JP2016114177A - Ball screw - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リニア伝動装置に関し、詳しくは支持装置を有するボールねじに関する。 The present invention relates to a linear transmission device, and more particularly to a ball screw having a support device.
通常、精度が高く求められている伝動機構はボールねじを伝動装置として使用する。伝動行程の増加により、ボールねじの螺子軸の長さも増加する。螺子軸の長さの増加により細長比が増加する時、螺子軸が重力によって鉛直方向に垂れる問題が生じる。これは、伝動の精度に影響を及ぼすだけではなく、螺子軸の使用寿命を短縮させる。 Usually, a transmission mechanism that is required to have high accuracy uses a ball screw as a transmission device. As the transmission stroke increases, the length of the screw shaft of the ball screw also increases. When the slenderness ratio increases due to an increase in the length of the screw shaft, there arises a problem that the screw shaft hangs down in the vertical direction due to gravity. This not only affects the accuracy of transmission but also shortens the service life of the screw shaft.
図1に示すボールねじ10は、螺子軸11およびナット12を備える。ナット12はナット支持座13に固定されており螺子軸11に嵌設されている。
A
ナット支持座13の両側には支持装置14がそれぞれ設けられている。支持装置14は軸受141を有する。軸受141は軸受座142に固定されており螺子軸11に嵌設されている。ナット支持座13および各支持装置14は第一滑車アセンブリ15および第二滑車アセンブリ16と連動し変位する。よって、ナット支持座13が変位する時、軸受座142が連動して変位し、軸受座142がナット支持座13の両側の所定距離に位置するよう維持し、支持作用を提供する。第一滑車アセンブリ15および第二滑車アセンブリ16の配置により、ナット支持座13および軸受座142の変位を安定させ、螺子軸が支持する目的を達成する。しかし、その全体の配置および構造が複雑であり、メンテナンスコストが高い欠点を有する。
本発明の発明者は、研究に専念し考えを練り、研究および試作を重ねた結果、支持装置を有するボールねじの発明に至った。 The inventor of the present invention has devoted himself to research and devised his ideas, and as a result of repeated research and trial production, has led to the invention of a ball screw having a support device.
本発明の目的は、支持装置を同時に連動かつ変位させ、構造が複雑であり、メンテナンスコストが高い従来のボールねじの欠点を改善し、支持装置を有するボールねじを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a ball screw having a support device by simultaneously interlocking and displacing the support device, improving the drawbacks of the conventional ball screw having a complicated structure and high maintenance cost.
目的を達成するために、本発明のボールねじは、螺子軸と、ナットと、少なくとも一つの支持ユニットと、速度制御ユニットとを備える。 In order to achieve the object, the ball screw of the present invention includes a screw shaft, a nut, at least one support unit, and a speed control unit.
ナットは、ナット座に固設されており、螺子軸に嵌設されている。 The nut is fixed to the nut seat and is fitted to the screw shaft.
支持ユニットは、二つの支持装置を有し、二つの支持装置がそれぞれ軸受を有し、軸受が軸受座に固定されており螺子軸に摺動可能に嵌設されており、二つの支持装置がナット座の両側に対称となるよう設けられている。 The support unit has two support devices, each of the two support devices has a bearing, the bearing is fixed to the bearing seat, and is slidably fitted on the screw shaft. It is provided so as to be symmetrical on both sides of the nut seat.
速度制御ユニットは、二つの回転輪アセンブリ、一つの駆動連結部材、および、複数の従動連結部材を有する。
二つの回転輪アセンブリは、回転可能に基座に同軸に設けられている一つの駆動輪および一つの従動輪を有し、螺子軸の両端に設けられている。
駆動輪は、従動輪の直径より大きく形成される直径を有する
駆動連結部材は、二つの回転輪アセンブリの駆動輪に巻回されており、両端がナット座に固定されている。
従動連結部材は、一端が従動輪に連結且つ巻回されており、他端が軸受座に連結されている。
The speed control unit has two rotating wheel assemblies, one drive connection member, and a plurality of driven connection members.
The two rotating wheel assemblies have one driving wheel and one driven wheel that are rotatably provided coaxially on the base, and are provided at both ends of the screw shaft.
The drive wheel has a diameter formed larger than the diameter of the driven wheel. The drive connecting member is wound around the drive wheel of the two rotating wheel assemblies, and both ends are fixed to the nut seat.
One end of the driven connecting member is connected and wound to the driven wheel, and the other end is connected to the bearing seat.
本発明は、螺子軸の両端の近傍にそれぞれ回転輪アセンブリが設置されており、回転輪アセンブリは直径が異なる駆動輪および従動輪を有し、ナット座は駆動連結部材を経由して駆動輪と連結し駆動輪を連動させ回転させ、従動輪は従動連結部材を経由して軸受座と連結し駆動輪と同時に回転するとともに軸受座を連動させ変位させる。本発明は全体の構造が非常に簡単でありメンテナンスコストを低減することができる。また、駆動輪と従動輪の直径比により、ナット座および軸受座が所定の比率の速度で変位する。よって、軸受座がナット座の両側で安定的な支持作用を発揮できるようにする。 In the present invention, a rotating wheel assembly is installed in the vicinity of both ends of the screw shaft, the rotating wheel assembly has a driving wheel and a driven wheel having different diameters, and a nut seat is connected to the driving wheel via a driving connecting member. The driven wheels are coupled and rotated, and the driven wheels are coupled to the bearing seat via the driven coupling member, rotate simultaneously with the driving wheels, and are displaced in conjunction with the bearing seat. The entire structure of the present invention is very simple, and the maintenance cost can be reduced. Further, the nut seat and the bearing seat are displaced at a predetermined rate depending on the diameter ratio of the driving wheel and the driven wheel. Accordingly, the bearing seat can exhibit a stable support action on both sides of the nut seat.
本発明の目的、特徴、および効果を、図面に基づいて詳細に説明する。本発明のボールねじの好ましい実施形態によるボールねじを図2〜7に示す。 The objects, features, and effects of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A ball screw according to a preferred embodiment of the ball screw of the present invention is shown in FIGS.
ボールねじは、螺子軸20と、ナット30と、少なくとも一つの支持ユニット50と、速度制御ユニット60と、補助変位ユニット70とを備える。
The ball screw includes a
ナット30は、ナット座40に固設されており、螺子軸20に嵌設されている。
The
支持ユニット50は二つの支持装置51を有する。二つの支持装置51はそれぞれ軸受511を有する。軸受511は軸受座512の一方の側に固定されており螺子軸20に摺動可能に嵌設されている。支持ユニット50の二つの支持装置51はナット座40の両側に対称となるよう設けられている。支持ユニット50の二つの支持装置51の軸受座512は連結棒513により連結されている。連結棒513の両端は二つの支持装置51の軸受座512にそれぞれ固定されている。図2〜4に示す第一実施形態では、一つの支持ユニット50が設置されている。支持ユニット50の二つの支持装置51はナット座40の両側にそれぞれ設置されている。図5〜7に示す第二実施形態では、二つの支持ユニット50が設置されている。二つの支持ユニット50は間に間隔を有するよう設置されている。二つの支持ユニット50の支持装置51はナット座40の両側に設置されており互いに対称である。
The
速度制御ユニット60は、二つの回転輪アセンブリ61、一つの駆動連結部材62、および、複数の従動連結部材63を有する。二つの回転輪アセンブリ61は、回転可能に基座611に同軸に設けられている一つの駆動輪612、および、支持ユニット50の数の対応する数の従動輪613を有する。駆動輪612は、従動輪613の直径より大きい直径を有する。駆動輪612と従動輪613との直径比は2:1または3:1である。二つの回転輪アセンブリ61は、それぞれ螺子軸20の両端に設けられている。駆動連結部材62は、二つの回転輪アセンブリ61の駆動輪612に巻回されており、両端がナット座40に固定されている。従動連結部材63は、一端が従動輪613に連結且つ巻回されており、他端が軸受座512に連結されている。駆動連結部材62および従動連結部材63はロープ、ベルト、またはチェーンである。
The
補助変位ユニット70は、一つのスライドレール71および複数のスライドブロック72を有する。スライドブロック72はスライド可能にスライドレール71に覆設されている。ナット座40の他方の側、および各軸受座512の他方の側はそれぞれ一つのスライドブロック72に固定されている。
The
本発明のボールねじの構造および特徴は上述の通りである。各ナット座40とナット30が結合し、各支持装置51と軸受511が結合することで、螺子軸20を安定した状態で支持する。また、二つの回転輪アセンブリ61、駆動連結部材62、および従動連結部材63により、支持装置51を同時に連動させ、作動中においても支持の安定性を維持することができる。また、本発明の全体構造が簡単であり、メンテナンスのコストを低減することができる。
The structure and features of the ball screw of the present invention are as described above. Each
本発明が作動する時、動力原と結合することで、螺子軸20が駆動される。螺子軸20が回転する時、螺子軸20に嵌設されているナット30はそれと連動し螺子軸20の上で線形変位する。ナット30は、変位する時、ナット座40を連動させ変位させる。ナット座40は、ナット座40に連結されている駆動連結部材62を連動させる。駆動連結部材62が連動すると、駆動連結部材62に巻回されている各駆動輪612が回転する。各駆動輪612が回転するとき、軸受座512と同軸に設置されている従動輪613も同時に回転する。よって、従動輪613に連結されている従動連結部材63が同時に作動する。駆動輪612と従動輪613の直径が異なるため、駆動輪612および従動輪613に連結されている駆動連結部材62および従動連結部材63は、異なる接線速度を有する。駆動輪612および従動輪613に駆動される駆動連結部材62および従動連結部材63は、ナット座40および軸受座512を連動させ、異なる変位速度を出力し、ナット座40と軸受座512が互いに所定の比例関係を有する速度で変位するようにする。異なるニーズの変位速度に応じて、駆動輪612と従動輪613の直径比を調整することができる。
When the present invention operates, the
図2〜4に示す第一実施形態の場合、駆動輪612と従動輪613の直径比は2:1である。駆動輪612と従動輪613は同軸に回転し駆動連結部材62および従動連結部材63を連動させる。駆動連結部材62および従動連結部材63は、ナット座40および軸受座512を連動させ2:1の変位速度で変位させる。よって、支持ユニット50の各支持装置51は、異なる変位速度でナット座40と同時に変位することができ、螺子軸20が安定的な指示を受け湾曲しないようにすることができ、伝動および変位の精度を高めることができる。
In the case of the first embodiment shown in FIGS. 2 to 4, the diameter ratio between the
説明すべきことは、ナット座40および軸受座512から螺子軸20の一端までの距離の比が変化した場合、駆動輪612と従動輪613の直径比を変えることで、ナット座40の最大移動距離を確保することができる。例えば、図8に示す他の実施形態では、駆動輪612と従動輪613の直径比を3:1とする。ナット座40および軸受座512は3:1の変位速度で変位する。これにより、ナット座40が動作する時、速度差の関係で、ナット座40と軸受座512が徐々に接近し、螺子軸20の一端まで移動したとき、両者の間に所定の安全距離を維持するようにする。ナット座40が動作可能な最大距離を確保する。
What should be explained is that when the ratio of the distance from the
本発明では、螺子軸20の長さが増加する時、支持ユニット50の数を増やすことができる。同時に、支持ユニット50の数に応じて回転輪アセンブリ61の従動輪613の数を増やすことで、螺子軸の安定性を高める。駆動輪612と従動輪613の直径比は逓減比である。例えば、図5?7に示すように、支持ユニット50の数が二まで増加すると、回転輪アセンブリ61の従動輪613の数が二となる。駆動輪612と従動輪613の直径比は3:2:1である。二つの回転輪アセンブリ61の各従動輪613は、従動連結部材63により各支持ユニット50の各軸受座512に連結されている。また、各支持ユニット50の二つの支持装置51は連結棒513により連結されている。これにより、上記実施形態と同様な効果を有する。同じように、ナット座40の変位区間内での安定性を確保することができ、変位且つ伝動の精度を高めることができる。
In the present invention, when the length of the
20 螺子軸
30 ナット
40 ナット座
50 支持ユニット
51 支持装置
511 軸受
512 軸受座
513 連結棒
60 速度制御ユニット
61 回転輪アセンブリ
611 基座
612 駆動輪
613 従動輪
62 駆動連結部材
63 従動連結部材
70 補助変位ユニット
71 スライドレール
72 スライドブロック
20
Claims (5)
前記ナットは、ナット座に固設されており、前記螺子軸に嵌設されており、
前記支持ユニットは、二つの支持装置を有し、二つの前記支持装置がそれぞれ軸受を有し、前記軸受が軸受座に固定されており前記螺子軸に摺動可能に嵌設されており、二つの前記支持装置が前記ナット座の両側に対称となるよう設けられており、
前記速度制御ユニットは、二つの回転輪アセンブリ、一つの駆動連結部材、および、複数の従動連結部材を有し、
二つの前記回転輪アセンブリは、回転可能に基座に同軸に設けられている一つの駆動輪および一つの従動輪を有し、前記螺子軸の両端に設けられており、
前記駆動輪は、前記従動輪の直径より大きく形成される直径を有し、
前記駆動連結部材は、二つの前記回転輪アセンブリの前記駆動輪に巻回されており、両端が前記ナット座に固定されており、
前記従動連結部材は、一端が前記従動輪に連結且つ巻回されており、他端が前記軸受座に連結されていることを特徴とするボールねじ。 A screw shaft, a nut, at least one support unit, and a speed control unit;
The nut is fixed to a nut seat and is fitted to the screw shaft,
The support unit has two support devices, each of the two support devices has a bearing, the bearing is fixed to a bearing seat, and is slidably fitted on the screw shaft. The two support devices are provided symmetrically on both sides of the nut seat;
The speed control unit has two rotating wheel assemblies, one drive connecting member, and a plurality of driven connecting members,
The two rotating wheel assemblies have one driving wheel and one driven wheel that are coaxially provided on the base so as to be rotatable, and are provided at both ends of the screw shaft.
The driving wheel has a diameter formed larger than the diameter of the driven wheel;
The drive connecting member is wound around the drive wheel of the two rotating wheel assemblies, and both ends are fixed to the nut seat,
One end of the driven connecting member is connected to and wound around the driven wheel, and the other end is connected to the bearing seat.
前記駆動輪と前記従動輪の直径比が2:1であることを特徴とする請求項1に記載のボールねじ。 The number of the support unit and the driven wheel is one,
The ball screw according to claim 1, wherein a diameter ratio of the driving wheel and the driven wheel is 2: 1.
前記駆動輪と二つの前記従動輪の直径比は、逓減比であり、3:2:1であることを特徴とする請求項1に記載のボールねじ。 The number of the support unit and the driven wheel is two,
2. The ball screw according to claim 1, wherein a diameter ratio between the driving wheel and the two driven wheels is a decreasing ratio and is 3: 2: 1.
前記ナット座は、他方の側が補助変位ユニットのスライドブロックに固定されており、
前記スライドブロックは移動可能にスライドレールに覆設されていることを特徴とする請求項1に記載のボールねじ。 The nut is fixed to one side of the nut seat;
The other side of the nut seat is fixed to the slide block of the auxiliary displacement unit,
The ball screw according to claim 1, wherein the slide block is movably covered with a slide rail.
前記軸受座は、他方の側が補助変位ユニットのスライドブロックに固定されており、
前記スライドブロックは移動可能にスライドレールに覆設されていることを特徴とする請求項1に記載のボールねじ。 The bearing is fixed to one side of the bearing seat;
The bearing seat has the other side fixed to the slide block of the auxiliary displacement unit,
The ball screw according to claim 1, wherein the slide block is movably covered with a slide rail.
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