JP2005016591A

JP2005016591A - Circulating piace for ball screw and a ball screw

Info

Publication number: JP2005016591A
Application number: JP2003180006A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yabe; 孝之矢部
Original assignee: NSK Ltd; NSK Precision Co Ltd
Current assignee: NSK Ltd; NSK Precision Co Ltd
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2005-01-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide circulating pieces for a ball screw and provide a ball screw capable of preventing the pieces from being damaged and precluding a drop in the lifetime. <P>SOLUTION: The ball screw is equipped with a screw shaft having a ball rolling groove, a nut having a ball rolling groove mating with the ball rolling groove in the screw shaft and having a ball returning passage, a pair of circulating pieces having a ball circulating passage to put a raceway formed so that the two ball rolling grooves are confronting and the ball returning passage in communication and installed on the end faces of the nut, and a plurality of balls installed in the raceway, ball returning passage, and the ball circulating passage, wherein each circulating piece is furnished with a scoop-up part overhung from the ball circulating passage toward the raceway and having a ball rolling surface to scoop up the balls rolling on the raceway, in which the ball rolling surface of the circulating piece is furnished with a plurality of guide surfaces to guide each ball toward the ball circulating passage in such a way that the contact is made at least in a plurality of places of the ball. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじ用循環コマおよびボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじは、ナットがねじ軸に対して相対移動する際には、ナットのボール転動溝とねじ軸のボール転動溝とによって形成される軌道内をボールが転動するが、ナットを継続して相対移動させていくためには、ボールを無限循環させる必要がある。
ボールを無限循環させる方式としては、一般的な循環チューブ式やエンドキャップ式等の他、コンパクトタイプと呼ばれる新しい循環方式がある。
【０００３】
従来、このコンパクトタイプのボールねじでは、例えば図４に示すボールねじ１００のように、ナット１６の肉厚部分に軸方向に貫通するボール戻し通路２０を形成するとともに、ナット１６の両端面に一対の循環コマ取付け溝２２を形成し、この循環コマ取付け溝２２に、ナット１６のボール転動溝１８とねじ軸１０のボール転動溝１２とによって形成される軌道２６と、ボール戻し通路２０とを連通させるボール循環路１３２を有する循環コマ１３０をそれぞれ嵌合して固定する。そして、軌道２６、ボール戻し通路２０及びボール循環路１３２によってボール２４の無限循環回路１２８を形成している。
【０００４】
通常、循環コマは、合成樹脂の射出成型品又は切削加工品であり、図５に示すように、循環コマ１３０のボール循環路１３２の端から舌片状の掬い上げ部３４が軌道を形成するねじ軸側のボール転動溝へ向かって張り出している（例えば、特許文献１参照）。
そして、ボール２４が救い上げられてボール循環路１３２に導かれる掬い上げ部３４上の面は、その長手方向に垂直な横断面形状が単一な円弧からなるボール転動面１３６となっている。そして、ボール転動面１３６の掬い上げ部３４の先端側となる縁部３８は、ねじ軸側のボール転動溝の内面にわずかに隙間を開けて連なっており、ボール転動面１３６の掬い上げ部３４の付け根４３側が、ボール循環路１３２に連通している。そして、ボールが無限循環回路を転動して軌道の一端に至ると、ボールは掬い上げ部３４の縁部３８側から掬い上げ部３４のボール転動面１３６上に掬い上げられてボール循環路１３２へ案内され、ボール循環路１３２からボール戻し通路へ入る。
【０００５】
【特許文献１】
特願２００２−２７７１１１号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、無限循環回路は、ボールが軌道の一端からボール転動面上に掬い上げられる部分では、非連続状態である。そのため、軌道と、ボール循環路に向けてボール転動面の延びる方向との相互のリード角の僅かな変化や、相互の溝中心の僅かなずれ等によって、ボールとボール転動面（およびボール循環路）との間に衝突が生じる。
【０００７】
そして、この衝突による応力によって、掬い上げ部が破損する場合がある。すなわち、掬い上げ部のボール転動面上に掬い上げられたボールは、掬い上げ部に衝撃力を及ぼす。この衝撃力はボールと、ボール転動面との接触点（接触楕円）に集中し、特に接触点（接触楕円）近傍（例えば図５に示す掬い上げ部３４の付け根４３の両側に形成された切欠部４４）から亀裂が生じる要因となっていた。
接触点（接触楕円）近傍で亀裂が一度生じると、この亀裂の先端に応力が集中して亀裂が進行しやすくなり、例えば掬い上げ部３４の付け根４３から掬い上げ部３４が欠け落ちるなどし、循環コマ１３０が損傷してしまう場合がある。
【０００８】
循環コマが損傷すると、ボールが無限循環回路内を円滑に転動しつつ移動することができなくなり、ボールねじの寿命が低下してしまう原因となる。そのため、ボール転動面（およびボール循環路）との接触点（接触楕円）に衝撃力が集中するという問題は、ボールねじをより高速化、低騒音化させる上での妨げになっていた。
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、循環コマのボール掬い上げ部の損傷を防止し、寿命低下を防止することができるボールねじ用循環コマおよびボールねじを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来のボールねじでは、循環コマのボール転動面やボール循環路が、単一な円弧から形成されている点に着目した。つまり、単一な円弧によって形成されているボール転動面に軌道からボールが進入すると、掬い上げ部に作用する衝撃力は、ボールとボール転動面との一箇所の接触点（接触楕円）のみに集中することになる。そのため、衝撃力は接触点（接触楕円）一箇所に強く作用し、この集中した衝撃力による繰り返し応力が、掬い上げ部を破損させる起点となる亀裂を生じさせる大きな要因となる。
【００１０】
そこで、本発明者は、掬い上げ部の形状について、鋭意検討したところ、掬い上げ部に集中する衝撃力を分散させることができる効果的な形状を見出した。
すなわち、上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、該ねじ軸のボール転動溝に対応する螺旋状のボール転動溝を内周面に有するとともに軸方向に貫通するボール戻し通路を有して前記ねじ軸に遊嵌されるナットと、前記ねじ軸のボール転動溝および前記ナットのボール転動溝が対向して形成される軌道と前記ボール戻し通路とを連通させるボール循環路を有して前記ナットの両端面に配置される一対の循環コマと、前記軌道、前記ボール戻し通路および前記ボール循環路を転動しつつ循環可能に配設された複数のボールと、を備えたボールねじに用いられ、前記ボール循環路から前記軌道へ向かって張り出し、前記軌道を転動する前記ボールを掬い上げるためのボール転動面を有する掬い上げ部を備えた前記循環コマにおいて、前記ボール転動面は、少なくとも前記ボールの複数箇所に接触して前記ボールを前記ボール循環路に向けて案内する複数の案内面を持っていることを特徴としている。
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、ボールとボール転動面とを複数箇所（例えば二箇所）に同時に接触させている。そして、その接触状態を維持したまま、ボールをボール循環路に向けて案内するように形成している。そのため、ボールとボール転動面との衝突によって生じる接触点（接触楕円）での応力を、複数箇所（例えば二箇所）に分散させることができるから、それぞれの接触箇所での応力を下げることができる。したがって、循環コマのボール掬い上げ部の損傷を低減させることができる。
【００１２】
なお、通常、ボール掬い上げ部の掬い上げ方向は、ボールねじのリード角の接線方向となるが、上述の「複数箇所での接触状態をボール循環路に向けて案内する部分」は、リード角の接線に沿ったボール循環路の直線部分までは形成されていることが望ましい。
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の循環コマであって、前記ボールが循環する方向での前記ボール転動面の横断面形状は、曲率中心の異なる２つの円弧からなるゴシックアーク形状、または２つの直線を組合せた略Ｖ字状または３つ以上の直線を組み合わせた多面形状からなるゴシック形状であることを特徴としている。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載の効果を奏するボール転動面の循環する方向での横断面形状として、ゴシックアーク形状、ゴシック形状、または多面形状を採用している。そのため、ゴシックアーク形状、ゴシック形状、または多面形状は、転動体（ボール）を安定させる効果が高いため、請求項１に記載の効果を奏する循環コマを安定した性能で提供することができる。
また、請求項３に係る発明は、ボールねじであって、請求項１または２に記載の循環コマを備えていることを特徴としている。
請求項３に係る発明によれば、請求項１または２に記載の循環コマによる効果を奏するボールねじを提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るボールねじの一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、上述した従来のボールねじと同様の構成については、同じ符号を付して説明する。
図１に示すように、ボールねじ１は、外周面に螺旋状のボール転動溝１２を有するねじ軸１０と、ボール転動溝１２に対応した螺旋状のボール転動溝１８を内周面に有する円筒状のナット１６とを備えている。
【００１５】
そして、ナット１６のボール転動溝１８と、ねじ軸１０のボール転動溝１２とを互いに対向させて両者の間に軌道２６が形成され、この軌道２６内に複数のボール２４が転動可能に装填されている。そして、ねじ軸１０（あるいはナット１６）が軸回りに回転すると、ナット１６（あるいはねじ軸１０）がボール２４の転動を介して軸方向へ相対移動するようになっている。
【００１６】
ナット１６の肉厚部分には、軸方向に貫通するボール戻し通路２０が形成されている。また、ナット１６の両端部には、循環コマ３０を嵌合させるための一対の循環コマ取付け溝２２（同図では、一方のみを示す）が転動体戻し通路２０からボール転動溝１８に渡って形成されている。
循環コマ３０は、合成樹脂を射出成形、または切削加工することによって形成されている。そして、同図に示すように、循環コマ３０は、循環コマ取付け溝２２の内形形状に整合して嵌め込み可能な所定の外形形状を備えている。
【００１７】
図２および図３に示すように、循環コマ３０の表（おもて）面４８側には、ボール循環路３２が形成されている。ボール循環路３２はボール戻し通路２０と軌道２６とを連通させるための湾曲溝である。
ボール循環路３２の軌道２６側（図２では下側）に、軌道２６を転動してきたボール２４を掬い上げるための掬い上げ部３４が形成されている。掬い上げ部３４は、ボール循環路３２の端からねじ軸１０側のボール転動溝１２へ向かって張り出して舌片状をなしている。
【００１８】
掬い上げ部３４の先端側である縁部３８は、ねじ軸１０のボール転動溝１２内面に対してわずかに隙間を開けるような所定の形状に形成されている。
すなわち、循環コマ３０が循環コマ取付け溝２２に固定された状態は、循環コマ３０の裏面４９と凸部５２とがナット１６の内周面上に現れる（図１参照）。そして、ナット１６をねじ軸１０に遊嵌させた際には、循環コマ３０の凸部５２の外形は、ねじ軸１０のボール転動溝１２の内側に収まる所定の形状になっている。このとき、循環コマ３０の裏面４９とねじ軸１０の外径との間、および凸部５２とねじ軸１０のボール転動溝１２との間には、わずかな隙間を有しているため、ねじ軸１０と循環コマ３０と相互の干渉が防止されている。
【００１９】
なお、縁部３８とボール循環路３２の縁部４０とは切欠部４４を挟んで連続しており、切欠部４４を介してこれらの縁部３８と縁部４０とは連続した稜線４２を形成している（図２参照）。
掬い上げ部３４の上面（表面４８側の面）は、ボール転動面３６となっている。ボール転動面３６は、ボール２４を軌道２６から円滑に救い上げてボール循環路３２に導くために、ボール２４の複数箇所に同時に接触しつつ、ボール２４をボール循環路３２に向けて案内する複数の案内部を持っている。
【００２０】
詳しくは、図３（ｄ）に示すように、この複数の案内部として、ボール転動面３６にゴシック形状を採用している。すなわち、掬い上げ部３４の長手方向に垂直な横断面形状が、２つの直線を組合せた略Ｖ字状に形成されている。そのため、略Ｖ字状をしたゴシック形状の各面とボール２４とが同時に接触する部分を案内部とすることができる。なお、ボール２４とボール循環路３２との間の隙間（同図に示す寸法Ａ）は、従来と同様、０．１ｍｍ以上確保されている。また、溝に対する深さ方向の寸法Ｂも従来同様の所定のゆとりをもって形成されている。
【００２１】
そして、図２に示すように、ボール転動面３６は、軌道２６のリード角αの接線に沿った方向にボール２４を導きつつ、ボール循環路３２になだらかに連なるようにゴシック形状が連続して形成されている。このようにして、ボール２４は、二箇所の接触点で支持されながらボール循環路３２に向けて円滑に案内されるようになっている。
【００２２】
なお、本実施形態の循環コマ３０では、ボール循環路３２の溝全体に渡ってゴシック形状が連続して形成されている（図２および図３参照）。
以上のように構成された循環コマ３０は、それぞれの循環コマ取付け溝２２に嵌め込むことによって固定することができる。そして、軌道２６、ボール戻し通路２０および一対のボール循環路３２によってボール２４の無限循環回路２８を構成することができる。なお、循環コマ取付け溝２２内での循環コマ３０の径方向の抜け止めは、抜け止め突起５０によって規制されるので循環コマ３０を容易にナット１６に抜け止めして固定することができる。
【００２３】
次に、本実施形態の作用・効果について説明する。
以上の構成からなるボールねじ１は、ボール２４が無限循環回路２８内を転動して軌道２６の一端に至ると、ボール２４は一方の循環コマ３０の掬い上げ部３４の縁部３８側から掬い上げ部３４のボール転動面３６上に掬い上げられてボール循環路３２へ案内され、ボール戻し通路２０を通って他方の循環コマ３０のボール循環路３２へ入り、再び軌道２６の他端に入って無限循環回路２８内を循環することができる。
【００２４】
そして、本実施形態の循環コマ３０によれば、ボール２４とボール循環路３２との幅方向での隙間（寸法Ａ）や深さ方向のゆとり寸法Ｂは従来の寸法を維持しているから、部品相互の組み合わせ誤差が多少あっても、予定した設計品質を維持することができる。例えばナット１６のボール戻し通路２０からボール循環路３２に入るつなぎ部分でボール２４が詰まることがない。また、例えば軌道２６と掬い上げ部３４とのつなぎ部分で相互の位置が多少ずれたとしても、循環コマ３０全体に大きな負荷が加わることもさけられる。
【００２５】
ところで、ボール２４が循環コマ３０の掬い上げ部３４に掬い上げられるとき、ボール２４は掬い上げ部３４へ衝撃力を及ぼす。
しかし、本実施形態の循環コマ３０によれば、ボール２４と掬い上げ部３４のボール転動面３６とを二箇所で同時に接触させることができる。そして、その接触状態を維持したまま、ボール２４をボール循環路３２に向けて案内することができる。そのため、ボール２４とボール転動面３６との衝突によって生じる接触点（接触楕円）での応力を、二箇所に分散させることができるから、それぞれの接触箇所での応力を下げることができる。したがって、循環コマ３０の掬い上げ部３４の損傷を低減させることができる。
【００２６】
そして、循環コマ３０は、ボール転動面３６上をボール２４が循環する方向での横断面形状として、ゴシック形状を採用している。ゴシック形状は、ボール２４を二点接触させる溝形状としての信頼性が高い。また、加工も容易である。そのため、ボール２４とボール転動面３６との衝突によって生じる接触点（接触楕円）での応力を分散させつつ、ボール２４をボール循環路３２に向けて円滑に案内するという複数の案内部としての効果を奏する循環コマ３０を安定した性能で提供することができる。
【００２７】
そして、本実施形態のボールねじ１によれば、上述した複数の案内部を掬い上げ部３４およびボール循環路３２に有する循環コマ３０を備えているから、ボール２４から掬い上げ部３４へ働く衝撃力によって掬い上げ部３４に損傷が生じることが防止され、無限循環回路２８内をボール２４は円滑に転動しつつ移動可能となり、ボールねじ１の寿命を長くすることができる。したがって、ボールねじ１をより高速化、低騒音化させることができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、ボール転動面３６をゴシック形状によって形成しているが、本発明に係るボール転動面の複数の案内部となる形状は、これに限定されるものではない。
例えば、曲率中心の異なる２つの円弧からなるゴシックアーク形状から複数の案内部を形成したボール転動面３６としてもよい。
【００２９】
また、本実施形態では、ゴシック形状によって二箇所の接触点をつくることによって複数の案内部としているがこれに限定されず、例えば３箇所以上の接触点によって複数の案内部を形成したボール転動面３６としてもよい。さらにまた、それら接触点を構成する各面は、平面、曲面およびそれらの組み合わせによって形成してもよい。
【００３０】
また、複数の案内部は、必ずしも複数の面から構成されている必要はない。例えば楕円のように、異なる曲率からなる複数の円弧を連続した一つの曲線としてボール転動面を形成し、この一つの曲線とボールとを複数箇所で接触させて複数の案内部として構成することもできる。
また、上記実施形態の循環コマ３０では、ボール循環路３２の溝全体に渡ってゴシック形状が形成されているが、本発明に係る循環コマは、これに限定されず、複数の案内部を必ずしもボール循環路の溝全体に渡って形成しなくてもよい。
【００３１】
例えば掬い上げ部の付け根近傍までを上述したいずれかの複数の案内部とし、それに続くボール循環路は、従来同様の単一円弧から形成してもよい。しかし、軌道２６から円滑にボール２４を掬い上げるとともに、衝撃を効果的に分散させる循環コマを形成する上では、複数の案内部の形状を有するボール転動面を、リード角αの接線に沿ったボール循環路の直線部分（図３（ｂ）に示す寸法Ｄの範囲）までは形成されていることが望ましい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、循環コマの損傷を防止し、寿命低下を防止することができるボールねじ用循環コマおよびボールねじを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の一実施形態に係るボールねじを説明する概略斜視図である。
【図２】本実施の一実施形態に係る循環コマを表面側から見た斜視図である。
【図３】本実施の一実施形態に係る循環コマの説明図であり、（ａ）は、左側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は右側面図、また（ｄ）は（ｂ）におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図４】従来のボールねじの説明図である。
【図５】従来の循環コマを表面側から見た斜視図である。
【符号の説明】
１、１００ボールねじ
１０ねじ軸
１２（ねじ軸の）ボール転動溝
１６ナット
１８（ナットの）ボール転動溝
２０ボール戻し通路
２２循環コマ取付け溝
２４ボール
２６軌道
２８、１２８無限循環回路
３０、１３０循環コマ
３２、１３２ボール循環路
３４掬い上げ部
３６、１３６（掬い上げ部の）ボール転動面
３８（掬い上げ部の）縁部
４０（ボール循環路の）縁部
４２稜線
４３付け根
４４切欠部
４８（循環コマの）表面
４９（循環コマの）裏面
５０抜け止め突起
５２凸部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a circulation piece for a ball screw and a ball screw.
[0002]
[Prior art]
When the nut moves relative to the screw shaft, the ball rolls in the raceway formed by the ball rolling groove of the nut and the ball rolling groove of the screw shaft. In order to make the relative movement, it is necessary to circulate the ball infinitely.
As a method for infinitely circulating the ball, there is a new circulation method called a compact type in addition to a general circulation tube type and an end cap type.
[0003]
Conventionally, in this compact type ball screw, as in the ball screw 100 shown in FIG. 4, for example, a ball return passage 20 penetrating in the axial direction is formed in the thick portion of the nut 16 and a pair of both ends of the nut 16 are paired. A circulation piece mounting groove 22 is formed, and a raceway 26 formed by the ball rolling groove 18 of the nut 16 and the ball rolling groove 12 of the screw shaft 10 and the ball return passage 20 are formed in the circulation piece mounting groove 22. The circulation pieces 130 having the ball circulation paths 132 to be communicated are respectively fitted and fixed. The track 26, the ball return passage 20 and the ball circulation path 132 form an infinite circulation circuit 128 for the ball 24.
[0004]
Usually, the circulation piece is an injection-molded product or a cut product of synthetic resin, and as shown in FIG. 5, the tongue-shaped scooping portion 34 forms a track from the end of the ball circulation path 132 of the circulation piece 130. It protrudes toward the ball rolling groove on the screw shaft side (see, for example, Patent Document 1).
The surface on the scooping portion 34 where the ball 24 is rescued and guided to the ball circulation path 132 is a ball rolling surface 136 whose cross section perpendicular to the longitudinal direction is a single arc. . The edge 38, which is the tip side of the scooping portion 34 of the ball rolling surface 136, is connected to the inner surface of the ball rolling groove on the screw shaft side with a slight gap therebetween. The base 43 side of the raising portion 34 communicates with the ball circulation path 132. When the ball rolls in the endless circulation circuit and reaches one end of the track, the ball is scooped up from the edge 38 side of the scooping portion 34 onto the ball rolling surface 136 of the scooping portion 34, and the ball circulation path. Guided to 132 and enters the ball return path from the ball circulation path 132.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 2002-277111 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the endless circulation circuit is in a discontinuous state where the ball is scooped up from one end of the track onto the ball rolling surface. For this reason, the ball and the ball rolling surface (and the ball rolling surface (and A collision occurs with the circuit.
[0007]
And the scooping up part may be damaged by the stress by this collision. That is, the ball scooped up on the ball rolling surface of the scooping portion exerts an impact force on the scooping portion. This impact force is concentrated at the contact point (contact ellipse) between the ball and the ball rolling surface, and is formed particularly near the contact point (contact ellipse) (for example, on both sides of the base 43 of the scooping portion 34 shown in FIG. 5). This was a factor causing cracks from the notches 44).
Once a crack occurs in the vicinity of the contact point (contact ellipse), stress concentrates on the tip of the crack and the crack easily progresses. For example, the scooping part 34 is broken off from the base 43 of the scooping part 34, The circulation piece 130 may be damaged.
[0008]
If the circulation piece is damaged, the ball cannot move while smoothly rolling in the infinite circulation circuit, which causes a reduction in the life of the ball screw. For this reason, the problem that the impact force concentrates on the contact point (contact ellipse) with the ball rolling surface (and the ball circulation path) has been an obstacle to the higher speed and lower noise of the ball screw.
The present invention has been made paying attention to such points, and provides a ball screw circulation piece and a ball screw capable of preventing damage to the ball scooping portion of the circulation piece and preventing a decrease in life. The purpose is to do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has paid attention to the fact that in the conventional ball screw, the ball rolling surface and the ball circulation path of the circulation piece are formed from a single arc. That is, when the ball enters the ball rolling surface formed by a single arc from the track, the impact force acting on the scooping portion is a single contact point (contact ellipse) between the ball and the ball rolling surface. Will concentrate only on. Therefore, the impact force acts strongly on one contact point (contact ellipse), and the repeated stress due to this concentrated impact force is a major factor that causes a crack that becomes a starting point for damaging the scooping portion.
[0010]
Therefore, the present inventor has intensively studied the shape of the scooping portion and found an effective shape capable of dispersing the impact force concentrated on the scooping portion.
That is, in order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a screw shaft having a spiral ball rolling groove on the outer peripheral surface, and a spiral ball corresponding to the ball rolling groove of the screw shaft. A nut having a rolling groove on the inner peripheral surface and having a ball return passage penetrating in the axial direction, loosely fitted to the screw shaft, a ball rolling groove of the screw shaft, and a ball rolling groove of the nut A pair of circulation pieces arranged on both end faces of the nut, having a ball circulation path communicating with the raceway formed opposite to the ball return path, the raceway, the ball return path, and the ball circulation path And a plurality of balls arranged so as to be able to circulate while rolling, and projecting from the ball circulation path toward the track and scooping up the balls rolling on the track Ball rolling surface In the circulation piece having a scooping portion having, the ball rolling surface has a plurality of guide surfaces that contact at least a plurality of locations of the ball and guide the ball toward the ball circulation path. It is characterized by.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, the ball and the ball rolling surface are simultaneously brought into contact with a plurality of locations (for example, two locations). Then, the ball is guided toward the ball circulation path while maintaining the contact state. Therefore, since the stress at the contact point (contact ellipse) generated by the collision between the ball and the ball rolling surface can be distributed to a plurality of locations (for example, two locations), the stress at each contact location can be reduced. it can. Accordingly, it is possible to reduce damage to the ball scooping portion of the circulation piece.
[0012]
Normally, the scooping-up direction of the ball scooping portion is the tangential direction of the lead angle of the ball screw, but the above-mentioned “portion that guides the contact state at a plurality of locations toward the ball circulation path” It is desirable that a straight portion of the ball circulation path along the tangent line is formed.
The invention according to claim 2 is the circulation piece according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the ball rolling surface in a direction in which the ball circulates includes two arcs having different centers of curvature. It is characterized by a Gothic arc shape, or a substantially V-shaped shape combining two straight lines, or a Gothic shape consisting of a polyhedral shape combining three or more straight lines.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, a Gothic arc shape, a Gothic shape, or a multi-face shape is adopted as the cross-sectional shape in the circulating direction of the ball rolling surface that exhibits the effect of the first aspect. For this reason, the Gothic arc shape, Gothic shape, or multifaceted shape has a high effect of stabilizing the rolling elements (balls), so that it is possible to provide a circulating piece that exhibits the effect of claim 1 with stable performance.
According to a third aspect of the present invention, a ball screw is provided, and the circulation piece according to the first or second aspect is provided.
According to the invention which concerns on Claim 3, the ball screw which has the effect by the circulation piece of Claim 1 or 2 can be provided.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a ball screw according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the structure similar to the conventional ball screw mentioned above.
As shown in FIG. 1, the ball screw 1 includes a screw shaft 10 having a spiral ball rolling groove 12 on the outer peripheral surface and a spiral ball rolling groove 18 corresponding to the ball rolling groove 12 on the inner peripheral surface. And a cylindrical nut 16.
[0015]
A ball raceway 26 is formed between the ball rolling groove 18 of the nut 16 and the ball rolling groove 12 of the screw shaft 10 so as to face each other, and a plurality of balls 24 can roll in the raceway 26. Is loaded. When the screw shaft 10 (or the nut 16) rotates around the axis, the nut 16 (or the screw shaft 10) moves relative to the axial direction through the rolling of the balls 24.
[0016]
A ball return passage 20 penetrating in the axial direction is formed in the thick portion of the nut 16. Further, a pair of circulation piece mounting grooves 22 (only one is shown in the figure) for fitting the circulation piece 30 to both ends of the nut 16 extend from the rolling element return passage 20 to the ball rolling groove 18. Is formed.
The circulation piece 30 is formed by injection molding or cutting a synthetic resin. And as shown in the figure, the circulation piece 30 has a predetermined outer shape that can be fitted and matched with the inner shape of the circulation piece attachment groove 22.
[0017]
As shown in FIGS. 2 and 3, a ball circulation path 32 is formed on the front surface 48 side of the circulation piece 30. The ball circulation path 32 is a curved groove for communicating the ball return path 20 and the track 26.
A scooping portion 34 for scooping up the ball 24 rolling on the track 26 is formed on the track 26 side (lower side in FIG. 2) of the ball circulation path 32. The scooping portion 34 projects from the end of the ball circulation path 32 toward the ball rolling groove 12 on the screw shaft 10 side to form a tongue piece shape.
[0018]
The edge portion 38 which is the tip side of the scooping portion 34 is formed in a predetermined shape so as to slightly open the inner surface of the ball rolling groove 12 of the screw shaft 10.
That is, when the circulation piece 30 is fixed to the circulation piece attachment groove 22, the back surface 49 and the convex portion 52 of the circulation piece 30 appear on the inner peripheral surface of the nut 16 (see FIG. 1). When the nut 16 is loosely fitted to the screw shaft 10, the outer shape of the convex portion 52 of the circulation piece 30 has a predetermined shape that fits inside the ball rolling groove 12 of the screw shaft 10. At this time, since there is a slight gap between the back surface 49 of the circulation piece 30 and the outer diameter of the screw shaft 10, and between the convex portion 52 and the ball rolling groove 12 of the screw shaft 10, Mutual interference between the screw shaft 10 and the circulation piece 30 is prevented.
[0019]
The edge portion 38 and the edge portion 40 of the ball circulation path 32 are continuous with the notch 44 interposed therebetween, and the edge portion 38 and the edge portion 40 form a continuous ridge line 42 through the notch portion 44. (See FIG. 2).
The upper surface (surface on the surface 48 side) of the scooping portion 34 is a ball rolling surface 36. The ball rolling surface 36 guides the ball 24 toward the ball circulation path 32 while simultaneously contacting a plurality of locations of the ball 24 in order to smoothly rescue the ball 24 from the track 26 and guide it to the ball circulation path 32. Has multiple guides.
[0020]
Specifically, as shown in FIG. 3D, a Gothic shape is adopted for the ball rolling surface 36 as the plurality of guide portions. That is, the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the scooping portion 34 is formed in a substantially V-shape combining two straight lines. Therefore, a portion where the substantially V-shaped Gothic surface and the ball 24 are in contact with each other can be used as a guide portion. In addition, the clearance gap (dimension A shown to the figure) between the ball | bowl 24 and the ball | bowl circulation path 32 is ensured 0.1 mm or more like the past. Further, the dimension B in the depth direction with respect to the groove is also formed with a predetermined clearance as in the prior art.
[0021]
As shown in FIG. 2, the ball rolling surface 36 has a continuous Gothic shape so as to be smoothly connected to the ball circulation path 32 while guiding the ball 24 in the direction along the tangent to the lead angle α of the track 26. Is formed. In this way, the ball 24 is smoothly guided toward the ball circulation path 32 while being supported at two contact points.
[0022]
In the circulation piece 30 of this embodiment, a Gothic shape is continuously formed over the entire groove of the ball circulation path 32 (see FIGS. 2 and 3).
The circulation piece 30 configured as described above can be fixed by being fitted into each circulation piece attachment groove 22. The track 26, the ball return passage 20, and the pair of ball circulation paths 32 can constitute an infinite circulation circuit 28 for the balls 24. The retaining of the circulating piece 30 in the radial direction within the circulating piece mounting groove 22 is regulated by the retaining protrusion 50, so that the circulating piece 30 can be easily retained and fixed to the nut 16.
[0023]
Next, functions and effects of this embodiment will be described.
In the ball screw 1 having the above configuration, when the ball 24 rolls in the infinite circulation circuit 28 and reaches one end of the track 26, the ball 24 is moved from the edge 38 side of the scooping portion 34 of one circulation piece 30. It is scooped up on the ball rolling surface 36 of the scooping portion 34 and guided to the ball circulation path 32, enters the ball circulation path 32 of the other circulation piece 30 through the ball return path 20, and again the other end of the track 26. And can circulate in the infinite circulation circuit 28.
[0024]
And according to the circulation piece 30 of this embodiment, since the clearance (dimension A) in the width direction between the ball 24 and the ball circulation path 32 and the clearance dimension B in the depth direction maintain the conventional dimensions. Even if there is some combination error between parts, the planned design quality can be maintained. For example, the ball 24 is not clogged at the connecting portion that enters the ball circulation path 32 from the ball return passage 20 of the nut 16. Further, for example, even if the mutual position is slightly shifted at the connecting portion between the track 26 and the scooping portion 34, a large load can be avoided on the entire circulation piece 30.
[0025]
By the way, when the ball 24 is picked up by the scooping part 34 of the circulation piece 30, the ball 24 exerts an impact force on the scooping part 34.
However, according to the circulation piece 30 of this embodiment, the ball 24 and the ball rolling surface 36 of the scooping portion 34 can be simultaneously brought into contact with each other at two locations. The ball 24 can be guided toward the ball circulation path 32 while maintaining the contact state. Therefore, the stress at the contact point (contact ellipse) generated by the collision between the ball 24 and the ball rolling surface 36 can be dispersed in two places, so that the stress at each contact place can be reduced. Therefore, damage to the scooping portion 34 of the circulation piece 30 can be reduced.
[0026]
The circulation piece 30 adopts a Gothic shape as a cross-sectional shape in the direction in which the ball 24 circulates on the ball rolling surface 36. The Gothic shape has high reliability as a groove shape in which the ball 24 is brought into contact at two points. Moreover, processing is also easy. Therefore, as a plurality of guide portions that smoothly guide the ball 24 toward the ball circulation path 32 while dispersing the stress at the contact point (contact ellipse) generated by the collision between the ball 24 and the ball rolling surface 36. It is possible to provide the circulating piece 30 having an effect with stable performance.
[0027]
And according to the ball screw 1 of this embodiment, since the circulation piece 30 which has the several guide part mentioned above in the scooping part 34 and the ball circulation path 32 is provided, the impact which acts on the scooping part 34 from the ball | bowl 24 is provided. It is possible to prevent the scooping portion 34 from being damaged by the force, and the ball 24 can move while smoothly rolling in the infinite circulation circuit 28, thereby extending the life of the ball screw 1. Therefore, the ball screw 1 can be further increased in speed and noise.
[0028]
In the present embodiment, the ball rolling surface 36 is formed in a Gothic shape, but the shape to be a plurality of guide portions of the ball rolling surface according to the present invention is not limited to this.
For example, it is good also as the ball rolling surface 36 which formed the some guide part from the Gothic arc shape which consists of two circular arcs from which a curvature center differs.
[0029]
In the present embodiment, a plurality of guide portions are formed by creating two contact points with a Gothic shape. However, the present invention is not limited to this. For example, a ball rolling in which a plurality of guide portions are formed by three or more contact points. The surface 36 may be used. Furthermore, each surface constituting these contact points may be formed by a plane, a curved surface, and a combination thereof.
[0030]
Further, the plurality of guide portions do not necessarily need to be configured from a plurality of surfaces. For example, a ball rolling surface is formed as a continuous curve with a plurality of arcs having different curvatures, such as an ellipse, and the plurality of guides are configured by contacting the curve with the ball at a plurality of locations. You can also.
Further, in the circulation piece 30 of the above embodiment, a Gothic shape is formed over the entire groove of the ball circulation path 32, but the circulation piece according to the present invention is not limited to this, and a plurality of guide portions are not necessarily provided. It does not have to be formed over the entire groove of the ball circulation path.
[0031]
For example, the vicinity of the base of the scooping portion may be any one of the plurality of guide portions described above, and the subsequent ball circulation path may be formed from a single arc as in the prior art. However, in order to smoothly lift the ball 24 from the track 26 and to form a circulation piece that effectively disperses the impact, the ball rolling surface having the shape of a plurality of guide portions is arranged along the tangent line of the lead angle α. Further, it is desirable that the straight portion of the ball circulation path (the range of the dimension D shown in FIG. 3B) is formed.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a ball screw circulation piece and a ball screw that can prevent the circulation piece from being damaged and prevent a reduction in life.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating a ball screw according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a circulation piece according to an embodiment of the present invention as viewed from the front side.
3A and 3B are explanatory diagrams of a circulation piece according to an embodiment of the present invention, where FIG. 3A is a left side view, FIG. 3B is a plan view, FIG. 3C is a right side view, and FIG. It is XX sectional drawing in b).
FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional ball screw.
FIG. 5 is a perspective view of a conventional circulation piece viewed from the front side.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 Ball screw 10 Screw shaft 12 Ball rolling groove 16 (screw shaft) Nut 18 Ball rolling groove 20 (Nut) Ball return passage 22 Circulation top mounting groove 24 Ball 26 Track 28, 128 Infinite circulation circuit 30, 130 Circulation piece 32, 132 Ball circulation path 34 Scooping part 36, 136 Ball rolling surface 38 (scooping part) Edge part 40 (scrolling part) Edge part 42 (Ball circuit part) Edge line 43 Base 44 Notch Portion 48 (circulation piece) front surface 49 (circulation piece) back surface 50 Retaining protrusion 52 Convex portion

Claims

外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、該ねじ軸のボール転動溝に対応する螺旋状のボール転動溝を内周面に有するとともに軸方向に貫通するボール戻し通路を有して前記ねじ軸に遊嵌されるナットと、前記ねじ軸のボール転動溝および前記ナットのボール転動溝が対向して形成される軌道と前記ボール戻し通路とを連通させるボール循環路を有して前記ナットの両端面に配置される一対の循環コマと、前記軌道、前記ボール戻し通路および前記ボール循環路を転動しつつ循環可能に配設された複数のボールと、を備えたボールねじに用いられ、
前記ボール循環路から前記軌道へ向かって張り出し、前記軌道を転動する前記ボールを掬い上げるためのボール転動面を有する掬い上げ部を備えた前記循環コマにおいて、
前記ボール転動面は、少なくとも前記ボールの複数箇所に接触して前記ボールを前記ボール循環路に向けて案内する複数の案内面を持っていることを特徴とするボールねじ用循環コマ。A screw shaft having a spiral ball rolling groove on the outer peripheral surface, and a ball return passage having a spiral ball rolling groove corresponding to the ball rolling groove of the screw shaft on the inner peripheral surface and penetrating in the axial direction. A ball circulation path that communicates the ball return passage with a nut that is loosely fitted to the screw shaft, a raceway formed by opposing the ball rolling groove of the screw shaft and the ball rolling groove of the nut. A pair of circulation pieces arranged on both end faces of the nut, and a plurality of balls arranged to circulate while rolling on the track, the ball return passage, and the ball circulation passage. Used for ball screws,
In the circulation piece provided with a scooping portion that has a ball rolling surface that projects from the ball circulation path toward the track and scoops up the ball rolling on the track,
The ball rolling surface has a plurality of guide surfaces that contact at least a plurality of locations of the ball and guide the ball toward the ball circulation path.

前記ボールが循環する方向での前記ボール転動面の横断面形状は、曲率中心の異なる２つの円弧からなるゴシックアーク形状、または２つの直線を組合せた略Ｖ字状または３つ以上の直線を組み合わせた多面形状からなるゴシック形状であることを特徴とする請求項１に記載の循環コマ。The cross-sectional shape of the ball rolling surface in the direction in which the ball circulates is a Gothic arc shape composed of two arcs with different centers of curvature, or a substantially V-shape combining two straight lines, or three or more straight lines. The circulation piece according to claim 1, wherein the circulation piece is a Gothic shape composed of a combined multi-face shape.

請求項１または２に記載の循環コマを備えていることを特徴とするボールねじ。A ball screw comprising the circulation piece according to claim 1.