JP2008039050A - ローラスクリューシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 全体還流の流暢度を向上させ、ナットの体積を小さくしたローラスクリューシステムを提供する。
【解決手段】 本発明のローラスクリューシステムは、スクリュー、ナット、対になった還流素子、還流管及びローラを含んでなるものであって、ナットの内部は、還流孔に接続する貫通孔が開設され、還流管がナットの貫通孔内に貫設することによって、還流素子をナット上の収容溝内に取付けて還流システムにならしめ、スクリューとナット上の螺旋状レールとを接続して完全的ローラスクリューシステムになる。よって、還流経路の曲がり曲率半径が小さすぎて、回転順調度の不良、または湾曲管の設置によりナットの体積が大きくなる二つの大きな問題を同時に解決できると共に、全体的還流順調度が向上され、ナットの体積を小さくする目的が実現される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ローラスクリューシステムであって、特に還流素子と還流管を相対的に作成する係止定位構造を指し、ローラスクリューに応用して全体的還流順調度が向上可能で、かつナットの体積を小さくすることができる目的とする。

ローラスクリューは、今では工業面上に多く応用されつつあるが、リニアフィード伝動として高精密度効果を提供する他、さらに、小さい摩擦損耗率、高エネルギー転換率、低い騒音で、かつ高い剛性で損害し難いなどの利点を有しているので、ローラスクリューは、現に各工業応用機械等にとって、その重要性を言うまでもない。

従来のローラスクリュー設計は、スクリューとナットとの間のローラを持続的に循環させ、また応力を解消するため、何れもナットの両端にスクリューねじ山とローラとに対応して還流素子を取付ける必要がある。そして、前記の還流素子は、主にローラスクリュー内部のローラをスクリューとナットとの間に作動させ完了した後、還流させるキーポイントである。従って、より競争力のある製品を改良するため、還流素子に対しての研究開発は、業界にとって如何に重要であることが理解できる。

従来、よく使われ、または認知される還流循環モールドは、両種類に分けられ、以下の説明を参照するように、今までのローラスクリューは、主にスクリュー、ナットおよびローラから構成されることである。

まず、良く見られるローラ循環方式は、内循環方式、外循環方式がある。

内循環方式は、各リングが一つの循環を構成することにより、小さい抵抗力または磨耗が得られる。しかし、より大きい荷重を受ける必要がある場合、外循環方式であるローラスクリューを採用する必要があるが、外循環方式は、ナットの外周面上にボールの還流を導引する湾曲管が設置されることになる。しかし、必ず、ナット寸法が大きく、ナットが小さくなり、大きい荷重を受ける時には、内循環方式ボールスクリューを採用しなければならない。

図１に示すアメリカ特許第３１９２７９１号の図面を参照すると、図１に公開された従来の技術は、外循環方式のローラスクリューを備え、図面による組合せ構造により両方面から説明する。

ナット７の外周面上にローラ１０の還流を導引する湾曲管が設けられ、その湾曲管８の断面は矩形状の断面９である。

このような従来の製品は、実用されても若干の問題が残され、尚も研究開発して改進する必要がある。

その一、以上の従来技術では、湾曲管８自体が湾曲塑性変形を行わなければならないため、製造上においては、一定の困難度が有しており、またナットの外周面上にローラの還流を導引する湾曲管が設置されているので、ナットの外観的寸法が必ず大きくなる。

その二、このような従来の技術は、ローラ１０がより大きい湾曲管８の曲がり曲線またはローラ１０の還流数が多い場合、還流の順調度が悪くなる虞があるため、その原因としてローラがナットナットから還流システムに入る時、その湾曲経路の設計により、ローラ１０がまず湾曲管８の転向部位と衝突して還流システムに入ることになるため、全ローラ１０の還流経路が不連続になり、還流順調度またはナットの体積は大きくする必要がある二つの大きい問題が生じてくるので、それを改善する必要があると考える。
アメリカ特許第３１９２７９１号明細書

本発明の目的は、主にローラスクリューシステムを提供し、全体還流の流暢度を向上させ、ナットの体積を小さくすることを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、スクリュー、ナット、対になった還流素子、還流管及びローラを含んでなるものである。ナットは、内部に還流素子を嵌設するための収容溝および当接面が設けられ、その内、前記ナットは内部の当接面上に還流素子の還流孔に接続する貫通孔が設置される。また、還流素子は、内部にローラ還流経路および還流孔を設置し、その還流孔の端部は方形状の断面を有する。また、還流管は、内部にローラ還流経路が設置され、その両端部にも方形状の断面を有する。かつ前記還流素子の方形状の断面と還流管両端部の方形状の断面とは何れも対応している。還流管は、ナットの貫通孔内に貫通することによって、還流素子をナット上の収容溝内に取付けて還流システムを組成し、スクリューとナット上の螺旋状レールとを接続して完全的ローラスクリューシステムになる。

上述の如く構成されることによって、本発明のローラスクリューシステムでは、還流経路の曲率半径が小さすぎたことによる還流順調度不良または湾曲管の設置によるナット体積の増加などの二つの大きな問題が同時に解決される。

本発明は、前記の目的、採用する技術、手段またはその他の効果を達成するために、より好ましい実施例が挙げられ、かつ図面を合せて下記のように詳しく説明すれば、本願の発明の目的、特徴またはその他の利点ついて、より深く、かつ具体的に理解できることを確信する。

本発明の実施例は、図２ないし図６を参照するように、本発明の実施例は、スクリュー１、ナット２、対になった還流素子３、還流管４及びローラ５を含んでなるものである。前記ナット２は、内部に還流素子３を嵌設するための収容溝２２および当接面２３が設けられる

その内、前記ナット２は、内部の当接面２３上に還流素子３の還流孔３０に接続する貫通孔２１が開設され、また還流素子３は、内部にローラ５の還流経路または還流孔３０を開設し、その還流孔３０の端部は、方形状の断面３１を有する。

また、還流管４は、内部にローラ５の還流経路が設置され、その両端部４３にも還流孔３０の方形状の断面３１に合わせる方形状の断面４１をそれぞれ有している。還流管４の両端部に合わせた方形状の断面３１は相対的な角度差が生じてくる虞がある、即ち還流管４の両端の両方形状断面４１の間は、相対的な角度差が必要であるため、還流管４の両方形状断面４１の還流経路は、還流管４の両端部の合わせる両方形状断面３１の間が相対的な角度差を有しているので、ねじり状に形成される。

前記還流素子３の方形状の断面３１は、還流管４の両端部４３の方形状の断面４１との何れとも対応しており、還流管４は、ナット２の貫通孔２１内に貫設することで、還流素子３がナット２上の収容溝２２に取付けられ還流システムを構成する。さらに、スクリュー１とナット２上の螺旋状レールとの接続により、完全なるロールスクリューシステムが形成される。前記のように、本発明にかかる素子の相互的な位置関係またはその概述である。

その内、前記還流素子３の係合塊３２と還流管４の係合溝４２との作成した相対位置は、設計により変換することができる。前記の技術は、単なる簡単な置換方式の一つにすぎず、ここで合わせて説明する。

本発明の実施特点を明確に説明するために、以下の説明する当該ローラスクリューシステムは、従来のものより進歩性または実用を有している。

図５および図６を参照するように、本発明の組付前の実施状態の透視図である。

本発明のローラスクリューシステムを組付ける時、使用者は、まずスクリュー１をナット２内に貫設して、このスクリュー１とナット２との螺旋状溝とは相対的に多数のローラ５を収容する空間が形成される。この際、組付のものは、還流素子３の係合塊３２を還流管４の係合溝４２内に嵌設させ位置決め構造を形成することができる。次に、さらに、還流管４によりナット２の一端の貫通孔２１内を貫設し、かつ還流素子３をナット２の端面から転向させ当該ナット２の凹み収容溝２２内に設置される。

さらに、凹み収容溝２２の軸方向に合わせて収容溝２２の当接面２３に押し込まれ、ナット２の端面上に定位させると共に、多数のローラ５を螺旋状溝内に位置させる。最後に、さらに、他の一つの還流素子３で前記と同じ組付けステップによりナット２の端面から軸方向に該ナット２の凹み収容溝２２内に設置し、還流素子３の係合塊３２を還流管４の係合溝４２内に嵌止すると共に、ナット２の端面上に組付け定位させることができる。

本発明は、今までの従来技術にかかる議題を効果的に解決するために、研究開発の過程において応用される技術方法は、以下の説明のようになる。
ローラが還流する際の湾曲半径を増加して還流経路をより滑らかで、順調度を向上させる。
還流経路はナット本体内に設置してナット全体の体積を小さくすることができる。
ローラの還流経路の金具上により安定的金型で射出作成すると共に、複数部材の組合せ方式により全還流経路を被覆し、加工による誤差を減少させる。
伝統的な回転素子のボールと比べて、ローラ還流システムの還流経路の断面は方形状であるため、還流システムの各金具の接合する部位に必ず角度の誤差による影響を考慮すべきである。また、ボール還流システムの還流経路の断面は円形状であるが、角度の誤差による経路の接合は順調でないことを考慮しなくて良い。

したがって、本発明は、還流管と還流素子との間の定位構造の設計を利用することにより全還流経路の断面が滑らかでない段差を解除できる。このような概念はボール還流システムと全く異なっている。

その内、特に当該還流管の両端の両方形状断面の間が相対的な角度差を有する。

他に、本発明は、ナット上の加工外形をボールのエンドプラグ式循環と同一のものに戻して、金具の設計を利用してローラ還流システムの機構を達成することにより加工による複雑性が低下され得る。

また、本発明はローラの還流経路の設計にあり、この還流管の内部の還流経路の設計は、ねじり状に形成される。

全体のローラ経路は連続的に形成する他、ローラとの衝突ないし転向部位との衝突が発生せず、全体の流れ順調度が向上される。

前記のように、還流経路の湾曲の曲率半径が小さすぎて還流順調度が不良になり、または湾曲管の設置によりナットの体積が大きく増加される二つの大きな問題を同時に解決できる。

したがって、本発明はローラスクリューに応用されることで、全体的還流の順調度が向上され、ナットの体積の縮小も達成できることを目的とする。

前記を総じて、本発明のローラスクリューシステムは、スクリュー、ナット、対になった還流素子、還流管及びローラを含んでなるものである。ナットは、内部に還流素子を嵌設するための収容溝および当接面が設けられるローラスクリューシステムにおいて、ナットの内部は、還流孔に接続する貫通孔が設置され、還流管がナットの貫通孔内に貫設されることで、還流素子をナット上の収容溝内に取付けて還流システムにならしめ、スクリューとナット上の螺旋状レールと接続して完全なるローラスクリューシステムになり得る。

よって、還流経路の曲がり曲率半径が小さすぎるといった問題による回転順調度不良、または従来技術において湾曲管の設置によるナット体積の増加などの二つの大きな問題を同時に解決できると共に、全体還流順調度を向上させ、ナットの体積が縮小できる目的を達成することができる。

従って、本発明は、既に「産業上の利用可能性」を備えていることは言うまでもなく、他にも、本実施例に開示された技術特徴においても出願前諸刊行物に開示されず、また公開に使用することもなく、前記のような効果を増進する事実を有するのみでなく、さらにその付加的な効果も見損なうことができないので、本発明の実施例に掲げたその技術特徴は、出願前の諸刊行物に開示されず、また公開使用されることもなく、前記所述した効果増進の事実を有しているので、本発明は、「新規性」及び「進歩性」の何れも特許としての要件に合致しており、法により出願して審査を通じて逸早く許可されることを期する。

アメリカ特許第3,192,791号に開示されたローラスクリューシステムの図である。 本発明の実施例によるローラスクリューシステムの全体外観の斜視図である。 本発明の実施例によるローラスクリューシステムの還流素子と還流管との分解斜視図である。 本発明の実施例によるローラスクリューシステムの還流素子と還流管との組合せ状態を示す斜視図である。 本発明の実施例によるローラスクリューシステムの組付け前の実施状態を示す斜視図である。 本発明の実施例によるローラスクリューシステムの組付けた後の実施状態を示す斜視図である。

符号の説明

＜従来技術＞
７ ナット ８ 湾曲管
９ 矩形状断面 １０ ローラ
＜本発明＞
１ スクリュー ２ ナット
２１ 貫通孔 ２２ 収容溝
２３ 当接面 ３ 還流素子
３０ 還流孔 ３１ 方形状断面
３２ 係止塊 ４ 還流管
４１ 方形状断面 ４２ 係合溝
４３ 端部 ５ ローラ

Claims (4)

1. スクリュー、ナット、対になった還流素子、還流管及びローラを含んでなり、ナットは、内部に還流素子を嵌設するために供する収容溝および当接面が設けられるローラスクリューシステムであって、
   前記ナットは、内部の当接面上に貫通孔を開設し、還流素子の還流孔に接続することができ、
   前記還流素子は、内部にローラ還流経路および還流孔が開設され、還流孔の端部が方形状の断面を有し、
   前記還流管は、内部にローラ還流経路を設け、その両端部にも方形状の断面を有しており、
   前記還流素子の方形状の断面と還流管両端部の方形状の断面とは対応して、還流管をナットの貫通孔内に貫通させることで、還流素子がナット上の収容溝内に取付けられ被覆式還流経路になり、さらに、スクリューとナット上の螺旋状レールとを接続して完全なるローラスクリューシステムにならしめることを特徴とするローラスクリューシステム。
2. 前記還流素子と還流管の両端部は、それぞれ係合塊および係合溝が作成されることを特徴とする請求項１記載のローラスクリューシステム。
3. 前記還流管の両端の両方形断面の間は、相対的な角度差を有することを特徴とする請求項１記載のローラスクリューシステム。
4. 前記還流管の内部の還流経路は、ねじり状に設計されることを特徴とする請求項３記載のローラスクリューシステム。

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