JP2001317605A - Ball screw - Google Patents
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- F16H25/2233—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with cages or means to hold the balls in position
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、主に電動射出成
形機や電動プレス機など、従来では油圧シリンダを用い
ていた高荷重を受ける駆動系をボールねじに置き換える
場合や、また使用条件として油膜切れが発生し易い揺動
仕様やグリースおよび油を供給し難い箇所への適用が可
能なボールねじに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates mainly to a case where a drive system which receives a heavy load, such as an electric injection molding machine or an electric press machine, which conventionally uses a hydraulic cylinder, is replaced with a ball screw. The present invention relates to a ball screw which can be applied to a swing specification in which cutting easily occurs and a place where grease and oil are difficult to be supplied.
【０００２】[0002]
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来のボ
ールねじは、総負荷玉（全て同じ径のボール）を用いて
負荷容量を稼いだ仕様が一般的である。しかし、総負荷
玉の仕様では、特にストロークが短い揺動の用途におい
て、隣合うボール同士の摩擦により、動トルクの増大を
引き起こしたり、摩擦によってボール表面の損傷が発生
したりする場合があった。このような揺動など、潤滑が
厳しい用途では、隣合うボールの回転する向きを逆にし
て摩擦を低減するために、一つおきに径の小さなスペー
サボールを使用することが多い。しかし、スペーサボー
ルは径が小さく、ボールねじに加わる負荷を受けられな
いため、負荷ボール個数は総負荷玉仕様に対して約１／
２となり、負荷容量の低下を招く欠点があった。隣合う
負荷玉を接触させないために、隣合うボールの間に間座
を介在させることも対策として可能であるが、特にボー
ル径が大きく重量が大きいものや、高速回転する仕様で
はボールと間座の摩擦や衝突によって、間座が破損する
恐れがある。2. Description of the Related Art Generally, a conventional ball screw has a specification in which a load capacity is obtained by using a total load ball (all balls having the same diameter). However, in the specification of the total load ball, especially in a swinging application having a short stroke, friction between adjacent balls may cause an increase in dynamic torque, or friction may cause damage to the ball surface. . In applications in which lubrication is severe, such as swinging, spacer balls having a small diameter are used every other one in order to reverse the rotating direction of adjacent balls and reduce friction. However, since the spacer balls are small in diameter and cannot receive the load applied to the ball screw, the number of loaded balls is about 1 /
2 and there was a drawback that the load capacity was reduced. As a countermeasure, it is possible to interpose a spacer between adjacent balls to prevent the adjacent load balls from coming into contact with each other. The spacers may be damaged by friction or collision of
【０００３】総負荷玉仕様で動トルクが増大したり、ボ
ール表面が損傷する原因は、ボール同士の接触面に油膜
切れが起こり、局部的な潤滑不良となるためである。初
期にはボールねじのナット内の空間に、例えば１００パ
ーセントグリースを充填しても、ボールがねじ溝内を公
転することにより、ボール間のグリースの大部分はナッ
ト外やナット内の溝以外の空間に排除されてしまう。こ
の結果、グリースはボール表面に極薄くしか存在せず、
ボール間の潤滑不良が発生し易くなる。ボール間に間座
を挿入しても、ボールとの間に摩擦が存在する。これを
防ぐには間座を自己潤滑性のあるもので製作すれば良い
が、樹脂に潤滑油を混入させると、強度が低下し、ボー
ルの衝突力に耐えられなくなってしまう。また、間座も
ある程度の厚みを持たせることが必要なため、ねじ溝内
に存在するボール個数も総負荷玉より減少し、その分負
荷容量が低下する。[0003] The cause of an increase in dynamic torque or damage to the ball surface in the case of the total load ball specification is that the oil film is cut off at the contact surface between the balls, resulting in local lubrication failure. Initially, even if the space inside the nut of the ball screw is filled with 100% grease, for example, the ball revolves in the thread groove, so that most of the grease between the balls is outside the nut and other than the groove inside the nut. It is eliminated in space. As a result, the grease is only very thin on the ball surface,
Poor lubrication between balls is likely to occur. Even if a spacer is inserted between the balls, friction still exists between the balls. To prevent this, the spacer may be made of self-lubricating material. However, if lubricating oil is mixed in the resin, the strength is reduced and the ball cannot withstand the collision force of the ball. In addition, since the spacer needs to have a certain thickness, the number of balls existing in the thread groove is also smaller than the total load balls, and the load capacity is correspondingly reduced.
【０００４】この発明の目的は、負荷容量の低下をでき
るだけ回避しながら、ボール間の摩擦面に長期間にわた
り潤滑剤を供給することのできるボールねじを提供する
ことである。この発明の他の目的は、負荷容量を全く低
下させることなく、ボール間の摩擦面に長期間にわたり
潤滑剤を供給することを可能とし、かつ間座の破損の問
題を無くすことである。An object of the present invention is to provide a ball screw capable of supplying a lubricant to a friction surface between balls for a long period of time while avoiding a reduction in load capacity as much as possible. Another object of the present invention is to enable lubricant to be supplied to the friction surface between balls for a long period of time without lowering the load capacity at all, and to eliminate the problem of breakage of the spacer.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明のボールねじ
は、ねじ軸の外径面と、このねじ軸に外嵌するナットの
内径面に、それぞれ螺旋状のねじ溝が設けられ、上記ね
じ軸のねじ溝とナットのねじ溝の間に複数のボールを介
在させたボールねじにおいて、前記ボール間に固形潤滑
組成物からなる間座を介在させたことを特徴とする。こ
の構成によると、ボール間に固形潤滑組成物の間座を介
在させたため、この間座によってボールの潤滑性が得ら
れ、ボール同士が接触する箇所を潤滑することができ
る。例えば、固形潤滑組成物は、それ自体が潤滑性を持
つため、ボールが接触しても抵抗とならず、また、固形
潤滑組成物から染みだす油を、ボール同士が接触する箇
所に継続的に供給することができる。また、この固形潤
滑組成物からなる間座は、ボールと共に循環するため、
グリースのようにボール間から外部に排出される恐れが
ない。これらのため、潤滑性およびその継続性に優れ、
給脂間隔を長く設定することや、グリース量を減らすこ
とも可能となり、長期間メンテナンスフリーを実現する
ことも可能である。この固形潤滑組成物の間座は、小径
ボールを介在させる場合に比べて薄くすることが可能で
あり、ボール個数の減少をできるだけ少なくできて、負
荷容量の低減を回避できる。The ball screw according to the present invention is provided with a helical thread groove on each of an outer diameter surface of a screw shaft and an inner diameter surface of a nut fitted on the screw shaft. In a ball screw having a plurality of balls interposed between the screw groove of the nut and the screw groove of the nut, a spacer made of a solid lubricating composition is interposed between the balls. According to this configuration, since the spacer of the solid lubricating composition is interposed between the balls, lubrication of the balls can be obtained by the spacer, and a portion where the balls contact each other can be lubricated. For example, since the solid lubricating composition itself has lubricating properties, resistance does not occur even when the balls come into contact with each other, and oil that oozes from the solid lubricating composition is continuously applied to the places where the balls come into contact with each other. Can be supplied. Further, the spacer made of this solid lubricating composition circulates with the ball,
There is no danger of being discharged outside from between the balls unlike grease. Because of these, excellent lubricity and its continuity,
It is also possible to set a longer greasing interval and reduce the amount of grease, and it is also possible to realize maintenance-free for a long time. The spacer of the solid lubricating composition can be made thinner than when a small-diameter ball is interposed, so that the number of balls can be reduced as small as possible, and the load capacity can be prevented from being reduced.
【０００６】この発明において、間座の固形潤滑組成物
が、潤滑グリース１０〜９０ｗｔ％と、高分子量ポリオ
レフィン９０〜１０ｗｔ％との混合物からなるものであ
っても良い。潤滑グリースと高分子量ポリオレフィンと
の混合物からなる固形潤滑組成物でであると、グリース
またはその基油が長期間にわたって次第に染み出す作用
が得られる。また、高分子量ポリオレフィンは、剛性お
よび保油性に優れ、高温に対しても強い。潤滑グリース
と高分子量ポリオレフィンとの配合の割合は、潤滑グリ
ースの量を多くするほど潤滑性には優れるが、強度が低
下する。また、高分子量ポリオレフィンの量が多いほ
ど、粘り強さ、硬さ等の強度が強くなるが、潤滑性は低
下する。このため、ボール間の間座として使用するに
は、潤滑グリースと高分子量ポリオレフィンとの配合の
割合は、上記の範囲が好ましく、この範囲内で、ボール
ねじの仕様による要求性能に応じて自由に増減すれば良
い。In the present invention, the solid lubricating composition of the spacer may be a mixture of 10 to 90 wt% of lubricating grease and 90 to 10 wt% of high molecular weight polyolefin. In the case of a solid lubricating composition comprising a mixture of a lubricating grease and a high molecular weight polyolefin, an effect of gradually exuding grease or its base oil over a long period of time is obtained. In addition, high molecular weight polyolefins have excellent rigidity and oil retaining properties, and are resistant to high temperatures. As for the proportion of the lubricating grease and the high molecular weight polyolefin, the greater the amount of the lubricating grease, the better the lubricity, but the lower the strength. Further, as the amount of the high-molecular-weight polyolefin increases, the strength such as tenacity and hardness increases, but the lubricity decreases. For this reason, in order to use as a spacer between balls, the mixing ratio of the lubricating grease and the high molecular weight polyolefin is preferably within the above range, and within this range, freely according to the performance required by the specifications of the ball screw. You only have to increase or decrease.
【０００７】上記間座は、貫通孔を有し、この貫通孔内
で隣合うボール同士が接触可能なものであっても良い。
このようにボール同士を接触可能としたことで、間座を
介在させながら、総負荷玉仕様と同数のボールを挿入で
きて、負荷容量の低下が全くない。また、ボール同士が
接触するため、間座にボールの衝突力が加わることが無
い。そのため、間座に高強度を持たせる必要がなく、固
形潤滑組成物にグリースの比率を高く設定できる。例え
ば、固形潤滑組成物が潤滑グリースと高分子量ポリオレ
フィンとの混合物である場合に、グリースの比率を高く
設定できる。固形潤滑組成物中のグリースの割合を増や
せば、長期間の使用で寿命に達し、ボールや転走面が損
傷し、摩耗粉の噛み込みにより間座が摩擦損傷しても、
間座自体の強度が低いため、これを噛み込んでロックす
る現象を防ぐことが可能である。また、寿命に達して摩
耗粉が多量に発生して温度が高くなると、固形潤滑組成
物中のグリースの染み出し量が増加し、逆にロックする
までの時間を延ばす効果も期待できる。[0007] The spacer may have a through hole, and adjacent balls may contact each other in the through hole.
Since the balls can be brought into contact with each other in this manner, the same number of balls as the total load ball specification can be inserted with the spacer interposed therebetween, and there is no reduction in load capacity. Further, since the balls come into contact with each other, no collision force of the balls is applied to the spacer. Therefore, it is not necessary to give the spacer a high strength, and the ratio of grease in the solid lubricating composition can be set high. For example, when the solid lubricating composition is a mixture of a lubricating grease and a high molecular weight polyolefin, the ratio of the grease can be set high. If the proportion of grease in the solid lubricating composition is increased, the life will be reached over a long period of use, the ball and the rolling surface will be damaged, and even if the spacer is frictionally damaged due to the bite of wear powder,
Since the strength of the spacer itself is low, it is possible to prevent a phenomenon in which the spacer is engaged and locked. Further, when the life is reached and a large amount of abrasion powder is generated and the temperature rises, the amount of grease oozing out of the solid lubricating composition increases, and on the contrary, the effect of extending the time until locking can be expected.
【０００８】この発明において、上記間座のボールとの
接触面は、ボール外径に沿った凹球面としても良い。こ
のように凹球面とすることで、間座の姿勢が安定し、ま
た限られた空間にできるだけ大きな固形潤滑組成物の間
座を用いることができて、潤滑寿命の向上が図れる。In the present invention, the contact surface of the spacer with the ball may be a concave spherical surface along the ball outer diameter. By adopting a concave spherical surface in this way, the posture of the spacer is stabilized, and the spacer of a solid lubricating composition as large as possible can be used in a limited space, so that the lubrication life can be improved.
【０００９】この発明において、上記間座のボールとの
接触面に、溝または穴からなる複数の潤滑用の凹みを設
けても良い。このように潤滑用の凹みを設けた場合、そ
の中にグリースが溜まり、より潤滑効果を向上させるこ
とができる。In the present invention, a plurality of lubricating recesses formed of grooves or holes may be provided on the contact surface of the spacer with the ball. When the lubricating recess is provided in this way, grease accumulates therein, and the lubricating effect can be further improved.
【００１０】この発明における上記各構成のボールねじ
は、電動射出形成機の駆動機構に使用されるものであっ
ても良い。電動射出形成機の駆動機構にボールねじを用
いた場合、ボールねじは高荷重を受けることになるた
め、この発明における負荷容量を確保して潤滑性を高め
た効果が有効に発揮される。In the present invention, the ball screw having the above-described configuration may be used for a drive mechanism of an electric injection molding machine. When a ball screw is used for the drive mechanism of the electric injection molding machine, the ball screw receives a high load. Therefore, the effect of securing the load capacity and improving lubricity in the present invention is effectively exhibited.
【００１１】この発明における上記各構成のボールねじ
は、電動プレス機のプレス部駆動機構に使用されるもの
であっても良い。電動プレス機のプレス部駆動機構にボ
ールねじを用いた場合、ボールねじは高荷重を受けるこ
とになるため、この発明における負荷容量を確保して潤
滑性を高めた効果が有効に発揮される。The ball screw of each of the above structures according to the present invention may be used for a press drive mechanism of an electric press. When a ball screw is used for the press drive mechanism of the electric press machine, the ball screw receives a high load. Therefore, the effect of securing the load capacity and improving lubricity in the present invention is effectively exhibited.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共
に説明する。ねじ軸１の外径面と、このねじ軸１に外嵌
するナット２の内径面に、それぞれ螺旋状のねじ溝４，
５が設けられ、両ねじ溝４，５の間に複数のボール３が
介在している。このボールねじＡにおいて、隣合う各ボ
ール３間に固形潤滑組成物からなる間座６を介在させ
る。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Helical screw grooves 4 are formed on the outer diameter surface of the screw shaft 1 and the inner diameter surface of the nut 2 fitted to the screw shaft 1 respectively.
5 are provided, and a plurality of balls 3 are interposed between the two screw grooves 4 and 5. In this ball screw A, a spacer 6 made of a solid lubricating composition is interposed between adjacent balls 3.
【００１３】ナット２には、ねじ軸１とナット２のねじ
溝４，５間に介在したボール３を、これらねじ溝４，５
間から取り出して潤滑させる循環路７が設けられてい
る。循環路７は、後に別の例を説明するように、任意の
形式のものが採用できるが、この例ではリターンチュー
ブ形式のものとされている。すなわち、ナット２のねじ
溝５における異なる周部分の間に、リターンチューブ８
を設け、このリターンチューブ８内を循環路７としてい
る。ねじ溝５におけるリターンチューブ８が開口した部
分には、ねじ溝４，５間のボール３をリターンチューブ
８内に案内する案内部（図示せず）が設けられている。
ねじ軸１、ナット２、およびボール３の材質は、例えば
鋼製とされる。The ball 3 interposed between the screw shaft 1 and the screw grooves 4 and 5 of the nut 2 is mounted on the nut 2.
A circulation path 7 is provided for taking out and lubricating from between. The circulation path 7 may be of any type, as will be described later in another example. In this example, a return tube type is used. That is, the return tube 8 is provided between different circumferential portions of the thread groove 5 of the nut 2.
And the inside of the return tube 8 is used as the circulation path 7. A guide portion (not shown) for guiding the ball 3 between the screw grooves 4 and 5 into the return tube 8 is provided at a portion of the screw groove 5 where the return tube 8 is opened.
The materials of the screw shaft 1, the nut 2, and the ball 3 are, for example, steel.
【００１４】間座６は、図２に示すように中央に貫通孔
９を有し、この貫通孔９内で、隣合うボール３，３同士
が接触可能なリング状のものとされている。このよう
に、間座６として、隣合うボール３，３同士が接触可能
なものを使用することで、ボールねじＡは総負荷玉仕様
とされている。間座６の両側面におけるボール３との接
触面６ａは、ボール３の外径に沿った凹球面とされてい
る。間座６の外周面形状は断面円形とされ、また貫通孔
９の内周面も断面円形とされている。例えば、間座６の
外周面は円筒面とされ、貫通孔９の内周面も円筒面とれ
ている。間座６の外周面は、図３に示すように球面状と
しても良い。これら図２，図３の例では、隣合うボール
３，３同士が接触する状態で、間座６の両側の接触面６
ａがボール３に接触する。間座６の両側の接触面６ａ
は、図４に示すように、隣合うボール３，３同士が接触
する状態で、接触面６ａとボール３との間に隙間ｄが生
じるように形成しても良い。図４の例では、間座６の接
触面６ａは円すい面状とされている。The spacer 6 has a through hole 9 in the center as shown in FIG. 2, and is formed in a ring shape in which the adjacent balls 3, 3 can contact each other in the through hole 9. As described above, by using the spacer 6 in which the adjacent balls 3 and 3 can contact each other, the ball screw A has a full load ball specification. The contact surfaces 6 a with the ball 3 on both side surfaces of the spacer 6 are formed as concave spheres along the outer diameter of the ball 3. The outer peripheral surface of the spacer 6 has a circular cross section, and the inner peripheral surface of the through hole 9 also has a circular cross section. For example, the outer peripheral surface of the spacer 6 is a cylindrical surface, and the inner peripheral surface of the through hole 9 is also a cylindrical surface. The outer peripheral surface of the spacer 6 may be spherical as shown in FIG. In the examples shown in FIGS. 2 and 3, the contact surfaces 6 on both sides of the spacer 6 are in a state where the adjacent balls 3 are in contact with each other.
a contacts the ball 3. Contact surfaces 6a on both sides of spacer 6
As shown in FIG. 4, the ball 3 may be formed so that a gap d is formed between the contact surface 6a and the ball 3 in a state where the adjacent balls 3 and 3 are in contact with each other. In the example of FIG. 4, the contact surface 6a of the spacer 6 has a conical shape.
【００１５】間座６は、ボール３との接触面６ａに、複
数の凹み１０（図５）を有するものであっても良い。こ
の凹み１０は、溝であっても局部的な穴であっても良
い。凹み１０を溝とする場合、複数の平行溝であって
も、交差溝であっても良い。また局部的な穴とする場
合、例えば多孔質材状の微小な穴であっても良い。これ
らの凹み１０は、図２，図３の例などのように隙間のな
い場合に設けても、図４の例のように隙間ｄを生じさせ
る場合に設けても良い。The spacer 6 may have a plurality of recesses 10 (FIG. 5) on the contact surface 6a with the ball 3. The recess 10 may be a groove or a local hole. When the recess 10 is a groove, it may be a plurality of parallel grooves or a cross groove. In the case of forming a local hole, for example, a fine hole of a porous material shape may be used. These recesses 10 may be provided when there is no gap as in the example of FIGS. 2 and 3 or may be provided when a gap d is generated as in the example of FIG.
【００１６】間座６の材質は、固形潤滑組成物であり、
例えば樹脂と潤滑グリースとの混合物とされる。樹脂と
しては、高分子量ポリオレフィンが好ましく、上記固形
潤滑組成物は、例えば、潤滑グリース１０〜９０ｗｔ％
と、高分子量ポリオレフィン９０〜１０ｗｔ％との混合
物とされる。より好ましくは、潤滑グリース５０〜７０
ｗｔ％と、高分子量ポリオレフィン３０〜５０ｗｔ％で
ある。固形潤滑組成物には、上記の他に、油の滲み出し
を抑制するための添加剤を加えても良い。The material of the spacer 6 is a solid lubricating composition,
For example, it is a mixture of resin and lubricating grease. As the resin, a high molecular weight polyolefin is preferable, and the solid lubricating composition is, for example, 10 to 90 wt% of lubricating grease.
And a high molecular weight polyolefin of 90 to 10 wt%. More preferably, lubricating grease 50 to 70
wt%, and 30 to 50 wt% of a high molecular weight polyolefin. In addition to the above, an additive for suppressing oozing of oil may be added to the solid lubricating composition.
【００１７】固形潤滑組成物は、詳しくは、潤滑グリー
スと高分子量ポリオレフィン粉末との混合物を上記高分
子量ポリオレフィン粉末のゲル化点以上の温度に加熱し
て成形してなるものである。潤滑グリースの基油として
は、フッ素油、シリコーン油、その他の種々のものが用
いられる。潤滑グリースの増稠剤としては、石けん系増
稠剤や非石けん系増稠剤が用いられる。上記高分子量ポ
リオレフィン粉末は、高分子量ポリエチレン、高分子量
ポリプロピレン、高分子量ポリブテン、超高分子量ポリ
エチレン、超高分子量ポリプロピレン、超高分子量ポリ
ブテン若しくはこれらの共重合体からなる粉末またはそ
れぞれ単独の粉末を配合した混合粉末であってよい。こ
れらの各粉末の分子量は、特に限定されるものではない
が、粘度法により測定される粘度平均分子量が１×１０
5 〜５×１０6 の高分子量ポリオレフィン粉末が好まし
く、１×１０6 〜５×１０6 の超高分子量ポリオレフィ
ン粉末がより好ましい。このような分子量の範囲にある
ポリオレフィンは、剛性及び保油性において低分子量の
ポリオレフィンより優れ、高温に加熱してもほとんど流
動することがない。More specifically, the solid lubricating composition is formed by heating a mixture of lubricating grease and high molecular weight polyolefin powder to a temperature equal to or higher than the gel point of the high molecular weight polyolefin powder. As the base oil of the lubricating grease, fluorine oil, silicone oil and other various oils are used. As the thickener of the lubricating grease, a soap thickener or a non-soap thickener is used. The high-molecular-weight polyolefin powder is a high-molecular-weight polyethylene, high-molecular-weight polypropylene, high-molecular-weight polybutene, ultra-high-molecular-weight polyethylene, ultra-high-molecular-weight polypropylene, ultra-high-molecular-weight polybutene or a powder composed of a copolymer thereof, or a single powder thereof. It may be a mixed powder. The molecular weight of each of these powders is not particularly limited, but the viscosity average molecular weight measured by a viscosity method is 1 × 10
A high molecular weight polyolefin powder of 5 to 5 × 10 6 is preferred, and an ultra high molecular weight polyolefin powder of 1 × 10 6 to 5 × 10 6 is more preferred. Polyolefins having such a molecular weight range are superior to low-molecular-weight polyolefins in rigidity and oil retention, and hardly flow even when heated to a high temperature.
【００１８】潤滑グリースに高分子量ポリオレフィン粉
末を分散保持させて成形するには、上記各材料を混合し
た後、所定の金型内に流し込み、高分子量ポリオレフィ
ンのゲル点以上に加熱する。その後、常温程度にまで放
冷し、好ましくは液体冷却剤中で急冷して固形化させる
ことにより、所定形状を有する固形潤滑組成物を得るこ
とができる。In order to disperse and hold the high molecular weight polyolefin powder in the lubricating grease, the above materials are mixed, then poured into a predetermined mold, and heated to a temperature higher than the gel point of the high molecular weight polyolefin. Thereafter, the solid lubricating composition having a predetermined shape can be obtained by allowing it to cool to about room temperature, preferably by quenching it in a liquid coolant and solidifying it.
【００１９】上記構成の作用を説明する。この実施形態
は、総負荷玉仕様のボールねじＡにおける隣合うボール
３，３間に、中央にボール３，３が接触できる貫通穴９
の空けられた固形潤滑組成物製の間座６を介在させたこ
とを特徴とするものである。固形潤滑組成物の間座６
は、ボール３と共に循環するため、グリースのようにボ
ール３，３間から外部へ排除される恐れがない。また、
中央の貫通穴９により、隣合うボール３は接触できるた
め、総負荷玉と同数のボール３を挿入でき、負荷容量が
低下することもない。また、間座６にボール３の衝突力
が加わることも無いため、固形潤滑組成物の間座６に高
強度を持たせる必要がなく、グリースの比率を高く設定
できる。The operation of the above configuration will be described. In this embodiment, a through hole 9 is provided between adjacent balls 3 in a ball screw A having a total load ball specification so that the balls 3 and 3 can contact the center.
In which a spacer 6 made of a solid lubricating composition is interposed. Spacing of solid lubricating composition 6
Is circulated together with the ball 3, so that there is no danger of being removed to the outside from between the balls 3, 3 like grease. Also,
Since the adjacent balls 3 can be in contact with each other through the central through hole 9, the same number of balls 3 as the total load balls can be inserted, and the load capacity does not decrease. Further, since the impact force of the ball 3 is not applied to the spacer 6, it is not necessary to give the spacer 6 of the solid lubricating composition a high strength, and the grease ratio can be set high.
【００２０】間座６の固形潤滑組成物におけるグリース
の割合を増やせば、長期間の使用で寿命に達し、ボール
６や転走面（ねじ溝４，５の内面）が損傷し、摩耗粉の
噛み込みにより間座６が摩擦損傷しても、これを噛み込
んでロックする現象を防ぐことが可能である。また、寿
命に達して摩耗粉が多量に発生して温度が高くなると、
固形潤滑組成物中のグリースの染み出し量が増加し、逆
にロックするまでの時間を延ばす効果も期待することが
できる。グリースの割合があまり多くない通常の仕様に
おいても、間座６の固形潤滑組成物からグリースが継続
的に染みだすため、給脂間隔を長く設定でき、またグリ
ース量を減らすことも可能となり、長期間のメンテナン
スフリーを実現することも可能である。If the proportion of grease in the solid lubricating composition of the spacer 6 is increased, the life will be reached after a long-term use, the balls 6 and the rolling surfaces (the inner surfaces of the screw grooves 4 and 5) will be damaged, and Even if the spacer 6 is frictionally damaged by the biting, it is possible to prevent the spacer 6 from being locked by being bitten. Also, when the life is reached and a large amount of wear powder is generated and the temperature rises,
The amount of grease oozing out of the solid lubricating composition increases, and on the contrary, the effect of extending the time until locking can be expected. Even in a normal specification in which the proportion of grease is not so large, grease continuously oozes out of the solid lubricating composition of the spacer 6, so that the greasing interval can be set longer, and the amount of grease can be reduced. It is also possible to realize a maintenance-free period.
【００２１】このように、ボールねじＡ内のボール個数
を減らすことなく、ボール間の摩擦面に長期間にわた
り、潤滑剤を供給でき、特に荷重の大きい仕様や揺動で
使用される箇所に用いられるボールねじにおいて、動ト
ルクの増大、ボール表面の摩擦による損傷を防ぐことが
可能である。固形潤滑組成物からなる間座６のボール３
との接触面６ａに、多数の溝やポーラス状の凹部からな
る凹み１０を設けた場合は、この部分にグリースが溜ま
り、より潤滑効果を上げることが可能である。As described above, the lubricant can be supplied to the friction surface between the balls for a long period of time without reducing the number of balls in the ball screw A. In such a ball screw, it is possible to prevent an increase in dynamic torque and damage due to friction on the ball surface. Ball 3 of spacer 6 made of a solid lubricating composition
When the recess 10 composed of a large number of grooves and porous recesses is provided on the contact surface 6a with the grease, grease accumulates in this portion, and it is possible to further enhance the lubrication effect.
【００２２】なお、上記実施形態では、固形潤滑組成物
からなる間座６に、ボール３，３同士が接触可能な貫通
穴９を設けたが、例えば図１１，図１２の各例に示すよ
うに、間座６は貫通穴を有しないものであっても良い。
また、図１３の例のように、固形潤滑組成物からなる間
座６は、貫通穴９を有していても、ボール３，３同士が
接触できない径の穴であってもよい。このように構成し
た場合も、間座６の固形潤滑組成物からグリースが継続
的に染みだすため、給脂間隔を長く設定でき、またグリ
ース量を減らすことも可能となり、長期間のメンテナン
スフリーを実現することも可能である。In the above embodiment, the spacer 6 made of the solid lubricating composition is provided with the through-hole 9 through which the balls 3 and 3 can contact each other. For example, as shown in FIGS. In addition, the spacer 6 may not have a through hole.
Further, as in the example of FIG. 13, the spacer 6 made of the solid lubricating composition may have the through hole 9 or may be a hole having a diameter that prevents the balls 3 from coming into contact with each other. Even in the case of such a configuration, since the grease continuously oozes out of the solid lubricating composition of the spacer 6, the greasing interval can be set longer, and the amount of grease can be reduced. It is also possible to realize.
【００２３】また、上記実施形態では、ボールねじＡの
ボール循環形式をリターンチューブ式としたが、この発
明は、ボール循環形式をエンドキャップ形式や、こま形
式、ガイドプレート形式とした場合にも適用することが
できる。図６は、エンドキャップ形式の例であり、ナッ
ト２は、ねじ溝５を形成したナット本体２ａの両端にエ
ンドキャップ２ｂ，２ｂが取付けられている。循環路７
は、ナット本体２ａを軸方向に貫通した循環孔部７ａ
と、各エンドキャップ２ｂ，２ｂに設けられてねじ溝
４，５間と循環孔部７ａの間に連通するガイド溝部７
ｂ，７ｂとで構成される。図７は、こま式の例であり、
ナット２の潤滑路７を、「こま」と呼ばれる循環部品１
１で構成してある。循環部品１１は、ナット２のねじ溝
５の略１周分を連通させるものであり、通常、一つのナ
ット２に複数設けられる。図８は、ガイドプレート形式
とした例であり、循環路７が、ナット２に設けられたガ
イドプレート１２のガイド溝で形成されている。ガイド
溝からなる循環路７の入口には、ねじ溝４，５間のボー
ル３を掬い上げるデフレクタ１３が設けられている。こ
れら図６〜図８の各例において、前記各実施形態で述べ
た間座６のうちの任意のものが、各ボール３，３間に用
いられている。なお、図７，図８では、間座６の図示を
省略した。In the above embodiment, the ball circulation type of the ball screw A is the return tube type. However, the present invention is also applicable to the case where the ball circulation type is the end cap type, the top type, and the guide plate type. can do. FIG. 6 shows an example of an end cap type. In the nut 2, end caps 2b, 2b are attached to both ends of a nut main body 2a in which a thread groove 5 is formed. Circuit 7
Is a circulating hole 7a axially penetrating the nut body 2a.
And a guide groove 7 provided in each end cap 2b, 2b and communicating between the screw grooves 4, 5 and between the circulation hole 7a.
b, 7b. FIG. 7 is an example of a top type,
The lubrication path 7 of the nut 2 is connected to a circulating component 1 called a “spin”.
1. The circulating component 11 is for communicating approximately one round of the thread groove 5 of the nut 2, and a plurality of circulating components 11 are usually provided for one nut 2. FIG. 8 shows an example of a guide plate type, in which the circulation path 7 is formed by a guide groove of a guide plate 12 provided in the nut 2. A deflector 13 for scooping up the ball 3 between the screw grooves 4 and 5 is provided at the entrance of the circulation path 7 composed of the guide groove. In each of the examples of FIGS. 6 to 8, any of the spacers 6 described in the above embodiments is used between the balls 3. 7 and 8, illustration of the spacer 6 is omitted.
【００２４】図９は、この実施形態にかかるボールねじ
を応用した電動射出成形機の一例を示し、その射出部駆
動機構２１にこのボールねじＡが用いられている。この
射出成形機はインラインスクリュー式横型射出成形機で
あって、射出部駆動機構２１と型締部駆動機構２２とを
備えている。射出部駆動機構２１は、加熱シリンダ２３
内に挿入された押出しスクリュー２４をその軸線方向に
進退させる装置であって、減速機とモータとからなる回
転駆動源２５を有し、その駆動軸にボールねじＡのねじ
軸１を係合している。ボールねじＡのナット２は、連結
部材２９の内径面に一体化されている。連結部材２９の
一端は押出しスクリュー２４の後端に連結され、その押
出しスクリュー２４とねじ軸１とは同心状に配置され
る。押出しスクリュー２４は、加熱シリンダ２３の内部
で軸受３０により回転および進退自在に支持され、加熱
シリンダ２３の外部に露出した後端部にセレーション３
１が形成される。そのセレーション１１の部分に、歯車
１２が噛み合わされ、この歯車１２に噛み合った歯車３
３を介して、押出しスクリュー２４の回転が駆動源３４
に連結される。加熱シリンダ２３の上部に材料供給用の
ホッパー３５が設けられ、また加熱シリンダ２３の外周
面にヒータ３６が装着される。FIG. 9 shows an example of an electric injection molding machine to which the ball screw according to this embodiment is applied, and the ball screw A is used for an injection section driving mechanism 21. This injection molding machine is an in-line screw type horizontal injection molding machine, and includes an injection unit driving mechanism 21 and a mold clamping unit driving mechanism 22. The injection unit driving mechanism 21 includes a heating cylinder 23
A rotary drive source 25 comprising a speed reducer and a motor, wherein the screw shaft 1 of the ball screw A is engaged with the drive shaft. ing. The nut 2 of the ball screw A is integrated with the inner diameter surface of the connecting member 29. One end of the connecting member 29 is connected to the rear end of the extrusion screw 24, and the extrusion screw 24 and the screw shaft 1 are arranged concentrically. The extrusion screw 24 is rotatably and reciprocally supported by a bearing 30 inside the heating cylinder 23, and has a serration 3 at a rear end exposed outside the heating cylinder 23.
1 is formed. A gear 12 meshes with the serration 11, and the gear 3 meshes with the gear 12.
3, the rotation of the extrusion screw 24 is
Linked to A hopper 35 for supplying a material is provided above the heating cylinder 23, and a heater 36 is mounted on the outer peripheral surface of the heating cylinder 23.
【００２５】型締駆動機構２２は、固定台３９に軸受４
１を介してボールねじＡのナット２を回転自在に支持
し、そのナット２にモータと減速機とからなる回転駆動
源４４の回転駆動力をベルト４５により伝達する。この
ボールねじＡも、図１〜図３の実施形態のものである。
ナット２にねじ軸１が嵌合され、そのねじ軸１の先端に
可動盤４７が連結される。可動盤４７は、前記の固定盤
３８と固定台３９との間に設けられた案内バー４８によ
りスライド自在に支持され、固定盤４８に対して、接近
・離反するようになっている。固定盤３８と可動盤４７
との対向面に金型４９，４９Ａが搭載される。The mold clamping drive mechanism 22 includes a bearing 4 on the fixed base 39.
The nut 2 of the ball screw A is rotatably supported via 1, and the rotational driving force of a rotational drive source 44 composed of a motor and a speed reducer is transmitted to the nut 2 by a belt 45. This ball screw A is also the embodiment of FIGS.
The screw shaft 1 is fitted to the nut 2, and the movable plate 47 is connected to the tip of the screw shaft 1. The movable platen 47 is slidably supported by a guide bar 48 provided between the fixed platen 38 and the fixed table 39, and approaches and separates from the fixed platen 48. Fixed board 38 and movable board 47
The dies 49, 49A are mounted on the surface facing the.
【００２６】このように、電動射出成形機の射出部駆動
機構２１に上記実施形態のボールねじＡを用いた場合、
ボールねじＡが短ストロークでグリース攪拌が生じ難
く、かつ高荷重という厳しい潤滑条件でありながら、十
分な負荷容量と長期にわたる良好な潤滑性を得ることが
できる。As described above, when the ball screw A of the above embodiment is used for the injection section driving mechanism 21 of the electric injection molding machine,
Although the ball screw A has a short stroke and hardly causes grease agitation and has a severe lubricating condition of a high load, it is possible to obtain a sufficient load capacity and a good lubricating property for a long time.
【００２７】図１０は、この実施形態にかかるボールね
じを応用した電動プレス機の一例を示し、そのプレス部
駆動機構５１に前記実施形態にかかるボールねじＡが用
いられている。プレス部駆動機構５１は、ラムガイド５
２に昇降自在に設置されたラム５３を昇降駆動する手段
である。ラム５３は、パンチ金型５４を押し下げる手段
であり、その下端に設けられたストライカ５３ａを介し
てパンチ金型５４を押し下げる。パンチ金型５４は、タ
レット等の金型支持具５５にパンチホルダ５６を介して
昇降自在に設置されている。FIG. 10 shows an example of an electric press to which the ball screw according to this embodiment is applied, and the ball screw A according to the embodiment is used for a press section driving mechanism 51 of the electric press. The press section driving mechanism 51 includes a ram guide 5
2 is a means for driving up and down the ram 53 installed so as to be movable up and down. The ram 53 is a means for pushing down the punch mold 54, and pushes down the punch mold 54 via a striker 53a provided at the lower end thereof. The punch mold 54 is installed on a mold support 55 such as a turret via a punch holder 56 so as to be able to move up and down.
【００２８】プレス部駆動機構５１は、ボールねじＡ
と、そのねじ軸２を回転させるモータ５７とを備え、モ
ータ５７の回転は、回転伝達機構５８を介してねじ軸２
に伝えられる。回転伝達機構５８は、モータ５７および
ねじ軸２に設けられた歯付きプーリ５９，６０と、これ
らの間に掛装されたタイミングベルト６１とからなる。
ねじ軸２は、ラムガイド５２の上方に設置された軸受６
２により回転のみ自在に支持されている。軸受６２は、
スラスト荷重の負担が可能なラジアル形式の転がり軸受
である。ねじ軸１は、底付き円筒状とされたラム５３の
内部に遊嵌しており、ねじ軸２にボールを介して螺合し
たナット２は、ラム５３内に挿入されて、その上端のフ
ランジ部２ａがラム５３の上端にボルト等で結合されて
いる。The pressing unit driving mechanism 51 includes a ball screw A
And a motor 57 for rotating the screw shaft 2. The rotation of the motor 57 is
Conveyed to. The rotation transmission mechanism 58 includes a motor 57 and toothed pulleys 59 and 60 provided on the screw shaft 2, and a timing belt 61 mounted between them.
The screw shaft 2 includes a bearing 6 installed above the ram guide 52.
2 supports only rotation freely. The bearing 62
This is a radial type rolling bearing that can bear a thrust load. The screw shaft 1 is loosely fitted inside a cylindrical ram 53 with a bottom, and the nut 2 screwed to the screw shaft 2 via a ball is inserted into the ram 53 and has a flange at the upper end thereof. The portion 2a is connected to the upper end of the ram 53 by a bolt or the like.
【００２９】このプレス機は、モータ５７を正方向に回
転させることで、ねじ軸１の回転がナット２の下降動作
に変換され、ナット２と共にラム５３が下降する。ラム
５３の下降により、パンチ金型５４が押し下げられ、パ
ンチ金型５４に対向するダイ金型（図示せず）とパンチ
金型５４との間で、板材（図示せず）に孔開け加工等の
パンチ加工が行われる。ラム５３が下死点まで下降する
と、モータ５７を逆方向に回転させ、ラム５３を上昇復
帰させる。このように、昇降ストロークＨだけラム５３
を昇降させてパンチ加工を行う。このように、電動プレ
ス機のプレス駆動機構５１に上記実施形態のボールねじ
Ａを用いた場合、ボールねじＡが短ストロークＨでグリ
ース攪拌が生じ難く、かつ高荷重という厳しい潤滑条件
でありながら、十分な負荷容量と長期にわたる良好な潤
滑性を得ることができる。In this press machine, the rotation of the screw shaft 1 is converted into a lowering operation of the nut 2 by rotating the motor 57 in the forward direction, and the ram 53 moves down together with the nut 2. When the ram 53 is lowered, the punch die 54 is pushed down, and a hole is formed in a plate material (not shown) between the die die (not shown) facing the punch die 54 and the punch die 54. Is punched. When the ram 53 descends to the bottom dead center, the motor 57 is rotated in the reverse direction, and the ram 53 is raised and returned. Thus, the ram 53 is moved only by the elevating stroke H.
Is raised and lowered to perform punching. As described above, when the ball screw A of the above embodiment is used for the press drive mechanism 51 of the electric press machine, the ball screw A has a short stroke H, hardly causes grease agitation, and has a severe lubricating condition of high load. Sufficient load capacity and long-term good lubricity can be obtained.
【００３０】[0030]
【発明の効果】この発明のボールねじは、ボール間に固
形潤滑組成物からなる間座を介在させたため、負荷容量
の低下をできるだけ回避しながら、ボール間の摩擦面に
長期間にわたり潤滑剤を供給することができる。上記間
座が貫通孔を有し、この貫通孔内で隣合うボール同士が
接触可能である場合は、ボールねじ内のボール個数を全
く減らすことなく、したがって負荷容量の低下を全く無
くし、ボール間の摩擦面に長期間にわたり潤滑剤を供給
することができる。そのため、特に、荷重の大きい仕様
や揺動で使用される箇所に用いられるボールねじにおい
て、動トルクの増大、ボール表面の摩擦による損傷を防
ぐことが可能である。また、ボール同士が接触すること
で、間座の破損が防止される。According to the ball screw of the present invention, since a spacer made of a solid lubricating composition is interposed between the balls, the lubricant is applied to the friction surface between the balls for a long time while the load capacity is prevented from lowering as much as possible. Can be supplied. When the spacer has a through hole and adjacent balls can contact each other in this through hole, the number of balls in the ball screw is not reduced at all, so that the load capacity is not reduced at all. The lubricant can be supplied to the friction surface of the tire for a long period of time. Therefore, particularly in a ball screw used for a specification having a large load or a portion used for swinging, it is possible to prevent an increase in dynamic torque and damage to the ball surface due to friction. Also, the contact between the balls prevents breakage of the spacer.
【図１】この発明の一実施形態にかかるボールねじの破
断正面図である。FIG. 1 is a cutaway front view of a ball screw according to an embodiment of the present invention.
【図２】その間座をボールと共に示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the spacer together with a ball.
【図３】間座の変形例をボールと共に示す断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modification of a spacer together with a ball.
【図４】間座の他の変形例をボールと共に示す断面図で
ある。FIG. 4 is a sectional view showing another modification of the spacer together with a ball.
【図５】間座のさらに他の変形例をボールと共に示す部
分拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged sectional view showing still another modified example of the spacer together with a ball.
【図６】この発明の他の実施形態にかかるボールねじの
破断正面図である。FIG. 6 is a cutaway front view of a ball screw according to another embodiment of the present invention.
【図７】この発明のさらに他の実施形態にかかるボール
ねじの切欠斜視図である。FIG. 7 is a cutaway perspective view of a ball screw according to still another embodiment of the present invention.
【図８】この発明のさらに他の実施形態にかかるボール
ねじの横断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a ball screw according to still another embodiment of the present invention.
【図９】この発明のボールねじを応用した電動射出成形
機の断面図である。FIG. 9 is a sectional view of an electric injection molding machine to which the ball screw of the present invention is applied.
【図１０】同ボールねじを応用した電動プレス機の断面
図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of an electric press to which the ball screw is applied.
【図１１】間座のさらに他の変形例をボールと共に示す
断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing still another modified example of the spacer together with a ball.
【図１２】間座のさらに他の変形例をボールと共に示す
断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing still another modified example of the spacer together with a ball.
【図１３】間座のさらに他の変形例をボールと共に示す
断面図である。FIG. 13 is a sectional view showing still another modified example of the spacer together with a ball.
１…ねじ軸 ２…ナット ３…ボール ４，５…ねじ溝 ６…間座 ６ａ…接触面 ７…循環路 ９…貫通孔 １０…凹み ２１…射出部駆動機構 ２４…押出しスクリュー ５１…プレス部駆動機構 ５３…ラム Ａ…ボールねじ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Screw shaft 2 ... Nut 3 ... Ball 4, 5 ... Screw groove 6 ... Spacer 6a ... Contact surface 7 ... Circulation path 9 ... Through hole 10 ... Depression 21 ... Injection part drive mechanism 24 ... Extrusion screw 51 ... Press part drive Mechanism 53: Ram A: Ball screw
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｍ 107/50 Ｃ１０Ｍ 107/50 143/02 143/02 Ｆ１６Ｈ 25/24 Ｆ１６Ｈ 25/24 Ｊ Ｅ // Ｃ１０Ｎ 20:04 Ｃ１０Ｎ 20:04 20:06 20:06 Ｚ 30:06 30:06 40:02 40:02 50:08 50:08 50:10 50:10 80:00 80:00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C10M 107/50 C10M 107/50 143/02 143/02 F16H 25/24 F16H 25/24 J E // C10N 20:04 C10N 20:04 20:06 20:06 Z 30:06 30:06 40:02 40:02 50:08 50:08 50:10 50:10 80:00 80:00
Claims (7)
るナットの内径面に、それぞれ螺旋状のねじ溝が設けら
れ、上記ねじ軸のねじ溝とナットのねじ溝の間に複数の
ボールを介在させたボールねじにおいて、前記ボール間
に固形潤滑組成物からなる間座を介在させたことを特徴
とするボールねじ。A spiral screw groove is provided on each of an outer diameter surface of a screw shaft and an inner diameter surface of a nut externally fitted to the screw shaft, and between the screw groove of the screw shaft and the screw groove of the nut. A ball screw having a plurality of balls interposed therebetween, wherein a spacer made of a solid lubricating composition is interposed between the balls.
０〜９０ｗｔ％と、高分子量ポリオレフィン９０〜１０
ｗｔ％との混合物からなる請求項１に記載のボールね
じ。2. The method according to claim 1, wherein the solid lubricating composition is a lubricating grease.
0 to 90 wt%, and high molecular weight polyolefin 90 to 10
The ball screw according to claim 1, wherein the ball screw comprises a mixture with wt%.
で、隣合うボール同士が接触可能である請求項１または
請求項２に記載のボールねじ。3. The ball screw according to claim 1, wherein the spacer has a through hole, and adjacent balls can contact each other in the through hole.
外径に沿った凹球面とした請求項１ないし請求項３のい
ずれかに記載のボールねじ。4. The ball screw according to claim 1, wherein the contact surface of the spacer with the ball is a concave spherical surface along the ball outer diameter.
は穴からなる複数の潤滑用の凹みを設けた請求項１ない
し請求項４のいずれかに記載のボールねじ。5. The ball screw according to claim 1, wherein a plurality of lubricating recesses formed of grooves or holes are provided on a contact surface of the spacer with the ball.
動機構に使用されるものである請求項１ないし請求項５
のいずれかに記載のボールねじ。6. The ball screw according to claim 1, wherein said ball screw is used for a driving mechanism of an electric injection molding machine.
The ball screw according to any one of the above.
ス部駆動機構に使用されるものである請求項１ないし請
求項５のいずれかに記載のボールねじ。7. The ball screw according to claim 1, wherein the ball screw is used for a press drive mechanism of an electric press.
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