JP6424458B2 - Ball screw device - Google Patents
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本発明は、ボールねじ装置に関し、特に、一軸アクチュエータなどの各種工作機械に用いられ、ボールねじとそのねじ軸を支持する軸受とを備えた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 that is used in various machine tools such as a single axis actuator and includes a ball screw and a bearing that supports the screw shaft.
従来より、一軸アクチュエータなどの各種工作機械に用いられ、ボールねじとそのねじ軸の両端部又は一方の端部を支持する軸受とを備えたボールねじ装置が知られている(特許文献1)。このようなボールねじ装置においては、上記軸受の内輪の内周面に嵌合するようにねじ軸の外周面を縮径して軸受設置部を形成し、この軸受設置部の端面と上記軸受との間にスペーサを挿入すると共に、ロックナットで締め付けるのが一般的である。 BACKGROUND ART Conventionally, there has been known a ball screw apparatus which is used for various machine tools such as a uniaxial actuator and includes a ball screw and a bearing that supports both ends or one end of the screw shaft (Patent Document 1). In such a ball screw device, the diameter of the outer peripheral surface of the screw shaft is reduced to fit the inner peripheral surface of the inner ring of the bearing to form a bearing installation portion, and the end surface of the bearing installation portion and the bearing It is common to insert a spacer between the two and tighten with a lock nut.
ここで、ボールねじ装置のねじ軸の形態としては、その表面に形成された螺旋溝が軸受設置部の端面にまで形成されているものと形成されていないものがある。
図4(a)に示すように、螺旋溝101が軸受設置部102の端面102aにまで形成されていないねじ軸100では、図4(b)に示すように、端面102aの形状は均整な円環形状をなしている。したがって、図4(c)に示すように、ロックナット120と軸受110の内輪111との間に設けたスペーサ130と端面102aとによって軸受110の内輪111を挟み、軸受110の軸方向の動きを制限することができる。
Here, as a form of a screw shaft of a ball screw device, there are those in which a spiral groove formed on the surface is formed up to an end face of a bearing installation portion and one not formed.
As shown in FIG. 4 (a), in the
一方、図5(a)に示すように、螺旋溝201が軸受設置部202の端面202aにまで形成されたねじ軸200では、図5(b)に示すように、端面202aの形状は不均整な円環形状をなしている。この形状は螺旋溝201のリードが小さい場合には顕著であり、螺旋溝201の底部201aが露出した部分が生じることがある。このような形態のねじ軸200では、図5(c)に示すように、ロックナット220と軸受210の内輪211との間に設けたスペーサ230と、端面202aと軸受210の内輪211との間に設けたスペーサ240とによって内輪211が挟まれた軸受210の軸方向の動きを制限することになる。
On the other hand, as shown in FIG. 5A, in the
このように、軸受210の内輪211又はスペーサ240に当接するねじ軸200の端面202aの径方向の寸法が不均一なために不均整な円環形状をなしていると、ねじ軸200に過大な荷重がかかった際にねじ軸200の端部が振れやすくなる。
これは、ねじ軸200の変形、偏心や、乗り上げを招き、結果として、ロックナット220の締め付けによってねじ軸200の端部が曲がってしまったり、ねじ軸200の端部に対してプーリやカップリングを設置することが困難になることがあるため、検討の余地があった。
本発明は上記課題に着目してなされたものであり、ねじ軸に過大な荷重がかかった際でもねじ軸の端部の振れを低減するボールねじ装置を提供することを課題とする。
As described above, when the radial dimension of the
This causes deformation, eccentricity, or riding up of the
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a ball screw device that reduces the swing of the end portion of the screw shaft even when an excessive load is applied to the screw shaft.
上記課題を解決するためのボールねじ装置のある態様は、転動体が転動する第1螺旋溝が外周面に形成されたねじ軸と、そのねじ軸の端部に形成された軸受設置部を支持する軸受とを有し、
上記ねじ軸は、第1螺旋溝と第2螺旋溝とを有するねじ軸本体部と、第2螺旋溝に螺合するナットと、第2螺旋溝に螺合する第4螺旋溝、上記軸受設置部、及び段差部を有するアダプタとからなり、
上記段差部の軸方向の端面が上記軸受の内輪に当接し、上記ナットの一方の端面は上記ねじ軸の端面に接し、上記ナットの他方の端面は上記アダプタの端面に接する。
また、上記ボールねじ装置においては、上記ナットの軸方向の寸法は、第4螺旋溝の軸方向の寸法よりも短いことが好ましい。
According to another aspect of the present invention, there is provided a ball screw device including a screw shaft having a first helical groove formed on an outer peripheral surface on which a rolling element rolls and a bearing installation portion formed at an end of the screw shaft. With a bearing to support,
The screw shaft includes a screw shaft main body having a first spiral groove and a second spiral groove, a nut screwed to the second spiral groove, a fourth spiral groove screwed to the second spiral groove, and the bearing installed And an adapter having a step portion,
An end face in the axial direction of the step portion contact the inner ring of the bearing, one end face of the nut is in contact with the end surface of the screw shaft, the other end face of the nut that Sessu the end face of the adapter.
In the ball screw device, the axial dimension of the nut is preferably shorter than the axial dimension of the fourth helical groove.
本発明によれば、ねじ軸に過大な荷重がかかった際でもねじ軸の端部の振れを低減するボールねじ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a ball screw device that reduces the deflection of the end of the screw shaft even when an excessive load is applied to the screw shaft.
以下、本発明に係るボールねじ装置のある実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、ボールねじ装置のある態様における構成を示す側面図である。また、図2は、本発明のボールねじ装置のある態様におけるねじ軸の構成を示す側面図であり、(a)は一体化されたねじ軸を示す側面図、(b)はねじ軸本体部とナットとアダプタとに分解された側面図である。
Hereinafter, an embodiment of a ball screw device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing a configuration of an embodiment of a ball screw device. Moreover, FIG. 2 is a side view which shows the structure of the screw shaft in the one aspect | mode of the ball screw apparatus of this invention, (a) is a side view which shows the integrated screw shaft, (b) is a screw shaft main-body part Fig. 18 is a side view disassembled into a nut, a nut and an adapter.
図1に示すように、ボールねじ装置1は、ねじ軸10と、このねじ軸10の端部を支持する複列の転がり軸受20,20とを有する。ねじ軸10には、ボールねじ装置1における転動体(図示せず)が転動する螺旋溝である第1螺旋溝11が形成されている。
転がり軸受20は、ねじ軸10を構成するアダプタ10Cに形成された軸受設置部10aに嵌合してねじ軸10と一体に回転する2つの内輪21,21を有している。これら内輪21,21の外周には、複数の転動体22を介して内輪21を回転自在に支持する外輪23がそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 1, the ball screw device 1 has a
The rolling
また、ボールねじ装置1は、転がり軸受20を収容する円筒状のハウジング30を備えており、転がり軸受20の外周面(外輪23の外周面)はハウジング30の内周面と摺動自在に嵌合している。
転がり軸受20の内輪21は、ねじ軸10に形成された段部12とロックナット40とにより所定位置に位置決めされている。このロックナット40はねじ軸10の端部に螺嵌されており、ロックナット40と内輪21との間のねじ軸10の外周にはスペーサ41が設けられている。このスペーサ41は、例えば皿バネ又はコイルバネあるいは縦弾性係数の金属等からなる。
Further, the ball screw device 1 is provided with a
The
<ねじ軸>
ねじ軸10は、図2(a),(b)に示すように、ねじ軸本体10Aと、ナット10Bと、アダプタ10Cとを有する。
ねじ軸本体10Aは、第1螺旋溝形成部10A1と第2螺旋溝形成部10A2とを有する。第1螺旋溝形成部10A1の外周面には、ボールねじ装置1における転動体(図示せず)が転動する螺旋溝である第1螺旋溝11が形成されている。一方、第2螺旋溝形成部10A2の外周面には、第1螺旋溝11とは同軸で逆向きの第2螺旋溝12が形成されている。
<Screw shaft>
The
The screw shaft
ナット10Bは、その内周面に第2螺旋溝12に螺合する第3螺旋溝(図示せず)が形成されている。
アダプタ10Cは、軸受設置部10aと、この軸受設置部10aに対して軸方向に段差が形成された段差部13とを有する。段差部13は、軸受設置部10aとは反対側の端面13bに、軸方向に沿って凹部が形成され、その内周面には、第2螺旋溝12に螺合する第4螺旋溝14が形成されている。
The
The
このように構成されたねじ軸本体10A、ナット10B、及びアダプタ10Cは、ねじ軸本体10Aの第2螺旋溝12にナット10Bが螺合し、さらにナット10Bから軸方向に突出した第2螺旋溝12に第4螺旋溝14が螺合して一体化されてねじ軸10が形成される。
ここで、第2螺旋溝12の軸方向の寸法は、ナット10Bの軸方向の寸法よりも長く、その差分は第4螺旋溝14の軸方向の寸法以下に設定される。また、ナット10Bの軸方向の寸法は、アダプタ10Cに形成された第4螺旋溝14の軸方向の寸法よりも短く設定される。
The screw shaft
Here, the dimension in the axial direction of the second
このように、ねじ軸本体10Aの第2螺旋溝12に、ナット10Bとアダプタ10Cとがダブルナットの態様で固定されることによって、それぞれの締結力が増し、ねじ軸10が正逆回転どちらに回転しても緩み難くなる。
そして、この段差部13の軸方向の端面13aが軸受20の内輪21に当接する。この段差部13は、端面13aと内輪21との間のねじ軸10の外周に嵌合して設けられる。すなわち、転がり軸受20の内輪21はロックナット40の締付け力により端面13aに押圧されることとなる。この段差部13は、例えば縦弾性係数の金属(鉄・非鉄)等や樹脂からなる。
As described above, by fixing the
The
(他の実施形態)
図3(a),(b)は、本発明のボールねじ装置の他の態様におけるねじ軸の構成を示す側面図である。図3(a),(b)に示すように、様々な内径寸法の軸受に対応するために、様々な外径寸法の軸受設置部10aを有するアダプタ10Cに対してねじ軸本体10Aの第2螺旋溝形成部10A2の形状(寸法)を変更することができる。
(Other embodiments)
FIGS. 3A and 3B are side views showing the configuration of a screw shaft in another aspect of the ball screw device of the present invention. As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), in order to correspond to bearings of various inner diameter dimensions, the second of the screw shaft
このように、ねじ軸10を構成するねじ軸本体10Aの第2螺旋溝形成部10A2の形状(寸法)を変更するだけで、内径寸法が異なる様々な軸受を取り付けることができるねじ軸10を提供することができる。
このように、本実施形態のボールねじ装置では、ナット10Bと共にねじ軸本体部10Aに強固に螺合されたアダプタ10Cの段差部13は、過大な軸方向の荷重を端面13aで受けることになり、ねじ軸10の端部の振れを軽減することができる。
Thus, simply by changing the second helical
As described above, in the ball screw device according to the present embodiment, the
なお、このように構成されたねじ軸10は、ボールねじ装置以外に台形ねじ等に用いることができる。
以上、本発明に係るボールねじ装置について説明したが、本発明に係るボールねじ装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
In addition, the
As mentioned above, although the ball screw apparatus concerning the present invention was explained, the ball screw apparatus concerning the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modification is possible if it does not deviate from the meaning of the present invention .
1 ボールねじ装置
10 ねじ軸
10A ねじ軸本体部
10B ナット
10C アダプタ
10a 軸受設置部
11 第1螺旋溝
12 第2螺旋溝
13 段差部
14 第4螺旋溝
20 軸受
21 内輪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記ねじ軸は、第1螺旋溝と第2螺旋溝とを有するねじ軸本体部と、第2螺旋溝に螺合するナットと、第2螺旋溝に螺合する第4螺旋溝、前記軸受設置部、及び段差部を有するアダプタとからなり、
前記段差部の軸方向の端面が前記軸受の内輪に当接し、前記ナットの一方の端面は前記ねじ軸の端面に接し、前記ナットの他方の端面は前記アダプタの端面に接することを特徴とするボールねじ装置。 A screw shaft having a first helical groove formed on an outer peripheral surface on which the rolling element rolls, and a bearing for supporting a bearing installation portion formed at an end of the screw shaft;
The screw shaft includes a screw shaft main body having a first spiral groove and a second spiral groove, a nut screwed to the second spiral groove, a fourth spiral groove screwed to the second spiral groove, and the bearing installed And an adapter having a step portion,
Contact the inner ring of the axial end face the bearing of the step portion, one end face of said nut is in contact with the end face of the screw shaft, the other end face of said nut the Rukoto that Sessu the end face of said adapter Features a ball screw device.
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