JP5238788B2

JP5238788B2 - 予圧構造を有するナット回転式ボール・スクリュー

Info

Publication number: JP5238788B2
Application number: JP2010242166A
Authority: JP
Inventors: 呉文加; 陳新和
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2030-10-28
Also published as: JP2011117596A; TWI384144B; TW201120336A; DE102010060326A1

Description

本発明は線形伝動装置に関し、特にナット回転式ボール・スクリューの予圧構造に関するものである。

図１は、従来の予圧構造を有するナット回転式ボール・スクリュー９０を示したもので、このナット回転式ボール・スクリュー９０は、ナット９１と、第一軸受けスリーブ９２と、第二軸受けスリーブ９３と、複数の転動部品９４と、予圧片９５とを含む。

スクリューを穿設するための通孔を設けたナット９１の外縁には二つの転動溝９１１、９１２が設けられている。第一軸受けスリーブ９２、予圧片９５及び第二軸受けスリーブ９３が順次それらの外縁にセットされている。前記第一軸受けスリーブ９２と第二軸受けスリーブ９３にはナット９１に対応する転動溝９１１、９１２の第一転動溝９２１及び第二転動溝９３１が設けられている。前記第一転動溝９２１及び転動溝９１１と第二転動溝９２１及び転動溝９１２の間にはそれぞれ複数の転動部品９４が設けられている。前記転動部品９４は、第一軸受けスリーブ９２、第二軸受けスリーブ９３とナット９１の間に提供された伝動媒質である。前記第一軸受けスリーブ９２及び第二軸受けスリーブ９３にはそれぞれ第第一フランジ９２２及び第二フランジ９３２が設置されている。前記第一フランジ９２２及び第二フランジ９３２の上にはそれぞれ複数の第一ザグリ穴９２３及び第二ザグリ穴９３３が設けられている。前記予圧片９５は、前記第一軸受けスリーブ９２及び第二軸受けスリーブ９３の間に設置される。前記第一ザグリ穴９２３及び第二ザグリ穴９３３に対応する通孔９５１が設けられている。そして、前記第一ザグリ穴９２３、第二ザグリ穴９３３及び通孔９５１は、ボルトを穿設するためである。

前記ボルトが締め付けられると、前記第一軸受けスリーブ９２は左へ向う予圧力Ｘを生じ、前記第二軸受けスリーブ９３には右へ向かう予圧力Ｙが生じて、転動部品９４と第一転動溝９２１及び転動溝９１１の間に圧力を生じさせる。
又、転動部品９４と第二転動溝９３１及び転動溝９１１の間にも圧力が生じる。
このようにして、ボール・スクリュー運行時の精度及び位置決め精度を向上させることができる。

しかしながら、この予圧の調整方式にはつぎのような問題点がある。

（１）予圧力の大小は予圧片の厚みを研磨して調整しなければならないので、調整過程で取り外し、ボルトの組み付け（しかもボルトは少なくとも３組以上有る）等の作業を繰りかえさなければならず、組み立て手順が煩雑で時間がかかり、コストも高くなる。

（２）ボール・スクリューは、機械に取り付ける場合に大部分がフランジによって機械に固定しなければならない。そのため、ユーザーによってはフランジの厚みに注文をつけることが有る。そのため、従来技術におけるフランジは、予圧片、第一フランジ及び第二フランジで構成される。従って、フランジの厚みは一体式のフランジより厚みが大きい。フランジの厚みを小さくしようとすれば、予圧片、第一フランジ及び第二フランジの間の接触する平面を研磨しなければならない。
しかし、そうすれば第一ザグリ穴および第二ザグリ穴の厚みが縮小されて、相対的にその部位の剛性が下がり、又、ボルトを締め付けた後の全体の剛性にも影響するので、損壊が生じ易い。

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて成されたもので、本発明の主要な目的は、調整し易い予圧構造を開発してナット回転式ボール・スクリューの使用に供することにある。
本発明の次の目的は、ナット回転式ボール・スクリューのフランジを一体成型のものとすることにある。

上述した発明の目的を達成するため、本発明は、予圧構造を有するナット回転式ボール・スクリューであり、ボール・スクリューと、ナットと、回流コンポーネントと、軸受けスリーブと、予圧調整装置と、を含む。
前記ボール・スクリューは、細長い棒状の構造で、外縁に螺旋状の転動溝が設けてある。
前記ナットは、前記ボール・スクリューを穿設するための通孔があり、前記通孔の内縁には前記転動溝に対応する転動スロットが設けられ、前記転動溝及び転動スロットは負荷経路を形成し、且つ前記ナットの外縁には外転動スロット及び外ねじ山が設けられ、別途軸方向に両端を貫通する回流孔が設けられている。
前記回流コンポーネントは、前記ナットの上に取り付けられ、前記回流コンポーネントには前記負荷経路及び回流孔を連接する回流道が設けられ、前記負荷経路、回流孔及び回流道は循環経路を形成し、前記循環経路には複数の第二転動部品が設けてある。
前記軸受けスリーブは、環状の構造で、内環面に第一内転動スロット及び第二内転動スロットを設け、前記第一内転動スロットは、該第一内転動スロットと前記外転動スロットとによって複数の第一転動部品を直接収容して設置するための経路を形成し、別途外環面にフランジが設けてある。
前記予圧調整装置は、環状の構造で、その外環面に外転動溝を設け、前記外転動溝は第二内転動スロットとによって複数の第一転動部品を直接収容して設置するための経路を形成し、別途内環面に内ねじ山を設け、前記内ねじ山は前記外ねじ山と螺合して、前記予圧調整装置を前記ナットの上に設置させ、且つ螺旋運動によって前記予圧調整装置を軸方向へ変位させることにより、前記予圧調整装置が第一転動部品の方向へ締め付けられると、第一内転動スロットと外転動スロット及び第一転動部品の間、及び第二転動スロットと外転動溝及び第一転動部品の間に予圧力が生じる。若し第一転動部品の反対方向へ変位した場合は、前記予圧力は小さくなる。このようにして予圧力の大小を調整する。

上述のように、前記予圧調整装置は、本体及び調整部品によって構成される。前記外転動溝は前記本体に設置され、前記内ねじ山は前記調整部品の中に設置され、そして前記本体は前記ナットの外縁にセットされ、且つ軸方向へ変位することが出来る。前記調整部品は内ねじ山によって外ねじ山と螺合し、且つ螺旋運動によって前記調整部品を軸方向へ変位させる。前記調整部品は前記本体へ接近し、前記第一内転動スロットと前記外転動スロット及び前記第一転動部品の間、及び前記第二転動スロットと前記外転動溝及び前記第一転動部品の間に予圧力を生じさせる。
前記調整部品には径方向の固定穴が設けてある。該固定穴に位置決め部品を螺設することで予圧調整装置の緩みを防止する。

上述のように、予圧調整装置の位置決め効果を増加するために、予圧調整装置に径方向の固定穴を設けてある。前記固定穴は位置決め部品をその中に螺設するためで、前記予圧力を所要の値まで調整し、更に前記位置決め部品によって前記固定穴へ螺設する。且つ前記位置決め部品の一端と前記外ね山に干渉が生じ、更に摩擦力を生じさせる。このようにして、予圧調整装置が運転時にゆるみ、予圧力が消えるようなことが、起こりにくくすることが出来る。

本発明は、従来の複雑な予圧力の調整プロセスを改善したもので、最も時間のかかる研磨工程、及びボルトの取り外しや組み付けのステップを省き、大幅に予圧力調整の時間を短縮することができるものである。
さらに本発明におけるフランジは一体成型して軸受けスリーブに設置してあるため、各種厚みのフランジ需要に対応し、ナット回転式ボール・スクリューの通用性を向上させることができる。

従来の予圧構造を有するナット回転式ボール・スクリューの断面図である。本発明に係る予圧構造を有するナット回転式ボール・スクリューの第一実施例の分解図である。本発明に係る予圧構造を有するナット回転式ボール・スクリューの第一実施例の組み立て図である。図３Ａ−Ａの断面図である。図３Ｂ−Ｂの断面図である。本発明に係る予圧構造を有するナット回転式ボール・スクリューの第二実施例の分解図である。本発明に係る予圧構造を有するナット回転式ボール・スクリューの第二実施例の組み立て図である。図７Ｃ−Ｃの断面図である。

本発明の特徴を明確に説明するため、本発明の従来技術と比較してより進歩したところ等について以降に説明する。

図２〜図５は、本発明の第一実施例に係るナット回転式ボール・スクリューを示したものである。

本発明は、予圧構造を有するナット回転式ボール・スクリューであり、スクリュー１と、ナット２と、回流コンポーネント４と、軸受けスリーブ３と、予圧調整装置６と、を含む。

前記スクリュー１は、細長い棒状の構造で、その外縁に螺旋状の転動溝１１をもうけてある。

前記ナット２は、前記スクリュー１を穿設するための通孔を有する。前記通孔の内縁には前記転動溝１１に対応する転動スロット２１が設けられている。前記転動溝１１及び転動スロット２１は負荷経路を形成している。

前記ナット２の外縁には外転動スロット２２及び外ねじ山２４が設けてあり、尚前記ナット２の軸方向には両端を貫通する回流孔２３が設けてある。
前記回流コンポーネント４は、前記ナット２の上に取り付けられ、前記回流コンポーネント４には前記負荷経路及び回流孔２３を連接する回流道４１が設けられ、前記負荷経路、回流孔２３及び回流道４１は循環経路を形成し、前記循環経路には複数の第二転動部品８を設けてある。

前記軸受けスリーブ３は、環状の構造をなし、内環面３Ｂに第一内転動スロット３１及び第二内転動スロット３２が設けられている。前記第一内転動スロット３１は、前記外転動スロット２２とで経路を形成し、複数の第一転動部品５の収容設置に供し、尚外環面３Ａにフランジ３３が設けてある。

前記予圧調整装置６は、環状の構造をなし、外環面６１に外転動溝６１１を設け、前記外転動溝６１１と前記第二内転動スロット３２によって複数の第一転動部品５を収容設置するための経路を形成している。別途の内環面には内ねじ山６２を設ける。前記内ねじ山６２と前記外ねじ山２４を螺合することによって、前記予圧調整装置６を前記ナット２の上に設置する。螺旋運動によって前記予圧調整装置６を軸方向Ｈへ変位させることができる。前記予圧調整装置６が第一転動部品５の方向へ接近すると、第一内転動スロット３１と外転動スロット２２及び第一転動部品５の間、及び第二転動スロット３２と外転動溝６１１及び第一転動部品５との間に予圧力Ｚが生じる。

前記予圧調整装置６が第一転動部品５の反対方向へ変位した場合は、前記予圧力Ｚは小さくなる。このようにして、前記予圧調整装置６を回して動かすだけで予圧力Ｚの大小を調整することが出来る。

尚、予圧調整装置６の位置決め効果を増加するため、予圧調整装置６に径方向の固定穴６３を設けてある。前記固定穴６３は、位置決め部品７をその中に螺設するためのもので、前記予圧力Ｚが所要の値まで調整されたとき、更に前記位置決め部品７によって前記固定穴６３に螺設すると共に、前記位置決め部品７の一端と前記外ねじ山２４とが干渉して摩擦力が生じる。このようにして、予圧調整装置が運転時にゆるみ、予圧力が消えるようなことが、起こりにくくすることが出来る。

図６〜図８は、本発明の第二実施例に係るナット回転式ボール・スクリューを示したものである。

第一実施例と比較して異なるところは、前記予圧調整装置６は、本体６Ｂ及び調整部品６Ａによって構成される。前記本体６Ｂの外環面６１Ｂには外転動溝６１１Ｂが設けられている。前記外転動溝６１１Ｂと前記第二内転動スロット３２によって複数の第一転動部品５を収容設置するための経路を形成している。そして本体６Ｂは前記ナット２の外縁にセットされると共に軸方向へ変位することが出来る。

前記調整部品６Ａの内環面には内ねじ山６１Ａが設けられている。前記調整部品６Ａは前記内ねじ山６１Ａによって前記外山２４と螺合し、且つ螺旋運動によって前記調整部品６Ａを軸方向Ｈへ変位させ得る。

そして前記調整部品６Ａは前記本体６Ｂへ接近し、第一内転動スロット３１と外転動スロット２２及び第一転動部品５の間、及び第二転動スロット３２と外転動溝６１１Ｂ及び第一転動部品５との間に予圧力Ｚが生じる。

尚、前記調整部品には、第一実施例に述べたような固定穴６２Ａが設けられてる。前記固定穴６２Ａは位置決め７をその中に螺設して予圧調整装置６が運転時に緩んで予圧力が消えることを防止するためである。

その他の構造及び組立て状態は全て第一実施例と同じであるので、ここでは詳しい説明を省略する。

以上を総合すると、本発明は従来の複雑な予圧力調整プロセスを改善し、最も時間がかかる研磨工程及び取り外し、或いはボルト組み付けのステップを省き、大幅に予圧力調整の時間を短縮し、且つ本発明のフランジは一体成型して軸受けスリーブに設置されるため、各種厚みのフランジのニーズに応え、ナット回転式ボール・スクリューの通用性を向上させることができる。

（従来技術）
９０ナット回転式ボール・スクリュー
９１ナット９１１、９１２転動溝
９２第一軸受けスリーブ９２１第一転動溝
９２２第一フランジ９２３第一ザグリ穴
９４転動部品９５予圧片
９５１通孔９３第二軸受けスリーブ
９３１第二転動溝９３２第二フランジ
９３３第二ザグリ穴Ｘ，Ｙ予圧力
（本発明）
１スクリュー１１転動溝
２ナット２１転動スロット
２２外転動スロット２３回流孔
２４外ねじ山３軸受けスリーブ
３Ａ外環面３Ｂ内環面
３１第一内転動スロット３２第二内転動スロット
３３フランジ４回流コンポーネント
４１回流道５第一転動部品
６予圧調整装置
６１、６１Ｂ外環面
６１１、６１１Ｂ外転動溝
６２、６１Ａ内ねじ山
６３、６２Ａ固定穴
６Ａ調整部品６Ｂ本体
７位置決め部品８第二転動部品
Ｚ予圧力Ｈ軸方向

Claims

スクリューと、ナットと、回流コンポーネントと、軸受けスリーブと、予圧調整装置と、を含み、
前記スクリューは、細長い棒状の構造で、その外縁に螺旋状の転動溝をもうけてあり、
前記ナットは、前記スクリューを穿設するための通孔を有し、前記通孔の内縁には前記転動溝に対応する転動スロットが設けられ、前記転動溝及び転動スロットは負荷経路を形成し、且つ前記ナットの外縁には外転動スロット及び外ねじ山が設けてあり、
前記回流コンポーネントは、前記ナットの上に取り付けられ、
前記軸受けスリーブは、環状の構造をなし、内環面に第一内転動スロット及び第二内転動スロットが設けられ、前記第一内転動スロットと前記外転動スロットとによって複数の第一転動部品を直接収容して設置するための経路を形成し、
前記予圧調整装置は、本体及び調整部品によって構成され、
前記本体の外環面には外転動溝が設けられ、
前記外転動溝と前記第二内転動スロットによって複数の第一転動部品を直接収容設置するための経路を形成し、
本体は前記ナットの外縁にセットされると共に軸方向へ変位することが出来るように、前記調整部品の内環面には内ねじ山が設けられ、
前記調整部品は前記内ねじ山によって前記外ねじ山と螺合し、且つ螺旋運動によって前記調整部品を前記本体の接近方向へ変位させることにより、前記第一内転動スロットと前記外転動スロット及び前記第一転動部品の間、及び前記第二転動スロットと前記外転動溝及び前記第一転動部品との間に圧力を生じさせ、
前記調整部品に径方向の固定穴を設け、該固定穴に位置決め部品を螺設して前記予圧調整装置の緩みを防止することを特徴とする予圧構造を有するナット回転式ボール・スクリュー。