JP7080146B2 - Linear motion mechanism - Google Patents
Linear motion mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- JP7080146B2 JP7080146B2 JP2018177633A JP2018177633A JP7080146B2 JP 7080146 B2 JP7080146 B2 JP 7080146B2 JP 2018177633 A JP2018177633 A JP 2018177633A JP 2018177633 A JP2018177633 A JP 2018177633A JP 7080146 B2 JP7080146 B2 JP 7080146B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stopper
- screw shaft
- screw
- linear motion
- nut
- 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 - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Description
本発明は、直動機構に関する。 The present invention relates to a linear motion mechanism.
ねじ軸と、ねじ軸に対して相対回転可能に外嵌されたナットとを備えた直動機構は、モータ等の回転駆動源の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構として広く使用されている(例えば、特許文献1)。 A linear motion mechanism equipped with a screw shaft and a nut fitted so as to be able to rotate relative to the screw shaft is widely used as a motion conversion mechanism that converts the rotary motion of a rotary drive source such as a motor into a linear motion. (For example, Patent Document 1).
上記の直動機構は、ねじ軸を回転側とし、ナットを直動側としたねじ軸回転タイプと、ねじ軸を直動側とし、ナットを回転側としたナット回転タイプとに大別される。これらの直動機構には、ねじ軸とナットの分離を防止するため、直動側の部材が必要以上に軸方向移動するのを規制する規制手段が設けられる。規制手段としては、例えば、ストロークセンサ等を用いて直動側部材の移動範囲を管理する電気的なもの、あるいは、ねじ軸の外周面に固定され、ナットと係合する筒状の係合部材(ストッパ)などを採用することができるが、直動機構の複雑化や高コスト化を回避し得る後者が重用される傾向にある。 The above linear motion mechanism is roughly classified into a screw shaft rotation type in which the screw shaft is on the rotary side and the nut is on the linear motion side, and a nut rotation type in which the screw shaft is on the linear motion side and the nut is on the rotary side. .. In order to prevent the screw shaft and the nut from being separated from each other, these linear motion mechanisms are provided with a regulating means for restricting the axial movement of the member on the linear motion side more than necessary. As the regulating means, for example, an electric one that manages the movement range of the linear motion side member by using a stroke sensor or the like, or a cylindrical engaging member that is fixed to the outer peripheral surface of the screw shaft and engages with the nut. (Stopper) or the like can be adopted, but the latter, which can avoid complicated linear motion mechanism and high cost, tends to be heavily used.
ストッパとしては、例えば、ナットと軸方向で係合することにより直動側部材の直線運動を規制する直動規制タイプ、あるいは、回転方向でナットと係合して回転側部材の回転を規制することにより直動側部材の直線運動を規制する回転規制タイプ、を採用することができる。しかしながら、直動規制タイプのストッパを採用した場合にナットとストッパとが衝突すると、ナットがストッパの端面に食い込んでしまい、直動機構が動作不能なロック状態に陥る可能性がある。そのため、直動機構の信頼性を高める上では、回転規制タイプのストッパを用いるのが好ましい。 As the stopper, for example, a linear motion regulation type that regulates the linear motion of the linear motion side member by engaging with the nut in the axial direction, or a linear motion regulation type that regulates the rotation of the rotary side member by engaging with the nut in the rotation direction. This makes it possible to adopt a rotation regulation type that regulates the linear motion of the linear motion side member. However, if the nut and the stopper collide with each other when the linear motion restriction type stopper is adopted, the nut may bite into the end face of the stopper, and the linear motion mechanism may fall into an inoperable locked state. Therefore, in order to improve the reliability of the linear motion mechanism, it is preferable to use a rotation restriction type stopper.
ここで、図8に、回転規制タイプのストッパを用いた直動機構の一例を示す。同図に示す直動機構100は、回転側のねじ軸101と、ねじ軸101の外周に嵌合された直動側のナット102と、ナット102の軸方向外側でねじ軸101の外周面に固定された筒状のストッパ103とを備えたねじ軸回転タイプである。ナット102には係合面102aが設けられ、ストッパ103には、ナット102が所定の移動限に到達したときに、ナット102の係合面102aと回転方向(ねじ軸101の回転方向)で係合する被係合面103aが設けられている。この場合、係合面102aと被係合面103aの軸方向の係合代Wは、ねじ軸101の外周面に設けた雄ねじ101aのリードLよりも大きくすることができない。そのため、ねじ軸101に対するストッパ103の固定位置(位相)が正規の位置からずれていると、図9に示すように係合面102aと被係合面103aの係合代Wが小さくなり、ねじ軸101とナット102の相対回転(ナット102の軸方向移動)を確実に規制できなくなる可能性がある。
Here, FIG. 8 shows an example of a linear motion mechanism using a rotation restriction type stopper. The
従って、図8に示す状態を実現するためには、ナット102が移動限に到達したときに、係合面102aとストッパ103の被係合面103aとの係合代WがリードLの寸法と略同寸となるように、ストッパ103をねじ軸101に対して固定する必要がある。このため、ストッパ103をねじ軸101に取り付け固定する際には、ねじ軸101(の雄ねじ101a)とストッパ103(の被係合面103a)の位相合わせを行う必要がある。この位相合わせを容易にかつ精度良く行うには、例えば図10に示すように、ねじ軸101の外周面のうち、雄ねじ101aの軸方向外側の所定位置にキー溝101bを設けると共に、ストッパ103の内周面に切欠き103bを設け、キー溝101bおよび切欠き103bの協働で形成されるキー嵌合部に図示外のキー部材を嵌合することが考えられる。
Therefore, in order to realize the state shown in FIG. 8, when the
ところで、ねじ軸101の外周面に設けるべき雄ねじ101aは、切削加工、又は転造加工で形成することができる。転造加工は、加工に伴う材料ロスの発生を抑えることができる等の理由によりコスト面で切削加工よりも有利である他、加工硬化による被加工面の高硬度化によって雄ねじ101aの耐摩耗性や耐疲労強度を高めることができる、などという利点がある。
By the way, the
雄ねじ101aに対するキー溝101bの形成位置は、ねじ軸101に対するストッパ103(の被係合面103a)の位相を直接左右することから、高精度に管理する必要がある。そのため、ねじ軸101にキー溝101bを設ける場合、キー溝101bは、高精度の加工が容易な切削加工(特に、NC加工とも称される、数値制御による自動の切削加工)によって雄ねじ101aとともに形成される。雄ねじ101aを転造加工で形成した場合には、雄ねじ101aとキー溝101bとを別工程で加工することになるため、雄ねじ101aとキー溝101bとをNC加工で一度に形成する場合に比べ、ねじ軸101とストッパ103の位相合わせの精度が劣る結果となるからである。
Since the formation position of the
従って、図10に示す構造を採用した場合、最も優先させるべきねじ軸101とストッパ103の位相合わせの精度を考慮すると、雄ねじ101aを転造加工で形成することができず(ねじ軸101をいわゆる転造ねじとすることができず)、雄ねじ101aを転造加工で形成した場合に享受し得る種々のメリットを享受することができない。
Therefore, when the structure shown in FIG. 10 is adopted, the
上記の実情に鑑み、本発明は、回転規制タイプのストッパがねじ軸に固定される直動機構において、ねじ軸に転造ねじを使用しつつもねじ軸とストッパの位相合わせを容易にかつ精度良く行うことを可能とし、もって信頼性に富む直動機構を低コストに提供可能とすることを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention is a linear motion mechanism in which a rotation-restricted type stopper is fixed to a screw shaft, and while using a rolled screw for the screw shaft, the phase alignment between the screw shaft and the stopper is easily and accurately performed. The purpose is to enable good performance and to provide a highly reliable linear motion mechanism at low cost.
上記目的を達成するために創案された本発明は、外周面に雄ねじが形成されたねじ軸と、ねじ軸に対して相対回転可能に外嵌されたナットと、ねじ軸の外周面に固定された筒状のストッパとを備え、ねじ軸およびナットの何れか一方が回転するのに伴って他方が軸方向に進退移動し、ナットに設けられた係合面とストッパに設けられた被係合面とが回転方向で係合することによりねじ軸とナットの相対的な軸方向移動が規制される直動機構において、雄ねじが、ねじ軸に対するナットの相対移動を案内する案内部と、ストッパが縮径方向の圧縮力を受けて塑性変形し、ストッパの内周面に設けられた雌ねじの少なくとも一部が密着することにより、ストッパが固定された固定部とを有することを特徴とする。 The present invention, which was devised to achieve the above object, is fixed to a screw shaft having a male screw formed on the outer peripheral surface, a nut fitted so as to be rotatable relative to the screw shaft, and the outer peripheral surface of the screw shaft. It is equipped with a tubular stopper, and as one of the screw shaft and the nut rotates, the other moves forward and backward in the axial direction, and the engaging surface provided on the nut and the engaged engagement provided on the stopper. In a linear motion mechanism in which the relative axial movement of the screw shaft and nut is restricted by engaging the surface in the rotational direction, the male screw guides the relative movement of the nut with respect to the screw shaft, and the stopper It is characterized by having a fixed portion to which the stopper is fixed by being plastically deformed by receiving a compressive force in the diameter reduction direction and having at least a part of the female screw provided on the inner peripheral surface of the stopper in close contact with the female screw.
上記構成によれば、ねじ軸の外周面に設けられた雄ねじの範囲内において、ナットがねじ軸に対して軸方向に相対移動すると共にストッパが固定(加締め固定)されることから、雄ねじを転造加工で形成することができる。これにより、個体間で雄ねじの形状精度にばらつきがなく、かつ加工硬化による雄ねじの高硬度化が達成された高品質・高強度のねじ軸を低コストに得ることができる。 According to the above configuration, the nut moves relative to the screw shaft in the axial direction and the stopper is fixed (crimped and fixed) within the range of the male screw provided on the outer peripheral surface of the screw shaft. It can be formed by rolling. As a result, it is possible to obtain a high-quality, high-strength screw shaft in which the shape accuracy of the male screw does not vary among individuals and the hardness of the male screw is increased by work hardening at low cost.
また、ストッパの内周面には雌ねじが設けられていることから、ストッパをねじ軸に対して固定する際には、ねじ軸に外嵌したストッパを所定量回転させ、ねじ軸の雄ねじに対してストッパの雌ねじを所定の軸方向位置および位相まで締め込むことにより、ねじ軸に対するストッパの相対位置(軸方向位置および位相)を精度良く設定することができる。さらに、雄ねじの固定部には、ストッパの内周面に設けた雌ねじの少なくとも一部が密着することでストッパが固定されていることから、ストッパは、ねじ軸に対する相対的な位置合わせが適切になされた状態でねじ軸に対して固定(回り止め)される。これにより、ナットの係合面とストッパの被係合面とが回転方向で係合したときには、両者を所定の係合代W(図8参照)で係合させることができるので、ねじ軸とナットの相対移動を確実に規制することができる。 Further, since a female screw is provided on the inner peripheral surface of the stopper, when fixing the stopper to the screw shaft, the stopper outerly fitted to the screw shaft is rotated by a predetermined amount with respect to the male screw of the screw shaft. By tightening the female screw of the stopper to a predetermined axial position and phase, the relative position (axial position and phase) of the stopper with respect to the screw shaft can be set with high accuracy. Further, since the stopper is fixed to the fixing portion of the male screw by having at least a part of the female screw provided on the inner peripheral surface of the stopper in close contact with the fixing portion, the stopper is properly aligned with respect to the screw shaft. It is fixed (non-rotated) to the screw shaft in the state where it is made. As a result, when the engaging surface of the nut and the engaged surface of the stopper are engaged in the rotational direction, they can be engaged with each other with a predetermined engagement allowance W (see FIG. 8), so that the screw shaft and the screw shaft can be engaged with each other. The relative movement of the nut can be reliably regulated.
上記構成において、案内部と固定部とは軸方向に分離して設けることができる。このようにすれば、ストッパを塑性変形させるのに伴って雄ねじの固定部に圧縮荷重が負荷された場合でも、その荷重が案内部に及び難くなる。これにより、雄ねじの案内部に望まない変形が生じるのを可及的に防止し、ねじ軸とナットのスムーズな相対移動を担保することができる。 In the above configuration, the guide portion and the fixed portion can be provided separately in the axial direction. By doing so, even if a compressive load is applied to the fixed portion of the male screw as the stopper is plastically deformed, the load is less likely to reach the guide portion. As a result, it is possible to prevent unwanted deformation of the guide portion of the male screw as much as possible, and to ensure smooth relative movement of the screw shaft and the nut.
ストッパの外周面のうち、位相を180°異ならせた二箇所に縮径方向の圧縮力を付与することでストッパを塑性変形させる(ねじ軸に対して固定する)場合、ストッパの内周面のうち、圧縮力の付与部とは位相を90°異ならせた位置に、ストッパの両端面に開口した切欠きを設けておくのが好ましい。このようにすれば、ストッパの変形容易性が高まるので、ストッパに付与すべき縮径方向の圧縮力を減じてもストッパをねじ軸に対して精度良くかつ強固に固定することができる。上記圧縮力を減じることができれば、ストッパを介してねじ軸に付与される圧縮荷重を減じることができるので、ねじ軸に望まない変形が生じるのを可及的に防止する上でも有利となる。 When the stopper is plastically deformed (fixed to the screw shaft) by applying a compressive force in the radial direction to two points on the outer peripheral surface of the stopper that are 180 ° out of phase, the inner peripheral surface of the stopper Of these, it is preferable to provide notches opened on both end faces of the stopper at positions that are 90 ° out of phase with the compressive force applying portion. By doing so, the deformability of the stopper is increased, so that the stopper can be accurately and firmly fixed to the screw shaft even if the compressive force in the radial direction to be applied to the stopper is reduced. If the compressive force can be reduced, the compressive load applied to the screw shaft via the stopper can be reduced, which is advantageous in preventing unwanted deformation of the screw shaft as much as possible.
本発明は、ナットの内周面に、雄ねじの案内部と螺合した雌ねじが設けられた直動機構に適用することができる他、ナットの内周面に螺旋状溝が設けられ、この螺旋状溝と雄ねじの案内部に画成される螺旋状溝との間に多数のボールが介在した直動機構にも適用することができる。すなわち、本発明は、いわゆるすべりねじ機構からなる直動機構のみならず、いわゆるボールねじ機構からなる直動機構にも適用することができる。 The present invention can be applied to a linear motion mechanism in which a female screw screwed with a guide portion of a male screw is provided on the inner peripheral surface of the nut, and a spiral groove is provided on the inner peripheral surface of the nut, and this spiral is provided. It can also be applied to a linear motion mechanism in which a large number of balls are interposed between a spiral groove and a spiral groove defined in a guide portion of a male screw. That is, the present invention can be applied not only to a linear motion mechanism including a so-called sliding screw mechanism but also to a linear motion mechanism including a so-called ball screw mechanism.
以上のことから、本発明によれば、回転規制タイプのストッパがねじ軸に固定される直動機構において、ねじ軸に転造ねじを使用しつつもねじ軸とストッパの位相合わせを容易にかつ精度良く行うことができる。これにより、信頼性に富む直動機構を低コストに提供することができる。 From the above, according to the present invention, in the linear motion mechanism in which the rotation-restricted type stopper is fixed to the screw shaft, the phase alignment between the screw shaft and the stopper can be easily performed while using the threaded screw for the screw shaft. It can be done with high accuracy. As a result, a highly reliable linear motion mechanism can be provided at low cost.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る直動機構1の斜視図であり、図2は、同直動機構1の側面図[詳細には、ナット3が軸方向一方側(図2において紙面左側)の移動限に到達した状態の側面図]である。この直動機構1は、ねじ軸2と、ねじ軸2に対して相対回転可能にねじ軸2の外周に嵌合された円筒状のナット3と、ナット3の軸方向両側に配置され、ねじ軸2の外周面に固定された筒状(短円筒状)のストッパ4とを備える。本実施形態の直動機構1は、電動モータ等の図示しない回転駆動源の駆動力を受けてねじ軸2がその軸線回りに回転するのに伴って、ナット3が上記軸線回りに回転せずに軸方向に進退移動するねじ軸回転タイプの直動機構である。従って、ナット3は、図示外の回転規制部によってねじ軸2の軸線回りの回転が規制されている。
FIG. 1 is a perspective view of a
図3に示すように、ねじ軸2の外周面には雄ねじ21が形成されている。雄ねじ21は、ねじ軸2に対して相対回転可能に外嵌されたナット3の進退移動を案内する案内部22と、案内部22の軸方向外側に設けられた一対の固定部23とを有する。少なくともストッパ4の固定前の状態(図3)において、案内部22と固定部23のピッチ、谷径(最小径)および外径(最大径)は同一である。案内部22と固定部23との間には環状溝24が設けられ、この環状溝24により案内部22と固定部23とは軸方向に分離して設けられている。環状溝24は、雄ねじ21の案内部22および固定部23の谷径よりも小径の円筒面で構成される。
As shown in FIG. 3, a
ねじ軸2は、軸方向両端部に配置される図示外の軸受(転がり軸受またはすべり軸受)により、図示しない静止部材に対してラジアル方向に回転自在に支持される。従って、ねじ軸2の軸方向両端部には、軸受が外嵌される径一定の円筒面25が設けられる。なお、本実施形態の円筒面25は、環状溝24よりも小径に形成されている。
The
以上の構成を有するねじ軸2は、例えば以下のようにして製造することができる。まず、図4(a)に示すように、軸方向両端部に円筒面25が設けられると共に、両円筒面25間に円筒面25よりも大径の大径部26が設けられた軸素材2’を準備する。この軸素材2’は、例えば、棒鋼に鍛造加工や切削加工を施すことにより作製される。
The
次に、図4(b)に示すように、軸素材2’の大径部26に雄ねじ21を形成する。この段階で形成される雄ねじ21は、完成品状態のねじ軸2(図3参照)に設けられる雄ねじ21とは異なり、案内部22およびその軸方向両側に設けられる固定部23が軸方向に連続した形態を有する。詳細な図示は省略するが、雄ねじ21は、軸素材2’の大径部26に転造加工を施すことにより形成され、軸方向全域で均一なピッチ、谷径および外径を有する。転造加工の方法は特に問わず、例えば、相対的に平行移動可能に設けられた一対の平ダイスを用いる方法や、相対回転可能に設けられた複数のローラダイスを用いる方法などといった公知の方法を採用できる。
Next, as shown in FIG. 4B, a
次に、雄ねじ21の軸方向所定箇所に環状溝24を形成する。これにより、図3に示す完成品形状のねじ軸2が得られる。なお、環状溝24には、雄ねじ21に求められるような形状精度が要求されない。そのため、環状溝24の形成方法は任意であるが、ここでは切削加工により形成されている。
Next, the
環状溝24の形成後には、ねじ軸2のうち、少なくとも雄ねじ21の形成領域に対して焼入硬化処理が施される。これにより、雄ねじ21の表面硬度を高めることができるので、雄ねじ21の耐摩耗性や耐疲労強度などを高めることができる。焼入硬化処理は、ねじ軸2の全体を焼入れする、いわゆるずぶ焼入れであっても良いし、ねじ軸2のうち、雄ねじ21の形成領域の表層部のみを焼入れする表面焼入れであっても良いが、ずぶ焼入れを施した場合には、焼入硬化処理後に焼戻し処理を施すのが好ましい。なお、雄ねじ21を転造加工で形成した関係上、ねじ軸2の表層部のうち雄ねじ21の形成領域は加工硬化による高硬度化がなされているので、表面硬化処理は必要に応じて施せば足り、省略しても構わない。
After the
図2に示すように、ナット3の内周面には、ねじ軸2の外周面に設けた雄ねじ21(の案内部22)と螺合した雌ねじ3aが形成されている。従って、本実施形態の直動機構1は、いわゆるすべりねじ機構である。ナット3の軸方向一方側(紙面左側)の端面には、ねじ軸2の回転方向で紙面左側のストッパ4(に設けた被係合面4b)と係合する係合面3bが設けられ、また、ナット3の軸方向他方側(紙面右側)の端面には、ねじ軸2の回転方向で紙面右側のストッパ4(に設けた被係合面4b)と係合する係合面3bが設けられている。図示例では、ナット3の端面に螺旋状に傾斜した傾斜面3cを設けており、この傾斜面3cの終端部で形成される段差面が係合面3bを構成する。
As shown in FIG. 2, a
図2および図5に示すように、短円筒状をなすストッパ4の内周面には雌ねじ4aが形成されている。ねじ軸2に対して固定される前のストッパ4(図5参照)の雌ねじ4aは、ねじ軸2に設けられた雄ねじ21の固定部23に対して螺合するように形成される。そのため、ねじ軸2に対して固定される前のストッパ4に設けられた雌ねじ4aのピッチ、谷径(最大径)および内径(最小径)は、それぞれ、ナット3の内周面に形成された雌ねじ3aのピッチ、谷径および内径と同寸である。
As shown in FIGS. 2 and 5, a
ストッパ4のうち、ナット3の端面(傾斜面3c)と軸方向で対向する端面には、ねじ軸2の回転方向でナット3に設けられた係合面3bと係合する被係合面4bが設けられている。本実施形態では、ストッパ4の端面に螺旋状に傾斜した傾斜面4cを設けており、この傾斜面4cの終端部で形成される段差面が被係合面4bを構成する。
Of the
詳細は後述するが、ストッパ4は、その外周面に付与される縮径方向の圧縮力を受けて塑性変形することにより、ねじ軸2に対して固定(加締め固定)される。このときのストッパ4の変形容易化を図るため、ストッパ4の内周面にはストッパ4の両端面に開口した切欠き4dが形成されている。この切欠き4dは、周方向に離間した二箇所(より詳細には、位相を180°異ならせた二箇所)に形成されている。
Although the details will be described later, the
以上の構成を有する直動機構1の組立手順の一例を図6(a)~(c)に基づいて説明する。
An example of the assembly procedure of the
まず、図6(a)に示すように、一対のストッパ4のうちの一方(ここでは、図2の紙面左側に配置されるストッパ4)をねじ軸2に対して固定する。具体的には、ねじ軸2の軸方向一方側の端部にストッパ4を外嵌してから、ストッパ4とねじ軸2を所定量相対回転させることにより、ねじ軸2の雄ねじ21に対してストッパ4の雌ねじ4aを予め定められた軸方向位置・位相まで締め込む。ここでは、ストッパ4の傾斜面4cが案内部22と軸方向一方側の固定部23との間に設けた環状溝24の範囲内に位置するように、ストッパ4を締め込む。
First, as shown in FIG. 6A, one of the pair of stoppers 4 (here, the
次いで、図6(a)中の黒塗り矢印で示すように、ストッパ4に縮径方向の圧縮力Aを付与してストッパ4を塑性変形させ、ストッパ4の内周面に形成された雌ねじ4aの少なくとも一部をねじ軸2の雄ねじ21の固定部23に密着させることにより、ストッパ4をねじ軸2に対して固定(加締め固定)する。本実施形態において、縮径方向の圧縮力Aは、ストッパ4の外周面のうち、位相を180°異ならせた二箇所に付与する。より具体的には、ストッパ4の外周面のうち、ストッパ4の内周面に形成した切欠き4dとは位相を90°異ならせた位置にある付与部B(図5参照)に圧縮力Aを付与する。これにより、ストッパ4の変形容易性が高まり、ストッパ4を塑性変形させる(ストッパ4をねじ軸2に対して加締め固定する)際に必要となる圧縮力Aを減じることができるので、圧縮力Aの付与に伴ってねじ軸2の外周面に負荷される圧縮荷重が減じられる結果、雄ねじ21に望まない変形が生じるのを効果的に防止することができる。
Next, as shown by the black arrow in FIG. 6A, the
また、本実施形態では、ねじ軸2の雄ねじ21を構成する固定部23と案内部22との間に環状溝24を設け、固定部23と案内部22とを軸方向で分離させているので、ストッパ4を塑性変形させるのに伴って雄ねじ21の固定部23に圧縮荷重が負荷された場合でも、その荷重が案内部22に及び難くなる。これにより、雄ねじ21の案内部22に望まない変形が生じるのを一層効果的に防止することができる。
Further, in the present embodiment, an
以上のようにして、ねじ軸2の雄ねじ21を構成する軸方向一方側の固定部23に対してストッパ4を加締め固定した後、図6(b)に示すように、ねじ軸2の雄ねじ21を構成する案内部22に対してナット3の雌ねじ3aを螺合させる。
As described above, after the
最後に、図6(c)に示すように、一対のストッパ4のうちの他方(ここでは、図2の紙面右側に配置されるストッパ4)をねじ軸2に対して固定する。この固定作業は、図6(a)を参照して説明した、一方のストッパ4の固定手順と同様の手順で行う。これにより、図1および図2に示す直動機構1が完成する。
Finally, as shown in FIG. 6 (c), the other of the pair of stoppers 4 (here, the
なお、上記の組立手順はあくまでも一例であり、例えば、ねじ軸2に対してストッパ4を固定する前に、ねじ軸2に対してナット3を外嵌(ねじ軸2の雄ねじ21の案内部22に対してナット3の雌ねじ3aを螺合)しておいても良い。
The above assembly procedure is merely an example. For example, before fixing the
以上で説明したように、本発明に係る直動機構1は、ねじ軸2の外周面に設けた雄ねじ21が、ねじ軸2に対するナット3の相対移動を案内する案内部22と、ストッパ4が縮径方向の圧縮力Aを受けて塑性変形し、ストッパ4の内周面に設けられた雌ねじ4aの少なくとも一部が密着することにより、ストッパ4が固定された固定部23とを有する。
As described above, in the
係る構成によれば、ねじ軸2の外周面に設けられた雄ねじ21の範囲内において、ナット3がねじ軸2に対して相対移動すると共に、ストッパ4が固定(加締め固定)されることから、雄ねじ21を転造加工で形成することができる。これにより、個体間で雄ねじ21の形状精度にばらつきがなく、かつ加工硬化による雄ねじ21の高硬度化が達成された高品質・高強度のねじ軸2を低コストに得ることができる。
According to this configuration, the
また、ストッパ4の内周面には(雄ねじ21の固定部23に螺合する)雌ねじ4aが設けられていることから、ストッパ4をねじ軸2に対して固定する際には、ねじ軸2に外嵌したストッパ4を所定量回転させ、ねじ軸2の雄ねじ21(の固定部23)に対してストッパ4の雌ねじ4aを所定の軸方向位置・位相まで締め込むことにより、ねじ軸2に対するストッパ4の相対的な位置(軸方向位置および位相)を精度良く設定することができる。さらに、雄ねじ21の固定部23には、ストッパ4の内周面に設けた雌ねじ4aの少なくとも一部が密着することでストッパ4が固定されていることから、ストッパ4は、ねじ軸2に対する相対的な位置合わせが適切になされた状態でねじ軸2に対して回り止め状態で固定される。そのため、ねじ軸2が回転駆動されるのに伴ってナット3が所定の移動限に到達し、ナット3の係合面3bとストッパ4の被係合面4bとがねじ軸2の回転方向で係合したとき(図2参照)には、両者を所定の係合代W(図8参照)で係合させることができる。これにより、ナット3が所定の移動範囲を超えた位置まで移動するのを確実に規制することができる。
Further, since the
以上のことから、本発明によれば、回転規制タイプのストッパ4がねじ軸2に固定される直動機構1において、ねじ軸2に転造ねじを使用しつつもねじ軸2とストッパ4の位相合わせを容易にかつ精度良く行うことができる。これにより、必要以上にねじ軸2とストッパ4が相対移動するのを確実に規制することができて信頼性に富む直動機構1を低コストに提供することができる。
From the above, according to the present invention, in the
また、本実施形態では、雄ねじ21を構成する案内部22と固定部23との間に環状溝24を設け、案内部22と固定部23とを軸方向に分離させると共に、ストッパ4の内周面のうち、ストッパ4の外周面に付与される縮径方向の圧縮力Aの付与部とは位相を90°異ならせた位置にストッパ4の両端面に開口した切欠き4dを設けたことから、ねじ軸2にストッパ4を固定する際に、雄ねじ21の案内部22に望まない変形が生じるのを効果的に防止することができる。従って、ねじ軸2とナット3のスムーズな相対移動が担保された直動機構1、すなわち作動性に優れた直動機構1を実現することができる。
Further, in the present embodiment, an
以上、本発明の一実施形態に係る直動機構1およびその製造方法について説明したが、直動機構1には、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更を施すことができる。
Although the
例えば、以上で説明した実施形態では、ねじ軸2の外周面に形成した案内部22と固定部23との間に環状溝24を設けたが、この環状溝24は必ずしも設ける必要はなく、省略しても構わない。すなわち、雄ねじ21は、図4(b)に示す軸素材2’のように、案内部22と固定部23とが軸方向で連続したものとしても良い。特に、図5に示す態様で切欠き4dが設けられたストッパ4を用い、かつこのストッパ4の外周面のうち、切欠き4dとは位相を90°異ならせた位置に縮径方向の圧縮力Aを付与することでストッパ4をねじ軸2に対して加締め固定する際には、前述したとおり、案内部22に望まない変形が生じるのを可及的に防止することができるので、案内部22と固定部23が軸方向で連続した形態の雄ねじ21を採用することができる。
For example, in the embodiment described above, the
また、例えば、以上で説明した実施形態では特に言及しなかったが、ストッパ4としては、焼入れ等の硬化処理が施されていない鋼材(生材)で形成されたものを使用することができる。このようにすれば、焼入れ等が施された鋼材で形成されたストッパ4を使用する場合に比べ、ストッパ4の変形容易性が高まるので、ストッパ4に付与すべき縮径方向の圧縮力Aを減じてもストッパ4をねじ軸2に対して精度良くかつ強固に固定することができる。圧縮力Aを減じることができれば、ストッパ4を介してねじ軸2に付与される圧縮荷重を減じることができるので、ねじ軸2に望まない変形が生じるのを効果的に防止することができる。
Further, for example, although not particularly mentioned in the embodiment described above, as the
また、以上で説明した直動機構1は、ねじ軸2を回転側とし、ナット3を直動側とした、いわゆるねじ軸回転タイプの直動機構であるが、本発明は、ねじ軸2を直動側とし、ナット3を回転側とした、いわゆるナット回転タイプの直動機構に適用することもできる。
Further, the
また、以上で説明した直動機構1は、ナット3の内周面に、ねじ軸2の外周面に設けた雄ねじ21の案内部22と螺合した雌ねじ3aが設けられた直動機構であるが、本発明は、図7に示すように、ナット3の内周面に螺旋状溝6が設けられ、この螺旋状溝6とねじ軸2の雄ねじ21の案内部22に画成される螺旋状溝5との間に多数のボール7が介在した直動機構にも適用することができる。すなわち、本発明は、図1および図2等に示すような、いわゆるすべりねじ機構からなる直動機構1のみならず、図10に模式的に示すような、いわゆるボールねじ機構からなる直動機構1にも適用することができる。
Further, the
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that the present invention can be carried out in various forms without departing from the gist of the present invention. Indicated by the scope of the claim and further include the equal meanings set forth in the claims, and all modifications within the scope.
1 直動機構
2 ねじ軸
3 ナット
3a 雌ねじ
3b 係合面
4 ストッパ
4a 雌ねじ
4b 被係合面
21 雄ねじ
22 案内部
23 固定部
24 環状溝
A 圧縮力
1
Claims (5)
前記雄ねじが、前記ねじ軸に対する前記ナットの相対的な移動を案内する案内部と、前記ストッパが縮径方向の圧縮力を受けて塑性変形し、前記ストッパの内周面に設けられた雌ねじの少なくとも一部が密着することにより、前記ストッパが固定された固定部とを有し、
前記案内部と前記固定部とが軸方向に分離して設けられていることを特徴とする直動機構。 The screw shaft is provided with a screw shaft having a male screw formed on the outer peripheral surface, a nut fitted so as to be rotatable relative to the screw shaft, and a cylindrical stopper fixed to the outer peripheral surface of the screw shaft. And as one of the nuts rotates, the other moves back and forth in the axial direction, and the engaging surface provided on the nut and the engaged surface provided on the stopper engage in the rotational direction. By doing so, in a linear motion mechanism in which the relative axial movement of the screw shaft and the nut is restricted.
The male screw has a guide portion that guides the relative movement of the nut with respect to the screw shaft, and the stopper is plastically deformed by receiving a compressive force in the radial direction, and the female screw provided on the inner peripheral surface of the stopper. It has a fixed portion to which the stopper is fixed by at least a part of the stopper being brought into close contact with the stopper.
A linear motion mechanism characterized in that the guide portion and the fixed portion are provided separately in the axial direction .
前記ストッパの内周面のうち、前記圧縮力の付与部とは位相を90°異ならせた位置に、前記ストッパの両端面に開口した切欠きが設けられている請求項1又は2に記載の直動機構。 The stopper is plastically deformed by applying a compressive force in the radial direction to two points on the outer peripheral surface having a phase difference of 180 °.
2 . Linear motion mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018177633A JP7080146B2 (en) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | Linear motion mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018177633A JP7080146B2 (en) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | Linear motion mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020046057A JP2020046057A (en) | 2020-03-26 |
| JP7080146B2 true JP7080146B2 (en) | 2022-06-03 |
Family
ID=69899513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018177633A Expired - Fee Related JP7080146B2 (en) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | Linear motion mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7080146B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7468438B2 (en) | 2021-03-31 | 2024-04-16 | 日本精工株式会社 | Ball screw device |
| JP7522451B2 (en) * | 2021-04-19 | 2024-07-25 | Nskステアリング&コントロール株式会社 | Rotation limiting device and steering device |
| JP7543998B2 (en) * | 2021-08-04 | 2024-09-03 | 日本精工株式会社 | Ball screw device |
| JP7288204B2 (en) * | 2021-08-17 | 2023-06-07 | 株式会社アンセイ | Linear drive and locking device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004132518A (en) | 2002-10-15 | 2004-04-30 | Masao Suzuki | Fixture |
| JP2014178023A (en) | 2013-02-12 | 2014-09-25 | Nsk Ltd | Ball screw mechanism and actuator |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6037652U (en) * | 1983-08-22 | 1985-03-15 | 三菱重工業株式会社 | Ball screw stopper structure |
| JPH07270153A (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Yamaha Motor Co Ltd | Roundness measuring device |
-
2018
- 2018-09-21 JP JP2018177633A patent/JP7080146B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004132518A (en) | 2002-10-15 | 2004-04-30 | Masao Suzuki | Fixture |
| JP2014178023A (en) | 2013-02-12 | 2014-09-25 | Nsk Ltd | Ball screw mechanism and actuator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020046057A (en) | 2020-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7080146B2 (en) | Linear motion mechanism | |
| US5984826A (en) | Toroidal continuously variable transmission for preventing the loosening of a loading nut | |
| US8950283B2 (en) | Method for manufacturing nut for ball screw and ball screw | |
| EP4279766B1 (en) | Ball screw device and method for manufacturing screw shaft | |
| KR20120034599A (en) | Method for producing a threaded nut of a ball screw drive | |
| US4620351A (en) | Unlimited sliding ball spline assembly | |
| US20110000330A1 (en) | Ball nut of a ball screw | |
| CA2275559A1 (en) | Method for forming a workpiece by flow-forming | |
| US7908748B2 (en) | Rack and pinion type steering device and method of manufacturing the same | |
| JP5121656B2 (en) | Ball screw | |
| KR20070011452A (en) | Screw device and its manufacturing method | |
| WO2016136750A1 (en) | Ball screw nut and manufacturing method therefor | |
| US10464151B2 (en) | Raceway groove machining method, bearing, ball screw device, machine and vehicle production method | |
| JP2019157952A (en) | Linear motion mechanism and its manufacturing method | |
| JP7179991B2 (en) | Ball raceway on work piece and method for manufacturing ball screw nut having ball raceway so manufactured | |
| JP6103007B2 (en) | Method for manufacturing ball screw device | |
| JP4002092B2 (en) | Rolled ball screw shaft | |
| JP7095413B2 (en) | Ball screw | |
| JP2022012451A (en) | Ball screw device | |
| JP2007155037A (en) | Spline device and screw device | |
| JP2013166173A (en) | Method of manufacturing ball screw | |
| JP3523888B2 (en) | Ball screw | |
| JP6547284B2 (en) | Ball screw | |
| US3068550A (en) | Method and mechanism for forming annular grooves | |
| JP5853560B2 (en) | Ball screw manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210311 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211221 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211224 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220215 |
|
| 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: 20220506 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220524 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7080146 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |