JP2009144855A - Movement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体が直線運動するのを案内するスプラインやねじ軸を回転させてナットを相対的に直線運動させるねじ装置などの運動装置に関する。 The present invention relates to a motion device such as a spline that guides a moving body to linearly move or a screw device that rotates a screw shaft to relatively linearly move a nut.
スプラインは、略円柱状の軌道軸と、移動部材として円筒状の外筒を組み付けてなり、移動体が直線運動するのを案内する運動案内装置として用いられる。一般に外筒が移動体に取り付けられ、軌道軸が固定側に取り付けられる。軌道軸に対して外筒が相対的に円滑に移動できるように、軌道軸と外筒との間には転がり運動可能に複数のボール、ローラなどの転動体が介在される。スプラインは、転動体がトルクを負荷することができるので、移動体の直線運動を案内するだけでなく、移動体にトルクを伝動する装置として用いられる。 The spline is formed by assembling a substantially cylindrical orbit shaft and a cylindrical outer cylinder as a moving member, and is used as a motion guide device for guiding the moving body to linearly move. Generally, the outer cylinder is attached to the moving body, and the track shaft is attached to the fixed side. A plurality of rolling elements such as balls and rollers are interposed between the track shaft and the outer tube so as to be capable of rolling motion so that the outer tube can move relatively smoothly with respect to the track shaft. The spline is used as a device that not only guides the linear motion of the moving body but also transmits the torque to the moving body because the rolling body can apply torque.
ねじ装置として、ねじ軸の外周面の螺旋状のボール転走溝と、移動部材としてのナットの内周面の螺旋状の負荷ボール転走溝との位置を合わせ、これらの間に転がり運動可能に多数のボールを介在させたボールねじが知られている。このボールねじは、ボールが循環できるように、ナットにボール循環路の一部を構成する無負荷戻し通路が形成される。ナットに対してねじ軸を回転させたときの摩擦係数は、ボールの転がり運動によって低減される。ボールねじは、工作機械の送り機構、位置決め機構、自動車のステアリングなどの様々な分野で多用されている。 As a screw device, the position of the spiral ball rolling groove on the outer peripheral surface of the screw shaft and the spiral load ball rolling groove on the inner peripheral surface of the nut as the moving member are aligned, and rolling motion is possible between them There is known a ball screw in which a large number of balls are interposed. In this ball screw, a no-load return passage that forms a part of the ball circulation path is formed in the nut so that the ball can circulate. The friction coefficient when the screw shaft is rotated with respect to the nut is reduced by the rolling motion of the ball. Ball screws are widely used in various fields such as a feed mechanism of a machine tool, a positioning mechanism, and an automobile steering.
ところで、スプラインやねじ装置などの運動装置を相手部品に固定する方法として、移動部材と相手部品の間にトルクを伝達するキーを用いてこれらを締結するキー固定方法が知られている(特許文献1参照)。このキー固定方法においては、キーを挿入するためのキー溝を移動部材に形成する。キーは規格化されていて、それに対応するキー溝を移動部材に形成しなければならないことから、キー締結方法はある程度の大きさのある運動装置に対して有効的に使用される。 By the way, as a method of fixing an exercise device such as a spline or a screw device to a counterpart component, a key fixing method is known in which these are fastened using a key that transmits torque between the moving member and the counterpart component (Patent Literature). 1). In this key fixing method, a key groove for inserting a key is formed in the moving member. Since the key is standardized and the corresponding keyway must be formed in the moving member, the key fastening method is effectively used for a certain amount of exercise device.
また、一方で、小型の運動装置を相手部品に固定する方法として、ピンを用いてこれらを締結するピン固定方法も知られている。小型の運動装置では、装置自体にかかるトルクも小さくなるので、ピンを用いた締結によりトルクを伝達することができる。このピン固定方法において、運動装置の移動部材にピンを挿入するためのピン穴を設ける。相手部品にもあらかじめ、移動部材のピン穴に対応する位置にピン貫通孔が設けられている。相手部品に移動部材を挿入し、移動部材のピン穴と相手部品のピン貫通孔の位相を合わせて、これらにピンを打ち込む。
近年、運動装置が取り付けられる相手部品の小型化に伴い、運動装置も小型化が要求されている。当然、運動装置が小型化すると、移動部材の肉厚も薄くなってくる。 In recent years, with the miniaturization of the counterpart parts to which the exercise device is attached, the exercise device is also required to be reduced in size. Naturally, when the exercise device is downsized, the thickness of the moving member also decreases.
このような小型の運動装置を相手部品に固定する場合、上述のキー固定方法においては、規格化されているキーに合わせてキー溝を運動装置の移動部材に形成しなくてはならない。移動部材の肉厚が薄くなった運動装置では、キー溝形成のためのスペースを十分に確保することができず、キー溝の形成は困難である。 When fixing such a small exercise device to a counterpart component, in the above-described key fixing method, a keyway must be formed on the moving member of the exercise device in accordance with the standardized key. In an exercise device in which the thickness of the moving member is reduced, it is difficult to form a key groove because a sufficient space for forming the key groove cannot be secured.
また、上述のピン固定方法により運動装置を相手部品に取り付ける場合、ピン穴を設けるスペースには問題がない。しかしながら、ピンの直径も例えば1mm程度に小さくなることもあるため、移動部材のピン穴と相手部品のピン貫通孔の位相を合わるのは困難である。実際にピンを挿入する際には、まず光を通すなどして、移動部材のピン穴と相手部品のピン貫通孔の位相合わせを行わなければない。勿論、目視によりピン穴とピン貫通孔の位相を合わせたとしても、ピンを打ち込む際にずれてしまっていたりすることもあり、その作業は困難を伴う。 In addition, when the exercise device is attached to the counterpart component by the above-described pin fixing method, there is no problem in the space for providing the pin hole. However, since the diameter of the pin may be as small as about 1 mm, for example, it is difficult to match the phase of the pin hole of the moving member and the pin through hole of the counterpart component. When actually inserting a pin, it is necessary to first align the phase between the pin hole of the moving member and the pin through hole of the mating part by passing light through. Of course, even if the phases of the pin hole and the pin through hole are visually matched, they may be displaced when the pin is driven in, which is difficult.
そこで本発明は、小型化しても、相手部品への固定が容易なスプラインやねじ装置などの運動装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an exercise device such as a spline or a screw device that can be easily fixed to a mating part even if it is downsized.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、転動体転走部が形成された軌道軸と、前記軌道軸に相対的に移動可能に組み付けられ、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有する移動部材と、前記移動部材の前記転動体循環路に配列される複数の転動体と、前記移動部材の外周面に軸方向端部から軸方向に沿って所定位置まで形成された、相手部品固定用ピンを案内するための案内溝と、を備える運動装置である。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の運動装置において、前記案内溝に、前記案内溝より深く掘り下げて、前記相手部品固定用ピンを嵌合させるための位置決め穴が形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the exercise device according to the first aspect, a positioning hole is formed in the guide groove so as to dig deeper than the guide groove and to fit the mating part fixing pin. It is characterized by being.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の運動装置において、前記位置決め穴が前記案内溝の最奥端部に形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the exercise device according to the second aspect, the positioning hole is formed at the innermost end portion of the guide groove.
請求項4に記載の発明は、請求項2または3に記載の運動装置において、前記位置決め穴の径が前記案内溝の軌道軸直交方向の幅よりわずかに小さいことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the exercise device according to the second or third aspect, the diameter of the positioning hole is slightly smaller than the width of the guide groove in the direction orthogonal to the track axis.
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれかに記載の運動装置において、前記移動部材は、前記負荷転動体転走部を有すると共に、前記転動体循環路の一部を構成する無負荷戻し通路を有する移動部材本体と、前記移動部材本体の移動方向の両端に設けられ、前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し通路とを接続する方向転換路を有する一対の蓋部材とを有し、前記案内溝が少なくとも一つの蓋部材から前記移動部材本体に亘って形成され、前記蓋部材の案内溝は前記移動部材本体側の端部から前記移動部材の端部に向かって幅広になっていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the exercise device according to any one of the first to fourth aspects, the moving member includes the load rolling element rolling section and constitutes a part of the rolling element circulation path. A moving member main body having a no-load return passage, and a pair of lids provided at both ends in the moving direction of the moving member main body and having a direction changing path connecting the loaded rolling element rolling portion and the no-load return passage. The guide groove is formed from at least one lid member to the moving member main body, and the guide groove of the lid member extends from the end of the moving member main body toward the end of the moving member. It is characterized by being wide.
請求項6に記載の発明は、転動体転走部が形成された軌道軸、前記軌道軸に相対的に移動可能に組み付けられ、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有する移動部材、前記移動部材の前記転動体循環路に配列される複数の転動体、並びに前記移動部材の外周面に軸方向端部から軸方向に沿って所定位置まで形成された案内溝を有する運動装置と、前記運動装置の前記移動部材が挿入される移動部材挿入部と、前記移動部材挿入部の内周面に繋がるピン貫通孔を有する相手部品と、前記ピン貫通孔に挿入されるとともに、前記移動部材の前記案内溝に係合して前記相手部品と前記移動部材とを固定する相手部品固定用ピンと、を備える相手部品への運動装置の固定構造である。 The invention according to claim 6 includes a raceway shaft formed with a rolling element rolling part, a load rolling element rolling part that is assembled so as to be relatively movable with respect to the raceway axis, and that faces the rolling element rolling part. A moving member having a rolling element circulation path, a plurality of rolling elements arranged in the rolling element circulation path of the moving member, and an outer peripheral surface of the moving member formed from an axial end to a predetermined position along the axial direction. An exercise device having a guide groove formed therein, a moving member insertion portion into which the moving member of the exercise device is inserted, a mating component having a pin through hole connected to an inner peripheral surface of the moving member insertion portion, and the pin penetration It is a structure for fixing an exercise device to a mating part including a mating part fixing pin that is inserted into a hole and engages with the guide groove of the moving member to fix the mating part and the moving member.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の相手部品への運動装置の固定構造において、前記案内溝の軌道軸直交方向の幅が前記相手部品固定用ピンの径よりわずかに大きいことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the structure for fixing an exercising device to the mating part according to the sixth aspect, the width of the guide groove in the direction perpendicular to the track axis is slightly larger than the diameter of the mating part fixing pin. It is characterized by.
請求項8に記載の発明は、請求項6または7に記載の相手部品への運動装置の固定構造において、前記案内溝に、前記案内溝より深く掘り下げて、前記相手部品固定用ピンを嵌合させるための位置決め穴が形成されていることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the structure for fixing an exercise device to a mating part according to the sixth or seventh aspect, the mating part fixing pin is fitted into the guide groove by digging deeper than the guide groove. The positioning hole for making it form is formed.
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の相手部品への運動装置の固定構造において、前記位置決め穴が前記案内溝の最奥端部に形成されていることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the structure for fixing an exercise device to a mating part according to the eighth aspect, the positioning hole is formed at the innermost end of the guide groove.
請求項10に記載の発明は、請求項6に記載の相手部品への運動装置の固定構造において、前記相手部品への運動装置の固定構造が、前記相手部品に対する前記移動部材の軸方向の移動を止めるための止め輪をさらに備えていることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the structure for fixing the exercise device to the counterpart component according to the sixth aspect, the fixing structure of the exercise device to the counterpart component is the movement of the moving member in the axial direction relative to the counterpart component. It further has a retaining ring for stopping the movement.
請求項11に記載の発明は、請求項6から10のいずれかに記載の相手部品への運動装置の固定構造において、前記運動装置の前記移動部材は、前記負荷転動体転走部を有すると共に、前記転動体循環路の一部を構成する無負荷戻し通路を有する移動部材本体と、前記移動部材本体の移動方向の両端に設けられ、前記負荷転動体転走部と前記無負荷戻し通路とを接続する方向転換路を有する一対の蓋部材とを有し、前記案内溝が少なくとも一つの蓋部材から前記移動部材本体にわたって形成され、前記蓋部材の案内溝は前記移動部材本体側の端部から前記移動部材の端部に向かって幅広になっていることを特徴とする。 The invention according to claim 11 is the structure for fixing the exercise device to the counterpart part according to any one of claims 6 to 10, wherein the moving member of the exercise device has the load rolling element rolling part. A moving member main body having a no-load return passage that constitutes a part of the rolling element circulation path, and provided at both ends in the moving direction of the moving member main body, the loaded rolling element rolling section and the no-load return passage, A pair of lid members having a direction change path for connecting the guide member, and the guide groove is formed from at least one lid member to the movable member main body, and the guide groove of the lid member is an end portion on the movable member main body side. To the end of the moving member.
請求項12に記載の発明は、転動体転走部が形成された軌道軸と、前記軌道軸に相対的に移動可能に組み付けられ、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有する移動部材と、前記移動部材の前記転動体循環路に配列される複数の転動体と、前記移動部材の外周面に軸方向端部から軸方向に沿って所定位置まで形成された、相手部品固定用ピンを案内するための案内溝とを備える運動装置を相手部品へ取り付けるための相手部品への運動装置の固定方法において、前記相手部品は前記運動装置の前記移動部材が挿入される移動部材挿入部と、前記移動部材挿入部の内周面に繋がるピン貫通孔を有しており、前記相手部品と前記移動部材とを固定する相手部品固定用ピンを前記ピン貫通孔に挿入して、前記相手部品の移動部材挿入部の内周面での前記相手部品固定用ピンの突出部の長さが前記案内溝の深さ以下となるように前記相手部品固定用ピンを突き出させるピン挿入工程と、前記相手部品固定用ピンの突出部が前記移動部材の軸方向端部から前記案内溝に沿って案内されるように前記移動部材挿入部に前記移動部材を挿入する移動部材挿入工程と、を備える相手部品への運動装置の固定方法である。 The invention according to a twelfth aspect of the present invention provides a raceway shaft in which a rolling element rolling part is formed and a load rolling element rolling part that is assembled so as to be relatively movable with respect to the raceway axis and faces the rolling element rolling part. A moving member having a rolling element circulation path including a plurality of rolling elements arranged in the rolling element circulation path of the moving member, and a predetermined position along an axial direction from an axial end to an outer peripheral surface of the moving member. In the method of fixing the exercise device to the counterpart component for attaching to the counterpart component an exercise device comprising a guide groove for guiding the counterpart component fixing pin formed up to the counterpart component, the counterpart component is the movement of the exercise device A moving member insertion portion into which the member is inserted, and a pin through hole connected to an inner peripheral surface of the moving member insertion portion, and the other component fixing pin for fixing the counterpart component and the moving member is the pin Insert into the through hole, the mating part A pin inserting step of projecting the mating component fixing pin so that the length of the protruding portion of the mating component fixing pin on the inner peripheral surface of the moving member inserting portion is equal to or less than the depth of the guide groove; And a moving member inserting step of inserting the moving member into the moving member inserting portion so that the protruding portion of the component fixing pin is guided along the guide groove from the axial end of the moving member. This is a method of fixing the exercise device to the arm.
請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の相手部品への運動装置の固定方法において、前記案内溝に、前記案内溝より深く掘り下げて、前記相手部品固定用ピンを嵌合させるための位置決め穴が形成されており、前記移動部材挿入工程において、前記相手部品固定用ピンを前記位置決め穴まで案内した後、前記相手部品固定用ピンを前記位置決め穴に押し込むことを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the method for fixing an exercise device to a mating part according to the twelfth aspect, the mating part fixing pin is fitted into the guide groove by digging deeper than the guide groove. In the moving member inserting step, after the mating component fixing pin is guided to the positioning hole, the mating component fixing pin is pushed into the positioning hole.
請求項14に記載の発明は、請求項12に記載の相手部品への運動装置の固定方法において、前記移動部材挿入工程の後に、止め輪を使用して、前記相手部品に対する前記移動部材の軸方向の移動を止める移動部材固定工程をさらに備えることを特徴とする。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the method for fixing an exercise device to a counterpart part according to the twelfth aspect, after the moving member inserting step, a retaining ring is used to attach the axis of the moving member to the counterpart part. The method further includes a moving member fixing step for stopping movement in the direction.
請求項1に記載の発明によれば、運動装置の移動部材の肉厚が薄くても回転止めを設けることができる。また、移動部材に相手部品固定用ピンを案内するための案内溝を形成するので、移動部材を相手部品に固定する作業が容易になる。 According to the first aspect of the present invention, the rotation stopper can be provided even if the moving member of the exercise device is thin. Further, since the guide groove for guiding the mating part fixing pin is formed in the moving member, the work of fixing the moving member to the mating part becomes easy.
請求項2に記載の発明によれば、案内溝に沿って相手部品固定用ピンを位置決め穴まで案内することができる。相手部品固定用ピンが位置決め穴まで案内されたら、相手部品固定用ピンを位置決め穴に押し込むことで、移動部材を相手部品に固定することができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが案内溝の最奥端部に突き当たったときに相手部品固定用ピンを押し込めば、相手部品固定用ピンを位置決め穴に押し込むことができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが案内溝に沿って移動することができる。 According to the invention described in claim 4, the mating part fixing pin can move along the guide groove.
請求項5に記載の発明によれば、案内溝の入り口がラッパ状に形成されるので、相手部品固定用ピンを案内溝に差し込むのが容易になる。また、蓋部材の案内溝をラッパ状に形成し、移動部材本体の案内溝をストレートに形成することで、移動部材に案内溝を形成するのが容易になる。 According to the invention described in claim 5, since the entrance of the guide groove is formed in a trumpet shape, it is easy to insert the mating part fixing pin into the guide groove. Further, the guide groove of the lid member is formed in a trumpet shape, and the guide groove of the moving member main body is formed straight, so that it becomes easy to form the guide groove in the moving member.
請求項6に記載の発明によれば、運動装置の移動部材の肉厚が薄くても回転止めを設けることができる。また、移動部材に相手部品固定用ピンを案内するための案内溝を形成するので、移動部材を相手部品に固定する作業が容易になる。 According to invention of Claim 6, even if the thickness of the moving member of an exercise device is thin, a rotation stop can be provided. Further, since the guide groove for guiding the mating part fixing pin is formed in the moving member, the work of fixing the moving member to the mating part becomes easy.
請求項7に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが案内溝に沿って移動することができる。 According to the invention described in claim 7, the mating part fixing pin can move along the guide groove.
請求項8に記載の発明によれば、案内溝に沿って相手部品固定用ピンを位置決め穴まで案内することができる。相手部品固定用ピンが位置決め穴まで案内されたら、相手部品固定用ピンを位置決め穴に押し込むことで、移動部材を相手部品に固定することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the mating part fixing pin can be guided to the positioning hole along the guide groove. When the mating part fixing pin is guided to the positioning hole, the moving member can be fixed to the mating part by pushing the mating part fixing pin into the positioning hole.
請求項9に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが案内溝の最奥端部に突き当たったときに相手部品固定用ピンを押し込めば、相手部品固定用ピンを位置決め穴に押し込むことができる。 According to the ninth aspect of the present invention, if the mating part fixing pin is pushed in when the mating part fixing pin hits the innermost end portion of the guide groove, the mating part fixing pin can be pushed into the positioning hole. it can.
請求項10に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが移動部材の回り止めをし、止め輪が移動部材の軸方向の移動を止めるので、移動部材を相手部品に固定することができる。 According to the tenth aspect of the present invention, since the mating part fixing pin prevents the moving member from rotating, and the retaining ring stops the movement of the moving member in the axial direction, the moving member can be fixed to the mating part. .
請求項11に記載の発明によれば、案内溝の入り口がラッパ状に形成されるので、相手部品固定用ピンを案内溝に差し込むのが容易になる。また、蓋部材の案内溝をラッパ状に形成し、外筒本体の案内溝をストレートに形成することで、移動部材に案内溝を形成するのが容易になる。 According to the eleventh aspect of the present invention, since the entrance of the guide groove is formed in a trumpet shape, it is easy to insert the mating part fixing pin into the guide groove. Further, by forming the guide groove of the lid member in a trumpet shape and forming the guide groove of the outer cylinder main body straight, it becomes easy to form the guide groove in the moving member.
請求項12に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが移動部材の案内溝に沿って案内されるので、移動部材を相手部品に固定するのが容易になる。 According to the twelfth aspect of the invention, since the mating part fixing pin is guided along the guide groove of the moving member, it is easy to fix the moving member to the mating part.
請求項13に記載の発明によれば、案内溝に沿って相手部品固定用ピンを位置決め穴まで案内することができる。相手部品固定用ピンが位置決め穴まで案内されたら、相手部品固定用ピンを位置決め穴に押し込むことで、移動体を相手部品に固定することができる。
According to the invention described in
請求項14に記載の発明によれば、相手部品固定用ピンが移動部材の回り止めをし、止め輪が移動部材の軸方向の移動を止めるので、移動部材を相手部品に固定することができる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, since the mating part fixing pin prevents the moving member from rotating, and the retaining ring stops the movement of the moving member in the axial direction, the moving member can be fixed to the mating part. .
図1及び図2は、運動装置の一種であるスプラインに本発明を適用した実施形態を示す。このスプラインは、軌道軸として、断面がほぼ円形状に形成されたスプライン軸1と、移動部材として、スプライン軸に対して相対的に直線運動可能に組み付けられた外筒2と、を備える。外筒2はスプライン軸1を囲む円筒形状に形成される。外筒2とスプライン軸1との間には、転がり運動可能に複数のボール3が介在される。スプライン軸1に対する外筒2の直線運動は相対的なものであって、スプライン軸1又は外筒2のいずれか一方が可動側(移動体)に、残りが固定側に取り付けられる。
1 and 2 show an embodiment in which the present invention is applied to a spline which is a kind of exercise device. This spline includes a
スプライン軸1は中実丸棒又は中空丸棒からなる。スプライン軸1には、転動体が転がり運動する転動体転走部として、軸線方向に伸びるボール転走溝1aが形成される。この実施形態においては、スプライン軸1の外周面には軸方向に伸びる4条のボール転走溝1aが形成される。各ボール転走溝1aの断面形状は、曲率半径が一定のサーキュラアーク溝形状に形成される。
The
スプライン軸1の材質には、好ましくは軸受け鋼、炭素工具鋼等の焼入れに適した材質が用いられる。ボール転走溝1aの表面を直接ボール3(図5参照)が転動するので、ボール転走溝1aの表面には焼入れ等の熱処理が施されるのが望ましい。
The material of the
外筒2はスプライン軸1に対して直線運動できるが、スプライン軸1のトルクを外筒2に伝動できるように、外筒2はスプライン軸1の周囲を回転運動できない。スプライン軸1のボール転走溝1aは、外筒2がスプライン軸1の周囲を矢線A方向に回転する場合に荷重を負荷するボール転走溝1a−1と、矢線B方向に回転する場合に荷重を負荷するボール転走溝1a−2と、から構成される。互いに隣接するボール転走溝1a−1とボール転走溝1a−2が一つのグループとなって、相反するA方向及びB方向の荷重を負荷できるようになっている。図1に示されるスプラインにおいては、2グループで合計4条のボール転走溝1aがスプライン軸1の外周面に形成されている。グループの数は、伝動するトルクの大きさに応じて様々に設定される。
Although the
外筒2は中空の筒形状である。外筒2は、移動部材本体としての中央の外筒本体9と、外筒本体9の軸線方向の両端部に設けられる一対の蓋部材としてのエンドキャップ8と、から構成される。
The
外筒2の外周面には軸線方向の端部から外筒本体9の所定の位置まで、相手部品固定用ピンを案内するための案内溝12が形成される。この案内溝12に、外筒2を相手部品に固定するための相手部品固定用ピン20が案内される。案内溝12及び相手部品固定用ピン20については後述する。
On the outer peripheral surface of the
図3は、外筒本体9を示す。外筒本体9の外周面は円筒形状である。外筒本体9の内周面は、ほぼ円筒形状に形成されると共に、軸線方向に伸びる負荷転動体転走部としての負荷ボール転走溝9aを有する。負荷ボール転走溝9aは、その断面がスプライン軸1のボール転走溝1aと同様にサーキュラアーク溝形状に形成され、対向するスプライン軸1のボール転走溝1aとで負荷ボール転走路を形成する。また、外筒本体9の内周面には、負荷ボール転走溝9aと平行に伸びる無負荷戻し通路9bが形成される。一つの負荷ボール転走溝9aと、一つの無負荷戻し通路9bとが、一組のボール循環路を構成する。負荷ボール転走溝9aはボール3が転動する際の軌道になるので、所定の硬度を有すると共に表面粗さも低減しているのが望ましい。
FIG. 3 shows the outer cylinder
外筒2の材質には、好ましくは軸受け鋼、炭素工具鋼等の焼入れに適した材質が用いられる。外筒2は完全な円筒形でなくても、軸線方向に切断された所謂開放形であってもよい。
As the material of the
図4は、外筒本体9の軸線方向の端部に取付けられるエンドキャップ8の斜視図を示す。エンドキャップ8には、外筒本体9の負荷ボール転走溝9aと無負荷戻し通路9bとを接続するU字状の方向転換路8aが形成される。エンドキャップ8の内周面には、スプライン軸1のボール転走溝1aと僅かなすきまを介して対向するシール突部8bが形成される。また、エンドキャップ8には、外筒本体9に対するエンドキャップ8の位置を決める位置決め用スタッド8cが突設されている。スタッド8cを外筒本体9の基準溝9dに嵌合させることによって、エンドキャップ8が外筒本体9に対して正確に位置決めされる。さらに、エンドキャップ8には、エンドキャップ8を外筒本体9に取り付けるための通し穴8dが開けられる。通し穴8dにねじやボルトを通し、外筒本体9のねじ穴9eにねじ込むことで、エンドキャップ8が外筒本体9に取り付けられる。エンドキャップ8は複雑な形状をしていることから、合成樹脂の射出成型、又は金属の射出成型によって製造される。
FIG. 4 is a perspective view of the
図5は、スプライン軸1のボール転走溝1aと外筒本体9の負荷ボール転走溝9aとの間に介在されるボール3を示す。上述のように、外筒本体9の負荷ボール転走溝9aは、スプライン軸1のボール転走溝1aに対向する。ボール3は、これらの間に挟まれて圧縮荷重を受ける。スプライン軸1に対して外筒2を軸線方向に移動させると、ボール3が転がり運動する。一方、外筒本体9の無負荷戻し通路9bの深さは、負荷ボール転走溝9aの深さよりも深い。無負荷戻し通路9bにおいては、ボール3の周囲に僅かなすきまがあり、ボール3は後続のボール3に押されながら移動する。ボール3の材質は、一般の軸受けに用いられる転動体と同様に鋼製である。
FIG. 5 shows the
図6は、外筒2に形成されるボール循環路10を示す。外筒本体9とエンドキャップ8とを組み合わせると、ボール3を循環させるためのサーキット状のボール循環路10が形成される。ボール循環路10は、外筒本体9の負荷ボール転走溝9aと、外筒本体9の無負荷戻し通路9bと、エンドキャップ8のU字状の方向転換路8aから構成される。外筒2の全体の肉を薄くするために、この実施形態のボール循環路10は、その全域においてスプライン軸1に向けて開放されている。ボール循環路10に配列されたボール3は、スプライン軸1と面した状態で該ボール循環路10内を循環する。
FIG. 6 shows a
外筒2をスプライン軸1に沿って移動させると、スプライン軸1のボール転走溝1aと外筒2の負荷ボール転走溝9aとの間に挟まれているボール3が、これらの間を転がり運動する。負荷ボール転走溝9aの一端まで到達したボールは、方向転換路8a内に入る。方向転換路8a内でボール3は荷重から解放され、後続のボール3に押されながら方向転換路8a内を移動する。方向転換路8a内でその転走方向を反転させたボール3は、無負荷戻し通路9b内に入る。無負荷戻し通路9bを通過したボール3は、反対側の方向転換路8aから再び負荷ボール転走溝9aに入る。以上により、ボールの循環が行われる。
When the
以下に案内溝12及び相手部品固定用ピン20について詳述する。図1および図2に示されるように、外筒2の外周面には、外筒2を固定側又は移動体の相手部品に取り付ける際に相手部品固定用ピン20を案内するための案内溝12が形成される。案内溝12は外筒2の軸線方向の端部から外筒本体9の所定の位置まで、エンドキャップ8と外筒本体9に跨って形成される。この実施形態のスプラインは小型のものであり、外筒2の直径は例えば10mm以下に設定される。一例として、外筒2の直径が6mm、スプライン軸1の直径が4mmに設定される場合、円筒形の外筒2の厚さは1mm程度となり、この厚さに案内溝12と、後述する位置決め穴13が形成される。案内溝12のスプライン軸直交方向の幅は、相手部品固定用ピン20を案内することから、ピンの直径dよりもわずかに大きく設定される(図8(a)参照)。
The
案内溝12は上述の通り、エンドキャップ8と外筒本体9に跨って形成される。エンドキャップ8に形成される案内溝12は、図1に示すように、外筒2端部側が外筒本体9側より幅広に形成される。このようにエンドキャップにおける案内溝12をラッパ状に形成することにより、相手部品固定用ピンを案内溝12に通しやすくなる。なお、加工都合上、外筒本体9における案内溝12は、スプライン軸1に沿って均一の幅でストレートに形成される。
As described above, the
また、図1および図2に示されるように、案内溝12の最奥端部には位置決め穴13が形成される。位置決め穴13は相手部品固定用ピン20の形状に合わせて略円形である。位置決め穴13は案内溝12と面一に形成されており、案内溝12の最奥壁部と位置決め穴13の奥側壁部が連続するように形成されている。後述するが、位置決め穴13には、案内溝12に案内された相手部品固定用ピン20が嵌合される。位置決め穴13に嵌合された相手部品固定用ピン20が、外筒2を相手部品に対し軸方向に固定する役割を果たす。また、この役割を果たす限りにおいて、位置決め穴13の位置は案内溝12の最奥端部に限らず、外筒本体9上の案内溝12のいずれの位置に形成されていても良い。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
次に、本実施形態のスプラインを相手部品(ハウジング)に取り付ける方法について、図7及び図8を参照して説明する。 Next, a method for attaching the spline of the present embodiment to a counterpart component (housing) will be described with reference to FIGS.
相手部品21にはあらかじめ、外筒2を固定するために相手部品固定用ピン20を通すためのピン貫通孔22が開いている。ピン貫通孔22の大きさは、通常、相手部品固定用ピン20を押し込んだ時にしまりばめされる大きさである。
The
最初に、図7(a)の上面図に示すように、相手部品固定用ピン20を相手部品21のピン貫通孔22に押し込む。この際、相手部品固定用ピン20は相手部品21の外側から挿入し、相手部品21の外筒挿入部23から突出させる。相手部品21の外筒挿入部23の内周面からの相手部品固定用ピン20の突出部20aは、外筒2を相手部品21の外筒挿入部23に挿入した後に案内溝12で案内されるので、突出部20aの長さhが案内溝12の深さ以下となるようにする。
First, as shown in the top view of FIG. 7A, the mating
相手部品固定用ピン20を相手部品21の外筒挿入部23の内周面から突出させる作業は、ピン固定用治具を用いてもよい。その場合は、相手部品21の外筒挿入部23にまずピン固定用治具を挿入する。ついで、外側から相手部品のピン貫通孔22に相手部品固定用ピン20を押し込む。相手部品固定用ピン20がピン固定用治具に当接したところで、相手部品固定用ピン20を位置決めし、ピン固定用治具を抜き出す。このようにピン固定用治具を用いることで、相手部品固定用ピン20の突出部20aの長さの調整を容易に行うことができる。
The operation of causing the mating
次に、スプラインを相手部品21に取り付ける。相手部品21に取り付けられるスプラインは上述のように、スプライン軸1と外筒2が組み付けられた状態である。相手部品21の内周面から突出している相手部品固定用ピン20の突出部20aを、外筒2の案内溝12の軸方向端部に合わせる。このとき、外筒2の軸方向端部、つまりエンドキャップ8の外周面に形成された案内溝12は、外筒端部側が外筒本体側より幅広くなるように、ラッパ状に形成されている。この案内溝12のラッパ形状により、相手部品固定用ピン20の突出部20aが案内溝12の軸方向端部に多少ずれて位置合わせされても、ずれが吸収されて、相手部品固定用ピン20の突出部20aを自然に案内溝12に沿わせることができる。
Next, the spline is attached to the
相手部品固定用ピン20の突出部20aの案内溝12に対する位置決めが終わると、図7(b)の側面図に示すように、そのまま相手部品固定用ピン20の突出部20aが案内溝12に沿って案内されるように、相手部品21の外筒挿入部23に外筒2を挿入する。案内溝12に案内されている相手部品固定用ピン20の突出部20aが案内溝12の最奥壁部12aに突き当たったところで(図8(b)参照)、相手部品固定用ピン20を、相手部品21の外側より位置決め穴13に押し込む。これにより、図7(c)の上面図に示すように、外筒2が相手部品21に取り付けられ、相手部品固定用ピン20により相手部品21に対し外筒2が軸方向に固定される。また、相手部品21から外筒2まで相手部品固定用ピン20を通すことで外筒2の回転も止めることができる。
When the positioning of the
相手部品固定用ピン20の位置決め穴13への嵌め合いは、しまりばめであると外筒2が歪む恐れがあることから、中間ばめが好ましい。または、接着剤等を用いて相手部品固定用ピン20を位置決め穴13へ固定してもよい。
The fitting of the mating
また、相手部品固定用ピン20をねじの先にピンがついた棒先ねじとし、相手部品21のピン貫通孔22にねじ込むように相手部品固定用ピン20を挿入してもよい。その場合でも、相手部品固定用ピン20は、相手部品21の外筒挿入部23の内周面からの突出部20aの長さhが案内溝12の深さ以下となるように、ピン貫通孔22に挿入される。
Alternatively, the mating
また、案内溝12に面一に設けられる位置決め穴13は、必ずしも案内溝12の最奥端部に設けられなくてもよく、外筒本体9の外周面に形成された案内溝12のいずれの位置に設けられても良い。位置決め穴13が案内溝12の最奥端部以外に設けられている場合には、相手部品固定用ピン20の突出部20aを案内溝12の底部に沿わせるようにして外筒2を相手部品21に挿入することにより、容易に位置決め穴13を見つけることができる。
Further, the
次の本発明の第二の実施形態について説明する。図9に示されるように、この実施形態のスプラインも、第一の実施形態と同様に、スプライン軸1と、スプライン軸に対して相対的に直線運動可能に組み付けられた外筒2と、スプライン軸1のボール転走溝1aと外筒2の負荷ボール転走溝9aからなる負荷ボール転走路を含むボール循環路10を転がる複数のボール3とからなる。第二の実施形態において、第一の実施形態と同一要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 9, the spline of this embodiment is similar to the first embodiment in that the
第二の実施形態において、第一の実施形態同様、外筒2には、軸方向端部からスプライン軸1に沿って、相手部品固定用ピン20を案内するための案内溝30が形成されている。しかしながら、第一の実施形態との相違点として、第二の実施形態の案内溝30には位置決め穴が設けられていない。上述のとおり、位置決め穴は、相手部品固定用ピンを嵌合することにより、相手部品に対し外筒を軸方向に固定する役割を果たす。第二の実施形態では、この軸方向固定の機能として、位置決め穴の代わりに、図9に示すように、止め輪31が設けられている。止め輪31は通常の軸方向の位置決めや抜け止めとして使用されているものである。なお、回転については、案内溝30に相手部品固定用ピン20が係合することで、これを阻止することができる。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the
次に第二の実施形態におけるスプラインを相手部品(ハウジング)に取り付ける方法について説明する。 Next, a method for attaching the spline in the second embodiment to the counterpart component (housing) will be described.
相手部品21のピン貫通孔22に相手部品固定用ピン20を挿入し、その後、相手部品固定用ピン20の突出部20aが案内溝30の軸方向端部から案内溝30に案内されるように、外筒2を相手部品21の外筒挿入部23に挿入するところまでは、上述の第一の実施形態と同じである。第二の実施形態においては、外筒2を相手部品21の外筒挿入部23に挿入した後、外筒2のエンドキャップ8の外側から止め輪31を取り付け、外筒2の軸方向の移動を防止する。
The mating
次に、本発明の第三の実施形態であるねじ装置を説明する。図10は第三の実施形態によるねじ装置の斜視図である。ねじ装置50は、外周面に螺旋状のボール転走溝51aが形成される軌道軸としてのねじ軸51と、内周面に螺旋状の負荷ボール転走溝52aが形成される移動部材としてのナット52と、を備える。ナット52は、ナット本体54と、ナット本体54の軸線方向の両端に取り付けられる蓋部材としてのエンドキャップ55と、を備える。ナット本体54には、ボール循環路の一部を構成する無負荷戻し通路56が形成される。エンドキャップ55には、負荷ボール転走溝52aと無負荷戻し通路56とを接続する方向転換路55aが形成される。ボール循環路には、複数のボール57が配列される。
Next, a screw device according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a perspective view of the screw device according to the third embodiment. The
ナット52の外周面には、エンドキャップ55とナット本体54に跨って案内溝58が形成される。エンドキャップ55に形成される案内溝58は、ナット52の端部側がナット本体54側より幅広に形成される。このようにエンドキャップ55における案内溝58をラッパ状に形成することにより、相手部品固定用ピン59を案内溝12に通しやすくなる。また、案内溝58の最奥端部には位置決め穴60が形成される。位置決め穴60は相手部品固定用ピン59の形状に合わせて略円形である。位置決め穴60には、案内溝58に案内された相手部品固定用ピン59が嵌合される。位置決め穴60に嵌合された相手部品固定用ピン59が、ナット52を相手部品に対し軸方向に固定する役割を果たす。ナット52を相手部品のハウジングに取り付ける方法は上記第一の実施形態のスプラインと同一である。
A
なお本発明の運動装置は、上記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態にも具現化できる。例えば、本発明の運動装置は、ピンがトルクを伝達することができれば、小型のスプラインに限られず、大型のスプラインにも適用することができる。また本発明の運動装置は、上記実施形態のエンドキャップ方式のねじ装置以外に、リターンパイプ方式やデフレクタ方式のねじ装置に適用することができる。転動体には、ボールの他にローラを用いることも可能である。 The exercise device of the present invention is not limited to the above embodiment, and can be embodied in other embodiments without changing the gist of the present invention. For example, the exercise device of the present invention can be applied not only to a small spline but also to a large spline as long as the pin can transmit torque. Moreover, the exercise device of the present invention can be applied to a return pipe type or deflector type screw device in addition to the end cap type screw device of the above-described embodiment. In addition to the ball, a roller may be used as the rolling element.
また、各実施例として示した前述の各スプライン及びねじ装置を極力小型化しようとする場合、これら各装置が備える外筒、ナットはその外径が小さなものとなり、外力等により変形し易い。このため、外筒、ナットに設けられる案内溝12(30,58)は必要最小限の深さで、長さも可能な限り短いことが望ましい。この構成により、外筒及びナットの変形を最小限に抑えることができる。 Further, when the above-described spline and screw devices shown as the embodiments are to be miniaturized as much as possible, the outer cylinders and nuts provided in these devices have small outer diameters and are easily deformed by an external force or the like. For this reason, it is desirable that the guide grooves 12 (30, 58) provided in the outer cylinder and the nut have a necessary minimum depth and a length as short as possible. With this configuration, deformation of the outer cylinder and the nut can be minimized.
1…スプライン軸(軌道軸),1a…ボール転走溝(転動体転走部),2…外筒(移動部材),3…ボール(転動体),8…エンドキャップ(蓋部材),9…外筒本体(移動部材本体),9a…負荷ボール転走溝(負荷転動体転走部),9b…無負荷戻し通路,10…ボール循環路,12…案内溝,12a…最奥壁部,13…位置決め穴,20…相手部品固定用ピン,20a…突出部,21…相手部品,22…ピン貫通孔,23…外筒挿入部(移動部材挿入部),30…案内溝,31…止め輪,51a…ボール転走溝(転動体転走部),51…ねじ軸(軌道軸),52…ナット(移動部材),52a…負荷ボール転走溝(負荷転動体転走部),54…ナット本体(移動部材本体),55…エンドキャップ(蓋部材),55a…方向転換路,56…無負荷戻し通路,57…ボール(転動体),58…案内溝,59…相手部品固定用ピン,60…位置決め穴
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記軌道軸に相対的に移動可能に組み付けられ、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有する移動部材と、
前記移動部材の前記転動体循環路に配列される複数の転動体と、
前記移動部材の外周面に軸方向端部から軸方向に沿って所定位置まで形成された、相手部品固定用ピンを案内するための案内溝と、
を備える運動装置。 An orbital axis on which rolling element rolling parts are formed;
A moving member having a rolling element circulation path including a loaded rolling element rolling part that is assembled so as to be relatively movable with respect to the track shaft and that faces the rolling element rolling part,
A plurality of rolling elements arranged in the rolling element circulation path of the moving member;
A guide groove formed on the outer peripheral surface of the moving member from the axial end to a predetermined position along the axial direction, for guiding the mating component fixing pin;
An exercise device comprising:
前記運動装置の前記移動部材が挿入される移動部材挿入部と、前記移動部材挿入部の内周面に繋がるピン貫通孔を有する相手部品と、
前記ピン貫通孔に挿入されるとともに、前記移動部材の前記案内溝に係合して前記相手部品と前記移動部材とを固定する相手部品固定用ピンと、
を備える相手部品への運動装置の固定構造。 A rolling shaft having a rolling element rolling path including a loaded rolling element rolling part that is assembled so as to be relatively movable with respect to the orbiting axis and is opposed to the rolling element rolling part. A plurality of rolling elements arranged in the rolling element circulation path of the moving member, and an exercise device having a guide groove formed on an outer peripheral surface of the moving member from an axial end portion to a predetermined position along the axial direction; ,
A moving member insertion portion into which the moving member of the exercise device is inserted, and a mating part having a pin through hole connected to the inner peripheral surface of the moving member insertion portion;
A mating part fixing pin that is inserted into the pin through hole and engages with the guide groove of the moving member to fix the mating part and the moving member;
A structure for fixing an exercise device to a mating part.
前記相手部品は前記運動装置の前記移動部材が挿入される移動部材挿入部と、前記移動部材挿入部の内周面に繋がるピン貫通孔を有しており、
前記相手部品と前記移動部材とを固定する相手部品固定用ピンを前記ピン貫通孔に挿入して、前記相手部品の移動部材挿入部の内周面での前記相手部品固定用ピンの突出部の長さが前記案内溝の深さ以下となるように前記相手部品固定用ピンを突き出させるピン挿入工程と、
前記相手部品固定用ピンの突出部が前記移動部材の軸方向端部から前記案内溝に沿って案内されるように前記移動部材挿入部に前記移動部材を挿入する移動部材挿入工程と、を備える相手部品への運動装置の固定方法。 A track having a rolling element rolling section including a rolling element rolling path that includes a raceway axis formed with a rolling element rolling part and a load rolling element rolling part that is assembled so as to be relatively movable with respect to the raceway axis and faces the rolling element rolling part. A member, a plurality of rolling elements arranged in the rolling element circulation path of the moving member, and a counterpart component fixing formed on an outer peripheral surface of the moving member from an axial end to a predetermined position along the axial direction In the fixing method of the exercise device to the counterpart component for attaching the exercise device comprising the guide groove for guiding the pin to the counterpart component,
The counterpart component has a moving member insertion portion into which the moving member of the exercise device is inserted, and a pin through hole connected to the inner peripheral surface of the moving member insertion portion,
A mating part fixing pin for fixing the mating part and the moving member is inserted into the pin through hole, and the protruding part of the mating part fixing pin on the inner peripheral surface of the mating part moving member insertion portion is inserted. A pin insertion step of projecting the counterpart component fixing pin so that the length is equal to or less than the depth of the guide groove;
A moving member inserting step of inserting the moving member into the moving member inserting portion so that the protruding portion of the mating part fixing pin is guided along the guide groove from the axial end portion of the moving member. Fixing the exercise device to the mating part.
前記移動部材挿入工程において、前記相手部品固定用ピンを前記位置決め穴まで案内した後、前記相手部品固定用ピンを前記位置決め穴に押し込むことを特徴とする、請求項12に記載の相手部品への運動装置の固定方法。 A positioning hole is formed in the guide groove to dig deeper than the guide groove to fit the mating component fixing pin.
The mating part fixing pin according to claim 12, wherein, in the moving member inserting step, after the mating part fixing pin is guided to the positioning hole, the mating part fixing pin is pushed into the positioning hole. How to fix the exercise device.
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