JP6582602B2 - ボールねじの予圧回復装置 - Google Patents
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Description
この予圧付与機構としては、特許文献1に記載されているように、隣接するナット間に介挿する間座の両面に、互い違いに圧電シートを貼り付け、両ナットで強く挟持したとき間座に弾性変形を生じさせるとともに、圧電シートに供給する電圧を外部から調整することにより、予圧を外部から自在に調整することが提案されている。
上記従来例のような外部の予圧調整機構を設けないボールねじでは、隣接するナット間に平板状の間座を組み付け、間座の厚みによって隣接するナット間に予圧を与えるのが一般的である。
そこで、本発明は、上記特許文献1及び2に記載された従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、外部に駆動部を設けることなく、予圧低下時に予圧を回復することができるボールねじの予圧回復装置を提供することを目的としている。
また、ボールねじを組み込んだ機械の使用者側でボールねじの予備ストックを持つ必要がなくなり、在庫コストの削減に繋げることができる。
まず、本発明の一の態様を表すボールねじの予圧回復装置の一実施形態について説明する。
ねじ軸11は、外周面にボール12が転動するねじ軸側螺旋溝14が形成されている。
ナット13Aは、一端にフランジ部15を形成した円筒体16で構成され、この円筒体16の内周面にねじ軸側螺旋溝14に対向してボール12が転動するナット側螺旋溝17が形成されている。
これらナット13A及び13Bには、図示はしないがボール12を軸方向の一端側から他端側に戻すような循環路が形成されており、この循環路を介してボール12を循環させる。
そして、ナット13Aのフランジ部15とは反対側にナット13Bが隣接して配置されている。
ガイド部材22は、図1に示すように、間座21の外周側に係合する円筒部22aと、この円筒部22aのナット13B側に円周方向に複数例えば90度間隔で形成された4個の案内溝22bとを備えている。各案内溝22bは、底面がナット13B側端面からナット13A側に行くに従い徐々に径が大きくなって外周面に達する、図1で見て左上がりの傾斜面22cとされている。
この締め付け具24bは、図示しないが、バンド部24aに長手方向に所定間隔で形成された係合孔に係合するウォーム部を有し、このウォーム部に連結された回転軸24cを例えば時計方向に回転させることにより、バンド部24aの内径を縮径するように構成されている。
次に、上記実施形態の動作を説明する。
ねじ軸11へナット13A及び13Bを装着する際には、先ずナット13Aをねじ軸11へボール12を介して螺合させる。
次いで、ナット13Bをねじ軸11のナット13Aのフランジ部15とは反対側の端部からボール12を介して螺合させ、そのナット13A側端面を間座21に接触させて締め付ける。これにより、間座21で、ナット13A及び13Bとねじ軸11との間のボール12に2点接触状態となるように引張方向の所定の初期予圧を与える。
ところで、上記構成を有するボールねじ10は、位置決め精度を必要する工作機械、射出成形機、半導体製造装置などに組込んで使用されるが、ボールねじ10には、駆動時にねじ軸11のねじ軸側螺旋溝14やナット13A及び13Bのナット側螺旋溝17に切り屑や摩耗粉等の異物が入り込み易い。
またねじ軸11を回転駆動して、ナット13A及び13Bを走行させると、ナット側螺旋溝17とボール12との間の発熱量が他の部位の発熱量に比較して多くなる。
このとき、予圧付与機構20の間座21、ガイド部材22及び楔23の順に熱膨張係数が小さくなるように設定されており、言い換えると楔23、ガイド部材22及び間座21の順に膨張係数が大きくなる。このため、温度上昇により、間座21が軸方向に膨張し、この間座21の熱膨張係数がナット13A及び13Bの熱膨張係数より大きいので、間座21の伸び量によって予圧の低下が回復する。このとき、間座21に伝達された熱がガイド部材22を介して楔23に伝達されるが、これらガイド部材22、楔23の熱膨張係数が順に小さくなるので、楔23の熱膨張による半径方向の移動量を抑制することができ、締め付けバンド24の拡径による張力増加を抑制することができる。
この予圧回復動作を行った場合には、新たなボールねじ10を手配し、この新たなボールねじ10が納入されるまでの間は締め付けバンド24による予圧回復により剛性を確保して送り系の位置決め精度を維持したまま送り系の稼働が可能となる。
さらに、ボールねじ10の予備ストックを、ボールねじ10を組み込んだ工作機械、射出成形機、半導体製造装置等を使用する製造メーカー側や生産現場で持つ必要がなくなり、在庫コストの削減に寄与することができる。
また、上記実施形態においては、ガイド部材22の案内溝22b及び楔23を4個設ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、案内溝22b及び楔23は3個以上設けるようにすればよい。
Claims (3)
- ねじ軸と、該ねじ軸に複数の転動体を介して螺合する複数のナットと、隣接するナット間に配置された予圧付与機構とを備え、
前記予圧付与機構は、前記隣接するナット間に介挿される初期予圧を与える間座と、該間座の外周側に配置され、前記隣接するナットの他方側に配置された先端から一方のナット側に行くに従い径が大きくなる傾斜面を円周方向に複数形成したガイド部材と、該ガイド部材の複数の傾斜面に係合する傾斜面と他方のナットの端面に接触する接触面とを有する複数の楔と、該複数の楔を中心軸方向に移動させる締め付けバンドとを備え、
前記隣接するナット間の予圧低下時に、前記締め付けバンドを締め付けて前記複数の楔を中心軸方向に移動させて当該隣接するナット間の予圧を回復させる
ことを特徴とするボールねじの予圧回復装置。 - 前記締め付けバンドはホースバンドの機構で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のボールねじの予圧回復装置。
- 前記間座、前記ガイド部材及び前記楔は、その順に熱膨張係数が小さくなる金属材料で形成されてい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の予圧回復装置。
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