JP6152435B1 - 軸循環式ボールねじ - Google Patents

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Abstract

【課題】主受け面が第2高さより高いことによる回流部材の肉厚が不足となり、主受け面が第2高さ−0.5×BDより低いことによるねじ軸の剛性が降下することを回避可能な軸循環式ボールねじを提供する。【解決手段】周面には、螺旋状を呈する、転がり溝と、回流通路とが設けられているねじ軸と、ねじ軸を挿入可能な貫通孔が設けられており、貫通孔の内周面には、転がり溝に対向する転がり空間が設けられており、転がり溝と転がり空間とから負荷経路が構成され、負荷経路が複数の転がり部材を収容するナットと、負荷経路の両端を連接し、複数の転がり部材が流動可能であり、ねじ軸とから回流経路が構成される回流部材と、を含み、ねじ軸には、回流部材の両端を設置するための主受け面が設けられている。【選択図】図7

Description

本発明は、ボールねじの構造に関し、特に、軸循環式ボールねじに関するものである。
ボールねじの循環方式は、内循環式と、外循環式とに分けられる。内循環式と外循環式のボールねじのいずれを採用するかは、ボールねじの使用の負荷条件によって決まるが、いずれも回流部材を使用することが必要である。
図1を参照する。図1は従来のボールねじの構造を示す断面図である。これは、特許文献1の特開2010−090953号の回流方式である。回流経路1が単一ねじピッチ1a、1bだけに跨るため、低リード(低リードとは、負荷経路(ねじ軸の転がり溝とナットの転がり空間とから構成される)の間隔が小さく、すなわち、転がり溝または転がり空間の間の肉厚は、軸方向の肉厚がより小さい)が転がり部材2の玉径にほぼ同じである場合には、転がり溝または転がり空間の間の肉厚が薄すぎるため、転がり部材2の回流のスムーズ度が降下し、加工の困難度も増加し、そして回流する転がり部材2は、転がり溝または転がり空間の間を通過しているときに衝突が発生しやすく、ボールねじの寿命が減少する問題がある。
図2を参照する。図2は別の従来のボールねじの構造を示す断面図である。このようなボールねじは、回流通路4が、ボールねじ3の表面に設けられており、転がり溝と連接し、多数のねじピッチ5を跨り、その上方に回流部材(図示せず)が設けられており、回流部材の上方に螺旋状を呈する溝(図示せず)が設けられており、転がり部材2は、前記転がり溝を通過し、回流通路4により回流する。しかし、回流通路4の循環開口6に何れかのガイド構造が設けられていないため、転がり部材2を回流通路4にスムーズに進入できないことがよくある。
特開2010−090953号公報
本発明の主な目的は、主受け面が第2高さより高いことによる回流部材の肉厚が不足となり、主受け面が第2高さ−0.5×BDより低いことによるねじ軸の剛性が降下することを回避可能な軸循環式ボールねじを提供することにある。
本発明の次の目的は、転がり部材が回流通路にスムーズに進入することを確保可能な軸循環式ボールねじを提供することにある。
本発明の軸循環式ボールねじは、周面には、螺旋状を呈する、転がり溝と、回流通路とが設けられているねじ軸と、ねじ軸を挿入可能な貫通孔が設けられており、貫通孔の内周面には、転がり溝に対向する転がり空間が設けられており、転がり溝と転がり空間とから負荷経路が構成され、負荷経路が複数の転がり部材を収容するナットと、負荷経路の両端を連接し、複数の転がり部材が流動可能であり、ねじ軸とから回流経路が構成される回流部材と、を含み、ねじ軸には、回流部材の両端を設置するための主受け面が設けられており、主受け面とねじ軸の軸心Aとの距離を第1高さHとし、回流通路を流動する転がり部材の最高点とねじ軸の軸心Aとの距離を第2高さHmaxとする場合には、Hmax−0.5×BD≦H≦Hmaxであり、BDは転がり部材の玉径であることを特徴とする。
本発明の軸循環式ボールねじは、第2高さHmaxは、Hmax=R1+(0.5×PCD−R1)×sinαであり、Hmax−0.5×BD≦H≦Hmaxであり、R1+(0.5×PCD−R1)×sinα−0.5×BD≦H≦R1+(0.5×PCD−R1)×sinαであり、R1は第1回流曲率半径であり、PCDはピッチ直径であり、BDは転がり部材の玉径であり、αは前進角であることを特徴とする。
本発明の軸循環式ボールねじは、回流通路はガイド部を有し、ガイド部により、転がり部材がガイドされて回流通路にスムーズに進入可能であることを特徴とする。
本発明の軸循環式ボールねじは、次のような効果がある。
(1)主受け面が第2高さより高いことによる回流部材の肉厚が不足となり、主受け面が第2高さ−0.5×BDより低いことによるねじ軸の剛性が降下することを回避可能である。
(2)転がり部材が回流通路にスムーズに進入することを確保可能である。
従来のボールねじの構造を示す断面図である。 別の従来のボールねじの構造を示す断面図である。 本発明に係る軸循環式ボールねじを示す分解斜視図である。 本発明に係る軸循環式ボールねじの負荷経路と回流回路とを示す図1である。 本発明に係る軸循環式ボールねじの負荷経路と回流回路とを示す図2である。 本発明に係る軸循環式ボールねじの構造を示す断面図である。 本発明に係る軸循環式ボールねじの負荷経路と回流回路とがボールねじに投影される図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図3から図7を参照する。図3は本発明に係る軸循環式ボールねじを示す分解斜視図であり、図4は本発明に係る軸循環式ボールねじの負荷経路と回流回路とを示す図1であり、図5は本発明に係る軸循環式ボールねじの負荷経路と回流回路とを示す図2であり、図6は本発明に係る軸循環式ボールねじの構造を示す断面図であり、図7は本発明に係る軸循環式ボールねじの負荷経路と回流回路とがボールねじに投影される図である。
本発明に係る軸循環式ボールねじは、ねじ軸10と、ナット20と、回流部材50と、固定リング60と、を含む。
ねじ軸10の周面には、螺旋状を呈する、転がり溝11と、回流通路12とが設けられている。回流通路12はガイド部120を有する。
ナット20は、ねじ軸10を挿入可能な貫通孔21が設けられている。貫通孔21の内周面には、転がり溝11に対向する転がり空間210が設けられている。転がり溝11と転がり空間210とから負荷経路30が構成される。
回流部材50は、負荷経路30の両端を連接し、複数の転がり部材40が流動可能であり、ねじ軸10とから回流経路51が構成される。
固定リング60は、回流部材50の両端を固定するためのものである。固定リング60により、回流部材50をねじ軸10に設置することが可能である。
ねじ軸10には、回流部材50の両端を設置するための主受け面13が設けられている。主受け面13とねじ軸10の軸心Aとの距離を第1高さHとし、回流通路12を流動する転がり部材40の最高点とねじ軸10の軸心Aとの距離を第2高さHmaxとする場合には、第2高さHmaxは、
Hmax=R1+(0.5×PCD−R1)×sinαであり、
Hmax−0.5×BD≦H≦Hmaxであり、
R1+(0.5×PCD−R1)×sinα−0.5×BD≦H≦R1+(0.5×PCD−R1)×sinαであり、
R1は第1回流曲率半径であり、PCDはピッチ直径であり、BDは転がり部材の玉径であり、αは前進角である。
本実施形態では、R1の数値が8であり、PCDの数値が33であり、αの数値が45であり、BDの数値が6.35である場合には、Hmax=R1+(0.5×PCD−R1)×sinα=14.01である。
本実施形態では、主受け面13がHmax−0.5×BD≦H≦Hmaxという条件に合うことが必要なため、第2高さHmaxの数値が14.01である場合には、10.48≦H≦14.01である。
本実施形態では、主受け面13がHmax−0.5×BD≦H≦Hmaxという条件に合うことが必要な理由は、ねじ軸10の主受け面13が回流部材50の両端を設置するためのものであるため、主受け面13が第2高さHmax(回流通路12を流動する転がり部材40の最高点とねじ軸10の軸心Aとの距離)より高い場合には、回流部材50の肉厚が不足となり、回流部材50が破損しやすいことにある。
主受け面13が第2高さHmax−0.5×BDより低い場合には、ねじ軸10の剛性が降下するため、主受け面13がHmax−0.5×BD≦H≦Hmaxという算式に合うと、主受け面13は、回流部材50の肉厚とねじ軸10の剛性とに影響しない。
本実施形態では、回流通路12がガイド部120を有する。ガイド部120により、転がり部材40がガイドされて回流通路12にスムーズに進入可能である。
本発明は、ボールねじに適用することができる。
1 回流経路
1a、1b 単一ねじピッチ
2 転がり部材
3 ボールねじ
4 回流通路
5 ねじピッチ
6 循環開口
10 ねじ軸
11 転がり溝
12 回流通路
13 主受け面
20 ナット
21 貫通孔
30 負荷経路
40 転がり部材
50 回流部材
51 回流経路
60 固定リング
120 ガイド部
210 転がり空間
A 軸心
BD 転がり部材玉径
H 第1高さ
Hmax 第2高さ
PCD ピッチ直径
R1 第1回流曲率半径
α 前進角

Claims (3)

  1. 周面には、螺旋状を呈する、転がり溝と、回流通路とが設けられているねじ軸と、
    前記ねじ軸を挿入可能な貫通孔が設けられており、前記貫通孔の内周面には、前記転がり溝に対向する転がり空間が設けられており、前記転がり溝と前記転がり空間とから負荷経路が構成され、前記負荷経路が複数の転がり部材を収容するナットと、
    前記負荷経路の両端を連接し、複数の前記転がり部材が流動可能であり、前記ねじ軸とから回流経路が構成される回流部材と、を含み、
    前記ねじ軸には、前記回流部材の両端を設置するための主受け面が設けられており、
    前記主受け面は前記回流通路に対し、ねじ軸方向の外側に位置し、
    前記主受け面と前記ねじ軸の軸心Aとの距離を第1高さHとし、前記回流通路を流動する前記転がり部材の最高点と前記ねじ軸の軸心Aとの距離を第2高さHmaxとする場合には、
    Hmax−0.5×BD≦H≦Hmaxであり、
    BDは転がり部材の玉径であることを特徴とする軸循環式ボールねじ。
  2. 第2高さHmaxは、
    Hmax=R1+(0.5×PCD−R1)×sinαであり、
    Hmax−0.5×BD≦H≦Hmaxであり、
    R1+(0.5×PCD−R1)×sinα−0.5×BD≦H≦R1+(0.5×PCD−R1)×sinαであり、
    R1は第1回流曲率半径であり
    CDはピッチ直径であり、
    BDは転がり部材の玉径であり、
    αは前進角であることを特徴とする、請求項1に記載の軸循環式ボールねじ。
  3. 前記回流通路はガイド部を有し、前記ガイド部により、前記転がり部材がガイドされて前記回流通路にスムーズに進入可能であることを特徴とする、請求項1に記載の軸循環式ボールねじ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0092331A1 (en) * 1982-03-30 1983-10-26 Shuton, S.A. Ball-screw rack device
JP2003525408A (ja) * 2000-03-03 2003-08-26 エスケイエフ エンジニアリング アンド リサーチ センター ビーブイ ねじアクチュエータ
JP2016003763A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 上銀科技股▲分▼有限公司 チューブ式ボールねじ

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