(57)【要約】【課題】循環コマのナットへの取り付けが容易で、製造時間の短縮化を図ったボールねじ装置を提供する。【解決手段】ねじ軸１と、複数のボール２を介してねじ軸１に嵌合したナット３と、ねじ軸１とナット３との間を転動したボール２を循環させる循環部品５とを有するボールねじ装置１０において、ナット３には、循環部品５を取り付けるための取り付け穴７が形成されており、ナット３の取り付け穴７に挿入された循環部品５を固定する固定部材１５を有し、固定部材１５と循環部品５には、ナット３の取り付け穴７に係止する係止部１６、６がそれぞれ形成されており、ナット３の取り付け穴７には、係止部６が係止して循環部品５の径方向内側への移動を拘束する被係止部９ｃと、係止部１６が係止して固定部材１５の径方向外側への移動を拘束する被係止部１１とが形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸と、複数のボールを介して前記ねじ軸に嵌合したナットと、前記ねじ軸と前記ナットとの間を転動した前記ボールを循環させる循環部品とを有するボールねじ装置において、
前記ナットには、前記循環部品を取り付けるための取り付け穴が形成されており、
前記ナットの前記取り付け穴に挿入された前記循環部品を固定する固定部材を有し、
前記固定部材と前記循環部品には、前記ナットの前記取り付け穴に係止する係止部がそれぞれ形成されており、
前記ナットの前記取り付け穴には、前記循環部品の前記係止部が係止して前記循環部品の径方向内側への移動を拘束する循環部品用被係止部と、前記固定部材の前記係止部が係止して前記固定部材の径方向外側への移動を拘束する固定部材用被係止部とが形成されていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
前記固定部材の前記係止部は、前記固定部材に形成されたフランジ部からなり、
前記ナットの前記固定部材用被係止部は、前記取り付け穴内に形成されており、前記固定部材の前記フランジ部が嵌合可能な溝部からな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】
前記循環部品の前記係止部は、前記循環部品に形成されたフランジ部からなり、
前記ナットの前記取り付け穴は、前記循環部品を嵌合可能な穴部と、前記循環部品の前記フランジ部を嵌合可能な座ぐり穴部とを含み、
前記ナットの前記循環部品用被係止部は、前記循環部品の前記フランジ部が当接可能な前記座ぐり穴部の座ぐり底面からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のボールねじ装置。
【請求項４】
前記固定部材は弾性体からなり、
前記循環部品と前記固定部材は、前記ナットの前記取り付け穴内で所定の締め代をもって接触することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボールねじ装置。
【請求項５】
前記固定部材の前記係止部は、前記固定部材に形成されたフランジ部からなり、
前記固定部材の前記フランジ部には、テーパー面が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のボールねじ装置。
【請求項６】
前記固定部材は中実であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のボールねじ装置。
【請求項７】
前記固定部材は中空であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のボールねじ装置。
【請求項８】
前記固定部材には、前記ナットの径方向内側から凹み部が形成されており、
前記凹み部の側壁の内側にテーパー面が形成されており、
前記循環部品には、前記固定部材における前記凹み部の前記テーパー面に平行で接触可能なテーパー面が形成されていることを特徴とする請求項７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】
従来、ボールを循環させるための循環コマをナット内に備えたボールねじ装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。このようなボールねじ装置において、循環コマのナットへの取り付けは、通常、ナットの取り付け穴に循環コマを挿入した後、メタルボンド等の接着剤を充填することで行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３８１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような接着剤による循環コマのナットへの取り付けは、接着剤が硬化するまで長時間を要する。このため、ボールねじ装置の組み立て工程において滞留が発生し、製造時間が長時間化してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、循環コマのナットへの取り付けが容易で、製造時間の短縮化を図ったボールねじ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、
ねじ軸と、複数のボールを介して前記ねじ軸に嵌合したナットと、前記ねじ軸と前記ナットとの間を転動した前記ボールを循環させる循環部品とを有するボールねじ装置において、
前記ナットには、前記循環部品を取り付けるための取り付け穴が形成されており、
前記ナットの前記取り付け穴に挿入された前記循環部品を固定する固定部材を有し、
前記固定部材と前記循環部品には、前記ナットの前記取り付け穴に係止する係止部がそれぞれ形成されており、
前記ナットの前記取り付け穴には、前記循環部品の前記係止部が係止して前記循環部品の径方向内側への移動を拘束する循環部品用被係止部と、前記固定部材の前記係止部が係止して前記固定部材の径方向外側への移動を拘束する固定部材用被係止部とが形成されていることを特徴とするボールねじ装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、循環コマのナットへの取り付けが容易で、製造時間の短縮化を図った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】
【０００８】
【図１】図１（ａ）は本発明の第１実施形態に係るボールねじ装置の構成を示す図であり、図１（ｂ）は循環コマの構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の第１実施形態に係るボールねじ装置の構成を示す部分断面図であり、図２（ｂ）は固定部材の構成を示す図である。
【図３】図３はナットの取り付け穴の構成を示す部分断面図である。
【図４】図４は本発明をナットの外径が大きなボールねじ装置に適用した様子を示す部分断面図である。
【図５】図５（ａ）は本発明の第２実施形態に係るボールねじ装置の構成を示す部分断面図であり、図５（ｂ）は固定部材の構成を示す図である。
【図６】図６（ａ）は本発明の第３実施形態に係るボールねじ装置の構成を示す部分断面図であり、図６（ｂ）は固定部材の構成を示す図である。
【図７】図７（ａ）は本発明の第４実施形態に係るボールねじ装置の構成を示す部分断面図であり、図７（ｂ）は固定部材の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の各実施形態に係るボールねじ装置を添付図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１（ａ）に示すように、第１実施形態に係るボールねじ装置１０は、ねじ軸１と、ねじ軸１に複数のボール２を介して嵌合したナット３とを有する。
ねじ軸１は、細長い円柱形状の金属製部材からなる。ねじ軸１の外周面には、断面が略円弧形状のねじ溝１ａが螺旋状に形成されている。
【００１０】
ナット３は、ねじ軸１の外径よりも大きな円形の貫通口が形成された略円筒形状の金属製部材からなる。ナット３の内周面には、ねじ軸１のねじ溝１ａに対応するように、断面が略円弧形状のねじ溝３ａが螺旋状に形成されている。
ねじ軸１はナット３の貫通口に挿貫されており、互いのねじ溝１ａ、３ａが対向してボールの転動路を形成している。この転動路内には、金属製の複数のボール３が装填されており、これによってねじ軸１とナット３は螺合している。
【００１１】
斯かる構成により、ねじ軸１とナット３のいずれか一方を回転させることで、複数のボール２が転動路内を転動し、他方を軸方向へ直線移動させることができる。ここで、ナット３には、転動したボール２を転動路の所定の地点まで送り戻すための循環路を形成する循環コマ５が備えられている。このため、複数のボール２は循環路を介して転動路内を循環することが可能である。
【００１２】
循環コマ５は、金属製であって、図１（ｂ）に示すように水平方向における断面が小判形の柱状部材からなる。循環コマ５の上面には、断面が略円弧形状をしたＳ字型のＳ字溝５ａが形成されている。循環コマ５の側面には、下面側の端部に、当該側面を取り囲むようにフランジ部６が一体的に形成されている。
斯かる構成の循環コマ５は、図２（ａ）に示すようにＳ字溝５ａがねじ軸１の隣り合うねじ溝１ａどうしを跨ぐようにナット３に配置されており、Ｓ字溝５ａとこれに対向するねじ軸１のねじ山部分１ｂによって上述の循環路が形成されている。
【００１３】
ナット３には、図２（ａ）及び図３に示すように、循環コマ５と後述する固定部材１５とを取り付けるための取り付け穴７が形成されている。
取り付け穴７は、図３に示すようにナット３の径方向へ貫通しており循環コマ５と嵌まり合う小判形の貫通穴８と、貫通穴８と同芯でナット３の径方向外側から内側へ向かって形成された座ぐり穴９とからなる。
【００１４】
座ぐり穴９は、貫通穴８よりも一回り大きな小判形をしており、循環コマ５のフランジ部６と固定部材１５がそれぞれ嵌合可能である。座ぐり穴９内には、座ぐり穴９の内壁を一周するように断面が矩形状の溝部１１が形成されており、後述する固定部材１５のフランジ部１６が嵌合可能である。
なお、座ぐり穴９において、溝部１１よりも径方向外側の部分を外方部９ａ、径方向内側の部分を内方部９ｂと称する。詳細には、座ぐり穴９の内方部９ｂの幅、即ちナット３の径方向における長さは、循環コマ５のフランジ部６の高さもわずかに小さい。
【００１５】
固定部材１５は、ナット３の取り付け穴７に挿入した循環コマ５を固定し、循環コマ５が取り付け穴７から抜け落ちることを防ぐものであり、樹脂製であって、図２（ｂ）に示すように水平方向における断面が小判形の柱状部材からなる。詳細には、固定部材１５の断面は、循環コマ５のフランジ部６の断面と同じ大きさである。固定部材１５の側面には、下面側の端部に、当該側面を取り囲むようにフランジ部１６が一体的に形成されている。なお、固定部材１５の材料は樹脂に限られず、弾性変形可能な弾性体であればよい。
【００１６】
本実施形態に係るボールねじ装置１０において、循環コマ５のナット３への取り付けは、ナット３にねじ軸１とボール２を組み込む前に、以下の手順にしたがって行われる。
はじめに、図２（ａ）に示すように循環コマ５をナット３の取り付け穴７に径方向外側から挿入する。これにより、循環コマ５が取り付け穴７の貫通穴８に嵌合するとともに、循環コマ５のフランジ部６が取り付け穴７における座ぐり穴９の内方部９ｂに嵌合する。このとき、循環コマ５のフランジ部６は、座ぐり穴９の座ぐり底面９ｃに当接し、これによって循環コマ５がナット３の取り付け穴７内で径方向内側へ移動することが拘束される。
【００１７】
次に、固定部材１５のフランジ部１６とその周辺部分を弾性変形させながら、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように固定部材１５をナット３の取り付け穴７に径方向外側から挿入する。これにより、固定部材１５が取り付け穴７における座ぐり穴９の外方部９ａに嵌合するとともに、固定部材１５のフランジ部１６が座ぐり穴９の溝部１１に嵌合し、固定部材１５の下面が循環コマ５に当接する。これによって、循環コマ５がナット３の取り付け穴７内で径方向外側へ移動することが拘束される。
【００１８】
ここで、上述のように座ぐり穴９の内方部９ｂの幅は循環コマ５のフランジ部６の高さよりもわずかに小さいため、循環コマ５は内方部９ｂからナット３の径方向外側へ締め代としてわずかに突出している。このため、循環コマ５は固定部材１５の下面によってナット３の径方向内側へ付勢されることになる。これにより、循環コマ５はフランジ部６が座ぐり穴９の座ぐり底面９ｃに押し付けられて、取り付け穴７内での位置決めがなされるとともに、ガタつきが解消される。この構成により、ナット３のねじ溝３ａと循環コマ５のＳ字溝５ａとの間に段差が生じることがないため、ボールねじ装置１０の作動性が悪化したり、循環コマ５がナット３の取り付け穴７から抜け落ちることを防ぐことができる。
【００１９】
以上の手順により、接着剤を使用することなく循環コマ５をナット３の取り付け穴７にガタつきなく容易に取り付けることができる。このため、製造時間を大幅に短縮することができる。また、上述した従来技術のように接着剤が固化するまでの間に循環コマ５がナット３の取り付け穴７内で傾いたり位置がずれる等の不具合が生じてボールねじ装置１０の動作不良や故障を招いてしまうことがなく、余分な接着剤の除去作業を行う必要もない。
【００２０】
また、循環コマ５は固定部材１５によってナット３の取り付け穴７内で径方向における位置と姿勢が常に固定される。このため、ボールねじ装置１０の使用時に振動等が生じても、循環コマ５がナット３の取り付け穴７から抜け落ちたり、取り付け穴７内で傾いたり位置がずれる等の不具合が生じることを防ぐことができる。特に、循環路を転動するボール２によって循環コマ５に径方向外側へ大きな荷重が加えられた場合でも、弾性変形可能な固定部材１５によって当該荷重を解消することができるため、循環コマ５が取り付け穴７内でナット３の径方向外側へ浮き上がったり抜け落ちたりすることを効果的に防ぐことができる。したがって、ボールねじ装置１０の動作不良や故障の発生を効果的に防ぐことができる。なお、本実施形態における固定部材１５は中実であるため、固定部材１５の下面全体が循環コマ５に当接する、即ち固定部材１５と循環コマ５の接触面積を最大限に確保できる構成であるため、前述の効果を最も効果的に奏することができる。
【００２１】
以上より、構造が簡便で、循環コマ５のナット３への取り付けが容易で、製造時間の短縮化を図ったボールねじ装置１０を実現することができる。
特に、本実施形態では循環コマ５がナット３の取り付け穴７内で径方向へ移動することを固定部材１５によって優れた拘束力で拘束することができる。このため、循環路を転動するボール２によって循環コマ５に径方向外側へ荷重が加えられた場合でも、循環コマ５がナット３の取り付け穴７内で径方向外側へ浮き上がることを防止できる。さらに、固定部材１５が弾性変形して当該荷重を解消できるため、循環コマ５と固定部材１５が破損することも防止できる。また、固定部材１５はボールねじ装置１０の作動領域内に配置されるものでない、具体的にはナット３の貫通口内に露呈するような構成でないため、寸法管理が容易で生産性が良い。特に、本実施形態における固定部材１５は樹脂部品であるため、生産性が非常に良い。
【００２２】
本実施形態における循環コマ５及び固定部材１５は、図４に示すようにナット３の外径が大きなボールねじ装置に対しても特段の設計変更を必要とせずに適用することができる。このため、固定部材１５は循環コマ５の大きさに合わせて好適な大きさのものを一種類用意すればよい。即ち、ナット３の外径に合わせた循環コマ５と固定部材１５を設計及び製造する必要がないため、低コスト化を図ることができる。一般に、循環コマの大きさはボールの径に応じて変化するものの、循環コマ式のボールねじ装置に用いられるボールの径は１０種類程度である。このため、大きさの異なる複数の循環コマに共通して使用可能な固定部材１５を設計することも容易であり、さらなる低コスト化を図ることも可能である。具体的には、本実施形態では上述のように固定部材１５の断面と循環コマ５のフランジ部６の断面を同じ大きさにしているが、固定部材１５の断面を循環コマ５のフランジ部６の断面よりも十分に大きくすれば、大きさの異なる他の循環コマにも使用することが可能となる。
【００２３】
なお、本実施形態において固定部材１５のフランジ部１６は、上述のように固定部材１５の側面を取り囲むように設けられている。しかしながらこれに限られず、固定部材１５をナット３の取り付け穴７へよりスムーズに挿入するために、フランジ部１６を固定部材１５の側面に部分的に等間隔に設けてもよい。
【００２４】
（第２実施形態）
図５（ａ）に示す第２実施形態に係るボールねじ装置２０について、上記第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
本実施形態における固定部材１８は、図５（ａ）に示すように、上記第１実施形態における中実の固定部材１５に下面側から凹み部１９を形成して中空にしたものである。この構成により、固定部材１８はナット３の取り付け穴７に挿入される際に、フランジ部１６とその周辺部分が当該凹み部１９内へ向かって弾性変形しやすくなる。
【００２５】
本実施形態に係るボールねじ装置２０は、斯かる構成の固定部材１８を用いて上記第１実施形態と同様の手順で循環コマ５のナット３への取り付けを行うことにより、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。特に、本実施形態における固定部材１８は、前述のように弾性変形しやすいため、ナット３の取り付け穴７への挿入をよりスムーズに行うことができ、循環コマ５の固定を作業性良く簡単かつ確実に行うことができる。
【００２６】
（第３実施形態）
図６（ａ）に示す第３実施形態に係るボールねじ装置３０について、上記第２実施形態と同様の構成については説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
本実施形態における固定部材２１は、図６（ａ）に示すように、上記第２実施形態における固定部材１８のフランジ部１６に、テーパー面１６ａを当該フランジ部１６を一周するように形成したものである。これにより、固定部材２１のフランジ部１６は下面側へ向かって先細りになっている。
【００２７】
本実施形態に係るボールねじ装置３０は、斯かる構成の固定部材２１を用いて上記第１実施形態と同様の手順で循環コマ５のナット３への取り付けを行うことにより、上記第２実施形態と同様の効果を奏することができる。特に、本実施形態における固定部材２１は、前述のようにフランジ部１６にテーパー面１６ａが形成されているため、ナット３の取り付け穴７への挿入をよりスムーズに行うことができる。
【００２８】
（第４実施形態）
図７（ａ）に示す第４実施形態に係るボールねじ装置４０について、上記第３実施形態と同様の構成については説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
本実施形態における固定部材２２は、図７（ａ）に示すように、上記第３実施形態における固定部材２１の凹み部１９の側壁１９ｂを下面側へ延長し、さらに側壁１９ｂの内側面に、テーパー面１９ａを当該内側面を一周するように形成したものである。これにより、側壁１９ｂは下面側へ向かって先細りになっている。
【００２９】
本実施形態における循環コマ１３は、図７（ａ）に示すように、上記第１実施形態における循環コマ５のフランジ部６に、テーパー面６ａを当該フランジ部６を一周するように形成したものである。これにより、循環コマ１３のフランジ部６は下面側（図７（ａ）の上方）へ向かって先細りになっている。詳細には、循環コマ１３のフランジ部６に形成されたテーパー面６ａの傾斜角度は、固定部材２２の側壁１９ｂの内側面に形成されたテーパー面１９ａの傾斜角度と同じ、即ちテーパー面６ａとテーパー面１９ａは平行になっている。
【００３０】
本実施形態に係るボールねじ装置４０は、斯かる構成の固定部材２２を用いて上記第１実施形態と同様の手順で循環コマ１３のナット３への取り付けを行うことにより、上記第３実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３１】
特に、前述のように本実施形態における固定部材２２にはテーパー面１９ａが形成されており、循環コマ１３にはテーパー面６ａが形成されている。このため、循環コマ１３に続いて固定部材２２をナット３の取り付け穴７に挿入した際に、循環コマ１３のテーパー面６ａとナット３の取り付け穴７との隙間に固定部材２２の側壁１９ｂが入り込む。これにより、循環コマ１３の取り付け穴７内での位置決め、詳しくはナット３の径方向に対して垂直な方向における位置決めがより良好になされるとともに、ガタつきが解消される。通常、循環コマ１３は、ナット３の取り付け穴７へ挿入することを考慮し、取り付け穴７に対してわずかに小さい大きさに設計されている。このため、組み立て工程においては循環コマ１３の取り付け穴７内での前記垂直な方向における位置決め作業を行う必要があるものの、本実施形態ではこの位置決め作業が不要となり、製造時間のさらなる短縮化を図ることができる。
【００３２】
また、前述のように循環コマ１３のテーパー面６ａとナット３の取り付け穴７との隙間に固定部材２２の側壁１９ｂが入り込むことにより、循環コマ１３の取り付け穴７内での前記垂直な方向における位置と姿勢がより良好に固定される。特に、循環路を転動するボール２によって循環コマ１３に前記垂直な方向へ大きな荷重が加えられた場合でも、前記隙間に入り込んだ弾性変形可能な固定部材２２の側壁１９ｂによって当該荷重を解消することができる。このため、循環コマ１３の取り付け穴７内での前記垂直な方向における位置ずれを防ぎ、ボールねじ装置４０の動作不良や故障の発生を効果的に防ぐことができる。
なお、以上に述べた効果を最大限に発揮するために、本実施形態ではナット３の座ぐり穴９の内方部９ｂの幅及び循環コマ１３のフランジ部６の高さを上記各実施形態に比して大きく設計することが好ましい。
【符号の説明】
【００３３】
１０、２０、３０、４０    ボールねじ装置
１          ねじ軸
２          ボール
３          ナット
５、１３    循環コマ
６          循環コマのフランジ部
６ａ        循環コマのフランジ部のテーパー面
７          ナットの取り付け穴
８          貫通穴
９          座ぐり穴
１１        溝部
１５、１８、２１、２２    固定部材
１６        固定部材のフランジ部
１６ａ      固定部材のフランジ部のテーパー面
【図１】
2016014421.tif 000003
【図２】
2016014421.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016014421.tif 000008
【図７】
2016014421.tif 000009