JP2015224662A - Ball screw - Google Patents

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Yuji Otani
雄志 大谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball screw for allowing quick determination of whether abnormality occurs inside or not without the need for installing other components than indispensable components for the ball screw, and wirings.SOLUTION: A ball screw 10 includes a screw shaft 1, a nut 2, a plurality of balls 3, and a seal 5. A spiral groove 11 of the screw shaft 1 and a spiral groove 21 of the nut 2 form a rolling path where the balls 3 roll in loaded conditions. The nut 2 has a ball return path 45 to return the balls 3 from the end point to the start point of the rolling path. The balls 3 are arranged in the rolling path and in the ball return path 45. A contact part 52 of the seal 5 with the screw shaft 1 is formed of an elastomer composition containing inorganic pigment whose color is reversibly changed with temperature, and elastomer.

Description

本発明は、ボールねじに関する。   The present invention relates to a ball screw.

ボールねじは、ねじ軸と、ナットと、複数のボールとを有する。ボールねじにおいて、ねじ軸の軸方向寸法はナットの軸方向寸法より長く、ねじ軸はナットを貫通している。ねじ軸の螺旋溝とナットの螺旋溝とにより、ボールが負荷状態で転動する転動路が形成されている。ナットは、ボールを転動路の終点から始点に戻すボール戻し路を有する。ボールは、転動路とボール戻し路内に配置されている。転動路内を負荷状態で転動するボールを介して、ナットとねじ軸とが相対移動する。
ナットにボール戻し路を形成する部品(循環部品)としては、本体と脚部とを有し、ナットの径方向に貫通する穴に脚部を入れて使用される部品が例示できる。具体的には、金属製リターンチューブと、ボールの移動方向を示すラインに沿って分割された二個の分割体からなる合成樹脂製循環部品が挙げられる。また、ナットの軸方向に貫通する穴とともにボール戻し路を構成する部品も例示できる。具体的には、エンドデフレクタとエンドキャップが挙げられる。
The ball screw has a screw shaft, a nut, and a plurality of balls. In the ball screw, the axial dimension of the screw shaft is longer than the axial dimension of the nut, and the screw shaft passes through the nut. A rolling path on which the ball rolls in a loaded state is formed by the spiral groove of the screw shaft and the spiral groove of the nut. The nut has a ball return path for returning the ball from the end point of the rolling path to the start point. The balls are disposed in the rolling path and the ball return path. The nut and the screw shaft move relative to each other via a ball that rolls in a rolling state in the rolling path.
Examples of the part (circulation part) that forms the ball return path in the nut include a part that has a main body and a leg part and is used by inserting the leg part into a hole that penetrates the nut in the radial direction. Specifically, a synthetic resin circulating part composed of a metal return tube and two divided bodies divided along a line indicating the moving direction of the ball can be mentioned. Moreover, the part which comprises a ball | bowl return path with the hole penetrated to the axial direction of a nut can also be illustrated. Specifically, an end deflector and an end cap are mentioned.

上記各循環部品は、転動路の終点ではボールを転動路からボール戻し路内へ掬い上げ、始点ではボールをボール戻し路から転動路に導くためのタングを有する。タングは転動路内に配置され、タングの先端部はねじ軸の螺旋溝内に配置されている。転動路内のボールは、タングに衝突した後にボール戻し路に掬い上げられる。
ボールねじのナットの軸方向両端には、ねじ軸とナットの隙間を塞ぐシールが取り付けられている。ボールねじのシールとしては、ワイパーシールとリップシールが挙げられる。ワイパーシールは、合成樹脂またはゴム製の略円筒状部材であって、外周部がナットに固定される固定部となり、内周部がねじ軸の螺旋溝と接触する接触部となっている。リップシールは、中心穴を有する円板状の基部(固定部)と、ねじ軸の外周面および螺旋溝に弾性変形状態で接触するエラストマー(ゴムまたは熱可塑性エラストマー)製のリップ部(接触部)を有する。リップ部は金属製の基部にエラストマーを一体成形することで形成されている。
Each of the circulating parts has a tongue for lifting the ball from the rolling path into the ball return path at the end of the rolling path and for guiding the ball from the ball return path to the rolling path at the start point. A tongue is arrange | positioned in a rolling path, and the front-end | tip part of a tongue is arrange | positioned in the spiral groove of a screw shaft. The ball in the rolling path is picked up on the ball return path after colliding with the tongue.
Seals that close the gap between the screw shaft and the nut are attached to both ends of the ball screw nut in the axial direction. Examples of the ball screw seal include a wiper seal and a lip seal. The wiper seal is a substantially cylindrical member made of synthetic resin or rubber, and has an outer peripheral portion which is a fixed portion fixed to the nut, and an inner peripheral portion which is a contact portion in contact with the spiral groove of the screw shaft. The lip seal is a disc-shaped base (fixed part) having a center hole, and a lip part (contact part) made of an elastomer (rubber or thermoplastic elastomer) that contacts the outer peripheral surface of the screw shaft and the spiral groove in an elastically deformed state. Have The lip portion is formed by integrally molding an elastomer on a metal base.

このようなボールねじについては、従来より、焼付き、摩耗、破損等の異常を検知する方法が提案されている。例えば特許文献1には、循環部品にひずみゲージを設け、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計測し、ボールねじの異常を検知することが記載されている。
特許文献2には、鉄道車両車軸用密封型転がり軸受装置の円錐ころ等の損傷を防止するために、内輪、外輪、円錐ころ等(軸受部品)の温度を検知する際に、従来はサーモラベルを前蓋や鞍または軸受箱などに貼付けて、サーモラベルの変色により転がり軸受の内部の異常な温度上昇を検知していたと記載されている。
With respect to such a ball screw, methods for detecting abnormalities such as seizure, wear, and damage have been proposed. For example, Patent Document 1 describes that a strain gauge is provided in a circulating part, and vibrations and collision forces generated when a rolling element collides with the circulating part are measured to detect an abnormality in the ball screw.
Patent Document 2 discloses a conventional thermolabel for detecting the temperature of an inner ring, an outer ring, a tapered roller or the like (bearing part) in order to prevent damage to a tapered roller or the like of a sealed rolling bearing device for a railway vehicle axle. Is attached to a front lid, a cage or a bearing box, and an abnormal temperature rise inside the rolling bearing is detected due to discoloration of the thermo label.

また、サーモラベルが軸受部品から離れた位置に貼り付けられていることと、サーモラベルが外部に露出しているために車両の走行中に冷却されること等から、サーモラベルでは内部の異常な温度上昇を必ずしも十分に検知できるとは言えないと記載されている。
そのため、特許文献2に記載された発明では、「潤滑剤が充填された転がり軸受の内部の温度を検知し、転がり軸受の外部に向かって伝熱する温度検知手段」と、「前記温度検知手段と接続しかつ温度検知手段から伝えられた熱の温度を表示する表示手段」を、密封型転がり軸受装置に設けている。
これにより、特許文献2に記載された発明では、充填されている潤滑剤が内輪の温度と略等しくなり、この潤滑剤の温度を温度検知手段で検知して、検知された温度が外部に設置された表示手段に表示されるため、転がり軸受の内部の異常な温度上昇を確実に検知して焼き付きを防止できると記載されている。
Also, because the thermo label is affixed at a position away from the bearing parts and because the thermo label is exposed to the outside, it is cooled while the vehicle is running. It is described that it cannot be said that the temperature rise can be detected sufficiently.
Therefore, in the invention described in Patent Document 2, “temperature detection means for detecting the temperature inside the rolling bearing filled with lubricant and transferring heat toward the outside of the rolling bearing” and “the temperature detection means” And a display means for displaying the temperature of the heat transmitted from the temperature detecting means is provided in the sealed type rolling bearing device.
Thereby, in the invention described in Patent Document 2, the filled lubricant becomes substantially equal to the temperature of the inner ring, the temperature of this lubricant is detected by the temperature detecting means, and the detected temperature is installed outside. Since it is displayed on the displayed display means, it is described that an abnormal temperature rise inside the rolling bearing can be reliably detected and seizure can be prevented.

特開2013−200032号公報JP 2013-200032 A 特開平11−287251号公報JP 11-287251 A

上述の背景技術のうち、サーモラベルを使用する方法と潤滑剤の温度を検知する方法では、内部の異常な温度上昇を速やかに検知するという点で改善の余地がある。ひずみゲージを用いる方法では、ひずみゲージや配線の設置に手間がかかるという問題点がある。
本発明の課題は、ボールねじに不可欠な部品以外の部品や配線等を設置することなく、内部に異常が発生しているかどうかを速やかに判断できるボールねじを提供することである。
Among the above-described background arts, the method using a thermo label and the method for detecting the temperature of a lubricant have room for improvement in that an abnormal temperature rise inside can be detected quickly. In the method using a strain gauge, there is a problem that it takes time to install the strain gauge and wiring.
An object of the present invention is to provide a ball screw that can quickly determine whether or not an abnormality has occurred inside without installing components or wiring other than components essential to the ball screw.

上記課題を解決するために、本発明の一態様のボールねじは、下記の構成(1) 〜(3) を有することを特徴とする。
(1) ねじ軸と、ナットと、複数のボールと、シールと、を有する。ねじ軸の軸方向寸法はナットの軸方向寸法より長く、ねじ軸はナットを貫通する。ねじ軸の螺旋溝とナットの螺旋溝とにより、ボールが負荷状態で転動する転動路が形成されている。ナットは、ボールを転動路の終点から始点に戻すボール戻し路を有する。ボールは、転動路内とボール戻し路内とに配置されている。シールは、ナットの軸方向端部でねじ軸とナットの隙間を塞ぐ部品である。転動路内を負荷状態で転動するボールを介して、ナットとねじ軸とが相対移動する。
(2) シールは、ナットに固定されている固定部と、ねじ軸に接触している接触部と、を有する。接触部は、温度により可逆的に変色する無機顔料と、エラストマーと、を含有するエラストマー組成物からなる。
In order to solve the above problems, a ball screw according to one embodiment of the present invention is characterized by having the following configurations (1) to (3).
(1) It has a screw shaft, a nut, a plurality of balls, and a seal. The axial dimension of the screw shaft is longer than the axial dimension of the nut, and the screw shaft penetrates the nut. A rolling path on which the ball rolls in a loaded state is formed by the spiral groove of the screw shaft and the spiral groove of the nut. The nut has a ball return path for returning the ball from the end point of the rolling path to the start point. The balls are arranged in the rolling path and the ball return path. The seal is a component that closes the gap between the screw shaft and the nut at the axial end of the nut. The nut and the screw shaft move relative to each other via a ball that rolls in a rolling state in the rolling path.
(2) The seal has a fixed portion fixed to the nut and a contact portion in contact with the screw shaft. The contact portion is composed of an elastomer composition containing an inorganic pigment that changes color reversibly with temperature and an elastomer.

この態様のボールねじは、下記の構成(3) を有することができる。
(3) シールのナットの軸方向端部側の面を覆う断熱カバーを有する。断熱カバーは、熱伝導率が低い(例えば0.20W/mK以下である)材料からなるカバーであって、シールの色が識別できる透明度を有する。
ボールねじでは、ボールが転動路内を負荷状態で転動し、転動路の終点からボール戻し路に入ってボール戻し路内を移動した後に、転動路の始点に戻されて転動路内を負荷状態で転動することを繰り返す。そのため、ボールは、ボールねじを構成する部品の中で最も運動量が多く、最も発熱量が大きい部品である。
The ball screw of this aspect can have the following configuration (3).
(3) It has a heat insulating cover that covers the surface on the axial end side of the nut of the seal. The heat insulating cover is a cover made of a material having low thermal conductivity (for example, 0.20 W / mK or less), and has a transparency that allows the color of the seal to be identified.
With a ball screw, the ball rolls in a loaded state in the rolling path, enters the ball return path from the end of the rolling path, moves in the ball return path, and then returns to the starting point of the rolling path to roll. Repeatedly rolling in the road. Therefore, the ball is the part that has the largest momentum and the largest calorific value among the parts constituting the ball screw.

ねじ軸の螺旋溝、ナットの螺旋溝、またはボールの表面に剥離等の異常が発生している場合、ボールの運動量は異常が発生していない場合よりも多くなる。これに伴い、ボールの温度も異常が発生していない場合よりも高くなる。このボールの温度上昇はねじ軸およびナットに伝わり、ねじ軸に接触しているシールの接触部にも伝わる。この態様のボールねじでは、シールの接触部が、温度により可逆的に変色する無機顔料とエラストマーとを含有するエラストマー組成物からなるため、シールの接触部の温度の変化に伴ってシールの接触部の色が変化する。
したがって、この態様のボールねじでは、作動中にシールの接触部の色を見ることで、内部に異常が発生しているかどうかを速やかに判断することができる。
また、この態様のボールねじが構成(3) を有すると、シールの色がボールねじの外部の温度の影響を受けて変化することが防止される。
When an abnormality such as peeling occurs on the spiral groove of the screw shaft, the helical groove of the nut, or the surface of the ball, the momentum of the ball is larger than when no abnormality occurs. Accordingly, the temperature of the ball also becomes higher than when no abnormality has occurred. This temperature rise of the ball is transmitted to the screw shaft and the nut, and is also transmitted to the contact portion of the seal in contact with the screw shaft. In the ball screw of this aspect, since the contact portion of the seal is made of an elastomer composition containing an inorganic pigment that changes color reversibly with temperature and an elastomer, the contact portion of the seal is changed as the temperature of the contact portion of the seal changes. The color changes.
Therefore, in the ball screw of this aspect, it is possible to quickly determine whether or not an abnormality has occurred inside by looking at the color of the contact portion of the seal during operation.
In addition, when the ball screw of this aspect has the configuration (3), the color of the seal is prevented from being changed by the influence of the temperature outside the ball screw.

本発明によれば、ボールねじに不可欠な部品以外の部品や配線を設置することなく、内部に異常が発生しているかどうかを速やかに判断できるボールねじが提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ball screw which can determine immediately whether abnormality has generate | occur | produced is provided, without installing components and wiring other than a component essential to a ball screw.

第1実施形態のボールねじを示す斜視図であって、ナットの一部を省略することでボール循環機構が示されている。It is a perspective view showing the ball screw of a 1st embodiment, and a ball circulation mechanism is shown by omitting a part of nut. 第1実施形態のボールねじを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the ball screw of 1st Embodiment. 第2実施形態のボールねじを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the ball screw of 2nd Embodiment.

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は以下に示す実施形態に限定されない。
[第1実施形態]
第1実施形態のボールねじ10は、図1および2に示すように、ねじ軸1と、ナット2と、ボール3と、リターンチューブ4と、シール5と、チューブ押え6を有する。図2ではチューブ押え6が省略されている。
ねじ軸1の軸方向寸法はナット2の軸方向寸法より長く、ねじ軸1はナット2を貫通している。ねじ軸1の螺旋溝11とナット2の螺旋溝21とにより、ボール3が負荷状態で転動する転動路が形成されている。リターンチューブ4は、ナット2にボール戻し路45を形成する部品であり、本体41と両脚部42とからなる。ボール3は転動路内とボール戻し路45内に配置されている。
Hereinafter, although embodiment of this invention is described, this invention is not limited to embodiment shown below.
[First Embodiment]
As shown in FIGS. 1 and 2, the ball screw 10 of the first embodiment includes a screw shaft 1, a nut 2, a ball 3, a return tube 4, a seal 5, and a tube presser 6. In FIG. 2, the tube presser 6 is omitted.
The axial dimension of the screw shaft 1 is longer than the axial dimension of the nut 2, and the screw shaft 1 passes through the nut 2. The spiral groove 11 of the screw shaft 1 and the spiral groove 21 of the nut 2 form a rolling path on which the ball 3 rolls in a loaded state. The return tube 4 is a part that forms a ball return path 45 in the nut 2, and includes a main body 41 and both leg portions 42. The ball 3 is disposed in the rolling path and the ball return path 45.

ナット2の外周面の一部に凹部22が形成されている。凹部22の底面であるナット2の外側平坦面22aに、ナット2を径方向に貫通する二個一組の循環孔23と、チューブ押え6の固定ボルト締結用の雌ねじが形成されている。ナット2の軸方向両端部に、シール5を取り付けるための凹部24が形成されている。
リターンチューブ4の本体41がナット2の外側平坦面22aに配置され、各脚部42が各循環孔23に挿入されている。チューブ押え6でリターンチューブ4がナット2に固定されている。
A recess 22 is formed in a part of the outer peripheral surface of the nut 2. A pair of circulation holes 23 that penetrate the nut 2 in the radial direction and a female screw for fastening the fixing bolt of the tube retainer 6 are formed on the outer flat surface 22 a of the nut 2 that is the bottom surface of the recess 22. Concave portions 24 for attaching the seal 5 are formed at both axial ends of the nut 2.
A main body 41 of the return tube 4 is disposed on the outer flat surface 22 a of the nut 2, and each leg portion 42 is inserted into each circulation hole 23. The return tube 4 is fixed to the nut 2 by the tube presser 6.

シール5は、略円筒状に形成されたワイパーシールであって、バナジウムジルコニウム黄粉末(温度により可逆的に変色する無機顔料)とエラストマーとを含有するエラストマー組成物からなる。シール5は、ナット2の凹部24に嵌合する固定部(円筒状部材の外周部)51と、ねじ軸2の螺旋溝21と接触する接触部(円筒状部材の内周部)52と、を有する。シール5により、ナット2の軸方向両端でねじ軸1とナット2の隙間が塞がれている。
シール5は、例えば、以下の方法で製造されたものである。
フッ素ゴムのペレットと炭酸カルシウム粉末とバナジウムジルコニウム黄粉末を、ニ軸混練押出機に、質量比でフッ素ゴム:炭酸カルシウム:バナジウムジルコニウム黄=100:15:10となるように入れ、ニ軸混練押出機を混練溶融温度210〜230℃で作動させ、コンパウンドのペレットを得る。
The seal 5 is a wiper seal formed in a substantially cylindrical shape, and is made of an elastomer composition containing vanadium zirconium yellow powder (an inorganic pigment reversibly discolored by temperature) and an elastomer. The seal 5 includes a fixed portion (outer peripheral portion of the cylindrical member) 51 that fits into the recess 24 of the nut 2, a contact portion (inner peripheral portion of the cylindrical member) 52 that contacts the spiral groove 21 of the screw shaft 2, and Have The gap between the screw shaft 1 and the nut 2 is closed by the seal 5 at both axial ends of the nut 2.
The seal 5 is manufactured by the following method, for example.
Fluororubber pellets, calcium carbonate powder and vanadium zirconium yellow powder are placed in a biaxial kneading extruder at a mass ratio of fluororubber: calcium carbonate: vanadium zirconium yellow = 100: 15: 10, and biaxial kneading extrusion. The machine is operated at a kneading and melting temperature of 210 to 230 ° C. to obtain compound pellets.

次に、得られたコンパウンドのペレットと、ニトリルゴムのペレットと、架橋剤(モルホリジンスルフィド)を、加圧容器内に、質量比でコンパウンド:ニトリルゴム:架橋剤=90:100:10となるように入れ、温度120〜170℃、圧力10.13MPa以上30.4以下MPaに、30分間保持することにより、フッ素ゴムとニトリルゴムを架橋させる。次に、フッ素ゴムとニトリルゴムが架橋されたゴムを造粒押出機に入れて、架橋ゴムのペレットを得る。
次に、得られたペレットを、シール5に対応させた金型が取り付けられた射出成形機のホッパーに入れて、材料温度210〜230℃、金型温度45〜50℃、射出圧力15MPa〜20MPaの条件で射出成形を行う。
シール5の温度の変化に応じて、バナジウムジルコニウム黄の温度が変化するため、シール5の色でそのときのシール5の温度が分かる。この方法で製造されたシール5は、70℃未満で白灰色であり、70℃以上で黒灰色となる。
Next, the obtained compound pellets, nitrile rubber pellets, and a crosslinking agent (morpholidine sulfide) are compounded in a mass ratio into a compound: nitrile rubber: crosslinking agent = 90: 100: 10. The fluororubber and the nitrile rubber are cross-linked by holding for 30 minutes at a temperature of 120 to 170 ° C. and a pressure of 10.13 MPa to 30.4 MPa. Next, rubber obtained by crosslinking fluororubber and nitrile rubber is put into a granulation extruder to obtain crosslinked rubber pellets.
Next, the obtained pellet is put into a hopper of an injection molding machine to which a mold corresponding to the seal 5 is attached, and the material temperature is 210 to 230 ° C., the mold temperature is 45 to 50 ° C., and the injection pressure is 15 MPa to 20 MPa. Injection molding is performed under the following conditions.
Since the temperature of vanadium zirconium yellow changes in accordance with the change in the temperature of the seal 5, the temperature of the seal 5 at that time can be known from the color of the seal 5. The seal 5 manufactured by this method is white gray at less than 70 ° C. and becomes black gray at 70 ° C. or higher.

第1実施形態のボールねじにおいては、ボール3の温度上昇がねじ軸1に伝わり、ねじ軸1に接触しているシール5の接触部52にも伝わる。シール5の色は、その時の温度に応じて上述のように変化する。ボールねじの内部に異常が発生している場合、ボール3の温度は80℃以上となり、シール5の温度は70℃以上となる。これに伴って、シール5の温度は白灰色から黒灰色に変化する。
したがって、第1実施形態のボールねじによれば、作動中にシール5の色を見ることで、内部に異常が発生しているかどうかを速やかに判断することができる。
In the ball screw of the first embodiment, the temperature rise of the ball 3 is transmitted to the screw shaft 1 and also to the contact portion 52 of the seal 5 that is in contact with the screw shaft 1. The color of the seal 5 changes as described above according to the temperature at that time. When an abnormality occurs in the ball screw, the temperature of the ball 3 is 80 ° C. or higher, and the temperature of the seal 5 is 70 ° C. or higher. Along with this, the temperature of the seal 5 changes from white gray to black gray.
Therefore, according to the ball screw of the first embodiment, it is possible to quickly determine whether or not an abnormality has occurred inside by looking at the color of the seal 5 during operation.

[第2実施形態]
第2実施形態のボールねじ10は、図3に示すように、ナット2の軸方向両端部の凹部24に、シール5の端面(ナットの軸方向端部側の面)を覆う透明な断熱カバー7が配置されている。これ以外は第1実施形態のボールねじ10と同じである。
断熱カバー7は中心穴71を有する円板状部材であり、中心穴71の内周ラインは、シール5の接触部52の内周ラインよりナット2の径方向外側に位置する。つまり、断熱カバー7はねじ軸1に接触しない。
断熱カバー7は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂を射出成形することで得られたものである。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 3, the ball screw 10 of the second embodiment is a transparent heat insulating cover that covers the end surface of the seal 5 (the surface on the axial end portion side of the nut) in the recesses 24 at both axial end portions of the nut 2. 7 is arranged. The rest is the same as the ball screw 10 of the first embodiment.
The heat insulating cover 7 is a disk-shaped member having a center hole 71, and the inner peripheral line of the center hole 71 is located on the radially outer side of the nut 2 with respect to the inner peripheral line of the contact portion 52 of the seal 5. That is, the heat insulating cover 7 does not contact the screw shaft 1.
The heat insulating cover 7 is obtained, for example, by injection molding a polyethylene terephthalate (PET) resin.

第2実施形態のボールねじにおいては、ボール3の温度上昇がねじ軸1に伝わり、ねじ軸1に接触しているシール5の接触部52にも伝わる。シール5の色は、その時の温度に応じて上述のように変化する。ボールねじの内部に異常が発生している場合、ボール3の温度は80℃以上となり、シール5の温度は70℃以上となる。これに伴って、シール5の温度は白灰色から黒灰色に変化する。
また、断熱カバー7でシール5が覆われているため、断熱カバー7を有さない場合と比較して、シール5の温度がボールねじの外部の温度の影響を受けにくくなっている。
In the ball screw of the second embodiment, the temperature rise of the ball 3 is transmitted to the screw shaft 1 and also to the contact portion 52 of the seal 5 that is in contact with the screw shaft 1. The color of the seal 5 changes as described above according to the temperature at that time. When an abnormality occurs in the ball screw, the temperature of the ball 3 is 80 ° C. or higher, and the temperature of the seal 5 is 70 ° C. or higher. Along with this, the temperature of the seal 5 changes from white gray to black gray.
Further, since the seal 5 is covered with the heat insulating cover 7, the temperature of the seal 5 is less affected by the temperature outside the ball screw as compared with the case where the heat insulating cover 7 is not provided.

したがって、第2実施形態のボールねじによれば、作動中に断熱カバー7を介してシール5の色を見ることで、内部に異常が発生しているかどうかを速やかに判断することができる。また、第1実施形態のボールねじと比較して高温の使用環境での異常検知精度が高くなる。
なお、第1実施形態および第2実施形態のボールねじは、シール5としてワイパーシールを有するが、リップシールを有するボールねじの場合は、リップシールのリップ部(接触部)を、温度により可逆的に変色する無機顔料とエラストマーとを含有するエラストマー組成物で形成する。
Therefore, according to the ball screw of the second embodiment, it is possible to quickly determine whether or not an abnormality has occurred inside by looking at the color of the seal 5 via the heat insulating cover 7 during operation. Moreover, the abnormality detection accuracy in a high-temperature usage environment is higher than that of the ball screw of the first embodiment.
The ball screws of the first and second embodiments have a wiper seal as the seal 5, but in the case of a ball screw having a lip seal, the lip portion (contact portion) of the lip seal is reversible depending on the temperature. It is formed of an elastomer composition containing an inorganic pigment that changes color and an elastomer.

[シールおよび断熱カバーを構成する材料について]
本発明のボールねじを構成するシールの接触部は、温度により可逆的に変色する無機顔料と、エラストマーと、を含有するエラストマー組成物からなる。
使用可能なエラストマーとしては、合成ゴム、熱可塑性エラストマーが挙げられる。
合成ゴムとしては、ニトリルゴム、水素ニトリルゴム、ブタジエンニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムが挙げられる。
フッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン系、テトラフルオロエチレン−プロピレン系、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル系、パーフロロエーテル系、フルオロシリコーン系が挙げられる。
エラストマー組成物は、充填剤または受酸剤を含有することが好ましい。
[Materials for seals and insulation covers]
The contact portion of the seal constituting the ball screw of the present invention is made of an elastomer composition containing an inorganic pigment reversibly discolored by temperature and an elastomer.
Usable elastomers include synthetic rubbers and thermoplastic elastomers.
Examples of the synthetic rubber include nitrile rubber, hydrogen nitrile rubber, butadiene nitrile rubber, acrylic rubber, silicone rubber, and fluorine rubber.
Examples of the fluororubber include vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-propylene, tetrafluoroethylene-perfluoromethyl vinyl ether, perfluoroether, and fluorosilicone.
The elastomer composition preferably contains a filler or an acid acceptor.

充填剤としては、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニア等の粉体、又は、これらを球形化したビーズ、ガラス繊維等が挙げられる。難燃効果のある無機充填剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛等が挙げられる。
温度により可逆的に変色する無機顔料(示温材)としては、バナジウムすず黄、バナジウムジルコニウム黄、プラセオジム黄、クロムチタン黄、アンチモン黄、カドミ黄などが挙げられる。
As fillers, fused silica, crystalline silica, alumina, zircon, calcium silicate, calcium carbonate, potassium titanate, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, beryllia, zirconia, fosterite, steatite, spinel, mullite And powders such as titania, or beads, glass fibers and the like obtained by spheroidizing these. Examples of the inorganic filler having a flame retardant effect include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc borate, and zinc molybdate.
Examples of inorganic pigments (temperature indicating materials) that reversibly discolor with temperature include vanadium tin yellow, vanadium zirconium yellow, praseodymium yellow, chromium titanium yellow, antimony yellow, and cadmium yellow.

シールを覆う断熱カバーの材質としては、AS(アクリロニトリルスチレン)樹脂、PC(ポリカーボネイト)樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂、PMMA(ポリメチルメタクリレート)樹脂、PS(ポリスチレン)樹脂が挙げられる。各樹脂の熱伝導率は、AS樹脂が0.15〜0.16W/mK、PC樹脂が0.19、PET樹脂が0.14W/mK、PMMA樹脂が0.02〜0.03W/mK、PS樹脂が0.10〜0.14W/mKである。   Examples of the material of the heat insulating cover that covers the seal include AS (acrylonitrile styrene) resin, PC (polycarbonate) resin, PET (polyethylene terephthalate) resin, PMMA (polymethyl methacrylate) resin, and PS (polystyrene) resin. The thermal conductivity of each resin is 0.15-0.16 W / mK for AS resin, 0.19 for PC resin, 0.14 W / mK for PET resin, 0.02-0.03 W / mK for PMMA resin, The PS resin is 0.10 to 0.14 W / mK.

1 ねじ軸
11 ねじ軸の螺旋溝
2 ナット
21 ナットの螺旋溝
22 ナットの外周部に設けた凹部
22a ナットの外側平坦面
23 ナットを径方向に貫通する二個一組の循環孔
24 雌ねじ
3 ボール
4 リターンチューブ
41 リターンチューブの本体
42 リターンチューブの脚部
45 ボール戻し路
5 シール
51 シールの固定部
52 シールの接触部
6 チューブ押え
7 断熱カバー
71 断熱カバーの中心穴
10 ボールねじ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screw shaft 11 Spiral groove of screw shaft 2 Nut 21 Helical groove of nut 22 Recessed part provided in outer peripheral part of nut 22a Outer flat surface of nut 23 A set of two circulation holes penetrating nut in radial direction 24 Female thread 3 Ball 4 Return Tube 41 Return Tube Body 42 Return Tube Leg 45 Ball Return Path 5 Seal 51 Seal Fixing 52 Seal Contact 6 Tube Presser 7 Heat Insulation Cover 71 Center Hole in Heat Insulation Cover 10 Ball Screw

Claims (2)

ねじ軸と、ナットと、複数のボールと、シールと、を有し、
前記ねじ軸の軸方向寸法は前記ナットの軸方向寸法より長く、
前記ねじ軸は前記ナットを貫通し、
前記ねじ軸の螺旋溝と前記ナットの螺旋溝とにより、前記ボールが負荷状態で転動する転動路が形成され、
前記ナットは、前記ボールを前記転動路の終点から始点に戻すボール戻し路を有し、
前記ボールは、前記転動路内と前記ボール戻し路内とに配置され、
前記シールは、前記ナットの軸方向端部で前記ねじ軸と前記ナットの隙間を塞ぐ部品であり、
前記転動路内を負荷状態で転動する前記ボールを介して、前記ナットと前記ねじ軸とが相対移動し、
前記シールは、前記ナットに固定されている固定部と、前記ねじ軸に接触している接触部と、を有し、
前記接触部は、温度により可逆的に変色する無機顔料と、エラストマーと、を含有するエラストマー組成物からなるボールねじ。
A screw shaft, a nut, a plurality of balls, and a seal;
The axial dimension of the screw shaft is longer than the axial dimension of the nut,
The screw shaft passes through the nut;
A rolling path in which the ball rolls in a loaded state is formed by the spiral groove of the screw shaft and the spiral groove of the nut,
The nut has a ball return path for returning the ball from the end point of the rolling path to the start point,
The balls are arranged in the rolling path and the ball return path,
The seal is a part that closes a gap between the screw shaft and the nut at an axial end of the nut;
The nut and the screw shaft move relative to each other through the ball that rolls in a loaded state in the rolling path,
The seal has a fixed portion fixed to the nut, and a contact portion in contact with the screw shaft,
The contact portion is a ball screw made of an elastomer composition containing an inorganic pigment reversibly discolored by temperature and an elastomer.
前記シールの前記ナットの軸方向端部側の面を覆う断熱カバーを有する請求項1記載のボールねじ。   The ball screw according to claim 1, further comprising a heat insulating cover that covers a surface of the seal on the end side in the axial direction of the nut.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01266313A (en) * 1988-04-18 1989-10-24 Kyodo Denki Kk Abnormal temperature indication device for tightening screw parts
JP2001131486A (en) * 1999-11-02 2001-05-15 Nippon Paint Co Ltd Thermochromic coating composition, method for forming thermochromic designed coating film and coated matter
JP2008190706A (en) * 2007-02-08 2008-08-21 Ntn Corp Wheel bearing with sensor
JP2013200032A (en) * 2011-11-18 2013-10-03 Nsk Ltd Ball screw device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01266313A (en) * 1988-04-18 1989-10-24 Kyodo Denki Kk Abnormal temperature indication device for tightening screw parts
JP2001131486A (en) * 1999-11-02 2001-05-15 Nippon Paint Co Ltd Thermochromic coating composition, method for forming thermochromic designed coating film and coated matter
JP2008190706A (en) * 2007-02-08 2008-08-21 Ntn Corp Wheel bearing with sensor
JP2013200032A (en) * 2011-11-18 2013-10-03 Nsk Ltd Ball screw device

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