JP2009281489A - Ball screw apparatus equipped with cushioning section - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボールネジ軸(又はボールネジロッド)に2つのボールネジナットを設置し、緩衝機構を介して連結させたボールネジ装置に関する。 The present invention relates to a ball screw device in which two ball screw nuts are installed on a ball screw shaft (or ball screw rod) and are connected via a buffer mechanism.
ボールネジは、自動車やゲーム機、産業用ロボット等様々な自動化装置で使用されるが、これらは産業機械の搬送位置決めに利用する事で、専用工作機械や半導体製造装置等では、より高精度な位置決め性能が要求されている。 Ball screws are used in various automated devices such as automobiles, game machines, industrial robots, etc., but these are used for industrial machine transfer positioning, and in specialized machine tools and semiconductor manufacturing equipment, more accurate positioning Performance is required.
従来のボールネジは、高精度な位置決めに対しては、ボールネジの軸方向隙間をゼロとし、軸方向荷重に対する弾性変位量を小さくする為の方法として、ボールネジに予圧を与え剛性を高めるのが一般的である。例としてダブルナット(並列した2個のナット間に間座を入れ、予圧を与える)方式等があげられる。(特許文献1参照)
しかしながら上記の精密ボールネジでは、以下の問題がある。ボールネジナットに連結する機器等が温度変化等により変位を起こした場合、ボールネジナットが作動不良となり対応出来ない。間座によりボールネジナットが連なっている事から、並列するボールネジナットが傾き回転に悪影響を及ぼす恐れもある。また予圧は間座の幅により軸方向の調整をする事しかなく、間座が必ず2つのボールネジナット間になければならない。さらに、このボールネジを使用する場合、後方に位置するボールネジナットにハウジングを取り付けた上で、機器を設置しなければならない。軸受の予圧を大きくすれば剛性は高くなるが、一方では予圧の掛け具合により、寿命の低下、発熱の増大、さらに磨耗や焼き付き等の不具合が生じる。従って効率的で理想なるスライドには従来のボールネジ機構では不適である。 However, the above precision ball screw has the following problems. If the equipment connected to the ball screw nut is displaced due to temperature change, etc., the ball screw nut will not work properly. Since the ball screw nuts are connected by the spacer, the parallel ball screw nuts may have an adverse effect on the tilt rotation. The preload is only adjusted in the axial direction according to the width of the spacer, and the spacer must be between two ball screw nuts. Furthermore, when using this ball screw, the device must be installed after the housing is attached to the ball screw nut located at the rear. Increasing the preload of the bearing increases the rigidity, but on the other hand, depending on the preload application, there are problems such as a decrease in life, an increase in heat generation, and wear and seizure. Therefore, the conventional ball screw mechanism is not suitable for an efficient and ideal slide.
本発明は、上述の問題を解決するもので、長寿命且つ高い精度を維持出来る装置である。以下に本装置構造の説明をする。 The present invention solves the above-described problems, and is an apparatus that can maintain a long life and high accuracy. The apparatus structure will be described below.
ボールネジ軸にボールネジナットA及びボールネジナットBを通し設置する。ボールネジナットAは本体を介して内歯ギアと連結させる。ボールネジナットBはスペーサを介して外歯ギアと連結させる。外歯ギアと内歯ギアを噛み合わせて連結させる事により、ボールネジナットAとボールネジナットBが緩衝部を介し連結する。(図1参照) Install the ball screw nut A and the ball screw nut B through the ball screw shaft. The ball screw nut A is connected to the internal gear through the main body. The ball screw nut B is connected to an external gear through a spacer. By engaging and connecting the external gear and the internal gear, the ball screw nut A and the ball screw nut B are connected via the buffer portion. (See Figure 1)
以上により、ボールネジ軸の回転運動をボールネジナットにより直線運動に変える事で、本装置が高い精度を維持したままスライドする事が可能となる。 As described above, the rotational movement of the ball screw shaft is changed to the linear movement by the ball screw nut, so that the apparatus can be slid while maintaining high accuracy.
上記0006(図1)の装置では緩衝要素としてギアを用いているが、ピン軸を使用しても同様の働きは可能である。ボールネジ軸に設置したボールネジナットAに本体を設置し、ボールネジナットBにスペーサを設置する。本体とスペーサにピン軸を通し連結する。従って、ボールネジナットAとボールネジナットBが緩衝部を介し連結する。(図3参照) In the device of 0006 (FIG. 1), a gear is used as a buffer element, but the same function can be achieved even if a pin shaft is used. The main body is installed on the ball screw nut A installed on the ball screw shaft, and the spacer is installed on the ball screw nut B. Connect the pin shaft through the body and spacer. Therefore, the ball screw nut A and the ball screw nut B are connected via the buffer portion. (See Figure 3)
また本発明では、上記0008(図3)の本体にスライドブッシュを設置、スペーサに固定ナットを設置し、固定ナットに取り付けたピン軸をスライドブッシュに通し、ボールネジナットAとボールネジナットBを、緩衝部を介して連結させる装置も開発した。今後、使用条件に応じ、本体とスペーサが接する滑り面上にもスライドブッシュを設置する考えである。(図4参照) In the present invention, a slide bush is installed on the main body of 0008 (FIG. 3), a fixing nut is installed on the spacer, a pin shaft attached to the fixing nut is passed through the slide bush, and the ball screw nut A and the ball screw nut B are buffered. We have also developed a device for connecting through the section. In the future, depending on the use conditions, we plan to install a slide bush on the sliding surface where the main body and the spacer come into contact. (See Figure 4)
上記0006〜0009(図1〜図4)では、ボールネジ軸を回転させる事で、本装置をスライドさせているが、逆に本装置を回転させ、ボールネジロッドをスライドさせる事も可能である。(以下説明文及び図5、図6参照) In the above-mentioned 0006 to 0009 (FIGS. 1 to 4), the apparatus is slid by rotating the ball screw shaft, but it is also possible to rotate the apparatus and slide the ball screw rod. (Refer to the description and FIGS. 5 and 6 below.)
図5に記した装置は、ボールネジナットAに入力軸を取り付け、モータ等の回転運動を入力軸に伝達させ、ボールネジナットA及び緩衝部を介してボールネジナットBが回転する。従って、回転を規制されたボールネジロッドがスライドする。入力軸とサポート間にベアリングを設ける事で、サポートには回転運動が伝達されない。又ボールネジロッドを固定した場合、モータ等からの回転運動により本装置をスライドさせる事も可能である。 In the apparatus shown in FIG. 5, the input shaft is attached to the ball screw nut A, the rotational motion of a motor or the like is transmitted to the input shaft, and the ball screw nut B rotates through the ball screw nut A and the buffer portion. Therefore, the ball screw rod whose rotation is restricted slides. By providing a bearing between the input shaft and the support, rotational motion is not transmitted to the support. When the ball screw rod is fixed, the apparatus can be slid by a rotational movement from a motor or the like.
図6に記した装置も同様に、入力軸、サポートを設ける事で本装置が回転し、ボールネジロッドをスライドさせる。又ボールネジロッドを固定した場合、モータ等からの回転運動により本装置をスライドさせる事も可能である。 Similarly, the apparatus shown in FIG. 6 is rotated by providing an input shaft and a support, and the ball screw rod is slid. When the ball screw rod is fixed, the apparatus can be slid by a rotational movement from a motor or the like.
上記0006(図1)の装置では、内歯ギアと外歯ギアを噛み合わせ連結させている。このギアが、回転運動の際にズレや誤差を吸収する空間(隙間)を保つ事で微動し、緩衝する。そして本体上をスペーサが滑る事で、ボールネジ軸の軸方向及び周方向の緩衝部となる。従ってボールナットBの位置を微調整し、組立誤差、固有誤差、機械誤差を調整、維持する事が可能。つまり高い精度の要求に応え得るスムーズな動力の伝達を成す装置となっている。(図2参照) In the apparatus of FIG. 0006 (FIG. 1), the internal gear and the external gear are meshed and connected. This gear is finely moved and buffered by maintaining a space (gap) that absorbs deviations and errors during rotational movement. Then, the spacer slides on the main body, and becomes a buffer portion in the axial direction and circumferential direction of the ball screw shaft. Therefore, it is possible to finely adjust the position of the ball nut B to adjust and maintain assembly errors, inherent errors, and machine errors. In other words, it is a device that can smoothly transmit power that can meet high precision requirements. (See Figure 2)
同様に上記0008(図3)の装置も、本体上をスペーサが滑る事で、ピン軸とスペーサの接する面が軸方向及び周方向の緩衝部となり、回転運動の際にボールネジナットBの位置を微調整し、ズレや誤差を吸収、調整する事で高い精度の要求に応え得るスムーズな動力の伝達を成す装置となる。 Similarly, in the apparatus of FIG. 3 (FIG. 3), the spacer slides on the main body so that the contact surface between the pin shaft and the spacer serves as a buffer portion in the axial direction and the circumferential direction, and the position of the ball screw nut B is changed during the rotational movement. By making fine adjustments and absorbing and adjusting deviations and errors, it becomes a device that can smoothly transmit power that can meet high accuracy requirements.
上記0008(図3)の装置では、ピン軸とスペーサ、本体とスペーサが接し、運転の際には各々滑り面が生じ、長年使用していけば磨耗等による破損・故障が生じる場合がある。そこで、上記0009(図4)のように、ピン軸−本体間、さらに本体−スペーサ間にスライドブッシュを設置する事で、磨耗を最小限に抑え微動し易くする。また精度面でも向上した装置となる。 In the apparatus of FIG. 0008 (FIG. 3), the pin shaft and the spacer, the main body and the spacer are in contact with each other, and a sliding surface is generated during operation. If used for many years, damage or failure due to wear or the like may occur. Therefore, as shown in the above-mentioned 0009 (FIG. 4), a slide bush is installed between the pin shaft and the main body, and further between the main body and the spacer, thereby minimizing wear and facilitating fine movement. In addition, the apparatus is improved in terms of accuracy.
上記0003で記した従来のダブルナット方式は、ボールネジナットに連結する機器等が温度変化等により変位した場合、ボールネジナットが作動不良となるが、本装置であればそのズレや誤差をギアの緩衝部により吸収する為、機器の変位に影響される事なく安定したスライドを維持出来る装置となっている。又2つのボールネジナット間に間座を用い、さらに後方に位置するボールネジナットにハウジングを取り付けた上で、機器を設置しなければならないが、本装置はハウジングに緩衝部を備える事で、自ら本装置内の機能で調整する。ボールネジナット間に設置する間座は軸方向の調整になるが、本装置はボールネジナットのボス径より外なる位置に緩衝部を設け、軸方向及び周方向の調整となる。ボールネジナットが傾くような恐れも無い。 In the conventional double nut system described in 0003 above, the ball screw nut will malfunction if the equipment connected to the ball screw nut is displaced due to temperature change or the like. Since it is absorbed by the part, it is a device that can maintain a stable slide without being affected by the displacement of the device. In addition, it is necessary to install a device after using a spacer between two ball screw nuts and attaching a housing to the ball screw nut located on the rear side. Adjust with the function in the device. The spacer installed between the ball screw nuts is adjusted in the axial direction, but this apparatus is provided with a buffer portion at a position outside the boss diameter of the ball screw nut, and is adjusted in the axial direction and the circumferential direction. There is no fear that the ball screw nut will tilt.
本装置は緩衝部を備える事で、並精度から高精度まであらゆる精度のネジ類に対応出来る装置である事から、使用条件に応じて様々な要求に応え得る駆体として、満足される装置となっている。 Since this device is equipped with a shock absorber, it is a device that can respond to screws of all precision from parallel accuracy to high accuracy, so it is a satisfactory device as a precursor that can respond to various requirements according to usage conditions. It has become.
以下本発明の形態を図1〜図6に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明ネジ軸用ギア方式の全体図である。1に2及び3を通し設置する。2は7を介して4と連結させる。3は6を介して5と連結させる。4と5を噛み合わせて連結させる事により、2と3が緩衝部を介し連結する。 FIG. 1 is an overall view of a gear system for a screw shaft according to the present invention. Install 1 through 2 and 3. 2 is connected to 4 through 7. 3 is connected to 5 through 6. By engaging 4 and 5 and connecting them, 2 and 3 are connected via a buffer.
図2は、4、5の噛み合わせ箇所の詳細図である。図で示すように噛み合わせた4と5が、回転運動の際にズレや誤差を吸収する空間(隙間)を保つ事で微動し、緩衝する。そして7上を6が滑る事で、軸方向及び周方向の緩衝部となる。従って3の位置を微調整し、組立誤差、固有誤差、機械誤差を調整、維持する事が可能。つまり高い精度の要求に応え得るスムーズな動力の伝達を成す装置となっている。
FIG. 2 is a detailed view of the
図3は、本発明ネジ軸用のピン軸方式の全体図である。図1の装置では緩衝要素としてギアを用いているが、8を使用しても同様の働きは可能である。1に附帯する2に7を設置し、3に6を設置する。6と7に8を通し連結させる。従って、2と3が緩衝部を介して連結する。7を6が滑る事で、6と8の接する面が軸方向及び周方向の緩衝部となり、回転運動の際に3の位置を微調整し、ズレや誤差を吸収、調整する事で高い精度の要求に応え得るスムーズな動力の伝達を成す装置となる。 FIG. 3 is an overall view of the pin shaft system for the screw shaft of the present invention. In the apparatus shown in FIG. 1, a gear is used as a buffering element. Install 7 in 2 attached to 1 and 6 in 3. Connect 8 through 6 and 7. Therefore, 2 and 3 are connected via the buffer. By sliding 6 through 7, the contact surface between 6 and 8 becomes a buffer in the axial direction and circumferential direction, and the position of 3 is finely adjusted during rotational movement to absorb and adjust deviations and errors. It will be a device that can smoothly transmit power that can meet the demands of.
図4はスライドブッシュを用いたネジ軸用のピン方式の全体図である。図3の装置では、6と8、7と8が接し、運転の際には各々滑り面が生じる為、長年使用していけば磨耗等による破損・故障が生じる場合がある。そこで、7に10を設置、6に9を設置し、9に取り付けた8を10に通して固定し、2と3が緩衝部を介して連結する装置も開発した。今後使用条件に応じ、6と7が接する滑り面上にも10を設置する考えである。図4の装置のように7−8間さらに6−7間に10を設置する事で、磨耗を最小限に抑え微動し易くなる。また精度面でも向上した装置となる。 FIG. 4 is an overall view of a pin system for a screw shaft using a slide bush. In the apparatus of FIG. 3, 6 and 8, 7 and 8 are in contact with each other, and a sliding surface is generated during operation. If used for many years, damage or failure due to wear or the like may occur. Therefore, a device has also been developed in which 10 is installed in 7, 9 is installed in 6, 8 attached to 9 is fixed through 10, and 2 and 3 are connected via a buffer. In the future, 10 will also be installed on the sliding surface where 6 and 7 are in contact with each other depending on the use conditions. By installing 10 between 7-8 and further between 6-7 as in the apparatus of FIG. 4, wear is minimized and it is easy to finely move. In addition, the apparatus is improved in terms of accuracy.
図5は、本発明ロッド用のギア方式の全体図である。モータ等からの回転運動を12に伝達させ、12に連なる2及び緩衝部を介して3が回転する。従って、回転を規制された11がスライドする。12と13間にベアリングを設ける事で、13は回転運動が伝達されない。又11を固定すれば、本装置をスライドさせる事が可能である。 FIG. 5 is an overall view of the gear system for the rod of the present invention. Rotational motion from a motor or the like is transmitted to 12, and 3 rotates through 2 and a buffer portion connected to 12. Therefore, 11 whose rotation is restricted slides. By providing a bearing between 12 and 13, the rotational movement of 13 is not transmitted. If 11 is fixed, the apparatus can be slid.
図6はスライドブッシュを用いたロッド用ピン軸方式の全体図である。図5と同様に12、13を設ける事で本装置が回転し、11をスライドさせる。又11を固定すれば、本装置をスライドさせる事が可能である。 FIG. 6 is an overall view of a rod pin shaft system using a slide bush. As in FIG. 5, by providing 12 and 13, this apparatus rotates and 11 is slid. If 11 is fixed, the apparatus can be slid.
1.ボールネジ軸
2.ボールネジナットA
3.ボールネジナットB
4.内歯ギア
5.外歯ギア
6.スペーサ
7.本体
8.ピン軸
9.固定ナット
10.スライドブッシュ
11.ボールネジロッド
12.入力軸
13.サポート
1. Ball screw shaft Ball screw nut A
3. Ball screw nut B
4).
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CN115649745A (en) * | 2022-11-21 | 2023-01-31 | 延边畜牧开发集团有限公司 | Livestock-raising material feeding unit |
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