JP2003156119A - 保持ピース - Google Patents

保持ピース

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JP2003156119A
JP2003156119A JP2001353510A JP2001353510A JP2003156119A JP 2003156119 A JP2003156119 A JP 2003156119A JP 2001353510 A JP2001353510 A JP 2001353510A JP 2001353510 A JP2001353510 A JP 2001353510A JP 2003156119 A JP2003156119 A JP 2003156119A
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Japan
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holding piece
ball
hole
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ball screw
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JP2001353510A
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Tsutomu Okubo
努 大久保
Atsushi Matsumoto
淳 松本
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/37Loose spacing bodies
    • F16C33/3706Loose spacing bodies with concave surfaces conforming to the shape of the rolling elements, e.g. the spacing bodies are in sliding contact with the rolling elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • F16H25/2233Screw 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
    • F16H25/2238Screw 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 using ball spacers, i.e. spacers separating the balls, e.g. by forming a chain supporting the balls

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】貫通穴の内部にグリス等の多量の潤滑剤を保持
することができ、長期間に亘って安定した潤滑性能を維
持できる保持ピースを提供することにある。 【解決手段】ボールねじ、リニアガイド等に組み込まれ
る複数の転動体としてのボール6相互間に介装される保
持ピース7において、保持ピース本体7aに前記ボール
6と対向する凹面8を設けるとともに、この凹面8に複
数の貫通穴9を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、工作機
械、産業用機械等に用いられるボールねじ、リニアガイ
ド等の転動体の相互間に介装される保持ピースに関す
る。
【0002】
【従来の技術】工作機械としてのマシニングセンタや産
業用機械としてのロボット等においては、回転運動の直
進運動への変換やワークテーブル等の直進移動を円滑に
行わせるために、ボールねじやリニアガイドが用いられ
ている。
【0003】ボールねじにおいては、ねじ軸の外周面及
びボールナットの内周面に互いに対応する螺旋状のボー
ルねじ溝を形成し、双方のボールねじ溝により形成され
る螺旋状の空間内に転動体としての多数のボールが転動
自在に配置されている。また、リニアガイドにおいて
は、互いに対向するV溝に転動体としての多数のボール
が転動自在に配置されている。
【0004】また、ボールねじやリニアガイドにおい
て、ボール相互間にナイロン等の合成樹脂を素材とする
保持ピースを介装したものとして、例えば、特開平11
−315835号公報が知られている。
【0005】保持ピースは、ボール同士の競い合いを防
ぎ、騒音の低減、作動性の向上を図るとともに、ボールの
近くに保持ピースが存在すると、潤滑剤を保持ピースに
保持でき、潤滑性能が向上して長寿命化が図れる。
【0006】しかし、その一方、保持ピースはボールと接
触しているため、保持ピースとボールは相対的に滑り運
動をしている。そのため、保持ピースの数が多い場合や
予圧荷重が小さい場合は、その滑り成分がボールねじな
どの作動性の優劣に影響してしまう可能性があると考え
られる。そのため、ボールと保持ピースの接触状態を線
接触したり、点接触にしたりして、滑り摩擦を小さく抑え
る対策が取られている。
【0007】例えば、特開2000−199556号公
報においては、合成樹脂を素材とする保持ピース(スペ
ーサ)の凹面に突起を設けてボールと点接触することを
提案している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た特開2000−199556号公報のように、保持ピ
ース(スペーサ)の凹面に突起を設けてボールと点接触
させた場合、突起のそれぞれの形状が正確でないとボー
ルとの接触状態が設計通りにならず、保持ピースの姿勢
が悪くなったり、極端に少ない点接点で接触した場合、初
期に摩耗してしまうことが考えられる。
【0009】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、転動体との接触面積
を小さくできるとともに、耐摩耗性が得られ、耐久性を向
上できる保持ピースを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項1は、ボールねじ、リニアガイ
ド等に組み込まれる複数の転動体の相互間に介装される
保持ピースにおいて、保持ピース本体に前記転動体と対
向する凹面を設けるとともに、この凹面に2個以上の貫
通穴を設けたことを特徴とする。
【0011】請求項2は、請求項1の前記保持ピース本
体の貫通穴に潤滑剤または含油樹脂を埋め込んだことを
特徴とする。
【0012】請求項3は、請求項1の前記保持ピース本
体の貫通穴に挿通され、穴の深さ方向に移動自在で、前
記転動体を保持する保持部材を設けたことを特徴とす
る。
【0013】前記構成によれば、保持ピースの凹面に2
個以上の貫通穴を設けることにより、転動体との接触状
態の安定性を保ちつつ、凹面の面積が減少するため転動
体との接触面積を小さくすることができる。また、凹面
に突起を設ける場合などと異なり、凹面は単純な形状で
あり、加工が容易であるため、安定した形状となり、ボー
ル6との接触状態が安定する。るまた、貫通穴とするこ
とにより、潤滑剤の保持量が多くなり、潤滑性能が向上す
る。
【0014】貫通穴に潤滑剤または含油樹脂を埋め込む
ことにより、長期間に亘り潤滑性能を保つことができ
る。
【0015】貫通穴に、穴の深さ方向に移動自在で、転
動体を保持する保持部材を挿通することにより、保持部
材の端部で転動体を安定した状態に保持することができ
る。貫通穴の大きさ(径)は転動体外径の5〜40%が
適当である。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
【0017】図1及び図2は第1の実施形態を示し、図
1は直動装置としてのボールねじの断面図、図2は保持
ピースを示し、(a)は縦断側面図、(b)は正面図であ
る。
【0018】図1に示すように、直動装置としてのボー
ルねじ1は、外周面に螺旋状のボールねじ溝2を形成し
たねじ軸3と、このボールねじ溝2に対応する螺旋状の
ボールねじ溝4を内周面に形成したボールナット5と、
前記ねじ軸3のボールねじ溝2及びボールナット5の対
向するボールねじ溝4との間に介在された転動体として
の多数のボール6及びボールナット5に設けたボール循
環通路(図示しない)とから構成されている。
【0019】ボール6は、ねじ軸3及びボールナット5
のボールねじ溝2,4内に転動自在に装入されている。
さらに、各ボール6間には円盤状の保持ピース7がそれ
ぞれ介装されている。
【0020】そして、ボールねじ1は、ねじ軸3とボー
ルナット5を相対的に回転させて一方を軸方向に移動さ
せると、保持ピース7はボール6の転動に伴って両ボー
ルねじ溝2,4やボール循環通路内を移動しながらねじ
軸3とボールナット5が滑らかに相対螺旋運動するよう
になっている。
【0021】保持ピース7は、保持ピース本体7aがナ
イロン等の合成樹脂または金属を素材として形成されて
おり、その両端が断面ゴシックアーチ形状または断面円
錐形状からなる凹面8に形成されている。そして、凹面
8はボール6と線接触するようになっており、bはボー
ル6との接触位置を示し、aはボール6相互間の距離を
示す。また、凹面8の外周縁部には面取り部8aが設け
られている。
【0022】さらに、保持ピース本体7aの凹面8には
保持ピース本体7aを軸方向に貫通する複数の貫通穴9
が設けられている。貫通穴9は、本実施形態においては、
凹面8の中心部に1個、この中心部の貫通穴9を囲撓す
るように凹面8の周縁部に6個の円周方向に等配して配
置されている。なお、貫通穴9はボール6との接触面
積、保持ピース本体7aの剛性を考慮し、2個以上設ける
必要がある。なお、貫通穴9と凹面とのつなぎ部は面取
り(C面取りまたはR面取り)をしてもよい。
【0023】前述のように構成されたボールねじ1によ
れば、ボールナット5を回転不能で、かつ軸方向に移動
可能に支持し、軸方向に移動不能に支持されたねじ軸3
を回転すると、ねじ軸3のボールねじ溝2及びボールナ
ット5のボールねじ溝4に嵌合された多数のボール6
は、保持ピース本体7aとともに両ボールねじ溝2,4
間及びボール循環通路を転動し、ボールナット5はねじ
軸3の回転量に比例したストローク分だけ軸方向に移動
する。
【0024】このとき、保持ピース本体7aのボール6
と接触する凹面8には複数の貫通穴9が設けられている
ため、ボール6との接触面積が小さく、摩擦抵抗を低減で
きるとともに、貫通穴9の内部にグリス等の多量の潤滑
剤を保持することができ、潤滑性能を向上できる。さら
に、貫通穴9がボール6との接触位置aに配置されてい
るため、ボール6との接触部の極近傍に潤滑剤溜まりが
でき、長期間に亘って安定した潤滑性能を維持できると
いう効果がある。
【0025】図3は第2の実施形態を示し、(a)保持
ピースの縦断側面図、(b)は同正面図である。本実施
形態は、保持ピース本体7aの凹面8に複数の貫通穴9
を設けるとともに、保持ピース本体7aの外周縁部に周
方向に等配して半円状の切欠部10を設けたものであ
る。なお、切欠部10は保持ピース本体7aの内周縁部
に設けても良く、特に外周縁部に切欠部10を設けた場
合は、ボール6から拭き取った潤滑剤をこの部分に保持
できるという効果がある。
【0026】図4は第3の実施形態を示し、(a)保持
ピースの縦断側面図、(b)は同正面図である。本実施
形態は、保持ピース本体7aの凹面8に複数の貫通穴9
を設けるとともに、貫通穴9にグリス等の潤滑剤または
含油プラスチック等の潤滑充填剤11を充填したもので
ある。
【0027】ここで、グリス等の潤滑剤は保持ピース本
体7aを組み込んだ状態でも外部から供給しながら回転
させることにより充填させることができる。また、含油
プラスチックの場合は、保持ピース本体7aの貫通穴8
に再度含油樹脂を充填して成形することができる。
【0028】本実施形態によれば、長期間に亘って潤滑
性能を維持することができ、ボール6との接触部の極近
傍に潤滑充填剤11が位置するため、潤滑性能を向上で
きる。
【0029】図5は第4の実施形態を示し、(a)保持
ピースの縦断側面図、(b)は同正面図である。本実施
形態は、保持ピース本体7aの凹面8に複数の貫通穴9
を設けるとともに、円周方向に等配された貫通穴9に穴
の深さ方向に移動自在な棒状の保持部材12を挿通した
ものである。
【0030】保持部材12は、ナイロン等の合成樹脂を
素材とし、軸方向の両端部12aは球面形状に形成され
ている。そして、保持部材12の両端部12aは保持ピ
ース本体7aに隣接するボール6に点接触しており、ボ
ール6を保持している。
【0031】通常の保持ピース本体7aは左右の凹面8
は独立しているため、凹面形状に加工上の誤差によって
保持ピース本体7aの姿勢が安定しないなどの問題があ
ったが、保持部材12の両端部12aは保持ピース本体
7aに隣接するボール6に点接触しているため、両側の
ボール6で調芯構造となり、保持ピース本体7aが安定
した姿勢を維持できるという効果がある。
【0032】なお、前記各実施形態においては、保持ピ
ース本体7aの凹面8の中心部に1個、この中心部の貫
通穴8を囲撓するように凹面8の周縁部に6個、合計7
個の貫通穴8を設けたが、個数は2個以上であればよく、
個数に限定されるものではなく、貫通穴8の配置も前記
実施形態に限定されるものではない。
【0033】また、ボールねじについて説明したが、リ
ニアガイド等の直進装置においても適用でき、同様の効
果が得られる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、保持ピース本体の転動体と接触する凹面には複数の
貫通穴を設けることによって、転動体との接触面積が小
さく、摩擦抵抗を低減できるとともに、貫通穴の内部にグ
リス等の多量の潤滑剤を保持することができ、長期間に
亘って安定した潤滑性能を維持できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態を示し、ボールねじ
の断面図。
【図2】同実施形態の保持ピースを示し、(a)は縦断
側面図、(b)は正面図。
【図3】この発明の第2の実施形態の保持ピースを示
し、(a)は縦断側面図、(b)は正面図。
【図4】この発明の第3の実施形態の保持ピースを示
し、(a)は縦断側面図、(b)は正面図。
【図5】この発明の第4の実施形態の保持ピースを示
し、(a)は縦断側面図、(b)は正面図。
【符号の説明】
1…ボールねじ 2,4…ボールねじ溝 3…ねじ軸 5…ボールナット 6…ボール 7…保持ピース 7a…保持ピース本体 8…凹面 9…貫通穴
フロントページの続き Fターム(参考) 3J062 AA21 AB22 AC07 BA27 CD63 CD75 3J101 AA02 AA33 AA42 AA51 AA64 AA65 AA71 BA13 BA15 BA16 BA20 CA14 EA01 EA36 EA53 EA63 FA32 FA41 GA31 GA34 GA60 3J104 AA02 AA23 AA57 AA63 AA69 AA75 AA78 BA15 CA01 CA16 CA23 DA05 DA06 EA01 EA06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボールねじ、リニアガイド等に組み込ま
    れる複数の転動体の相互間に介装される保持ピースにお
    いて、保持ピース本体に前記転動体と対向する凹面を設
    けるとともに、この凹面に2個以上の貫通穴を設けたこ
    とを特徴とする保持ピース。
  2. 【請求項2】 前記保持ピース本体の貫通穴に潤滑剤ま
    たは含油樹脂を埋め込んだことを特徴とする請求項1記
    載の保持ピース。
  3. 【請求項3】 前記保持ピース本体の貫通穴に挿通さ
    れ、穴の深さ方向に移動自在で、前記転動体を保持する
    保持部材を設けたことを特徴とする請求項1記載の保持
    ピース。
JP2001353510A 2001-11-19 2001-11-19 保持ピース Pending JP2003156119A (ja)

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Cited By (4)

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