JP4783511B2 - 転動体スクリュードライブ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじスピンドルと、ねじスピンドルを取り囲んでいるねじナットとを備え、ねじスピンドルの外周面とねじナットの内周面との間に、ねじ線状に延びるねじ管路が設けられ、ねじ管路が、該ねじ管路の両端部領域を結合させている戻し管路とともに、無端列の転動体を受容する無端の循環管路を形成し、ねじ管路の両端部領域のそれぞれに、ねじナットで保持され転向管路を備えた転向要素が付設されて、ねじ管路と戻し管路の間または戻し管路とねじ管路の間で転動体を移行させるようになっており、転向要素を受容するための複数個の繰り抜き部のうちの少なくとも1つの繰り抜き部が、ねじナットの外周面からねじナットに形成され、該繰り抜き部は、ねじスピンドルの縦軸線方向において、該縦軸線方向に互いに間隔をもって位置するねじナットの2つの壁面により画成されている転動体スクリュードライブに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の転動体スクリュードライブは、たとえば米国特許第2166106号公報から知られている。この公報に開示されている転動体スクリュードライブの欠点は、とりわけ製造が面倒なことである。すなわち、まずねじスピンドルのための通路を形成させ、ねじ管路のねじナット側の部分をねじナットの内周面に形成させねばならない。このようなねじナットの加工は実質的にねじナットの軸線方向において行なわれる。次に、個々の作業ステップを実質的に半径方向において実施し、その結果転向要素のための繰り抜き部が設けられる。この場合、実質的に半径方向に延びる穴がねじナットの外周面に形成される。さらに、この公知の転動体スクリュードライブの転向要素は無頭ねじによってねじナットに固定される。このためには、転向要素を繰り抜き部の穴に挿入した後、繰り抜き部の画成面とそのなかに挿入されている転向要素の両方を貫通する別の穴をねじナットに穿設しなければならない。最後に、この別の穴にさらに雌ねじを切らねばならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた種類の転動体スクリュードライブの製造を簡単にすることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、請求項1によれば、少なくとも1つの転向要素が、ねじスピンドルの縦軸線に平行に延びる固定手段によりねじナットに固定可能であり、ねじスピンドルの縦軸線に平行にねじナットの前部端面からねじナット内へ延び、そして複数個の繰り抜き部のうちの少なくとも1つの繰り抜き部の前記2つの壁面としてねじスピンドルの縦軸線に直交する方向に延在する前部画成面および後部画成面を貫通してさらにねじナット内へ延びる、前記固定手段を保持するための穴が、ねじナットに設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明は、上記課題を解決するため、請求項8によれば、繰り抜き部の少なくとも1つが、ねじスピンドルの縦軸線に直交する方向に延在する前記2つの壁面としての前部画成面および後部画成面と、ねじスピンドルの縦軸線方向において前部画成面と後部画成面との間に延在している2つの凹状の面とを有していること、ねじスピンドルの縦軸線に平行にねじナットの前部端面からねじナット内へ延び、そして前記前部画成面と前記後部画成面とを貫通してさらにねじナット内へ延びる、転向要素をねじナットに固定するための固定手段を保持する穴が、ねじナットに設けられていることを特徴とするものである。
【0005】
本発明によれば、固定手段もねじスピンドルの縦軸線に平行に方向づけられているので、ねじナットで行なわれる製造ステップのすべてを、ねじナットを1回締め付け固定(Aufspannung)するだけで行なうことができ、すなわちねじナットの軸線方向の加工を可能にする締め付け固定を1回行なえばよい。これによりねじナットの製造が簡単になり、とりわけ製造工程に必要な時間が短縮され、よって単位時間あたりに製造されるねじナットの数量が増大する。さらに、ねじナットの製造精度が向上する。なぜなら、1つの部品を製造する際に工作物を新たに設置することで締め付け個所を変更すると、これは製造された部品の精度に悪影響する主要な要因だからである。転動体スクリュードライブにあっては、ねじスピンドルやねじナットのような個々の構成要素の製造精度は、一緒に形成されるアッセンブリの寿命にとって決定的である。
【0006】
固定手段としては、固定ピンを使用するのが有利である。固定ピンは、受容部として、1回の作業工程でねじナットに形成できる袋穴または穿孔部を必要とするにすぎないからである。しかし、基本的には、たとえばねじのような固定手段を本発明による転動体スクリュードライブに使用してもよい。
【0007】
転向要素の製造を簡単にするため、転向要素の少なくとも1つは、少なくとも2つの転向要素部分から組み立てられ、これら転向要素部分が協働して転向管路を画成する。これら転向要素部分は、アンダーカットを設けずに構成することができる。これにより転向要素部分を簡単に脱型できるので、転向要素部分を射出成形法で製造することが可能である。
【0008】
転向要素は転向要素主部分と少なくとも1つの転向要素副部分とを有し、転向要素主部分は、たとえば転向要素をねじナットに固定されるために用いる。転向要素をこのように構成すると、転向要素のおいて有利な機能分離を行なうことができる。すなわち、転向要素主部分は、転向要素をねじナットに固定する際に生じる力を効果的に吸収できるように、負荷に応じて構成することができる。転向要素副部分は、特に転動体の案内に適するように構成されている。たとえば、転向要素を分割構成することにより、これら転向要素部分に対し異なる材料を、負荷に応じて使用することが可能になる。
【0009】
転向要素主部分は、前記固定手段が該転向要素主部分を貫通するように構成されていてよい。これにより、転向要素の製造が一層簡単になる。というのは、何らかの部品を貫通させるには、たとえば穴のような、1回の作業工程で簡単に形成できる貫通開口部で十分だからである。
【0010】
少なくとも1つの転向要素副部分は、転向要素主部分がねじナットに固定される結果、この転向要素主部分によってねじナットで保持されている。このように構成すると、転向要素副部分はすべての固定機能から解放され、よってねじナットに固定するための固有の固定手段を備えさせる必要がない。これにより、転向要素副部分の製造に必要な作業工程を減らすことができる。
【0011】
他方、転向要素を一体で構成し、転向管路が完全に転向要素の内部で延びているようにしてもよい。この場合も、もし転向要素を繰り抜き部で位置固定するための保持要素を設ければ、転向要素固定時の前記利点が達成できる。この場合、すでに述べた理由から、前記固定手段が保持要素を貫通しているのが有利である。
【0012】
転動体スクリュードライブの製造を特に簡単に行なえるように、転向要素を受容するための繰り抜き部は、ねじスピンドルの縦軸線にほぼ直交する2つの面と、ねじスピンドルの縦軸線にほぼ平行な凹状の2つの面とを有している。実質的に直行して延びる2つの面と両凹状の面との間に開口部が設けられ、この開口部を通じて、ねじ線状に延びるねじ管路にアクセス可能である。この種の繰り抜き部は、たとえば簡単にはフライス削りによって、たとえば側フライスを使用して形成させることができ、この場合、フライスを駆動する工作機械のスピンドルは、転動体スクリュードライブのねじスピンドルの縦軸線にほぼ平行に延びる。転向要素を受容する繰り抜き部は、通常どおり両端面側から加工されるが、しかし締め付け固定個所において180゜回転可能な締め付け装置を使用すれば、ねじナットに形成される穴として形成させることができ、しかもこの場合工作物を新たに締め付け装置に設置する必要がない。したがって、転向要素を軸線方向においてねじナットに固定するだけでよいばかりでなく、これとは関係なく転向要素のための受容部をねじナットに軸線方向に形成させればよいので、この構成に対しては独立の保護請求を行なう。
【0013】
なお、転向要素のための受容部を形成するには、フライス削りに加えて、或いはフライス削りの代わりに、切削法も適用することができる。
転動体スクリュードライブのねじナットの製造の際、該ねじナットを加工する工具によっては、工具および(または)機械部品との衝突が問題になる。たとえば、側フライスのシャンクはねじナットの外周面と衝突することがあり、その結果機能的な受容部を形成させるには、側フライスをねじナットにあまり深く侵入させることができない。この種の衝突は、使用した工具も工作物も破壊させ、或いは少なくとも損傷させるが、ねじナットに工具または機械部品のための切除部を設ければ阻止することができる。
【0014】
ねじナットが少なくともその縦方向端部の一つにねじ延設部を有していれば、転動体スクリュードライブの作動時にねじナットを簡単に可動部品(たとえば往復台或いはダイ)と結合させることができる。
【0015】
すでに述べたように、転向要素部分はプラスチックから製造され、たとえば射出成形されていてよい。これにより、転向要素部分を簡単に且つ低コストに製造できるとともに、製造精度が高くなる。
【0016】
さらに、転動体スクリュードライブに使用される転動体はたとえばボールである。ボールを転動体スクリュードライブに有利に使用できるのは、他の転動体とは異なって、転動体管路の構成にあたって考慮すべき優先転動方向を持たないからである。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図1において10は本発明による転動体スクリュードライブのねじナットである。ねじナット10は軸線Aに対し回転対称な円筒体として構成され、外周面12と、前部端面14と、図の斜視図では見えない後部端面16とを備えている。ねじナット10は前部端面14に一体的に、軸線Aの方向に延びるねじ延設部18を備えている。ねじ延設部18はその外側面にねじ山20を有している。
【0018】
ねじナット10を軸線Aの方向に貫通するように、軸線Aに対し同心に貫通穴22が設けられている。貫通穴22は、ねじナット10の内周面24により半径方向において画成されている。内周面24には、軸線Aに対し同心に螺旋状またはねじ線状の転動体案内軌道26が設けられ、ねじスピンドル(図示せず)の同じねじピッチの補完的な転動体案内軌道とともに、ねじ線状に延びるねじ管路を形成している。
【0019】
さらにねじナット10は、前部転向要素32を受容するための前部繰り抜き部28と、後部転向要素34を受容するための後部繰り抜き部30とを有している。繰り抜き部28と30は、ねじナット10の外周面12から、側フライスのフライスカッターによりねじナットに形成される。繰り抜き部28と30の形成の際、側フライス装置のスピンドル軸線は軸線Aに平行に位置し、側フライスは軸線Aに対し直交する送り方向を持ってねじナット10に挿入されて、切削加工を行なう。
【0020】
前部繰り抜き部28は、軸線Aに対しほぼ直交して延びる2つの画成面を有しており、すなわち図面の斜視図からはわからない前部画成面36と、後部画成面38とを有しており、さらにこれら画成面36と38の間に、当該画成面36,38を結合させ且つ軸線Aに平行に延びる2つの画成面を有しており、すなわち第1の凹状の画成面40と、第2の凹状の画成面42を有している。画成面36,38は前部繰り抜き部28を形成する際に側フライスのそれぞれの端面により創成されるもので、第1および第2の凹状の画成面40または42は側フライスの周面により創成されるものである。前部繰り抜き部28の形成の際、側フライスは、その周面が繰り抜き部28を貫通穴22と連通させるための側面貫通穴44を創成させる程度にねじナット10の中へ挿入される。したがって、側面貫通穴44は、前部画成面36と後部画成面38の間、および第1の凹状の画成面40と第2の凹状の画成面42の間に位置する。
【0021】
後部繰り抜き部30は、その構成および製造方法に関し前部繰り抜き部28と実質的に同一である。したがって両繰り抜き部28と30は、軸線Aの方向にも周方向においてもねじナット10により画成される。
【0022】
繰り抜き部28と30を創成させる側フライスのシャンクとの衝突を避けるため、ねじナット10には、円弧状の凹状の材料切除部46と48が設けられている。材料切除部46は、ねじナット10の前部端面14と、前部繰り抜き部28の直交する前部画成面36との間にある。後部材料切除部48は、後部繰り抜き部30の直交する後部画成面と、ねじナット10の後部端面16との間にある。
【0023】
さらにねじナット10には戻し管路50が設けられている。戻し還路50は、螺旋状またはねじ線状の転動体案内軌道26と同様に、本発明による転動体スクリュードライブに形成される無端の転動体案内軌道の一部である。戻し管路50は、軸線Aにほぼ平行に、前部繰り抜き部28の直交する後部画成面38から、後部繰り抜き部30の直交する前部画成面へ延びている。戻し管路50を形成させる際、ドリルは後部端面16から軸線Aに平行にねじナット10のなかへ前進する。この場合、ドリルスピンドルも軸線Aに平行に配置される。
【0024】
本発明による転動体スクリュードライブに形成される無端の転動体循環路は、前部繰り抜き部28と後部繰り抜き部30とに取り付けられる転向要素32と34により完成する。転向要素32と34は同一に構成され、互いに180゜回転した状態でねじナット10に取り付けられる。それゆえ、以下では、両転向要素のうち転向要素32だけを説明する。
【0025】
転向要素32は、転向要素主部分52と転向要素副部分54から形成されている。転向要素主部分52も転向要素副部分54も射出成形法でプラスチックから製造される。
【0026】
転向要素主部分52は2つの貫通管路56と58を有し、これらの貫通管路は転向要素主部分をねじナット10に固定するために用いる。さらに転向要素主部分52は、作動時に軸線Aの方向へ指向する側にはめ込み凹部60を有し、その輪郭は転向要素副部分54の外側形状に適合している。さらに、図1に図示した実施形態では、転向要素主部分52の、軸線Aに対し直交する対称面に関し、転向要素主部分52の片側半部分にだけはめ込み凹部60の一部として保持突起形成凹部62が設けられて、はめ込み凹部60と保持突起形成凹部62が協働して転向要素主部分52に1つの凹部を形成している。保持突起形成凹部62は、転向要素主部分52の全幅にわたって延びていてもよい。
【0027】
転向要素副部分54には、開口した転向管路64が形成されて、作動のために転向要素32をねじナット10に配置したときに転向要素主部分52と転向要素副部分54とが協働して1つの転動体転向管路を画成するようになっている。この転動体転向管路は、作動のために転動体スクリュードライブを組み立てたときに、ねじ管路の前部端部領域を戻し管路50の前部端部領域と結合させる。同様に、転向要素34は戻し管路50の後部端部領域をねじナット10のねじ管路の後部端部領域と結合させる。さらに、転向要素副部分54には、ねじ管路に近い側の端部に保持突起66が形成されており、保持突起66は保持突起形成凹部62に係合する。
【0028】
ここで述べる、転向要素32の有利な実施形態は、転向要素主部分52と転向要素副部分54の前もっての組み立てを好都合にさせるものである。両転向要素部分を前もって組み立てるため、転向要素副部分54は、該転向要素副部分54の保持突起66が転向要素主部分52の保持突起凹部62内に位置するように、転向要素主部分52のはめ込み凹部60に圧入される。転向要素副部分54は、保持突起66と保持突起形成凹部62の結合部を介して転向要素主部分52で保持され、その結果転向要素32を予め組み立ててねじナットの前部繰り抜き部28に取り付けることができる。
【0029】
転向要素32をねじナット10に取り付けるため、ねじナット10には袋穴68と70が設けられている。袋穴68と70は軸線Aに平行に前部端面14からねじナット10内へ延びて、前部繰り抜き部28の直交する後部画成面38を越えて延びる。転向要素32をねじナット10に取り付けるため、前述したように、転向要素32を予め組み立てて前部繰り抜き部28に挿入する。この場合、袋穴68は転向要素主部分52に設けた貫通管路58と整列し、袋穴70は貫通管路56と整列する。固定ピン72と74は、転向要素主部分52を貫通するように前部端面14から袋穴68と70に挿入される。
【0030】
以上説明したように、ねじナット10に設けられる穴および凹部はすべて、工具スピンドルを同じ方向に指向させて切削により形成することができる。貫通穴22と、材料切除部46と48と、戻し管路50と、袋穴68と70と、転向要素32と34を受容するための繰り抜き部28と30とは、軸線Aに平行に延びる工具スピンドルによって切削により形成される。前部繰り抜き部28と後部繰り抜き部30、およびこれらに付設されている袋穴は、通常どおり前部端面または後部端面から加工され、すなわち工具スピンドルを同じ方向に指向させて、しかし180゜回転させた工具で加工される。この種の加工のために一般に用いられる製造セルまたは180゜回転可能な締め付け装置を使用して、ねじナット10を締め付け状態で高速且つ高精度に製造することができる。したがって、工作物を締め付け装置に新たに設置する手間が省ける。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による転動体スクリュードライブのねじナットの展開斜視図である。
【符号の説明】
10 ねじナット
12 ねじナットの外周面
18 ねじ延設部
24 ねじナットの内周面
28 前部繰り抜き部
30 後部繰り抜き部
32 前部転向要素
34 後部転向要素
36 前部画成面
38 後部画成面
40 第1の凹状の画成面
42 第2の凹状の画成面
50 戻し管路
52 転向要素主部分
54 転向要素副部分
64 転向管路
72,74 固定ピン(固定手段)

Claims (20)

  1. ねじスピンドルと、ねじスピンドルを取り囲んでいるねじナット(10)とを備え、
    ねじスピンドルの外周面とねじナット(10)の内周面(24)との間に、ねじ線状に延びるねじ管路が設けられ、
    ねじ管路が、該ねじ管路の両端部領域を結合させている戻し管路(50)とともに、無端列の転動体を受容する無端の循環管路を形成し、
    ねじ管路の両端部領域のそれぞれに、ねじナット(10)で保持され転向管路(64)を備えた転向要素(32,34)が付設されて、ねじ管路と戻し管路(50)の間または戻し管路(50)とねじ管路の間で転動体を移行させるようになっており、
    転向要素(32,34)を受容するための複数個の繰り抜き部(28,30)のうちの少なくとも1つの繰り抜き部(28)が、ねじナット(10)の外周面(12)からねじナット(10)に形成され、該繰り抜き部(28)は、ねじスピンドルの縦軸線(A)方向において、該縦軸線(A)方向に互いに間隔をもって位置するねじナット(10)の2つの壁面により画成されている転動体スクリュードライブにおいて、
    少なくとも1つの転向要素(32,34)が、ねじスピンドルの縦軸線(A)に平行に延びる固定手段(72,74)によりねじナット(10)に固定可能であり、
    ねじスピンドルの縦軸線(A)に平行にねじナット(10)の前部端面(14)からねじナット(10)内へ延び、そして複数個の繰り抜き部(28,30)のうちの少なくとも1つの繰り抜き部(28)の前記2つの壁面としてねじスピンドルの縦軸線(A)に直交する方向に延在する前部画成面(36)および後部画成面(38)を貫通してさらにねじナット(10)内へ延びる、前記固定手段(72,74)を保持するための穴(68,70)が、ねじナット(10)に設けられていること、
    を特徴とする転動体スクリュードライブ。
  2. 転向要素(32,34)の少なくとも1つが、少なくとも2つの転向要素部分(52,54)から組み立てられ、これら転向要素部分が協働して転向管路(64)を画成していることを特徴とする、請求項1に記載の転動体スクリュードライブ。
  3. 転向要素(32,34)の少なくとも1つが転向要素主部分(52)と少なくとも1つの転向要素副部分(54)とを有し、転向要素主部分(52)が、転向要素(32)をねじナット(10)に固定されるために用いられることを特徴とする、請求項1または2に記載の転動体スクリュードライブ。
  4. 前記固定手段(72,74)が転向要素主部分(52)を貫通していることを特徴とする、請求項3に記載の転動体スクリュードライブ。
  5. 少なくとも1つの転向要素副部分(54)は、転向要素主部分(52)がねじナット(10)に固定される結果、この転向要素主部分(52)によってねじナット(10)で保持されていることを特徴とする、請求項3または4に記載の転動体スクリュードライブ。
  6. 転向要素(54)を繰り抜き部で位置固定するための保持要素(52)が設けられていることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか一つに記載の転動体スクリュードライブ。
  7. 前記固定手段(72,74)が保持要素(52)を貫通していることを特徴とする、請求項6に記載の転動体スクリュードライブ。
  8. ねじスピンドルと、ねじスピンドルを取り囲んでいるねじナット(10)とを備え、
    ねじスピンドルの外周面とねじナット(10)の内周面(24)との間に、ねじ線状に延びるねじ管路が設けられ、
    ねじ管路が、該ねじ管路の両端部領域を結合させている戻し管路(50)とともに、無端列の転動体を受容する無端の循環管路を形成し、
    ねじ管路の両端部領域のそれぞれに、ねじナット(10)で保持され転向管路(64)を備えた転向要素(32,34)が付設されて、ねじ管路と戻し管路(50)の間または戻し管路(50)とねじ管路の間で転動体を移行させるようになっており、
    転向要素(32,34)を受容するための複数個の繰り抜き部(28,30)のうちの少なくとも1つの繰り抜き部(28)が、ねじナット(10)の外周面(12)からねじナット(10)に形成され、該繰り抜き部(28)は、ねじスピンドルの縦軸線(A)方向において、該縦軸線(A)方向に互いに間隔をもって位置するねじナット(10)の2つの壁面により画成されている転動体スクリュードライブにおいて、
    繰り抜き部(28,30)の少なくとも1つが、ねじスピンドルの縦軸線(A)に直交する方向に延在する前記2つの壁面としての前部画成面(36)および後部画成面(38)と、ねじスピンドルの縦軸線(A)方向において前部画成面(36)と後部画成面(38)との間に延在している2つの凹状の面(40,42)とを有していること、
    ねじスピンドルの縦軸線(A)に平行にねじナット(10)の前部端面(14)からねじナット(10)内へ延び、そして前記前部画成面(36)と前記後部画成面(38)とを貫通してさらにねじナット(10)内へ延びる、転向要素(32,34)をねじナット(10)に固定するための固定手段(72,74)を保持する穴(68,70)が、ねじナット(10)に設けられていることを特徴とする転動体スクリュードライブ。
  9. 繰り抜き部(28,30)の少なくとも1つが、フライス削りによって、または切削によって形成されていることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか一つに記載の転動体スクリュードライブ。
  10. ねじナット(10)が、製造時の工具または機械部品との衝突を避けるための切除部(46,48)を有していることを特徴とする、請求項1から9までのいずれか一つに記載の転動体スクリュードライブ。
  11. ねじナット(10)が、少なくともその縦方向端部の一つ(14)にねじ延設部(18)を有していることを特徴とする、請求項1から10までのいずれか一つに記載の転動体スクリュードライブ。
  12. 転向要素(32,34)の少なくとも1つがプラスチックから製造されていることを特徴とする、請求項1から11までのいずれか一つに記載の転動体スクリュードライブ。
  13. 転動体がボールであることを特徴とする、請求項1から12までのいずれか一つに記載の転動体スクリュードライブ。
  14. 転向要素(32,34)の少なくとも1つが、少なくとも2つの転向要素部分(52,54)から組み立てられ、これら転向要素部分が協働して転向管路(64)を画成していることを特徴とする、請求項8に記載の転動体スクリュードライブ。
  15. 転向要素(32,34)の少なくとも1つが転向要素主部分(52)と少なくとも1つの転向要素副部分(54)とを有し、転向要素主部分(52)が、転向要素(32)をねじナット(10)に固定されるために用いられることを特徴とする、請求項8または14に記載の転動体スクリュードライブ。
  16. 前記固定手段(72,74)が転向要素主部分(52)を貫通していることを特徴とする、請求項14に記載の転動体スクリュードライブ。
  17. 少なくとも1つの転向要素副部分(54)は、転向要素主部分(52)がねじナット(10)に固定される結果、この転向要素主部分(52)によってねじナット(10)で保持されていることを特徴とする、請求項15または16に記載の転動体スクリュードライブ。
  18. 転向要素(54)を繰り抜き部で位置固定するための保持要素(52)が設けられていることを特徴とする、請求項8または請求項14から17までのいずれか一つに記載の転動体スクリュードライブ。
  19. 前記固定手段(72,74)が保持要素(52)を貫通していることを特徴とする、請求項18に記載の転動体スクリュードライブ。
  20. 少なくとも1つの転向要素(32,34)が前記固定手段(72,74)によりねじナット(10)に固定可能であり、前記固定手段(72,74)がねじスピンドルの縦軸線(A)に対し平行に延在していることを特徴とする、請求項8に記載の転動体スクリュードライブ。
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