of the part 18 and the processed piece 23 of the groove side wall 18 of the second operating part 15 are bent to the other side, and the tip of the bent processed piece 23 is the groove side wall 18 ( The work piece 23) and the groove side wall 18 (work piece 23) of the second operation portion 15 are abutted against the other.
  • the piece 2 can suppress elastic deformation of the first operating portion 15 and the second operating portion 15 in the diameter reducing direction, and can prevent the hook-shaped protrusions 21 and 21 from coming out of the piece mounting groove 13. Therefore, the fixing structure of the piece 2 of the piece-type ball screw 1 using the piece 2 according to this modification can obtain the same effects as those of the above embodiment.
  • the piece 2 is fixed in the piece mounting hole 11 (in the state of FIG. 4B), the first operation portion.
  • the ridge-shaped projections 15 and the ridge-shaped projections 21 of the second operating portion 15 are formed so as to be closer to the outer peripheral surface 7 b of the nut 7 than the groove bottom of the cut groove 16, and from the balls 10 in the ball return path 4.
  • a force pushing outward of the piece mounting hole 11 is applied, a rotational moment that tends to displace the first operating portion 15 and the distal end side of the second operating portion 15 is moved to the first operating portion 15 and the second operating portion.
  • the piece 2 is illustrated as a case where the shape in plan view is a perfect circle similar to the piece attachment hole 11, but the shape in plan view is a long hole shape (circular shape) similar to that of the piece attachment hole 11. It may be.
  • the elongated hole shape includes a rounded rectangle in which both ends in the longitudinal direction of the rectangle are rounded by a semicircle.

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Abstract

合成樹脂材料製の駒とナットとを確実に固定できるようにするために、駒2は、第1及び第2操作部15の溝側壁部18が切り込み溝16の溝幅を減ずる方向に弾性変形させられ、第1及び第2操作部15の鍔状突起21が駒取付穴11の内周面よりも内側に変位させられて、駒取付穴11に嵌合される。駒2は、鍔状突起21が駒取付溝13に対向する位置まで駒取付穴11内を移動させられると、第1及び第2操作部15が弾性復元し、第1及び第2操作部15の鍔状突起21が駒取付溝13に嵌り込み、ナット7の駒取付穴11内に固定される。駒2は、鍔状突起21が形成された第1及び第2操作部15の外周面側壁部20がアーチ状になっている。また、駒2は、駒取付穴11内に固定された状態において、駒取付穴11の外方へ押し出す力が作用すると、第1及び第2操作部15の鍔状突起21を駒取付溝13内に押し込む力が作用する。

Description

駒式ボールねじの駒の固定構造
 この発明は、駒式ボールねじのボール戻し路が形成された駒を、ねじ軸に嵌合されるナットに固定するための駒式ボールねじの駒の固定構造に関する。
 ボールねじは、自動車のステアリングギヤ、数値制御工作機械のテーブル駆動用送り機構等に広く使用され、回転運動を直線運動に変えるようになっている。このボールねじは、ねじ軸の外周面に螺旋状の軸側ねじ溝が形成され、このねじ軸に嵌合されるナットの内周面に軸側ねじ溝に対向する螺旋状のナット側ねじ溝が形成され、これら軸側ねじ溝とナット側ねじ溝で形作られる転動路内に多数のボールが収容されており、転動路を周回経路として多数のボールを循環させる循環機構が設けられている。このようなボールねじは、循環機構の違いによってチューブ式、駒式、エンドキャップ式の3種類に大別されている。そして、これら3種類のうちの駒式ボールねじは、チューブ式ボールねじ及びエンドキャップ式ボールねじと比較し、ナットの外径を小さくすることができるため、自動車用部品等に従来から多く使用されている。
 駒式ボールねじは、ナットに装着される駒にボール戻し路が形成され、転動路内のボールが駒のボール戻し路を介して循環させられるようになっている。このような構造の駒式ボールねじは、駒がナットから脱落すると、転動路内の多数のボールを循環させることができなくなり、ボールねじとしての機能を発揮できなくなる。そのため、従来の駒式ボールねじは、金属製の駒をナットにかしめ固定し、駒がナットから脱落するのを防止していた(特許文献1参照)。
特開2008-57597号公報
 しかしながら、近年、自動車の燃費向上等を図るため、駒式ボールねじの軽量化が求められている。そのため、駒式ボールねじの駒を合成樹脂材料で形成することが検討されてきたが、合成樹脂材料製の駒がナットから脱落しないようにするため、合成樹脂材料製の駒とナットの固定構造をどのようにするのかが課題となっていた。
 そこで、本発明は、合成樹脂材料製の駒とナットとを確実に固定し得る駒式ボールねじの駒の固定構造を提供する。
 本発明は、ねじ軸5の外表面5aには螺旋状の軸側ねじ溝6が形成され、前記ねじ軸5に嵌合されるナット7の内周面7aには螺旋状のナット側ねじ溝8が形成され、前記ねじ軸5に嵌合された前記ナット7の前記ナット側ねじ溝8と前記軸側ねじ溝6とによって多数のボール10を転動可能に収容する転動路3が形作られ、前記ナット7を径方向に貫通する駒取付穴11には前記ボール10を前記転動路3の終点から始点に戻すボール戻し路4が形成された駒2が取り付けられ、前記転動路3及び前記ボール戻し路4によって前記ボール10を循環させる周回路12が形成された、駒式ボールねじ1の駒2の固定構造に関するものである。
 この発明において、前記ナット7は、前記駒取付穴11の内周面の周方向に沿って駒取付溝13が形成されている。また、前記駒2は、平面視した形状が円形状になるように合成樹脂材料を使用して成形され、前記ナット7の内周面7a寄りに配置される基部14と、前記基部14よりも前記ナット7の外周面7b寄りに配置される操作部15,15と、を有している。
 前記基部14は、前記ねじ軸5の外表面5aに対向する端面14aに前記ボール戻し路4が形成されている。また、前記操作部15,15は、前記駒2を平面視した場合、前記基部14まで到達する溝深さの切り込み溝16によって分けられた第1操作部15と第2操作部15とを含んでいる。
 前記第1操作部15と前記第2操作部15は、前記切り込み溝16と同様の溝深さの肉抜き凹部17が設けられることにより、前記切り込み溝16に沿った弾性変形可能な溝側壁部18が形成されると共に、前記駒取付穴11の内周面に沿ったアーチ状の外周面側壁部20が形成されている。そして、前記第1操作部15及び前記第2操作部15の前記外周面側壁部20の外表面20aには、前記ナット7の前記駒取付溝13に嵌り合う鍔状突起21が形成されている。
 また、前記駒2は、
 ・前記第1操作部15の前記溝側壁部18と前記第2操作部15の前記溝側壁部18とが前記切り込み溝16の溝幅を減ずる方向に弾性変形させられて近づけられることにより、前記第1操作部15の前記鍔状突起21と前記第2操作部15の前記鍔状突起21が前記駒取付穴11の前記内周面よりも内側に変位させられ、
 ・前記駒取付穴11に嵌合され且つ前記鍔状突起21が前記駒取付溝13に対向する位置まで前記駒取付穴11内を移動させられると、前記第1操作部15の前記溝側壁部18及び前記外周面側壁部20が弾性復元すると共に、前記第2操作部15の前記溝側壁部18及び前記外周面側壁部20が弾性復元し、前記第1操作部15の前記鍔状突起21と前記第2操作部15の前記鍔状突起21が前記駒取付溝13に嵌り込み、前記ナット7の前記駒取付穴11内に固定され、
 ・前記駒取付穴11内に固定された状態において、前記第1操作部15の前記鍔状突起21と前記第2操作部15の前記鍔状突起21が前記切り込み溝16の溝底よりも前記ナット7の外周面7b寄りに位置するように形成され、前記ボール戻し路4内のボール10から前記駒取付穴11の外方へ押し出す力が作用すると、前記第1操作部15の前記鍔状突起21と前記第2操作部15の前記鍔状突起21を前記駒取付溝13内に押し込む力が作用するようになっている。
 本発明によれば、第1操作部の外周面側壁部及び第2操作部の外周面側壁部が共にアーチ状になっているため、鍔状突起を径方向内方へ向けて押す外力が作用しても、第1操作部の外周面側壁部及び第2操作部の外周面側壁部が縮径方向へ弾性変形するのが抑えられる。また、本発明によれば、駒が駒取付穴内に固定された状態において、駒を駒取付穴の外方へ押し出す力がボール戻し路内のボールから駒に作用すると、第1操作部と第2操作部の先端側を離す方向に変位させようとする回転モーメントが第1操作部と第2操作部の基部側端部に作用し、第1操作部の鍔状突起と第2操作部の鍔状突起を駒取付溝内に押し込む力が生じるようになっている。したがって、本発明によれば、駒は、ボール戻し路内のボールによって持ち上げられる方向へ向けて押されたとしても、鍔状突起が駒取付溝から抜け出るようなことがなく、ナットの駒取付穴内に固定された状態が保持され、ナットからの脱落が確実に防止される。
本発明の実施形態に係る駒式ボールねじの駒の固定構造を説明するための図であり、駒式ボールねじの縦断面図である 本発明の実施形態に係る駒式ボールねじの駒の固定構造を説明するための図であり、駒式ボールねじの転動路と駒のボール戻し路との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る駒式ボールねじの駒の固定構造を構成する駒を示す図であり、図3(a)が駒の平面図、図3(b)が駒の正面図、図3(c)が駒の裏面図、図3(d)が図3(a)のA1-A1線に沿って切断して示す駒の断面図、図3(e)が図3(a)のA2-A2線に沿って切断して示す駒の断面図である。 図4(a)が駒をナットの駒取付穴に係合する前の第1の組み付け状態を示す図であり、図4(b)が駒をナットの駒取付穴に係合した後の第2の組み付け状態を示す図である。 図5(a)が駒を左斜め上方から見て示す第1の外観斜視図であり、図5(b)が駒を左斜め上方から見て示す第2の外観斜視図である。 駒の変形例1を示す図であり、図6(a)が駒の平面図であり、図6(b)が図6(a)のA3-A3線に沿って切断して示す駒の断面図である。 駒の変形例2を示す図であり、図7(a)が駒の平面図であり、図7(b)が図7(a)のA4-A4線に沿って切断して示す駒の断面図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。
 [第1実施形態]
 図1乃至図3は、本発明の実施形態に係る駒式ボールねじ1の駒2の固定構造を説明するための図である。なお、図1は、駒式ボールねじ1の縦断面図である。また、図2は、駒式ボールねじ1の転動路3と駒2のボール戻し路4との関係を示す図である。また、図3は、駒2を示す図である。
 図1乃至図2に示すように、駒式ボールねじ1は、金属製のねじ軸5の外表面5aに螺旋状の軸側ねじ溝6が形成され、ねじ軸5に嵌合される金属製のナット7の内周面7aに螺旋状のナット側ねじ溝8が形成され、ねじ軸5に嵌合されたナット7のナット側ねじ溝8と軸側ねじ溝6とによって多数の金属製のボール10を転動可能に収容する転動路3が形作られている。この駒式ボールねじ1のナット7は、径方向に貫通する駒取付穴11が形成され、この駒取付穴11に合成樹脂材料(ナイロン、ポリアセタール(POM)等)製の駒2が取り付けられている。駒2には、ボール10を転動路3の終点から始点に戻すボール戻し路4が形成されている。そして、これらの図に示す駒式ボールねじ1は、転動路3及びボール戻し路4によってボール10を循環させる周回路12が形成されている。また、ナット7は、駒取付穴11の内周面の周方向に沿って環状の駒取付溝13が形成されている。また、駒取付穴11は、平面視した形状(図1の矢印B1方向に沿って見た形状)が真円(円形状)になるように形成されている。
 図3に示すように、駒2は、平面視した形状がナット7の駒取付穴11と同様の真円(円形状)になっている。この駒2は、ナット7の内周面7a寄りに配置される基部14と、この基部14よりもナット7の外周面7b寄りに配置される操作部15と、を有している。
 駒2の基部14は、ねじ軸5の外表面5aに対向する端面(内面)14aがナット7の内周面7aに倣うように形成された曲面であり、この端面14aにボール戻し路4が形成されている。ボール戻し路4は、図1、図2、図3(c)に示すように、略S字形状に形成されると共に、略1リード分ずれて位置する転動路3を接続するようになっており、ねじ軸5の軸側ねじ溝6,6間の外表面5aをボール10が乗り越えて移動できる深さとなるように形成されている。
 駒2の操作部15は、駒2を平面視した場合、基部14まで到達する溝深さの切り込み溝16によって第1操作部15と第2操作部15とに二分されている。第1操作部15と第2操作部15は、切り込み溝16と同様の溝深さの肉抜き凹部17,17が設けられることにより、切り込み溝16に沿った弾性変形可能な溝側壁部18,18が形成されると共に、駒取付穴11の内周面に沿ったアーチ状の外周面側壁部20,20が形成されている。アーチ状の外周面側壁部20は、周方向の両端が溝側壁部18の長手方向の両端と一体に形成されている。また、第1操作部15及び第2操作部15の外周面側壁部20,20の外表面20a,20aには、ナット7の駒取付溝13に嵌り合う鍔状突起21,21が周方向に沿って形成されている。そして、第1操作部15の鍔状突起21と第2操作部15の鍔状突起21は、駒2の中心軸2cの周りに2回対称となるように形成されている。
 また、第1操作部15と第2操作部15の溝側壁部18,18の長手方向中央部分には、一対のスリット22,22で溝側壁部18の他部分と分けられた加工片23が形成されている。この第1操作部15と第2操作部15の一対の加工片23,23は、駒2がナット7の駒取付穴11に取り付けられた後、加工用工具24によって加熱・加圧されることによって一体化され、第1操作部15と第2操作部15の溝側壁部18,18の弾性変形を妨げ、第1操作部15と第2操作部15の変形阻止手段として機能する(図1、図5(b)参照)。これにより、駒2は、ボール戻し路4内のボール10によって持ち上げられる方向へ向けて(駒取付穴11の外方へ向けて)押されたとしても、第1操作部15及び第2操作部15の縮径方向への変形が抑えられ、鍔状突起21,21が駒取付溝13から抜け出るようなことがなく、ナット7の駒取付穴11内に固定された状態が保持される。
 図4は、駒2をナット7に組み付ける状態を説明する図である。なお、図4(a)が駒2をナット7の駒取付穴11に係合する前の第1の組み付け状態を示す図であり、図4(b)が駒2をナット7の駒取付穴11に係合(嵌合)した後の第2の組み付け状態を示す図である。
 図4(a)に示すように、駒2は、ナット7に組み付けられる際に、第1操作部15の溝側壁部18と第2操作部15の溝側壁部18がペンチ(図示せず)等で切り込み溝16の溝幅を減ずる方向に弾性変形(基部14側の端部を基端とする撓み変形)させられて近づけられると、第1操作部15の外周面側壁部20と第2操作部15の外周面側壁部20が溝側壁部18,18の変形に伴って縮径方向へ弾性変形し、第1操作部15の鍔状突起21と第2操作部15の鍔状突起21が駒取付穴11の内周面よりも内側(径方向内方側)に変位させられる。
 次に、駒2は、第1操作部15の鍔状突起21と第2操作部15の鍔状突起21が駒取付穴11の内周面よりも内側(径方向内方側)に変位させられた状態で、基部14側からナット7の駒取付穴11に挿入される。そして、駒2は、第1操作部15の鍔状突起21と第2操作部15の鍔状突起21がナット7の駒取付穴11内に収容され、第1操作部15の鍔状突起21と第2操作部15の鍔状突起21が駒取付溝13に対向する位置まで駒取付穴11内を移動させられ、第1操作部15の溝側壁部18と第2操作部15の溝側壁部18に作用しているペンチ等の挟持力が開放されると、第1操作部15の溝側壁部18及び外周面側壁部20が弾性復元すると共に、第2操作部15の溝側壁部18及び外周面側壁部20が弾性復元し、第1操作部15の鍔状突起21と第2操作部15の鍔状突起21が駒取付溝13に嵌り込み、ナット7の駒取付穴11内に固定される(図4(b)参照)。
 次に、図4(b)及び図5(a)に示すように、駒2は、一対の溝側壁部18,18の加工片(一部)23,23が加工用工具24で加熱・加圧され、一対の溝側壁部18,18の加工片23,23同士が切り込み溝16内で一体化される(図1及び図5(b)参照)。このように、駒2は、第1操作部15の溝側壁部18と第2操作部15の溝側壁部18の長手方向中央部分(加工片23,23)が一体化されるため、第1操作部15の溝側壁部18と第2操作部15の溝側壁部18が切り込み溝16の溝幅を狭める方向へ変形できない。しかも、図3(a)に示すように、駒2は、平面視した状態において、第1操作部15の外周面側壁部20及び第2操作部15の外周面側壁部20が共にアーチ状(円弧状)になっているため、鍔状突起21,21を径方向内方へ向けて押す外力が作用しても、第1操作部15の外周面側壁部20及び第2操作部15の外周面側壁部20が縮径方向へ弾性変形するのが抑えられる。その結果、駒2は、ボール戻し路4内のボール10によって持ち上げられる方向へ向けて(駒取付穴11の外方へ向けて)押されたとしても、第1操作部15及び第2操作部15の縮径方向への変形が抑えられ、鍔状突起21,21が駒取付溝13から抜け出るようなことがなく、ナット7の駒取付穴11内に固定された状態が保持され、ナット7からの脱落が確実に防止される。
 以上のように、本実施形態に係る駒式ボールねじ1の駒2の固定構造によれば、駒2をナット7の駒取付穴11に挿入する際には、駒2の第1操作部15と第2操作部15を近づけるように弾性変形させ、第1操作部15の外周面側壁部20に形成された鍔状突起21と第2操作部15の外周面側壁部20に形成された鍔状突起21をナット7の駒取付穴11の内周面よりも径方向内方側に位置させることができる。その結果、本実施形態に係る駒式ボールねじ1の駒2の固定構造によれば、駒2をナット7の駒取付穴11に容易に挿入することができる。
 また、本実施形態に係る駒式ボールねじ1の駒2の固定構造によれば、駒2をナット7の駒取付穴11に挿入し、第1操作部15の鍔状突起21と第2操作部15の鍔状突起21が駒取付溝13に対向する位置まで駒2を移動させると、第1操作部15の溝側壁部18及び外周面側壁部20が弾性復元すると共に、第2操作部15の溝側壁部18及び外周面側壁部20が弾性復元し、第1操作部15の鍔状突起21と第2操作部15の鍔状突起21が駒取付溝13に嵌り込み、駒2がナット7の駒取付穴11内に簡単且つ確実に固定される。
 また、本実施形態に係る駒式ボールねじ1の駒2の固定構造によれば、駒2は、ナット7の駒取付穴11内に固定された後、一対の溝側壁部18,18の加工片(一部)23,23が加工用工具24で加熱・加圧されることによって一体化され、第1操作部15の溝側壁部18と第2操作部15の溝側壁部18が切り込み溝16の溝幅を狭める方向へ変形できないようになっている。しかも、駒2は、第1操作部15の外周面側壁部20及び第2操作部15の外周面側壁部20が共にアーチ状(円弧状)になっているため、鍔状突起21,21を径方向内方へ向けて押す外力が作用しても、第1操作部15の外周面側壁部20及び第2操作部15の外周面側壁部20が縮径方向へ弾性変形するのが抑えられる。その結果、本実施形態に係る駒式ボールねじ1の駒2の固定構造によれば、駒2がボール戻し路4内のボール10によって持ち上げられる方向へ向けて(駒取付穴11の外方へ向けて)押されたとしても、第1操作部15及び第2操作部15の縮径方向への変形が抑えられ、鍔状突起21,21が駒取付溝13から抜け出るようなことがないため、駒2がナット7から脱落することがない。
  (変形例1)
 図6は、駒2の変形例1を示す図である。なお、図6(a)が駒2の平面図であり、図6(b)が図6(a)のA3-A3線に沿って切断して示す駒2の断面図である。
 図6に示すように、本変形例に係る駒2は、ナット7の駒取付穴11内に固定された状態において、第1操作部15の溝側壁部18の一部である加工片23と第2操作部15の溝側壁部18の一部である加工片23のいずれか一方を加工用工具(図示せず)で加熱・加圧して切り込み溝16側(第1操作部15の溝側壁部18の加工片23と第2操作部15の溝側壁部18の加工片23のいずれか他方側)へ折り曲げ、切り込み溝16の一部の溝幅を狭めるようになっている。この際、切り込み溝16の最小溝幅は、駒2の径方向における鍔状突起21と駒取付溝13の係合寸法よりも小さく設定されている。その結果、駒2は、第1操作部15又は第2操作部15が切り込み溝16の最小溝幅分だけ弾性変形しても、鍔状突起21,21が駒取付溝13から抜け出ることがない。したがって、本変形例に係る駒2を使用してなる駒式ボールねじ1の駒2の固定構造は、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
  (変形例2)
 図7は、駒2の変形例2を示す図である。なお、図7(a)が駒2の平面図であり、図7(b)が図7(a)のA4-A4線に沿って切断して示す駒2の断面図である。
 図7に示すように、本変形例に係る駒2は、ナット7の駒取付穴11内に固定された状態において、第1操作部15の溝側壁部18の一部である加工片23と第2操作部15の溝側壁部18の一部である加工片23のいずれか一方を加工用工具(図示せず)で加熱・加圧して切り込み溝16側(第1操作部15の溝側壁部18の加工片23と第2操作部15の溝側壁部18の加工片23のいずれか他方側)へ折り曲げ、その折り曲げた加工片23の先端を第1操作部15の溝側壁部18(加工片23)と第2操作部15の溝側壁部18(加工片23)のいずれか他方に突き当てるようになっている。その結果、駒2は、第1操作部15と第2操作部15の縮径方向への弾性変形を抑えることができ、鍔状突起21,21が駒取付溝13から抜け出るのを防止できる。したがって、本変形例に係る駒2を使用してなる駒式ボールねじ1の駒2の固定構造は、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
  (変形例3)
 上記実施形態に係る駒式ボールねじ1の駒2の固定構造によれば、駒2は、駒取付穴11内に固定された状態において(図4(b)の状態において)、第1操作部15の鍔状突起21と第2操作部15の鍔状突起21が切り込み溝16の溝底よりもナット7の外周面7b寄りに位置するように形成され、ボール戻し路4内のボール10から駒取付穴11の外方へ押し出す力が作用すると、第1操作部15と第2操作部15の先端側を離す方向に変位させようとする回転モーメントが第1操作部15と第2操作部15の基部14側端部に作用し、第1操作部15の鍔状突起21と第2操作部15の鍔状突起21を駒取付溝13内に押し込む力が生じるようになっている。したがって、駒2を駒取付穴11の外方へ押し出す力が上記実施形態及び上記変形例の場合と比較して小さい場合には、上記実施形態のような加工片23,23同士を加熱・加圧して一体化する作業、及び上記変形例1及び2のような一対の加工片23,23のいずれか一方を加熱・加圧して折り曲げる作業を省略してもよい。すなわち、本変形例に係る駒式ボールねじ1の駒2の固定構造は、図4(b)のようになる。
  (変形例4)
 上記実施形態において、駒2は、平面視した形状が駒取付穴11と同様の真円である場合を例示したが、平面視した形状が駒取付穴11と同様の長穴形状(円形状)であってもよい。なお、長穴形状には、楕円形状の他に、長方形の長手方向両端が半円で丸められた角丸長方形を含むものとする。
 1……駒式ボールねじ、2……駒、3……転動路、4……ボール戻し路、5……ねじ軸、5a……外表面、6……軸側ねじ溝、7……ナット、7a……内周面、7b……外周面、8……ナット側ねじ溝、10……ボール、11……駒取付穴、12……周回路、13……駒取付溝、14……基部、14a……端面、15……操作部(第1操作部、第2操作部)、16……切り込み溝、17……肉抜き凹部、18……溝側壁部、20……外周面側壁部、20a……外表面、21……鍔状突起

Claims (4)

  1.  ねじ軸の外表面には螺旋状の軸側ねじ溝が形成され、
     前記ねじ軸に嵌合されるナットの内周面には螺旋状のナット側ねじ溝が形成され、
     前記ねじ軸に嵌合された前記ナットの前記ナット側ねじ溝と前記軸側ねじ溝とによって多数のボールを転動可能に収容する転動路が形作られ、
     前記ナットを径方向に貫通する駒取付穴には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が形成された駒が取り付けられ、
     前記転動路及び前記ボール戻し路によって前記ボールを循環させる周回路が形成された、
     駒式ボールねじの駒の固定構造において、
     前記ナットは、前記駒取付穴の内周面の周方向に沿って駒取付溝が形成され、
     前記駒は、平面視した形状が円形状になるように合成樹脂材料を使用して成形され、前記ナットの内周面寄りに配置される基部と、前記基部よりも前記ナットの外周面寄りに配置される操作部と、を有し、
     前記基部は、前記ねじ軸の外表面に対向する端面に前記ボール戻し路が形成され、
     前記操作部は、前記駒を平面視した場合、前記基部まで到達する溝深さの切り込み溝によって分けられた第1操作部と第2操作部とを含み、
     前記第1操作部と前記第2操作部は、前記切り込み溝と同様の溝深さの肉抜き凹部が設けられることにより、前記切り込み溝に沿った弾性変形可能な溝側壁部が形成されると共に、前記駒取付穴の内周面に沿ったアーチ状の外周面側壁部が形成され、
     前記第1操作部及び前記第2操作部の前記外周面側壁部の外表面には、前記ナットの前記駒取付溝に嵌り合う鍔状突起が形成され、
     前記駒は、
     ・前記第1操作部の前記溝側壁部と前記第2操作部の前記溝側壁部とが前記切り込み溝の溝幅を減ずる方向に弾性変形させられて近づけられることにより、前記第1操作部の前記鍔状突起と前記第2操作部の前記鍔状突起が前記駒取付穴の前記内周面よりも内側に変位させられ、
     ・前記駒取付穴に嵌合され且つ前記鍔状突起が前記駒取付溝に対向する位置まで前記駒取付穴内を移動させられると、前記第1操作部の前記溝側壁部及び前記外周面側壁部が弾性復元すると共に、前記第2操作部の前記溝側壁部及び前記外周面側壁部が弾性復元し、前記第1操作部の前記鍔状突起と前記第2操作部の前記鍔状突起が前記駒取付溝に嵌り込み、前記ナットの前記駒取付穴内に固定され、
     ・前記駒取付穴内に固定された状態において、前記第1操作部の前記鍔状突起と前記第2操作部の前記鍔状突起が前記切り込み溝の溝底よりも前記ナットの外周面寄りに位置するように形成され、前記ボール戻し路内のボールから前記駒取付穴の外方へ押し出す力が作用すると、前記第1操作部の前記鍔状突起と前記第2操作部の前記鍔状突起を前記駒取付溝内に押し込む力が作用するようになっている、
     ことを特徴とする駒式ボールねじの駒の固定構造。
  2.   前記駒は、前記駒取付穴内に固定された状態において、前記第1操作部の前記溝側壁部及び前記第2操作部の前記溝側壁部の少なくとも一部が加熱・加圧されて一体化された、
     ことを特徴とする請求項1に記載の駒式ボールねじの駒の固定構造。
  3.  前記駒は、前記駒取付穴内に固定された状態において、前記第1操作部の前記溝側壁部と前記第2操作部の前記溝側壁部のいずれか一方の一部が加熱・加圧されることによって前記第1操作部の前記溝側壁部と前記第2操作部の前記溝側壁部のいずれか他方側に折り曲げられ、前記切り込み溝の一部の溝幅が狭められる、
     ことを特徴とする請求項1に記載の駒式ボールねじの駒の固定構造。
  4.  前記駒は、前記駒取付穴内に固定された状態において、前記第1操作部の前記溝側壁部と前記第2操作部の前記溝側壁部のいずれか一方の一部が加熱・加圧されることによって前記第1操作部の前記溝側壁部と前記第2操作部の前記溝側壁部のいずれか他方側に折り曲げられて突き当てられる、
     ことを特徴とする請求項1に記載の駒式ボールねじの駒の固定構造。
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