JP2004108408A - ボールねじ用ボール循環こま及びボールねじ - Google Patents

ボールねじ用ボール循環こま及びボールねじ Download PDF

Info

Publication number
JP2004108408A
JP2004108408A JP2002268795A JP2002268795A JP2004108408A JP 2004108408 A JP2004108408 A JP 2004108408A JP 2002268795 A JP2002268795 A JP 2002268795A JP 2002268795 A JP2002268795 A JP 2002268795A JP 2004108408 A JP2004108408 A JP 2004108408A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ball
screw
nut
stress concentration
raceway groove
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.)
Granted
Application number
JP2002268795A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4036066B2 (ja
Inventor
Junji Mizuguchi
水口 淳二
Takayuki Yabe
矢部 孝之
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=32266918&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2004108408(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2002268795A priority Critical patent/JP4036066B2/ja
Publication of JP2004108408A publication Critical patent/JP2004108408A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4036066B2 publication Critical patent/JP4036066B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

【課題】切込み部の隅部に応力集中が発生することを抑制して耐久性および信頼性の向上を図ることのできるボール循環こまを提供する。
【解決手段】タング部19aを有するボール循環こま19において、タング部19aの両側に形成されたV字状切込み部19bの隅部にスリット21を設け、切込み部19bの隅部に発生する応力集中をスリット21で緩和する。
【選択図】 図4

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじのボールを無限循環させる部品として使用されるボール循環こまの改良に関する
【0002】
【従来の技術】
従来、工作機械の送り装置などで使用されるボールねじは、外周面に螺旋状のボール軌道溝を有するねじ軸と、このねじ軸のボール軌道溝と対向する螺旋状のボール軌道溝を内周面に有する円筒状のナットと、このナットとねじ軸との間に組み込まれた多数のボールとからなり、ねじ軸またはナットの一方を軸回りに回転させると、ねじ軸とナットの両ボール軌道溝間に形成された螺旋状ボール転動路をボールが転動し、これによってナットまたはねじ軸が軸方向に直線運動するようになっている。
【0003】
このようなボールねじのナットまたはねじ軸を継続的に直線運動させるためには、ボールを無限循環させる必要があるが、ボールを無限循環させる部品として、ボール循環チューブを使用したボールねじでは、ボールの公転速度が大きくなるにつれて騒音や振動などが発生し易くなるなどの問題がある。また、ボール循環チューブをナットに固定するための平面部をナットの外周面に形成する必要があるため、コスト高を招くなどの問題もある。そこで、このような問題を解消するために、ボールを無限循環させる部品として、図6のようなボール循環こま19を使用したボールねじが下記の特許文献1に記載されている。
【0004】
【特許文献1】
独国実用新案第DE295048号明細書
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に記載のボールねじでは、ボール循環こま19が樹脂で形成されているため、騒音や振動の発生を抑制することができる。また、チューブ式ボールねじのように、ボール循環チューブをナットに固定するための平面部をナットの外周面に形成する必要がないので、コストの上昇を抑制することができるが、次のような問題点を有していた。すなわち、上述したボールねじでは、図6のようなタング部19aをボール循環こま19に設け、このタング部19aでボールを掬い上げてナットに形成されたボール戻し通路に導入しているため、タング部19bの両側に形成されたV字状切込み部19bの隅部に応力集中が発生する。このため、切込み部19bの隅部に亀裂等が生じ、ボール循環こま19の破損に至るおそれがあった。
【0006】
本発明は上記のような問題点に着目してなされたものであり、切込み部の隅部に応力集中が発生することを抑制して耐久性および信頼性の向上を図ることのできるボールねじ用ボール循環こま及びこれを使用したボールねじを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、外周面に螺旋状のボール軌道溝を有するねじ軸と、前記ボール軌道溝に対応する螺旋状のボール軌道溝を内周面に有し且つ軸方向に貫通するボール戻し通路を有するナットと、前記ねじ軸または前記ナットの相対的な回転運動により前記ボール軌道溝間に形成された螺旋状ボール転動路を転動する多数のボールとを備えてなるボールねじに使用され、前記ボールを前記螺旋状ボール転動路から掬い上げるタング部を有するボール循環こまにおいて、前記タング部の両側に形成された切込み部の隅部に応力集中を緩和するためのスリットを設けたことを特徴とする。
【0008】
このような構成によると、切込み部の隅部に発生する応力集中がスリットによって緩和され、切込み部の隅部に亀裂等が発生することを抑制できるので、ボール循環こまの耐久性と信頼性を向上させることができる。
この場合、請求項2記載の発明のように、スリットをナットの内周面に形成されたボール軌道溝のリード角方向に沿って切込み部の隅部に設けると、切込み部の隅部にスリットをねじ軸に対して垂直に設けた場合と比較して、タング部の削り代が少なくて済むので、タング部の機械的強度を大幅に低下させることなくボール循環こまの耐久性と信頼性を向上させることができる。また、請求項3記載の発明のように、ボールの直径をDw、スリットの応力集中緩和面の曲率半径をRとしたとき、応力集中緩和面の曲率半径とボールの直径との比を、0.06<R/Dw<0.2の範囲内に設定したことが望ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1至図4は本発明の一実施形態を示す図であり、図1に示されるように、ボールねじ10のねじ軸11の外周面には、螺旋状のボール軌道溝12が形成されている。このボール軌道溝12はナット13の内周面に形成された螺旋状のボール軌道溝14と対向しており、ねじ軸11またはナット13の一方が軸回りに回転すると、ねじ軸11とナット13との間に組み込まれた多数のボール15がボール軌道溝12,14間に形成された螺旋状ボール転動路16を転動するようになっている。
【0010】
ナット13には、ボール15を戻すためのボール戻し通路17が形成されている。このボール戻し通路17はナット13の軸方向に貫通しており、ナット13の両端部には、螺旋状ボール転動路16とボール戻し通路17との間にボール15のリターン案内路18を形成するボール循環こま19が設けられている。
ボール循環こま19は樹脂を所定の形状に射出成形または切削加工して形成されており、ナット13の両端面に形成された凹陥部20(図2参照)に嵌め込まれている。また、ボール循環こま19はボール15を螺旋状ボール転動路16から掬い上げるためのタング部19a(図3及び図4参照)を有しており、このタング部19aの両側に形成されたV字状切込み部19bの隅部には、応力集中を緩和するためのスリット21がナット13の内周面に形成されたボール軌道溝14のリード角方向に沿って設けられている。
【0011】
スリット21は円弧状の応力集中緩和面21a(図4参照)を有しており、ボール15の直径をDw、応力集中緩和面21aの曲率半径をRとすると、両者の比は0.06<R/Dw<0.2の範囲内に設定されている。
上述のように、タング部19aの両側に形成された切込み部19bの隅部にスリット21を設けると、切込み部19bの隅部に発生する応力集中がスリット21によって緩和される。したがって、切込み部の隅部に亀裂等が発生することを抑制できるので、ボール循環こま19の耐久性と信頼性を向上させることができる。
【0012】
また、上述した実施形態のように、切込み部19bの隅部にスリット21をボール軌道溝14のリード角方向に沿って設けると、切込み部の隅部にスリットをねじ軸に対して垂直に設けた場合と比較して、タング部19aの削り代が少なくて済むので、タング部19aの機械的強度を大幅に低下させることなくボール循環こま19の耐久性と信頼性を向上させることができる。
【0013】
次に、ボール15の直径に対する応力集中緩和面21aの曲率半径比R/Dwを0.06<R/Dw<0.2の範囲内に設定した理由について表1および図5を参照して説明する。
【0014】
【表1】
Figure 2004108408
【0015】
本発明者らは、応力集中緩和面21aの曲率半径比R/Dwが表1に示す通りのボール循環こまTP1〜TP14を作成し、これらのボール循環こまTP1〜TP14を使用してボールねじの耐久性試験を使用ボールねじ名:NSKボールねじ(呼び番 40×40×1300)、使用試験機名:ボールねじ高速耐久試験機、最高回転数:7500min−1、ストローク:1000mmの試験条件で行った。そして、各ボール循環こまに亀裂が生じるまでの時間を測定し、その測定結果を基に各ボール循環こまの寿命比を評価した。
【0016】
図5は、ボール循環こまTP1〜TP14の寿命比とR/Dwとの関係を示す図である。同図から明らかなように、応力集中緩和面21aの曲率半径比R/Dwが0.05以下になるとボール循環こまの寿命比が5以下の値となり、早期破損に至ることがわかる。これは、応力集中緩和面21aの曲率半径比R/Dwが0.05以下になると、タング部両側の切込み部の隅部に応力集中が生じ、ボール循環こまに亀裂が生じるためである。
【0017】
また、応力集中緩和面21aの曲率半径比R/Dwが0.2以上になると、ボール循環こまの寿命比が5以下の値となり、早期破損に至ることがわかる。これは、応力集中緩和面21aの曲率半径比R/Dwが0.2以上になると、タング部の幅寸法が狭くなることによって強度が不足するためである。
したがって、応力集中を緩和してボール循環こまの耐久性を高めるためには、応力集中緩和面21aの曲率半径Rをボール15の直径Dwに対して0.06<R/Dw<0.2の範囲内に設定すればよいことがわかる。
なお、本発明は上述した実施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で種々の変形が実施可能である。
【0018】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1及び3の発明によれば、切込み部の隅部に発生する応力集中がスリットによって緩和され、切込み部の隅部に亀裂等が発生することを抑制できるので、ボール循環こまの耐久性と信頼性を向上させることができる。
請求項2の発明によれば、切込み部の隅部にスリットをねじ軸に対して垂直に設けた場合と比較して、タング部の削り代が少なくて済むので、タング部の機械的強度を大幅に低下させることなくボール循環こまの耐久性と信頼性を向上させることができる。
請求項4の発明によれば、耐久性と信頼性の向上を図ることのできるボールねじを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るボール循環こまを備えたボールねじの軸方向断面図である。
【図2】図1に示すナットの正面図である。
【図3】本発明に係るボール循環こまの一実施形態を示す斜視図である。
【図4】図3のボール循環こまを示す図で、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図5】ボール循環こまの寿命比と応力集中緩和面の曲率半径比との関係を示す図である。
【図6】従来のボール循環こまを示す図である。
【符号の説明】
10  ボールねじ
11  ねじ軸
12  ボール軌道溝
13  ナット
14  ボール軌道溝
15  ボール
16  螺旋状ボール転動路
17  ボール戻し通路
18  リターン案内路
19  ボール循環こま
19a  タング部
19b  切込み部
20  凹陥部
21  スリット
21a  応力集中緩和面

Claims (4)

  1. 外周面に螺旋状のボール軌道溝を有するねじ軸と、前記ボール軌道溝に対応する螺旋状のボール軌道溝を内周面に有し且つ軸方向に貫通するボール戻し通路を有するナットと、前記ねじ軸または前記ナットの相対的な回転運動により前記ボール軌道溝間に形成された螺旋状ボール転動路を転動する多数のボールとを備えてなるボールねじに使用され、前記ボールを前記螺旋状ボール転動路から掬い上げるタング部を有するボール循環こまにおいて、
    前記タング部の両側に形成された切込み部の隅部に応力集中を緩和するためのスリットを設けたことを特徴とするボール循環こま。
  2. 前記スリットは、前記ナットの内周面に形成された前記ボール軌道溝のリード角方向に沿って前記切込み部の隅部に形成されていることを特徴とする請求項1記載のボール循環こま。
  3. 前記スリットは、円弧状の応力集中緩和面を有し、前記ボールの直径をDw、前記応力集中緩和面の曲率半径をRとしたとき、前記応力集中緩和面の曲率半径と前記ボールの直径との比を、0.06<R/Dw<0.2の範囲内に設定したことを特徴とする請求項1又は2記載のボール循環こま。
  4. 請求項1乃至3のいずれかに記載のボール循環こまを備えたことを特徴とするボールねじ。
JP2002268795A 2002-09-13 2002-09-13 ボールねじ用ボール循環こま及びボールねじ Expired - Lifetime JP4036066B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002268795A JP4036066B2 (ja) 2002-09-13 2002-09-13 ボールねじ用ボール循環こま及びボールねじ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002268795A JP4036066B2 (ja) 2002-09-13 2002-09-13 ボールねじ用ボール循環こま及びボールねじ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004108408A true JP2004108408A (ja) 2004-04-08
JP4036066B2 JP4036066B2 (ja) 2008-01-23

Family

ID=32266918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002268795A Expired - Lifetime JP4036066B2 (ja) 2002-09-13 2002-09-13 ボールねじ用ボール循環こま及びボールねじ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4036066B2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006069518A (ja) * 2004-08-06 2006-03-16 Nsk Ltd 電動式パワーステアリング装置
WO2006126370A1 (ja) * 2005-05-27 2006-11-30 Showa Denko Packaging Co. 電池ケース用包材及び電池用ケース
KR20100113980A (ko) * 2009-04-14 2010-10-22 린텍 가부시키가이샤 요철 추종성 적층부재 및 그것을 이용한 터치 패널 부착 표시장치
CN109654190A (zh) * 2018-12-27 2019-04-19 宁波海迈克精密机械制造有限公司 一种滚珠丝杠
WO2022210462A1 (ja) * 2021-03-31 2022-10-06 日本精工株式会社 ボールねじ装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006069518A (ja) * 2004-08-06 2006-03-16 Nsk Ltd 電動式パワーステアリング装置
JP4678483B2 (ja) * 2004-08-06 2011-04-27 日本精工株式会社 電動式パワーステアリング装置
WO2006126370A1 (ja) * 2005-05-27 2006-11-30 Showa Denko Packaging Co. 電池ケース用包材及び電池用ケース
KR20100113980A (ko) * 2009-04-14 2010-10-22 린텍 가부시키가이샤 요철 추종성 적층부재 및 그것을 이용한 터치 패널 부착 표시장치
CN109654190A (zh) * 2018-12-27 2019-04-19 宁波海迈克精密机械制造有限公司 一种滚珠丝杠
WO2022210462A1 (ja) * 2021-03-31 2022-10-06 日本精工株式会社 ボールねじ装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4036066B2 (ja) 2008-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080064865A (ko) 볼 나사 장치
JP2003232421A (ja) ボールねじの循環部品及びボールねじ
US9568078B2 (en) Screw device
EP1515066A3 (en) Ball screw apparatus
JP2010236610A (ja) 転動体ねじ装置
JP2000018359A (ja) ボールねじ
EP1662176A2 (en) Linear motion device
JP2004108408A (ja) ボールねじ用ボール循環こま及びボールねじ
JP3111276U (ja) 面取りエンドミル
US6978693B2 (en) Ball screw
JP5178889B2 (ja) ボールねじ
JP2001141019A (ja) ボールねじ装置
JP4288903B2 (ja) ボールねじ装置
CN1314905C (zh) 线性导轨装置
JP2008202672A (ja) ボールねじ及びその製造方法
JP2004278551A (ja) 転がりねじ装置
JP2007155010A (ja) ボールねじ装置
JP2003207015A (ja) ボールねじ
KR100559395B1 (ko) 마이크로 보링 베어링
JP2004116560A (ja) ボールねじ装置
JP2010101485A (ja) ボールスクリュー及びそのナット構造
CN212318108U (zh) 具有倒角的转子叶片
JP2007211969A (ja) リターンチューブ、及びボールねじ
JP2005083520A (ja) ボールねじ装置
CN2787931Y (zh) 轴向返向式滚珠丝杠副

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050907

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070724

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070831

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071009

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071022

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4036066

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101109

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111109

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111109

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121109

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121109

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131109

Year of fee payment: 6

R157 Certificate of patent or utility model (correction)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157

EXPY Cancellation because of completion of term