JP2005133892A

JP2005133892A - ボールねじ用回流装置

Info

Publication number: JP2005133892A
Application number: JP2003372763A
Authority: JP
Inventors: Soho Yo; 楊創堡; Chien-Wei Tsou; 鄒健偉
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-26
Also published as: US20050126324A1

Abstract

【課題】回流している転がり玉の衝撃が有効に吸収され、振動及び騒音が大幅に低減できるボールねじ用回流装置を提供すること。
【解決手段】転がり玉４０を案内し方向転換させるための回流通路５２１が内部に設けてあり、且つ転がり玉４０が回流して循環して転がるように、スライダ組合せ２０の内部で一体に固着されるボールねじ用回流装置５０において、前記ボールねじ用回流装置５０は、回流硬質部５１と、回流軟質部５２とから構成され、ボールねじ用回流装置５０に入った転がり玉４０は回流軟質部５２に包まれ、またボールねじ用回流装置５０が充分な強度を有するように、回流軟質部５２は回流硬質部５１に包まれ、且つ転がり玉４０の衝撃は軟質素材で作製される回流軟質部５２に吸収されるため、振動及び騒音が低減されることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ボールねじ用回流装置に係り、特に騒音を防止できる回流設計によって、ボールねじの作動中に発生する騒音を有効に低減できるボールねじ用回流装置に関するものである。

音声は物体の振動で発生するものであり、物体の振動は周囲の物質（気体、液体又は固体）によってエネルギーを発散し音波に形成する。不快な音声、不適な時間で又は不適な場所で発生する音声、又は、生理や心理の不快を起こさせる音声は、全て騒音に属する。

一般に工場で使用されるボールねじは、ネジテコと、スライダ組合せと、転がり玉とから構成されるものであり、スライダ組合せはネジテコと遊嵌し、転がり玉がスライダ組合せとネジテコとの間に配設され、転がり玉の転がりによって、スライダ組合せとネジテコとが相対して移動できる。スライダ組合せとネジテコとの間に配設される転がり玉が循環して転がるために、転がり玉を転向させるための回流装置が設置される。しかしながら、ボールねじの主な騒音源の一つは、転がり玉を転向させるための回流装置である。

図５に示すのは従来のボールねじであり、スライダ組合せ２０がネジテコ（図示省略）と遊嵌し移動でき、転がり玉４０がスライダ組合せ２０とネジテコとの間に配設され、且つスライダ組合せ２０とネジテコとの間に配設される転がり玉４０が循環して転がるために、転がり玉４０を転向させるための回流装置３０が設置される。

前記した従来のボールねじにあっては、次のような問題点がある。
すなわち、従来のボールねじには騒音の問題があった。かかる騒音の原因は、回流装置３０が単一の素材で作製され、且つ回流装置３０の全体強度及び固定性を考慮して、回流装置３０が金属又は高硬度な素材で作製されるのが一般であるため、このようなボールねじが運動している際に、その回流装置３０が転がり玉４０の衝撃を受けるときに、回流装置３０の硬度が高いので、発生する振動及び騒音は大きい。

上記のような課題を解決するために、本発明のボールねじ用回流装置は、転がり玉を案内し方向転換させるための回流通路が内部に設けてあり、且つ転がり玉が回流して循環して転がるように、スライダ組合せの内部で一体に固着されるボールねじ用回流装置において、前記ボールねじ用回流装置は、回流硬質部と、回流軟質部と、からなる回流装置から構成され、前記ボールねじ用回流装置に入った転がり玉は前記回流軟質部に包まれ、該回流軟質部は前記回流硬質部に包まれ、且つ転がり玉の衝撃は軟質素材で作製される該回流軟質部に吸収されて振動及び騒音を低減可能とすることを特徴とする、ボールねじ用回流装置である。

また、本発明のボールねじ用回流装置は、前記回流装置に入った転がり玉が前記回流通路内に制限され該回流通路から離脱しないように、前記回流軟質部には、該回流通路に沿って延在する延出部が設けてあることを特徴とする、前記するボールねじ用回流装置である。

また、本発明のボールねじ用回流装置は、前記回流軟質部は熱可塑性ポリエステルで作製され、振動及び音響エネルギーの吸収効果の向上と、ボールねじの騒音の低減を可能としたことを特徴とする、前記するボールねじ用回流装置である。

また、本発明のボールねじ用回流装置は、前記回流軟質部の硬さが３５Ｄ〜６３Ｄであることを特徴とする、前記するボールねじ用回流装置である。

また、本発明のボールねじ用回流装置において、前記回流軟質部は、常温での弾性モジュールが３０ＭＰａ〜３３０ＭＰａであることを特徴とする、前記するボールねじ用回流装置である。

本発明のボールねじ用回流装置は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果を得ることができる。
すなわち、本発明のボールねじ用回流装置によれば、回流している転がり玉の衝撃が有効に吸収されるため、振動及び騒音が大幅に低減できる。

本発明の目的は、ボールねじが運動中に発生する騒音を低減することにある。騒音を低減する方法は、騒音源の退治がもっとも有効な方法である。よって、製品を改良して振動を低減すると、騒音を低減することができる。

まず、衝突原理から明らかなように、衝突する二物体は、回復係数ｅが小さい（一般の物質は部分弾性体であるので、０<ｅ<１）ほど、機械エネルギーの消耗が多いため、衝突した物体の動的エネルギーが小さくなり、振動も小さくなるので、騒音が低減する。この発明は、騒音源の振動を低減する方法によって騒音を改善するので、転がり玉に衝突される部品に回復係数の小さい素材を採用する。しかしながら、軟質素材の回復係数は硬質素材の回復係数より小さいので、本発明に係る回流装置は、軟質素材と硬質素材とを結合して構成される複合構造体であって、転がり玉の転向を案内するための部分は軟質素材によって包まれ、なお、それ以外の部分は硬質素材で作製される。硬質素材は、転がり玉が回流通路と高速に衝突する際に、充分な強度を回流装置に与える。且つ回流装置によって転向した転がり玉の転がり通路に対する衝突は、軟質素材によって動的エネルギーが一部に吸収されるため、振動が低減し騒音も改善される。

また、図４に示すのは、異なる素材の異なる回転速度においての騒音値比較図である。素材Ａはコポリアセタール樹脂（従来の回流装置によく使用される素材）であり、素材Ｂは熱可塑性ポリエステル樹脂（硬度３５Ｄ〜６３Ｄで、引張り強度１０．３ｍｐａ〜４１ｍｐａ程度で、常温での弾性モジュール（Flexural Modulus）３０ｍｐａ〜３３０ｍｐａ程度）である。図面を見ると明らかなように、回転速度が速いほど、上記の二種類の素材が衝撃を受けて発生する騒音値は高い。だが、音声は、耳が空気圧力の変化を感知して発生する聴覚であり、一般に音量の大きさはデシベル（ｄＢ）で表示される。デシベル（ｄＢ）の定義は、デシベル（ｄＢ）＝１０ｌｏｇ（Ｐ／Ｐｏ）であって、Ｐは実際の音圧の大きさであり、Ｐｏは国際に公認する参考音圧である。デシベルは音圧及び対数の特性を含むので、音声強度（Ｐ）が一倍に増加すると、音量は３デシベルに増加し、なお、音声強度（Ｐ）が１０倍に増加すると、音量は１０デシベルに増加する。図４を見ると明らかなように、ボールねじが２５００ｒｐｍで回転しているときに、熱可塑性ポリエステル樹脂の騒音は、コポリアセタール樹脂の騒音より３〜４デシベルに低い。すなわち、熱可塑性ポリエステル樹脂の音圧強度は、コポリアセタール樹脂の音圧強度の半分である。だから、回流装置における軟質素材に熱可塑性ポリエステル樹脂を採用すれば、振動及び音響エネルギーの吸収効果が大幅に向上し、ボールねじの騒音が大幅に低減できる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明に係るボールねじ用回流装置の実施例を示す斜視図であり、図２は図１における回流装置が転がり玉の衝撃を受ける状態を示す概略図である。この実施例では、回流装置としてはエンドカバー式のものを採用する。ボールねじ用回流装置５０は、回流硬質部５１と、回流軟質部５２とから構成され、ボールねじ用回流装置５０に入った転がり玉４０は回流軟質部５２に包まれ、なお、ボールねじ用回流装置５０の全体強度を増加するために、回流軟質部５２は回流硬質部５１に包まれ、このような構造により、Ａ方向又はＢ方向から回流装置５０に入った転がり玉４０は、回流軟質部５２と衝突するだけなので、転がり玉４０の衝撃は軟質素材で作製される回流軟質部５２に吸収され、振動及び騒音が低減される。

図３は図２におけるＣ-Ｃ線の矢視図である。回流軟質部５２には、断面直径が転がり玉４０の外径よりやや大きくする回流通路５２１が設けてあり、なお、回流装置５０に入った転がり玉４０が回流通路５２１内に制限され回流通路５２１から離脱しないように、回流軟質部５２には、回流通路５２１に沿って延在する延出部５２２が設けてある。また、回流軟質部５２を包む回流硬質部５１は、回流装置５０に充分な強度を与える。回流装置５０をスライダ組合せ（図示省略）に固定するために、一固定孔５１２が開けてある一固定ブロック５１１は回流硬質部５１に設けられる。そうすると、回流装置５０がスライダ組合せと一体になり、転がり玉４０は回流して循環に転がることができる。

本発明のボールねじ用回流装置の実施例を示す斜視図。図１における回流装置が転がり玉の衝撃を受ける状態を示す概略図。図２におけるＣ-Ｃ線の矢視図。異なる素材の異なる回転速度においての騒音値比較図。従来のボールねじのスライダ組合せの断面図。

符号の説明

２０・・・スライダ組合せ
３０・・・回流装置
４０・・・転がり玉
５０・・・回流装置
５１・・・回流硬質部
５１１・・固定ブロック
５１２・・固定孔
５２・・・回流軟質部
５２１・・回流通路
５２２・・延出部

Claims

転がり玉を案内し方向転換させるための回流通路が内部に設けてあり、且つ転がり玉が回流して循環して転がるように、スライダ組合せの内部で一体に固着されるボールねじ用回流装置において、
前記ボールねじ用回流装置は、回流硬質部と、回流軟質部と、からなる回流装置から構成され、
前記ボールねじ用回流装置に入った転がり玉は前記回流軟質部に包まれ、該回流軟質部は前記回流硬質部に包まれ、且つ転がり玉の衝撃は軟質素材で作製される該回流軟質部に吸収されて振動及び騒音を低減可能とすることを特徴とする、
ボールねじ用回流装置。
前記回流装置に入った転がり玉が前記回流通路内に制限され該回流通路から離脱しないように、前記回流軟質部には、該回流通路に沿って延在する延出部が設けてあることを特徴とする、
請求項１に記載のボールねじ用回流装置。
前記回流軟質部は熱可塑性ポリエステルで作製され、振動及び音響エネルギーの吸収効果の向上と、ボールねじの騒音の低減を可能としたことを特徴とする、
請求項１に記載のボールねじ用回流装置。
前記回流軟質部の硬さが３５Ｄ〜６３Ｄであることを特徴とする、
請求項１に記載のボールねじ用回流装置。
前記回流軟質部は、常温での弾性モジュールが３０ＭＰａ〜３３０ＭＰａであることを特徴とする、
請求項１に記載のボールねじ用回流装置。