JP3219708U - ボールねじ - Google Patents
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Abstract
【課題】端部循環コマを組付ける時、ナット本体との組付け公差を減らして、組み付けの安定性を向上するボールねじを提供する。【解決手段】ボールねじBSは、ねじ軸1と、ナット2と、エンドキャップ組立体3と、複数のボール4とを備える。ナットはナット本体21と、組付け溝22と、リターンチューブとを備え、ナット本体は第1の位置決め穴211を有し、ナット本体の内側面ISがねじ軸の軸転動溝11に対応するナット転動溝212を有するとともに、ボール転動通路を形成する。組付け溝はナット本体の端部上に設けられる。エンドキャップ組立体は端部循環コマ31と位置決め要素32とを備え、端部循環コマは組付け溝内に収容され、端部循環コマは第2の位置決め穴311と、方向転換路312とを有し、方向転換路と組付け溝の溝面とが方向転換曲がり通路を形成し、リターンチューブとボール転動通路とがボール循環通路を形成する。複数のボール4がボール循環通路内を循環する。【選択図】図2
Description
本考案はボールねじに関する。
ボールねじは、数多くの機械設備中に広く応用される装置であって、その設置の目的は、精密な伝動機能を提供するところにあって、機械操作中における回転運動を直線運動に変換することにより、ひいてはボールねじに載置されている機台又は物体を直線方向上で動作させるものである。
従来のボールねじは、主にねじ軸と、ナットと、少なくとも一つのエンドキャップ組立体と、複数のボールとを備えている。ねじ軸は、少なくとも一つの軸転動溝を有しており、ナットの内側にはナット転動溝が設けられている。両者は、ボールが転動するボール転動通路を共同して構成している。ナットの本体は、ボール転動通路に対応するリターンチューブを更に備えており、端部循環コマは、リターンチューブに対応して設けられている方向転換路を有している。リターンチューブと方向転換路とボール転動通路とが共同してボール循環通路を形成しており、複数のボールがボール循環通路中で循環するように運動する。
ところで、上記構造においては、端部循環コマは、プラスチック射出又は金属削り出しで製作されている部品であり、且つ、従来の組付け工程では、端部循環コマがナット本体に組付ける時に、段差が生じやすく、ボールが循環するように運動する過程にて、組付けるときに生じた組付段差によりボールによる端部循環コマに対する衝撃が大きくなり、端部循環コマとナット本体との両者の間の結合にて、安定性が不足し、脱落したり、がたついたりして、端部循環コマがずれて、ボール循環運動の平滑性及びシステム動作の安定性に影響し、場合によっては、端部循環コマとナット本体との結合箇所が断裂、破損しかねない。
よって、端部循環コマを組付ける時に、ナット本体との組付け公差を減らして、組付けの安定性を向上し、同時にボール循環運動の平滑性を増加させることができるボールねじを如何に提供するか、ということは現在の重要な問題の一つである。
上記問題に鑑み、本考案の課題は、端部循環コマを組付ける時に、ナット本体との組付け公差を減らして、組み付けの安定性を向上するボールねじを提供するというものである。
上記目的を達成するために、本考案のボールねじは、ねじ軸と、ナットと、少なくとも一つのエンドキャップ組立体と、複数のボールとを備えている。ねじ軸は、少なくとも一つの軸転動溝を有する。ナットは、ねじ軸に摺設されており、ねじ軸は、ナットを貫通している。ナットは、ナット本体と、少なくとも一つの組付け溝とを備えている。ナット本体は、第1の位置決め穴を有し、且つ、ナット本体の内側面は、軸転動溝に対応する少なくとも一つのナット転動溝を有しており、ナット転動溝と対応する軸転動溝とが共同して、ボール転動通路を形成しており、ナット本体は、更にボール転動通路に対応するリターンチューブを備える。組付け溝は、ナット本体の端部に設けられ、組付け溝は、ナット本体の外側面及び内側面に貫設されており、第1の位置決め穴は、ナット本体の組付け溝箇所に位置している。エンドキャップ組立体は、端部循環コマと位置決め要素とを備えている。端部循環コマは、組付け溝内に収容されており、端部循環コマは、第2の位置決め穴と、方向転換路とを有しており、方向転換路はリターンチューブに対応して設けられており、方向転換路と対応する組付け溝の溝面とが共同して、方向転換曲がり通路を形成しており、リターンチューブと方向転換曲がり通路とボール転動通路とが共同して、ボール循環通路を形成している。位置決め要素は、第2の位置決め穴及び第1の位置決め穴に順次貫設されており、端部循環コマは、位置決め要素によりナット本体に位置決めされている。複数のボールがボール循環通路内を循環運動する。
一つの実施例において、位置決め要素は、ピン構造、ラッチ構造又はねじ止め構造である。
一つの実施例において、端部循環コマの方向転換路の表面は、カーブ面であり、カーブ面とリターンチューブ及び軸転動溝の表面とが対応して、設けられている。
一つの実施例において、組付け溝は、端部循環コマに対向する方向転換路箇所が平面である。
一つの実施例において、組付け溝は、ナット本体の端部上に傾斜して設けられており、端部循環コマと組付け溝とが係合し、設けられている。
一つの実施例において、端部循環コマの方向転換路の表面が、金属膜で覆われている。
一つの実施例において、ナット本体は、更に、第1の位置決め穴の一端に設けられている係止凹部を有しており、端部循環コマは、更に、第2の位置決め穴の一端に設けられている係止凸部を有しており、係止凸部と係止凹部とは、対応して設けられ、且つ、位置決め要素は、第2の位置決め穴、係止凸部、係止凹部及び第1の位置決め穴に、順次貫設されている。
一つの実施例において、係止凸部と係止凹部との組付け公差は、0.1mm未満である。
一つの実施例において、エンドキャップ組立体は、少なくとも一つの防塵要素を更に備えており、防塵要素は、端部循環コマにおけるナット本体に対向する他方側に装着されている。
一つの実施例において、防塵要素は、ねじ軸の外側面に接触しているブラッシング部を有している。
上記をまとめるに、本考案のボールねじは、位置決め要素と端部循環コマとが共同して組付け溝内に収容されることで、端部循環コマをナット上に固定し、且つ、組付け溝と位置決め要素とで、端部循環コマの位置を規制し固定する設計により、組付け公差を減らすことができ、同時に、端部循環コマの組付けの安定性及びボール衝撃耐性の能力を増強しており、端部循環コマにおいてボールが循環運動する過程で、ボールにて生じる衝撃力により、端部循環コマとナット本体との両者の間の結合にて安定性が不足することで、脱落したり、がたついたりして、ひいては端部循環コマがずれてボール循環運動の平滑性及びシステム動作の安定性に影響するようなことはなくなる。
以下にて関連する図面を参照して、本考案の好ましい実施例に係るボールねじを説明するが、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。
図1、図2、図3及び図4を参照されたい。図1は本考案に係るボールねじの立体概略図であり、図2は図1に示すボールねじの分解概略図であり、図3は図1に示すボールねじの一部の断面概略図であり、図4は本考案の一つの実施例におけるナット、端部循環コマ及び位置決め要素の組付け概略図である。
本考案では、ねじ軸1と、ナット2と、少なくとも一つのエンドキャップ組立体3と、複数のボール4とを備えるボールねじBSを提供する。ねじ軸1は、少なくとも一本の軸転動溝11を備えている。ナット2は、ねじ軸1に摺設されており、ねじ軸1は、ナット2を貫通している。ナット2は、ナット本体21と、少なくとも一つの組付け溝22とを備えている。ナット本体21は、第1の位置決め穴211を有し、且つ、ナット本体21の内側面ISは、軸転動溝11に対応する少なくとも一つのナット転動溝212を有している。ナット転動溝212と対応する軸転動溝11とが共同して、ボール転動通路R1を形成しており、ナット本体21は、更にボール転動通路R1に対応するリターンチューブ213を備えている。このうち、組付け溝22は、ナット本体21の端部EP1、EP2上に設けられているが、図面を簡素にして且つ説明しやすくするために、ここでは単に組付け溝22がナット本体21の第1の端部EP1に設置されているもののみを例として説明するものであって、実際の運用では、組付け溝22が、ナット本体21の第1の端部EP1及び第2の端部EP2上にそれぞれ設けられ、且つ、端部循環コマ31がリターンチューブ213の両端に設けられることで、ボール4の運動の方向転換機能を達成することになる。このうち組付け溝22は、ナット本体21の外側面OSと内側面ISを貫通して設けられており、且つ、ナット本体21の第1の端部EP1から第2の端部EP2に向かう方向に延在しており、そして、第1の位置決め穴211は、ナット本体21の組付け溝22の中に位置している。
製造工程において、ナット本体21は、ナット本体材(図示せず)を加工することで形成されている。具体的に言えば、ナット本体材としては、金属材質の材料でブロック状又は柱状のものであり、更に、研磨加工後にナット本体21及びその細部構造を形成するものを挙げる事ができる。当然のこと、ナット本体21の加工成形方法は、限定されるものではなく、実際の応用にて、ナット本体21は、例えばダイキャスト製法、鍛造製法、旋盤加工製法等の方式で製作してもよい。ナット本体21は円筒形で、しかも内側にナット転動溝212が形成されてもよい。当然のこと、実際の製造工程にて、使用の必要性に応じて、ナット本体材上に、フランジ穴、注油穴、リフロー穴等の穴を増設又は貫設することができるものであって、場合によっては、ナット本体材に表面熱処理を施すことでナット本体21の硬度を高めてもよいが、本考案はこれに限定されない。
これ以外に、エンドキャップ組立体3は、端部循環コマ31と位置決め要素32とを備えている。端部循環コマ31は、組付け溝22内に収容されており、端部循環コマ31は、第2の位置決め穴311と、方向転換路312とを有している。方向転換路312は、リターンチューブ213に対応して設けられており、方向転換路312と対応する組付け溝22の溝面とが共同して、方向転換曲がり通路R2が形成されている。リターンチューブ213と方向転換曲がり通路R2とボール転動通路R1とが共同して、ボール循環通路を形成しており、複数のボール4がボール循環通路の中を循環するように運動する。本実施例において、ボール4が方向転換路312を走行するとき、方向転換路312に大きな衝撃力が発生する。そのため、端部循環コマ31の方向転換路312の表面S2を金属膜で覆うことや、そして端部循環コマ31に方向転換路312が設けられている表面全体を金属膜で覆うことにより、端部循環コマ31及びその方向転換路312の表面S2を保護して強化することもできる。これにより、ボール4に対する衝撃耐性能力を向上し、端部循環コマ31及び方向転換路312の表面S2が損傷する確率を低減することができる。
本実施例において、端部循環コマ31の方向転換路312の表面S2は、カーブ面であり、方向転換路312の表面S2とリターンチューブ213の表面S1と軸転動溝11の表面S3は、対応して設けられることで、方向転換路312と方向転換曲がり通路R2及びボール転動通路R1とが接続されたとき、ボール4が走行する表面S1、S2、S3は実質的に段差がなくなり、ボール4循環運動の平滑性を向上することができる。また、図4に示すように、組付け溝22は端部循環コマ31の方向転換路312に対向する溝面が平面S4となり、方向転換路312のカーブ面をなす表面S2と組付け溝22の平面S4とが共同して、方向転換曲がり通路R2を形成している。
これ以外に、エンドキャップ組立体3は、少なくとも一つの防塵要素33を更に備えており、防塵要素33は、端部循環コマ31におけるナット本体21に対向する他方側に装着されており、且つ、防塵要素33は、ブラッシング部331を有しており、ブラッシング部331は、ねじ軸1の外側面に接触して、ほこり又は異物がナット本体21の端部からナット本体21、ナット転動溝212及び方向転換路312内に進入して、ボール4の走行に影響するのを防止することができる。また、防塵要素33は、軟質材質の材料で形成させることができ、その防塵要素33は、軟質材質の特性により、組付け時の公差を吸収し、同時に防塵及びシール効果を提供することができる。
続いて、本実施例の端部循環コマ31の組付け方式を詳細に説明するが、このうち、組付け溝22は、ナット本体21の端部EP1、EP2上に設けられているが、図面を簡素にして且つ説明しやすくするために、ここでは単に組付け溝22がナット本体21の第1の端部EP1に設置されているもののみを例として説明するものであって、実際の運用では、組付け溝22は、ナット本体21の第1の端部EP1及び第2の端部EP2上にそれぞれ設けて、且つ、端部循環コマ31をリターンチューブ213の両端に設けることで、ボール4の運動の方向転換機能を達成することになる。
図3及び図4に示すように、組付け溝22、22は、ナット本体21の外側面OSと内側面ISを貫通して設けられており、且つ、ナット本体21の第1の端部EP1から第2の端部EP2に向かう方向に延在しており、そして、第1の位置決め穴211はナット本体21の組付け溝22の中に位置しており、組付け溝22は「開放型凹溝」の設計となり、且つ、端部循環コマ31は、組付け溝22と係合するように設けられている。よって、製造工程において、本実施例は、旋盤切削のみの方法で、特に、CNC(Computer Numerical Control)旋盤を用いて、開放作業の方法で組付け溝22を製作することができる。このうち、組付け溝22は傾斜して設けられ、且つ組付け溝22の設置は軸転動溝11の接線方向と平行となるが、ナット本体21の長軸方向及び半径方向とは平行とはならない。組付け溝22を傾斜して設けることで、端部循環コマ31と組付け溝22とを係合して設けるとき、端部循環コマ31の方向転換路312の表面S2と、リターンチューブ213の表面S1と、軸転動溝11の表面S3は、対応して設けられることで、方向転換路312と方向転換曲がり通路R2及びボール転動通路R1とが接続されたとき、ボール4が走行する表面S1、S2、S3は、実質的に段差がなくなり、ボール4循環運動の平滑性を向上することができる。
これ以外に、端部循環コマ31と組付け溝22とを係合して設けた後に、位置決め要素32が端部循環コマ31の第2の位置決め穴311及びナット本体21の第1の位置決め穴211を順次貫通して、端部循環コマ31は、位置決め要素32によりナット本体21上に位置決めされるとともに、ナット本体21に平行する長軸方向及び組付け溝22に平行する軸方向の位置決め機能を提供している。このうち、位置決め要素32は、ピン構造、ラッチ構造又はねじ止め構造等の柱状構造であり、且つ、実際の組付けの必要性に応じて位置決め要素32の断面を円形、楕円形、四辺形、六角形等として設計することができる。また、位置決め要素32がピン構造、ラッチ構造であるとき、位置決め要素32は、第2の位置決め穴311と第1の位置決め穴211とに互いに干渉して係合することで、端部循環コマ31をナット本体21上に固定することになる。位置決め要素32が、第2の位置決め穴311と第1の位置決め穴211とに互いに干渉して係合する設計により、端部循環コマ31とナット本体21との組付け公差を減らし、両者の組付け強度を強化し、同時にボール4循環運動の平滑性を増加することができる。
引き続き図5を参照されたい。図5は、本考案の他の実施例におけるナット2a、端部循環コマ31及び位置決め要素32の組付け概略図である。
本実施例において、ナット本体21は、更に、第1の位置決め穴211の一端に設けられている係止凹部214を有しており、端部循環コマ31は、更に、第2の位置決め穴311の一端に設けられている係止凸部313を有しており、係止凸部313と係止凹部214とが対応して設けられ、且つ、位置決め要素32は、第2の位置決め穴311、係止凸部313、係止凹部214及び第1の位置決め穴211に順次貫設されて、端部循環コマ31が位置決め要素32によりナット本体21上に位置決めされている。
このうち、係止凸部313と係止凹部214との組付け公差は、0.1mm未満である。端部循環コマ31と組付け溝22とを係合して設けた後に、位置決め要素32は、端部循環コマ31の第2の位置決め穴311及びナット本体21の第1の位置決め穴211を順次貫通して、端部循環コマ31が位置決め要素32によりナット本体21に位置決めされて、ナット本体21に平行する長軸方向及び組付け溝22に平行する軸方向の位置決め機能を提供している。更に説明するに、位置決め要素32は、ピン構造、ラッチ構造又はねじ止め構造等の柱状構造であり、且つ、実際の組付けの必要性に応じて、位置決め要素32の断面を円形、楕円形、四辺形、六角形等として設計することができる。また、もし位置決め要素32がねじ止め構造である場合は、一般的なねじとねじ穴との公差は、約0.2mmであり、その組付け公差は、ピン構造又はラッチ構造での第2の位置決め穴311と第1の位置決め穴211との干渉係合よりも大きいため、本実施例の端部循環コマ31の係止凸部313とナット本体21の係止凹部214との組付け公差が0.1mm未満である設計により、端部循環コマ31とナット本体21との組付け公差を大幅に減らして、ねじ止め構造とねじ穴との組付け公差の影響を受けず、同時に両者の組付け強度を強化することができ、ボール4の循環運動の平滑性を増加することができる。
上記をまとめるに、本考案のボールねじでは、組付け溝を傾斜して設けることで、端部循環コマと組付け溝とを係合して設けるときに、端部循環コマの方向転換路の表面とリターンチューブの表面と軸転動溝の表面が対応して設けられることで、方向転換路と方向転換曲がり通路及びボール転動通路とが接続されたときに、ボールが走行する表面は、いずれも実質的に段差がなくなり、ボール循環運動の平滑性を向上することになる。
また、位置決め要素と端部循環コマとが共同して組付け溝内に収容されることで、端部循環コマをナット上に固定し、且つ、組付け溝と位置決め要素とで端部循環コマの位置を規制し固定する設計により、端部循環コマとナット本体との組付け公差を大幅に減らすことができ、同時に、両者の組付けの安定性及びボール衝撃耐性の能力を増強しており、端部循環コマにてボールが循環するように運動する過程にて、ボールにて生じる衝撃力により端部循環コマとナット本体との両者の間の結合にて、安定性が不足することで、脱落したり、がたついたりして、ひいては端部循環コマがずれてボール循環運動の平滑性及びシステム動作の安定性に影響するようなことはなくなる。
上記の実施例は、単に例示に過ぎず、本考案を限定するものではない。本考案の技術思想及び範囲を超えることなく、これに対して行う等価の修正又は変更のいずれも、別紙の実用新案登録請求の範囲に含まれるものである。
本考案は、以上の構成により、ボールねじを提供する。位置決め要素と端部循環コマとの設置位置により、組付け公差を減らして、同時に、端部循環コマの組付け後の安定性及びボール衝撃耐性の能力を増加している。これにより、端部循環コマは、ボールが循環するように運動の過程にて、ボールにて生じる衝撃力により端部循環コマに対してがたついて、場合によっては、ナット本体から脱落することがなくなり、ひいては、端部循環コマがずれて、ボール循環運動の平滑性及びボールねじの動作が不安定になるのを回避している。
1 ねじ軸
11 軸転動溝
2、2a ナット
21 ナット本体
211 第1の位置決め穴
212 ナット転動溝
213 リターンチューブ
214 係止凹部
22 組付け溝
3、3a エンドキャップ組立体
31 端部循環コマ
311 第2の位置決め穴
312 方向転換路
313 係止凸部
32 位置決め要素
33 防塵要素
331 ブラッシング部
4 ボール
BS ボールねじ
EP1 第1の端部
EP2 第2の端部
IS 内側面
OS 外側面
R1 ボール転動通路
R2 方向転換曲がり通路
S1、S2、S3 表面
S4 平面
11 軸転動溝
2、2a ナット
21 ナット本体
211 第1の位置決め穴
212 ナット転動溝
213 リターンチューブ
214 係止凹部
22 組付け溝
3、3a エンドキャップ組立体
31 端部循環コマ
311 第2の位置決め穴
312 方向転換路
313 係止凸部
32 位置決め要素
33 防塵要素
331 ブラッシング部
4 ボール
BS ボールねじ
EP1 第1の端部
EP2 第2の端部
IS 内側面
OS 外側面
R1 ボール転動通路
R2 方向転換曲がり通路
S1、S2、S3 表面
S4 平面
Claims (10)
- ボールねじであって、
少なくとも一つの軸転動溝を有するねじ軸と、
前記ねじ軸に摺設されており、前記ねじ軸が貫通しているナットと、
少なくとも一つのエンドキャップ組立体と、
複数のボールと、を備えており、
前記ナットは、
第1の位置決め穴を有し、且つ内側面が前記軸転動溝に対応する少なくとも一つのナット転動溝を有しており、前記ナット転動溝と対応する前記軸転動溝とが共同してボール転動通路を形成しており、更に前記ボール転動通路に対応するリターンチューブを備えるナット本体と、
前記ナット本体の端部に設けられており、前記ナット本体の外側面と内側面を貫通して設けられており、これに前記第1の位置決め穴が位置している、少なくとも一つの組付け溝と、を備えており、
前記少なくとも一つのエンドキャップ組立体が、
前記組付け溝内に収容されており、第2の位置決め穴と、方向転換路とを有しており、前記方向転換路は前記リターンチューブに対応して設けられており、前記方向転換路と対応する前記組付け溝の溝面とが共同して方向転換曲がり通路を形成しており、前記リターンチューブと前記方向転換曲がり通路とボール転動通路とが共同してボール循環通路を形成している、端部循環コマと、
前記第2の位置決め穴及び第1の位置決め穴に順次貫設されており、前記端部循環コマを前記ナット本体に位置決めする位置決め要素と、を備えており、
前記複数のボールが前記ボール循環通路内を循環するように運動することを特徴とする、ボールねじ。 - 前記位置決め要素は、ピン構造、ラッチ構造又はねじ止め構造であることを特徴とする、請求項1に記載のボールねじ。
- 前記端部循環コマの前記方向転換路の表面は、カーブ面であり、前記カーブ面と前記リターンチューブ及び前記軸転動溝の表面とが対応して設けられていることを特徴とする、請求項1に記載のボールねじ。
- 前記組付け溝は、前記端部循環コマに対向する前記方向転換路箇所が平面であることを特徴とする、請求項1に記載のボールねじ。
- 前記組付け溝は、前記ナット本体の端部上に傾斜して設けられており、前記端部循環コマと前記組付け溝とが係合して設けられていることを特徴とする、請求項1に記載のボールねじ。
- 前記端部循環コマの前記方向転換路の表面が、金属膜で覆われていることを特徴とする、請求項1に記載のボールねじ。
- 前記ナット本体は、更に、前記第1の位置決め穴の一端に設けられている係止凹部を有しており、前記端部循環コマは更に、前記第2の位置決め穴の一端に設けられている係止凸部を有しており、前記係止凸部と前記係止凹部とは対応して設けられ、且つ前記位置決め要素は前記第2の位置決め穴、前記係止凸部、前記係止凹部及び前記第1の位置決め穴に順次貫設されていることを特徴とする、請求項1に記載のボールねじ。
- 前記係止凸部と前記係止凹部との組付け公差が、0.1mm未満であることを特徴とする、請求項7に記載のボールねじ。
- 前記エンドキャップ組立体は、少なくとも一つの防塵要素を更に備えており、前記防塵要素は前記端部循環コマにおける前記ナット本体に対向する他方側に装着されていることを特徴とする、請求項1に記載のボールねじ。
- 前記防塵要素は、前記ねじ軸の外側面に接触しているブラッシング部を有していることを特徴とする、請求項9に記載のボールねじ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW106216125U TWM555433U (zh) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | 滾珠螺桿 |
TW106216125 | 2017-10-31 |
Publications (1)
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