JP5961924B2 - Ball screw device - Google Patents
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Description
本発明は、ボールねじ装置に関し、特に、ナットを冷却可能なボールねじ装置に関する。 The present invention relates to a ball screw device, and more particularly to a ball screw device capable of cooling a nut.
従来より、ねじ軸と、該ねじ軸に螺合して相対的に回転可能とされたナットとを有するボールねじ装置においては、回転時に点接触又は面接触が生じるため、熱源(例えば、前記ナット)に冷却手段が設けられるものがあった(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1に開示されたボールねじ装置によれば、冷却手段として、前記ナットの内部に冷却液用貫通穴を配設し、この冷却液用貫通穴に冷却液を循環させている。かかる構成とすることにより、前記ナットはもちろん、他の熱源であるボールの近傍に対しても常に冷却することができ、結果として、冷却によってナットが収縮したときにも、動摩擦トルクが上昇しにくいボールねじ装置を提供することができる。また、冷却効果をできるだけ高くし、過度な加工効率の低下や圧力損失の増加を招くことのないボールねじ装置を提供することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a ball screw device having a screw shaft and a nut that is screwed into the screw shaft and is relatively rotatable, point contact or surface contact occurs during rotation. ) Is provided with a cooling means (for example, see Patent Document 1).
According to the ball screw device disclosed in Patent Document 1, as a cooling means, a coolant through hole is disposed inside the nut, and the coolant is circulated through the coolant through hole. By adopting such a configuration, it is possible to always cool not only the nut but also the vicinity of the ball, which is another heat source, and as a result, even when the nut contracts due to cooling, the dynamic friction torque hardly increases. A ball screw device can be provided. Further, it is possible to provide a ball screw device that makes the cooling effect as high as possible and does not cause an excessive decrease in processing efficiency or increase in pressure loss.
しかしながら、従来のボールねじ装置においては、駆動時の荷重や回転速度などの運転条件が厳しい場合、ボールねじ装置の温度上昇によって、ポールねじ装置の内部に設置された樹脂製部材が熱変質する可能性があり、検討の余地があった。特に、高負荷用のボールねじ装置においては、前記樹脂製部材として、転動体間に樹脂製のリテーナが設けられることがある(例えば、特許文献2参照)。ボールねじ装置内に設置される樹脂製部材としては、他に、樹脂製シール、樹脂循環部品などがあり、これらについても同様の検討の余地があった。 However, in the conventional ball screw device, when the operating conditions such as driving load and rotation speed are severe, the resin member installed inside the pole screw device can be thermally altered by the temperature rise of the ball screw device. There was room for examination. In particular, in a high-load ball screw device, a resin retainer may be provided between rolling elements as the resin member (see, for example, Patent Document 2). Other resin members installed in the ball screw device include resin seals, resin circulation parts, and the like.
ここで、ボールねじ装置の内部を冷却する方法として、ファンを用いて風を送る構成や、ねじ軸に貫通穴をあけて中空軸とし、前記貫通穴に冷却液を通す構成がよく用いられる。しかし、ファンを用いる構成は、外部から間接的に内部にある樹脂製部材を冷やすため、冷却効果が低い。また、中空軸に冷却液を通す構成は、前記貫通穴を大きくすることで、樹脂製部材を効果的に冷却することが可能であるが、前記貫通穴を大きくすると軸の剛性が下がり、ボールねじ装置全体の剛性に影響を与えかねない。また、発熱している箇所から遠い部分も常に冷やすため、効率が悪く、適用が難しい。 Here, as a method for cooling the inside of the ball screw device, a structure in which air is sent using a fan, or a structure in which a through hole is formed in a screw shaft to form a hollow shaft and a coolant is passed through the through hole is often used. However, the configuration using a fan cools a resin member indirectly inside from the outside, so that the cooling effect is low. In addition, the configuration in which the coolant is passed through the hollow shaft can effectively cool the resin member by enlarging the through hole. However, if the through hole is enlarged, the rigidity of the shaft decreases, and the ball It may affect the rigidity of the entire screw device. Moreover, since the part far from the part which generate | occur | produces heat | fever always cools, efficiency is bad and application is difficult.
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、内部に設置される樹脂製部材を効果的に冷却するボールねじ装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a ball screw device that effectively cools a resin member installed inside.
上記課題を解決するための本発明の請求項1に係るボールねじ装置は、外周面に転動溝が形成されたねじ軸と、前記転動溝に対応する転動溝が内周面に形成され、該転動溝と前記ねじ軸の転動溝とによって形成される転動体転動路に配設された複数の転動体を介して前記ねじ軸に螺合するナットと、
前記ナットの内部に設置された樹脂製部材の冷却に効果的となるように配設されて前記樹脂製部材を冷却する冷却手段とを有し、
前記樹脂製部材が、前記冷却手段を構成する前記ナットを貫通する貫通穴に対して前記ナットの周方向に別体として離間して対称に位置し、前記転動体転動路の一方の終点と他方の始点とを連通する循環部品であることを特徴としている。
A ball screw device according to a first aspect of the present invention for solving the above-described problem is a screw shaft having a rolling groove formed on an outer peripheral surface, and a rolling groove corresponding to the rolling groove is formed on an inner peripheral surface. A nut that is screwed to the screw shaft via a plurality of rolling elements disposed in a rolling element rolling path formed by the rolling groove and the rolling groove of the screw shaft;
Have a cooling means for cooling the resin member is disposed so as to be effective in cooling of the installed resin member into the interior of the nut,
The resin member is positioned symmetrically as a separate member in the circumferential direction of the nut with respect to a through hole that penetrates the nut constituting the cooling means , and one end point of the rolling element rolling path It is a circulating component that communicates with the other starting point.
本発明の請求項1に係るボールねじ装置によれば、冷却手段が前記樹脂製部材の近くに配設されているので、前記樹脂製部材を効果的に冷却することとなり、前記樹脂製部材の熱変質を効果的に防止することができる。
特に、冷却手段が前記循環部品に近づけて配設されているので、樹脂製の前記循環部品を効果的に冷却することとなり、樹脂製の前記循環部品の熱変質を効果的に防止することができる。
According to the ball screw device of the first aspect of the present invention, since the cooling means is disposed near the resin member, the resin member is effectively cooled. Thermal alteration can be effectively prevented .
In particular, since the cooling means is disposed close to the circulation part, the circulation part made of resin is effectively cooled, and the heat deterioration of the circulation part made of resin can be effectively prevented. it can.
本発明によれば、内部に設置される樹脂製部材を効果的に冷却するボールねじ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ball screw apparatus which cools effectively the resin-made members installed in an inside can be provided.
(第1の実施形態)
以下、本発明に係るボールねじ装置の第1の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明に係るボールねじ装置の第1の実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。
図1に示すように、本実施形態のボールねじ装置1は、ねじ軸10と、ナット20とを有する。ねじ軸10及びナット20は、複数の転動体30を介して螺合している。ナット20は、ねじ軸10の外径より大きい内径で筒状に形成されている。ナット20の内周面には、ねじ軸10の外周面に螺旋状に形成されたねじ溝10aに対向するようにねじ溝20aが形成されている。ねじ溝10aとねじ溝20aとによって形成された転動路40において転動体30は転動可能とされている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a ball screw device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view along the axial direction showing the configuration of the ball screw device according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the ball screw device 1 of this embodiment includes a
また、転動体(ボール)30,30間には、転動体(ボール)30,30同士の競り合い(衝突)を阻止するためのリテーナ51が樹脂製部材50として設けられている。このリテーナ51が転動体(ボール)30,30間に設けられることにより、ナット20の外径寸法を大きくしたり、ナット20を弾性係数の大きい材料で形成したりしなくても、転動体(ボール)30の早期摩耗等を防止でき、射出成形機やプレス成形機などのように高負荷が作用する条件下でも長期の使用が可能なボールねじを得ることができる。
A
リテーナ51は、転動体(ボール)30の直径よりも小さい直径で円盤状に形成されており、各リテーナ51の両端面には、凹面部(図示せず)が形成されている。これらの凹面部はリテーナ51の軸方向に沿う断面がゴシックアーク状に形成されており、その曲率半径は、転動体(ボール)30の半径よりも大きい値に設定されている。
リテーナ51は、例えば、66ナイロン等のポリアミド樹脂、熱塑性エラストマー、軟質塩化ビニル樹脂、軟質ポリエチレン、フッ素樹脂、合成ゴムのうち何れか1つ若しくは充填材や添加剤を配合した樹脂組成物を原材料とし、これらの原材料を射出成形等して所定の形状に形成してなる。
The
The
また、ナット20には、軸方向に貫通する貫通穴20bが形成されている。この貫通穴20bは、冷却媒体の通路として用いられ、貫通穴20b内で冷却媒体を循環させるための循環装置(図示せず)が接続されている。この循環装置及び貫通穴20bが冷却手段60を構成する。このように、図示しない循環装置によって貫通穴20b内を冷却媒体が循環することによって、ナット20が冷却される。
以上のような構成において、貫通穴20bに冷却液を通すことで、ナット20を冷却し、温度上昇による樹脂製部材としてのリテーナ51の熱変質を抑えることができる。
Further, the
In the configuration as described above, by passing the coolant through the through
(第2の実施形態)
図2は、本発明に係るボールねじ装置の第2の実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。なお、本実施形態は、樹脂製部材50としてリテーナ51の代わりにシール52を用いた以外は、前述した第1の実施形態と同様であるので、第1の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図2に示すように、本実施形態では、ナット20の軸方向の少なくとも一方の端部21に、ねじ軸10に摺接して設けられた樹脂製のシール52が設置されている。シール52の材料としては、例えば、フッ素樹脂が挙げられる。シール52は、フッ素樹脂などの原材料を射出成形等して所定の形状に形成してなる。
以上のような構成において、貫通穴20bに冷却液を通すことで、ナット20を冷却し、温度上昇による樹脂製部材50としてのシール52の熱変質を抑えることができる。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view along the axial direction showing the configuration of the ball screw device according to the second embodiment of the present invention. In addition, since this embodiment is the same as that of 1st Embodiment mentioned above except having used the seal |
In the configuration as described above, by passing the coolant through the through
(第3の実施形態)
図3は、本発明に係るボールねじ装置の第3の実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。なお、本実施形態は、樹脂製部材50としてリテーナ51の代わりに循環部品53を用いた以外は、前述した第1の実施形態と同様であるので、第1の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図3に示すように、転動体30はねじ軸10又はナット20の一方が軸芯回りに回転すると転動溝10a,20a間に形成された螺旋状の転動体転動路40を転動するようになっている。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view along the axial direction showing the configuration of the ball screw device according to the third embodiment of the present invention. Since the present embodiment is the same as the first embodiment described above except that the
そして、本実施形態においては、転動体転動路40を転動した転動体30はナット20内に貫設された転動体戻し路70を通って元の位置に戻されるようになっている。
転動体戻し路70の両端はナット20の両端面に形成された凹陥部20cに開口しており、この凹陥部20cには、転動体転動路40の一方の終点41から転動体戻し路70に転動体30を案内すると共に、転動体戻し路70から転動体転動路40の他方の始点42に案内する循環部品53が装着されている。この循環部品53には、転動体30を転動体転動路40から転動体戻し路70に案内し、転動体戻し路70から転動体転動路40に案内する案内溝(図示せず)が形成されている。循環部品53は、樹脂材料をモールド成形等して形成される。
And in this embodiment, the rolling
Both ends of the rolling
以上のような構成において、貫通穴20bに冷却液を通すことで、ナット20を冷却し、温度上昇による樹脂製部材50としての循環部品53の熱変質を抑えることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。
In the configuration as described above, by passing the coolant through the through
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to this, A various change and improvement can be performed.
1 ボールねじ装置
10 ねじ軸
20 ナット
30 転動体
40 転動体転動路
50 樹脂製部材
60 冷却手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記ナットの内部に設置された樹脂製部材の冷却に効果的となるように配設されて前記樹脂製部材を冷却する冷却手段とを有し、
前記樹脂製部材が、前記冷却手段を構成する前記ナットを貫通する貫通穴に対して前記ナットの周方向に別体として離間して対称に位置し、前記転動体転動路の一方の終点と他方の始点とを連通する循環部品であることを特徴とするボールねじ装置。 A screw shaft having a rolling groove formed on the outer peripheral surface, a rolling groove corresponding to the rolling groove is formed on the inner peripheral surface, and a rolling groove formed by the rolling groove and the rolling groove of the screw shaft. A nut that is screwed onto the screw shaft via a plurality of rolling elements disposed in the moving body rolling path;
Have a cooling means for cooling the resin member is disposed so as to be effective in cooling of the installed resin member into the interior of the nut,
The resin member is positioned symmetrically as a separate member in the circumferential direction of the nut with respect to a through hole that penetrates the nut constituting the cooling means , and one end point of the rolling element rolling path A ball screw device characterized in that the ball screw device is a circulating component that communicates with the other starting point.
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