JP2006189128A

JP2006189128A - Linear motion device

Info

Publication number: JP2006189128A
Application number: JP2005002588A
Authority: JP
Inventors: Masahito Kato; 将人加藤; Takayuki Yabe; 孝之矢部
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-01-07
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2006-07-20

Abstract

【課題】作動性及び耐久性の向上が可能な直動装置を提供する。
【解決手段】螺旋状のねじ軸側ボール転動溝６を外周面に有するねじ軸２に、ねじ軸側ボール転動溝６と対向するナット側ボール転動溝８を内周面に有するナット４が螺合されているボールねじ１において、ねじ軸側ボール転動溝６及びナット側ボール転動溝８によって形成された螺旋状の負荷転動路１２内に、多数のボール１０を転動自在に配列し、円筒状の弾性体２０を、その中心軸を転動体転動路と平行に配置し、弾性体２０を、その軸方向長さをＬ、直径をｄとし、ボール１０の直径をｄａとしたときに、（Ｌ／ｄ）≧１及びｄａ＞ｄの各条件式を満足するように形成する。
【選択図】図１
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear motion device capable of improving operability and durability.
SOLUTION: A screw shaft 2 having a helical screw shaft side ball rolling groove 6 on the outer peripheral surface, and a nut having a nut side ball rolling groove 8 opposed to the screw shaft side ball rolling groove 6 on the inner peripheral surface. In the ball screw 1 to which 4 is screwed, a large number of balls 10 roll in a spiral load rolling path 12 formed by a screw shaft side ball rolling groove 6 and a nut side ball rolling groove 8. The cylindrical elastic bodies 20 are arranged freely, the central axis thereof is arranged in parallel with the rolling element rolling path, the elastic body 20 has an axial length L and a diameter d, and the diameter of the ball 10 Is formed so as to satisfy the conditional expressions (L / d) ≧ 1 and da> d.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、各種送り装置に用いられる直動装置、特に工作機械用等の高い負荷容量を要する直動装置に関する。 The present invention relates to a linear motion device used for various feeding devices, and more particularly to a linear motion device that requires a high load capacity, such as for a machine tool.

従来から、工作機械用等の過酷な環境・条件下において使用されている直動装置としては、ボールねじやリニアガイド等がある。ボールねじとしては、例えば特許文献１に示すようなものがあり、このボールねじは、螺旋状のねじ軸側ボール転動溝を外周面に有するねじ軸に、ねじ軸側ボール転動溝に対向するナット側ボール転動溝を内周面に有するナットが螺合されている。 Conventionally, linear motion devices used in harsh environments and conditions such as for machine tools include ball screws and linear guides. As a ball screw, for example, there is a ball screw as shown in Patent Document 1. This ball screw is opposed to a screw shaft side ball rolling groove on a screw shaft having a helical screw shaft side ball rolling groove on the outer peripheral surface. A nut having a nut-side ball rolling groove on the inner peripheral surface is screwed.

また、ねじ軸側ボール転動溝及びナット側ボール転動溝によって負荷転動路が形成され、この負荷転動路内には多数のボールが転動自在に配列されている。また、ナットの外周面には循環チューブが取り付けられており、循環チューブは、その両端部が負荷転動路と連通する戻し通路を形成している。そして、負荷転動路及び戻し通路によって、ボールが無限循環する転動体転動路が形成されている。 Further, a load rolling path is formed by the screw shaft side ball rolling groove and the nut side ball rolling groove, and a large number of balls are arranged in the load rolling path so as to freely roll. Further, a circulation tube is attached to the outer peripheral surface of the nut, and the circulation tube forms a return passage whose both ends communicate with the load rolling path. A rolling element rolling path in which the ball circulates infinitely is formed by the load rolling path and the return path.

このような構成のボールねじでは、ねじ軸に対して相対的にナットが回転することにより、ボールの転動を介してナットが軸方向に移動する。
特開２００１−９９２５６号公報（第４図） In the ball screw having such a configuration, when the nut rotates relative to the screw shaft, the nut moves in the axial direction through rolling of the ball.
JP 2001-99256 A (FIG. 4)

しかしながら、上記したボールねじのような従来の直動装置では、例えば揺動運動のようなボール同士の競り合いが生じやすい運動を行いながら、転動体転動路内をボールが転動しつつ移動すると、ボール同士の競り合いが生じて、転動体転動路内でボールの詰まりが発生してしまう場合がある。また、直動装置を構成する各部品の加工精度が良好ではない場合や、転動体転動路内において各ボール毎の転動速度に差が生じている場合にも、転動体転動路内でボールの詰まりが発生してしまうおそれがある。 However, in the conventional linear motion device such as the above-described ball screw, when the ball moves while rolling in the rolling element rolling path while performing a motion such as a swinging motion in which the balls tend to compete with each other. In some cases, the balls compete with each other, and the balls are clogged in the rolling element rolling path. In addition, even when the machining accuracy of each part constituting the linear motion device is not good, or when there is a difference in the rolling speed of each ball in the rolling element rolling path, May cause clogging of the ball.

転動体転動路内でボールの詰まりが発生すると、転動体転動路内において多数のボール同士が互いに押し合うこととなり、ボールに疵や磨耗が生じてしまうため、直動装置の耐久性が低下してしまう。また、直動装置の作動トルクが増大するため、直動装置の作動性が低下してしまう。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、転動体転動路内において発生するボールの詰まりを解消し、ボールに疵や磨耗が生じることを防止するとともに、直動装置の作動トルク増大を防止することが可能な直動装置を提供することを課題とする。 When a ball is clogged in the rolling element rolling path, a large number of balls are pressed against each other in the rolling element rolling path, and the balls are wrinkled and worn. It will decline. Further, since the operating torque of the linear motion device increases, the operability of the linear motion device decreases.
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and eliminates the clogging of the ball that occurs in the rolling element rolling path, prevents the ball from being wrinkled and worn, It is an object of the present invention to provide a linear motion device capable of preventing an increase in operating torque of the device.

上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、転動体転動路内に多数のボールが転動自在に配列された直動装置において、
前記配列した多数のボールの列における一つまたは二つ以上のボール間に、円筒または円柱状の弾性体を、当該弾性体の中心軸を前記転動体転動路に沿って配置し、
前記弾性体の軸方向長さをＬ、前記弾性体の外径をｄとしたときに、
前記弾性体は、（Ｌ／ｄ）≧１の条件式を満足することを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 of the present invention is a linear motion device in which a large number of balls are arranged in a rolling manner in a rolling element rolling path.
A cylindrical or columnar elastic body is arranged between one or two or more balls in the array of a plurality of balls, the central axis of the elastic body is arranged along the rolling element rolling path,
When the axial length of the elastic body is L and the outer diameter of the elastic body is d,
The elastic body satisfies the conditional expression (L / d) ≧ 1.

本発明によると、転動体転動路内でボールの詰まりが発生すると、ボール間に配置されている弾性体に、弾性体の前後に配置されているボールから負荷が加わり、弾性体に弾性変形が生じる。そして、弾性体が、弾性体の前後に配置されているボールから受けた負荷は、弾性体に弾性変形が生じることにより吸収されるため、ボールの詰まりによって生じる作動トルクの増大が防止される。 According to the present invention, when a ball is clogged in the rolling element rolling path, a load is applied to the elastic body arranged between the balls from the balls arranged before and after the elastic body, and the elastic body is elastically deformed. Occurs. And since the load which the elastic body received from the ball | bowl arrange | positioned before and behind the elastic body is absorbed when elastic deformation arises in an elastic body, the increase in the operating torque which arises by clogging of a ball is prevented.

また、弾性体の前方に配置されているボールに対し、弾性変形が生じた弾性体の復元力とともに、弾性体の後方に配置されているボールからの負荷が加わるため、ボールの詰まりが解消される。
さらに、弾性体を、その軸方向長さが外径以上となるように形成したため、転動体転動路内においてボールと弾性体との間に隙間が発生した場合でも、転動体転動路内における弾性体の転倒が防止される。 In addition, the ball placed in front of the elastic body is subjected to a load from the ball placed behind the elastic body together with the restoring force of the elastic body that has undergone elastic deformation, thereby eliminating clogging of the ball. The
Furthermore, since the elastic body is formed so that its axial length is equal to or greater than the outer diameter, even if a gap is generated between the ball and the elastic body in the rolling element rolling path, This prevents the elastic body from falling over.

次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記ボールの直径をｄａとしたときに、
前記弾性体は、ｄａ＞ｄの条件式を満足することを特徴とするものである。
本発明によると、弾性体を、弾性体の直径がボールの直径未満となるように形成したため、転動体転動路に形成されたＲ部に弾性体が干渉することが防止され、転動体転動路内において多数のボールを円滑に移動させることが可能となる。 Next, the invention described in claim 2 is the invention described in claim 1, wherein when the diameter of the ball is da,
The elastic body satisfies a conditional expression of da> d.
According to the present invention, since the elastic body is formed so that the diameter of the elastic body is less than the diameter of the ball, the elastic body is prevented from interfering with the R portion formed in the rolling element rolling path, and the rolling element rolling is prevented. A large number of balls can be smoothly moved in the movement path.

次に、請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した発明であって、前記弾性体の縁部を面取りしたことを特徴とするものである。
本発明によると、弾性体の縁部を面取りしたため、直動装置を構成する各部品の加工誤差等によって転動体転動路内に段差が存在していても、この段差を弾性体がスムーズに通過することが可能となる。 Next, the invention described in claim 3 is the invention described in claim 1 or 2, wherein the edge of the elastic body is chamfered.
According to the present invention, since the edge of the elastic body is chamfered, even if there is a step in the rolling element rolling path due to a processing error of each part constituting the linear motion device, the elastic body smoothly It is possible to pass through.

次に、請求項４に記載した発明は、請求項１から３のうちいずれかに記載した発明であって、前記弾性体に、潤滑剤溜り部をなす凹部または孔のうち少なくとも一方を設けたことを特徴とするものである。
本発明によると、弾性体に潤滑剤溜り部をなす凹部や孔を設けることにより、転動体転動路内に潤滑剤を供給することが可能となるため、直動装置の作動性が向上する。 Next, the invention described in claim 4 is the invention described in any one of claims 1 to 3, wherein at least one of a recess or a hole forming a lubricant reservoir is provided in the elastic body. It is characterized by this.
According to the present invention, it is possible to supply the lubricant into the rolling element rolling path by providing the elastic body with the concave portion and the hole forming the lubricant reservoir, and thus the operability of the linear motion device is improved. .

本発明によれば、転動体転動路内において発生したボールの詰まりを解消し、ボールに疵や磨耗が生じることを防止するとともに、直動装置の作動トルク増大が防止されるため、直動装置の耐久性及び作動性が向上する。 According to the present invention, the clogging of the ball that has occurred in the rolling element rolling path is eliminated, the ball is prevented from being wrinkled and worn, and the increase in the operating torque of the linear motion device is prevented. The durability and operability of the device are improved.

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、直動装置として、ボールねじを例にあげて説明する。
まず、図１及び図２を参照して本実施形態の構成を説明する。
図１に示すように、本実施形態のボールねじ１は、螺旋状のねじ軸側ボール転動溝６を外周面に有するねじ軸２に、ねじ軸側ボール転動溝６と対向するナット側ボール転動溝８を内周面に有するナット４が螺合されている。また、ねじ軸側ボール転動溝６及びナット側ボール転動溝８によって螺旋状の負荷転動路１２が形成されており、この負荷転動路１２内には、高炭素クロム軸受鋼等の金属材料で形成されている多数のボール１０が、転動自在に配列されている。そして、ねじ軸２に対して相対的にナット４が回転することにより、ボール１０の転動を介してナット４が軸方向に移動する構成となっている。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a ball screw will be described as an example of the linear motion device.
First, the configuration of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, the ball screw 1 of the present embodiment includes a screw shaft 2 having a helical screw shaft side ball rolling groove 6 on the outer peripheral surface, and a nut side facing the screw shaft side ball rolling groove 6. A nut 4 having a ball rolling groove 8 on the inner peripheral surface is screwed. Further, a spiral load rolling path 12 is formed by the screw shaft side ball rolling groove 6 and the nut side ball rolling groove 8, and in the load rolling path 12, a high carbon chromium bearing steel or the like is formed. A large number of balls 10 made of a metal material are arranged so as to roll freely. Then, when the nut 4 rotates relative to the screw shaft 2, the nut 4 moves in the axial direction via the rolling of the ball 10.

また、ナット４の外周面には略コの字型の循環チューブ１４が取り付けられており、循環チューブ１４は、その両端部が負荷転動路１２と連通する戻し通路１６を形成している。そして、負荷転動路１２及び戻し通路１６によって、ボール１０が無限循環する転動体転動路が形成されている。
多数のボール１０の列における一つまたは二つ以上のボール１０間には、円筒状の弾性体２０が、その中心軸を転動体転動路と平行に配置されている。なお、図中には、一つのボール１０間にのみ弾性体２０が配置されている状態、すなわち、多数のボール１０の列におけるボール１０間に配置される弾性体２０の数が、最も少ない状態を示している。弾性体２０は、ボール１０から負荷を受けた際に、この負荷によって弾性変形を生じる軟質の樹脂によって成形されている。なお、ボールねじ１が高速送りや高負荷用途において使用される場合は、弾性体２０を、熱変形温度が８０℃以上である樹脂によって成形することが好適である。 Further, a substantially U-shaped circulation tube 14 is attached to the outer peripheral surface of the nut 4, and the circulation tube 14 forms a return passage 16 in which both ends thereof communicate with the load rolling path 12. A rolling element rolling path through which the ball 10 circulates infinitely is formed by the load rolling path 12 and the return path 16.
A cylindrical elastic body 20 is disposed between one or two or more balls 10 in a row of a large number of balls 10 with its central axis parallel to the rolling element rolling path. In the figure, a state where the elastic bodies 20 are arranged only between one ball 10, that is, a state where the number of elastic bodies 20 arranged between the balls 10 in a row of many balls 10 is the smallest. Is shown. When the elastic body 20 receives a load from the ball 10, the elastic body 20 is formed of a soft resin that is elastically deformed by the load. In addition, when the ball screw 1 is used for high-speed feeding or high-load applications, it is preferable to mold the elastic body 20 with a resin having a heat deformation temperature of 80 ° C. or higher.

図２に示すように、弾性体２０には、弾性体２０を軸方向に貫通する貫通孔２４が設けられており、この貫通孔２４内にはグリス等の粘性の高い潤滑剤（図示せず）が充填されている。また、弾性体２０の縁部２２には外周側面取り部２６が設けられており、貫通孔２４には内周側面取り部２８が設けられている。
また、弾性体２０は、その軸方向長さをＬ、直径をｄとし、ボール１０の直径をｄａとしたときに、以下の条件式（１）及び（２）を満足するように形成されている。
（Ｌ／ｄ）≧１ …（１）
ｄａ＞ｄ …（２） As shown in FIG. 2, the elastic body 20 is provided with a through-hole 24 that penetrates the elastic body 20 in the axial direction, and in the through-hole 24 is a highly viscous lubricant such as grease (not shown). ) Is filled. An outer peripheral side chamfer 26 is provided on the edge 22 of the elastic body 20, and an inner peripheral side chamfer 28 is provided on the through hole 24.
The elastic body 20 is formed so as to satisfy the following conditional expressions (1) and (2) when the axial length is L, the diameter is d, and the diameter of the ball 10 is da. Yes.
(L / d) ≧ 1 (1)
da> d (2)

次に、上記の構成を備えたボールねじ１の作用・効果等を説明する。
ねじ軸２に対して相対的にナット４が回転し、ボール１０の転動を介してナット４が軸方向に移動すると、多数のボール１０は転動体転動路内を転動しつつ移動する。
このとき、弾性体２０は、その軸方向長さＬが直径ｄ以上となるように形成されているため、ボール１０と弾性体２０との間に隙間が発生した場合でも、転動体転動路内における弾性体２０の転倒が防止されている。また、弾性体２０は、その直径ｄがボール１０の直径ｄａ未満となるように形成されているため、転動体転動路内の、例えば戻し通路１６等に形成されたＲ部に干渉することが防止されている。さらに、弾性体２０の縁部２２には外周側面取り部２６が設けられているため、転動体転動路内において、例えば負荷転動路１２と戻し通路１６との間等に、各部品の加工誤差等による段差が生じている場合であっても、弾性体２０は、段差が生じている場所を円滑に通過することが可能となる。すなわち、転動体転動路内におけるボール１０の円滑な移動が、弾性体２０によって阻害されることは防止されている。 Next, functions and effects of the ball screw 1 having the above-described configuration will be described.
When the nut 4 rotates relative to the screw shaft 2 and the nut 4 moves in the axial direction via the rolling of the ball 10, the many balls 10 move while rolling in the rolling element rolling path. .
At this time, since the elastic body 20 is formed so that the axial length L thereof is equal to or larger than the diameter d, even when a gap is generated between the ball 10 and the elastic body 20, the rolling element rolling path is formed. The elastic body 20 is prevented from falling inside. Further, since the elastic body 20 is formed so that its diameter d is less than the diameter da of the ball 10, it interferes with the R portion formed in the rolling passage, for example, the return passage 16 or the like. Is prevented. Furthermore, since the outer peripheral side chamfer 26 is provided at the edge 22 of the elastic body 20, each component is placed in the rolling element rolling path, for example, between the load rolling path 12 and the return path 16. Even when a step due to a processing error or the like occurs, the elastic body 20 can smoothly pass through the place where the step is generated. That is, the smooth movement of the ball 10 in the rolling element rolling path is prevented from being inhibited by the elastic body 20.

転動体転動路内においてボール１０の詰まりが発生すると、ボール１０の詰まりが発生した箇所と弾性体２０との間に存在するボール１０（以下、前方のボール１０Ｆと示す）の移動速度が、弾性体２０の後方に存在するボール１０（以下、後方のボール１０Ｒと示す）の移動速度よりも低下する。そして、弾性体２０は、前方のボール１０Ｆと後方のボール１０Ｒとから負荷を受け、この負荷によって圧縮方向への弾性変形を生じる。このとき、弾性体２０が弾性変形することによって、ボール１０の詰まりによって生じるトルクの増大が防止され、ボールねじ１の作動性が向上する。 When the ball 10 is clogged in the rolling element rolling path, the moving speed of the ball 10 (hereinafter referred to as the front ball 10F) existing between the portion where the ball 10 is clogged and the elastic body 20 is as follows. This is lower than the moving speed of the ball 10 (hereinafter referred to as the rear ball 10R) existing behind the elastic body 20. The elastic body 20 receives loads from the front ball 10F and the rear ball 10R, and elastic deformation in the compression direction is caused by the load. At this time, the elastic body 20 is elastically deformed, so that an increase in torque caused by the clogging of the ball 10 is prevented, and the operability of the ball screw 1 is improved.

また、弾性体２０が弾性変形を生じると、後方のボール１０Ｒから弾性体２０へ加わっている負荷が、弾性体２０を介して前方のボール１０Ｆへと伝達される。そして、後方のボール１０Ｒからの負荷と、弾性変形を生じた弾性体２０の復元力とによって前方のボール１０Ｆが押し出され、前方のボール１０Ｆはボール１０の詰まりが発生した箇所を通過することが可能となるため、ボール１０の詰まりが解消される。このとき、弾性体２０が弾性変形を生じることによって、ボール１０の詰まりが発生してからボール１０の詰まりが解消されるまでに、ボール１０に加わる負荷が低減されるため、ボール１０に疵や磨耗が生じることが防止され、ボールねじ１の耐久性が向上する。 Further, when the elastic body 20 undergoes elastic deformation, a load applied to the elastic body 20 from the rear ball 10R is transmitted to the front ball 10F via the elastic body 20. Then, the front ball 10F is pushed out by the load from the rear ball 10R and the restoring force of the elastic body 20 having undergone elastic deformation, and the front ball 10F may pass through the location where the ball 10 is clogged. Since this becomes possible, clogging of the ball 10 is eliminated. At this time, since the elastic body 20 is elastically deformed, the load applied to the ball 10 is reduced from the occurrence of the clogging of the ball 10 until the clogging of the ball 10 is eliminated. Wear is prevented from occurring, and the durability of the ball screw 1 is improved.

したがって、本実施形態のボールねじ１であれば、転動体転動路内においてボール１０の詰まりが生じても、弾性体２０に圧縮方向への弾性変形が生じることにより、ボール１０の耐久性及び作動性を向上させることが可能となる。
また、弾性体２０に設けた貫通孔２４内に潤滑剤を充填しているため、弾性体２０に圧縮方向への弾性変形が生じると、貫通孔２４内に充填されている潤滑剤が貫通孔２４の外部に押し出され、この押し出された潤滑剤が転動体転動路内に供給されるため、ボールねじ１の作動性が向上する。 Therefore, in the ball screw 1 of the present embodiment, even if the ball 10 is clogged in the rolling element rolling path, the elastic body 20 is elastically deformed in the compression direction, so that the durability of the ball 10 is improved. The operability can be improved.
Further, since the lubricant is filled in the through hole 24 provided in the elastic body 20, when the elastic body 20 is elastically deformed in the compression direction, the lubricant filled in the through hole 24 is passed through the through hole. Since the extruded lubricant is supplied to the inside of the rolling element rolling path, the operability of the ball screw 1 is improved.

さらに、ボール１０の一部が貫通孔２４内に摺動可能に保持されるため、転動体転動路内における弾性体２０の転倒が防止され、ボール１０の円滑な移動が可能となり、ボールねじ１の作動性が向上する。
なお、本実施形態では、直動装置としてボールねじ１を例にあげて説明したが、これに限定されるものではなく、直動装置としては、例えばリニアガイドであってもよい。 Further, since a part of the ball 10 is slidably held in the through hole 24, the elastic body 20 is prevented from falling in the rolling element rolling path, and the ball 10 can be smoothly moved. The operability of 1 is improved.
In the present embodiment, the ball screw 1 has been described as an example of the linear motion device. However, the linear motion device is not limited to this and may be, for example, a linear guide.

また、弾性体２０に貫通孔２４を設けることにより、弾性体２０を円筒状に形成したが、これに限定されるものではなく、弾性体２０を円柱状に形成してもよい。また、弾性体２０に凹部を設け、この凹部を潤滑剤溜り部としてもよい。
また、本実施形態では、弾性体２０の材料として、樹脂を用いた場合を例にあげて説明したが、これに限定されるものではなく、ボール１０から負荷を受けた際に、この負荷によって弾性変形を生じる材料であれば、例えば、自己潤滑性を有する他の材料であってもよい。 Moreover, although the elastic body 20 was formed in the cylindrical shape by providing the through-hole 24 in the elastic body 20, it is not limited to this, You may form the elastic body 20 in the column shape. Further, the elastic body 20 may be provided with a recess, and the recess may be used as a lubricant reservoir.
In the present embodiment, the case where a resin is used as the material of the elastic body 20 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and when a load is applied from the ball 10, For example, other materials having self-lubricating properties may be used as long as they are elastically deformable.

さらに、本実施形態では、貫通孔２４内にグリス等の粘性の高い潤滑剤を充填したが、例えば、多孔質の弾性体のように、オイル等の粘性の低い潤滑剤を含浸可能であるとともに、この含浸した潤滑剤を転動体転動路内へ供給可能な固形の潤滑剤含浸部材を、貫通孔２４内に配置してもよい。この場合、粘性の高い潤滑剤だけでなく、粘性の低い潤滑剤も使用することが可能となり、ボールねじ１の設計及び使用条件が拡大する。 Furthermore, in this embodiment, the through-hole 24 is filled with a lubricant having a high viscosity such as grease. However, for example, a low-viscosity lubricant such as an oil can be impregnated like a porous elastic body. A solid lubricant-impregnated member capable of supplying the impregnated lubricant into the rolling element rolling path may be disposed in the through hole 24. In this case, not only a highly viscous lubricant but also a less viscous lubricant can be used, and the design and use conditions of the ball screw 1 are expanded.

以下、図３を参照して、ボール間に弾性体を配置したボールねじに配列されているボールの磨耗量と、ボール間に弾性体を配置していないボールねじに配列されているボールの磨耗量とを比較する。
図３は、既存のボールねじ耐久寿命試験機を用いて、本実施形態のボールねじと同様の構成を有し、それぞれねじ軸の径が異なる三種類のボールねじに対して、５００ｋｍ走行後のボールに生じた磨耗量を比較したものである。 Hereinafter, referring to FIG. 3, the wear amount of the balls arranged in the ball screw in which the elastic body is arranged between the balls, and the wear of the balls arranged in the ball screw in which the elastic body is not arranged between the balls. Compare the amount.
FIG. 3 shows the same configuration as the ball screw of the present embodiment using an existing ball screw endurance life tester, and three types of ball screws having different screw shaft diameters after running for 500 km. This is a comparison of the amount of wear generated on the ball.

以下に、各実験例における共通の条件を示す。
試験機名：ＮＳＫ製ボールねじ耐久寿命試験機、最高回転数：３０００ｍｉｎ^-1、加速度：０．８Ｇ、潤滑剤：ＩＳＯＶＧ＃６８、ストローク：０．１ｍ
ここで、各実験例において、弾性体は、１巻き内に１個の割合で配置されている。
また、以下に、各実験例毎に固有の条件を示す。 The common conditions in each experimental example are shown below.
Test machine name: NSK ball screw endurance life test machine, maximum rotation speed: 3000 min ⁻¹ , acceleration: 0.8 G, lubricant: ISO VG # 68, stroke: 0.1 m
Here, in each experimental example, the elastic body is arranged at a rate of one in one roll.
In addition, conditions specific to each experimental example are shown below.

・実験例１（弾性体６個）
使用ボールねじ呼び番：ＮＳＫボールねじ４０×２０×１０００−Ｃ５（ボール径１／４インチ）、予圧荷重：１５００Ｎ
・実験例２（弾性体５個）
使用ボールねじ呼び番：ＮＳＫボールねじ３２×１６×８００−Ｃ５（ボール径７／３２インチ）、予圧荷重：１０００Ｎ
・実験例３（弾性体５個）
使用ボールねじ呼び番：ＮＳＫボールねじ５５×２０×１０００−Ｃ５（ボール径１／４インチ）、予圧荷重：３５００Ｎ・ Experimental example 1 (6 elastic bodies)
Ball screw identification number: NSK ball screw 40 x 20 x 1000-C5 (ball diameter 1/4 inch), preload: 1500 N
・ Experimental example 2 (5 elastic bodies)
Ball screw identification number: NSK ball screw 32 x 16 x 800-C5 (ball diameter 7/32 inch), preload: 1000 N
-Experimental example 3 (5 elastic bodies)
Ball screw identification number: NSK ball screw 55 x 20 x 1000-C5 (ball diameter 1/4 inch), preload: 3500 N

図中の左側の縦軸は磨耗比を示している。なお、磨耗比は、各実験例において、ボール間に弾性体を配置していないボールねじを５００ｋｍ走行した後に、ボールに生じた磨耗量を１としている。
図中に示されているように、ボール間に弾性体を配置したボールねじに配列されているボールの磨耗量は、ボール間に弾性体を配置していないボールねじに配列されているボールの磨耗量と比較して、大幅に低下する。
したがって、ボール間に弾性体を配置することにより、ボールに生じる磨耗が大幅に低下するため、ボールねじの耐久性の向上が可能となり、ボールねじの長寿命化が可能となる。 The left vertical axis in the figure indicates the wear ratio. In each experimental example, the wear amount generated on the ball after running a ball screw without an elastic body between the balls for 500 km in each experimental example is 1.
As shown in the figure, the wear amount of the balls arranged on the ball screw in which the elastic body is arranged between the balls is the wear amount of the balls arranged on the ball screw in which the elastic body is not arranged between the balls. Compared to the amount of wear, it is significantly reduced.
Therefore, by disposing the elastic body between the balls, the wear generated on the balls is greatly reduced, so that the durability of the ball screw can be improved and the life of the ball screw can be extended.

本発明のボールねじの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the ball screw of the present invention. 弾性体の寸法を示す図である。It is a figure which shows the dimension of an elastic body. 本発明のボールねじに対する耐久寿命試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the endurance life test with respect to the ball screw of this invention.

Explanation of symbols

１ボールねじ
２ねじ軸
４ナット
６ねじ軸側ボール転動溝
８ナット側ボール転動溝
１０ボール
１２負荷転動路
１４循環チューブ
１６戻し通路
２０弾性体
２２縁部
２４貫通孔
２６外周側面取り部
２８内周側面取り部
Ｌ弾性体の軸方向長さ
ｄ弾性体の直径 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball screw 2 Screw shaft 4 Nut 6 Screw shaft side ball rolling groove 8 Nut side ball rolling groove 10 Ball 12 Load rolling path 14 Circulation tube 16 Return path 20 Elastic body 22 Edge 24 Through-hole 26 Outer peripheral side chamfer 28 Inner peripheral side chamfered portion L Length of the elastic body in the axial direction d Diameter of the elastic body

Claims

In the linear motion device in which a large number of balls are arranged to roll freely in the rolling element rolling path,
A cylindrical or columnar elastic body is arranged between one or two or more balls in the array of a plurality of balls, the central axis of the elastic body is arranged along the rolling element rolling path,
When the axial length of the elastic body is L and the outer diameter of the elastic body is d,
The linear motion device, wherein the elastic body satisfies a conditional expression of (L / d) ≧ 1.

When the diameter of the ball is da,
The linear motion device according to claim 1, wherein the elastic body satisfies a conditional expression of da> d.

The linear motion device according to claim 1, wherein an edge portion of the elastic body is chamfered.

The linear motion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic body is provided with at least one of a recess or a hole forming a lubricant reservoir.