JP5004312B2 - 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駒式ボールねじに関し、特に、作動時の摩擦効率向上を図った駒式ボールねじに関する。The present invention relates to a piece type 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 in particular, a piece type ball screw which improves friction efficiency during operation. About.
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複数のボールと、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. A plurality of balls accommodated in the formed rolling path and a circulation mechanism having the rolling path as a circulation path are used as, for example, a motion conversion mechanism that linearly moves the screw shaft by rotating the nut. 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。駒式ボールねじは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 having a rolling path as a circulation path is mounted on a nut. The piece-type ball screw has an advantage that the configuration is relatively simple and the configuration can be made compact.
この種のボールねじは、精度良く造られた場合には、ナットに負荷されるねじ軸に沿った荷重やねじ軸に負荷されるトルクに対して安定した作動特性を有する。然しながら、実際には、ボールねじの各溝を形成する円弧状の曲率半径や螺旋状に形成されたねじ溝のリード等々の誤差が組み合わさることで、ボールねじの転がり摩擦抵抗が変動する。そのため、ボールねじの位置決め精度や制御性の低下、あるいは摩擦による発熱等が生じ、ボールねじの寿命を低下させることがある。 When this type of ball screw is manufactured with high accuracy, it has stable operating characteristics with respect to the load along the screw shaft loaded on the nut and the torque loaded on the screw shaft. However, in reality, the rolling frictional resistance of the ball screw varies due to a combination of errors such as the arc-shaped radius of curvature forming each groove of the ball screw and the lead of the screw groove formed in a spiral shape. As a result, the positioning accuracy and controllability of the ball screw are reduced, or heat is generated due to friction, which may reduce the life of the ball screw.
こうした問題を解決したものとして、図4に示すようなボールねじが知られている。このボールねじ51は、ねじ軸SとナットNと多数のボール52とを備えている。ねじ軸Sの外周面53とナットNの内周面54には、対向する螺旋状のねじ軸溝55とナット溝56が形成されている。ボール52は、これらねじ軸溝55とナット溝56にそれぞれ転接している。 As a solution to these problems, a ball screw as shown in FIG. 4 is known. The
ねじ軸溝55とナット溝56は、断面がゴシックアーク形状に形成されている。ボールの半径をr、ねじ軸溝55の断面を形成する第1の円弧55a、55bの曲率半径をRs1、Rs2、これら第1の円弧55a、55bの曲率半径の中心Cs1、Cs2からボール52の中心Aを通るねじ軸Sに垂直な線Bまでのねじ軸Sの軸方向に沿う方向の距離をXcs1、Xcs2、ナット溝56の断面を形成する第2の円弧56a、56bの曲率半径をRn1、Rn2、これら第2の円弧56a、56bの曲率半径の中心Cn1、Cn2からボール52の中心Aまでのねじ軸Sの軸方向に沿う方向の距離をXcn1、Xcn2、ボール52の中心Aを通るねじ軸Sに垂直な線Bに対してねじ軸溝55とボール52の接点52sa、52sbがなす中心Aの角度(接触角)をαrs1、αrs2、ナット溝56とボール52の接点52na、52nbの接触角をαrn1、αrn2とすると、
sinαrs1=Xcs1/(Rs1−r)
sinαrs2=Xcs2/(Rs2−r)
sinαrn1=Xcn1/(Rn1−r)
sinαrn2=Xcn2/(Rn2−r)
この時、Rs1=Rs2=Rs、Xcs1=Xcs2=XcsRn1=Rn2=Rn、Xcn1=Xcn2=Xcnなので、αrs1=αrs2、αrn1=αrn2である。そして、−0.1≦{Xcs/(Rs−r)−Xcn/(Rn−r)}<0を満たすようにねじ軸溝55とナット溝56とが形成されている。The
sinαrs1 = Xcs1 / (Rs1-r)
sinαrs2 = Xcs2 / (Rs2-r)
sinαrn1 = Xcn1 / (Rn1-r)
sinαrn2 = Xcn2 / (Rn2-r)
At this time, since Rs1 = Rs2 = Rs, Xcs1 = Xcs2 = XcsRn1 = Rn2 = Rn, and Xcn1 = Xcn2 = Xcn, αrs1 = αrs2 and αrn1 = αrn2. The
以上のように形成されたボールねじ51の接触角、すなわち、運動方向の変換過程において、ねじ軸溝55とナット溝56にそれぞれ転接しているボール52の接触角を変えることでその転がり摩擦が軽減され、作動効率が向上して耐久性に優れたボールねじ51を提供することができる。 When the contact angle of the
然しながら、この従来のボールねじ51において、直線運動を回転運動に変換する場合(以下、逆作動という)、また回転運動を直線運動に変換する場合(以下、正作動という)とで、ねじ軸SとナットNの接触角の組み合わせを変更する必要があり、両条件で作動効率を向上させることはできない。一般的に、ねじ軸とナットとでその接触角を変えた場合、正作動または逆作動のどちらか一方の作動効率が向上するが、他方の作動効率が逆に低下する。 However, in this
例えば、電動パワーステアリング用ボールねじの場合、ボールねじにはピニオンからの力とタイヤからの力が作用し、力の大きさや方向は路面状況やハンドル(ステアリングホイール)操作で常に異なっている。それに対し、ハンドルをどちらに切るかは運転手の判断による。すなわち、ねじ軸Sに作用する力の方向に対し、ナットNはどちらの方向にも回転する可能性があり、ボールねじ51には正作動と逆作動のどちらも作用することになる。したがって、こうした従来のボールねじ51において、ねじ軸SとナットNとでその接触角を変えることにより、正作動時、逆作動時において総合的な作動効率の向上を図ることは難しい。 For example, in the case of an electric power steering ball screw, a force from a pinion and a force from a tire act on the ball screw, and the magnitude and direction of the force are always different depending on the road surface condition and steering wheel (steering wheel) operation. On the other hand, it is up to the driver to turn the steering wheel. That is, there is a possibility that the nut N rotates in either direction with respect to the direction of the force acting on the screw shaft S, and both the normal operation and the reverse operation act on the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、正作動、逆作動共に作動効率を向上させ、かつ機械損失を低減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 in which the operating efficiency is improved in both the forward operation and the reverse operation and the mechanical loss is reduced.
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、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、前記ナットに装着され、前記ねじ軸におけるねじ溝の隣合う1周分同士を連結する連結溝を有する駒部材とを備え、前記ボールは前記ねじ溝に沿って転動し、前記駒部材の連結溝に案内され、前記ねじ軸のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝に戻り、再び前記ねじ溝に沿って転動する駒式ボールねじにおいて、前記ねじ軸のねじ溝が転造加工によって形成され、前記ボールとねじ溝との初期接触角=25〜40°、および前記ねじ溝のリードLと前記ボール径dの比率d/L=0.75〜1.10のそれぞれに設定された前記ねじ軸のねじ山を、前記駒部材内の無負荷領域にあるボールが乗り越える時のロスを低減させるボール径に対するねじ溝深さを有すると共に、前記ボール径dに対する前記ねじ軸のねじ溝の深さtの比率t/d=0.20〜0.30とした構成を採用した。
In order to achieve such an object, the invention according to
このように、ナットに装着され、ねじ軸におけるねじ溝の隣合う1周分同士を連結する連結溝を有する駒部材とを備え、ボールはねじ溝に沿って転動し、駒部材の連結溝に案内され、ねじ軸のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝に戻り、再びねじ溝に沿って転動する駒式ボールねじにおいて、ねじ軸のねじ溝が転造加工によって形成され、ボールとねじ溝との初期接触角=25〜40°、およびねじ溝のリードLとボール径dの比率d/L=0.75〜1.10のそれぞれに設定されたねじ軸のねじ山を、駒部材内の無負荷領域にあるボールが乗り越える時のロスを低減させるボール径に対するねじ溝深さを有すると共に、ボール径dに対するねじ軸のねじ溝の深さtの比率t/d=0.20〜0.30としているので、ボールねじ全体の機械損失が低減でき、正作動時、逆作動時に係らず高効率のボールねじを提供することができる。また、それに伴いボールねじの位置決め精度や制御性の向上、さらに摩擦による発熱等の抑制を図ることができ、ボールねじの寿命を向上させることができると共に、ボールの接触楕円が肩部を乗り上げるのを防止し、負荷容量の低下を防止することができる。
In this way, the piece member is mounted on the nut and includes a piece member having a connecting groove that connects adjacent ones of the screw grooves on the screw shaft, and the ball rolls along the screw groove, In a piece-type ball screw that passes over the thread of the screw shaft, returns to the adjacent screw groove, and rolls along the screw groove again, the thread groove of the screw shaft is formed by rolling, and the ball and screw The screw thread of the screw shaft set to the initial contact angle with the groove = 25 to 40 ° and the ratio d / L = 0.75 to 1.10. while have a thread groove depth to the ball diameter to reduce the loss when the ball is overcome in the no-load region of the internal, the ratio t / d = 0.20 for the depth t of the screw groove of the screw shaft to the ball diameter d because it is a 0.30, the ball screw the whole of the machine Loss can be reduced, when a positive working, it is possible to provide a high efficiency of the ball screw regardless of the time of reverse operation. Along with this, it is possible to improve the positioning accuracy and controllability of the ball screw, and to suppress heat generation due to friction, so that the life of the ball screw can be improved and the ball contact ellipse rides over the shoulder. It is possible to prevent the load capacity from being lowered.
また、請求項2に記載の発明は、前記ねじ溝の表面に超仕上げ処理が施され、その表面粗さがRa0.1以下、または転走方向のうねりが2μm以下に規制されているので、単に良好な表面粗さが得られるだけでなく、ねじ溝のボールとの接触点における真円度、また、そのうねり成分が改善され、ボールねじの作動効率向上と摩擦係数を一層低減させることができる。
In the invention according to
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、前記ナットに装着され、前記ねじ軸におけるねじ溝の隣合う1周分同士を連結する連結溝を有する駒部材とを備え、前記ボールは前記ねじ溝に沿って転動し、前記駒部材の連結溝に案内され、前記ねじ軸のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝に戻り、再び前記ねじ溝に沿って転動する駒式ボールねじにおいて、前記ねじ軸のねじ溝が転造加工によって形成され、前記ボールとねじ溝との初期接触角=25〜40°、および前記ねじ溝のリードLと前記ボール径dの比率d/L=0.75〜1.10のそれぞれに設定された前記ねじ軸のねじ山を、前記駒部材内の無負荷領域にあるボールが乗り越える時のロスを低減させるボール径に対するねじ溝深さを有すると共に、前記ボール径dに対する前記ねじ軸のねじ溝の深さtの比率t/d=0.20〜0.30としたので、ボールねじ全体の機械損失が低減でき、正作動時、逆作動時に係らず高効率のボールねじを提供することができる。また、それに伴いボールねじの位置決め精度や制御性の向上、さらに摩擦による発熱等の抑制を図ることができ、ボールねじの寿命を向上させることができると共に、ボールの接触楕円が肩部を乗り上げるのを防止し、負荷容量の低下を防止することができる。
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 housed in a rolling path formed by opposing screw grooves, a piece member attached to the nut and having a connecting groove for connecting adjacent ones of the screw grooves on the screw shaft; The ball rolls along the screw groove, is guided by the connecting groove of the piece member, rides over the thread of the screw shaft, returns to the adjacent screw groove, and rolls along the screw groove again. In the moving piece type ball screw, the thread groove of the screw shaft is formed by rolling, the initial contact angle between the ball and the thread groove is 25 to 40 °, and the lead L of the thread groove and the ball diameter d Ratio d / L = 0.75 to 1.10. The threads of the screw shaft that is, the frame and having a thread groove depth to the ball diameter to reduce the loss when the ball is overcome in the no-load region in the member, the threaded shaft with respect to the ball diameter d Screw Since the groove depth t ratio t / d = 0.20 to 0.30, the mechanical loss of the entire ball screw can be reduced, and a highly efficient ball screw can be provided regardless of whether it is forward or reverse. Can do. Along with this, it is possible to improve the positioning accuracy and controllability of the ball screw, and to suppress heat generation due to friction, so that the life of the ball screw can be improved and the ball contact ellipse rides over the shoulder. It is possible to prevent the load capacity from being lowered.
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、前記ナットに装着され、前記ねじ軸におけるねじ溝の隣合う1周分同士を連結する連結溝を有する駒部材とを備え、前記ボールは前記ねじ溝に沿って転動し、前記駒部材の連結溝に案内され、前記ねじ軸のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝に戻り、再び前記ねじ溝に沿って転動する駒式ボールねじにおいて、前記ねじ軸のねじ溝が転造加工によって形成され、前記ボール径dに対する前記ねじ軸のねじ溝の深さtの比率が、t/d=0.20〜0.30の範囲に設定されていると共に、前記ボールとねじ溝との初期接触角=25〜40°、および前記ねじ溝のリードLと前記ボール径dの比率d/L=0.75〜1.10のそれぞれに設定された前記ねじ軸のねじ山を、前記駒部材内の無負荷領域にあるボールが乗り越える時のロスを低減させるボール径に対するねじ溝深さを有すると共に、前記ボール径dに対する前記ねじ軸のねじ溝の深さtの比率t/d=0.20〜0.30とした。
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 housed in a moving path; and a piece member that is attached to the nut and has a connecting groove that connects adjacent ones of the screw grooves in the screw shaft, and the balls are formed in the screw grooves. In the piece-type ball screw that rolls along the screw member, is guided by the connecting groove of the piece member, passes over the screw thread of the screw shaft, returns to the adjacent screw groove, and rolls along the screw groove again. The thread groove of the shaft is formed by rolling, and the ratio of the depth t of the thread groove of the screw shaft to the ball diameter d is set in the range of t / d = 0.20-0.30. The initial contact angle between the ball and the thread groove is 25 to 40 °, and The screw thread of the screw shaft set to the ratio d / L = 0.75 to 1.10 of the lead L of the screw groove and the ball diameter d is a ball in an unloaded region in the piece member. It has a thread groove depth with respect to the ball diameter to reduce a loss when getting over, and a ratio t / d = 0.20 to 0.30 of the thread groove depth t of the screw shaft with respect to the ball diameter d .
以下、本発明の実施の形態を図面に基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実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は縦断面図、そして(c)は循環部材となる駒部材の斜視図である。
ねじ軸1は螺旋状のねじ溝2が外周に形成され、このねじ軸1に外嵌されるナット3の内周には、ねじ溝2に対応する螺旋状のねじ溝4が形成されている。そして、両ねじ溝2、4の間に多数のボール5が収容されている。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of a piece-type ball screw according to the present invention, wherein (a) is a plan view, (b) is a longitudinal sectional view, and (c) is a perspective view of a piece member serving as a circulating member.
The
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4の一部を切欠く楕円状の駒窓6が穿設され、この駒窓6に楕円状の駒部材7が嵌合されている。駒部材7の内方には、ねじ溝4の隣合う1周分同士を連結する連結溝8が形成され、この連結溝8とねじ溝4の略1周の部分とでボール5の転動路を構成している。転動路内の内外のねじ溝2、4間に介在された多数のボール5はねじ溝2、4に沿って転動し、駒部材7の連結溝8に案内され、ねじ軸1のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝4に戻り、再びねじ溝2、4に沿って転動する。 An
駒部材7の連結溝8は、ナット3の隣接するねじ溝4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ているため、その両端開口縁8aを、ナット3の隣接するねじ溝4の窓開口縁部6aに合致するようにして、駒部材7の連結溝8がねじ溝4に接続されている。 Since the connecting
ボールねじの効率は一般的に以下の式で表わされるが、リード角βあるいは初期接触角αを大きくすることで作動効率が向上するとされている。正作動時の作動効率(以下、正効率という)をEp、逆作動時の作動効率(以下、逆効率という)をEn、初期接触角をα、正作動時の機械損失をμp、逆作動時の機械損失をμnとした時、
Ep=(sinα−μp×tanβ)/(sinα+μp/tanβ)
En=(sinα−μn/tanβ)/(sinα+μn×tanβ)
しかし、これら作動効率の式内には機械損失μp、μnが含まれる。実際にはこの機械損失μp、μnは、ねじ溝2、4とボール5同士の摩擦のような単純な摩擦係数だけでなく、例えば、駒式のボールねじにおいては、駒部材7内の無負荷領域でボール5が前のボール5を押す時に生じる力のロスやボール5がねじ溝2を乗り越える時のロスも含めた、所謂ボールねじ全体としての機械損失となる。そこで本出願人は、ボール径dに対するねじ溝の深さtの比率に着目し、これを小さくすることによりボール5がねじ溝2を乗り越える時のロスを低減させることを検証した。The efficiency of the ball screw is generally expressed by the following equation, and it is said that the operation efficiency is improved by increasing the lead angle β or the initial contact angle α. Ep is the operating efficiency during normal operation (hereinafter referred to as positive efficiency), En is the operating efficiency during reverse operation (hereinafter referred to as reverse efficiency), α is the initial contact angle, μp is mechanical loss during normal operation, and reverse operation When the mechanical loss is μn,
Ep = (sin α−μp × tan β) / (sin α + μp / tan β)
En = (sin α−μn / tan β) / (sin α + μn × tan β)
However, these operational efficiency formulas include mechanical losses μp and μn. Actually, this mechanical loss μp, μn is not only a simple friction coefficient such as the friction between the
本発明に係る駒式ボールねじにおいては、ボール5が駒部材7内を通過して循環するが、この時ボール5は、図2に示すように、ねじ溝2、2間のランド部2aを乗り越える。従来のボールねじでは、作動効率や負荷容量等を考慮し、ボール5の直径dに対するねじ溝2の深さtの比率t/dが、0.36〜0.38になっている。これに対し、本実施形態では、このボール5の直径dに対するねじ溝2の深さtの比率を、t/d=0.20〜0.30の範囲に設定して種々検証を行った。In the piece type ball screw according to the present invention, the
ボール5の直径dに対するねじ溝2の深さtの比率を従来よりも小さく、t/d=0.20〜0.30にするには、ねじ溝2の深さtを浅くするか、ボール5の直径dを大きくする。または、ねじ溝2の深さtを浅く、かつボール5の直径dを大きくすることが考えられる。ここで、ねじ溝2の深さtを単に小さくすると、ボール5の接触楕円が肩部を乗り上げ、負荷容量が低下する恐れがあるため、ねじ溝2の深さtとの関係において、ボール5の直径dを大きくすることで負荷容量の低下を防止することができる。 In order to make the ratio of the depth t of the
また、ねじ溝2の深さtとボール径dとの関係において、ボール5とねじ溝2との初期接触角αを小さく設定することによりボール5の接触楕円が肩部を乗り上げるのを防止することができる(図3参照)。すなわち、初期接触角αを従来の45°に変え、α=25〜40°の範囲に設定することにより、ボール5の接触楕円が肩部を乗り上げるのを防止する。 Further, in the relationship between the depth t of the
実際に本出願人は、ボール径dに対するねじ溝2の深さtの比率t/dを小さく設定したサンプルと従来品との作動効率を比較検証し、表1、表2の結果を得た。なお、測定は、スラスト荷重5.5kN、ナットの回転数360rpmで実施し、その結果の代表的なものを示す。また、表1は正効率の測定結果、表2は逆効率の測定結果をそれぞれ示している。 Actually, the applicant of the present invention compared and verified the operation efficiency of a sample in which the ratio t / d of the depth t of the
作動効率の一般式より、従来は初期接触角αおよびリード角βを変更することにより効率向上を図っていたが、例えば、初期接触角αを45°から本実施形態のように25〜40°の範囲に変更すると作動効率は逆に低下してしまう。本実施形態は、リード角βを変更せずに、初期接触角αおよびボール径dに対するねじ溝2の深さtの比率t/dを小さくすることにより、作動効率向上だけでなく摩擦係数、すなわちボールねじの機械損失が低減することが判った。 Conventionally, the efficiency is improved by changing the initial contact angle α and the lead angle β from the general formula of the operating efficiency. For example, the initial contact angle α is changed from 45 ° to 25 to 40 ° as in the present embodiment. If it is changed to the range, the operating efficiency is reduced. In the present embodiment, the ratio t / d of the depth t of the
また、本実施形態では、ボール5の直径dとねじ溝2のリードLとの関係が、d=0.75〜1.10Lになるように設定されている。d<0.75Lの場合、作動効率の向上および摩擦係数の顕著な低減が認められず、一方、d>1.10Lの場合、ボール5の接触楕円の肩部乗り上げの危険性が増大するので好ましくない。 In the present embodiment, the relationship between the diameter d of the
また、本実施形態では、ねじ軸1の外周に転造加工によってねじ溝2が形成されているが、従来のボールねじに比べねじ溝2の深さtがボール径dに対して小さく設定されているので、一層生産性が向上し、低コスト化が達成でできる。さらにこのねじ溝2の表面に超仕上げ加工を施すことにより、ボールねじの摩擦係数が低減できることが判った。これは、従来の転造品の表面粗さRa1.5〜2.0μmに比べ、超仕上げ加工によりその表面粗さがRa1.0μm以下の良好な表面粗さが単に得られるだけでなく、ねじ溝2のボール5との接触点における真円度、また、そのうねり成分も改善されたためと考えられる。なお、ねじ溝2は、ゴシックアーチ形状であってもボール5とサーキュラコンタクトする円弧状の形状であっても良い。 In this embodiment, the
このように、本発明に係る駒式ボールねじは、従来よりもボール径dに対するねじ溝2の深さtの比率t/dを小さく設定することにより、ボールねじ全体の機械損失が低減でき、正効率、逆効率に係らず高効率の駒式ボールねじを提供することができる。また、それに伴いボールねじの位置決め精度や制御性の向上、さらに摩擦による発熱等の抑制を図ることができ、ボールねじの寿命を向上させることができる。Thus, the piece type ball screw according to the present invention can reduce the mechanical loss of the entire ball screw by setting the ratio t / d of the depth t of 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、自動車の電動パワーステアリング等、使用中に正作動と逆作動ともに発生する用途に用いられる駒式ボールねじに適用できる。 Bridge type ball screw of the present invention, an electric power steering of automobiles, Ru can be applied to the bridge type ball screw for use in applications which occurs in the positive working opposite operation both during use.
1・・・・・・・・・・ねじ軸
2、4・・・・・・・・ねじ溝
2a・・・・・・・・・ランド部
3・・・・・・・・・・ナット
5・・・・・・・・・・ボール
6・・・・・・・・・・駒窓
6a・・・・・・・・・窓開口縁部
7・・・・・・・・・・駒部材
8・・・・・・・・・・連結溝
8a・・・・・・・・・開口縁部
51・・・・・・・・・ボールねじ
52・・・・・・・・・ボール
52sa、52sb・・ねじ軸溝とボールとの接点
52na、52nb・・ナット溝とボールとの接点
53・・・・・・・・・ねじ軸の外周面
54・・・・・・・・・ナットの内周面
55・・・・・・・・・ねじ軸溝
56・・・・・・・・・ナット溝
55a、55b・・・・ねじ軸溝のゴシックアークを形成する円弧
56a、56b・・・・ナット溝のゴシックアークを形成する円弧
A・・・・・・・・・・ボールの中心
B・・・・・・・・・・ボール中心Aを通るねじ軸に垂直な線
L・・・・・・・・・・リード
N・・・・・・・・・・ナット
S・・・・・・・・・・ねじ軸
d・・・・・・・・・・ボールの直径
r・・・・・・・・・・ボールの半径
t・・・・・・・・・・ねじ溝の深さ
Ep・・・・・・・・・正効率
En・・・・・・・・・逆効率
Rs1・・・・・・・・円弧55aの曲率半径
Rs2・・・・・・・・円弧55bの曲率半径
Rn1・・・・・・・・円弧56aの曲率半径
Rn2・・・・・・・・円弧56bの曲率半径
Cs1・・・・・・・・曲率半径Rs1の中心
Cs2・・・・・・・・曲率半径Rs2の中心
Cn1・・・・・・・・曲率半径Rn1の中心
Cn2・・・・・・・・曲率半径Rn2の中心
Xcs1・・・・・・・Cs1とB間の距離
Xcs2・・・・・・・Cs2とB間の距離
Xcn1・・・・・・・Cn1とB間の距離
Xcn2・・・・・・・Cn2とB間の距離
αrs1・・・・・・・ねじ軸溝とボール接点52saとの接触角
αrs2・・・・・・・ねじ軸溝とボール接点52sbとの接触角
αrn1・・・・・・・ナット溝とボール接点52naとの接触角
αrn2・・・・・・・ナット溝とボール接点52nbとの接触角
α・・・・・・・・・・初期接触角
β・・・・・・・・・・リード角
μp・・・・・・・・・正作動時の機械損失
μn・・・・・・・・・逆作動時の機械損失
1 ...
Claims (2)
前記ねじ軸のねじ溝が転造加工によって形成され、前記ボールとねじ溝との初期接触角=25〜40°、および前記ねじ溝のリードLと前記ボール径dの比率d/L=0.75〜1.10のそれぞれに設定された前記ねじ軸のねじ山を、前記駒部材内の無負荷領域にあるボールが乗り越える時のロスを低減させるボール径に対するねじ溝深さを有すると共に、前記ボール径dに対する前記ねじ軸のねじ溝の深さtの比率t/d=0.20〜0.30としたことを特徴とする駒式ボールねじ。 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 housed in a moving path; and a piece member that is attached to the nut and has a connecting groove that connects adjacent ones of the screw grooves in the screw shaft, and the balls are formed in the screw grooves. In the piece type ball screw that rolls along, is guided by the connecting groove of the piece member, goes over the screw thread of the screw shaft, returns to the adjacent screw groove, and rolls along the screw groove again.
The thread groove of the screw shaft is formed by rolling, the initial contact angle between the ball and the thread groove is 25 to 40 °, and the ratio d / L = 0. The screw thread depth of the screw shaft set to 75 to 1.10 has a thread groove depth with respect to the ball diameter to reduce a loss when the ball in the unloaded region in the piece member gets over , and A piece type ball screw characterized in that a ratio t / d = 0.20 to 0.30 of a depth t of a thread groove of the screw shaft with respect to a ball diameter d .
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