JP4482552B2 - ボールスクリューの還流構造及びその還流素子 - Google Patents

Description

本発明は、ボールスクリューの還流構造及びその還流素子に関し、特に、ナットの両端に還流素子とそのリード角ともに小さいものを設置できないナットにおいて、その歯先を損壊しない前提でボールが順調に還流できる還流構造及びその還流素子に関する。

図１及び図２Ａ、２Ｂを参照して説明すると、ボールスクリューのナット１０は、特殊な用途に応じて、その一側端面にねじ部１１を設置する必要がある。しかし、このようなナット１０は、ボールの還流を提供する構造では、ナット１０の両側端面に設けることができず、ナット１０の近い両側端の外回り面上にそれぞれ切り込み部１２、１３を開設してそれぞれ還流素子１５、１６を設置しなければならない。さらに、これらの各切り込み部１２、１３の径方向の両側に平面承接部１２１、１２２、１３１、１３２を形成し、両切り込み部１２、１３の間は、さらにナット１０の厚肉部に隠れた回転路１４を開設する。該回転路１４は、前記の両切り込み部１２、１３を貫通して、各還流素子１５、１６の内部には径方向から軸方向に曲る還流路１５１、１６１を設置する。この両還流素子１５、１６の還流路の径方向端は、回転路１４と貫通して、両還流素子１５、１６を切り込み部１２、１３に嵌設する時、その方向は、径方向に対向に配置され、また両還流素子１５、１６の還流路の径方向端は、それぞれナット１０の螺旋状溝１７に対応しているので、ボールが螺旋状溝１７に沿って還流素子１５の所まで回転する時、還流素子１５の還流路１５１の径方向端から入り、さらに軸方向端まで回動して回転路１４に入る。その次、他の還流素子１６の還流路１６１の軸方向端に入り、再び径方向端まで回動して、最後ナット１０の他端の対応する螺旋状溝１７と接続して完全なる還流経路が構成される。該還流素子１５、１６は、その還流路１５１、１６１の回動曲り路をより緩やかにするため、その幅Ｄを広く設定する必要がある。

図２Ａ、Ｂを合せて参照すると、図２Ａは、リード角の大きいナット１０、図２Ｂは、リード角の小さいナット１０を示している。図１に示す還流素子１５、１６は、図２Ａのナットに応用された場合、その螺旋状溝１７の間隙が大きいので、螺旋状溝１７の両側の歯先１８間の幅ｄは、還流素子１５、１６の幅Ｄより大きくなっているため、還流素子１５、１６を嵌設するための切り込み部１２、１３は、それに対応する還流素子１５、１６の螺旋状溝の両側の歯先１８を完全に切除しないため、ボールの正常な回転できる。そして、還流素子１５、１６は、図２Ｂのナット１０に応用された場合、その螺旋状溝１７の間隙が小さいので、螺旋状溝１７の両側の歯先１８間の幅ｄは、還流素子１５、１６の幅Ｄより小さくなっているため、還流素子１５、１６を切り込み部１２、１３に嵌設する場合、切り込み部１２、１３を開設すると、還流素子１５、１６に対応する螺旋状溝１７の両側の歯先１８を完全に切除することになるので、還流素子１５、１６を取り付ける際に、ボールの正常な回転を妨げることになる。

上述した従来のボールスクリューに存在している問題に鑑みて、本願の発明者は、これにかかる製品について、長年の研究開発の経験を生かして研究を研究に重ねて設計改良しつつ、その上、サンプルを作って実験を繰り返す上で、さらに改良して漸く以下の目的を達成する本発明を案出することができた。

即ち、本発明の主な目的は、特に、ナットの両端に還流素子とそのリード角ともに小さいものを設置できないナットにおいて、その歯先を損壊しない前提でボールが順調に還流できるボールスクリューの還流構造及びその還流素子を提供することにある。

前記発明の目的を達成するための、本発明の改良特徴として、還流素子は、径方向ブロック体および径方向ブロック体の一端に軸方向に突出した軸方向ブロック体を備え、該還流素子の内部に径方向ブロック体から軸方向ブロック体へ回動するための還流路を設け、該径方向ブロック体の厚さが軸方向ブロック体より大きく、該還流素子のブロック体は、両上、下ブロック体により上下位置合せて固定されてなり、上、下のブロック体の位置合せ面に一つないし複数の突起部または凹部を設け、該突起部が凹部に緊密に挿入され、上、下のブロック体の位置合せ面が斜めに接触している。また、両還流素子がナットの軸方向の両端の外回り面に嵌設され、ナットは、各還流素子の径方向ブロック体に対応する部位にナット内部の螺旋状溝まで貫通する切り込み部が設けられ、また各還流素子に対応する軸方向ブロック体の部位にナット内部の螺旋状溝まで貫通しない凹部が設けられ、該両凹部は、対向してなるものである。さらに、ナットの肉厚部に両凹部を貫通する回転路を設け、各還流素子の還流路は、該回転路と連通して、各還流素子の径方向ブロック体は、径方向に対向している。切り込み部の両側は、両螺旋状歯先を相対的に形成される。還流素子の径方向ブロック体が隣接した両歯先に嵌入された時、径方向の両歯先と平行する。

本発明によるボールスクリューのナットに設けられた両還流素子は、一部がナットの内部を貫通する螺旋状溝と、一部が螺旋状溝まで貫通しないように設置する。各還流素子の内部は、貫通端から貫通しない端まで曲る還流路を備え、両還流素子の還流路とナットの肉厚部に設けられた回転路とを連通することにより、ボールが前記両還流素子間に還流することができる。また、各還流素子は、その一部がナットの螺旋状溝まで貫通して一部がナットの螺旋状溝まで貫通しないため、ナットに還流素子を嵌設するための切り込み部に対して僅かな小さい幅を開設するだけで、該還流素子に対応する歯先を完全に切除することなく、ナットの両端に設けられる還流素子とそのリード角ともに小さいナットでも、ボールが正常、または順調に還流することができる。

審査官または当該技術を熟知している者は、本発明を一層理解するために、より好ましい実施例として、下記のように詳しく説明する。但し、当実施例は単に便利に説明するために用いられるもので、本発明のいかなる日後の実施に対して、これに制限されるものなく、本発明の技術特徴により成されたいかなる改良的実施のいずれも本発明に拘束されるものとする。

本発明は、図３、４および７に示すように、ボールスクリューのナット２０の一側端にねじ部２３を延伸して設けなければならないものに関する。その軸方向の外回り面の両端にそれぞれ切り込み部２１、２２を開設して両切り込み部２１、２２がナットの内部の螺旋状溝２７まで貫通する。各切り込み部２１、２２の形状は、螺旋状溝２７に対応する位置の螺旋曲率と同一であるため、各切り込み部２１、２２を開設する時、切り込み部２１、２２に対応する螺旋状溝２７の両側の歯先２８を局部的に切除するだけで、各切り込み部２１、２２が螺旋状溝に位置合わせられる。該切り込み部２１、２２の一端は対向になり、その隣側にそれぞれ凹部２１１、２２１を設け、各凹部２１１、２２１の底部に承接面２１３、２２３を備える。また、前記両凹部２１１、２２１の間のナット２０の肉厚部に両凹部２１１、２２１を貫通する回転路が設けられ、また、前記各切り込み部２１、２２が位置する隣側の凹部２１１、２２１の他端側壁は、それぞれネジ穴２２４（切り込み部２１のネジ穴、角度の関係で、図示しない）を設けてある。両切り込み部２１、２２にそれぞれ還流素子２５、２６が入れられ、各還流素子２５、２６は、それぞれ径方向ブロック体２５５、２６５を備えて各径方向ブロック体２５５、２６５の一端が軸方向に突出する軸方向ブロック体２５４、２６４を形成する。該軸方向ブロック体２５４、２６４の厚さは、その径方向ブロック体２５５、２６５より小さく形成されたため、該軸方向ブロック体２５４、２６４の下方に空間が形成される。各還流素子２５、２６の内部は、それぞれ還流路２５６、２６６を設け、各還流路２５６、２６６に開口２６７（両還流素子２５、２６は同一で、還流素子２６のみで例示）を有し、開口２６７が径方向ブロック体２５５、２６５の底端（図６を合せて示す）に設置され、還流路２５６、２６６が再び開口２６７から緩やかに上昇または湾曲して軸方向ブロック体２５４、２６４まで延伸する。該軸方向ブロック体２５４、２６４の側面に、さらに還流路２５６、２６６と連通する通孔２６３が設けられ、前記各還流素子２５、２６の径方向ブロック体２５５、２６５の上端面にそれぞれ斜め沈降口２５１、２６１を設け、斜め沈降口２５１、２６１は、径方向ブロック体２５５、２６５の径方向側面に設けられた通孔２５２、２６２まで連通する。両還流素子２５、２６が対応する切り込み部２１、２２に嵌設する時、ねじ２１５、２２５で沈降口２５１、２６１に挿入して通孔２５２、２６２から突き出てネジ穴２２４に締付けて固定される。前記各還流素子２５、２６の軸方向ブロック体２５４、２６４は、承接面２１３、２２３上に承接すると同時に、各還流素子２５、２６の還流路２５６、２６６の開口２６７は、ナット２０の螺旋状溝２７に位置合せて、各還流路２５６、２６６の通孔２６３を回転路２４に位置合わせられ、図７に示すように、ナット２０中のボールは、右側から螺旋状溝２７に沿いながら左側へ回転変位し、さらに還流素子２５の還流路２５６の開口から還流路２５６に入り、再び回転路２４内に入ってから、他の還流素子２６の還流路２６６に入り、最後は還流路２６６の開口２６７から出て還流路２６６との着接する螺旋状溝２７に入り、ボールを還流させるための経路を構成する。

さらに、図５、図６に示すように、前記還流素子２５、２６は、両上、下のブロック体２６８、２６９を合せてなるもので（還流素子２６のみで例示）、該還流素子２６は、還流路２６６の半分の位置を境界として還流素子２６を上、下の両ブロック体２６８、２６９に分け、上ブロック体２６８の底端面に複数の突起部２６８１、２６８２を設置し、下ブロック体２６９の上端面に前記突起部２６８１、２６８２に対応する複数の凹部２６９１、２６９２を設置する。前記突起部と凹部の大きさは略一致であるため、各突起部２６８１、２６８２を凹部２６９１、２６９２に緊密に挿入し上、下のブロック体２６８、２６９を一体的に固定する。

さらに、図３及び図７を合せて参照して説明すると、本発明の両還流素子２５、２６（点線に示す）をナット２０に嵌設すると、各還流素子２５、２６の径方向ブロック体２５５、２６５の幅Ｄは、螺旋状溝２７とその両側の歯先２８の総幅ｄより小さく、また径方向ブロック体２５５、２６５を嵌設するための切り込み部（図示せず）２１、２２の幅も径方向ブロック体２５５、２６５の幅Ｄに近い幅に設置すれば、即ち、螺旋状溝２７の両側の歯先２８を局部的に切除するだけで、それに対応する両径方向ブロック体２５５、２６５の嵌入に提供でき、両歯先２８にはボールを導引するための機能が保たれ、また、各還流素子２５、２６の還流路２５６、２６６の曲り経路を軸方向ブロック体に設計することによって、各還流路２５６、２６６における必要な回転が解決される。

さらに、図８に示すように、歯先２０の歯厚の小さいナット２０について、各還流素子２５、２６の径方向ブロック体２５５、２６５が螺旋状溝２７の両側の歯先２８に嵌入すると、各径方向ブロック体２５５、２６５は、その隣接する両歯先２８と平行しているため、歯先２８を切除する時、破損は生じ難くなる。以上のように、本発明の構造設計により、ナットの両端において還流素子およびそのリード角を同時に設置できない小さなナットの解決方法が実現できる。また、本発明の構造設計は、小さいリード角のナットに限らず、各異なるリード角を備えたナットのいずれも適用できる。

以上説明のように、本願は、確かな新規性および進歩性を有しており、さらに出願人により国内外の文献を検索しても、これに近似または同一するものがなかったため、本発明は、専利法に関する発明の規定に合致しているので、本願発明は特許として許可されるべきである。

従来のナットと還流素子の立体分解図。 従来の還流素子をリード角の大きいナットに応用する断面見取図。 従来の還流素子をリード角の小さいナットに応用する断面見取図。 本発明のナットと還流素子の立体分解図。 本発明の還流素子をナットに取り付けた立体分解図。 本発明の還流素子の立体分解図。 本発明の還流素子の立体組付図。 本発明の還流素子をリード角の小さいナットに応用する断面見取図。 本発明の還流素子の径方向ブロック体を歯先と平行に設置する断面見取図。

符号の説明

１０ ナット １１ ねじ部 １２ 切り込み部
１２１ 承接部 １２２ 承接部 １２３ 通孔
１３ 切り込み部 １３１ 承接部 １３２ 承接部
１３３ 通孔 １４ 回転路 １５ 還流素子
１５１ 還流路 １５２ 直線部 １５３ 曲り部
１６ 還流素子 １６１ 還流素子 １６２ 直線部
１６３ 曲り部 １７ 螺旋状溝 １８ 歯先
２０ ナット ２１ 切り込み部 ２１１ 凹部
２１２ 通孔 ２１３ 承接面 ２１５ ねじ
２２ 切り込み部 ２２１ 凹部 ２２２ 通孔
２２３ 承接面 ２２５ ねじ ２３ ねじ部
２４ 回転路 ２５ 還流素子 ２５１ 沈降口
２５２ 通孔 ２５３ 出口 ２５４ 軸方向ブロック体
２５５ 径方向ブロック体 ２５６ 還流路 ２６ 還流素子
２６１ 沈降口 ２６３ 通孔 ２６４ 軸方向ブロック体
２６５ 径方向ブロック体 ２６６ 還流路 ２６７ 入口
２６８ 上ブロック体 ２６８１ 突起部 ２６８２ 突起部
２６９ 下ブロック体 ２６９１ 凹部 ２６９２ 凹部
２７ 螺旋状溝 ２８ 歯先

Claims (3)

1. ボールスクリューにおけるナットの軸方向の両端に、それぞれ外回り面からナット内部の螺旋状溝まで貫通する切り込み部を設け、各切り込み部の一端にナット内部の螺旋状溝まで貫通しない凹部を設けており、両凹部が軸方向に対向し、ナットの肉厚部に両凹部を貫通する回転路を設け、各切り込み部が還流素子を嵌設するのに提供され、還流素子は径方向ブロック体とおよび径方向ブロック体の一端に軸方向に突出した軸方向ブロック体とを備え、還流素子の内部に径方向ブロック体から軸方向ブロック体へ回動するための還流路を設け、還流素子の還流路が回転路に連通され、径方向ブロック体が対応する切り込み部に嵌入され、切り込み部の両側は両螺旋状歯先を相対的に形成され、還流素子の径方向ブロック体が隣接した両歯先に嵌入された時、径方向の両歯先と平行することによって還流路とナット内部の螺旋状溝と対向して着接し、軸方向ブロック体が凹部に嵌設されることを特徴とするボールスクリューの還流構造。
2. 前記還流素子は、両上、下ブロック体により上下位置合せされて固定されることを特徴とする請求項１記載のボールスクリューの還流構造。
3. 前記径方向ブロック体は、軸方向ブロック体より厚く、軸方向ブロック体の下方に空間を形成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の還流構造。

Images