JP2015155743A - Top-type ball screw - Google Patents

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JP2015155743A JP2014031666A JP2014031666A JP2015155743A JP 2015155743 A JP2015155743 A JP 2015155743A JP 2014031666 A JP2014031666 A JP 2014031666A JP 2014031666 A JP2014031666 A JP 2014031666A JP 2015155743 A JP2015155743 A JP 2015155743A
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将司 横山
Shoji Yokoyama
将司 横山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive top-type ball screw having high circulation performance.
SOLUTION: A top-type ball screw comprises: a screw shaft 11 formed with a screw groove 12a; a nut 13 arranged at a periphery of the screw shaft 11, and formed with a screw groove 14; a plurality of balls arranged at a rolling passage 22 which is formed of both the screw grooves 12a, 14; and a top member 16 formed with a circulation groove 19. The nut 13 has an engagement groove 15 having a substantially-disc shape at a cross section, and formed at an internal peripheral face of the nut. The top member 16 comprises an irregularity part 17 which is slidably engaged with the screw groove 12a and a screw mount of the screw shaft 11 at an inner face side, and the circulation groove 19 formed at an external peripheral face forms a tunnel-shaped circulation passage 23 which circulates to the other end 22b from one end 22a of the rolling passage 22 together with the engagement groove 15 of the nut 13.
COPYRIGHT: (C)2015,JPO&INPIT

Description

本発明は、各種工作機械、あるいは自動車の電動パワーステアリングやアクチュエータ等に使用されるボールねじに関し、より詳細には、ボール循環部品として駒部材を使用した駒式ボールねじに関する。   The present invention relates to a ball screw used in various machine tools or an electric power steering or an actuator of an automobile, and more particularly to a piece type ball screw using a piece member as a ball circulation part.

ボールの循環機構が異なる各種形式のボールねじのーつとして、駒式ボールねじが知られており、従来、駒部材の形態について多くの提案がなされている(例えば、特許文献1〜4参照)。特許文献2に記載されている駒式ボールねじは、略S字状に湾曲する循環溝を有し、円形又は長円に形成された駒部材が、ナットの胴部に穿設された円形、又は長円の駒窓に挿入されて、加締め、圧入、接着などの固定手段によりナットに固定されてナットの隣接するねじ溝間を接続する循環路を形成している。   A piece-type ball screw is known as one of various types of ball screws with different ball circulation mechanisms, and many proposals have been made regarding the form of piece members (see, for example, Patent Documents 1 to 4). . The piece-type ball screw described in Patent Document 2 has a circulation groove that is curved in a substantially S-shape, and a piece formed in a circular shape or an oval shape is formed in a circular shape formed in a nut portion of a nut, Alternatively, it is inserted into an oblong piece window, and is fixed to the nut by fixing means such as caulking, press-fitting, and bonding to form a circulation path connecting between adjacent screw grooves of the nut.

特許文献3の駒式ボールねじでは、ボール転動路と共にボールの循環軌道を形成する駒部材が、内部にトンネル状の循環路が湾曲形成された金属製のパイプと、このパイプの外側を被覆してナットに設けられた取付孔(駒窓)に嵌合する樹脂製の被覆部と、で構成されている。また、特許文献4の駒式ボールねじは、循環溝を備える循環ブロックをナットの凹溝内に設置し、循環ブロックの定位キーとナットのキー溝とを嵌合させた後、ねじ或いはC形リングなどによって循環ブロックをナットに固定して定位している。   In the piece-type ball screw of Patent Document 3, a piece member that forms a ball circulation path together with a ball rolling path covers a metal pipe having a tunnel-like circulation path formed therein and the outside of the pipe. And a resin-made covering portion that fits into a mounting hole (frame window) provided in the nut. Further, the piece type ball screw of Patent Document 4 has a circulation block having a circulation groove installed in a concave groove of a nut, and a screw or C-shape is fitted after the localization key of the circulation block and the key groove of the nut are fitted. The circulating block is fixed to the nut by a ring or the like and positioned.

特願2013−115808号公報Japanese Patent Application No. 2013-115808 特開2008−267523号公報JP 2008-267523 A 特開2003−329097号公報JP 2003-329097 A 実用新案登録第3122121号公報Utility Model Registration No. 3122121

特許文献1、4に記載されているボールねじでは、循環ブロックを挿入するための凹溝が軸方向両端面に亘って設けられているため、端面の内径を後工程における加工基準とすることが難しかった。また、ナットの径方向の肉厚が円周方向で不均等であるため、切削加工後の熱処理工程において不均等な熱処理変形が発生する。このため、不均等な変形を見越して後工程での加工代を設定しなければならなくなり、製造コストの上昇を招く虞があった。また不均等な変形によって凹溝と循環ブロックの嵌合精度が悪化し、ボールねじの作動時に異音や振動を発生させる可能性があった。   In the ball screw described in Patent Documents 1 and 4, since the concave groove for inserting the circulation block is provided over both axial end surfaces, the inner diameter of the end surface can be used as a processing standard in a subsequent process. was difficult. Moreover, since the radial thickness of the nut is uneven in the circumferential direction, uneven heat treatment deformation occurs in the heat treatment process after cutting. For this reason, it is necessary to set a machining allowance in a subsequent process in anticipation of unequal deformation, which may increase the manufacturing cost. In addition, the non-uniform deformation deteriorates the fitting accuracy between the concave groove and the circulation block, which may cause abnormal noise and vibration during the operation of the ball screw.

また、特許文献2、3の駒式ボールねじは、隣接するねじ溝間を接続する循環路が、駒部材や循環ブロックの循環溝とねじ軸とにより形成されており、転動するボールは、ねじ軸のねじ山のR部によってすくい上げられ、ねじ山を乗り越えて循環するため、ねじ軸の形状によってボールの挙動に影響を及ぼす。従って、異音や振動を抑制して円滑な動作を確保するには、ねじ軸の形状を精度よく管理する必要があった。   In addition, in the piece type ball screw of Patent Documents 2 and 3, the circulation path that connects between adjacent thread grooves is formed by the circulation groove and the screw shaft of the piece member or the circulation block, and the rolling ball is Since it is scooped up by the R part of the thread of the screw shaft and circulates over the screw thread, the shape of the screw shaft affects the behavior of the ball. Therefore, in order to suppress abnormal noise and vibration and ensure a smooth operation, it is necessary to accurately manage the shape of the screw shaft.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い循環性能を有する安価な駒式ボールねじを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an inexpensive piece-type ball screw having high circulation performance.

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1)外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、前記ねじ軸の周囲に配置され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する前記両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記転動路の一端から他端へと循環する前記ボールが転動するための循環溝を備えた駒部材と、を備えた駒式ボールねじにおいて、前記循環溝は前記駒部材の外面側に形成され、前記駒部材の前記循環溝と前記ナットの内周面とによりトンネル状の循環路が形成されるボールねじであって、前記ナットの内周面の軸方向中間部にのみ、前記駒部材の外面側の形状および寸法と略同一の形状および寸法を有する、前記駒部材を収容するための嵌合溝が形成されていることを特徴とするボールねじ。
(2)前記駒部材の内面側には、前記ねじ軸のねじ溝とねじ山の少なくとも一方に摺動自在に嵌合する凹凸部が形成され、前記ナットは、内周面に軸方向に沿って形成された嵌合溝を有し、前記駒部材は、前記ナットの前記嵌合溝に嵌合すると共に、前記凹凸部が前記ねじ軸のねじ溝とねじ山の少なくとも一方に嵌合することで、前記駒部材が前記ナットに対して相対的に位置決めされ、且つ、前記トンネル状の循環路は、前記駒部材の前記循環溝と前記ナットの前記嵌合溝とにより形成されることを特徴とする(1)に記載の駒式ボールねじ。
(3)前記嵌合溝は、断面略円弧状に形成され、前記駒部材の外面側には、該嵌合溝の形状に対応した断面略円弧状の突部が形成され、前記循環溝は、前記突部を円周方向に亘って横切るように形成されることを特徴とする(2)に記載の駒式ボールねじ。
(4)前記駒部材は、循環溝の一端と他端の少なくとも一方に、ボールを転動路から循環路へすくい上げる案内部を備えることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の駒式ボールねじ。
(5)複数の前記駒部材が前記ナットの内周面に周方向において等間隔に配置されていることを特徴とする、(1)〜(4)に記載の駒式ボールねじ。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) A screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface, a nut disposed around the screw shaft and having a helical thread groove formed on the inner peripheral surface, and the opposing screw grooves A piece comprising a plurality of balls accommodated in a rolling path formed by the above and a piece member provided with a circulation groove for rolling the ball circulating from one end to the other end of the rolling path. In the type ball screw, the circulation groove is formed on an outer surface side of the piece member, and a tunnel-like circulation path is formed by the circulation groove of the piece member and an inner peripheral surface of the nut, A fitting groove for accommodating the piece member having substantially the same shape and size as the shape and size of the outer surface side of the piece member is formed only in the axially intermediate portion of the inner peripheral surface of the nut. A ball screw characterized by that.
(2) On the inner surface side of the piece member, there is formed an uneven portion that is slidably fitted into at least one of a thread groove and a thread of the screw shaft, and the nut extends along the axial direction on the inner peripheral surface. And the piece member is fitted into the fitting groove of the nut, and the concavo-convex portion is fitted into at least one of the screw groove and the thread of the screw shaft. The piece member is positioned relative to the nut, and the tunnel-shaped circulation path is formed by the circulation groove of the piece member and the fitting groove of the nut. The piece type ball screw according to (1).
(3) The fitting groove is formed in a substantially arc-shaped cross section, and a protrusion having a substantially arc-shaped cross section corresponding to the shape of the fitting groove is formed on the outer surface side of the piece member. The piece type ball screw according to (2), characterized in that the piece type ball screw is formed so as to cross the circumferential direction.
(4) In any one of (1) to (3), the piece member includes a guide portion that scoops up the ball from the rolling path to the circulation path at at least one of the one end and the other end of the circulation groove. The piece-type ball screw described.
(5) The piece type ball screw according to any one of (1) to (4), wherein the plurality of piece members are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the inner circumferential surface of the nut.

本発明の駒式ボールねじによれば、駒部材が嵌合する嵌合溝がナットの軸方向中間部にしか存在しないので、軸方向両端部近傍の径方向肉厚は嵌合溝が存在する周方向位置と存在しない周方向位置とで同じとなり、軸方向両端部近傍の内径の形状は円形である。したがって端面の内径を後工程における加工基準とすることで高精度な加工が可能になる。また、熱処理工程において不均等な熱処理変形が発生し難いことから嵌合溝の寸法精度の悪化を防止し、駒部材との適切な嵌合を実現できる。さらに、後工程における加工代を削減して製造コストを低減させることが可能である。   According to the piece type ball screw of the present invention, since the fitting groove into which the piece member is fitted exists only in the intermediate portion in the axial direction of the nut, the radial thickness in the vicinity of both end portions in the axial direction has the fitting groove. The circumferential position and the non-existing circumferential position are the same, and the shape of the inner diameter in the vicinity of both axial ends is circular. Therefore, high-accuracy machining is possible by using the inner diameter of the end face as a machining reference in a subsequent process. In addition, since uneven heat treatment deformation hardly occurs in the heat treatment process, deterioration of the dimensional accuracy of the fitting groove can be prevented, and appropriate fitting with the piece member can be realized. Furthermore, it is possible to reduce the manufacturing cost by reducing the processing cost in the post process.

また、駒部材の内面側には、ねじ軸のねじ溝とねじ山の少なくとも一方に摺動自在に嵌合する凹凸部が形成され、ナットは、内周面に軸方向に沿って形成された嵌合溝を有し、駒部材は、ナットの嵌合溝に嵌合すると共に、凹凸部がねじ軸のねじ溝とねじ山の少なくとも一方に嵌合することで、駒部材がナットに対して相対的に位置決めされる。これにより、ナットと駒部材とを固定するための固定手段を設けることなく、ナットに駒部材を位置決めすることができ、駒式ボールねじを安価に製作することができる。特に、循環用の駒やチューブを取り付ける孔を設ける従来のナットの場合には、該孔の位置を測定し、該孔とねじ溝の軸方向位置が合うようにねじ溝を加工する必要があるが、本発明の場合には、ねじ溝と嵌合溝の軸方向位置を厳密に合わせる必要がないので、ナットの加工が簡単になり、加工コストを低減させることができる。また、トンネル状の循環路は、駒部材の循環溝とナットの嵌合溝とにより形成されるので、嵌合溝を駒部材の位置決め部として、また、循環路の軌道面として、共用することができる。   Further, on the inner surface side of the piece member, an uneven portion is formed that is slidably fitted to at least one of the thread groove and the thread of the screw shaft, and the nut is formed on the inner peripheral surface along the axial direction. The piece member has a fitting groove, and the piece member is fitted into the fitting groove of the nut, and the uneven portion is fitted into at least one of the screw groove and the thread of the screw shaft, so that the piece member is attached to the nut. Relatively positioned. Accordingly, the piece member can be positioned on the nut without providing a fixing means for fixing the nut and the piece member, and the piece type ball screw can be manufactured at low cost. In particular, in the case of a conventional nut provided with a hole for attaching a circulation piece or tube, it is necessary to measure the position of the hole and to process the screw groove so that the axial position of the hole and the screw groove matches. However, in the case of the present invention, it is not necessary to precisely match the axial positions of the thread groove and the fitting groove, so that the processing of the nut is simplified and the processing cost can be reduced. Further, since the tunnel-like circulation path is formed by the circulation groove of the piece member and the fitting groove of the nut, the fitting groove is shared as the positioning portion of the piece member and the raceway surface of the circulation path. Can do.

さらに、嵌合溝は、断面略円弧状に形成され、駒部材の外面側には、嵌合溝の形状に対応した断面略円弧状の突部が形成され、循環溝は、突部を円周方向に亘って横釖るように形成されるので、嵌合溝を駒部材の位置決め部として、また、循環路の軌道面として、共用しつつ、駒部材をコンパクトに設計することができる。   Furthermore, the fitting groove is formed in a substantially arc shape in cross section, and a protrusion having a substantially arc shape in cross section corresponding to the shape of the fitting groove is formed on the outer surface side of the piece member. Since it forms so that it may lie over the circumferential direction, a piece member can be designed compactly, sharing a fitting groove as a positioning part of a piece member, and a track surface of a circulation path.

また、駒部材は、循環溝の一端と他端の少なくとも一方に、ボールを転動路から循環路へすくい上げる案内部を備えるため、従来の駒式ボールねじのように、ねじ軸のねじ山を用いてボールをすくい上げることがないので、滑らかな動作を実現するとともに、作動音を低減させることができる。   In addition, since the piece member has a guide portion for scooping the ball from the rolling path to the circulation path at at least one of the one end and the other end of the circulation groove, the thread of the screw shaft is provided like a conventional piece type ball screw. Since the ball is not used for picking up, a smooth operation can be realized and the operating noise can be reduced.

また、本発明の駒式ボールねじによれば、循環部は、駒部材の外面側に形成されるので、駒部材の外面側で、転動路の一端から他端ヘとボールを循環することができ、循環時にボールがねじ軸のねじ山に接触しないので、作動音が低減されるとともにボールねじの寿命を延長させることができる。また、駒部材の内面側には、ねじ軸のねじ溝とねじ山の少なくとも一方に摺動自在に嵌合する凹凸部が形成され、ナットは、内周面に軸方向に沿うて形成された嵌合溝を有し、駒部材は、ナットの嵌合溝に嵌合すると共に、凹凸部がねじ軸のねじ溝とねじ山の少なくとも一方に嵌合することで、駒部材が前記ナットに対して相対的に位置決めされるので、ナットと駒部材とを固定するための固定手段を設けることなく、ナットに駒部材を位置決めすることができ、駒式ボールねじを安価に製作することができる。特に、循環用の駒やチューブを取り付ける孔を設ける従来のナットの場合には、該孔の位置を測定し、該孔とねじ溝の軸方向位置が厳密に合うようにねじ溝を加工する必要があるが、本発明の場合には、ねじ溝と嵌合溝の軸方向位置をさほど厳密に合わせる必要がないので、ナットの加工が簡単になり、加工コストを低減させることができる。   Further, according to the piece type ball screw of the present invention, the circulating portion is formed on the outer surface side of the piece member, so that the ball is circulated from one end of the rolling path to the other end on the outer surface side of the piece member. Since the ball does not contact the thread of the screw shaft during circulation, the operation noise is reduced and the life of the ball screw can be extended. In addition, on the inner surface side of the piece member, an uneven portion that is slidably fitted to at least one of the thread groove and the thread of the screw shaft is formed, and the nut is formed on the inner peripheral surface along the axial direction. The piece member has a fitting groove, and the piece member is fitted into the fitting groove of the nut, and the concavo-convex portion is fitted into at least one of the screw groove and the screw thread of the screw shaft, so that the piece member is attached to the nut. Accordingly, the piece member can be positioned on the nut without providing a fixing means for fixing the nut and the piece member, and the piece type ball screw can be manufactured at low cost. In particular, in the case of a conventional nut provided with a hole for attaching a circulation piece or tube, it is necessary to measure the position of the hole and process the thread groove so that the axial position of the hole and the thread groove exactly matches each other. However, in the case of the present invention, since it is not necessary to match the axial positions of the screw groove and the fitting groove so closely, the processing of the nut is simplified and the processing cost can be reduced.

本発明に係る駒式ボールねじの斜視図である。It is a perspective view of the piece type ball screw concerning the present invention. (a)は、図1に示す駒式ボールねじの分解斜視図であり、(b)は、ナット及び駒部材の要部斜視図である。(A) is a disassembled perspective view of the piece type ball screw shown in FIG. 1, (b) is a perspective view of essential parts of the nut and the piece member. (a)は、外側から見た駒部材の斜視図であり、(b)は、斜め内側から見た駒部材の斜視図であり、(c)は、1つの循環溝を示す駒部材の部分斜視図である。(A) is a perspective view of the piece member seen from the outside, (b) is a perspective view of the piece member seen from the diagonally inside, and (c) is a piece member portion showing one circulation groove. It is a perspective view. ねじ軸のねじ溝と駒部材の凹凸部とが嵌合して駒部材が位置決めされる状態を示す部分破断斜視図である。It is a partially broken perspective view which shows the state which the thread groove of a screw shaft and the uneven | corrugated | grooved part of a piece member fit, and a piece member is positioned. ボールの循環経路を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the circulation path | route of a ball | bowl. カッター工具を用いて嵌合溝を加工する方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the method of processing a fitting groove using a cutter tool. 複数の駒部材を用いる、本発明に係る駒式ボールねじの斜視図である。It is a perspective view of the piece type ball screw concerning the present invention using a plurality of piece members. 軸方向両端面の内径を加工基準として本発明に係るナットを加工する方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the method of processing the nut which concerns on this invention by using the internal diameter of an axial direction both end surface as a process reference.

以下、本発明に係る駒式ボールねじの一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1及び図2に示すように、駒式ボールねじ10は、外周面に螺旋状のねじ溝12aが形成されたねじ軸11と、内周面に螺旋状のねじ溝14が形成されてねじ軸11の周囲に配置されるナット13と、ナット13の嵌合溝15に嵌合する駒部材16と、ねじ軸11のねじ溝12a及びナット13のねじ溝14により形成される転動路22(図5参照)に転動自在に配設された不図示の複数のボールと、を備える。   Hereinafter, an embodiment of a piece type ball screw according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the piece ball screw 10 includes a screw shaft 11 having a spiral thread groove 12a formed on the outer peripheral surface and a screw thread 14 formed on the inner peripheral surface. A rolling path 22 formed by a nut 13 arranged around the shaft 11, a piece member 16 fitted in the fitting groove 15 of the nut 13, a screw groove 12 a of the screw shaft 11 and a screw groove 14 of the nut 13. (See FIG. 5) and a plurality of balls (not shown) arranged so as to roll freely.

ねじ軸11及びナット13のねじ溝12a、14の断面形状は、許容軸方向荷重が大きく、振動を抑制可能なゴシックアーク形状が好ましいが、サーキュラアーク形状であってもよい。ナット13の内周面には、駒部材16を収容するための断面略円弧状の嵌合溝15が、ナットの軸方向中間部に形成されている。嵌合溝15の軸方向長さや周方向長さ(幅)、および軸方向断面の形状は駒部材16のそれらとと略同一、もしくは若干大きく形成されている。駒部材16の部品精度のバラ付きによって嵌合溝15の中で駒部材16が安定する位置にわずかな差が生じる。本発明においては駒部材16を嵌合溝15に強固に固定する必要はないので、嵌合溝15をやや大きめに形成することで、この差を許容することができ、製造コストを低減させることができる。   The cross-sectional shapes of the screw shafts 12 and the screw grooves 12a and 14 of the nut 13 are preferably gothic arc shapes that have a large allowable axial load and can suppress vibration, but may be circular arc shapes. On the inner peripheral surface of the nut 13, a fitting groove 15 having a substantially arc-shaped cross section for accommodating the piece member 16 is formed in an intermediate portion in the axial direction of the nut. The axial length and circumferential length (width) of the fitting groove 15 and the shape of the axial cross section are substantially the same as or slightly larger than those of the piece member 16. A slight difference occurs in the position where the piece member 16 is stabilized in the fitting groove 15 due to variations in the component accuracy of the piece member 16. In the present invention, it is not necessary to firmly fix the piece member 16 to the fitting groove 15, so that the difference can be allowed by forming the fitting groove 15 slightly larger, thereby reducing the manufacturing cost. Can do.

駒部材16は、図3及び図4を参照して、嵌合溝15に嵌合したとき内径側となる面には、ねじ軸11のねじ溝12a及びねじ山12bと略同じ断面形状を有し、ねじ溝12a及びねじ山12bのピッチと同ーピッチで形成された凹凸部17が形成されている。各凹凸部17は、ねじ軸11のねじ溝12a及びねじ山12bに摺動自在に嵌合する。   3 and 4, the piece member 16 has substantially the same cross-sectional shape as the screw groove 12 a and the screw thread 12 b of the screw shaft 11 on the surface that becomes the inner diameter side when fitted into the fitting groove 15. And the uneven | corrugated | grooved part 17 formed in the same pitch as the pitch of the thread groove 12a and the thread 12b is formed. Each concavo-convex portion 17 is slidably fitted into the screw groove 12a and the screw thread 12b of the screw shaft 11.

また、嵌合溝15に嵌合したとき外径側となる面には、駒部材16の長手方向に延設され、ナット13の嵌合溝15と略同一断面形状を有する断面略円弧状の突部18が形成されている。突部18には、外径側から内径側に向かって略U字状に凹設された2つの循環溝19が、突部18を周方向に亘って横切り、駒部材16の周方向両端部16a、16bを接続するように略S字状に形成されている。   Further, the surface which is on the outer diameter side when fitted in the fitting groove 15 extends in the longitudinal direction of the piece member 16 and has a substantially arc-shaped cross section having substantially the same sectional shape as the fitting groove 15 of the nut 13. A protrusion 18 is formed. In the protrusion 18, two circulation grooves 19 that are recessed in a substantially U shape from the outer diameter side toward the inner diameter side cross the protrusion 18 in the circumferential direction, and both end portions in the circumferential direction of the piece member 16. It is formed in a substantially S shape so as to connect 16a and 16b.

各循環溝19の一方の端部19aは、凹凸部17において、隣接する凸部17a、17bのうち、一方の凸部17aに対応し、循環溝19の他方の端部19bは、他方の凸部17bに対応して、それぞれ駒部材16の両端部16a、16bに亘って形成される。各循環溝19の両端部19a、19b間は、ボールが滑らかに転動するように略S字状に湾曲形成されている。   One end 19a of each circulation groove 19 corresponds to one protrusion 17a among the adjacent protrusions 17a and 17b in the concavo-convex portion 17, and the other end 19b of the circulation groove 19 is the other protrusion. Corresponding to the part 17b, it is formed over both end parts 16a, 16b of the piece member 16, respectively. Between both ends 19a and 19b of each circulation groove 19, a curved shape is formed in a substantially S shape so that the ball rolls smoothly.

これにより、循環溝19は、転動路22の一端22aと他端22bとを、更に詳細には、ねじ軸11の隣り合うねじ溝12aの一端と他端とを接続している。循環溝19の端部19a、19bには、転動路22を転動するボールを転動路22からすくい上げて循環溝19に導く案内部20が一体に形成されている。   As a result, the circulation groove 19 connects one end 22a and the other end 22b of the rolling path 22, and more specifically, connects one end and the other end of the adjacent screw groove 12a of the screw shaft 11. The end portions 19 a and 19 b of the circulation groove 19 are integrally formed with a guide portion 20 that scoops up a ball rolling on the rolling path 22 from the rolling path 22 and guides it to the circulation groove 19.

図4、5に示すように、駒部材16は、突部18がナット13の嵌合溝15に嵌合すると共に、各凹凸部17がねじ軸11のねじ溝12a及びねじ山12bに嵌合してねじ軸11及びナット13に組み付けられる。これにより、ねじ軸11のねじ溝12aとナット13のねじ溝14とにより転動路22が形成され、且つ駒部材16の循環溝19とナット13の嵌合溝15とにより、転動路22の一端22aから他端22bへと循環するトンネル状の循環路23が形成される。
なお、図4は、説明のため、駒部材16とナット13とを離間した状態で表わしている。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the piece member 16, the protrusion 18 is fitted in the fitting groove 15 of the nut 13, and each uneven portion 17 is fitted in the screw groove 12 a and the screw thread 12 b of the screw shaft 11. Then, the screw shaft 11 and the nut 13 are assembled. Thus, a rolling path 22 is formed by the thread groove 12 a of the screw shaft 11 and the thread groove 14 of the nut 13, and the rolling path 22 is formed by the circulation groove 19 of the piece member 16 and the fitting groove 15 of the nut 13. A tunnel-like circulation path 23 that circulates from one end 22a to the other end 22b is formed.
FIG. 4 shows the piece member 16 and the nut 13 in a separated state for explanation.

また、固定手段を用いることなく、ナット13と駒部材16とが相対的に位置決めされる。即ち、突部18とナット13の嵌合溝15との嵌合により、駒部材16のナット13に対する径方向位置及び周方向位置、凹凸部17とねじ溝12a及びねじ山12bとの嵌合により駒部材16の軸方向位置が規制される。したがって、作動時には、駒部材16は、ねじ軸11と摺動しつつ、ナット13に対して軸方向に保持される。これにより、従来の駒式ボールねじで必要であった駒窓及び駒窓に挿入された駒部材を固定するための固定手段が不要となる。   Further, the nut 13 and the piece member 16 are relatively positioned without using the fixing means. That is, by fitting the protrusion 18 with the fitting groove 15 of the nut 13, the radial position and the circumferential position of the piece member 16 with respect to the nut 13, and by fitting the concavo-convex part 17 with the screw groove 12 a and the thread 12 b. The axial position of the piece member 16 is restricted. Therefore, at the time of operation, the piece member 16 is held in the axial direction with respect to the nut 13 while sliding with the screw shaft 11. Thereby, the fixing means for fixing the piece window and the piece member inserted in the piece window which were necessary with the conventional piece type ball screw becomes unnecessary.

転動路22内を転動する複数のボールは、循環溝19の端部19a、19bに形成された案内部20により転動路22の一端22aからすくい上げられて循環路23に導かれ、転動路22の他端22b(1ピッチ分ずれた隣接するねじ溝12a、14)に戻され、再び転動路22に沿って転動する。   The plurality of balls that roll in the rolling path 22 are scooped up from the one end 22a of the rolling path 22 by the guide portion 20 formed in the end portions 19a and 19b of the circulation groove 19 and guided to the circulation path 23. It returns to the other end 22b (adjacent screw grooves 12a, 14 shifted by one pitch) of the moving path 22 and rolls along the rolling path 22 again.

案内部20は、凹凸部17に対応して一体成形され、且つ凹凸部17がねじ軸11のねじ溝12a及びねじ山12bに嵌合しているので、案内部20とねじ軸11のねじ溝12aとは、位置精度が高い状態で組み付けられる。従って、案内部20によりすくい上げられたボールは、滑らかに転動路22から循環路23に案内され、トンネル状の循環路23を介して隣接する転動路22に戻される。   The guide portion 20 is integrally formed corresponding to the concavo-convex portion 17, and the concavo-convex portion 17 is fitted into the screw groove 12 a and the screw thread 12 b of the screw shaft 11. 12a is assembled with a high positional accuracy. Accordingly, the ball scooped up by the guide unit 20 is smoothly guided from the rolling path 22 to the circulation path 23 and returned to the adjacent rolling path 22 through the tunnel-shaped circulation path 23.

このように、従来の駒式ボールねじは、ボールがねじ軸11に接触してねじ山を乗り越えて循環し、ねじ軸11の形状がボールの挙動に影響を与えるのに対して、本実施形態の駒式ボールねじ10は、ねじ軸11と接触することなく循環するので、ねじ軸11のねじ山の形状管理が不要となる。   Thus, in the conventional piece type ball screw, the ball contacts the screw shaft 11 and circulates over the screw thread, and the shape of the screw shaft 11 affects the behavior of the ball. Since the piece-type ball screw 10 circulates without contacting the screw shaft 11, it is not necessary to manage the shape of the thread of the screw shaft 11.

本実施形態の駒部材16は、金型(図示せず)によって一体成形される。駒部材16が金属で製作される場合、例えば、金属粉末及びバインダを加熱溶融して射出成形機で金型内に押し込む、所謂MIM(Metal Injection Molding)により成形することができる。このように金型を用いて駒部材16を一体成形することで、凹凸部17、突部18、循環溝19、案内部20の相対位置を高い精度で成形することができ、これにより良好な循環性能が容易に得られる。なお、駒部材16は、金型によって製作されるものであれば、MIMに限定されず、金属粉末をプレス成形して焼成した焼結合金や、合成樹脂を射出成形することで成形されてもよい。   The piece member 16 of the present embodiment is integrally formed by a mold (not shown). When the piece member 16 is made of metal, for example, it can be formed by so-called MIM (Metal Injection Molding) in which a metal powder and a binder are heated and melted and pressed into a mold by an injection molding machine. By integrally molding the piece member 16 using a mold in this way, the relative positions of the concavo-convex portion 17, the protrusion 18, the circulation groove 19, and the guide portion 20 can be formed with high accuracy, which is favorable. Circulation performance is easily obtained. Note that the piece member 16 is not limited to the MIM as long as it is manufactured by a mold, and may be formed by injection molding a sintered alloy obtained by press-molding metal powder and firing, or synthetic resin. Good.

ねじ溝14の加工方法としては、旋削加工、ミーリング加工、研削加工などが可能である。また、ナット13の嵌合溝15は、例えば、図6に示すようにフライス盤等を用いたカッター加工により形成することができる。例えばヘリカルカッターを用いてねじ溝14を加工する場合、工具を交換するだけでねじ溝14と嵌合溝15を加工できるので、ねじ溝14と駒部材16との相対位置を高精度に維持することができる。   As a processing method of the thread groove 14, turning processing, milling processing, grinding processing, and the like are possible. Moreover, the fitting groove 15 of the nut 13 can be formed by cutter processing using a milling machine etc. as shown in FIG. 6, for example. For example, when machining the screw groove 14 using a helical cutter, the screw groove 14 and the fitting groove 15 can be machined only by exchanging the tool, so that the relative position between the screw groove 14 and the piece member 16 is maintained with high accuracy. be able to.

以上説明したように、本実施形態の駒式ボールねじ10によれば、循環溝19は、駒部材16の外面側に形成され、駒部材16の循環溝19とナット13の内周面とにより、トンネル状の循環路23が形成されるため、駒部材16の外面側で、転動路22の一端22aから他端22bへとボールを循環することができる。そのため、循環時にボールがねじ軸11のねじ山12bに接触せず、作動音が低減されるとともにボール傷を防止し、ボールねじ10の寿命を延長させることができる。さらに、チューブ式ボールねじにおいて必要となるチューブ固定具などの循環路以外の部材が本実施形態では不要となるため、安価な駒式ボールねじを提供することができる。   As described above, according to the piece type ball screw 10 of the present embodiment, the circulation groove 19 is formed on the outer surface side of the piece member 16, and is formed by the circulation groove 19 of the piece member 16 and the inner peripheral surface of the nut 13. Since the tunnel-like circulation path 23 is formed, the ball can be circulated from the one end 22a of the rolling path 22 to the other end 22b on the outer surface side of the piece member 16. Therefore, the ball does not come into contact with the screw thread 12b of the screw shaft 11 during the circulation, the operation noise is reduced, the ball is prevented from being damaged, and the life of the ball screw 10 can be extended. Furthermore, since members other than the circulation path such as a tube fixture required in the tube type ball screw are not necessary in this embodiment, an inexpensive piece type ball screw can be provided.

また、駒部材16の内面側には、ねじ軸11のねじ溝12aとねじ山12bに摺動自在に嵌合する凹凸部17が形成され、ナット13は、内周面に軸方向に沿って形成された嵌合溝15を有し、駒部材16は、ナット13の嵌合溝15に嵌合すると共に、凹凸部17がねじ軸11のねじ溝12aとねじ山12bに嵌合することで、駒部材16がナット13に対して相対的に位置決めされる。これにより、ナット13と駒部材16とを固定するための固定手段を設けることなく、ナット13に駒部材16を位置決めすることができ、駒式ボールねじ10を安価に製作することができる。特に、循環用の駒やチューブを取り付ける孔を設ける従来のナットの場合には、該孔の位置を測定し、該孔とねじ溝の軸方向位置が合うようにねじ溝を加工する必要があるが、本実施形態の場合には、ねじ溝14と嵌合溝15の軸方向位置をさほど厳密に合わせる必要がないので、ナット13の加工が簡単になり、加工コストを低減させることができる。また、トンネル状の循環路23は、駒部材16の循環溝19とナット13の嵌合溝15とにより形成されるので、嵌合溝15を駒部材16の位置決め部として、また、循環路23の軌道面として、共用することができる。   Further, on the inner surface side of the piece member 16, an uneven portion 17 that is slidably fitted into the screw groove 12 a and the screw thread 12 b of the screw shaft 11 is formed, and the nut 13 is formed on the inner peripheral surface along the axial direction. By having the fitting groove 15 formed, the piece member 16 is fitted into the fitting groove 15 of the nut 13, and the concave and convex portion 17 is fitted into the screw groove 12 a and the screw thread 12 b of the screw shaft 11. The piece member 16 is positioned relative to the nut 13. Accordingly, the piece member 16 can be positioned on the nut 13 without providing a fixing means for fixing the nut 13 and the piece member 16, and the piece type ball screw 10 can be manufactured at low cost. In particular, in the case of a conventional nut provided with a hole for attaching a circulation piece or tube, it is necessary to measure the position of the hole and to process the screw groove so that the axial position of the hole and the screw groove matches. However, in the case of the present embodiment, it is not necessary to match the axial positions of the screw groove 14 and the fitting groove 15 so closely, so the processing of the nut 13 is simplified and the processing cost can be reduced. Further, since the tunnel-shaped circulation path 23 is formed by the circulation groove 19 of the piece member 16 and the fitting groove 15 of the nut 13, the fitting groove 15 serves as a positioning portion for the piece member 16, and the circulation path 23. It can be shared as a raceway surface.

また、嵌合溝15は、断面略円弧状に形成され、駒部材16の外面側には、嵌合溝15の形状に対応した断面略円弧状の突部18が形成され、循環溝19は、突部18を円周方向に亘って横切るように形成されるので、嵌合溝15を駒部材16の位置決め部として、また、循環路23の軌道面として、共用しつつ、駒部材16をコンパクトに設計することができる。   In addition, the fitting groove 15 is formed in a substantially arc shape in cross section, and a protrusion 18 having a substantially arc shape in cross section corresponding to the shape of the fitting groove 15 is formed on the outer surface side of the piece member 16. Since the projection 18 is formed so as to cross the circumferential direction, the piece member 16 can be used while sharing the fitting groove 15 as a positioning portion of the piece member 16 and as a raceway surface of the circulation path 23. It can be designed compactly.

さらに、従来技術と異なり、本発明においては嵌合溝15がナットの軸方向中間部にのみ形成され、ナット13の両端面の径方向肉厚は全周に亘って同じであることを特徴としている。これによって図8に示すように両端面の内径面またはその面取り部を後工程における加工基準とすることができ、ナット13を高精度に加工することが可能になる。また熱処理工程においてナット13が周方向に不均等な熱処理変形を生じることがないので、後工程における加工代を必要最小限とすることができ、製造コストを低減させることができる。加えて、不均等な熱処理変形が生じないため、嵌合溝15と駒部材16とが適切に嵌合し、異音や振動の無いボールねじの動作を実現することができる。   Further, unlike the prior art, the present invention is characterized in that the fitting groove 15 is formed only at the intermediate portion in the axial direction of the nut, and the radial thickness of both end faces of the nut 13 is the same over the entire circumference. Yes. As a result, as shown in FIG. 8, the inner diameter surfaces of the both end surfaces or the chamfered portions thereof can be used as a processing reference in a subsequent process, and the nut 13 can be processed with high accuracy. Further, since the nut 13 does not cause uneven heat treatment deformation in the circumferential direction in the heat treatment process, the processing cost in the subsequent process can be minimized, and the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the uneven heat treatment deformation does not occur, the fitting groove 15 and the piece member 16 can be properly fitted, and the operation of the ball screw without abnormal noise or vibration can be realized.

また、1個の駒部材16に複数の循環溝19を設ける場合は駒部材16と嵌合溝15がそれぞれ1個、1箇所で済むのでコストを低減することがきでるが、ナットの円周方向において重量の不均一が生じる可能性がある。円周方向に重量の不均一があるとナットを回転させた際に異音や振動の原因となり、ボールねじの寿命を短縮させる虞がある。そのため、ナットを回転させる使用法に対しては、駒部材16を複数個用いる構成とするのが良い。図7は2個の駒部材16を円周方向に等間隔に配置した2箇所の嵌合溝15に収容する構成を示している。このような構成とすることで、円周方向の荷重の不均一を緩和させ、異音や振動を抑制し、ボールねじの寿命を延長させることができる。   In addition, when a plurality of circulation grooves 19 are provided in one piece member 16, the cost can be reduced because only one piece member 16 and one fitting groove 15 are required, but the circumferential direction of the nut can be reduced. May cause unevenness in weight. If the weight is uneven in the circumferential direction, abnormal noise and vibration may occur when the nut is rotated, which may shorten the life of the ball screw. Therefore, it is preferable to use a plurality of piece members 16 for the usage of rotating the nut. FIG. 7 shows a configuration in which two piece members 16 are accommodated in two fitting grooves 15 arranged at equal intervals in the circumferential direction. Such a configuration can alleviate uneven load in the circumferential direction, suppress abnormal noise and vibration, and extend the life of the ball screw.

駒部材16は、循環溝19の両端部19a、19bに、ボールを転動路22から循環路23へすくい上げる案内部20を備えるため、従来の駒式ボールねじのように、ねじ軸11のねじ山12bを用いてボールをすくい上げることがないので、滑らかな動作を実現するとともに、作動音を低減させることができる。   Since the piece member 16 is provided with guide portions 20 for scooping the ball from the rolling path 22 to the circulation path 23 at both ends 19a and 19b of the circulation groove 19, the screw of the screw shaft 11 is provided like a conventional piece type ball screw. Since the balls are not picked up using the mountain 12b, a smooth operation can be realized and the operating noise can be reduced.

また、駒部材16は、金型によって一体成形されるため、凹凸部17と循環溝19や案内部20との相対位置を高い精度で製作することができる。これにより、凹凸部17が嵌合するねじ軸11のねじ溝12aと、循環溝19及び案内部20との位置精度が向上して、異音や振動の発生を抑制してボールを円滑に走行させることができる。   Further, since the piece member 16 is integrally formed by a mold, the relative position between the concave and convex portion 17 and the circulation groove 19 and the guide portion 20 can be manufactured with high accuracy. Thereby, the positional accuracy of the thread groove 12a of the screw shaft 11 with which the uneven part 17 is fitted, the circulation groove 19 and the guide part 20 is improved, and the ball runs smoothly while suppressing the generation of abnormal noise and vibration. Can be made.

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記の実施形態では、ねじ軸11のねじ溝12a及びねじ山12bと駒部材16の凹凸部17とが嵌合するものとして説明したが、駒部材16をねじ軸11に対して軸方向位置を規制するものであればこれに限定されず、ねじ軸11のねじ溝のみやねじ山のみと嵌合するようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
For example, in the above-described embodiment, the screw groove 12a and the screw thread 12b of the screw shaft 11 and the uneven portion 17 of the piece member 16 are described as being fitted. If it restrict | limits a position, it will not be limited to this, You may make it fit only with the thread groove of the screw shaft 11, or only a thread.

また、2つの循環溝19を有し、2つの循環路23を備える駒部材16について説明したが、循環溝19は、1つでも、或いは3つ以上であってもよく、駒式ボールねじ10の仕様に合わせて適宜選択することができる。また、駒式ボールねじ10が複数の循環路23を備える場合、複数の循環溝19を有する駒部材16を一体成形してもよく、また、1つの循環溝19を有する複数個の駒部材16を、組み合わせて配置するようにしてもよい。   Further, the piece member 16 having the two circulation grooves 19 and the two circulation paths 23 has been described. However, the number of the circulation grooves 19 may be one, or three or more. It can be selected appropriately according to the specifications. When the piece type ball screw 10 includes a plurality of circulation paths 23, the piece member 16 having a plurality of circulation grooves 19 may be integrally formed, or a plurality of piece members 16 having one circulation groove 19. May be arranged in combination.

また、本発明の駒式ボールねじは、循環部は、駒部材の外面側に形成され、駒部材の内面側には、ねじ軸のねじ溝とねじ山の少なくとも一方に摺動自在に嵌合する凹凸部が形成され、ナットは、内周面に軸方向に沿って形成された嵌合溝を有し、駒部材は、ナットの嵌合溝に嵌合すると共に、凹凸部がねじ軸のねじ溝とねじ山の少なくとも一方に嵌合することで、駒部材がナットに対して相対的に位置決めされる構成であればよく、例えば、駒部材の循環部を、循環溝によって構成する代わりに、循環孔によって構成してもよい。   In the piece type ball screw of the present invention, the circulating portion is formed on the outer surface side of the piece member, and the inner surface side of the piece member is slidably fitted into at least one of the screw groove and the thread of the screw shaft. The nut has a fitting groove formed along the axial direction on the inner peripheral surface, the piece member is fitted into the fitting groove of the nut, and the concave and convex portion is the screw shaft. It is sufficient that the piece member is positioned relative to the nut by fitting in at least one of the thread groove and the thread. For example, instead of configuring the circulation portion of the piece member by the circulation groove, Alternatively, a circulation hole may be used.

10 駒式ボールねじ
11 ねじ軸
12a、14 ねじ溝
13 ナット
15 嵌合溝
16 駒部材
22 転動路
17 凹凸部
19 循環溝(循環部)
19a 循環溝の一端
19b 循環溝の他端
20 案内部
23 循環路
30 カッター工具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Piece type ball screw 11 Screw shaft 12a, 14 Thread groove 13 Nut 15 Fitting groove 16 Piece member 22 Rolling path 17 Uneven part 19 Circulation groove (circulation part)
19a One end of the circulation groove 19b Other end of the circulation groove 20 Guide part 23 Circulation path 30 Cutter tool

Claims (5)

外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、前記ねじ軸の周囲に配置され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する前記両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記転動路の一端から他端へと循環する前記ボールが転動するための循環溝を備えた駒部材と、を備えた駒式ボールねじにおいて、前記循環溝は前記駒部材の外面側に形成され、前記駒部材の前記循環溝と前記ナットの内周面とによりトンネル状の循環路が形成されるボールねじであって、前記ナットの内周面の軸方向中間部にのみ、前記駒部材の外面側の形状および寸法と略同一の形状および寸法を有する、前記駒部材を収容するための嵌合溝が形成されていることを特徴とするボールねじ。 It is formed by a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface, a nut disposed around the screw shaft and having a spiral thread groove formed on the inner peripheral surface, and the opposing screw grooves. A piece type ball screw comprising: a plurality of balls housed in a rolling path; and a piece member provided with a circulation groove for rolling the ball circulating from one end to the other end of the rolling path. The circulation groove is a ball screw formed on the outer surface side of the piece member, and a tunnel-like circulation path is formed by the circulation groove of the piece member and the inner peripheral surface of the nut, A fitting groove for accommodating the piece member having substantially the same shape and size as the shape and size of the outer surface side of the piece member is formed only in the axially intermediate portion of the inner peripheral surface. And ball screw. 前記駒部材の内面側には、前記ねじ軸のねじ溝とねじ山の少なくとも一方に摺動自在に嵌合する凹凸部が形成され、前記ナットは、内周面に軸方向に沿って形成された嵌合溝を有し、前記駒部材は、前記ナットの前記嵌合溝に嵌合すると共に、前記凹凸部が前記ねじ軸のねじ溝とねじ山の少なくとも一方に嵌合することで、前記駒部材が前記ナットに対して相対的に位置決めされ、且つ、前記トンネル状の循環路は、前記駒部材の前記循環溝と前記ナットの前記嵌合溝とにより形成されることを特徴とする、請求項1に記載の駒式ボールねじ。 On the inner surface side of the piece member, there is formed an uneven portion that is slidably fitted into at least one of a thread groove and a thread of the screw shaft, and the nut is formed on the inner peripheral surface along the axial direction. The piece member is fitted into the fitting groove of the nut, and the concavo-convex portion is fitted into at least one of the screw groove and the thread of the screw shaft. A piece member is positioned relative to the nut, and the tunnel-shaped circulation path is formed by the circulation groove of the piece member and the fitting groove of the nut. The piece type ball screw according to claim 1. 前記嵌合溝は、断面略円弧状に形成され、前記駒部材の外面側には、該嵌合溝の形状に対応した断面略円弧状の突部が形成され、前記循環溝は、前記突部を円周方向に亘って横切るように形成されることを特徴とする、請求項2に記載の駒式ボールねじ。 The fitting groove is formed in a substantially arc shape in cross section, a protrusion having a substantially arc shape in cross section corresponding to the shape of the fitting groove is formed on the outer surface side of the piece member, and the circulation groove is formed in the protrusion. The piece type ball screw according to claim 2, wherein the piece type ball screw is formed so as to cross the circumferential direction. 前記駒部材は、循環溝の一端と他端の少なくとも一方に、ボールを転動路から循環路へすくい上げる案内部を備えることを特徴とする、請求項1から3までのいずれかに記載の駒式ボールねじ。 The piece according to any one of claims 1 to 3, wherein the piece member includes a guide portion that scoops up the ball from the rolling path to the circulation path at least one of the circulation groove and the other end. Ball screw. 複数の前記駒部材が前記ナットの内周面に円周方向において等間隔に配置されていることを特徴とする、請求項1から4までのいずれかに記載の駒式ボールねじ。 5. The piece type ball screw according to claim 1, wherein the plurality of piece members are arranged at equal intervals in the circumferential direction on an inner circumferential surface of the nut.
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