JP5991433B2 - ボールねじ - Google Patents

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Description

この発明は、ダブルナット予圧式のボールねじに関する。
ボールねじは、工作機械、測定機械、射出成形機等において、搬送や精密位置決めを行う装置として使用されている。ボールねじの予圧付与方式として、二個のナットの間に予圧付与機構を設けたダブルナット予圧式がある。
すなわち、ダブルナット予圧式のボールねじは、内周面に螺旋溝が形成された二個のナットと、外周面に螺旋溝が形成され前記両ナットに挿通されたねじ軸と、前記ナットの螺旋溝と前記ねじ軸の螺旋溝とで形成される軌道の間に配置されたボールと、前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路と、両ナット間に配置されて、軸方向の力を各ナットに反対向きに付与する予圧付与機構と、を有し、前記軌道内を転動する前記ボールを介して、前記二個のナットが一体にねじ軸に対して相対移動する装置である。
ダブルナット予圧式のボールねじの従来例としては、例えば特許文献1に記載の技術が挙げられる。この例では、予圧付与機構を間座と平行キーで構成している。具体的には、予圧付与量に応じた厚さの間座を両ナット間に挟み込んだ後、予圧を保持するために、間座と両ナットに設けた凹部に平行キーを取り付けて、間座と両ナットを固定している。
平行キーの両端にはねじ挿通穴が形成され、これに対応する雌ねじ穴が、両ナットの前記凹部に形成されている。また、ねじ挿通穴を通った取り付けねじの先端を前記凹部の雌ねじに螺合することで、平行キーが両ナットに固定されている。
ダブルナット予圧式のボールねじの別の従来例としては、特許文献2に記載の技術が挙げられる。この例では、予圧付与機構として、両ナット間の周方向で略三等分された各位置に配置された一個または三個の予圧用ボールと、板厚が予圧用ボールの直径より大きい円板状のボール保持部材を備えている。ボール保持部材は、ねじ軸を挿通する中心穴と予圧用ボールの保持穴を有する。この例の予圧付与機構では、付与する予圧の大きさに応じて使用する予圧用ボールの直径を変えることで、予圧量を調整している。
さらに、特許文献3に記載された図13に示す従来例では、ダブルナット予圧式のボールねじの予圧付与機構が、両ナット100a,100b間に配置された円環状部材110に形成されている。この例の予圧付与機構では、円環状部材110の周方向の三箇所に、内周側で軸方向に延びる貫通穴111と、外周面から径方向に伸びて前記貫通穴に連通する調整ねじ穴(雌ねじ穴)112が形成され、貫通穴111内に軸方向に沿って二個の予圧用ボール120が配置されている。
この予圧付与機構は、また、コイルバネ131の先端に半球体132が固定された調整部材130と、小ねじ140を有する。コイルバネ131の外径は円環状部材110の調整ねじ穴112の内径より小さい。小ねじ140は、調整ねじ穴112の雌ねじに螺合する雄ねじ部141を有する。また、貫通穴111の軸方向寸法は、二個のボール120の合計直径より大きく、二個のボール120と半球体132の合計直径より小さい。
この予圧付与機構による予圧付与方法は以下の通りである。隣り合うナット100a,100b間に円環状部材110を配置し、半球体132側を貫通穴に向けて調整部材130を調整ねじ穴112に挿入し、調整ねじ穴112の雌ねじに雄ねじ部141を螺合して小ねじ140を回す。これにより、雄ねじ部141で調整部材130が円環状部材110の径方向内側に押され、コイルバネ131を介して半球体132が貫通穴111内の二個のボール210の間隔を広げる。
すなわち、図13の状態から更に小ねじ140を回すことにより、図13に二点鎖線で示すように、半球体132が円環状部材110の径方向内側に移動し、半球体132で押された二個のボール120が、軸方向に反対向きで移動(各ボール120の中心121が矢印の方向に移動)してナット100a,100bの端面101a,101bをそれぞれ押す力が生じるため、ボールねじに予圧が付与される。
この状態で、ボール120が貫通穴111から突出し、円環状部材110の端面110a,110bとナットの端面101a,101bとの間に隙間が生じる。小ねじ140の調整ねじ穴112への挿入長さによって、各ボール120の貫通穴111からの突出量が変化するため、小ねじ140の螺合度合によって予圧量が調整できる。
特開2004−69013号公報 特開2012−145178号公報 台湾特許262994号公報
特許文献1に記載された間座を用いた予圧付与方法では、予圧設定値に応じた厚さの間座をナット間に挟み込んでボールねじの組み立てを行うことで、実際の予圧を測定し、予圧測定値が予圧設定値と同じになっていることを確認している。測定の結果、予圧設定値になっていない場合、測定値が予圧設定量となるまで、厚さの異なる間座の着脱を繰り返す必要がある。よって、予圧付与の作業が煩雑である。
また、間座と、平行キーと、キー固定用の取り付けねじが必要であるため、部品点数が多い。また、間座を使用することでナットの全長が長くなる。
この発明の第一の課題は、ダブルナット予圧式のボールねじとして、従来品より部品点数が少なく、ナットの全長を短くでき、予圧付与の作業が簡単に行えるものを提供することである。
特許文献2に記載されたダブルナット予圧式ボールねじでは、予圧付与機構による予圧付与状態で、前記ボール保持部材または前記円環状部材と対向する各ナットとの間には、三個または九個の予圧用ボールが存在するが、それ以外の部分は隙間となっている。この隙間は予圧用ボールの数を増やすことで少なくすることができるが、予圧用ボールを増やすことには限界がある。この隙間から粉塵などの異物がボールねじ内部に進入すると、進入した異物が、ねじ軸の螺旋溝、ナットの螺旋溝、および転動体に摩耗や傷を生じさせて剥離に至ることがあるため、ボールねじの寿命が短くなる恐れがある。
特許文献3の予圧付与機構では、貫通穴内の二個の予圧用ボールを押す調整部材にコイルバネが設けてあるため、調整部材の剛性が不十分となる。つまり、小ねじの軸力がコイルバネを介して予圧用ボールに伝わるため、小ねじの軸力がナットを押す力に変換される際に弱まることが懸念される。よって、特許文献3の予圧付与機構には、ボールねじに確実に予圧を付与して、ボールねじの剛性を低下させないという点で改善の余地がある。
この発明の第二の課題は、予圧付与機構による確実な予圧付与が行われ、隙間から粉塵などの異物が内部に進入しにくいダブルナット予圧式ボールねじを提供することである。
上記課題を解決するために、この発明の第一態様は、下記構成要件(1) および(2) を有するダブルナット予圧式ボールねじを提供する。
(1) 内周面に螺旋溝が形成された複数のナットと、外周面に螺旋溝が形成され、前記複数の全てのナットに挿通されたねじ軸と、前記ナットの螺旋溝と前記ねじ軸の螺旋溝とで形成される軌道の間に配置された複数のボールと、前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路と、を有する。前記軌道内を転動する前記ボールを介して、前記複数のナットが一体にねじ軸に対して相対移動する。
(2) 隣り合う二個のナットは軸方向端面同士が接触し、前記二個のナットの一方が他方に対して相対的に回転されて予圧が付与された状態で、前記二個のナットの互いに接触する側の軸方向端部の外周面にスリーブが固定されている。
すなわち、この発明の第一態様のボールねじは、前記構成要件(1) を有するダブルナット予圧式ボールねじであって、前記構成要件(2) を有することを特徴とする。
第一態様のボールねじは、間座を用いずに予圧が付与され、スリーブを固定することで予圧を保持しているため、間座を用いた従来のダブルナット予圧式ボールねじよりも部品点数が少なくなるとともに、ナットの全長を短くすることができる。また、回転の度合で予圧量の調整ができるため、実際の予圧測定値が予圧設定値となるまで厚さの異なる間座の着脱を繰り返す従来のダブルナット予圧式ボールねじと比較して、予圧付与の作業が簡単に行える。
第一態様のボールねじは、下記の構成要件(3) および(4) の少なくともいずれかを有することが好ましい。
(3) 前記二個のナットは、互いに接触する側の軸方向端部に小径部を有し、前記スリーブは前記両小径部に外嵌されている。
(4) 前記二個のナットは、互いに接触する側の軸方向端部の外周面に凹部を有し、前記スリーブが前記凹部に固定されている。
第一態様のボールねじが前記構成要件(4) を有する場合、下記の構成要件(5) を有することができる。
(5) 前記スリーブは軸方向両端に爪部を有し、前記爪部が前記二個のナットの前記凹部にそれぞれ押し付けられている。
第一態様のボールねじは下記の構成要件(6) を有することができる。
(6) 前記スリーブの本体部は、軸方向に垂直な断面がC形である。
上記課題を解決するために、この発明の第二態様は、下記の構成要件(a) および(b) を有するダブルナット予圧式ボールねじを提供する。
(a) 内周面に螺旋溝が形成された複数のナットと、外周面に螺旋溝が形成され、前記複数の全てのナットに挿通されたねじ軸と、前記ナットの螺旋溝と前記ねじ軸の螺旋溝とで形成される軌道の間に配置された複数のボールと、前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路と、を有する。前記軌道内を転動する前記ボールを介して、前記複数のナットが一体にねじ軸に対して相対移動する。さらに、隣り合う前記ナット間に配置され、前記ねじ軸が挿通された円環状部材と、前記円環状部材に設けられ、軸方向の力を前記各ナットに反対向きに付与する予圧付与機構を有する。
(b) 前記予圧付与機構による予圧付与状態で、前記円環状部材と前記ナットとの間に生じる隙間を周方向全体で塞ぐスペーサを有する。前記スペーサは、前記円環状部材に、予圧付与に伴って前記ナット側に押し出されるように配置されている。
すなわち、この発明の第二態様のボールねじは、前記構成要件(a) を有するダブルナット予圧式ボールねじであって、前記構成要件(b) を有することを特徴とする。
第二態様のボールねじは、前記構成要件(b) を有することで、予圧付与状態であっても前記円環状部材と前記ナットとの間に生じる隙間が周方向全体で塞がれるため、粉塵などの異物が内部に進入しにくいものとなる。
第二態様のボールねじは、下記の構成要件(c) 〜(f) を有することで、特許文献2に記載されたボールねじよりも確実な予圧付与が行われる。
(c) 前記円環状部材は、内周側に形成されて軸方向に延びる貫通穴と、外周面から径方向に伸びて前記貫通穴に連通する雌ねじ穴を有する。
(d) 前記貫通穴は、前記円環状部材の周方向の複数箇所に形成されている。前記貫通穴内に軸方向に沿って二個の転動体が配置されている。前記雌ねじ穴に雄ねじ部材が螺合されている。
(e) 前記雄ねじ部材の軸力を前記二個の転動体が前記貫通穴の軸方向各端部側に移動する力に変える変向部材が、前記雄ねじ部材と前記二個の転動体との間に配置されている。前記変向部材は、前記転動体より小径の転動体または楔状部材である。前記貫通穴の軸方向端部に前記スペーサが配置されている。
(f) 前記雌ねじ穴、前記貫通穴、前記雄ねじ部材、前記変向部材、前記二個の転動体、および前記スペーサで、前記予圧付与機構が構成されている。
すなわち、前記構成要件(a) 〜(f) を有するボールねじは、前記変向部材が前記転動体より小径の転動体または楔状部材であり、予圧付与の際に、前記雄ねじ部材が前記変向部材に接触し、前記変向部材が直接、前記貫通穴内の二個の転動体を押すため、雄ねじ部材の軸力が前記スペーサを介してナットを押す力に確実に変換される。つまり、貫通穴内の二個の予圧用ボールを押す調整部材(変向部材)にコイルバネが設けてある特許文献3の予圧付与機構のように、小ねじの軸力がナットを押す力に変換される際に弱まることが防止される。
第二態様のボールねじは、下記の構成要件(g) または(h) を有することが好ましい。
(g) 前記円環状部材は、軸方向両端面の内周側に形成された周溝を有し、前記貫通穴は前記両周溝の底面間を貫通し、前記周溝の両方に前記スペーサが配置されている。
(h) 前記貫通穴は、前記円環状部材の周方向の複数箇所に等間隔で形成されている。
前記構成要件(g) を有する場合、前記雄ねじ部材を前記円環状部材の径方向内側に移動することで、前記雄ねじ部材に接触している前記変向部材が前記二個の転動体を直接押し、前記各転動体が軸方向に反対向きで移動し、前記各スペーサが前記各転動体に押されて前記ナットの端面を押すことで予圧が付与される。
この発明の第一態様のボールねじは、従来のダブルナット予圧式のボールねじと比較して、予圧付与のために使用する部品点数が少なく、ナットの全長を短くでき、予圧付与の作業性が簡単に行える。
この発明の第二態様のボールねじは、ダブルナット予圧式ボールねじであって、予圧付与状態で粉塵などの異物が内部に進入しにくいものである。また、第二態様のボールねじは、前記構成要件(c) 〜(f) を有することで、特許文献3に記載されたボールねじよりも確実な予圧付与が行われる。
第一実施形態のボールねじを示す部分断面正面図である。 両ナットの軸方向端部の係合状態を示す部分拡大斜視図である。 爪部を有するスリーブを示す正面図である。 爪部を有するスリーブを示す側面図である。 爪部を有する断面C形のスリーブを示す側面図である。 第二実施形態のボールねじを示す図であって、ねじ軸とボール以外が断面で表されている。 第二実施形態のボールねじの予圧付与機構を説明する図である。 第二実施形態の予圧付与機構を構成する円環状部材を示す平面図(a)と側面図(b)である。 第二実施形態の予圧付与機構を構成するスペーサを示す平面図(a)と、そのA−A断面図(b)である。 図9とは異なるスペーサの例を示す平面図(a)と、そのA−A断面図(b)である。 図9とは異なるスペーサの例を示す平面図である。 図7とは異なる転動体および変向部材の例を示す斜視図である。 特許文献3に記載された予圧付与機構を示す断面図である。
以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明はこの実施形態に限定されない。
[第一実施形態]
この実施形態のダブルナット予圧式ボールねじは、図1に示すように、二個のナット1a,1bと、ねじ軸2と、ボール3と、スリーブ4と、循環チューブ(ボール戻し経路)5を備えている。
両ナット1a,1bの内周面に螺旋溝11が形成されている。ねじ軸2の外周面に螺旋溝21が形成されている。両ナット1a,1bの螺旋溝11とねじ軸2の螺旋溝21で形成される軌道溝の間に、複数のボール3が配置されている。
一方のナット1aは、軸方向一端にフランジ12を有し、軸方向他端に小径部13aを有する。他方のナット1bは、一方のナット1aの小径部13aの端面に接触する小径部13bを有する。すなわち、両ナット1a,1bは軸方向端面同士が接触している。
図1および2に示すように、両ナット1a,1bの小径部13a,13b以外の外周部には、循環チューブ5を配置するための平坦部14が形成されている。また、両ナット1a,1bの平坦部14以外の部分に、小径部13a,13bによる周溝15が形成されている。
両ナット1a,1bは、互いに接触する側の軸方向端部の平坦部14以外の部分に、周溝15と垂直に延びて両端が円弧状になっている凹部16a,16bを有する。図2に示すように、これらの凹部16a,16bは、周溝15の底面より深く形成されている。
スリーブ4は金属製の無端状円環体であって、例えば、「JIS G3141」で規定された冷間圧延鋼板や「JIS G4051」で規定された構造機械用炭素鋼を機械加工することにより製造できる。
スリーブ4の外径はナット1bの外径と同じであり、スリーブ4の内径(直径)は、小径部13a,13bの直径と略同じ(僅かに大きい)である。スリーブ4の幅は小径部13a,13bの合計幅と略同じ(僅かに小さい)である。図1に示すように、スリーブ4は、両小径部13a,13bに外嵌され、凹部16a,16bに配置された部分45がかしめにより固定されている。
両ナット1a,1bの平坦部14に設けた対をなす貫通穴に、循環チューブ5の両脚部51が挿入され、循環チューブ5の本体部52が平坦部13に取付金具6で固定されている。
この実施形態のダブルナット予圧式ボールねじによれば、両ナット1a,1bが一体にねじ軸2に対して相対移動する際に、ボール3が、両ナット1a,1bの螺旋溝11とねじ軸2の螺旋溝21で形成される軌道内を転動し、循環チューブ5で軌道内の終点から始点まで戻される。
この実施形態のダブルナット予圧式ボールねじは、例えば、以下の方法で組み立てることができる。
先ず、各ナット1a,1bに循環チューブ5を取り付けた後、ナット1aの小径部13aにスリーブ4を外嵌し、そのスリーブ4に、ナット1bの小径部13bを内嵌することで、スリーブ4で両ナット1a,1bを結合する。
次に、結合された両ナット1a,1bにボール3とねじ軸2を組み込んだ後、一方のナット1aを他方のナット1bに対して相対的に回転することにより、ボールねじに予圧を付与する。次に、スリーブ4の凹部16a,16bに配置されている部分45をかしめることで、スリーブ4を両ナット1a,1bに固定し、両ナット1a,1bの相対回転を防止する。これにより、付与した予圧が維持される。
この実施形態のボールねじによれば、間座を用いずに予圧が付与され、スリーブ4を凹部16a,16bに固定することで予圧を保持しているため、間座を用いた従来のダブルナット予圧式ボールねじよりも部品点数が少なくなるとともに、ナットの全長を短くすることができる。また、回転の度合で予圧量の調整ができるため、実際の予圧測定値が予圧設定値となるまで厚さの異なる間座の着脱を繰り返す従来のダブルナット予圧式ボールねじと比較して、予圧付与の作業が簡単に行える。
また、ナット1a,1bの小径部13a,13bにスリーブ4を外嵌し、スリーブ4を凹部16a,16bにかしめ固定していることで、ナット1a,1bに外嵌するハウジングの内周面を単純な円周面とすることができる。
なお、この実施形態では、スリーブ4をナット1a,1bの凹部16a,16bにかしめ固定しているが、例えば、凹部16a,16bに代えてナット1a,1bに雌ねじ穴を設け、スリーブ4にねじ挿通穴を設け、スリーブ4をナット1a,1bにねじ止めで固定してもよい。また、スリーブ4の材質としては、金属以外にエンジニアリングプラスチック、例えば、PA(ポリアミド)やPOM(ポリアセタール)などが挙げられる。
また、スリーブ4の固定位置は、ナット1a,1bの互いに接触する側の軸方向端部の外周面であって、平坦部14以外の部分であれば、いずれの位置でもよい。
また、ボール戻し経路が循環チューブ5ではなく、ナットを軸方向に貫通する貫通穴とエンドデフレクタで構成されている場合には、ナットに平坦部14を設けないため、二個のナットの互いに接触する側の軸方向端部に小径部を設け、両小径部で形成される周溝にスリーブを外嵌すればよい。
また、図1のスリーブ4に代えて、図3および4に示すような、無端状円環体である本体部71の軸方向両端に爪部72を有するスリーブ7を用いると、爪部72をナット1a,1bの凹部16a,16bに押し付けることで、スリーブ7を両ナット1a,1bに固定することができる。
固定されたスリーブ7は、爪部72の凹部16a,16bに対する押し付けを解除することで、本体部71を変形させずに外すことができる。よって、爪部72を有するスリーブ7を使用することで、かしめ固定するスリーブ4と比較して、容易に着脱できて複数回使用できる効果がある。
また、図1のスリーブ4に代えて、図5に示すような、軸方向に垂直な断面がC形の本体部71Aを有するスリーブ7Aを使用すると、両ナット1a,1bの小径部13a,13b同士を接触させた状態で、両ナット1a,1bにボール3とねじ軸2を組み込んだ後に、小径部13a,13bにスリーブ7Aに外嵌することができる。
スリーブ4を使用した場合は、前述のように、両ナット1a,1bにボール3とねじ軸2を組み込む前にスリーブ4で両ナット1a,1bを結合する必要があるが、スリーブ7Aを使用すればその必要がないため、ボールねじの組み立て作業性が改善される。
また、スリーブ7Aは、本体部71Aの軸方向両端に爪部72を有するため、正面形状は図3と同じである。よって、スリーブ7Aは、スリーブ7と同様に、爪部72を有することで、容易に着脱できて複数回使用できる効果も有する。
なお、軸方向に垂直な断面がC形である本体部71Aのみからなり、爪部72を有さないスリーブを用いた場合でも、両ナット1a,1bの小径部13a,13b同士を接触させた状態で、両ナット1a,1bにボール3とねじ軸2を組み込んだ後に、小径部13a,13bにそのスリーブを外嵌することができる。よって、本体部71Aのみからなるスリーブも、ボールねじの組み立て作業性が改善される効果を有する。
[第二実施形態]
この実施形態のダブルナット予圧式ボールねじは、図6に示すように、ねじ軸2と、ボール3と、二個のナット1a,1bと、両ナット1a,1b間に配置された円環状部材40を含む予圧付与機構400と、エンドデフレクタ50を備えている。ねじ軸2の外周面に螺旋溝21が形成され、両ナット1a,1bの内周面に螺旋溝31が形成されている。
両ナット1a,1bの螺旋溝31とねじ軸2の螺旋溝21で形成される軌道溝の間に、複数のボール3が配置されている。エンドデフレクタ50は、両ナット1a,1bの両端面を結ぶ貫通穴17a,17bとともに、ボール戻し経路を形成している。一方のナット1aの軸方向一端にはフランジ12が形成されている。
図7および図8に示すように、円環状部材40は、軸方向両端面の内周側に形成された周溝41と、軸方向に伸びて両周溝41の底面41a間を貫通する貫通穴42と、外周面から径方向に伸びて貫通穴42に連通する雌ねじ穴43を有する。貫通穴42は、円環状部材40の周方向の四箇所に等間隔で形成されている。円環状部材40は、「JIS G4051」で規定されている機械構造用炭素鋼SG材や、「JIS G3141」で規定されている冷間圧延鋼板SPC材などの鉄鋼材料で作製されている。
各貫通穴42内には、軸方向に沿って二個のボール(転動体)61が配置されている。雌ねじ穴43の貫通穴42との境界部に、ボール61より径の小さい小径ボール(変向部材)63が配置されている。貫通穴42の軸方向寸法は、二個のボール61の合計直径より大きく、二個のボール61と小径ボール63の合計直径より小さい。二個のボール61と小径ボール63は、「JIS G4805」で規定されている軸受鋼で作製されている。
円環状部材40の雌ねじ穴43に、六角穴付き止めねじ(雄ねじ部材)8が螺合されている。円環状部材40の周溝41にスペーサ9が配置されている。スペーサ9の形状は、図9に示すように、周溝41に嵌まる寸法の穴開き円板状である。
この実施形態における予圧付与機構400は、円環状部材40に形成された雌ねじ穴43、貫通穴42、および六角穴付き止めねじ(雄ねじ部材)8と、小径ボール(変向部材)63、ボール(転動体)61、およびスペーサ9とで構成されている。この予圧付与機構をボールねじに組み込む際には、先ず、円環状部材40の貫通穴42内に二個のボール61を入れ、各周溝41にスペーサ9を配置し、雌ねじ穴43に小径ボール63を入れた後に、雌ねじ穴43に六角穴付き止めねじ8を螺合させる。次に、この状態の円環状部材40をナット1a,1bの両端面間に配置して、ボールねじを組み立てる。
予圧付与機構400による予圧付与方法は以下の通りである。ボールねじの組み立て状態で予圧付与機構400は、図7(a)に示すように、六角穴付き止めねじ8が小径ボール63に接触し、小径ボール63が二個のボール61に接触している。
図7(a)に示す状態から、六角穴付き止めねじ8を回転して雌ねじ穴43との螺合を進めることにより、小径ボール63が二個のボール61を直接押して、各ボール61が貫通穴42内を軸方向に反対向きで移動する。すなわち、六角穴付き止めねじ8の軸力が、小径ボール63で二個のボール61が貫通穴42の軸方向各端部側に移動する力に変換される。これに伴って、円環状部材40の周溝41に配置された各スペーサ9が各ボール61に押されて、各ナット1a,1bの端面を押す力が生じる。この力によりボールねじに予圧が付与される。図7(b)はこの状態を示す。
図7(b)の状態で、円環状部材40の周溝41より外周側および内周側では、円環状部材40と各ナット1a,1bとの間に隙間34,35が生じている。しかし、各スペーサ9は周溝41の底面41aから離れて、円環状部材40の端面から突出し、各ナット1a,1bの端面に接触している。つまり、スペーサ9により隙間34が周方向全体で塞がれている。よって、この実施形態のボールねじでは、予圧付与状態でボールねじ内部に粉塵などの異物が内部に進入しにくい。また、六角穴付き止めねじ8の挿入深さ(螺合度合)によって予圧量が調整できる。
また、六角穴付き止めねじ8の軸力がスペーサ9を介してナット1a,1bを押す力に確実に変換される。つまり、図13に示す予圧付与機構では、円環状部材110の貫通穴111内に配置された二個の予圧用ボール120を押す調整部材(変向部材)130がコイルバネ131を有するのに対して、この実施形態の予圧付与機構では、変向部材が小径ボール63のみからなるため、雄ねじ部材である六角穴付き止めねじ8の軸力が、ボール61がナット1a,1bを押す力に変換される際に弱まることが防止される。
図9に示すスペーサ9に代えて、図10に示すスペーサ9Aや図10に示すスペーサ9Bを使用してもよい。
図10のスペーサ9Aでは、図9のスペーサ9の軸方向一端面に、ボール61を受ける円周溝91が形成されている。円周溝91の断面形状は、ボール61の球面に対応する円弧状である。図10のスペーサ9Bでは、図9のスペーサ9の軸方向一端面に、ボール61を受ける四個の球面溝92が周方向に等間隔で形成されている。スペーサ9Bを使用する場合、円環状部材40の周溝41にスペーサ9Bを嵌める際に、球面溝92を円環状部材40の貫通穴42に合わせる必要がある。
円周溝91や球面溝92等のボール61の受け部を有するスペーサ9A,9Bを使用すると、このような受け部を有さないスペーサ9を使用した場合よりも、ボール61が安定的にスペーサ9A,9Bを押すことができるという効果が得られる。
この実施形態の予圧付与機構では、転動体としてボール61を使用し、変向部材として小径ボール63を使用しているが、転動体と変向部材はボールに限定されない。図12に示すように、変向部材はころ64や楔状部材65であってもよく、転動体はころ62であってもよい。
図12(a)は、転動体としてころ62を使用し、変向部材としてころ64を使用した例である。図12(b)は、転動体としてころ62を使用し、変向部材として小径ボール63を使用した例である。図12(c)は、転動体としてころ62を使用し、変向部材として楔状部材65を使用した例である。
なお、この実施形態の予圧付与機構では、スペーサ9が貫通穴42の軸方向両端に配置されているが、貫通穴42の軸方向一端のみに配置されていてもよい。
また、この実施形態の予圧付与機構で、スペーサ9は、貫通穴42の軸方向端部に配置されて、二個のボール61に押されて各ナット1a,1bの端面を押すものであるが、スペーサは、円環状部材40の貫通穴42より外周側や内周側に配置してもよい。その場合、ボール61は直接各ナット1a,1bの端面を押し、スペーサはボール61に押されないため、円環状部材40に、予圧付与に伴ってスペーサが各ナット1a,1b側に押し出されるための機構を、予圧機構とは別に設ける必要がある。
また、この実施形態の予圧付与機構では、円環状部材40の円周方向の四箇所に等間隔で貫通穴42が形成されているが、複数箇所であれば等間隔で配置されていなくてもよく、貫通穴42の設置箇所も三箇所や五箇所以上であってもよい。
また、この実施形態の予圧付与機構では円環状部材40が一部品からなるものであるが、予圧付与機構を構成する円環状部品は、周方向で等分された複数の分割体(例えば、二分割体、四分割体)からなるものであってもよい。
1a,1b ナット
11 ナットの螺旋溝
12 フランジ
13a ナットの小径部
13b ナットの小径部
14 平坦部
15 周溝
16a,16b 凹部
2 ねじ軸
21 ねじ軸の螺旋溝
3 ボール
4 スリーブ
5 循環チューブ(ボール戻し経路)
51 循環チューブの脚部
52 循環チューブの本体部
6 取付金具
7 スリーブ
71 スリーブの本体部
72 スリーブの爪部
7A スリーブ
71A スリーブの本体部
17a,17b ナットの両端面を結ぶ貫通穴(ボール戻し経路)
40 円環状部材
400 予圧付与機構
41 周溝
41a 周溝の底面
42 貫通穴
43 雌ねじ穴
50 エンドデフレクタ(ボール戻し経路)
61 ボール(転動体)
62 ころ(転動体)
63 小径ボール(変向部材)
64 ころ(変向部材)
65 楔状部材(変向部材)
8 六角穴付き止めねじ(雄ねじ部材)
9 スペーサ
9A スペーサ
9B スペーサ
91 円周溝(ボールの受け部)
92 球面溝(ボールの受け部)

Claims (4)

  1. 内周面に螺旋溝が形成された複数のナットと、
    外周面に螺旋溝が形成され、前記複数の全てのナットに挿通されたねじ軸と、
    前記ナットの螺旋溝と前記ねじ軸の螺旋溝とで形成される軌道の間に配置された複数のボールと、
    前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路と、
    を有し、
    隣り合う前記ナット間に配置され、前記ねじ軸が挿通された円環状部材と、
    前記円環状部材に設けられ、軸方向の力を前記各ナットに反対向きに付与する予圧付与機構と、
    前記予圧付与機構による予圧付与状態で、前記円環状部材と前記ナットとの間に生じる隙間を周方向全体で塞ぐスペーサと、
    を有し、
    前記スペーサは、前記円環状部材に、予圧付与に伴って前記ナット側に押し出されるように配置され、
    前記円環状部材は、内周側に形成されて軸方向に延びる貫通穴と、外周面から径方向に伸びて前記貫通穴に連通する雌ねじ穴を有し、
    前記貫通穴は、前記円環状部材の周方向の複数箇所に形成され、
    前記貫通穴内に軸方向に沿って二個の転動体が配置され、
    前記雌ねじ穴に雄ねじ部材が螺合され、
    前記雄ねじ部材の軸力を前記二個の転動体が前記貫通穴の軸方向各端部側に移動する力に変える変向部材が、前記雄ねじ部材と前記二個の転動体との間に配置され、前記変向部材は、前記転動体より小径の転動体または楔状部材であり、
    前記貫通穴の軸方向端部に前記スペーサが配置され、
    前記雌ねじ穴、前記貫通穴、前記雄ねじ部材、前記変向部材、前記二個の転動体、および前記スペーサで、前記予圧付与機構が構成され、
    前記軌道内を転動する前記ボールを介して、前記複数のナットが一体にねじ軸に対して相対移動するボールねじ。
  2. 前記円環状部材は、軸方向両端面の内周側に形成された周溝を有し、前記貫通穴は前記両周溝の底面間を貫通し、
    前記周溝の両方に前記スペーサが配置されている請求項7記載のボールねじ。
  3. 前記雄ねじ部材を前記円環状部材の径方向内側に移動することで、前記雄ねじ部材に接触している前記変向部材が前記二個の転動体を直接押し、前記各転動体が軸方向に反対向きで移動し、前記各スペーサが前記各転動体に押されて前記ナットの端面を押すことで予圧が付与される請求項8記載のボールねじ。
  4. 前記貫通穴は、前記円環状部材の周方向の複数箇所に等間隔で形成されている請求項7〜9のいずれか1項に記載のボールねじ。
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