JP2019015318A - ボールねじ - Google Patents
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Abstract
Description
ボールねじは、位置決め用途だけでなく力を伝える用途でも使用されている。力を伝える用途としては、例えば、電動射出成形機の射出軸や金型を移動する型締め軸を駆動する用途が挙げられる。近年、電動射出成形機の射出速度(射出成形機のスクリューの駆動速度)は高速化している。合成樹脂製の循環部品は、鋼製の循環部品よりも設計の自由度が高いことから、高速仕様のボールねじでもよく使用されている。
この発明の課題は、ナットのフランジ部をプラテンなどの質量が大きな部材に接触させて固定し、高速に稼動させた場合でも、ナット内のボールの負荷分布が悪化しにくいボールねじを提供することである。
(1) 内周面に螺旋溝が形成された円筒体を有するナットを備える。このナットは、円筒体の軸方向一端部にフランジを有し、フランジに取付穴が形成され、軸方向で、フランジ部(円筒体のフランジを有する部分)と円筒部(円筒体のフランジ部以外の部分、円筒体のフランジを有さない部分)とからなる。
(3) 循環経路内を前記ボールが転動することでナットがねじ軸に対して相対移動し、直線運動を回転運動に又は回転運動を直線運動に変換する。
この発明の第二態様は、上記構成要件(1) 〜(3) と下記の構成要件(4')を有するボールねじである。
(4')フランジ部の被固定面との接触面に配置する板状部品であって、フランジ部の材料よりも熱伝導率が低い材料からなり、ねじ軸を通す貫通穴を有する板状部品を備える。
〔第一実施形態〕
<構成>
図1〜図3を用いて第一実施形態のボールねじの構成を説明する。
取付穴121の貫通穴121aと溝13の存在により、フランジ部12の第一面122が被固定面と接触する面積は、円筒部11の軸方向に垂直な面積以下になっている。
図4に示すように、ボールねじ10は、例えばプラテン(被固定部)6に設けた貫通穴61にねじ軸2を貫通させ、ナット1のフランジ部12の第一面122を被固定面62に接触させて、第二面123側から取付穴121にボルトを挿入し、ボルトの先端雄ねじ部を被固定面62に設けた雌ねじに螺合することで、プラテン6に固定される。
この固定状態で、ねじ軸2を回転させることによりボールねじ10を稼動させると、循環経路内をボール23が転動しナット1が直線移動する。これに伴い、ナット1と一体にプラテン6が直線移動する。ねじ軸2の回転の向きを変えることで、直線移動の向きが変化する。
フランジ部12の第一面122に溝(凹部)13を有さない場合、図4に示す固定状態で、フランジ部12の第一面122の取付穴121以外の部分は全て、プラテン6に接触している。この場合、被固定面62と接触するフランジ部12の面積は、円筒部11の軸方向に垂直な面の面積より大きい。
このように、この実施形態のボールねじ10によれば、ナット1のフランジ部12をプラテン6などの質量が大きな部材に固定し、高速に稼動させた場合でも、ナット1内でのボール2の負荷分布を悪化しにくくすることができる。
図2に示す例では、第一面122の凹部として、径方向に沿ってフランジ部12の外周面から内周面まで至る溝13を設けているが、図5に示すように、フランジ部12の内周側の部分(円筒部11と重なる部分)が周方向全体で凹む、円環状の凹部13Aを設けてもよい。
図2に示す例では、第一面122の凹部として、径方向に沿ってフランジ部12の外周面から内周面まで至る溝13を設けているが、図6に示すように、凹部の極端な例として凹部の底が抜けた状態、つまり、フランジ12aが周方向で部分的にしか存在しない状態としてもよい。
この場合、ナット1の円筒部11の軸方向一端に、周方向に複数個のフランジ片12Aが形成されている。つまり、フランジ部12の円筒部11に重なる部分12bの外周から、各フランジ片12Aが突出している。各フランジ片12Aに取付穴121が形成されている。
図2に示す例では、フランジ部12の第一面122が被固定面62との接触面であるため、第一面122に溝13を設けているが、図7に示すように、円筒部11のフランジ部12側の部分がプラテン6の貫通穴61に配置され、フランジ12aの第二面123が被固定面62との接触面になる場合もある。
この場合には、フランジ12aの第二面123に溝13などの凹部を設け、取付穴の座ぐり部を第一面122に形成する。取付穴121の貫通穴121aと溝13の存在により、フランジ部12の第二面123が被固定面62と接触する面積は、円筒部11の軸方向に垂直な面積以下になっている。
図8に示すように、第二実施形態のボールねじ10Aは、図1に示すようなナット1のフランジ部12に溝13等の凹部を有さず、フランジ部12の第一面(被固定面との接触面)122に配置する板状部品7を有する。これ以外の点は第一実施形態のボールねじ10と同じである。
よって、この実施形態のボールねじ10Aによれば、ナット1のフランジ部12をプラテン6などの質量が大きな部材に固定し、高速に稼動させた場合でも、ナット1内でのボール2の負荷分布を悪化しにくくすることができる。
なお、図9に示すように、フランジ12aの第二面123が被固定面62との接触面になる場合は、板状部品7を第二面123に配置する。
上記各実施形態では、循環部品として循環チューブを用いたボールねじについて説明しているが、循環部品としてエンドデフレクタ、コマ、およびエンドキャップのいずれを用いたボールねじでも、同じ効果(ナットのフランジ部をプラテンなどの質量が大きな部材に接触させて固定し、高速に稼動させた場合でも、ナット内のボールの負荷分布が悪化しにくい)を得ることができる。
この発明の第一態様および第二態様のボールねじは、高負荷用途(軌道内のボールに加わる荷重が大きい用途)のボールねじ、例えば、電動射出成形機用やプレス機械用のボールねじとして使用することができる。
電動射出成形機は射出ユニットと型締めユニットで構成され、ボールねじで駆動される軸として、射出ユニットの射出軸および可塑化移動軸(ノズルタッチ用移動軸)と、型締めユニットの型締め軸および成形品突出し軸が挙げられる。
10A ボールねじ
1 ナット
11 円筒部
101 ナットの螺旋溝
12 フランジ部
12a フランジ
12b フランジ部の円筒部に重なる部分
12A フランジ片
121 取付穴
121a 貫通穴
121b 座ぐり部
122 第一面
123 第二面
13 溝(凹部)
13A 円環状の凹部
112 ナットの外側平坦面
113 ナットの貫通穴
2 ねじ軸
21 ねじ軸の螺旋溝
3 循環チューブ(循環部品)
35 戻し路
4 取付部品
5 軌道
6 プラテン
61 貫通穴
62 被固定面
67 クロスヘッド
7 板状部品
81 型締めユニット
82 射出ユニット
9 プレッシャープレート
107 ボールねじ
108 ボールねじ
109 ボールねじ
L ボールの移動方向を示すラインに相当する分割ライン
Claims (3)
- 内周面に螺旋溝が形成された円筒体を有し、前記円筒体の軸方向一端部にフランジを有し、前記フランジに取付穴が形成され、軸方向で、前記円筒体の前記フランジを有する部分であるフランジ部と、前記円筒体の前記フランジ部以外の部分である円筒部と、からなるナットと、
前記ナットの螺旋溝との間に軌道を形成する螺旋溝が外周面に形成されたねじ軸と、
前記軌道の終点と始点を接続する戻し路を形成する循環部品と、
前記軌道および前記戻し路からなる循環経路に配置された複数のボールと、
を備え、
前記フランジ部の被固定面との接触面に凹部が形成され、
前記循環経路内を前記ボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動し、直線運動を回転運動に又は回転運動を直線運動に変換するボールねじ。 - 前記凹部の存在により、前記フランジ部の被固定面との接触面積が、前記円筒部の軸方向に垂直な面の面積以下になっている請求項1記載のボールねじ。
- 内周面に螺旋溝が形成された円筒体を有し、前記円筒体の軸方向一端部にフランジを有し、前記フランジに取付穴が形成され、軸方向で、前記円筒体の前記フランジを有する部分であるフランジ部と、前記円筒体の前記フランジ部以外の部分である円筒部と、からなるナットと、
前記ナットの螺旋溝との間に軌道を形成する螺旋溝が外周面に形成されたねじ軸と、
前記軌道の終点と始点を接続する戻し路を形成する循環部品と、
前記軌道および前記戻し路からなる循環経路に配置された複数のボールと、
前記フランジ部の被固定面との接触面に配置する板状部品であって、前記フランジ部の材料よりも熱伝導率が低い材料からなり、前記ねじ軸を通す貫通穴を有する板状部品と、を備え、
前記循環経路内を前記ボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動し、直線運動を回転運動に又は回転運動を直線運動に変換するボールねじ。
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JP2007170513A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Nsk Ltd | ボールねじ装置の支持構造 |
JP2010179891A (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Jtekt Corp | 電動パワーステアリング装置 |
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2017
- 2017-07-05 JP JP2017132093A patent/JP2019015318A/ja active Pending
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