JP2009103200A - Nut rotation type ball screw - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ナット回転型ボールスクリューに関し、特にローラ(ロールコーン)を軸受外輪及びナットの間の伝動メディアとして利用されるナット回転型ボールスクリューに関する。 The present invention relates to a nut rotating ball screw, and more particularly to a nut rotating ball screw in which a roller (roll cone) is used as a transmission medium between a bearing outer ring and a nut.
ナット回転型ボールスクリューは、ナットと軸受外輪とを一体に成形させてなるもので、該軸受外輪が作業台に固定される。動力モータは、ベルトで動力をナットまで伝送することによって、ナットがスクリューに相対的に回転することになる。回転トルクは、軸方向の運動に換え、作業台を連動することができる。それは、主にスクリューに固定され、スクリューの回転時の慣性力がなく細長比の大きいボールスクリューに利用されても高速に供給でき、また小さい駆動できるモータを選用することも可能である。本発明は、主に半導体機械、木工機械、搬送装置など…広く応用されているので、現に各工業の応用機具などとして、その重要性は言うまでもない。 The nut rotation type ball screw is formed by integrally forming a nut and a bearing outer ring, and the bearing outer ring is fixed to a work table. The power motor transmits the power to the nut with a belt, so that the nut rotates relative to the screw. Rotational torque can be linked to the work table instead of axial movement. It is possible to select a motor that can be supplied at high speed and can be driven at a low speed even if it is used as a ball screw that is fixed to a screw and has no inertial force when the screw rotates and has a large slenderness ratio. Since the present invention is widely applied mainly to semiconductor machines, woodworking machines, conveyors, etc., it is needless to say that the present invention is actually important as an industrial application machine.
今まで、図1に示すように、従来のナット回転型ボールスクリューは、主にスクリュー1、ナット2及び軸受外輪3からなり、スクリュー1とナット2との間は、複数の回転子5を設け、ナット2と軸受外輪3との間に複数のボール4を設ける。
Until now, as shown in FIG. 1, the conventional nut rotary ball screw mainly comprises a
前記のように、従来のナット回転型ボールスクリューは、スクリュー1とナット2との間は、回転子5の有効ボール数(負荷できる回転子の数を指す)を増加させることにより、スクリュー1とナット2との間で受ける負荷能力も相対に増加させることができる。しかし、前記ナット2及び前記軸受外輪3の間に設けられたボール4の数は増加できず、ボール4の外径のみを大きくすることで、軸受外輪3及びナット2の間が受けられる軸方向の負荷能力とナット2及びスクリュー1の間が受けられる軸方向の負荷能力とを配合することができる。しかし、このような解決方式では軸受外輪3の外径が大きく、ボールスクリューが機台の規格に合わなくなる。また、ボール4の外径を大きくすることも一定に限られているので、軸方向の負荷能力も限られている。そのため、以上の問題を解決しない限り、ナット回転型ボールスクリューは所期の負荷能力を達することができず、酷い場合、使用寿命の低減までつながっている。
As described above, the conventional nut-rotating ball screw has a structure in which the effective number of balls of the rotor 5 (indicating the number of rotors that can be loaded) is increased between the
前記事情に鑑み、本発明人は、長年の専業経験及び心得を生かし、絶えずに考案して研究に研究を重ね、以上のような従来技術の問題点を改善する本発明が研究開発された。 In view of the circumstances described above, the present inventor has continually devised and researched based on his many years of professional experience and knowledge, and the present invention for improving the above problems of the prior art has been researched and developed.
前記従来のナット回転型ボールスクリューの問題点に基づいて、本発明人は研究改良して漸く下記の本発明の目的を達成することができた。 Based on the problems of the conventional nut-rotating ball screw, the present inventors have been able to achieve the following objects of the present invention through research and improvement.
即ち、本発明は、主に軸受外輪及びナットの間が受けられる軸方向の負荷能力と、ナット及びスクリューの間が受けられる軸方向の負荷能力とを互いに配合できることを目的とする。 That is, an object of the present invention is to be able to mix an axial load capacity that can be received mainly between the bearing outer ring and the nut and an axial load capacity that can be received between the nut and the screw.
前記の目的を達成するために、本発明は、ナット回転型ボールスクリューであって、その外周面上に第1の回転溝が設けられるスクリューと、スクリューに套設して、内縁部に前記第1の回転溝に対して第1の回転槽が設けられ、外縁部に複数の第2の回転槽が設けられるナットと、ナット上に套設して、内縁部に第2の回転槽に対して第2の回転溝が設けられる軸受外輪と、第1の回転溝及び第1の回転槽の間に取り付けられ、スクリューとナットとは、相対的にら旋運動できる複数の第1の回転子と、ナット上に取り付けられ、その上に第1の回転子の無限循環を提供するための還流路が設けられる還流素子と、第2の回転槽及び第2の回転溝の間に取り付けられ、ナットと軸受外輪が相対的に回転運動でき、かつ、その表面と、第2の回転槽及び第2の回転溝の表面との接触は、線接触状態になる複数の第2の回転子と、を含む。第1の回転子はボールであることが好ましい。また、第1の回転子はローラであってもよい。一方、第2の回転子はローラであることが好ましい。また、第2の回転子はロールコーンであってもよい。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a nut rotary ball screw having a first rotary groove on an outer peripheral surface thereof, a screw on the screw, and an inner edge portion of the first rotary groove. A first rotating tub is provided for one rotating groove, a nut having a plurality of second rotating tubs provided on the outer edge, and a nut mounted on the nut, with respect to the second rotating tub on the inner edge. A plurality of first rotors mounted between a bearing outer ring provided with a second rotation groove and between the first rotation groove and the first rotation tank, wherein the screw and the nut can be relatively spirally moved. And a reflux element mounted on the nut and provided with a reflux path for providing an infinite circulation of the first rotor, and mounted between the second rotating tank and the second rotating groove, The nut and the outer ring of the bearing can rotate relative to each other; Contact between the rolling tank and the second rotary groove surface includes a plurality of second rotor becomes linear contact state, the. The first rotor is preferably a ball. Further, the first rotor may be a roller. On the other hand, the second rotor is preferably a roller. Further, the second rotor may be a roll cone.
前記第2の回転子の表面と、前記第2の回転槽及び前記第2の回転溝の表面との接触は、線接触状態となっているため、線接触で受けられた負荷能力が点接触(従来技術がボールを使用することでボールと回転面とは点接触状態となる)より大きい特性によって軸受外輪及びナットの間が受けられた軸方向の負荷能力とナット及びスクリューの間が受けられた軸方向の負荷能力とを互いに配合してその使用寿命を向上することができる。また、換言すれば、本発明は、ナット回転型ボールスクリューであり、従来、ナットと軸受の外輪との間がボールを伝動メディアとして、スクリューとナットの間の回転子の数が多くなるにつれ、ボールスクリューには軸方向の負荷を受ける能力も増えつつある場合、軸受の外輪及びナットの間のボールのみではボールスクリューの負荷を受けることができなくなることを改善することにある。そのため、本発明は、軸受外輪とナット間との伝動メディアとしてローラまたはロールコーンを使用し、その線接触により受けられた負荷能力は、点接触のその特性より大きくすることによって、軸受外輪とナットとの間が受けられる軸方向の負荷能力は、ナットとスクリューとの間が受けられる軸方向の負荷能力を配合させることで、ボールスクリューの所期な負荷能力を達し得ると共に、その使用寿命も向上することができる。即ち、軸受外輪とナットとの間で受ける負荷能力を軸受外輪の外径を大きくすることなく増加させることができ、これにより軸受外輪とナットとの間の負荷能力をナットとスクリューとの間の負荷能力と同等のものにすくことにより、全体として、ナット回転型ボールスクリューの負荷能力を向上させることができ、よって使用寿命の向上を図ることができる。 Since the contact between the surface of the second rotor and the surfaces of the second rotating tank and the second rotating groove is in a line contact state, the load capacity received by the line contact is a point contact. (Because the conventional technology uses a ball, the ball and the rotating surface are in a point contact state) Due to the greater characteristics, the axial load capacity received between the bearing outer ring and the nut and the space between the nut and the screw are received. The axial load capacity can be combined with each other to improve the service life. In other words, the present invention is a nut rotation type ball screw, and conventionally, the ball is used as a transmission medium between the nut and the outer ring of the bearing, and as the number of rotors between the screw and the nut increases, In the case where the ball screw also has an increased ability to receive an axial load, it is to improve that the ball screw cannot receive the load only by the ball between the outer ring and the nut of the bearing. Therefore, the present invention uses a roller or a roll cone as a transmission medium between the bearing outer ring and the nut, and the load capacity received by the line contact is larger than the characteristic of the point contact, so that the bearing outer ring and the nut The axial load capacity that can be received between the nut and screw can achieve the desired load capacity of the ball screw by combining the axial load capacity that can be received between the nut and screw, and the service life of the ball screw Can be improved. That is, it is possible to increase the load capacity received between the bearing outer ring and the nut without increasing the outer diameter of the bearing outer ring, thereby increasing the load capacity between the bearing outer ring and the nut between the nut and the screw. By making it equivalent to the load capacity, the load capacity of the nut rotary ball screw can be improved as a whole, and therefore the service life can be improved.
本発明の実施特点をより明確に説明するため、本発明は、従来技術より進歩性を有し、かつ、その実用形態を説明する。 In order to more clearly describe the implementation features of the present invention, the present invention has an inventive step over the prior art and describes its practical form.
本発明のナット回転型ボールスクリューは、その軸受外輪とナットの間の第2の回転子との接触が線接触状態となっているため、従来の点接触状態より受けられる軸方向の負荷能力が大きい。また第2の回転子の外径を大きくする必要がなく、スクリューとナットとの間が受けられる軸方向の負荷能力を配合することができ、軸受外輪の外径の増加による問題はない。 The nut rotation type ball screw of the present invention has a load capacity in the axial direction that can be received from the conventional point contact state because the contact between the outer ring of the bearing and the second rotor between the nut is in a line contact state. large. In addition, it is not necessary to increase the outer diameter of the second rotor, and the axial load capacity that can be received between the screw and the nut can be blended, and there is no problem due to an increase in the outer diameter of the bearing outer ring.
本発明の特徴及び技術内容を更に理解するために、以下、本発明の実施形態及び図面を参照されたい。しかし、この実施形態または図面など説明または参考するためのもので、本発明に対する如何なる制限ではない。 For a better understanding of the features and technical contents of the present invention, refer to the embodiments and drawings of the present invention. However, this embodiment or drawing is for explanation or reference, and is not a limitation on the present invention.
(実施形態)
本発明の実施形態は、図2及び図3を参照するように、ナット回転型ボールスクリューであって、外周面上に第1の回転溝11が設けられるスクリュー1と、スクリュー1上に套設(嵌合)され、その内縁部に第1の回転溝11に対して第1の回転槽21が設けられ、その外縁部に複数の第2の回転槽22が設けられるナット2と、ナット2上に套設(嵌合)され、その内縁部に第2の回転槽22に対して第2の回転溝31が設けられる軸受外輪3と、第1の回転溝11及び第1の回転槽21の間に取り付けられ、スクリュー1とナット2とは、相対的にら線運動できる複数の第1の回転子5と、ナット2上に取り付けられ、その上に第1の回転子の無限循環を提供するための還流路61が設けられる還流素子6と、第2の回転槽22及び第2の回転溝31の間に取り付けられ、ナット2と軸受外輪3が相対的にら線運動(又は、単なる回転運動)できる複数の第2の回転子4「該第2の回転子4は、伝動メディアとしてローラ(図2に示す)またはロールコーン(図3に示す)を使用する」と、を含む。
(Embodiment)
As shown in FIGS. 2 and 3, the embodiment of the present invention is a nut rotation type ball screw, and includes a
第2の回転子4の表面と、第2の回転槽22及び第2の回転溝31の表面とは、線接触な状態で、線接触で受けられた負荷能力は、点接触(従来技術がボールの使用であるため、ボールと回転面との接触は、点接触状態である)の特性より大きく、ナット2と軸受外輪3との間が受けられた軸方向の負荷能力と、前記スクリュー1とナット2との間が受けられた軸方向の負荷能力とに配合して(即ち、両者の負荷が同等となるようにすることによって)使用寿命を向上させることができる。
The surface of the
前記を論結して、本発明は線接触により受けられた負荷能力は点接触より大きい特性により、軸受外輪3とナット2との間で受ける軸方向の負荷能力を軸受外輪3の外径を大きくすることなく向上させて、その向上させた負荷能力と、ナットとスクリューとの間で受ける軸方向の負荷能力とを互いに配合して(同等となるようにして)ボールスクリューの所定の負荷能力を達成すると共に、その寿命を向上させ得る。従って、本発明は、既に「産業上の利用可能性」を備えていることは疑うことなく、また本実施形態に開示されている技術特徴においても出願前の諸刊行物に開示されておらず、また公開に使用されることもなく、前記効果の増進する事実を有するのみでなく、その付加的な効果の増進も見損なうことができないので、本発明は、「新規性」及び「進歩性」の何れも特許としての要件に合致しているので、法により出願して審査を通じて逸早く許可されることを期する。
In conclusion, according to the present invention, the load capacity received by the line contact is larger than that of the point contact, so that the axial load capacity received between the bearing
また、以上の述べた実施形態の開示は、本発明を説明するためのもので、本発明を制限するものではないので、凡そ数値的な変化や等効素子の置換など何れも本発明の範疇に属する。 Further, the disclosure of the embodiment described above is for explaining the present invention, and does not limit the present invention. Therefore, any of numerical changes, replacement of equivalent elements, and the like are included in the scope of the present invention. Belonging to.
(従来技術)
1 スクリュー 2 ナット、
3 軸受外輪 4 ボール、
5 回転子
(本発明)
1 スクリュー 11 第1の回転溝
2 ナット 21 第1の回転槽
22 第2の回転槽
3 軸受外輪 31 第2の回転溝
4 第2の回転子 5 第1の回転子
6 還流素子 61 還流路
51 嵌合部 511 リード角
(Conventional technology)
1 screw 2 nut
3 Bearing
5 Rotor (present invention)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記スクリュー上に套設され、内縁部に前記第1の回転溝に対して第1の回転槽を設け、外縁部に複数の第2の回転槽を設けているナットと、
前記ナット上に套設され、内縁部に前記第2の回転槽に対して第2の回転溝が設けられる軸受外輪と、
前記第1の回転溝及び前記第1の回転槽の間に取り付けられ、前記スクリューと前記ナットとは、相対的にら旋運動できる複数の第1の回転子と、
前記ナット上に取り付けられ、その上に第1の回転子の無限循環を提供するための還流路が設けられる還流素子と、
前記第2の回転槽及び前記第2の回転溝の間に取り付けられ、前記ナットと前記軸受外輪が相対的に回転運動することができ、かつ、その表面と、前記第2の回転槽及び前記第2の回転溝の表面との接触は、線接触状態になる複数の第2の回転子と、を含むことを特徴とするナット回転型ボールスクリュー。 A screw provided with a first rotation groove on its outer peripheral surface;
A nut provided on the screw, provided with a first rotating tub with respect to the first rotating groove at an inner edge, and provided with a plurality of second rotating tubs at an outer edge;
A bearing outer ring provided on the nut and provided with a second rotation groove on the inner edge with respect to the second rotation tank;
A plurality of first rotors mounted between the first rotating groove and the first rotating tank, wherein the screw and the nut can be relatively spirally moved;
A return element mounted on the nut and provided with a return path for providing infinite circulation of the first rotor;
The nut is mounted between the second rotating tub and the second rotating groove, the nut and the bearing outer ring can be relatively rotated, and the surface thereof, the second rotating tub and the The contact with the surface of the second rotary groove includes a plurality of second rotors that are in a line contact state, and the nut rotary ball screw characterized by the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2007274772A JP2009103200A (en) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | Nut rotation type ball screw |
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2007
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