JP2017198337A - Nut attachment, nut assembly, and feed screw device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、送りねじ機構において発生するバックラッシュを低減する技術に関する。 The present invention relates to a technique for reducing backlash generated in a feed screw mechanism.
回転運動を直線運動に変換する伝動装置として、ねじ軸と、当該ねじ軸に噛み合わされたナットとを有し、ねじ軸を回転運動させることによりナットを直線運動させる送りねじ機構が知られている。このような送りねじ機構では、ねじ軸に対してナットを回転自在とするため、ねじ軸に形成されたねじ溝と、ナットに形成され、ねじ溝と噛み合う突出部との間に隙間が設けられる。このように、ねじ溝と突出部との間に隙間を設けると、ねじ軸を一方に回転させ、その後、回転方向を反転させると、回転方向の反転の直後にナットが移動しないバックラッシュが生じる。バックラッシュが生じると、ねじ軸の回転角度と、ナットの位置との対応関係が一意に定まらないため、ナットの位置決めを高い精度で行うことが困難となる。 As a transmission device that converts rotational motion into linear motion, a feed screw mechanism that has a screw shaft and a nut meshed with the screw shaft and moves the nut linearly by rotating the screw shaft is known. . In such a feed screw mechanism, in order to make the nut rotatable with respect to the screw shaft, a gap is provided between the screw groove formed on the screw shaft and the protrusion formed on the nut and meshing with the screw groove. . As described above, when a gap is provided between the thread groove and the projecting portion, when the screw shaft is rotated in one direction and then the rotation direction is reversed, a backlash is generated in which the nut does not move immediately after the rotation direction is reversed. . When backlash occurs, the correspondence between the rotation angle of the screw shaft and the position of the nut is not uniquely determined, so that it is difficult to position the nut with high accuracy.
そこで、バックラッシュを解消し、ナットの位置決めの精度をより高くする技術が種々提案されている。例えば、特許文献1では、ねじスピンドル(ねじ軸)の回転運動を二重ナットの線形運動に変換する転動体型ねじ駆動装置において、ねじスピンドル上を走行する二重ナットを構成する2つの個別ナットを、互いに相対的に且つ連続的にスピンドル軸線のまわりを回転可能とし、所望の遊び(バックラッシュ)または所望のプレストレスに対応する相対回転位置に固定することが提案されている。また、特許文献2には、共通の雄ねじ(ねじ軸)に螺合可能な第1ナットと第2ナットとを離間する方向に付勢することによりバックラッシュを除去することが記載されている。 Therefore, various techniques for eliminating backlash and increasing the positioning accuracy of the nut have been proposed. For example, in Patent Document 1, in a rolling element type screw drive device that converts a rotary motion of a screw spindle (screw shaft) into a linear motion of a double nut, two individual nuts constituting a double nut that runs on the screw spindle are disclosed. It has been proposed to be able to rotate relative to each other and continuously about the spindle axis and to be fixed in a relative rotational position corresponding to the desired play (backlash) or the desired prestress. Further, Patent Document 2 describes that backlash is removed by urging a first nut and a second nut that can be screwed into a common male screw (screw shaft) in a separating direction.
しかしながら、特許文献1に提案されている技術では、2つの個別ナットを所望の遊びまたは所望のプレストレスに対応する相対回転位置に固定しているため、個別ナットやねじスピンドルが摩耗すると、遊びが増大し、遊びを所望の状態に維持することができなくなる虞がある。また、特許文献2に記載されている技術では、第1ナットと第2ナットとを離間する方向に付勢することでバックラッシュを除去しているので、第1ナット、第2ナットあるいは共通の雄ねじが摩耗してもバックラッシュの除去機能が損なわれる虞は少ないが、第1ナットと第2ナットを近づけるような外力が加わると、バックラッシュの除去が適正に行われなくなる虞がある。 However, in the technique proposed in Patent Document 1, since two individual nuts are fixed at a relative rotational position corresponding to a desired play or a desired pre-stress, when the individual nut or the screw spindle is worn, the play is prevented. There is a possibility that the play may not be maintained in a desired state. Moreover, in the technique described in Patent Document 2, since the backlash is removed by urging the first nut and the second nut in the separating direction, the first nut, the second nut, or the common Although the backlash removal function is less likely to be impaired even if the male screw is worn, the backlash may not be properly removed when an external force is applied to bring the first nut and the second nut closer.
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、送りねじ機構において発生するバックラッシュをより安定的に低減する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a technique for more stably reducing backlash that occurs in a feed screw mechanism.
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 In order to achieve at least a part of the above object, the present invention can be realized as the following forms or application examples.
[適用例1]
ねじ溝が形成されたねじ軸と、前記ねじ溝と噛み合う伝動ナットとを有する送りねじ機構において、前記伝動ナットに取り付けられるナットアタッチメントであって、前記ナットアタッチメントを前記伝動ナットに固定するためのナット固定部と、前記ねじ溝と噛み合う噛合部と、前記噛合部を前記ナット固定部に対して回転するように、前記噛合部を付勢する付勢部と、を備える、ナットアタッチメント。
[Application Example 1]
A feed screw mechanism having a screw shaft in which a thread groove is formed and a transmission nut meshing with the thread groove, and a nut attachment attached to the transmission nut, the nut attaching the nut attachment to the transmission nut A nut attachment comprising: a fixing portion; a meshing portion that meshes with the screw groove; and a biasing portion that biases the meshing portion so as to rotate the meshing portion with respect to the nut fixing portion.
伝動ナットに固定されるナット固定部に対して噛合部が回転するように付勢されることにより、ナットアタッチメントの噛合部と、伝動ナットにおいてねじ溝と噛み合う突出部とには、噛合部と突出部とが互いに近づきあるいは離れるような荷重が加わる。そのため、噛合部および突出部とねじ溝との間の隙間をなくし、バックラッシュを低減することができる。また、噛合部と突出部とには、噛合部が付勢されることにより荷重が加わるので、ねじ軸(ねじ溝)、噛合部あるいは突出部が摩耗しても、噛合部と突出部とに加わる荷重を維持することができるので、摩耗によりバックラッシュの低減機能が損なわれることが抑制される。さらに、ナットアタッチメントと伝動ナットとがナット固定部により固定されているとともに、噛合部がナット固定部に対して回転するように付勢されているため、ナットアタッチメントと伝動ナットに外力が加わっても、外力により噛合部および突出部に加わる荷重の変動が抑制され、バックラッシュを低減した状態を維持することができる。従って、適用例1の構成によれば、送りねじ機構において発生するバックラッシュをより安定的に低減することが可能となる。 When the meshing portion is biased so as to rotate with respect to the nut fixing portion that is fixed to the transmission nut, the meshing portion of the nut attachment and the projecting portion that meshes with the thread groove in the transmission nut are separated from the meshing portion. A load is applied so that the parts approach or separate from each other. Therefore, the gap between the meshing portion and the protruding portion and the thread groove can be eliminated, and the backlash can be reduced. In addition, since a load is applied to the meshing portion and the projecting portion when the meshing portion is urged, even if the screw shaft (screw groove), the meshing portion or the projecting portion is worn, the meshing portion and the projecting portion are separated. Since the applied load can be maintained, it is suppressed that the backlash reduction function is impaired due to wear. Furthermore, since the nut attachment and the transmission nut are fixed by the nut fixing portion, and the meshing portion is biased so as to rotate with respect to the nut fixing portion, an external force is applied to the nut attachment and the transmission nut. The variation of the load applied to the meshing portion and the protruding portion by the external force is suppressed, and the state in which the backlash is reduced can be maintained. Therefore, according to the configuration of Application Example 1, it is possible to more stably reduce backlash generated in the feed screw mechanism.
[適用例2]
適用例1記載のナットアタッチメントであって、前記噛合部は、ボールと、前記ボールを回転可能に保持し、環状に形成されたボール保持リングと、を有しており、前記ボールは、前記ねじ溝と噛み合うように、前記ボールの一部が前記ボール保持リングから内方に突出するように構成されている、ナットアタッチメント。
[Application Example 2]
The nut attachment according to Application Example 1, wherein the meshing portion includes a ball and a ball holding ring formed in an annular shape that rotatably holds the ball, and the ball includes the screw. A nut attachment configured such that a part of the ball protrudes inward from the ball holding ring so as to mesh with a groove.
ボール保持リングにより、ねじ溝と噛み合うボールを回転可能に保持することにより、ねじ軸を回転させた際のナットアタッチメントとねじ軸との間の摩擦をより小さくすることができる。そのため、ねじ軸やボールの摩耗を抑制し、また、動力の伝達効率をより高くすることができる。 By holding the ball meshing with the thread groove rotatably with the ball retaining ring, the friction between the nut attachment and the threaded shaft when the threaded shaft is rotated can be further reduced. Therefore, wear of the screw shaft and the ball can be suppressed, and the power transmission efficiency can be further increased.
[適用例3]
適用例1または2記載のナットアタッチメントであって、前記付勢部は、前記ナット固定部に対して回転自在、かつ、前記ナット固定部に対して固定可能に構成された調整部材と、付勢部材と、を有し、前記噛合部は、ナット固定部に対して回転自在に構成されており、前記調整部材と前記噛合部とは、前記付勢部材を除去した状態で互いに回転させた際に接触し得る当接部をそれぞれ有し、前記付勢部材は、前記調整部材の当接部と、前記噛合部の当接部との間に配置されている、ナットアタッチメント。
[Application Example 3]
The nut attachment according to Application Example 1 or 2, wherein the biasing portion is rotatable with respect to the nut fixing portion and is configured to be fixed with respect to the nut fixing portion, and a biasing force. And the engagement portion is configured to be rotatable with respect to the nut fixing portion, and the adjustment member and the engagement portion are rotated with each other in a state where the biasing member is removed. A nut attachment, wherein the biasing member is disposed between the contact portion of the adjustment member and the contact portion of the meshing portion.
ナットアタッチメントを伝動ナットに取り付けるとともに、ナットアタッチメントおよび伝動ナットにねじ軸を通して送りねじ機構を組み立てると、ナット固定部に対し噛合部の回転が規制される。この状態で、調整部材をナット固定部に対して回転させることにより、調整部材の当接部と噛合部の当接部との間に配置された付勢部材が変形し、噛合部に付勢力が加わる。そのため、この適用例によれば、送りねじ機構を組み立てる際には、噛合部を付勢しないようにすることができるため、送りねじ機構の組立がより容易となる。また、送りねじ機構を組み立てた後に噛合部を付勢する際に、付勢力を調整することが容易となる。そのため、噛合部を付勢する力の強さを伝動機構の使用目的に応じて適宜調整し、伝動機構の動作をより適切に調整することが容易となる。 When the nut attachment is attached to the transmission nut and the feed screw mechanism is assembled through the screw shaft through the nut attachment and the transmission nut, the rotation of the meshing portion is restricted with respect to the nut fixing portion. In this state, by rotating the adjustment member relative to the nut fixing portion, the biasing member disposed between the contact portion of the adjustment member and the contact portion of the meshing portion is deformed, and the biasing force is applied to the meshing portion. Will be added. Therefore, according to this application example, when the feed screw mechanism is assembled, the meshing portion can be prevented from being biased, and therefore, the assembly of the feed screw mechanism becomes easier. Further, when the meshing portion is urged after the feed screw mechanism is assembled, it is easy to adjust the urging force. Therefore, it is easy to adjust the operation of the transmission mechanism more appropriately by appropriately adjusting the strength of the force for urging the meshing portion according to the purpose of use of the transmission mechanism.
[適用例4]
適用例3記載のナットアタッチメントであって、前記調整部材は、前記ナット固定部の前記伝動ナットに取り付けられる側と反対の側から突出している、ナットアタッチメント。
[Application Example 4]
It is a nut attachment of the application example 3, Comprising: The said adjustment member protrudes from the side opposite to the side attached to the said transmission nut of the said nut fixing | fixed part.
調整部材をナット固定部の伝動ナットが取り付けられる側と反対の側から突出させることにより、調整部材をナット固定部に対してより容易に回転させることができるので、噛合部を付勢すること、および、付勢力の調整をすることがより容易となる。 Since the adjustment member can be rotated more easily with respect to the nut fixing portion by projecting the adjustment member from the side opposite to the side where the transmission nut of the nut fixing portion is attached, And it becomes easier to adjust the urging force.
[適用例5]
適用例1または2記載のナットアタッチメントであって、前記付勢部は、前記ナットアタッチメントが前記伝動ナットに取り付けられていない状態において、形状を変えることが可能であり、前記ナットアタッチメントは、前記付勢部の形状を変えることにより、前記噛合部を付勢する力の強さを調整することが可能に構成されている、ナットアタッチメント。
[Application Example 5]
The nut attachment according to Application Example 1 or 2, wherein the urging portion can be changed in shape in a state where the nut attachment is not attached to the transmission nut, and the nut attachment is attached to the attachment A nut attachment configured to be able to adjust the strength of the force that biases the meshing portion by changing the shape of the biasing portion.
一般に、噛合部を付勢する力が強くなると、ナットアタッチメントおよび伝動ナットを、ねじ軸に対して回転させるために要する力が強くなる。一方、噛合部を付勢する力が弱くなると、バックラッシュの低減効果が減弱する。そのため、噛合部を付勢する力の強さを調整可能とすることにより、噛合部を付勢する力の強さを伝動機構の使用目的に応じて適宜調整し、伝動機構の動作をより適切に調整することが可能となる。 Generally, when the force for urging the meshing portion is increased, the force required to rotate the nut attachment and the transmission nut with respect to the screw shaft is increased. On the other hand, when the force for urging the meshing portion is weakened, the backlash reduction effect is diminished. Therefore, by making it possible to adjust the strength of the force that biases the meshing portion, the strength of the force that biases the meshing portion is appropriately adjusted according to the purpose of use of the transmission mechanism, and the operation of the transmission mechanism is more appropriate. It becomes possible to adjust to.
[適用例6]
適用例1ないし5のいずれか記載のナットアタッチメントであって、前記伝動ナットは、駆動対象物を固定するための対象物固定部を有しており、前記ナット固定部は、前記対象物固定部と外形が同一に形成されている、ナットアタッチメント。
[Application Example 6]
The nut attachment according to any one of Application Examples 1 to 5, wherein the transmission nut includes an object fixing part for fixing an object to be driven, and the nut fixing part is the object fixing part. Nut attachment with the same outer shape.
ナット固定部および対象物固定部の外縁を同一形状とすることにより、ナットアタッチメントを取り付けることによる送りねじ機構の形状の変化を抑制することができる。そのため、伝動ナットを使用した既存の送りねじ機構のバックラッシュを低減することがより容易となる。 By making the outer edges of the nut fixing portion and the object fixing portion have the same shape, changes in the shape of the feed screw mechanism caused by attaching the nut attachment can be suppressed. Therefore, it becomes easier to reduce the backlash of the existing feed screw mechanism using a transmission nut.
[適用例7]
ねじ軸に設けられたねじ溝と噛み合い、送りねじ機構を構成するナット組立体であって、前記ねじ溝と噛み合う第1のナットと、前記ねじ溝と噛み合い、前記第1のナットに取り付けられる第2のナットと、前記第1のナットに対して前記第2のナットを相対的に回転させるように、前記第2のナットを付勢する付勢部と、を備える、ナット組立体。
[Application Example 7]
A nut assembly that meshes with a thread groove provided on a screw shaft and constitutes a feed screw mechanism, and is a first nut that meshes with the thread groove, and a first nut that meshes with the thread groove and is attached to the first nut. And a biasing portion that biases the second nut so as to rotate the second nut relative to the first nut.
第1および第2のナットが相対的に回転するように付勢することにより、第1および第2のナットのそれぞれに設けられ、ねじ溝と噛み合う噛合部には、それらの噛合部が互いに近づきあるいは離れるような荷重を加えることができる。そのため、噛合部とねじ溝との間の隙間をなくし、バックラッシュを低減することができる。また、噛合部には、第1および第2のナットが相対的に回転するように付勢されることにより荷重が加わるので、ねじ軸(ねじ溝)あるいは噛合部が摩耗しても、噛合部に加わる荷重を維持することができるので、摩耗によりバックラッシュの低減機能が損なわれることが抑制される。さらに、第1および第2のナットは、相対的に回転するように付勢されているため、第1および第2のナットに外力が加わっても、外力により噛合部に加わる荷重の変動が抑制され、バックラッシュを低減した状態を維持することができる。従って、適用例5の構成によっても、送りねじ機構において発生するバックラッシュをより安定的に低減することが可能となる。 By urging the first and second nuts to rotate relative to each other, the meshing portions provided in each of the first and second nuts and meshing with the thread grooves approach each other. Or the load which leaves | separates can be applied. Therefore, the gap between the meshing portion and the thread groove can be eliminated, and backlash can be reduced. In addition, since the load is applied to the meshing portion by urging the first and second nuts to rotate relatively, the meshing portion is not affected even if the screw shaft (screw groove) or the meshing portion is worn. As a result, the backlash reduction function is prevented from being impaired by wear. Further, since the first and second nuts are biased to rotate relatively, even if an external force is applied to the first and second nuts, fluctuations in the load applied to the meshing portion due to the external force are suppressed. Thus, the state in which the backlash is reduced can be maintained. Therefore, the configuration of Application Example 5 can also more stably reduce backlash that occurs in the feed screw mechanism.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、ねじ溝が形成されたねじ軸と、ねじ溝と噛み合う伝動ナットとを有する送りねじ機構において、伝動ナットに取り付けられるナットアタッチメント、そのナットアタッチメントを使用した送りねじ機構あるいは送りねじ装置、ねじ軸に設けられたねじ溝と噛み合い、送りねじ機構を構成するナット組立体、そのナット組立体を使用した送りねじ機構あるいは送りねじ装置、等の態様で実現することができる。 Note that the present invention can be realized in various modes. For example, in a feed screw mechanism having a screw shaft in which a thread groove is formed and a transmission nut meshing with the screw groove, a nut attachment attached to the transmission nut, a feed screw mechanism or a feed screw device using the nut attachment, a screw shaft It can be realized in a manner such as a nut assembly that meshes with a thread groove provided in the nut, and that constitutes a feed screw mechanism, a feed screw mechanism or a feed screw device using the nut assembly, and the like.
本発明を実施するための形態を以下の順序で説明する。
A.第1実施形態:
A1.伝動機構の構成:
A2.ナットアタッチメントおよび滑りナットの構成:
A3.ナットアタッチメント各部の形状:
A4.ナットアタッチメントの組立態様:
A5.ボール保持リングおよびボールへの付勢の作用:
A6.バックラッシュの低減:
A7.ナットアタッチメントの構成の変形例:
B.第2実施形態:
C.第3実施形態:
D.第4実施形態:
E.変形例:
The form for implementing this invention is demonstrated in the following order.
A. First embodiment:
A1. Transmission mechanism configuration:
A2. Nut attachment and sliding nut configuration:
A3. Nut attachment shape:
A4. Nut attachment assembly:
A5. The action of biasing the ball retaining ring and ball:
A6. Backlash reduction:
A7. Variations of the nut attachment configuration:
B. Second embodiment:
C. Third embodiment:
D. Fourth embodiment:
E. Variations:
A.第1実施形態:
A1.伝動機構の構成:
図1は、本発明が適用された伝動機構10の構成を示す説明図である。伝動機構10は、ナットアタッチメント100と、滑りナット200と、4条の右ねじを構成するねじ溝309が形成されたねじ軸300とを有する送りねじ機構(送りねじ装置)である。図1においては図示しないが、ナットアタッチメント100および滑りナット200は、それぞれ、ねじ軸300に形成されたねじ溝309と噛み合うように構成されている。
A. First embodiment:
A1. Transmission mechanism configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a
第1実施形態において、ナットアタッチメント100は、滑りナット200に固定される。ナットアタッチメント100の滑りナット200への固定は、例えば、図1に示すように、ナットアタッチメント100と滑りナット200とを重ね合わせた状態で、ナットアタッチメント100に設けられた貫通孔119と、滑りナット200に設けられた貫通孔(図示しない)とを通されたボルト(図示しない)等を用いて、ナットアタッチメント100と滑りナット200とを駆動対象物に固定することにより行われる。なお、ナットアタッチメント100の滑りナット200への固定方法は、必ずしもこの限りでない。例えば、ナットアタッチメントあるいは滑りナットを駆動対象物に固定する貫通孔の他に、ナットアタッチメントと滑りナットとの一方にねじ孔を設けるとともに、他方に貫通孔を設け、貫通孔を通してボルトをねじ孔にねじ込むことにより、ナットアタッチメントと滑りナットとを固定することもできる。また、ナットアタッチメントと滑りナットとの一方におねじを形成し、他方に当該おねじと噛み合うめねじを形成し、おねじをめねじにねじ込むことにより、ナットアタッチメントと滑りナットとを固定することもできる。
In the first embodiment, the
上述のように、滑りナット200は、ねじ軸300のねじ溝309と噛み合うように構成されているので、ねじ軸300を中心軸Cを中心に回転させると、滑りナット200が中心軸Cに沿った方向に移動する。通常、滑りナット200においてねじ軸300のねじ溝309と噛み合う噛合部(図示しない)と、ねじ軸300に形成されたねじ溝309との間には、滑りナット200とねじ軸300との相対的な回転を可能とするため、隙間が設けられている。そのため、ねじ軸300を一方に回転させ、その後、回転方向を反転させると、回転方向の反転の直後は、滑りナット200が移動しない。このようにねじ軸300の回転方向の反転の直後に滑りナット200が移動しないバックラッシュ(「ロストモーション」とも呼ばれる)が生ずることにより、ねじ軸300の回転角度と、滑りナット200の位置との対応関係が一意に定まらない。そのため、滑りナット200に固定された駆動対象物の位置決めを高い精度で行うことが困難となる。
As described above, the sliding
詳細については後述するが、第1実施形態では、ナットアタッチメント100を滑りナット200に固定することにより、ねじ軸300を中心軸Cを中心に回転させ、ナットアタッチメント100および滑りナット200を中心軸Cの方向に移動させる際のバックラッシュを低減している。これにより、ナットアタッチメント100および滑りナット200に固定された駆動対象物の位置決めを、より高い精度で行うことを可能としている。なお、ねじ軸300および滑りナット200としては、一般的に市販されているねじ軸および滑りナットを使用することができ、その詳細な構成は、本発明に直接関連しない。そのため、ねじ軸300および滑りナット200についての詳細な説明は、省略する。
Although details will be described later, in the first embodiment, by fixing the
A2.ナットアタッチメントおよび滑りナットの構成:
図2は、ナットアタッチメント100と滑りナット200との具体的な構成を示す説明図である。図2(a)および図2(b)は、それぞれ、ナットアタッチメント100および滑りナット200を図1と同一の方向から見た様子を示している。
A2. Nut attachment and sliding nut configuration:
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a specific configuration of the
図2(a)に示すように、ナットアタッチメント100は、大径のフランジ部110と、ボール保持リング120と、ストッパリング130と、4つのボール140とを有している。フランジ部110には、中心軸Cに平行な2つの平坦部111と、ボール保持リング120およびストッパリング130を収容する凹部112と、中心軸C方向に貫通する中心穴118および4つの貫通孔119とが設けられている。中心穴118の内径は、ねじ軸300(図1)の外径よりもやや大きく設定される。ボール保持リング120は、ボール140の一部分が内方に突出した状態で、ボール140を保持するように構成されている。このように内方に突出したボール140の一部分(突出部)は、ねじ軸300(図1)のねじ溝309と噛み合う。そのため、ボール140の突出部を含むボール140全体と、ボール保持リング120とは、全体で、ねじ溝309と噛み合う「噛合部」とも呼ぶことができる。なお、フランジ部110と、ボール保持リング120と、ストッパリング130と、ボール140との具体的な形状については、後述する。
As shown in FIG. 2A, the
図2(b)に示すように、滑りナット200は、大径のフランジ部210と、ねじ軸300(図1)のねじ溝309と噛み合うめねじとして形成されためねじ部220とを有している。フランジ部210は、中心軸Cに平行な2つの平坦部211と、中心軸C方向に貫通する中心穴218とが設けられている。めねじ部220は、外径がフランジ部210の中心穴218の内径とほぼ同じ円筒状の部材であり、図2(b)に示すように、フランジ部210の中心穴218に嵌め込まれた状態で、フランジ部210に固定される。めねじ部220には、中心軸C方向に貫通する中心穴228と、中心穴228から内方に突出した突出部221とが設けられている。突出部221は、中心軸Cを含む平面で切断した断面形状が半円形状となるように形成されている。滑りナット200においても、突出部221がねじ軸300(図1)のねじ溝309と噛み合うように構成されているので、突出部221は、ねじ溝309と噛み合う「噛合部」とも呼ぶことができる。なお、図2(b)の例では、フランジ部210とめねじ部220とを別個の部材として構成しているが、フランジ部210とめねじ部220とを一体の部材として形成することも可能である。
As shown in FIG. 2B, the sliding
なお、図1および図2から明らかなように、ナットアタッチメント100のフランジ部110と、滑りナット200のフランジ部210とは、その外縁が同一形状となっている。また、ナットアタッチメント100のフランジ部110は、ナットアタッチメント100を滑りナット200に固定するために使用されるので、「ナット固定部」とも呼ぶことができる。一方、滑りナット200のフランジ部210は、駆動対象物を固定するために使用されるので、「対象物固定部」とも呼ぶことができる。
As apparent from FIGS. 1 and 2, the outer edge of the
A3.ナットアタッチメント各部の形状:
図3は、ナットアタッチメント100の各部の形状を示す説明図である。図3(a)ないし図3(c)は、それぞれ、フランジ部110と、ボール保持リング120およびボール140と、ストッパリング130とを、滑りナット200(図1)側から見た様子を示している。なお、ナットアタッチメント100の滑りナット200側の面は、ナットアタッチメント100が滑りナット200に取り付けられる面であるので、以下では、「取付面」とも呼び、滑りナット200側を「取付面側」とも呼ぶ。
A3. Nut attachment shape:
FIG. 3 is an explanatory view showing the shape of each part of the
図3(a)に示すように、フランジ部110に設けられた凹部112は、取付面側に開口し、内面がほぼ円形に形成されている。ここで、「内面がほぼ円形」とは、内面の中心軸C(図2)に直交する面での断面がほぼ円形であることを言う。また、特に断らない限り、以下では、他の表面形状についても、中心軸Cに直交する面での断面形状で表記する。凹部112の内面には、凹部112の底から取付面側に伸びる扇面状の伸長部113が2つ設けられている。この伸長部113は、フランジ部110において、平坦部111が設けられていない方向(図3の左右方向)の両端に配置されている。
As shown in FIG. 3A, the
図3(b)に示すように、ボール保持リング120は、中心軸C(図2)方向に貫通する中心穴128が設けられた円環状の環状部121と、環状部121から外方に突出する2つの突起部123とを有している。環状部121の外径は、フランジ部110が有する伸長部113の内径よりもやや小さく設定される。また、突起部123の最大径は、フランジ部110に設けられた凹部112の内径よりもやや小さく設定される。ボール保持リング120の厚さは、フランジ部110に設けられた伸長部113の凹部112の底から取付面側までの長さよりもやや短く設定される。これにより、ボール保持リング120は、ボール保持リング120およびストッパリング130をフランジ部110に嵌め込んだ状態で、中心軸Cを中心に回転可能となる。また、環状部121に設けられた中心穴128の内径は、フランジ部110に設けられた中心穴118の内径とほぼ同じに設定される。ボール保持リング120の環状部121には、ボール140を収容するための、取付面とは反対側に開口したボール収容穴122が設けられている。ボール収容穴122は、内径がボール140の外径よりもやや大きく、かつ、深さがボール140よりもやや長く形成された、内面がほぼ円形の穴である。このようにすることで、ボール140は、回転可能な状態で、ボール保持リング120に保持される。このボール収容穴122にボール140を嵌め込むことにより、上述のように、ボール140の一部分が、内方に突出する。なお、図3(b)に示すように、ボール収容穴122の中心は、ボール保持リング120の環状部121の内面よりも外方に位置しているので、ボール収容穴122の内方の開口幅は、ボール140の直径よりも狭くすることができる。このようにすれば、ボール140が中心軸C(図2)側に脱落することを抑制することできる。なお、図3(b)から明らかなように、ボール保持リング120は、全体として環状に形成されている。
As shown in FIG. 3B, the
図3(c)に示すように、ストッパリング130は、中心軸C(図2)方向に貫通する中心穴138が設けられた円環状の部材である。中心穴138の内径は、フランジ部110に設けられた中心穴118およびボール保持リング120の環状部121に設けられた中心穴128の内径とほぼ同じに設定される。ストッパリング130の外径は、フランジ部110に設けられた凹部112の内径よりもやや小さく設定される。また、ストッパリング130の厚さは、フランジ部110に設けられた伸長部113の取付面側の端面から、フランジ部110の取付面側の端面まで長さとほぼ同じに設定される。これにより、ストッパリング130がフランジ部110の取付面側から突出しないように、ボール保持リング120とストッパリング130とが、フランジ部110に収容される。このようにフランジ部110に、ボール140が嵌め込まれたボール保持リング120と、ストッパリング130とが収容された状態は、フランジ部110あるいはフランジ部110の凹部112に、ボール保持リング120とストッパリング130とが埋め込まれているとも謂うことができる。
As shown in FIG. 3C, the
A4.ナットアタッチメントの組立態様:
図4は、ナットアタッチメント100,100aの組立態様を示す説明図である。図4(a)は、第1実施形態としてのナットアタッチメント100を組み立てた状態を示している。図4(b)は、第1実施形態のナットアタッチメント100を構成する部材と同一の部材を用いて、異なる態様で組み立てた変形例を示している。図4(a)および図4(b)は、それぞれ、ナットアタッチメント100,100aを取付面側から見た様子を示している。また、図4(a)および図4(b)では、ナットアタッチメント100,100aの組立態様を明確に示すため、ストッパリング130を透視した状態で描いている。なお、上述のように、フランジ部110に設けられた中心穴118、ボール保持リング120の環状部121に設けられた中心穴128、および、ストッパリング130に設けられた中心穴138は、内径がほぼ同じで、いずれも中心軸C(図2)を中心に形成されているので、同軸に重なり合う。そのため、以下では、これらの中心穴118,128,138を併せて、ナットアタッチメント100,100aに形成された単一の中心穴108としても取り扱う。
A4. Nut attachment assembly:
FIG. 4 is an explanatory view showing an assembly mode of the
ナットアタッチメント100は、フランジ部110に設けられた凹部112の取付面側に、ボール140が取り付けられたボール保持リング120および2つのばね150と、ストッパリング130とをこの順に取り付けることにより組み立てられる。図4(a)に示すように、ボール保持リング120は、その環状部121がフランジ部110の伸長部113の内方に位置するとともに、突起部123が伸長部113の形成されていない領域に位置するように、配置される。ばね150は、伸長部113の形成されていない領域において、伸長部113の径方向に延びる端面と突起部123との間に配置される。そして、ストッパリング130を、フランジ部110に形成された凹部112の内方に配置するように取り付けることにより、フランジ部110とストッパリング130との間に、ボール保持リング120とばね150とが挟み込まれる。これにより、ボール保持リング120とばね150との脱落が抑制される。また、図4(a)に示すようにばね150を配置することにより、ボール保持リング120と、ボール保持リング120に取り付けられたボール140とは、矢印に示すように、取付面側から見て時計回りに回転するように付勢される。なお、付勢による回転は、中心軸C(図2)を中心とし、また、フランジ部110に対するものであることは、図4から明らかなであるため、本明細書等においては、付勢による回転の中心、および、回転の基準については言及しない。
The
図4(b)に示すナットアタッチメント100aは、ボール保持リング120とばね150との位置関係が、図4(a)に示すナットアタッチメント100と反対になっている。そのため、ボール保持リング120と、ボール保持リング120に取り付けられたボール140は、矢印に示すように、取付面側から見て反時計回りに回転するように付勢される。他の点は、図4(a)に示すナットアタッチメント100と同じである。
In the
A5.ボール保持リングおよびボールへの付勢の作用:
図5は、ボール保持リング120およびボール140への付勢の作用を説明する説明図である。図5は、中心軸Cを通りフランジ部110,210に設けられた平坦部111,211(図2)に平行な面で切断した、伝動機構10の断面を示している。なお、図5において、矢印は、ボール保持リング120およびボール140への付勢の方向と、各部にかかる荷重の方向を示している。
A5. The action of biasing the ball retaining ring and ball:
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the action of urging the
上述のように、第1実施形態のナットアタッチメント100では、ボール保持リング120と、ボール保持リング120に取り付けられたボール140とは、取付面側から見て時計回りに回転するように付勢される。また、ねじ軸300に形成されたねじ溝309は、4条の右ねじを構成する。そのため、付勢されたボール140は、滑りナット200側からナットアタッチメント100側に向かう方向に移動する。このとき、ナットアタッチメント100と滑りナット200とが固定されているため、ボール140の荷重方向への移動が規制されるので、ボール140は、フランジ部110の凹部112の底面に接触する。これにより、凹部112の底面からボール140には、ナットアタッチメント100側から滑りナット200側に向かう方向(図5では下向き)の荷重が加わる。このようにボール140に荷重が加わることにより、ボール140からねじ溝309には、ボール140に加わる荷重と同一方向である、ナットアタッチメント100側から滑りナット200側に向かう方向の荷重が加わる。
As described above, in the
一方、凹部112の底面からボール140に加わる荷重の反作用として、ボール140から凹部112の底面には、滑りナット200側からナットアタッチメント100側に向かう方向(図5では上向き)の荷重が加わる。上述のように、ナットアタッチメント100と滑りナット200とは固定されているので、滑りナット200にも滑りナット200側からナットアタッチメント100側に向かう方向の荷重が加わり、滑りナット200のめねじ部220に設けられた突出部221からねじ溝309にも、同一方向である滑りナット200側からナットアタッチメント100側に向かう方向の荷重が加わる。
On the other hand, as a reaction of the load applied to the
このように、第1実施形態のナットアタッチメント100では、ボール保持リング120と、ボール保持リング120に取り付けられたボール140とを、取付面側から見て時計回りに回転するように付勢しているため、ボール140および突出部221のそれぞれには、ボール140および突出部221を互いに近づけるような荷重が加わる。なお、図4(b)に示すように、ボール保持リング120およびボール140が取付面側から見て反時計回り方向に付勢されている場合には、ボール140および突出部221のそれぞれには、ボール140および突出部221を互いに離すような荷重が加わる。
Thus, in the
A6.バックラッシュの低減:
図6は、ボール140および突出部221に荷重を加えることによりバックラッシュが低減される様子を示す説明図である。図6(a)ないし図6(c)は、ナットアタッチメント100,100a(図4)を構成するボール140、滑りナット200(図5)を構成するめねじ部220およびねじ軸300の断面を拡大して描いている。
A6. Backlash reduction:
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which backlash is reduced by applying a load to the
図6(a)に示すように、ボール140およびめねじ部220の突出部221のそれぞれに、ボール140および突出部221を互いに近づけあるいは離すような荷重が加わっていない場合、ボール140とねじ軸300のねじ溝309との間、および、突出部221とねじ溝309との間に隙間が存在する。そのため、ねじ軸300の回転を反転させた際に、形成された隙間に相当する回転角分のバックラッシュが生じる。
As shown in FIG. 6A, when the
これに対し、図6(b)に示すように、ボール140および突出部221のそれぞれに、ボール140および突出部221を互いに近づけるような荷重が加わっている場合、ボール140のめねじ部220側の位置と、突出部221のボール140側の位置とにおいて、ボール140および突出部221と、ねじ軸300のねじ溝309とが接触した状態に保たれる。そのため、ねじ軸300の回転が反転し、ねじ溝309の進行方向が反対方向に切り替わった際においても、ボール140および突出部221のいずれか一方が常にねじ溝309により移動させられるので、バックラッシュが低減される。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, when a load is applied to each of the
同様に、図6(c)に示すように、ボール140および突出部221のそれぞれに、ボール140および突出部221を互いに離すような荷重が加わっている場合、ボール140のめねじ部220側とは反対の位置と、突出部221のボール140側とは反対の位置とにおいて、ボール140および突出部221と、ねじ軸300のねじ溝309とが接触した状態に保たれる。そのため、ねじ軸300の回転が反転し、ねじ溝309の進行方向が反対方向に切り替わった際においても、ボール140および突出部221のいずれか一方が常にねじ溝309により移動させられるので、バックラッシュが低減される。
Similarly, as shown in FIG. 6C, when a load is applied to each of the
A7.ナットアタッチメントの構成の変形例:
図7は、ナットアタッチメントの構成の変形例を示す説明図である。図7(a)および図7(b)に示すナットアタッチメント100b,100cは、ボール保持リング120b,120cおよびボール140を付勢するための構成が第1実施形態のナットアタッチメント100と異なっている。なお、図7(a)および図7(b)に示すナットアタッチメント100b,100cにおいても、第1実施形態のナットアタッチメント100と共通する部分があるため、共通部分については、第1実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。
A7. Variations of the nut attachment configuration:
FIG. 7 is an explanatory view showing a modification of the configuration of the nut attachment. The
図7(a)に示すナットアタッチメント100bは、ばね150(図4)に替えて、円筒状の弾性部材150bを用いて、ボール保持リング120bおよびボール140を付勢している。弾性部材150bは、ゴムやスポンジ等の弾性変形が可能な種々の材料で形成することができる。ナットアタッチメント100bのフランジ部110bには、内面がほぼ円形で、中心軸を軸として等角の位置(以下、単に「等角位置」とも呼ぶ)において外方に延びる凹部112bが形成されている。この凹部112bの底面には、取付面側に延びる伸長部113bが4つ設けられている。ボール保持リング120bの環状部121bには、突起部123(図4)に替えて、外周部から内方に向かう切欠123bが設けられている。凹部112bにおいて外方に延びた領域と、隣接する伸長部113bにおいて対向する面と、環状部121bに設けられた切欠123bとは、弾性部材150bを挿入可能とするように、全体として内面がほぼ円形となるように形成されている。なお、弾性部材の形状、および、弾性部材が挿入される領域の内面形状とは、適宜変更することも可能である。
A
図7(a)では、ナットアタッチメント100bを滑りナット200(図1)に固定し、ナットアタッチメント100bおよび滑りナット200をねじ軸300に取り付けた際に、弾性部材150bが変形するように、ボール140の位置を調整している。これにより、ボール保持リング120bおよびボール140は、取付面側から見て時計回り方向に付勢される。なお、ボール140の位置の調整は、中心軸を基準として、ボール140が嵌め込まれるボール収容穴122と、切欠123bとがなす角度を調整することにより、適宜調整することができる。また、ボール140の位置を適宜調整して、ボール140を取付面側から見て反時計回り方向に付勢するようにすることも可能である。このように、図7(a)に示すナットアタッチメント100bにおいても、ボール140を取付面側から見て回転させるように付勢することができる。そのため、図7(a)に示すナットアタッチメント100bを用いても、第1実施形態のナットアタッチメント100と同様に、伝動機構のバックラッシュを低減することができる。なお、図7(a)から明らかなように、ボール保持リング120bは、全体として環状に形成されている。
In FIG. 7A, the ball attachment 140b is fixed to the sliding nut 200 (FIG. 1), and the
図7(b)に示すナットアタッチメント100cは、コイル状のばね150(図4)に替えて、渦巻きばね150cを用いて、ボール保持リング120cおよびボール140を付勢している。渦巻きばね150cは、その両端部が渦巻きばね150cの主平面に対して直交する一方向に曲げられている。ナットアタッチメント100cのフランジ部110cには、内面が同心の2つの円形を形成するように、浅い外周部113cを有する凹部112cが設けられている。外周部113cには、渦巻きばね150cの一端を挿入するためのばね挿入孔115cが設けられている。ボール保持リング120cの環状部121cは、突起部123(図4)あるいは切欠123b(図7(a))を設けず、その外周が円形となっている。環状部121cも、外周部113cと同様に、渦巻きばね150cの他端を挿入するためのばね挿入孔125cが設けられている。このように、外周部113cおよび環状部121cにばね挿入穴115c,125cを設け、ばね挿入穴115c,125cに渦巻きばね150cの端部を挿入することにより、ボール保持リング120cおよびボール140を取付面側から見て時計回り方向に付勢している。なお、図7(b)に示すナットアタッチメント100cでは、渦巻きばね150cの変形が抑制されないように、ストッパリング130を省略している。そのため、ナットアタッチメント100cでは、ボール保持リング120cおよびボール140を取付面側から見て時計回り方向に付勢するのが好ましい。このように、図7(b)に示すナットアタッチメント100cにおいても、ボール140を回転させるように付勢することができる。そのため、第1実施形態のナットアタッチメント100と同様に、伝動機構のバックラッシュを低減することができる。なお、図7(b)から明らかなように、ボール保持リング120cは、全体として環状に形成されている。
The
渦巻きばね150cを用いてボール140を付勢する場合、フランジ部の外周部あるいはボール保持リングの環状部に複数のばね挿入孔を設け、端部が挿入されるばね挿入孔を変更することにより、ボール140を回転させるように付勢する力の強さを調整することができる。この点において、渦巻きばね150cを用いてボール140を回転させるように付勢するのが好ましい。なお、この場合、ナットアタッチメント100cを滑りナット200(図1)に取り付けていない状態、すなわち、図7(b)に示す状態において、渦巻きばね150cの形状が変わる。従って、渦巻きばね150cの形状を変えることにより、ボール140を付勢する力の強さを調整できるように構成されているとも謂うことができる。なお、ボール140を付勢する力が強くなると、ナットアタッチメント100cおよび滑りナット200(図1)を、ねじ軸300に対して回転させるために要する力が強くなる。一方、ボール140を付勢する力が弱くなると、バックラッシュの低減効果が減弱する。そのため、ボール140を付勢する力の強さを調整可能とすることにより、ボール140を付勢する力の強さを伝動機構の使用目的に応じて適宜調整し、伝動機構の動作をより適切に調整することが可能となる。これに対し、端部が曲げられた渦巻きばねは作成が必ずしも容易でなく、また、ボール140の付勢方向を変えることが必ずしも容易でない。これらの点において、他の方法でボール140を回転させるように付勢するのが好ましい。
When energizing the
以上で説明したように、第1実施形態では、滑りナット200に固定的に取り付けられるナットアタッチメント100において、ねじ軸300のねじ溝309に噛み合うボール140を中心軸C(図1)の回りに回転させるように付勢している。言い換えれば、ねじ軸300のねじ溝309に噛み合う噛合部を構成するボール140は、ナットアタッチメント100が取り付けられる滑りナット200に対して相対的に回転するように、付勢部(ばね150)により付勢されている。そのため、ボール140と、滑りナット200の突出部221とのそれぞれに、ボール140と突出部221とが互いに近づきあるいは離れるような荷重を加えることができる。これにより、ねじ軸300の回転が反転し、ねじ溝309の進行方向が反対方向に切り替わった際においても、ボール140および突出部221のいずれか一方が常にねじ溝309により移動させられるようにすることができるので、より安定的にバックラッシュを低減することが可能となる。
As described above, in the first embodiment, in the
また、第1実施形態では、ボール140を回転するように付勢することで、ボール140および滑りナット200の突出部221に、ボール140および突出部221を互いに近づけあるいは離すような荷重を加えている。そのため、ボール140、突出部221あるいはねじ軸300が摩耗した状態においても、ボール140および突出部221に荷重を加え続けることが可能となる。さらに、ボール140および突出部221に加わる荷重は、滑りナット200に固定されたフランジ部110に対してボール140が回転するように、ボール140を付勢することにより加えられるので、ナットアタッチメント100と滑りナット200とに、ナットアタッチメント100と滑りナット200とを互いに近づけあるいは離す荷重が加わった場合においても、ボール140および突出部221に加わる荷重が維持され、バックラッシュを低減する効果が減弱することが抑制される。
In the first embodiment, the
さらに、第1実施形態では、バックラッシュを解消する機能は、フランジ部110の凹部112と、凹部112に埋め込まれたボール保持リング120およびストッパリング130とにより実現される。そのため、凹部112よりも外方の形状を変えるのみでナットアタッチメントのフランジ部の形状を変更することが可能となるので、フランジ部の形状が異なる滑りナットに対応したナットアタッチメントをより容易に製造することが可能となる。そして、ナットアタッチメントおよび滑りナットのそれぞれのフランジ部の外縁を同一形状とすることにより、ナットアタッチメントを取り付けることによる伝動機構の形状の変化を抑制することができる。そのため、滑りナットを使用した既存の伝動機構のバックラッシュを低減することがより容易となる。
Further, in the first embodiment, the function of eliminating the backlash is realized by the
また、第1実施形態では、バックラッシュを解消する機能を実現するためのボール保持リング120およびストッパリング130は、フランジ部110の凹部112に埋め込まれた状態となる。そのため、ナットアタッチメント100をより容易に薄型化することができる。そして、ナットアタッチメント100を薄型化することで、ナットアタッチメント100を取り付けることによる伝動機構10の形状の変化を抑制することができる。そのため、滑りナット200を使用した既存の伝動機構のバックラッシュを低減することがより容易となる。
In the first embodiment, the
B.第2実施形態:
図8は、第2実施形態のナットアタッチメント100dの構成を示す説明図である。第2実施形態のナットアタッチメント100dは、フランジ部110dに設けられた伸長部113dと、ボール保持リング120dの突起部123dとが、第1実施形態のナットアタッチメント100とずれた位置に配置されている点と、ばね150dが直線状に配置されている点と、フランジ部110dにねじ孔116dが設けられている点と、ねじ孔116dにねじ込まれる芋ねじ160dを有している点で、第1実施形態のナットアタッチメント100と異なっている。他の点は、第1実施形態のナットアタッチメント100と同様である。
B. Second embodiment:
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the configuration of the
図8に示すように、第2実施形態のナットアタッチメント100dでは、平坦部111dから凹部112dの外周部に向かって貫通するねじ孔116dが形成されている。なお、ねじ孔116dは、ねじ込まれる芋ねじ160dが凹部112dの底付近に位置するように形成される。そして、ねじ孔116dにねじ込まれる芋ねじ160dの先端と、伸長部113dの径方向に延びる一端面との間にばね150dが配置されている。この状態で、芋ねじ160dをねじ込んでいくと、ばね150dが圧縮され、突起部123dに加わる力が強くなる。一方、芋ねじ160dを抜いていくと、ばね150dが伸長し、突起部123dに加わる力が弱くなる。そのため、ボール保持リング120dおよびボール140を取付面側から見て時計周りに回転させるように付勢する力を調整することがより容易となる。なお、芋ねじ160dをねじ込んでいき、あるいは、芋ねじ160dを抜いていくことにより、ナットアタッチメント100dを滑りナット200(図1)に取り付けていない状態、すなわち、図8に示す状態において、付勢部(ばね150d)の形状が変わる。従って、第2実施形態のネットアタッチメント100dも、付勢部の形状を変えることにより、ボール140を付勢する力の強さを調整できるように構成されているとも謂うことができる。また、図8の例では、ボール保持リング120dおよびボール140を付勢する付勢部として、ばね150dを用いているが、ばね150dに替えて、弾性部材を付勢部として用いることも可能である。この場合においても、芋ねじ160dをねじ込んでいき、あるいは、芋ねじ160dを抜いていくことにより、弾性部材(付勢部)が変形するので、付勢部の形状を変えることにより、ボール140を付勢する力の強さを調整することが可能となっていると謂える。
As shown in FIG. 8, in the
第2実施形態のナットアタッチメント100dでは、フランジ部110dから突出した芋ねじ160dを操作することにより、ボール140を回転させるように付勢する付勢力を変更することができる。そのため、ナットアタッチメント100dおよび滑りナット200をねじ軸300に取り付ける際には、付勢力を小さくすることにより、ナットアタッチメント100dおよび滑りナット200のねじ軸300への取り付けをより容易にすることができる。一方、ナットアタッチメント100dおよび滑りナット200をねじ軸300に取り付けた後、付勢力を大きくすることにより、ボール140と、滑りナット200の突出部221とに加わり、ボール140と突出部221とを互いに近づけあるいは離す荷重をより大きくすることができる。そのため、伝動機構のバックラッシュをより確実に低減することが可能となる。さらに、第2実施形態のナットアタッチメント100dでは、ボール140に加わる付勢力を変更することが可能であるため、ボール140に加わる付勢力を伝動機構の使用目的に応じて適宜調整し、伝動機構の動作をより適切にすることが可能となる。これらの点において、第2実施形態は、第1実施形態よりも好ましい。一方、第1実施形態は、ナットアタッチメント100の構成がより簡単になる点で、第2実施形態よりも好ましい。
In the
C.第3実施形態:
図9は、第3実施形態におけるナットアタッチメント100eの構成を示す分解斜視図である。ナットアタッチメント100eは、フランジ部110eと、球状の弾性部材150eと、ボール保持リング120eと、ボール140と、ストッパリング130とに加え、調整部材170eと、固定リング180eとを有している。これらの各部材180e,110e,170e,150e,120e,130は、図9に示すように、中心軸C方向に組み付けられ、ナットアタッチメント100eが形成される。
C. Third embodiment:
FIG. 9 is an exploded perspective view showing the configuration of the
第3実施形態のフランジ部110eは、図3(a)に示す第1実施形態のフランジ部110と、中心穴118eの径が大きくなっている点、および、凹部112の底から取付面側に伸びる伸長部113が設けられていない点で、異なっている。また、第3実施形態のボール保持リング120eは、中心軸C方向の厚さが薄くなっており、ボール収容穴122eが中心軸C方向に貫通するように形成されている点と、突起部123eが扇面状に形成されている点で、第1実施形態のボール保持リング120と異なっている。
The
調整部材170eは、外径がフランジ部110eの中心穴118eの内径よりもやや小さい円筒状の筒状部171eと、外径がフランジ部110eの凹部112eの内径よりもやや小さい平板状の板状部172eと、板状部172eから取付面側に延びる扇面状の伸長部173eとを有している。伸長部173eは、外径が板状部172eの外径とほぼ同じで、内径がボール保持リング120eの環状部121eの外径よりもやや大きくなるように形成されている。そのため、調整部材170eおよびボール保持リング120eは、一定の範囲内で、中心軸Cを中心として相対的に回転可能であり、調整部材170eおよびボール保持リング120eは、フランジ部110eに対して、中心軸Cを中心として自在に回転可能である。
The
固定リング180eは、外径がフランジ部110eの中心穴118eの内径よりも大きい円環状の部材である。固定リング180eには、内径が固定部材170eの筒状部171eの外径とほぼ同じ中心穴188eが形成されている。この中心穴188eの内面には、調整部材170eの筒状部171eの外面に形成されたおねじと噛み合うめねじが形成されている。
The fixing
図9に示すように、調整部材170eの筒状部171eを中心軸C方向に十分長くすることにより、フランジ部110eの中心穴118eを通して、筒状部171eを取付面と反対側に突出させる。そして、筒状部171eの外面に形成されたおねじと、固定リング180eの中心穴188eの内面に形成されためねじとを噛み合わせ、締め付けることにより、調整部材170eと固定リング180eとは、フランジ部110eに固定される。
As shown in FIG. 9, by making the
図10は、第3実施形態においてボール保持リング120eが付勢される様子を示す説明図であり、フランジ部110e、調整部材170e、弾性部材150e、ボール保持リング120e、および、ボール140の位置関係を示している。図10(a)は、図1と同様に、ナットアタッチメント100eを滑りナット200に取り付けるとともに、ねじ軸300をナットアタッチメント100eと滑りナット200とに通した状態、すなわち、伝動機構を組み立てた状態を示しており、図10(b)は、伝動機構を組み立てた状態で、さらにボール保持リング120eを付勢した状態を示している。
FIG. 10 is an explanatory view showing a state in which the
図10(a)に示すように、ナットアタッチメント100eを組み付けると、弾性部材150eは、調整部材170eの伸長部173eと、ボール保持リング120eの突起部123eとの間に位置する。そして、調整部材170eを矢印で示すように取付面側から見て時計回りに回転させると、調整部材170eの伸長部173eと、弾性部材150eと、ボール保持リング120eの突起部123eとが接触する。
As shown in FIG. 10A, when the
なお、図10(a)から明らかなように、弾性部材150eを配置しない状態において、調整部材170eとボール保持リング120eとを互いに回転させると、調整部材170eの伸長部173eと、ボール保持リング120eの突起部123eとが接触する。そのため、伸長部173eと突起部123eとは、それぞれ、弾性部材150eを除去した状態で調整部材170eとボール保持リング120eとを互いに回転させた際に接触し得る当接部とも呼ぶことができる。また、一般的には、調整部材とボール保持リングとは、弾性部材を除去した状態で調整部材とボール保持リングとを互いに回転させた際に接触し得るように構成されていれば良く、伸長部と突起部との形状を種々変更することも可能である。
As is clear from FIG. 10A, when the adjusting
この状態において、さらに調整部材170eを取付面側から見て時計回りに回転させると、弾性部材150eが変形する。これにより、ボール保持リング120eは、矢印で示すように調整部材170eの回転方向、すなわち、取付面側から見て時計回りに付勢される。これにより、ボール保持リング120eのボール収容穴122eに収容されたボール140は、取付面側から見て時計回りに付勢される。そして、ボール保持リング120eが付勢された状態で、固定リング180e(図9)と調整部材170eとを締め付け、調整部材170eをフランジ部110eに固定することで、ボール保持リング120eおよびボール140は、付勢された状態に維持される。
In this state, when the
また、第3実施形態のナットアタッチメント100eでは、伝動機構を組み立てた後に、調整部材170eをフランジ部110eに対して回転させることで、ボール保持リング120eおよびボール140をフランジ部110eに対して回転させるように付勢することができる。そのため、伝動機構の組立をより容易に行うことができる。
In the
さらに、第3実施形態のナットアタッチメント100eでは、伝動機構を組み立てた状態において、調整部材170eの回転状態を調整して、弾性部材150eの変形の程度を調整することができる。そのため、伝動機構を組み立てた状態で、ボール保持リング120eおよびボール140が付勢される力を調整することができるので、付勢力を伝動機構の使用目的に応じて適宜調整し、伝動機構の動作をより適切に調整することが容易となる。
Furthermore, in the
なお、図9および図10の例では、取付面側から見て時計回りに、伸長部173eと、弾性部材150eと、突起部123eとがこの順で接触するように弾性部材150eを配置しているが、取付面側から見て反時計回りに、伸長部173eと、弾性部材150eと、突起部123eとがこの順で接触するように弾性部材150eを配置するものとしても良い。この場合、ボール保持リング120eおよびボール140は、取付面側から見て反時計回りに付勢される。
In the example of FIGS. 9 and 10, the
また、図9および図10の例では、弾性部材150eを球状としているが、弾性部材を直方体状や扇面状とすることも可能であり、また、弾性部材150eに替えてばねを用いることも可能である。一般的には、調整部材170eの伸長部173eおよびボール保持リング120eの突起部123e(当接部)との間には、弾性部材やばね等の付勢部材を配置すればよい。
9 and 10, the
さらに、第3実施形態では、ボール保持リング120eおよびボール140の中心軸C方向の移動がフランジ部110eの凹部112eに埋め込まれたストッパリング130により規制されているが、他の方法により、ボール保持リング120eやボール140の中心軸C方向の移動を規制するものとしても良い。例えば、外縁形状がフランジ部110eとほぼ同形状で、フランジ部110eと同様の貫通穴と、ストッパリング130と同様の中心穴が形成された板材(ストッパ板)をフランジ部110eの取付面側に取り付けるものとしても良い。この場合、フランジ部とストッパ板とをねじ等により固定するようにすれば、ナットアタッチメントを単独で取り扱う際においても、ナットアタッチメントの各部が分離して脱落することを抑制することができる。
Furthermore, in the third embodiment, the movement of the
D.第4実施形態:
図11は、第4実施形態におけるナットアタッチメント100fの構成を示す分解斜視図である。第4実施形態のナットアタッチメント100fは、固定リング180eに替えて、固定部117fをフランジ部110fに設けている点と、調整部材170fの筒状部171fと、固定リング180eの中心穴188eの内面とに形成されたねじを省略している点で、第3実施形態のナットアタッチメント100eと異なっている。他の点は、第3実施形態と同様である。
D. Fourth embodiment:
FIG. 11 is an exploded perspective view showing a configuration of a
上述のように、第4実施形態のフランジ部110fには、その取付面側と反対側に円環状の固定部117fが設けられている。この固定部117fには、平坦部111eから中心軸Cに向かう方向、および、当該方向と中心軸Cを中心に90度回転した方向のねじ孔116fが形成されている。筒状部171fをフランジ部110fの中心穴118fに通した状態で、これらのねじ孔116fに芋ねじ等の止めねじをねじ込むことで、調整部材170fは、フランジ部110fに固定することができる。
As described above, the
このように、調整部材170fをフランジ部110fに固定することができるので、第4実施形態のナットアタッチメント100fにおいても、図10に示す第3実施形態と同様に、調整部材170fをフランジ部110fに対して回転し、弾性部材150eを変形させた状態で、調整部材170fをフランジ部110fに固定することで、ボール保持リング120eおよびボール140を付勢された状態に維持することができる。
As described above, since the
そのため、第4実施形態においても、伝動機構を組み立てた後に、ボール保持リング120eおよびボール140をフランジ部110fに対して回転するように付勢することができるので、伝動機構の組立をより容易に行うことができる。また、伝動機構を組み立てた状態において、ボール保持リング120eおよびボール140が付勢される力を調整することができるので、付勢力を伝動機構の使用目的に応じて適宜調整し、伝動機構の動作をより適切に調整することが容易となる。
Therefore, also in the fourth embodiment, after the transmission mechanism is assembled, the
このように、第4実施形態では、フランジ部110fの固定部117fに形成されたねじ孔116fに止めねじをねじ込むことで、調整部材170fをフランジ部110fに対して固定することができる。そのため、調整部材170fをフランジ部110fに固定する際に、フランジ部110fに対して回転する力が調整部材170fに加わることを抑制し、ボール保持リング120eおよびボール140に加わる付勢力をより正確に調整することができる。この点において、第4実施形態は、第3実施形態よりも好ましい。一方、第3実施形態は、ナットアタッチメント100eの構成をより簡単にすることができる点で、第4実施形態よりも好ましい。
Thus, in the fourth embodiment, the
なお、第4実施形態のナットアタッチメント100fでは、フランジ部110fにねじ孔116fが設けられた固定部117fを設けているが、固定部117fを省略することも可能である。この場合、フランジ部の平坦部111にねじ孔を設け、当該ねじ孔に芋ねじ等の止めねじをねじ込むことで、調整部材170fをフランジ部に固定することができる。
In addition, in the
第4実施形態においても、調整部材170fの筒状部171fを中心軸C方向に十分に長くすることにより、調整部材170fをフランジ部110fの取付面と反対側に突出させているが、必ずしも調整部材170fをフランジ部110fの取付面と反対側に突出させる必要はない。この場合、筒状部の取付面と反対側を工具に掛かる形状(例えば、取付面方向に形成された凹部)とし、当該形状に適合する工具を用いることで、調整部材をフランジ部に対して回転させることができる。但し、調整部材170fをフランジ部110fに対して回転させ、ボール保持リング120eおよびボール140をより容易に付勢することができる点で、調整部材170fをフランジ部110fの取付面と反対側に突出させるのが好ましい。
Also in the fourth embodiment, the
E.変形例:
本発明は上記各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
E. Variations:
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
E1.変形例1:
上記各実施形態では、ナットアタッチメント100,100a,100b,100c,100d,100e,100fを滑りナット200に固定しているが、滑りナット200に替えて、ボールナット等の伝動機構として使用される種々のナット(伝動ナット)にナットアタッチメント100,100a,100b,100c,100d,100e,100fを取り付けることも可能である。このようにしても、伝動ナットにおいてねじ軸300のねじ溝309と噛み合う噛合部と、ボール140とに、噛合部とボール140とを互いに近づけあるいは離すような荷重を加えることができるので、伝動機構のバックラッシュを低減することが可能となる。
E1. Modification 1:
In each of the above embodiments, the
E2.変形例2:
上記各実施形態では、ナットアタッチメント100,100a,100b,100c,100d,100e,100fにおいて、ボール保持リング120,120b,120c,120d,120eに嵌め込まれたボール140をねじ軸300のねじ溝309に噛み合わせているが、ボール保持リング120,120b,120c,120d,120eと同様に回転するように付勢されるリングにねじ溝309と噛み合う突起を設けるものとしても良い。この場合、ナットアタッチメント100,100a,100b,100c,100d,100e,100fを取り扱う際にボール140が脱落することが抑制されるので、ナットアタッチメントの取り扱いをより容易にすることができる。但し、ねじ軸300を回転させた際のナットアタッチメント100,100a,100b,100c,100d,100e,100fとねじ軸300との間の摩擦をより小さくし、ねじ軸300や噛合部を構成する突起の摩耗を抑制し、また、動力の伝達効率をより高くすることが可能となる点で、ボール保持リング120,120b,120c,120d,120eに嵌め込まれたボール140をねじ溝309と噛み合わせるのが好ましい。
E2. Modification 2:
In each of the above embodiments, in the
E3.変形例3:
上記各実施形態では、4条のねじを構成するねじ溝309が設けられたねじ軸300を使用しているが、ねじ軸の条数を種々変更することも可能である。この場合、ねじ軸の条数に応じて、ボール保持リングに嵌め込まれるボールの数が変更される。なお、ボールの数は、1以上の任意の数とすることができるが、ボール保持リングの傾きを抑制するために、3以上とするのが好ましい。さらに、ボールの数は、ボール等の耐久性をより高めるために、4以上とするのが好ましい。また、ボールおよびボール保持リングのボール収容穴の位置は、ボール保持リングの傾きを抑制するために、等角位置とするのが好ましい。なお、ねじ軸の条数とボールの数とが異なる場合には、ボールの位置は、ねじ軸のリードに合わせて、中心軸Cの方向に沿って調整される。
E3. Modification 3:
In each of the above embodiments, the
E4.変形例4:
上記各実施形態では、滑りナット200に固定されるナットアタッチメント100,100a,100b,100c,100d,100e,100fに本発明を適用しているが、本発明は、ねじ軸に設けられたねじ溝と噛み合う一体の伝動ナットとして機能するナット組立体に適用することも可能である。ナット組立体としては、2つのナットを有し、当該2つのナットが中心軸に対して相対的に回転するように付勢されていれば良い。
E4. Modification 4:
In each of the above embodiments, the present invention is applied to the
図12は、一例としてのナット組立体21を利用した伝動機構20の構成を示す説明図である。伝動機構20は、ナット組立体21と、2条の右ねじを構成するねじ溝309gが形成されたねじ軸300gと、により構成されている。ナット組立体21は、2つのボールナット400,500と、これらのボールナット400,500を収容するスリーブ700とを有している。第1のボールナット400は、ほぼ円筒状の筒状部410と、ボール420とを有している。同様に、第2のボールナット500は、ほぼ円筒状の筒状部510と、ボール520とを有している。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a configuration of the
第1および第2のボールナット400,500を構成する筒状部410,510には、それぞれ、外方から中心軸Dに向かって貫通するボール穴418,518が設けられている。ボール420,520は、上記各実施形態と同様に、その一部が内方に突き出すようにボール穴418,518に挿入される。なお、ボール穴418,518は、ボール420,520が中心軸D側に脱落することを抑制するように、内方側で内径が小さくなっているようにしても良い。第1のボールナット400の筒状部410には、ねじ軸300gを通すための中心穴419が形成されている。また、図示しないが、第2のボールナット500の筒状部510にも、ねじ軸300gを通すための中心穴が形成されている。
The
スリーブ700は、有底でほぼ円筒状の部材であり、スリーブ700には、ねじ軸300gを通すための中心穴709と、2つのボールナット400,500を収容するためのナット収容穴708とが設けられている。ボールナット400,500をナット収容穴708に収容することにより、ボールナット400,500を構成するボール420,520は、外方への移動が規制され、ボール穴418,518内に保持される。このスリーブ700の底部には、中心軸D方向に貫通する貫通孔707が形成されている。この貫通孔707を介して、第1のボールナット400の筒状部410に形成されたねじ孔417に、図示しないボルトをねじ込むことにより、スリーブ700と第1のボールナット400とが固定される。なお、図12の例では、スリーブ700をほぼ円筒状としているが、スリーブに駆動対象物を固定するためのフランジ等を設けるようにしても良い。
The
図12に示すナット組立体21では、第1のボールナット400を構成する筒状部410の第2のボールナット500側の端部に、凹部411が設けられている。また、第2のボールナット500を構成する筒状部510の第2のボールナット100側の端部には、凸部511が設けられている。そして、凹部411と凸部511とにより形成される隙間には、弾性部材600が配置されている。これにより、第2のボールナット500は、第1のボールナット400に対して、矢印で示す方向に回転するように付勢される。なお、この付勢方向は、上記各実施形態における取付面側から見て反時計回りの方向に対応する。そのため、ねじ溝309gから2つのボールナット400,500へは、ボールナット400,500を互いに近づけるような荷重が加わり、第2のボールナット500のナット組立体21からの脱落が抑制される。そして、2つのボールナット400,500が相対的に回転するように、付勢部(弾性部材600)により付勢されているので、筒状部410,510から内方に突出したボール420,520の一部(すなわち、ねじ溝309eと噛み合う噛合部)には、それらの噛合部が互いに離れるような荷重が加わるため、上記各実施形態と同様に、伝動機構20におけるバックラッシュが低減される。
In the
なお、図12の例では、付勢部として弾性部材600を使用しているが、弾性部材600に替えて、ばねを付勢部として使用することも可能である。また、図12の例では、ねじ軸300gのねじ溝309gと噛み合う2つのナットとして、ボールナット400,500を使用しているが、これらのボールナット400,500の少なくとも一方を、滑りナット等の他の種類のナットに替えることも可能である。但し、ねじ軸300gを回転させた際のナットとねじ軸300gとの間の摩擦をより小さくし、ねじ軸300gやナットの摩耗を抑制し、また、動力の伝達効率をより高くすることが可能となる点で、2つのナットのうち、少なくとも一方をボールナットとするのが好ましい。ねじ溝300gと噛み合う2つのナットとして、ボールナット以外のものを使用する場合、スリーブ700を省略することも可能である。但し、付勢部の脱落を抑制することが可能である点で、少なくとも付勢部を覆うようなスリーブを設けるのが好ましい。
In the example of FIG. 12, the
また、図12の例では、ボールナット400,500の噛合部に、それらの噛合部が互いに離れるような荷重を加えているが、付勢方向を反対にすることにより、ボールナット400,500の噛合部に、それらの噛合部が互いに近づくような荷重を加えるようにすることも可能である。但し、この場合、第2のボールナット500がナット組立体21から脱落することを抑制するため、スリーブの第2のボールナット500側の端部に蓋等の脱落規制部材が付加される。
In the example of FIG. 12, loads are applied to the meshing portions of the
10…伝動機構
20…伝動機構
21…ナット組立体
100,100a,100b,100c,100d,100e,100f…ナットアタッチメント
108…中心穴
110,110b,110c,110d,110e,110f…フランジ部
111,111d…平坦部
112,112b,112c,112d,112e…凹部
113,113b,113d…伸長部
113c…外周部
115c…ばね挿入孔
116d,116f…ねじ孔
117f…固定部
118,118e,118f…中心穴
119…貫通孔
120,120b,120c,120d,120e…ボール保持リング
121,121b,121c,121d,121e…環状部
122,122e…ボール収容穴
123,123d,123e…突起部
123b…切欠
125c…ばね挿入孔
128,128e…中心穴
130…ストッパリング
138…中心穴
140…ボール
150,150d…ばね
150b,150e…弾性部材
150c…渦巻きばね
160d…芋ねじ
170e,170f…調整部材
171e,171f…筒状部
172e…板状部
173e…伸長部
178e…中心穴
180e…固定リング
188e…中心穴
200…滑りナット
210…フランジ部
211…平坦部
218…中心穴
220…めねじ部
221…突出部
228…中心穴
300…ねじ軸
300g…ねじ軸
309…ねじ溝
309g…ねじ溝
400…ボールナット
410…筒状部
411…凹部
420…ボール、
417…ねじ孔
418…ボール穴
419…中心穴
500…ボールナット
510…筒状部
511…凸部
518…ボール穴
520…ボール、
600…弾性部材
700…スリーブ
707…貫通孔
708…ナット収容穴
709…中心穴
DESCRIPTION OF
417 ...
600 ...
Claims (9)
前記ナットアタッチメントを前記伝動ナットに固定するためのナット固定部と、
前記ねじ溝と噛み合う噛合部と、
前記噛合部を前記ナット固定部に対して回転するように、前記噛合部を付勢する付勢部と、
を備える、
ナットアタッチメント。 In a feed screw mechanism having a screw shaft formed with a thread groove and a transmission nut meshing with the thread groove, a nut attachment attached to the transmission nut,
A nut fixing portion for fixing the nut attachment to the transmission nut;
A meshing portion meshing with the thread groove;
A biasing portion that biases the meshing portion so as to rotate the meshing portion with respect to the nut fixing portion;
Comprising
Nut attachment.
前記噛合部は、
ボールと、
前記ボールを回転可能に保持し、環状に形成されたボール保持リングと、
を有しており、
前記ボールは、前記ねじ溝と噛み合うように、前記ボールの一部が前記ボール保持リングから内方に突出するように構成されている、
ナットアタッチメント。 The nut attachment according to claim 1,
The meshing part is
With the ball,
Holding the ball rotatably, a ball holding ring formed in an annular shape;
Have
The ball is configured such that a part of the ball protrudes inward from the ball holding ring so as to mesh with the thread groove.
Nut attachment.
前記付勢部は、
前記ナット固定部に対して回転自在、かつ、前記ナット固定部に対して固定可能に構成された調整部材と、
付勢部材と、
を有し、
前記噛合部は、ナット固定部に対して回転自在に構成されており、
前記調整部材と前記噛合部とは、前記付勢部材を除去した状態で互いに回転させた際に接触し得る当接部をそれぞれ有し、
前記付勢部材は、前記調整部材の当接部と、前記噛合部の当接部との間に配置されている、
ナットアタッチメント。 The nut attachment according to claim 1 or 2,
The biasing part is
An adjustment member configured to be rotatable with respect to the nut fixing portion and fixed to the nut fixing portion;
A biasing member;
Have
The meshing portion is configured to be rotatable with respect to the nut fixing portion,
The adjustment member and the meshing portion each have a contact portion that can come into contact with each other when they are rotated with each other with the urging member removed.
The biasing member is disposed between the contact portion of the adjustment member and the contact portion of the meshing portion.
Nut attachment.
前記調整部材は、前記ナット固定部の前記伝動ナットが取り付けられる側と反対の側から突出している、
ナットアタッチメント。 The nut attachment according to claim 3,
The adjustment member protrudes from the side of the nut fixing portion opposite to the side on which the transmission nut is attached,
Nut attachment.
前記付勢部は、前記ナットアタッチメントが前記伝動ナットに取り付けられていない状態において、形状を変えることが可能であり、
前記ナットアタッチメントは、前記付勢部の形状を変えることにより、前記噛合部を付勢する力の強さを調整することが可能に構成されている、
ナットアタッチメント。 The nut attachment according to claim 1 or 2,
The urging portion can change its shape in a state where the nut attachment is not attached to the transmission nut.
The nut attachment is configured to be able to adjust the strength of the force for biasing the meshing portion by changing the shape of the biasing portion.
Nut attachment.
前記伝動ナットは、駆動対象物を固定するための対象物固定部を有しており、
前記ナット固定部の外縁は、前記対象物固定部の外縁と同一の形状に形成されている、
ナットアタッチメント。 The nut attachment according to any one of claims 1 to 5,
The transmission nut has an object fixing portion for fixing an object to be driven,
The outer edge of the nut fixing part is formed in the same shape as the outer edge of the object fixing part,
Nut attachment.
ねじ溝が形成されたねじ軸と、
前記ねじ溝と噛み合う伝動ナットと、
請求項1ないし6のいずれか記載のナットアタッチメントと、
を備える、
送りねじ装置。 A lead screw device,
A screw shaft having a thread groove formed thereon;
A transmission nut meshing with the thread groove;
The nut attachment according to any one of claims 1 to 6,
Comprising
Lead screw device.
前記ねじ溝と噛み合う第1のナットと、
前記ねじ溝と噛み合い、前記第1のナットに取り付けられる第2のナットと、
前記第1のナットに対して前記第2のナットを相対的に回転させるように、前記第2のナットを付勢する付勢部と、
を備える、ナット組立体。 A nut assembly that meshes with a screw groove provided on a screw shaft and constitutes a feed screw mechanism,
A first nut meshing with the thread groove;
A second nut engaged with the thread groove and attached to the first nut;
A biasing portion that biases the second nut so as to rotate the second nut relative to the first nut;
A nut assembly.
ねじ溝が形成されたねじ軸と、
請求項8記載のナット組立体と、
を備える、
送りねじ装置。 A lead screw device,
A screw shaft having a thread groove formed thereon;
A nut assembly according to claim 8;
Comprising
Lead screw device.
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