JP2016211697A - Ball screw nut, ball screw mechanism and actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、スライダの往復動に使用されるボールねじナットとそのボールねじナットを使用したボールねじ機構とそのボールねじ機構を用いたアクチュエータに係り、特に、小型化を図ることができるように工夫したものに関する。 The present invention relates to, for example, a ball screw nut used for reciprocal movement of a slider, a ball screw mechanism using the ball screw nut, and an actuator using the ball screw mechanism, and in particular, can be miniaturized. It relates to something that was devised.
従来のボールねじ機構は、図12に示すような構成となっていた。すなわち、ボールねじ機構101は、ボールねじ103と、このボールねじ103によって貫通されるボールねじナット105から構成されている。
上記ボールねじ103には、螺旋溝107a、107b、107c、107d、107e、107fが形成されている。
上記ボールねじナット105は、ナット本体109と、このナット本体109の両端に設置されたエンドデフレクタ111、111とから構成されている。上記ナット本体109は、略中空円筒形の部材であり、上記ボールねじ103によって貫通される貫通孔113が形成されている。この貫通孔113の内周面には、螺旋溝115a、115b、115cが形成されている。また、上記ナット本体109には、図12(b)に示すように、無負荷循環路117a、117b、117cが形成されている。
上記エンドデフレクタ111、111には、それぞれ、図示しないリターン路が3つずつ形成されている。
The conventional ball screw mechanism has a configuration as shown in FIG. That is, the
The
The
The
そして、上記ボールねじ103の螺旋溝107aと上記ナット本体109の螺旋溝115aとの間の空間と、上記エンドデフレクタ111、111の図示しないリターン路、及び、上記ナット本体109の無負荷循環路117a内には、複数の鋼球119aが転動・循環している。同様に、上記ボールねじ103の螺旋溝107cと上記ナット本体109の螺旋溝115bとの間の空間と、上記エンドデフレクタ111、111の図示しないリターン路、及び、上記ナット本体109の無負荷循環路117b内にも、複数の鋼球119bが転動・循環しており、上記ボールねじ103の螺旋溝107eと上記ナット本体109の螺旋溝115cとの間の空間と、上記エンドデフレクタ111、111の図示しないリターン路、及び、上記ナット本体109の無負荷循環路117c内にも、複数の鋼球119cが転動・循環している。
A space between the
上記ボールねじ103の一端側に図示しないモータを連結し、上記ボールねじナット105に図示しないスライダを固着し、上記図示しないスライダや上記ボールねじナット105の回転を規制するガイド機構を設けることにより、アクチュエータが構成される。
そして、上記図示しないモータによって上記ボールねじ103が回転・駆動されると、上記ボールねじナット105と上記図示しないスライダが上記ボールねじ103の軸方向に移動される。
By connecting a motor (not shown) to one end of the
When the
しかし、このような構成のボールねじ機構101では、上記ボールねじナット105のナット本体109内に無負荷循環路117a、117b、117cを形成しているため、上記ナット本体109の径を大きくしなければならず、それによって、上記ボールねじ機構101やアクチュエータの小型化が阻害されていた。
そこで、上記ボールねじナット105のナット本体109の外側に無負荷循環路を設けることにより上記ナット本体109を小径化させ、それによって、上記ボールねじ機構101やアクチュエータの小型化を図ることが考えられている。
このような構成を開示するものとして、例えば、特許文献1や特許文献2が挙げられる。
However, in the
Therefore, it is conceivable to reduce the diameter of the
Examples of disclosing such a configuration include Patent Document 1 and Patent Document 2.
上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、特許文献1に記載されたボールねじ機構では、変位ナットの外周側に、鋼球が転動される第2通路部が設けられた円筒部を設置し、これにより上記変位ナットの小径化、小型化を図っているが、さらなる小型化が要求されていた。
また、特許文献2に記載されたボールねじ装置の場合も、同様に、筒状の連絡通路ピースをナット部材の外周側に設置しており、それによりナット部材の小径化、小型化を図っているが、同様に、さらなる小型化が要求されていた。
The conventional configuration has the following problems.
First, in the ball screw mechanism described in Patent Document 1, a cylindrical portion provided with a second passage portion on which a steel ball rolls is installed on the outer peripheral side of the displacement nut, thereby reducing the diameter of the displacement nut. Although miniaturization was attempted, further miniaturization was required.
Similarly, in the case of the ball screw device described in Patent Document 2, a cylindrical communication passage piece is installed on the outer peripheral side of the nut member, thereby reducing the diameter and size of the nut member. In the same way, further miniaturization has been demanded.
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、小型化を図ることができるボールねじナットとボールねじ機構とアクチュエータを提供することにある。 The present invention has been made based on such points, and an object of the present invention is to provide a ball screw nut, a ball screw mechanism, and an actuator that can be reduced in size.
上記目的を達成するべく本願発明の請求項1によるボールねじナットは、ボールねじナット本体と、上記ボールねじナット本体の外周に設置され転動体の無負荷循環路の一部を構成するU字管と、を具備したことを特徴とするものである。
また、請求項2によるボールねじナットは、請求項1記載のボールねじナットにおいて、上記ボールねじナット本体の両端には内側を循環する上記転動体を上記U字管に導くための連絡用凹部が形成された凹状のエンドデフレクタが設置されていて、これら両エンドデフレクタと上記U字管とにより上記無負荷循環路を構成することを特徴とするものである。
また、請求項3によるボールねじナットは、請求項2記載のボールねじナットにおいて、上記エンドデフレクタと上記ボールねじナット本体との間には上記エンドデフレクタの軸方向への離脱を防止する係合部が設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項4によるボールねじナットは、請求項2又は請求項3記載のボールねじナットにおいて、上記U字管は単一部品であり、上記無負荷循環路は単一の上記U字管と上記両端のエンドデフレクタの3部品から構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項5によるボールねじナットは、請求項2又は請求項3記載のボールねじナットにおいて、上記U字管は長手方向に二分割されていて、一方が上記両エンドデフレクタの一方と一体化され、他方が上記両エンドデフレクタの他方と一体化され、上記無負荷循環路はそれら2部品から構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項6によるボールねじナットは、請求項2又は請求項3記載のボールねじナットにおいて、上記U字管の両端にそれぞれ上記エンドデフレクタがそれぞれ一体化され、上記無負荷循環路は1部品から構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項7によるボールねじナットは、請求項2〜請求項6の何れかに記載のボールねじナットにおいて、複数の上記無負荷循環路が設けられており、上記エンドデフレクタには個々の上記無負荷循環路に対応した連絡用凹部が形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項8によるボールねじナットは、請求項1〜請求項7記載のボールねじナットにおいて、上記U字管に対応する上記ボールねじナット本体の外周には無負荷循環路用溝が設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項9によるボールねじ機構は、請求項1〜請求項8の何れかに記載のボールねじナットと、上記ボールねじナットに螺合・配置されるボールねじと、から構成されることを特徴とするものである。
また、請求項10によるアクチュエータは、請求項9記載のボールねじ機構を使用してスライダを移動可能に配置したことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a ball screw nut according to claim 1 of the present invention includes a ball screw nut main body and a U-shaped tube which is installed on the outer periphery of the ball screw nut main body and constitutes a part of a no-load circuit of a rolling element. It is characterized by comprising.
Further, the ball screw nut according to claim 2 is the ball screw nut according to claim 1, wherein the ball screw nut main body has communication recesses for guiding the rolling elements circulating inside to the U-shaped pipe at both ends. The formed concave end deflectors are installed, and both the end deflectors and the U-shaped pipe constitute the no-load circulation path.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the ball screw nut according to the second aspect, wherein the end deflector is prevented from being detached in the axial direction between the end deflector and the ball screw nut main body. Is provided.
The ball screw nut according to claim 4 is the ball screw nut according to claim 2 or
A ball screw nut according to claim 5 is the ball screw nut according to claim 2 or
A ball screw nut according to claim 6 is the ball screw nut according to claim 2 or
A ball screw nut according to a seventh aspect is the ball screw nut according to any one of the second to sixth aspects, wherein a plurality of the no-load circulation paths are provided, and the end deflector includes the individual A communication concave portion corresponding to the no-load circulation path is formed.
The ball screw nut according to claim 8 is the ball screw nut according to claims 1 to 7, wherein a groove for an unloaded circuit is provided on an outer periphery of the ball screw nut body corresponding to the U-shaped tube. It is characterized by that.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a ball screw mechanism comprising: the ball screw nut according to any one of the first to eighth aspects; and a ball screw screwed and disposed on the ball screw nut. It is a feature.
An actuator according to a tenth aspect is characterized in that the slider is movably arranged using the ball screw mechanism according to the ninth aspect.
以上述べたように、本願発明の請求項1によるボールねじナットによると、ボールねじナット本体と、上記ボールねじナット本体の外周に設置され転動体の無負荷循環路の一部を構成するU字管と、を具備したため、上記ボールねじナット本体の径を小さくすることができるとともに、上記U字管を使用することで上記無負荷循環路の上記ボールねじナット本体の外側への突出量を小さくすることができ、これにより、小型化することができる。
また、請求項2によるボールねじナットによると、請求項1記載のボールねじナットにおいて、上記ボールねじナット本体の両端には内側を循環する上記転動体を上記U字管に導くための連絡用凹部が形成された凹状のエンドデフレクタが設置されていて、これら両エンドデフレクタと上記U字管とにより上記無負荷循環路を構成するため、例えば、上記転動体が循環する管状の構成を設ける必要がなく、簡単な構成により上記無負荷循環路を構成することができる。
また、請求項3によるボールねじナットによると、請求項2記載のボールねじナットにおいて、上記エンドデフレクタと上記ボールねじナット本体との間には上記エンドデフレクタの軸方向への離脱を防止する係合部が設けられているため、例えば、上記転動体の移動による上記エンドデフレクタの脱落を防止することができる。
また、請求項4によるボールねじナットによると、請求項2又は請求項3記載のボールねじナットにおいて、上記U字管は単一部品であり、上記無負荷循環路は単一の上記U字管と上記両端のエンドデフレクタの3部品から構成されているため、容易に組み立てることができる。
また、請求項5によるボールねじナットによると、請求項2又は請求項3記載のボールねじナットにおいて、上記U字管は長手方向に二分割されていて、一方が上記両エンドデフレクタの一方と一体化され、他方が上記両エンドデフレクタの他方と一体化され、上記無負荷循環路はそれら2部品から構成されているため、部品点数を減少させることができ、組立の容易化、部品管理の容易化を図ることができる。
また、請求項6によるボールねじナットによると、請求項2又は請求項3記載のボールねじナットにおいて、上記U字管の両端にそれぞれ上記エンドデフレクタがそれぞれ一体化され、上記無負荷循環路は1部品から構成されているため、部品点数を減少させることができ、組立の容易化、部品管理の容易化を図ることができる。
また、請求項7によるボールねじナットによると、請求項2〜請求項6の何れかに記載のボールねじナットにおいて、複数の上記無負荷循環路が設けられており、上記エンドデフレクタには個々の上記無負荷循環路に対応した連絡用凹部が形成されているため、エンドデフレクタを上記ボールねじナット本体の両端にそれぞれ一つずつ設置すればよく、これにより、部品点数を減少させることができ、組立の容易化、部品管理の容易化を図ることができる。
また、請求項8によるボールねじナットによると、請求項1〜請求項7の何れかに記載のボールねじナットにおいて、上記U字管に対応する上記ボールねじナット本体の外周には無負荷循環路用溝が設けられているため、この無負荷循環路用溝と上記U字管の間に上記転動体が転動・循環され、上記無負荷循環路用溝の分だけ上記U字管が上記ボールねじナット本体の外周側に突出する高さを小さくすることができ、これにより小型化を図ることができる。
また、請求項9によるボールねじ機構によると、請求項1〜請求項8の何れかに記載のボールねじナットと、上記ボールねじナットに螺合・配置されるボールねじと、から構成されるため、小型化することができる。
また、請求項10によるアクチュエータによると、請求項9記載のボールねじ機構を使用してスライダを移動可能に配置したため、小型化することができる。また、ボールねじナットの小型化により上記スライダの小型化も可能となり、その際、スライダの肉厚を薄くする必要はないので、必要な強度は充分に確保される。
As described above, according to the ball screw nut according to claim 1 of the present invention, the ball screw nut main body and the U-shape that is installed on the outer periphery of the ball screw nut main body and constitutes a part of the no-load circuit of the rolling element. The diameter of the ball screw nut body can be reduced, and the use of the U-shaped pipe reduces the amount of protrusion of the no-load circuit to the outside of the ball screw nut body. Thus, the size can be reduced.
Further, according to the ball screw nut according to claim 2, in the ball screw nut according to claim 1, a communication recess for guiding the rolling elements circulating inside to the U-shaped pipes at both ends of the ball screw nut main body. In order to configure the no-load circulation path by these end deflectors and the U-shaped pipe, for example, it is necessary to provide a tubular configuration in which the rolling elements circulate. The above-described no-load circuit can be configured with a simple configuration.
According to a ball screw nut according to
According to a ball screw nut according to claim 4, in the ball screw nut according to claim 2 or
According to a ball screw nut according to claim 5, in the ball screw nut according to
According to a ball screw nut according to claim 6, in the ball screw nut according to claim 2 or
According to a ball screw nut according to claim 7, in the ball screw nut according to any one of claims 2 to 6, a plurality of the no-load circulation paths are provided, and each of the end deflectors is provided with each of the end deflectors. Since the communication recess corresponding to the no-load circulation path is formed, it is only necessary to install one end deflector at each end of the ball screw nut main body, thereby reducing the number of parts, Assembling and parts management can be facilitated.
According to a ball screw nut according to claim 8, in the ball screw nut according to any one of claims 1 to 7, a no-load circuit is provided on an outer periphery of the ball screw nut body corresponding to the U-shaped tube. Since the groove is provided, the rolling element rolls and circulates between the no-load circuit groove and the U-shaped tube, and the U-shaped tube is moved by the amount of the no-load circuit groove. The height protruding to the outer peripheral side of the ball screw nut main body can be reduced, and thus the size can be reduced.
According to a ball screw mechanism according to
According to the actuator of the tenth aspect, since the slider is movably disposed using the ball screw mechanism according to the ninth aspect, the size can be reduced. In addition, the size of the slider can be reduced by reducing the size of the ball screw nut. At that time, it is not necessary to reduce the thickness of the slider, so that the necessary strength is sufficiently ensured.
以下、図1乃至図6を参照しながら、本発明の第1の実施の形態について説明する。
まず、この第1の実施の形態によるアクチュエータ1の構成を説明する。
図1に示すように、上記アクチュエータ1は、ハウジング3と、このハウジング3に前後方向(図1中左下から右上に向かう方向)に移動可能に設置されたスライダ5と、このスライダ5を移動させるボールねじ機構7と、このボールねじ機構7を駆動する図示しないモータとから構成される。
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of the actuator 1 according to the first embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the actuator 1 includes a
上記ハウジング3は、底面側(図1中下側)に設置された略U字型の横断面形状を成すベース9と、このベース9の図1中上側の幅方向(図1中左上から右下に向かう方向)両側に設置されたサイドカバ11、11(図1中右下側のサイドカバ11は図示せず)と、上記ベース9の先端(図1中左下端)に設置された端部カバ13と、上記ベース9の後端(図1中右上端)に設置されたモータケース15とから構成されている。上記モータケース15内には、上記図示しないモータが設置されている。
The
上記ハウジング3内のベース9とサイドカバ11、11に囲まれた空間内には、前記ボールねじ機構7が設置されている。このボールねじ機構7は、ボールねじ17とボールねじナット19によって構成されている。上記ボールねじ17は、その両端を上記端部カバ13に内装された図示しない軸受と上記モータケース15の前端側(図1中左下側)に内装された軸受21によって回転可能に支持されている。上記ボールねじ17には、図2に示すように、螺旋溝23a、23b、23c、23d、23e、23fが形成されている。上記ボールねじ17は、上記図示しないモータの出力軸に図示しないカップリングを介して連結されており、上記図示しないモータによって回転・駆動される。また、上記ボールねじナット19は、上記ボールねじ17に貫通された状態で設置されている。
In the space surrounded by the
上記ボールねじナット19は、例えば、図2に示すように、ボールねじナット本体25と、このボールねじナット本体25の両端のそれぞれに、例えば、2つずつ設置されたエンドデフレクタ27a、27b、27c、27dと、前後方向(図2中左右方向)に向かい合うエンドデフレクタ27a、27c間とエンドデフレクタ27b、27d間にそれぞれ設置されたU字管29a、29bによって構成されている。
For example, as shown in FIG. 2, the
上記ボールねじナット本体25には、例えば、図3、図4に示すように、前後方向(図4中左右方向)に、貫通孔31が延長・形成されており、この貫通孔31の内周面には螺旋溝33a、33bが形成されている。
また、例えば、図5に示すように、上記ボールねじナット本体25の前後方向(図5中左下から右上に向かう方向)両端には、それぞれ2箇所ずつ、エンドデフレクタ取付用凹部35a、35b、35c、35dが形成されている。これらエンドデフレクタ取付用凹部35a、35b、35c、35dに、上記エンドデフレクタ27a、27b、27c、27dが係合・配置される。
For example, as shown in FIGS. 3 and 4, the ball
Further, as shown in FIG. 5, for example, two end
上記エンドデフレクタ取付用凹部35a、35b、35c、35dのそれぞれの前方又は後方を向いた面(図5中左下方向に向いた面又は右上方向に向いた面)には、エンドデフレクタ係合用凹部37が形成されている。(エンドデフレクタ取付用凹部35c、35dに形成されているものは図示せず。)また、上記エンドデフレクタ取付用凹部35a、35b、35c、35dのそれぞれの前方又は後方を向いた面(図5中左下方向に向いた面又は右上方向に向いた面)には、エンドデフレクタ取付用雌ねじ部39が形成されている。(エンドデフレクタ取付用凹部35b、35c、35dに形成されているものは図示せず。)また、上記エンドデフレクタ取付用凹部35a、35b、35c、35dのそれぞれの側面のうちの一方の側面には、脱落防止用係合凹部41が形成されている。(エンドデフレクタ取付用凹部35b、35c、35dに形成されているものは図示せず。)
End deflector engagement recesses 37 are provided on the front or rear facing surfaces (the surfaces facing the lower left or the upper right in FIG. 5) of the end
また、上記螺旋溝33aの前端(図5中左下端)は上記エンドデフレクタ取付用凹部35bに開口されており、上記螺旋溝33aの後端(図5中右上端)は上記エンドデフレクタ取付用凹部35dに開口されている。また、上記螺旋溝33bの前端(図5中左下端)は上記エンドデフレクタ取付用凹部35aに開口されており、上記螺旋溝33bの後端(図5中右上端)は上記エンドデフレクタ取付用凹部35cに開口されている。
Further, the front end (left lower end in FIG. 5) of the
上記エンドデフレクタ27aは、例えば、図5、図6に示すように、略円弧状の形状を成すエンドデフレクタ本体43と、外周側に突出・形成されたU字管用接続部45から構成されている。上記エンドデフレクタ27aのボールねじナット本体25側の面(図5中左下側の面)には、連絡用凹部47が形成されている。また、例えば、図6に示すように、上記エンドデフレクタ27aのボールねじナット本体25側の面(図6(a)中紙面垂直方向手前側の面)であって、上記連絡用凹部47の図6(a)中下端側には、ボールねじナット本体25側(図6(a)中紙面垂直方向手前側)に向かって、すくい上げ部49aが突出・形成されており、上記連絡用凹部47の図6(a)中上下方向中央付近であって図6(a)中右側には、図6(a)中下側に向かって、すくい上げ部49bが突出・形成されている。これらすくい上げ部49a、49bには、上記連絡用凹部47の内側の面と連続した面が形成されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, for example, the
また、上記U字管用接続部45の外周側はボールねじナット本体25側(図6(d)中左側)に突出されており、その内側がU字管係合用凹部51となっている。また、上記エンドデフレクタ本体43の一端側(図6(a)中右上側)であってボールねじナット本体25側の面(図6(a)中紙面垂直方向手前側の面)には係合用凸部53が突出・形成されている。また、上記エンドデフレクタ本体43の一端側(図6(a)中右上側)には、取付ネジ用貫通孔55が形成されている。また、上記エンドデフレクタ本体43の他端側(図6中下端側)には、脱落防止用係合凸部57が形成されている。
Further, the outer peripheral side of the U-shaped
上記エンドデフレクタ27aが、上記エンドデフレクタ取付用凹部35aに設置されると、上記係合用凸部53が上記エンドデフレクタ取付用凹部35aのエンドデフレクタ係合用凹部37に係合され、上記脱落防止用係合凸部57が上記エンドデフレクタ取付用凹部35aの脱落防止用係合凹部41に係合される。また、上記エンドデフレクタ27aは、上記取付ネジ用貫通孔55を貫通し、上記エンドデフレクタ取付用凹部35aのエンドデフレクタ取付用雌ねじ部39に螺合される取付用ネジ59によって上記ボールねじナット本体25に固定される。
また、上記エンドデフレクタ27b、27c、27dも、上記エンドデフレクタ27aと同様の構成となっている。
なお、上記エンドデフレクタ27b、27c、27dの構成要素については、上記エンドデフレクタ27aの構成要素と同じ符号を付し、その説明を省略する。
When the
The
The constituent elements of the
前記U字管29aは、例えば、図5に示すように、略U字型の横断面形状を成す部材である。上記U字管29aは、図2〜図4に示すように、上記ボールねじナット本体25の外周側に設置されている。また、上記U字管29aは、その両端を上記エンドデフレクタ27a、27cのU字管係合用凹部51に係合されることで、上記ボールねじナット本体25の外周側に固定されている。
なお、上記U字管29aの長手方向中央には凸部29a′が設けられていて、U字管29aを上記エンドデフレクタ27a、27cの間に設置した状態で、凸部29a′の高さとエンドデフレクタ27a、27cのU字管用接続部45、45の高さが一致するように構成されている。
前記U字管29bも上記U字管29aと同様の構成であり、その両端を上記エンドデフレクタ27b、27dのU字管係合用凹部51に係合されることで、上記ボールねじナット本体25の外周側に固定されている。
尚、上記U字管29bにおいて、上記U字管29aにおける凸部29a′に相当する凸部を符号29b′で示す。
上記U字管29a、29bは、上記ボールねじナット本体25の外周側の180°対向する位置に設置されている。
For example, as shown in FIG. 5, the
A
The
In the
The
上記エンドデフレクタ27bの連絡用凹部47と上記ボールねじナット本体25のエンドデフレクタ取付用凹部35bとの間の空間、上記U字管29bと上記ボールねじナット本体25の外周面との間の空間、上記エンドデフレクタ27dの連絡用凹部47と上記ボールねじナット本体25のエンドデフレクタ取付用凹部35dとの間の空間によって無負荷循環路60aが形成されており、この無負荷循環路60aと前記ボールねじ17の螺旋溝23aと上記ボールねじナット本体25の螺旋溝33aとの間の空間には、転動体として複数の鋼球61aが転動・循環している。
A space between the
また、上記エンドデフレクタ27aの連絡用凹部47と上記ボールねじナット本体25のエンドデフレクタ取付用凹部35aとの間の空間、上記U字管29aと上記ボールねじナット本体25の外周面との間の空間、上記エンドデフレクタ27cの連絡用凹部47と上記ボールねじナット本体25のエンドデフレクタ取付用凹部35cとの間の空間によって無負荷循環路60bが形成されており、この無負荷循環路60b内と上記ボールねじ17の螺旋溝23dと上記ボールねじナット本体25の螺旋溝33bとの間の空間には、転動体として、複数の鋼球61bが転動・循環している。
Further, a space between the
また、図1に示すように、上記ボールねじナット19には、スライダ5が固着されている。上記スライダ5には、ボールねじナット収納用凹部65が形成されており、このボールねじナット収納用凹部65内に上記ボールねじナット19が収容されている。また、上記ボールねじナット19は、上記スライダ5の前端側(図1中左下側)に設置された図示しないボールねじナット固定部材と、このボールねじナット固定部材を貫通し上記スライダ5に螺合される図示しないボルトによって、上記スライダ5に固定されている。
また、前記サイドカバ11、11間には開口部67があり、この開口部67を介して上記スライダ5の図1中上側がハウジング3の外部に突出されている。
As shown in FIG. 1, the slider 5 is fixed to the
An
また、前記ベース9の内側の幅方向(図1中左上から右下に向かう方向)両側には、ガイドレール69、69(図1中右下側のガイドレール69は図示せず)が設置されていて、上記スライダ5は、上記スライダ5の幅方向(図1中左上から右下に向かう方向)両端を介して上記ガイドレール69、69によって、前後方向(図1中左下から右上に向かう方向)に案内される。
また、上記ガイドレール69、69によって上記スライダ5、ひいては、ボールねじナット19の上記ボールねじ17の周方向の回転が規制されており、上記ボールねじ17が図示しないモータによって回転・駆動されると、上記スライダ5が前後方向(図1中左下から右上に向かう方向)に移動されるようになっている。
Further,
Further, the guide rails 69, 69 restrict the rotation of the slider 5 and thus the
次に、この第1の実施の形態による作用について説明する。
図示しないモータによってボールねじ17が回転・駆動されると、ボールねじ17とともにスライダ5が前後方向(図1中左下から右上に向かう方向)に移動される。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
When the
その際、上記ボールねじ17の螺旋溝23aとボールねじナット本体25の螺旋溝33aとの間の空間と、エンドデフレクタ27bの連絡用凹部47と上記ボールねじナット本体25のエンドデフレクタ取付用凹部35bとの間の空間、U字管29bと上記ボールねじナット本体25の外周面との間の空間、エンドデフレクタ27dの連絡用凹部47と上記ボールねじナット本体25のエンドデフレクタ取付用凹部35dとの間の空間には、複数の鋼球61aが転動・循環する。
同様に、上記ボールねじ17の螺旋溝23dと上記ボールねじナット本体25の螺旋溝33bとの間の空間と、エンドデフレクタ27aの連絡用凹部47と上記ボールねじナット本体25のエンドデフレクタ取付用凹部35aとの間の空間、U字管29aと上記ボールねじナット本体25の外周面との間の空間、エンドデフレクタ27cの連絡用凹部47と上記ボールねじナット本体25のエンドデフレクタ取付用凹部35cとの間の空間には、複数の鋼球61bが転動・循環する。
At that time, a space between the
Similarly, the space between the
また、上記鋼球61aは、上記エンドデフレクタ27bのすくい上げ部49a、49bを介して、上記ボールねじ17の螺旋溝23aと上記ボールねじナット本体25の螺旋溝33aとの間の空間と上記エンドデフレクタ27bの連絡用凹部47と上記ボールねじナット本体25のエンドデフレクタ取付用凹部35bとの間の空間との間で、円滑に移動される。
また、上記鋼球61aは、上記エンドデフレクタ27dのすくい上げ部49a、49bを介して、上記エンドデフレクタ27dの連絡用凹部47と上記ボールねじナット本体25のエンドデフレクタ取付用凹部35dとの間の空間と上記ボールねじ17の螺旋溝23aと上記ボールねじナット本体25の螺旋溝33aとの間の空間との間で、円滑に移動される。
The
Further, the
また、上記鋼球61bは、上記エンドデフレクタ27aのすくい上げ部49a、49bを介して、上記ボールねじ17の螺旋溝23dと上記ボールねじナット本体25の螺旋溝33bとの間の空間と上記エンドデフレクタ27aの連絡用凹部47と上記ボールねじナット本体25のエンドデフレクタ取付用凹部35aとの間の空間との間で、円滑に移動される。
また、上記鋼球61bは、上記エンドデフレクタ27cのすくい上げ部49a、49bを介して、上記エンドデフレクタ27cの連絡用凹部47と上記ボールねじナット本体25のエンドデフレクタ取付用凹部35cとの間の空間と上記ボールねじ17の螺旋溝23dと上記ボールねじナット本体25の螺旋溝33bとの間の空間との間で、円滑に移動される。
The
Further, the
また、上記エンドデフレクタ27aは、上記脱落防止用係合凸部57が上記エンドデフレクタ取付用凹部35aの脱落防止用係合凹部41に係合されるとともに、上記取付ネジ用貫通孔55を貫通し、上記エンドデフレクタ取付用凹部35aのエンドデフレクタ取付用雌ねじ部39に螺合される取付用ネジ59によって上記ボールねじナット本体25に固定されているため、上記鋼球61bが、上記ボールねじ17の螺旋溝23dと上記ボールねじナット本体25の螺旋溝33bとの間の空間から上記エンドデフレクタ27aの連絡用凹部47と上記ボールねじナット本体25のエンドデフレクタ取付用凹部35aとの間の空間へ移動された際、上記鋼球61bに付勢されて上記エンドデフレクタ27aがボールねじナット本体25から離間してしまうことはない。
また、エンドデフレクタ27b、27c、27dも同様にして、鋼球61a又は鋼球61bによって上記ボールねじナット本体25から離間されてしまうことはない。
Further, the
Similarly, the
次に、この第1の実施の形態による効果について説明する。
まず、ボールねじナット本体25の外周側にU字管29a、29bを設置し、上記ボールねじナット本体25の外周面と上記U字管29a、29bと内側の面との間に無負荷循環路60a、60bを形成するようにしたため、上記ボールねじナット本体25を小径化することができる。
又、上記U字管29a、29bを用いたことにより、例えば、円筒形のパイプを用いた場合よりも、パイプの肉厚分だけ上記無負荷循環路60a、60bの上記ボールねじナット本体25の外側への突出量を小さくすることができ、これにより、ボールねじナット19、ひいては、スライダ5やアクチュエータ1の小型化を図ることができる。
Next, the effect of the first embodiment will be described.
First,
Further, by using the
また、上記ボールねじナット本体25に、3つの部品、すなわち、上記U字管29aとエンドデフレクタ27a、27cを設置することで、上記無負荷循環路60bを構成することができ、同様に、上記ボールねじナット本体25に、3つの部品、すなわち、上記U字管29bとエンドデフレクタ27b、27dを設置することで、上記無負荷循環路60aを構成することができるので、上記ボールねじナット19を、容易に組み立てることができる。
In addition, by installing the three parts, that is, the
また、エンドデフレクタ27a、27b、27c、27dは連絡用凹部47が形成された構成になっていて管状部分がない簡単な構成になっているので、その成形も簡単であり、上記無負荷循環路60a、60bを容易に構成することができる。
また、エンドデフレクタ27a、27b、27c、27dは、エンドデフレクタ取付用凹部35a、35b、35c、35dに係合され、取付用ネジ59によって固定されているので、上記エンドデフレクタ27a、27b、27c、27dを容易に設置することができる。
また、上記U字管29a、29bは180°対抗する位置に設置されているため、特に、図3中左右方向の大きさを小さくすることができる。
また、上記ボールねじナット19を小型化することによりスライダ5の小型化を図ることができ、その際、スライダの肉厚を薄くする必要もないので、必要な強度を充分に確保することができる。
また、上記エンドデフレクタ27a〜27dは、脱落防止用係合凸部57がエンドデフレクタ取付用凹部35a〜35dの脱落防止用係合凹部41に係合された状態でねじ止めされているので、軸方向に不用意に脱落することを防止することができる。
Further, the
Further, since the
Further, since the
Further, the size of the
Further, the
次に、図7を参照しながら、本願発明の第2の実施の形態について説明する。前記第1の実施の形態の場合には、無負荷循環路60aをエンドデフレクタ27b、27d、U字管29bの3つの部品から構成し、同様に、無負荷循環路60bをエンドデフレクタ27a、27c、U字管29aの3つの部品から構成していた。
これに対して、この第2の実施の形態の場合には、U字管29aを長手方向に二分してU字管要素29a1、29a2とし、それらU字管要素29a1、29a2をエンドデフレクタ27a、27cにそれぞれ一体化させて、2つの部品から構成するようにしている。同様に、U字管29bを長手方向に二分してU字管要素29b1、29b2とし、それらU字管要素29b1、29b2をエンドデフレクタ27b、27dにそれぞれ一体化させて、2つの部品から構成するようにしている。また、凸部29a′は、上記U字管要素29a1、29a2に、それぞれ形成された凸部29a1′、29a2′から構成されており、凸部29b′も同様に、上記U字管要素29b1、29b2に、それぞれ形成された凸部29b1′、29b2′から構成されている。
図7では、上記U字管要素29a1とU字管要素29a2、及び、上記U字管要素29b1とU字管要素29b2は同じ長さになっているが、異なる長さに分割されてもよい。
なお、その他の構成は前記第1の実施の形態と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of the first embodiment, the no-
On the other hand, in the case of the second embodiment, the
In FIG. 7, the
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same portions in the drawing, and description thereof is omitted.
この第2の実施の形態の場合は、前記第1の実施の形態と同様の効果を奏することができるとともに、無負荷循環路60a、60bを構成するための部品点数を少なくすることができ、組立の容易化、部品管理の容易化を図ることができる。
In the case of the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the number of parts for configuring the no-
次に、図8を参照しながら、本願発明の第3の実施の形態について説明する。前記第1の実施の形態の場合には、無負荷循環路60aをエンドデフレクタ27b、27d、U字管29bの3つの部品から構成し、同様に、無負荷循環路60bをエンドデフレクタ27a、27c、U字管29aの3つの部品から構成していた。
これに対して、この第3の実施の形態の場合には、エンドデフレクタ27a、27c、U字管29aを一体化させて、1つの部品から構成するようにしている。同様に、エンドデフレクタ27b、27d、U字管29bを一体化させて、1つの部品から構成するようにしている。
なお、その他の構成は前記第1の実施の形態と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of the first embodiment, the no-
On the other hand, in the case of the third embodiment, the
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same portions in the drawing, and description thereof is omitted.
この第3の実施の形態の場合も、前記第1の実施の形態との同様の効果を奏することができるとともに、無負荷循環路60a、60bを構成するための部品点数をさらに減少させることができ、組立の容易化、部品管理の容易化を図ることができる。
In the case of the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the number of parts for configuring the no-
次に、図9を参照しながら、本発明の第4の実施の形態について説明する。
この第4の実施の形態の場合は、前記第1の実施の形態の構成において、上記ボールねじナット本体25の外周面に無負荷循環路用溝93a、93bが形成されていて、上記無負荷循環路用溝93bとU字管29bによって無負荷循環路60aの一部を構成しており、同様に、上記無負荷循環路用溝93aとU字管29aによって無負荷循環路60bの一部を構成している。
尚、その他の構成は前記第1の実施の形態と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the case of the fourth embodiment, in the configuration of the first embodiment, the no-
The other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted.
この第4の実施の形態によると、前記第1の実施の形態と同様の効果を奏することができるとともに、無負荷循環路用溝93aとU字管29aの間に鋼球61bが転動・循環され、無負荷循環路用溝93bとU字管29bの間に鋼球61aが転動・循環されるので、上記U字管29a、29bの高さ(図9中上下方向の大きさ)や、エンドデフレクタ27a、27b、27c、27bのボールねじナット本体25の外周側への突出高さ(図9中上下方向の大きさ)をさらに小さくすることができ、ボールねじナット19をより小型化することができる。
According to the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the
次に、図10及び図11を参照しながら、本発明の第5の実施の形態について説明する。
この第5の実施の形態によるボールねじ機構95には、ボールねじナット96がある。このボールねじナット96は、ボールねじナット本体94と、このボールねじナット本体94の両端のそれぞれ設置されたエンドデフレクタ97a、97bと、上記ボールねじナット96の外周側に設置された3つのU字管29a、29b、29cとから構成されている。また、上記エンドデフレクタ97a、97bには、それぞれ図示しない第1〜第3の連絡用凹部が形成されている。上記ボールねじナット本体94は、前記した第1の実施の形態におけるボールねじナット本体25と略同様の構成であり、貫通孔31と、螺旋溝33a、33bが形成されている。
尚、上記U字管29cにおいて、上記U字管29aにおける凸部29a′に相当する凸部を符号29c′で示す。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The
In the
すなわち、上記ボールねじ機構95には、図11に示すように、3つの無負荷循環路60a、60b、60cがある。無負荷循環路60aは、上記エンドデフレクタ97aの第1の連絡用凹部とボールねじナット本体94との間の空間、上記U字管29bと上記ボールねじナット本体94の外周面との間の空間、上記エンドデフレクタ97bの第1の連絡用凹部と上記ボールねじナット本体94との間の空間によって形成されている。同様に、無負荷循環路60bは、上記エンドデフレクタ97aの第2の連絡用凹部とボールねじナット本体94との間の空間、上記U字管29aと上記ボールねじナット本体94の外周面との間の空間、上記エンドデフレクタ97bの第2の連絡用凹部と上記ボールねじナット本体94との間の空間によって形成されており、無負荷循環路60cは、上記エンドデフレクタ97aの第3の連絡用凹部とボールねじナット本体94との間の空間、上記U字管29cと上記ボールねじナット本体94の外周面との間の空間、上記エンドデフレクタ97bの第3の連絡用凹部と上記ボールねじナット本体94との間の空間によって形成されている。
That is, the
また、上記無負荷循環路60a内と上記ボールねじナット本体94の螺旋溝33aとボールねじ17の螺旋溝23fとの間の空間には、複数の鋼球61aが転動・循環しており、上記無負荷循環路60b内と上記ボールねじナット本体94の螺旋溝33bとボールねじ17の螺旋溝23dとの間の空間には、複数の鋼球61bが転動・循環しており、上記無負荷循環路60c内と上記ボールねじナット本体94の螺旋溝33cとボールねじ17の螺旋溝23bとの間の空間には、複数の鋼球61cが転動・循環している。
A plurality of
また、上記エンドデフレクタ97a、97bのそれぞれにはU字管接続部98a、98b、98cが形成されている。上記U字管接続部98aには上記図示しない第2の連絡用凹部が開口されており、上記U字管接続部98bには上記図示しない第1の連絡用凹部が開口されており、上記U字管接続部98cには上記図示しない第3の連絡用凹部が開口されている。
In addition, U-shaped
また、上記U字管接続部98a、98b、98cにはU字管係合用凹部99が形成されており、上記U字管29a、29b、29cは、その両端が上記エンドデフレクタ97a又はエンドデフレクタ97bのU字管係合用凹部99に係合・固定されている。
尚、その他の構成は前記第1の実施の形態と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。
The U-shaped
The other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted.
この第5の実施の形態によると、前記第1の実施の形態と同様の効果を奏することができるとともに、エンドデフレクタ97a、97bをボールねじナット96の両端に設置するだけでよく、部品点数を減少させることができ、組立の容易化、部品管理の容易化を図ることができる。
According to the fifth embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the
なお、本発明は、前記第1〜第5の実施の形態に限定されない。
第2の実施の形態や第3の実施の形態のようなエンドデフレクタとU字管を一体化させた部品を用いた場合や、第5の実施の形態のような複数の連絡用凹部が形成されたエンドデフレクタを用いた場合でも、第4の実施の形態のように、ボールねじナット本体に無負荷循環路用溝を設けることが考えられる。
また、3つの無負荷循環路を設けた場合であっても、個々の無負荷循環路について別々に一対のエンドデフレクタを設置することが考えられる。
また、4個以上の無負荷循環路が設けられる場合も考えられる。
その他、各構成の寸法、形状、数等は一例であり、様々な場合が考えられる。
The present invention is not limited to the first to fifth embodiments.
In the case where a part in which an end deflector and a U-shaped tube are integrated as in the second embodiment or the third embodiment is used, or a plurality of communication recesses are formed as in the fifth embodiment. Even when the end deflector is used, it is conceivable to provide a no-load circuit groove in the ball screw nut body as in the fourth embodiment.
Further, even when three no-load circulation paths are provided, it is conceivable to install a pair of end deflectors separately for each no-load circulation path.
Further, there may be a case where four or more no-load circulation paths are provided.
In addition, the size, shape, number, and the like of each component are examples, and various cases are conceivable.
本発明は、例えば、スライダの往復動に使用されるボールねじナットとそのボールねじナットを使用したボールねじ機構とそのボールねじ機構を用いたアクチュエータに係り、特に、小型化を図ることができるように工夫したものに関し、例えば、産業用ロボットに用いられるアクチュエータに好適である。 The present invention relates to, for example, a ball screw nut used for reciprocal movement of a slider, a ball screw mechanism using the ball screw nut, and an actuator using the ball screw mechanism, and in particular, can be miniaturized. For example, it is suitable for an actuator used in an industrial robot.
1 アクチュエータ
7 ボールねじ機構
17 ボールねじ
19 ボールねじナット
27a エンドデフレクタ
27b エンドデフレクタ
27c エンドデフレクタ
27d エンドデフレクタ
29a U字管
29b U字管
47 連絡用凹部
61a 鋼球(転動体)
61b 鋼球(転動体)
71 ボールねじ機構
81 ボールねじ機構
91 ボールねじ機構
93a 無負荷循環路用溝
93b 無負荷循環路用溝
95 ボールねじ機構
96 ボールねじナット
97a エンドデフレクタ
97b エンドデフレクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator 7
61b Steel balls (rolling elements)
71
Claims (10)
上記ボールねじナット本体の外周に設置され転動体の無負荷循環路の一部を構成するU字管と、
を具備したことを特徴とするボールねじナット。 A ball screw nut body;
A U-shaped tube installed on the outer periphery of the ball screw nut body and constituting a part of a no-load circulation path of the rolling element;
A ball screw nut comprising:
上記ボールねじナット本体の両端には内側を循環する上記転動体を上記U字管に導くための連絡用凹部が形成された凹状のエンドデフレクタが設置されていて、
これら両エンドデフレクタと上記U字管とにより上記無負荷循環路を構成することを特徴とするボールねじナット。 The ball screw nut according to claim 1,
At both ends of the ball screw nut main body, concave end deflectors having communication concave portions for guiding the rolling elements circulating inside to the U-shaped pipe are installed,
A ball screw nut characterized in that the no-load circuit is constituted by the both end deflectors and the U-shaped pipe.
上記エンドデフレクタと上記ボールねじナット本体との間には上記エンドデフレクタの軸方向への離脱を防止する係合部が設けられていることを特徴とするボールねじナット。 The ball screw nut according to claim 2,
An engagement portion is provided between the end deflector and the ball screw nut body to prevent the end deflector from being detached in the axial direction.
上記U字管は単一部品であり、上記無負荷循環路は単一の上記U字管と上記両端のエンドデフレクタの3部品から構成されていることを特徴とするボールねじナット。 In the ball screw nut according to claim 2 or 3,
The ball screw nut is characterized in that the U-shaped pipe is a single part, and the no-load circuit is composed of a single U-shaped pipe and three end deflectors.
上記U字管は長手方向に二分されていて、一方が上記両エンドデフレクタの一方と一体化され、他方が上記両エンドデフレクタの他方と一体化され、上記無負荷循環路はそれら2部品から構成されていることを特徴とするボールねじナット。 In the ball screw nut according to claim 2 or 3,
The U-shaped pipe is divided into two in the longitudinal direction, one is integrated with one of the two end deflectors, the other is integrated with the other of the two end deflectors, and the no-load circuit is composed of these two parts. Ball screw nut characterized by being made.
上記U字管の両端に上記エンドデフレクタがそれぞれ一体化され、上記無負荷循環路は1部品から構成されていることを特徴とするボールねじナット。 In the ball screw nut according to claim 2 or 3,
A ball screw nut, wherein the end deflectors are respectively integrated at both ends of the U-shaped tube, and the no-load circuit is composed of one part.
複数の上記無負荷循環路が設けられており、上記エンドデフレクタには個々の上記無負荷循環路に対応した連絡用凹部が形成されていることを特徴とするボールねじナット。 In the ball screw nut according to any one of claims 2 to 6,
A ball screw nut, wherein a plurality of the no-load circulation paths are provided, and the end deflector is formed with a communication recess corresponding to each of the no-load circulation paths.
上記U字管に対応する上記ボールねじナット本体の外周には無負荷循環路用溝が設けられていることを特徴とするボールねじナット。 In the ball screw nut according to any one of claims 1 to 7,
A ball screw nut characterized in that a groove for a no-load circulation path is provided on an outer periphery of the ball screw nut body corresponding to the U-shaped tube.
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