JP3124045U - ボールねじ装置とその循環コマ - Google Patents

Abstract

【課題】ラッチ係合凹みと固定ブロックによって軸方向とラジアル方向でそれぞれ固定する力が提供され、循環コマを固定することができるボールねじ装置とその循環コマを提供する。
【解決手段】循環コマにはその側面と端部にラッチ係合ブロックと固定ブロックが設けられている。傾斜した面がラッチ係合ブロックの下部に形成され、循環コマが柔軟に変形できるように、溝が循環コマの上に形成されている。ナットにはラッチ係合用の凹みが有り、ラッチ係合ブロックがラッチ係合用凹みにラッチ係合する。さらに、ナットにはまた固定ブロックを収容するための固定用凹みが有り、まずその固定ブロックはナット300のラジアル方向に延び、次いで接線方向に延びている。
【選択図】図１

Description

本考案は、ボールねじ装置に関するものであり、より詳しくは、循環コマ(circulation piece)を素早く組み立てることができ、しかも軸方向とラジアル方向の両方に固定ができ、そのため循環コマがボールねじ装置のナット内で確実に固定できる、内部循環式ボールねじ装置とその循環コマに関するものである。

通常、リニア伝送機構は、ナットにネジ止めされるネジ軸を含むものである。ネジ軸が回転すると、ナットはネジ軸の軸方向に移動し、ネジ軸の回転運動はナットのリニア運動に変換される。

ネジ軸とナット間の摩擦による摩耗と力の損失を低減するため、複数のボールが、ネジ軸とナットの間に配置される。ネジ溝は、ボールを収容するためナットに形成されるネジ溝に対応するネジ軸上に形成され、ボールはネジ軸とナットの間を移動する。そのため、ネジ軸がナットにネジ止めされると、ボールはネジ軸とナットに連結する。ネジ軸が回転すると、ボールはナットがネジ軸の軸方向に移動するようにネジ溝を移動する
。ボールが、ネジ軸とナットのネジ溝の中を動くことによって、ネジ軸とナットの間の摩擦が低減される。ボールがナットのネジ溝の一方の端から他の端まで移動するにつれて、ボールがネジ軸とナットの間を再度移動できるように、ボールをナットのネジ溝の初めの端部に循環させるためのボールの循環機構が働く。ボールの循環機構としての2つの循環コマが、ナットの2つの端面に、それぞれ配設されている。それで循環経路がナットの中に形成される。循環経路の2つの端部は、2つの循環コマにそれぞれ接続されている。ボールは、循環コマのうちの1つを通って循環経路へ移動し、他の循環コマに到達する。ボールは循環コマを通して再びナットとネジ軸のネジ溝に戻り、ネジ軸とナットのネジ溝の中を移動し続ける。従来の循環コマは、ナットのラッチ係合凹みに連結するラッチ係合ブロックによって固定される。しかし、ラッチ係合ブロックとラッチ係合凹みによる固定する力はそれほど強くないので、ボールが循環コマの中で動くと循環コマが振動する。したがって、ボールはナットから循環コマまで滑らかに移動することができず、循環コマは振動を起こし、摩耗する。さらに、それによって循環コマがナットから脱落してしまい、ボールは循環できない。

循環コマの軸方向の振動を取り除くため、市販の製品のなかにはナットの端部に延びる固定ブロックを設けたものも、また循環コマの軸方向にかかる固定する力を高めるためC-タイプ保持リングが循環コマに圧力をかけるために設けられたものもある。しかし、C-タイプ保持リングを使うと依然として幾つかの問題が生じる。

第一には、C-タイプ保持リングを組み立てる際の公差によってC-タイプ保持リングと循環コマの間の軸方向にすきまが出来、したがって、C-タイプ保持リングは循環コマが落ちないようにすることができるだけで、C-タイプ保持リングと循環コマは軸方向に依然として振動を起こす。

第二には、C-タイプ保持リングまたは循環コマのラッチ係合ブロックは、軸方向の固定する力を提供するだけで、ラジアル方向の固定する力は提供することができない。さらにまた、固定ブロックは循環コマの一端を固定できるだけで、ナットの反対側は固定されない。循環コマがラジアル方向に力が載荷すると、ネジ溝に接続した循環コマの前方端部はナットの内側に移動する。その結果循環コマはネジ溝に完全には接続されず、そのためボールは滑らかに動くことができない。

第三には、C-タイプ保持リングの配置に対応して、ワイパーリングはスライス形状以外には設計することができない。したがってC-タイプ保持リングは循環コマとワイパーリングの両方をナットの端部にC-タイプ保持リングによって押しつけることがありうる。C-タイプ保持リングの組立公差はさらに増大し、そのようなスライス形状のワイパーリングの接合および洗浄の効果は希望する機能を果たすには不十分である。

循環コマを固定するもう一つの方法は、ナットの外側表面からナットに貫通し循環コマを固定するボルトを設け、循環コマが振動したり、脱落したりしないようにする方法である。しかし、貫通穴はナットの外部表面上に形成することが必要である。
ナットの外部表面上にネジ穴を形成するためには、ナットをチャックから引き離し、軸方向に加工した後、90度回転しなければならない。そして次に、貫通穴を形成するためにナットに穴をあけチャックで締付ける。さらに追加の穴明け工程が必要で、ナットをチャックで締付け再度直線に合わせなければならない、したがって製造工程がさらに複雑化し、製造原価が増大する。

循環コマを固定する前述の方法はすべて固定するための追加の部品が必要となり、対応する構造をナット上に形成することもまた必要である。ナットを製造する手順が増え、循環コマをナットに備え付けるにはさらなる組立手順が必要である。

従来のボールねじ装置では、循環コマを固定するための固定用の部品が必要であり、該部品上に対応する構造を形成することも必要で、ボールねじ装置の製造は複雑になる。上記の問題に鑑み、本考案の目的は、循環コマをボールねじ装置のナットに確実に固定可能なボールねじ装置とその循環コマを提供することである。

前記の目的を達成するため、本実用新案において、循環コマには循環コマを収容するためナットの一端に固定されている収容用のくぼみが備えられているボールねじ装置とその循環コマを提供する。収容用のくぼみの底には、循環経路を通って複数のボールがナットの中を循環する、ナットの2つの端部を通過する循環経路が設けられている。循環コマの一方の上には循環経路を出入りするボールを導く循環スロットが形成されている。

さらに循環コマはラッチ係合ブロックと固定ブロックを含んでいる。ラッチ係合ブロックは循環コマの側面から突出し、ナットのラジアル方向に伸延している。固定ブロックは循環コマの一端から突出して、ナットのラジアル方向に延び、さらにナットの接線方向に延びている。

ラッチ係合凹みはラッチ係合ブロックに対応し、ナットの収容用のくぼみの内壁に形成される。そして、固定用の凹みは、固定ブロックに対応し、収容用くぼみの端部から伸延している。ラッチ係合ブロックは、循環コマを軸方向に固定するためにラッチ係合凹みにラッチ係合され、循環コマの軸方向の振動を防ぐ。
固定ブロックは、ラジアル方向に循環コマを固定するため固定凹みに配置され、循環コマの他の端部がナット内側ラジアル方向に移動するのを防ぐ。このように、循環コマはラジアル方向にも軸方向にも確実に固定される。

本考案の長所は、ラッチ係合ブロックと固定ブロックによって、軸方向とラジアル方向それぞれに循環コマが確実に固定されるよう固定する力が提供され、その結果循環コマがナットの軸方向またはナットのラジアル方向に振動せず、したがってボールの循環がそれだけなめらかに行われる、と言う点にある。

本考案の更なる応用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになろう。しかしながら、本発明の好ましい実施態様を説明したが、詳細な説明と具体的な実例は図解として示しただけで、本発明の精神と範囲に関する各種の変更及び改造は、以下の詳細な説明から当業者にとって明らかになると言うことは理解されなければならない。

図1と2は本考案の第一の実施態様のネジ軸100、ナット300および循環コマ330からなるボールねじ装置を示したものである。

ネジ軸100はナット300にねじ止めされ、複数のボール（図示せず）をネジ軸100とナット300の間に配し、ネジ軸100とナット300が連動して回転することによって発生する摩擦を軽減し、力の損失および摩耗を軽減する。

ナット300は、本体310の外周面上に形成されるリング状のフランジ310aを有する中空のチューブ状部310を備えている。らせん形のネジ溝311が本体の内周面上に形成されている。一方、らせん形のネジ溝110は、ナット300のネジ溝311に対応するネジ軸100の外周面上に形成され、らせん形の通路がネジ溝110と311の間につくられ、その中をボールが移動できるようになっている。その結果、ネジ軸100がナット300と連動して回転するとき、発生する摩擦はボールによって軽減される。

ボールがナット300のネジ溝311の一端からネジ溝311のもう一つの端部に移動すると、ボールは、循環コマ330によってナット300の中に形成された循環経路313に導かれ、その結果、ボールはネジ溝311の出発点の端部に戻り、もう一つの循環コマ330によってネジ溝311に導かれる。ボールはナット300の内の循環経路313で循環するので、このボールの循環モードは内部循環と呼ばれている。

循環コマ330をナット300の端部に固定するため、収容用くぼみ315がナット300の端部に形成されて、ネジ溝311の端部に配置される。収容用のくぼみ315は循環コマ330を収容するために使われる。循環経路313の開口部は、ナット300の通過する収容用のくぼみ315の底部に形成され、循環経路313の中をボールが移動できるようになる。

図3を参照して説明すると、循環コマ330の一方に循環スロット330aが形成されている。循環コマ330が収容用のくぼみ315に収容されると、循環スロット330aの一端は、ネジ溝311の一端に接続され、循環スロット330aの反対側の端部は、循環コマ330の循環経路313に接続される。それゆえ、ボールがネジ溝311の端部まで移動すると、循環スロット330aを通って、循環経路313へ移動することになる。

ネジ軸300が回転し、ボールが循環コマ330を通過すると、循環コマ330の軸方向と、ナット300のラジアル方向でそれぞれ力が載荷される。軸方向の力の載荷によって、循環コマ330にナット300の軸方向への振動が起きる。その結果、循環コマ330はその元あった定位置から離れ、ボールが循環コマ330を通過する際の平滑性が影響を受ける。ラジアル方向の力の載荷によって、ネジ溝311と110に接続した循環コマ330の端部がナット300の内側に移動する。これによってまた、ボールが循環コマ330中を通過する際の平滑性が、影響を受ける。

したがって、軸方向とラジアル方向での固定する力を改善することを目指して、本実用新案の第一の実施態様では、ラッチ係合ブロック331は循環コマ330の一方の面上に突き出しており、固定ブロック332は循環コマ330の最後部の一端に突き出し、両方とも軸方向とラジアル方向で固定する力を提供するために使用される。

図3と図4を参照して説明すると、ラッチ係合ブロック331は循環コマ330の側面上に突き出ており、ナット300のラジアル方向に延び、傾斜した面がラッチ係合ブロック331の下部に形成される。ラッチ係合ブロック331に対応するラッチ係合凹み315aが、収容用のくぼみ315の内側の壁上に形成される。ラッチ係合ブロック331は、軸方向に循環コマ330を固定するラッチ係合凹み315aにラッチ係合され、その結果、循環コマ330は、振動を起こさず、またナット300のラジアル方向に移動することなく、軸方向の力の載荷に耐えることが出来る。
ラッチ係合ブロック331の下部に形成される傾斜した面がラッチ係合ブロック331を導くよう設けられ、収容用のくぼみ315の内側の壁に滑動し、ラッチ係合凹み315aに容易にラッチ係合される。

固定ブロック332は、循環コマ330の一方の端部に突き出ており、まず固定ブロック332はナット300のラジアル方向に延び、次いでナット300の接線方向に延びている。固定ブロック332に対応する固定用凹み315bは、収容用のくぼみ315の一方の端部から、さらに延びている。固定ブロック332は、ラジアル方向と接線方向に循環コマ330を固定するため収容用のくぼみ315に収容され、その結果、循環コマ330の先端部はラジアル方向での力の載荷によってナット300が内側に移動することなく固定される。

図3、図5Aおよび5Bを参照して説明すると、収容用のくぼみ315は二段形状になっている。収容用のくぼみ315の下部は、循環コマ330を収容し固定するために使用する。収容用のくぼみ315の上部は、先細の穴315cになっており、先細の穴315cの断面積は循環コマ330の断面積より広い。したがって、循環コマ330が収容用のくぼみ315に収容されると、先細の穴315の断面積は循環コマ330の断面積より広いため、先細の穴315cは、循環コマ330を導いて収容用のくぼみ315の下部に滑動させることが可能である。

循環コマ330のラッチ係合ブロック331をラッチ係合凹み315aへ容易にラッチ係合するため、ラッチ係合ブロック331に対応する溝333が循環コマ330の上面に形成され、そこで循環コマ330は柔軟に形を変えることができる。ラッチ係合ブロック331に圧力がかかると、循環コマ330は柔軟に変形し、その結果図5Aに示すように、ラッチ係合ブロック331は循環コマ330の内部へ移動する。循環コマ330に圧力がかかり収容用のくぼみ315に収容されると、ラッチ係合凹み331は内部に移動することになる。したがって、循環コマ330には簡単に圧力をかけることが可能で、収容用のくぼみ315に収容される。循環コマ330が所定の位置に配置されると、すなわち循環コマ330が元の形に回復すると、ラッチ係合ブロック331は、図5Bに示すようにラッチ係合凹み315aにラッチ係合される。このような構造によって、循環コマ330により簡単に圧力がかかり、収容用のくぼみ315に収容することが可能となる。従来の循環コマには、固定ブロックに傾斜面がなく、循環コマは内部に移動することが出来ない。したがって、収容用のくぼみに収容するには圧力をかけることになり、固定ブロックをうまく固定用凹みにラッチ係合するには、相当大きな力が必要となる。このように、本実用新案の組立工程は、従来の工程より便利である。

次に図6を参照する。この図は本考案の第二の実施態様のもう一つの溝333を備えた循環コマ330を示したもので、溝333の構造は第一の実施態様とは異なる。第一の実施態様では、溝333は循環コマ330の上部表面を切断することによって形成され、したがって、柔軟に変形が可能な片持ち梁（カンチレバー）334はラッチ係合ブロック331が位置する所に形成され、またラッチ係合ブロック331は片持ち梁334の上に配設されている。第二の実施態様では、溝333は循環コマ330の上面がくぼんだ、凹状の構造になっている。上記2つの方法のどちらにおいても、循環コマ330は柔軟な変形が可能になっている。したがって、ラッチ係合ブロック331は内部に移動ができ、循環コマ330は、収容用のくぼみ315に収容するために簡単に圧力をかけることが出来る。前述した第一および第二の実施態様の循環コマは、固定用の部品を追加することなく、一体化して形成することが可能である。

上述のごとく本考案を説明したが、同様に種々異なった変更が可能なことは明白である。かかる変更は本考案の精神と範囲から逸脱するものと考えられるべきではなく、かかる当業者にとって明らかな修正は全て、以下の実用新案登録請求の範囲に含まれることを意図するものである。

本考案の第一の実施態様の斜視図である。 第一の実施態様の分解組立図である。 第一の実施態様の循環コマの斜視図である。 第一の実施態様の収容用くぼみの斜視図である。 第一の実施態様の運用の模式図である。 第一の実施態様の運用の模式図である。 本考案の第二の実施態様の循環コマの斜視図である。

符号の説明

１００ ネジ軸
１１０ ネジ溝
３００ ナット
３１０ 本体
３１０ａ フランジ
３３０ 循環コマ

Claims (7)

1. ナットと一方の端部をナットに固定した循環コマからなる、ボールねじ装置とその循環コマであって、循環コマを収容するための収容用のくぼみがナットの一方の端部に形成され、ナットの2つの端部を貫通する循環経路が収容用のくぼみの底部に形成されており、複数のボールを導き循環経路を通るよう、循環スロットが循環コマの一側面に形成されており、
   ラッチ係合ブロックはナットの側面に突き出ており、一方固定ブロックは循環コマの一方の端部に突き出ている、ラッチ係合ブロックを動かすため、循環コマが柔軟に変形するようラッチ係合ブロックに対応している循環コマの上に溝が形成されていること、
   および、
   ラッチ係合ブロックは、循環コマをナットの軸方向で固定するために、収容用のくぼみの内面の壁にナットのラジアル方向に形成されたラッチ係合用凹みにラッチ係合され、固定ブロックは収容用のくぼみの一方の端部から延びる固定用凹みに配置され、ナットのラジアル方向と接線方向に循環コマを固定するため、固定ブロックはまずナットのラジアル方向に延び、つぎにナットの接線方向に延びていること、を特長とするボールねじ装置とその循環コマ。
2. ラッチ係合ブロックを導いてラッチ係合用凹みに滑動させるために、傾斜した面がラッチ係合ブロックの一つの面上に形成された請求項1に記載のボールねじ装置とその循環コマ。
3. 溝が循環コマの上部表面にくぼんで作られている請求項1に記載のボールねじ装置とその循環コマ。
4. 溝が循環コマの上部表面を切断することによって形成されている請求項1に記載のボールねじ装置とその循環コマ。
5. 片持ち梁が循環コマの片面に形成され、またラッチ係合ブロックが片持ち梁の上に配設され、同時に溝が循環コマと片持ち梁の間に形成されている、請求項1に記載のボールねじ装置とその循環コマ。
6. 収容用のくぼみが二段形状であり、収容用のくぼみの上部の断面積は循環コマの断面積より大きく、循環コマが収容用のくぼみの下部に収容される、請求項1に記載のボールねじ装置とその循環コマ。
7. 収容用のくぼみの上部は先細の穴になっている請求項6に記載のボールねじ装置と循環コマ。