(57)【要約】【課題】ナットの駒窓側に何ら加工することなく、駒部材を容易に挿入でき、かつ確実に固定し得る駒式ボールねじを提供する。【解決手段】ナット３の胴部に穿設された駒窓６に嵌合され、転動路を周回経路とし、ナット３の隣接するねじ溝３ａ、３ａ間を接続する連結溝５ａが略Ｓ字状に湾曲して形成された駒部材５を備えた駒式ボールねじにおいて、駒部材５の側面部８が駒窓６内周に対し圧入代を有する形状に形成することにより、ナット３の駒窓６側に何ら加工を施すことなく、組立を簡単かつ確実に行う。【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し、前記ナットの隣接するねじ溝間を接続する連結溝が略Ｓ字状に湾曲して形成された駒部材とを備えた駒式ボールねじにおいて、
前記駒部材の側面部が駒窓内周に対し圧入代を有する形状に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】
前記駒部材にナットの内径部に係合する抜け止め凸部が設けられている請求項１に記載の駒式ボールねじ。
【請求項３】
前記駒部材の側面部の形状が、ナットの内径側から外径側に向かって徐々に大径となるテーパ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】
前記駒部材の側面部の駒窓内周に対して圧入代を有する部分は、駒部材の側面部の周方向に部分的に設けられている請求項１乃至３のいずれかの項に記載の駒式ボールねじ。
【請求項５】
前記抜け止め凸部が、ねじ溝の側縁から側方に張り出す張り出し部とを備えている請求項２に記載の駒式ボールねじ。
【請求項６】
前記駒部材は樹脂製である請求項１乃至５のいずれかの項に記載の駒式ボールねじ。
【請求項７】
駒部材が熱硬化性樹脂である請求項６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、ナットの隣接するねじ溝間を接続する連結溝を有し、ボールの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。また、循環部が円周方向に等配が可能なため、ナット回転で駆動される場合、動的バランスに優れ、採用されることが多い。特に、自動車用用途ではスペース的な制約が大きく、コンパクトな駒式ボールねじが有効である。
【０００４】
駒部材の連結溝はＳ字状に湾曲する複雑な３次元形状で、いかにしてこの駒部材を、低コストでしかも簡易な方法で固定できるようにするかについて各種の提案がなされている。
【０００５】
特許文献１には、樹脂素材を用いた駒部材をナットの駒窓にスナップフィット固定した構成が提案されている。すなわち、駒部材を合成樹脂の射出成形品とすることで軽量化及び製造コスト低減を図り、駒部材に凸部を設け、一方、ナットの駒窓内径部に駒部材の凸部が係合する凹部を設け、樹脂材の弾性変形する性質を用いてスナップフィット固定するようになっていた。
【特許文献１】特開２００６−１８９１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記した特許文献１に記載の駒部材では、ナットの駒窓に対して挿入性はよいものの、ナットの駒窓内径部に、駒部材の凸部に合わせた凹部を高精度に加工する必要があり、コストが嵩む。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ナットの駒窓側に何ら加工することなく、駒部材を容易に挿入でき、かつ確実に固定し得る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】
【０００８】
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し、前記ナットの隣接するねじ溝間を接続する連結溝が略Ｓ字状に湾曲して形成された駒部材とを備えた駒式ボールねじにおいて、前記駒部材の側面部が駒窓内周に対し圧入代を有する形状に形成されている。
【０００９】
このように、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し、前記ナットの隣接するねじ溝間を接続する連結溝が略Ｓ字状に湾曲して形成された駒部材とを備えた駒式ボールねじにおいて、駒部材を樹脂製とし、駒部材の側面部が駒窓内周に対し圧入代を有する形状に形成されているので、駒部材を駒窓に嵌合した際に、圧入代を有する部分が弾性変形し、弾性復元力に応じて嵌合面間に摩擦係合力が得られ、駒部材が固定保持される。したがって、従来のようにナットの駒窓側に何ら加工を施す必要がなく、組立を簡単かつ確実に行うことができる。
【００１０】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、駒部材にナットの内径部に係合する抜け止め凸部が設けられていれば、確実に抜け止めを図ることができ、外径方向への抜け強度に優れ、信頼性向上を図ることができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明のように、駒部材の側面部の形状が、ナットの内径側から外径側に向かって徐々に大径となるテーパ状となっていれば、外径側が弾性変形して嵌合力が得られ、内径側の連結溝への影響を可及的に小さくでき、円滑なボールの循環を図ることができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明のように、駒部材の側面部の駒窓内周に対して圧入代を有する部分が、駒部材の側面部の周方向に部分的に設けられていれば、変形しやすく、スムースに圧入することができ、組立性がよい。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明のように、抜け止め凸部が、ナットのねじ溝に係合する係合部と、ねじ溝の側縁から側方に張り出す張り出し部とを備えていれば、抜け止め凸部のナットとの接触面積を可及的に大きくでき、より一層抜け止め強度を高めることができ、信頼性向上を図ることができる。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明のように、駒部材を樹脂製とすれば、軽量で低コスト化を図ることができる。
また、請求項７に記載の発明のように、駒部材が熱硬化性樹脂であれば、高温時の機械的強度低下のおそれが無く、特に自動車用等の高温環境下での使用にも適用可能である。
【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し、前記ナットの隣接するねじ溝間を接続する連結溝が略Ｓ字状に湾曲して形成された駒部材とを備えた駒式ボールねじにおいて、前記駒部材は樹脂製で、駒部材の側面部が駒窓内周に対し圧入代を有する形状に形成されているので、駒部材を駒窓に嵌合した際に、圧入代を有する部分が弾性変形し、弾性復元力に応じて嵌合面間に摩擦係合力が得られ、駒部材が固定保持される。したがって、従来のようにナットの駒窓側に何ら加工を施す必要がなく、組立を簡単かつ確実に行うことができる。
【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し、前記ナットの隣接するねじ溝間を接続する連結溝が略Ｓ字状に湾曲して形成された駒部材とを備えた駒式ボールねじにおいて、前記駒部材は樹脂製で、駒部材の側面部が駒窓内周に対し圧入代を有する形状に形成されると共に、駒部材にナットの内径部に係合する抜け止め凸部が設けられ、かつ、駒部材の側面部の形状が、ナットの内径側から外径側に向かって徐々に大径となるテーパ状となるように形成されている。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
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断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の駒部材の拡大正面図、図２（ａ）は図１（ｂ）の駒部材の斜視図、図２（ｂ）は底面図、図３（ａ）は駒部材の嵌合部を部分的に断面にして示したナットの一部破断側面図、図３（ｂ）は図１（ｂ）の駒部材の組み付け状態についてナットを断面にしてその内径部側から見た図である。
【００１８】
この駒式ボールねじ１は、図１（ａ）に示すように、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転動自在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】
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。駒窓６の内周面は、内径部から外方に向かって円筒状にストレートに延びている。
【００２０】
駒部材５は低コストで成形性に優れた合成樹脂によって成型されている。樹脂材としては、種々の材料を用いることができるが、フェノール系樹脂が好適である。フェノール系樹脂は熱硬化樹脂のため、高温持の機械的強度低下のおそれがなく、最高１４０℃での耐久性を要求される自動車用のエンジン制御用やブレーキ制御等に適している。また、使用される樹脂材料の中には、強化繊維が所定の割合で添加されていることが好ましい。
駒部材５の材料としては、樹脂材に限定されるものではなく、たとえば、軽合金等の金属材を用いることもできる。
【００２１】
駒部材５のナット内方側の端部には、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、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、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略Ｓ字状に湾曲して形成されている。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】
一方、駒窓６の内周に嵌合される駒部材５の側面部８は、駒窓内周に対して一定の圧入代を有する形状に形成されている。この例では、側面部８に、ナット３の内径側から外径側に向かって徐々に大径となるテーパ状となるテーパ部８ａが設けられている。テーパ部８ａは、側面部８のうち、駒部材５の内方端から中途位置までの領域で、テーパ部８ａから外方端までは、駒窓６の内径Ｄとほぼ等しい円筒面８ｂとなっており、円筒面８ｂとテーパ部８ａの間に段差８ｃが形成されている。テーパ部８ａ上端の最大径部ｄ１が、駒窓６の内径Ｄよりも僅かに径が大きくなっている。駒部材５は樹脂製のため、テーパ部８ａの拡径量は精密なものは必要ではなく、その挿入性を損なわない程度で調整すればよい。要するに、適度な圧入代を有する寸法関係となっていればよい。
【００２４】
また、図示例では、テーパ部８ａ下端の最小径ｄ２と円筒面８ｂの外径を、駒窓６の内径Ｄとほぼ等しい寸法として記載しているが、駒窓６の内径の方が大きくて、テーパ部８ａの一部が圧縮されるような構成でもよいし、場合によっては、駒窓６の内径の方が小さくて全体的に圧入されるような構成となっていてもよい。
【００２５】
また、駒部材５の下方端部両側には、ナット３の内径部に係合する一対の抜け止め凸部としてのウィング部７、７が設けられている。ウィング部７、７は、連結溝５ａで連結されるナット３の隣合うねじ溝３ａ、３ａに係合する構成で、一方のねじ溝３ａから他方のねじ溝３ａに向けて方向を変える連結溝５ａに対して、方向を変えないでねじ溝３ａに沿って延び、先端部７ａ、７ａが駒部材５の側面部８より外側に所定寸法だけ突出している。このウィング部７、７により、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。
【００２６】
抜け荷重としては、ボール４の公転による遠心力によるものや、ボール４が駒部材５の連結溝５ａからナット３のねじ溝３ａの内面に乗り上げた時の径方向分力によるものが挙げられるが、ウィング部７、７を持っているため、駒部材５の外径方向への抜け強度に優れており、信頼性も向上している。
【００２７】
また、この実施形態では、側面部８が円筒形状なので、ウィング部７、７は駒部材５の回り止めとしても機能し、ナットのねじ溝３ａと連結溝５ａとの位置ズレを防止している。
【００２８】
図４には、駒部材５の組み込み手順を示している。
すなわち、駒部材５の組み込みは、不図示の治具を用いてナット３の内径側より駒窓６に嵌合する（図４（ａ）、（ｂ）参照）。圧入作業は、図４には特に図示していないが、ウィング部７、７がナット３内径部のねじ溝３ａ、３ａに係合するまで行う。駒部材５を駒窓６に嵌合した際に、テーパ部８ａの分だけ圧入代を有する側面部８が弾性変形し、弾性復元力に応じて嵌合面間に摩擦係合力が得られ、駒部材５が固定保持される。したがって、駒窓６の内径部は通常の平滑な面があればよく、何らコストアップ要因が大きい加工を施す必要がなく、組立を簡単かつ確実に行うことができる。
【００２９】
次に本発明に使用される駒部材の他の実施形態について説明する。以下の説明では、上記実施形態と異なる点についてのみ説明するものとし、同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
図５、図６には、駒部材が小判形の例を示している。
図示例では、小判形の側面部２８全体が、内径側から外径側に向かって径大となるテーパ形状とした例で、不図示の駒窓内周に対して圧入代を有する形状となっている。
【００３１】
また、駒部材２５の内方端部側面には、ナット３の内径部のねじ溝３ａ、３ａに係合するウィング部２７、２７が設けられている。さらに、この実施の形態では、ウィング部２７に張り出し部２７ａが設けられている。張り出し部２７ａはねじ溝３ａの側縁に対応して側方に張り出し、図６に示すように、隣接するねじ溝３ａとの間のねじ溝境界部３ｂを覆う構成で、対向するねじ軸２側のねじ溝境界部２ｂとの間の隙間に介装される。
【００３２】
このように張り出し部２７ａを設けることで、ラジアル荷重が作用した場合に張り出し部２７ａがねじ溝境界部３ｂに当接して接触面積が増大し、張り出し部２７ａの無いウィング部２７に比べてラジアル荷重をより分散させることができ、より一層抜け止め強度を高めることができる。もちろん、図７に示すように、張り出し部２７ａ、２７ａを設けなくてもよい。
【００３３】
次に、図８には、小判形で、かつウィング部が無い駒部材３５を示している。
この例では、小判形の駒部材３５の内方端部に連結溝３５ａが形成されただけの構成で、ウィング部が設けられていない。そして、側面部は内方端部から外方端部まで同一断面のストレート形状で、周方向に部分的にテーパ状のリブ部３８ａが設けられている。リブ部３８ａは、内径側から外径側に向けて徐々に径が大きくなる形状で、図示例では４箇所に設けられている。
【００３４】
側面部３８の断面形状は一対の直線部と直線部の両端を結ぶ一対の円弧部とによって構成されるもので、図示例では、直線部にリブ部３８ａが形成されているが、円弧部に設けてもよい。この実施形態の場合、ラジアル方向の抜け荷重については、圧入代を有するリブ部３８ａの弾性復元力に応じた摩擦係合力によって保持されることになる。
【００３５】
なお、この図８の駒部材３５についても、上記した実施形態と同様に、側面部３８を全体的にテーパを有する形状とし、駒窓に対して全面的にはめ合う構成としてもよいし、この図８のような側面部に部分的にリブ部を設ける構成を、上記した円形断面の駒部材５や、ウィング部２７を備えた小判形の駒部材２５に適用してもよいことはもちろんである。
【００３６】
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】
【００３７】
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】
【００３８】
【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断面図である。  （ｂ）は、（ａ）の駒部材の拡大正面図である。
【図２】（ａ）は、図１（ｂ）の駒部材の斜視図、（ｂ）は底面図である。
【図３】（ａ）は、駒部材の嵌合部を部分的に断面にして示したナットの一部破断側面図、（ｂ）は、図１（ｂ）の駒部材の組み付け状態についてナットを断面にしてその内径部側から見た図である。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は、駒部材のナットへの組み付け手順の説明図である。
【図５】本発明の駒式ボールねじに用いられる駒部材の他の実施形態を示すもので、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。
【図６】図５の駒部材をナットに組み込んだ状態を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部破断斜視図である。
【図７】図５（ａ）の抜け止め凸部に張り出し部が無い駒部材の上面図である。
【図８】本発明の駒式ボールねじに用いられる駒部材のさらに他の実施形態を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・・・・・・・・駒式ボールねじ
２・・・・・・・・・・ねじ軸
２ａ・・・・・・・・・ねじ溝（ねじ軸側）
２ｂ・・・・・・・・・ねじ溝境界部
３・・・・・・・・・・ナット
３ａ・・・・・・・・・ねじ溝（ナット側）
３ｂ・・・・・・・・・ねじ溝境界部
４・・・・・・・・・・ボール
５・・・・・・・・・・駒部材
５ａ・・・・・・・・・連結溝
６・・・・・・・・・・駒窓
７・・・・・・・・・・ウィング部（抜け止め凸部）
７ａ・・・・・・・・・先端部
８・・・・・・・・・・側面部
８ａ・・・・・・・・・テーパ部
８ｂ・・・・・・・・・円筒面
８ｃ・・・・・・・・・段差
２５・・・・・・・・・駒部材
２５ａ・・・・・・・・連結溝
２７・・・・・・・・・ウィング部（抜け止め凸部）
２８・・・・・・・・・側面部
３５・・・・・・・・・駒部材
３５ａ・・・・・・・・連結溝
３７・・・・・・・・・ウィング部（抜け止め凸部）
３８・・・・・・・・・側面部
【図１】
2009150440.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009150440.tif 000005
【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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