(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナットがスクリューに嵌められ、ボールが前記スクリューと前記ナットの間にあって回転することによって相対動するようになっており、
前記ナットの内周面には、前記スクリューの溝に合せたボール溝が形成され、
前記ナットには、回流通孔が形成され、
前記ナットの両端面部には、前記ボール溝と前記回流通孔とをつなぐことによってボール循環ループを構成するエンド偏向子を備えたボールスクリューにおいて、
前記ナットは、一体に形成されており、
前記ナットには、前記ボール循環ループを前記ボール溝及び回流通孔の位置で分割する回流装置が当該ナットの外周面から埋設されており、
前記回流装置は、当該回流装置によって一方の側に分割された前記ボール溝と前記回流通孔とをつなぐ一方の回流チャネルと、当該回流装置によって他方の側に分割された前記ボール溝と前記回流通孔とをつなぐ他方の回流チャネルとを有しており、
前記ナットは、前記回流装置を介して一方及び他方の側に位置するボール循環ループ間の距離を前記ボール溝のリードによって決まるボール循環ループ間の距離と異ならせるオフセット予圧方式によって前記スクリューに予圧されていることを特徴とするボールスクリュー。
【請求項２】
前記エンド偏向子は、前記ナットの両端面部にそれぞれ埋設されていることを特徴とする請求項１記載のボールスクリュー。
【請求項３】
前記回流装置は、前記ナットに組付けられた状態において、当該回流装置によって欠落した前記ボール溝を補完する前記ボールの移動用の溝曲面を有していることを特徴とする請求項１記載のボールスクリュー。
【請求項４】
前記回流装置の固定方式は、ボルトでねじ溝方向に沿いながらナット上に締付けることを特徴とする請求項１記載のボールスクリュー。
【請求項５】
両回流チャネルとボール溝との接続域は、それぞれ溝の接続口で、かつ両溝の接続口が互いに直線的に配列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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つの回流装置を設けることにより、オフセット予圧方式を用いてナットをスクリューに予圧する構造のボールスクリューに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のボールスクリューは、回流チューブ（ｒｅｔｕｒｎ  ｔｕｂｅ）または回流キャップ（ｒｅｔｕｒｎ  ｃａｐ）を使用することが殆どである。これらの従来回流装置を使用することでボールスクリューは、ダブルナットまたはオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）などの方式により予圧力を設定し、ボールスクリューの剛性を向上することができる。エンド偏向子（ｅｎｄ  ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）を用いたボールスクリューとしては、相対的に新しい設計のもとのとして（例えば、特許文献１参照）、ボールスクリューのナットの両端に設置されたエンド偏向子を使用してナット上の両エンド偏向子に接続する回流通孔（ｒｅｔｕｒｎ  ｈｏｌｅ）に合わせて、ボールスクリュー中のボールがナットのボール溝、エンド偏向子及び回流通孔の間に循環運動することができるように構成したものがある。しかし、このようなエンド偏向子を用いたボールスクリューでは、すべてのボールは同一の循環ループに運動しているため、ボールスクリューの剛性を向上させるには、オフセット方式を使用して予圧力を設定することは相応しくない。
【０００３】
また、図７及び図７（Ａ）に示すように、改良的なエンド偏向子を用いたボールスクリュー（例えば、特許文献２参照）は、その設計として単一のナット７内にオフセット予圧方式を利用してボールスクリュー中のボール溝を三つの領域に分け、その両側の領域はボールの負荷域７ｂで、中間の短い領域はボールの無負荷域７ａである。前記のボール無負荷域７ａのボール溝の溝郭が拡大され、ボールは、ボール溝のボール無負荷域７ａ間に間隙のある領域を形成すると共に、間隙をもったこの領域を利用してボール溝のガイドウェイを変更させ、ボール溝のガイドウェイが不連続でなくなり、そして、大きくなったり小さくなったりするオフセット値により、両側のボール負荷域７ｂにおけるボールは、オフセット予圧を受けることになる。
【０００４】
図７Ａに示すように、この方式のスクリューのガイドウェイ（リード）は、一定に維持され、そのナットのボール溝上には、両ボール負荷域７ｂの間にＱ値のガイドウェイがオフセットされ、当該オフセット予圧方式を用いて予圧力を設定することによって、ボールスクリューの剛性を向上され得る。しかし、前記のようなボールスクリューのオフセット予圧方式にも、以下、三つの問題を生じてくる。問題の一：ナットのボール溝を三つの領域に分ける必要があると同時に、ボール無負荷域７ａのボール溝の溝郭を拡大させるには、ボール溝の研磨過程において段階的な研磨方式を使用する必要があるため、研磨上不便である。問題の二：ボール無負荷域７ａのボール溝の溝郭が拡大され、ボールとボール溝間にある間隙により、この領域のボールが押圧される方式で押され、ボール間が押されて衝突する問題がある。問題の三：ナットの長さが長く、全てのボールが同一の循環ループに有しており、一本のボール循環ループにおいて同時に押され、かつ連結しているボールが多い（例えば、回流通孔中のボール）ので、循環する抵抗力が倍増され、また両ボールの負荷域７ｂにおけるボール数も大きく異なっている。
【０００５】
以上の各問題を同時に解決することは不可能であるため、今までのボールスクリューをさらに改良して精進させる必要があると考える。
【特許文献１】米国特許第５４９２０３６号公報
【特許文献２】特開２００２−２２７９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、エンド偏向子を有するナットに少なくとも二つ以上の独立したボール循環ループを形成し、オフセット予圧方式を使用してナットの予圧を調整することができるボールスクリューを提供することを目的とする。また、ナットのボール溝を研磨しやすく、かつ各独立したボール循環ループにおいて、押されるボールが少なくなって循環抵抗力が倍増される問題を避けることができるボールスクリューを提供することを目的とする。さらに、各ボール負荷域（即ち、各ボール循環ループ領域）におけるボール数は大きく異ならないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明のボールスクリューは、ナットがスクリューに嵌められ、ボールが前記スクリューと前記ナットの間にあって回転することによって相対動するようになっており、前記ナットの内周面には、前記スクリューの溝に合せたボール溝が形成され、前記ナットには、回流通孔が形成され、前記ナットの両端面部には、前記ボール溝と前記回流通孔とをつなぐことによって前記ボール循環ループを構成するエンド偏向子を備えたボールスクリューにおいて、前記ナットは、一体に形成されており、前記ナットには、前記ボール循環ループを前記ボール溝及び回流通孔の位置で分割する回流装置が当該ナットの外周面から埋設されており、前記回流装置は、当該回流装置によって一方の側に分割された前記ボール溝と前記回流通孔とをつなぐ一方の回流チャネルと、当該回流装置によって他方の側に分割された前記ボール溝と前記回流通孔とをつなぐ他方の回流チャネルとを有しており、前記ナットは、前記回流装置を介して一方及び他方の側に位置するボール循環ループ間の距離を前記ボール溝のリードによって決まる当該ボール循環ループ間の距離と異ならせるオフセット予圧方式によって前記スクリューに予圧されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
前記の両回流チャネルを備えた回流装置は、その両側にそれぞれ曲面を備え、ナットにおけるボール溝の形成したガイドウェイが小さければ、その回流装置は、孔溝の加工により隣接した溝が完全でない場合、回流装置の両側の曲面を利用してナット上の不完全なる溝を充填することは可能である。
【０００９】
本発明における下記の実施方式の説明または図面を参照することによって、本発明の特徴及び技術内容をより理解することができる。但し、この実施方式及び図面は、単なる説明または参考するために用いられるもので、本発明に対して如何なる制限をするものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明のボールスクリューの分解斜視図である。図に示すように、ボールスクリューのナット１は、スクリュー２上に嵌められ、ボール３がその間に回転するように相対動される。ナット１の内径にはスクリュー２に合わせるボール溝１ｅを備え、ボール３は、回流チャネル４ａ内に回転することができる。
【００１１】
本発明のボールスクリューは、少なくとも一つの回流装置４を利用してナット１の中央部の径方向の孔溝１ｃ中に組み付けられた両回流チャネル４ａを含む。回流装置４は、径方向の孔溝１ｃに挿入された後、その回流チャネル４ａをナット１の回流通孔１ａに合わせ、そして、ねじ溝４ｂをナット１のねじ溝１ｂに合わせて、ボルト（図示せず）によりその間を貫通して回流装置４とナット１とを固定することにより、便利に組成できる。また、ナット１の両端面にそれぞれ単一回流路（単一回流チャネル）をもったエンド偏向子５が挿設され、２つのエンド偏向子５により回流装置４及びナット１のボール溝１ｅに合わせて両独立したボール循環ループを組成し、ボール３がそれぞれの間に運動することができる。
【００１２】
前記のように、ボール３は、それぞれ両独立したボール循環ループ間を運動することができるため、オフセット予圧方式を利用してナット１の予圧力を調整することは可能である。
【００１３】
図２Ａ乃至図２Ｃは、本発明の回流装置の異なった角度から見た図である。図は、それぞれ、図２Ａは回流装置要素の正面図で、図２Ｂは回流装置の背面図で、図２Ｃは回流装置の分解斜視図である。
【００１４】
これらの三つの図面により、本発明の回流装置４の外形は、略円弧状を成しており、回流装置４上に滑かな曲面４ｃが設けられ、この滑かな曲面４ｃは、回流装置４がナット１の外径表面に突出しないようにナット１の外径に合わせることになる。また、回流装置４は、２つの回流チャネル４ａを含み、回流チャネル４ａ上にねじ溝４ｂが設けられる。前記の回流チャネル４ａは、ボール溝１ｅとナット１の回流通孔１ａとを連通するために用いられ、ねじ溝４ｂは、回流装置４を固定するために用いられる。固定方式としては、まず回流装置４とナット１の径方向の孔溝１ｃとを嵌合してナット６でねじ溝４ｂの方向に沿いながら回流装置４をナット１上に締付ける（図３を参照する）。そのようにして、回流装置４の両回流チャネル４ａのガイド経路４ｄにより、ボール３は、図１におけるナット１の回流通孔１ａに順調に入り循環を完成する。図２Ｂ上に両回流チャネル４ａとボール溝１ｅとの接続領域は溝の接続口４ｅである。本発明としての設計は、この両溝の接続口４ｅをできるだけ接近させ、ボール溝１ｅに多くの領域はボールが接触しない領域であることを避け、よって、オフセット予圧を設定してもより好まれる負荷能力が得られる。また、両溝の接続口４ｅは十分に接近しており、両もののねじ経路は明らかでないため、互いに直線に配列している。
【００１５】
図４Ａは、本発明の回流装置が備えたナット溝を充填した状態を示す斜視図であり、図４Ｂは、本発明の回流装置の両側の溝の曲面を示す斜視図である。
【００１６】
図に、前記両回流チャネル４ａを備えた回流装置４を示し、両側にそれぞれ溝の曲面（溝曲面）４ｅを備える。ナット１のボール溝１ｅのガイドウェイが小さく回流装置の加工により隣接した溝１ｅが完全でない場合、回流装置４の両側の溝の曲面４ｅを利用してナット１の不完全なる溝の曲面１ｅを充填することができる。
【００１７】
図５は、本発明の実施例の斜視図である。オフセット予圧調整方式とは、ナット１のボール溝１ｅを少なくとも２つの独立したボール循環ループに分け、そして両独立したボール循環ループが相対的な偏移を有することは可能である。図の右側に陰をつけたボール３及び左側に陰をつけないボールではそれぞれ独立したボール循環ループに属しているので、この２つのものはオフセット予圧方式を使用することにより、その間に予圧力を生じさせ、ナットの剛性を向上することができる。
【００１８】
図６は、本発明の他の実施例の斜視図である。ナット１の長さがより長く形成された場合、両回流装置４を利用してナット１に多く（三つ）のボール循環ループを形成できる目的とする。
【００１９】
前記を総して、本発明のボールスクリューは、産業の利用に大量提供することは可能で、かつ産業価値も高く、確かな新規性を備え、また如何なる公開書類または展示会にも開示されていないため、新規性及び進歩性の法定的な発明要件として十分に符合しているので、法により特願を提出して審査により許可されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例として示したボールスクリューの分解斜視図。
【図２Ａ】同ボールスクリューにおける回流装置の正面図。
【図２Ｂ】同ボールスクリューにおける回流装置の背面図。
【図２Ｃ】同ボールスクリューにおける回流装置の分解斜視図。
【図３】同ボールスクリューにおけるナットに回流装置を組み付ける際の状態を示す斜視図。
【図４Ａ】同ボールスクリューにおける回流装置のナット溝を充填した状態を示す斜視図。
【図４Ｂ】同ボールスクリューにおける回流装置の両側の溝の曲面を示す斜視図。
【図５】同ボールスクリューにおけるナットの内部を破断して示した斜視図。
【図６】本発明の他の実施例として示したボールスクリューであって、ナットの内部を破断して示したの斜視図。
【図７】従来のボールスクリューの断面図。
【図７Ａ】従来のボールスクリューにおけるオフセット予圧について説明する断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１    ナット                        １ａ      回流通孔
１ｂ    ねじ溝                      １ｃ      径方向の孔溝
１ｅ    スクリュー溝
２    スクリュー                    ３        ボール
４    回流装置                      ４ａ      回流チャネル
４    ねじ溝                        ４ｃ      平滑曲面
４ｄ    ガイド経路                  ４ｅ      溝の曲面
４ｅ    溝の接続口
５    エンド偏向子                  ６        ボルト
７    単一ナット                    ７ａ      ボール負荷域
７ｂ    ボールの無負荷域
【図１】
0004303734.tif 000002
【図２Ａ】
0004303734.tif 000003
【図２Ｂ】
0004303734.tif 000004
【図２Ｃ】
0004303734.tif 000005
【図３】
0004303734.tif 000006
【図４Ａ】
0004303734.tif 000007
【図４Ｂ】
0004303734.tif 000008
【図５】
0004303734.tif 000009
【図６】
0004303734.tif 000010
【図７】
0004303734.tif 000011
【図７Ａ】
0004303734.tif 000012