JP2010236599A

JP2010236599A - Ball screw

Info

Publication number: JP2010236599A
Application number: JP2009084433A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Fukao; 正深尾
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball screw easy to disassemble and reassemble for preventing the fall-off of balls when a screw groove is formed over the total length of a screw shaft. <P>SOLUTION: An end cap 3 includes a ball scooping part 11 protruded into a male screw groove 5 of the screw shaft 1 for scooping the balls 4. It is detachably mounted on a nut 2. At the end of the male screw groove 5 of the screw shaft 1, a ball fall-off preventing protrusion 12 is formed whose size avoids the interference with the ball scooping part 11. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、ボールねじに関する。 The present invention relates to a ball screw.

ボールねじとして、ねじみぞが外周面に形成されたねじ軸の外側に、ねじみぞが内周面に形成されたナットがはめられ、両ねじみぞにより形成されたボール通路に複数のボールが配設されたものが知られている。 As a ball screw, a nut with a screw groove formed on the inner peripheral surface is fitted on the outer side of the screw shaft formed with the screw groove on the outer peripheral surface, and a plurality of balls are arranged in a ball passage formed by both screw grooves. Is known.

このような従来のボールねじにおいて、ねじ軸の全長にわたってねじみぞが形成されている場合、ボールねじの検査、輸送時や、アクチュエータにボールねじを組み付けるときなどに、ナットがストロークエンドを越えて、ボールがねじ軸のねじみぞの端部から脱落することがあった。 In such a conventional ball screw, when the screw groove is formed over the entire length of the screw shaft, the nut exceeds the stroke end when inspecting and transporting the ball screw, or when assembling the ball screw to the actuator, The ball may fall off from the end of the screw groove on the screw shaft.

このような問題を解決するため、ねじ軸の全長に形成されたねじみぞの端部において、ねじみぞに隣接するねじ山部を塑性変形させて、ねじみぞの幅を小さくしたものが提案されている（特許文献１参照）。 In order to solve such a problem, a screw groove portion adjacent to the screw groove is plastically deformed at the end of the screw groove formed over the entire length of the screw shaft to reduce the width of the screw groove. (See Patent Document 1).

特開２００５−１２１２１６号公報JP-A-2005-121216

上記特許文献１のボールねじでは、ねじ軸の全長にわたってねじみぞが形成されていても、ねじみぞの端部の幅の狭くなった部分で、ボールの脱落を防止することができる。 In the ball screw disclosed in Patent Document 1, even if a screw groove is formed over the entire length of the screw shaft, it is possible to prevent the ball from falling off at a portion where the width of the end of the screw groove is narrow.

しかしながら、塑性変形であることから、ねじ軸にナットを通してからの加工となり、一旦加工すると、その後は分解できなくなるという問題があった。 However, since it is a plastic deformation, there is a problem that it is processed after passing the nut through the screw shaft, and once processed, it cannot be decomposed thereafter.

塑性変形加工に代えて、ねじみぞの端部に嵌められたＯリングによってボールの脱落を防止するようにすると、Ｏリングを取り外すことで、分解・再組立てが可能となるが、その都度Ｏリングを取り外したり取り付けたりすることが必要となるため、手間であり、また、Ｏリングが切れて、交換が必要となるという問題もある。 If the ball is prevented from falling by using an O-ring fitted to the end of the screw groove instead of plastic deformation, it can be disassembled and reassembled by removing the O-ring. Since it is necessary to remove and attach the ring, there is also a problem that the O-ring is cut and replacement is necessary.

この発明の目的は、上記の問題を解決し、ねじ軸の全長にわたってねじみぞが形成されていても、ボールの脱落を防止することができ、しかも、分解・再組立てが容易なボールねじを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a ball screw that solves the above-described problems and that can prevent the ball from falling off even if a screw groove is formed over the entire length of the screw shaft, and that is easy to disassemble and reassemble. There is to do.

この発明によるボールねじは、ねじみぞが外周面に形成されたねじ軸と、ねじ軸が通されてねじ軸のねじみぞに対応するねじみぞが内周面に形成されたナットと、ねじ軸のねじみぞとナットのねじみぞにより形成されるボール通路に配設された複数のボールとを備えているボールねじにおいて、ねじ軸のねじみぞ内に突出してボールをすくい上げるボールすくい上げ部が設けられたボール循環部材がナットに着脱可能に取り付けられており、ねじ軸のねじみぞの端部に、ボールすくい上げ部と干渉しない大きさのボール脱落防止用突起が形成されていることを特徴とするものである。 A ball screw according to the present invention includes a screw shaft having a screw groove formed on the outer peripheral surface, a nut having a screw groove passed through the screw groove corresponding to the screw groove of the screw shaft and formed on the inner peripheral surface, A ball screw including a plurality of balls disposed in a ball passage formed by a screw groove and a screw groove of a nut, and a ball provided with a ball scooping portion that projects into the screw groove of the screw shaft and scoops the ball The circulating member is detachably attached to the nut, and a ball drop prevention protrusion having a size that does not interfere with the ball scooping portion is formed at the end of the screw groove of the screw shaft. .

ボールねじナットは、例えば、エンドキャップ式（ナットの軸方向両端面に１対のエンドキャップが設けられ、ねじみぞの径方向外側において周壁を貫通する戻し通路がナットに形成され、エンドキャップのナット側の端面に、主通路と戻し通路とを連通させるみぞ状の方向転換路が形成されているもの）とされる。エンドキャップ式ボールねじナットでは、エンドキャップに、ねじ軸のねじみぞ内に突出してボールをすくい上げるボールすくい上げ部が設けられる。 The ball screw nut is, for example, an end cap type (a pair of end caps are provided on both end surfaces of the nut in the axial direction, and a return passage that penetrates the peripheral wall on the radially outer side of the screw groove is formed in the nut. A groove-shaped direction change path that allows the main passage and the return passage to communicate with each other). In the end cap type ball screw nut, the end cap is provided with a ball scooping portion that projects into the screw groove of the screw shaft and scoops up the ball.

突起を形成するには、例えば、ねじみぞのリード角方向から、ねじ軸の端面をおねじみぞの底部内径側近傍にかしめて塑性変形させることで、ねじみぞに盛上り部を形成すればよい。 In order to form the protrusions, for example, from the lead angle direction of the screw groove, the end surface of the screw shaft may be caulked near the bottom inner diameter side of the screw groove and plastically deformed to form a raised portion in the screw groove. .

ねじ軸のねじみぞとナットのねじみぞにより形成されるボール通路に配設されたボールは、ボール通路との間に隙間を有しているが、この隙間は小さいものであるので、わずかな大きさのボール脱落防止用突起であっても、ナットがストロークエンドに達すると、ボールがボール脱落防止用突起に当たって、ナットの移動が停止し、ボールの脱落が防止される。ボール脱落防止用突起は、ボールとボール通路との間の隙間程度（隙間より小さくてもよい）の大きさとされる。 The ball disposed in the ball passage formed by the screw groove of the screw shaft and the screw groove of the nut has a gap between the ball passage, but this gap is small, so it is slightly larger. Even in the case of the ball drop prevention protrusion, when the nut reaches the stroke end, the ball hits the ball drop prevention protrusion, the movement of the nut is stopped, and the ball drop is prevented. The ball drop prevention protrusion has a size that is about the gap between the ball and the ball passage (may be smaller than the gap).

ボール脱落防止用突起がボールすくい上げ部と干渉しない大きさとされていることにより、エンドキャップのボールすくい上げ部は、ボール脱落防止用突起には当たらない。したがって、一方のエンドキャップをナットから取り外して、先に全てのボールを取り出しておくと、エンドキャップをねじ軸の端部から取り外すことができ、ボール脱落防止用突起をそのままにして、分解することができる。再組立て時には、エンドキャップおよびナットを先にねじ軸に取り付けてから、一方のエンドキャップが結合されたナットにボールを充填し、その後に他方のエンドキャップをナットに結合することで、容易に組立てを行うことができる。 Since the ball drop prevention protrusion is sized so as not to interfere with the ball scooping portion, the ball scooping portion of the end cap does not hit the ball drop prevention protrusion. Therefore, if one end cap is removed from the nut and all the balls are taken out first, the end cap can be removed from the end of the screw shaft, and the ball drop-off prevention protrusion is left as it is and disassembled. Can do. When reassembling, attach the end cap and nut to the screw shaft first, then fill the nut into the nut to which one end cap is connected, and then connect the other end cap to the nut for easy assembly. It can be performed.

ナットは、エンドキャップ式の他、ナットに取り付けられたチューブによりボールを循環させるチューブ式とされてもよく、チューブ式のものでは、チューブの先端部が、ねじ軸のねじみぞ内に突出してボールをすくい上げるようになっており、これがボールすくい上げ部とされる。 In addition to the end cap type, the nut may be a tube type that circulates the ball by a tube attached to the nut. In the tube type, the tip of the tube protrudes into the screw groove of the screw shaft and the ball Scooping up, and this is the ball scooping part.

ねじ軸およびナットは、例えば、Ｓ４５Ｃ，Ｓ５５Ｃなどの炭素鋼製あるいはＳＡＥ４１５０鋼製とされ、また、ボールは、例えば、軸受鋼（ＳＵＪ２）製とされる。ナットは、軸受鋼（ＳＵＪ２）製としてもよい。エンドキャップは、合成樹脂製あるいは鋼製とされる。 The screw shaft and nut are made of, for example, carbon steel such as S45C, S55C or SAE4150 steel, and the ball is made of bearing steel (SUJ2), for example. The nut may be made of bearing steel (SUJ2). The end cap is made of synthetic resin or steel.

この発明のボールねじによると、ねじ軸のねじみぞの端部に、ボールすくい上げ部と干渉しない大きさのボール脱落防止用突起が形成されているので、ナットがストロークエンドに達すると、ボールがボール脱落防止用突起に当たって、ナットの移動が停止し、ボールの脱落が防止される。そして、一方のエンドキャップをナットから取り外して、全てのボールを取り出しておくと、エンドキャップをねじ軸の端部から取り外すことができ、ボール脱落防止用突起をそのままにして、分解および再組立てを容易に行うことができる。 According to the ball screw of the present invention, since the ball drop prevention protrusion having a size that does not interfere with the ball scooping portion is formed at the end of the screw groove of the screw shaft, when the nut reaches the stroke end, the ball is The contact with the drop prevention protrusion stops the movement of the nut and prevents the ball from falling off. Then, if one end cap is removed from the nut and all the balls are taken out, the end cap can be removed from the end of the screw shaft, and the disassembly and reassembly can be carried out with the ball drop-off prevention projections intact. It can be done easily.

図１は、この発明の実施形態を示すボールねじの主要部の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a ball screw showing an embodiment of the present invention. 図２は、図１のII−II線の断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 図３は、ねじみぞのリード角方向から見た要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part viewed from the lead angle direction of the screw groove.

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１はボールねじの主要部の縦断面図、図２はその横断面図、図３はねじみぞのリード角方向から見た要部拡大断面図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of the ball screw, FIG. 2 is a transverse sectional view thereof, and FIG.

ボールねじは、鋼製ねじ軸(1)、鋼製ナット(2)、１対の合成樹脂製エンドキャップ（ボール循環部材）(3)および多数のボール(4)を備えている。 The ball screw includes a steel screw shaft (1), a steel nut (2), a pair of synthetic resin end caps (ball circulation members) (3), and a large number of balls (4).

ねじ軸(1)は横断面円形の中実軸であり、ねじ軸(1)の外周面に、１条のおねじみぞ(5)がねじ軸(1)の全長にわたって形成されている。 The screw shaft (1) is a solid shaft having a circular cross section, and one screw groove (5) is formed on the outer peripheral surface of the screw shaft (1) over the entire length of the screw shaft (1).

ナット(2)は、円筒状をなし、ねじ軸(1)の外周に径方向に若干の隙間をあけてはめられている。ナット(2)の内周面に、おねじみぞ(5)に対応する１条のめねじみぞ(6)が形成されている。 The nut (2) has a cylindrical shape and is fitted to the outer periphery of the screw shaft (1) with a slight gap in the radial direction. A single thread groove (6) corresponding to the male thread groove (5) is formed on the inner peripheral surface of the nut (2).

エンドキャップ(3)は、互いに同一形状の短円筒状の環体よりなり、ナット(2)の軸方向両端面にボルト(7)などの連結具を用いて固定されている。 The end cap (3) is made of a short cylindrical ring having the same shape, and is fixed to both end faces in the axial direction of the nut (2) using a connector such as a bolt (7).

ナット(2)のめねじみぞ(6)とこれに対向するねじ軸(1)のおねじみぞ(5)との対向空間がボール(4)が転動する主通路（ボール通路）(8)となっている。ナット(2)の周壁の１箇所に、戻し通路(9)が形成されている。戻し通路(9)は、ナット(2)を軸方向全長にわたって貫通する断面円形の貫通穴よりなる。
各エンドキャップ(3)のナット(2)側の端面に、主通路(8)と戻し通路(9)を連通させるみぞ状の方向転換路(10)が形成されている。方向転換路(10)は、ナット(2)回転方向とは逆方向にのびかつ徐々に径が大きくなる曲線状に形成されている。方向転換路(10)の内周側には、ボール(4)をおねじみぞ(5)からすくい上げて方向転換路(10)内に導くためのボールすくい上げ部(11)が形成されている。ボールすくい上げ部(11)は、おねじみぞ(5)内に突出している。 The main path (ball path) (8) where the ball (4) rolls in the space between the female thread groove (6) of the nut (2) and the thread groove (5) of the screw shaft (1) facing this It has become. A return passage (9) is formed in one place on the peripheral wall of the nut (2). The return passage (9) is a through hole having a circular cross section that penetrates the nut (2) over the entire length in the axial direction.
A groove-shaped direction change path (10) for communicating the main passage (8) and the return passage (9) is formed on the end face of each end cap (3) on the nut (2) side. The direction changing path (10) is formed in a curved shape extending in the direction opposite to the rotation direction of the nut (2) and gradually increasing in diameter. On the inner peripheral side of the direction changing path (10), a ball scooping part (11) for scooping the ball (4) from the male thread groove (5) and guiding it into the direction changing path (10) is formed. The ball scooping part (11) protrudes into the male thread groove (5).

ボール(4)は、主通路(8)、戻し通路(9)および方向転換路(10)内に配設され、主通路(8)を転動するボール(4)がねじ軸(1)とナット(2)の相対回転を案内するようになっている。 The ball (4) is disposed in the main passage (8), the return passage (9) and the direction changing passage (10), and the ball (4) rolling in the main passage (8) is connected to the screw shaft (1). The relative rotation of the nut (2) is guided.

ねじ軸(1)とナット(2)とが相対回転することにより、ねじ軸(1)とナット(2)とが軸方向に相対移動する。このとき、主通路(8)を転動していたボール(4)が、一方のエンドキャップ(3)の方向転換路(10)で方向転換されてナット(2)の戻し通路(9)に導入され、戻し通路(9)内を他方のエンドキャップ(3)側に移動し、戻し通路(9)を移動してきたボール(4)が、他方のエンドキャップ(3)の方向転換路(10)で方向転換されて、主通路(8)に導入される。 When the screw shaft (1) and the nut (2) rotate relative to each other, the screw shaft (1) and the nut (2) relatively move in the axial direction. At this time, the ball (4) rolling in the main passage (8) is changed in direction by the direction change passage (10) of one end cap (3) and is returned to the return passage (9) of the nut (2). The ball (4) that has been introduced and moved in the return passage (9) to the other end cap (3) side and moved through the return passage (9) is directed to the direction change path (10 of the other end cap (3)). ) And is introduced into the main passage (8).

ねじ軸(1)のおねじみぞ(5)の端部（図１の右端部）に、ボール脱落防止用突起(12)が一体に設けられている。この突起(12)は、おねじみぞ(5)のリード角方向から、ねじ軸(1)の端面をおねじみぞ(5)の底部内径側近傍にかしめて塑性変形させることで形成されている。 A ball drop prevention protrusion (12) is integrally provided at the end (right end in FIG. 1) of the thread groove (5) of the screw shaft (1). The protrusion (12) is formed by plastically deforming the end surface of the screw shaft (1) near the bottom inner diameter side of the male thread groove (5) from the lead angle direction of the male thread groove (5). .

ここで、ボール脱落防止用突起(12)は、ボールすくい上げ部(11)と干渉しない大きさとされている。すなわち、図３に拡大して示すように、ボールすくい上げ部(11)の先端部（おねじみぞ(5)内に最も突出している部分）(11a)がちょうどボール脱落防止用突起(12)に対向する位置に来た場合、ボールすくい上げ部(11)がボール脱落防止用突起(12)に当たらないようになっている。 Here, the ball drop prevention protrusion (12) is sized so as not to interfere with the ball scooping portion (11). In other words, as shown in an enlarged view in FIG. 3, the tip of the ball scooping portion (11) (the portion that protrudes most in the male thread groove (5)) (11a) is just on the ball drop prevention projection (12). When coming to the opposite position, the ball scooping portion (11) does not hit the ball drop prevention protrusion (12).

具体的には、ボール(4)の径が３．１７５ｍｍの場合、主通路(8)とボール(4)との隙間が０．１ｍｍぐらいとされ、ボール脱落防止用突起(12)は、数十〜１００μｍ程度の大きさとされる。 Specifically, when the diameter of the ball (4) is 3.175 mm, the clearance between the main passage (8) and the ball (4) is about 0.1 mm, and the ball drop prevention protrusion (12) has several The size is about 10 to 100 μm.

ボール脱落防止用突起(12)は、ナット(2)、エンドキャップ(3)および多数のボール(4)がねじ軸(1)に組み付けられた状態としてから形成してもよく、ナット(2)、エンドキャップ(3)および多数のボール(4)が組み付けられる前のねじ軸(1)に形成してもよい。 The ball drop prevention protrusion (12) may be formed after the nut (2), the end cap (3) and a large number of balls (4) are assembled to the screw shaft (1). Alternatively, it may be formed on the screw shaft (1) before the end cap (3) and the plurality of balls (4) are assembled.

ボール脱落防止用突起(12)がボールすくい上げ部(11)と干渉しない大きさとされていることにより、エンドキャップ(3)のボールすくい上げ部(11)は、ボール脱落防止用突起(12)には当たらないので、分解に際しては、一方のエンドキャップ(3)をナット(2)から取り外して、先に全てのボール(4)を取り出しておくと、エンドキャップ(3)およびナット(2)をねじ軸(1)の端部から取り外すことができる。また、組立てまたは再組立てに際しては、エンドキャップ(3)およびナット(2)を先にねじ軸(1)に取り付けてから、一方のエンドキャップ(3)が結合されたナット(2)にボール(4)を充填し、その後に他方のエンドキャップ(3)をナット(2)に結合すればよい。 Since the ball drop prevention protrusion (12) is sized so as not to interfere with the ball scooping part (11), the ball scooping part (11) of the end cap (3) is not attached to the ball drop prevention protrusion (12). Therefore, when disassembling, remove one end cap (3) from the nut (2) and take out all the balls (4) first, then screw the end cap (3) and nut (2) It can be removed from the end of the shaft (1). When assembling or reassembling, the end cap (3) and nut (2) are first attached to the screw shaft (1), and then the ball ( 4) is filled, and then the other end cap (3) is connected to the nut (2).

この発明のボールねじによると、上記のようにして、分解・再組立てを容易に行うことができるとともに、ボールねじの検査、輸送時や、アクチュエータにボールねじを組み付けるときなどに、ナット(2)がストロークエンドに達すると、ボール(4)がボール脱落防止用突起(12)に当たって、ナット(2)の移動が停止し、ボール(4)の脱落が防止される。 According to the ball screw of the present invention, as described above, it can be easily disassembled and reassembled, and the nut (2) when inspecting and transporting the ball screw or when assembling the ball screw to the actuator. When the ball reaches the stroke end, the ball (4) hits the ball drop prevention protrusion (12), the movement of the nut (2) is stopped, and the ball (4) is prevented from falling off.

なお、上記において、ねじみぞ(5)(6)を１条としているが、ねじみぞが多条であってもよいことはもちろんである。 In the above description, the thread grooves (5) and (6) are one, but it goes without saying that the thread grooves may be multiple.

(1) ねじ軸
(2) ナット
(3) エンドキャップ（ボール循環部材）
(4) ボール
(5) おねじみぞ
(6) めねじみぞ
(8) 主通路
(10) 方向転換路
(11) ボールすくい上げ部
(12) ボール脱落防止用突起 (1) Screw shaft
(2) Nut
(3) End cap (ball circulation member)
(4) Ball
(5) Male thread groove
(6) Female thread groove
(8) Main passage
(10) Direction change path
(11) Ball scooping section
(12) Ball drop prevention protrusion

Claims

A screw shaft having a screw groove formed on the outer peripheral surface, a nut having a screw shaft passed through and corresponding to the screw groove of the screw shaft formed on the inner peripheral surface, a screw groove of the screw shaft, and a screw groove of the nut In a ball screw comprising a plurality of balls disposed in a ball passage formed by
A ball circulation member with a ball scooping part that protrudes into the screw groove of the screw shaft and scoops up the ball is detachably attached to the nut. A ball screw characterized in that a projection for preventing the ball from falling is formed.