JP2015215038A - Ball screw device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボールねじ装置に関し、特に、一軸アクチュエータなどの各種工作機械に用いられ、ボールねじとそのねじ軸を支持する軸受とを備えたボールねじ装置に関する。 The present invention relates to a ball screw device, and more particularly, to a ball screw device that is used in various machine tools such as a uniaxial actuator and includes a ball screw and a bearing that supports the screw shaft.
従来より、一軸アクチュエータなどの各種工作機械に用いられ、ボールねじとそのねじ軸の両端部又は一方の端部を支持する軸受とを備えたボールねじ装置が知られている(特許文献1)。このようなボールねじ装置においては、上記軸受の内輪の内周面に嵌合するようにねじ軸の外周面を縮径して軸受設置部を形成し、この軸受設置部の端面と上記軸受との間にスペーサを挿入すると共に、ロックナットで締め付けるのが一般的である。 2. Description of the Related Art Conventionally, a ball screw device that is used in various machine tools such as a uniaxial actuator and includes a ball screw and a bearing that supports both ends or one end of the screw shaft is known (Patent Document 1). In such a ball screw device, the outer peripheral surface of the screw shaft is reduced in diameter so as to be fitted to the inner peripheral surface of the inner ring of the bearing to form a bearing installation portion, and the end surface of the bearing installation portion, the bearing, In general, a spacer is inserted between the two and tightened with a lock nut.
ここで、ボールねじ装置のねじ軸の形態としては、その表面に形成された螺旋溝が軸受設置部の端面にまで形成されているものと形成されていないものがある。
図2(a)に示すように、螺旋溝101が軸受設置部102の端面102aにまで形成されていないねじ軸100では、図2(b)に示すように、端面102aの形状は均整な円環形状をなしている。したがって、図2(c)に示すように、ロックナット120と軸受110の内輪111との間に設けたスペーサ130と端面102aとによって軸受110の内輪111を挟み、軸受110の軸方向の動きを制限することができる。
Here, as a form of the screw shaft of the ball screw device, there are one in which the spiral groove formed on the surface thereof is formed up to the end face of the bearing installation portion and the one not formed.
As shown in FIG. 2A, in the
一方、図3(a)に示すように、螺旋溝201が軸受設置部202の端面202aにまで形成されたねじ軸200では、図3(b)に示すように、端面202aの形状は不均整な円環形状をなしている。この形状は螺旋溝201のリードが小さい場合には顕著であり、螺旋溝201の底部201aが露出した部分が生じることがある。このような形態のねじ軸200では、図3(c)に示すように、ロックナット220と軸受210の内輪211との間に設けたスペーサ230と、端面202aと軸受210の内輪211との間に設けたスペーサ240とによって内輪211が挟まれた軸受210の軸方向の動きを制限することになる。
On the other hand, as shown in FIG. 3A, in the
このように、軸受210の内輪211又はスペーサ240に当接するねじ軸200の端面202aの径方向の寸法が不均一なために不均整な円環形状をなしていると、ねじ軸200に過大な荷重がかかった際にねじ軸200の端部が振れやすくなる。
As described above, if the radial dimension of the
これは、ねじ軸200の変形、偏心や、乗り上げを招き、結果として、ロックナット220の締め付けによってねじ軸200の端部が曲がってしまったり、ねじ軸200の端部に対してプーリやカップリングを設置することが困難になることがあるため、検討の余地があった。
本発明は上記課題に着目してなされたものであり、ねじ軸に過大な荷重がかかった際でもねじ軸の端部の振れを低減するボールねじ装置を提供することを課題とする。
This leads to deformation, eccentricity, and climbing of the
The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a ball screw device that reduces the vibration of the end of the screw shaft even when an excessive load is applied to the screw shaft.
上記課題を解決するためのボールねじ装置のある態様は、表面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、そのねじ軸の端部に形成された軸受設置部を支持する軸受とを有し、
上記軸受設置部に嵌合する円環形状のスペーサが設けられ、そのスペーサの軸方向の端面が上記軸受の内輪に当接し、
上記スペーサの内周面がローレット加工されている。
An aspect of the ball screw device for solving the above-described problem includes a screw shaft having a spiral groove formed on a surface thereof, and a bearing that supports a bearing installation portion formed at an end of the screw shaft.
An annular spacer that is fitted to the bearing installation portion is provided, and an axial end surface of the spacer contacts the inner ring of the bearing,
The inner peripheral surface of the spacer is knurled.
また、上記ボールねじ装置においては、上記軸受設置部の外周面のうち、上記スペーサが嵌合する範囲にローレット加工されていることが好ましい。
また、上記ボールねじ装置においては、ローレット加工された上記スペーサの内周面の表面形状が同一のピッチ間隔であることが好ましい。
また、上記ボールねじ装置においては、上記ローレット加工が斜めローレット加工であることが好ましい。
Moreover, in the said ball screw apparatus, it is preferable that it is knurled in the range which the said spacer fits among the outer peripheral surfaces of the said bearing installation part.
Moreover, in the said ball screw apparatus, it is preferable that the surface shape of the inner peripheral surface of the said knurled said spacer is the same pitch space | interval.
Moreover, in the said ball screw apparatus, it is preferable that the said knurling process is an oblique knurling process.
また、上記ボールねじ装置においては、上記ローレット加工が平目ローレット加工であることが好ましい。
また、上記ボールねじ装置においては、上記ローレット加工が綾目ローレット加工であることが好ましい。
Moreover, in the said ball screw apparatus, it is preferable that the said knurling process is a flat knurling process.
In the ball screw device, the knurling process is preferably a twill knurling process.
本発明によれば、ねじ軸に過大な荷重がかかった際でもねじ軸の端部の振れを低減するボールねじ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when an excessive load is applied to the screw shaft, it is possible to provide a ball screw device that reduces the deflection of the end portion of the screw shaft.
以下、本発明に係るボールねじ装置のある実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、ボールねじ装置のある態様における構成を示す図であり、(a)はボールねじ装置の軸方向に沿う断面図、(b)ねじ軸にスペーサを組み込むプロセスを示す右側面図、(c)はスペーサを組み込んだねじ軸の右側面図である。
図1(a)に示すように、ボールねじ装置1は、ねじ軸10と、このねじ軸10の端部を支持する複列の転がり軸受20,20とを有する。ねじ軸10の表面には螺旋溝11が形成されている。この転がり軸受20はねじ軸10の端部に形成された軸受設置部10aに嵌合してねじ軸10と一体に回転する2つの内輪21,21を有している。これら内輪21,21の外周には、複数の転動体22を介して内輪21を回転自在に支持する外輪23がそれぞれ設けられている。
Hereinafter, an embodiment of a ball screw device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1A and 1B are diagrams showing a configuration of an embodiment of a ball screw device, wherein FIG. 1A is a sectional view along the axial direction of the ball screw device, and FIG. 1B is a right side view showing a process of incorporating a spacer into the screw shaft. c) is a right side view of a screw shaft incorporating a spacer.
As shown in FIG. 1A, the ball screw device 1 includes a
また、ボールねじ装置1は、転がり軸受20を収容する円筒状のハウジング30を備えており、転がり軸受20の外周面(外輪23の外周面)はハウジング30の内周面と摺動自在に嵌合している。
転がり軸受20の内輪21は、ねじ軸10に形成された段部12とロックナット40とにより所定位置に位置決めされている。このロックナット40はねじ軸10の端部に螺嵌されており、ロックナット40と内輪21との間のねじ軸10の外周にはスペーサ41が設けられている。このスペーサ41は、例えば皿バネ又はコイルバネあるいは縦弾性係数の金属等からなる。
The ball screw device 1 includes a
The
ねじ軸10には、図1(a)に示すように、円環形状のスペーサ50が設けられる。スペーサ50は軸受設置部10aに嵌合して設置されるように、スペーサ50の内周面の径が軸受設置部10aの外周面の径以下に設定されている。
また、スペーサ50は、その軸方向の一方の端面50aが、軸受設置部10aと螺旋溝11との境界部分の段部12の端面12aに当接し、かつその軸方向の他方の端面50bが軸受20の内輪21に当接するように設置される。
The
The
[ローレット加工部]
ここで、スペーサ50の内周面50cはローレット加工されている。内周面50cにおいてローレット加工される範囲は、当該内周面50c全体でなくてもよく、必要に応じて適宜設定される。以下、内周面50cにおけるローレット加工された部分をローレット加工部51とする(図1中、ドットのハッチングで表示)。
[Knurled part]
Here, the inner
また、軸受設置部10aの外周面のうち、スペーサ50が嵌合する範囲にローレット加工されてもよい。この場合、スペーサ50の内周面50cのローレット加工部51の形状と、軸受設置部10aの外周面に形成されるローレット形状とは異なることが好ましい。
また、スペーサ50の内周面50cに形成されたローレット加工部51の表面形状が同一のピッチ間隔であることが好ましい。ローレット加工部10bの表面形状は、例えば、JIS B0951に規定されているものを好適に用いることができる。この表面形状は、例えば、株式会社東京精密製の輪郭形状測定機を用いて計測される。
Further, the outer peripheral surface of the
Moreover, it is preferable that the surface shape of the knurl processing part 51 formed in the internal
また、上記ローレット加工としては、斜めローレット加工、平目ローレット加工、綾目ローレット加工が挙げられる。斜めローレット加工を採用することにより、スペーサを挿入しやすいという効果を奏する。また、上記ローレット加工として、平目ローレット加工を採用することにより、よりスペーサを挿入しやすいという効果を奏する。また、上記ローレット加工として、綾目ローレット加工を採用することにより、締結力を強固にするという効果を奏する。 Examples of the knurling include oblique knurling, flat knurling, and twill knurling. By adopting an oblique knurling process, it is possible to easily insert the spacer. Further, by adopting a flat knurling process as the knurling process, an effect that the spacer can be more easily inserted is obtained. In addition, by adopting a twill knurling process as the knurling process, an effect of strengthening the fastening force is obtained.
このように設けられたスペーサ50は、内周面50cにローレット加工部51が形成されているため、軸受設置部10aの外周面に対して嵌合(圧入)し、強固にねじ軸10に嵌合される。
また、転がり軸受20の内輪21はロックナット40の締付け力によりスペーサ50の他方の端面50bに押圧されることとなる。スペーサ50は、例えば皿バネ又はコイルバネあるいは縦弾性係数の金属(鉄・非鉄)等や樹脂からなることが好ましい。
Since the
Further, the
次に、このように構成されたねじ軸10の製造プロセスについて説明する。図1(b),(c)に示すように、ねじ軸10の軸受設置部10aにおける螺旋溝11が形成されている側とは反対側から、スペーサ50を挿嵌させる。そして、一方の端面50aが端面12aに係合するまでスペーサ50を軸受設置部10aに対して圧入させてねじ軸10にスペーサ50を嵌合させる。
Next, a manufacturing process of the
このように、本実施形態のボールねじ装置では、内周面50cにローレット加工部51が形成されたスペーサ50がねじ軸10に圧入されるので、摩擦力による締結力が高くなり、ねじ軸10に対してスペーサ50が強固に固定される。その結果、過大な軸方向の荷重を端面12ではなく強固にねじ軸10に固定されたスペーサ50で均等に受けることになり、ねじ軸10の端部の振れを軽減することができる。
Thus, in the ball screw device of this embodiment, the
また、ローレット加工部51をスペーサ50の内周面50cに形成することにより、このローレット加工部51に嵌合する軸受設置部10aの外周面の公差を管理する必要がなくなり、低コストを実現できる。
また、従来では、スペーサ50の幅方向の寸法でねじ軸10と軸受20とを位置決めしていたが、本発明の構成を採用することによって、ローレット加工による締結力が向上し、幅方向の締結力確保に労力を注ぐ必要がなくなり、製造上の効率化が図れるという効果を奏する。
Further, by forming the knurled portion 51 on the inner
Conventionally, the
なお、このように構成されたねじ軸10は、ボールねじ装置以外に台形ねじ等に用いることができる。
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。
The
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. .
1 ボールねじ装置
10 ねじ軸
10a 軸受設置部
11 螺旋溝
20 軸受
21 内輪
50 スペーサ
50c 内周面
51 ローレット加工部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記軸受設置部に嵌合する円環形状のスペーサが設けられ、そのスペーサの軸方向の端面が前記軸受の内輪に当接し、
前記スペーサの内周面がローレット加工されていることを特徴とするボールねじ装置。 A screw shaft having a spiral groove formed on the surface, and a bearing that supports a bearing installation portion formed at an end of the screw shaft;
An annular spacer that is fitted to the bearing installation portion is provided, and an axial end surface of the spacer contacts the inner ring of the bearing,
A ball screw device, wherein an inner peripheral surface of the spacer is knurled.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014097902A JP2015215038A (en) | 2014-05-09 | 2014-05-09 | Ball screw device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2014097902A Pending JP2015215038A (en) | 2014-05-09 | 2014-05-09 | Ball screw device |
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