(57)【要約】【課題】駒部材のナットへの固定強度を増し、信頼性を向上させた駒式ボールねじを提供する。【解決手段】頭部５ｄは、両側（ナット３の周方向両側）に他の部分よりも外径面が凹む凹み部５ｅが形成され、これら凹み部５ｅから外径側へ立ち上がり、円弧状周面を有する一対のガイド壁５ｆ、５ｆが対向して配置されている。ガイド壁５ｆ、５ｆの外側面は、駒窓６の形状（円孔）に対応するようにＲ形状となっている。また、本実施例においては、ガイド壁５ｆ、５ｆの内側面は、前記駒部材の軸周りにＲ状に広がるようなＲ形状をしている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、
このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、
対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、
前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、
該駒部材に、前記ナットの円周方向の両側縁に、外径側に立ち上がる一対のガイド壁が形成され、該ガイド壁を前記駒窓にかしめ固定する駒式ボールねじにおいて、
前記各ガイド壁の内側面のそれぞれ２箇所を押圧するようにかしめ変形させて前記駒部材を前記ナットに固定させることを特徴とする駒式ボールねじ。
【請求項２】
前記ガイド壁の内側面がＲ形状となっている請求項１に記載の駒式ボールねじ。
【請求項３】
前記ガイド壁をかしめ変形させるかしめポンチの前記ガイド壁に当接する部分が、フラット形状となっている請求項１又は２に記載の駒式ボールねじ。
【請求項４】
前記ガイド壁をかしめ変形させるかしめポンチの前記ガイド壁に当接する部分が、前記ガイド壁内側面のＲ寸法より大きなＲ形状となっている請求項２に記載の駒式ボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電加工機やタッピングセンター等の各種工作機械、あるいは自動車の電動パワーステアリングやアクチュエータ等に使用されるボールねじに関し、特に、ボール循環部品である駒部材を使用した駒式ボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成された転動路に収容された多数のボールと、転動路を周回経路とする循環機構とを備え、例えば、ナットを回転運動させることでねじ軸を直線運動させる運動変換機構として使用されている。
【０００３】
一般的にボールねじは、ボールの循環機構が異なる種々の形式のものがあり、その一つに駒式と呼ばれるものがある。この駒式ボールねじは、ねじ溝の連結路を有し、転動路を周回経路とする循環用の駒部材がナットに装着されているもので、構成が比較的簡素で、かつコンパクトに構成できる利点がある。
【０００４】
この駒部材は、ボールをねじ軸とナットの対向するねじ溝内で循環させるための重要部品であり、駒部材の破損やナットからの脱落については、アクチュエータの機能上致命的な欠陥となるため、十分な対策が求められる。
【０００５】
特許文献１には、このような対策を施した駒部材のナットへの固定方法が示されている。この例では、ナットのねじ溝同士を連結する連結溝を有する駒部材に、ナットのねじ溝に係合してこの駒部材をナットに対して軸方向に位置決めするアームを設けている。そして、駒部材は、ナット内径側からナットに穿設された駒窓に挿入され、駒部材に設けられたアームがボール循環に使用されないナットのねじ溝面に当接してナットねじ溝に対して位置決めされ、駒部材の外径側に形成されたガイド壁をかしめることによりナットに固定される。
【０００６】
この構造によれば、駒部材は内径側からナットに挿入されて、アームによりナットに対して軸方向に位置決めされると共に、駒部材の外径側に形成されたガイド壁をナットに成型された駒窓の対向する一対の内径面にかしめ固定されるため、駒部材はナットに強固に固定される。なお、従来のガイド壁は、外側面がＲ形状をしており、内側面がフラットな形状をしている。そして、このフラットな内側面全体を外側に押圧するようにしてかしめる。
【特許文献１】特開２００１−２８９３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
かしめ、即ち塑性変形により駒部材をナットに固定する場合、駒部材は、塑性変形に耐えうる延性を確保する必要がある。その一方で、駒部材はボールを循環させる重要部品であり、ボール循環による変形や摩耗に対して十分な機械的強度を持つことが要求される。したがって、駒部材をかしめ固定する場合であっても、ある程度、駒部材の延性を犠牲にして材料強度を上げる必要がある。
【０００８】
そして、材料強度を上げるために駒部材の硬度を上昇させた場合、駒部材のかしめ部の塑性変形後には、ある程度のスプリングバックが発生することが回避不能であり、駒部材がナットに形成された駒窓の中でガタ付を発生することになる。特に、従来のようにガイド壁の内側面がフラットな形状をしており、そのフラット面全体を外側に押圧するようにかしめた場合には、このスプリングバックの発生が顕著である。そして、こうして発生した駒部材のガタ付は、アクチュエータの振動や異音の原因となったり、ボール循環による駒部材の循環溝変形や摩耗を助長して、最終的にはアクチュエータの作動不良に陥る原因となりうる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、駒部材のナットへの固定強度を増し、信頼性を向上させた駒式ボールねじを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
係る目的を達成すべく、本発明は、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、該駒部材に、前記ナットの円周方向の両側縁に、外径側に立ち上がる一対のガイド壁が形成され、該ガイド壁を前記駒窓にかしめ固定する駒式ボールねじにおいて、前記各ガイド壁の内側面のそれぞれ２箇所を押圧するようにかしめ変形させて前記駒部材を前記ナットに固定させる構成を採用した。
【００１１】
このように、各ガイド壁の内側面のそれぞれ２箇所を押圧するようにかしめ変形させるので、かしめ加工するガイド壁の断面積が減少し、従来のようにガイド壁全体をかしめるのとは異なり、より小さい部分を塑性変形させるだけでかしめ固定することができる。その結果、かしめによる塑性変形後のスプリングバック量が小さくなり、駒部材のかしめ後のガタ付が小さくなる。
【００１２】
また、本発明は、前記ガイド壁の内側面がＲ形状となっている構成とすることもできる。このように、ガイド壁の内側面をＲ形状としたので、各ガイド壁の内側面のそれぞれ２箇所を押圧することができ、かしめによる塑性変形後のスプリングバック量が小さくなり、駒部材のかしめ後のガタ付は小さくなる。
【００１３】
また、本発明は、前記ガイド壁をかしめ変形させるかしめポンチの前記ガイド壁に当接する部分が、フラット形状となっている構成とすることもできるので、各ガイド壁の内側面のそれぞれ２箇所を押圧することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記ガイド壁をかしめ変形させるかしめポンチの前記ガイド壁に当接する部分が、前記ガイド壁内側面のＲ寸法より大きなＲ形状となっている構成とすることもできるので、各ガイド壁の内側面のそれぞれ２箇所を押圧することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る駒式ボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、該駒部材に、前記ナットの円周方向の両側縁に、外径側に立ち上がる一対のガイド壁が形成され、該ガイド壁を前記駒窓にかしめ固定する駒式ボールねじにおいて、前記各ガイド壁の内側面のそれぞれ２箇所を押圧するようにかしめ変形させて前記駒部材を前記ナットに固定させる構成を採用したので、各ガイド壁の内側面のそれぞれ２箇所を押圧することができ、駒部材のナットへの固定強度を増し、信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、該駒部材に、前記ナットの円周方向の両側縁に、外径側に立ち上がる一対のガイド壁が形成され、該ガイド壁を前記駒窓にかしめ固定する駒式ボールねじにおいて、前記各ガイド壁の内側面のそれぞれ２箇所を押圧するようにかしめ変形させて前記駒部材を前記ナットに固定させる。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る駒式ボールねじの一実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。図２は、本発明に係る駒部材の斜視図である。図３は、本発明に係る駒部材を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。
【００１８】
この駒式ボールねじ１は、外周面に螺旋状のねじ溝２ａが形成されたねじ軸２と、このねじ軸２に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝３ａが形成されたナット３と、対向する両ねじ溝２ａ、３ａにより形成された転動路に収容された多数のボール４と、これらボール４の循環用部材となる駒部材５とを備えている。
【００１９】
ねじ軸２とナット３の各ねじ溝２ａ、３ａの断面形状は、サーキュラアーク形状であってもゴシックアーク形状であっても良いが、ここではボール４との接触角が大きくとれ、アキシアルすきまが小さく設定できるゴシックアーク形状に形成されている。これにより、軸方向荷重に対する剛性が高くなり、かつ振動の発生を抑制することができる。
【００２０】
円筒状のナット３の胴部には、内外の周面に貫通してねじ溝３ａの一部を切欠く断面略円形の駒窓６が穿設されている。この駒窓６には、ボール４の循環用部材となる駒部材５が嵌合されている。なお、駒窓は必ずしも円形である必要はなく、例えば、小判状であっても良い。
【００２１】
駒部材５の内方には、ねじ溝３ａの隣合う１周分同士を連結する連結溝５ａが形成されている。これにより、連結溝５ａとねじ溝３ａの略１周の部分とでボール４が周回できるようになっている。つまり、対向する両ねじ溝２ａ、３ａにより形成された転動路が周回経路となる。転動路内の内外のねじ溝２ａ、３ａ間に介在された多数のボール４は、ねじ溝２ａ、３ａに沿って転動し、そして、駒部材５の連結溝５ａに案内され、ねじ軸２のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝３ａに戻り、再びねじ溝２ａ、３ａに沿って転動する。
【００２２】
駒部材５の連結溝５ａは、ナット３の隣接するねじ溝３ａ、３ａ間を滑らかに接続するようにＳ字状に湾曲して形成され、ねじ溝３ａに滑らかに接続されている。また、連結溝５ａの深さは、ボール４が連結溝５ａ内でねじ軸２におけるねじ溝２ａのねじ山を越えることができる深さとされている。
【００２３】
駒部材５の軸方向の両端には、互いに円周方向逆向きに一対のアーム５ｂ、５ｂが突設されている。これらアーム５ｂ、５ｂは断面が略円形に形成され、ナット３のねじ溝３ａに所定の径方向すきまを介して係合され、駒部材５の位置決めと、駒部材５が駒窓６から径方向外方に抜け出すのを防止するために設けられている。ここで、ねじ溝３ａにおけるアーム５ｂ、５ｂが係合した部分は非ボール循環部となる。
【００２４】
また、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、駒部材５は、アーム５ｂ、５ｂが突設された胴部５ｃと、この胴部５ｃから外径側（ナット３の径方向外方側）に延びる頭部５ｄからなる。胴部５ｃは、ナット３の駒窓６の形状（円孔）に対応するように断面が略円形に形成されて駒窓６に嵌合される。
【００２５】
頭部５ｄは、両側（ナット３の周方向両側）に他の部分よりも外径面が凹む凹み部５ｅが形成され、これら凹み部５ｅから外径側へ立ち上がり、円弧状周面を有する一対のガイド壁５ｆ、５ｆが対向して配置されている。ガイド壁５ｆ、５ｆの外側面は、駒窓６の形状（円孔）に対応するようにＲ形状となっている。また、本実施例においては、ガイド壁５ｆ、５ｆの内側面は、前記駒部材の軸周りにＲ状に広がるようなＲ形状をしている。そして、その内側面のＲ形状部は、その外側面よりも小さなＲ形状をしており、ガイド壁５ｆ、５ｆの肉厚が略同一となっている。なお、ガイド壁５ｆの形状はこれに限定されるものではなく、また、このＲ形状のＲ寸法も、これに限定されるものではなく、様々に設計できる。
【００２６】
次に、駒部材５の固定方法について説明する。
図４は、本発明に係る駒部材の固定方法を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。図５は、駒部材の固定時の詳細を示す部分拡大図である。
【００２７】
駒部材５を固定する際には、まず、ナット３の駒窓６に駒部材５をナット３の内径面側から嵌め込む。次に、ナット３のねじ溝３ａにアーム５ｂ、５ｂを係合する。この状態で、ナット３内にコア（図示せず）を入れ、外径側からかしめポンチ１０を押し込む。かしめポンチ１０は、その先端にテーパ状の加圧面１０ａを有しており、駒部材５の一対のガイド壁５ｆ、５ｆは、その先端が外側へ斜めに折れ曲がるように加締られ、ナット３に係合状態になる。
【００２８】
ここで、かしめポンチ１０の加工面１０ａは、最初、図５に示すように、ガイド壁５ｆ、５ｆの内側面の端部５ｇ、５ｇに点接触する。この状態で、かしめポンチ１０を下方に押し込むと、ガイド壁５ｆ、５ｆは、端部５ｇ、５ｇを基点として、図４（ｂ）の矢印で示したように、四方に向かって塑性変形をする。このように、ガイド壁５ｆ、５ｆの内側面をＲ形状としたので、かしめ加工するガイド壁５ｆ、５ｆの断面積が減少し、より小さい部分を塑性変形させるだけでかしめ固定することができる。その結果、かしめによる塑性変形後のスプリングバック量が小さくなり、駒部材５のかしめ後のガタ付は小さくなる。
【００２９】
なお、この例のかしめポンチの加工面１０ａは、テーパ状をしているが、その加工面をガイド壁５ｆ、５ｆに対向するようにフラット形状にすることもできる。また、かしめポンチの加工面１０ａをガイド壁５ｆ、５ｆの内側面のＲ寸法より大きいＲ寸法とすることもできる。いずれにせよ、かしめポンチの加工面１０ａが、最初、ガイド壁５ｆ、５ｆの内側面の端部５ｇ、５ｇに点接触するようになっていれば、かしめポンチ１０を下方に押し込んだ際に、ガイド壁５ｆ、５ｆは、端部５ｇ、５ｇを基点として、図４（ｂ）の矢印で示したように、四方に向かって塑性変形をする。そうすることで、駒部材５は安定してナット３に固定されることとなる。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る駒式ボールねじは、自動車の電動アクチュエータ等に使用される駒式ボールねじに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る駒式ボールねじの一実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図２】本発明に係る駒部材の斜視図である。
【図３】本発明に係る駒部材を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。
【図４】本発明に係る駒部材の固定方法を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。
【図５】駒部材の固定時の詳細を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・・・・・・・・駒式ボールねじ
２・・・・・・・・・・ねじ軸
２ａ、３ａ・・・・・・ねじ溝
３・・・・・・・・・・ナット
４・・・・・・・・・・ボール
５・・・・・・・・・・駒部材
５ａ・・・・・・・・・連結溝
５ｂ・・・・・・・・・アーム
５ｃ・・・・・・・・・胴部
５ｄ・・・・・・・・・頭部
５ｅ・・・・・・・・・凹み部
５ｆ・・・・・・・・・ガイド壁
５ｇ・・・・・・・・・端部
６・・・・・・・・・・駒窓
１０・・・・・・・・・かしめポンチ
１０ａ・・・・・・・・加工面
【図１】
2008057597.tif 000003
【図２】
2008057597.tif 000004
【図３】
2008057597.tif 000005
【図４】
2008057597.tif 000006
【図５】
2008057597.tif 000007