JP2004084743A

JP2004084743A - Ball screw device

Info

Publication number: JP2004084743A
Application number: JP2002244794A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Inoue; 井上　昌弘; Katsura Koyagi; 小八木　桂
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2004-03-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive end cap type ball screw device through mass production. <P>SOLUTION: The end cap type ball screw device includes a nut 2 having a threaded shaft 1 with a spiral groove 11 formed in an outer circumferential surface and a spiral groove 21 facing the spiral groove 11 of the threaded shaft 11 formed in an inner circumferential surface and having a return passage 24 extending in the axial direction, a pair of end caps 3 which are externally fitted to both ends of the nut 2 and have a switching path 33 to communicate the spiral grooves 11 and 21 facing each other with the return passage 24, and a large number of balls 4 interposed in the spiral grooves 11 and 21 facing each other, the switching path 33, and the return passage 24 in a circulating manner while rolling therein. A portion of the switching path 33 which is communicated with the return passage 24 is formed at an inclination of ≤ 30° with respect to the imaginary line in the radial direction connecting the return passage 24 to a center of the threaded shaft 1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンドキャップ式のボールねじ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンドキャップ式のボールねじ装置は、外周面に螺旋溝を有するねじ軸と、内周面にねじ軸の螺旋溝に相対する螺旋溝を有したナットと、ナットの両端に装着した一対のエンドキャップとから構成されている。
【０００３】
ねじ軸とナットは、各々の相対する螺旋溝内を転動するボールによって螺合している。ボールは、相対する螺旋溝、一方のエンドキャップの転換路、ナットの戻し通路、他方のエンドキャップの転換路を転動して循環する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
エンドキャップの転換路は、螺旋溝に連通する経路と、ナットの戻し通路に連通する経路とからなる。
【０００５】
すなわち、エンドキャップは、螺旋溝を転動するボールをすくい上げてナットの戻し通路に送る機能と、戻し通路を通って戻されたボールを螺旋溝に送る機能とを含む。
【０００６】
ボールが螺旋溝に連通する経路とナットの戻し通路に連通する経路との間で方向転換する際、ボールはナットの外面に沿って移動する。すなわち、ナットの外面がボールの転動面となる。
【０００７】
よって、ボールの移動が円滑に行えるように、ナットの外面に、エンドミル加工等による複雑な加工が必要であった。
【０００８】
このように、ナットの加工が困難であることから、大量生産に適しておらず、エンドキャップ式のボールねじ装置は高価になるという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のボールねじ装置は、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、内周面に前記ねじ軸の螺旋溝に相対する螺旋溝を有し、かつ、軸方向に延設された戻し通路を有したナットと、前記ナットの両端に外嵌装着され、前記相対する両螺旋溝と前記戻し通路との間を連通する転換路を有した一対のエンドキャップと、前記相対する両螺旋溝、前記転換路および前記戻し通路を転動しつつ循環可能に介装された多数のボールとを含み、前記転換路のうち前記戻し通路に連絡される部分が、前記戻し通路と前記ねじ軸の中心とを結ぶ径方向の仮想線に対し、３０°以下の傾きに形成されている。
【００１０】
具体的には、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、軸方向中央部に外径側に膨出した大径部を有すると共に、内周面に前記ねじ軸の螺旋溝に相対する螺旋溝を有し、かつ、前記大径部に軸方向に貫通した戻し通路を有したナットと、前記ナットの両端小径部に外嵌装着され、前記相対する両螺旋溝と前記戻し通路との間を連通する転換路を有した一対のエンドキャップと、前記相対する両螺旋溝、前記転換路および前記戻し通路を転動しつつ循環可能に介装された多数のボールとを含み、前記転換路が、前記相対する両螺旋溝に連通し略周方向に延びる周方向軌道部と、前記周方向軌道部と前記戻し通路との間を連通し軸方向に延びる軸方向軌道部とからなり、前記転換路の周方向軌道部のうち前記軸方向軌道部に連絡される部分が、前記戻し通路と前記ねじ軸の中心とを結ぶ径方向の仮想線に対し、３０°以下の傾きに形成されている。
【００１１】
なお、転換路のうち戻し通路に連絡される部分が、戻し通路とねじ軸の中心とを結ぶ径方向の仮想線に対し、３０°以下の傾きに形成されていればよく、その傾き角は小さい方が好ましい。すなわち、３０°以下の傾き角には０°も含むものとし、傾き角が０°の場合が最も好ましい。
【００１２】
本発明のボールねじ装置によると、エンドキャップの転換路のうち、戻し通路に連絡される部分が、戻し通路とねじ軸の中心とを結ぶ径方向の仮想線に対し、３０°以下の傾きに形成されている。すなわち、転換路のうち戻し通路に連絡される部分が略径方向に延び、戻し通路との間でボールを方向転換させる際、ボールは略径方向から軸方向、あるいはその逆方向に、略直角の軌跡を描いて方向転換する。これにより、ボールがナットの外面に沿って容易に方向転換でき、ナットに複雑なエンドミル加工が不要となり、大量生産により安価なエンドキャップ式のボールねじ装置を提供できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図１８を用いて説明する。
【００１４】
図１はボールねじ装置の組立状態の斜視図、図２はボールねじ装置の分解斜視図、図３はナットの断面図、図４はナットの正面図、図５，６はエンドキャップの斜視図、図７はエンドキャップの内側面図、図８はエンドキャップの外側面図、図９は図７のＩＸ−　ＩＸ断面図、図１０は図７のＸ−Ｘ断面図、図１１は図８のＸＩ−ＸＩ断面図、図１２はエンドキャップの部分内側面図、図１３はエンドキャップの側面図、図１４は図１３のＸＩＶ部分の拡大図、図１５はボールねじ装置の部分斜視図、図１６，１７はボールねじ装置の断面図、図１８はボールの軌跡を示す図である。
【００１５】
本実施の形態のボールねじ装置は、ねじ軸１、ナット２、一対のエンドキャップ３，３、ボール４、連結具５にて構成されている。
【００１６】
ナット２は、例えば、合成樹脂や金属にて形成されている。エンドキャップ３は、例えば、合成樹脂にて形成されている。
【００１７】
ねじ軸１の外周面には、４条の螺旋溝１１が形成されている。
【００１８】
ナット２は、図３および図４に示すように、筒状に形成されている。ナット２の内周面には、ねじ軸１の螺旋溝１１に対向する４条の螺旋溝２１が形成されている。ナット２は、軸方向中央の大径部２２と、軸方向両端の小径部２３，２３とから構成されている。大径部２２には、各々軸方向に穿孔し周方向等間隔に配置した４本の戻し通路２４と、各々軸方向に貫通し周方向等間隔に配置した４本の連結具取付孔２５とが、周方向交互に設けられている。
【００１９】
戻し通路２４は、径方向内端が小径部２３の外周面２３ｂと面一となるように形成されており、ボール４が円滑に戻し通路２４に出入りするように構成されている。あるいは、ボール４の出入りに影響がない程度に、戻し通路２４の径方向内端を小径部２３の外周面２３ｂより若干外径側に位置させ、大径部２２に戻し通路２４を穿孔する際に、小径部２３の外周面２３ｂが削られないようにしてもよい。
【００２０】
一対のエンドキャップ３，３は、各々同一形状に形成され、ナット２の両小径部２３，２３に軸方向対称に外嵌される。
【００２１】
各エンドキャップ３は、図５ないし図１５に示すように、軸方向内側面にナット２の両小径部２３が嵌合可能な凹部３１を有し、中心にはねじ軸１が貫通可能な貫通穴３２を有している。エンドキャップ３の内面には、４本の転換路３３が周方向等間隔に形成されている。また、各々軸方向に貫通し周方向等間隔に配置した４本の連結具挿通孔３４が形成されている。
【００２２】
エンドキャップ３の各転換路３３は、ねじ軸１の４条のねじ溝１１と、ナット２の４条のねじ溝２１とで構成される４条の転送路６に、それぞれ連通し略周方向に延びる周方向軌道部３３１と、周方向軌道部３３１と戻し通路２４の間を連通し軸方向に延びる軸方向軌道部３３２とからなる。
【００２３】
周方向軌道部３３１ならびに軸方向軌道部３３２は、各軌道部３３１，３３２を転動するボール４の外側軌道となるように断面円弧状に形成されている。
【００２４】
周方向軌道部３３１は、螺旋溝１１，２１のピッチ角（リード角）と同じ角度にて直線状に延びる内側部３３１ａと、内側部３３１ａから径方向外向きに延びると共に軸方向に湾曲して軸方向軌道部３３２に連通した外側部３３１ｂとからなる。
【００２５】
内側部３３１ａの内端には、リップ３５が形成されている。リップ３５は、ねじ軸１の螺旋溝１１に入り込み、補強のために螺旋溝１１に沿う方向に所定の厚みを有している。
【００２６】
図１２に示すように、各周方向軌道部３３１の外側部３３１ｂの中心線Ｌ_１と、ねじ軸１の中心軸Ｐ_１と軸方向軌道部３３２の中心Ｐ_２とを結ぶ径方向の仮想線Ｌ_２との成す角度θは、θ≦３０°となるように設定されている。なお、角度θは小さい方が好ましく、０°となる場合が最も好ましい。
【００２７】
これにより、周方向軌道部３３１の外側部３３１ｂが略径方向に延び、軸方向軌道部３３２との間でボール４を方向転換させる際、ボール４は略径方向から軸方向、あるいはその逆方向に、略直角の軌跡を描いて方向転換する。これにより、ボール４が、ナット２の端面２３ａと外周面２３ｂの肩部表面に沿って容易に方向転換でき、ナット２の肩部に複雑なエンドミル加工が不要となり、大量生産により安価なエンドキャップ式のボールねじ装置を提供できる。
【００２８】
図１３および図１４に示すように、各周方向軌道部３３１の内側部３３１ａにおけるボール４の中心軌道Ｃと、エンドキャップ３の凹部３１の底面３１ａとの交点Ｏ_１から、中心軌道Ｃに対して直交する仮想線Ｌ_３を引き、内側部３３１ａの底部との交点をＯ_２とすると、点Ｏ_２よりボール４の出入口側の領域Ｌにおいて、内側部３３１ａの曲率半径Ｒを、
Ｄ_Ｓ≦Ｒ≦２×Ｄ_Ｓ
とする。
【００２９】
ここで、Ｄ_Ｓは、ねじ軸１の肩径である。
【００３０】
これにより、内側部３３１ａのボール４の出入口側断面が若干小さくなり、周方向軌道部３３１の内側部３３１ａと、螺旋溝１１，２１との境界における段差がなくなり軌道面が滑らかに連接し、エンドキャップ３に対するボール４の出入りが円滑に行える。
【００３１】
図１５に示すように、リップ３５のＰＣＤ_１を、ねじ軸１のＰＣＤ_２に対して、
ＰＣＤ_１＝１．０５×ＰＣＤ_２
とする。
【００３２】
ここで、リップ３５のＰＣＤ_１とは、ねじ軸１の螺旋溝１１に入り込む各リップ３５の径方向中心を結んだ円の直径である。
【００３３】
また、ねじ軸１のＰＣＤ_２とは、ねじ軸１の４条の螺旋溝１１と、ナット２の４条の螺旋溝２１とで構成される４条の転送路６の径方向中心を結んだ円の直径である。
【００３４】
すなわち、リップ３５のＰＣＤ_１を、ねじ軸１のＰＣＤ_２の１．０５倍とすることで、図１５のように、リップ３５と螺旋溝１１の間に隙間Ｓが生じる。
【００３５】
このように、リップ３５のＰＣＤ_１をねじ軸１のＰＣＤ_２より大きくしたことで、製造誤差が発生してもリップ３５と螺旋溝１１の干渉を確実に避けることができる。
【００３６】
図１６に示すように、ねじ軸１を、エンドキャップ３の貫通穴３２ならびにナット２に挿通させる。４条の転送路６にそれぞれ多数のボール４を介装させる。ねじ軸１とナット２は、転送路６内を転動するボール４によって螺合している。
【００３７】
図１７に示すように、各エンドキャップ３の４本の転換路３３は、各々対応する転送路６と戻し通路２４とに連通しており、各転送路６に介装されたボール４は、それぞれ対応する転換路３３ならびに戻し通路２４を転動しつつ循環する。
【００３８】
図１８は、４条のボール軌跡ａ，ｂ，ｃ，ｄを示している。
【００３９】
転送路６を転動するボール４は、転動方向のエンドキャップ３のリップ３５の先端３５ａにて、周方向軌道部３３１内にすくい上げられる。ボール４は、内側部３３１ａから外側部３３１ｂに沿って径方向に転動した後、軸方向軌道部３３２に沿って軸方向に転動する。そして、ナット２の戻し通路２４を通って反対側のエンドキャップ３の軸方向軌道部３３２に達する。その後、周方向軌道部３３１に沿って転動し、リップ３５の先端３５ａから転送路６に戻る。
【００４０】
なお、ボール４は４条に限らない。エンドキャップ３の転換路３３は、転送路６と戻し通路２４の間を連通するものであればよく、特に形状は限定されない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明のボールねじ装置によると、転換路のうち戻し通路に連絡される部分が略径方向に延び、戻し通路との間でボールを方向転換させる際、ボールは略径方向から軸方向、あるいはその逆方向に、略直角の軌跡を描いて方向転換し、ボールがナットの外面に沿って容易に方向転換でき、ナットに複雑なエンドミル加工が不要となり、大量生産により安価なエンドキャップ式のボールねじ装置を提供できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるボールねじ装置の組立状態の斜視図
【図２】図１のボールねじ装置の分解斜視図
【図３】図１のボールねじ装置におけるナットの断面図
【図４】図１のボールねじ装置におけるナットの正面図
【図５】図１のボールねじ装置におけるエンドキャップの斜視図
【図６】図１のボールねじ装置におけるエンドキャップの斜視図
【図７】図１のボールねじ装置におけるエンドキャップの内側面図
【図８】図１のボールねじ装置におけるエンドキャップの外側面図
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ断面図
【図１０】図７のＸ−Ｘ断面図
【図１１】図８のＸＩ−ＸＩ断面図
【図１２】図１のボールねじ装置におけるエンドキャップの部分内側面図
【図１３】図１のボールねじ装置におけるエンドキャップの側面図
【図１４】図１３のＸＩＶ部分の拡大図
【図１５】図１のボールねじ装置の部分斜視図
【図１６】図１のボールねじ装置の断面図
【図１７】図１のボールねじ装置の断面図
【図１８】図１のボールねじ装置におけるボールの軌跡を示す図
【符号の説明】
１　ねじ軸
２　ナット
３　エンドキャップ
４　ボール
１１，２１　螺旋溝
２２　大径部
２３　小径部
２４　戻し通路
３３　転換路
３３１　周方向軌道部
３３１ａ　内側部
３３１ｂ　外側部
３３２　軸方向軌道部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an end cap type ball screw device.
[0002]
[Prior art]
The ball screw device of the end cap type includes a screw shaft having a spiral groove on the outer peripheral surface, a nut having a spiral groove on the inner peripheral surface corresponding to the spiral groove of the screw shaft, and a pair of end caps mounted on both ends of the nut. It is composed of
[0003]
The screw shaft and the nut are screwed together by balls rolling in the respective spiral grooves. The ball rolls and circulates through the opposing spiral grooves, the turning path of one end cap, the return path of the nut, and the turning path of the other end cap.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conversion path of the end cap includes a path communicating with the spiral groove and a path communicating with the return path of the nut.
[0005]
That is, the end cap has a function of picking up a ball rolling in the spiral groove and sending the ball to the return passage of the nut, and a function of sending the ball returned through the return passage to the spiral groove.
[0006]
As the ball turns between a path communicating with the spiral groove and a path communicating with the return path of the nut, the ball moves along the outer surface of the nut. That is, the outer surface of the nut becomes the rolling surface of the ball.
[0007]
Therefore, complicated processing such as end milling is required on the outer surface of the nut so that the ball can be moved smoothly.
[0008]
As described above, since the processing of the nut is difficult, it is not suitable for mass production, and there is a problem that the end cap type ball screw device becomes expensive.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The ball screw device of the present invention has a screw shaft having a spiral groove formed on the outer peripheral surface, and a spiral groove on the inner peripheral surface facing the spiral groove of the screw shaft, and has a return extending in the axial direction. A nut having a passage, a pair of end caps externally fitted to both ends of the nut and having a conversion path communicating between the opposed spiral grooves and the return passage, and the opposed spiral grooves A plurality of balls interposed so as to be able to circulate while rolling on the return path and the return path, and a portion of the return path connected to the return path is provided between the return path and the screw shaft. It is formed at an inclination of 30 ° or less with respect to a radial imaginary line connecting the center.
[0010]
Specifically, it has a screw shaft with a spiral groove formed on the outer peripheral surface, a large diameter portion bulging outward on the center in the axial direction, and a spiral groove of the screw shaft on the inner peripheral surface. A nut having a spiral groove, and having a return passage penetrating in the axial direction in the large diameter portion, and a nut which is externally fitted to both ends of the nut at a small diameter portion, and the opposed spiral groove and the return passage A pair of end caps having a turning path communicating between them, and a number of balls interposed so as to be able to circulate while rolling the opposite spiral grooves, the turning path and the return path, The path is composed of a circumferential track portion that communicates with the opposed spiral grooves and extends substantially in the circumferential direction, and an axial track portion that communicates between the circumferential track portion and the return passage and extends in the axial direction, A portion of the circumferential track portion of the turning path that is connected to the axial track portion is the Respect to the passage and the virtual line in the radial direction connecting the center of the screw shaft are formed on the inclination of 30 ° or less.
[0011]
The portion of the turning path that is connected to the return passage may be formed at an inclination of 30 ° or less with respect to the imaginary line in the radial direction connecting the return passage and the center of the screw shaft. A smaller one is preferred. That is, the inclination angle of 30 ° or less includes 0 °, and the inclination angle of 0 ° is most preferable.
[0012]
According to the ball screw device of the present invention, the part of the conversion path of the end cap, which is connected to the return path, has an inclination of 30 ° or less with respect to the imaginary radial line connecting the return path and the center of the screw shaft. Is formed. That is, a portion of the turning path that is connected to the return passage extends substantially in the radial direction, and when the ball is turned between the return passage and the return passage, the ball is substantially perpendicular to the axial direction from the substantially radial direction or vice versa. Change direction by drawing a trajectory. As a result, the direction of the ball can be easily changed along the outer surface of the nut, and complicated end mill processing is not required for the nut, so that an inexpensive end cap type ball screw device can be provided by mass production.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0014]
1 is a perspective view of an assembled state of the ball screw device, FIG. 2 is an exploded perspective view of the ball screw device, FIG. 3 is a sectional view of the nut, FIG. 4 is a front view of the nut, and FIGS. 7, FIG. 7 is an inner side view of the end cap, FIG. 8 is an outer side view of the end cap, FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX of FIG. 7, FIG. 10 is a sectional view taken along line XX of FIG. XI-XI sectional view of FIG. 12, FIG. 12 is a partial inner side view of the end cap, FIG. 13 is a side view of the end cap, FIG. 14 is an enlarged view of the XIV portion of FIG. 13, FIG. 16 and 17 are cross-sectional views of the ball screw device, and FIG. 18 is a diagram illustrating the trajectory of the ball.
[0015]
The ball screw device according to the present embodiment includes a screw shaft 1, a nut 2, a pair of end caps 3, 3, a ball 4, and a connecting tool 5.
[0016]
The nut 2 is formed of, for example, a synthetic resin or metal. The end cap 3 is formed of, for example, a synthetic resin.
[0017]
On the outer peripheral surface of the screw shaft 1, four spiral grooves 11 are formed.
[0018]
The nut 2 is formed in a cylindrical shape as shown in FIGS. On the inner peripheral surface of the nut 2, four spiral grooves 21 facing the spiral groove 11 of the screw shaft 1 are formed. The nut 2 includes a large-diameter portion 22 at the center in the axial direction and small-diameter portions 23 at both ends in the axial direction. The large-diameter portion 22 includes four return passages 24 that are bored in the axial direction and are arranged at regular intervals in the circumferential direction, and four connecting hole 25 that penetrates in the axial direction and are arranged at regular intervals in the circumferential direction. Are provided alternately in the circumferential direction.
[0019]
The return passage 24 is formed such that the radially inner end thereof is flush with the outer peripheral surface 23 b of the small diameter portion 23, and is configured so that the ball 4 smoothly enters and exits the return passage 24. Alternatively, when the radial inner end of the return passage 24 is positioned slightly outside the outer peripheral surface 23 b of the small-diameter portion 23 so as not to affect the ingress and egress of the ball 4, and the return passage 24 is pierced in the large-diameter portion 22. Alternatively, the outer peripheral surface 23b of the small diameter portion 23 may not be cut.
[0020]
The pair of end caps 3, 3 are formed in the same shape, and are externally fitted axially symmetrically to both small diameter portions 23, 23 of the nut 2.
[0021]
As shown in FIGS. 5 to 15, each end cap 3 has a concave portion 31 on the inner surface in the axial direction into which both small-diameter portions 23 of the nut 2 can be fitted, and a central portion through which the screw shaft 1 can pass. It has a hole 32. On the inner surface of the end cap 3, four conversion paths 33 are formed at equal intervals in the circumferential direction. In addition, four connector insertion holes 34 are formed, each penetrating in the axial direction and arranged at equal intervals in the circumferential direction.
[0022]
Each of the conversion paths 33 of the end cap 3 communicates with four transfer paths 6 formed by the four screw grooves 11 of the screw shaft 1 and the four screw grooves 21 of the nut 2, respectively. , And an axial raceway portion 332 that communicates between the circumferential raceway portion 331 and the return passage 24 and extends in the axial direction.
[0023]
The circumferential raceway portion 331 and the axial raceway portion 332 are formed in an arc-shaped cross section so as to be outer raceways of the ball 4 rolling on each of the raceway portions 331 and 332.
[0024]
The circumferential raceway 331 includes an inner portion 331a that extends linearly at the same angle as the pitch angle (lead angle) of the spiral grooves 11, 21, and extends radially outward from the inner portion 331a and curves in the axial direction. And an outer portion 331b communicating with the axial track portion 332.
[0025]
A lip 35 is formed at the inner end of the inner portion 331a. The lip 35 enters the spiral groove 11 of the screw shaft 1 and has a predetermined thickness in a direction along the spiral groove 11 for reinforcement.
[0026]
As shown in FIG. 12, a virtual imaginary line in the radial direction connecting the center line L ₁ of the outer portion 331 b of each circumferential direction track portion 331, the center axis P ₁ of the screw shaft 1, and the center P ₂ of the axial direction track portion 332. angle between L ₂ theta is set such that θ ≦ 30 °. The angle θ is preferably small, and most preferably 0 °.
[0027]
As a result, when the outer portion 331b of the circumferential raceway 331 extends substantially in the radial direction, and when the ball 4 changes direction with the axial raceway 332, the ball 4 moves from the substantially radial direction to the axial direction, or vice versa. Then, change the direction by drawing a substantially right-angled locus. As a result, the ball 4 can easily change its direction along the shoulder surface of the end surface 23a and the outer peripheral surface 23b of the nut 2, eliminating the need for complicated end milling on the shoulder portion of the nut 2 and inexpensive end caps by mass production. A ball screw device of the formula can be provided.
[0028]
As shown in FIGS. 13 and 14, the center trajectory C is determined from the intersection O ₁ between the center trajectory C of the ball 4 in the inner portion 331 a of each circumferential direction track portion 331 and the bottom surface 31 a of the concave portion 31 of the end cap 3. draw a virtual line L ₃ perpendicular Te, when the intersection of the bottom of the inner portion 331a and O _2, in the region L of the doorway side of the ball from the point O ₂ 4, the radius of curvature R of the inner portion 331a,
D _S ≦ R ≦ 2 × _DS
And
[0029]
Here, D _S is the shoulder diameter of the screw shaft 1.
[0030]
As a result, the cross-section of the inner portion 331a on the entrance / exit side of the ball 4 is slightly reduced, and the step at the boundary between the inner portion 331a of the circumferential raceway portion 331 and the spiral groove 11, 21 is eliminated, so that the raceway surface is smoothly connected, The ball 4 can be smoothly moved in and out of the cap 3.
[0031]
As shown in FIG. 15, the PCD ₁ of the lip 35 is attached to the PCD _{2 of the} screw shaft 1.
PCD ₁ = 1.05 × PCD ₂
And
[0032]
Here, the PCD ₁ of the lip 35 is the diameter of a circle connecting the radial centers of the lips 35 that enter the spiral groove 11 of the screw shaft 1.
[0033]
Also, the PCD ₂ of the screw shaft 1 connects the radial centers of four transfer paths 6 formed by the four spiral grooves 11 of the screw shaft 1 and the four spiral grooves 21 of the nut 2. The diameter of the circle.
[0034]
That is, by setting the PCD ₁ of the lip 35 to be 1.05 times the PCD ₂ of the screw shaft 1, a gap S is generated between the lip 35 and the spiral groove 11 as shown in FIG.
[0035]
As described above, by making the PCD ₁ of the lip 35 larger than the PCD _{2 of the} screw shaft 1, even if a manufacturing error occurs, interference between the lip 35 and the spiral groove 11 can be reliably avoided.
[0036]
As shown in FIG. 16, the screw shaft 1 is inserted through the through hole 32 of the end cap 3 and the nut 2. A large number of balls 4 are interposed in the four transfer paths 6 respectively. The screw shaft 1 and the nut 2 are screwed together by a ball 4 rolling in the transfer path 6.
[0037]
As shown in FIG. 17, the four conversion paths 33 of each end cap 3 communicate with the corresponding transfer path 6 and the return path 24, and the balls 4 interposed in each transfer path 6 It circulates while rolling in the corresponding conversion path 33 and return path 24, respectively.
[0038]
FIG. 18 shows four ball trajectories a, b, c, and d.
[0039]
The ball 4 rolling on the transfer path 6 is scooped into the circumferential track 331 at the tip 35a of the lip 35 of the end cap 3 in the rolling direction. The ball 4 rolls in the radial direction from the inner portion 331a to the outer portion 331b, and then rolls in the axial direction along the axial track 332. Then, it reaches the axial raceway 332 of the end cap 3 on the opposite side through the return passage 24 of the nut 2. Thereafter, it rolls along the circumferential track 331 and returns to the transfer path 6 from the tip 35a of the lip 35.
[0040]
The ball 4 is not limited to four. The shape of the conversion path 33 of the end cap 3 is not particularly limited as long as it allows communication between the transfer path 6 and the return path 24.
[0041]
【The invention's effect】
According to the ball screw device of the present invention, the portion of the turning path that is connected to the return path extends substantially in the radial direction, and when changing the direction of the ball between the return path and the ball, the ball moves from the substantially radial direction to the axial direction, or In the opposite direction, the direction is changed by drawing a substantially right-angled locus, and the ball can easily change the direction along the outer surface of the nut. The effect that a screw device can be provided is acquired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an assembled state of a ball screw device according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is an exploded perspective view of the ball screw device of FIG. 1; FIG. 4 is a front view of a nut of the ball screw device of FIG. 1; FIG. 5 is a perspective view of an end cap of the ball screw device of FIG. 1; FIG. 6 is a perspective view of an end cap of the ball screw device of FIG. FIG. 8 is an inner side view of an end cap of the ball screw device of FIG. 1; FIG. 8 is an outer side view of an end cap of the ball screw device of FIG. 1; FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX of FIG. 11 is a sectional view taken along line XI-XI of FIG. 8 FIG. 12 is a partial inner side view of an end cap of the ball screw device of FIG. 1 FIG. 13 is a side view of an end cap of the ball screw device of FIG. FIG. FIG. 15 is a partial perspective view of the ball screw device of FIG. 1; FIG. 16 is a cross-sectional view of the ball screw device of FIG. 1; FIG. 17 is a cross-sectional view of the ball screw device of FIG. FIG. 18 is a view showing a trajectory of a ball in the ball screw device of FIG.
REFERENCE SIGNS LIST 1 screw shaft 2 nut 3 end cap 4 ball 11, 21 spiral groove 22 large diameter portion 23 small diameter portion 24 return passage 33 conversion path 331 circumferential track portion 331 a inner portion 331 b outer portion 332 axial track portion

Claims

外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、
内周面に前記ねじ軸の螺旋溝に相対する螺旋溝を有し、かつ、軸方向に延設された戻し通路を有したナットと、
前記ナットの両端に外嵌装着され、前記相対する両螺旋溝と前記戻し通路との間を連通する転換路を有した一対のエンドキャップと、
前記相対する両螺旋溝、前記転換路および前記戻し通路を転動しつつ循環可能に介装された多数のボールとを含み、
前記転換路のうち前記戻し通路に連絡される部分が、前記戻し通路と前記ねじ軸の中心とを結ぶ径方向の仮想線に対し、３０°以下の傾きに形成されている、ことを特徴とするボールねじ装置。A screw shaft with a spiral groove formed on the outer peripheral surface,
A nut having a helical groove on the inner peripheral surface that faces the helical groove of the screw shaft, and having a return passage extending in the axial direction;
A pair of end caps which are externally fitted to both ends of the nut and have a conversion path communicating between the opposed spiral grooves and the return path;
The opposing spiral grooves, including a number of balls circulatingly interposed while rolling the conversion path and the return path,
A portion of the conversion path connected to the return passage is formed at an inclination of 30 ° or less with respect to a virtual imaginary line connecting the return passage and the center of the screw shaft in a radial direction. Ball screw device.

外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、
軸方向中央部に外径側に膨出した大径部を有すると共に、内周面に前記ねじ軸の螺旋溝に相対する螺旋溝を有し、かつ、前記大径部に軸方向に貫通した戻し通路を有したナットと、
前記ナットの両端小径部に外嵌装着され、前記相対する両螺旋溝と前記戻し通路との間を連通する転換路を有した一対のエンドキャップと、
前記相対する両螺旋溝、前記転換路および前記戻し通路を転動しつつ循環可能に介装された多数のボールとを含み、
前記転換路が、前記相対する両螺旋溝に連通し略周方向に延びる周方向軌道部と、前記周方向軌道部と前記戻し通路との間を連通し軸方向に延びる軸方向軌道部とからなり、
前記転換路の周方向軌道部のうち前記軸方向軌道部に連絡される部分が、前記戻し通路と前記ねじ軸の中心とを結ぶ径方向の仮想線に対し、３０°以下の傾きに形成されている、ことを特徴とするボールねじ装置。A screw shaft with a spiral groove formed on the outer peripheral surface,
A central portion in the axial direction has a large-diameter portion bulging outward, and an inner peripheral surface has a spiral groove facing the spiral groove of the screw shaft, and penetrates the large-diameter portion in the axial direction. A nut having a return passage;
A pair of end caps which are externally fitted to the small-diameter portions at both ends of the nut and have a conversion path communicating between the opposed spiral grooves and the return path;
The opposing spiral grooves, including a number of balls circulatingly interposed while rolling the conversion path and the return path,
The turning path is formed from a circumferential track portion that communicates with the opposed spiral grooves and extends substantially in the circumferential direction, and an axial track portion that communicates between the circumferential track portion and the return passage and extends in the axial direction. Become
A portion of the circumferential track portion of the turning path that is connected to the axial track portion is formed to have an inclination of 30 ° or less with respect to an imaginary radial line connecting the return passage and the center of the screw shaft. A ball screw device.