JP2013200032A - Ball screw device - Google Patents

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Yutaka Nagai
豊 永井
Miki Matsunaga
美紀 松永
Koji Takino
幸治 滝野
Yuji Otani
雄志 大谷
Naoto Nishiwaki
直人 西脇
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball screw device having no restriction on a mounting position of a sensor that suitably monitors vibrations or collision force to be induced when a rolling element collides with a circulating part.SOLUTION: A ball screw device 1 includes: a screw shaft 10 having a screw groove 10a; a nut 20 having a screw groove 20a; a plurality of balls 30 disposed in a load rolling path 40 formed by both screw grooves 10a, 20a; and a return tube 50 for feeding the balls 30 from an end point to a start point of the load rolling path 40 to circulate the balls 30. An end of the return tube 50 is provided with a tongue part 51 that scoops up the balls 30 in the load rolling path 40 and guides the balls 30 to the return tube 50. The tongue part 51 is provided with a strain gauge 60.

Description

本発明は、工作機械、射出性成形機、半導体製造装置などに用いられるボールねじ装置に関する。   The present invention relates to a ball screw device used for a machine tool, an injection molding machine, a semiconductor manufacturing apparatus, and the like.

従来より、ボールねじ装置は、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有するナットと、両ねじ溝により形成される螺旋状の負荷転動路内に転動自在に装填された複数のボール(転動体)と、を備えている。そして、ボールを介してねじ軸に螺合されているナットとねじ軸とを相対回転運動させると、ボールの転動を介してねじ軸とナットとが軸方向に相対移動するようになっている。   Conventionally, a ball screw device has a spiral shaft formed by a screw shaft having a helical thread groove on the outer peripheral surface, a nut having a screw groove facing the screw groove of the screw shaft on the inner peripheral surface, and both screw grooves. And a plurality of balls (rolling elements) loaded in a freely rolling manner in the load rolling path. Then, when the nut and the screw shaft that are screwed to the screw shaft through the ball are relatively rotated, the screw shaft and the nut are relatively moved in the axial direction through the rolling of the ball. .

このようなボールねじ装置には、負荷転動路の始点と終点とを連通させて無端状のボール通路を形成するボール循環路が備えられている。すなわち、ボールは、負荷転動路内を移動しつつねじ軸の回りを回って負荷転動路の終点に至ると、ボール循環路の一方の端部から掬い上げられてボール循環路内を通り、ボール循環路の他方の端部から負荷転動路の始点に戻される。
このように、負荷転動路内を転動するボールがボール循環路により無限に循環されるようになっているので、ねじ軸とナットとは継続的に相対移動することができる。ボール循環路を用いたボール循環形式としては、チューブ式,コマ式,エンドキャップ式、エンドデフレクタ式等がある。
Such a ball screw device is provided with a ball circulation path that forms an endless ball path by communicating the starting point and the end point of the load rolling path. That is, when the ball moves around the screw shaft while moving in the load rolling path and reaches the end point of the load rolling path, the ball is scooped up from one end of the ball circulation path and passes through the ball circulation path. The other end of the ball circulation path is returned to the starting point of the load rolling path.
As described above, since the ball rolling in the load rolling path is circulated infinitely by the ball circulation path, the screw shaft and the nut can continuously move relative to each other. As a ball circulation type using a ball circulation path, there are a tube type, a top type, an end cap type, an end deflector type, and the like.

このようなボールねじ装置においては、焼付き、摩耗、破損等の異常が発生する場合があるが、その異常を検知する異常検出装置を備えるボールねじ装置が知られている。例えば特許文献1には、リターンチューブに振動センサ(加速度計)が取り付けられたボールねじ装置が開示されている。リターンチューブの振動を振動センサによって検出することができるので、ねじ軸、ナット、又はボールの焼付き、摩耗、破損等に伴って発生する振動により、ボールねじ装置の異常を検知することができる。   In such a ball screw device, abnormalities such as seizure, wear, and damage may occur. However, a ball screw device including an abnormality detection device that detects the abnormality is known. For example, Patent Document 1 discloses a ball screw device in which a vibration sensor (accelerometer) is attached to a return tube. Since the vibration of the return tube can be detected by the vibration sensor, the abnormality of the ball screw device can be detected by the vibration generated due to seizure, wear, breakage or the like of the screw shaft, nut, or ball.

特開2001−349407号公報JP 2001-349407 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、センサとして、振動センサ(加速度計)を用いているため、センサ自体がある程度の大きさ(容積)を有し、センサを設けるための空間をボールねじ装置に形成する必要があった。そのため、振動センサを取り付けることによりボールねじ装置が大型化する場合が多かった。
したがって、リターンチューブなどの循環部品に転動体が衝突するときに発生する振動や衝突力を好適にモニタリングするセンサの取付位置に制約がないボールねじ装置について改善の余地があった。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、循環部品に転動体が衝突するときに発生する振動や衝突力を好適にモニタリングするセンサの取付位置に制約がないボールねじ装置を提供することにある。
However, in the technique described in Patent Document 1, since a vibration sensor (accelerometer) is used as a sensor, the sensor itself has a certain size (volume), and a space for providing the sensor is provided as a ball screw device. Needed to be formed. Therefore, the ball screw device is often increased in size by attaching a vibration sensor.
Therefore, there is room for improvement in a ball screw device in which there is no restriction on the mounting position of a sensor that preferably monitors vibrations and collision force generated when a rolling element collides with a circulating component such as a return tube.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and its purpose is to restrict the mounting position of a sensor that suitably monitors vibrations and collision forces generated when a rolling element collides with a circulating component. It is an object of the present invention to provide a ball screw device that does not have any.

上記目的を達成するための請求項1に係る発明は、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記両ねじ溝により形成される螺旋状の負荷転動路に転動自在に装填された複数のボールを介して前記ねじ軸に螺合されたナットと、前記ボールを前記負荷転動路の終点から始点へ送って前記ボールを循環させるボール循環路と、を備えるボールねじ装置において、
前記ボール循環路にひずみゲージを設けたことを特徴としている。
このような構成とすることにより、ひずみゲージが薄膜状で小型であるため、検出部を配置する空間をより小さくできる。
The invention according to claim 1 for achieving the above object has a screw shaft having a helical thread groove on the outer peripheral surface and a screw groove facing the screw groove of the screw shaft on the inner peripheral surface. A nut screwed to the screw shaft via a plurality of balls that are movably loaded in a spiral load rolling path formed by a thread groove, and the ball from the end point of the load rolling path In a ball screw device comprising: a ball circulation path that circulates and sends the ball to
A strain gauge is provided in the ball circulation path.
By setting it as such a structure, since the strain gauge is thin-film-like and small, the space which arrange | positions a detection part can be made smaller.

また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載のボールねじ装置において、前記ボール循環路は、前記ボールの進行方向を変更して前記ボールを前記ボール循環路の終点から掬い上げるボール掬い上げ部と、該ボール掬い上げ部で掬い上げられた前記ボールを前記ボール循環路の端部に案内する湾曲部と、を有し、
前記ボール掬い上げ部若しくは前記湾曲部、又はそれらの近傍に前記ひずみゲージが設けられたことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the ball screw device according to the first aspect, the ball circulation path changes the traveling direction of the ball and scoops up the ball from the end point of the ball circulation path. A raising portion, and a curved portion for guiding the ball scooped up by the ball scooping portion to an end portion of the ball circulation path,
The strain gauge is provided in the ball scooping part or the curved part, or in the vicinity thereof.

ここで、前記ボール循環路として前記循環部品を採用した場合においては、前記ボール掬い上げ部は、前記循環部品に前記ボールが挿通される際の入口部分を指す。また、その近傍として、前記循環部品の端部に、前記負荷転動路内の前記ボールを掬い上げて前記循環部品に案内するタング部に前記ひずみゲージが設けられてもよい。
このような構成とすることにより、振動や衝突力の検出精度が高い湾曲部(偏曲部位)や、ボール掬い上げ部(タング部)にひずみゲージが設置されるため、振動や衝突力を高い精度で検出できる。
Here, in the case where the circulation component is employed as the ball circulation path, the ball scooping portion indicates an inlet portion when the ball is inserted into the circulation component. Further, as the vicinity thereof, the strain gauge may be provided at a tongue portion that scoops up the ball in the load rolling path and guides it to the circulating component at an end portion of the circulating component.
By adopting such a configuration, a strain gauge is installed in a curved part (curved part) or a ball scooping part (tang part) with high detection accuracy of vibration and collision force, so vibration and collision force are high. It can be detected with accuracy.

また、請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載のボールねじ装置において、前記ボール循環路は、前記ナットの内部を軸方向に貫通する貫通孔と前記ナットの端部に取り付けられ負荷転動路と前記貫通孔との間を連通させる連通路が形成されるエンドキャップ、前記ボールの転動方向に沿って分割された2つの合成樹脂製の分割体からなる接線掬い上げ方式の循環部品、エンドデフレクタ、及び循環こまの少なくともいずれかであることを特徴としている。
ここで、前記ボール循環路としてエンドキャップを採用した場合においては、前記ひずみゲージは、前記連通路の偏曲部位(湾曲部)の隣接部位に取り付けられることが好ましい。
Further, the invention according to claim 3 is the ball screw device according to claim 1 or 2, wherein the ball circulation path is attached to a through hole that penetrates the inside of the nut in an axial direction and an end of the nut. An end cap in which a communication path for communicating between the load rolling path and the through hole is formed, and a tangential scooping system comprising two synthetic resin divided bodies divided along the rolling direction of the ball It is characterized by being at least one of a circulating part, an end deflector, and a circulating top.
Here, when an end cap is adopted as the ball circulation path, it is preferable that the strain gauge is attached to a portion adjacent to the bending portion (curved portion) of the communication passage.

また、前記エンドデフレクタは、前記ボールを前記負荷転動路の終点から掬い上げて前記ボール循環路の端部に案内するものである。前記エンドデフレクタは、前記負荷転動路内に突出し且つ前記ボールの進行方向を変更して前記ボールを前記負荷転動路の終点から掬い上げるタング部と、前記タング部で掬い上げられた前記ボールを前記ボール循環路の端部に案内する湾曲した案内路とを有する。前記ひずみゲージは前記エンドデフレクタの表面に接合されており、前記ひずみゲージが接合されている前記エンドデフレクタの表面は、前記タング部の表面、又は、前記案内路の湾曲部分の近傍に位置する部分であることが好ましい。   The end deflector scoops up the ball from the end point of the load rolling path and guides it to the end of the ball circulation path. The end deflector protrudes into the load rolling path and changes the traveling direction of the ball to scoop up the ball from the end point of the load rolling path, and the ball scooped up by the tongue section And a curved guide path that guides the ball to the end of the ball circulation path. The strain gauge is joined to the surface of the end deflector, and the surface of the end deflector to which the strain gauge is joined is a portion located near the surface of the tongue portion or the curved portion of the guide path. It is preferable that

また、前記ボール循環路として前記循環こまを採用した場合においては、前記ボール戻し溝の裏側に相当する前記循環こまの表面にひずみゲージが設けられることが好ましい。
また、前記ボール循環路として前記循環こまを採用した場合においては、前記ひずみゲージは、前記ボール戻し溝の長手方向両端のボール掬い上げ部近傍に設けられることが好ましい。
また、請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれかに記載のボールねじ装置において、前記ひずみゲージは、前記ボール循環路内に設けられることを特徴としている。
ここで、前記ボール循環路としてエンドキャップを採用した場合においては、前記ひずみゲージは、前記連通路と前記転動体通路との連通部位に前記転動体通路に遊嵌される前記ボール掬い上げ部としてのタング部内又は前記タング部の隣接部位に埋設されることが好ましい。
In addition, when the circulation top is adopted as the ball circulation path, it is preferable that a strain gauge is provided on the surface of the circulation top corresponding to the back side of the ball return groove.
In addition, when the circulating top is employed as the ball circulation path, the strain gauge is preferably provided in the vicinity of the ball scooping portion at both ends in the longitudinal direction of the ball return groove.
The invention according to claim 4 is the ball screw device according to any one of claims 1 to 3, wherein the strain gauge is provided in the ball circulation path.
Here, in the case where an end cap is adopted as the ball circulation path, the strain gauge is used as the ball scooping portion loosely fitted in the rolling element passage at a communication portion between the communication path and the rolling element passage. It is preferable to be embedded in the tongue portion or in the adjacent portion of the tongue portion.

また、前記ひずみゲージが前記エンドデフレクタの内部に埋め込まれる場合、前記エンドデフレクタは、前記負荷転動路内に突出し且つ前記ボールの進行方向を変更して前記ボールを前記負荷転動路の終点から掬い上げるタング部と、前記タング部で掬い上げられた前記ボールを前記ボール循環路の端部に案内する湾曲した案内路と、を有し、前記ひずみゲージは、前記タング部、前記タング部の近傍部分、又は、前記案内路の湾曲部分の近傍に位置する部分に埋め込まれていることが好ましい。
このような構成とすることにより、ひずみゲージを前記ボール循環路内に設けて前記ボール循環路と一体にしておくことで、前記ボール循環路への検出部の取り付け時間を低減できる。
When the strain gauge is embedded in the end deflector, the end deflector protrudes into the load rolling path and changes the traveling direction of the ball to move the ball from the end point of the load rolling path. A tongue portion that scoops up and a curved guide path that guides the ball scooped up by the tongue portion to an end portion of the ball circulation path, and the strain gauge includes the tongue portion and the tongue portion. It is preferable that it is embedded in the vicinity part or the part located in the vicinity of the curved part of the guide path.
By setting it as such a structure, the strain gauge can be provided in the said ball circulation path, and it can integrate with the said ball circulation path, and the attachment time of the detection part to the said ball circulation path can be reduced.

また、請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のボールねじ装置において、前記ひずみゲージのリード線を嵌入させる溝部が前記ナットに設けられたことを特徴としている。
また、請求項6に係る発明は、請求項1〜5のいずれかに記載のボールねじ装置において、前記ひずみゲージのリード線が、前記ボール循環路に固定又は接合されたことを特徴としている。
ここで、前記ボール循環路としてエンドキャップを採用した場合においては、前記ひずみゲージの検出信号が出力されるリード線が前記エンドキャップに対して固定されることが好ましい。
The invention according to claim 5 is characterized in that in the ball screw device according to any one of claims 1 to 4, a groove portion into which the lead wire of the strain gauge is inserted is provided in the nut.
The invention according to claim 6 is characterized in that, in the ball screw device according to any one of claims 1 to 5, the lead wire of the strain gauge is fixed or joined to the ball circulation path.
Here, when an end cap is employed as the ball circulation path, it is preferable that a lead wire to which a detection signal of the strain gauge is output is fixed to the end cap.

また、前記ボール循環路として前記エンドデフレクタを採用した場合においては、前記ひずみゲージは、ひずみを検出する本体部分と、引出線であるリード線とを備えており、前記本体部分と、前記リード線のうち金属線が被覆材で被覆されている被覆部分とが、前記エンドデフレクタの表面に接合されていることがより好ましい。
さらに、前記本体部分及び前記被覆部分の少なくとも一方が前記エンドデフレクタの表面に接着剤により接合されていることがさらに好ましい。
このような構成とすることにより、ひずみゲージ及びリード線を一体として前記ボール循環路に固定しているので、ひずみゲージに対してリード線が断線してしまうのを防止できる。
Further, when the end deflector is employed as the ball circulation path, the strain gauge includes a main body portion for detecting strain and a lead wire as a lead wire, and the main body portion and the lead wire It is more preferable that the covering portion in which the metal wire is covered with the covering member is bonded to the surface of the end deflector.
Furthermore, it is more preferable that at least one of the main body portion and the covering portion is bonded to the surface of the end deflector with an adhesive.
By setting it as such a structure, since the strain gauge and the lead wire are integrally fixed to the said ball circulation path, it can prevent that a lead wire breaks with respect to a strain gauge.

また、請求項7に係る発明は、請求項1〜6のいずれかに記載のボールねじ装置において、前記ひずみゲージが接着剤によって前記ボール循環路に固定されたことを特徴としている。
ここで、前記ひずみゲージは、本体部のみ固定されてもよいし、本体部だけでなく、前記リード線も接着剤によって前記ボール循環路に固定されることが好ましい。
また、前記ボール循環路として前記循環こまを採用した場合においては、前記ひずみゲージ及び前記リード線被覆部が接着剤によって前記循環こまに固定されることが好ましい。
また、前記ボール循環路として前記循環こまを採用した場合においては、前記ひずみゲージのリード線被覆部の一部が、前記循環こまに固定されることが好ましい。
The invention according to claim 7 is the ball screw device according to any one of claims 1 to 6, wherein the strain gauge is fixed to the ball circulation path by an adhesive.
Here, it is preferable that only the main body portion of the strain gauge is fixed, and not only the main body portion but also the lead wire is fixed to the ball circulation path by an adhesive.
In addition, when the circulation top is adopted as the ball circulation path, it is preferable that the strain gauge and the lead wire covering portion are fixed to the circulation top by an adhesive.
In addition, when the circulation top is adopted as the ball circulation path, it is preferable that a part of the lead wire covering portion of the strain gauge is fixed to the circulation top.

本発明によれば、センサとして、ひずみゲージを用いたので、循環部品に転動体が衝突するときに発生する振動や衝突力を好適にモニタリングするセンサの取付位置に制約がないボールねじ装置を提供することができる。   According to the present invention, since a strain gauge is used as a sensor, there is provided a ball screw device in which there is no restriction on the mounting position of the sensor for preferably monitoring vibration and collision force generated when a rolling element collides with a circulating component. can do.

本発明に係るボールねじ装置の第1の実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the axial direction which shows the structure in 1st Embodiment of the ball screw apparatus which concerns on this invention. 図1の2−2線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the 2-2 line of FIG. 本発明に係るボールねじ装置の第1の実施形態における構成を示す軸方向に沿う部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which follows the axial direction which shows the structure in 1st Embodiment of the ball screw apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るボールねじ装置の第1の実施形態におけるひずみゲージの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the strain gauge in 1st Embodiment of the ball screw apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るボールねじ装置の第2の実施形態における構成を示す軸方向に直交する面に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the surface orthogonal to the axial direction which shows the structure in 2nd Embodiment of the ball screw apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るボールねじ装置の第2の実施形態における構成を示す軸方向に沿う部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which follows the axial direction which shows the structure in 2nd Embodiment of the ball screw apparatus which concerns on this invention. 第3の実施形態のボールねじ装置の構成例を示す正面図である。It is a front view which shows the structural example of the ball screw apparatus of 3rd Embodiment. 第3の実施形態におけるエンドキャップのねじ軸の軸端側からみた表面側形状を示す図である。It is a figure which shows the surface side shape seen from the axial end side of the screw shaft of the end cap in 3rd Embodiment. 第3の実施形態におけるエンドキャップの裏面側形状を示す図である。It is a figure which shows the back surface side shape of the end cap in 3rd Embodiment. 第3の実施形態におけるエンドキャップを示す側面図である。It is a side view which shows the end cap in 3rd Embodiment. 第4の実施形態のボールねじ装置の構成例を示す正面図である。It is a front view which shows the structural example of the ball screw apparatus of 4th Embodiment. 第4の実施形態におけるエンドキャップのねじ軸の軸端側からみた表面側形状を示す図である。It is a figure which shows the surface side shape seen from the axial end side of the screw shaft of the end cap in 4th Embodiment. 第4の実施形態におけるエンドキャップの裏面側形状を示す図である。It is a figure which shows the back surface side shape of the end cap in 4th Embodiment. 第4の実施形態におけるエンドキャップを示す側面図である。It is a side view which shows the end cap in 4th Embodiment. 第5の実施形態のボールねじ装置の構成例を示す正面図である。It is a front view which shows the structural example of the ball screw apparatus of 5th Embodiment. 第5の実施形態におけるエンドキャップのねじ軸の軸端側からみた表面側形状を示す図である。It is a figure which shows the surface side shape seen from the axial end side of the screw shaft of the end cap in 5th Embodiment. 第5の実施形態におけるエンドキャップの裏面側形状を示す図である。It is a figure which shows the back surface side shape of the end cap in 5th Embodiment. ボールねじ装置の第6の実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the axial direction which shows the structure in 6th Embodiment of a ball screw apparatus. ボールねじ装置の第6の実施形態における循環部品の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the circulation component in 6th Embodiment of a ball screw apparatus. ボールねじ装置の第6の実施形態における循環部品の分割体の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the division | segmentation body of the circulation components in 6th Embodiment of a ball screw apparatus. ボールねじ装置の第6の実施形態における構成を示す図であり、(a)は図18の21−21線に沿う断面図、(b)は循環部品におけるひずみセンサの設置位置を示す斜視図である。It is a figure which shows the structure in 6th Embodiment of a ball screw apparatus, (a) is sectional drawing which follows the 21-21 line of FIG. 18, (b) is a perspective view which shows the installation position of the strain sensor in a circulation component. is there. ボールねじ装置の第7の実施形態における構成を示す図であり、(a)は軸方向に直交する面に沿う断面図、(b)は循環部品の分割体の平面図、(c)は循環部品におけるひずみセンサの設置位置を示す斜視図である。It is a figure which shows the structure in 7th Embodiment of a ball screw apparatus, (a) is sectional drawing which follows the surface orthogonal to an axial direction, (b) is a top view of the division body of a circulation component, (c) is a circulation. It is a perspective view which shows the installation position of the strain sensor in components. ボールねじ装置の第8の実施形態における構成を示す図であり、(a)は軸方向に直交する面に沿う断面図、(b)は循環部品におけるひずみセンサの設置位置を示す斜視図である。It is a figure which shows the structure in 8th Embodiment of a ball screw apparatus, (a) is sectional drawing which follows the surface orthogonal to an axial direction, (b) is a perspective view which shows the installation position of the strain sensor in a circulation component. . ボールねじ装置の第9の実施形態における構成を示す図であり、(a)は軸方向に直交する面に沿う断面図、(b)は循環部品におけるひずみセンサの設置位置を示す斜視図である。It is a figure which shows the structure in 9th Embodiment of a ball screw apparatus, (a) is sectional drawing which follows the surface orthogonal to an axial direction, (b) is a perspective view which shows the installation position of the strain sensor in a circulation component. . ボールねじ装置の第10の実施形態を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining 10th Embodiment of a ball screw apparatus. 図25のボールねじ装置の正面図である。FIG. 26 is a front view of the ball screw device of FIG. 25. 図25のボールねじ装置のエンドデフレクタと、該エンドデフレクタの表面に接合されたひずみゲージとを説明する図である。It is a figure explaining the end deflector of the ball screw apparatus of FIG. 25, and the strain gauge joined to the surface of this end deflector. ボールねじ装置の第11の実施形態を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining 11th Embodiment of a ball screw apparatus. 図28のボールねじ装置の正面図である。FIG. 29 is a front view of the ball screw device of FIG. 28. 図28のボールねじ装置のエンドデフレクタと、該エンドデフレクタの表面に接合されたひずみゲージとを説明する図である。It is a figure explaining the end deflector of the ball screw apparatus of FIG. 28, and the strain gauge joined to the surface of this end deflector. ボールねじ装置の第12の実施形態を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining 12th Embodiment of a ball screw apparatus. 図31のボールねじ装置の正面図である。FIG. 32 is a front view of the ball screw device of FIG. 31. 図31のボールねじ装置のエンドデフレクタと、該エンドデフレクタの案内路の湾曲部分の近傍に位置する部分に埋め込まれたひずみゲージとを説明する図である。It is a figure explaining the end deflector of the ball screw apparatus of FIG. 31, and the strain gauge embedded in the part located in the vicinity of the curved part of the guide path of this end deflector. 図31のボールねじ装置のエンドデフレクタと、該エンドデフレクタのタング部に埋め込まれたひずみゲージとを説明する図である。It is a figure explaining the end deflector of the ball screw apparatus of FIG. 31, and the strain gauge embedded in the tongue part of this end deflector. ボールねじ装置の第13の実施形態における構成を示す図であり、(a)は斜視図、(b)はナットの軸方向に沿う部分断面図である。It is a figure which shows the structure in 13th Embodiment of a ball screw apparatus, (a) is a perspective view, (b) is a fragmentary sectional view in alignment with the axial direction of a nut. ボールねじ装置の第13の実施形態における循環こまの構成を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は平面図、(c)は側面図、(d)は背面図である。It is a figure which shows the structure of the circulation top in 13th Embodiment of a ball screw apparatus, (a) is a perspective view, (b) is a top view, (c) is a side view, (d) is a rear view. ボールねじ装置の第13の実施形態における軸方向に直交する方向に沿う部分断面図である。It is a fragmentary sectional view in alignment with the direction orthogonal to the axial direction in 13th Embodiment of a ball screw apparatus. ボールねじ装置の第13の実施形態における循環こまの構成を示す図であり、(a)は背面図、(b)は側面図である。It is a figure which shows the structure of the circulation top in 13th Embodiment of a ball screw apparatus, (a) is a rear view, (b) is a side view. ボールねじ装置の第14の実施形態における軸方向に直交する方向に沿う部分断面図である。It is a fragmentary sectional view in alignment with the direction orthogonal to the axial direction in 14th Embodiment of a ball screw apparatus. ボールねじ装置の第14の実施形態における循環こまの構成を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。It is a figure which shows the structure of the circulation top in 14th Embodiment of a ball screw apparatus, (a) is a top view, (b) is a side view.

以下、本発明に係るボールねじ装置の実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係るボールねじ装置の第1の実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。また、図2は、図1の2−2線に沿う断面図である。また、図3は、本発明に係るボールねじ装置の第1の実施形態における構成を示す軸方向に沿う部分断面図である。また、図4は、本発明に係るボールねじ装置の第1の実施形態におけるひずみゲージの回路構成を示す図である。ただし、図3においては、リターンチューブも破断して示してある。
Embodiments of a ball screw device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view along the axial direction showing the configuration of the ball screw device according to the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 in FIG. FIG. 3 is a partial cross-sectional view along the axial direction showing the configuration of the ball screw device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of a strain gauge in the first embodiment of the ball screw device according to the present invention. However, in FIG. 3, the return tube is also shown broken.

<ボールねじ装置の構成>
図1に示すように、本実施形態のボールねじ装置1は、螺旋状に連続するねじ溝10aが外周面に形成されたねじ軸10と、螺旋状に連続するねじ溝20aが内周面に形成された筒状のナット20とを備えている。
ねじ軸10は、ナット20に挿通されており、ねじ軸10のねじ溝10aとナット20のねじ溝20aとが対向して、両ねじ溝10a,20a間の空間により螺旋状の負荷転動路40が形成されている。この負荷転動路40内には、複数のボール(転動体)30が転動自在に装填されており、このボール30を介してナット20がねじ軸10に螺合されている。
<Configuration of ball screw device>
As shown in FIG. 1, the ball screw device 1 according to the present embodiment includes a screw shaft 10 in which a spiral groove 10a is formed on the outer peripheral surface, and a spiral groove 20a on the inner peripheral surface. And a cylindrical nut 20 formed.
The screw shaft 10 is inserted through the nut 20, the screw groove 10a of the screw shaft 10 and the screw groove 20a of the nut 20 face each other, and a spiral load rolling path is formed by the space between the screw grooves 10a and 20a. 40 is formed. A plurality of balls (rolling elements) 30 are slidably loaded in the load rolling path 40, and the nut 20 is screwed onto the screw shaft 10 via the balls 30.

<リターンチューブ>
このナット20の外面の一部は平坦に削られていて、この軸方向に平行な平面上に略U字状に屈曲したリターンチューブ50が固定されている。このリターンチューブ50がボール循環路に相当する。すなわち、ナット20には、この平面に開口し、ナット20のねじ溝20aと連通する一対の貫通孔21,21が設けられていて、リターンチューブ50の両端部がこの両貫通孔21,21に前記平面側から挿入されている。そして、貫通孔21,21の外に位置するリターンチューブ50の中央部分が、前記平面上に配されている。なお、1つのナットに2本以上のリターンチューブを取り付けてもよく、その際には、2対以上の貫通孔を設ける。
<Return tube>
A part of the outer surface of the nut 20 is cut flat, and a return tube 50 bent in a substantially U shape is fixed on a plane parallel to the axial direction. This return tube 50 corresponds to a ball circulation path. That is, the nut 20 is provided with a pair of through holes 21, 21 that open in this plane and communicate with the thread groove 20 a of the nut 20, and both ends of the return tube 50 are connected to the through holes 21, 21. It is inserted from the plane side. And the center part of the return tube 50 located outside the through-holes 21 and 21 is distribute | arranged on the said plane. Two or more return tubes may be attached to one nut, and in that case, two or more pairs of through holes are provided.

負荷転動路40内を転動するボール30は、このリターンチューブ50を通って循環されるようになっている。すなわち、ボール30は負荷転動路40内を移動しつつ、ねじ軸10の回りを複数回回って負荷転動路40の終点(リターンチューブ50と負荷転動路40との交点)に至り、リターンチューブ50の一方の端部(開口部)からリターンチューブ50内に掬い上げられる。   The ball 30 rolling in the load rolling path 40 is circulated through the return tube 50. That is, the ball 30 moves around the screw shaft 10 while moving in the load rolling path 40 to reach the end point of the load rolling path 40 (intersection of the return tube 50 and the load rolling path 40). The return tube 50 is lifted into the return tube 50 from one end (opening).

ここで、図2に示すように、リターンチューブ50の端部には、タング部51が設けられている。このタング部51にボール30が衝突することにより、ボール30が負荷転動路40から掬い上げられ、タング部51に沿ってリターンチューブ50内に案内される。掬い上げられたボール30は、リターンチューブ50の中を通ってリターンチューブ50の他方の端部(開口部)に至り、該端部に設けられたタング部51に案内されてリターンチューブ50から負荷転動路40の始点に戻される。   Here, as shown in FIG. 2, a tongue 51 is provided at the end of the return tube 50. When the ball 30 collides with the tongue 51, the ball 30 is scooped up from the load rolling path 40 and guided into the return tube 50 along the tongue 51. The scooped up ball 30 passes through the return tube 50 to the other end (opening) of the return tube 50 and is guided by a tongue 51 provided at the end to load from the return tube 50. The starting point of the rolling path 40 is returned.

このように、負荷転動路40内を転動するボール30が、負荷転動路40の始点と終点とを連通させるリターンチューブ50により無限に循環されるようになっているので、ねじ軸10とナット20とを相対回転させると、ボール30の転動を介してねじ軸10とナット20とは継続的に軸方向へ相対直線移動する。なお、隣接する各ボール30,30の間には、樹脂やエラストマーで構成されたセパレータを介装してもよい。また、負荷を受けるボールよりも小さい樹脂または金属製のスペーサボールを介装しても良い。また、ねじ溝10a,20aの断面形状は、円弧状でもよいしゴシックアーク状でもよい。   As described above, the ball 30 that rolls in the load rolling path 40 is circulated indefinitely by the return tube 50 that communicates the starting point and the end point of the load rolling path 40, so that the screw shaft 10 When the nut 20 and the nut 20 are rotated relative to each other, the screw shaft 10 and the nut 20 continuously move relative to each other in the axial direction via the rolling of the ball 30. A separator made of resin or elastomer may be interposed between the adjacent balls 30 and 30. Further, a spacer ball made of resin or metal smaller than the ball receiving the load may be interposed. Further, the cross-sectional shape of the thread grooves 10a, 20a may be an arc shape or a gothic arc shape.

<ひずみゲージ>
本実施形態のボールねじ装置には、図2及び図3に示すように、センサとしてのひずみゲージ60がタング部51に設置されている。
ひずみゲージ60は、ボールねじ装置の動作中の振動や衝突力を検出する検出部61と、検出部61に接続され、検出されたボールねじ装置の動作中の振動や衝突力を信号として伝達するリード線62とを有する。なお、ひずみゲージ60は、検出部61が、循環チューブ50のタング部51に接着剤などで接合されることによってタング部51に固定される。
このように、ひずみゲージ60をタング部51に設置するのは、タング部にはボールが頻繁に衝突するため、ボールねじ装置の振動をモニタリングするのに適しているからである。すなわち、タング部51にかかるボール30の衝突力や繰り返し荷重によるタング部51の疲労具合をモニタリングするための情報を得るのに、この設置箇所は好適である。
<Strain gauge>
In the ball screw device of the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, a strain gauge 60 as a sensor is installed in the tongue portion 51.
The strain gauge 60 is connected to the detection unit 61 that detects vibration and collision force during operation of the ball screw device, and transmits the detected vibration and collision force during operation of the ball screw device as a signal. Lead wire 62. The strain gauge 60 is fixed to the tongue portion 51 by joining the detection portion 61 to the tongue portion 51 of the circulation tube 50 with an adhesive or the like.
Thus, the reason why the strain gauge 60 is installed in the tongue 51 is that it is suitable for monitoring the vibration of the ball screw device because the ball frequently collides with the tongue. That is, this installation location is suitable for obtaining information for monitoring the degree of fatigue of the tongue 51 due to the collision force of the ball 30 applied to the tongue 51 and the repeated load.

また、過大荷重(ボール30の衝突力によるもの)や、疲労破壊によるタング部51の折損を予め検知し、予防に利用できる。タング部51は、ボール30を循環チューブ50内に導くための重要な部位であるため、この部位に負荷される衝突力を検出することは、当該ボールねじ装置1の状態を把握するために極めて重要である。特に、タング部51が折損すると、ボール30が循環できなくなり、ボールねじ装置がロックする(回転不可能状態となる)場合もあるので、タング部51の状態の検知は極めて重要である。   Further, an excessive load (due to the collision force of the ball 30) or breakage of the tongue 51 due to fatigue failure can be detected in advance and used for prevention. Since the tongue 51 is an important part for guiding the ball 30 into the circulation tube 50, detecting the collision force applied to this part is extremely important for grasping the state of the ball screw device 1. is important. In particular, if the tongue 51 is broken, the ball 30 cannot be circulated and the ball screw device may be locked (become non-rotatable). Therefore, detection of the state of the tongue 51 is extremely important.

一方、ナット20の貫通孔21には、ひずみゲージ60の検出部61に接続されたリード線62を外部に導くために、リード線62を嵌入させる溝部22が設けられている。この溝部22への設置に併せて、リード線62は、溝部22から外部に露出している部分では、被覆線63によって被覆されている。一方、リード線62が溝部22に嵌入されている部分(被覆線63によって被覆された箇所(ナット20の表面)から検出部61に接続された箇所までの部分)は、電気絶縁被膜が設けられている。   On the other hand, the through hole 21 of the nut 20 is provided with a groove portion 22 into which the lead wire 62 is inserted in order to guide the lead wire 62 connected to the detection portion 61 of the strain gauge 60 to the outside. Along with the installation in the groove portion 22, the lead wire 62 is covered with the covered wire 63 in the portion exposed to the outside from the groove portion 22. On the other hand, the portion where the lead wire 62 is fitted into the groove portion 22 (the portion from the portion covered by the covered wire 63 (the surface of the nut 20) to the portion connected to the detecting portion 61) is provided with an electrical insulating coating. ing.

ここで、ひずみゲージ60の結線は、図4(a),(b)に示すように、ブリッジ回路の一辺にひずみゲージ60を有し、他の三辺に固定抵抗を接続する1ゲージ法で構わない。ただし、温度変化が大きいことが予想されるため、図4(a)に示す「1ゲージ2線式」ではなく、図4(b)に示す「1ゲージ3線式」が望ましい。図4(a),(b)では、R:固定抵抗、Rg:ゲージ抵抗、E:ブリッジ電圧、E:出カ電圧を示している。 Here, as shown in FIGS. 4A and 4B, the strain gauge 60 is connected by a one-gauge method in which a strain gauge 60 is provided on one side of the bridge circuit and a fixed resistor is connected to the other three sides. I do not care. However, since the temperature change is expected to be large, the “1-gauge 3-wire system” shown in FIG. 4B is desirable instead of the “1-gauge 2-wire system” shown in FIG. 4A and 4B show R: fixed resistance, Rg: gauge resistance, E: bridge voltage, E 0 : output voltage.

このように、検出部61から被覆部63までの区間のリード線62に電気絶縁被膜を施すことにより、循環チューブ50が金属製の場合でも、ひずみゲージ60(検出部61)の電気回路を短絡させることがなく、リード線62を循環チューブ50に接合することができる。また、断面積が大きい被覆部63上記区間に配線するのに比べて、溝部22を浅くすることができるため、ナット20における溝部22の加工時間を短縮できる。   In this manner, by applying an electrical insulating coating to the lead wire 62 in the section from the detection unit 61 to the covering unit 63, even when the circulation tube 50 is made of metal, the electrical circuit of the strain gauge 60 (detection unit 61) is short-circuited. Without this, the lead wire 62 can be joined to the circulation tube 50. Moreover, since the groove part 22 can be made shallow compared with wiring to the said area | region with the coating | coated part 63 with a large cross-sectional area, the processing time of the groove part 22 in the nut 20 can be shortened.

なお、被覆線63の一部も循環チューブ50に接合されていることが好ましい。このようにすることにより、リード線62が引っ張られた場合にも、リード線62自体に直接力が加わらないため、リード線62の断線を防ぐことができる。
なお、ひずみゲージ60としては、本実施形態に用いられるボールねじ装置の動作を妨げることなく、使用環境に耐え、当該ボールねじ装置の動作中の振動や衝突力などの必要な情報を検知できれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。このようなひずみゲージ60としては、最大伸び5%程度までの測定(検出)ができる一般応力測定用のひずみゲージが挙げられ、例えば、共和電業社製のKFG型ひずみゲージが挙げられる。
Note that a part of the covered wire 63 is also preferably joined to the circulation tube 50. By doing so, even when the lead wire 62 is pulled, no force is directly applied to the lead wire 62 itself, so that disconnection of the lead wire 62 can be prevented.
Note that the strain gauge 60 can withstand the use environment without interfering with the operation of the ball screw device used in the present embodiment, and can detect necessary information such as vibration and collision force during operation of the ball screw device. There is no restriction | limiting in particular, According to the objective, it selects suitably. As such a strain gauge 60, a strain gauge for general stress measurement capable of measuring (detecting) up to a maximum elongation of about 5% can be mentioned. For example, a KFG type strain gauge manufactured by Kyowa Denki Co., Ltd. can be mentioned.

ひずみゲージ60の検出部61は、一般的に薄膜状で小型なものが多いため、センサを設けるための空間をほとんど必要とせず、取付位置に厳しい制約がなくなるので、結果として、ボールねじ装置のコンパクト化を図ることができる。
また、本実施形態のひずみゲージ60を用いることにより、振動センサでは設置が困難な部位に、センサとしてのひずみゲージ60を容易に設置できるため、振動や衝突力を効果的に検出することができる。
Since the detector 61 of the strain gauge 60 is generally thin and small in size, it requires almost no space for installing the sensor, and there are no strict restrictions on the mounting position. Compactness can be achieved.
In addition, by using the strain gauge 60 of the present embodiment, the strain gauge 60 as a sensor can be easily installed at a site that is difficult to install with a vibration sensor, so that vibration and collision force can be detected effectively. .

(第2の実施形態)
次に、本発明に係るボールねじ装置の第2の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、ひずみゲージの設置態様が前述の第1の実施形態と異なるだけであるので、上述の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図5は、本発明に係るボールねじ装置の第2の実施形態における構成を示す正面図である。また、図6は、本発明に係るボールねじ装置の第2の実施形態における構成を示す右側面図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the ball screw device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present embodiment is different from the first embodiment described above only in the installation mode of the strain gauge, and therefore, the description of the same configuration given the same reference numeral as the above-described embodiment is omitted. FIG. 5 is a front view showing the configuration of the ball screw device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a right side view showing the configuration of the ball screw device according to the second embodiment of the present invention.

図5及び図6に示すように、本実施形態のボールねじ装置は、センサとしてのひずみゲージ60が循環チューブ50の屈曲部50aに設置されている。ひずみゲージ60は、循環チューブ50の屈曲部50aに接着剤などで接合される。ここで、屈曲部50aは、循環チューブ50内でボール30の運動方向が変化する箇所に対応する外周面、すなわち、U字形状をなす循環チューブ50内のボール30の軌跡における変曲点部分及びその近傍に対応する循環チューブ50の外周面を指す。   As shown in FIGS. 5 and 6, in the ball screw device of the present embodiment, a strain gauge 60 as a sensor is installed in the bent portion 50 a of the circulation tube 50. The strain gauge 60 is joined to the bent portion 50a of the circulation tube 50 with an adhesive or the like. Here, the bent portion 50a is an outer peripheral surface corresponding to a place where the movement direction of the ball 30 changes in the circulation tube 50, that is, an inflection point portion in the trajectory of the ball 30 in the U-shaped circulation tube 50, and The outer peripheral surface of the circulation tube 50 corresponding to the vicinity thereof is indicated.

循環チューブ50の屈曲部50aは、ボールが衝突し、ボールの運動方向が変わる箇所であるため、この屈曲部50aに、ひずみゲージ60を設置することによって、ボールねじ装置の振動を好適にモニタリングすることができる。特に、屈曲部50aにかかるボール30の衝突力や、ボール30が循環することで循環チューブ50が押し上げられる力をモニタリングするための情報を得るのに、この設置箇所は好適である。
したがって、ボール30による過大な衝突力や、過大な循環チューブ50に対する押し上げ力による、循環チューブ50をナット20に固定する押さえ部品(図示せず)や循環チューブ50の破損を予め検知できる。
Since the bent portion 50a of the circulation tube 50 is a portion where the ball collides and the movement direction of the ball changes, by installing a strain gauge 60 on the bent portion 50a, the vibration of the ball screw device is preferably monitored. be able to. In particular, this installation location is suitable for obtaining information for monitoring the collision force of the ball 30 applied to the bent portion 50a and the force by which the circulation tube 50 is pushed up as the ball 30 circulates.
Therefore, it is possible to detect in advance a pressing component (not shown) for fixing the circulation tube 50 to the nut 20 or damage to the circulation tube 50 due to an excessive collision force by the ball 30 or an excessive pushing force against the circulation tube 50.

また、本実施形態では、上述の第1の実施形態のように、ナット20にリード線を配線するための溝部22などを形成する必要がなく、製造効率も高い。
さらに、本実施形態では、リード線被覆部63の一部も循環チューブ50に接合される。これにより、リード線62が引っ張られた場合にも、リード線62自体に直接力が加わらないため、リード線62の断線を防ぐことができる。
なお、本発明に係るボールねじ装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
Further, in the present embodiment, unlike the first embodiment described above, it is not necessary to form the groove 22 or the like for wiring the lead wire on the nut 20, and the manufacturing efficiency is high.
Furthermore, in this embodiment, a part of the lead wire covering portion 63 is also joined to the circulation tube 50. As a result, even when the lead wire 62 is pulled, no force is directly applied to the lead wire 62 itself, so that the disconnection of the lead wire 62 can be prevented.
The ball screw device according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態を説明する。
第3の実施形態は、本発明を適用したボールねじ装置である。
(構成)
図7は、第3の実施形態のボールねじ装置101の構成例を示す正面図である。
図7に示すように、ボールねじ装置101は、エンドキャップ方式の循環路を持ったボールねじ装置である。
このボールねじ装置101は、案内要素であるねじ軸110、移動体であるナット120、エンドキャップ131,132、及びボール140を備えている。
ねじ軸110は、略円柱の棒状体であり、外周面には、雌ねじ状(螺旋状)のボールねじ装置溝111が形成されている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described.
The third embodiment is a ball screw device to which the present invention is applied.
(Constitution)
FIG. 7 is a front view illustrating a configuration example of the ball screw device 101 according to the third embodiment.
As shown in FIG. 7, the ball screw device 101 is a ball screw device having an end cap type circulation path.
The ball screw device 101 includes a screw shaft 110 as a guide element, a nut 120 as a moving body, end caps 131 and 132, and a ball 140.
The screw shaft 110 is a substantially cylindrical rod-like body, and a female screw (spiral) ball screw device groove 111 is formed on the outer peripheral surface.

ナット120は、略円筒形状をなし、内周面には、ねじ軸110のボールねじ装置溝111に径方向で対向する位置に不図示の雌ねじ状(螺旋状)のボールねじ装置溝が形成されている。このナット120のボールねじ装置溝とねじ軸110のボールねじ装置溝111とで、ボール140が転動する螺旋状転動体通路が形成される。また、ナット120には、内部で軸方向に貫通する貫通孔121が形成されている。そして、このナット120の軸方向両端には、エンドキャップ131,132がそれぞれ取り付けられている。   The nut 120 has a substantially cylindrical shape, and a female screw (spiral) ball screw device groove (not shown) is formed on the inner peripheral surface at a position facing the ball screw device groove 111 of the screw shaft 110 in the radial direction. ing. The ball screw device groove of the nut 120 and the ball screw device groove 111 of the screw shaft 110 form a spiral rolling element passage where the ball 140 rolls. Further, the nut 120 is formed with a through hole 121 penetrating in the axial direction inside. End caps 131 and 132 are attached to both ends of the nut 120 in the axial direction.

各エンドキャップ131,132は、ナット120の軸方向端部の外径と同等の外周径を有する略円筒形状をなし、転動体循環溝131a,132aが形成されている。例えば、エンドキャップ131,132は、樹脂又は金属材料によって成形されている。ここで、転動体循環溝131a,132aは、ナット120の貫通孔121と螺旋状転動体通路との間でボール140を循環させる。そのため、各転動体循環溝131a,132aは、ナット120の端部で開口する貫通孔121に一端が連通し、他端が螺旋状転動体通路に連通している。そして、エンドキャップ131,132には、転動体循環溝131a,132aと螺旋状転動体通路との連通部位に該螺旋状転動体通路に遊嵌され薄い先端を有するタング部131b,132bが形成されている。転動体循環溝131a,132aは、このタング部131b,132bによって螺旋状転動体通路内のボール140をすくい上げて該螺旋状転動体通路との間でボール140を受け渡す。   Each of the end caps 131 and 132 has a substantially cylindrical shape having an outer diameter equal to the outer diameter of the axial end portion of the nut 120, and is formed with rolling element circulation grooves 131a and 132a. For example, the end caps 131 and 132 are formed of a resin or a metal material. Here, the rolling element circulation grooves 131a and 132a circulate the ball 140 between the through hole 121 of the nut 120 and the spiral rolling element passage. Therefore, one end of each rolling element circulation groove 131a, 132a communicates with the through-hole 121 opened at the end of the nut 120, and the other end communicates with the spiral rolling element passage. The end caps 131 and 132 are formed with tongue portions 131b and 132b that are loosely fitted in the spiral rolling element passage and are formed at the communicating portions between the rolling element circulation grooves 131a and 132a and the spiral rolling element passage. ing. The rolling element circulation grooves 131a and 132a scoop up the ball 140 in the spiral rolling element passage by the tongue portions 131b and 132b and transfer the ball 140 to and from the spiral rolling element passage.

また、エンドキャップ131,132には、ボールねじ装置101の異常判定用(振動状態判定用)の振動センサ151,152,153,154が複数取り付けられている。
図8〜図10は、エンドキャップ132,132を示す図である。図8は、ねじ軸110の軸端側からみたエンドキャップ131,132の表面側の形状を示す図である。また、図9は、ナット120への取り付け側となるエンドキャップ131,132の裏面側の形状を示す図である。また、図10は、ねじ軸110の軸方向に対して垂直方向からみたエンドキャップ131,132の側面図である。
A plurality of vibration sensors 151, 152, 153, and 154 for determining an abnormality (for determining a vibration state) of the ball screw device 101 are attached to the end caps 131 and 132.
8 to 10 are views showing the end caps 132 and 132. FIG. 8 is a view showing the shape of the surface side of the end caps 131 and 132 as seen from the shaft end side of the screw shaft 110. FIG. 9 is a diagram showing the shape of the back surface side of the end caps 131 and 132 that are attached to the nut 120. FIG. 10 is a side view of the end caps 131 and 132 as viewed from the direction perpendicular to the axial direction of the screw shaft 110.

図7に加えて、この図8〜図10に示すように、本実施形態の例では、エンドキャップ131,132には、表面131c,132cに4個の振動センサ151,152,153,154が取り付けられている。なお、本実施例は2条ねじのため4個の振動センサを取り付けているが、ボールねじの条数(回路数)に応じてセンサの数は変わる。
この振動センサ151,152,153,154は、薄膜状で小型の一般的なひずみゲージを用いて構成されている。すなわち、振動センサ151,152,153,154は、格子上の抵抗線又はフォトエッチング加工した抵抗箔等を備えた本体部(ひずみゲージ部)161、及び本体部161の検出信号を出力するリード線162を有している。例えば、本体部161として、株式会社共和電業が提供する型式KFGシリーズのひずみゲージが挙げられる。
In addition to FIG. 7, as shown in FIGS. 8 to 10, in the example of this embodiment, the end caps 131 and 132 have four vibration sensors 151, 152, 153, and 154 on the surfaces 131 c and 132 c. It is attached. In this embodiment, four vibration sensors are attached because of the two-thread screw, but the number of sensors varies depending on the number of ball screws (number of circuits).
The vibration sensors 151, 152, 153, and 154 are configured using a thin general thin strain gauge. That is, the vibration sensors 151, 152, 153, and 154 include a main body (strain gauge part) 161 provided with a resistance wire on a lattice or a resistance foil subjected to photo-etching, and a lead wire that outputs a detection signal of the main body 161. 162. For example, as the main body 161, there is a model KFG series strain gauge provided by Kyowa Denki Co., Ltd.

図7に示すように、このような構成の各振動センサ151,152,153,154は、エンドキャップ131,132の裏面131d,132d側に形成されている転動体循環溝131a,132aの偏曲部位131a1,132a1に対しその近傍に位置するように該エンドキャップ131,132の表面131c,132c側にそれぞれ取り付けられている。すなわち、各振動センサ151,152,153,154は、転動体循環溝131a,132aの偏曲部位131a1,132a1の裏側に位置するように又は偏曲部位131a1,132a1に隣接するようにエンドキャップ131,132に取り付けられている。   As shown in FIG. 7, the vibration sensors 151, 152, 153, and 154 having such a configuration are formed by bending the rolling element circulation grooves 131 a and 132 a formed on the back surfaces 131 d and 132 d of the end caps 131 and 132. The end caps 131 and 132 are respectively attached to the surfaces 131c and 132c so as to be positioned in the vicinity of the portions 131a1 and 132a1. That is, the end sensors 131 are arranged so that the vibration sensors 151, 152, 153, and 154 are located on the back side of the bending portions 131a1 and 132a1 of the rolling element circulation grooves 131a and 132a or adjacent to the bending portions 131a1 and 132a1. , 132.

例えば、図8〜図10に示すように、転動体循環溝131a,132aには、エンドキャップ131,132の内側面131e,132eの接線方向に延びエンドキャップ131,132(又はねじ軸110)の軸方向において偏曲する偏曲部位131a1,132a1が存在する。振動センサ151,154は、図8及び図9に示す例のように、エンドキャップ(又はねじ軸)の軸方向からみてこのような偏曲部位131a1,132a1に沿い、かつ図10に示す例のように、エンドキャップ131,132(又はねじ軸110)の軸方向の距離が偏曲部位131a1,132a1に近くなるように、エンドキャップ131,132の表面131c,132c側に取り付けられている。   For example, as shown in FIGS. 8 to 10, the rolling element circulation grooves 131 a and 132 a extend in the tangential direction of the inner surfaces 131 e and 132 e of the end caps 131 and 132, and the end caps 131 and 132 (or the screw shaft 110). There are bending portions 131a1 and 132a1 that are bent in the axial direction. As shown in FIGS. 8 and 9, the vibration sensors 151 and 154 are arranged along the bending portions 131a1 and 132a1 as seen from the axial direction of the end cap (or screw shaft) and in the example shown in FIG. As described above, the end caps 131 and 132 (or the screw shaft 110) are attached to the front surfaces 131c and 132c of the end caps 131 and 132 so that the axial distance is closer to the bending portions 131a1 and 132a1.

また、振動センサ151,154は(振動センサ152,153も同様に)、図10に斜線領域Aで示すようなエンドキャップ131,132の表面131c,132cの接着範囲に、本体部161及びリード線162の被覆部162aの端部が一体とされて接着剤によって接着されている。
そして、振動センサ151,152,153,154は、不図示のボールねじ装置101の異常判定用の演算装置(不図示)に検出信号を出力する。演算装置は、振動センサ151,152,153,154からの検出信号を基にボールねじ装置101の異常判定を行う。
Further, the vibration sensors 151 and 154 (similarly to the vibration sensors 152 and 153) are arranged within the adhesion range of the surfaces 131c and 132c of the end caps 131 and 132 as shown by the hatched area A in FIG. The end portions of the covering portion 162a of 162 are integrated and bonded by an adhesive.
The vibration sensors 151, 152, 153, and 154 output detection signals to an arithmetic unit (not shown) for determining an abnormality of the ball screw device 101 (not shown). The arithmetic device determines whether the ball screw device 101 is abnormal based on detection signals from the vibration sensors 151, 152, 153, and 154.

(動作、作用等)
次に、ボールねじ装置101の動作、作用等を説明する。
ボールねじ装置101は、前述のような構成によって、ねじ軸110の外周に複数のボール140を介してナット120が螺合し、ねじ軸110又はナット120の一方が相対回転することで、ナット120がねじ軸110に対しその軸方向に相対的に直線運動を行う。このとき、複数のボール140は、エンドキャップ131,132の転動体循環溝131a,132aによって、ナット120の貫通孔121と、ねじ軸110とナット120との間に形成されている螺旋状転動体通路とを循環する。
(Operation, action, etc.)
Next, operation | movement, an effect | action, etc. of the ball screw apparatus 101 are demonstrated.
In the ball screw device 101, the nut 120 is screwed onto the outer periphery of the screw shaft 110 via the plurality of balls 140, and one of the screw shaft 110 and the nut 120 is relatively rotated. Moves linearly relative to the screw shaft 110 in the axial direction. At this time, the plurality of balls 140 is a spiral rolling element formed between the through hole 121 of the nut 120 and the screw shaft 110 and the nut 120 by the rolling element circulation grooves 131 a and 132 a of the end caps 131 and 132. Circulate through the passage.

そして、異常判定用の演算装置は、振動センサ151,152,153,154からの検出値を基に、このように動作するボールねじ装置101内の振動等を検出して異常判定を行う。
なお、以上の実施形態の説明において、ねじ軸110のボールねじ装置溝111及びナット120のボールねじ装置溝は、例えば、転動体転動溝を構成する。また、転動体循環溝131a,132aは、例えば、連通路を構成する。
Then, the abnormality determination arithmetic unit detects the vibration in the ball screw device 101 operating in this way based on the detection values from the vibration sensors 151, 152, 153, and 154, and performs abnormality determination.
In the above description of the embodiment, the ball screw device groove 111 of the screw shaft 110 and the ball screw device groove of the nut 120 constitute, for example, a rolling element rolling groove. Further, the rolling element circulation grooves 131a and 132a constitute, for example, a communication path.

(第3の実施形態における効果)
第3の実施形態では、ひずみゲージからなる本体部161が薄膜状で小型であるために配置空間を必要としないので、異常判定を可能としつつボールねじ装置101を小型化できる。
また、ひずみゲージは、振動や衝突力の検出精度が高い転動体循環溝131a,132aの偏曲部位131a1,132a1の隣接箇所に設置されるため、振動センサ151,152,153,154は、ボールねじ装置101で発生する振動や衝突力を高い精度で検出できる。
また、ひずみゲージのリード線162は細く断線しやすいが、第3の実施形態では、本体部161及びリード線162の被覆部162aを一体としてエンドキャップ131,132に接合しているので、本体部161に対してリード線162が断線してしまうのを防止できる。
(Effect in the third embodiment)
In the third embodiment, since the main body 161 made of a strain gauge is thin and small and does not require an arrangement space, the ball screw device 101 can be miniaturized while enabling abnormality determination.
Further, since the strain gauges are installed in the adjacent portions of the bending portions 131a1 and 132a1 of the rolling element circulation grooves 131a and 132a with high detection accuracy of vibration and collision force, the vibration sensors 151, 152, 153, and 154 It is possible to detect vibration and collision force generated in the screw device 101 with high accuracy.
In addition, although the strain gauge lead 162 is thin and easy to break, in the third embodiment, the main body 161 and the covering portion 162a of the lead wire 162 are integrally joined to the end caps 131 and 132. It is possible to prevent the lead wire 162 from being disconnected from the 161.

(第4の実施形態)
次に第4の実施形態を説明する。
(構成)
第4の実施形態も、本発明を適用したボールねじ装置101である。なお、第4の実施形態において第3の実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
図11は、第4の実施形態のボールねじ装置101の構成例を示す正面図である。また、図12〜図14は、エンドキャップ131,132を示す図である。
図11〜図14に示すように、第4の実施形態のボールねじ装置101において、各振動センサ151,152,153,154は、エンドキャップ131,132内の転動体循環溝131a,132aの偏曲部位131a1,132a1近傍(隣接部位)に本体部161が埋設されてエンドキャップ131,132と一体成形されている。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described.
(Constitution)
The fourth embodiment is also a ball screw device 101 to which the present invention is applied. Note that the same reference numerals in the fourth embodiment denote the same components as in the third embodiment.
FIG. 11 is a front view illustrating a configuration example of the ball screw device 101 according to the fourth embodiment. 12-14 is a figure which shows the end caps 131 and 132. FIG.
As shown in FIGS. 11 to 14, in the ball screw device 101 according to the fourth embodiment, the vibration sensors 151, 152, 153, and 154 are arranged so that the rolling element circulation grooves 131 a and 132 a in the end caps 131 and 132 are offset. A main body 161 is embedded in the vicinity (adjacent part) of the curved parts 131a1 and 132a1, and is integrally formed with the end caps 131 and 132.

すなわち例えば、振動センサ151,154の本体部161は、図11及び図13に示す例のように、エンドキャップ131,132(又はねじ軸110)の軸方向からみて転動体循環溝131a,132aの偏曲部位131a1,132a1に沿い、かつ図14に示す例のように、エンドキャップ131,132(又はねじ軸110)の軸方向の距離が偏曲部位131a1,132a1に近くなるように、エンドキャップ131,132内に埋設されている。   That is, for example, the main body 161 of the vibration sensors 151 and 154 is formed in the rolling element circulation grooves 131a and 132a as seen from the axial direction of the end caps 131 and 132 (or the screw shaft 110) as in the example shown in FIGS. The end caps are arranged so that the axial distances of the end caps 131 and 132 (or the screw shaft 110) are close to the bent portions 131a1 and 132a1 along the bent portions 131a1 and 132a1 as in the example shown in FIG. 131 and 132 are embedded.

そして、第4の実施形態では、振動センサ151,154は(振動センサ152,153も同様に)、本体部161がエンドキャップ131,132内に埋設されつつ、図14に斜線領域Bで示すようなエンドキャップ131,132の表面131c,132cの接着範囲にリード線162の被覆部162aの端部が接着剤によって接着されている。
また、第4の実施形態のボールねじ装置101のその他の構成は、第3の実施形態のボールねじ装置101の構成と同様である。
In the fourth embodiment, the vibration sensors 151 and 154 (similarly to the vibration sensors 152 and 153) are shown as hatched regions B in FIG. 14 while the main body 161 is embedded in the end caps 131 and 132. The end portion of the covering portion 162a of the lead wire 162 is bonded to the bonding range of the surfaces 131c and 132c of the end caps 131 and 132 with an adhesive.
The other configuration of the ball screw device 101 of the fourth embodiment is the same as the configuration of the ball screw device 101 of the third embodiment.

(第4の実施形態における効果)
第4の実施形態でも、第3の実施形態の場合と同様に、ひずみゲージからなる本体部161が薄膜状で小型であるために配置空間を必要としないので、異常判定を可能としつつボールねじ装置101を小型化できる。
また、ひずみゲージは、埋設されることで振動や衝突力の検出精度が高い転動体循環溝131a,132aの偏曲部位131a1,132a1の隣接箇所に的確に設置されるようになり、振動センサ151,152,153,154は、ボールねじ装置101で発生する振動や衝突力をより高い精度で検出できる。
(Effect in 4th Embodiment)
In the fourth embodiment, as in the case of the third embodiment, the main body 161 made of a strain gauge is thin and small, so that no arrangement space is required. The apparatus 101 can be downsized.
Further, since the strain gauge is buried, the strain gauge is accurately installed in the adjacent portion of the bending portions 131a1 and 132a1 of the rolling element circulation grooves 131a and 132a with high detection accuracy of vibration and collision force. , 152, 153, and 154 can detect vibration and collision force generated in the ball screw device 101 with higher accuracy.

また、第4の実施形態でも、振動センサ151,152,153,154の本体部161をエンドキャップ131,132に埋設するとともにリード線162の被覆部162aを該エンドキャップ131,132に接合しているので、本体部161に対してリード線162が断線してしまうのを防止できる。
そして、第4の実施形態では、本体部161をエンドキャップ131,132に埋設してエンドキャップ131,132と一体にすることで、エンドキャップ131,132への振動センサ151,152,153,154の取り付け時間を低減できる。
Also in the fourth embodiment, the main body 161 of the vibration sensors 151, 152, 153, 154 is embedded in the end caps 131, 132 and the covering portion 162 a of the lead wire 162 is joined to the end caps 131, 132. Therefore, it is possible to prevent the lead wire 162 from being disconnected from the main body portion 161.
In the fourth embodiment, the main body 161 is embedded in the end caps 131 and 132 so as to be integrated with the end caps 131 and 132, so that vibration sensors 151, 152, 153, and 154 for the end caps 131 and 132 are integrated. Installation time can be reduced.

(第5の実施形態)
次に第5の実施形態を説明する。
(構成)
第5の実施形態も、本発明を適用したボールねじ装置101である。なお、第5の実施形態において第3の実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
図15は、第5の実施形態のボールねじ装置101の構成例を示す正面図である。また、図16及び図17は、エンドキャップ131,132を示す図である。
図15〜図17に示すように、第5の実施形態のボールねじ装置101において、ひずみゲージである各振動センサ151,152,153,154は、エンドキャップ131,132のタング部131b,132b内又はタング部131b,132b近傍(隣接部位)に本体部161が埋設されてエンドキャップ131,132と一体成形されている。そして、第5の実施形態では、振動センサ151,152,153,154のリード線162の被覆部162aは、エンドキャップ131,132の表面131c,132cと対向する部位(図16に示す斜線領域C)が該表面131c,132cに対して接着剤によって接着されている。
また、第5の実施形態のボールねじ装置101のその他の構成は、第3の実施形態のボールねじ装置101の構成と同様である。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described.
(Constitution)
The fifth embodiment is also a ball screw device 101 to which the present invention is applied. Note that the same reference numerals in the fifth embodiment denote the same components as in the third embodiment.
FIG. 15 is a front view illustrating a configuration example of the ball screw device 101 according to the fifth embodiment. 16 and 17 are diagrams showing the end caps 131 and 132. FIG.
As shown in FIGS. 15 to 17, in the ball screw device 101 of the fifth embodiment, the vibration sensors 151, 152, 153, and 154 that are strain gauges are provided in the tongue portions 131 b and 132 b of the end caps 131 and 132. Alternatively, the main body 161 is embedded in the vicinity (adjacent part) of the tongues 131b and 132b and is integrally formed with the end caps 131 and 132. In the fifth embodiment, the covering portions 162a of the lead wires 162 of the vibration sensors 151, 152, 153, and 154 are portions facing the surfaces 131c and 132c of the end caps 131 and 132 (shaded area C shown in FIG. 16). ) Is adhered to the surfaces 131c and 132c by an adhesive.
The other configuration of the ball screw device 101 of the fifth embodiment is the same as that of the ball screw device 101 of the third embodiment.

(第5の実施形態における効果)
第5の実施形態でも、第3及び第4の実施形態の場合と同様に、ひずみゲージからなる本体部161が薄膜状で小型であるために配置空間を必要としないので、異常判定を可能としつつボールねじ装置101を小型化できる。
また、第5の実施形態でも、振動センサ151,152,153,154の本体部161をエンドキャップ131,132に埋設するとともにリード線162の被覆部162aを該エンドキャップ131,132に接合しているので、本体部161に対してリード線162が断線してしまうのを防止できる。
また、ひずみゲージは、加速度センサ等の他のセンサが設置困難な箇所にも容易に設置できるセンサであるため、第5の実施形態では、振動や衝突力の検出精度が高いエンドキャップ131,132のタング部131b,132b内又はタング部131b,132b近傍にひずみゲージからなる本体部161を的確に取り付けることができる。
(Effect in 5th Embodiment)
In the fifth embodiment as well, in the same way as in the third and fourth embodiments, the main body 161 made of a strain gauge is thin and small, so that no arrangement space is required. The ball screw device 101 can be reduced in size.
Also in the fifth embodiment, the main body 161 of the vibration sensors 151, 152, 153, 154 is embedded in the end caps 131, 132 and the covering portion 162 a of the lead wire 162 is joined to the end caps 131, 132. Therefore, it is possible to prevent the lead wire 162 from being disconnected from the main body portion 161.
In addition, since the strain gauge is a sensor that can be easily installed in places where other sensors such as an acceleration sensor are difficult to install, in the fifth embodiment, the end caps 131 and 132 with high detection accuracy of vibration and collision force are used. The body portion 161 made of a strain gauge can be accurately attached in the tongue portions 131b and 132b or in the vicinity of the tongue portions 131b and 132b.

これによって、エンドキャップ131,132において転動体循環溝131a,132aの偏曲部位131a1,132a1よりもタング部131b,132bの方が振動や衝突力の検出精度が高い箇所になるため、第5の実施形態では、振動センサ151,152,153,154は、そのようなタング部131b,132b内又はその近傍に本体部161を配置しているため、ボールねじ装置101で発生する振動や衝突力をより高い精度で検出できる。さらに、第5の実施形態では、タング部131b,132bの状態を高い精度で検出することもできる。   Accordingly, in the end caps 131 and 132, the tongue portions 131b and 132b are higher in detection accuracy of vibration and collision force than the curved portions 131a1 and 132a1 of the rolling element circulation grooves 131a and 132a. In the embodiment, the vibration sensors 151, 152, 153, and 154 have the body portion 161 disposed in or near the tongue portions 131b and 132b. It can be detected with higher accuracy. Furthermore, in the fifth embodiment, the states of the tongue portions 131b and 132b can be detected with high accuracy.

以上、本発明の実施形態について説明したが、実施形態はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、本実施形態では、1個だけ又は5個以上の振動センサを備えて振動を検出しても良い。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment can be variously changed and improved without being limited to this.
For example, in the present embodiment, only one or five or more vibration sensors may be provided to detect vibration.

(第6の実施形態)
次に、本発明に係るボールねじ装置の第6の実施形態について図面を参照して説明する。
図18は、ボールねじ装置の第6の実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。また、図19は、ボールねじ装置の第6の実施形態における循環部品の構成を示す斜視図である。また、図20は、ボールねじ装置の第6の実施形態における循環部品の分割体の構成を示す正面図である。また、図21は、ボールねじ装置の第6の実施形態における構成を示す図であり、(a)は図18の21−21線に沿う断面図、(b)は循環部品におけるひずみセンサの設置位置を示す斜視図である。なお、図18においては、ナットの断面を示し、ねじ軸は断面にせず、循環部品を分割ラインに沿った断面で示してある。
(Sixth embodiment)
Next, a ball screw device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 18 is a cross-sectional view along the axial direction showing the configuration of the ball screw device according to the sixth embodiment. FIG. 19 is a perspective view showing the configuration of the circulating component in the sixth embodiment of the ball screw device. FIG. 20 is a front view showing the configuration of the divided parts of the circulating parts in the sixth embodiment of the ball screw device. FIG. 21 is a diagram showing a configuration of the ball screw device according to the sixth embodiment. FIG. 21A is a cross-sectional view taken along the line 21-21 in FIG. 18, and FIG. It is a perspective view which shows a position. In FIG. 18, a cross section of the nut is shown, the screw shaft is not a cross section, and the circulating component is shown in a cross section along the dividing line.

<ボールねじ装置>
図18に示すように、本実施形態のボールねじ装置201は、外周面に螺旋状のねじ溝211が形成されたねじ軸210と、内周面に螺旋状のねじ溝221が形成されたナット220と、転動体としてのボール230と、合成樹脂製の循環部品240と、循環部品240をナット220に固定する取付部品250とを有する。ボール230は、ねじ軸210のねじ溝211とナット220のねじ溝221とで形成される軌道の間と、循環部品240により形成されたボール戻し経路241内に転動可能に配置されている。
ナット220の外周面には、循環部品240を取り付ける平坦面222が形成されている。この平坦面222には、二個一組の貫通孔(循環孔)223,223が形成されている。
<Ball screw device>
As shown in FIG. 18, the ball screw device 201 of this embodiment includes a screw shaft 210 having a spiral thread groove 211 formed on the outer peripheral surface and a nut having a spiral thread groove 221 formed on the inner peripheral surface. 220, a ball 230 as a rolling element, a circulation part 240 made of synthetic resin, and an attachment part 250 for fixing the circulation part 240 to the nut 220. The ball 230 is disposed so as to be able to roll between a raceway formed by the thread groove 211 of the screw shaft 210 and the thread groove 221 of the nut 220 and in a ball return path 241 formed by the circulation component 240.
A flat surface 222 for attaching the circulation component 240 is formed on the outer peripheral surface of the nut 220. On the flat surface 222, a pair of through holes (circulation holes) 223 and 223 are formed.

[循環部品]
循環部品240は、本体部241と一対の脚部242とを有してU字形状をなす。本体部241の下面(脚部242,242に挟まれた面)241bは、ナット220の平坦面222に接触する面である。また、図19に示すように、循環部品240は、ボール230の移動方向を示すラインLに沿って分割された二個の分割体240A,240Aで構成されている。
[Circulating parts]
The circulation component 240 has a main body portion 241 and a pair of leg portions 242 and has a U shape. A lower surface (surface sandwiched between the leg portions 242 and 242) 241 b of the main body 241 is a surface that contacts the flat surface 222 of the nut 220. Further, as shown in FIG. 19, the circulating component 240 includes two divided bodies 240 </ b> A and 240 </ b> A that are divided along a line L that indicates the moving direction of the ball 230.

図20に示すように、循環部品240の分割体240A,240Aは、本体部241Aと一対の脚部242Aとからなり、ボール戻し経路245に対応する溝245aが形成されている。一方の脚部242Aの先端に、ボール掬いあげ用のタング部242aが形成されている。分割体240A,240AのラインLに沿った外側端面241cの二つの屈曲部246a(肩部246となる部分)に、結合用の突起247とこれが嵌まる凹部248が形成されている。図20に示す同じ分割体240A,240Aを結合することで循環部品240が組み立てられ、その内部に二つの溝245aによるボール戻し経路245が形成される。   As shown in FIG. 20, the divided bodies 240 </ b> A and 240 </ b> A of the circulation component 240 include a main body 241 </ b> A and a pair of legs 242 </ b> A, and a groove 245 a corresponding to the ball return path 245 is formed. A tongue 242a for picking up a ball is formed at the tip of one leg 242A. A projection 247 for coupling and a recess 248 into which the projection 247 is fitted are formed in two bent portions 246a (portions that become shoulder portions 246) of the outer end surface 241c along the line L of the divided bodies 240A and 240A. The circulating parts 240 are assembled by joining the same divided bodies 240A and 240A shown in FIG. 20, and a ball return path 245 by two grooves 245a is formed therein.

このように構成されたボールねじ装置201においては、ねじ溝211,221によって形成される負荷転動路を転動するボール230は、循環部品240を通って循環されるようになっている。すなわち、ボール230は負荷転動路を移動しつつ、ねじ軸210の回りを複数回回って負荷転動路の終点(循環部品240と負荷転動路との交点)に至り、循環部品240の一方の端部(開口部)から循環部品240内に掬い上げられる。   In the ball screw device 201 configured as described above, the ball 230 rolling on the load rolling path formed by the screw grooves 211 and 221 is circulated through the circulation component 240. That is, the ball 230 moves around the screw shaft 210 a plurality of times while moving along the load rolling path, and reaches the end point of the load rolling path (the intersection of the circulating component 240 and the load rolling path). From one end (opening), it is crawled up into the circulation component 240.

このとき、循環部品240の端部に設けられたタング部242aにボール230が衝突することにより、ボール230が負荷転動路から掬い上げられ、タング部242aに沿って循環部品240内に案内される。掬い上げられたボール230は、循環部品240の中を通って循環部品240の他方の端部(開口部)に至り、該端部に設けられたタング部242aに案内されて循環部品240から負荷転動路の始点に戻される。   At this time, when the ball 230 collides with the tongue 242a provided at the end of the circulation component 240, the ball 230 is scooped up from the load rolling path and guided into the circulation component 240 along the tongue 242a. The The scooped ball 230 passes through the circulating component 240 to the other end (opening) of the circulating component 240, and is guided by a tongue 242a provided at the end to load from the circulating component 240. Returned to the starting point of the rolling path.

このように、負荷転動路内を転動するボール230が、負荷転動路の始点と終点とを連通させる循環部品240により無限に循環されるようになっているので、ねじ軸210とナット220とを相対回転させると、ボール230の転動を介してねじ軸210とナット220とは継続的に軸方向へ相対直線移動する。なお、隣接する各ボール230,230の間には、負荷を受けるボールよりも小さい樹脂または金属製のスペーサボールや保持ピース270(図21(a)参照)を介装してもよい。また、ねじ溝211,221の断面形状は、円弧状でもよいしゴシックアーク状でもよい。   In this way, the ball 230 that rolls in the load rolling path is circulated indefinitely by the circulating component 240 that communicates the starting point and the end point of the load rolling path, so the screw shaft 210 and the nut When the 220 and the ball 220 are relatively rotated, the screw shaft 210 and the nut 220 continuously move relative to each other in the axial direction through the rolling of the ball 230. In addition, a resin or metal spacer ball or holding piece 270 (see FIG. 21A) smaller than the ball subjected to the load may be interposed between the adjacent balls 230. Further, the cross-sectional shape of the thread grooves 211 and 221 may be an arc shape or a gothic arc shape.

ここで、本実施形態の循環部品240は、接線掬い上げ方式の循環部品である。すなわち、負荷転動路から接線方向に循環部品240にボール230を掬い上げると共に、負荷転動路の接線方向に沿うようにして循環部品240から負荷転動路へボール230が戻されるように循環部品240が貫通孔(循環孔)223,223に連結されている。
このように、循環部品240を合成樹脂材で形成したことで、循環部品240として金属製のものを使用したボールねじ装置と比較して、騒音や振動等の発生を抑制することができる。また、貫通孔223,223をねじ溝211,221に沿って長円形状に形成することで、ボール230の直径を大きくしても貫通孔223,223がねじ溝221と干渉する可能性を低減できるので、ねじ溝211(221)の溝ピッチが小さい場合やねじ溝211(221)が多条ねじ溝である場合でも上述した接線掬い上げ方式を適用することができる。
Here, the circulation component 240 of the present embodiment is a circulation component of a tangential scooping method. That is, the ball 230 is scooped up to the circulating component 240 in the tangential direction from the load rolling path, and is circulated so that the ball 230 is returned from the circulating component 240 to the load rolling path along the tangential direction of the load rolling path. The component 240 is connected to the through holes (circulation holes) 223 and 223.
As described above, since the circulation component 240 is formed of a synthetic resin material, it is possible to suppress the generation of noise, vibration, and the like as compared with a ball screw device using a metal component as the circulation component 240. Further, by forming the through holes 223 and 223 in an oval shape along the thread grooves 211 and 221, the possibility that the through holes 223 and 223 interfere with the thread groove 221 even if the diameter of the ball 230 is increased is reduced. Therefore, even when the groove pitch of the thread groove 211 (221) is small or when the thread groove 211 (221) is a multi-thread thread groove, the above-described tangential scooping method can be applied.

[ひずみゲージ]
本実施形態のボールねじ装置201には、図21(a),(b)に示すように、センサとしてのひずみゲージ260がタング部242aに設置されている。
ひずみゲージ260は、ボールねじ装置201の動作中の振動や衝突力を検出する検出部261と、検出部261に接続され、検出されたボールねじ装置201の動作中の振動や衝突力を信号として伝達するリード線262とを有する。なお、ひずみゲージ260は、検出部261が、循環部品240のタング部242aに接着剤などで接合されることによってタング部242aに固定される。
[Strain gauge]
In the ball screw device 201 of this embodiment, as shown in FIGS. 21A and 21B, a strain gauge 260 as a sensor is installed in the tongue portion 242a.
The strain gauge 260 is connected to the detection unit 261 that detects vibration and collision force during operation of the ball screw device 201 and is detected, and the detected vibration and collision force during operation of the ball screw device 201 are used as signals. And a lead wire 262 for transmission. The strain gauge 260 is fixed to the tongue portion 242a by joining the detection portion 261 to the tongue portion 242a of the circulating component 240 with an adhesive or the like.

このように、ひずみゲージ260をタング部242aに設置するのは、タング部242aにはボールが頻繁に衝突するため、ボールねじ装置201の振動をモニタリングするのに適しているからである。すなわち、タング部242aにかかるボール230の衝突力や繰り返し荷重によるタング部242aの疲労具合をモニタリングするための情報を得るのに、この設置箇所は好適である。   The reason why the strain gauge 260 is installed in the tongue portion 242a in this way is that it is suitable for monitoring the vibration of the ball screw device 201 because the ball frequently collides with the tongue portion 242a. That is, this installation location is suitable for obtaining information for monitoring the fatigue strength of the tongue portion 242a due to the collision force of the ball 230 applied to the tongue portion 242a and the repeated load.

また、ひずみゲージ260をタング部242aに設置することによって、過大荷重(ボール230の衝突力によるもの)や、疲労破壊によるタング部242aの折損を予め検知し、予防に利用できる。タング部242aは、ボール230を循環部品240内に導くための重要な部位であるため、この部位に負荷される衝突力を検出することは、当該ボールねじ装置201の状態を把握するために極めて重要である。特に、タング部242aが折損すると、ボール230が循環できなくなり、ボールねじ装置201がロックする(回転不可能状態となる)場合もあるので、タング部242aの状態の検知は極めて重要である。   Further, by installing the strain gauge 260 on the tongue portion 242a, an excessive load (due to a collision force of the ball 230) or breakage of the tongue portion 242a due to fatigue failure can be detected in advance and used for prevention. Since the tongue portion 242a is an important part for guiding the ball 230 into the circulating component 240, detecting the collision force applied to this part is extremely important for grasping the state of the ball screw device 201. is important. In particular, if the tongue 242a breaks, the ball 230 cannot be circulated, and the ball screw device 201 may be locked (become non-rotatable), so detection of the state of the tongue 242a is extremely important.

一方、ナット220の貫通孔223には、ひずみゲージ260の検出部261に接続されたリード線262を外部に導くために、リード線262を嵌入させる溝部(図示せず)が設けられてもよい。この溝部への設置にあわせて、リード線262は、上記溝部から外部に露出している部分では、被覆部によって被覆されていることが好ましい。一方、リード線262が上記溝部に嵌入されている部分(被覆部によって被覆された箇所(ナット220の表面)から検出部261に接続された箇所までの部分)は、電気絶縁被膜が設けられていることが好ましい。   On the other hand, the through hole 223 of the nut 220 may be provided with a groove (not shown) into which the lead wire 262 is inserted in order to guide the lead wire 262 connected to the detection unit 261 of the strain gauge 260 to the outside. . In accordance with the installation in the groove portion, the lead wire 262 is preferably covered with a covering portion at a portion exposed to the outside from the groove portion. On the other hand, the portion where the lead wire 262 is fitted in the groove (the portion from the portion covered by the covering portion (the surface of the nut 220) to the portion connected to the detecting portion 261) is provided with an electrical insulating coating. Preferably it is.

このように、検出部261から上記被覆部までの区間のリード線262に電気絶縁被膜を施すことにより、循環部品240が金属製の場合でも、ひずみゲージ260(検出部261)の電気回路を短絡させることがなく、リード線262を循環部品240に接合することができる。また、断面積が大きい上記被覆部を上記区間に配線するのに比べて、上記溝部を浅くすることができるため、ナット220における上記溝部の加工時間を短縮できる。   In this way, by applying an electrical insulating coating to the lead wire 262 in the section from the detection unit 261 to the covering unit, even if the circulating component 240 is made of metal, the electrical circuit of the strain gauge 260 (detection unit 261) is short-circuited. Without this, the lead wire 262 can be joined to the circulation component 240. Further, since the groove portion can be made shallower than when the covering portion having a large cross-sectional area is wired in the section, the processing time of the groove portion in the nut 220 can be shortened.

なお、被覆線263の一部も循環部品240に接合されていることが好ましい。このようにすることにより、リード線262が引っ張られた場合にも、リード線262自体に直接力が加わらないため、リード線262の断線を防ぐことができる。
なお、ひずみゲージ260としては、本実施形態に用いられるボールねじ装置201の動作を妨げることなく、使用環境に耐え、当該ボールねじ装置201の動作中の振動や衝突力などの必要な情報を検知できれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。このようなひずみゲージ260としては、最大伸び5%程度までの測定(検出)ができる一般応力測定用のひずみゲージが挙げられ、例えば、共和電業社製のKFG型ひずみゲージが挙げられる。
A part of the covered wire 263 is also preferably joined to the circulation component 240. By doing so, even when the lead wire 262 is pulled, no force is directly applied to the lead wire 262 itself, so that disconnection of the lead wire 262 can be prevented.
The strain gauge 260 can withstand the use environment without interfering with the operation of the ball screw device 201 used in the present embodiment, and detects necessary information such as vibration and collision force during the operation of the ball screw device 201. If possible, there is no particular limitation, and it is appropriately selected according to the purpose. As such a strain gauge 260, a strain gauge for general stress measurement capable of measuring (detecting) up to a maximum elongation of about 5% can be mentioned, and for example, a KFG type strain gauge manufactured by Kyowa Denki Co., Ltd. can be mentioned.

ひずみゲージ260の検出部261は、一般的に薄膜状で小型なものが多いため、センサを設けるための空間をほとんど必要とせず、取付位置に厳しい制約がなくなるので、結果として、ボールねじ装置のコンパクト化を図ることができる。
また、本実施形態のひずみゲージ260を用いることにより、振動センサでは設置が困難な部位に、センサとしてのひずみゲージ260を容易に設置できるため、振動や衝突力を効果的に検出することができ、タング部242aの折損を未然に防止することが可能となる。
Since the detection unit 261 of the strain gauge 260 is generally thin and small in size, it requires almost no space for installing the sensor, and there are no strict restrictions on the mounting position. Compactness can be achieved.
In addition, by using the strain gauge 260 of the present embodiment, the strain gauge 260 as a sensor can be easily installed at a site that is difficult to install with a vibration sensor, so that vibration and collision force can be detected effectively. It is possible to prevent the tongue portion 242a from being broken.

(第7の実施形態)
次に、本発明に係るボールねじ装置の第7の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、ひずみゲージの設置位置が前述の第6の実施形態と異なるだけであるので、上述の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図22は、本発明に係るボールねじ装置の第7の実施形態における構成を示す図であり、(a)は軸方向に直交する面に沿う断面図、(b)は循環部品におけるひずみセンサの設置位置を示す斜視図である。
図22(a),(b)に示すように、本実施形態のボールねじ装置201は、センサとしてのひずみゲージ260が循環部品240の掬い上げ部243に設置されている。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the ball screw device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, since this embodiment differs only in the installation position of a strain gauge from the above-mentioned 6th Embodiment, description is abbreviate | omitted about the same structure which attached | subjected the same code | symbol as the above-mentioned embodiment. 22A and 22B are diagrams showing a configuration of a ball screw device according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 22A is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the axial direction, and FIG. 22B is a strain sensor of a circulating component. It is a perspective view which shows an installation position.
As shown in FIGS. 22A and 22B, in the ball screw device 201 of this embodiment, a strain gauge 260 as a sensor is installed in the scooping portion 243 of the circulating component 240.

ここで、掬い上げ部243は、循環部品240にボール230が挿通される際の入口である。ひずみゲージ260は、循環部品240の掬い上げ部243に接着剤などで接合される。ひずみゲージの接合箇所は、タング部242aと反対側の掬い上げ部243の外側が好ましい。
したがって、ボール230による過大な衝突力や詰まり、過大な循環部品240に対する押し上げ力による循環部品240の浮き上がりや、循環部品240及び循環部品240をナット220に固定する取付部品250(図18参照)の破損を予め検知できる。
また、本実施形態では、被覆部の一部も循環部品240に接合される。これにより、リード線262が引っ張られた場合にも、リード線262自体に直接力が加わらないため、リード線262の断線を防ぐことができる。
Here, the scooping portion 243 is an entrance when the ball 230 is inserted into the circulation component 240. The strain gauge 260 is joined to the scooping portion 243 of the circulating component 240 with an adhesive or the like. The strain gauge is preferably joined to the outside of the scooping portion 243 opposite to the tongue portion 242a.
Therefore, excessive collision force and clogging by the ball 230, lifting of the circulating component 240 due to excessive pushing force against the circulating component 240, and the mounting component 250 (see FIG. 18) for fixing the circulating component 240 and the circulating component 240 to the nut 220. Damage can be detected in advance.
In the present embodiment, a part of the covering portion is also joined to the circulation component 240. Thereby, even when the lead wire 262 is pulled, no force is directly applied to the lead wire 262 itself, so that the disconnection of the lead wire 262 can be prevented.

(第8の実施形態)
次に、本発明に係るボールねじ装置の第8の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、ひずみゲージの設置位置が前述の第6の実施形態と異なるだけであるので、上述の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図23は、本発明に係るボールねじ装置の第8の実施形態における構成を示す図であり、(a)は軸方向に直交する面に沿う断面図、(b)は循環部品の分割体の平面図、(c)は循環部品におけるひずみセンサの設置位置を示す斜視図である。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the ball screw device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, since this embodiment differs only in the installation position of a strain gauge from the above-mentioned 6th Embodiment, description is abbreviate | omitted about the same structure which attached | subjected the same code | symbol as the above-mentioned embodiment. FIGS. 23A and 23B are views showing the configuration of the ball screw device according to the eighth embodiment of the present invention, in which FIG. 23A is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the axial direction, and FIG. A top view and (c) are perspective views showing an installation position of a strain sensor in a circulating component.

図23(a)〜(c)に示すように、本実施形態のボールねじ装置201は、センサとしてのひずみゲージ260が循環部品240の屈曲部244に設置されている。ひずみゲージ260は、循環部品240の屈曲部244に接着剤などで接合される。ここで、屈曲部244は、循環部品240内でボール230の運動方向が変化する箇所に対応する外周面、すなわち、U字形状をなす循環部品240内のボール230の軌跡における変曲点部分及びその近傍に対応する循環部品240の外周面を指す。   As shown in FIGS. 23A to 23C, in the ball screw device 201 of the present embodiment, a strain gauge 260 as a sensor is installed in a bent portion 244 of the circulating component 240. The strain gauge 260 is joined to the bent portion 244 of the circulating component 240 with an adhesive or the like. Here, the bent portion 244 is an outer peripheral surface corresponding to a location where the movement direction of the ball 230 changes in the circulating component 240, that is, an inflection point portion in the trajectory of the ball 230 in the U-shaped circulating component 240 and The outer peripheral surface of the circulating component 240 corresponding to the vicinity thereof is indicated.

循環部品240の屈曲部244は、ボールが衝突し、ボールの運動方向が変わる箇所であるため、この屈曲部244に、ひずみゲージ260を設置することによって、ボールねじ装置201の振動を好適にモニタリングすることができる。特に、屈曲部244にかかるボール230の衝突力や、ボール230が循環することで循環部品240が押し上げられる力をモニタリングするための情報を得るのに、この設置箇所は好適である。
したがって、ボール230による過大な衝突力や詰まり、過大な循環部品240に対する押し上げ力による循環部品240の浮き上がりや、循環部品240及び循環部品240をナット220に固定する取付部品250(図18参照)の破損を予め検知できる。
Since the bent portion 244 of the circulating component 240 is a portion where the ball collides and the movement direction of the ball changes, the vibration of the ball screw device 201 is preferably monitored by installing a strain gauge 260 on the bent portion 244. can do. In particular, this installation location is suitable for obtaining information for monitoring the collision force of the ball 230 applied to the bent portion 244 and the force by which the circulating component 240 is pushed up by circulation of the ball 230.
Therefore, excessive collision force and clogging by the ball 230, lifting of the circulating component 240 due to excessive pushing force against the circulating component 240, and the mounting component 250 (see FIG. 18) for fixing the circulating component 240 and the circulating component 240 to the nut 220. Damage can be detected in advance.

また、本実施形態では、上述の第6の実施形態のように、ナット220にリード線を配線するための溝部などを形成する必要がなく、製造効率も高い。
さらに、本実施形態では、リード線の被覆部の一部も循環部品240に接合される。これにより、リード線262が引っ張られた場合にも、リード線262自体に直接力が加わらないため、リード線262の断線を防ぐことができる。
Further, in this embodiment, unlike the above-described sixth embodiment, it is not necessary to form a groove or the like for wiring a lead wire in the nut 220, and the manufacturing efficiency is high.
Furthermore, in this embodiment, a part of the covering portion of the lead wire is also joined to the circulation component 240. Thereby, even when the lead wire 262 is pulled, no force is directly applied to the lead wire 262 itself, so that the disconnection of the lead wire 262 can be prevented.

(第9の実施形態)
次に、本発明に係るボールねじ装置の第9の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、ひずみゲージの設置位置として前述の第6〜第8の実施形態における設置位置を採用したものであるので、上述の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図24は、本発明に係るボールねじ装置の第9の実施形態における構成を示す図であり、(a)は軸方向に直交する面に沿う断面図、(b)は循環部品におけるひずみセンサの設置位置を示す斜視図である。
図24(a),(b)に示すように、本実施形態のボールねじ装置201は、センサとしてのひずみゲージ260が、循環部品240のタング部242aと掬い上げ部243と屈曲部244とに設置されている。ひずみゲージ260は、循環部品240のタング部242a、掬い上げ部243、及び屈曲部244に接着剤などで接合される。
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of the ball screw device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, since this embodiment employ | adopts the installation position in the above-mentioned 6th-8th embodiment as an installation position of a strain gauge, it demonstrates about the same structure which attached | subjected the same code | symbol as the above-mentioned embodiment. Is omitted. 24A and 24B are diagrams showing the configuration of the ball screw device according to the ninth embodiment of the present invention, in which FIG. 24A is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the axial direction, and FIG. It is a perspective view which shows an installation position.
As shown in FIGS. 24A and 24B, in the ball screw device 201 of the present embodiment, the strain gauge 260 as a sensor is connected to the tongue portion 242a, the scooping portion 243, and the bent portion 244 of the circulating component 240. is set up. The strain gauge 260 is joined to the tongue part 242a, the scooping part 243, and the bent part 244 of the circulating component 240 with an adhesive or the like.

また、本実施形態では、循環部品240は樹脂製であるため、ひずみゲージ260を循環部品240に埋設している。
このように、循環部品240のタング部242aと掬い上げ部243と屈曲部244とにひずみゲージ260を設置したことによって、ボール230による過大な衝突力や、過大な循環部品240に対する押し上げ力による、循環部品240をナット220に固定する押さえ部品(図示せず)や循環部品240の破損を予め検知できる。
In this embodiment, since the circulation component 240 is made of resin, the strain gauge 260 is embedded in the circulation component 240.
Thus, by installing the strain gauge 260 on the tongue part 242a, the scooping part 243, and the bent part 244 of the circulating part 240, due to an excessive collision force by the ball 230 and an excessively pushing force to the circulating part 240, It is possible to detect in advance a holding part (not shown) for fixing the circulation part 240 to the nut 220 and the breakage of the circulation part 240.

また、ひずみゲージ260と循環部品240とを一体成形することによって、ひずみゲージ260の接合のための時間を削減でき、さらに、ボール230の衝突力や、振動をより高感度に検知することができる。
なお、本発明に係るボールねじ装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
In addition, by integrally forming the strain gauge 260 and the circulating component 240, the time for joining the strain gauge 260 can be reduced, and the collision force and vibration of the ball 230 can be detected with higher sensitivity. .
The ball screw device according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

〔第10の実施形態〕
次に、本発明に係るボールねじ装置の第10の実施形態について図面を参照して説明する。
図25は、ボールねじ装置の第10の実施形態を説明する断面図(軸方向に沿う平面で切断した断面図)である。また、図26は、図25のボールねじ装置の正面図であり、右側半分はシールの図示を省略してある。さらに、図27は、図25のボールねじ装置が備えるエンドデフレクタ及びひずみゲージを示す図であり、エンドデフレクタとひずみゲージとの取り付け状態を説明する図である。図27の(a)はエンドデフレクタの側面図であり、(b)は平面図であり、(c)は(a)とは反対側の側面図である。
[Tenth embodiment]
Next, a tenth embodiment of the ball screw device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 25 is a cross-sectional view (cross-sectional view cut along a plane along the axial direction) illustrating a tenth embodiment of the ball screw device. FIG. 26 is a front view of the ball screw device shown in FIG. 25, and the right half of the seal is not shown. Further, FIG. 27 is a view showing an end deflector and a strain gauge provided in the ball screw device of FIG. 25, and is a view for explaining an attachment state of the end deflector and the strain gauge. FIG. 27A is a side view of the end deflector, FIG. 27B is a plan view, and FIG. 27C is a side view of the side opposite to (a).

図25,26に示すように、ボールねじ装置301は、螺旋状のねじ溝303aを外周面に有するねじ軸303と、ねじ軸303のねじ溝303aに対向する螺旋状のねじ溝305aを内周面に有するナット305と、両ねじ溝303a,305aにより形成される螺旋状の負荷転動路307内に転動自在に装填された複数のボール309と、ナット305の内部に形成された貫通孔からなり且つボール309を負荷転動路307の終点から始点へ戻し循環させるボール循環路311と、ボール309を負荷転動路307の終点から掬い上げてボール循環路311の端部に案内する一対のエンドデフレクタ312と、エンドデフレクタ312に取り付けられたひずみゲージ320と、ナット305の軸方向両端部の内周面に装着されねじ軸303の外周面とナット305の内周面との間に形成される隙間の開口を密封する略環状のシール313,313と、を備えている。   As shown in FIGS. 25 and 26, the ball screw device 301 includes a screw shaft 303 having a helical screw groove 303a on the outer peripheral surface and a helical screw groove 305a facing the screw groove 303a of the screw shaft 303 on the inner periphery. A plurality of balls 309 that are rotatably loaded in a spiral load rolling path 307 formed by both screw grooves 303a and 305a, and a through hole formed in the nut 305. And a ball circulation path 311 for circulating the ball 309 from the end point of the load rolling path 307 back to the start point, and a pair of the ball 309 that scoops up from the end point of the load rolling path 307 and guides it to the end of the ball circulation path 311 The end deflector 312, the strain gauge 320 attached to the end deflector 312, and the screw shaft 3 mounted on the inner peripheral surfaces of both axial ends of the nut 305. A substantially annular seal 313, 313 for sealing the opening of the gap formed between the 3 outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the nut 305, and a.

すなわち、ボール309は、負荷転動路307内を移動しつつねじ軸303の回りを回って負荷転動路307の終点に至り、そこでエンドデフレクタ312によって負荷転動路307から掬い上げられてボール循環路311の一方の端部(図25においては左側の端部)に入る。ボール循環路311に入ったボール309はボール循環路311内を通ってボール循環路311の他方の端部(図25においては右側の端部)に達し、そこから図示されないエンドデフレクタによって負荷転動路307の始点に戻されるようになっている。   That is, the ball 309 moves around the screw shaft 303 while moving in the load rolling path 307 to reach the end point of the load rolling path 307, where it is scooped up from the load rolling path 307 by the end deflector 312. It enters one end of the circulation path 311 (the left end in FIG. 25). The ball 309 entering the ball circulation path 311 passes through the ball circulation path 311 and reaches the other end (the right end in FIG. 25) of the ball circulation path 311, and then the load rolling is performed by an end deflector (not shown). The starting point of the path 307 is returned.

なお、ねじ軸303,ナット305,及びボール309の素材は特に限定されるものではなく、一般的な材料を使用可能であり、例えば鋼等の金属やセラミックがあげられる。また、エンドデフレクタ312の素材も特に限定されるものではなく、樹脂や金属が用いられるが、樹脂がより好ましい。さらに、ねじ溝303a,305aの断面形状(ねじ溝303a,305aの長手方向に直交する平面で切断した場合の断面の形状)は、円弧状(単一円弧状)でもよいしゴシックアーク状でもよい。さらに、シール313は備えていなくてもよい。   In addition, the raw material of the screw shaft 303, the nut 305, and the ball 309 is not particularly limited, and general materials can be used, and examples thereof include metals such as steel and ceramics. Further, the material of the end deflector 312 is not particularly limited, and resin or metal is used, but resin is more preferable. Furthermore, the cross-sectional shape of the screw grooves 303a and 305a (the cross-sectional shape when cut along a plane orthogonal to the longitudinal direction of the screw grooves 303a and 305a) may be an arc shape (single arc shape) or a gothic arc shape. . Further, the seal 313 may not be provided.

このようなボールねじ装置301は、ボール309を介してねじ軸303に螺合されているナット305とねじ軸303とを相対回転運動させると、ボール309の転動を介してねじ軸303とナット305とが軸方向に相対移動するようになっている。そして、負荷転動路307とボール循環路311により無端状のボール通路が形成されており、ボール309がボール通路内を無限に循環するようになっているため、ねじ軸303とナット305とは継続的に相対移動することができる。   In such a ball screw device 301, when the nut 305 and the screw shaft 303 that are screwed to the screw shaft 303 through the ball 309 are relatively rotated, the screw shaft 303 and the nut are moved through the rolling of the ball 309. 305 is relatively moved in the axial direction. An endless ball path is formed by the load rolling path 307 and the ball circulation path 311, and the ball 309 circulates infinitely in the ball path. Continuous relative movement is possible.

ここで、本実施形態のボールねじ装置301におけるボール309の循環方式について、図25〜27を参照しながらさらに詳細に説明する。本実施形態においては、ボール309の循環方式として、ナット305に設けた貫通孔をボール循環路311とするデフレクタ方式を採用している。すなわち、ボール309を負荷転動路307の終点から掬い上げてボール循環路311の一端部(図25においては左側の端部)に案内するエンドデフレクタ312と、ボール309をボール循環路311の他端部(図25においては右側の端部)から負荷転動路307の始点に案内するエンドデフレクタ(図25には図示されない)とが、ナット305の軸方向両端部にそれぞれ設けられている。   Here, the circulation system of the balls 309 in the ball screw device 301 of the present embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. In the present embodiment, as a circulation system of the balls 309, a deflector system in which a through hole provided in the nut 305 is a ball circulation path 311 is adopted. That is, the end deflector 312 that lifts the ball 309 from the end point of the load rolling path 307 and guides it to one end (the left end in FIG. 25) of the ball circulation path 311, and the ball 309 other than the ball circulation path 311. End deflectors (not shown in FIG. 25) for guiding from the end (the right end in FIG. 25) to the starting point of the load rolling path 307 are provided at both ends of the nut 305 in the axial direction.

ナット305には、略軸方向に延びる貫通孔からなるボール循環路311が形成されており、このボール循環路311の両端は、負荷転動路307の始点及び終点の近傍にそれぞれ配されている。負荷転動路307の終点においては、負荷転動路307からボール循環路311へボール309が移動し、負荷転動路307の始点においては、ボール循環路311から負荷転動路307へボール309が移動するが、このボール309の移動を円滑に行うために、負荷転動路307の終点及び始点には、ボール309の移動を案内するエンドデフレクタ312がそれぞれ配されている。   The nut 305 is formed with a ball circulation path 311 composed of a through hole extending substantially in the axial direction, and both ends of the ball circulation path 311 are arranged in the vicinity of the start point and end point of the load rolling path 307, respectively. . The ball 309 moves from the load rolling path 307 to the ball circulation path 311 at the end point of the load rolling path 307, and the ball 309 from the ball circulation path 311 to the load rolling path 307 at the start point of the load rolling path 307. However, in order to smoothly move the ball 309, end deflectors 312 for guiding the movement of the ball 309 are disposed at the end point and the start point of the load rolling path 307, respectively.

2つのエンドデフレクタ312,312のうち、図25における左側の軸方向端部に配されているエンドデフレクタ312は、ボール309を負荷転動路307の終点から掬い上げてボール循環路311の一端部に案内するが、ナット305の軸方向一端部(図25においては左側の端部)の端面に設けられた凹部314に嵌め込まれている(図25,26を参照)。一方、図25における右側の軸方向端部に配されているエンドデフレクタは、ボール309をボール循環路311の他端部から負荷転動路307の始点に案内するが、ナット305の軸方向他端部(図25においては右側の端部)の端面に設けられた凹部に嵌め込まれている。   Of the two end deflectors 312 and 312, the end deflector 312 disposed at the left axial end in FIG. 25 scoops up the ball 309 from the end point of the load rolling path 307 and ends one end of the ball circulation path 311. However, the nut 305 is fitted in a recess 314 provided on the end surface of one end portion in the axial direction (left end portion in FIG. 25) (see FIGS. 25 and 26). On the other hand, the end deflector disposed at the right axial end in FIG. 25 guides the ball 309 from the other end of the ball circulation path 311 to the starting point of the load rolling path 307. It is fitted into a recess provided on the end surface of the end (the right end in FIG. 25).

両エンドデフレクタ312,312は、ナット305の凹部314に嵌合する嵌合部317と、この嵌合部317から突出するタング部318とを備えており、両エンドデフレクタ312,312がナット305の凹部314に嵌め込まれた際には、タング部318は負荷転動路307内に突出するように配される(図26を参照)。よって、負荷転動路307の終点に転動してきたボール309は、図25における左側のエンドデフレクタ312のタング部318に衝突することよって進行方向が変更され、負荷転動路307から掬い上げられる。   Both end deflectors 312 and 312 include a fitting portion 317 that fits into the recess 314 of the nut 305, and a tongue portion 318 that protrudes from the fitting portion 317. When fitted in the recess 314, the tongue 318 is disposed so as to protrude into the load rolling path 307 (see FIG. 26). Therefore, the ball 309 that has rolled to the end point of the load rolling path 307 changes its traveling direction by colliding with the tongue 318 of the left end deflector 312 in FIG. 25, and is scooped up from the load rolling path 307. .

そして、このタング部318で掬い上げられたボール309は、エンドデフレクタ312に形成された溝又は孔からなる湾曲した案内路319に沿ってボール循環路311の端部に案内される。ボール循環路311の端部に案内されたボール309は、ボール循環路311の中を通ってボール循環路311の他端部に至り、図25における右側のエンドデフレクタの案内路及びタング部(図示せず)によって案内されて負荷転動路307の始点に戻される。   Then, the ball 309 scooped up by the tongue 318 is guided to the end of the ball circulation path 311 along a curved guide path 319 formed of a groove or a hole formed in the end deflector 312. The ball 309 guided to the end of the ball circulation path 311 passes through the ball circulation path 311 to the other end of the ball circulation path 311, and the guide path and tongue of the right end deflector in FIG. (Not shown) and returned to the starting point of the load rolling path 307.

なお、ボールねじ装置301を上記とは逆回転させた場合には、両エンドデフレクタ312,312の機能も逆になる。すなわち、逆回転させた場合には、図25における左側のエンドデフレクタ312が、ボール309をボール循環路311の端部から負荷転動路307の始点に案内する機能を有し、図25における右側のエンドデフレクタが、ボール309を負荷転動路307の終点から掬い上げてボール循環路311の端部に案内する機能を有することとなる。   When the ball screw device 301 is rotated in the reverse direction, the functions of both end deflectors 312 and 312 are also reversed. That is, in the case of reverse rotation, the left end deflector 312 in FIG. 25 has a function of guiding the ball 309 from the end of the ball circulation path 311 to the starting point of the load rolling path 307, and the right side in FIG. This end deflector has a function of scooping up the ball 309 from the end point of the load rolling path 307 and guiding it to the end of the ball circulation path 311.

このような本実施形態のボールねじ装置301には、前述したように、ひずみを検出するひずみゲージ320が備えられている。すなわち、エンドデフレクタ312の表面にひずみゲージ320が接合されている。ボールねじ装置301を駆動すると、上記ボール通路内をボール309が循環し、ボール309がエンドデフレクタ312のタング部318に衝突するが、この衝突によりエンドデフレクタ312にひずみが発生する。よって、衝突に起因する振動や衝撃力をひずみゲージ320により検出しモニタリングして、ボールねじ装置301の状態を監視することができる。   As described above, the ball screw device 301 according to this embodiment includes the strain gauge 320 that detects strain. That is, the strain gauge 320 is joined to the surface of the end deflector 312. When the ball screw device 301 is driven, the ball 309 circulates in the ball passage, and the ball 309 collides with the tongue portion 318 of the end deflector 312, and distortion occurs in the end deflector 312 due to this collision. Therefore, the state of the ball screw device 301 can be monitored by detecting and monitoring the vibration and impact force resulting from the collision by the strain gauge 320.

ひずみゲージ320を接合する箇所は特に限定されるものではないが、ボール309の衝突に起因する振動や衝撃力を検出しやすい箇所に接合することが好ましい。本実施形態のボールねじ装置301においては、ナット305の凹部314に嵌め込んだ際に軸方向端部側に露出するエンドデフレクタ312の側面のうち、案内路319の湾曲部分の近傍に位置する部分にひずみゲージ320を接合してある(図25〜27を参照)。案内路319の湾曲部分は、ボール309の進行方向が変化する部分であるため、該湾曲部分に作用する振動や負荷を検出することにより、案内路319内でのボール309の詰まりやエンドデフレクタ312の凹部314からの浮き上がり等のボールねじ装置301の異常を検知することが可能となっている。   The location where the strain gauge 320 is joined is not particularly limited, but it is preferred that the strain gauge 320 be joined to a location where vibration or impact force due to the collision of the ball 309 can be easily detected. In the ball screw device 301 of the present embodiment, a portion located in the vicinity of the curved portion of the guide path 319 among the side surfaces of the end deflector 312 exposed to the end portion in the axial direction when fitted into the recess 314 of the nut 305. A strain gauge 320 is bonded to the substrate (see FIGS. 25 to 27). Since the curved portion of the guide path 319 is a portion where the traveling direction of the ball 309 changes, the ball 309 is clogged in the guide path 319 or the end deflector 312 is detected by detecting vibrations and loads acting on the curved portion. It is possible to detect an abnormality of the ball screw device 301, such as lifting from the concave portion 314.

また、ひずみゲージは一般的に薄膜状で小型であるため、加速度計等の振動センサとは異なり、接合されたひずみゲージ320により占有される空間はほとんどない。よって、ボールねじ装置301は、ひずみゲージ320を備えていてもコンパクトである。また、ひずみゲージは、振動センサの場合は設置が困難な箇所にも容易に設置可能であるため、振動や衝撃力を効果的に検出できるという利点も有する。   Further, since the strain gauge is generally thin and small, unlike a vibration sensor such as an accelerometer, there is almost no space occupied by the joined strain gauge 320. Therefore, the ball screw device 301 is compact even if the strain gauge 320 is provided. In addition, since the strain gauge can be easily installed at a location where installation is difficult in the case of a vibration sensor, it has an advantage that vibration and impact force can be detected effectively.

なお、ひずみゲージ320は、ひずみを検出する本体部分321と、引出線であるリード線322とを備えている。リード線322の構造は特に限定されるものではないが、例えば、金属線322aが被覆材で被覆された構造を有するリード線322が好ましい。そして、エンドデフレクタ312の表面に本体部分321が接合され、図示しないパーソナルコンピュータ等からなる制御部にリード線322が接続される。本体部分321によって振動や負荷が検出されると、本体部分321から制御部にリード線322を介して出力が送られ、ボールねじ装置301の状態が制御部により監視される。   The strain gauge 320 includes a main body portion 321 that detects strain and a lead wire 322 that is a lead wire. The structure of the lead wire 322 is not particularly limited. For example, the lead wire 322 having a structure in which the metal wire 322a is covered with a covering material is preferable. The main body portion 321 is joined to the surface of the end deflector 312 and the lead wire 322 is connected to a control unit including a personal computer (not shown). When vibration or load is detected by the main body portion 321, an output is sent from the main body portion 321 to the control unit via the lead wire 322, and the state of the ball screw device 301 is monitored by the control unit.

ひずみゲージ320をエンドデフレクタ312の表面に接合する際には、本体部分321のみをエンドデフレクタ312の表面に接合し、リード線322は接合しなくてもよいが、本体部分321と、リード線322のうち金属線322aが被覆材で被覆されている被覆部分322bとの両方を、エンドデフレクタ312の表面に接合することが好ましい。そうすれば、リード線322の径が細い場合でも、断線を防ぐことができる。   When joining the strain gauge 320 to the surface of the end deflector 312, only the main body portion 321 is joined to the surface of the end deflector 312, and the lead wire 322 may not be joined, but the main body portion 321 and the lead wire 322 may be joined. Of these, it is preferable to join both the covering portion 322 b in which the metal wire 322 a is covered with the covering material to the surface of the end deflector 312. Then, even when the lead wire 322 has a small diameter, disconnection can be prevented.

また、ひずみゲージ320をエンドデフレクタ312の表面に接合する方法は特に限定されるものではないが、接着剤による接着が好ましい。図27の(b)には、ひずみゲージ320の本体部分321と被覆部分322bの一部とを、接着剤324により接着した状態が図示してある。ただし、本体部分321と被覆部分322bとのうち一方のみを接着剤により接着し、他方は別の方法で接合しても差し支えない。
このような本実施形態のボールねじ装置301の用途は特に限定されるものではないが、工作機械、射出成形機、半導体製造装置、自動車部品、位置決め装置等の部品として好適に使用可能である。
The method for joining the strain gauge 320 to the surface of the end deflector 312 is not particularly limited, but adhesion with an adhesive is preferable. FIG. 27B shows a state in which the main body portion 321 of the strain gauge 320 and a part of the covering portion 322 b are bonded with an adhesive 324. However, only one of the main body portion 321 and the covering portion 322b may be bonded with an adhesive, and the other may be joined by another method.
The application of the ball screw device 301 of this embodiment is not particularly limited, but can be suitably used as a part such as a machine tool, an injection molding machine, a semiconductor manufacturing apparatus, an automobile part, and a positioning apparatus.

〔第11の実施形態〕
次に、本発明に係るボールねじ装置の第11の実施形態について図面を参照して説明する。
図28は、ボールねじ装置の第11の実施形態を説明する断面図(軸方向に沿う平面で切断した断面図)である。また、図29は、図28のボールねじ装置の正面図であり、右側半分はシールの図示を省略してある。さらに、図30は、図28のボールねじ装置が備えるエンドデフレクタ及びひずみゲージを示す図であり、エンドデフレクタとひずみゲージとの取り付け状態を説明する図である。図30の(a)はエンドデフレクタの側面図であり、(b)は平面図であり、(c)は(a)とは反対側の側面図である。
[Eleventh embodiment]
Next, an eleventh embodiment of the ball screw device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 28 is a cross-sectional view (cross-sectional view cut along a plane along the axial direction) for explaining an eleventh embodiment of the ball screw device. FIG. 29 is a front view of the ball screw device of FIG. 28, and illustration of the seal is omitted in the right half. Further, FIG. 30 is a view showing an end deflector and a strain gauge provided in the ball screw device of FIG. 28, and is a view for explaining an attachment state of the end deflector and the strain gauge. 30A is a side view of the end deflector, FIG. 30B is a plan view, and FIG. 30C is a side view of the side opposite to (a).

第11の実施形態のボールねじ装置301の構成、動作、及び作用効果等は、第10の実施形態とほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。なお、以下の説明においては、第10の実施形態のボールねじ装置301と同一又は相当する部分には、第10の実施形態と同一の符号を用いて説明する。
第10の実施形態においては、ナット305の凹部314に嵌め込んだ際に軸方向端部側に露出するエンドデフレクタ312の側面のうち、案内路319の湾曲部分の近傍に位置する部分にひずみゲージ320を接合したが、第11の実施形態においては、エンドデフレクタ312のタング部318の表面にひずみゲージ320を接合してある(図29,30を参照)。
Since the configuration, operation, effects, and the like of the ball screw device 301 of the eleventh embodiment are substantially the same as those of the tenth embodiment, only the different parts will be described and the description of the same parts will be omitted. In the following description, the same or equivalent parts as those of the ball screw device 301 of the tenth embodiment will be described using the same reference numerals as those of the tenth embodiment.
In the tenth embodiment, a strain gauge is formed on a portion of the side surface of the end deflector 312 that is exposed to the end portion in the axial direction when fitted into the recess 314 of the nut 305, in the vicinity of the curved portion of the guide path 319. 320 is joined, but in the eleventh embodiment, the strain gauge 320 is joined to the surface of the tongue 318 of the end deflector 312 (see FIGS. 29 and 30).

タング部318は、ボール309を負荷転動路307から掬い上げ案内路319に導く部位であるため、タング部318が折損するとボールねじ装置301が機能しなくなってしまう。よって、タング部318へのボール309の衝突状況を把握することは極めて重要である。タング部318の表面にひずみゲージ320を接合すれば、タング部318へのボール309の衝突状況を高精度で把握することができるので、タング部318の折損を未然に防止することができる。
なお、エンドデフレクタ312の表面のうちタング部318の近傍部分、例えば、嵌合部317の表面のうちタング部318の根元部分に隣接する部分にひずみゲージ320を接合しても差し支えない。
Since the tongue portion 318 is a portion that guides the ball 309 from the load rolling path 307 to the scooping guide path 319, if the tongue portion 318 breaks, the ball screw device 301 does not function. Therefore, it is extremely important to grasp the collision situation of the ball 309 with the tongue 318. If the strain gauge 320 is joined to the surface of the tongue portion 318, the collision state of the ball 309 with the tongue portion 318 can be grasped with high accuracy, so that the tongue portion 318 can be prevented from being broken.
Note that the strain gauge 320 may be joined to a portion of the surface of the end deflector 312 near the tongue portion 318, for example, a portion of the surface of the fitting portion 317 adjacent to the root portion of the tongue portion 318.

〔第12の実施形態〕
次に、本発明に係るボールねじ装置の第12の実施形態について図面を参照して説明する。
図31は、ボールねじ装置の第12の実施形態を説明する断面図(軸方向に沿う平面で切断した断面図)である。また、図32は、図31のボールねじ装置の正面図であり、右側半分はシールの図示を省略してある。さらに、図33及び図34は、図31のボールねじ装置が備えるエンドデフレクタ及びひずみゲージを示す図であり、エンドデフレクタとひずみゲージとの取り付け状態を説明する図である。図33及び図34の(a)はエンドデフレクタの側面図であり、(b)は平面図であり、(c)は(a)とは反対側の側面図である。
[Twelfth embodiment]
Next, a twelfth embodiment of the ball screw device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 31 is a sectional view for explaining a twelfth embodiment of the ball screw device (a sectional view cut along a plane along the axial direction). FIG. 32 is a front view of the ball screw device of FIG. 31, and the right half is not shown in the seal. Further, FIGS. 33 and 34 are views showing an end deflector and a strain gauge provided in the ball screw device of FIG. 31, and are diagrams for explaining an attachment state of the end deflector and the strain gauge. (A) of FIG.33 and FIG.34 is a side view of an end deflector, (b) is a top view, (c) is a side view on the opposite side to (a).

第12の実施形態のボールねじ装置301の構成、動作、及び作用効果等は、第10の実施形態とほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。なお、以下の説明においては、第10の実施形態のボールねじ装置301と同一又は相当する部分には、第10の実施形態と同一の符号を用いて説明する。
第10の実施形態においては、エンドデフレクタ312の表面にひずみゲージ320を接合したが、第12の実施形態においては、エンドデフレクタ312の内部にひずみゲージ320を埋め込むことにより接合を行った。エンドデフレクタ312の内部にひずみゲージ320を埋め込めば、表面に接合した場合よりも、ボール309の衝突に起因する振動や衝撃力を高感度で検出することができる。
Since the configuration, operation, effects, and the like of the ball screw device 301 of the twelfth embodiment are substantially the same as those of the tenth embodiment, only different parts will be described and description of the same parts will be omitted. In the following description, the same or equivalent parts as those of the ball screw device 301 of the tenth embodiment will be described using the same reference numerals as those of the tenth embodiment.
In the tenth embodiment, the strain gauge 320 is bonded to the surface of the end deflector 312. However, in the twelfth embodiment, the strain gauge 320 is embedded in the end deflector 312 for bonding. If the strain gauge 320 is embedded in the end deflector 312, vibrations and impact forces resulting from the collision of the ball 309 can be detected with higher sensitivity than when the strain gauge 320 is bonded to the surface.

ひずみゲージ320を埋め込む箇所は特に限定されるものではないが、ボール309の衝突に起因する振動や衝撃力を検出しやすい箇所に埋め込むことが好ましい。例えば、図33に示すように、ナット305の凹部314に嵌め込んだ際に軸方向端部側に露出するエンドデフレクタ312の側面の直下のうち、案内路319の湾曲部分の近傍に位置する部分にひずみゲージ320(本体部分321)を埋め込んでもよい。また、図34に示すように、タング部318の表面の直下にひずみゲージ320(本体部分321)を埋め込んでもよい。あるいは、図示はしないが、エンドデフレクタ312の表面のうちタング部318の近傍部分の直下、例えば、嵌合部317の表面のうちタング部318の根元部分に隣接する部分の直下に、ひずみゲージ320(本体部分321)を埋め込んでも差し支えない。   The location where the strain gauge 320 is embedded is not particularly limited, but it is preferable that the strain gauge 320 is embedded in a location where vibration or impact force due to the collision of the ball 309 can be easily detected. For example, as shown in FIG. 33, a portion located in the vicinity of the curved portion of the guide path 319, directly below the side surface of the end deflector 312 exposed to the axial end when the nut 305 is fitted into the recess 314. Alternatively, the strain gauge 320 (main body portion 321) may be embedded. Also, as shown in FIG. 34, a strain gauge 320 (main body portion 321) may be embedded immediately below the surface of the tongue 318. Alternatively, although not shown, the strain gauge 320 is provided directly below the vicinity of the tongue portion 318 in the surface of the end deflector 312, for example, directly below the portion adjacent to the root portion of the tongue portion 318 in the surface of the fitting portion 317. It is possible to embed the (main body portion 321).

ひずみゲージ320をエンドデフレクタ312に埋め込んだ際には、本体部分321は全てエンドデフレクタ312に埋め込まれ、リード線322のうち本体部分321に近い部分を除く大部分は埋め込まれないが、リード線322のうち金属線322aが被覆材で被覆されている被覆部分322bの一部を、エンドデフレクタ312の表面に接着剤324等により接合することが好ましい(図33,34を参照)。   When the strain gauge 320 is embedded in the end deflector 312, the main body portion 321 is entirely embedded in the end deflector 312, and most of the lead wire 322 except the portion close to the main body portion 321 is not embedded, but the lead wire 322 is not embedded. Of these, a part of the covering portion 322b in which the metal wire 322a is covered with a covering material is preferably joined to the surface of the end deflector 312 with an adhesive 324 or the like (see FIGS. 33 and 34).

また、ひずみゲージ320をエンドデフレクタ312に埋め込む方法は特に限定されるものではなく、エンドデフレクタ312の表面に凹部(図示せず)を設けて、この凹部にひずみゲージ320の本体部分321を嵌め込んでもよいが、エンドデフレクタ312が樹脂製である場合には、ひずみゲージ320をインサートとした樹脂のインサート成形によって、エンドデフレクタ312とひずみゲージ320とを一体成形することにより、ひずみゲージ320が埋め込まれたエンドデフレクタ312を製造してもよい。このような一体成形でエンドデフレクタ312を製造することによって、ひずみゲージ320をエンドデフレクタ312に接合する手間や時間を削減することができる。   The method for embedding the strain gauge 320 in the end deflector 312 is not particularly limited, and a concave portion (not shown) is provided on the surface of the end deflector 312 and the main body portion 321 of the strain gauge 320 is fitted into the concave portion. However, when the end deflector 312 is made of resin, the strain gauge 320 is embedded by integrally molding the end deflector 312 and the strain gauge 320 by resin insert molding using the strain gauge 320 as an insert. Further, the end deflector 312 may be manufactured. By manufacturing the end deflector 312 by such integral molding, the labor and time for joining the strain gauge 320 to the end deflector 312 can be reduced.

(第13の実施形態)
次に、本発明に係るボールねじ装置の第13の実施形態について図面を参照して説明する。
図35は、ボールねじ装置の第13の実施形態における構成を示す図であり、(a)は斜視図、(b)はナットの軸方向に沿う部分断面図である。また、図36は、ボールねじ装置の第13の実施形態における循環こまの構成を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は平面図、(c)は側面図、(d)は背面図である。また、図37は、ボールねじ装置の第13の実施形態における軸方向に直交する方向に沿う部分断面図である。また、図38は、ボールねじ装置の第13の実施形態における循環こまの構成を示す図であり、(a)は背面図、(b)は側面図である。
(13th Embodiment)
Next, a thirteenth embodiment of the ball screw device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 35A and 35B are views showing the configuration of the ball screw device according to the thirteenth embodiment, wherein FIG. 35A is a perspective view and FIG. 35B is a partial cross-sectional view along the axial direction of the nut. FIG. 36 is a view showing a configuration of a circulating top in a thirteenth embodiment of the ball screw device, where (a) is a perspective view, (b) is a plan view, (c) is a side view, and (d). FIG. FIG. 37 is a partial cross-sectional view taken along a direction orthogonal to the axial direction in the thirteenth embodiment of the ball screw device. FIGS. 38A and 38B are views showing the configuration of the circulating top in the thirteenth embodiment of the ball screw device, wherein FIG. 38A is a rear view and FIG. 38B is a side view.

<ボールねじ装置>
図35(a),(b)に示すように、本実施形態のボールねじ装置401は、ねじ軸410と、ナット420と、ボール430と、循環部品としての循環こま440とを有する。
ねじ軸410は、その外周面に、所定のリードを有する螺旋状のねじ溝411が形成されている。ナット420は、略円筒状をなし、その内径はねじ軸410の外径よりも大きく形成されており、ねじ軸410に所定の隙間をもって外嵌している。このナット420は、その一端部に案内対象と結合するためのフランジ422を有する。ナット420の内周面には、ねじ軸410のリードと等しいリードを有する螺旋状のねじ溝421が形成されている。そして、ねじ軸410のねじ溝411と、このねじ溝411に対向するナット420のねじ溝421とによって、断面略円状の負荷転動路が形成されている。そして、この負荷転動路内に複数のボール430が充填配置されている。
<Ball screw device>
As shown in FIGS. 35A and 35B, the ball screw device 401 of this embodiment includes a screw shaft 410, a nut 420, a ball 430, and a circulating top 440 as a circulating component.
The screw shaft 410 has a helical thread groove 411 having a predetermined lead formed on the outer peripheral surface thereof. The nut 420 has a substantially cylindrical shape, and an inner diameter thereof is formed to be larger than an outer diameter of the screw shaft 410. The nut 420 is externally fitted to the screw shaft 410 with a predetermined gap. The nut 420 has a flange 422 for coupling to a guide object at one end thereof. A spiral thread groove 421 having a lead equal to the lead of the screw shaft 410 is formed on the inner peripheral surface of the nut 420. A load rolling path having a substantially circular cross section is formed by the screw groove 411 of the screw shaft 410 and the screw groove 421 of the nut 420 facing the screw groove 411. A plurality of balls 430 are filled in the load rolling path.

さらに、ナット420には、循環こま440を取り付けるための循環こま挿入穴423が形成されている。この循環こま挿入穴423は、ナット420の外周から内周に向かって貫通した長孔からなっている。この長孔は、例えばエンドミルで加工され、エンドミルをナット420の中心線に直交する線に対して所定の角度だけ傾けて形成される。この所定の角度は、ねじ溝421を転がるボール430が循環こま440に形成されたボール戻し溝441によって、急激に方向転換をしない角度に設定されている。なお、循環こま挿入穴423は、ナット420の周方向に均等間隔を空けて、循環こま440の個数に合わせて複数個(例えば3個等)加工される。   Further, the nut 420 is formed with a circulation top insertion hole 423 for attaching the circulation top 440. The circulation top insertion hole 423 is a long hole penetrating from the outer periphery of the nut 420 toward the inner periphery. The long hole is processed by, for example, an end mill, and is formed by inclining the end mill by a predetermined angle with respect to a line orthogonal to the center line of the nut 420. This predetermined angle is set to an angle at which the ball 430 rolling on the screw groove 421 does not change direction abruptly by the ball return groove 441 formed in the circulation top 440. A plurality (for example, three) of the circulating top insertion holes 423 are machined in accordance with the number of the circulating tops 440 at equal intervals in the circumferential direction of the nut 420.

ナット420の各循環こま挿入穴423に装着される循環こま440には、上記負荷転動路の一端と一巻き手前の負荷転動路の他端とを連結するボール戻し溝441が形成されている。そして、このボール戻し溝441により、循環こま440に向かって負荷転動路を転がってくるボール430をねじ軸410の径方向に掬い上げ、さらに、そのねじ山を乗り越えさせ、一巻き手前(一リード手前)の負荷転動路に戻すことでボール430を循環可能になっている。そして、このボール戻し溝441及び負荷転動路によって形成される通路によってねじ軸410の外側に略円環状の無限循環路が形成される。これにより、ナット420に対するねじ軸410の相対的な回転に伴って、ボール430がねじ溝411とねじ溝421との間を転がり運動することによって、ナット420がねじ軸410に対してねじ軸410の軸方向に直線運動することを可能にしている。   A ball return groove 441 that connects one end of the load rolling path to the other end of the load rolling path immediately before the winding is formed in the circulating top 440 mounted in each circulation top insertion hole 423 of the nut 420. Yes. Then, by this ball return groove 441, the ball 430 rolling on the load rolling path toward the circulating top 440 is scooped up in the radial direction of the screw shaft 410, and further over the thread, The ball 430 can be circulated by returning to the load rolling path (before the lead). A substantially annular endless circulation path is formed outside the screw shaft 410 by a path formed by the ball return groove 441 and the load rolling path. Accordingly, the ball 430 rolls between the screw groove 411 and the screw groove 421 in accordance with the relative rotation of the screw shaft 410 with respect to the nut 420, so that the nut 420 moves relative to the screw shaft 410. It is possible to move linearly in the axial direction.

[循環こま]
ここで、上述の循環こま440について図36(a)〜(d)を参照してより詳しく説明する。
循環こま440は、例えば焼結合金から成形されており、その外形形状が、ナット420に設けられた循環こま挿入穴423に整合して形成されている。そして、循環こま440の外形は、循環こま挿入穴423の開口領域との間にわずかな隙間が生じる程度に、循環こま挿入穴423の内形よりも若干小さく形成されている。ここで、この循環こま440には、循環こま440がナット420に装着されたときに、循環こま挿入穴423に係合し、ナット420の外周側となる面の周縁部分に段部442が形成されている。この段部442と循環こま挿入穴423との間の隙間の部分には、循環こま440の段部441を含む全周囲に沿ってシーリング剤が充填されている。このシーリング剤によって、循環こま440をナット420に固定するとともに、循環こま挿入穴423と循環こま440との隙間からの油脂(グリース、潤滑油等)の漏れを防止する。
[Circulation top]
Here, the above-mentioned circulating top 440 will be described in more detail with reference to FIGS. 36 (a) to (d).
The circulation top 440 is formed from, for example, a sintered alloy, and the outer shape thereof is formed in alignment with the circulation top insertion hole 423 provided in the nut 420. The outer shape of the circulation top 440 is formed to be slightly smaller than the inner shape of the circulation top insertion hole 423 to such an extent that a slight gap is generated between the opening of the circulation top insertion hole 423. Here, in this circulation top 440, when the circulation top 440 is attached to the nut 420, it engages with the circulation top insertion hole 423, and a step portion 442 is formed at the peripheral portion of the surface on the outer peripheral side of the nut 420. Has been. A gap between the step 442 and the circulation top insertion hole 423 is filled with a sealing agent along the entire periphery including the step 441 of the circulation top 440. With this sealing agent, the circulating top 440 is fixed to the nut 420, and leakage of oil (grease, lubricating oil, etc.) from the clearance between the circulating top insertion hole 423 and the circulating top 440 is prevented.

さらに、この循環こま440の背面440c側には、その長手方向に略S字形状をなして延びるボール戻し溝441がナット420の内周側に向けて開口して形成されている。この略S字形状は、ボール430を戻すための機能から決定される形状である。つまり、ボール戻し溝441は、負荷転動路を転動するボール430を、1巻き分手前の負荷転動路に戻すようにボール430の進路を変え、且つ、負荷転動路に整合することが必要である。そのため、その平面形状をカム曲線としたときに、その揚程に対して加速度の急激な変動を抑えるように、例えば、変形正弦曲線に相当するカム曲線を組み合わせた結果として、略S字形状に形成されている。また、このボール戻し溝441は、循環こま440の長手方向両端のボール掬い上げ部443から循環こま440の長手方向の中央部に向かって、循環こま440の短手方向の断面が、ボール430の外径と整合した内径を備えた連続したU字形状をなし、これが前述の略S字形状と一体をなして溝形状を形成している。   Furthermore, a ball return groove 441 extending in a substantially S shape in the longitudinal direction is formed on the back surface 440 c side of the circulating top 440 so as to open toward the inner peripheral side of the nut 420. This substantially S-shape is a shape determined from the function for returning the ball 430. That is, the ball return groove 441 changes the course of the ball 430 so as to return the ball 430 rolling on the load rolling path to the load rolling path one turn before and aligns with the load rolling path. is necessary. Therefore, when the planar shape is a cam curve, for example, a cam curve corresponding to a modified sine curve is combined to form a substantially S-shape so as to suppress rapid fluctuations in acceleration relative to the lift. Has been. Further, the ball return groove 441 has a short cross section of the circulation top 440 from the ball scooping portion 443 at both longitudinal ends of the circulation top 440 toward the center in the longitudinal direction of the circulation top 440. A continuous U-shape having an inner diameter aligned with the outer diameter is formed, and this forms a groove shape integrally with the aforementioned substantially S-shape.

なお、循環こま440は、ボールねじ装置410に充填配置されるボール列の一巻きに対して一つ設けられる。すなわち、ボール430の巻き数はボールねじ装置410に加わる荷重等から決定されるので、循環こま440の個数はボールねじ装置410に加わる荷重等に応じて適宜(例えば3個等)決定される。   One circulating top 440 is provided for one turn of the ball row filled in the ball screw device 410. That is, since the number of turns of the ball 430 is determined from the load applied to the ball screw device 410, the number of the circulating tops 440 is appropriately determined (for example, three) according to the load applied to the ball screw device 410.

[ひずみゲージ]
本実施形態のボールねじ装置401には、図37及び図38(a),(b)に示すように、センサとしてのひずみゲージ450が循環こま440の上面440aに設置されている。この設置箇所は、ボール戻し溝441の裏側に相当する循環こま440の表面(上面440a)が好ましい。
ひずみゲージ450は、ボールねじ装置401の動作中の振動や衝突力を検出する検出部451と、検出部451に接続され、検出されたボールねじ装置401の動作中の振動や衝突力を信号として伝達するリード線452とを有する。なお、ひずみゲージ450は、検出部451を、循環こま440の上面440a、特にボール戻し溝441の底部の裏側に相当する箇所に接着剤などで接合されることによって固定される。
[Strain gauge]
In the ball screw device 401 of this embodiment, a strain gauge 450 as a sensor is installed on the upper surface 440a of the circulating top 440, as shown in FIGS. 37, 38 (a) and 38 (b). This installation location is preferably the surface (upper surface 440a) of the circulating top 440 corresponding to the back side of the ball return groove 441.
The strain gauge 450 is connected to the detection unit 451 for detecting vibration and collision force during operation of the ball screw device 401, and is detected, and the detected vibration and collision force during operation of the ball screw device 401 are used as signals. And a lead wire 452 for transmission. The strain gauge 450 is fixed by bonding the detection unit 451 with an adhesive or the like to the upper surface 440a of the circulating top 440, in particular, the portion corresponding to the back side of the bottom of the ball return groove 441.

このように、ひずみゲージ450を循環こま440の上面440aにおけるボール戻し溝441の底部の裏側に設置するのは、ボールねじ装置401の振動を簡便にモニタリングするのに適しているからである。すなわち、S字状に形成されたボール戻し溝441にかかるボール430の衝突力や繰り返し荷重によるボール戻し溝441の疲労具合をモニタリングするための情報を得るのに、この設置箇所は好適である。   The reason why the strain gauge 450 is installed behind the bottom of the ball return groove 441 on the upper surface 440a of the circulating top 440 is because it is suitable for simply monitoring the vibration of the ball screw device 401. That is, this installation location is suitable for obtaining information for monitoring the collision force of the ball 430 applied to the ball return groove 441 formed in an S shape and the fatigue condition of the ball return groove 441 due to repeated load.

また、リード線452の少なくとも一部は、被覆部(電気絶縁被膜)によって被覆されていることが好ましい。
このように、検出部451から上記被覆部までの区間のリード線452に電気絶縁被膜を施すことにより、循環こま440が金属製の場合でも、ひずみゲージ450(検出部451)の電気回路を短絡させることがなく、リード線452を循環こま440に接合することができる。
Moreover, it is preferable that at least a part of the lead wire 452 is covered with a covering portion (electrical insulating film).
In this way, by applying an electrical insulating film to the lead wire 452 in the section from the detection unit 451 to the covering unit, even if the circulating top 440 is made of metal, the electrical circuit of the strain gauge 450 (detection unit 451) is short-circuited. Without this, the lead wire 452 can be joined to the circulation top 440.

なお、被覆部の一部も循環こま440に接合されていることが好ましい。このようにすることにより、リード線452が引っ張られた場合にも、リード線452自体に直接力が加わらないため、リード線452の断線を防ぐことができる。
なお、ひずみゲージ450としては、本実施形態に用いられるボールねじ装置401の動作を妨げることなく、使用環境に耐え、当該ボールねじ装置401の動作中の振動や衝突力などの必要な情報を検知できれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。このようなひずみゲージ460としては、最大伸び5%程度までの測定(検出)ができる一般応力測定用のひずみゲージが挙げられ、例えば、共和電業社製のKFG型ひずみゲージが挙げられる。
In addition, it is preferable that a part of the covering portion is also joined to the circulation top 440. By doing so, even when the lead wire 452 is pulled, no force is directly applied to the lead wire 452 itself, so that the disconnection of the lead wire 452 can be prevented.
The strain gauge 450 withstands the use environment without interfering with the operation of the ball screw device 401 used in the present embodiment, and detects necessary information such as vibration and collision force during the operation of the ball screw device 401. If possible, there is no particular limitation, and it is appropriately selected according to the purpose. Examples of such a strain gauge 460 include a strain gauge for general stress measurement that can measure (detect) up to a maximum elongation of about 5%. For example, a KFG type strain gauge manufactured by Kyowa Denki Co., Ltd. may be used.

本実施形態によれば、ひずみゲージ450の検出部451は、一般に薄膜状で小型なものが多いため、センサを設けるための空間をほとんど必要とせず、取付位置に厳しい制約がなくなる。その結果として、ボールねじ装置401のコンパクト化を図ることができる。
また、本実施形態のひずみゲージ450を用いることにより、振動センサでは設置が困難な部位に、センサとしてのひずみゲージ450を容易に設置できるため、振動や衝突力を効果的に検出することができる。
According to the present embodiment, the detector 451 of the strain gauge 450 is generally thin and small in size, and therefore requires little space for providing a sensor, and there are no strict restrictions on the mounting position. As a result, the ball screw device 401 can be made compact.
In addition, by using the strain gauge 450 of the present embodiment, the strain gauge 450 as a sensor can be easily installed in a site that is difficult to install with a vibration sensor, so that vibration and collision force can be detected effectively. .

(第14の実施形態)
次に、ボールねじ装置の第14の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、ひずみゲージの設置位置が前述の第13の実施形態と異なるだけであるので、上述の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図39は、ボールねじ装置の第14の実施形態における軸方向に直交する方向に沿う部分断面図である。また、図40は、ボールねじ装置の第14の実施形態における循環こまの構成を示す図であり、(a)は背面図、(b)は側面図である。
(Fourteenth embodiment)
Next, a fourteenth embodiment of the ball screw device will be described with reference to the drawings. In addition, since this embodiment differs only in the installation position of a strain gauge from the above-mentioned 13th Embodiment, description is abbreviate | omitted about the same structure which attached | subjected the same code | symbol as the above-mentioned embodiment. FIG. 39 is a partial cross-sectional view taken along a direction orthogonal to the axial direction in the fourteenth embodiment of the ball screw device. FIGS. 40A and 40B are views showing a configuration of a circulating top in the fourteenth embodiment of the ball screw device, wherein FIG. 40A is a rear view and FIG. 40B is a side view.

図39及び図40(a),(b)に示すように、本実施形態のボールねじ装置401は、センサとしてのひずみゲージ460が循環こま440の側面440bにおけるボール掬い上げ部443近傍に設置されている。
ここで、ボール掬い上げ部443は、ボール戻し溝441の長手方向両端の箇所である。ひずみゲージ460は、循環こま440の側面440bにおけるボール掬い上げ部443近傍に接着剤などで接合される。
したがって、ボール430による過大な衝突力や詰まり、過大な循環こま440に対する押し上げ力による循環こま440の浮き上がりや、循環こま440の破損を予め検知できる。
As shown in FIGS. 39, 40 (a), and 40 (b), in the ball screw device 401 of this embodiment, a strain gauge 460 as a sensor is installed in the vicinity of the ball scooping portion 443 on the side surface 440 b of the circulating top 440. ing.
Here, the ball scooping portion 443 is a portion at both ends in the longitudinal direction of the ball return groove 441. The strain gauge 460 is joined with an adhesive or the like in the vicinity of the ball scooping portion 443 on the side surface 440b of the circulating top 440.
Accordingly, it is possible to detect in advance an excessive collision force or clogging by the ball 430, a floating top 440 floating due to an excessive pushing force against the circulating top 440, or a damage to the circulating top 440.

このように、ひずみゲージ450を循環こま440の側面440bにおけるボール掬い上げ部443近傍に設置するのは、ボール掬い上げ部443にはボールが頻繁に衝突するため、ボールねじ装置の振動をモニタリングするのに適しているからである。すなわち、ボール掬い上げ部443にかかるボール430の衝突力や繰り返し荷重によるボール掬い上げ部443の疲労具合をモニタリングするための情報を得るのに、この設置箇所は好適である。   As described above, the strain gauge 450 is installed in the vicinity of the ball scooping portion 443 on the side surface 440b of the circulating top 440 because the ball frequently collides with the ball scooping portion 443, so that the vibration of the ball screw device is monitored. It is because it is suitable for. That is, this installation location is suitable for obtaining information for monitoring the fatigue strength of the ball scooping portion 443 due to the collision force of the ball 430 applied to the ball scooping portion 443 and the repeated load.

また、ひずみゲージ450を循環こま440の側面440bにおけるボール掬い上げ部443近傍に設置することによって、過大荷重(ボール430の衝突力によるもの)や、疲労破壊によるおけるボール掬い上げ部443の折損を予め検知し、予防に利用できる。ボール掬い上げ部443は、ボール430を循環こま440内に導くための重要な部位であるため、この部位に負荷される衝突力を検出することは、当該ボールねじ装置401の状態を把握するために極めて重要である。特に、ボール掬い上げ部443近傍が損傷すると、ボール430の循環に支障が生じ、ボールねじ装置401がロックする(回転不可能状態となる)場合もあるので、ボール掬い上げ部443近傍の状態の検知は極めて重要である。   Further, by installing the strain gauge 450 near the ball scooping portion 443 on the side surface 440b of the circulating top 440, the ball scooping portion 443 can be prevented from being broken due to excessive load (due to the impact force of the ball 430) or fatigue failure. It can be detected in advance and used for prevention. Since the ball scooping portion 443 is an important part for guiding the ball 430 into the circulation top 440, detecting the collision force applied to this part is for grasping the state of the ball screw device 401. Is extremely important. In particular, if the vicinity of the ball scooping portion 443 is damaged, the circulation of the ball 430 may be hindered, and the ball screw device 401 may be locked (become non-rotatable). Detection is extremely important.

一方、ナット420の循環こま挿入穴423には、ひずみゲージ450の検出部451に接続されたリード線452を外部に導くために、リード線452を嵌入させる溝部(図示せず)が設けられてもよい。この溝部への設置にあわせて、リード線452は、上記溝部から外部に露出している部分では、被覆部によって被覆されていることが好ましい。一方、リード線452が上記溝部に嵌入されている部分(被覆部によって被覆された箇所(ナット420の表面)から検出部451に接続された箇所までの部分)は、電気絶縁被膜が設けられていることが好ましい。   On the other hand, the circulating top insertion hole 423 of the nut 420 is provided with a groove portion (not shown) for inserting the lead wire 452 in order to guide the lead wire 452 connected to the detection portion 451 of the strain gauge 450 to the outside. Also good. In accordance with the installation in the groove portion, the lead wire 452 is preferably covered with a covering portion at a portion exposed to the outside from the groove portion. On the other hand, the portion where the lead wire 452 is fitted in the groove (the portion from the portion covered by the covering portion (the surface of the nut 420) to the portion connected to the detecting portion 451) is provided with an electrical insulating coating. Preferably it is.

このように、検出部451から上記被覆部までの区間のリード線452に電気絶縁被膜を施すことにより、循環こま440が金属製の場合でも、ひずみゲージ450(検出部451)の電気回路を短絡させることがなく、リード線452を循環こま440に接合することができる。また、断面積が大きい上記被覆部を上記区間に配線するのに比べて、上記溝部を浅くすることができるため、ナット420における上記溝部の加工時間を短縮できる。
なお、上記被覆部の一部も循環こま440に接合されていることが好ましい。このようにすることにより、リード線452が引っ張られた場合にも、リード線452自体に直接力が加わらないため、リード線452の断線を防ぐことができる。
In this way, by applying an electrical insulating film to the lead wire 452 in the section from the detection unit 451 to the covering unit, even if the circulating top 440 is made of metal, the electrical circuit of the strain gauge 450 (detection unit 451) is short-circuited. Without this, the lead wire 452 can be joined to the circulation top 440. Further, since the groove portion can be made shallower than when the covering portion having a large cross-sectional area is wired in the section, the processing time of the groove portion in the nut 420 can be shortened.
Note that a part of the covering portion is also preferably joined to the circulation top 440. By doing so, even when the lead wire 452 is pulled, no force is directly applied to the lead wire 452 itself, so that the disconnection of the lead wire 452 can be prevented.

本実施形態によれば、ひずみゲージ450の検出部451は、一般に薄膜状で小型なものが多いため、センサを設けるための空間をほとんど必要とせず、取付位置に厳しい制約がなくなる。その結果として、ボールねじ装置のコンパクト化を図ることができる。
また、本実施形態のひずみゲージ450を用いることにより、振動センサでは設置が困難な部位に、センサとしてのひずみゲージ450を容易に設置できるため、振動や衝突力を効果的に検出することができ、ボール掬い上げ部443近傍の損傷を未然に防止することが可能となる。
以上、本発明に係るボールねじ装置について説明したが、本発明に係るボールねじ装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
According to the present embodiment, the detector 451 of the strain gauge 450 is generally thin and small in size, and therefore requires little space for providing a sensor, and there are no strict restrictions on the mounting position. As a result, the ball screw device can be made compact.
In addition, by using the strain gauge 450 of the present embodiment, the strain gauge 450 as a sensor can be easily installed at a site that is difficult to install with a vibration sensor, so that vibration and collision force can be detected effectively. In addition, damage in the vicinity of the ball scooping portion 443 can be prevented in advance.
The ball screw device according to the present invention has been described above. However, the ball screw device according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. .

ひずみゲージの取り付け方向は、各実施形態で示す方向に限らずどの方向でも良い。例えば上述の各実施形態に示す方向に対し直角方向に取り付けても良い。また、ロゼットゲージを用いてもよい。また、ボール循環路としてガイドプレートを用いても良い。ボール循環路としてガイドプレートを用いることによって、上述した循環こま440と同様に、ボールねじ装置の振動を簡便にモニタリングすることができ、かつ振動センサでは設置が困難な部位に、センサとしてのひずみゲージを容易に設置できるため、振動や衝突力を効果的に検出することができる。
なお、図示しないが循環こま440が樹脂製の場合、上述のエンドキャップ循環方式やエンドデフレクタ循環方式のようにインサート成形等でひずみゲージを内部に埋め込む方法も可能である。
The direction in which the strain gauge is attached is not limited to the direction shown in each embodiment, and may be any direction. For example, you may attach in the orthogonal | vertical direction with respect to the direction shown to each above-mentioned embodiment. A rosette gauge may also be used. A guide plate may be used as the ball circulation path. By using the guide plate as the ball circulation path, the vibration of the ball screw device can be easily monitored, and the strain gauge as a sensor can be easily installed with the vibration sensor, similarly to the circulation top 440 described above. Can be easily installed, so that vibration and collision force can be detected effectively.
Although not shown, when the circulation top 440 is made of resin, a method of embedding a strain gauge by insert molding or the like as in the above-described end cap circulation method or end deflector circulation method is also possible.

1 ボールねじ装置
10 ねじ軸
10a ねじ溝
20 ナット
20a ねじ溝
22 溝部
30 ボール(転動体)
40 負荷転動路
50 リターンチューブ
50a 屈曲部(湾曲部)
51 タング部
60 ひずみゲージ
61 検出部
62 リード線
63 被覆部
101 ボールねじ装置
110 ねじ軸
111 ボールねじ装置溝
120 ナット
121 貫通孔
131,132 エンドキャップ
131a,132a 転動体循環溝
131a1,132a1 偏曲部位(湾曲部)
131b,132b タング部
140 ボール
151,152,153,154 振動センサ
161 本体部(ひずみゲージ部)
162 リード線
201 ボールねじ装置
210 ねじ軸
211 ねじ溝
220 ナット
221 ねじ溝
230 ボール(転動体)
240 循環部品
242a タング部
243 掬い上げ部
244 屈曲部(湾曲部)
260 ひずみゲージ
261 検出部
262 リード線
301 ボールねじ装置
303 ねじ軸
303a ねじ溝
305 ナット
305a ねじ溝
307 負荷転動路
309 ボール
311 ボール循環路
312 エンドデフレクタ
318 タング部
319 案内路
320 ひずみゲージ
321 本体部分
322 リード線
322a 金属線
322b 被覆部分
324 接着剤
401 ボールねじ装置
410 ねじ軸
411 ねじ溝
420 ナット
421 ねじ溝
430 ボール(転動体)
440 循環こま
440a 上面
440b 側面
440c 背面
441 ボール戻し溝(S字溝)
443 ボール掬い上げ部
450 ひずみゲージ
451 検出部
452 リード線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball screw apparatus 10 Screw shaft 10a Thread groove 20 Nut 20a Thread groove 22 Groove part 30 Ball (rolling element)
40 Load rolling path 50 Return tube 50a Bent part (curved part)
51 Tang part 60 Strain gauge 61 Detection part 62 Lead wire 63 Covering part 101 Ball screw device 110 Screw shaft 111 Ball screw device groove 120 Nut 121 Through hole 131, 132 End cap 131a, 132a Rolling element circulation groove 131a1, 132a1 Bending part (Curved part)
131b, 132b tongue part 140 ball 151, 152, 153, 154 vibration sensor 161 body part (strain gauge part)
162 Lead wire 201 Ball screw device 210 Screw shaft 211 Screw groove 220 Nut 221 Screw groove 230 Ball (rolling element)
240 Circulating parts 242a Tongue part 243 Scooping part 244 Bending part (curved part)
260 Strain Gauge 261 Detecting Unit 262 Lead Wire 301 Ball Screw Device 303 Screw Shaft 303a Screw Groove 305 Nut 305a Screw Groove 307 Load Rolling Path 309 Ball 311 Ball Circulation Path 312 End Deflector 318 Tongue 319 Guide Path 320 Strain Gauge 321 Main Body 322 Lead wire 322a Metal wire 322b Covering portion 324 Adhesive 401 Ball screw device 410 Screw shaft 411 Screw groove 420 Nut 421 Screw groove 430 Ball (rolling element)
440 Circulating top 440a Upper surface 440b Side surface 440c Rear surface 441 Ball return groove (S-shaped groove)
443 Ball scooping section 450 Strain gauge 451 Detection section 452 Lead wire

Claims (7)

螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記両ねじ溝により形成される螺旋状の負荷転動路に転動自在に装填された複数のボールを介して前記ねじ軸に螺合されたナットと、前記ボールを前記負荷転動路の終点から始点へ送って前記ボールを循環させるボール循環路と、を備えるボールねじ装置において、
前記ボール循環路にひずみゲージを設けたことを特徴とするボールねじ装置。
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, is transferred to a spiral load rolling path formed by the both screw grooves. A nut screwed to the screw shaft through a plurality of balls loaded freely, and a ball circulation path for circulating the balls by sending the balls from an end point of the load rolling path to a starting point. In the ball screw device,
A ball screw device comprising a strain gauge in the ball circulation path.
前記ボール循環路は、前記ボールの進行方向を変更して前記ボールを前記ボール循環路の終点から掬い上げるボール掬い上げ部と、該ボール掬い上げ部で掬い上げられた前記ボールを前記ボール循環路の端部に案内する湾曲部と、を有し、
前記ボール掬い上げ部若しくは前記湾曲部、又はそれらの近傍に前記ひずみゲージが設けられたことを特徴とする請求項1に記載のボールねじ装置。
The ball circulation path changes a traveling direction of the ball and scoops up the ball from an end point of the ball circulation path, and scoops the ball scooped up by the ball scooping section into the ball circulation path. A curved portion guided to the end of the
The ball screw device according to claim 1, wherein the strain gauge is provided in the ball scooping portion or the curved portion, or in the vicinity thereof.
前記ボール循環路は、前記ナットの内部を軸方向に貫通する貫通孔と前記ナットの端部に取り付けられ負荷転動路と前記貫通孔との間を連通させる連通路が形成されるエンドキャップ、前記ボールの転動方向に沿って分割された2つの合成樹脂製の分割体からなる接線掬い上げ方式の循環部品、エンドデフレクタ、及び循環こまの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項1又は2に記載のボールねじ装置。   The ball circulation path is an end cap that is attached to an end portion of the nut and a through hole that penetrates the inside of the nut in the axial direction, and a communication path that communicates between the load rolling path and the through hole; 2. A tangential scooping-up type circulation part, an end deflector, and a circulation top made of two synthetic resin divided bodies divided along the rolling direction of the ball. Or the ball screw apparatus of 2. 前記ひずみゲージは、前記ボール循環路内に設けられることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のボールねじ装置。   The ball screw device according to claim 1, wherein the strain gauge is provided in the ball circulation path. 前記ひずみゲージのリード線を嵌入させる溝部が前記ナットに設けられたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のボールねじ装置。   The ball screw device according to any one of claims 1 to 4, wherein a groove for inserting the lead wire of the strain gauge is provided in the nut. 前記ひずみゲージのリード線の少なくとも一部が、前記ボール循環路に固定又は接合されたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のボールねじ装置。   The ball screw device according to any one of claims 1 to 5, wherein at least a part of the lead wire of the strain gauge is fixed or joined to the ball circulation path. 前記ひずみゲージが接着剤によって前記ボール循環路に固定されたことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のボールねじ装置。   The ball screw device according to claim 1, wherein the strain gauge is fixed to the ball circulation path with an adhesive.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015224662A (en) * 2014-05-26 2015-12-14 日本精工株式会社 Ball screw
JP2015224661A (en) * 2014-05-26 2015-12-14 日本精工株式会社 Ball screw
JP2015224663A (en) * 2014-05-26 2015-12-14 日本精工株式会社 Ball screw
JP2015224769A (en) * 2014-05-29 2015-12-14 日本精工株式会社 Ball screw
JP2015224660A (en) * 2014-05-26 2015-12-14 日本精工株式会社 Ball screw
JP2016110668A (en) * 2016-03-24 2016-06-20 株式会社NejiLaw Method for measuring building structure
TWI648488B (en) * 2017-08-23 2019-01-21 上銀科技股份有限公司 Ball screw structure with detection function
TWI669457B (en) * 2018-07-20 2019-08-21 財團法人工業技術研究院 Ball screw with force sensor in radial direction
DE102019101837A1 (en) * 2019-01-25 2020-07-30 Hiwin Technologies Corp. Linear engine
US10767741B1 (en) 2019-03-12 2020-09-08 Hiwin Technologies Corp. Linear transmission device
CN112384718A (en) * 2018-07-10 2021-02-19 Thk株式会社 Screw device
CN113404829A (en) * 2020-03-17 2021-09-17 上银科技股份有限公司 Backflow component of ball screw
CN113423972A (en) * 2019-02-06 2021-09-21 Thk株式会社 Lead screw device capable of detecting prepressing
JP2021183847A (en) * 2020-05-21 2021-12-02 上銀科技股▲分▼有限公司 Ball screw circulation member

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0335445U (en) * 1989-08-21 1991-04-08
JPH0735628A (en) * 1993-07-16 1995-02-07 Kyowa Electron Instr Co Ltd Structure and method for covering strain gate affixed part
JPH08313370A (en) * 1995-05-17 1996-11-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Rotational vibration stress measuring device
JP2001241912A (en) * 2000-03-02 2001-09-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Strain gauge attaching method
JP2006242586A (en) * 2005-02-28 2006-09-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Stress measuring apparatus and strain gauge mounting method
JP2008175383A (en) * 2006-12-19 2008-07-31 Nsk Ltd Rolling device with sensor, and its manufacturing method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0335445U (en) * 1989-08-21 1991-04-08
JPH0735628A (en) * 1993-07-16 1995-02-07 Kyowa Electron Instr Co Ltd Structure and method for covering strain gate affixed part
JPH08313370A (en) * 1995-05-17 1996-11-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Rotational vibration stress measuring device
JP2001241912A (en) * 2000-03-02 2001-09-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Strain gauge attaching method
JP2006242586A (en) * 2005-02-28 2006-09-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Stress measuring apparatus and strain gauge mounting method
JP2008175383A (en) * 2006-12-19 2008-07-31 Nsk Ltd Rolling device with sensor, and its manufacturing method

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015224661A (en) * 2014-05-26 2015-12-14 日本精工株式会社 Ball screw
JP2015224663A (en) * 2014-05-26 2015-12-14 日本精工株式会社 Ball screw
JP2015224660A (en) * 2014-05-26 2015-12-14 日本精工株式会社 Ball screw
JP2015224662A (en) * 2014-05-26 2015-12-14 日本精工株式会社 Ball screw
JP2015224769A (en) * 2014-05-29 2015-12-14 日本精工株式会社 Ball screw
JP2016110668A (en) * 2016-03-24 2016-06-20 株式会社NejiLaw Method for measuring building structure
TWI648488B (en) * 2017-08-23 2019-01-21 上銀科技股份有限公司 Ball screw structure with detection function
CN112384718A (en) * 2018-07-10 2021-02-19 Thk株式会社 Screw device
CN112384718B (en) * 2018-07-10 2023-09-19 Thk株式会社 Screw device
TWI669457B (en) * 2018-07-20 2019-08-21 財團法人工業技術研究院 Ball screw with force sensor in radial direction
US10914368B2 (en) 2018-07-20 2021-02-09 Industrial Technology Research Institute Ball screw with force sensor in radial direction
DE102019101837A1 (en) * 2019-01-25 2020-07-30 Hiwin Technologies Corp. Linear engine
CN113423972A (en) * 2019-02-06 2021-09-21 Thk株式会社 Lead screw device capable of detecting prepressing
CN113423972B (en) * 2019-02-06 2023-06-06 Thk株式会社 Lead screw device capable of detecting pre-pressing
US10767741B1 (en) 2019-03-12 2020-09-08 Hiwin Technologies Corp. Linear transmission device
CN113404829A (en) * 2020-03-17 2021-09-17 上银科技股份有限公司 Backflow component of ball screw
CN113404829B (en) * 2020-03-17 2022-07-19 上银科技股份有限公司 Backflow component of ball screw
JP2021183847A (en) * 2020-05-21 2021-12-02 上銀科技股▲分▼有限公司 Ball screw circulation member

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