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JP2003329102A - Ball screw device - Google Patents

Ball screw device

Info

Publication number
JP2003329102A
JP2003329102A JP2002139889A JP2002139889A JP2003329102A JP 2003329102 A JP2003329102 A JP 2003329102A JP 2002139889 A JP2002139889 A JP 2002139889A JP 2002139889 A JP2002139889 A JP 2002139889A JP 2003329102 A JP2003329102 A JP 2003329102A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ball
circulation tube
screw shaft
screw
load
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.)
Pending
Application number
JP2002139889A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeyuki Ochiai
成行 落合
Yasuyuki Matsuda
靖之 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2002139889A priority Critical patent/JP2003329102A/en
Publication of JP2003329102A publication Critical patent/JP2003329102A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformly secure the rigidity of a ball screw device in the circumferential direction, to improve rotation accuracy and the service life of the device, and to particularly make the device optimum for high-load application such as an injection molding machine. <P>SOLUTION: This ball screw device 10 is provided with: a screw shaft 3 having a spiral thread groove 2 on the circumferential surface; a ball nut 6A having a thread groove 4 corresponding to the thread groove 2 on its inside surface and loosely fitted to the screw shaft 3; a lot of rolling bodies 5 rotatably mounted in a load track formed between both thread grooves 2 an 4; and a ball circulation tube 20 mounted to the ball nut 6A so as to endlessly circulate the rolling bodies 5 rolling in the load track. The scooping direction of the rolling bodies 5 of the circulation tube 20 is set in a nearly radial direction or a lead direction passing the centers of the screw shaft 3 and the ball nut 6A. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置、
射出成型機、産業用ロボット等の各種の機器の送り機構
等に用いられるボールねじ装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus,
The present invention relates to a ball screw device used as a feed mechanism for various devices such as an injection molding machine and an industrial robot.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種のボールねじ装置として
は、例えば図13に示すものが知られている。このボー
ルねじ装置1は、外周面に螺旋状のねじ溝2を有して軸
方向に延びるねじ軸3に、内周面に螺旋状のねじ溝4を
有するボールナット6が遊嵌されている。
2. Description of the Related Art As a conventional ball screw device of this type, for example, one shown in FIG. 13 is known. In this ball screw device 1, a ball nut 6 having a spiral screw groove 4 on its inner peripheral surface is loosely fitted to a screw shaft 3 having a spiral screw groove 2 on its outer peripheral surface and extending in the axial direction. .

【0003】ボールナット6のねじ溝4とねじ軸3のね
じ溝2とは互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷軌道
を形成しており、該負荷軌道には多数の転動体5が転動
可能に装填されている。そして、ねじ軸3(又はボール
ナット6)の回転により、ボールナット6(又はねじ軸
3)が転動体5の転動を介して直線移動するようになっ
ている。
The screw groove 4 of the ball nut 6 and the screw groove 2 of the screw shaft 3 face each other to form a spiral load track between them, and a large number of rolling elements 5 are formed on the load track. It is loaded so that it can roll. The rotation of the screw shaft 3 (or the ball nut 6) causes the ball nut 6 (or the screw shaft 3) to linearly move through the rolling of the rolling element 5.

【0004】なお、ボールナット6が直線移動する際に
は、転動体5が両ねじ溝2,4で形成される螺旋状の負
荷軌道を転動しつつ移動するが、ボールナット6を継続
して移動させていくためには、転動体5を無限循環させ
る必要がある。このため、例えばボールナット6の外周
面の一部を平坦面にしてこの平坦面に両ねじ溝2,4に
連通する2個一組の孔7をねじ軸3を跨ぐように形成
し、この一組の孔7に略コ字状のボール循環チューブ8
の両端を嵌め込むことにより、両ねじ溝2,4間の負荷
軌道に沿って公転する転動体5を該負荷軌道の途中から
ボール循環チューブ8で掬い上げて元の負荷軌道に戻
し、これにより、転動体5を無限循環させるようにして
いる。
When the ball nut 6 linearly moves, the rolling element 5 moves while rolling on a spiral load track formed by the screw grooves 2 and 4, but the ball nut 6 is continued. In order to move the rolling element 5, the rolling element 5 must be infinitely circulated. For this reason, for example, a part of the outer peripheral surface of the ball nut 6 is made into a flat surface, and a pair of two holes 7 communicating with both screw grooves 2 and 4 is formed on this flat surface so as to straddle the screw shaft 3. A ball circulation tube 8 having a substantially U shape in a set of holes 7.
By fitting both ends of the rolling element 5, the rolling element 5 revolving along the load track between the screw grooves 2 and 4 is scooped up by the ball circulation tube 8 from the middle of the load track and returned to the original load track. The rolling element 5 is infinitely circulated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ボールねじ装置においては、ボール循環チューブ8がね
じ軸3に対して斜めに交叉して該ねじ軸3を跨ぐように
取り付けられているため、ボール循環チューブ8によっ
て負荷軌道を転動する転動体5が該負荷軌道のほぼ接線
の方向に掬い上げられることになる。
By the way, in the above-mentioned conventional ball screw device, the ball circulation tube 8 is attached so as to cross the screw shaft 3 obliquely and to straddle the screw shaft 3. The ball circulating tube 8 scoops the rolling element 5 rolling on the load track in a direction substantially tangential to the load track.

【0006】しかしながら、このようにボール循環チュ
ーブ8によって転動体5を負荷軌道のほぼ接線の方向に
掬い上げると、転動体5が負荷軌道で整数回公転する前
にボール循環チューブ8によって掬い上げられることに
なり、この結果、円周方向に対して負荷を受ける転動体
5の個数が不均等になって円周方向で均一な剛性を確保
できなくなり、しかも、ボール循環チューブ8に入ろう
とする転動体5がタング若しくはチューブ先端に衝突し
易くなり、装置寿命を低下させる原因になるという問題
がある。
However, when the rolling element 5 is scooped up by the ball circulation tube 8 in the direction substantially tangential to the load raceway, the rolling element 5 is scooped up by the ball circulation tube 8 before it revolves an integral number of times on the load raceway. As a result, the number of rolling elements 5 that receive a load in the circumferential direction becomes uneven, and it becomes impossible to ensure uniform rigidity in the circumferential direction. Moreover, the rolling elements that try to enter the ball circulation tube 8 cannot be ensured. There is a problem that the moving body 5 easily collides with the tongue or the tip of the tube, which causes the life of the device to be shortened.

【0007】また、ボール循環チューブ8がねじ軸3に
対して斜めに交叉してボールナット6に取り付けられる
ため、該取り付けのためにボールナット6に形成する平
坦部を比較的広くして断面D状にカットする必要がある
ことから、ボールナット6を回転させるタイプのボール
ねじ装置では、ボールナット6の回転中心周りのイナー
シャが均等にならず、回転精度やトルク安定性の向上を
図るには不利と考えられる。
Further, since the ball circulation tube 8 is obliquely crossed with respect to the screw shaft 3 and attached to the ball nut 6, the flat portion formed on the ball nut 6 for the attachment is made relatively wide and the section D Since it is necessary to cut the ball nut 6 into a uniform shape, in the ball screw device of the type in which the ball nut 6 is rotated, the inertia around the rotation center of the ball nut 6 is not uniform, and it is necessary to improve the rotation accuracy and torque stability. Considered disadvantageous.

【0008】なお、このような問題を解決した例とし
て、ボール循環チューブをボールナットの円周上に分割
して複数取り付けたボールねじ装置が提案されている
が、これだと、ボール循環チューブを数多く設けること
となるためコストアップの要因となると同時に、ボール
循環チューブと負荷軌道間での転動体の出入りが多くな
るため、これに起因した不具合が生じる可能性が高いと
考えられる。
As an example of solving such a problem, there has been proposed a ball screw device in which a plurality of ball circulation tubes are divided on the circumference of a ball nut and are attached. In this case, the ball circulation tube is Since a large number of rolling elements are provided, the cost increases, and at the same time, the rolling elements move in and out between the ball circulation tube and the load raceway, which is likely to cause a defect.

【0009】本発明はこのような不都合を解消するため
になされたものであり、円周方向の剛性を均一に確保す
ることができると共に、回転精度および装置寿命の向上
を図ることができ、特に、射出成形機等の高荷重用途に
最適なものとす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。
The present invention has been made in order to eliminate such inconvenience, and it is possible to uniformly secure the rigidity in the circumferential direction and to improve the rotation accuracy and the life of the apparatus. An object of the present invention is to provide a ball screw device that can be optimized for high load applications such as injection molding machines.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、外周面に螺旋状のねじ溝を
有するねじ軸と、該ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を
内周面に有して前記ねじ軸に遊嵌されるボールナット
と、前記両ねじ溝間に形成される負荷軌道に転動可能に
装填された多数の転動体と、前記負荷軌道を転動する転
動体を無限循環させるべく前記ボールナットに取り付け
られたボール循環チューブとを備えたボールねじ装置に
おいて、前記ボール循環チューブの前記転動体の掬い上
げ方向を前記ねじ軸および前記ボールナットの中心を通
る略半径方向又はリード方向としたことを特徴とするボ
ールねじ装置。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a screw shaft having a spiral screw groove on the outer peripheral surface, and a screw groove corresponding to the screw groove of the screw shaft. A ball nut having an inner peripheral surface that is loosely fitted to the screw shaft, a number of rolling elements rotatably mounted on a load track formed between the screw grooves, and the load track. In a ball screw device provided with a ball circulation tube attached to the ball nut so as to infinitely circulate a moving rolling element, a scooping-up direction of the rolling element of the ball circulation tube is set to a center of the screw shaft and the ball nut. A ball screw device having a substantially radial direction or a lead direction passing through.

【0011】請求項2に係る発明は、請求項1におい
て、前記ボール循環チューブを前記ねじ軸と平行に取り
付けたことを特徴とする。請求項3に係る発明は、請求
項1又は2において、前記多数の転動体の各転動体間に
リテーニングピース又はスペーサボールを介装したこと
を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the ball circulation tube is attached in parallel with the screw shaft. According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, a retaining piece or a spacer ball is interposed between the rolling elements of the plurality of rolling elements.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の一例で
あるボールねじ装置を説明するための説明的断面図、図
2は図1の右側図、図3は図1の平面図、図4は本発明
例と従来例とにおけるねじ軸接点荷重のねじ軸の軸方向
の分布を比較したグラフ図、図5掬い上げ部の一例を拡
大して示す説明図、図6〜図10は掬い上げ部の変形例
を示す説明図、図11および図12は本発明の他の実施
の形態であるボールねじ装置を説明するための説明図で
ある。なお、各実施の形態共に、図13で説明した従来
のボールねじ装置と重複する部分については、各図に同
一符号を付して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory sectional view for explaining a ball screw device which is an example of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a right side view of FIG. 1, FIG. 3 is a plan view of FIG. 1, and FIG. 4 is an example of the present invention. And FIG. 6 are graphs comparing the distribution of the screw shaft contact load in the axial direction of the screw shaft, and FIG. 5 is an enlarged view showing an example of the scooping part, and FIGS. 6 to 10 are modification examples of the scooping part. 11 and 12 are explanatory views for explaining a ball screw device according to another embodiment of the present invention. In each embodiment, the same parts as those of the conventional ball screw device described in FIG. 13 will be described with the same reference numerals.

【0013】図1〜図3に示すように、このボールねじ
装置10は、外周面に螺旋状のねじ溝2を有して軸方向
に延びるねじ軸3に、内周面に螺旋状のねじ溝4を有す
るボールナット6Aが遊嵌されている。ボールナット6
Aのねじ溝4とねじ軸3のねじ溝2とは互いに対向して
両者の間に螺旋状の負荷軌道を形成しており、該負荷軌
道には多数の転動体5が転動可能に装填されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, this ball screw device 10 has a screw shaft 3 extending in the axial direction with a spiral thread groove 2 on the outer peripheral surface, and a spiral screw thread on the inner peripheral surface. A ball nut 6A having a groove 4 is loosely fitted. Ball nut 6
The screw groove 4 of A and the screw groove 2 of the screw shaft 3 face each other to form a spiral load track between them, and a large number of rolling elements 5 are rotatably loaded on the load track. Has been done.

【0014】そして、ねじ軸3(又はボールナット6
A)の回転により、ボールナット6A(又はねじ軸3)
が転動体5の転動を介して直線移動するようになってい
る。また、ボールナット6Aの外周面には、両ねじ溝
2,4間の負荷軌道に沿って公転する転動体5を該負荷
軌道の途中から掬い上げて元の負荷軌道に戻して転動体
5を無限循環させるボール循環チューブ20を取り付け
るべく、該外周面の一部を軸方向に沿って切り欠いて断
面凹状の切欠き部11が形成されている。
The screw shaft 3 (or the ball nut 6)
By rotating A), ball nut 6A (or screw shaft 3)
Moves linearly through the rolling of the rolling element 5. Further, on the outer peripheral surface of the ball nut 6A, the rolling element 5 that revolves along the load track between the screw grooves 2 and 4 is scooped up from the middle of the load track and returned to the original load track to move the rolling element 5 In order to attach the ball circulation tube 20 for infinite circulation, a cutout portion 11 having a concave cross section is formed by cutting out a part of the outer peripheral surface along the axial direction.

【0015】該切欠き部11の底面には両ねじ溝2,4
に連通する2個の孔12がねじ軸3の軸方向に互いに離
間して形成されており、これらの孔12に略コ字状のボ
ール循環チューブ20の両端を嵌め込むことにより、ボ
ール循環チューブ20がねじ軸3と平行に配置されて両
ねじ溝2,4間の負荷軌道に沿って公転する転動体5が
ボール循環チューブ20によってねじ軸3の中心を通る
半径方向、換言すればのねじ軸3の回転方向に対して直
角の半径方向に掬い上げられる構造となっている。
Both screw grooves 2 and 4 are formed on the bottom surface of the notch 11.
Is formed in the axial direction of the screw shaft 3 so as to be separated from each other, and by fitting both ends of the ball circulation tube 20 having a substantially U shape into these holes 12, the ball circulation tube 20 is arranged parallel to the screw shaft 3 and revolves along the load trajectory between the screw grooves 2 and 4 by the ball circulation tube 20 in a radial direction passing through the center of the screw shaft 3, that is, a screw. The structure is such that the shaft 3 can be scooped up in a radial direction perpendicular to the rotation direction of the shaft 3.

【0016】これにより、ボール循環チューブ20の出
口部および入口部がボールナット6Aの円周方向に同位
相となり、転動体5が両ねじ溝2,4間の負荷軌道に沿
って整数回転数分公転してからボール循環チューブ20
に掬い上げられる。なお、図において符号30はボール
循環チューブ20の押さえ部材であり、この押さえ部材
30はボールナット6Aの切欠き部11に対応した形状
とされ、且つ、ボール循環チューブ20に対応した凹部
31を有して、該凹部31にボール循環チューブ20を
収納した状態で切欠き部11に嵌め込まれてボールナッ
ト6Aにねじ止め等により固定されている。
As a result, the outlet portion and the inlet portion of the ball circulation tube 20 are in the same phase in the circumferential direction of the ball nut 6A, and the rolling element 5 has an integral number of revolutions along the load track between the screw grooves 2 and 4. Ball circulation tube 20 after revolving
Be scooped up by. In the figure, reference numeral 30 is a pressing member for the ball circulation tube 20, and the pressing member 30 has a shape corresponding to the cutout portion 11 of the ball nut 6A and has a recess 31 corresponding to the ball circulation tube 20. Then, the ball circulation tube 20 is accommodated in the recess 31 and is fitted into the notch portion 11 and fixed to the ball nut 6A by screwing or the like.

【0017】図5はボール循環チューブ20の掬い上げ
部を拡大して示したものでおり、該ボール循環チューブ
20の先端にはタング21が設けられている。上述した
ように、従来のボール循環チューブでは、転動体5を負
荷軌道の接線方向かそれに近い方向に掬い上げているた
め、ボール循環チューブに入ろうとする転動体5がタン
グ若しくはチューブ先端に衝突し易かったが、この実施
の形態では、転動体5をねじ軸3の回転方向に対して直
角の半径方向に掬い上げるので、 図5のように転動体5
をタング21の腹部に当てて掬い上げることができ、こ
の結果、負荷軌道からボール循環チューブ20に入ろう
とする転動体5をスムーズに掬い上げることができる。
FIG. 5 is an enlarged view of the scooping portion of the ball circulation tube 20. A tongue 21 is provided at the tip of the ball circulation tube 20. As described above, in the conventional ball circulation tube, since the rolling element 5 is scooped up in the tangential direction of the load raceway or in a direction close thereto, the rolling element 5 attempting to enter the ball circulation tube collides with the tongue or the tip of the tube. Although it was easy, in this embodiment, since the rolling element 5 is scooped up in the radial direction at right angles to the rotation direction of the screw shaft 3, as shown in FIG.
Can be scooped up against the abdomen of the tongue 21, and as a result, the rolling element 5 trying to enter the ball circulation tube 20 from the load track can be scooped up smoothly.

【0018】なお、図中のタング21はボール循環チュ
ーブ20の内径側に折り曲げられており、これにより、
転動体5のボール循環チューブ20ヘの掬い上げを容易
にしている。また、ボールナット6Aとボール循環チュ
ーブ20の接続直前のナット軌道には、転動体5への負
荷を徐々に和らげるようにR状のクラウニング32が設
けられている。
The tongue 21 in the figure is bent toward the inner diameter side of the ball circulation tube 20.
The scooping of the rolling element 5 onto the ball circulation tube 20 is facilitated. An R-shaped crowning 32 is provided on the nut track immediately before the connection between the ball nut 6A and the ball circulation tube 20 so as to gradually reduce the load on the rolling elements 5.

【0019】このようにこの実施の形態では、ボール循
環チューブ20の出口部および入口部がボールナット6
Aの円周方向に同位相となって転動体5が両ねじ溝2,
4間の負荷軌道に沿って整数回転数分公転してからボー
ル循環チューブ20に掬い上げられるため、円周方向に
対して負荷を受ける転動体5の個数が均等になり、しか
も、転動体5をねじ軸3の回転方向に対して直角の半径
方向に掬い上げるので、 負荷軌道からボール循環チュー
ブ20に入ろうとする転動体5をスムーズに掬い上げる
ことができる。
As described above, in this embodiment, the outlet and inlet of the ball circulation tube 20 are provided at the ball nut 6.
The rolling element 5 has the same phase in the circumferential direction of A, and
Since it is revolved along the load trajectory between the four by an integral number of revolutions and then scooped up by the ball circulation tube 20, the number of rolling elements 5 that receive a load in the circumferential direction becomes even, and moreover, the rolling elements 5 Is scooped up in the radial direction at right angles to the rotation direction of the screw shaft 3, so that the rolling element 5 trying to enter the ball circulation tube 20 from the load track can be scooped up smoothly.

【0020】これにより、円周方向の剛性を均一に確保
することができると共に、回転精度および装置寿命の向
上を図ることができ、特に、射出成形機等の高荷重用途
に最適なものとすることができるという作用効果を得る
ことができる。また、ボール循環チューブ20がねじ軸
3に平行に取り付けられるため、該取り付けのためにボ
ールナット6Aに形成する切欠き部11のカット量は従
来のように断面D状にカットして平坦面を形成する場合
に比べて大幅に少なくなり、しかも、切欠き部11の空
間には押さえ部材30が嵌め込まれているため、ボール
ナット6Aを回転させる場合においてもボールナット6
Aの回転中心周りのイナーシャを略均等にすることがで
き、この結果、回転精度やトルク安定性の向上を図るこ
とができる。
As a result, the rigidity in the circumferential direction can be uniformly ensured, the rotation accuracy and the life of the apparatus can be improved, and it is most suitable for high load applications such as injection molding machines. It is possible to obtain the action and effect. Further, since the ball circulation tube 20 is attached in parallel to the screw shaft 3, the cut amount of the notch portion 11 formed in the ball nut 6A for the attachment is cut into a D-shaped cross section as in the conventional case and a flat surface is formed. This is much smaller than in the case where the ball nut 6 is formed, and since the pressing member 30 is fitted in the space of the cutout portion 11, the ball nut 6 is rotated even when the ball nut 6A is rotated.
The inertia around the rotation center of A can be made substantially uniform, and as a result, the rotation accuracy and torque stability can be improved.

【0021】図4は、転動体5が負荷軌道に沿って整数
回転数分公転してボール循環チューブ20に掬い上げら
れる図1のボールねじ装置を本発明例とし、転動体5が
負荷軌道で整数回公転する前にボール循環チューブ8に
掬い上げられる図13のボールねじ装置を従来例とし
て、両者のねじ軸接点荷重の分布をねじ軸方向に沿って
表したものである。
FIG. 4 shows the ball screw device of FIG. 1 in which the rolling element 5 revolves along the load track for an integral number of revolutions and is picked up by the ball circulation tube 20. FIG. 13 is a view showing the distribution of the screw shaft contact loads of the two along the screw axis direction, using the ball screw device of FIG. 13 scooped up by the ball circulation tube 8 before revolving an integral number of times as a conventional example.

【0022】なお、本発明例および従来例共にボールね
じ装置の基本仕様は同一としている。図4から明らかな
ように、従来例ではねじ軸方向に接点荷重が大きくばら
ついているのに対して、本発明例では接点荷重のばらつ
きが小さく、大幅な改善がなされているのが判る。
The basic specifications of the ball screw device are the same in both the present invention example and the conventional example. As is apparent from FIG. 4, in the conventional example, the contact load varies greatly in the screw axis direction, whereas in the example of the present invention, the contact load variation is small, and it is understood that the contact load is greatly improved.

【0023】なお、本発明のボールねじ装置は上記実施
の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲において適宜変更可能である。例えば図6お
よび図7は掬い上げ部の変形例を拡大して示したもので
あり、図7は図6のボール循環チューブ50を上側から
見た図である。この掬い上げ部は上記実施の形態とは異
なり、図6に示すように、ボール循環チューブ50の先
端に転動体5を案内する第1の掬い上げ案内部材51が
設けられてタングとされている。
The ball screw device of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be appropriately modified without departing from the scope of the present invention. For example, FIGS. 6 and 7 are enlarged views of modifications of the scooping portion, and FIG. 7 is a view of the ball circulation tube 50 of FIG. 6 viewed from the upper side. Unlike this embodiment, this scooping portion is a tongue in which a first scooping guide member 51 for guiding the rolling element 5 is provided at the tip of the ball circulation tube 50, as shown in FIG. .

【0024】この第1の掬い上げ案内部材51の案内面
は転動体5の半径より大きい凹曲面とされており、これ
により、転動体5のボール循環チューブ50と負荷軌道
との間の出入りがスムーズに行われるようにしている。
なお、第1の掬い上げ案内部材51の材質は、強度を持
たせたい場合には硬度の高い金属材料を、騒音を回避し
たい場合は、ゴムやプラスチックなどの高分子材料を用
いると良い。
The guide surface of the first scooping guide member 51 is a concave curved surface larger than the radius of the rolling element 5, so that the ball circulating tube 50 of the rolling element 5 can move in and out between the load raceway. I try to make it happen smoothly.
As the material of the first scooping guide member 51, a metal material having a high hardness may be used to have strength, and a polymer material such as rubber or plastic may be used to avoid noise.

【0025】本発明のボールねじ装置では、負荷軌道内
を移動してきた転動体5をねじ軸3の回転方向に対して
直角の半径方向に掬い上げるため、タングへ大きな荷重
が作用する。したがって、特に高速で運転される場合で
は、上記のようにタングをボール循環チューブ50とは
別部材の第1の掬い上げ案内部材51で構成して強度を
高くする方が望ましい。
In the ball screw device of the present invention, since the rolling element 5 that has moved in the load track is scooped up in the radial direction perpendicular to the rotation direction of the screw shaft 3, a large load acts on the tongue. Therefore, particularly when the tongue is operated at a high speed, it is desirable to form the tongue by the first scooping guide member 51 which is a member different from the ball circulation tube 50 as described above to increase the strength.

【0026】また、第1の掬い上げ案内部材51の反対
側のボール循環チューブ50の先端には、ボール循環チ
ューブ50の外径側に反るようなタング52が設けられ
ている。図6からわかるように、第1の掬い上げ案内部
材51の反対側のボール循環チューブ50の先端が角に
なっていた場合、掬い上げられる転動体5、若しくはボ
ール循環チューブ50から負荷軌道に入ろうとする転動
体5はこの角で干渉してしまう可能性が高い。
A tongue 52 is provided at the tip of the ball circulation tube 50 on the opposite side of the first scooping guide member 51 so as to warp to the outer diameter side of the ball circulation tube 50. As can be seen from FIG. 6, when the tip of the ball circulation tube 50 on the opposite side of the first scooping guide member 51 is angular, the rolling element 5 to be scooped up or the ball circulation tube 50 enters the load track. There is a high possibility that the rolling elements 5 to be interfered with each other at this angle.

【0027】したがって、図のようなタング52を設け
て転動体5を案内することでこのような転動体5の干渉
を回避している。なお、ボール循環チューブ50近傍の
ボールナット6Aの負荷軌道面には、径方向外方に徐々
に拡がるクラウニング53が設けられており、これによ
り、転動体5にかかる荷重が徐々に抜けていくようにし
てタング52にかかる負荷を軽減している。
Therefore, by providing the tongue 52 as shown in the figure and guiding the rolling element 5, such interference of the rolling element 5 is avoided. A crowning 53 that gradually expands radially outward is provided on the load raceway surface of the ball nut 6A near the ball circulation tube 50, so that the load applied to the rolling element 5 is gradually released. Thus, the load on the tongue 52 is reduced.

【0028】図8〜図10は掬い上げ部の変形例の他の
態様を拡大して示したものであり、図9は図8の掬い上
げ部を立体的に示した斜視図、図10は図8の第2の掬
い上げ案内部材を左側から見た図である。この掬い上げ
部は、転動体5の掬い上げは図6と同様にボール循環チ
ューブ60の先端に設けた第1の掬い上げ案内部材51
を用いているが、第1の掬い上げ案内部材51の背面に
図8のように緩衝材61を設けている点が図6と相違し
ている。
8 to 10 are enlarged views showing another embodiment of the modified example of the scooping portion, FIG. 9 is a perspective view showing the scooping portion of FIG. 8 in three dimensions, and FIG. It is the figure which looked at the 2nd scooping guide member of FIG. 8 from the left side. This scooping part is a first scooping guide member 51 for scooping up the rolling element 5 provided at the tip of the ball circulation tube 60 as in FIG.
6 is different from FIG. 6 in that the cushioning material 61 is provided on the back surface of the first scooping guide member 51 as shown in FIG.

【0029】この緩衝材61により、掬い上げ時の転動
体5の第1の掬い上げ案内部材51への衝撃をより一層
緩和して転動体5や案内部材51の破損、騒音等を防止
する効果の向上を図っている。なお、この場合、第1の
掬い上げ案内部材51を硬度の高い金属材料で形成し、
緩衝材62をゴム等の高分子材料とするなどの方法が可
能となるので、材質の組み合わせによって、高い効果が
期待できる。
This cushioning material 61 further reduces the impact on the first scooping guide member 51 of the rolling element 5 during scooping to prevent damage to the rolling element 5 and the guide member 51, noise, etc. We are trying to improve In this case, the first scooping guide member 51 is made of a metal material having high hardness,
Since it is possible to use a method in which the cushioning material 62 is a polymer material such as rubber, a high effect can be expected by combining the materials.

【0030】また、第1の掬い上げ案内部材51の反対
側のボール循環チューブ60の先端には、図6のタング
52に代えて、第2の掬い上げ案内部材62が設けられ
ている。この第2の掬い上げ案内部材62の案内面は第
1の掬い上げ案内部材51と同様に転動体5の半径より
大きい凹曲面とされており、これにより、転動体5が連
続的に案内されて図6のタング52に比べてスムーズに
転動体5を案内することができる。
Further, a second scooping guide member 62 is provided at the tip of the ball circulation tube 60 on the opposite side of the first scooping guide member 51, instead of the tongue 52 in FIG. The guide surface of the second scooping-up guide member 62 is a concave curved surface larger than the radius of the rolling element 5 similarly to the first scooping-up guide member 51, whereby the rolling element 5 is continuously guided. The rolling element 5 can be guided more smoothly than the tongue 52 of FIG.

【0031】なお、第2の掬い上げ案内部材62も第1
の掬い上げ案内部材51と同様にボール循環チューブ6
0と別部材で構成されているため、材質を自由に選択で
きるメリットがあり、一般的には、衝撃や騒音を緩和す
るゴムやプラスチック等の高分子材料を用いるのが望ま
しい。また、第2の掬い上げ案内部材62は形状が若干
複雑になるので、この点からも複雑な形状を形成するの
に向いている高分子材料を用いるのが有利である。
The second scooping guide member 62 is also the first
The ball circulation tube 6 as well as the scooping guide member 51 of
Since it is composed of a member different from that of No. 0, there is an advantage that the material can be freely selected, and it is generally desirable to use a polymer material such as rubber or plastic that alleviates shock and noise. In addition, since the second scooping guide member 62 has a slightly complicated shape, it is advantageous to use a polymer material suitable for forming a complicated shape also from this point.

【0032】更に、図6と同様に、ボール循環チューブ
60近傍のボールナット6Aの負荷軌道面に径方向外方
に徐々に拡がるクラウニング63を設けて転動体5にか
かる荷重が徐々に抜けていくようにし、これにより、第
2の掬い上げ案内部材62にかかる負荷を軽減してい
る。図11は、図8の各転動体5の間にリテーニングピ
ース70を介装した例であり、このようにリテーニング
ピース70を用いた場合においても、第1の掬い上げ案
内部材51および第2の掬い上げ案内部材62に干渉す
ることなく掬い上げることができる。
Further, similarly to FIG. 6, a crowning 63 that gradually expands radially outward is provided on the load raceway surface of the ball nut 6A in the vicinity of the ball circulation tube 60 to gradually release the load applied to the rolling element 5. Thus, the load applied to the second scooping guide member 62 is reduced. FIG. 11 is an example in which the retaining piece 70 is interposed between the rolling elements 5 of FIG. 8, and even when the retaining piece 70 is used in this manner, the first scooping guide member 51 and the It is possible to scoop up without interfering with the second scooping guide member 62.

【0033】そして、リテーニングピース70を用いる
ことにより、負荷軌道内やボール循環チューブ60内に
おける転動体同士の競り合いや衝突を緩和できるため、
装置の更なる高性能化を実現することができる。なお、
リテーニングピース70に代えてスペーサボールを各転
動体5間に介装するようにしても同様の作用効果を得る
ことができる。
By using the retaining piece 70, it is possible to alleviate competition or collision between rolling elements in the load track or the ball circulation tube 60.
Further higher performance of the device can be realized. In addition,
Even if a spacer ball is provided between the rolling elements 5 instead of the retaining piece 70, the same effect can be obtained.

【0034】図12は、ボール循環チューブ80がねじ
軸3と平行に配置されて両ねじ溝2,4間の負荷軌道に
沿って公転する転動体5がボール循環チューブ80によ
ってねじ軸3のリード角方向に掬い上げられる構造とな
っている。このようにしても、ボール循環チューブ80
の出口部および入口部がボールナット6Aの円周方向に
同位相となり、転動体5が両ねじ溝2,4間の負荷軌道
に沿って整数回転数分公転してからボール循環チューブ
80に掬い上げられ、しかも、リード角方向に転動体5
を掬い上げることで、転動体5のボール循環チューブ8
0と負荷軌道との間の出入りをよりスムーズに行なうこ
とができる。なお、転動体5の掬い上げ部の構成は、上
述したいずれを用いても良い。
In FIG. 12, the ball circulation tube 80 is arranged in parallel with the screw shaft 3, and the rolling element 5 revolving along the load track between the screw grooves 2 and 4 is led by the ball circulation tube 80 to the lead of the screw shaft 3. It has a structure that can be scooped up in the angular direction. Even in this way, the ball circulation tube 80
Of the ball nut 6A has the same phase in the outlet portion and the inlet portion, and the rolling element 5 revolves for an integral number of revolutions along the load track between the screw grooves 2 and 4 and then scooped into the ball circulation tube 80. Raised, and rolling element 5 in the direction of the lead angle
The ball circulation tube 8 of the rolling element 5
It is possible to smoothly move in and out between 0 and the load track. The scooping portion of the rolling element 5 may have any of the configurations described above.

【0035】[0035]

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
のボールねじ装置によれば、円周方向の剛性を均一に確
保することができると共に、回転精度および装置寿命の
向上を図ることができ、特に、射出成形機等の高荷重用
途に最適なものとすることができるという効果が得られ
る。
As is apparent from the above description, according to the ball screw device of the present invention, the rigidity in the circumferential direction can be uniformly ensured, and the rotation accuracy and the life of the device can be improved. In particular, it is possible to obtain the effect that it can be optimized for high load applications such as an injection molding machine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態の一例であるボールねじ装
置を説明するための説明的断面図である。
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view for explaining a ball screw device that is an example of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の右側図である。FIG. 2 is a right side view of FIG.

【図3】図1の平面図である。FIG. 3 is a plan view of FIG.

【図4】本発明例と従来例とにおけるねじ軸接点荷重の
ねじ軸の軸方向の分布を比較したグラフ図である。
FIG. 4 is a graph comparing the axial distribution of the screw shaft contact load of the present invention example and the conventional example.

【図5】掬い上げ部の一例を拡大して示す説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory view showing an enlarged example of the scooping portion.

【図6】掬い上げ部の変形例を拡大して示す説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory view showing a modification of the scooping portion in an enlarged manner.

【図7】図6のボール循環チューブを上側から見た図で
ある。
FIG. 7 is a view of the ball circulation tube of FIG. 6 viewed from the upper side.

【図8】掬い上げ部の変形例を拡大して示す説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an enlarged example of a modification of the scooping portion.

【図9】図8の掬い上げ部を立体的に示す説明的斜視図
である。
9 is an explanatory perspective view showing the scooping portion of FIG. 8 in three dimensions.

【図10】図8の第2の掬い上げ案内部材を左側から見
た図である。
10 is a view of the second scooping guide member of FIG. 8 as viewed from the left side.

【図11】本発明の他の実施の形態であるボールねじ装
置を説明するための説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a ball screw device that is another embodiment of the present invention.

【図12】本発明の他の実施の形態であるボールねじ装
置を説明するための説明的断面図である。
FIG. 12 is an explanatory cross-sectional view for explaining a ball screw device that is another embodiment of the present invention.

【図13】従来のボールねじ装置を説明するための説明
的断面図である。
FIG. 13 is an explanatory cross-sectional view for explaining a conventional ball screw device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…ねじ溝(ねじ軸側) 3…ねじ軸 4…ねじ溝(ボールナット側) 5…転動体 6A…ボールナット 10…ボールねじ装置 20,50,60,80…ボール循環チューブ 70…リテーニングピース 2… Screw groove (screw shaft side) 3 ... Screw shaft 4… Screw groove (ball nut side) 5 ... rolling elements 6A ... Ball nut 10 ... Ball screw device 20, 50, 60, 80 ... Ball circulation tube 70 ... Retaining piece

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J062 AA25 AA28 AA38 AB22 AC07 BA14 BA37 CD05 CD06 CD47 CD63    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 3J062 AA25 AA28 AA38 AB22 AC07                       BA14 BA37 CD05 CD06 CD47                       CD63

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸
と、該ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を内周面に有し
て前記ねじ軸に遊嵌されるボールナットと、前記両ねじ
溝間に形成される負荷軌道に転動可能に装填された多数
の転動体と、前記負荷移動を転動する転動体を無限循環
させるべく前記ボールナットに取り付けられたボール循
環チューブとを備えたボールねじ装置において、 前記ボール循環チューブの前記転動体の掬い上げ方向を
前記ねじ軸および前記ボールナットの中心を通る略半径
方向又はリード方向としたことを特徴とするボールねじ
装置。
1. A screw shaft having a spiral thread groove on an outer peripheral surface, and a ball nut having a thread groove corresponding to the thread groove of the screw shaft on an inner peripheral surface and being loosely fitted to the screw shaft. A large number of rolling elements rotatably loaded on a load track formed between the screw grooves, and a ball circulation tube attached to the ball nut for endless circulation of the rolling elements rolling the load movement. A ball screw device comprising: a ball circulating tube, wherein the scooping-up direction of the rolling element of the ball circulation tube is a substantially radial direction or a lead direction passing through the centers of the screw shaft and the ball nut.
【請求項2】 前記ボール循環チューブを前記ねじ軸と
平行に取り付けたことを特徴とする請求項1記載のボー
ルねじ装置。
2. The ball screw device according to claim 1, wherein the ball circulation tube is attached in parallel with the screw shaft.
【請求項3】 前記多数の転動体の各転動体間にリテー
ニングピース又はスペーサボールを介装したことを特徴
とする請求項1又は2記載のボールねじ装置。
3. The ball screw device according to claim 1, wherein a retaining piece or a spacer ball is interposed between the rolling elements of the plurality of rolling elements.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7921743B2 (en) 2004-08-05 2011-04-12 Nsk Ltd. Ball screw device
JP2012077914A (en) * 2012-01-23 2012-04-19 Nsk Ltd Ball screw mechanism

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