JP6359753B1 - 伝動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ねじ軸の軸方向への大型化を防止する伝動装置を提供する。【解決手段】伝動装置は、入力軸と、該入力軸に直交する方向に延びるねじ軸と、該ねじ軸を囲む環状をなし、前記入力軸から入力された動力によって前記ねじ軸の軸回りに回転する伝動部材と、前記ねじ軸に取り付けられており、前記伝動部材から伝達された動力によって回転するナットとを備え、前記ナットは、前記ねじ軸及び前記入力軸に直交する軸上に配置されている。【選択図】図3

Description

本発明は、動力を伝達する伝動装置に関する。
従来、ねじ軸と、該ねじ軸に取り付けられたナットと、ウォーム軸と、該ウォーム軸から前記ナットに動力を伝達するウォームホイールとを備えるジャッキが提案されている。ナットは軸方向に固定されており、ウォーム軸の回転によって、ねじ軸は軸方向に移動する。ねじ軸には取付部が設けられており、該取付部に物体を取り付けることによって、物体を直線方向に移動させることができる(例えば特許文献1参照)。
欧州特許出願公開第2684750号明細書
特許文献1に記載のジャッキにあっては、ナット及びウォームホイールが、ねじ軸の軸方向に並べられており、ねじ軸の軸方向に大型化するという問題があった。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ねじ軸の軸方向への大型化を防止する伝動装置を提供することを目的とする。
本発明に係る伝動装置は、入力軸と、該入力軸に直交する方向に延びるねじ軸と、該ねじ軸を囲む環状をなし、前記入力軸から入力された動力によって前記ねじ軸の軸回りに回転する伝動部材と、前記ねじ軸に取り付けられており、前記伝動部材から伝達された動力によって回転するナットとを備え、前記ナットは、前記ねじ軸及び入力軸に直交する軸上に配置されている。
本発明においては、ねじ軸及び入力軸が直交するように配置され、ナットがねじ軸及び入力軸に直交する軸上に配置されているので、ねじ軸の軸方向において、ナット及び入力軸は同じ位置に配されている。
本発明に係る伝動装置は、前記ナットに鍔が形成されており、前記ナットの軸方向にて前記鍔を狭持しており、前記伝動部材から前記ナットに動力を伝達するハブを備える。
本発明においては、ナットに形成された鍔を軸方向に狭持することによって、伝動装置を吊り下げて使用する場合でも、ナット及びねじ軸に同方向の力が作用し、異なる方向に力が作用する場合に比べて、ナット及びねじ軸に作用する応力の差が小さくなる。
本発明に係る伝動装置は、前記ハブは筒状をなし、前記ハブの内周面に前記鍔が挿入される第一溝が形成されている。
本発明においては、第一溝に鍔を挿入することによって、インローによる嵌合が実現され、芯出しの精度を向上させることができる。
本発明に係る伝動装置は、前記ハブの外周面に前記伝動部材が挿入される第二溝が形成されている。
本発明においては、第二溝に伝動部材を挿入することによって、インローによる嵌合が実現され、芯出しの精度を向上させることができる。
本発明に係る伝動装置は、前記ハブを支持し、前記ねじ軸の軸方向に並設された複数の軸受を備え、前記軸受の間の軸方向距離は、前記軸受の直径よりも小さい。
本発明においては、軸受の間の軸方向距離が、軸受の直径よりも小さい。大型の軸受を使用し、軸受の長寿命化を図り、且つ軸方向における小型化を実現する。
本発明に係る伝動装置は、前記ねじ軸、ナット、伝動部材及び入力軸を収容するケースと、該ケースを対象物に取り付けるための取付盤とを備える。
本発明においては、取付盤を対象物に取り付けることによって、伝動部材を所望の対象物に取り付けることができる。
本発明に係る伝動装置は、前記取付盤に複数のねじ孔が前記ねじ軸の軸周りに並んでいる。
本発明においては、対象物にねじ孔に対応する貫通孔を設けた後、貫通孔にねじを挿入し、ねじ孔に結合させて、対象物に伝動装置を固定させる。複数のねじ孔は、ねじ軸の軸周りに等配されているので、ねじ軸の軸周りにおける伝動装置の取付位置を所望の位置に設定しやすい。
本発明に係る伝動装置は、前記ケースの外面に圧力調整弁が設けられており、前記圧力調整弁に対向し、潤滑液の流出を妨げる遮蔽部が前記ケースの内側に設けられている。
本発明においては、遮蔽部を設けることによって、圧力調整弁から潤滑液が漏出することを抑制する。
本発明に係る伝動装置は、前記入力軸はウォームギアを有し、前記伝動部材はウォームホイールを有し、前記ウォームギア及びウォームホイールと、前記ねじ軸及びナットとの間にシール材が設けられている。
本発明においては、シール材を設けることによって、グリスを使用するねじ軸及びナットと、潤滑油を使用するウォームギア及びウォームホイールとを分離させる。
本発明に係る伝動装置にあっては、ねじ軸及び入力軸が直交するように配置され、ナットがねじ軸及び入力軸に直交する軸上に配置されているので、ねじ軸の軸方向において、ナット及び入力軸は同じ位置に配されている。そのため、伝動装置がねじ軸の軸方向に大型化することを防止できる。
伝動装置を略示する斜視図である。 伝動装置を略示する平面図である。 伝動装置を略示する縦断面図である。 伝動装置を吊り下げて使用する場合における伝動装置の取付方法を説明する説明断面図である。 芯間距離の異なる伝動装置のボールねじ軸の回転速度と、ボールねじ軸への許容荷重との関係を示すグラフの一例である。 構成を一部変更した伝動装置の一例を略示する斜視図である。 伝動装置を吊り下げて使用する場合における伝動装置の取付方法を説明する説明断面図である。 構成を一部変更した伝動装置の他例を略示する斜視図である。
以下本発明を実施の形態に係る伝動装置を示す図面に基づいて、説明する。図1は、伝動装置を略示する斜視図、図2は、伝動装置を略示する平面図である。伝動装置は、後述するウォームギア45a、ウォームホイール46、ナット38及びボールねじ軸37を収納するケース1を備える。ケース1は、直方体状の第一ケース10と、該第一ケース10の一面から突出した第二ケース20とを有する。
第二ケース20は細長い直方体状をなし、第一ケース10の前記一面に平行に延びる。第二ケース20の長手寸法は第一ケース10の幅と略同じであり、第二ケース20の両端部は第一ケース10よりも外側に突出していない。
図3は、伝動装置を略示する縦断面図である。第一ケース10及び第二ケース20の連結部分において、第一ケース10及び第二ケース20それぞれに開口15、20aが形成されている。第二ケース20の開口20aを有する部分は、第一ケース10の開口15の内側に配置されており、第一ケース10及び第二ケース20の内部空間は連なっている。第一ケース10及び第二ケース20は一体的に構成されている。
第一ケース10は、対向する第一軸受ホルダ11及び第二軸受ホルダ12を備える。第一軸受ホルダ11は、円環部11aと、該円環部11aの内周部から軸方向に突出した第一筒部11bと、円環部11aの外周部から、第一筒部11bの反対向きに突出した第二筒部11cとを備える。第二筒部11cの突出端部は径方向外向きに、鍔状に突出しており、第二筒部11cの外周面には断面L形の溝11dが環状に形成されている。
第二軸受ホルダ12は、円環部12aと、該円環部12aの内周部から軸方向に突出した第一筒部12bと、円環部12aの外周部から、第一筒部12bの反対向きに突出した第二筒部12cとを備える。第二筒部12cの突出端部は径方向外向きに、鍔状に突出しており、第二筒部12cの外周面には断面L形の溝12dが環状に形成されている。第一軸受ホルダ11及び第二軸受ホルダ12は、それぞれ第二筒部12cを対向させて、同軸的に配置されている。第二軸受ホルダ12の第一筒部12bに、有底円筒形のねじカバー50が篏合している。ねじカバー50における底面の反対側の端部が前記第一筒部12bに挿入されている。
第一軸受ホルダ11において、第二筒部11cの突出端部の内側に筒状の第一ホイールハブ31が同軸的に配置されている。第一ホイールハブ31は第二軸受ホルダ12に向けて延出し、その延出端部は第二筒部11cよりも第二軸受ホルダ12側に配置されている。第二筒部11cと第一ホイールハブ31との間に、環状をなすオイルシール33と、軸受34とが軸方向に並設されている。軸受34は、オイルシール33よりも第二軸受ホルダ12側に配置されている。
第二軸受ホルダ12において、第二筒部12cの突出端部の内側に筒状の第二ホイールハブ32が同軸的に配置されている。第二ホイールハブ32は第一軸受ホルダ11に向けて延出し、その延出端部は第二筒部12cよりも第一軸受ホルダ11側に配置されている。第二筒部12cと第二ホイールハブ32との間に、環状をなすオイルシール35と、軸受36とが軸方向に並設されている。軸受36は、オイルシール35よりも第一軸受ホルダ11側に配置されている。二つの軸受34、36の間の軸方向距離は、軸受34、36の外径よりも小さい。二つの軸受34、36の外径は略同じであり、二つの軸受34、36の内径も略同じである。
第一ホイールハブ31及び第二ホイールハブ32それぞれの延出端部は突き合わされている。第一ホイールハブ31及び第二ホイールハブ32を突き合わせた部分には、シールボンド42aが塗られている。なおシールボンド42aに代えて、前記突き合わせ部分に、Oリングなどのシール部材を介装してもよい。第一ホイールハブ31の延出端部の外周面には、周方向に延びる断面L形の溝31aが形成されている。該溝31aは、第一ホイールハブ31の径方向外側及び第二ホイールハブ32側が開放されている。第二ホイールハブ32の延出端部には径方向外向きに突出した円環状の突出部32bが形成されている。前記溝31a及び突出部32bによって、径方向外側が開放された周方向に延びる断面U形の第二溝42が形成されている。この断面U形の第二溝42にウォームホイール46が篏合している。断面U形の第二溝42と、ウォームホイール46とはインロー篏合している。第一ホイールハブ31及び第二ホイールハブ32は連結部材、たとえばボルト55によって連結されている。
第二ホイールハブ32の延出端部の内周面には、周方向に延びる断面L形の溝32aが形成されている。該溝32aは、第二ホイールハブ32の径方向内側及び第一ホイールハブ31側が開放されている。溝32aの径方向外側の周面は、径方向において、第一ホイールハブ31の内周面よりも外側に配置されている。そのため、第一ホイールハブ31の端面によって、溝32aの第一ホイールハブ31側は塞がれている。溝32a及び第一ホイールハブ31の端面によって、径方向内側が開放された周方向に延びる断面U形の第一溝41が形成されている。
第一ホイールハブ31及び第二ホイールハブ32の内側に、ボールねじ軸37が配置されている。ボールねじ軸37の一端部は、第一ホイールハブ31の第一筒部11bから突出している。ボールねじ軸37の一端部には物体を取り付ける取付部37aが設けられている。取付部37aは細目ねじを有する。ボールねじ軸37の他端部は、第二ホイールハブ32から突出しており、ねじカバー50内に収容される。
ボールねじ軸37にはナット38が取り付けられている。ボールねじ軸37とナット38との間には、転動体、例えばボールが設けられている。ボールねじ軸37、ナット38、ボール及び循環部品によって、ボールねじ機構が構成され、例えばリターンチューブ方式によってボールは循環する。ボールねじ機構におけるボールの循環方式は、リターンチューブ方式に限定されず、例えばコマ式、エンドキャップ方式、エンドデフレクタ方式またはミドルデフレクタ方式でもよい。ボールねじ機構に代えて、台形ねじを使用することも考えられるが、台形ねじに比べて、ボールねじ機構は伝動効率が高く、且つ位置精度も高い。
ナット38の一端部には鍔38aが形成されており、該鍔38aは、断面U形の前記第一溝41に篏合しており、第一ホイールハブ31及び第二ホイールハブ32に軸方向に挟持されている。第一ホイールハブ31の内周面にキー31bが形成されている。ナット38の外周面にキー溝38bが形成され、該キー溝38bに第一ホイールハブ31のキー31bが篏合している。ナット38と、第一ホイールハブ31と、第二ホイールハブ32と、ウォームホイール46とは別部品である。
第一軸受ホルダ11の溝11dに、環状をなす第一取付盤13が取り外し可能に取り付けられている。第一取付盤13は、内輪部分及び外輪部分を有し、内輪部分が第一軸受ホルダ11の溝11dに設けられており、外輪部分は軸方向に若干突出し、第一軸受ホルダ11の外周面に沿って設けられている。外輪部分には、複数のねじ孔13aが周方向に等しい間隔を空けて配されている。
第二軸受ホルダ12の溝12dに、環状をなす第二取付盤14が取り外し可能に取り付けられている。第二取付盤14の外周部分は、軸方向に若干突出し、第二軸受ホルダ12の外周面に沿って設けられている。第二取付盤14の外周部分に、複数のねじ孔(図示略)が周方向に等しい間隔を空けて配されている。第一取付盤13の外輪部分と、第二取付盤14の外周部分との間に、ウォームホイール46を囲むように、側面部16が設けられている。側面部16に前記開口15が設けられており、開口15に第二ケース20が一体的に取り付けられている。
第二ケース20には、入力軸45が収容されている。入力軸45はボールねじ軸37に直交する方向に延びる。入力軸45の両端部は第二ケース20から突出し、入力軸45の両端部それぞれにキー45bが形成されている。入力軸45の軸方向中央部にウォームギア45aが形成されている。ウォームギア45aはウォームホイール46に噛合している。図3に示すように、ナット38は、ボールねじ軸37及び入力軸45に直交する軸60上に配置されている。
入力軸45のキー45bを駆動源(図示略)のキー溝に挿入し、駆動源を駆動させる。入力軸45は回転し、ウォームギア45aは回転する。ウォームギア45aに噛合したウォームホイール46は回転し、第一ホイールハブ31及び第二ホイールハブ32が軸回りに回転し、ナット38が軸回りに回転する。ナット38の鍔38aは断面U形の前記第一溝41に嵌合しているので、軸方向に移動しない。ナット38の回転によって、ボールねじ軸37は軸方向に移動する。ボールねじ軸37の軸方向への移動によって、取付部37aに取り付けられた物体を移動させることができる。
第二ケース20内には、ウォームギア45a及びウォームホイール46を円滑に回転させるために、潤滑油が注入されている。ボールねじ軸37には、ナット38及びボールねじ軸37を円滑に回転させるために、グリスが塗布されている。前述したように、オイルシール33、35及びシールボンド42aが設けられているので、潤滑油が、第一ホイールハブ31又は第二ホイールハブ32の内側に、即ちナット38及びボールねじ軸37に侵入することが防止されている。
第二ケース20には、圧力調整弁21が設けられている。第二ケース20の内側には、入力軸45が挿入された遮蔽リング47が設けられている。遮蔽リング47は、圧力調整弁21に対向するように、配置されている。圧力調整弁21が開いた場合でも、遮蔽リング47によって、圧力調整弁21から潤滑油が流出することが防止される。なお遮蔽リング47は、潤滑油の流出を防止する遮蔽部の一例であり、遮蔽リング47に代えて、圧力調整弁21に対向する遮蔽板を設けてもよい。第二ケース20の外周面には放熱フィン22が設けられている。
図4は、伝動装置を吊り下げて使用する場合における伝動装置の取付方法を説明する説明断面図である。伝動装置は、例えば以下のように、取り付けられる。なお対象物70には取付穴71が形成されており、取付穴71の直径は第一取付盤13の内径よりも小さいとする。まず、第一取付盤13のねじ孔13aに対応する貫通孔72を対象物70に形成する。そして、取付部37aを取付穴71に上から挿入し、第一取付盤13を取付穴71の縁部分に係止させて、下側からねじ56を貫通孔72に挿入し、第一取付盤13のねじ孔13aに締結させる。
なお取付部37aを上向きにして、伝動装置を対象物70に設置する場合には、取付穴71にねじカバー50を挿入し、第二取付盤14を取付穴71の縁部分に係止させて、下側からねじ56を貫通孔72に挿入し、第二取付盤14のねじ孔に締結させてもよい。
実施の形態に係る伝動装置にあっては、ボールねじ軸37及び入力軸45が直交するように配置され、ナット38がボールねじ軸37及び入力軸45に直交する軸60上に配置されているので、ボールねじ軸37の軸方向において、ナット38及び入力軸45は同じ位置に配されている。そのため、伝動装置がボールねじ軸37の軸方向に大型化することを防止できる。
ボールねじ軸37とウォームホイール46との間にナット38が設けられているので、ウォームホイール46の中心と、ウォームギア45aの中心との間の距離(以下、芯間距離)が大きくなる。そのため伝達容量が大きくなり、入力回転速度が高くなっても、必要な伝達容量を確保しやすい。
図5は、芯間距離の異なる伝動装置のボールねじ軸37の回転速度と、ボールねじ軸37への許容荷重との関係を示すグラフの一例である。図5において、荷重の目盛は対数換算で表記されている。Pは所定の芯間距離を有する伝動装置のグラフを示し、Qは、Pの所定の芯間距離よりも大きい芯間距離を有する伝動装置のグラフを示す。図5に示すように、Qにおける回転速度に対する許容荷重の大きさは、Pにおける回転速度に対する許容荷重の大きさよりも大きい。
またナット38に形成された鍔38aを軸方向に狭持することによって、伝動装置を吊り下げて使用する場合、即ち取付部37aを下向きにして伝動装置を使用する場合でも、ナット38及びボールねじ軸37に同方向の力が作用する。即ち、ボールねじ軸37に下方への引っ張り力が作用した場合、ナット38の鍔38aは第一ホイールハブ31及び第二ホイールハブ32に挟持されているので、ナット38にも下方向の引っ張り力が作用する。
ナット38が鍔38aを有さず、ナット38が例えば第一軸受ホルダ11に当接する場合、伝動装置を吊り下げて使用すると、ナット38には圧縮力が作用する。この場合、ナット38及びボールねじ軸37に作用する力の方向は互いに異なり、ナット38及びボールねじ軸37に作用する応力の差が大きくなりやすい。
実施の形態にあっては、伝動装置を吊り下げて使用しても、ボールねじ軸37及びナット38に同方向の力が作用するので、ボールねじ軸37及びナット38に異なる方向に力が作用する場合に比べて、ナット38及びボールねじ軸37に作用する応力の差が小さくなる。
また断面U形の第一溝41に鍔38aを挿入することによって、インローによる嵌合が実現され、芯出しの精度を向上させることができる。また断面U形の第二溝42にウォームホイール46を挿入することによって、インローによる嵌合が実現され、芯出しの精度を向上させることができる。
また第一取付盤13及び第二取付盤14を対象物70に取り付けることによって、伝動部材を所望の対象物70に取り付けることができる。
また対象物70にねじ孔13aに対応する貫通孔72を設けた後、貫通孔72にねじを挿入し、ねじ孔13aに結合させて、対象物70に伝動装置を固定させる。複数のねじ孔13aは、ボールねじ軸37の軸周りに並んでいるので、ボールねじ軸37の軸周りにおける伝動装置の取付位置を所望の位置に設定しやすい。また遮蔽部を設けることによって、圧力調整弁21から潤滑液が漏出することを抑制する。
またオイルシール33、35及びシールボンド42aを設けることによって、グリスを使用するボールねじ軸37及びナット38と、潤滑油を使用するウォームギア45a及びウォームホイール46とを分離させることができる。
軸受34、36の間の軸方向距離は軸受34、36の直径よりも小さい。そのため、大型の軸受34、36を使用し、軸受34、36の長寿命化を図り、且つ軸方向における小型化を実現する。
図6は、構成を一部変更した伝動装置の一例を略示する斜視図である。図6に示すように、径方向において、側面部16または第二ケース20よりも外側に突出した突出部分13dを有する第一取付盤13cを使用してもよい。突出部分13dを有さない第一取付盤13cは、取り外し可能に取り付けられているので、突出部分13dを有する第一取付盤13cに容易に交換することができる。突出部分13dには、ねじ56を挿入する複数の挿入孔13eが、ボールねじ軸37の周方向に並んでいる。
図7は、伝動装置を吊り下げて使用する場合における伝動装置の取付方法を説明する説明断面図である。伝動装置は、例えば以下のように、取り付けられる。まず第一取付盤13cの挿入孔13eに対応するねじ孔73を対象物70に形成する。そして取付部37aを取付穴71に上から挿入し、第一取付盤13cを取付穴71の縁部分に係止させて、上側からねじ56を挿入孔13eに挿入し、対象物70のねじ孔73に締結させる。突出部分13dのない伝動装置は、下側からねじ56を挿入していたが、突出部分13dを設けることによって、上側からねじ56を挿入することができ、伝動装置が取付易くなる。
図8は、構成を一部変更した伝動装置の他例を略示する斜視図である。図8に示すように、径方向において、側面部16または第二ケース20よりも外側に突出した突出部分14dを有する第二取付盤14cを使用してもよい。第二取付盤14cの突出部分14dには、ねじ56を挿入する複数の挿入孔14eが、ボールねじ軸37の周方向に並んでいる。伝動装置を取り付ける場合、第二取付盤14cの突出部分14dの挿入孔14eに上側からねじ56を挿入し、対象物70のねじ孔73に締結させることができる。
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。
1 ケース
10 第一ケース
13 第一取付盤
14 第二取付盤
13a ねじ孔
20 第二ケース
21 圧力調整弁
31 第一ホイールハブ
32 第二ホイールハブ
33、35 オイルシール(シール材)
34、36 軸受
37 ボールねじ軸
38 ナット
38a 鍔
41 第一溝
42 第二溝
42a シールボンド(シール材)
45 入力軸
45a ウォームギア
46 ウォームホイール(伝動部材)

Claims (8)

  1. 入力軸と、
    該入力軸に直交する方向に延びるねじ軸と、
    該ねじ軸を囲む環状をなし、前記入力軸から入力された動力によって前記ねじ軸の軸回りに回転する伝動部材と、
    前記ねじ軸に取り付けられており、前記伝動部材から伝達された動力によって回転するナットと
    を備え、
    前記ナットは、前記ねじ軸及び入力軸に直交する軸上に配置されており、
    前記ナットに鍔が形成されており、
    前記ナットの軸方向にて前記鍔を狭持しており、前記伝動部材から前記ナットに動力を伝達するハブを備え
    伝動装置。
  2. 前記ハブは筒状をなし、
    前記ハブの内周面に前記鍔が挿入される第一溝が形成されている
    請求項に記載の伝動装置。
  3. 前記ハブの外周面に前記伝動部材が挿入される第二溝が形成されている
    請求項に記載の伝動装置。
  4. 前記ハブを支持し、前記ねじ軸の軸方向に並設された複数の軸受を備え、
    前記軸受の間の軸方向距離は、前記軸受の直径よりも小さい
    請求項からのいずれか一つに記載の伝動装置。
  5. 前記ねじ軸、ナット、伝動部材及び入力軸を収容するケースと、
    該ケースを対象物に取り付けるための取付盤と
    を備える請求項1からのいずれか一つに記載の伝動装置。
  6. 前記取付盤に複数のねじ孔が前記ねじ軸の軸周りに並んでいる
    請求項に記載の伝動装置。
  7. 前記ケースの外面に圧力調整弁が設けられており、
    前記圧力調整弁に対向し、潤滑液の流出を妨げる遮蔽部が前記ケースの内側に設けられている
    請求項またはに記載の伝動装置。
  8. 前記入力軸はウォームギアを有し、
    前記伝動部材はウォームホイールを有し、
    前記ウォームギア及びウォームホイールと、前記ねじ軸及びナットとの間にシール材が設けられている
    請求項1からのいずれか一つに記載の伝動装置。
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