【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコマ式ボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコマ式ボールねじの一例を図１（斜視図）に示す。このボールねじは、ねじ軸１とナット２とボール３とコマ４とで構成されている。図２はこのボールねじのナット２の断面図であり、図３はコマ４の斜視図である。
ねじ軸１の外周面とナット２の内周面には螺旋状の溝１１，２１が形成されており、これらの螺旋溝１１，２１でボール３の軌道が形成されている。そして、ボール３がこの軌道を負荷状態で転動することにより、ナット２はねじ軸１に対して相対的に直線移動する。すなわち、ねじ軸１およびナット２の螺旋溝１１，２１がボール転動溝となっている。
【０００３】
コマ４は、肉厚の細長い小判状に形成され、ナット２の内面側に配置される面にボール戻し溝４１が形成されている。このボール戻し溝４１は、ボール転動溝２１との境界側の出入通路４１ａ，４１ｂと、これらの間の中間通路４１ｃとかなり、平面形状がＳ字状に形成されている。また、ボール戻し溝４１の両側面をなす面であって、コマ４のナット２の内面側に配置される面（コマ内周面）４２は、ナット２の内周面２２をなす曲面に応じた曲率で湾曲している。
【０００４】
また、軸方向で隣り合うボール転動溝２１を、コマ４のボール戻し溝４１により斜めに接続するために、コマ４はナット２に対して、中間通路４１ｃとボール転動溝２１とが所定角度θで交差するように配置される。そのため、これに対応させたコマ４の嵌め込み穴を、ナット２の周面を貫通させて形成する。
この貫通穴にコマ４を嵌め込み固定することにより、コマ内周面４２はナット２の内周面２２と滑らかに連続する。また、ボール戻し溝４１の出入通路４１ａ，４１ｂの端面４１ｄが、前記貫通穴の形成により生じたボール転動溝２１の端面２４と接続されて、ボール転動溝２１とボール戻し溝４１とが連通される。
【０００５】
したがって、軌道の終点に達したボール３は、コマ４のボール戻し溝４１を通って軌道の始点に戻される。
ここで、ナット２の周面を貫通する穴にコマ４を嵌め込み固定する際に、ボール戻し溝４１の端面４１ｄとボール転動溝２１の端面２４とを合致させることは難しい。そのため、図８に示すように、コマ４のボール戻し溝４１とナット２のボール転動溝２１との境界には、段差ｔが生じ易い。なお、この図は、ボール転動溝２１の端面２４をなす角部５１が段差ｔの高い側となっている例を示す。
【０００６】
そして、この角部５１にボール３が衝突して騒音や振動が生じることを防止するために、下記の特許文献１には、角部５１を削り取って滑らかな形状（凹面）に加工することが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２７０６４８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に記載の方法では、特に、ボールねじを高速で回転させた場合の耐久性（前記角部に起因するボール表面およびナット溝面の剥離耐性）に関して改良の余地がある。
本発明は、高速で回転させた場合の耐久性に優れたボールねじを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するナットと、これらのボール転動溝で形成される軌道内に配置された複数のボールと、ナットに設けた穴に嵌め込み固定されて、前記軌道の終点から始点へボールを移動させるボール戻し溝を有するコマと、を備え、前記ボール戻し溝と前記軌道をなすナットのボール転動溝との境界に段差を有するコマ式ボールねじにおいて、段差の高い側である前記ボール戻し溝または前記ボール転動溝の前記境界をなす角部に、曲率半径がボールの直径の０．０５倍以上である丸みを設けたことを特徴とするボールねじを提供する。なお、前記丸みは砥粒流動加工法により形成することができる。
【００１０】
このボールねじによれば、段差の高い側の前記境界をなす角部に、曲率半径がボールの直径の０．０５倍以上である丸みを設けたことで、丸みの曲率半径がボールの直径の０．０５倍未満である場合よりも、前記角部にボールが衝突した際にナットに生じる応力を小さくすることができる。また、ナットが受ける衝突荷重の低下によって衝突に伴う金属粉の発生を抑えることができる。これにより、高速で回転させた場合の寿命が長くなる。
【００１１】
本発明のボールねじにおいて、隣り合うボール間に、略円柱体の２つの底面にボールを受ける凹面を有する形状の保持ピース、あるいは、ボールより小さな球状体が配置されていると、ボール同士の衝突や競り合いが低減されるため、ボールの寿命およびボール転動溝の寿命をさらに長くすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、この実施形態のボールねじを示す斜視図である。図２は、このボールねじのナットの断面図である。図３は、このボールねじのコマの斜視図である。図４は、このボールねじのボール戻し溝とナットのボール転動溝との境界部分を示す説明図である。
【００１３】
この実施形態のボールねじは、ねじ軸１とナット２とボール３とコマ４とで構成され、ボール戻し溝とナットのボール転動溝との境界部分以外の構成は、従来のボールねじと同じである。
すなわち、ねじ軸１の外周面とナット２の内周面には螺旋状の溝１１，２１が形成されており、これらの螺旋溝１１，２１でボール３の軌道が形成されている。そして、ボール３がこの軌道を負荷状態で転動することにより、ナット２はねじ軸１に対して相対的に直線移動する。すなわち、ねじ軸１およびナット２の螺旋溝１１，２１がボール転動溝となっている。
【００１４】
コマ４は、肉厚の細長い小判状に形成され、ナット２の内面側に配置される面にボール戻し溝４１が形成されている。このボール戻し溝４１は、ボール転動溝２１との境界側の出入通路４１ａ，４１ｂと、これらの間の中間通路４１ｃとかなり、平面形状がＳ字状に形成されている。また、ボール戻し溝４１の両側面をなす面であって、コマ４のナット２の内面側に配置される面（コマ内周面）４２は、ナット２の内周面２２をなす曲面に応じた曲率で湾曲している。
【００１５】
また、軸方向で隣り合うボール転動溝２１を、コマ４のボール戻し溝４１により斜めに接続するために、コマ４はナット２に対して、中間通路４１ｃとボール転動溝２１とが所定角度θで交差するように配置される。そのため、これに対応させたコマ４の嵌め込み穴を、ナット２の周面を貫通させて形成する。
この貫通穴にコマ４を嵌め込み固定することにより、コマ内周面４２はナット２の内周面２２と滑らかに連続する。また、ボール戻し溝４１の出入通路４１ａ，４１ｂの端面４１ｄが、前記貫通穴の形成により生じたボール転動溝２１の端面２４と接続されて、ボール転動溝２１とボール戻し溝４１とが連通される。
【００１６】
したがって、軌道の終点に達したボール３は、コマ４のボール戻し溝４１を通って軌道の始点に戻される。
図４に示すように、コマ４のボール戻し溝４１とナット２のボール転動溝２１との境界には、段差ｔが生じている。この例では、ボール転動溝２１の角部５１が段差の高い側となっている。そして、このボール転動溝２１の端面２４をなす角部５１に、曲率半径がボールの直径の０．０５倍以上である丸みが設けてある。この例では、また、段差の低い側であるボール戻し溝４１の端面４１ｄをなす角部４５にも、曲率半径がボールの直径の０．０５倍以上である丸みが設けてある。
【００１７】
ボール転動溝２１の端面２４は、ナットに切削加工でコマ４を嵌め込むための貫通穴を開ける際に生じ、そのままでは鋭角になっているが、この切削加工後のナットを砥粒流動加工することにより、前記端面２４に丸みを付けることができる。
ここで、砥粒流動加工法とは、例えば炭化ケイ素、ダイヤモンド等の砥粒が混練された粘弾性流体を用いた表面除去（研磨）方法であり、加工物の加工箇所でこの粘弾性流体を流動させて、この流体中の砥粒を加工箇所で圧接移動させることにより、加工箇所の表面が除去される。
【００１８】
なお、この実施形態では、段差の高い側であるナットのボール転動溝だけでなく段差の低い側であるコマのボール戻し溝にも、両者の境界をなす角部に曲率半径がボールの直径の０．０５倍以上である丸みが設けてあるが、前記丸みは段差の高い側の前記角部にだけ設けてあってもよい。すなわち、コマのボール戻し溝の前記角部が段差の高い側である場合には、コマのボール戻し溝の前記角部にのみ曲率半径がボールの直径の０．０５倍以上である丸みを設けてもよい。
【００１９】
【実施例】
ボールねじとして、ＮＳＫのコマ式ボールねじ「ＢＳ４０１０」（ボールの直径Ｄｗ：６．３５ｍｍ、ボールピッチ円の直径Ｄｍ：４１．７５ｍｍ）を用いて、寿命試験を行った。
このコマ４およびナット２の最終仕上げとして砥粒流動加工を行い、図４に示すように、コマ４のボール戻し溝４１の角部４５とナット２のボール転動溝２１の角部５１とに、曲率半径Ｒの丸みを形成した。砥粒流動加工の加工時間、使用する粒子の粒度、圧力を変化させて、曲率半径Ｒが異なる丸みをボール戻し溝４１の角部４５およびボール転動溝２１の角部５１に形成した。
【００２０】
そして、ボール戻し溝４１の角部４５の丸みの曲率半径Ｒとボール転動溝２１の角部５１の丸みの曲率半径Ｒが同じものを組み合わせて、コマ４をナット２の貫通穴に嵌め入れ固定した。ここで、段差ｔは５０〜７５μｍとなるようにした。
また、図５に示す形状の保持ピース６を用意し、これをボール３間に入れたボールねじと、これを入れないボールねじを組み立てた。この保持ピース６は、略円柱体の２つの底面にボール３を受ける凹面６１を有する形状であって、前記凹面６１はゴシックアーチ形状となっている。ここでは、その曲率半径（図５のＸを中心とする円の半径、図５のＹはボール３の中心）が３．６ｍｍであるものを使用した。
【００２１】
試験機としては、ＮＳＫ製のボールねじ耐久寿命試験機を用いた。試験条件は、試験荷重：９８００Ｎ（アキシャル荷重）、回転速度：１００〜４０００ｍｉｎ-1、ストローク：１０００ｍｍ、潤滑グリース：昭和シェル石油製「アルバニアNo. ２」とした。
各ボールねじを試験機にかけ、ねじ軸またはナットのボール転動溝およびボールのいずれかに剥離が生じるまでの走行距離を測定し、この測定値の計算寿命に対する比（計算寿命比）を算出した。その結果と各ボールねじの構成を下記の表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
また、この結果から得られた、試験時の回転速度と計算寿命比との関係を図６に、角部４５，５１の丸みの曲率半径（Ｒ）のボール３の直径（Ｄｗ）に対する比（Ｒ／Ｄｗ）と計算寿命比との関係を図７に、それぞれグラフで示す。なお、図７のグラフは、保持ピースを入れていない場合のデータのみをプロットしている。
【００２４】
図７のグラフには、試験時の回転速度が１００ｍｉｎ-1のときと４０００ｍｉｎ-1のときの結果が示されているが、このグラフから分かるように、４０００ｍｉｎ-1の場合には「Ｒ／Ｄｗ」が０．０５以上になると計算寿命比が著しく大きくなっている。
図６のグラフには、「Ｒ／Ｄｗ」が、小数点３桁目を四捨五入した値で０．０１のときと０．２０のときの結果が、保持ピース有りの場合と無しの場合とで分けて示されている。この図から分かるように、保持ピース無しのプロット「○」と「□」での比較で、「Ｒ／Ｄｗ」が０．０１のときは回転速度が２０００ｍｉｎ-1以上になると計算寿命比は著しく低下するが、「Ｒ／Ｄｗ」が０．２０のときは回転速度が２０００ｍｉｎ-1以上になっても計算寿命比はさほど低下しない。また、保持ピース有りのプロット「◇」と「△」での比較では、差の程度は小さいながらも前記と同様のことが言える。
【００２５】
さらに、「Ｒ／Ｄｗ」が０．２０の場合で保持ピースありの「△」と保持ピース無しの「□」との比較では、保持ピースを入れることで計算寿命比をより大きくできることが分かる。
以上の結果から分かるように、コマ４のボール戻し溝４１とナット２のボール転動溝２１との境界に段差ｔを有し、ボール転動溝２１の角部５１が段差の高い側となっている場合には、ボール転動溝２１の端面２４をなす角部５１に曲率半径Ｒがボール３の直径の０．０５倍以上である丸みを設けることで、回転速度が２０００ｍｉｎ-1以上の高速で回転させた場合の耐久性に優れたボールねじが得られる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高速で回転させた場合の耐久性に優れたコマ式ボールねじが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に相当するボールねじを示す斜視図である。
【図２】図１のボールねじのナットの断面図である。
【図３】図１のボールねじのコマの斜視図である。
【図４】本発明の実施形態のコマ式ボールねじのボール戻し溝とナットのボール転動溝との境界部分を示す説明図である。
【図５】実施例で作製したボールねじに組み込んだ保持ピースの形状を示す図である。
【図６】試験結果から得られた計算寿命比と試験時の回転速度との関係を示すグラフである。
【図７】試験結果から得られた計算寿命比と「Ｒ／Ｄｗ」との関係をグラフである。
【図８】従来のコマ式ボールねじのボール戻し溝とナットのボール転動溝との境界部分を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ねじ軸
１１ ねじ軸のボール転動溝（螺旋状の溝）
２ ナット
２１ ナットのボール転動溝（螺旋状の溝）
２２ ナットの内周面
２４ ナットのボール転動溝の端面
３ ボール
４ コマ
４１ ボール戻し溝
４１ａ 出入通路
４１ｂ 出入通路
４１ｃ 中間通路
４１ｄ ボール戻し溝の端面
４２ コマ内周面（コマのナットの内面側に配置される面）
４５ ボール戻し溝の角部
５１ ナットのボール転動溝の角部
６ 保持ピース
６１ 凹面
ｔ 段差[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a top ball screw.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 (perspective view) shows an example of a conventional top ball screw. The ball screw includes a screw shaft 1, a nut 2, a ball 3, and a top 4. FIG. 2 is a sectional view of the nut 2 of the ball screw, and FIG.
Helical grooves 11 and 21 are formed on the outer peripheral surface of the screw shaft 1 and the inner peripheral surface of the nut 2, and the orbit of the ball 3 is formed by these spiral grooves 11 and 21. When the ball 3 rolls on this trajectory under load, the nut 2 moves linearly relative to the screw shaft 1. That is, the spiral grooves 11 and 21 of the screw shaft 1 and the nut 2 are ball rolling grooves.
[0003]
The top 4 is formed in a thin and long oval shape, and a ball return groove 41 is formed on a surface arranged on the inner surface side of the nut 2. The ball return groove 41 has an S-shaped planar shape, which is considerably different from the entrance / exit passages 41a and 41b on the boundary side with the ball rolling groove 21 and the intermediate passage 41c therebetween. Further, the surface (the inner peripheral surface of the top) which is the side surface of the ball return groove 41 and which is disposed on the inner surface side of the nut 2 of the top 4 depends on the curved surface which forms the inner peripheral surface 22 of the nut 2. It is curved with curvature.
[0004]
Further, in order to connect the ball rolling grooves 21 adjacent in the axial direction obliquely by the ball return grooves 41 of the top 4, the top of the top 4 has a predetermined intermediate passage 41c and the ball rolling grooves 21 with respect to the nut 2. Are arranged so as to intersect at an angle θ. Therefore, the fitting hole of the top 4 corresponding to this is formed by penetrating the peripheral surface of the nut 2.
By fitting the top 4 into this through hole and fixing it, the top inner peripheral surface 42 smoothly continues to the inner peripheral surface 22 of the nut 2. Also, the end faces 41d of the entry / exit passages 41a and 41b of the ball return groove 41 are connected to the end face 24 of the ball rolling groove 21 generated by the formation of the through hole, and the ball rolling groove 21 and the ball return groove 41 are connected. Communicated.
[0005]
Therefore, the ball 3 that has reached the end point of the trajectory returns to the start point of the trajectory through the ball return groove 41 of the top 4.
Here, it is difficult to match the end face 41 d of the ball return groove 41 with the end face 24 of the ball rolling groove 21 when the top 4 is fitted and fixed in a hole penetrating the peripheral surface of the nut 2. For this reason, as shown in FIG. 8, a step t is likely to occur at the boundary between the ball return groove 41 of the top 4 and the ball rolling groove 21 of the nut 2. This figure shows an example in which the corner 51 forming the end face 24 of the ball rolling groove 21 is on the side where the step t is higher.
[0006]
In order to prevent the ball 3 from colliding with the corner portion 51 and generating noise and vibration, the following Patent Document 1 discloses that the corner portion 51 is cut into a smooth shape (concave surface). It has been disclosed.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-11-270648
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method described in the above publication, there is room for improvement particularly in the durability when the ball screw is rotated at high speed (the peeling resistance of the ball surface and the nut groove surface caused by the corners).
An object of the present invention is to provide a ball screw having excellent durability when rotated at high speed.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a screw shaft having a helical ball rolling groove on the outer peripheral surface, a nut having a helical ball rolling groove on the inner peripheral surface, A plurality of balls arranged in a track formed by: and a piece having a ball return groove that is fitted and fixed in a hole provided in a nut and moves the ball from an end point to a start point of the track. In the top ball screw having a step at the boundary between the return groove and the ball rolling groove of the nut forming the track, the corner portion forming the boundary of the ball returning groove or the ball rolling groove on the higher step side is formed. And a ball screw having a radius of curvature of at least 0.05 times the diameter of the ball. The roundness can be formed by an abrasive flow processing method.
[0010]
According to this ball screw, a radius having a radius of curvature of 0.05 times or more of the diameter of the ball is provided at the corner forming the boundary on the side with a higher step, so that the radius of curvature of the radius is smaller than the diameter of the ball. The stress generated in the nut when the ball collides with the corner can be made smaller than in the case of less than 0.05 times. Further, it is possible to suppress the generation of metal powder due to the collision due to the decrease in the collision load applied to the nut. This extends the life when rotated at high speed.
[0011]
In the ball screw of the present invention, if a holding piece having a concave surface for receiving a ball on two bottom surfaces of a substantially cylindrical body or a spherical body smaller than the ball is arranged between adjacent balls, collision between the balls may occur. As a result, the life of the ball and the life of the ball rolling groove can be further extended.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing a ball screw of this embodiment. FIG. 2 is a sectional view of a nut of the ball screw. FIG. 3 is a perspective view of the ball screw top. FIG. 4 is an explanatory view showing a boundary portion between the ball return groove of the ball screw and the ball rolling groove of the nut.
[0013]
The ball screw of this embodiment is composed of a screw shaft 1, a nut 2, a ball 3, and a top 4. The configuration other than the boundary between the ball return groove and the ball rolling groove of the nut is the same as the conventional ball screw. It is.
That is, spiral grooves 11 and 21 are formed on the outer peripheral surface of the screw shaft 1 and the inner peripheral surface of the nut 2, and the trajectory of the ball 3 is formed by these spiral grooves 11 and 21. When the ball 3 rolls on this trajectory under load, the nut 2 moves linearly relative to the screw shaft 1. That is, the spiral grooves 11 and 21 of the screw shaft 1 and the nut 2 are ball rolling grooves.
[0014]
The top 4 is formed in a thin and long oval shape, and a ball return groove 41 is formed on a surface arranged on the inner surface side of the nut 2. The ball return groove 41 has an S-shaped planar shape, which is considerably different from the entrance / exit passages 41a and 41b on the boundary side with the ball rolling groove 21 and the intermediate passage 41c therebetween. Further, the surface (the inner peripheral surface of the top) which is the side surface of the ball return groove 41 and which is disposed on the inner surface side of the nut 2 of the top 4 depends on the curved surface which forms the inner peripheral surface 22 of the nut 2. It is curved with curvature.
[0015]
Further, in order to connect the ball rolling grooves 21 adjacent in the axial direction obliquely by the ball return grooves 41 of the top 4, the top of the top 4 has a predetermined intermediate passage 41c and the ball rolling grooves 21 with respect to the nut 2. Are arranged so as to intersect at an angle θ. Therefore, the fitting hole of the top 4 corresponding to this is formed by penetrating the peripheral surface of the nut 2.
By fitting the top 4 into this through hole and fixing it, the top inner peripheral surface 42 smoothly continues to the inner peripheral surface 22 of the nut 2. Also, the end faces 41d of the entry / exit passages 41a and 41b of the ball return groove 41 are connected to the end face 24 of the ball rolling groove 21 generated by the formation of the through hole, and the ball rolling groove 21 and the ball return groove 41 are connected. Communicated.
[0016]
Therefore, the ball 3 that has reached the end point of the trajectory returns to the start point of the trajectory through the ball return groove 41 of the top 4.
As shown in FIG. 4, a step t occurs at the boundary between the ball return groove 41 of the top 4 and the ball rolling groove 21 of the nut 2. In this example, the corner 51 of the ball rolling groove 21 is on the side with a higher step. A corner 51 forming the end face 24 of the ball rolling groove 21 is provided with a radius having a radius of curvature of 0.05 times or more the diameter of the ball. In this example, the corner 45 forming the end face 41d of the ball return groove 41 on the lower side of the step is also rounded so that the radius of curvature is 0.05 times or more the diameter of the ball.
[0017]
The end face 24 of the ball rolling groove 21 is formed when a through-hole for fitting the top 4 into the nut by cutting is formed in the nut, and the end face 24 has an acute angle as it is. By doing so, the end face 24 can be rounded.
Here, the abrasive fluid flow processing method is a surface removal (polishing) method using a viscoelastic fluid in which abrasive grains such as silicon carbide and diamond are kneaded. The surface of the processing location is removed by flowing and causing the abrasive grains in the fluid to be pressed and moved at the processing location.
[0018]
In this embodiment, not only the ball rolling groove of the nut on the high step side but also the ball return groove of the top on the low step side, the radius of curvature is set at the corner that forms the boundary between the two. Although the roundness which is 0.05 times or more is provided, the roundness may be provided only in the corner portion on the side with a higher step. That is, when the corner of the ball return groove of the top is on the side with a higher level difference, only the corner of the ball return groove of the top is provided with a radius having a curvature radius of at least 0.05 times the diameter of the ball. You may.
[0019]
【Example】
A life test was performed using an NSK top ball screw “BS4010” (ball diameter Dw: 6.35 mm, ball pitch circle diameter Dm: 41.75 mm) as a ball screw.
As a final finish of the top 4 and the nut 2, abrasive flow processing is performed, and as shown in FIG. 4, a corner 45 of the ball return groove 41 of the top 4 and a corner 51 of the ball rolling groove 21 of the nut 2 are formed. , And a radius of curvature R was formed. By changing the processing time of the abrasive grain flow processing, the particle size of the particles used, and the pressure, roundness having a different radius of curvature R was formed at the corner 45 of the ball return groove 41 and the corner 51 of the ball rolling groove 21.
[0020]
Then, the top 4 is fitted into the through-hole of the nut 2 by combining those having the same radius of curvature R of the corner 45 of the ball return groove 41 and the radius of curvature R of the corner 51 of the ball rolling groove 21. Fixed. Here, the step t was set to be 50 to 75 μm.
Further, a holding piece 6 having the shape shown in FIG. 5 was prepared, and a ball screw in which this was inserted between the balls 3 and a ball screw in which this was not inserted were assembled. The holding piece 6 has a concave surface 61 for receiving the ball 3 on two bottom surfaces of a substantially cylindrical body, and the concave surface 61 has a Gothic arch shape. Here, the radius of curvature (the radius of a circle centered at X in FIG. 5; Y in FIG. 5 is the center of the ball 3) is 3.6 mm.
[0021]
As a tester, a ball screw durability life tester manufactured by NSK was used. The test conditions were as follows: test load: 9800 N (axial load), rotation speed: 100 to 4000 min -1 , stroke: 1000 mm, lubricating grease: Showa Shell Sekiyu Sekiyu Sekiyu Sekiyu Kabushiki Kaisha "Albania No. 2".
Each ball screw was set on a testing machine to measure the running distance until peeling occurred in either the ball rolling groove of the screw shaft or nut or the ball, and the ratio of the measured value to the calculated life (calculated life ratio) was calculated. . The results and the configuration of each ball screw are shown in Table 1 below.
[0022]
[Table 1]
[0023]
FIG. 6 shows the relationship between the rotational speed at the time of the test and the calculated life ratio obtained from this result. FIG. 6 shows the ratio (Rw) of the radius of curvature (R) of the rounded corners 45 and 51 to the diameter (Dw) of the ball 3. R / Dw) and the calculated life ratio are shown in graphs in FIG. Note that the graph of FIG. 7 plots only data when no holding piece is inserted.
[0024]
The graph of FIG. 7, the rotational speed at the test are shown the results when the time and 4000 min -1 for 100 min -1, as can be seen from this graph, in the case of 4000 min -1 "R / When “Dw” is 0.05 or more, the calculated life ratio is significantly increased.
In the graph of FIG. 6, the result when “R / Dw” is a value obtained by rounding off the third decimal place is 0.01 and 0.20, and the result is divided into the case with the holding piece and the case without the holding piece. Shown. As can be seen from this figure, in the comparison between the plots “○” and “□” without the holding piece, when the “R / Dw” is 0.01, the calculated life ratio becomes remarkable when the rotation speed becomes 2000 min −1 or more. However, when "R / Dw" is 0.20, the calculated life ratio does not decrease so much even if the rotation speed becomes 2000 min -1 or more. Further, in the comparison between the plots “◇” and “△” with the holding piece, the same can be said as to the above although the degree of the difference is small.
[0025]
Furthermore, in the case where “R / Dw” is 0.20, a comparison between “Δ” with the holding piece and “□” without the holding piece shows that the calculation life ratio can be further increased by inserting the holding piece.
As can be seen from the above results, there is a step t at the boundary between the ball return groove 41 of the top 4 and the ball rolling groove 21 of the nut 2, and the corner 51 of the ball rolling groove 21 is on the higher step side. In this case, the corner 51 forming the end face 24 of the ball rolling groove 21 is provided with a radius having a curvature radius R of 0.05 times or more the diameter of the ball 3 so that the rotation speed is 2000 min -1 or more. A ball screw with excellent durability when rotated at high speed can be obtained.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a top ball screw having excellent durability when rotated at high speed can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a ball screw corresponding to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a nut of the ball screw of FIG. 1;
FIG. 3 is a perspective view of a top of the ball screw of FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory view showing a boundary portion between a ball return groove of a top ball screw and a ball rolling groove of a nut according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a shape of a holding piece incorporated in a ball screw manufactured in the example.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a calculated life ratio obtained from a test result and a rotation speed during the test.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a calculated life ratio obtained from test results and “R / Dw”.
FIG. 8 is an explanatory view showing a boundary portion between a ball return groove of a conventional top ball screw and a ball rolling groove of a nut.
[Explanation of symbols]
1 Screw shaft 11 Ball rolling groove of screw shaft (spiral groove)
2 Nut 21 Ball rolling groove of nut (spiral groove)
22 Nut inner peripheral surface 24 Nut ball rolling groove end surface 3 Ball 4 Coma 41 Ball return groove 41a Incoming / outgoing passage 41b Incoming / outgoing passage 41c Intermediate passage 41d Ball return groove end surface 42 Coma inner peripheral surface (coma nut inner surface side) Surface to be placed)
45 Corner portion of ball return groove 51 Corner portion of ball rolling groove of nut 6 Holding piece 61 Concave surface t Step
