JP2006057794A - 遊星ローラネジ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遊星ローラのローラネジと遊星ピニオンギアの成形を別にしても容易に組立てることができる遊星ローラネジ装置を提供する。
【解決手段】外周面に軸ネジを形成した中央軸と、内周面にナットネジを形成した円筒状のナットと、軸ネジとナットネジとに噛合うローラネジを外周面に形成した複数の遊星ローラと、遊星ローラの両端部に形成した軸部と、遊星ローラの軸部の内側に形成された遊星ピニオンギアと、ナットの内側に固定され、遊星ピニオンギアと噛合って遊星ローラの公転を案内するリングギアと、軸部を保持する保持器と、保持器の軸方向の移動を制限する抜止部材とを備えた遊星ローラネジ装置において、遊星ピニオンギアの歯数をＨｒ、ローラネジのピッチをＰ、ローラネジの条数をＪｒとしたときに、遊星ローラの端面と抜止部材との間に配置される保持器の全長隙間ΔＳを、Ｐ・Ｊｒ／Ｈｒ以上に設定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、射出成形機やプレス成形機等の機械装置の送り機構や自動車用アクチュエータ等に用いられる遊星ローラネジ装置に関する。

従来の遊星ローラネジ装置は、外周面に軸ネジを形成した中央軸と内周面にナットネジを形成した円筒状のナットとの間にこれらのネジと噛合うローラネジを有する複数の遊星ローラの軸部を抜止部材で軸方向の移動を制限された保持器に保持させて配置し、遊星ローラの両側に設けた平歯車をナットに設けたリングギアを噛合わせて遊星ローラの中央軸周りの公転を案内している（例えば、特許文献１参照。）。
特開昭５１−９８４７２号公報（第３頁左上欄−右上欄、第１図）

しかしながら、上述した従来の遊星ローラネジ装置においては、遊星ローラのローラネジとその両端部に設けられた遊星ピニオンギアとの位相を合わせて加工しようとすると、ネジ切りや歯切り等を同時に行うことができる数値制御のマシニングセンタ等の高価な専用の加工装置が必要であり、マシニングセンタ等による加工は加工時間を要するために遊星ローラの生産効率を低下させる。

このため、ローラネジを転造加工により成形し、遊星ピニオンギアを歯切盤を用いて別に成形して安価な加工装置で生産効率を向上させることが行われているが、ローラネジと遊星ピニオンギアとを別に成形するとローラネジと遊星ピニオンギアの位相を合わせて加工することが難しく、複数の遊星ローラのローラネジと遊星ピニオンギアの位相が遊星ローラ毎に異なってしまうことになり、複数の遊星ローラをナットに組付ける場合には治具を用いたとしても位相ずれやピッチずれが生じやすくなって修正作業等の追加作業を要し、結果として遊星ローラネジ装置の組立性を低下させてしまうという問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、遊星ローラのローラネジと遊星ピニオンギアの成形を別にしても容易に組立てることができる手段を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、外周面に軸ネジを形成した中央軸と、内周面にナットネジを形成した円筒状のナットと、前記軸ネジと前記ナットネジとに噛合うローラネジを外周面に形成した複数の遊星ローラと、該遊星ローラの両端部に形成した軸部と、該遊星ローラの軸部の内側に形成された遊星ピニオンギアと、前記ナットの内側に固定され、前記遊星ピニオンギアと噛合って前記遊星ローラの公転を案内するリングギアと、前記軸部を保持する保持器と、該保持器の軸方向の移動を制限する抜止部材とを備えた遊星ローラネジ装置において、前記遊星ピニオンギアの歯数をＨｒ、前記ローラネジのピッチをＰ、前記ローラネジの条数をＪｒとしたときに、前記遊星ローラの端面と前記抜止部材との間に配置される保持器の全長隙間ΔＳを、Ｐ・Ｊｒ／Ｈｒ以上としたことを特徴とする。

これにより、本発明は、遊星ローラのローラネジと遊星ピニオンギアとを別に成形した場合に生ずるローラネジと遊星ピニオンギアの歯の位相のずれを組付時に吸収することが可能になり、成形時にローラネジと遊星ピニオンギアとの位相ずれがあったとしても遊星ローラと保持器との間の隙間を常に確保することができ、遊星ローラネジ装置の組立性を向上させてその生産性の向上を図ることができるという効果が得られる。

以下に、図面を参照して本発明による遊星ローラネジ装置の実施例について説明する。

図１は実施例の遊星ローラネジ装置を示す断面図、図２は実施例に遊星ローラの両端部の近傍を示す拡大図である。
図１、図２において、１は遊星ローラネジ装置である。
２は遊星ローラネジ装置１の中央軸であり、合金鋼等の鋼材で製作された棒状部材であって、その外周面には１条または多条の軸ネジ３が所定のピッチＰおよびリードで螺旋状に形成されている。

４は遊星ローラネジ装置１のナットであり、合金鋼等の鋼材で製作された円筒状部材であって、その内周面には多条のナットネジ５が軸ネジ３と同じピッチＰで形成されている。
６は遊星ローラであり、合金鋼等の鋼材で製作された棒状部材であって、両方の端面７には円柱状に突出した軸部８が形成されており、両方の端面７の間の外周面には軸ネジ３と同じピッチＰで所定の条数、例えば１条のローラネジ９が形成されている。

また、遊星ローラ６の両方の軸部８の内側に隣接して遊星ローラ６と同軸に所定の歯数、例えば１４枚の平歯車を形成した遊星ピニオンギア１０が設けられており、両方の遊星ピニオンギア１０の間のローラネジ９が軸ネジ３とナットネジ５とに嵌合する。
なお、遊星ローラ６の両端部に形成する遊星ピニオンギア１０の歯の位相は、ワンチャックよる歯切り等により同位相となるように成形する。

１１は保持器であり、樹脂材料や金属材料で製作された所定の厚さの円環状部材であって、遊星ローラ６の軸部８が嵌合する保持孔１１ａが所定の角度ピッチで複数設けられており、遊星ローラ６の軸部８を保持孔１１ａで保持して中央軸２とナット４の間に複数の遊星ローラ６を所定の角度ピッチで配置する。
１２はＣ型輪止め等の抜止部材であり、保持器９の外側に配置され、ナット４の内側に設けられた図示しない取付溝に嵌め込まれて取付けられる。これにより保持器９の軸方向の移動が制限され、保持器９の脱落が防止される。

１３はリングギアであり、保持器１１に保持された小径の平歯車である遊星ピニオンギア１０に噛合う内歯の平歯車であって、ナット４の内側に圧入等により固定され、遊星ピニオンギア１０がリングギア１３に噛合うことにより遊星ローラ６の公転を案内する。
上記の中央軸２の軸ネジ３とナット４のナットネジ５とに、保持器１１に保持されてリングギア１３と遊星ピニオンギア１０により公転を案内された遊星ローラ６のローラネジ９が嵌合し、中央軸２を回転させることによって遊星ローラ６が中央軸２の周りを自転しながら公転してナット４を軸方向に移動させる。これにより中央軸２の回転運動がナット４の直線運動に変換される。

本実施例の遊星ローラギア装置１の軸方向の寸法関係について図２を用いて説明する。
遊星ローラ６のローラネジ９と遊星ピニオンギア１０を別に成形した場合に生ずるローラネジ９と遊星ピニオンギア１０の歯の位相のずれは、遊星ピニオンギア１０の歯数をＨｒとすると最大で３６０／Ｈｒ度であり、遊星ローラ６のローラネジ９の条数をＪｒ、ローラネジ９のピッチをＰ（軸ネジ３およびナットネジ５のピッチと同じ。）とすると、遊星ローラ６の１回転分の軸方向の移動距離はＰ・Ｊｒであるので、ローラネジ９と遊星ピニオンギア１０を別に成形したときに遊星ローラ６に生ずる軸方向のずれは、最大で、Ｐ・Ｊｒ／Ｈｒとなる。

また、図２に示すように保持器の厚さをＴｈ、遊星ローラ６の端面７と抜止部材１２の間の軸方向距離Ｌａ、Ｌｂとし、保持器１１の軸方向の全長隙間ΔＳを遊星ローラ６の両方の端面７と抜止部材１２の間に配置された保持器１１の端面７および抜止部材１２との間の隙間の合計値と定義したときの全長隙間ΔＳは
ΔＳ＝（Ｌａ−Ｔｈ）＋（Ｌｂ−Ｔｈ） ・・・・・・・・・・・・・（１）
で表される。

従って、保持器１１の全長隙間ΔＳをＰ・Ｊｒ／Ｈｒ以上に設定すれば、遊星ローラ６のローラネジ９と遊星ピニオンギア１０とを別に成形した場合に生ずるローラネジ９と遊星ピニオンギア１０の歯の位相のずれを遊星ローラ６の組付時に吸収することが可能になり、成形時にローラネジ９と遊星ピニオンギア１０の位相ずれを意識することなく加工することができる。

この場合の遊星ローラ６のナット４への組付には、ナットネジ５とローラネジ９の位相関係を正しく組付ける治具を設けるようにする。
このように、成形時のローラネジ９と遊星ピニオンギア１０の位相のずれを組付時に吸収するように保持器１１の全長隙間ΔＳを設定すれば、遊星ローラ６の組付時に遊星ローラ６の端面７と抜止部材１２の間に保持器１１を挟みつけてしまうことがなくなり、遊星ローラ６の組立性が改善される他、保持器１１を遊星ローラ６の端面７と抜止部材１２の間に常に隙間を介して配置することができ、遊星ローラ６と保持器１１との干渉に伴う作動不良や保持器１１の破損を防止することができる。

また、図３に示すように遊星ピニオンギア１０の歯の有効幅Ｗａとリングギア１３の内歯の歯の有効幅Ｗｂとの関係は、
Ｗａ ≧ Ｗｂ＋ΔＳ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
となるように形成する。このようにすれば上記の保持器１１の全長隙間ΔＳを設けた場合に、遊星ローラ６が一方の側に寄った状態で組付けられたとしてもリングギア１３の歯が遊星ピニオンギア１０の歯に乗り上げることを防止することができ、遊星ピニオンギア１０とリングギア１３の歯車同士の干渉に伴う作動不良や歯車等の破損を防止して遊星ローラネジ装置１を円滑に作動させることができる。

上記の遊星ローラ６をナット４に組付ける場合にナットネジ５とローラネジ９の位相関係を意識せずに組付けると、その軸方向のずれは１本あたり最大で半ピッチ分ずれることになり、複数本を組付けると両方向にずれるので遊星ローラ６の組付時の軸方向のずれは最大で１ピッチとなる。
従って、保持器１１の全長隙間ΔＳを、Ｐ・Ｊｒ／Ｈｒ＋Ｐ以上に設定すれば、ナット４への遊星ローラ６の組付時に生ずる遊星ローラ６の軸方向のずれを吸収することが可能になり、遊星ローラ６に組付時の合マーク等を付してナットネジ５とローラネジ９の位相を略正しくして組付ければ、特別な治具や熟練を要することなく、遊星ローラネジ装置１を容易に組立てることができる。

また、ローラネジ９のピッチＰが細かい場合、例えばピッチＰ＝１ｍｍ以下の場合には、誤って１本あたり１ピッチ分ずれた状態で組付けられてしまうことがある。
従って、保持器１１の全長隙間ΔＳを、Ｐ・Ｊｒ／Ｈｒ＋２Ｐ以上に設定すれば、ナット４への遊星ローラ６の組付時の不注意による遊星ローラ６の軸方向のずれも吸収することが可能になり、合マークや特別な治具を用いなくても遊星ローラネジ装置１を更に容易に組立てることができる。

以上説明したように、本実施例では、遊星ローラの端面と抜止部材との間に配置される保持器の全長隙間ΔＳを、Ｐ・Ｊｒ／Ｈｒ以上としたことによって、遊星ローラのローラネジと遊星ピニオンギアとを別に成形した場合に生ずるローラネジと遊星ピニオンギアの歯の位相のずれを組付時に吸収することが可能になり、成形時にローラネジと遊星ピニオンギアとの位相ずれがあったとしても遊星ローラと保持器との間の隙間を常に確保することができ、遊星ローラネジ装置の組立性を向上させることができると共にその生産性の向上を図ることができる。

このことは、成形時にローラネジと遊星ピニオンギアの位相ずれを意識することなく加工することができるので、専用の加工装置を用いなくても転造加工によるネジ切りと遊星ピニオンギアの歯切りを別工程として加工して安価な加工装置により遊星ピニオンギアの生産性を向上させる場合に特に有効である。
また、遊星ピニオンギアの歯の有効幅を、リングギアの歯の有効幅より保持器の全長隙間ΔＳ以上長く設定するようにしたことによって、遊星ローラが一方の側に寄った状態で組付けられたとしてもリングギアの歯が遊星ピニオンギアの歯に乗り上げることを防止することができ、遊星ローラネジ装置を円滑に作動させることができる。

なお、本実施例においては、遊星ローラネジ装置の中央軸を回転させてナットを軸方向に移動させるとして説明したが、ナットを回転させて中央軸を軸方向に移動させる形式の遊星ローラネジに本発明を適用しても同様の効果を奏することができる。

実施例の遊星ローラネジ装置を示す断面図 実施例の遊星ローラの両端部の近傍を示す拡大図 実施例の遊星ローラが一の側に寄った状態を示す説明図

符号の説明

１ 遊星ローラネジ装置
２ 中央軸
３ 軸ネジ
４ ナット
５ ナットネジ
６ 遊星ローラ
７ 端面
８ 軸部
９ ローラネジ
１０ 遊星ピニオンギア
１１ 保持器
１１ａ 保持孔
１２ 抜止部材
１３ リングギア

Claims (2)

1. 外周面に軸ネジを形成した中央軸と、内周面にナットネジを形成した円筒状のナットと、前記軸ネジと前記ナットネジとに噛合うローラネジを外周面に形成した複数の遊星ローラと、該遊星ローラの両端部に形成した軸部と、該遊星ローラの軸部の内側に形成された遊星ピニオンギアと、前記ナットの内側に固定され、前記遊星ピニオンギアと噛合って前記遊星ローラの公転を案内するリングギアと、前記軸部を保持する保持器と、該保持器の軸方向の移動を制限する抜止部材とを備えた遊星ローラネジ装置において、
   前記遊星ピニオンギアの歯数をＨｒ、前記ローラネジのピッチをＰ、前記ローラネジの条数をＪｒとしたときに、前記遊星ローラの端面と前記抜止部材との間に配置される保持器の全長隙間ΔＳを、Ｐ・Ｊｒ／Ｈｒ以上としたことを特徴とする遊星ローラネジ装置。
2. 請求項１において、
   前記遊星ピニオンギアの歯の有効幅を、前記リングギアの歯の有効幅より前記全長隙間ΔＳ以上長くしたことを特徴とする遊星ローラネジ装置。