還流素子を具えるボールスクリュー
【課題】チェーンが順調に作動し、該チェーンの寿命が長い還流素子を具えるボールスクリューを提供する。
【解決手段】ボールねじ軸とボールねじナットと還流素子と転動部材を含み、該還流素子は接続部と湾曲部と中間部とを有し、内部に接続流動経路と湾曲流動経路と中間流動経路と湾曲流動経路と接続流動経路との順で還流経路が形成され、該接続部が取付溝に挿設され、該還流経路と該負荷経路とによって循環経路を形成し、該転動部材はチェーンと複数の転動体とを含み、該チェーンには該転動体の設置に供する収納空間と該収納空間の両側に位置する接続部とを具え、該接続流動経路は内径を該転動体の直径より広くし、該湾曲流動経路と該中間流動経路の内径より狭くし、該湾曲流動経路及び該中間流動経路の内径を該チェーンの最大幅より広くし、該接続流動経路に、一端の幅が該湾曲流動経路の内径と等しく他端が該湾曲流動経路の内径より狭いガイド溝を設ける。
【解決手段】ボールねじ軸とボールねじナットと還流素子と転動部材を含み、該還流素子は接続部と湾曲部と中間部とを有し、内部に接続流動経路と湾曲流動経路と中間流動経路と湾曲流動経路と接続流動経路との順で還流経路が形成され、該接続部が取付溝に挿設され、該還流経路と該負荷経路とによって循環経路を形成し、該転動部材はチェーンと複数の転動体とを含み、該チェーンには該転動体の設置に供する収納空間と該収納空間の両側に位置する接続部とを具え、該接続流動経路は内径を該転動体の直径より広くし、該湾曲流動経路と該中間流動経路の内径より狭くし、該湾曲流動経路及び該中間流動経路の内径を該チェーンの最大幅より広くし、該接続流動経路に、一端の幅が該湾曲流動経路の内径と等しく他端が該湾曲流動経路の内径より狭いガイド溝を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールスクリューに係り、特にチェーンを具えるボールスクリューに応用される還流素子と、係る還流素子を具えるボールスクリューに関する。
【背景技術】
【０００２】
精密機械における作業テーブル、もしくは加工ワークの移動は、設計の面から制御する必要が常にある。また、正確で摩擦係数の低い移動供給量を掌握して制御するために、ボールスクリューによる精密な伝導を利用して移動させる。
【０００３】
ボールスクリューには、ボールねじ軸とボールねじナットが設けられており、発生する摩擦力を減少させるために該ボルトねじ軸と該ボールねじナットとの間に複数のボールを組み合わせて用いる。該ボールは該ボールねじナット内を繰り返し循環するように転動しなければならない。係る循環する転動の動作は、該ボールねじナット内に設けた循環システムを利用した循環システムによってなされる。
【０００４】
図１１は、アメリカ合衆国特許第６０８９１１７号公報に開示されるチェーンを有するボールスクリューを示したものであって、該ボールスクリューは、主にボールねじ軸と、ボールねじナットとによって構成される。該ボールねじ軸とボールねじナットとには、それぞれ対応し、かつ螺旋状を呈する転動溝と、転動スロットが形成され、該転動溝と該転動スロットとによって負荷経路を構成する。また、該該転動溝と該転動スロットとにはそれぞれねじ山が形成され、両ねじ山によってガイド空間が構成される。
【０００５】
また、該ボールねじナットには該負荷経路に接続する取り付け溝が別途設けられ、該取り付け溝内に還流素子が設けられる。
【０００６】
図面によれば、還流素子５０は、一端から接続部５１と、湾曲部５２と、及び中間部５３が順に設けられ、接続部流動経路５４と、湾曲部流動経路５５と、中間部流道路５６とが対応して設けられ還流経路５０Ａを構成する。還流経路５０Ａは該負荷経路と接続して循環経路５０Ｂを構成する。循環経路５０Ａの内周面の両側には、二本のガイド溝５７が形成され、ガイド溝５７の両端は該ガイド空間に接続する。接続流動経路５４のガイド溝５７の両端は約９０度の角度差を具える。
【０００７】
循環経路５０Ｂと該ガイド溝５７は転動部材６０の転動を提供する。転動部材６０はチェーン６１を複数の転動体６２の設置に供して構成する。側辺部にはガイド溝５７内に設けられる連結部６３を具え、チェーン６１が接続部流動経路５４にある場合、ガイド溝５７が連結部６３をガイドすることによって、チェーン６１が接続部５４にあって捩れるように回転し、このためチェーン６１が湾曲部流動経路５５を順調に通過する。
【０００８】
然しながら、上述する設計には問題がある。チェーン６１が接続部流動経路５４にある場合、約９０度捩れるように回転しなければならない。このため、チェーン６１は極めて短い距離で大幅に捩れるように回転しなければならない。よって、チェーン６１が何度も捩れるように回転すると、チェーン６０の疲労による老化が促進され切断を招く。しかも、捩れるように回転する場合、チェーン６１とガイド溝５７とに摩擦が発生し、チェーン６１の動きの滑らかさに影響を与える。したがって、還流素子の設計としては不適当であり、改良の余地を残す。
【特許文献１】アメリカ合衆国特許第６０８９１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、チェーンを有するボールスクリューに用いられる還流素子であって、該チェーンの動作の滑らかさの度合いを高め、かつ該チェーンの寿命を延長させることのできるボールスクリューの還流素子、及び係る還流素子を具えるボールスクリューを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に記載する還流素子を具えるボールスクリューは、ボールねじ軸と、ボールねじナットと、還流素子と、転動部材を含んでなるボールスクリューであって、該ボールねじ軸は、外周面に螺旋状の転動溝を形成し、かつ外周面の該転動溝の間にねじ山を具え、該ボールねじナットは、該ボールねじ軸が貫通する貫通孔を有し、かつ該貫通孔の内周面に該ボールねじ軸の転動溝に対応して螺旋状を呈するとともに、該転動溝と共に負荷経路を形成する転動スロットと、該転動スロットの間に形成され、該ボール軸の外周面のねじ山と共にガイド空間を形成するねじ山を有するとともに、該外周面に該貫通孔に連通する取付溝を形成し、該還流素子は外観がほぼコの字状を呈し、二つの接続部と、二つの湾曲部と、及び中間部とを有し、一端から他端に向かって該接続部と、該湾曲部と、該接続部と、該湾曲部と、該接続部の順に連結して構成され、かつ内部には一方の接続流動経路と、一端が該一方の接続流動経路に連結する一方の湾曲流動経路と、一端が該一方の湾曲流動経路の他端に連結する中間流動経路と、一端が該中間流動経路の他端に連結する他方の湾曲流動経路と、一端が該他方向の湾曲流動経路の他端に接続する他方の接続流動経路とによって還流経路が形成されるとともに、該接続部が該取付溝に挿設されて、該還流経路と該負荷経路とによって循環経路を形成し、該転動部材は、該循環経路内に設けられ、チェーンと、複数の転動体とを含んでなり、該チェーンには該転動体の設置に供する収納空間と、該収納空間の両側に位置する接続部とを具え、該接続流動経路の内径を該転動体の直径より広くするとともに、該湾曲流動経路と該中間流動経路の内径より狭くし、該湾曲流動経路及び該中間流動経路の内径を該チェーンの最大幅より広くし、該接続流動経路にはガイド溝を設け、該ガイド溝の一端の幅を該湾曲流動経路の内径と等しくし、該ガイド溝の他端を該湾曲流動経路の内径より狭くすることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項２に記載する還流素子を具えるボールスクリューは、ボールねじ軸と、ボールねじナットと、還流素子と、転動部材と、を含んでなるボールスクリューであって、該ボールねじ軸は、外周面に螺旋状の転動溝を形成し、かつ外周面の該転動溝の間にねじ山を具え、該ボールねじナットは、該ボールねじ軸が貫通する貫通孔を有し、かつ該貫通孔の内周面に該ボールねじ軸の転動溝に対応して螺旋状を呈するとともに、該転動溝と共に負荷経路を形成する転動スロットと、該転動スロットの間に形成され、該ボール軸の外周面のねじ山と共にガイド空間を形成するねじ山を有するとともに、該外周面に該貫通孔に連通する取付溝を形成し、該還流素子は外観がほぼコの字状を呈し、二つの接続部と、二つの湾曲部と、及び中間部とを有し、一端から他端に向かって該接続部と、該湾曲部と、該接続部と、該湾曲部と、該接続部の順に連結して構成され、かつ内部には一方の接続流動経路と、一端が該一方の接続流動経路に連結する一方の湾曲流動経路と、一端が該一方の湾曲流動経路の他端に連結する中間流動経路と、一端が該中間流動経路の他端に連結する他方の湾曲流動経路と、一端が該他方向の湾曲流動経路の他端に接続する他方の接続流動経路とによって還流経路が形成されるとともに、該接続部が該取付溝に挿設されて、該還流経路と該負荷経路とによって循環経路を形成し、該転動部材は該循環経路内に設けられ、チェーンと、複数の転動体とを含んでなり、該チェーンには該転動体の設置に供する収納空間と、該収納空間の両側に位置する接続部とを具え、該接続流動経路の内径を該転動体の直径より広くするとともに、該湾曲流動経路と該中間流動経路の内径より狭くし、該湾曲流動経路及び該中間流動経路の内径を該チェーンの最大幅より広くし、該接続流動経路にはガイド溝を設け、該ガイド溝は一端が該湾曲流動経路に至るまで延伸し、かつ該湾曲流動経路に至るガイド溝の一端を該湾曲流動経路の内径と等しくし、他端は該湾曲流通経路の内径より狭くすることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項３に記載する還流素子を具えるボールスクリューは、請求項２におけるガイド溝の延長する長さが該湾曲流動経路全体の長さの０．５倍である。
【００１３】
本発明の請求項４に記載する還流素子を具えるボールスクリューは、請求項１又は請求項２におけるガイド溝が第１ガイド溝と、第２ガイド溝と、第３ガイド溝を含み、該第２ガイド溝が該第１溝と該第３ガイド溝との間に位置し、該第１ガイド溝と該第３ガイド溝のそれぞれの一端の幅が該第２ガイド溝の幅より広く、かつ該第３ガイド溝の該第２ガイド溝より広い一端の幅が該湾曲流動経路の内径と等しく、該第１ガイド溝と該第３ガイド溝の他端が該第２ガイド溝に連結する。
【００１４】
本発明の請求項５に記載する還流素子を具えるボールスクリューは、請求項１又は請求項２におけるガイド溝が第１ガイド溝と第２ガイド溝とを含み、該第２ガイド溝の一端の幅が該第１ガイド溝の幅より広く、かつ該第２ガイド溝の該第１ガイド溝より広い一端の幅が該湾曲流動経路の内径と等しく、他端が該第２ガイド溝に連結する。
【００１５】
本発明の請求項６に記載する還流素子を具えるボールスクリューは、請求項１又は請求項２におけるチェーンの長さが該接続流動経路と、両該湾曲流動経路と、該中間流動経路とを足した長さより短い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による還流素子を具えるボールスクリューは、ガイド溝を具え、該ガイド溝によって強制的にチェーンを捻ることを避けることができ、チェーンが自由に捻れるようにすることができるため、チェーンと還流経路、もしくは該ガイド溝との間における干渉の発生を抑制することができる。よって、チェーンの順調な作動が得られ、かつチェーンの使用寿命を高めることができる。故に、ボールスクリュー自体の使用上のスムーズで安全な作動を確保することができ、かつ使用寿命を延長させることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１、２Ａ、２Ｂ、及び図３から図６に開示するように、本発明による還流素子を具えるボールスクリューは、ボールねじ軸１と、ボールねじナット２と、還流素子３と、転囲動モジュール４とを含んでなる。
【００１９】
ボールねじ軸１は、外周面に螺旋状の転動溝１１を形成し、かつ転動溝１１の間にねじ山１１１を具える。
【００２０】
ボールねじナット２は、ボールねじ軸１が貫通する貫通孔２２を有し、貫通孔２２の内周面に転動溝１１に対応する転動スロット(図示しない)を形成する。該転動スロットは螺旋状を呈し、かつ該転動スロットの間にねじ山（図示せず）を有する。別途、ボールねじナット２の外周面には、貫通孔２２に連通する取付溝２１を形成する。
【００２１】
ボールねじ軸１とボールねじナット２とのそれぞれのねじ山によってガイド空間（図示せず）が形成される。また、転動溝１１と、転動スロットとによって負荷経路（図示せず）が形成される。
【００２２】
転動部材４は、チェーン４１と、複数の転動体４２を含んでなり、チェーン４１には転動体４２の設置に供する収納空間４１２と、収納空間４１２の両側に位置する接続部４１１を具える。接続部４１１が負荷経路に在る場合は、該ガイド空間内に位置する。
【００２３】
還流素子３は、第１部材３Ａと第２部材３Ｂとによって構成される。第１部材３Ａは、二つの半割り接続部３１Ａと、二つの半割り湾曲部３２Ａと、一つの半割り中間部３３Ａとを有し、これらが半割り接続部３１Ａ、半割り湾曲部３２Ａ、半割り中間部３３Ａ、部湾曲部３２Ａ、半割り接続部３１Ａの順に接続する。第２部材３Ｂも同様に二つの半割り接続部３１Bと、二つの半割り湾曲部３２Ｂと、一つの半割り中間部３３Ｂとを有し、これらが半割り接続部３１Ｂ、半割り湾曲部３２Ｂ、半割り中間部３３Ｂ、部湾曲部３２Ｂ、半割り接続部３１Ｂの順に接続する。
【００２４】
即ち、還流素子３の外観はコの字状を呈し、第１部材３Ａは両端に半割り接続部３１Ａを有し、それぞれの半割り接続部３１Ａの一端が半割り湾曲部３２Ａの一端に接続し、それぞれの半割り湾曲部３２Ａの他端は半割り中間部３３Ａに接続する。第２部材３Ｂも同様に両端に半割り接続部３１Ｂを有し、それぞれの半割り接続部３１Ｂの一端が半割り湾曲部３２Ｂの一端に接続し、それぞれの半割り湾曲部３２Ｂの他端は半割り中間部３３Ｂに接続する。
【００２５】
また、第１部材３Ａには、一端の半割り接続部３１Ａから他端の半接続部３１Ａに向かって、半割り接続流動経路３１１Ａと、半割り湾曲流動経路３２１Ａと、半割り中間流動経路３３１Ａと、半割り湾曲流動経路３２１Ａ、半割り接続流動経路３１１Ａとの順に流動経路が形成され、かつそれぞれの流動経路が互いに連結して半割り還流経路を形成する。第２部材３Ｂも同様に、一端の半割り接続部３１Ｂから他端の半接続部３１Ｂに向かって、半割り接続流動経路３１１Ｂと、半割り湾曲流動経路３２１Ｂと、半割り中間流動経路３３１Ｂと、半割り湾曲流動経路３２１Ｂと、半割り接続流動経路３１１Ｂとの順に流動経路が形成される。かつそれぞれの流動経路が互いに連結して半割り還流経路を形成する。
【００２６】
第１部材３Ａと第２部材３Ｂとを組み合わせて還流素子３を構成する。この場合、接続部３１Ａと対応する接続部３１Ｂとによって接続部３１が形成され、半割り湾曲部３２Ａと対応する半割り湾曲部３２Ｂとによって湾曲部３２が形成され、半割り中間部３３Ａと対応する半割り中間部３３Ｂとによって中間部３３が形成され、還流素子３の外形はほぼコの字状を呈する。
【００２７】
還流素子３は両端がそれぞれ接続部３１であって、一方の接続部３１の一端が湾曲部３２の一端に接続し、湾曲部３２の他端が中間部３２の一端に接続し、中間部３２の他端が他の湾曲部３２の一端に接続し、他の湾曲部３２の他端が他方の接続部３１の一端に接続する。
【００２８】
また、還流素子３の内部は、一端の接続部３１から他端の接続部３２に向かって接続流動経路３１１、湾曲流動経路３２１、中間流動経路３３１、湾曲流動経路３２１、及び接続流動経路３１１の順でそれぞれの流動経路が連結して還流経路を形成する。
【００２９】
接続流動経路３１１の内径は転動体４２直径に比して広くする。湾曲流動経路３２１と中間流動経路３３１の内径Ｄは、チェーン４１の最大幅Ｒに比して広くする。また、接続流動経路３１１の内径ｄは、湾曲流動経路３２１と中間流動経路３３１の内径Ｄに比して狭くするとともに、転動体４２の直径に比して広くする。
【００３０】
接続部３１は取付溝２１に挿設し、還流経路と負荷経路とを連結して循環経路を形成し、転動部材４は該循環経路内に設ける。
【００３１】
両接続流動経路３１１には、それぞれガイド溝３４を形成する。ガイド溝３４は一端が該ガイド空間に連結し、他端が湾曲流動経路３２１に連結する。
【００３２】
ガイド溝３４は第１ガイド溝３４１と、第２ガイド溝３４２と、第３ガイド溝３４３とを含んでなる。第２ガイド溝３４２は第１ガイド溝３４１と第３ガイド溝３４３との間に位置する。
【００３３】
第１ガイド溝３４１は、一端が該ガイド空間に連結し、他端が第２ガイド溝３４２に連結し、かつガイド空間に連結する一端の幅を第２ガイド溝３４２の幅より広くする。
【００３４】
第３ガイド溝３４３は、一端が湾曲流動経路３２１に連結し、他端が第２ガイド溝３４２に連結し、湾曲流動経路３２１に連結する一端の幅を第２ガイド溝３４２の幅より広く、かつ湾曲流動経路３２１の内径に等しくする。
【００３５】
また、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、図８、及び部９に開示するように、本発明によるガイド溝３４は可変断面の設計を採用する（図７Ａ乃至７Ｄを参照）。両ガイド溝３４の形状が漏斗状を呈する両端の内径の狭い箇所は互いに接続し、両漏斗状部は半割りに形成され、かつ両漏斗部は両ガイド溝３４の形状に近いものとする。
【００３６】
図８を参照して、ガイド溝３４がチェーン４１の接続部４１１をガイドする場合の動作を説明する。チェーン４１が第３ガイド溝３４３に至るまで移動すると、第３ガイド溝は、開口が大から小になる可変断面であるため（広い方の開口は湾曲流動経路に連結する）、接続部４１１は、徐々に縮小する断面にガイドされて第２ガイド溝に進入し、さらに第１ガイド溝３４１に進入した後、ボールねじ軸１とボールねじナット２のガイド空間に進入する。
【００３７】
チェーン４１が該還流経路に進入する場合、第１ガイド溝３４１を可変断面とした設計によって、先に接続部４１１が第２ガイド溝３４３にガイドされて進入し、次いで第３ガイド溝３４３に進入して、さらに湾曲流動経路３２１と中間流動経路３３１に進入し、湾曲流動経路３２１に戻る。チェーン３４は湾曲流動経路３２１及び中間流動経路３１１において如何なる拘束も受けることなく、かつガイド度溝３４にガイドされてチェーン４１が順調にガイドされて該負荷経路に進入して還流が完了する。
【００３８】
別途、第１ガイド溝３４１を可変断面とした設計は、主に、第１ガイド溝３４１とガイド空間との間における誤差を吸収して、第１ガイド溝３４１とガイド空間との連結箇所に段差が発生しないようにすることを目的とする。
【００３９】
図９に開示するように、チェーン４１１が捩れる場合に順調な動作を達成し、拘束を受けないようにするために、この発明におけるチェーン４１は、長さを接続流動経路３１１と、両湾曲流動経路３２１と、中間流動経路３３１とを足した長さより短くするか、もしくは等しくする。係る設計により、チェーン４１の一端Ｗが一方の接続流動経路３１１に進入すると、チェーン４１の他端Ｎはすでに他方の接続流動回路３１１を離れている。このため、チェーン４１の一端が自由端となり、この一端においてチェーン４１が過度に捩れるという問題を改善することができ、チェーン４１の循環がさらに順調になる。その最も重要な効果は、チェーン４１の寿命を延長することにある。
【実施例２】
【００４０】
図１０を参照して第２の実施例を説明する。第２の実施例は、上述する第１の実施例に比して、ガイド溝３４Ａの設計が異なる。第２の実施例におけるガイド溝３４Ａは第１ガイド溝３４１Ａと第２ガイド溝３４２Ａを含み、第２ガイド溝３４２Ａの湾曲流動経路３２１に連結する一端の幅Ｔは第１ガイド溝３４１Ａの幅ｈより広くし、かつ湾曲流動経路３２１の内径Ｄと等しくする。第２ガイド溝３４２Ａの他端は第ガイド溝３４１Ａに連結する。
【００４１】
第２の実施例における第１ガイド溝３４１Ａとガイド空間とが連結する部分には、可変断面の設計を用いない。係る設計によって第１の実施例と同等の効果が得られる。即ち、第１ガイド溝３４１Ａのサイズの設定と加工とが精確であれば、両者の接続箇所に段差が発生しない。このため、チェーン３４の順調な動作に影響を与えない。
【００４２】
最後に、この発明においては還流経路にガイド溝を設けたことのみを強調したが、但しサイズの比較的狭いボールスクリューの還流素子にとっては、還流素子の還流経路が短くなると、ガイド溝が可変断面を具える設計によって、相対的にガイド溝の設置に提供される長さが足らなくなる嫌いがある。長さが短すぎるとチェーンをガイドする接続部の効果に、必ずや影響を与える。このため、接続還流経路の比較的短い還流素子の場合は、ガイド溝の一端を湾曲流動経路に至るまで延伸させる。この場合、ガイド溝を設ける湾曲流動経路の長さは、湾曲流動経路全体の長さの０．５倍とする。係る構造によってガイド溝によるガイドの効果を高めることができる。この長さの範囲を超えるとチェーンの動作に影響を与える。
【００４３】
以上は本発明の好ましい実施の形態であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなしえる修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、かつこの発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明によるボールスクリューの斜視図である。
【図２Ａ】本発明における還流素子の第１部材の斜視図である。
【図２Ｂ】本発明における還流素子の第２部材の斜視図である。
【図３】本発明における第１部材と転動部材とボールねじ軸とを組み合わせた状態を示した説明図である。
【図４】本発明における第２部材と転動部材とを組み合わせた状態を示した説明図である。
【図５】本発明における還流素子の側面図である。
【図６】図５におけるＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図７Ａ】図５におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図７Ｂ】図５におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図７Ｃ】図５におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図７Ｄ】図５におけるＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図８】本発明におけるガイド溝とチューンの接続部との設計上の関係を示した説明図である。
【図９】本発明における還流経路とチューンの接続部との設計上の関係を示した説明図である。
【図１０】第２の実施例であって、図５におけるＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図１１】従来の技術による還流素子に転動部材を組み合わせた態様を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ ボールねじ軸
１１ 転動溝
１１１ ねじ山
２ ボールねじナット
２１ 取付溝
２２ 貫通孔
２２ 貫通孔
３ 還流素子
３１ 接続部
３１１ 湾曲流動経路
３２ 中間部
３２１ 接続流動経路
３３ 半割り中間部
３３１ 中間流動経路
３２ 接続部
３２１ 湾曲流動経路
３３ 中間部
３３１ 中間流動経路
３４ ガイド溝
３４１ 第１ガイド溝
３４２ 第２ガイド溝
３４３ 第３ガイド溝
３Ａ 第１部材
３１Ａ 半割り接続部
３１１Ａ 半割り接続流動経路
３２Ａ 半割り湾曲部
３２１Ａ 半割り湾曲流動経路
３３Ａ 半割り中間部
３３１Ａ 半割り中間流動経路
３２Ａ 半割り湾曲部
３２１Ａ 半割り湾曲流動経路
３３Ａ 半割り中間部
３Ｂ 第２部材
３１Ｂ 半割り接続部
３１１Ｂ 半割り接続流動経路
３２Ｂ 半割り中間部
３２１Ｂ 半割り湾曲流動経路
３３Ｂ 半割り中間部
３３１Ｂ 半割り中間流動経路
３２Ｂ 半割り湾曲部
３２１Ｂ 半割り湾曲流動経路
３３Ｂ 半割り中間部
３４Ａ ガイド溝
３４１Ａ 第１ガイド溝
３４２Ａ 第２ガイド溝
４ 転動部材
４１ チェーン
４１１ 接続部
４１２ 収納空間
４２ 転動体
５０ 還流素子
５０Ａ 還流経路
５０Ｂ 循環経路
５１ 接続部
５２ 湾曲部
５３ 中間部
５４ 接続部流動経路
５５ 湾曲部流動経路
５６ 中間部流動経路
５７ ガイド溝
６０ 転動部材
６１ チェーン
６２ 転動体
６３ 連結部
Ｔ 最大幅
ｈ 最大幅
ｔ 最大幅
Ｒ 最大幅
Ｄ 内径
ｄ 内径
Ｗ チェーンの一端
Ｎ チェーンの一端
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールスクリューに係り、特にチェーンを具えるボールスクリューに応用される還流素子と、係る還流素子を具えるボールスクリューに関する。
【背景技術】
【０００２】
精密機械における作業テーブル、もしくは加工ワークの移動は、設計の面から制御する必要が常にある。また、正確で摩擦係数の低い移動供給量を掌握して制御するために、ボールスクリューによる精密な伝導を利用して移動させる。
【０００３】
ボールスクリューには、ボールねじ軸とボールねじナットが設けられており、発生する摩擦力を減少させるために該ボルトねじ軸と該ボールねじナットとの間に複数のボールを組み合わせて用いる。該ボールは該ボールねじナット内を繰り返し循環するように転動しなければならない。係る循環する転動の動作は、該ボールねじナット内に設けた循環システムを利用した循環システムによってなされる。
【０００４】
図１１は、アメリカ合衆国特許第６０８９１１７号公報に開示されるチェーンを有するボールスクリューを示したものであって、該ボールスクリューは、主にボールねじ軸と、ボールねじナットとによって構成される。該ボールねじ軸とボールねじナットとには、それぞれ対応し、かつ螺旋状を呈する転動溝と、転動スロットが形成され、該転動溝と該転動スロットとによって負荷経路を構成する。また、該該転動溝と該転動スロットとにはそれぞれねじ山が形成され、両ねじ山によってガイド空間が構成される。
【０００５】
また、該ボールねじナットには該負荷経路に接続する取り付け溝が別途設けられ、該取り付け溝内に還流素子が設けられる。
【０００６】
図面によれば、還流素子５０は、一端から接続部５１と、湾曲部５２と、及び中間部５３が順に設けられ、接続部流動経路５４と、湾曲部流動経路５５と、中間部流道路５６とが対応して設けられ還流経路５０Ａを構成する。還流経路５０Ａは該負荷経路と接続して循環経路５０Ｂを構成する。循環経路５０Ａの内周面の両側には、二本のガイド溝５７が形成され、ガイド溝５７の両端は該ガイド空間に接続する。接続流動経路５４のガイド溝５７の両端は約９０度の角度差を具える。
【０００７】
循環経路５０Ｂと該ガイド溝５７は転動部材６０の転動を提供する。転動部材６０はチェーン６１を複数の転動体６２の設置に供して構成する。側辺部にはガイド溝５７内に設けられる連結部６３を具え、チェーン６１が接続部流動経路５４にある場合、ガイド溝５７が連結部６３をガイドすることによって、チェーン６１が接続部５４にあって捩れるように回転し、このためチェーン６１が湾曲部流動経路５５を順調に通過する。
【０００８】
然しながら、上述する設計には問題がある。チェーン６１が接続部流動経路５４にある場合、約９０度捩れるように回転しなければならない。このため、チェーン６１は極めて短い距離で大幅に捩れるように回転しなければならない。よって、チェーン６１が何度も捩れるように回転すると、チェーン６０の疲労による老化が促進され切断を招く。しかも、捩れるように回転する場合、チェーン６１とガイド溝５７とに摩擦が発生し、チェーン６１の動きの滑らかさに影響を与える。したがって、還流素子の設計としては不適当であり、改良の余地を残す。
【特許文献１】アメリカ合衆国特許第６０８９１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、チェーンを有するボールスクリューに用いられる還流素子であって、該チェーンの動作の滑らかさの度合いを高め、かつ該チェーンの寿命を延長させることのできるボールスクリューの還流素子、及び係る還流素子を具えるボールスクリューを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に記載する還流素子を具えるボールスクリューは、ボールねじ軸と、ボールねじナットと、還流素子と、転動部材を含んでなるボールスクリューであって、該ボールねじ軸は、外周面に螺旋状の転動溝を形成し、かつ外周面の該転動溝の間にねじ山を具え、該ボールねじナットは、該ボールねじ軸が貫通する貫通孔を有し、かつ該貫通孔の内周面に該ボールねじ軸の転動溝に対応して螺旋状を呈するとともに、該転動溝と共に負荷経路を形成する転動スロットと、該転動スロットの間に形成され、該ボール軸の外周面のねじ山と共にガイド空間を形成するねじ山を有するとともに、該外周面に該貫通孔に連通する取付溝を形成し、該還流素子は外観がほぼコの字状を呈し、二つの接続部と、二つの湾曲部と、及び中間部とを有し、一端から他端に向かって該接続部と、該湾曲部と、該接続部と、該湾曲部と、該接続部の順に連結して構成され、かつ内部には一方の接続流動経路と、一端が該一方の接続流動経路に連結する一方の湾曲流動経路と、一端が該一方の湾曲流動経路の他端に連結する中間流動経路と、一端が該中間流動経路の他端に連結する他方の湾曲流動経路と、一端が該他方向の湾曲流動経路の他端に接続する他方の接続流動経路とによって還流経路が形成されるとともに、該接続部が該取付溝に挿設されて、該還流経路と該負荷経路とによって循環経路を形成し、該転動部材は、該循環経路内に設けられ、チェーンと、複数の転動体とを含んでなり、該チェーンには該転動体の設置に供する収納空間と、該収納空間の両側に位置する接続部とを具え、該接続流動経路の内径を該転動体の直径より広くするとともに、該湾曲流動経路と該中間流動経路の内径より狭くし、該湾曲流動経路及び該中間流動経路の内径を該チェーンの最大幅より広くし、該接続流動経路にはガイド溝を設け、該ガイド溝の一端の幅を該湾曲流動経路の内径と等しくし、該ガイド溝の他端を該湾曲流動経路の内径より狭くすることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項２に記載する還流素子を具えるボールスクリューは、ボールねじ軸と、ボールねじナットと、還流素子と、転動部材と、を含んでなるボールスクリューであって、該ボールねじ軸は、外周面に螺旋状の転動溝を形成し、かつ外周面の該転動溝の間にねじ山を具え、該ボールねじナットは、該ボールねじ軸が貫通する貫通孔を有し、かつ該貫通孔の内周面に該ボールねじ軸の転動溝に対応して螺旋状を呈するとともに、該転動溝と共に負荷経路を形成する転動スロットと、該転動スロットの間に形成され、該ボール軸の外周面のねじ山と共にガイド空間を形成するねじ山を有するとともに、該外周面に該貫通孔に連通する取付溝を形成し、該還流素子は外観がほぼコの字状を呈し、二つの接続部と、二つの湾曲部と、及び中間部とを有し、一端から他端に向かって該接続部と、該湾曲部と、該接続部と、該湾曲部と、該接続部の順に連結して構成され、かつ内部には一方の接続流動経路と、一端が該一方の接続流動経路に連結する一方の湾曲流動経路と、一端が該一方の湾曲流動経路の他端に連結する中間流動経路と、一端が該中間流動経路の他端に連結する他方の湾曲流動経路と、一端が該他方向の湾曲流動経路の他端に接続する他方の接続流動経路とによって還流経路が形成されるとともに、該接続部が該取付溝に挿設されて、該還流経路と該負荷経路とによって循環経路を形成し、該転動部材は該循環経路内に設けられ、チェーンと、複数の転動体とを含んでなり、該チェーンには該転動体の設置に供する収納空間と、該収納空間の両側に位置する接続部とを具え、該接続流動経路の内径を該転動体の直径より広くするとともに、該湾曲流動経路と該中間流動経路の内径より狭くし、該湾曲流動経路及び該中間流動経路の内径を該チェーンの最大幅より広くし、該接続流動経路にはガイド溝を設け、該ガイド溝は一端が該湾曲流動経路に至るまで延伸し、かつ該湾曲流動経路に至るガイド溝の一端を該湾曲流動経路の内径と等しくし、他端は該湾曲流通経路の内径より狭くすることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項３に記載する還流素子を具えるボールスクリューは、請求項２におけるガイド溝の延長する長さが該湾曲流動経路全体の長さの０．５倍である。
【００１３】
本発明の請求項４に記載する還流素子を具えるボールスクリューは、請求項１又は請求項２におけるガイド溝が第１ガイド溝と、第２ガイド溝と、第３ガイド溝を含み、該第２ガイド溝が該第１溝と該第３ガイド溝との間に位置し、該第１ガイド溝と該第３ガイド溝のそれぞれの一端の幅が該第２ガイド溝の幅より広く、かつ該第３ガイド溝の該第２ガイド溝より広い一端の幅が該湾曲流動経路の内径と等しく、該第１ガイド溝と該第３ガイド溝の他端が該第２ガイド溝に連結する。
【００１４】
本発明の請求項５に記載する還流素子を具えるボールスクリューは、請求項１又は請求項２におけるガイド溝が第１ガイド溝と第２ガイド溝とを含み、該第２ガイド溝の一端の幅が該第１ガイド溝の幅より広く、かつ該第２ガイド溝の該第１ガイド溝より広い一端の幅が該湾曲流動経路の内径と等しく、他端が該第２ガイド溝に連結する。
【００１５】
本発明の請求項６に記載する還流素子を具えるボールスクリューは、請求項１又は請求項２におけるチェーンの長さが該接続流動経路と、両該湾曲流動経路と、該中間流動経路とを足した長さより短い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による還流素子を具えるボールスクリューは、ガイド溝を具え、該ガイド溝によって強制的にチェーンを捻ることを避けることができ、チェーンが自由に捻れるようにすることができるため、チェーンと還流経路、もしくは該ガイド溝との間における干渉の発生を抑制することができる。よって、チェーンの順調な作動が得られ、かつチェーンの使用寿命を高めることができる。故に、ボールスクリュー自体の使用上のスムーズで安全な作動を確保することができ、かつ使用寿命を延長させることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１、２Ａ、２Ｂ、及び図３から図６に開示するように、本発明による還流素子を具えるボールスクリューは、ボールねじ軸１と、ボールねじナット２と、還流素子３と、転囲動モジュール４とを含んでなる。
【００１９】
ボールねじ軸１は、外周面に螺旋状の転動溝１１を形成し、かつ転動溝１１の間にねじ山１１１を具える。
【００２０】
ボールねじナット２は、ボールねじ軸１が貫通する貫通孔２２を有し、貫通孔２２の内周面に転動溝１１に対応する転動スロット(図示しない)を形成する。該転動スロットは螺旋状を呈し、かつ該転動スロットの間にねじ山（図示せず）を有する。別途、ボールねじナット２の外周面には、貫通孔２２に連通する取付溝２１を形成する。
【００２１】
ボールねじ軸１とボールねじナット２とのそれぞれのねじ山によってガイド空間（図示せず）が形成される。また、転動溝１１と、転動スロットとによって負荷経路（図示せず）が形成される。
【００２２】
転動部材４は、チェーン４１と、複数の転動体４２を含んでなり、チェーン４１には転動体４２の設置に供する収納空間４１２と、収納空間４１２の両側に位置する接続部４１１を具える。接続部４１１が負荷経路に在る場合は、該ガイド空間内に位置する。
【００２３】
還流素子３は、第１部材３Ａと第２部材３Ｂとによって構成される。第１部材３Ａは、二つの半割り接続部３１Ａと、二つの半割り湾曲部３２Ａと、一つの半割り中間部３３Ａとを有し、これらが半割り接続部３１Ａ、半割り湾曲部３２Ａ、半割り中間部３３Ａ、部湾曲部３２Ａ、半割り接続部３１Ａの順に接続する。第２部材３Ｂも同様に二つの半割り接続部３１Bと、二つの半割り湾曲部３２Ｂと、一つの半割り中間部３３Ｂとを有し、これらが半割り接続部３１Ｂ、半割り湾曲部３２Ｂ、半割り中間部３３Ｂ、部湾曲部３２Ｂ、半割り接続部３１Ｂの順に接続する。
【００２４】
即ち、還流素子３の外観はコの字状を呈し、第１部材３Ａは両端に半割り接続部３１Ａを有し、それぞれの半割り接続部３１Ａの一端が半割り湾曲部３２Ａの一端に接続し、それぞれの半割り湾曲部３２Ａの他端は半割り中間部３３Ａに接続する。第２部材３Ｂも同様に両端に半割り接続部３１Ｂを有し、それぞれの半割り接続部３１Ｂの一端が半割り湾曲部３２Ｂの一端に接続し、それぞれの半割り湾曲部３２Ｂの他端は半割り中間部３３Ｂに接続する。
【００２５】
また、第１部材３Ａには、一端の半割り接続部３１Ａから他端の半接続部３１Ａに向かって、半割り接続流動経路３１１Ａと、半割り湾曲流動経路３２１Ａと、半割り中間流動経路３３１Ａと、半割り湾曲流動経路３２１Ａ、半割り接続流動経路３１１Ａとの順に流動経路が形成され、かつそれぞれの流動経路が互いに連結して半割り還流経路を形成する。第２部材３Ｂも同様に、一端の半割り接続部３１Ｂから他端の半接続部３１Ｂに向かって、半割り接続流動経路３１１Ｂと、半割り湾曲流動経路３２１Ｂと、半割り中間流動経路３３１Ｂと、半割り湾曲流動経路３２１Ｂと、半割り接続流動経路３１１Ｂとの順に流動経路が形成される。かつそれぞれの流動経路が互いに連結して半割り還流経路を形成する。
【００２６】
第１部材３Ａと第２部材３Ｂとを組み合わせて還流素子３を構成する。この場合、接続部３１Ａと対応する接続部３１Ｂとによって接続部３１が形成され、半割り湾曲部３２Ａと対応する半割り湾曲部３２Ｂとによって湾曲部３２が形成され、半割り中間部３３Ａと対応する半割り中間部３３Ｂとによって中間部３３が形成され、還流素子３の外形はほぼコの字状を呈する。
【００２７】
還流素子３は両端がそれぞれ接続部３１であって、一方の接続部３１の一端が湾曲部３２の一端に接続し、湾曲部３２の他端が中間部３２の一端に接続し、中間部３２の他端が他の湾曲部３２の一端に接続し、他の湾曲部３２の他端が他方の接続部３１の一端に接続する。
【００２８】
また、還流素子３の内部は、一端の接続部３１から他端の接続部３２に向かって接続流動経路３１１、湾曲流動経路３２１、中間流動経路３３１、湾曲流動経路３２１、及び接続流動経路３１１の順でそれぞれの流動経路が連結して還流経路を形成する。
【００２９】
接続流動経路３１１の内径は転動体４２直径に比して広くする。湾曲流動経路３２１と中間流動経路３３１の内径Ｄは、チェーン４１の最大幅Ｒに比して広くする。また、接続流動経路３１１の内径ｄは、湾曲流動経路３２１と中間流動経路３３１の内径Ｄに比して狭くするとともに、転動体４２の直径に比して広くする。
【００３０】
接続部３１は取付溝２１に挿設し、還流経路と負荷経路とを連結して循環経路を形成し、転動部材４は該循環経路内に設ける。
【００３１】
両接続流動経路３１１には、それぞれガイド溝３４を形成する。ガイド溝３４は一端が該ガイド空間に連結し、他端が湾曲流動経路３２１に連結する。
【００３２】
ガイド溝３４は第１ガイド溝３４１と、第２ガイド溝３４２と、第３ガイド溝３４３とを含んでなる。第２ガイド溝３４２は第１ガイド溝３４１と第３ガイド溝３４３との間に位置する。
【００３３】
第１ガイド溝３４１は、一端が該ガイド空間に連結し、他端が第２ガイド溝３４２に連結し、かつガイド空間に連結する一端の幅を第２ガイド溝３４２の幅より広くする。
【００３４】
第３ガイド溝３４３は、一端が湾曲流動経路３２１に連結し、他端が第２ガイド溝３４２に連結し、湾曲流動経路３２１に連結する一端の幅を第２ガイド溝３４２の幅より広く、かつ湾曲流動経路３２１の内径に等しくする。
【００３５】
また、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、図８、及び部９に開示するように、本発明によるガイド溝３４は可変断面の設計を採用する（図７Ａ乃至７Ｄを参照）。両ガイド溝３４の形状が漏斗状を呈する両端の内径の狭い箇所は互いに接続し、両漏斗状部は半割りに形成され、かつ両漏斗部は両ガイド溝３４の形状に近いものとする。
【００３６】
図８を参照して、ガイド溝３４がチェーン４１の接続部４１１をガイドする場合の動作を説明する。チェーン４１が第３ガイド溝３４３に至るまで移動すると、第３ガイド溝は、開口が大から小になる可変断面であるため（広い方の開口は湾曲流動経路に連結する）、接続部４１１は、徐々に縮小する断面にガイドされて第２ガイド溝に進入し、さらに第１ガイド溝３４１に進入した後、ボールねじ軸１とボールねじナット２のガイド空間に進入する。
【００３７】
チェーン４１が該還流経路に進入する場合、第１ガイド溝３４１を可変断面とした設計によって、先に接続部４１１が第２ガイド溝３４３にガイドされて進入し、次いで第３ガイド溝３４３に進入して、さらに湾曲流動経路３２１と中間流動経路３３１に進入し、湾曲流動経路３２１に戻る。チェーン３４は湾曲流動経路３２１及び中間流動経路３１１において如何なる拘束も受けることなく、かつガイド度溝３４にガイドされてチェーン４１が順調にガイドされて該負荷経路に進入して還流が完了する。
【００３８】
別途、第１ガイド溝３４１を可変断面とした設計は、主に、第１ガイド溝３４１とガイド空間との間における誤差を吸収して、第１ガイド溝３４１とガイド空間との連結箇所に段差が発生しないようにすることを目的とする。
【００３９】
図９に開示するように、チェーン４１１が捩れる場合に順調な動作を達成し、拘束を受けないようにするために、この発明におけるチェーン４１は、長さを接続流動経路３１１と、両湾曲流動経路３２１と、中間流動経路３３１とを足した長さより短くするか、もしくは等しくする。係る設計により、チェーン４１の一端Ｗが一方の接続流動経路３１１に進入すると、チェーン４１の他端Ｎはすでに他方の接続流動回路３１１を離れている。このため、チェーン４１の一端が自由端となり、この一端においてチェーン４１が過度に捩れるという問題を改善することができ、チェーン４１の循環がさらに順調になる。その最も重要な効果は、チェーン４１の寿命を延長することにある。
【実施例２】
【００４０】
図１０を参照して第２の実施例を説明する。第２の実施例は、上述する第１の実施例に比して、ガイド溝３４Ａの設計が異なる。第２の実施例におけるガイド溝３４Ａは第１ガイド溝３４１Ａと第２ガイド溝３４２Ａを含み、第２ガイド溝３４２Ａの湾曲流動経路３２１に連結する一端の幅Ｔは第１ガイド溝３４１Ａの幅ｈより広くし、かつ湾曲流動経路３２１の内径Ｄと等しくする。第２ガイド溝３４２Ａの他端は第ガイド溝３４１Ａに連結する。
【００４１】
第２の実施例における第１ガイド溝３４１Ａとガイド空間とが連結する部分には、可変断面の設計を用いない。係る設計によって第１の実施例と同等の効果が得られる。即ち、第１ガイド溝３４１Ａのサイズの設定と加工とが精確であれば、両者の接続箇所に段差が発生しない。このため、チェーン３４の順調な動作に影響を与えない。
【００４２】
最後に、この発明においては還流経路にガイド溝を設けたことのみを強調したが、但しサイズの比較的狭いボールスクリューの還流素子にとっては、還流素子の還流経路が短くなると、ガイド溝が可変断面を具える設計によって、相対的にガイド溝の設置に提供される長さが足らなくなる嫌いがある。長さが短すぎるとチェーンをガイドする接続部の効果に、必ずや影響を与える。このため、接続還流経路の比較的短い還流素子の場合は、ガイド溝の一端を湾曲流動経路に至るまで延伸させる。この場合、ガイド溝を設ける湾曲流動経路の長さは、湾曲流動経路全体の長さの０．５倍とする。係る構造によってガイド溝によるガイドの効果を高めることができる。この長さの範囲を超えるとチェーンの動作に影響を与える。
【００４３】
以上は本発明の好ましい実施の形態であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなしえる修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、かつこの発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明によるボールスクリューの斜視図である。
【図２Ａ】本発明における還流素子の第１部材の斜視図である。
【図２Ｂ】本発明における還流素子の第２部材の斜視図である。
【図３】本発明における第１部材と転動部材とボールねじ軸とを組み合わせた状態を示した説明図である。
【図４】本発明における第２部材と転動部材とを組み合わせた状態を示した説明図である。
【図５】本発明における還流素子の側面図である。
【図６】図５におけるＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図７Ａ】図５におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図７Ｂ】図５におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図７Ｃ】図５におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図７Ｄ】図５におけるＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図８】本発明におけるガイド溝とチューンの接続部との設計上の関係を示した説明図である。
【図９】本発明における還流経路とチューンの接続部との設計上の関係を示した説明図である。
【図１０】第２の実施例であって、図５におけるＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図１１】従来の技術による還流素子に転動部材を組み合わせた態様を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ ボールねじ軸
１１ 転動溝
１１１ ねじ山
２ ボールねじナット
２１ 取付溝
２２ 貫通孔
２２ 貫通孔
３ 還流素子
３１ 接続部
３１１ 湾曲流動経路
３２ 中間部
３２１ 接続流動経路
３３ 半割り中間部
３３１ 中間流動経路
３２ 接続部
３２１ 湾曲流動経路
３３ 中間部
３３１ 中間流動経路
３４ ガイド溝
３４１ 第１ガイド溝
３４２ 第２ガイド溝
３４３ 第３ガイド溝
３Ａ 第１部材
３１Ａ 半割り接続部
３１１Ａ 半割り接続流動経路
３２Ａ 半割り湾曲部
３２１Ａ 半割り湾曲流動経路
３３Ａ 半割り中間部
３３１Ａ 半割り中間流動経路
３２Ａ 半割り湾曲部
３２１Ａ 半割り湾曲流動経路
３３Ａ 半割り中間部
３Ｂ 第２部材
３１Ｂ 半割り接続部
３１１Ｂ 半割り接続流動経路
３２Ｂ 半割り中間部
３２１Ｂ 半割り湾曲流動経路
３３Ｂ 半割り中間部
３３１Ｂ 半割り中間流動経路
３２Ｂ 半割り湾曲部
３２１Ｂ 半割り湾曲流動経路
３３Ｂ 半割り中間部
３４Ａ ガイド溝
３４１Ａ 第１ガイド溝
３４２Ａ 第２ガイド溝
４ 転動部材
４１ チェーン
４１１ 接続部
４１２ 収納空間
４２ 転動体
５０ 還流素子
５０Ａ 還流経路
５０Ｂ 循環経路
５１ 接続部
５２ 湾曲部
５３ 中間部
５４ 接続部流動経路
５５ 湾曲部流動経路
５６ 中間部流動経路
５７ ガイド溝
６０ 転動部材
６１ チェーン
６２ 転動体
６３ 連結部
Ｔ 最大幅
ｈ 最大幅
ｔ 最大幅
Ｒ 最大幅
Ｄ 内径
ｄ 内径
Ｗ チェーンの一端
Ｎ チェーンの一端
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじ軸と、ボールねじナットと、還流素子と、転動部材を含んでなるボールスクリューであって、
該ボールねじ軸は、外周面に螺旋状の転動溝を形成し、かつ外周面の該転動溝の間にねじ山を具え、
該ボールねじナットは、該ボールねじ軸が貫通する貫通孔を有し、かつ該貫通孔の内周面に該ボールねじ軸の転動溝に対応して螺旋状を呈するとともに、該転動溝と負荷経路を形成する転動スロットと、該転動スロットの間に形成され、該ボール軸の外周面のねじ山とガイド空間を形成するねじ山を有するとともに、該外周面に該貫通孔に連通する取付溝を形成し、
該還流素子は外観がほぼコの字状を呈し、二つの接続部と、二つの湾曲部と、及び中間部とを有し、一端から他端に向かって該接続部と、該湾曲部と、該接続部と、該湾曲部と、該接続部の順に連結して構成され、かつ内部には一方の接続流動経路と、一端が該一方の接続流動経路に連結する一方の湾曲流動経路と、一端が該一方の湾曲流動経路の他端に連結する中間流動経路と、一端が該中間流動経路の他端に連結する他方の湾曲流動経路と、一端が該他方向の湾曲流動経路の他端に接続する他方の接続流動経路とによって還流経路が形成されるとともに、該接続部が該取付溝に挿設されて、該還流経路と該負荷経路とによって循環経路を形成し、
該転動部材は、該循環経路内に設けられ、チェーンと、複数の転動体とを含んでなり、該チェーンには該転動体の設置に供する収納空間と、該収納空間の両側に位置する接続部とを具え、
該接続流動経路の内径を該転動体の直径より広くするとともに、該湾曲流動経路と該中間流動経路の内径より狭くし、該湾曲流動経路及び該中間流動経路の内径を該チェーンの最大幅より広くし、該接続流動経路にはガイド溝を設け、該ガイド溝の一端の幅を該湾曲流動経路の内径と等しくし、該ガイド溝の他端を該湾曲流動経路の内径より狭くすることを特徴とする還流素子を具えるボールスクリュー。
【請求項２】
ボールねじ軸と、ボールねじナットと、還流素子と、転動部材と、を含んでなるボールスクリューであって、
該ボールねじ軸は、外周面に螺旋状の転動溝を形成し、かつ外周面の該転動溝の間にねじ山を具え、
該ボールねじナットは、該ボールねじ軸が貫通する貫通孔を有し、かつ該貫通孔の内周面に該ボールねじ軸の転動溝に対応して螺旋状を呈するとともに、該転動溝と負荷経路を形成する転動スロットと、該転動スロットの間に形成され、該ボール軸の外周面のねじ山とガイド空間を形成するねじ山を有するととともに、該外周面に該貫通孔に連通する取付溝を形成し、
該還流素子は外観がほぼコの字状を呈し、二つの接続部と、二つの湾曲部と、及び中間部とを有し、一端から他端に向かって該接続部と、該湾曲部と、該接続部と、該湾曲部と、該接続部の順に連結して構成され、かつ内部には一方の接続流動経路と、一端が該一方の接続流動経路に連結する一方の湾曲流動経路と、一端が該一方の湾曲流動経路の他端に連結する中間流動経路と、一端が該中間流動経路の他端に連結する他方の湾曲流動経路と、一端が該他方向の湾曲流動経路の他端に接続する他方の接続流動経路とによって還流経路が形成されるとともに、該接続部が該取付溝に挿設されて、該還流経路と該負荷経路とによって循環経路を形成し、
該転動部材は該循環経路内に設けられ、チェーンと、複数の転動体とを含んでなり、該チェーンには該転動体の設置に供する収納空間と、該収納空間の両側に位置する接続部とを具え、
該接続流動経路の内径を該転動体の直径より広くするとともに、該湾曲流動経路と該中間流動経路の内径より狭くし、該湾曲流動経路及び該中間流動経路の内径を該チェーンの最大幅より広くし、該接続流動経路にはガイド溝を設け、該ガイド溝は一端が該湾曲流動経路に至るまで延伸し、かつ該湾曲流動経路に至るガイド溝の一端を該湾曲流動経路の内径と等しくし、他端は該湾曲流通経路の内径より狭くすることを特徴とする還流素子を具えるボールスクリュー。
【請求項３】
前記ガイド溝の延長する長さが該湾曲流動経路全体の長さの０．５倍であることを特徴とする請求項２に記載の還流素子を具えるボールスクリュー。
【請求項４】
前記ガイド溝が第１ガイド溝と、第２ガイド溝と、第３ガイド溝を含み、該第２ガイド溝が該第１溝と該第３ガイド溝との間に位置し、該第１ガイド溝と該第３ガイド溝のそれぞれの一端の幅が該第２ガイド溝の幅より広く、かつ該第３ガイド溝の該第２ガイド溝より広い一端の幅が該湾曲流動経路の内径と等しく、該第１ガイド溝と該第３ガイド溝の他端が該第２ガイド溝に連結することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の還流素子を具えるボールスクリュー。
【請求項５】
前記ガイド溝が第１ガイド溝と第２ガイド溝とを含み、該第２ガイド溝の一端の幅が該第１ガイド溝の幅より広く、かつ該第２ガイド溝の該第１ガイド溝より広い一端の幅が該湾曲流動経路の内径と等しく、他端が該第２ガイド溝に連結することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の還流素子を具えるボールスクリュー。
【請求項６】
前記チェーンの長さが該接続流動経路と、両該湾曲流動経路と、該中間流動経路とを足した長さより短いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の還流素子を具えるボールスクリュー。
【請求項１】
ボールねじ軸と、ボールねじナットと、還流素子と、転動部材を含んでなるボールスクリューであって、
該ボールねじ軸は、外周面に螺旋状の転動溝を形成し、かつ外周面の該転動溝の間にねじ山を具え、
該ボールねじナットは、該ボールねじ軸が貫通する貫通孔を有し、かつ該貫通孔の内周面に該ボールねじ軸の転動溝に対応して螺旋状を呈するとともに、該転動溝と負荷経路を形成する転動スロットと、該転動スロットの間に形成され、該ボール軸の外周面のねじ山とガイド空間を形成するねじ山を有するとともに、該外周面に該貫通孔に連通する取付溝を形成し、
該還流素子は外観がほぼコの字状を呈し、二つの接続部と、二つの湾曲部と、及び中間部とを有し、一端から他端に向かって該接続部と、該湾曲部と、該接続部と、該湾曲部と、該接続部の順に連結して構成され、かつ内部には一方の接続流動経路と、一端が該一方の接続流動経路に連結する一方の湾曲流動経路と、一端が該一方の湾曲流動経路の他端に連結する中間流動経路と、一端が該中間流動経路の他端に連結する他方の湾曲流動経路と、一端が該他方向の湾曲流動経路の他端に接続する他方の接続流動経路とによって還流経路が形成されるとともに、該接続部が該取付溝に挿設されて、該還流経路と該負荷経路とによって循環経路を形成し、
該転動部材は、該循環経路内に設けられ、チェーンと、複数の転動体とを含んでなり、該チェーンには該転動体の設置に供する収納空間と、該収納空間の両側に位置する接続部とを具え、
該接続流動経路の内径を該転動体の直径より広くするとともに、該湾曲流動経路と該中間流動経路の内径より狭くし、該湾曲流動経路及び該中間流動経路の内径を該チェーンの最大幅より広くし、該接続流動経路にはガイド溝を設け、該ガイド溝の一端の幅を該湾曲流動経路の内径と等しくし、該ガイド溝の他端を該湾曲流動経路の内径より狭くすることを特徴とする還流素子を具えるボールスクリュー。
【請求項２】
ボールねじ軸と、ボールねじナットと、還流素子と、転動部材と、を含んでなるボールスクリューであって、
該ボールねじ軸は、外周面に螺旋状の転動溝を形成し、かつ外周面の該転動溝の間にねじ山を具え、
該ボールねじナットは、該ボールねじ軸が貫通する貫通孔を有し、かつ該貫通孔の内周面に該ボールねじ軸の転動溝に対応して螺旋状を呈するとともに、該転動溝と負荷経路を形成する転動スロットと、該転動スロットの間に形成され、該ボール軸の外周面のねじ山とガイド空間を形成するねじ山を有するととともに、該外周面に該貫通孔に連通する取付溝を形成し、
該還流素子は外観がほぼコの字状を呈し、二つの接続部と、二つの湾曲部と、及び中間部とを有し、一端から他端に向かって該接続部と、該湾曲部と、該接続部と、該湾曲部と、該接続部の順に連結して構成され、かつ内部には一方の接続流動経路と、一端が該一方の接続流動経路に連結する一方の湾曲流動経路と、一端が該一方の湾曲流動経路の他端に連結する中間流動経路と、一端が該中間流動経路の他端に連結する他方の湾曲流動経路と、一端が該他方向の湾曲流動経路の他端に接続する他方の接続流動経路とによって還流経路が形成されるとともに、該接続部が該取付溝に挿設されて、該還流経路と該負荷経路とによって循環経路を形成し、
該転動部材は該循環経路内に設けられ、チェーンと、複数の転動体とを含んでなり、該チェーンには該転動体の設置に供する収納空間と、該収納空間の両側に位置する接続部とを具え、
該接続流動経路の内径を該転動体の直径より広くするとともに、該湾曲流動経路と該中間流動経路の内径より狭くし、該湾曲流動経路及び該中間流動経路の内径を該チェーンの最大幅より広くし、該接続流動経路にはガイド溝を設け、該ガイド溝は一端が該湾曲流動経路に至るまで延伸し、かつ該湾曲流動経路に至るガイド溝の一端を該湾曲流動経路の内径と等しくし、他端は該湾曲流通経路の内径より狭くすることを特徴とする還流素子を具えるボールスクリュー。
【請求項３】
前記ガイド溝の延長する長さが該湾曲流動経路全体の長さの０．５倍であることを特徴とする請求項２に記載の還流素子を具えるボールスクリュー。
【請求項４】
前記ガイド溝が第１ガイド溝と、第２ガイド溝と、第３ガイド溝を含み、該第２ガイド溝が該第１溝と該第３ガイド溝との間に位置し、該第１ガイド溝と該第３ガイド溝のそれぞれの一端の幅が該第２ガイド溝の幅より広く、かつ該第３ガイド溝の該第２ガイド溝より広い一端の幅が該湾曲流動経路の内径と等しく、該第１ガイド溝と該第３ガイド溝の他端が該第２ガイド溝に連結することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の還流素子を具えるボールスクリュー。
【請求項５】
前記ガイド溝が第１ガイド溝と第２ガイド溝とを含み、該第２ガイド溝の一端の幅が該第１ガイド溝の幅より広く、かつ該第２ガイド溝の該第１ガイド溝より広い一端の幅が該湾曲流動経路の内径と等しく、他端が該第２ガイド溝に連結することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の還流素子を具えるボールスクリュー。
【請求項６】
前記チェーンの長さが該接続流動経路と、両該湾曲流動経路と、該中間流動経路とを足した長さより短いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の還流素子を具えるボールスクリュー。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１０７０３１（Ｐ２０１０−１０７０３１Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１５６３９（Ｐ２００８−３１５６３９）
【出願日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【出願人】（３９５０１１２２９）上銀科技股▲分▼有限公司 (110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【出願人】（３９５０１１２２９）上銀科技股▲分▼有限公司 (110)
【Ｆターム（参考）】
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