JP4756645B2 - Koma type ball screw - Google Patents
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Description
本発明は、放電加工機やタッピングセンター等の各種工作機械、あるいは自動車の電動パワーステアリングやアクチュエータ等に使用されるボールねじに関し、特に、ボール循環部品である駒部材を使用した駒式ボールねじに関する。 The present invention relates to a ball screw used for various machine tools such as an electric discharge machine and a tapping center, or an electric power steering or an actuator of an automobile, and more particularly to a piece type ball screw using a piece member that is a ball circulation part. .
ボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成された転動路に収容された多数のボールと、転動路を周回経路とする循環機構とを備え、例えば、ナットを回転運動させることでねじ軸を直線運動させる運動変換機構として使用されている。 The ball screw is composed of a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface, a nut externally fitted to the screw shaft, and a spiral screw groove formed on the inner peripheral surface, and both opposing screw grooves. It is equipped with a large number of balls accommodated in the formed rolling path and a circulation mechanism having the rolling path as a circuit path, and is used as a motion conversion mechanism that linearly moves the screw shaft by rotating the nut, for example. ing.
一般的にボールねじは、ボールの循環機構が異なる種々の形式のものがあり、その一つに駒式と呼ばれるものがある。この駒式ボールねじは、ねじ溝の連結路を有し、転動路を周回経路とする循環用の駒部材がナットに装着されているもので、構成が比較的簡素で、かつコンパクトに構成できる利点がある。 Generally, there are various types of ball screws having different ball circulation mechanisms, one of which is called a piece type. This piece-type ball screw has a threaded groove connection path, and a circulation piece member with a rolling path as a circulation path is attached to the nut. The structure is relatively simple and compact. There are advantages you can do.
この駒部材は、ボールをねじ軸とナットの対向するねじ溝内で循環させるための重要部品であり、駒部材の破損やナットからの脱落については、アクチュエータの機能上致命的な欠陥となるため、十分な対策が求められる。 This piece member is an important part for circulating the ball in the thread groove where the screw shaft and the nut face each other. If the piece member breaks or falls off the nut, it becomes a fatal defect in the function of the actuator. Sufficient measures are required.
特許文献1には、このような対策を施した駒部材のナットへの固定方法が示されている。この例では、ナットのねじ溝同士を連結する連結溝を有する駒部材に、ナットのねじ溝に係合してこの駒部材をナットに対して軸方向に位置決めするアームを設けている。そして、駒部材は、ナット内径側からナットに穿設された駒窓に挿入され、駒部材に設けられたアームがボール循環に使用されないナットのねじ溝面に当接してナットねじ溝に対して位置決めされ、駒部材の外径側に形成されたガイド壁をかしめることによりナットに固定される。 Patent Document 1 discloses a method for fixing a piece member with such a countermeasure to a nut. In this example, an arm that engages with a screw groove of the nut and positions the piece member in the axial direction with respect to the nut is provided on the piece member having a connecting groove that connects the screw grooves of the nut. The piece member is inserted into the piece window formed in the nut from the inner diameter side of the nut, and the arm provided on the piece member comes into contact with the screw groove surface of the nut that is not used for ball circulation, and against the nut screw groove. It is positioned and fixed to the nut by caulking a guide wall formed on the outer diameter side of the piece member.
この構造によれば、駒部材は内径側からナットに挿入されて、アームによりナットに対して軸方向に位置決めされると共に、駒部材の外径側に形成されたガイド壁をナットに成型された駒窓の対向する一対の内径面にかしめ固定されるため、駒部材はナットに強固に固定される。なお、従来のガイド壁は、外側面がR形状をしており、内側面がフラットな形状をしている。そして、このフラットな内側面全体を外側に押圧するようにしてかしめる。
かしめ、即ち塑性変形により駒部材をナットに固定する場合、駒部材は、塑性変形に耐えうる延性を確保する必要がある。その一方で、駒部材はボールを循環させる重要部品であり、ボール循環による変形や摩耗に対して十分な機械的強度を持つことが要求される。したがって、駒部材をかしめ固定する場合であっても、ある程度、駒部材の延性を犠牲にして材料強度を上げる必要がある。 When the piece member is fixed to the nut by caulking, that is, plastic deformation, the piece member needs to ensure ductility that can withstand plastic deformation. On the other hand, the piece member is an important part for circulating the ball, and is required to have sufficient mechanical strength against deformation and wear due to the ball circulation. Therefore, even when the piece member is caulked and fixed, it is necessary to increase the material strength at the expense of the ductility of the piece member to some extent.
そして、材料強度を上げるために駒部材の硬度を上昇させた場合、駒部材のかしめ部の塑性変形後には、ある程度のスプリングバックが発生することが回避不能であり、駒部材がナットに形成された駒窓の中でガタ付を発生することになる。特に、従来のようにガイド壁の内側面がフラットな形状をしており、そのフラット面全体を外側に押圧するようにかしめた場合には、このスプリングバックの発生が顕著である。そして、こうして発生した駒部材のガタ付は、アクチュエータの振動や異音の原因となったり、ボール循環による駒部材の循環溝変形や摩耗を助長して、最終的にはアクチュエータの作動不良に陥る原因となりうる。 When the hardness of the piece member is increased in order to increase the material strength, it is unavoidable that a certain amount of spring back occurs after plastic deformation of the caulking portion of the piece member, and the piece member is formed on the nut. A rattling will be generated in the window. In particular, when the inner surface of the guide wall has a flat shape as in the prior art and the entire flat surface is caulked so as to press outward, the occurrence of this spring back is significant. The looseness of the piece member thus generated causes vibration and abnormal noise of the actuator, or promotes deformation and wear of the circulation groove of the piece member due to ball circulation, and eventually causes malfunction of the actuator. It can be a cause.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、駒部材のナットへの固定強度を増し、信頼性を向上させた駒式ボールねじを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a piece-type ball screw that increases the fixing strength of the piece member to the nut and improves the reliability.
係る目的を達成すべく、本発明は、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、該駒部材に、前記ナットの円周方向の両側縁に、外径側に立ち上がる一対のガイド壁が形成され、該ガイド壁を前記駒窓にかしめ固定する駒式ボールねじにおいて、前記各ガイド壁の内側面がR形状となっており、この端部のそれぞれ2箇所を基点として押圧するようにかしめ変形させて前記駒部材を前記ナットに固定させ、かしめによる塑性変形後のスプリングバック量を小さくした構成を採用した。
In order to achieve such an object, the present invention provides a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface, a nut externally fitted to the screw shaft, and a spiral thread groove formed on the inner peripheral surface. A plurality of balls accommodated in a rolling path formed by opposing screw grooves, and a coupling groove fitted into a piece window drilled in a body portion of the nut and having the rolling path as a circulation path A pair of guide walls rising on the outer diameter side are formed on both side edges of the nut in the circumferential direction, and the guide walls are caulked and fixed to the piece window. in bridge type ball screw, the inner surfaces of the guide wall has a R-shaped, the bridge member by caulking deformed so as to press the base point two places of the end portion is fixed to the nut, crimping adopted a configuration having a reduced amount of spring-back after plastic deformation by It was.
このように、各ガイド壁の内側面がR形状となっており、この端部のそれぞれ2箇所を基点として押圧するようにかしめ変形させるので、かしめ加工するガイド壁の断面積が減少し、従来のようにガイド壁全体をかしめるのとは異なり、より小さい部分を塑性変形させるだけでかしめ固定することができ、かしめによる塑性変形後のスプリングバック量が小さくなる。その結果、駒部材のかしめ後のガタ付が小さくなる。
In this way, the inner surface of each guide wall has an R shape, and since it is caulked and deformed so as to be pressed using two points at the end, the cross-sectional area of the guide wall to be caulked is reduced. the entire guide wall for caulking as different, a smaller portion alone can be caulked to plastically deform, or spring back amount after the plastic deformation is that a smaller by tightening. As a result, the backlash after caulking of the piece member is reduced.
また、本発明は、前記ガイド壁をかしめ変形させるかしめポンチの前記ガイド壁に当接する部分が、フラット形状となっている構成とすることもできるので、各ガイド壁の内側面のそれぞれ2箇所を押圧することができる。 Further, according to the present invention, the portion of the caulking punch that caulking and deforms the guide wall may be a flat shape, so that two portions on the inner side surface of each guide wall may be provided. Can be pressed.
また、本発明は、前記ガイド壁をかしめ変形させるかしめポンチの前記ガイド壁に当接する部分が、前記ガイド壁内側面のR寸法より大きなR形状となっている構成とすることもできるので、各ガイド壁の内側面のそれぞれ2箇所を押圧することができる。 Further, in the present invention, the portion of the caulking punch that caulking and deforms the guide wall to be in contact with the guide wall can be configured to have an R shape larger than the R dimension of the inner surface of the guide wall. Two locations on the inner surface of the guide wall can be pressed.
本発明に係る駒式ボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、該駒部材に、前記ナットの円周方向の両側縁に、外径側に立ち上がる一対のガイド壁が形成され、該ガイド壁を前記駒窓にかしめ固定する駒式ボールねじにおいて、前記各ガイド壁の内側面がR形状となっており、この端部のそれぞれ2箇所を基点として押圧するようにかしめ変形させて前記駒部材を前記ナットに固定させ、かしめによる塑性変形後のスプリングバック量を小さくした構成を採用したので、各ガイド壁の内側面のそれぞれ2箇所を押圧することができ、駒部材のナットへの固定強度を増し、信頼性を向上させることができる。
The piece ball screw according to the present invention includes a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface, a nut externally fitted to the screw shaft, and a spiral screw groove formed on the inner peripheral surface, A plurality of balls accommodated in a rolling path formed by opposing screw grooves, and a connecting groove that is fitted to a piece window drilled in a body portion of the nut and has the rolling path as a circulation path. A pair of guide walls that are formed on the both side edges of the nut in the circumferential direction, and that are caulked and fixed to the piece window. in formula ball screw, the inner surfaces of the guide wall has a R-shaped, the bridge member by caulking deformed so as to press the base point two places of the end portion is fixed to the nut, by caulking adopt a configuration having a reduced amount of spring-back after plastic deformation Since, it is possible to press the two places of the inner surface of the guide walls, increase the fixing strength of the nut piece member, it is possible to improve the reliability.
外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、該駒部材に、前記ナットの円周方向の両側縁に、外径側に立ち上がる一対のガイド壁が形成され、該ガイド壁を前記駒窓にかしめ固定する駒式ボールねじにおいて、前記各ガイド壁の内側面がR形状となっており、この端部のそれぞれ2箇所を基点として押圧するようにかしめ変形させて前記駒部材を前記ナットに固定させ、かしめによる塑性変形後のスプリングバック量を小さくした。 A screw shaft having a spiral thread groove formed on the outer peripheral surface, a nut externally fitted to the screw shaft and having a spiral thread groove formed on the inner peripheral surface, and a roller formed by both opposing screw grooves. A plurality of balls accommodated in the movement path, and a piece member fitted to a piece window formed in the trunk portion of the nut and having a connecting groove having the rolling path as a circulation path, In the piece member, a pair of guide walls rising on the outer diameter side are formed on both side edges of the nut in the circumferential direction, and a piece type ball screw for caulking and fixing the guide wall to the piece window, The inner surface has an R shape, and the piece member is fixed to the nut by caulking and deforming so as to press each of the two ends of the end, thereby reducing the amount of springback after plastic deformation by caulking. .
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る駒式ボールねじの一実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は縦断面図である。図2は、本発明に係る駒部材の斜視図である。図3は、本発明に係る駒部材を示し、(a)は上面図、(b)は側面図、(c)は底面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A and 1B show an embodiment of a piece-type ball screw according to the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a longitudinal sectional view. FIG. 2 is a perspective view of the piece member according to the present invention. FIG. 3 shows a piece member according to the present invention, wherein (a) is a top view, (b) is a side view, and (c) is a bottom view.
この駒式ボールねじ1は、外周面に螺旋状のねじ溝2aが形成されたねじ軸2と、このねじ軸2に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝3aが形成されたナット3と、対向する両ねじ溝2a、3aにより形成された転動路に収容された多数のボール4と、これらボール4の循環用部材となる駒部材5とを備えている。
This piece-type ball screw 1 includes a screw shaft 2 having a
ねじ軸2とナット3の各ねじ溝2a、3aの断面形状は、サーキュラアーク形状であってもゴシックアーク形状であっても良いが、ここではボール4との接触角が大きくとれ、アキシアルすきまが小さく設定できるゴシックアーク形状に形成されている。これにより、軸方向荷重に対する剛性が高くなり、かつ振動の発生を抑制することができる。
The cross-sectional shape of each
円筒状のナット3の胴部には、内外の周面に貫通してねじ溝3aの一部を切欠く断面略円形の駒窓6が穿設されている。この駒窓6には、ボール4の循環用部材となる駒部材5が嵌合されている。なお、駒窓は必ずしも円形である必要はなく、例えば、小判状であっても良い。
A
駒部材5の内方には、ねじ溝3aの隣合う1周分同士を連結する連結溝5aが形成されている。これにより、連結溝5aとねじ溝3aの略1周の部分とでボール4が周回できるようになっている。つまり、対向する両ねじ溝2a、3aにより形成された転動路が周回経路となる。転動路内の内外のねじ溝2a、3a間に介在された多数のボール4は、ねじ溝2a、3aに沿って転動し、そして、駒部材5の連結溝5aに案内され、ねじ軸2のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝3aに戻り、再びねじ溝2a、3aに沿って転動する。
A connecting
駒部材5の連結溝5aは、ナット3の隣接するねじ溝3a、3a間を滑らかに接続するようにS字状に湾曲して形成され、ねじ溝3aに滑らかに接続されている。また、連結溝5aの深さは、ボール4が連結溝5a内でねじ軸2におけるねじ溝2aのねじ山を越えることができる深さとされている。
The connecting
駒部材5の軸方向の両端には、互いに円周方向逆向きに一対のアーム5b、5bが突設されている。これらアーム5b、5bは断面が略円形に形成され、ナット3のねじ溝3aに所定の径方向すきまを介して係合され、駒部材5の位置決めと、駒部材5が駒窓6から径方向外方に抜け出すのを防止するために設けられている。ここで、ねじ溝3aにおけるアーム5b、5bが係合した部分は非ボール循環部となる。
A pair of
また、図2、図3(a)、図3(b)に示すように、駒部材5は、アーム5b、5bが突設された胴部5cと、この胴部5cから外径側(ナット3の径方向外方側)に延びる頭部5dからなる。胴部5cは、ナット3の駒窓6の形状(円孔)に対応するように断面が略円形に形成されて駒窓6に嵌合される。
As shown in FIGS. 2, 3A, and 3B, the
頭部5dは、両側(ナット3の周方向両側)に他の部分よりも外径面が凹む凹み部5eが形成され、これら凹み部5eから外径側へ立ち上がり、円弧状周面を有する一対のガイド壁5f、5fが対向して配置されている。ガイド壁5f、5fの外側面は、駒窓6の形状(円孔)に対応するようにR形状となっている。また、本実施例においては、ガイド壁5f、5fの内側面は、前記駒部材の軸周りにR状に広がるようなR形状をしている。そして、その内側面のR形状部は、その外側面よりも小さなR形状をしており、ガイド壁5f、5fの肉厚が略同一となっている。なお、ガイド壁5fの形状はこれに限定されるものではなく、また、このR形状のR寸法も、これに限定されるものではなく、様々に設計できる。
The
次に、駒部材5の固定方法について説明する。
図4は、本発明に係る駒部材の固定方法を示す図であり、(a)は側面図、(b)は上面図である。図5は、駒部材の固定時の詳細を示す部分拡大図である。
Next, a method for fixing the
4A and 4B are views showing a method of fixing a piece member according to the present invention, wherein FIG. 4A is a side view and FIG. 4B is a top view. FIG. 5 is a partially enlarged view showing details when the piece member is fixed.
駒部材5を固定する際には、まず、ナット3の駒窓6に駒部材5をナット3の内径面側から嵌め込む。次に、ナット3のねじ溝3aにアーム5b、5bを係合する。この状態で、ナット3内にコア(図示せず)を入れ、外径側からかしめポンチ10を押し込む。かしめポンチ10は、その先端にテーパ状の加圧面10aを有しており、駒部材5の一対のガイド壁5f、5fは、その先端が外側へ斜めに折れ曲がるように加締られ、ナット3に係合状態になる。
When fixing the
ここで、かしめポンチ10の加工面10aは、最初、図5に示すように、ガイド壁5f、5fの内側面の端部5g、5gに点接触する。この状態で、かしめポンチ10を下方に押し込むと、ガイド壁5f、5fは、端部5g、5gを基点として、図4(b)の矢印で示したように、四方に向かって塑性変形をする。このように、ガイド壁5f、5fの内側面をR形状としたので、かしめ加工するガイド壁5f、5fの断面積が減少し、より小さい部分を塑性変形させるだけでかしめ固定することができる。その結果、かしめによる塑性変形後のスプリングバック量が小さくなり、駒部材5のかしめ後のガタ付は小さくなる。
Here, the
なお、この例のかしめポンチの加工面10aは、テーパ状をしているが、その加工面をガイド壁5f、5fに対向するようにフラット形状にすることもできる。また、かしめポンチの加工面10aをガイド壁5f、5fの内側面のR寸法より大きいR寸法とすることもできる。いずれにせよ、かしめポンチの加工面10aが、最初、ガイド壁5f、5fの内側面の端部5g、5gに点接触するようになっていれば、かしめポンチ10を下方に押し込んだ際に、ガイド壁5f、5fは、端部5g、5gを基点として、図4(b)の矢印で示したように、四方に向かって塑性変形をする。そうすることで、駒部材5は安定してナット3に固定されることとなる。
In addition, although the
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
本発明に係る駒式ボールねじは、自動車の電動アクチュエータ等に使用される駒式ボールねじに適用することができる。 The piece type ball screw according to the present invention can be applied to a piece type ball screw used for an electric actuator of an automobile or the like.
1・・・・・・・・・・駒式ボールねじ
2・・・・・・・・・・ねじ軸
2a、3a・・・・・・ねじ溝
3・・・・・・・・・・ナット
4・・・・・・・・・・ボール
5・・・・・・・・・・駒部材
5a・・・・・・・・・連結溝
5b・・・・・・・・・アーム
5c・・・・・・・・・胴部
5d・・・・・・・・・頭部
5e・・・・・・・・・凹み部
5f・・・・・・・・・ガイド壁
5g・・・・・・・・・端部
6・・・・・・・・・・駒窓
10・・・・・・・・・かしめポンチ
10a・・・・・・・・加工面
1 ······ Poma type ball screw 2 ··············
Claims (3)
このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、
対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、
前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備え、
該駒部材に、前記ナットの円周方向の両側縁に、外径側に立ち上がる一対のガイド壁が形成され、該ガイド壁を前記駒窓にかしめ固定する駒式ボールねじにおいて、
前記各ガイド壁の内側面がR形状となっており、この端部のそれぞれ2箇所を基点として押圧するようにかしめ変形させて前記駒部材を前記ナットに固定させ、かしめによる塑性変形後のスプリングバック量を小さくしたことを特徴とする駒式ボールねじ。 A screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface;
A nut externally fitted to the screw shaft and having a spiral thread groove formed on the inner peripheral surface;
A plurality of balls housed in a rolling path formed by opposing screw grooves;
A piece member fitted with a piece window drilled in the trunk portion of the nut and formed with a connecting groove having the rolling path as a circulation path;
In the piece member, a pair of guide walls rising on the outer diameter side are formed on both side edges in the circumferential direction of the nut, and a piece type ball screw for caulking and fixing the guide wall to the piece window,
The inner surface of each of the guide walls has an R shape, and the piece member is caulked and deformed so as to be pressed at two positions of the end portions to fix the piece member to the nut, and the spring after plastic deformation by caulking A piece-type ball screw with a small back amount .
The piece type ball screw according to claim 1, wherein a portion of the caulking punch that caulking and deforms the guide wall is in an R shape larger than an R dimension of an inner side surface of the guide wall.
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