JP4303734B2 - Ball screw - Google Patents
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Description
本発明は、少なくとも一つの回流装置を設けることにより、オフセット予圧方式を用いてナットをスクリューに予圧する構造のボールスクリューに関する。 The present invention relates to a ball screw having a structure in which a nut is preloaded on a screw by using an offset preload system by providing at least one circulating device.
従来のボールスクリューは、回流チューブ(return tube)または回流キャップ(return cap)を使用することが殆どである。これらの従来回流装置を使用することでボールスクリューは、ダブルナットまたはオフセット(offset)などの方式により予圧力を設定し、ボールスクリューの剛性を向上することができる。エンド偏向子(end deflector)を用いたボールスクリューとしては、相対的に新しい設計のもとのとして(例えば、特許文献1参照)、ボールスクリューのナットの両端に設置されたエンド偏向子を使用してナット上の両エンド偏向子に接続する回流通孔(return hole)に合わせて、ボールスクリュー中のボールがナットのボール溝、エンド偏向子及び回流通孔の間に循環運動することができるように構成したものがある。しかし、このようなエンド偏向子を用いたボールスクリューでは、すべてのボールは同一の循環ループに運動しているため、ボールスクリューの剛性を向上させるには、オフセット方式を使用して予圧力を設定することは相応しくない。 Conventional ball screw is mostly be used circumfluence tube (return Tube) or circumfluence cap (return cap). By using these conventional circulation devices, the ball screw can set the preload by a method such as a double nut or an offset, and can improve the rigidity of the ball screw. The ball screw with end deflector (end The deflector), (see e.g., Patent Document 1) relatively new design as under the uses end deflector placed at both ends of the nut ball screw in accordance with the times circulation hole for connecting to both end deflectors on the nut (return hole) Te, ball ball groove of the nut in the ball screw, so that can circulate movement between the end deflector and times flow holes There is something configured . However, in a ball screw using such an end deflector, all the balls are moving in the same circulation loop. Therefore, in order to improve the rigidity of the ball screw, the preload is set using the offset method. It is not appropriate to do.
また、図7及び図7(A)に示すように、改良的なエンド偏向子を用いたボールスクリュー(例えば、特許文献2参照)は、その設計として単一のナット7内にオフセット予圧方式を利用してボールスクリュー中のボール溝を三つの領域に分け、その両側の領域はボールの負荷域7bで、中間の短い領域はボールの無負荷域7aである。前記のボール無負荷域7aのボール溝の溝郭が拡大され、ボールは、ボール溝のボール無負荷域7a間に間隙のある領域を形成すると共に、間隙をもったこの領域を利用してボール溝のガイドウェイを変更させ、ボール溝のガイドウェイが不連続でなくなり、そして、大きくなったり小さくなったりするオフセット値により、両側のボール負荷域7bにおけるボールは、オフセット予圧を受けることになる。
Further, as shown in FIGS. 7 and 7A, a ball screw using an improved end deflector (see, for example, Patent Document 2) has an offset preload system in a
図7Aに示すように、この方式のスクリューのガイドウェイ(リード)は、一定に維持され、そのナットのボール溝上には、両ボール負荷域7bの間にQ値のガイドウェイがオフセットされ、当該オフセット予圧方式を用いて予圧力を設定することによって、ボールスクリューの剛性を向上され得る。しかし、前記のようなボールスクリューのオフセット予圧方式にも、以下、三つの問題を生じてくる。問題の一:ナットのボール溝を三つの領域に分ける必要があると同時に、ボール無負荷域7aのボール溝の溝郭を拡大させるには、ボール溝の研磨過程において段階的な研磨方式を使用する必要があるため、研磨上不便である。問題の二:ボール無負荷域7aのボール溝の溝郭が拡大され、ボールとボール溝間にある間隙により、この領域のボールが押圧される方式で押され、ボール間が押されて衝突する問題がある。問題の三:ナットの長さが長く、全てのボールが同一の循環ループに有しており、一本のボール循環ループにおいて同時に押され、かつ連結しているボールが多い(例えば、回流通孔中のボール)ので、循環する抵抗力が倍増され、また両ボールの負荷域7bにおけるボール数も大きく異なっている。
As shown in FIG. 7A, the guide way (lead) of the screw of this system is kept constant, and a guide way having a Q value is offset between the
以上の各問題を同時に解決することは不可能であるため、今までのボールスクリューをさらに改良して精進させる必要があると考える。
本発明は、エンド偏向子を有するナットに少なくとも二つ以上の独立したボール循環ループを形成し、オフセット予圧方式を使用してナットの予圧を調整することができるボールスクリューを提供することを目的とする。また、ナットのボール溝を研磨しやすく、かつ各独立したボール循環ループにおいて、押されるボールが少なくなって循環抵抗力が倍増される問題を避けることができるボールスクリューを提供することを目的とする。さらに、各ボール負荷域(即ち、各ボール循環ループ領域)におけるボール数は大きく異ならないようにすることを目的とする。 An object of the present invention is to provide a ball screw that can form at least two independent ball circulation loops in a nut having an end deflector and adjust the preload of the nut using an offset preload system. To do . It is another object of the present invention to provide a ball screw that can easily polish a ball groove of a nut and can avoid the problem that the number of pushed balls is reduced and the circulation resistance is doubled in each independent ball circulation loop. . It is another object of the present invention to prevent the number of balls in each ball load area (that is, each ball circulation loop area) from being greatly different.
前記の目的を達成するために、本発明のボールスクリューは、ナットがスクリューに嵌められ、ボールが前記スクリューと前記ナットの間にあって回転することによって相対動するようになっており、前記ナットの内周面には、前記スクリューの溝に合せたボール溝が形成され、前記ナットには、回流通孔が形成され、前記ナットの両端面部には、前記ボール溝と前記回流通孔とをつなぐことによって前記ボール循環ループを構成するエンド偏向子を備えたボールスクリューにおいて、前記ナットは、一体に形成されており、前記ナットには、前記ボール循環ループを前記ボール溝及び回流通孔の位置で分割する回流装置が当該ナットの外周面から埋設されており、前記回流装置は、当該回流装置によって一方の側に分割された前記ボール溝と前記回流通孔とをつなぐ一方の回流チャネルと、当該回流装置によって他方の側に分割された前記ボール溝と前記回流通孔とをつなぐ他方の回流チャネルとを有しており、前記ナットは、前記回流装置を介して一方及び他方の側に位置するボール循環ループ間の距離を前記ボール溝のリードによって決まる当該ボール循環ループ間の距離と異ならせるオフセット予圧方式によって前記スクリューに予圧されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the ball screw of the present invention has a nut fitted into the screw, and the ball is located between the screw and the nut so as to move relative to each other. A ball groove matching the groove of the screw is formed on the peripheral surface, a circulation hole is formed in the nut, and the ball groove and the circulation hole are connected to both end surfaces of the nut. In the ball screw provided with an end deflector constituting the ball circulation loop, the nut is formed integrally, and the nut divides the ball circulation loop at the position of the ball groove and the circulation hole. A circulating device is embedded from an outer peripheral surface of the nut, and the circulating device is divided into one side by the circulating device. One circulation channel connecting the circulation hole, and the other circulation channel connecting the ball groove and the circulation hole divided on the other side by the circulation device, the nut, The screw is preloaded by the offset preloading system that makes the distance between the ball circulation loops located on one side and the other side through the circulation device different from the distance between the ball circulation loops determined by the lead of the ball groove. the it is with the features.
前記の両回流チャネルを備えた回流装置は、その両側にそれぞれ曲面を備え、ナットにおけるボール溝の形成したガイドウェイが小さければ、その回流装置は、孔溝の加工により隣接した溝が完全でない場合、回流装置の両側の曲面を利用してナット上の不完全なる溝を充填することは可能である。 The above-described circulation device having both circulation channels has curved surfaces on both sides thereof, and if the guideway formed with the ball groove in the nut is small, the circulation device is used when the adjacent groove is not perfect due to the processing of the hole groove. It is possible to fill incomplete grooves on the nuts using the curved surfaces on both sides of the circulation device.
本発明における下記の実施方式の説明または図面を参照することによって、本発明の特徴及び技術内容をより理解することができる。但し、この実施方式及び図面は、単なる説明または参考するために用いられるもので、本発明に対して如何なる制限をするものではない。 The features and technical contents of the present invention can be better understood by referring to the following description of the embodiments of the present invention or the drawings. However, the implementation method and the drawings are merely used for explanation or reference, and do not limit the present invention.
図1は、本発明のボールスクリューの分解斜視図である。図に示すように、ボールスクリューのナット1は、スクリュー2上に嵌められ、ボール3がその間に回転するように相対動される。ナット1の内径にはスクリュー2に合わせるボール溝1eを備え、ボール3は、回流チャネル4a内に回転することができる。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a ball screw according to the present invention. As shown in the figure, the
本発明のボールスクリューは、少なくとも一つの回流装置4を利用してナット1の中央部の径方向の孔溝1c中に組み付けられた両回流チャネル4aを含む。回流装置4は、径方向の孔溝1cに挿入された後、その回流チャネル4aをナット1の回流通孔1aに合わせ、そして、ねじ溝4bをナット1のねじ溝1bに合わせて、ボルト(図示せず)によりその間を貫通して回流装置4とナット1とを固定することにより、便利に組成できる。また、ナット1の両端面にそれぞれ単一回流路(単一回流チャネル)をもったエンド偏向子5が挿設され、2つのエンド偏向子5により回流装置4及びナット1のボール溝1eに合わせて両独立したボール循環ループを組成し、ボール3がそれぞれの間に運動することができる。
The ball screw of the present invention includes
前記のように、ボール3は、それぞれ両独立したボール循環ループ間を運動することができるため、オフセット予圧方式を利用してナット1の予圧力を調整することは可能である。
As described above, since the
図2A乃至図2Cは、本発明の回流装置の異なった角度から見た図である。図は、それぞれ、図2Aは回流装置要素の正面図で、図2Bは回流装置の背面図で、図2Cは回流装置の分解斜視図である。 2A to 2C are views of the circulating device of the present invention as seen from different angles. FIG. 2A is a front view of the current flow device element, FIG. 2B is a rear view of the current flow device, and FIG. 2C is an exploded perspective view of the current flow device.
これらの三つの図面により、本発明の回流装置4の外形は、略円弧状を成しており、回流装置4上に滑かな曲面4cが設けられ、この滑かな曲面4cは、回流装置4がナット1の外径表面に突出しないようにナット1の外径に合わせることになる。また、回流装置4は、2つの回流チャネル4aを含み、回流チャネル4a上にねじ溝4bが設けられる。前記の回流チャネル4aは、ボール溝1eとナット1の回流通孔1aとを連通するために用いられ、ねじ溝4bは、回流装置4を固定するために用いられる。固定方式としては、まず回流装置4とナット1の径方向の孔溝1cとを嵌合してナット6でねじ溝4bの方向に沿いながら回流装置4をナット1上に締付ける(図3を参照する)。そのようにして、回流装置4の両回流チャネル4aのガイド経路4dにより、ボール3は、図1におけるナット1の回流通孔1aに順調に入り循環を完成する。図2B上に両回流チャネル4aとボール溝1eとの接続領域は溝の接続口4eである。本発明としての設計は、この両溝の接続口4eをできるだけ接近させ、ボール溝1eに多くの領域はボールが接触しない領域であることを避け、よって、オフセット予圧を設定してもより好まれる負荷能力が得られる。また、両溝の接続口4eは十分に接近しており、両もののねじ経路は明らかでないため、互いに直線に配列している。
These three figures, the outer shape of the
図4Aは、本発明の回流装置が備えたナット溝を充填した状態を示す斜視図であり、図4Bは、本発明の回流装置の両側の溝の曲面を示す斜視図である。 FIG. 4A is a perspective view showing a state in which a nut groove provided in the circulation device of the present invention is filled, and FIG. 4B is a perspective view showing curved surfaces of grooves on both sides of the circulation device of the present invention.
図に、前記両回流チャネル4aを備えた回流装置4を示し、両側にそれぞれ溝の曲面(溝曲面)4eを備える。ナット1のボール溝1eのガイドウェイが小さく回流装置の加工により隣接した溝1eが完全でない場合、回流装置4の両側の溝の曲面4eを利用してナット1の不完全なる溝の曲面1eを充填することができる。
The figure shows a
図5は、本発明の実施例の斜視図である。オフセット予圧調整方式とは、ナット1のボール溝1eを少なくとも2つの独立したボール循環ループに分け、そして両独立したボール循環ループが相対的な偏移を有することは可能である。図の右側に陰をつけたボール3及び左側に陰をつけないボールではそれぞれ独立したボール循環ループに属しているので、この2つのものはオフセット予圧方式を使用することにより、その間に予圧力を生じさせ、ナットの剛性を向上することができる。
FIG. 5 is a perspective view of an embodiment of the present invention. In the offset preload adjustment method, the ball groove 1e of the
図6は、本発明の他の実施例の斜視図である。ナット1の長さがより長く形成された場合、両回流装置4を利用してナット1に多く(三つ)のボール循環ループを形成できる目的とする。
FIG. 6 is a perspective view of another embodiment of the present invention. When the length of the
前記を総して、本発明のボールスクリューは、産業の利用に大量提供することは可能で、かつ産業価値も高く、確かな新規性を備え、また如何なる公開書類または展示会にも開示されていないため、新規性及び進歩性の法定的な発明要件として十分に符合しているので、法により特願を提出して審査により許可されるべきである。 In summary, the ball screw of the present invention can be provided in large quantities for industrial use, has high industrial value, has certain novelty, and is disclosed in any public document or exhibition. Therefore, it is fully consistent with the legal and inventive requirements of novelty and inventive step, so a patent application should be submitted by law and allowed by examination.
1 ナット 1a 回流通孔
1b ねじ溝 1c 径方向の孔溝
1e スクリュー溝
2 スクリュー 3 ボール
4 回流装置 4a 回流チャネル
4 ねじ溝 4c 平滑曲面
4d ガイド経路 4e 溝の曲面
4e 溝の接続口
5 エンド偏向子 6 ボルト
7 単一ナット 7a ボール負荷域
7b ボールの無負荷域
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ナットの内周面には、前記スクリューの溝に合せたボール溝が形成され、
前記ナットには、回流通孔が形成され、
前記ナットの両端面部には、前記ボール溝と前記回流通孔とをつなぐことによってボール循環ループを構成するエンド偏向子を備えたボールスクリューにおいて、
前記ナットは、一体に形成されており、
前記ナットには、前記ボール循環ループを前記ボール溝及び回流通孔の位置で分割する回流装置が当該ナットの外周面から埋設されており、
前記回流装置は、当該回流装置によって一方の側に分割された前記ボール溝と前記回流通孔とをつなぐ一方の回流チャネルと、当該回流装置によって他方の側に分割された前記ボール溝と前記回流通孔とをつなぐ他方の回流チャネルとを有しており、
前記ナットは、前記回流装置を介して一方及び他方の側に位置するボール循環ループ間の距離を前記ボール溝のリードによって決まるボール循環ループ間の距離と異ならせるオフセット予圧方式によって前記スクリューに予圧されていることを特徴とするボールスクリュー。 A nut is fitted on the screw, and the ball is positioned between the screw and the nut so as to rotate relative to each other .
The inner peripheral surface of the nut, the ball grooves fit groove of the screw is formed,
A circulation hole is formed in the nut ,
On both end surfaces of the nut, the ball screw having an end deflector constituting the ball circulation loop by connecting said rotary flow hole with the ball grooves,
The nut is integrally formed,
In the nut, a circulation device that divides the ball circulation loop at the positions of the ball groove and the circulation hole is embedded from the outer peripheral surface of the nut,
The circulation device includes one circulation channel that connects the ball groove divided on one side by the circulation device and the circulation hole, the ball groove divided on the other side by the circulation device, and the circulation. The other circulation channel connecting the flow hole,
The nut is preloaded on the screw by an offset preloading method that makes the distance between the ball circulation loops located on one side and the other side different from the distance between the ball circulation loops determined by the lead of the ball groove via the circulation device. ball screw characterized by Tei Rukoto.
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