(57)【要約】【課題】騒音の発生原因となる振動を効果的に低減することのできるボールねじを提供する。【解決手段】ナット１２のボールねじ溝１４は、螺旋方向のうねり振幅が０．０１μｍｒｍｓ以下となっている。また、ナット１２のボールねじ溝１４はクラウニング加工が施されている。【選択図】図１
2005127402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸の外周面に形成されたねじ軸側ボールねじ溝とナットの内周面に形成されたナット側ボールねじ溝との間に多数のボールを有するボールねじにおいて、
前記ナット側ボールねじ溝の螺旋方向のうねり振幅を０．０１μｍｒｍｓ以下にするとともに、前記ナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したことを特徴とするボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ軸の外周面に形成されたねじ軸側ボールねじ溝とナットの内周面に形成されたナット側ボールねじ溝との間に多数のボールを有するボールねじの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじ、リニアガイド等の直動装置では、生産性の向上を目的として作動時の高速化が進んでおり、これに伴って低騒音化が要求されている。このため、ボールねじのねじ軸を支持する軸受では、軌道溝に超仕上げ加工を行なって軌道溝の研削加工時に生じる微小な加工うねりを除去している。
ところが、ボールねじにおいては、ボールねじ溝を研削砥石により研削加工した後は、超仕上げ加工のような仕上げ加工を行なっていないため、ボールねじ溝に微小な加工うねりが生じている。このため、ボールねじ溝に生じた加工うねりの山数と１リード当りの負荷ボール数の整数倍とが一致した場合には、騒音レベルの増大につながるという問題がある。また、ボールねじのボールには予圧が付与されるため、ねじ軸側ボールねじ溝とナット側ボールねじ溝との間のボール転動路は、無負荷状態のボールを通過させるような広さを有していない。このため、ボールをボール戻し通路に掬い上げるボール掬い上げ部やボールをボール転動路に戻すボール戻し部ではボールの急激な負荷変動が起こり、ボール掬い上げ部やボール戻し部をボールが通過する度に振動が発生し、騒音の発生原因となっている。
【０００３】
このようなボールの急激な負荷変動による振動の発生を抑制するためには、ナット側のボールねじ溝がボール掬い上げ位置に近づくに従ってボールへの予圧を徐々に減らしていくことが必要である。そのため、下記文献１〜３に記載のものでは、ナット側ボールねじ溝の溝底がナットの半径方向に徐々に深くなるように、ナット側ボールねじ溝の溝断面を半径方向外方へクラウニング加工することによって、ここを通過するボールの予圧を減少させてボールの円滑な通過を確保するようにしている。
【特許文献１】実公昭４８−２５９６３号公報
【特許文献２】実公昭４８−３４４５４号公報
【特許文献３】特公昭５７−３８８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献１〜３に開示されたものでは、ナット側ボールねじ溝に生じた加工うねりによって発生する振動の周波数とボールがボール掬い上げ部やボール戻し部を通過する度に発生する振動の周波数とが一致するため、騒音の発生原因となる振動を効果的に低減することが困難であった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、騒音の発生原因となる振動を効果的に低減することのできるボールねじを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明は、ねじ軸の外周面に形成されたねじ軸側ボールねじ溝とナットの内周面に形成されたナット側ボールねじ溝との間に多数のボールを有するボールねじにおいて、前記ナット側ボールねじ溝の螺旋方向のうねり振幅を０．０１μｍｒｍｓ以下にするとともに、前記ナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るボールねじでは、ナット側ボールねじ溝の螺旋方向のうねり振幅を０．０１μｍｒｍｓ以下にするとともに、ナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したことで、加工うねりの低減とクラウニングとを個別に行なった場合に比較して、騒音の発生原因となる振動を効果的に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るボールねじの軸方向に沿う断面図である。同図において、符号１１はねじ軸、１２はねじ軸１１の外径より大径の内径を有するナットであり、ねじ軸１１の外周面には、ねじ軸側ボールねじ溝１３がねじ軸１１の一端部から他端部に亘って形成されている。このねじ軸側ボールねじ溝１３はナット１２の内周面に形成されたナット側ボールねじ溝１４と対向しており、これらの両ボールねじ溝１３，１４間には、ねじ軸１１またはナット１２の相対的回転運動に伴ってボールねじ溝１３，１４上を転動する多数のボール１５が配設されている。
【０００８】
ボールねじ溝１３，１４上を転動したボール１５はナット１２に組み付けられたボール循環チューブ１６内を通って無限循環するようになっており、ナット側ボールねじ溝１４にはクラウニング加工が施されている。また、ナット側ボールねじ溝１４は、螺旋方向のうねり振幅が０．０１μｍｒｍｓ以下となるように、研削加工後に超仕上げ加工が施されている。
図２に、軸径３２ｍｍ、リード２５ｍｍのボールねじを使用して、３６００ｍｉｎ-1の回転速度で振動試験を実施した結果を示す。同図において、実線はナット側ボールねじ溝の螺旋方向におけるうねり振幅の最大ピークが０．０１μｍｒｍｓ以下のボールねじを示し、破線はナット側ボールねじ溝の螺旋方向におけるうねり振幅の最大ピークが０．０２〜０．０７μｍｒｍｓのボールねじを示している。
【０００９】
図２の振動試験結果から明らかなように、うねり振幅の最大ピークが０．０１μｍｒｍｓ以下のもののほうが、うねり振幅の最大ピークが０．０２〜０．０７μｍｒｍｓのものと比較して、ボールねじ回転時の振動レベルが低いことがわかる。
次に、うねり振幅の最大ピークが０．０７μｍｒｍｓ以下のナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したものとクラウニング加工を施さなかったものとを使用して、３６００ｍｉｎ-1の回転速度で振動試験を実施した結果を図３に示す。同図において、実線はうねり振幅の最大ピークが０．０７μｍｒｍｓ以下のナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したボールねじ（軸径３２ｍｍ、リード２５ｍｍ）を示し、破線はうねり振幅の最大ピークが０．０７μｍｒｍｓ以下のナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施さなかったボールねじ（軸径３２ｍｍ、リード２５ｍｍ）を示している。
【００１０】
図３の振動試験結果から明らかなように、ナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したもののほうが、クラウニング加工を施さなかったものと比較して、ボールねじ回転時の振動レベルが低いことがわかる。
次に、うねり振幅の最大ピークが０．０２〜０．０７μｍｒｍｓのナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したものとうねり振幅の最大ピークが０．０１μｍｒｍｓ以下のナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したものとを使用して、３６００ｍｉｎ-1の回転速度で振動試験を実施した結果を図４に示す。同図において、実線はうねり振幅の最大ピークが０．０１μｍｒｍｓ以下のナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したボールねじ（軸径３２ｍｍ、リード２５ｍｍ）を示し、破線はうねり振幅の最大ピークが０．０２〜０．０７μｍｒｍｓのナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したボールねじ（軸径３２ｍｍ、リード２５ｍｍ）を示している。
【００１１】
図４の振動試験結果から明らかなように、うねり振幅の最大ピークが０．０１μｍｒｍｓ以下のナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したもののほうが、うねり振幅の最大ピークが０．０２〜０．０７μｍｒｍｓのナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したものと比較して、ボールねじ回転時の振動レベルが低いことがわかる。
【００１２】
以上の試験結果から、ナット側ボールねじ溝の螺旋方向におけるうねり振幅を０．０１μｍｒｍｓ以下にするとともに、ナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施すことで、ボールねじ回転時の振動レベルを低減することができる。特に、うねり振幅を０．０１μｍｒｍｓ以下にすることで、図５に示すように、振動加速度の実効値を１．２Ｇｒｍｓ以下に抑えることができるので、騒音の発生原因となる振動を効果的に低減することができる。
なお、上述した一実施形態では本発明を循環チューブ式ボールねじに適用した場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばエンドキャップ式ボールねじや循環コマ式ボールねじ等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るボールねじの軸方向断面図である。
【図２】軸径３２ｍｍ、リード２５ｍｍのボールねじを使用して振動試験を実施した結果を示す図である。
【図３】うねり振幅の最大ピークが０．０７μｍｒｍｓ以下のナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したボールねじとクラウニング加工を施さなかったボールねじとを使用して振動試験を実施した結果を示す図である。
【図４】うねり振幅の最大ピークが０．０１μｍｒｍｓ以下のナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したボールねじと０．０２〜０．０７μｍｒｍｓ以下のナット側ボールねじ溝にクラウニング加工を施したボールねじとを使用して振動試験を実施した結果を示す図である。
【図５】振動加速度の実効値とうねり振幅のピークとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００１４】
１１    ねじ軸
１２    ナット
１３    ねじ軸側ボールねじ溝
１４    ナット側ボールねじ溝
１５    ボール
１６    ボール循環チューブ
【図１】
2005127402.tif 000003
【図２】
2005127402.tif 000004
【図３】
2005127402.tif 000005
【図４】
2005127402.tif 000006
【図５】
2005127402.tif 000007