JP6651892B2 - Ball screw, ball screw out-of-circuit ball detection method - Google Patents
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Description
本発明は、ボールねじ、およびボールねじのサーキット外ボール検出方法に関する。 The present invention relates to a ball screw and a ball screw out-of-circuit ball detection method.
ボールねじは、例えば半導体製造装置や圧縮成形機、射出成形機、一般搬送装置等の機械要素として用いられる。ボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、ねじ軸のねじ溝に対向する螺旋状のねじ溝が内周面に形成されたナットと、ねじ軸のねじ溝とナットのねじ溝とで形成されるボール転動路に転動可能に介装された多数の鋼製のボールとを備え、回転運動を直線運動に変換する機構である。ナットには、ボール転動路を転動したボールをボール転動路の所定位置に戻すためのボール循環部材が取り付けられている。ボール循環部材とボール転動路とによりボールを無限循環させるボール循環経路であるサーキットが形成されている。ボールねじは、このようなサーキットを1つあるいは複数備えている。 The ball screw is used as a mechanical element of, for example, a semiconductor manufacturing device, a compression molding machine, an injection molding machine, a general conveyance device, and the like. A ball screw has a screw shaft with a spiral screw groove formed on the outer peripheral surface, a nut with a spiral screw groove formed on the inner peripheral surface facing the screw groove of the screw shaft, and a screw groove of the screw shaft. This is a mechanism that includes a number of steel balls rotatably interposed in a ball rolling path formed by a thread groove of a nut and converts the rotational motion into a linear motion. A ball circulating member for returning the ball that has rolled on the ball rolling path to a predetermined position on the ball rolling path is attached to the nut. A circuit, which is a ball circulation path for infinitely circulating the ball by the ball circulation member and the ball rolling path, is formed. The ball screw has one or more such circuits.
ボール循環部材として、ボール循環チューブがある。ボール循環チューブを設けることにより、ボール転動路を転動した多数のボールは、ボール循環チューブのボール掬い上げ部によってボール循環チューブの内部すなわちボール戻し路に案内され、ボール戻し路を転動し、他方のボール掬い上げ部からボール転動路の所定の位置に戻される。一般的に、ボール循環チューブを用いたボールねじの組み立ては、ボール循環チューブとボール転動路とにそれぞれボールを充填したうえで、ボールが充填された状態のボール循環チューブをナットに組み付ける。 As the ball circulation member, there is a ball circulation tube. By providing the ball circulation tube, a large number of balls rolling on the ball rolling path are guided by the ball scooping portion of the ball circulation tube to the inside of the ball circulation tube, that is, the ball return path, and roll on the ball return path. The ball is returned to a predetermined position on the ball rolling path from the other ball scooping unit. Generally, in assembling a ball screw using a ball circulation tube, a ball circulation tube and a ball rolling path are each filled with a ball, and then the ball circulation tube filled with the ball is assembled to a nut.
複数のサーキットを有するボールねじでは、隣り合うサーキットの間に、ボールが循環しないボール非循環部が存在する。ボール非循環部は、ナットのねじ溝のうち隣り合うサーキットの間の部分と、ナットのねじ溝の当該サーキットの間の部分と対向するねじ軸のねじ溝の部分とによって形成される。ナットへのボール循環チューブの組み付けの際は、ボール非循環部にボールが誤充填されやすい。ボール非循環部にボールが存在している状態でボールねじを使用すると、ボール非循環部内のボールがボール循環チューブのボール掬い上げ部と衝突することによってボール掬い上げ部が破損したり、ボール非循環部内でボールが詰まることによりボールねじがロックしてしまったりする虞がある。 In a ball screw having a plurality of circuits, a ball non-circulation portion in which balls do not circulate exists between adjacent circuits. The ball non-circulation portion is formed by a portion of the screw groove of the nut between adjacent circuits, and a portion of the screw groove of the screw shaft facing the portion of the screw groove of the nut between the circuits. When assembling the ball circulation tube to the nut, the ball is likely to be erroneously filled in the ball non-circulation portion. If a ball screw is used while the ball is present in the ball non-circulation section, the ball in the ball non-circulation section collides with the ball scooping section of the ball circulation tube, and the ball scooping section is damaged, When the ball is clogged in the circulation portion, the ball screw may be locked.
特許文献1のボールねじは、ボール循環チューブをナットに組み付ける際、ボール循環チューブをナットに嵌合し、その後、ボール循環チューブがナットに嵌合している状態でボール循環チューブおよびボール転動路にボールを充填することができる構成となっている。この構成により、ボール循環チューブをナットに組み付ける際にボールがボール非循環部に入ってしまうことを防止している。
In the ball screw of
特許文献2のボールねじは、ナットのねじ溝のうち、ボール非循環部を構成するねじ溝の部分の斜径寸法を、サーキットを構成するねじ溝の部分の斜径寸法より小さくすることにより、ボールがボール非循環部へ入ってしまうことを防止している。 The ball screw disclosed in Patent Document 2 has a configuration in which, among the screw grooves of the nut, the slant diameter of the screw groove portion forming the ball non-circulating portion is smaller than the slant diameter size of the screw groove portion forming the circuit. This prevents the ball from entering the ball non-circulation section.
しかしながら、ボール非循環部にボールが入ってしまうのは、ボール循環チューブをナットに組み付ける時だけに限らない。ボール循環チューブをナットへ組み付けた後においても、様々な要因によってボールがボール非循環部に入ってしまうことがある。したがって、特許文献1または特許文献2の構成であっても、ボールねじの組立工程全体を通して、あるいはボールねじの組み立て後において、ボールがボール非循環部へ入ってしまうことを完全に防止することは困難である。
However, the ball entering the ball non-circulation portion is not limited only to assembling the ball circulation tube to the nut. Even after assembling the ball circulation tube to the nut, the ball may enter the ball non-circulation portion due to various factors. Therefore, even with the configuration of
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ボール循環チューブを備えたボールねじであって、ボールねじを組み立てた後に、ボール非循環部に存在するサーキット外ボールを確実に検知することができるボールねじ、およびボール循環チューブを備えたボールねじにおけるサーキット外ボール検出方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and is a ball screw provided with a ball circulation tube, and after a ball screw is assembled, reliably detects an out-of-circuit ball present in a ball non-circulation portion. It is an object to provide an out-of-circuit ball detection method for a ball screw which can be provided and a ball screw provided with a ball circulation tube.
上記課題を解決するために、本発明に係るボールねじは、直線状に延在し外周面にねじ溝が形成されたねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記内周面のねじ溝と前記ねじ軸のねじ溝とで形成されるボール転動路に転動可能に配置された複数のボールを介して前記ねじ軸に嵌装されたナットと、前記ナットに固定され、前記複数のボールを前記ボール転動路の所定位置まで戻すためのチューブ部材を複数備え、前記各チューブ部材と前記各チューブ部材の両端部間の前記ボール転動路の部分とによってボール循環用のサーキットが複数形成され、前記複数のボールは、前記複数のサーキットに配置されているボールねじにおいて、隣り合う前記サーキット間の前記ボール転動路の部分によって形成されるボール非循環部に存在するサーキット外ボールを検出するためのセンサをさらに備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a ball screw according to the present invention includes a screw shaft extending linearly and having a thread groove formed on an outer peripheral surface, and a thread groove facing the thread groove of the screw shaft on an inner peripheral surface. And a nut fitted on the screw shaft via a plurality of balls arranged to be rollable on a ball rolling path formed by the screw groove on the inner peripheral surface and the screw groove on the screw shaft. And a plurality of tube members fixed to the nut for returning the plurality of balls to a predetermined position of the ball rolling path, wherein the ball rolling path between each tube member and both ends of each tube member is provided. And a plurality of circuits for ball circulation are formed, and the plurality of balls are formed by a portion of the ball rolling path between the adjacent circuits in a ball screw arranged in the plurality of circuits. Ball non And further comprising a sensor for detecting the circuit outside the ball present in the ring portion.
また、好適には、本発明に係るボールねじは、前記ナットには、前記ナットを径方向に貫通し、前記ボール非循環部に対応する前記ナットのねじ溝の部分に開放する貫通孔が形成され、前記センサは、前記貫通孔に取り付けられていることを特徴とする。 Preferably, in the ball screw according to the present invention, the nut has a through-hole that penetrates the nut in a radial direction and opens in a thread groove portion of the nut corresponding to the ball non-circulation portion. The sensor is attached to the through hole.
また、好適には、本発明に係るボールねじは、前記センサは、前記サーキット外ボールが前記センサに接触することにより前記サーキット外ボールを検出することを特徴とする。 Preferably, the ball screw according to the present invention is characterized in that the sensor detects the out-of-circuit ball when the out-of-circuit ball contacts the sensor.
また、好適には、本発明に係るボールねじは、前記センサは、前記サーキット外ボールが前記センサに接近することにより前記サーキット外ボールを検出することを特徴とする。 Preferably, the ball screw according to the present invention is characterized in that the sensor detects the out-of-circuit ball when the out-of-circuit ball approaches the sensor.
また、好適には、本発明に係るボールねじのサーキット外ボール検出方法は、直線状に延在し外周面にねじ溝が形成されたねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記内周面のねじ溝と前記ねじ軸のねじ溝とで形成されるボール転動路に転動可能に配置された複数のボールを介して前記ねじ軸に嵌装されたナットと、前記ナットに固定され、前記複数のボールを前記ボール転動路の所定位置まで戻すためのチューブ部材を複数備え、前記各チューブ部材と前記各チューブ部材の両端部間の前記ボール転動路の部分とによってボール循環用のサーキットが複数形成され、前記複数のボールは、前記複数のサーキットに配置されているボールねじにおいて、隣り合う前記サーキット間の前記ボール転動路の部分によって形成されるボール非循環部に存在するサーキット外ボールを検出するためのボールねじのボール検出方法であって、前記ナットに、前記ナットを径方向に貫通し、前記ボール非循環部に対応する前記ナットのねじ溝の部分に開放する貫通孔を形成し、前記貫通孔に取り付けたセンサによって、前記ねじ軸を回動させ前記サーキット外ボールを転動させることにより前記サーキット外ボールを検出することを特徴とする。 Preferably, the ball screw out-of-circuit ball detecting method according to the present invention further comprises: a screw shaft having a thread groove extending linearly and having a thread groove formed on an outer peripheral surface; and a thread groove facing the thread groove of the screw shaft. On the inner peripheral surface, and is fitted to the screw shaft via a plurality of balls that are rollably disposed on a ball rolling path formed by the screw groove of the inner peripheral surface and the screw groove of the screw shaft. A mounted nut, comprising a plurality of tube members fixed to the nut, for returning the plurality of balls to a predetermined position of the ball rolling path, between the tube members and both ends of the tube members A plurality of circuits for ball circulation are formed by a portion of the ball rolling path, and the plurality of balls are a portion of the ball rolling path between adjacent circuits in a ball screw arranged in the plurality of circuits. By A ball detecting method of a ball screw for detecting an out-of-circuit ball present in a ball non-circulating portion to be formed, wherein the nut is radially penetrated through the nut and corresponds to the ball non-circulating portion. Forming a through hole that opens in the thread groove portion of the nut, and detecting the outer circuit ball by rotating the screw shaft and rolling the outer ball with a sensor attached to the through hole. Features.
また、好適には、本発明に係るボールねじのサーキット外ボール検出方法は、前記センサは、前記サーキット外ボールが前記センサに接触することにより前記サーキット外ボールを検出することを特徴とする。 Preferably, in the ball screw out-of-circuit ball detection method according to the present invention, the sensor detects the out-of-circuit ball when the out-of-circuit ball contacts the sensor.
また、好適には、本発明に係るボールねじのサーキット外ボール検出方法は、前記センサは、前記サーキット外ボールが前記センサに接近することにより前記サーキット外ボールを検出することを特徴とする。 Preferably, in the ball screw out-of-circuit ball detection method according to the present invention, the sensor detects the out-of-circuit ball when the out-of-circuit ball approaches the sensor.
本発明によれば、ボール循環チューブを備えたボールねじであって、ボールねじを組み立てた後に、ボール非循環部に存在するサーキット外ボールを確実に検知することができるボールねじ、およびボール循環チューブを備えたボールねじにおけるサーキット外ボール検出方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is a ball screw provided with a ball circulation tube, and after assembling the ball screw, a ball screw capable of reliably detecting an off-circuit ball present in a ball non-circulation portion, and a ball circulation tube A method for detecting an off-circuit ball in a ball screw provided with:
以下、本発明の各実施形態に係るボールねじについて図面を参照しつつ説明する。
まず、本明細書におけるボールねじに係る方向について定義する。本明細書においては、特に明記しない限り、ねじ軸が延在する長手方向を軸方向とし、ねじ軸の中心軸線と直交する方向を径方向とする。また、図1および図2中に、軸方向の一方側および他方側を矢印で示し、さらにボールねじの上下方向を矢印で示し、便宜上、位置や方向をこれらの矢印で示した方向を用いて以下の各実施形態を説明する。
Hereinafter, a ball screw according to each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the direction related to the ball screw in this specification is defined. In this specification, unless otherwise specified, the longitudinal direction in which the screw shaft extends is defined as the axial direction, and the direction orthogonal to the central axis of the screw shaft is defined as the radial direction. Also, in FIGS. 1 and 2, one side and the other side in the axial direction are indicated by arrows, the vertical direction of the ball screw is indicated by arrows, and the position and direction are indicated by the directions indicated by these arrows for convenience. The following embodiments will be described.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係るボールねじについて説明する。
図1は第1実施形態に係るボールねじの斜視図であり、ナットの一部を切り欠いて示している。図2は第1実施形態に係るボールねじの要部を径方向から見た側面図であり、一部を断面で示している。図3は第1実施形態に係るボールねじの要部を模式的に示す平面図であり、図4は図3のA−A´線矢視断面図である。
(1st Embodiment)
The ball screw according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view of the ball screw according to the first embodiment, with a part of a nut cut away. FIG. 2 is a side view of a main part of the ball screw according to the first embodiment viewed from a radial direction, and a part of the ball screw is shown in cross section. FIG. 3 is a plan view schematically showing a main part of the ball screw according to the first embodiment, and FIG. 4 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.
本実施形態に係るボールねじ1は、図1および図2に示すように、外周面に螺旋状のねじ溝4が形成された直線状のねじ軸7と、ねじ軸7のねじ溝4と対向する螺旋状のねじ溝10がねじ孔の内周面に形成された円筒状のナット13とを備えている。ねじ軸7のねじ溝4とナット13のねじ溝10とでボール転動路16が形成されている。ナット13は、ボール転動路16に転動可能に配置された鋼製の多数のボール19を介してねじ軸7の外周側に嵌装されている。ナット13の軸方向一方端には、ナット13を図示しない射出成形機等の機械装置に取り付けるためのフランジ22が形成されている。ナット13の軸方向両端部には、ナット13とねじ軸7との間隔をシールするための環状のシール部材23が取り付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施形態に係るボールねじ1は、ボール19を循環させるための循環部材として、2つのボール循環チューブ25を備えている。ナット13の上部には矩形の平面部28が形成され、一方のボール循環チューブ25は平面部28の軸方向一方側部分に配置され、他方のボール循環チューブ25は平面部28の軸方向他方側部分に配置されている。後述するように、本実施形態に係るボールねじ1は、ボール19を無限循環させるボール循環経路を2つ有しており、軸方向一方側のボール循環チューブ25は軸方向一方側のボール循環経路に配置されたボール19を循環させるためのものであり、軸方向他方側のボール循環チューブ25は軸方向他方側のボール循環経路に配置されたボール19を循環させるためのものである。
The
ボール循環チューブ25は鋼管をU字状に屈曲させた部材であり、図2に示すように、ナット13の平面部28上に平面部28と平行に延在して配置される水平部31と、水平部31の両端と滑らかに連続し、下方に延在する一対の垂直部34、34とから構成されている。水平部31と一対の垂直部34、34の内部は、ボール戻し路を構成している。ボール循環チューブ25の両端部、すなわち一対の垂直部34、34の下端には、それぞれボール掬い上げ部37が形成されている。
The
ボール循環チューブ25の一対の垂直部34、34および各ボール掬い上げ部37は、ナット13の上部に形成された一対のボール循環孔40、40にそれぞれ嵌入されることによりナット13に取り付けられている。各ボール循環孔40は、平面部28からナット13の上部を上下方向に貫通し、ボール転動路16に開放している。一対の垂直部34、34が一対のボール循環孔40、40にそれぞれ嵌入されると、各ボール掬い上げ部37は、それぞれボール転動路16の所定位置に配置される。ボール循環チューブ25と、ボール循環チューブ25の両端のボール掬い上げ部37、37間のボール転動路16の部分とにより、ボール19を無限循環させるボール循環経路であるサーキット43(46)が形成される。
The pair of
本実施形態に係るボールねじ1は2つのボールチューブ25を備えているので、図2に示すように、軸方向一方側のボール循環チューブ25と、軸方向一方側のボール循環チューブ25の両端のボール掬い上げ部37、37によって画成されるボール転動路16の部分とによって軸方向一方側のボール循環経路43(以下、「第1サーキット43」という。)が形成され、軸方向他方側のボール循環チューブ25と、軸方向他方側のボール循環チューブ25の両端のボール掬い上げ部37、37によって画成されるボール転動路16の部分とによって軸方向他方側のボール循環経路46(以下、「第2サーキット46」という。)が形成されている。複数のボール19は、第1サーキット43および第2サーキット46に配置されている。
Since the
ねじ軸7を回動させると、ボール19が第1サーキット43および第2サーキット46の各ボール転動路16を転動して移動する。各ボール転動路16を転動したボール19が対応するボール循環チューブ25の一方のボール掬い上げ部37に達すると、一方のボール掬い上げ部37によってボール循環チューブ25の内部すなわちボール戻し路に案内され、ボール戻し路を転動して他方のボール掬い上げ部37からボール転動路16の所定の位置に戻される。ねじ軸7を回動させるとボール14は第1サーキット43および第2サーキット46をこのように循環し、これによりナット13がねじ軸7の軸方向に移動する。
When the
ボールねじ1には、図2に示すように、第1サーキット43と第2サーキット46との間に、ボール19が循環しないボール非循環部49が存在している。ボール非循環部49は、ナット13のねじ溝10のうち、第1サーキット43と第2サーキット46との間の部分(以後、ナット13のねじ溝10の当該部分を「サーキット外ねじ溝52」という。)と、ナット13のサーキット外ねじ溝52と対向するねじ軸7のねじ溝4の部分とによって形成されている。ボール非循環部49には、ボール19は配置されていない。
As shown in FIG. 2, the
図1および図3に示すように、2つのボール循環チューブ25の径方向外方には、軸方向に延在するチューブ押さえ部材55が2つのボール循環チューブ25に接触して配置されている。なお、図2においては、チューブ押さえ部材55の記載を省略している。チューブ押さえ部材55はナット13の平面部28に固定されている。チューブ押さえ部材55によって、2つのボール循環チューブ25はナット13からの径方向外方への抜けが防止されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, a
図3に示すように、チューブ押さえ部材55には、中央部および両端部近傍部に上下方向すなわち径方向の貫通孔58が形成されている。ナット13の上部には、チューブ押さえ部材の各貫通孔58に対応する位置に、内周面に雌ねじが形成された径方向のねじ孔61(図4参照)が形成されている。ナット13の各ねじ孔61は、ナット13の外周面から内周面までナットを径方向に貫通して形成されている。具体的には、ナット13の各ねじ孔61は、平面部28からナット13の上部を上下方向すなわち径方向に貫通し、ナット13のねじ溝10に開放している。
As shown in FIG. 3, a through
ナット13のねじ孔61は何れも、第1サーキット43および第2サーキット46とは異なる位置でねじ溝10に開放している。具体的には、チューブ押さえ部材55の軸方向一方端側の貫通孔58に対応するナット13のねじ孔61は、第1サーキット43よりも軸方向一方側の位置でねじ溝10に開放している。チューブ押さえ部材55の軸方向他方端側の貫通孔58に対応するナット13のねじ孔61は、第2サーキット46よりも軸方向他方側の位置でねじ溝10に開放している。チューブ押さえ部材55の中央部の貫通孔58に対応するナット13のねじ孔61は、第1サーキット43と第2サーキット46との間の位置、すなわちボール非循環部49でねじ溝10に開放している。
Each of the screw holes 61 of the
本実施形態に係るボールねじ1は、図3に示すように、チューブ押さえ部材55の両端側の貫通孔58にはボルト64が挿通され、各ボルト64をナット13のねじ孔61に締め付けることによりチューブ押さえ部材55をナット13に固定している。そして図3および図4に示すように、チューブ押さえ部材55の中央部の貫通孔58には、接触式の感知センサ67が取り付けられている。接触式の感知センサ67として、例えばマイクロスイッチが取り付けられている。感知センサ67あるいは感知センサ67のホルダは外周側に雄ねじが形成されており、ナット13のねじ孔61の雌ねじに締め付けることによりナット13に固定されている。接触式の感知センサ67は、後述するように、ボール非循環部49に存在するボール19aを検知するためのセンサである。
In the
感知センサ67は、先端の検知部70が、ナット13のねじ溝10の底面よりも径方向内側すなわちねじ軸7の方へ突出し、ナット13のねじ溝10の底面とねじ軸7のねじ溝4の底面との中間位置、あるいはさらにねじ軸7のねじ溝4の底面に近い位置に配置されるようにナット13のねじ孔61に取り付けられている。感知センサ67の上端部は、感知センサ67がナット13のねじ孔61に取り付けられている状態で、図4に示すように、チューブ押さえ部材55の貫通孔58を塞ぐ大きさに形成されている。
In the
なお、チューブ押さえ部材55の3つの貫通孔58およびこれらの貫通孔58に対応するナット13のねじ孔61は、本来チューブ押さえ部材55をナット13に固定するためのボルト64を締め付けるために形成されたものである。本実施形態は、ナット13のこれらのねじ孔61のうち、ボール非循環部49に開放している中央部のねじ孔61を利用して、ボール非循環部49に存在するボール19aを検知するための感知センサ67を組み込んだものである。
The three through-
次に、本実施形態に係るボールねじ1の組立工程について説明する。
まず、ボール循環チューブ25が取り付けられていない状態のナット13にねじ軸7を挿通させる。次に、ねじ軸7がナット13に挿通された状態で、第1サーキット43を構成するボール転動路16に複数のボール19を充填する。ボール転動路16へのボール19の充填は、ボール循環孔40(図1および図2参照)から行う。また、第1サーキット43を構成するボール循環チューブ25の内部にも複数のボール19を充填する。その後、ボール19が充填されたボール循環チューブ25の一対の垂直部34、34を一対のボール循環孔40、40にそれぞれ嵌入して、ボール循環チューブ25をナット13に取り付ける。このときボール循環チューブ25からボール19が落下しないように各垂直部34の端部をグリスなどで押さえておく。
Next, an assembly process of the
First, the
第2サーキット46を構成するボール転動路16およびボール循環チューブ25にも、第1サーキット43と同様に複数のボール19を充填し、ボール19が充填されたボール循環チューブ25の一対の垂直部34、34を一対のボール循環孔40、40にそれぞれ嵌入して、ボール循環チューブ25をナット13に取り付ける。
The
その後、チューブ押さえ部材55をナット13に固定する。チューブ押さえ部材55の両端部の貫通孔58にボルト64を挿通し、それぞれのボルト64をナット13のねじ孔61に締め付ける。最後に、チューブ押さえ部材55の中央部の貫通孔58に接触式の感知センサ67を挿通し、感知センサ67をナット13のねじ孔61に締め付け、感知センサ67をナット13に固定する。こうして、本実施形態に係るボールねじ1が組み立てられる。
After that, the
次に、ボールねじ1のボール非循環部49に存在するボール19aの検出方法について説明する。なお、ボール非循環部49に存在するボール19aを「サーキット外ボール19a」という。サーキット外ボール19aの検出は、上記の組立工程による組立後の製品検査として行うこともできるし、ボールねじ1の通常の使用時に行うこともできる。
Next, a method of detecting the
ボールねじ1の組立工程において、何らかの要因でボール非循環部49にボール19が入ってしまい、そのままボールねじ1が組み立てられた場合、図4に示すように、ボール非循環部49にはサーキット外ボール19aが存在することとなる。ボールねじ1の組立工程後におけるサーキット外ボール19aの検出検査は、接触式の感知センサ67と感知センサ67から発信される信号の受信装置(図示省略)とを接続し、ねじ軸7を回動させることにより行う。ボールねじ1のねじ軸7を回動させると、サーキット外ボール19aはボール非循環部49を転動し、感知センサ67の検知部70に接触する。すると感知センサ67から所定の信号が発信され、ボール非循環部49にサーキット外ボール19aが存在していることが容易に且つ確実に検出される。ボール非循環部49にサーキット外ボール19aが存在しなければ、ねじ軸7をいくら回動させても感知センサ67は信号を発信しない。
In the process of assembling the
このように、本実施形態によれば、製品検査時にサーキット外ボール19aの存在を確実に検知することができる。その結果、ボール非循環部49にサーキット外ボール19aが存在しているボールねじ1を完成品として出荷してしまうことを防止することができる。また、本実施形態によれば、サーキット外ボール19aの自動検知を行うことも可能である。その結果、検査効率を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to reliably detect the presence of the out-of-
製品検査時にサーキット外ボール19aの存在が確認されなかったボールねじ1であっても、その後、機械装置等に組み付けられた通常の使用時に、何らかの衝撃やボール循環チューブ25のボール掬い上げ部37の破損等によってボール非循環部49にボール19が入ってしまう虞がある。本実施形態に係るボールねじ1は、通常の使用時においても感知センサ67を作動させておくことにより、ボール非循環部49にボール19が入ったことを直ちに検知することができる。通常の使用時において感知センサ67を作動させる場合、感知センサ67から発信された信号を受信すると警報が出力される制御装置(図示省略)あるいは警報装置(図示省略)を設けることが好ましい。
Even in the case of the
ボールねじ1の通常の使用時にボール非循環部49にボール19が入り、その状態でねじ軸7が回動すると、サーキット外ボール19aはボール非循環部49を転動し、感知センサ67に接触する。すると感知センサ67から信号が発信され、図示しない制御装置あるいは警報装置から警報が発信される。これにより、ボールねじ1の使用者はボール非循環部49にボール19が入ったことをすぐに知ることができる。
When the
このように、本実施形態によれば、ボールねじ1の通常の使用時においてボール非循環部49にボール19が入ったことを直ちに検知することができる。その結果、ボールねじ1のロック等を原因とする、ボールねじ1が組み付けられた機械装置等へのトラブルの波及を最小限に抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to immediately detect that the
(第2実施形態)
次に本発明の第2実施形態について説明する。
第2実施形態に係るボールねじ101については第1実施形態と異なる構成を中心に説明し、第1実施形態と同様の構成については、第1実施形態の説明で用いた図1〜図4を流用し、第1実施形態と同一の符号を用い、重複する説明を省略する。
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The
図5は第2実施形態に係るボールねじ101の要部の断面図であり、第1実施形態の図4と同様の断面図である。
本実施形態に係るボールねじ101は、第1実施形態とは、サーキット外ボール19aの存在を検知するためのセンサが異なっている。すなわち本実施形態においては、サーキット外ボール19aの存在を検知するためのセンサとして非接触式の感知センサ167がナット13に取り付けられている。非接触式の感知センサ167として、例えば誘導型近接センサが取り付けられている。非接触式の感知センサ167は、先端の検知部170が、ナット13のねじ溝10の底面よりも上方に位置するようにナット13のボルト孔61に取り付けられている。すなわち感知センサ167の検知部170はナット13のねじ溝の底面からねじ軸7の方へ突出していない。他の構成は、第1実施形態に係るボールねじ1と同様である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of the
The
本実施形態においては、ボールねじ101の組立工程後の製品検査時にねじ軸7を駆動させると、サーキット外ボール19aはボール非循環部19を転動し、感知センサ167の検知部170の下を通過する。すると感知センサ167から所定の信号が発信され、ボール非循環部49にサーキット外ボール19aが存在していることが容易に且つ確実に検出される。ボール非循環部49にサーキット外ボール19aが存在しなければ、ねじ軸7をいくら回動させても感知センサ167は信号を発信しない。また、通常の使用時においても、ボール非循環部49にボール19が入り、その後ねじ軸7が回動すると、サーキット外ボール19aは感知センサ167の検知部170の下を通過する。これによりボールねじ101の使用者はボール非循環部49にボール19が入ったことをすぐに知ることができる。このように、本実施形態においても、第1実施形態と同様にサーキット外ボール19aの存在を確実に検知することができる。
In the present embodiment, when the
なお、第1実施形態の接触式の感知センサ67および第2実施形態の非接触式の感知センサ167は、サーキット外ボール19aの接触あるいは接近を検知できれば、種々のセンサを用いることができる。また、本発明は、サーキットを3つ以上有するボールねじにも適用できる。この場合、各ボール非循環部49に接触式または非接触式の感知センサを取り付ければ良い。
Various sensors can be used as the contact-
1、101 ボールねじ装置
4 (ねじ軸側)ねじ溝
7 ねじ軸
10 (ナット側)ねじ溝
13 ナット
16 ボール転動路
19 ボール
19a サーキット外ボール
22 フランジ
23 シール部材
25 ボール循環チューブ
28 平面部
31 水平部
34 垂直部
37 ボール掬い上げ部
40 ボール循環孔
43 第1サーキット
46 第2サーキット
49 ボール非循環部
52 サーキット外ねじ溝
55 チューブ押さえ部材
58 貫通孔
61 ねじ孔
64 ボルト
67、167 感知センサ
70、170 検知部
1, 101 ball screw device 4 (screw shaft side)
Claims (7)
前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記内周面のねじ溝と前記ねじ軸のねじ溝とで形成されるボール転動路に転動可能に配置された複数のボールを介して前記ねじ軸に嵌装されたナットと、
前記ナットに固定され、前記複数のボールを前記ボール転動路の所定位置まで戻すためのチューブ部材を複数備え、
前記各チューブ部材と前記各チューブ部材の両端部間の前記ボール転動路の部分とによってボール循環用のサーキットが複数形成され、
前記複数のボールは、前記複数のサーキットに配置されているボールねじにおいて、
隣り合う前記サーキット間の前記ボール転動路の部分によって形成されるボール非循環部に存在するサーキット外ボールを検出するためのセンサをさらに備えたことを特徴とするボールねじ。 A screw shaft extending linearly and having a thread groove formed on an outer peripheral surface thereof;
A screw groove facing the screw groove of the screw shaft is provided on the inner peripheral surface, and is arranged so as to be rollable on a ball rolling path formed by the screw groove of the inner peripheral surface and the screw groove of the screw shaft. A nut fitted on the screw shaft via a plurality of balls,
A plurality of tube members fixed to the nut, for returning the plurality of balls to a predetermined position of the ball rolling path,
A plurality of circuits for ball circulation are formed by each of the tube members and a portion of the ball rolling path between both end portions of each of the tube members,
The plurality of balls are ball screws arranged on the plurality of circuits,
A ball screw further comprising a sensor for detecting an off-circuit ball existing in a ball non-circulation portion formed by a portion of the ball rolling path between the adjacent circuits.
前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記内周面のねじ溝と前記ねじ軸のねじ溝とで形成されるボール転動路に転動可能に配置された複数のボールを介して前記ねじ軸に嵌装されたナットと、
前記ナットに固定され、前記複数のボールを前記ボール転動路の所定位置まで戻すためのチューブ部材を複数備え、
前記各チューブ部材と前記各チューブ部材の両端部間の前記ボール転動路の部分とによってボール循環用のサーキットが複数形成され、
前記複数のボールは、前記複数のサーキットに配置されているボールねじにおいて、
隣り合う前記サーキット間の前記ボール転動路の部分によって形成されるボール非循環部に存在するサーキット外ボールを検出するためのボールねじのボール検出方法であって、
前記ナットに、前記ナットを径方向に貫通し、前記ボール非循環部に対応する前記ナットのねじ溝の部分に開放する貫通孔を形成し、前記貫通孔に取り付けたセンサによって、前記ねじ軸を回動させ前記サーキット外ボールを転動させることにより前記サーキット外ボールを検出することを特徴とするボールねじのサーキット外ボール検出方法。 A screw shaft extending linearly and having a thread groove formed on an outer peripheral surface thereof;
A screw groove facing the screw groove of the screw shaft is provided on the inner peripheral surface, and is arranged so as to be rollable on a ball rolling path formed by the screw groove of the inner peripheral surface and the screw groove of the screw shaft. A nut fitted on the screw shaft via a plurality of balls,
A plurality of tube members fixed to the nut, for returning the plurality of balls to a predetermined position of the ball rolling path,
A plurality of circuits for ball circulation are formed by the tube members and a portion of the ball rolling path between both end portions of the tube members,
The plurality of balls are ball screws arranged on the plurality of circuits,
A ball screw detection method of a ball screw for detecting an out-of-circuit ball present in a ball non-circulation portion formed by a portion of the ball rolling path between adjacent circuits,
In the nut, the nut is radially penetrated, and a through hole is formed in a thread groove portion of the nut corresponding to the ball non-circulation portion, and a through hole is formed. A method for detecting an out-of-circuit ball of a ball screw, comprising detecting the out-of-circuit ball by rotating and rolling the out-of-circuit ball.
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