JP2524273B2 - ボ―ルねじ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工作機や成形機など
において物体の移送や締付けに用いられるボールねじに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のボールねじは、一定ねじピッチの
ねじ軸とナットとを、多数個のボールを介して螺合した
構造よりなり、その何れか一方が回転したとき、他方が
ねじにより軸方向に移動して、物体の移送または締付け
を行なう構成よりなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この場合の課題は、ね
じピッチが一定であることから、送り速度及びトルクも
常に一定で、回転速度に変化を持たせない限り、途中で
送り速度やトルク等を可変することができないというこ
とである。

【０００４】このような課題は、特開昭６３−３９２０
号公報に記載されているように、ねじ軸の両端部にねじ
ピッチを異にするねじを設け、そのねじの両方にナット
を設けて、高速低トルクを必要とするときには、ねじピ
ッチが粗の方のナットを回動してねじ軸を送り出し、ま
た低速高トルクが必要なときには、ねじ軸を回転してね
じピッチが密の方のナットを送り出すようにしている。

【０００５】しかしながらこの従来構造では、一方のナ
ットを回転する手段及びねじ軸を回転する手段と、その
回転の切換手段などを要するため、構造が複雑となり、
また操作の点においても手数がかかるものであった。

【０００６】この発明は上記従来の課題を解決するため
に考えられたものであつて、その目的は、一連のねじの
ねじピッチを部分的に変化させて、送り速度及びトルク
を自動的に可変できるようにした新たな構成のボールね
じを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
は、ねじ軸とナットとを多数個のボールを介して螺合し
たボールねじにおいて、上記ねじ軸のねじピッチを部分
的に変化させて設けるとともに、ねじピッチの変化に対
応して上記ボールの軸方向移動を許容する弾性のボール
受座を、上記ナットに内設して構成されている。

【０００８】またねじ軸のねじピッチは中間部では粗
く、端部では密に設けられており、弾性のボール受座
は、ねじピッチに沿ってねじ軸に巻回したコイルばねか
らなり、そのコイルばねのねじピッチに臨む面にボール
溝が形成してある。

【０００９】このようなボールねじは、これまでのボー
ルねじと同様に、工作機や成形機の送り機構あるいは締
付け機構などに採用することができる。

【００１０】

【作 用】上記構成において、ねじ軸またはナットの回
転により、ナットまたはねじ軸が軸方向に移動して行
く。ボールも相対的にねじ溝内を移動する。ねじ軸のね
じピッチが変わると弾性のボール受座の間隔が、溝内の
ボールにより軸方向に圧縮または拡大されて、変更され
たねじピッチに等しく変わる。

【００１１】またねじピッチの変更にともない、移動速
度およびトルクも変化して、自動的に高速低トルクまた
は低速高トルクとなる。

【００１２】

【実施例】図中１はねじ軸、２はナット、３，３は鋼球
による多数個のボールを示す。ねじ軸１は外周囲に溝巾
を同じくする一連のねじ４を有する。このねじ４のねじ
ピッチは中間部と端部とで異なり、中間部のねじピッチ
４ａは粗に、また端部のねじピッチ４ｂは密に形成して
ある。

【００１３】上記ナット２は複数のねじピッチにわたる
長さの本体と、ねじピッチの変化に対応して、上記ボー
ル３，３の軸方向移動を許容する内側の弾性のボール受
座５とから構成されている。

【００１４】この実施例によるボール受座５は、ねじ４
のピッチに沿ってねじ軸１に巻回した断面四角形のコイ
ルばねからなり、そのコイルばねのねじピッチに臨む面
にボール溝６が形成してある。

【００１５】またコイルばねの一端５ａはナット端部に
固着され、これによりボール受座５がナット２と共に回
転する一方、ボール３，３による圧力によって軸方向に
縮小または伸長する。

【００１６】このコイルばねによるボール受座５の横幅
は、密なねじピッチ４ｂに合わせて決められ、ボール
３，３がそのねじピッチ４ｂに位置しているとき、図２
に示すように、完全に縮小してボール受座５が相互に接
した状態となるように、設計されている。

【００１７】上記ナット２にはリターンガイド７の長孔
８が軸方向に穿設してある。このリターンガイド７はナ
ット外周囲に螺旋状に巻き付けたパイプからなり、その
一端はナット端部のガイド孔９に接続して固定され、他
端は上記長孔８からボール受座５の自由端に貫設したボ
ール孔１０に接続して、ボール受座５と共に軸方向に移
動するようにしてある。

【００１８】このようなボールねじは、ねじ軸１または
ナット２の何れか一方を可動部材側に、他方を固定部材
の回転手段に接続して用いられ、ねじ軸１が定位置にて
回転したときナット２が、また反対にナット２が定位置
で回転したときねじ軸１がそれぞれ軸方向に直線移動す
る。

【００１９】ねじ軸１またはナット２の移動にともな
い、ボール３，３も相対的に軸方向に移動して行く。ま
たボール受座５も軸方向に対して可動の状態にあるの
で、ねじ溝内のボール３，３により軸方向に縮小または
伸長されるようになる。

【００２０】したがって、ボール受座５はボール３，３
を受けつつねじピッチ４ａ，４ｂに間隔を合わせ行くた
め、ねじ軸側とボール受座側とのねじ溝の相対位置にず
れが起こらず、ボール３，３の噛りは生じないので、一
連のねじ４において途中でねじピッチが変わっても、ね
じ軸１またはナット２の移動に支障を来さず、速度及び
トルクは自動的にスムーズに変化して行く。

【００２１】またリターンガイド７も、一端をナット２
のガイド孔９に固定し、他端をボール受座５のボール孔
１０に接続して、ボール受座５によりその他端が上記長
孔８内を軸方向に移動するようにしてあることから、ボ
ール受座５とともに軸方向に伸縮する。またボール受座
５及びリターンガイド７の長さは変わることがないの
で、ボール３，３のリターンは、ボール受座５及びリタ
ーンガイド７の間隔の変更に関係なくスムーズに行われ
る。

【００２２】図４以下は、この発明のボールねじを成形
機の型締装置に用いた場合の実施例を示すものである。

【００２３】図中２１，２２は固定盤、２３は可動盤、
２４は固定盤２２と可動盤２３の対向面に取付けた分割
金型、２５はタイバーである。

【００２４】またここに用いるボールねじは、低速型開
閉を目的として一連のねじ軸１のねじピッチを中間部の
ねじピッチ４ａは粗に、両端部のねじピッチ４ｂは密に
形成している。

【００２５】図４は、大径の上記ボールねじを単一の型
締ラムとして用いた場合であって、可動盤２３の背部中
央にねじ軸１を連結し、上記ナット２を固定盤２１の中
央部に回転自在に設けている。またサーボモータ等によ
る型締モータ２６を固定盤２１に取付け、その型締モー
タ２６によりタイミングベルト等の伝達部材２７を介し
て上記ナット２を定位置にて回転し、それによりねじ軸
１を軸方向に直線移動して可動盤２３の移動を行ない、
金型２４，２４の開閉及び型締を行う構成よりなる。

【００２６】図５は、小径の複数本の上記ねじ軸１，１
を型締ロッドとして可動盤２３の背部に並行に連結し、
上記ナット２，２を固定盤２１に回転自在に並設した型
締装置を示すもので、ねじ軸１，１における捩じれを防
止する目的で、ねじ４の方向を反対方向にしてねじ軸
１，１を設けている。

【００２７】この場合においても、ナット２，２の回転
は、図では省略したが、型締モータによりタイミングベ
ルト等を介して行われ、その回転によりねじ軸１，１は
軸方向に直線移動して金型２４，２４の開閉及び型締を
移動を行う。

【００２８】図６は、固定盤２２の四隅部に設けた型締
ロッド２８，２８の一部を上記ねじ軸１，１とした場合
であって、その型締ロッド２８，２８の可動盤２３のガ
イド部分をねじ軸１，１とし、上記ナット２，２を可動
盤２３の四隅部に回転自在に設けるとともに、可動盤２
３に型締モータ２６を取付け、その型締モータ２６によ
り伝達部材２７を介して上記ナット２，２を回転し、可
動盤２３を定位置のねじ軸上を移動させて、金型２４，
２４の開閉及び型締を行える構成よりなる。

【００２９】この場合でも、四隅部の各ねじ軸１，１の
捩じれを防止する目的として、対角線上のねじ軸はねじ
４の方向をそれぞれ反対方向にして設けられている。

【００３０】上記型締装置では、何れもねじ軸１の一連
のねじ４は、両端部において中間部よりも密に形成され
ているので、型閉の始めでは低速高トルクで可動盤２３
が移動する。そして粗に形成した中間部に移動してくる
と、移動は高速となり、また端部に達すると密に成形さ
れているために、速度は自動的に低速となり、金型２
４，２４の型閉がゆっくりと行われ、さらに高トルクに
て型締が行われるようになる。

【００３１】なお、図４，図６において、２９はタイバ
ー２５，２５の可動盤ガイド部分に設けた型厚調整ね
じ、３０は可動盤２３に取付けた型厚調整モータ、３１
は可動盤２３のねじ軸挿通部に回動自在に貫設した型厚
調整ナット、３２は型厚調整モータ３０と型厚調整ナッ
トとにわたり設けた回転用ベルトである。

【００３２】

【発明の効果】この発明は上述のように、ねじ軸の一連
のねじピッチを部分的に変化させて設けるとともに、多
数個のボールをねじピッチの変化に対応して軸方向移動
を許容する弾性のボール受座をナットに内設し、これに
より一連のねじピッチのピッチが途中で変更されても、
ボールがそのねじピッチのねじ溝をスムーズに移動する
ように構成してなることから、複数の回転手段や切換手
段を設けることなく、速度及びトルクの切換を自動的に
行うことができる。

【００３３】また回転手段は従来の定速のものと同様で
よく、切換装置等を不要とするので構造が特に複雑とな
るようなこともないので、各種装置の送り手段として応
用し易い。

【００３４】更にまたボール受座をコイルばねなどの弾
性材をもって構成したので、始動時に弾性力が働き、こ
れによりスムーズな始動が実現できるばかりか、変速時
や変圧時のショックが吸収でき、バックラッシュも除去
できるなどの特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るボールねじの要部の縦断側面図
である。

【図２】同じくねじピッチに対応してボール受座の間隔
が変化した場合における要部の縦断側面図である。

【図３】同上の縦断端面図である。

【図４】この発明のボールねじを成形機の型締装置の大
径の型締ラムに採用した場合の型締装置の型開時と型閉
時とを、要部を断面にて示す略示平面図である。

【図５】同じく複数本の型締ロッドとして採用した場合
の型締装置の型閉時を、要部を断面にて示す略示平面図
である。

【図６】同じく固定盤四隅の型締ロッドとして採用した
場合の型締装置の型開時と型閉時とを、要部を断面にて
示す略示平面図である。

【符号の説明】

１ ねじ軸 ２ ナット ３ ボール ４ ねじ ４ａ 粗なねじピッチ ４ｂ 密なねじピッチ ６ ねじ溝 ７ リターンガイド ８ 長溝 ９ ガイド孔 １０ ボール孔

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ねじ軸とナットとを多数個のボールを介
   して螺合したボールねじにおいて、上記ねじ軸のねじピ
   ッチを部分的に変化させて一連に設けるとともに、ねじ
   ピッチの変化に対応して上記ボールの軸方向移動を許容
   する弾性のボール受座を、上記ナットに内設してなるこ
   とを特徴とするボールねじ。
2. 【請求項２】ねじ軸のねじピッチは中間部では粗く、端
   部では密に設けられていることを特徴とする請求項１記
   載のボールねじ。
3. 【請求項３】 弾性のボール受座は、ねじピッチに沿っ
   てねじ軸に巻回したコイルばねからなり、そのコイルば
   ねのねじピッチに臨む面にボール溝を形成してなること
   を特徴とするボールねじ。