JP2010078060A - Roller type ball screw - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電加工機やタッピングセンター等の各種工作機械、あるいは自動車の電動パワーステアリングやアクチュエータ等に使用されるボールねじに関し、特に、ボール循環部品である駒部材を使用した駒式ボールねじに関する。 The present invention relates to a ball screw used for various machine tools such as an electric discharge machine and a tapping center, or an electric power steering or an actuator of an automobile, and more particularly to a piece type ball screw using a piece member that is a ball circulation part. .
ボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成された転動路に収容された多数のボールと、転動路を周回経路とする循環機構とを備え、例えば、ナットを回転運動させることでねじ軸を直線運動させる運動変換機構として使用されている。 The ball screw is composed of a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface, a nut externally fitted to the screw shaft, and a spiral screw groove formed on the inner peripheral surface, and both opposing screw grooves. It is equipped with a large number of balls accommodated in the formed rolling path and a circulation mechanism having the rolling path as a circuit path, and is used as a motion conversion mechanism that linearly moves the screw shaft by rotating the nut, for example. ing.
一般的にボールねじにはボールの循環機構が異なる種々の形式のものがあり、その一つに駒式と呼ばれるものがある。この駒式ボールねじは、ねじ溝の連結路を有し、転動路を周回経路とする循環用の駒部材がナットに装着されているもので、構成が比較的簡素で、かつコンパクトに構成できる利点がある。 Generally, there are various types of ball screws having different ball circulation mechanisms, and one of them is called a piece type. This piece-type ball screw has a threaded groove connection path, and a circulation piece member with a rolling path as a circulation path is attached to the nut. The structure is relatively simple and compact. There are advantages you can do.
このような駒式ボールねじの代表的な一例を図5に示す。この駒式ボールねじは、回転ナット50のナット本体50aに小判形状をなす駒部材嵌合用開口(駒窓)51が内外周面に貫通して設けられ、この駒部材嵌合用開口51に駒部材52が内径側から嵌め込まれている。
A typical example of such a piece-type ball screw is shown in FIG. This piece type ball screw is provided with a piece member fitting opening (piece window) 51 having an oval shape in the
駒部材52は、内ねじ溝53の隣り合う一周部分同士を連結する連結溝52aが形成され、回転ナット50の内ねじ溝53に係合してこの駒部材52をナット本体50aに対して軸方向に位置決めする一対のアーム54を一体に有している。これら一対のアーム54は、駒部材52の軸方向の両端に互いに円周方向逆向きに突出して設けられ、内ねじ溝53に嵌合する半円状の断面形状に形成されている。ここで、内ねじ溝53におけるアーム54が係合した部分は非ボール循環部となる。
The
駒部材52における回転ナット50の周方向両側縁は、他の部分よりも外径面が凹む、凹み部55とされ、これら凹み部55から外径側へ立ち上がり、駒部材52の周方向を向く側面に沿って一対のガイド壁56が設けられている。ナット本体50aの駒部材嵌合用開口51は、対向する一対の内側面における開口縁に係合段部57が設けられ、この係合段部57よりも開口側部分の幅が若干幅広に形成されている。
Both side edges in the circumferential direction of the
駒部材52は、ナット本体50aの駒部材嵌合用開口51に内径側から嵌め込まれ、一対のアーム54が内ねじ溝53に係合されると共に、ガイド壁56を塑性変形させることによりナット本体50aに固定される。この塑性変形による固定は、ガイド壁56を駒部材嵌合用開口51の対向する一対の内側面に加締固定することにより行われる。具体的には、ガイド壁56を係合段部57に加締めて係合させることにより、駒部材52の固定の確実性を図っている。このようなアーム54付きの駒部材52は、アーム54により駒部材52の抜け止めと位置決めとがなされ、高精度で高強度の性能が得られると共に、簡単に、かつ確実に駒部材52の固定ができる(例えば、特許文献1参照。)。
The
然しながら、このような従来の駒式ボールねじにおいて、駒部材52のアーム54により抜け止めと位置決めとがなされ、精度良く加工された場合は、アーム54がナット50の内ねじ溝53に係合して高精度で高強度の性能が得られるが、この駒部材52の加工誤差によりアーム54の曲率等が変化した場合、図6に示すように、アーム54と内溝53との間にすきまが生じると共に、アーム54の先端がエッジ当りして面圧が高くなり摩耗が発生する恐れがある。こうしたアーム54の摩耗により、駒部材52の加締部60と駒部材嵌合用開口51との間にガタが発生し、ボール59の循環不良が生じる恐れがあった。
However, in such a conventional piece type ball screw, the
こうした問題を解決したものとして、図7に示すような駒部材61が知られている。この駒部材61のアーム62は、ナット50のねじ溝53に沿う円弧状に形成されると共に、このアーム62の幅中心に沿う円弧の曲率半径R’が、ねじ溝53の溝中心の曲率半径Rよりも大きくされ、アーム62とねじ溝53の内面とが無負荷で接触する位置をアーム62の先端としている。
As a solution to these problems, a
この種の駒部材62の脱落防止構造では、駒部材61の連結溝61aに負荷される抜け荷重をアーム62によって受けることになる。この場合の抜け荷重としては、ボール59の公転による遠心力によるものや、ボール64が駒部材61の連結溝61aからナット50のねじ溝53の内面に乗り上げた時の径方向分力によるものが挙げられる。このような抜け荷重を受けると、アーム62が変形してボール59に循環不良が生じたり、駒部材61のナット50からの脱落に対する信頼性を低下させることになるが、この構成により、この無負荷状態から駒部材61へ抜け荷重が負荷されると、アーム62が弾性変形してアーム62全体がナット50のねじ溝53の内面に接触するようになり、両者の接触面積が増加することになる。そのため、アーム62の過度の塑性変形が防止されて駒部材61の抜け力に対する剛性向上が可能となり、アーム62の変形によるボール59の循環不良を抑制することができる(例えば、特許文献2参照。)。
然しながら、こうした従来の駒部材52の固定方法は、例えば、図6に示すように、駒部材52に一体に形成されたアーム54および駒部材52の外側に突設された加締部60によって、ナット50の内径側と外径側に挟み込む状態でナット50に固定されている。この場合、組付性の便宜上、ナット50側の駒部材嵌合用開口51と駒部材52との間に取付すきまを有している。このため、組付時に加締(塑性変形)によって駒部材52がナット50に固定されていても、駒部材52の中を通過するボール64によって繰り返し負荷される抜け荷重により、駒部材52に連続的な振動が発生する。したがって、アーム54側の摩耗は防止されていても、加締部60の強度が充分でないと、連続的な振動によって加締部60の摩耗が進展し、駒部材52のガタツキが生じることになる。
However, such a conventional fixing method of the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、駒部材における加締部の摩耗を防止して駒部材のガタツキの発生を抑制し、円滑なボールの循環が得られる信頼性の高い駒式ボールねじを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and prevents wear of the caulking portion in the piece member, suppresses the occurrence of rattling of the piece member, and provides high reliability in which smooth ball circulation is obtained. The purpose is to provide a piece-type ball screw.
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備えた駒式ボールねじにおいて、前記駒部材が、前記駒窓に嵌挿される胴部と、この胴部から前記ナットの径方向外方側に延びる頭部とを備え、前記胴部の両側に一対のアームが突設され、これらアームを前記ナットのねじ溝に係合させて前記駒部材が位置決めされると共に、前記頭部に、他の部分よりも外径面が凹む凹み部が形成され、この凹み部から立ち上がり、円弧状周面を有する少なくとも4個のガイド壁が周方向等配に形成され、これら複数のガイド壁のうち、前記ナットにおけるねじ溝のリード線に略直交し、対向するそれぞれのガイド壁を前記駒窓の縁部側に塑性変形させて形成した加締部によって前記駒部材が前記ナットに固定されている。
In order to achieve such an object, the invention according to
このように、ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材を備えた駒式ボールねじにおいて、駒部材が、駒窓に嵌挿される胴部と、この胴部からナットの径方向外方側に延びる頭部とを備え、胴部の両側に一対のアームが突設され、これらアームをナットのねじ溝に係合させて駒部材が位置決めされると共に、頭部に、他の部分よりも外径面が凹む凹み部が形成され、この凹み部から立ち上がり、円弧状周面を有する少なくとも4個のガイド壁が周方向等配に形成され、これら複数のガイド壁のうち、ナットにおけるねじ溝のリード線に略直交し、対向するそれぞれのガイド壁を駒窓の縁部側に塑性変形させて形成した加締部によって駒部材がナットに固定されているので、加締部となるガイド壁の位置の最適化を容易に図ることができ、作業性を向上させることができると共に、ボール通過時に加締部に負荷され、駒部材を傾斜させる応力の発生を軽減することができ、加締部の摩耗を防止して駒部材のガタツキの発生を抑制し、円滑なボールの循環が得られる信頼性の高い駒式ボールねじを提供することができる。 Thus, in the piece-type ball screw having the piece member that is fitted to the piece window formed in the trunk portion of the nut and has the connection groove having the rolling path as the circulation path, the piece member is It has a body part that is inserted into the window and a head part that extends from the body part to the radially outward side of the nut, and a pair of arms projecting from both sides of the body part, and these arms are engaged with the thread grooves of the nut. In addition to positioning the piece member, the head is formed with a recessed portion whose outer diameter surface is recessed from the other portion, and at least four guide walls having an arcuate circumferential surface rising from the recessed portion. A caulking formed in the circumferential direction at equal intervals, and formed by plastically deforming the opposing guide walls on the edge side of the piece window, substantially perpendicular to the lead wire of the thread groove of the nut among these guide walls Since the piece member is fixed to the nut by the It is possible to easily optimize the position of the door wall, improve workability, reduce the generation of stress that is loaded on the crimping portion when the ball passes and tilts the piece member, It is possible to provide a highly reliable piece-type ball screw that prevents wear of the caulking portion, suppresses the occurrence of rattling of the piece member, and provides a smooth circulation of the ball.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記ガイド壁に予め径方向に延びるスリットが形成されていれば、塑性変形をスムーズにすることができると共に、加締荷重を低減させて作業性の向上を図ることができる。
Preferably, if a slit extending in the radial direction is formed in advance in the guide wall as in the invention described in
また、請求項3に記載の発明のように、前記ガイド壁が8個形成されると共に、この8個のガイド壁のうち対向するそれぞれ2個のガイド壁を塑性変形させて前記加締部が形成されていれば、加締部の強度を低下させることなくガイド壁の位置の最適化を一層図ることができる。 According to a third aspect of the present invention, eight guide walls are formed, and two opposing guide walls of the eight guide walls are plastically deformed so that the caulking portion is formed. If formed, the position of the guide wall can be further optimized without reducing the strength of the crimped portion.
また、請求項4に記載の発明のように、前記駒窓の縁部の傾斜角度が20〜45°の範囲に設定され、この縁部に前記ガイド壁が密着された状態で塑性変形されて前記加締部が形成されていれば、塑性変形時に加締部に割れ等が発生するのを防止できると共に、加締部のスプリングバックで駒部材にガタが生じ、また、位置決め精度や固定力に問題が生じることもなく、所望の固定力を確保して加締部の信頼性を向上させることができる。
Further, as in the invention according to
また、請求項5に記載の発明のように、前記駒窓が断面略円形に形成され、この駒窓に対応して前記駒部材が断面円形に形成されていれば、駒窓の加工工数が削減できて低コスト化を図ることができると共に、駒部材がナットに対して軸方向に精度良く、かつ、容易に位置決めすることができ、信頼性を向上させることができる。
Moreover, if the piece window is formed in a substantially circular cross section and the piece member is formed in a circular shape corresponding to the piece window as in the invention described in
また、請求項6に記載の発明のように、前記駒部材が焼結合金からMIMによって成形されていれば、加工度が高く複雑な形状であっても容易に、かつ精度良く所望の形状・寸法に成形することができる。
Further, as in the invention described in
また、請求項7に記載の発明のように、前記駒部材がSUS630からなる金属粉末を含み、固溶化熱処理で表面硬さが20〜33HRCの範囲に設定されていれば、強靭性と高硬度を確保することができる。 In addition, as in the invention described in claim 7, if the piece member includes a metal powder made of SUS630 and the surface hardness is set in a range of 20 to 33 HRC by solution heat treatment, toughness and high hardness are achieved. Can be secured.
また、請求項8に記載の発明のように、前記駒部材が浸炭材からなる金属粉末を含み、浸炭焼入れによって表面硬さが30〜40HRCの範囲になるように硬化処理されると共に、高周波テンパーによって前記ガイド壁が焼戻しされ、表面硬さが15〜30HRCの範囲に設定されていれば、加締部となるガイド壁の靭性が高くなると共に、駒部材をナットに加締固定する際に割れ等が発生するのを防止することができる。 Further, as in the invention according to claim 8, the piece member includes a metal powder made of a carburized material, and is hardened by carburizing and quenching so that the surface hardness is in a range of 30 to 40 HRC, and the high-frequency temper is used. If the guide wall is tempered and the surface hardness is set in the range of 15 to 30 HRC, the toughness of the guide wall serving as the crimping portion is increased and cracking occurs when the piece member is crimped and fixed to the nut. And the like can be prevented.
本発明に係る駒式ボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備えた駒式ボールねじにおいて、前記駒部材が、前記駒窓に嵌挿される胴部と、この胴部から前記ナットの径方向外方側に延びる頭部とを備え、前記胴部の両側に一対のアームが突設され、これらアームを前記ナットのねじ溝に係合させて前記駒部材が位置決めされると共に、前記頭部に、他の部分よりも外径面が凹む凹み部が形成され、この凹み部から立ち上がり、円弧状周面を有する少なくとも4個のガイド壁が周方向等配に形成され、これら複数のガイド壁のうち、前記ナットにおけるねじ溝のリード線に略直交し、対向するそれぞれのガイド壁を前記駒窓の縁部側に塑性変形させて形成した加締部によって前記駒部材が前記ナットに固定されているので、加締部となるガイド壁の位置の最適化を容易に図ることができ、作業性を向上させることができると共に、ボール通過時に加締部に負荷され、駒部材を傾斜させる応力の発生を軽減することができ、加締部の摩耗を防止して駒部材のガタツキの発生を抑制し、円滑なボールの循環が得られる信頼性の高い駒式ボールねじを提供することができる。 The piece ball screw according to the present invention includes a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface, a nut externally fitted to the screw shaft, and a spiral screw groove formed on the inner peripheral surface, A plurality of balls accommodated in a rolling path formed by opposing screw grooves, and a connecting groove that is fitted to a piece window drilled in a body portion of the nut and has the rolling path as a circulation path. In the piece-type ball screw provided with the formed piece member, the piece member includes a body portion that is inserted into the piece window, and a head portion that extends from the body portion to the radially outward side of the nut. A pair of arms projecting on both sides of the body, and the piece members are positioned by engaging the arms with the thread grooves of the nut, and the outer surface of the head is more external than the other parts. Is formed with a dent, and rises from the dent and has at least four arcuate peripheral surfaces. Guide walls are formed in a circumferentially equidistant manner, and among these guide walls, the guide walls that are substantially orthogonal to the lead wires of the screw grooves in the nut and that are opposed to each other are plastically deformed to the edge side of the piece window. Since the piece member is fixed to the nut by the caulking portion formed in this manner, the position of the guide wall that becomes the caulking portion can be easily optimized, and workability can be improved. It is possible to reduce the occurrence of stress that is applied to the caulking part when the ball passes and tilts the piece member, prevents wear of the caulking part, suppresses the occurrence of rattling of the piece member, and smoothly circulates the ball. It is possible to provide an obtained highly reliable piece type ball screw.
外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備えた駒式ボールねじにおいて、前記駒部材が焼結合金からMIMによって成形され、前記駒窓に対応して断面が略円形に形成された胴部と、この胴部から前記ナットの径方向外方側に延びる頭部とを備え、前記胴部の両側に一対のアームが突設され、これらアームを前記ナットのねじ溝に係合させて前記駒部材が位置決めされると共に、前記頭部に、他の部分よりも外径面が凹む凹み部が形成され、この凹み部から立ち上がり、円弧状周面を有する8個のガイド壁が周方向等配に形成され、これら8個のガイド壁のうち、前記ナットにおけるねじ溝のリード線に略直交し、対向するそれぞれ2個のガイド壁を前記駒窓の縁部側に塑性変形させて形成した加締部によって前記駒部材が前記ナットに固定されている。 A screw shaft having a spiral thread groove formed on the outer peripheral surface, a nut externally fitted to the screw shaft and having a spiral thread groove formed on the inner peripheral surface, and a roller formed by both opposing screw grooves. A piece comprising a plurality of balls accommodated in a movement path, and a piece member that is fitted to a piece window formed in the trunk portion of the nut and has a connecting groove having the rolling path as a circulation path. In the type ball screw, the piece member is formed from a sintered alloy by MIM, and a body portion having a substantially circular cross section corresponding to the piece window, and a radially outer side of the nut from the body portion And a pair of arms projecting on both sides of the body, and the pieces are positioned by engaging the arms with the threaded grooves of the nut, A dent with an outer surface that is recessed from the part is formed, rising from this dent, and arcuate Eight guide walls having a surface are formed in a circumferentially equidistant manner, and among these eight guide walls, two guide walls that are substantially orthogonal to the lead wire of the thread groove in the nut and that face each other The piece member is fixed to the nut by a caulking portion formed by plastic deformation on the edge side of the window.
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る駒式ボールねじの一実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は縦断面図、図2(a)はナットの断面斜視図、(b)は横断面図、図3は駒部材を示す斜視図、図4は、本発明に係る駒部材の固定状態を示す平面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A and 1B show an embodiment of a piece-type ball screw according to the present invention, in which FIG. 1A is a plan view, FIG. 2B is a longitudinal sectional view, FIG. 2A is a sectional perspective view of a nut, and FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a piece member, and FIG. 4 is a plan view showing a fixed state of the piece member according to the present invention.
この駒式ボールねじ1は、外周面に螺旋状のねじ溝2aが形成されたねじ軸2と、このねじ軸2に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝3aが形成されたナット3と、対向する両ねじ溝2a、3aにより形成された転動路に収容された多数のボール4と、これらボール4の循環用部材となる駒部材5とを備えている。
This piece-
各ねじ溝2a、3aの断面形状は、サーキュラアーク形状であってもゴシックアーク形状であっても良いが、ここではボール4との接触角が大きくとれ、アキシアルすきまが小さく設定できるゴシックアーク形状に形成されている。これにより、軸方向荷重に対する剛性が高くなり、かつ振動の発生を抑制することができる。
The cross-sectional shape of each
円筒状のナット3の胴部には、内外の周面に貫通してねじ溝3aの一部を切欠く断面略円形の駒窓6が穿設され、この駒窓6に対応して断面略円形の駒部材5が嵌合されている。駒部材5の内方には、ねじ溝3aの隣合う1周分同士を連結する連結溝5aが形成され、この連結溝5aとねじ溝3aの略1周の部分とでボール4の転動路を構成している。転動路内の内外のねじ溝2a、3a間に介在された多数のボール4は、ねじ溝2a、3aに沿って転動し、そして、駒部材5の連結溝5aに案内され、ねじ軸2のねじ山を乗り越えて隣接するねじ溝3aに戻り、再びねじ溝2a、3aに沿って転動する。なお、ここでは、駒窓6の加工性の面から駒部材5の断面が円形のものを例示したが、これに限らず、例えば、小判状であっても良い。
The
図2(a)に示すように、駒部材5の連結溝5aは、ナット3の隣接するねじ溝3a、3a間を滑らかに接続するようにS字状に湾曲して形成されている。したがって、図2(b)に示すように、その両駒窓縁7、7は、ナット3の隣接するねじ溝3aの溝縁部8に合致するように連結溝5aがねじ溝3aに接続されている。また、連結溝5aの深さは、ボール4が連結溝5a内でねじ軸2におけるねじ溝2aのねじ山を越えることができる深さとされている。さらに、駒部材5の両側には断面が略円形の丸棒状に形成されたアーム9が突設され、ナット3のねじ溝3aに所定の径方向すきまを介して係合されている。このアーム9によって、駒部材5がナット3に対して軸方向に位置決めされると共に、駒部材5が駒窓6から径方向外方に抜け出すのを防止している。
As shown in FIG. 2A, the connecting
本実施形態では、駒部材5は、金属粉末を可塑状に調整し、射出成形機で成形される焼結合金からなる。この射出成形に際しては、まず、金属粉と、プラスチックおよびワックスからなるバインダとを混練機で混練し、その混練物をペレット状に造粒する。造粒したペレットは、射出成形機のホッパに供給し、金型内に加熱溶融状態で押し込む、所謂MIM(Metal Injection Molding)により成形されている。こうしたMIMによって成形される焼結合金であれば、加工度が高く複雑な形状であっても容易に、かつ精度良く所望の形状・寸法に成形することができる。
In this embodiment, the
前記金属粉として、後に浸炭焼入が可能な材質、例えば、C(炭素)が0.13wt%、Ni(ニッケル)が0.21wt%、Cr(クロム)が1.1wt%、Cu(銅)が0.04wt%、Mn(マンガン)が0.76wt%、Mo(モリブデン)が0.19wt%、Si(シリコン)が0.20wt%、残りがFe(鉄)等からなるSCM415を例示することができる。駒部材5は、浸炭焼入れおよび焼戻し温度を調整して行われる。また、駒部材5の材料としてこれ以外にも、Niが3.0〜10.0wt%含有し、加工性、耐食性に優れた材料(日本粉末冶金工業規格のFEN8)、あるいは、Cが0.07wt%、Crが17wt%、Niが4wt%、Cuが4wt%、残りがFe等からなる析出硬化系ステンレスSUS630であっても良い。このSUS630は、固溶化熱処理で20〜33HRCの範囲に表面硬さを適切に上げることができ、強靭性と高硬度を確保することができる。
As the metal powder, a material that can be subsequently carburized and hardened, for example, C (carbon) is 0.13 wt%, Ni (nickel) is 0.21 wt%, Cr (chromium) is 1.1 wt%, Cu (copper) Exemplifies SCM415 which is 0.04 wt%, Mn (manganese) is 0.76 wt%, Mo (molybdenum) is 0.19 wt%, Si (silicon) is 0.20 wt%, and the rest is Fe (iron). Can do. The
駒部材5をSCM415等の浸炭材で形成する場合は、駒部材5は浸炭焼入れおよび、焼戻し温度調整によるか、もしくは浸炭焼入れによって表面硬さが30〜40HRCの範囲になるように硬化処理されると共に、高周波テンパー装置を用いて、図2(b)に示す加締部14、すなわち、図3に示すガイド壁13が焼戻しされ、硬さが15〜30HRCの範囲になるように設定されている。これにより、加締部14となるガイド壁13の靭性が高くなると共に、駒部材5をナット3に加締固定する際に割れ等が発生するのを防止することができる。
When the
ボール4の組み込みは、ナット3の駒窓6に駒部材5をナット3の内径側から装着した後、ねじ軸2の軸端からナット3を当てがい、ボール4を両ねじ溝2a、3a間に順次挿入しながらナット3を回転させ、ナット3をねじ軸1に移動させることによって行う。なお、これ以外にも、ナット3の駒窓6に駒部材5を装着した後、仮軸を用いてボール4を同様に挿入するようにしても良い。
The
ここで、駒部材5は、図3に示すように、アーム9、9が突設された胴部10と、この胴部10から外径側(ナット3の径方向外方側)に延びる頭部11からなる。胴部10は、ナット3の駒窓6の形状(円孔)に対応するように断面が円形に形成されて駒窓6に嵌合される。また、頭部11は、他の部分よりも外径面が凹む凹み部12が形成され、この凹み部12から外径側へ立ち上がり、円弧状周面を有する8個のガイド壁13が周方向等配に形成されている。これにより、後述する加締部14となるガイド壁13の位置の最適化を容易に図ることができ、作業性を向上させることができる。
Here, as shown in FIG. 3, the
駒部材5は駒窓6に嵌挿され、ナット3のねじ溝3aにアーム9、9を係合した後、これらガイド壁13を加締治具(図示せず)を使用して駒窓6の縁部6a側に密着する状態まで塑性変形させて形成した加締部14によって駒部材5はナット3に固定される(図2(b)参照)。また、駒窓6の縁部6aは所定の傾斜角θからなるテーパ状に形成され、20〜45°の範囲に設定されている。これ以上加締量が増えていくと加締部14に割れが発生して信頼性が損なわれると共に、傾斜角θが20°未満では、加締部14のスプリングバックで駒部材5にガタが生じ、位置決め精度や固定力に問題が生じ好ましくない。
The
本実施形態では、図4に示すように、駒部材5の頭部11に8個のガイド壁13が周方向等配に形成されると共に、この8個のガイド壁13のうち、ナット3におけるねじ溝3aのリード線Lに略直交し、対向するそれぞれ2個のガイド壁13、13を図中矢印で示す方向に塑性変形させて加締部14が形成されている。これにより、ボール通過時に加締部14に負荷され、駒部材5を傾斜させる応力の発生を軽減することができ、加締部14の摩耗を防止して駒部材5のガタツキの発生を抑制し、円滑なボールの循環が得られる信頼性の高い駒式ボールねじを提供することができる。なお、加締部14は、対向するそれぞれ2個のガイド壁13、13に限らず、8個全数を塑性変形させて形成しても良いが、これでは加締作業が増えて製造コストが嵩むと共に、加締工程ですでに塑性変形された加締部14にガタが発生する恐れがあるから好ましくない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, eight
ここでは、加締部14となるガイド壁13の数を8個としたが、これに限らず、少なくとも4個以上が好ましい。すなわち、3個では、対向する固定部位にガイド壁13が配置されず、また、9個以上となると、ボールねじのサイズによってガイド壁13自体の剛性が低くなって強度が低下してしまう恐れがあるからである。なお、図示はしないが、加締部14となるガイド壁13にそれぞれ予め径方向に延びるスリットを形成しておくことにより塑性変形をスムーズにすることができると共に、加締荷重を低減させて作業性の向上を図ることができる。
Here, the number of
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
本発明に係る駒式ボールねじは、自動車の電動アクチュエータ等に使用される駒式ボールねじに適用することができる。 The piece type ball screw according to the present invention can be applied to a piece type ball screw used for an electric actuator of an automobile or the like.
1・・・・・・・・・・駒式ボールねじ
2・・・・・・・・・・ねじ軸
2a、3a・・・・・・ねじ溝
3・・・・・・・・・・ナット
4・・・・・・・・・・ボール
5・・・・・・・・・・駒部材
5a・・・・・・・・・連結溝
6・・・・・・・・・・駒窓
6a・・・・・・・・・縁部
7・・・・・・・・・・駒窓縁
8・・・・・・・・・・溝縁部
9・・・・・・・・・・アーム
9a・・・・・・・・・端部
10・・・・・・・・・胴部
11・・・・・・・・・頭部
12・・・・・・・・・凹み部
13・・・・・・・・・ガイド壁
14・・・・・・・・・加締部
50・・・・・・・・・回転ナット
50a・・・・・・・・ナット本体
51・・・・・・・・・駒部材嵌合用開口
52、61・・・・・・駒部材
52a、61a・・・・連結溝
53・・・・・・・・・内ねじ溝
54、62・・・・・・アーム
55・・・・・・・・・凹み部
56・・・・・・・・・ガイド壁
57・・・・・・・・・係合段部
58・・・・・・・・・繋ぎ部
59・・・・・・・・・ボール
60・・・・・・・・・加締部
L・・・・・・・・・・ねじ溝のリード線
R・・・・・・・・・・ねじ溝の溝中心の曲率半径
R’・・・・・・・・・アームの幅中心に沿う円弧の曲率半径
θ・・・・・・・・・・縁部の傾斜角
1 ······ Poma
Claims (8)
このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、
対向する両ねじ溝により形成される転動路に収容された複数のボールと、
前記ナットの胴部に穿設された駒窓に嵌合され、前記転動路を周回経路とする連結溝が形成された駒部材とを備えた駒式ボールねじにおいて、
前記駒部材が、前記駒窓に嵌挿される胴部と、この胴部から前記ナットの径方向外方側に延びる頭部とを備え、前記胴部の両側に一対のアームが突設され、これらアームを前記ナットのねじ溝に係合させて前記駒部材が位置決めされると共に、前記頭部に、他の部分よりも外径面が凹む凹み部が形成され、この凹み部から立ち上がり、円弧状周面を有する少なくとも4個のガイド壁が周方向等配に形成され、これら複数のガイド壁のうち、前記ナットにおけるねじ溝のリード線に略直交し、対向するそれぞれのガイド壁を前記駒窓の縁部側に塑性変形させて形成した加締部によって前記駒部材が前記ナットに固定されていることを特徴とする駒式ボールねじ。 A screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface;
A nut externally fitted to the screw shaft and having a spiral thread groove formed on the inner peripheral surface;
A plurality of balls housed in a rolling path formed by opposing screw grooves;
In a piece-type ball screw provided with a piece member that is fitted to a piece window drilled in the trunk portion of the nut and has a connection groove having the rolling path as a circulation path,
The piece member includes a trunk portion to be inserted into the piece window, and a head portion extending from the trunk portion to the radially outward side of the nut, and a pair of arms projecting from both sides of the trunk portion, The arm member is engaged with the thread groove of the nut to position the piece member, and the head is formed with a recessed portion whose outer diameter surface is recessed from the other portion, rising from the recessed portion, At least four guide walls having an arcuate circumferential surface are formed at equal intervals in the circumferential direction, and among the plurality of guide walls, each of the opposing guide walls that are substantially orthogonal to the lead wire of the thread groove in the nut is opposed to the piece. A piece-type ball screw, wherein the piece member is fixed to the nut by a crimping portion formed by plastic deformation on the edge side of the window.
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