JP4452981B2 - Ball screw mechanism - Google Patents
Ball screw mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- JP4452981B2 JP4452981B2 JP2003403938A JP2003403938A JP4452981B2 JP 4452981 B2 JP4452981 B2 JP 4452981B2 JP 2003403938 A JP2003403938 A JP 2003403938A JP 2003403938 A JP2003403938 A JP 2003403938A JP 4452981 B2 JP4452981 B2 JP 4452981B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nut
- screw
- ball
- peripheral surface
- head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、ボールねじ機構に関する。 The present invention relates to a ball screw mechanism.
回転運動と直線運動とを変換するボールねじ機構が知られている。ボールねじ機構においては、ねじ軸とナットとの間に形成された螺旋状の転送路内をボールが転動することにより、ねじ軸とナットとの円滑な相対移動を達成しているが、かかる場合、転送路の一端まで転動してきたボールを他端に戻すことが必要となり、そのための循環チューブをナットに設けることが行われている(特許文献1参照)。
ところで、特許文献1に記載のごとき従来技術において、循環チューブをナットに固定するために平板状のチューブ抑え部材を設けて、固定ねじで締め付けるようにしている。しかるに、ナットの振動などにより固定ねじがゆるむと、チューブ抑え部材がガタ付き、循環チューブがずれたりして、ナット内の転送路と循環チューブとの間でボールの受け渡しが円滑に行えなくなる恐れがある。これに対し、固定ねじの締め付けトルクを管理して、固定ねじのゆるみを防止することも考えられるが、製造時に手間がかかるという問題がある。 By the way, in the prior art as described in Patent Document 1, in order to fix the circulation tube to the nut, a flat tube holding member is provided and tightened with a fixing screw. However, if the fixing screw is loosened due to vibration of the nut, etc., the tube restraining member may become loose and the circulation tube may be displaced, which may prevent the ball from being smoothly transferred between the transfer path in the nut and the circulation tube. is there. On the other hand, it is conceivable that the tightening torque of the fixing screw is managed to prevent the fixing screw from loosening.
本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、手間をかけることなく、循環チューブが外れることを抑制できるボールねじ機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a ball screw mechanism that can prevent the circulation tube from coming off without taking time and effort.
本発明のボールねじ機構は、
円筒状の内周面を有するナット受け部材と、
ねじ軸と、
前記ねじ軸の周囲に配置され、前記ナット受け部材の内周面に嵌合し、外周の一部が平面である略円筒状のナットと、
前記ねじ軸とナットとの間の転送路内に配置されたボールとからなるボールねじ機構において、
前記ナットの平面において、前記転送路の一端から他端へと前記ボールを戻すための循環チューブと、前記循環チューブを固定するためのチューブ抑え部材と、前記チューブ抑え部材を前記ナットの外周面に固定するヘッド付きねじと、前記ヘッド付きねじと前記ナットとの間に配置され、前記ヘッド付きねじを締め付けることで弾性変形するバネ座金とを設け、
前記バネ座金は、前記ナットが前記ナット受け部材に嵌合した状態で、前記ヘッド付きねじが前記ナット受け部材の内周面に当接するまで、変形に基づく弾性力を維持することを特徴とする。
The ball screw mechanism of the present invention is
A nut receiving member having a cylindrical inner peripheral surface;
A screw shaft;
Is disposed around the screw shaft, fitted to the inner peripheral surface of the nut receiving member, a substantially cylindrical nut which is part of the outer circumferential plane,
In a ball screw mechanism comprising a ball disposed in a transfer path between the screw shaft and the nut,
In the plane of the nut, a circulation tube for returning the ball from one end of the transfer path to the other end, a tube holding member for fixing the circulation tube, and the tube holding member on the outer peripheral surface of the nut a headed screw to secure the disposed between the head screw and said nut, and a spring washer which is elastically deformed by tightening the head screw is provided,
The spring washer maintains an elastic force based on deformation until the screw with the head comes into contact with an inner peripheral surface of the nut receiving member in a state where the nut is fitted to the nut receiving member. .
本発明のボールねじ機構において、前記バネ座金は、前記ナットが前記ナット受け部材に嵌合した状態で、前記ヘッド付きねじが前記ナット受け部材の内周面に当接するまで、変形に基づく弾性力を維持するので、たとえ振動などの影響でヘッド付きねじが緩み、最大限抜け出したとしても、その状態でもバネ座金の弾性力が残存していれば、かかる弾性力により前記チューブ抑え部材を固定することができ、それにより前記循環チューブを前記ナットに対して適切に抑えることができるので、ボールの転動不良などを抑制できる。 In the ball screw mechanism of the present invention, the spring washer has an elastic force based on deformation until the screw with the head comes into contact with the inner peripheral surface of the nut receiving member in a state where the nut is fitted to the nut receiving member. Therefore, even if the screw with the head is loosened due to the influence of vibration or the like and is pulled out to the maximum, if the elastic force of the spring washer still remains in that state, the tube holding member is fixed by such elastic force This makes it possible to appropriately suppress the circulation tube with respect to the nut, and thus it is possible to suppress a rolling failure of the ball.
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態にかかるボールねじ機構を含むリニアアクチュエータ50の断面図であり、図2は、図1の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a
図1において、フレームBに取り付けられた略円筒状のナットハウジング1Aは、円筒状のモータハウジング1Bに対し、その端部内周にインロー嵌めされることで、それぞれの軸線を一致させるようにして3本(1本のみ図示)のボルト1Cにより取り付けられている。ナットハウジング1Aとモータハウジング1Bとで、ハウジング1を構成する。モータハウジング1Bの内周面には、円筒状のステータ2bが固定されており、ステータ2bは、ロータ2cを内包している。軸受4によりモータハウジング1Bに対して回転自在に支持された中空の回転軸3の外周面に、ロータ2cが取り付けられ、一体的に回転するようになっている。電動モータ2は、ステータ2b、ロータ2c、回転軸3を有する。
In FIG. 1, the substantially
ナット受け部材を構成する回転軸3の図1で左端には、大径部3aが形成されており、その内周面には、略円筒状のナット5が、キー8(図2参照)を介して相対回転不能に嵌合取付されている。大径部3aとナット5との嵌め合い関係は、中間嵌めないしは若干の隙間嵌めである。ナット5内をねじ軸6が貫通している。ねじ軸6の図1で左半部外周面には雄ネジ溝6b(図2参照)が形成されている。
A large-
ねじ軸6の雄ネジ溝6bに対向して、ナット5の内周面には雌ネジ溝5b(図2参照)が形成され、それらネジ溝5b、6bによって形成される螺旋状の空間(転送路)には、多数のボール7(図2参照)が転動自在に配置されている。尚、動作時に、ボール7をナット5の一端から他端へと戻す循環チューブ5aが、後述する態様で、ナット5の外部に設けられている。ナット5と、ねじ軸6と、ボール7とでボールスクリュー機構(変換機構)を構成する。
A
ナット5の図1で左端には軸線方向に伸びた円筒部5cが形成され、軸受9により、ナットハウジング1Aに対して回転自在に支持されている。尚、モータハウジング1Bと軸受4との間に配置されたワッシャーバネ10が、軸受4を図1で左方に押圧している。
A
ねじ軸6の図1で右半部は丸軸となっており、その右端には、外周面を平行に切り取ってなる一対の係合面6aが形成されている。また、ねじ軸6の図1で右端近傍表面には、直線溝6dが形成されており、一方、モータハウジング1Bの端部開口には、半径方向内方に突出する突起1dが形成されている。突起1dは、直線溝6dに係合することで、モータハウジング1Bに対してねじ軸6が軸線方向に移動することを許容するが、軸線周りに相対回転することを阻止するように機能する。
The right half portion of the
ねじ軸6の図1で左端部には、ブラケット12が固定されている。ブラケット12の切欠12aには、ワイヤ11の端部に取り付けられたピン11aが係合している。ワイヤ11は、フレームBの開口に嵌合した案内部材13を通過して、不図示の被駆動部材に連結されている。尚、不図示の被駆動部材に組み込まれたバネにより、ワイヤ11は常時、図1で左方に付勢されている。従って、軸受9には常時スラスト荷重が付与されるため、軸受4とモータハウジング1Bとの間に配置されたワッシャーバネ10により、軸受4、9に予圧が付与されることとなる。
A
尚、軸受4には実質的にスラスト荷重が付与されないことから、軸受4は玉軸受でなく、ラジアルニードル軸受やブッシュなど用いることができる。更に、軸受9の代わりに、回転軸3の大径部3aとナットハウジング1Aとの間に、ブッシュを設けて支持しても良く、又、回転軸3とねじ軸6の丸軸との間にブッシュ24(図2で点線で示す)を追加して支持しても良い。但し、本実施の形態のように、軸受4を回転軸3の端部に配置し、軸受9をナット5の端部に配置することで、半径方向の寸法を抑えることができ、且つ支持スパンが広がることで支持剛性も高まることから、振動抑制などの観点から有利である。
In addition, since the thrust load is not substantially given to the bearing 4, the bearing 4 can be a radial needle bearing or a bush instead of a ball bearing. Further, instead of the bearing 9, a bush may be provided between the large-
図2において、ナット5の外周面には、円筒を平行な面で削ぎ落としたあとのような平面5cが形成されている。平面5cには、雄ネジ溝6bと雌ネジ溝5bとで形成する転送路の一端と他端とに連通する2つの穴5d(図1)が形成され、略コ字状の循環チューブ5aの両端が、穴5dに係合されている。
In FIG. 2, a
循環チューブ5aは、細長い板を折り曲げて形成されたチューブ抑え部材5fにより抑えられ、このチューブ抑え部材5fの両端近傍は、平面5cに螺合する2つのヘッド付きネジ5eにより、ナット5に取り付けられるようになっている。各ヘッド付きネジ5eのヘッド5hと、平面5cとの間には、弾性体であるバネ座金5gが設けられている。バネ座金5gは、ヘッド付きネジ5eの締め込みにより変形するが、ナット5が回転軸3の大径部3aに嵌合した状態で、ヘッド付きネジ5eのヘッド5hが大径部3aの内周面に当接するまで、変形に基づく弾性力を維持するような寸法関係を有している。
The
次に、本実施の形態の動作について説明する。図1において、不図示の電源から電動モータ2に電力が供給されると、回転軸3に連結されたナット5が回転する。更に、ナット5の回転変位は、ねじ軸6(直線溝6dと凸部1dとの係合によりハウジング1に対して回転しない)の軸線方向変位に変換されることとなる。このとき、ボール7がナット5内の転送路に沿って転送することで、かかる変換は低摩擦で行われることとなる。
Next, the operation of the present embodiment will be described. In FIG. 1, when electric power is supplied from an unillustrated power source to the
ねじ軸6が、図1で右方に移動する(変位するともいう)と、ブラケット12及びピン11aを介してワイヤ11が引っ張られ、被駆動部材に設けられた付勢バネの付勢力に抗して被駆動部材が移動することとなる。尚、電動モータ2への電力供給を停止させると、被駆動部材に設けられたバネの付勢力がうち勝つため、ワイヤ11は図1で左方へと移動する。
When the
図3は、従来例を示す図2と同様な断面図である。図3に示す従来例では、各ヘッド付きネジ5e’のヘッド5h’と、平面5cとの間には、バネ座金5g’が設けられているが、図から明らかなように、ヘッド付きネジ5e’が抜け出て、そのヘッド5h’が大径部3aの内周面に当接する前に、バネ座金5g’の弾性変形が失われるような構成となっている。従って、振動などでヘッド付きネジ5e’が緩むと、チューブ抑え部材5f’を固定することができなくなり、その結果循環チューブ5aがずれる恐れがある。
FIG. 3 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 showing a conventional example. In the conventional example shown in FIG. 3, a
ここで、振動などでヘッド付きネジ5e’が緩んでも、ヘッド5hが大径部3aの内周面に当接すれば、それ以上の抜け出しが阻止される。これを利用し、本実施の形態によれば、図2に示すように、ナット5が回転軸3の大径部3aに嵌合した状態で、ヘッド付きネジ5eのヘッド5hが大径部3aの内周面に当接するまで、変形に基づく弾性力を維持するような寸法関係を有しているので、最大限ヘッド付きネジ5eが抜け出た状態でも、バネ座金5gが弾性力を残存していることから、その弾性力でチューブ抑え部材5fを固定することができ、それにより循環チューブ5aのズレ等を抑制できる。
Here, even if the head-attached
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。一例として、リニアアクチュエータにボールねじ機構を適用した例を示したが、リニアアクチュエータ以外の装置に本発明のボールねじ機構を適用できることは言うまでもない。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate. As an example, an example in which a ball screw mechanism is applied to a linear actuator has been shown, but it goes without saying that the ball screw mechanism of the present invention can be applied to devices other than the linear actuator.
1 ハウジング
2 電動モータ
3 回転軸
4 軸受
5 ナット
5a 循環チューブ
5f チューブ抑え部材
5e ヘッド付きネジ
5g バネ座金
6 ねじ軸
9 軸受
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
ねじ軸と、
前記ねじ軸の周囲に配置され、前記ナット受け部材の内周面に嵌合し、外周の一部が平面である略円筒状のナットと、
前記ねじ軸とナットとの間の転送路内に配置されたボールとからなるボールねじ機構において、
前記ナットの平面において、前記転送路の一端から他端へと前記ボールを戻すための循環チューブと、前記循環チューブを固定するためのチューブ抑え部材と、前記チューブ抑え部材を前記ナットの外周面に固定するヘッド付きねじと、前記ヘッド付きねじと前記ナットとの間に配置され、前記ヘッド付きねじを締め付けることで弾性変形するバネ座金とを設け、
前記バネ座金は、前記ナットが前記ナット受け部材に嵌合した状態で、前記ヘッド付きねじが前記ナット受け部材の内周面に当接するまで、変形に基づく弾性力を維持することを特徴とするボールねじ機構。 A nut receiving member having a cylindrical inner peripheral surface;
A screw shaft;
Is disposed around the screw shaft, fitted to the inner peripheral surface of the nut receiving member, a substantially cylindrical nut which is part of the outer circumferential plane,
In a ball screw mechanism comprising a ball disposed in a transfer path between the screw shaft and the nut,
In the plane of the nut, a circulation tube for returning the ball from one end of the transfer path to the other end, a tube holding member for fixing the circulation tube, and the tube holding member on the outer peripheral surface of the nut a headed screw to secure the disposed between the head screw and said nut, and a spring washer which is elastically deformed by tightening the head screw is provided,
The spring washer maintains an elastic force based on deformation until the screw with the head comes into contact with an inner peripheral surface of the nut receiving member in a state where the nut is fitted to the nut receiving member. Ball screw mechanism.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003403938A JP4452981B2 (en) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Ball screw mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003403938A JP4452981B2 (en) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Ball screw mechanism |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005163921A JP2005163921A (en) | 2005-06-23 |
JP4452981B2 true JP4452981B2 (en) | 2010-04-21 |
Family
ID=34727054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003403938A Expired - Lifetime JP4452981B2 (en) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Ball screw mechanism |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4452981B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITTO20060110A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-17 | Skf Ab | LINEAR ELECTROMECHANICAL ACTUATOR FOR A PARKING BRAKE. |
JP7250980B2 (en) * | 2020-08-20 | 2023-04-03 | 住友重機械工業株式会社 | Injection molding machine |
-
2003
- 2003-12-03 JP JP2003403938A patent/JP4452981B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005163921A (en) | 2005-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8893847B2 (en) | Electric power steering system | |
US6516680B1 (en) | Power steering apparatus | |
JP2007333046A (en) | Electric actuator | |
JP2008116037A (en) | Electrically-operated actuator | |
JP4452981B2 (en) | Ball screw mechanism | |
JP2005163922A (en) | Actuator | |
JP2009074623A (en) | Ball screw device and electric power steering system | |
JP7195069B2 (en) | electric actuator | |
JP2004276775A (en) | Electric power steering device | |
JP7061937B2 (en) | Electric actuator | |
JP7222263B2 (en) | electric power steering device | |
JP4731395B2 (en) | Electric linear actuator | |
JP4311122B2 (en) | Electric power steering device | |
JP3941512B2 (en) | Linear actuator with clutch mechanism | |
JP4775219B2 (en) | Electric power steering device | |
JP2008002523A (en) | Electric linear actuator | |
JP2020172170A (en) | Electric power steering device | |
JP2002156016A (en) | Motion converting device and power steering device | |
JP7224120B2 (en) | electric actuator | |
JP2008069793A (en) | Electric linear actuator | |
JP7224145B2 (en) | electric actuator | |
JP5353640B2 (en) | Electric power steering device | |
JP2010190361A (en) | Ball screw device | |
JP2009292433A (en) | Rear wheel steering apparatus for vehicle | |
JP2003319607A (en) | Linear actuator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060908 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090417 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090423 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090609 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100107 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100120 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130212 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4452981 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130212 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140212 Year of fee payment: 4 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |