JP6449717B2 - Ball screw nut and ball screw - Google Patents

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Description

本発明はボールねじ用ナット及びボールねじに係り、特に、非循環型のボールねじに用いるナット構造に関する。   The present invention relates to a ball screw nut and a ball screw, and more particularly to a nut structure used for a non-circulating ball screw.

一般に、ボールねじには循環式のボールねじと、非循環式のボールねじとがある。非循環式のボールねじとしては、リードスクリューと、ナットと、保持器(リテーナ)と、を備えたものが一般的に知られている。リードスクリューは、その外周面上に螺旋状のリード溝を有する。ナットはその内周面上に周回状の保持溝を有し、リードスクリューがナットに挿通される。保持器(リテーナ)は、ボールが転動可能に保持されるボール保持孔を備えており、ボールはリードスクリューとナットとの間に介在し内側のリード溝と外側の保持溝の間で転動する。   Generally, the ball screw includes a circulation type ball screw and a non-circulation type ball screw. As a non-circulating ball screw, a ball screw having a lead screw, a nut, and a cage (retainer) is generally known. The lead screw has a spiral lead groove on its outer peripheral surface. The nut has a circular holding groove on its inner peripheral surface, and a lead screw is inserted through the nut. The cage (retainer) has a ball holding hole for holding the ball so that it can roll, and the ball is interposed between the lead screw and the nut and rolls between the inner lead groove and the outer holding groove. To do.

特許文献1〜3は、上記の非循環式のボールねじである。いずれも、周回状の保持溝を有する上記ナットと、ボール保持孔を有する保持器とが固定された構造が開示されている。このように、ナットと保持器とを固定することにより、リードスクリューとナットとの間で、保持器とこれに保持されたボールとが空回りすることが防止される。これにより、ボールねじによる回転運動と直線運動との変換を正確に行うことが可能になる。   Patent Documents 1 to 3 are the above-mentioned non-circular ball screws. In either case, a structure in which the nut having a circular holding groove and a cage having a ball holding hole are fixed is disclosed. Thus, by fixing the nut and the cage, the cage and the ball held by the cage are prevented from spinning between the lead screw and the nut. Thereby, it is possible to accurately perform the conversion between the rotational motion and the linear motion by the ball screw.

特許第2661789号公報Japanese Patent No. 2661789 実公昭57−41489号公報Japanese Utility Model Publication No.57-41489 実開昭55−145747号公報Japanese Utility Model Publication No. 55-145747

記非循環式のボールねじは、比較的簡易な構造を有する。つまり、上記循環式のボールねじは、周回状の保持溝を有するナットと、ボール保持孔を有する保持器とが相互に固定された構造を有する。ナットと保持器が相互に固定される際に、ナットに設けられた周回状の保持溝の位置と、保持器に設けられた保持孔の位置とが、軸方向にわずかに一致しない場合がある。ナットの位置と保持器の位置が軸方向にわずかに一致しない場合には、ボールが収容される空間の寸法が確保されないので、ボールがナットの保持溝や保持器のボール保持孔やリード溝と転がり接触せず摺動接触する。すると、ボールやボール保持孔などが摺動接触により磨耗し、作動不良を起こしたり、耐久性不足や動作精度不良を招いたりするという問題が生ずる。 Upper Symbol acyclic ball screw has a relatively simple structure. That is, the circulating ball screw has a structure in which a nut having a circular holding groove and a cage having a ball holding hole are fixed to each other. When the nut and the cage are fixed to each other, the position of the circumferential holding groove provided in the nut and the position of the holding hole provided in the cage may not slightly match in the axial direction. . If the position of the nut and the position of the cage do not coincide with each other in the axial direction, the size of the space in which the ball is accommodated is not secured. It makes sliding contact without rolling contact. As a result, the ball, the ball holding hole, and the like are worn due to sliding contact, causing problems such as malfunction, and insufficient durability and poor operation accuracy.

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その目的は、耐久性や動作精度を確保できる非循環式のボールねじを実現することにある。   Therefore, the present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to realize a non-circular ball screw that can ensure durability and operation accuracy.

斯かる実情に鑑み、本発明のボールねじ用ナットは、螺旋状のリード溝を備えたリードスクリューに装着されるボールねじ用ナットであって、前記リード溝に嵌合するボールと、該ボールを転動可能に保持する保持孔を備えた筒状の保持部を有する保持体と、該保持体には軸線方向に位置が拘束されない態様で、前記保持部の外周面上に装着されるとともに、前記保持孔に保持される前記ボールが嵌合する単一の周回状の保持溝を有するスリーブと、を具備することを特徴とする。   In view of such circumstances, the ball screw nut of the present invention is a ball screw nut to be attached to a lead screw having a spiral lead groove, and the ball fitted into the lead groove, A holding body having a cylindrical holding portion provided with a holding hole that is held so as to be able to roll, and mounted on the outer peripheral surface of the holding portion in a manner in which the position is not restrained in the axial direction on the holding body, And a sleeve having a single circular holding groove into which the ball held in the holding hole is fitted.

本発明において、前記保持部は、軸線方向の互いに異なる位置に設けられた第1の前記保持孔と第2の前記保持孔を備え、前記スリーブとして、前記第1の保持孔に保持された前記ボールに嵌合する前記保持溝を備えた第1のスリーブと、前記第2の保持孔に保持された前記ボールに嵌合する前記保持溝を備えた第2のスリーブとを具備し、前記第1のスリーブと前記第2のスリーブは相互に位置が拘束されない状態で前記保持部に装着されていることが好ましい。なお、軸線方向の異なる位置に設けられた保持孔の数及びスリーブの数は2つに限らず、3つ以上であってもよい。   In the present invention, the holding portion includes the first holding hole and the second holding hole provided at different positions in the axial direction, and the sleeve is held in the first holding hole as the sleeve. A first sleeve provided with the holding groove that fits into the ball; and a second sleeve provided with the holding groove that fits into the ball held in the second holding hole. It is preferable that the first sleeve and the second sleeve are attached to the holding portion in a state where the positions are not restrained from each other. Note that the number of holding holes and the number of sleeves provided at different positions in the axial direction are not limited to two, and may be three or more.

本発明において、リードスクリューに対するナットの姿勢安定性や位置精度を高めるには、上記保持部は、円周方向に複数の保持孔が配列されてなる孔列を備え、該孔列に属する複数の保持孔に保持された複数のボールが前記単一の保持溝に嵌合することが好ましい。 In the present invention, in order to improve the posture stability and position accuracy of the nut with respect to the lead screw, the holding portion includes a hole row in which a plurality of holding holes are arranged in the circumferential direction, and a plurality of holes belonging to the hole row are provided. It is preferable that a plurality of balls held in the holding hole are fitted in the single holding groove.

このように、上記保持部において円周方向に複数の保持孔が配列されてなる孔列を備える場合には、前記保持部は、前記孔列として、円周方向に配列された前記複数の保持孔からなる第1の孔列と、該第1の孔列に対して軸線方向にずれた位置に設けられ、円周方向に配列された前記複数の保持孔からなる第2の孔列とを備え、前記スリーブとして、前記第1の孔列に属する前記複数の保持孔に保持される前記ボールに嵌合する前記保持溝を有する第1の前記スリーブと、前記第2の孔列に属する前記複数の保持孔に保持される前記ボールに嵌合する前記保持溝を有する第2の前記スリーブとを具備し、前記第1のスリーブと前記第2のスリーブは相互に位置が拘束されない状態で前記保持部に装着されていることが好ましい。なお、軸線方向に形成される上記孔列の数及びスリーブの数は2つに限らず、3以上であってもよい。   As described above, in the case where the holding portion includes a hole row in which a plurality of holding holes are arranged in the circumferential direction, the holding portion has the plurality of holding pieces arranged in the circumferential direction as the hole row. A first hole row made of holes, and a second hole row made of the plurality of holding holes arranged in a circumferential direction at a position shifted in the axial direction with respect to the first hole row. The sleeve having the holding groove that fits into the ball held in the plurality of holding holes belonging to the first hole row, and the sleeve belonging to the second hole row. A second sleeve having the holding groove that fits into the ball held in a plurality of holding holes, and the first sleeve and the second sleeve are not restrained in position relative to each other. It is preferable that it is attached to the holding part. The number of the hole rows and the number of sleeves formed in the axial direction are not limited to two and may be three or more.

本発明において、前記保持溝は、前記ボールの形状に対応する円弧状の断面を有する円形溝であることが好ましい。また、この保持溝は、前記ボールの形状に対応するものであれば、V字状の断面を有するV形溝、台形断面を有する台形溝などであってもよい。なお、保持溝の溝形状としては、上記に限らず、ボールねじに用いられる各種の形状を用いることができる。さらに、リードスクリューのリード溝の形状についても、上記と同様に種々の断面形状を有するものとすることができる。   In the present invention, the holding groove is preferably a circular groove having an arc-shaped cross section corresponding to the shape of the ball. The holding groove may be a V-shaped groove having a V-shaped cross section or a trapezoidal groove having a trapezoidal cross section as long as it corresponds to the shape of the ball. The groove shape of the holding groove is not limited to the above, and various shapes used for the ball screw can be used. Further, the shape of the lead groove of the lead screw can have various cross-sectional shapes as described above.

本発明において、前記保持体は、他の部材に取付可能な外部取付部を有することが好ましい。この外部取付部は、例えば、前記保持部に対して軸線方向かつ半径方向に突出したフランジ部とすることができる。また、上記他の部材をリードスクリューの軸線方向に相対的に移動可能に構成されたものとし、当該他の部材に前記保持体の外部取付部が取付固定されることにより、前記他の部材をリードスクリューに対して軸線方向に駆動することが可能になる。この場合において、前記スリーブは、前記保持体には軸線方向に位置が拘束されない態様で、前記保持部の外周面上に装着されるとともに、前記保持孔に保持される前記ボールが嵌合する単一の周回状の保持溝を有する。また、このスリーブは、前記他の部材には位置が拘束されない状態とされる。なお、外部取付部には、貫通孔、ねじ孔、切り欠き、ボスなどの、他の部材を固定するための各種の取付手段を設けることができる。   In this invention, it is preferable that the said holding body has an external attachment part which can be attached to another member. The external mounting portion can be, for example, a flange portion that protrudes in the axial direction and the radial direction with respect to the holding portion. Further, the other member is configured to be relatively movable in the axial direction of the lead screw, and the other member is mounted by fixing the external mounting portion of the holding body to the other member. It is possible to drive the lead screw in the axial direction. In this case, the sleeve is mounted on the outer peripheral surface of the holding portion in a manner that the position of the sleeve is not restrained in the axial direction, and the sleeve held in the holding hole is fitted. One circular holding groove is provided. Further, the position of the sleeve is not restricted by the other member. The external attachment portion can be provided with various attachment means for fixing other members such as a through hole, a screw hole, a notch, and a boss.

本発明において、前記保持部は円筒状に構成され、前記スリーブは前記保持部に対し円周方向に回転可能に装着されることが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the holding portion is formed in a cylindrical shape, and the sleeve is attached to the holding portion so as to be rotatable in a circumferential direction.

本発明において、前記保持孔の貫通深さに相当する前記保持部の厚みTrは、前記スリーブの前記保持溝の深さDgより大きいことが好ましい。   In the present invention, it is preferable that a thickness Tr of the holding portion corresponding to a penetration depth of the holding hole is larger than a depth Dg of the holding groove of the sleeve.

本発明において、軸線方向に沿った前記保持溝に対する前記ボールの最大接触角αは、前記リード溝のリード角βより大きいことが好ましい。   In the present invention, the maximum contact angle α of the ball with respect to the holding groove along the axial direction is preferably larger than the lead angle β of the lead groove.

本発明において、前記リードスクリューはn条(nは2以上の自然数)の前記リード溝を備え、前記保持部は前記n条のリード溝のそれぞれに対応して円周方向に配列されたn個の前記保持孔を備え、前記保持孔にそれぞれ保持されるn個の前記ボールは、前記n条のリード溝のそれぞれに嵌合するとともに、前記スリーブの前記単一の保持溝に共に嵌合することが好ましい。   In the present invention, the lead screw includes n lead grooves (n is a natural number of 2 or more), and the holding portions are n pieces arranged in a circumferential direction corresponding to each of the n lead grooves. The n number of balls respectively held in the holding holes are fitted in the lead grooves of the n strips, and are fitted together in the single holding groove of the sleeve. It is preferable.

本発明によれば、スリーブが保持体の保持部の外周面上に装着される。スリーブは、保持部には軸線方向に位置が拘束されない態様で装着されることにより、スリーブの周回状の保持溝が保持孔に保持されたボールと嵌合し、スリーブはボールによって位置決めされる。従って、保持孔の位置と、スリーブの保持溝の位置との間の精度の確保や位置決めが不要になり、両位置間の精度不足に起因する耐久性や動作精度の不良を回避できるという優れた効果を奏し得る。   According to the present invention, the sleeve is mounted on the outer peripheral surface of the holding portion of the holding body. The sleeve is mounted on the holding portion in such a manner that its position is not restrained in the axial direction, so that the circumferential holding groove of the sleeve is fitted to the ball held in the holding hole, and the sleeve is positioned by the ball. Therefore, it is not necessary to secure or position the accuracy between the position of the holding hole and the position of the holding groove of the sleeve, and it is possible to avoid the poor durability and operational accuracy due to the lack of accuracy between the two positions. Can have an effect.

本発明に係る第1実施形態のボールねじの構造を軸線方向に沿った断面で示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the ball screw of 1st Embodiment which concerns on this invention in the cross section along an axial direction. 第1実施形態のボールねじの構造を軸線方向と直交する断面(図1のII−II断面)で示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the ball screw of 1st Embodiment in the cross section (II-II cross section of FIG. 1) orthogonal to an axial direction. 第1実施形態のナットの保持部の形状を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the shape of the holding part of the nut of 1st Embodiment. 第2実施形態のナットの保持部の形状を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the shape of the holding part of the nut of 2nd Embodiment. 第1及び第2実施形態のリードスクリュー、保持体、及び、スリーブの係合構造を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing the engagement structure of the lead screw, holding body, and sleeve of the first and second embodiments. 第3実施形態のリードスクリュー、保持体、及び、スリーブの係合構造の一部を拡大して示す拡大部分断面図である。It is an expanded fragmentary sectional view which expands and shows a part of engagement structure of the lead screw of 3rd Embodiment, a holding body, and a sleeve. 第1〜第3実施形態のボールねじを用いた電動アクチュエータの構造及び動作態様を示す断面図(a)及び(b)である。It is sectional drawing (a) and (b) which shows the structure and operation | movement aspect of an electric actuator using the ball screw of 1st-3rd embodiment.

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態の構成について詳細に説明する。最初に、図1乃至図3を参照して、本発明に係る第1実施形態を主体に説明するとともに、図4を参照して第2実施形態を説明し、図6を参照して第3実施形態を説明する。   Next, the configuration of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, the first embodiment according to the present invention will be mainly described with reference to FIGS. 1 to 3, the second embodiment will be described with reference to FIG. 4, and the third embodiment will be described with reference to FIG. 6. An embodiment will be described.

第1実施形態のボールねじ1は、リードスクリュー10とナット20を有する。リードスクリュー10は、その外周面上に螺旋状のリード溝10a〜10dを備えている。図示例では4条のリード溝10a、10b、10c、10dを有するが、リード溝は1条のみであってもよい。ただし、リード溝が2条以上設けられることにより、ナット20の係合精度や動作精度を高めることができる。図中においてリード溝のリード角はβで示される。   The ball screw 1 of the first embodiment includes a lead screw 10 and a nut 20. The lead screw 10 includes spiral lead grooves 10a to 10d on the outer peripheral surface thereof. In the illustrated example, four lead grooves 10a, 10b, 10c, and 10d are provided, but only one lead groove may be provided. However, the engagement accuracy and operation accuracy of the nut 20 can be improved by providing two or more lead grooves. In the figure, the lead angle of the lead groove is indicated by β.

ナット20は、保持体21、スリーブ22A,22B及びボール23を備えている。保持体21は、円筒状の保持部21Aと、この保持部21Aに対して軸線方向(リードスクリュー10の軸線10xの方向)及び半径方向(軸線10xと直交する動径方向)に突出した外部取付部となるフランジ部21Bとを有する。保持部21Aには、それぞれ半径方向に貫通した複数の保持孔21a,21bが形成され、それぞれの保持孔21a,21bには球状のボール23が転動可能に保持されている。   The nut 20 includes a holding body 21, sleeves 22 </ b> A and 22 </ b> B, and a ball 23. The holding body 21 has a cylindrical holding portion 21A and an external mounting projecting in the axial direction (the direction of the axis 10x of the lead screw 10) and the radial direction (the radial direction perpendicular to the axis 10x) with respect to the holding portion 21A. And a flange portion 21B. The holding portion 21A is formed with a plurality of holding holes 21a and 21b penetrating in the radial direction, and a spherical ball 23 is rotatably held in each holding hole 21a and 21b.

本実施形態では、第1の保持孔21aは円周方向(軸線10xの周りを周回する方向)に複数設けられている。図示例では、4つの第1の保持孔21aが、円周方向に等角度(90度)間隔で保持部21Aに設けられている。これらの複数の第1の保持孔21a(第1の孔列)にそれぞれ転動可能に保持された4つのボール23は、本実施形態の場合、上記4条のリード溝10a〜10dのそれぞれに一つずつ嵌合する。また、上記第1の保持孔21aに対して軸線方向の異なる位置に設けられた第2の保持孔21bも、円周方向に複数設けられている。図示例では、保持部21Aに4つの第2の保持孔21bが円周方向に等角度(90度)間隔で設けられている。本実施形態の場合、ボール23は、これらの複数の第2の保持孔21b(第2の孔列)にそれぞれ転動可能に保持され、上記4条のリード溝10a〜10dのそれぞれに一つずつ嵌合する。   In the present embodiment, a plurality of first holding holes 21a are provided in the circumferential direction (a direction around the axis line 10x). In the illustrated example, four first holding holes 21a are provided in the holding portion 21A at equiangular (90 degrees) intervals in the circumferential direction. In the present embodiment, the four balls 23 held so as to be able to roll in the plurality of first holding holes 21a (first hole rows) are respectively formed in the four lead grooves 10a to 10d. Mate one by one. A plurality of second holding holes 21b provided at different positions in the axial direction with respect to the first holding hole 21a are also provided in the circumferential direction. In the illustrated example, four second holding holes 21b are provided in the holding portion 21A at equal angular intervals (90 degrees) in the circumferential direction. In the case of the present embodiment, the balls 23 are held in the plurality of second holding holes 21b (second hole rows) so as to be capable of rolling, and one ball 23 is provided in each of the four lead grooves 10a to 10d. Fit one by one.

なお、図示例では、軸線方向に隣接する第1の保持孔21aと第2の保持孔21bは、相互に同じ角度位置に配置される。ただし、図4に示す第2実施形態の保持体21′(保持部21A′)のように、第1の保持孔21aと第2の保持孔21b′が相互に円周方向にずれた位置に配置されていてもよい。なお、この第2実施形態は、第1の保持孔21aと第2の保持孔21b′との相対的な円周方向の位置関係が異なるのみで、他の構成は第1実施形態と共通である。   In the illustrated example, the first holding hole 21a and the second holding hole 21b adjacent to each other in the axial direction are arranged at the same angular position. However, like the holding body 21 ′ (holding portion 21A ′) of the second embodiment shown in FIG. 4, the first holding hole 21a and the second holding hole 21b ′ are in positions shifted from each other in the circumferential direction. It may be arranged. The second embodiment is different from the first embodiment only in the relative circumferential positional relationship between the first holding hole 21a and the second holding hole 21b '. is there.

フランジ部21Bは、外部取付部としての剛性を確保するために、軸線方向及び半径方向の厚み寸法は、上記保持部21Aの厚み寸法よりもいずれも大きい。このフランジ部21Bには貫通孔21cが形成され、貫通孔21cは、他の部材に取り付けるための取付手段として機能する。図示例では、4つの貫通孔21cが円周方向に等角度間隔で形成されている。なお、取付手段としては、貫通孔21cに限らず、ねじ穴、切り欠き、ボス等の各種の構造を用いることができる。   In order to ensure the rigidity of the flange portion 21B as an external mounting portion, the thickness dimension in the axial direction and the radial direction are both larger than the thickness dimension of the holding portion 21A. A through hole 21c is formed in the flange portion 21B, and the through hole 21c functions as an attaching means for attaching to another member. In the illustrated example, four through holes 21c are formed at equal angular intervals in the circumferential direction. The attachment means is not limited to the through hole 21c, and various structures such as a screw hole, a notch, and a boss can be used.

スリーブ22A,22Bは、上記保持部21Aの外周面上に装着される。本実施形態では、2つのスリーブ22Aと22Bが軸線方向に隣接して装着されている。   The sleeves 22A and 22B are mounted on the outer peripheral surface of the holding portion 21A. In the present embodiment, two sleeves 22A and 22B are mounted adjacent to each other in the axial direction.

スリーブ22A,22Bは、それぞれ、上記保持部21Aの外周面形状(円筒面)に対応する円筒状に構成されている。スリーブ22A,22Bの内周面には、円周方向に周回する形状を備えた保持溝22a、22bが一つずつ形成されている。すなわち、第1のスリーブ22Aには単一の保持溝22aのみが形成され、第2のスリーブ22Bには単一の保持溝22bのみが形成される。これらの保持溝22a,22bは、溝形状を有している。ボール23の一部は、保持部21Aの保持孔21a,21bから外周側へ突出し、溝形状の保持溝22a,22bに嵌合する。保持溝22a,22bは円形溝であり、保持溝22a,22bの半径はボール23の半径に対応する。ただし、後述するように、保持溝は、上記の態様で配置されたボール23に嵌合可能な溝構造であれば、良い。例えば、図6に示す第3実施形態のスリーブ22A′に形成された保持溝22a′のように、V字形状を備えたV形溝であってもよい。   Each of the sleeves 22A and 22B has a cylindrical shape corresponding to the outer peripheral surface shape (cylindrical surface) of the holding portion 21A. On the inner peripheral surfaces of the sleeves 22A and 22B, one holding groove 22a and 22b each having a shape that circulates in the circumferential direction is formed. That is, only the single holding groove 22a is formed in the first sleeve 22A, and only the single holding groove 22b is formed in the second sleeve 22B. These holding grooves 22a and 22b have a groove shape. A part of the ball 23 protrudes from the holding holes 21a and 21b of the holding portion 21A to the outer peripheral side, and fits into groove-shaped holding grooves 22a and 22b. The holding grooves 22 a and 22 b are circular grooves, and the radius of the holding grooves 22 a and 22 b corresponds to the radius of the ball 23. However, as will be described later, the holding groove may be any groove structure that can be fitted to the balls 23 arranged in the above-described manner. For example, it may be a V-shaped groove having a V-shape like a holding groove 22a ′ formed in the sleeve 22A ′ of the third embodiment shown in FIG.

スリーブ22A,22Bは、保持体21には軸線方向の位置が拘束されることなく、保持孔21a,21bにそれぞれ保持されたボール23と嵌合し、ボール23によって軸線方向に位置決めされる。したがって、保持孔21a,21bの軸線方向の位置と保持溝22a,22bの軸線方向の位置との相違は生じないから、当該相違に起因するボール23の異常摩耗も生じない。ここで、スリーブ22A,22Bが保持体21には軸線方向に位置が拘束されない態様で装着されるとは、ボール23を介在させない場合において、スリーブ22A,22Bが保持部21A上で軸線方向に移動自在となるように、スリーブ22A、22Bと保持体21の形状、寸法が設定されていることを意味する。また、本実施形態では、スリーブ22A,22Bの軸線方向の位置は、保持体21によって直接に位置決めされることはなく、その保持溝22a,22bがボール23と嵌合することによって位置決めされる。さらに、本実施形態では、スリーブ22Aと22Bとは相互に位置が拘束されず、つまり相互に干渉し合うことがない。スリーブ22Aと22Bは、それぞれ保持体21との間にボール23が介在することによって、結果として、保持体21とボール23を介してのみ相互に位置決めされる。ただし、円周方向に配列された状態に保持された複数のボール23の間に軸線方向の位置のばらつきがある場合(すなわち保持体21の保持孔21a,21bの位置に軸線方向のばらつきがある場合)には、これらの複数のボール23が単一の保持溝22a,22bに対して嵌合したときの円周方向に配列された各ボール23の間に動作態様の相違が生じ得るが、これは保持体21単独の問題に過ぎず、保持部21Aに形成する孔列の配列精度を高めることで回避できるし、摩耗の程度も大きくなく、しかも、後述するようにガタやバックラッシの低減にも役立つ。   The sleeves 22 </ b> A and 22 </ b> B are fitted to the balls 23 held in the holding holes 21 a and 21 b without being restricted by the holding body 21 in the axial direction, and are positioned in the axial direction by the balls 23. Accordingly, there is no difference between the axial position of the holding holes 21a and 21b and the axial position of the holding grooves 22a and 22b, and therefore, the abnormal wear of the ball 23 due to the difference does not occur. Here, the sleeves 22A and 22B are attached to the holding body 21 in such a manner that their positions are not restrained in the axial direction. When the ball 23 is not interposed, the sleeves 22A and 22B move in the axial direction on the holding portion 21A. It means that the shapes and dimensions of the sleeves 22A and 22B and the holding body 21 are set so that they can be freely set. In the present embodiment, the positions of the sleeves 22 </ b> A and 22 </ b> B in the axial direction are not directly positioned by the holding body 21, but are positioned by fitting the holding grooves 22 a and 22 b with the balls 23. Furthermore, in this embodiment, the positions of the sleeves 22A and 22B are not constrained to each other, that is, do not interfere with each other. The sleeves 22 </ b> A and 22 </ b> B are positioned relative to each other only through the holding body 21 and the ball 23 as a result of the balls 23 interposed between the holding bodies 21. However, when there is a variation in the position in the axial direction between the plurality of balls 23 held in the circumferentially arranged state (that is, there is a variation in the axial direction at the positions of the holding holes 21a and 21b of the holding body 21). In this case, there may be a difference in operation mode between the balls 23 arranged in the circumferential direction when the plurality of balls 23 are fitted to the single holding grooves 22a and 22b. This is only a problem of the holding body 21, and can be avoided by increasing the alignment accuracy of the hole rows formed in the holding portion 21 </ b> A, and the degree of wear is not large. Moreover, as will be described later, it reduces backlash and backlash. Also useful.

なお、保持部21A(保持孔21a,21b)とスリーブ22A,22Bの間の隙間寸法に関しては、隙間寸法がゼロではなく、若干の隙間を有する。従って、スリーブ22A,22Bは、ボール23との嵌合によって軸線方向と半径方向に位置決めされる。そして、ボールねじ1を作動させる際には、保持体21は、フランジ部21Bなどの外部取付部を介して外部の他の部材に取付けられるが、スリーブ22A,22Bは、上記のように保持体21の保持部21Aには軸線方向に位置が拘束されずに配置された状態で、ボール23にだけ嵌合し位置決めされる状態に維持される。   Note that the gap dimension between the holding portion 21A (holding holes 21a and 21b) and the sleeves 22A and 22B is not zero but has a slight gap. Therefore, the sleeves 22 </ b> A and 22 </ b> B are positioned in the axial direction and the radial direction by fitting with the balls 23. When the ball screw 1 is operated, the holding body 21 is attached to another external member via an external attachment portion such as a flange portion 21B, but the sleeves 22A and 22B are provided as described above. The holding portion 21A of 21 is maintained in a state of being fitted and positioned only on the ball 23 in a state where the position is not restricted in the axial direction.

ここで、図示例では、保持部21Aが円筒状に形成されるとともにスリーブ22が円筒状に形成され、ボール23を保持する保持孔21a,21bの各孔列及びこれに対応する保持溝22a,22bが軸線10xと直交する平面(後述する仮想平面P)上に沿って形成されているため、スリーブ22は、軸線方向だけではなく、円周方向についても保持部21Aには位置が拘束されず、回転自在に装着されている。しかし、上記保持部21Aは筒状であればよく、例えば、保持部21Aの外周面が角筒状などの非円筒形状である場合には、スリーブ22A,22Bがこれと対応する非円筒形状であってもよい。この場合には、スリーブ22A,22Bは、上記保持部21Aには軸線方向に位置が拘束されない態様で装着されているが、円周方向(周回方向)には位置が拘束され、回転しない状態となる。   Here, in the illustrated example, the holding portion 21A is formed in a cylindrical shape and the sleeve 22 is formed in a cylindrical shape, and each hole row of holding holes 21a and 21b holding the ball 23 and the corresponding holding grooves 22a, Since 22b is formed along a plane (virtual plane P described later) orthogonal to the axis 10x, the position of the sleeve 22 is not restricted by the holding portion 21A not only in the axial direction but also in the circumferential direction. It is mounted rotatably. However, the holding portion 21A may be in a cylindrical shape. For example, when the outer peripheral surface of the holding portion 21A has a non-cylindrical shape such as a rectangular tube shape, the sleeves 22A and 22B have a corresponding non-cylindrical shape. There may be. In this case, the sleeves 22A and 22B are attached to the holding portion 21A in such a manner that their positions are not restricted in the axial direction, but their positions are restricted in the circumferential direction (circumferential direction) and do not rotate. Become.

本実施形態では、ボール23と、このボール23に対応する溝形状を備えたリード溝10a〜10dを有するリードスクリュー10と、ボール23に対応する溝形状を備えた周回状の保持溝22a,22bを有するスリーブ22A,22Bとを、それぞれ剛性の確保しやすい金属製とし、ボール23を転動可能に保持する保持孔21a,21bを有する保持体21を低い摩擦係数を備えた合成樹脂製としている。当該合成樹脂としては、例えば、ポリアセタール樹脂(POM)などが高い機械的強度、耐摩耗性、摺動性などを有することから好ましい。ただし、いずれの部材もこれらの金属や合成樹脂の材料に限定されるものではなく、用途などに対応する各種の要求特性に応じて、適宜の材料で構成することができる。   In the present embodiment, the ball 23, the lead screw 10 having the lead grooves 10 a to 10 d having the groove shape corresponding to the ball 23, and the circular holding grooves 22 a and 22 b having the groove shape corresponding to the ball 23 are provided. The sleeves 22 </ b> A and 22 </ b> B are made of metal that can easily secure rigidity, and the holding body 21 having holding holes 21 a and 21 b that hold the balls 23 in a rollable manner is made of a synthetic resin having a low coefficient of friction. . As the synthetic resin, for example, polyacetal resin (POM) is preferable because it has high mechanical strength, wear resistance, slidability, and the like. However, any member is not limited to the material of these metals or synthetic resins, and can be made of an appropriate material according to various required characteristics corresponding to the application.

第1及び第2の実施形態では、図5に示すように、リードスクリュー10が周回方向Rに回転するときに生ずる駆動力Fがナット20を軸線方向に移動させる。このとき、保持体21の上記保持部21Aの厚みTrが、スリーブ22A,22Bの周回状の保持溝22a,22bの深さDgよりも大きく構成されることが好ましい。これは、ボール23を保持する保持部21Aの剛性を大きくし、保持孔21a,21bの位置精度を確保しやすくするためである。また、スリーブ22A,22Bのボール23に対する嵌合精度を確保しつつ、ボールねじ1の組立時におけるスリーブ22A,22Bの保持体21に対する装着性を容易にするためでもある。なお、スリーブ22A,22Bの装着作業は、例えば、リードスクリュー10が保持体21の少なくとも保持部21Aの内側には挿入されない状態で、保持孔21a,21b内にボール23を挿入配置した後に、スリーブ22A,22Bを保持部21Aの外周面上に軸線方向に組み込むようにして行う。その後、リードスクリュー10を、リード溝10a〜10dが上記ボール23に螺合するように、保持部21Aの内側に回転させながら挿入することによって、ボールねじ1の組立が完了する。   In the first and second embodiments, as shown in FIG. 5, the driving force F generated when the lead screw 10 rotates in the circumferential direction R moves the nut 20 in the axial direction. At this time, it is preferable that the thickness Tr of the holding portion 21A of the holding body 21 is larger than the depth Dg of the circumferential holding grooves 22a and 22b of the sleeves 22A and 22B. This is to increase the rigidity of the holding portion 21A that holds the ball 23 and to easily secure the positional accuracy of the holding holes 21a and 21b. This is also for facilitating the mounting of the sleeves 22A, 22B to the holding body 21 during assembly of the ball screw 1 while ensuring the fitting accuracy of the sleeves 22A, 22B to the balls 23. For example, the sleeve 22A and 22B may be mounted after the ball 23 is inserted and disposed in the holding holes 21a and 21b in a state where the lead screw 10 is not inserted at least inside the holding portion 21A of the holding body 21. 22A and 22B are carried out in the axial direction on the outer peripheral surface of the holding portion 21A. Thereafter, the assembly of the ball screw 1 is completed by inserting the lead screw 10 while rotating it inside the holding portion 21A so that the lead grooves 10a to 10d are screwed into the ball 23.

さらに、本実施形態では、軸線10xと直交する仮想平面Pに対して軸線方向に沿った方向に測った、スリーブ22A,22Bの保持溝22a,22bの内面に対する最大接触角αが、リードスクリュー10のリード溝10a〜10dのリード角βより大きくなるように設定されている。ここで、上記最大接触角αは、上記仮想平面Pと直交する軸線方向に沿った平面(図5の紙面)上の、保持溝22a,22bの内面に対するボール23の中心の周りの接触可能な角度範囲を示す。これは、本実施形態では、上述の理由により、保持溝22a,22bの深さDgが保持部21Aの厚みTrより小さくなっているが、上記深さDgが小さすぎると、スリーブ22A,22Bとボール23との間の軸線方向の係合度合が弱くなって不具合が生ずるため、上記最大接触角αを或る程度の大きな値に保つことが好ましいからである。すなわち、スリーブ22A,22Bは、保持体21には軸線方向に位置が拘束されず、ボール23のみを介して軸線方向及び半径方向に位置が拘束されるように装着されているため、リードスクリュー10によるナット20の加減速時等においてスリーブ22A,22Bとボール23との間に力が加わると、スリーブ22A,22Bの弾性変形や振動によってボール23を保持するナット構造が不安定化したり、極端な場合には保持部21A上でスリーブ22A,22Bがボール23から外れたりする虞がある。このような事態が生ずると、スリーブ22A,22Bのボール23に対する半径方向の位置決め機能が低下したり失われたりするので、ボールねじの耐久性や動作精度に著しい影響を与える。そして、軸線方向の加減速度はリードスクリュー10のリード角βと正の相関を有するので、上記最大接触角αをリード角βより大きくすることで、ボールねじ1の性能を確保することが可能になる。   Further, in the present embodiment, the maximum contact angle α with respect to the inner surfaces of the holding grooves 22a and 22b of the sleeves 22A and 22B measured in the direction along the axial direction with respect to the virtual plane P orthogonal to the axis 10x is the lead screw 10. The lead grooves 10a to 10d are set to be larger than the lead angle β. Here, the maximum contact angle α can be contacted around the center of the ball 23 with respect to the inner surfaces of the holding grooves 22a and 22b on a plane (paper surface in FIG. 5) along an axial direction orthogonal to the virtual plane P. Indicates the angle range. In this embodiment, the depth Dg of the holding grooves 22a and 22b is smaller than the thickness Tr of the holding portion 21A for the reason described above, but if the depth Dg is too small, the sleeves 22A and 22B This is because it is preferable to keep the maximum contact angle α at a certain large value because the degree of engagement with the ball 23 in the axial direction is weakened to cause problems. That is, the sleeves 22 </ b> A and 22 </ b> B are mounted on the holding body 21 so that the positions thereof are not restricted in the axial direction but are restricted only in the axial direction and the radial direction via only the balls 23. When a force is applied between the sleeves 22A, 22B and the ball 23 during acceleration / deceleration of the nut 20 due to, the nut structure for holding the ball 23 becomes unstable due to elastic deformation or vibration of the sleeves 22A, 22B. In some cases, the sleeves 22A and 22B may come off the ball 23 on the holding portion 21A. When such a situation occurs, the radial positioning function of the sleeves 22A and 22B with respect to the ball 23 is deteriorated or lost, which significantly affects the durability and operation accuracy of the ball screw. Since the acceleration / deceleration in the axial direction has a positive correlation with the lead angle β of the lead screw 10, it is possible to ensure the performance of the ball screw 1 by making the maximum contact angle α larger than the lead angle β. Become.

図6は、第3実施形態のスリーブ22A,22Bの保持溝22a,22bと、ボール23との嵌合構造を示す断面図である。この第3実施形態では、保持溝22a,22bの断面形状がV字状に構成された、V形溝となっている点で先の第1及び第2実施形態とは異なるが、他の構造は第1及び第2実施形態と共通である。この第3実施形態では、V形溝である保持溝22a,22bの内面に対してボール23が軸線方向前後の二点で接触するため、実効的な観点を重視すれば、保持溝22a′の深さDgは、図示のように二点接触した状態におけるボール23の保持溝22a′の内部に配置された部分の厚みと考えればよい。一方、ボール23の保持溝22a′に対する最大接触角αは、ボール23の中心点から上記接触点までの直線の上記仮想平面Pに対する軸線方向に沿った角度と考えればよい。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing a fitting structure between the holding grooves 22a and 22b of the sleeves 22A and 22B and the balls 23 according to the third embodiment. This third embodiment differs from the previous first and second embodiments in that the holding grooves 22a and 22b are V-shaped in cross section, but other structures are different. Is common to the first and second embodiments. In the third embodiment, since the ball 23 contacts the inner surfaces of the holding grooves 22a and 22b, which are V-shaped grooves, at two points before and after the axial direction, if an effective viewpoint is emphasized, the holding groove 22a ' The depth Dg may be considered as the thickness of the portion disposed inside the holding groove 22a ′ of the ball 23 in a state where two points are in contact with each other as illustrated. On the other hand, the maximum contact angle α of the ball 23 with respect to the holding groove 22a ′ may be considered as an angle along the axial direction with respect to the virtual plane P of the straight line from the center point of the ball 23 to the contact point.

本実施形態のボールねじ1では、図1に示すように、上記保持部21Aの外周面上において、第1のスリーブ22Aと第2のスリーブ22Bとが軸線方向に隣接して配置されている。スリーブ22A、22Bの軸方向長さは、保持部21Aの保持孔22a、22bのピッチよりも短いので、これら第1のスリーブ22Aと第2のスリーブ22Bは相互に隙間を介して隣接している。すなわち、第1のスリーブ22Aと第2のスリーブ22Bは、相互に当接することがないので、軸方向の位置を互いに干渉し合うことがない。また、第1のスリーブ22Aは、隣接するフランジ部21Bとの間にも隙間を有するので、フランジ部21Bによって軸方向に位置決めされることがない。なお、スリーブ22A、22Bはボール23によって軸方向に位置決めされ、ボール以外のものによって軸方向に位置決めされることはない。   In the ball screw 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the first sleeve 22A and the second sleeve 22B are disposed adjacent to each other in the axial direction on the outer peripheral surface of the holding portion 21A. Since the axial lengths of the sleeves 22A and 22B are shorter than the pitch of the holding holes 22a and 22b of the holding portion 21A, the first sleeve 22A and the second sleeve 22B are adjacent to each other via a gap. . That is, since the first sleeve 22A and the second sleeve 22B do not contact each other, the positions in the axial direction do not interfere with each other. Further, since the first sleeve 22A has a gap also between the adjacent flange portions 21B, the first sleeve 22A is not positioned in the axial direction by the flange portions 21B. The sleeves 22A and 22B are positioned in the axial direction by the ball 23, and are not positioned in the axial direction by anything other than the ball.

上記の構成によって、第1のスリーブ22Aは、保持溝22aとこれに対応するボール23との嵌合作用のみで上記保持部21A上で軸線方向及び半径方向に位置決めされ、第2のスリーブ22Bも、保持溝22bとこれに対応するボール23との嵌合作用のみで上記保持部21A上で軸線方向及び半径方向に位置決めされる。つまり、保持溝22aとこれに対応するボール23との嵌合作用によって、第1のスリーブ22Aは保持孔21aつまり保持部21Aに対して自動的に位置決めされる。同様に、保持溝22bとこれに対応するボール23との嵌合作用によって、第2のスリーブ22Bは保持孔21bつまり保持部21Aに対して自動的に位置決めされる。したがって、保持溝22aの軸方向位置と保持孔21aの軸方向位置とボール23の軸方向位置は、自動的に最適位置に位置決めされるので、これらの位置が軸方向に一致し、ボール23の摩擦の増大による耐久性や動作精度の低下を招く虞もない。   With the above configuration, the first sleeve 22A is positioned in the axial direction and the radial direction on the holding portion 21A only by the fitting action between the holding groove 22a and the ball 23 corresponding thereto, and the second sleeve 22B is also The holding groove 22b and the ball 23 corresponding to the holding groove 22b are only positioned in the axial direction and the radial direction on the holding portion 21A. That is, the first sleeve 22A is automatically positioned with respect to the holding hole 21a, that is, the holding portion 21A by the fitting action of the holding groove 22a and the ball 23 corresponding thereto. Similarly, the second sleeve 22B is automatically positioned with respect to the holding hole 21b, that is, the holding portion 21A by the fitting action of the holding groove 22b and the ball 23 corresponding thereto. Therefore, the axial position of the holding groove 22a, the axial position of the holding hole 21a, and the axial position of the ball 23 are automatically positioned at the optimum positions. There is no risk of lowering durability and operating accuracy due to increased friction.

本実施形態では、各スリーブ22に設けられた単一の保持溝22a,22bには、円周方向に配列された複数のボール23が嵌合する。これらの複数のボール23は、保持体21の保持部21Aに設けられた複数の保持孔21a、21bによって、位置決め保持されている。図示例では、4つのボール23が第1の孔列を構成する4つの第1の保持孔22aにそれぞれ保持される。同様に、4つのボール23が、第2の孔列を構成する4つの第2の保持孔22bにそれぞれ保持される。このように、各孔列に保持される複数のボール23が共通の保持溝22a,22bに嵌合することによって、円周方向の複数の保持孔22a,22bの間の軸線方向の位置やこれらに保持される複数のボール23の間の軸線方向の保持位置や形状のばらつきに起因する各部のガタやバックラッシが低減される。   In the present embodiment, a plurality of balls 23 arranged in the circumferential direction are fitted into the single holding grooves 22 a and 22 b provided in each sleeve 22. The plurality of balls 23 are positioned and held by a plurality of holding holes 21 a and 21 b provided in the holding portion 21 </ b> A of the holding body 21. In the illustrated example, four balls 23 are respectively held in the four first holding holes 22a constituting the first hole row. Similarly, the four balls 23 are respectively held in the four second holding holes 22b constituting the second hole row. As described above, the plurality of balls 23 held in each hole row are fitted into the common holding grooves 22a and 22b, so that the positions in the axial direction between the plurality of circumferential holding holes 22a and 22b, The backlash and backlash of each part resulting from the dispersion | variation in the holding | maintenance position and shape of the axial direction between the some ball | bowl 23 hold | maintained by this are reduced.

本実施形態では、上記のように円周方向に配列される複数のボール23は、それぞれリード溝10a〜10dの一つずつに嵌合する。このように構成することによって、仮想平面Pに沿って円周方向に形成された周回状の保持溝22a,22bに複数のボール23が嵌合される。したがって、スリーブ22A,22Bの軸線方向及び半径方向の位置決め状態の安定性が確保される。また、ボールねじとしての運動変換機能の変換性能や変換精度が確保され、ナット構造がコンパクトに構成される。   In the present embodiment, the plurality of balls 23 arranged in the circumferential direction as described above are fitted into the lead grooves 10a to 10d, respectively. By configuring in this way, a plurality of balls 23 are fitted into the circumferential holding grooves 22a and 22b formed in the circumferential direction along the virtual plane P. Therefore, the stability of the axial and radial positioning states of the sleeves 22A and 22B is ensured. Moreover, the conversion performance and conversion accuracy of the motion conversion function as a ball screw are ensured, and the nut structure is configured compactly.

保持部21Aにおいて、上記の第1の孔列と第2の孔列は、互いに軸線方向に異なる位置に設けられる。これらの各孔列に保持された複数のボール23の各組は、共通の単一の保持溝22a,22bにそれぞれ嵌合する。ここで、各スリーブ22A,22B自体はそれぞれ単一の保持溝22a,22bのみを有するとともに、上記各組の複数のボール23にのみ嵌合して位置決めされる。したがって、一つのスリーブ22A,22Bには単一の保持溝22a,22bが形成されるだけで足りる。さらに、この単一の保持溝の形状精度が確保されれば済む。一つのスリーブ22A,22Bに対して軸線方向に複数の保持溝を形成する場合には、複数の保持溝の軸線方向のピッチをリード溝10dのピッチに一致させる必要がある。これに対して、本発明においては、保持溝の間隔を設定する必要がないなど単一の保持溝22a,22bが一つのスリーブ22A,22Bに加工されるので、スリーブ22A,22Bに対する保持溝の加工が容易になるという利点が得られる。   In the holding portion 21A, the first hole row and the second hole row are provided at different positions in the axial direction. Each set of the plurality of balls 23 held in each hole row is fitted into a single common holding groove 22a, 22b. Here, each of the sleeves 22A and 22B has only a single holding groove 22a and 22b, respectively, and is fitted and positioned only on the plurality of balls 23 of each of the above sets. Therefore, it is only necessary to form a single holding groove 22a, 22b in one sleeve 22A, 22B. Furthermore, it is only necessary to ensure the shape accuracy of the single holding groove. When a plurality of holding grooves are formed in the axial direction with respect to one sleeve 22A, 22B, the pitch in the axial direction of the plurality of holding grooves needs to coincide with the pitch of the lead grooves 10d. On the other hand, in the present invention, since the single holding grooves 22a and 22b are processed into one sleeve 22A and 22B, for example, it is not necessary to set the interval between the holding grooves, the holding groove with respect to the sleeves 22A and 22B is formed. The advantage of easy processing is obtained.

また、第1のスリーブ22Aと第2のスリーブ22Bが保持体21の保持部21Aに対して個々に独立して装着され、個々に対応する孔列に保持される複数のボール23に嵌合することで、上述のように対応する保持孔と保持溝との間の位置の僅かな相違に起因する摩擦増加を回避できるだけでなく、軸線方向の異なる位置に設けられた第1の保持孔21aと第2の保持孔21bの各孔列の間の寸法誤差や、各孔列に保持されるボール23の、第1の保持溝22aとリード溝10a〜10dに対する嵌合態様と、第2の保持溝22bとリード溝10a〜10dに対する嵌合態様との相違により、各所のガタが相互に補償され合うため、リードスクリュー10と保持体21との間のバックラッシが全体として軽減される。   Further, the first sleeve 22A and the second sleeve 22B are individually attached to the holding portion 21A of the holding body 21 and are fitted to the plurality of balls 23 held in the corresponding hole rows. Thus, not only can the friction increase due to the slight difference in position between the corresponding holding hole and the holding groove as described above be avoided, but also the first holding hole 21a provided at a different position in the axial direction. Dimensional error between each hole row of the second holding hole 21b, fitting mode of the ball 23 held in each hole row to the first holding groove 22a and the lead grooves 10a to 10d, and the second holding The backlash between the lead screw 10 and the holding body 21 is reduced as a whole because the backlash at each place is compensated for each other due to the difference in the fitting mode with respect to the groove 22b and the lead grooves 10a to 10d.

図7は、上記第1乃至第3実施形態のボールねじ1を用いた電動アクチュエータを示す縦断面図である。この電動アクチュエータは、モータ2と、リードスクリュー10と、このリードスクリュー10に螺合するナット20とを有する。リードスクリュー10は、軸継手3と、ベアリング4に軸支されたジョイントロッド5を介して、モータ2の出力軸2aに連結される。ナット20の保持体21のフランジ部21Bは、貫通孔21cに挿通させた固定ねじ6を用いて、ブッシュ7等の案内構造により案内される筒状の駆動軸8の基端に固定されている。駆動軸8は、上記リードスクリュー10の軸線方向にのみ移動可能に案内され、円周方向に回転しないように案内されるので、駆動軸8はボールねじ1によって軸線方向に駆動される。ここで、駆動軸8の軸孔の内面とスリーブ22A,22Bとは接触しないので、スリーブ22A,22Bは外部からの軸線方向及び半径方向の拘束力を受けない。   FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing an electric actuator using the ball screw 1 of the first to third embodiments. The electric actuator includes a motor 2, a lead screw 10, and a nut 20 that is screwed into the lead screw 10. The lead screw 10 is connected to the output shaft 2 a of the motor 2 through the shaft coupling 3 and the joint rod 5 supported by the bearing 4. The flange portion 21B of the holding body 21 of the nut 20 is fixed to the base end of the cylindrical drive shaft 8 guided by the guide structure such as the bush 7 using the fixing screw 6 inserted through the through hole 21c. . The drive shaft 8 is guided so as to be movable only in the axial direction of the lead screw 10 and is guided so as not to rotate in the circumferential direction, so that the drive shaft 8 is driven in the axial direction by the ball screw 1. Here, since the inner surface of the shaft hole of the drive shaft 8 and the sleeves 22A and 22B are not in contact with each other, the sleeves 22A and 22B are not subjected to external axial and radial restraining forces.

第1実施形態のボールねじ1のリードを15mmに設定して、電動アクチュエータ内に組み込み、駆動軸8に間接的に錘0.5kgを搭載して、軸線方向を垂直方向に固定し、駆動軸8の移動ストロークを56mmとし、最高速度を180mm/s、最高加速度を約0.2G(2014mm/s)となるようにコントローラによりモータ2を制御して、連続で500万回、往復動作させることができた。総移動距離は560kmとなった。このとき、各部の異常摩耗は観測されなかった。 The lead of the ball screw 1 of the first embodiment is set to 15 mm, incorporated in the electric actuator, the weight of 0.5 kg is indirectly mounted on the drive shaft 8, the axial direction is fixed in the vertical direction, and the drive shaft The controller 2 controls the motor 2 so that the moving stroke of 8 is 56 mm, the maximum speed is 180 mm / s, and the maximum acceleration is about 0.2 G (2014 mm / s 2 ), and the reciprocating operation is continuously performed 5 million times. I was able to. The total travel distance was 560 km. At this time, abnormal wear of each part was not observed.

また、上記と同じ電動アクチュエータの駆動軸8に間接的に錘1.5kgを搭載して、軸線方向を水平に固定し、駆動軸8の移動ストロークを56mmとし、最高速度を180mm/s、最高加速度を約0.2G(2014mm/s)となるようにコントローラによりモータ2を制御して、連続で500万回、往復動作させることができた。総移動距離は560kmとなった。このとき、各部の異常摩耗は観測されなかった。 In addition, a weight of 1.5 kg is indirectly mounted on the drive shaft 8 of the same electric actuator as described above, the axial direction is fixed horizontally, the travel stroke of the drive shaft 8 is 56 mm, the maximum speed is 180 mm / s, the maximum The motor 2 was controlled by the controller so that the acceleration was about 0.2 G (2014 mm / s 2 ), and the reciprocating operation could be continuously performed 5 million times. The total travel distance was 560 km. At this time, abnormal wear of each part was not observed.

上記のように、本実施形態のボールねじ1は、500万回のテストにも充分に耐える耐久性を有することが確認された。また、駆動軸8の10リード(150mm)の移動時の移動距離の繰り返し精度を4昼夜連続で測定したところ、温度要因を除去した結果として、上記移動距離のばらつきの幅は5μm以内となり、平均で約3μmとなった。したがって、本実施形態のボールねじ1は、充分な動作精度を有することが確認された。   As described above, it was confirmed that the ball screw 1 of the present embodiment has durability enough to withstand 5 million tests. Further, when the repetition accuracy of the moving distance when moving the 10 lead (150 mm) of the drive shaft 8 was measured continuously for four days and nights, as a result of removing the temperature factor, the width of the variation of the moving distance was within 5 μm, and the average It became about 3 μm. Therefore, it was confirmed that the ball screw 1 of this embodiment has sufficient operation accuracy.

尚、本発明のボールねじ用ナット及びボールねじは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記各実施形態では、リードスクリュー10に形成されたリード溝はR溝(円形溝)であるが、ボール23が嵌合する形状であれば、台形溝、V形溝などの適宜の溝形状を有するものであってもよい。また、上記実施形態のように4条のリード溝10a〜10dを有するものに限らず、2条以上であることが好ましいものの、1条以上の任意の数のリード溝を有するものであってもよい。さらに、保持溝22a,22bは、円周方向に周回する形状であればよく、図示例のように軸線10xと直交する仮想平面Pに完全に沿って形成されたものである必要はない。   In addition, the ball screw nut and the ball screw of the present invention are not limited to the above-described illustrated examples, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in each of the embodiments described above, the lead groove formed in the lead screw 10 is an R groove (circular groove), but any suitable groove such as a trapezoidal groove or a V-shaped groove can be used as long as the ball 23 is fitted. It may have a shape. Moreover, although it is preferable not only to have four lead grooves 10a to 10d as in the above embodiment, but to have two or more lead grooves, it may have an arbitrary number of one or more lead grooves. Good. Furthermore, the holding grooves 22a and 22b may have any shape that circulates in the circumferential direction, and need not be formed completely along the virtual plane P orthogonal to the axis 10x as in the illustrated example.

1…ボールねじ、2…モータ、3…軸継手(カップリング)、4…ジョイントロッド、5…ベアリング、6…固定ねじ、7…ブッシュ、8…駆動軸、10…リードスクリュー、10a〜10d…リード溝、20…ナット、21…保持体、21A…保持部、21B…フランジ部、21a,21b…保持孔、21a…第1(の孔列)の保持孔、21b…第2(の孔列)の保持孔、22A…第1のスリーブ、22B…第2のスリーブ、22a、22b…保持溝、23…ボール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ball screw, 2 ... Motor, 3 ... Shaft coupling (coupling), 4 ... Joint rod, 5 ... Bearing, 6 ... Fixing screw, 7 ... Bush, 8 ... Drive shaft, 10 ... Lead screw, 10a-10d ... Lead groove, 20 ... nut, 21 ... holding body, 21A ... holding portion, 21B ... flange portion, 21a, 21b ... holding hole, 21a ... first (hole row) holding hole, 21b ... second (hole row) ) Holding hole, 22A ... first sleeve, 22B ... second sleeve, 22a, 22b ... holding groove, 23 ... ball

Claims (11)

螺旋状のリード溝を備えたリードスクリューに装着されるボールねじ用ナットであって、
前記リード溝に嵌合するボールと、
該ボールを転動可能に保持する保持孔を備えた筒状の保持部を有する保持体と、
該保持体には軸線方向に位置が拘束されない態様で、前記保持部の外周面上に装着されるとともに、前記保持孔に保持される前記ボールが嵌合する単一の周回状の保持溝を有するスリーブと、を有し、
前記保持部は、軸線方向の互いに異なる位置に設けられた第1の前記保持孔と第2の前記保持孔を備え、
前記スリーブとして、前記第1の保持孔に保持された前記ボールに嵌合する前記保持溝を備えた第1のスリーブと、前記第2の保持孔に保持された前記ボールに嵌合する前記保持溝を備えた第2のスリーブとを具備し、
前記第1のスリーブと前記第2のスリーブは隙間を介して隣接し、
前記第1のスリーブと前記第2のスリーブは相互に位置が拘束されない状態で前記保持部に装着されていることを特徴とするボールねじ用ナット。
A nut for a ball screw attached to a lead screw having a spiral lead groove,
A ball that fits into the lead groove;
A holding body having a cylindrical holding portion having a holding hole for holding the ball in a rollable manner;
The holding body is mounted on the outer peripheral surface of the holding portion in a manner in which the position is not restrained in the axial direction, and has a single circular holding groove into which the ball held in the holding hole is fitted. A sleeve having
The holding portion includes the first holding hole and the second holding hole provided at different positions in the axial direction,
As the sleeve, a first sleeve having the holding groove that fits into the ball held in the first holding hole, and the holding that fits into the ball held in the second holding hole. A second sleeve with a groove,
The first sleeve and the second sleeve are adjacent to each other through a gap;
The ball screw nut, wherein the first sleeve and the second sleeve are attached to the holding portion in a state where the positions are not restrained from each other.
前記保持部は、円周方向に複数の保持孔が配列されてなる孔列を備え、
該孔列に属する複数の保持孔に保持された複数のボールが前記単一の保持溝に嵌合することを特徴とする請求項1に記載のボールねじ用ナット。
The holding portion includes a hole row in which a plurality of holding holes are arranged in a circumferential direction,
The ball screw nut according to claim 1, wherein a plurality of balls held in a plurality of holding holes belonging to the hole row are fitted in the single holding groove.
前記保持部は、前記孔列として、円周方向に配列された前記複数の保持孔からなる第1の孔列と、該第1の孔列に対して軸線方向にずれた位置に設けられた、円周方向に配列された前記複数の保持孔からなる第2の孔列とを備え、
前記第1のスリーブは、前記第1の孔列に属する前記複数の保持孔に保持される前記ボールに嵌合する前記保持溝を有し、
前記第2のスリーブは、前記第2の孔列に属する前記複数の保持孔に保持される前記ボールに嵌合する前記保持溝を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載のボールねじ用ナット。
The holding portion is provided as a first hole row composed of the plurality of holding holes arranged in the circumferential direction as the hole row, and at a position shifted in the axial direction with respect to the first hole row. And a second hole row comprising the plurality of holding holes arranged in the circumferential direction,
The first sleeve has the holding groove fitted to the ball held in the plurality of holding holes belonging to the first hole row,
The second sleeve has the holding groove that fits into the ball held in the plurality of holding holes belonging to the second hole row,
The ball screw nut according to claim 1.
前記複数の保持孔には、それぞれ、前記ボールが一つずつ嵌合することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のボールねじ用ナット。   The ball screw nut according to any one of claims 1 to 3, wherein the balls are fitted one by one into the plurality of holding holes. 前記保持体は、他の部材に取付可能な取付手段を備えた外部取付部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のボールねじ用ナット。   3. The ball screw nut according to claim 1, wherein the holding body has an external mounting portion having mounting means that can be mounted on another member. 前記外部取付部は、前記第1のスリーブに対して前記第2のスリーブが配置される側とは反対側において、前記保持部に対して軸線方向かつ半径方向に突出したフランジ部であり、前記フランジ部は、前記第1のスリーブと隙間を介して隣接することを特徴とする請求項5に記載のボールねじ用ナット。   The external mounting portion is a flange portion that protrudes in an axial direction and a radial direction with respect to the holding portion on a side opposite to the side on which the second sleeve is disposed with respect to the first sleeve, The ball screw nut according to claim 5, wherein the flange portion is adjacent to the first sleeve via a gap. 前記保持孔の貫通深さに相当する前記保持部の厚みTrは、前記スリーブの前記保持溝の深さDgより大きいことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のボールねじ用ナット。   The ball screw according to any one of claims 1 to 6, wherein a thickness Tr of the holding portion corresponding to a penetration depth of the holding hole is larger than a depth Dg of the holding groove of the sleeve. Nuts. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載のボールねじ用ナットと、該ボールねじ用ナットが装着され、前記ボールが嵌合するリード溝を備えたリードスクリューと、を具備するボールねじであって、
軸線方向に沿った前記保持溝に対する前記ボールの最大接触角αは、前記リード溝のリード角βより大きいことを特徴とするボールねじ。
A ball screw comprising: the ball screw nut according to any one of claims 1 to 7; and a lead screw to which the ball screw nut is attached and having a lead groove into which the ball is fitted. And
A ball screw, wherein a maximum contact angle α of the ball with respect to the holding groove along the axial direction is larger than a lead angle β of the lead groove.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載のボールねじ用ナットと、該ボールねじ用ナットが装着され、前記ボールが嵌合するリード溝を備えたリードスクリューと、を具備するボールねじであって、
前記リードスクリューはn条(nは2以上の自然数)の前記リード溝を備え、
前記保持部は前記n条のリード溝のそれぞれに対応して円周方向に配列されたn個の前記保持孔を備え、
前記n個の保持孔にそれぞれ保持されるn個の前記ボールは、前記n条のリード溝のそれぞれに嵌合するとともに、前記スリーブの前記単一の保持溝に共に嵌合することを特徴とするボールねじ。
A ball screw comprising: the ball screw nut according to any one of claims 1 to 6; and a lead screw to which the ball screw nut is attached and having a lead groove into which the ball is fitted. And
The lead screw has n lead grooves (n is a natural number of 2 or more),
The holding portion includes n holding holes arranged in a circumferential direction corresponding to each of the n-shaped lead grooves,
The n number of balls respectively held in the n number of holding holes are fitted in each of the n number of lead grooves, and are fitted together in the single holding groove of the sleeve. Ball screw to play.
螺旋状のリード溝を備えたリードスクリューと、該リードスクリューに装着されるボールねじ用ナットとを具備するボールねじであって、
前記ボールねじ用ナットは、
前記リード溝に嵌合するボールと、
該ボールを転動可能に保持する保持孔を備えた筒状の保持部、及び、前記リードスクリューに対して軸線方向に相対的に移動可能な他の部材に取付固定された外部取付部を有する保持体と、
該保持体には軸線方向に位置が拘束されない態様で、前記保持部の外周面上に装着されるとともに、前記保持孔に保持される前記ボールが嵌合する単一の周回状の保持溝を有し、前記他の部材には拘束されないスリーブと、を含み、
前記保持部は、軸線方向の互いに異なる位置に設けられた第1の前記保持孔と第2の前記保持孔を備え、
前記スリーブとして、前記第1の保持孔に保持された前記ボールに嵌合する前記保持溝を備えた第1のスリーブと、前記第2の保持孔に保持された前記ボールに嵌合する前記保持溝を備えた第2のスリーブとを具備し、
前記第1のスリーブと前記第2のスリーブは隙間を介して隣接し、
前記第1のスリーブと前記第2のスリーブは相互に位置が拘束されない状態で前記保持部に装着されていることを特徴とするボールねじ。
A ball screw comprising a lead screw having a spiral lead groove, and a ball screw nut attached to the lead screw,
The nut for the ball screw is
A ball that fits into the lead groove;
A cylindrical holding portion having a holding hole for holding the ball in a rollable manner, and an external mounting portion fixedly attached to another member that is movable relative to the lead screw in the axial direction. Holding body,
The holding body is mounted on the outer peripheral surface of the holding portion in a manner in which the position is not restrained in the axial direction, and has a single circular holding groove into which the ball held in the holding hole is fitted. has, seen including a, a sleeve not being bound to the other member,
The holding portion includes the first holding hole and the second holding hole provided at different positions in the axial direction,
As the sleeve, a first sleeve having the holding groove that fits into the ball held in the first holding hole, and the holding that fits into the ball held in the second holding hole. A second sleeve with a groove,
The first sleeve and the second sleeve are adjacent to each other through a gap;
The ball screw, wherein the first sleeve and the second sleeve are attached to the holding portion in a state where the positions are not restrained from each other .
前記第1のスリーブ及び前記第2のスリーブの長さは、それぞれ、前記第1の保持孔と前記第2の保持孔の間のピッチより小さいことを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載のボールねじ。 The length of the first sleeve and the second sleeve, respectively, claim 8-10, characterized in that less than the pitch between the first holding hole and the second retaining hole The ball screw according to one item.
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