JP4079001B2

JP4079001B2 - Ball screw device

Info

Publication number: JP4079001B2
Application number: JP2003032067A
Authority: JP
Inventors: 昌弘井上; 功雄臼杵
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2023-02-10
Also published as: JP2004239418A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボール群をねじ軸にて循環させるねじ軸循環型のボールねじ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内筒部材の螺旋状の軌道溝と、外筒部材の螺旋状の軌道溝との間にボールを介装してなるボールねじ装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ボールが転接する螺旋状の軌道溝の軌道底に沿って溝が形成され、当該溝内にはボールと軌道溝との間の潤滑を確保するために潤滑性組成物が充填されている。
【０００４】
また、ねじ軸の外周面に形成した閉ループの軌道溝と、ねじ軸に外嵌したナット部材の内周面に形成した螺旋状の軌道溝との間にボールを介装してなるねじ軸循環型のボールねじ装置が提案されている。
【０００５】
ねじ軸循環型のボールねじ装置においても、ボールと軌道溝との間の潤滑を確保するために、軌道溝の軌道底に沿って潤滑性組成物を充填した溝が形成される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２０６６２０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ねじ軸循環型のボールねじ装置においては、常時ボールが転接し、潤滑性組成物が必要となるねじ軸の軌道溝の軌道底に、潤滑性組成物を充填した溝が形成される。
【０００８】
ねじ軸の外周面に形成した軌道溝の軌道底に沿って潤滑性組成物を充填する溝を形成する際は、エンドミルによる溝加工となるため、加工コストが高くなるという問題があった。
【０００９】
また、ねじ軸の軌道溝の加工においては、刃先が潤滑性組成物を充填する溝の形状をしたエンドミルを用いて溝加工を行うが、刃先はエンドミルの回転中心に位置しており周速が遅く、潤滑性組成物を充填する溝を削り加工する際の効率が悪く、加工性に劣るという問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外周面に閉ループの軌道溝を有したねじ軸と、前記ねじ軸に外嵌され内周面に螺旋状の軌道溝を有したナット部材と、前記ねじ軸の軌道溝とナット部材の軌道溝との間に介装されたボール群とを含むねじ軸循環型のボールねじ装置において、前記ナット部材の軌道溝の軌道底において、前記ボールと前記ナット部材の軌道溝の内周面との接触楕円から外れた位置にグリース溜り溝を旋削にて形成し、前記ボールが前記ナット部材の軌道溝の内周面の最も軌道底寄りにて接触する最大負荷時の接触楕円における作用線の接触角をθ、当該接触楕円の長半径をＢ、前記ボールの直径をＢｄとすると、前記グリース溜り溝の幅寸法ＬＷは、
ＬＷ＜Ｂｄ・Ｓｉｎθ−２・Ｂ・Ｃｏｓθ
の関係を満たすことにより、グリース溜り溝に充填したグリースがボールとの接触によって寿命が低下するのを防止するようにされている。
【００１２】
前記グリース溜り溝の深さ寸法をＬＨは、
ＬＨ＜（１／４）・Ｂｄ
の関係を満たしている。
【００１３】
本発明のボールねじ装置によると、ナット部材の内周面の軌道溝の軌道底にグリース溜り溝を形成したので、バイトを用いて旋削にて溝加工でき、従来のエンドミルによる溝加工に比べ、加工コストの低減ならびに加工性の向上が図れる。
【００１４】
ナット部材の軌道溝の軌道底に形成したグリース溜り溝にグリースが充填され、ナット部材の軌道溝は常時ボールが転接せず、グリースに対するボールの転動回数が少なく、グリース寿命が向上する。
【００１５】
グリース溜り溝は、ボールとナット部材の軌道溝の内周面との接触楕円から外れた位置に形成されており、グリース溜り溝に充填したグリースがボールとの接触によって寿命が低下するのを防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係るボールねじ装置を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１および図２は本実施形態のボールねじ装置の全体断面図、図３はそのボールねじ装置の分解斜視図、図４は樹脂歯車を成形したブラケットの正面図、図５は図４の樹脂歯車を除いた状態のＶ−Ｖ断面図、図６はねじ軸の循環路を模式的に示した側面図、図７はナット部材の軌道溝の断面図である。
【００１８】
本発明の歯車装置が適用されるボールねじ装置１は、軸方向に一対のフランジを有するプーリ２における当該フランジ間の軸方向離隔距離を変更することで、プーリ２に巻掛られるベルト３の巻掛径を変更するために用いられる。
【００１９】
プーリ２は、回転軸４に軸心回りに回転一体に設けられる第一フランジ５と、回転軸４に軸心回りに回転一体かつ軸方向に沿って摺動自在に配置される第二フランジ６とを備える。
【００２０】
ボールねじ装置１は、ブラケット１０、合成樹脂製の樹脂歯車２０、ボールねじ３０を有する。
【００２１】
ブラケット１０は、薄肉鋼板をプレス加工することによって円筒形状に形成されている。
【００２２】
ブラケット１０は、内筒部１１と、この内筒部１１の軸方向一方側から内筒部１１の内周面に沿って重ねるように軸方向途中まで折返し形成された折返し筒部１２と、この折返し筒部１２の軸方向他方側端部から径方向内方に向けて折曲形成された隔壁１３と、内筒部１１の軸方向他方側端部から径方向外方に向けて折曲形成された環状部１４と、環状部１４の径方向外端から軸方向一方側に向けて折曲形成された外筒部１５とを備え、板金をプレス加工することによって製造されても、充分な剛性が得られる。
【００２３】
隔壁１３は、折返し筒部１２の円周方向等配位置に複数箇所形成されている。また、隔壁１３のうちの一個は、その先端部がさらに軸方向一方側に向けて折曲された折曲部１６が形成されている。
【００２４】
樹脂歯車２０は、外筒部１５に射出成形により一体的に形成され、ブラケット１０と樹脂歯車２０とが軸心回りに回転一体に設けられている。
【００２５】
樹脂歯車２０の外周端には、不図示の回転動力源から駆動力が伝達されて回転する減速歯車７の歯部７ａが噛合される歯部２１が形成されている。
【００２６】
ボールねじ３０は、保持器を有しない総ボール型のボールねじであり、ブラケット１０の軸方向一方側内周面に軸心回りに回転一体に嵌合される円筒状のナット部材３１を有する。このナット部材３１の端面に、各隔壁１３と嵌合する切欠き３２が形成され、これら各切欠き３２と隔壁１３とが軸方向で嵌合することにより、ナット部材３１がブラケット１０に軸心回りに確実に回転一体な構成となっている。ナット部材３１は、その切欠端面が隔壁１３の軸方向一方側端面に当接されている。ナット部材３１の内周面に、両端部間で連続した所定のリード角を有する一条の螺旋状の軌道溝３３が形成されている。
【００２７】
ボールねじ３０は、ナット部材３１の内径側に配置される円筒状のねじ軸３４を有する。ねじ軸３４は、図示しない所定の支持装置でもって軸心回りに非回転に支持されるとともに、軸方向に不動に支持されている。ねじ軸３４は、外周面に、互いに平行でそれぞれ独立の閉ループとした所定のリード角を有する２条の軌道溝３５を有する。各軌道溝３５は、所定のリード角を有する軌道溝の端部どうしをリード角と異なる角度をもって連続させるボールの循環路３６を有し、この循環路３６によって各軌道溝３５は別個に閉ループとされる。
【００２８】
これら循環路３６は、それぞれの軌道溝３５の上流側と下流側とを連通する部分である。すなわち、これら循環路３６は、各軌道溝３５の下流側に位置するボール３７をねじ軸３４の内径側に沈みこませて上流へ戻すよう、軌道溝３５の他の部分に比べて深く形成されるとともに蛇行した形状に形成されている。これにより、軌道溝３５に嵌合するボール３７をそれぞれ独立して転動循環させる構成となっている。
【００２９】
ねじ軸３４の軸方向他方側開口の外周面の一部が、所定周長を有するよう円周方向に沿って切欠かれ、当該切欠部３９と隔壁１３の折曲部１６とで、ナット部材３１が軸心回りに必要以上に回転するのを防止するためのストッパが構成される。
【００３０】
ねじ軸３４の内周面一方側に、転がり軸受（アンギュラ玉軸受）４０が嵌着されている。転がり軸受４０は、ねじ軸３４に嵌着された外輪部材４１と、回転軸４が挿通する内輪部材４２と、外輪部材４１と内輪部材４２との間に転動自在に配置された複数個の玉４３とを備える。
【００３１】
ブラケット１０の内周面他方側に、転がり軸受（アンギュラ玉軸受）５０が嵌着されている。転がり軸受５０は、ブラケット１０の内周面に嵌着される軸受部材としての外輪部材５１と、回転軸４に軸心回りに回転一体に組付けられるとともに第二フランジ６に一体形成された筒軸６ａの外周面に嵌着される内輪部材５２と、外輪部材５１および内輪部材５２の間に転動自在に配置された複数個の玉５３とを備える。転がり軸受５０における外輪部材５１の側面は、隔壁１３の側面に当接している。
【００３２】
ナット部材３１の軌道溝３３の全長に渡って、軌道底にグリース溜り溝３８が形成されている。
【００３３】
図７はナット部材３１の断面図を示しており、軌道溝３３の軌道底に形成されたグリース溜り溝３８について詳細に説明する。
【００３４】
図７において、軌道溝３３は、内周面がゴシックアーチ状に形成されており、グリース溜り溝３８は、軌道溝３３の軌道底において幅寸法ＬＷ，深さ寸法ＬＨの断面矩形に形成されている。
【００３５】
Ａは、ボール３７が軌道溝３３の内周面の最も軌道底寄りにて接触する際の、軌道溝３３の内周面とボール３７との接触楕円を示している。この場合における作用線の接触角をθとする。すなわち、接触楕円Ａは、ボール３７の接触角に影響する因子（例えば、ラジアル隙間、軌道曲率など）を考慮した上で、最大負荷時のボール３７の接触楕円である。
【００３６】
また、ボール３７ｊの直径をＢｄ、接触楕円Ａの長半径をＢとすると、グリース溜り溝３８の幅寸法ＬＷは、グリース溜り溝３８が接触楕円Ａに重ならない範囲に位置することを条件として、
ＬＷ＜Ｂｄ・Ｓｉｎθ−２・Ｃ
となり、ここで
Ｃ≒Ｂ・Ｃｏｓθ
とすると、
ＬＷ＜Ｂｄ・Ｓｉｎθ−２・Ｂ・Ｃｏｓθ…（１）
となる。なお、グリース溜り溝３８の幅寸法ＬＷを小さくし過ぎると、十分な量のグリースを充填できなくなるため、少なくとも十分なグリース量を確保できる幅寸法に設定されている。
【００３７】
また、グリース溜り溝３８の深さ寸法ＬＨは、ナット部材３１の強度を考慮して決定される。すなわち、グリース溜り溝３８を深くし過ぎるとナット部材３１の厚みが薄くなって曲げ強度が低下するため、
ＬＨ＜（１／４）・Ｂｄ…（２）
を満たすように決定される。なお、グリース溜り溝３８を浅くし過ぎると、十分な量のグリースを充填できなくなるため、少なくとも十分なグリース量を確保できる深さに設定されている。
【００３８】
グリース溜り溝３８に充填するグリースとしては、例えば、ウレア系グリースが用いられる。
【００３９】
図１は、ボールねじ３０が最も縮んで第一フランジ５と第二フランジ６とが軸方向に最も隔離した状態であり、ベルト３の巻掛径が小さい状態である。この状態では、切欠部３９の当接面に折曲部１６が当接し、ナット部材３１の回転が防止された状態にある。
【００４０】
上記状態から減速歯車７が軸心回りに回転して歯部７ａが回転すると、減速歯車７の回転とともに樹脂歯車２０が軸心回りに回転する。樹脂歯車２０の回転に伴なって、ブラケット１０ならびにナット部材３１が、ねじ軸３４の回りに回転すると共に、図２に示すように、軸方向（図の左方）に移動する。これにより、ブラケット１０に一体成形された樹脂歯車２０も軸方向に移動する。そして、第一フランジ５および第二フランジ６の径方向内方部位どうしが軸方向で当接した時点で、ナット部材１３は軸方向の移動を停止し、ベルト３はフランジ５，６間を拡径するようにせり上がり巻掛径が最大となる。
【００４１】
再び、ベルト３の巻掛径を小さくする場合は、上記と反対方向の回転力を減速歯車７から樹脂歯車２０に対して付与することで、ナット部材３１は軸方向（図の右方）に移動し、図１のように、切欠部３９の当接面に折曲部１６が当接した時点で、ナット部材３１は軸方向の移動を停止する。
【００４２】
このように構成されたボールねじ装置１によると、ナット部材３１の内周面の軌道溝３３の軌道底にグリース溜り溝３８を形成したので、バイトを用いて旋削にて溝加工でき、従来のエンドミルによる溝加工に比べ、加工コストの低減ならびに加工性の向上が図れる。
【００４３】
ナット部材３１の軌道溝３３の軌道底に形成したグリース溜り溝３８にグリースが充填され、ナット部材３１の軌道溝３３は常時ボールが転接せず、グリースに対するボール３７の転動回数が少なく、グリース寿命が向上する。
【００４４】
グリース溜り溝３８は、ボール３７とナット部材３１の軌道溝３３の内周面との接触楕円から外れた位置に形成されており、グリース溜り溝３８に充填したグリースがボール３７との接触によって寿命が低下するのを防止できる。
【００４５】
グリース溜り溝３８をナット部材３１の軌道溝３３の全周に形成したので、グリースの量が増え、グリース寿命が向上する。
【００４６】
グリース溜り溝３８の幅寸法ＬＷを式（１）に示す値に設定したことにより、グリース溜り溝３８はボール３７と循環路３３の内周面との接触楕円から外れた位置に形成され、グリース溜り溝３８に充填したグリースがボール３７との接触によって寿命が低下するのを防止できる。
【００４７】
グリース溜り溝３８の深さ寸法ＬＨを式（２）に示す値に設定したことにより、十分なグリース量を確保しながら、ナット部材３１の肉厚を確保して十分な強度が得られる。
【００４８】
グリース寿命が向上することで、潤滑性が向上し、軌道溝３３，３５の内部の発熱を低減できる。
【００４９】
なお、グリース溜り溝３８は、ナット部材３１の軌道溝３３の全長に渡って形成されたものに限らず、軌道溝３３の一部に形成されていてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明のボールねじ装置によると、加工コストの低減ならびに加工性の向上が図れ、かつ、グリース寿命が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における歯車装置の使用状態を示すボールねじ装置の全体断面図
【図２】本発明の実施形態における歯車装置の使用状態を示すボールねじ装置の全体断面図
【図３】図１のボールねじ装置の分解斜視図
【図４】本発明の実施形態を示す樹脂歯車を成形したブラケットの正面図
【図５】図４の樹脂歯車を除いた状態のＶ−Ｖ断面図
【図６】ねじ軸の循環路を模式的に示した側面図
【図７】ナット部材の軌道溝の断面図
【符号の説明】
１ボールねじ装置
１０ブラケット
２０樹脂歯車
３０ボールねじ
３１ナット部材
３３螺旋状の軌道溝
３４ねじ軸
３５閉ループの軌道溝
３６循環路
３７ボール
３８グリース溜り溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a screw shaft circulation type ball screw device that circulates a ball group by a screw shaft.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a ball screw device in which a ball is interposed between a spiral raceway groove of an inner cylinder member and a spiral raceway groove of an outer cylinder member (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
A groove is formed along the track bottom of the spiral track groove with which the ball rolls, and the groove is filled with a lubricating composition in order to ensure lubrication between the ball and the track groove.
[0004]
Also, a screw shaft circulation formed by interposing a ball between a closed loop raceway groove formed on the outer peripheral surface of the screw shaft and a spiral raceway groove formed on the inner peripheral surface of a nut member fitted on the screw shaft. A type of ball screw device has been proposed.
[0005]
Also in the screw shaft circulation type ball screw device, in order to ensure lubrication between the ball and the raceway groove, a groove filled with the lubricating composition is formed along the raceway bottom of the raceway groove.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-206620
[Problems to be solved by the invention]
In the screw shaft circulation type ball screw device, the ball is always in rolling contact, and a groove filled with the lubricating composition is formed on the track bottom of the track groove of the screw shaft that requires the lubricating composition.
[0008]
When forming the groove filled with the lubricating composition along the raceway bottom of the raceway groove formed on the outer peripheral surface of the screw shaft, there is a problem that the machining cost increases because the groove processing is performed by an end mill.
[0009]
In addition, in the processing of the raceway groove on the screw shaft, the cutting edge is processed by using an end mill having a groove shape filled with a lubricating composition. However, the cutting edge is located at the center of rotation of the end mill and the peripheral speed is low. Slowly, there was a problem that the efficiency at the time of shaving the groove filled with the lubricating composition was poor and the workability was poor.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a screw shaft having a closed loop raceway groove on an outer peripheral surface, a nut member fitted on the screw shaft and having a spiral raceway groove on an inner peripheral surface, and a raceway groove and a nut member of the screw shaft. A screw shaft circulation type ball screw device including a ball group interposed between the raceway grooves of the nut and the raceway groove of the nut member, and an inner peripheral surface of the raceway groove of the nut member. A grease retaining groove is formed by turning at a position deviating from the contact ellipse, and the action line in the contact ellipse at the maximum load when the ball contacts the innermost surface of the raceway groove of the nut member closest to the track bottom , The major radius of the contact ellipse is B, and the diameter of the ball is Bd, the width LW of the grease retaining groove is
LW <Bd · Sinθ-2 · B · Cosθ
By satisfying this relationship , the grease filled in the grease reservoir groove is prevented from being shortened due to contact with the ball.
[0012]
LH is the depth dimension of the grease reservoir groove.
LH <(1/4) · Bd
Meet the relationship.
[0013]
According to the ball screw device of the present invention, since the grease retaining groove is formed on the raceway bottom of the raceway groove on the inner peripheral surface of the nut member, it can be grooved by turning using a bite, and compared with the groove processing by a conventional end mill, The processing cost can be reduced and the workability can be improved.
[0014]
Grease is filled in the grease reservoir groove formed on the raceway bottom of the raceway groove of the nut member, and the ball does not always come into rolling contact with the raceway groove of the nut member, the number of rolling of the ball with respect to the grease is small, and the grease life is improved.
[0015]
The grease reservoir groove is formed at a position away from the contact ellipse between the ball and the inner peripheral surface of the raceway groove of the nut member, preventing the grease filled in the grease reservoir groove from deteriorating the life due to contact with the ball. it can.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A ball screw device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
1 and 2 are overall sectional views of the ball screw device of this embodiment, FIG. 3 is an exploded perspective view of the ball screw device, FIG. 4 is a front view of a bracket formed with a resin gear, and FIG. 5 is a resin of FIG. FIG. 6 is a side view schematically showing the circulation path of the screw shaft, and FIG. 7 is a sectional view of the raceway groove of the nut member.
[0018]
The ball screw device 1 to which the gear device of the present invention is applied includes a belt 3 wound around the pulley 2 by changing the axial separation distance between the flanges in the pulley 2 having a pair of flanges in the axial direction. Used to change the hanging diameter.
[0019]
The pulley 2 includes a first flange 5 provided integrally with the rotary shaft 4 so as to rotate about the axis, and a second flange 6 provided so as to rotate integrally with the rotary shaft 4 about the axis and slidable along the axial direction. With.
[0020]
The ball screw device 1 includes a bracket 10, a synthetic resin resin gear 20, and a ball screw 30.
[0021]
The bracket 10 is formed in a cylindrical shape by pressing a thin steel plate.
[0022]
The bracket 10 includes an inner cylinder part 11, a folded cylinder part 12 that is folded back to the middle in the axial direction so as to overlap along the inner peripheral surface of the inner cylinder part 11 from one axial direction side of the inner cylinder part 11, The partition wall 13 is bent from the other axial end of the folded tube portion 12 toward the radially inner side, and is bent from the other axial end of the inner tube portion 11 toward the radially outer side. Provided with an annular portion 14 and an outer cylindrical portion 15 that is bent from the radial outer end of the annular portion 14 toward one side in the axial direction. Stiffness is obtained.
[0023]
The partition wall 13 is formed at a plurality of positions at equal positions in the circumferential direction of the folded tube portion 12. Further, one of the partition walls 13 is formed with a bent portion 16 in which a tip portion thereof is further bent toward one side in the axial direction.
[0024]
The resin gear 20 is integrally formed with the outer cylinder portion 15 by injection molding, and the bracket 10 and the resin gear 20 are integrally rotated around the axis.
[0025]
At the outer peripheral end of the resin gear 20, a tooth portion 21 is formed that meshes with the tooth portion 7 a of the reduction gear 7 that is rotated by a driving force transmitted from a rotational power source (not shown).
[0026]
The ball screw 30 is a total ball type ball screw that does not have a cage, and has a cylindrical nut member 31 that is fitted to the inner peripheral surface of one side in the axial direction of the bracket 10 so as to rotate integrally around the axis. A cutout 32 that fits with each partition wall 13 is formed on the end surface of the nut member 31, and the nut member 31 is axially centered on the bracket 10 by fitting each cutout 32 and the partition wall 13 in the axial direction. The structure is surely integrated around the rotation. The notch end surface of the nut member 31 is in contact with the one end surface in the axial direction of the partition wall 13. On the inner peripheral surface of the nut member 31, a single spiral track groove 33 having a predetermined lead angle continuous between both end portions is formed.
[0027]
The ball screw 30 has a cylindrical screw shaft 34 disposed on the inner diameter side of the nut member 31. The screw shaft 34 is supported non-rotatably around the axis by a predetermined support device (not shown) and is supported immovably in the axial direction. The screw shaft 34 has, on the outer peripheral surface, two raceway grooves 35 having predetermined lead angles that are parallel to each other and are independent closed loops. Each raceway groove 35 has a ball circulation path 36 in which end portions of the raceway groove having a predetermined lead angle are continuous with each other at an angle different from the lead angle, and each raceway groove 35 is separately closed looped by this circulation path 36. Is done.
[0028]
These circulation paths 36 are portions that connect the upstream side and the downstream side of each track groove 35. That is, these circulation paths 36 are formed deeper than the other portions of the raceway groove 35 so that the ball 37 located on the downstream side of each raceway groove 35 sinks to the inner diameter side of the screw shaft 34 and returns to the upstream side. And has a meandering shape. As a result, the balls 37 fitted in the raceway grooves 35 are configured to circulate and circulate independently.
[0029]
A part of the outer peripheral surface of the other axial opening of the screw shaft 34 is notched along the circumferential direction so as to have a predetermined circumferential length, and the nut member 31 is formed by the notch 39 and the bent portion 16 of the partition wall 13. A stopper is configured to prevent the motor from rotating more than necessary around the axis.
[0030]
A rolling bearing (angular ball bearing) 40 is fitted on one side of the inner peripheral surface of the screw shaft 34. The rolling bearing 40 includes a plurality of outer ring members 41 fitted to the screw shaft 34, an inner ring member 42 through which the rotary shaft 4 is inserted, and a plurality of rolling elements disposed between the outer ring member 41 and the inner ring member 42. The ball 43 is provided.
[0031]
A rolling bearing (angular ball bearing) 50 is fitted on the other inner peripheral surface of the bracket 10. The rolling bearing 50 is an outer ring member 51 as a bearing member that is fitted to the inner peripheral surface of the bracket 10, and a cylinder that is integrally assembled with the rotary shaft 4 around the shaft center and is integrally formed with the second flange 6. An inner ring member 52 fitted to the outer peripheral surface of the shaft 6a, and a plurality of balls 53 disposed between the outer ring member 51 and the inner ring member 52 so as to roll freely. The side surface of the outer ring member 51 in the rolling bearing 50 is in contact with the side surface of the partition wall 13.
[0032]
A grease retaining groove 38 is formed on the bottom of the raceway along the entire length of the raceway groove 33 of the nut member 31.
[0033]
FIG. 7 shows a cross-sectional view of the nut member 31, and the grease retaining groove 38 formed on the track bottom of the track groove 33 will be described in detail.
[0034]
In FIG. 7, the raceway groove 33 has an inner peripheral surface formed in a Gothic arch shape, and the grease reservoir groove 38 is formed in a cross-sectional rectangle having a width dimension LW and a depth dimension LH at the raceway bottom of the raceway groove 33. Yes.
[0035]
A shows a contact ellipse between the ball 37 and the inner peripheral surface of the track groove 33 when the ball 37 contacts the inner peripheral surface of the track groove 33 closest to the track bottom. In this case, the contact angle of the action line is θ. That is, the contact ellipse A is a contact ellipse of the ball 37 at the maximum load in consideration of factors (for example, radial gap, orbital curvature, etc.) that affect the contact angle of the ball 37.
[0036]
Also, assuming that the diameter of the ball 37j is Bd and the major radius of the contact ellipse A is B, the width dimension LW of the grease reservoir groove 38 is on condition that the grease reservoir groove 38 is located in a range that does not overlap the contact ellipse A.
LW <Bd · Sinθ-2 · C
Where C≈B · Cosθ
Then,
LW <Bd · Sinθ-2 · B · Cosθ (1)
It becomes. If the width dimension LW of the grease reservoir groove 38 is too small, a sufficient amount of grease cannot be filled, so that the width dimension is set to ensure at least a sufficient amount of grease.
[0037]
Further, the depth dimension LH of the grease reservoir groove 38 is determined in consideration of the strength of the nut member 31. That is, if the grease reservoir groove 38 is made too deep, the thickness of the nut member 31 becomes thin and the bending strength decreases.
LH <(1/4) · Bd (2)
It is determined to satisfy. It should be noted that if the grease reservoir groove 38 is made too shallow, a sufficient amount of grease cannot be filled, so that the depth is set at least to ensure a sufficient amount of grease.
[0038]
As the grease filling the grease reservoir groove 38, for example, urea grease is used.
[0039]
FIG. 1 shows a state in which the ball screw 30 is most contracted and the first flange 5 and the second flange 6 are most separated in the axial direction, and the belt 3 has a small winding diameter. In this state, the bent portion 16 abuts against the abutment surface of the notch 39, and the nut member 31 is prevented from rotating.
[0040]
When the reduction gear 7 rotates about the axis from the above state and the tooth portion 7a rotates, the resin gear 20 rotates about the axis as the reduction gear 7 rotates. As the resin gear 20 rotates, the bracket 10 and the nut member 31 rotate around the screw shaft 34 and move in the axial direction (leftward in the figure) as shown in FIG. Thereby, the resin gear 20 integrally molded with the bracket 10 also moves in the axial direction. When the radially inner portions of the first flange 5 and the second flange 6 contact each other in the axial direction, the nut member 13 stops moving in the axial direction, and the belt 3 expands between the flanges 5 and 6. It rises like a diameter and the winding diameter becomes the maximum.
[0041]
When the winding diameter of the belt 3 is reduced again, the nut member 31 is moved in the axial direction (right side in the figure) by applying a rotational force in the opposite direction to the resin gear 20 from the reduction gear 7. As shown in FIG. 1, the nut member 31 stops moving in the axial direction when the bent portion 16 comes into contact with the contact surface of the notch 39 as shown in FIG. 1.
[0042]
According to the ball screw device 1 configured as described above, since the grease retaining groove 38 is formed on the raceway bottom of the raceway groove 33 on the inner peripheral surface of the nut member 31, it can be grooved by turning using a cutting tool. Compared to end milling, the processing cost can be reduced and the workability can be improved.
[0043]
The grease reservoir groove 38 formed on the raceway bottom of the raceway groove 33 of the nut member 31 is filled with grease. The raceway groove 33 of the nut member 31 is not always brought into rolling contact with the ball, and the number of rolling of the ball 37 with respect to the grease is small. Grease life is improved.
[0044]
The grease reservoir groove 38 is formed at a position deviating from the contact ellipse between the ball 37 and the inner peripheral surface of the raceway groove 33 of the nut member 31, and the grease filled in the grease reservoir groove 38 has a lifetime due to contact with the ball 37. Can be prevented from decreasing.
[0045]
Since the grease reservoir groove 38 is formed on the entire circumference of the raceway groove 33 of the nut member 31, the amount of grease increases and the grease life is improved.
[0046]
By setting the width dimension LW of the grease reservoir groove 38 to the value shown in the equation (1) , the grease reservoir groove 38 is formed at a position deviating from the contact ellipse between the ball 37 and the inner peripheral surface of the circulation path 33. It is possible to prevent the life of the grease filled in the reservoir groove 38 from being reduced due to contact with the balls 37.
[0047]
By setting the depth dimension LH of the grease reservoir groove 38 to the value shown in the formula (2) , the thickness of the nut member 31 can be secured and sufficient strength can be obtained while securing a sufficient amount of grease.
[0048]
By improving the grease life, the lubricity is improved and the heat generation inside the raceway grooves 33 and 35 can be reduced.
[0049]
The grease pool groove 38 is not limited to being formed over the entire length of the raceway groove 33 of the nut member 31, and may be formed in a part of the raceway groove 33.
[0050]
【The invention's effect】
According to the ball screw device of the present invention, it is possible to reduce the processing cost, improve the workability, and improve the grease life.
[Brief description of the drawings]
1 is an overall cross-sectional view of a ball screw device showing a use state of a gear device in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an overall cross-sectional view of a ball screw device showing a use state of a gear device in an embodiment of the invention. 3 is an exploded perspective view of the ball screw device of FIG. 1. FIG. 4 is a front view of a bracket formed with a resin gear according to an embodiment of the present invention. FIG. [Fig. 6] Side view schematically showing the circulation path of the screw shaft [Fig. 7] Cross-sectional view of the raceway groove of the nut member [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball screw apparatus 10 Bracket 20 Resin gear 30 Ball screw 31 Nut member 33 Helical raceway groove 34 Screw shaft 35 Closed loop raceway groove 36 Circulation path 37 Ball 38 Grease retention groove

Claims

外周面に閉ループの軌道溝を有したねじ軸と、前記ねじ軸に外嵌され内周面に螺旋状の軌道溝を有したナット部材と、前記ねじ軸の軌道溝とナット部材の軌道溝との間に介装されたボール群とを含むねじ軸循環型のボールねじ装置において、
前記ナット部材の軌道溝の軌道底において、前記ボールと前記ナット部材の軌道溝の内周面との接触楕円から外れた位置にグリース溜り溝を旋削にて形成し、
前記ボールが前記ナット部材の軌道溝の内周面の最も軌道底寄りにて接触する最大負荷時の接触楕円における作用線の接触角をθ、当該接触楕円の長半径をＢ、前記ボールの直径をＢｄとすると、
前記グリース溜り溝の幅寸法ＬＷは、
ＬＷ＜Ｂｄ・Ｓｉｎθ−２・Ｂ・Ｃｏｓθ
の関係を満たすことにより、グリース溜り溝に充填したグリースがボールとの接触によって寿命が低下するのを防止するようにされている、ことを特徴とするボールねじ装置。A screw shaft having a closed loop raceway groove on the outer peripheral surface, a nut member fitted on the screw shaft and having a spiral raceway groove on the inner peripheral surface, a raceway groove of the screw shaft, and a raceway groove of the nut member; A screw shaft circulation type ball screw device including a ball group interposed between
In the bottom of the raceway groove of the nut member, a grease reservoir groove is formed by turning at a position deviated from the contact ellipse between the ball and the inner peripheral surface of the raceway groove of the nut member,
The contact angle of the line of action of the contact ellipse at the maximum load when the ball contacts the innermost surface of the raceway groove of the nut member closest to the raceway is θ, the major radius of the contact ellipse is B, the diameter of the ball Is Bd,
The width LW of the grease retaining groove is
LW <Bd · Sinθ-2 · B · Cosθ
By satisfying the above relationship, the ball screw device is characterized in that the grease filled in the grease reservoir groove is prevented from having a reduced life due to contact with the ball.

請求項１に記載のボールねじ装置であって、
前記グリース溜り溝の深さ寸法をＬＨは、
ＬＨ＜（１／４）・Ｂｄ
の関係を満たすことを特徴とするボールねじ装置。The ball screw device according to claim 1,
LH is the depth dimension of the grease reservoir groove.
LH <(1/4) · Bd
A ball screw device characterized by satisfying the relationship: