JP2014206196A - Lock nut for ball screw device, and ball screw device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転運動を直線運動に変換する機械要素として、例えばステアリング装置や重量物移動用装置、加工用装置、精密位置決め装置などに用いるボールねじ装置の固定に用いられるロックナット及び当該ロックナットを供えたボールねじ装置に関する。 The present invention relates to a lock nut used for fixing a ball screw device used as, for example, a steering device, a heavy object moving device, a processing device, a precision positioning device, or the like as a mechanical element that converts rotational motion into linear motion, and the lock nut. The present invention relates to a ball screw device provided with
従来、ボールねじ装置のねじ軸を回転可能に支持する軸受の内輪と、ねじ軸の端部近傍に形成された雄ねじ部に螺合することで軸受の内輪とねじ軸を固定するロックナットとを有し、前記内輪とロックナットとの間に圧縮ばねを介在させることでねじ軸に引張応力を発生させるものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an inner ring of a bearing that rotatably supports a screw shaft of a ball screw device, and a lock nut that fixes the inner ring of the bearing and the screw shaft by screwing into a male screw portion formed near the end of the screw shaft. Some have a compression spring interposed between the inner ring and the lock nut to generate a tensile stress on the screw shaft (see, for example, Patent Document 1).
これによれば、ボールねじ装置のねじ軸が熱膨張によって伸びた場合でもねじ軸の伸びが円滑に行われ、送りねじ軸の送り精度や剛性を高く維持することができる。 According to this, even when the screw shaft of the ball screw device is extended by thermal expansion, the screw shaft is smoothly extended, and the feed accuracy and rigidity of the feed screw shaft can be kept high.
しかしながら、従来のボールねじ装置においては、振動などによりロックナットとねじ軸との螺合が緩んでしまう虞があった。 However, in the conventional ball screw device, there is a possibility that the screw engagement between the lock nut and the screw shaft is loosened due to vibration or the like.
このような問題に鑑みて、本発明はねじ軸との螺合の緩みを防ぐボールねじ装置用ロックナット、及び当該ロックナットを備えたボールねじ装置を提供することを目的とする。 In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a lock nut for a ball screw device that prevents loosening of screwing with a screw shaft, and a ball screw device including the lock nut.
上記課題を解決するために本発明では、
ナットと該ナット内に挿通したねじ軸とを有するボールねじ装置に用いられ、
略ドーナツ状の本体を有し、
前記本体の内周面に形成された第1の雌ねじ部を前記ねじ軸に形成された雄ねじ部に螺合することによって前記ねじ軸を回転可能に支持する軸受の内輪と前記ねじ軸とを固定し、
前記本体に、外周面から内周面まで貫通し、第2の雌ねじ部を備えた固定孔が形成されており、
前記第2の雌ねじ部に止めねじを螺合することで前記雄ねじ部との螺合の緩み止めを行うロックナットにおいて、
前記固定孔内で、前記止めねじよりも前記ねじ軸側に配置され、前記止めねじの螺合によって前記雄ねじ部に食い込んだ軟質金属片と、
前記固定孔内に配置され、前記止めねじの緩みを防止する緩み防止手段とを有するものとする。
In order to solve the above problems, in the present invention,
Used in a ball screw device having a nut and a screw shaft inserted into the nut,
Having a generally donut-shaped body,
The inner ring of the bearing that rotatably supports the screw shaft is fixed by screwing the first female screw portion formed on the inner peripheral surface of the main body with the male screw portion formed on the screw shaft. And
In the main body, a fixing hole that penetrates from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface and has a second female thread portion is formed,
In a lock nut for preventing loosening of the screwing with the male screw part by screwing a set screw into the second female screw part,
Within the fixing hole, a soft metal piece disposed on the screw shaft side with respect to the set screw and biting into the male screw portion by screwing of the set screw;
It shall have a loosening prevention means which is arranged in the fixed hole and prevents loosening of the set screw.
好ましくは、前記緩み防止手段は、軟質金属片と前記止めねじとの間に配置された弾性部材を備えて成る。 Preferably, the loosening prevention means includes an elastic member disposed between the soft metal piece and the set screw.
好ましくは、前記緩み防止手段は、前記止めねじが緩むときに移動する側の前記固定孔内に配置されたスリットと、該スリットに嵌合された止め輪とを備えて成る。 Preferably, the loosening prevention means includes a slit disposed in the fixing hole on the side that moves when the set screw is loosened, and a retaining ring fitted in the slit.
また好ましくは、前記緩み防止手段は、さらに前記止めねじと前記止め輪の間に介在している座金を含む。 Further preferably, the loosening prevention means further includes a washer interposed between the set screw and the retaining ring.
好ましくは、前記緩み防止手段は、前記止めねじが緩むときに移動する側の前記固定孔内に設けられたスリットと、該スリットに嵌合する楕円板とを備えて成る。 Preferably, the loosening prevention means includes a slit provided in the fixing hole on the side that moves when the set screw is loosened, and an elliptical plate fitted into the slit.
また好ましくは、前記緩み防止手段は、さらに前記止めねじと前記楕円板の間に介在している座金を含む。 Further preferably, the loosening prevention means further includes a washer interposed between the set screw and the elliptical plate.
また、上記課題を解決するために本発明では、ボールねじ装置が上記いずれかのボールねじ装置用ロックナットを備えたものとする。 In order to solve the above problems, in the present invention, it is assumed that the ball screw device includes any one of the above-described lock nuts for the ball screw device.
本発明によれば、ねじ軸との螺合の緩みを防止するボールねじ装置用ロックナット、及び当該ロックナットを供えたボールねじ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ball screw apparatus provided with the lock nut for the ball screw apparatus which prevents the loosening of screwing with a screw shaft, and the said lock nut can be provided.
(第1実施形態)
以下、本願の第1実施形態について図1ないし図3を参照しつつ説明する。図1は、本第1実施形態に係るボールねじ装置1の側面図である。軸受、ロックナット、スペーサは断面を示している。図1ではロックナットを備える側のみを示し他方の端部側の表示は省略している。本願の図面においては、ねじ溝が形成された部分を二重線によって示している。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present application will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a side view of the
本第1実施形態に係るボールねじ装置1は、専ら金属材料から形成されており、ナット2と、ナット2に挿通したねじ軸3と、ねじ軸3に外嵌し、ねじ軸3を回転可能に支持する一対の軸受4と、軸受4よりもねじ軸3の端部側に外嵌した円筒状のスペーサ5と、スペーサ5よりもさらに端部側に配置されたロックナット6とから構成されている。
The
ナット2は、円筒状をした円筒部7と、円筒部7の一方の端部と一体に形成され、円筒部7よりも外径寸法の大きいフランジ8とを有している。円筒部7の内周面には螺旋状の外側転動溝(不図示)が形成されている。外側転動溝とねじ軸3との間には複数の転動体(不図示)が配置されている。また、円筒部7には、外側転動溝の2箇所に連通し、外側転動溝上を転動する前記転動体を循環させるための循環路9が取り付けられている。
The
ねじ軸3の外周面には、円筒部7の外側転動溝に対向する螺旋状の内側転動溝10が形成されている。前記転動体は、ねじ軸13の回転に伴って外側転動溝と内側転動溝の間を転動することで、ナット2をねじ軸2の軸方向にスムーズに移動させる。
On the outer peripheral surface of the screw shaft 3, a spiral inner
内側転動溝10のロックナット6側には、内側転動溝10に隣接して、一対の軸受4が外嵌した部分よりも拡径した拡径段部11が形成されている。また、ロックナット6が外嵌する部分には外周にねじ溝が形成された雄ねじ部12が設けられている。
On the lock nut 6 side of the inner
一対の軸受4は、ロックナット6側の端部からねじ軸3に圧入され、拡径段部11側の軸受の内輪が拡径段部11と接する位置に配置されている。一対の軸受4は、互いに反対向きのアキシアル荷重を受けることができるアンギュラ玉軸受を組み合わせて用いている。
The pair of bearings 4 is press-fitted into the screw shaft 3 from the end portion on the lock nut 6 side, and is disposed at a position where the inner ring of the bearing on the diameter
ねじ軸3は、ロックナット6側の端部にモータMの回転軸が連結され、モータMの駆動によって回転し、ナット7を軸方向に移動させる。 The screw shaft 3 is connected to the end of the lock nut 6 on the rotating shaft of the motor M, and is rotated by driving the motor M to move the nut 7 in the axial direction.
図2は、ロックナット6を一対の軸受4側から見た拡大側面図である。ロックナット6は略ドーナツ状をしており、内周面13にはねじ軸3に形成された雄ねじ部12に螺合する第1のねじ溝が形成されている。また、ロックナット6は、一対の軸受4側の面(図2に示す面)の内径側に一対の軸受4側に向かって環状に突出した突出部14を有する。ロックナット6は、雄ねじ部12に螺合し、突出部14と一対の軸受4の内輪との間にスペーサ5を介して、一対の軸受4の内輪を拡径段部11に押圧し、ねじ軸3と一対の軸受4の内輪を固定する(図1参照)。
FIG. 2 is an enlarged side view of the lock nut 6 as viewed from the pair of bearings 4 side. The lock nut 6 has a substantially donut shape, and a first screw groove is formed on the inner
ロックナット6には、中心軸線に向かって延び、外周面から内周面13まで貫通した固定孔15a、15bが形成されている。固定孔15aと15bは、中心軸線を中心として互いに90°離れた位置に配置されている。
The lock nut 6 is formed with
図3は本願の第1実施形態に係る止めねじ20の緩み防止手段を示す断面図である。ロックナット6に形成された固定孔15aは、上端(外周面)と下端(内周面)との中間点よりもやや下方まで第2の雌ねじ部16が形成されており、その下部には連続して円形孔部17が形成されている。
FIG. 3 is a sectional view showing a means for preventing loosening of the
ロックナット6の緩み止めは、ロックナット6をねじ軸3の雄ねじ部12(図1参照)に螺合した後、円盤状の軟質金属片18を固定孔15a内に入れ、その上から円筒状の弾性部材19を入れ、更にその上から止めねじ20を挿入して第2の雌ねじ部16に螺合することにより行う。止めねじ20の上部には不図示の六角穴が形成されており、六角レンチを使用して容易に締め付けることができる。軟質金属片18と弾性部材19は、止めねじ20とねじ軸3の雄ねじ部12との間で圧縮される。
To prevent the lock nut 6 from loosening, after the lock nut 6 is screwed into the male threaded portion 12 (see FIG. 1) of the screw shaft 3, a disk-shaped soft metal piece 18 is inserted into the
軟質金属片18の材料としては、錫(Sn)、錫合金、純鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、亜鉛(Zn)、亜鉛合金、銅(Cu)、銅合金などを用いることができる。弾性部材19の材料としては、樹脂、ゴム等を用いることができる。他方の固定孔15bも固定孔15aと同様である。
As a material of the soft metal piece 18, tin (Sn), tin alloy, pure iron (Fe), aluminum (Al), zinc (Zn), zinc alloy, copper (Cu), copper alloy, or the like can be used. As a material of the
これにより、軟質金属片18が雄ねじ部12の凹凸に食い込み、ロックナット6とねじ軸3との螺合が緩むのを防止することができる。また、圧縮された弾性部材19が常時止めねじ20を上方(径方向外側)へ押圧することで、止めねじ20と第2の雌ねじ部16の間の摩擦力を大きくし、止めねじ20が振動などによって緩むのを防止することができる。そのため、止めねじ20の緩みによってロックナット6とねじ軸3との螺合が緩むのを防ぐことができる。
Thereby, it is possible to prevent the soft metal piece 18 from biting into the irregularities of the
(第2実施形態)
次に、図4を参照しつつ本願の第2実施形態に係るボールねじ装置について説明する。なお、本第2実施形態に係るボールねじ装置は、ロックナットの緩み防止手段を除いて上記第1実施形態に係るボールねじ装置1と同様であるため、重複する説明を省略し、当該緩み防止手段についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a ball screw device according to a second embodiment of the present application will be described with reference to FIG. The ball screw device according to the second embodiment is the same as the
図4は本願の第2実施形態に係る止めねじの緩み防止手段を示す断面図である。ロックナット26には、径方向に貫通した固定孔215aが形成されている。固定孔215aは、上端(外周面)から下端(内周面)へ向かって順に、内周面に円周方向に延びる止め輪用スリット221を備えた拡径部222と、雌ねじが形成された第2の雌ねじ部216と、円形孔部217とから構成されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the setscrew loosening prevention means according to the second embodiment of the present application. The
ロックナット26の緩み止めは、ロックナット26をねじ軸に形成された雄ねじ部(不図示)に螺合した後、円盤状の軟質金属片218を円形孔部217内に入れ、その上から止めねじ220を固定孔215aに挿入して第2の雌ねじ部216に螺合することにより行う。軟質金属片218は止めねじ220の螺合によってねじ軸の雄ねじ部に押圧される。その後、止めねじ220の上側に金属製の座金223を載せ、座金223を止めねじ220に押し付けるようにして止め輪224を止め輪用スリット221内に嵌合する。座金223を設けることで止めねじとの接触面を増やして、安定した緩み止めとすることができる。なお、図4において、止め輪224は止め輪用スリット221に嵌合した時に上側(外径側)になる面を示している。
To prevent the
これにより、軟質金属片218がねじ軸の雄ねじ部の凹凸に食い込み、ロックナット26とねじ軸との螺合が緩むのを防止することができる。また、座金223と止め輪224が、止めねじ220が上方(径方向外方)へ移動するのを規制しているため、止めねじ220が振動などによって緩むのを防止することができ、止めねじ220の緩みによってロックナット26とねじ軸との螺合が緩むのを防ぐことができる。
Thereby, it is possible to prevent the
以上、具体的な実施形態を示して本願発明を説明したが、本願発明はこれに限定されず、種々の変更・改良が可能である。 Although the present invention has been described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited to this, and various modifications and improvements can be made.
例えば、固定孔、止めねじ及び軟質金属片などからなるロックナットの緩み止めの配置を変更することができ、ロックナットの緩み止めを径方向に対向させて配置してもよい。また、当該緩み止めを、ロックナットの大きさに応じて1箇所、又は3箇所以上とすることもできる。 For example, it is possible to change the arrangement of locking nuts made of fixing holes, set screws, soft metal pieces, and the like, and the locking nuts may be arranged to face each other in the radial direction. Moreover, the said locking prevention can also be made into one place or three places or more according to the magnitude | size of a lock nut.
第2実施形態の座金223としては、例えば、平座金、ばね座金、歯付き座金、波型座金などを用いることができる。
As the
第2実施形態において、止め輪224の代わりに楕円形状の平板を用いることもできる。楕円形状とすることで、止め輪用スリットと同様のスリットに嵌合させることができる。
In the second embodiment, an elliptical flat plate may be used instead of the retaining
軟質金属片18、218の形状も円盤状に限られず、弾性部材19の形状も円柱状に限られない。例えば、それぞれ、直方体状、四角柱状とすることができる。また、これらの形状の変更に合わせて円形孔部17の形状を変更することができる。
The shape of the
止めねじの緩み防止手段としては、上記第1、第2実施形態の他、止めねじに接着剤を塗布する手段、固定孔の上部(外径側部分)をかしめる手段など、ねじの緩みを防止する公知の手段を用いることもでき、また、これらの手段を組み合わせて用いることもできる。 As a means for preventing the set screw from loosening, in addition to the first and second embodiments, the means for applying an adhesive to the set screw, means for caulking the upper part (outer diameter side portion) of the fixing hole, etc. Known means for preventing can be used, and these means can be used in combination.
以上のように、本発明によれば、ねじ軸との螺合の緩みを防止するボールねじ装置用ロックナット、及び当該ロックナットを供えたボールねじ装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a ball screw device lock nut that prevents loosening of screw engagement with the screw shaft, and a ball screw device provided with the lock nut.
1 ボールねじ装置
2 ナット
3 ねじ軸
4 一対の軸受
5 スペーサ
6、26 ロックナット
7 円筒部
8 フランジ
9 循環路
10 内側転動溝
11 拡径段部
12 雄ねじ部
13 内周面
14 突出部
15a、15b、215a、215b 固定孔
16、216 第2の雌ねじ部
17、217 円形孔部
18、218 軟質金属片
19 弾性部材
20、220 止めねじ
221 止め輪用スリット
222 拡径部
223 座金
224 止め輪
DESCRIPTION OF
Claims (7)
略ドーナツ状の本体を有し、
前記本体の内周面に形成された第1の雌ねじ部を前記ねじ軸に形成された雄ねじ部に螺合することによって前記ねじ軸を回転可能に支持する軸受の内輪と前記ねじ軸とを固定し、
前記本体に、外周面から内周面まで貫通し、第2の雌ねじ部を備えた固定孔が形成されており、
前記第2の雌ねじ部に止めねじを螺合することで前記雄ねじ部との螺合の緩み止めを行うロックナットにおいて、
前記固定孔内で、前記止めねじよりも前記ねじ軸側に配置され、前記止めねじの螺合によって前記雄ねじ部に食い込んだ軟質金属片と、
前記固定孔内に配置され、前記止めねじの緩みを防止する緩み防止手段とを有することを特徴とするボールねじ装置用ロックナット。 Used in a ball screw device having a nut and a screw shaft inserted into the nut,
Having a generally donut-shaped body,
The inner ring of the bearing that rotatably supports the screw shaft is fixed by screwing the first female screw portion formed on the inner peripheral surface of the main body with the male screw portion formed on the screw shaft. And
In the main body, a fixing hole that penetrates from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface and has a second female thread portion is formed,
In a lock nut for preventing loosening of the screwing with the male screw part by screwing a set screw into the second female screw part,
Within the fixing hole, a soft metal piece disposed on the screw shaft side with respect to the set screw and biting into the male screw portion by screwing of the set screw;
A lock nut for a ball screw device, wherein the lock nut is disposed in the fixing hole and has a loosening prevention means for preventing the setscrew from loosening.
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