(57)【要約】【課題】組立時やメンテナンス時にナットの外部から潤滑剤を供給し、安定した潤滑ができる信頼性の高い駒式ボールねじを提供する。【解決手段】ナット３の駒窓６の外径側の開口部に、この駒窓６よりも大径の係合部１１が形成されると共に、駒部材５が焼結合金からＭＩＭによって成形され、この駒部材５の外径側の外周部の複数箇所を一部潰して係合部１１に密着する状態まで塑性変形させて形成した加締部１０によってナット３に固定され、当該駒部材５に内外の周面に貫通する給油孔１２が形成されている。これにより、組立時やメンテナンス時にナット３の外部から潤滑剤を供給し、安定した潤滑ができる信頼性の高い駒式ボールねじを提供することができる。【選択図】図１
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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、
対向する前記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、内周に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、を備えた駒式ボールねじにおいて、
前記駒部材に内外の周面に貫通する給油孔が形成されていることを特徴とする駒式ボールねじ。
【請求項２】
前記駒部材の給油孔の開口部に閉塞部材が装着されている請求項１に記載の駒式ボールねじ。
【請求項３】
前記駒部材の両側に断面が円形の丸棒状に形成されたアームが突設され、前記ナットのねじ溝に係合されると共に、前記ナットの駒窓の外径側の開口部に、この駒窓よりも大径の係合部が形成され、前記駒部材の外径側の外周部の複数箇所を一部潰して前記係合部に密着する状態まで塑性変形させて形成した加締部によって当該駒部材が前記ナットに固定されている請求項１または２に記載の駒式ボールねじ。
【請求項４】
前記駒部材がＭＩＭによって成形された焼結金属で形成されている請求項１乃至３いずれか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に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】
このような駒式ボールねじの代表的な一例を図５に示す。この駒式ボールねじ５１は、外周面に螺旋状のねじ溝５２ａが形成されたねじ軸５２と、このねじ軸５２に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝５３ａが形成されたナット５３と、対向する両ねじ溝５２ａ、５３ａにより形成された転動路に収容された多数のボール５４と、これらボール５４の循環用部材となる駒部材５５とを備えている。
【０００５】
円筒状のナット５３の胴部には軸方向に長い長円形の貫通孔５６が設けられ、この貫通孔５６には、ボール循環溝５５ａを有する駒部材５５が嵌着されている。駒部材５５は、ねじ溝５３ａで形成された螺旋状の転動路を転動しつつ移動するボール５４を導いて循環させる部材である。ボール循環溝５５ａは、ほぼＳ字状に湾曲しており、ボール循環溝５５ａに沿って進んだボール５４がねじ軸５２の外面（ランド部）５２ｂを乗り越えて隣のボール転動路に入り、元に戻る循環を繰り返すようになっている。
【０００６】
駒部材５５の取付構造は、ナット５３の貫通孔５６の周縁に位置決め用の平らな座面５７を設けて、駒部材５５にもその座面５７と係合する当たり面５５ｂが周囲に張り出している。さらに、ナット５３の外周面には駒部材５５の長さより若干短い幅を有して貫通孔５６に連通する比較的浅い円周溝５８が形成されている。そして、この円周溝５８に、横断面がほぼＣ字形でその中間部に内側に屈曲させた平面状の屈曲部を有する薄板状の駒固定ばね５９が嵌合されて駒部材５５が固定されている。
【０００７】
ここで、駒部材５５は、金属粉末を加熱圧縮して焼結してなる多孔質の低密度焼結体で形成されている。この駒部材５５には予め潤滑油が含有されており、適合量の潤滑油が含有できるような空隙率を有した焼結体に形成されている。
【０００８】
駒部材５５の内部から経時的に徐々に滲み出してくる潤滑油がボール循環溝５５ａに供給され、そのボール循環溝５５ａに進入してくるボール５４と、そのボール５４が移動するねじ溝５２ａ、５３ａで形成された螺旋状の転動路へと均一にくまなく行き渡る。このため、高温の環境下で使用しても、駒部材５５から自動的に潤滑油の供給が行われることによってボール５４、駒部材５５のボール循環溝５５ａおよびねじ溝５２ａ、５３ａに潤滑油膜が確実に形成され続けるので、長期間に亘り安定した潤滑が行われる。したがって、駒式ボールねじ５１は、メンテナンスフリーと良好な潤滑を実現することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−０５４７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般的に、この種の駒式ボールねじでは、組立時に潤滑油が駒部材に充分行き届かないか、若しくは駒部材の周辺部分の潤滑油が外部に押し出される恐れがあって潤滑不良が懸念される。こうした従来の駒式ボールねじ５１においては、ある程度運転されて内部が昇温した場合は螺旋状の転動路へと均一にくまなく行き渡るが、運転初期の段階、すなわち、組立時やメンテナンス時には、潤滑油が充分に行き渡らず、潤滑不足に陥る恐れがある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、組立時やメンテナンス時にナットの外部から潤滑剤を供給し、安定した潤滑ができる信頼性の高い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】
【００１２】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、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、対向する前記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、内周に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、を備えた駒式ボールねじにおいて、前記駒部材に内外の周面に貫通する給油孔が形成されている。
【００１３】
このように、ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材を備えた駒式ボールねじにおいて、駒部材に内外の周面に貫通する給油孔が形成されているので、組立時やメンテナンス時にナットの外部から潤滑剤を供給し、安定した潤滑ができる信頼性の高い駒式ボールねじを提供することができる。
【００１４】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記駒部材の給油孔の開口部に閉塞部材が装着されていれば、潤滑油を供給後、外部からダスト等の異物が内部に浸入するのを防止することができ、信頼性を高めることができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明のように、前記駒部材の両側に断面が円形の丸棒状に形成されたアームが突設され、前記ナットのねじ溝に係合されると共に、前記ナットの駒窓の外径側の開口部に、この駒窓よりも大径の係合部が形成され、前記駒部材の外径側の外周部の複数箇所を一部潰して前記係合部に密着する状態まで塑性変形させて形成した加締部によって当該駒部材が前記ナットに固定されていれば、アームによって駒部材がナットに対して軸方向に位置決めされると共に、駒部材が駒窓から径方向外方に抜け出すのを防止することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明のように、前記駒部材がＭＩＭによって成形された焼結金属で形成されていれば、加工度が高く複雑な形状であっても容易に、かつ精度良く所望の形状・寸法に成形することができる。
【発明の効果】
【００１７】
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、対向する前記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、内周に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、を備えた駒式ボールねじにおいて、前記駒部材に内外の周面に貫通する給油孔が形成されているので、組立時やメンテナンス時にナットの外部から潤滑剤を供給し、安定した潤滑ができる信頼性の高い駒式ボールねじを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は、本発明に係る駒式ボールねじの一実施形態を示す平面図、（ｂ）は、同上縦断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明に係るナットを示す断面斜視図、（ｂ）は、同上、横断面図である。
【図３】本発明に係る駒式ボールねじの要部断面図である。
【図４】本発明に係る駒部材の変形例を示す要部拡大図である。
【図５】従来の駒式ボールねじを示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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、対向する前記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断面略円形の駒窓に嵌合され、内周に前記転動路を周回経路とする連結溝が形成されると共に、前記ナットのねじ溝に係合される一対のアームが突設されて位置決めされる駒部材と、を備えた駒式ボールねじにおいて、前記ナットの駒窓の外径側の開口部に、この駒窓よりも大径の係合部が形成されると共に、前記駒部材が焼結合金からＭＩＭによって成形され、この駒部材の外径側の外周部の複数箇所を一部潰して前記係合部に密着する状態まで塑性変形させて形成した加締部によって前記ナットに固定され、当該駒部材に内外の周面に貫通する給油孔が形成されている。
【実施例】
【００２０】
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、図２（ａ）はナットの断面斜視図、（ｂ）は横断面図、図３は、本発明に係る駒式ボールねじの要部拡大図、図４は、本発明に係る駒部材の変形例を示す要部拡大図である。
【００２１】
図１に示す駒式ボールねじ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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、この駒窓６に対応して断面略円形の駒部材５が嵌合されている。駒部材５の内方には、ねじ溝３ａの隣り合う１周分同士を連結する連結溝５ａが形成され、この連結溝５ａとねじ溝３ａの略１周の部分とでボール４の転動路を構成している。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、駒部材５の連結溝５ａに案内されると共に、ねじ軸２のねじ山を乗り越えて隣り合うねじ溝３ａに戻り、再びねじ溝２ａ、３ａに沿って転動する。なお、ここでは、駒窓６および駒部材５が断面略円形に形成されたものを例示したが、円形に限らず、例えば、小判形形状であっても良い。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、駒部材５の連結溝５ａは、ナット３の隣り合うねじ溝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ている。したがって、図２（ｂ）に示すように、その両駒窓縁７、７は、ナット３の隣り合うねじ溝３ａの溝縁部８に合致するように連結溝５ａがねじ溝３ａ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。さらに、駒部材５の両側には断面が略円形の丸棒状に形成されたアーム９が突設され、ナット３のねじ溝３ａに僅かな径方向すきまを介して係合されている。このアーム９によって、駒部材５がナット３に対して軸方向に位置決めされると共に、駒部材５が駒窓６から径方向外方に抜け出すのを防止している。
【００２５】
本実施形態では、駒部材５は、金属粉末を可塑状に調整し、射出成形機で成形される焼結合金からなる。この射出成形に際しては、まず、金属粉と、プラスチックおよびワックスからなるバインダとを混練機で混練し、その混練物をペレット状に造粒する。造粒したペレットは、射出成形機のホッパに供給し、金型内に加熱溶融状態で押し込む、所謂ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）により成形されている。こうしたＭＩＭによって成形される焼結合金であれば、加工度が高く複雑な形状であっても容易に、かつ精度良く所望の形状・寸法に成形することができる。
【００２６】
前記金属粉として、後に浸炭焼入が可能な材質、例えば、Ｃ（炭素）が０．１３ｗｔ％、Ｎｉ（ニッケル）が０．２１ｗｔ％、Ｃｒ（クロム）が１．１ｗｔ％、Ｃｕ（銅）が０．０４ｗｔ％、Ｍｎ（マンガン）が０．７６ｗｔ％、Ｍｏ（モリブデン）が０．１９ｗｔ％、Ｓｉ（シリコン）が０．２０ｗｔ％、残りがＦｅ（鉄）等からなるＳＣＭ４１５を例示することができる。駒部材５は、浸炭焼入れおよび焼戻し温度を調整して行われる。また、駒部材５の材料としてこれ以外にも、Ｎｉが３．０〜１０．０ｗｔ％含有し、加工性、耐食性に優れた材料（日本粉末冶金工業規格のＦＥＮ８）、あるいは、Ｃが０．０７ｗｔ％、Ｃｒが１７ｗｔ％、Ｎｉが４ｗｔ％、Ｃｕが４ｗｔ％、残りがＦｅ等からなる析出硬化系ステンレスＳＵＳ６３０であっても良い。このＳＵＳ６３０は、固溶化熱処理で２０〜３３ＨＲＣの範囲に表面硬さを適切に上げることができ、強靭性と高硬度を確保することができる。
【００２７】
駒部材５をＳＣＭ４１５等の浸炭材で形成する場合は、駒部材５は浸炭焼入れおよび、焼戻し温度調整によるか、もしくは浸炭焼入れによって表面硬さが３０〜４０ＨＲＣの範囲になるように硬化処理されると共に、高周波テンパー装置を用いて、図２（ｂ）に示す加締部１０、すなわち、図３に示す外径側の外周部５ｂが焼戻しされ、硬さが１５〜３０ＨＲＣの範囲になるように設定されている。これにより、加締部１０となる外周部５ｂの靭性が高くなると共に、駒部材５をナット３に加締固定する際に割れ等が発生するのを防止することができる。
【００２８】
ボール４の組み込みは、ナット３の駒窓６に駒部材５をナット３の内径側から装着した後、ねじ軸２の軸端からナット３を当てがい、ボール４を両ねじ溝２ａ、３ａ間に順次挿入しながらナット３を回転させ、ナット３をねじ軸１に移動させることによって行う。なお、これ以外にも、ナット３の駒窓６に駒部材５を装着した後、仮軸を用いてボール４を同様に挿入するようにしても良い。
【００２９】
駒部材５は、アーム９、９をナット３のねじ溝３ａに係合させた状態で駒窓６に嵌挿される。一方、ナット３の駒窓６の外径側の開口部には、この駒窓６よりも大径の係合部１１が形成されている。そして、駒部材５の外径側の外周部５ｂの複数箇所（ここでは、４箇所）を一部潰して係合部１１に密着する状態まで塑性変形させて形成した加締部１０によって駒部材５がナット３に固定される。なお、ここでは、係合部１１として、穴の周辺の上面を平らな座ぐり形状に形成したものを例示したが、これに限らず、例えば、穴の周辺の上面をテーパ形状に形成したものであっても良い。
【００３０】
ここで、図３に拡大して示すように、駒部材５の中心部に内外の周面に貫通して給油孔１２がＭＩＭ成形と同時に形成されている。そして、組立時にこの給油孔１２から潤滑油が内部に供給される。これにより、従来の含油焼結体からなる駒部材のように、運転初期の段階に、駒部材に潤滑油が充分行き届かなくて潤滑不良になるのを防止することができ、組立時やメンテナンス時においても、安定した潤滑ができる信頼性の高い駒式ボールねじを提供することができる。なお、給油孔１２の外径側の開口部には雌ねじ１２ａが形成されると共に、この雌ねじ１２ａに閉塞部材となる雄ねじ１３が螺着され、給油孔１２が塞がれている。これにより、潤滑油を供給後、外部からダスト等の異物が内部に浸入するのを防止することができ、一層信頼性を高めることができる。
【００３１】
図４に変形例を示す。この駒部材１４は、前述した実施形態と同様、焼結合金からなり、その中心部に内外の周面に貫通して給油孔１５が形成され、外径側に給油孔１５よりも僅かに大径の開口部１５ａが形成されている。そして、この開口部１５ａに閉塞部材となるキャップ１６が弾性装着され、給油孔１５が塞がれている。キャップ１６を合成樹脂あるいは合成ゴム等の弾性部材で形成することにより、ワンタッチで給油孔１５を塞ぐことができ、組立作業性を向上させることができる。
【００３２】
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】
【００３３】
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。
【符号の説明】
【００３４】
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、１４  駒部材
５ａ  連結溝
５ｂ  駒部材の外周部
６  駒窓
７  駒窓縁
８  溝縁部
９  アーム
１０  加締部
１１  係合部
１２、１５  給油孔
１２ａ  雌ねじ
１６  キャップ
１６ａ  開口部
５１  駒式ボールねじ
５２  ねじ軸
５２ａ、５３ａ  ねじ溝
５３  ナット
５４  ボール
５５  駒部材
５５ａ  ボール循環溝
５５ｂ  当たり面
５６  貫通孔
５７  座面
５８  円周溝
５９  駒固定ばね
【図１】
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【図２】
2016098905.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016098905.tif 000006
【図５】
2016098905.tif 000007