WO2004081414A1 - 転がりねじ装置 - Google Patents

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WO2004081414A1 PCT/JP2004/003298 JP2004003298W WO2004081414A1 WO 2004081414 A1 WO2004081414 A1 WO 2004081414A1 JP 2004003298 W JP2004003298 W JP 2004003298W WO 2004081414 A1 WO2004081414 A1 WO 2004081414A1
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rolling
tongue
groove
nut
screw device
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French (fr)
Inventor
Junji Minakuchi
Takayuki Yabe
Original Assignee
Nsk Ltd.
Nsk Precision Co., Ltd.
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • F16H25/2214Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls
    • F16H25/2219Axially mounted end-deflectors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/19642Directly cooperating gears
    • Y10T74/19698Spiral
    • Y10T74/19702Screw and nut
    • Y10T74/19744Rolling element engaging thread
    • Y10T74/19749Recirculating rolling elements
    • Y10T74/19767Return path geometry
    • Y10T74/19772Rolling element deflector

Definitions

  • the present invention relates to a rolling screw device such as a ball screw, a roller screw, etc., which is used in a device such as a motor, for example, as a part for converting a motor such as a motor into a motor.
  • the present invention relates to an internal circulation type rolling screw device.
  • the rolling screw device that is turned by the feeder, etc., has a screw shaft with a worm-like inner rolling ⁇ ⁇ ⁇ groove on the outer peripheral surface, and the inner rolling of this screw shaft. And a nut having a screw-shaped outer forest groove on the inner peripheral surface thereof.
  • the rolling element of the nut is mounted on the inner groove and the outer vehicle.
  • the rolling element rolling path formed between Hayashio groove is rolled, and the nut or screw shaft is set to i 1tt accordingly.
  • Such a rolling screw device is provided with a rolling element circulating part for infinitely circulating the rolling elements passing through the rolling element rolling path, and the internal part disclosed in Japanese Utility Model Registration No. 0334052
  • an end deflector 18 as shown in FIG. 5 is used as the rolling ⁇ pole ring part.
  • This end deflector 18 has a ⁇ 19 guide and a tundler 20 for guiding the rolling element on the rolling path to the Ml body return passage formed inside the nut.
  • the rolling element that rolls on the ⁇ # ⁇ 1 ⁇ road is removed to the tip
  • the tip of the tongue has an edge shape, and the edge portion receives the seeding load of the rolling element. For this reason, damage such as cracks occurred in the tongue of the end deflector relatively early, and the durability of the rolling screw device was sometimes reduced.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and is capable of suppressing damage to the tongue of the end deflector, such as a crack, in the _tenne-like glue.
  • the invention according to claim 1 is characterized in that a screw shaft having an outer peripheral drawing 1-shaped inner rolling groove,
  • a nut with a groove on the inner circumference and a vulgar inner fiber ⁇ ⁇ Rolling formed between ⁇ ⁇ ⁇ groove and ⁇ ⁇ ⁇ law rolling groove It has a suitable body for the car, and a rolling ⁇ ⁇ guide that guides these bodies to the body return through-hole formed inside the Ml nut.
  • the tongue for introducing the SrT rolling element into the ltr3 ⁇ 4tti pole path is provided in the lend end deflector.
  • the meandering is that the tang is chamfered in the shape of an arc against the object that dislodges the tongue.
  • the body which has been in contact with the tip of the tongue at a point comes into contact with the tip of the tongue in a plane, and the insect removal area between the tip of the tongue and the rolling element is conventionally increased. More than that of From this, it is possible to receive the impact load of the body with a relatively wide S, and the negative weight per unit area applied to the tip of the tongue is reduced, so that the tongue of the end deflector is broken. It is possible to suppress such damages as occurring on the shelf relatively. In addition, it is possible to prevent the return of the tunda when the rolling element suitable for the vehicle exits the rolling guideway of the end deflector through the return path for returning the nut deflector, thereby improving the # ⁇ of the end deflector. .
  • FIG. 1 is an axial sectional view of a rolling screw device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a fiber diagram showing a part of the rolling screw device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a side view of the end deflector shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a test result of pole screw durability! ⁇ .
  • FIG. 5 is a fiber diagram of an end deflector confirmed by a conventional rolling screw device. Explanation of reference numerals
  • FIGS. 1 to 3 are views showing one embodiment of the present invention.
  • a rolling screw device according to the present embodiment includes a screw shaft 11 and an axial direction of the screw shaft 11.
  • the nut 12 is provided with a cylindrical nut 12 which can be relatively moved to the nut 12, and a bohone 13 which is incorporated in the nut 12 as a vehicle transition body.
  • the screw shaft 11 has a circular cross section orthogonal to the Ito ⁇ direction.
  • an i ⁇ -shaped inner rolling ⁇ ⁇ ⁇ groove 14 has a screw shaft 11. It is formed from the bottom to the other end.
  • the nut 12 has an inner peripheral surface that faces the outer peripheral surface of the screw shaft 11, and the inner peripheral surface of the nut 12 has a [3 ⁇ 4 ⁇ -shaped ⁇ M ⁇ fluctuating f forest suitable groove 15 force S Is formed. Also, Natsu The nut 12 is formed to be relatively thick, and the nut 12 has a through-hole 16 for returning the body along the axial direction of the nut 12.
  • 3 ⁇ 41 groove 14 and the normal rolling forest pit 15 oppose each other, and when one of the screw shaft 11 or the nut 12 rotates around the shaft,
  • the bohone 13 is adapted to run on a rolling path 17 which is destroyed between the inner rolling element 3 ⁇ 41 groove 14 and the outer rolling ⁇ *
  • 5 of the nuts 1 and 2 have an end deflector 18 force S for infinite circulation of the ball 13.
  • the end deflector 18 has a rolling path 19 (see FIG. 1), and the ball 13 that has been rolling 17 has the end deflector 18 rolling! ⁇
  • the nut 12 is introduced into the rolling element return through passage 16 of the nut 12.
  • the end deflector 18 is formed by, for example, injection-molding a resin material into a predetermined shape.
  • the end deflector 18 is provided with a ball 13 rolling on a rolling element rolling path 17.
  • a tongue 20 is provided for introduction into the moving pipe 19.
  • the tongue 20 is formed of a resin material integrally with the end deflector 18.
  • the tongue 20 has a tip portion 20a that receives a rolling load from the ball 13 that rolls on the rolling path 17 of the shin-yung path 17 and this tip portion 20a is expressed by the following formula, for example.
  • Ball 13 is chamfered in an arc shape with a radius of curvature R that satisfies it.
  • the present inventors in order to investigate the relationship between the curvature R of the tongue ⁇ 20 a and the Benolet diameter Dw, listed in Table 1 the ⁇ Mi end deflectors TP I to TP7 as ⁇ js, : NSK Ponore screw (Nominal: 40x40x1300), Shelf fiber machine: NSK ball screw height it3 ⁇ 4 machine, Fiber spinning: 100 Omin- 1 and 750 Omin ⁇ ⁇ Stroke: 100 Omm, Lubricating grease: Anorebanya No .2 (Showa Shell Sekiyu) conducted ball screw durability tests. Then, the traveling distance until the tongue of the end deflectors TP 1 to TP 7 is damaged is measured, and the traveling of the end deflector of the port number ⁇ ⁇ 1 in which the damage has occurred (time ⁇ :
  • the ratio of the curvature R of the tip 20a of the tongue to the diameter Dw of the Beaugette is R / D w ⁇ 0.015.
  • the ratio between the radius of curvature R of the tank and the tip 3 ⁇ 420a and the pole diameter D w is set to R / Dw, which is 0.015, and the distance traveled until the tongue is damaged Hi It was found that the value was as low as 2.0 or less. Therefore, the curvature at which the ratio to the diameter of the pole 13 is 0.015 or more is obtained.
  • the present invention is not limited to the form of ⁇ z.
  • the end deflector is formed of a resin material, but the end deflector does not necessarily need to be formed of a resin material.
  • a pole is exemplified as a filter body.
  • a roller may be used instead of a pole.
  • the tip of the tongue is in contact with the tip of the tongue!
  • the insect removal area between the separation and the rolling element is larger than that of the conventional one.
  • the rolling screw device According to the rolling screw device according to the second aspect of the present invention, it is possible to more effectively suppress the occurrence of relatively large damage such as cracks in the tongue of the end deflector.

Abstract

エンドデフレクタのタングに割れ等の損傷が比較的早期に生じることを抑制することのできる転がりねじ装置を提供する。転動体としてのボール13が衝突するタング20の先端部20aを円弧状に面取り加工し、タング20の先端部20aとボール13との接触面積を増大させる。

Description

明細書
転がりねじ装置 技術分野
本発明は、 モータ等の回聿«]を] に変換する誰部品として、 例えば エイ « ^の送り装置などで^されるボールねじ、 ローラねじ等の転がりねじ装 置に関するものであり、 特に、 内部循環式の転がりねじ装置に関する。 背景技術
エ^ «の送り装置などで翻される転がりねじ装置は、 外周面に虫動状の内 側転動 ίΦ^Ι溝を有するねじ軸と、 このねじ軸の内側転動 ί林iil溝と対向する螺 方状の外側 林 溝を内周面に有するナットとを備えており、 ねじ軸または ナツトの一方が軸回りに回転すると、 ナツトに組み込まれた の転動体が内側 溝と外側車達 ί林雄溝との間に形成された転動体転動路を転動し、 こ れに伴ってナツトまたはねじ軸が i 1ttするようになっている。
このような転がりねじ装置は転動体転動路を る転動体を無限循環させる 転動体循環部品を備えており、 日本における実用新案登録第 3 0 3 4 0 5 2号明 細書に開示された内部循環式の転がりねじ装置では、 転動 ί極環部品として、 図 5に示すようなェンドデフレクタ 1 8を使用している。 このェンドデフレクタ 1 8は転動 ^«路を転 SrTる車遞体をナットの内部に形成された Ml体戻し用貫 通路に誘導する,^^導路 1 9とタンダ 2 0とを有しており、 ^{#^1路を 転動する転動体はタンダ 2 0の先 |5に撤虫して転動 ί楊導路 1 9に導入される ようになっている。
しかしながら、上言改献に開示された転がりねじ装置では、 タングの先 が エッジ形状となっており、 このエッジ部分で転動体の種摩荷重を受けるようにな つている。 このため、 ェンドデフレクタのタングに割れ等の損傷が比較的早期に 生じ、 転がりねじ装置の耐久性を低下させることがあった。
本発明は、 このような問題点に着目してなされたものであり、 ェンドデフレク タのタングに割れ等の損傷が _t嫩的糊に生じることを抑制することのできる転 がりねじ装置を»することを目的とする 発明の開示
上記の目的を i e るために、 請求項 1の発明は、 外周画こ! 1 状の内側転動 溝を有するねじ軸と、
Figure imgf000003_0001
溝を内周画こ有するナットと、 膽己内側繊 ί林雄溝と Ιίϋ^Μ則転動雜 道溝との間に形成された転動 ί林云動路を膽己ねじ軸または iaナットの回車 に伴って車^ r る^:の車適体と、 これらの聿遷体を Ml己ナツトの内部に形成さ れた 体戻し用貫通路に誘導する転動 ίΦ^導路を有するェンドデフレクタとを 備え、 tin 動 ί林云動路を転 SrTる転動体を ltr¾tti極導路に導入するための タングを l己ェンドデフレクタに設けて構成される転がりねじ装置にお!/、て、前 記タングの先離を嫌 云動体に対して円弧状に面取りカロ工したことを樹敷とす る。
このような構成によると、 タンダの先 ί¾¾に点で当接していた寧^体がタンダ の先端部に面で当接するようになり、 タングの先端部と転動体との撤虫面積が従 来のものより増; する。 こ Uこより、 «体の衝撃荷重を比較的広い S«で受け ることが可能となり、 タングの先 ί ^に加わる単位面積当りの負 ^重が低減さ れるので、 ェンドデフレクタのタングに割れ等の損傷が比較的棚に生じること を抑制することができる。 また、 ナットの聿遞体戻し用貫通路を車適した転動体 がエンドデフレクタの転動 導路から出て行くときのタンダの返りを防止でき、 ェンドデフレクタの # ^を向上させることができる。
請求項 2の発明は、請求項 1記載の転がりね ^置において、 tirts云動体の直 径に る比率が 0. 0 1 5以上となる曲率 #で ttrt己タングの先驗を面取り カロ工したことを樹敷とするものであり、 このような構成を採用することで、 ェン ドデフレクタのタンダに割れ等の損傷が比較的^ ¾に生じることをより効果的に 抑制することができ、 これにより、 転がりねじ装置の耐久性をより一層向上させ ることができる。 図面の簡単な説明 図 lは、本発明の一^ ? 態に係る転がりねじ装置の軸方向断面図である。 図 2は、本発明の一 態に係る転がりねじ装置の一部を示す纖図である。 図 3は、 図 2に示すェンドデフレクタの側面図である。
図 4は、 ポールねじ耐久!^の試 裙果を示す図である。
図 5は、従来の転がりねじ装置で確されるェンドデフレクタのノ纖図である。 符号の説明
1 1 ねじ軸
1 2 ナツト
1 3 ホーノレ
1 4 内側転 溝
1 5 外側転動 ί林避溝
1 6 麵本戻し用貫通路
1 7 讓拖動路
1 8 エンドデフレクタ
1 9 讓権導路
2 0 タンダ
2 0 a 先¾ 発明を実施するための最良の开$態
以下、 図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図 1乃至図 3は本発明の一 ^態を示す図であり、 図 1に示すように、 本実 施形態に係る転がりねじ装置は、 ねじ軸 1 1と、 このねじ軸 1 1の軸方向に相対 移 ®ΤΤる円筒状のナツト 1 2と、 このナット 1 2に組み込まれた錄の車遷体と してのボーノレ 1 3とを備えている。
ねじ軸 1 1は Ito^向と直交する横断面が円形に形成されており、 このねじ軸 1 1の外周面には、 i ^状の内側転動 ίΦ^Ι溝 1 4がねじ軸 1 1のー¾¾から他端 部に亘つて形成されている。
ナット 1 2はねじ軸 1 1の外周面と対向する内周面を有しており、 このナット 1 2の内周面に【 ¾ ^状の^ M鹏云動 f林適溝 1 5力 S形成されている。 また、 ナツ ト 1 2は比較的肉厚に形成されており、 このナツト 1 2には! 体戻し用の貫通 路 1 6がナツト 1 2の軸方向に沿って形成されている。
内側転¾#|¾1溝 1 4およ 則転動林遍溝 1 5は互レヽに対向しており、 ね じ軸 1 1またはナツト 1 2の一方が軸回りに回 すると、 これに伴ってボー ノレ 1 3が内側転動体¾1溝 1 4と外側転動 ί*|¾Ι溝 1 5との間に开滅された転動 路 1 7を車 するようになっている。
ナツト 1 2の両 |5には、 ボール 1 3を無限循環させるためのエンドデフレク タ 1 8力 S装着されている。 このエンドデフレクタ 1 8は転動楊導路 1 9 (図 1 参照) を有しており、 転動 路 1 7 したボール 1 3はェンドデフレク タ 1 8の転動! ^導路 1 9を通ってナット 1 2の転動体戻し用貫通路 1 6に導入 されるようになっている。 また、 ェンドデフレクタ 1 8は例えば樹脂材を所定の 形状に射出成形して形成されており、 このェンドデフレクタ 1 8には、 転動体転 動路 1 7を転動するボール 1 3を転動 ί楊導路 1 9に導入するためのタング 2 0 が設けられている。
タング 2 0は、ェンドデフレクタ 1 8と一体に樹脂材で形成されている。また、 タング 2 0は転動 ί神云動路 1 7を転 ttrTるボール 1 3から揮摩荷重を受ける先端 部 2 0 aを有しており、 この先端部 2 0 aは例えば下式を満たす曲率半径 Rでボ ール 1 3に対して円弧状に面取り加工されている。
R/Dw≥0. 0 1 5 · · · · ( 1 )
ただし、 Dw:ボール難
このように、 タング 2 0の先端部 2 0 aをボール 1 3に対して円弧状に面取り 加工すると、 タング 2 0の先 2 0 aに点で職してレ、たボール 1 3がタング 2 0の先 ¾ 2 0 aに面で接 ί¾1ίするようになり、 タンダ 2 0の先 β 2 0 aとポ ール 1 3との翻 ί画貴が従来のものより增^ る。 これにより、 ボール 1 3の衝 撃荷重を比較的広レ、面積で受けることが可能となり、 タング 2 0の先端部 2 0 a に加わる単位面積当りの負荷荷重が低減されるので、 ェンドデフレクタ 1 8のタ ング 2 0に割れ等の損傷が比較的 に生じることを抑制することができる。 また、 タング 2 0の先 2 0 aをボール 1 3に対して円弧状に面取りカロェす ると、 ナット 1 2の転動体戻し用貫通路 1 6を! ¾]したボール 1 3がェンドデフ レクタ 18の転動 導路 19から出て行くときのタング 20の返りを防止でき、 エンドデフレクタ 18の^を向上させることができる。
次に、 タング先端部 20aの曲率半径 Rをボール 13の直径 D wに対して RZ Dw≥0. 015とした理由を、 表 1及び図 5を参照して説明する。
本発明者らは、 タング先 β 20 aの曲率 Rとボーノレ直径 Dwとの関係を 調べるために、 表 1に^ Miのェンドデフレクタ TP I〜TP7を^ jsとして 棚し、棚ボーノレねじ名: NSKポーノレねじ(呼 Ό¾ : 40x40x1300)、 棚纖機: NSK製ボールねじ高 it¾機、纖回繊: 100 Om i n-1及 び 750 Om i n~\ ストローク: 100 Omm、 潤滑グリース :ァノレバニァ No.2 (昭和シェル石油) の試^^件でボールねじ耐久試験を行った。 そして、 ェンドデフレクタ TP 1〜TP 7のタングに損傷が認められるまでの走行距離を 測定し、辦斗番号 τ ρ 1のェンドデフレクタに損傷が生じた走行瞧(回^ Μ:
750 Om i n"1) を基準として各エンドデフレクタの ^を iffiした。 その評 価結果を図 4に^ 1~。
[表 1]
Figure imgf000006_0001
図 4から明らかなように、 タング先端部 20 aの曲率 Rとボーノレ直径 Dw との比を R/D w≥ 0. 015とした はタングに損傷が生じるまでの走行距 膨匕が 2. 0以上と高!/ 直を示しているのに対し、 タンク、'先 ¾20 aの曲率半 径 Rとポール直径 D wとの比を R/Dwく 0. 015とした まタングに損傷 が生じるまでの走行距 Hiが 2. 0以下と低レ を示していることがわかる。 したがって、 ポール 13の直径に る比率が 0. 015以上となる曲率 でタング 2 0の先 2 0 aを面取り力 [1ェすることで、 ェンドデフレクタ 1 8の タング 2 0に割れ等の損傷が 交的 に生じることをより効果的に抑制するこ とができる。
なお、 本発明は ± z した雞の形態に限定されるものではない。 たとえば、 上 述した実脑態ではエンドデフレクタを樹脂材で形成したが、 必ずしもエンドデ フレクタを樹脂材で形 )^1 "る必要はない。 また、本実施の形態では窣過体として ポールを例示したが、 ポールに限らずローラであってもよい。 産業上の利用の可能性
以上説明したように、請求項 1の発明に係る転がりねじ装置によれば、 タンダ の先端部に点で当接していた! 体がタングの先端部に面で当接するようになり、 タンダの先離と転動体との撤虫面積が従来のものより增) る。 これにより、 転動体の律摩荷重を比較的広い面責で受けることが可能となり、 タンダの先離 p に加わる単位画貴当りの負荷荷重が低減されるので、 ェンドデフレクタのタング に割れ等の損傷が比較的 に生じることを抑制することができる。 また、 ナツ トの,体戻し用貫通路を転動した $¾ι体がェンドデフレクタの! 導路か ら出て行くときのタンダの返りを防止でき、 ェンドデフレクタの寿命を向上させ ることができる。
請求項 2の発明に係る転がりねじ装置によれば、 ェンドデフレクタのタングに 割れ等の損傷が比較的 に生じることをより効果的に抑制することができる。

Claims

請求の範囲
1. 外周面に! 厥の内側転動 ί林爐溝を有するねじ軸と、 ΙίίΙΒ内側転動体 溝と対向する! 状の^ Μ則!^ iWUt溝を内周面に有するナットと、 tiff己内 側転動 ί林爐溝と肅 (則転動 M¾I溝との間に形成された転動 ί 動路を廳己 ねじ軸または鍵己ナツトの回車^]に伴って車^ r る の転動体と、 これらの 転動体を肅己ナットの内部に形成された転動体戻し用貫通路に誘導する転動騰 導路を有するェンドデフレクタとを備え、 膽 遞條動路を転 «τΤる転動体を tirt 云動 ί樓導路に導入するためのタングを廳 ンドデフレクタに設けて構成 される転がりねじ装置にぉ 、て、
己タングの先 を tffl^]体に対して円弧状に面取りカロ工したことを糊敷 とする転がりねじ装置。
2. ttrtMj体の直径に る比率が 0. 0 1 5以上となる曲率 で s&ia タングの先端部を面取り加工しすこことを樹敫とする請求項 1記載の転がりねじ装 置。
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