JP2005180655A

JP2005180655A - Ball screw

Info

Publication number: JP2005180655A
Application number: JP2003425791A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Okubo; 努大久保; Eiji Hayashi; 栄治林
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-07-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball screw capable of preventing occurrence of separation and the like on a nut-side ball screw groove and a ball returning passage. <P>SOLUTION: A ball load rolling passage 16 is formed between a screw shaft-side ball screw groove 12 and a nut-side ball screw groove 14, and the ball returning passage 18 formed in a ball circulating member 17 made out of a resin. A crowning treatment part 22 is formed by a treatment amount of approximately 0.1-1% of a diameter of a ball 15. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、転動体としてのボールをナットの外部で循環させる方式のボールねじの改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a ball screw that circulates balls as rolling elements outside a nut.

回転運動を直線運動に変換する機械部品として、工作機械などの各種産業機械で使用されるボールねじには、転動体としてのボールをナットの外部で循環させる方式のものとボールをナットの内部で循環させる方式のものとがある。このうち、ボールをナットの外部で循環させる方式のボールねじは、ねじ軸側ボールねじ溝とナット側ボールねじ溝との間に形成されたボール負荷転動路を転動するボールをボール循環チューブのタングに衝突させて掬い上げているため、騒音や振動が発生するなどの問題がある。
そこで、このような問題を解消するために、ボール負荷転動路を転動するボールを該ボールの中心軌道円上に位置するボール掬い上げ点から該ボール掬い上げ点の接線方向に掬い上げる接線掬い上げ方式のボールねじが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−２３２４２１号公報 There are two types of ball screws used in various industrial machines such as machine tools as machine parts that convert rotational motion into linear motion: one that circulates balls as rolling elements outside the nut and the other inside the nut. There is a method of circulating. Of these, the ball screw of the type that circulates the ball outside the nut is a ball circulation tube that rolls the ball rolling on the ball load rolling path formed between the screw shaft side ball screw groove and the nut side ball screw groove. There is a problem that noise and vibration are generated because it crawls up against the tongue.
Therefore, in order to solve such a problem, a tangent line that rolls up a ball rolling on the ball load rolling path from a ball scooping point located on the center trajectory circle of the ball in a tangential direction of the ball scooping point. A scooping-type ball screw has been proposed (see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-232421

このようなボールねじでは、ボール負荷転動路を転動するボールをタングなどに衝突させることなく掬い上げることができるので、騒音や振動の発生を抑制することができるが、次のような問題点を有していた。すなわち、上記文献１に開示のボールねじでは、図６に示すような段差Ｓがボール負荷転動路１６とボール戻し通路１８との境界部分に生じることがあり、ボール戻し通路１８から出たボール１５が段差Ｓに衝突することによってナット側ボールねじ溝１４に剥離等が発生し、ボールねじの寿命低下を招くことがあった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ナット側ボールねじ溝やボール戻し通路に剥離等が発生することを防止することのできるボールねじを提供することを目的とするものである。 With such a ball screw, the ball rolling on the ball-loading rolling path can be scooped up without colliding with the tongue, etc., so noise and vibration can be suppressed. Had a point. That is, in the ball screw disclosed in Document 1, a step S as shown in FIG. 6 may occur at the boundary between the ball load rolling path 16 and the ball return path 18. When 15 collides with the step S, peeling or the like occurs in the nut-side ball screw groove 14 and the life of the ball screw may be shortened.
The present invention has been made paying attention to such problems, and an object of the present invention is to provide a ball screw capable of preventing the nut-side ball screw groove and the ball return passage from being peeled off. Is.

上記の目的を達成するために、本発明は、ねじ軸と、このねじ軸の外周面に形成されたねじ軸側ボールねじ溝と対向するナット側ボールねじ溝を内周面に有するナットと、前記ねじ軸側ボールねじ溝と前記ナット側ボールねじ溝との間に形成されたボール負荷転動路を前記ねじ軸または前記ナットの回転運動に伴って転動する多数のボールと、前記ボール負荷転動路を転動するボールを該ボールの中心軌道円上に位置するボール掬い上げ点から該ボール掬い上げ点の接線方向に掬い上げて循環させるためのボール戻し通路を有するボール循環部材とを備えたボールねじであって、前記ボール負荷転動路と前記ボール戻し通路との境界部分のナット側ボールねじ溝にクラウニング加工部を形成するとともに、前記ボール循環部材を樹脂で形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a screw shaft, and a nut having a nut-side ball screw groove formed on an outer peripheral surface of the screw shaft and facing a screw shaft-side ball screw groove on an inner peripheral surface; A plurality of balls that roll along a rotational movement of the screw shaft or the nut on a ball load rolling path formed between the screw shaft side ball screw groove and the nut side ball screw groove; and the ball load A ball circulation member having a ball return passage for circulating a ball rolling on a rolling path from a ball scooping point located on a center trajectory circle of the ball in a tangential direction of the ball scooping point; A ball screw groove formed on a nut-side ball screw groove at a boundary portion between the ball load rolling path and the ball return path, and the ball circulation member is formed of a resin. It is characterized in.

このような構成によると、図６に示すような段差Ｓがボール負荷転動路とボール戻し通路との境界部分に発生しなくなるので、ナット側ボールねじ溝に剥離等が発生することを防止することができる。また、ボール負荷転動路からボール戻し通路に入るボールはボール循環部材のエッジ部に衝突するが、本発明では、ボール循環部材が樹脂から形成されているため、ボールとの衝突によってボール戻し通路に剥離等が発生することもない。従って、ナット側ボールねじ溝やボール戻し通路に剥離等が発生することを防止でき、ボールねじの寿命向上および低騒音化を図ることができる。
本発明に係るボールねじにおいて、ナット側ボールねじ溝に形成されるクラウニング加工部は、ボールの直径の０．１〜１％程度の加工量でナットの直径方向に形成されていることが好ましい。 According to such a configuration, the step S as shown in FIG. 6 does not occur at the boundary portion between the ball load rolling path and the ball return path, thereby preventing the nut side ball screw groove from being peeled off. be able to. Further, the ball entering the ball return path from the ball load rolling path collides with the edge portion of the ball circulation member. However, in the present invention, since the ball circulation member is formed of resin, the ball return path is caused by the collision with the ball. No peeling or the like occurs. Therefore, it is possible to prevent the nut-side ball screw groove and the ball return passage from being peeled off, thereby improving the life of the ball screw and reducing the noise.
In the ball screw according to the present invention, the crowning portion formed in the nut-side ball screw groove is preferably formed in the nut diameter direction with a processing amount of about 0.1 to 1% of the ball diameter.

本発明に係るボールねじによれば、ボール負荷転動路とボール戻し通路との境界部分のナット側ボールねじ溝にクラウニング加工部を形成するとともに、ボール循環部材を樹脂で形成したことで、ナット側ボールねじ溝やボール戻し通路に剥離等を発生させるような段差がボール負荷転動路とボール戻し通路との境界部分に発生しなくなるので、ナット側ボールねじ溝やボール戻し通路に剥離等が発生することを防止でき、ボールねじの寿命向上および低騒音化を図ることができる。 According to the ball screw according to the present invention, the crown-side processed portion is formed in the nut-side ball screw groove at the boundary portion between the ball load rolling path and the ball return path, and the ball circulation member is formed of a resin. Steps that cause separation or the like in the side ball screw groove or ball return path do not occur at the boundary between the ball load rolling path and the ball return path, so there is no separation in the nut side ball screw groove or ball return path. Generation | occurrence | production can be prevented and the lifetime improvement of a ball screw and noise reduction can be aimed at.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５は本発明の一実施形態を示す図で、図１は本発明の一実施形態に係るボールねじの平面図である。同図に示されるように、本発明の一実施形態に係るボールねじはねじ軸１１を備えており、このねじ軸１１の外周面には、ねじ軸側ボールねじ溝１２がねじ軸１１の一端部から他端部に亘って形成されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1-5 is a figure which shows one Embodiment of this invention, FIG. 1 is a top view of the ball screw which concerns on one Embodiment of this invention. As shown in the figure, a ball screw according to an embodiment of the present invention includes a screw shaft 11, and a screw shaft side ball screw groove 12 is provided at one end of the screw shaft 11 on the outer peripheral surface of the screw shaft 11. It is formed from the part to the other end part.

ねじ軸側ボールねじ溝１２はナット１３の内周面に形成されたナット側ボールねじ溝１４と対向しており、ねじ軸側ボールねじ溝１２とナット側ボールねじ溝１４との間には、転動体である多数のボール１５（図２参照）が設けられている。これらのボール１５は、ねじ軸１１またはナット１３の一方が回転すると、ねじ軸側ボールねじ溝１２とナット側ボールねじ溝１４との間に形成された螺旋状のボール負荷転動路１６を転動した後、合成樹脂からなるボール循環部材１７内に形成されたボール戻し通路１８を通って無限循環するようになっている。 The screw shaft side ball screw groove 12 faces a nut side ball screw groove 14 formed on the inner peripheral surface of the nut 13, and between the screw shaft side ball screw groove 12 and the nut side ball screw groove 14, A large number of balls 15 (see FIG. 2) which are rolling elements are provided. When one of the screw shaft 11 or the nut 13 rotates, these balls 15 roll on a spiral ball load rolling path 16 formed between the screw shaft side ball screw groove 12 and the nut side ball screw groove 14. After moving, the ball circulates infinitely through a ball return passage 18 formed in a ball circulation member 17 made of synthetic resin.

ボール循環部材１７はナット１３の外径面に形成された平面状の循環部材取付面１３ａに複数のビス１９によって固定される固定面１７ａ（図３参照）を有しており（固定面１７ａを持たず別部品（部品押え）で固定しても良い）、ボール負荷転動路１６を転動するボール１５は、ボール循環部材１７の固定面１７ａから突出する円筒部２０又は２１（図３及び図４参照）によって、ボール１５の中心軌道円ＢＣＤ上に位置するボール掬い上げ点Ｐ（図２参照）から同掬い上げ点Ｐの接線ＣＬ方向に掬い上げられるようになっている。なお、ボール循環部材１７の素材として用いられる樹脂材料としては、曲げ弾性率が４０ｋｇ／ｃｍ²より低く、アイゾット衝撃値が５以上でボール衝突力を分散できるような樹脂材料であることが好ましい。 The ball circulating member 17 has a fixed surface 17a (see FIG. 3) fixed to a planar circulating member mounting surface 13a formed on the outer diameter surface of the nut 13 by a plurality of screws 19 (see FIG. 3). The ball 15 that rolls on the ball load rolling path 16 may be fixed by a separate part (part presser) without holding it, and the cylindrical part 20 or 21 protruding from the fixing surface 17a of the ball circulation member 17 (see FIG. 3 and FIG. 3). 4), the ball scooping point P located on the center orbit circle BCD of the ball 15 (see FIG. 2) is scooped up in the tangential CL direction of the scooping point P. The resin material used as the material of the ball circulation member 17 is preferably a resin material having a flexural modulus lower than 40 kg / cm ² , an Izod impact value of 5 or more and capable of dispersing the ball collision force.

ボール戻し通路１８はボール１５の直径より３％〜１０％程度大きい直径でボール循環部材１７内に形成されており、このボール戻し通路１８とボール負荷転動路１６との境界部分のナット側ボールねじ溝１４には、図５に示すように、クラウニング加工部２２がボール１５の直径の０．１〜１．０％程度（クラウニング量は１０μｍ〜０．２ｍｍ程度）の加工量で形成されている。 The ball return passage 18 is formed in the ball circulation member 17 with a diameter that is 3% to 10% larger than the diameter of the ball 15, and the nut side ball at the boundary between the ball return passage 18 and the ball load rolling path 16. As shown in FIG. 5, the crowning portion 22 is formed in the thread groove 14 with a processing amount of about 0.1 to 1.0% of the diameter of the ball 15 (the crowning amount is about 10 μm to 0.2 mm). Yes.

このように構成される本発明の一実施形態では、ボール戻し通路１８とボール負荷転動路１６との境界部分のナット側ボールねじ溝１４にクラウニング加工部２２を形成したことで、図６に示すような段差Ｓがボール戻し通路１８とボール負荷転動路１６との境界部分に発生しなくなるので、ナット側ボールねじ溝１４に異常摩耗や剥離等が発生することを防止することができる。この場合、ボール負荷転動路１６からボール戻し通路１８に入るボール１５はボール循環部材１７のエッジ部１７ｂに衝突することになるが、本実施形態では、ボール循環部材１７が樹脂で形成されているため、ボール１５との衝突によってボール戻し通路１８に異常摩耗や剥離等が発生することもない。従って、ナット側ボールねじ溝１４やボール戻し通路１８に剥離等が発生することを防止でき、ボールねじの寿命向上および低騒音化を図ることができる。
なお、本発明は上述した実施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で種々の変更が実施可能である。 In the embodiment of the present invention configured as described above, the crowning portion 22 is formed in the nut-side ball screw groove 14 at the boundary portion between the ball return passage 18 and the ball load rolling path 16, so that FIG. Since the step S as shown does not occur at the boundary portion between the ball return passage 18 and the ball load rolling path 16, it is possible to prevent the nut side ball screw groove 14 from being abnormally worn or peeled off. In this case, the ball 15 entering the ball return passage 18 from the ball load rolling path 16 collides with the edge portion 17b of the ball circulation member 17, but in this embodiment, the ball circulation member 17 is made of resin. Therefore, the ball return passage 18 does not cause abnormal wear or peeling due to the collision with the ball 15. Accordingly, it is possible to prevent the nut-side ball screw groove 14 and the ball return passage 18 from being peeled off, thereby improving the life of the ball screw and reducing noise.
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change can be implemented in the range which does not deviate from the summary of this invention.

本発明の一実施形態に係るボールねじの平面図である。It is a top view of the ball screw concerning one embodiment of the present invention. 図１のII−II断面図である。It is II-II sectional drawing of FIG. 図１に示すボール循環部材の側面図である。It is a side view of the ball | bowl circulation member shown in FIG. 図１に示すボール循環部材の底面図である。It is a bottom view of the ball | bowl circulation member shown in FIG. 本発明の一実施形態に係るボールねじのボール負荷転動路とボール戻し通路との境界部分を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the boundary part of the ball | bowl load rolling path and ball | bowl return path of the ball screw which concerns on one Embodiment of this invention. 従来のボールねじのボール負荷転動路とボール戻し通路との境界部分を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the boundary part of the ball load rolling path of a conventional ball screw, and a ball return path.

Explanation of symbols

１１ねじ軸
１２ねじ軸側ボールねじ溝
１３ナット
１４ナット側ボールねじ溝
１５ボール
１６ボール負荷転動路
１７ボール循環部材
１８ボール戻し通路
２２クラウニング加工部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Screw shaft 12 Screw shaft side ball screw groove 13 Nut 14 Nut side ball screw groove 15 Ball 16 Ball load rolling path 17 Ball circulation member 18 Ball return path 22 Crowning process part

Claims

A screw shaft, a nut having a nut-side ball screw groove formed on an outer peripheral surface of the screw shaft and opposed to a screw shaft-side ball screw groove on an inner peripheral surface, the screw shaft-side ball screw groove and the nut-side ball screw A ball-loaded rolling path formed between the grooves and a plurality of balls that roll with the rotational movement of the screw shaft or the nut, and a ball that rolls on the ball-loaded rolling path A ball screw including a ball circulation member having a ball return passage for rolling up and circulating from a ball scooping point located on the orbital circle in a tangential direction of the ball scooping point, A ball screw characterized in that a crowned portion is formed in a nut-side ball screw groove at a boundary portion between a path and the ball return passage, and the ball circulation member is formed of a resin.

The ball screw according to claim 1, wherein the crowning portion is formed in the nut-side ball screw groove with a processing amount of about 0.1 to 1% of the diameter of the ball.