DE112008003181B4

DE112008003181B4 - Rollengewindetrieb

Info

Publication number: DE112008003181B4
Application number: DE112008003181.9T
Authority: DE
Inventors: Kentaro Nishimura; Tetsuya Miura; Akimasa Yoshida; Soshi Miyahara; Yusuke Todoroki; Takashi Sakuyama
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2023-10-12
Anticipated expiration: 2028-11-15
Also published as: US20100282011A1; DE112008003181T5; JPWO2009069478A1; CN101874167B; US8739646B2; JP4712894B2; WO2009069478A1; TW200936913A; CN101874167A; TWI435986B

Abstract

Rollengewindetrieb, der aufweist:eine Gewindespindel (1), die auf einer Außenumfangsfläche eine helixförmige Rollfläche (1a) aufweist,eine Mutter (2), die auf einer Innenumfangsfläche eine helixförmige belastete Rollfläche (2a) aufweist, wobei die belastete Rollfläche (2a) der Rollfläche (1a) der Gewindespindel (1) gegenüberliegt,zumindest ein Zirkulationsglied (7), das in der Mutter (2) angeordnet ist und mit einem unbelasteten Rückführpfad (8) versehen ist, der ein Ende mit dem anderen Ende der weniger als eine Windung umfassenden belasteten Rollfläche (2a) der Mutter (2) verbindet, undeine Vielzahl von Rollen (4), die in zumindest einem eine Windung umfassenden Rollenzirkulationspfad angeordnet sind, der durch einen belasteten Rollpfad (6) mit weniger als einer Windung zwischen der Rollfläche (1 a) der Gewindespindel (1) und der belasteten Rollfläche (2a) der Mutter (2) und durch den unbelasteten Rückführpfad (8) des Zirkulationsglieds (7) gebildet wird,wobei das Zirkulationsglied (7) ausgebildet ist, um die Rollen (4), die an einem Ende des belasteten Rollpfads (6) mit weniger als einer Windung angekommen sind, zu dem unbelasteten Rückführpfad (8) zu führen und um die Rollen (4) zu dem anderen Ende des belasteten Rollpfads (6) mit weniger als einer Windung zurückzuführen, wenn die Gewindespindel (1) relativ zu der Mutter (2) gedreht wird,der unbelastete Rückführpfad (8) des Zirkulationsglieds (7) einen quadratischen Querschnitt in Entsprechung zu den Seitenflächen der Rollen (4) aufweist und weiterhin verdreht ist, um die Ausrichtungen der sich entlang des unbelasteten Rückführpfads (8) bewegenden Rollen (4) zu drehen, unddas Zirkulationsglied (7) durch zwei Teilglieder (7a, 7b) gebildet wird, die entlang einer diagonalen Linie des unbelasteten Rückführpfads (8) mit dem quadratischen Querschnitt miteinander verbunden sind, so dass kein Hinterschnitt verursacht ist.

Description

Stand der Technik
Vor kurzem wurden Rollengewindetriebe entwickelt, in denen Rollen zwischen einem Schraubenschaft und einer Mutter angeordnet sind, sodass die Rollen gerollt werden können. Weil sie einen linearen Kontakt zwischen den Rollen und einer Rollfläche vorsehen, weisen Rollengewindetriebe gegenüber Kugelgewindetrieben den Vorteil auf, dass sie eine größere Last halten können. Im Vergleich zu den Kugeln, die in allen Richtungen rollen können, weisen die Rollengewindetriebe jedoch den Nachteil auf, dass die Zirkulation der Rollen schwierig ist, weil die Rollen nur entlang einer Richtung rollen können.
Der Rollengewindetrieb weist einen Zirkulationspfad auf, der durch einen belasteten Rollpfad zwischen einer spiralförmigen Rollfläche auf der Außenumfangsfläche des Schraubenschafts und einer spiralförmigen belasteten Rollfläche auf der Innenumfangsfläche der Mutter sowie durch einen unbelasteten Rückführpfad zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende des belasteten Rollpfads gebildet wird. Der unbelastete Rückführpfad ist an einem Zirkulationsglied ausgebildet, das an der Mutter angebracht ist. Wenn die Schraubenwelle relativ zu der Mutter gedreht wird, nimmt der Zirkulationspfad die Rollen, die zu dem einen Ende des belasteten Rollpfads gerollt sind, auf und führt die Rollen über den unbelasteten Rückführpfad zu dem anderen Ende des belasteten Rollpfads zurück. Durch die Anbringung des Zirkulationsglieds wird der unbelastete Rückführpfad vorgesehen.
In dem herkömmlichen Rollengewindetrieb ist die Anzahl der Windungen des belasteten Rollpfads größer als 2 oder 3 vorgesehen. Wenn ein Rückführrohr als Zirkulationsglied verwendet wird, ist die Anzahl der Windungen des belasteten Rollpfads zum Beispiel auf 2,5 Windungen, 3,5 Windungen oder auf eine ähnliche Anzahl gesetzt (siehe die Patentreferenz 1). Es kann aber auch ein Zirkulationsglied des Endkappentyps verwendet werden, bei dem die Anzahl der Windungen des belasteten Rollpfads zum Beispiel auf 3,8 Windungen, 4,8 Windungen oder eine ähnliche Anzahl gesetzt ist (siehe die Patentreferenz 2).

Patentreferenz 1: offen gelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. JP 2001 - 241 527 A
Patentreferenz 2: offen gelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. JP 2006 - 118 649 A

Weiterer Stand der Technik ist aus den Dokumenten DE 10 2004 045 958 A1 und DE 101 09 505 A1 bekannt.
Beschreibung der Erfindung
Problemstellung der Erfindung
Wenn die an dem einen Ende des belasteten Rollpfads aufgegriffenen Rollen zu dem anderen Ende des belasteten Rollpfads zurückgeführt werden, müssen die Ausrichtungen der Rollen der Querschnittform des belasteten Rollpfads entsprechen. Um diese Anforderung zu erfüllen, ist der unbelastete Rückführpfad des Zirkulationsglieds derart verdreht, dass die Rollen ihre Ausrichtungen verändern können, während sie durch den unbelasteten Rückführpfad gehen. Je größer jedoch die Verdrehung des unbelasteten Rückführpfads ist, desto schwerer lässt sich eine gleichförmige Bewegung der Rollen durch den unbelasteten Rückführpfad erzielen. Je kleiner also die Verdrehung des unbelasteten Rückführpfads ist, desto gleichmäßiger können sich die Rollen durch den unbelasteten Rückführpfad bewegen. Wenn der durch die Rollen zurückgelegte Zirkulationspfad länger ist, ist die Gefahr eines Kippens (einer Schrägstellung) der Rollen größer.
Die Erfinder haben erkannt, dass eine Korrelation zwischen der Anzahl der Windungen des belasteten Rollpfads und der Verdrehung des unbelasteten Rückführpfads besteht und eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung des Rollengewindetriebs zu vereinfachen.
Problemlösung
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung zusammenfassend beschrieben.
Die Problemstellung oder Aufgabe der Erfindung wird mit dem Gegenstand von Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung ist gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Zirkulationsglied Aufgreifteile aufweist, die an beiden Enden des unbelasteten Rückführpfads in der Längsrichtung angeordnet sind, wobei die Aufgreifteile die Rollen, die sich in dem belasteten Rollpfad bewegt haben, zu dem unbelasteten Rückführpfad aufgreifen.
Die Erfindung ist gemäß Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rollengewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2 die Anzahl der Windungen des weniger als eine Windung umfassenden belasteten Rollpfads größer als 0,5 Windungen ist.
Die Erfindung ist gemäß Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rollengewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3 die Mutter ein der Form des Zirkulationsglieds entsprechendes Platzierungsloch aufweist, das sich von einer Außenumfangsfläche zu einer Innenumfangsfläche der Mutter in einer langen und schmalen Form von einem der beiden Enden der belasteten Rollfläche mit weniger als einer Windung zu dem andren Ende derselben erstreckt, und dass das Zirkulationsglied in dem Platzierungsloch der Mutter platziert ist.
Vorteile der Erfindung
Wenn die Verdrehung des unbelasteten Rückführpfads kleiner ist, können die Rollen gleichmäßiger bewegt werden. Die Erfindung gemäß Anspruch 1 gestattet, dass die Anzahl der Windungen des belasteten Rollpfads kleiner als eine Windung ist. Auf diese Weise können die Rollen, die an einem Ende des belasteten Rollpfads angekommen sind, zu dem anderen Ende des belasteten Rollpfads geführt werden, ohne ihre Ausrichtung zu ändern (oder genauer gesagt, ohne ihre Ausrichtung stark zu drehen). Deshalb kann die Verdrehung des unbelasteten Rückführpfads kleiner vorgesehen werden. Und weil die Anzahl der Windungen des belasteten Rollpfads kleiner als eine Windung ist, kann verhindert werden, dass die Rollen aus ihrer vorbestimmten Ausrichtung kippen (in eine Schrägstellung gelangen), weil sich nämlich die Verarbeitungsgenauigkeit der Rollfläche des Schraubenschafts und der belasteten Rollfläche der Mutter sowie eine reduzierte Anzahl der Rollen in dem belasteten Rollpfad weniger auswirken.
In der Erfindung gemäß Anspruch 1 sind die Teilglieder entlang einer diagonalen Linie des unbelasteten Rückführpfads miteinander verbunden, sodass kein Hinterschnitt der Teilglieder verursacht wird. Dadurch wird die Herstellung der Teilglieder vereinfacht.
In der Erfindung gemäß Anspruch 2 können die mit einem quadratischen Querschnitt versehenen Rollen zu einer Rollfläche des Schraubenschafts zurückgeführt werden, die eine Windung vor der nächsten liegt, ohne mit dem Schraubgewinde des Schraubenschafts in Berührung zu kommen. Deshalb können sich die Rollen gleichförmig entlang des unbelasteten Rückführpfads bewegen.
In der Erfindung gemäß Anspruch 3 kann die Lastkapazität des Rollengewindetriebs erhöht werden.
In der Erfindung gemäß Anspruch 4 kann das Zirkulationsglied einfacher in die Mutter geladen werden.
Die Erfindung gestattet, dass die Anzahl der Windungen des belasteten Rollpfads kleiner als eine Windung ist. Deshalb können die Rollen, die an einem Ende des belasteten Rollpfads angekommen sind, zu dem anderen Ende des belasteten Rollpfads geführt werden, ohne ihre Ausrichtungen zu ändern (oder genauer gesagt, ohne ihre Ausrichtungen stark zu drehen). Deshalb kann die Verdrehung des unbelasteten Rückführpfads kleiner vorgesehen werden. Und weil die Anzahl der Windungen des belasteten Rollpfads kleiner als eine Windung ist, kann verhindert werden, dass die Rollen aus ihren vorbestimmten Ausrichtungen kippen (in eine Schrägstellung gelangen), weil sich nämlich die Verarbeitungsgenauigkeit der Rollfläche des Schraubenschafts und der belasteten Rollfläche der Mutter sowie eine reduzierte Anzahl der Rollen in dem belasteten Rollpfad weniger auswirken.
Kurzbeschreibung der Figuren

1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Rollengewindetrieb gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Draufsicht auf den Rollengewindetrieb.
3 ist eine Vorderansicht des Rollengewindetriebs entlang der Axialrichtung eines Schraubenschafts.
4 ist eine Schnittansicht der Rollen, die zwischen der Rollfläche des Schraubenschafts und der belasteten Rollfläche einer Mutter angeordnet sind.
5 ist eine perspektivische Ansicht der Mutter.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Ablenkglieds.
7 ist eine Vorderansicht des Ablenkglieds.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die eines der Teilglieder des Ablenkglieds zeigt.
9 ist eine Vorderansicht, die das eine Teilglied des Ablenkglieds zeigt.
10 ist eine Ansicht von unten auf das eine Teilglied des Ablenkglieds.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die das andere Teilglied des Ablenkglieds zeigt.
12 ist eine Vorderansicht, die das andere Teilglied des Ablenkglieds zeigt.
13 ist eine Ansicht von unten auf das andere Teilglied des Ablenkglieds.
14 ist eine perspektivische Ansicht, die den Schraubenschaft und das Ablenkglied zeigt.
15 ist eine Vorderansicht, die das andere Teilglied (und eine Änderung in den Ausrichtungen der sich entlang eines unbelasteten Rückführpfads bewegenden Rollen) zeigt.
16 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einer Spur entlang der Mittelachse des unbelasteten Rückführpfads und des Schraubenschafts zeigt, wobei 16(A) eine Draufsicht auf den Schraubenschaft ist und 16(B) eine Vorderansicht entlang der Axialrichtung des Schraubenschafts ist.
17 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Bewegungspfad der Axiallinie der Rollen in dem unbelasteten Rückführpfad zeigt.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Rollengewindetrieb gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Erläuterungen der Bezugszeichen

1: Schraubenschaft
1a: Rollfläche
2 und 26: Mutter
2a: belastete Rollfläche
2b: Platzierungsloch
4: Rolle
6: belasteter Rollpfad
7: Ablenkglied (Zirkulationsglied)
7a und 7b: Teilglieder
8: unbelasteter Rückführpfad
8a: Mittelteil
8b: Endteil

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
1 bis 3 zeigen einen Rollengewindetrieb gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 1 eine perspektivische Ansicht des Rollengewindetriebs ist, 2 eine Draufsicht ist und 3 eine Vorderansicht entlang einer Axialrichtung eines Schraubenschafts ist.
Der Rollengewindetrieb umfasst einen Schraubenschaft 1, auf dessen Außenumfangsfläche eine spiralförmige Rollfläche 1a ausgebildet ist, und eine Mutter 2, auf deren Innenumfangsfläche eine spiralförmige belastete Rollfläche 2a gegenüber der Rollfläche 1a ausgebildet ist. Zwischen der Rollfläche 1a des Schraubenschafts 1 und der belasteten Rollfläche 2a der Mutter 2 sind eine Vielzahl von belasteten Rollpfaden 6 (siehe 14) mit jeweils weniger als einer Windung angeordnet. Ablenkglieder 7 sind an der Mutter 2 angeordnet, wobei das Ablenkglied als Zirkulationsglied zum Zirkulieren von Rollen dient und die beiden Enden des belasteten Rollpfads 6 verbindet. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Vielzahl von Rollenzirkulationspfaden vorgesehen (zum Beispiel sind drei Zirkulationspfade vorgesehen), sodass auch eine Vielzahl von Ablenkgliedern 7 an verschiedenen Positionen in der Axialrichtung der Mutter 2 angeordnet und jeweils in Platzierungslöchern 2b der Mutter 2 platziert sind, wobei die Platzierungslöcher mit gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung der Mutter 2 angeordnet sind.
Der Schraubenschaft 1 wird derart ausgebildet, dass die spiralförmige Rollfläche 1a mit einer vorbestimmten Steigung auf der Außenumfangsfläche einer Stahlstange aus einem Kohlenstoffstahl, Chromstahl, Edelstahl oder einem anderen Material durch Schneiden, Schleifen oder Wälzen ausgebildet wird. Die Rollfläche 1a an dem Schraubenschaft 1 weist einen V-förmigen Querschnitt mit einem Öffnungswinkel von ungefähr 90 Grad auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Rollfläche 1a an der Außenumfangsfläche des Schraubenschafts 1 eine Rollfläche mit zwei Schienen. Es können verschiedene Anzahlen von Schienen an dem Schraubenschaft 1 vorgesehen sein, wobei etwa eine Schiene, zwei Schienen oder drei Schienen vorgesehen sein können.
Die Mutter 2 wird derart ausgebildet, dass die spiralförmige Rollfläche 2a mit einer vorbestimmten Steigung auf der Innenumfangsfläche eines Zylinders aus Kohlenstoffstahl, Chromstahl, Edelstahl oder einem anderen Material durch Schneiden, Schleifen oder Wälzen ausgebildet wird (5). Die belastete Rollfläche 2a weist einen V-förmigen Querschnitt mit einem Öffnungswinkel von ungefähr 90 Grad auf. Die Mutter 2 weist einen Außenumfang mit zwei Enden in der Axialrichtung auf, wobei ein Flansch 2c an einem der Enden ausgebildet ist, damit die Mutter 2 an einer gewünschten Komponente angebracht werden kann.
Wie in 3 gezeigt, sind mehrere Platzierungslöchern 2b jeweils derart ausgebildet, dass sie sich durch die Außen- und Innenumfangsflächen der Mutter 2 erstrecken. Die mehreren Platzierungslöcher 2b sind an verschiedenen Positionen in der Axialrichtung der Mutter 2 mit gleichen Intervallen entlang der Umfangsrichtung der Mutter 2 angeordnet. Jedes der Platzierungslöcher 2b ist ein längliches Loch, dessen Öffnung schmal ist und sich in Entsprechung zu der Außenform eines entsprechenden Ablenkglieds 7 erstreckt. In der Draufsicht der Mutter 2 ist jedes Platzierungsloch 2b mit einem Winkel α in Bezug auf die Axialrichtung des Schraubenschafts geneigt (siehe 2). Jedes der Platzierungslöcher 2b ist vorgesehen, um das eine Ende mit dem anderen Ende der belasteten Rollfläche mit weniger als einer Windung auf der Innenumfangsfläche der Mutter 2 zu verbinden. In jedem Platzierungsloch 2b ist ein Montagesitz 2b1 ausgebildet, auf dem ein Flansch 11 des Ablenkglieds 7 sitzen kann.
In jedem der Platzierungslöcher 2b ist ein Ablenkglied 7 platziert. Der Flansch 11 des Ablenkglieds 7 sitzt auf dem Montagesitz 2b1, und ein Verbindungselement wie etwa eine Schraube wird durch den Flansch in den Montagesitz 2b1 geschraubt, sodass das Ablenkglied 7 an der Mutter 2 befestigt wird. An jedem Ablenkglied 7 ist ein unbelasteter Rückführpfad ausgebildet, der ein Ende mit dem anderen Ende der geladenen Rollfläche 2a mit weniger als einer Windung an der Mutter 2 verbindet.
Ein Rollenzirkulationspfad mit einer Windung wird durch die belasteten Rollpfade 6 zwischen der Rollfläche 1a des Schraubenschafts 1 und der belasteten Rollfläche 2a der Mutter 2 sowie durch den unbelasteten Rückführpfad 8 des Ablenkglieds 7 (siehe 14) gebildet. Die Anzahl der Windungen der belasteten Rollpfade 6 ist größer als 0,5 Windungen und liegt zum Beispiel in einem Bereich zwischen 0,6 und 0,8 Windungen. Eine große Anzahl von Rollen ist in dem Rollenzirkulationspfad angeordnet.
4 zeigt eine Rolle 4, die zwischen der Rollfläche 1a des Schraubenschafts 1 und der belasteten Rollfläche 2a der Mutter 2 angeordnet ist. Jede Rolle 4 ist zylindrisch ausgebildet und weist einen Durchmesser und eine Länge auf, die ungefähr gleich sind. Wenn die Rolle 4 von der Seite betrachtet wird, ist die Form der Rolle beinahe quadratisch. Die Rolle 4 weist Endflächen 4a auf, die bogenförmig oder kugelförmig abgeschrägt sind. In den belasteten Rollpfaden 6 sind die Rollen 4 parallel angeordnet, sodass die Axiallinien der benachbarten Rollen 4 im wesentlichen parallel zueinander sind, oder aber kreuzförmig angeordnet, sodass die Axiallinien der benachbarten Rollen 4 einander kreuzen. Es können Halteglieder zwischen den benachbarten Rollen 4 vorgesehen sein, um einen Kontakt zwischen denselben zu verhindern.
Jede der Rollen 4 weist eine Seitenfläche 4c auf, die in Kontakt mit der Rollfläche 1a des Schraubenschafts 1 und der belasteten Rollfläche 2a der Mutter 2 kommt, sodass die Seitenflächen 4c eine Last halten. Die Endflächen 4a der Rollen 4 halten dagegen keine Last. Jede Rolle 4 kann also eine Last in nur einer Richtung entlang der Axialrichtung des Schraubenschafts 1 halten. Wenn die Rollen 4 kreuzförmig angeordnet sind, kann jede Rolle die Last in einander entgegen gesetzten Richtungen (in den Richtungen (1) und (2) in der Figur) halten. Im Gegensatz dazu ermöglicht eine parallele Anordnung der Rollen, dass die Rollen 4 die Last in nur einer Richtung (in der Richtung (1) oder (2) in der Figur) halten. Wenn die Last in den einander entgegen gesetzten Richtungen (in den Richtungen (1) und (2) in der Figur) gehalten werden sollen, können die Axiallinien 4b der parallel angeordneten Rollen 4 in den verschiedenen Rollenzirkulationspfaden jeweils verschieden vorgesehen werden.
6 ist eine perspektivische Ansicht der Ablenkglieder 7; und 7 ist eine Vorderansicht des Ablenkglieds 7. Jedes der Ablenkglieder 7 besteht aus einem Paar von Teilgliedern 7a und 7b, die entlang des nicht belasteten Rückführpfads voneinander getrennt werden können. Das Ablenkglied 7 weist Flansche 11 auf, die verwendet werden, um das Ablenkglied 7 an der Mutter 2 zu befestigen. Wie in 7 gezeigt, weist das Ablenkglied 7 eine untere Fläche mit Enden in der Breitenrichtung auf, wobei Aufgreifteile 9 im montierten Zustand jeweils von den Enden der unteren Fläche zu der Rollfläche 1a des Schraubenschafts 1 vorstehen. Die Aufgreifteile 9 greifen die Rollen 4 auf, die sich entlang des belasteten Rollpfads 6 bewegt haben, und führt die aufgegriffenen Rollen zu dem unbelasteten Rückführpfad. Weiterhin weist das Ablenkglied 7 eine untere Fläche auf, deren mittlerer Teil 10 in der Breitenrichtung bogenförmig vertieft ist, um eine Anstoßen gegen das Schraubgewinde des Schraubenschafts 1 zu verhindern.
8 bis 10 zeigen eines der Teilglieder, nämlich das Teilglied 7a, wobei 8 eine perspektivische Ansicht ist, 9 eine Vorderansicht ist und 10 eine Ansicht von unten ist. Das Teilglied 7a ist derart ausgebildet, dass es eine Hälfte des unbelasteten Rückführpfads 8 bildet. Der unbelastete Rückführpfad 8 weist in Entsprechung zu der Seitenform der Rollen 4 einen quadratischen Querschnitt auf, und ist verdreht, damit die Ausrichtungen der sich entlang des unbelasteten Rückführpfads 8 bewegenden Rollen gedreht werden können. Das Ablenkglied 7 ist entlang einer diagonalen Linie des unbelasteten Rückführpfads mit dem quadratischen Querschnitt geteilt. Der unbelastete Rückführpfad 8 besteht aus einem linearen mittleren Teil 8a und gekrümmten Endteilen 8b, die an die beiden Enden des mittleren Teils anschließen. Der mittlere Teil 8a des unbelasteten Rückführpfads 8 ist verdreht. Das Teilglied 7a weist einen dicken Teil 7a1 und einen dünnen Teil 7a2 auf, deren Form der Verdrehung des mittleren Teils 8a des unbelasteten Rückführpfads 8 entspricht. Der unbelastete Rückführpfad 8 des Teilglieds 7a weist ebenfalls einen unteren Teil mit einem Wandteil 12 auf. Der unbelastete Rückführpfad 8, der durch die Kombination der Teilglieder 7a und 7b erhalten wird, sieht einen geschlossenen Querschnitt auf, in dem die Rollen 4 eingeschlossen sind. Wie unten in 10 gezeigt, weist der Wandteil 12 ebenfalls einen dicken Teil 12a und einen dünnen Teil 12b auf, deren Form der Verdrehung des unbelasteten Rückführpfads 8 entspricht.
11 bis 12 zeigen das andere der beiden Teilglieder, nämlich das Teilglied 7b, wobei 11 eine perspektivische Ansicht ist, 12 eine Vorderansicht ist und 13 eine Ansicht von unten ist. Das Teilglied 7b ist derart ausgebildet, dass es die andere Hälfte des unbelasteten Rückführpfads 8 bildet. Der unbelastete Rückführpfad 8 ist verdreht, wobei das Teilglied 7b in Übereinstimmung mit der Form der Verdrehung einen dicken Teil 7b1 und einen dünnen Teil 7b1 aufweist. Damit der unbelastete Rückführpfad 8 einen geschlossenen Querschnitt aufweist, ist auch ein Wandteil 14 auf dem unteren Teil des unbelasteten Rückführpfads 8 dieses Teilglieds 7b ausgebildet. Wie in der Ansicht von unten von 13 gezeigt, weist der Wandteil 14 ebenfalls einen dicken Teil 14a und einen dünnen Teil 14b auf, deren Form der Verdrehung des unbelasteten Rückführpfads 8 entspricht.
Die Teilglieder 7a und 7b des Ablenkglieds 7 werden durch das Schneiden oder Spritzgießen eines Kunstharzes oder Metalls ausgebildet. Durch die Teilung des Ablenkglieds 7 entlang der diagonalen Linie des unbelasteten Rückführpfads 8 wird kein Unterschnitt verursacht, sodass die Herstellung der Teilglieder 7a und 7b vereinfacht wird. Übrigens weist das eine Teilglied 7a aus dem Paar von Teilgliedern Positionierungszapfen 16 auf (siehe 8), während das andere Teilglied 7b Positionierungslöcher 17 (siehe 11) zum Einpassen der Positionierungszapfen 16 aufweist. Die Positionierungszapfen 16 und die Positionierungslöcher 17 werden verwendet, um das Paar von Teilgliedern 7a und 7b zu positionieren, wobei die Teilglieder dann durch Verbindungselemente wie etwa Schrauben aneinander befestigt werden.
14 zeigt den Schraubenschaft 1 und das damit verbundene Ablenkglied 7. In 14 ist nur der unbelastete Rückführpfad 8 des einen Teilglieds 7a aus dem Paar von Teilgliedern gezeigt, damit einfacher zu erkennen ist, wie sich die Rollen 4 entlang des unbelasteten Rückführpfads 8 bewegen. Wie zuvor beschrieben, sind die unbelasteten Rollflächen mit jeweils weniger als einer Windung zwischen der belasteten Rollfläche 2a mit weniger als einer Windung der Mutter 2 und der Rollfläche 1a des Schraubenschafts 1 gebildet. Die Rollen, die das eine Ende der belasteten Rollpfade 6 erreicht haben, werden durch die Aufgreifteile 9 des Ablenkglieds 7 aufgegriffen. Weil der Querschnitt des unbelasteten Rückführpfads 8 geschlossen ist, können die Rollen 4 in den unbelasteten Rückführpfad 8 eintreten, ohne das Schraubgewinde des Schraubenschafts 1 zu berühren. Die Rollen 4 bewegen sich dann entlang des unbelasteten Rückführpfads 8, wobei während dieser Bewegung die Ausrichtungen der Rollen 4 leicht gedreht werden. Dann werden die Rollen 4, die an dem Ende des unbelasteten Rückführpfads 8 angekommen sind, von den Aufgreifteilen 9 des Ablenkglieds 7 zu dem anderen Ende des belasteten Rollpfads 6 zurückgeführt. Die Ausrichtungen der Rollen in dem unbelasteten Rückführpfad 8 werden geringfügig gedreht, damit die Ausrichtungen der Rollen der Querschnittform der belasteten Rollpfade 6 entsprechen.
15 zeigt die Ausrichtungen der Rollen 4, die sich entlang des anderen Teilglieds bewegen. Aus dieser Figur wird deutlich, dass die Ausrichtungen der Rollen 4 gedreht werden, während sich die Rollen 4 entlang des unbelasteten Rückführpfads 8 des Teilglieds erstrecken.
Indem die Anzahl der Windungen jedes belasteten Rollpfads 6 kleiner als eine Windung vorgesehen wird, kann die Verdrehung des unbelasteten Rückführpfads 8 minimiert werden. Und indem die Anzahl der Windungen jedes belasteten Rollpfads 6 kleiner als eine Windung vorgesehen wird, kann verhindert werden, dass die Rollen 4 aus ihren vorbestimmten Axiallinien kippen (dass die Rollen 4 schräg gestellt werden), wobei das Kippen auf eine mangelhafte Verarbeitungsgenauigkeit der Rollfläche 1a des Schraubenschafts 1 und der belasteten Rollfläche 2a der Mutter 2 sowie auf eine reduzierte Anzahl der Rollen 4 in den belasteten Rollpfaden 6 zurückzuführen ist.
Weiterhin wird das Zirkulationsglied als Ablenkglied 7 vorgesehen, wodurch die Anzahl der Teile im Vergleich zu der Verwendung des Zirkulationsglieds des Endkappentyps vermindert werden kann. Dadurch wird ein Kippen der Rollen reduziert, das aufgrund der Zwischenräume zwischen den Teilen auftreten kann.
16 beschreibt eine Beziehung zwischen einer Spur 21, die durch eine zentrale Linie des unbelasteten Rückführpfads 8 vorgesehen wird, und dem Schraubenschaft 1. Wie in der Draufsicht auf den Schraubenschaft 1 von 16(A) gezeigt, kippt der lineare mittlere Teil 8a des unbelasteten Rückführpfads 8 um einen vorbestimmten Winkel α relativ zu der Axiallinie 1c des Schraubenschafts 1. Die beiden gekrümmten Endteile 8b des unbelasteten Rückführpfads 8 schließen bogenförmig an die belasteten Rollpfade 6 an, die in Entsprechung zu der Steigung geneigt sind. Wie in der Vorderansicht des Schraubenschafts 1 von 16(B) gezeigt, sind die beiden Endteile 8b des unbelasteten Rückführpfads 8 entlang von Tangentialrichtungen der belasteten Rollpfade 6 angeordnet. In dem unbelasteten Rückführpfad 8 ist der mittlere Teil 8a bogenförmig mit den beiden Endteilen 8b verbunden.
17 beschreibt einen Bewegungspfad der Axiallinie jeder Rolle 4, die sich entlang des unbelasteten Rückführpfads 8 bewegt. In dieser Figur gibt das Bezugszeichen 22 einen Bewegungspfad des zentralen Teils 8a des unbelasteten Rückführpfads 8 an und geben die Bezugszeichen 23 die Bewegungspfade der beiden Endteile 8b an. Indem die belasteten Rollpfade 6 mit jeweils weniger als einer Windung vorgesehen sind, kann die Verdrehung des mittleren Teils 8a des unbelasteten Rückführpfads 8 kleiner vorgesehen werden und können die Rollen 4, die an eine Ende jedes belasteten Rollpfads 6 angekommen sind, zu dem anderen Ende des belasteten Rollpfads 6, der eine Windung vor dem nächsten angeordnet ist, zurückgeführt werden, ohne dass die Ausrichtung der Rollen geändert wird. Übrigens ist in der vorliegenden Ausführungsform die Rollfläche 1a des Schraubenschafts 1 mit zwei Schienen versehen, sodass die Rolle 4, die sich entlang der Rollfläche 1a des Schraubenschafts 1 bewegt, jeweils zu der übernächsten Rollfläche 1a und nicht zu der benachbarten Rollfläche 1a zurückgeführt wird.
18 zeigt einen Rollengewindetrieb gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wenn in dem Rollengewindetrieb gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform die Rollen 4 in dem Rollenzirkulationspfad mit einer Windung parallel angeordnet sind, kann eine Last in nur einer Richtung in den Axialrichtungen des Schraubenschafts 1 ausgeübt werden. Deshalb weist der Rollengewindetrieb gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Mutter 26 auf, die durch das Kombinieren von zwei Teilmuttern 24 und 25 in der Axialrichtung gebildet wird, sodass eine Last in einander entgegen gesetzten Richtungen entlang der Axialrichtungen des Schraubenschafts 1 ausgeübt werden kann. Jede der Teilmuttern 24 und 25 umfasst eine Vielzahl von Rollenzirkulationspfaden mit jeweils einer Windung, die genauso wie bei der Mutter 2 der zuvor beschriebenen Ausführungsform ausgebildet werden, sowie weiterhin eine Vielzahl von Ablenkgliedern 7. Jedes Ablenkglied 7 weist den für die zuvor beschriebene Ausführungsform beschriebenen Aufbau auf, sodass hier gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um die Beschreibung zu vereinfachen.
Eine Teilmutter 24 aus dem Paar von Teilmuttern weist einen Rollenzirkulationspfad auf, in dem die Vielzahl von Rollen parallel angeordnet sind, damit eine Last in einer Richtung der Axialrichtungen des Schraubenschafts 1 ausgeübt werden kann. Weiterhin weist die andere Teilmutter 25 einen Rollenzirkulationspfad auf, in dem die Vielzahl von Rollen parallel angeordnet sind, damit eine Last in der zu der Ausübungsrichtung an der Teilmutter 24 entgegen gesetzten Richtung in den Axialrichtungen des Schraubenschafts 1 ausgeübt werden kann. Zwischen dem Paar von Teilmuttern 24 und 25 ist ein Abstandsteil 27 vorgesehen, über das die Muttern derart miteinander verbunden werden können, dass ihre Phasen einander entsprechen. Das Paar von Muttern 24 und 25 ist durch Verbindungselemente wie etwa Schrauben miteinander verbunden.
An dem Schraubenschaft 1 ist eine Rollfläche 1a mit zwei Schienen ausgebildet. Die entlang des Rollenzirkulationspfads zirkulierenden Rollen der einen Mutter 24 des Paares von Muttern rollen entlang einer der Schienen der Rollfläche 1a des Schraubenschafts 1. Dagegen rollen die entlang des Rollenzirkulationspfads der anderen Mutter 25 zirkulierenden Rollen entlang der anderen Schiene der Rollfläche 1a des Schraubenschafts 1.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird. Zum Beispiel kann die Anzahl der Rollenzirkulationspfade mit jeweils nur einer Windung an einer Mutter gleich eins, zwei, drei oder größer sein. Außerdem können anstelle von zylindrischen Rollen auch sich verjüngende Rollen verwendet werden.
Die vorliegende Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-309609 vom 30. November 2007.

Claims

Rollengewindetrieb, der aufweist: eine Gewindespindel (1), die auf einer Außenumfangsfläche eine helixförmige Rollfläche (1a) aufweist, eine Mutter (2), die auf einer Innenumfangsfläche eine helixförmige belastete Rollfläche (2a) aufweist, wobei die belastete Rollfläche (2a) der Rollfläche (1a) der Gewindespindel (1) gegenüberliegt, zumindest ein Zirkulationsglied (7), das in der Mutter (2) angeordnet ist und mit einem unbelasteten Rückführpfad (8) versehen ist, der ein Ende mit dem anderen Ende der weniger als eine Windung umfassenden belasteten Rollfläche (2a) der Mutter (2) verbindet, und eine Vielzahl von Rollen (4), die in zumindest einem eine Windung umfassenden Rollenzirkulationspfad angeordnet sind, der durch einen belasteten Rollpfad (6) mit weniger als einer Windung zwischen der Rollfläche (1 a) der Gewindespindel (1) und der belasteten Rollfläche (2a) der Mutter (2) und durch den unbelasteten Rückführpfad (8) des Zirkulationsglieds (7) gebildet wird, wobei das Zirkulationsglied (7) ausgebildet ist, um die Rollen (4), die an einem Ende des belasteten Rollpfads (6) mit weniger als einer Windung angekommen sind, zu dem unbelasteten Rückführpfad (8) zu führen und um die Rollen (4) zu dem anderen Ende des belasteten Rollpfads (6) mit weniger als einer Windung zurückzuführen, wenn die Gewindespindel (1) relativ zu der Mutter (2) gedreht wird, der unbelastete Rückführpfad (8) des Zirkulationsglieds (7) einen quadratischen Querschnitt in Entsprechung zu den Seitenflächen der Rollen (4) aufweist und weiterhin verdreht ist, um die Ausrichtungen der sich entlang des unbelasteten Rückführpfads (8) bewegenden Rollen (4) zu drehen, und das Zirkulationsglied (7) durch zwei Teilglieder (7a, 7b) gebildet wird, die entlang einer diagonalen Linie des unbelasteten Rückführpfads (8) mit dem quadratischen Querschnitt miteinander verbunden sind, so dass kein Hinterschnitt verursacht ist.
Rollengewindetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: das Zirkulationsglied (7) Aufgreifteile (9) aufweist, die an beiden Enden des unbelasteten Rückführpfads (8) in einer Längsrichtung angeordnet sind, wobei die Aufgreifteile (9) die Rollen (4), die sich in dem belasteten Rollpfad (6) bewegt haben, zu dem unbelasteten Rückführpfad (8) aufgreifen.
Rollengewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass: die Anzahl der Windungen des weniger als eine Windung umfassenden belasteten Rollpfads (6) größer als 0,5 Windungen ist.
Rollengewindetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass: die Mutter (2) ein der Form des Zirkulationsglieds (7) entsprechendes Platzierungsloch (2b) aufweist, das sich von einer Außenumfangsfläche zu einer Innenumfangsfläche der Mutter (2) in einer langen und schmalen Form von einem der beiden Enden der belasteten Rollfläche (2a) mit weniger als einer Windung zu dem andren Ende derselben erstreckt, und das Zirkulationsglied (7) in dem Platzierungsloch (2b) der Mutter (2) platziert ist.