JP2004052844A

JP2004052844A - ボールねじ装置

Info

Publication number: JP2004052844A
Application number: JP2002208720A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Mizukami; 水上　敦司
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】負荷容量の低下を抑えつつすくい上げ部および入り込み部でのボールの通過振動の低減効果を得ることができるボールねじ装置を提供する。
【解決手段】ナット６側の循環チューブ８へのボール５のすくい上げ位置Ｓに向けて該ナット６側のねじ溝４の溝底が径方向外方に次第に拡がるようにして形成されたクラウニングＣを、前記すくい上げ位置Ｓの周方向の位相を０°としたときに、該すくい上げ位置Ｓからの角度αが１０〜３０°の範囲に設ける。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の機器の送り機構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３および図４に示すものが知られている。このボールねじ装置１は、外周面に螺旋状のねじ溝２を有して軸方向に延びるねじ軸３に、内周面に該ねじ溝２に対応する螺旋状のねじ溝４を有するナット６が遊嵌されている。ナット６のねじ溝４とねじ軸３のねじ溝２とは互いに対向して両者の間に螺旋状の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５が転動可能に装填されている。そして、ねじ軸３（又はナット６）の回転により、ナット６（又はねじ軸３）がボール５の転動を介して軸方向に移動するようになっている。
【０００３】
なお、ナット６（又はねじ軸３）が軸方向に移動する際には、ボール５が両ねじ溝２，４間で形成される負荷軌道を転動しつつ移動するが、ナット６（又はねじ軸３）を継続して移動させていくためには、ボール５を無限循環させる必要がある。
このため、例えばナット６の外周面の一部を平坦面にしてこの平坦面に負荷軌道に連通する２個一組の孔７をねじ軸３を跨ぐように形成し、この一組の孔７にボール循環部材としてのコ字状の循環チューブ８の両端を嵌め込むことにより、両ねじ溝２，４間の負荷軌道と循環チューブ８によってボール５の無限循環軌道を形成している。
【０００４】
ところで、予圧が付与された状態のボールねじ装置では、両ねじ溝２，４間のボール５は予圧により弾性変形しているので、両ねじ溝２，４間の負荷軌道には無負荷のボール５が通過できる広さがない。このため、負荷移動からの循環チューブ８へのボール５のすくい上げ部および循環チューブ８から負荷移動へのボール５の入り込み部では急激な負荷変動が起こり、ボール５が前記すくい上げ部および前記入り込み部を通過するするたびに振動が発生し、騒音の原因となっている。
【０００５】
したがって、このような予圧ボールねじ装置の負荷の急変を無くすためには、ボール５が両ねじ溝２，４間の負荷軌道からすくい上げ位置に近づくにつれてボール５の予圧を徐々に減らしていくことが必要である。ここで、すくい上げ位置とは、ねじ溝端とボール循環路とのつなぎ目の位置とする。
そこで、従来においては、図５に示すように、ナット６側の循環チューブ８へのボール５のすくい上げ位置Ｓに向けて該ナット６側のねじ溝４の溝底が径方向外方に次第に拡がるようにしてクラウニングＣを設け、このクラウニングＣによってここを通過するボール５の予圧を減少させ、ボール５の円滑な通過を確保して通過振動を低減しようとしている（例えば実公昭４８−２５９６３号公報、実公昭４８−３４４５４号公報等参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のボールねじ装置においては、単にナット６側のねじ溝４を削り落としてクラウニングＣを形成するだけでは、前記ねじ溝４の削り代が小さいと、すくい上げ位置Ｓでボール５の予圧が抜けない場合があり、ボール５の通過振動の低減効果が十分に得られなくなって低騒音化を達成できないという問題がある。また、前記ねじ溝４の削り代が大きすぎると負荷容量が低下しすぎることになる。
【０００７】
本発明はこのような技術的背景に鑑みてなされたものであり、負荷容量の低下を抑えつつすくい上げ部および入り込み部でのボールの通過振動の低減効果を得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して前記ねじ軸に嵌合されるナットと、前記両ねじ溝間に転動可能に装填された多数のボールと、前記両ねじ溝間を転動するボールを無限循環させるボール循環路を形成すべく前記ナットに固定される循環部品とを備え、前記ナット側の該循環部品への前記ボールのすくい上げ位置に向けて該ナット側のねじ溝に径方向外方に次第に拡がるクラウニングを設けたボールねじ装置において、
前記すくい上げ位置の周方向の位相を０°としたときに、前記クラウニングを該すくい上げ位置から１０〜３０°の範囲に設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例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を説明するための要部断面図、図２はクラウニング角度αと騒音低減量との関係を示すグラフ図である。なお、この実施の形態では、図３〜図５で説明した従来のボールねじ装置に対して、クラウニングの形成範囲が相違するだけであるため、相違点のみ説明し、また、重複部分には同一符号を付して説明する。
【００１０】
図１を参照して、このボールねじ装置は、ナット６側の循環チューブ８へのボール５のすくい上げ位置Ｓに向けて該ナット６側のねじ溝４の溝底が径方向外方に次第に拡がるようにして形成されたクラウニングＣを、前記すくい上げ位置Ｓの周方向の位相を０°としたときに、該すくい上げ位置Ｓからの角度α（以下、クラウニング角度αという）が１０〜３０°の範囲に設けている。
【００１１】
図２は図１で△ＬのクラウニングＣを形成してすくい上げ位置Ｓで完全にボール５の予圧が抜けていることを確認し、クラウニング角度α毎の騒音低減量の調査を行った結果を示したものである。図２の横軸はクラウニング角度αを、縦軸はクラウニング形成前の騒音レベルＤａとクラウニング形成後の騒音レベルＤｂとの差を表している。
【００１２】
図２から明らかなように、クラウニング角度αを１０°以上にすると騒音レベルが小さくなることが分かる。また、クラウニング角度αが３０°以上になっても騒音レベルの差（Ｄａ−Ｄｂ）が大きくなっていないことから、３０°以上ではボール通過振動の低減効果が飽和してくることが分かる。
一方でボールねじ装置の負荷容量に関しては、クラウニング角度αを３０°以下に抑えれば、１０％程度の容量低下にとどめることができ、実用上の支障は少ないことが確認された。
【００１３】
以上により、クラウニング角度αを１０〜３０°とすることで負荷容量の低下を抑えつつすくい上げ部および入り込み部でのボールの通過振動の低減効果を得ることができるボールねじ装置が実現できる。
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。
【００１４】
【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、負荷容量の低下を抑えつつすくい上げ部および入り込み部でのボールの通過振動の低減効果を得ることができるボールねじ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例であるボールねじ装置を説明するための要部断面図である。
【図２】クラウニング角度αと騒音低減量との関係を示すグラフ図である。
【図３】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４】図３の平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
２…ねじ溝（ねじ軸側）
３…ねじ軸
４…ねじ溝（ナット側）
５…ボール
６…ナット
８…循環チューブ
Ｓ…すくい上げ位置
Ｃ…クラウニング

Claims

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して前記ねじ軸に嵌合されるナットと、前記両ねじ溝間に転動可能に装填された多数のボールと、前記両ねじ溝間を転動するボールを無限循環させるボール循環路を形成すべく前記ナットに固定される循環部品とを備え、前記ナット側の該循環部品への前記ボールのすくい上げ位置に向けて該ナット側のねじ溝に径方向外方に次第に拡がるクラウニングを設けたボールねじ装置において、
前記すくい上げ位置の周方向の位相を０°としたときに、前記クラウニングを該すくい上げ位置から１０〜３０°の範囲に設けたことを特徴とするボールねじ装置。