JP2008128388A - ボールスクリューの還流システム - Google Patents

Abstract

【解決手段】 本発明のボールスクリューの還流システムは、スクリュー、ナット、複数の還流素子およびボールを含んでなり、前記ナットの固定部は、その軸方向に還流素子と対応して嵌設するための断面を設け、該断面には通孔とを接続する連続した先細孔を備え、かつ該断面と螺旋状レールとを干渉しないようにし、さらに、前記還流素子は、通孔を接続する開口部に先細孔に対応する方向転換構造を突設して該方向転換構造が先細孔に対応して嵌設される。
【効果】 該還流素子の設計により従来の還流経路曲率半径が小さく固定部の嵌め合せによる螺旋状レール歯溝を破壊する問題を解決でき、還流経路の曲率半径が増大されボールがその間に流動循環の順調度を向上することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、ボールスクリューの還流システムに関し、特に固定部に対して軸方向に沿って連続した先細孔を設置する断面を提供するボールスクリューの還流システムに関する。より詳細には、本発明は、還流素子が突設するための方向転換構造及び断面の套設を提供し、固定部が螺旋状レールを避けて干渉せずに、還流経路の曲率半径を増加することができるボールスクリューの還流システムに関する。

そもそも、ボールスクリューは、ナットでスクリューに嵌め合わせてボールがスクリューとナットとの相対内側に循環回動して相対動するものである。

前記ボールは、スクリューとナットとの循環間に方向転換を還流するように、ナットの雌ねじ上に還流素子を取り付けてボールを還流させ全体的循環回転を構成する。

今までのボールスクリューのボール還流方式と言えば、その一つは、ボールをナットの外部に導出する外循環還流、ボールがナット内部の雌ねじにおいて直接に還流する内循環還流、またはナットの雌ねじ内のボールをナットの開口にガイドして還流させる方式がある。

前記エンドカバー式により還流するボールスクリューについて、図１及び図２に示すように、その内に取り付けられた還流素子１０は、締付素子によりナット上に締付ける定位部１０１、導入端１０２および屈折端１０３を接続することにより形成された還流経路１０４の構造を必要とする。該還流素子１０の設計は、ボールスクリューのリードがあまり小さくならないように考量しなければ、リードまたは歯先が小さくなりすぎると、次の歯先構造が破壊されてしまうことになる。

図３および図４に示すように、業者は前記歯先が破壊される問題を解決するため、両構造体を結合する還流素子２０上に、特別に一部を補償する歯形２０１を形成し、この一部の補償用歯形２０１により前記のボールスクリューの破壊された歯先部分とにより完全なる歯形を構成することができる。

しかし、前記設計された一部の補償用歯形２０１の還流素子２０は、単に二つの構造体２０２、２０３を分けて結合させたものであるから、その還流素子２０の内部はボールを還流しようとするための方向転換経路が制限され大きく設計することができず、また還流素子２０の方向転換経路が小さすぎると、ボールの還流経路内の回転不順につながる。

詳しく言えば、前記還流素子の一体構造または後述の還流素子の別体構造の何れかは、図２に示すように、その回転経路に位置された屈折端１０３上に一部の補償用歯形１０５を設け、ナット内部の雌ねじの破断部とは完全なる歯形に組合せて構成されることを試みているが、その屈折端１０３が形成する円弧状半径（Ｒ値）は小さいため、ボールが還流経路内では順調に回転することができない。そのため、ボールとスクリュー、またはボールとナットとの間が所定的循環運動関係を影響してしまい、その上、ボールスクリューの機械効率が低下されることにつながる。

本発明は、従来の還流素子におけるそのもの構造上の設計の欠点を鑑みて考案し、改良して案出されたものである。さらに長年の努力に研究した後、漸く本発明のボールスクリューの還流素子まで成功に研究開発することができた。

本発明の目的は、固定部が螺旋状レールの歯溝を破壊せず、また螺旋状レールを避けて干渉しない問題を解決できると同時に、還流経路の曲率半径を大きくすることによって、ボールの循環運動における順調度を効果的に向上することができるボールスクリューの還流システムを提供することにある。

本発明のボールスクリューの還流システムは、主に、スクリュー、ナット、複数の還流素子およびボールを含んでなり、前記ナットの固定部は、その軸方向に還流素子と対応して嵌設するための断面を設け、該断面には通孔とを接続する連続的先細孔を備え、かつ該断面と螺旋状レールとを干渉しないようにし、さらに、前記還流素子は、通孔を接続する開口部に先細孔に対応する方向転換構造を突設して該方向転換構造を先細孔に対応して嵌設させる。

また、前記ボールスクリューの還流素子についてその他の第２実施例の設計を採用することができ、例えば、還流素子は、その軸方向に沿って二つの分離可能な構造体で、きゅう尾溝、ありほぞを互いに嵌接する方式での固定結合を採用することができる。

また、前記ボールスクリューの還流素子についてその他の第３実施例の設計を採用することができ、例えば、還流素子は、その軸方向に沿って二つの分離可能な構造体で、孔、ピンを互いに嵌接する方式での固定結合を採用することができる。

本発明のボールスクリューの還流システムは、特に固定部の軸方向に沿って設置された連続的な先細孔の断面により、還流素子を突設するための方向転換構造または断面の嵌設を提供し、それにより、固定部が螺旋状レールの歯溝を破壊せず、また螺旋状レールを避けて干渉しない問題を解決できると同時に、還流経路の曲率半径を大きくすることによって、ボールの循環運動における順調度を効果的に向上することができる。また、このような還流素子の設計により従来の還流経路曲率半径が小さく固定部の嵌め合せによる螺旋状レール歯溝を破壊する問題を解決でき、ボールがその間に流動循環する順調度を向上でき、ボールスクリューが使用上の実質的効果を発揮できる。

本発明の実施を明確に説明するため、以下のように、各実施例の実施方式を説明する。図５ないし図１０を参照するように、本発明が設計するボールスクリューの還流システムは、主に、スクリュー１、ナット２、複数の還流素子３およびボール４から構成される。ナット１の外表面とナット２の内表面とは互いに合わせた螺旋状レール１１、２１を備え、かつナット２の内部には少なくとも通孔２２が備えられ、該通孔２２は、ナット２の両端面にそれぞれ還流素子３を合わせて嵌設するための少なくとも一つの固定部２３を備える。該還流素子３の内部には還流経路３１および開口部を有し、その開口部はそれぞれナット２の通孔２２と螺旋状レール２１に接続される。前記のスクリュー１と前記ナット２との互いに合わせた螺旋状レール１１、２１および前記還流素子３の還流経路３１とからなる独立したループによりボール４の循環運動を行う。

その内、前記ナット２の固定部２３は、軸方向に沿いながら還流素子３を対応に嵌設するための断面２１が設けられ、該断面２１は前記通孔２２とを接続するための連続した先細孔２５を備え、かつ該断面２４と螺旋状レール２１とは互いに干渉しない。また、還流素子３が通孔２２を接続する開口部に先細孔２５に対応する方向転換構造３２を突設することで、方向転換構造３２と先細孔２５とを嵌套設させる。前記のように、本発明の第１実施例の各係る素子の互いに関係する位置およびその概述である。

図８を参照するように、本発明はここで設計される還流素子とナットとを組合せたＡ−Ａ’の断面図である。図９および図１０を合わせて参照するように、今までのエンドプラグは、ボールスクリューの設計原則によりリード角を余り小さくすることができない。その原因として、リード角が小さければ相対的な歯形も小さくなるので、次の完全なる歯形を破壊してしまうため、還流経路の設計原則としてボールの還流方向転換の経路は、従来制限され大きく設計することができず、そのため、還流素子の方向転換経路が小さい場合、ボールが還流経路においての回転不順になりやすくなる。

以上のように、還流素子の設計により従来の還流経路曲率半径が小さく固定部の嵌め合せによる螺旋状レール歯溝を破壊する問題を解決できるため、還流経路の曲率半径を大きくできると同時に、ボールがその間に流動循環する順調度も向上でき、さらにボールスクリューが使用上の実質的効果を発揮することができる。

さらに、図１１および図１２を参照するように、本発明はここで設計される還流素子の構造は、一体に構成された形式に限らず、同じく以下形式の設計も可能である。

まず、前記第１実施例の還流素子に関するその他の変化実施例は、ボールスクリューの還流素子について他の第２実施例の設計を採用可能で、それに還流素子３を利用して軸方向に二つの分離可能な構造体を分けてきゅう尾溝３３、ありほぞ３４を互いに嵌接する方式での固定結合を採用する。

なお、前記第２実施例の還流素子に関するその他の変化例としては、ボールスクリューの還流素子について他の第３実施例の設計を採用可能で、それに還流素子３を利用して径方向に二つの分離可能な構造体を分けて孔３５、ピン３６を互いに嵌接する方式での定位結合を採用する。

以上説明のように、本願は、空間的形態において確実な新規性があって、従来のものより前記多くの効果を増進することができ、新規性および進歩性の法定的発明の要件に十分符合するため、法により出願を提出して本願を発明特許として許可すべきである。

従来の還流素子とナット間の外観見取図。 従来の還流素子の正面図。 従来のその他の還流素子の構造見取図。 従来のその他の還流素子とナット間の組合せ断面図。 本発明の還流素子の外観構造の組合せ図。 本発明の還流素子の局部構造の分解図。 本発明の還流素子の局部構造の組合せ図。 本発明の還流素子とナットとの組合せたＡ−Ａ’の断面図。 図８のＡ−Ａ’の断面構造の分解断面図。 図８のＡ−Ａ’の断面構造の組合せ断面図。 本発明の還流素子における第２実施例の外観構造の分解図。 本発明の還流素子における第３実施例の外観構造の分解図。

符号の説明

１０ 還流素子
１０１ 定位部
１０２ 導入端
１０３ 屈折端
１０４ 還流経路
１０５ 歯形
２０ 還流素子
２０１ 歯形
２０２、２０３ 構造体
１ スクリュー
２ ナット
３ 還流素子
４ ボール
１１ 螺旋状レール
２１ 螺旋状レール
２２ 通孔
２３ 固定部
２４ 断面
２５ 先細孔
３１ 還流経路
３２ 方向転換構造
３３ きゅう尾溝
３４ ありほぞ
３５ 孔
３６ ピン

Claims (5)

1. スクリュー、ナット、複数の還流素子およびボールを含んでなり、前記スクリューの外表面およびナットの内表面は、互いに合わせて螺旋状レールが備えられ、ナットの内部に少なくとも一つの通孔を有し、該通孔は、ナットの両端面にそれぞれ少なくとも一つの還流素子を設け固定部を嵌設するために提供され、還流素子の内部に還流経路および開口部を備え、その開口部はナットの通孔と螺旋状レールとにそれぞれ接続され、前記スクリューとナットとの互いに合わせた螺旋状レールおよび前記還流素子の還流経路からなる独立したループにより、ボールを循環運動を行い、
   前記ナットにある固定部は、その軸方向に還流素子と対応して嵌設するための断面を設け、断面には通孔との接続する連続的先細孔が備えられ、かつ該断面と螺旋状レールとを干渉しないようにし、そして、
   前記還流素子は、通孔を接続する開口部に先細孔に対応する方向転換構造が設置され、この方向転換構造が先細孔に対応して嵌設される
   ことを特徴とするボールスクリューの還流システム。
2. 前記方向転換構造の開口部の直径は、前記先細孔の開口部の直径より小さく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システム。
3. 前記ナットの螺旋状レールと還流素子の還流経路とは連続的、かつ滑らかに接続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システム。
4. 前記還流素子は、その軸方向に沿って二つの分離可能な構造体で、きゅう尾溝、ありほぞを互いに嵌接する方式を採用する固定結合であ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システム。
5. 前記還流素子は、その軸方向に沿って二つの分離可能な構造体で、孔、ピンを互いに嵌接する方式を採用する固定結合であ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システム。

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