JP2005133799A - Ball screw device - Google Patents

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Shigeru Okita
滋 沖田
Ryoichi Otaki
大滝  亮一
Yasumi Watanabe
靖巳 渡辺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball screw device to be built in an electric linear actuator capable of reducing the cost and improving service life. <P>SOLUTION: The ball screw device to be built in the electric linear actuator is provided with a screw shaft 3 having a spiral screw groove 2 in the peripheral surface thereof, a nut 4 having a spiral screw groove 8 corresponding to the screw groove 2 in the inner peripheral surface thereof and to be screwed to the screw shaft 3, and multiple balls 9 rotatably installed between both the screw grooves 2 and 8. The screw shaft 3 is manufactured by rolling, and the screw groove 2 of a finished product is formed into a gothic arch groove at 30-45° of contact angle and 54-58% of groove curvature without performing grinding after hardening and tempering. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば自動車用変速機の変速比を自動的に切り替えるため、或はクラッチを自動的に断接させるための駆動装置や、介護用ベッド、昇降テーブル、リフター、車載ジャッキ等に使用される各種機械装置等に組み込まれる電動式リニアアクチュエータに内蔵されて該電動式リニアアクチュエータを作動させるボールねじ装置に関する。   The present invention is used for, for example, a drive device for automatically switching a gear ratio of a transmission for an automobile or for automatically connecting / disconnecting a clutch, a nursing bed, a lifting table, a lifter, an in-vehicle jack, and the like. The present invention relates to a ball screw device that is built in an electric linear actuator incorporated in various mechanical devices and the like to operate the electric linear actuator.

電動モータを駆動源として伸縮し、各種物品を変位させる電動式リニアアクチュエータとして、例えば図7に示すものが知られており(例えば特許文献1及び特許文献2参照)、この電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ装置の一例を図8に示す。
このボールねじ装置1は、外周面に螺旋状のねじ溝2を有して電動式リニアアクチュエータのハウジングH内に回転自在に支持されたねじ軸3に、内周面にねじ溝2に対応する螺旋状のねじ溝8(図3参照)を有するナット4が螺合されている。
As an electric linear actuator that expands and contracts using an electric motor as a drive source and displaces various articles, for example, the one shown in FIG. 7 is known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2), and is incorporated in the electric linear actuator. An example of the ball screw device used is shown in FIG.
This ball screw device 1 corresponds to a screw shaft 3 having a spiral thread groove 2 on an outer peripheral surface and rotatably supported in a housing H of an electric linear actuator, and corresponding to the screw groove 2 on an inner peripheral surface. A nut 4 having a helical thread groove 8 (see FIG. 3) is screwed together.

ナット4のねじ溝8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9(図3参照)が転動可能に装填されている。
また、ナット4の外周面の一部は平坦面とされ、この平坦面には前記負荷軌道に連通する2個一組の孔がねじ軸3を跨ぐように形成されている。この一組の孔にボール循環部材の一例としての略コ字状の循環チューブ5の両端を嵌め込むことにより、前記負荷軌道に沿って公転するボール9を該負荷軌道の途中から循環チューブ5で掬い上げて元の負荷軌道に戻し、これにより、ボール9を無限循環させるようにしている。
The screw groove 8 of the nut 4 and the screw groove 2 of the screw shaft 3 are opposed to each other to form a spiral load track between the two, and a large number of balls 9 (see FIG. 3) is loaded so that it can roll.
A part of the outer peripheral surface of the nut 4 is a flat surface, and a set of two holes communicating with the load track is formed on the flat surface so as to straddle the screw shaft 3. By inserting both ends of a substantially U-shaped circulation tube 5 as an example of a ball circulation member into the set of holes, the ball 9 revolving along the load track is moved from the middle of the load track by the circulation tube 5. The ball 9 is scooped up and returned to the original load trajectory, whereby the ball 9 is infinitely circulated.

そして、電動式リニアアクチュエータのハウジングHに支持された電動モータ6でねじ軸3を正逆方向に回転させることにより、ねじ軸3に螺合されたナット4がボール9の転動を介して軸方向に変位し、該ナット4に結合された出力軸部材7が軸方向に変位するようになっている。
特開平8−322189号公報 特開平9−327149号公報
Then, when the screw shaft 3 is rotated in the forward and reverse directions by the electric motor 6 supported by the housing H of the electric linear actuator, the nut 4 screwed to the screw shaft 3 is rotated through the rolling of the ball 9. The output shaft member 7 coupled to the nut 4 is displaced in the axial direction.
JP-A-8-322189 JP 9-327149 A

ところで、電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ装置は、その性能や耐久性が重視される一方で、低コスト化の要求も重要である。
しかしながら、ボールねじ装置のコスト重視により、例えば製造の工程簡略化が進むと、製品精度の低下による性能や耐久性が低下したり、品質のばらつきが大きくなることで極端に寿命の短いものが発生する虞れが高くなってしまう。
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、低コスト化及び長寿命化を図ることができる電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ装置を提供することを目的とする。
By the way, while the performance and durability of the ball screw device built in the electric linear actuator are regarded as important, the demand for cost reduction is also important.
However, due to the importance of the cost of the ball screw device, for example, if the manufacturing process is simplified, performance and durability due to a decrease in product accuracy may be reduced, and variations in quality may result in extremely short lifespans. The risk of doing so will increase.
The present invention has been made to solve such disadvantages, and an object of the present invention is to provide a ball screw device incorporated in an electric linear actuator that can reduce cost and extend the life.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、電動式リニアアクチュエータに内蔵され、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螺旋状のねじ溝を内周面に有して前記ねじ軸に螺合されるナットと、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を備えたボールねじ装置において、
前記ねじ軸を転造加工で製造すると共に、焼入れ焼戻し後に研削加工を行わずに完成品のねじ溝をゴシックアーチ溝として接触角を30°以上45°以下とし、且つ溝曲率を54%以上58%以下としたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a screw shaft built in an electric linear actuator and having a helical thread groove on an outer peripheral surface, and a helical shape corresponding to the thread groove of the screw shaft. In a ball screw device comprising a nut having a thread groove on an inner peripheral surface and screwed to the screw shaft, and a large number of balls loaded in a rollable manner between the both thread grooves,
The threaded shaft is manufactured by rolling, and the finished thread is made into a gothic arch groove without quenching and tempering, so that the contact angle is 30 ° to 45 °, and the groove curvature is 54% to 58%. % Or less.

本発明によれば、ねじ軸を転造加工で製造すると共に、焼入れ焼戻し後に研削加工を行わずに完成品のねじ溝をゴシックアーチ溝として接触角を30°以上45°以下とし、且つ溝曲率を54%以上58%以下とすることにより、低コスト化及び長寿命化を図ることができる電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ装置を提供することができる。   According to the present invention, the screw shaft is manufactured by rolling, and the finished groove is a Gothic arch groove without grinding after quenching and tempering, the contact angle is 30 ° to 45 °, and the groove curvature By setting the ratio to 54% or more and 58% or less, it is possible to provide a ball screw device built in an electric linear actuator that can achieve cost reduction and long life.

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。なお、この実施の形態では、電動式リニアアクチュエータ及び電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ装置の基本的構造を図7及び図8に示したものと同様のものを採用し、重複部分については、各図に同一符号を付して説明するか、その説明を省略する。
本発明の実施の形態の一例である電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ装置は、図8を参照して、ねじ軸3を転造加工で製造し、焼入れ焼戻し後に研削加工を行わず、そのまま完成品としている。つまり、製造工程の省略による極限のコスト低減を図っているボールねじ装置である。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the basic structure of the electric linear actuator and the ball screw device built in the electric linear actuator is the same as that shown in FIGS. Each figure will be described with the same reference numerals, or description thereof will be omitted.
The ball screw device built in the electric linear actuator which is an example of the embodiment of the present invention is manufactured by rolling the screw shaft 3 with reference to FIG. 8 and without grinding after quenching and tempering. The finished product is used as it is. In other words, this is a ball screw device that achieves extreme cost reduction by omitting the manufacturing process.

一方、仕上研削工程を省略することは、ボールねじ装置にとってその精度が著しく低下してしまう虞れがある。特に、ボール9を転送するねじ溝2の形状はその精度により、機能、寿命が大きく変化することが知られている。それは、ねじ溝2の形状不良により、ボール9の動きが変動したり、異常な回転によるトルク上昇や高面圧の接触が発生し、ボール9やねじ溝2の摩耗や破損が起こるからである。   On the other hand, omitting the finish grinding step may significantly reduce the accuracy of the ball screw device. In particular, it is known that the function and life of the shape of the thread groove 2 for transferring the ball 9 vary greatly depending on its accuracy. This is because the movement of the ball 9 fluctuates due to a defective shape of the thread groove 2, or a torque increase or contact with a high surface pressure occurs due to abnormal rotation, and the ball 9 or the thread groove 2 is worn or damaged. .

そこで、この実施の形態でのねじ軸3は、転造加工中の変形や、それを熱処理した後の変形も考慮し、転造ダイスの形状や加工方法を工夫することにより、熱処理後に研削加工を行わずに、狙いの精度が得られる精密転造方法により製造している。この精密転造方法を応用して次の範囲にねじ溝2の形状をコントロールすることで、長寿命で且つ低コストな電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ装置を提供することができる。
即ち、本発明の実施の形態では、ねじ軸3を転造加工で製造し、焼入れ焼戻し後に研削加工を行わず、そのまま完成品とすることに加えて、ねじ溝2をゴシックアーチ溝として接触角を30°以上45°以下とし、且つ溝曲率を54%以上58%以下としている。
Therefore, the screw shaft 3 in this embodiment is subjected to grinding processing after heat treatment by devising the shape and processing method of the rolling die in consideration of deformation during rolling processing and deformation after heat treatment. Is manufactured by a precision rolling method that achieves the target accuracy without performing the above. By applying this precision rolling method and controlling the shape of the thread groove 2 within the following range, a ball screw device built in an electric linear actuator having a long life and a low cost can be provided.
That is, in the embodiment of the present invention, the screw shaft 3 is manufactured by rolling, and after grinding and tempering, the grinding is not performed and the finished product is used as it is, and the screw groove 2 is used as a Gothic arch groove to obtain a contact angle. Is 30 ° to 45 °, and the groove curvature is 54% to 58%.

以下、詳述する。
(ねじ溝の接触角が30°以上、45°以下)
ねじ軸3のねじ溝2の接触角は、ボール9の軌道位置を決め、ボール9を安定させて転送させるために重要な設定値である。この実施の形態の電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ装置では、精密転造加工を施してはいるが、最終的な精度の関係もあり、電動式リニアアクチュエータヘの組込み等も含め、すき間を確保した仕様となっている。
Details will be described below.
(Thread groove contact angle is 30 ° or more and 45 ° or less)
The contact angle of the screw groove 2 of the screw shaft 3 is an important set value for determining the track position of the ball 9 and transferring the ball 9 stably. In the ball screw device built in the electric linear actuator of this embodiment, precision rolling is performed, but there is also a final accuracy relationship. It is a specification that secures.

すき間仕様とは、図3(a)に示すように、ねじ軸3のねじ溝2とナット4のねじ溝8との間に組み込まれたボール9がすき間を有して組み込まれている状態をいう。従って、実際に使用される場合は、アキシャル荷重Faにより、図3(b)に示すように、ねじ軸3のねじ溝2とナット4のねじ溝8と間に組み込まれたボール9はすき間なく組み込まれた状態となる。このとき、アキシャル荷重Faにより、図3(a)に示す接触角θ1は、図3(b)に示す前記すき間がなくなった状態で接触角θ2となり、アキシャル荷重Faが加わることで、前記すき間がなくなり、接触角が大きくなることが判る。   As shown in FIG. 3A, the clearance specification is a state in which a ball 9 incorporated between the thread groove 2 of the screw shaft 3 and the thread groove 8 of the nut 4 has a clearance and is assembled. Say. Therefore, when actually used, the ball 9 incorporated between the screw groove 2 of the screw shaft 3 and the screw groove 8 of the nut 4 is not provided with a gap by the axial load Fa as shown in FIG. It will be in the built-in state. At this time, due to the axial load Fa, the contact angle θ1 shown in FIG. 3A becomes the contact angle θ2 when the gap shown in FIG. 3B disappears, and the axial load Fa is applied, so that the gap is reduced. It can be seen that the contact angle increases.

このようにこの実施の形態では、電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ装置がすき間仕様で組立てられるので、実際の使用時には接触角が大きくなる。ボールねじ装置では、接触角が大きくなると、図4に示すように、ボール9からの軸方向荷重に対して接触角が大きいθ2の方が接触角が小さいθ1の場合より分力が大きくなり、ねし軸3が受けられる荷重が大きくなることが判る。つまり、接触角が大きいと負荷容量が大きくなる。   As described above, in this embodiment, since the ball screw device built in the electric linear actuator is assembled with the clearance specification, the contact angle becomes large during actual use. In the ball screw device, when the contact angle becomes large, as shown in FIG. 4, the component force becomes larger in the case where θ2 has a larger contact angle with respect to the axial load from the ball 9 than in the case where θ1 has a smaller contact angle. It can be seen that the load that the screw shaft 3 can receive increases. That is, when the contact angle is large, the load capacity increases.

しかし、接触角を大きくしすぎると、図3(c)に示すように、ボール9とねじ軸3のねじ溝2との弾性接触域がねじ溝2を乗り上げてしまう、いわゆる「乗り上げ」現象が発生してしまう。乗り上げによりねじ溝2の端部の面圧は急上昇するため、早期に破損が発生することが多く見られる。従って、接触角の設定は、転造での加工精度や熱処理での変形及び前記すき間量を考慮して、厳正に設定する必要がある。   However, if the contact angle is increased too much, the so-called “riding” phenomenon, in which the elastic contact area between the ball 9 and the screw groove 2 of the screw shaft 3 rides on the screw groove 2 as shown in FIG. Will occur. Since the surface pressure at the end of the thread groove 2 suddenly rises due to the ride, it is often seen that breakage occurs early. Therefore, it is necessary to set the contact angle strictly in consideration of processing accuracy in rolling, deformation in heat treatment, and the gap amount.

一方、接触角を下げすぎると、ボール9からねじ軸3のねじ溝2に伝達される力の効率が低下し、小さい荷重でも面圧が高くなるため、寿命が短くなる傾向を示す。
本発明者らは上記のことを鑑みて、電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ装置を用いて、耐久評価試験を行った。結果を図1に示す。
図1から判るように、接触角が30°未満になると寿命が低下し、45°を超えると急激に寿命が低下することから、接触角を30°以上45°以下とした。但し、転造加工では、精度のばらつきが大きいため、ボール9の乗り上げ現象を確実に防止するためには、接触角を30°以上40°以下とすることがより好ましい。なお、本発明での接触角は図3(a)の状態のときのθ1をいう。
On the other hand, if the contact angle is lowered too much, the efficiency of the force transmitted from the ball 9 to the screw groove 2 of the screw shaft 3 is lowered, and the surface pressure is increased even with a small load, so that the life tends to be shortened.
In view of the above, the present inventors conducted a durability evaluation test using a ball screw device built in an electric linear actuator. The results are shown in FIG.
As can be seen from FIG. 1, when the contact angle is less than 30 °, the service life is decreased, and when it exceeds 45 °, the service life is rapidly decreased. Therefore, the contact angle is set to 30 ° to 45 °. However, since the variation in accuracy is large in the rolling process, it is more preferable that the contact angle is 30 ° or more and 40 ° or less in order to reliably prevent the ball 9 from climbing. In the present invention, the contact angle refers to θ1 in the state of FIG.

(溝曲率が54%以上58%以下)
次に、ねじ溝2の溝曲率であるが、一般的に溝曲率を小さくした方がボール9とねじ溝2との接触面積が増加するため面圧が低下し、寿命が延びる傾向にある。しかし、本発明のボールねじ装置の場合、精度を考慮すると、極端に溝曲率を小さくした場合には、図5に示すように、溝の形状崩れからボール9とねじ溝2との接点が2箇所以上となってしまう虞れがある。この接点が2箇所以上となると、ボール9の軌道が定まらず、不必要な動きでボールねじ装置のトルク上昇や、作動性不良が発生し、場合によっては、摩耗や破損が起こる。
(The groove curvature is 54% or more and 58% or less)
Next, regarding the groove curvature of the thread groove 2, generally, when the groove curvature is reduced, the contact area between the ball 9 and the thread groove 2 increases, so that the surface pressure decreases and the life tends to be extended. However, in the case of the ball screw device according to the present invention, in consideration of accuracy, when the groove curvature is extremely reduced, as shown in FIG. There is a possibility of becoming more than the place. If the number of contact points is two or more, the trajectory of the ball 9 is not fixed, and an unnecessary movement causes an increase in the torque of the ball screw device or a malfunction, and in some cases, wear or breakage occurs.

従って、溝曲率の設定についても、転造での加工精度や熱処理での変形を考慮して、慎重に設定する必要がある。―方、溝曲率が大きすぎると、面圧が上昇し、寿命が低下してしまう。
本発明者らは上記のことを鑑みて、電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ装置で耐久評価試験を行った。結果を図2に示す。
図2から判るように、溝曲率が54%未満になると寿命が低下し、58%を超えると急激に寿命が低下することから、溝曲率を54%以上58%以下とした。
本発明の実施の形態であるボールねじ装置では、接触角と溝曲率は共に上記範囲にないと効果が発揮せず、どちらかが外れると寿命が低下してしまう。
Therefore, it is necessary to set the groove curvature carefully in consideration of processing accuracy in rolling and deformation in heat treatment. -On the other hand, if the groove curvature is too large, the contact pressure will increase and the service life will decrease.
In view of the above, the present inventors conducted a durability evaluation test using a ball screw device built in an electric linear actuator. The results are shown in FIG.
As can be seen from FIG. 2, when the groove curvature is less than 54%, the life is reduced, and when it exceeds 58%, the life is abruptly reduced. Therefore, the groove curvature is set to 54% or more and 58% or less.
In the ball screw device according to the embodiment of the present invention, the effect is not exhibited unless both the contact angle and the groove curvature are within the above ranges, and the life is shortened if either of them is removed.

電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ装置のTPとして、リード径やリード長さがJIS1192に示されるホールねじに相当する呼び番14×05×100−Ct10を用いた。
ねじ軸は、素材としてSAE4150材を用い、素材を転造加工した後に、高周波焼入れで表面に硬化層を形成して完成品とした。
試験機は日本精工株式会社(NSK)製の電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ耐久寿命試験機を用い、自動車のトランスミッションのギヤシフトを想定し、モード試験を行った。
As the TP of the ball screw device incorporated in the electric linear actuator, a nominal number of 14 × 05 × 100-Ct10 corresponding to a hole screw whose lead diameter and lead length are shown in JIS 1192 was used.
For the screw shaft, SAE4150 material was used as a material, and after rolling the material, a hardened layer was formed on the surface by induction hardening to obtain a finished product.
The test machine was a ball screw endurance life tester built in an electric linear actuator manufactured by NSK Ltd. (NSK), and a mode test was conducted assuming gear shift of an automobile transmission.

モード条件を図6に示す。以下に詳しく述べるが、両方向荷重を交互に負荷するモードである。摩耗や損傷により稼動トルクが初期の2倍以上になるまでを寿命とし、試験時間を記録した。そして、ワイブル関数分布により、10個の試験TPの内、短寿命側から10%のボールねじ装置が寿命に達する時間を求めた。さらに、試験条件から計算寿命を算出し、計算寿命時間に対する試験時間の比で示した。
また、本実施例では接触角と溝曲率を種々変化させたもので評価を行っている。ただし、転造での加工精度や熱処理での変形を全数測定し、互いに近い値の10TPを1グループとし、その平均値を接触角と溝曲率としている。本実施例で使用したTPの接触角と溝曲率の一覧を表1に示す。
The mode conditions are shown in FIG. As will be described in detail below, this is a mode in which bidirectional loads are alternately applied. The life until the operating torque was doubled or more than the initial due to wear or damage was recorded, and the test time was recorded. Then, from the Weibull function distribution, out of the 10 test TPs, the time required for 10% of the ball screw device to reach the lifetime from the short lifetime side was determined. Furthermore, the calculated life was calculated from the test conditions, and the ratio was expressed as the ratio of the test time to the calculated life time.
In this embodiment, the evaluation is performed with various changes in the contact angle and groove curvature. However, the processing accuracy in rolling and the deformation in heat treatment are all measured, and 10TP values close to each other are taken as one group, and the average values are taken as the contact angle and groove curvature. Table 1 shows a list of contact angles and groove curvatures of TP used in this example.

Figure 2005133799
Figure 2005133799

表1の「乗り上げ防止」の欄の〇は今回乗り上げず、乗り上げの可能性がないもの、△は今回乗り上げなかったが、寸法のばらつきによっては乗り上げる可能性があるもの、×は今回乗り上げたもの、とした。
次に、寿命評価条件を示す。
試験条件
呼び番:NSKボールねじ14×05×100−Ct10相当(ボール径1/8インチ)試験機名:NSK製、電動式リニアアクチュエータ用ボールねじ耐久寿命試験機
試験荷重:アキシャル荷重=2000N(P/C=0.38)
最大荷重までの時間:1秒
最大荷重での保持時間:2秒
無負荷までの時間:1秒
無負荷保持時問:0.5秒
ストローク:20mm
潤滑グリース:アルバニアNo.2(昭和シェル石油)
○ in Table 1 “Preventing Riding” indicates that there is no possibility of getting on this time, △ indicates that there was no possibility of getting on this time, △ indicates that there was no possibility of getting on this time, but there is a possibility of getting on depending on variation in dimensions, and × indicates that this was taken , And.
Next, life evaluation conditions are shown.
Test condition identification number: NSK ball screw 14 × 05 × 100-Ct10 equivalent (ball diameter 1/8 inch) Test machine name: NSK, ball screw endurance life tester for electric linear actuator Test load: Axial load = 2000N ( P / C = 0.38)
Maximum load time: 1 second Maximum load time: 2 seconds No load time: 1 second No load hold time: 0.5 second Stroke: 20 mm
Lubricating grease: Albania No. 2 (Showa Shell Sekiyu)

試験結果を表1及び図1、図2に示す。本発明の実施例1〜13では何れも計算寿命の1.5倍位以上の長寿命となった。一方、溝曲率は本発明範囲内であるが、接触角が小さすぎる比較例14、15は接触面圧が高くなり、短寿命はくりが発生するものがあり、寿命が低下した。また、溝曲率は本発明範囲内であるが、接触角が大きすぎる比較例16、17はボールの乗り上げにより、高面圧部が発生し、短寿命はくりが発生するものがあり、寿命が低下した。   The test results are shown in Table 1 and FIGS. In each of Examples 1 to 13 of the present invention, the lifetime was 1.5 times longer than the calculated lifetime. On the other hand, although the groove curvature is within the range of the present invention, in Comparative Examples 14 and 15 in which the contact angle is too small, the contact surface pressure is increased, the short life is sometimes generated, and the life is shortened. Further, although the groove curvature is within the range of the present invention, in Comparative Examples 16 and 17 in which the contact angle is too large, there is a case where a high contact pressure portion is generated due to the ball climbing, and a short life is generated. Declined.

更に、接触角は本発明範囲内であるが、溝曲率が小さすぎる、比較例18、19はボールとねじ溝との接触点が2箇所以上となるものがあり、ボールの異常運動が発生し、トルク上昇による短寿命が発生した。接触角は本発明範囲内であるが、溝曲率が大きすぎる、比較例20、21は接触面圧が高くなり、短寿命はくりが発生するものがあり、寿命が低下した。
なお、本発明は上記実施の形態及び実施例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。
Furthermore, the contact angle is within the range of the present invention, but the groove curvature is too small. In Comparative Examples 18 and 19, there are two or more contact points between the ball and the screw groove, and abnormal movement of the ball occurs. Short life due to torque increase occurred. Although the contact angle is within the range of the present invention, the groove curvature is too large. In Comparative Examples 20 and 21, the contact surface pressure is increased, the short life is sometimes generated, and the life is shortened.
In addition, this invention is not limited to the said embodiment and Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.

接触角と寿命比との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between a contact angle and a lifetime ratio. 溝曲率と寿命比との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between a groove curvature and a life ratio. (a)はねじ軸のねじ溝とナットのねじ溝との間にすき間がある状態で組み込まれたボールの状態を説明するための説明図、(b)はアキシャル荷重によりねじ軸のねじ溝とナットのねじ溝との間にすき間がない状態で組み込まれたボールの状態を説明するための説明図、(c)はボールの乗り上げ現象を説明するための説明図である。(A) is explanatory drawing for demonstrating the state of the ball | bowl integrated with the clearance gap between the screw groove of a screw shaft, and the screw groove of a nut, (b) is the screw groove of a screw shaft by axial load. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a state of a ball incorporated with no gap between the nut and the thread groove, and FIG. ボールからの荷重に対する接触角の大小による分力の相違を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the difference of the component force by the magnitude of the contact angle with respect to the load from a ball | bowl. ねじ軸のねじ溝の形状崩れを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the shape collapse of the thread groove of a screw shaft. 耐久寿命試験のモード条件を説明するためのグラフ図である。It is a graph for demonstrating the mode conditions of a durable life test. 電動式リニアアクチュエータの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of an electric linear actuator. 図7の電動式リニアアクチュエータに内蔵されるボールねじ装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the ball screw apparatus incorporated in the electric linear actuator of FIG.

符号の説明Explanation of symbols


1 ボールねじ装置
2 ねじ溝(ねじ軸側)
3 ねじ軸
4 ナット
8 ねじ溝(ナット側)
9 ボール

1 Ball screw device 2 Thread groove (screw shaft side)
3 Screw shaft 4 Nut 8 Thread groove (Nut side)
9 balls

Claims (1)

電動式リニアアクチュエータに内蔵され、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螺旋状のねじ溝を内周面に有して前記ねじ軸に螺合されるナットと、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を備えたボールねじ装置において、
前記ねじ軸を転造加工で製造すると共に、焼入れ焼戻し後に研削加工を行わずに完成品のねじ溝をゴシックアーチ溝として接触角を30°以上45°以下とし、且つ溝曲率を54%以上58%以下としたことを特徴とするボールねじ装置。
A screw shaft built in an electric linear actuator and having a spiral thread groove on the outer peripheral surface, and a spiral thread groove corresponding to the screw groove of the screw shaft on the inner peripheral surface, and screwed onto the screw shaft A ball screw device including a nut and a plurality of balls loaded so as to roll between the screw grooves,
The threaded shaft is manufactured by rolling, and the finished thread is made into a gothic arch groove without quenching and tempering, so that the contact angle is 30 ° to 45 °, and the groove curvature is 54% to 58%. % Or less ball screw device.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04203550A (en) * 1990-11-28 1992-07-24 Ntn Corp Ball screw
JP2000326857A (en) * 1999-05-19 2000-11-28 Ntn Corp Motor-driven power steering device
JP2001304369A (en) * 2000-04-27 2001-10-31 Tsubaki Nakashima Co Ltd Carburized-quenched screw shaft for return tube type ball screw
JP2003137112A (en) * 2001-11-02 2003-05-14 Ntn Corp Wheel steering gear
JP2003301918A (en) * 2002-04-05 2003-10-24 Nsk Ltd Ball screw

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04203550A (en) * 1990-11-28 1992-07-24 Ntn Corp Ball screw
JP2000326857A (en) * 1999-05-19 2000-11-28 Ntn Corp Motor-driven power steering device
JP2001304369A (en) * 2000-04-27 2001-10-31 Tsubaki Nakashima Co Ltd Carburized-quenched screw shaft for return tube type ball screw
JP2003137112A (en) * 2001-11-02 2003-05-14 Ntn Corp Wheel steering gear
JP2003301918A (en) * 2002-04-05 2003-10-24 Nsk Ltd Ball screw

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