送り螺子機構
【課題】螺子軸を短縮化でき、軽量、低コストで、かつ、省スペースな送り螺子機構を提供することである。
【解決手段】外周側に台形螺子山４を備えた螺子軸２と、螺子軸２に螺合される螺子ナット６と、螺子軸２の回転を抑制するスプライン１０とを備えた送り螺子機構１において、スプライン１０は、台形螺子山４の頂部４ａに設けられるとともに軸方向に沿って並べて配置されて列を成す切欠５と、螺子軸２の外周に摺接するとともに切欠５内へ侵入する凸部１１ｂを備えたスプラインナット１１とを備えた。
【解決手段】外周側に台形螺子山４を備えた螺子軸２と、螺子軸２に螺合される螺子ナット６と、螺子軸２の回転を抑制するスプライン１０とを備えた送り螺子機構１において、スプライン１０は、台形螺子山４の頂部４ａに設けられるとともに軸方向に沿って並べて配置されて列を成す切欠５と、螺子軸２の外周に摺接するとともに切欠５内へ侵入する凸部１１ｂを備えたスプラインナット１１とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送り螺子機構の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種送り螺子機構は、たとえば、アクチュエータ等に具現化され、モータの回転運動を直線運動に変換する際に用いられている。具体的には、外周側に台形螺子山を備えた螺子軸と、螺子軸に螺合される螺子ナットとを備えており、螺子ナットをモータ等によって回転駆動すると、螺子軸が軸方向に直線駆動されるようになっている。
【０００３】
このような送り螺子機構にあっては、螺子ナットを回転駆動することによって螺子軸を直線駆動させるが、螺子軸が螺子ナットとともに共回りしてしまうと螺子軸を直線駆動させることができないので、螺子軸の回転を防止する必要がある。
【０００４】
そして、螺子軸の回転を防止するために、従来の送り螺子機構では、螺子軸の台形螺子山を避ける位置、具体的には、螺子軸の一端の外周に軸方向に沿うスプライン溝を形成して、当該スプライン溝に嵌合するスプラインナットを設けている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０７−２８５４４９号公報（図６参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の送り螺子機構にあっては、螺子軸の外周の異なる位置に台形螺子山とスプライン溝と別々に有しており、螺子ナットは、螺子軸の外周に装着されるスプラインナットから離れた位置に螺合されている。
【０００６】
ここで、螺子軸を軸方向にストロークさせることを考えた場合、図６に示すように、螺子軸２０の長さは、螺子ナット２１およびスプラインナット２２の長さおよびストローク長２Ｌに螺子ナット２１とスプラインナット２２との間の距離に等しい長さｄを重畳した長さに設定しなくてはならず、螺子軸２０における螺子ナット２１とスプラインナット２２との間の距離ｄに等しい長さは螺子軸２０のストローク長に貢献しない無駄長さとなる。
【０００７】
すなわち、従来の送り螺子機構にあっては、螺子ナット２１とスプラインナット２２とが螺子軸２０上に離れて装着されているので、その分、無駄に螺子軸２０の長さを確保しなくてならず、送り螺子機構の重量が嵩み、コスト高であり、加えて、螺子ナット２１およびスプラインナット２２を保持する筐体も大型となって無駄にスペースを消費していた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の不具合を勘案して創案されたものであって、その目的とするところは、螺子軸を短縮でき、軽量、低コストで、かつ、省スペースな送り螺子機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するため、外周側に台形螺子山を備えた螺子軸と、螺子軸に螺合される螺子ナットと、螺子軸の回転を抑制するスプラインとを備えた送り螺子機構において、スプラインは、台形螺子山の頂部に設けられるとともに軸方向に沿って並べて配置されて列を成す切欠と、螺子軸の外周に摺接するとともに切欠内へ侵入する凸部を備えたスプラインナットとを備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の送り螺子機構によれば、螺子ナットが干渉しない切欠と、切欠に符合する凸部を備えたスプラインナットとでスプラインを構成して、螺子軸の外周に螺子ナットの螺合用の台形螺子溝とスプライン用の切欠とを共存させることができるので、螺子ナットとスプラインナットとを螺子軸上の至近に配置させることができる。
【００１１】
すなわち、螺子ナットとスプラインナットとの間の距離を短く設定することができ、その分、螺子軸のストロークに寄与しない無駄部分を省いて螺子軸の長さを短縮することができる。
【００１２】
したがって、送り螺子機構におけるストローク長を確保しつつ螺子軸の長さを短く設定することが可能であるので、送り螺子機構の重量を軽量にすることができるとともに、コストも低減でき、加えて、送り螺子機構を省スペース化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1は、一実施の形態における送り螺子機構の斜視図である。図２は、一実施の形態における送り螺子機構の螺子軸の側面図である。図３は、一実施の形態における送り螺子機構の螺子軸の断面図である。図４は、一実施の形態における送り螺子機構の螺子ナットの断面図である。図５は、一実施の形態における送り螺子機構のスプラインナットの平面図である。
【００１４】
図１に示すように、一実施の形態における送り螺子機構１は、外周側に台形螺子山４を備えた螺子軸２と、螺子軸２に形成した台形螺子山４に螺合される螺子ナット６と、螺子軸２の回転を抑制するスプライン１０とを備えて構成されている。
【００１５】
また、スプライン１０は、台形螺子山４の頂部４ａに設けられた切欠５と、螺子軸２の外周に摺接するとともに切欠５内へ侵入する凸部１１ｂを備えたスプラインナット１１とを備えて構成されている。
【００１６】
以下、詳細に説明すると、螺子軸２は、図１から図３に示すように、円柱状に形成されるとともに、その外周に螺旋状の台形螺子山４が設けられ、台形螺子山４間に台形螺子溝３が形成されている。さらに、この台形螺子山４の外周である頂部４ａには、螺子軸２の軸線に沿って、すなわち、螺子軸２の直線運動方向に沿って、並べて配置されて列を形成する切欠５が、図示するところでは、螺子軸２の軸回りに等間隔をもって六列設けられている。また、切欠５は、台形螺子山４間の台形螺子溝３の底部に干渉しない台形螺子山４の頂部４ａに設けられており、台形螺子山４の中間から頂部４ａにかけて切り取ってできる形状とされ、切欠５の列の数および形状は、任意とされてよい。
【００１７】
螺子ナット６は、図１および図４に示すように、筒体６ａの内周に設けた螺子軸２の台形螺子溝３内に進入する螺旋状の台形螺子山６ｂと、台形螺子山６ｂ間に形成されて螺子軸２の台形螺子山４の侵入を許容する台形螺子溝６ｃとを備えて構成されている。
【００１８】
つづき、螺子軸２の回り止めとして機能するスプライン１０におけるスプラインナット１１は、図１および図５に示すように、螺子軸２の外周となる台形螺子山４の外周に摺接する筒体１１ａと、筒体１1ａの内周に設けられて切欠５内へ侵入する凸部１１ｂとを備えて構成され、凸部１１ｂは、切欠５の形状、詳しくは切欠５を軸方向から見た形状に符合する形状とされており、切欠５の列数と同数である６つ設けられている。
【００１９】
したがって、スプラインナット１１内に螺子軸２を挿入すると、螺子軸２の台形螺子山４の頂部４ａに形成された各切欠５内にスプラインナット１１の各凸部１１ｂが侵入して、螺子軸２の周方向への回転が規制される。そして、螺子ナット６を螺子軸２に螺合させて、螺子ナット６をモータ等によって回転駆動すると、螺子軸２はスプライン１０によって回転が規制されるので軸方向の直線運動を呈することになる。
【００２０】
そして、この送り螺子機構１にあっては、螺子ナット６の台形螺子溝６ｂが干渉しない切欠５と、切欠５に符合する凸部１１ｂを備えたスプラインナット１１とでスプライン１０を構成しているので、螺子軸２の直線運動時において騒音や振動を生じさせることが無く、送り螺子機構１の劣化を促進させてしまうことも無い。
【００２１】
このように、螺子軸２の外周に螺子ナット６の螺合用の台形螺子山４とスプライン１０用の切欠５とを共存させることができるので、騒音および振動の発生を防止しつつ、螺子ナット６とスプラインナット１１とを螺子軸２上の至近に配置させることができる。
【００２２】
すなわち、図１に示したように、螺子ナット６とスプラインナット１１との間の距離ｈを短く設定することが可能となり、その分、螺子軸２のストロークに寄与しない無駄部分を省くことができるので、螺子軸２の長さを短縮することができる。
【００２３】
したがって、送り螺子機構１におけるストローク長を確保しつつ螺子軸２の長さを短く設定することが可能であるので、送り螺子機構１の重量を軽量にすることができるとともに、コストも低減でき、加えて、送り螺子機構１を省スペース化することができる。
【００２４】
さらに、螺子軸２の螺子ナット６とスプラインナット１１との間に位置する部分は、螺子ナット６の回転駆動によって捩れが生じる部分であり、距離ｈが短くなればなるほど、捩れが生じる部分が短くなることになる。
【００２５】
ここで、上記螺子軸２は、捩れによってバネ要素としても機能することから、捩れる区間が長くなるほど、螺子ナット６の回転に対する螺子軸２の直線運動の応答に時間がかかることになるが、上記したように、螺子ナット６とスプラインナット１１とを至近に配置することで螺子軸２の捩れる区間を短くすることができるので、送り螺子機構１における直線運動の応答性が向上する。
【００２６】
なお、台形螺子山４の頂部４ａから台形螺子溝３の底部に達するようにスプライン用の切欠を設けてもよいが、本実施の形態のように切欠５が台形螺子山４間の台形螺子溝３の底部に干渉しない台形螺子山４の頂部４ａに設けられることにより台形螺子山４の著しい強度低下を招かない点で有利となる。
【００２７】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施の形態における送り螺子機構の側面図である。
【図２】一実施の形態における送り螺子機構の螺子軸の側面図である。
【図３】一実施の形態における送り螺子機構の螺子軸の断面図である。
【図４】一実施の形態における送り螺子機構の螺子ナットの断面図である。
【図５】一実施の形態における送り螺子機構のスプラインナットの平面図である。
【図６】従来の送り螺子機構の側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 送り螺子機構
２ 螺子軸
３ 台形螺子溝
４ 台形螺子山
４ａ 台形螺子山における頂部
５ 切欠
６ 螺子ナット
６ａ 螺子ナットにおける筒体
６ｂ 螺子ナットにおける台形螺子山
６ｃ 螺子ナットにおける台形螺子溝
１０ スプライン
１１ スプラインナット
１１ａ スプラインナットにおける筒体
１１ｂ スプラインナットにおける凸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送り螺子機構の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種送り螺子機構は、たとえば、アクチュエータ等に具現化され、モータの回転運動を直線運動に変換する際に用いられている。具体的には、外周側に台形螺子山を備えた螺子軸と、螺子軸に螺合される螺子ナットとを備えており、螺子ナットをモータ等によって回転駆動すると、螺子軸が軸方向に直線駆動されるようになっている。
【０００３】
このような送り螺子機構にあっては、螺子ナットを回転駆動することによって螺子軸を直線駆動させるが、螺子軸が螺子ナットとともに共回りしてしまうと螺子軸を直線駆動させることができないので、螺子軸の回転を防止する必要がある。
【０００４】
そして、螺子軸の回転を防止するために、従来の送り螺子機構では、螺子軸の台形螺子山を避ける位置、具体的には、螺子軸の一端の外周に軸方向に沿うスプライン溝を形成して、当該スプライン溝に嵌合するスプラインナットを設けている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０７−２８５４４９号公報（図６参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の送り螺子機構にあっては、螺子軸の外周の異なる位置に台形螺子山とスプライン溝と別々に有しており、螺子ナットは、螺子軸の外周に装着されるスプラインナットから離れた位置に螺合されている。
【０００６】
ここで、螺子軸を軸方向にストロークさせることを考えた場合、図６に示すように、螺子軸２０の長さは、螺子ナット２１およびスプラインナット２２の長さおよびストローク長２Ｌに螺子ナット２１とスプラインナット２２との間の距離に等しい長さｄを重畳した長さに設定しなくてはならず、螺子軸２０における螺子ナット２１とスプラインナット２２との間の距離ｄに等しい長さは螺子軸２０のストローク長に貢献しない無駄長さとなる。
【０００７】
すなわち、従来の送り螺子機構にあっては、螺子ナット２１とスプラインナット２２とが螺子軸２０上に離れて装着されているので、その分、無駄に螺子軸２０の長さを確保しなくてならず、送り螺子機構の重量が嵩み、コスト高であり、加えて、螺子ナット２１およびスプラインナット２２を保持する筐体も大型となって無駄にスペースを消費していた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の不具合を勘案して創案されたものであって、その目的とするところは、螺子軸を短縮でき、軽量、低コストで、かつ、省スペースな送り螺子機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するため、外周側に台形螺子山を備えた螺子軸と、螺子軸に螺合される螺子ナットと、螺子軸の回転を抑制するスプラインとを備えた送り螺子機構において、スプラインは、台形螺子山の頂部に設けられるとともに軸方向に沿って並べて配置されて列を成す切欠と、螺子軸の外周に摺接するとともに切欠内へ侵入する凸部を備えたスプラインナットとを備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の送り螺子機構によれば、螺子ナットが干渉しない切欠と、切欠に符合する凸部を備えたスプラインナットとでスプラインを構成して、螺子軸の外周に螺子ナットの螺合用の台形螺子溝とスプライン用の切欠とを共存させることができるので、螺子ナットとスプラインナットとを螺子軸上の至近に配置させることができる。
【００１１】
すなわち、螺子ナットとスプラインナットとの間の距離を短く設定することができ、その分、螺子軸のストロークに寄与しない無駄部分を省いて螺子軸の長さを短縮することができる。
【００１２】
したがって、送り螺子機構におけるストローク長を確保しつつ螺子軸の長さを短く設定することが可能であるので、送り螺子機構の重量を軽量にすることができるとともに、コストも低減でき、加えて、送り螺子機構を省スペース化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1は、一実施の形態における送り螺子機構の斜視図である。図２は、一実施の形態における送り螺子機構の螺子軸の側面図である。図３は、一実施の形態における送り螺子機構の螺子軸の断面図である。図４は、一実施の形態における送り螺子機構の螺子ナットの断面図である。図５は、一実施の形態における送り螺子機構のスプラインナットの平面図である。
【００１４】
図１に示すように、一実施の形態における送り螺子機構１は、外周側に台形螺子山４を備えた螺子軸２と、螺子軸２に形成した台形螺子山４に螺合される螺子ナット６と、螺子軸２の回転を抑制するスプライン１０とを備えて構成されている。
【００１５】
また、スプライン１０は、台形螺子山４の頂部４ａに設けられた切欠５と、螺子軸２の外周に摺接するとともに切欠５内へ侵入する凸部１１ｂを備えたスプラインナット１１とを備えて構成されている。
【００１６】
以下、詳細に説明すると、螺子軸２は、図１から図３に示すように、円柱状に形成されるとともに、その外周に螺旋状の台形螺子山４が設けられ、台形螺子山４間に台形螺子溝３が形成されている。さらに、この台形螺子山４の外周である頂部４ａには、螺子軸２の軸線に沿って、すなわち、螺子軸２の直線運動方向に沿って、並べて配置されて列を形成する切欠５が、図示するところでは、螺子軸２の軸回りに等間隔をもって六列設けられている。また、切欠５は、台形螺子山４間の台形螺子溝３の底部に干渉しない台形螺子山４の頂部４ａに設けられており、台形螺子山４の中間から頂部４ａにかけて切り取ってできる形状とされ、切欠５の列の数および形状は、任意とされてよい。
【００１７】
螺子ナット６は、図１および図４に示すように、筒体６ａの内周に設けた螺子軸２の台形螺子溝３内に進入する螺旋状の台形螺子山６ｂと、台形螺子山６ｂ間に形成されて螺子軸２の台形螺子山４の侵入を許容する台形螺子溝６ｃとを備えて構成されている。
【００１８】
つづき、螺子軸２の回り止めとして機能するスプライン１０におけるスプラインナット１１は、図１および図５に示すように、螺子軸２の外周となる台形螺子山４の外周に摺接する筒体１１ａと、筒体１1ａの内周に設けられて切欠５内へ侵入する凸部１１ｂとを備えて構成され、凸部１１ｂは、切欠５の形状、詳しくは切欠５を軸方向から見た形状に符合する形状とされており、切欠５の列数と同数である６つ設けられている。
【００１９】
したがって、スプラインナット１１内に螺子軸２を挿入すると、螺子軸２の台形螺子山４の頂部４ａに形成された各切欠５内にスプラインナット１１の各凸部１１ｂが侵入して、螺子軸２の周方向への回転が規制される。そして、螺子ナット６を螺子軸２に螺合させて、螺子ナット６をモータ等によって回転駆動すると、螺子軸２はスプライン１０によって回転が規制されるので軸方向の直線運動を呈することになる。
【００２０】
そして、この送り螺子機構１にあっては、螺子ナット６の台形螺子溝６ｂが干渉しない切欠５と、切欠５に符合する凸部１１ｂを備えたスプラインナット１１とでスプライン１０を構成しているので、螺子軸２の直線運動時において騒音や振動を生じさせることが無く、送り螺子機構１の劣化を促進させてしまうことも無い。
【００２１】
このように、螺子軸２の外周に螺子ナット６の螺合用の台形螺子山４とスプライン１０用の切欠５とを共存させることができるので、騒音および振動の発生を防止しつつ、螺子ナット６とスプラインナット１１とを螺子軸２上の至近に配置させることができる。
【００２２】
すなわち、図１に示したように、螺子ナット６とスプラインナット１１との間の距離ｈを短く設定することが可能となり、その分、螺子軸２のストロークに寄与しない無駄部分を省くことができるので、螺子軸２の長さを短縮することができる。
【００２３】
したがって、送り螺子機構１におけるストローク長を確保しつつ螺子軸２の長さを短く設定することが可能であるので、送り螺子機構１の重量を軽量にすることができるとともに、コストも低減でき、加えて、送り螺子機構１を省スペース化することができる。
【００２４】
さらに、螺子軸２の螺子ナット６とスプラインナット１１との間に位置する部分は、螺子ナット６の回転駆動によって捩れが生じる部分であり、距離ｈが短くなればなるほど、捩れが生じる部分が短くなることになる。
【００２５】
ここで、上記螺子軸２は、捩れによってバネ要素としても機能することから、捩れる区間が長くなるほど、螺子ナット６の回転に対する螺子軸２の直線運動の応答に時間がかかることになるが、上記したように、螺子ナット６とスプラインナット１１とを至近に配置することで螺子軸２の捩れる区間を短くすることができるので、送り螺子機構１における直線運動の応答性が向上する。
【００２６】
なお、台形螺子山４の頂部４ａから台形螺子溝３の底部に達するようにスプライン用の切欠を設けてもよいが、本実施の形態のように切欠５が台形螺子山４間の台形螺子溝３の底部に干渉しない台形螺子山４の頂部４ａに設けられることにより台形螺子山４の著しい強度低下を招かない点で有利となる。
【００２７】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施の形態における送り螺子機構の側面図である。
【図２】一実施の形態における送り螺子機構の螺子軸の側面図である。
【図３】一実施の形態における送り螺子機構の螺子軸の断面図である。
【図４】一実施の形態における送り螺子機構の螺子ナットの断面図である。
【図５】一実施の形態における送り螺子機構のスプラインナットの平面図である。
【図６】従来の送り螺子機構の側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 送り螺子機構
２ 螺子軸
３ 台形螺子溝
４ 台形螺子山
４ａ 台形螺子山における頂部
５ 切欠
６ 螺子ナット
６ａ 螺子ナットにおける筒体
６ｂ 螺子ナットにおける台形螺子山
６ｃ 螺子ナットにおける台形螺子溝
１０ スプライン
１１ スプラインナット
１１ａ スプラインナットにおける筒体
１１ｂ スプラインナットにおける凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周側に台形螺子山を備えた螺子軸と、螺子軸に螺合される螺子ナットと、螺子軸の回転を抑制するスプラインとを備えた送り螺子機構において、スプラインは、台形螺子山に設けられるとともに軸方向に沿って並べて配置されて列を成す切欠と、螺子軸の外周に摺接するとともに切欠内へ侵入する凸部を備えたスプラインナットとを備えてなることを特徴とする送り螺子機構。
【請求項２】
切欠は、台形螺子山間の台形螺子溝の底部に干渉しない台形螺子山の頂部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の送り螺子機構。
【請求項１】
外周側に台形螺子山を備えた螺子軸と、螺子軸に螺合される螺子ナットと、螺子軸の回転を抑制するスプラインとを備えた送り螺子機構において、スプラインは、台形螺子山に設けられるとともに軸方向に沿って並べて配置されて列を成す切欠と、螺子軸の外周に摺接するとともに切欠内へ侵入する凸部を備えたスプラインナットとを備えてなることを特徴とする送り螺子機構。
【請求項２】
切欠は、台形螺子山間の台形螺子溝の底部に干渉しない台形螺子山の頂部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の送り螺子機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２２２２１２（Ｐ２００９−２２２２１２Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７０５６３（Ｐ２００８−７０５６３）
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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