-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rollenumlaufspindel
mit Rollen, die beweglich zwischen eine Gewindewelle und eine Mutter
eingefügt sind.
-
STAND DER TECHNIK
-
In
letzter Zeit wurde eine Rollenumlaufspindel mit Rollen, die beweglich
zwischen eine Gewindewelle und eine Mutter eingefügt sind,
entwickelt. Da jede Rolle mit einer Rollenlauffläche in
Linienkontakt steht, hat die Rollenumlaufspindel den Vorteil, dass
sie im Vergleich zu einer Kugelumlaufspindel eine größere
Last trägt. Obwohl eine Kugel in jeder Richtung rollen
kann, kann sich jedoch die Rolle nur in einer Richtung bewegen und
daher besteht ein Problem, dass die Rolle sehr schwierig zu zirkulieren ist.
-
Die
Rollenumlaufspindel weist einen Zirkulationsweg mit einem schraubenlinienförmigen
belasteten Rollenlaufweg zwischen einer schraubenlinienförmigen
Rollenlauffläche, die an einer äußeren
Umfangsoberfläche der Gewindewelle ausgebildet ist, und
einer schraubenlinienförmigen belasteten Rollenlauffläche,
die an einer inneren Umfangsoberfläche der Mutter ausgebildet
ist, und einen unbelasteten Rückführungsweg, der
ein Ende des belasteten Rollenlaufweges mit dem anderen Ende verbindet, auf.
Der unbelastete Rückführungsweg ist in einem Zirkulationselement
ausgebildet, das an der Mutter angebracht ist. Im Zirkulationselement
ist ein Lippenabschnitt zum Fördern von Rollen, die sich
auf der Rollenlauffläche der Gewindewelle bewegen, als
Förderabschnitt zum Fördern der Rolle, die auf
dem schraubenlinienförmigen belasteten Rollenlaufweg rollt,
vorgesehen. Der Lippenabschnitt steht von der Mutter in Richtung
der Rollenlauffläche der Gewindewelle vor.
-
Im
unbelasteten Rückführungsweg ist ein Zwischenraum
um die Rollen vorgesehen und der Durchmesser des unbelasteten Rückführungsweges ist
größer als der Durchmesser des belasteten Rollenlaufweges.
In einer herkömmlichen Rollenumlaufspindel ist, um eine
Differenz zwischen den Durchmessern des unbelasteten Rückführungsweges
und des belasteten Rollenlaufweges zu kompensieren, die Innenwandoberfläche
des Lippenabschnitts des Zirkulationselements verjüngt
ausgebildet, wobei die Breite vom unbelasteten Rückführungsweg
zum belasteten Rollenlaufweg hin allmählich schmäler
wird (siehe Patentdokument 1). Dann werden die Rollen, die sich
im unbelasteten Rückführungsweg bewegen, zuerst
so ausgerichtet, dass sie zum belasteten Rollenlaufweg geführt
werden.
-
Wie
vorstehend beschrieben, werden die Rollen, die sich im schraubenlinienförmigen
belasteten Rollenlaufweg bewegen, durch den Förderabschnitt
des Zirkulationselements gefördert und in den unbelasteten
Rückführungsweg geführt. Bei der herkömmlichen
Rollenumlaufspindel ist, um jede Rolle, die sich auf dem belasteten
Rollenlaufweg bewegt, sanft zu fördern, der unbelastete
Rückführungsweg, in dem der Förderabschnitt
ausgebildet ist, in der tangentialen Richtung des belasteten Rollenlaufweges angeordnet
(siehe Patentdokument 2). Das heißt, er ist in der axialen
Richtung der Mutter gesehen in der tangentialen Richtung des kreisförmigen
belasteten Rollenlaufweges und in der Seitenflächenrichtung der
Mutter gesehen in der Steigungswinkelrichtung des belasteten Rollenlaufweges
angeordnet.
- [Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.
2006-118649
- [Patentdokument 2] Japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 11-210858
-
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
-
Die
Rollen bewegen sich jedoch vom belasteten Rollenlaufweg zum unbelasteten
Rückführungsweg. Wenn die Rollen durch den Lippenabschnitt
mit dem verschmälerten Eingang hoch gefördert
werden, können die Rollen manchmal zur Rollenlaufflächenseite
der Gewindewelle fallen, können mit der Kante des Lippenabschnitts
zur Kollision kommen und können nicht gut hoch gefördert
werden. Wenn die Rollen mit der Kante des Lippenabschnitts zur Kollision
kommen, kann die Kante des Lippenabschnitts gebrochen werden oder
die Rollen können verklemmt werden.
-
Wie
in 30 dargestellt, kann außerdem, wenn der
unbelastete Rückführungsweg in der tangentialen
Richtung des belasteten Rollenlaufweges angeordnet ist, ein Förderabschnitt 132 des
Zirkulationselements 131 nicht nahe dem belasteten Rollenlaufweg 133 liegen.
Dies liegt daran, dass, wenn er zu nahe angeordnet ist, es schwierig
ist, genügend Dicke aufrechtzuerhalten, um genügend
Festigkeit sicherzustellen, um zu verhindern, dass der Förderabschnitt 132 mit
der Gewindewelle in Kontakt kommt. Daher wird ein uneingeschränkter
Bereich, wenn die Rollen 134 aus dem belasteten Rollenlaufweg 133 gelangen,
bis wenn sie durch den Förderabschnitt 132 eingeschränkt
werden, erzeugt. In diesem uneingeschränkten Bereich können
die Rollen schräg gestellt werden, und wie in 31 dargestellt, kann
das Ende der Seitenfläche von jeder der Rollen 134 in
der axialen Richtung mit der Kante des Förderabschnitts 132 zur
Kollision kommen. Die Rolle 134, die sich vom belasteten
Rollenlaufweg zum unbelasteten Rückführungsweg
bewegt, kommt in den Förderabschnitt, während
sie durch die folgende Rolle 134 geschoben wird. Wenn die
Rolle 134 mit der Kante des Förderabschnitts 132 in
Kollision ist, kann die Kante des Förderabschnitts 132 gebrochen
werden oder die Rollen 134 können verklemmt werden.
-
Dann
schafft die vorliegende Erfindung eine Rollenumlaufspindel, die
in der Lage ist, zu verhindern, dass Rollen, die sich von einem
unbelasteten Rückführungsweg zu einem belasteten
Rollenlaufweg bewegen, mit einem Förderabschnitt zur Kollision
kommen.
-
Ferner
hat die vorliegende Erfindung eine weitere Aufgabe, eine Rollenumlaufspindel
zu schaffen, die in der Lage ist, das Schrägstellen von
Rollen, die sich vom unbelasteten Rückführungsweg
zum belasteten Rollenlaufweg bewegen, zu verhindern und eine gleichmäßige
Bewegung der Rollen zu ermöglichen.
-
MITTEL ZUM LÖSEN
DER PROBLEME
-
Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend erläutert.
-
Um
die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, ist
die Erfindung nach Anspruch 1 eine Rollenumlaufspindel, die umfasst:
eine Gewindewelle mit einer schraubenlinienförmigen Rollenlauffläche,
die an einer äußeren Umfangsoberfläche
der Gewindewelle ausgebildet ist; eine Mutter mit einer belasteten Rollenlauffläche,
die in einer inneren Umfangsoberfläche der Mutter ausgebildet
ist und die der Rollenlauffläche der Gewindewelle zugewandt
ist; ein Zirkulationselement, das an der Mutter vorgesehen ist und einen
unbelasteten Rückführungsweg aufweist, der ein
Ende der belasteten Rollenlauffläche der Mutter mit einem
entgegengesetzten Ende davon verbindet; mehrere Rollen, die in einem
belasteten Rollenlaufweg zwischen der Rollenlauffläche
der Gewindewelle und der belasteten Rollenlauffläche der
Mutter und im unbelasteten Rückführungsweg des
Zirkulationselements angeordnet sind; und einen Förderabschnitt, der
im Zirkulationselement vorgesehen ist, zum Hochfördern
der Rollen, die sich im belasteten Rollenlaufweg bewegen, in den
unbelasteten Rückführungsweg, wobei der Förderabschnitt
ein Paar von diagonalen entsprechenden Teilen aufweist, die mit
diagonalen Teilen einer rechteckigen Seitenfläche von jeder
der Rollen in Kontakt stehen, wobei eine Breite zwischen den diagonalen
entsprechenden Teilen allmählich schmäler wird,
wenn die diagonalen entsprechenden Teile näher an einer
Rückseite des unbelasteten Rückführungsweges
liegen, derart, dass ein Querschnitt des unbelasteten Rückführungsweges einem
Rechteck näher ist, und die Rollen, die sich vom belasteten
Rollenlaufweg zum unbelasteten Rückführungsweg
bewegen, in den unbelasteten Rückführungsweg hoch
gefördert werden, während die diagonalen Teile
jeder der Rollen durch die diagonalen entsprechenden Teile gehalten
werden.
-
Die
Erfindung nach Anspruch 2 ist eine Rollenumlaufspindel, die umfasst:
eine Gewindewelle mit einer schraubenlinienförmigen Rollenlauffläche, die
an einer äußeren Umfangsoberfläche der
Gewindewelle ausgebildet ist; eine Mutter mit einer belasteten Rollenlauffläche,
die in einer inneren Umfangsoberfläche der Mutter ausgebildet
ist und der Rollenlauffläche der Gewindewelle zugewandt
ist; ein Zirkulationselement, das an der Mutter vorgesehen ist und einen
unbelasteten Rückführungsweg aufweist, der ein
Ende der belasteten Rollenlauffläche der Mutter mit einem
entgegengesetzten Ende davon verbindet; mehrere Rollen, die in einem
belasteten Rollenlaufweg zwischen der Rollenlauffläche
der Gewindewelle und der belasteten Rollenlauffläche der
Mutter und im unbelasteten Rückführungsweg des
Zirkulationselements angeordnet sind; und einen Förderabschnitt, der
im Zirkulationselement vorgesehen ist, zum Hochfördern
der Rollen, die sich im belasteten Rollenlaufweg bewegen, in den
unbelasteten Rückführungsweg, wobei der Förderabschnitt
ein Paar von diagonalen entsprechenden Teilen aufweist, die in Richtung
der Gewindewelle von einer Kante eines kontinuierlichen Weges mit
V-förmigem Querschnitt vorstehen, der mit der belasteten
Rollenlauffläche der Mutter verbunden ist, und die diagonalen
Teilen einer rechteckigen Seitenfläche von jeder der Rollen entsprechen,
und wobei eine Breite zwischen den diagonalen entsprechenden Teilen
allmählich schmäler wird, wenn die diagonalen
entsprechenden Teile näher an eine Rückseite des
unbelasteten Rückführungsweges kommen, derart,
dass ein Querschnitt des unbelasteten Rückführungsweges,
der aus den diagonalen entsprechenden Teilen und dem kontinuierlichen
Teil gebildet ist, bei der Annäherung an die Rückseite
des unbelasteten Rückführungsweges einem Rechteck
näher ist.
-
Die
Erfindung nach Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der
Rollenumlaufspindel von Anspruch 1 oder 2 die Rollenumlaufspindel
ferner mehrere Halter umfasst, die jeweils zwischen benachbarten
der Rollen vorgesehen sind, um zu verhindern, dass die benachbarten
Rollen miteinander in Kontakt kommen, zwischen den diagonalen entsprechenden
Teilen ein Lippenabschnitt zum Fördern der Halter aus einer
kreisförmigen Laufbahn in den unbelasteten Rückführungsweg
vorgesehen ist und der Lippenabschnitt Innenwandoberflächen
aufweist, die von einer Laufbahn der Rollen, die durch die diagonalen
entsprechenden Teile gefördert werden, entfernt sind.
-
Die
Erfindung nach Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass in der
Rollenumlaufspindel nach Anspruch 3 die Innenwandoberflächen
des Lippenabschnitts einen Querschnitt aufweisen, der zum unbelasteten
Rückführungsweg senkrecht ist, wobei der Querschnitt
derart V-förmig ist, dass ein Scheitelwinkel α,
der durch Verbinden der Innenwandoberflächen der diagonalen
entsprechenden Teile und eines Scheitels auf einer diagonalen Linie,
die diagonale Teile verbindet, gebildet wird, außer Kontakt
mit den diagonalen entsprechenden Teilen, von jeder der durch die
diagonalen entsprechenden Teile geförderten Rollen, geringer
ist als 90 Grad.
-
Die
Erfindung nach Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der
Rollenumlaufspindel nach Anspruch 3 oder 4 die Innenwandoberflächen des
Lippenabschnitts so ausgebildet sind, dass sie in einer solchen
Weise verjüngt sind, dass eine Querschnittsfläche
des unbelasteten Rückführungsweges von einer Seite
des unbelasteten Rückführungsweges in Richtung
des belasteten Rollenlaufweges allmählich größer
wird.
-
Die
Erfindung nach Anspruch 6 ist eine Rollenumlaufspindel, die umfasst:
eine Gewindewelle mit einer schraubenlinienförmigen Rollenlauffläche, die
an einer äußeren Umfangsoberfläche der
Gewindewelle ausgebildet ist; eine Mutter mit einer belasteten Rollenlauffläche,
die in einer inneren Umfangsoberfläche der Mutter ausgebildet
ist und der Rollenlauffläche der Gewindewelle zugewandt
ist; ein Zirkulationselement, das an der Mutter vorgesehen ist und einen
unbelasteten Rückführungsweg aufweist, der ein
Ende der belasteten Rollenlauffläche der Mutter mit einem
entgegengesetzten Ende davon verbindet; mehrere Rollen, die in einem
belasteten Rollenlaufweg zwischen der Rollenlauffläche
der Gewindewelle und der belasteten Rollenlauffläche der
Mutter und im unbelasteten Rückfüh rungsweg des
Zirkulationselements angeordnet sind; und einen Förderweg,
der im Zirkulationselement mit dem unbelasteten Rückführungsweg
vorgesehen ist und einen Förderabschnitt zum Hochfördern
der Rollen, die sich im belasteten Rollenlaufweg bewegen, in den
unbelasteten Rückführungsweg aufweist, wobei eine
Bewegungsrichtung im Förderweg von jeder der Rollen, die
sich im belasteten Rollenlaufweg bewegen, in einer axialen Richtung
der Mutter gesehen außerhalb einer tangentialen Richtung
des belasteten Rollenlaufweges liegt.
-
Die
Erfindung nach Anspruch 7 ist eine Rollenumlaufspindel, die umfasst:
eine Gewindewelle mit einer schraubenlinienförmigen Rollenlauffläche, die
an einer äußeren Umfangsoberfläche der
Gewindewelle ausgebildet ist; eine Mutter mit einer belasteten Rollenlauffläche,
die in einer inneren Umfangsoberfläche der Mutter ausgebildet
ist und der Rollenlauffläche der Gewindewelle zugewandt
ist; ein Zirkulationselement, das an der Mutter vorgesehen ist und einen
unbelasteten Rückführungsweg aufweist, der ein
Ende der belasteten Rollenlauffläche der Mutter mit einem
entgegengesetzten Ende davon verbindet; mehrere Rollen, die in einem
belasteten Rollenlaufweg zwischen der Rollenlauffläche
der Gewindewelle und der belasteten Rollenlauffläche der
Mutter und im unbelasteten Rückführungsweg des
Zirkulationselements angeordnet sind; und einen Förderweg,
der im Zirkulationselement mit dem unbelasteten Rückführungsweg
vorgesehen ist und einen Förderabschnitt zum Hochfördern
der Rollen, die sich im belasteten Rollenlaufweg bewegen, in den
unbelasteten Rückführungsweg aufweist, wobei eine
Mittellinie des Förderweges in einer axialen Richtung der
Mutter gesehen außerhalb einer tangentialen Richtung des
belasteten Rollenlaufweges liegt.
-
Die
Erfindung nach Anspruch 8 ist dadurch gekennzeichnet, dass in der
Rollenumlaufspindel nach Anspruch 6 oder 7 der unbelastete Rückführungsweg
des Zirkulationselements einen geraden Weg, der sich parallel zu
einer Achsenlinie der Mutter erstreckt, und Richtungsänderungswege,
die an jeweiligen Enden des geraden Weges vorgesehen sind und jeweils
den Förderweg aufweisen, aufweist, und in der axialen Richtung
der Mutter gesehen eine Mittellinie des Förderweges in
jedem Richtungsänderungsweg außerhalb einer tangentialen
Richtung einer Mittellinie des belasteten Rollenlaufweges angeordnet
ist und der Richtungsänderungsweg an einem Mittelpunkt
in Richtung des geraden Weges gekrümmt ist, um den Förderweg
mit dem geraden Weg zu verbinden.
-
Die
Erfindung nach Anspruch 9 ist eine Rollenumlaufspindel, die umfasst:
eine Gewindewelle mit einer schraubenlinienförmigen Rollenlauffläche, die
an einer äußeren Umfangsoberfläche der
Gewindewelle ausgebildet ist; eine Mutter mit einer belasteten Rollenlauffläche,
die in einer inneren Umfangsoberfläche der Mutter ausgebildet
ist und der Rollenlauffläche der Gewindewelle zugewandt
ist; ein Zirkulationselement, das an der Mutter vorgesehen ist und einen
unbelasteten Rückführungsweg aufweist, der ein
Ende der belasteten Rollenlauffläche der Mutter mit einem
entgegengesetzten Ende davon verbindet; mehrere Rollen, die in einem
belasteten Rollenlaufweg zwischen der Rollenlauffläche
der Gewindewelle und der belasteten Rollenlauffläche der
Mutter und im unbelasteten Rückführungsweg des
Zirkulationselements angeordnet sind; und einen Förderabschnitt, der
im Zirkulationselement vorgesehen ist, zum Hochfördern
der Rollen, die sich im belasteten Rollenlaufweg bewegen, in den
unbelasteten Rückführungsweg, und wobei der Förderabschnitt
von jeder der Rollen bedeckt ist, wenn ein Zentrum der Rolle an einem
Punkt zwischen dem belasteten Rollenlaufweg und dem unbelasteten
Rückführungsweg angeordnet ist.
-
Die
Erfindung nach Anspruch 10 ist dadurch gekennzeichnet, dass in der
Rollenumlaufspindel nach Anspruch 9 der unbelastete Rückführungsweg einen
Förderweg aufweist, in dem der Förderabschnitt
ausgebildet ist, und eine Bewegungsrichtung im Förderweg
von jeder der Rollen, die sich vom belasteten Rollenlaufweg zum
unbelasteten Rückführungsweg bewegen, in einer
axialen Richtung der Mutter gesehen außerhalb einer tangentialen
Richtung des belasteten Rollenlaufweges liegt.
-
Die
Erfindung nach Anspruch 11 ist dadurch gekennzeichnet, dass in der
Rollenumlaufspindel nach Anspruch 6, 7 oder 8 jede der Rollen eine
sphärische Stirnfläche aufweist.
-
Die
Erfindung nach Anspruch 12 ist dadurch gekennzeichnet, dass in der
Rollenumlaufspindel nach Anspruch 6, 7 oder 9 die Rollen parallel
angeordnet sind, wobei Achsenlinien von benachbarten der Rollen
ungefähr parallel zueinander gehalten werden, wobei der
Förderabschnitt einen bergförmigen Lippenabschnitt
aufweist, der in Richtung der Gewindewelle vorsteht und einen ersten
Wandteil, der einer Stirnfläche von jeder der Rollen entspricht, und
einen zweiten Wandteil, der einer Seitenfläche der Rolle
entspricht, aufweist, und eine Kante des zweiten Wandteils näher
am belasteten Rollenlaufweg liegt als eine Kante des ersten Wandweges,
so dass die Rollen, die sich vom belasteten Rollenlaufweg zum unbelasteten
Rückführungsweg bewegen, zuerst durch den zweiten
Wandteil und dann durch den ersten Wandteil eingeschränkt
werden.
-
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
-
Gemäß der
Erfindung nach Anspruch 1 ist es möglich, jede Rolle durch
die diagonalen entsprechenden Teile des Förderabschnitts,
der diagonale Teile der Rolle hält, zu fördern.
Da kein Lippenabschnitt am Förderabschnitt vorgesehen werden muss,
besteht keine Befürchtung für einen Bruch des Lippenabschnitts.
-
Gemäß der
Erfindung nach Anspruch 2 ist es möglich, jede Rolle durch
die diagonalen entsprechenden Teile des Förderabschnitts,
der diagonale Teile der Rolle hält, zu fördern.
Da kein Lippenabschnitt am Förderabschnitt vorgesehen werden muss,
besteht keine Befürchtung für einen Bruch des Lippenabschnitts.
-
Gemäß der
Erfindung nach Anspruch 3 ist es möglich, einen Halter,
der außerhalb einer Zirkulationslaufbahn liegt, durch den
Halter-Förderlippenabschnitt hoch zu fördern.
Da dieser Lippenabschnitt von der Laufbahn der Rollen entfernt vorgesehen
ist und außer Kontakt mit den Rollen steht, kann verhindert
werden, dass der Lippenabschnitt durch den Kontakt mit den Rollen
gebrochen wird.
-
Gemäß der
Erfindung nach Anspruch 4 ist es möglich, die Innenwandoberfläche
des Lippenabschnitts von den Rollen entfernt zu halten.
-
Gemäß der
Erfindung nach Anspruch 5 ist es möglich, die Gewindewellenseitenkante
des Lippenabschnitts außerhalb der Rollen zu halten. Außerdem
ist es möglich, den durch den Halter-Förderlippenabschnitt
geförderten Halter sanft in den unbelasteten Rückführungsweg
zu führen.
-
Gemäß der
Erfindung nach Anspruch 6 ist es, da die Bewegungsrichtung der Rollen
im Förderweg außerhalb der tangentialen Richtung
des belasteten Rollenlaufweges angeordnet ist, möglich
zu veranlassen, dass die Kante des Förderabschnitts nahe
dem belasteten Rollenlaufweg liegt, während genügend
Dicke des Förderabschnitts aufrechterhalten wird. Da der
Bereich zum Einschränken der Rollen durch den Förderabschnitt
länger ist und der Bereich, um die Rollen nicht einzuschränken,
kürzer ist, ist es möglich, ein Schrägstellen
der Rollen zu verhindern.
-
Gemäß der
Erfindung nach Anspruch 7 ist es möglich, da die Bewegungsrichtung
der Rollen im Förderweg außerhalb der tangentialen
Richtung des belasteten Rollenlaufweges angeordnet ist, zu veranlassen,
dass die Kante des Förderabschnitts nahe dem belasteten
Rollenlaufweg liegt, während genügend Dicke des
Förderabschnitts aufrechterhalten wird. Da der Bereich
zum Einschränken der Rollen durch den Förderabschnitt
länger ist und der Bereich, um die Rollen nicht einzuschränken,
kürzer ist, ist es möglich, ein Schrägstellen
der Rollen zu verhindern.
-
Gemäß der
Erfindung nach Anspruch 8 ist es möglich, den Förderweg,
der außerhalb die tangentiale Richtung gerichtet ist, mit
dem geraden Weg zu verbinden.
-
Gemäß der
Erfindung nach Anspruch 9 kommt der Endteil jeder Rolle in der Bewegungsrichtung
in den Förderabschnitt des Zirkulationselements, bevor
die Rolle vollständig aus dem belasteten Rollenlaufweg
gelangt. Daher ist es möglich, den Bereich, um die Rolle
nicht einzuschränken, zu beseitigen.
-
Gemäß der
Erfindung nach Anspruch 10 ist es möglich, da die Bewegungsrichtung
jeder Rolle im unbelasteten Rückführungsweg außerhalb
der tangentialen Richtung des belasteten Rollenlaufweges angeordnet
ist, zu veranlas sen, dass die Kante des Förderabschnitts
nahe dem belasteten Rollenlaufweg liegt, während genügend
Dicke des Förderabschnitts beibehalten wird.
-
Gemäß der
Erfindung nach Anspruch 11 ist es möglich zu verhindern,
dass die Stirnfläche jeder Rolle in der Kante des Förderabschnitts
eingefangen wird, wenn die Rolle in den Förderabschnitt
des Zirkulationselements eintritt. Es ist auch möglich
zu verhindern, dass die Stirnfläche der Rolle in einer
Höhenänderung eingefangen wird, selbst wenn die
Rolle durch die Höhenänderung zwischen den Komponenten
verläuft.
-
Da
die Seitenfläche jeder Rolle zuerst durch den Lippenabschnitt
eingeschränkt wird, liegt gemäß der Erfindung
nach Anspruch 12 die Stirnfläche der Rolle an der Kante
des Lippenabschnitts an und es kann verhindert werden, dass der
Lippenabschnitt beschädigt wird.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Rollenumlaufspindel gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist
eine perspektivische Ansicht einer Mutter der vorstehend erwähnten
Rollenumlaufspindel.
-
3 ist
eine Seitenansicht, die eine Rolle darstellt, die zwischen eine
Gewindewelle und die Mutter eingelegt ist.
-
4 ist
eine perspektivische Ansicht der Gewindewelle und eines Zirkulationselements.
-
5 ist
eine perspektivische Ansicht eines Zirkulationsrohrs.
-
6 ist
eine perspektivische Ansicht einer Richtungsänderungswegkomponente.
-
7 ist
eine perspektivische Ansicht eines R-Stücks.
-
8 ist
eine perspektivische Ansicht eines Endstücks.
-
9 ist
eine perspektivische Ansicht der Mutter, in die das Zirkulationsrohr
eingesetzt ist.
-
10 ist
eine perspektivische Ansicht der Mutter, an der die Richtungsänderungswegkomponente
angebracht ist.
-
11 ist
eine Vorderansicht der Mutter, an der die Richtungsänderungswegkomponente
angebracht ist.
-
12 ist
eine perspektivische Ansicht, die Halter und Rollen, die sich im
schraubenlinienförmigen belasteten Rollenlaufweg bewegen,
darstellt.
-
13A und 13B sind
Querschnittsansichten, die jeweils das Fördern einer Rolle
durch ein Paar von diagonalen entsprechenden Teilen darstellen (wobei 13A die Rolle darstellt, deren Fördern begonnen
wird, und 13B die Rolle darstellt, die gefördert
wird).
-
14A und 14B sind
perspektivische Ansichten, die jeweils einen Lippenabschnitt darstellen
(wobei 14A eine Kombination des R-Stücks und
des Endstücks darstellt und 14B den
Lippenabschnitt, von dem das Endstück entfernt ist, darstellt).
-
15 ist
eine Querschnittsansicht einer Innenwandoberfläche des
Lippenabschnitts.
-
16 ist
eine perspektivische Ansicht des Lippenabschnitts und von diagonalen
entsprechenden Teilen.
-
17 ist
eine perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels des Zirkulationselements.
-
18 ist
eine perspektivische Ansicht des Zirkulationselements (geteiltes
Stück).
-
19 ist
eine perspektivische Ansicht einer Richtungsänderungswegkomponente.
-
20 ist
eine perspektivische Ansicht eines R-Stücks.
-
21 ist
eine perspektivische Ansicht eines Endstücks.
-
22 stellt
das R-Stück und das Endstück an der Mutter angebracht
dar.
-
23 stellt
eine Struktur des Richtungsänderungsweges in der axialen
Richtung der Gewindewelle gesehen dar.
-
24 ist
eine perspektivische Ansicht, die das Fördern der Rolle
durch den Lippenabschnitt darstellt.
-
25 ist
eine schematische Ansicht, die das Fördern der Rolle durch
den Lippenabschnitt darstellt (Ansicht in der axialen Richtung der
Gewindewelle gesehen).
-
26 stellt
einen Richtungsänderungsweg dar, der im R-Stück
ausgebildet ist.
-
27 stellt
einen Richtungsänderungsweg dar, der im Endstück
ausgebildet ist.
-
28A und 28B sind
schematische Ansichten, die Rollen darstellen, die sich auf einer Höhenänderung
bewegen (wobei 28A eine Rolle mit sphärischen
Stirnflächen darstellt und 28B eine
Rolle mit R-förmigen Stirnflächen darstellt).
-
29 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel des Lippenabschnitts
darstellt.
-
30 stellt
das Fördern des Zirkulationselements in der axialen Richtung
der Gewindewelle gesehen dar (herkömmliches Beispiel).
-
31 ist
ein schematisches Diagramm, das den Kontakt zwischen dem Förderabschnitt
und der Rolle darstellt (herkömmliches Beispiel).
-
BEZUGSZEICHEN
-
- 1 ... Gewindewelle, 1a ... Rollenlauffläche, 2 ...
Mutter, 2a ... belastete Rollenlauffläche, 3 ...
Zirkulationselement, 4 ... Rolle, 4a ... Stirnfläche, 4e ...
diagonaler Teil, 5 ... Halter, 6 ... belasteter
Rollenlaufweg, 6a ... tangentiale Richtung des belasteten
Rollenlaufweges, 7 ... Richtungsänderungsweg, 12 ...
Richtungsänderungswegkomponente, 13 ... kontinuierlicher Weg, 14 ...
diagonaler entsprechender Teil, 15 ... Lippenabschnitt, 15b ...
Innenwandoberfläche, 32 ... diagonale Linie, 33 ...
Scheitel, α ... Scheitelwinkel, 107 ... Richtungsänderungsweg, 107a ...
Mittellinie des Richtungsänderungsweges, 107b ...
Förderweg, 110 ... R-Stück, 111 ...
Endstück, 112 ... Richtungsänderungsweg komponente, 114 ...
Lippenabschnitt (Förderabschnitt), 114a ... Kante
-
ART ZUR AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
-
1 und 2 sind
perspektivische Ansichten einer Rollenumlaufspindel gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 stellt
eine perspektivische Ansicht der Rollenumlaufspindel (einschließlich
einer teilweisen Querschnittsansicht) dar.
-
Die
Rollenumlaufspindel weist eine Gewindewelle 1 mit einer
schraubenlinienförmigen Rollenlauffläche 1a,
die an einer äußeren Umfangsoberfläche
der Gewindewelle ausgebildet ist, und eine Mutter 2 mit
einer schraubenlinienförmigen belasteten Rollenlauffläche 2a,
die an einer inneren Umfangsoberfläche der Mutter gegenüber
der Rollenlauffläche 1a ausgebildet ist, auf.
-
Die
Gewindewelle 1 ist eine Stahlstange, die aus Kohlenstoffstahl,
Chromstahl oder Edelstahl besteht, mit der schraubenlinienförmigen
Rollenlauffläche 1a, die an der äußeren
Umfangsoberfläche mit einer vorbestimmten Steigung durch
Schneiden und Schleifen oder Walzen ausgebildet ist. Die belastete Rollenlauffläche 2a weist
einen V-förmigen Querschnitt auf und ihr Öffnungswinkel
ist etwa 90 Grad. In dieser Ausführungsform sind zwei Rollenlaufflächen 1a an
der äußeren Umfangsoberfläche der Gewindewelle 1 ausgebildet.
Dann sind mehrere Rollen parallel zueinander in jeder der zwei Rollenlaufflächen 1a angeordnet.
Die axialen Linien der Rollen, die parallel in den zwei Rollenlaufflächen 1a angeordnet
sind, sind zueinander entgegengesetzt. Dies soll Lasten in den entgegengesetzten
zwei Richtungen entlang der Achse der Gewindewelle tragen. Um die Rollen,
die sich in den zwei Rollenlaufflächen 1a bewegen,
zu zirkulieren, sind zwei Zirkulationselemente 3 vorgesehen.
Die Anzahl von Gewinden der Rollenumlaufspindel kann natürlich
geeignet, wie z. B. ein, zwei oder drei, in Abhängigkeit
vom Verwendungszweck der Rollenumlaufspindel bestimmt werden.
-
2 ist
eine perspektivische Ansicht der Mutter 2. Die Mutter 2 ist
ein Zylinder, der aus Kohlenstoffstahl, Chromstahl oder Edelstahl
besteht, mit der schraubenlinienförmigen belasteten Rollenlauffläche 2a,
die an der inneren Umfangsoberfläche mit einer vorbestimmten
Steigung durch Schneiden und Schleifen oder Walzen ausgebildet ist.
Die belastete Rollenlauffläche 2a weist einen
V-förmigen Querschnitt auf und ihr Öffnungswinkel
ist etwa 90 Grad. Am Ende des äußeren Umfangs
der Mutter 2 in der axialen Richtung ist ein Flansch 2b zum
Anbringen der Mutter 2 an einer anderen Vorrichtung ausgebildet.
-
3 stellt
eine Rolle 4 dar, die zwischen die Rollenlauffläche 1a der
Gewindewelle 1 und die belastete Rollenlauffläche 2a der
Mutter 2 eingefügt ist. Die Rolle 4 weist
eine zylindrische Form auf und ihr Durchmesser ist fast derselbe
wie die Länge. Die Form der Rolle 4 von der Seitenfläche
gesehen ist nahezu ein Quadrat. Die Rolle 4 weist Stirnflächen 4a auf,
die so abgeschrägt sind, dass sie mit einem vorbestimmten
Krümmungsradius R sphärisch sind. Da jede der
Stirnflächen 4a sphärisch ist, steht
die Stirnfläche 4a der Rolle 4 mit der
Rollenlauffläche 1a an einem Punkt in Kontakt.
In jedem der zwei belasteten Rollenlaufwege 6 zwischen
den belasteten Rollenlaufflächen 2a der Mutter 2 und
den Rollenlaufflächen 1a der Gewindewelle 1 sind
die Rollen 4 parallel angeordnet, wobei die Achsenlinien
von benachbarten Rollen zueinander parallel sind. Zwischen die benachbarten
Rollen 4 ist ein Halter 5 eingefügt (siehe 12).
Der Halter 5 hält die Lage jeder Rolle 4 in
einer solchen Weise, dass die Achsenlinie der Rolle 4 durch
die Mittellinie der Gewindewelle 1 verläuft.
-
Die
Rolle 4 trägt eine Last an ihrer Seitenfläche 4a,
die mit der belasteten Rollenlauffläche 2a der Mutter 2 und
der Rollenlauffläche 1a der Gewindewelle 1 in
Kontakt steht, aber sie trägt keine Last an der Stirnfläche 4a.
Daher trägt jede Rolle die Last nur in einer axialen Richtung
der Gewindewelle 1. Die Rollen 4 können
Lasten in entgegengesetzten zwei Richtungen ((1) und (2)) durch
Unterscheiden der Richtungen der Achsenlinien 4b der parallel
angeordneten Rollen 4 in den benachbarten zwei belasteten
Rollenlaufwegen 6 tragen.
-
4 stellt
eine Positionsbeziehung zwischen der Gewindewelle 1 und
dem Zirkulationselement 3 dar, das an der Mutter 2 angebracht
ist. Das Zirkulationselement 3 weist ein Zirkulationsrohr 8, das
in ein Durchgangsloch eingesetzt ist, das sich in der axialen Richtung
der Mutter 2 erstreckt, und ein Paar von Richtungsänderungswegkomponenten 12, die
an den jeweiligen Enden des Zirkulationsrohrs 8 in der
axialen Richtung angebracht sind, auf. Im Zirkulationselement 3 ist
der unbelastete Rückführungsweg so ausgebildet,
dass er ein Ende des belasteten Rollenlaufweges 6 mit dem
anderen verbindet. Der unbelastete Rückführungsweg
weist einen geraden Weg, der im Zirkulationsrohr 8 ausgebildet
ist und sich parallel zur Mittellinie der Mutter 2 gerade
erstreckt (siehe 5), und ein Paar von Richtungsänderungswegen 7,
die mit beiden Enden des geraden Weges 9 verbunden sind
und in dem Paar von Richtungsänderungswegkomponenten 12 ausgebildet sind
(siehe 6), auf. Sobald jede Rolle 4 zu einem Ende
des belasteten Rollenlaufweges 6 nach oben rollt, wird
die Rolle 4 in den Richtungsänderungsweg 7 des
Zirkulationselements 3 geführt. Nach dem Durchlauf
durch den geraden Weg 9 wird die Rolle 4 vom anderen
Richtungsände rungsweg 7 zum anderen Ende des belasteten
Rollenlaufweges 6 zurückgeführt.
-
5 stellt
das Zirkulationsrohr 8 dar. Das Zirkulationsrohr 8 ist
durch Kombinieren von zwei geteilten Stücken 8a und 8b ausgebildet.
Innerhalb des Zirkulationsrohrs 8 ist der gerade Weg 9 so
ausgebildet, dass er sich gerade parallel zur axialen Richtung der
Mutter 2 erstreckt. Dieser gerade Weg 9 ist in
einer solchen Weise verdreht, dass die Lage jeder Rolle 4,
die sich im geraden Weg 9 bewegt, gedreht wird. Wenn die
Lage der Rolle im geraden Weg 9 gedreht wird, kann die
Rolle 4, die von einem Ende des belasteten Rollenlaufweges 6 hoch
gefördert wird, zum anderen Ende des belasteten Rollenlaufweges 6 zurückgeführt
werden, wobei die Lagen der Rolle 4 an den jeweiligen Enden
des belasteten Rollenlaufweges 6 einander entsprechen.
-
Die
Passflächen der geteilten Stücke 8a und 8b sind
auf der diagonalen Linie des geraden Weges 9 des rechteckigen
Querschnitts angeordnet. Da der gerade Weg 9 verdreht ist,
sind die Passflächen 16 der geteilten Stücke 8a und 8b auch
verdreht. Am Mittelpunkt des Zirkulationsrohrs 8 in der
axialen Richtung sind die Scheitel des Rechtecks der Passflächen 16 geändert.
Dies soll verhindern, dass eine Hinterschneidung auftritt, wenn
der verdrehte gerade Weg 9 in den geteilten Stücken 8a und 8b ausgebildet
wird. An jeder der beiden Stirnflächen des Zirkulationsrohrs 8 in
der axialen Richtung ist eine Positionierungsbohrung 8c zum
Positionieren des Zirkulationsrohrs 8 ausgebildet.
-
6 ist
eine perspektivische Ansicht der Richtungsänderungswegkomponente 12.
Die Richtungsänderungswegkomponente 12 ist an
einer Stirnfläche der Mutter 2 angebracht. Die
Richtungsänderungswegkomponente 12 ist eine Kombination eines
R-Stücks 10, das die innere Umfangsseite des Richtungsänderungsweges 7 bildet,
und eines Endstücks 11, das die äußere
Umfangsseite des Richtungsänderungsweges 7 bildet.
-
In
der Richtungsänderungswegkomponente 12 ist ein
kontinuierlicher Weg 13 mit einem V-förmigen Querschnitt
kontinuierlich zur belasteten Rollenlauffläche 2a der
Mutter 2 ausgebildet. Der kontinuierliche Weg 13 erstreckt
sich gerade in der tangentialen Richtung der schraubenlinienförmigen
belasteten Rollenlauffläche 2a. Der Richtungsänderungsweg 7 erstreckt
sich gerade im kontinuierlichen Weg 13 und ist zu einem
Bogen gekrümmt. Im Richtungsänderungsweg 7 ist
ein Zwischenraum um die Rollen 4 vorgesehen. Die Tiefe
des kontinuierlichen Weges 13 ist größer
als jene der belasteten Rollenlauffläche 2a der
Mutter 2. Um zu verhindern, dass eine Höhenänderung
an einem Verbindungsabschnitt zwischen der belasteten Rollenlauffläche 2a und
dem kontinuierlichen Weg 13 auftritt, ist die belastete
Rollenlauffläche 2a abgeschrägt.
-
An
einer Kante des kontinuierlichen Weges 13 ist ein Paar
von diagonalen entsprechenden Teilen 14 entsprechend diagonalen
Teilen einer rechteckigen Seitenfläche der Rolle, die in
Richtung der Gewindewelle 1 vorstehen, ausgebildet. Diese
gepaarten diagonalen entsprechenden Teile 14 fungieren als
Förderabschnitt zum Hochfördern der Rollen 4, die
sich im belasteten Rollenlaufweg 6 bewegen, in den Richtungsänderungsweg 7.
Zwischen den gepaarten diagonalen entsprechenden Teilen 14 ist
ein V-förmiger bergförmiger Lippenabschnitt 15 (siehe 7)
zum Hochfördern des Halters 5 aus der Zirkulationslaufbahn
in den unbelasteten Rückführungsweg ausgebildet.
Wenn die Richtungsänderungswegkomponente 12 an
der Mutter 2 angebracht ist, werden die Strukturen dieser
gepaarten diagonalen entsprechenden Teile 14 und des Lippenabschnitts 15 später
beschrieben.
-
An
einer Stoßfläche der Richtungsänderungswegkomponente 12 mit
dem Zirkulationsrohr 8 ist eine Positionierungsbohrung 12a ausgebildet. Das
Zirkulationsrohr 8 und die Richtungsänderungswegkomponente 12 können
durch Einsetzen von Positionierungsstiften in die Positionierungsbohrungen 8c und 12a des
Zirkulationsrohrs 8 bzw. der Richtungsänderungswegkomponente 12 positioniert
werden.
-
7 ist
eine perspektivische Ansicht des R-Stücks 10 und 8 ist
eine perspektivische Ansicht des Endstücks 11.
Wie vorstehend beschrieben, erstreckt sich der Richtungsänderungsweg 7 gerade
im kontinuierlichen Weg 13 und ist dann zu einem Bogen
gekrümmt. Die Richtungsänderungswegkomponente 12 ist
in das R-Stück 10 der inneren Umfangsseite und
das Endstück 11 der äußeren
Umfangsseite entlang der diagonalen Linie des rechteckigen Querschnitts
des Richtungsänderungsweges 7 aufgeteilt. Wie
in 7 dargestellt, weist das R-Stück 10 einen
Flanschabschnitt 10a, der an der Stirnfläche der
Mutter 2 angebracht ist, und einen Hauptkörperabschnitt 10b,
in dem der Richtungsänderungsweg ausgebildet ist, auf.
Im Flanschabschnitt 10a ist ein Anbringungsloch 17 zum
Anbringen des R-Stücks 10 an der Mutter 2 ausgebildet.
An einem Teil des Flanschabschnitts 10, wo der kontinuierliche Weg 13 ausgebildet
ist, ist einer der gepaarten diagonalen entsprechenden Teile 14 zum
Hochfördern der Rollen 4, die sich im belasteten
Rollenlaufweg 6 bewegen, ausgebildet. Außerdem
ist im diagonalen entsprechenden Teil 14 eine Hälfte
des Lippenabschnitts 15 zum Hochfördern des Halters 5 aus
der Zirkulationslaufbahn ausgebildet. Das R-Stück 10 kann
durch Metallschneiden, Metallspritzgießen oder Harzformen
hergestellt werden.
-
Wie
in 8 dargestellt, weist das Endstück 11 einen
Flanschabschnitt 11a, der an einer Stirnfläche
der Mutter 2 angebracht werden soll, und einen Hauptkörperabschnitt 11b,
in dem der Richtungsänderungsweg 7 ausgebildet
ist, auf. In einem Teil des Flanschabschnitts 11a, in dem
der kontinuierliche Weg 13 ausgebildet ist, ist einer der
gepaarten diagonalen entsprechenden Teile 14 zum Fördern
der Rollen 4, die sich im belasteten Rollenlaufweg 6 bewegen,
ausgebildet. Außerdem ist im diagonalen entsprechenden
Teil 14 eine Hälfte des Lippenabschnitts zum Hochfördern
des Halters 5 aus der Zirkulationslaufbahn ausgebildet.
Das Endstück 11 kann durch Metallschneiden, Metallspritzgießen
oder Harzformen hergestellt werden.
-
9 ist
eine perspektivische Ansicht der Mutter 2. In der Mutter 2 ist
ein Durchgangsloch 2c ausgebildet, das sich parallel zur
Achsenlinie der Mutter 2 gerade erstreckt. Das Zirkulationsrohr 8 ist in
das Durchgangsloch 2c eingesetzt. Außerdem ist in
einer Stirnfläche 2d der Mutter 2 in
der axialen Richtung eine Aussparung 2e ausgebildet, deren Form
den Flanschabschnitten 10a und 11a der Richtungsänderungswegkomponente 12 entspricht.
Das R-Stück 10 und das Endstück 11 werden
zusammengesetzt, ihre Flanschabschnitte 10a und 11a werden in
die Aussparung 2e eingefügt und eine Schraube (nicht
dargestellt) wird in die Mutter eingefügt, so dass die
Richtungsänderungswegkomponente 12 an der Mutter 2 angebracht
werden kann.
-
10 und 11 stellen
die Richtungsänderungswegkomponente 12 an der
Stirnfläche 2d der Mutter 2 angebracht
dar. Wenn die Richtungsänderungswegkomponente 12 an
der Mutter 2 angebracht ist, steht der bergförmige
Lippenabschnitt 15 in das Gewinde der belasteten Rollenlauffläche 1a der
Mutter 2 oder zur Seite der Gewindewelle 1 vor.
Er ist vielmehr auf der Seite des Gewindebodens 1c als
am Gewinde 1b der Rollenlauffläche 1a der
Gewindewelle 1 angeordnet und er kommt nicht mit dem Gewindeboden 1c in
Kontakt. Der Scheitel 15a des Lippenabschnitts 15 verläuft
entlang der schraubenlinienförmigen Linie der Rollenlauffläche 1a der
Gewindewelle 1. Der Krümmungsradius des Scheitels 15a in
der axialen Richtung der Gewindewelle 1 gesehen ist größer
als der Radius des Gewindebodens 1c und kleiner als der
Krümmungsradius des Gewindes 1b.
-
12 stellt
die Rollen 4 und den Halter 5, die sich im schraubenlinienförmigen
belasteten Rollenlaufweg 6 bewegen und durch ein Paar von
diagonalen entsprechenden Teilen 14 und den Lippenabschnitt 15 hoch
gefördert werden, dar. Die Breite zwischen den gepaarten
diagonalen entsprechenden Teilen 14 wird schmäler,
wenn sie näher an der Rückseite des Richtungsänderungsweges 7 liegen.
Die gegenüberliegenden Oberflächen 12b der
Seite der Gewindewelle 1 der Richtungsänderungswegkomponente 12 ist
eine gekrümmte Oberfläche, die einen Teil des
Zylinders bildet, während die Breite zwischen den gepaarten
diagonalen entsprechenden Teilen 14 durch gerades Verlängern
des kontinuierlichen Weges 13 spontan schmäler
wird. Die Rollen 4 werden in den Richtungsänderungsweg 7 geführt,
wenn sie an den diagonalen Teilen 4e durch die gepaarten
diagonalen entsprechenden Teile 14 gehalten werden.
-
Der
zwischen die Rollen 4 eingefügte Halter 5 zirkuliert
gewöhnlich in derselben Zirkulationslaufbahn wie jene der
Rollen 4. Wenn jedoch ein Raum zwischen der Rolle 4 und
dem Halter 5 vorhanden ist, gelangt der Halter 5 manchmal
aus der normalen Zirkulationslaufbahn. Der Lippenabschnitt 15 fördert den
Halter 5 aus der Zirkulationslaufbahn und führt ihn
in den Richtungsänderungsweg 7. Die Innenwandoberfläche 15b des
Lippenabschnitts 15 ist von der Laufbahn der Rollen entfernt
und wird mit den Rollen 4 außer Kontakt gehalten.
Daher stehen die Rollen 4 mit der Kante 15c auf
der Seite des belasteten Rollenlaufweges des Lippenabschnitts 15 in
Kontakt und es kann verhindert werden, dass die Kante 15c gebrochen
wird.
-
13A und 13B stellen
das Fördern der Rolle 4 durch die gepaarten diagonalen
entsprechenden Teile 14 dar (wobei 13A die
Rolle 4 darstellt, deren Fördern begonnen wird,
und 13B die Rolle 4 darstellt,
die gefördert wird). Wenn sich die Rolle 4 vom
belasteten Rollenlaufweg 6 zum Richtungsänderungsweg 7 bewegt,
legen die diagonalen entsprechenden Teile 14, die im R-Stück 10 und
Endstück 11 vorgesehen sind, die diagonalen Teile 4e der
Rolle ein und führen sie in den Richtungsänderungsweg 7.
Die Breite zwischen den gepaarten diagonalen entsprechenden Teilen 14 wird allmählich
schmäler, wenn sie zur Rückseite des Richtungsänderungsweges 7 verlaufen,
derart, dass der Querschnitt des Richtungsänderungsweges 7, der
durch den kontinuierlichen Weg 13 und die gepaarten diagonalen
entsprechenden Teile 14 gebildet wird, allmählich
einem Rechteck nahe kommt. Daher wird die Kontaktfläche
zwischen dem diagonalen Teil 4e der Rolle 4 und
dem diagonalen entsprechenden Teil 14 allmählich
größer und die Rolle 4 kann leicht in
die Rückseite des Richtungsänderungsweges 7 gelangen.
-
14A und 14B stellen
einen Lippenabschnitt 15 dar. 14A stellt
das kombinierte R-Stück 10 und Endstück 11 dar
und 14B stellt den Lippenabschnitt 15 dar,
von dem das Endstück 11 entfernt ist. Die Innenwandoberfläche 15b des
Lippenabschnitts ist in einer Seitenfläche 31a verjüngt ausgebildet,
die einen virtuellen Versuchspol von 14B bildet.
Die Innenwandoberfläche 15b des Lippenabschnitts 15 ist
in einer solchen Weise verjüngt, dass die Querschnittsfläche
des Richtungsänderungsweges 7 vom Richtungsänderungsweg 7 zum
belasteten Rollenlaufweg 6 allmählich größer wird.
Dies soll verhindern, dass die Rollen 4 mit der Innenwandoberfläche 15b des
Lippenabschnitts 15 in Kontakt kommen. Wenn die Innenwandoberfläche 15b des
Lippenabschnitts 15 verjüngt ist, kann hier der
Scheitel der Kante des Lippenabschnitts 15 manchmal verlagert
werden.
-
15 stellt
einen Querschnitt der Innenwandoberfläche 15b des
Lippenabschnitts 15 dar. Die vorstehend beschriebene verjüngte
Innenwandoberfläche 15b des Lippenabschnitts 15 ist
in einer solchen Weise zu einer V-Form ausgebildet, dass ein Scheitelwinkel α,
der durch Verbinden der Innenwände der gepaarten diagonalen
entsprechenden Teile 14 und eines Scheitels 33 auf
der diagonalen Linie 32 gebildet wird, die die diagonalen
Teile 4b der Rolle 4 verbindet, die durch die
gepaarten diagonalen entsprechenden Teile 14 gefördert
wird, wobei die diagonalen Teile 4f mit den gepaarten diagonalen
entsprechenden Teilen außer Kontakt stehen, geringer ist
als 90 Grad.
-
16 ist
eine perspektivische Detailansicht des Lippenabschnitts und der
diagonalen entsprechenden Teile 14. Die Rolle 4 wird
durch die diagonalen entsprechenden Teile 14, die am Ende
des kontinuierlichen Weges 13 ausgebildet sind, hoch gefördert.
Die Breite zwischen den gepaarten diagonalen entsprechenden Teilen 14 wird
schmäler, wenn sie näher an der Rückseite
des kontinuierlichen Weges 13 liegen, und schließlich
sind sie ohne Raum dazwischen miteinander verbunden. Der Halter 5,
der von der Zirkulationslaufbahn entfernt liegt, wird in den Richtungsänderungsweg 7 in
Kontakt mit der Innenwandoberfläche 15b des Lippenabschnitts 15 hoch gefördert.
Die Rolle kommt nicht mit der Innenwandoberfläche 15b des
Lippenabschnitts 15 in Kontakt. Die gestrichelte Linie
in der Figur gibt die Grenze zwischen dem Bogenteil und dem geraden
Teil des kontinuierlichen Weges 13 an.
-
17 und 18 stellen
weitere Beispiele des an der Mutter 2 anzubringenden Zirkulationselements
dar. Das Zirkulationselement 3 weist ein Zirkulationsrohr 108,
das in ein Durchgangsloch eingesetzt werden soll, das sich in der
axialen Richtung der Mutter 2 erstreckt, und ein Paar von
Richtungsänderungswegkomponenten, die an den jeweiligen
Enden des Zirkulationsrohrs 108 in der axialen Richtung
angebracht werden sollen, auf. Im Zirkulationselement 3 ist
ein unbelasteter Rückführungsweg ausgebildet, der
ein Ende des belasteten Rollenlaufweges 6 mit dem anderen
verbindet. Der unbelastete Rückführungsweg weist
einen geraden Weg 109, der sich gerade parallel zur Mittellinie
der Mutter 2 erstreckt (siehe 23), und
ein Paar von gekrümmten Richtungsänderungswegen
auf, die mit den jeweiligen Enden des geraden Weges 109 verbunden
sind und in den gepaarten Richtungsänderungswegkomponenten 112 ausgebildet
sind. Sobald sich jede Rolle 4 zu einem Ende des belasteten
Rollenlaufweges 6 hoch bewegt, wird sie in den Richtungsänderungsweg
des Zirkulationselements 3 geführt, verläuft durch
den geraden Weg 109 und den entgegengesetzten Richtungsänderungsweg
und wird zum anderen Ende des belasteten Rollenlaufweges 6 zurückgeführt.
-
Das
Zirkulationsrohr 108 ist eine Kombination von zwei geteilten
Stücken 108a und 108b. 18 stellt
das Zirkulationsrohr 108 dar, von dem ein geteiltes Stück 108b entfernt
ist. Innerhalb des Zirkulationsrohrs 108 ist ein gerader
Weg 109 gerade parallel zur axialen Richtung der Mutter 2 ausgebildet.
Dieser gerade Weg 109 ist so verdreht, dass die Lage jeder
Rolle 4, die sich im geraden Weg 109 bewegt, gedreht
werden kann. Wenn die Lage der Rolle im geraden Weg 109 gedreht
wird, wird es möglich, die Rolle 4, die von einem
Ende des belasteten Rollenlaufweges 6 gefördert
wird, zum anderen Ende des belasteten Rollenlaufweges 6 zurückzuführen, wobei
die Lagen der Rolle 4 an den jeweiligen Enden des belasteten
Rollenlaufweges 6 aufeinander abgestimmt sind.
-
Die
Passflächen der geteilten Stücke 108a und 108b liegen
auf der diagonalen Linie des geraden Weges 109 des rechteckigen
Querschnitts. Da der gerade Weg 109 verdreht ist, sind
die Scheitel des Rechtecks für die Passflächen 116 an
einem Mittelpunkt in der axialen Richtung des Zirkulationsrohrs 108 verändert.
Dies soll das Auftreten einer Hinterschneidung verhindern, wenn
der verdrehte gerade Weg 109 in den geteilten Stücken 108a und 108b ausgebildet
wird. In jeder Stirnfläche des Zirkulationsrohrs 108 in
der axialen Richtung ist ein Positionierungsloch zum Positionieren
des Zirkulationsrohrs ausgebildet.
-
Die
Richtungsänderungswegkomponente 112 ist an einer
Stirnfläche der Mutter 2 angebracht. 19 stellt
eine perspektivische Ansicht der Richtungsänderungswegkomponente
dar. Die Richtungsänderungswegkomponente 112 weist
eine Kombination eines R-Stücks 110, das die innere
Umfangsseite des Richtungsänderungsweges bildet, und eines Endstücks 111,
das die äußere Umfangsseite des Richtungsänderungsweges 107 bildet,
auf.
-
In
der Richtungsänderungswegkomponente 112 ist ein
V-förmiger bergartiger Lippenabschnitt 114 vorgesehen,
der in Richtung der Rollenlauffläche 1a mit V-förmigem
Querschnitt der Gewindewelle 1 vorsteht und die Rollen 4,
die sich im belasteten Rollenlaufweg 6 bewegen, in den
Richtungsänderungsweg hoch fördert. Wenn die Richtungsänderungswegkomponente 112 an
der Mutter 2 angebracht ist, ist die Kante 114a des
Lippenabschnitts 114 nahe der Rollenlauffläche 1a mit
V-förmigem Querschnitt der Gewin dewelle 1 angeordnet.
Das Ende 107e des Richtungsänderungsweges 107 auf
der entgegengesetzten Seite zum Lippenabschnitt 114 ist
zur belasteten Rollenlauffläche 2a mit V-förmigen
Querschnitt der Mutter 2 kontinuierlich. In der Kontaktfläche 112a der
Richtungsänderungswegkomponente 112 mit dem Zirkulationsrohr 108 ist
eine Positionierungsbohrung 115 ausgebildet. Ein Positionierungsstift wird
in die Positionierungsbohrung 115 der Richtungsänderungswegkomponente 112 und
des Zirkulationsrohrs 108 eingesetzt, sie können
positioniert werden.
-
20 ist
eine perspektivische Ansicht des R-Stücks 110 und 21 ist
eine perspektivische Ansicht des Endstücks 111.
Der Richtungsänderungsweg 107 ist gekrümmt,
aber nicht verdreht. Die Richtungsänderungswegkomponente 112 ist
in das R-Stück 110 der inneren Umfangsseite und
das Endstück 111 der äußeren
Umfangsseite entlang der diagonalen Linie des Richtungsänderungsweges 107 des
rechteckigen Querschnitts unterteilt. Wie in 20 dargestellt,
weist das R-Stück 110 einen Flanschabschnitt 110a zum
Anbringen an der Stirnfläche der Mutter 2 und
einen Hauptkörperabschnitt 110b auf, in dem der
Richtungsänderungsweg 107 ausgebildet ist. Im
Flanschabschnitt 110a ist ein Anbringungsloch 117 zum
Anbringen des R-Stücks 110 an der Mutter 2 ausgebildet.
An einem Teil des Flanschabschnitts 110a, in dem der Richtungsänderungsweg 107 ausgebildet
ist, ist eine Hälfte des Lippenabschnitts 114 zum
Fördern der Rollen 4, die sich im belasteten Rollenlaufweg 6 bewegen,
ausgebildet. Das R-Stück 110 kann durch Metallschneiden
oder Harzformen hergestellt werden.
-
Wie
in 21 dargestellt, weist das Endstück 111 einen
Flanschabschnitt 111a, der an der Stirnfläche
der Mutter 2 angebracht ist, und einen Hauptkörperabschnitt 111b,
in dem der Richtungsänderungsweg 107 ausgebildet
ist, auf.
-
Im
Abschnitt des Flanschabschnitts 111a, in dem der Richtungsänderungsweg 107 ausgebildet ist,
ist eine Hälfte des Lippenabschnitts 114 zum Hochfördern
der Rollen 4, die sich im belasteten Rollenlaufweg 6 bewegen,
ausgebildet. Das Endstück 111 kann durch Schneiden
von Metall oder Harzformen ausgebildet werden.
-
Wie
in 22 dargestellt, werden das R-Stück 110 und
das Endstück 111 aufeinander überlagert,
eine Schraube (nicht dargestellt) wird in ihre Flanschabschnitte 110a und 111a eingesetzt
und die Schraube wird in die Stirnfläche der Mutter 2 eingefügt,
um dadurch die Richtungsänderungswegkomponente 112 an
der Mutter 2 anzubringen. Wenn die Richtungsänderungswegkomponente 112 an
der Mutter angebracht ist, ist der Lippenabschnitt 114 innerhalb
des Gewindes 1c der Rollenlauffläche 1a der Gewindewelle
angeordnet, er kommt jedoch nicht mit dem Gewindeboden 1d der
Rollenlauffläche 1a in Kontakt.
-
23 stellt
eine Struktur des Richtungsänderungsweges 107 in
der axialen Richtung der Gewindewelle 1 gesehen dar. In 23 ist
das Endstück 111 entfernt. Die Doppelpunktstrichlinie
in der Figur gibt die Mittellinie 107a des Richtungsänderungsweges 107 an
und die gestrichelte Linie gibt die tangentiale Richtung 6a des
belasteten Rollenlaufweges 6 an. Der Richtungsänderungsweg 107 weist einen
Förderweg 107b auf, wo ein Lippenabschnitt 114 ausgebildet
ist. Am Verbindungspunkt zwischen dem belasteten Rollenlaufweg 6 und
dem unbelasteten Rückführungsweg ist die Mittellinie 107a des
Förderweges 107b, der mit dem belasteten Rollenlaufweg 6 verbunden
ist, außerhalb der tangentialen Richtung 6a der
Mittellinie 6b des belasteten Rollenlaufweges 6,
d. h. innerhalb der Mutter 2, angeordnet. Mit anderen Worten,
die Bewegungsrichtung innerhalb des Förderweges 107b jeder
Rolle 4, die sich vom belasteten Rollenlaufweg 6 zum
Förderweg 107b bewegt, ist zur Außenseite
der tangentialen Richtung des belasteten Rollenlaufweges 6 gerichtet. Um
den Förderweg 107b mit dem geraden Weg 109 zu
verbinden, ist dann der Richtungsänderungsweg 107 an
einem Mittelpunkt zur geraden Linie 109 zu einem Bogen
gekrümmt und ist mit dem Ende des geraden Weges 109 verbunden.
Nachdem die Mittellinie 107a des Richtungsänderungsweges 107 konstruiert
ist, wie vorstehend beschrieben, wird die Rolle 4 entlang
der Mittellinie 107 bewegt, wodurch der Richtungsänderungsweg 107 konstruiert
werden kann. Hier ist die Mittellinie 10 des Richtungsänderungsweges 107 in
der Seitenflächenrichtung der Gewindewelle 1 gesehen
die Richtung in der Steigungsrichtung der Gewindewelle 1.
-
Da
die Bewegungsrichtung jeder Rolle 4 innerhalb des Förderabschnitts 107b aus
der tangentialen Richtung 6a heraus gerichtet ist, kann
die Kante 114a des Lippenabschnitts 114 in Richtung
des belasteten Rollenlaufweges 6 verlängert werden,
während die genügende Dicke des Lippenabschnitts 114 sichergestellt
ist. Mit dieser Struktur wird der uneingeschränkte Bereich
der Rolle 4 vom belasteten Rollenlaufweg 6 in
den Lippenabschnitt 114 verkürzt und es wird möglich,
ein Schrägstellen der Rolle 4 im uneingeschränkten
Bereich zu verhindern.
-
24 stellt
die Laufbahn jeder Rolle 4 dar, die durch den Lippenabschnitt 114 hoch
gefördert wird. Im belasteten Rollenlaufweg 6 rollt
die Rolle 4 in Linienkontakt mit den zwei Punkten der Rollenlauffläche 1a der
Gewindewelle 1 und der belasteten Rollenlauffläche 2a der
Mutter 2. Sobald die Rolle 4 zu einem Ende des
belasteten Rollenlaufweges 6 hoch bewegt ist, tritt sie
in den Lippenabschnitt 114 ein. Direkt bevor die Rolle 4 aus
dem belasteten Rollenlaufweg 6 gelangt, tritt dort ihr
Ende in der Bewegungsrichtung in den Lippenabschnitt 114 ein.
Wie in 25 dargestellt, bedeckt genauer
gesagt, wenn das Zentrum 4d der Rolle 4 am Übergangspunkt
vom belasteten Rollenlaufweg 6 zum unbelasteten Rückführungsweg
angeordnet ist, die Kante 114 des Lippenabschnitts 114 das
Ende der Rolle 4 in der Bewegungsrichtung. Mit andren Worten,
der Abstand L1 von der Grenze 120 zwischen dem belasteten
Rollenlaufweg und dem unbelasteten Rückführungsweg zum
Lippenabschnitt 114 (siehe 25) ist
kleiner als der Radius der Rolle 4. Der Winkel α1
der Mittellinie 107a des Förderweges 107b relativ
zur tangentialen Richtung 6a (siehe 23) ist
auf einen solchen Winkel gesetzt, dass die Kante 114a des
Lippenabschnitts 114 das Ende der Rolle 4 in der
Bewegungsrichtung bedeckt.
-
Wie
in 25 dargestellt, tritt die Rolle 4 in den
Lippenabschnitt 114 ein, während sie die Lage innerhalb
des belasteten Rollenlaufweges 6 beibehält. Daher
ist es möglich, ein Schrägstellen der Rolle 4,
die sich vom belasteten Rollenlaufweg 6 zum Lippenabschnitt 114 bewegt,
zu verhindern. Wenn die Rolle 4 in den Lippenabschnitt 114 eintritt,
ist die Kante 114a des Lippenabschnitts 114 außer
Kontakt mit der Rolle 4. Daher ist es möglich,
eine Beschädigung an der Kante 114a des Lippenabschnitts 114 zu
verhindern. Wenn die Rolle 4 weiter in den Lippenabschnitt 114 gelangt,
kommt die Innenwandoberfläche des Lippenabschnitts 114 mit
der Seitenfläche der Rolle 4 in Kontakt und sie
führt die Rolle 4 in den Richtungsänderungsweg 107.
-
26 und 27 stellen
den Richtungsänderungsweg 107 dar, der im R-Stück 110 und
im Endstück 111 ausgebildet ist. Der Richtungsänderungsweg 107 des
R-Stücks 110 und des Endstücks 111 weist
den Förderabschnitt 107b, der außerhalb
die tangentiale Richtung 6a des belasteten Rollenlaufweges 6 gerichtet
ist, einen gebogenen Zwischenweg 107c und einen Verbindungsweg 107d,
der den Zwischenweg 107c mit dem geraden Weg 109 verbindet,
auf.
-
28A und 28B sind
Seitenansichten einer Rolle 4, 121, die sich im
Zirkulationsweg bewegt. Die Rolle 4 in 28A weist sphärische Stirnflächen
auf und die Rolle 121 in 28B weist
kreisförmig abgeschrägte Stirnflächen 121a auf.
Wenn die Rolle 121 mit abgeschrägten Stirnflächen
verwendet wird, um zu zirkulieren, wird sie an der Kante 114a des
Lippenabschnitts 114 sicherer eingeschränkt. Dies
offenbart, dass sich die Rolle 4 sanfter bewegen kann,
wenn sie sphärische Stirnflächen aufweist. Wenn
die Stirnfläche 4a der Rolle 4 sphärisch
ist, wird außerdem der Krümmungsradius der Stirnfläche 4a größer
als jener der kreisförmig abgeschrägten Rolle 4.
Die Neigung der tangentialen Richtung 4f der Stirnfläche 4a bei
der Höhenänderung kann kleiner sein als die Neigung 121e der
Rolle 121, auch wenn sich die Rolle auf der Höhenänderung
zwischen den Komponenten bewegt. Daher wird verhindert, dass die
Rolle 4 im Höhenunterschied eingefangen wird. Wenn
die Stirnfläche 4a der Rolle sphärisch
ist, wird hier die Rolle 4 leicht geneigt und daher ist
es bevorzugt, dass der Halter zwischen benachbarte Rollen 4 eingefügt
wird, um ein Schrägstellen zu verhindern.
-
29 stellt
ein weiteres Beispiel des Lippenabschnitts 114 dar. Der
Lippenabschnitt 114 bildet einen Berg durch Kombinieren
eines ersten Wandteils 126b und eines zweiten Wandteils 126a am
Scheitel 126c. Der erste Wandteil 126b ist zur Stirnflächenseite
der Rolle angeordnet und der zweite Wandteil 126a ist zur
Seitenflächenseite der Rolle 4 angeordnet. Der
erste Wandteil 126b ist abgeschnitten. Die Kante 128b des
ersten Wandteils 126b, ist von der Kante 128a des
zweiten Wandteils 126a, die am Scheitel 126c beginnt,
verschoben und die Kante 128b ist vom belasteten Rollenlaufweg 6 mehr
als die Kante 128a des zweiten Wandteils 126a entfernt.
Da die Länge des Lippenabschnitts 114 zwischen
der Stirnflächenseite und der Seitenflächenseite
der Rolle 4 unterschieden ist, wird es folglich möglich,
zuerst die Seitenfläche der Rolle 4 und dann die
Stirnfläche der Rolle 4 einzuschränken.
Wenn die Stirnfläche der Rolle 4 am Lippenabschnitt 114 anliegt,
kann der Lippenabschnitt 114 beschädigt werden.
Da die Seitenfläche der Rolle 4 zuerst eingeschränkt
wird, wird dann, nachdem der Winkel der Stirnfläche der
Rolle 4 konstant gehalten wird, die Stirnfläche
der Rolle 4 eingeschränkt, wodurch eine Beschädigung
am Lippenabschnitt 114 verhindert wird.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend erwähnten
beispielhaften Ausführungsformen begrenzt und kann in verschiedenen
Formen verkörpert werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung
abzuweichen. Der kontinuierliche Weg der Richtungsänderungswegkomponente
kann sich beispielsweise außerhalb nicht in die tangentiale
Richtung des belasteten Rollenlaufweges der Mutter, sondern in die
tangentiale Richtung in der axialen Richtung der Mutter gesehen
gerichtet erstrecken. Mit dieser Struktur können die gepaarten
diagonalen entsprechenden Teile die diagonalen Teile der Rollen stabiler
halten und auch der Rollen, die gerade aus dem belasteten Rollenlaufweg
hinaus gelangt sind.
-
Das
Zirkulationselement ist nicht auf ein solches Zirkulationselement
vom Endkappentyp begrenzt wie in den Ausführungsformen
und kann ein Rückführungsrohr sein, das durch
Biegen beider Enden eines Rohrs ausgebildet wird. Außerdem
können die Rollen parallel angeordnet sein, wobei die Achsenlinien
der benachbarten Rollen zueinander parallel gehalten werden, oder
können quer angeordnet sein, wobei die Achsenlinien zueinander
senkrecht sind. Jede verwendete Rolle kann eine verjüngte
Rolle mit verjüngten Seitenflächen anstelle einer
zylindrischen Rolle sein. Ferner können die Achsenlinien von
mehreren Rollen, die in den jeweiligen zwei Rollenlaufflächen
parallel angeordnet sind, in derselben Richtung gerichtet sein.
Ferner kann der Förderabschnitt beispielsweise nicht der
Lippenabschnitt sein, der zur Gewindewellenseite vorsteht, wie vorstehend beschrieben,
sondern ein bootbodenförmiger Förderabschnitt
zum Fördern der Teile auf der diagonalen Linie der Rolle
wie ein Bootbodenfördern einer Kugelumlaufspindel.
-
Die
vorliegende Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nrn. 2007-286791 , eingereicht
am 2. November 2007, und
2007-286792 ,
eingereicht am 2. November 2007, wobei ihre Inhalte durch Bezugnahme
mit aufgenommen sind.
-
Zusammenfassung
-
Es
wird eine Rollenumlaufspindel geschaffen, die in der Lage ist zu
verhindern, dass Rollen, die sich von einem unbelasteten Rückführungsweg
zu einem belasteten Rollenlaufweg bewegen, mit einem Förderabschnitt
zur Kollision kommen. Die Rollenumlaufspindel besitzt: eine Gewindewelle 1 mit
einer schraubenlinienförmigen Rollenlauffläche 1a,
die an einer äußeren Umfangsoberfläche
davon ausgebildet ist; eine Mutter 2 mit einer belasteten
Rollenlauffläche 2a, die in einer inneren Umfangsoberfläche davon
ausgebildet ist; ein Zirkulationselement 3 mit einem unbelasteten
Rückführungsweg, der ein Ende der belasteten Rollenlauffläche 2a der
Mutter 2 mit einem entgegengesetzten Ende davon verbindet;
und mehrere Rollen 4, die in einem belasteten Rollenlaufweg 6 und
im unbelasteten Rückführungsweg angeordnet sind.
Im Zirkulationselement 3 ist als Förderabschnitt,
der in Richtung der Gewindewelle 1 vorsteht und zum Hochfördern
der Rollen 4, die sich im belasteten Rollenlaufweg 6 bewegen,
in den unbelasteten Rückführungsweg vorgesehen
ist, ein Paar von diagonalen entsprechenden Teilen 14 vorgesehen,
die nur mit diagonalen Teilen 4e einer rechteckigen Seitenfläche
jeder Rolle 4 in Kontakt stehen, und zwischen denen eine
Breite allmählich schmäler ist, wenn sie sich
der Rückseite des unbelasteten Rückführungsweges
nähern, derart, dass ein Querschnitt des unbelasteten Rückführungsweges
einem Rechteck näher ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2006-118649 [0005]
- - JP 11-210858 [0005]
- - JP 2007-286791 [0107]
- - JP 2007-286792 [0107]