JP2011047441A - チェーン式伝動部材 - Google Patents

Abstract

【課題】チェーンが循環経路においてよりスムーズに循環できる、チェーン式伝動部材を提供する。
【解決手段】本発明は、主にスクリュー１と、ナット２と、回流部材３と、チェーン４と、転動体５とを含み、回流部材３には、回流路３２を設け、前記回流路３２内にお互いに対応する第一導引部３２１と第二導引部３２２を設置し、第一導引部３２１と第二導引部３２２は、一端から他端へ向かって同一方向に１６０〜２００度ねじられて形成され、且つ第一脚部３１Aにおける第一導引部３２１と第二導引部３２２の両端と、第二脚部３１Bにおける第一導引部３２１と第二導引部３２２の両端は、位置と方向が異なるようにしたことを特徴とする。これにより、チェーンが回流路においてよりスムーズに循環できる。
【選択図】図４

Description

本発明はリニア伝動部材に係り、特にチェーン式伝動部材に関する。

ボールスクリューの原理は、スクリューとナットとの間に鋼ボールを介在し、鋼ボールの回転運動によって、伝統のアクメスクリュー（ＡＣＭＥ）の滑動伝動を取り換えることにある。これによって、摩擦消耗が大きく低減され、高効率と高精度が実現される。

ボールの使用は、スクリューをよりスムーズに移動させることができるが、隣り合うボールが回転しているときに、お互いに衝突し易く、而も非常に大きな騒音を発生し、これにより、ボールの寿命が短縮され、故にスクリュー全体装置の寿命に影響を及ぼす。

上記問題を解決するために、チェーン式固定ボール装置が提案され、例えば、アメリカ合衆国特許第５９９３０６４号公報（特許文献１）には、改良式ボールチェーンが開示されている。該ボールチェーンは、弾性材料により製造され、ボールの四つの外面を固定するための４個帯状シートを含み、任意方向に自由に曲げられても、ボールを同一の位置に固定することができるので、リニアスライドレール及びボールスクリュー等の直線案内装置に適用される。

一方、ボールスクリューモジュールには、循環経路を設ける必要があり、これにより、ボールを螺旋状溝・槽へ導引して回流させるとともに、ボールをたえず循環する軌道を形成する。上記ボールチェーンは、前記循環経路を通過させる時に、運動方向を変える必要があり、これによって循環可能に回流できる。ところで、従来技術では、上記ボールチェーンは循環経路をスムーズに通過して進行方向を変えることが困難であったため、不適当なねじりや引っ張りによって断裂される場合があった。また、前記特許文献１では、ボールチェーンがスクリュー装置に応用でき、且つナット内にボールチェーンを回流するための循環装置を設けると記載されているが、如何にスムーズにボールチェーンに循環装置を通過させるかについて一切開示されていない。

実際に使用する場合は、チェーンの両側を螺旋軌道から循環装置へ進入させる時、チェーンを３次元に回転しなければならない。この際、回転経路を仮に特殊な角度の設計により行われなれば、チェーンは内側が圧縮され、外側が引っ張られ、両側の変形量が異なるため、断裂が発生する恐れがある。故に現在、ボールチェーンを具えるリニアスライドルールは市販されているが、ボールチェーンを具えるボールスクリューは設計も製造もされていない。

アメリカ合衆国特許第５９９３０６４号

そこで、上記の従来技術の問題点に鑑み、本発明者らは、研究に研究を重ねて改良した後、漸く下記目的を達成できる発明を生み出すことができた。

本発明の主な目的は、チェーンが循環経路においてよりスムーズに循環することができる、チェーン式伝動部材を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１は、外面に螺旋状の転動溝が形成されるスクリューと、前記スクリューを穿設するための穿孔と、前記穿孔内面に前記転動溝に対応して形成される転動槽と、前記転動溝と前記転動槽とにより形成される負荷経路と、前記穿孔及び前記負荷経路と連通する複数の収容孔とを有するナットと、前記収容孔に設置され、両端に第一脚部と第二脚部とを具え、前記第一脚部と前記第二脚部とを貫通して形成される門型回流路と、前記門型回流路と接続して形成される循環経路と、前記門型回流路内に設けられるとともに、一端から他端へ向かって同一方向に１６０〜２００度ねじられて形成され、且つ前記第一脚部と前記第二脚部の端部におかれる位置と方向が異なるそれぞれの第一導引部と第二導引部とを有する回流部材と、複数の間隔部と二つの連結部とを具え、前記連結部は前記間隔部両側に位置されて前記間隔部を連結することにより、各間隔部間に収容空間を形成させるととともに、回流路に入る時、前記連結部は前記第一導引部と前記第二導引部とへ載置され、且つ前記第一導引部と前記第二導引部の導引によってねじりが発生されるチェーンと、前記収容空間に載置され、前記スクリューと前記ナットとの間を転動媒体として転動する複数の転動体と、からなるチェーン式伝動部材である。

本発明の請求項２は、請求項１において、前記第一導引部と前記第二導引部の両端は、前記スクリューと前記ナットとの間に形成される隙間と係合してなる。

本発明の請求項３は、請求項１または２において、前記連結部は前記チェーンが前記負荷経路へ載置されたとき、前記スクリューと前記ナットとの間に形成される隙間内に載置されてなる。

本発明の請求項４は、請求項１乃至３の何れか１項において、前記第一脚部における第一導引部は前記第一脚部の内側にあり、前記第一脚部における第二導引部は前記第一脚部の外側にあり、前記第二脚部における第一導引部は第二脚部の外側にあり、前記第二脚部における第二導引部は第二脚部の内側にある。

本発明の請求項５は、請求項１乃至４の何れか１項において、前記第一導引部と前記第二導引部をねじるための準最適なねじり角度が１７５〜１８５度である。

本発明の請求項６は、請求項１乃至４の何れか１項において、前記第一導引部と前記第二導引部をねじるための最適なねじり角度が１８０度である。

本発明の請求項７は、請求項１乃至６の何れか１項において、前記回流部材は、複数個からなってもよい。

本発明は、上述した構成を有するものであるため、回流路の第一導引部と第二導引部を同一方向にねじって設置することにより、チェーンを循環経路をよりスムーズに通過させることができる。

また、且つ第一脚部における第一導引部と第二導引部の端部と、第二脚部における第一導引部と第二導引部の端部は、位置と方向が異なるようにしたので、チェーンが回流路においてよりスムーズに回流できる。

本発明に係るチェーン式伝動部材の斜視図である。 本発明に係るチェーン式伝動部材のナットの一部見取図である。 本発明に係るチェーン式伝動部材のナットと回流部材を取り除いた後の斜視図である。 本発明に係るチェーン式伝動部材の回流部材の斜視図である。 図４の線Ａ−Ａの断面図である。

以下、本発明の特徴及び技術内容をより一層理解するために、本発明に係る実施形態及び図面を参照されたい。但し、当該実施形態または図面など単に本発明を説明または参考するために用いられるもので、本発明に対して如何なる制限はない。

図１乃至図５を参照されたい。本発明のチェーン式伝動部材は主にスクリュー１と、ナット２と、回流部材３と、チェーン４と、転動体５とを含む。

スクリュー１は、長柱状を呈し、外面に転動溝１１が形成される。ナット２は、スクリュー１を穿設するための穿孔２１と、穿孔２１内面に転動溝１１に対応して形成される転動槽２１１と、転動溝１１と転動槽２１１とにより形成される負荷経路と、穿孔２１及び前記負荷経路と連通する複数の収容孔（図示せず）を有する。

回流部材３は、図５に示すように、第一部材３Ａと第二部材３Ｂとにより構成される。また、三つの部材により構成されてもよい。回流部材３は、外観が門型（又は左横倒したコ字）であり、両端に第一脚部３１Ａと第二脚部３１Ｂとを具え、第一脚部３１Ａと第二脚部３１Ｂは収容孔に設けられる。回流部材３は、第一脚部３１Ａと第二脚部３１Ｂを貫通して門型回流路３２を形成する。回流路３２は、循環経路と連通して一つの循環経路を形成する。また、回流路３２内には、お互いに対応する第一導引部３２１と第二導引部３２２とが設けられ、第一導引部３２１と第二導引部３２２の両端は、スクリュー１の外形とナット２の内径との間に形成される隙間と係合する。第一導引部３２１と第二導引部３２２は、一端から他端へ向かって同一方向に１６０〜２００度ねじられて設置される。ここでは、前記第一導引部と前記第二導引部をねじるための準最適なねじり角度が１７５〜１８５度であり、最適なねじり角度が１８０度である。さらに、第一脚部３１Ａにおける第一導引部３２１と第二導引部３２２の端部と、第二脚部３１Ｂにおける第一導引部３２１と第二導引部３２２の端部とは、位置と方向が異なっている。

図４に示すように、第一脚部３１Ａにおける第一導引部３２１は第一脚部３１Ａの内側Ｐにあり、第一脚部３１Ａにおける第二導引部３２２は第一脚部３１Ａの外側Ｒにあり、第二脚部３１Ｂにおける第一導引部３２１は第二脚部３１Ｂの外側Ｒにあり、第二脚部３１Ｂにおける第二導引部３２２は第二脚部３１Ｂの内側Ｐにある。

チェーン４は、複数の間隔部４１と二つの連結部４２とを具え、連結部４２は間隔部４１両側に位置されて間隔部４１を連結することにより、各間隔部４１間に収容空間を形成させる。チェーン４が負荷経路にある時、連結部４２はスクリュー１の外径とナット２の内径との間に形成される隙間に載置され、チェーン４が回流路３２にある時、連結部４２は第一導引部３２１と第二導引部３２２に載置される。而も、チェーン４には、第一導引部３２１と第二導引部３２２の導引によって、ねじりが発生される。図３と図４に示すように、チェーン４と、第一導引部３２１と第二導引部３２２とは、ねじりの方向が同一である。

転動体５は、前記収容空間に載置され、スクリュー１とナット２との間を転動媒体として転動する。

以上を総合すると、チェーンが循環経路にある時、その循環が最もスムーズに行われない場所は回流路にある。この回流路の循環を改善するために、本発明は、回流路の第一導引部と第二導引部を同一方向にねじって設置することにより、チェーンの循環をよりスムーズに行わせ、チェーンにおける応力を低減させることができる。したがって、チェーンの断裂の問題を解決し、伝動部材の使用寿命を延長し、且つ伝動部材の精度を高めることができる。

以上は本発明の好ましい実施の形態であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなしえる修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、かつこの発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。

１ スクリュー
１１ 転動溝
２ ナット
２１ 穿孔
２１１ 転動槽
３ 回流部材
３Ａ 第一部材
３Ｂ 第二部材
３１Ａ 第一脚部
３１Ｂ 第二脚部
３２ 回流路
３２１ 第一導引部
３２２ 第二導引部
４ チェーン
４１ 間隔部
４２ 連結部
５ 転動体
Ｒ 外側
Ｐ 内側

Claims (7)

1. 外面に螺旋状の転動溝が形成されるスクリューと、
   前記スクリューを穿設するための穿孔と、前記穿孔内面に前記転動溝に対応して形成される転動槽と、前記転動溝と前記転動槽とにより形成される負荷経路と、前記穿孔及び前記負荷経路と連通する複数の収容孔とを有するナットと、
   前記収容孔に設置され、両端に第一脚部と第二脚部とを具え、前記第一脚部と前記第二脚部とを貫通して形成される門型回流路と、前記門型回流路と接続して形成される循環経路と、前記門型回流路内に設けられるとともに、一端から他端へ向かって同一方向に１６０〜２００度ねじられて形成され、且つ前記第一脚部と前記第二脚部の端部におかれる位置と方向が異なるそれぞれの第一導引部と第二導引部と、を有する回流部材と、
   複数の間隔部と二つの連結部とを具え、前記連結部は前記間隔部両側に位置されて前記間隔部を連結することにより、各間隔部間に収容空間を形成させるととともに、回流路に入る時、前記連結部は前記第一導引部と前記第二導引部とへ載置され、且つ前記第一導引部と前記第二導引部の導引によってねじりが発生されるチェーンと、
   前記収容空間に載置され、前記スクリューと前記ナットとの間を転動媒体として転動する複数の転動体と、からなるチェーン式伝動部材。
2. 前記第一導引部と前記第二導引部の両端は、前記スクリューと前記ナットとの間に形成される隙間と係合してなることを特徴とする、請求項１に記載のチェーン式伝動部材。
3. 前記連結部は、前記チェーンが前記負荷経路へ載置されたとき、前記スクリューと前記ナットとの間に形成される隙間内に載置されてなることを特徴とする、請求項１または２に記載のチェーン式伝動部材。
4. 前記第一脚部における第一導引部は前記第一脚部の内側にあり、前記第一脚部における第二導引部は前記第一脚部の外側にあり、前記第二脚部における第一導引部は第二脚部の外側にあり、前記第二脚部における第二導引部は第二脚部の内側にあることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか１項に記載のチェーン式伝動部材。
5. 前記第一導引部と前記第二導引部をねじるための準最適なねじり角度が１７５〜１８５度であることを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１項に記載のチェーン式伝動部材。
6. 前記第一導引部と前記第二導引部をねじるための最適なねじり角度が１８０度であることを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１項に記載のチェーン式伝動部材。
7. 前記回流部材は、複数個からなることを特徴とする、請求項１乃至６の何れか１項に記載のチェーン式伝動部材。