JP2010255745A - ボールねじ - Google Patents

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Abstract

【課題】テーブルに装着された状態であっても、テーブルからボールねじを取り外すことなく、ナット端部に付設される含油部材の交換を可能とする。
【解決手段】このボールねじ1は、ナット3の端部に軸方向から着脱可能な連結部を有するとともに、複数の分割部51,52から構成される含油部材50を収容可能な円筒状のハウジング40を備えている。そして、含油部材40の各分割部は、軸方向に沿って形成された係合溝51m,52mをそれぞれ有し、ハウジング40は、各分割部51,52の軸方向への移動を許容するとともに、周方向への移動を拘束するように各係合溝51m,52mに嵌め込まれる複数の突条部48を有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、ナット端部に配設される付帯装置を備えるボールねじに係り、特に、その付帯装置での含油部材の装着構造に関する。
付帯装置をナット端部に設けたボールねじとしては、例えば特許文献1に記載の技術が知られている。
特許文献1に記載のボールねじは、付帯装置として、シール装着装置がナット端部に付設される。このシール装着装置は、ナットの内周面に嵌合する外周面を有するリング状のシールハウジングと、このシールハウジングをナットに固定する固定ピンと、シールハウジング内に収容されるリング状のシール部材と、このシール部材をシールハウジングに押圧する方向に弾性付勢すると共に固定ピンをシールハウジングの外周面から突出させてナットの内周面に嵌合させる方向に弾性付勢する弾性付勢部材(例えばC形止め輪)とを備えている。
特開2003−294104号公報
ここで、特許文献1に記載のシール装着装置では、含油部材の装着構造については言及されていないが、付帯装置をナット端部に設けたボールねじとしては、シール部材の装着に加え、含油部材も装着可能な構造とされる付帯装置もある。
例えば図10(図11〜図16は構成する各部品を示す)に、シール部材の装着構造に加え、含油部材も装着可能な構造とした付帯装置(以下、「含油部材装着装置」ともいう)をナット端部に設けたボールねじの一例を示す。この例では、特許文献1に記載の技術を発展させて、含油部材を併せて装着可能になっている。
つまり、図10に示すように、このボールねじ100には、ナット3の端部に含油部材装着装置110が付設されている。ナット3には、その端部の内径部に、係合溝3cが設けられている。一方、含油部材装着装置110は、略円筒状のハウジング140を有し、そのナット3側の端部の周面には、ナット3への連結用の穴140aが径方向に開設されている。
そして、この例では、この穴140aと係合溝3cとの周方向の位置を、相互が対向する位置に合わせた後に、特許文献1に記載の技術同様に、固定ピン120を径方向内側から穴140aを通して係合溝3cに挿入し、さらに、固定ピン120の抜け防止用に、C形止め輪130によってハウジング140内径側から固定し、これにより、ハウジング140が、ナット3から抜けなくなる構造になっている。そして、リング状の含油部材150は、略円筒状のハウジング140の内径部に嵌め込まれ、さらに、その軸方向での外側にリング状のシール部材160が嵌め込まれ、ハウジング140の外径方向の外側から固定ねじ141,142によってそれぞれ締結固定される。
ここで、この種の付帯装置をナット端部に設けたボールねじの使用例を図17((a)〜(c))に示す。なお、同図(a)は、その平面図、(b)は(a)でのB矢視図、(c)は(a)でのC矢視図である。
同図に示す例では、ボールねじ100は機台9上に設置され、このボールねじ100の両側には、リニアガイド(直動案内装置)5が、その案内レール6をボールねじ100と並列にそれぞれ設けられている。そして、各リニアガイド5のスライダ7とボールねじ100のナット3とが、テーブル(またはブラケット)8を用いて一体に固定されている。テーブル8は、その大きさも使用用途により種々あるが、多くの製造装置においては、同図に示すように、ボールねじ100のナット3、およびリニアガイド5のスライダ7を完全に覆った形状となっている。
ところで、上述したような、内部に含油部材が設けられている付帯装置(含油部材装着装置)において、含油部材は、耐用年数、耐用走行距離数が限られており、その耐用年数や走行距離数が超過すると機能が低下する。そのため、耐用年数や走行距離数が超過した際には、含油部材を交換する必要がある。
しかしながら、上述のような含油部材装着装置110の装着構造では、ハウジング140、含油部材150を確実に固定できるものの、機台9上のテーブル8に一度組み込まれると、リング状の含油部材150は、略円筒状のハウジング140の内径部に嵌め込まれ、ハウジング140の外径方向の外側から固定ねじ141によって締結固定されるため、テーブル8からボールねじ100を取り外さない限り、固定ねじ141を取り外すことができない。したがって、メンテナンスにおいて、含油部材150を交換する際は、テーブル8から、ボールねじ100およびこれに係る機構部分を大きく分解する必要があった。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ナット端部に含油部材を付設するための付帯装置が設けられるボールねじにおいて、その含油部材のメンテナンスに際し、テーブルに装着された状態であっても、テーブルからボールねじを取り外すことなく、また、これに係る機構部分の分解を可及的に少なくし得るボールねじを提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明は、ねじ軸と、該ねじ軸にボールを介して相対回転移動自在に外嵌されるナットと、該ナット端部に含油部材を配置する付帯装置とを備えるボールねじであって、前記付帯装置は、前記ナット端部に軸方向から着脱可能な連結部を有するとともに、自身内部に前記含油部材を収容可能な円筒状のハウジングを備え、前記含油部材は、環状体を軸方向に沿って分割した複数の分割部から構成されるとともに、各分割部が、軸方向に沿って形成された係合部をそれぞれ有し、前記ハウジングは、前記含油部材の各係合部に嵌め込まれることで各分割部の装着姿勢を保持する複数の含油部材装着姿勢保持部を有し、各含油部材装着姿勢保持部は、その保持する各分割部の軸方向への移動を許容するとともに、周方向への移動を拘束するように各係合部に嵌め込まれるようになっていることを特徴としている。
なお、例えば、前記含油部材の係合部は、各分割部の外周面に、軸方向に沿って形成された係合溝からなり、前記含油部材装着姿勢保持部は、前記ハウジングの内周面にその径方向内側に向けて張り出すとともに軸方向に沿って形成された突条部からなる構成とすることができる。
また、例えば、前記含油部材の係合部は、各分割部の側面から軸方向に沿って穿設された係合穴からなり、前記含油部材装着姿勢保持部は、前記ハウジングの内周面に形成された円環状の鍔部の側面から軸方向に向けて立設された軸部からなる構成とすることができる。
本発明によれば、その付帯装置は、軸方向からナット端部側の部材に相互着脱が可能な連結部を有するとともに、自身内部に含油部材を収容可能な円筒状のハウジングを備えているので、まず、この連結部の連結を軸方向から解除してナット端部からハウジングを外し、次いで、このハウジングをねじ軸の軸方向に沿ってスライド移動させれば、テーブルから離隔した位置までハウジングを移動し、その状態でハウジング内の含油部材を側面から視認可能とすることができる。
そして、この状態において、この付帯装置は、含油部材が、環状体を軸方向に沿って分割した複数の分割部から構成されるとともに、各分割部が、軸方向に沿って形成された係合部をそれぞれ有しており、一方、ハウジングは、含油部材の各係合部に嵌め込まれることで各分割部の装着姿勢を保持する複数の含油部材装着姿勢保持部を有し、各含油部材装着姿勢保持部は、その保持する各分割部の軸方向への移動を許容するとともに、周方向への移動を拘束するように各係合部に嵌め込まれるようになっているので、各分割部を含油部材装着姿勢保持部の延設方向、つまり軸方向に沿って引き出し、ハウジング内から取り外すことができる。そして、この含油部材は、環状体を軸方向に沿って分割した複数の分割部から構成されているから、軸方向に沿ってハウジング内から引き出した後に、各分割部を径方向に取り外し可能である。
また、含油部材をナット端部に装着する際には、この逆の手順によって、ねじ軸の軸方向からの装着作業のみによって装着できるから、テーブルにボールねじが装着された状態であっても、テーブルからボールねじを取り外すことなくねじ軸の軸方向からの作業のみによって含油部材を交換することができる。
したがって、本発明に係るボールねじによれば、ナット端部に含油部材を付設するための付帯装置が設けられるボールねじにおいて、その含油部材のメンテナンスに際し、テーブルに装着された状態であっても、テーブルからボールねじを取り外すことなく、また、これに係る機構部分の分解を可及的に少なくすることができる。
本発明に係るボールねじの一実施形態の説明図であり、同図では軸線を含む断面を図示している。 本発明に係るボールねじのナットを説明する図であり、同図(a)はその軸線を含む断面図、(b)は正面図である。 本発明に係るボールねじの、含油部材装着装置の固定板を説明する図であり、同図(a)はその軸線を含む断面図(同図(b)でのX−X断面)、(b)は正面図である。 本発明に係るボールねじの、含油部材装着装置の連結板を説明する図であり、同図(a)はその軸線を含む断面図(同図(b)でのY−Y断面)、(b)は正面図である。 本発明に係るボールねじの、含油部材装着装置のハウジングを説明する図であり、同図(a)はその軸線を含む断面図、(b)は正面図である。 本発明に係るボールねじの、含油部材装着装置の含油部材を説明する図であり、同図(a)はその軸線を含む断面図、(b)は正面図である。 本発明に係るボールねじの、含油部材装着装置のシール部材を説明する図であり、同図(a)はその軸線を含む断面図、(b)は正面図である。 図1に示す実施形態の変形例の説明図であり、同図では軸線を含む断面を図示している。 変形例のハウジングを説明する図であり、同図(a)はその軸線を含む断面図(同図(b)でのY−Y断面)、(b)は正面図である。 従来技術をベースとした、含油部材装着装置の装着構造の一例を説明する図であり、同図では軸線を含む断面を図示している。 図10に示すボールねじのナットを説明する図であり、同図(a)はその軸線を含む断面図、(b)は正面図である。 図10に示す含油部材装着装置のハウジングを説明する図であり、同図(a)はその軸線を含む断面図、(b)は正面図である。 図10に示す含油部材装着装置の固定ピンを説明する図である。 図10に示す含油部材装着装置のC形止め輪を説明する図である。 図10に示す含油部材装着装置の含油部材を説明する図であり、同図(a)はその軸線を含む断面図、(b)は正面図である。 図10に示す含油部材装着装置のシール部材を説明する図であり、同図(a)はその軸線を含む断面図、(b)は正面図である。 ナット端部に含油部材装着装置等の付帯装置が設けられたボールねじの使用例を説明する図であり、同図(a)は、その平面図、(b)は(a)でのB矢視図、(c)は(a)でのC矢視図である。
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図1に示すように、このボールねじ1は、ねじ溝2aを外周面に有するねじ軸2と、このねじ溝2aに対応するねじ溝3aを内周面に有するナット3と、これらねじ溝2a,3a間に形成されたボール転動路を転動する多数のボール4とを有し、ナット3は、ねじ軸2に多数のボール4を介して相対回転移動自在に外嵌され、このナット3の両端部(同図では一方の端部のみ図示)に、シール部材60および含油部材50を配置する付帯装置として付設された一対の含油部材装着装置10とを備えている。
なお、本実施形態は、ナット3を高速で作動させた時でも音響特性を大きく低下させることのないボールねじの例であり、ナット3の両端面にボールの戻し路(不図示)を開設するとともに、この戻し路又はボール転動路を転動したボール4を、戻し路又はボール転動路に案内するボール案内部材(不図示)をナット3の内部両端に有する例である。
以下、このボールねじ1の含油部材装着装置10およびその着脱構造について詳しく説明する。
図1または図2に示すように、ナット3の端面の内径部3bには、その周方向に離間して複数の係合溝3cが凹の円弧状に設けられている。この例では、上下(180°)に対向する位置に係合溝3cが二箇所形成されている。一方、含油部材装着装置10は、リング状の連結板20および固定板30を備え、さらに、固定板30の外側面に、略円筒状のハウジング40が着脱可能に設けられ、このハウジング40内に、含油部材50およびシール部材60が収容されている。
詳しくは、連結板20および固定板30は、図1に示すように、軸方向から相互を締結およびその解除が可能な締結部70を有しており、本実施形態の例では、連結板20には、周方向に180°離間して二箇所のタップ穴(雌ねじ)25が形成され(図3参照)、固定板30には、連結板20のタップ穴25に軸方向で対向する位置に、二箇所の座繰り穴32が穿設されており(図4参照)、固定板30の外側面側から二本の締結用ねじ92によって相互の締結およびその解除が可能になっている。
さらに、連結板20には、図1または図3に示すように、上記ナット3の複数の係合溝3cに嵌め込まれる複数の係止部23が凸の円弧状に設けられている。
連結板20のリング状の本体部21は、その外径部26の寸法が、ナット3の端部に挿入可能になっており、この外径部26には、上下(180°)に対向する位置に係止部23が二箇所形成されている。そして、この係止部23は、上記ナット3の複数の係合溝3cにそれぞれ嵌め込まれるとともに自身径方向に弾性的に変位可能なように間隙部24をもって形成されている。本実施形態の例では、この間隙部24は、リング状の本体部21の周方向に沿って円弧状に形成されるとともに一端側が外径部26の外周面側に開口しており、これにより、間隙部24の他端側が基端部となって係止部23を片持ち腕部22で支持している。
固定板30は、リング状の本体部31を有し、上記連結板20側の端面には、連結板20の内径に対して「インロー」となるように突設された環状のインロー部34が形成されており、連結板20に固定板30を固定する際に、ボールねじ1の軸心CLと同軸に容易に装着可能になっている。そして、本体部31には、軸方向に貫通形成された上記座繰り穴32に加え、さらに、タップ穴(雌ねじ)33が複数(この例では二箇所)設けられている。このタップ穴33は、連結板20の各間隙部24に対向する位置に設けられており、このタップ穴33に軸方向から軸部用ねじ91が挿入されて固定されることで、軸部用ねじ91のねじ部分が連結板20の係止部23の戻り防止用の軸部80となり、複数の係止部23の径方向の弾性的変位を阻止するようになっている。
さらに、固定板30には、図4に示すように、本体部31の外側面の180°に対向する位置に、係合案内面35と、この係合案内面35に隣接して形成された係合フック36とが二箇所形成されている。この係合フック36は、同図(a)に示すように、横断面が略コ字状をなして固定板30の軸方向での外側を向く面(同図での右側の面)に、装着されるハウジング40側に張り出して形成されている。また、係合案内面35は、周方向に沿って形成された斜面であり、この斜面の傾斜は、略コ字状の係合フック36の近傍側が高く(つまり、その反対側に向けて低く)なっている。
これに対し、装着されるハウジング40には、図5に示すように、その円筒状の固定板30側の端部に、係合爪42が二箇所に形成されている。この係合爪42は、上記係合フック36に係合するように、相互の周方向の位置を合わせて、相互が対向する位置で嵌め合わせられるように形成されることで連結部を構成している。また、この係合爪42は、周方向に沿って形成された係合用斜面42aと、これに隣接する係合面42bとを有している。係合用斜面42aは、その連結部としての係脱動作が円滑になるように、上記係合フック36の側が低く、係合面42b側に高い傾斜の面になっている。
そして、このハウジング40内には、径方向内側に張り出す円環状の鍔部43が形成されており、この鍔部43に対して固定板30側(図3(a)での左側)に含油部材50が収容され、反対側にはシール部材60が収容されるようになっている。
また、シール部材60が収容される側の外周面には、シール部材60を固定するためのねじを装着するための装着穴44が設けられている。なお、シール部材60は、図7に示すように、円環状をなし、その内径面は、ねじ軸2のねじ溝2aに倣うように形成されたシール面60aになっている。
ここで、上記含油部材50は、図6に示すように、環状体を軸方向に沿って左右二分割した半円環状の分割部51,52から構成されている。さらに、各分割部51,52は、軸方向に沿って形成された係合溝51m、52mを係合部としてそれぞれ有している。
一方、上記ハウジング40は、含油部材50の各係合溝51m、52mに嵌め込まれることで各分割部51,52の装着姿勢を保持する複数の突条部48を含油部材装着姿勢保持部として有している。各突条部48は、ハウジング40の内周面にその径方向内側に向けて張り出すとともに軸方向に沿って形成されており、含油部材50の各係合溝51m、52mに嵌め込まれた状態にあっては、その保持する各分割部51,52の軸方向への移動を許容するとともに、周方向への移動を拘束するようになっている。
次に、このボールねじ1の作用・効果について説明する。
このボールねじ1では、ナット3の端部に含油部材装着装置10を装着する場合は、まず、リング状の連結板20をナット3の端部に挿入し、ナット3の内径部3bの複数の係合溝3cと連結板20との相互の周方向の位置を合わせて、複数の係止部23が複数の係合溝3cに対向する位置で相互を嵌め合わせる。
このとき、複数の係止部23が複数の係合溝3cに対向していない非係合位置では、複数の係止部23の先端は、ナット3の内径部3bの面に当接することになるが、各係止部23は、間隙部24の他端側が基端部となって片持ち腕部22で支持されているので、片持ち腕部22が径方向内側に弾性変形することで偏倚して、内径部3bに摺接しつつ周方向に回動可能となる。そして、複数の係止部23が複数の係合溝3cに対向した係合位置では、片持ち腕部22が径方向外側に弾性変形(復帰)することで外側に偏倚して係合溝3cに係合される。なお、本実施形態では、複数の係合溝3cが凹の円弧状に設けられ、これに嵌め込まれる複数の係止部23が凸の円弧状に設けられているので、相互の周方向での回転の際の係脱の動作が円滑に行える。
次いで、ナット3と連結板20相互を上記係合位置に位置させ、係止部23が係合溝3cに嵌ったことを確認した後に、リング状の固定板30を連結板20の軸方向の外側面側から被せ、固定板30のタップ穴33に軸方向の外側面側から軸部用ねじ91を挿入して固定する。これにより、軸部用ねじ91のねじ部が、連結板20の各間隙部24に軸方向から挿入されて、連結板20の係止部23の戻り防止用の軸部80となり、複数の係止部23の径方向内側への弾性的変位を阻止することができる。そのため、固定板30の複数の軸部80(この例では、軸部用ねじ91のねじ部)で連結板20の係止部23を内径方向に戻らなくすることができる。なお、連結板20側の端面には、連結板20の内径に対してインロー部34が形成されているので、連結板20に固定板30を固定する際に、ボールねじ1の軸心CLと同軸に容易に装着することができる。
次いで、連結板20および固定板30を、軸方向から相互を締結およびその解除が可能な締結部70によって固定する。つまり、固定板30の外側面側から二本の締結用ねじ92を座繰り穴32に挿入し、タップ穴25に螺着することで軸方向から固定することができる。
次いで、ハウジング40を軸方向から装着する際は、固定板30の係合案内面35に対向するように、ハウジング40の係合爪42の周方向の位置を位置させる。次いで、上記連結部によって、ハウジング40をナット端部に軸方向から装着する。すなわち、上記係合案内面35に係合爪42を軸方向から押しつけると、係合案内面35の斜面が「カム」として作用するので、これにより係合爪42が係合フック36側に導かれるようにハウジング40を周方向に円滑に廻すことができる。そして、係合フック36との係合が開始される係合爪42の部分には、係合用斜面42aが形成されているので、係合フック36との係合も円滑になされ、これにより、軸方向からのハウジング40の着脱を容易とし、かつ係合フック36に係合時の拘束力を強くすることができる。そのため、このボールねじ1によれば、ナット端部に軸方向から着脱可能な連結部を有するので、ねじ軸2の軸方向からの装着作業のみによってハウジング40の着脱も容易である。
このように、このボールねじ1によれば、ねじ軸2の軸方向からの装着作業のみによってハウジング40、連結板20および固定板30をナット3の端部に装着することが可能である。また、ハウジング40、連結板20および固定板30をナット3の端部から取り外す際には、上述とは逆の手順によって、ねじ軸2の軸方向からの作業のみによって容易に取り外すことができる。
さらに、このボールねじ1によれば、ハウジング40内の含油部材50のメンテナンスに際し、上記連結部の連結を軸方向から解除してナット3の端部からハウジング40を外し、次いで、このハウジング40をねじ軸2の軸方向に沿ってスライド移動させれば、例えば、図17に例示したようなテーブル8から離隔した位置までハウジング40を移動し、ハウジング40内の含油部材50を軸方向側面から視認可能とすることができる。
そして、この状態において、このボールねじ1によれば、含油部材装着装置10は、含油部材50が、環状体を軸方向に沿って分割した複数の分割部51,52から構成されるとともに、各分割部51,52は、軸方向に沿って形成された係合部として係合溝51m,52mをそれぞれ有し、ハウジング40が、含油部材50の各係合溝51m,52mに嵌め込まれることで各分割部51,52の装着姿勢を保持する複数の突条部48(含油部材装着姿勢保持部)を有しており、各突条部48は、その保持する各分割部51,52の軸方向への移動を許容するとともに、周方向への移動を拘束するように各係合溝51m,52mに嵌め込まれるようになっているので、各分割部51,52を突条部48の延設方向、つまり軸方向に沿って引き出し、ハウジング40内から取り外すことができる。そして、この含油部材50は、環状体を軸方向に沿って分割した複数の分割部51,52から構成されているから、各分割部51,52を径方向に取り外し可能である。
したがって、図17に例示したようなテーブル8に、このボールねじ1が装着された状態であっても、含油部材50のメンテナンスに際し、テーブル8からボールねじ1を取り外すことなく含油部材装着装置10のハウジング40をナット3の端部に対して着脱することができる。そして、テーブル8にボールねじ1が装着された状態であっても、テーブル8からボールねじ1を取り外すことなく、ねじ軸2の軸方向からの作業のみによって含油部材50を交換することができる。
以上説明したように、このボールねじ1によれば、含油部材50をナット3端部に着脱する工程を容易にすることができる。なお、本発明に係るボールねじは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、含油部材50の係合部は、各分割部51,52の外周面に、軸方向に沿って形成された係合溝51m,52mからなり、含油部材装着姿勢保持部は、ハウジング40の内周面にその径方向内側に向けて張り出すとともに軸方向に沿って形成された突条部48からなる構成例で説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、図8および図9に示すように、含油部材50の係合部として、各分割部51,52の側面から軸方向に沿って穿設された係合穴51m,52mから構成し、含油部材装着姿勢保持部としては、ハウジング40の内周面に形成された円環状の鍔部の側面から軸方向に向けて立設された軸部48から構成することができる。
1 ボールねじ
2 ねじ軸
3 ナット
4 ボール
5 リニアガイド
6 案内レール
7 スライダ
8 テーブル
9 機台
10 含油部材装着装置(付帯装置)
20 連結板
30 固定板
40 ハウジング
48 突条部(含油部材装着姿勢保持部)
50 含油部材
51,52 分割部
51m,52m 係合溝(係合部)
60 シール部材
70 締結部
80 軸部
91 軸部用ねじ
92 締結用ねじ

Claims (3)

  1. ねじ軸と、該ねじ軸にボールを介して相対回転移動自在に外嵌されるナットと、該ナット端部に含油部材を配置する付帯装置とを備えるボールねじであって、
    前記付帯装置は、前記ナット端部に軸方向から着脱可能な連結部を有するとともに、自身内部に前記含油部材を収容可能な円筒状のハウジングを備え、
    前記含油部材は、環状体を軸方向に沿って分割した複数の分割部から構成されるとともに、各分割部が、軸方向に沿って形成された係合部をそれぞれ有し、
    前記ハウジングは、前記含油部材の各係合部に嵌め込まれることで各分割部の装着姿勢を保持する複数の含油部材装着姿勢保持部を有し、各含油部材装着姿勢保持部は、その保持する各分割部の軸方向への移動を許容するとともに、周方向への移動を拘束するように各係合部に嵌め込まれるようになっていることを特徴とするボールねじ。
  2. 前記含油部材の係合部は、各分割部の外周面に、軸方向に沿って形成された係合溝からなり、前記含油部材装着姿勢保持部は、前記ハウジングの内周面にその径方向内側に向けて張り出すとともに軸方向に沿って形成された突条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。
  3. 前記含油部材の係合部は、各分割部の側面から軸方向に沿って穿設された係合穴からなり、前記含油部材装着姿勢保持部は、前記ハウジングの内周面に形成された円環状の鍔部の側面から軸方向に向けて立設された軸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。
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