JP2005076844A - Ball screw device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボールナットの端面に、ボール転動路及びボール戻し通路とを連通させる方向転換路を形成するためのガイド溝を設けたボール循環方式のボールねじ装置に係り、特に高速・高加減速で使用する際に好適なボールねじ装置に関する。 The present invention relates to a ball circulation type ball screw device in which a guide groove for forming a direction changing path for communicating a ball rolling path and a ball return path is provided on an end face of a ball nut, and in particular, a high speed / high acceleration. The present invention relates to a ball screw device suitable for use in deceleration.
ボールねじ装置は、一般に、外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸のボールねじ溝に対応するボールねじ溝を内周面に有するボールナットと、互いに対向する前記ねじ軸のボールねじ溝及び前記ボールナットのボールねじ溝で形成したボール転動路を転動する多数のボールとを備えた装置である。
このボールねじ装置の中で、例えば特許文献1に記載のボールねじ装置のように、ボールナットにボール戻し通路を形成するとともに、そのボールナットの端面に、ボール転動路及びボール戻し通路とを連通させる方向転換路を形成するためのガイド溝(特許文献1では、ボール循環R部と称している)を設けたボール循環方式の装置が知られている。
A ball screw device generally includes a screw shaft having a ball screw groove on an outer peripheral surface, a ball nut having a ball screw groove corresponding to the ball screw groove of the screw shaft on an inner peripheral surface, and balls of the screw shaft facing each other. The apparatus includes a plurality of balls that roll on a ball rolling path formed by a screw groove and a ball screw groove of the ball nut.
In this ball screw device, for example, as in the ball screw device described in
このボール循環方式の装置は、通常、負荷圏と方向転換路の入口との境界部分、即ち、ボール転動路を形成するボールナットのボールねじ溝と、ガイド溝との境界部分が鋭角に形成されている。
ところで、ガイド溝を形成するときには、刃物剛性が加工時にかかる負荷に負けて刃物が逃げてしまい、加工誤差が発生しやすい。そのため、加工誤差によってガイド溝が浅く形成されていると、鋭角に形成した境界部分(ボールナットのボールねじ溝と、ガイド溝との境界部分)にボールが衝突して通過することで、境界部分及びボールが剥離損傷するおそれがある。
特に、高速・高加減速でボールねじ装置を使用すると、早期に、境界部分及びボール内部の残留圧縮応力が高まるので、加速的に剥離が進行してしまう。このような剥離が発生すると、剥離粉を、ボール転動路におけるねじ軸及びボールナットとボールとの間で噛み込んでしまい、装置の寿命の低下、作動の悪化を招くおそれがある。
By the way, when the guide groove is formed, the cutter rigidity escapes due to the load applied to the cutter during the machining, and a machining error is likely to occur. For this reason, when the guide groove is shallow due to machining errors, the ball collides with and passes through the boundary portion formed at an acute angle (the boundary portion between the ball screw groove of the ball nut and the guide groove). In addition, the ball may be peeled and damaged.
In particular, when the ball screw device is used at high speed and high acceleration / deceleration, the residual compressive stress in the boundary portion and inside the ball is increased at an early stage, so that the peeling progresses at an accelerated rate. When such peeling occurs, the peeling powder is caught between the screw shaft and the ball nut and the ball in the ball rolling path, and there is a possibility that the life of the apparatus is reduced and the operation is deteriorated.
ここで、加工誤差が発生してもボールが境界部分に衝突しないように、ガイド溝を深く形成することが考えられるが、このようにすると、方向転換路内のボールとの隙間が大きくなり、揺動運動や低速駆動時の作動性の悪化や騒音、振動が増大してしまうおそれがある。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ボールナットのボールねじ溝とガイド溝との境界部分と、ボールとの衝突による剥離損傷を防止し、高速・高加減速の耐久性、作動性の向上と、騒音、振動の低減を図ることができるボールねじ装置を提供することを目的とする。
Here, it is conceivable to form the guide groove deeply so that the ball does not collide with the boundary portion even if a processing error occurs, but in this case, the gap with the ball in the direction change path becomes large, There is a possibility that the operability during the swinging motion or low-speed driving is deteriorated, noise and vibration are increased.
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, preventing peeling damage due to collision between the ball screw groove and the guide groove of the ball nut and the collision with the ball, durability of high speed and high acceleration / deceleration, It is an object of the present invention to provide a ball screw device capable of improving operability and reducing noise and vibration.
したがって、本願発明のボールねじ装置は、外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸のボールねじ溝に対応するボールねじ溝を内周面に有するボールナットと、互いに対向する前記ねじ軸のボールねじ溝及び前記ボールナットのボールねじ溝で形成したボール転動路を転動する多数のボールとを備え、前記ボールナットはボール戻し通路を有するとともに、当該ボールナットの端面に、前記ボール転動路及び前記ボール戻し通路とを連通させる方向転換路を形成するためのガイド溝を設けているボールねじ装置において、前記ボールナットの前記ボールねじ溝と前記ガイド溝との境界部分を、面取り加工を施して丸みを付けた形状としている。
また、前記境界部分を、前記ボールの硬度よりも低い硬度となるように処理することが好ましい。
Accordingly, the ball screw device of the present invention includes a screw shaft having a ball screw groove on the outer peripheral surface, a ball nut having a ball screw groove corresponding to the ball screw groove of the screw shaft on the inner peripheral surface, and the screws facing each other. A plurality of balls that roll on a ball rolling path formed by the ball screw groove of the shaft and the ball screw groove of the ball nut, the ball nut has a ball return passage, and the end surface of the ball nut In the ball screw device having a guide groove for forming a direction changing path for communicating the ball rolling path and the ball return path, a boundary portion between the ball screw groove and the guide groove of the ball nut, The shape is rounded by chamfering.
Further, it is preferable to treat the boundary portion so as to have a hardness lower than the hardness of the ball.
本発明のボールねじ装置によると、ボール転動路から転動してくるボールが境界部分に衝突しないので、境界部分及びボールの剥離損傷を防止することができる。また、このように境界部分にボールが衝突しない状態は、高速・高加減速でボールねじ装置を使用しても持続されるので、剥離粉等の異物が一切発生せず、高速・高加減速の耐久性、作動性の向上と、騒音、振動の低減を図ることができる。
さらに、ガイド溝の加工誤差に関係なく境界部分及びボールの剥離損傷を防止することができるので、製造コストの低減化も図ることができる。
According to the ball screw device of the present invention, since the ball rolling from the ball rolling path does not collide with the boundary portion, it is possible to prevent the boundary portion and the ball from being peeled and damaged. In addition, the state where the ball does not collide with the boundary portion as described above is maintained even when the ball screw device is used at high speed / high acceleration / deceleration, so that no foreign matter such as peeling powder is generated, and high speed / high acceleration / deceleration occurs. It is possible to improve the durability and operability and reduce noise and vibration.
Further, since the boundary portion and the ball can be prevented from being peeled and damaged regardless of the processing error of the guide groove, the manufacturing cost can be reduced.
以下、本発明に係るボールねじ装置の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、ボールねじ装置の端面を部分的に示した図であり、図2は、図1のII−II線矢視図である。
本実施形態のボールねじ装置は、外周面にボールねじ溝2を有するねじ軸4と、このねじ軸4のボールねじ溝2に対応するボールねじ溝6を内周面に有するボールナット8と、互いに対向するボールねじ溝2,6で形成され、所定のボールピッチ円直径BCDとしたボール転動路10と、このボール転動路10内を転動する多数のボールBとを備えている。
Embodiments of a ball screw device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a view partially showing an end face of the ball screw device, and FIG. 2 is a view taken along the line II-II in FIG.
The ball screw device of this embodiment includes a
ボールナット8は、軸方向に延在するボール戻し通路11を備えており、ナット端面8aに、前記ボール戻し通路の一方の開口部12が開口している。
ナット端面8aには、後述する方向転換部材24が嵌まり込む第1座ぐり穴14と、この第1座ぐり穴14に隣接し、後述する掬い上げ部材26が嵌まり込む第2座ぐり穴16が形成されている。
The
A
、第1座ぐり穴14の底面には、前記開口部12とボール転動路10との間で連続しており、前述した方向転換部材24とで方向転換路を設ける曲面形状のガイド溝18が形成されている。また、第2座ぐり穴16は、第1座ぐり穴14に対して浅い穴として形成されている。なお、図1の符号20は、ボールナット8の外周に設けたフランジであり、このフランジ20には、連結ボルトが挿通するボルト挿通穴22が形成されている。
A
次に、図3は、ナット端面8aの第1座ぐり穴14及び第2座ぐり穴16に、前述した方向転換部材24及び掬い上げ部材26を装着した図、図4は図3のIV−IV線矢視図、図5は方向転換部材24を示す図、図6は掬い上げ部材を示す図である。
方向転換部材24は、図5に示すように、湾曲形状とした側面に、曲面形状のガイド面24aが形成されている。この方向転換部材24は、図4に示すように、第1座ぐり穴14の底面に形成したガイド溝18にガイド面24aが対面するように配置されている。
Next, FIG. 3 is a diagram in which the above-described
As shown in FIG. 5, the
そして、ガイド溝18とガイド面24aとの間の空間が、ボール転動路10及びボール戻し通路11とを連通する方向転換路28とされている。
掬い上げ部材26は、図6に示すように、ボールを掬い上げる掬い上げ部26aが形成されており、図4に示すように、方向転換路28の途中に掬い上げ部26aが位置するように配置されている。
ここで、図7は、ナット端面8aに形成した第1座ぐり穴14及び第2座ぐり穴16を拡大して示した図であり、この図の記号P1で示す位置と、記号P2で示す位置との間の実線部分は、第1座ぐり穴14の底面に形成したガイド溝18と、ボールナット8のボールねじ溝6との境界部分30である。
本実施形態では、図8(図7のVIII−VIII線矢視図である)で示すように、従来装置では鋭角に形成していた境界部分(図8の破線で示す部分)の面取り加工を施し、丸みを付けた形状の境界部分30としている。
A space between the
As shown in FIG. 6, the
Here, FIG. 7 is an enlarged view of the
In this embodiment, as shown in FIG. 8 (a view taken along the line VIII-VIII in FIG. 7), the chamfering of the boundary portion (portion shown by the broken line in FIG. 8) formed at an acute angle in the conventional apparatus is performed. It is set as the
上記構成のボールねじ装置によると、ボール負荷圏であるボール転動路10から転動してきたボールBは、掬い上げ部26に掬い上げられた後、ガイド溝18と方向転換部材24のガイド面24aとで設けた方向転換路28に向けて転動していく。このとき、転動するボールBは境界部分30を通過するが、この境界部分30は丸みを付けた形状としているので、ボールBは境界部分30に衝突せず、境界部分30上を滑らかに転動しながら方向転換路28に転動していく。そして、方向転換路28を転動したボールBは、開口部12からボール戻し通路11に転動していき、再度ボール転動路10に向けて供給されていく。
According to the ball screw device having the above configuration, the ball B rolling from the
したがって、本実施形態の装置では、ガイド溝18とボールナット8のボールねじ溝6との境界部分30を丸みを付けた形状としているので、ボール転動路10から転動してくるボールBが境界部分30に衝突せず、境界部分30上を滑らかに転動していくので、境界部分30及びボールBの剥離損傷を防止することができる。
このように境界部分30にボールBが衝突しない状態は、高速・高加減速でボールねじ装置を使用しても持続されるので、剥離粉等の異物が一切発生せず、高速・高加減速の耐久性、作動性の向上と、騒音、振動の低減を図ることができる。
Therefore, in the apparatus of the present embodiment, the
In this way, the state where the ball B does not collide with the
また、ガイド溝18の加工誤差に関係なく境界部分30及びボールBの剥離損傷を防止することができるので、製造コストの低減化も図ることができる。
次に、図9に示すものは、本発明に係る第2実施形態を示すものである。
本実施形態では、ガイド溝18とボールナット8のボールねじ溝6との境界部分32を鋭角に形成しているとともに、この境界部分32の表面から内部までの領域(図9の破線のハッチングで示した部分)を、予め防炭処理を施し、しかる後に浸炭熱処理を施す処理を行っている。これにより、境界部分32の炭素濃度を高くすることなく、境界部分32以外の高い硬度を必要とする部分の表面は浸炭処理により炭素濃度を高くするというものである。また、ボールBは、境界部分32以外の高い硬度を必要とする部分と、同程度の硬さを有している。
Further, since the
Next, what is shown in FIG. 9 shows a second embodiment according to the present invention.
In this embodiment, the
このような処理を施すことにより、境界部分32の硬度を、ボールBの硬度より低く設定することが可能となる。
本実施形態のボールねじ装置によると、ボール負荷圏であるボール転動路10から転動してきたボールBは、掬い上げ部26に掬い上げられた後、ガイド溝18と方向転換部材24のガイド面24aとで設けた方向転換路28に向けて転動していく。このとき、転動するボールBが境界部分32に衝突しても、ボールBより硬度を低く設定した境界部分32が衝突エネルギを吸収する。そして、方向転換路28を転動したボールBは、開口部12からボール戻し通路11に転動していき、再度ボール転動路10に向けて供給されていく。
By performing such processing, the hardness of the
According to the ball screw device of the present embodiment, the ball B rolling from the
したがって、本実施形態の装置では、ガイド溝18とボールナット8のボールねじ溝6との境界部分32の硬度をボールBより低く設定しているので、ボール転動路10から転動してきたボールBが境界部分32に衝突しても、境界部分32が衝突エネルギを吸収するので、境界部分32及びボールBの剥離損傷を防止することができる。
このように境界部分32にボールBが衝突しない状態は、高速・高加減速でボールねじ装置を使用しても持続されるので、剥離粉等の異物が一切発生せず、高速・高加減速の耐久性、作動性の向上と、騒音、振動の低減を図ることができる。
Therefore, in the apparatus of the present embodiment, the hardness of the
In this way, the state where the ball B does not collide with the
また、ガイド溝18の加工誤差に関係なく境界部分32及びボールBの剥離損傷を防止することができるので、製造コストの低減化も図ることができる。
さらに、図10に示すものは、本発明に係る第3実施形態を示すものである。
本実施形態では、ガイド溝18とボールナット8のボールねじ溝6との境界部分34を丸みを付けて形成しているとともに、この境界部分34の表面から内部までの領域(図10の破線のハッチングで示した部分)を、予め防炭処理を施し、しかる後に浸炭熱処理を施す処理を行っている。
Further, since the separation damage of the
Furthermore, what is shown in FIG. 10 shows a third embodiment according to the present invention.
In the present embodiment, the boundary portion 34 between the
本実施形態のボールねじ装置によると、ボール負荷圏であるボール転動路10から転動してきたボールBは、掬い上げ部26に掬い上げられた後、ガイド溝18と方向転換部材24のガイド面24aとで設けた方向転換路28に向けて転動していく。このとき、転動するボールBは、境界部分34上を滑らかに転動しながら方向転換路28に転動していく。ここで、若し、転動するボールBから境界部分34に外力が加わっても、ボールBより硬度を低く設定した境界部分34が外力のエネルギを吸収する。そして、方向転換路28を転動したボールBは、開口部12からボール戻し通路11に転動していき、再度ボール転動路10に向けて供給されていく。
したがって、本実施形態の装置では、境界部分34を丸みを付けて形成し、且つ境界部分34の硬度をボールBより低く設定しているので、境界部分34及びボールBの剥離損傷を確実に防止することができ、高速・高加減速の耐久性、作動性の向上と、騒音、振動の低減を図ることができる。
According to the ball screw device of the present embodiment, the ball B rolling from the
Therefore, in the apparatus according to the present embodiment, the boundary portion 34 is rounded and the hardness of the boundary portion 34 is set lower than that of the ball B, so that peeling damage of the boundary portion 34 and the ball B is surely prevented. It is possible to improve the durability and operability of high speed / high acceleration / deceleration, and to reduce noise and vibration.
2 ねじ軸のボールねじ溝
4 ねじ軸
6 ボールナットのボールねじ溝
8a ナット端面
8 ボールナット
10 ボール転動路
11 ボール戻し通路
12 ボール戻し通路の開口部
18 ガイド溝
24 方向転換部材
26 掬い上げ部材
28 方向転換路
30,32,34 ボールねじみそとガイド溝の境界部分
ボール B
2 Ball Screw Groove of
Claims (3)
前記ボールナットの前記ボールねじ溝と前記ガイド溝との境界部分を、面取り加工を施して丸みを付けた形状としたことを特徴とするボールねじ装置。 A screw shaft having a ball screw groove on the outer peripheral surface, a ball nut having a ball screw groove corresponding to the ball screw groove of the screw shaft on the inner peripheral surface, a ball screw groove of the screw shaft and the ball nut facing each other. A plurality of balls that roll on a ball rolling path formed by a ball screw groove, and the ball nut has a ball return path, and the ball rolling path and the ball return path are formed on an end surface of the ball nut. In a ball screw device provided with a guide groove for forming a direction change path for communicating
A ball screw device, wherein a boundary portion between the ball screw groove and the guide groove of the ball nut is rounded by chamfering.
前記ボールナットの前記ボールねじ溝と前記ガイド溝との境界部分を、前記ボールの硬度よりも低い硬度となるように処理したことを特徴とするボールねじ装置。 A screw shaft having a ball screw groove on the outer peripheral surface, a ball nut having a ball screw groove corresponding to the ball screw groove of the screw shaft on the inner peripheral surface, a ball screw groove of the screw shaft and the ball nut facing each other. A plurality of balls that roll on a ball rolling path formed by a ball screw groove, and the ball nut has a ball return path, and the ball rolling path and the ball return path are provided on an end surface of the ball nut. In a ball screw device provided with a guide groove for forming a direction change path for communicating
A ball screw device, wherein a boundary portion between the ball screw groove and the guide groove of the ball nut is processed to have a hardness lower than the hardness of the ball.
前記ボールナットの前記ボールねじ溝と前記ガイド溝との境界部分を、面取り加工を施して丸みを付けた形状とするとともに、当該境界部分を、前記ボールの硬度よりも低い硬度となるように処理したことを特徴とするボールねじ装置。 A screw shaft having a ball screw groove on the outer peripheral surface, a ball nut having a ball screw groove corresponding to the ball screw groove of the screw shaft on the inner peripheral surface, a ball screw groove of the screw shaft and the ball nut facing each other. A plurality of balls that roll on a ball rolling path formed by a ball screw groove, and the ball nut has a ball return path, and the ball rolling path and the ball return path are provided on an end surface of the ball nut. In a ball screw device provided with a guide groove for forming a direction change path for communicating
A boundary portion between the ball screw groove and the guide groove of the ball nut is rounded by chamfering, and the boundary portion is processed to have a hardness lower than the hardness of the ball. A ball screw device characterized by that.
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JP2022108309A (en) * | 2021-01-13 | 2022-07-26 | 株式会社コロナ | Air conditioner |
-
2003
- 2003-09-03 JP JP2003311110A patent/JP2005076844A/en not_active Withdrawn
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