JP2009024720A - ボールねじ - Google Patents
ボールねじ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009024720A JP2009024720A JP2007185572A JP2007185572A JP2009024720A JP 2009024720 A JP2009024720 A JP 2009024720A JP 2007185572 A JP2007185572 A JP 2007185572A JP 2007185572 A JP2007185572 A JP 2007185572A JP 2009024720 A JP2009024720 A JP 2009024720A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- screw
- ball
- ball screw
- groove
- grooves
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
【課題】作動時の騒音が小さく安価なボールねじを提供する。
【解決手段】ボールねじ1は、螺旋状のねじ溝3aを外周面に有するねじ軸3と、ねじ軸3のねじ溝3aに対向するねじ溝5aを有するナット5と、両ねじ溝3a,5aにより形成される螺旋状のボール転動路7に転動自在に装填された複数のボール9と、を備えている。両ねじ溝3a,5aには、研削加工が施された後に、平均粒径200μm以下の略球状のガラス粒子を投射することによりショットピーニングが施されており、表面粗さRaが0.15μm以下とされている。
【選択図】図2
【解決手段】ボールねじ1は、螺旋状のねじ溝3aを外周面に有するねじ軸3と、ねじ軸3のねじ溝3aに対向するねじ溝5aを有するナット5と、両ねじ溝3a,5aにより形成される螺旋状のボール転動路7に転動自在に装填された複数のボール9と、を備えている。両ねじ溝3a,5aには、研削加工が施された後に、平均粒径200μm以下の略球状のガラス粒子を投射することによりショットピーニングが施されており、表面粗さRaが0.15μm以下とされている。
【選択図】図2
Description
本発明はボールねじに関する。
転がり直動装置の一種であるボールねじは、ねじ軸のねじ溝とナットのねじ溝との間に形成された螺旋状のボール転動路に複数のボールが装填されて構成されており、ボールの転動を介してねじ軸とナットとの間で動力の伝達を行うものである。このようなボールねじにおいては、ボールは回転方向の力と軸方向の力との合成力を受けて滑りを伴いながら転動するため、ボールと両ねじ溝の表面との接触部では転がり摩擦と滑り摩擦とが同時に発生することとなる。
そのため、ボールねじの内部にはグリース,固体潤滑剤等の潤滑剤が配されており、潤滑剤でボールと両ねじ溝の表面との間の摩擦係数を低減させて、ボールねじの低騒音性や耐久性を向上させている。ただし、近年においては、生産性の向上等の目的のためボールねじの高速運転化が進んでいるため、それに伴ってボールねじの低騒音化の要求が一層厳しくなっている。
そのため、ボールねじの内部にはグリース,固体潤滑剤等の潤滑剤が配されており、潤滑剤でボールと両ねじ溝の表面との間の摩擦係数を低減させて、ボールねじの低騒音性や耐久性を向上させている。ただし、近年においては、生産性の向上等の目的のためボールねじの高速運転化が進んでいるため、それに伴ってボールねじの低騒音化の要求が一層厳しくなっている。
ボールねじにおいては、転動体であるボールには超仕上げ加工が施されているものの、ねじ溝には研削加工が施されるのみで、その後に超仕上げのような仕上げ加工が施されることはなかった。そのため、ねじ溝の表面の平滑さは十分とは言えず、厳しい低騒音化の要求に応えることは容易ではなかった。
特許文献1には、作動時の低騒音化のための防音装置を備えたボールねじが開示されている。すなわち、全体が緩衝防音材で形成されたチューブ押さえ部材でボール戻しチューブを覆うことにより、ボールねじの作動時に生じる音や振動を低減している。
特開昭63−163060号公報
特許文献1には、作動時の低騒音化のための防音装置を備えたボールねじが開示されている。すなわち、全体が緩衝防音材で形成されたチューブ押さえ部材でボール戻しチューブを覆うことにより、ボールねじの作動時に生じる音や振動を低減している。
しかしながら、特許文献1のように防音装置を設けて低騒音化するという方法は、防音装置の分だけボールねじが大型化するとともに製造コストがアップするという問題点を有していた。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、作動時の騒音が小さく安価なボールねじを提供することを課題とする。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、作動時の騒音が小さく安価なボールねじを提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項1のボールねじは、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有するナットと、前記両ねじ溝の間に転動自在に配された複数のボールと、を備えるボールねじにおいて、前記両ねじ溝の少なくとも一方は、研削加工が施された後に、平均粒径200μm以下の略球状のガラス粒子を投射することによりショットピーニングが施されており、表面粗さRaが0.15μm以下とされていることを特徴とする。
このような構成であれば、前記ショットピーニングによりねじ溝の表面が平滑化されているため、作動時の騒音が小さい。また、ショットピーニングは汎用性が高く、ねじ溝の表面の仕上げ加工を容易且つ短時間で行うことができるので、ボールねじの製造コストが大きくアップすることがない。よって、本発明のボールねじは安価である。
なお、ガラス粒子の平均粒径が200μm超過であると、ガラス粒子を投射した後のねじ溝の表面粗さが過大となるので、ねじ溝の表面の仕上げが不十分となる。また、ガラス粒子の形状が、滑らかな曲面である球状や略球状ではなく角部を持った形状であると、ガラス粒子を投射した後のねじ溝の表面粗さが過大となるおそれがある。
なお、ガラス粒子の平均粒径が200μm超過であると、ガラス粒子を投射した後のねじ溝の表面粗さが過大となるので、ねじ溝の表面の仕上げが不十分となる。また、ガラス粒子の形状が、滑らかな曲面である球状や略球状ではなく角部を持った形状であると、ガラス粒子を投射した後のねじ溝の表面粗さが過大となるおそれがある。
本発明のボールねじは、作動時の騒音が小さく安価である。
本発明に係るボールねじの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態であるボールねじの平面図であり、図2は図1のボールねじのA−A断面図である。
図1,2に示すように、ボールねじ1は、螺旋状のねじ溝3aを外周面に有するねじ軸3と、ねじ軸3のねじ溝3aに対向する螺旋状のねじ溝5aを内周面に有するナット5と、両ねじ溝3a,5aにより形成される螺旋状のボール転動路7に転動自在に装填された複数のボール9と、を備えている。そして、ボール9を介してねじ軸3に螺合されているナット5とねじ軸3とを相対回転運動させると、ボール9の転動を介してねじ軸3とナット5とが軸方向に相対直線移動するようになっている。なお、ねじ溝3a,5aの断面形状は、円弧状でもよいしゴシックアーク状でもよい。
図1,2に示すように、ボールねじ1は、螺旋状のねじ溝3aを外周面に有するねじ軸3と、ねじ軸3のねじ溝3aに対向する螺旋状のねじ溝5aを内周面に有するナット5と、両ねじ溝3a,5aにより形成される螺旋状のボール転動路7に転動自在に装填された複数のボール9と、を備えている。そして、ボール9を介してねじ軸3に螺合されているナット5とねじ軸3とを相対回転運動させると、ボール9の転動を介してねじ軸3とナット5とが軸方向に相対直線移動するようになっている。なお、ねじ溝3a,5aの断面形状は、円弧状でもよいしゴシックアーク状でもよい。
ナット5の外周面の一部は平坦に削られていて、軸方向に平行な平面部13が形成されている。そして、ボール転動路7の始点と終点とを連通させて無端状のボール循環路を形成する略コ字状に屈曲したリターンチューブ15が、チューブ押え17によって平面部13に固定されている。すなわち、ナット5には、平面部13に開口しナット5のねじ溝5aと連通する一対の貫通孔が設けられていて、リターンチューブ15の両端部がこの両貫通孔に平面部13側から挿入されている。そして、貫通孔の外に位置するリターンチューブ15の中央部分が、平面部13上に配されている。
ボール転動路7内を転動するボール9は、このリターンチューブ15を通って循環されるようになっている。すなわち、ボール9はボール転動路7内を移動しねじ軸3の回りを複数回回ってから、ボール転動路7の終点(リターンチューブ15とボール転動路7との交点)において、リターンチューブ15の一方の端部(開口部)からリターンチューブ15内にすくい上げられる。すくい上げられたボール9は、リターンチューブ15の中を通って、リターンチューブ15の他方の端部(開口部)からボール転動路7の始点に戻される。このように、ボール転動路7内を転動するボール9が、ボール転動路7の始点と終点とを連通させるリターンチューブ15により無限に循環されるようになっているので、ねじ軸3とナット5とは継続的に相対直線移動することができる。
このボールねじ1の両ねじ溝3a,5aには、研削加工が施された後に、平均粒径200μm以下の略球状のガラス粒子を投射することによりショットピーニングが施されており、表面粗さRaが0.15μm以下とされている。このように両ねじ溝3a,5aに仕上げ加工が施されていて表面が平滑化されているため、ボールねじ1は作動時の騒音が小さい。また、ショットピーニングは汎用性が高く、ねじ溝3a,5aの表面の仕上げ加工を容易且つ短時間で行うことができるので、ボールねじ1の製造コストが大きくアップすることがない。よって、このボールねじ1は安価である。
ガラス粒子の投射には、汎用のショットピーニング装置を用いることができ、噴射圧力は0.196〜0.588MPa、噴射時間は10〜20minが好ましい。なお、このようなショットピーニングが施されることにより、ねじ溝3a,5aには−1200MPa以上−900MPa以下の表面残留応力が付与されており、それによりボールねじ1の耐久性が向上する。
なお、図2に示すように、隣接するボール9の間にリテーニングピース21を介在させてもよい。このリテーニングピース21は、ボール9の転動面に対面する2つの凹面を有し、ボール9同士の直接接触を防止するためのものであって、夫々のボール9間に介装されている。リテーニングピース21は、例えば、それ自体に潤滑作用を有するポリアミドやフッ素樹脂、あるいは潤滑油を含浸させたポリエチレン等からなり、両端にボール9の半径よりも大きい曲率半径の凹球面が形成された円盤状である。
凹球面の形状は、球面形状に限定されるものではなく、2個の円弧を中間部で交差させて形成される、所謂ゴシックアーチ形の凹面でもよいし、円錐形状の凹面であってもよい。また、凹面に貫通穴を設けたり、該貫通穴内に潤滑剤を保持させてボール9との接触抵抗を低減させるようにしてもよい。
凹球面の形状は、球面形状に限定されるものではなく、2個の円弧を中間部で交差させて形成される、所謂ゴシックアーチ形の凹面でもよいし、円錐形状の凹面であってもよい。また、凹面に貫通穴を設けたり、該貫通穴内に潤滑剤を保持させてボール9との接触抵抗を低減させるようにしてもよい。
〔実施例〕
以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。前述したボールねじ1とほぼ同様の構成を有する日本精工株式会社製のボールねじを、騒音測定装置に装着して、回転速度4000rpmで回転させ、発生する騒音をねじ軸の軸心から400mm離れた位置で測定した。
このボールねじの仕様は、以下の通りである。
・ねじ軸の直径:20mm
・リード :10mm
・ボールの直径:3.969mm
・回路数 :2.5巻×1列
・保持ピース :なし
以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。前述したボールねじ1とほぼ同様の構成を有する日本精工株式会社製のボールねじを、騒音測定装置に装着して、回転速度4000rpmで回転させ、発生する騒音をねじ軸の軸心から400mm離れた位置で測定した。
このボールねじの仕様は、以下の通りである。
・ねじ軸の直径:20mm
・リード :10mm
・ボールの直径:3.969mm
・回路数 :2.5巻×1列
・保持ピース :なし
騒音測定試験に供した実施例1〜5及び比較例1,2のボールねじは、ねじ軸及びナットのねじ溝の表面粗さがそれぞれ異なっている(表1を参照)。実施例1〜5及び比較例2にはショットピーニングが施されているが、比較例1にはショットピーニングが施されておらず、研削加工のみである。なお、ボールねじの潤滑は、リューベ株式会社製のYS2グリースにより行った。
騒音測定試験の結果を表1に示す。なお、表1の騒音値の数値は、比較例1の騒音値を基準値として、この基準値との差(単位はdBである)で示してある。実施例1〜5は、ショットピーニングによりねじ溝の表面粗さRaが0.15μm以下とされているので、ショットピーニングを施していない比較例1よりも騒音が小さかった。比較例2は、平均粒径200μm超過の略球状のガラス粒子を投射することによりショットピーニングを施したため、ねじ溝の表面粗さRaが0.25μmと大きくなっている。そのため、騒音が大きかった。
1 ボールねじ
3 ねじ軸
3a ねじ溝
5 ナット
5a ねじ溝
7 ボール転動路
9 ボール
3 ねじ軸
3a ねじ溝
5 ナット
5a ねじ溝
7 ボール転動路
9 ボール
Claims (1)
- 螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有するナットと、前記両ねじ溝の間に転動自在に配された複数のボールと、を備えるボールねじにおいて、
前記両ねじ溝の少なくとも一方は、研削加工が施された後に、平均粒径200μm以下の略球状のガラス粒子を投射することによりショットピーニングが施されており、表面粗さRaが0.15μm以下とされていることを特徴とするボールねじ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007185572A JP2009024720A (ja) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | ボールねじ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007185572A JP2009024720A (ja) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | ボールねじ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009024720A true JP2009024720A (ja) | 2009-02-05 |
Family
ID=40396718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007185572A Pending JP2009024720A (ja) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | ボールねじ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009024720A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014115239A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 平滑化処理装置及びその平滑化方法を用いた制御棒駆動機構 |
-
2007
- 2007-07-17 JP JP2007185572A patent/JP2009024720A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014115239A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 平滑化処理装置及びその平滑化方法を用いた制御棒駆動機構 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6675669B2 (en) | Ball screw apparatus | |
TW418293B (en) | A ballscrew with spacers | |
JP2006226403A (ja) | 転がり軸受 | |
US8757886B2 (en) | Rolling bearing | |
JP2009024720A (ja) | ボールねじ | |
US10060479B2 (en) | Bearing and method of forming a bearing | |
TWI581901B (zh) | 螺桿的研磨方法 | |
KR20070059976A (ko) | 베어링 스크류 이송장치 | |
WO2006104015A1 (ja) | ボールねじ | |
JP2007127240A (ja) | ボールねじ,電動射出成形機,及び電動プレス装置 | |
JP2017078439A (ja) | ボールねじ | |
JP2008151235A (ja) | 転動装置 | |
JP2006250313A (ja) | 転動装置 | |
JP2008298237A (ja) | ボールねじ | |
JP2008019965A (ja) | 遊星歯車装置及び転がり軸受 | |
JP5120703B2 (ja) | スラストころ軸受 | |
JP2003172424A (ja) | ボールねじ装置 | |
JP6970454B2 (ja) | ベアリング装置 | |
JP4207532B2 (ja) | ボールねじ | |
JP2013113423A (ja) | ボールねじ、射出成形機 | |
JP3997743B2 (ja) | ボールねじ装置 | |
WO2018088228A1 (ja) | スラストニードル軸受の設計方法、スラストニードル軸受、およびスラストニードル軸受の製造方法 | |
JP2008111466A (ja) | ボールねじ | |
JP5741536B2 (ja) | ボールねじ | |
JP2010180985A (ja) | ボールねじ及び射出成形機 |