JP2804594B2 - ボールねじの予圧装置 - Google Patents

ボールねじの予圧装置

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JP2804594B2
JP2804594B2 JP8924590A JP8924590A JP2804594B2 JP 2804594 B2 JP2804594 B2 JP 2804594B2 JP 8924590 A JP8924590 A JP 8924590A JP 8924590 A JP8924590 A JP 8924590A JP 2804594 B2 JP2804594 B2 JP 2804594B2
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武樹 白井
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テイエチケー株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ボールねじに関し、特に、ねじ軸に多数の
ボールを介して嵌合した一対のボールナットと一対のボ
ールナットの間に介在させた間座とを有するボールねじ
の予圧装置に関する。
[従来の技術] 送りねじとボールナットを用い移動台等を精密に移動
させる装置にあっては、ねじ軸のピッチ精度、螺旋溝の
形状精度が精密であり、またねじ軸の回転駆動が正確で
なければならない。さらに、ねじ軸とボールナットのバ
ックラッシュを排除することも必要である。
ねじ軸とボールナットのバックラッシュを排除する手
段としては、いわゆる間座予圧手段がある。この間座予
圧手段では、ボールを介してねじ軸に螺合した二つのボ
ールナットに互いに対向するキー溝を設け、このキー溝
にキーを嵌合させ二つのボールナットの円周方向の相対
回転を阻止すると共に、両ボールナットの間に、所定寸
法の間座を挿入してねじ軸の螺旋溝の位相を変化させ、
ねじ軸の螺旋溝とボールナットの螺旋溝との間に配した
転動可能なボールに予圧力を与えている。
しかしながらこの方式は、ボールねじの回転むらが発
生しやすいため、ボールねじの作動の良い事が要求され
るような装置、例えば、ワイヤカット放電加工機械、半
導体加工機械には使用することができなかった。
ボールねじの精度をそれ程あげることなくボールねじ
の回転むらをなくす技術として、間座の代りに弾性部材
を二つのボールナットの間に挿着したばね予圧手段が提
供されている。
例えば、実公昭60−8208号公報に記載のばね予圧手段
では、二つのボールナットの間に外周を切欠いたさらば
ね等の弾性部材を介在させ、この弾性部材に設けた切欠
きを二つのボールナットの回転を阻止するキーに係合さ
せて弾性部材の位置決めを行っている。
[発明が解決しようとする課題] 上述したキー溝とキーを用いる間座予圧手段及び間座
の代りに弾性部材を使用したばね予圧手段は、いずれも
部品点数、加工箇所が多く、また、組立ても繁雑で熟練
を要するという欠点を有していた。
また、組立て時にボールに加えられる予圧力は一定
で、簡単に調節することはできない欠点を有していた。
[課題を解決するための手段及び作用] 本発明の第一態様の目的は、上述した従来技術の課題
を解決し、部品点数、加工箇所が少なく且つ組立てが簡
単で短時間に行うことができるボールねじの予圧装置を
提供することである。
本発明の第二態様の目的は、さらに、組立て時にボー
ルに加えられる予圧力の調節を簡単に行うことができる
ボールねじの予圧装置を提供することである。
本発明の第一態様は、ボールねじ軸と、軸方向に伸縮
可能な伸縮手段と、内周面にボール転走溝を有し端面に
伸縮手段を引き込み自由になるように装着するためのキ
リ穴を少なくとも一つ有する第一のナットと、第一のナ
ットと同様に内周面にボール転走溝を有し第一のナット
に対向する端面の第一のナットのキリ穴に対応する位置
に伸縮手段を嵌入するためのキリ穴を有する第二のナッ
トと、第一のナットと第二のナットとの間に介在され伸
縮手段を挿通する貫通孔を有する弾性部材からなる間座
とを有し構成される。第一のナットと第二のナットとに
設けられたキリ穴と、間座に設けられた貫通孔とは、同
心円上且つ同一直径上にある。そして、第一のナットの
キリ穴及び間座の貫通穴と、第二のナットのキリ穴とを
円周方向にずらして多数のボールを介してボールねじ軸
に嵌合して保持した後、第一のナットと第二のナットと
を相対的に近付く方向に回転させ第一のナットのキリ穴
に装着された伸縮手段が第二のナットのキリ穴に嵌入し
た時、ボールに所望の予圧が掛かるように設定されてい
る。尚、伸縮手段は、剛性を有するピンと、弾性体とか
らなっている。又は、ねじ軸に多数のボールを介して嵌
合した一対のボールナットと一対のボールナットの間に
介在させた間座とを有するボールねじにおいて、一対の
ボールナットの対向する端面の対応する位置には、それ
ぞれ、ねじ軸の軸心を中心として同心円上に且つ同一直
径上に位置する一対のキリ穴が穿設されており、一方の
ボールナットの各キリ穴には、それぞれ、弾性体を介し
てピンが引込み可能に装着されており、そして、間座の
ボールナットの一対のキリ穴に対応する位置には、それ
ぞれ、ピンが挿通する貫通孔が穿設されていることを特
徴とする。
かかるボールねじを組立てるには、先ず、ピン付きの
ボールナット及び間座のキリ穴と他方のボールナットの
キリ穴とを円周方向にずらして保持し、ねじ軸を多数の
ボールととも嵌合する。この状態では、一方のボールナ
ットのピンはキリ穴に引込んでおり、その先端は弾性部
材により所定の押圧力で他方のボールナットの対向する
端面に当接されている。一対のボールナットを相対的に
近付く方向に回転させると、各ピンの先端が、それぞ
れ、他方のボールナットのキリ穴に嵌入し、両ボールナ
ットの円周方向の相対的運動が阻止される。この時、ボ
ールに所望の予圧がかかるように設定されている。
本発明の第二態様は、第二のナットのキリ穴が互いに
同心円上且つ同一直径上に隣接して複数設けられている
ことである。本発明の具体的な形態としては、ねじ軸に
多数のボールを介して嵌合した第一及び第二のボールナ
ットと第一及び第二のボールナットの間に介在させた間
座とを有するボールねじにおいて、第一のボールナット
の第二のボールナットと対向する端面には、ねじ軸の軸
心を中心として同心円上に且つ同一直径上に位置するね
じ軸の軸方向と平行な一対のキリ穴が穿設されており、
第二のボールナットの第一のボールナットと対向する端
面には、ねじ軸の軸心を中心として第一のボールナット
の一対のキリ穴と同一半径の同心円上に且つ同一直径上
に位置する一対のキリ穴が、円周方向に離間して複数組
穿設されており、第一のボールナットの各キリ穴には、
それぞれ、弾性体を介してピンが引込み可能に装着され
ており、そして、間座の第一のボールナットの一対のキ
リ穴に対応する位置には、それぞれ、ピンが挿通する貫
通孔が穿設されていることを特徴とする。
本発明の第一態様と同様に一対のボールナットを相対
的に近付く方向に回転し、各ピンの先端を他方のボール
ナットのキリ穴に嵌入させ、それにより、ボールに予圧
を付与する。付与された予圧が所望の予圧と異なる場
合、さらに、所定以上の回転トルクで一対のボールナッ
トを円周方向に相対的に回転する。各ピンの先端は他方
のボールナットのキリ穴から外れて、異なる対のキリ穴
に嵌入する。これにより、ボールに異なる予圧が付与さ
れる。
[実施例] 次に、本発明のボールねじの予圧装置について図面を
参照して説明する。
第1図は、本発明に係るボールねじの予圧装置の一実
施例を示す縦断面図である。
第2図は、第1図に図示された第二のボールナットの
正面図である。
第3図は、本発明に係るボールねじの予圧装置に使用
されるボールナットの他の実施例の正面図である。
第4図は、キリ穴とピンとの係合部分の拡大断面図で
ある。
本発明に係るボールねじの予圧装置は、概略的に、ね
じ軸1と、このねじ軸1に多数のボール2を介して嵌合
した一対のボールナット3、4と、そして、一対のボー
ルナット3、4の間に介在させた間座5とを有してい
る。
ねじ軸1は、外面に断面円弧状の螺旋溝1aを有する軸
である。
第一のボールナット3は、ねじ軸1の螺旋溝1aと対応
する螺旋溝3aを内面に有し、一方の端面にフランジ3bを
有する円筒状部材である。第一のボールナット3の第二
のボールナット4と対向する端面には、ねじ軸1の軸心
を中心として同心円上に且つ同一直径上に位置する一対
のキリ穴3c、3cが穿設されている。
第一のボールナット3の一対のキリ穴3c、3cには、そ
れぞれ、圧縮コイルスプリング6を介してピン7が引込
み可能に装着されている。
間座5の所定の位置、即ち、第一のボールナット3の
キリ穴3c、3cに対応する位置には、それぞれ、ピン7が
挿通する貫通孔5a、5aが穿設されている。貫通孔5a、5a
は、ねじ軸1の軸方向と平行に穿設されており、ピン7
の本数と同数だけ穿設されている。間座5は、引張弾性
係数が鋼に比べて小さな樹脂、例えば、ウレタンゴムよ
り製造することが好ましい. 第二のボールナット4は、ねじ軸1の螺旋溝1aと対応
する螺旋溝4aを内面に有する円筒状部材である。第二の
ボールナット4の第一のボールナット3と対向する端面
には、第2図に図示されているように、ねじ軸1の軸心
を中心として第一のボールナット3の一対のキリ穴3c、
3cと同一半径の同心円上に且つ同一直径上に位置する一
対のキリ穴4b、4bが穿設されている。
第一のボールナット3のキリ穴3c、3c、間座5の貫通
孔5a、5a及び第二のボールナット4のキリ穴4b、4bは、
ねじ軸1の軸心方向に整列可能となっている。
第二のボールナット4には、さらに、ねじ軸1の軸心
を中心としてキリ穴4b、4bと同一半径の同心円上に且つ
同一直径上に位置する複数対のキリ穴4c、4c;4d、4d;4
e、4eを、円周方向に離間して穿設することができる。
第3図に図示された実施例では、各対のキリ穴は、円周
方向に等角度づつ離間して4組穿設されているが、ボー
ルにかかる予圧が所望の割合で変化するように、キリ穴
を円周方向に所定の角度づつ離間して任意の組数穿設す
ることもできる。その場合、ピン7の先端部が、それぞ
れ、第二のボールナット4のキリ穴に嵌入していても所
定以上の回転トルクを加えた時、ピン7の先端部が第二
のボールナット4のキリ穴から外れることができるよう
に、ピン7の先端部及びキリ穴が形状ずけられている事
が必要である。例えば、第4図に図示されているよう
に、ピン7の先端部7aが球面形状で且つ各キリ穴4cが円
錐形状とすることができる。
次に、本発明のボールねじの予圧装置の動作について
説明する。
ピン7が挿着されている第一のボールナット3のキリ
穴3c、3c及び間座5のキリ穴5a、5aと第二のボールナッ
ト4のキリ穴4b、4bとを円周方向にずらして保持し、ね
じ軸1を多数のボール2ととも嵌合する。この状態で
は、第一のボールナット3のピン7はキリ穴3c、3内に
引込んでおり、その先端は圧縮コイルスプリング6によ
り所定の押圧力で第二のボールナット4の対向する端面
に押し付けられている。一対のボールナット3、4を相
対的に近付く方向に回転させると、各ピン7の先端が、
それぞれ、第二のボールナット4のキリ穴4b、4bに嵌入
し、両ボールナット3、4の円周方向の相対的運動が阻
止される。この時、ボール2には、所望の予圧がかかる
ように設定されている。
第二のボールナット4に複数組のキリ穴4b、4b;4c、4
c…が穿設される場合も同様に、一対のボールナット
3、4を相対的に近付く方向に回転し、各ピン7の先端
を第二のボールナット4の第一の組のキリ穴4b、4bに嵌
入させ、それにより、ボール2に予圧を付与する。付与
された予圧が所望の予圧と異なる場合、さらに、所定以
上の回転トルクで一対のボールナットを円周方向に相対
的に締め込む。各ピン7の先端は第二のボールナット4
のキリ穴4b、4bから外れて、第二の対のキリ穴4c、4cに
嵌入する。これにより、ボール2に異なる予圧が付与さ
れる。これを繰り返し、ボール2に所望の予圧が付与さ
れるように調整する。
本発明は、第一のボールナット3、第二のボールナッ
ト4及び間座5に一対又は複数対のキリ穴等を穿設した
ものについて説明したが、条件が許せば一つのキリ穴、
一つのピンとすることもできる。また、各対のキリ穴は
必ずしも同一直径上になくても、或いは、同一半径でな
くてもよい。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明のボールねじの予圧装置
は、一対のボールナットを相対的に近付く方向に回転さ
せるだけで両ボールナットの円周方向の相対運動が阻止
されその状態でボールに所望の予圧が付与されるため、
組立てが簡単で短時間に行うことができる。また、部品
点数、加工箇所も少なくてすむため、安価に製造するこ
とができる。
さらに、他方のボールナットに複数組のキリ穴を穿設
する場合には、所定の回転トルク以上でボールナットを
相対的に円周方向に回転させるだけで、ボールに付与す
る予圧を簡単に調節することができる利点を有してい
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るボールねじの予圧装置の一実施
例を示す縦断面図である。 第2図は、第1図に図示された第二のボールナットの正
面図である。 第3図は、本発明に係るボールねじの予圧装置に使用さ
れるボールナットの他の実施例の正面図である。 第4図は、キリ穴とピンとの係合部分の拡大断面図であ
る。 1……ねじ軸、1a……螺旋溝 2……ボール 3……ボールナット、3a……螺旋溝 3b……フランジ、3c……キリ穴 4……ボールナット、4a……螺旋溝 4b、4c、4d、4e……キリ穴 5……間座、5a……貫通孔 6……圧縮コイルスプリング 7……ピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−129632(JP,A) 実開 昭63−187760(JP,U) 実開 昭63−27756(JP,U) 実開 昭63−11961(JP,U) 実開 昭58−108648(JP,U) 実開 昭57−160445(JP,U) 実開 昭55−38022(JP,U) 実開 昭58−38056(JP,U) 実開 昭58−44558(JP,U) 実公 昭47−29897(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16H 25/22

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボールねじ軸と、 軸方向に伸縮可能な伸縮手段と、 内周面にボール転走溝を有し端面に前記伸縮手段を引き
    込み自由になるように装着するためのキリ穴を少なくと
    も一つ有する第一のナットと、 前記第一のナットと同様に内周面にボール転走溝を有し
    第一のナットに対向する端面の該第一のナットのキリ穴
    に対応する位置に前記伸縮手段を嵌入するためのキリ穴
    を有する第二のナットと、 前記第一のナットと前記第二のナットとの間に介在され
    前記伸縮手段を挿通する貫通孔を有する弾性部材からな
    る間座と、 を有し構成されることを特徴とするボールねじの予圧装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のボールねじの予圧装置に
    おいて、前記第一のナットと前記第二のナットとに設け
    られたキリ穴と、前記間座に設けられた貫通孔とが、同
    心円上且つ同一直径上にあることを特徴とするボールね
    じの予圧装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は請求項2に記載のボールねじ
    の予圧装置において、前記第一のナットのキリ穴及び前
    記間座の貫通穴と、前記第二のナットのキリ穴とを円周
    方向にずらして多数のボールを介してボールねじ軸に嵌
    合して保持した後、前記第一のナットと前記第二のナッ
    トとを相対的に近付く方向に回転させ前記第一のナット
    のキリ穴に装着された前記伸縮手段が前記第二のナット
    のキリ穴に嵌入した時、ボールに所望の予圧が掛かるよ
    うに設定されていることを特徴とするボールねじの予圧
    装置。
  4. 【請求項4】請求項1〜請求項3に記載のボールねじの
    予圧装置において、前記第二のナットのキリ穴が互いに
    同心円上且つ同一直径上に隣接して複数設けられている
    ことを特徴とするボールねじの予圧装置。
  5. 【請求項5】請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載
    のボールねじの予圧装置において、前記伸縮手段が、剛
    性を有するピンと、弾性体とからなることを特徴とする
    ボールねじの予圧装置。
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CN104395644A (zh) * 2013-06-05 2015-03-04 日本精工株式会社 滚珠丝杠
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