JP3726471B2

JP3726471B2 - Ball screw

Info

Publication number: JP3726471B2
Application number: JP03659098A
Authority: JP
Inventors: 孝之矢部
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JPH11223258A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、循環駒を有する循環駒式のボールねじに関し、詳しくは、リテーナの強度を十分に確保すると共に十分な負荷容量を確保しながら、長期間にわたって作動性を良好に維持できる循環駒式のボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじでは、ねじ軸の外周面及びナットの内周面に、互いに対応する螺旋状のねじ溝が形成され、双方のねじ溝により形成された螺旋状溝の空間内に多数のボールが転動自在に配置されている。ねじ軸とナットを相対的に回転させて一方を軸方向に移動させると、多数のボールの転動を介してねじ軸とナットが滑らかに相対螺旋運動するようになっている。
【０００３】
このようなボールねじのうち、循環駒を有する循環駒式のボールねじでは、ナットに設けた循環駒の循環路に沿って、ボールがねじ軸のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝に戻って循環するようになっているため、ボールを戻すための循環路を短く構成することができ、ボールの循環抵抗が小さく、トルク変動を小さくすることができる。
【０００４】
しかし、この循環駒式のボールねじでは、ボールがねじ溝内に密に配置されており、個々のねじ溝内を同方向に転動するが、その際、隣接するボール同士の接触点では、互いに逆方向に転動するボールが接触して、相互に転動を妨げる結果、この接触点ですべりを生じ、ボールの自由な転動が妨げられ、トルク抵抗が大きくなるといったことがある。
【０００５】
このようなトルク抵抗を低減するため、負荷を受けるボールの間に、これよりも僅かに小径とされたスペーサボールを介在させることも行われているが、負荷を受けるボールの間隔が離れ、負荷を受けるボールの個数が約半分になってしまい、ボールねじの負荷容量が半減するといったことがある。
【０００６】
また、トルク抵抗を低減するため、図１４に示すようなリテーナを有する循環駒式のボールねじが用いられることがある。このボールねじでは、ねじ軸とナットの間に、多数のボールを夫々転動自在に保持する多数の丸孔２が形成されたリテーナ１が設けられている。これにより、ボール同士が接触することを防止でき、すべり抵抗によるトルク抵抗を低減することができる。
【０００７】
しかし、リテーナ１の丸孔２は、ボールの軸方向の移動を制限していることから、ねじ軸が定位置で回転されて、ナットが非回転で軸方向に移動される場合には、リテーナ１は、ナットの移動量の半分だけ軸方向に移動し、ナットに対して位置ずれされるといったことがある。そのため、ナットの軸方向の長さは、リテーナ１のナットに対する位置ずれ分を見込んで、比較的長くしなければならないといった問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決するため、実公平２−５１４５号公報には、トルク抵抗を低減すると共にナットの軸方向の長さを短く抑えた循環駒式のボールねじが開示されている。この循環駒式のボールねじを図１５に示す。ねじ軸３のねじ溝４とナット５のねじ溝６との間に、多数のボール７が介装されている。ナット５には、循環路９を有する循環駒８が嵌合され、この循環路９に沿って、ボール７がねじ軸３のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝４に戻って循環するようになっている。さらに、ねじ軸３とナット５との間には、多数のボール７を夫々転動自在に保持する多数の長孔１１が形成されたリテーナ１０が設けられ、リテーナ１０の両端部は、止め輪１２によりナット５に対して移動しないようにされている。
【０００９】
このリテーナ１０の長孔１１は、複数のねじ溝４にまたがるように軸方向に延在されているため、ねじ軸３が定位置で回転されて、ナット５が非回転で軸方向に移動される場合、循環駒８の循環路９を通って隣接するねじ溝４に移動しようするボール７は、リテーナ１０の長孔１１に沿って軸方向に移動できるため、リテーナ１０は、ナット５と共に移動することができ、ナット５に対して軸方向に位置ずれするといったことがない。また、リテーナ１０を用いているため、隣接するボール同士の接触がなく、すべり抵抗によるトルク抵抗を低減することもできる。
【００１０】
このような循環駒式のボールねじでは、循環駒８の個数を増加して、ボールねじの循環回路数を増加した場合には、リテーナ１０も軸方向に長くされて長孔１１も軸方向に長くされる必要がある。
【００１１】
しかしながら、このように、長孔１１が軸方向に長く形成された場合には、リテーナ１０の強度が弱くなり、リテーナ１０の強度を十分に確保できないといったことがある。
【００１２】
また、ボールねじの循環回路数を増加した場合、夫々の循環路９には、加工誤差が存在し、各循環路９でのボールの転がり方が異なるため、トルク抵抗が各循環路９で異なり、トルク変動が生起されるといったことがある。
【００１３】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、ナットの軸方向の長さをリテーナを設けない場合と同様とし、周方向に隣接するボール同士の接触を防止してトルク抵抗および騒音を低減し、リテーナの強度を十分に確保し、これにより、十分な負荷容量を確保しながら、長期間にわたって作動性を良好に維持できるボールねじを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的達成のため、本発明に係るボールねじは、ボールがねじ軸のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝に戻るようにボールを循環させる循環路を有する循環駒をボールナットに嵌合したボールねじにおいて、
ボールを周方向に離間して保持すると共に、該ボールを保持する部分が幅方向の一側に切欠き部を有するか、もしくは該ボールを径方向内方から保持する半円部が形成されたくし状部を有し、ボールが前記循環路を通過する際に弾性的に屈曲又は湾曲する柔軟部を有するリテーナを具備することを特徴とする。
【００１５】
このように、本発明では、ボールを周方向に離間して保持するリテーナが弾性的に屈曲又は湾曲する柔軟部を有しているため、ボールが循環駒の循環路を通ってねじ軸のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝に戻るように循環する際、リテーナは、その柔軟部が弾性的に屈曲又は湾曲して、循環路内を移動するボールを一方のねじ溝から隣接するねじ溝にスムーズに案内することができ、ボールの循環作動性を良好に維持できる。
【００１６】
また、本発明では、リテーナの柔軟部が循環路のボールを案内する役目を果たしているため、従来のように、循環路のボールを案内するための丸孔又は長孔をリテーナに設ける必要がなく、ナットの軸方向の長さをリテーナを設けない場合と同様とすることができる。
【００１７】
さらに、ボールを周方向に離間して保持するリテーナを用いているため、周方向に隣接するボール同士の接触がなく、すべり抵抗によるトルク抵抗を低減することもできる。
【００１８】
さらに、ボールが循環駒の循環路を通過してリテーナの柔軟部が弾性的に屈曲又は湾曲する際、この柔軟部にかかる曲げ応力やねじり応力は極めて小さく、繰り返し弾性変形されたとしても、疲労破壊といった虞れもなく、リテーナの強度を十分に確保することができる。
【００１９】
さらに、ボールを周方向に離間して保持するリテーナを用いており、スペーサボールを用いる場合に比べて、周方向に隣接するボール間の間隔を小さくできるため、スペーサボールを用いる循環駒式のボールねじのように負荷容量が小さくなるといったことがなく、十分な負荷容量を確保できる。
【００２０】
このように、本発明によれば、リテーナの強度を十分に確保すると共に十分な負荷容量を確保しながら、長期間にわたってボールの循環作動性を良好に維持することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１乃至図６を参照して、本発明の第１実施の形態に係るボールねじを説明する。図１は、第１実施の形態に係る循環駒式のボールねじの斜視図である。図２は、図１に示した循環駒の斜視図である。図３は、第１実施の形態に係る循環駒式のボールねじに装着するリテーナの側面図である。図４は、図３に示したリテーナを軸方向から視た図である。図５は、第１実施の形態に係る循環駒式のボールねじの縦断面図である。図６は、図３乃至図５に示したリテーナを延在した図である。
【００２２】
図１及び図２に示すように、循環駒式のボールねじでは、外周面２１ａに螺旋状のねじ溝２１ｂを有するねじ軸２１に、内周面２２ａにねじ溝２２ｂを有するボールナット２２が多数のボール２３を介して螺合されている。ボールナット２２の円筒胴部には、対向した両ねじ溝２１ｂ，２２ｂで形成された螺旋空間内を転動しつつ移動するボール２３を導いて循環させるための循環路３１を有する樹脂製の循環駒３０が嵌着されている。この循環路３１は、ほぼＳ字状に湾曲しており、Ａ点から循環路３１に沿って進んだボール２３がねじ軸２１の外周面（ランド部）２１ａを乗り越え、Ｄ点でねじ軸２１のねじ溝２１ｂとナット２２のねじ溝２２ｂとの間に入り、もとのＡ点に戻る循環を繰り返すようになっている。
【００２３】
次いで、図３乃至図６に示すように、本実施の形態では、ボール２３を周方向に離間して保持するリテーナ４０が設けられている。このリテーナ４０は、弾性変形できる樹脂製であって、薄板帯状に形成されている。このリテーナ４０には、ボール２３に係合する丸孔４１が形成され、丸孔４１の一側には、互い違いに切欠き部４２が形成され、丸孔４１の他側には、切り欠かれていない接続部４３が形成されている。この接続部４３は、弾性的に屈曲又は湾曲する柔軟部を構成している。
【００２４】
図５に示すように、リテーナ４０は、ねじ軸２１のランド部２１ａとナット２２のランド部２２ａとの間に配設されて、径方向に規制されている。
【００２５】
このように構成されているため、ボール２３が循環駒３０の循環路３１を通ってねじ軸２１のねじ山２１ａを乗り越えて隣接するねじ溝２１ｂ，２２ｂに戻るように循環する際、図３に示すように、リテーナ４０は、符号４４で示す部分で弾性的に湾曲し、切欠き部４２は開くと共に、接続部４３は弾性的に湾曲する。
【００２６】
このようなリテーナ４０の弾性的な湾曲により、循環路３１内のボール２３を、一方のねじ溝２１ｂ，２２ｂから隣接するねじ溝２１ｂ，２２ｂにスムーズに案内することができ、ボール２３の循環作動性を良好に保つことができる。
【００２７】
この接続部４３が弾性的に湾曲する際、切欠き部４２が開くようにしているため、湾曲する曲率が小さく、この接続部４３にかかる曲げ応力やねじり応力は極めて小さく、接続部４３が繰り返し弾性変形されたとしても、疲労破壊するといった虞れもなく、リテーナ４０の強度を長期間にわたり十分に確保することができる。
【００２８】
また、リテーナ４０の弾性的な湾曲により、循環路３１のボール２３を案内することができるため、従来のように、循環路３１のボール２３を案内するための丸孔又は長孔をリテーナに設ける必要がなく、ナット２２の軸方向の長さをリテーナを設けない場合と同様とすることができる。
【００２９】
さらに、ボール２３を周方向に離間して保持するリテーナ４０を用いているため、周方向に隣接するボール２３同士の接触がなく、すべり抵抗によるトルク抵抗を低減することもできる。
【００３０】
さらに、ボール２３を周方向に離間して保持するリテーナ４０を用いており、スペーサボールを用いる場合に比べて、周方向に隣接するボール２３間の間隔を小さくできるため、スペーサボールを用いる循環駒式のボールねじのように負荷容量が小さくなるといったことがなく、十分な負荷容量を確保できる。
【００３１】
さらに、図７に、第１実施の形態の変形例に係るリテーナを示す。この変形例では、リテーナ４０一側に、切欠き部４２が形成されており、他側に、接続部４３が形成されている。この場合にも、リテーナ４０は弾性的に湾曲することができ、循環路３１内のボール２３をスムーズに案内することができる。なお、リテーナ４０の丸孔４１は、この形状に限定されるものではなく、多角形であってもよい。
【００３２】
次に、図８乃至図１１を参照して、本発明の第２実施の形態に係るボールねじを説明する。図８は、第２実施の形態に係る循環駒式のボールねじに装着するリテーナの側面図である。図９は、図８に示したリテーナを軸方向から視た図である。図１０は、第２実施の形態に係る循環駒式のボールねじの縦断面図である。図１１は、図８乃至図１０に示したリテーナを延在した図である。
【００３３】
本実施の形態では、リテーナ５０は、弾性変形できる樹脂製であって、薄板帯状に形成されており、図１１に示すように、リテーナ５０には、ボール２３径方向内方から保持する半円部５１が形成されており、これら半円部５１の間に突起部５２が形成され、ボール２３を片側から保持するくし状形状とされている。この半円部５１の底部が、弾性的に屈曲又は湾曲する柔軟部を構成している。
【００３４】
図１０に示すように、リテーナ５０は、ねじ軸２１のねじ溝２１ｂ内に配設されて、径方向および軸方向に規制されている。また、突起部５２は、ボール２３を保持できるように、上部ほど拡がった形状に形成されている。なお、リテーナ５０は、ナット２２のねじ溝２２ｂ内に配設して、径方向および軸方向に規制してもよい。
【００３５】
このように構成されているため、ボール２３が循環駒３０の循環路３１を通ってねじ軸２１のねじ山２１ａを乗り越えて隣接するねじ溝２１ｂ，２２ｂに戻るように循環する際、図１１に示すように、リテーナ５０の半円部５１の底部は、薄くなっているため、図８に示すように、リテーナ５０は、符号５３で示す部分で弾性的に屈曲する。同時に、図９に示すように、リテーナ５０は、符号５４で示す部分で、ボール２３循環路３１を通過するのに対応して、径方向外方に膨出する。
【００３６】
このようなリテーナ５０の弾性的な変形により、循環路３１内のボール２３を、一方のねじ溝２１ｂ，２２ｂから隣接するねじ溝２１ｂ，２２ｂにスムーズに案内することができ、ボール２３の循環作動性を良好に保つことができる。
【００３７】
また、このリテーナ５０の弾性変形の際、半円部５１の底部にかかる曲げ応力やねじり応力は極めて小さく、繰り返し弾性変形されたとしても、疲労破壊するといった虞れもなく、リテーナ５０の強度を長期間にわたり十分に確保することができる。
【００３８】
次に、図１２に、第２実施例におけるリテーナの変形例を示す。この変形例では、リテーナ５０の突起部５２の形状が種々に変形されている。なお、各図において、左図は、ボールねじの軸方向に沿った断面図であり、右図は、ボールねじの径方向に沿った断面図である。
【００３９】
図１２（ａ）では、右図のように、ボール２３，２３の間に、ボール２３の球面に沿った形状に突起部５２が形成されており、左図のように、突起部５２は、円形に形成されている。
【００４０】
図１２（ｂ）では、右図のように、ボール２３，２３の間に、平板状に形成された突起部５２が設けられ、左図のように、この突起部５２は、軸方向には、三角形に形成されている。
【００４１】
図１２（ｃ）では、右図のように、ボール２３，２３の間に、平板状に形成された突起部５２が設けられ、左図のように、この突起部５２は、軸方向には、円形に形成されている。
【００４２】
次に、図１３に、第２実施例におけるリテーナの他の変形例を示す。この変形例では、リテーナ５０のねじ溝２１ｂ内に配設される部位５５の形状が種々に変形されている。なお、各図は、ボールねじの軸方向に沿った断面図である。
【００４３】
図１３（ａ）では、このリテーナ５０のねじ溝２１ｂ内に配設される部位５５は、円形に形成されている。
【００４４】
図１３（ｂ）では、このリテーナ５０のねじ溝２１ｂ内に配設される部位５５は、四角形に形成されている。
【００４５】
図１３（ｃ）では、このリテーナ５０のねじ溝２１ｂ内に配設される部位５５は、三角形に形成されている。
【００４６】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、ボールが循環駒の循環路を通って循環する際、リテーナは、その柔軟部が弾性的に屈曲又は湾曲して、循環路内を移動するボールを一方のねじ溝から隣接するねじ溝にスムーズに案内することができ、ボールの循環作動性を良好に維持できる。
【００４８】
また、本発明では、リテーナの柔軟部が循環路のボールを案内する役目を果たしているため、ナットの軸方向の長さをリテーナを設けない場合と同様とすることができる。
【００４９】
さらに、ボールを周方向に離間して保持するリテーナを用いているため、周方向に隣接するボール同士の接触がなく、すべり抵抗によるトルク抵抗を低減することもできる。
【００５０】
さらに、リテーナの柔軟部にかかる曲げ応力やねじり応力は極めて小さく、繰り返し弾性変形されたとしても、疲労破壊といった虞れもなく、リテーナの強度を十分に確保することができる。
【００５１】
さらに、ボールを周方向に離間して保持するリテーナを用いており、スペーサボールを用いる場合に比べて、周方向に隣接するボール間の間隔を小さくできるため、スペーサボールを用いる循環駒式のボールねじのように負荷容量が小さくなるといったことがなく、十分な負荷容量を確保できる。
【００５２】
このように、本発明によれば、リテーナの強度を十分に確保すると共に十分な負荷容量を確保しながら、長期間にわたってボールの循環作動性を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態に係る循環駒式のボールねじの斜視図である。
【図２】図１に示した循環駒の斜視図である。
【図３】第１実施の形態に係る循環駒式のボールねじに装着するリテーナの側面図である。
【図４】図３に示したリテーナを軸方向から視た図である。
【図５】第１実施の形態に係る循環駒式のボールねじの縦断面図である。
【図６】図３乃至図５に示したリテーナを延在した図である。
【図７】第１実施の形態の変形例に係るリテーナを延在した図である。
【図８】第２実施の形態に係る循環駒式のボールねじに装着するリテーナの側面図である。
【図９】図８に示したリテーナを軸方向から視た図である。
【図１０】第２実施の形態に係る循環駒式のボールねじの縦断面図である。
【図１１】図８乃至図１０に示したリテーナを延在した図である。
【図１２】各（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第２実施例の変形例に係るリテーナの断面図である。
【図１３】各（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第２実施例の他の変形例に係るリテーナの断面図である。
【図１４】従来に係る循環駒式のボールねじに装着するリテーナの斜視図である。
【図１５】他の従来に係る循環駒式のボールねじの断面図である。
【符号の説明】
２１ねじ軸
２１ａねじ山
２１ｂねじ溝
２２ボールナット
２２ａねじ山
２２ｂねじ溝
２３ボール
３０循環駒
３１循環路
４０リテーナ
４１丸孔
４２切欠き部
４３接続部（柔軟部）
５０リテーナ
５１半円部
５２突起部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a circulation piece type ball screw having a circulation piece, and in particular, a circulation piece type that can maintain the operability well over a long period of time while ensuring sufficient retainer strength and sufficient load capacity. Related to the ball screw.
[0002]
[Prior art]
In the ball screw, spiral screw grooves corresponding to each other are formed on the outer peripheral surface of the screw shaft and the inner peripheral surface of the nut, and a large number of balls roll in the space of the spiral groove formed by both screw grooves. Arranged freely. When the screw shaft and the nut are relatively rotated and one of them is moved in the axial direction, the screw shaft and the nut smoothly move relative to each other through rolling of a large number of balls.
[0003]
Among these ball screws, in the circulation piece type ball screw having a circulation piece, along the circulation path of the circulation piece provided on the nut, the ball passes over the thread of the screw shaft and circulates back to the adjacent screw groove. As a result, the circulation path for returning the ball can be shortened, the circulation resistance of the ball can be reduced, and the torque fluctuation can be reduced.
[0004]
However, in this circulation piece type ball screw, the balls are densely arranged in the thread groove and roll in the same direction in each thread groove, but at that time, at the contact point between adjacent balls, Balls that roll in opposite directions come into contact with each other and interfere with each other. As a result, slip occurs at this contact point, preventing free rolling of the ball and increasing torque resistance.
[0005]
In order to reduce such torque resistance, a spacer ball having a slightly smaller diameter is also interposed between the balls receiving the load. In some cases, the number of balls received is halved, and the load capacity of the ball screw is halved.
[0006]
In order to reduce torque resistance, a circulation piece type ball screw having a retainer as shown in FIG. 14 may be used. In this ball screw, a retainer 1 in which a large number of round holes 2 are formed between a screw shaft and a nut so as to hold a large number of balls so as to be freely rotatable is provided. As a result, the balls can be prevented from coming into contact with each other, and torque resistance due to slip resistance can be reduced.
[0007]
However, since the round hole 2 of the retainer 1 restricts the movement of the ball in the axial direction, when the screw shaft is rotated at a fixed position and the nut is not rotated, the retainer 1 moves in the axial direction. 1 may move in the axial direction by half the amount of movement of the nut, and may be displaced with respect to the nut. Therefore, there is a problem that the length of the nut in the axial direction needs to be relatively long in consideration of the positional deviation of the retainer 1 with respect to the nut.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve such problems, Japanese Utility Model Publication No. 2-5145 discloses a circulation piece type ball screw that reduces torque resistance and shortens the axial length of the nut. This circulation piece type ball screw is shown in FIG. A large number of balls 7 are interposed between the thread groove 4 of the screw shaft 3 and the thread groove 6 of the nut 5. A circulation piece 8 having a circulation path 9 is fitted to the nut 5, and along this circulation path 9, the ball 7 rides over the thread of the screw shaft 3 and circulates back to the adjacent screw groove 4. It has become. Further, between the screw shaft 3 and the nut 5, there is provided a retainer 10 in which a large number of long holes 11 for holding a large number of balls 7 so as to be freely rollable are provided, and both ends of the retainer 10 are provided with retaining rings. 12 to prevent the nut 5 from moving.
[0009]
Since the elongated hole 11 of the retainer 10 extends in the axial direction so as to straddle the plurality of screw grooves 4, the screw shaft 3 is rotated at a fixed position, and the nut 5 is moved in the axial direction without rotation. In this case, since the ball 7 that is about to move to the adjacent thread groove 4 through the circulation path 9 of the circulation piece 8 can move in the axial direction along the long hole 11 of the retainer 10, the retainer 10 moves together with the nut 5. The position of the nut 5 is not displaced in the axial direction. Further, since the retainer 10 is used, there is no contact between adjacent balls, and torque resistance due to slip resistance can be reduced.
[0010]
In such a circulation piece type ball screw, when the number of circulation pieces 8 is increased and the number of circulation circuits of the ball screw is increased, the retainer 10 is also elongated in the axial direction and the long hole 11 is also moved in the axial direction. Need to be lengthened.
[0011]
However, when the long hole 11 is formed long in the axial direction as described above, the strength of the retainer 10 is weakened, and the strength of the retainer 10 cannot be sufficiently secured.
[0012]
Further, when the number of circulation circuits of the ball screw is increased, there is a processing error in each circulation path 9, and the ball rolling in each circulation path 9 is different, so that the torque resistance is different in each circulation path 9. Torque fluctuations may occur.
[0013]
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and the length of the nut in the axial direction is the same as that in the case where no retainer is provided to prevent contact between adjacent balls in the circumferential direction. An object of the present invention is to provide a ball screw that can reduce resistance and noise, sufficiently secure the strength of the retainer, and thereby maintain good operability over a long period of time while ensuring sufficient load capacity.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the ball screw according to the present invention is fitted with a ball nut with a circulation piece having a circulation path for circulating the ball so that the ball passes over the thread of the screw shaft and returns to the adjacent screw groove. In ball screw,
Combs that hold the balls apart in the circumferential direction, and that the part that holds the balls has a notch on one side in the width direction, or a semicircular part that holds the balls from the inside in the radial direction. And a retainer having a flexible portion that is elastically bent or curved when the ball passes through the circulation path.
[0015]
Thus, in the present invention, since the retainer that holds the ball spaced apart in the circumferential direction has the flexible portion that is elastically bent or curved, the ball passes through the circulation path of the circulation piece and the thread of the screw shaft. When the retainer circulates back to the adjacent screw groove, the flexible portion of the retainer is elastically bent or curved so that the ball moving in the circulation path is smoothly transferred from one screw groove to the adjacent screw groove. It is possible to guide the ball and maintain good circulation operability of the ball.
[0016]
Further, in the present invention, since the flexible portion of the retainer plays a role of guiding the ball of the circulation path, there is no need to provide a round hole or a long hole for guiding the ball of the circulation path in the retainer as in the prior art. The length of the nut in the axial direction can be the same as that in the case where no retainer is provided.
[0017]
Further, since the retainer that holds the balls separated in the circumferential direction is used, there is no contact between the balls adjacent in the circumferential direction, and the torque resistance due to the slip resistance can be reduced.
[0018]
Further, when the ball passes through the circulation path of the circulation piece and the flexible part of the retainer is elastically bent or curved, the bending stress and torsional stress applied to the flexible part are extremely small, and even if it is repeatedly elastically deformed, fatigue failure Therefore, it is possible to sufficiently secure the retainer.
[0019]
Furthermore, a retainer that holds the balls apart in the circumferential direction is used, and the interval between adjacent balls in the circumferential direction can be reduced compared to the case where spacer balls are used. Sufficient load capacity can be ensured without reducing the load capacity like a screw.
[0020]
As described above, according to the present invention, it is possible to satisfactorily maintain the circulation operability of the ball over a long period of time while ensuring sufficient retainer strength and sufficient load capacity.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A ball screw according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a circulation piece type ball screw according to the first embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the circulation piece shown in FIG. FIG. 3 is a side view of the retainer attached to the circulation piece type ball screw according to the first embodiment. FIG. 4 is a view of the retainer shown in FIG. 3 as viewed from the axial direction. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the circulation piece type ball screw according to the first embodiment. FIG. 6 is an extended view of the retainer shown in FIGS. 3 to 5.
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 2, in the circulation piece type ball screw, there are a large number of ball nuts 22 having a screw groove 22b on the inner peripheral surface 22a and a screw shaft 21 having a spiral screw groove 21b on the outer peripheral surface 21a. Screwed through a ball 23. The cylindrical body of the ball nut 22 has a circulation path 31 for introducing and circulating a ball 23 that moves while rolling in the spiral space formed by the opposing screw grooves 21b and 22b. A piece 30 is fitted. The circulation path 31 is curved in a substantially S shape, and the ball 23 that has traveled along the circulation path 31 from the point A gets over the outer peripheral surface (land portion) 21a of the screw shaft 21, and the screw shaft 21 at the point D. Is repeated between the screw groove 21b and the screw groove 22b of the nut 22 and returning to the original point A.
[0023]
Next, as shown in FIGS. 3 to 6, in the present embodiment, a retainer 40 that holds the balls 23 apart in the circumferential direction is provided. The retainer 40 is made of a resin that can be elastically deformed, and is formed in a thin strip shape. The retainer 40 is formed with round holes 41 that engage with the balls 23, the notches 42 are alternately formed on one side of the round holes 41, and the other side of the round holes 41 is notched. The connection part 43 which is not formed is formed. The connection portion 43 constitutes a flexible portion that is elastically bent or curved.
[0024]
As shown in FIG. 5, the retainer 40 is disposed between the land portion 21 a of the screw shaft 21 and the land portion 22 a of the nut 22 and is regulated in the radial direction.
[0025]
3, when the ball 23 circulates through the circulation path 31 of the circulation piece 30 and over the screw thread 21a of the screw shaft 21 and returns to the adjacent screw grooves 21b and 22b, FIG. As shown, the retainer 40 is elastically curved at a portion indicated by reference numeral 44, the notch portion 42 is opened, and the connection portion 43 is elastically curved.
[0026]
Due to the elastic curvature of the retainer 40, the ball 23 in the circulation path 31 can be smoothly guided from one screw groove 21b, 22b to the adjacent screw groove 21b, 22b. The property can be kept good.
[0027]
Since the notch portion 42 is opened when the connection portion 43 is elastically bent, the bending curvature is small, bending stress and torsional stress applied to the connection portion 43 are extremely small, and the connection portion 43 repeats. Even if it is elastically deformed, there is no fear of fatigue failure, and the strength of the retainer 40 can be sufficiently ensured over a long period of time.
[0028]
Further, since the ball 23 of the circulation path 31 can be guided by the elastic curve of the retainer 40, a round hole or a long hole for guiding the ball 23 of the circulation path 31 is provided in the retainer as in the conventional case. There is no need, and the axial length of the nut 22 can be made the same as in the case where no retainer is provided.
[0029]
Furthermore, since the retainer 40 that holds the balls 23 apart in the circumferential direction is used, there is no contact between the balls 23 adjacent in the circumferential direction, and torque resistance due to slip resistance can be reduced.
[0030]
Further, the retainer 40 that holds the balls 23 in the circumferential direction is used, and the interval between the balls 23 adjacent in the circumferential direction can be reduced compared to the case where the spacer balls are used. The load capacity is not reduced unlike the ball screw of the type, and a sufficient load capacity can be secured.
[0031]
Further, FIG. 7 shows a retainer according to a modification of the first embodiment. In this modification, a notch portion 42 is formed on one side of the retainer 40, and a connection portion 43 is formed on the other side. Also in this case, the retainer 40 can be elastically curved, and the ball 23 in the circulation path 31 can be smoothly guided. In addition, the round hole 41 of the retainer 40 is not limited to this shape, A polygon may be sufficient.
[0032]
Next, with reference to FIG. 8 thru | or FIG. 11, the ball screw which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 8 is a side view of a retainer attached to a circulation piece type ball screw according to the second embodiment. FIG. 9 is a view of the retainer shown in FIG. 8 viewed from the axial direction. FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a circulation piece type ball screw according to the second embodiment. FIG. 11 is an extended view of the retainer shown in FIGS. 8 to 10.
[0033]
In the present embodiment, the retainer 50 is made of a resin that can be elastically deformed and is formed in a thin strip shape. As shown in FIG. 11, the retainer 50 has a semicircle that is held from the inside in the radial direction of the ball 23. A portion 51 is formed, and a protruding portion 52 is formed between the semicircular portions 51, and has a comb shape that holds the ball 23 from one side. The bottom portion of the semicircular portion 51 constitutes a flexible portion that is elastically bent or curved.
[0034]
As shown in FIG. 10, the retainer 50 is disposed in the screw groove 21 b of the screw shaft 21 and is regulated in the radial direction and the axial direction. Further, the protrusion 52 is formed in a shape that expands toward the top so that the ball 23 can be held. The retainer 50 may be disposed in the thread groove 22b of the nut 22 and restricted in the radial direction and the axial direction.
[0035]
11, when the ball 23 circulates through the circulation path 31 of the circulation piece 30 and over the screw thread 21a of the screw shaft 21 and returns to the adjacent screw grooves 21b and 22b, FIG. As shown, since the bottom of the semicircular portion 51 of the retainer 50 is thin, the retainer 50 is elastically bent at a portion indicated by reference numeral 53 as shown in FIG. At the same time, as shown in FIG. 9, the retainer 50 bulges outward in the radial direction at a portion indicated by reference numeral 54 in response to passing through the ball 23 circulation path 31.
[0036]
By such elastic deformation of the retainer 50, the ball 23 in the circulation path 31 can be smoothly guided from one screw groove 21b, 22b to the adjacent screw groove 21b, 22b, and the circulation operation of the ball 23 can be performed. The property can be kept good.
[0037]
Further, when the retainer 50 is elastically deformed, the bending stress and the torsional stress applied to the bottom of the semicircular portion 51 are extremely small. Even if the retainer 50 is repeatedly elastically deformed, there is no fear of fatigue failure, and the strength of the retainer 50 is increased. It can be sufficiently secured over a long period of time.
[0038]
Next, FIG. 12 shows a modification of the retainer in the second embodiment. In this modification, the shape of the protrusion 52 of the retainer 50 is variously modified. In each figure, the left figure is a sectional view along the axial direction of the ball screw, and the right figure is a sectional view along the radial direction of the ball screw.
[0039]
In FIG. 12A, as shown in the right figure, a protrusion 52 is formed between the balls 23 and 23 along the spherical surface of the ball 23. As shown in the left figure, the protrusion 52 is It is formed in a circle.
[0040]
In FIG. 12B, as shown in the right figure, a projection 52 formed in a flat plate shape is provided between the balls 23 and 23. As shown in the left figure, this protrusion 52 is formed in the axial direction. It is formed in a triangle.
[0041]
In FIG. 12 (c), as shown in the right figure, a projection 52 formed in a flat plate shape is provided between the balls 23 and 23. As shown in the left figure, this protrusion 52 is arranged in the axial direction. It is formed in a circular shape.
[0042]
Next, FIG. 13 shows another modification of the retainer in the second embodiment. In this modification, the shape of the portion 55 disposed in the thread groove 21b of the retainer 50 is variously modified. Each drawing is a cross-sectional view along the axial direction of the ball screw.
[0043]
In Fig.13 (a), the site | part 55 arrange | positioned in the screw groove 21b of this retainer 50 is formed circularly.
[0044]
In FIG.13 (b), the site | part 55 arrange | positioned in the screw groove 21b of this retainer 50 is formed in the square.
[0045]
In FIG.13 (c), the site | part 55 arrange | positioned in the thread groove 21b of this retainer 50 is formed in the triangle.
[0046]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the ball circulates through the circulation path of the circulation piece, the retainer has the flexible part elastically bent or curved so that the ball moving in the circulation path is transferred to one screw. It is possible to smoothly guide from the groove to the adjacent screw groove, and to maintain good circulation operability of the ball.
[0048]
Further, in the present invention, since the flexible portion of the retainer plays a role of guiding the ball in the circulation path, the axial length of the nut can be made the same as when no retainer is provided.
[0049]
Further, since the retainer that holds the balls separated in the circumferential direction is used, there is no contact between the balls adjacent in the circumferential direction, and the torque resistance due to the slip resistance can be reduced.
[0050]
Furthermore, the bending stress and the torsional stress applied to the flexible part of the retainer are extremely small, and even when the retainer is repeatedly elastically deformed, there is no fear of fatigue failure, and the retainer can have sufficient strength.
[0051]
Furthermore, a retainer that holds the balls apart in the circumferential direction is used, and the interval between adjacent balls in the circumferential direction can be reduced compared to the case where spacer balls are used. Sufficient load capacity can be ensured without reducing the load capacity like a screw.
[0052]
As described above, according to the present invention, it is possible to satisfactorily maintain the circulation operability of the ball over a long period of time while ensuring sufficient retainer strength and sufficient load capacity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a circulation piece type ball screw according to a first embodiment.
FIG. 2 is a perspective view of the circulation piece shown in FIG.
FIG. 3 is a side view of a retainer attached to a circulation piece type ball screw according to the first embodiment.
4 is a view of the retainer shown in FIG. 3 as viewed from the axial direction. FIG.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a circulation piece type ball screw according to the first embodiment.
6 is an extended view of the retainer shown in FIGS. 3 to 5. FIG.
FIG. 7 is an extended view of a retainer according to a modification of the first embodiment.
FIG. 8 is a side view of a retainer attached to a circulation piece type ball screw according to a second embodiment.
FIG. 9 is a view of the retainer shown in FIG. 8 as viewed from the axial direction.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a circulation piece type ball screw according to a second embodiment.
11 is an extended view of the retainer shown in FIGS. 8 to 10. FIG.
12A, 12B, and 12C are sectional views of a retainer according to a modification of the second embodiment.
13A, 13B, and 13C are sectional views of a retainer according to another modification of the second embodiment.
FIG. 14 is a perspective view of a retainer attached to a conventional circulation piece type ball screw.
FIG. 15 is a cross-sectional view of another conventional circulation piece type ball screw.
[Explanation of symbols]
21 Screw shaft 21a Thread 21b Thread groove 22 Ball nut 22a Thread 22b Thread groove 23 Ball 30 Circulation piece 31 Circulation path 40 Retainer 41 Round hole 42 Notch portion 43 Connection portion (flexible portion)
50 Retainer 51 Semicircular part 52 Protruding part

Claims

In a ball screw in which a circulation piece having a circulation path for circulating the ball so as to pass over the screw thread of the screw shaft and return to the adjacent screw groove is fitted to the ball nut, the ball is separated and held in the circumferential direction. The retainer includes a retainer having a notch portion on one side in the width direction of the portion that holds the ball , and a flexible portion that is elastically bent or curved when the ball passes through the circulation path. Ball screw to play.

In a ball screw in which a circulating piece having a circulation path for circulating a ball so as to pass over a screw thread of a screw shaft and return to an adjacent screw groove is fitted to a ball nut, the ball is separated in the circumferential direction and the ball is A retainer having a comb-like portion formed with a semicircular portion that is held from the radially inner side and having a flexible portion that is elastically bent or curved when the ball passes through the circulation path. Ball screw.