JP6524763B2 - Ball screw mechanism and actuator - Google Patents

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Description

本発明は、直動アクチュエータに好適なボールねじ機構及びアクチュエータに関する。   The present invention relates to a ball screw mechanism and an actuator suitable for a linear actuator.

回転運動を直線運動に変換するボールねじを利用することにより、比較的小さな入力トルクから大きな軸方向の出力を得る動力変換装置として、ボールねじ式直動型アクチュエータが従来から広く使用されている。
電動モータ等の駆動源からの比較的小さな入力トルクを、ボールねじを構成するねじ軸(又はナット)に減速機構を介して入力し、このねじ軸(又はナット)を所望の方向に回転させると、ねじ軸(又はナット)の回転運動が、複数のボールを介してねじ軸(又はナット)と螺合したナット(又はねじ軸)の直線運動に変換される。そして、このナット(又はねじ軸)の直線運動を、ナットと連結された出力軸から(又はねじ軸から直接)取り出す。
A ball screw type direct acting actuator has been widely used as a power conversion device that obtains a large axial output from a relatively small input torque by utilizing a ball screw that converts rotational motion into linear motion.
When a relatively small input torque from a drive source such as an electric motor is input to a screw shaft (or a nut) constituting a ball screw via a reduction mechanism, and the screw shaft (or a nut) is rotated in a desired direction. The rotational movement of the screw shaft (or nut) is converted to the linear movement of a nut (or screw shaft) screwed with the screw shaft (or nut) via a plurality of balls. Then, the linear motion of the nut (or screw shaft) is taken out from the output shaft connected with the nut (or directly from the screw shaft).

このボールねじ式直動型アクチュエータは、所定以上の直線運動を超えると、アクチュエータの破損、或いは、アクチュエータに駆動される装置が破損するおそれがある。
そこで、ボールねじ式直動型アクチュエータは、所定以上に直線運動するのを規制するため、回転運動を行なうナット及びねじ軸の一方と、直線運動として変換されるナット及びねじ軸の他方とに、ストローク規制部が設けられている。
When the linear motion of the ball screw type linear motion actuator exceeds a predetermined level, the actuator may be damaged or the device driven by the actuator may be broken.
Therefore, in order to regulate linear motion of a ball screw type linear motion actuator beyond a predetermined level, one of a nut and a screw shaft that performs rotational motion, and the other of the nut and the screw shaft that are converted as linear motion, A stroke control unit is provided.

例えば、特許文献1の装置は、ストローク規制部として、回転運動を行なうねじ軸の端部に装着したピンを設け、直線運動を行なうナットの軸方向端面がピンに係合することでストロークを規制している。
また、特許文献2の装置は、ストローク規制部として、ねじ軸の一端側の外周に装着したストッパ部材と、ナットの一端側の端面に形成した係止部とを備え、ストッパ部材に設けたストッパと係止部とが係合することで、ねじ軸、或いはナットのストロークを規制している。
For example, the device of Patent Document 1 is provided with a pin attached to the end of a screw shaft performing rotational movement as a stroke restricting portion, and the axial end face of a nut performing linear movement engages with the pin to restrict the stroke. doing.
Further, the device of Patent Document 2 includes, as a stroke restricting portion, a stopper member mounted on the outer periphery of one end side of a screw shaft, and a locking portion formed on an end surface of one end side of a nut The stroke of the screw shaft or the nut is regulated by the engagement between the and the locking portion.

特開平10−078100号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-078100 特開2014−178023号公報JP, 2014-178023, A

しかし、特許文献1の装置は、ねじ軸の端部にピンを取付けたことで、ねじ軸の重心ずれにより触れ回りが発生するおそれがある。また、ナットの直線運動機構及びトルク伝達機構としてレール機構が必要となり、装置構成が大型になるおそれがある。
また、特許文献2の装置は、ねじ軸に装着したストッパ部材と、ナットの一端側の端面に設けた係止部とを軸方向にオフセットさせて配置しなければならないので、軸方向長さが長尺な装置となるおそれがある。また、ねじ軸の外周にストッパ部材を装着する構造が複雑であり、製造コストの面で問題がある。
However, in the device of Patent Document 1, since the pin is attached to the end portion of the screw shaft, there is a possibility that touch around may occur due to the deviation of the center of gravity of the screw shaft. In addition, a rail mechanism is required as the linear motion mechanism of the nut and the torque transmission mechanism, which may increase the size of the device configuration.
Further, in the device of Patent Document 2, since the stopper member mounted on the screw shaft and the locking portion provided on the end face on one end side of the nut must be offset in the axial direction, the axial length is short. It may be a long device. Further, the structure for mounting the stopper member on the outer periphery of the screw shaft is complicated, and there is a problem in terms of manufacturing cost.

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、装置の小型化を図りながら製造コストの低減化を図り、高精度に回転運動を直線運動に変換しながら所定以上の直線運動を規制することができるボールねじ機構及びアクチュエータを提供することを課題とする。   Therefore, the present invention has been made focusing on the unsolved problems of the above-described conventional example, and aims to reduce the manufacturing cost while achieving downsizing of the device, and convert rotational motion into linear motion with high accuracy. It is an object of the present invention to provide a ball screw mechanism and an actuator capable of restricting linear motion beyond a predetermined level.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るボールねじ機構は、外周面に螺旋状のねじ軸転動路を設けたねじ軸と、内周面にねじ軸転動路に対応する螺旋状のナット転動路を設けたナットと、ねじ軸転動路及びナット転動路の間に転動自在に介装される複数の転動体と、ナット及びねじ軸の一方に相対的な回転運動を伝達するトルク伝達部材と、を備え、トルク伝達部材から伝達された回転運動をナット及びねじ軸の他方に直線運動として変換するボールねじ機構において、ナットの一端側端面の外周側に、軸方向に突出する係止部が形成され、
前記ねじ軸の一端側に、このねじ軸のねじ軸線に直交する方向に形成されたピン穴に圧入されたピン部材が装着されており、ピン部材を少なくとも軸方向外方から包囲し、このピン部材に摺動しながら係合している凹形状の溝が形成された従動部材を備えており、直線運動を規制するときに、前記係止部及び前記ピン部材が当接し、前記係止部及び前記従動部材の前記溝が、前記ねじ軸及び前記ナットの径方向に離れた状態で位置しているようにした。
また、本発明の一態様に係るアクチュエータは、上記のボールねじ機構を備えている。
In order to achieve the above object, a ball screw mechanism according to one aspect of the present invention corresponds to a screw shaft provided with a spiral screw shaft rolling path on the outer peripheral surface and a screw shaft rolling path on the inner peripheral surface. A nut provided with a helical nut rolling path, a plurality of rolling elements rollably interposed between the screw shaft rolling path and the nut rolling path, relative to one of the nut and the screw shaft A ball screw mechanism comprising: a torque transmission member for transmitting a rotational movement, and converting the rotational movement transmitted from the torque transmission member to the other of the nut and the screw shaft as a linear movement, on an outer peripheral side of an end face of one end side of the nut An axially projecting locking portion is formed;
A pin member press-fitted into a pin hole formed in a direction perpendicular to the screw axis of the screw shaft is mounted on one end side of the screw shaft, and the pin member is surrounded at least from the axially outer side. member and a driven member which concave grooves are formed engaging with slides, when regulating the linear movement, the locking portion and the pin member is abutting, the locking The groove of the part and the driven member is located in a state of being separated in the radial direction of the screw shaft and the nut.
An actuator according to an aspect of the present invention includes the above-mentioned ball screw mechanism.

本発明に係るボールねじ機構及びアクチュエータによれば、装置の小型化を図りながら製造コストの低減化を図ることができるとともに、高精度に回転運動を直線運動に変換しながら所定以上の直線運動を規制することができる。   According to the ball screw mechanism and the actuator according to the present invention, the manufacturing cost can be reduced while achieving the downsizing of the device, and at least a predetermined linear movement can be performed while converting the rotational movement into the linear movement with high accuracy. It can be regulated.

本発明に係る第1実施形態のボールねじ機構を示す要部を断面した斜視図である。It is the perspective view which showed the principal part which shows the ball screw mechanism of 1st Embodiment which concerns on this invention. 第1実施形態のボールねじ機構を軸方向から見た要部断面図である。It is principal part sectional drawing which looked at the ball screw mechanism of 1st Embodiment from the axial direction. 第1実施形態のボールねじ機構の係止部とピン部材の係合状態を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the engagement state of the latching | locking part of the ball screw mechanism of 1st Embodiment, and a pin member. 第1実施形態のボールねじ機構の動作を模式的に記載した図である。It is the figure which described typically operation | movement of the ball screw mechanism of 1st Embodiment. 第2実施形態のボールねじ機構を示す要部を断面した斜視図である。It is the perspective view which cut the principal part which shows the ball screw mechanism of 2nd Embodiment. 第2実施形態のボールねじ機構を示す軸方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the axial direction which shows the ball screw mechanism of 2nd Embodiment. 図6のVII−VII線矢視図である。It is a VII-VII line arrow directional view of FIG. 本発明に係る第3実施形態のボールねじ機構を示す要部を断面した斜視図である。It is the perspective view which showed the principal part which shows the ball screw mechanism of 3rd Embodiment which concerns on this invention. 第3実施形態のボールねじ機構で使用しているピン部材の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the pin member used with the ball screw mechanism of 3rd Embodiment.

図面を参照して、本発明の第1〜第3実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。   The first to third embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that parts having different dimensional relationships and ratios among the drawings are included.

また、以下に示す第1〜第3実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
[第1実施形態]
図1から図4は本発明に係る第1実施形態のアクチュエータとして使用されるボールねじ機構1を示すものである。
In addition, the first to third embodiments described below illustrate apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention includes materials of components, The shape, structure, arrangement, etc. are not specified in the following. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.
First Embodiment
FIGS. 1 to 4 show a ball screw mechanism 1 used as an actuator of a first embodiment according to the present invention.

第1実施形態のボールねじ機構1は、図1に示すように、ねじ軸2と、ナット3と、ねじ軸2の外周に設けられたねじ溝4とナット3の内周に設けたねじ溝(不図示)との間に転動自在に設置される複数の転動体と、ナット3の一端側端面3aの外周側に軸方向に突出して形成した係止部5と、ねじ軸2の一端側にねじ軸線2Pと直交する方向に装着され、係止部5に当接可能なピン部材6と、ピン部材6の軸方向の両端部6a,6bに係合している円筒形状のハウジング7と、を備えている。ここで、転動体は、第2実施形態のボールねじ機構10を示す図6の符号Bである(以下、転動体Bと称する)。   As shown in FIG. 1, the ball screw mechanism 1 according to the first embodiment has a screw shaft 2, a nut 3, and a screw groove 4 provided on the outer periphery of the screw shaft 2 and a screw groove provided on the inner periphery of the nut 3. (Not shown), a plurality of rolling elements installed in a freely rolling manner, a locking portion 5 axially formed on the outer peripheral side of the one end side end face 3a of the nut 3 and one end of the screw shaft 2 The cylindrical housing 7 is mounted on the side in a direction orthogonal to the screw axis 2P and is engaged with the pin member 6 that can abut the locking portion 5 and both axial end portions 6a and 6b of the pin member 6 And have. Here, a rolling element is code | symbol B of FIG. 6 which shows the ball screw mechanism 10 of 2nd Embodiment (Hereinafter, it calls the rolling element B.).

ねじ軸2の一端側には、平坦な端面2aのねじ軸線2Pを中心とする位置から突起部8が突出して形成されている。
この突起部8に、ねじ軸線2Pと直交する方向にピン穴9が形成され、ピン穴9にピン部材6が圧入されている。ピン穴9に圧入されたピン部材6は、突起部8から同一寸法の長さで両側へ突出している。
At one end side of the screw shaft 2, a projection 8 is formed to project from a position centered on the screw axis 2P of the flat end surface 2a.
A pin hole 9 is formed in the projection 8 in a direction orthogonal to the screw axis 2 P, and the pin member 6 is press-fit into the pin hole 9. The pin member 6 pressed into the pin hole 9 protrudes from the protrusion 8 to the both sides with the same dimension length.

ハウジング7は、固定部材(不図示)に、自身の回転及び軸方向移動が拘束されている。このハウジング7の内周面には、互いに180°離れた位置で軸方向に延在する一対の凹形状の溝7a,7bが形成されており、これら溝7a,7bにピン部材6の両端部6a,6bが入り込んでいる。
ここで、ナット3の一端側端面3aからピン穴9の中心までの距離をSとし、ねじ軸2のリードをLとし、ピン部材6の直径をDとし、係止部5のナット3の一端側端面3aから突出した長さをHとする。
The housing 7 is restrained by its fixing member (not shown) in its rotation and axial movement. On the inner peripheral surface of the housing 7, a pair of concave grooves 7a and 7b extending in the axial direction are formed at positions separated by 180 ° from each other, and both ends of the pin member 6 are formed in these grooves 7a and 7b. 6a and 6b are entering.
Here, the distance from one end side end face 3a of nut 3 to the center of pin hole 9 is S, the lead of screw shaft 2 is L, the diameter of pin member 6 is D, and one end of nut 3 of locking portion 5 The length protruding from the side end face 3a is H.

また、図2に示すように、ピン部材6及び係止部5が当接したときに、ピン部材6に当接していない第1係止部材5の円周方向の端部とねじ軸線2Pとを径方向に結んだ線を仮想線Gとし、この仮想線Gとピン部材6のピン軸線6Pとがなす角度をαとすると、以下の(1)式の関係を有している。
S + D/2 < ((180−α)/360)×L ……(1)
このことから、ピン部材6の直径Dを小さくし、或いは、仮想線Gとピン部材6のピン軸線6Pとがなす角度αを小さくし、或いは、ねじ軸2のリードLを大きくし、或いは全ての条件を満たすと、ナット3の一端側端面3aからピン穴9の中心までの距離Sを短くできることがわかる。
Further, as shown in FIG. 2, when the pin member 6 and the locking portion 5 are in contact with each other, the circumferential end of the first locking member 5 not in contact with the pin member 6 and the screw axis 2 P Assuming that a line connecting in a radial direction is an imaginary line G, and an angle formed by the imaginary line G and the pin axis 6P of the pin member 6 is α, the following equation (1) is satisfied.
S + D / 2 <((180-alpha) / 360) x L (1)
From this, the diameter D of the pin member 6 is reduced, or the angle α between the imaginary line G and the pin axis 6P of the pin member 6 is reduced, or the lead L of the screw shaft 2 is enlarged or all It is understood that the distance S from the one end side end face 3a of the nut 3 to the center of the pin hole 9 can be shortened if the condition

第1実施形態のボールねじ機構1の動作について、図4を参照しながら説明する。
初期状態では、ねじ軸2が図4の左側に位置しており、ねじ軸2のピン部材6がナット3の係止部5に当接していない。
そして、トルク伝達機構から矢印R方向の回転力が伝達されたナット3は移動せずにその場で回転し、転動体Bを介して回転力が伝達されたねじ軸2は、回転せずにC1方向を往復する。
The operation of the ball screw mechanism 1 of the first embodiment will be described with reference to FIG.
In the initial state, the screw shaft 2 is located on the left side of FIG. 4, and the pin member 6 of the screw shaft 2 is not in contact with the locking portion 5 of the nut 3.
Then, the nut 3 to which the rotational force in the direction of arrow R is transmitted from the torque transmission mechanism rotates on the spot without moving, and the screw shaft 2 to which the rotational force is transmitted via the rolling element B does not rotate. Reciprocate in the C1 direction.

ナット3の回転運動が転動体Bを介してねじ軸2に直線運動として伝達されると、ねじ軸2は、ピン部材6の両端部6a,6bがハウジング7の溝7a,7b内を摺動しながら矢印C1の右方向に直線運動していき、ピン部材6が係止部5に当接する。
ここで、ナット3の係止部5及びねじ軸2のピン部材6が比較的大きな衝突力で当接しても、その衝突力は、ピン部材6の両端部6a,6bが溝7a,7bに入り込んでいるハウジング7が受けるので、転動体B及びねじ軸2には衝突力の影響が抑制される。
When the rotational movement of the nut 3 is transmitted as a linear movement to the screw shaft 2 via the rolling element B, the screw shaft 2 slides in the grooves 7a and 7b of the housing 7 at both ends 6a and 6b of the pin member 6. While moving linearly in the right direction of the arrow C 1, the pin member 6 abuts on the locking portion 5.
Here, even if the locking portion 5 of the nut 3 and the pin member 6 of the screw shaft 2 abut against each other with a relatively large collision force, the both end portions 6a and 6b of the pin member 6 contact the grooves 7a and 7b. Since the housing 7 intruding is received, the rolling elements B and the screw shaft 2 are less affected by the collision force.

したがって、第1実施形態のボールねじ機構1によると、ねじ軸2が回転していないため、ねじ軸2の一端側に設けたピン部材6が振れ回ることなく、ハウジング7の溝7a,7bに案内されるため、高精度にねじ軸2の直線運動として伝達することができる。
また、ナット3の係止部5及びねじ軸2のピン部材6が比較的大きな衝突力で当接しても、衝突力に対する転動体B及びねじ軸2の影響を抑制することができ、小型のボールねじ機構1を形成しても、長期に渡り高精度に安定して使用可能なアクチュエータを提供することができる。
Therefore, according to the ball screw mechanism 1 of the first embodiment, since the screw shaft 2 is not rotating, the pin member 6 provided on one end side of the screw shaft 2 does not move around and the grooves 7a and 7b of the housing 7 are Because it is guided, it can be transmitted as linear motion of the screw shaft 2 with high accuracy.
Further, even if the locking portion 5 of the nut 3 and the pin member 6 of the screw shaft 2 abut on each other with a relatively large collision force, the influence of the rolling element B and the screw shaft 2 on the collision force can be suppressed. Even if the ball screw mechanism 1 is formed, it is possible to provide an actuator that can be used stably with high accuracy over a long period of time.

また、第1実施形態では、ねじ軸2の一端側にねじ軸線2Pに直交する方向にピン部材6が装着されており、ピン部材6及び係止部5が径方向にオフセットさせた状態で配置されているので、軸方向(ねじ軸線2P方向)の長さが短い装置となり、さらに小型化を図ることができる。
また、ピン部材6は、ねじ軸2の一端側に設けた突起部8のねじ軸線2Pに直交する方向に形成したピン穴9に圧入された状態で装着されており、ねじ軸2にピン部材6を装着する構造が簡便であり、製造コストの低減化を図ることができる。
さらに、ピン部材6がピン穴9の軸方向に移動しても、ハウジング7の内周面に形成した一対の凹形状の溝10a,10bの底面が両端部6a,6bに当接することで、ピン部材6がねじ軸2の突起部8から脱却するのを防止することができる。
Further, in the first embodiment, the pin member 6 is mounted on one end side of the screw shaft 2 in the direction orthogonal to the screw axis 2P, and the pin member 6 and the locking portion 5 are arranged in a state of being offset in the radial direction. As a result, the length of the axial direction (the direction of the screw axis 2P) is short, and further downsizing can be achieved.
Further, the pin member 6 is mounted in a state of being press-fitted into a pin hole 9 formed in a direction orthogonal to the screw axis 2P of the projection 8 provided on one end side of the screw shaft 2 The structure of mounting 6 is simple, and the manufacturing cost can be reduced.
Furthermore, even if the pin member 6 moves in the axial direction of the pin hole 9, the bottom surfaces of the pair of concave grooves 10a and 10b formed in the inner peripheral surface of the housing 7 abut on both ends 6a and 6b. It is possible to prevent the pin member 6 from disengaging from the projection 8 of the screw shaft 2.

さらにまた、第1実施形態では、上述した(1)式の関係を有していることから、ピン部材6の直径Dを小さく、或いは、仮想線Gとピン部材6のピン軸線6Pとがなす角度αを小さくし、或いは、ねじ軸2のリードLを大きくし、或いは全ての条件を満たすと、ナット3の一端側端面3aからピン穴9の中心までの距離Sを短くできることができるので、さらに軸方向の短尺化を図ったボールねじ機構1及びアクチュエータを提供することができる。
ここで、本発明に係る従動部材がハウジング7に対応し、本発明に係るオフセットとは、ピン部材6の軸方向に対して係止部5と、ハウジング7の溝7a,7bとが離れていることに対応している。
Furthermore, in the first embodiment, since the relationship of the above-mentioned equation (1) is satisfied, the diameter D of the pin member 6 is reduced, or the imaginary line G and the pin axis 6P of the pin member 6 are formed. If the angle α is reduced, or if the lead L of the screw shaft 2 is increased, or all conditions are satisfied, the distance S from the end face 3 a of the nut 3 to the center of the pin hole 9 can be shortened. Furthermore, it is possible to provide a ball screw mechanism 1 and an actuator in which axial shortening can be achieved.
Here, the driven member according to the present invention corresponds to the housing 7, and with the offset according to the present invention, the locking portion 5 and the grooves 7a and 7b of the housing 7 are separated in the axial direction of the pin member 6. It corresponds to the

[第2実施形態]
次に、図5から図7は、本発明に係る第2実施形態のボールねじ機構10を示すものである。なお、図1から図4で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
第2実施形態のボールねじ機構10は、ピン部材6に係合しているキャップ部材13を備えている。
キャップ部材13は、固定部材(不図示)に、自身の回転及び軸方向移動が拘束されており、図7に示すように、有蓋円筒形状のキャップ本体13aと、キャップ本体13aの内側に同軸に形成されたキャップ内筒部13bとを備えている。
Second Embodiment
Next, FIGS. 5 to 7 show a ball screw mechanism 10 according to a second embodiment of the present invention. The same components as those shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
The ball screw mechanism 10 of the second embodiment includes a cap member 13 engaged with the pin member 6.
The cap member 13 is restricted in its rotation and axial movement by a fixing member (not shown), and as shown in FIG. 7, coaxial with the inside of the cap cylindrical body 13a having a lid and the cap body 13a. And the formed cap inner cylindrical portion 13b.

内筒部13bには、径方向に延在する一対のスリット14a,14bが形成されており、これらスリット14a,14bにピン部材6の両端部6a,6bより内側の部位が入り込んでいる。
また、図6に示すように、ねじ軸2の一端側から突出している突起部8の軸方向端部には、球面形状の凸部15が形成されており、キャップ本体13aの内面に当接している。
A pair of slits 14a and 14b extending in the radial direction is formed in the inner cylindrical portion 13b, and a portion inside the both end portions 6a and 6b of the pin member 6 is inserted into the slits 14a and 14b.
Further, as shown in FIG. 6, a spherical convex portion 15 is formed at an axial end of the projection 8 projecting from one end of the screw shaft 2, and abuts on the inner surface of the cap main body 13a. ing.

次に、第2実施形態のボールねじ機構1の動作について、図5を参照しながら説明する。
初期状態では、ねじ軸2が図5の左側に位置しており、ねじ軸2のピン部材6がナット3の係止部5に当接していない。
そして、トルク伝達機構から矢印R1方向の回転力が伝達されたナット3は移動せずにその場で回転し、転動体Bを介して回転力が伝達されたねじ軸2は、回転せずにC2方向を往復する。
Next, the operation of the ball screw mechanism 1 of the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the initial state, the screw shaft 2 is located on the left side of FIG. 5, and the pin member 6 of the screw shaft 2 is not in contact with the locking portion 5 of the nut 3.
Then, the nut 3 to which the rotational force in the arrow R1 direction is transmitted from the torque transmission mechanism rotates on the spot without moving, and the screw shaft 2 to which the rotational force is transmitted through the rolling element B does not rotate. Reciprocate in the C2 direction.

ナット3の回転運動が転動体Bを介してねじ軸2に直線運動として伝達されると、ねじ軸2は、ピン部材6の両端部6a,6bがキャップ部材13のスリット14a,14bを摺動しながら矢印C2の右方向に直線運動していき、ピン部材6が係止部5に当接する。
第2実施形態のボールねじ機構10も、ねじ軸2が回転していないため、ねじ軸2の一端側に設けたピン部材6が振れ回ることなく、キャップ部材13のスリット14a,14bに案内されるため、高精度にねじ軸2の直線運動として伝達することができる。
When the rotational movement of the nut 3 is transmitted as a linear movement to the screw shaft 2 through the rolling element B, the screw shaft 2 slides on the slits 14 a and 14 b of the cap member 13 at both ends 6 a and 6 b of the pin member 6. While moving linearly in the right direction of the arrow C 2, the pin member 6 abuts on the locking portion 5.
Also in the ball screw mechanism 10 of the second embodiment, since the screw shaft 2 is not rotating, the pin member 6 provided on one end side of the screw shaft 2 is guided by the slits 14a and 14b of the cap member 13 without swinging. Therefore, it can transmit as linear motion of screw axis 2 with high accuracy.

また、ねじ軸2の一端側にねじ軸線2Pに直交する方向にピン部材6が装着されており、ピン部材6及び係止部5が径方向にオフセットさせた状態で配置されているので、軸方向(ねじ軸線2P方向)の長さが短い装置となり、小型化を図ることができる。
さらに、ピン部材6がピン穴9の軸方向に移動しても、キャップ部材13のキャップ本体13aの内周面に、ピン部材6の両端部6a,6bが当接することで、ピン部材6がねじ軸2の突起部8から脱却するのを防止することができる。
ここで、本発明に係る従動部材がキャップ部材13に対応し、本発明に係るオフセットとは、ピン部材6の軸方向に対して係止部5と、キャップ部材13のスリット14a,14bとが離れていることに対応している。
ている。
Further, the pin member 6 is mounted on one end side of the screw shaft 2 in the direction orthogonal to the screw axis 2P, and the pin member 6 and the locking portion 5 are arranged in a state of being offset in the radial direction. It becomes an apparatus with a short length in the direction (screw axis 2P direction), and miniaturization can be achieved.
Furthermore, even if the pin member 6 moves in the axial direction of the pin hole 9, the pin member 6 is moved by the both end portions 6a and 6b of the pin member 6 being in contact with the inner peripheral surface of the cap body 13a of the cap member 13. It is possible to prevent detachment from the projection 8 of the screw shaft 2.
Here, the driven member according to the present invention corresponds to the cap member 13, and the offset according to the present invention includes the locking portion 5 and the slits 14a and 14b of the cap member 13 in the axial direction of the pin member 6. It corresponds to being separated.
ing.

[第3実施形態]
次に、図8及び図9に、ピン部材16の形状が異なる第3実施形態のボールねじ機構17を示す。
第4実施形態のピン部材16の外周には、図9に示すように、係止部5に面接触する平坦な当接面16a,16bが形成されている。
このような平坦な当接面16a,16bを形成したことで、第1係止部11及び第2係止部12とピン部材16が当接する際の衝突力を低減することができ、耐久性が向上したボールねじ機構17を提供することができる。
Third Embodiment
Next, FIGS. 8 and 9 show a ball screw mechanism 17 according to a third embodiment in which the shape of the pin member 16 is different.
As shown in FIG. 9, flat contact surfaces 16 a and 16 b that are in surface contact with the locking portion 5 are formed on the outer periphery of the pin member 16 of the fourth embodiment.
By forming such flat contact surfaces 16a and 16b, it is possible to reduce the collision force when the first locking portion 11 and the second locking portion 12 and the pin member 16 are in contact, and the durability The ball screw mechanism 17 can be provided.

ここで、本発明に係る係止部及びピン部材が面接触状態で当接することが、係止部5と、平坦な当接面16a,16bの当接に対応している。
以上、本発明の範囲は上記実施形態に制限されるものではなく、様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。
Here, the contact between the locking portion and the pin member according to the present invention in the surface contact state corresponds to the contact between the locking portion 5 and the flat contact surfaces 16a and 16b.
As mentioned above, the scope of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and it is needless to say that various embodiments etc. are included. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention-specifying matters described in the scope of claims appropriate from the above description.

すなわち、第1実施形態のボールねじ機構10、第2実施形態のボールねじ機構14及び第3実施形態のボールねじ機構17は、トルク伝達部材によりナット3を回転させたが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、ねじ軸2をトルク伝達機構により回転運動し、このねじ軸2の回転運動をナット3の直線運動に変換するようにしてもよい。   That is, although the ball screw mechanism 10 of the first embodiment, the ball screw mechanism 14 of the second embodiment, and the ball screw mechanism 17 of the third embodiment rotate the nut 3 by the torque transmission member, the gist of the present invention The present invention is not limited to this, and the screw shaft 2 may be rotationally moved by a torque transmission mechanism, and the rotational motion of the screw shaft 2 may be converted into the linear motion of the nut 3.

1…ボールねじ機構
2…ねじ軸
2P…ねじ軸線
3…ナット
3a…ナットの一端側端面
4…ねじ溝
5…係止部
6…ピン部材
7…ハウジング
7a,7b…凹形状の溝
8…突起部
9…ピン穴
10…ボールねじ機構
11…第1係止部
12…第2係止部
13…キャップ部材
13a…キャップ本体
13b…キャップ内筒部
14a,14b…スリット
15…球面形状の凸部
16…ピン部材
16a,16b…平坦な当接面
17…ボールねじ機構
B…転動体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball screw mechanism 2 Screw shaft 2P Screw axis 3 Nut 3a End surface of one end of nut 4 Thread groove 5 Locking portion 6 Pin member 7 Housing 7a, 7b Concave groove 8 Projection Part 9 ... Pin hole 10 ... Ball screw mechanism 11 ... First locking part 12 ... Second locking part 13 ... Cap member 13a ... Cap body 13b ... Cap inner cylinder part 14a, 14b ... Slit 15 ... Convex part of spherical shape 16: Pin member 16a, 16b: Flat contact surface 17: Ball screw mechanism B: Rolling element

Claims (4)

外周面に螺旋状のねじ軸転動路を設けたねじ軸と、
内周面に前記ねじ軸転動路に対応する螺旋状のナット転動路を設けたナットと、
前記ねじ軸転動路及び前記ナット転動路の間に転動自在に介装される複数の転動体と、
前記ナット及び前記ねじ軸の一方に相対的な回転運動を伝達するトルク伝達部材と、を備え、前記トルク伝達部材から伝達された回転運動を前記ナット及び前記ねじ軸の他方に直線運動として変換するボールねじ機構において、
前記ナットの一端側端面の外周側に、軸方向に突出する係止部が形成され、
前記ねじ軸の一端側に、このねじ軸のねじ軸線に直交する方向に形成されたピン穴に圧入されたピン部材が装着されており、
前記ピン部材を少なくとも軸方向外方から包囲し、このピン部材に摺動しながら係合している凹形状の溝が形成された従動部材を備えており、
前記直線運動を規制するときに、前記係止部及び前記ピン部材が当接し、前記係止部及び前記従動部材の前記溝が、前記ねじ軸及び前記ナットの径方向に離れた状態で位置していることを特徴とするボールねじ機構。
A screw shaft provided with a spiral screw shaft rolling path on the outer peripheral surface,
A nut provided with a spiral nut rolling path corresponding to the screw shaft rolling path on an inner circumferential surface;
A plurality of rolling elements rollably interposed between the screw shaft rolling path and the nut rolling path;
And a torque transmitting member for transmitting a relative rotational movement to one of the nut and the screw shaft, and converting the rotational movement transmitted from the torque transmitting member to the other of the nut and the screw shaft as a linear movement. In the ball screw mechanism,
A locking portion protruding in the axial direction is formed on the outer peripheral side of the end face on one end side of the nut,
A pin member press-fit into a pin hole formed in a direction orthogonal to the screw axis of the screw shaft is attached to one end side of the screw shaft,
The driven member includes a concave-shaped groove formed to surround the pin member from at least the axially outer side and slidably engaged with the pin member.
When restricting the linear movement, the locking portion and the pin member is abutting, the grooves of the locking portion and the driven member is positioned in a state apart in the radial direction of the screw shaft and the nut the ball screw mechanism, characterized in that it has been.
前記係止部及び前記ピン部材は、面接触状態で当接することを特徴とする請求項1記載のボールねじ機構。 The ball screw mechanism according to claim 1 , wherein the locking portion and the pin member abut in a surface contact state . 前記ねじ軸の前記一端側端面の前記ねじ軸線を中心とする位置から突起部が突出して形成され、
この突起部に前記ピン穴を形成し、
前記一端側端面から前記ピン穴の中心までの距離をSとし、
前記ねじ軸のリードをLとし、
前記ピン穴に圧入された前記ピン部材及び前記係止部が当接したときに、前記ピン部材に当接していない前記係止部の円周方向の端部及び前記ねじ軸線を径方向に結んだ線を仮想線とし、この仮想線と前記ピン部材のピン軸線とがなす角度をαとし、
横断面円形状の前記ピン部材の直径をDとし、
前記係止部が、前記ナットの前記一端側の端面から突出している長さをHとすると、
S + D/2 < ((180−α)/360)×L
の関係を有していることを特徴とする請求項1又は2記載のボールねじ機構。
A projection is formed to project from a position centered on the screw axis of the end face on the one end side of the screw shaft,
Forming the pin holes in the protrusions;
Let S be the distance from the one end side end face to the center of the pin hole,
Let the lead of the screw shaft be L,
When the pin member press-fit into the pin hole and the locking portion abut, a circumferential end portion of the locking portion not in contact with the pin member and the screw axis are radially connected. Let an imaginary line be an imaginary line, and let α be an angle between the imaginary line and the pin axis of the pin member,
Let D be the diameter of the pin member of circular cross section,
Assuming that the length of the locking portion protruding from the end face of the one end side of the nut is H,
S + D / 2 <((180-α) / 360) × L
The ball screw mechanism according to claim 1 or 2, which has the following relationship .
請求項1乃至3の何れか1項に記載のボールねじ機構を備えることを特徴とするアクチュエータ。 An actuator comprising the ball screw mechanism according to any one of claims 1 to 3 .
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