JP5521623B2 - Ball screw - Google Patents
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Description
この発明は、ボールねじに関し、特に、高速での使用に適したボールねじに関する。 The present invention relates to a ball screw, and more particularly to a ball screw suitable for use at a high speed.
ボールねじとして、ねじみぞが外周面に形成されたねじ軸の外側に、ねじみぞが内周面に形成されたボールねじナットがはめられ、両ねじみぞにより形成されたボール通路に複数のボールが配設されるとともに、ねじ軸のねじみぞ内に突出してボールをすくい上げるボールすくい上げ部が設けられたエンドキャップがボールねじナットに着脱可能に取り付けられたものが知られている。 As a ball screw, a ball screw nut having a screw groove formed on the inner peripheral surface is fitted on the outer side of a screw shaft having a screw groove formed on the outer peripheral surface, and a plurality of balls are placed in a ball passage formed by both screw grooves. There is known an arrangement in which an end cap provided with a ball scooping portion that is disposed and protrudes into a screw groove of a screw shaft to removably attach a ball screw nut to a ball screw nut.
特許文献１には、ボールねじのナットを２個のナット分割体によって構成することが提案されている。
このようなボールねじは、種々の用途で使用されており、例えば、サスペンション用として使用されているものでは、ねじ軸の速度が非常に速く、ボールねじ内のボールが高速で循環するため、ねじみぞから循環部へボールを旋回させるためのエンドキャップのボールすくい上げ部がボールとの衝突で変形して、滑らかな循環ができなくなる可能性がある。 Such a ball screw is used in various applications. For example, in the case of being used for a suspension, the screw shaft speed is very high, and the ball in the ball screw circulates at high speed. There is a possibility that the ball scooping part of the end cap for turning the ball from the groove to the circulation part is deformed by the collision with the ball, and smooth circulation cannot be performed.
エンドキャップのボールすくい上げ部は、ボールねじナット内から飛び出したボールを滑らかにすくい上げるため、できるだけねじ軸のねじみぞの底に近いところに先端が位置する方がよいが、ねじ軸との干渉を避けるためのクリアランスが必要であり、クリアランスが大きいと、滑らかな循環の確保が難しく、クリアランスが小さいと、ボールすくい上げ部がねじ軸に接触して、摩擦による回転性能低下が生じる。 The end scooping part of the end cap should be positioned as close as possible to the bottom of the screw groove of the screw shaft to smoothly pick up the ball that has jumped out of the ball screw nut, but avoid interference with the screw shaft. If the clearance is large, it is difficult to ensure smooth circulation. If the clearance is small, the ball scooping portion comes into contact with the screw shaft, resulting in a decrease in rotational performance due to friction.
回転性能低下の防止と滑らかなボール循環とを両立させるには、適正なクリアランスとすればよいが、寸法公差があるために、製造する全てのボールねじのクリアランス値を適正なものとすることは困難であった。 In order to achieve both the prevention of rotational performance deterioration and smooth ball circulation, it is sufficient to use an appropriate clearance. However, due to dimensional tolerances, it is necessary to make the clearance values of all manufactured ball screws appropriate. It was difficult.
この発明の目的は、ボールすくい上げ部とねじ軸とのクリアランスを適正な値に設定することを可能とすることで、回転性能低下の防止と滑らかなボール循環とを両立させることができるボールねじを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a ball screw capable of achieving both prevention of rotational performance deterioration and smooth ball circulation by enabling the clearance between the ball scooping portion and the screw shaft to be set to an appropriate value. It is to provide.
この発明によるボールねじは、ねじみぞが外周面に形成されたねじ軸と、ねじ軸が通されてねじ軸のねじみぞに対応するねじみぞが内周面に形成されたボールねじナットと、ねじ軸のねじみぞとボールねじナットのねじみぞにより形成されるボール通路に配設された複数のボールとを備えており、ねじ軸のねじみぞ内に突出してボールをすくい上げるボールすくい上げ部が設けられたエンドキャップがボールねじナットに着脱可能に取り付けられているボールねじにおいて、エンドキャップが２分割されるとともに、各分割体のボールねじナットに対する位置が調整可能とされており、各分割体のボールねじナットに対する位置を調整することで、ボールすくい上げ部のねじ軸に対向する面とねじ軸とのクリアランスが所定値に設定可能とされており、通常使用域におけるねじみぞのみぞ底径（みぞ底からねじ軸の中心までの距離）よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域を有するクリアランス設定手段が使用されて、エンドキャップの各分割体がクリアランス設定域においてクリアランス無しで組み付けられることで、通常使用域におけるクリアランスが確保されるようになされていることを特徴とするものである。 A ball screw according to the present invention includes a screw shaft having a screw groove formed on the outer peripheral surface, a ball screw nut having a screw groove formed on the inner peripheral surface through which the screw shaft is passed, and a screw screw. A plurality of balls disposed in a ball passage formed by a screw groove of the shaft and a screw groove of a ball screw nut, and a ball scooping portion that protrudes into the screw groove of the screw shaft and scoops the ball is provided In the ball screw in which the end cap is detachably attached to the ball screw nut, the end cap is divided into two parts, and the position of each divided body relative to the ball screw nut can be adjusted. By adjusting the position with respect to the nut, the clearance between the surface of the ball scooping portion facing the screw shaft and the screw shaft can be set to a predetermined value. And has clearance setting means use with a clearance setting range groove is provided having a bottom diameter grooves in diameter larger than the grooves in screw groove in the normal use zone bottom diameter (the distance from the groove bottom to the center of the screw shaft) The end caps are assembled without clearance in the clearance setting area so that the clearance in the normal use area is secured .
このボールねじは、エンドキャップ式と称されているもので、ボールねじナットのねじ軸方向両端面に１対のエンドキャップが設けられ、ねじみぞの径方向外側において周壁を貫通する戻し通路がボールねじナットに形成され、エンドキャップのボールねじナット側の端面に、主通路と戻し通路とを連通させるみぞ状の方向転換路が形成されている。エンドキャップ式のボールねじナットでは、エンドキャップに、ねじ軸のねじみぞ内に突出してボールをすくい上げるボールすくい上げ部が設けられる。 This ball screw is called an end cap type, and a pair of end caps are provided on both end surfaces in the axial direction of the ball screw nut, and a return passage penetrating the peripheral wall on the radially outer side of the screw groove is a ball. A groove-shaped direction changing path is formed on the end face of the end cap on the ball screw nut side to communicate the main passage and the return passage. In the end cap type ball screw nut, the end cap is provided with a ball scooping portion that projects into the screw groove of the screw shaft and scoops up the ball.
エンドキャップは、円筒状の環体に形成され、各分割体は、これらを合わせた場合に略環体（分割体同士の突き合わせ面に若干の隙間が形成される）となるように、略半円筒状に形成される。 The end cap is formed into a cylindrical ring body, and each divided body is substantially half-shaped so that when these are combined, a substantially annular body (a slight gap is formed on the abutting surface between the divided bodies). It is formed in a cylindrical shape.
ボールねじナットへのエンドキャップの取付けは、例えば、ボールねじナットの軸方向両端部に、めねじが設けられて、各分割体に、ボルト挿通孔が設けられ、各分割体は、それぞれがボールねじナットの軸方向両端面にボルトを用いて固定される。ボルトの軸部とボルト挿通孔との間には、径方向の隙間が設けられ、これにより、その取付け位置を所定量調整できるようになされる。 The end caps can be attached to the ball screw nut by, for example, female screws provided at both axial ends of the ball screw nut, and bolt insertion holes provided in each divided body. The screw nut is fixed to both axial end surfaces using bolts. A radial gap is provided between the bolt shaft portion and the bolt insertion hole, so that the attachment position can be adjusted by a predetermined amount.
各分割体は、まず、各分割体を自由に動かすことができる程度にボルトを締め付けることで、ボールねじナットに仮付けされる。寸法公差が存在することによって、仮付けしたときのクリアランスにはばらつきがあるが、クリアランスが大き場合には、各分割体を径方向内方に、クリアランスが小さい場合には、各分割体を径方向外方にそれぞれ移動させることで、目標のクリアランスが得られるように、ボールねじナットに対する各分割体の相対位置を変更する。この状態で、ボルトを締め付けること（本締め）により、適正なクリアランスが確保された状態で、ボールねじナットとエンドキャップとが一体化される。 First, each divided body is temporarily attached to a ball screw nut by tightening a bolt to such an extent that each divided body can be freely moved. Due to the existence of dimensional tolerances, there is a variation in the clearance when tacked, but when the clearance is large, each divided body is radially inward, and when the clearance is small, each divided body is diameter. The relative position of each divided body with respect to the ball screw nut is changed so that the target clearance can be obtained by moving each direction outward. In this state, by tightening the bolt (final tightening), the ball screw nut and the end cap are integrated with a proper clearance secured.
エンドキャップ式のボールねじでは、ボールすくい上げ部がボールとの衝突で変形し、ボールがスムーズに循環できなくなる可能性がある。これを防止するには、クリアランスを小さくすればよいが、クリアランスが０以下になって、ねじ軸とエンドキャップのボールすくい上げ部とが接触することは、摩擦によって回転性能が低下するので避ける必要がある。 In the end cap type ball screw, the ball scooping portion may be deformed by collision with the ball, and the ball may not be smoothly circulated. In order to prevent this, the clearance may be reduced. However, it is necessary to avoid that the clearance becomes 0 or less and the screw shaft and the ball scooping portion of the end cap come into contact with each other because the rotational performance deteriorates due to friction. is there.
従来のボールねじにおけるクリアランスの設定では、寸法公差のばらつきを考慮したクリアランスの最小値が、ボールすくい上げ部とねじ軸との接触を防止するように設定されており、そのため、クリアランスの中心値は、最適クリアランス値より大きいものとなっていた。すなわち、クリアランスの許容最小値がＣで、寸法公差によるクリアランスのばらつきがαとすると、クリアランスの設定値は、Ｃ＋αとする必要があり、この場合、クリアランスがＣ＋２αのものが出てくることになり、このようにクリアランスが大きいものは、ボールのスムーズな循環という点で不利なものとなる。結局、従来のものでは、寸法公差によって、回転性能低下の防止と滑らかなボール循環とを両立させることが非常に難しいものとなっていた。 In the setting of the clearance in the conventional ball screw, the minimum value of the clearance considering the variation in dimensional tolerance is set so as to prevent the contact between the ball scooping portion and the screw shaft. Therefore, the center value of the clearance is It was larger than the optimum clearance value. That is, if the allowable clearance is C and the clearance variation due to dimensional tolerance is α, the clearance setting value must be C + α. In this case, the clearance is C + 2α. Such a large clearance is disadvantageous in terms of smooth circulation of the ball. Eventually, in the prior art, it has been very difficult to achieve both prevention of rotational performance degradation and smooth ball circulation due to dimensional tolerances.
この発明のボールねじによると、上記のように、寸法公差のばらつきを組立て時に各分割体の位置を調整することで吸収することができるので、クリアランスを最適値（従来よりも小さい値）に設定することができる。 According to the ball screw of the present invention, as described above, the variation in dimensional tolerance can be absorbed by adjusting the position of each divided body during assembly, so the clearance is set to an optimum value (a value smaller than the conventional value). can do.
クリアランスの設定に際し、クリアランスを実測することは困難であるので、組立て時の補助手段としてクリアランス設定手段が設けられることが好ましい。すなわち、通常使用域におけるねじみぞのみぞ底径よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域を有するクリアランス設定手段が使用されて、エンドキャップの各分割体がクリアランス設定域においてクリアランス無しで組み付けられることで、通常使用域におけるクリアランスが確保されるようになされていることが好ましい。 Since it is difficult to actually measure the clearance when setting the clearance, it is preferable to provide a clearance setting means as an auxiliary means during assembly. That is, a clearance setting means having a clearance setting area provided with a groove having a groove diameter larger than the groove diameter of the thread groove in the normal use area is used, and each divided body of the end cap has a clearance setting area. It is preferable that the clearance in the normal use range is ensured by assembling without clearance.
このようなクリアランス設定手段としては、ねじ軸の一端部に、一端部以外のねじみぞのみぞ底径（みぞ底からねじ軸の中心までの距離）よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域が設けられているものとされることがあり、また、ねじ軸のねじみぞのみぞ底径は、全長にわたって同じとされており、エンドキャップとねじ軸との間にフィルム状の介在物が設けられることで、通常使用域のねじみぞのみぞ底径よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域が形成されているものとされることがある。なお、一端部以外のねじみぞのみぞ底径は、図３においてｄ１で示す距離をいい、一端部に設けられるみぞのみぞ底径（大きい径のみぞ底径）は、同図においてｄ２で示す距離をいい、この場合のクリアランスＣは、Ｃ＝ｄ２−ｄ１と表される。 As such clearance setting means, a groove having a groove diameter larger than a groove groove diameter (distance from the groove bottom to the center of the screw shaft) other than the one end is provided at one end portion of the screw shaft. A clearance setting area may be provided, and the thread groove bottom diameter of the screw shaft is the same over the entire length, and a film is formed between the end cap and the screw shaft. By providing the inclusions in the shape, a clearance setting area in which a groove having a groove bottom diameter larger than the groove groove diameter in the normal use area is formed may be formed. . In addition, the groove bottom diameter of the screw groove other than one end means the distance indicated by d1 in FIG. 3, and the groove bottom diameter (large diameter groove bottom diameter) provided at one end is indicated by d2 in FIG. The clearance C in this case is expressed as C = d2-d1.
このようなクリアランス設定手段を使用することで、ボールすくい上げ部のねじ軸に対向する面とねじ軸とのクリアランスが小さく、しかも、ボールすくい上げ部の先端とねじ軸のねじみぞの底とが接触しない正確な組付けが可能となる。 By using such clearance setting means, the clearance between the surface of the ball scooping portion facing the screw shaft and the screw shaft is small, and the tip of the ball scooping portion does not contact the bottom of the screw groove of the screw shaft. Accurate assembly is possible.
この発明によるボールねじは、ねじ軸の外周面に直線状スプラインみぞが形成されており、ねじ軸が通されてねじ軸のスプラインみぞに対応するスプラインみぞが形成された外筒と、ねじ軸と外筒との間に配設された複数のボールとをさらに備えていることがある。このようなスプライン付きボールねじでは、ねじ軸にスプラインみぞが形成されることで、ボールすくい上げ部とねじ軸との干渉が起こりやすくなっており、また、サスペンション用などとして高速で使用されることから、上記構成を有しているものとすることで、この用途に適したものとできる。 In the ball screw according to the present invention, a linear spline groove is formed on the outer peripheral surface of the screw shaft, an outer cylinder in which the screw shaft is passed and a spline groove corresponding to the spline groove of the screw shaft is formed, a screw shaft, There may be a plurality of balls disposed between the outer cylinder and the outer cylinder. In such a splined ball screw, spline grooves are formed on the screw shaft, which makes it easy for the ball scooping portion and the screw shaft to interfere with each other, and because it is used at high speed for suspensions and the like. By having the above-mentioned configuration, it can be made suitable for this application.
ねじ軸およびボールねじナットは、例えば、Ｓ４５Ｃ，Ｓ５５Ｃなどの炭素鋼製あるいはＳＡＥ４１５０鋼製とされ、また、ボールは、例えば、軸受鋼（ＳＵＪ２）製とされる。ボールねじナットは、軸受鋼（ＳＵＪ２）製としてもよい。 The screw shaft and ball screw nut are made of carbon steel such as S45C and S55C or SAE4150 steel, and the ball is made of bearing steel (SUJ2), for example. The ball screw nut may be made of bearing steel (SUJ2).
この発明のボールねじによると、エンドキャップが２分割されるとともに、各分割体のボールねじナットに対する位置が調整可能とされており、各分割体のボールねじナットに対する位置を調整することで、ボールすくい上げ部のねじ軸に対向する面とねじ軸とのクリアランスが所定値に設定可能とされているので、寸法公差のばらつきを組立て時に各分割体の位置を調整することで吸収することができて、クリアランスを最適値に設定することができ、回転性能低下の防止と滑らかなボール循環とを両立させることができる。 According to the ball screw of the present invention, the end cap is divided into two parts, and the position of each divided body with respect to the ball screw nut can be adjusted. The clearance between the surface of the scooping part facing the screw shaft and the screw shaft can be set to a predetermined value, so that variations in dimensional tolerance can be absorbed by adjusting the position of each divided body during assembly. The clearance can be set to an optimum value, and both the prevention of the rotation performance deterioration and the smooth ball circulation can be achieved.
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１はボールねじの主要部の縦断面図、図２はその横断面図、図３および図４は要部拡大縦断面図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of the ball screw, FIG. 2 is a transverse sectional view thereof, and FIGS. 3 and 4 are enlarged longitudinal sectional views of main parts.
ボールねじは、鋼製ねじ軸(1)、鋼製ボールねじナット(2)、１対のエンドキャップ（ボール循環部材）(3)および多数のボール(4)を備えている。 The ball screw includes a steel screw shaft (1), a steel ball screw nut (2), a pair of end caps (ball circulation members) (3), and a large number of balls (4).
ねじ軸(1)は横断面円形の中実軸であり、ねじ軸(1)の外周面に、２条のおねじみぞ(5)が形成されている。 The screw shaft (1) is a solid shaft having a circular cross section, and two thread grooves (5) are formed on the outer peripheral surface of the screw shaft (1).
ボールねじナット(2)は、円筒状をなし、ねじ軸(1)の外周に径方向に若干の隙間をあけてはめられている。ボールねじナット(2)の内周面に、おねじみぞ(5)に対応する２条のめねじみぞ(6)が形成されている。 The ball screw nut (2) has a cylindrical shape and is fitted to the outer periphery of the screw shaft (1) with a slight gap in the radial direction. Two internal thread grooves (6) corresponding to the external thread grooves (5) are formed on the inner peripheral surface of the ball screw nut (2).
各エンドキャップ(3)は、１対の互いに同一形状の分割体(3a)(3b)からなる。各エンドキャップ(3)は、円筒状の環体に形成され、各分割体(3a)(3b)は、これらを合わせた場合に略環体（分割体(3a)(3b)同士の突き合わせ面に若干の隙間が形成される）となるように、略半円筒状に形成されている。各分割体(3a)(3b)は、互いに結合されているのではなく、それぞれがボールねじナット(2)の軸方向両端面にボルト(7)を用いて固定されている。 Each end cap (3) is composed of a pair of segments (3a) (3b) having the same shape. Each end cap (3) is formed in a cylindrical ring body, and each divided body (3a) (3b) has a substantially annular body (the abutment surface between the divided bodies (3a) (3b)). A slight gap is formed), and is formed in a substantially semi-cylindrical shape. The divided bodies (3a) and (3b) are not coupled to each other, but are fixed to both end surfaces of the ball screw nut (2) in the axial direction using bolts (7).
ボールねじナット(2)の軸方向両端部には、めねじ(12)が設けられており、各分割体(3a)(3b)には、ボルト挿通孔(13)が設けられている。ここで、ボルト(7)の軸部とボルト挿通孔(13)との間には、通常設けられる遊びよりも大きい径方向の隙間が設けられており、各分割体(3a)(3b)は、その取付け位置を所定量調整できるようになっている。 A female screw (12) is provided at both axial ends of the ball screw nut (2), and a bolt insertion hole (13) is provided in each of the divided bodies (3a) (3b). Here, between the shaft portion of the bolt (7) and the bolt insertion hole (13), a radial gap larger than the play provided normally is provided, and each divided body (3a) (3b) The mounting position can be adjusted by a predetermined amount.
ボールねじナット(2)のめねじみぞ(6)とこれに対向するねじ軸(1)のおねじみぞ(5)との対向空間がボール(4)が転動する主通路（ボール通路）(8)となっている。ボールねじナット(2)の周壁の１箇所に、戻し通路(9)が形成されている。戻し通路(9)は、ボールねじナット(2)を軸方向全長にわたって貫通する断面円形の貫通穴よりなる。
各エンドキャップ(3)のボールねじナット(2)側の端面に、主通路(8)と戻し通路(9)を連通させるみぞ状の方向転換路(10)が形成されている。方向転換路(10)は、ボールねじナット(2)回転方向とは逆方向にのびかつ徐々に径が大きくなる曲線状に形成されている。方向転換路(10)の内周側には、ボール(4)をおねじみぞ(5)からすくい上げて方向転換路(10)内に導くためのボールすくい上げ部(11)が形成されている。ボールすくい上げ部(11)は、おねじみぞ(5)内に突出している。
The main path (ball path) in which the ball (4) rolls in the space between the female thread groove (6) of the ball screw nut (2) and the thread groove (5) of the screw shaft (1) facing this 8). A return passage (9) is formed at one location on the peripheral wall of the ball screw nut (2). The return passage (9) is a through hole having a circular cross section that penetrates the ball screw nut (2) over the entire length in the axial direction.
A groove-shaped direction changing path (10) for communicating the main passage (8) and the return passage (9) is formed on the end face of each end cap (3) on the ball screw nut (2) side. The direction change path (10) is formed in a curved shape extending in the direction opposite to the rotation direction of the ball screw nut (2) and gradually increasing in diameter. On the inner peripheral side of the direction changing path (10), a ball scooping part (11) for scooping the ball (4) from the male thread groove (5) and guiding it into the direction changing path (10) is formed. The ball scooping part (11) protrudes into the male thread groove (5).
ボール(4)は、主通路(8)、戻し通路(9)および方向転換路(10)内に配設され、主通路(8)を転動するボール(4)がねじ軸(1)とボールねじナット(2)の相対回転を案内するようになっている。 The ball (4) is disposed in the main passage (8), the return passage (9) and the direction changing passage (10), and the ball (4) rolling in the main passage (8) is connected to the screw shaft (1). It guides the relative rotation of the ball screw nut (2).
ねじ軸(1)とボールねじナット(2)とが相対回転することにより、ねじ軸(1)とボールねじナット(2)とが軸方向に相対移動する。このとき、主通路(8)を転動していたボール(4)が、一方のエンドキャップ(3)の方向転換路(10)で方向転換されてボールねじナット(2)の戻し通路(9)に導入され、戻し通路(9)内を他方のエンドキャップ(3)側に移動し、戻し通路(9)を移動してきたボール(4)が、他方のエンドキャップ(3)の方向転換路(10)で方向転換されて、主通路(8)に導入される。 When the screw shaft (1) and the ball screw nut (2) rotate relative to each other, the screw shaft (1) and the ball screw nut (2) relatively move in the axial direction. At this time, the ball (4) rolling in the main passage (8) is changed in direction by the direction change path (10) of one end cap (3), and the return path (9) of the ball screw nut (2) is changed. ), The ball (4) that has moved in the return passage (9) to the other end cap (3) side and moved through the return passage (9) is changed the direction of the other end cap (3). The direction is changed at (10) and introduced into the main passage (8).
エンドキャップ(3)の方向転換路(10)におけるねじ用ボール(4)は、ボールすくい上げ部(11)によってすくい上げられることで、滑らかなボール循環が維持されるようになっている。ここで、ボールすくい上げ部(11)の先端(11a)（ねじ軸(1)に対向する面）とねじ軸(1)との間には、干渉を避けるためのクリアランスＣが設けられている。言い換えると、ボールすくい上げ部(11)の先端(11a)は、ねじ軸(1)のおねじみぞ(5)の底から浮いており、ねじ用ボール(4)がボールすくい上げ部(11)先端(11a)に衝突するようになっている。この衝突時の力によって、ボールすくい上げ部(11)がねじ軸(1)に接触すると、摩擦による回転性能低下が生じる。接触を避けるためには、クリアランスＣを大きくすればよいが、この場合には、ボールすくい上げ部(11)によるすくい上げがスムーズに行えなくなり、滑らかなボール循環が阻害されるという問題が生じる。 The screw ball (4) in the direction change path (10) of the end cap (3) is scooped up by the ball scooping part (11), so that smooth ball circulation is maintained. Here, a clearance C for avoiding interference is provided between the tip (11a) of the ball scooping portion (11) (the surface facing the screw shaft (1)) and the screw shaft (1). In other words, the tip (11a) of the ball scooping part (11) is floating from the bottom of the thread groove (5) of the screw shaft (1), and the screw ball (4) is the tip of the ball scooping part (11) ( Colliding with 11a). When the ball scooping portion (11) comes into contact with the screw shaft (1) by the force at the time of the collision, the rotational performance is reduced due to friction. In order to avoid contact, the clearance C may be increased. However, in this case, scooping by the ball scooping portion (11) cannot be performed smoothly, and a problem arises in that smooth ball circulation is hindered.
従来のボールねじにおけるクリアランスの設定では、寸法公差のばらつきを考慮したクリアランスの最小値が、ボールすくい上げ部(11)とねじ軸(1)との接触を防止するように設定されており、そのため、クリアランスの設計上の中心値は、最適クリアランス値より大きいものとなっていた。 In the clearance setting in the conventional ball screw, the minimum clearance considering the variation in dimensional tolerance is set to prevent contact between the ball scooping part (11) and the screw shaft (1). The center value of the clearance design was larger than the optimum clearance value.
これに対し、この発明によるボールねじでは、クリアランスＣは、各分割体(3a)(3b)の取付け位置を調整することで、組立て時に調整可能とされており、最適値（従来よりも小さい値）となるように設定されている。 On the other hand, in the ball screw according to the present invention, the clearance C can be adjusted at the time of assembly by adjusting the mounting position of each divided body (3a) (3b). ).
クリアランスＣを最適値とするには、まず、各分割体(3a)(3b)を自由に動かすことができる程度にボルト(7)を締め付けて、各分割体(3a)(3b)をボールねじナット(2)に仮付けし、クリアランスＣが大きい場合には、各分割体(3a)(3b)を径方向内方に、クリアランスＣが小さい場合には、各分割体(3a)(3b)を径方向外方にそれぞれ移動させることで、目標のクリアランスＣが得られるように、ボールねじナット(2)に対する各分割体(3a)(3b)の相対位置を変更する。この状態で、ボルト(7)を締め付けること（本締め）により、適正なクリアランスＣが確保された状態で、ボールねじナット(2)とエンドキャップ(3)とが一体化される。 In order to set the clearance C to the optimum value, first, the bolts (7) are tightened to such an extent that each divided body (3a) (3b) can be moved freely, and each divided body (3a) (3b) is ball screwed. Temporarily attached to the nut (2), when the clearance C is large, each divided body (3a) (3b) is radially inward. When the clearance C is small, each divided body (3a) (3b) Are moved radially outward to change the relative positions of the divided bodies (3a) and (3b) with respect to the ball screw nut (2) so that the target clearance C is obtained. In this state, by tightening the bolt (7) (final tightening), the ball screw nut (2) and the end cap (3) are integrated with the proper clearance C secured.
こうして、この発明のボールねじによると、寸法公差のばらつきを組立て時に各分割体(3a)(3b)の位置を微調整することで吸収することができるので、クリアランスＣの目標値を最適クリアランス値とすることができ、クリアランスＣを小さく設定することにより、ねじ用ボール(4)がボールすくい上げ部(11)によって滑らかにすくい上げられて、滑らかなボール循環が確保される。 Thus, according to the ball screw of the present invention, variation in dimensional tolerance can be absorbed by finely adjusting the position of each divided body (3a) (3b) at the time of assembly, so that the target value of clearance C is set to the optimum clearance value. By setting the clearance C small, the screw ball (4) is smoothly picked up by the ball pick-up part (11), and smooth ball circulation is ensured.
ここで、クリアランスＣの設定に際し、クリアランスを実測することは困難であるので、通常使用域におけるねじみぞ(5)のみぞ底径（みぞ底からねじ軸の中心までの距離）よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域を有する適宜なクリアランス設定手段が使用されることが好ましい。クリアランス設定手段の例を図３および図４に示す。 Here, since it is difficult to actually measure the clearance C when setting the clearance C, a diameter larger than the groove bottom diameter (distance from the groove bottom to the center of the screw shaft) of the screw groove (5) in the normal use range. It is preferable that an appropriate clearance setting means having a clearance setting area provided with a groove having a groove bottom diameter is used. Examples of the clearance setting means are shown in FIGS.
図３において、ねじ軸(1)の一端部に、一端部以外のねじみぞ（通常使用域のねじみぞ）(5)のみぞ底径ｄ１よりも大きい径のみぞ底径ｄ２を有するねじみぞ(21a)が形成されたクリアランス設定域(21)が設けられている。エンドキャップ(3)の各分割体(3a)(3b)は、このクリアランス設定域(21)においてクリアランス無しで組み付けられ、これにより、通常使用域におけるクリアランスＣ（Ｃ＝ｄ２−ｄ１）が確保される。 In FIG. 3, at one end of the screw shaft (1), a screw groove (screw groove in a normal use range) (5) other than the one end (5) has a groove groove diameter d2 larger than the groove groove diameter d1 ( A clearance setting area (21) in which 21a) is formed is provided. The divided bodies (3a) and (3b) of the end cap (3) are assembled without clearance in the clearance setting area (21), thereby ensuring the clearance C (C = d2-d1) in the normal use area. The
なお、図３では、クリアランス設定域(21)がねじ軸(1)に一体に設けられているが、クリアランス設定域は、ねじ軸(1)と別体としたダミー軸とされてもよく、この場合には、ねじ軸(1)は、従来と同じものとされて、組付け時にダミー軸とねじ軸とが同軸に結合されて使用される。 In FIG. 3, the clearance setting area (21) is provided integrally with the screw shaft (1). However, the clearance setting area may be a dummy shaft separated from the screw shaft (1). In this case, the screw shaft (1) is the same as the conventional one, and the dummy shaft and the screw shaft are coaxially coupled during use.
図４において、ねじ軸(1)は、従来と同じ形状とされており、ねじ軸(1)のねじみぞ(5)のみぞ底径は、全長にわたって同じとされている。そして、エンドキャップ(3)の各分割体(3a)(3b)とねじ軸(1)との間に、所定の厚みに形成された合成樹脂製フィルムからなる介在物(22)が設けられることで、通常使用域のねじみぞ(5)のみぞ底径よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域が形成されている。このようなクリアランス設定域において、エンドキャップ(3)の各分割体(3a)(3b)が介在物(22)を介してクリアランス無しで組み付けられることにより、通常使用域におけるクリアランスＣが確保される。合成樹脂製フィルムは、各分割体(3a)(3b)に押し付けることで一時的に各分割体(3a)(3b)ができ（ねじ軸(1)に貼り付けることも可能）、ねじ軸(1)とエンドキャップ(3)とが相対移動することによって、容易に剥がれ落ち、ボールねじの使用への影響はない。介在物(22)としては、合成樹脂製フィルムに限定されるものではなく、各分割体(3a)(3b)またはねじ軸(1)に一時的に保持させることができ、使用することで脱落し、しかも剥がれても問題がない材質で所定の厚みに形成された種々の固形物を適宜使用することができる。 In FIG. 4, the screw shaft (1) has the same shape as the conventional one, and the groove bottom diameter of the screw groove (5) of the screw shaft (1) is the same over the entire length. An inclusion (22) made of a synthetic resin film having a predetermined thickness is provided between each divided body (3a) (3b) of the end cap (3) and the screw shaft (1). Thus, a clearance setting region is formed in which a groove having a groove bottom diameter larger than the groove bottom diameter of the screw groove (5) in the normal use region is provided. In such a clearance setting area, the divided bodies (3a) and (3b) of the end cap (3) are assembled without any clearance through the inclusions (22), so that the clearance C in the normal use area is secured. . A synthetic resin film can be temporarily formed into each divided body (3a) (3b) by pressing it onto each divided body (3a) (3b) (it can also be attached to the screw shaft (1)), and a screw shaft ( The relative movement between 1) and the end cap (3) peels off easily and does not affect the use of the ball screw. Inclusions (22) are not limited to synthetic resin films, but can be temporarily held by each divided body (3a) (3b) or screw shaft (1), and fall off when used. In addition, various solid materials that are formed of a material having no problem even if they are peeled off and having a predetermined thickness can be appropriately used.
なお、上記において、ねじみぞ(5)(6)を２条としているが、ねじみぞは１条であっても３条以上の多条であってもよいことはもちろんである。 In the above description, the screw grooves (5) and (6) are two. However, it is needless to say that the screw grooves may be one or more than three.
(1) ねじ軸
(2) ボールねじナット
(3) エンドキャップ
(3a)(3b) 分割体
(4) ボール
(5) おねじみぞ（ねじみぞ）
(6) めねじみぞ（ねじみぞ）
(8) 主通路（ボール通路）
(11) ボールすくい上げ部
(21a) みぞ（クリアランス設定手段）
(22) 介在物（クリアランス設定手段）
(1) Screw shaft
(2) Ball screw nut
(3) End cap
(3a) (3b) Split body
(4) Ball
(5) Male thread groove
(6) Female thread groove (screw groove)
(8) Main passage (ball passage)
(11) Ball scooping section
(21a) Groove (clearance setting means)
(22) Inclusion (clearance setting means)
Claims (3)
エンドキャップが２分割されるとともに、各分割体のボールねじナットに対する位置が調整可能とされており、各分割体のボールねじナットに対する位置を調整することで、ボールすくい上げ部のねじ軸に対向する面とねじ軸とのクリアランスが所定値に設定可能とされており、
通常使用域におけるねじみぞのみぞ底径（みぞ底からねじ軸の中心までの距離）よりも大きい径のみぞ底径を有するみぞが設けられたクリアランス設定域を有するクリアランス設定手段が使用されて、エンドキャップの各分割体がクリアランス設定域においてクリアランス無しで組み付けられることで、通常使用域におけるクリアランスが確保されるようになされていることを特徴とするボールねじ。 A screw shaft having a screw groove formed on the outer peripheral surface, a ball screw nut having a screw groove passing through and formed on the inner peripheral surface corresponding to the screw groove of the screw shaft, a screw groove of the screw shaft, and a ball screw The ball screw nut includes an end cap provided with a ball scooping portion that projects into the screw groove of the screw shaft and scoops up the ball. In a ball screw that is detachably attached,
The end cap is divided into two parts, and the position of each divided body with respect to the ball screw nut can be adjusted. By adjusting the position of each divided body with respect to the ball screw nut, it opposes the screw shaft of the ball scooping portion. The clearance between the surface and the screw shaft can be set to a predetermined value ,
A clearance setting means having a clearance setting area provided with a groove having a groove diameter larger than the groove groove diameter (distance from the groove bottom to the center of the screw shaft) in the normal use area is used, A ball screw characterized in that a clearance in a normal use range is secured by assembling each divided portion of an end cap without clearance in a clearance setting region .
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