JPH07103306A - 損傷検出装置付ボールネジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ボールネジを用いた上、下に移動する往復動機
構において、ボールが脱落するなど螺合が外れた場合で
あっても、その異状を即時に検知でき、事故の発生を防
止する。 【構成】ボール３を介してネジ軸４とナット金具５とが
螺合しかつネジ軸又はナット金具の一方が非回転に保持
されるボールネジ本体２の前記ネジ軸又はナット金具に
ネジ軸方向の荷重を付加するとともに、ナット金具に、
ネジ軸方向に突出する係止ピン７を有する支持板６を取
付け、しかもこの支持板はナット金具にネジ軸方向のみ
の移動を可能に係合しかつ抜け止めするとともに、前記
支持板とナット金具との間の距離ｌの変化を検知する検
知器９を具えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボールネジを用いた
上、下に移動する往復動機構において、ボールが不測の
事故により脱落するようにボールネジ内の螺合が外れた
場合であっても、その異状を即時検知できネジ軸又はナ
ット金具の抜け出しを防止しうる損傷検出装置付ボール
ネジに関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールを介してネジ軸とナット金具を螺
合させ、軽快に螺進退するボールネジが知られている。
このようなボールネジは、螺進退時には多数のボールが
ネジ軸とナット金具との間の隙間を連なって循環移動し
ており、雄ネジ、雌ネジの各ネジ面間をボールが転がり
つつネジ運動するため、通常のネジ機構に比べて著しく
機械的損失が少なく、高効率の螺進退による往復運動を
なしうるという特徴がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ボールネジに
は、前述の如くボールが介在しており、万一、ボールが
脱落した場合には、瞬時にして螺合が外れ、ボールネジ
は分解するという事故を招く。殊にボールネジを図４に
示すように、ネジ軸ａが垂直に向く昇降運動用として採
用した場合には、ネジ軸が落下するという危険な事故が
発生する。

【０００４】なおボールネジは、純然たる螺進退に用い
る範囲においては、かかるボールが脱落するという事故
はほとんど発生しないのであるが、不測の事態により、
例えば （１）誤ってネジ軸方向に大きな衝撃荷重が作用して、
ネジ軸又はナット金具のネジ山が欠損する。 （２）ネジ軸に対して横向きの作用する外力が予想をこ
えて過大に作用することによって、ボール又はネジ面が
急激に摩耗しボールが外れる。 などの原因によって不意に発生することがある。

【０００５】従ってボールネジを昇降用として用いた場
合においては、ネジ軸の落下を確実に防止しうる安全装
置が必要であることが多く、このような装置の出現が強
く要望されていた。

【０００６】本発明は、ボールネジのナット金具とネジ
軸との螺合の外れを即時に検知でき、しかも昇降運動部
材の墜落を阻止しうる損傷検出装置付ボールネジの提供
を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ボールを介し
てネジ軸とナット金具とが螺合しかつネジ軸又はナット
金具の一方が非回転に保持されるボールネジ本体の前記
ネジ軸又はナット金具にネジ軸方向の荷重を付加すると
ともに、ナット金具に、ネジ軸方向に突出する係止ピン
を有する支持板を取付け、しかもこの支持板は前記ネジ
軸に螺合するナット金具にネジ軸方向のみの移動を可能
に係合しかつ抜け止めするとともに、前記支持板とナッ
ト金具との間の距離の変化を検知する検知器を具えてな
る損傷検出装置付ボールネジである。

【０００８】なおボールネジは、図１及び図４に示すよ
うにネジ軸が非回転に支持されそのネジ軸に荷重を付加
する場合であってもよく、又図５に示すようにナット金
具が非回転に支持され、そのナット金具に荷重を付加す
る場合であってもよい。

【０００９】

【作用】前記構成を具えることにより、ボールネジのボ
ールが不測の事態により脱落し、ネジ軸とネジ金具との
螺合が外れた場合であっても、検知器は、支持板とナッ
ト金具との間の距離の変化を検知することにより、前記
螺合状態の異状を早期に把握でき、事故の発生を未然に
防止することが出来る。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。図１〜４において、損傷検知装置付ボールネジ１
は、ボール３を介してネジ軸４とナット金具５とが螺合
する周知構成のボールネジ本体２を有し、このボールネ
ジ本体２は、前記ネジ軸４又はナット金具５の何れか一
方が非回転に保持され、又その非回転となるネジ軸４又
はナット金具５には、ネジ軸方向に荷重が付加される。

【００１１】本実施例では、ネジ軸４が非回転に保持さ
れる。又、本例では図４に示すように門型フレーム１１
に、上下動可能に保持された溶接具１２を昇降させるた
めに、その支持部にボールネジ本体２を設けている。従
ってネジ軸４の軸方向下端に、溶接具１２が固着され、
ネジ軸４はその軸方向に荷重が付加され、ボールネジ本
体２の螺合が外れると溶接具１２が落下し重大な事故が
発生する。

【００１２】ネジ軸４は図１に示す如く下端にワークＷ
である溶接具１２を固着した断面円形の直棒体であり、
その周面にはネジ４ａが略全長に亘って螺設される。ネ
ジ４ａはボール３の径に略等しい半径のネジ谷面を有
し、このネジ谷面をボール３が転動する。又溶接具１２
は、門型フレーム１１を上、下に挿通する長尺のピン体
１３を立上げネジ軸４の回転を阻止している。

【００１３】ナット金具４は、門型フレーム１１をなし
かつ移動不能に床体に固着される基部１４に、軸受１５
を介して軸支され水平に回転可能な回転部材１６と、こ
の回転部材１６の中心孔に螺入されかつ回転部材１６に
キー止め等により一体に固着されるナット部材１７とを
具える。

【００１４】ナット部材１７は、その内周面１２に前記
ネジ軸４のネジ４ａとは等ピッチに形成される雌ネジ１
７ａが螺設され、この雌ネジ１７ｂとネジ軸４の前記ネ
ジ４ａとがなす間隙には多数個のボール３…が一連に連
なり装填される。これによってネジ軸４とナット金具５
とはボール３…を介して螺結される。なおナット部材１
７には前記雌ネジ１７ａの両端を結びボール３…が戻る
リターン路１９を有し、本実施例ではボールネジ本体２
は循環式のボールネジとして形成される。

【００１５】前記、回転部材１６には、ネジ軸４と平行
する回転軸芯を有する減速電機Ｍの出力軸に固着される
ピニオン２０に噛合する歯部２１を有する。従って減速
電動機Ｍの駆動とともにナット金具５は回転し、この回
転により、ボール３を介して前記ネジ軸４を上、下に移
動させることが出来る。

【００１６】しかしボールネジ本体２は、ボール３を介
してネジ軸４とナット金具５とを螺合しており、ボール
３が存在しないときには両部材は遊嵌状態となる。

【００１７】他方、ネジ軸４に横向きの力が作用したと
きなどにおいてネジ４Ａ、又は雌ネジ７ａの山部が欠落
する、さらには前記リターン路においてボール３が脱落
する等の事故が生じた場合には、ボールネジ本体２に
は、ボール３が存在しない状態となるため、ネジ軸４は
ナット金具５によって保持されることなくネジ軸４は落
下の危険が生じる。

【００１８】しかし、本例ではナット金具５には、支持
板６が取付けられている。支持板６は、前記回転部材１
６に、前記ネジ軸４の方向に突出する複数本の係止ピン
７…と、この係止ピン７に係止されかつ該ネジ軸４と直
交する検知面２３を具えた作動板２４とを有する。

【００１９】作動板２４は、前記係止ピン７を遊嵌する
孔部２４ａが設けられ、さらに該作動板２４と前記ナッ
ト金具５との間の間隙に配されかつこの作動板２４をナ
ット金具５から離反する向きに付勢されたバネ２５…
と、係止ピン７に螺着されかつ前記バネ２５とは反対の
向きから作動板２４を係止するナット２６とを設けるこ
とにより、該作動板２４とナット金具５とは定距離ｌを
保持して対置されつつ、前記ナット金具５とともに共廻
りすることが出来る。

【００２０】さらに作動板２４にはその中心に前記ネジ
軸４が挿通する透孔２７を有し、この透孔２７には、ネ
ジ軸４のネジ４ａと等ピッチで螺旋状に巻付きかつ該ネ
ジ４ａの谷面に向かって突出する突出片２９を一体に形
成している。この突出片２９は、ネジ４ａの谷面とは、
小間隙ｇを隔てて対設されているため、ネジ軸４が螺進
退する場合であっても互いに干渉することはない。

【００２１】さらに前記基部１４には、支持板６がネジ
軸方向に変化するのを検知面２３との間で検知する検知
器９を、基部１４から立上がる支脚３０を介して取付け
ている。検知器９は、本実施例ではその検知端と支持板
６の前記検知面２３との間に微少な空隙Ｇを有して配さ
れこの空隙Ｇの変動を検知する空隙検知器として形成し
ている。

【００２２】然して、減速電動機Ｍの駆動とともに、図
２に示すように該減速電動機Ｍにギヤ結合するナット金
具５は回転する。又その回転によりネジ軸４が上昇又は
下降し、ワークＷを上下方向に移動させることが出来
る。

【００２３】さらに支持板６は、ナット金具５に対して
離間する向きには、係止ピン７に固着するナット２６に
よって係止され、かつバネ２５によりナット２６側に向
かって付勢されているため、該支持板６はナット金具６
に対して等距離ｌを保持して、ナット金具５と共廻りす
る。

【００２４】なお前記作動時においては、係止ピン７の
前記ナット２６を調整することにより、ネジ軸４のネジ
４ａとの谷面と、支持板６の前記突出片２９の表面との
間に、小間隙ｇを形成している。従ってネジ軸４は、支
持板６と接触することなく上、下方向に移動することが
出来る。

【００２５】ここで、ボールネジ本体２のボール３が脱
落した場合には、図３に示すように、ネジ軸４とナット
金具５との螺合が外れ、ネジ軸４は落下する。その落下
とともに、ネジ軸４のネジ４ａは、支持板６の前記突出
片２９に当接し、支持板６をバネ２５の付勢力に抗して
ネジ軸４とともに落下する。これにより支持板６の検知
面２３と検知器９との間の空隙Ｇが広がり、即ち支持板
６とナット金具５との間の距離ｌが変化しこれを検知器
９が検知して減速電動機Ｍを停止させる。なお支持板６
は、ナット金具５と上に重なることによって、支持板６
及びネジ軸４の分離墜落が阻止される。

【００２６】図５は、ボールネジ本体２Ａのナット金具
５Ａを非回転に保持した他の実施例を示す。

【００２７】本例では基台３２に出力軸を上に向けて載
置した減速電動機Ｍの前記出力軸に直結してネジ軸４Ａ
を立上げるとともに、ナット金具５Ａはネジ軸４Ａにボ
ール３Ａを介して螺合しており、さらにナット金具５Ａ
は、前記基台３２から立上がるピン体１３Ａによって回
転不能に係止されている。

【００２８】従って減速電動機Ｍの駆動とともにネジ軸
４Ａは回転し、その回転により、ナット金具５Ａは上、
下に移動することが出来る。又、ナット金具５Ａには、
その上方に枠組されかつワークＷを載置する支持枠３３
が設けられる。

【００２９】前記ナット金具５Ａには、図１に示す支持
板６と略同一構成をなし、係止ピン７Ａを有する支持板
６Ａを取付けており、又このナット金具４Ａには支脚３
０Ａを介して支持板６Ａとナット金具５Ａとの距離ｌの
変化を検知する検知器９Ａを設けている。

【００３０】然してボールネジ本体２Ａの螺合が外れナ
ット金具５Ａが落下した場合には、支持板６Ａはネジ軸
４Ａと係合することにより、支持板６Ａは落下が防止さ
れ、従って支持板６Ａとナット金具５Ａとの距離ｌが変
化する。この距離ｌの変化をナット金具５Ａに固着され
る検知器９Ａが検知し、その検知出力により、本例では
ナット金具５Ａと前記ピン体１３Ａとの間に設けたブレ
ーキ手段Ｂを作動させナット金具５Ａの墜落を阻止す
る。

【００３１】なお本発明においては、前記ネジ軸が上、
下に向く昇降移動にとどまらずネジ軸が斜め又は水平に
向く横方向移動の場合にも適用でき、又本発明は種々な
態様のものに変形できる。

【００３２】

【発明の効果】叙上の如く本発明の損傷検出装置付ボー
ルネジは、ボールネジ本体に、前記構成に係る支持板
と、支持板とボールネジ本体のナット金具との間の距離
の変化を検知する検知器とを具えているため、ボールネ
ジ本体は、ボールが脱落するなど螺合が外れた場合であ
ってもネジ軸、又はナット金具の落下を防止でき、作動
の安全性を高めうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】その正常時の状態を示す部分断面図である。

【図３】その異状時の状態を示す部分断面図である。

【図４】その使用の一例を示す正面図である。

【図５】他の実施例を示す正面図である。

【符号の説明】

２、２Ａ ボールネジ本体 ３、３Ａ ボール ４、４Ａ ネジ軸 ５、５Ａ ナット金具 ６、６Ａ 支持板 ７、７Ａ 係止ピン ９、９Ａ 検知器 ｌ 距離

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボールを介してネジ軸とナット金具とが螺
   合しかつネジ軸又はナット金具の一方が非回転に保持さ
   れるボールネジ本体の前記ネジ軸又はナット金具にネジ
   軸方向の荷重を付加するとともに、ナット金具に、ネジ
   軸方向に突出する係止ピンを有する支持板を取付け、 しかもこの支持板は前記ネジ軸に螺合するナット金具に
   ネジ軸方向のみの移動を可能に係合しかつ抜け止めする
   とともに、前記支持板とナット金具との間の距離の変化
   を検知する検知器を具えてなる損傷検出装置付ボールネ
   ジ。