JP2012077914A - Ball screw mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電動アクチュエータなど種々の用途に用いることができるボールねじ機構に関する。 The present invention relates to a ball screw mechanism that can be used for various applications such as an electric actuator.
近年、車両等の省力化が進み、例えば自動車のトランスミッションやパーキングブレーキなどを手動でなく、電動モータの力により動作させるシステムが開発されている。そのような用途に用いる電動アクチュエータには、電動モータから伝達される回転運動を高効率で軸線方向運動に変換するために、ボールねじ機構が用いられる場合がある。 In recent years, labor saving of vehicles and the like has progressed, and for example, a system for operating a transmission, a parking brake, and the like of an automobile not by hand but by the power of an electric motor has been developed. An electric actuator used for such an application may use a ball screw mechanism in order to convert the rotational motion transmitted from the electric motor into the axial motion with high efficiency.
ここで、通常ボールねじ機構は、ねじ軸と、ナットと、ボールとからなり、ねじ軸に対してナットが相対回転する際に、ナット内の転走路に沿ってボールが転動し、それにより円滑な動作が行われるが、転走路の一端に到達したボールをその他端へと循環させる循環部材が必要となる。このような循環部材としては、チューブやコマなどが知られている。 Here, the normal ball screw mechanism consists of a screw shaft, a nut, and a ball. When the nut rotates relative to the screw shaft, the ball rolls along the rolling path in the nut, Although a smooth operation is performed, a circulation member for circulating the ball that has reached one end of the rolling path to the other end is required. As such a circulation member, a tube, a top, etc. are known.
ボールねじ機構の循環方式として一般的なコマ式(デフレクター式)を例にとって、その循環作用を説明すると、ねじ軸とナットの間に形成された転走路をボールは1巻き弱転動し、循環コマに導かれることによって、ねじ軸の山部を乗り越え再び元の通路に戻される。このようなボール循環を司る循環コマは、ナットにおいて半径方向に貫通した穴にはめ込むように装着される。また、循環コマには、ねじ軸の約1リード分に相当する軸線方向のボール溝食い違い部を連結し、ねじ軸の山部を乗り越えて1つの閉回路を形成するS字状の溝が成形されている。 The circulation function of the ball screw mechanism is taken as an example of a general coma type (deflector type). The circulation action will be described. The ball rolls slightly on the rolling path formed between the screw shaft and the nut, and circulates. By being guided to the top, the screw shaft is overcome and returned to the original passage again. Such a circulation piece for controlling the ball circulation is mounted so as to be fitted into a hole penetrating in the radial direction in the nut. In addition, an S-shaped groove that forms a closed circuit over the crest of the screw shaft is formed on the circulation piece by connecting the ball groove staggered portion in the axial direction corresponding to about one lead of the screw shaft. Has been.
ところで、軽負荷の場合には、ボールねじ機構の循環は1回路で足りるが、ある程度ボールねじ機構に加わる負荷が大きい場合には、このような循環回路を2回路以上設けて、ボールねじの定格荷重を大きくすることが通常行われている。しかるに、ボールねじ機構において、循環回路を複数設ける場合には、ナットに複数の回路が配置できる分だけの、軸線方向に相当長さを持った雌ねじ溝を連続的に成形することが一般的である。特許文献1には、複数の循環回路を設けることができるナットの製造方法が開示されている。
By the way, in the case of a light load, the circulation of the ball screw mechanism is sufficient in one circuit. However, when the load applied to the ball screw mechanism is large to some extent, two or more such circulation circuits are provided, and the ball screw mechanism is rated. It is common practice to increase the load. However, in the ball screw mechanism, when a plurality of circulation circuits are provided, it is common to continuously form a female screw groove having a considerable length in the axial direction so that a plurality of circuits can be arranged on the nut. is there.
ところが、ナットに複数の回路が配置できる分だけの、軸線方向に相当長さを持った雌ねじ溝を連続的に成形することには、以下のような問題がある。
(1)特許文献1に開示された技術を用いて複数の循環回路を形成しようとすると、ナット内周に連続的に形成した螺旋溝のある部分と、それと異なる別な部分をそれぞれ循環回路として利用することになるが、これを言い換えると、循環回路以外の部位には実際にボールが転動することのない不使用溝が同時に形成されてしまうということである。しかるに、このような不使用溝まで切削することにより刃物工具の損耗が激しくなり、工具寿命が短くなるという問題がある。
(2)実際にボールが転動することのない不使用溝は、複数の循環部材に挟まれた閉空間となる。一方、ボールねじ組立ではこの閉空間に何らかの理由でボールが誤って挿入されることがあり、この誤って挿入されたボールは、ねじ軸とナットとの間で噛み込まれてボールねじ作動をロックさせる恐れがあるので、完成後の検査によって排除しなければならず、歩留まりが悪くなる。
(3)ボールねじの使用形態の一つとして、ナットにトラニオン穴を設け、かかるトラニオン穴にピンを係合させた揺動可能なリンク部材を組み付けることで、ナットの軸線運動を伝達する構成が知られている。ここで、トラニオン穴はナットへの貫通穴として加工されることが一般的であり、又トラニオン穴はボールねじ対する作用荷重を考慮し有利となるように複数の循環路の中央に配置されることが多い。この場合、ナット内径側に連続したボールねじ溝が加工されていると、トラニオン穴に挿入されたピンと穴の有効接触面が減少し、ピン及びトラニオン穴の損耗を早めることがある。
However, there are the following problems in continuously forming the female thread groove having a considerable length in the axial direction as much as a plurality of circuits can be arranged on the nut.
(1) When a plurality of circulation circuits are formed using the technique disclosed in
(2) The unused groove where the ball does not actually roll is a closed space sandwiched between a plurality of circulation members. On the other hand, in the ball screw assembly, a ball may be accidentally inserted into this closed space for some reason, and this erroneously inserted ball is caught between the screw shaft and the nut to lock the ball screw operation. Therefore, it must be removed by inspection after completion, resulting in poor yield.
(3) As one form of use of the ball screw, there is a configuration in which a trunnion hole is provided in the nut, and a swingable link member having a pin engaged with the trunnion hole is assembled to transmit the axial motion of the nut. Are known. Here, the trunnion hole is generally machined as a through hole to the nut, and the trunnion hole is arranged at the center of a plurality of circulation paths so as to be advantageous in consideration of the acting load on the ball screw. There are many. In this case, if a continuous ball screw groove is formed on the inner diameter side of the nut, the effective contact surface between the pin and the hole inserted into the trunnion hole is reduced, and wear of the pin and the trunnion hole may be accelerated.
一方、特許文献2には、使用時にボールが循環しないナットの非循環部に、樹脂などの詰め物を配置することにより、組み付け時等において、非循環部にボールが誤って混入されてしまうことを回避して作動不良を防止する技術が開示されている。しかしながら、非循環部に詰め物を詰めた場合、振動などにより脱落する恐れがある。又、脱落防止のためコマと詰め物とを一体化した場合も、作動中に詰め物が脱落する恐れはないが、コスト高を招く恐れがある。
On the other hand,
本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減できると共に、摩耗や作動不良を抑えることができるボールねじ機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a ball screw mechanism that can reduce the manufacturing cost and suppress wear and malfunction.
第1の本発明のボールねじ機構は、
外周面に雄ねじ溝を形成したねじ軸と、
前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、
対向する両ねじ溝間に形成された転走路に沿って転動自在に配置された複数のボールと、
前記転走路の一端から他端へとボールを戻すための循環溝を備えた循環部材とを有し、
前記雌ねじ溝は、互いに非接続状態で複数条、軸線方向に隔てられて設けられていることを特徴とする。
The ball screw mechanism according to the first aspect of the present invention comprises:
A screw shaft having a male screw groove formed on the outer peripheral surface;
A nut disposed so as to surround the screw shaft and having an internal thread formed on an inner peripheral surface thereof;
A plurality of balls arranged to freely roll along a rolling path formed between opposing screw grooves;
A circulation member having a circulation groove for returning the ball from one end of the rolling path to the other end;
The female screw grooves are provided in a plurality of strips and separated in the axial direction in a non-connected state.
第2の本発明のボールねじ機構は、
外周面に雄ねじ溝を形成したねじ軸と、
前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、
対向する両ねじ溝間に形成された転走路に沿って転動自在に配置された複数のボールと、
前記転走路の一端から他端へとボールを戻すための循環部材とを有し、
前記ナットは、内外周を連通してなり前記循環部材へ前記ボールを排出するための排出部と、前記循環部から前記ボールを供給されるための供給部とを有し、前記雌ねじ溝は、前記排出部と前記供給部の間よりも軸線方向外側の方が狭くなっていることを特徴とする。
The ball screw mechanism of the second invention is
A screw shaft having a male screw groove formed on the outer peripheral surface;
A nut disposed so as to surround the screw shaft and having an internal thread formed on an inner peripheral surface thereof;
A plurality of balls arranged to freely roll along a rolling path formed between opposing screw grooves;
A circulation member for returning the ball from one end of the rolling path to the other end;
The nut has a discharge portion for discharging the ball to the circulation member, the inner and outer circumferences communicating with each other, and a supply portion for supplying the ball from the circulation portion. The axial direction outside is narrower than between the discharge part and the supply part.
第1の本発明のボールねじ機構によれば、前記雌ねじ溝が、互いに非接続状態で複数条、軸線方向に隔てられて設けられているので、前記ナットの内周面全体に雌ねじ溝を形成する必要がなく、工具摩耗などを回避することができる。又、前記雌ねじ溝が形成されていない前記ナットの内周面には前記ボールが入り込む余地はなく、誤挿入の恐れも回避できる。更に、前記雌ねじ溝が形成されていない前記ナットの内周面にトラニオン穴などを設ければ、それに係合するピンやトラニオン穴の摩耗を回避することができる。このような雌ねじ溝は、循環部材取り付けのためにナットに形成された孔から切削を開始し、その孔で切削が終了する加工方法により形成することができる。かかる加工方法によれば、ナット全体に雌ねじ溝を形成する必要がないので、工具の回転速度を低くしても加工時間を抑えることができ、また工具の回転速度が遅くできるので、工具の位置制御も高精度に且つ容易に行える。 According to the ball screw mechanism of the first aspect of the present invention, since the female screw grooves are provided in a plurality of strips and separated in the axial direction in a non-connected state, the female screw grooves are formed on the entire inner peripheral surface of the nut. There is no need to do so, and tool wear and the like can be avoided. Further, there is no room for the ball to enter the inner peripheral surface of the nut in which the female screw groove is not formed, and the possibility of erroneous insertion can be avoided. Furthermore, if a trunnion hole or the like is provided on the inner peripheral surface of the nut in which the female screw groove is not formed, wear of the pin and trunnion hole engaged therewith can be avoided. Such a female screw groove can be formed by a machining method in which cutting is started from a hole formed in the nut for attaching the circulation member, and the cutting is finished at the hole. According to such a machining method, since it is not necessary to form a female thread groove on the entire nut, the machining time can be suppressed even if the rotation speed of the tool is lowered, and the rotation speed of the tool can be slowed down. Control can be easily performed with high accuracy.
前記循環部材は、前記雌ねじ溝の条数と同じ数だけ設けられていると好ましいが、単一の循環部材に複数の循環路を設けても良い。 The circulation member is preferably provided in the same number as the number of the female screw grooves, but a plurality of circulation paths may be provided in a single circulation member.
前記雌ねじ溝は、前記ナットに、複数条同時に切削加工されてなると、加工効率が向上するので好ましい。 It is preferable that the female screw groove is formed by cutting a plurality of the nuts at the same time, because the processing efficiency is improved.
前記雌ねじ溝は、前記ナットに、複数条同時に研削加工されてなると、加工効率が向上するので好ましい。 It is preferable that a plurality of female thread grooves are ground on the nut at the same time because the processing efficiency is improved.
第2の本発明のボールねじ機構によれば、前記ナットは、内外周を連通してなり前記循環部材へ前記ボールを排出するための排出部と、前記循環部から前記ボールを供給されるための供給部とを有し、前記雌ねじ溝は、前記排出部と前記供給部の間よりも軸線方向外側の方が狭くなっているので、前記ボールが転動しない非循環領域である前記排出部と前記供給部より軸線方向外側において、前記雄ねじ溝とで囲う空間に前記ボールが侵入できなくなるため、前記ボールが誤って混入された状態で組み付けられることがない。ここで、「狭くなっている」とは、前記排出部と前記供給部より軸線方向外側において、前記雄ねじ溝と前記雌ねじ溝との軸線方向断面積が狭くなっていることをいい、前記雌ねじ溝が浅くなる又は形成されない状態を含むものである。又、「軸線方向外側」とは、両側でなく片側であっても良い。 According to the ball screw mechanism of the second aspect of the present invention, the nut is communicated between the inner and outer circumferences, and the ball is supplied from the circulation portion to a discharge portion for discharging the ball to the circulation member. The female screw groove is narrower on the outer side in the axial direction than between the discharge portion and the supply portion, so that the discharge portion is a non-circulating region where the ball does not roll. Since the ball cannot enter the space surrounded by the male screw groove on the outer side in the axial direction from the supply unit, the ball is not assembled in a state where it is mistakenly mixed. Here, “narrow” means that the axial cross-sectional area of the male screw groove and the female screw groove is narrower outside the discharge part and the supply part in the axial direction, and the female screw groove Includes a state in which the film is shallow or not formed. The “axially outer side” may be one side instead of both sides.
前記循環部材はチューブであり、前記ナットは、前記チューブを固定する固定具を取り付けるためのねじ孔を有し、前記雌ねじ溝は、前記ねじ孔以外の場所に形成されていると、前記雌ねじ溝をタップで加工形成する際に、前記雌ねじ溝にバリ等が残存することが抑制される。 When the circulating member is a tube, the nut has a screw hole for attaching a fixture for fixing the tube, and the female screw groove is formed at a place other than the screw hole. When tapping is formed with a tap, burrs and the like are suppressed from remaining in the female screw groove.
前記雌ねじ溝において、前記排出部と前記供給部の間のみに表面処理が施されていると、前記ボールが転動する際の摩耗を抑制できる。表面処理としては、研削処理などがあるが、それに限られない。 In the female thread groove, if the surface treatment is performed only between the discharge portion and the supply portion, wear when the ball rolls can be suppressed. Surface treatment includes, but is not limited to, grinding treatment.
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態であるボールねじ機構の側面図であり、図2は、図1のボールねじ機構をII-II線で切断して矢印方向に見た断面図であり、図3は、図1のボールねじ機構をIII-III線で切断して矢印方向に見た断面図である。図4は、図3に示すボールねじ機構において、ねじ軸、コマ、ボールを取り外した状態で示すナットの断面図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of the ball screw mechanism according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the ball screw mechanism of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the ball screw mechanism of FIG. 1 taken along line III-III and viewed in the direction of the arrow. 4 is a cross-sectional view of the nut shown with the screw shaft, the top, and the ball removed in the ball screw mechanism shown in FIG.
図1において、不図示のモータに連結されるねじ軸1は、回転のみ可能に支持されている。ねじ軸1の外周面には、雄ねじ溝1aが形成されている。不図示の被駆動部材に連結され、軸線方向にのみ移動可能となるように支持された略円筒状のナット2は、ねじ軸1を包囲するように配置され且つ内周面に2本の雌ねじ溝2a、2aを形成している。複数のボール3が、対向する両ねじ溝間に形成された螺旋状の2本の転走路内を転動自在となるように配置されている。
In FIG. 1, a
図4に示すように、ナット2の内周面に形成された2条の雌ねじ溝2a、2aは、それぞれ360度近く巻き回しており、互いにナット2の軸線方向に非接続状態にあるが、ねじ軸1の雄ねじ溝1aのリード角と等しいリード角を有すると共に、そのリード角で延長したときに、一本の雌ねじ溝としてつながる関係にある。
As shown in FIG. 4, the two
図3に示すように、ナット2には、コマ用の孔2bが半径方向に貫通するようにして2つ軸線方向に並んで設けられている。各孔2b内には、円筒状のコマ4が配置されている。循環部材であるコマ4は、ナット2に組み付けられたときに内側となる面に、S字状の循環溝4aを形成している。この循環溝4aは、雌ねじ溝2aの両端につながる形状を有している。即ち、雌ねじ溝2aは、孔2bを介して両端がつながっている。
As shown in FIG. 3, the
本実施の形態の動作を説明すると、不図示の電動モータからの動力がねじ軸1に伝達されると、転走路を転動し且つコマ4の循環路4aを介して循環するボール3により、回転運動がナット2の軸線方向運動に効率よく変換され、不図示の被駆動部材を軸線方向に移動させることができる。
The operation of the present embodiment will be described. When power from an electric motor (not shown) is transmitted to the
ここで、ナット2の製造方法について説明する。図5は、ナット2の内周面加工の状態を示す図である。図5において、コマ用の孔2b、2bが形成されたナット2の内部に、先端外周に刃先チップTpを取り付けた工具Tを挿入する。工具Tは、X軸回りに回転すると共に、回転に応じて軸線方向に移動するように駆動される。工具Tが回転すると刃先チップTpは、X軸回りに公転することとなる。
Here, the manufacturing method of the
まず、刃先チップTpを孔2b(図で右側)内におくように工具Tを位置決めし、そこから、X軸回りに工具Tを回転させると、刃先チップTpは、孔2bの壁面から切削を開始し、工具Tが1回転するまでナット2の内周面を公転軌道に沿って切削する。このとき、工具Tは、回転に応じて軸線方向に移動するため、所定のリード角を有する雌ねじ溝2aが形成されることとなる。工具Tが360度近く回転したときに、刃先チップTpは孔2b内に侵入するので、工具Tを静止させる。一度で切削できない場合は、工具Tを出発点まで戻して、切り込み量を増大させながら再度回転させる。
First, when the tool T is positioned so that the cutting edge tip Tp is placed in the
1つの雌ねじ溝2aの加工が終了したら、工具Tをナット2の軸線側に寄せ、工具Tを更に送り出して再度ナット2の半径方向外方に移動させ、図で左側の孔2b内におくように工具Tを位置決めする。その後、同様な手法で雌ねじ溝2aを旋削する。
When the machining of one
本実施の加工法によれば、工具Tの回転速度は比較的低くて足りるので、ナット2に形成される雌ねじ溝2aは、必要最小限にコントロールすることが容易である。また、刃先チップTpへの負荷は、雌ねじ溝2a加工の時のみに加えられ、且つボール3の転動に用いない不要な雌ねじ溝を切削しないため、工具Tの寿命をのばす効果がある。
According to the processing method of the present embodiment, the rotational speed of the tool T may be relatively low, so that the
図6は、変形例にかかるナット2の内周面加工の状態を示す図である。図6において、コマ用の孔2b、2bが形成されたナット2の内部に、先端外周と、そこから孔2b、2b間距離と等しい距離だけ軸線方向に離れた位置とに(即ち工具T’の回転軸線回りに同位相となるようにして)、それぞれ刃先チップTp’、Tp’を取り付けた工具T’を挿入する。工具T’は、X軸回りに回転すると共に、回転に応じて軸線方向に移動するように駆動される。工具T’が回転すると刃先チップTp’、TP’は、X軸回りに公転することとなる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state of the inner peripheral surface processing of the
まず、各刃先チップTp’、Tp’を、それぞれの孔2b、2b内におくように工具T’を位置決めし、そこから、X軸回りに工具T’を回転させると、各刃先チップTp’、Tp’は、孔2b、2bの壁面から同時に切削を開始し、工具T’が1回転するまでナット2の内周面を公転軌道に沿って切削する。このとき、工具T’は、回転に応じて軸線方向に移動するため、所定のリード角を有する雌ねじ溝2a、2aが同時に形成されることとなる。工具T’が360度近く回転したときに、刃先チップTp’、Tp’は孔2b、2b内に侵入するので、工具T’を静止させる。このように、2つの刃先チップTp’、Tp’を設けることで、1度の旋削で2つの雌ねじ溝2a、2aを形成できるため、加工効率が高まる。尚、3つ以上の雌ねじ溝を有するナットの場合には、3つ以上の刃先チップを設けて良いことはいうまでもない。
First, when the tool T ′ is positioned so that the respective cutting edge tips Tp ′ and Tp ′ are placed in the
又、雌ねじ溝2aが形成されていないナット2の内周面には、ボール3が入り込む余地はなく、ボール誤挿入の恐れも回避できる。
Further, there is no room for the
更に、トラニオンを設けたボール機構について説明する。図7は、トラニオンを適用した本実施の形態にかかるボールねじ機構の断面図であり、図8は、トラニオンを適用した比較例にかかるボールねじ機構の断面図である。図7において、ナット2には、その中央に対向して貫通するトラニオン穴2c、2cが形成されている。かかるトラニオン穴2c、2cには、ピン5,5が挿通されている。ピン5,5の周囲には、リンク部材6,6が揺動自在に配置されている。ナット2が軸線方向に移動すると、それに応じてピン5,5が軸線方向に引っ張られ或いは押されて、不図示の被駆動部材を駆動するようになっている。
Further, a ball mechanism provided with a trunnion will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view of the ball screw mechanism according to the present embodiment to which the trunnion is applied, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the ball screw mechanism according to a comparative example to which the trunnion is applied. In FIG. 7, the
図8に示す比較例のボールねじ機構において、内周全体にわたって雌ねじ溝12aが形成されたナット12”には、その中央に対向して貫通するトラニオン穴12c”、12c”が形成されており、かかるトラニオン穴12c”、12c”には、ピン5,5が挿通されている。ピン5,5の周囲には、リンク部材6,6が揺動自在に配置されている。ナット12”が軸線方向に移動すると、それに応じてピン5,5が軸線方向に引っ張られ或いは押されて被駆動部材を駆動するようになっている。
In the ball screw mechanism of the comparative example shown in FIG. 8, trunnion holes 12c "and 12c" penetrating through the
ここで、比較例のボールねじ機構においては、ナット12”の内周面全体に雌ねじ溝12a”が形成されているので、トラニオン穴12c”は必ず雌ねじ溝12a”のある位置に形成されることとなる。即ち、雌ねじ溝12a”の底を貫通したトラニオン穴12c”の場合、トラニオン穴12c”の壁面における有効接触面積が減少するので、ピン5を挿通したときに、トラニオン穴12c”とピン5との面圧が高くなり、大きな摩耗が発生する恐れがある。これに対し、本実施の形態によれば、一対の雌ねじ溝2a、2aの間にトラニオン穴2cを設ければ、雌ねじ溝のない内周面に貫通することになるため、トラニオン穴2cの壁面における有効接触面積が増大するので、ピン5を挿通したときに、トラニオン穴2cとピン5との面圧を低く抑えることができ、それにより摩耗の発生を抑制することができる。
Here, in the ball screw mechanism of the comparative example, since the
図9は、別な実施の形態にかかるナット2の内周面加工の状態を示す図である。図9において、コマ用の孔2b、2bが形成されたナット2の内部に、先端外周と、そこから孔2b、2b間距離と等しい距離だけ軸線方向に離れた位置とに(即ち研削砥石Gの回転軸線回りに同位相となるようにして)、それぞれ研削部Gp、Gpを設けた研削砥石Gを挿入する。研削砥石Gは、X軸回りに回転すると共に、回転に応じて軸線方向に移動するように駆動される。研削砥石Gが回転すると研削部Gp、Gpは、X軸回りに公転することとなる。
FIG. 9 is a diagram showing a state of inner peripheral surface processing of the
まず、各研削部Gp、Gpを、それぞれの孔2b、2b内におくように研削砥石Gを位置決めし、そこから、X軸回りに研削砥石Gを回転させると、各研削部Gp、Gpは、孔2b、2bの壁面から同時に研削を開始し、研削砥石Gが1回転するまでナット2の内周面を公転軌道に沿って研削する。このとき、研削砥石Gは、回転に応じて軸線方向に移動するため、所定のリード角を有する雌ねじ溝2a、2aが同時に形成されることとなる。研削砥石Gが360度近く回転したときに、研削部Gp、Gpは孔2b、2b内に侵入するので、研削砥石Gを静止させる。これを繰り返すことで、より深いねじ溝2a、2aを形成できる。尚、図6に示す切削加工と組み合わせても良い。このように、2つの研削部Gp、Gpを設けることで、1回転の研削で2つの雌ねじ溝2a、2aを形成できるため、加工効率が高まる。尚、3つ以上の雌ねじ溝を有するナットの場合には、3つ以上の研削部を設けて良いことはいうまでもない。
First, when the grinding wheel G is positioned so that the grinding parts Gp and Gp are placed in the
図10は、別な実施の形態にかかるボールねじ機構の軸線方向断面図である。図11は、本実施の形態にかかるナットの上面図であり、図12は、図10にXII-XII線で示す位置でナットを切断して矢印方向に見た図である。 FIG. 10 is an axial sectional view of a ball screw mechanism according to another embodiment. FIG. 11 is a top view of the nut according to the present embodiment, and FIG. 12 is a view in which the nut is cut at the position indicated by the line XII-XII in FIG.
図10において、ボールねじ機構は、外周面に雄ねじ溝11aを形成したねじ軸11と、ねじ軸11を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝12aを形成したナット12と、対向する両ねじ溝11a、12a間に形成された転走路に沿って転動自在に配置された複数のボール13と、転走路の一端から他端へとボール13を戻すための循環部材であるチューブ14とを有している。
In FIG. 10, the ball screw mechanism is opposed to a
チューブ14をナット12に固定する固定具である取付板15は、ボルト16によりナット12に取り付けられる。即ち、ナット12には、チューブ14の両端を挿入できるようにナット12の内外周を連通するように形成した一対の挿入孔(その一方が転走路の一端に設けられた排出部、他方が転走路の他端に設けられた供給部)12bと、ボルト16を螺合させるための一対のねじ孔12cとが形成されている。雌ねじ溝12aは、一対の挿入孔12bの間において形成されており、挿入孔12bの軸線方向外方は、徐々に切り上げられて浅くなっており、即ち内周面に向かって傾斜している。
A mounting
雌ねじ溝12aを、このように加工するためには、例えば図5に示す工具を螺旋状に移動させながら、一方の挿入孔12bの軸線方向外方から、その回転軸線Xを徐々に半径方向外方に移動させ、一方の挿入孔12bに到達した時点で回転軸線Xを固定し、その状態で螺旋状に移動させ、他方の挿入孔12bに到達した時点から、その回転軸線Xを徐々に半径方向内方に移動させることで形成できる。その後、挿入孔12bのドリル加工、ねじ孔12cのドリル加工及びタップ加工、雌ねじ溝12aの研削加工が行われる。
In order to machine the
本実施の形態においては、不図示の電動モータからの動力がねじ軸11に伝達されると、一対の挿入孔12bの間における雄ねじ溝11aと雌ねじ溝12aとの間に画成される転走路を転動し且つチューブ14を介して循環するボール13により、回転運動がナット12の軸線方向運動に効率よく変換され、不図示の被駆動部材を軸線方向に移動させることができる。
In the present embodiment, when power from an electric motor (not shown) is transmitted to the
本実施の形態によれば、ナット12の雌ねじ溝12aは、一対の挿入孔12bの間よりも軸線方向外側の方が浅くなっているので、ボール13が転動しない非循環領域である一対の挿入孔12bより軸線方向外側において、雄ねじ溝11aとで囲う空間にボール13が侵入できなくなるため、ボール13が誤って混入された状態で組み付けられることがない。なお、雌ねじ溝12aの研削加工は、ボール13が転動する領域である一対の挿入孔12bの間のみ行えばよい。
According to the present embodiment, the
更に、従来のナットにおいては、図12で点線で示すように、同じ深さの雌ねじ溝(12a’とする)がナットの両端間にわたって形成されていたが、かかる場合、雌ねじ溝12a’とねじ孔12cとが干渉する恐れがあり、それによりねじ孔12cをタップ加工する際にバリ等が生じやすく、これが転動面に落下して摩耗を生じやすいという問題があった。これに対し本実施の形態によれば、雌ねじ溝12aがナット12の端部まで形成されておらず、従ってねじ孔12cとの干渉が回避されるので、バリなどの発生を抑制できる。更に、雌ねじ溝12aの研削加工時に、研削工具がねじ孔12cと干渉しないため、工具の摩耗や欠けを抑制できる。
Further, in the conventional nut, as shown by the dotted line in FIG. 12, the female screw groove (12a ′) having the same depth is formed across the both ends of the nut. There is a possibility of interference with the
なお、チューブ14は2本以上設けられていても良いが、その場合には個々のチューブ14の両端が挿通される一対の挿入孔12bを基準として、その間と、その軸線方向外側とで雌ねじ溝12aの形状を変えればよい。チューブ14の代わりにコマを用いても良い。かかる場合、排出部と供給部とはつながった空間となっていてよい。
Two or
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate.
1、11 ねじ軸
2、12 ナット
3、13 ボール
4 コマ
5 ピン
6 リンク
14 チューブ
T 切削工具
G 研削砥石
DESCRIPTION OF
本発明のボールねじ機構は、
外周面に雄ねじ溝を形成したねじ軸と、
前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、
対向する両ねじ溝間に形成された転走路に沿って転動自在に配置された複数のボールと、
前記転走路の一端から他端へとボールを戻すためのチューブとを有し、
前記ナットは、内外周を連通してなり前記チューブへ前記ボールを排出するための排出部と、前記チューブから前記ボールを供給されるための供給部とを有し、前記排出部と前記供給部とは前記ナットの内周において一周以上離れており、前記雌ねじ溝は、前記排出部と前記供給部の間よりも軸線方向外側で、前記チューブを固定する固定具を取り付けるためのねじ孔に干渉しないように、徐々に切り上げられて浅くなっていることを特徴とする。
The ball screw mechanism of the present invention is
A screw shaft having a male screw groove formed on the outer peripheral surface;
A nut disposed so as to surround the screw shaft and having an internal thread formed on an inner peripheral surface thereof;
A plurality of balls arranged to freely roll along a rolling path formed between opposing screw grooves;
A tube for returning the ball from one end of the rolling path to the other end;
The nut has a discharge portion for communicating the inner and outer circumferences to discharge the ball to the tube , and a supply portion for supplying the ball from the tube , and the discharge portion and the supply portion Is separated by one or more rounds in the inner circumference of the nut, and the female thread groove interferes with a screw hole for attaching a fixture for fixing the tube, on the outer side in the axial direction than between the discharge portion and the supply portion. It is characterized by being gradually rounded up and shallow so as not to.
本発明のボールねじ機構によれば、前記ナットは、内外周を連通してなり前記チューブへ前記ボールを排出するための排出部と、前記チューブから前記ボールを供給されるための供給部とを有し、前記排出部と前記供給部とは前記ナットの内周において一周以上離れており、前記雌ねじ溝は、前記排出部と前記供給部の間よりも軸線方向外側で、前記チューブを固定する固定具を取り付けるためのねじ孔に干渉しないように、徐々に切り上げられて浅くなっているので、前記ボールが転動しない非循環領域である前記排出部と前記供給部より軸線方向外側において、前記雄ねじ溝とで囲う空間に前記ボールが侵入できなくなるため、前記ボールが誤って混入された状態で組み付けられることがない。又、「軸線方向外側」とは、両側でなく片側であっても良い。 According to the ball screw mechanism of the present invention, the nut includes a discharge portion for communicating the inner and outer periphery and discharging the ball to the tube , and a supply portion for supplying the ball from the tube. And the discharge portion and the supply portion are separated from each other by one or more rounds on the inner periphery of the nut, and the female screw groove fixes the tube on the outer side in the axial direction than between the discharge portion and the supply portion. Since it is gradually rounded up and shallow so as not to interfere with the screw hole for mounting the fixture, the ball is non-circulating in which the ball does not roll, and outside the supply unit in the axial direction, Since the ball cannot enter the space surrounded by the male screw groove, the ball is not assembled in a state where it is mistakenly mixed. The “axially outer side” may be one side instead of both sides.
Claims (7)
前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、
対向する両ねじ溝間に形成された転走路に沿って転動自在に配置された複数のボールと、
前記転走路の一端から他端へとボールを戻すための循環溝を備えた循環部材とを有し、
前記雌ねじ溝は、互いに非接続状態で複数条、軸線方向に隔てられて設けられていることを特徴とするボールねじ機構。 A screw shaft having a male screw groove formed on the outer peripheral surface;
A nut disposed so as to surround the screw shaft and having an internal thread formed on an inner peripheral surface thereof;
A plurality of balls arranged to freely roll along a rolling path formed between opposing screw grooves;
A circulation member having a circulation groove for returning the ball from one end of the rolling path to the other end;
The ball screw mechanism is characterized in that the female screw grooves are provided in a plurality of strips and are axially separated in a non-connected state.
前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、
対向する両ねじ溝間に形成された転走路に沿って転動自在に配置された複数のボールと、
前記転走路の一端から他端へとボールを戻すための循環部材とを有し、
前記ナットは、内外周を連通してなり前記循環部材へ前記ボールを排出するための排出部と、前記循環部から前記ボールを供給されるための供給部とを有し、前記雌ねじ溝は、前記排出部と前記供給部の間よりも軸線方向外側の方が狭くなっていることを特徴とするボールねじ機構。 A screw shaft having a male screw groove formed on the outer peripheral surface;
A nut disposed so as to surround the screw shaft and having an internal thread formed on an inner peripheral surface thereof;
A plurality of balls arranged to freely roll along a rolling path formed between opposing screw grooves;
A circulation member for returning the ball from one end of the rolling path to the other end;
The nut has a discharge portion for discharging the ball to the circulation member, the inner and outer circumferences communicating with each other, and a supply portion for supplying the ball from the circulation portion. A ball screw mechanism characterized in that the outer side in the axial direction is narrower than between the discharge portion and the supply portion.
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