(57)【要約】【課題】ナットと固定部材との芯出しが容易かつ適正に行うことができるボールねじ装置を提供する。【解決手段】ねじ軸１０と、ねじ軸１０を貫通させると共に、転動体Ｂを介してねじ軸１０に螺合してねじ軸１０の軸方向に移動可能に設置されたナット２０と、固定部材４０とを有する。固定部材４０はナット２０の端面２０ａに取り付けられ、固定部材４０には、ナット２０内への異物の侵入を防ぐ防塵部材６０が取り付けられる。そして、ナット２０の端面２０ａには、固定部材４０のフランジ部４２の外周面４２ａに嵌合する印ろう部２０ｂが形成されている。【選択図】図１
2014156929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸と、該ねじ軸を貫通させると共に、転動体を介して前記ねじ軸に螺合して前記ねじ軸の軸方向に移動可能に設置されたナットと、
前記ナット内への異物の侵入を防ぐ防塵部材を備えて前記ナットの端面に取り付けられた固定部材とを有するボールねじ装置であって、
前記ナットの端面には、前記固定部材のフランジ部の外周面に嵌合する印ろう部が形成されたことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
前記固定部材が、前記ねじ軸の表面に潤滑剤を供給する含油部材を収容することを特徴とする請求項１に記載のボールねじ装置。
【請求項３】
前記固定部材が、前記ねじ軸の表面に固体潤滑剤を供給する固体潤滑複合部材を収容することを特徴とする請求項１に記載のボールねじ装置。
【請求項４】
前記固定部材の固体潤滑複合部材の組成が、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）６０質量％〜８０質量％、銅（Ｃｕ）及びニッケル（Ｎｉ）の少なくともいずれかが０．１質量％〜１．８質量％、黒鉛２〜７質量％、タングステン（Ｗ）２〜２０質量％、残部に鉄（Ｆｅ）を含有することを特徴とする請求項３に記載のボールねじ装置。
【請求項５】
前記転動体表面に固体潤滑膜を施したことを特徴とする請求項３または４に記載のボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじ装置は、螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸をナットに挿通し、そのねじ溝を転動循環する複数のボールによってナットとねじ軸相互の相対移動をスムーズにするものである。
このようなボールねじ装置においては、運転中のボールねじ装置内に粉塵や切削粉などの異物が侵入すると、そのねじ溝面の摩耗を促進したり、あるいは圧痕を生じたりして異常な振動や騒音を発生し、ボールねじ本来の精度や性能を劣化させるだけでなく、ときには破損に至る事例も見受けられる。
【０００３】
そのため、このようなボールねじ装置に対して外部からの異物の侵入を防ぐために、従来からそのナット端部にフェルトワイパーシールやラビリンスシールを設けたり、ねじ軸全体を蛇腹などの種々のカバーで覆ってしまう方法、あるいはそれらの併用する方法などが一般的に用いられている（例えば、特許文献１参照）。
以下、図５及び図６を参照して、この種のボールねじ装置のうち、固定部材によってラビリンスシールを設けた形態のものについて説明する。図５は、従来のボールねじ装置の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は５ｂ−５ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は固定部材の５ｂ−５ｂ線に沿う断面図である。また、図６は、従来のボールねじ装置の別の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は６ｂ−６ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は固定部材の６ｂ−６ｂ線に沿う断面図である。
【０００４】
図５及び図６に示すように、従来のボールねじ装置１００は、軸方向に延びるロッド状のねじ軸１１０と、ねじ軸１１０が貫通する筒形状のナット１２０と、ナット１２０の端部１２０ａに設けられた循環部材１３０と、循環部材１３０に取り付けられた固定部材１４０とを有する。固定部材１４０には、固定部材１４０内（転動路内）への塵埃の侵入を防ぐ防塵部材１６０が取り付けられている。具体的には、固定部材１４０の開口側（軸方向外側、すなわち図５，６の左側）に設けられたねじ孔に螺合する固定ねじ１７２によって押さえ板１６１により防塵部材１６０を固定部材１４０に取り付け、防塵部材１６０とねじ軸１１０との間にラビリンスシール部を形成している。なお、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、固定部材１４０には、ねじ軸１１０の外周面に潤滑油を供給する含油部材１５０が収容されてもよい。いずれの場合も、固定部材１４０は、固定ねじ１７１によってナット１２０に装着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４５６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように構成された従来のボールねじ装置１００においては、ナット１２０の端面１２０ａと固定部材１４０の接触面１４０ａはそれぞれ平面をなし、循環部材１３０と固定部材１４０との接触面（ナット１２０の端面１２０ａを構成する面）も同様に平面となっている。
したがって、従来のボールねじ装置１００においては、ナット１２０の端面１２０ａに固定部材１４０を組付ける場合は、ナット１２０と固定部材１４０との芯出しを厳に行う必要がある。
【０００７】
具体的には、図７（ａ），（ｂ）に示すように、固定部材１４０の芯とナット１２０の芯とを合わせて組み付けられれば、その後の防塵部材１６０の取付において、防塵部材１６０が適正に、すなわち防塵部材１６０とねじ軸１１０を同芯に取り付けることができる。一方、図７（ｃ），（ｄ）に示すように、固定部材１４０の芯とナット１２０の芯とがずれた状態で組み付けられると、防塵部材１６０の組付けが適正にできない場合がある。すなわち、防塵部材１６０とねじ軸１１０との芯がずれた状態となり、防塵部材１６０の内周とねじ軸とが、いわゆる片当り（片方では接触し、反対側ではスキマ過大となっている状態）となる問題を招く可能性がある。ラビリンスシール部のスキマが過大になると、ボールねじ装置１００の内部への異物侵入が容易になる。また、防塵部材１６０とねじ軸１１０が接触すると、作動トルクの増加を招く原因となる。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、ナットと固定部材との芯を合わせての固定を容易かつ適正に行うことができ、更に防塵部材も容易かつ適正に取り付けることのできるボールねじ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の請求項１に係るボールねじ装置は、ねじ軸と、該ねじ軸を貫通させると共に、転動体を介して前記ねじ軸に螺合して前記ねじ軸の軸方向に移動可能に設置されたナットと、
前記ナット内への異物の侵入を防ぐ防塵部材を備えて前記ナットの端部に取り付けられた固定部材とを有するボールねじ装置であって、
前記ナットの端面には、前記固定部材のフランジ部の外周面に嵌合する印ろう部が形成されたことを特徴としている。
また、本発明の請求項２に係るボールねじ装置は、請求項１に記載のボールねじ装置において、前記固定部材が、少なくとも前記ねじ軸の表面に潤滑剤を供給する含油部材を収容することを特徴としている。
さらに、本発明の請求項３に係るボールねじ装置は、請求項１に記載のボールねじ装置において、前記固定部材が少なくとも前記ねじ軸の表面に固体潤滑剤を供給する固体潤滑複合部材を収容することを特徴としている。
特に、請求項３に係る構成によれば真空、高温などの油潤滑できない環境や、油分を嫌うようなクリーンルームで使用することができるようになる。
さらに、本発明の請求項４に係るボールねじ装置は、
前記固定部材の固体潤滑複合部材の組成が、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）６０質量％〜８０質量％、銅（Ｃｕ）及びニッケル（Ｎｉ）の少なくともいずれかが０．１質量％〜１．８質量％、黒鉛２〜７質量％、タングステン（Ｗ）２〜２０質量％、残部に鉄（Ｆｅ）を含有することを特徴とする請求項３に記載のボールねじ装置である。
請求項４に係る特定の組成を有する固体潤滑剤を使用することで、潤滑性能が向上する。
さらに、本発明の請求項５に係るボールねじ装置は、
前記転動体表面に固体潤滑膜を施したことを特徴とする請求項３または４に記載のボールねじ装置である。
あらかじめ転動体表面に固体潤滑膜を施すことにより、長期に渡る潤滑性能が維持できことはもちろん、使用初期の潤滑状態も良好なものとすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ナットと固定部材との芯合わせが容易かつ適正に行え、かつ、ねじ軸と防塵部材の芯合わせも容易かつ適正に行うことができるボールねじ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るボールねじ装置の第１の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は１ｂ−１ｂ線に沿う断面図である。
【図２】本発明に係るボールねじ装置の第１の実施形態における固定部材の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の２ｂ−２ｂ線に沿う断面図である。
【図３】本発明に係るボールねじ装置の第２の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は３ｂ−３ｂ線に沿う断面図である。
【図４】本発明に係るボールねじ装置の第２の実施形態における固定部材の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の４ｂ−４ｂ線に沿う断面図である。
【図５】従来のボールねじ装置の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は５ｂ−５ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は固定部材の５ｂ−５ｂ線に沿う断面図である。
【図６】従来のボールねじ装置の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は６ｂ−６ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は固定部材の６ｂ−６ｂ線に沿う断面図である。
【図７】従来のボールねじ装置における問題点を示す図であり、（ａ）は適正な位置合わせがされたボールねじ装置の正面図、（ｂ）は適正な位置合わせがされたボールねじ装置の７ｂ−７ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は不適正な位置合わせがされたボールねじ装置の正面図、（ｄ）は不適正な位置合わせがされたボールねじ装置の７ｄ−７ｄ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係るボールねじ装置の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係るボールねじ装置の第１の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は１ｂ−１ｂ線に沿う断面図である。また、図２は、本発明に係るボールねじ装置の第１の実施形態における固定部材の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の２ｂ−２ｂ線に沿う断面図である。
【００１２】
[ボールねじ装置の構成]
図１に示すように、本実施形態のボールねじ装置１は、軸方向に延びるロッド状のねじ軸１０と、ねじ軸１０が貫通する筒形状のナット２０と、ナット２０の端部に設けられた循環部材３０と、ナット２０に取り付けられた固定部材４０とを有する。固定部材４０の一方の端面４０ａには、転動路内への塵埃の侵入を防ぐ防塵部材６０が取り付けられている。ここで、固定部材４０は、ナット２０の両端面に設けられることが好ましい。本実施形態のボールねじ装置１は、ナット２０の端面側の内部に循環部材３０が設けられる、所謂エンドデフレクタ式ボールねじ装置である。
ねじ軸１０は、その外周面に複数のボールＢが転動する螺旋状の転動溝１１が形成されている。
【００１３】
[ナット]
一方、ナット２０は、ねじ軸１０の外径より大きい内径で筒状に形成されている。ナット２０の内周面には、ねじ軸１０の外周面に形成された転動溝１１に対向するように転動溝２１が形成されている。これら、ねじ軸１０の転動溝１１と、ナット２０の転動溝２１とによって転動路が形成される。
また、ナット２０には、軸方向に貫通する貫通孔２２が形成されている。この貫通孔２２は、この貫通孔２２及び転動路に連通するように循環部材３０に形成された循環溝３１と共に循環路を形成する。このようにして、ボールねじ装置１は、ボールＢが転動路を転走、及び循環路を循環することによって、ボールＢを介して螺合するねじ軸１０とナット２０とが軸方向に相対移動することとなる。
【００１４】
［印ろう部］
ここで、ナット２０の端面には、この端面に取り付けられる固定部材４０のフランジ部４２の外周面４２ａに嵌合する印ろう部２０ｂが形成されている。この印ろう部２０ｂは、ナット２０の端面及び循環部材３０の端面に亘って連続した円環形状をなす。すなわち、本実施形態におけるナット２０の端面にならって、循環部材３０の端面も形成されている。
すなわち、ナット２０の端面及び循環部材３０の端面で形成された印ろう部は、固定部材３０を装着する向きに外縁部が円環状に突出した凹形状に形成される。
【００１５】
[固定部材]
固定部材４０は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、ねじ軸１０の外径よりも大きな内径を有する筒状の本体部４１と、この本体部４１の内周面に沿って端部から径方向内方（ねじ軸１０方向）に直角に連続する円環状のフランジ部４２とから構成されている。なお、固定部材４０は、金属製である場合には本体部４１とフランジ部４２とがプレス成形により、樹脂製である場合には射出成形により一体成形されていることが好ましい。
【００１６】
ここで、フランジ部４２の少なくとも外周面、及びナット２０の印ろう部２０ｂの少なくとも内周面は、ねじ軸１０と同軸（同芯）となるように形成されている。
また、図２（ｂ）に示すように、固定部材４０の本体部４１におけるフランジ部４２が形成された端面と反対側の端面４０ａには、押さえ板５１（図１（ａ），（ｂ）参照）により防塵部材６０を固定するための防塵部材回転止め用ねじ７２を螺合するねじ孔４３が１つ以上形成されている。また、フランジ部４２には、固定部材４０を循環部材３０（又はナット２０）に固定するための固定ねじ７１を螺合するねじ孔４４が１つ以上形成されている。
このような構成をなす固定部材４０は、図１（ｂ）に示すように、端面４０ａがボールねじ装置１の外側に位置するように固定される。すなわち、フランジ部４２をナット２０の端部及び循環部材３０の端部で形成された印ろう部２０ｂに嵌合させて固定ねじ７１で固定される。
【００１７】
[防塵部材]
防塵部材６０は、ねじ軸１０の外周面（転動溝１１を含む）に接するか又は所定の間隔を有して固定部材４０に固定される。具体的には、ねじ孔４３に螺合された防塵部材回転止め用ねじ７２によって押さえ板５１により固定部材４０の一方の端面４０ａに固定される。防塵部材６０の外周の形状は、固定部材４０の内周面の形状に合わせて形成されることが好ましく、円環形状が好ましい。
このように、固定部材４０のフランジ部４２の外周面４２ａが、ナット２０の端面に形成された印ろう部２０ｂに嵌合されることにより、ナット２０と固定部材４０との芯出しを容易かつ適正に行うことができる。
また、固定部材４０の端面４０ａに装着される防塵部材６０も正常に取り付けられることとなり、芯出し不備による問題を未然に防ぐことができる。
【００１８】
（第２の実施形態）
図３は、本発明に係るボールねじ装置の第２の実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は軸方向に沿う断面図である。また、図４は、本発明に係るボールねじ装置の第２の実施形態における固定部材の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の４ｂ−４ｂ線に沿う断面図である。
【００１９】
[ボールねじ装置の構成]
図３に示すように、本実施形態のボールねじ装置１は、軸方向に延びるロッド状のねじ軸１０と、ねじ軸１０が貫通する筒形状のナット２０と、ナット２０の端部に設けられた循環部材３０と、ナット２０に取り付けられた固定部材４０とを有する。固定部材４０には、ねじ軸１０の外周面１０ａに潤滑油を供給する含油部材５０が内蔵され、かつ固定されている。また、固定部材４０の一方の端面には、転動路内への塵埃の侵入を防ぐ防塵部材６０が取り付けられている。ここで、固定部材４０は、ナット２０の両端面に設けられることが好ましい。本実施形態のボールねじ装置１は、ナット２０の端面部の内部に循環部材３０が設けられる、所謂エンドデフレクタ式ボールねじ装置である。
ねじ軸１０は、その外周面１０ａに複数のボールＢが転動する螺旋状の転動溝１１が形成されている。
【００２０】
[ナット]
一方、ナット２０は、ねじ軸１０の外径より大きい内径で筒状に形成されている。ナット２０の内周面には、ねじ軸１０の外周面に形成された転動溝１１に対向するように転動溝２１が形成されている。これら、ねじ軸１０の転動溝１１と、ナット２０の転動溝２１とによって転動路が形成される。
また、ナット２０には、軸方向に貫通する貫通孔２２が形成されている。この貫通孔２２は、この貫通孔２２及び転動路に連通するように循環部材３０に形成された循環溝３１と共に循環路を形成する。このようにして、ボールねじ装置１は、ボールＢが転動路及び循環路を循環することによって、ボールＢを介して螺合するねじ軸１０とナット２０とが軸方向に相対移動することとなる。
【００２１】
[印ろう部］
ここで、ナット２０の端面には、この端面に取り付けられる固定部材４０のフランジ部４２の外周面４２ａに嵌合する印ろう部２０ｂが形成されている。この印ろう部２０ｂは、循環部材３０の端面に設けられた凹部３０ａとともに、ナット２０の端面及び循環部材３０の端面に亘って連続した円環形状をなす。すなわち、本実施形態におけるナット２０と循環部材３０により印ろう部２０ｂを有する端面を形成している。
【００２２】
[固定部材]
固定部材４０は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、筒状の本体部４１と、この本体部４１の内周面に沿って端部から径方向内方（ねじ軸１０方向）に直角に連続する円環状のフランジ部４２とから構成されている。また、判円環形状の含油部材８０、８０その内周に収容している。含油部材８０，８０は止めねじ７３により固定部材４０に固定されている。固定部材４０のフランジ部４２は、ナット２０の印ろう部２０ｂに嵌合するように形成されており、この印ろう部２０ｂに固定部材４０のフランジ部４２の外周面４２ａを嵌合させることにより、ねじ軸１０を基準とした場合に、ナット２０と固定部材４０とがねじ軸１０と同軸となるように形成されている。
【００２３】
また、図３（ｂ）に示すように、固定部材４０の外側の端面には、押さえ板６１を介して防塵部材６０を固定するための防塵部材回転止め用ねじ７２を螺合するねじ孔４３が１つ以上形成されている。また、フランジ部４２には、固定部材４０を循環部材３０（又はナット２０）に固定するための固定ねじ７１を螺合するねじ孔４４が１つ以上形成されている。
このような構成をなす固定部材４０は、図３（ｂ）に示すように、フランジ部４２を、ナット２０の端部及び循環部材３０の端部により形成された印ろう部２０ｂに嵌合させて固定ねじ７１で固定される。
【００２４】
[含油部材と固体潤滑複合部材]
図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、含油部材８０は、固定部材４０の本体部４１に形成されたねじ孔４５に螺合する含油部材回転止め用ねじ７３によって固定部材４０の内部に装着されている。また、含油部材８０は、例えば、潤滑油を吸収保持するリング状に形成された材料から構成されており、ねじ軸１０の表面に潤滑剤を供給して適度な潤滑性を発揮する。なお、含油部材８０は、図４に示すように、間隙部を有して２つ以上に分割されたものであってもよい。
【００２５】
また、前記含油部材８０の代わりに固体潤滑複合部材を用いることで、真空、高温などの油潤滑できない環境や、油分を嫌うようなクリーンルームで使用することができるようになる。さらに固体潤滑複合部材の組成が、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）６０質量％〜８０質量％、銅（Ｃｕ）及びニッケル（Ｎｉ）の少なくともいずれかが０．１質量％〜１．８質量％、黒鉛２〜７質量％、タングステン（Ｗ）２〜２０質量％、残部に鉄（Ｆｅ）を含有していると、固定時に耐えられる強度になり、また円滑に摺動することができるようになる。
【００２６】
さらにまた、転動体であるボールＢの表面に固体潤滑膜を施すことによって、初期潤滑をまかなうと共に固体潤滑膜自身での潤滑効果により、よりボールねじ装置１の耐久性を向上させ、寿命を延命することが可能になる。固体潤滑膜の材料成分は、望ましくは上記固体潤滑複合部材と同材料成分とすることで、より円滑に摺動することに寄与できる。
【００２７】
[防塵部材]
防塵部材６０は、ねじ軸１０の外周面１０ａ（転動溝１１を含む）に接するか又は所定の間隔を有して固定部材４０に固定される。具体的には、ねじ孔４３に螺合された防塵部材回転止め用ねじ７２によって押さえ板５１を介して固定部材４０の外側の端面に固定される。防塵部材６０の形状は、固定部材４０の内周面の形状に合わせて形成されることが好ましく、円環形状が好ましい。
このように、固定部材４０のフランジ部４２の外周面４２ａが、ナット２０の端面と循環部材３０で形成された印ろう部２０ｂに嵌合されることにより、ナット２０と固定部材４０との芯出しを容易かつ適正に行うことができる。
また、固定部材４０の端面に装着される防塵部材６０も正常に取り付けられることとなり、芯出し不備による問題を未然に防ぐことができる。
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、ナットと固定部材との芯出しを容易かつ適正に行うことができるボールねじ装置を提供することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。  
【符号の説明】
【００２９】
１  ボールねじ
１０  ねじ軸
２０  ナット
２０ａ  端部
２１  転動溝
２２  貫通孔
３０  循環部材
４０  固定部材
４０ａ  端面
４１  本体部
４２  フランジ部
４２ａ  外周面
４３  ねじ孔
４４  ねじ孔
４５  ねじ孔
６０  防塵部材
７１  固定ねじ
７２  防塵部材回転止め用ねじ
Ｂ  ボール（転動体）
【図１】
2014156929.tif 000003
【図２】
2014156929.tif 000004
【図３】
2014156929.tif 000005
【図４】
2014156929.tif 000006
【図５】
2014156929.tif 000007
【図６】
2014156929.tif 000008
【図７】
2014156929.tif 000009