WO2006126243A1

WO2006126243A1 - モータ軸にボールネジ軸を連結固定する方法

Info

Publication number: WO2006126243A1
Application number: PCT/JP2005/009333
Authority: WO
Inventors: Kiyoto Kobayashi; Akihiro Yokoyama
Original assignee: Harmonic Drive Systems Inc.
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-11-30
Also published as: DE112005003588B4; JPWO2006126243A1; US20090056485A1; DE112005003588T5

Abstract

　直動装置（１）のモータ（２）は中空モータ軸（２１）を有しており、その中空部（２５）にボールネジ軸（４１）を差し込み、当該中空部内周面に形成した雌ネジ部（２６）に、ボールネジ軸外周面に形成した第１雄ネジ部（４３）をネジ込み固定する。中空モータ軸後端から突出しているボールネジ軸（４１）の軸端部（４４）に形成した第２雄ネジ部（４５）にナット（４６）を螺合し、当該ナット（４６）を所定のトルクで中空モータ軸の後端面に締結する。ボールネジ軸（４１）における第１雄ネジ部（４３）と第２雄ネジ部（４５）の間に発生する引張力によって、中空モータ軸（２１）とボールネジ軸（４１）の間のネジ止め部分の緩みが防止され、中空モータ軸（２１）にボールネジ軸（４１）がガタ付き無く強固に固定された状態が維持される。ボールネジ軸（４１）を中空モータ軸（２１）から取り外すことも簡単である。

Description

明細書

モータ軸にボールネジ軸を連結固定する方法

技術分野

[0001] 本発明は、モータでボールネジ軸を回転してボールナットを直動する直動装置に関し、特に、モータ軸にボールネジ軸を同軸状態に連結固定する方法の改良に関するものである。

背景技術

[0002] この種の直動装置では、モータ軸とボールネジ軸にキー溝又はスプライン溝を加工して、これらを同軸状態に連結している。また、モータ軸とボールネジ軸の間のキー結合部およびスプライン結合部を、止めネジを用いて固定して！/、る。

[0003] この方法では、ボールネジ軸の振動などにより止めネジが緩むと、キー結合部またはスプライン結合部に、回転方向あるいはアキシャル方向にガタ付きが発生するおそれがある。

[0004] モータ軸とボールネジ軸の間の結合部にガタ付きが発生しないようにするためには、モータ軸とボールネジ軸を圧入状態で連結固定することが考えられる。しかし、この場合には、モータ軸とボールネジ軸の分解が困難になるという別の問題が発生する。発明の開示

[0005] 本発明の目的は、ガタ付きの無い連結固定状態を維持でき、し力も、分解も簡単にできるように、モータ軸にボールネジ軸を連結固定するための方法を提案することにある。

[0006] また、本発明の目的は、ガタ付きの無、連結状態を維持でき、し力も、分解も簡単にできるように、モータ軸にボールネジ軸が連結固定されたボールネジ軸組み込みモータを提案することにある。

[0007] さらに、本発明の目的は、ガタ付きの無い連結状態が維持され、し力も、分解が簡単にできるように、モータ軸にボールネジ軸が連結固定された直動装置を提案することにある。

[0008] 上記の目的を達成するために、本発明による、モータ軸にボールネジ軸を同軸状に連結固定するための方法は、

モータ軸を中空モータ軸とし、

当該中空モータ軸の中空部に前記ボールネジ軸を差し込み、当該中空部の内周面に形成した雌ネジ部に、前記ボールネジ軸の外周面に形成した第 1雄ネジ部をネジ込み固定し、

前記中空モータ軸の一端力前記ボールネジ軸の軸端部を突出させ、当該軸端部に形成した第 2雄ネジ部にナットを螺合し、当該ナットを所定のトルクで前記中空モータ軸の端面に締結し、

前記ボールネジ軸における前記第 1雄ネジ部および前記第 2雄ネジ部の間に発生する弓 I張力を利用して、前記中空モータ軸と前記ボールネジ軸の間のネジ止め部分の緩みを防止することを特徴として、る。

[0009] また、本発明によるボールネジ軸組み込みモータは、上記の方法により、前記モータ軸に前記ボールネジ軸が固定されて、ることを特徴として、る。

[0010] さらに、本発明による、モータでボールネジ軸を回転して、ボールナットを直動する直動装置は、上記の方法により、前記モータ軸に前記ボールネジ軸が固定されていることを特徴としている。

[0011] 本発明の方法では、中空モータ軸にボールネジ軸をネジ込み固定し、中空モータ軸の一端力も突出しているボールネジ軸の軸端部に螺合させたナットを、中空モータ軸に締結している。中空モータ軸とボールネジ軸の間のネジ止め部分は、ナットの締め付けによりボールネジ軸に作用する引張力によって、軸線方向に与圧が加わった状態になる。同様に、ナットとボールネジ軸の軸端部のネジ止め部分も軸線方向に与圧が加わった状態になる。この結果、これらのネジ止め部分の緩みが防止され、中空モータ軸にボールネジ軸がガタ付き無く強固に連結固定された状態が維持される。また、ナットを緩めてボールネジ軸の軸端部力も外し、し力る後にボールネジ軸を緩めて中空モータ軸力外すことにより、ボールネジ軸を中空モータ軸力も簡単に取り外すことができる。さら〖こ、ネジカ卩ェは、キー溝やスプラインカ卩ェに比べてカ卩ェコストが安いので、ボールネジ軸組み込みモータ、および直動装置のコスト削減にも有効である。図面の簡単な説明

[0012] [図 1]本発明を適用した直動装置の概略縦断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0013] 以下に、図面を参照して、本発明を適用した直動装置の一例を説明する。図 1は本例の直動装置の概略縦断面図である。直動装置 1は、モータ 2と、このモータ 2に同軸状態に連結されているボールネジ 'ボールナット機構 4と、モータ 2の後端に組み付けられている検出部 6を有している。検出部 6はロータリエンコーダなどを備えており、ここから、モータ 2の回転位置、回転速度などの回転情報が得られる。

[0014] モータ 2のモータ軸は中空モータ軸 21であり、これがモータハウジング 22によって回転自在の状態で支持されている。中空モータ軸 21の外周面にはロータマグネット 23が固着されている。モータハウジング 22の内周面には、ロータマグネット 23を一定のギャップで取り囲む状態で、モータステータ 24が取り付けられている。

[0015] ボールネジ.ボールナット機構 4は、ボールネジ軸 41と、このボールネジ軸 41に螺合しているボールナット 42とを有している。ボールネジ軸 41は中空モータ軸 21に同軸状態で連結固定されている。ボールナット 42は、ボールネジ軸 41の軸線 41aの方向にスライド自在であるが回転は不可の状態で、モータハウジング 22に取り付けられている。したがって、モータ 2によってボールネジ軸 41を回転すると、ボールナット 42 が軸線 41 aの方向にスライドする。

[0016] 中空モータ軸 21に対してボールネジ軸 41が次のように連結固定されている。中空モータ軸 21の中空部 25にボールネジ軸 41が差し込まれ、当該中空部 25の内周面に形成した雌ネジ部 26に、ボールネジ軸 41の外周面に形成した第 1雄ネジ部 43がネジ込み固定されている。また、中空モータ軸 21の後端からはボールネジ軸 41の軸端部 44が突出しており、当該軸端部 44の外周面部分には第 2雄ネジ部 45が形成されている。この第 2雄ネジ部 45に螺合させたナット 46が、所定のトルクで中空モータ軸 21の後端面 27に対して締め付けられている。

[0017] ナット 46を締め付けると、ボールネジ軸 41における軸線方向に離れた第 1雄ネジ部 43および第 2雄ネジ部 45の間には所定の大きさの引張力が発生する。この引張力によって、第 1雄ネジ部 43および雌ネジ部 26により構成されるネジ止め部分の緩みが防止される。同様に、第 2雄ネジ部 45およびナット 46により構成されるネジ止め部分の緩みが防止される。よって、ボールネジ軸 41が、ガタ付きなぐ中空モータ軸 2 1に連結固定された状態が維持される。

[0018] 次に、各部の構造を詳細に説明する。まず、モータハウジング 22は、円筒状胴部 3 1と、この円筒状胴部 31の円環状前端面に固定した円環状前板 32と、円筒状胴部 3 1の円環状後端面に固定した円環状後板 33とを備えている。円環状前板 32の前端面には、ボールネジ.ボールナット機構 4の円筒カバー 47が取り付けられている。円環状後板 33の後端面には、検出部 6の円筒カバー 61が取り付けられており、当該円筒カバー 61の後端は端板部分 61aによって封鎖されている。

[0019] モータハウジング 22の内部を同軸状態で貫通して延びて、る中空モータ軸 21は、ロータマグネット 23が固着されている大径軸部 34と、この大径軸部 34の後端から同軸状態で後方に延びて!/ヽる小径軸部 35とを備えて、る。大径軸部 34の前端側の部分が、軸受 36を介して、円筒状胴部 31の前端部によって支持されており、小径軸部 35の前端側の部分力軸受 37を介して、円環状後板 33によって支持されている。

[0020] ボールネジ軸 41は、ボールネジ溝が形成されている軸本体部 51と、この軸本体部 51の後端から同軸状態に後方に延びて、る連結軸部 52とを備えて、る。軸本体部 51は、中空モータ軸 21の大径軸部 34の中空部 34a内を同軸状態に延びており、その前端は、円筒カバー 47の前端開口部まで達している。軸本体部 51にはボールナット 42が螺合しており、ボールナット 42には、モータハウジング 22によって軸線 41a の方向にスライド自在で、回転不可の状態に保持されて、る軸部材 53が同軸状に連結されている。図から分かるように、本例では、ボールナット 42が中空モータ軸 21 の大径軸部 34の中空部 34a内を移動するようになっている。したがって、モータ 2の前方に所定長さのボールナット 42の移動軌跡を確保する場合に比べて、所要軸長を短くできる。

[0021] 次に、ボールネジ軸 41の連結軸部 52は、中空モータ軸 21の小径軸部 35の中空部 25に差し込み可能な外径寸法とされ、大径軸部 34との境界部分に形成されて、る僅かに大径の段面が止め環 54を介して、中空モータ軸 21の内部の円環状段面 2 laに押し付けられるまでネジ込まれている。すなわち、円環状段面 21aの後ろ側には第 1雄ネジ部 43が形成されており、中空モータ軸 21の小径軸部 35の中空部 25における前端部内周面には雌ネジ部 26が形成されており、第 1雄ネジ部 43が当該雌ネジ部 26にネジ込み固定されている。

[0022] また、ボールネジ軸 41の連結軸部 52の後側の軸端部 44は、中空モータ軸 21の小径軸部 35の中空部 25の後端力も後方に突出しており、この軸端部 44の外周面に第 2雄ネジ部 45が形成されて、る。この第 2雄ネジ部 45にはナット 46が後側力もネジ込まれ、所定の締結トルクでナット 46が連結軸部 52の円環状後端面 27に締め付けられている。

[0023] このように構成した本例の直動装置 1においては、中空モータ軸 21の小径軸部 35 の中空部 25に、ボールネジ軸 41の連結軸部 52がネジ込み固定されている。また、小径軸部 35の後端力も突出しているボールネジ軸 41の軸端部 44にナット 46が締結されている。したがって、ボールネジ軸 41の連結軸部 52は、その前後端の二箇所の部位において、中空モータ軸 21の小径軸部 35にネジ止め固定され、これらの間のボールネジ軸 41の部分には引張力が作用して、る。

[0024] よって、ボールネジ軸 41が、ガタ付きの無い状態で、中空モータ軸 21に対して強固に連結固定された状態が維持される。また、ナット 46を緩めて外した後に、ボールネジ軸 41を緩めて中空モータ軸 21から簡単に取り外すことができる。これにカ卩えて、ネジ加工は、キー溝加工、スプライン加工に比べて加工コストが安いので、直動装置 1のコスト低減に有利であるという利点もある。

[0025] (その他の実施の形態）

なお、上記の例では、中空モータ軸 21として、大径軸部 34および小径軸部 35を形成し、大径軸部 34の中空部 34a内を、ボールナット 42の移動経路として利用している。ボールナット 42の移動経路を、モータ内部に形成することなぐその前方に形成した構成の直動装置に対しても、本発明を同様に適用可能なことは勿論である。

Claims

請求の範囲

[1] モータ軸にボールネジ軸を同軸状に連結固定するための方法において、

モータ軸を中空モータ軸とし、

前記ボールネジ軸における前記第 1雄ネジ部および前記第 2雄ネジ部の間に発生する弓 I張力を利用して、前記中空モータ軸と前記ボールネジ軸の間のネジ止め部分の緩みを防止することを特徴とするモータ軸にボールネジ軸を連結固定するための方法。

[2] 請求項 1に記載の方法により、前記モータ軸に前記ボールネジ軸が固定されていることを特徴とするボールネジ軸組み込みモータ。

[3] モータでボールネジ軸を回転して、ボールナットを直動する直動装置において、請求項 1に記載の方法により、前記モータ軸に前記ボールネジ軸が固定されていることを特徴とする直動装置。