JP2016142376A - Ball screw - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball screw eliminating an out-ball while attaining downsizing and high load capacity, even in a case of having three or more circulation rows, and improving assemblability to attain elongation of a service life and high efficiency.SOLUTION: A nut 3 has a one-round circulation screw groove 3a, a plurality of nuts 3 are combined and fixed to a nut holder 11, and the nut 3 is made into a cassette state. The nut holder 11 is formed into a cylindrical shape, and includes a flange 11a extending radial inward at one end part and a discoid lid member 12 at the other end part. The nut 3 is internally fitted in a state of closely contacting with the flange 11a, the lid member 12 is fastened by a fixation bolt 13, and thereby the nut 3 is fixed in an axial immovable manner.SELECTED DRAWING: Figure 1

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トランスミッションおよびブレーキのアクチュエータ等に使用される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 for a car, an actuator for a transmission and a brake, and the like.

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.

近年、自動車用のボールねじは、車両への搭載性や燃費向上等へのニーズからボールねじの小型化、高負荷容量化が求められている。こうした状況下で、１巻循環のボールねじにおいて、さらなる小型化、高負荷容量化が要求されており、ボールサイズの小型化、循環列の複列化が求められている。このようなボールねじでは、ボールを組み込む際、組立性が悪く、ボールが循環列から外れてしまうことがある。このように、循環列とはならない箇所、すなわち、本来ならばボールが存在してはならない箇所にボールが存在することをアウトボールと言われているが、このアウトボールは循環できないため、ボールねじに寿命低下や効率低下が生じる。   2. Description of the Related Art In recent years, ball screws for automobiles have been required to have smaller ball screws and higher load capacities because of the need for mounting on vehicles and improving fuel efficiency. Under these circumstances, further reduction in size and increase in load capacity are required for a one-turn circulation ball screw, and a reduction in ball size and a double arrangement of circulation rows are required. In such a ball screw, when assembling the ball, the assemblability is poor, and the ball may come off the circulation line. In this way, it is said that a ball is present at a place that is not a circulation line, that is, a place where a ball should not be present, but this out-ball cannot be circulated. Decrease in service life and efficiency.

また、２列までの循環列のボールねじであれば、循環列の両側から検査器具を使ってアウトボールが発生していないかを確認することができるが、３列以上の循環列を有するボールねじでは、中央の循環列については検査ができないため、アウトボールの検出をするのが困難になる。   In addition, if the ball screw has a circulation row of up to two rows, it can be confirmed from the both sides of the circulation row whether or not an out-ball has occurred by using an inspection instrument. With screws, it is difficult to detect an outball because the central circulation row cannot be inspected.

このような課題を解決したボールねじの代表的な一例を図４に示す。このボールねじは、回転ナット５１の内ねじ溝５２同士を連結する連結溝５３を有する複数の駒部材５４を回転ナット５１に取り付けると共に、ボールねじ軸（図示せず）と内ねじ溝５２との間に形成された転動路５５には、複数のボール（図示せず）が連なって配置されている。転動路５５のうち、駒部材５４に挟まれてボールが循環しない非循環部５６には、この非循環部５６を埋める詰め物５７が配置されている。これにより、非循環部５６にボールが混入するのを防止することができる（例えば、特許文献１参照。）。   FIG. 4 shows a typical example of a ball screw that solves such a problem. In this ball screw, a plurality of piece members 54 having connecting grooves 53 for connecting the inner screw grooves 52 of the rotating nut 51 are attached to the rotating nut 51, and a ball screw shaft (not shown) and the inner screw groove 52 are connected. A plurality of balls (not shown) are arranged in a row on the rolling path 55 formed therebetween. In the rolling path 55, a padding 57 that fills the non-circulating part 56 is disposed in the non-circulating part 56 that is sandwiched between the piece members 54 and does not circulate. Thereby, it can prevent that a ball | bowl mixes in the non-circulation part 56 (for example, refer patent document 1).

特開２００２−２３５８２９号公報JP 2002-235829 A

然しながら、このような従来のボールねじでは、衝撃や振動の際、詰め物５７が内ねじ溝（循環溝）５２に落下すると、効率や寿命の低下に繋がると共に、非循環部５６全てを埋めるとなると材料の無駄が生じると共に、組立性に課題があるため、３列以上の循環列を有するボールねじにおいて、小型化、高負荷容量化を図りつつ、アウトボールを解消すると共に、組立性を向上させ、長寿命化と高効率を図ったボールねじが望まれていた。   However, in such a conventional ball screw, when the padding 57 falls into the internal thread groove (circulation groove) 52 during impact or vibration, the efficiency and life are reduced, and all the non-circulation portion 56 is filled. As materials are wasted and there are problems with assembly, in ball screws with three or more circulation rows, out-balls are eliminated and assembly performance is improved while reducing the size and increasing the load capacity. Therefore, a ball screw with a long life and high efficiency has been desired.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、１巻循環ナットを組み合わせてナットをカセット化することに着目し、３列以上の循環列を有する場合であっても、小型化、高負荷容量化を図りつつ、アウトボールを解消すると共に、組立性を向上させ、長寿命化と高効率を図った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 paying attention to the fact that a single turn circulating nut is combined to form a nut into a cassette, even if it has three or more circulating rows, downsizing, An object of the present invention is to provide a ball screw that eliminates out-balls while improving the load capacity, improves the assembling property, and achieves a long life and high efficiency.

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、を備えたボールねじにおいて、前記ナットが１巻循環のねじ溝を有し、このナットが複数個組み合わされてナットホルダーに固定され、当該ナットがカセット化されている。   In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention includes a screw shaft having a spiral thread groove formed on the outer peripheral surface thereof, and is externally fitted to the screw shaft and spirally formed on the inner peripheral surface. And a plurality of balls accommodated in a rolling path formed by opposing screw grooves, wherein the nut has a thread groove for one turn circulation. A plurality of these nuts are combined and fixed to the nut holder, and the nuts are made into a cassette.

このように、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、を備えたボールねじにおいて、ナットが１巻循環のねじ溝を有し、このナットが複数個組み合わされてナットホルダーに固定され、当該ナットがカセット化されているので、３列以上の循環列を有する場合であっても、小型化、高負荷容量化を図ることができ、アウトボールを解消することができると共に、組立性を向上させ、長寿命化と高効率を図ったボールねじを提供することができる。   Thus, 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, and both opposing screw grooves. A ball screw having a plurality of balls accommodated in a formed rolling path, and the nut has a thread groove that circulates one turn, and a plurality of the nuts are combined and fixed to the nut holder. Since it is made into a cassette, even if it has three or more circulation rows, it is possible to reduce the size and increase the load capacity, eliminate the outball, and improve the assemblability. Therefore, it is possible to provide a ball screw with a long life and high efficiency.

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記ナットホルダーが円筒状に形成され、一端部に径方向内方に延びる鍔と、他端部に円板状の蓋部材を備え、前記ナットが前記鍔に密着させた状態で内嵌され、前記蓋部材が固定ボルトによって締結されて前記ナットが軸方向移動不可に固定されていても良い。   Preferably, as in the invention described in claim 2, the nut holder is formed in a cylindrical shape, and includes a flange extending radially inward at one end portion and a disc-shaped lid member at the other end portion, The nut may be fitted in a state of being in close contact with the flange, and the lid member may be fastened by a fixing bolt so that the nut is fixed so as not to move in the axial direction.

また、請求項３に記載の発明のように、前記ナットが一対組み合わされ、これらナットの間に少なくとも一つの間座が配設されていれば、低負荷容量仕様として、ナットに変えて間座が配設されているので、ボールねじの低コスト化ができる。   Further, as in the invention according to claim 3, if a pair of the nuts are combined and at least one spacer is arranged between the nuts, the spacer is changed to a nut as a low load capacity specification. Is provided, the cost of the ball screw can be reduced.

また、請求項４に記載の発明のように、前記ナットが複数個組み合わされ、これらナットの端部にシールが配設され、このシールが、内周に前記ねじ軸のねじ溝に係合する螺旋状の突部を備えると共に、この突部が前記ねじ溝の形状に沿った断面円弧状に形成され、僅かなすきまを介して当該ねじ溝と対向し、非接触シールを構成していれば、密封タイプとして、シールが配設されているので、ボールねじの防塵または防水やブレーキフルード等の飛沫侵入防止としたボールねじを提供することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of the nuts are combined, a seal is disposed at the end of the nut, and the seal engages with a thread groove of the screw shaft on the inner periphery. Provided with a spiral protrusion, and the protrusion is formed in a circular arc shape along the shape of the thread groove, and is opposed to the thread groove with a slight gap to constitute a non-contact seal. Since the seal is provided as a sealed type, it is possible to provide a ball screw that is dustproof or waterproof and prevents splash intrusion such as brake fluid.

また、請求項５に記載の発明のように、前記ナットの端面にサーチャーが介装されていれば、ボールねじに予圧を適宜付与することができ、ナットの標準化による低コスト化と共に、設計自由度が高くなり適用範囲が一段と広がる。   Further, as in the invention described in claim 5, if a searcher is interposed on the end face of the nut, a preload can be appropriately applied to the ball screw. The degree of application increases and the application range further expands.

また、請求項６に記載の発明のように、前記ボールねじが、前記ナット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を備え、この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。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a piece member in which the ball screw is fitted into a piece window formed in the nut, and a connection groove having the rolling path as a circulation path is formed. If this piece member is formed from a sintered alloy by MIM, even if it has a high degree of processing and a complicated shape, it can be easily and accurately formed into a desired shape and size.

本発明に係るボールねじは、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、を備えたボールねじにおいて、前記ナットが１巻循環のねじ溝を有し、このナットが複数個組み合わされてナットホルダーに固定され、当該ナットがカセット化されているので、３列以上の循環列を有する場合であっても、小型化、高負荷容量化を図ることができ、アウトボールを解消することができると共に、組立性を向上させ、長寿命化と高効率を図ったボールねじを提供することができる。   The ball screw according to the present invention is opposed to a screw shaft having a helical thread groove formed on the outer peripheral surface, and a nut externally fitted to the screw shaft and having a helical thread groove formed on the inner peripheral surface. A ball screw having a plurality of balls accommodated in a rolling path formed by both screw grooves, wherein the nut has a thread groove of one turn circulation, and a plurality of the nuts are combined to form a nut holder. Since it is fixed and the nut is made into a cassette, even when it has three or more circulation rows, it is possible to reduce the size and increase the load capacity, and to eliminate the outball, It is possible to provide a ball screw with improved assemblability, long life and high efficiency.

（ａ）は、本発明に係るボールねじを使用した電動アクチュエータを示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のナット単体を示す要部拡大図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view which shows the electric actuator using the ball screw which concerns on this invention, (b) is a principal part enlarged view which shows the nut single-piece | unit of (a). 図１（ａ）のボールねじの第２の実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 2nd Embodiment of the ball screw of Fig.1 (a). 図１（ａ）のボールねじの第３の実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 3rd Embodiment of the ball screw of Fig.1 (a). 従来のボールねじのナットの内径側を示す展開図である。It is an expanded view which shows the internal diameter side of the nut of the conventional 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ボールねじにおいて、前記ナットが１巻循環のねじ溝を有し、このナットが複数個組み合わされてナットホルダーに固定され、当該ナットがカセット化されると共に、前記ナットホルダーが円筒状に形成され、一端部に径方向内方に延びる鍔と、他端部に円板状の蓋部材を備え、前記ナットが前記鍔に密着させた状態で内嵌され、前記蓋部材が固定ボルトによって締結されて前記ナットが軸方向移動不可に固定されていている。   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 ball provided with a plurality of balls accommodated in a moving 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 screw, the nut has a thread groove that circulates once, and a plurality of the nuts are combined and fixed to the nut holder, the nut is formed into a cassette, and the nut holder is formed in a cylindrical shape. A flange extending radially inward at the portion and a disc-shaped lid member at the other end, the nut being fitted in a state of being in close contact with the flange, and the lid member being fastened by a fixing bolt The nut is fixed so that it cannot move in the axial direction.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明に係るボールねじを使用した電動アクチュエータを示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のナット単体を示す要部拡大図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1A is a longitudinal sectional view showing an electric actuator using a ball screw according to the present invention, and FIG. 1B is an enlarged view of a main part showing a nut alone in FIG.

図１（ａ）に示すボールねじ１は、例えば、ギヤボックス等、大きな荷重が負荷される電動アクチュエータに使用され、図示しないハウジングに、後述するねじ軸２を収容するための袋孔が形成され、この袋孔にスリーブ６が嵌合されている。スリーブ６は、内周に軸方向に延び、周方向に対向して配設される凹溝６ａ、６ａが研削加工によって形成されている。一方、駆動軸７は、ボールねじ１を構成するねじ軸２と一体に構成され、この駆動軸７の一端部（図中右端部）に係止ピン８、８が植設されている。そして、これらの係止ピン８、８がこの凹溝６ａ、６ａにそれぞれ係合され、ねじ軸２、回転不可に、かつ軸方向移動可能に支持されている。   A ball screw 1 shown in FIG. 1A is used for an electric actuator to which a large load is applied, such as a gear box, and a bag hole for accommodating a screw shaft 2 described later is formed in a housing (not shown). The sleeve 6 is fitted in the bag hole. The sleeve 6 extends in the axial direction on the inner periphery, and has concave grooves 6a and 6a disposed facing the circumferential direction by grinding. On the other hand, the drive shaft 7 is configured integrally with the screw shaft 2 constituting the ball screw 1, and locking pins 8 and 8 are implanted at one end portion (right end portion in the figure) of the drive shaft 7. These locking pins 8 and 8 are engaged with the concave grooves 6a and 6a, respectively, and are supported so as to be non-rotatable and axially movable.

ボールねじ１は、ねじ軸２と、このねじ軸２にボール４を介して外挿されたナット３とを備えている。ねじ軸２は、外周に螺旋状のねじ溝２ａが形成されている。一方、ナット３は、内周にねじ軸２のねじ溝２ａに対応する螺旋状のねじ溝３ａが形成され、これらねじ溝２ａ、３ａとの間に多数のボール４が転動自在に収容されている。そして、ナット３は、ハウジング（図示せず）に対して、回転自在に、かつ軸方向移動不可に支承されている。５は、ナット３のねじ溝３ａを連結して循環部材を構成する駒部材で、この駒部材５によって多数のボール４が無限循環することができる。   The ball screw 1 includes a screw shaft 2 and a nut 3 that is externally inserted to the screw shaft 2 via a ball 4. The screw shaft 2 has a spiral thread groove 2a formed on the outer periphery. On the other hand, the nut 3 is formed with a helical thread groove 3a corresponding to the thread groove 2a of the screw shaft 2 on the inner periphery, and a large number of balls 4 are accommodated between these thread grooves 2a and 3a in a freely rolling manner. ing. The nut 3 is supported on a housing (not shown) so as to be rotatable and not movable in the axial direction. Reference numeral 5 denotes a piece member that constitutes a circulation member by connecting the screw grooves 3a of the nut 3, and the piece member 5 can circulate an infinite number of balls 4 infinitely.

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 thread groove 2a, 3a may be a circular arc shape or a Gothic arc shape, but here, it has a Gothic arc shape that allows a large contact angle with the ball 4 and a small axial clearance. Is formed. Thereby, the rigidity with respect to an axial load becomes high and generation | occurrence | production of a vibration can be suppressed.

図１（ｂ）に示すように、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９が穿設され、この駒窓９に対応して断面円形の駒部材５が嵌合されている。駒部材５の内方には、ねじ溝３ａの隣り合う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、駒部材５の連結溝５ａに案内されると共に、ねじ軸２のねじ山を乗り越えて隣り合うねじ溝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および駒部材５が断面略円形に形成されたものを例示したが、円形に限らず、例えば、小判形形状であっても良い。   As shown in FIG. 1 (b), the cylindrical nut 3 is bored with a frame window 9 having a substantially circular cross section that penetrates the inner and outer peripheral surfaces and cuts out a part of the thread groove 3a. A piece member 5 having a circular cross section is fitted to the piece window 9. A connecting groove 5a is formed on the inner side of the piece member 5 to connect adjacent ones of the screw grooves 3a, and the ball 4 rolls between the connecting groove 5a and the substantially one part of the screw groove 3a. Constitutes the road. A large number of balls 4 interposed between the inner and outer screw grooves 2a and 3a in the rolling path roll along the screw grooves 2a and 3a, are guided by the connecting grooves 5a of the piece member 5, and are screw shafts. 2 over the thread 2 and return to the adjacent screw groove 3a, and roll along the screw grooves 2a and 3a again. In addition, although the thing in which the piece window 6 and the piece member 5 were formed in the cross-sectional substantially circular shape was illustrated here, not only circular but an oval shape may be sufficient, for example.

駒部材５の連結溝５ａは、ナット３の隣り合うねじ溝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ると共に、その深さは、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１０が突設され、ナット３のねじ溝３ａに僅かな径方向すきまを介して係合されている。このアーム１０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９から径方向外方に抜け出すのを防止している。   The connecting groove 5a of the piece member 5 is formed in an S-shape so as to smoothly connect the adjacent screw grooves 3a and 3a of the nut 3, and the depth of the ball 4 is determined by the connecting groove 5a. It is set as the depth which can exceed the thread of the thread groove 2a in the screw shaft 2 inside. Further, an arm 10 formed in a round bar shape having a substantially circular cross section is provided on both sides of the piece member 5 and is engaged with the thread groove 3a of the nut 3 via a slight radial clearance. The arm 10 positions the piece member 5 in the axial direction with respect to the nut 3 and prevents the piece member 5 from coming out of the piece window 9 radially outward.

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 piece member 5 is made of a sintered alloy prepared by adjusting a metal powder into a plastic shape and molding it with an injection molding machine. In this injection molding, first, metal powder and a binder made of plastic and wax are kneaded by a kneader, and the kneaded product is granulated into pellets. The granulated pellets are molded by so-called MIM (Metal Injection Molding), which is supplied to a hopper of an injection molding machine and pushed into a mold in a heated and melted state. A sintered alloy formed by such an MIM can be easily and accurately formed into a desired shape / dimension even if it has a high workability and a complicated shape.

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 piece member 5 is performed by adjusting the carburizing quenching and tempering temperatures. In addition to this, the material of the piece member 5 contains 3.0 to 10.0 wt% of Ni, and is excellent in workability and corrosion resistance (FEN8 of Japan Powder Metallurgy Industry Standard), or C is 0.1. It may be a precipitation hardening stainless steel SUS630 made of 07 wt%, Cr 17 wt%, Ni 4 wt%, Cu 4 wt%, and the rest made of Fe or the like. This SUS630 can appropriately increase the surface hardness in the range of 20 to 33 HRC by solution heat treatment, and can ensure toughness and high hardness.

ここで、本実施形態では、１巻循環からなるナット３を複数個（ここでは、４個）組み合わせてナットホルダー１１に固定され、ナット３、３がカセット化されている。具体的には、ナットホルダー１１は、ＳＣＭ４１５やＳＣＭ４２０等の肌焼き鋼から円筒状に形成され、一端部に径方向内方に延びる鍔１１ａと、他端部に円板状の蓋部材１２を備えている。そして、複数のナット３、３を鍔１１ａに密着させた状態でナットホルダー１１に内嵌し、蓋部材１２を固定ボルト１３によって締結することにより、複数のナット３、３が軸方向移動不可に固定されている。なお、ナットホルダー１１の材質は、これ以外にも、例えば、Ｓ５５Ｃ等の中高炭素鋼やＳＫ５等の工具鋼を例示することができる。   Here, in this embodiment, a plurality of (in this case, four) nuts 3 each consisting of one turn circulation are combined and fixed to the nut holder 11, and the nuts 3 and 3 are formed into a cassette. Specifically, the nut holder 11 is formed in a cylindrical shape from case-hardened steel such as SCM415 or SCM420, and has a flange 11a extending radially inward at one end and a disc-shaped lid member 12 at the other end. I have. Then, the plurality of nuts 3, 3 are fitted into the nut holder 11 in close contact with the flange 11a, and the lid member 12 is fastened by the fixing bolt 13, so that the plurality of nuts 3, 3 cannot move in the axial direction. It is fixed. In addition, the material of the nut holder 11 can be exemplified by medium and high carbon steel such as S55C and tool steel such as SK5.

このように、本実施形態では、１巻循環からなるナット３を複数個組み合わせてナットホルダー１１に固定し、ナット３、３がカセット化されているので、３列以上の循環列を有する場合であっても、小型化、高負荷容量化を図ることができ、アウトボールを解消することができると共に、組立性を向上させ、長寿命化と高効率を図ったボールねじ１を提供することができる。   As described above, in the present embodiment, a plurality of nuts 3 each consisting of one turn are combined and fixed to the nut holder 11 and the nuts 3 and 3 are formed into a cassette. Even so, it is possible to provide a ball screw 1 that can be reduced in size and increased in load capacity, can eliminate out-balls, has improved assemblability, and has a long life and high efficiency. it can.

また、図示はしないが、複数のナット３、３の端面間に所望のサーチャー（間座）を介装することにより、ボールねじ１に予圧を適宜付与することができ、ナット３の標準化による低コスト化と共に、設計自由度が高くなり適用範囲が一段と広がる。   Although not shown, a desired searcher (spacer) is interposed between the end faces of the plurality of nuts 3 and 3 so that a preload can be appropriately applied to the ball screw 1. Along with cost reduction, the degree of freedom in design increases and the application range further expands.

なお、複数のナット３がナットホルダー１１に内嵌され、それぞれが密着した状態で軸方向に固定されているので、連結溝５ａとナット３のねじ溝３ａとの位置決め手段を別途設けることにより、駒部材５のナット３の外径側への抜けを防止するためのアーム１０は実質的に不要となる。また、多数のボール４を無限循環させるための循環部材としては、例示した駒部材５に限らず、図示しないが、ナットを軸方向に貫通する戻し通路を形成し、ナットの両側にナットのねじ溝と戻し通路とを連通する案内溝が形成されたエンドキャップを固定しても良い。   Since a plurality of nuts 3 are fitted in the nut holder 11 and are fixed in the axial direction in close contact with each other, by separately providing positioning means for the connecting groove 5a and the thread groove 3a of the nut 3, The arm 10 for preventing the piece 3 from slipping off the nut 3 to the outer diameter side is substantially unnecessary. Further, the circulating member for infinitely circulating a large number of balls 4 is not limited to the illustrated piece member 5, but although not shown, a return passage that penetrates the nut in the axial direction is formed, and the nut screw is formed on both sides of the nut. You may fix the end cap in which the guide groove which connects a groove | channel and a return channel | path was formed.

図２は、図１（ａ）のボールねじの第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態と基本的には、ナット３の個数が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。   FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the ball screw of FIG. Note that this embodiment basically differs from the first embodiment described above only in the number of nuts 3, and the same reference numerals are assigned to other parts and parts having the same function or the same function. Detailed description is omitted.

図２に示すボールねじ１４は、１巻循環からなるナット３が両端部に一対組み合わされ、これらナット３、３の間に一対の間座１５、１５が配設されている。そして、ナット３と間座１５がナットホルダー１１に固定され、一対のナット３、３と間座１５、１５がカセット化されている。このように、本実施形態では、低負荷容量仕様として、前述したナット３、３に変えて間座１５、１５が配設されているので、ボールねじ１４の低コスト化ができる。   In the ball screw 14 shown in FIG. 2, a pair of nuts 3 each consisting of one turn are combined at both ends, and a pair of spacers 15 and 15 are disposed between the nuts 3 and 3. The nut 3 and the spacer 15 are fixed to the nut holder 11, and the pair of nuts 3 and 3 and the spacers 15 and 15 are cassetteized. Thus, in this embodiment, since the spacers 15 and 15 are arrange | positioned as low load capacity specification instead of the nuts 3 and 3 mentioned above, the cost of the ball screw 14 can be reduced.

図３は、図１（ａ）のボールねじの第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態と基本的には、ナット３の個数とシールの有無が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。   FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the ball screw of FIG. Note that this embodiment is basically the same as the first embodiment described above except that the number of nuts 3 and the presence or absence of a seal are different, and the same parts are the same or have the same function. Detailed description will be omitted with reference numerals.

図３に示すボールねじ１６は、１巻循環からなるナット３が複数個（ここでは、３個）組み合わされ、これらナット３、３の一端部にシール１７が配設されている。そして、ナット３とシール１７がナットホルダー１１に固定され、複数のナット３、３とシール１７がカセット化されている。   The ball screw 16 shown in FIG. 3 is formed by combining a plurality of (here, three) nuts 3 each consisting of one turn, and a seal 17 is disposed at one end of the nuts 3 and 3. The nut 3 and the seal 17 are fixed to the nut holder 11, and the plurality of nuts 3, 3 and the seal 17 are cassetteized.

シール１７は、内周にねじ軸２のねじ溝２ａに係合する螺旋状の突部１８を備えている。この突部１８はねじ溝２ａの形状に沿った断面円弧状に形成され、僅かなすきまを介してねじ溝２ａと対向し、非接触シールを構成している。   The seal 17 includes a spiral protrusion 18 that engages with the screw groove 2 a of the screw shaft 2 on the inner periphery. The projecting portion 18 is formed in a circular arc shape along the shape of the thread groove 2a, and is opposed to the thread groove 2a through a slight gap to constitute a non-contact seal.

シール１７は、ＰＡ６６（ポリアミド６６）等の合成樹脂からなり、所望の形状・寸法に射出成形または切削加工によって形成されている。このように、本実施形態では、密封タイプとして、前述した端部のナット３に変えてシール１７が配設されているので、ボールねじ１６の防塵または防水やブレーキフルード等の飛沫侵入防止としたボールねじ１６を提供することができる。なお、循環部材としてエンドキャップを採用し、このエンドキャップの内径部にこのシール１７を固定しても良い。   The seal 17 is made of a synthetic resin such as PA66 (polyamide 66), and is formed into a desired shape and size by injection molding or cutting. As described above, in this embodiment, since the seal 17 is provided as a sealed type in place of the nut 3 at the end portion described above, the ball screw 16 is prevented from splashing dust such as dustproof or waterproof and brake fluid. A ball screw 16 can be provided. An end cap may be employed as the circulation member, and the seal 17 may be fixed to the inner diameter portion of the end cap.

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.

本発明に係るボールねじは、自動車のギヤボックス等、大きな荷重が負荷される用途に使用されるボールねじに適用することができる。   The ball screw according to the present invention can be applied to a ball screw used for an application in which a large load is applied, such as a gear box of an automobile.

１、１４、１６ 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 スリーブ
６ａ 凹溝
７ 駆動軸
８ 係止ピン
９ 駒窓
１０ アーム
１１ ナットホルダー
１１ａ 鍔
１２ 蓋部材
１３ 固定ボルト
１５ 間座
１７ シール
１８ 突部
５１ 回転ナット
５２ 内ねじ溝
５３ 連結溝
５４ 駒部材
５５ 転動路
５６ 非循環部
５７ 詰め物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 14, 16 Ball screw 2 Screw shaft 2a, 3a Screw groove 3 Nut 4 Ball 5 Piece member 5a Connection groove 6 Sleeve 6a Recessed groove 7 Drive shaft 8 Locking pin 9 Piece window 10 Arm 11 Nut holder 11a 鍔 12 Lid member 13 Fixing bolt 15 Spacer 17 Seal 18 Protruding part 51 Rotating nut 52 Internal thread groove 53 Connecting groove 54 Piece member 55 Rolling path 56 Non-circulating part 57 Stuffing

Claims (6)

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、を備えたボールねじにおいて、
前記ナットが１巻循環のねじ溝を有し、このナットが複数個組み合わされてナットホルダーに固定され、当該ナットがカセット化されていることを特徴とするボールねじ。 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;
In a ball screw comprising: a plurality of balls accommodated in a rolling path formed by opposing screw grooves;
A ball screw characterized in that the nut has a thread groove for circulation of one turn, a plurality of the nuts are combined and fixed to a nut holder, and the nut is formed into a cassette. 前記ナットホルダーが円筒状に形成され、一端部に径方向内方に延びる鍔と、他端部に円板状の蓋部材を備え、前記ナットが前記鍔に密着させた状態で内嵌され、前記蓋部材が固定ボルトによって締結されて前記ナットが軸方向移動不可に固定されている請求項１に記載のボールねじ。   The nut holder is formed in a cylindrical shape, has a flange extending radially inward at one end, and a disc-shaped lid member at the other end, and the nut is fitted in a state of being in close contact with the flange, The ball screw according to claim 1, wherein the lid member is fastened by a fixing bolt and the nut is fixed so as not to move in the axial direction. 前記ナットが一対組み合わされ、これらナットの間に少なくとも一つの間座が配設されている請求項１または２に記載のボールねじ。   The ball screw according to claim 1 or 2, wherein a pair of the nuts are combined, and at least one spacer is disposed between the nuts. 前記ナットが複数個組み合わされ、これらナットの端部にシールが配設され、このシールが、内周に前記ねじ軸のねじ溝に係合する螺旋状の突部を備えると共に、この突部が前記ねじ溝の形状に沿った断面円弧状に形成され、僅かなすきまを介して当該ねじ溝と対向し、非接触シールを構成している請求項１乃至３いずれかに記載のボールねじ。   A plurality of the nuts are combined, and seals are disposed at the end portions of the nuts. The seal includes a spiral protrusion that engages with a thread groove of the screw shaft on the inner periphery. The ball screw according to any one of claims 1 to 3, wherein the ball screw is formed in a circular arc shape along the shape of the screw groove, and is opposed to the screw groove through a slight gap to constitute a non-contact seal. 前記ナットの端面にサーチャーが介装されている請求項１乃至４いずれかに記載のボールねじ。   The ball screw according to claim 1, wherein a searcher is interposed on an end surface of the nut. 前記ボールねじが、前記ナット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を備え、この駒部材が焼結合金からＭＩＭによって成形されている請求項１に記載のボールねじ。   The ball screw is provided with a piece member that is fitted to a piece window formed in the nut and has a connecting groove having the rolling path as a circulation path, and the piece member is formed from a sintered alloy by MIM. The ball screw according to claim 1.

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