【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば産業機械等に用いられるボールねじ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のボールねじ装置としては、例えば図６に示すものが知られている。このボールねじ装置１０は、外周面に螺旋状のねじ溝１２を有して軸方向に延びるねじ軸１３に、内周面に該ねじ溝１２に対応する螺旋状のねじ溝１４を有するナット１６が嵌合されている。
【０００３】
ナット１６のねじ溝１４とねじ軸１３のねじ溝１２とは互いに対向して両者の間に負荷軌道を形成しており、該負荷軌道には転動体としての多数のボール１５が転動可能に装填されている。
そして、ねじ軸１３（又はナット１６）の回転により、ナット１６（又はねじ軸１３）がボール１５の転動を介して軸方向に移動するようになっている。
【０００４】
ところで、ナット１６（又はねじ軸１３）が移動する際には、ボール１５が両ねじ溝１２，１４で形成される負荷軌道を転動しつつ移動するが、ナット１６（又はねじ軸１３）を継続して移動させていくためには、ボール１５を無限循環させる必要がある。
ボールを無限循環させる方式としては、循環チューブ式やこま式等があるが、大リードのボールねじ装置では、ナット１６に軸方向に貫通するボール戻し通路１７を形成すると共に、ナット１６の端面に前記ボール戻し通路１７と前記両ねじ溝１２，１４間の負荷軌道とを連通するためのエンドキャップ１８をねじ止め等により固定している。
【０００５】
エンドキャップ１８は、両ねじ溝１２，１４間を転動するボール１５をすくい上げるタング部２０と、前記ボール戻し通路１７と前記両ねじ溝１２，１４間との間を連通する湾曲状のボール循環溝２１とを備えている。そして、このエンドキャップ１８側のボール循環溝２１とナット１６の端面に形成されたボール循環溝１６ａ（図７参照）とによって、前記両ねじ溝１２，１４間の負荷軌道を転動するボール１５を前記ボール戻し通路１７に導くボール循環路２２を構成しており、該ボール循環路２２と、前記両ねじ溝１２，１４間および前記ボール戻し通路１７とによってボール１５の無限循環通路を形成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のボールねじ装置においては、エンドキャップ１８側のボール循環溝２１とナット１６端面側のボール循環溝１６ａとの位置ずれによってボール循環路２２とボール戻し通路１７とのつなぎ目（エンドキャップ１８とナット１６の端面とのつなぎ目：図８参照）に段差が生じないようにするために、エンドキャップ１８とナット１６の端面にインロー部（凹凸等）を設けて位置決めを行うようにしているが、精度的に前記段差を完全になくすことが難しく、このため、特に高速回転での使用時にボール１５が前記段差に衝突して作動性の悪化や騒音の原因になると共に、ボール１５に疵がつく等の問題がある。
【０００７】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、作動性の向上と低騒音化を図ることができるボールねじ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、該ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を内周面に有すると共に、軸方向に貫通するボール戻し通路を有して前記ねじ軸に嵌合されるナットと、前記両ねじ溝間と前記ボール戻し通路とを連通させるボール循環路を前記ナットの端面に形成されたボール循環溝と共に構成すべく、該ナットの端面に固定されるエンドキャップと、前記両ねじ溝間、前記ボール循環路および前記ボール戻し通路を転動しつつ循環可能に介装された多数のボールとを備えたボールねじ装置において、
前記ボール循環路における前記ナット側のボール循環溝の割合を前記ボール戻し通路側に向けて次第に大きくして前記エンドキャップと前記ナットの端面とのつなぎ目の該ナット側のボール循環溝の溝断面を前記ボールの半周以上の深さとしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記エンドキャップと前記ナットの端面とのつなぎ目を前記ボール循環路の最外径部以外に配置したことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記多数のボールの各ボール間に保持ピース又はその連結体を介装したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記ボール戻し通路を前記ナットの両端面からそれぞれ穴加工を施して軸方向の略中央部で貫通させたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例であるボールねじ装置のナットの端面側を示す斜視図、図２ナット端面側のボール循環溝でのボールの拘束状態を説明するための断面図、図３はエンドキャップの断面図、図４はボール戻し通路の加工の一例を示す説明図、図５はボール戻し通路の加工の好適例を示す説明図である。なお、本実施形態では、図６で示した従来のボールねじ装置に対して相違する部分についてのみ説明し、又、重複部分については同一符号を付して説明する。
【００１２】
図１〜図３に示すように、このボールねじ装置は、ボール循環路２２におけるナット１６側のボール循環溝１６ａの深さをボール戻し通路１７側に向けて次第に深くしてエンドキャップ１８とナット１６の端面とのつなぎ目の該ボール循環溝１６ａの溝断面をボール１５の半周以上の深さとし、且つエンドキャップ１８とナット１６の端面とのつなぎ目をボール循環路２２の最外径部以外に配置している。
【００１３】
このように、エンドキャップ１８とナット１６の端面とのつなぎ目の該ボール循環溝１６ａの溝断面をボール１５の半周以上の深さとすることにより、エンドキャップ１８側のボール循環溝２１は極力浅く（平面でも可：図２及び図３参照）てもよいことになり、これにより、エンドキャップ１８側のボール循環溝２１とナット１６端面側のボール循環溝１６ａとのずれによる影響を受けにくくすることができ、エンドキャップ１８とナット１６の端面とのつなぎ目に段差が生じにくくすることができる。この結果、ボール１５をボール循環路２２からボール戻し通路１７にスムースに通過させることができ、作動性の向上と低騒音化を図ることができる。
【００１４】
また、ボール循環路２２におけるエンドキャップ１８とナット１６の端面とのつなぎ目を該ボール循環路２２の最外径部以外に配置しているので、特に高速回転時にボール１５が遠心力でボール循環路２２の最外径部に沿って進んでも段差を乗り越えないようにすることができる。
図４は通常のボール戻し通路１７の加工例を示したものである。
【００１５】
エンドキャップ１８とナット１６側のボール戻し通路１７との位置を合わせてつなぎ目での段差を少なくするためには、ボール戻し通路１７の位置精度が重要となる。通常、図４に示すように、ナット１６の一方の端面側から穴加工を施してボール戻し通路１７を形成した場合、工具の剛性等によりボール戻し通路１７が曲がる場合が多い。この場合、ナット１６の一方の端面側のボール戻し通路１７の位置精度がよくても他方の端面側の位置精度が非常に悪くなり、エンドキャップ１８側のボール循環溝２１とナット１６端面側のボール循環溝１６ａとの位置ずれが大きくなる。
【００１６】
これに対し、この実施の形態では、図５に示すように、ナット１６の両端のボール循環溝１６ａを基準として該ナット１６の両端面からそれぞれ穴加工を施して軸方向の略中央部でボール戻し通路１７を貫通させることで、ナット１６の両端面でのボール戻し通路１７の位置精度を向上させている。このようにすると、片側から開ける穴の深さが浅くなるため、工具の曲がりによる誤差を小さくすることができる。この場合、ボール戻し通路１７の軸方向の中央部で段差が生じる可能性があるが、穴加工後に、わずかに径の大きな工具で仕上げ加工することにより該段差を無くすことができる。
【００１７】
なお、本発明のボールねじ装置の各構成は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、前記両ねじ溝１２，１４間の負荷軌道を転動する多数のボール１５の各ボール１５間に、駆動時のボール同士の衝突音を無くして低騒音化を図るべく、該ボール１５に対向する両側面にそれぞれ円弧状や円錐状等の凹面を有する保持ピース（図示せず）を介装してもよい。なお、保持ピースは各ボール１５間に個別に介装するタイプ、各保持ピースが互いに連結されたタイプのどちらでもよい。この場合、ボール循環路２２におけるエンドキャップ１８とナット１６の端面とのつなぎ目での保持ピースやその連結体の引っ掛かりを防止することができ、安定した作動性を確保することができる。
【００１８】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、ボールをボール循環路からボール戻し通路にスムースに通過させることができるので、作動性の向上と低騒音化を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例であるボールねじ装置のナットの端部側を示す斜視図である。
【図２】ナット端面側のボール循環溝でのボールの拘束状態を説明するための断面図である。
【図３】エンドキャップの断面図である。
【図４】ボール戻し通路の加工の一例を示す説明図である。
【図５】ボール戻し通路の加工の好適例を示す説明図である。
【図６】従来のボールねじ装置を説明するための説明的断面図である。
【図７】従来のボールねじ装置のナットの端部側を示す斜視図である。
【図８】エンドキャップとナット端面とのつなぎ目を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１２…ねじ溝（ねじ軸側）
１３…ねじ軸
１４…ねじ溝（ナット側）
１５…ボール
１６…ナット
１６ａ…ボール循環溝（ナット側）
１７…ボール戻し通路
１８…エンドキャップ
２１…ボール循環溝（エンドキャップ側）
２２…ボール循環路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a ball screw device used for, for example, an industrial machine.
[0002]
[Prior art]
As a conventional ball screw device of this type, for example, a device shown in FIG. 6 is known. The ball screw device 10 includes a nut 16 having a helical thread groove 12 on the outer peripheral surface and a screw shaft 13 extending in the axial direction and a helical screw groove 14 on the inner peripheral surface corresponding to the thread groove 12. Are fitted.
[0003]
The thread groove 14 of the nut 16 and the thread groove 12 of the screw shaft 13 are opposed to each other to form a load track between them, and a number of balls 15 as rolling elements can roll on the load track. Is loaded.
The rotation of the screw shaft 13 (or the nut 16) causes the nut 16 (or the screw shaft 13) to move in the axial direction through the rolling of the ball 15.
[0004]
By the way, when the nut 16 (or the screw shaft 13) moves, the ball 15 moves while rolling on the load trajectory formed by the two screw grooves 12 and 14. In order to continuously move the ball 15, it is necessary to circulate the ball 15 infinitely.
As a method of infinitely circulating balls, there are a circulation tube type, a top type, and the like. In a ball screw device of a large lead, a ball return passage 17 that penetrates the nut 16 in the axial direction is formed and an end face of the nut 16 is formed. An end cap 18 for communicating the ball return passage 17 with the load track between the screw grooves 12 and 14 is fixed by screwing or the like.
[0005]
The end cap 18 has a tongue portion 20 for scooping up the ball 15 rolling between the two screw grooves 12 and 14 and a curved ball circulation communicating between the ball return passage 17 and the two screw grooves 12 and 14. And a groove 21. The ball 15 that rolls on the load track between the two screw grooves 12 and 14 is formed by the ball circulation groove 21 on the end cap 18 side and the ball circulation groove 16 a (see FIG. 7) formed on the end face of the nut 16. Is formed to the ball return passage 17, and the ball circulation passage 22 and the space between the two screw grooves 12 and 14 and the ball return passage 17 form an infinite circulation passage of the ball 15. ing.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned conventional ball screw device, the joint between the ball circulation path 22 and the ball return path 17 (the end cap 18 and the ball return path 17) is caused by a positional shift between the ball circulation groove 21 on the end cap 18 side and the ball circulation groove 16a on the end face side of the nut 16. In order to prevent a step from occurring at the joint between the end face of the nut 16 and the end face of the nut 16 (see FIG. 8), a positioning portion is provided by providing a spigot portion (unevenness or the like) on the end face of the end cap 18 and the nut 16. It is difficult to completely eliminate the step with accuracy, so that the ball 15 collides with the step, particularly at the time of high-speed rotation, causing deterioration of operability and noise, and the ball 15 is scratched. There are problems such as.
[0007]
The present invention has been made to solve such inconveniences, and an object of the present invention is to provide a ball screw device capable of improving operability and reducing noise.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 has a screw shaft having a helical screw groove on an outer peripheral surface, a screw groove corresponding to the screw groove of the screw shaft on an inner peripheral surface, and a shaft. A nut having a ball return passage penetrating in the direction and being fitted to the screw shaft, and a ball circulation passage formed on an end face of the nut and having a ball circulation passage communicating between the two screw grooves and the ball return passage. An end cap fixed to the end face of the nut and a large number of balls interposed so as to be able to circulate while rolling between the two screw grooves, the ball circulation path and the ball return path, so as to be configured together with the groove. Equipped ball screw device,
The ratio of the ball circulation groove on the nut side in the ball circulation path is gradually increased toward the ball return passage side, and the groove cross section of the ball circulation groove on the nut side at the joint between the end cap and the end face of the nut is increased. The depth of the ball is not less than half the circumference.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a joint between the end cap and the end face of the nut is arranged at a position other than an outermost diameter portion of the ball circulation path.
The invention according to claim 3 is characterized in that, in claim 1 or 2, a holding piece or a connected body thereof is interposed between each of the plurality of balls.
[0010]
The invention according to a fourth aspect is characterized in that, in any one of the first to third aspects, the ball return passage is formed by drilling holes from both end surfaces of the nut, and is penetrated at a substantially central portion in the axial direction. And
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an end face side of a nut of a ball screw device which is an example of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a ball restraining state in a ball circulation groove on the nut end face side. 3 is a cross-sectional view of the end cap, FIG. 4 is an explanatory view showing an example of processing of a ball return path, and FIG. 5 is an explanatory view showing a preferred example of processing of a ball return path. In this embodiment, only different parts from the conventional ball screw device shown in FIG. 6 will be described, and overlapping parts will be described with the same reference numerals.
[0012]
As shown in FIGS. 1 to 3, this ball screw device gradually increases the depth of the ball circulation groove 16 a on the nut 16 side in the ball circulation path 22 toward the ball return passage 17 side. The groove cross section of the ball circulation groove 16a at the joint with the end face of the ball 16 has a depth of at least half the circumference of the ball 15, and the joint between the end cap 18 and the end face of the nut 16 is arranged at a position other than the outermost diameter portion of the ball circulation path 22. are doing.
[0013]
As described above, by setting the groove cross section of the ball circulation groove 16a at the joint between the end cap 18 and the end face of the nut 16 to a depth equal to or more than half the circumference of the ball 15, the ball circulation groove 21 on the end cap 18 side is as shallow as possible ( 2 and FIG. 3), so that the ball circulation groove 21 on the end cap 18 and the ball circulation groove 16a on the end face of the nut 16 are less likely to be affected by the displacement. Accordingly, a step can be less likely to occur at the joint between the end cap 18 and the end face of the nut 16. As a result, the ball 15 can be smoothly passed from the ball circulation path 22 to the ball return path 17, and operability can be improved and noise can be reduced.
[0014]
In addition, since the joint between the end cap 18 and the end face of the nut 16 in the ball circulation path 22 is arranged at a position other than the outermost diameter portion of the ball circulation path 22, the ball 15 is centrifugally exerted, especially during high-speed rotation. Even if the vehicle travels along the outermost diameter portion of the tire 22, it is possible not to get over the step.
FIG. 4 shows an example of processing a normal ball return passage 17.
[0015]
In order to reduce the step at the joint by adjusting the positions of the end cap 18 and the ball return passage 17 on the nut 16 side, the positional accuracy of the ball return passage 17 is important. Normally, as shown in FIG. 4, when the ball return passage 17 is formed by drilling from one end face side of the nut 16, the ball return passage 17 is often bent due to the rigidity of a tool or the like. In this case, even if the positional accuracy of the ball return passage 17 on one end surface side of the nut 16 is good, the positional accuracy on the other end surface side is very poor, and the ball circulation groove 21 on the end cap 18 side and the nut 16 on the end surface side. The positional deviation from the ball circulation groove 16a increases.
[0016]
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 5, holes are formed from both end surfaces of the nut 16 with reference to the ball circulation grooves 16a at both ends of the nut 16 so that the ball is formed at a substantially central portion in the axial direction. By penetrating the return passage 17, the positional accuracy of the ball return passage 17 at both end surfaces of the nut 16 is improved. By doing so, the depth of the hole drilled from one side becomes shallow, so that errors due to bending of the tool can be reduced. In this case, there is a possibility that a step may occur at the central portion of the ball return passage 17 in the axial direction. However, the step can be eliminated by performing finishing with a slightly larger diameter tool after drilling.
[0017]
In addition, each configuration of the ball screw device of the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
For example, between the balls 15 of a large number of balls 15 rolling on the load trajectory between the two screw grooves 12 and 14, in order to reduce collision noise between the balls during driving and reduce noise, A holding piece (not shown) having a concave surface such as an arc shape or a conical shape may be interposed on both opposing side surfaces. The holding pieces may be of the type individually interposed between the balls 15 or of the type in which the holding pieces are connected to each other. In this case, it is possible to prevent the holding piece and its coupling body from being caught at the joint between the end cap 18 and the end face of the nut 16 in the ball circulation path 22, and to ensure stable operability.
[0018]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, since the ball can be smoothly passed from the ball circulation path to the ball return path, the effect of improving operability and reducing noise can be achieved. can get.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an end side of a nut of a ball screw device which is an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a ball restraining state in a ball circulation groove on a nut end face side.
FIG. 3 is a sectional view of an end cap.
FIG. 4 is an explanatory view showing an example of processing a ball return passage.
FIG. 5 is an explanatory view showing a preferred example of processing a ball return passage.
FIG. 6 is an explanatory sectional view for explaining a conventional ball screw device.
FIG. 7 is a perspective view showing an end side of a nut of a conventional ball screw device.
FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining a joint between an end cap and an end face of a nut.
[Explanation of symbols]
12 ... thread groove (screw shaft side)
13: Screw shaft 14: Screw groove (nut side)
15 ball 16 nut 16a ball circulation groove (nut side)
17 Ball return passage 18 End cap 21 Ball circulation groove (end cap side)
22 ... Ball circulation path
