JP4222263B2 - Ball screw device assembling apparatus and ball screw device assembling method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、工作機械や精密機械等の機械装置の移動体の送り機構等に用いられるボールネジ装置の組立装置およびそれを用いたボールネジ装置の組立方法に関する。 The present invention relates to a ball screw device assembling apparatus used for a moving mechanism of a moving body of a machine device such as a machine tool or a precision machine, and a ball screw device assembling method using the same.
従来のボールネジ装置の組立装置は、ネジ軸の外周面に形成された螺旋状の軸軌道溝と、円筒状のナットの内周面に形成された軸軌道溝に対向するナット軌道溝と、コマ部に形成されたナット軌道溝を連結するS字状の連結路とで構成された複数の循環路に複数のボールを装填して循環させるボールネジ装置のナットに予めコマ部を固着しておき、縦方向に設置したナットの内側に、循環路と同数のボール供給孔を設けたボール挿入治具をナットと位相を整合させてボール供給孔の出口を該当する循環路を形成するナット軌道溝の一番高い位置に設置し、各ボール供給孔に所定数のボールを整列させて連続的に供給し、自重で循環路に装填した後に入りきらなかったボールを挿入ロッドにより押込んで循環路にナットを装填している(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上述した従来の技術においては、ボール供給孔に所定数のボールを整列させて一度に供給し、入りきらなかったボールを挿入ロッドにより押込んで循環路にボールを装填しているため、ナット軌道溝のリードが小さくなればなる程、ボール詰まりが生じやすくなるというという問題がある。
また、複数の循環路に同時にボールを装填しているため、円滑な装填が難しくなり、装填できなかったボールを挿入ロッドで押込まなければならず、ボールに傷を付けてしまう虞がある。
However, in the above-described conventional technology, a predetermined number of balls are aligned in the ball supply holes and supplied at one time, and the ball that has not been fully inserted is pushed in by the insertion rod and loaded into the circulation path. There is a problem that the smaller the track groove lead, the more likely the ball clogging occurs.
Further, since the balls are simultaneously loaded in the plurality of circulation paths, it is difficult to smoothly load the balls, and the balls that could not be loaded have to be pushed with the insertion rod, which may cause damage to the balls.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、ボールに傷を付ける虞を払拭し、リードが小さい場合にもボール詰まりが生ずることのないボールネジ装置の組立装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, eliminates the possibility of scratching the ball, and provides an assembly device of a ball screw device that does not cause ball clogging even when the lead is small. With the goal.
本発明は、上記課題を解決するために、外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したネジ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成した円筒状のナットと、前記ナット軌道溝を連結する連結路と、前記軸軌道溝とナット軌道溝と連結路とで構成される循環路を循環する複数のボールとを備えたボールネジ装置の組立装置において、基台と、該基台に固定され、この固定端と反対側の端部に傾斜面を設けた仮軸と、前記ナットを縦方向に設置し、該設置されたナットを前記基台に対して回転自在に支持するナット受台と、該ナット受台を段部により昇降させて前記連結路のナット軌道溝への上方開口部の下部付近に前記仮軸の傾斜面と外周面との肩部を位置決めする位置決めブロックとを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a screw shaft in which a spiral shaft raceway groove is formed on the outer peripheral surface, and a cylindrical nut in which a nut raceway groove facing the shaft raceway groove is formed on the inner peripheral surface; An assembly device for a ball screw device, comprising: a connecting path that connects the nut raceway grooves; and a plurality of balls that circulate in a circulation path that includes the axial raceway groove, the nut raceway groove, and the connection path. The temporary shaft fixed to the base and provided with an inclined surface at the end opposite to the fixed end, the nut is installed in the vertical direction, and the installed nut is rotatable with respect to the base. A nut cradle supported by the upper and lower portions of the nut cradle by a stepped portion to position the shoulders of the inclined surface and the outer peripheral surface of the temporary shaft near the lower portion of the upper opening to the nut raceway groove of the connection path And a positioning block to be provided.
これにより、本発明は、仮軸に設けた傾斜面によりボールを仮軸の肩部に集め、ボールの自重およびナット軌道溝と仮軸との相対回転に伴う摩擦力を利用して無理なくボールをナット軌道溝に装填することができ、小さいリードであってもボール詰まりを防止することができると共に、ボールに傷を付けることを防止することができるという効果が得られる。 Thereby, the present invention collects the ball on the shoulder of the temporary shaft by the inclined surface provided on the temporary shaft, and uses the ball's own weight and the frictional force accompanying the relative rotation of the nut raceway groove and the temporary shaft to force the ball. Can be loaded in the nut raceway groove, and even with a small lead, it is possible to prevent clogging of the ball and to prevent the ball from being damaged.
以下に、図面を参照して本発明によるボールネジ装置の実施例について説明する。 Embodiments of a ball screw device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は実施例1のボールネジ装置を示す断面図、図2は実施例1のボールネジ装置の組立装置を示す正面断面図、図3は実施例1のボールネジ装置の組立装置を示す側面図、図4は実施例1の組立装置のボール装填状態を示す説明図である。
なお、図4(a)はナットのコマ部取付け部をナットの軸直角方向に切取った断面図を示し、図4(b)は図4(a)のA−A断面図を示す。
1 is a sectional view showing a ball screw device according to a first embodiment, FIG. 2 is a front sectional view showing an assembly device for the ball screw device according to the first embodiment, and FIG. 3 is a side view showing the assembly device for the ball screw device according to the first embodiment. 4 is an explanatory view showing a ball loading state of the assembling apparatus of Embodiment 1. FIG.
4A shows a cross-sectional view of the nut piece mounting portion cut in a direction perpendicular to the axis of the nut, and FIG. 4B shows a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4A.
1はボールネジ装置である。本実施例ではコマ式のボールネジ装置である。
2はボールネジ装置1のネジ軸であり、合金鋼等の鋼材で製作された棒状部材であって、その外周面には略半円弧形状の軸軌道溝3が一定のリードで螺旋状に形成されている。
4はボールネジ装置1のナットであり、合金鋼等の鋼材で製作された円筒状部材であって、その内周面には軸軌道溝3と対向する略半円弧形状のナット軌道溝5が軸軌道溝3と同じリードで形成されている。
Reference numeral 1 denotes a ball screw device. In this embodiment, it is a top type ball screw device.
6はボールであり、合金鋼等の鋼材等で製作された球体であって、軸軌道溝3とナット軌道溝5の間に複数装填されてネジ軸2とナット4を螺合させる。
7はコマ部であり、鋼材等で製作され、隣合う2本のナット軌道溝5を連結する略円弧状断面の略S字状に湾曲した溝である連結路8が形成された栓状部材であって、ナット4の円筒壁に円周方向の角度位置をずらして複数設けられた孔部に取付けられる。
A
上記のネジ軸2の軸軌道溝3とこれに対向するナット4のナット軌道溝5およびこれを連結するコマ部7の連結路8により循環路が形成され、この循環路に複数のボール6と所定の量の潤滑剤、例えばグリースが封入される。
これにより、軸軌道溝3とナット軌道溝5とがボール6を介して螺合し、ネジ軸2またはナット4を回転させることによってボール6が循環路を循環しながらナット4またはネジ軸2を軸方向に移動させる。
A circulation path is formed by the shaft raceway groove 3 of the
As a result, the shaft raceway groove 3 and the
上記のボールネジ装置1のナット4にボール6を装填する組立装置について説明する。
図2、図3において、10はボールネジ装置1の組立装置である。
図に示す組立対象となるボールネジ装置1のナット4は、コマ部7が円周方向に180度ずつずらして4個所に取付けられた右ネジ用のナットであって、ナット4の外周部に設けられたフランジ部により機械装置の移動体等に固定される形式のナットである。
An assembly apparatus for loading the
2 and 3, reference numeral 10 denotes an assembly device for the ball screw device 1.
The
11は仮軸であり、合金鋼等の鋼材で製作されたナット4へのボール6の装填時にネジ軸2の替わりにナット4の内径側に挿入する棒状部材であって、組立対象となるナット4のBCD(Ball Center Diameter)よりボール6の直径分小さい内周円、つまり循環路を循環するボール6の内周円より小さい外径を有している。
仮軸11の先端部には傾斜面としての円錐面を有する円錐状の円錐状突起12が設けられ、その反対側の固定端13が基台14にネジにより固定されたシャフト15に嵌合し、固定端に13設けられた切欠き部をセットビス16により押圧して固定される。これにより仮軸11がシャフト15を介して基台14に固定される。
The tip of the
なお、仮軸11の先端部に設ける傾斜面は前記に限らず、複数の傾斜面を多角的に形成した傾斜面であってもよく、円錐面と多角的な傾斜面の組合せであってもよい。
17はナット受台であり、合金鋼等の鋼材で製作され、組立対象となるナット4を縦方向に設置してその外周面を嵌合する設置穴17aが設けられた円環状部材であって、中央部に仮軸11が遊嵌する貫通孔17bが形成されている。
In addition, the inclined surface provided in the front-end | tip part of the
18は組立対象となるナット4に合わせて形成された位置決めブロックであり、合金鋼等の鋼材で製作され、基台14に設けられた2箇所のパイロットピン19により基台14に装着される円弧状部材であって、その外周部にはローラフォロア20が摺動する傾斜部18aと段部18bが交互に設けられている。
位置決めブロック18に設けられる段部18bは、その段数を組立対象となるナット4のコマ部7の数、つまりボールネジ装置1に形成される循環路の数と同数とし、その段差を組立対象となるナット4のコマ部7のナット4の軸方向のコマピッチと一致させて形成される。また傾斜部18aは、段部18bの間を滑らかに接続するように形成される。
The
本組立装置10を用いて組立てるナット4は、4箇所にコマ部7が設けられているので段部18aの段数は4段である。
ローラフォロア20は、ボールベアリング等の転がり軸受を利用して形成され、その内径部が段付円筒状に形成されたスライダ21の大径部にネジ止めされたハンドル22に圧入されて回転自在に支持され、その外径部が位置決めブロック18の傾斜部18aや段部18bを回転しながら摺動する。
The
The
24は滑り軸受であり、シャフト15の外周面に遊嵌し、スライダ21の円筒部の内側に圧入またはネジ止めで固定されて配置されており、スライダ21をシャフト15に対して昇降および回転自在に支持している。
25は高さ調整ナットであり、合金鋼等の鋼材で製作された円筒状部材であって、その下端部の内周面にスライダ21の小径部に設けられたネジ部に螺合するネジ部が設けられている。
26はクランプノブであり、高さ調整ナット25の円筒壁に設けられたネジ部に螺合し、その先端でスライダ21の小径部を締付けて高さ調整ナット25の回転を固定する機能を有している。
高さ調整ナット25の上端面とナット受台17の下端面の間には、スラストリング27で挟み込んだスラストニードルベアリング等のスラストベアリング28が設置されており、ナット受台17を基台14に対して回転自在に支持している。
A
Between the upper end surface of the
上記の各部品を組込んでボールネジ装置1の組立装置10とするときは、基台14にシャフト15とパイロットピン19を取付けて位置決めブロック18をパイロットピン19に嵌合させて基台14に装着し、ローラフォロア20を取付けたハンドル22をスライダ21に捩じ込んで固定し、スライダ21に設けた滑り軸受24の内周面をシャフト15に遊嵌させてシャフト15にスライダ21を組付ける。
When the above-described components are assembled into the assembly device 10 of the ball screw device 1, the
そして、仮軸11の固定端13をシャフト15に挿入してセットビス16により締付けて固定し、スラストリング27で挟み込んだスラストベアリング28とクランプノブ26を組付けた高さ調整ナット25のネジ部をスライダ21のネジ部に螺合させ、クランプノブ26によりスライダ21を締付けて組付け、上側のスラストリング27に仮軸11に遊嵌させたナット受台17を組付けて組立装置10を組立てる。
Then, the
このようにして組立てたボールネジ装置1の組立装置10の調整は、組立装置10の上部に配置されているナット受台17の設置穴17aに組立対象となるナット4を縦方向にして設置し、ハンドル22によりスライダ21を回転させ、ローラフォロア20を位置決めブロック18の最下部の傾斜面18aに案内させて最下段の段部18bに位置させる。
このとき、仮軸11の円錐状突起12の円錐面と仮軸11の外周面との角部(肩部30という。)は、ナット4の最上位のコマ部7の連結路8のナット軌道溝5への上方開口部8aの近傍に位置している(図4)。
Adjustment of the assembly device 10 of the ball screw device 1 assembled in this way is performed by installing the
At this time, a corner portion (referred to as a shoulder portion 30) between the conical surface of the
そして、ナット4の上方からその内径側に一つの循環路に装填する所定数のボール6を計数皿等を用いて投入すると、投入されたボール6は円錐状突起12の円錐面を転がり落ちて仮軸11の肩部30の回りに集まり、ナット4をナット受台17ごとスラストベアリング28を介して図4において反時計方向に回転させると、ボール6がその自重によりナット軌道溝5のリードによる傾斜に沿って下方に転がり落ち、転がり落ちたボール6は連結路8の溝深さが深くボール6が外側に逃げて仮軸11の肩部30と回転するナット軌道溝5との間の摩擦力が作用し難くなるので、連結路8のナット軌道溝5の下方開口部8b付近に留まり、これを起点として順次に下方から隙間なくナット軌道溝5と仮軸11の外周面との間に整列していく。
Then, when a predetermined number of
この状態でナット4を回転させ続けると、連結路8の上方開口部8a近傍のナット軌道溝5の最も高い位置でボール6の間隔が開き、そこにナット軌道溝5に入りきれずに肩部30付近に残留しているボール6をナット4の回転に伴う肩部30の摩擦力により既にナット軌道溝5に整列したボール6の間に割り込ませて投入した全てのボール6を一つの循環路に装填することができる。
If the
このとき、図4(b)においてコマ部7の左側の肩部30にボール6が残るようであれば、クランプノブ26を緩めて高さ調整ナット25を回転させてナット4を仮軸11に対して少し上げ、コマ部7の右側の肩部30にボール6が残るようであれば、調整ナット25を回転させてナット4を仮軸11に対して少し下げて肩部30と上方開口部8aとの相対位置を調整し、ナット軌道溝5にボール6が円滑に乗り移ることができる位置、つまり上方開口部8aの下部付近に仮軸11の肩部30が位置する位置に調整してクランプノブ26により高さ調整ナット25を固定する。
At this time, if the
このようにして、肩部30の高さを調整した後は、位置決めブロック18の段部18bの段差が、組立対象となるナット4のコマピッチに合わせて形成されているので再度の調整は不要になる。
上記のようにして調整された組立装置10を用いてナット4にボール6を装填する場合は、組立装置10のナット受台17の設置穴17aに組立対象となるナット4を縦方向にして設置し、上記調整の場合と同様にしてハンドル22によりローラフォロア20を位置決めブロック18の最上段の段部18bに位置させる。このとき仮軸11の肩部30はナット4の最下位のコマ部7の連結路8の上方開口部8aの下部付近に位置している。
After adjusting the height of the
When the
そして、上記調整の場合と同様にしてナット4の上方から一つの循環路に装填する所定数のボール6を投入して投入されたボール6が仮軸11の肩部30の回りに集まると、ナット4をナット受台17ごと図4において反時計方向に数回回転させ、上記調整の場合と同様にして投入した全てのボール6を最下位の循環路に装填する。
次いで、ハンドル22によりローラフォロア20を位置決めブロック18の一段下がった段部18bに位置させて仮軸11の肩部30をナット4の一つ上のコマ部7の連結路8の上方開口部8aの下部付近に位置させ、上記と同様にしてその循環路にボール6を装填し、順次にこれを繰返して下の循環路から上の循環路に向ってボール6を装填し、ナット4の全ての循環路にボール6を装填する。
Then, in the same manner as in the case of the above adjustment, when a predetermined number of
Next, the
その後、スリーブ31を仮軸11の円錐状突起12に嵌合させ、スリーブ31を押込みながらナット4を引き上げてナット4をスリーブ31に移し、スリーブ31に替えて所定のネジ軸2を螺合させてボールネジ装置1を組立てる。
以上説明したように、本実施例では、ボールネジ装置の組立装置に、基台に固定された円錐状突起を有する仮軸と、ナットを縦方向に設置してこれを基台に対して回転自在に支持するナット受台と、ナット受台を段部により昇降させて連結路のナット軌道溝への上方開口部の下部に仮軸の肩部を位置決めする位置決めブロックとを設けたことによって、仮軸に設けた円錐状突起によりボールを仮軸の肩部に集め、ボールの自重およびナット軌道溝と仮軸との相対回転に伴う摩擦力を利用して無理なくボールをナット軌道溝に装填することができ、小さいリードであってもボール詰まりを防止することができると共に、ボールに傷を付けることを防止することができる。
After that, the
As described above, in this embodiment, the ball screw device assembly device is provided with a temporary shaft having a conical protrusion fixed to the base and a nut in the vertical direction, and this can be rotated with respect to the base. And a positioning block for positioning the shoulder portion of the temporary shaft at the lower portion of the upper opening to the nut raceway groove of the connection path by raising and lowering the nut support by the stepped portion. The ball is gathered on the shoulder of the temporary shaft by the conical protrusion provided on the shaft, and the ball is loaded into the nut raceway groove using the ball's own weight and the frictional force associated with the relative rotation of the nut raceway groove and the temporary shaft. In addition, even a small lead can prevent clogging of the ball and can prevent the ball from being damaged.
また、上記の構成により、ナット受台にナットを設置し、位置決めブロックの段部により循環路に仮軸の肩部を位置させ、所定数のボールを投入してナットを回転させることを繰返すだけで、下方から順にボールをナットに容易に装填することができ、ボール装填の作業時間の短縮を図ることができる。
更に、熟練を要するボール装填作業を前記のように簡単な作業としたことによって、作業ミスを防止することができ、ボールネジ装置の品質を安定させることができる。このことは特にボール6の直径が小さい場合のボール装填作業のときに有効である。
In addition, with the above configuration, the nut is installed on the nut cradle, the shoulder portion of the temporary shaft is positioned in the circulation path by the stepped portion of the positioning block, and a predetermined number of balls are inserted to rotate the nut. Thus, the balls can be easily loaded into the nut in order from the bottom, and the work time for loading the balls can be shortened.
Furthermore, since the ball loading operation requiring skill is a simple operation as described above, an operation error can be prevented, and the quality of the ball screw device can be stabilized. This is particularly effective during the ball loading operation when the diameter of the
なお、本実施例においては、仮軸11に設ける円錐状突起12の形状を単純な円錐形状として説明したが、図5に示す各態様としてもよい。なお図5において各態様の上側の図は上面図を示し、下側の図は側面図を示す。
図5(a)は円錐状突起12の円錐面に複数のV字状断面を有する放射状の短いガイド溝32を設けた態様、図5(b)は円錐状突起12の円錐面に頂点から放射状に伸びる複数のV字状断面を有するガイド溝32を設けた態様、図5(c)は円錐状突起12の円錐面の一部を円錐台状にして嵌合部33を設け、これに図5(a)と同様の短いガイド溝32を設けた態様、図5(d)は円錐状突起12の円錐面の一部を円柱状にして嵌合部33を設け、これに図5(a)と同様の短いガイド溝32を設けた態様である。
In the present embodiment, the shape of the
FIG. 5A shows an embodiment in which a radial
このようにすれば、ガイド溝32がボール6を肩部30で捕らえることが容易になり、仮軸11の肩部30に残留しているボール6を効率よく循環路に送り込むことができ、ボール装填作業の更なる効率化を図ることができる。
また、嵌合部33を設けることによって、スリーブ31を仮軸11の円錐状突起12に嵌合させるときの芯出しが容易になり、ナット4をスリーブ31へ移す作業の作業性を向上させることができる。
In this way, it becomes easy for the
Further, by providing the
この場合に、円錐状突起12の形状は、仮軸11の肩部30に残留しているボール6を効率よく循環路に送り込める形状であって、かつナット軌道溝5とガイド溝32の間でボール6を挟み込まない形状であればどのような形状であってもよい。例えば円錐状突起12の形状を図5(d)に示す形状、つまりガイド溝32の本数を放射状の6本として開き角90度のV溝とし、その溝幅をボール直径の65%以上、85%以下とすればボール6を最も効率よく循環路に送り込む形状とすることができる。
In this case, the shape of the
なお、本実施例のガイド溝32の形状は前記に限定されず、その本数、深さ、幅、V溝の開き角は任意でよく、ガイド溝32の方向は放射状に限らず、傾斜させても渦巻状にしてもよい。またガイド溝32の断面形状はV字状に限らず、U字状や円弧状、四角状であってもよく、任意の凸形状であってもよい。
本実施例においては、仮軸11は単純な円錐形状の円錐状突起12を有する金属製の軸として説明したが、図6に示す各態様としてもよい。なお図6において各態様の上側の図は上面図を示し、下側の図は側面図を示す。
In addition, the shape of the
In the present embodiment, the
図6(a)は仮軸11の外周面および円錐状突起12の円錐面の全体に天然ゴム、合成ゴム、樹脂材料等の比較的弾性に富んだ弾性材35をコーティング、接着、焼付け等の手段で装着した態様、図6(b)は仮軸11の外周面および円錐状突起12の円錐面の軸方向に線状の弾性材35を埋設、コーティング、接着、焼付け等の手段で装着した態様、図6(c)は上記図5(d)の仮軸11の外周面の軸方向に線状の弾性材35を埋設等の手段で装着した態様、この場合には円錐状突起12を別に製作し、円柱状の仮軸11の本体に線状またはチューブ状の弾性材35を埋設した後にネジ止め、接着等で接合して製作するとよい。図6(d)は上記図5(d)の仮軸11の外周面に線状の弾性材35を螺旋状にコーティングまたは埋設等の手段で装着した態様である。
FIG. 6 (a) shows a case where a relatively elastic
図6における各態様の仮軸11の金属部分は上記の実施例で説明した形状に成形し、新たに設ける弾性材35はその形状から突出、または埋設後に仮軸11の外径面より凹ませて形成する。この場合の弾性材35の厚さ、突出量または窪み量、幅、本数等は任意であってよく、図6(d)の場合は螺旋状の弾性材35のピッチ、リード角、巻き方向等は任意であってよい。また図6(a)、(b)、(c)の場合に弾性材35を設ける方向は、軸方向に限らず円周方向であってもよい。
The metal portion of the
このようにすれば、弾性材35の弾性によりボール6を肩部30で捕らえることが容易になり、仮軸11の肩部30に残留しているボール6を効率よく循環路に送り込むことができ、ボール装填作業の更なる効率化を図ることができる。
また、仮軸11の外周面に装着した弾性材35によってナット軌道溝5との間でボール6を弾性的に挟み込んで強制的に循環路の下部や連結路8に連続的にボール6を押出して装填することができ、効率的なボール6の装填作業を行うことができる。このことは特に本実施例の組立装置を自動化した場合に有効である。
If it does in this way, it will become easy to catch the ball |
In addition, the
この場合に、弾性材35の材料は耐油性に優れたニトリルゴムやエステル系ウレタンゴムが適しており、弾性材35の埋設を図6(c)に示す形状、つまり仮軸11の外周面の軸方向に前記材料で形成した線状の弾性材35を仮軸11の軸方向に6本埋設するようにすれば、最も効率的なボール6の装填作業を行うことができる。
In this case, the material of the
図7は実施例2のボールネジ装置の組立装置を示す正面断面図、図8は実施例2のボールネジ装置の組立装置を示す側面図である。
なお、上記実施例1と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例のボールネジ装置1の組立装置1は、仮軸11を回転させてナット4にボール6を装填する組立装置である。
FIG. 7 is a front sectional view showing an assembly apparatus for a ball screw device according to a second embodiment, and FIG. 8 is a side view showing the assembly apparatus for a ball screw device according to the second embodiment.
In addition, the same part as the said Example 1 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits the description.
The assembly device 1 of the ball screw device 1 according to the present embodiment is an assembly device in which a
また、図に一例として示す組立対象となるボールネジ装置1のナット4は、コマ部7が円周方向に120度ずつずらして3個所の取付けられた右ネジ用のナットであって、ナット4の外周部に設けられたネジ部により機械装置の移動体等に固定される形式のナットである。
図7、図8において、41は傾斜面としてのC面取であり、仮軸11の固定端13の反対側の端面(先端面という。)と仮軸11の外周面の角部を略45度に切欠いて形成され、C面取41と仮軸11の外周面の角部が本実施例の肩部30として機能する。
The
7 and 8,
仮軸11の固定端13は、基台14にボルトにより固定された円筒状のサポート部42に転がり軸受等のベアリング43で回転自在に支持された回転軸44の一端に嵌合し、固定端13に設けられた三角溝をセットビス16により押圧して固定される。これにより仮軸11がベアリング43を介して基台14に対して回転自在に支持される。
なお、本実施例の基台14は、内側が中空となったシャーレ状部材であり、図7、図8において上方から見た場合に円の一部を切欠いたカット部を有するD字形状に形成されている。
The
In addition, the
45はナット受台17の嵌合突起部であり、ナット受台17の設置穴17aの反対側の端部に設けられた凸部であって、位置決めブロック18の傾斜部18aや段部18bを摺動するローラフォロア20を設けたハンドル22が組付けられたスライダ21の上端部に設けられた嵌合孔に嵌合し、ボールプランジャ46で保持される。
本実施例のナット受台17の設置穴17aには、ボールプランジャ47が円周方向を等分した(本実施例では120度毎に3箇所)配置されており、ナット4の外周面を等分に押圧してナット4の芯出しを容易にすると共にナット4の設置穴17aへの設置を容易にしてナットの設置時間を短縮している。
In the
本実施例のスライダ21は、サポート部42の外周面に遊嵌し、昇降および回転自在に支持されている。この場合にスライダ21の円筒部の内側に実施例1と同様の滑り軸受24を圧入またはネジ止めで固定するようにしもよい。
また、サポート部42の外周面には円周方向を等分して軸方向にV字状断面等のインデックス溝が設けられており、スライダ21のハンドル取付部と略同等の高さに円周方向を等分してスライダ21に設けられたボールプランジャ48の先端部が落ち込んで位置決めブロック18によるナット4の位置出しを容易にすると共にボール装填作業中にナット4が回転してしまうことを防止している。これによりナット受台17の基台14に対する回転がスライダ21、サポート部42を介して固定される。
The
Further, the outer circumferential surface of the
本実施例では、スライダ21の芯出しを容易にするためにボールプランジャ48は120度毎に3箇所設けられており、サポート部42のインデックス溝は60度毎に6箇所設けられている。これによりハンドル22を回すことによる位置出しは60度毎に行うことができ、ナット4の位置出し作業を容易なものとすることができる。
これは、インデックス溝とボールプランジャ48の数を同数とするとハンドル22を一回転させることが必要となって手が回し難くなり作業性が悪化し、ボールプランジャ48を1個所にするとナット4と仮軸11の同軸度が低下してボール6の挟み込みが発生しやすくなるからである。
In the present embodiment, in order to facilitate the centering of the
This is because if the number of index grooves and the number of
50はローラであり、合金鋼等の鋼材で製作された円板状部材であって、中心部に設けられた嵌合孔により、回転軸44の他端に嵌合してネジ止め等により固定される。ローラ50の外周面にはアヤ目のローレット目が施されており、ローラ50を回して仮軸11を回転させるときに基台14のカット部から突出した外周面の滑り止めとして機能する。
上記の各部品を組込んでボールネジ装置1の組立装置10とするときは、サポート部42にベアリングを介して回転軸44を組付け、回転軸44の他端にローラ50を嵌合させてネジ止めして予め組立て、基台14に予め組立てたサポート部42とパイロットピン19を取付けて位置決めブロック18をパイロットピン19に嵌合させて基台14に装着し、仮軸11の固定端13を回転軸44の一端に挿入してセットビス16により締付けて固定し、ローラフォロア20を取付けたハンドル22をスライダ21に捩じ込んで固定したスライダ21をサポート部42に遊嵌させてサポート部42にスライダ21を組付け、このスライダ21の上端部に設けられた嵌合孔にナット受台17の嵌合突起部45を嵌合し、ボールプランジャ46で保持して組立装置10を組立てる。
When the above-described components are assembled into the assembly device 10 of the ball screw device 1, the rotating
なお、本組立装置10を用いて組立てるナット4は、3箇所にコマ部7が設けられているので段部18aの段数は3段である。
このようにして組立てたボールネジ装置1の組立装置10は、部品高さの積み上げ精度に依存する構造としてあるので、各部品の公差を厳しくし、製作精度を向上させて製作すれば高さ調整を不要とすることができる。
In addition, since the
Since the assembly device 10 of the ball screw device 1 assembled in this way has a structure that depends on the stacking accuracy of the component height, the height adjustment is possible if the tolerance of each component is tightened and the fabrication accuracy is improved. It can be unnecessary.
また、万一高さ調整が必要な場合には、ナット受台17とスライダ21の間または回転軸44と仮軸11の間にシム等を挟んで調整することが可能な構成となっている。
上記のようにして組立てられた組立装置10を用いてナット4にボール6を装填する場合は、組立装置10のナット受台17の設置穴17aに組立対象となるナット4を縦方向にして設置し、ハンドル22によりスライダ21を回転させてサポート部42のインデックス溝にボールプランジャ48の先端を落とし込んで係止させ、ローラフォロア20を位置決めブロック18の最上段の段部18bに位置させる。このとき仮軸11の肩部30は、ナット4の最下位のコマ部7の連結路8の上方開口部8aの下部付近に位置している。
Further, if height adjustment is necessary, it is possible to perform adjustment by sandwiching a shim or the like between the
When the
そして、ナット4の上方からその内径側に一つの循環路に装填する所定数のボール6を計数皿等を用いて投入すると、投入されたボール6は平面である先端面に落下し、仮軸11をローラ50を用いてベアリング43を介して図4において時計方向に回転させると、先端面に載置されているボール6がその遠心力によりC面取41の方向に移動し、ボール6が仮軸11の肩部30の回りに集まる。
この場合のナット4と仮軸11の相対的な回転方向は同様であるので、その後はC面取41が上記実施例1の円錐状突起12の円錐面と同様に機能して投入された全てのボール6が最下位の循環路に装填される。
Then, when a predetermined number of
In this case, since the relative rotation directions of the
次いで、ハンドル22によりスライダ21を回転させ、次のサポート部42のインデックス溝にボールプランジャ48の先端を落とし込んで係止させ、ローラフォロア20を位置決めブロック18の一段下がった段部18bに位置させて仮軸11の肩部30をナット4の一つ上のコマ部7の連結路8の上方開口部8aの下部付近に位置させ、上記と同様にしてその循環路にボール6を装填し、順次にサポート部42のインデックス溝にボールプランジャ48の先端を落とし込んで係止させながら前記の作動を繰返して下の循環路から上の循環路に向ってボール6を装填し、ナット4の全ての循環路にボール6を装填する。
Next, the
その後、スリーブ31を仮軸11の先端面に押し当て、スリーブ31を押込みながらナット4を引き上げてナット4全体をスリーブ31に移し、スリーブ31に替えて所定のネジ軸2を螺合させてボールネジ装置1を組立てる。
以上説明したように、本実施例では、ボールネジ装置の組立装置に、基台に固定されたナットを縦方向に設置するナット受台と、基台に対して回転自在に支持された仮軸と、ナット受台を段部により昇降させて連結路のナット軌道溝への上方開口部の下部に仮軸の肩部を位置決めする位置決めブロックとを設けたことによって、仮軸を回転させることによっても上記実施例1と同様の効果を得ることができる。
Thereafter, the
As described above, in this embodiment, in the assembly apparatus of the ball screw device, the nut holder that vertically installs the nut fixed to the base, and the temporary shaft that is rotatably supported with respect to the base. Also, by rotating the temporary shaft by providing a positioning block for positioning the shoulder portion of the temporary shaft at the lower part of the upper opening to the nut raceway groove of the connecting path by raising and lowering the nut cradle by the stepped portion The same effect as in the first embodiment can be obtained.
これに加えて、仮軸を回転させてナットにボールを装填するようにしたことによって、仮軸の先端面を平面とし、端部に設ける傾斜面を比較的狭い傾斜面であるC面取としても遠心力を利用してボールを容易に仮軸の肩部に集めることができ、仮軸の製作を容易なものとすることができる。
また、仮軸を転がり軸受等のベアリングを用いて回転自在に支持するようにしたことによって、ナットと仮軸との同軸度を向上させることができ、ナット軌道溝と仮軸の肩部または外周面との間への局所的なボールの挟み込みを防止することができる。このことは特に小径のボールをナットに装填する場合に有効である。
In addition to this, by rotating the temporary shaft and loading the ball into the nut, the tip surface of the temporary shaft is a flat surface, and the inclined surface provided at the end is a C chamfer which is a relatively narrow inclined surface. In addition, the balls can be easily collected on the shoulder of the temporary shaft by utilizing the centrifugal force, and the temporary shaft can be easily manufactured.
In addition, since the temporary shaft is rotatably supported using a bearing such as a rolling bearing, the coaxiality between the nut and the temporary shaft can be improved, and the nut raceway and the shoulder or outer periphery of the temporary shaft can be improved. Local pinching of the ball between the surfaces can be prevented. This is particularly effective when a small-diameter ball is loaded on the nut.
なお、本実施例では、仮軸の端部にC面取を設けるとして説明したが、上記実施例1の円錐状突起12(図5、図6の態様を含む)を用いるようにすれば、上記で説明したのと同様の効果を得ることができる。
また、本実施例では、サポート部のインデックス溝にボールプランジャの先端を落とし込んで係止させ、ローラフォロアを位置決めブロックの所定の段部に位置させるとして説明したが、位置決めブロックの段部にローラフォロアを係止するインデックス溝を設けてローラフォロアの位置決めが容易となるようにしてもよい。
In the present embodiment, it has been described that a C chamfer is provided at the end of the temporary shaft. However, if the
In this embodiment, the tip of the ball plunger is dropped and locked in the index groove of the support portion, and the roller follower is positioned at a predetermined step portion of the positioning block. However, the roller follower is placed on the step portion of the positioning block. An index groove may be provided for locking the roller follower to facilitate positioning of the roller follower.
本組立装置においては、ナットまたは仮軸を回転させるときに所定の方向に回転させることが必要であるので、実施例1のスラストベアリングにワンウェイクラッチを組込んだり、実施例2のベアリングにワンウェイクラッチを組込んで回転方向を一方向に制限するようにするとよい。この場合に実施例2においてローラの外周面に平目のローレット目を形成し、基台に設けた板バネにより逆転防止のラチェット機構を構成するようにしてもよい。 In this assembling apparatus, since it is necessary to rotate the nut or the temporary shaft in a predetermined direction, the one-way clutch is incorporated into the thrust bearing of the first embodiment or the one-way clutch is assembled to the bearing of the second embodiment. It is preferable to limit the rotation direction to one direction by incorporating. In this case, in Example 2, a flat knurled eye may be formed on the outer peripheral surface of the roller, and a ratchet mechanism for preventing reverse rotation may be configured by a leaf spring provided on the base.
また、ナットに投入したボールが外部に飛び出すことを防止するために、ナットに蓋部材を設けるようにしてもよい。
上記各実施例においては、ナットにボールを介してネジ軸を螺合させるときに、一旦ナットをスリーブに移した後に、ナットをネジ軸に螺合させるとして説明したが、ネジ軸の軸端形状に合わせて仮軸の円錐状突起やC面取を形成してナット回転させながらネジ軸に直接螺合させるようにしてもよい。これによりボールネジ装置の組立効率を向上させることができる。
Further, a lid member may be provided on the nut in order to prevent the ball thrown into the nut from jumping out.
In each of the above embodiments, when the screw shaft is screwed to the nut via the ball, the nut is once transferred to the sleeve, and then the nut is screwed to the screw shaft. The conical protrusion of the temporary shaft and the C chamfer may be formed in accordance with the above, and may be directly screwed onto the screw shaft while rotating the nut. Thereby, the assembly efficiency of the ball screw device can be improved.
また、上記各実施例においては、本発明の組立装置によるボール装填作業等は手動によって行うとして説明したが、所定数のボールの切出しを行うボール分配フィーダからチューブ等により縦方向に設置したナットへ所定数のボールを自動で投入するように構成し、スライダをアクチュエータ等を用いて回転させ、ナットまたは仮軸に駆動機構を設けて回転駆動するようにして上記の作動となるように電気制御すれば、本発明の組立装置による自動組立装置とすることができ、ボール装填作業の自動化を図ることができる。 In each of the above embodiments, the ball loading operation or the like by the assembling apparatus of the present invention has been described as being manually performed. It is configured so that a predetermined number of balls are automatically thrown in, and the slider is rotated using an actuator or the like, and a drive mechanism is provided on the nut or temporary shaft so as to rotate and be electrically controlled so as to achieve the above operation. For example, an automatic assembling apparatus according to the assembling apparatus of the present invention can be provided, and the ball loading operation can be automated.
更に、上記各実施例においては、コマ式の連結路を有する右ネジのナットの場合を例に説明したが、リターンチューブを連結路としたチューブ式やエンドキャップ式の循環方式に用いるナットにも同様に適用することができる。また位置決めブロックの傾斜部や回転方向を逆向きにすれば左ネジの場合も同様に適用することができる。 Furthermore, in each of the above-described embodiments, the case of a right-handed nut having a koma-type connection path has been described as an example, but the nut used for a tube type or end cap type circulation system with a return tube as a connection path is also described. The same can be applied. Further, if the inclined portion and the rotation direction of the positioning block are reversed, the same applies to the case of a left-hand thread.
1 ボールネジ装置
2 ネジ軸
3 軸軌道溝
4 ナット
5 ナット軌道溝
6 ボール
7 コマ部
8 連結路
10 組立装置
11 仮軸
12 円錐状突起
13 固定端
14 基台
15 シャフト
16 セットビス
17 ナット受台
17a 設置穴
17b 貫通孔
18 位置決めブロック
18a 傾斜部
18b 段部
19 パイロットピン
20 ローラフォロア
21 スライダ
22 ハンドル
24 滑り軸受
25 高さ調整ナット
26 クランプノブ
27 スラストリング
28 スラストベアリング
30 肩部
31 スリーブ
32 ガイド溝
33 嵌合部
35 弾性材
41 C面取
42 サポート部
43 ベアリング
44 回転軸
45 嵌合突起部
46、47、48 ボールプランジャ
50 ローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
基台と、該基台に固定され、この固定端と反対側の端部に傾斜面を設けた仮軸と、前記ナットを縦方向に設置し、該ナットを前記基台に対して回転自在に支持するナット受台と、該ナット受台を段部により昇降させて前記連結路のナット軌道溝への上方開口部の下部付近に前記仮軸の傾斜面と外周面との肩部を位置決めする位置決めブロックとを備えたことを特徴とするボールネジ装置の組立装置。 A screw shaft having a spiral shaft raceway groove formed on the outer peripheral surface; a cylindrical nut having a nut raceway groove opposed to the shaft raceway groove on the inner peripheral surface; and a connecting path for connecting the nut raceway groove; In an assembly device of a ball screw device comprising a plurality of balls circulating in a circulation path constituted by the shaft raceway groove, the nut raceway groove and a connection path,
A base, a temporary shaft fixed to the base and provided with an inclined surface on an end opposite to the fixed end, the nut is installed in a vertical direction, and the nut is rotatable with respect to the base A nut cradle supported by the upper and lower portions of the nut cradle by a stepped portion to position the shoulders of the inclined surface and the outer peripheral surface of the temporary shaft near the lower portion of the upper opening to the nut raceway groove of the connection path An assembly device for a ball screw device, comprising:
基台と、該基台に固定され、前記ナットを縦方向に設置するナット受台と、前記基台に対して回転自在に支持され、先端面側の端部に傾斜面を設けた仮軸と、前記ナット受台を段部により昇降させて前記連結路のナット軌道溝への上方開口部の下部付近に前記仮軸の傾斜面と外周面との肩部を位置決めする位置決めブロックとを備えたことを特徴とするボールネジ装置の組立装置。 A screw shaft having a spiral shaft raceway groove formed on the outer peripheral surface; a cylindrical nut having a nut raceway groove opposed to the shaft raceway groove on the inner peripheral surface; and a connecting path for connecting the nut raceway groove; In an assembly device of a ball screw device comprising a plurality of balls circulating in a circulation path constituted by the shaft raceway groove, the nut raceway groove and a connection path,
A base, a nut holder fixed to the base and installing the nut in a vertical direction, and a temporary shaft which is rotatably supported with respect to the base and has an inclined surface at an end portion on a tip surface side And a positioning block for positioning the shoulder of the inclined surface of the temporary shaft and the outer peripheral surface in the vicinity of the lower portion of the upper opening to the nut raceway groove of the connection path by raising and lowering the nut cradle by the stepped portion. An assembly apparatus for a ball screw device characterized by the above.
前記仮軸の先端に円錐状突起を設けたことを特徴とするボールネジ装置の組立装置。 In claim 1 or claim 2,
An assembly apparatus for a ball screw device, wherein a conical protrusion is provided at a tip of the temporary shaft.
前記円錐状突起の円錐面に、ガイド溝を設けたことを特徴とするボールネジ装置の組立装置。 In claim 3,
An assembly apparatus for a ball screw device, wherein a guide groove is provided on a conical surface of the conical protrusion.
前記仮軸に、弾性材を装着したことを特徴とするボールネジ装置の組立装置。 In claim 1 to claim 3 or claim 4,
An assembly apparatus for a ball screw device, wherein an elastic material is attached to the temporary shaft.
前記位置決めブロックにより前記仮軸の肩部を前記連結路のナット軌道溝への最下方の開口部に位置決めし、前記ナットの内径部に上方から当該循環路に装填する所定の数のボールを投入し、前記ナットと前記仮軸とを相対回転させて前記循環路に前記ボールを装填し、前記位置決めブロックにより順次に上方の連結路に前記仮軸の肩部を移動させて前記ナットにボールを装填することを特徴とするボールネジ装置の組立方法。 Using the assembly device for the ball screw device according to claim 1 to claim 4,
The positioning block positions the shoulder portion of the temporary shaft at the lowermost opening to the nut raceway groove of the connection path, and inserts a predetermined number of balls to be loaded into the circulation path from above into the inner diameter portion of the nut. Then, the nut and the temporary shaft are relatively rotated to load the ball into the circulation path, and the shoulder of the temporary shaft is sequentially moved to the upper connecting path by the positioning block, and the ball is moved to the nut. A method of assembling a ball screw device, comprising: loading.
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