(57)【要約】【課題】ねじ軸の回転抵抗を大きくすることなく、ナット内空間に封入された潤滑剤の漏れ、および外部からナット内空間への異物の侵入を防止することができる送りねじを提供する。【解決手段】送りねじは、外周に雄ねじ５が形成されたねじ軸１と、内周に雄ねじ５に直接または間接的に螺合する雌ねじ６が形成された筒状のナット２とを備える。ナット２の内周面に、複数の繊維１７を植毛してなる植毛部１６が形成されている。送りねじは、例えば、雄ねじ５のねじ溝５ａと雌ねじ６のねじ溝６ａとの間に、これらねじ溝５ａ，６ａに沿って転動する複数のボール３が介在するボールねじである。植毛部１６は、ナット２の内周面における全周の範囲に形成されているのが望ましい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に雄ねじが形成されたねじ軸と、内周に前記雄ねじに直接または間接的に螺合する雌ねじが形成された筒状のナットとを備え、
前記ナットの内周面に、複数の繊維を植毛してなる植毛部が形成されていることを特徴とする送りねじ。
【請求項２】
請求項１に記載の送りねじにおいて、前記雄ねじのねじ溝と前記雌ねじのねじ溝との間に、これらねじ溝に沿って転動する複数のボールが介在するボールねじである送りねじ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の送りねじにおいて、前記ナットの内周面における全周の範囲に前記植毛部が形成されている送りねじ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の送りねじにおいて、前記植毛部は、前記ナットの内周面における軸方向の端部に位置する送りねじ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の送りねじにおいて、使用開始前の状態で前記植毛部が潤滑剤を保持している送りねじ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の送りねじにおいて、前記植毛部の前記繊維の先端が前記雄ねじのねじ山に接触する送りねじ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の送りねじにおいて、前記繊維は合成樹脂製である送りねじ。
【請求項８】
請求項７に記載の送りねじにおいて、前記合成樹脂はポリアミドである送りねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のパワーステアリング装置、工作機械等に用いられるボールねじ等の送りねじに関し、特に潤滑剤の保持能力を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
送りねじの一種であるボールねじが、自動車のパワーステアリング装置、工作機械等の様々な技術分野で使用されている。ボールねじは、ねじ軸の外周に形成された雄ねじのねじ溝と、ナットの内周に形成された雌ねじのねじ溝との間に、複数のボールが転動自在に介在する。ねじ軸とナットとの間の間隙部からなるナット内空間には、ねじ軸およびナットの各ねじ溝、並びにボールを潤滑する潤滑剤が封入される。前記ナット内空間からの潤滑剤の漏れ、および外部からナット内空間への異物の侵入を防止するために、ナットの内周の軸方向端にシールを設けることがある（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４９６７８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、ナットの内周にシールを設けると、潤滑剤の漏れおよび異物の侵入を防止することはできるが、シールとねじ軸との摩擦が発生し、ねじ軸の回転抵抗が大きくなる。このため、ねじ軸を回転させるモータのトルクが高くなるという課題がある。
【０００５】
この発明の目的は、ねじ軸の回転抵抗を大きくすることなく、ナット内空間に封入された潤滑剤の漏れ、および外部からナット内空間への異物の侵入を防止することができる送りねじを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の送りねじは、外周に雄ねじが形成されたねじ軸と、内周に前記雄ねじに直接または間接的に螺合する雌ねじが形成された筒状のナットとを備え、前記ナットの内周面に、複数の繊維を植毛してなる植毛部が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によると、筒状のナットの内周面に形成されている植毛部によってねじ軸とナットとの間の間隙部からなるナット内空間が塞がれるため、このナット内空間に封入されている潤滑剤が外部へ漏れることが防止される。詳しくは、ナット内空間における植毛部の近傍に位置する潤滑剤が、植毛部の繊維に捕捉されて安定状態で保持されることで、植毛部がナット内空間と外部とを密封する密封シールとして機能し、潤滑剤の漏れを防止する。また、植毛部が密封シールとして機能することで、外部からナット内空間へのダスト等の異物の侵入することが防止される。
【０００８】
この発明において、送りねじは、前記雄ねじのねじ溝と前記雌ねじのねじ溝との間に、これらねじ溝に沿って転動する複数のボールが介在するボールねじであってもよい。
送りねじがボールねじである場合も、上記と同様の作用および効果が得られる。
【０００９】
この発明において、前記ナットの内周面における全周の範囲に前記植毛部が形成されていると良い。
この場合、ナット内空間からの潤滑剤の漏れおよびナット内空間への異物の侵入を、ナットの内周面における全周にわたって防止することができる。
【００１０】
この発明において、前記植毛部は、前記ナットの内周面における軸方向の端部に位置すると良い。
上記箇所に植毛部が形成されていると、ナット内空間と外部とが、軸方向の端部で植毛部によって遮蔽されるため、ナット内空間に異物が入り込む余地を少なくできる。
【００１１】
この発明において、使用開始前の状態で前記植毛部が潤滑剤を保持していると良い。
この場合、使用開始前の時点でナット内空間と外部との密封性が良いため、使用開始するまでの潤滑剤の漏れおよび異物の侵入を防止できる。また、ナット内空間に封入されている潤滑剤だけでなく、予め植毛部に保持されている潤滑剤も潤滑に活用されるため、送りねじを長時間運転できる。
【００１２】
この発明において、前記植毛部の前記繊維の先端が前記雄ねじのねじ山に接触していてもよい。
植毛部の繊維の先端が雄ねじのねじ山に接触していると、ナット内空間と外部との密封性がより一層高まる。繊維の先端と案内レールとの接触は軽繊維であるため、ねじ軸が回転するときに大きな抵抗とはならない。
【００１３】
この発明において、前記繊維は合成樹脂製、例えばポリアミド製であると良い。
合成樹脂は油による膨潤や溶解等が生じ難く化学的に安定しており、均質な繊維を多量に生産することができ、安価に入手することができるため、植毛に用いるのに適する。中でもポリアミドは、耐衝撃性や耐摩耗性に優れているため、より好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の送りねじは、外周に雄ねじが形成されたねじ軸と、内周に前記雄ねじに直接または間接的に螺合する雌ねじが形成された筒状のナットとを備え、前記ナットの内周面に、複数の繊維を植毛してなる植毛部が形成されているため、ねじ軸の回転抵抗を大きくすることなく、ナット内空間に封入された潤滑剤の漏れ、および外部からナット内空間への異物の侵入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の一実施形態に係る送りねじの正面図である。
【図２】同送りねじの断面図である。
【図３】同送りねじにおけるナットの部分断面図である。
【図４】図２の部分拡大図である。
【図５】図４のＶ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１はこの発明の一実施形態に係る送りねじの正面図、図２は同送りねじの断面図である。この送りねじはボールねじであって、ねじ軸１と、ナット２と、複数のボール３とを備える。
【００１７】
ねじ軸１は、外周に雄ねじ５が形成されている。雄ねじ５のねじ溝５ａは断面形状が略半円形であり、ねじ山５ｂは外径が一定の平坦形状である。ナット２は、内周に雌ねじ６が形成されている。雌ねじ６のねじ溝６ａは断面形状が略半円形であり、ねじ山６ｂは内径が一定の平坦形状である。雄ねじ５のねじ溝５ａと雌ねじ６のねじ溝６ａとで転動路７が構成され、この転動路７にボール３が連なって配置される。これにより、ねじ軸１の雄ねじ５とナット２の雌ねじ６とが、ボール３を介して螺合している。雄ねじ５のねじ山５ｂと雌ねじ６のねじ山６ｂとは、隙間８を介して対向している。
【００１８】
ナット２は、円筒状のナット本体１１と、このナット本体１１に設けられた複数の駒部材１２とからなる。ナット本体１１は、軸方向の中央部に、他の部材と結合するためのフランジ部１１ａを有する。各駒部材１２は、ナット本体１１に形成されたこま窓１３に嵌め込まれている。
【００１９】
ナット２の部分断面図である図３に示すように、駒部材１２には、ナット２のねじ溝６ａにおける隣合う１周分同士を連結する連結溝１４が設けられている。図２に示すように、連結溝１４の深さは、ボール３が、連結溝１４内でねじ軸１の雄ねじ５のねじ山５ｂを越えることができる深さとされている。このように、ねじ溝６ａが連結溝１４によって連結されることで、前記転動路７が１周の連続した周回経路とされている。
上記のように駒部材１２に設けられた連結溝１４によって転動路７を周回経路とする以外に、リターンチューブ、エンドキャップ、ガイドプレート等を用いて転動路７を周回経路としてもよい。
【００２０】
前記転動路７、隙間８、および連結溝１４で、ねじ軸１とナット２との間の間隙部からなるナット内空間１５が構成される。このナット内空間１５には、潤滑油等の潤滑剤が封入される。
【００２１】
図４は図２の部分拡大図、図５は図４のＶ矢視図である。ナット２の内周面には、前記ナット内空間１５と外部とを遮断する植毛部１６が形成されている。植毛部１６は、複数の繊維１７を植毛してなる。図４に示すように、植毛部１６は、ナット２の内周面における軸方向の端部のうちの、雌ねじ６のねじ山６ｂの部分に形成されている。図４に示す端部と反対側の端部にも、植毛部１６が形成されている。また、図５に示すように、ナット２の内周面における全周の範囲に植毛部１６が形成されている。換言すると、雌ねじ６のねじ山６ｂの１周分以上の範囲に植毛部１６が形成されている。
【００２２】
植毛部１６の繊維１７の先端は、ねじ軸１の雄ねじ５のねじ山５ｂに接触していてもよく、接触していなくてもよい。一般的に最も好ましいのは、繊維１７の先端がねじ山５ｂに接触するかしないかの限界の状態である。また、植毛部１６には、使用開始前の状態で予め潤滑剤を保持させておくのが望ましい。
【００２３】
植毛部１６は、短繊維を植毛して形成される。植毛方法としては、静電植毛、静電吹付け植毛等を採用できる。静電植毛は、加工素材に接着剤を塗布し、高電圧電極により静電界を作り、その静電吸引力で短繊維を接着剤に立毛させる技術である。静電植毛の特長は、複雑形状でも容易にかつ均一に加工することができること、金属、プラスチック、紙等の植毛対象物の材質を選ばないこと等が挙げられる。静電吹付け植毛は、静電植毛とほぼ同じ原理であるが、短繊維をエアで接着層に吹き付けることで、短繊維が基材表面に対して傾き、一定の角度で固定される特徴がある。静電吹付け植毛は、静電植毛と比べて植毛密度が低いことから、少量の短繊維で植毛することができる。このため、量産の場合、短繊維の削減と時間短縮によるコスト削減が期待できる。
【００２４】
植毛に用いる短繊維としては、植毛用短繊維として使用可能であれば特に限定されず、例えば、（１）ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテフタレート等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ビニロン等の合成樹脂繊維、（２）カーボン繊維、グラスファイバー等の無機繊維、（３）レーヨン、アセテート等の再生繊維や、綿、絹、麻、羊毛等の天然繊維が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。これらの植毛用繊維のうち合成樹脂繊維は、油による膨潤や溶解等が生じ難く化学的に安定であり、均質な繊維を多量に生産することができ、安価に入手することができるため、植毛に用いるのに適する。中でも、ポリアミド繊維は、耐衝撃性や耐摩耗性に優れているため、より好ましい。
【００２５】
短繊維の形状としては、植毛部の形成箇所において、軸受機能に悪影響を与えるような他部材との干渉がない形状であれば特に限定されない。具体的な形状としては、例えば、長さ０．５〜２．０ｍｍ、太さ０．５〜５０デシテックスのものが好ましく、植毛部の短繊維の密度としては、植毛した面積あたりに繊維の占める割合が１〜３０％が好ましい。短繊維の形状としてストレートやベンド（先端部が曲がった形状）があり、断面形状は円形や多角形状がある。ベンド形状は、ストレート形状と比較して、油を多く保持することができる。多角形状断面の短繊維を利用することで、円形断面の短繊維よりも大きな表面積とすることができ、油の表面張力を大きくすることができる。それぞれの特性に合わせて、短繊維の形状を選定することが好ましい。
【００２６】
接着剤としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等を主成分とする接着剤が挙げられる。例えば、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル‐酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン‐酢酸ビニル共重合体系接着剤等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２７】
上記構成の送りねじの作用を説明する。ナット２の内周をねじ軸１が回転しながら進退する際、雄ねじ５のねじ溝５ａ、雌ねじ６のねじ溝６ａ、および連結溝１４をボール３が転走する。上記ねじ溝５ａ，６ａ、および連結溝１４の各表面、並びにボール３の表面は、ナット内空間１５に封入された潤滑剤によって潤滑される。
【００２８】
ナット内空間１５と外部とが植毛部１６によって塞がれているため、ナット内空間１５の潤滑剤が外部へ漏れることが防止される。詳しくは、ナット内空間１５における植毛部１６の近傍に位置する潤滑剤が、植毛部１６の繊維１７に捕捉されて安定状態で保持されることで、植毛部１６がナット内空間１５と外部とを密封する密封シールとして機能し、潤滑剤の漏れを防止する。また、植毛部１６が密封シールとして機能することで、外部からナット内空間１５へダスト等の異物の侵入することが防止される。
【００２９】
植毛部１６の繊維１７の先端がねじ軸１の雄ねじ５のねじ山５ｂに接触していると、ナット内空間１５の密封性がより一層高まる。繊維１７の先端が雄ねじ５のねじ山５ｂに接触していても、その接触は軽繊維であるため、ねじ軸１が回転するときに大きな抵抗とはならない。繊維１７の先端が雄ねじ５のねじ山５ｂに接触していなくても、ラビリンスシールの効果が得られるので、繊維１７の先端が雄ねじ５のねじ山５ｂに接触している場合よりは劣るものの、ある程度の密封性を確保することができる。繊維１７の先端が雄ねじ５のねじ山５ｂに接触していない場合は、接触している場合よりも、ねじ軸１が回転するときの抵抗が小さくなるという長所がある。
【００３０】
使用開始前の状態で植毛部１６に潤滑剤を保持していると、使用開始前の時点でナット内空間１５の密封性が良いため、使用開始するまでの潤滑剤の漏れおよび異物の侵入を防止できる。また、ナット内空間１５に封入されている潤滑剤だけでなく、予め植毛部１６に保持されている潤滑剤も潤滑に活用されるため、送りねじを長時間運転できる。
【００３１】
この実施形態のように、ナット２の内周面における全周の範囲に植毛部１６が形成されていると、ナット内空間１５からの潤滑剤の漏れおよびナット内空間１５への異物の侵入を、ナット２の内周面における全周にわたって防止することができる。また、ナット２の内周面における軸方向の端部に植毛部１６が形成されていると、ナット内空間１５と外部とが、軸方向の端部で植毛部１６によって遮蔽されるため、ナット内空間１５に異物が入り込む余地を少なくできる。
【００３２】
上記実施形態は、送りねじがボールねじである場合を示すが、この発明は、ボールねじ以外の、ボールを有しない滑りねじ形式の送りねじにも適用できる。
【００３３】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３４】
１…ねじ軸
２…ナット
３…ボール
５…雄ねじ
５ａ…ねじ溝
５ｂ…ねじ山
６…雌ねじ
６ａ…ねじ溝
６ｂ…ねじ山
１６…植毛部
１７…繊維
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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