JP5120488B2 - Linear motion screw device - Google Patents

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Description

本発明は、工作機械やプレス機械、射出成形機等の機械装置の移動台の位置決め用や搬送用等の直線移動機構の駆動や動力伝達用に用いられるボールねじ装置やローラねじ装置等の直動ねじ装置に関する。   The present invention relates to a ball screw device or a roller screw device used for driving or power transmission of a linear moving mechanism such as positioning of a moving table or conveyance of a machine device such as a machine tool, a press machine, an injection molding machine or the like. The present invention relates to a dynamic screw device.

従来の直動ねじ装置としてのボールねじ装置は、外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成した一対のナット部分を間座により連結したナットとを複数のボールを介して螺合させ、ナットの両端部に接触シールを装着し、対向配置されたナット軌道溝と軸軌道溝とにより形成される負荷路の両端をナットに設けたリターンチューブにより連通して2つの循環路を形成し、それぞれの循環路によりボールを循環させながらねじ軸の回転運動をナットの直線運動に変換して構成され、ねじ軸を回転させながら、ナットの一端に設けたフランジ部に形成されたグリースの補給穴から新たなグリースを加圧供給し、ナットの他端に設けた接触シールの隙間から劣化グリースを押出して、ナット内部の潤滑剤保持空間に存在している劣化グリースを新たなグリースに交換している(例えば、特許文献1参照。)。   A ball screw device as a conventional linear motion screw device includes a screw shaft having a spiral shaft raceway groove formed on an outer peripheral surface and a pair of nut portions having a nut raceway groove opposed to the shaft raceway groove on an inner peripheral surface. A nut connected by a spacer is screwed through a plurality of balls, contact seals are attached to both ends of the nut, and both ends of the load path formed by the nut raceway grooves and the shaft raceway grooves arranged opposite to each other are attached. The return tube provided on the nut communicates to form two circulation paths, and the ball shaft is circulated through each circulation path to convert the rotational motion of the screw shaft into the linear motion of the nut. However, pressurize and supply new grease from the grease replenishment hole formed in the flange part provided at one end of the nut, and extrude the deteriorated grease from the contact seal gap provided at the other end of the nut. Degradation grease of being present in the lubricant holding space are replaced with new grease (e.g., see Patent Document 1.).

特開平11−118017号公報(第2頁段落0011−第3頁段落0016、第2図)JP 11-1118017 A (paragraph 0011 of the second page-paragraph 0016 of the third page, FIG. 2)

一般に、軸軌道溝やナット軌道溝の加工は、加工代を減少させるために、荷重を受けたときの接触楕円がランド部(軸軌道溝間のねじ軸の外周面、またはナット軌道溝間のナットの内周面をいう。)に、はみ出さない範囲でランド部の直径をねじ軸の場合は小さく、ナットの場合は大きくして、軸軌道溝やナット軌道溝を比較的浅い溝に形成することが行われており、ねじ軸のランド部とナットのランド部との間の半径方向隙間は、ボールの直径の20%程度にされている。   In general, when machining shaft raceway grooves and nut raceway grooves, in order to reduce machining allowances, the contact ellipse when subjected to a load is the land (the outer surface of the screw shaft between the shaft raceway grooves or between the nut raceway grooves). The diameter of the land part is small for screw shafts and large for nuts so that the shaft raceway grooves and nut raceway grooves are relatively shallow. The radial clearance between the land portion of the screw shaft and the land portion of the nut is about 20% of the diameter of the ball.

しかしながら、上述した従来の技術においては、ナット内部の潤滑剤保持空間に存在しているグリースを一端から他端に押出してグリースの交換を行っているため、ねじ軸のランド部とナットのランド部との間の、ボールの直径の20%程度とされた比較的大きい半径方向隙間にもグリースが流入し、ランド部の間に存在するグリースは負荷路を転動するボールの潤滑には利用され難く、供給したグリースに無駄が生ずるという問題がある。   However, in the above-described conventional technology, the grease existing in the lubricant holding space inside the nut is pushed out from one end to the other, so that the grease is exchanged. Grease also flows into a relatively large radial clearance, which is about 20% of the diameter of the ball, and the grease existing between the land portions is used for lubrication of the ball rolling on the load path. There is a problem that the supplied grease is wasted.

そこで、本発明は、ボールねじ装置等の直動ねじ装置に供給した新たなグリースを、主に転動体が転動する負荷路に供給する手段を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide means for supplying new grease supplied to a linear screw device such as a ball screw device mainly to a load path on which a rolling element rolls.

本発明は、上記課題を解決するために、外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットと、前記軸軌道溝とナット軌道溝とで形成される負荷路と、該負荷路を転動する複数の転動体とを備えた直動ねじ装置において、前記ナット軌道溝間のランド部に、前記軸軌道溝間のランド部に遊嵌する、前記ナット軌道溝の溝筋に沿った螺旋状部材を設け、前記螺旋状部材を弾性材料で形成すると共に、該螺旋状部材に中空穴を形成し、該中空穴にかけた圧力により、前記螺旋状部材を膨張させることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention provides a screw shaft in which a spiral shaft raceway groove is formed on an outer peripheral surface, a nut in which a nut raceway groove facing the shaft raceway groove is formed on an inner peripheral surface, and the shaft In a linear motion screw device comprising a load path formed by a raceway groove and a nut raceway groove and a plurality of rolling elements rolling on the load path, the shaft raceway groove is formed in a land portion between the nut raceway grooves. A spiral member along the groove of the nut raceway groove that loosely fits between the land portions is provided. The spiral member is formed of an elastic material, and a hollow hole is formed in the spiral member. The helical member is expanded by pressure applied to the hole.

これにより、本発明は、ナットランド部と軸ランド部との間の半径方向隙間へのグリースの充填を抑制して、ナットの内部に供給された新たなグリースを、主に負荷路に供給することができ、必要最小限のグリースの補給で、負荷路を転動するボールを有効に潤滑することができるという効果が得られる。   As a result, the present invention suppresses the filling of the grease in the radial gap between the nut land portion and the shaft land portion, and supplies new grease supplied to the inside of the nut mainly to the load path. Thus, it is possible to effectively lubricate the balls rolling on the load path with a minimum amount of grease.

実施例1のボールねじ装置の断面を示す説明図Explanatory drawing which shows the cross section of the ball screw apparatus of Example 1. 実施例1のヘリカルスペーサを示す斜視図The perspective view which shows the helical spacer of Example 1. FIG. 実施例1のヘリカルスペーサの取付状態を示す説明図Explanatory drawing which shows the attachment state of the helical spacer of Example 1. 実施例2のボールねじ装置の断面を示す説明図Explanatory drawing which shows the cross section of the ball screw apparatus of Example 2. 実施例2の潤滑剤の供給状態を示す説明図Explanatory drawing which shows the supply state of the lubricant of Example 2. 実施例3のボールねじ装置の断面を示す説明図Explanatory drawing which shows the cross section of the ball screw apparatus of Example 3.

以下に、図面を参照して本発明による直動ねじ装置の実施例について説明する。   Embodiments of a linear screw device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は実施例1のボールねじ装置の断面を示す説明図、図2は実施例1のヘリカルスペーサを示す斜視図、図3は実施例1のヘリカルスペーサの取付状態を示す説明図である。
図1において、1は直動ねじ装置としてのボールねじ装置である。
2はボールねじ装置1の転動体としてのボールであり、合金鋼等の鋼材で製作された球体である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a cross section of the ball screw device of the first embodiment, FIG. 2 is a perspective view showing a helical spacer of the first embodiment, and FIG. 3 is an explanatory view showing a mounting state of the helical spacer of the first embodiment.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a ball screw device as a linear motion screw device.
Reference numeral 2 denotes a ball as a rolling element of the ball screw device 1, which is a sphere made of a steel material such as alloy steel.

3はボールねじ装置1のねじ軸であり、合金鋼等の鋼材で製作された棒状部材であって、その外周面には2つの円弧凹面を略V字状に配置して構成されたゴシックアーク形状の溝である軸軌道溝4が所定のリードで螺旋状に形成され、軸軌道溝4の間に、ねじ軸3の外周面である螺旋状のランド部(軸ランド部3aという。)が形成されている。
5はボールねじ装置1のナットであり、合金鋼等の鋼材で製作された円筒状部材であって、その内周面には、2つの円弧凹面を略V字状に配置して構成されたゴシックアーク形状の溝であるナット軌道溝6が軸軌道溝4と対向して軸軌道溝4と同じリードで形成され、ナット軌道溝6の間に、ナット5の内周面である螺旋状のランド部(ナットランド部5aという。)が形成されている。
Reference numeral 3 denotes a screw shaft of the ball screw device 1, which is a rod-shaped member made of a steel material such as alloy steel, and a gothic arc formed by arranging two arc concave surfaces in a substantially V shape on the outer peripheral surface thereof. A shaft raceway groove 4 which is a groove having a shape is formed in a spiral shape with a predetermined lead, and a spiral land portion (referred to as a shaft land portion 3 a) which is an outer peripheral surface of the screw shaft 3 is formed between the shaft raceway grooves 4. Is formed.
Reference numeral 5 denotes a nut of the ball screw device 1, which is a cylindrical member made of a steel material such as an alloy steel, and has an inner peripheral surface formed by arranging two arc concave surfaces in a substantially V shape. A nut raceway groove 6, which is a gothic arc-shaped groove, is formed with the same lead as the shaft raceway groove 4 so as to face the shaft raceway groove 4, and between the nut raceway groove 6, a spiral shape that is the inner peripheral surface of the nut 5. A land portion (referred to as a nut land portion 5a) is formed.

本実施例のナットランド部5aと、軸ランド部3aとの半径方向隙間Sは、ボール2の直径をDwとしたときに、S=0.2Dw程度に設定されている。
7は研削逃げ溝であり、ゴシックアーク形状の軸軌道溝4およびナット軌道溝6を研削加工により形成するために、軸軌道溝4およびナット軌道溝6の溝底に設けられた逃げ溝であって、螺旋状の軸軌道溝4およびナット軌道溝6の全長に渡って設けられている。
The radial gap S between the nut land portion 5a and the shaft land portion 3a of the present embodiment is set to about S = 0.2 Dw when the diameter of the ball 2 is Dw.
Reference numeral 7 denotes a grinding clearance groove, which is a clearance groove provided at the bottom of the shaft raceway groove 4 and the nut raceway groove 6 in order to form the shaft raceway groove 4 and the nut raceway groove 6 having a gothic arc shape by grinding. Thus, the spiral shaft raceway groove 4 and the nut raceway groove 6 are provided over the entire length.

8はフランジ部であり、ナット5の外周部の一方の端部に設けられ、フランジ部8に設けられた取付ボルト穴8aにより図示しない機械装置の移動台に取付ボルト等で固定される。
9はボールねじ装置1の連通部材としてのリターンチューブであり、鋼材や樹脂材料等で製作され、ボール2が通過可能な内径を有する略U字形に曲折した管であって、ナット5の外周面の一部を軸方向と平行に切欠いた平面5bに設けられたナット軌道溝6に達する穴にその端部が嵌合してナット軌道溝6に連通しており、図示しないチューブ固定具等によりナット5に固定される。
A flange portion 8 is provided at one end of the outer peripheral portion of the nut 5, and is fixed to a moving table of a mechanical device (not shown) with a mounting bolt or the like by a mounting bolt hole 8 a provided in the flange portion 8.
Reference numeral 9 denotes a return tube as a communicating member of the ball screw device 1, which is a tube made of a steel material or a resin material and bent into a substantially U shape having an inner diameter through which the ball 2 can pass. Are fitted in holes that reach the nut raceway groove 6 provided in the flat surface 5b cut out in parallel to the axial direction and communicated with the nut raceway groove 6 by a tube fixture or the like (not shown). It is fixed to the nut 5.

これにより、軸軌道溝4とナット軌道溝6とにより形成される負荷路の両端部はリターンチューブ9の内径として形成された連通路により連通され、ボール2が循環する循環路が形成される。
本実施例の循環路は、ねじ軸3の軸方向に2箇所形成されている。
10はシール部材としての高密封シールであり、合金鋼等の板材で製作された芯金と、この芯金に焼付けや接着等の接合手段で接合された、合成ゴムや合成樹脂等の弾性を有する弾性材で製作されたシール体とにより形成された円環状部材であって、ナット5の軸方向の両端部に取付けられており、そのシール体のリップ部11の先端は、ナット5の両端部に取付けられたときに、内周縁が摺接するねじ軸3の部位の軸直角断面(ねじ軸3の軸芯が鉛直線となる断面をいう。)の形状に所定のシール代を持たせた相似形状に形成され、ねじ軸3の外周面3aおよび/もしくは軸軌道溝4の円弧凹面で形成されるねじ軸3の外表面に内周縁が摺接して接触式シールとして機能する。
As a result, both ends of the load path formed by the shaft raceway groove 4 and the nut raceway groove 6 are communicated by the communication path formed as the inner diameter of the return tube 9, thereby forming a circulation path through which the ball 2 circulates.
Two circulation paths in the present embodiment are formed in the axial direction of the screw shaft 3.
Reference numeral 10 denotes a highly hermetic seal as a seal member, which is made of a core metal made of a plate material such as alloy steel and elasticity of synthetic rubber or synthetic resin joined to the core metal by a joining means such as baking or adhesion. An annular member formed by a sealing body made of an elastic material having an annular member, and is attached to both end portions of the nut 5 in the axial direction. When attached to the part, a predetermined seal allowance is given to the shape of the cross section perpendicular to the axis of the screw shaft 3 where the inner peripheral edge is in sliding contact (the cross section in which the axis of the screw shaft 3 is a vertical line). The inner periphery of the screw shaft 3 is formed in a similar shape and slidably contacts with the outer surface of the screw shaft 3 formed by the outer peripheral surface 3a of the screw shaft 3 and / or the arc concave surface of the shaft raceway groove 4 and functions as a contact seal.

13は潤滑剤供給穴であり、ナット5の外周面からナット5を半径方向に貫通して負荷路を構成するナット軌道溝6の溝底の研削逃げ溝7の底面に開口する穴であって、その外周面側には配管用めねじ等を形成した注入アダプタ14がねじ止めされており、それぞれの循環路に潤滑剤としてのグリースを注入するために用いられる。
16は潤滑剤排出穴であり、ナット5のフランジ部8と反対側の端部に設けられた高密封シール10とその近傍の循環路との間に、ナット5を半径方向に貫通して形成されており、ねじ軸3を回転させたときに、ナット5の内部に存在するグリースをナット5の半径方向に導いて外部に排出する機能を有している。
Reference numeral 13 denotes a lubricant supply hole, which is a hole that opens from the outer peripheral surface of the nut 5 in the radial direction to the bottom surface of the grinding clearance groove 7 at the bottom of the nut raceway groove 6 constituting the load path. An injection adapter 14 in which a female thread for piping or the like is formed is screwed on the outer peripheral surface side, and is used for injecting grease as a lubricant into each circulation path.
Reference numeral 16 denotes a lubricant discharge hole, which is formed by penetrating the nut 5 in the radial direction between the highly sealed seal 10 provided at the end of the nut 5 opposite to the flange portion 8 and the circulation path in the vicinity thereof. When the screw shaft 3 is rotated, the grease existing inside the nut 5 is guided in the radial direction of the nut 5 and discharged to the outside.

18は螺旋状部材としてのヘリカルスペーサであり、図2に示すように、樹脂材料または金属材料からなる矩形断面の薄板を、ナット軌道溝6の溝筋に沿った螺旋状に成形して形成され、その内径はねじ軸3の軸ランド部3aの外径に遊嵌するように、その外径はナット5のナットランド部5aの内径と同等に形成され、その矩形断面のナット軌道溝6の溝筋と直交する方向(溝直交方向という。)の幅は、負荷路を形成するナット軌道溝6を転動するボール2間の溝直交方向の距離より狭くなるように形成されている。   Reference numeral 18 denotes a helical spacer as a helical member, which is formed by forming a thin rectangular plate made of a resin material or a metal material into a spiral shape along the groove of the nut raceway groove 6 as shown in FIG. The outer diameter is formed to be equal to the inner diameter of the nut land portion 5a of the nut 5 so that the inner diameter of the nut land portion 5a of the screw shaft 3 is loosely fitted. The width in the direction orthogonal to the groove line (referred to as the groove orthogonal direction) is formed to be narrower than the distance in the groove orthogonal direction between the balls 2 rolling the nut raceway groove 6 forming the load path.

また、ヘリカルスペーサ18は、その幅方向の中央部で、その巻方向の中央部に設けられたねじ穴19(図2参照)に、図3に示すように、ナット5を半径方向に挿通させたボルト20を螺合させて締結することにより、回転方向および軸方向の自由度を拘束された状態でナットランド部5aに取付けられる。
なお、ヘリカルスペーサ18の取付方法は、ナット5の外周面から半径方向に挿入した取付棒の先端を、ねじ穴19と同様の位置に設けた嵌合穴に嵌合させ、回転方向および軸方向の自由度を拘束した状態でナットランド部5aに取付けるようにしてもよい。
Further, the helical spacer 18 is inserted in the radial direction in the radial direction, as shown in FIG. 3, in the screw hole 19 (see FIG. 2) provided in the central part in the winding direction at the central part in the width direction. The bolts 20 are screwed and fastened to be attached to the nut land portion 5a in a state in which the degrees of freedom in the rotational direction and the axial direction are restricted.
The helical spacer 18 is attached in such a manner that the tip of a mounting rod inserted in the radial direction from the outer peripheral surface of the nut 5 is fitted into a fitting hole provided at the same position as the screw hole 19, and the rotational direction and the axial direction. You may make it attach to the nut land part 5a in the state which restrained the freedom degree.

上記の循環路には、複数のボール2が装填されると共に、潤滑剤供給穴13からと所定の量のグリースが負荷路に注入され、ねじ軸3を回転させることによってボール2が循環路を循環し、負荷路を転動するボール2がグリースにより潤滑されながらナット5に加えられた荷重を往復動自在に支持して、ナット5をねじ軸3の軸方向に沿って直線的に往復移動させ、ねじ軸3の回転運動がナット5の直線運動に変換され、ボールねじ装置1が直動ねじ装置として機能する。   A plurality of balls 2 are loaded in the circulation path, and a predetermined amount of grease is injected into the load path from the lubricant supply hole 13, and the ball 2 moves through the circulation path by rotating the screw shaft 3. The ball 2 that circulates and rolls on the load path is reciprocally supported along the axial direction of the screw shaft 3 by supporting the load applied to the nut 5 while being lubricated with grease. Thus, the rotational motion of the screw shaft 3 is converted into the linear motion of the nut 5, and the ball screw device 1 functions as a linear motion screw device.

このボールねじ装置1の作動のときに、図示しない自動給脂装置から供給されたグリースが潤滑剤供給穴13から間欠的に負荷路に自動補給され、劣化したグリースは、ねじ軸3の回転に伴って、潤滑剤供給穴13から離れた位置に配置された潤滑剤排出穴16からナット5の外部に排出される。
このとき、本実施例のナット5のナットランド部5aには、軸ランド部3aとの間の半径方向隙間Sを塞ぐヘリカルスペーサ18が取付けられているので、ナットランド部5aと軸ランド部3aとの間の半径方向隙間Sへのグリースの流入を抑制して、潤滑剤供給穴13から供給された新たなグリースを、主に負荷路に配分することができ、ボール2の潤滑に利用できないグリースの無駄な補給を排除して、必要最小限のグリースの補給で、負荷路を転動するボール2を有効に潤滑することができる。
During the operation of the ball screw device 1, grease supplied from an automatic greasing device (not shown) is intermittently automatically supplied to the load path from the lubricant supply hole 13, and the deteriorated grease causes rotation of the screw shaft 3. Along with this, the lubricant is discharged to the outside of the nut 5 through the lubricant discharge hole 16 disposed at a position away from the lubricant supply hole 13.
At this time, the nut land portion 5a of the nut 5 of this embodiment is provided with a helical spacer 18 that closes the radial gap S between the shaft land portion 3a and the nut land portion 5a and the shaft land portion 3a. It is possible to suppress the inflow of grease into the radial gap S between the two and the new grease supplied from the lubricant supply hole 13 mainly to the load path, and cannot be used for lubricating the ball 2. It is possible to effectively lubricate the balls 2 that roll on the load path with the minimum necessary amount of replenishment by eliminating unnecessary replenishment of grease.

また、グリースが、潤滑剤供給穴13から直接負荷路に供給されるので、ナット5に加えられた荷重を支持するボール2にグリースを直接作用させることができ、負荷路を転動するボール2の潤滑効率を高めることができる。
更に、ナット5の両端部には、ねじ軸3の外表面に摺接するリップ部11を有する高密封シール10が取付けられているので、ナット5の外部からの塵埃等の異物の侵入を防止することができると共に、ナット5の端面からのグリースの漏洩を防止することができる。
Further, since the grease is directly supplied to the load path from the lubricant supply hole 13, the grease can directly act on the ball 2 supporting the load applied to the nut 5, and the ball 2 rolling on the load path. The lubrication efficiency can be increased.
Further, since the high-sealing seal 10 having the lip portion 11 slidably contacting the outer surface of the screw shaft 3 is attached to both ends of the nut 5, foreign matter such as dust from the outside of the nut 5 is prevented from entering. In addition, the leakage of grease from the end face of the nut 5 can be prevented.

このように、本実施例のボールねじ装置1においては、ヘリカルスペーサ18により半径方向隙間Sへのグリースの流入を抑制しながら、劣化したグリースを潤滑剤排出穴16から排出するので、負荷路に新たなグリースを常に存在させることができ、必要最小限のグリースの補給により、ボールねじ装置1の寿命の延長や、磨耗の低減を図ることができる。   Thus, in the ball screw device 1 of the present embodiment, the deteriorated grease is discharged from the lubricant discharge hole 16 while suppressing the inflow of grease into the radial gap S by the helical spacer 18, so that the load path New grease can always be present, and the replenishment of the minimum amount of grease can extend the life of the ball screw device 1 and reduce wear.

以上説明したように、本実施例では、ボールねじ装置のナットのナットランド部に、軸ランド部に遊嵌する、ナット軌道溝の溝筋に沿ったヘリカルスペーサを設けたことによって、ナットランド部と軸ランド部との間の半径方向隙間Sへのグリースの流入を抑制して、ナットの内部に供給された新たなグリースを主に負荷路に供給することができ、必要最小限のグリースの補給で、負荷路を転動するボールを有効に潤滑することができる。   As described above, in this embodiment, the nut land portion of the nut of the ball screw device is provided with the helical spacer along the groove of the nut raceway groove that is loosely fitted to the shaft land portion. It is possible to suppress the inflow of grease into the radial clearance S between the shaft land and the shaft land, so that new grease supplied to the inside of the nut can be supplied mainly to the load path. By replenishment, the balls rolling on the load path can be effectively lubricated.

なお、本実施例においては、潤滑剤供給穴には潤滑剤としてのグリースを供給するとして説明したが、潤滑剤としての潤滑油等を供給するようにしてもよい。   In this embodiment, it has been described that grease as a lubricant is supplied to the lubricant supply hole, but lubricating oil or the like as a lubricant may be supplied.

図4は実施例2のボールねじ装置の断面を示す説明図、図5は実施例2の潤滑剤の供給状態を示す説明図である。
なお、上記実施例1と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例のボールねじ装置1には、図4に示すように、上記実施例1のヘリカルスペーサ18に代えて、螺旋状部材としてのヘリカルチューブ25が設けられている。
FIG. 4 is an explanatory view showing a cross section of the ball screw device of the second embodiment, and FIG. 5 is an explanatory view showing a supply state of the lubricant of the second embodiment.
In addition, the same part as the said Example 1 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits the description.
As shown in FIG. 4, the ball screw device 1 of the present embodiment is provided with a helical tube 25 as a spiral member instead of the helical spacer 18 of the first embodiment.

ヘリカルチューブ25は、樹脂材料または金属材料で形成されたチューブを、ナット軌道溝6の溝筋に沿った螺旋状に成形して形成され、その内径はねじ軸3の軸ランド部3aの外径に遊嵌するように、その外径はナット5のナットランド部5aの内径と同等に形成され、ナットランド部5aの溝直交方向の中央部に配置されている。
26は供給口であり、ナット5外周面から半径方向に、ナットランド部5aへ貫通する挿入穴27に挿入された、ヘリカルチューブ25と同様の材料で形成された直管状のチューブであって、ヘリカルチューブ25の巻方向の中央部でヘリカルチューブ25と接続しており、ヘリカルチューブ25の中空穴28(図5参照)にグリースを供給すると共に、ヘリカルチューブ25を回転方向および軸方向の自由度を拘束した状態でナットランド部5aに取付ける機能を有している。
The helical tube 25 is formed by forming a tube made of a resin material or a metal material into a spiral shape along the groove of the nut raceway groove 6, and the inner diameter thereof is the outer diameter of the shaft land portion 3 a of the screw shaft 3. The outer diameter of the nut 5 is formed to be equal to the inner diameter of the nut land portion 5a of the nut 5 and is arranged at the center of the nut land portion 5a in the groove orthogonal direction.
Reference numeral 26 denotes a supply port, which is a straight tube formed of the same material as the helical tube 25 and inserted in the insertion hole 27 penetrating the nut land portion 5a in the radial direction from the outer peripheral surface of the nut 5. The helical tube 25 is connected to the helical tube 25 at the center in the winding direction, and grease is supplied to the hollow hole 28 (see FIG. 5) of the helical tube 25, and the helical tube 25 is freely rotated in the rotational direction and the axial direction. It has the function to attach to the nut land part 5a in the state which restrained.

図5において、29は吐出穴であり、ヘリカルチューブ25の外周面から溝直交方向に中空穴28へ貫通する穴であって、その開口はナット軌道溝6の方向に向けられており、ナット軌道溝6と軸軌道溝4とで形成される負荷路の方向へ、図5に網掛けを付して示したグリースを供給する機能を備えており、ヘリカルチューブ25の巻方向に沿って等間隔に複数設けられている。   In FIG. 5, reference numeral 29 denotes a discharge hole, which is a hole penetrating from the outer peripheral surface of the helical tube 25 to the hollow hole 28 in a direction perpendicular to the groove, and its opening is directed toward the nut raceway groove 6. 5 is provided with the function of supplying the grease shown by shading in FIG. 5 in the direction of the load path formed by the groove 6 and the shaft raceway groove 4, and equidistant along the winding direction of the helical tube 25. Are provided in plurality.

このようなヘリカルチューブ25を設けたボールねじ装置1は、その作動のときに図示しない自動給脂装置から供給口26に間欠的に自動補給されたグリースが、吐出穴29から負荷路に供給され、劣化したグリースは、ねじ軸3の回転に伴って、潤滑剤排出穴16からナット5の外部に排出される。
このとき、本実施例のナット5のナットランド部5aには、ヘリカルチューブ25が取付けられているので、負荷路を転動するボール2により押出されてナットランド部5aと軸ランド部3aとの間の半径方向隙間Sへ流入したグリースを、吐出穴29から噴出させた新たなグリースでナット軌道溝6や軸軌道溝4に押戻すことができ、半径方向隙間Sへのグリースの流入を抑制して、供給口26から供給された新たなグリースを、主に負荷路に配分することができ、必要最小限のグリースの補給で、負荷路を転動するボール2を有効に潤滑することができる。
In the ball screw device 1 provided with such a helical tube 25, the grease automatically and intermittently replenished to the supply port 26 from an automatic greasing device (not shown) at the time of operation is supplied from the discharge hole 29 to the load path. The deteriorated grease is discharged from the lubricant discharge hole 16 to the outside of the nut 5 as the screw shaft 3 rotates.
At this time, since the helical tube 25 is attached to the nut land portion 5a of the nut 5 of this embodiment, the nut land portion 5a and the shaft land portion 3a are pushed out by the balls 2 rolling on the load path. The grease that has flowed into the radial gap S between them can be pushed back to the nut raceway groove 6 and the shaft raceway groove 4 with new grease ejected from the discharge hole 29, and the inflow of grease into the radial gap S can be suppressed. Thus, the new grease supplied from the supply port 26 can be mainly distributed to the load path, and the balls 2 rolling on the load path can be effectively lubricated with the replenishment of the minimum necessary grease. it can.

また、グリースが、ヘリカルチューブ25の吐出穴29から直接負荷路に供給されるので、ナット5に加えられた荷重を支持するボール2にグリースを直接作用させることができ、負荷路を転動するボール2の潤滑効率を高めることができる。
更に、ナット5の両端部には、ねじ軸3の外表面に摺接するリップ部11を有する高密封シール10が取付けられているので、ナット5の外部からの塵埃等の異物の侵入を防止することができると共に、ナット5の端面からのグリースの漏洩を防止することができる。
Further, since the grease is directly supplied to the load path from the discharge hole 29 of the helical tube 25, the grease can be directly applied to the ball 2 that supports the load applied to the nut 5, and the load path rolls. Lubrication efficiency of the ball 2 can be increased.
Further, since the high-sealing seal 10 having the lip portion 11 slidably contacting the outer surface of the screw shaft 3 is attached to both ends of the nut 5, foreign matter such as dust from the outside of the nut 5 is prevented from entering. In addition, the leakage of grease from the end face of the nut 5 can be prevented.

このように、本実施例のボールねじ装置1においては、ヘリカルチューブ25により半径方向隙間Sへのグリースの流入を抑制しながら、劣化したグリースを潤滑剤排出穴16から排出するので、負荷路に新たなグリースを常に存在させることができ、必要最小限のグリースの補給により、ボールねじ装置1の寿命の延長や、磨耗の低減を図ることができる。   As described above, in the ball screw device 1 of the present embodiment, the deteriorated grease is discharged from the lubricant discharge hole 16 while suppressing the inflow of the grease into the radial gap S by the helical tube 25. New grease can always be present, and the replenishment of the minimum amount of grease can extend the life of the ball screw device 1 and reduce wear.

以上説明したように、本実施例では、ボールねじ装置のナットのナットランド部に、軸ランド部に遊嵌する、ナット軌道溝の溝筋に沿ったヘリカルチューブを設けたことによって、負荷路を転動するボールによりナットランド部と軸ランド部との間の半径方向隙間Sへ押出されたグリースを、吐出穴から噴出させた新たなグリースによりナット軌道溝や軸軌道溝へ押戻すことができ、半径方向隙間Sへのグリースの流入を抑制して、ナットの内部に供給された新たなグリースを主に負荷路に供給することが可能になり、必要最小限のグリースの補給で、負荷路を転動するボールを有効に潤滑することができる。   As described above, in the present embodiment, the load path is formed by providing a helical tube along the groove of the nut raceway groove that is loosely fitted to the shaft land portion in the nut land portion of the nut of the ball screw device. The grease pushed into the radial clearance S between the nut land and shaft land by the rolling ball can be pushed back to the nut raceway and shaft raceway by new grease ejected from the discharge hole. It is possible to suppress the inflow of grease into the radial gap S and supply new grease supplied to the inside of the nut mainly to the load path. Balls that roll can be effectively lubricated.

なお、本実施例においては、吐出穴はヘリカルチューブの巻方向に、等間隔に複数設けるとして説明したが、1箇所以上に設けるようにすれば足りる。
また、本実施例においては、グリースの供給口は、ヘリカルチューブの巻方向の中央部に設けるとして説明したが、複数箇所に設けるようにしても、中央部以外の位置に設けるようにしてもよく、潤滑剤排出穴の反対側の端部に設けるようにしてもよい。
In the present embodiment, it has been described that a plurality of discharge holes are provided at equal intervals in the winding direction of the helical tube, but it is sufficient to provide them at one or more locations.
In this embodiment, the grease supply port is described as being provided at the central portion in the winding direction of the helical tube. However, the grease supply port may be provided at a plurality of locations or at a location other than the central portion. Alternatively, it may be provided at the end opposite to the lubricant discharge hole.

更に、本実施例においては、供給口には潤滑剤としてのグリースを供給するとして説明したが、潤滑剤としての潤滑油や、加圧空気に潤滑油の粒子を分散させたオイルミスト等を供給するようにしてもよい。
更に、本実施例においては、ヘリカルチューブ25の供給口26にはグリースを供給するとして説明したが、ナット5に、上記実施例1で説明した潤滑剤供給穴13を設けておき、供給口26に加圧空気を供給して、負荷路を転動するボール2により半径方向隙間Sに押出されたグリースを吐出穴29から噴出させた空気によりナット軌道溝6や軸軌道溝4へ押戻すようにしてもよい。このようにしても上記と同様の効果を得ることができる。
Furthermore, in the present embodiment, it has been described that grease as a lubricant is supplied to the supply port, but lubricating oil as a lubricant, oil mist in which lubricating oil particles are dispersed in pressurized air, and the like are supplied. You may make it do.
Further, in this embodiment, the grease is supplied to the supply port 26 of the helical tube 25. However, the lubricant supply hole 13 described in the first embodiment is provided in the nut 5, and the supply port 26 is provided. The pressurized air is supplied to the ball, and the grease pushed into the radial gap S by the balls 2 rolling on the load path is pushed back to the nut raceway groove 6 and the shaft raceway groove 4 by the air ejected from the discharge hole 29. It may be. Even if it does in this way, the effect similar to the above can be acquired.

この場合に、ヘリカルチューブ25を樹脂材料等の弾性材料で形成し、吐出口29、およびヘリカルチューブ25の両端部の開口を塞いで、中空穴28に空気を供給し、その空気を加圧、減圧してヘリカルチューブ25を軸ランド部3aに干渉しない程度に伸縮させて、負荷路を転動するボール2により半径方向隙間Sに押出されたグリースをナット軌道溝6や軸軌道溝4へ押戻すようにしてもよい。このようにすれば、半径方向隙間Sの空間容積を変化させて、上記と同様の効果を得ることができる。   In this case, the helical tube 25 is formed of an elastic material such as a resin material, the openings at both ends of the discharge port 29 and the helical tube 25 are closed, air is supplied to the hollow hole 28, and the air is pressurized. The helical tube 25 is expanded and contracted so that it does not interfere with the shaft land portion 3a, and the grease pushed into the radial clearance S by the balls 2 rolling on the load path is pushed into the nut raceway groove 6 and the shaft raceway groove 4. You may make it return. In this way, the same effect as described above can be obtained by changing the spatial volume of the radial gap S.

図6は実施例3のボールねじ装置の断面を示す説明図である。
なお、上記実施例1と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例は、軸ランド部3aと、ナットランド部5aとの間の半径方向隙間Sを、上記実施例1および実施例2の半径方向隙間S(=0.2Dw程度)より狭くしたものである。
FIG. 6 is an explanatory view showing a cross section of the ball screw device according to the third embodiment.
In addition, the same part as the said Example 1 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits the description.
In the present embodiment, the radial gap S between the shaft land portion 3a and the nut land portion 5a is made narrower than the radial gap S (= about 0.2 Dw) in the first and second embodiments. is there.

この場合に、半径方向隙間Sを、0<S≦0.1Dwの範囲とすれば、半径方向隙間Sを実施例1のヘリカルスペーサ18等で塞がなくても、ナットランド部5aと軸ランド部3aとの間の半径方向隙間Sへのグリースの流入を抑制して、ナット5の内部に供給されたグリースを主に負荷路に配分することができ、必要最小限のグリースの補給で、負荷路を転動するボール2を有効に潤滑することができる。   In this case, if the radial clearance S is in the range of 0 <S ≦ 0.1 Dw, the nut land 5a and the shaft land 5a and the axial land can be obtained even if the radial clearance S is not blocked by the helical spacer 18 of the first embodiment. It is possible to suppress the inflow of grease into the radial gap S between the portion 3a and distribute the grease supplied to the inside of the nut 5 mainly to the load path. The balls 2 rolling on the load path can be effectively lubricated.

以上説明したように、本実施例では、ナットランド部と軸ランド部との間の半径方向隙間Sを、0<S≦0.1Dwの範囲としたことによって、上記実施例1と同様の効果を得ることができる。
なお、上記各実施例においては、循環路が2箇所に設けられたボールねじ装置を例に説明したが、循環路が1箇所のボールねじ装置の場合も同様である。
As described above, in this embodiment, the radial gap S between the nut land portion and the shaft land portion is in the range of 0 <S ≦ 0.1 Dw, so that the same effect as in the first embodiment is obtained. Can be obtained.
In each of the above embodiments, the ball screw device provided with two circulation paths has been described as an example. However, the same applies to a ball screw device having one circulation path.

また、上記各実施例においては、ナット内部へのグリースの供給は自動給脂装置により間欠的に行うとして説明したが、自動給脂装置により連続的に供給するようにしてもよく、グリースガンを用いた手動給脂であってもよい。
また、上記各実施例においては、リターンチューブによりボールを循環させるチューブ式の循環方式を用いたボールねじ装置に本発明を適用した場合を例に説明したが、エンドキャップ式やデフレクタ式等の循環方式のボールねじ装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
Further, in each of the above embodiments, it has been described that the supply of grease to the inside of the nut is intermittently performed by the automatic greasing device. However, the grease gun may be supplied continuously by the automatic greasing device. The manual greasing used may be sufficient.
In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to a ball screw device using a tube-type circulation system in which a ball is circulated by a return tube has been described as an example, but an end cap-type or deflector-type circulation is used. The same effect can be obtained even if the present invention is applied to a ball screw device of the type.

更に、上記各実施例においては、直動ねじ装置は、転動体をボールとしたボールねじ装置であるとして説明したが、直動ねじ装置は前記に限らず、転動体を円柱状のローラとしたローラねじ装置であってもよい。   Further, in each of the above-described embodiments, the linear motion screw device has been described as a ball screw device using a rolling element as a ball. A roller screw device may be used.

1 ボールねじ装置
2 ボール
3 ねじ軸
3a 軸ランド部
4 軸軌道溝
5 ナット
5a ナットランド部
5b 平面
6 ナット軌道溝
7 研削逃げ溝
8 フランジ部
8a 取付ボルト穴
9 リターンチューブ
10 高密封シール
11 リップ部
13 潤滑剤供給穴
14 注入アダプタ
16 潤滑剤排出穴
18 ヘリカルスペーサ
19 ねじ穴
20 ボルト
25 ヘリカルチューブ
26 供給口
27 挿入穴
28 中空穴
29 吐出穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball screw apparatus 2 Ball 3 Screw shaft 3a Shaft land part 4 Shaft track groove 5 Nut 5a Nut land part 5b Plane 6 Nut track groove 7 Grinding relief groove 8 Flange part 8a Mounting bolt hole 9 Return tube 10 High sealing seal 11 Lip part 13 Lubricant supply hole 14 Injection adapter 16 Lubricant discharge hole 18 Helical spacer 19 Screw hole 20 Bolt 25 Helical tube 26 Supply port 27 Insertion hole 28 Hollow hole 29 Discharge hole

Claims (2)

外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットと、前記軸軌道溝とナット軌道溝とで形成される負荷路と、該負荷路を転動する複数の転動体とを備えた直動ねじ装置において、
前記ナット軌道溝間のランド部に、前記軸軌道溝間のランド部に遊嵌する、前記ナット軌道溝の溝筋に沿った螺旋状部材を設け、
前記螺旋状部材を弾性材料で形成すると共に、該螺旋状部材に中空穴を形成し、
該中空穴にかけた圧力により、前記螺旋状部材を膨張させることを特徴とする直動ねじ装置。
A screw shaft formed with a spiral shaft raceway groove on the outer peripheral surface, a nut formed with a nut raceway groove facing the shaft raceway groove on the inner peripheral surface, and a load formed by the shaft raceway groove and the nut raceway groove In a linear screw device including a road and a plurality of rolling elements that roll on the load path,
In the land portion between the nut raceway grooves, a spiral member is provided along the groove of the nut raceway groove, which is loosely fitted in the land portion between the shaft raceway grooves,
Forming the spiral member with an elastic material and forming a hollow hole in the spiral member;
A linear motion screw device, wherein the spiral member is expanded by pressure applied to the hollow hole.
請求項1において、
前記ナットの両端部に、前記ねじ軸の外表面に摺接するリップ部を有するシール部材を設けたことを特徴とする直動ねじ装置。
In claim 1,
A linear motion screw device, characterized in that seal members having lip portions slidably contacting the outer surface of the screw shaft are provided at both ends of the nut.
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