JP2016205619A - Ball Screw - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball screw having a long service life even when combined load of thrust load, radial load and moment load is applied.SOLUTION: A ball screw has a screw shaft 1, a nut 2, and a plurality of balls 3, and the screw shaft 1 is penetrated through the nut 2. Spiral grooves 1a, 1b formed on an outer peripheral face of the screw shaft 1 and spiral grooves 2a, 2b formed on an inner peripheral face of the nut 2 are opposed to form ball rolling passages 11A, 11B on which the balls 3 are rolled, and the balls 3 are disposed in the ball rolling passages 11A, 11B. When the screw shaft 1 and the nut 2 are relatively rotated, the screw shaft 1 and the nut 2 are relatively linearly moved in the axial direction through rolling of the balls 3 in the ball rolling passages 11A, 11B. Contact angles of two ball rolling passages 11A, 11B are not uniform, and the ball screw has a plurality of contact angles.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

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

直動アクチュエータに使用されるボールねじは、コンパクト化のために、スラスト荷重、ラジアル荷重、モーメント荷重の複合荷重が負荷されることが一般的となっている。そのため、純スラスト荷重だけでなく、複合荷重を受けることができるボールねじが提案されている(例えば特許文献1、2を参照)。
しかしながら、特許文献1、2に開示のボールねじでは、スラスト荷重、ラジアル荷重、モーメント荷重の全てを十分に受けることは困難であった。例えば特許文献2に開示のボールねじは、スラスト荷重の負荷容量が低くスラスト荷重に対して短寿命であった。
Ball screws used for linear motion actuators are generally subjected to a composite load of thrust load, radial load, and moment load for compactness. Therefore, a ball screw capable of receiving not only a pure thrust load but also a composite load has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
However, it is difficult for the ball screws disclosed in Patent Documents 1 and 2 to sufficiently receive all of the thrust load, radial load, and moment load. For example, the ball screw disclosed in Patent Document 2 has a low thrust load capacity and a short life against the thrust load.

特許第4730770号公報Japanese Patent No. 4730770 特開2006−349060号公報JP 2006-349060 A

そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、スラスト荷重、ラジアル荷重、モーメント荷重の複合荷重が負荷されても長寿命なボールねじを提供することを課題とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to provide a ball screw having a long life even when a combined load of a thrust load, a radial load, and a moment load is applied.

前記課題を解決するため、本発明の一態様に係るボールねじは、ねじ軸と、ナットと、複数のボールと、を有し、ねじ軸はナットを貫通し、ねじ軸の外周面に形成された螺旋溝とナットの内周面に形成された螺旋溝とが対向して、ボールが転動するボール転動路が形成され、ボールはボール転動路内に配置され、ねじ軸とナットとを相対回転運動させることにより、ボール転動路内でのボールの転動を介して、ねじ軸とナットとが軸方向に相対移動するようになっており、ボール転動路を複数条有し、各ボール転動路の接触角の全てが同一角度とはなっておらず、複数の接触角を有する。   In order to solve the above problems, a ball screw according to an aspect of the present invention includes a screw shaft, a nut, and a plurality of balls, and the screw shaft passes through the nut and is formed on an outer peripheral surface of the screw shaft. The spiral groove formed on the inner peripheral surface of the nut is opposed to the ball to form a ball rolling path on which the ball rolls, and the ball is disposed in the ball rolling path. By rotating the balls relative to each other, the screw shaft and nut move relative to each other in the axial direction through the rolling of the ball in the ball rolling path, and there are a plurality of ball rolling paths. The contact angles of the ball rolling paths are not all the same, and have a plurality of contact angles.

上記一態様に係るボールねじにおいては、少なくとも1つのボール転動路の接触角が40°以下であってもよいし、50°以上であってもよい。
また、上記一態様に係るボールねじにおいては、対向するねじ軸の螺旋溝とナットの螺旋溝との軸方向位置を軸方向にずらすオフセットの量により接触角が設定されており、オフセット量を異なるものとすることにより、接触角が異なる角度に設定されていてもよい。あるいは、ボールの直径により接触角が設定されており、ボール転動路内に配置されるボールの直径を異なるものとすることにより、接触角が異なる角度に設定されていてもよい。あるいはまた、螺旋溝の断面形状を異なるものとすることにより、接触角が異なる角度に設定されていてもよい。さらにまた、ねじ軸の螺旋溝のピッチとナットの螺旋溝のピッチとが異なっていてもよい。
In the ball screw according to the above aspect, the contact angle of at least one ball rolling path may be 40 ° or less, or 50 ° or more.
Further, in the ball screw according to the above aspect, the contact angle is set by the amount of offset that shifts the axial position of the spiral groove of the opposing screw shaft and the spiral groove of the nut in the axial direction, and the offset amount is different. By assuming that the contact angle may be set to a different angle. Alternatively, the contact angle may be set according to the diameter of the ball, and the contact angle may be set to a different angle by making the diameter of the ball arranged in the ball rolling path different. Alternatively, the contact angles may be set to different angles by making the cross-sectional shapes of the spiral grooves different. Furthermore, the pitch of the spiral groove of the screw shaft and the pitch of the spiral groove of the nut may be different.

本発明のボールねじは、スラスト荷重、ラジアル荷重、モーメント荷重の複合荷重が負荷されても長寿命である。   The ball screw of the present invention has a long life even when a combined load of a thrust load, a radial load, and a moment load is applied.

本発明の一実施形態に係るボールねじの断面図である。It is sectional drawing of the ball screw which concerns on one Embodiment of this invention. 接触角と負荷容量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a contact angle and load capacity. 図1のボールねじのオフセットの内容について説明する図である。It is a figure explaining the content of the offset of the ball screw of FIG. 図1のボールねじの変形例を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the modification of the ball screw of FIG.

本発明の一実施形態を、図1を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るボールねじを、軸方向に沿う平面で切断して示した断面図である。
図1に示すように、ボールねじは、略円柱状のねじ軸1と、略円筒状のナット2と、複数のボール3と、を有しており、ねじ軸1はナット2を貫通している。
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a ball screw according to an embodiment of the present invention cut along a plane along the axial direction.
As shown in FIG. 1, the ball screw has a substantially cylindrical screw shaft 1, a substantially cylindrical nut 2, and a plurality of balls 3, and the screw shaft 1 passes through the nut 2. Yes.

ねじ軸1の外周面には、平行に延びる2条の螺旋溝1a、1bが二重螺旋状に形成されている。また、ナット2の内周面にも、平行に延びる2条の螺旋溝2a、2bが二重螺旋状に形成されている。螺旋溝1a、1b及び螺旋溝2a、2bの断面形状(螺旋状に連続する螺旋溝1a、1b、2a、2bの連続方向に直交する平面で切断した場合の断面の形状)は、いずれも曲率中心の異なる2つの円弧を組合せた略V字状をなすゴシックアーク状である。ただし、単一の円弧からなる曲線状でもよい。   On the outer peripheral surface of the screw shaft 1, two spiral grooves 1a and 1b extending in parallel are formed in a double spiral shape. In addition, two spiral grooves 2 a and 2 b extending in parallel are formed in a double spiral shape on the inner peripheral surface of the nut 2. The cross-sectional shapes of the spiral grooves 1a and 1b and the spiral grooves 2a and 2b (the cross-sectional shapes when cut in a plane perpendicular to the continuous direction of the spiral grooves 1a, 1b, 2a, and 2b that are spirally continuous) are all curved. It is a Gothic arc shape having a substantially V-shape combining two arcs with different centers. However, it may be a curved line consisting of a single arc.

そして、螺旋溝1a、2aが対向して、螺旋状に連続するボール転動路11Aが形成されるとともに、螺旋溝1b、2bが対向して、螺旋状に連続するボール転動路11Bが形成されている。すなわち、本実施形態のボールねじは2条のボール転動路11A、11Bを有している。そして、二重螺旋状をなす2条のボール転動路11A、11B内には、それぞれ複数のボール3が転動自在に配置されている。   Then, the spiral grooves 1a and 2a face each other to form a spiral rolling ball path 11A, and the spiral grooves 1b and 2b face each other to form a spiral continuous ball rolling path 11B. Has been. That is, the ball screw of this embodiment has two ball rolling paths 11A and 11B. A plurality of balls 3 are movably disposed in the two ball rolling paths 11A and 11B having a double spiral shape.

なお、図1には図示されていないが、本実施形態のボールねじは、ボール3をボール転動路11Aの終点から始点へ戻し循環させるボール戻し路、及び、ボール3をボール転動路11Bの終点から始点へ戻し循環させるボール戻し路をそれぞれ備えている。これらのボール戻し路は、例えばリターンチューブ、循環コマ、エンドキャップ、又はエンドデフレクタにより構成される。そして、ボール転動路11A、11Bと各ボール戻し路により、それぞれ無端状の循環径路が形成される。   Although not shown in FIG. 1, the ball screw of the present embodiment has a ball return path for circulating the ball 3 from the end point of the ball rolling path 11A to the starting point, and the ball 3 for the ball rolling path 11B. Each has a ball return path that circulates from the end point to the start point. These ball return paths are constituted by, for example, a return tube, a circulation piece, an end cap, or an end deflector. An endless circulation path is formed by the ball rolling paths 11A and 11B and the ball return paths.

本実施形態のボールねじにおいてボール3は、ボール転動路11A、11B内をそれぞれ移動しつつねじ軸1の回りを回ってボール転動路11A、11Bの終点に至り、そこでボール転動路11A、11Bから掬い上げられて、それぞれのボール戻し路の一方の端部に入る。ボール戻し路に入ったボール3はボール戻し路内を通ってボール戻し路の他方の端部に達し、そこからボール転動路11A、11Bの始点にそれぞれ戻されるようになっている。   In the ball screw of the present embodiment, the ball 3 moves around the screw shaft 1 while moving in the ball rolling paths 11A and 11B to reach the end points of the ball rolling paths 11A and 11B, where the ball rolling path 11A. , 11B and enters one end of each ball return path. The ball 3 that has entered the ball return path passes through the ball return path, reaches the other end of the ball return path, and returns from there to the starting points of the ball rolling paths 11A and 11B.

よって、本実施形態のボールねじは、ねじ軸1とナット2を相対回転運動させると、ボール転動路11A、11B内でのボール3の転動を介して、ねじ軸1とナット2とが軸方向に相対直線移動するようになっている。そして、ボール3は、無端状の各循環径路内を無限に循環するようになっているため、ねじ軸1とナット2とは継続的に相対直線移動することができる。   Therefore, in the ball screw of this embodiment, when the screw shaft 1 and the nut 2 are relatively rotated, the screw shaft 1 and the nut 2 are connected to each other through the rolling of the ball 3 in the ball rolling paths 11A and 11B. Relative linear movement is made in the axial direction. Since the ball 3 circulates infinitely in each endless circulation path, the screw shaft 1 and the nut 2 can continuously move relative to each other.

また、本実施形態のボールねじにおいては、2条のボール転動路11A、11Bの接触角は同一角度とはなっておらず、異なる角度である。すなわち、本実施形態のボールねじは2つの接触角を有する。
そして、2条のボール転動路11A、11Bのうち一方の接触角を、スラスト荷重を受けることができるように大きな角度(例えば50°以上)に設定し、他方の接触角を、ラジアル荷重及びモーメント荷重を受けることができるように小さな角度(例えば40°以下)に設定すれば、本実施形態のボールねじは複合荷重を受けることができる。図1の例では、ボール転動路11Aの接触角が30°に設定されており、ボール転動路11Bの接触角が60°に設定されている。
Further, in the ball screw of the present embodiment, the contact angles of the two ball rolling paths 11A and 11B are not the same angle but different angles. That is, the ball screw of this embodiment has two contact angles.
The contact angle of one of the two ball rolling paths 11A and 11B is set to a large angle (for example, 50 ° or more) so as to receive a thrust load, and the other contact angle is set to a radial load and If the angle is set to a small angle (for example, 40 ° or less) so that a moment load can be received, the ball screw of this embodiment can receive a composite load. In the example of FIG. 1, the contact angle of the ball rolling path 11A is set to 30 °, and the contact angle of the ball rolling path 11B is set to 60 °.

接触角と負荷容量の関係を、図2のグラフに示す。図2のグラフから分かるように、接触角が40°以下であると、ラジアル荷重の負荷容量の方がスラスト荷重の負荷容量よりも大きい。接触角が大きくなるにしたがって、ラジアル荷重の負荷容量は徐々に小さくなっていき、スラスト荷重の負荷容量は徐々に大きくなっていく。そして、接触角が50°以上であると、スラスト荷重の負荷容量の方がラジアル荷重の負荷容量よりも大きい。   The relationship between the contact angle and the load capacity is shown in the graph of FIG. As can be seen from the graph of FIG. 2, when the contact angle is 40 ° or less, the load capacity of the radial load is larger than the load capacity of the thrust load. As the contact angle increases, the load capacity of the radial load gradually decreases and the load capacity of the thrust load gradually increases. When the contact angle is 50 ° or more, the load capacity of the thrust load is larger than the load capacity of the radial load.

接触角の設定方法は特に限定されるものではないが、対向するねじ軸1の螺旋溝1a、1bとナット2の螺旋溝2a、2bとの軸方向位置を軸方向にずらすオフセットの量によって設定することができる。すなわち、対向する螺旋溝1aと螺旋溝2aのオフセット量と、対向する螺旋溝1bと螺旋溝2bのオフセット量とを異なるものとすることにより、ボール転動路11A、11Bの接触角を異なる角度に設定することができる。   The method for setting the contact angle is not particularly limited, but is set according to the amount of offset by which the axial positions of the spiral grooves 1a and 1b of the opposing screw shaft 1 and the spiral grooves 2a and 2b of the nut 2 are shifted in the axial direction. can do. That is, by making the offset amounts of the opposing spiral grooves 1a and 2a different from the offset amounts of the opposing spiral grooves 1b and 2b, the contact angles of the ball rolling paths 11A and 11B are different angles. Can be set to

例えば、図1の例であれば、螺旋溝1bと螺旋溝2bのオフセット量を螺旋溝1aと螺旋溝2aのオフセット量よりも大きく設定すれば、ボール転動路11Bの接触角をボール転動路11Aの接触角よりも大きく設定することができる。
なお、ボール転動路11A内に配置されたボール3の直径とボール転動路11B内に配置されたボール3の直径とは同一であるが、ボール転動路11A、11B内のボール3の直径を変更することによって、上記のようなオフセット量によって設定した接触角を微調整することができる。また、2条ボールねじの場合は、ボール転動路11A、11B内に配置されたボール3の直径により、スラスト荷重及びラジアル荷重の負荷容量をそれぞれ調整することができる。さらに、ボール転動路11A、11Bの内部空間の大きさよりも僅かに大きいサイズのボール3を用いることにより、接触角を調整してもよい。ボール3のサイズが大きいほど、接触角が大きくなる。
For example, in the example of FIG. 1, if the offset amount of the spiral groove 1b and the spiral groove 2b is set larger than the offset amount of the spiral groove 1a and the spiral groove 2a, the contact angle of the ball rolling path 11B is set to the ball rolling. It can be set larger than the contact angle of the path 11A.
The diameter of the ball 3 arranged in the ball rolling path 11A is the same as the diameter of the ball 3 arranged in the ball rolling path 11B, but the diameter of the ball 3 in the ball rolling path 11A, 11B is the same. By changing the diameter, the contact angle set by the offset amount as described above can be finely adjusted. In the case of a double ball screw, the load capacity of the thrust load and radial load can be adjusted by the diameter of the ball 3 disposed in the ball rolling paths 11A and 11B. Further, the contact angle may be adjusted by using the ball 3 having a size slightly larger than the size of the internal space of the ball rolling paths 11A and 11B. The contact angle increases as the size of the ball 3 increases.

ここで、本実施形態のボールねじのオフセットの内容について、図3を参照しながら詳細に説明する。図3のボールねじは、2条のボール転動路11A、11Bを有する2条ボールねじであり、2条のボール転動路11A、11Bともに、そのピッチはLとなっている。ただし、全ての軸方向位置におけるピッチが同一(L)となっているのではなく、図3に示すように一部のピッチが異なっている。すなわち、軸方向に沿う平面で切断して示した断面図において見えるボール転動路11A、11Bの断面の間隔(軸方向距離)が、全ての軸方向位置において同一(L)となっているのではなく、一部の軸方向位置においては異なっている。   Here, the details of the offset of the ball screw of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. The ball screw shown in FIG. 3 is a double ball screw having two ball rolling paths 11A and 11B, and the pitch of both the two ball rolling paths 11A and 11B is L. However, the pitches at all axial positions are not the same (L), but some of the pitches are different as shown in FIG. That is, the distance (axial distance) between the cross sections of the ball rolling paths 11A and 11B seen in the sectional view cut along the plane along the axial direction is the same (L) at all axial positions. Rather, some axial positions are different.

詳述すると、一方のボール転動路11Aの場合は、軸方向略中央の1つのピッチのみは、εだけオフセットされL−εとなっており、その他のピッチはLとなっている。また、他方のボール転動路11Bの場合は、軸方向略中央の1つのピッチのみは、βだけオフセットされL−βとなっており、その他のピッチはLとなっている。
このように、ボール転動路11A、11Bでオフセット量を異なるものとすることにより、ボール転動路11A、11Bの接触角を異なる角度に設定することができるとともに、予圧を付与している。そのため、図3から分かるように、ボール転動路11A、11Bの接触角は、軸方向中央を境にして対称形となっている。また、各条(ボール転動路11A、11B)ごとに予圧を付与することができるため、各条のうち一部の条のみに予圧を付与することが可能である。
More specifically, in the case of one ball rolling path 11A, only one pitch at the substantially center in the axial direction is offset by ε and becomes L-ε, and the other pitch is L. In the case of the other ball rolling path 11B, only one pitch at the substantially axial center is offset by β to L-β, and the other pitches are L.
In this way, by making the offset amounts different between the ball rolling paths 11A and 11B, the contact angles of the ball rolling paths 11A and 11B can be set to different angles, and a preload is applied. Therefore, as can be seen from FIG. 3, the contact angles of the ball rolling paths 11A and 11B are symmetrical with respect to the center in the axial direction. In addition, since a preload can be applied to each of the strips (ball rolling paths 11A and 11B), it is possible to apply a preload to only some of the strips.

あるいは、本実施形態のボールねじのオフセットの内容は、以下に示す変形例のようにしてもよい。本実施形態のボールねじの変形例について、図4を参照しながら説明する。図4のボールねじは、図1、3のボールねじと同様に2条のボール転動路11A、11Bを有する2条ボールねじであり、2条のボール転動路11A、11Bともに、そのピッチはLとなっている。ただし、全ての軸方向位置におけるピッチが同一(L)となっているのではなく、図4に示すように一部のピッチが異なっている。すなわち、軸方向に沿う平面で切断して示した断面図において見えるボール転動路11A、11Bの断面の間隔(軸方向距離)が、全ての軸方向位置において同一(L)となっているのではなく、一部の軸方向位置においては異なっている。   Alternatively, the content of the offset of the ball screw of the present embodiment may be as in the following modification. A modification of the ball screw of the present embodiment will be described with reference to FIG. The ball screw shown in FIG. 4 is a double ball screw having two ball rolling paths 11A and 11B, similar to the ball screw shown in FIGS. 1 and 3, and the pitch of both the two ball rolling paths 11A and 11B is the same. Is L. However, the pitches at all axial positions are not the same (L), but some pitches are different as shown in FIG. That is, the distance (axial distance) between the cross sections of the ball rolling paths 11A and 11B seen in the sectional view cut along the plane along the axial direction is the same (L) at all axial positions. Rather, some axial positions are different.

詳述すると、他方のボール転動路11Bの場合は、全ての軸方向位置におけるピッチが同一(L)となっている。これに対して、一方のボール転動路11Aの場合は、全ての軸方向位置におけるピッチはαだけオフセットされL−α又はL+αとなっている。図4の例であれば、軸方向一端側(図4においては左側)のピッチはL−αとなっており、軸方向他端側(図4においては右側)のピッチはL+αとなっている。ただし、ボール転動路11Aの一部の軸方向位置(例えば軸方向中央近傍)のピッチだけオフセットし、その他のピッチはLとしてもよい。   Specifically, in the case of the other ball rolling path 11B, the pitches at all axial positions are the same (L). On the other hand, in the case of one ball rolling path 11A, the pitches at all the axial positions are offset by α to L−α or L + α. In the example of FIG. 4, the pitch on one axial end side (left side in FIG. 4) is L−α, and the pitch on the other axial end side (right side in FIG. 4) is L + α. . However, it may be offset by a pitch of a part of the ball rolling path 11A in the axial direction (for example, near the center in the axial direction), and the other pitch may be L.

例えばナット2の螺旋溝2aのピッチを変更することによってオフセットを行う場合であれば、ねじ軸1の螺旋溝1aのピッチがL/2なので、ナット2の螺旋溝2aのピッチをL/2−α又はL/2+αとすればよい。図4に示すように、ナット2の螺旋溝2aのピッチの1つをL/2−αとし、そのピッチの軸方向隣のピッチをL/2+αとすれば、ボール転動路11AのピッチはL−α又はL+αとなる。
これにより、2条のボール転動路11A、11Bで、それぞれ逆方向に予圧が付与されて(図4に示すように、2条のボール転動路11A、11Bでは、接触角の向きが逆向きとなっている)、螺旋溝1a、1b、2a、2bとボール3とが2点接触状態となるため、ボールねじの剛性が優れている。
For example, when the offset is performed by changing the pitch of the spiral groove 2a of the nut 2, the pitch of the spiral groove 1a of the screw shaft 1 is L / 2. α or L / 2 + α may be used. As shown in FIG. 4, if one of the pitches of the spiral groove 2a of the nut 2 is L / 2−α and the pitch adjacent to the axial direction is L / 2 + α, the pitch of the ball rolling path 11A is L−α or L + α.
As a result, preload is applied in opposite directions in the two ball rolling paths 11A and 11B (as shown in FIG. 4, the contact angle direction is reversed in the two ball rolling paths 11A and 11B. Since the spiral grooves 1a, 1b, 2a, 2b and the ball 3 are in a two-point contact state, the rigidity of the ball screw is excellent.

なお、本実施形態のボールねじ及び変形例のボールねじにおける上記オフセットは、ナット2の螺旋溝2a、2bのピッチを変更することによって行う。
また、ボール転動路11A内に配置されたボール3の直径とボール転動路11B内に配置されたボール3の直径とは、同一でもよいし、異なっていてもよい。さらに、螺旋溝1a、2aの断面形状と螺旋溝1b、2bの断面形状とは、同一でもよいし、異なっていてもよい。
Note that the offset in the ball screw of the present embodiment and the ball screw of the modified example is performed by changing the pitch of the spiral grooves 2 a and 2 b of the nut 2.
In addition, the diameter of the ball 3 disposed in the ball rolling path 11A and the diameter of the ball 3 disposed in the ball rolling path 11B may be the same or different. Furthermore, the cross-sectional shape of the spiral grooves 1a and 2a and the cross-sectional shape of the spiral grooves 1b and 2b may be the same or different.

このような本実施形態のボールねじは、スラスト荷重、ラジアル荷重、モーメント荷重のいずれの荷重に対しても負荷容量が高く、スラスト荷重、ラジアル荷重、モーメント荷重の複合荷重が負荷されても長寿命である。よって、本実施形態のボールねじは直動アクチュエータに好適に使用可能であり、自動車用直動アクチュエータ、一般産業用直動アクチュエータのコンパクト化と長寿命化に寄与する。   Such a ball screw of this embodiment has a high load capacity with respect to any of thrust load, radial load, and moment load, and has a long life even when combined with thrust load, radial load, and moment load. It is. Therefore, the ball screw of this embodiment can be used suitably for a linear actuator, and contributes to the compactness and long life of the linear actuator for automobiles and the linear actuator for general industries.

直動アクチュエータに使用されるボールねじには高い負荷容量が求められ、多条ボールねじが採用されることが多いので、本実施形態のボールねじは直動アクチュエータに好適である。また、リードを大きく設定して、ねじ軸1とナット2との相対直線移動を高速化すれば、高速直動アクチュエータに好適なボールねじとすることができる。   The ball screw used for the linear motion actuator is required to have a high load capacity, and a multi-threaded ball screw is often adopted. Therefore, the ball screw of this embodiment is suitable for the linear motion actuator. If the lead is set large and the relative linear movement between the screw shaft 1 and the nut 2 is accelerated, a ball screw suitable for a high-speed linear motion actuator can be obtained.

なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。
例えば、本実施形態においては、オフセット量を異なるものとすることによってボール転動路11A、11Bの接触角を異なる角度に設定したが、他の手段によってボール転動路11A、11Bの接触角を異なる角度に設定してもよい。
In addition, this embodiment shows an example of this invention and this invention is not limited to this embodiment. In addition, various changes or improvements can be added to the present embodiment, and forms to which such changes or improvements are added can also be included in the present invention.
For example, in the present embodiment, the contact angles of the ball rolling paths 11A and 11B are set to different angles by making the offset amounts different, but the contact angles of the ball rolling paths 11A and 11B are set by other means. Different angles may be set.

他の手段としては、ボール3の直径があげられる。すなわち、螺旋溝1aと螺旋溝2aのオフセット量と、螺旋溝1bと螺旋溝2bのオフセット量は同一とし、ボール転動路11A内に配置されたボール3の直径とボール転動路11B内に配置されたボール3の直径とを異なるものとすることにより、ボール転動路11A、11Bの接触角を異なる角度に設定することができる。   Another means is the diameter of the ball 3. That is, the offset amount of the spiral groove 1a and the spiral groove 2a is the same as the offset amount of the spiral groove 1b and the spiral groove 2b, and the diameter of the ball 3 disposed in the ball rolling path 11A and the ball rolling path 11B By making the diameters of the balls 3 arranged different, the contact angles of the ball rolling paths 11A and 11B can be set to different angles.

さらに、他の手段としては、螺旋溝1a、1b、2a、2bの断面形状があげられる。すなわち、螺旋溝1aと螺旋溝2aのオフセット量と、螺旋溝1bと螺旋溝2bのオフセット量は同一とし、且つ、ボール転動路11A内に配置されたボール3の直径とボール転動路11B内に配置されたボール3の直径も同一とし、螺旋溝1a、2aの断面形状と螺旋溝1b、2bの断面形状とを異なるものとすることにより、ボール転動路11A、11Bの接触角を異なる角度に設定することができる。
なお、これら3つの手段のうち2つ又は3つを組み合わせて、ボール転動路11A、11Bの接触角を異なる角度に設定してもよいことは勿論である。
Furthermore, as another means, the cross-sectional shape of the spiral grooves 1a, 1b, 2a, 2b can be mentioned. That is, the offset amount of the spiral groove 1a and the spiral groove 2a is the same as that of the spiral groove 1b and the spiral groove 2b, and the diameter of the ball 3 disposed in the ball rolling path 11A and the ball rolling path 11B The diameters of the balls 3 arranged inside are the same, and the cross-sectional shapes of the spiral grooves 1a and 2a are different from the cross-sectional shapes of the spiral grooves 1b and 2b, so that the contact angles of the ball rolling paths 11A and 11B are increased. Different angles can be set.
Of course, the contact angles of the ball rolling paths 11A and 11B may be set to different angles by combining two or three of these three means.

さらに、本実施形態においては、2条のボール転動路を有する2条ボールねじを例示して説明したが、ボール転動路の条数は複数であれば特に限定されるものではなく、3条以上であってもよい。3条以上のボール転動路を有する場合には、各ボール転動路の接触角の全てが同一角度とはなっておらず、2つ以上の接触角を有する。すなわち、3条以上のボール転動路のうち少なくとも1つのボール転動路は、他のボール転動路とは接触角が異なる。   Furthermore, in the present embodiment, the description has been given by exemplifying the two-row ball screw having two ball rolling paths. However, the number of the ball rolling paths is not particularly limited as long as it is plural. It may be more than an article. In the case of having three or more ball rolling paths, not all of the contact angles of each ball rolling path are the same angle, and there are two or more contact angles. That is, at least one of the three or more ball rolling paths has a contact angle different from that of the other ball rolling paths.

例えば、3条のボール転動路を有する3条ボールねじであれば、3条全てのボール転動路の接触角が異なっていて、3つの接触角を有していてもよいし、3条のうち2条のボール転動路の接触角は同一で残りの1条のボール転動路の接触角が他の2条のボール転動路の接触角とは異なっていて、2つの接触角を有していてもよい。また、4条のボール転動路を有する4条ボールねじであれば、有する接触角の数は2つ、3つ、又は4つのいずれでもよい。   For example, in the case of a triple ball screw having three ball rolling paths, the contact angles of all three ball rolling paths may be different and may have three contact angles. The contact angle of the two ball rolling paths is the same, and the contact angle of the remaining one ball rolling path is different from the contact angle of the other two ball rolling paths. You may have. Moreover, if it is a 4-way ball screw which has a 4-way ball rolling path, the number of contact angles which it has may be any of two, three, or four.

さらに、ボールねじに負荷されるスラスト荷重とラジアル荷重の大きさは、同レベルとは限らず、一方の荷重が他方の荷重よりも大きい場合がある。そのような場合には、ボール転動路の条数を3条以上とし、大きな荷重を受けるボール転動路の条数を小さい荷重を受けるボール転動路の条数よりも多くするとよい。そうすれば、大きな荷重を多くのボール転動路で受けるので、負荷容量が高くなる。   Furthermore, the magnitudes of the thrust load and the radial load applied to the ball screw are not limited to the same level, and one load may be larger than the other load. In such a case, the number of ball rolling paths is preferably 3 or more, and the number of ball rolling paths that receive a large load is preferably larger than the number of ball rolling paths that receive a small load. Then, since a large load is received by many ball rolling paths, the load capacity becomes high.

1 ねじ軸
1a 螺旋溝
1b 螺旋溝
2 ナット
2a 螺旋溝
2b 螺旋溝
3 ボール
11A ボール転動路
11B ボール転動路
1 Screw shaft 1a Spiral groove 1b Spiral groove 2 Nut 2a Spiral groove 2b Spiral groove 3 Ball 11A Ball rolling path 11B Ball rolling path

Claims (7)

ねじ軸と、ナットと、複数のボールと、を有し、
前記ねじ軸は前記ナットを貫通し、
前記ねじ軸の外周面に形成された螺旋溝と前記ナットの内周面に形成された螺旋溝とが対向して、前記ボールが転動するボール転動路が形成され、
前記ボールは前記ボール転動路内に配置され、
前記ねじ軸と前記ナットとを相対回転運動させることにより、前記ボール転動路内での前記ボールの転動を介して、前記ねじ軸と前記ナットとが軸方向に相対移動するようになっており、
前記ボール転動路を複数条有し、前記各ボール転動路の接触角の全てが同一角度とはなっておらず、複数の接触角を有するボールねじ。
A screw shaft, a nut, and a plurality of balls;
The screw shaft passes through the nut;
The spiral groove formed on the outer peripheral surface of the screw shaft and the spiral groove formed on the inner peripheral surface of the nut face each other to form a ball rolling path on which the ball rolls.
The ball is disposed in the ball rolling path;
By relatively rotating the screw shaft and the nut, the screw shaft and the nut are relatively moved in the axial direction through rolling of the ball in the ball rolling path. And
A ball screw having a plurality of ball rolling paths, the contact angles of the respective ball rolling paths being not the same angle, and having a plurality of contact angles.
少なくとも1つの前記ボール転動路の接触角が40°以下である請求項1に記載のボールねじ。   The ball screw according to claim 1, wherein a contact angle of at least one of the ball rolling paths is 40 ° or less. 少なくとも1つの前記ボール転動路の接触角が50°以上である請求項1又は請求項2に記載のボールねじ。   The ball screw according to claim 1 or 2, wherein a contact angle of at least one of the ball rolling paths is 50 ° or more. 対向する前記ねじ軸の螺旋溝と前記ナットの螺旋溝との軸方向位置を軸方向にずらすオフセットの量により接触角が設定されており、オフセット量を異なるものとすることにより、接触角が異なる角度に設定されている請求項1〜3のいずれか一項に記載のボールねじ。   The contact angle is set according to the amount of offset that shifts the axial position of the spiral groove of the screw shaft and the spiral groove of the nut in the axial direction, and the contact angle differs by making the offset amount different. The ball screw according to any one of claims 1 to 3, wherein the ball screw is set to an angle. 前記ボールの直径により接触角が設定されており、前記ボール転動路内に配置される前記ボールの直径を異なるものとすることにより、接触角が異なる角度に設定されている請求項1〜4のいずれか一項に記載のボールねじ。   The contact angle is set according to the diameter of the ball, and the contact angle is set to a different angle by changing the diameter of the ball arranged in the ball rolling path. The ball screw according to any one of the above. 前記螺旋溝の断面形状を異なるものとすることにより、接触角が異なる角度に設定されている請求項1〜4のいずれか一項に記載のボールねじ。   The ball screw according to any one of claims 1 to 4, wherein the contact angles are set to different angles by making the cross-sectional shapes of the spiral grooves different. 前記ねじ軸の螺旋溝のピッチと前記ナットの螺旋溝のピッチとが異なる請求項1〜6のいずれか一項に記載のボールねじ。   The ball screw according to any one of claims 1 to 6, wherein a pitch of the spiral groove of the screw shaft is different from a pitch of the spiral groove of the nut.
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