JP2002266976A - Ball groove shape of ball screw - Google Patents

Ball groove shape of ball screw

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JP2002266976A
JP2002266976A JP2002065424A JP2002065424A JP2002266976A JP 2002266976 A JP2002266976 A JP 2002266976A JP 2002065424 A JP2002065424 A JP 2002065424A JP 2002065424 A JP2002065424 A JP 2002065424A JP 2002266976 A JP2002266976 A JP 2002266976A
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ball
screw shaft
screw
radius
groove
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Mizuho Ninomiya
瑞穂 二宮
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NSK Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball groove shape capable of preventing damage on a ball groove even at high speed operation by improving the ball groove shape in a screw shaft of a ball screw. SOLUTION: An outside diameter part 4 of the screw shaft 1 and a semicircular shaped ball rolling part 5 of the ball groove 1a are connected with an arc part 11. A radius of curvature R of the arc part 11 is equal to or more than half and equal to or lower than twice of the radius of the ball 7. The arc part 11 is continuously connected with a smooth curve line at least to the ball rolling part 5. The outside diameter of the screw shaft 1 is equal to or slightly smaller than a center circle diameter of the ball 7 engaged with the ball groove 1a provided on the outer diameter of the screw shaft 1. The difference is 10% or less of the diameter of the ball 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールねじのボー
ル溝形状の改良に係り、特にボールねじの耐久性を向上
させることが可能なボールねじ軸のボール溝形状に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a ball groove shape of a ball screw, and more particularly to a ball groove shape of a ball screw shaft capable of improving the durability of the ball screw.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のボールねじのねじ軸のボール溝の
溝直角断面形状としては、例えば図5に示すようなもの
がある。これは、図6に示すような、ねじ軸1に多数の
ボールを介して螺合したナット2にボール循環チューブ
3を設けたいわゆるチューブ式ボールねじにおいて、ね
じ軸1のボール溝1aの溝直角断面形状を拡大して表し
たものであり、ねじ軸1に螺旋状に形成してあるボール
溝1aは、ねじ軸の円筒状の外径部であるランド部4と
半径rの円弧形状を有するボール転動部5との間(すな
わちランド肩口部)が直線状傾斜面からなる面取部6で
連結されている。
2. Description of the Related Art As a conventional cross-sectional shape of a ball groove of a screw shaft of a ball screw, there is, for example, one shown in FIG. As shown in FIG. 6, in a so-called tube-type ball screw provided with a ball circulation tube 3 on a nut 2 screwed to a screw shaft 1 via a number of balls, as shown in FIG. The cross-sectional shape is shown in an enlarged manner, and the ball groove 1a spirally formed on the screw shaft 1 has a land portion 4 which is a cylindrical outer diameter portion of the screw shaft and an arc shape with a radius r. The ball rolling portion 5 (that is, the land shoulder portion) is connected to the ball rolling portion 5 by a chamfered portion 6 formed of a linear inclined surface.

【0003】一般にボールねじの軸方向荷重に対する剛
性を高めて位置精度を確保するためボールねじに予圧を
与える。その手段として、例えば図7に示すようなもの
がある(米国特許第4177690)。これは、ねじ軸
1のボール溝1aに対してナット2のボール溝2aのリ
ードを僅かにシフトさせている。ボール7はこのシフト
した両溝1a,2a内を転動した後、ボール循環チュー
ブ3の掬い上げ端部3aに掬いあげられてボール循環チ
ューブ3内に移り、再び両溝1a,2a内に戻される。
前記従来例では、その際、前記の面取部6が両溝1a,
2a内で予圧されているボール7を僅かに軸方向に逃が
して上方への移動を助けることにより、ボール循環チュ
ーブの掬い上げ端部3aにおけるボール7の詰まりを防
止すると共にボールがボール循環チューブ3内から再び
両溝1a,2a内に戻される時のひっかかりを防止して
いる。この従来の例では、面取部6は、図5に示す角度
αが30°〜60°の直線面取りとするのが良く、理想
的には45°〜50°に規制されていた。これにより、
ねじ軸のボール溝1aの面取部6と円弧形状のボール転
動部5との交点P1は突起状になっている。
In general, a preload is applied to a ball screw in order to increase the rigidity of the ball screw against an axial load and secure positional accuracy. As means therefor, for example, there is one as shown in FIG. 7 (US Pat. No. 4,177,690). This slightly shifts the lead of the ball groove 2a of the nut 2 with respect to the ball groove 1a of the screw shaft 1. After the ball 7 rolls in the shifted grooves 1a and 2a, it is scooped up by the scooping-up end 3a of the ball circulation tube 3, moved into the ball circulation tube 3, and returned to the grooves 1a and 2a again. It is.
In the conventional example, at this time, the chamfered portion 6 is provided with the two grooves 1a,
By slightly relieving the ball 7 pre-loaded in 2a in the axial direction and assisting the upward movement, it is possible to prevent the ball 7 from being clogged at the scooping-up end 3a of the ball circulation tube and to prevent the ball from being clogged. This prevents the hooks from being returned into the two grooves 1a and 2a again. In this conventional example, the chamfered portion 6 is preferably a straight chamfer having an angle α of 30 ° to 60 ° shown in FIG. 5, and ideally, the angle α is restricted to 45 ° to 50 °. This allows
The intersection point P1 between the chamfered portion 6 of the ball groove 1a of the screw shaft and the arc-shaped ball rolling portion 5 has a projection shape.

【0004】また、このような直線状の面取部6の代わ
りに、図8に示すように、円弧状面取部8としたものが
知られている。この円弧状面取部8は、図9に示すよう
な循環こま9を有するいわゆるこま(駒)循環式ボール
ねじに主として採用されている。このものは、ねじ軸1
の円筒状の外径部(ランド部)4と半径rの円弧形状を
有するボール転動部5との間を曲率半径Rの円弧状面取
部8で連結したもので、両部4,5と面取部8とを各々
ほぼ連続的に連結するためにその円弧の曲率半径Rの大
きさはボール7の半径rの40%以下と小さくしてあ
る。また、この場合のねじ軸のボール溝1aの円弧状面
取部8と円弧形状のボール転動部5との交点P1も、図
5に比べるとより鈍角ではあるが、やはり突起状になっ
ている。
Further, instead of such a straight chamfered portion 6, an arc-shaped chamfered portion 8 is known as shown in FIG. This arc-shaped chamfered portion 8 is mainly employed in a so-called top (piece) circulation type ball screw having a circulation top 9 as shown in FIG. This is a screw shaft 1
The cylindrical outer diameter portion (land portion) 4 and the ball rolling portion 5 having an arc shape with a radius r are connected by an arc-shaped chamfered portion 8 with a radius of curvature R. The radius of curvature R of the arc is reduced to 40% or less of the radius r of the ball 7 in order to connect the chamfer 8 and the chamfer 8 almost continuously. Also, in this case, the intersection P1 between the arc-shaped chamfered portion 8 of the ball groove 1a of the screw shaft and the arc-shaped ball rolling portion 5 has a more obtuse angle as compared with FIG. I have.

【0005】なお、図5のY1 /2及び図8のY2 /2
は、いずれもねじ軸1の外径とボール溝1a内のボール
7の中心Oを通るボール中心円の径との差の1/2を表
し、従来のボール溝形状のものの場合は、Y1 ,Y2
もボール7の直径の10%以上と比較的大きく設定され
ている。また、θは、ボール転動部5と直線状の面取部
6との交点P1またはボール転動部5と円弧状面取部8
との交点P1の位置を示す角度であり、一般的には65
〜70°程度とされている。
[0005] Incidentally, Y 2/2 of Y 1/2 and 8 of FIG. 5
Is both represent half of the difference between the diameter of the ball center circle passing through the center O of the ball 7 in the outer diameter of the ball groove 1a of the screw shaft 1, the case of the conventional ball groove shape, Y 1 , Y 2 are set to be relatively large, at least 10% of the diameter of the ball 7. Θ is the intersection point P1 between the ball rolling portion 5 and the linear chamfered portion 6 or the ball rolling portion 5 and the arc-shaped chamfered portion 8
Is an angle indicating the position of the intersection P1 with
About 70 °.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ボールねじが作動する
と、ボール7は、ねじ軸のボール溝1aとこれに対向す
るナットのボール溝2aとからなる螺旋状の負荷ボール
転動路内を転動し、ボール循環チューブ3や循環こま9
などのボール循環部に掬いあげられて前記負荷ボール転
動路を跨いで乗り越え、再び負荷ボール転動路に送りこ
まれる循環を繰り返す。その際のボール循環運動の軌跡
にはある範囲でのバラツキが存在する。その軌跡のバラ
ツキは、ボールねじの加工・組立誤差や作動速度その他
の使用条件の違いにより必然的に存在するものであっ
て、避けられないものである。
When the ball screw is operated, the ball 7 rolls in a spiral load ball rolling path composed of a ball groove 1a of the screw shaft and a ball groove 2a of the nut opposed thereto. And ball circulation tube 3 and circulation top 9
The ball is re-circulated by being scooped up by the ball circulating portion and straddling the loaded ball rolling path, and is again sent to the loaded ball rolling path. At this time, the trajectory of the ball circulation motion has a certain range of variation. Such a variation in the locus is inevitably present due to differences in machining and assembly errors of the ball screw, operating speed and other use conditions, and is inevitable.

【0007】このボール循環運動の軌跡のバラツキのた
め、ボール循環部内のボール7は、図5または図8のP
1点の近傍に衝突した後に負荷ボール転動路に送りこま
れることが多い。しかしながら、図5、図8に示したよ
うな従来のボールねじのねじ軸のボール溝形状にあって
は、P1点が突起状であるため(また、図8の場合は面
取部8が円弧状ではあってもその曲率半径が小さいこと
もあって)、これらの点もしくはその近傍にボール7が
衝突した場合の応力が大きい。特に、最近のボールねじ
では運転の高速化に伴って衝撃力が増大し、ボールねじ
軸のランド肩口であるP1点近傍の損傷が生じて、要求
寿命を満足できるボールねじを提供する上で一つの問題
となっていた。
Due to the variation of the trajectory of the ball circulating motion, the ball 7 in the ball circulating portion is moved to the position P in FIG.
After colliding near one point, it is often sent to the loaded ball rolling path. However, in the ball groove shape of the screw shaft of the conventional ball screw as shown in FIGS. 5 and 8, the point P1 is protruding (and in the case of FIG. Even if it is arc-shaped, its radius of curvature is small), and the stress when the ball 7 collides with these points or in the vicinity thereof is large. In particular, in recent ball screws, the impact force increases as the operation speed increases, and damage occurs near the point P1 which is the land shoulder of the ball screw shaft. Had one problem.

【0008】そこで本発明は、上記従来の問題点に着目
してなされたものであり、ボールねじのねじ軸における
ボール溝形状を改良することにより、高速運転時でも上
記ボール溝の損傷が発生せず要求寿命を満足できるボー
ルねじを提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems. By improving the shape of the ball groove on the screw shaft of the ball screw, the ball groove is not damaged even at high speed operation. It is an object of the present invention to provide a ball screw capable of satisfying a required service life.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、ボールねじのねじ軸のボール溝の溝直角断面形
状において、前記ねじ軸の外径部と前記ボール溝のほぼ
半円形のボール転動部との間を円弧部で連結するととも
に、該円弧部の曲率半径を前記ボール溝を転動するボー
ルの半径の1/2以上で2倍以下とし、少なくとも前記
円弧部と前記ボール転動部とは滑らかに連続させたこと
を特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a ball screw having a substantially semicircular outer diameter portion and a ball groove in a cross section perpendicular to a groove of a ball groove of a screw shaft of a ball screw. The ball rolling portion is connected to the ball rolling portion by an arc portion, and the radius of curvature of the arc portion is set to not less than half and not more than twice the radius of the ball rolling in the ball groove, and at least the arc portion and the ball The rolling portion is characterized by being smoothly continuous.

【0010】ここで、前記ねじ軸の外径を該ねじ軸の外
径に設けたボール溝に嵌合するボールの中心円径と等し
いかまたはこれより僅かに小さく、その差を前記ボール
の直径の10%以下とすることができる。
Here, the outer diameter of the screw shaft is equal to or slightly smaller than the center circle diameter of the ball fitted in the ball groove provided in the outer diameter of the screw shaft, and the difference is determined by the diameter of the ball. 10% or less.

【0011】[0011]

【作用】ボールねじのねじ軸のランド肩口を円弧状にし
てその曲率半径をボールの半径の1/2〜2倍と大きく
とりボール転動部の円弧面に連続して滑らかに接続する
ことにより、従来のP1点のような突起状の接続にはな
らない。これにより、ボールの衝突の衝撃力が作用して
も応力集中が緩和されるから、高速運転してもランド肩
口の損傷が生じない。
[Effect] By making the shoulder opening of the land of the screw shaft of a ball screw into an arc, the radius of curvature is set to 1/2 to 2 times the radius of the ball, and it is continuously and smoothly connected to the arc surface of the ball rolling portion. However, the connection does not form a protrusion like the conventional point P1. As a result, the stress concentration is reduced even when the impact force of the ball collision acts, so that the land shoulder opening is not damaged even at high speed operation.

【0012】また、ねじ軸の外径を、該ねじ軸の外径に
設けたボール溝に嵌合するボールの中心円径と等しいか
またはこれより僅かに小さく、その差をボールの直径の
10%以下とすることによって、円弧部の曲率半径を大
きくしても円弧部とランド部との交点P2へのボールの
衝突を防ぐことができる。
Further, the outer diameter of the screw shaft is equal to or slightly smaller than the center circle diameter of the ball fitted into the ball groove provided on the outer diameter of the screw shaft, and the difference is defined as 10 times the diameter of the ball. % Or less, it is possible to prevent the ball from colliding with the intersection P2 between the arc portion and the land even if the radius of curvature of the arc portion is increased.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。この実施例は、ねじ軸径40mm,リ
ード25mm,ボール径 7.1438 mmのチューブ式ボー
ルねじに対して適用したものである。図1は、そのねじ
軸1のボール溝1aの溝直角断面形状を表している。ね
じ軸1の外径部(ランド部)4とボール溝1aのほぼ半
円形のボール転動部5との間を円弧状に面取りした円弧
部11で連結している。その円弧部11の曲率半径R
は、この実施例ではボール7の半径r=3.57mmとほぼ
等しくしてあり、ボール転動部5の曲線とP点において
滑らかに連続してつながれている。なお、ボール転動部
5の溝底部には、研削加工時の逃げ部12が形成してあ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is applied to a tube-type ball screw having a screw shaft diameter of 40 mm, a lead of 25 mm, and a ball diameter of 7.1438 mm. FIG. 1 shows a cross section of the ball shaft 1a of the screw shaft 1 at right angles to the groove. An outer diameter portion (land portion) 4 of the screw shaft 1 and a substantially semicircular ball rolling portion 5 of the ball groove 1a are connected by an arc portion 11 chamfered in an arc shape. The radius of curvature R of the arc 11
Is approximately equal to the radius r of the ball 7 in this embodiment, 3.57 mm, and is smoothly and continuously connected to the curve of the ball rolling portion 5 at the point P. In addition, a relief portion 12 at the time of grinding is formed at the groove bottom of the ball rolling portion 5.

【0014】円弧部11の上部は、ねじ軸1の外径をな
すランド部4に連結して突起状の交点であるP2点を形
成している。また、この実施例では、ねじ軸1のボール
溝1a内にあるボール7の中心Oを通るボール中心円径
と、ねじ軸1の外径との差であるYの大きさは、ボール
7の直径の10%より小さくしてある。ボール衝突の衝
撃による応力集中を低減するには、円弧部11の曲率半
径Rはできるだけ大きく取ることが望ましい。が、反面
で曲率半径Rが大きくなる程、円弧部11とランド部4
との交点P2の位置が溝中心に近づくとともにその形状
が鋭い突起状になってくる。そして、曲率半径Rが限度
を越えて過大になると、P2点近傍へのボール衝突の機
会がますと同時に衝突時の応力集中も増大して、ランド
部肩口の損傷の危険性が増す。そこで、円弧部11の曲
率半径Rの大きさに上限を設けてその危険性を回避する
必要がある。
The upper portion of the arc portion 11 is connected to the land portion 4 having the outer diameter of the screw shaft 1 to form a point P2 which is a projection-like intersection. Further, in this embodiment, the difference between the ball center circle diameter passing through the center O of the ball 7 in the ball groove 1 a of the screw shaft 1 and the outer diameter of the screw shaft 1, the magnitude of Y, is It is smaller than 10% of the diameter. In order to reduce the stress concentration due to the impact of the ball collision, it is desirable that the radius of curvature R of the arc portion 11 be as large as possible. On the other hand, as the radius of curvature R increases, the arc portion 11 and the land portion 4
As the position of the intersection point P2 approaches the center of the groove, its shape becomes a sharp projection. If the radius of curvature R exceeds the limit and becomes excessive, the chance of the ball colliding near the point P2 increases, and at the same time, the stress concentration at the time of the collision also increases, thereby increasing the risk of damage to the land shoulder opening. Therefore, it is necessary to set an upper limit on the radius of curvature R of the arc portion 11 to avoid the danger.

【0015】本発明者は、ボール7がボールねじのボー
ル循環チューブ内を通過してねじ軸1のボール溝1aに
向かって送りこまれる時の、ボール7がボール溝1aの
面と最初に衝突する位置をプロットし、得られる線図を
解析して、円弧部11の曲率半径Rの上限を規定するこ
ととした。図2ないし図4は、上記ボール衝突位置を連
続的にプロットした結果を図1の上から矢符号Aのよう
に見下ろした場合の線図である。各図において、最も上
にある点E1 の高さにボール中心位置がきたとき、ボー
ルはE1 の真下に示した点E2 でボール溝1aの面と衝
突することを示している。
The inventor of the present invention has found that when the ball 7 passes through the ball circulation tube of the ball screw and is fed toward the ball groove 1a of the screw shaft 1, the ball 7 first collides with the surface of the ball groove 1a. The position is plotted, the obtained diagram is analyzed, and the upper limit of the radius of curvature R of the arc portion 11 is determined. FIG. 2 to FIG. 4 are diagrams when the results of continuously plotting the ball collision positions are viewed from the top of FIG. In each figure, when the ball center position came to most of a point on E 1 level, the ball is shown to collide with the surface of the ball groove 1a in E 2 point indicated directly below the E 1.

【0016】図2は、ボールがボール溝1aに送りこま
れる軌跡が理想的でかつバラツキがないと仮定した場合
である。この場合には、ボールが円弧部11の曲率半径
Rの大きさには無関係にボール転動部5にのみ衝突す
る。したがって円弧部11の曲率半径Rの上限は問題に
ならない。しかし実際の場合は、ボールねじの加工・組
立誤差や運転速度等の使用条件により、ボールの軌跡は
ある範囲で必然的にバラツキが出る。図3、図4は、ボ
ールねじの寸法精度や実験結果から推定されるボール軌
跡の偏りを考慮したときの解析結果を示したものであ
る。
FIG. 2 shows a case where it is assumed that the trajectory of the ball sent into the ball groove 1a is ideal and there is no variation. In this case, the ball collides only with the ball rolling portion 5 irrespective of the radius of curvature R of the arc portion 11. Therefore, the upper limit of the radius of curvature R of the arc portion 11 does not matter. However, in the actual case, the trajectory of the ball inevitably varies within a certain range due to the use conditions such as the processing / assembly error of the ball screw and the operating speed. FIG. 3 and FIG. 4 show analysis results in consideration of the dimensional accuracy of the ball screw and the deviation of the ball trajectory estimated from experimental results.

【0017】図3は、図1に示す本実施例のボール溝形
状の場合で、ボールがボール溝1aの面と衝突するE2
点は円弧部11内にある。その円弧部11の曲率半径R
はボール半径とほぼ等しい大きさに形成されているた
め、そこから損傷が発生する可能性は極めて小さい。更
に円弧部11の曲率半径Rを大きくすると、ボール衝突
位置は円弧部11とねじ軸外径部(ランド部)4との突
起状の境界線Lに近づく。そして曲率半径Rが所定値を
越えると、その境界線Lにボールが衝突してランド肩口
損傷を招く危険が生じる。本発明者は、上記の解析を、
円弧部11の曲率半径Rを種々変えたものについて行
い、その結果に基づいてボールが円弧部11とランド部
4との境界線Lに衝突しないような円弧部11の曲率半
径Rの上限値を求めることができた。その値はボールの
半径の2倍以下とすれば良い。
[0017] FIG. 3 shows a case of the ball groove shape of the present embodiment shown in FIG. 1, E 2 the ball collides with the surface of the ball groove 1a
The point is within the arc 11. The radius of curvature R of the arc 11
Is formed to a size substantially equal to the radius of the ball, so that the possibility of damage occurring therefrom is extremely small. When the radius of curvature R of the arc portion 11 is further increased, the ball collision position approaches the projecting boundary line L between the arc portion 11 and the screw shaft outer diameter portion (land portion) 4. When the radius of curvature R exceeds a predetermined value, there is a danger that the ball collides with the boundary line L to cause damage to the land shoulder opening. The inventor has performed the above analysis,
The upper limit of the radius of curvature R of the circular arc portion 11 is determined based on the results of the measurement with various changes in the radius of curvature R of the circular arc portion 11. I was able to ask. Its value should be less than twice the radius of the ball.

【0018】一方、円弧部11の曲率半径Rがボールの
半径の1/2未満の場合は、その円弧部11にボール衝
突による損傷が発生することが認められた。図4は、図
5に示した従来のボール溝形状の場合(ランド肩口部が
傾斜面からなる面取部6で連結されているもの)を参考
に示したものである。この場合、ボールがボール溝1a
の面と衝突するE2 点が、ボール転動部5と面取部6と
の境界線上にあり、その境界線は突起状になっているた
め、そこから損傷が発生することが認められた。
On the other hand, when the radius of curvature R of the arc portion 11 is less than 1/2 of the radius of the ball, it has been recognized that the arc portion 11 is damaged by the ball collision. FIG. 4 shows a case of the conventional ball groove shape shown in FIG. 5 (where the land shoulder portion is connected by a chamfered portion 6 formed of an inclined surface). In this case, the ball is in the ball groove 1a.
E 2 points to a surface of a collision, is on the boundary line between the ball rolling unit 5 and the chamfered portion 6, therefore the boundary line is in the protruding, it has been found that damage occurs from there .

【0019】また、ねじ軸1のYの大きさ(ボール溝1
a内にあるボール7の中心Oを通るボール中心円径と、
ねじ軸1の外径との差となる)を、0またはボール直径
の10%未満と小さくする、すなわちねじ軸1の外径を
ボール中心円径に対して相対的に大きくするボール溝形
状にあっては、円弧部11の曲率半径Rをより大きくと
っても円弧部11とランド部4との境界線L上へのボー
ル衝突を防ぐことができるから、衝突時の応力集中をさ
らに緩和することが可能である。
The size of Y of the screw shaft 1 (ball groove 1)
a ball center circle diameter passing through the center O of the ball 7 in
(The difference from the outer diameter of the screw shaft 1) to 0 or less than 10% of the ball diameter, that is, a ball groove shape in which the outer diameter of the screw shaft 1 is relatively large with respect to the ball center circle diameter In this case, even if the radius of curvature R of the arc portion 11 is increased, the ball collision on the boundary line L between the arc portion 11 and the land portion 4 can be prevented, so that the stress concentration at the time of collision can be further alleviated. It is possible.

【0020】なお、上記実施例は、チューブ循環式ボー
ルねじの場合を説明したが、その他のこま循環方式のボ
ールねじにたいしても、同様に本発明を適用することが
できる。
Although the above embodiment has been described in connection with a tube circulation type ball screw, the present invention can be similarly applied to other frame circulation type ball screws.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、ボールねじのねじ軸のボール溝の溝直角断面形状に
おいて、ねじ軸の外径部とボール溝のほぼ半円形のボー
ル転動部との間を円弧部で連結するとともに、その円弧
部の曲率半径を前記ボール溝を転動するボールの半径の
1/2以上2倍以下とし、少なくともボール転動部とは
滑らかに連続させたものとした。これにより、上記円弧
部近傍にボールの衝突の衝撃力が作用しても応力集中が
緩和されて、高速運転でもねじ軸のランド肩口の損傷が
防止でき、また、ねじ軸の外径を該ねじ軸の外径に設け
たボール溝に嵌合するボールの中心円径と等しいかまた
はこれより僅かに小さく、その差を前記ボールの直径の
10%以下としたものにあっては、円弧部の曲率半径を
大きくしても円弧部とランド部との交点へのボールの衝
突を防ぐことができるため、ボールねじの長寿命化が達
成できるという効果が得られる。
As described above, according to the present invention, in the cross-sectional shape perpendicular to the groove of the ball groove of the screw shaft of the ball screw, the ball rolling of the semi-circular shape between the outer diameter portion of the screw shaft and the ball groove. Are connected to each other by an arc portion, and the radius of curvature of the arc portion is set to be not less than の and not more than twice the radius of the ball rolling in the ball groove so as to be smoothly continuous with at least the ball rolling portion. It was assumed. As a result, even if the impact force of the ball collision acts on the vicinity of the arc, stress concentration is reduced, and damage to the land shoulder opening of the screw shaft can be prevented even at high speed operation. In the case where the center circle diameter of the ball fitted in the ball groove provided on the outer diameter of the shaft is equal to or slightly smaller than the center circle diameter and the difference is 10% or less of the diameter of the ball, Even if the radius of curvature is increased, the collision of the ball with the intersection between the arc portion and the land portion can be prevented, so that the effect of extending the life of the ball screw can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例のねじ軸のボール溝の直角断
面図である。
FIG. 1 is a right-angle cross-sectional view of a ball groove of a screw shaft according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA矢視で示すボール溝へのボール衝突位
置の連続プロット図で、ボール運動軌跡が理想的な場合
である。
FIG. 2 is a continuous plot diagram of a ball collision position with respect to a ball groove shown by an arrow A in FIG. 1 and shows a case where a ball motion trajectory is ideal.

【図3】同じく図1のボール溝へのボール衝突位置の連
続プロット図で、ボール運動軌跡が現実的な場合であ
る。
FIG. 3 is a continuous plot diagram of a ball collision position with respect to a ball groove in FIG. 1 in a case where a ball motion trajectory is realistic;

【図4】従来のボールねじにおけるボール溝へのボール
衝突位置の連続プロット図で、ボール運動軌跡が現実的
な場合である。
FIG. 4 is a continuous plot diagram of a ball collision position with a ball groove in a conventional ball screw, where a ball motion trajectory is realistic.

【図5】従来のねじ軸のボール溝の直角断面図である。FIG. 5 is a right-angle cross-sectional view of a ball groove of a conventional screw shaft.

【図6】チューブ式ボールねじの外形平面図である。FIG. 6 is an external plan view of a tube-type ball screw.

【図7】図6のVII−VII線断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG. 6;

【図8】従来の他のねじ軸のボール溝の直角断面図であ
る。
FIG. 8 is a right-angle cross-sectional view of a ball groove of another conventional screw shaft.

【図9】こま循環式ボールねじの外形平面図である。FIG. 9 is an external plan view of the top-circulating ball screw.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ねじ軸 1a ボール溝 4 外径部(ランド) 5 ボール転動部 7 ボール 11 円弧部 Reference Signs List 1 screw shaft 1a ball groove 4 outer diameter part (land) 5 ball rolling part 7 ball 11 arc part

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ボールねじのねじ軸のボール溝の溝直角
断面形状において、前記ねじ軸の外径部と前記ボール溝
のほぼ半円形のボール転動部との間を円弧部で連結する
とともに、該円弧部の曲率半径を前記ボール溝を転動す
るボールの半径の1/2以上で2倍以下とし、少なくと
も前記円弧部と前記ボール転動部とは滑らかに連続させ
たことを特徴とするボールねじのボール溝形状。
In a cross-sectional shape perpendicular to a groove of a ball groove of a screw shaft of a ball screw, an outer diameter portion of the screw shaft and a substantially semicircular ball rolling portion of the ball groove are connected by an arc portion. The radius of curvature of the arc portion is set to be not less than 1/2 and not more than twice the radius of the ball rolling in the ball groove, and at least the arc portion and the ball rolling portion are smoothly connected. Ball screw ball groove shape.
【請求項2】 前記ねじ軸の外径を該ねじ軸の外径に設
けたボール溝に嵌合するボールの中心円径と等しいかま
たはこれより僅かに小さく、その差を前記ボールの直径
の10%以下とした請求項1記載のボールねじのボール
溝形状。
2. An outer diameter of the screw shaft is equal to or slightly smaller than a center circle diameter of a ball fitted in a ball groove provided in the outer diameter of the screw shaft, and a difference between the diameter and the center diameter of the ball is defined as the diameter of the ball. The ball groove shape of the ball screw according to claim 1, wherein the ball groove shape is 10% or less.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7281604B2 (en) 2003-03-17 2007-10-16 Koyo Seiko Co., Ltd. Electric power steering apparatus
WO2015102109A1 (en) * 2014-01-06 2015-07-09 日本精工株式会社 Ball screw

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