JP4971268B2 - Ball screw device manufacturing method and ball screw device - Google Patents

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Description

本発明は、ねじ軸とナットとの間に形成されたボール転動路内に複数のボールが配置されたボールねじ装置の製造方法およびボールねじ装置に関するものである。   The present invention relates to a ball screw device manufacturing method in which a plurality of balls are arranged in a ball rolling path formed between a screw shaft and a nut, and a ball screw device.

ボールねじ装置は、ねじ軸とナットとの間に形成されたボール転動路内に複数のボールが配置された構造を有しており、ねじ軸の端部は、外周面がボールベアリングなどのラジアル軸受によって回転可能に支持されている（特許文献１参照）。   The ball screw device has a structure in which a plurality of balls are arranged in a ball rolling path formed between a screw shaft and a nut, and the end surface of the screw shaft has an outer peripheral surface such as a ball bearing. It is rotatably supported by a radial bearing (see Patent Document 1).

かかるボールねじ装置においては、一般に、図５（ａ）に示すように、ねじ軸２の外周面に形成された螺旋状の軸側転動溝２１は、ナット３の可動範囲のみに形成され、ラジアル軸受６によって支持される部分には形成されていない。このため、ボールねじ装置を製造する際には、ねじ軸２にナット３を嵌めた後、ねじ軸２を回転させながら、ナット３に形成されている開口部を利用してボール転動路４０内に複数のボールを充填していく。
特開２００７−２１１８２０号公報 In such a ball screw device, generally, as shown in FIG. 5 (a), the spiral shaft side rolling groove 21 formed on the outer peripheral surface of the screw shaft 2 is formed only in the movable range of the nut 3. It is not formed in the portion supported by the radial bearing 6. For this reason, when manufacturing the ball screw device, after the nut 3 is fitted to the screw shaft 2, the ball rolling path 40 is utilized using the opening formed in the nut 3 while rotating the screw shaft 2. Fill multiple balls inside.
JP2007-21118A

しかしながら、ねじ軸２にナット３を嵌めた後、ボール４を充填する作業は、かなりの熟練を有する者でも多大の時間を要するので、生産性が低いという問題点がある。   However, the work of filling the balls 4 after fitting the nuts 3 on the screw shaft 2 requires a lot of time even for those who have considerable skill, and there is a problem that productivity is low.

ここに、本願発明者は、図５（ｂ）に示すように、ねじ軸２に対して、軸側転動溝２１が形成された大径部２ａと、大径部２ａの先端側でラジアル軸受６が装着される小径部２ｂとを設け、大径部２ａには長さ方向の全体にわたって軸側転動溝２１を形成しておくことを提案するものである。かかる構成によれば、予めナット側転動溝３１にボール４を充填したナット３をねじ軸２に通すことができるので、生産性を向上することができる。しかしながら、かかる構成を採用した場合、図５（ａ）に示す構成と比較して、ラジアル軸受６として小径のものを用いることになるため、定格荷重が低下するという問題点がある。   Here, as shown in FIG. 5 (b), the inventor of the present application has a large-diameter portion 2a in which the shaft-side rolling groove 21 is formed with respect to the screw shaft 2, and a radial at the tip side of the large-diameter portion 2a. It is proposed that a small-diameter portion 2b to which the bearing 6 is mounted is provided, and that the shaft-side rolling groove 21 is formed in the large-diameter portion 2a over the entire length direction. According to such a configuration, the nut 3 in which the balls 4 are filled in the nut-side rolling groove 31 in advance can be passed through the screw shaft 2, so that productivity can be improved. However, when such a configuration is adopted, there is a problem in that the rated load is reduced because a radial bearing 6 having a smaller diameter is used as compared with the configuration shown in FIG.

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、予めナット側転動溝にボールを充填したナットをねじ軸に通すことができ、かつ、大径のラジアル軸受を用いることのできるボールねじ装置の製造方法およびボールねじ装置を提供することにある。   In view of the above problems, the object of the present invention is to provide a ball screw device capable of passing a nut filled with a ball in a nut-side rolling groove in advance through a screw shaft and using a large-diameter radial bearing. And a ball screw device.

上記課題を解決するために、本発明では、外周面に螺旋状の軸側転動溝を備えたねじ軸と、内周面に螺旋状のナット側転動溝を備え、前記ねじ軸の外側に嵌められたナットと、前記軸側転動溝と前記ナット側転動溝とにより形成されたボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ねじ軸の一方端側を支持するラジアル軸受と、を有するボールねじ装置の製造方法において、前記ねじ軸の一方端側において、前記軸側転動溝が形成されている部分と同一径の軸端部の外周面に前記軸側転動溝から連続する螺旋溝を形成する溝形成工程と、前記ナット側転動溝内に前記ボールを配置した前記ナットを前記軸端部の側から前記ねじ軸に通すナット装着工程と、前記軸端部の外周面を前記ラジアル軸受により支持された状態とする軸受取付工程と、を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, in the present invention, a screw shaft having a spiral shaft side rolling groove on the outer peripheral surface, a spiral nut side rolling groove on the inner peripheral surface, and an outer side of the screw shaft. A plurality of balls arranged in a ball rolling path formed by the nut fitted in the shaft, the shaft-side rolling groove and the nut-side rolling groove, and a radial supporting one end side of the screw shaft In the method of manufacturing a ball screw device having a bearing, on one end side of the screw shaft, the shaft-side rolling is performed on the outer peripheral surface of the shaft end portion having the same diameter as the portion where the shaft-side rolling groove is formed. A groove forming step of forming a spiral groove continuous from the groove, a nut mounting step of passing the nut having the ball disposed in the nut-side rolling groove from the shaft end portion to the screw shaft, and the shaft end Bearing mounting process in which the outer peripheral surface of the portion is supported by the radial bearing , Characterized by having a.

かかる方法で製造した場合、外周面に螺旋状の軸側転動溝を備えたねじ軸と、内周面に螺旋状のナット側転動溝を備え、前記ねじ軸の外側に嵌められたナットと、前記軸側転動溝と前記ナット側転動溝とにより形成されたボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ねじ軸の一方端側を支持するラジアル軸受と、を有するボールねじ装置において、前記ねじ軸の一方端側で外周面が前記ラジアル軸受により支持されている軸端部は、前記ねじ軸において前記軸側転動溝が形成されている部分と同一径であって、当該軸端部の外周面には前記軸側転動溝から連続する螺旋溝が形成されている構成を有することになる。   When manufactured by such a method, a screw shaft provided with a spiral shaft side rolling groove on the outer peripheral surface, and a nut fitted with an outer surface of the screw shaft provided with a spiral nut side rolling groove on the inner peripheral surface. And a plurality of balls arranged in a ball rolling path formed by the shaft side rolling groove and the nut side rolling groove, and a radial bearing for supporting one end side of the screw shaft. In the ball screw device, the shaft end portion whose outer peripheral surface is supported by the radial bearing on one end side of the screw shaft has the same diameter as the portion where the shaft-side rolling groove is formed on the screw shaft. Thus, the outer peripheral surface of the shaft end portion has a configuration in which a spiral groove continuous from the shaft-side rolling groove is formed.

本発明では、ねじ軸の一方端側で外周面がラジアル軸受により支持されている軸端部は、ねじ軸において前記軸側転動溝が形成されている部分と同一径であって、外周面には軸側転動溝から連続する螺旋溝が形成されているため、予め、ナット側転動溝にボールを充填したナットをねじ軸に通すことができる。従って、ねじ軸にナットを嵌めた後、ねじ軸を回転させながら、ボール転動路内に複数のボールを充填する作業を行なう必要がないので、生産性を向上することができる。また、ねじ軸の一方端側で外周面がラジアル軸受により支持されている軸端部は、ねじ軸において軸側転動溝が形成されている部分と同一径であり、太いので、大径のラジアル軸受を用いることができる。それ故、定格荷重が大きなボールねじ装置を提供することができる。   In the present invention, the shaft end portion whose outer peripheral surface is supported by the radial bearing on one end side of the screw shaft has the same diameter as the portion where the shaft-side rolling groove is formed on the screw shaft, and the outer peripheral surface Since a spiral groove is formed continuously from the shaft-side rolling groove, a nut filled with a ball in the nut-side rolling groove in advance can be passed through the screw shaft. Therefore, it is not necessary to perform an operation of filling a plurality of balls in the ball rolling path while rotating the screw shaft after fitting the nut to the screw shaft, so that productivity can be improved. In addition, the shaft end portion whose outer peripheral surface is supported by the radial bearing on one end side of the screw shaft has the same diameter as the portion where the shaft-side rolling groove is formed on the screw shaft, and is thick. A radial bearing can be used. Therefore, a ball screw device having a large rated load can be provided.

本発明において、前記溝形成工程では、前記軸側転動溝および前記螺旋溝を形成すべき領域に沿って前記ねじ軸の外周側に螺旋状の溝を形成する粗加工を行なった後、当該溝のうち、前記軸側転動溝に相当する部分に対しては、断面円弧状とする仕上げ加工を行い、前記螺旋溝に相当する部分に対しては前記仕上げ加工を行わないことが好ましい。   In the present invention, in the groove forming step, after roughing to form a spiral groove on the outer peripheral side of the screw shaft along the region where the shaft side rolling groove and the spiral groove are to be formed, Of the grooves, it is preferable that a portion corresponding to the shaft-side rolling groove is subjected to a finishing process having a circular arc shape and a portion corresponding to the spiral groove is not subjected to the finishing process.

すなわち、外周面に螺旋状の軸側転動溝を備えたねじ軸と、内周面に螺旋状のナット側転動溝を備え、前記ねじ軸の外側に嵌められたナットと、前記軸側転動溝と前記ナット側転動溝とにより形成されたボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ねじ軸の一方端側を支持するラジアル軸受と、を有するボールねじ装置において、前記ねじ軸の一方端側で外周面が前記ラジアル軸受により支持されている軸端部は、前記ねじ軸において前記軸側転動溝が形成されている部分と同一径であって、当該軸端部の外周面には前記軸側転動溝から連続する螺旋溝が形成され、前記軸側転動溝と前記螺旋溝とは断面形状が相違していることを特徴とする。   That is, a screw shaft having a spiral shaft-side rolling groove on the outer peripheral surface, a nut having a spiral nut-side rolling groove on the inner peripheral surface and fitted on the outer side of the screw shaft, and the shaft side In a ball screw device having a plurality of balls arranged in a ball rolling path formed by a rolling groove and the nut side rolling groove, and a radial bearing supporting one end side of the screw shaft, The shaft end portion whose outer peripheral surface is supported by the radial bearing on one end side of the screw shaft has the same diameter as the portion where the shaft-side rolling groove is formed on the screw shaft, and the shaft end portion A spiral groove continuous from the shaft-side rolling groove is formed on the outer peripheral surface of the portion, and the shaft-side rolling groove and the spiral groove have different cross-sectional shapes.

このように構成すると、仕上げ加工を必要最小限に行なうので、軸端部に螺旋溝を追加した場合でも生産性が低下することがない。   If comprised in this way, since finishing is performed to the minimum necessary, productivity does not fall even if a spiral groove is added to the shaft end.

本発明において、前記ラジアル軸受としては、前記軸端部に内輪が嵌められたボールベアリングを用いることができる。   In the present invention, as the radial bearing, a ball bearing in which an inner ring is fitted to the shaft end portion can be used.

本発明において、前記ナット装着工程では、前記ナットの内側に前記ナット側転動溝からの前記ボールの脱落を防止するボール保持具を配置しておき、当該ナットを前記軸端部の側から前記ねじ軸に通して当該ねじ軸と前記ボール保持具とを入れ替える構成を採用することができる。   In the present invention, in the nut mounting step, a ball holder for preventing the ball from falling off from the nut-side rolling groove is arranged inside the nut, and the nut is moved from the shaft end side to the nut end. A configuration in which the screw shaft and the ball holder are exchanged through the screw shaft can be employed.

本発明において、前記ねじ軸には、該ねじ軸の熱変位を吸収するための予張力が印加されていることが好ましい。かかる構成を実現するには、前記ねじ軸に対して、該ねじ軸の熱変位を吸収するための予張力を印加する予張力印加工程を行なう。このように構成すると、ボールねじ装置を使用した際、ねじ軸が発熱してねじ軸が熱変位を起こす場合でも、かかる熱変位を、予張力に起因する応力で吸収することができる。それ故、ボールねじ装置を安定した状態で使用することができる。この場合、前記予張力印加工程では、前記軸端部に形成された前記螺旋溝を利用して予張力印加具を螺着することが好ましい。   In the present invention, it is preferable that a pretension for absorbing thermal displacement of the screw shaft is applied to the screw shaft. In order to realize such a configuration, a pretension applying step of applying a pretension for absorbing thermal displacement of the screw shaft is performed on the screw shaft. With this configuration, when the ball screw device is used, even when the screw shaft generates heat and the screw shaft causes thermal displacement, the thermal displacement can be absorbed by the stress caused by the pretension. Therefore, the ball screw device can be used in a stable state. In this case, in the pretension applying step, it is preferable that the pretension applying tool is screwed using the spiral groove formed in the shaft end portion.

本発明では、ねじ軸の一方端側で外周面がラジアル軸受により支持されている軸端部は、ねじ軸において前記軸側転動溝が形成されている部分と同一径であって、外周面には軸側転動溝から連続する螺旋溝が形成されているため、予め、ナット側転動溝にボールを充填したナットをねじ軸に通すことができる。従って、ねじ軸にナットを嵌めた後、ねじ軸を回転させながら、ボール転動路内に複数のボールを充填する作業を行なう必要がないので、生産性を向上することができる。また、ねじ軸の一方端側で外周面がラジアル軸受により支持されている軸端部は、ねじ軸において軸側転動溝が形成されている部分と同一径であり、太いので、大径のラジアル軸受を用いることができる。それ故、定格荷重が大きなボールねじ装置を提供することができる。   In the present invention, the shaft end portion whose outer peripheral surface is supported by the radial bearing on one end side of the screw shaft has the same diameter as the portion where the shaft-side rolling groove is formed on the screw shaft, and the outer peripheral surface Since a spiral groove is formed continuously from the shaft-side rolling groove, a nut filled with a ball in the nut-side rolling groove in advance can be passed through the screw shaft. Therefore, it is not necessary to perform an operation of filling a plurality of balls in the ball rolling path while rotating the screw shaft after fitting the nut to the screw shaft, so that productivity can be improved. In addition, the shaft end portion whose outer peripheral surface is supported by the radial bearing on one end side of the screw shaft has the same diameter as the portion where the shaft-side rolling groove is formed on the screw shaft, and is thick. A radial bearing can be used. Therefore, a ball screw device having a large rated load can be provided.

図面を参照して、本発明を適用したボールねじ装置およびその製造方法を説明する。   A ball screw device to which the present invention is applied and a manufacturing method thereof will be described with reference to the drawings.

（ボールねじ装置の全体構成）
図１は、本発明を適用したボールねじ装置の平面図である。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用したボールねじ装置の要部を示す説明図、およびねじ軸の端部の断面図である。 (Overall configuration of ball screw device)
FIG. 1 is a plan view of a ball screw device to which the present invention is applied. FIGS. 2A and 2B are an explanatory view showing a main part of a ball screw device to which the present invention is applied and a cross-sectional view of an end portion of a screw shaft.

図１に示すボールねじ装置１はリニアアクチュエータであり、ねじ軸２およびこのねじ軸２の外側に嵌められたナット３を備えたボールねじ１０を備えている。また、ボールねじ装置１は、ボールねじ１０を支持するベース８と、ボールねじ１０のナット３に連結された可動体１１と、ボールねじ１０のねじ軸２を回転駆動する駆動装置７とを有している。   A ball screw device 1 shown in FIG. 1 is a linear actuator, and includes a ball screw 10 having a screw shaft 2 and a nut 3 fitted on the outside of the screw shaft 2. The ball screw device 1 includes a base 8 that supports the ball screw 10, a movable body 11 that is coupled to the nut 3 of the ball screw 10, and a drive device 7 that rotationally drives the screw shaft 2 of the ball screw 10. is doing.

ベース８は、ねじ軸２の基端側および先端側の各々に基端側サポート部８１および先端側サポート部８２を備えている。基端側サポート部８１および先端側サポート部８２には、ボールベアリングからなるラジアル軸受５、６が搭載されており、かかるラジアル軸受５、６では、ねじ軸２の外周側に嵌められた内輪５１、６１と、基端側サポート部８１および先端側サポート部８２に保持された外輪５３、６３と、内輪５１、６１と外輪５３、６３との間に配置されたベアリングボール５２、６２とを備えている。本形態において、ラジアル軸受５、６は、軸線方向に配置された２つで１組のボールベアリングにより構成されている。駆動装置７は、例えば、ねじ軸２の基端側にカップリング７５を介して連結されたモータ７０を備えている。可動体１１は、ナット３のフランジ部３５にボルトにより連結されており、ねじ軸２と平行に配置されたガイドレール（図示）に案内されて、ナット３と一体に直動する。なお、ラジアル軸受５、６は、１つのボールベアリングにより構成されることもある。   The base 8 includes a proximal end side support portion 81 and a distal end side support portion 82 on each of the proximal end side and the distal end side of the screw shaft 2. Radial bearings 5 and 6 made of ball bearings are mounted on the base end side support portion 81 and the distal end side support portion 82, and in the radial bearings 5 and 6, an inner ring 51 fitted on the outer peripheral side of the screw shaft 2. , 61, outer rings 53, 63 held by the proximal end side support part 81 and the distal end side support part 82, and bearing balls 52, 62 arranged between the inner rings 51, 61 and the outer rings 53, 63. ing. In this embodiment, the radial bearings 5 and 6 are constituted by a pair of ball bearings with two arranged in the axial direction. The drive device 7 includes, for example, a motor 70 connected to the proximal end side of the screw shaft 2 via a coupling 75. The movable body 11 is connected to the flange portion 35 of the nut 3 by bolts, and is guided by a guide rail (shown) arranged in parallel with the screw shaft 2 so as to move directly with the nut 3. In addition, the radial bearings 5 and 6 may be comprised by one ball bearing.

図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ボールねじ１０において、ねじ軸２の外周面には螺旋状の軸側転動溝２１が形成されており、ナット３の内周面には螺旋状のナット側転動溝３１が形成されている。また、ナット３の内側では、軸側転動溝２１とナット側転動溝３１とにより形成されたボール転動路４０に複数のボール４が配列されており、ナット３の端部には、ナット３とねじ軸２との隙間を塞ぐリング状のシール部材３９が取り付けられている。本形態のボールねじ１０において、ナット３では、ナット側転動溝３１の端部でボール４を掬い上げて循環させる循環部３７が形成されている。なお、循環部３７は、ナット３に外付けされたチューブを利用した構成の他、ナット３自身に形成される場合もある。また、ボール４は、リテーナ（図示せず）に保持された状態でボール転動路４０に配置される場合もある。   As shown in FIGS. 1, 2 (a) and 2 (b), in the ball screw 10, a spiral shaft side rolling groove 21 is formed on the outer peripheral surface of the screw shaft 2, and the inner periphery of the nut 3 is formed. A spiral nut-side rolling groove 31 is formed on the surface. Further, inside the nut 3, a plurality of balls 4 are arranged in a ball rolling path 40 formed by the shaft side rolling groove 21 and the nut side rolling groove 31, and at the end of the nut 3, A ring-shaped seal member 39 that closes the gap between the nut 3 and the screw shaft 2 is attached. In the ball screw 10 of this embodiment, the nut 3 is formed with a circulating portion 37 that crawls up and circulates the ball 4 at the end of the nut-side rolling groove 31. In addition, the circulation part 37 may be formed in nut 3 itself other than the structure using the tube attached to nut 3 outside. Further, the ball 4 may be disposed on the ball rolling path 40 while being held by a retainer (not shown).

このように構成したボールねじ装置１では、駆動装置７によってねじ軸２が軸線Ｌの周りに回転駆動されると、ねじ軸２上でナット３が移動し、ナット３とともに可動体１１が軸線Ｌの方向に移動する。   In the ball screw device 1 configured as described above, when the screw shaft 2 is rotationally driven around the axis L by the drive device 7, the nut 3 moves on the screw shaft 2, and the movable body 11 together with the nut 3 moves the axis L. Move in the direction of.

（ねじ軸２の詳細構成）
本形態において、ねじ軸２の先端側（一方端側）では、外周面がラジアル軸受６により支持されている軸端部２８は、ねじ軸２において軸側転動溝２１が形成されている部分と外径寸法が同一である。また、軸端部２８の外周面には軸側転動溝２１から連続する螺旋溝２９が形成されており、かかる螺旋溝２９は、軸側転動溝２１とリード角などが同一である。 (Detailed configuration of screw shaft 2)
In this embodiment, on the tip side (one end side) of the screw shaft 2, the shaft end portion 28 whose outer peripheral surface is supported by the radial bearing 6 is a portion where the shaft-side rolling groove 21 is formed in the screw shaft 2. And the outer diameter are the same. Further, a spiral groove 29 continuous from the shaft-side rolling groove 21 is formed on the outer peripheral surface of the shaft end portion 28, and the spiral groove 29 has the same lead angle as the shaft-side rolling groove 21.

ここで、軸側転動溝２１は、ナット３を駆動する際、ボール４がスムーズに転動するように、内面が円弧状の平滑面に仕上げ加工が施されている。なお、軸側転動溝２１の底部には浅くて幅の狭い筋状の凹部が形成されている。これに対して、軸端部２８に形成された螺旋溝２９は、後述する製造方法によって、ボールねじ装置１を製造する際、その組み立て工程において、ボール４を通過させるのに用いられるだけである。このため、軸端部２８の螺旋溝２９は、例えば、略台形の断面を有するように粗加工が施された状態のままであり、内面が円弧状の平滑面とする仕上げ加工が施されていない。   Here, the shaft-side rolling groove 21 has an inner surface finished with a circular arc so that the ball 4 rolls smoothly when the nut 3 is driven. Note that a shallow and narrow streak-like recess is formed at the bottom of the shaft-side rolling groove 21. On the other hand, the spiral groove 29 formed in the shaft end portion 28 is only used for passing the ball 4 in the assembly process when the ball screw device 1 is manufactured by the manufacturing method described later. . For this reason, for example, the spiral groove 29 of the shaft end portion 28 remains in a state in which rough processing is performed so as to have a substantially trapezoidal cross section, and finish processing is performed so that the inner surface is an arc-shaped smooth surface. Absent.

ねじ軸２では、軸端部２８よりさらに先端側に小径部２７が突出しており、かかる小径部２７は、ねじ軸２の先端に、ねじ軸２が軸線方向に移動することを防止するストッパ９２をボルトにより固定するのに用いられている。ねじ軸２の基端側にも、ねじ軸２が軸線方向に移動することを防止するストッパ９１が固定されている。なお、ねじ軸２の先端側に小径部２７が形成されていない構成を採用することもある。   In the screw shaft 2, a small-diameter portion 27 protrudes further to the tip side than the shaft end portion 28, and the small-diameter portion 27 is a stopper 92 that prevents the screw shaft 2 from moving in the axial direction at the tip of the screw shaft 2. Is used for fixing with bolts. A stopper 91 that prevents the screw shaft 2 from moving in the axial direction is also fixed to the proximal end side of the screw shaft 2. A configuration in which the small diameter portion 27 is not formed on the tip side of the screw shaft 2 may be employed.

（製造方法）
図３は、本発明を適用したボールねじ装置１の製造工程のうち、ナット装着工程の様子を示す説明図である。 (Production method)
FIG. 3 is an explanatory view showing the state of the nut mounting step in the manufacturing process of the ball screw device 1 to which the present invention is applied.

本形態のボールねじ装置１の製造方法のうち、ボールねじ１０を製造するにあたっては、まず、溝形成工程において、ねじ軸２を構成するための丸棒の外周面に対して、ナット４が移動する範囲にわたっては軸側転動溝２１を形成するとともに、ねじ軸２の軸端部２８の外周面には軸側転動溝２１から連続する螺旋溝２９を形成する。ねじ軸２において軸側転動溝２１を形成する部分と、螺旋溝２９を形成する軸端部２８とは同一の径である。   Among the manufacturing methods of the ball screw device 1 of this embodiment, when manufacturing the ball screw 10, first, the nut 4 moves with respect to the outer peripheral surface of the round bar for constituting the screw shaft 2 in the groove forming step. A shaft-side rolling groove 21 is formed over a range to be formed, and a spiral groove 29 continuous from the shaft-side rolling groove 21 is formed on the outer peripheral surface of the shaft end portion 28 of the screw shaft 2. A portion of the screw shaft 2 that forms the shaft-side rolling groove 21 and a shaft end portion 28 that forms the spiral groove 29 have the same diameter.

かかる溝形成工程では、軸側転動溝２１および螺旋溝２９を形成すべき領域に沿ってねじ軸２の外周側に螺旋状の溝を形成する粗加工を行なった後、かかる溝のうち、軸側転動溝２１に相当する部分に対しては、断面円弧状とする仕上げ加工を行い、螺旋溝２９に相当する部分に対しては仕上げ加工を行わない。このように構成すると、軸側転動溝２１と螺旋溝２９とは断面形状が相違している構成となる。かかる構成によれば、仕上げ加工を必要最小限に行なうので、軸端部２８に螺旋溝２９を追加した場合でも生産性が低下しない。   In such a groove forming step, after performing roughing to form a spiral groove on the outer peripheral side of the screw shaft 2 along the region where the shaft-side rolling groove 21 and the spiral groove 29 are to be formed, The portion corresponding to the shaft-side rolling groove 21 is finished with a circular arc cross section, and the portion corresponding to the spiral groove 29 is not finished. If comprised in this way, it will become the structure from which the cross-sectional shape differs between the axial side rolling groove 21 and the spiral groove 29. FIG. According to such a configuration, since the finishing process is performed to the minimum necessary, productivity is not lowered even when the spiral groove 29 is added to the shaft end portion 28.

次のナット装着工程では、ナット側転動溝３１内にボール４を配置したナット３を軸端部２８の側からねじ軸２に通す。その際、ボール４は、軸端部２８の外周面に形成された螺旋溝２９を通ってナット側転動溝３１に入り込む。   In the next nut mounting step, the nut 3 in which the ball 4 is disposed in the nut-side rolling groove 31 is passed through the screw shaft 2 from the shaft end portion 28 side. At that time, the ball 4 enters the nut-side rolling groove 31 through the spiral groove 29 formed on the outer peripheral surface of the shaft end portion 28.

かかるナット装着工程では、例えば、図３に示すように、ナット３の内側にナット側転動溝３１からのボール４の脱落を防止する円筒状のボール保持具３８を仮軸として配置しておき、ナット３を軸端部２８の側からねじ軸２に通してねじ軸２とボール保持具３８とを入れ替える。このようなボール保持具３８付きのナット３は、ボールねじ製造メーカから容易に入手できる。   In such a nut mounting step, for example, as shown in FIG. 3, a cylindrical ball holder 38 that prevents the ball 4 from dropping off from the nut-side rolling groove 31 is disposed inside the nut 3 as a temporary shaft. The nut 3 is passed through the screw shaft 2 from the shaft end portion 28 side to replace the screw shaft 2 and the ball holder 38. The nut 3 with such a ball holder 38 can be easily obtained from a ball screw manufacturer.

なお、図３には、ボール保持具３８として、外周面に螺旋溝２９が形成されていない円筒状のスリーブが用いられている例を示したが、外周面に螺旋の溝が形成されたスリーブあるいは棒材をボール保持具３８として用いてもよい。   FIG. 3 shows an example in which a cylindrical sleeve in which the spiral groove 29 is not formed on the outer peripheral surface is used as the ball holder 38, but a sleeve in which a spiral groove is formed on the outer peripheral surface. Alternatively, a bar may be used as the ball holder 38.

また、ねじ軸２に通す前のナット３のナット側転動溝３１にボール４を配置するにあたっては、例えば、特開平６−２８８４５８号に開示のリテーナを用いれば、図３に示すボール保持具を用いなくても、ボール４の脱落を防止することができる。   Further, when the ball 4 is arranged in the nut-side rolling groove 31 of the nut 3 before passing through the screw shaft 2, for example, if a retainer disclosed in JP-A-6-288458 is used, a ball holder shown in FIG. The ball 4 can be prevented from falling off without using.

次の軸受取付工程においては、ねじ軸２の軸端部２８の外周面にラジアル軸受６を取り付ける。その結果、軸端部２８の外周面に形成されている螺旋溝２９は、ラジアル軸受６の内輪で覆われることになる。なお、ねじ軸２の基端側にはラジアル軸受５を取り付ける。   In the next bearing mounting step, the radial bearing 6 is mounted on the outer peripheral surface of the shaft end portion 28 of the screw shaft 2. As a result, the spiral groove 29 formed on the outer peripheral surface of the shaft end portion 28 is covered with the inner ring of the radial bearing 6. A radial bearing 5 is attached to the base end side of the screw shaft 2.

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のボールねじ装置１およびその製造方法では、ねじ軸２の先端側（一方端側）で外周面がラジアル軸受６により支持されている軸端部２８は、ねじ軸２において軸側転動溝２１が形成されている部分と同一径であって、外周面には軸側転動溝２１から連続する螺旋溝２９が形成されている。このため、予め、ナット側転動溝３１にボール４を充填したナット３をねじ軸２に通すことができる。従って、ねじ軸２にナット３を嵌めた後、ねじ軸２を回転させながら、ボール転動路４０内に複数のボール４を充填する作業を行なう必要がないので、生産性を向上することができる。 (Main effects of this form)
As described above, in the ball screw device 1 and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, the shaft end portion 28 whose outer peripheral surface is supported by the radial bearing 6 on the tip end side (one end side) of the screw shaft 2 is the screw shaft. In FIG. 2, a spiral groove 29 having the same diameter as that of the portion where the shaft-side rolling groove 21 is formed and continuous from the shaft-side rolling groove 21 is formed on the outer peripheral surface. For this reason, the nut 3 in which the ball 4 is filled in the nut-side rolling groove 31 in advance can be passed through the screw shaft 2. Accordingly, after the nut 3 is fitted to the screw shaft 2, it is not necessary to perform an operation of filling the ball rolling path 40 with the plurality of balls 4 while rotating the screw shaft 2, thereby improving productivity. it can.

また、ねじ軸２の一方端側で外周面がラジアル軸受６により支持されている軸端部２８は、ねじ軸２において軸側転動溝２１が形成されている部分と同一径であり、太いので、大径のラジアル軸受６を用いることができる。それ故、定格荷重が大きなボールねじ装置１を提供することができる。   Further, the shaft end portion 28 whose outer peripheral surface is supported by the radial bearing 6 on one end side of the screw shaft 2 has the same diameter as the portion where the shaft-side rolling groove 21 is formed in the screw shaft 2 and is thick. Therefore, the large-diameter radial bearing 6 can be used. Therefore, the ball screw device 1 having a large rated load can be provided.

（他の実施の形態）
上記実施の形態では、ラジアル軸受５、６としてボールベアリングが用いられていたが、ラジアル軸受５、６にニードル軸受など他の軸受が用いられているボールねじ装置１に本発明を適用してもよい。 (Other embodiments)
In the above embodiment, ball bearings are used as the radial bearings 5 and 6, but the present invention is also applied to the ball screw device 1 in which other bearings such as needle bearings are used for the radial bearings 5 and 6. Good.

上記実施の形態において、ねじ軸２には、ねじ軸２の熱変位を吸収するための予張力が印加されていることが好ましい。このように構成すると、ボールねじ装置１を使用した際、ねじ軸２が発熱してねじ軸２が熱変位を起こす場合でも、かかる熱変位を、予張力に起因する応力で吸収することができる。それ故、ボールねじ装置１を安定した状態で使用することができる。   In the above embodiment, it is preferable that a pretension for absorbing thermal displacement of the screw shaft 2 is applied to the screw shaft 2. With this configuration, when the ball screw device 1 is used, even when the screw shaft 2 generates heat and the screw shaft 2 undergoes thermal displacement, the thermal displacement can be absorbed by the stress caused by the pretension. . Therefore, the ball screw device 1 can be used in a stable state.

かかる予張力を印加するにあたって、本形態のねじ軸２には、軸端部２８に螺旋溝２９が形成されているため、かかる螺旋溝２９を利用して、図４に示すように、ラジアル軸受６の内輪と隣接する位置に、スペーサ６９を介して予張力印加具６５を螺着することができる。図４に示す予張力印加具６５は、２つの予張力印加用ナット６６、６７を備えたダブルナットである。かかるダブルナットにより、ねじ軸２に予張力を印加するには、螺旋溝に予張力印加用ナット６７を螺着した後、予張力印加用ナット６７からのねじ軸２に突き出し部分にボルトテンショナ（図示せず）を取り付けてねじ軸２を引っ張り、ねじ軸が伸びた分、予張力印加用ナット６７を締める。しかる後に、ボルトテンショナを外すと、ねじ軸２に予張力が印加された状態となる。かかる構成を採用するにあたって、ねじ軸２において予張力印加具６５が螺着されている軸端部２８は、軸側転動溝２１が形成されている部分と同一径で太いので、予張力印加用ナット６６、６７として大きなものを取り付けることができる。   When applying such pretension, the screw shaft 2 of the present embodiment has a spiral groove 29 formed in the shaft end portion 28. Therefore, as shown in FIG. A pre-tension applying tool 65 can be screwed through a spacer 69 at a position adjacent to the inner ring 6. The pretension applying tool 65 shown in FIG. 4 is a double nut provided with two pretension applying nuts 66 and 67. In order to apply a pretension to the screw shaft 2 with such a double nut, a pretension applying nut 67 is screwed into the spiral groove, and then a bolt tensioner ( (Not shown) is attached, the screw shaft 2 is pulled, and the pre-tension applying nut 67 is tightened to the extent that the screw shaft is extended. Thereafter, when the bolt tensioner is removed, a pretension is applied to the screw shaft 2. In adopting such a configuration, the shaft end portion 28 to which the pretension applying tool 65 is screwed in the screw shaft 2 is the same diameter and thick as the portion where the shaft side rolling groove 21 is formed. Large nuts 66 and 67 can be attached.

本発明を適用したボールねじ装置の平面図である。It is a top view of the ball screw device to which the present invention is applied. （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したボールねじ装置の要部を示す説明図、およびねじ軸の端部の断面図である。(A), (b) is each explanatory drawing which shows the principal part of the ball screw apparatus to which this invention is applied, and sectional drawing of the edge part of a screw shaft. 本発明を適用したボールねじ装置の製造工程のうち、ナット装着工程の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of a nut mounting process among the manufacturing processes of the ball screw apparatus to which this invention is applied. 本発明を適用したボールねじ装置においてねじ軸に予張力印加具を取り付けた様子を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically a mode that the pretension application tool was attached to the screw shaft in the ball screw apparatus to which this invention is applied. （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の従来例および参考例に係るボールねじ装置の説明図である。(A), (b) is explanatory drawing of the ball screw apparatus which concerns on the prior art example and reference example of this invention, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

１ ボールねじ装置
２ ねじ軸
３ ナット
４ ボール
５、６ ラジアル軸受
７ 駆動装置
８ ベース
１０ ボールねじ
１１ 可動体
２１ 軸側転動溝
２８ 軸端部
２９ 螺旋溝
３１ ナット側転動溝
３８ ボール保持具
４０ ボール転動路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball screw device 2 Screw shaft 3 Nut 4 Balls 5 and 6 Radial bearing 7 Drive device 8 Base 10 Ball screw 11 Movable body 21 Shaft side rolling groove 28 Shaft end 29 Spiral groove 31 Nut side rolling groove 38 Ball holder 40 ball rolling path

Claims (10)

外周面に螺旋状の軸側転動溝を備えたねじ軸と、内周面に螺旋状のナット側転動溝を備え、前記ねじ軸の外側に嵌められたナットと、前記軸側転動溝と前記ナット側転動溝とにより形成されたボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ねじ軸の一方端側を支持するラジアル軸受と、を有するボールねじ装置の製造方法において、
前記ねじ軸の一方端側において、前記軸側転動溝が形成されている部分と同一径の軸端部の外周面に前記軸側転動溝から連続する螺旋溝を形成する溝形成工程と、
前記ナット側転動溝内に前記ボールを配置した前記ナットを前記軸端部の側から前記ねじ軸に通すナット装着工程と、
前記軸端部の外周面を前記ラジアル軸受により支持された状態とする軸受取付工程と、
を有することを特徴とするボールねじ装置の製造方法。 A screw shaft having a spiral shaft-side rolling groove on the outer peripheral surface, a nut having a spiral nut-side rolling groove on the inner peripheral surface, and fitted on the outside of the screw shaft; and the shaft-side rolling In a method for manufacturing a ball screw device, comprising: a plurality of balls arranged in a ball rolling path formed by a groove and the nut side rolling groove; and a radial bearing supporting one end side of the screw shaft. ,
A groove forming step of forming, on one end side of the screw shaft, a spiral groove continuous from the shaft-side rolling groove on an outer peripheral surface of a shaft end portion having the same diameter as a portion where the shaft-side rolling groove is formed; ,
A nut mounting step of passing the nut in which the ball is disposed in the nut-side rolling groove from the shaft end side to the screw shaft;
A bearing mounting step in which the outer peripheral surface of the shaft end is supported by the radial bearing;
A method of manufacturing a ball screw device, comprising: 前記溝形成工程では、前記軸側転動溝および前記螺旋溝を形成すべき領域に沿って前記ねじ軸の外周側に螺旋状の溝を形成する粗加工を行なった後、当該溝のうち、前記軸側転動溝に相当する部分に対しては、断面円弧状とする仕上げ加工を行い、前記螺旋溝に相当する部分に対しては前記仕上げ加工を行わないことを特徴とする請求項１に記載のボールねじ装置の製造方法。   In the groove forming step, after performing rough machining to form a spiral groove on the outer peripheral side of the screw shaft along the region where the shaft-side rolling groove and the spiral groove are to be formed, The portion corresponding to the shaft-side rolling groove is subjected to a finishing process having a circular arc shape, and the portion corresponding to the spiral groove is not subjected to the finishing process. A manufacturing method of a ball screw device given in above. 前記ラジアル軸受は、前記軸端部に内輪が嵌められたボールベアリングであることを特徴とする請求項１または２に記載のボールねじ装置の製造方法。   The method for manufacturing a ball screw device according to claim 1, wherein the radial bearing is a ball bearing in which an inner ring is fitted to the shaft end portion. 前記ナット装着工程では、前記ナットの内側に前記ナット側転動溝からの前記ボールの脱落を防止するボール保持具を配置しておき、当該ナットを前記軸端部の側から前記ねじ軸に通して当該ねじ軸と前記ボール保持具とを入れ替えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のボールねじ装置の製造方法。   In the nut mounting step, a ball holder that prevents the ball from falling off from the nut-side rolling groove is disposed inside the nut, and the nut is passed through the screw shaft from the shaft end side. 4. The method of manufacturing a ball screw device according to claim 1, wherein the screw shaft and the ball holder are interchanged. 5. 前記ねじ軸に対して、該ねじ軸の熱変位を吸収するための予張力を印加する予張力印加工程を行なうことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のボールねじ装置の製造方法。   The ball screw device according to any one of claims 1 to 4, wherein a pretension applying step of applying a pretension for absorbing thermal displacement of the screw shaft is performed on the screw shaft. Manufacturing method. 前記予張力印加工程では、前記軸端部に形成された前記螺旋溝を利用して予張力印加具を螺着することを特徴とする請求項５に記載のボールねじ装置の製造方法。   6. The method of manufacturing a ball screw device according to claim 5, wherein, in the pretension applying step, a pretension applying tool is screwed using the spiral groove formed in the shaft end portion. 外周面に螺旋状の軸側転動溝を備えたねじ軸と、内周面に螺旋状のナット側転動溝を備え、前記ねじ軸の外側に嵌められたナットと、前記軸側転動溝と前記ナット側転動溝とにより形成されたボール転動路内に配置された複数のボールと、前記ねじ軸の一方端側を支持するラジアル軸受と、を有するボールねじ装置において、
前記ねじ軸の一方端側で外周面が前記ラジアル軸受により支持されている軸端部は、前記ねじ軸において前記軸側転動溝が形成されている部分と同一径であって、当該軸端部の外周面には前記軸側転動溝から連続する螺旋溝が形成され、
前記軸側転動溝と前記螺旋溝とは断面形状が相違していることを特徴とするボールねじ装置。 A screw shaft having a spiral shaft-side rolling groove on the outer peripheral surface, a nut having a spiral nut-side rolling groove on the inner peripheral surface, and fitted on the outside of the screw shaft; and the shaft-side rolling In a ball screw device having a plurality of balls arranged in a ball rolling path formed by a groove and the nut-side rolling groove, and a radial bearing supporting one end side of the screw shaft,
The shaft end portion whose outer peripheral surface is supported by the radial bearing on one end side of the screw shaft has the same diameter as the portion where the shaft-side rolling groove is formed on the screw shaft, and the shaft end portion On the outer peripheral surface of the part is formed a spiral groove continuous from the shaft side rolling groove,
The ball screw device, wherein the shaft side rolling groove and the spiral groove have different cross-sectional shapes. 前記ラジアル軸受は、前記軸端部に内輪が嵌められたボールベアリングであることを特徴とする請求項７に記載のボールねじ装置。   The ball screw device according to claim 7, wherein the radial bearing is a ball bearing in which an inner ring is fitted to the shaft end portion. 前記ねじ軸には、該ねじ軸の熱変位を吸収するための予張力が印加されていることを特徴とする請求項７または８に記載のボールねじ装置。   The ball screw device according to claim 7 or 8, wherein a pretension for absorbing thermal displacement of the screw shaft is applied to the screw shaft. 前記軸端部に形成された前記螺旋溝には、前記予張力を印加する予張力印加具が螺着されていることを特徴とする請求項９に記載のボールねじ装置。   The ball screw device according to claim 9, wherein a pretension applying tool for applying the pretension is screwed into the spiral groove formed in the shaft end portion.
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