JP2006083991A - 遊星ローラネジ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遊星ローラネジ装置の初動時の騒音を低減する手段を提供する。
【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、遊星ローラの両端を保持する保持器とを備えた遊星ローラネジ装置において、遊星ローラを軸方向に付勢する押圧機構を設け、この押圧機構を少なくとも２本の遊星ローラの一方の端面と保持器との間に配置し、押圧機構の付勢方向をそれぞれ反対方向にすることにより擬似的な予圧状態を形成する。
【選択図】 図１

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を保持器に保持させて配置し、遊星ローラの両側に遊星ピニオンギアを設けて遊星ローラの中央軸周りの自転や公転を案内にしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開昭５９−１４７１５１号公報（第１頁右下欄−第２頁左上欄、第１図）

しかしながら、上述した従来の技術においては、ローラネジをナットネジと軸ネジとに単に噛合わせる構成としているため、それぞれのネジのネジ面の間にバックラッシュが存在し、遊星ローラネジ装置の運転の開始時や往復運動の方向転換時等の初動時にネジ面同士が衝突して騒音が発生するという問題がある。
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、遊星ローラネジ装置の初動時の騒音を低減す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を保持する保持器とを備えた遊星ローラネジ装置において、前記遊星ローラを軸方向に付勢する押圧機構を設け、該押圧機構を少なくとも２本の遊星ローラの一方の端面と保持器との間に配置し、該押圧機構の付勢方向をそれぞれ反対方向としたことを特徴とする。

これにより、本発明は、遊星ローラネジ装置の運転の開始時や往復運動の方向転換時等の初動時に押圧機構によりネジ面同士の衝撃を緩和することができ、ネジ面同士の衝突に伴う騒音を低減す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１の遊星ローラネジ装置を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は実施例１の押圧機構を示す断面図である。なお図１は図２に示すＢ−Ｏ−Ｂ断面線に沿った断面図である。
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。
６ａ、６ｂは遊星ローラ（これらを総称する場合は遊星ローラ６という。）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。
１１は保持器であり、樹脂材料や金属材料で製作された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。本実施例では８本の遊星ローラ６がナット４と中央軸２の間に等角度ピッチで配置されている。

１２はＣ型輪止め等の抜止部材であり、保持器１１の外側に配置され、ナット４の内側に設けられた取付溝４ａに嵌め込まれて取付けられる。これにより保持器１１の軸方向の移動が制限され、保持器１１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の内側に設けられたリングギア嵌合部４ｂ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。

図３において、１５は押圧機構である。
１６はバネ部材としての皿バネであり、バネ鋼等の板材で製作される。
１７は摺動部材であり、樹脂材料等の比較的摩擦係数の小さい材料で形成された平ワッシャ状部材である。
本実施例の押圧機構１５は、中央部の孔に軸部８を挿入した２枚の摺動部材１７と２枚の皿バネ１６とにより構成され、摺動部材１７の間に皿バネ１６の小径側を突き合わせて設置し、摺動部材１７の間を押縮めることにより付勢力を発揮する。

また、押圧機構１５は、図１に示すように遊星ローラ６ａ、６ｂの一方の端面７と保持器１１との間に押縮められて配置され、その円周方向の配置は図２に示すように偶数に設定された遊星ローラ６の一端に押圧機構１５が配置された遊星ローラ６ａと、他端に押圧機構１５が配置された遊星ローラ６ｂとが交互に配置される。これにより遊星ローラ６は交互に軸方向に付勢される。

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、押圧機構１５により交互に軸方向に付勢された遊星ローラ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。

上記の構成の作用について説明する。
図４は実施例１のローラネジの押圧状態を示す説明図である。
図４に示す遊星ローラ６ａは、図において右側に押圧機構１５が設けられており、押圧機構１５の付勢力により矢印Ｃで示す方向（Ｃ方向という。）に押圧されている。
この押圧によって、ローラネジ９の軸ネジ３側のネジ面およびナットネジ５側のネジ面は、図４にＤで示すナローラネジ９のネジ面（Ｄ面という。）、つまり押圧機構１５が設けられている反対側がこれに対向する軸ネジ３およびナットネジ５のネジ面に押圧された状態となる。

押圧機構１５が図４において左側に設けられている遊星ローラ６ｂの場合は、押圧機構１５の付勢力により矢印Ｃと反対方向（反Ｃ方向という。）に押圧されるので、図４にＥで示すローラネジ９のネジ面（Ｅ面という。）が軸ネジ３およびナットネジ５のネジ面に押圧された状態となる。
図４の押圧状態において、中央軸２を回転させてナット４を反Ｃ方向に移動させる場合は、中央軸２が回転して遊星ローラ６が公転しながら自転し始めると、ナット４が反Ｃ方向に移動し、これに伴う軸方向荷重がＣ方向に負荷される。

この時、遊星ローラ６ａは中央軸２の回転に伴って押圧機構１５によりＣ方向に付勢され、ナットネジ５とＤ面を摺接しながら反Ｃ方向に移動するので、ローラネジ９のＥ面がナットネジ５のネジ面に当接するときの衝撃力を緩和する。これにより初動時の騒音を低減することができる。
また、押圧機構１５の摺動部材１７が比較的摩擦係数の小さい材料で形成されているので遊星ローラ６ａの自転に伴う摩擦損失を低減することができる。

図４の押圧状態において、中央軸２を回転させてナット４をＣ方向に移動させる場合は、中央軸２が回転して遊星ローラ６が公転しながら自転し始めると、ナット４がＣ方向に移動し、これに伴う軸方向荷重が反Ｃ方向に負荷される。
この時、ローラネジ９のＥ面が押圧されている遊星ローラ６ｂが中央軸２の回転に伴って押圧機構１５により反Ｃ方向に付勢され、軸ネジ３とＥ面を摺接しながらＣ方向に移動するので、遊星ローラ６ａのローラネジ９のＥ面が軸ネジ２のネジ面に当接するときの衝撃力を緩和する。これにより初動時の騒音を低減することができる。

このように、本実施例では遊星ローラ６ａ、６ｂが押圧機構１５により交互に軸方向に付勢されてそれぞれの反対方向の付勢力により擬似的に予圧状態を形成しているので、遊星ローラネジ装置の運転の開始時や往復運動の方向転換時等の初動時にネジ面同士の衝撃を緩和してこれに伴う騒音を低減させることができる。
このことは、遊星ローラ６ａ、６ｂの配置を図５に示す配置としても同様である。

図５は実施例１の押圧機構の他の配置を示す説明図である。なお図５は図１に示すＡ−Ａ断面線に沿った断面図である。
図５に示す押圧機構１５の配置は、遊星ローラ６ａ、６ｂを同数とし、ナット４の円周方向を１８０度で２等分した場合に遊星ローラ６ａ、６ｂがそれぞれの側で同数となるように配置されている。

このような配置においても、遊星ローラ６ａ、６ｂがそれぞれＣ方向、反Ｃ方向に付勢されているので、上記と同様に擬似的な予圧状態を形成してネジ面の衝突に伴う騒音を低減させることができる。
なお、押圧機構１５の配置は、全ての遊星ローラ６に配置する必要はなく、使用荷重に応じて押圧機構１５の数を減じてもよい。この場合に押圧機構１５を配置する遊星ローラ６の本数は押圧方向を反対にした遊星ローラ６がそれぞれ１本、つまり押圧機構１５を配置する遊星ローラ６の本数は２本あれば足り、使用荷重に応じて適宜に定めればよい。また遊星ローラ６の総本数は、偶数に限らず、奇数であってもよい。

以上説明したように、本実施例では、一方の端面と保持器との間に押圧機構を配置した遊星ローラを少なくとも２本設け、それぞれの押圧機構の付勢方向を反対方向としたことによって、擬似的な予圧状態を形成することができ、遊星ローラネジ装置の運転の開始時や往復運動の方向転換時等の初動時に押圧機構によりネジ面同士の衝撃を緩和することが可能になり、ネジ面同士の衝突に伴う騒音を低減することができる。

また、遊星ローラの総本数を偶数とし、押圧機構の付勢方向をそれぞれ同数としたことによって、ローラネジによりナットネジと軸ネジとを均等に押圧することができ、初動時における騒音を更に低減することができる。
更に、押圧機構の付勢方向を交互に配置するようにしてことによって、ローラネジによる押圧の均等性を更に高めることができ、初動時における騒音を更に低減することができると共に遊星ローラネジ装置の動作の安定性を高めることができる。

図６は実施例２の遊星ローラネジ装置を示す断面図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図６において、２１は押圧機構であり、押圧機構１５が配置されている遊星ローラ６ａ、６ｂの一方の端部の反対側、つまり他方の端面７と保持器１１の間に配置された押圧機構であって、その付勢力は押圧機構１５より弱く設定されている。なお押圧機構２１の構成は押圧機構１５の構成と同様である。

このように構成すると、実施例１で図４を用いて説明したナット４のＣ方向および反Ｃ方向への移動の際に、ローラネジ９のＥ面がナットネジ５のネジ面または軸ネジ３のネジ面に当接するときに押圧機構２１の付勢力が作用して更にその衝撃力を緩和し、ネジ面の衝突に伴う騒音を更に低減することができる。
以上説明したように、本実施例では、上記実施例１と同様の効果に加えて、遊星ローラの両方の端部に押圧機構を配置し、一方の付勢力を強くし、他方の付勢力を弱く設定するようにしたことによって、初動時におけるローラネジとナットネジまたは軸ネジのネジ面同士の衝撃力を更に緩和することができ、これに伴う騒音を更に低減することができる。

なお、上記各実施例においては、押圧機構の摺動部材は樹脂材料で製作するとして説明したが、摺動部材に用いる材料はポリテトラフルオロエチレン等の低摩擦性の樹脂材料であってもよく、含油焼結金属や含油樹脂材料であってもよい。
また、押圧機構のバネ部材は、小径側を突き合わせた皿バネとして説明したが、大径側を突き合わせるようにしてもよく、圧縮コイルスプリング等であってもよい。

更に、上記各実施例においては、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装置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１の遊星ローラネジ装置を示す断面図 図１のＡ−Ａ断面図 実施例１の押圧機構を示す断面図 実施例１のローラネジの押圧状態を示す説明図 実施例１の押圧機構の他の配置を示す説明図 実施例２の遊星ローラネジ装置を示す断面図

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
４ａ 取付溝
４ｂ リングギア嵌合部
５ ナットネジ
６ａ、６ｂ 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
１５、２１ 押圧機構
１６ 皿バネ
１７ 摺動部材

Claims (4)

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を保持する保持器とを備えた遊星ローラネジ装置において、
   前記遊星ローラを軸方向に付勢する押圧機構を設け、該押圧機構を少なくとも２本の遊星ローラの一方の端面と保持器との間に配置し、該押圧機構の付勢方向をそれぞれ反対方向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、
   前記遊星ローラの総本数を偶数とし、前記押圧機構の付勢方向をそれぞれ同数としたことを特徴とする遊星ローラネジ装置。
3. 請求項２において、
   前記押圧機構の付勢方向を、交互に配置したことを特徴とする遊星ローラネジ装置。
4. 請求項１、請求項２または請求項３において、
   前記一方の端部に前記押圧機構を配置した遊星ローラの他方の端部に、前記押圧機構より弱い付勢力の押圧機構を配置したことを特徴とする遊星ローラネジ装置。