ES2355654T3 - Mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal. - Google Patents

Mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal. Download PDF

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ES2355654T3 ES06797004T ES06797004T ES2355654T3 ES 2355654 T3 ES2355654 T3 ES 2355654T3 ES 06797004 T ES06797004 T ES 06797004T ES 06797004 T ES06797004 T ES 06797004T ES 2355654 T3 ES2355654 T3 ES 2355654T3
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Yasuo Kinoshita
Toshiaki Hamaguri
Motohiro Tsuzuki
Koji Kasahara
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Abstract

Un mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal que incluye un eje (1) que tiene una rosca (1a) en una superficie circunferencial exterior, una tuerca (2) que tiene una rosca (2a) en una superficie circunferencial interior, y un rodillo (3) dispuesto entre la superficie circunferencial exterior del eje (1) y la superficie circunferencial interior de la tuerca (2), presentando el rodillo (3) una rosca (3a) roscada a las roscas (1a, 2a) del eje (1) y la tuerca (2), convirtiendo el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal el giro de uno de los ejes (1) y la tuerca (2) en movimiento lineal del otro, comprendiendo además el mecanismo: Un primer engranaje (3b) proporcionado en un tramo del rodillo (3); Un segundo engranaje (1b) proporcionado en un tramo del eje (1), estando el segundo engranaje (1b) engranado con el primer engranaje (3b); y Un tercer engranaje (4a) proporcionado en un tramo de la tuerca (2), estando el tercer engranaje (4a) engranado con el primer engranaje (3b), estando el mecanismo caracterizado por el hecho de que el segundo engranaje (1b) se proporciona en un extremo del eje (1) en la dirección axial teniendo sensiblemente el mismo diámetro exterior que el eje (1).

Description

CAMPO DE LA TÉCNICA
La presente invención se refiere a un mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal que convierte un movimiento giratorio en lineal o un movimiento lineal en giratorio. 5
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Como este tipo de mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal, por ejemplo, es conocido un mecanismo que utiliza un tornillo de rodillos descrito en la patente japonesa de dominio público nº 10-196757.
Este mecanismo está provisto de un eje que tiene una rosca en la superficie circunferencial exterior, una tuerca que tiene una rosca en la superficie circunferencial interior, y rodillos interpuestos entre la superficie 10 circunferencial exterior del eje y la superficie circunferencial interior de la tuerca y roscados con cada una de las roscas anteriores. La tuerca y los rodillos están engranados entre sí con un engranaje. Cuando la tuerca anterior gira, los rodillos giran y giran alrededor de un eje, es decir, realizan un movimiento sol-planeta, mientras que el eje roscado con la rosca de los rodillos hace un movimiento lineal en la dirección axial.
Un avance en el anterior mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal (carrera de un eje por giro 15 de una tuerca) está determinado por el número de roscas proporcionadas en el eje, tuerca y rodillos, respectivamente y el ratio desmultiplicador del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal. Entre ellos, el ratio desmultiplicador se determina por un ratio de diámetros efectivos de las respectivas roscas, aunque los diámetros efectivos reales de las respectivas roscas pueden variar debido a la precisión de mecanizado de la rosca o pueden cambiarse debido a la abrasión en la superficie de contacto entre las roscas a ser roscadas entre sí, y un 20 ratio desmultiplicador constante y estable es difícil de obtenerse.
También, en el mecanismo descrito en el documento anterior, ya que la posición de un eje central del eje con respecto al eje central de la tuerca y la posición del eje de revolución de los rodillos con respecto al eje central de la tuerca se determinan al engranar las roscas, el eje central del eje y el eje de revolución de los rodillos se desplazan fácilmente desde el eje central de la tuerca. Si el eje central del eje o el eje de revolución de los rodillos se 25 desplaza del eje central de la tuerca de esta manera, la posición de la superficie de contacto de cada rosca cambia, lo que provoca un cambio en el diámetro efectivo real de cada rosca y un ratio desmultiplicar constante y estable no puede obtenerse en este caso tampoco.
Si un ratio desmultiplicador constante y estable no puede obtenerse en un mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal, de este modo, resulta difícil conseguir el avance anterior según un valor diseñado, 30 deteriorando la precisión de avance. En la patente europea EP 1 918 612 A1, que es un documento según el artículo 54(3) del EPC para la presente solicitud y ha sido presentada antes pero publicada después de la fecha de prioridad de la presente solicitud, describe un mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal que comprende un eje, una tuerca y varios rodillos dispuestos entre el eje y la tuerca. El eje, la tuerca y los rodillos comprenden roscas y engranajes que engranan entre las correspondientes roscas y engranajes, respectivamente. Las roscas y 35 engranajes de la tuerca están directamente formadas en la superficie circunferencial interior de la tuerca.
La patente europea EP 0 157 747 A1 describe un mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Por consiguiente, es un objetivo de la presente invención proporcionar un mecanismo de conversión de 40 movimiento giratorio/lineal que mejora la precisión de avance.
Para conseguir el objetivo anterior, se proporciona un mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal de acuerdo con la reivindicación 1.
La figura 1 es una vista en sección transversal que muestra de forma esquematizada un mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal de acuerdo con una realización de la presente invención; 45
La figura 2 es un diagrama esquemático que muestra una estructura de un rodillo de la realización;
La figura 3 es un diagrama esquemático (vista sobre la flecha A de la figura 1) que muestra la estructura del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal que se ve en una dirección de la flecha A en la figura 1;
La figura 4 es un gráfico que muestra una precisión de la carrera del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal de acuerdo con la realización;
La figura 5 es una vista en sección transversal que muestra de forma esquematizada un mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal que no forma parte de la invención de acuerdo con la reivindicación 1;
La figura 6 es un diagrama esquemático que muestra la estructura de un rodillo de acuerdo con la figura 5; 5 y
La figura 7 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea B-B de la figura 5.
MEJOR MODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN
Un mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal de acuerdo con una realización de la presente invención se describirá a continuación con referencia a las figuras 1 a 4. 10
La figura 1 es una vista en sección transversal que se ve en la dirección axial que muestra el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal de acuerdo con la realización.
Tal como se muestra en la figura 1, el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal comprende un eje 1 que tiene una rosca en su superficie circunferencial exterior, una tuerca 2 proporcionada en el lado exterior del eje 1 y que tiene una rosca en su superficie circunferencial interior, una pluralidad de rodillos 3 interpuestos entre 15 la superficie circunferencial exterior del eje 1 y la superficie circunferencial interior de la tuerca 2 y que tiene una rosca roscada con la rosca del eje 1 y la rosca de la tuerca 2, engranajes anulares 4 proporcionados en la superficie circunferencial interior de la tuerca 2. El mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal se refiere con frecuencia como un mecanismo de tornillo-rodillo que convierte el movimiento giratorio de la tuerca 2 en el movimiento lineal del eje 1. Los respectivos componentes se describirán seguidamente con detalle. 20
Una rosca externa 1a está formada en la superficie circunferencial exterior del eje 1, y la rosca externa 1a es, por ejemplo, una rosca de mano derecha múltiple.
En un extremo del eje 1 en la dirección axial, se proporciona un engranaje de dientes rectos 1b que presenta sensiblemente el mismo diámetro exterior que el del eje 1. El engranaje de dientes rectos 1b está hecho de un elemento separado del eje 1, y el engranaje de dientes rectos está fijado al eje 1 al ajustar la superficie 25 circunferencial interior del engranaje de dientes rectos 1b en una prolongación proporcionada en el extremo del eje 1. Los mismos dientes que los del engranaje de dientes rectos 1b pueden formarse directamente en la superficie circunferencial exterior del eje 1. El engranaje de dientes rectos 1b forma un segundo engranaje.
La figura 2 muestra la forma del rodillo 3. Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, cada rodillo 3 tiene una forma cilíndrica y una rosca 3a roscada con la rosca externa 1a del eje 1 está formada en toda la superficie 30 circunferencial exterior en su dirección axial. La rosca 3a es, por ejemplo, una rosca de mano izquierda simple. También, una pluralidad de (nueve en esta realización) rodillos 3 se disponen con un paso constante que envuelve la superficie circunferencial exterior del eje 1. Además, se proporcionan un engranaje de dientes rectos 3b y un engranaje de dientes rectos 3c en una parte de cada rodillo 3.
El engranaje de dientes rectos 3b está integralmente formado en la superficie circunferencial exterior del 35 extremo en el lado opuesto al engranaje de dientes rectos 1b del eje 1 en ambos extremos de cada rodillo 3 en la dirección axial de modo que engrana con el engranaje de dientes rectos 1b. Además, el engranaje de dientes rectos 3b se proporciona correspondiendo a un rango donde el engranaje de dientes rectos 1b del eje 1 se mueve relativamente en la dirección axial con respecto al rodillo 3. También, los dientes de cada engranaje de dientes rectos 3b están formados en un tramo sobre el cual está formada la rosca 3a (tramo formado con rosca mostrado en 40 la figura 2) en cada rodillo 3. El mecanizado de los tramos donde están formados la rosca 3a y los dientes del engranaje de dientes rectos 3b (tramo formado por dientes mostrado en la figura 2) puede realizarse de tal manera que los dientes del engranaje de dientes rectos 3b se forman después de crear la rosca 3a, la rosca 3a está formada después de la formación de los dientes del engranaje de dientes rectos 3b o la rosca 3a y los dientes del engranaje de dientes rectos 3b están formados al mismo tiempo, por ejemplo. 45
El engranaje de dientes rectos 3c está integralmente formado en la superficie circunferencial exterior en el extremo opuesto al extremo donde el engranaje de dientes rectos 3b anterior se proporciona en ambos extremos de cada rodillo 3 en la dirección axial. El engranaje de dientes rectos 3c engrana con los engranajes anulares 4 anteriores. También, tal como se muestra en la figura 2, los dientes del engranaje de dientes rectos 3c están formados en un tramo donde la rosca 3a está formada (tramo formado con rosca mostrado en la figura 2) en cada 50 rodillo 3. El mecanizado de los tramos donde están formados la rosca 3a y los dientes del engranaje de dientes rectos 3c (tramo formado con dientes mostrado en la figura 2) pueden realizarse del mismo modo que para el
engranaje de dientes rectos 3b.
El engranaje de dientes rectos 3b y el engranaje de dientes rectos 3c pueden ser elementos separados del rodillo 3, y el engranaje de dientes rectos 3b y el engranaje de dientes rectos 3c pueden montarse en los extremos del rodillo 3, respectivamente. También, las piezas en bruto (elemento del engranaje antes de cortar el engranaje) del engranaje de dientes rectos 3b y el engranaje de dientes rectos 3c pueden montarse en los extremos del rodillo 5 3, respectivamente, y a continuación, pueden formarse la rosca 3a y los dientes de los respectivos engranajes. Los engranajes de dientes rectos 3b y 3c forman un primer engranaje.
Un rosca interna 2a roscada con la rosca 3a de cada rodillo 3 está formada en la superficie circunferencial interior de la tuerca 2 anterior, y la rosca interna 2a es, por ejemplo, una rosca de mano izquierda múltiple con roscas en un número diferente de la rosca externa 1a. 10
Además, un engranaje para engranar con el engranaje de dientes rectos 3b y el engranaje de dientes rectos 3c de cada rodillo 3, respectivamente, se proporciona en una parte de la superficie circunferencial interior de la tuerca 2. Más en particular, en la superficie circunferencial interior de la tuerca 2, se proporcionan dos engranajes anulares 4 anteriormente mencionados para engranar con los engranajes de dientes rectos 3b y los engranajes de dientes rectos 3c. 15
Cada engranaje anular 4 está formado en el estado anular, y su superficie circunferencial exterior está fijada a la superficie circunferencial interior de la tuerca 2. También, en su superficie circunferencial interior, están formados dientes internos 4a del tipo de diente recto para engranar con los dientes de los engranajes de dientes rectos 3b y los engranajes de dientes rectos 3c, y el diámetro interior de los dientes internos 4a se ajusta sensiblemente al mismo que el diámetro interior de la rosca interna 2a formada en la tuerca 2. Los engranajes 20 anulares 4 están formados en ambos extremos de la rosca interna 2a, respectivamente. Los dientes internos 4a forman un tercer engranaje.
Cuando el ratio entre el diámetro efectivo de la rosca externa 1a del eje 1, el diámetro efectivo de la rosca 3a de cada rodillo 3 y el diámetro efectivo de la rosca interna 2a de la tuerca 2 está representado por “α:β:λ”, el ratio entre los números de los respectivos engranajes están colocados de modo que el número de dientes del engranaje 25 de dientes rectos 1b del eje 1, el número de los respectivos dientes del engranaje de dientes rectos 3b y el engranaje de dientes rectos 3c de cada rodillo 3 y el número de dientes de los dientes internos 4a de cada engranaje anular 4 también se representa por “α:β:λ”. Por esto, el ratio desmultiplicador al roscar los respectivos roscas y el ratio desmultiplicador de engranar los respectivos engranajes están hechos para encajar entre sí.
En el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal de la realización así construida, el 30 funcionamiento en el caso donde la tuerca 2 está soportada para que pueda girar y sea inmovible en la dirección axial y el eje 1 está soportado para que no pueda girar y moverse en la dirección axial, por ejemplo, se describirá más adelante.
Si se gira la tuerca 2 en este caso, los rodillos 3 giran alrededor del eje 1 mientras que roscan con la rosca interna 2a de la tuerca 2 y la rosca externa 1a del eje 1. Es decir, el movimiento es un movimiento sol-planeta y el 35 eje 1 realiza un movimiento lineal en su dirección axial con un avance determinado según el radio desmultiplicador del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal y el número de roscas de las respectivas roscas.
Si el ratio desmultiplicador entre el eje 1, cada rodillo 3 y la tuerca 2 se coloca en “3:1:5” y el número de roscas de la rosca externa 1a del eje 1, la rosca 3a de cada rodillo 3 y la rosca interna 2a de la tuerca 2 se coloca en “4 roscas: 1 rosca: 5 roscas”, cuando la tuerca 4 gira una vez, una carrera del eje 1 es un solo paso de la rosca 40 externa 1a. Es decir, el avance en este momento es el simple paso de la rosca externa 1a.
Tal como se muestra en la figura 3 que se aprecia la estructura del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal como se ve a lo largo de la flecha A en la figura 1 o en la figura 1, en esta realización, los dientes internos 4a de cada engranaje anular 4 fijado a la tuerca 2 engranan con el engranaje de dientes rectos 3c proporcionados en cada rodillo 3, y el engranaje de dientes rectos 3b proporcionado en el rodillo 3 está engranado 45 con el engranaje de dientes rectos 1b proporcionado en una parte del eje 1. Por lo tanto, el ratio desmultiplicador del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal está determinado por el engrane entre los respectivos engranajes proporcionados en el eje 1, la tuerca 2, y los rodillos 3, respectivamente. Así, aunque los diámetros efectivos reales de las respectivas roscas proporcionadas en el eje 1, la tuerca 2 o los rodillos 3 varíen debido a la precisión de mecanizado de la rosca o cambien debido a la abrasión o similar en las superficies de contacto entre 50 las roscas a roscar, el ratio desmultiplicador del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal puede mantenerse en un valor constante estable sin estar afectado por tales diámetros efectivos de las roscas. La carrera del eje 1 cuando la tuerca 2 gira una vez, es decir, el avance puede mantenerse en un valor constante estable, y la precisión de avance puede mejorarse.
La figura 4 muestra una precisión de carrera del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal según la realización. Cada línea mostrada en la figura 4 indica la carrera del eje 1 cuando la tuerca gira. Una línea continua representada por la línea L1 indica una carrera en diseño del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal según esta realización, un valor objetivo, por decirlo así. Una línea encadenada representada por la línea L2 indica una carrera real del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal según esta realización. 5 Una línea encadenada de dos puntos con la línea L3 indica una carrera, o una alimentación, cuando la tuerca gira en la dirección hacia delante en el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal sin un engranaje en el que el eje, el rodillo y la tuerca están juntamente roscados solamente con un tornillo. Una línea encadenada de dos puntos representada con la línea L4 indica una carrera cuando la tuerca es invertida después del giro hacia delante en el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal sin un engranaje, que es, un retorno. 10
En el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal sin un engranaje, el ratio desmultiplicador resulta ser diferente de un valor de diseño debido a la influencia del diámetro efectivo de cada rosca y el propio valor resulta ser inestable, que deteriora fácilmente la precisión de avance. Por lo tanto, tal como se muestra en la figura 4, el valor objetivo (línea L1) y la carrera real (línea L3 y línea L4) se desplazan en gran parte, y resulta difícil conseguir la precisión de carrera requerida. En el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal sin un 15 engranaje, se confirmó que, aunque el número de veces de giro de la tuerca sea el mismo, la carrera entre el giro hacia delante de la tuerca (línea L3) y el giro inverso de la tuerca (línea L4) es diferente.
Por otro lado, en el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal de esta realización, el ratio desmultiplicador del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal puede mantenerse en un valor constante estable, es decir, un valor de diseño, como se ha mencionado anteriormente, y la precisión de avance 20 puede mejorarse. Por lo tanto, la carrera real (línea L2) y el valor objetivo (línea L1) encajan sensiblemente entre sí como se muestra en la figura 4, y puede conseguirse la precisión de carrera requerida. De esta manera, con el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal de esta realización, la precisión de carrera puede mejorarse en comparación con el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal anterior sin un engranaje.
Mientras tanto, cuando el giro de la tuerca 2 se convierte de modo que el eje 1 realiza un movimiento lineal, 25 los rodillos 3 y el eje 1 se mueven relativamente entre sí en la dirección axial del eje 1, aunque en esta realización, el engranaje de dientes rectos 3b de cada rodillo 3 se proporciona correspondiente al rango donde el engranaje de dientes rectos 1b del eje 1 se mueve relativamente respecto a los rodillo 3. Por lo tanto, los rodillos 3 y el eje 1 pueden moverse relativamente entre sí, mientras que se mantiene el engrane entre el engranaje de dientes rectos 3b de cada rodillo 3 y el engranaje de dientes rectos 1b del eje 1. Así, aunque el eje 1 y los rodillos 3 engranen con 30 un engranaje, los rodillos 3 y el eje 1 pueden moverse relativamente unos respecto a los otros.
Además, en esta realización, los engranajes anulares 4 en cada uno de los cuales están formados los dientes internos 4a para engranar con los engranajes de dientes rectos 3b y los engranajes de dientes rectos 3c están preparados como los engranajes sobre la tuerca 2 que engranan con los engranajes de dientes rectos 3b y los engranajes de dientes rectos 3c de los rodillos 3, y los engranajes anulares se proporcionan en la superficie 35 circunferencial interior de la tuerca 2. Por lo tanto, el engranaje puede proporcionarse más fácilmente en la tuerca 2 en comparación con el caso donde el engranaje está directamente formado en la superficie circunferencial interior de la tuerca 2.
Tal como se ha mencionado anteriormente, de acuerdo con esta realización, se consiguen las siguientes ventajas. 40
(1) En el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal que comprende un eje 1 que presenta la rosca externa 1a en su superficie circunferencial exterior, la tuerca 2 que tiene la rosca interna 2a en su superficie circunferencial interior, y los rodillos 3 interpuestos entre la superficie circunferencial exterior del eje 1 y la superficie circunferencial interior de la tuerca 2. Cada rodillo 3 presenta una rosca 3a para roscarse a la rosca externa 1a y la rosca interna 2a, respectivamente. 45 Engranajes (el engranaje de dientes rectos 3b y el engranaje de dientes rectos 3c) se proporcionan en una parte de cada rodillo 3. Un engranaje (el engranaje de dientes rectos 1b) engranado con el engranaje (el engranaje de dientes rectos 3b) de cada rodillo 3 se proporciona en una parte del eje 1 y un engranaje (dientes internos 4a) engranados con el engranaje (el engranaje de dientes rectos 3c) de cada rodillo 3 en una parte de la tuerca 2, respectivamente. 50
Por lo tanto, el ratio desmultiplicador del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal está determinado mediante el engrane entre los respectivos engranajes proporcionados en el eje 1, la tuerca 2, y los rodillos 3. Así, el ratio desmultiplicador puede mantenerse en un valor constante estable, que mejora la precisión de avance.
(2) El engranaje (el engranajes de dientes rectos 3b) de cada rodillo 3 que puede engranar con el 55
engranaje (el engranajes de dientes rectos 1b) del eje 1 se proporciona correspondiendo a un rango donde el engranaje (el engranajes de dientes rectos 1b) del eje 1 se mueve relativamente respecto al rodillo 3. Por lo tanto, aunque el eje 1 y los rodillos 3. Por lo tanto, aunque el eje 1 y los rodillos 3 engranen con un engranaje, los rodillos 3 y el eje 1 pueden moverse relativamente.
(3) Sobre la superficie circunferencial interior de la tuerca 2, se proporcionan los engranajes anulares 5 4 en cada uno de los cuales los dientes internos 4a que forman el engranaje de la tuerca 2 están formados como el engranaje de la tuerca 2 engranado con el engranaje (el engranaje de dientes rectos 3b y el engranaje de dientes rectos 3c) de cada rodillo 3. Por lo tanto, el engranaje puede proporcionarse más fácilmente en la tuerca 2 en comparación con el caso donde el engranaje está directamente formado en la superficie circunferencial interior de la tuerca 2. 10
Tal como se muestra en la figura 5, el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal de esta realización comprende un eje 11, una tuerca 12 proporcionada fuera del eje 11, una pluralidad de rodillos 13 interpuestos entre la superficie circunferencial exterior del eje 11 y la superficie circunferencial interior de la tuerca 12 y girando y girando alrededor del eje 11, engranajes anulares 14 proporcionados en la superficie circunferencial interior de la tuerca 12. Se proporcionan retenes 15 que soportan ambos extremos de los rodillos 13 en una 15 dirección axial, respectivamente, casquillos 16 que soportan los retenes 15, y cojinetes 17 que soportan el eje, y el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal también forma un mecanismo de tornillo-rodillo que convierte un giro de la tuerca 12 en un movimiento lineal del eje 11. Cada uno de los componentes anteriores se describirá más adelante con mayor detalle.
Una rosca externa 11a está formada en la superficie circunferencial exterior del eje 11, y la rosca externa 20 11a es, por ejemplo, una rosca de mano derecha múltiple.
La figura 6 muestra la forma del rodillo 13. Tal como se muestra en las figuras 5 y 6, cada rodillo 13 tiene una forma cilíndrica y comprende un tramo roscado sobre el cual una rosca 13a roscada con la rosca externa 11a del eje 11 está formado en toda la superficie circunferencial exterior en su dirección axial y se proporcionan respectivos ejes 13b en ambos extremos del tramo roscado. La rosca 13a es, por ejemplo, una rosca simple de 25 mano izquierda. También, los rodillos múltiples (nueve en esta realización) se disponen con un paso igual que envuelve la superficie circunferencial exterior del eje 11. Cada uno de los respectivos ejes 13b proporcionados en ambos extremos de cada rodillo 13 está soportado de forma giratoria por los retenes anulares 15 anteriores que envuelven el eje 11, respectivamente. Con los retenes 15, se mantienen las posiciones dispuestas (el paso igual anterior) de los respectivos rodillos 13 en la dirección circunferencial del eje 11. 30
Sobre la superficie circunferencial exterior en ambos extremos del tramo roscado de cada rodillo 13, engranajes de dientes rectos 13d engranados con los engranajes anulares 14 anteriores se proporcionan integralmente, respectivamente. Es decir, los dientes de cada uno de los engranajes de dientes rectos 13d están formados en un tramo donde la rosca 13a está formada en el rodillo 13 (tramo formado por rosca mostrado en la figura 6) tal como se muestra en la figura 6. El mecanizado del tramo donde están formados la rosca 13a y los 35 dientes del engranaje de dientes rectos 13d (tramo formado por dientes mostrado en la figura 6) puede realizarse de forma similar al mecanizado del engranaje de dientes rectos 3b y el engranaje de dientes rectos 3c.
Una rosca interna 12a roscada con las roscas 13a de cada rodillo 13 está formada en la superficie circunferencial interior de la tuerca anterior 12, y la rosca interna 12a es, por ejemplo, una rosca de mano izquierda múltiple con el número de roscas diferente de la rosca externa 11a. 40
También, en una parte de la superficie circunferencial interior de la tuerca 12, se proporciona un engranaje engranado con cada uno de los engranajes de dientes rectos 13d de los rodillos 13. Más en particular, sobre la superficie circunferencial interior de la tuerca 12, se proporcionan dos engranajes anulares 14 anteriores engranados con los respectivos engranajes de dientes rectos 13d.
Cada uno de los engranajes anulares 14 está hecho con forma anular, y la superficie circunferencial exterior 45 está fijada a la superficie circunferencial interior de la tuerca 12. Además, los dientes internos con formas rectas 14a engranados con los dientes de los engranajes de dientes rectos 13d están formados en su superficie circunferencial interior, y el diámetro interior de los dientes internos 14a es sensiblemente igual al diámetro interior de la rosca interna 12a formada sobre la tuerca 12. Los engranajes anulares 14 se proporcionan en ambos extremos de la rosca interna 12a, respectivamente. 50
Cuando el ratio entre el diámetro efectivo de la rosca 13a de cada rodillo 13 y el diámetro efectivo de la rosca interna 12a de la tuerca 12 se coloca como “β:λ”, el número de dientes de los respectivos engranajes se coloca de modo que el ratio entre el número de dientes del engranaje de dientes rectos 13d de cada rodillo 13 y los dientes internos 14a de cada engranaje anular 14 también es “β:λ”. Con esto, el ratio desmultiplicador al roscar las
respectivas roscas coincide con el ratio desmultiplicador al engranar los respectivos engranajes.
La superficie circunferencial exterior de cada retén 15 está soportada de forma giratoria por la superficie circunferencial interior de un casquillo 16 que funciona como un cojinete deslizante, y el casquillo 16 está colocado a presión en la superficie circunferencial interior de la tuerca 12. Como forma de fijación de los casquillos 16 a la tuerca 12, puede emplearse cualquier otra manera de fijación en vez del ajuste a presión que sea apropiado. 5 También, los cojinetes 16 forman elementos de soporte secundarios. Los respectivos retenes 15 presentes en ambos extremos del rodillo 13 giran de esta manera dentro de la tuerca 12 según la revolución de los rodillos 13 mientras se deslizan con los cojinetes 16.
En ambos extremos en la dirección axial en la superficie circunferencial interior de la tuerca anterior 12, los cojinetes 17 están colocados a presión, respectivamente, y el eje 11 está soportado de forma pivotante por los 10 respectivos cojinetes 17. Más en particular, los cojinetes 17 son cojinetes anti-rozamiento, y la superficie circunferencial exterior del eje 11 está soportada por anillos anulares 17a de los cojinetes 17. El anillo interior 17a de cada cojinete 17 y el eje 11 están ajustado con un juego de modo que el eje 11 puede moverse dentro del anillo interior 17a. Un anillo exterior 17b de cada cojinete 17 está colocado a presión en la superficie circunferencial interior de la tuerca 12. Como forma de fijación de los anillos exteriores 17b a la tuerca 12, puede emplearse cualquier otra 15 manera de fijación en vez del ajuste a presión que sea apropiado. Además, estos cojinetes 17 forman primeros elementos de soporte.
En el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal así construido de esta realización, el funcionamiento de un caso donde la tuerca 12 está soportada para que pueda girar y sea inmóvil en la dirección axial y el eje 11 está soportado para que no pueda girar y para que sea móvil en la dirección axial, por ejemplo, se 20 describirá más adelante.
Cuando se gira la tuerca 12 en este caso, los rodillos 13 giran y giran alrededor del eje 11, mientras están roscados con la rosca interna 12a de la tuerca 12 y la rosca externa 11a del eje 11 y engranada con los respectivos engranajes de dientes rectos 13d y los dientes internos 14a de los engranajes anulares 14. Es decir, el movimiento es un movimiento sol-planeta, y el eje 11 realiza un movimiento lineal en la dirección axial mediante un avance 25 determinado por el ratio desmultiplicador del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal y el número de roscas de las respectivas roscas.
Suponer que los diámetros efectivos de la rosca externa 11a del eje 11, la rosca 13a de cada rodillo 13 y la rosca interna 12a de la tuerca 12 están colocados, por ejemplo, en “3: 1: 5”, de modo que el ratio desmultiplicador del eje 11, cada rodillo 13 y la tuerca 12 se ajuste a “3: 1: 5”. Cuando el número de roscas de la rosca externa 11a 30 del eje 11, la rosca 13a de cada rodillo 13 y la rosca interna 12a de la tuerca 12 se colocan en “4 roscas: 1 rosca: 5 roscas”, la carrera del eje 11 resulta ser un simple paso de la rosca externa 1a, cuando la tuerca 12 gira una vez. Es decir, el avance en este momento es un simple paso de la rosca externa 1a.
En el mecanismo convencional anterior, la posición del eje central del eje con respecto al eje central de la tuerca y la posición del eje de revolución de los rodillos respecto al eje central están determinadas al engranar las 35 roscas, y el eje central del eje y el eje de revolución de los rodillos no son fácilmente desplazados desde el eje central de la tuerca. Si el eje central del eje o el eje de revolución de los rodillos se desplaza del eje central de la tuerca, las respectivas distancias entre ejes cambian, y la posición de la superficie de contacto de las respectivas roscas presentes en el eje, rodillos o la tuerca cambia, por lo que los diámetros efectivos reales de las respectivas roscas cambian y el ratio desmultiplicador constante estable resulta difícil de obtenerse. 40
A este respecto, en esta realización, tal como se muestra en la figura 7 que muestra la estructura del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal de la sección B-B mostrada en la figura 5, o figura 5, ya que el eje 11 está soportado por los cojinetes 17 fijados a la tuerca 12, el eje central de la tuerca 12 puede encajarse con el eje central el eje 11. También, ya que los retenes 15 están soportados de forma giratoria por los casquillos 16 fijados de forma similar a la tuerca 12, el eje central de la tuerca 12 y el eje central de cada retén 15, es decir, el eje 45 de revolución de los rodillos 13 pueden encajarse entre sí.
De esta manera, en el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal de esta realización, ya que la posición del eje central del eje 11 respecto al eje central de la tuerca 12 está determinada por los cojinetes 17, y la posición del eje de revolución de los rodillos 13 respecto al eje central de la tuerca 12 está determinada por los casquillos 16, el eje central del eje 11 y el eje de revolución de los rodillos 13 pueden fácilmente encajarse con el eje 50 central de la tuerca 12. Por lo tanto, el cambio anteriormente mencionado en las respectivas distancias entre ejes puede suprimirse, la posición de la superficie de contacto de las respectivas roscas está estabilizada y como resultado, pueden estabilizarse los diámetros efectivos reales de las respectivas roscas. Así, el ratio desmultiplicador del mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal determinado por el ratio de los diámetros efectivos puede mantenerse en un valor constante estable, y la carrera del eje 11, cuando la tuerca 12 gira un vez, es decir, 55
también se mantiene el avance en un valor constante estable, que mejora la precisión del avance.
Como se ha mencionado anteriormente, de acuerdo con esta realización, pueden conseguirse los siguientes efectos.
(1) En el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal que comprende un eje 11 que tiene la rosca exterior 11a en su superficie circunferencial exterior, presentando la tuerca 12 la rosca interna 12a en su 5 superficie circunferencial interior y los rodillos 13 interpuestos entre la superficie circunferencial exterior del eje 11 y la superficie circunferencial interior de la tuerca 12 y que tiene las roscas 13a roscadas con la rosca externa 11a y la rosca interna 12a, respectivamente, se proporcionan los siguientes elementos. Es decir, los cojinetes 17 que soportan la superficie circunferencial exterior del eje 11 y fijados a la superficie circunferencial interior de la tuerca 12, teniendo los retenes 15 una forma anular que envuelve el eje 11 y que soporta ambos extremos de los rodillos, 10 respectivamente, y se proporcionan los casquillos 16 que soportan de forma giratoria la superficie circunferencial exterior de cada uno de los retenes 15 y fijados a la superficie circunferencial interior de la tuerca 12.
Por lo tanto, el eje central el eje 11 y el eje de giro de los rodillos 13 pueden encajarse fácilmente con el eje central de la tuerca 12, y de esta manera, la posición de la superficie de contacto de las respectivas roscas tales como la exterior. 15
La realización anterior puede modificarse como se muestra más adelante.
En la realización, los dientes internos 4a de cada engranaje anular 4 pueden estar directamente formados sobre la superficie circunferencial interior de la tuerca 12. En este caso, los engranajes anulares 4 pueden omitirse.
El número de engranajes anulares 4 en la realización puede se uno.
En la realización, la posición dispuesta del engranaje de dientes rectos 1b puede cambiarse de forma 20 arbitraria. El punto es proporcionar un engranaje sobre el eje 1 para engranar con el engranaje provisto en los rodillos 3.
En la realización, el engranaje proporcionado en la superficie circunferencial exterior del eje, el engranaje proporcionado en la superficie circunferencial exterior de cada rodillo, y el engranaje proporcionado en la superficie circunferencial interior de la tuerca están hechos a modo de engranajes de dientes rectos, pero pueden ser otros 25 tipos de engranajes. Pueden ser, por ejemplo, engranajes helicoidales, engranajes de doble helicoidal.
En el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal descrito en la realización, es posible convertir el giro del eje en el movimiento lineal de la tuerca al soportar la tuerca para que no pueda girar y pueda moverse en la dirección axial y al soportar el eje para que pueda girar y sea inmovible en la dirección axial.
30

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal que incluye un eje (1) que tiene una rosca (1a) en una superficie circunferencial exterior, una tuerca (2) que tiene una rosca (2a) en una superficie circunferencial interior, y un rodillo (3) dispuesto entre la superficie circunferencial exterior del eje (1) y la superficie 5 circunferencial interior de la tuerca (2), presentando el rodillo (3) una rosca (3a) roscada a las roscas (1a, 2a) del eje (1) y la tuerca (2), convirtiendo el mecanismo de conversión de movimiento giratorio/lineal el giro de uno de los ejes (1) y la tuerca (2) en movimiento lineal del otro, comprendiendo además el mecanismo:
    Un primer engranaje (3b) proporcionado en un tramo del rodillo (3);
    Un segundo engranaje (1b) proporcionado en un tramo del eje (1), estando el segundo engranaje (1b) 10 engranado con el primer engranaje (3b); y
    Un tercer engranaje (4a) proporcionado en un tramo de la tuerca (2), estando el tercer engranaje (4a) engranado con el primer engranaje (3b),
    estando el mecanismo caracterizado por el hecho de que el segundo engranaje (1b) se proporciona en un extremo del eje (1) en la dirección axial teniendo sensiblemente el mismo diámetro exterior que el eje (1). 15
  2. 2. El mecanismo según la reivindicación 1, en el que el primer engranaje (3b) se proporciona correspondiendo a un rango donde el segundo engranaje (1b) se mueve de forma relativa respecto al rodillo (3).
  3. 3. El mecanismo según la reivindicación 1 o 2, en el que el primer engranaje (3b) está formado integralmente con el rodillo (3).
  4. 4. El mecanismo según la reivindicación 1 o 2, en el que el primer engranaje está formado por un elemento 20 separado del rodillo y está montado con el rodillo.
  5. 5. El mecanismo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el primer engranaje (3b) es uno de un par de primeros engranajes (3b, 3c) proporcionado cada uno de ellos en un extremo del rodillo (3) en una dirección axial.
  6. 6. El mecanismo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la tuerca (2) presenta un 25 engranaje anular (4) sobre la superficie circunferencial interior, y en el que el engranaje anular (4) tiene dientes internos que forman el tercer engranaje (4a).
  7. 7. El mecanismo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el segundo engranaje está formado integralmente con el eje.
  8. 8. El mecanismo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el segundo engranaje (1b) está 30 formado por un elemento separado del eje (1) y está montado con el eje (1).
  9. 9. El mecanismo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el segundo engranaje (1b) se proporciona en un extremo del eje (1) en una dirección axial.
  10. 10. El mecanismo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el primer, segundo y tercer engranajes son engranajes de dientes rectos (3b, 1b, 4a). 35
  11. 11. El mecanismo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la rosca (1a) del eje (1) es una rosca múltiple, la rosca (3a) del rodillo (3) es una rosca simple, y la rosca (2a) de la tuerca (2) es una rosca múltiple con un número de roscas distinto al de la rosca del eje (1).
  12. 12. El mecanismo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el segundo engranaje (1b) está directamente formado sobre la superficie circunferencial exterior del eje (1). 40
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