JP4405841B2 - 異なるボールスクリューに共用される循環こま - Google Patents

Description

本発明は、ボールスクリューの共用式循環こまに係り、特にボールスクリューのリフロー装置によりボールスクリュー内のローリングボールの回転方向を変えさせ、リフローさせることにより循環を達成し、ボールトとナットが相互に運動することで動力を伝えるボールスクリューの共用循環こまに関する。

工作機械や射出成型機等では、モータの回転運動を直線運動に変化する機構としてボールスクリューが使用されている。
これら公知の技術によるボールスクリューのローリングボールリフロー装置は、特許文献１に開示されているが、図１０に示すように、ボールネジ軸１にスクリューに設けられた螺旋のリード１１と、ボールナット１０にスクリューに設けられた螺旋のリード１２とに介在するボール４０によって、ボールネジ軸１が回転するとボールナット１０は直線運動に変換する。
このとき、ボール４０は通常、ボール戻し路１３によりなる外循環式リフロー装置、及びボールネジ溝１２よりなる前記内循環リフロー装置、及び循環こま３０によるリフロー装置に分けられて循環する。
該循環こま式のリフロー装置では、ボールスクリューのナットの至端面に設けられ、循環こまを螺旋とリフロー孔とに連結してローリングボールが方向転換しリフロー循環が完する。
図１１，１２に示すように、該循環こま３０の両側はナットに対応した底部３１とボールトに対応した上曲面３２が形成されており、且つ該循環こま３０中には固定孔３３が設けられ、該循環こま３０をナット上に固定する。該循環こま３０中には方向転換ルート３４及び蓋板３５が設けられ、ローリングボールの方向転換ルート３４及び蓋板３５の導引を受け、方向転換してリフロー循環を果たす。
特開2003-336715号公報

上述のような循環こま式リフロー装置は、方向転換ルート３４や蓋板３５等を一体に成形するため、構造が複雑で加工も容易でなく、またコストも高いといった欠点を有する。
したがって、一般には金型を準備して射出成型する方式で循環こまが製造されているが、しかし、各種ボールトで外径や螺旋の形態或いはローリングボールの直径が異なるため異なる規格の循環こまが必要になるが、それら一つ一つに合わせた金型を設けなければならないことによるコストがかかってしまうということが新たな欠点となっている。
そこで上述の欠点に鑑み、金型等にかかるコストや時間を省くべく、各形態のボールスクリューに共用できる本発明のボールスクリューの共用循環こまを提供する。

循環こまの最も重要な機能の構造として方向回転ルートとストッパーを設け、従来の技術では循環こまの構造とサイズはスクリューの外径と螺旋のリード及びボールの直径が影響しているが、本発明では循環こまの構造とサイズは一つの要素のみの影響を受けるものとし、金型製作にかかるコストを大幅に減少させる。
それには循環こまの方向転換ルートとストッパーの構造を、本来の循環こまより除くことで循環こま本体の構造とサイズがスクリューの外径のみを影響を受けるようにし、方向転換ルートとストッパーの構造を具有しない構造の循環こま本体金型を設計し、射出成形により方向転換ルート及びストッパー構造を具有しない循環こま本体を製造し、スクリュー外径が等しければ螺旋のリード及びボールの直径が異なる場合でも一つの金型のみで賄えるようにする。
射出成形された循環こま本体は、ボールの直径の大小に合わせたブレードにより、螺旋リードに適した方向転換ルートを加工し、適切なストッパー構造を循環こま本体の上曲面上に外接し、ボールを導引して方向転換ルートに進入させてリフロー循環を達成させる。
また循環こま本体の方向転換ルートをナットの螺旋部とリフロー孔に連結させ、該ナットの螺旋部中のボールをリフロー孔に進入させてリフロー循環を達成させる。こうすることで方向転換ルートにはナットの螺旋リードより延伸する接線部分と角度の変化により、リフロー孔の曲線部分に連結する。つまりブレード加工の部分と時間を節約し、金型の設計時に方向転換ルートの曲線部分を加えることで、金型の準備が完了したら循環こま本体は必要な螺旋のリードに応じて接線部分を加工するのみとする。
またストッパー構造と循環こま本体は相互に組み合わせられるが、定位及びその安定性を達成するべく、循環こま本体とストッパーの対応する個所には嵌合構造を設けて定位の増強を図る。

以上のような知見を基礎として、上記課題を解決するために、請求項１の発明は、ボールスクリューのナットとスクリューの相対する一端に設置される多種のリードの異なるボールスクリューに共用される循環こまにおいて、
両面がそれぞれ前記ナットと相対する底部と該ナットに相対する上曲面となっており、且つ方向転換ルートが設けられており、ボールを導引してリフローさせ、循環を達成する該循環こま本体と、該循環こま本体上曲面片側と該方向転換ルートとに対応しており、該ボールを導引して該方向転換ルートに進入させ、該ボールを方向転換及びリフローさせて循環を達成させるストッパーとより構成され、前記循環こま本体と前記ストッパーとの相対する個所には嵌合構造が設けられ、該嵌合構造は、嵌合栓と数個の嵌合孔とより構成され、且つ該嵌合構造は異なるリードに合わせて適切な位置に定位され、該循環こま本体とストッパーとは組み立て式であり、該循環こま本体とストッパーとはそれぞれ該ナット上に固定され、コストを削減するべく異なるリードの金型を製造する必要なく、異なるボールスクリューに共用される循環こまを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の多種のリードの異なるボールスクリューに共用される循環こまにおいて、前記循環こま本体は射出成形時に既に方向転換ルートの曲線部分を具有し、後に各リードに合わせてブレード加工で方向転換ルートの接線部分が形成され、該曲線部分と接線部分とが相通して一つの完全な方向転換ルートとなることを特徴とする。

本発明によれば、本発明のボールスクリューの共用式循環こまは、各種リードの異なるボールスクリューに適用することができ、従来の金型にかかるコストや時間などを大幅に減少させる効果が得られる。

本発明の好適な実施例を図面に沿って説明するが、図１に示すように、本発明のボールスクリュー共用循環こまをナットに適合させる際は、該循環こま２０をボールスクリューのボールナット１０とスクリュー（図示なし、従来例図１０を参照）の一端に設置し、該回転部４０が循環して回転するようにする。
図２に示すように、本発明の実施例のボールスクリュー共用循環こまにおける循環こま本体２１とストッパー２２を組み合わせ、該循環こま本体２１とストッパー２２とはそれぞれが図１のナット１０上に固定し、異なるリードのボールスクリューが共用できるようにする。
図３に示すように、該循環こま本体２１成形後では、両面がそれぞれナットに対応した底部２１１とスクリューに対応した上曲面２１２とに形成され、且つ外側には固定孔２１３が設けられて該循環こま本体２１をナット上に固定する。

図４に示すように、該循環こま本体２１には方向転換ルート２１４が加工され、また図５に示すように該循環こま本体２１はナットの螺旋のリードに対応したものであり、底部２１１は該方向転換ルート２１４が加工され、且つ該方向転換ルート２１４は該上曲面２１２に一部開口個所が設けられ、該方向転換ルート２１４はナットの螺旋の溝と回流孔に連結され、該螺旋の溝中の回転部が方向転換をしてリフロー孔に進入してリフロー循環が完了する。該循環こま本体２１の底部２１１はナットに対応しており、該循環こま本体２１の上曲面２１２はスクリュー（図中なし）に対応しており、該回転部はスクリューとナットの螺旋の溝が該循環こま本体２１に進入しようとするとき、該上曲面２１２には一部開口個所が設けられているため、回転部が開口部より抜け出すのを防止するべくストッパーが設けられているのであり、強制的に該回転部を下の運動方向に戻して、該循環こま本体２１の方向転換ルート２１４中に進入するようにしている。ストッパーを該上曲面２１２の曲面と合わせることが難しいため、該上曲面２１２の上方には平面の対応面２１５が設けられており、これによりストッパーと循環こま本体との間の連結を確実なものにする。

前記回転部が該方向転換ルートにスムーズに入ってリフローすると、方向転換ルートにはナットのリード延伸の接線部分を含み、角度が変わってリフロー孔の曲線部分に連結される。図６は図３の循環こま本体が射出成形された後のもう一つの実施例であるが、該循環こま本体２１aは同様に該ナットに対応する底部２１１及びスクリューに対応した上曲面２１２を具有し、該循環こま本体２１aは該ナット上の固定孔２１３に固定される。この実施例では射出成形後の方向転換ルートの曲線部分２１４aはすでに成形されていることから、ブレード加工の部分と時間が省かれる。

図７及び図８に示すように、該ストッパー２２には方向転換部２２１及び導引部２２２、対応部２２３、ボルト等の固定部２２４或いは固定部２２５等を具有し、該方向転換部２２１は円弧上を呈したものとする。ボール４０に衝撃を与えて運動方向を変えさせた後、該導引部２２２に沿って循環こま本体の方向転換ルート中に進入し、該ストッパー２２の対応部２２３は該循環こま本体の対応面に対応する。続いて外螺旋の固定部２２４（或いは内螺旋の固定部２２５）に沿って該ストッパー２２がナット上に固定される。

図９に示すように、循環こまのもう一つの実施例では、循環こまは循環こま本体２１及びストッパー２２より構成されるが、該ストッパー２２は該循環こま本体２１の上曲面２１２に設置され、該循環こま本体２１とストッパー２２の相対する個所には嵌合構造が設けられており、該循環こま本体２１の対応面２１５上には数個の嵌合孔２１６が設けられており、該ストッパー２２の対応部２２３上には嵌合栓２２６が設けられており、該ストッパー２２は異なるナットのリードによって該嵌合栓２２６を適当な嵌合孔２１６中に位置させ、定位が便利になると同時に該ストッパー２２の安定性を高める。

本実施例のボールスクリューの共用式循環こまは、循環こま本体２１とストッパー２２を組み合わせて組み立てることで、各種リードの異なるボールスクリューに適用することができ、従来のようにその都度金型を作成する必要がない。
なお、本発明の特徴を損なうものでなければ、前記実施例に限定されるものではないことも勿論である。

本発明の実施例におけるボールスクリュー共用式循環こまをナットに応用した様子を示す図である。 本発明の実施例のボールスクリュー共用式循環こまの立体説明図である。 本発明の実施例において循環こま本体が射出成形された後を示す立体図である。 図３に示す循環こま本体に方向転換ルートを加工した後の正面立体図である。 図３に示す循環こま本体に方向転換ルートを加工した後の背面立体図である。 図３に示す循環こま本体を射出成形した後におけるもう一つの実施例である。 図２に示すストッパーの細部説明図である。 図７に示すストッパーのもう一つの実施例を示す図である。 本発明のボールスクリュー共用式循環こまのもう一つの実施例を示す図である。 従来公知のボールスクリューの使用状態の全体を示す側面図である。 従来公知のボールスクリュー循環こまにおける正面立体図である。 図１１におけるボールスクリュー循環こまの背面立体図である。

符号の説明

１０ ナット
２０ 共用式循環こま
２１、２１a 循環こま本体
２１１ 底部
２１２ 上曲面
２１３ 固定孔
２１４ 方向転換ルート
２１４a 曲線部分
２１５ 対応面
２１６ 嵌合孔
２２ ストッパー
２２１ 方向転換部
２２２ 導引部
２２３ 対応部
２２４ 固定部
２２５ 固定部
２２６ 嵌合栓
３０ 循環こま
３１ 底面
３２ 上曲面
３３ 固定孔上
３４ 方向転換ルート
３５ 蓋板
４０ ボール

Claims (2)

1. ボールスクリューのナットとスクリューの相対する一端に設置される多種のリードの異なるボールスクリューに共用される循環こまにおいて、
   両面がそれぞれ前記ナットと相対する底部と該ナットに相対する上曲面となっており、且つ方向転換ルートが設けられており、ボールを導引してリフローさせ、循環を達成する該循環こま本体と、
   該循環こま本体上曲面片側と該方向転換ルートとに対応しており、該ボールを導引して該方向転換ルートに進入させ、該ボールを方向転換及びリフローさせて循環を達成させるストッパーとより構成され、
   前記循環こま本体と前記ストッパーとの相対する個所には嵌合構造が設けられ、該嵌合構造は、嵌合栓と数個の嵌合孔とより構成され、且つ該嵌合構造は異なるリードに合わせて適切な位置に定位され、
   該循環こま本体とストッパーとは組み立て式であり、該循環こま本体とストッパーとはそれぞれ該ナット上に固定され、コストを削減するべく異なるリードの金型を製造する必要なく、多種のリードの異なるボールスクリューに共用されることを特徴とする異なるボールスクリューに共用される循環こま。
2. 前記循環こま本体は射出成形時に既に方向転換ルートの曲線部分を具有し、後に各リードに合わせてブレード加工で方向転換ルートの接線部分が形成され、該曲線部分と接線部分とが相通して一つの完全な方向転換ルートとなることを特徴とする請求項１記載の異なるボールスクリューに共用される循環こま。

Images