JP2008267568A - Ball screw device and reciprocating moving device using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動式射出成型機、プレス機、工作機械などような特に荷重負荷の大きい機械要素として用いられるボールねじ装置およびこれを用いた往復移動装置に関するものである。 The present invention relates to a ball screw device used as a machine element having a particularly large load, such as an electric injection molding machine, a press machine, a machine tool, and the like, and a reciprocating device using the ball screw device.
往復移動装置の1つであるボールねじ装置は、内面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、同じく外面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸とを複数のボール(鋼球)を介して螺合し、そのねじ軸を回転させることによってそのナットをそのねじ軸に沿って往復移動するものであり、従来から各種産業の製造・加工機械や、車両のステアリング装置、位置決め装置などの部品として不可欠な機械要素の一つとなっている。 A ball screw device, which is one of reciprocating devices, includes a plurality of balls (steel balls) each having a nut having a spiral thread groove formed on the inner surface and a screw shaft having a spiral thread groove formed on the outer surface. And the nut is reciprocated along the screw shaft by rotating the screw shaft. Conventionally, various industrial manufacturing and processing machines, vehicle steering devices, positioning devices, etc. It is one of the indispensable machine elements.
このようなボールねじ装置のうち、電動式射出成型機、プレス機などのように特に荷重負荷の大きい機械要素として用いられる場合は、潤滑不良によるねじ溝やボールの早期損傷が問題となってくる。
そのため、従来では、例えば以下の特許文献1や2などに示すようにそのボールねじ装置に自動給脂装置を付設し、この自動給脂装置からそのナット内に絶えずグリースなどの潤滑剤を供給することで潤滑剤切れを防止して潤滑不良による不都合を未然に回避するようにしている。
Among such ball screw devices, when used as a machine element with a particularly heavy load, such as an electric injection molding machine and a press machine, early damage to the thread grooves and balls due to poor lubrication becomes a problem. .
For this reason, conventionally, as shown in, for example, Patent Documents 1 and 2 below, an automatic greasing device is attached to the ball screw device, and a lubricant such as grease is continuously supplied from the automatic greasing device into the nut. This prevents the lubricant from running out and avoids problems caused by poor lubrication.
一方、このように自動給脂装置からそのナット内に絶えず潤滑剤を供給した場合、その供給に伴って古い潤滑剤がそのナット端面から排出され、ねじ軸の回転と共に周囲に飛散して機台などを汚してしまうといった不都合がある。
そのため、例えば以下の特許文献3などでは、ナットの中間部に潤滑剤供給孔を設けると共にナット端部に潤滑剤排出孔を設け、古くなった潤滑剤をこの潤滑剤排出孔から排出することで係る不都合を回避するようにしている。
Therefore, for example, in Patent Document 3 below, a lubricant supply hole is provided in the middle portion of the nut, a lubricant discharge hole is provided in the nut end portion, and the old lubricant is discharged from the lubricant discharge hole. Such inconvenience is avoided.
しかしながら、この特許文献3のようにナットの端部から古くなった潤滑剤を排出する方法では、ナットが長くなった場合に潤滑剤が均一に行き渡らなくなり、潤滑不良を招くおそれがある。
また、負荷容量を大きくするために複数のリターンチューブを用いて一つのナットに複数の循環回路を形成した構造では、その循環回路間の非負荷圏、すなわちボールが転動しないねじ溝領域内はボールが無い分、空間容積が大きく、古い潤滑剤が多量に滞留してこれが排出されずに残ってしまう。
However, in the method of discharging the old lubricant from the end of the nut as in Patent Document 3, when the nut becomes long, the lubricant does not spread uniformly, which may cause poor lubrication.
In addition, in a structure in which a plurality of circulation circuits are formed in one nut using a plurality of return tubes in order to increase the load capacity, the non-load zone between the circulation circuits, that is, the thread groove region where the ball does not roll Since there is no ball, the volume of the space is large, and a large amount of old lubricant remains and remains without being discharged.
あるいは新しい潤滑剤が、滞留した古い潤滑剤と混合され、劣化したナット内の潤滑剤が劣化したり、排出される潤滑剤に新しい潤滑剤が多く含有することが考えられる。
そこで、本発明は前記のような問題点を解決するために案出されたものであり、その目的は、古い潤滑剤を効果的に排出して新たな潤滑剤を効率的に供給できる新規なボールねじ装置およびこれを用いた往復移動装置を提供するものである。
Alternatively, it is conceivable that a new lubricant is mixed with an old lubricant that has stayed and the lubricant in the deteriorated nut deteriorates or a lot of new lubricant is contained in the discharged lubricant.
Accordingly, the present invention has been devised to solve the above-described problems, and the object thereof is a novel that can effectively discharge old lubricant and efficiently supply new lubricant. A ball screw device and a reciprocating device using the same are provided.
前記課題を解決するために請求項1の発明は、
外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、当該ねじ軸を貫通すると共にその内周面に前記ねじ軸側のねじ溝と対向するように螺旋状のねじ溝を有するナットと、当該ナット側のねじ溝と前記ねじ軸側のねじ溝で形成される螺旋状の転動路内を転動する複数のボールとを備えたボールねじ装置であって、少なくとも2つ以上の循環回路を前記ナットの軸方向に沿って形成すると共に潤滑剤供給孔を有し、当該複数の循環回路の中間部に当該ナットの内外間を連通する潤滑剤排出孔を設けたことを特徴とするボールねじ装置である。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1
A screw shaft having a spiral thread groove on the outer peripheral surface, a nut having a spiral thread groove passing through the screw shaft and facing the screw groove on the screw shaft side on the inner peripheral surface, and the nut A ball screw device comprising a plurality of balls that roll in a spiral rolling path formed by a screw groove on the side and a screw groove on the screw shaft side, wherein at least two circulation circuits are provided A ball screw device having a lubricant supply hole formed along the axial direction of the nut, and having a lubricant discharge hole communicating between the inside and outside of the nut at an intermediate portion of the plurality of circulation circuits It is.
また、請求項2の発明は、
請求項1に記載のボールねじ装置において、前記潤滑剤排出孔は、前記複数の循環回路の中間部であって前記ボールが循環しない部分のねじ溝に臨むように位置することを特徴とするボールねじ装置である。
また、請求項3の発明は、
請求項1または2に記載のボールねじ装置において、前記潤滑剤供給孔は、前記ナットのねじ溝内底部に臨むように位置することを特徴とするボールねじ装置である。
The invention of claim 2
2. The ball screw device according to claim 1, wherein the lubricant discharge hole is positioned so as to face a thread groove in a middle portion of the plurality of circulation circuits where the ball does not circulate. It is a screw device.
The invention of claim 3
3. The ball screw device according to claim 1, wherein the lubricant supply hole is positioned so as to face a bottom portion of the thread groove of the nut. 4.
また、請求項4の発明は、
請求項1または2に記載のボールねじ装置において、前記潤滑剤供給孔は、前記ナットのねじ溝間に臨むように位置することを特徴とするボールねじ装置である。
また、請求項5の発明は、
ボールねじ装置を用いた往復移動装置において、前記ボールねじ装置として前記請求項1〜4のいずれか1項に記載のボールねじ装置を用いると共に、当該ボールねじ装置のナットは、前記潤滑剤排出孔が鉛直下方に向くように設置されていることを特徴とする往復移動装置である。
The invention of claim 4
3. The ball screw device according to claim 1, wherein the lubricant supply hole is positioned so as to face between the screw grooves of the nut.
The invention of claim 5
In a reciprocating device using a ball screw device, the ball screw device according to any one of claims 1 to 4 is used as the ball screw device, and the nut of the ball screw device includes the lubricant discharge hole. Is a reciprocating device characterized by being installed so as to face vertically downward.
請求項1の発明によれば、古い潤滑剤が溜まり易い循環回路間に潤滑剤排出孔を設けたことから、新旧の潤滑剤の混ざ合いを低減できるので、古い潤滑剤が効率良く排出されて常に新しい潤滑剤を効率良く供給することができる。ここで、本発明でいう「潤滑剤」とは、粘性の高いグリースや潤滑油を含むものである。
また、請求項2によれば、潤滑剤排出孔をボールが循環しない部分のねじ溝としているので潤滑剤排出孔の面積を大きくできるため、良好に潤滑剤を排出できる。
According to the first aspect of the present invention, since the lubricant discharge holes are provided between the circulation circuits where old lubricant is likely to accumulate, the mixing of old and new lubricants can be reduced, so that old lubricant is efficiently discharged. Can always supply new lubricant efficiently. Here, the “lubricant” as used in the present invention includes highly viscous grease or lubricating oil.
According to the second aspect of the present invention, since the lubricant discharge hole is a thread groove in a portion where the ball does not circulate, the area of the lubricant discharge hole can be increased, so that the lubricant can be discharged satisfactorily.
また、請求項3によれば、ねじ溝内底部に臨むように潤滑剤供給孔を設けたことから、ナット側のねじ溝内底部に直接潤滑剤を供給することができるため、そのねじ溝とボールとの転動面の潤滑性を確保することができる。
また、請求項4によれば、ねじ溝間に臨むように潤滑剤供給孔を設けたことから、転動路からあふれ出た潤滑剤を新たに供給された潤滑剤と共にその転動路側に戻すことができるため、転動路に対してより効率的に給油を行うことができる。
また、請求項5の発明によれば、潤滑剤排出孔が鉛直下方になる向きでナットを設置したため、重力による潤滑剤の排出を促進することができる。
According to the third aspect of the present invention, since the lubricant supply hole is provided so as to face the bottom of the thread groove, the lubricant can be directly supplied to the bottom of the thread groove on the nut side. Lubricity of the rolling surface with the ball can be ensured.
According to the fourth aspect of the present invention, since the lubricant supply hole is provided so as to face between the thread grooves, the lubricant overflowing from the rolling path is returned to the rolling path side together with the newly supplied lubricant. Therefore, it is possible to more efficiently supply oil to the rolling path.
According to the invention of claim 5, since the nut is installed in the direction in which the lubricant discharge hole is vertically downward, the discharge of the lubricant by gravity can be promoted.
次に、本発明に係るボールねじ装置100の実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1〜図5は、本発明に係るボールねじ装置100の実施の一形態を示したものである。
図示するようにこのボールねじ装置100は、ロッド状のねじ軸10(図1では図示省略)と、このねじ軸10を貫通する筒状のナット20と、このナット20とねじ軸10との間を転動する複数のボール(鋼球)30、30…とから主に構成されている。
Next, an embodiment of a
1 to 5 show an embodiment of a
As shown in the figure, the
そして、このねじ軸10の外周面およびナット20の内周面には、それぞれ螺旋状のねじ溝11、21が対向するように形成されており、これらねじ溝11、21で形成される螺旋状の転動路40内を前記複数のボール30、30…が転動するようになっている。
また、この螺旋状の転動路40の上下流間には、2つのリターンチューブ50、50が設けられており、転動路40の一部と共に前記ナット20の軸方向に沿って2つ(2条)の循環回路60、60を形成するようになっている。
Further,
Further, two
すなわち、このリターンチューブ50、50は、ほぼU字形に曲げ加工された金属管から形成されており、その両端部がナット20を貫通して螺旋状の転動路40内に臨むように位置することで、転動路40の一部と共にそれぞれ螺旋状の循環回路60、60を独立して形成するようになっている。
従って、一方の循環回路60内を転動するボール30、30…は、常にその一方の循環回路60内を循環して転動し、他方の循環回路60に至ることはない。
That is, the
Therefore, the
また、図示するように、このナット20には、潤滑剤供給孔70,70が設けられており、図示しない自動給脂装置からそれら各循環回路60,60ごとに独立してグリースなどの潤滑剤を供給できるようになっている。
そして、このような構成をした本発明のボールねじ装置100にあっては、図示するようにこの循環回路60、60間であってこのナット20の内外間を連通するように潤滑剤排出孔80が設けられている。
Further, as shown in the figure, the
In the
そして、前述したようにこの循環回路60、60間の転動路40は、ボール30、30…が転動することのない、いわゆる非負荷圏であり、前記潤滑剤供給孔70,70から供給された潤滑剤が滞留し易い領域となっている。
従って、本発明のボールねじ装置100は、この非負荷圏に臨むように潤滑剤排出孔80を設けたことにより、転動路40内の潤滑剤が効率良く排出されるようになるため、常に新しい潤滑剤を転動路40内に供給することができる。これにより、新たに供給された潤滑剤が古い潤滑剤と混合して早期に劣化してしまったり、新たな潤滑剤の一部が古い潤滑剤よりも先に排出されてしまい、十分に潤滑に寄与しないなどといった不都合を回避することができる。
As described above, the
Therefore, since the
また、この潤滑剤排出孔80から転動路40内の潤滑剤を効率良く回収できることにより、潤滑剤の飛散による機台の汚染なども確実に抑制することができる。
また、この非負荷圏は、外部から転動路40内に侵入した塵やその内部で発生した摩擦粉なども溜まることから、これら塵や摩擦粉なども古くなった潤滑剤と共にこの潤滑剤排出孔80から効果的に外部に排出することができる。
Further, since the lubricant in the rolling
The non-load zone also collects dust that has entered the rolling
一方、前記潤滑剤供給孔70,70の形成位置としては、各循環回路60、60に対して確実に潤滑剤を供給できる位置であれば特に限定されるものではなく、例えば、図4に示すようにナット20側の螺旋状のねじ溝21内底部側に臨むように設けたり、あるいは、図5に示すように、転動路40内の螺旋状のねじ溝間(いわゆる「ランド」)側に臨むように設けても良い。
On the other hand, the formation positions of the lubricant supply holes 70, 70 are not particularly limited as long as the lubricant can be reliably supplied to the
そして、図4に示すような構造では、ナット20側のねじ溝21内底部に直接潤滑剤を供給することができるため、そのねじ溝21とボール30、30…との潤滑性を確保することができる。
また、図5に示すような構造では、転動路40からランド側にあふれ出た潤滑剤を新たに供給された潤滑剤と共にその転動路40側に戻すことができるため、転動路40に対してより効率的に給油を行うことが可能となる。
In the structure as shown in FIG. 4, since the lubricant can be directly supplied to the inner bottom portion of the
Further, in the structure as shown in FIG. 5, the lubricant overflowing from the rolling
このように本発明によれば、古い潤滑剤が効果的に排出されて常に新しい潤滑剤を転動路40内に効率良く供給することができるため、潤滑不良によるねじ溝11,21やボール30、30…の早期損傷を未然に防止することができる。
また、各循環回路60、60ごとに潤滑剤供給孔70を設けることにより、その転動路40が長くなった場合でも確実に潤滑剤を供給することができる。
As described above, according to the present invention, the old lubricant is effectively discharged and the new lubricant can always be efficiently supplied into the rolling
Further, by providing the
なお、本実施の形態によれば、転動路40内の古い潤滑剤を効率良く排出できるため、余分な潤滑剤がナット20端部から飛散するのを防止することができるが、さらに図6に示すようにそのナット20の端部にリングシール90,90を設けるようにすれば、外部からの塵などの異物の侵入を防止するだけでなく、ナット20端部からの潤滑剤の飛散もより確実に防止することができる。
In addition, according to this Embodiment, since the old lubricant in the rolling
また、本実施の形態では、2つのリターンチューブ50,50によって2つの循環回路60,60を形成した例で示したが、この循環回路60,60をさらに3つ以上独立して設けた場合には、各循環回路60,60間ごとにそれぞれ潤滑剤排出孔80を一つずつあるいは複数纏めて設けるようにしても良い。
そして、このような本発明に係るボールねじ装置100を往復移動装置として用いる場合、その潤滑剤排出孔80が鉛直下方になる向きでナット20を設置すれば、重力による潤滑剤の排出を促進することができる。
Further, in the present embodiment, an example in which two
When such a
また、本実施の形態では、チューブ式ボールねじでの適用例を示したが、本発明はこれに限らず、例えば特開2005−83520号公報に開示されているようなサイドキャップ式のボールねじや特開2002−235829号公報に開示されているような駒式のボールねじにも適用できる。
また、本実施の形態では、いわゆる左ねじの例で説明したが、右ねじの場合でも同様な作用・効果を発揮できる。
Further, in the present embodiment, an example of application with a tube type ball screw has been shown. However, the present invention is not limited to this, and for example, a side cap type ball screw as disclosed in JP-A-2005-83520. It can also be applied to a piece-type ball screw as disclosed in JP-A-2002-235829.
In the present embodiment, the example of a so-called left-hand screw has been described. However, the same action and effect can be exhibited even in the case of a right-hand screw.
100…ボールねじ
10…ねじ軸
11…ねじ溝(ねじ軸側)
20…ナット
21…ねじ溝(ナット側)
30…ボール
40…転動路
50…リターンチューブ
60…循環回路
70…潤滑剤供給孔
80…潤滑剤排出孔
90…リングシール
DESCRIPTION OF
20 ...
DESCRIPTION OF
Claims (5)
少なくとも2つ以上の循環回路を前記ナットの軸方向に沿って形成すると共に潤滑剤供給孔を有し、当該複数の循環回路の中間部に当該ナットの内外間を連通する潤滑剤排出孔を設けたことを特徴とするボールねじ装置。 A screw shaft having a spiral thread groove on the outer peripheral surface, a nut having a spiral thread groove passing through the screw shaft and facing the screw groove on the screw shaft side on the inner peripheral surface, and the nut A ball screw device comprising a plurality of balls that roll in a spiral rolling path formed by a screw groove on the side and a screw groove on the screw shaft side,
At least two or more circulation circuits are formed along the axial direction of the nut, and a lubricant supply hole is provided, and a lubricant discharge hole that communicates between the inside and the outside of the nut is provided at an intermediate portion of the plurality of circulation circuits. A ball screw device characterized by that.
前記潤滑剤排出孔は、前記複数の循環回路の中間部であって前記ボールが循環しない部分のねじ溝に臨むように位置することを特徴とするボールねじ装置。 The ball screw device according to claim 1,
2. The ball screw device according to claim 1, wherein the lubricant discharge hole is positioned so as to face a screw groove in a middle portion of the plurality of circulation circuits where the ball does not circulate.
前記潤滑剤供給孔は、前記ナットのねじ溝内底部に臨むように位置することを特徴とするボールねじ装置。 The ball screw device according to claim 1 or 2,
The ball screw device according to claim 1, wherein the lubricant supply hole is positioned so as to face a bottom portion of the thread groove of the nut.
前記潤滑剤供給孔は、前記ナットのねじ溝間に臨むように位置することを特徴とするボールねじ装置。 The ball screw device according to claim 1 or 2,
The ball screw device, wherein the lubricant supply hole is positioned so as to face between the screw grooves of the nut.
前記ボールねじ装置として前記請求項1〜4のいずれか1項に記載のボールねじ装置を用いると共に、当該ボールねじ装置のナットは、前記潤滑剤排出孔が鉛直下方に向くように設置されていることを特徴とする往復移動装置。 In a reciprocating device using a ball screw device,
The ball screw device according to any one of claims 1 to 4 is used as the ball screw device, and a nut of the ball screw device is installed such that the lubricant discharge hole faces vertically downward. A reciprocating device characterized by that.
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JP2007114379A JP2008267568A (en) | 2007-04-24 | 2007-04-24 | Ball screw device and reciprocating moving device using it |
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