JP3748168B2 - Ball screw device - Google Patents

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JP3748168B2
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ball
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shaft
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晋哉 中村
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はボールねじ装置に関し、特に、工作機械の高速送りの駆動用に使用され、高速化・高精度化を実現したボールねじ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ボールねじ装置としては、例えば、実公平6−11433号公報に開示されるように、螺旋溝を有するねじ軸に、鋼球等の転動体を介してナットが螺合されているチューブ式ボールねじを用いたものが知られている。上記ナットの内面にはねじ軸の螺旋溝に対応させた螺旋溝が設けられている。そして、ねじ軸又はナットが回転することにより、ボールが両螺旋溝内を転動しつつ移動し、ナットがねじ軸に沿って直線移動するようになっている。
【0003】
上記のようなボールねじ装置において、高速回転で送りを行うと、発熱量が増加し温度上昇を引き起こし、ねじ軸が膨張し、送り方向の精度に悪い影響を与える。また、ナット回転・軸固定(回転しない)の場合は、軸回転と比べてねじ軸からの放熱効果が小さく、温度上昇が大きくなるという問題があった。さらに、ねじ軸の両端を機台に固定してしまうと、ねじ軸の熱膨張が大きい場合には機台を変形させてしまうという問題があり、一端を軸方向にスライドできる支持構造とする例が多い。この支持構造は、送り方向の剛性が低下するという問題がある。このため、ボールねじ装置を高速回転で使用することは困難であった。
【0004】
また、転動体としてセラミックス材からなるボールを用いた場合、線膨張係数が小さいため温度上昇による膨張が小さくなるとともに、その比重が小さいことから、軸方向の位置決め精度を高めるための予圧の増加が充分とならない。また、転動体の線膨張係数が金属製のボールねじ軸・ボールナットのそれに対して小さいので、高速送りを行うと、ボールねじ内部にすきまを生じやすくなり予圧がなくなる等の問題があり、この結果、ボールねじ装置の位置決め精度が悪化することがあった。
【0005】
さらに、最近は工作機械が高速化され、送り速度を60m/分、加速度を1〜1.5G程度とすることが可能となってきている。しかし、高速化が可能になっても、ねじ軸が短くストロークが短い場合は、図1に示すように、回転の立ち上げと立ち下げでストロークいっぱいになってしまい、送り速度の高い時間をあまり長くすることができないので、有効ストロークが短い場合には、高速化のメリットが十分に生かされない。ストロークの長い場合には、図2に示すように高い送り速度の時間割合いが大きくなり、高速化のメリットが生きてくるが、ストロークを長くすると、ねじ軸の固有振動数が低下するため、危険速度が低下し、高速回転の送りができなくなるという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような課題を解決し、ボールねじ装置において、高速回転における温度上昇を防ぐこと、及び高速回転における高精度化・高剛性化を実現することを目的とする。また、高速回転の効果を高く発揮する長ストローク化を可能とすること、及びストロークを長くして固有振動数が低下しても、高速回転が可能なボールねじ装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
これらの目的を達成するために、本発明のボールねじ装置は、螺旋状のボールねじ溝を外周面に有するねじ軸と、該ねじ軸のボールねじ溝に対向するボールねじ溝を内周面に有しかつ該ねじ軸のまわりを回転するボールナットと、前記ねじ軸のボールねじ溝と前記ボールナットのボールねじ溝との間に転動自在に嵌合される転動体とを備え、前記ねじ軸に冷却機構を設けた、ナット回転型ボールねじ装置であることを特徴とする。
【0008】
また、前記冷却機構は、前記ねじ軸に中空を設け、この中空に冷却剤を通じることを特徴とするものでもよい。
【0009】
また、前記ねじ軸に中空を設け、該中空にダンパーを挿入したものでもよい。
【0010】
さらに、前記ダンパーは、前記ねじ軸の中空の内壁との間に径方向に間隙を有し、前記冷却機構は、冷却剤が前記間隙を軸方向に通じることを特徴とするものでもよい。
【0011】
更にまた、前記ダンパーは、軸方向に中空穴を有し、前記冷却機構は、冷却剤が前記ダンパーの中空穴を軸方向に通じることを特徴とするものでもよい。
【0012】
本発明は、ナット回転型ボールねじ装置においてねじ軸に冷却機構を設けたために、簡単な構造でねじ軸中空冷却ができるようになり、高速回転における温度上昇によるねじ軸の熱膨張を防ぎ、高精度な送りが可能となった。また、軸中空部分にダンパーを付加することにより、高速回転の効果を高く発揮する長ストロークにおいてもねじ軸の危険速度の問題を回避し、工作機械の高速送りや切削送りのさらなる高速化が可能となった。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を具体的に説明する。図3は、本発明の一実施形態におけるナット回転型ボールねじ装置の正面一部断面図、図4は、本発明の別の実施形態におけるナット回転型ボールねじ装置の正面一部断面図、図5は、ねじ軸駆動型のボールねじ装置において軸中空冷却を行った例の正面一部断面図である。
【0014】
(1)第1実施形態
図3に示したボールねじ装置3は、ねじ軸1、ねじ軸1のまわりに回転可能なボールナット2、及び冷却装置R1を含む冷却機構を備えている。ねじ軸1は、その両端付近を基台5に対して固定される。また、スライドテーブル6は、取付けハウジング8を介してボールナット2に支持され、ねじ軸1の軸方向と平行に移動自在となっている。これらボールねじ装置3、基台5、スライドテーブル6によりテーブル駆動装置が構成される。
【0015】
ねじ軸1は、螺旋状のボールねじ溝7を外周面に有している。ボールナット2はほぼ円筒状に形成されており、ねじ軸1のボールねじ溝7に対向するボールねじ溝(図示せず)を内周面に有し、ボール循環チューブ10が設けられている。そして、多数の転動体(ボール)が、ねじ軸1のボールねじ溝7とボールナット2のボールねじ溝との間に転動自在に嵌合される。ボールナット2を回転させる駆動モーター9が、取付けハウジング8に対して固定される。モーター9のプーリーとボールナット2のプーリーはベルト11で連結されている。
【0016】
ねじ軸1には、軸方向に貫通する中空1sが設けられている。中空1sは、その一端が流入パイプ1i、他端が排出パイプ1oに接続されており、これら流入パイプ1i及び排出パイプ1oは、導通管1tを経て冷却装置R1に接続されている。これらねじ軸1の中空1s、流入パイプ1i、排出パイプ1o、導通管1t、及び冷却装置R1により、冷却機構が構成される。
【0017】
上記ボール、ねじ軸1、ボールナット2は、それぞれ鋼製である。ただし、ボールを比重が小さく線膨張率の小さいセラミック製とすることも可能である。
【0018】
このようなナット回転型ボールねじ装置において、駆動モーター9によりボールナット2がねじ軸1のまわりに回転すると、ねじ軸1及びボールナット2のボールねじ溝内をボールが転動しながら進む。ボールがボールねじ溝内を所定回数まわると、このボールはボール循環チューブ10の一端からすくい上げられて、チューブ10を通過してチューブ10の他端からボールねじ溝内に戻るようになっている。ボールナット2の回転により、ボールがボールねじ溝内を転動しつつ移動する過程で、ボールナット2及びこれに支持されたスライドテーブル6が直線運動することになる。
【0019】
本実施形態の冷却機構は、ねじ軸1の中空1sに、水、油等からなる冷却剤を通じることによりボールねじ装置全体の冷却を行うものである。すなわち、冷却装置R1から供給された冷却剤は流入パイプ1iからねじ軸1の中空1s内に導入され、ねじ軸内部を通過しボールねじ全体を冷却しつつ、排出パイプ1oから排出され、冷却装置R1に戻り再び循環使用される。
【0020】
なお、ここで、ボールナットの駆動方法は、ここではボールナット2に駆動モータ9を接続してその動力により駆動する構成となっているが、本発明はこれに限らず、中空モータの回転子でボールナットそのものを構成し、これを直接駆動しても良い。
【0021】
本実施形態では、ねじ軸1の中空に冷却剤を通じることにより、ボールねじ装置全体の温度上昇を低く抑え、ねじ軸の熱変位を抑え、ボールねじ装置を高精度化することができる。なお、本実施形態ではボールを鋼製としたが、ボールをセラミックス製とした場合には、セラミックス材料の線膨張係数が小さいために生じるボールねじ装置の内部すきまの変化を抑制し、高い位置決め精度を達成することができる。
【0022】
また、本実施形態によれば、ボールナット回転型のボールねじ装置のねじ軸に冷却機構を設けるので、簡単な構造で冷却装置を設けることができる。
【0023】
(2)第2実施形態
図4は、本発明の第2実施形態によるボールねじ装置3′を示している。図4において、ボールねじ装置の概略構成は、上記図3に示す第1実施形態とほぼ同様であるが、本実施形態においては、ねじ軸1の中空1sの中に、更にダンパー(ないし制振質量体)4が挿入されている。以下では、図3に示す第1実施形態と共通する部分は同一の符号で示し、その説明を適宜省略する。
【0024】
ダンパー4は、ねじ軸1の中空1sの軸方向長さにほぼ近い長さを有する。ダンパー4には複数の保持手段4a、4bが備えられ、これによりダンパー4はねじ軸の中空1sの内壁面とわずかな間隙を有してねじ軸1と同芯に保持される。このダンパー4とねじ軸1との間隙を、冷却剤が軸方向に通過することができる。
【0025】
保持手段4a、4bは、例えば金属又はゴム等の環状材で構成され、冷却剤が通過できるようにねじ軸1の軸方向に複数の通過穴(図示せず)が設けられる。
【0026】
保持手段はダンパー4の両端を含めて3つ以上設けることもでき、その支持スパンを調整可能にすることにより、ダンパー4の固有振動数をねじ軸1の固有振動数に近づけ、大きな制振効果を発揮させることができる。また、種々の間隔を置いてダンパー4に保持手段を設けることにより、複数の固有振動数を有するものとし、ボールナット2の移動に伴いねじ軸2のラジアル方向の固有振動数が変化しても、ダンパー4の固有振動数のいずれかと近接することとなって広範囲の周波数領域に対応できるようにすることができる。
【0027】
なお、ここではねじ軸1の中空1sの内壁面とダンパー4との間隙を冷却剤が通過することによってボールねじ装置3を冷却する例を説明したが、本発明はこれに限らず、例えばダンパー4に軸方向の中空穴を設けて円筒形とし、この中空穴に冷却剤を通過させても良い。
【0028】
以上説明した第2実施形態は、冷却システムを備えたことにより温度上昇を抑えることができ、ダンパーを設けたことにより振動を大幅に減らすことができるようになったので、ボールねじ装置における更なる高速運転が可能となった。特に、ねじ軸を長くして危険速度が低下しても、その振動を減らすことによって危険速度以上の運転が可能となった。また、第2実施形態によれば、長ストローク化が可能となったので、図2に示すように高速駆動の時間を長く取ることができるため、高速運転の効果がより高く発揮できるようになった。
【0029】
なお、図5に示すように、ねじ軸回転型のボールねじ装置にも上記のような冷却装置を設けることは可能である。但し、この場合は、流入パイプ及び排出パイプに対してねじ軸が水密でかつ回転可能に連結させる必要がある。本発明のようにナット回転型のボールねじ装置であれば、ねじ軸1は回転しないので、流入パイプ1i及び排出パイプ1oは、ねじ軸1に対して水密に固定すれば良い。そのため、ナット回転型の場合の方が簡単な構造とすることができる。
【0030】
また、本発明ではねじ軸側から冷却しているが、更にボールナット側からも冷却することが可能である。但し、本発明では、ボールナット側はねじ軸のまわりを回転するので、ねじ軸側にのみ冷却機構を設ける方が簡単な構造で済む。なお、ボールナット側からはオイルエア,オイルミスト潤滑で冷却効果を付与することもできる。
【0031】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明は、ナット回転型ボールねじ装置においてねじ軸に冷却機構を設けたために、簡単な構造でねじ軸中空冷却ができるようになり、高精度・高剛性な送りが可能となった。また、高速回転の効果を高く発揮する長ストローク化を可能とすること、及びストロークを長くして固有振動数が低下しても、高速回転が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】ストロークが短い場合の高速立ち上げパターンを表したグラフである。
【図2】ストロークが長い場合の高速立ち上げパターンを表したグラフである。
【図3】本発明の一実施形態におけるナット回転型ボールねじ装置の正面一部断面図である。
【図4】本発明の別の実施形態におけるナット回転型ボールねじ装置の正面一部断面図である。
【図5】ねじ軸駆動型のボールねじ装置において軸中空冷却を行った場合の正面一部断面図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ball screw device, and more particularly, to a ball screw device that is used for driving a high-speed feed of a machine tool and realizes high speed and high accuracy.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a ball screw device, for example, as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 6-11433, a tube type in which a nut is screwed to a screw shaft having a spiral groove via a rolling element such as a steel ball. One using a ball screw is known. A spiral groove corresponding to the spiral groove of the screw shaft is provided on the inner surface of the nut. When the screw shaft or nut rotates, the ball moves while rolling in both spiral grooves, and the nut moves linearly along the screw shaft.
[0003]
In the ball screw device as described above, when feeding is performed at high speed, the amount of heat generation increases, causing a temperature rise, the screw shaft expands, and the accuracy in the feeding direction is adversely affected. Further, in the case of nut rotation and shaft fixing (not rotating), there is a problem that the heat dissipation effect from the screw shaft is small and the temperature rise is large compared to the shaft rotation. Furthermore, if both ends of the screw shaft are fixed to the machine base, there is a problem that the machine base is deformed when the thermal expansion of the screw shaft is large, and an example of a support structure that can slide one end in the axial direction There are many. This support structure has a problem that the rigidity in the feed direction is lowered. For this reason, it was difficult to use the ball screw device at high speed rotation.
[0004]
In addition, when a ball made of a ceramic material is used as a rolling element, the linear expansion coefficient is small, so the expansion due to temperature rise is small, and the specific gravity is small, so the preload to increase the axial positioning accuracy is increased. Not enough. In addition, since the linear expansion coefficient of the rolling element is smaller than that of metal ball screw shafts and ball nuts, there is a problem that if high-speed feeding is performed, a clearance is easily generated inside the ball screw and preload is lost. As a result, the positioning accuracy of the ball screw device may deteriorate.
[0005]
Furthermore, recently, machine tools have been increased in speed, and it has become possible to set the feed rate to 60 m / min and the acceleration to about 1 to 1.5 G. However, even if the speed can be increased, if the screw shaft is short and the stroke is short, as shown in Fig. 1, the stroke is full with the rise and fall of the rotation, and the time during which the feed rate is high is not much. Since it cannot be made longer, if the effective stroke is short, the advantage of high speed cannot be fully utilized. When the stroke is long, the time ratio of the high feed rate increases as shown in Fig. 2, and the benefits of higher speed come into play. However, if the stroke is lengthened, the natural frequency of the screw shaft decreases, which is dangerous. There is a problem that the speed decreases and high-speed rotation cannot be performed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the problems as described above, and to prevent a temperature increase at high speed rotation and to achieve high accuracy and high rigidity at high speed rotation in a ball screw device. It is another object of the present invention to provide a ball screw device capable of high-speed rotation even when the stroke can be made long so as to exhibit the effect of high-speed rotation and the natural frequency is reduced by extending the stroke. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve these objects, a ball screw device of the present invention has a screw shaft having a spiral ball screw groove on the outer peripheral surface and a ball screw groove facing the ball screw groove of the screw shaft on the inner peripheral surface. And a ball nut that rotates around the screw shaft, and a rolling element that is movably fitted between the ball screw groove of the screw shaft and the ball screw groove of the ball nut. A nut rotation type ball screw device having a cooling mechanism on a shaft.
[0008]
The cooling mechanism may be characterized in that a hollow is provided in the screw shaft and a coolant is passed through the hollow.
[0009]
Moreover, a hollow may be provided in the screw shaft, and a damper may be inserted into the hollow.
[0010]
Further, the damper may have a radial gap between the damper and a hollow inner wall of the screw shaft, and the cooling mechanism may be characterized in that a coolant passes through the gap in the axial direction.
[0011]
Furthermore, the damper may have a hollow hole in the axial direction, and the cooling mechanism may be characterized in that the coolant passes through the hollow hole of the damper in the axial direction.
[0012]
The present invention provides a cooling mechanism for the screw shaft in the nut rotating ball screw device, so that the screw shaft can be hollow cooled with a simple structure, preventing thermal expansion of the screw shaft due to a temperature rise at high speed rotation, Accurate feeding is possible. In addition, by adding a damper to the hollow part of the shaft, it is possible to avoid the problem of the critical speed of the screw shaft even in a long stroke that demonstrates the effect of high-speed rotation, and further increase the speed of machine tool feed and cutting feed. It became.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described. 3 is a partial front sectional view of a nut rotating ball screw device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial front sectional view of a nut rotating ball screw device according to another embodiment of the present invention. 5 is a partial front sectional view of an example in which shaft hollow cooling is performed in a screw shaft drive type ball screw device.
[0014]
(1) First Embodiment A ball screw device 3 shown in FIG. 3 includes a screw shaft 1, a ball nut 2 rotatable around the screw shaft 1, and a cooling mechanism including a cooling device R1. The screw shaft 1 is fixed to the base 5 near both ends thereof. The slide table 6 is supported by the ball nut 2 via the mounting housing 8 and is movable in parallel with the axial direction of the screw shaft 1. The ball screw device 3, the base 5, and the slide table 6 constitute a table driving device.
[0015]
The screw shaft 1 has a spiral ball screw groove 7 on the outer peripheral surface. The ball nut 2 is formed in a substantially cylindrical shape, has a ball screw groove (not shown) facing the ball screw groove 7 of the screw shaft 1 on the inner peripheral surface, and is provided with a ball circulation tube 10. A large number of rolling elements (balls) are fitted between the ball screw groove 7 of the screw shaft 1 and the ball screw groove of the ball nut 2 so as to roll freely. A drive motor 9 that rotates the ball nut 2 is fixed to the mounting housing 8. The pulley of the motor 9 and the pulley of the ball nut 2 are connected by a belt 11.
[0016]
The screw shaft 1 is provided with a hollow 1s penetrating in the axial direction. One end of the hollow 1s is connected to the inflow pipe 1i and the other end is connected to the discharge pipe 1o. The inflow pipe 1i and the discharge pipe 1o are connected to the cooling device R1 through the conducting pipe 1t. The hollow 1s of the screw shaft 1, the inflow pipe 1i, the discharge pipe 1o, the conducting pipe 1t, and the cooling device R1 constitute a cooling mechanism.
[0017]
The ball, screw shaft 1 and ball nut 2 are each made of steel. However, the ball can be made of ceramic having a small specific gravity and a small linear expansion coefficient.
[0018]
In such a nut rotation type ball screw device, when the ball nut 2 is rotated around the screw shaft 1 by the drive motor 9, the ball advances while rolling in the ball screw grooves of the screw shaft 1 and the ball nut 2. When the ball goes around the ball screw groove a predetermined number of times, the ball is picked up from one end of the ball circulation tube 10, passes through the tube 10, and returns to the ball screw groove from the other end of the tube 10. When the ball nut 2 rotates, the ball nut 2 and the slide table 6 supported by the ball nut 2 move linearly in the process of rolling while moving in the ball screw groove.
[0019]
The cooling mechanism of the present embodiment cools the entire ball screw device by passing a coolant made of water, oil or the like through the hollow 1 s of the screw shaft 1. That is, the coolant supplied from the cooling device R1 is introduced into the hollow 1s of the screw shaft 1 from the inflow pipe 1i, passes through the screw shaft, cools the entire ball screw, and is discharged from the discharge pipe 1o. Returning to R1, it is recycled again.
[0020]
Here, the driving method of the ball nut is configured such that the driving motor 9 is connected to the ball nut 2 and driven by its power, but the present invention is not limited to this, and the rotor of the hollow motor is used. The ball nut itself may be configured with and driven directly.
[0021]
In the present embodiment, by passing a coolant through the hollow of the screw shaft 1, it is possible to suppress a temperature rise of the entire ball screw device, suppress a thermal displacement of the screw shaft, and improve the accuracy of the ball screw device. In this embodiment, the ball is made of steel. However, when the ball is made of ceramic, the change in the internal clearance of the ball screw device that occurs due to the small coefficient of linear expansion of the ceramic material is suppressed, and high positioning accuracy is achieved. Can be achieved.
[0022]
Further, according to the present embodiment, the cooling mechanism is provided on the screw shaft of the ball nut rotating type ball screw device, and therefore the cooling device can be provided with a simple structure.
[0023]
(2) Second Embodiment FIG. 4 shows a ball screw device 3 'according to a second embodiment of the present invention. 4, the schematic configuration of the ball screw device is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIG. 3. However, in this embodiment, a damper (or vibration damping) is further provided in the hollow 1 s of the screw shaft 1. (Mass body) 4 is inserted. In the following, portions common to the first embodiment shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.
[0024]
The damper 4 has a length substantially close to the axial length of the hollow 1 s of the screw shaft 1. The damper 4 is provided with a plurality of holding means 4a, 4b, whereby the damper 4 is held concentrically with the screw shaft 1 with a slight gap from the inner wall surface of the hollow 1s of the screw shaft. The coolant can pass through the gap between the damper 4 and the screw shaft 1 in the axial direction.
[0025]
The holding means 4a and 4b are made of, for example, an annular material such as metal or rubber, and are provided with a plurality of passage holes (not shown) in the axial direction of the screw shaft 1 so that the coolant can pass therethrough.
[0026]
Three or more holding means including both ends of the damper 4 can be provided, and by making the support span adjustable, the natural frequency of the damper 4 is brought close to the natural frequency of the screw shaft 1 and has a great damping effect. Can be demonstrated. Further, by providing the damper 4 with holding means at various intervals, the damper 4 has a plurality of natural frequencies, and even if the radial frequency of the screw shaft 2 changes in the radial direction as the ball nut 2 moves. Therefore, it is possible to cope with a wide frequency range by being close to one of the natural frequencies of the damper 4.
[0027]
Here, the example in which the ball screw device 3 is cooled by passing the coolant through the gap between the inner wall surface of the hollow 1 s of the screw shaft 1 and the damper 4 has been described. However, the present invention is not limited to this example. An axial hollow hole may be provided in 4 to form a cylindrical shape, and a coolant may be passed through the hollow hole.
[0028]
In the second embodiment described above, the temperature rise can be suppressed by providing the cooling system, and the vibration can be greatly reduced by providing the damper. High speed operation became possible. In particular, even if the screw shaft is lengthened to reduce the critical speed, the vibration can be reduced so that the operation at the critical speed or higher is possible. In addition, according to the second embodiment, since a longer stroke is possible, it is possible to take a longer time for high-speed driving as shown in FIG. 2, so that the effect of high-speed driving can be further enhanced. It was.
[0029]
In addition, as shown in FIG. 5, it is possible to provide a cooling device as described above also in a screw shaft rotation type ball screw device. However, in this case, it is necessary to connect the screw shaft to the inflow pipe and the discharge pipe in a watertight and rotatable manner. In the case of the nut rotation type ball screw device as in the present invention, since the screw shaft 1 does not rotate, the inflow pipe 1i and the discharge pipe 1o may be fixed to the screw shaft 1 in a watertight manner. Therefore, a simple structure can be obtained in the case of the nut rotation type.
[0030]
Further, in the present invention, cooling is performed from the screw shaft side, but it is also possible to cool from the ball nut side. However, in the present invention, since the ball nut side rotates around the screw shaft, a simpler structure can be obtained by providing a cooling mechanism only on the screw shaft side. In addition, from the ball nut side, a cooling effect can be imparted by oil air or oil mist lubrication.
[0031]
【The invention's effect】
As described above in detail, since the present invention provides a cooling mechanism for the screw shaft in the nut rotary ball screw device, the screw shaft can be hollow cooled with a simple structure, and a highly accurate and highly rigid feed can be achieved. Became possible. In addition, it is possible to achieve a long stroke that exhibits the effect of high-speed rotation, and high-speed rotation is possible even if the stroke is lengthened to lower the natural frequency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing a high-speed startup pattern when a stroke is short.
FIG. 2 is a graph showing a high-speed startup pattern when the stroke is long.
FIG. 3 is a partial front sectional view of a nut rotating ball screw device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partial front sectional view of a nut rotating ball screw device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the front surface when hollow shaft cooling is performed in a screw shaft drive type ball screw device.

Claims (3)

螺旋状のボールねじ溝を外周面に有するねじ軸と、該ねじ軸のボールねじ溝に対向するボールねじ溝を内周面に有しかつ該ねじ軸のまわりを回転するボールナットと、前記ねじ軸のボールねじ溝と前記ボールナットのボールねじ溝との間に転動自在に嵌合される転動体とを備え、前記ねじ軸に冷却機構を設けると共に、前記ねじ軸に中空部を設け、該中空部に前記ダンパーを挿入してなり、前記ダンパーは、前記中空部の内壁と間隙を有して、前記ねじ軸と同芯に保持され、前記冷却機構は、冷却剤が前記間隙を前記ねじ軸の軸方向に通過させるように構成されたことを特徴とする、ナット回転型ボールねじ装置。A screw shaft having a helical ball screw groove on the outer peripheral surface, a ball nut having a ball screw groove facing the ball screw groove of the screw shaft on the inner peripheral surface and rotating around the screw shaft; and the screw A rolling element that is movably fitted between a ball screw groove of the shaft and a ball screw groove of the ball nut, and a cooling mechanism is provided in the screw shaft, and a hollow portion is provided in the screw shaft , The damper is inserted into the hollow portion, and the damper has a gap between the inner wall of the hollow portion and is held concentrically with the screw shaft, and the cooling mechanism is configured so that a coolant passes through the gap. A nut rotation type ball screw device characterized by being configured to pass in the axial direction of a screw shaft . 螺旋状のボールねじ溝を外周面に有するねじ軸と、該ねじ軸のボールねじ溝に対向するボールねじ溝を内周面に有しかつ該ねじ軸のまわりを回転するボールナットと、前記ねじ軸のボールねじ溝と前記ボールナットのボールねじ溝との間に転動自在に嵌合される転動体とを備え、前記ねじ軸に冷却機構を設けると共に、前記ねじ軸に中空部を設け、該中空部に前記ダンパーを挿入してなり、前記ダンパーは、前記ねじ軸の軸方向に中空穴を有し、前記冷却機構は、冷却剤が前記中空穴を前記ねじ軸の軸方向に通じるように構成されたことを特徴とする、ナット回転型ボールねじ装置。A screw shaft having a helical ball screw groove on the outer peripheral surface, a ball nut having a ball screw groove facing the ball screw groove of the screw shaft on the inner peripheral surface and rotating around the screw shaft; and the screw A rolling element that is movably fitted between a ball screw groove of the shaft and a ball screw groove of the ball nut, and a cooling mechanism is provided in the screw shaft, and a hollow portion is provided in the screw shaft , The damper is inserted into the hollow portion, the damper has a hollow hole in the axial direction of the screw shaft, and the cooling mechanism allows the coolant to pass through the hollow hole in the axial direction of the screw shaft. A nut rotation type ball screw device characterized by the above-mentioned. 前記ダンパーを前記ねじ軸に保持する保持手段を複数設け、この保持手段には前記冷却剤が通過できるように前記ねじ軸の方向に複数の通過穴を設けるとともに、前記保持手段が前記ダンパーを支持するための支持スパンを、当該ダンパーの固有振動数が前記ねじ軸の固有振動数に近づけるように調整した請求項1または請求項2記載のナット回転型ボールねじ装置。A plurality of holding means for holding the damper on the screw shaft are provided, and the holding means is provided with a plurality of passage holes in the direction of the screw shaft so that the coolant can pass, and the holding means supports the damper. The nut rotation type ball screw device according to claim 1 or 2 , wherein the support span for adjusting is adjusted so that the natural frequency of the damper is close to the natural frequency of the screw shaft.
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JP4829436B2 (en) * 2001-07-30 2011-12-07 株式会社ツバキ・ナカシマ Ball screw with alternately inserted steel balls and ceramic balls
JP5295080B2 (en) * 2009-11-17 2013-09-18 三菱電機株式会社 Feeder
TWI512220B (en) * 2013-10-29 2015-12-11 Hiwin Tech Corp Linear drive module with cooling device
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