JP5037323B2 - Ball screw device - Google Patents
Ball screw device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5037323B2 JP5037323B2 JP2007319078A JP2007319078A JP5037323B2 JP 5037323 B2 JP5037323 B2 JP 5037323B2 JP 2007319078 A JP2007319078 A JP 2007319078A JP 2007319078 A JP2007319078 A JP 2007319078A JP 5037323 B2 JP5037323 B2 JP 5037323B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- nut
- circulation
- screw
- path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 37
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 2
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Description
本発明は、例えば産業機械等に用いられるボールねじ装置に関するものである。 The present invention relates to a ball screw device used in, for example, an industrial machine.
ボールねじ装置は、図8に示すようにねじ軸1の外周面及びねじ軸1の外側に位置するボールナット2の内周面に、互いに対向する螺旋状の軸ねじ溝3、ナットねじ溝4を形成し、双方のねじ溝3、4により形成される螺旋状のボール負荷転動路5内に、多数のボール6が転動自在に配置されている。そして、ねじ軸1とボールナット2を相対回転させると、ボール6の転動を介して、ねじ軸1とボールナット2が滑らかに、しかも正確に相対的に螺旋運動をするようになっている。
As shown in FIG. 8, the ball screw device includes a helical
このようなボールねじ装置のボールナット2には、ボール6をボール負荷転動路5の一端で掬い上げて他端に送ることによって、ボール6を循環させるボール循環路7が備えられている。即ち、ボール6はボール負荷転動路5内を移動し、ねじ軸1の回りを複数回通過してから、ボール負荷転動路5の一端、つまりボール循環路7の端部とボール負荷転動路5との接合部で循環駒8aを介してボール循環路7内に掬い上げられる。掬い上げられたボール6はボール循環路7内を通って、ボール循環路7の他方の端部から循環駒8bを介してボール負荷転動路5の他端に戻される。
The
図9は従来例の接合部の断面図を示し、循環駒8a、8bのボール案内通路、ボール循環路7は非負荷領域であるから、これらの内径はねじ軸1とボールナット2の両ねじ溝3、4から成るボール負荷転動路5よりも大きくされている。従って、図9(a)に示すように循環駒8とボール負荷転動路5の接合部10には段差11が生じ、ボール6が循環駒8からボール負荷転動路5に移動する際に、この段差11に衝突しボールねじ装置を駆動した際の騒音や振動の原因となっている。
FIG. 9 shows a cross-sectional view of the joint portion of the conventional example. Since the ball guide passages of the
また、ねじ軸1とボールナット2が逆回転すると、(b)に示すようにボール6は接合部10においてボール負荷転動路5から循環駒8を介してボール循環路7に移動する。このとき、ボールねじ装置が低速で駆動されている場合は、ボール6は循環駒8の内壁面12によって掬い上げられ、ボールナット2内のボール循環路7内に移動する。
When the
また、ボールねじ装置が高速で駆動されている場合には、ボール6は接合部10からボール負荷転動路5の接線方向T、つまり循環駒8の内壁面12の軸線と同じ方向に飛び出すため、循環駒8の内壁面12に衝突することがなく、内壁面12に摩耗を発生させることもない。
When the ball screw device is driven at a high speed, the
しかし図9(a)のようなボール6の移動により、段差11は使用中にボール6の衝突により摩耗し、図10に示すような傾斜部13が自然に形成されることになる。その際に発生する摩耗粉は、ボールねじ装置の耐久性を低下させる原因ともなる。そこで、これらの問題を解消するために、特許文献1、2が提案されている。
However, due to the movement of the
特許文献1では、ボール負荷転動路5からリターンチューブボール循環路に入り込む間際のナットねじ溝、及びリターンチューブから負荷転動路5に入り込むナットねじ溝を、リターンチューブ側に向けて徐々に溝形状が広がるように、テーパ状に削り込んで段差の解消を図っている。
In
特許文献2では、ボール負荷転動路5とボール循環路7との接合部のボールナット側のねじ溝には、クラウニング加工部がボールの直径の0.1〜1%程度の加工量で形成されている。
In
特許文献1、2のように、テーパ部やクラウニング加工によって傾斜部を設ける方法によれば、ボール循環路7のボール6がボール負荷転動路5に移動する際の図9に示す段差11の問題は解消できる。
As in
また、図11に示すようにテーパ部やクラウニング加工によって傾斜部14を設けると、ボール6がボール負荷転動路5から循環駒8を介してボール循環路7に入る際には、ボール6が傾斜部14に沿って移動してボール循環路7の内壁面12に衝突し、内壁面12の摩耗を生じさせるという新たな課題が生ずる。
Further, as shown in FIG. 11, when the
また、循環駒8の内壁面12の摩耗を解消する方法としては、特許文献3が提案されている。つまり、内壁面12から両ねじ溝3、4間の負荷領域にかけて、ねじ軸1の材質よりも柔軟な緩衝材がボールナット2側のボール6の拘束面に配置されている。
Further,
特許文献4には、内壁面12を循環駒8の材質の強度よりも高強度の高強度材により形成したり、径方向の内面に剥離防止用プレートを装着して、プレート面をボール走行面とし剥離摩耗を防止している。
In
つまり、特許文献1、2によって、循環駒8とボール負荷転動路5の接合部10の段差11を解消することはできるが、ボール循環路7の内壁面12の摩耗を解消するためには、特許文献3、4を併せて採用しなければならず、新たな部品の追加によるコストアップや、循環駒8の材質に制限を受けるなどの問題点を有している。
That is, according to
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、ボールをより円滑に循環させ、振動、騒音を抑えることができ、かつ通路に摩耗等が発生することを防止し、耐久性が高いボールねじ装置を提供することにある。 The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems, circulate the ball more smoothly, suppress vibrations and noises, prevent wear and the like from occurring in the passage, and have high durability. To provide an apparatus.
上記目的を達成するための本発明に係るボールねじ装置は、外周面に軸ねじ溝を形成したねじ軸と、該ねじ軸の外側に位置し前記軸ねじ溝と対向するナットねじ溝を有するボールナットとを備え、前記ねじ軸と前記ボールナットとの相対回転に伴って前記両ねじ溝間のボール負荷転動路でボールを転動移動させ、前記ボール負荷転動路の内径よりも大きい内径を有し前記ボールを循環させるボール循環路を設け、前記ボール負荷転動路と前記ボール循環路との間を2個所において連通し内部にボール案内通路を有する循環部材を設けたボールねじ装置において、前記ボールナットと前記循環部材の接合部において、前記ボールナットには、前記ナットねじ溝から傾斜して径を外側に拡大する傾斜部と、該傾斜部に連接し前記循環部材のボール案内通路に滑らかに繋がる平坦部とから成る緩衝部を設け、前記平坦部は前記傾斜部の始点である負荷解放点Pにおける前記ねじ溝の接線方向Tに対して軸中心方向側に傾斜させたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a ball screw device according to the present invention includes a screw shaft having a shaft screw groove formed on an outer peripheral surface thereof, and a ball having a nut screw groove positioned outside the screw shaft and facing the shaft screw groove. and a nut, said along with the relative rotation of the screw shaft and the ball nut of the ball is rolled move the ball load rolling path between the two screw grooves, inner diameter larger than an inner diameter of the ball load rolling path A ball screw device provided with a ball circulation path for circulating the ball, and provided with a circulation member having a ball guide path therein and communicating between the ball load rolling path and the ball circulation path at two locations. , at the junction of the circulation member and the ball nut, said ball nut, an inclined portion expanding the diameter inclined from said nut screw groove on the outside, the ball of the circulation member is connected to the inclined portion A buffer portion comprising a flat portion smoothly connected to the inner passage is provided, and the flat portion is inclined toward the axial center direction side with respect to the tangential direction T of the screw groove at the load release point P which is the starting point of the inclined portion. It is characterized by that.
本発明に係るボールねじ装置によれば、ボールナットと循環部材との接合部のボールナット側に、ボールの衝撃を和らげる緩衝部を形成することで、接合部に摩耗等が発生しなくなる。 According to the ball screw device of the present invention, by forming the buffer portion that softens the impact of the ball on the ball nut side of the joint portion between the ball nut and the circulation member, wear or the like does not occur in the joint portion.
また、ボールによる衝突点を従来の循環部材からボールナットに形成した緩衝部へと移行できるので、耐久性の向上及び低騒音化を図ることができる。 Moreover, since the collision point by a ball | bowl can be transfered from the conventional circulation member to the buffer part formed in the ball nut, durability improvement and noise reduction can be achieved.
本発明を図1〜図6に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。 The present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS.
図1は実施例1のボールナットと循環駒の分解斜視図、図2はボールナットと循環駒との接合部の横断面図、図3はその斜視図である。なお、ボールねじ装置のねじ軸1と、ボールナット2と、ボール6から成る要部構造は図8と同様であり、図8と同じ部材は同じ符号を用いている。
1 is an exploded perspective view of a ball nut and a circulation piece according to the first embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view of a joint between the ball nut and the circulation piece, and FIG. 3 is a perspective view thereof. The structure of the main part including the
ボールナット2の両端部の2個所には切欠部21が設けられ、この切欠部21には循環部材である循環駒22が組込まれ、それぞれ取付ねじ23によって固定されている。なお、ボールナット2の両端の循環駒22は同形状とされ、同等の機能を有している。一方の循環駒22は、ボール負荷転動路5に連通し、ボール負荷転動路5からボール6を掬い上げ、ボールナット2に内部に軸方向に貫通し形成されたボール循環路7を経て、他方の循環駒22に転動移動するようになっている。
このため、循環駒22はその内部にボール案内通路を有し、このボール案内通路はボール負荷転動路5からボール6を掬い上げる掬上部24と、この掬上部24からボール6をボール循環路7に案内するボール転向部25とを有している。なお、26はボールナット2を固定するためのフランジである。
For this reason, the
上述したようにボール循環路7、ボール案内通路の内径は、ボール負荷転動路5の径よりも大きくなっている。また、循環駒22は形状が複雑なため、ロストワックスによって成型された金属製又は金型によって成型された合成樹脂製とされている。
As described above, the inner diameters of the
図4はねじ軸1とボールナット2と循環駒22との接合部27の横断面図を示している。この接合部27において、ボールナット2のナットねじ溝4の径を外側に拡大することにより、循環駒22の掬上部24の端部と合致している。即ち、ナットねじ溝4において、その径を拡大のために変化を始める負荷開放点Pとナットねじ溝4の端面近くの間は傾斜部28とされ、傾斜部28の終点とボールナット2の端部との間は平坦部29とされ、平坦部29の端部と循環駒22の掬上部24は合致して直線状に滑らかに繋がれている。つまり、ボールナット2に形成した平坦部29のナットねじ溝4の軸方向から見た断面形状は、循環駒22の掬上部24の入口形状と部分的に一致している。
FIG. 4 shows a cross-sectional view of the joint 27 of the
負荷開放点Pにおいて、ボール6に対するボール負荷転動路5の負荷が開放され、ボール6がボール負荷転動路5から接線方向Tに飛び出すようにされ、傾斜部28はボール6が飛び出す接線方向Tに対して同一又は軸外径方向に傾斜し、傾斜部28に連接された平坦部29は、接線方向Tに対して相対的に軸中心方向に傾斜している。なお、負荷開放点Pが通るボール負荷転動路5の円は実際には1つの円弧、又は2つの円弧を合わせた形状とされている。
At the load release point P, the load of the ball
作動中に、ボール6は負荷開放点Pからボール負荷転動路5の接線方向Tに飛び出し、傾斜部28を通過する。この際に、傾斜部28の傾斜が接線方向Tと同一であればボール6は傾斜部28に接触するが、傾斜部28の傾斜が軸外径方向に傾斜しているので、ボール6は傾斜部28を飛び越えて傾斜部28に接触することはない。
During operation, the
傾斜部28上を通過したボール6は平坦部29に移動するが、平坦部29は接線方向Tに対して軸中心方向に傾斜しているため、ボール6は平坦部29に衝突することとなる。つまり、従来は図9(b)に示すように接線方向Tへ飛び出したボール6が、直接に循環駒22の掬上部24に衝突していたが、本実施例においては、図4に示すように衝突点をボールナット2に形成した平坦部29に移行させている。
The
従って、循環駒22にロストワックスに用いられるような鋳造性に優れた材料や、機械的強度の低い合成樹脂など、ボールナット2よりも強度の低い材料を使用したとしても、循環駒22は材料の制限を受けることもなく、更に新たな部品を追加することなく、摩耗を防止することが可能となる。
Therefore, even if a material having a lower strength than the
また、図5は変形例の説明図であり、傾斜部28は平坦部29に連結する側を大径とし、負荷開放点P側を小径とし軸平行断面がテーパ状としてもよい。(a)、(b)に示すように平坦部29と傾斜部28、負荷開放点Pの何れか一方の連結部分を曲面で連結することもできる。或いは、(c)に示すようにこれらの連結部分を曲面で連結し、軸平行断面をS字状としてもよい。
FIG. 5 is an explanatory view of a modified example. The
更に、平坦部29の表面のみをチッ化処理等により硬度を高くしてもよく、これにより耐摩耗性を向上させることができると共に、ナットねじ溝4全体へのチッ化処理を施さなくてもよいため、コスト削減が可能となる。
Further, only the surface of the
図6は実施例2の所謂チューブタイプの縦断面図、図7は横断面図を示し、ボール循環路31を有するリターンチューブ32の両端に循環部材が一体的に設けられている。
6 shows a so-called tube type longitudinal sectional view of the second embodiment, and FIG. 7 shows a transverse sectional view. Circulating members are integrally provided at both ends of a
ボール6はリターンチューブ32の端部に形成された循環部材である掬上部33によって、ボール負荷転動路5から掬い上げられ、リターンチューブ32内のボール循環路31内を転動移動し、他方の掬上部から再びボール負荷転動路5へと戻されるようになっている。
The
更に、実施例1と同様にボールナット2には、ボール6がボール負荷転動路5の接線方向Tに飛び出す負荷開放点Pと、ボール6が飛び出す接線方向Tに対して同一又は軸外径方向へ傾斜した傾斜部34と、傾斜部34に連接され掬上部33と部分的に合致する平坦部35とが形成されている。
Further, as in the first embodiment, the
ボール6はボールナット2の負荷開放点Pから接線方向Tに飛び出し傾斜部34を通過する。傾斜部34を通過したボール6は平坦部35に移動し、ボール6は平坦部35に衝突し、リターンチューブ32の掬上部33に衝突することはない。
The
従って、ボールナット2よりも強度の低い材料をリターンチューブ32に使用しても、材料の制限を受けることもなく、新たな部品を追加することなく、リターンチューブ32の摩耗を防止することができる。
Therefore, even if a material having a lower strength than the
1 ねじ軸
2 ボールナット
3 軸ねじ溝
4 ナットねじ溝
5 ボール負荷転動路
6 ボール
7、31 ボール循環路
21 切欠部
22 循環駒
24、33 ボール掬上部
25 ボール転向路
27 接合部
28、34 傾斜部
29、35 平坦部
32 リターンチューブ
P 負荷開放点
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007319078A JP5037323B2 (en) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | Ball screw device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007319078A JP5037323B2 (en) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | Ball screw device |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009138914A JP2009138914A (en) | 2009-06-25 |
JP2009138914A5 JP2009138914A5 (en) | 2010-09-24 |
JP5037323B2 true JP5037323B2 (en) | 2012-09-26 |
Family
ID=40869719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007319078A Active JP5037323B2 (en) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | Ball screw device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5037323B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ306885B6 (en) * | 2016-09-05 | 2017-08-23 | KSK Precise Motion, a.s. | A ball screw with axially inserted transfer bodies |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2360395A4 (en) * | 2009-12-25 | 2012-11-07 | Nsk Ltd | Ball screw |
CN101949437A (en) * | 2010-10-14 | 2011-01-19 | 姜洪奎 | Self-cooling ball screw assembly |
JP6503446B1 (en) * | 2017-12-20 | 2019-04-17 | 上銀科技股▲分▼有限公司 | Ball screw |
JP7501292B2 (en) | 2020-10-02 | 2024-06-18 | 日本精工株式会社 | Ball screw |
JP7308242B2 (en) * | 2021-09-27 | 2023-07-13 | 上銀科技股▲分▼有限公司 | outer circulation ball screw |
WO2023188058A1 (en) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 株式会社ジェイテクト | Ball screw device |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4825963Y1 (en) * | 1969-08-12 | 1973-07-28 | ||
JP2004340220A (en) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Nsk Ltd | Ball screw device |
JP2004353792A (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Ntn Corp | Ball screw |
-
2007
- 2007-12-11 JP JP2007319078A patent/JP5037323B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ306885B6 (en) * | 2016-09-05 | 2017-08-23 | KSK Precise Motion, a.s. | A ball screw with axially inserted transfer bodies |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009138914A (en) | 2009-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5037323B2 (en) | Ball screw device | |
US6675669B2 (en) | Ball screw apparatus | |
JP5527028B2 (en) | Ball screw device and electric power steering device | |
JPWO2011077622A1 (en) | Ball screw | |
JP5637218B2 (en) | Ball screw device | |
US20020073794A1 (en) | Ball screw | |
JP2004270791A (en) | Ball screw device | |
JP2006009836A (en) | Ball screw device | |
JP2006002812A (en) | Ball screw | |
JP4893133B2 (en) | Return tube and ball screw | |
JP6103007B2 (en) | Method for manufacturing ball screw device | |
US20050178228A1 (en) | Ball screw apparatus | |
JP2002039316A (en) | Ball screw | |
JP2006125544A (en) | Ball screw device | |
JP5141183B2 (en) | Ball screw with ball spline | |
JP4779648B2 (en) | Ball screw device | |
JP2005351340A (en) | Ball screw device | |
JP2006125578A (en) | Ball screw | |
JP2003172421A (en) | Ball screw device | |
JP2004036831A (en) | Ball screw device | |
JP2006064123A (en) | Ball screw device | |
JP4168625B2 (en) | Ball screw | |
JP2007120760A (en) | Presser implement for circulating component, and ball screw device equipped with presser implement | |
JP4587407B2 (en) | Roller screw and roller circulation method of roller screw | |
JP2006002923A (en) | Ball screw device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100809 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100809 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111026 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120313 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120511 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120612 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120704 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5037323 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |