JP2007085423A - Linear motion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボールねじ或いは直動案内装置などの直動装置に関する。 The present invention relates to a linear motion device such as a ball screw or a linear motion guide device.
回転運動を直線運動に変換するボールねじは、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、このねじ軸のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝を内周面に有するナットと、このナットのボール転動溝とねじ軸のボール転動溝との間に形成されたボール転動路をねじ軸またはナットの回転運動に伴って転動する多数のボールとを備えた構成となっている。そして、チューブ循環式ボールねじと称されるものは、U字状のボール循環チューブをナットに組み付け、このボール循環チューブ内に形成されたボール戻し通路にボールを導入して循環運動させる構成となっている(特許文献1参照)。 A ball screw for converting a rotational motion into a linear motion has a screw shaft having a spiral ball rolling groove on the outer peripheral surface and a spiral ball rolling groove facing the ball rolling groove of the screw shaft on the inner peripheral surface. And a number of balls that roll in accordance with the rotational movement of the screw shaft or nut through a ball rolling path formed between the ball rolling groove of the nut and the ball rolling groove of the screw shaft. It has a configuration with. And what is called a tube circulation type ball screw has a configuration in which a U-shaped ball circulation tube is assembled to a nut, and a ball is introduced into a ball return passage formed in the ball circulation tube to perform circulation motion. (See Patent Document 1).
また、工作機械の送り機構などに使用される直動案内装置は、案内レールと、この案内レールの左右側面部に形成された直線状の転動体転動溝と対向する直線状の転動体転動溝を有するスライダと、このスライダの転動体転動溝と案内レールの転動体転動溝との間に形成された転動体転動路をスライダの相対的直線運動に伴って転動する多数の転動体とを備えており、上記転動体転動路を転動した転動体はスライダ内に形成された転動体戻し通路に導入されて循環運動するようになっている(特許文献2参照)。
このようなボールねじ或いは直動案内装置などの直動装置では、転動体戻し通路内で転動体を滑らかに転動させるために、転動体戻し通路に進入する転動体の進入角度や転動体戻し通路内における転動体の循環半径などを工夫してきた。しかしながら、転動体はボール循環チューブなどの転動体循環部材と接触しながら循環運動し、転動体と転動体循環部材との接触部に摩擦力が発生するため、直動装置の低摩擦化や高効率化を阻害する要因となっていた。また、転動体は転動体戻し通路内では無負荷となることから転がり難く、滑りながら循環し易いため、摩擦力も無視できない。
本発明は、上述した問題点に着目してなされたものであり、転動体戻し通路内で転動体のスムーズな転がり運動を確保することのできる直動装置を提供することを目的とする。
In such a linear motion device such as a ball screw or a linear motion guide device, in order to smoothly roll the rolling element in the rolling element return passage, the entry angle of the rolling element entering the rolling element return passage and the rolling element return The circulation radius of the rolling elements in the passage has been devised. However, the rolling element circulates while in contact with the rolling element circulation member such as a ball circulation tube, and a frictional force is generated at the contact portion between the rolling element and the rolling element circulation member. It was a factor that hindered efficiency. Further, since the rolling element is not loaded in the rolling element return passage, it is difficult to roll, and it is easy to circulate while sliding, so the frictional force cannot be ignored.
The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a linear motion device capable of ensuring a smooth rolling motion of the rolling element in the rolling element return passage.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、案内軸と、該案内軸の軸方向に移動可能に設けられた可動体と、前記案内軸及び前記可動体に相対向して形成された螺旋状もしくは直線状の転動体転動溝の間を前記案内軸の回転運動または前記可動体の直線運動に伴って転動する多数の転動体とを備えてなり、前記転動体を循環させる転動体戻し通路を前記可動体内または前記可動体に装着された転動体循環部材内に形成した直動装置において、前記転動体戻し通路の内面に複数本の溝を前記ボール戻し通路の長手方向に沿って設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is formed by a guide shaft, a movable body movably provided in the axial direction of the guide shaft, and opposed to the guide shaft and the movable body. A plurality of rolling elements that roll with the rotational motion of the guide shaft or the linear motion of the movable body between the spiral or linear rolling body rolling grooves formed, and circulate through the rolling body In the linear motion device in which the rolling element return passage is formed in the movable body or in the rolling member circulation member mounted on the movable body, a plurality of grooves are formed on the inner surface of the rolling body return passage in the longitudinal direction of the ball return passage. It was provided along.
請求項2の発明は、案内軸と、該案内軸の軸方向に移動可能に設けられた可動体と、前記案内軸及び前記可動体上に相対向して形成された螺旋状もしくは直線状の転動体転動溝の間を前記案内軸の回転運動または前記可動体の直線運動に伴って転動する多数の転動体とを備えてなり、前記転動体を循環させる転動体戻し通路を前記可動体内または前記可動体に装着された転動体循環部材内に形成した直動装置において、前記転動体戻し通路の内面に多数のディンプルを設けたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a guide shaft, a movable body provided so as to be movable in the axial direction of the guide shaft, and a spiral or linear shape formed opposite to each other on the guide shaft and the movable body. A plurality of rolling elements that roll with rolling motion of the guide shaft or linear motion of the movable body between the rolling body rolling grooves, and the movable body return passage for circulating the rolling body is movable. In a linear motion device formed in a body or a rolling element circulation member mounted on the movable body, a large number of dimples are provided on the inner surface of the rolling element return passage.
請求項1及び2の発明に係る直動装置では、前述した従来の直動装置と比較して、転動体戻し通路の内面に対する転動体の接触面積が減少する。したがって、転動体のスムーズな転がり運動を阻害するような摩擦力が転動体と転動体戻し通路との接触部に発生し難くなるので、転動体戻し通路内で転動体のスムーズな転がり運動を確保することができる。 In the linear motion device according to the first and second aspects of the present invention, the contact area of the rolling element with respect to the inner surface of the rolling element return passage is reduced as compared with the conventional linear motion device described above. Therefore, frictional force that hinders the smooth rolling motion of the rolling element is less likely to be generated at the contact portion between the rolling element and the rolling element return passage, so that the rolling element can be smoothly rolled in the rolling member return passage. can do.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に、本発明の第1の実施形態である直動装置の概略構成を示す。同図に示される直動装置10は案内軸としてのねじ軸11および可動体としてのナット12を備えており、ねじ軸11の外周面には、螺旋状の転動体転動溝13がねじ軸11の一端部から他端部にわたって形成されている。この転動体転動溝13はナット12の内周面に形成された螺旋状の転動体転動溝14と対向しており、転動体転動溝13と転動体転動溝14との間には、球状に形成された多数の転動体15が配列されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a linear motion device according to the first embodiment of the present invention. A
転動体15はねじ軸11またはナット12の相対的な回転運動に伴って転動体転動溝13,14上を転動するようになっており、転動体転動溝13,14上を転動した転動体15はナット12に組み付けられたチューブ状の転動体循環部材16内に導入され、この転動体循環部材16内に形成された転動体戻し通路17を通って循環運動するようになっている。なお、転動体戻し通路17は転動体15の直径より僅かに大きい孔径(例えば転動体15の直径が6.35mmの場合は6.90mm)で転動体循環部材16内に形成されている。
The
図2は図1に示す転動体循環部材の一部断面側面図、図3は図2のIII−III断面図であり、図2及び図3に示すように、転動体戻し通路17の内面には、複数本の溝18が転動体戻し通路17の長手方向に沿って形成されている。これらの溝18は、転動体15の直径をDaとすると概ね1/5Da〜1/20Daの幅で転動体戻し通路17の内面に形成されている。また、溝18の幅をwとすると、溝18は概ね2w〜4wの間隔で転動体戻し通路17の内面に形成されている。
2 is a partial cross-sectional side view of the rolling element circulation member shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 2. As shown in FIGS. A plurality of
このように構成される直動装置では、転動体戻し通路17の内面に溝18を持たないものと比較して、転動体戻し通路17の内面に対する転動体15の接触面積が減少する。したがって、転動体15のスムーズな転がり運動を阻害するような摩擦力が転動体15と転動体戻し通路17との接触部に発生し難くなるので、転動体戻し通路17内で転動体15のスムーズな転がり運動を確保することができる。さらに、転動体戻し通路17の内面に複数本の溝18を設けたことにより、潤滑剤が溝18に保持され、溝18内に貯まった潤滑剤によって転動体戻し通路17内の潤滑効果を長期にわたって持続させることができる。
In the linear motion device configured as described above, the contact area of the
図4は本発明の第2の実施形態を示す図であり、この第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、転動体戻し通路17の内面に多数のディンプル19を設けた点である。なお、ディンプル19の大きさは、転動体の直径Daに対して概ね1/5〜1/20となっている。
このような構成によると、上述した第1の実施形態と同様に、転動体戻し通路17の内面に対する転動体15の接触面積が減少し、転動体15のスムーズな転がり運動を阻害するような摩擦力が転動体15と転動体戻し通路17との接触部に発生し難くなるので、転動体戻し通路17内で転動体15のスムーズな転がり運動を確保することができる。さらに、転動体戻し通路17の内面に多数のディンプル19を設けたことにより、潤滑剤がディンプル19に保持され、ディンプル19内に貯まった潤滑剤によって転動体戻し通路17内の潤滑効果を長期にわたって持続させることができる。
FIG. 4 is a view showing a second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment in that a large number of
According to such a configuration, as in the first embodiment described above, the contact area of the
図1〜図4に示した実施形態では本発明をボールねじに適用した場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば直動案内装置にも適用することができる。また、上述した実施形態では転動体が球状に形成されたものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、転動体が円筒状に形成された直動装置にも適用することができる。 Although the case where this invention was applied to the ball screw was illustrated in embodiment shown in FIGS. 1-4, this invention is not limited to this, For example, it can apply also to a linear motion guide apparatus. In the above-described embodiment, the rolling element is illustrated as being formed in a spherical shape. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applicable to a linear motion device in which the rolling element is formed in a cylindrical shape. Can do.
10 直動装置
11 ねじ軸(案内軸)
12 ナット(可動体)
13,14 転動体転動溝
15 転動体
16 転動体循環部材
17 転動体戻し通路
18 溝
19 ディンプル
10
12 Nut (movable body)
13, 14 Rolling
Claims (2)
前記転動体戻し通路の内面に複数本の溝を前記ボール戻し通路の長手方向に沿って設けたことを特徴とする直動装置。 Between a guide shaft, a movable body provided to be movable in the axial direction of the guide shaft, and a spiral or linear rolling element rolling groove formed opposite to the guide shaft and the movable body. A plurality of rolling elements that roll in accordance with the rotational motion of the guide shaft or the linear motion of the movable body, and a rolling body return passage for circulating the rolling body is attached to the movable body or the movable body. In the linear motion device formed in the rolling element circulating member,
A linear motion device characterized in that a plurality of grooves are provided on the inner surface of the rolling element return passage along the longitudinal direction of the ball return passage.
前記転動体戻し通路の内面に多数のディンプルを設けたことを特徴とする直動装置。 Between a guide shaft, a movable body provided so as to be movable in the axial direction of the guide shaft, and a spiral or linear rolling element rolling groove formed opposite to each other on the guide shaft and the movable body A plurality of rolling elements that roll in accordance with the rotational movement of the guide shaft or the linear movement of the movable body, and a rolling body return passage for circulating the rolling body is attached to the movable body or the movable body In the linear motion device formed in the formed rolling element circulation member,
A linear motion device comprising a plurality of dimples provided on an inner surface of the rolling element return passage.
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