JP2012062924A - Ball screw device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、循環コマ式ボールねじの作動性の向上に関するものである。 The present invention relates to an improvement in the operability of a circulation piece type ball screw.
これには従来より作動トルク変動の低減という課題があった。 This has the problem of reducing operating torque fluctuations.
この部分の改善の先行技術としては、特開2003‐314658号公報に示されたボールねじ装置があり、これは、図7に示す様に循環軌動に配置されるボール70の個数Nを、軸方向に投影したピッチ円C上に配置可能な最大の数よりも1乃至3個少ない数とし、セパレータ78の幅はピッチ円C上にN個のボール70を等間隔に配置した場合のボール70間の隙間の大きさに設定する。このことによってトルク変動を低減して滑らかに作動するボールねじ装置を得る、というものである。
As a prior art for improving this part, there is a ball screw device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-314658. This is because the number N of
しかしながら、この先行技術には、高精度の加工を要求される工作機械に使用されるボールねじとしては下記のような不具合が生じるおそれがある。 However, this prior art may cause the following problems as a ball screw used in a machine tool that requires high-precision machining.
近年、高精度のマシニングセンターでの金型加工では金型の加工面に縞模様が発生してしまうという問題が発生し、本発明者はその原因を究明すべく種々の実験を行った。 In recent years, there has been a problem that a striped pattern is generated on a processed surface of a mold in the mold processing at a high-precision machining center, and the present inventor has conducted various experiments to find out the cause.
その実験の中で特開2003−314658号公報(特許文献1)に示された様なセパレータ入りのボールねじを使用して実験を行ったが作動トルク変動の低減にはそれ程効果がないことが分った。加工表面の縞模様の発生は作動トルク変動が原因ということが分ってきており、したがって特許文献1に記載のボールねじを採用しても縞模様の発生の低減にはそれ程効果が期待できないという問題が有った。本発明は、この様な問題を解消するためになされたものであり、作動トルク変動を低減して作動トルク変動に伴う不具合を低減できるボールねじ装置を提供することを課題とする。 In that experiment, an experiment was conducted using a separator-equipped ball screw as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-314658 (Patent Document 1). I understand. It has been found that the occurrence of the striped pattern on the processed surface is caused by fluctuations in the operating torque. Therefore, even if the ball screw described in Patent Document 1 is adopted, the effect of reducing the generation of the striped pattern is not expected to be so much. There was a problem. The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a ball screw device that can reduce the operating torque fluctuation and reduce the problems associated with the operating torque fluctuation.
本発明は、上記課題を解決するために、外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、該ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有して前記ねじ溝に螺合されるナットと、前記両ねじ溝間に転動可能に装填された多数のボールと、前記両ねじ溝間を転動するボールを無限循環させるボール循環回路を形成すべく前記ナットに固定される循環コマを備えたボールねじ装置において、前記循環コマは前記ボール循環回路へ油脂を連続して供給する機能を有していることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention has a screw shaft having a helical thread groove on the outer peripheral surface and a thread groove facing the screw groove of the screw shaft on the inner peripheral surface, and is screwed into the screw groove. Fixed to the nut to form a ball circulation circuit for infinite circulation of a nut to be joined, a large number of balls loaded in a rollable manner between the screw grooves, and a ball that rolls between the screw grooves. In the ball screw device provided with the circulation piece, the circulation piece has a function of continuously supplying oil and fat to the ball circulation circuit.
本発明によれば、作動トルク変動に伴う不具合、例えば高精度マシニングセンターによる加工物の表面に縞模様が発生することを防止できるという効果が有る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect that it can prevent the malfunction accompanying operating torque fluctuation | variation, for example, that a striped pattern generate | occur | produces on the surface of the workpiece by a high precision machining center.
本発明に係るボールねじの使用方法の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。 An embodiment of a method for using a ball screw according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の対象となる循環コマ式ボールねじの構造を示す斜視図である。図2は循環コマ式ボールねじのナットの部分断面図である。また、図3は循環コマの斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a circulating top ball screw that is an object of the present invention. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the nut of the circulating top ball screw. FIG. 3 is a perspective view of the circulation piece.
図1及び図2に示すように、循環コマ式ボールねじ110は、ナット112の内周面に循環部品である循環コマ30を有する。循環コマ30に設けられたバイパス路32は、ねじ軸114のねじ溝116とナット112のねじ溝20が対向してなす螺旋状の転動体軌道溝22の両端を連結し、無限循環回路24を構成する。そして、多数のボールBが無限循環回路24内に充填されており、ボールBは無限循環回路24内を無限循環する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the circulation piece
次に、循環コマ30の構成を図2及び図3を参照して説明する。循環コマ30の上面31は、細長い小判形の面をなし、ナット112の内周面をなす曲面に応じた曲率で湾曲しており、ナット112の内周面上のねじ山21と同じ高さ位置にある。そして、循環コマ30の高さは転動体Bの直径の寸法よりも大きな寸法を有している。この上面31にバイパス路32をなす溝が形成されており、循環コマ30の一端にある出入り口34aから他端にある出入り口34bまで連なっている。バイパス路32の断面はUの字形をなし、バイパス路32の底は転動体Bの球面に対応した曲面からなっている。
Next, the configuration of the
また、バイパス路32は、出入り口34a側にある出入り通路36a、出入り口34b側にある出入り通路36b、出入り通路36a及び36bをつなぐ中間通路38とからなる。
The
上面31上で出入り通路36a及び出入り通路36bは大きく湾曲しており、およそSの字を裏返した形となっている。また、出入り口34aが転動体軌動溝22の一端と連なっており、出入り口34bが転動体軌動溝22の他端と連なっている。転動体軌動溝22の一端から他端までは、ねじ軸114の外周沿いにほぼ1旋回しており、出入り口34aと出入り口34bとの間には、ねじ軸114のねじ山118及びナットのねじ山21が各1条存在している。中間通路38は、出入り口34aと出入り口34bとの間にあるねじ山118を乗り越えるように、ナット112の外周側へ緩やかに湾曲している。
The entrance /
そして、ボールBは、転動体軌動溝22の一端へ移動し、出入り口34aを通って出入り通路36aに入り、出入り通路36aにそって進行方向を曲げて中間通路38へ入る。中間通路38へ入ったボールBは、中間通路38沿いにねじ山118を乗り越えて出入り通路36bへ入り、出入り通路36bに沿って進行方向を曲げて進み、出入り口34bを通って転動体軌動溝22の他端へ戻る。循環コマ式ボールねじ110は、かかる転動体軌動溝22と循環コマ30内のバイパス路32とからなる無限循環回路24を複数有する。
Then, the ball B moves to one end of the rolling
前述のように、循環コマ30のバイパス路32はS字形状とU字形状を組み合わせた複雑な通路形状であって曲がりRが厳しく、その通路幅はボール外径よりもわずかに大きく設定されているためボールBが通過する際にそこでチドリ配列となることがあり、またバイパス路32はナット112の内側へ開いた状態にあるためバイパス路32を通過するボールBとねじ軸114とが接触する場合がある。これらの厳しい条件によって、ボールBが循環コマ30のバイパス路32を通過する際には、その運動が不規則となり易い。また、ボールBが無限循環回路24内を連なって通過する際にはボールBはその前後に配置されたボールと接触しており、接触部における摩擦の影響から運動を互いに規制し合っており、これもボールBの不規則な運動の原因となっている。
As described above, the
循環コマ30内におけるボールBの不規則な運動は、無限循環回路24内におけるボール詰まりを発生させ、作動トルク変動の要因となっている。
Irregular movement of the ball B in the
循環コマ30のバイパス路32の中間通路38近傍に供給穴37を設け、その大きさはボールB外径の50%以下とする。循環コマ30の背面33には配管継手40aを接続し、もう一方の図示しない配管継手40bは図示しない油脂供給ポンプに集中接続され、油脂が配管41を通して供給穴37から連続して供給される。これにより、無限循環回路24内部は常に油膜が形成された低摩擦状態となり、ボールBに対する摩擦の影響が低下するため、ボール詰まり現象の発生が押さえられ、作動トルク変動が低減される。
A
循環コマ30はナット112の内周面上に存在するので、ナット112の外径が小さくなり、コンパクトな構造の循環コマ式ボールねじ装置110を得ることができる。
Since the
そして複数の循環コマ30は図5に模式的に示す様に全てナット112の軸方向に位置をずらして周方向に等配に配置されている。
As shown schematically in FIG. 5, the plurality of
ボールねじ110は図6に示す様に前記ねじ軸114を水平方向に配置した状態で両端をサポートユニット50によって回転自在に且つ軸方向移動不能に支持されている。一方ナット112は複数の循環コマ30をナット112の軸方向に位置をずらして周方向に等配に配置した状態で相手部材である移動テーブル51に固定されている。
As shown in FIG. 6, the
ねじ軸114はその一方の端部をモーター52の出力軸に連結され、モーター52によって回転させられる。
One end of the
このねじ軸114の回転によって、ナット112に固定されかつ直動案内装置53によって案内される移動テーブル51がねじ軸114の長手方向に沿って移動する。
By the rotation of the
本発明のボールねじ装置によれば、無限循環回路内部へ常に油脂を供給することでボール循環回路における摩擦抵抗が低減されるためボールの詰まりの発生が抑えられる。したがって作動トルク変動が低減され、作動トルク変動に伴う、例えば工作機械の加工物表面に生じる縞模様の発生等の不具合を解消することができる。 According to the ball screw device of the present invention, by constantly supplying oil and fat into the infinite circulation circuit, the frictional resistance in the ball circulation circuit is reduced, so that the occurrence of clogging of the ball can be suppressed. Accordingly, fluctuations in the operating torque can be reduced, and problems associated with fluctuations in the operating torque, such as the occurrence of striped patterns generated on the workpiece surface of the machine tool, can be solved.
本発明は、循環コマを備えたボールねじ装置として、各種機械装置に広く適用できる。 The present invention can be widely applied to various mechanical devices as a ball screw device having a circulation piece.
20 ねじ溝(ナット側)24 無限循環回路30 循環コマ32 バイパス路40a 配管継手51 移動テーブル112 ナット114 ねじ軸116 ねじ溝(ねじ軸側)B ボール
20 Thread groove (nut side) 24
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010205858A JP2012062924A (en) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | Ball screw device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2010205858A JP2012062924A (en) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | Ball screw device |
Publications (1)
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JP2012062924A true JP2012062924A (en) | 2012-03-29 |
Family
ID=46058843
Family Applications (1)
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JP2010205858A Pending JP2012062924A (en) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | Ball screw device |
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JP (1) | JP2012062924A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210001501U (en) * | 2019-12-23 | 2021-07-02 | 하이윈 테크놀로지스 코포레이션 | Internal recirculation type ball screw |
-
2010
- 2010-09-14 JP JP2010205858A patent/JP2012062924A/en active Pending
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KR20210001501U (en) * | 2019-12-23 | 2021-07-02 | 하이윈 테크놀로지스 코포레이션 | Internal recirculation type ball screw |
KR200494263Y1 (en) * | 2019-12-23 | 2021-09-06 | 하이윈 테크놀로지스 코포레이션 | Internal recirculation type ball screw |
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