JP2010196901A - Middle support for ball screw device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a middle support for a ball screw device, capable of shortening a distance (a supporting span) between a supporting bearing and itself while having simple construction for avoiding displacement and an excessive load on a screw shaft. <P>SOLUTION: The middle support is mounted on the screw shaft 1 of the ball screw device which includes the screw shaft 1 having a ball groove 2, a ball screw nut to be threaded to the ball groove 2 via a ball, and a circulating mechanism for circulating the ball between the ball screw nut and the screw shaft 1. It includes a clutch mechanism 30 provided between a supporting nut 20a which is threaded to the ball groove 2 of the screw shaft 1 via the ball 21 movably in the axial direction with the rotation of the screw shaft 1, and a member which is formed as part of a guide mechanism for guiding the nut 20a. The clutch mechanism 30 is put in a fastened condition to integrate the supporting nut 20a with the guide mechanism, but it is in a non-fastened condition to establish the idling condition of the supporting nut 20a. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ボールねじ装置の中間サポートの改良に関する。   The present invention relates to an improvement of an intermediate support of a ball screw device.

ボールねじ装置を構成するねじ軸の回転数が該ねじ軸の固有振動数に近くなると、共振を起こして激しく振動し、振幅が増大するようになって危険である。このときの回転速度を危険速度といい、この危険速度はねじ軸の支持スパンの2乗に反比例するため、該支持スパンは短いほど好ましい。   If the rotation speed of the screw shaft constituting the ball screw device is close to the natural frequency of the screw shaft, it vibrates and vibrates vigorously, increasing the amplitude, which is dangerous. The rotational speed at this time is referred to as a critical speed, and this critical speed is inversely proportional to the square of the support span of the screw shaft. Therefore, the shorter the support span, the better.

ところで、NC制御の平面研削盤などのようにテーブルストロークが長い場合には、テーブルを送るねじ軸が長くなって該ねじ軸の支持スパンが長くなるので、危険速度が低い回転域となる。一方、送り速度の高速化に伴いねじ軸が高回転で使用されるが、この場合、危険速度が低い回転域だと上述した共振を避けることができない。また、ねじ軸の回転時に、ねじ軸の自重たわみ等によってボールねじナットやねじ軸の端部にラジアル荷重が作用し、ねじ軸に過大な繰り返し荷重(回転曲げ応力)が加わってボールねじの寿命に悪い影響を及ぼす。   By the way, when the table stroke is long, such as an NC-controlled surface grinder, the screw shaft for feeding the table becomes long and the support span of the screw shaft becomes long. On the other hand, the screw shaft is used at a high rotation speed as the feed speed is increased. In this case, the above-described resonance cannot be avoided if the critical speed is in a low rotation range. Also, when the screw shaft rotates, a radial load acts on the end of the ball screw nut or screw shaft due to its own weight deflection, etc., and an excessive repetitive load (rotational bending stress) is applied to the screw shaft, resulting in the life of the ball screw. Adversely affect

そこで、従来においては、ねじ軸の中間部を支持する中間サポートを設けて支持スパンを短くし、これにより、ねじ軸を多点で支持して危険速度を安全側の高い回転域にすると共に、ねじ軸の自重たわみ等を減少させるようにしている。従来のこの種の中間サポートとしては、例えば、実開平2−4736号公報に示すように、ねじ軸の両端部を支持する支持軸受間に中間サポートを構成する二個のすべり軸受を互いに連結した状態でねじ軸の軸方向に移動自在に取り付けて、各すべり軸受の間にねじ軸の回転によって移動するボールねじナットを位置せしめ、そして、各すべり軸受の内の一方のすべり軸受にねじ軸の回転によって移動するボールねじナットが当接した場合には該一方のすべり軸受がボールねじナットに押されて該ボールねじナットと共に移動するようにしたものが知られている。   Therefore, in the past, an intermediate support that supports the middle portion of the screw shaft is provided to shorten the support span, thereby supporting the screw shaft at multiple points to make the dangerous speed a high rotation range on the safe side, The self-weight deflection of the screw shaft is reduced. As this type of conventional intermediate support, for example, as shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-4736, two slide bearings constituting the intermediate support are connected to each other between the support bearings that support both ends of the screw shaft. In this state, the ball screw nut is moved between the slide bearings so that the ball screw nut is moved by the rotation of the screw shaft, and one of the slide bearings is attached to the screw shaft. It is known that when a ball screw nut moving by rotation comes into contact, one of the slide bearings is pushed by the ball screw nut and moves together with the ball screw nut.

しかしながら、かかる中間サポートにおいては、構造は比較的簡単であるが、ボールねじナットがいずれかのすべり軸受に当接してから移動するようになっているので、ボールねじナットが各すべり軸受の中間位置にある間は、該ボールねじナットがすべり軸受に当接するまで該すべり軸受と支持軸受との間の距離(支持スパン)を短縮することができず、危険速度をあまり高くすることができないという問題がある。   However, in such an intermediate support, the structure is relatively simple. However, since the ball screw nut moves after contacting one of the slide bearings, the ball screw nut is positioned at an intermediate position of each slide bearing. During this period, the distance between the slide bearing and the support bearing (support span) cannot be shortened until the ball screw nut abuts against the slide bearing, and the critical speed cannot be increased too much. There is.

そこで、かかる問題を解消すべく、特開平6−129510号公報に示すように、ねじ軸に螺合された中間サポートナットと、ねじ軸と平行に設けられた補助ねじ軸と、該補助ねじ軸に螺合されて補助ねじ軸の回転によって軸方向に移動する補助ナットと、軸方向に移動自在に設けられて、中間サポートナットを回転自在に支持するとともに、補助ナットを回転不能に支持する中間サポートフレームとを備え、補助ねじ軸及びねじ軸のねじピッチを同一にして補助ねじ軸の回転数をねじ軸の回転数より少なくすることにより、中間サポートナットがねじ軸の回転に影響されずに補助ねじ軸の回転のみによってねじ軸に螺合されたボールねじナットと独立して移動できるようにし、これにより、中間サポートナットと支持軸受との間の距離(支持スパン)の短縮を可能にしたものが提案されている。   Therefore, in order to solve such a problem, as shown in JP-A-6-129510, an intermediate support nut screwed to the screw shaft, an auxiliary screw shaft provided in parallel with the screw shaft, and the auxiliary screw shaft Auxiliary nuts that are screwed together and move in the axial direction by rotation of the auxiliary screw shaft, and an intermediate nut that is movably provided in the axial direction and supports the intermediate support nut rotatably and supports the auxiliary nut non-rotatably. A support frame, and by making the screw pitch of the auxiliary screw shaft and screw shaft the same so that the rotation speed of the auxiliary screw shaft is less than the rotation speed of the screw shaft, the intermediate support nut is not affected by the rotation of the screw shaft. It can be moved independently of the ball screw nut that is screwed onto the screw shaft only by rotation of the auxiliary screw shaft, so that the distance between the intermediate support nut and the support bearing (support That enables shortening of the span) are proposed.

実開平2−4736号公報Japanese Utility Model Publication 2-4736 特開平6−129510号公報JP-A-6-129510

しかしながら、かかる従来技術においては、中間サポートナットの他に、補助ねじ軸、補助ナット、中間サポートフレーム及び補助ねじ軸を回転駆動する駆動装置等が必要になるため、構造が複雑になるとともに、コスト高になるという不都合がある。   However, in this conventional technique, in addition to the intermediate support nut, an auxiliary screw shaft, an auxiliary nut, an intermediate support frame, a drive device for rotationally driving the auxiliary screw shaft, and the like are required. There is an inconvenience that it becomes high.

本発明はかかる不都合を解消するためになされたものであり、ボールねじナットと独立して移動できるようにして支持軸受との間の距離(支持スパン)を短縮できるのは勿論のこと、簡単な構造で且つ低コストで製作することができるとともに、中間サポートの移動が規制された場合にボールねじに伝達される負荷を低減させることが可能であるとともに、中間サポートの位置ずれの補正が容易であり、さらにねじ溝の磨耗を軽減して寿命を長期化させることが可能なボールねじ装置の中間サポートを提供することを目的とする。   The present invention has been made to eliminate such inconveniences, and it is possible to reduce the distance (support span) between the support bearing and the ball screw nut so as to be able to move independently. The structure can be manufactured at low cost, the load transmitted to the ball screw when the movement of the intermediate support is restricted can be reduced, and the displacement of the intermediate support can be easily corrected. Another object of the present invention is to provide an intermediate support for a ball screw device capable of reducing the wear of the thread groove and extending the life.

かかる目的を達成するために、請求項1に係るボールねじ装置の中間サポートは、外周面に螺旋状のボール溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に遊嵌される内周面に前記ねじ軸のボール溝に対応するボール溝を有するボールねじナットと、前記両ボール溝間に転動可能に嵌合された多数のボールとを備え、該ボールが前記ボールねじナットに嵌合されたボール循環部品に案内されて循環するボールねじ装置の前記ねじ軸に取り付けられるとともに、前記ボールねじナットの移動速度より遅い速度で移動する中間サポートであって、
前記ねじ軸のボール溝にボールを介して螺合され且つリード角が0°又はその近傍の値に設定されたボール溝を有するサポート用ナットと、該サポート用ナットを前記ねじ軸と平行に案内する案内機構と、該案内機構及び前記サポート用ナット間に介挿されたクラッチ機構とを備え、前記案内機構は、前記サポート用ナットを回動可能に配設した円筒状のナットハウジングと、該ナットハウジングの両端に夫々固定された位置規制板とを少なくとも有して構成され、前記クラッチ機構は、前記サポート用ナットの前記位置規制板との対向面に軸芯を中心とする同一円上に所定間隔を保って形成された係合凹部と、該係合凹部に対向して前記位置規制板側に形成された貫通孔内に配設された弾性体によって当該係合凹部側に付勢されたボールと、前記貫通孔の前記サポート用ナットとは反対側の端面に螺合された押ねじとで構成されていることを特徴とする。
In order to achieve this object, an intermediate support of a ball screw device according to claim 1 includes a screw shaft having a spiral ball groove on an outer peripheral surface, and the screw shaft on an inner peripheral surface loosely fitted on the screw shaft. A ball screw nut including a ball screw nut having a ball groove corresponding to the ball groove and a plurality of balls fitted in a rollable manner between the ball grooves, and the ball is fitted to the ball screw nut. An intermediate support that is attached to the screw shaft of a ball screw device that is guided and circulated by a component, and that moves at a speed slower than the moving speed of the ball screw nut;
A support nut having a ball groove threadedly engaged with the ball groove of the screw shaft through a ball and having a lead angle set to 0 ° or a value close thereto, and the support nut is guided in parallel with the screw shaft And a clutch mechanism interposed between the guide mechanism and the support nut, and the guide mechanism includes a cylindrical nut housing in which the support nut is rotatably disposed, And at least a position restricting plate fixed to both ends of the nut housing, and the clutch mechanism is on the same circle centered on the shaft center on the surface facing the position restricting plate of the support nut. The engagement recess formed at a predetermined interval and the elastic body disposed in the through hole formed on the position restricting plate facing the engagement recess are biased toward the engagement recess. With a ball Wherein the said support nut of the through-hole, characterized in that it is composed of a pressing screw which is screwed into the end face of the opposite side.

また、請求項2に係るボールねじ装置の中間サポートは、外周面に螺旋状のボール溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に遊嵌される内周面に前記ねじ軸のボール溝に対応するボール溝を有するボールねじナットと、前記両ボール溝間に転動可能に嵌合された多数のボールとを備え、該ボールが前記ボールねじナットに嵌合されたボール循環部品に案内されて循環するボールねじ装置の前記ねじ軸に取り付けられるとともに、前記ボールねじナットの移動速度より遅い速度で移動する中間サポートであって、前記ねじ軸のボール溝にボールを介して螺合され且つリード角が0°又はその近傍の値に設定されたボール溝を有するサポート用ナットと、該サポート用ナットを前記ねじ軸と平行に案内する案内機構と、該案内機構及び前記サポート用ナット間に介挿されたクラッチ機構とを備え、前記サポート用ナットのボールは、前記ねじ軸に形成された前記ボールねじナットが螺合するボールねじ溝とは異なるボールねじ溝に螺合され、前記案内機構は、前記サポート用ナットを回動可能に配設した円筒状のナットハウジングと、該ナットハウジングの両端に夫々固定された位置規制板とを少なくとも有して構成され、前記クラッチ機構は、前記サポート用ナットの前記位置規制板との対向面に軸芯を中心とする同一円上に所定間隔を保って形成された係合凹部と、該係合凹部に対向して前記位置規制板側に形成された貫通孔内に配設された弾性体によって当該係合凹部側に付勢されたボールと、前記貫通孔の前記サポート用ナットとは反対側の端面に螺合された押ねじとで構成されていることを特徴とする。   The intermediate support of the ball screw device according to claim 2 corresponds to the screw shaft having a spiral ball groove on the outer peripheral surface and the ball groove of the screw shaft on the inner peripheral surface loosely fitted to the screw shaft. A ball screw nut having a ball groove; and a plurality of balls fitted in a rollable manner between the both ball grooves, and the ball is guided and circulated by a ball circulation component fitted to the ball screw nut. An intermediate support that is attached to the screw shaft of the ball screw device and moves at a speed slower than the moving speed of the ball screw nut, screwed into the ball groove of the screw shaft via a ball, and having a lead angle. A support nut having a ball groove set to 0 ° or a value close thereto, a guide mechanism for guiding the support nut in parallel with the screw shaft, the guide mechanism, and the support nut. The support nut ball is screwed into a ball screw groove different from a ball screw groove into which the ball screw nut formed on the screw shaft is screwed, The guide mechanism includes at least a cylindrical nut housing in which the support nut is rotatably disposed, and position restriction plates fixed to both ends of the nut housing, respectively, and the clutch mechanism includes: An engagement recess formed on the surface of the support nut facing the position restriction plate on the same circle centered on the shaft center at a predetermined interval, and the position restriction plate side facing the engagement recess A ball urged toward the engaging recess by an elastic body disposed in the through hole formed in the through hole, and a push screw screwed to the end surface of the through hole opposite to the support nut It consists of And features.

ここで、ねじ軸のボールねじ溝は、多条ねじ溝に形成し、このうちの少なくとも1条のねじ溝にサポート用ナットのボールを螺合させ、残りのねじ溝にボールねじナットのボールを螺合させることが好ましい。   Here, the ball screw groove of the screw shaft is formed as a multi-thread thread groove, and the ball of the support nut is screwed into at least one of the thread grooves, and the ball screw nut ball is inserted into the remaining thread groove. Screwing is preferable.

請求項1に係る発明によれば、ねじのボール溝にボールを介して螺合されたサポート用ナットと、該サポート用ナットをねじ軸と平行に案内する案内機構との間にクラッチ機構を介挿したので、クラッチ機構を締結状態とすることにより、サポート用ナットと案内機構とを一体化させてねじ軸の回転に伴ってサポート用ナットを移動させ、非締結状態とすることにより、サポート用ナットを空転させて、サポート用ナットの移動を停止させることができ、サポート用ナットの位置調整を自在に行うことができるとともに、サポート用ナットの移動が規制されたときに、係合凹部とこれに係合する弾性体で押圧されているボールとの係合状態を離脱して、ねじ軸に過大な負荷を与えることを確実に防止することができるという効果が得られる。
また、請求項2に係る発明によれば、請求項1に係る発明の効果に加え、サポート用ナットのボールは、前記ねじ軸に形成された前記ボールねじナットが螺合するボールねじ溝とは異なるボールねじ溝に螺合されているので、サポート用ナットのボールによるボールねじナットのねじ溝の磨耗を確実に防止することができ、ねじ軸の寿命を長期化させることができる共に、サポート用ナットに最適なねじ溝設計を行うことができるという効果が得られる。
According to the first aspect of the present invention, the clutch nut is interposed between the support nut screwed into the ball groove of the screw via the ball and the guide mechanism for guiding the support nut parallel to the screw shaft. Since it is inserted, the support nut and the guide mechanism are integrated by moving the clutch mechanism to the engaged state, and the support nut is moved along with the rotation of the screw shaft, and the support nut is moved to the non-engaged state. The nut can be idled to stop the movement of the support nut, the position of the support nut can be adjusted freely, and when the movement of the support nut is restricted, the engagement recess and this It is possible to reliably prevent an excessive load from being applied to the screw shaft by releasing the engaged state with the ball pressed by the elastic body engaged with the screw shaft.
Further, according to the invention of claim 2, in addition to the effect of the invention of claim 1, the ball of the support nut is a ball screw groove into which the ball screw nut formed on the screw shaft is screwed. Since it is screwed into different ball screw grooves, it is possible to reliably prevent the wear of the ball screw nut thread groove due to the ball of the support nut, and to prolong the life of the screw shaft. The effect that the optimal groove design for the nut can be performed is obtained.

本発明の第1の実施の形態であるボールねじ装置の中間サポートを直動案内装置に使用した例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example which used the intermediate support of the ball screw apparatus which is the 1st Embodiment of this invention for the linear motion guide apparatus. 中間サポートのクラッチ機構を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the clutch mechanism of an intermediate | middle support. サポート用ボールねじナットの側面図である。It is a side view of the ball screw nut for support. 図2の左側面図である。FIG. 3 is a left side view of FIG. 2. サポート用ボールねじナットの軸方向の移動速度を求める式の説明に用いる説明図である。It is explanatory drawing used for description of the formula which calculates | requires the moving speed of the axial direction of the ball screw nut for support. 中間サポートの動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of an intermediate | middle support. 第1の実施形態の動作の説明に供する図1と同様の概略図である。FIG. 2 is a schematic view similar to FIG. 1 for explaining the operation of the first embodiment. 本発明の第2の実施形態であるボールねじ装置の中間サポートを直動案内装置に使用した例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the example which used the intermediate support of the ball screw apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention for a linear motion guide apparatus. 第2の実施形態における中間サポートの断面図である。It is sectional drawing of the intermediate support in 2nd Embodiment. 図9の左側面図である。FIG. 10 is a left side view of FIG. 9. 第2の実施形態における動作の説明に供する図8と同様の概略構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 8 for explaining an operation in the second embodiment. 第2の実施形態における制御装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the control apparatus in 2nd Embodiment. 本発明の第3の実施形態を示す中間サポートの断面図である。It is sectional drawing of the intermediate support which shows the 3rd Embodiment of this invention. 第3の実施形態に適用し得るサポート用ボールねじナットのボール溝とねじ軸のボール溝との間に介在されるボールがサポート用ボールねじナットのボール溝側で1点、ねじ軸のボール溝側で2点で接触している状態を説明するための説明図である。The ball interposed between the ball groove of the support ball screw nut and the ball groove of the screw shaft applicable to the third embodiment is one point on the ball groove side of the support ball screw nut, and the ball groove of the screw shaft. It is explanatory drawing for demonstrating the state which is contacting in 2 points | pieces by the side.

以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の一例であるボールねじ装置の中間サポートを直動案内装置に使用した例を示す概略図、図2は中間サポートのクラッチ機構を拡大して示す断面図、図3はサポート用ボールねじナットの側面図、図4は図2の左側面図、図5はサポート用ボールねじナットの軸方向の移動速度を求める式の説明に用いる説明図、図6は中間サポートの動作を説明するための説明図である。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an example in which an intermediate support of a ball screw device as an example of an embodiment of the present invention is used in a linear motion guide device, and FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a clutch mechanism of the intermediate support. 3 is a side view of the support ball screw nut, FIG. 4 is a left side view of FIG. 2, FIG. 5 is an explanatory view used to explain an equation for determining the moving speed of the support ball screw nut in the axial direction, and FIG. It is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of.

まず、説明の便宜上、直動案内装置から先に説明すると、図1において符号1はボールねじ装置の比較的長尺なねじ軸であり、このねじ軸1は外周面に螺旋状のボール溝(2条ねじ)2を有している。ねじ軸1には、内周面にねじ軸1のボール溝2に対応するボール溝(図示せず。)を有するボールねじナット3が遊嵌されている。ねじ軸1のボール溝2とボールねじナット3のボール溝との間には多数のボール(図示せず。)が転動可能に嵌合されており、該ボールはボールねじナット3に嵌合されたボール循環部品(図示せず。)に案内されて循環するようになっている。   First, for the convenience of explanation, the linear motion guide device will be described first. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a relatively long screw shaft of the ball screw device, and the screw shaft 1 has a spiral ball groove ( 2 thread 2). A ball screw nut 3 having a ball groove (not shown) corresponding to the ball groove 2 of the screw shaft 1 is loosely fitted to the screw shaft 1 on the inner peripheral surface. A large number of balls (not shown) are fitted between the ball groove 2 of the screw shaft 1 and the ball groove of the ball screw nut 3 so as to be able to roll, and the balls are fitted to the ball screw nut 3. It is guided and circulated by a ball circulation part (not shown).

ねじ軸1の両端部はベッド4に取り付けられた二個の軸受ハウジング5a,5b内の支持軸受(図示せず。)によって回転自在に支持されるとともに、一方(左方)の軸端はカップリング6を介してステップモータ等で構成される回転駆動装置7に連結されている。また、ボールねじナット3は、ナットハウジング8内に嵌合され、このナットハウジング8の下部が例えばリニアガイドで構成される送り案内9によってねじ軸1の円周方向の回転が規制された状態で左右方向に案内され、また、ナットハウジング8の上部にテーブル10が取り付けられている。   Both ends of the screw shaft 1 are rotatably supported by support bearings (not shown) in two bearing housings 5a and 5b attached to the bed 4, and one (left) shaft end is a cup. It is connected via a ring 6 to a rotary drive device 7 constituted by a step motor or the like. Further, the ball screw nut 3 is fitted in the nut housing 8, and the rotation of the screw shaft 1 in the circumferential direction is regulated by a feed guide 9 in which the lower portion of the nut housing 8 is constituted by a linear guide, for example. Guided in the left-right direction, and a table 10 is attached to the top of the nut housing 8.

次に、本発明の実施の形態の一例である中間サポートについて説明する。この中間サポートは、ボールねじナット3の軸方向の両側位置でねじ軸1のボール溝2にボール21(図2参照)を介して螺合された一対のサポート用ボールねじナット20a,20bを備える。サポート用ボールねじナット20a,20bは共に構成が同一であるので、図2〜図4を参照して、サポート用ボールねじナット20aについて説明する。   Next, an intermediate support that is an example of an embodiment of the present invention will be described. The intermediate support includes a pair of support ball screw nuts 20a and 20b screwed into the ball groove 2 of the screw shaft 1 via balls 21 (see FIG. 2) at both axial positions of the ball screw nut 3. . Since the support ball screw nuts 20a and 20b have the same configuration, the support ball screw nut 20a will be described with reference to FIGS.

サポート用ボールねじナット20aのボール溝22は、全周溝、即ち、リード角が“0°”とされて軸方向に複数箇所(ここでは4か所)設けられており、ねじピッチはボール21が多く入るように適当な最小ピッチ(この実施の形態では、ねじ軸1のボール溝2のねじピッチの1/2)とされている。また、サポート用ボールねじナット20aの内径面とねじ軸1の外径面との間には、樹脂や真鍮等からなる円筒状のリテーナ23が介設されている。   The ball groove 22 of the support ball screw nut 20a has a circumferential groove, that is, a lead angle of “0 °” and is provided in a plurality of locations (here, four locations) in the axial direction. Is set to an appropriate minimum pitch (in this embodiment, 1/2 of the thread pitch of the ball groove 2 of the screw shaft 1). A cylindrical retainer 23 made of resin, brass, or the like is interposed between the inner diameter surface of the support ball screw nut 20a and the outer diameter surface of the screw shaft 1.

リテーナ23には、ねじ軸1のボール溝2が2条ねじで、且つ、サポート用ボールねじナット20aのボール溝22のねじピッチがねじ軸1のボール溝2のねじピッチの1/2の場合において、周方向に互いに180°離間配置された二個の穴24が形成されており、該二個の穴24は軸方向に交互に位相を90°をずらしながらボール溝22のねじピッチに対応して4か所配置されている。穴24はボール溝22とボール溝2との間に挟まれたボール21を転動可能に保持するためのものであり、公知の無循環ボールねじ装置に用いられるものと同様のものである。   In the retainer 23, the ball groove 2 of the screw shaft 1 is a double thread, and the screw pitch of the ball groove 22 of the support ball screw nut 20a is 1/2 of the screw pitch of the ball groove 2 of the screw shaft 1. , Two holes 24 are formed that are spaced apart from each other by 180 ° in the circumferential direction, and the two holes 24 correspond to the thread pitch of the ball groove 22 while shifting the phase by 90 ° alternately in the axial direction. And four places are arranged. The hole 24 is for holding the ball 21 sandwiched between the ball groove 22 and the ball groove 2 in a rollable manner, and is the same as that used in a known non-circulating ball screw device.

かかる構成のサポート用ボールねじナット20aは円筒状のナットハウジング25の内周面に回動可能に配設されており、このナットハウジング25の両端に夫々ボルト締めされた位置規制板26及び27によって軸方向の移動が規制されている。また、ナットハウジング25が前述した送り案内9によって案内される移動体28の中心部に遊嵌され、位置規制板26が移動体28にボルト締めされている。   The support ball screw nut 20a having such a configuration is rotatably disposed on the inner peripheral surface of a cylindrical nut housing 25, and is provided by position restricting plates 26 and 27 that are bolted to both ends of the nut housing 25, respectively. Axial movement is restricted. Further, the nut housing 25 is loosely fitted in the center of the moving body 28 guided by the feed guide 9 described above, and the position restricting plate 26 is bolted to the moving body 28.

ここで、この実施の形態では、送り案内9、ナットハウジング25、位置規制板26,27及び移動体28で案内機構が構成されている。そして、位置規制板26とこれに対向するサポート用ボールねじナット20aとの間にクラッチ機構30が配設されている。このクラッチ機構30は、図3に示すように、サポート用ボールねじナット20aの位置規制板26との対向面に軸芯を中心とする同一円上に所定間隔を保って形成された多数の円錐状の係合凹部31と、図2及び図4に示すように、各係合凹部31に対向する位置規制板26側に形成された貫通孔32内に配設されたコイルスプリング33によって係合凹部31側に付勢されたボール34と、貫通孔32のサポート用ボールねじナット20aとは反対側の端面に螺合されたスプリング33の弾性力を調整する押ねじ35とで構成されている。   Here, in this embodiment, the feed guide 9, the nut housing 25, the position regulating plates 26 and 27, and the moving body 28 constitute a guide mechanism. A clutch mechanism 30 is disposed between the position restricting plate 26 and the support ball screw nut 20a facing the position restricting plate 26. As shown in FIG. 3, the clutch mechanism 30 has a large number of cones formed on the same surface centering on the shaft center at predetermined intervals on the surface of the support ball screw nut 20a facing the position restricting plate 26. As shown in FIGS. 2 and 4, the engaging recess 31 is engaged by a coil spring 33 disposed in a through hole 32 formed on the position regulating plate 26 side facing each engaging recess 31. The ball 34 is urged toward the concave portion 31 side, and a push screw 35 that adjusts the elastic force of the spring 33 screwed to the end surface of the through hole 32 opposite to the support ball screw nut 20a. .

次に、ねじ軸1の回転速度とサポート用ボールねじナット20a,20bの軸方向の移動速度との関係について図5及び図6を伴って説明する。ここで、Ni:ねじ軸の回転速度(rpm)、Nc:ボールの公転(ねじ軸周り)速度(rpm)、Nr:ボールの自転速度(rpm)、l :ねじ軸のリード(mm)、α1 :ねじ軸側のボール溝軌道面でのボールの接触角(°)、α2 :サポート用ボールねじナット側のボール溝軌道面でのボールの接触角(°)、dm:B.C.D(鋼球の中心円径)(mm)、Da:ボール径(mm)とすると、ねじ軸が回転速度Niで回転した場合に、ねじ軸側ボール溝軌道面上A点(図5参照)の単位時間当たりの軸方向の移動距離LiS は、
LiS =[{π(dm−Da cosα1 )}2 +l21/2 ・Ni …(1)
ねじ軸側ボール溝軌道面上A点でのボールの自転によるボールの単位時間当たりの軸方向の移動距離LrS は、
LrS =πDa cosα1Nr …(2)
ねじ軸側ボール溝軌道面上A点でのボールの公転によるボールの単位時間当たりの軸方向の移動距離LcS は、
LcS =[{π(dm−Da cosα1 )}2 +l21/2 ・Nc …(3)
サポート用ボールねじナット側ボール溝軌道面上B点でのボールの自転によるボールの単位時間当たりの軸方向の移動距離Lrn は、
Lrn =πDa cosα2Nr …(4)
サポート用ボールねじナット側ボール溝軌道面上B点でのボールの公転によるボールの単位時間当たりの軸方向の移動距離Lcn は、
Lcn =[{π(dm+Da cosα2 )}2 +l21/2 ・ Nc …(5)
となる。
Next, the relationship between the rotational speed of the screw shaft 1 and the axial movement speed of the support ball screw nuts 20a and 20b will be described with reference to FIGS. Here, Ni: rotational speed of the screw shaft (rpm), Nc: ball revolution (around the screw shaft) speed (rpm), Nr: ball rotation speed (rpm), l: screw shaft lead (mm), α 1 : Ball contact angle on the ball groove raceway surface on the screw shaft side (°), α 2 : Ball contact angle on the ball groove raceway surface on the support ball screw nut side (°), dm: B. C. When D (center diameter of the steel ball) (mm) and Da: ball diameter (mm), when the screw shaft rotates at the rotation speed Ni, point A on the ball groove raceway surface of the screw shaft side (see FIG. 5) The axial travel distance Li S per unit time of
Li S = [{π (dm−Da cosα 1 )} 2 + l 2 ] 1/2 · Ni (1)
The movement distance Lr S in the axial direction of the ball per unit time due to the rotation of the ball at point A on the ball groove raceway surface on the screw shaft side is:
Lr S = πDa cosα 1 Nr (2)
The axial movement distance Lc S per unit time of the ball due to the revolution of the ball at the point A on the ball groove raceway surface on the screw shaft side is:
Lc S = [{π (dm−Da cos α 1 )} 2 + l 2 ] 1/2 · Nc (3)
Ball travel distance Lr n per unit time due to the rotation of the ball at point B on the ball groove raceway surface on the ball screw nut side for support is
Lr n = πDa cosα 2 Nr (4)
Moving distance Lc n axial per unit of ball time by the revolution of the ball on the support for the ball screw nut-side ball on the groove track surface point B,
Lc n = [{π (dm + Da cosα 2 )} 2 + l 2 ] 1/2 · Nc (5)
It becomes.

ここで、サポート用ボールねじナットが固定で、ねじ軸が回転してボールが転がり運動する場合、ボールとねじ軸が転がり運動するため、接触点Aでのボールとねじ軸の軸方向の移動速度は同じであり、ボールとねじ軸は軸方向に同じ距離だけ進むことになる。従って、ねじ軸側ボール溝軌道面上A点の軸方向の移動距離LiS は、ボールの自転による移動距離LrS とボールの公転による移動距離LcSとの和(LiS =LrS +LcS )になり、次式で表される。
[{π(dm−Da cosα1 )}2 +l21/2 ・ Ni
=πDa cosα1Nr +[{π(dm−Da cosα1 )}2 +l21/2 ・Nc…(6)
Here, when the ball screw nut for support is fixed and the screw shaft rotates and the ball rolls, the ball and the screw shaft roll, so the moving speed of the ball and the screw shaft in the axial direction at the contact point A Are the same and the ball and screw shaft will travel the same distance in the axial direction. Accordingly, the axial movement distance Li S of the point A on the ball groove raceway surface on the screw shaft side is the sum of the movement distance Lr S due to the ball rotation and the movement distance Lc S due to the ball revolution (Li S = Lr S + Lc S ) And is represented by the following equation.
[{Π (dm−Da cosα 1 )} 2 + l 2 ] 1/2 · Ni
= ΠDa cosα 1 Nr + [{π (dm−Da cosα 1 )} 2 + l 2 ] 1/2 · Nc (6)

一方、サポート用ボールねじナットは固定されているので、サポート用ボールねじナット側ボール溝軌道面上B点の軸方向の移動距離は0となり、また、ボールの接触点Bは、ねじ軸側の接触点Aと同様に考えられるがボールの自転と公転の方向が逆なので0=−Lrn +Lcn となり、次式のように表される。
0=−πDa cosα2Nr +[{π(dm+Da cosα2 )}2 +l21/2 ・Nc…(7)
(6)式、(7)式より、ボールの公転速度Nc及び自転速度Nrはそれぞれ次式で表される。
Nc= cosα2 [{π(dm−Da cosα1 )}2 +l21/2 ・Ni/〔 cosα1 [{π(dm+Da cosα2 )}2 +l21/2 + cosα2 [{π(dm−Da cosα1 )}2 +l21/2 〕 …(8)
Nr=〔[{π(dm+Da cosα2 )}2 +l21/2 ・Nc〕・Ni/πDa cosα2 …(9)
サポート用ボールねじナットが固定で、ねじ軸が回転してサポート用ボールねじナット側のボール溝のリード角が“0°”の場合、サポート用ボールねじナットの軸方向の移動距離はボールの軸方向の移動距離と同じであるから、サポート用ボールねじナットの軸方向の移動速度vは、次式のように表される。
v= cosα2 [{π(dm−Da cosα1 )}2 +l21/2 ・Ni・l /〔 cosα1 [{π(dm+Da cosα2 )}2 +l21/2 + cosα2 [{π(dm−Da cosα1 )}2 +l21/2 〕 …(10)
On the other hand, since the support ball screw nut is fixed, the axial movement distance of the point B on the ball groove raceway surface on the support ball screw nut side is zero, and the contact point B of the ball is on the screw shaft side. considered like the contact point a is so reverse the direction of the revolution and rotation of the ball 0 = -Lr n + Lc n next, is expressed by the following equation.
0 = −πDa cosα 2 Nr + [{π (dm + Da cosα 2 )} 2 + l 2 ] 1/2 · Nc (7)
From the equations (6) and (7), the ball revolution speed Nc and the rotation speed Nr are respectively expressed by the following equations.
Nc = cosα 2 [{π (dm−Da cosα 1 )} 2 + l 2 ] 1/2 · Ni / [cosα 1 [{π (dm + Da cosα 2 )} 2 + l 2 ] 1/2 + cosα 2 [{π (Dm−Da cos α 1 )} 2 + l 2 ] 1/2 ] (8)
Nr = [[{π (dm + Da cosα 2 )} 2 + l 2 ] 1/2 · Nc] · Ni / πDa cosα 2 (9)
When the support ball screw nut is fixed and the screw shaft rotates and the lead angle of the ball groove on the support ball screw nut side is “0 °”, the axial movement distance of the support ball screw nut is the ball axis. Since it is the same as the moving distance in the direction, the moving speed v in the axial direction of the support ball screw nut is expressed by the following equation.
v = cosα 2 [{π (dm−Da cosα 1 )} 2 + l 2 ] 1/2 · Ni · l / [cosα 1 [{π (dm + Da cosα 2 )} 2 + l 2 ] 1/2 + cosα 2 [ {Π (dm−Da cosα 1 )} 2 + l 2 ] 1/2 ] (10)

ここで、図1に示すように、直動案内装置にサポート用ボールねじナット20a,20bを用いて、dm:26mm、l :50mm、Da:3.9688mmとすると共に、ねじ軸1側のボール溝2及びサポート用ボールねじナット20a,20b側のボール溝22を共にゴシックアーチ形状としてボール21がボール溝2側で2点、ボール溝22側で2点(合計4点)で接触するようにし、α1 :45°、α2 :45°とした場合に、ボールねじナット3の軸方向の移動速度はNi・l になるのに対して、サポート用ボールねじナット20a,20bの軸方向の移動速度vは(10)式より0.46Ni・l となる。つまり、ねじ軸1が一回転した場合に、ボールねじナット3は軸方向に1リード分だけ進むのに対し、サポート用ボールねじナット20a,20bはボールねじナット3の移動距離の略1/2だけ軸方向に進むことになる。 Here, as shown in FIG. 1, the ball guide nuts 20a and 20b are used for the linear motion guide device so that dm: 26 mm, l: 50 mm, Da: 3.9688 mm, and the ball on the screw shaft 1 side. Both the groove 2 and the ball groove 22 on the support ball screw nuts 20a, 20b side are formed in a Gothic arch shape so that the ball 21 contacts at two points on the ball groove 2 side and at two points on the ball groove 22 side (four points in total). , Α 1 : 45 °, α 2 : 45 °, the moving speed of the ball screw nut 3 in the axial direction is Ni · l, whereas the axial speed of the supporting ball screw nuts 20a and 20b is The moving speed v is 0.46 Ni · l from the equation (10). That is, when the screw shaft 1 makes one rotation, the ball screw nut 3 advances by one lead in the axial direction, whereas the support ball screw nuts 20a and 20b are approximately ½ of the moving distance of the ball screw nut 3. Will only proceed in the axial direction.

次に、図6を参照して、中間サポートの動作について説明する。まず、組立時において、ねじ軸1のボール溝2に螺合される一対のサポート用ボールねじナット20a,20bの内の一方のすべりねじナット20aをボールねじナット3と軸受ハウジング5aとの間の略中央に位置させると共に、他方のサポート用ボールねじナット20bをボールねじナット3と軸受ハウジング5bとの間の略中央に位置させる。   Next, the operation of the intermediate support will be described with reference to FIG. First, at the time of assembly, one sliding screw nut 20a of the pair of support ball screw nuts 20a and 20b screwed into the ball groove 2 of the screw shaft 1 is inserted between the ball screw nut 3 and the bearing housing 5a. The other support ball screw nut 20b is positioned at the approximate center between the ball screw nut 3 and the bearing housing 5b.

この場合のサポート用ボールねじナット20a及び20bの位置調整は、ねじ軸1を回転停止させた状態で、位置規制板26の押しねじ35を緩めてボール34の係合凹部31への押圧力を小さくしておき、この状態で、移動体28を軸方向に移動させることにより、サポート用ボールねじナット20a及び20bをねじ軸1の周囲で空転させて、所定位置に位置調整し、その後、ボール34を係合凹部31に係合させた状態で、押しねじ35を締めつけてスプリング33の弾性力を調整することにより、移動体28の移動が規制されたときにサポート用ボールねじナット20a又は20bが空転を開始する回転トルクを調整する。   In this case, the adjustment of the positions of the support ball screw nuts 20a and 20b is performed by loosening the push screw 35 of the position restricting plate 26 and rotating the screw shaft 1 in a state where the rotation of the screw shaft 1 is stopped. In this state, by moving the moving body 28 in the axial direction, the support ball screw nuts 20a and 20b are idled around the screw shaft 1 and adjusted to a predetermined position. When the movement of the movable body 28 is restricted by tightening the push screw 35 and adjusting the elastic force of the spring 33 in a state in which the engagement recess 34 is engaged with the engagement recess 31, the support ball screw nut 20a or 20b is controlled. Adjusts the rotational torque at which starts spinning.

そして、この状態で回転駆動装置7でねじ軸1を回転させると、ボールねじナット3がリニアガイド装置10に案内されつつねじ軸1に沿って移動するとともに、サポート用ボールねじナット20a,20bが送り案内9に案内されつつねじ軸1に沿ってボールねじナット3と同一方向に移動する。この時、サポート用ボールねじナット20a,20bの移動速度v は上述したようにボールねじナット3の略1/2となるため、ボールねじナット3の軸方向の位置にかかわらず、サポート用ボールねじナット20aは常にボールねじナット3と軸受ハウジング5aとの間の略中央に位置すると共に、サポート用ボールねじナット20bが常にボールねじナット3と軸受ハウジング5bとの間の略中央に位置することになる(図6において、L1 :L2 ≒1:1、L3 :L4 ≒1:1)。 When the screw shaft 1 is rotated by the rotary drive device 7 in this state, the ball screw nut 3 moves along the screw shaft 1 while being guided by the linear guide device 10, and the support ball screw nuts 20a and 20b are moved. It moves along the screw shaft 1 in the same direction as the ball screw nut 3 while being guided by the feed guide 9. At this time, the moving speed v of the support ball screw nuts 20a and 20b is approximately ½ of that of the ball screw nut 3 as described above, and therefore the support ball screw is independent of the position of the ball screw nut 3 in the axial direction. The nut 20a is always positioned approximately at the center between the ball screw nut 3 and the bearing housing 5a, and the support ball screw nut 20b is always positioned approximately at the center between the ball screw nut 3 and the bearing housing 5b. (In FIG. 6, L 1 : L 2 ≈1: 1 and L 3 : L 4 ≈1: 1).

これにより、図6に示すように、ボールねじナット3が軸受ハウジング5a側に移動するにつれてサポート用ボールねじナット20aと軸受ハウジング5aとの間の距離(支持スパン)が短縮されるとともに、サポート用ボールねじナット20bと軸受ハウジング5aとの間の距離(支持スパン)が短縮され、この結果、危険速度を安全側の高い回転域にすることができると共に、ねじ軸1が多点で支持されることによってねじ軸1の自重たわみを減少させることができる。   As a result, as shown in FIG. 6, the distance (support span) between the support ball screw nut 20a and the bearing housing 5a is shortened as the ball screw nut 3 moves toward the bearing housing 5a, and the support The distance (support span) between the ball screw nut 20b and the bearing housing 5a is shortened. As a result, the dangerous speed can be set to a safe rotation range and the screw shaft 1 is supported at multiple points. As a result, the self-weight deflection of the screw shaft 1 can be reduced.

また、サポート用ボールねじナット20aを常にボールねじナット3と軸受ハウジング5aとの間の略中央に位置させると共に、サポート用ボールねじナット20bを常にボールねじナット3と軸受ハウジング5bとの間の略中央に位置させることができることから、サポート用ボールねじナット20a,20bがボールねじナット3や軸受ハウジング5a,5bに干渉するまでのボールねじナット3の軸方向の移動量を大きくとることができ、この結果、テーブルストロークが長いNC制御の平面研削盤などに好適なものとすることができる。   In addition, the support ball screw nut 20a is always positioned approximately at the center between the ball screw nut 3 and the bearing housing 5a, and the support ball screw nut 20b is always positioned approximately between the ball screw nut 3 and the bearing housing 5b. Since it can be located in the center, the axial movement amount of the ball screw nut 3 until the support ball screw nuts 20a and 20b interfere with the ball screw nut 3 and the bearing housings 5a and 5b can be increased. As a result, it can be made suitable for an NC-controlled surface grinder with a long table stroke.

更に、ねじ軸1のボール溝2にサポート用ボールねじナット20a,20bを螺合するだけでよいため、簡単な構造で且つ低コストで効果的な制振を行うことができる中間サポートシステムを提供することができる。このように、ねじ軸1の回転に伴ってボールねじナット3の移動速度の半分の速度でサポート用ボールねじナット20a及び20bが移動することになるが、この移動は転動体、ねじ軸及びナット間の摩擦により行われているので、移動時には必ず滑りが発生する。
この滑りは、溝形状、移動速度、移動加速度、固定しているテーブルの摩擦抵抗等の影響を受ける。このため、長時間ボールねじナット3を移動していると、サポート用ボールねじナットの位置にずれを生じる。このため、サポート用ボールねじナット20aが例えばボールねじナット3と軸受ハウジング5aとの間の中央より左側に位置ずれを生じている場合には、ボールねじナット3が左端側に移動したときに、その移動許容範囲内であっても、図7に示すように、サポート用ボールねじナット20aの軸方向位置規制を行っている位置規制板26を固定しているボルト頭部が軸受ハウジング5aに当接する場合が発生する。
この状態となると、サポート用ボールねじナット20aの左方への移動が軸受ハウジング5aによって阻止されるので、ねじ軸1の回転が継続されると、サポート用ボールねじナット20aに回転トルクが伝達されることになり、この回転トルクがクラッチ機構30のスプリング33の弾性力で設定された許容回転トルク以上となると、ボール34が係合凹部31から左方に押し出され、サポート用ボールねじナット20aがナットハウジング25に対して空転状態となり、ねじ軸1に過大な負荷が掛かることを防止することができる。
Furthermore, since it is only necessary to screw the ball screw nuts 20a and 20b for support into the ball groove 2 of the screw shaft 1, an intermediate support system is provided that can perform effective vibration suppression with a simple structure and low cost. can do. As described above, the support ball screw nuts 20a and 20b move at half the moving speed of the ball screw nut 3 with the rotation of the screw shaft 1, and this movement is caused by the rolling elements, the screw shaft and the nut. Since it is performed by friction between the two, slippage always occurs during movement.
This slip is affected by the groove shape, the moving speed, the moving acceleration, the frictional resistance of the fixed table, and the like. For this reason, if the ball screw nut 3 is moved for a long time, the position of the support ball screw nut is displaced. For this reason, when the ball screw nut 20a for support has shifted to the left from the center between the ball screw nut 3 and the bearing housing 5a, for example, when the ball screw nut 3 moves to the left end side, Even within the allowable movement range, as shown in FIG. 7, the bolt head fixing the position restricting plate 26 that restricts the axial position of the support ball screw nut 20a contacts the bearing housing 5a. The case where it touches occurs.
In this state, the leftward movement of the support ball screw nut 20a is prevented by the bearing housing 5a. Therefore, when the rotation of the screw shaft 1 is continued, rotational torque is transmitted to the support ball screw nut 20a. Therefore, when this rotational torque exceeds the allowable rotational torque set by the elastic force of the spring 33 of the clutch mechanism 30, the ball 34 is pushed leftward from the engaging recess 31, and the support ball screw nut 20a is It is possible to prevent the screw housing 1 from being overloaded due to the idling state with respect to the nut housing 25.

同様に、サポート用ボールネジナット20bがボールねじナット3と軸受ハウジング5bとの中間より右側に位置ずれを生じて、サポート用ボールねじナット20bが軸受ハウジング5bに当接して場合にも、サポート用ボールねじナット20bが空転して、ネジ軸1に過大な負荷が掛かることを防止することができる。   Similarly, when the support ball screw nut 20b is displaced to the right side from the middle between the ball screw nut 3 and the bearing housing 5b, the support ball screw nut 20b comes into contact with the bearing housing 5b. It is possible to prevent the screw nut 20b from idling and applying an excessive load to the screw shaft 1.

さらに、サポート用ボールねじナット20a又は20bがボールねじナット3側に位置ずれを生じて、ボールねじナット3と干渉する場合にも、サポート用ボールねじナット20a又は20bが空転してねじ軸1に過大な負荷が掛かることを防止することができる。
このように、サポート用ボールねじナット20a及び/又は20bに位置ずれを生じた場合には、前述したと同様に押しねじ35を緩めてスプリング33の弾性力を低下させることにより、サポート用ボールねじナット20a及び/又は20bを容易に空転させて、位置ずれを補正することができ、押しねじ35を緩めなくてもスプリング33の弾性力で設定される回転トルク以上の回転トルクを発生するように移動体28を移動させることにより、位置ずれを補正することができる。
Further, when the support ball screw nut 20a or 20b is displaced on the ball screw nut 3 side and interferes with the ball screw nut 3, the support ball screw nut 20a or 20b is idled to the screw shaft 1. An excessive load can be prevented.
As described above, when the support ball screw nut 20a and / or 20b is displaced, the support ball screw is lowered by loosening the push screw 35 and reducing the elastic force of the spring 33 in the same manner as described above. The nut 20a and / or 20b can be easily idled to correct the displacement, and a rotational torque greater than the rotational torque set by the elastic force of the spring 33 can be generated without loosening the push screw 35. The displacement can be corrected by moving the moving body 28.

なお、上記第1の実施形態においては、ボール34をコイルスプリング33で押圧する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、板バネ等の他のスプリングを適用することができる他、ゴム等の他の弾性体を適用するようにしてもよい。また、上記第1の実施形態においては、係合凹部31とボール34とを係合させる場合について説明したが、これに限らず、係合凹部31及びボール34を省略してこれらに代えて摩擦板をスプリングでサポート用ボールねじナット20a及び20bの端面に接触させるようにしてもよい。   In addition, in the said 1st Embodiment, although the case where the ball | bowl 34 was pressed with the coil spring 33 was demonstrated, it is not limited to this, Other springs, such as a leaf | plate spring, can be applied, You may make it apply other elastic bodies, such as rubber | gum. In the first embodiment, the case where the engagement recess 31 and the ball 34 are engaged has been described. However, the present invention is not limited to this, and the engagement recess 31 and the ball 34 are omitted to replace the friction. The plate may be brought into contact with the end faces of the support ball screw nuts 20a and 20b with a spring.

さらに、第1の実施形態においては、スプリング33の弾性力を押しねじ35の締め付け位置によって調整する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、押しねじ35とスプリング33との間にスプリングシートを設け、このスプリングシートの厚みを変更することにより、スプリング33の弾性力を調整するようにしてもよい。   Furthermore, in the first embodiment, the case where the elastic force of the spring 33 is adjusted by the tightening position of the push screw 35 has been described. However, the present invention is not limited to this. A spring seat may be provided, and the elastic force of the spring 33 may be adjusted by changing the thickness of the spring seat.

次に、本発明の第2の実施形態を図8〜図11を伴って説明する。この第2の実施形態は、クラッチ機構の断続を任意に制御するようにしたものである。
すなわち、第2の実施形態では、中間サポートのクラッチ機構30を第1の実施形態における係合凹部31、スプリング33、ボール34及び押しねじ35で構成する場合に代えて、図9及び図10に示すように、位置規制板26のサポート用ボールねじナット20aとは反対側における中心を通る線上に一対のエアシリンダ40,41を点対称に配設し、これらエアシリンダ40,41のスプリング(図示せず)によって伸長側に付勢されたピストンロッド42の先端に形成した摩擦板43を位置規制板26に形成した貫通孔44を通じてサポート用ボールねじナット20aの端面に対向させるように構成されている。
ここで、エアシリンダ40,41にフレキシブル配管45を通じて加圧空気を供給することにより、ピストンロッド42を収縮させて摩擦板43をサポート用ボールねじナット20aの端面から離間させて非締結状態となって、サポート用ボールねじナット20aの自由な空転を許容し、この状態からエアシリンダ40,41への加圧空気の供給を遮断して排気状態とすることにより、スプリングによってピストンロッド42が伸長して摩擦板43がサポート用ボールねじナット20aの端面に圧接する締結状態となって、サポート用ボールねじナット20aをナットハウジング25に対して一体に固定する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the on / off state of the clutch mechanism is arbitrarily controlled.
That is, in the second embodiment, instead of the case where the intermediate support clutch mechanism 30 is configured by the engagement recess 31, the spring 33, the ball 34, and the set screw 35 in the first embodiment, FIG. 9 and FIG. As shown, a pair of air cylinders 40 and 41 are arranged symmetrically on a line passing through the center of the position restricting plate 26 opposite to the support ball screw nut 20a, and springs (see FIG. The friction plate 43 formed at the tip of the piston rod 42 urged to the extension side by a notch) is configured to face the end surface of the support ball screw nut 20a through the through hole 44 formed in the position restricting plate 26. Yes.
Here, by supplying pressurized air to the air cylinders 40 and 41 through the flexible pipe 45, the piston rod 42 is contracted, and the friction plate 43 is separated from the end surface of the support ball screw nut 20a to be in an unfastened state. In this state, the free rotation of the support ball screw nut 20a is allowed, and from this state, the supply of pressurized air to the air cylinders 40 and 41 is cut off to the exhaust state, whereby the piston rod 42 is extended by the spring. Thus, the friction plate 43 is brought into a fastening state in which the friction plate 43 is pressed against the end surface of the support ball screw nut 20a, and the support ball screw nut 20a is integrally fixed to the nut housing 25.

また、軸受ハウジング5aには、図8に示すように、超音波又はレーザ光を照射した時点から反射波又は反射光を受信又は受光した時点までの時間を測定することにより距離を計測する超音波測距装置又はレーザ測距装置で構成される2つの距離センサ50,51が配設され、距離センサ50でボールねじナット3に取り付けたテーブル10の左端までの距離を測定し、距離センサ51でサポート用ボールねじナット20aに取り付けたテーブル29の左端までの距離を測定する。   In addition, as shown in FIG. 8, the bearing housing 5a has ultrasonic waves that measure the distance by measuring the time from when the ultrasonic wave or laser beam is irradiated to when the reflected wave or reflected light is received or received. Two distance sensors 50 and 51 constituted by a distance measuring device or a laser distance measuring device are arranged, and the distance sensor 50 measures the distance to the left end of the table 10 attached to the ball screw nut 3. The distance to the left end of the table 29 attached to the support ball screw nut 20a is measured.

さらに、軸受ハウジング5bに距離センサ50,51と同様の距離センサ53が配設され、この距離センサ53で、サポート用ボールねじナット20bに取り付けたテーブル29の右端までの距離を測定する。
そして、各距離センサ50〜51の距離検出値が図12に示すように、制御装置55に入力され、この制御装置55で、距離センサ50で検出したボールねじナット3の距離検出値に基づいてサポート用ボールねじナット20a及び20bの目標距離La* 及びLb* を算出し、算出した目標距離La* 及びLb* と距離センサ51及び52で検出した距離検出値La及びLbとが不一致であるとき即ちサポート用ボールねじナット20a及び20bに位置ずれが発生した場合に、ねじ軸1の回転方向を加味して、目標距離La* 及びLb* と検出距離La及びLbが一致するようにサポート用ボールねじナット20a及び20bに対するエアシリンダ40,41への加圧空気の給排を行うアクチュエータ53及び54を制御するとともに、距離検出値La及びLbが予め設定した最小設定距離Lmin以下となったときに接近異常と判断してアクチュエータ53,54を加圧空気供給状態に制御してエアシリンダ40,41に対して加圧空気を供給する。
Further, a distance sensor 53 similar to the distance sensors 50 and 51 is disposed in the bearing housing 5b, and the distance sensor 53 measures the distance to the right end of the table 29 attached to the support ball screw nut 20b.
Then, the distance detection values of the distance sensors 50 to 51 are input to the control device 55 as shown in FIG. 12, and based on the distance detection values of the ball screw nut 3 detected by the distance sensor 50 by the control device 55. When the target distances La * and Lb * of the ball screw nuts 20a and 20b for support are calculated and the calculated target distances La * and Lb * and the distance detection values La and Lb detected by the distance sensors 51 and 52 are inconsistent That is, when the support ball screw nuts 20a and 20b are displaced, the support balls are adjusted so that the target distances La * and Lb * coincide with the detection distances La and Lb in consideration of the rotation direction of the screw shaft 1. While controlling the actuators 53 and 54 for supplying and discharging the pressurized air to and from the air cylinders 40 and 41 with respect to the screw nuts 20a and 20b, the distance When the output values La and Lb are equal to or less than the preset minimum set distance Lmin, it is determined that there is an approach error, and the actuators 53 and 54 are controlled to be in a pressurized air supply state so that pressurized air is applied to the air cylinders 40 and 41. Supply.

この第2の実施形態によると、常時ボールねじナット3の位置を距離センサ50で検出するとともに、サポート用ボールねじナット20a及び20bの位置を常時距離センサ51及び52で検出しており、サポート用ボールねじナット20a及び20bが位置ずれを生じることなく正規の位置にある状態では、アクチュエータ43,54が排気状態に制御されてエアシリンダ40,41から加圧空気が排気された状態に維持されるため、ピストンロッド42がスプリングの弾性力によって伸長して摩擦板43がサポート用ボールねじナット20a及び20bに圧接してクラッチ機構30が締結状態となり、サポート用ボールねじナット20a及び20bがナットハウジング25に一体に固定され、ねじ軸1の回転に応じてボールねじナット3の移動速度の半分の速度で移動する。   According to the second embodiment, the position of the ball screw nut 3 is always detected by the distance sensor 50, and the positions of the support ball screw nuts 20a and 20b are always detected by the distance sensors 51 and 52. In a state where the ball screw nuts 20a and 20b are in a normal position without causing a positional shift, the actuators 43 and 54 are controlled to be in an exhaust state, and the pressurized air is maintained in an exhaust state from the air cylinders 40 and 41. Therefore, the piston rod 42 is extended by the elastic force of the spring, the friction plate 43 is pressed against the support ball screw nuts 20a and 20b, and the clutch mechanism 30 is brought into a fastening state, and the support ball screw nuts 20a and 20b are connected to the nut housing 25. Is fixed integrally with the ball screw nut 3 according to the rotation of the screw shaft 1. Moving at half the speed of the moving speed.

この正常状態から例えばサポート用ボールねじナット20aが軸受ハウジング5a寄りとなる位置ずれが生じた場合には、ボールねじナット3が軸受ハウジング5a側に移動するようにねじ軸1が回転駆動された時に、アクチュエータ53を供給状態に制御し、エアシリンダ40に対して加圧空気を供給して、ピストンロッド42をスプリングに抗して収縮させることにより、摩擦板43とサポート用ボールねじナット20aとを離間させてクラッチ機構30を非締結状態とし、これによってサポート用ボールねじナット20aをナットハウジング25に対して空転可能とすることにより、サポート用ボールねじナット20aの移動距離を低下させ、距離センサ51で検出される距離検出値Laがボールねじナット3の距離検出値Lに基づいて算出される目標距離La* と一致した時点でアクチュエータ53を排気状態に制御してエアシリンダ40から加圧空気を排気することにより、クラッチ機構30を締結状態に復帰させ、サポート用ボールねじナット20aをボールねじナット3の移動速度の半分の移動速度で移動する正規の移動状態に復帰させる。 For example, in the case where a position shift occurs such that the support ball screw nut 20a is closer to the bearing housing 5a from this normal state, the screw shaft 1 is rotationally driven so that the ball screw nut 3 moves toward the bearing housing 5a. Then, the actuator 53 is controlled to be supplied, pressurized air is supplied to the air cylinder 40, and the piston rod 42 is contracted against the spring, whereby the friction plate 43 and the ball screw nut 20a for support are moved. By separating the clutch mechanism 30 from the non-engaged state, thereby enabling the support ball screw nut 20a to idle with respect to the nut housing 25, the moving distance of the support ball screw nut 20a is reduced, and the distance sensor 51 Is detected based on the distance detection value L of the ball screw nut 3. By exhausting pressurized air from the air cylinder 40 at the time of the match with the target distance La * calculated by controlling the actuator 53 to the exhaust state, to return the clutch mechanism 30 to the engaged state, support for the ball screw nut 20a Is returned to a normal moving state in which the ball screw nut 3 moves at a moving speed half the moving speed of the ball screw nut 3.

逆に、サポート用ボールねじナット20aがボールねじナット3寄りに位置ずれを生じたときには、ボールねじナット3が軸受ハウジング5b側に移動するようにねじ軸1が回転駆動された時に、前記と同様にアクチュエータ53を加圧供給状態に制御し、エアシリンダ40に加圧空気を供給してクラッチ機構30を非締結状態として、サポート用ボールねじナット20aをナットハウジング25に対して空転状態として、サポート用ボールねじナット20aの右方への移動速度を低下させて位置調整を行い、正規の位置に達した時点でアクチュエータ53を排気状態に制御し、エアシリンダ40から加圧空気を排気することにより、クラッチ機構30を締結状態に制御して、サポート用ボールねじナット20aを正規の移動速度に復帰させる。   Conversely, when the support ball screw nut 20a is displaced toward the ball screw nut 3, the screw shaft 1 is driven to rotate so that the ball screw nut 3 moves toward the bearing housing 5b. The actuator 53 is controlled to be in a pressurized supply state, pressurized air is supplied to the air cylinder 40 so that the clutch mechanism 30 is in a non-engaged state, and the support ball screw nut 20a is in an idle state with respect to the nut housing 25. By adjusting the position by reducing the moving speed of the ball screw nut 20a to the right, the actuator 53 is controlled to be in the exhausted state when the normal position is reached, and the compressed air is exhausted from the air cylinder 40. Then, by controlling the clutch mechanism 30 to the engaged state, the support ball screw nut 20a is returned to the normal moving speed. .

同様に、サポート用ボールねじナット20bについても位置ずれが発生した場合には、ねじ軸1が位置ずれを補正可能な回転方向となったときにクラッチ機構30を非締結状態として位置ずれを補正し、位置ずれが解消した時点でクラッチ機構30を締結状態に復帰させて、サポート用ボールねじナット20bを正規の移動速度に復帰させる。   Similarly, when a positional deviation occurs in the support ball screw nut 20b, the positional deviation is corrected by setting the clutch mechanism 30 in the non-engaged state when the screw shaft 1 is in a rotational direction in which the positional deviation can be corrected. When the positional deviation is resolved, the clutch mechanism 30 is returned to the engaged state, and the support ball screw nut 20b is returned to the normal moving speed.

さらに、サポート用ボールねじナット20a又は20bの距離検出値La又はLbが最小設定距離Lmin以下となった時にも、クラッチ機構30を非締結状態として、サポート用ボールねじナット20a又は20bをナットハウジング25に対して空転状態として、サポート用ボールねじナット20a又は20bが軸受ハウジング5a又は5bに衝接することを未然に防止することができ、ねじ軸1に過大な負荷が掛かることを防止することができる。   Further, when the distance detection value La or Lb of the support ball screw nut 20a or 20b becomes equal to or smaller than the minimum set distance Lmin, the clutch mechanism 30 is brought into the non-engaged state, and the support ball screw nut 20a or 20b is inserted into the nut housing 25. On the other hand, it is possible to prevent the support ball screw nut 20a or 20b from coming into contact with the bearing housing 5a or 5b in an idle state, and it is possible to prevent an excessive load from being applied to the screw shaft 1. .

なお、上記第2の実施形態においては、クラッチ機構30として、バネ付エアシリンダを適用した場合について説明したが、複動エアシリンダを適用してピストンロッドの伸縮をともに異なる端部に加圧空気を供給することにより行うようにしてもよい。
また、上記第2の実施形態においては、クラッチ機構30をエアシリンダで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、油圧シリンダ等の他の流体シリンダで構成するようにしてもよく、さらには、電磁ソレノイド等の電気的アクチュエータを適用するようにしてもよく、なおさらに、電磁クラッチや電磁粉クラッチ等を適用するようにしてもよい。
In the second embodiment, the case where a spring-loaded air cylinder is applied as the clutch mechanism 30 has been described. However, the double-acting air cylinder is applied to expand and contract the piston rod and pressurize air at different ends. You may make it carry out by supplying.
In the second embodiment, the case where the clutch mechanism 30 is configured by an air cylinder has been described. However, the present invention is not limited thereto, and may be configured by another fluid cylinder such as a hydraulic cylinder. In addition, an electric actuator such as an electromagnetic solenoid may be applied, and an electromagnetic clutch, an electromagnetic powder clutch, or the like may be further applied.

また、上記第1及び第2の実施形態においては、サポート用ボールねじナット20a及び20bのリード角を“0°”とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、厳密にリード角を“0°”にする必要はなく、“0°近傍の値に設定することができ、特に第2の実施形態においては、サポート用ボールねじナット20a及び20bの位置をクラッチ機構30を使用して制御することができるので、リード角を“0°”より大きな角に設定して、サポート用ボールねじナット20a及び20bの移動速度を速め、クラッチ機構30によって目標距離に位置制御するようにしてもよい。   In the first and second embodiments, the case where the lead angle of the support ball screw nuts 20a and 20b is set to “0 °” has been described. The angle does not need to be “0 °” and can be set to a value near “0 °”. In particular, in the second embodiment, the position of the support ball screw nuts 20a and 20b is used by the clutch mechanism 30. Therefore, the lead angle is set to an angle larger than “0 °”, the moving speed of the support ball screw nuts 20a and 20b is increased, and the position of the target distance is controlled by the clutch mechanism 30. May be.

次に、本発明の第3の実施形態を図13について説明する。この第3の実施形態は、上記第1及び第2の実施形態では、ボールねじナット3のボールとサポート用ボールねじナット20a及び20bのボールとでねじ軸1のボール溝2を共有する場合について説明したが、これに代えて、両者を異なるボール溝に転動させるようにしたものである。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, in the first and second embodiments, the ball groove 2 of the screw shaft 1 is shared by the balls of the ball screw nut 3 and the balls of the support ball screw nuts 20a and 20b. As described above, instead of this, both are rolled into different ball grooves.

すなわち、第3の実施形態では、図13に示すように、前述した第1の実施形態において、ねじ軸1に2条のねじ溝2a及び2bを形成し、一方のねじ溝2aにボールねじナット3のボールを転動させ、他方のねじ溝2bにサポート用ボールねじナット20a及び20bのボール21を転動させるように構成されている。   That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 13, in the first embodiment described above, two screw grooves 2a and 2b are formed in the screw shaft 1, and a ball screw nut is formed in one screw groove 2a. 3 is rolled, and the ball 21 of the support ball screw nuts 20a and 20b is rolled in the other screw groove 2b.

この第3の実施形態によると、ボールねじナット3のボールとサポート用ボールねじナット20a及び20bのボール21とがねじ軸1の異なるねじ溝2a,2bを転動することになるため、サポート用ボールねじナット20a及び20bのボール21がねじ溝2aを磨耗させることを確実に回避することができ、ねじ溝2aの寿命を長期化することができると共に、サポート用ボールねじナット20a及び20bのねじ溝2bをサポート用ボールねじナット20a及び20bに最適な溝形状,粗さ等に設計することができ、溝設計の自由度を向上させることができる。   According to the third embodiment, since the ball of the ball screw nut 3 and the ball 21 of the support ball screw nuts 20a and 20b roll in different thread grooves 2a and 2b of the screw shaft 1, The balls 21 of the ball screw nuts 20a and 20b can be reliably prevented from wearing the screw groove 2a, the life of the screw groove 2a can be extended, and the screws of the support ball screw nuts 20a and 20b can be extended. The groove 2b can be designed to have an optimum groove shape and roughness for the ball screw nuts 20a and 20b for support, and the degree of freedom in designing the groove can be improved.

すなわち、上記第1及び第2の実施の形態では、ねじ軸1側のボール溝2及びサポート用ボールねじナット20a,20b側のボール溝22の形状を共にゴシックアーチ形状として、ボール21がボール溝2側で2点、ボール溝22側で2点(合計4点)で接触するようにした場合を例に採ったが、これに代えて図14に示すように、ねじ軸1側のボール溝2の形状をゴシックアーチ形状としてボール21をボール溝2側でP1 ,P2 の2点で接触させるとともに、サポート用ボールねじナット20a,20b側のボール溝22の形状を単一R形状としてボール21をボール溝22側でP3 の1点(合計3点)で接触させて軽い予圧をかけ、これにより、ボール21ひいてはサポート用ボールねじナット20a,20bの安定した動きを得ることができる。 That is, in the first and second embodiments, the ball groove 2 on the screw shaft 1 side and the ball groove 22 on the support ball screw nut 20a, 20b side are both Gothic arch shapes, and the ball 21 is a ball groove. The case where contact is made at 2 points on the 2 side and 2 points on the ball groove 22 side (4 points in total) is taken as an example, but instead of this, as shown in FIG. 14, the ball groove on the screw shaft 1 side is used. the second shape with contacting the ball 21 as Gothic arch shape two points P 1, P 2 of the ball groove 2 side, support for the ball screw nut 20a, and 20b side shape of the ball groove 22 as a single R shape The ball 21 is brought into contact with the ball groove 22 at one point P 3 (three points in total) to apply a light preload, thereby obtaining a stable movement of the ball 21 and thus the ball screw nuts 20a and 20b for support. You can.

詳述すると、ねじ軸1のボール溝2とサポート用ボールねじナット20a,20bのボール溝22とのリード角が互いに異なる場合、ボール21とそれぞれのボール溝2,22との間で転がり運動に加えて、すべり運動が大きくなる。従来の無循環ボールねじ装置の場合、ねじ軸側のボール溝とナット側のボール溝の形状が共にゴシックアーチ形状で同じであったため、ボールがねじ軸側のボール溝で2点、ナット側のボール溝で2点、合計4点で接触することになり、すべり摩擦が大きかった。   More specifically, when the lead angles of the ball groove 2 of the screw shaft 1 and the ball grooves 22 of the support ball screw nuts 20a and 20b are different from each other, rolling motion occurs between the ball 21 and each of the ball grooves 2 and 22. In addition, the sliding movement increases. In the case of a conventional non-circulating ball screw device, the ball groove on the screw shaft side and the ball groove on the nut side are both the same in a Gothic arch shape, so the ball is two points on the ball groove on the screw shaft side, The ball groove contacted at 2 points, a total of 4 points, and sliding friction was large.

これは、図14を参照して、ねじ軸1のボール溝2のP1 ,P2 の2点でボール21が転がり運動する場合、サポート用ボールねじナット20a(20b)側ではベクトルaの方向にボール21が進めば転がりとなるが、実際には、ナット側のボール溝のリード角が0°なのでボール21はベクトルbの方向に進む。つまり、ベクトルaとベクトルbとの差(ベクトルc)がボール21のすべりとなり、ボール21をボール溝22で2点で接触させるようにした場合はこのすべりを良好に吸収することができず、すべり摩擦が大きくなってしまう。 Referring to FIG. 14, when the ball 21 rolls at two points P 1 and P 2 of the ball groove 2 of the screw shaft 1, the direction of the vector a is on the support ball screw nut 20a (20b) side. However, since the ball 21 on the nut side has a lead angle of 0 °, the ball 21 advances in the direction of the vector b. That is, the difference between the vector a and the vector b (vector c) becomes a slip of the ball 21, and when the ball 21 is brought into contact with the ball groove 22 at two points, this slip cannot be absorbed well, Sliding friction will increase.

これに対し、図14に示すように、ねじ軸1側のボール溝2の形状をゴシックアーチ形状としてボール21をボール溝2側でP1 ,P2 の2点で接触させるとともに、サポート用ボールねじナット20a,20b側のボール溝22の形状を単一R形状としてボール21をボール溝22側でP3 の1点(合計3点)で接触させて軽い予圧をかけるようにすると、ボール21は点P1 ,P2 ,P3 で接触し、このうちのねじ軸1のボール溝2側のP1 ,P2 点では転がり運動となり、ボール溝22側のP3 点では接触点周りの回転すべりを伴う転がり運動となって、該回転すべりによってベクトルaとベクトルbの差分(ベクトルc)が吸収され、これにより、すべり摩擦が小さくなってボール21ひいてはサポート用ボールねじナット20a,20bの安定した動きを得ることができる。 On the other hand, as shown in FIG. 14, the shape of the ball groove 2 on the screw shaft 1 side is a Gothic arch shape, and the ball 21 is brought into contact at two points P 1 and P 2 on the ball groove 2 side. screw nut 20a, if the shape of the ball groove 22 of the 20b side is brought into contact with one point P 3 of the ball 21 in the ball groove 22 side (a total of 3 points) as a single R-shape so as make a lighter preload ball 21 Are in contact at points P 1 , P 2 , P 3 , of which a rolling motion occurs at points P 1 , P 2 on the ball groove 2 side of the screw shaft 1, and around the contact point at point P 3 on the ball groove 22 side. The rolling motion is accompanied by a rotational slip, and the difference between the vector a and the vector b (vector c) is absorbed by the rotational slip, whereby the sliding friction is reduced, and the ball 21 and thus the ball screw nuts 20a, 20 for support are supported. A stable movement of b can be obtained.

また、図1及び図8の直動案内装置に用いられるサポート用ボールねじナット20a,20bのボール21を3点接触にした場合は、dm:26mm、l :50mm、Da:3.9688mm、α1 :45°、α2 :0°とすると、ボールねじナット3の軸方向の移動速度がNi・l になるのに対して、サポート用ボールねじナット20a,20bの軸方向の移動速度vは(10)式より0.54Ni・l となり、この場合も上記実施の形態と同様に、ねじ軸1が一回転した際に、ボールねじナット3が軸方向に1リード分だけ進むのに対し、サポート用ボールねじナット20a,20bはボールねじナット3の移動距離の略1/2だけ軸方向に進むことになり、上記実施の形態と同様の作用効果が得られる。 When the balls 21 of the support ball screw nuts 20a and 20b used in the linear motion guide device of FIGS. 1 and 8 are brought into contact at three points, dm: 26 mm, l: 50 mm, Da: 3.9688 mm, α If 1 : 45 ° and α 2 : 0 °, the axial movement speed v of the ball screw nut 3 is Ni · l, whereas the axial movement speed v of the support ball screw nuts 20a, 20b is From the equation (10), 0.54 Ni · l is obtained. In this case as well, the ball screw nut 3 advances by one lead in the axial direction when the screw shaft 1 makes one rotation, as in the above embodiment. The support ball screw nuts 20a and 20b are moved in the axial direction by about ½ of the moving distance of the ball screw nut 3, and the same effect as the above embodiment can be obtained.

なお、上記第3の実施形態においては、第1の実施形態に2条ねじを適用した場合について説明したが、これに限らず、第2の実施形態に2条ねじを適用するようにしてもよいことは言うまでもない。また、上記第3の実施形態においては、ねじ軸1に2条ねじ溝を形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ねじ軸1に3条ねじ溝を形成し、このうちの2つをボールねじナット用として、残りの1つをサポート用ボールねじナット用としたり、3条のねじ溝を夫々ボールねじナット用、サポート用ボールねじナット20a用及びサポート用ボールねじナット20b用とすることもでき、さらには、ねじ軸1に4条ねじ溝を形成し、このうちの2つのねじ溝をボールねじナット3用、残りの2つをサポート用ボールねじナット20a,20b用としたり、3つのねじ溝をボールねじナット3用とし、残りの1つのねじ溝をサポート用ボールねじナット20a,20b用とし、1つのねじ溝をボールねじナット3用とし、残りの3つのねじ溝をサポート用ボールねじナット20a,20b用とすることもでき、要はねじ軸1に多条ねじ溝を形成し、ボールねじナット3用とサポート用ボールねじナット20a,20b用とで異なるねじ溝を使用するようにすればよい。   In the third embodiment, the case where the double thread is applied to the first embodiment has been described. However, the present invention is not limited to this, and the double thread may be applied to the second embodiment. Needless to say, it is good. Moreover, in the said 3rd Embodiment, although the case where the double thread groove was formed in the screw shaft 1 was demonstrated, it is not limited to this, A triple thread groove is formed in the screw shaft 1, Two of them are used for ball screw nuts, and the other one is used for support ball screw nuts. Three thread grooves are used for ball screw nuts, support ball screw nuts 20a, and support ball screw nuts, respectively. Further, a four-thread groove is formed on the screw shaft 1, two of which are for the ball screw nut 3, and the other two are support ball screw nuts 20a and 20b. Three screw grooves for the ball screw nut 3, the remaining one screw groove for the support ball screw nuts 20a and 20b, and one screw groove for the ball screw nut 3. The remaining three screw grooves can be used for the support ball screw nuts 20a and 20b. In short, a multi-thread screw groove is formed on the screw shaft 1, and the ball screw nut 3 and the support ball screw nuts 20a and 20b are formed. Different thread grooves may be used.

さらに、上記各実施の形態では、ねじ軸1のボール溝2に二個のサポート用ボールねじナット20a,20bを螺合した場合を例に採ったが、これに限定されず、例えば、ねじ軸1の支持端側(右端側)のみにサポート用ボールねじナット20aを螺合するようにしても大きな制振効果を得ることができる。さらに、上記各実施の形態では、ねじ軸1は左端側が支持端となっているが、これが固定端や自由端であってもよい。   Further, in each of the above embodiments, the case where the two ball screw nuts 20a and 20b for support are screwed into the ball groove 2 of the screw shaft 1 is taken as an example, but the present invention is not limited to this. Even if the support ball screw nut 20a is screwed only to the support end side (right end side) of 1, the large vibration damping effect can be obtained. Further, in each of the above embodiments, the left end side of the screw shaft 1 is the support end, but this may be a fixed end or a free end.

1…ねじ軸
2…ねじ軸のボール溝
3…ボールねじナット
20a,20b…サポート用ボールねじナット
21…サポート用ボールねじナット側のボール
22…サポート用ボールねじナット側のボール溝
25…ナットハウジング
26,27…位置規制板
30…クラッチ機構
31…係合凹部
33…スプリング
34…ボール
35…押しねじ
40,41…エアシリンダ
42…ピストンロッド
43…摩擦板
50〜52…距離センサ
53,54…アクチュエータ
55…制御装置
2a,2b…ねじ溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Screw shaft 2 ... Ball groove 3 of screw shaft ... Ball screw nut 20a, 20b ... Support ball screw nut 21 ... Ball 22 on support ball screw nut side ... Ball groove 25 on support ball screw nut side ... Nut housing 26, 27 ... Position restricting plate 30 ... Clutch mechanism 31 ... Engaging recess 33 ... Spring 34 ... Ball 35 ... Push screw 40, 41 ... Air cylinder 42 ... Piston rod 43 ... Friction plates 50-52 ... Distance sensors 53, 54 ... Actuator 55 ... Control devices 2a, 2b ... Thread groove

Claims (2)

外周面に螺旋状のボール溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に遊嵌される内周面に前記ねじ軸のボール溝に対応するボール溝を有するボールねじナットと、前記両ボール溝間に転動可能に嵌合された多数のボールとを備え、該ボールが前記ボールねじナットに嵌合されたボール循環部品に案内されて循環するボールねじ装置の前記ねじ軸に取り付けられるとともに、前記ボールねじナットの移動速度より遅い速度で移動する中間サポートであって、
前記ねじ軸のボール溝にボールを介して螺合され且つリード角が0°又はその近傍の値に設定されたボール溝を有するサポート用ナットと、該サポート用ナットを前記ねじ軸と平行に案内する案内機構と、該案内機構及び前記サポート用ナット間に介挿されたクラッチ機構とを備え、
前記案内機構は、前記サポート用ナットを回動可能に配設した円筒状のナットハウジングと、該ナットハウジングの両端に夫々固定された位置規制板とを少なくとも有して構成され、
前記クラッチ機構は、前記サポート用ナットの前記位置規制板との対向面に軸芯を中心とする同一円上に所定間隔を保って形成された係合凹部と、該係合凹部に対向して前記位置規制板側に形成された貫通孔内に配設された弾性体によって当該係合凹部側に付勢されたボールと、前記貫通孔の前記サポート用ナットとは反対側の端面に螺合された押ねじとで構成されていることを特徴とするボールねじ装置の中間サポート。
A screw shaft having a spiral ball groove on the outer peripheral surface, a ball screw nut having a ball groove corresponding to the ball groove of the screw shaft on an inner peripheral surface loosely fitted on the screw shaft, and between the two ball grooves A plurality of balls fitted so as to be able to roll, and the balls are attached to the screw shaft of a ball screw device that circulates by being guided by a ball circulation component fitted to the ball screw nut, and the balls An intermediate support that moves at a speed slower than the moving speed of the screw nut,
A support nut having a ball groove threadedly engaged with the ball groove of the screw shaft through a ball and having a lead angle set to 0 ° or a value close thereto, and the support nut is guided in parallel with the screw shaft And a clutch mechanism interposed between the guide mechanism and the support nut,
The guide mechanism is configured to include at least a cylindrical nut housing in which the support nut is rotatably disposed, and position restriction plates fixed to both ends of the nut housing,
The clutch mechanism includes an engagement recess formed on the surface of the support nut facing the position restricting plate on the same circle centered on the shaft center at a predetermined interval, and opposed to the engagement recess. The ball urged to the engagement recess side by an elastic body disposed in the through hole formed on the position regulating plate side and the end surface of the through hole opposite to the support nut are screwed together. An intermediate support for a ball screw device, characterized by comprising
外周面に螺旋状のボール溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に遊嵌される内周面に前記ねじ軸のボール溝に対応するボール溝を有するボールねじナットと、前記両ボール溝間に転動可能に嵌合された多数のボールとを備え、該ボールが前記ボールねじナットに嵌合されたボール循環部品に案内されて循環するボールねじ装置の前記ねじ軸に取り付けられるとともに、前記ボールねじナットの移動速度より遅い速度で移動する中間サポートであって、
前記ねじ軸のボール溝にボールを介して螺合され且つリード角が0°又はその近傍の値に設定されたボール溝を有するサポート用ナットと、該サポート用ナットを前記ねじ軸と平行に案内する案内機構と、該案内機構及び前記サポート用ナット間に介挿されたクラッチ機構とを備え、
前記サポート用ナットのボールは、前記ねじ軸に形成された前記ボールねじナットが螺合するボールねじ溝とは異なるボールねじ溝に螺合され、
前記案内機構は、前記サポート用ナットを回動可能に配設した円筒状のナットハウジングと、該ナットハウジングの両端に夫々固定された位置規制板とを少なくとも有して構成され、
前記クラッチ機構は、前記サポート用ナットの前記位置規制板との対向面に軸芯を中心とする同一円上に所定間隔を保って形成された係合凹部と、該係合凹部に対向して前記位置規制板側に形成された貫通孔内に配設された弾性体によって当該係合凹部側に付勢されたボールと、前記貫通孔の前記サポート用ナットとは反対側の端面に螺合された押ねじとで構成されていることを特徴とするボールねじ装置の中間サポート。
A screw shaft having a spiral ball groove on the outer peripheral surface, a ball screw nut having a ball groove corresponding to the ball groove of the screw shaft on an inner peripheral surface loosely fitted on the screw shaft, and between the two ball grooves A plurality of balls fitted so as to be able to roll, and the balls are attached to the screw shaft of a ball screw device that circulates by being guided by a ball circulation component fitted to the ball screw nut, and the balls An intermediate support that moves at a speed slower than the moving speed of the screw nut,
A support nut having a ball groove threadedly engaged with the ball groove of the screw shaft through a ball and having a lead angle set to 0 ° or a value close thereto, and the support nut is guided in parallel with the screw shaft And a clutch mechanism interposed between the guide mechanism and the support nut,
The ball of the support nut is screwed into a ball screw groove different from the ball screw groove into which the ball screw nut formed on the screw shaft is screwed,
The guide mechanism is configured to include at least a cylindrical nut housing in which the support nut is rotatably disposed, and position restriction plates fixed to both ends of the nut housing,
The clutch mechanism includes an engagement recess formed on the surface of the support nut facing the position restricting plate on the same circle centered on the shaft center at a predetermined interval, and opposed to the engagement recess. The ball urged to the engagement recess side by an elastic body disposed in the through hole formed on the position regulating plate side and the end surface of the through hole opposite to the support nut are screwed together. An intermediate support for a ball screw device, characterized by comprising
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