JP2007107649A - Ball screw - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボールねじに係り、特に、小型でボールねじのナットを回転させる用途に好適なボールねじに関する。 The present invention relates to a ball screw, and more particularly, to a small ball screw suitable for use in rotating a ball screw nut.
この種のボールねじとしては、例えば特許文献1に記載の技術が知られている。
特許文献1に記載の技術では、ねじ軸のボール転動溝と、そのボール転動溝に対応するナットの負荷ボール転動溝とでボール軌道路が形成されている。また、ナットの肉厚部には、その軸方向に沿って貫通するボール戻し通路が形成されている。そして、このボール戻し通路の両端には、ボール循環通路を有するボール循環部材がナットの径方向からそれぞれ装着可能になっており、さらに、各ボール循環部材は、ナットの径方向外側から別部材で蓋をするようにして固定可能に構成されている。そして、上記ボール軌道路、ボール戻し通路およびボール循環通路から構成される無限循環路内に複数のボールが循環自在に収容されて、これにより、ナット(又はねじ軸)の回転により、ねじ軸(又はナット)がボールの転動を介して軸方向に相対移動可能になっている。
In the technique described in
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、ボール戻し通路の内壁面からナットの外周面までの肉厚が不十分な場合、ナットの肉厚部にボール戻し通路を形成する際に、加工工程での切削抵抗等でナットの外周側に肉破れ等が生じるおそれがあり、この肉厚をある程度以上少なくすることは困難であった。そのため、この肉厚の増加分が、ナットを小型化する上でのネックとなっていた。なお、ボール外径を小さくすれば、その分ナット外径を小さくし得るものの、ボールねじの許容荷重等の性能を考慮すれば好ましいとはいえない。また、加工刃物も小さくなり(剛性が小さい)、加工ができない虞があった。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ボール外径を小さくすることなくナット外径を小さくし得るボールねじを提供することを目的としている。
However, in the technique described in
Therefore, the present invention has been made paying attention to such problems, and an object thereof is to provide a ball screw that can reduce the nut outer diameter without reducing the ball outer diameter.
上記課題を解決するために、本発明に係るボールねじは、螺旋状のボール転動溝を外周面に有するねじ軸と、前記ボール転動溝と対向する負荷ボール転動溝を内周面に有するナット内筒および該ナット内筒に外嵌するナット外筒を備えるナットと、前記ナット内筒とナット外筒との間に形成されてこれらの軸方向に沿って貫通するボール戻し通路と、前記ボール転動溝と負荷ボール転動溝との間で構成されるボール軌道路と、該ボール軌道路と前記ボール戻し通路とを連通させるボール循環通路を有するボール循環部材と、前記ボール軌道路、ボール戻し通路およびボール循環通路から構成される無限循環路内に循環自在に収容される複数のボールと、を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a ball screw according to the present invention has a screw shaft having a spiral ball rolling groove on the outer peripheral surface and a load ball rolling groove facing the ball rolling groove on the inner peripheral surface. A nut having a nut inner cylinder and a nut outer cylinder fitted around the nut inner cylinder; a ball return passage formed between the nut inner cylinder and the nut outer cylinder and penetrating along these axial directions; A ball raceway formed between the ball rolling groove and the load ball rolling groove, a ball circulation member having a ball circulation passage for communicating the ball raceway and the ball return passage, and the ball raceway And a plurality of balls circulated in an infinite circulation path composed of a ball return path and a ball circulation path.
本発明によれば、ナットをナット内筒とナット外筒とを備えて構成し、ボール戻し通路は、これらナット内筒とナット外筒との間に形成されている。これにより、例えばナット内筒の外周側に向けて開口する溝を切削加工で形成し、その開口側をナット外筒の内壁面自体で覆うようにしてボール戻し通路を構成することができるので、この際のナット内筒は、上記特許文献1で例示したナットでの外周側に生じるおそれがある肉破れ等に対する考慮自体が不要である。そして、この際のナット外筒は、例えば加工工程での切削抵抗等を考慮しないでその肉厚を設定できるから、上記特許文献1で例示したナットでの当該部分の肉厚に比べて、その肉厚を薄くすることができる。
したがって、本発明によれば、ボール外径を小さくすることなくナット外径を小さくし得るボールねじを提供することができる。
According to the present invention, the nut includes a nut inner cylinder and a nut outer cylinder, and the ball return passage is formed between the nut inner cylinder and the nut outer cylinder. Thereby, for example, a groove that opens toward the outer peripheral side of the nut inner cylinder can be formed by cutting, and the ball return passage can be configured so that the opening side is covered with the inner wall surface of the nut outer cylinder itself. In this case, the nut inner cylinder does not need to take into consideration the meat breakage that may occur on the outer peripheral side of the nut exemplified in
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a ball screw capable of reducing the nut outer diameter without reducing the ball outer diameter.
以下、本発明に係るボールねじの実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図1は本発明に係るボールねじの第一実施形態を説明する概略構成図であり、同図(a)はナットの軸方向から見た図、また、同図(b)はナットの径方向から見た図である。
同図に示すように、このボールねじ1は、外周面に螺旋状のボール転動溝2を有して軸方向に延びるねじ軸3を備えており、このねじ軸3に、ナット6が遊嵌されている。
このナット6は、ナット内筒10とこれに外嵌するナット外筒20とによって構成されている。
ナット内筒10は、鋼製で略円筒状をなす部材であり、ねじ軸3のボール転動溝2に対応する螺旋状の負荷ボール転動溝4をその内周面に有している。そして、この負荷ボール転動溝4とねじ軸3のボール転動溝2とは互いに対向して両者の間にボール軌道路7を形成している。
Hereinafter, embodiments of a ball screw according to the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining a first embodiment of a ball screw according to the present invention. FIG. 1 (a) is a view seen from an axial direction of the nut, and FIG. 1 (b) is a radial direction of the nut. It is the figure seen from.
As shown in the figure, the
The nut 6 includes a nut
The nut
ナット外筒20は、合成樹脂材料から形成された薄肉の円筒部材であり、その内径寸法は、ナット内筒10の外径寸法より僅かに大きい寸法に形成されており、ナット内筒10外周面に対しほとんど隙間無く嵌合している。なお、本実施形態の例では、この嵌合いに加えて、図1(b)に示すように、ナット内筒10側には、他の機構部に干渉しない位置にタップ穴52が形成され、ナット外筒20側には、所定の装着位置で、タップ穴52に対向する位置に皿穴53が形成されており、これらを皿ねじ54によって締結可能になっている。
The nut
そして、このナット6には、ナット内筒10とナット外筒20との間に、これらの軸方向に沿って貫通するボール戻し通路8が形成されている。詳しくは、ナット内筒10の外周面には、図2に示すように、ナット内筒10の径方向に向けて開口する溝部8aがエンドミルないしフライス加工で形成されている。そして、図1(a)に示すように、この溝部8aに対向するナット外筒20の内壁面20aとによって上記ボール戻し通路8が構成されている。
The nut 6 is formed with a
さらに、このボール戻し通路8の両端部それぞれに、図1(b)に示すように、ボール循環部材30を嵌合させるための2個一組の取付け溝40がボール戻し通路8から負荷ボール転動溝4に渡って加工されている。なお、この取付け溝40は、その溝の底部が、ナット内筒10の軸方向あるいは径方向のどちらからでも加工が可能なように、使用する工具の刃先に合わせたR加工(同図で符号Rで示す)になっている。
Further, as shown in FIG. 1 (b), a set of two
そして、各取付け溝40に対して、ナット内筒10の両端面にボール循環部材30が着脱可能に嵌合されている。
このボール循環部材30は、図3に示すように、ナット内筒10軸方向両側に配置されてその内外径と等しい内外径を有する環状部34と、その環状部34からナット内筒10側に向けて延出する循環通路形成部36とを備え、これらが合成樹脂材料から射出成形で一体に形成されている。
And the
As shown in FIG. 3, the
循環通路形成部36は、取付け溝40の内形形状に整合して嵌め込み可能な所定の外形形状を備えている。この所定の外形形状は、当該循環通路形成部36を、各取付け溝40に嵌め込むことによってナット内筒10に固定された状態で、ナット6をねじ軸3に遊嵌させた際に、ねじ軸3のボール転動溝2の内側に収まるようになっており、ねじ軸3と循環通路形成部36との相互の干渉が防止されるようになっている。
The circulation
そして、この循環通路形成部36には、その内側にボール循環通路32を有して形成されている。このボール循環通路32は、前記ボール戻し通路8とボール軌道路7とを連通させるように湾曲した溝である。この湾曲した溝は、長手方向に垂直な横断面が略U字状をなしており、ボール軌道路7側(図3での下側)には、ボール軌道路7を転動してきたボール5を掬い上げるための掬い上げ部38が舌片状に形成されている。この掬い上げ部38は、ボール軌道路7のリード角の接線に沿った方向に延びており、ボール循環通路32のボール転動面31になだらかに連なっている。これにより、ボール5は、ボール循環通路32内に円滑に案内されるようになっている。
The circulation
そして、このボール循環部材30を、ナット内筒10の軸方向両端からそれぞれ嵌め込むことにより、前記ボール軌道路7、ボール戻し通路8およびボール循環通路32からなる無限循環路9を構成可能になっている。なお、取付け溝40内での循環通路形成部36の軸方向の抜け止めは、ボール循環部材30の抜け止め突起50(図3参照)を、これに嵌め合い可能な取付け溝40内の抜け止め凹部51(図2参照)に嵌合させることによって規制されるのでボール循環部材30を容易にナット内筒10に抜け止めして固定可能になっている。
Then, by inserting the
そして、この無限循環路9内に転動体としての複数のボール5が収容されて、ねじ軸3(又はナット6)の回転により、ナット6(又はねじ軸3)がボール5の転動を介して軸方向に相対移動するとともに、ボール5は、一組のボール循環部材30によってボール軌道路7の一端部から掬い上げられボール軌道路7の他端部に戻されるという無限循環が可能になっている。
A plurality of
次に、このボールねじ1の作用・効果について説明する。
上記構成からなるボールねじ1は、ボール5が無限循環回路9内を転動してボール軌道路7の一端に至ると、ボール5は一方のボール循環部材30の掬い上げ部38からボール転動面31上に掬い上げられてボール循環通路32へ案内され、ボール戻し通路8を通って他方のボール循環部材30のボール循環通路32へ入り、再びボール軌道路7の他端に入って無限循環路9内を循環することができる。
Next, functions and effects of the
In the
そして、このボールねじ1によれば、ナット6をナット内筒10とナット外筒20とを備えて構成し、ボール戻し通路8は、これらナット内筒10とナット外筒20との間に形成されている。特に本実施形態の例では、ナット内筒10の外周側に向けて開口する溝部8aをエンドミルないしフライス加工で形成し、その開口側をナット外筒20の内壁面20a自体で覆うようにしてボール戻し通路8を構成している。そのため、ナット内筒10は、その外周側に肉破れ等に対する考慮自体が不要である。そして、ナット外筒20は、加工工程での切削抵抗等を考慮しないでその肉厚を設定できるから、その肉厚を薄くすることができる。したがって、このボールねじ1によれば、ボール5の外径を小さくすることなくナット6の外径を小さくすることができる。これにより、このボールねじ1は、特に、小型でボールねじのナットを回転させる用途に好適である。
According to the
そして、通常、ナットの肉厚部分に、軸方向に貫通するボール戻し通路の穴加工をする場合、この穴加工は、その穴径に対して、概して軸方向の長さが長いので、加工時間が掛かるとともに、その精度が出しにくい。特に、工具長さより長いボール戻し通路を形成するときは、ナットの両端面からその加工を行なうので対向位置を正確に合わせることは難しい。これに対し、このボールねじ1によれば、ナット内筒10の外周側に向けて開口する溝部8aは、上述のように、エンドミルないしフライス加工で容易に形成できるので、その加工コストを下げることができ、また、精度を向上させることができるという効果がある。
Usually, when the hole of the ball return passage penetrating in the axial direction is drilled in the thick part of the nut, the hole processing is generally longer in the axial direction than the hole diameter. And the accuracy is difficult to achieve. In particular, when a ball return passage longer than the tool length is formed, it is difficult to accurately match the opposing position because the machining is performed from both end faces of the nut. On the other hand, according to this
さらに、このボールねじ1によれば、ナット外筒20は、薄肉の円筒部材なので、ナット6の外径を小さくする上で、その製造およびナット内筒10への嵌め込みが容易である。
また、このボールねじ1によれば、ナット外筒20は、合成樹脂材料から形成されているので、鋼製のものに比べて、より軽量化可能であり、特に、小型でボールねじのナットを回転させる用途により好適である。
Furthermore, according to this
Further, according to this
次に、本発明に係るボールねじの第二実施形態について説明する。なお、この第二実施形態は、上記第一実施形態に対し、下記説明する構成が異なる点を除き、他の構成は同様であるため、異なる点について説明し、上記第一実施形態と同様の構成については同一符号を附しその説明を適宜省略する。
この第二実施形態は、図4に示すように、上記ナット外筒20に替えて、一組のナット外筒構成部材23からナット外筒を構成している点が、上記第一実施形態に対し異なっている。
Next, a second embodiment of the ball screw according to the present invention will be described. The second embodiment is the same as the first embodiment except that the configuration described below is different from the first embodiment except for the other configurations. The same reference numerals are given to the configurations, and the description thereof is omitted as appropriate.
As shown in FIG. 4, the second embodiment is different from the nut
詳しくは、一組のナット外筒構成部材23は、鍔部21と、円筒部22とを、それぞれ備えて構成されている。鍔部21は、ナット内筒10の軸方向両側に配置されており、径方向内側に向けて延びる円環状の部分である。その板厚は、上記第一実施形態と同じ厚さになっており、その内径は、ねじ軸3に干渉しないように、ねじ軸3より一回り大きい。円筒部22は、鍔部21からナット内筒10の軸方向に沿って延びる薄肉円筒状の部分であり、その内外径は上記第一実施形態でのナット外筒20と同じ寸法であり、その軸方向の長さは、上記ナット外筒20の半分になっている。そして、このような構成の各ナット外筒構成部材23は、それぞれの円筒部22が、ナット内筒10にその軸方向両側からそれぞれ外嵌されてその軸方向で相対向している。そして、この装着状態で、各ナット外筒構成部材の鍔部21は、鍔部21のナット内筒10側を向く面21aが、ボール循環部材30の環状部34の外側を向く面34aに当接して、ボール循環部材30の抜け方向への移動を阻止するようになっている。なお、同図に示すように、この第二実施形態においても、ボール循環部材30およびナット内筒10には、上記第一実施形態同様に、抜け止め突起50および抜け止め凹部51をそれぞれ備えている。また、ナット内筒10および各ナット外筒構成部材23に、上記第一実施形態同様に、タップ穴52、皿穴53、および皿ねじ54の組を備えている。
Specifically, the set of nut outer cylinder
このような構成であれば、ボール循環部材30およびナット内筒10に抜け止め突起50および抜け止め凹部51を設けなくともボール循環部材30の抜け方向への移動を阻止することができる。そして、上記第一実施形態での作用・効果についても、上記第一実施形態同様に奏することができる。
以上説明したように、本発明に係るボールねじによれば、ボール外径を小さくすることなくナット外径を小さくし得るボールねじを提供することができる。
With such a configuration, the
As described above, according to the ball screw of the present invention, it is possible to provide a ball screw capable of reducing the nut outer diameter without reducing the ball outer diameter.
なお、本発明に係るボールねじは、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では、ナット内筒10とナット外筒20との間に形成されるボール戻し通路8は、ナット内筒10の外周面に形成されてその径方向に向けて開口する溝部8aと、その溝部8aに対向するナット外筒20の内周面20aとによって構成されている例で説明したが、これに限定されず、ナット外筒20の、溝部8aに対向する位置に溝を設けて、この溝と溝部8aとでボール戻し通路を構成してもよい。
In addition, the ball screw which concerns on this invention is not limited to said each embodiment, A various deformation | transformation is possible unless it deviates from the meaning of this invention.
For example, in each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態では、ナット外筒20は、薄肉の円筒部材とした例で説明したが、薄肉に限定されず、また、円筒形状に限定されない。例えば横断面を矩形としてよいし、円筒形状の一部に他の構造体への取り付け用の平面を設けてもよい。なお、薄肉の程度は、その使用条件で、ボール戻し通路を通過するボールを収容可能且つナット内筒10に外嵌する状態が維持できる必要十分な厚さがあればよく、適宜の肉厚に設定可能である。
Moreover, in each said embodiment, although the nut
また、上記各実施形態では、ナット外筒20は、合成樹脂材料から形成されている例で説明したが、これに限定されず、例えばステンレス鋼板や、その他鋼材を使用できる。しかし、小型でボールねじのナットを回転させる用途に好適なボールねじとする上では、ナット外筒を、合成樹脂材料から形成することが好ましい。
また、上記各実施形態では、ナット外筒20(ないし各ナット外筒構成部材23)は、ナット内筒10外周面に対しほとんど隙間無く嵌合している例で説明したが、これに限定されず、種々の嵌め合いとすることができる。例えば、この嵌合に係る嵌め合いとして、圧入可能な程度のしまりばめが好適に適用しうる。このような嵌め合いとすれば、例えば上記タップ穴52、皿穴53、および皿ねじ54の組からなる締結構造を省略することもできる。
Moreover, although the nut
In each of the above embodiments, the nut outer cylinder 20 (or each nut outer cylinder constituent member 23) has been described as being fitted to the outer peripheral surface of the nut
1 ボールねじ
2 ボール転動溝
3 ねじ軸
4 負荷ボール転動溝
5 ボール
6 ナット
7 ボール軌道路
8 ボール戻し通路
9 無限循環路
10 ナット内筒
20 ナット外筒
21 鍔部
22 円筒部
23 ナット外筒構成部材
30 ボール循環部材
32 ボール循環通路
40 取付け溝
50 抜け止め突起
51 抜け止め凹部
52 タップ穴
53 皿穴
54 皿ねじ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005300144A JP2007107649A (en) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Ball screw |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005300144A JP2007107649A (en) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Ball screw |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007107649A true JP2007107649A (en) | 2007-04-26 |
Family
ID=38033666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005300144A Pending JP2007107649A (en) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Ball screw |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007107649A (en) |
-
2005
- 2005-10-14 JP JP2005300144A patent/JP2007107649A/en active Pending
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