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JP2017211043A - Ball screw - Google Patents

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JP2017211043A
JP2017211043A JP2016105406A JP2016105406A JP2017211043A JP 2017211043 A JP2017211043 A JP 2017211043A JP 2016105406 A JP2016105406 A JP 2016105406A JP 2016105406 A JP2016105406 A JP 2016105406A JP 2017211043 A JP2017211043 A JP 2017211043A
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JP
Japan
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ball screw
spiral groove
screw nut
ball
nut
Prior art date
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Pending
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JP2016105406A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
裕介 渡会
Yusuke Watarai
裕介 渡会
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
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball screw in which the seizure of the ball screw caused by oil shortage between a spiral groove of a ball screw nut and a spiral groove of a screw shaft does not occur.SOLUTION: A ball screw comprises: a screw shaft 1 in which a spiral groove 11 is formed at an external peripheral face; a ball screw nut 2 in which a spiral groove 21 is formed at an internal peripheral face; a plurality of balls 3 which are arranged between trajectories formed of the spiral groove 11 of the screw shaft 1 and the spiral groove 21 of the ball screw nut 2; and a ball return passage 5 for returning the balls 3 to starting points from terminal points of the trajectories. The spiral groove 21 of the ball screw nut 2 comprises a diameter-contracted part 22 whose both end parts are formed so as not to reach both ends of the ball screw nut 2 in an axial direction, and holds a lubricant in the ball screw nut 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明はボールねじに関する。   The present invention relates to a ball screw.

ボールねじは、内周面に螺旋溝が形成されたボールねじナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ボールねじナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置された複数のボールと、これらのボールを前記軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道(負荷路)内を複数のボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動する装置である。このようなボールねじは、前記軌道とボール戻し経路とからなるボール循環回路を、一つまたは複数個有している。
従来、油圧にて駆動されていた射出成形機や鍛造装置、プレス機、ジャッキの電動化に伴い、ボールねじが縦配置(軸方向を上下方向に沿わせた配置)の状態で、負荷路内のボールに高荷重がかかるケースが増えている。このようなケースでは、ボールねじナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝とボールとの間に潤滑剤を保持する必要がある。
The ball screw has a ball screw nut having a spiral groove formed on the inner peripheral surface, a screw shaft having a spiral groove formed on the outer peripheral surface, and a track formed by the spiral groove of the ball screw nut and the spiral groove of the screw shaft. A plurality of balls arranged between them and a ball return path for returning these balls from the end point of the track to the start point, and the nut is screwed by rolling the balls in the track (load path). It is a device that moves relative to the shaft. Such a ball screw has one or a plurality of ball circulation circuits composed of the track and the ball return path.
With the electrification of injection molding machines, forging devices, press machines, and jacks that were conventionally driven by hydraulic pressure, the ball screw is placed vertically (with the axial direction aligned vertically) in the load path. There are an increasing number of cases where high loads are applied to these balls. In such a case, it is necessary to hold a lubricant between the spiral groove of the ball screw nut, the spiral groove of the screw shaft, and the ball.

特許文献1には、ボールねじナット内部の潤滑剤を保持できるボールねじ用シールが記載されている。このボールねじ用シールは、ボールねじ軸にボールを介して螺合したボールねじナットの両端部に形成された、シール部材取付孔に装着されている。   Patent Document 1 describes a ball screw seal capable of holding a lubricant inside a ball screw nut. The ball screw seal is mounted in seal member mounting holes formed at both ends of a ball screw nut screwed onto the ball screw shaft via a ball.

特開2002−364726号公報JP 2002-364726 A

しかし、特許文献1に記載されたボールねじは、ボールねじナットの螺旋溝両端部の形状が切り通しとなっている。そのため、潤滑剤がボールねじ外に排出され易く、ボールねじナット内部にて保持できずに、ボールねじナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝とボールとの間に油切れを起こすので、ボールねじは焼付きを起こすおそれがある。   However, in the ball screw described in Patent Document 1, the shape of both ends of the spiral groove of the ball screw nut is cut through. Therefore, the lubricant is easily discharged out of the ball screw and cannot be held inside the ball screw nut, causing oil shortage between the spiral groove of the ball screw nut and the spiral groove of the screw shaft and the ball. May cause seizure.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ボールねじナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝とボールとの間の油切れによるボールねじが焼付きを起こさないボールねじを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to provide a ball screw that does not cause seizure of the ball screw due to oil shortage between the spiral groove of the ball screw nut, the spiral groove of the screw shaft, and the ball. To provide a screw.

上記課題を解決するために、この発明のボールねじは、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、内周面に螺旋溝が形成されたボールねじナットと、前記ねじ軸の螺旋溝と前記ボールねじナットの螺旋溝で形成される軌道の間に配置された複数のボールと、前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記ボールねじナットの螺旋溝は、その両端部が前記ボールねじナットの軸方向両端に達しない様に形成された縮径部を備え、前記ボールねじナット内部に潤滑剤を保持することを特徴とする。
本発明において、前記縮径部の内径は、前記ボールねじナットの螺旋溝間に形成されているランド部の内径より小さく形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a ball screw of the present invention includes a screw shaft having a spiral groove formed on an outer peripheral surface, a ball screw nut having a spiral groove formed on an inner peripheral surface, and a spiral groove of the screw shaft. A plurality of balls disposed between the tracks formed by the spiral groove of the ball screw nut, and a ball return path for returning the ball from the end point of the track to the start point, the spiral groove of the ball screw nut, The both ends are provided with reduced diameter portions formed so as not to reach both ends of the ball screw nut in the axial direction, and a lubricant is held inside the ball screw nut.
In the present invention, an inner diameter of the reduced diameter portion is smaller than an inner diameter of a land portion formed between spiral grooves of the ball screw nut.

この発明のボールねじによれば、ボールねじナットの螺旋溝両端部に切り上がりを設けることで、ボールねじナット内部に潤滑剤がたまり易い油溜りの構造となり、潤滑剤を保持することができる。そのため、ボールねじナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝とボールとの間に油切れを起こすことなく、ボールねじは焼付きを起こさなくなる。   According to the ball screw of the present invention, by providing a cut-up at both ends of the spiral groove of the ball screw nut, an oil reservoir structure in which the lubricant easily collects inside the ball screw nut is obtained, and the lubricant can be held. For this reason, the ball screw does not seize without causing oil shortage between the spiral groove of the ball screw nut, the spiral groove of the screw shaft, and the ball.

実施形態のボールねじの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the ball screw of an embodiment. 図1におけるイ部詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of a portion in FIG. 1. 実施形態のボールねじナットとシールの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the ball screw nut and seal of an embodiment.

以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
本実施形態のボールねじは、図1に示すように、外周面に螺旋溝11が形成されたねじ軸1と、内周面に螺旋溝21が形成されたボールねじナット2と、ねじ軸の螺旋溝11とボールねじナット2の螺旋溝21で形成される軌道の間に転動自在に配置された複数のボール3と、ボール3を前記軌道の終点から始点に戻すチューブ(ボール戻し経路)5と、当該チューブ(ボール戻し経路)5を固定するチューブ押え6と、および外部からの塵等異物の浸入を阻止するシール7で構成されている。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the ball screw of this embodiment includes a screw shaft 1 having a spiral groove 11 formed on the outer peripheral surface, a ball screw nut 2 having a spiral groove 21 formed on the inner peripheral surface, and a screw shaft. A plurality of balls 3 arranged in a freely rolling manner between tracks formed by the spiral groove 11 and the spiral groove 21 of the ball screw nut 2, and a tube for returning the balls 3 from the end point of the track to the start point (ball return path) 5, a tube presser 6 that fixes the tube (ball return path) 5, and a seal 7 that prevents entry of foreign matter such as dust from the outside.

ねじ軸1は、ねじ軸1の軸方向に沿って、ボールねじナット2を移動案内するためのものである。外周面の全長にわたって、ボール3の半径と略同じ曲率半径を有する断面半円形の螺旋溝11が形成されている。   The screw shaft 1 is for moving and guiding the ball screw nut 2 along the axial direction of the screw shaft 1. A spiral groove 11 having a semicircular cross section having substantially the same radius of curvature as the radius of the ball 3 is formed over the entire length of the outer peripheral surface.

ボールねじナット2は、ねじ軸1の軸方向に沿って移動し、その内周面には螺旋溝11と対向する同一形状からなる螺旋溝21が形成されている。
また、ボールねじナット2の軸方向一端には、フランジ22が形成され螺旋溝11、21でボール3の軌道が形成される。そして、ボール3がこの軌道内を負荷状態で転動し、ボールねじナット2は、ねじ軸1に対して相対的に直線移動する。ボール3は、ねじ軸の螺旋溝11とボールねじナット2の螺旋溝21で形成される螺旋状の軌道に転動自在に複数個が装填されている。また、隣り合うボール3間に合成樹脂製のスペーサ4が配置されている。
The ball screw nut 2 moves along the axial direction of the screw shaft 1, and a spiral groove 21 having the same shape facing the spiral groove 11 is formed on the inner peripheral surface thereof.
In addition, a flange 22 is formed at one end of the ball screw nut 2 in the axial direction, and the raceway of the ball 3 is formed by the spiral grooves 11 and 21. Then, the ball 3 rolls in this track in a loaded state, and the ball screw nut 2 moves linearly relative to the screw shaft 1. A plurality of balls 3 are slidably loaded on a spiral track formed by the spiral groove 11 of the screw shaft and the spiral groove 21 of the ball screw nut 2. A synthetic resin spacer 4 is disposed between adjacent balls 3.

チューブ5(ボール戻し経路)は、略門形に形成され、その両端部が、ボールねじナット2をなす円筒に設けた貫通孔24内に挿入され(図3参照。)、軌道の始点と終点を連結するように、ねじ軸1を挟んで斜向かいに配置されている。したがって、軌道の終点に達したボール3はこのチューブ5(ボール戻し経路)を通って軌道の始点に戻される。当該チューブ5(ボール戻し経路)は、チューブ押え6によって固定されている。   The tube 5 (ball return path) is formed in a substantially portal shape, and both ends thereof are inserted into through holes 24 provided in a cylinder forming the ball screw nut 2 (see FIG. 3), and the starting point and the ending point of the track. Are arranged diagonally across the screw shaft 1. Therefore, the ball 3 that has reached the end point of the track passes through the tube 5 (ball return path) and is returned to the start point of the track. The tube 5 (ball return path) is fixed by a tube presser 6.

以上のとおり、ねじ軸1が回転すると、複数個のボール3を介して螺合したボールねじナット2は、ねじ軸1の軸線方向に直線移動し、ボール3は転動して螺旋溝21内を前進し、螺旋溝21の一端側に達したボール3は、チューブ5内を転動して螺旋溝21の他端側に供給され、再び循環することになる。   As described above, when the screw shaft 1 rotates, the ball screw nut 2 screwed through the plurality of balls 3 moves linearly in the axial direction of the screw shaft 1, and the balls 3 roll to move into the spiral groove 21. , The ball 3 that has reached the one end side of the spiral groove 21 rolls in the tube 5 and is supplied to the other end side of the spiral groove 21 to circulate again.

ボールねじナット2の両端には、合成樹脂製のシール7が配され、異物が外部からボールねじナット2内部に侵入することを防止するようになっている。   Synthetic resin seals 7 are disposed at both ends of the ball screw nut 2 to prevent foreign matter from entering the ball screw nut 2 from the outside.

ボールねじナット2内部に形成されている螺旋溝21は、図3に示すようにその両端部がボールねじナット2の軸方向両端に達しない様に縮径部22が形成されている。このように、ボールねじナット2軸方向両端だけをいわゆる切り上げ加工することにより、内径の全周に螺旋溝21による切り欠き形状がないため、螺旋溝21に潤滑剤がより溜り易い構造となり、潤滑剤を保持することができる。この縮径部22は、ボールねじナットのねじ溝を加工する段階で形成される。   As shown in FIG. 3, the spiral groove 21 formed in the ball screw nut 2 is formed with a reduced diameter portion 22 so that both ends thereof do not reach both ends of the ball screw nut 2 in the axial direction. In this way, by so-called rounding up only the two axial ends of the ball screw nut, since there is no notch shape by the spiral groove 21 on the entire circumference of the inner diameter, a structure in which the lubricant is more easily collected in the spiral groove 21 is obtained. The agent can be retained. The reduced diameter portion 22 is formed at the stage of processing the thread groove of the ball screw nut.

詳細には図2に示すように、縮径部22の内径は、螺旋溝21間(隣り合うボールねじ溝間)に形成されているランド部23の内径より△dだけ小さい。従来のボールねじは、密封部材(シール)で潤滑剤を保持しているが、本発明では、ランド部23の内径より△dだけ小さく縮径部22を形成するように加工することで、潤滑剤がボールねじナット2内から流れ出そうとしても縮径部22で止められ、ボールねじナット2内部に油溜まりを作り、油切れを防止し潤滑性能を向上させることができる。   In detail, as shown in FIG. 2, the inner diameter of the reduced diameter portion 22 is smaller by Δd than the inner diameter of the land portion 23 formed between the spiral grooves 21 (between adjacent ball screw grooves). In the conventional ball screw, a lubricant is held by a sealing member (seal). However, in the present invention, the reduced diameter portion 22 is formed to be smaller than the inner diameter of the land portion 23 by Δd, thereby providing lubrication. Even if the agent is about to flow out of the ball screw nut 2, it is stopped by the reduced diameter portion 22, and an oil sump is created inside the ball screw nut 2 to prevent oil shortage and improve the lubrication performance.

なお、縮径部22は、ボールねじナット2内部の油溜まりから、潤滑材の流れ出しを阻止し得る構成を有するものであればよく、縮径の程度は本実施形態に限定解釈されるものではない。   The reduced diameter portion 22 only needs to have a configuration that can prevent the lubricant from flowing out from the oil reservoir inside the ball screw nut 2, and the degree of the reduced diameter is not limited to this embodiment. Absent.

したがって、本発明は、ボールねじナット2の寸法や他の部品追加等の変更することなく潤滑性を良くしたい場合、潤滑油の供給量を少なくしたいが潤滑性を良くしたい場合や、給油位置の制約があるが潤滑性を良くしたい場合などに有効である。   Therefore, in the present invention, when it is desired to improve the lubricity without changing the dimensions of the ball screw nut 2 or the addition of other parts, etc., when it is desired to reduce the supply amount of the lubricating oil but to improve the lubricity, This is effective when you want to improve lubricity although there are restrictions.

1 ねじ軸
11 ねじ軸の螺旋溝
2 ボールねじナット
21 ボールねじナットの螺旋溝
22 縮径部
23 ランド部
24 貫通孔
3 ボール
4 スペーサ
5 チューブ(ボール戻し経路)
6 チューブ押え
7 シール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screw shaft 11 Spiral groove of screw shaft 2 Ball screw nut 21 Spiral groove of ball screw nut 22 Reduced diameter part 23 Land part 24 Through hole 3 Ball 4 Spacer 5 Tube (ball return path)
6 Tube retainer 7 Seal

Claims (2)

外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、
内周面に螺旋溝が形成されたボールねじナットと、
前記ねじ軸の螺旋溝と前記ボールねじナットの螺旋溝で形成される軌道の間に配置された複数のボールと、
前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、
前記ボールねじナットの螺旋溝には、その両端部が前記ボールねじナットの軸方向両端に達しない様に形成された縮径部を備え、前記ボールねじナット内部に潤滑剤を保持することを特徴とするボールねじ。
A screw shaft having a spiral groove formed on the outer peripheral surface;
A ball screw nut having a spiral groove formed on the inner peripheral surface;
A plurality of balls disposed between tracks formed by the spiral groove of the screw shaft and the spiral groove of the ball screw nut;
A ball return path for returning the ball from the end point of the trajectory to the start point,
The spiral groove of the ball screw nut includes a reduced diameter portion formed so that both end portions thereof do not reach both ends in the axial direction of the ball screw nut, and holds a lubricant inside the ball screw nut. And ball screw.
前記縮径部の内径は、前記ボールねじナットの螺旋溝間に形成されているランド部の内径より小さく形成されていることを特徴とする請求項1に記載のボールねじ。   The ball screw according to claim 1, wherein an inner diameter of the reduced diameter portion is smaller than an inner diameter of a land portion formed between spiral grooves of the ball screw nut.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7626302B1 (en) 2023-08-24 2025-02-04 日本精工株式会社 Ball screw device
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