JP2016180469A - Piece type ball screw and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電加工機やタッピングセンター等の各種工作機械、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、特に、ボール循環部品である駒部材を使用した駒式ボールねじおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a ball screw used in various machine tools such as an electric discharge machine and a tapping center, or an electric power steering or actuator of an automobile, and in particular, a piece type ball screw using a piece member that is a ball circulation part and It relates to the manufacturing method.
ボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成された転動路に収容された多数のボールと、転動路を周回経路とする循環機構とを備え、例えば、ナットを回転運動させることでねじ軸を直線運動させる運動変換機構として使用されている。 The ball screw is composed of a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface, a nut externally fitted to the screw shaft, and a spiral screw groove formed on the inner peripheral surface, and both opposing screw grooves. It is equipped with a large number of balls accommodated in the formed rolling path and a circulation mechanism having the rolling path as a circuit path, and is used as a motion conversion mechanism that linearly moves the screw shaft by rotating the nut, for example. ing.
一般的にボールねじにはボールの循環機構が異なる種々の形式のものがあり、その一つに駒式と呼ばれるものがある。この駒式ボールねじは、ねじ溝の連結路を有し、転動路を周回経路とする循環用の駒部材がナットに装着されているもので、構成が比較的簡素で、かつコンパクトに構成できる利点がある。 Generally, there are various types of ball screws having different ball circulation mechanisms, and one of them is called a piece type. This piece-type ball screw has a threaded groove connection path, and a circulation piece member with a rolling path as a circulation path is attached to the nut. The structure is relatively simple and compact. There are advantages you can do.
このような駒式ボールねじの代表的な一例を図9(a)、(b)に示す。この駒式ボールねじ51は、外周面に螺旋状のねじ溝52aが形成されたねじ軸52と、このねじ軸52に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝53aが形成されたナット53と、対向する両ねじ溝52a、53aにより形成された転動路に収容された多数のボール54と、これらボール54の循環用部材となる駒部材55とを備えている。
A typical example of such a piece-type ball screw is shown in FIGS. This piece-
円筒状のナット53の胴部には、内外の周面に貫通してねじ溝53aの一部を切欠く断面略円形の駒窓56が穿設されている。この駒窓56には、ボール54の循環用部材となる駒部材55が嵌合されている。駒部材55の内方には、ねじ溝53aの隣合う1周分同士を連結する連結溝55aが形成されている。
A
駒部材55の軸方向の両端には、図10(a)、(b)に示すように、互いに円周方向逆向きに一対のアーム55b、55bが突設されている。これらアーム55b、55bは断面が略円形に形成され、ナット53のねじ溝53aに所定の径方向すきまを介して係合され、駒部材55の位置決めと、駒部材55が駒窓56から径方向外方に抜け出すのを防止するために設けられている。ここで、ねじ溝53aにおけるアーム55b、55bが係合した部分は非ボール循環部となる。
As shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), a pair of
また、駒部材55は、アーム55b、55bが突設された胴部55cと、この胴部55cから外径側(ナット53の径方向外方側)に延びる頭部55dからなる。胴部55cは、ナット53の駒窓56の形状(円孔)に対応するように断面が略円形に形成されて駒窓56に嵌合される。
The
頭部55dは、両側(ナット53の周方向両側)に他の部分よりも外径面が凹む凹み部55eが形成され、これら凹み部55eから外径側へ立ち上がり、円弧状周面を有する一対のガイド壁55f、55fが対向して配置されている。ガイド壁55f、55fの外側面は、駒窓56の形状(円孔)に対応するようにR形状となっている。また、ガイド壁55f、55fの内側面は、前記駒部材の軸周りにR状に広がるようなR形状をしている。そして、その内側面のR形状部は、その外側面よりも小さなR形状をしており、ガイド壁55f、55fの肉厚が略同一となっている。
The
駒部材55を固定する際には、まず、ナット53の駒窓56に駒部材55をナット53の内径面側から嵌め込む。次に、ナット53のねじ溝53aにアーム55b、55bを係合する。この状態で、ナット53内にコア(図示せず)を入れ、外径側からかしめポンチ57を押し込む。かしめポンチ57は、その先端にテーパ状の加圧面57aを有しており、駒部材55の一対のガイド壁55f、55fは、その先端が外側へ斜めに折れ曲がるようにかしめられ、ナット53に係合状態になる。
When fixing the
ここで、かしめポンチ57の加工面57aは、最初、図11に示すように、ガイド壁55f、55fの内側面の端部55g、55gに点接触する。この状態で、かしめポンチ57を下方に押し込むと、ガイド壁55f、55fは、端部55g、55gを基点として、図10(b)の矢印で示したように、四方に向かって塑性変形をする。このように、ガイド壁55f、55fの内側面をR形状としたので、かしめ加工するガイド壁55f、55fの断面積が減少し、より小さい部分を塑性変形させるだけでかしめ固定することができる。その結果、かしめによる塑性変形後のスプリングバック量が小さくなり、駒部材55のかしめ後のガタ付は小さくなる。
Here, the processed
なお、この例のかしめポンチの加工面57aは、テーパ状をしているが、その加工面をガイド壁55f、55fに対向するようにフラット形状にすることもできる。また、かしめポンチの加工面57aをガイド壁55f、55fの内側面のR寸法より大きいR寸法とすることもできる。いずれにせよ、かしめポンチの加工面57aが、最初、ガイド壁55f、55fの内側面の端部55g、55gに点接触するようになっていれば、かしめポンチ57を下方に押し込んだ際に、ガイド壁55f、55fは、端部55g、55gを基点として、図10(b)の矢印で示したように、四方に向かって塑性変形をする。そうすることで、駒部材55は安定してナット53に固定されることとなる(例えば、特許文献1参照。)。
In addition, although the
こうした従来の駒式ボールねじ51では、ガイド壁55f、55fの内側面をR形状としたので、かしめ加工するガイド壁55f、55fの断面積が減少し、より小さい部分を塑性変形させるだけでかしめ固定することができる。その結果、かしめによる塑性変形後のスプリングバック量が小さくなり、駒部材55のかしめ後のガタ付は小さくなるという特徴を備えている。
In such a conventional piece
然しながら、この種の駒式ボールねじ51では、ナット53の駒窓56に駒部材55をナット53の内径面側から嵌め込む必要があるため、駒部材55のサイズが小さい場合、組立作業が難しくなる恐れがあった。
However, with this type of piece
また、駒部材55の固定方法として、外径側からかしめポンチ57を押し込むため、かしめ加工の出来栄えによっては、駒部材55のナット53に対する姿勢が悪くなり、駒部材55とナット53との間に段差が生じ、回転不良や短寿命の原因となる可能性があった。
Further, as a fixing method of the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、駒部材の組立性を阻害する位置決め用のアームを廃止すると共に、駒部材のガタの原因となるかしめ加工を廃止して駒部材の組立作業性の向上を図ると共に、駒部材のガタつきがなく高精度な位置決めができる信頼性の高い駒式ボールねじおよびその製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances. The positioning arm that hinders the assembling property of the piece member is abolished, and the caulking process that causes backlash of the piece member is abolished to eliminate the piece member. An object of the present invention is to provide a highly reliable piece-type ball screw capable of improving the assembly workability and capable of positioning with high accuracy without backlash of the piece member and a method for manufacturing the same.
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、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、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、内周に前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材と、を備えた駒式ボールねじにおいて、前記駒部材の外周面に直線状に延びるナールが形成されると共に、このナールに対応して前記ナットの駒窓の内周にナールが形成され、前記駒部材が前記ナットの駒窓にナール嵌合されている。 In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention includes a screw shaft having a spiral thread groove formed on the outer peripheral surface thereof, and is externally fitted to the screw shaft and spirally formed on the inner peripheral surface. A nut formed with a screw groove, a plurality of balls accommodated in a rolling path formed by the opposing screw groove, and a piece window drilled in the body of the nut, And a piece-shaped ball screw provided with a connecting groove having the rolling path as a circular path, and a knurled linearly formed knurled outer peripheral surface of the piece member. Correspondingly, a knurl is formed on the inner circumference of the piece window of the nut, and the piece member is knurl fitted to the piece window of the nut.
このように、ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、内周に転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材を備えた駒式ボールねじにおいて、駒部材の外周面に直線状に延びるナールが形成されると共に、このナールに対応してナットの駒窓の内周にナールが形成され、駒部材がナットの駒窓にナール嵌合されているので、従来のように、駒部材の組立性を阻害する位置決め用のアームを廃止して駒部材をナットの外径側から装着でき、組立性を向上することができると共に、かしめ加工を廃止してナール嵌合することにより、駒部材のナットに対する姿勢が安定して駒部材とナットの駒窓間に段差が生じ難くなり、駒部材のガタつきを抑えて高精度な位置決めができる信頼性の高い駒式ボールねじを提供することができる。 Thus, in the piece-type ball screw provided with the piece member that is fitted to the piece window formed in the trunk portion of the nut and in which the connecting groove having the rolling path as the circulation path is formed on the inner periphery, the piece member A knurl extending linearly is formed on the outer peripheral surface of the knurl, a knurl is formed on the inner periphery of the nut piece window corresponding to this knurl, and the piece member is knurl fitted to the nut piece window, As in the past, the positioning arm that hinders the assembling of the piece member can be abolished, and the piece member can be mounted from the outer diameter side of the nut, improving the assembling property and eliminating the caulking process. By fitting, the posture of the piece member with respect to the nut is stable, and it is difficult for a step to be formed between the piece member and the piece window of the nut, and a highly reliable piece that can prevent positioning of the piece member and perform high-precision positioning. A ball screw can be provided.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記駒部材のナールの歯幅が前記駒窓のナールの歯間の溝幅よりも僅かに大きく設定されていれば、駒部材を駒窓に圧入する過程で、駒部材のナールあるいは駒窓のナールを切削しながら密着嵌合させることができ、駒部材のガタつきを一層抑えることができる。 Preferably, as in the invention described in claim 2, when the tooth width of the knurl of the piece member is set to be slightly larger than the groove width between the teeth of the knurl of the piece window, In the process of press-fitting into the piece, it is possible to closely fit the piece member knurled or the piece window knurled while cutting, so that the play of the piece member can be further suppressed.
また、請求項3に記載の発明のように、前記ナットの駒窓の内周面の一部に前記ナールを形成しない非ナール部が設けられていれば、駒部材の組立の際、誤組みを防止してナットのねじ溝に対する駒部材の連結溝の位置が合致し易くなり、駒部材の組立性が向上する。 Further, as in the third aspect of the invention, if a non-knurl portion that does not form the knurl is provided on a part of the inner peripheral surface of the piece window of the nut, an error may occur during assembly of the piece member. This makes it easy to match the position of the connecting groove of the piece member with respect to the screw groove of the nut, thereby improving the assembling property of the piece member.
また、請求項4に記載の発明のように、前記駒部材がMIMによって成形された焼結金属であれば、加工度が高く複雑な形状であっても容易に、かつ精度良く所望の形状・寸法に成形することができる。 Further, as in the invention described in claim 4, if the piece member is a sintered metal formed by MIM, even if it has a high workability and a complicated shape, the desired shape / Can be molded to dimensions.
また、請求項5に記載の発明のように、前記駒窓が円形に形成されると共に、この駒窓に対応して前記駒部材が断面円形に形成され、この胴部に平坦面が形成されていれば、駒部材の組立の際、誤組みを防止してナットのねじ溝に対する駒部材の連結溝の位置が合致し易くなり、駒部材の組立性が向上する。 According to a fifth aspect of the present invention, the piece window is formed in a circular shape, the piece member is formed in a circular shape corresponding to the piece window, and a flat surface is formed in the trunk portion. In this case, when assembling the piece member, it is possible to prevent erroneous assembly and to easily match the position of the connecting groove of the piece member with respect to the screw groove of the nut, thereby improving the assembling property of the piece member.
また、請求項6に記載の発明のように、前記ナットの一方の端部のうち前記駒窓に対応する位置に平坦部が形成されていれば、駒式ボールねじをハウジングに組み立てる際、駒部材の位置を容易に識別することができると共に、駒部材の連結溝とナットのねじ溝の位置決めを容易に、かつ精度良く行うことができる。
Further, as in the invention described in
本発明のうち請求項7に記載の方法発明は、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、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、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、内周に前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材と、を備えた駒式ボールねじの製造方法において、前記駒部材の外周面に直線状に延びるナールが形成されると共に、このナールに対応して前記ナットの駒窓の内周にナールが形成され、これら両ナールが噛合するように前記駒部材が前記ナットの駒窓にナール嵌合されている。 According to a seventh aspect of the present invention, the method invention described in claim 7 includes a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface thereof, and an external fit on the screw shaft, and a helical screw groove formed on the inner peripheral surface. And a plurality of balls accommodated in a rolling path formed by the thread grooves facing each other, and a piece window drilled in a body portion of the nut, and the rolling path is disposed on the inner periphery. In the manufacturing method of a piece-type ball screw provided with a piece member formed with a connecting groove serving as a circulation path, a knurled linear knurl is formed on the outer circumferential surface of the piece member. A knurl is formed on the inner periphery of the nut piece window, and the piece member is knurl-fitted to the nut piece window so that the two knurls mesh with each other.
このように、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、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、ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、内周に転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材と、を備えた駒式ボールねじの製造方法において、駒部材の外周面に直線状に延びるナールが形成されると共に、このナールに対応してナットの駒窓の内周にナールが形成され、これら両ナールが噛合するように駒部材がナットの駒窓にナール嵌合されているので、駒部材の組立性を阻害する位置決め用のアームを廃止して駒部材をナットの外径側から装着でき、組立性を向上することができると共に、かしめ加工を廃止してナールによる固定により、駒部材のナットに対する姿勢が安定して駒部材とナットの駒窓6間に段差が生じ難くなり、駒部材のガタつきを抑えて高精度な位置決めができる信頼性の高い駒式ボールねじを提供することができる。
As described above, the screw shaft is formed with a spiral screw groove on the outer peripheral surface, the nut is fitted on the screw shaft and the spiral screw groove is formed on the inner peripheral surface, and the opposing screw groove is formed. A plurality of balls housed in the rolling path, and a piece member fitted into a piece window drilled in the trunk of the nut and having a connecting groove formed on the inner periphery with the rolling path as a circulation path; , A knurled line is formed on the outer peripheral surface of the piece member, and a knar is formed on the inner periphery of the nut piece window corresponding to the knar. Since the piece member is knurled into the nut piece window so that both the knurles mesh, the positioning arm that hinders the assembly of the piece member can be eliminated and the piece member can be mounted from the outer diameter side of the nut. As well as improving assembly, it eliminates caulking and knurls By this fixing, the posture of the piece member with respect to the nut is stabilized, and it is difficult for a step to be generated between the piece member and the
本発明に係る駒式ボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、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、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、内周に前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材と、を備えた駒式ボールねじにおいて、前記駒部材の外周面に直線状に延びるナールが形成されると共に、このナールに対応して前記ナットの駒窓の内周にナールが形成され、前記駒部材が前記ナットの駒窓にナール嵌合されているので、従来のように、駒部材の組立性を阻害する位置決め用のアームを廃止して駒部材をナットの外径側から装着でき、組立性を向上することができると共に、かしめ加工を廃止してナール嵌合することにより、駒部材のナットに対する姿勢が安定して駒部材とナットの駒窓間に段差が生じ難くなり、駒部材のガタつきを抑えて高精度な位置決めができる信頼性の高い駒式ボールねじを提供することができる。 The piece ball screw according to the present invention includes a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface, a nut externally fitted to the screw shaft, and a spiral screw groove formed on the inner peripheral surface, A plurality of balls accommodated in a rolling path formed by the thread grooves facing each other and a piece window drilled in a body portion of the nut are fitted, and the rolling path is used as a circulation path on the inner periphery. And a piece-type ball screw provided with a connecting groove, and a knurled linear knurl is formed on the outer peripheral surface of the piece member, and an inner part of the nut piece window corresponding to the knurl. Since a knurl is formed on the circumference and the piece member is knurl-fitted to the piece window of the nut, the positioning arm that hinders the assembling property of the piece member is abolished and the piece member is nuted. It can be mounted from the outer diameter side of the tube, improving assembly and caulking By abolishing the work and fitting the knurles, the posture of the piece member with respect to the nut is stabilized, and it becomes difficult for a step to be formed between the piece member and the piece window of the nut. A highly reliable piece-type ball screw that can be provided can be provided.
また、本発明に係る駒式ボールねじの製造方法は、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、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、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、内周に前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材と、を備えた駒式ボールねじの製造方法において、前記駒部材の外周面に直線状に延びるナールが形成されると共に、このナールに対応して前記ナットの駒窓の内周にナールが形成され、これら両ナールが噛合するように前記駒部材が前記ナットの駒窓にナール嵌合されているので、駒部材の組立性を阻害する位置決め用のアームを廃止して駒部材をナットの外径側から装着でき、組立性を向上することができると共に、かしめ加工を廃止してナールによる固定により、駒部材のナットに対する姿勢が安定して駒部材とナットの駒窓間に段差が生じ難くなり、駒部材のガタつきを抑えて高精度な位置決めができる。 In addition, the method of manufacturing the piece-type ball screw according to the present invention includes a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface, and a screw thread that is externally fitted to the screw shaft and formed on the inner peripheral surface. And a plurality of balls accommodated in a rolling path formed by the opposing thread grooves, and a piece window drilled in the body of the nut, and the rolling path on the inner periphery And a piece-shaped ball screw manufacturing method comprising a piece member having a connecting groove having a circular path, and a knurled linear knurl is formed on the outer circumferential surface of the piece member. Since a knurl is formed in the inner periphery of the nut piece window, and the piece member is knurled to the nut piece window so that both the knurles mesh with each other, positioning that hinders assembling of the piece member Can be removed from the outer diameter side of the nut It is possible to improve the verticality, and by eliminating the caulking process and fixing with the knurling, the posture of the piece member with respect to the nut is stabilized, and it becomes difficult for a step to be formed between the piece member and the piece window of the nut. Highly accurate positioning is possible with reduced sticking.
外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、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、前記ナットの胴部に穿設された円形の駒窓に嵌合され、内周に前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材と、を備えた駒式ボールねじにおいて、前記駒部材が前記駒窓に対応して断面円形に焼結合金からMIMによって成形され、この駒部材の外周面に平坦面と直線状に延びるナールが形成されると共に、このナールに対応して前記ナットの駒窓の内周にナールが形成され、前記駒部材のナールの歯幅が前記駒窓のナールの歯間の溝幅よりも僅かに大きく設定され、前記駒部材が前記ナットの駒窓にナール嵌合されている。 A screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface, a nut externally fitted to the screw shaft and having a spiral thread groove formed on the inner peripheral surface, and a roller formed by the opposing screw groove. A piece member fitted with a plurality of balls accommodated in the moving path and a circular piece window formed in the trunk of the nut, and having a connecting groove having the rolling path as a circulation path formed on the inner periphery. And the piece member is formed by a MIM from a sintered alloy in a circular cross section corresponding to the piece window, and a knurling that extends linearly with a flat surface is formed on the outer peripheral surface of the piece member. A knurl is formed on the inner periphery of the nut piece window corresponding to the knurl, and the tooth width of the knurl of the piece member is slightly larger than the groove width between the teeth of the knurl of the piece window. And the piece member is knurled into the piece window of the nut.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る駒式ボールねじの一実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は縦断面図、図2(a)はナットの断面図、(b)は縦断面図、図3は、本発明に係る駒式ボールねじの駒部材を示す斜視図、図4は、本発明に係るナットを示す斜視図、図5は、本発明に係るナットに駒部材を装着する方法を示す説明図、図6(a)は、ナットの駒窓に駒部材を圧入する状態を示す説明図、(b)は、同上、駒部材の圧入後を示す説明図、(c)は、ナットと駒部材のナールの嵌合部を示す模式図、図7(a)は、本発明に係るナットの変形例を示す平面図、(b)は、(a)の駒窓部を示す要部拡大図、図8は、本発明に係るナットの後加工方法を示す説明図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A and 1B show an embodiment of a piece-type ball screw according to the present invention, in which FIG. 1A is a plan view, FIG. 2B is a longitudinal sectional view, FIG. 2A is a sectional view of a nut, and FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a piece member of the piece type ball screw according to the present invention, FIG. 4 is a perspective view showing a nut according to the present invention, and FIG. 5 is a view showing the piece member on the nut according to the present invention. FIG. 6A is an explanatory view showing a state in which the piece member is press-fitted into the piece window of the nut, FIG. 6B is an explanatory view showing the state after the piece member is press-fitted, and FIG. ) Is a schematic view showing a fitting portion of a nut and a knurled member, FIG. 7A is a plan view showing a modification of the nut according to the present invention, and FIG. 7B is a piece window portion of FIG. FIG. 8 is an explanatory view showing a post-processing method of a nut according to the present invention.
図1に示す駒式ボールねじ1は、外周面に螺旋状のねじ溝2aが形成されたねじ軸2と、このねじ軸2に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝3aが形成されたナット3と、対向する両ねじ溝2a、3aにより形成された転動路に収容された多数のボール4と、これらボール4の循環用部材となる駒部材5とを備えている。
A piece type ball screw 1 shown in FIG. 1 has a screw shaft 2 having a
各ねじ溝2a、3aの断面形状は、サーキュラアーク形状であってもゴシックアーク形状であっても良いが、ここではボール4との接触角が大きくとれ、アキシアルすきまが小さく設定できるゴシックアーク形状に形成されている。これにより、軸方向荷重に対する剛性が高くなり、かつ振動の発生を抑制することができる。
The cross-sectional shape of each
円筒状のナット3の胴部には、内外の周面に貫通してねじ溝3aの一部を切欠く断面略円形の駒窓6が穿設され、この駒窓6に対応して断面略円形の駒部材5が嵌合されている。駒部材5の内方には、ねじ溝3aの隣り合う1周分同士を連結する連結溝5aが形成され、この連結溝5aとねじ溝3aの略1周の部分とでボール4の転動路を構成している。転動路内の内外のねじ溝2a、3a間に介在された多数のボール4は、ねじ溝2a、3aに沿って転動し、駒部材5の連結溝5aに案内されると共に、ねじ軸2のねじ山を乗り越えて隣り合うねじ溝3aに戻り、再びねじ溝2a、3aに沿って転動する。なお、ここでは、駒窓6および駒部材5が断面略円形に形成されたものを例示したが、円形に限らず、例えば、小判形形状であっても良い。
The
本実施形態では、駒式ボールねじ1をハウジング(図示せず)に組み立てる際、ナット3を嵌合し易いように、ナット3の外周の両端部に小径部3b、3bが形成されていると共に、駒部材5の位置を容易に識別できるように、ナット3の一方の端部に平坦部3cが形成されている。また、駒部材5の装着を容易にするために、ナット3の駒窓6の外径側の開口部に面取り部6aが形成されている。
In this embodiment, when assembling the piece type ball screw 1 to a housing (not shown),
図2(a)に示すように、駒部材5の連結溝5aは、ナット3の隣り合うねじ溝3a、3a間を滑らかに接続するようにS字状に湾曲して形成され、ナット3の隣り合うねじ溝3aの駒窓6に開口する溝縁部7に合致するように連結溝5aがねじ溝3aに接続されている。また、図2(b)に示すように、連結溝5aの深さは、ボール4が連結溝5a内でねじ軸2におけるねじ溝2aのねじ山を越えることができる深さとされている。
As shown in FIG. 2A, the connecting
駒部材5は、金属粉末を可塑状に調整し、射出成形機で成形される焼結合金からなる。この射出成形に際しては、まず、金属粉と、プラスチックおよびワックスからなるバインダとを混練機で混練し、その混練物をペレット状に造粒する。造粒したペレットは、射出成形機のホッパに供給し、金型内に加熱溶融状態で押し込む、所謂MIM(Metal Injection Molding)により成形されている。こうしたMIMによって成形される焼結合金であれば、加工度が高く複雑な形状であっても容易に、かつ精度良く所望の形状・寸法に成形することができる。
The
前記金属粉として、後に浸炭焼入が可能な材質、例えば、C(炭素)が0.13wt%、Ni(ニッケル)が0.21wt%、Cr(クロム)が1.1wt%、Cu(銅)が0.04wt%、Mn(マンガン)が0.76wt%、Mo(モリブデン)が0.19wt%、Si(シリコン)が0.20wt%、残りがFe(鉄)等からなるSCM415を例示することができる。駒部材5は、浸炭焼入れおよび焼戻し温度を調整して行われる。また、駒部材5の材料としてこれ以外にも、Niが3.0〜10.0wt%含有し、加工性、耐食性に優れた材料(日本粉末冶金工業規格のFEN8)、あるいは、Cが0.07wt%、Crが17wt%、Niが4wt%、Cuが4wt%、残りがFe等からなる析出硬化系ステンレスSUS630であっても良い。このSUS630は、固溶化熱処理で20〜33HRCの範囲に表面硬さを適切に上げることができ、強靭性と高硬度を確保することができる。
As the metal powder, a material that can be subsequently carburized and hardened, for example, C (carbon) is 0.13 wt%, Ni (nickel) is 0.21 wt%, Cr (chromium) is 1.1 wt%, Cu (copper) Exemplifies SCM415 which is 0.04 wt%, Mn (manganese) is 0.76 wt%, Mo (molybdenum) is 0.19 wt%, Si (silicon) is 0.20 wt%, and the rest is Fe (iron). Can do. The
駒部材5をSCM415等の浸炭材で形成する場合は、駒部材5は浸炭焼入れおよび、焼戻し温度調整によるか、もしくは浸炭焼入れによって表面硬さが30〜40HRCの範囲になるように硬化処理されている。また、駒部材5をSUS630等の析出硬化系ステンレスで形成する場合は、固溶化熱処理で表面硬さが30HRC以上になるように設定されている。このSUS630は、所定の温度に加熱した後急冷することにより、合金元素が容易に固溶化する特徴を有している。
When the
本実施形態では、図3に示すように、駒部材5は、胴部8と、この胴部8から外径側(ナット3の径方向外方側)に延びる頭部9からなる。胴部8は、ナット3の駒窓6の形状(円孔)に対応するように断面が略円形に形成され、この胴部8の外周の対向する位置に平坦面8aが形成されている。また、頭部9には、他の部分よりも外径面が凹む直線状の凹み部9aが形成され、この凹み部9aから外径側へ立ち上がり、一対の平坦面8aを繋ぐ断面が三角形の直線状の突出部9bが形成されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
ここで、駒部材5の外周面の胴部8から頭部9に亙って直線状に延びるナール(スプライン)10が形成されている。このナール10は、駒部材5の組立の際、誤組みを防止してナット3のねじ溝3aに対する駒部材5の連結溝5aの位置が合致し易いように、平坦面8aには形成されていない。
Here, a knurl (spline) 10 extending linearly from the
一方、図4に示すように、ナット3の駒窓6の内周面にも、前述した駒部材5のナール10に対応し、駒窓6の面取り部6aを除く外径側から内径側に向って直線状に延びるナール(スプライン)11が形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the inner peripheral surface of the
そして、駒部材5の組立は、図5に示すように、ナット3の駒窓6に対して、外径側から行われる。すなわち、ナット3の平坦部3cに対して、駒部材5の平坦面8aおよび突出部9bを合致させた状態で駒部材5が駒窓6に嵌合される。具体的には、図6(a)に示すように、ナット3の外径側から駒窓6の外径側の開口部に向って駒部材5が装着され(図中矢印にて示す)、駒部材5のナール10と駒窓6のナール11が噛合するように嵌合される。そして、(b)に示すように、駒部材5はナット3の外径面から突出しないよう、駒窓6の外径側の開口部よりも僅かに凹んだ位置まで嵌合される。
And the assembly of the
なお、図1(b)を用いてボール4の組み込みについて説明する。ボール4の組み込みは、ナット3の駒窓6に駒部材5を、前述したように、ナット3の外径側から装着した後、ねじ軸2の軸端からナット3を当てがい、ボール4を両ねじ溝2a、3a間に順次挿入しながらナット3を回転させ、ナット3をねじ軸2に移動させることによって行う。なお、これ以外にも、ナット3の駒窓6に駒部材5を装着した後、仮軸を用いてボール4を同様に挿入するようにしても良い。
The incorporation of the ball 4 will be described with reference to FIG. The ball 4 is assembled by attaching the
本発明に係る駒式ボールねじでは、駒部材5の外周面にナール10を形成すると共に、この駒部材5が装着されるナット3の駒窓6にナール11を形成し、両ナール10、11が噛合するように駒部材5を駒窓6に嵌合するようにしたので、駒部材5の組立性を阻害する位置決め用のアームを廃止して駒部材5をナット3の外径側から装着でき、組立性を向上することができると共に、駒部材のガタの原因となるかしめ加工を廃止してナール10、11による固定により、駒部材5のナット3に対する姿勢が安定して駒部材5とナット3の駒窓6間に段差が生じ難くなり、駒部材5のガタつきを抑えて高精度な位置決めができる信頼性の高い駒式ボールねじを提供することができる。
In the piece type ball screw according to the present invention, the
なお、ナット3の駒窓6の内周面に形成したナール11に対して、駒部材5の外周面に形成したナール10を軽微な切削を施しながら圧入する、所謂プレスカットによって密着嵌合させても良い。具体的には、図6(c)に示すように、駒部材5のナール10の歯幅W1を駒窓6のナール11の歯間の溝幅W2よりも僅かに大きく(W1>W2)することにより、駒部材5を駒窓6に圧入する過程で、駒部材5のナール10あるいは駒窓6のナール11の歯間の溝を切削しながら密着嵌合させることができ(図中クロスハッチングにて示す)、駒部材5のガタつきを一層抑えることができる。この場合、駒部材5および駒窓6の表面硬さに差異を設けることにより、切削される部材が駒部材5なのか駒窓6なのかが決定される。
In addition, the
また、図7(a)、(b)に示すように、ナット3の駒窓6の内周面の一部にナール11を形成しない非ナール部6bを設けると共に、この非ナール部6bを切削しながら駒部材5を圧入して嵌合しても良いし、さらに、図示はしないが、ナットの駒窓にナールを全く形成せず、この駒窓の内径を駒部材のナールの外径よりも小径に、かつ、ナールの歯底径よりも大径に形成すると共に、駒部材のナールの先端をエッジに形成することにより、駒窓に駒部材を切削加工しながら密着嵌合するようにしても良い。
Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, a
前述したように、駒部材5の外周面にナール10を形成し、ナット3の駒窓6に少なくとも一部プレスカットにより駒部材5を圧入した場合、駒部材5またはナット3に切粉が発生する恐れがある。この場合、図8に示すように、駒部材5をナット3に装着後、リュータ等のハンド研削機12を用いて除去加工を施すことが望ましい。
As described above, when the
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
本発明に係る駒式ボールねじは、自動車の電動アクチュエータ等に使用される駒式ボールねじに適用することができる。 The piece type ball screw according to the present invention can be applied to a piece type ball screw used for an electric actuator of an automobile or the like.
1 駒式ボールねじ
2 ねじ軸
2a、3a ねじ溝
3 ナット
3b 小径部
3c 平坦部
4 ボール
5 駒部材
5a 連結溝
6 駒窓
6a 面取り部
6b 非ナール部
7 溝縁部
8 駒部材の胴部
8a 胴部の平坦面
9 駒部材の頭部
9a 頭部の凹み部
9b 頭部の突出部
10、11 ナール
12 ハンド研削機
51 駒式ボールねじ
52 ねじ軸
52a、53a ねじ溝
53 ナット
54 ボール
55 駒部材
55a 連結溝
55b アーム
55c 胴部
55f ガイド壁
55g 端部
56 駒窓
57 かしめポンチ
57a 加工面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piece type ball screw 2
Claims (7)
このねじ軸に外嵌され、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、
前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、内周に前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材と、を備えた駒式ボールねじにおいて、
前記駒部材の外周面に直線状に延びるナールが形成されると共に、このナールに対応して前記ナットの駒窓の内周にナールが形成され、前記駒部材が前記ナットの駒窓にナール嵌合されていることを特徴とする駒式ボールねじ。 A screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface;
A nut externally fitted to the screw shaft and having a spiral thread groove formed on the inner peripheral surface;
A plurality of balls accommodated in a rolling path formed by the opposing thread grooves;
In a piece-type ball screw provided with a piece member fitted into a piece window drilled in the trunk portion of the nut and having a connection groove having an inner circumference as the rotation path,
A knurled line is formed on the outer peripheral surface of the piece member, and a knar is formed on the inner circumference of the piece window of the nut corresponding to the knar. Koma type ball screw characterized by being combined.
このねじ軸に外嵌され、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、
前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、内周に前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材と、を備えた駒式ボールねじの製造方法において、
前記駒部材の外周面に直線状に延びるナールが形成されると共に、このナールに対応して前記ナットの駒窓の内周にナールが形成され、これら両ナールが噛合するように前記駒部材が前記ナットの駒窓にナール嵌合されていることを特徴とする駒式ボールねじの製造方法。
A screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface;
A nut externally fitted to the screw shaft and having a spiral thread groove formed on the inner peripheral surface;
A plurality of balls accommodated in a rolling path formed by the opposing thread grooves;
A piece member fitted to a piece window drilled in a body portion of the nut and having a connecting groove having an inner circumference and the rolling path as a circulation path. ,
A knurl extending linearly is formed on the outer peripheral surface of the piece member, a knurl is formed on the inner periphery of the piece window of the nut corresponding to the knurl, and the piece member is engaged with both the knurls. A method of manufacturing a piece-type ball screw, wherein a knurled fitting is performed on the piece window of the nut.
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