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JP3964008B2 - Tube type ball screw device - Google Patents

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JP3964008B2
JP3964008B2 JP20660197A JP20660197A JP3964008B2 JP 3964008 B2 JP3964008 B2 JP 3964008B2 JP 20660197 A JP20660197 A JP 20660197A JP 20660197 A JP20660197 A JP 20660197A JP 3964008 B2 JP3964008 B2 JP 3964008B2
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    • 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
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    • F16H25/2238Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with cages or means to hold the balls in position using ball spacers, i.e. spacers separating the balls, e.g. by forming a chain supporting the balls
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ねじ軸とナット部材とを多数のボールを介して螺合させて構成され、工作機械や工業用ロボット等のスライド部においてモーター等の回転運動を直線運動に変換して伝達するボールねじ装置に係り、特にボールの無限軌道を構成するためにボール循環用管状体を有するチューブ式ボールねじ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ボールねじ装置は、外周面に螺旋状のボール転走溝を有するねじ軸と、内周面に上記ボール転走溝と相対向し、かつ、このボール転走溝と同じリード角の螺旋状の負荷転走溝を有するナット部材と、これら負荷転走溝とボール転走溝との間に介装されて荷重を負荷しながら転走する多数のボールとで構成されており、そして、上記多数のボールを循環させるためにボールの無限軌道が構成されている。
【0003】
このボールの無限軌道を構成する方法については、従来より幾つかの方法が知られており、例えば、図20及び図21に示すように、ねじ軸aのボール転走溝bとナット部材cの負荷転走溝dとが形成する負荷領域の始端と終端との間に、両端部にボール転走溝b内まで突出して負荷領域のボール転走溝b内を転走してくるボールeをすくい上げ、あるいは、この負荷領域のボール転走溝b内にボールeを送り込む舌片gを備えたボールチューブfを架け渡し、負荷領域の終端を出たボールeをこのボールチューブfを介して再び負荷領域の始端に循環させるチューブ方式(実開昭49−64672号公報)等が知られている。
【0004】
しかしながら、このチューブ式の方法は、ボールeがその無限軌道の負荷領域の終端から無負荷領域に移行する際に、ボールチューブfの舌片gに衝突し、これによって転走するボールeが無負荷領域を形成するボールチューブf内にすくい上げられ、再び負荷領域の始端に循環されるようになっている。
【0005】
このため、この従来のボールねじ装置においては、負荷領域を転走するボールを無負荷領域にすくい上げ、あるいは、この無負荷領域にあるボールを負荷領域に送り込む際に、転走するボールの進行方向を変えるための舌片gの存在が不可欠であり、このために必然的にボールの円滑な循環運動が損なわれ、結果としてボールねじ装置の均一で安定した回転運動が損なわれたり、寿命が短くなり、また、騒音が発生する原因にもなっている。
【0006】
更に、実開平5−27408号公報には、図22に示すように、ボール循環用パイプ(ボールチューブf)を備えたボールeの循環経路h内に可撓性を有する帯状リテーナiをこの循環経路h全長に亘って摺動可能に設け、この帯状リテーナiには多数のボール用ポケット(図示せず)をその全長に亘って所定の間隔で設け、これらのボール用ポケット内にボールeを回転可能に保持させ、これによって互いに隣接するボールe同士が接触することがなく、回転トルクムラがなくて動作特性に優れ、循環経路h内を円滑に循環移動することができるボールねじ装置が開示されている。
【0007】
しかしながら、このようなボールねじ装置においては、ボールeの循環経路h内に組み込まれた帯状リテーナiに不可避的に大きな捩れと曲げとが発生し、この帯状リテーナiの捩れと曲げとを循環経路h内で吸収する必要があり、「循環経路内に組み込んだ帯状リテーナにより互いに隣接するボール同士の接触を防止して動作特性に優れたボールねじ装置とする」という考え方としては成立しても、実際には循環経路h内で帯状リテーナiの捩れと曲げとをどのようにして吸収するかについて適当な手段がなく、現実に製品として完成するには至っていないのが実情であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、この問題を根本的に解決できる手段について鋭意検討した結果、多数のボールを整列状態にかつ転動可能に保持する可撓性の連結体を用いてボール連結体を構成し、また、無負荷ボール通路からなる無限軌道の無負荷領域にはボール連結体の連結体を案内する案内溝条を形成し、負荷転走溝からなる無限軌道の負荷領域では各ボールで連結体を移動せしめると共に無限軌道の無負荷領域では連結体で各ボールを案内して移動せしめ、無負荷ボール通路の少なくとも負荷転走溝側にはこの負荷転走溝を移動するボールの進行方向に沿って連結体を案内する誘導部を形成し、これによって無限軌道の負荷領域と無負荷領域との間で行なわれるボールの授受を円滑にし、無限軌道内でのボールの円滑な循環運動を達成できることを見出し、本発明を完成させた。
【0009】
従って、本発明の目的は、無限軌道の負荷領域と無負荷領域との間で行なわれるボールの授受を円滑にし、これによってボールの円滑な循環運動を達成できるチューブ式ボールねじ装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、外周面に螺旋状のボール転走溝を有するねじ軸と、内周面に上記ねじ軸のボール転走溝と相対向する螺旋状の負荷転走溝を有するナット部材と、このナット部材に取り付けられ、上記負荷転走溝の始端と終端を連通連結してボールの無限軌道をなす無負荷ボール通路を有するボール循環用管状体と、上記無限軌道内を転走する多数のボール及びこれらのボールを整列状態にかつ回転自在に保持する連結体で形成されたボール連結体とを備えたチューブ式ボールねじ装置において、上記無負荷ボール通路からなる無限軌道の無負荷領域には上記ボール連結体の連結体を案内する案内溝条を形成し、上記負荷転走溝からなる無限軌道の負荷領域では各ボールで連結体を移動せしめると共に無限軌道の無負荷領域では連結体で各ボールを案内して移動せしめ、上記無負荷ボール通路の少なくとも負荷転走溝側にはこの負荷転走溝を移動するボールの進行方向に沿って連結体を案内する誘導部を形成したチューブ式ボールねじ装置である。
【0011】
また、本発明は、外周面に螺旋状のボール転走溝を有するねじ軸と、内周面に上記ねじ軸のボール転走溝と相対向する螺旋状の負荷転走溝を有すると共にこの負荷転走溝の一端から他端へボールを循環させるための無負荷ボール通路を有し、多数のボールを介して上記ねじ軸に螺合するナット部材と、このナット部材に取り付けられ、一端が上記負荷転走溝の終端に開口すると共に他端が負荷転走溝の始端に開口し、負荷転走溝の終端から出てきたボールを負荷転走溝の始端に送り込んでボールを循環させる無負荷ボール通路を形成するボール循環用管状体と、上記ナット部材の負荷転走溝とボール循環用管状体の無負荷ボール通路とが形成する無限軌道内を転走する多数のボール及びこれらのボールを互いに鎖状に連結する可撓性の連結体で形成されたボール連結体とを備えたチューブ式ボールねじ装置において、上記ボール連結体の連結体を各ボール間に介装される介装部とこれら介装部の間を連通連結する連結部とで構成してこの連結体により多数のボールを整列状態にかつ転動可能に保持せしめ、上記ボール循環用管状体を一対の管ピースとこれら一対の管ピースの間を連通連結するチューブ体とで構成し、上記各管ピースには少なくともその負荷転走溝側にこの負荷転走溝のリード角に沿ってその接線方向に各ボールを誘導する誘導領域を持つ案内孔を設け、これら一対の管ピースの案内孔及びこれらの案内孔の間を連通連結して無負荷ボール通路を形成するチューブ体の連通孔には上記ボール連結体を構成する連結体の連結部が摺動可能に嵌合してこの連結体を案内する案内溝条を形成し、無限軌道の負荷領域を構成する負荷転走溝ではこの負荷転走溝を転走する各ボールにより連結体を移動せしめると共に無限軌道の無負荷領域を構成する無負荷ボール通路ではこの無負荷ボール通路を移動する連結体で各ボールを案内して移動せしめるチューブ式ボールねじ装置である。
【0012】
本発明において、上記ねじ軸の外周面に形成されるボール転走溝については、その断面形状が略々半円のボール転走面を有する、いわゆるサーキュラー状に形成されても、また、2つの略々1/4円の円弧状ボール転走面が交わった、いわゆるゴシックアーチ状に形成されていてもよく、そして、その数も1条であっても2条以上の複数条であってもよい。
【0013】
また、多数のボールを介して上記ねじ軸に螺合するナット部材については、その内周面に上記ねじ軸のボール転走溝と相対向する螺旋状の負荷転走溝を有するものであり、この負荷転走溝についても、上記ねじ軸のボール転走溝と同様に、その断面形状が略々半円のボール転走面を有する、いわゆるサーキュラー状に形成されても、また、2つの略々1/4円の円弧状ボール転走面が交わった、いわゆるゴシックアーチ状に形成されていてもよく、そして、その数もボール転走溝の数に対応して1条であっても2条以上の複数条であってもよい。
【0014】
本発明において、無限軌道の無負荷ボール通路を形成するボール循環用管状体は、一対の管ピースとこれら一対の管ピースの間を連通連結するチューブ体とで構成され、また、上記各管ピースには少なくともその負荷転走溝側にこの負荷転走溝のリード角に沿ってその接線方向に各ボールを誘導する誘導領域を持つ案内孔が設けられ、更に、これら一対の管ピースの案内孔及びこれらの案内孔の間を連通連結して無負荷ボール通路を形成するチューブ体の連通孔には上記ボール連結体を構成する連結体の連結部が摺動可能に嵌合してこの連結体を案内する案内溝条が形成されている。
【0015】
そして、上記一対の管ピースに形成された各案内孔については、好ましくは、ナット部材の負荷転走溝側の始端からチューブ体の連通孔側の終端にかけて、負荷転走溝側始端における案内溝条の位置が対称になり、かつ、連通孔側終端における案内溝条の位置が同じになるように、捩れ及び/又は曲げが与えられ、これによってこれら一対の管ピース間を連通連結するチューブ体を容易に形成できるようになっている。
【0016】
特に好ましくは、一対の管ピースの各案内孔をその全長に亘って誘導領域に形成すると共にこれら各案内孔の案内溝条の一部又は全部にその位置の捩れを付与し、また、これら一対の管ピース間を連通連結するチューブ体には、その始端から終端に亘って案内溝条が同じ位置になるように形成すると共にその始端側及び終端側に曲げ部を形成し、一対の管ピースを粉末金属を用いた焼結体で互いに全く同じ形状に形成し、更に、これら一対の管ピース間を連通連結するチューブ体を互いに全く同じ形状の一対のチューブ片で構成する。このように、ボール循環用管状体を互いに同じ形状の一対の管ピースと互いに同じ形状の一対のチューブ片とで構成することにより、成形部品の数を少なくすることができる。
【0017】
更に、各管ピースの形状については、好ましくはその外側輪郭形状を楕円形、四角形、五角形等の非円形状に形成し、また、ナット部材側にはこの各管ピースの外側輪郭形状に対応する非円形状の嵌合穴を穿設し、この嵌合穴内に管ピースを嵌め込むことによりナット部材に取り付ける各管ピースの位置決めが行なわれるようにするのがよい。
【0018】
また、これら各管ピースについては、その全体が1つの部品として成形されていてもよく、また、複数に分割されて形成され、ナット部材側に穿設された嵌合穴内に嵌合した際に分割された各管ピースが相俟って1つの完成した管ピースを形作るようにしてもよい。
【0019】
なお、一対の管ピースとチューブ体との間を連通連結する方法についても、これら各管ピース及びチューブ体によって形成される無負荷ボール通路やこの無負荷ボール通路に沿って形成される案内溝条が段差なく滑らかに連続して形成されればよく、特に制限されるものではないが、ナット部材にはその外周面にチューブ体を固定するための取付面を形成すると共にこのナット部材に穿設する嵌合穴の深さを各管ピースの長さ寸法より深くし、また、各管ピースの上面にはチューブ体の端部の位置決めをする位置決め用段差部を形成し、この位置決め用段差部にチューブ体の両端部を位置させてナット部材の取付面に固体金具等の手段で固定するのがよい。
【0020】
なお、一対の管ピースとチューブ体とからなるボール循環用管状体の無負荷ボール通路に付与される捩れ及び/又は曲げは、その全てが管ピース側で処理されていてもよいが、管ピース側には捩れのみを付与し、チューブ体側で曲げを付与するようにするのがよい。このように捩れ及び/又は曲げの処理を管ピースとチューブ体とに分散させ、加工性の向上と成形部品の共通化を図り、部品点数を低減して低コスト化を図るのがよい。
【0021】
そして、ボールの無限軌道内に組み込まれるボール連結体については、各ボールが互いに衝突しないように連結体で各ボールを鎖状に連結し、かつ、無限軌道の負荷領域ではこの負荷領域を転走する各ボールで連結体を移動せしめると共に無負荷領域ではこの無負荷領域を移動する連結体で各ボールを案内して移動せしめることができるように、少なくとも連結体が各ボールを脱落しないように、かつ、転動可能に保持している必要があり、そのために連結体は各ボール間に介装される介装部とこれら介装部の間を連通連結する連結部とで構成される。
【0022】
このボール連結体は、両端部を有する連結体で形成された1本又は複数本の有端ボール連結体としてボールの無限軌道内に組み込まれてもよいほか、無端の連結体を有する1本の無端ボール連結体としてボールの無限軌道内に組み込まれてもよい。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施例に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
【0024】
図1及び図2に本発明のチューブ式ボールねじ装置が示されている。このボールねじ装置は、基本的には、外周面に1条の螺旋状のボール転走溝5を有するねじ軸1と、中央に上記ねじ軸1の貫通孔を有する円筒状に形成され、その内周面には上記ボール転走溝5と相対向する1条の螺旋状の負荷転走溝6を有すると共にその外周に平らな取付面7を有すると共にこの取付面7の対角線上の位置には取付面7からそれぞれ負荷転走溝6の始端と終端とに向けて一対の嵌合穴8が穿設されているナット部材2と、このナット部材2の取付面7に取付金具9によって取り付けられ、上記ナット部材2の負荷転走溝6の始端と終端との間を連通連結して無限軌道を形成する無負荷ボール通路10を有するボール循環用管状体3と、上記ナット部材2の負荷転走溝6(負荷領域)とこのナット部材2に取り付けられたボール循環用管状体3の無負荷ボール通路10(無負荷領域)とで形成される無限軌道内を転走する1本の有端ボール連結体4とで構成されており、この有端ボール連結体4は多数のボール11とこれら多数のボール11を互いに鎖状に連結すると共に合成樹脂で形成されて両端部を有する可撓性の連結体12とで形成されている。なお、図2において、有端ボール連結体4は、その連結体12の捩れが理解され易くなるように、模式的に描かれている。
【0025】
この実施例において、上記有端ボール連結体4は、図3〜図5に示すように、その連結体12が各ボール11間に介装され、各ボール11の球面に沿ってその上下方向に異なる長さで延びる2種類の爪状の介装部13a,13b(13)とこれらの介装部13の間を各ボール11の球面に沿って左右方向に連結する2本のベルト部(連結部)14とで形成されている。そして、上記介装部13は、有端ボール連結体4を湾曲させた際に、その外側になる側に位置する爪状の介装部13aが長くてその内側になる側に位置する爪状の介装部13bが短く形成され、湾曲させた際にもこれらの爪状の介装部13と2本のベルト部14とによってボール11を抱え込んで脱落しないように保持し、しかも、短い爪状の介装部13bを内側にして矢印XY方向に容易に湾曲できる形状になっている。
【0026】
この有端ボール連結体4は、各ボール11を中子として金型内に配列し、この金型内に溶融合成樹脂を射出してインサート成形を行い、次いで金型から離型したのち、成形された有端ボール連結体4を鉱油系潤滑油中に浸漬し、成形された連結体12を膨潤させて各ボール11とこの連結体12との間に隙間を形成せしめ、これによって各ボール11が連結体12に保持された状態で自由に回転できるようにされている。
【0027】
上記ボール循環用管状体3は、図6〜図8に示すように、ナット部材2に形成された一対の嵌合穴8内に嵌め込まれる一対の管ピース15とこれらの管ピース15の間を連通連結するチューブ体16とで構成されており、ボール11の無限軌道を構成する無負荷ボール通路10は一対の管ピース15に形成された案内孔10aとチューブ体16に形成された連通孔10bとで構成されている。
【0028】
この実施例において、上記一対の管ピース15は互いに同じ形状に成形されており、そして、各管ピース15は、図8〜図10に示されているように、焼結金属で長手方向斜めの上面15aを有する略々楕円状筒体に形成されており、この管ピース15に形成された案内孔10aはその全体が底面15bから上面15aに向けてナット部材2の負荷転走溝6のリード角に沿ってその接線方向に延びる誘導領域となっており、また、この案内孔10aには上記ボール連結体4の連結体12の連結部14が摺動可能に嵌合してこのボール連結体4の連結体12を案内する一対の案内溝条17が形成されている。そして、この案内溝条17は、案内孔10a内においてそのどの位置においても互いに相対向する位置に存在し、ナット部材2の負荷転走溝6側の始端(管ピース15の底面15b側)からチューブ体16の連通孔10b側の終端(管ピース15の上面15a側)にかけて所定の角度だけ捩れており、これによって、一対の管ピース15がナット部材2に組み込まれた際に、これら一対の管ピース15において互いに対称の位置関係にある案内溝条17が連通孔10b側終端において同じ位置関係となっている。
【0029】
なお、ナット部材2に形成された嵌合穴8は、上記各管ピース15の外側輪郭形状が略々楕円状に形成されていることに対応して略々楕円状に形成されていると共に、その深さが各管ピース15の長さ寸法より深くなっており、この嵌合穴8内に管ピース15を嵌め込むことによりこの管ピース15がナット部材2に対して位置決めされ、また、これら各管ピース15の上面15aには上記チューブ体16の端部が係止してこのチューブ体16の端部の位置決めをする位置決め用段差部15cが形成されており、チューブ体16の始端側及び終端側に形成された曲げ部16aを上記嵌合穴8内に差し込んでその先端を位置決め用段差部15cに係止し、このチューブ体16をナット部材2の取付面7に固体金具9で固定することにより、これら一対の管ピース15及びチューブ体16がナット部材2に固定されるようになっている。
【0030】
ここで、上記チューブ体16は、図11〜図16に示すように、合成樹脂で成形された互いに全く同じ形状の一対のチューブ片18で構成されており、その両端部にはチューブ体16の曲げ部16aを形成する曲げ部18aが形成され、また、その内面側中央に沿って上記ボール連結体4の連結体12の連結部14が摺動可能に嵌合する案内溝条19が形成されている。
【0031】
この実施例においては、一対のチューブ片18を互いに全く同じ形状に形成できるように、その横断面形状については、領域A→Bについては図13のように形成され、領域C→Dについては図14のように形成され、また、領域B→Cについては図15のように形成され、一対のチューブ片18を組み合わせてチューブ体16を形成したとき、図16に示すように、このチューブ体16の連通孔10a内面側には一対の案内溝条19が互いに相対向する位置に存在するようになっている。
【0032】
この実施例において、上記ナット部材2の負荷転走溝6(負荷領域)と一対の管ピース15の案内孔10a及びチューブ体16の連通孔10bが形成するボール循環用管状体3の無負荷ボール通路10(無負荷領域)とで形成される無限軌道と、この無限軌道内を転走する有端ボール連結体4との関係は、図17〜図19に模式的に示すようになっており、図17では無限軌道内における有端ボール連結体4の動きとその時の姿勢、特に案内孔10a内での捩れの状態とチューブ体16の曲げ部16aにおける曲げの状態とが示されており、また、図18ではナット部材2の負荷転走溝6内を転走する有端ボール連結体4の状態が示されており、更に、図19ではねじ軸1のボール転走溝5内を転走する有端ボール連結体4の状態が示されている。なお、これら図17〜図19において、有端ボール連結体4は、その連結体12の捩れが理解され易くなるように、模式的に描かれている。
【0033】
無限軌道内を転走する有端ボール連結体4の連結体12の連結部14の位置は、各管ピース15の案内孔10a内に入る直前又は案内孔10aから出てきた直後(負荷転走溝6の始端と終端)においては互いに対称の位置にあり、各管ピース15の案内孔10a内で所定の角度だけ捩じられて各管ピース15の案内孔10aのチューブ体16側出口直前では互いに同じ位置関係になり、そして、両端部にそれぞれ曲げ部16aを有するチューブ体16の連通孔10bにおいてはその始端から終端まで同じ位置関係を保っている。
【0034】
従って、この実施例では、一対の管ピース15の案内孔10aがナット部材2の負荷転走溝6のリード角に沿ってその接線方向に延びる誘導領域となっており、これによって無限軌道の負荷領域と無負荷領域との間で行なわれるボール11の授受が円滑になり、また、一対の管ピース15で所定の捩れ処理が行なわれ、かつ、チューブ体16の両端で所定の曲げ処理が行なわれており、これによって無限軌道内をボール連結体4が円滑に転走し、結果としてボールの円滑な循環運動が達成される。
【0035】
【発明の効果】
本発明によれば、ボール循環用管状体を有するボールねじ装置において、その無限軌道内に連結体で多数のボールを整列状態にかつ転動可能に保持したボール連結体を組み込み、無限軌道の無負荷領域を構成する無負荷ボール通路には連結体を案内する案内溝条を形成し、無限軌道の負荷領域を構成する負荷転走溝では各ボールで連結体を移動せしめると共に無負荷領域では連結体で各ボールを案内して移動せしめ、無負荷ボール通路の少なくとも負荷転走溝側にはこの負荷転走溝を移動するボールの進行方向に沿って連結体を案内する誘導部を形成したので、無限軌道の負荷領域と無負荷領域との間で行なわれるボールの授受が極めて円滑になり、これによってボールの円滑な循環運動を達成することができる。
【0036】
また、請求項2に記載の発明によれば、ボール循環用管状体を有するボールねじ装置において、その無限軌道内に連結体で多数のボールを整列状態にかつ転動可能に保持したボール連結体を組み込み、無負荷領域を構成するボール循環用管状体を一対の管ピースとこれら一対の管ピースの間を連通連結するチューブ体とで構成し、各管ピースには少なくともその負荷転走溝側にこの負荷転走溝のリード角(又はボール転走溝のリード角)に沿ってその接線方向に各ボールを誘導する誘導領域を持つ案内孔を設け、これら一対の管ピースの案内孔及びこれらの案内孔の間を連通連結して無負荷ボール通路を形成するチューブ体の連通孔には上記ボール連結体を構成する連結体の連結部が摺動可能に嵌合してこの連結体を案内する案内溝条を形成し、無限軌道の負荷領域では各ボールで連結体を移動せしめると共に無負荷領域では連結体で各ボールを案内して移動せしめるように構成したので、無限軌道の負荷領域と無負荷領域との間で行なわれるボールの授受が極めて円滑になり、これによってボールの円滑な循環運動を達成することができる。
【0037】
更に、請求項3に記載の発明によれば、ナット部材の負荷転走溝と無負荷ボール通路との間を連通連結する一対の管ピースの案内孔に、その負荷転走溝側始端から無負荷ボール通路側終端にかけて、負荷転走溝側始端における案内溝条の位置が対称になり、かつ、無負荷ボール通路側終端における案内溝条の位置が同じになるように、捩れ及び/又は曲げを与えているので、ボールの無限軌道内を走行するボール連結体はこの方向転換路でその姿勢が整えられ、これによってボール連結体を構成する各ボールが互いに干渉し合うことなく、整列状態で円滑に無限軌道内を循環する。
【0038】
更に、請求項4に記載の発明によれば、一対の管ピースの各案内孔の全長が誘導領域になっていると共にこれら各案内孔の案内溝条の一部又は全部にその位置の捩れが設けられており、また、これら一対の管ピース間を連通連結するチューブ体の始端から終端に亘って案内溝条が同じ位置に形成されていると共にその始端側及び終端側に曲げ部が形成されているので、無負荷ボール通路に必要な捩れと曲げを容易に付与することができ、これによってボール連結体が安定して循環できる無限軌道の無負荷領域を形成することができるほか、これら管ピース及びチューブ体を必要最小限の部品で構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、この発明の実施例に係るチューブ式ボールねじ装置を示す正面図である。
【図2】 図2は、図1のチューブ式ボールねじ装置の一部を切り欠いてボールの無限軌道の一部を模式的に示す斜視説明図である。
【図3】 図3は、図1のチューブ式ボールねじ装置に組み込まれた有端ボール連結体を示す正面説明図である。
【図4】 図4は、図3のA部を拡大して示す部分拡大図である。
【図5】 図5は、図4の底面図である。
【図6】 図6は、図1のナット部材を示す平面図である。
【図7】 図7は、図1の無限軌道を模式的二示す断面説明図である。
【図8】 図8は、図1のナット部材及びボール循環用管状体が形成する無負荷ボール通路を模式的に示す断面説明図である。
【図9】 図9は、図7の管ピースを示す斜視図である。
【図10】 図10は、図9の管ピースを示す正面図(a)、平面図(b),及び底面図(c)である。
【図11】 図11は、図8のチューブ体を構成する一方のチューブ片の平面図である。
【図12】 図12は、図11のチューブ片の正面図である。
【図13】 図13は、図12のチューブ片のA−B領域における断面図である。
【図14】 図14は、図12のチューブ片のC−D領域における断面図である。
【図15】 図15は、図12のチューブ片のB−C領域における断面図である。
【図16】 図16は、図8のチューブ体の断面図である。
【図17】 図17は、図1のチューブ式ボールねじ装置におけるボールの無限軌道を模式的に示す部分断面斜視説明図である。
【図18】 図18は、図1のチューブ式ボールねじ装置におけるナット部材の負荷転走溝内を転走する有端ボール連結体の状態を示す部分断面斜視説明図である。
【図19】 図19は、図1のチューブ式ボールねじ装置におけるねじ軸のボール転走溝内を転走する有端ボール連結体の状態を示す部分断面斜視説明図である。
【図20】 図20は、従来のボールねじ装置を示す平面図である。
【図21】 図21は、図20の断面説明図である。
【図22】 図22は、他の従来のボールねじ装置を示す断面正面図である。
【符号の説明】
1…ねじ軸、2…ナット部材、3…ボール循環用管状体、4…有端ボール連結体、5…ボール転走溝、6…負荷転走溝、7…取付面、8…嵌合穴、9…取付金具、10…無負荷ボール通路、10a…案内孔、10b…連通孔、11…ボール、12…連結体、13a,13b(13)…介装部、14…ベルト部(連結部)、15…ピース、15a…上面、15b…底面、15c…位置決め用段差部、16…チューブ体、16a…曲げ部、17…案内溝条、18…チューブ片、18a…曲げ部、19…案内溝条、
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is configured by screwing a screw shaft and a nut member through a large number of balls, and converting a rotary motion of a motor or the like into a linear motion and transmitting it in a slide portion of a machine tool, an industrial robot or the like The present invention relates to a screw device, and more particularly to a tube-type ball screw device having a ball circulation tubular body to form an endless track of a ball.
[0002]
[Prior art]
In general, a ball screw device includes a screw shaft having a spiral ball rolling groove on the outer peripheral surface, a spiral having the same lead angle as the ball rolling groove, opposite to the ball rolling groove on the inner peripheral surface. And a plurality of balls that are interposed between the load rolling grooves and the ball rolling grooves and roll while applying a load, and In order to circulate a large number of the balls, an endless track of the balls is formed.
[0003]
As a method of constructing the endless track of the ball, several methods have been conventionally known. For example, as shown in FIGS. 20 and 21, the ball rolling groove b of the screw shaft a and the nut member c are formed. A ball e that protrudes into the ball rolling groove b at both ends and rolls in the ball rolling groove b in the load area between the start and end of the load area formed by the load rolling groove d. A ball tube f having a tongue piece g for feeding the ball e into the ball rolling groove b in the load area is bridged, and the ball e exiting the end of the load area is again passed through the ball tube f. A tube system (Japanese Utility Model Laid-Open No. 49-64672) that circulates at the beginning of the load region is known.
[0004]
However, in this tube-type method, when the ball e moves from the end of the load region of the endless track to the no-load region, the ball e collides with the tongue piece g of the ball tube f, thereby causing no ball e to roll. It is scooped up into the ball tube f forming the load region and is circulated again to the start end of the load region.
[0005]
For this reason, in this conventional ball screw device, when the ball rolling in the load area is scooped up into the no-load area, or when the ball in this no-load area is fed into the load area, the traveling direction of the rolling ball The presence of a tongue piece g for changing the position of the ball screw is indispensable, and as a result, the smooth circulation movement of the ball is inevitably impaired. It also causes noise.
[0006]
Furthermore, in Japanese Utility Model Publication No. 5-27408, as shown in FIG. 22, a flexible belt-like retainer i is circulated in a circulation path h of a ball e provided with a ball circulation pipe (ball tube f). The belt h is slidably provided over the entire length of the path h, and a plurality of ball pockets (not shown) are provided at predetermined intervals over the entire length of the belt-like retainer i, and the ball e is placed in these ball pockets. Disclosed is a ball screw device that is held rotatably so that adjacent balls e do not come into contact with each other, have no rotational torque unevenness, have excellent operating characteristics, and can smoothly circulate in the circulation path h. ing.
[0007]
However, in such a ball screw device, the belt-like retainer i incorporated in the circulation path h of the ball e inevitably undergoes large twisting and bending, and the twisting and bending of the belt-like retainer i are circulated through the circulation path. It is necessary to absorb within h, and even if it is established as a concept that “a ball-shaped retainer incorporated in the circulation path prevents contact between adjacent balls and has excellent operation characteristics”, Actually, there is no appropriate means for how to absorb the twist and bending of the belt-like retainer i in the circulation path h, and the actual situation is that the product has not yet been completed as a product.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, as a result of intensive studies on means that can fundamentally solve this problem, the present inventors have determined that the ball connection body is formed using a flexible connection body that holds a large number of balls in an aligned state and is capable of rolling. In addition, a guide groove is formed in the endless track unloaded area consisting of the unloaded ball path to guide the connected body of the ball connected body. The connected body is moved and each ball is guided and moved by the connected body in the unloaded region of the endless track, and the traveling direction of the ball moving through the loaded rolling groove at least on the loaded rolling groove side of the unloaded ball path A guiding part that guides the connecting body along the rim is formed, thereby facilitating the transfer of the ball between the load area and the no-load area of the endless track, and smooth circulation of the ball in the endless track. Can achieve Heading the door, it has led to the completion of the present invention.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a tube-type ball screw device that can smoothly transfer and receive a ball between a load region and an unload region of an endless track, thereby achieving a smooth circulation movement of the ball. It is in.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides a screw shaft having a spiral ball rolling groove on the outer peripheral surface, and a nut member having a spiral load rolling groove facing the ball rolling groove of the screw shaft on the inner peripheral surface; A tubular body for ball circulation having an unloaded ball passage which is attached to the nut member and communicates the start and end of the load rolling groove to form an endless track of the ball, and a large number of rolling in the endless track In a tube-type ball screw device comprising a ball coupling body formed of a coupling body that holds these balls in an aligned state so as to be rotatable. Forms a guide groove that guides the connection body of the ball connection body, and moves the connection body with each ball in the load region of the endless track composed of the load rolling groove, and connects the connection body in the unloading region of the endless track. A tube-type ball in which a ball is guided and moved, and a guide portion is formed on at least the load rolling groove side of the no-load ball path to guide the connecting body along the traveling direction of the ball moving in the load rolling groove. It is a screw device.
[0011]
The present invention also includes a screw shaft having a spiral ball rolling groove on the outer peripheral surface and a spiral load rolling groove facing the ball rolling groove of the screw shaft on the inner peripheral surface. There is a no-load ball passage for circulating the ball from one end of the rolling groove to the other end, a nut member that is screwed to the screw shaft via a number of balls, and is attached to the nut member, and one end is No load that opens at the end of the load rolling groove and opens the other end at the start of the load rolling groove, and sends the ball coming out from the end of the load rolling groove to the start of the load rolling groove to circulate the ball A number of balls that roll in an endless track formed by a ball circulation tubular body that forms a ball passage, a load rolling groove of the nut member and an unloaded ball passage of the ball circulation tubular body, and these balls Flexible connectors that connect to each other in a chain In a tube-type ball screw device provided with a formed ball coupling body, an interposition part that interposes the coupling body of the ball coupling body between the balls and a coupling part that communicates and connects the interposition parts; The connection body holds a large number of balls in an aligned state so as to be rollable, and the ball circulation tubular body is formed of a pair of tube pieces and a tube body that connects the pair of tube pieces in communication with each other. Each pipe piece is provided with a guide hole having a guide region for guiding each ball in the tangential direction along the lead angle of the load rolling groove at least on the side of the load rolling groove. The connecting portion of the connecting body constituting the ball connecting body is slidably fitted in the communicating hole of the tube body that forms a no-load ball passage by connecting and connecting the guide holes of the piece and the guide holes. Guide the lever In a loaded rolling groove that forms a guide groove and constitutes a load area of an endless track, the unloaded ball that forms a no-load area of an endless track while moving the connected body by each ball rolling in the load rolling groove The passage is a tube-type ball screw device in which each ball is guided and moved by a connecting body that moves in the unloaded ball passage.
[0012]
In the present invention, the ball rolling groove formed on the outer peripheral surface of the screw shaft may be formed in a so-called circular shape having a substantially semi-circular ball rolling surface. It may be formed in a so-called Gothic arch shape in which approximately 1/4 circle arc-shaped ball rolling surfaces intersect, and the number may be one or more than two. Good.
[0013]
Further, the nut member screwed to the screw shaft through a large number of balls has a spiral load rolling groove opposite to the ball rolling groove of the screw shaft on the inner peripheral surface thereof. As with the ball rolling groove of the screw shaft, the load rolling groove may be formed in a so-called circular shape having a substantially semi-circular ball rolling surface, or two substantially It may be formed in the shape of a so-called Gothic arch where the arc-shaped ball rolling surfaces of ¼ circle intersect, and the number thereof is 2 even if the number is one corresponding to the number of ball rolling grooves. It may be a multiple number of lines.
[0014]
In the present invention, the ball circulation tubular body forming the unloaded ball path of the endless track is composed of a pair of tube pieces and a tube body that communicates and connects the pair of tube pieces. Has a guide hole having a guide region for guiding each ball in the tangential direction along the lead angle of the load rolling groove at least on the side of the load rolling groove, and further, guide holes of the pair of pipe pieces. In addition, a connecting portion of the connecting body constituting the ball connecting body is slidably fitted into the connecting hole of the tube body that forms a no-load ball passage by connecting and connecting the guide holes. Guide grooves are formed for guiding.
[0015]
And about each guide hole formed in the pair of pipe pieces, preferably, the guide groove at the load rolling groove side start end from the start end of the nut member on the load rolling groove side to the terminal end of the tube body on the communication hole side A tube body that is twisted and / or bent so that the positions of the strips are symmetric and the guide groove strips at the end of the communication hole side are the same, thereby connecting the pair of tube pieces in communication. Can be formed easily.
[0016]
Particularly preferably, each guide hole of the pair of tube pieces is formed in the guide region over the entire length thereof, and a part or all of the guide groove of each guide hole is imparted with a twist of its position. In the tube body that connects the pipe pieces in communication, the guide groove is formed at the same position from the start end to the end, and a bent portion is formed on the start end side and the end side, and a pair of pipe pieces is formed. Are formed in a completely same shape with a sintered body using a powder metal, and a tube body communicating and connecting between the pair of tube pieces is composed of a pair of tube pieces having the same shape. Thus, the number of molded parts can be reduced by configuring the ball circulation tubular body with a pair of tube pieces having the same shape and a pair of tube pieces having the same shape.
[0017]
Further, the shape of each tube piece is preferably formed in an outer contour shape such as an ellipse, a quadrangle, or a pentagon, and the nut member side corresponds to the outer contour shape of each tube piece. It is preferable that a non-circular fitting hole is formed and each pipe piece attached to the nut member is positioned by fitting the pipe piece into the fitting hole.
[0018]
In addition, each of these tube pieces may be formed as a whole as one part, or when divided into a plurality of parts and fitted in a fitting hole formed on the nut member side. The divided tube pieces may be combined to form one complete tube piece.
[0019]
Note that the method of connecting and connecting the pair of tube pieces and the tube body also includes the unloaded ball passage formed by each of the tube pieces and the tube body and the guide groove formed along the unloaded ball passage. However, the nut member is not particularly limited, but the nut member has a mounting surface for fixing the tube body on the outer peripheral surface and is drilled in the nut member. The depth of the fitting hole is deeper than the length dimension of each tube piece, and a positioning step for positioning the end of the tube body is formed on the upper surface of each tube piece. It is preferable to fix the both ends of the tube body to the mounting surface of the nut member by means such as a solid metal fitting.
[0020]
The twist and / or bending applied to the unloaded ball passage of the ball circulation tubular body composed of a pair of tube pieces and tube bodies may all be processed on the tube piece side. It is preferable that only the twist is applied to the side, and the bending is applied to the tube body side. In this way, it is preferable to disperse the twisting and / or bending process between the tube piece and the tube body, improve workability and make the molded parts common, reduce the number of parts, and reduce costs.
[0021]
For the ball assembly incorporated in the endless track of the ball, the balls are connected in a chain with the connection body so that the balls do not collide with each other. In order to prevent the balls from dropping off at least so that the balls can be guided and moved in the no-load area by moving the connected bodies with the balls, and in the no-load area, the balls can be guided and moved. And it is necessary to hold | maintain so that rolling is possible, and for that purpose, a connection body is comprised by the connection part which carries out the communication connection between these interposed parts and the interposed part interposed between each ball | bowl.
[0022]
The ball connection body may be incorporated into an endless track of a ball as one or a plurality of end ball connection bodies formed by a connection body having both ends, and one endless connection body. It may be incorporated in an endless track of the ball as an endless ball coupling body.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples shown in the accompanying drawings.
[0024]
1 and 2 show a tube-type ball screw device of the present invention. This ball screw device is basically formed in a cylindrical shape having a screw shaft 1 having a single spiral ball rolling groove 5 on the outer peripheral surface and a through hole of the screw shaft 1 in the center. The inner peripheral surface has one spiral load rolling groove 6 opposite to the ball rolling groove 5 and a flat mounting surface 7 on the outer periphery, and is located at a diagonal position of the mounting surface 7. The nut member 2 has a pair of fitting holes 8 drilled from the mounting surface 7 toward the starting end and the terminal end of the load rolling groove 6, respectively, and is attached to the mounting surface 7 of the nut member 2 by a mounting bracket 9. A ball circulation tubular body 3 having a no-load ball passage 10 having an endless track formed by communicatively connecting the start end and the end of the load rolling groove 6 of the nut member 2, and the load of the nut member 2 The rolling groove 6 (load region) and the bolt attached to the nut member 2 It is comprised by the one end ball coupling body 4 which rolls in the endless track formed with the no-load ball channel | path 10 (no-load area | region) of the tubular body 3 for this circulation. The body 4 is formed by a large number of balls 11 and a flexible coupling body 12 which connects the large number of balls 11 to each other in a chain and is formed of a synthetic resin and has both ends. In FIG. 2, the end ball coupling body 4 is schematically drawn so that the twist of the coupling body 12 can be easily understood.
[0025]
In this embodiment, as shown in FIG. 3 to FIG. 5, the end ball coupling body 4 includes a coupling body 12 interposed between the balls 11 and vertically extending along the spherical surface of each ball 11. Two kinds of claw-like interposition parts 13a, 13b (13) extending in different lengths and two belt parts (connections) connecting these interposition parts 13 in the left-right direction along the spherical surface of each ball 11 Part) 14. When the end ball coupling body 4 is curved, the intervening portion 13 has a claw-like interposition portion 13a positioned on the outer side and is positioned on the inner side. The intervening portion 13b is formed short, and even when bent, the nail-like interposing portion 13 and the two belt portions 14 hold the ball 11 so as not to fall off, and the short nail It has a shape that can be easily bent in the direction of the arrow XY with the intervening portion 13b inside.
[0026]
The end ball coupling body 4 is arranged in a mold with each ball 11 as a core, and a molten synthetic resin is injected into the mold to perform insert molding, and then released from the mold, and then molded. The formed end ball coupling body 4 is immersed in a mineral oil-based lubricating oil, and the formed coupling body 12 is swollen to form a gap between each ball 11 and the coupling body 12, thereby each ball 11. Can be freely rotated while being held by the connecting body 12.
[0027]
As shown in FIGS. 6 to 8, the ball circulation tubular body 3 is formed between a pair of tube pieces 15 fitted into a pair of fitting holes 8 formed in the nut member 2 and these tube pieces 15. The unloaded ball passage 10 constituting the endless track of the ball 11 is constituted by a tube body 16 which is connected in communication, and a guide hole 10a formed in a pair of tube pieces 15 and a communication hole 10b formed in the tube body 16. It consists of and.
[0028]
In this embodiment, the pair of tube pieces 15 are formed in the same shape as each other, and each tube piece 15 is made of sintered metal and slanted in the longitudinal direction as shown in FIGS. The guide hole 10a formed in the tube piece 15 has a top surface 15a and a lead hole of the load rolling groove 6 of the nut member 2 from the bottom surface 15b toward the top surface 15a. A guide region extending in the tangential direction along the corner is provided, and a connecting portion 14 of the connecting body 12 of the ball connecting body 4 is slidably fitted into the guide hole 10a. A pair of guide grooves 17 for guiding the four connecting bodies 12 are formed. And this guide groove 17 exists in the position which mutually opposes in any position in the guide hole 10a, From the starting end (the bottom face 15b side of the pipe piece 15) of the load rolling groove 6 side of the nut member 2. The tube body 16 is twisted by a predetermined angle toward the end on the communication hole 10b side (the upper surface 15a side of the tube piece 15), and when the pair of tube pieces 15 are assembled into the nut member 2, In the tube piece 15, the guide grooves 17 that are symmetrical to each other have the same positional relationship at the end of the communication hole 10 b.
[0029]
The fitting hole 8 formed in the nut member 2 is substantially elliptical corresponding to the outer contour shape of each tube piece 15 being substantially elliptical, and The depth is deeper than the length dimension of each pipe piece 15, and the pipe piece 15 is positioned with respect to the nut member 2 by fitting the pipe piece 15 into the fitting hole 8. The upper surface 15a of each tube piece 15 is formed with a positioning step 15c for locking the end of the tube body 16 to position the end of the tube body 16, and the start end side of the tube body 16 and The bent portion 16a formed on the terminal end side is inserted into the fitting hole 8 and the tip thereof is locked to the positioning step portion 15c. The tube body 16 is fixed to the mounting surface 7 of the nut member 2 with the solid metal fitting 9. By doing this A pair of tubes pieces 15 and the tube body 16 is adapted to be secured to the nut member 2.
[0030]
Here, as shown in FIGS. 11 to 16, the tube body 16 is composed of a pair of tube pieces 18 that are formed of synthetic resin and have exactly the same shape. A bent portion 18a that forms the bent portion 16a is formed, and a guide groove 19 that slidably fits the connecting portion 14 of the connecting body 12 of the ball connecting body 4 is formed along the center on the inner surface side. ing.
[0031]
In this embodiment, the cross-sectional shape of the pair of tube pieces 18 is formed as shown in FIG. 13 for the region A → B, and the region C → D is shown in FIG. 14, and the region B → C is formed as shown in FIG. 15. When the tube body 16 is formed by combining a pair of tube pieces 18, the tube body 16 is formed as shown in FIG. 16. A pair of guide grooves 19 are present at positions facing each other on the inner surface side of the communication hole 10a.
[0032]
In this embodiment, the unloaded ball of the tubular body 3 for ball circulation formed by the load rolling groove 6 (load region) of the nut member 2, the guide hole 10 a of the pair of tube pieces 15 and the communication hole 10 b of the tube body 16 is formed. The relationship between the endless track formed by the passage 10 (no-load region) and the end ball coupling body 4 that rolls in the endless track is schematically shown in FIGS. FIG. 17 shows the movement of the end ball coupling body 4 in the endless track and the posture at that time, in particular, the twisted state in the guide hole 10a and the bent state in the bent portion 16a of the tube body 16. FIG. 18 shows the state of the end ball coupling body 4 that rolls in the load rolling groove 6 of the nut member 2, and FIG. 19 shows the state of rolling in the ball rolling groove 5 of the screw shaft 1. The state of the end ball coupling body 4 running is shown That. In addition, in these FIGS. 17-19, the end ball connection body 4 is typically drawn so that the twist of the connection body 12 may be understood easily.
[0033]
The position of the connecting portion 14 of the connecting body 12 of the end ball connecting body 4 that rolls in the endless track is immediately before entering the guide hole 10a of each tube piece 15 or immediately after coming out of the guide hole 10a (load rolling). At the start and end of the groove 6, they are symmetric with each other and are twisted by a predetermined angle in the guide hole 10 a of each tube piece 15, immediately before the tube body 16 side outlet of the guide hole 10 a of each tube piece 15. In the communication hole 10b of the tube body 16 having the same positional relationship with each other and having bent portions 16a at both ends, the same positional relationship is maintained from the start end to the end.
[0034]
Therefore, in this embodiment, the guide holes 10a of the pair of pipe pieces 15 serve as a guide region extending in the tangential direction along the lead angle of the load rolling groove 6 of the nut member 2, and thereby the load on the endless track. The transfer of the ball 11 performed between the region and the no-load region becomes smooth, a predetermined twisting process is performed on the pair of tube pieces 15, and a predetermined bending process is performed on both ends of the tube body 16. As a result, the ball coupling body 4 rolls smoothly in the endless track, and as a result, a smooth circulation movement of the ball is achieved.
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a ball screw device having a ball circulation tubular body, a ball coupling body in which a large number of balls are held in an aligned state and rollable by the coupling body is incorporated in the endless track so that the endless track is free. A guide groove that guides the connected body is formed in the unloaded ball path that forms the load area, and the connected body is moved by each ball in the load rolling groove that forms the load area of the endless track and is connected in the unloaded area. Since each body guides and moves each ball, a guiding part is formed on at least the load rolling groove side of the no-load ball path to guide the connected body along the traveling direction of the ball moving through the loaded rolling groove. The transfer of the ball performed between the load area and the no-load area of the endless track becomes extremely smooth, thereby achieving a smooth circulation movement of the ball.
[0036]
According to the invention of claim 2, in the ball screw device having a ball circulation tubular body, a ball coupling body in which a large number of balls are held in an aligned state and rollable within the endless track. The ball circulation tubular body constituting the no-load region is composed of a pair of tube pieces and a tube body that communicates and connects between the pair of tube pieces, and at least the load rolling groove side of each tube piece A guide hole having a guide region for guiding each ball in the tangential direction along the lead angle of the load rolling groove (or the lead angle of the ball rolling groove) is provided. A connecting portion of the connecting body that constitutes the ball connecting body is slidably fitted in the communicating hole of the tube body that forms a no-load ball passage by connecting and connecting the guide holes to guide the connecting body. Forming guide grooves In the load area of the endless track, the ball is moved by guiding each ball with the link in the no-load area and the ball is moved between the load area and the no-load area of the endless track. The transfer of the ball that is performed is very smooth, whereby a smooth circulating movement of the ball can be achieved.
[0037]
According to the third aspect of the present invention, the guide holes of the pair of tube pieces that communicate and connect between the load rolling groove of the nut member and the unloaded ball passage are disposed from the load rolling groove side start end. Twist and / or bend so that the position of the guide groove at the starting end of the loaded rolling groove side is symmetrical and the position of the guide groove at the end of the unloaded ball path side is the same over the end of the loaded ball path side Therefore, the ball connected body traveling in the endless track of the ball is adjusted in its posture on the direction change path, and thereby the balls constituting the ball connected body are not aligned with each other without interfering with each other. Smoothly circulates in an endless track.
[0038]
Furthermore, according to the invention described in claim 4, the entire length of each guide hole of the pair of pipe pieces is a guiding region, and a part or all of the guide groove of each guide hole is twisted at that position. In addition, a guide groove is formed at the same position from the start end to the end of the tube body that communicates and connects between the pair of tube pieces, and bent portions are formed on the start end side and the end side. Therefore, it is possible to easily impart the necessary twist and bending to the unloaded ball path, thereby forming an unloaded region of an endless track where the ball coupling body can circulate stably, and these tubes The piece and the tube body can be constituted by the minimum necessary parts.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a tube-type ball screw device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective explanatory view schematically showing a part of an endless track of a ball by cutting out a part of the tube type ball screw device of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory front view showing a connected end ball assembly incorporated in the tube-type ball screw device of FIG. 1;
FIG. 4 is a partially enlarged view showing an A portion of FIG. 3 in an enlarged manner.
FIG. 5 is a bottom view of FIG. 4;
FIG. 6 is a plan view showing the nut member of FIG. 1;
7 is a cross-sectional explanatory diagram schematically showing two endless tracks in FIG. 1. FIG.
8 is a cross-sectional explanatory view schematically showing an unloaded ball passage formed by the nut member and the ball circulation tubular body of FIG. 1. FIG.
9 is a perspective view showing the tube piece of FIG. 7. FIG.
10 is a front view (a), a plan view (b), and a bottom view (c) showing the tube piece of FIG. 9. FIG.
FIG. 11 is a plan view of one tube piece constituting the tube body of FIG. 8;
FIG. 12 is a front view of the tube piece of FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view of the tube piece of FIG. 12 in the AB region.
FIG. 14 is a cross-sectional view of the tube piece of FIG. 12 in the CD region.
FIG. 15 is a cross-sectional view of the tube piece of FIG. 12 in the B-C region.
FIG. 16 is a cross-sectional view of the tube body of FIG.
FIG. 17 is a partial cross-sectional perspective explanatory view schematically showing an endless track of the ball in the tube type ball screw device of FIG. 1;
18 is a partial cross-sectional perspective explanatory view showing a state of the end ball coupling body that rolls in the load rolling groove of the nut member in the tube type ball screw device of FIG. 1. FIG.
FIG. 19 is a partial cross-sectional perspective explanatory view showing a state of an end ball coupling body that rolls in a ball rolling groove of a screw shaft in the tube type ball screw device of FIG. 1;
FIG. 20 is a plan view showing a conventional ball screw device.
FIG. 21 is a cross-sectional explanatory diagram of FIG. 20;
FIG. 22 is a cross-sectional front view showing another conventional ball screw device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Screw shaft, 2 ... Nut member, 3 ... Tubular body for ball circulation, 4 ... Ended ball coupling body, 5 ... Ball rolling groove, 6 ... Load rolling groove, 7 ... Mounting surface, 8 ... Fitting hole , 9 ... Mounting bracket, 10 ... Unloaded ball passage, 10a ... Guide hole, 10b ... Communication hole, 11 ... Ball, 12 ... Connector, 13a, 13b (13) ... Interposing part, 14 ... Belt part (connecting part) 15 ... piece, 15a ... top surface, 15b ... bottom surface, 15c ... positioning step, 16 ... tube body, 16a ... bending portion, 17 ... guide groove, 18 ... tube piece, 18a ... bending portion, 19 ... guide Groove,

Claims (6)

外周面に螺旋状のボール転走溝を有するねじ軸と、内周面に上記ねじ軸のボール転走溝と相対向してボールの負荷領域をなす螺旋状の負荷転走溝を有するナット部材と、このナット部材に取り付けられ、上記負荷領域の始端と終端を連通連結してボールの無限軌道をなす無負荷ボール通路を有するボール循環用管状体と、上記無限軌道内を転走する多数のボール及びこれらのボールを整列状態にかつ回転自在に保持する可撓性の連結体で形成されたボール連結体とを備えたチューブ式ボールねじ装置において、上記無負荷ボール通路の全域には上記ボール連結体の連結体を案内する案内溝条を形成し、上記負荷領域では各ボールで連結体を移動せしめると共に上記無負荷ボール通路内では連結体で各ボールを案内して移動せしめ、上記無負荷ボール通路の両端における負荷領域側には各ボールを前記負荷転走溝のリード角に沿ってその接線方向に誘導する一対の誘導領域を設け、この誘導領域内ではボールの進行方向に沿って連結体を案内する一方、
前記連結体は負荷領域内では前記ナット部材の内周面に沿って螺旋状に湾曲する一方、各誘導領域では負荷転走溝の接線方向へ伸ばされた連結体に対して所定の角度だけ捩れが与えられ、一方の誘導領域と他方の誘導領域との間における無負荷ボール通路内では前記連結体が捩れを伴うことなく一方向に湾曲することを特徴とするチューブ式ボールねじ装置。
A screw shaft having a spiral ball rolling groove on the outer peripheral surface, and a nut member having a helical load rolling groove on the inner peripheral surface opposite to the ball rolling groove of the screw shaft and forming a ball load region And a ball circulation tubular body having a no-load ball passage that is attached to the nut member and communicates the start and end of the load region to form an endless track of the ball, and a large number of rolling in the endless track. A tube-type ball screw device including a ball and a ball coupling body formed of a flexible coupling body that holds the balls in an aligned state so as to be rotatable. A guide groove is formed to guide the connection body of the connection body, and the connection body is moved by each ball in the load area, and each ball is guided and moved by the connection body in the unloaded ball path. A pair of guiding areas for guiding each ball in the tangential direction along the lead angle of the load rolling groove is provided on the load area side at both ends of the rail path, and along the traveling direction of the ball in the guiding area. While guiding the connected body ,
While the connecting body is spirally curved along the inner peripheral surface of the nut member in the load region, each connecting region is twisted by a predetermined angle with respect to the connecting body extended in the tangential direction of the load rolling groove. The tube-type ball screw device is characterized in that the connecting body bends in one direction without being twisted in an unloaded ball passage between one guide region and the other guide region .
前記ボール循環用管状体は、前記誘導領域となる案内孔を有する一対の管ピースと、これら一対の管ピースの案内孔を連通連結する連通孔を有するチューブ体とで構成され、各管ピースからチューブ体にかけて前記案内溝条が連続して形成されていることを特徴とする請求項1記載のチューブ式ボールねじ装置。 The ball circulation tubular body is composed of a pair of tube pieces having guide holes serving as the guiding regions, and a tube body having a communication hole for communicating and connecting the guide holes of the pair of tube pieces. The tube-type ball screw device according to claim 1, wherein the guide groove is formed continuously over the tube body . 一対の管ピースは互いに同じ形状に成形されており、また、前記チューブ体は互いに同じ形状の一対のチューブ片を組み合わせて構成されていることを特徴とする請求項2記載のチューブ式ボールねじ装置。 The tube-type ball screw device according to claim 2, wherein the pair of tube pieces are formed in the same shape, and the tube body is configured by combining a pair of tube pieces having the same shape. . 各管ピースは、その外側輪郭形状が非円形状に形成されており、ナット部材側に形成された非円形状の嵌合穴内に嵌め込んで位置決めされる請求項2記載のチューブ式ボールねじ装置。 3. The tube-type ball screw device according to claim 2, wherein each tube piece has an outer contour shape formed in a non-circular shape and is positioned by being fitted into a non-circular fitting hole formed on the nut member side. . ボールの無限軌道内には、両端部を有する可撓性の連結体で形成された1本又は複数本の有端ボール連結体が組み込まれている請求項1記載のチューブ式ボールねじ装置。 The tube-type ball screw device according to claim 1, wherein one or a plurality of end ball coupling bodies formed of a flexible coupling body having both ends are incorporated in the endless track of the ball. ボールの無限軌道内には、無端の連結体を有する1本の無端ボール連結体が組み込まれている請求項1記載のチューブ式ボールねじ装置。 The tube-type ball screw device according to claim 1, wherein one endless ball coupling body having an endless coupling body is incorporated in the endless track of the ball.
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