JP2010156390A - ボールスクリュー - Google Patents

Abstract

【課題】構造を簡単にし、かつメンテナンス性の向上を図ることにある。
【解決手段】本発明は、ねじ負荷経路を有するスクリュー及びナットと、還流経路を有する二つの還流素子と、複数のボールと、ナットの端面に取り付けた二つの防塵装置とを備える。前記還流経路と負荷経路とを合せて閉鎖経路を形成し、前記スクリューとナットとの相対回転メディアとして回転素子に提供するボールスクリューにおいて、前記防塵装置は、柱状のコネクタでナットの端面に同軸に固定され、該コネクタの軸方向にスクリューが通過可能な軸孔を貫設し、かつ径方向に軸孔の内外を連通する収容溝を開設する。該収容溝は、防塵ピースを径方向に挿設するために用いられ、防塵ピースの内縁によりナットの内部に異物の侵入を回避できると共に、グリースの流失が避けられる防塵作用を提供する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、維持費の節約、または維持の便利性を実現するために、径方向に防塵ピースの交換可能なボールスクリューを提供する。

図１および図２を参照するように、台湾の特願第０９６１２３１４３号の「ボールスクリューの防塵装置」を示す。該最も新しい従来技術は、ナット（９０）の軸方向の端縁に同軸に固設される固定リング（９１）が開示される。該固定リング（９１）の同軸にある収容スペース（９１１）を有し（即ち、固定リング（９１）内は収容スペース（９１１）となっており）、該収容スペース（９１１）には、ナット（９０）に対して軸方向の内方向から外方向へ第２の油掻き（９２）、第１の油掻き（９３）、スクレーパ（９４）がその順に隣接するように設けられている。これらをその順序に重ね合わせる（隣接させる）ことで構成される当該固定リング（９１）、第２の油掻き（９２）、第１の油掻き（９３）およびスクレーパ（９４）からなる防塵装置は、それぞれ、スクレーパ（９４）により最大粒（最大粒径）の屑を阻止し、第１の油掻き（９３）により次に大きい粒（粒径）の屑および大部分の切削液を阻止し、または第２の油掻き（９２）で内張りするフェルトにより細かい粒（粒径）の屑および切削液を阻止することによって、大から小にいたるあらゆる粒径の屑及び切削液がナット（９０）内に進入するのを完全にブロックし、これによって、ボールスクリューの順調的往復動が確保され得る。

しかし、前記の設計は、以下の欠点を有する。
組付け、または維持（メンテナンス）するのにかなり不便である。具体的に、第２の油掻き（９２）のみを取り換える場合、まず、固定リング（９１）中のスクレーパ（９４）、第１の油掻き（９３）を分離させ、第２の油掻き（９２）を外すことが可能であるが、当該スクレーパ（９４）、第１の油掻き（９３）、第２の油掻き（９２）をスクリュー（９）の軸方向に沿って引き出して始めて新しい第２の油掻き（９２）を取り換えることが可能になる。また、これを取り付ける場合、逆作業によって第２の油掻き（９２）、第１の油掻き（９１）、スクレーパ（９４）をスクリュー（９）に嵌設した後、その順序で固定リング（９１）を締付けることになるため、その全作業は、工費が多くかかり、今までの組付技術にとっては突破できないところがある。
構造は、複雑である。そのスクレーパ（９４）、第１の油掻き（９３）および第２の油掻き（９２）を、固定リング（９１）を介してナット（９０）に組付けるようになっており、その構成部材の数が極めて多くなっているので、経済的と言えるものではなく、また後日の油掻きを拡充して取り付けることに不利である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、構造が簡単で、かつメンテナンス性に優れた防塵装置を有するボールスクリューを提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、少なくとも、外周にねじ槽を備えるスクリューと、ねじ溝と前記ねじ槽とから負荷経路を形成し、内穴に該ねじ溝を有するナットと、それぞれ前記ナット上に取付けられ、還流経路を有すると共に、該還流経路と前記負荷経路とを合せて閉鎖経路を形成する二つの還流素子と、前記閉鎖経路に取付けられ、前記スクリュー及び前記ナットを相対回転させるメディアとする複数のボールと、それぞれナットの端面に取付けられ、、コネクタと複数の防塵ピースからなり、該コネクタが前記ナットの端面に固定され、該コネクタは、軸方向に沿って前記スクリューを通過させるための軸孔を貫通すると共に、径方向に沿って軸孔の内外を連通する複数の収納溝が設置され、当該収容溝に防塵ピースが径方向に挿入して固定する防塵装置と、を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記コネクタは、収納溝においてほぞ穴が連通され、前記防塵ピースにはほぞ穴に合せる係止塊が設置され、該係止塊が恰もほぞ穴に挿入することによって防塵ピースとコネクタとをほぞで合せて一体になることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記防塵ピースの内縁は、前記スクリューの表面と接触することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記防塵ピースの内縁の部位は、前記のスクリューねじ溝と整合する形を備えることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記ナットは、両端縁に所定深さのリング状の組付溝が同軸に凹設され、該組付溝の孔径がねじ溝のピッチ円直径より大きく形成し、ナットにはさらに組付溝の内外を連通する皿穴が径方向に貫設され、コネクタは、その一端により小径の軸部が突出され、該軸部は恰もナットの組付溝中に合致すると共に、皿穴に対応する位置にねじ穴を設け、ボルトで該皿穴に貫通しねじ穴に締付けることによって、コネクタがナットの端面に同軸に固定されることを特徴としている。

本発明の内容は、主に、ボールスクリューの防塵装置を提供する。該防塵装置は、コネクタおよび複数の防塵ピースからなり、該コネクタがナットの端面に同軸に固定され、その軸方向に沿ってスクリューを通過させる軸孔が貫設されると共に、その径方向に沿って複数の軸孔の内外を連通する収容溝が設置される。当該収容溝は、それぞれの防塵ピースを径方向に挿入させるために提供されるもので、当該防塵ピースの内縁によってナット内部への異物の侵入、またはグリースの流失を回避させるための防塵作用を提供することができる。そして、防塵装置がコネクタと複数の防塵ピースによって構成されているので、従来に比べて構造が簡単になるという利点がある。しかも、防塵ピースを収容溝に対して挿入したり、引き抜いたりするだけで、従来のスクレーパ、第１の油掻きおよび第２の油掻き等に相当するものを簡単に交換することができる。従って、メンテナンスの向上を図ることができる。

本発明の防塵ピースは、一々コネクタの収容溝に「径方向」に直接に離合させるべきことで、防塵ピースの取外し、取付けプロセスがより容易であると共に、構造の簡略化機能まで至ることができる。それによって、取外しプロセスの工費を大幅に節約と同時に、部品コストの削減も可能で、また経済的な原則または新規的な機能に符合しているので、従来による問題などを解除することができ、本発明は、ボールスクリュー防塵装置のために確実に効果的に解決できる新規的な技術を提供することが可能である。

以下、本発明の実施の形態を図３乃至９に基づいて詳しく説明する。

図３乃至図９を参照するように、この実施の形態で示すボールスクリューは、主に、スクリュー（１０）、ナット（２０）、二つの還流素子（３０）、複数のボール（４０）および防塵装置から構成される。

前記スクリュー（１０）は、外周（外周面）にねじ槽（１１）を備える。

前記ナット（２０）は、その内穴（内周面）にねじ溝（２１）を有し、該ねじ溝（２１）とねじ槽（１１）とにより負荷経路を形成する。ナット（２０）は、さらに軸方向の両端縁にて所定の深さを有するリング状の組付溝（２２）が同軸に凹設され、該組付溝（２２）の孔径は、ねじ溝（２１）のピッチ円直径より大きく形成される。ピッチ円直径とは、通常歯車のピッチ円の直径のことをいうが、ここにおいては、互いに噛み合うねじ溝とねじ山の幅の等しい位置（ねじ溝とねじ山の平均位置（径方向の平均位置））を通る仮想円の直径をいう。即ち、ピッチ円直径は、ねじ溝（２１）によってガイドされる各ボール４０の中心位置を通るような仮想円の直径を意味するともいえる。ナット（２０）には、さらに組付溝（２２）の内外を連通する皿穴（座ぐり穴）（２３）が径方向に貫設される。即ち、ナット（９０）の外周面から組付溝（２２）内に連通する孔が複数形成されており、各孔のナット（９０）の外周面側の部分に後述するボルト（５３）の頭部を収容可能な皿穴（２３）が設けられている。上記各孔及び皿穴（２３）は、その軸方向がナット（９０）の径方向に向けられている。

前記の二つの還流素子（３０）は、それぞれ前記ナット（２０）の軸方向の両端縁に取付けられ、還流経路（３１）を有すると共に、該還流経路（３１）と前記負荷経路とを合せて閉鎖経路を形成する。

前記の複数のボール（４０）は、前記閉鎖経路に転動自在に設けられ、前記スクリュー（１０）及び前記ナット（２０）を相対回転させるメディアとする。

前記防塵装置は、それぞれのナット（２０）の軸方向の両端面に取付けられ、、該防塵装置がコネクタ（５０）と複数の防塵ピース（６０）とからなる。該コネクタ（５０）は、その一端に小径の軸部（５１）が突出され、該軸部（５１）は、恰も前記ナット（２０）の組付溝（２２）に合致している。即ち、軸部（５１）と組付溝（２２）とが同軸状に嵌合するようになっている。さらに、前記皿穴（２３）及び前記孔に対する位置にねじ穴（５２）が開設されており、ボルト（５３）の雄ねじ部が該皿穴（２３）および孔を通ってねじ穴（５３）に螺接（螺合）するようになっている。これによって、前記コネクタ（５０）をナット（５２）の端面に同軸に固定させる。該コネクタ（５０）は、軸方向に沿って前記スクリュー（１０）を通過させるための軸孔（５４）が貫通されていると共に、径方向に沿って軸孔（５４）の内外を連通する複数の収納溝（５５）が開設される。該収容溝（５５）は、二つずつ一組として前記コネクタ（５０）の同一軸方向の位置に対称に配置され、また、該コネクタ（５０）の軸方向に間隔を持って三つ組の収容溝（５５）を設置する。即ち、軸方の同一の位置に左右対称に形成された一対の収容溝（５５）が軸方向に所定の間隔をおいて三対設けられている。軸方向における該中間組の収容溝（５５）は、前、後の二組の収容溝（５５）に対して１８０度で補足的に千鳥状に配置され、コネクタ（５０）の外周は、９０度毎の位置に、さらに４本の凹溝（５６）を軸方向に凹設することによって、各収容溝（５５）の中央部に指が入れる程度のスペースを形成すると同時に、二つの１８０度を隔てる凹溝（５６）により二つ一組の収容溝（５５）を隔離することができる。即ち、軸方向の中央に位置する一対の収容溝（５５）は、他の軸方向の前後に位置する二対の収容溝（５５）に対して、コネクタ（５０）の軸心回りに９０度回転した位置に設けられている。この結果、各収容溝（５５）は、コネクタ（５０）を外周から見た場合に、千鳥状に配置された状態になるようになっている。なお、各収容溝（５５）は、コネクタ（５０）の外周面に沿う所定の長さの円弧部分と、この円弧部分の両端をつなぐ直線状の弦部分とによって構成され、その弦部分が軸孔（５４）内の所定の深さに達するように形成されている。また、凹溝（５６）は、コネクタ（５０）の円筒状に形成された外周面における各対の収容溝（５５）の円弧部分の中央部を軸方向に貫通するように凹状に形成されている。そして、コネクタ（５０）は、該両凹溝（５６）に、さらに収容溝（５５）と互いに連通するほぞ穴（５７）が設けられる。即ち、コネクタ（５０）には、各凹溝（５６）の対向する内側面に開口し、対となる各収容溝（５５）に連通するほぞ穴（５７）が形成されている。その後、６枚の防塵ピース（６０）で、それぞれ６つの収容溝（５５）に対して挿設して台湾の特願第０９６１２３１４３号の「ボールスクリューの防塵装置」に示したような、三つの防塵構造を形成するために用いられる。このような防塵ピース（６０）の周方向の中央部であって、凹溝（５６）に対応する位置には、加力部（把持部）（６１）が凹設されている。この加力部（６１）は、実際に作用する時、防塵ピース（６０）の取り出し、または取り換える時に便利に掴むためのものである。さらに、防塵ピース（６０）は、その内端の両側に、それぞれ引掛部（６２１）を有する係止塊（６２）を突出させる。該係止塊（６２）は、恰も対応する前記のほぞ穴（５６）中に挿入することができ、さらに、該引掛部（６２１）を対応する凹溝（５６）に露出させ、防塵ピース（６０）とコネクタ（５０とを係合して一体に結合しやすくなる。また、防塵ピース（６０）は、ゴム、または適宜なプラスチックの材質で製造することができ、その内縁部位が前記スクリュー（１０）のねじ溝（１１）に一致する形を有している。ブラシ（６３）を取り付け、または歯型状に設置することによって、スクリュー（１０）に対して掻き落とし防塵動作ができる。当該防塵ピース（６０）の内縁により異物がナット（２０）内部への侵入を回避できると共に、グリースの流失も避けられる防塵作用を実現し得る。

以上の説明から理解するように、本発明は、６枚の防塵ピース（６０）をコネクタ（５０）の三組の収容溝（５５）逐一に取り付ければ、前記の台湾特願第０９６１２３１４３号に示した同一特点を得られる他、さらに、以下の特点を有する。

１．組付け、または維持するのに極めて便利である。
本発明は、何れかの防塵ピース（６０）を取り換えようとする時、両指で両相対する凹溝（５６）に入れ引掛部（６２１）を抑え、引掛部（６２１）との係止をはずしてから、他の指を合せてコネクタ（５０）の径方向に沿って該防塵ピース（６０）を引き抜けば、取外す動作を完成することができる。新しい防塵ピース（６０）を取り換えた後、その収容溝（５５）に挿入して位置するように係止すれば良い。以上のことから、本発明の全作業は、従来のものにかかる取付け、または取外し、より時間的または工費の節約ができるため、当然、一種革新的な高度的発明を発揮でき経済的な効果を十分に有している。
２．構造は簡潔である。
本発明は、前記の台湾特願第０９６１２３１４３号のスクレーパ、固定リングを効果的に節約することができる。代わりにコネクタ（５０）の使用可能で、該コネクタは、塑性成形（射出成形）で大量に生産することができるため、部品コストの低減にメリットがある。

以上説明のように、本発明の中心技術は、防塵ピースをコネクタの収容溝内に逐一に「径方向」に直接に開離できることによって、防塵ピースの取付け、取外しは、よりしやすいであると共に、構造の簡略化は、更に効果的であるため、当該構造などの特徴は新規性及び進歩性を備え、特許としての要件に十分合致している。但し、以上の説明は、単なる本発明のより好ましい実施例であるので、大よそ本発明の特許請求の範囲に基づいて成された等効的な変化並びに修飾など何れも本発明の技術範囲に属するものである。

従来例として示した台湾特願第０９６１２３１４３号の構造見取図。 同台湾特願第０９６１２３１４３号の構造見取図。 本発明の一実施の形態として示した防塵装置の分解見取図。 同防塵装置の組合せの見取図。 同防塵装置をボールスクリューに取付けた動作の見取図。 同防塵装置をボールスクリューに取付けた動作の見取図。 同防塵装置をボールスクリューに取付けた組合せの見取図。 図７のＡ−Ａ線の断面見取図。 図８のＢ−Ｂ線の断面図。

符号の説明

１０ スクリュー １１ ねじ槽
２０ ナット ２１ ねじ溝
２２ 組付溝 ２３ 皿孔
３０ 還流素子 ３１ 還流経路
４０ ボール
５０ コネクタ ５１ 軸部
５２ ねじ穴 ５３ ボルト
５４ 軸孔 ５５ 収容溝
５６ 凹溝 ５７ ほぞ穴
６０ 防塵ピース ６１ 加力部
６２ 係止塊 ６２１ 引掛部
６３ ブラシ
９ スクリュー ９０ ナット
９１ 固定リング ９１１ 収容スペース
９２ 第２の油掻き ９３ 第１の油掻き
９４ スクレーパ

Claims (5)

1. 少なくとも、
   外周にねじ槽を備えるスクリューと、
   ねじ溝と前記ねじ槽とから負荷経路を形成し、内穴に該ねじ溝を有するナットと、
   それぞれ前記ナット上に取付けられ、還流経路を有すると共に、該還流経路と前記負荷経路とを合せて閉鎖経路を形成する二つの還流素子と、
   前記閉鎖経路に取付けられ、前記スクリュー及び前記ナットを相対回転させるメディアとする複数のボールと、
   それぞれナットの端面に取付けられ、、コネクタと複数の防塵ピースからなり、該コネクタが前記ナットの端面に固定され、該コネクタは、軸方向に沿って前記スクリューを通過させるための軸孔を貫通すると共に、径方向に沿って軸孔の内外を連通する複数の収納溝が設置され、当該収容溝に防塵ピースが径方向に挿入して固定する防塵装置と、
   を備えることを特徴とするボールスクリュー。
2. 前記コネクタは、収納溝においてほぞ穴が連通され、前記防塵ピースにはほぞ穴に合せる係止塊が設置され、該係止塊が恰もほぞ穴に挿入することによって防塵ピースとコネクタとをほぞで合せて一体になることを特徴とする請求項１記載のボールスクリュー。
3. 前記防塵ピースの内縁は、前記スクリューの表面と接触することを特徴とする請求項１記載のボールスクリュー。
4. 前記防塵ピースの内縁の部位は、前記のスクリューねじ溝と整合する形を備えることを特徴とする請求項１または２記載のボールスクリュー。
5. 前記ナットは、両端縁に所定深さのリング状の組付溝が同軸に凹設され、該組付溝の孔径がねじ溝のピッチ円直径より大きく形成し、ナットにはさらに組付溝の内外を連通する皿穴が径方向に貫設され、
   コネクタは、その一端により小径の軸部が突出され、該軸部は恰もナットの組付溝中に合致すると共に、皿穴に対応する位置にねじ穴を設け、ボルトで該皿穴に貫通しねじ穴に締付けることによって、コネクタがナットの端面に同軸に固定されることを特徴とする請求項１または２記載のボールスクリュー。

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