JP2017009053A - ボールねじの予圧回復装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この予圧付与機構としては、特許文献1に記載されているように、隣接するナット間に介挿する間座の両面に、互い違いに圧電シートを貼り付け、両ナットで強く挟持したとき間座に弾性変形を生じさせるとともに、圧電シートに供給する電圧を外部から調整することにより、予圧を外部から自在に調整することが提案されている。
上記従来例のような外部の予圧調整機構を設けないボールねじでは、隣接するナット間に平板状の間座を組み付け、間座の厚みによって隣接するナット間に予圧を与えるのが一般的である。
そこで、本発明は、上記特許文献1及び2に記載された従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、外部に駆動部を設けることなく、予圧低下時に予圧を回復することができるボールねじの予圧回復装置を提供することを目的としている。
また、ボールねじを組み込んだ機械の使用者側でボールねじの予備ストックを持つ必要がなくなり、在庫コストの削減に繋げることができる。
まず、本発明の一の態様を表すボールねじの予圧回復装置の第1の実施形態について説明する。
ねじ軸11は、外周面にボール12が転動するねじ軸側螺旋溝14が形成されている。
ナット13Aは、一端にフランジ部15を形成した円筒体16で構成され、この円筒体16の内周面にねじ軸側螺旋溝14に対向してボール12が転動するナット側螺旋溝17が形成されている。このナット13Aのナット13Bと対向する端面に円環状凹部でなる収納部18が形成されている。
これらナット13A及び13Bには、図示はしないがボール12を軸方向の一端側から他端側に戻すような循環路が形成されており、この循環路を介してボール12を循環させる。
そして、ナット13Aのフランジ部15とは反対側にナット13Bが隣接して配置されている。
対向リング22Aは、図2に示すように、収納部18の底面18aに接触する垂直接触面22aと、垂直端面の外周縁から軸方向にナット13B側に行くに従い幅広となる傾斜面22bと、収納部18の内周側円筒面18aに係合する円筒内面22cとを有して断面直角三角形状に形成されている。
そして、対向リング22A及び22Bは、傾斜面22b及び22eを互いに対向させて対向面となるように収納部18の内面側円筒面18bに軸方向に移動可能に収納されている。
ねじ部24は、ナット13Aの収納部18を形成する外筒部18cの押圧駒23の外周面23dに対向する位置に半径方向に貫通形成された雌ねじ部18dに螺合され、端面が押圧駒23の外周面23dに接触した状態で外周側から見て時計方向に回転させることにより、押圧駒23を半径方向の中心軸側に押圧する。
次に、上記第1の実施形態の動作を説明する。
ねじ軸11へナット13A及び13Bを装着する際には、先ずナット13Aをねじ軸11へボール12を介して螺合させる。
次いで、ナット13Bをねじ軸11のナット13Aのフランジ部15とは反対側の端部からボール12を介して螺合させ、そのナット13A側端面を間座21に接触させて締め付ける。これにより、間座21で、ナット13A及び13Bとねじ軸11との間のボール12に2点接触状態となるように引張方向の所定の初期予圧を与える。
このように、ねじ軸11にナット13A及び13Bを隣接させて装着するダブルナット構成とすることにより、シングルナットの場合よりも剛性を高めることができ、ボールねじ10を使用した送り系の位置決め精度を向上させることができる。
このように、ねじ軸側螺旋溝14やナット側螺旋溝17に異物が入り込むと、接触角によって、異物はねじ軸側螺旋溝14やナット側螺旋溝17とボール12との間に噛み込まれ、ボール12、ねじ軸側螺旋溝14及びナット側螺旋溝17の少なくとも1つ以上が摩耗して、予圧抜けが発生する。
そして、接触角によって、切り屑や摩耗粉等の異物がナット側螺旋溝17とボールとの間に入り込むと、摩擦抵抗が増加する分発熱量も増加するため、ナット13A及び13B及び予圧付与機構20の温度が上昇する。これによって、予圧付与機構20の予圧が低下する状態が発生する。
そして、新たなボールねじ10が納入されたときに、送り系の駆動を停止して、劣化を生じたボールねじ10を新たなボールねじ10に交換する作業を行う。これによって、送り系の機構を更新することができ、送り系の停止時間を短くできるので、生産量のダウンを極力小さくすることができる。
次に、本発明の第2の実施形態について図3及び図4を参照して説明する。
この第2の実施形態では、予圧低下時に、押圧駒23を半径方向外方に移動させることにより、予圧を回復させるようにしたものである。
第2の実施形態では、対向リング22Aは、図4に示すように、傾斜面22bが収納部18の底面18aに接触する垂直接触面22aの内周縁からナット13B側に行くにしたがい幅広となるように、図3の上部側で見て右上がりの傾斜面とされている。同様に、対向リング22Bは、図4に示すように、傾斜面22eがナット13Bの端面に接触する垂直接触面22dの下端縁からナット13A側に行くにしたがい幅広となるように、図2の上部側で見て左上がりの傾斜面とされている。
また、ナット13Aの収納部18の外筒部18cの押圧駒23に対向する位置にナット13B側の端面から形成されたスリット部18e内にねじ部24が配置され、ねじ部24の先端側が押圧駒23に形成された雌ねじ部23eに螺合されている。
そして、新たなボールねじ10が納入されたときに、送り系の駆動を停止して、劣化を生じたボールねじ10を新たなボールねじ10に交換する作業を行う。これによって、送り系の機構を更新することができ、送り系の停止時間を短くできるので、生産量のダウンを極力小さくすることができる。
なお、上記第1及び第2の実施形態においては、ナット13A側に収納部18を形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ナット13B側に収納部18を形成し、この収納部18内に一対の対向リング22A及び22Bと押圧駒23とを収納して、ねじ部24によって押圧駒23を半径方向に移動させるようにすればよい。
Claims (4)
- ねじ軸と、該ねじ軸に複数の転動体を介して螺合する複数のナットと、隣接するナット間に配置された予圧付与機構とを備え、
前記予圧付与機構は、前記隣接するナット間に介挿される初期予圧を与える間座と、前記隣接するナットの一方の端面に形成された収納部内に配置され、対向面に半径方向に行くに従い幅が変化する傾斜面を形成した軸方向に移動可能な一対の対向リングと、該一対の対向リングの傾斜面間に係合する断面台形状の複数の押圧駒と、該押圧駒を半径方向に移動させるねじ部とを備え、
前記隣接するナット間の予圧低下時に、前記ねじ部を操作することにより、押圧駒によって前記一対の対向リングを軸方向外側に移動させて当該隣接するナット間の予圧を回復させる
ことを特徴とするボールねじの予圧回復装置。 - 前記一対の対向リングは、一方のナット側の端面の外周縁から前記隣接するナット間の中央に行くに従い幅広となる傾斜面を有し、前記押圧駒は、前記傾斜面に係合する傾斜面を有し、半径方向外方から内方に向かうに従い幅狭となる断面台形状に形成され、前記ねじ部は前記収納部の半径方向外側の外周壁に形成された雌ねじ部に螺合していることを特徴とする請求項1に記載のボールねじの予圧回復装置。
- 前記一対の対向リングは、一方のナット側の端面の内周縁から前記隣接するナット間の中央に行くに従い幅広となる傾斜面を有し、前記押圧駒は、前記傾斜面に係合する傾斜面を有し、半径方向外方から内方に向かうに従い幅広となる断面台形状に形成され、前記ねじ部は前記収納部の半径方向外側の外周壁に形成されたスリット部に挿通され先端が前記押圧駒に形成された雌ねじ部に螺合されていることを特徴とする請求項1に記載のボールねじの予圧回復装置。
- 前記一対の対向リング及び押圧駒は、前記一対の対向リングの熱膨張係数に比較して押圧駒の熱膨張係数が小さくなる異なる金属材料で形成されていることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のボールねじの予圧回復装置。
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