JP6486431B1

JP6486431B1 - Ball spline mechanism

Info

Publication number: JP6486431B1
Application number: JP2017173855A
Authority: JP
Inventors: 韋州林; 政明蘇; 政隆王; 柏融 ▲黄▼
Original assignee: 上銀科技股▲フン▼有限公司; 上銀科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2037-09-11
Also published as: JP2019049317A

Abstract

【課題】効果的に注油できるボールスクリュー機構を提供すること。
【解決手段】スクリューシャフト１０に沿って移動でき外表面２２から内表面２１まで貫通するオイル案内孔２３が設けられているナット２０と、シャフト１０とナット２０の間に配置されているリニアベアリングユニット３０と、ナット２０を囲うよう配置されその外面４２から内面４１まで貫通するオイル注入孔４３が設けられているベアリング環４０と、ベアリング環４０とナット２０の間に配置される定位部５１とオイル注入孔４３と対応するオイル導入路５２１とを有し、定位部５１に、外表面２２に向かって開口すると共にオイル導入路５２１と連通するオイル貯め室５１３が設けられているオイル流路形成部材５０とを具え、オイル注入孔４３、オイル導入路５２１、オイル貯め室５１３、及びオイル案内孔２３により、外面４２から内表面２１までを連通するオイル注入経路を形成する。
【選択図】図４A ball screw mechanism capable of effectively lubricating oil is provided.
A nut 20 provided with an oil guide hole 23 that is movable along a screw shaft 10 and penetrates from an outer surface 22 to an inner surface 21 and a linear bearing unit disposed between the shaft 10 and the nut 20 are provided. 30, a bearing ring 40 disposed so as to surround the nut 20 and provided with an oil injection hole 43 penetrating from the outer surface 42 to the inner surface 41, a localization portion 51 disposed between the bearing ring 40 and the nut 20, and the oil An oil flow path forming member having an injection hole 43 and a corresponding oil introduction path 521, and having an oil reservoir chamber 513 that opens toward the outer surface 22 and communicates with the oil introduction path 521 in the localization portion 51. 50, the oil injection hole 43, the oil introduction path 521, the oil reservoir chamber 513, and the oil guide hole 23, From 2 to the inner surface 21 to form an oil injection path communicating.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、加工機械の動力伝達機構に関し、詳しくはボールスプライン機構に関する。 The present invention relates to a power transmission mechanism of a processing machine, and more particularly to a ball spline mechanism.

従来のボールスクリューの例として特許文献１が挙げられる。このボールスクリューは、スクリューシャフト（特許文献１における"screw shaft 1"、括弧内の符号は以下同じ）と、スクリューシャフトの外周を囲うボールナット（ball nut 2）と、スクリューシャフトとボールナットとの間に配置された第１のボールユニット（balls 3）と、ボールナットの外周を囲う外輪（bearing outer race 18）と、ボールナットと外輪との間にそれぞれ配置された１対の第２のボールユニット（rolling elements 16）とを具える。外輪には、径方向に沿って第１の注油孔（first oil supplying hole 40）が設けられている。また、ボールナットは、内周面（inner peripheral surface 2b）と、外周面（outer peripheral surface 2c）と、外周面から窪み周方向に延伸するよう形成され、第１の注油孔と連通している油貯め溝（annular oil supplying groove 42）と、周方向で等角度に複数形成され、それぞれ油貯め溝と連通していると共に外周面から内周面までボールナットを貫通している第２の注油孔(second oil supplying hole 43)とを有する。 Patent document 1 is mentioned as an example of the conventional ball screw. This ball screw is composed of a screw shaft ("screw shaft 1" in Patent Document 1, the reference numerals in parentheses are the same), a ball nut (ball nut 2) surrounding the outer periphery of the screw shaft, and the screw shaft and ball nut. A first ball unit (balls 3) disposed between, a outer ring (bearing outer race 18) surrounding the outer periphery of the ball nut, and a pair of second balls respectively disposed between the ball nut and the outer ring With units (rolling elements 16). The outer ring is provided with a first oil supplying hole 40 along the radial direction. In addition, the ball nut is formed to extend from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface (inner peripheral surface 2b), the outer peripheral surface (outer peripheral surface 2c), and in the circumferential direction of the recess, and communicates with the first oil supply hole. A second oil supply groove formed with an annular oil supplying groove 42 at an equal angle in the circumferential direction, each communicating with the oil reservoir groove and penetrating the ball nut from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface Hole (second oil supplying hole 43).

スクリューシャフトとボールナットとの間に注油する際には、第１の注油孔からオイルを注入する。しかし、注入したオイルは油貯め溝を充満してからでないと第２の注油孔を経由してスクリューシャフトとボールナットとの間に流れ込まない。このため、オイルの注入過多が発生しやすく、また注入したオイルの量に対して実際にスクリューシャフトとボールナットとの間に届くオイルの量が少なく、オイルの利用効率が悪いという問題がある。この問題があるため、上記従来のボールスクリューは、第１及び第２のボールユニットの潤滑に難がある。 When lubricating between the screw shaft and the ball nut, oil is injected from the first lubricating hole. However, the injected oil does not flow between the screw shaft and the ball nut via the second oil filling hole until the oil storage groove is filled. For this reason, excessive injection of oil tends to occur, and there is a problem that the amount of oil that actually reaches between the screw shaft and the ball nut is small relative to the amount of injected oil, and the efficiency of using the oil is poor. Due to this problem, the conventional ball screw has difficulty in lubricating the first and second ball units.

また、従来のボールスクリューの例として特許文献２も挙げられる。このボールスクリューも、スクリューシャフト（特許文献２における符号１、括弧内の符号は以下同じ）と、スクリューシャフトに挿通されているナット（２）と、スクリューシャフトとナットとの間に配置された第１の転動ユニット（６）と、注油孔（４３）が貫設されていてナットの外周を囲うよう配置された外輪（４、５）と、ナットと外輪との間に配置された２つの第２の転動ユニット（７）とを具える。ナットは、外周面に２つの突起（８）が形成されており、これら突起の間にオイル孔（Ｂ１、Ｂ２）が設けられ、各第２の転動ユニット（７）はオイル孔（Ｂ１、Ｂ２）との間がこれら突起により隔てられるように配置されている。 Moreover, patent document 2 is also mentioned as an example of the conventional ball screw. This ball screw also has a screw shaft (reference numeral 1 in Patent Document 2, the same reference numerals in parentheses below), a nut (2) inserted through the screw shaft, and a screw shaft disposed between the screw shaft and the nut. 1 rolling unit (6), an outer ring (4, 5) through which an oiling hole (43) is provided so as to surround the outer periphery of the nut, and two rollers arranged between the nut and the outer ring A second rolling unit (7). The nut has two protrusions (8) formed on the outer peripheral surface, oil holes (B1, B2) are provided between the protrusions, and each second rolling unit (7) has oil holes (B1, B2). B2) is separated by these protrusions.

この従来のボールスクリューでは、上述のようにナットの外周面にそれぞれ各オイル孔と各第２の転動ユニットを隔てる突起が形成されていることにより、オイルが第２の転動ユニットに付着しすぎてしまうことが防がれる。 In this conventional ball screw, as described above, the protrusions separating the respective oil holes and the respective second rolling units are formed on the outer peripheral surface of the nut, so that the oil adheres to the second rolling unit. It is prevented that it is too much.

米国特許第５８０９８３８号明細書US Pat. No. 5,809,838 台湾特許第Ｉ４４４５４２号明細書Taiwan Patent No. I444542 Specification

しかし、上記従来のボールスクリューでは、突起の介在により、第２の転動ユニットに対するオイルの付着量の制御が難しくなり、実際に付着する量が少なくなりすぎて十分な潤滑効果が発揮できないことも起こりがちである。 However, in the above conventional ball screw, it is difficult to control the amount of oil attached to the second rolling unit due to the protrusions, and the amount actually attached becomes too small to provide a sufficient lubricating effect. It tends to happen.

そこで、本発明は、ボールスプラインにおける各ボールに対して従来よりも効果的な潤滑効果を与えるよう注油できるボールスプライン機構の提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a ball spline mechanism that can lubricate each ball in the ball spline so as to provide a more effective lubricating effect than before.

上記目的を達成するための手段として、本発明は、以下のボールスプライン機構を提供する。
即ち、所定の軸線に沿って延伸するスプラインシャフトであって、外周面と、それぞれ前記外周面から窪むように形成され且つ前記軸線と平行するように延伸する複数対の第１のボール転動溝とを有する、スプラインシャフトと、
前記スプラインシャフトを囲うように設けられ前記スプラインシャフトに沿って移動できるナットであって、前記スプラインシャフトの前記外周面と対向する内表面と、前記内表面の反対面である外表面とを有し、更に、それぞれ前記外表面から前記内表面まで貫通する複数のオイル案内孔と、前記内表面からそれぞれ窪むように形成され且つ前記第１のボール転動溝と対向する複数対の第２のボール転動溝と、前記外表面から窪むように形成され且つ前記軸線を囲うように延伸する少なくとも１本の第３のボール転動溝と、前記外表面から窪むように形成され且つ前記第３のボール転動溝と連通する少なくとも１本の連通溝と、が設けられている、ナットと、
前記スプラインシャフトの前記外周面と前記ナットの前記内表面との間に配置され、前記ナットの前記スプラインシャフトに沿った移動を案内するリニアベアリングユニットであって、第１のボールホルダと、前記第１のボールホルダにそれぞれ保持されている複数組の第１のボールとを有し、各組の前記第１のボールが対応する前記第１のボール転動溝と前記第２のボール転動溝とに嵌め合わされている、リニアベアリングユニットと、
前記ナットを囲うよう配置され前記軸線まわりに回転可能であるベアリング環であって、前記ナットの前記外表面と対向する内面と、前記内面の反対面である外面とを有し、且つ、前記外面から前記内面まで貫通するオイル注入孔と、前記第３のボール転動溝と対応して前記軸線を囲うように前記内面から窪んで形成された少なくとも１本の第４のボール転動溝とが設けられている、ベアリング環と、
前記ベアリング環の前記内面と前記ナットの前記外表面との間に配置される定位部と、前記オイル注入孔と対応するオイル導入路とを有し、前記定位部に、前記ナットの前記外表面に向かって開口すると共に前記オイル導入路と連通するオイル貯め室が設けられているオイル流路形成部材と、
前記ベアリング環の前記内面と前記ナットの前記外表面との間に配置されていて前記ベアリング環の前記ナットに対する前記軸線まわりの回転を可能とするための周方向ベアリングユニットであって、第２のボールホルダと、前記第２のボールホルダにそれぞれ保持されている複数の第２のボールとを有し、各前記第２のボールが、前記第３のボール転動溝と前記第４のボール転動溝とに嵌め合わされている、周方向ベアリングユニットと、を具え、
前記オイル注入孔、前記オイル導入路、前記オイル貯め室、及びいずれか１つの前記オイル案内孔により、前記ベアリング環の前記外面から前記ナットの前記内表面までを連通するオイル注入経路を形成することを特徴とする、ボールスプライン機構を提供する。 As means for achieving the above object, the present invention provides the following ball spline mechanism.
That is, a spline shaft extending along a predetermined axis, an outer peripheral surface, and a plurality of pairs of first ball rolling grooves formed so as to be recessed from the outer peripheral surface and extending parallel to the axis. Having a spline shaft; and
A nut can be moved along the spline shaft is provided so as to surround said spline shaft, said outer circumferential surface opposed to the inner surface of said spline shaft, and an opposite face in which the outer surface of the inner surface Further, a plurality of oil guide holes penetrating from the outer surface to the inner surface, respectively, and a plurality of pairs of second ball rolling formed so as to be recessed from the inner surface and facing the first ball rolling groove, respectively. A moving groove, at least one third ball rolling groove formed to be recessed from the outer surface and extending to surround the axis, and a third ball rolling formed to be recessed from the outer surface A nut provided with at least one communication groove communicating with the groove;
A linear bearing unit that is disposed between the outer peripheral surface of the spline shaft and the inner surface of the nut and guides the movement of the nut along the spline shaft, the first ball holder, A plurality of sets of first balls respectively held by one ball holder, and the first ball rolling groove and the second ball rolling groove to which each set of the first balls corresponds. A linear bearing unit fitted with
A bearing ring arranged to surround the nut and rotatable about the axis, the bearing ring having an inner surface facing the outer surface of the nut and an outer surface opposite to the inner surface, and the outer surface An oil injection hole penetrating from the inner surface to the inner surface, and at least one fourth ball rolling groove formed to be recessed from the inner surface so as to surround the axis corresponding to the third ball rolling groove. A bearing ring provided,
A positioning portion disposed between the inner surface of the bearing ring and the outer surface of the nut; and an oil introduction passage corresponding to the oil injection hole; and the outer surface of the nut at the positioning portion. An oil flow path forming member provided with an oil reservoir chamber that opens toward the oil flow path and communicates with the oil introduction path;
A circumferential bearing unit disposed between the inner surface of the bearing ring and the outer surface of the nut to enable rotation of the bearing ring about the axis relative to the nut; A ball holder and a plurality of second balls respectively held by the second ball holder, and each of the second balls has the third ball rolling groove and the fourth ball rolling. A circumferential bearing unit fitted in the groove,
An oil injection path that communicates from the outer surface of the bearing ring to the inner surface of the nut is formed by the oil injection hole, the oil introduction path, the oil storage chamber, and any one of the oil guide holes. A ball spline mechanism is provided.

上記手段によれば、前記オイル注入孔、前記オイル導入路、前記オイル貯め室、及びいずれか１つの前記オイル案内孔により、前記ベアリング環の前記外面から前記ナットの前記内表面までを連通するオイル注入経路が形成されるので、前記オイル注入孔に対して注油すればオイルが前記リニアベアリングユニットにまで届き、即ち内部にある部材に対して外部から直接注油を行うことができる上に、オイルが前記オイル貯め室に一旦貯められてから前記オイル案内孔２３に流入するので、過度な注油を防ぐことができる。 According to the above means, the oil communicated from the outer surface of the bearing ring to the inner surface of the nut by the oil injection hole, the oil introduction path, the oil reservoir chamber, and any one of the oil guide holes. Since the injection path is formed, if the oil is injected into the oil injection hole, the oil reaches the linear bearing unit, that is, the internal member can be directly injected from the outside, and the oil Since the oil is once stored in the oil storage chamber and then flows into the oil guide hole 23, excessive oil injection can be prevented.

本発明に係るボールスプライン機構の一実施形態を示す組み立て斜視図である。It is an assembly perspective view showing one embodiment of a ball spline mechanism concerning the present invention. 上記実施形態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the said embodiment. 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the III-III line of FIG. 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3.

以下、図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態を説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１〜図４に本発明に係るボールスプライン機構の一実施形態が示されている。この内、図１はボールスプライン機構が組み立てられた状態を示す斜視図、図２は分解した状態を示す斜視図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切った場合の断面を示す図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って切った場合の断面を示す図である。 1 to 4 show an embodiment of a ball spline mechanism according to the present invention. 1 is a perspective view showing a state in which the ball spline mechanism is assembled, FIG. 2 is a perspective view showing an exploded state, and FIG. 3 shows a cross section taken along the line III-III in FIG. 4 and 4 are views showing a cross section taken along the line IV-IV in FIG.

図示のように（主に図２参照）、ボールスプライン機構は、スプラインシャフト１０、ナット２０、リニアベアリングユニット３０、ベアリング環４０、オイル流路形成部材５０、及び周方向ベアリングユニット６０を具える。以下、各構成を詳しく説明する。 As shown (mainly see FIG. 2), the ball spline mechanism includes a spline shaft 10, a nut 20, a linear bearing unit 30, a bearing ring 40, an oil flow path forming member 50, and a circumferential bearing unit 60. Hereinafter, each configuration will be described in detail.

スプラインシャフト１０は、所定の軸線Ｌに沿って延伸していて、その外周面１１には、それぞれ外周面１１から窪むように形成され且つ軸線Ｌと平行するように延伸する第１のボール転動溝１２が複数対設けられている。本実施形態では、図４に示されているように、近接するように設けられた１対の第１のボール転動溝１２が、軸線Ｌの周りに１２０度の角間隔で設けられているので、３対（計６本）の第１のボール転動溝１２が設けられることとなる。 The spline shaft 10 extends along a predetermined axis L, and is formed on the outer peripheral surface 11 so as to be recessed from the outer peripheral surface 11 and extends so as to be parallel to the axis L. A plurality of pairs 12 are provided. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a pair of first ball rolling grooves 12 provided so as to be close to each other are provided around the axis L at an angular interval of 120 degrees. Therefore, three pairs (a total of six) of the first ball rolling grooves 12 are provided.

ナット２０は、スプラインシャフト１０がその内部に通されるように、且つ軸線Ｌと平行な方向にスプラインシャフト１０に対して移動可能に設けられている。また、ナット２０は、スプラインシャフト１０の外周面１１に対向して外周面１１を囲う内表面２１と、内表面２１の反対面である外表面２２とを有する。 The nut 20 is provided so as to be movable with respect to the spline shaft 10 in a direction parallel to the axis L so that the spline shaft 10 is passed through the nut 20. The nut 20 has an inner surface 21 that faces the outer peripheral surface 11 of the spline shaft 10 and surrounds the outer peripheral surface 11, and an outer surface 22 that is the opposite surface of the inner surface 21.

更に、ナット２０には、それぞれ外表面２２から内表面２１まで貫通する複数のオイル案内孔２３と、内表面２１からそれぞれ窪むように形成され且つスプラインシャフト１０の各対の第１のボール転動溝１２と対応するように軸線Ｌと平行して延伸する複数対の第２のボール転動溝２４と、それぞれ外表面２２から窪むように形成され且つ軸線Ｌまわりの周方向に延伸する２本の第３のボール転動溝２５と、外表面２２から窪むように形成され且つ軸線Ｌと略平行するように延伸する少なくとも１本の連通溝２６と、が設けられている。 Further, the nut 20 has a plurality of oil guide holes 23 penetrating from the outer surface 22 to the inner surface 21, respectively, and a first ball rolling groove of each pair of the spline shaft 10 formed so as to be recessed from the inner surface 21. And a plurality of pairs of second ball rolling grooves 24 extending in parallel with the axis L so as to correspond to 12, and two second balls formed so as to be recessed from the outer surface 22 and extending in the circumferential direction around the axis L, respectively. 3 ball rolling grooves 25 and at least one communication groove 26 formed so as to be recessed from the outer surface 22 and extending substantially parallel to the axis L are provided.

図２に示されているように、本実施形態において、２本の第３のボール転動溝２５は軸線Ｌと平行な方向に互いに間隔を置いて設けられており、これら第３のボール転動溝２５の間に各オイル案内孔２３が設けられている。また、連通溝２６は複数あって各オイル案内孔２３と重複しない位置にあり、それぞれ２本の第３のボール転動溝２５間を連通している。 As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the two third ball rolling grooves 25 are spaced apart from each other in a direction parallel to the axis L, and these third ball rolling grooves 25 are provided. Each oil guide hole 23 is provided between the moving grooves 25. Further, there are a plurality of communication grooves 26 at positions where they do not overlap with the respective oil guide holes 23, and each communicates between the two third ball rolling grooves 25.

複数のオイル案内孔２３は、図４に示されているように、２つずつ互いに並設されて１組となっていて、本実施形態では３組のオイル案内孔２３が各組同士で軸線Ｌ周りに１２０度の角間隔で配置されている。 As shown in FIG. 4, a plurality of oil guide holes 23 are arranged in parallel with each other to form one set, and in this embodiment, three sets of oil guide holes 23 are axial lines between each set. Around L, they are arranged at an angular interval of 120 degrees.

なお、本実施形態では上述のように第３のボール転動溝２５を２本設け、各連通溝２６をこれら２本の第３のボール転動溝２５間を連通するよう設けるが、これに限らず、第３のボール転動溝２５は少なくとも１本設けられればよい。連通溝２６は第３のボール転動溝２５にオイルを伝えるために設ける溝なので、例えば第３のボール転動溝２５を１本だけ設ける場合は、連通溝２６は１本の第３のボール転動溝２５と連通するよう設ければよい。 In the present embodiment, as described above, two third ball rolling grooves 25 are provided, and each communication groove 26 is provided so as to communicate between the two third ball rolling grooves 25. Not limited to this, it is sufficient that at least one third ball rolling groove 25 is provided. Since the communication groove 26 is a groove provided to transmit oil to the third ball rolling groove 25, for example, when only one third ball rolling groove 25 is provided, the communication groove 26 has one third ball. What is necessary is just to provide so that it may communicate with the rolling groove | channel 25. FIG.

リニアベアリングユニット３０は、スプラインシャフト１０の外周面１１とナット２０の内表面２１との間に配置され、上述したナット２０がスプラインシャフト１０に対して軸線Ｌと平行な方向に直線的にスライド移動ができるよう案内する。リニアベアリングユニット３０は、第１のボールホルダ３１と、第１のボールホルダ３１にそれぞれ保持されている複数組の第１のボール３２とを有する。各組の第１のボール３２は一列に並んでいて、図４に示されるように、対応する第１のボール転動溝１２と第２のボール転動溝２４とに嵌め合わされている。 The linear bearing unit 30 is disposed between the outer peripheral surface 11 of the spline shaft 10 and the inner surface 21 of the nut 20, and the nut 20 described above linearly slides in a direction parallel to the axis L with respect to the spline shaft 10. Guide you to do. The linear bearing unit 30 includes a first ball holder 31 and a plurality of sets of first balls 32 respectively held by the first ball holder 31. The first balls 32 of each set are arranged in a line and are fitted into the corresponding first ball rolling grooves 12 and second ball rolling grooves 24 as shown in FIG.

ベアリング環４０は、軸線Ｌのまわりの周方向に回転可能にナット２０を囲うよう配置され、ナット２０の外表面２２に相対する内面４１と、内面４１の反対面である外面４２とを有する。また、ベアリング環４０には、外面４２から内面４１まで貫通するオイル注入孔４３と、それぞれ内面４１から窪むように且つ軸線Ｌを囲うように形成された２本の第４のボール転動溝４５とが設けられている。各第４のボール転動溝４５は図３に示されるように各第３のボール転動溝２５と相対している。 The bearing ring 40 is disposed so as to surround the nut 20 so as to be rotatable in the circumferential direction around the axis L, and has an inner surface 41 facing the outer surface 22 of the nut 20 and an outer surface 42 opposite to the inner surface 41. The bearing ring 40 includes an oil injection hole 43 that penetrates from the outer surface 42 to the inner surface 41, and two fourth ball rolling grooves 45 that are recessed from the inner surface 41 and that surround the axis L, respectively. Is provided. Each fourth ball rolling groove 45 is opposed to each third ball rolling groove 25 as shown in FIG.

オイル流路形成部材５０は、ベアリング環４０の内面４１とナット２０の外表面２２との間において２本の第３のボール転動溝２５の間に設置されていて、周方向に沿った断面がＵ字状（図４参照）の定位部５１と、定位部５１と連接している管状部５２とを有する。 The oil flow path forming member 50 is disposed between the two third ball rolling grooves 25 between the inner surface 41 of the bearing ring 40 and the outer surface 22 of the nut 20, and has a cross section along the circumferential direction. Has a U-shaped localization portion 51 (see FIG. 4) and a tubular portion 52 connected to the localization portion 51.

定位部５１は、ベアリング環４０の内面４１に当接するように円弧状の凸面に形成されている外側面５１２と、外側面５１２の反対面であってナット２０の外表面２２に当接するように円弧状の凹面に形成されている内側面５１１と、を有し、内面４１と外表面２２との間に定位されている。また、定位部５１の内側面５１１には、内側面５１１から窪むよう形成されナット２０の外表面２２に向かって開口するオイル貯め室５１３が設けられている。 The stereotaxic portion 51 has an outer surface 512 formed in an arcuate convex surface so as to contact the inner surface 41 of the bearing ring 40, and an outer surface 22 opposite to the outer surface 512 and so as to contact the outer surface 22 of the nut 20. An inner surface 511 formed in an arcuate concave surface, and is positioned between the inner surface 41 and the outer surface 22. Further, an oil reservoir chamber 513 that is formed so as to be recessed from the inner side surface 511 and opens toward the outer surface 22 of the nut 20 is provided on the inner side surface 511 of the localization portion 51.

管状部５２は、ベアリング環４０のオイル注入孔４３に挿入されていて、オイル貯め室５１３と連通するオイル導入路５２１を画成している。これらオイル注入孔４３、オイル導入路５２１、オイル貯め室５１３、及びいずれか１つのオイル案内孔２３により、図４に示されるように、ベアリング環４０の外面４２からナット２０の内表面２１までを連通するオイル注入経路が形成される。 The tubular portion 52 is inserted into the oil injection hole 43 of the bearing ring 40 and defines an oil introduction path 521 that communicates with the oil storage chamber 513. As shown in FIG. 4, the oil injection hole 43, the oil introduction path 521, the oil storage chamber 513, and any one oil guide hole 23 lead from the outer surface 42 of the bearing ring 40 to the inner surface 21 of the nut 20. A communicating oil injection path is formed.

なお、図４に示されるように、オイル貯め室５１３は、その軸線Ｌを中心とした周方向における長さが、各組の２つのオイル案内孔２３同士の上記周方向における最大間隔以上となるように形成されている。 As shown in FIG. 4, the oil storage chamber 513 has a length in the circumferential direction around the axis L that is equal to or greater than the maximum interval in the circumferential direction between the two oil guide holes 23 of each set. It is formed as follows.

ベアリング環４０がナット２０に対して回転する際には、オイル流路形成部材５０もベアリング環４０と連動してナット２０に対して回転し、定位部５１の内側面５１１がナット２０の外表面２２を摺動する。そして、オイル流路形成部材５０が回転してナット２０の外表面２２におけるオイル案内孔２３の開口の上に来た際には、オイル貯め室５１３とオイル案内孔２３とが連通するようになり、即ち上述のオイル注入経路が形成される。 When the bearing ring 40 rotates with respect to the nut 20, the oil flow path forming member 50 also rotates with respect to the nut 20 in conjunction with the bearing ring 40, and the inner side surface 511 of the localization portion 51 is the outer surface of the nut 20. 22 is slid. When the oil flow path forming member 50 rotates and comes over the opening of the oil guide hole 23 on the outer surface 22 of the nut 20, the oil storage chamber 513 and the oil guide hole 23 come to communicate with each other. That is, the above-described oil injection path is formed.

なお、オイル流路形成部材５０がナット２０に対して摺動する際の摩擦を和らげるため、定位部５１は、摩擦係数が低い材料、あるいは多孔性の材料から構成されることが好ましく、具体的な例として摩擦係数０．２〜０．３のプラスチックまたはフェルトから構成されることができる。 In order to reduce friction when the oil flow path forming member 50 slides on the nut 20, the localization portion 51 is preferably made of a material having a low friction coefficient or a porous material. For example, it can be made of plastic or felt having a friction coefficient of 0.2 to 0.3.

周方向ベアリングユニット６０は、ベアリング環４０のナット２０に対する軸線Ｌのまわりの周方向の回転を可能とするために、ベアリング環４０の内面４１とナット２０の外表面２２との間に設置されている。周方向ベアリングユニット６０は、第２のボールホルダ６１と、第２のボールホルダ６１にそれぞれ保持されている複数の第２のボール６２とを有する。複数の第２のボール６２は、それぞれナット２０の第３のボール転動溝２５とベアリング環４０の第４のボール転動溝４５とに嵌め合わされている。 The circumferential bearing unit 60 is installed between the inner surface 41 of the bearing ring 40 and the outer surface 22 of the nut 20 to enable circumferential rotation about the axis L with respect to the nut 20 of the bearing ring 40. Yes. The circumferential bearing unit 60 includes a second ball holder 61 and a plurality of second balls 62 that are respectively held by the second ball holder 61. The plurality of second balls 62 are fitted in the third ball rolling groove 25 of the nut 20 and the fourth ball rolling groove 45 of the bearing ring 40, respectively.

上記構成を具えることにより、ボールスプライン機構は、図４において矢印でオイルの流れが示されているように、使用者がオイルやグリース（以下、オイル等）を、ベアリング環４０の外面４２に露出するオイル注入孔４３に注入すると、オイル注入孔４３及びオイル導入路５２１を経由してオイル貯め室５１３に流れ込む。 By providing the above configuration, the ball spline mechanism allows the user to apply oil or grease (hereinafter referred to as oil or the like) to the outer surface 42 of the bearing ring 40 as indicated by the arrows in FIG. When injected into the exposed oil injection hole 43, the oil flows into the oil storage chamber 513 through the oil injection hole 43 and the oil introduction path 521.

そして、上述のように、オイル流路形成部材５０がベアリング環４０と共に回転する過程においてオイル流路形成部材５０がオイル案内孔２３の開口の上に来たときには、オイル貯め室５１３といずれか１つのオイル案内孔２３が連通し、上述のオイル注入経路が形成される。これにより、オイル貯め室５１３内にあるオイル等がオイル案内孔２３に流れて、スプラインシャフト１０とナット２０との間にあるリニアベアリングユニット３０に届き、リニアベアリングユニット３０が潤滑される。よって、ナット２０のスプラインシャフト１０に対する直線移動がスムーズになる。 Then, as described above, when the oil flow path forming member 50 comes over the opening of the oil guide hole 23 in the process in which the oil flow path forming member 50 rotates together with the bearing ring 40, either the oil reservoir chamber 513 or any one of them. The two oil guide holes 23 communicate with each other to form the oil injection path described above. Thereby, the oil etc. in the oil reservoir chamber 513 flows into the oil guide hole 23 and reaches the linear bearing unit 30 between the spline shaft 10 and the nut 20, and the linear bearing unit 30 is lubricated. Therefore, the linear movement of the nut 20 with respect to the spline shaft 10 becomes smooth.

また、オイル流路形成部材５０がベアリング環４０と共に回転する過程において、オイル流路形成部材５０がオイル案内孔２３の開口の上に位置しないときには、オイル貯め室５１３がいずれのオイル案内孔２３とも連通せず、即ち上述のオイル注入経路が途切れるので、オイル等がオイル案内孔２３に流れない。よって、オイル等が過度にリニアベアリングユニット３０に流れることが防がれる。 Further, when the oil flow path forming member 50 is not positioned over the opening of the oil guide hole 23 in the process in which the oil flow path forming member 50 rotates together with the bearing ring 40, the oil storage chamber 513 is connected to any oil guide hole 23. Since the communication is not performed, that is, the above-described oil injection path is interrupted, oil or the like does not flow into the oil guide hole 23. Therefore, oil or the like can be prevented from flowing to the linear bearing unit 30 excessively.

このように、本発明においては、上述のオイル注入経路が形成されることで、外側にあるベアリング環４０の外部から、オイル等を注入して、内側にあるリニアベアリングユニット３０を潤滑することが可能となる。更に、ベアリング環４０が回転すると、オイル流路形成部材５０のオイル貯め室５１３とナット２０のオイル案内孔２３とが、オイル流路形成部材５０の回転によって連通あるいは非連通となるので、過度の注油が防がれ、リニアベアリングユニット３０に対する適度な潤滑が可能となる。 Thus, in the present invention, by forming the oil injection path described above, oil or the like can be injected from the outside of the bearing ring 40 on the outside to lubricate the linear bearing unit 30 on the inside. It becomes possible. Further, when the bearing ring 40 rotates, the oil storage chamber 513 of the oil flow path forming member 50 and the oil guide hole 23 of the nut 20 are communicated or disconnected by rotation of the oil flow path forming member 50. Lubrication is prevented and appropriate lubrication for the linear bearing unit 30 is possible.

なお、オイル流路形成部材５０の定位部５１を、本実施形態のように摩擦係数が低い材料あるいは多孔性の材料で構成すれば、オイル流路形成部材５０が回転する際の、定位部５１の内側面５１１とナット２０の外表面２２との摩損を軽減することができ、上述のオイル注入経路の密閉性が確保される。 If the localization part 51 of the oil flow path forming member 50 is made of a material having a low friction coefficient or a porous material as in the present embodiment, the localization part 51 when the oil flow path forming member 50 rotates. The inner surface 511 of the nut and the outer surface 22 of the nut 20 can be reduced, and the sealing property of the oil injection path is ensured.

また、上述のように、ナット２０の外表面２２において２本の第３のボール転動溝２５が複数の連通溝２６を介して連通しているので、オイル等がオイル注入孔４３から注入されてオイル貯め室５１３に流入した後で、オイル流路形成部材５０がベアリング環４０と共に回転する過程においていずれか１つの連通溝２６の上に来たときには、オイル等が連通溝２６を通って周方向ベアリングユニット６０の両側に流れ込むので、複数の第２のボール６２を潤滑することができる。 Further, as described above, since the two third ball rolling grooves 25 communicate with each other through the plurality of communication grooves 26 on the outer surface 22 of the nut 20, oil or the like is injected from the oil injection hole 43. When the oil flow path forming member 50 comes on any one of the communication grooves 26 in the process of rotating together with the bearing ring 40 after flowing into the oil storage chamber 513, oil or the like passes through the communication groove 26 and circulates. Since it flows into both sides of the directional bearing unit 60, the plurality of second balls 62 can be lubricated.

以上の如く、本発明に係るボールスプライン機構によれば、上記実施形態のように、簡易な構造で、リニアベアリングユニット３０及び周方向ベアリングユニット６０に効果的に潤滑効果を与えるよう注油することが可能となる。 As described above, according to the ball spline mechanism according to the present invention, it is possible to lubricate the linear bearing unit 30 and the circumferential bearing unit 60 so as to effectively provide a lubricating effect with a simple structure as in the above embodiment. It becomes possible.

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary.

１０スプラインシャフト
１１外周面
１２第１のボール転動溝
２０ナット
２１内表面
２２外表面
２３オイル案内孔
２４第２のボール転動溝
２５第３のボール転動溝
２６連通溝
３０リニアベアリングユニット
３１第１のボールホルダ
３２第１のボール
４０ベアリング環
４１内面
４２外面
４３オイル注入孔
４５第４のボール転動溝
５０オイル流路形成部材
５１定位部
５１１内側面
５１２外側面
５１３オイル貯め室
５２管状部
５２１オイル導入路
６０周方向ベアリングユニット
６１第２のボールホルダ
６２第２のボール 10 spline shaft 11 outer peripheral surface 12 first ball rolling groove 20 nut 21 inner surface 22 outer surface 23 oil guide hole 24 second ball rolling groove 25 third ball rolling groove 26 communication groove 30 linear bearing unit 31 First ball holder 32 First ball 40 Bearing ring 41 Inner surface 42 Outer surface 43 Oil injection hole 45 Fourth ball rolling groove 50 Oil flow path forming member 51 Positioning portion 511 Inner side surface 512 Outer side surface 513 Oil storage chamber 52 Tubular 521 Oil introduction path 60 Circumferential bearing unit 61 Second ball holder 62 Second ball

Claims

所定の軸線と平行となるように延伸する複数対の第１のボール転動溝が外周面に形成されたスプラインシャフトと、
前記スプラインシャフトを囲うように設けられると共に、前記第１のボール転動溝と対向する複数対の第２のボール転動溝が内表面に形成され、且つ前記内表面と前記内表面とは反対の外表面との間を貫通する複数のオイル案内孔が形成されたナットと、
複数の第１のボールが対応する前記第１のボール転動溝と前記第２のボール転動溝の間に嵌め合わされているリニアベアリングユニットと、
前記ナットを囲うよう配置されると共に、互いに反対の内面と外面の間を貫通するオイル注入孔が形成されたベアリング環と、
前記ベアリング環と前記ナットの間に配置される定位部と、前記オイル注入孔と対応するオイル導入路とを有し、前記定位部に、前記ナットの前記外表面に向かって開口すると共に前記オイル導入路と連通するオイル貯め室が設けられているオイル流路形成部材と、を備え、
前記オイル注入孔、前記オイル導入路、前記オイル貯め室、及び前記オイル案内孔により、前記ベアリング環の前記外面から前記ナットの前記内表面までを連通するオイル注入経路を形成することを特徴とする、ボールスプライン機構。 A spline shaft in which a plurality of pairs of first ball rolling grooves extending so as to be parallel to a predetermined axis are formed on the outer peripheral surface;
A plurality of pairs of second ball rolling grooves that are provided so as to surround the spline shaft and are opposed to the first ball rolling grooves are formed on the inner surface, and the inner surface and the inner surface are opposite to each other. A nut formed with a plurality of oil guide holes penetrating between the outer surface of
A linear bearing unit in which a plurality of first balls are fitted between the corresponding first ball rolling groove and the second ball rolling groove;
A bearing ring which is disposed so as to surround the nut and has an oil injection hole formed between the inner surface and the outer surface opposite to each other;
A positioning portion disposed between the bearing ring and the nut; and an oil introduction passage corresponding to the oil injection hole; the positioning portion opens toward the outer surface of the nut and the oil. An oil flow path forming member provided with an oil reservoir chamber communicating with the introduction path,
An oil injection path that communicates from the outer surface of the bearing ring to the inner surface of the nut is formed by the oil injection hole, the oil introduction path, the oil storage chamber, and the oil guide hole. , Ball spline mechanism.

前記ナットには、前記軸線を囲うように前記外表面に窪んで形成された少なくとも１本の第３のボール転動溝が設けられ、
前記ベアリング環には、前記第３のボール転動溝と対応して前記軸線を囲うように前記内面に窪んで形成された少なくとも１本の第４のボール転動溝が設けられ、
前記ベアリング環と前記ナットの間に配置され、前記第３のボール転動溝と前記第４のボール転動溝とに嵌め合わされ、前記ベアリング環を前記ナットに対して回転させる周方向ベアリングユニットを備え、
前記オイル注入経路は、前記オイル流路形成部材が前記ベアリング環と共に前記周方向ベアリングユニットによって回転することにより、前記オイル貯め室と前記オイル案内孔が連通する第１の状態と、前記オイル流路形成部材が前記オイル案内孔の開口の上に位置しない第２の状態と、の間で切り換わる
ことを特徴とする請求項１に記載のボールスプライン機構。 The nut is provided with at least one third ball rolling groove formed in the outer surface so as to surround the axis,
The bearing ring is provided with at least one fourth ball rolling groove formed to be recessed in the inner surface so as to surround the axis corresponding to the third ball rolling groove,
A circumferential bearing unit disposed between the bearing ring and the nut, fitted in the third ball rolling groove and the fourth ball rolling groove, and configured to rotate the bearing ring with respect to the nut; Prepared,
The oil injection path includes a first state in which the oil storage chamber and the oil guide hole communicate with each other when the oil flow path forming member rotates together with the bearing ring by the circumferential bearing unit; 2. The ball spline mechanism according to claim 1, wherein the forming member switches between a second state in which the forming member is not located above the opening of the oil guide hole. 3.

所定の軸線に沿って延伸するスプラインシャフトであって、外周面と、それぞれ前記外周面から窪むように形成され且つ前記軸線と平行するように延伸する複数対の第１のボール転動溝とを有する、スプラインシャフトと、
前記スプラインシャフトを囲うように設けられ前記スプラインシャフトに沿って移動できるナットであって、前記スプラインシャフトの前記外周面と対向する内表面と、前記内表面の反対面である外表面とを有し、更に、それぞれ前記外表面から前記内表面まで貫通する複数のオイル案内孔と、前記内表面からそれぞれ窪むように形成され且つ前記第１のボール転動溝と対向する複数対の第２のボール転動溝と、前記外表面から窪むように形成され且つ前記軸線を囲うように延伸する少なくとも１本の第３のボール転動溝と、前記外表面から窪むように形成され且つ前記第３のボール転動溝と連通する少なくとも１本の連通溝と、が設けられている、ナットと、
前記スプラインシャフトの前記外周面と前記ナットの前記内表面との間に配置され、前記ナットの前記スプラインシャフトに沿った移動を案内するリニアベアリングユニットであって、第１のボールホルダと、前記第１のボールホルダにそれぞれ保持されている複数組の第１のボールとを有し、各組の前記第１のボールが対応する前記第１のボール転動溝と前記第２のボール転動溝とに嵌め合わされている、リニアベアリングユニットと、
前記ナットを囲うよう配置され前記軸線まわりに回転可能であるベアリング環であって、前記ナットの前記外表面と対向する内面と、前記内面の反対面である外面とを有し、且つ、前記外面から前記内面まで貫通するオイル注入孔と、前記第３のボール転動溝と対応して前記軸線を囲うように前記内面から窪んで形成された少なくとも１本の第４のボール転動溝とが設けられている、ベアリング環と、
前記ベアリング環の前記内面と前記ナットの前記外表面との間に配置される定位部と、前記オイル注入孔と対応するオイル導入路とを有し、前記定位部に、前記ナットの前記外表面に向かって開口すると共に前記オイル導入路と連通するオイル貯め室が設けられているオイル流路形成部材と、
前記ベアリング環の前記内面と前記ナットの前記外表面との間に配置されていて前記ベアリング環の前記ナットに対する前記軸線まわりの回転を可能とするための周方向ベアリングユニットであって、第２のボールホルダと、前記第２のボールホルダにそれぞれ保持されている複数の第２のボールとを有し、各前記第２のボールが、前記第３のボール転動溝と前記第４のボール転動溝とに嵌め合わされている、周方向ベアリングユニットと、を具え、
前記オイル注入孔、前記オイル導入路、前記オイル貯め室、及びいずれか１つの前記オイル案内孔により、前記ベアリング環の前記外面から前記ナットの前記内表面までを連通するオイル注入経路を形成することを特徴とする、ボールスプライン機構。 A spline shaft extending along a predetermined axis, and having an outer peripheral surface and a plurality of pairs of first ball rolling grooves formed so as to be recessed from the outer peripheral surface and extending parallel to the axis. , Spline shafts,
A nut can be moved along the spline shaft is provided so as to surround said spline shaft, said outer circumferential surface opposed to the inner surface of said spline shaft, and an opposite face in which the outer surface of the inner surface Further, a plurality of oil guide holes penetrating from the outer surface to the inner surface, respectively, and a plurality of pairs of second ball rolling formed so as to be recessed from the inner surface and facing the first ball rolling groove, respectively. A moving groove, at least one third ball rolling groove formed to be recessed from the outer surface and extending to surround the axis, and a third ball rolling formed to be recessed from the outer surface A nut provided with at least one communication groove communicating with the groove;
A linear bearing unit that is disposed between the outer peripheral surface of the spline shaft and the inner surface of the nut and guides the movement of the nut along the spline shaft, the first ball holder, A plurality of sets of first balls respectively held by one ball holder, and the first ball rolling groove and the second ball rolling groove to which each set of the first balls corresponds. A linear bearing unit fitted with
A bearing ring arranged to surround the nut and rotatable about the axis, the bearing ring having an inner surface facing the outer surface of the nut and an outer surface opposite to the inner surface, and the outer surface An oil injection hole penetrating from the inner surface to the inner surface, and at least one fourth ball rolling groove formed to be recessed from the inner surface so as to surround the axis corresponding to the third ball rolling groove. A bearing ring provided,
A positioning portion disposed between the inner surface of the bearing ring and the outer surface of the nut; and an oil introduction passage corresponding to the oil injection hole; and the outer surface of the nut at the positioning portion. An oil flow path forming member provided with an oil reservoir chamber that opens toward the oil flow path and communicates with the oil introduction path;
A circumferential bearing unit disposed between the inner surface of the bearing ring and the outer surface of the nut to enable rotation of the bearing ring about the axis relative to the nut; A ball holder and a plurality of second balls respectively held by the second ball holder, and each of the second balls has the third ball rolling groove and the fourth ball rolling. A circumferential bearing unit fitted in the groove,
An oil injection path that communicates from the outer surface of the bearing ring to the inner surface of the nut is formed by the oil injection hole, the oil introduction path, the oil storage chamber, and any one of the oil guide holes. A ball spline mechanism.

前記複数のオイル案内孔は、２つずつ互いに並設されて１組となっていて、各組の２つの前記オイル案内孔同士の前記軸線を中心とした周方向における最大間隔は、前記オイル貯め室の前記周方向における長さよりも短い、請求項３に記載のボールスプライン機構。 The plurality of oil guide holes are arranged in parallel with each other in a pair, and the maximum distance in the circumferential direction around the axis of the two oil guide holes of each set is the oil reservoir. The ball spline mechanism according to claim 3, wherein the ball spline mechanism is shorter than a length of the chamber in the circumferential direction.

前記ナットには２本の前記第３のボール転動溝が前記軸線と平行な方向で互いに間隔を置いて設けられていて、前記連通溝は２本の前記第３のボール転動溝間を連通している、請求項３に記載のボールスプライン機構。 The nut is provided with two third ball rolling grooves spaced apart from each other in a direction parallel to the axis, and the communication groove is formed between the two third ball rolling grooves. The ball spline mechanism according to claim 3, which is in communication.

前記複数のオイル案内孔は、２本の前記第３のボール転動溝の間に２つずつ互いに並設されて１組となっていて、各組同士が前記軸線周りに等間隔となるよう配置されている、請求項５に記載のボールスプライン機構。 The plurality of oil guide holes are arranged in parallel with each other between the two third ball rolling grooves so as to form one set, and each set is equally spaced around the axis. 6. The ball spline mechanism of claim 5, wherein the ball spline mechanism is disposed.

前記オイル流路形成部材は、前記定位部と連接している管状部を更に有し、前記管状部は前記オイル注入孔に挿入されていて、前記オイル導入路は前記管状部により画成されている、請求項３に記載のボールスプライン機構。 The oil flow path forming member further includes a tubular portion connected to the localization portion, the tubular portion is inserted into the oil injection hole, and the oil introduction path is defined by the tubular portion. The ball spline mechanism according to claim 3.

前記オイル流路形成部材の前記定位部は、前記ベアリング環の前記内面に当接するように円弧状の凸面に形成されている外側面と、前記外側面の反対面であって前記ナットの前記外表面に当接するように円弧状の凹面に形成されている内側面と、を有し、前記オイル貯め室は、前記内側面から窪むよう形成されている、請求項３に記載のボールスプライン機構。 The localization portion of the oil flow path forming member is an outer surface formed on an arcuate convex surface so as to abut on the inner surface of the bearing ring, and an outer surface of the nut opposite to the outer surface. 4. The ball spline mechanism according to claim 3, further comprising: an inner side surface formed in an arcuate concave surface so as to contact the surface, wherein the oil storage chamber is formed to be recessed from the inner side surface.

前記オイル流路形成部材の前記定位部がプラスチックまたはフェルトで構成されている、請求項８に記載のボールスプライン機構。 The ball spline mechanism according to claim 8, wherein the localization portion of the oil flow path forming member is made of plastic or felt .

前記オイル流路形成部材の前記定位部が多孔性の材料で構成されている、請求項８に記載のボールスプライン機構。 The ball spline mechanism according to claim 8, wherein the localization portion of the oil flow path forming member is made of a porous material.