JP2002227957A

JP2002227957A - 複合ねじ

Info

Publication number: JP2002227957A
Application number: JP2001023624A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Haseba; 長谷波克紀
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP3871516B2

Abstract

(57)【要約】【課題】サーボプレスや射出成形機の駆動部分に利用で
き、高効率で耐荷重性にすぐれ、長寿命なねじ機構を提
供することにある。【解決手段】ねじ軸及びナットに、ボールねじ部及び台
形ねじ部を夫々多条的に設ける。さらに、ねじ部の隙間
をボールねじ部の隙間よりも小さくする。すると、荷重
はねじ部のみで受けることとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーボプレスや射
出成形機等の高荷重がかかる部材の駆動に用いられるボ
ールねじに関する。

【０００２】

【従来の技術】駆動源にサーボモータを有する機械、例
えばサーボプレスや射出成形機では、金型固設部（例え
ばラム）の駆動にエネルギー伝達効率の良いボールねじ
が用いられている。しかし、これらの個所では高い荷重
がかかる。一般に、ボールねじは耐荷重性に劣るため種
々の工夫がなされてきた。

【０００３】例えば、特開２０００−１３０５４２公報
では、ボールねじのねじ溝を多条化し循環数を増やし、
ナット内のボール数を増やした多条ボールねじが開示さ
れている。また、特開２０００−２９１７７０公報で
は、ボール径が異なる２種類のボールを使用することに
よって、負荷を受けるボールとスペーサの役割を果たす
ボールとに分けて、特に低速領域におけるボールの摩擦
を押さえて同トルクの増大防止を図るボールねじが開示
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来発明は、ボ
ールねじを改良し、耐荷重性を向上させ、高寿命化を試
みたものであるが、台形ねじや角ねじが有する特徴まで
も有するものではないと考えられる。本発明では、台形
ねじや角ねじ等が有する特徴である高荷重に対応すると
ともに、ボールねじの特徴である高効率なエネルギー伝
達を実現し、その結果、長寿命化を達成したねじ機構
（複合ねじ）を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ボー
ルねじ部のピッチ間に、ねじ部が１又は複数条形成され
ていることを特徴とする複合ねじである。また、請求項
２の発明は、前記ねじ部で形成される隙間量は、前記ボ
ールねじで形成される隙間量よりも小さく形成されるこ
とを特徴とする請求項１記載の複合ねじである。

【０００６】請求項１の発明では、ボールねじ部のピッ
チ間に一般的な断面山形状等のねじ部を設けた。すなわ
ち、ねじ全体では、多条ねじを構成する。さらに、請求
項２の発明では、ねじ部で形成される隙間量をボールね
じ部で形成される隙間量よりも小さく形成した。これに
より、例えば軸と平行してナットに荷重がかかる際に
は、隙間が小さいねじ部で荷重を受けることとなる。す
なわち、ボールねじ部のボールは荷重を受けることがな
く、耐荷重性の高いねじ部で荷重を受けるので、ねじ全
体（複合ねじ）の耐荷重性を従来のボールねじに比べて
高くすることができる。

【０００７】また、請求項３の発明は、前記ねじ部は台
形ねじであることを特徴とする請求項１又は２記載の複
合ねじである。さらに、請求項４の発明は、前記ねじ部
は角ねじであることを特徴とする請求項１又は２記載の
複合ねじである。

【０００８】一般的に、台形ねじや角ねじは、通常使用
される三角ねじに比べてねじ効率が高い。そこで、請求
項１，２の発明におけるねじ部の形状を台形ねじや角ね
じとすることで、さらに高いねじ効率を有する複合ねじ
を提供することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明を適用した例として、図４
にサーボプレス１を示す。サーボプレス１のフレーム２
にはスライド３が昇降自在に設けられている。また、フ
レーム２の上部にはサーボモータ７が設けられ、サーボ
モータ７の駆動軸には小プーリ７ａが固設されている。
一方、スライド３の上部にはナット４が設けられてい
る。そして、フレーム２に回転自在に設けられるねじ軸
５はナット４と螺合している。この螺合部分は本発明に
よる複合ねじが形成されている。ねじ軸５の上部には大
プーリ６が固設されている。大プーリ６と小プーリ７ａ
はベルト８により連結されている。

【００１０】一方、スライド３の下面には、上型１０ａ
が固設され、これと対向したフレーム２に固設されるボ
ルスタ９の上面には下型１０ｂが固設されている。この
ようにして、金型１０は上型１０ａ及び下型１０ｂによ
り構成され、サーボモータ７を駆動源としてスライド３
が昇降自在に動作して、金型１０間に載置される材料が
プレス加工される。このプレス加工時には、ナット４に
ねじ軸５と平行な上方向に高い荷重がかかる。

【００１１】ここで、ナット４とねじ軸５が螺合してい
る部分（複合ねじ１４）の詳細を図１に示す。ナット
４，ねじ軸５には夫々溝部４ａ，５ａが設けられてい
る。そして、溝部４ａ，５ａにはボール１１が設けられ
ている。このようにしてボールねじ部１２が形成されて
いる。なお、ボール１１を循環させる循環路は図示省略
した。また、図示しないがボール１１は溝部４ａ，５ａ
で形成されるねじ溝に沿って隣接して複数個設けられて
いる。

【００１２】さらに、ボールねじ部１２のピッチ間Ｐに
は台形ねじ部１３が形成されている。すなわち、複合ね
じ１４はボールねじ部１２及び台形ねじ部１３により多
条に形成されている。なお、本実施例ではボールねじ部
１２のピッチ間Ｐに１条の台形ねじ部１３が形成されて
いる例を示したが、ボールねじ部１２のピッチ間Ｐに台
形ねじ部１３が２条以上形成されていてもよい。さら
に、本実施例ではボールねじ部１２のピッチ間Ｐに台形
ねじ部１３が形成されている例を示したが、その用途に
より台形ねじに代えて三角ねじや角ねじを形成すること
もできる。

【００１３】また、本実施例においては、台形ねじ部１
３のねじ山とねじ溝で形成される隙間Ａを、ボールねじ
部１２の隙間が片側に寄るようにナット４とねじ軸５が
螺合している際の溝部５ａ（溝部４ａ）とボール１１に
より形成される隙間Ｂよりも小さく形成した（Ａ＜
Ｂ）。尚、このときボール１１は溝部４Ａ，５Ａと夫々
一点（ボール１１全体で２点）で接触している。

【００１４】次に、スライド３が動作して、プレス加工
を行う場合の複合ねじ１４の挙動を図２、図３をもとに
説明する。上死点からスライド３が下降するとき、図２
に示すように、ナット４には重力により下方向の力がか
かる。よって、ボール１１は２点で接触し、ボールねじ
部１２の隙間は片側に寄り、前述の隙間Ｂが形成され
る。一方、台形ねじ部１３は隙間Ａを有している。この
ため、このときのサーボモータ７によるエネルギーの伝
達は、ボールねじ部１２を介して行われている。よっ
て、エネルギーは高効率で伝達される。

【００１５】スライド３がさらに下降し、図３に示す通
り、上型１０ａが材料に接触して荷重が発生すると、ス
ライド３及びナット４は上方に荷重を受ける。このと
き、台形ねじ部の隙間Ａはボールねじ部１２の隙間Ｂよ
りも小さいので、台形ねじ部の隙間Ａはボールねじ部１
２の隙間Ｂよりも先に消滅する。すなわち、プレス加工
時の荷重は台形ねじ部１３で受けることになり、ボール
ねじ部１２（ボール１１）には荷重がかからない。そし
て、プレス加工が終了したあとは、再び前述の図２の状
態となる。

【００１６】ここで、一般的に台形ねじ形状はボールね
じよりも耐荷重性が高い。複合ねじ１４は、スライド３
を単に駆動する場合はボールねじ部１２の高効率性を利
用し、成形時の荷重は台形ねじ部１３が受ける。よっ
て、本発明の複合ねじは、従来のボールねじに比べて耐
荷重性にすぐれ、その結果寿命が長くなる。また、従来
の台形ねじ等のいわゆるねじに比べると、ボールねじ部
の効果により高効率にエネルギーを伝達することができ
る。

【００１７】尚、本実施例ではサーボプレスに適用した
場合を示したが、他の機械、例えば射出成形機等の高荷
重を受ける部材の駆動部分に本発明を適用することがで
きる。この場合、ナット４にねじ軸５と平行な重力がか
からず、単に駆動する際に前述の隙間Ａ及びＢが形成さ
れないときは、カウンタバランサ等によりナット４に成
形荷重とは反対方向の力を加える。すると、隙間Ａ及び
Ｂが形成され、成形時以外はボールねじ部１２で駆動
し、成形時はねじ部により荷重を受けて駆動できるよう
になる。

【００１８】

【発明の効果】請求項１及び２の発明により、三角ねじ
等のねじとボールねじの特徴を併せ持ち、ねじ効率が高
く、耐荷重性にすぐれ、寿命の長い複合ねじを提供する
ことができる。また、請求項３及び４の発明により、ね
じ部を台形ねじや角ねじとするので、さらにねじ効率に
すぐれた複合ねじを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である複合ねじの螺合部分の詳
細断面図

【図２】ナットが重力を受けた状態の螺合部分を示す詳
細断面図

【図３】荷重を受けた状態の螺合部分を示す詳細断面図

【図４】本発明を適用させたサーボプレスの全体正面図

【符号の説明】

１はサーボプレス、２はフレーム、３はスライド、４は
ナット、５はねじ軸、４ａ，５ａは溝部、７はサーボモ
ータ、７ａは小プーリ、８はベルト、９はボルスタ、１
０は金型、１０ａは上型、１０ｂは下型、１１はボー
ル、１２はボールねじ部、１３は台形ねじ部、１４は複
合ねじ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボールねじ部のピッチ間に、ねじ部が１又
は複数条形成されていることを特徴とする複合ねじ。
【請求項２】前記ねじ部で形成される隙間量は、前記ボ
ールねじ部で形成される隙間量よりも小さく形成される
ことを特徴とする請求項１記載の複合ねじ。
【請求項３】前記ねじ部は台形ねじであることを特徴と
する請求項１又は２記載の複合ねじ。
【請求項４】前記ねじ部は角ねじであることを特徴とす
る請求項１又は２記載の複合ねじ。