JP7495969B2 - Internal Circulation Ball Screw - Google Patents
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Description
本発明は、ボールねじ、特に内循環式ボールねじに関するものである。 The present invention relates to a ball screw, and in particular to an internal circulation ball screw.
内循環式ボールねじを小さいリードに対応させる際、図1に示すように、二つの隣り合う還流溝2の壁が薄すぎることが原因で還流ユニット1を損壊させて効果を失うことを避けるために還流ユニット1の還流溝2を中断させる設計を採用することが一般的である。それ故、ボール3の装着作業を進める際、還流ユニット1の還流溝2以外の部位にボール3を落とさないように気を付けても、装着作業の最中に一部分のボール3は二つの隣り合う還流溝2の間の無効な歯部エリア4に転がり込んで無効なボール3’になることは抑制できない。無効な歯部エリア4内の無効なボール3’は取り出せないため、後続の作動に大きな抵抗が生じるだけでなく、付属品(ねじ軸またはナット)を摩損させてしまう。言い換えれば、従来の還流ユニット1にボール3を装着する作業に手間が非常にかかる。
When adapting an internal circulation ball screw to a small lead, as shown in FIG. 1, it is common to adopt a design in which the
それに対し、特許文献1は駒部材の一つのアームに潤滑油を回収する回収口を配置し、駒部材の別のアームに回収された潤滑油を吐出する吐出口を配置することを掲示したが、該案の回収口および吐出口はボールの転動に用いるものでないため、無効な歯部エリアにボールが嵌まり込むという問題を解決することができない。
In response to this,
本発明は組立作業の効率の向上が実現できる内循環式ボールねじを提供することを主な目的とする。 The main objective of the present invention is to provide an internal circulation ball screw that can improve the efficiency of assembly work.
上述した課題を解決するため、内循環式ボールねじはねじ軸、ナット、閉鎖ユニット、還流ユニットおよび複数のボールを備える。ねじ軸は外側ねじ溝を有する。ナットはねじ軸の軸方向に沿って移動できるようにねじ軸に装着され、内側ねじ溝を有する。ナットの内側ねじ溝とねじ軸の外側ねじ溝は相互に対応して負荷経路を構成する。ナットはさらに径方向に沿って内側ねじ溝に繋がる配置溝と、径方向に沿って配置溝に繋がるボール排出孔とを有する。還流ユニットはナットの配置溝に嵌まり込み、内側面に還流溝を有する。還流ユニットの還流溝はナットの内側ねじ溝に繋がることでねじ軸の外側ねじ溝との間が非負荷経路になる。非負荷経路と負荷経路とは相互に繋がって循環経路になる。複数のボールは循環経路に転動可能に配置される。還流ユニットはさらに還流溝に接するボール排出通路を有する。ボール排出通路は還流ユニットの内側面および外側面を貫通し、一端がナットの内側ねじ溝の無効な歯部エリアに繋がり、別の一端がナットのボール排出孔に繋がる。 In order to solve the above-mentioned problems, the internal circulation ball screw comprises a screw shaft, a nut, a closing unit, a reflux unit, and a plurality of balls. The screw shaft has an outer screw groove. The nut is attached to the screw shaft so as to be movable along the axial direction of the screw shaft, and has an inner screw groove. The inner screw groove of the nut and the outer screw groove of the screw shaft correspond to each other to form a load path. The nut further has a placement groove that is connected to the inner screw groove along the radial direction, and a ball discharge hole that is connected to the placement groove along the radial direction. The reflux unit fits into the placement groove of the nut, and has a reflux groove on its inner surface. The reflux groove of the reflux unit is connected to the inner screw groove of the nut, thereby forming a non-load path between the outer screw groove of the screw shaft. The non-load path and the load path are connected to each other to form a circulation path. The plurality of balls are arranged to be rollable in the circulation path. The reflux unit further has a ball discharge passage that is in contact with the reflux groove. The ball discharge passage passes through the inner and outer surfaces of the reflux unit, with one end connecting to the dead tooth area of the nut's internal thread groove and the other end connecting to the ball discharge hole in the nut.
上述した構造特徴により、本発明による内循環式ボールねじの組立作業を進める最中、還流溝以外の部位に転がり込んだ無効なボールをボール排出通路からボール排出孔に転動させ、ボール排出孔からナットの外部へ排出することができる。すべてのボールの装着作業が終わった後、閉鎖ユニットでボール排出孔を閉じればよい。つまり、無効なボールがナットの内部に嵌まり込んで大きな抵抗を生じさせることが原因で付属品を摩損させてしまうという問題を解消することができる。 Due to the above-mentioned structural features, during the assembly work of the internal circulation type ball screw according to the present invention, ineffective balls that have rolled into areas other than the return groove can be made to roll from the ball discharge passage to the ball discharge hole, and discharged from the ball discharge hole to the outside of the nut. After the installation work of all the balls is completed, the ball discharge hole can be closed with the closing unit. In other words, the problem of ineffective balls getting stuck inside the nut and causing large resistance, which can lead to wear and tear on the accessories, can be eliminated.
比較的好ましい場合、還流ユニットは二つのボール排出通路を有する。二つのボール排出通路は互いに反対方向に伸びながら離れる。上述した構造特徴により、いずれか一つのボール排出通路に無効なボールを転がり込ませてナットの外部へ排出することができる。 In a more preferred embodiment, the reflux unit has two ball discharge passages. The two ball discharge passages extend in opposite directions away from each other. The above-mentioned structural features allow the ineffective balls to roll into one of the ball discharge passages and be discharged outside the nut.
比較的好ましい場合、ボール排出通路は入口および出口を有する。入口は還流ユニットの内側面に形成される。出口はナットのボール排出孔に繋がるように還流ユニットの外側面に形成される。上述した構造特徴により、無効なボールは入口からボール排出通路に転がり込んで出口からボール排出孔まで転動することができる。 In a more preferred embodiment, the ball discharge passage has an inlet and an outlet. The inlet is formed on the inner surface of the reflux unit. The outlet is formed on the outer surface of the reflux unit so as to connect to the ball discharge hole of the nut. The above-mentioned structural features allow the ineffective balls to roll from the inlet into the ball discharge passage and from the outlet to the ball discharge hole.
比較的好ましい場合、還流ユニットはさらに入口に接する凸状ガイド部を有する。凸状ガイド部は無効なボールをボール排出通路に転がり込ませる。 In a more preferred embodiment, the reflux unit further includes a convex guide portion adjacent to the inlet. The convex guide portion causes the invalid balls to roll into the ball discharge passage.
比較的好ましい場合、ナットは内周面に第一凹状溝を有する。還流ユニットは内側面に第二凹状溝を有する。第一凹状溝と第二凹状溝は相互に繋がってボール排出通路の入口になる。ボール排出通路は出口を有する。出口はナットのボール排出孔に繋がるように還流ユニットの外側面に形成される。上述した構造特徴により、無効なボールは入口からボール排出通路に転がり込んで出口からボール排出孔まで転動することができる。 In a more preferred embodiment, the nut has a first groove on its inner circumferential surface. The reflux unit has a second groove on its inner surface. The first groove and the second groove are connected to each other to form an inlet of a ball discharge passage. The ball discharge passage has an outlet. The outlet is formed on the outer surface of the reflux unit so as to be connected to the ball discharge hole of the nut. The above-mentioned structural features allow the ineffective balls to roll from the inlet into the ball discharge passage and from the outlet to the ball discharge hole.
比較的好ましい場合、本発明による内循環式ボールねじはさらに閉鎖ユニットを備える。閉鎖ユニットはナットのボール排出孔内に装着されてボール排出孔を閉じる。 In a more preferred embodiment, the internal recirculating ball screw according to the present invention further comprises a closing unit. The closing unit is mounted in the ball discharge hole of the nut to close the ball discharge hole.
本発明による内循環式ボールねじの詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法は、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。また、以下の詳細な説明および本発明により提示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかわる領域において常識がある人ならば理解できるはずである。 The detailed structure, features, assembly and usage of the internal recirculation ball screw according to the present invention will be made clear through the detailed description of the following embodiment. Furthermore, anyone with common sense in the field of the present invention should understand that the detailed description below and the embodiment presented by the present invention are merely examples for explaining the present invention and cannot limit the scope of the claims of the present invention.
以下、本発明による内循環式ボールねじを図面に基づいて説明する。なお、明細書および図面において、方向性用語は図面中の方向に基づいて表現される。同じ符号は同じ部品または類似した部品の構造特徴を示す。 The internal recirculation ball screw according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that in the specification and drawings, directional terms are expressed based on the directions in the drawings. The same reference numerals indicate structural features of the same or similar parts.
(第1実施形態)
図2および図3に示すように、本発明の第1実施形態による内循環式ボールねじ10はねじ軸20、ナット30、閉鎖ユニット38、還流ユニット40および複数のボール50を備える。
First Embodiment
As shown in FIGS. 2 and 3 , the internal
ねじ軸20は外周面に外側ねじ溝22を有する。外側ねじ溝22はねじ軸20の軸方向に沿って伸びるように形成される。
The
ナット30はねじ軸20の軸方向に沿って移動できるようにねじ軸20に装着され、内周面に内側ねじ溝32と、径方向に沿って内側ねじ溝32に繋がる配置溝34とを有する。ナット30の内側ねじ溝32とねじ軸20の外側ねじ溝22は相互に対応して負荷経路52(図4参照)を構成する。ナット30はさらに内周面および外周面を貫通するボール排出孔36を有する。ボール排出孔36は径方向に沿って配置溝34に繋がる。
The
閉鎖ユニット38は嵌合方式、接着方式または別の方式によってナット30のボール排出孔36内に装着されてボール排出孔36を閉じる。
The
還流ユニット40はナット30の配置溝34に嵌まり込む。図5および図6に示すように、還流ユニット40は内側面41に間隔を置いて配置された三つの還流溝43を有する。図4に示すように、還流ユニット40の三つの還流溝43はナット30の内側ねじ溝32に繋がることでねじ軸20の外側ねじ溝22との間が非負荷経路54になる。非負荷経路54と負荷経路52とは結合して循環経路56になる。複数のボール50は循環経路56に転動可能に配置される。図5および図6に示すように、還流ユニット40は二つの隣り合う還流溝43の間に二つのボール排出通路44を有するが、これに限定されない。ボール排出通路44が一つ以上であればよい。二つのボール排出通路44はそれぞれ一端がナット30の内側ねじ溝32の無効な歯部エリア58(図7参照)に繋がり、別の一端がナット30のボール排出孔36に繋がる。二つのボール排出通路44は互いに反対方向に伸びながら位置がずれて前後に配置される。それぞれのボール排出通路44は還流ユニット40の内側面41および外側面42を貫通し、入口45および出口46を有する。本実施形態において、入口45は還流ユニット40の内側面41に形成される。出口46は還流ユニット40の外側面42に形成される。図5に示すように、還流ユニット40は内側面41に四つの凸状ガイド部47を有する。四つの凸状ガイド部47は一つずつ入口45に接するように配置される。図7に示すように、無効な歯部エリア58はナット30とねじ軸20との間を循環するボール50の通らないエリアである。有効な歯部エリア59はナット30とねじ軸20との間を循環するボール50の通るエリアである。
The
ボール50の装着作業を進める最中、ボール50が二つの隣り合う還流溝43の間の無効な歯部エリア58に転がり込むと無効なボール50’になる。上述した構造特徴により、図7および図8に示すように、無効なボール50’は凸状ガイド部47によって入口45からボール排出通路44に転がり込んで出口46からボール排出孔36まで転動することができる。続いて無効なボール50’をボール排出孔36からナット30の外部へ排出することができる。つまり、無効なボール50’が無効な歯部エリア58に嵌まり込むという問題を解消することができる。すべてのボール50の装着作業が終わった後、閉鎖ユニット38でボール排出孔36を閉じればナット30の外部の異物の侵入を防止することができる。
During the installation of the
図9に示すように、無効なボール50’をスムーズに排出するために、ボール排出通路44に中空管60を出口46から差し込む。続いて中空管60によってボール排出通路44に空気を吹き込むか吸気すれば無効なボール50’をナット30の外部に迅速に排出し、組立作業の効率を向上させることができる。
As shown in FIG. 9, in order to smoothly discharge the ineffective balls 50', a
(第2実施形態)
第1実施形態において、ボール排出通路44の入口45は還流ユニット40の内側面41に形成されるが、これに限定されない。図10に示すように、第2実施形態において、ボール排出通路44の入口45はナット70と還流ユニット80との間に形成される。詳しく言えば、ナット70は内周面に第一凹状溝72を有する。還流ユニット80は内側面に第二凹状溝82を有する。第一凹状溝72と第二凹状溝82は相互に繋がってボール排出通路44の入口45になる。上述した構造特徴により、無効なボール50’を入口45からボール排出通路44に転がり込ませて外部へ排出することができる。
Second Embodiment
In the first embodiment, the
上述した構造特徴により、本発明による内循環式ボールねじ10の組立作業を進める最中、無効な歯部エリア58に転がり込んだ無効なボール50’をボール排出通路44からボール排出孔36まで転動させ、ボール排出孔36からナット30の外部へ排出することができる。つまり、無効なボール50’が無効な歯部エリア58に嵌まり込んで大きな抵抗を生じさせることが原因で付属品を摩損させてしまうという問題を解消し、組立作業を向上させることができる。
Due to the above-mentioned structural features, during the assembly work of the internal circulation
1:還流ユニット
2:還流溝
3:ボール
3’:無効なボール
4:無効な歯部エリア
10:内循環式ボールねじ
20:ねじ軸
22:外側ねじ溝
30:ナット
32:内側ねじ溝
34:配置溝
36:ボール排出孔
38:閉鎖ユニット
40:還流ユニット
41:内側面
42:外側面
43:還流溝
44:ボール排出通路
45:入口
46:出口
47:凸状ガイド部
50:ボール
50’:無効なボール
52:負荷経路
54:非負荷経路
56:循環経路
58:無効な歯部エリア
59:有効な歯部エリア
60:中空管
70:ナット
72:第一凹状溝
80:還流ユニット
82:第二凹状溝
1: Circulation unit 2: Circulation groove 3: Ball 3': Ineffective ball 4: Ineffective tooth area 10: Internal circulation type ball screw 20: Screw shaft 22: External screw groove 30: Nut 32: Internal screw groove 34: Arrangement groove 36: Ball discharge hole 38: Closure unit 40: Circulation unit 41: Internal surface 42: External surface 43: Circulation groove 44: Ball discharge passage 45: Inlet 46: Outlet 47: Convex guide portion 50: Ball 50': Ineffective ball 52: Load path 54: Non-load path 56: Circulation path 58: Ineffective tooth area 59: Effective tooth area 60: Hollow tube 70: Nut 72: First concave groove 80: Circulation unit 82: Second concave groove
Claims (5)
前記ねじ軸は外側ねじ溝を有し、
前記ナットは前記ねじ軸の軸方向に沿って移動できるように前記ねじ軸に装着され、内側ねじ溝、径方向に沿って前記内側ねじ溝に繋がる配置溝および径方向に沿って前記配置溝に繋がるボール排出孔を有し、
前記ナットの前記内側ねじ溝と前記ねじ軸の前記外側ねじ溝は相互に対応して負荷経路を構成し、
前記還流ユニットは前記ナットの前記配置溝に嵌まり込み、内側面に還流溝を有し、前記還流ユニットの前記還流溝は前記ナットの前記内側ねじ溝に繋がることで前記ねじ軸の前記外側ねじ溝との間が非負荷経路になり、前記非負荷経路と前記負荷経路とは相互に繋がって循環経路になり、
前記還流ユニットはさらに一つ以上の前記還流溝に接するボール排出通路を有し、一つ以上の前記ボール排出通路は前記還流ユニットの前記内側面および外側面を貫通し、一端が前記ナットの前記内側ねじ溝の無効な歯部エリアに繋がり、別の一端が前記ナットの前記ボール排出孔に繋がり、
複数の前記ボールは前記循環経路に転動可能に配置されることを特徴とする、
内循環式ボールねじ。 The screw shaft includes a nut, a closing unit, a reflux unit, and a plurality of balls.
The screw shaft has an external screw groove,
The nut is attached to the screw shaft so as to be movable along the axial direction of the screw shaft, and has an inner screw groove, a radially extending arrangement groove connected to the inner screw groove, and a ball discharge hole connected to the radially extending arrangement groove;
The inner screw groove of the nut and the outer screw groove of the screw shaft correspond to each other to form a load path,
The circulation unit is fitted into the arrangement groove of the nut and has a circulation groove on its inner surface, and the circulation groove of the circulation unit is connected to the inner screw groove of the nut to form a non-load path between the circulation groove and the outer screw groove of the screw shaft, and the non-load path and the load path are mutually connected to form a circulation path,
the reflux unit further comprises a ball discharge passage adjacent to one or more of the reflux grooves, the one or more ball discharge passages extending through the inner surface and the outer surface of the reflux unit, one end of the ball discharge passages connecting to a dead tooth area of the internal thread groove of the nut and another end of the ball discharge passages connecting to the ball discharge holes of the nut;
The plurality of balls are rollably disposed in the circulation path.
Internal circulation ball screw.
前記還流ユニットは前記内側面に第二凹状溝を有し、
前記第一凹状溝と前記第二凹状溝は相互に繋がって前記ボール排出通路の前記入口になり、前記ボール排出通路は出口を有し、前記出口は前記ナットの前記ボール排出孔に繋がるように前記還流ユニットの前記外側面に形成されることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の内循環式ボールねじ。 The nut has a first groove on an inner circumferential surface,
The reflux unit has a second groove on the inner surface;
3. The internal circulation ball screw according to claim 1, wherein the first groove and the second groove are connected to each other to form the inlet of the ball discharge passage, the ball discharge passage has an outlet, and the outlet is formed on the outer surface of the circulation unit so as to be connected to the ball discharge hole of the nut.
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