JPH11303965A - ボールねじ装置のねじ軸 - Google Patents

ボールねじ装置のねじ軸

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JPH11303965A
JPH11303965A JP11295498A JP11295498A JPH11303965A JP H11303965 A JPH11303965 A JP H11303965A JP 11295498 A JP11295498 A JP 11295498A JP 11295498 A JP11295498 A JP 11295498A JP H11303965 A JPH11303965 A JP H11303965A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
screw
ball
groove
screw shaft
nut
Prior art date
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Pending
Application number
JP11295498A
Other languages
English (en)
Inventor
Shiroshi Yabe
四郎司 矢部
Hiroshi Fujita
洋 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11303965A publication Critical patent/JPH11303965A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/24Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • F16H2025/2436Intermediate screw supports for reducing unsupported length of screw shaft

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中間サポートの支持部と支持軸受との間の距
離(支持スパン)を短縮できるのは勿論のこと、中間サ
ポートを簡単な構造で且つ低コストで製作することがで
きるボールねじ装置のねじ軸を提供する。 【解決手段】 ボール溝2を有するねじ軸1と、ボール
溝2にボールを介して螺合されるボールねじナット4
と、該ボールねじナット4とねじ軸1との間でボールを
循環させる循環機構とを備えたボールねじ装置のねじ軸
1において、ボール溝2の他に、中間サポートを構成す
るすべりねじナット5a,5bが螺合されるねじ溝3を
設け、該ねじ溝3は、ボール溝2よりも小さく且つねじ
リードが該ボール溝2のねじリードより短いことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボールねじ装置を
構成するねじ軸であって、特に中間サポートが取り付け
られるねじ軸に関する。
【0002】
【従来の技術】ボールねじ装置を構成するねじ軸の回転
数が該ねじ軸の固有振動数に近くなると、共振を起こし
て激しく振動し、振幅が増大するようになって危険であ
る。このときの回転速度を危険速度といい、この危険速
度はねじ軸の支持スパンの2乗に反比例するため、該支
持スパンは短いほど好ましい。ところで、NC制御の平
面研削盤などのようにテーブルストロークが長い場合に
は、テーブルを送るねじ軸が長くなって該ねじ軸の支持
スパンが長くなるので、危険速度が低い回転域となる。
一方、送り速度の高速化に伴いねじ軸が高回転で使用さ
れるが、この場合、危険速度が低い回転域だと上述した
共振を避けることができないため、ねじ軸の中間部を支
持する中間サポートを設けて支持スパンを短くし、これ
により、危険速度を安全側の高い回転域にしている。
【0003】従来のこの種の中間サポートとしては、例
えば、実開平2−4736号公報に示すように、ねじ軸
の両端部を支持する支持軸受間に中間サポートを構成す
る二個のすべり軸受を互いに連結した状態でねじ軸の軸
方向に移動自在に取り付けて、各すべり軸受の間にねじ
軸の回転によって移動するボールねじナットを位置せし
め、そして、各すべり軸受の内の一方のすべり軸受にね
じ軸の回転によって移動するボールねじナットが当接し
た場合には該一方のすべり軸受がボールねじナットに押
されて該ボールねじナットと共に移動するようにしたも
のが知られている。
【0004】しかしながら、かかる中間サポートにおい
ては、構造は比較的簡単であるが、ボールねじナットが
いずれかのすべり軸受に当接してから移動するようにな
っているので、ボールねじナットが各すべり軸受の中間
位置にある間は、該ボールねじナットがすべり軸受に当
接するまで該すべり軸受と支持軸受との間の距離(支持
スパン)を短縮することができず、危険速度をあまり高
くすることができないという問題がある。
【0005】そこで、かかる問題を解消すべく、特開平
6−129510号公報に示すように、ねじ軸に螺合さ
れた中間サポートナットと、ねじ軸と平行に設けられた
補助ねじ軸と、該補助ねじ軸に螺合されて補助ねじ軸の
回転によって軸方向に移動する補助ナットと、軸方向に
移動自在に設けられて、中間サポートナットを回転自在
に支持するとともに、補助ナットを回転不能に支持する
中間サポートフレームとを備え、補助ねじ軸及びねじ軸
のねじピッチを同一にして補助ねじ軸の回転数をねじ軸
の回転数より少なくすることにより、中間サポートナッ
トがねじ軸の回転に影響されずに補助ねじ軸の回転のみ
によってねじ軸に螺合されたボールねじナットと独立し
て移動できるようにし、これにより、中間サポートナッ
トと支持軸受との間の距離(支持スパン)の短縮を可能
にしたものが提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来技術においては、中間サポートナットの他に、補助
ねじ軸、補助ナット、中間サポートフレーム及び補助ね
じ軸を回転駆動する駆動装置等が必要になるため、構造
が複雑になるとともに、コスト高になるという不都合が
ある。
【0007】本発明はかかる不都合を解消するためにな
されたものであり、ねじ軸の中間部を支持する中間サポ
ートがボールねじナットと独立して移動できるようにし
て中間サポートと支持軸受との間の距離(支持スパン)
を短縮できるのは勿論のこと、中間サポートを簡単な構
造で且つ低コストで製作することができるボールねじ装
置のねじ軸を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明に係るボールねじ装置のねじ軸は、外周面
に螺旋状のボール溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に遊嵌
される内周面に前記ねじ軸のボール溝に対応するボール
溝を有するボールねじナットと、前記両ボール溝間に転
動可能に嵌合された多数のボールとを備え、該ボールが
前記ボールねじナットに嵌合されたボール循環部品に案
内されて循環するボールねじ装置の前記ねじ軸におい
て、前記ボール溝の他に、中間サポートを構成するすべ
りねじナットが螺合されるねじ溝を設け、該ねじ溝は、
前記ボール溝よりも小さく且つねじリードが該ボール溝
のねじリードより短いことを特徴とする。
【0009】この場合、ねじ溝のねじリードをボール溝
のねじリードの1/2とするのが好ましい。また、ねじ
溝に螺合されるすべりねじナットの少なくともねじ軸の
外径面に対向する部分を潤滑油含有樹脂で製作するのが
好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の一例で
あるボールねじ装置のねじ軸を直動案内装置に用いた例
を示す概略図、図2はねじ軸の詳細図、図3はねじ軸を
他の直動案内装置に用いた例を示す平面図、図4は図3
のIV−IV線断面図である。
【0011】図1及び図2において符号1はボールねじ
装置を構成するねじ軸であり、このねじ軸1の外周面に
は通常の螺旋状のボール溝2に加えて、ねじ溝3が設け
られている。ここで、ねじ溝3はボール溝2より幅、深
さ等が小さくされており、また、ねじ溝3のねじリード
2 はボール溝2のねじリードP1 の1/2とされてい
る。なお、ねじ溝3は三角ねじや鋸歯ねじ等のすべりね
じとされている。ねじ軸1には、内周面にねじ軸1のボ
ール溝2に対応するボール溝(図示せず。)を有するボ
ールねじナット4が遊嵌されている。ねじ軸1のボール
溝2とボールねじナット4のボール溝との間には多数の
ボール(図示せず。)が転動可能に嵌合されており、該
ボールはボールねじナット4に嵌合されたボール循環部
品(図示せず。)に案内されて循環するようになってい
る。
【0012】ねじ溝3には、中間サポートを構成する一
対のすべりねじナット5a,5bがボールねじナット4
の軸方向の両側位置にそれぞれ螺合されている。すべり
ねじナット5a,5bは潤滑油含有樹脂で製作されてお
り、これにより、ねじ軸1の潤滑が行えるようになって
いる。なお、必ずしもすべりねじナット5a,5b全体
を潤滑油含有樹脂で製作する必要はなく、すべりねじナ
ット5a,5bのねじ軸1の外径面に対向する部分のみ
を潤滑油含有樹脂で製作してもよい。
【0013】また、すべりねじナット5a,5bはねじ
軸1が振動した時に該ねじ軸1に接触するようにすれば
よいので、軽く接触するか、わずかなすき間を設けて組
付けることでき、負荷を殆ど受けないようになってい
る。更に、ねじ軸1にはボール溝2とねじ溝3が交差す
ることになるが、ねじ溝3はすべりねじであるためボー
ル溝2と比べて非常に小さくでき、したがって、ボール
溝2にねじ溝3が交差していてもボールの転動に影響を
及ぼすことは無い。
【0014】そして、この実施の形態では、ねじ軸1の
一端部(左端部)が軸受ハウジング6内の支持軸受(図
示せず。)によって回転自在に支持されるとともに、軸
受ハウジング6に取り付けられた回転駆動装置にカップ
リング(共に図示せず。)を介して連結されており、ま
た、ボールねじナット4はねじ軸1と平行に設置された
リニアガイド装置の案内レール7に取り付けられた三個
のスライダ8,9,10の内の真ん中のスライダ9にナ
ットハウジング11を介して固着され、すべりねじナッ
ト5a,5bは残る二個のスライダ8,10にそれぞれ
ナットハウジング12,13を介して固着されている。
ボールねじナット4のナットハウジング11の上部には
テーブル14が取り付けられている。
【0015】次に、作用を説明する。まず、組立時にお
いて、ねじ軸1のねじ溝3に螺合される一対のすべりね
じナット5a,5bの内の一方のすべりねじナット5a
をボールねじナット4と軸受ハウジング6との間の中央
に位置させると共に、他方のすべりねじナット5bをボ
ールねじナット4とねじ軸1の他端部(右端部)先端と
の間の中央に位置させる。
【0016】そして、この状態で回転駆動装置でねじ軸
1を回転させると、ボールねじナット4及びすべりねじ
ナット5a,5bが案内レール7に案内されつつねじ軸
1に沿って同一方向に移動する。この時、すべりねじナ
ット5a,5bが螺合されたねじ溝3のねじリードP2
はボールねじナット4が螺合されたボール溝2のねじリ
ードP1 の1/2とされているため、すべりねじナット
5a,5bの移動速度はボールねじナット4の1/2と
なる。
【0017】したがって、ボールねじナット4の軸方向
の位置にかかわらず、すべりねじナット5aは常にボー
ルねじナット4と軸受ハウジング6との間の中央に位置
すると共に、すべりねじナット5bが常にボールねじナ
ット4とねじ軸1の他端部(右端部)先端との間の中央
に位置することになり(図1において、L1 :L2
1:1、L3 :L4 =1:1)、これにより、ボールね
じナット4が軸受ハウジング6側に移動するにつれてす
べりねじナット5aと軸受ハウジング6との間の距離
(支持スパン)が短縮されるとともに、すべりねじナッ
ト5bと軸受ハウジング6との間の距離(支持スパン)
が短縮され、この結果、危険速度を安全側の高い回転域
にすることができる。
【0018】また、ねじ溝3のねじリードP2 をボール
溝2のねじリードP1 の1/2として、すべりねじナッ
ト5aを常にボールねじナット4と軸受ハウジング6と
の間の中央に位置させると共に、すべりねじナット5b
を常にボールねじナット4とねじ軸1の他端部(右端
部)先端との間の中央に位置させるようにしているの
で、すべりねじナット5a,5bがボールねじナット4
や軸受ハウジング6に干渉するまでのボールねじナット
4の軸方向の移動量を大きくとることができ、この結
果、テーブルストロークが長いNC制御の平面研削盤な
どに好適なものとすることができる。
【0019】更に、ボール溝2を有するボールねじ装置
のねじ軸1にねじ溝3を設けて該ねじ溝3にすべりねじ
ナット5a,5bを螺合するだけでよいため、簡単な構
造で且つ低コストで効果的な制振を行うことができる中
間サポートシステムを提供することができる。
【0020】なお、上記実施の形態では、ねじ軸1のね
じ溝3に二個のすべりねじナット5a,5bを螺合した
場合を例に採ったが、これに限定されず、振動の大きい
ねじ軸1の自由端側(他端側)のみにすべりねじナット
5bを螺合するようにしても大きな制振効果を得ること
ができる。
【0021】また、上記実施の形態では、ねじ軸1は他
端側が自由端となっているが、これが固定や支持であっ
てもよい。更に、上記実施の形態では、ねじ溝3のねじ
リードP2 をボール溝2のねじリードP1 の1/2とし
た場合を例に採ったが、これに限定されず、例えば、ね
じ溝3のねじリードP2 をボール溝2のねじリードP1
の1/3や2/3としてもよい。因みに、1/3の場合
には図1においてL1 :L2 =1:2、L3 :L4
1:2となり、2/3の場合にはL1 :L2 =2:1、
3 :L4 =2:1となる。
【0022】図3及び図4は、ねじ軸1を他の直動案内
装置に適用した例である。この直動案内装置は断面が幅
広U字形の案内レール20を備えており、該案内レール
20の幅方向の両壁内側面にはそれぞれ案内溝(ボール
転動溝)21が加工されている。そして、案内溝21に
は、ねじ軸1のボール溝2に螺合されたボールねじナッ
トと一体化されたスライダ22がボール23を介して嵌
め込まれるとともに、ねじ溝3に螺合されたすべりねじ
ナット5a,5bの各ナットハウジング24,25が嵌
め込まれている。この場合、ナットハウジング24,2
5の案内溝21との接触部に潤滑剤含有樹脂を使用して
もよい。なお、作用効果については、上記実施の形態と
同一であるのでその説明を省略する。
【0023】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、中間サポートと支持軸受との間の距離(支持
スパン)を短縮できるのは勿論のこと、ねじ軸の各支持
スパンを常に最適に保つことができ、更には、中間サポ
ートを簡単な構造で且つ低コストで製作することができ
るという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例であるねじ軸を直動
案内装置に用いた例を示す概略図である。
【図2】ねじ軸の詳細図である。
【図3】ねじ軸を他の直動案内装置に用いた例を示す平
面図である。
【図4】図3のIV−IV線断面図である。
【符号の説明】
1…ねじ軸 2…ボール溝 3…ねじ溝 4…ボールねじナット 5a,5b…すべりねじナット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外周面に螺旋状のボール溝を有するねじ
    軸と、該ねじ軸に遊嵌される内周面に前記ねじ軸のボー
    ル溝に対応するボール溝を有するボールねじナットと、
    前記両ボール溝間に転動可能に嵌合された多数のボール
    とを備え、該ボールが前記ボールねじナットに嵌合され
    たボール循環部品に案内されて循環するボールねじ装置
    の前記ねじ軸において、前記ボール溝の他に、中間サポ
    ートを構成するすべりねじナットが螺合されるねじ溝を
    設け、該ねじ溝は、前記ボール溝よりも小さく且つねじ
    リードが該ボール溝のねじリードより短いことを特徴と
    するボールねじ装置のねじ軸。
JP11295498A 1998-04-23 1998-04-23 ボールねじ装置のねじ軸 Pending JPH11303965A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003139214A (ja) * 2001-10-31 2003-05-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ボールねじ
JP2015206424A (ja) * 2014-04-22 2015-11-19 Thk株式会社 ねじ軸、ねじ装置、及び駆動機構
CN106808283A (zh) * 2015-12-01 2017-06-09 安徽鸿远机电科技有限公司 一种钻铣床丝杆螺母座
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CN114211286A (zh) * 2021-12-08 2022-03-22 中航西安飞机工业集团股份有限公司 一种滚珠丝杠副的浮动支撑结构及防止抖动的方法

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