JP2006144873A - Linear motion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高速で使用される、例えばリニアガイド、ボールスプライン、リニアボールベアリング、ボールねじ等の直動装置に関する。 The present invention relates to a linear motion device such as a linear guide, a ball spline, a linear ball bearing, or a ball screw that is used at a high speed.
従来のリニアガイドとしては、例えば図12に示すものが知られている。このリニアガイドは、軸方向に延びる案内レール(案内軸)1と、該案内レール1上に軸方向に相対移動可能に跨架されたスライダ(可動体)2とを備える。
As a conventional linear guide, for example, the one shown in FIG. 12 is known. The linear guide includes a guide rail (guide shaft) 1 extending in the axial direction and a slider (movable body) 2 straddled on the
案内レール1の両側面にはそれぞれ軸方向に延びる転動体転動溝(転動体軌道面)3が形成されており、スライダ2のスライダ本体(可動体本体)2Aには、その両袖部4の内側面に、それぞれ転動体転動溝3に対向する転動体転動溝(転動体軌道面)7が形成されている。そして、これらの向き合った両転動体転動溝3,7の間の負荷軌道には転動体の一例としての多数のボールBが転動自在に装填され、これらのボールBの転動を介してスライダ2が案内レール1上を軸方向に沿って相対移動できるようになっている。
Rolling body rolling grooves (rolling body raceway surfaces) 3 extending in the axial direction are formed on both side surfaces of the
この移動につれて、案内レール1とスライダ2との間に介在するボールBは転動してスライダ2の軸方向の端部に移動するが、スライダ2を軸方向に継続して移動させていくため、これらのボールBを無限に循環させる必要がある。
Along with this movement, the ball B interposed between the
このため、スライダ本体2Aの袖部4内に軸方向に貫通する転動体通路8を形成すると共に、スライダ本体2Aの両端にそれぞれ略コ字状のエンドキャップ(循環部材)5を例えば、ねじ12等の固定手段を介して固定し、このエンドキャップ5に上記両転動体転動溝3,7間と上記転動体通路8とを連通する円弧状に湾曲した方向転換路6(図13参照。)を形成することにより、転動体無限循環軌道を形成している。なお、図12において、符号11はエンドキャップ5と共にスライダ本体2Aの端面にねじ12等を介して固定されるサイドシール、10はスライダ本体2Aの下面に取り付けられたアンダーシール、13は給脂用ニップルである。
For this reason, the
また、従来のボールねじとしては、例えば図14に示すものが知られている。このボールねじは、軸方向に延びるねじ軸(案内軸)21と、該ねじ軸21に軸方向に相対移動可能に螺合されたナット(可動体)22とを備える。
As a conventional ball screw, for example, the one shown in FIG. 14 is known. The ball screw includes a screw shaft (guide shaft) 21 extending in the axial direction and a nut (movable body) 22 screwed to the
ねじ軸21の外周面には螺旋状のねじ溝23(転動体軌道面)が形成されており、ナット22のナット本体(可動体本体)22Aの内周面にはねじ溝23に対応する螺旋状のねじ溝(転動体軌道面)24が形成されている。
A spiral thread groove 23 (rolling member raceway surface) is formed on the outer peripheral surface of the
ナット22のねじ溝24とねじ軸21のねじ溝23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の一例としての多数のボールBが転動可能に装填されている。そして、ねじ軸21(又はナット22)の回転により、ナット22(又はねじ軸21)がボールBの転動を介して軸方向に移動するようになっている。
The
また、ナット22の周方向の側面の一部は平坦面とされ、この平坦面には両ねじ溝23,24間に連通する2個一組の循環孔25がねじ軸21を跨ぐように形成されている。この一組の循環孔25には、内部に方向転換路26を有する略コ字状の循環チューブ(循環部材)27の両端が嵌め込まれ、両ねじ溝23,24間の負荷領域に沿って公転するボールBを循環チューブ27の一方の端部からすくい上げてナット22の外部に導き、他方の端部から前記負荷領域に戻し、転動体無限循環軌道を形成している。
Further, a part of the side surface in the circumferential direction of the
ところで、高速で駆動されるリニアガイドやボールねじにおいては、エンドキャップ5や循環チューブ27の方向転換路6,26にボールBが衝突して運動方向を変換する際の衝撃が大きく、方向転換路6,26のタング部6a,26aを含むボールBの衝突領域(リニアガイドの場合は、エンドキャップ5のタング部6a、スライダ本体2Aの転動体通路8及び負荷軌道の開口部のエンドキャップ5の方向転換路6に対する投影面積領域S1(図13参照。)、チューブ循環式ボールねじの場合は、循環チューブ27のタング部26a及び循環チューブ27の方向転換路26の端部開口部の該方向転換路26に対する投影面積領域S2(図3参照))にクラックが入りやすい。このため、方向転換路6,26の内径面にクラックを起点とした剥離が発生しやすく、破損や破断の原因になる。
By the way, in a linear guide and a ball screw driven at high speed, the impact when the ball B collides with the direction change
そこで、従来においては、例えばチューブ循環式ボールねじの場合に、図15に示すように、循環チューブ27の方向転換路26の内径面にフッ素樹脂等の低摩擦材の被膜28を施してボールB衝突時の衝撃を減じるようにしたものや、図16に示すように、循環チューブ27のタング部26aを厚くして耐衝撃性の向上を図るようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上記従来のリニアガイドやボールねじ等の直動装置においては、エンドキャップ5や循環チューブ27の大型化を招き、また、タング部6a,26aの厚み等の増加による強度アップのための改造を施すのは容易ではなく、更には、設計変更、製造工程変更がエンドキャップ5や循環チューブ27だけに留まらずスライダ2及びナット22の全体に及ぶことになりコストアップにつながるという問題がある。
However, in the above-described linear motion device such as the linear guide and the ball screw, the
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、その目的は、循環部材の大型化を招くことなく、簡単な処理で循環部材の方向転換路における転動体の衝突領域の強度向上を可能にして該衝突領域の破損等を低コストで防止することができる直動装置を提供することにある。 The present invention has been made to eliminate such inconveniences, and the object thereof is to increase the strength of the collision region of the rolling elements in the direction change path of the circulating member without causing an increase in size of the circulating member. An object of the present invention is to provide a linear motion device that can be improved and can prevent damage to the collision area at a low cost.
本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
(1) 転動体軌道面を有する案内軸と、該案内軸の前記転動体軌道面に対向する転動体軌道面を有し、これら両転動体軌道面間に挿入された多数の転動体の転動を介して前記案内軸に沿って相対的に移動する可動体とを備え、該可動体は、前記転動体軌道面が設けられた可動体本体と、前記可動体本体に取り付けられると共に、前記転動体を無限に循環させる転動体無限循環軌道を形成するため、前記転動体軌道面と連通する方向転換路を有する循環部材とを具備する直動装置において、
前記循環部材の前記方向転換路の少なくとも前記転動体が衝突する領域に対して、前記方向転換路の内径面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を噴射して前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記衝突領域の表面に微小な断面円弧状をなす無数の凹部からなる油溜まりを形成する処理を施したことを特徴とする直動装置。
(2) 前記衝突領域は、前記可動体本体の前記転動体無限循環軌道の開口部の前記方向転換路に対する投影面積領域、又は前記循環部材の前記方向転換路の開口部の該方向転換路に対する投影面積領域であることを特徴とする(1)に記載の直動装置。
(3) 前記研磨材の粒径が20〜200μmで、且つ該研磨材の噴射速度が50m/sec以上であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の直動装置。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) A guide shaft having a rolling element raceway surface, and a rolling element raceway surface facing the rolling element raceway surface of the guide shaft, and rolling of a large number of rolling elements inserted between these rolling element raceway surfaces. A movable body that moves relative to the guide shaft through movement, the movable body being attached to the movable body main body provided with the rolling body raceway surface, and In order to form a rolling element infinite circulation track for circulating the rolling element infinitely, a linear motion device comprising a circulation member having a direction change path communicating with the rolling element raceway surface,
A substantially spherical abrasive having a hardness equal to or higher than the inner diameter surface of the direction change path is injected into at least the area of the direction change path of the circulation member where the rolling elements collide. The surface temperature is raised above the A3 transformation point in the case of ferrous metals, and higher than the recrystallization temperature in the case of non-ferrous metals, and an oil sump consisting of innumerable concave portions having a minute cross-sectional arc shape on the surface of the collision region. A linear motion device characterized in that it has been subjected to a process of forming
(2) The collision area is a projected area area of the opening of the rolling element endless circulation track of the movable body main body with respect to the direction change path or the direction change path of the opening of the direction change path of the circulation member. The linear motion device according to (1), which is a projected area region.
(3) The linear motion device according to (1) or (2), wherein a particle diameter of the abrasive is 20 to 200 μm, and an injection speed of the abrasive is 50 m / sec or more.
本発明によれば、循環部材の方向転換路の少なくとも転動体が衝突する領域に対して、方向転換路の内径面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を噴射して前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記衝突領域の表面に微小な断面円弧状をなす無数の凹部からなる油溜まりを形成する処理を施しているので、循環部材の大型化を招くことなく、簡単な処理で循環部材の方向転換路における衝突領域の強度向上を可能にして該衝突領域の破損等を低コストで防止することができる。 According to the present invention, a substantially spherical abrasive having a hardness equal to or greater than the inner diameter surface of the direction change path is injected into at least the region of the direction change path of the circulation member that collides with the rolling element. In the case of a ferrous metal, the surface temperature of the region is increased to the A3 transformation point or higher, and in the case of a non-ferrous metal, the surface temperature is increased to a recrystallization temperature or higher, and the surface of the collision region includes innumerable concave portions having a small cross-sectional arc shape. Since the process for forming the oil sump is performed, the impact area in the direction change path of the circulation member can be improved by a simple process without increasing the size of the circulation member, and the damage of the collision area can be reduced. It can be prevented at a cost.
以下、本発明に係る直動装置の各実施形態について図を参照して説明する。なお、本発明の第1及び第2の実施形態では、直動装置としてリニアガイドを例に採り、第3〜第8の実施形態では、直動装置としてボールねじを例にとる。また、本発明の第1及び第2の実施形態では、既に図12及び図13で説明したリニアガイドとの相違点についてのみ説明し、第3及び第4の実施形態では、既に図14で説明したチューブ循環式ボールねじとの相違点についてのみ説明する。 Hereinafter, each embodiment of the linear motion device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the first and second embodiments of the present invention, a linear guide is taken as an example of the linear motion device, and in the third to eighth embodiments, a ball screw is taken as an example of the linear motion device. In the first and second embodiments of the present invention, only differences from the linear guide already described in FIGS. 12 and 13 will be described, and in the third and fourth embodiments, already described in FIG. Only differences from the tube circulation ball screw will be described.
(第1実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態であるリニアガイドは、図1に示すように、エンドキャップ5の方向転換路6のボールBが衝突する領域S1、即ち、エンドキャップ5の方向転換路6に対するスライダ本体2Aの転動体通路8及び負荷軌道の開口部(転動体無限循環軌道の開口部)の投影面積領域、及び、エンドキャップ5のタング部6aに対して、方向転換路6の内径面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を噴射して前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させるWPC処理を施している。
(First embodiment)
First, as shown in FIG. 1, the linear guide according to the first embodiment of the present invention is a region S <b> 1 where the ball B of the direction change
このWPC処理により、エンドキャップ5の方向転換路6のボールBが衝突する領域において、次の(i)〜(iii)の組織変化、形状変化が生じる。
(i)残留オーステナイト量が減少して、通常の熱処理よりも著しく微細なマルテンサイト組織が生成される。また、析出硬化と同時に短時間にγ化温度に加熱され、短時間に冷却されるため、表面硬度が上昇し、靱性に富むと共に、表面の内部残留圧縮応力が上昇する。
(ii)また、研磨材の噴射による加工硬化、特に熱の発生と共に塑性加工が行われるため、オースフォームが行われたこととなり、上述したマルテンサイト組織の生成を助長して表面硬度が上昇する。
(iii)更に、表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプルが形成される。
これら(i)〜(iii)により、エンドキャップ5の方向転換路6のボールBが衝突する領域S1について、組織の微細化及び靱性の向上により疲労強度の向上が図れると共に、組織の微細化により耐衝撃性の向上が図れる。更に、組織の微細化及び表面硬度の上昇により耐摩耗性の向上が図れると共に、無数のディンプルが油溜まりとなって潤滑性の向上が図れる。
By this WPC process, the following changes (i) to (iii) in the structure and shape occur in the region where the ball B of the direction change
(I) The amount of retained austenite is reduced, and a martensite structure remarkably finer than that of a normal heat treatment is generated. Further, since it is heated to the γ-forming temperature in a short time simultaneously with precipitation hardening and cooled in a short time, the surface hardness is increased, the toughness is increased, and the internal residual compressive stress on the surface is increased.
(Ii) Also, since work hardening by injection of abrasives, especially plastic processing is performed with the generation of heat, ausforming is performed, and the surface hardness increases by promoting the formation of the martensite structure described above. .
(Iii) Furthermore, innumerable dimples having a minute circular arc shape are formed on the surface.
With these (i) to (iii), in the region S1 where the ball B of the direction change
ここで、前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に確実に安定して上昇させる研磨材の衝突エネルギーを発生させ、且つ生成されたディンプルが油溜まりとして機能する微小なサイズとするためには、研磨材の粒径が20〜200μm、研磨材の噴射速度が50m/sec以上であることが好ましい。 Here, the surface temperature of the collision region in the case of a ferrous metal is higher than the A3 transformation point, and in the case of a non-ferrous metal, the collision energy of the abrasive that is reliably raised to the recrystallization temperature is generated, and In order for the generated dimples to have a minute size that functions as an oil reservoir, it is preferable that the particle size of the abrasive is 20 to 200 μm and the spraying speed of the abrasive is 50 m / sec or more.
このように本実施形態では、エンドキャップ5の方向転換路6のボールBが衝突する領域S1に対して、方向転換路6の内径面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を噴射して前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記衝突領域の表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプルからなる油溜まりを形成するWPC処理を施しているので、エンドキャップ5の大型化を招くことなく、簡単な処理でエンドキャップ5の方向転換路6における衝突領域S1の強度向上を可能にして、エンドキャップ5のタングや内径面の破損、破断等を低コストで防止することができる。
Thus, in the present embodiment, a substantially spherical abrasive having a hardness equal to or higher than the inner diameter surface of the direction change
(第2実施形態)
図2に示す本発明の第2の実施形態であるリニアガイドは、図1のエンドキャップ5の方向転換路6のボールBが衝突する領域S1を含む、エンドキャップ5のスライダ本体2A側を向く方向転換路6を含んだ全面に上述したWPC処理を施した例であり、このようにすると、上記第1の実施形態で必要となる部分的なマスキング工程を省略することができる。その他の構成及び作用効果は上記第1の実施形態と同様である。
なお、エンドキャップ5が転動体通路8を構成する部材と一体品の場合は、エンドキャップ5から離れた側の転動体通路8の開口部からしかエンドキャップ5の方向転換路6を覗き込むことができないので、上記第1の実施形態のように部分的にWPC処理が施されていればよい。
(Second Embodiment)
The linear guide according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 faces the
When the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態であるチューブ循環式ボールねじは、図3に示すように、二つ割れ循環チューブ(循環部材)27の方向転換路26のボールBが衝突する領域S2、即ち、循環チューブ27の方向転換路26の端部開口部の方向転換路26に対する投影面積領域、及び、循環チューブ27のタング部26aに対して、方向転換路26の内径面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を噴射して前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させるWPC処理を施している。
(Third embodiment)
Next, as shown in FIG. 3, the tube circulation type ball screw according to the third embodiment of the present invention is a region S <b> 2 where the ball B of the direction change
このWPC処理により、循環チューブ27の方向転換路26のボールBが衝突する領域S2においても、第1実施形態と同様、上記(i)〜(iii)の組織変化、形状変化が生じるので、循環チューブ27の方向転換路26のボールBが衝突する領域S2について、組織の微細化及び靱性の向上により疲労強度の向上が図れると共に、組織の微細化により耐衝撃性の向上が図れる。更に、組織の微細化及び表面硬度の上昇により耐摩耗性の向上が図れると共に、無数のディンプルが油溜まりとなって潤滑性の向上が図れる。
In the region S2 where the ball B of the direction change
ここで、前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に確実に安定して上昇させる研磨材の衝突エネルギーを発生させ、且つ生成されたディンプルが油溜まりとして機能する微小なサイズとするためには、研磨材の粒径が20〜200μm、研磨材の噴射速度が50m/sec以上であることが好ましい。 Here, the surface temperature of the collision region in the case of a ferrous metal is higher than the A3 transformation point, and in the case of a non-ferrous metal, the collision energy of the abrasive that is reliably raised to the recrystallization temperature is generated, and In order for the generated dimples to have a minute size that functions as an oil reservoir, it is preferable that the particle size of the abrasive is 20 to 200 μm and the spraying speed of the abrasive is 50 m / sec or more.
このようにこの実施形態では、循環チューブ27の方向転換路26のボールBが衝突する領域S2に対して、方向転換路26の内径面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を噴射して前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記衝突領域の表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプルからなる油溜まりを形成するWPC処理を施しているので、循環チューブ27の大型化を招くことなく、簡単な処理で循環チューブ27の方向転換路26における衝突領域S2の強度向上を可能にして、循環チューブ27のタング部や内径面の破損、破断等を低コストで防止することができる。
Thus, in this embodiment, a substantially spherical abrasive having a hardness equal to or higher than the inner diameter surface of the direction change
(第4実施形態)
図4に示す本発明の第4の実施形態であるチューブ循環式ボールねじは、二つ割れ循環チューブ27の方向転換路26のボールBが衝突する領域S2を含む、循環チューブ27の方向転換路26の内径面全面に上述したWPC処理を施した例であり、このようにすると、上記第3の実施形態で必要となる部分的なマスキング工程を省略することができる。 その他の構成及び作用効果は上記第3の実施形態と同様である。
なお、循環チューブ27がチューブ状の一体品の場合は、上記第3の実施形態のように部分的にWPC処理が施されていればよい。
(Fourth embodiment)
The tube circulation type ball screw according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 4 includes a direction change path of the
In addition, when the
(第5実施形態)
図5に示す本発明の第5の実施形態であるエンドキャップ式ボールねじは、軸方向に延びるねじ軸(案内軸)31と、該ねじ軸31に軸方向に相対移動可能に螺合されたナット(可動体)32とを備える。
(Fifth embodiment)
An end cap type ball screw according to a fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 5 is screwed to a screw shaft (guide shaft) 31 extending in the axial direction so as to be relatively movable in the axial direction. And a nut (movable body) 32.
ねじ軸31の外周面には螺旋状のねじ溝33(転動体軌道面)が形成されており、ナット32のナット本体(可動体本体)32Aの内周面にはねじ溝33に対応する螺旋状のねじ溝(転動体軌道面)34が形成されている。
A spiral thread groove 33 (rolling member raceway surface) is formed on the outer peripheral surface of the
ナット32のねじ溝34とねじ軸31のねじ溝33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の一例としての多数のボールBが転動可能に装填されている。そして、ねじ軸31(又はナット32)の回転により、ナット32(又はねじ軸31)がボールBの転動を介して軸方向に移動するようになっている。
The
また、ナット本体32Aの周壁部には軸方向に貫通する転動体通路35が形成されており、また、ナット本体32Aの軸方向の端面には転動体通路35と両ねじ溝33,34間の負荷軌道とを連通するエンドキャップ(循環部材)38がねじ37等の固定手段を介して固定されている。
Further, a rolling
エンドキャップ38は、図6を参照して、転動体通路35と両ねじ溝33,34間の負荷軌道との間を連通する方向転換路36と、該方向転換路36の先端に設けられ、両ねじ溝33,34間の負荷軌道を転動するボールBを掬い上げるタング部36aとを備えている。
Referring to FIG. 6,
そして、タング部36aを含む方向転換路36、前記両ねじ溝33,34間の負荷軌道及び前記転動体通路35によって1列の転動体無限循環軌道を形成している。
The
ここで、本実施形態では、図6に示すように、エンドキャップ38の方向転換路36のボールBが衝突する領域S3、即ち、ナット本体32Aの転動体通路35の開口部(転動体無限循環軌道の開口部)のエンドキャップ38の方向転換路36に対する投影面積領域に対して、方向転換路36の内径面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を噴射して前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させるWPC処理を施している。
Here, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the region S3 where the ball B of the direction change
このWPC処理により、エンドキャップ38の方向転換路36のボールBが衝突する領域においても、第1の実施形態同様、上記(i)〜(iii)の組織変化、形状変化が生じるので、エンドキャップ38の方向転換路36のボールBが衝突する領域S3について、組織の微細化及び靱性の向上により疲労強度の向上が図れると共に、組織の微細化により耐衝撃性の向上が図れる。更に、組織の微細化及び表面硬度の上昇により耐摩耗性の向上が図れると共に、無数のディンプルが油溜まりとなって潤滑性の向上が図れる。
As a result of the WPC process, the structure change and shape change (i) to (iii) above occur in the region where the ball B of the direction change
ここで、前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に確実に安定して上昇させる研磨材の衝突エネルギーを発生させ、且つ生成されたディンプルが油溜まりとして機能する微小なサイズとするためには、研磨材の粒径が20〜200μm、研磨材の噴射速度が50m/sec以上であることが好ましい。 Here, the surface temperature of the collision region in the case of a ferrous metal is higher than the A3 transformation point, and in the case of a non-ferrous metal, the collision energy of the abrasive that is reliably raised to the recrystallization temperature is generated, and In order for the generated dimples to have a minute size that functions as an oil reservoir, it is preferable that the particle size of the abrasive is 20 to 200 μm and the spraying speed of the abrasive is 50 m / sec or more.
このようにこの実施形態では、エンドキャップ38の方向転換路36のボールBが衝突する領域S3に対して、方向転換路36の内径面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を噴射して前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記衝突領域の表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプルからなる油溜まりを形成するWPC処理を施しているので、エンドキャップ38の大型化を招くことなく、簡単な処理でエンドキャップ38の方向転換路36における衝突領域S3の強度向上を可能にして、エンドキャップ38の内径面の破損、破断等を低コストで防止することができる。
Thus, in this embodiment, a substantially spherical abrasive having a hardness equal to or higher than the inner diameter surface of the direction change
(第6実施形態)
図7に示す本発明の第6の実施形態であるエンドキャップ式ボールねじは、図6のエンドキャップ38の方向転換路36のボールBが衝突する領域S3を含む、エンドキャップ38のナット本体32A側を向く方向転換路36を含んだ全面に上述したWPC処理を施した例であり、このようにすると、上記第5の実施形態で必要となる部分的なマスキング工程を省略することができる。その他の構成及び作用効果は上記第5の実施形態と同様である。
(Sixth embodiment)
The end cap type ball screw according to the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 7 includes a
(第7実施形態)
図8に示す本発明の第7の実施形態である循環こま式ボールねじは、軸方向に延びるねじ軸(案内軸)41と、該ねじ軸41に軸方向に相対移動可能に螺合されたナット(可動体)42とを備える。
(Seventh embodiment)
A circulating top ball screw according to a seventh embodiment of the present invention shown in FIG. 8 is screwed to a screw shaft (guide shaft) 41 extending in the axial direction so as to be relatively movable in the axial direction. A nut (movable body) 42.
ねじ軸41の外周面には螺旋状のねじ溝43(転動体軌道面)が形成されており、ナット42のナット本体(可動体本体)42Aの内周面にはねじ溝43に対応する螺旋状のねじ溝(転動体軌道面)44が形成されている。
A spiral thread groove 43 (rolling member raceway surface) is formed on the outer peripheral surface of the
ナット42のねじ溝44とねじ軸41のねじ溝43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の一例としての多数のボールBが転動可能に装填されている。そして、ねじ軸41(又はナット42)の回転により、ナット42(又はねじ軸41)がボールBの転動を介して軸方向に移動するようになっている。
The
また、図8及び図9に示すように、ナット本体42Aの外周面には循環こま嵌合穴45が設けられており、該嵌合穴45には略S字状の方向転換路46を有する循環こま(循環部材)47が嵌め込まれている。
As shown in FIGS. 8 and 9, a circulating top
これにより、両ねじ溝43,44間の負荷軌道を転動するボールBは循環こま47の掬い上げ部によりねじ軸41のランド部を乗り越えて循環こま47内部の方向転換路46に案内され、該方向転換路46を介して隣接する両ねじ溝43,44間の負荷軌道に戻されてボールBが無限に循環する転動体無限循環軌道を形成している。
Thereby, the ball B rolling on the load track between the
ここで、本実施形態では、図10に示すように、循環こま47の方向転換路46のボールBが衝突する領域S4、即ち、方向転換路46の内径面の全面に対して、方向転換路46の内径面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を噴射して前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させるWPC処理を施している。
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the direction change path with respect to the region S <b> 4 where the ball B of the direction change
このWPC処理により、循環こま47の方向転換路46のボールBが衝突する領域S4においても、上記(i)〜(iii)の組織変化、形状変化が生じるので、循環こま47の方向転換路46のボールBが衝突する領域S4について、組織の微細化及び靱性の向上により疲労強度の向上が図れると共に、組織の微細化により耐衝撃性の向上が図れる。更に、組織の微細化及び表面硬度の上昇により耐摩耗性の向上が図れると共に、無数のディンプルが油溜まりとなって潤滑性の向上が図れる。
Due to this WPC process, also in the region S4 where the ball B of the direction change
ここで、前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に確実に安定して上昇させる研磨材の衝突エネルギーを発生させ、且つ生成されたディンプルが油溜まりとして機能する微小なサイズとするためには、研磨材の粒径が20〜200μm、研磨材の噴射速度が50m/sec以上であることが好ましい。 Here, the surface temperature of the collision region in the case of a ferrous metal is higher than the A3 transformation point, and in the case of a non-ferrous metal, the collision energy of the abrasive that is reliably raised to the recrystallization temperature is generated, and In order for the generated dimples to have a minute size that functions as an oil reservoir, it is preferable that the particle size of the abrasive is 20 to 200 μm and the spraying speed of the abrasive is 50 m / sec or more.
このように本実施形態では、循環こま47の方向転換路46のボールBが衝突する領域S4に対して、方向転換路46の内径面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を噴射して前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記衝突領域の表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプルからなる油溜まりを形成するWPC処理を施しているので、循環こま47の大型化を招くことなく、簡単な処理で循環こま47の方向転換路46における衝突領域S4の強度向上を可能にして循環こま47の内径面の破損、破断等を低コストで防止することができる。
Thus, in the present embodiment, a substantially spherical abrasive having a hardness equal to or higher than the inner diameter surface of the direction change
(第8実施形態)
図13に示す本発明の第8の実施形態である循環こま式ボールねじは、循環こま47の方向転換路46のボールBが衝突する領域S4を含む、循環こま47のナット本体42A側を向く方向転換路46を含んだ全面に上述したWPC処理を施した例であり、このようにすると、上記第7の実施形態で必要となる部分的なマスキング工程を省略することができる。その他の構成及び作用効果は上記第7の実施形態と同様である。
(Eighth embodiment)
The circulating top type ball screw according to the eighth embodiment of the present invention shown in FIG. 13 faces the nut
なお、本発明は上記各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において適宜変更可能である。
例えば、上記各実施形態では、転動体としてボールを用いたボールねじやリニアガイド等の直動装置を例に採ったが.転動体としてころを用いたころねじ装置やリニアガイド等の直動装置に本発明を適用してもよい。
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
For example, in each of the above embodiments, a linear motion device such as a ball screw or a linear guide using a ball as a rolling element is taken as an example. The present invention may be applied to a linear motion device such as a roller screw device using a roller as a rolling element or a linear guide.
1 案内レール(案内軸)
2 スライダ(可動体)
2A スライダ本体(可動体本体)
3 転動体転動溝(転動体軌道面:案内レール側)
5,38 エンドキャップ(循環部材)
6,26,36,46 方向転換路
7 転動体転動溝(転動体軌道面:スライダ本体側)
B ボール(転動体)
S1,S2,S3,S4 衝突領域
27 循環チューブ(循環部材)
21,31,41 ねじ軸(案内軸)
22,32,42 ナット(稼動体)
22A,32A,42A ナット本体(可動体本体)
47 循環こま(循環部材)
1 Guide rail (guide shaft)
2 Slider (movable body)
2A Slider body (movable body)
3 Rolling element rolling groove (Rolling body raceway surface: Guide rail side)
5,38 End cap (circulation member)
6, 26, 36, 46
B ball (rolling element)
S1, S2, S3,
21, 31, 41 Screw shaft (guide shaft)
22, 32, 42 Nut (working body)
22A, 32A, 42A Nut body (movable body)
47 Circulation top (circulation member)
Claims (3)
前記循環部材の前記方向転換路の少なくとも前記転動体が衝突する領域に対して、前記方向転換路の内径面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を噴射して前記衝突領域の表面温度を鉄系金属の場合はA3変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記衝突領域の表面に微小な断面円弧状をなす無数の凹部からなる油溜まりを形成する処理を施したことを特徴とする直動装置。 A guide shaft having a rolling element raceway surface, and a rolling element raceway surface opposite to the rolling element raceway surface of the guide shaft, and through the rolling of a large number of rolling elements inserted between the rolling element raceway surfaces. A movable body relatively moving along the guide shaft, and the movable body is attached to the movable body main body provided with the rolling body raceway surface, and the rolling body is mounted on the movable body main body. In order to form a rolling element endless circulation track that circulates indefinitely, a linear motion device comprising a circulation member having a direction change path communicating with the rolling element raceway surface,
A substantially spherical abrasive having a hardness equal to or higher than the inner diameter surface of the direction change path is injected into at least the area of the direction change path of the circulation member where the rolling elements collide. The surface temperature is raised above the A3 transformation point in the case of ferrous metals, and higher than the recrystallization temperature in the case of non-ferrous metals, and an oil sump consisting of innumerable concave portions having a minute cross-sectional arc shape on the surface of the collision region. A linear motion device characterized in that it has been subjected to a process of forming
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- 2004-11-18 JP JP2004334246A patent/JP2006144873A/en active Pending
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