(57)【要約】【課題】付加部品を取り付けたときの変形などを回避できると共に製造コストが安価なボールねじ装置およびその製造方法の提供。【解決手段】ねじ軸10が貫通するナット20の端面に付加部品40を備えたボールねじ装置100の製造方法であって、前記ナット20の端面と、当該ナット20端面に接する前記付加部品40にそれぞれ対になるようにその軸方向に沿ってピン用孔20b,40cを穿孔した後、当該ピン用孔20b,40cにスプリングピンＰを嵌入して前記ナット20の端面に前記付加部品を固定する。これによって、ナット20の外径方向に荷重が掛からなくなり、外径の局部膨らみなどのナット変形や歪みなどを回避することができると共に、高度な加工が不要となるため、製造コストも安価となる。【選択図】    図１
2008175317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸が貫通するナットの端面に付加部品を備えたボールねじ装置であって、
前記付加部品は、前記ナット端面にその軸方向に沿って穿孔されたナット側ピン用孔と、前記ナット端面に接する部分にその軸方向に沿って穿孔された付加部品側ピン用孔とに嵌入されるスプリングピンによって前記ナットの端面に固定されていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のボールねじ装置において、
前記付加部品は、前記ねじ軸を貫通する環状をした芯出し用インロー部であることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のボールねじ装置において、
前記ナット側ピン用孔または付加部品側ピン用孔のいずれか一方、あるいは両方のピン用孔の座面部に、前記スプリングピンの外径よりも大きい大径部を有することを特徴とするボールねじ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のボールねじ装置において、
前記ナット側ピン用孔と付加部品側ピン用孔の位置が、前記ねじ軸の中心に対し同心にオフセットしていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項５】
ねじ軸が貫通するナットの端面に付加部品を備えたボールねじ装置の製造方法であって、
前記ナットの端面と、当該ナット端面に接する前記付加部品の部分にそれぞれ対になるようにその軸方向に沿ってピン用孔を穿孔した後、当該ピン用孔間にスプリングピンを嵌入して前記ナットの端面に前記付加部品を固定することを特徴とするボールねじ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばステアリング装置や重量物移動用装置、加工用機械、精密位置決め装置などの機械要素として不可欠なボールねじ装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
係る従来のボールねじ装置は、例えば図７に示すように、表面に螺旋状のねじ溝１１が形成されたねじ軸１０をナット２０に挿通し、そのねじ溝１１を転動循環する複数のボール３０，３０、…によってナット２０とねじ軸１０相互の相対移動をスムーズにするものであるが、運転中などにそ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１１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。
【０００３】
そのため、従来のボールねじ装置は例えば以下の特許文献１などに示すように、そのナットの端部に、合成樹脂製のリングシールユニットなどの付加部品が取り付けられるようになっており、このリングシールユニットなどによってそのナット端部とねじ軸との隙間をシールしてその隙間からの異物の侵入を防ぐようにしている。
一方、このナット２０の端部には、このようなリングシールユニットなどの他、例えば図７〜図１０に示すような芯出し用のインロー部などの付加部品４０も適宜、着脱自在に取り付けられるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−３３６５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このナット２０の端部にリングシールユニットや芯出し用インロー部などの付加部品４０を取り付けるには、例えば、図７および図８に示すようにそのナット２０の端面にタップ孔２１，２１を形成し、このタップ孔２１，２１に付加部品（芯出し用インロー部）４０をそれぞれねじ４１，４１によって固定する方法などが一般的となっている。
【０００５】
さらに他の方法としては、例えば図９および図１０に示すようにそのナット２０の内径の一部分に窪み溝２２，２２を形成し、この窪み溝２２，２２に嵌合するようにピン４２，４２をその付加部品（芯出し用インロー部）４０側から突き出させる止め輪５０，５０によって固定する方法も実用化されている。
しかしながら、図７および図８に示すような方法では、ナット２０の端面にタップ孔２１，２１を形成する必要があるため、加工コストが高くなるといった問題点がある。また、このタップ孔２１，２１を形成するに際しては、付加部品４０側に形成されるねじ穴４３，４３に対して正確に位置決めしなければならず、その加工も容易ではないといった問題もある。
【０００６】
一方、図９および図１０に示すような方法では、ナット２０の内径側からピン４２，４２を径方向外方に突き出させる力が作用するため、その力によってナット２０の外径が局部的に膨らんでその形状が歪んでしまうといった問題を抱えている。
また、ナット２０の内径の窪み溝２２，２２を形成するためにその内径部に局部座刳り加工などを施さなければならず、加工コストがさらに高くなるといった問題もある。
そこで、本発明は前記のような問題点を解決するために案出されたものであり、その主な目的は、係る不都合を確実に解消できる新規なボールねじ装置およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために請求項１の発明は、
ねじ軸が貫通するナットの端面に付加部品を備えたボールねじ装置であって、前記付加部品は、前記ナット端面にその軸方向に沿って穿孔されたナット側ピン用孔と、前記ナット端面に接する部分にその軸方向に沿って穿孔された付加部品側ピン用孔とに嵌入されるスプリングピンによって前記ナットの端面に固定されていることを特徴とするボールねじ装置である。
【０００８】
また、請求項２の発明は、
請求項１に記載のボールねじ装置において、前記付加部品は、前記ねじ軸を貫通する環状をした芯出し用インロー部であることを特徴とするボールねじ装置である。
また、請求項３の発明は、
請求項１または２に記載のボールねじ装置において、前記ナット側ピン用孔または付加部品側ピン用孔のいずれか一方、あるいは両方のピン用孔の座面部に、前記スプリングピンの外径よりも大径な大径部を有することを特徴とするボールねじ装置である。
【０００９】
また、請求項４の発明は、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のボールねじ装置において、前記ナット側ピン用孔と付加部品側ピン用孔の位置が、前記ねじ軸の中心に対し同心にオフセットしていることを特徴とするボールねじ装置である。
また、請求項５の発明は、
ねじ軸が貫通するナットの端面に付加部品を備えたボールねじ装置の製造方法であって、前記ナットの端面と、当該ナット端面に接する前記付加部品の部分にそれぞれ対になるようにその軸方向に沿ってピン用孔を穿孔した後、当該ピン用孔間にスプリングピンを嵌入して前記ナットの端面に前記付加部品を固定することを特徴とするボールねじ装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１および２の発明によれば、ナットの端面にスプリングピンによって芯出し用インロー部などの付加部品を固定したため、ナットの外径方向に荷重が掛からなくなり、その結果、外径の局部膨らみなどのナット変形や歪みなどを確実に回避することができる。
また、ナット内径部の局部座刳り加工などといった高度な加工をする必要がなくなるため、その製造コストも安価となる。
【００１１】
さらに、変形自在なスプリングピンによって芯出し用インロー部などの付加部品を固定したため、ナット側ピン用孔と付加部品側ピン用孔との位置が多少ずれていてもその付加部品を確実にナット端面に固定することができる。むしろ、ナット側ピン用孔と付加部品側ピン用孔との位置が多少ずれていたほうが、スプリングピンによるスプリング効果によってより強固にその付加部品をナット端面に固定することが可能となる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、前記ナット側ピン用孔または付加部品側ピン用孔のいずれか一方、あるいは両方のピン用孔の座面部に、前記スプリングピンの外径よりも大径な大径部が形成されているため、ナット側ピン用孔と付加部品側ピン用孔との位置が多少ずれていてもそのずれを許容できると共に、そのピン用孔の座面部で発生するスプリングピンに対する剪断荷重を緩和させることができる。
【００１３】
また、請求項４の発明のようにナット側ピン用孔と付加部品側ピン用孔との位置をわざとずらして（オフセット）形成した場合におけるオフセット干渉による剪断荷重を緩和させることができる。
また、請求項４の発明によれば、前記ナット側ピン用孔と付加部品側ピン用孔の位置を、前記ねじ軸の中心に対し同心にオフセットさせたため、その間に嵌入されるスプリングピンが弾性変形して接触面にかかる単位面積当たりの荷重が増加し、これよってより強固にその付加部品をナット端面に固定することができる。
また、請求項５の発明によれば、請求項１などに示すような顕著な効果を発揮できる新規なボールねじ装置を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明に係るボールねじ装置１００の実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１および図２は、本発明に係るボールねじ装置１００の実施の一形態を示したものである。
図示するようにこのボールねじ装置１００は、表面に複数のボール（鋼球）３０，３０…が転動する螺旋状のねじ溝１１が形成されたロッド状のねじ軸１０と、このねじ軸１０が螺合して貫通するナット２０と、このナット２０の両端面にそれぞれ固定される付加部品（本実施の形態にあっては、芯出し用インロー部）４０，４０とから主に構成されている。
【００１５】
この付加部品４０は、図１および図２に示すようにナット２０に螺合するねじ軸１０を貫通するリング本体４０ａの外縁部にこれよりその軸方向に伸びる円筒体４０ｂを一体的に備えると共に、そのリング本体４０ａ側にこれを貫通するように上下一対の付加部品側ピン用孔４０ｃ、４０ｃが穿孔された構造となっている。
そして、このリング本体４０ａが、ナット２０の端面内周側に予め形成された円環状の嵌合溝２０ａ内に嵌め込まれてその部分に取り付けられると共に、この嵌合溝２０ａ内にその軸方向に沿って予め穿孔された上下一対のナット側ピン用孔２０ｂ、２０ｂと、このリング本体４０ａ側に穿孔された付加部品側ピン用孔４０ｃ、４０ｃ間にそれぞれ一対のスプリングピンＰ，Ｐを嵌入してナット２０の端面にこの付加部品４０が一体的に固定されるようになっている。
【００１６】
ここで、この付加部品４０をナット２０の端面に固定するためのスプリングピンＰとしては、少なくともその半径方向にばね作用（弾性変形能）が生じる簡易型ノックピン（打ち込みピン）であれば特に限定されるものでなく、例えばＪＩＳ−Ｂ−２８０８などに規格されているような、適度な強度と弾性を有する金属板を円筒状に丸め加工してなる公知のものをそのまま適用することができる。
【００１７】
すなわち、このスプリングピンＰを構成する金属板としては、例えば炭素鋼やシリコンマンガン鋼、オーステナイト系ステンレス鋼およびマルテンサイト系ステンレス鋼などを用いることができ、また、その形状も金属板の突き合わせ端面にその長手方向に沿って隙間を有する溝付きスプリングピンや、金属板を突き合わせ端面を重ね合わせた二重巻きスプリングピンなどのいずれであっても良い。さらに、ピン端部の形状も特に限定されるものではないが、各ピン用孔２０ｂ、４０ｃへの嵌入などを容易にするために、後述する図３〜図６に示すような両面取り（Ｗ型）や片面取り（Ｖ型）を施したものを用いることが望ましい。
【００１８】
一方、このようなスプリングピンＰを嵌入（挿入）する各ピン用孔２０ｂ、４０ｃのサイズ（特に直径）としては、適度な締め代（interference）を形成すべく少なくともスプリングピンＰの呼び径ｄ１よりも小さいものである必要があり、具体的にはＪＩＳに規定する寸法公差Ｈ１２に適合していることが望ましい。
そして、このような構成をした本発明のボールねじ装置１００にあっては、弾性変形が可能なスプリングピンＰ、Ｐによってナット２０の端面にその軸方向に沿って付加部品４０を固定したため、ナット２０の外径方向に荷重が掛からなくなり、従来方法のようなナット２０の外径の局部膨らみなどの変形や歪みなどを回避することができる。
また、従来方法のようなナット２０内径部の局部座刳り加工などといった高度な加工をする必要がなくなるため、その製造コストも安価となる。
【００１９】
さらに、弾性変形自在なスプリングピンＰによって付加部品４０を固定したため、ナット側ピン用孔２０ｂと付加部品側ピン用孔４０ｃとの位置が多少ずれていてもそのずれをスプリングピンＰの弾性変形によって許容し、これによって付加部品４０を確実にナット端面に固定することができる。むしろ、ナット側ピン用孔２０ｂと付加部品側ピン用孔４０ｃとの位置が多少ずれていたほうが、スプリングピンＰによるスプリング効果によってより確実にその付加部品４０をナット２０の端面に固定することが可能となる。
なお、本実施の形態では、付加部品４０として芯出し用インロー部を用いた例で示したが、特許文献１などに示すような公知のリングシールユニットなどであっても同様な作用・効果を発揮できることは勿論である。
【００２０】
次に、図３〜図５は、本発明の他の実施の形態を示したものである。
図示するように、本実施の形態はこのようなナット２０側および付加部品４０側にそれぞれ穿孔されたナット側ピン用孔２０ｂまたは付加部品側ピン用孔４０ｃのいずれか一方、あるいは両方のピン用孔２０ｂ、４０ｃの座面部（内周縁部）に、スプリングピンＰの外径よりも大径な大径部Ｄを形成したものである。
【００２１】
すなわち、図３〜図５は図１中Ｙ部を示す部分拡大図であり、図３は付加部品４０側のピン用孔４０ｃの座面部にのみスプリングピンＰの外径よりも大径な大径部Ｄを、また、図４はナット２０側のピン用孔２０ｂの座面部にのみスプリングピンＰの外径よりも大径な大径部Ｄを、また、図５は付加部品４０側のピン用孔４０ｃの座面部とナット２０側のピン用孔２０ｂの座面部の両方にそれぞれスプリングピンＰの外径よりも大径な大径部Ｄ、Ｄを形成したものである。
【００２２】
そして、このように各ピン用孔２０ｂ、４０ｃの座面部の一方あるいは両方にスプリングピンＰの外径よりも大径な大径部Ｄを形成すれば、ナット側ピン用孔２０ｂと付加部品側ピン用孔４０ｃとの位置が多少ずれていても両部材が密着した状態で連結・固定できると共に、そのピン用孔２０ｂ、４０ｃの座面部（境界部）で発生するスプリングピンＰに対する剪断荷重を緩和させることができる。
【００２３】
また、このように各ピン用孔２０ｂ、４０ｃの座面部の一方あるいは両方にスプリングピンＰの外径よりも大径な大径部Ｄを形成すれば、図６に示すようにナット側ピン用孔２０ｂと付加部品側ピン用孔４０ｃとの位置を積極的にずらして（オフセット）形成することが可能となる。
すなわち、ナット側ピン用孔２０ｂと付加部品側ピン用孔４０ｃとをオフセットして形成すれば、両方のピン用孔２０ｂ、４０ｃ間に嵌入されるスプリングピンＰが大きく弾性変形し、接触面にかかる単位面積当たりの荷重を増加するため、付加部品４０をナット２０の端面により強固に固定することができる。
【００２４】
なお、この大径部Ｄの大きさ（径×長さ）は特に限定されるものではないが、図６に示すようにナット側ピン用孔２０ｂと付加部品側ピン用孔４０ｃとの位置をオフセットした場合にその外径が少なくとも他方のピン用孔（２０ｂ）の開口端の全体をカバーする程度の大きさにすることが望ましく、また、その長さはこの大径部Ｄが形成された側のピン用孔（４０ｃ）に嵌入したスプリングピンＰが簡単に外れたりしないように、そのピン用孔（４０ｃ）の長さの半分以下に抑えることが望ましい。
【００２５】
また、そのオフセット量も特に限定されるものではないが、例えばＪＩＳに規定する寸法公差Ｈ１２の５０〜１００％程度が望ましい。
そして、このような構成をした本発明のボールねじ装置１００の具体的な製造方法としては、例えば図１に示すようにナット２０端面の嵌合溝２０ａ内に、付加部品４０のリング本体４０ａ側に嵌め込んだ後、ドリルによってこの付加部品４０のリング本体４０ａ側からナット２０側に向かって穿孔し、その軸方向に沿ってそれぞれのナット側ピン用孔２０ｂと付加部品側ピン用孔４０ｃとが対になるように同時に形成した後、そのままの状態でその付加部品側ピン用孔４０ｃからスプリングピンＰを嵌入することで、極めて容易にそのナット２０の端面にその付加部品４０を固定することができる。
【００２６】
なお、図６に示すようにナット側ピン用孔２０ｂと付加部品側ピン用孔４０ｃとの位置をオフセットして形成したり、各ピン用孔２０ｂ、４０ｃの座面部の一方あるいは両方にスプリングピンＰの外径よりも大径な大径部Ｄを形成する場合には、それぞれのピン用孔２０ｂ、４０ｃを別個に独立して穿孔するようになることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るボールねじ装置の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】ナット端面に固定される付加部品の一例を示す軸方向正面図である。
【図３】図１中Ｙ部を示す部分拡大図である。
【図４】図１中Ｙ部を示す部分拡大図である。
【図５】図１中Ｙ部を示す部分拡大図である。
【図６】図１中Ｙ部であって、ナット側ピン用孔と付加部品側ピン用孔との位置をオフセットさせたときの結合状態を示す部分拡大図である。
【図７】従来のボールねじ装置の一例を示す断面図である。
【図８】ナット端面に固定される付加部品の一例を示す軸方向正面図である。
【図９】従来のボールねじ装置の一例を示す断面図である。
【図１０】ナット端面に固定される付加部品の一例を示す軸方向正面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１００…ボールねじ装置
１０…ねじ軸
１１…ねじ溝
２０…ナット
２０ａ…嵌合溝
２０ｂ…ナット側ピン用孔
３０…ボール
４０…付加部品
４０ａ…リング体
４０ｂ…円筒体
４０ｃ…付加部品側ピン用孔
Ｄ…大径部
Ｐ…スプリングピン
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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