JP2007511722A - ローラーねじ駆動装置 - Google Patents

Abstract

ねじ付スピンドル（１）上に配置されたスピンドルナット（２）を有し、且つねじ通路（４）内を転がることができるように配列されたローラー（３）を有し、ねじ通路（４）が、ねじ付スピンドル（１）上とスピンドルナット（２）上とに設けられたねじ溝（８ａ、１１、２０）によって境界が定められているローラーねじ駆動装置であって、ねじ溝（８ａ、１１、２０）の２つの等しいピッチ（ｐ）が、ピッチ（ｐ）の部分量（ａ）だけ互いに対して軸方向にずれるように配置されている、ローラーねじ駆動装置。

Description

本発明は、スピンドルナットがねじ付スピンドル上に回転可能に配置された、ローラーねじ駆動装置に関する。この種のローラーねじ駆動装置は、ねじ付スピンドルとスピンドルナット間の相対的回転運動を、ねじ付スピンドルとスピンドルナット間の直進運動へ転換する。

ローラーねじ駆動装置は、例えば日本国特許公開平０７−０７７２６１号公報により周知となっており、そこでは、ローラーはねじ通路内で転がることができ、ねじ通路は、ねじ付スピンドル上とスピンドルナット上とに設けられたねじ溝によって画定されている。スピンドルナットは、２つの部分に形成され、分離面はねじ付スピンドルの回転軸を横断するように配置されている。第１のローラー群が、第１のナット部分とねじ付スピンドルの間に配列され、第２のローラー群が、第２のナット部分とねじ付スピンドルの間に配列される。第１のローラー群のローラーは、ねじ付スピンドル上と第１のナット部分上に設けられたねじ溝によって形成される、第１のねじ通路内で転がる。第２のローラー群のローラーは、ねじ付スピンドル上と第２のナット部分上に形成されたねじ溝によって形成される、第２のねじ通路に接して転がる。各ねじ溝は、２つのねじフランクによって境界が定められる。ローラーは、ねじ付スピンドルのねじ溝とそれぞれのナット部分のねじ溝との互いに向き合ったねじフランクに接して転がる。第１のローラー群のローラーの回転軸と第２のローラー群のローラーの回転軸とは、互いにほぼ垂直である。２つのナット部分を互いから軸方向にある距離離した状態で保つスペーサが、２つのナット部分の間に設けられる。

２つのローラー本体群が通過する環状の間隙が、スピンドルナットの内周とねじ付スピンドルの外周との間に形成される。ローラーねじ駆動装置の十分な潤滑のためには、潤滑手段を前記環状間隙内へ導入するのが適切である。しかし前記環状間隙は小さ過ぎるので、僅かな量の潤滑剤が導入できるのみである。空間がないので、ねじ通路の領域内へ潤滑剤を導入することも出来ない。このために、短い間隔で潤滑することが必要となるかもしれない。

本発明の目的は、請求項１の前文の特徴に従うローラーねじ駆動装置であって、前記欠点が取り除かれたものを定めることである。

本発明によれば、この目的は、ねじ溝の２つの等しいピッチをピッチの部分量だけ互いに対して軸方向にずらすように配置することによって達成される。ピッチは、ねじフランクに沿って前記ねじフランク上の出発点から終点まで丁度３６０°進むことにより測定され、出発点と終点の間の軸方向距離がピッチを表わす。言い換えれば、本発明は、ねじ溝のねじフランクがローラーより長く、ローラーの端部側面と前記端部側面に対向した位置にあるねじフランクとの間に、自由空間（空き領域）が形成されるという点にある。このようにして形成された自由空間は、付加的な潤滑剤リザーバ（溜め）として利用できる。

上述の文献により周知のローラーねじ駆動装置おいては、互いに近接して配置されたローラーの転がり面は、転がり接触している。これは摩擦が増大することを意味する。本発明によるローラーねじ駆動装置おいては、ローラーを案内する保持器を設けることが可能であり、ローラーは前記保持器のポケット内に保持され、保持器はベルトを備え、前記ベルトはそれらを互いに接続するウェブを有している。その利点は、保持器のベルトが本発明による自由空間内に配置できることである。ウェブと自由空間は、ローラーねじ駆動装置の回転軸の周りを螺旋状に取り巻いている。互いから距離を置いて配置された保持器のベルトは、一平面内に広がり、ローラーの回転軸は前記平面に平行で且つベルトに対して横断する方向に配置される。

本発明によるローラーねじ駆動装置は、周知のローラーねじ駆動装置と同様に、スピンドルナットを備え、スピンドルナットは２つの部分に形成され、複数のローラーから形成される第１のローラー群が第１のねじ通路内で転がることができるように配列され、第２のローラー群が第２ねじ通路内で転がることができるように配列されている。第１のローラー群は第１のナット部分内に配列され、第２のローラー群は第２のナット部分内に配列される。第１のローラー群のローラーは、ねじ付スピンドルのねじ溝における一方のねじフランクに接して転がることができ、第２のローラー群のローラーは、ねじ付スピンドルのねじ溝における他方のねじフランクに接して転がることができる。２つのナット部分を互いからある軸方向の距離に保ち、且つ予め応力を加えた状態でナット部分がねじ付スピンドルに保持されるように軸方向距離寸法を規定するような、スペーサを設けることができる。

このようにして、ローラーねじ駆動装置は、遊び無しで具体化することが出来る。

特に好ましいローラーねじ駆動装置においては、ねじ溝の２つのねじフランクが互いに垂直であり、スピンドルナットとねじ付スピンドルの２つのねじ溝がその分だけ互いにずれるピッチの部分量は、ピッチの絶対値の約３０％、好ましくは２８％に相当する。

２つの図に描写された例示的な実施形態に基づき、本発明を以下により詳細に説明する。

図１は、本発明によるローラーねじ駆動装置を貫通する縦断面を示し、ローラーねじ駆動装置は、ねじ付スピンドル１上に回転可能に配置されたスピンドルナット２を備えている。ローラー３が、ねじ通路４内で転がることができるように配列されている。ここで、ねじ通路４は第１のねじ通路５と第２のねじ通路６に分かれている。

スピンドルナット２は、ここでは２つの部品に形成され、第１のナット部分７と第２のナット部分８とを含む。２つのナット部分７、８は軸方向に互いに前後して配置され、分離面はローラーねじ駆動装置の回転軸を横断するように配置されている。

第１ねじ通路５は、ねじ付スピンドル１上に形成されたねじ溝８ａによって形成され、ねじ溝８ａは、２つのねじフランク９、１０によって境界が定められる。ねじフランク９、１０は互いに垂直である。加えて、第１ねじ通路５は、第１ナット部分７上に設けられたねじ溝１１を有する。ねじ溝１１は、ねじフランク１２、１３によって境界が定められる。

第１ナット部分７とねじ付スピンドル１との間に配列されたローラー３は、切れ目なく周りを取巻く第１のローラー群を形成する。この目的のために、それ自身は周知である偏向（反転）チャネル１４が設けられ、第１ローラー群は第１ねじ通路５の終点から前記第１ねじ通路５の出発点まで、前記偏向チャネル１４内で偏向される。この場合は、偏向チャネル１４は第１ナット部分７の外側に配置されている。

第１ローラー群は、ローラー３を案内するための保持器１５を含んでいる。保持器１５はポケット１６を有し、その中にローラー３が配列される。保持器１５はベルト１７を備え、前記ベルト１７はそれらを接続する、ここではこれ以上詳しく描写しない、ウェブを有している。ベルト１７は互いにある距離を置いて配置され、一平面内に広がり、ローラー３の回転軸は前記平面と平行に且つベルト１７に対して横切るように配置される。

第２のローラー群が、第２ナット部分８とねじ付スピンドル１との間に配列される。前記第２ローラー群は同様に、ベルト１９とウェブを有する保持器１８を備えている。第２ナット部分８は、互いに垂直なねじフランク２１、２２によって境界が定められたねじ溝２０を有する。第１ナット部分７の場合と同様、偏向チャネル２３が第２ナット部分８に対しても設けられる。

２つのナット部分７、８を互いに軸方向にある距離を置いて保持するスペーサ２４が、２つのナット部分７、８の間に配置される。

図２は、図１に丸で示した細部Ａの拡大図を示し、ねじ付スピンドル１、第２ナット部分８、及びねじ付スピンドル１と第２ナット部分８との間に配列された第２ローラー群が、ここに示されている。

第２ナット部分８のねじ溝２０は、図２の拡大図ではっきりと見ることができ、ねじ溝２０は、ねじフランク２１、２２によって境界が定められる。ローラー３は、それらの円周で、第２ナット部分８のねじフランク２１に接し、且つねじ付スピンドル１のねじフランク１０に接して転がる。

第１ローラー群の場合と同様、第２ローラー群の保持器１８は、ローラー用のポケット２５を備えている。保持器１８は、互いにある距離を置いて配置され且つ一平面上に広がる２つのベルト１９を備え、ローラー３の回転軸はその平面と平行に配置される。ローラー３の回転軸は、前記ベルト１９に対して横切るように配置される。

図２から、ローラー３はそれらの側面で、ねじ付スピンドル１のねじフランク１０に接し、且つ第２ナット部分８の対面するねじフランク２１に接して転がることが分かる。

図２から、縦方向の断面で見た場合、ねじフランク１０、２１がローラー３より長いことがはっきりと分かる。このように、自由空間２６がねじ溝２０内に形成され、自由空間２７がねじ溝８ａ内に形成される。こうして形成される前記自由空間２６、２７は、保持器１８のベルト１９を保持し且つ案内することと潤滑剤リザーバとしての両方に役立つ。周知のローラーねじ駆動装置とは対照的に、本発明によるローラーねじ駆動装置内には相当多くの潤滑剤を収納できるので、潤滑剤供給間隔はかなり引き延ばされる。

図２から更に、第２ナット部分８のねじ溝８ａはピッチｐを有することが分かる。ねじ付スピンドル１も同じピッチｐを有する。図２は更に、ねじ付スピンドル１のねじ溝８ａと第２ナット部分２のねじ溝２０が、互いに対して量ａだけずれるように配置されていることを示している。前記の量ａは、ピッチｐの部分量である。ここでの場合のように、ねじ溝２０のねじフランク２１、２２とねじ付スピンドル１のねじフランク９、１０とが、互いに垂直に配置される場合、部分量ａがピッチｐの約３０％、好ましくは２８％に相当するならば、特に有利である。この寸法決定は、本発明によって自由空間を形成するのに特に好都合な状態をもたらし、前記自由空間は、潤滑剤リザーバとして及び保持器ホルダーとしての両方に役立つ。

ここでは、ピッチｐは１０ｍｍであり、ローラー直径は５ｍｍであり、ねじ付スピンドル１の公称直径は３２ｍｍである。この配置において、部分量ａが２．８ｍｍであれば理想的である。

対応する比率は、第１ナット部分７において実施されている。

図１は、本発明によるローラーねじ駆動装置を貫通する縦断面を示す。 図２は、拡大図によって図１のローラーねじ駆動装置の詳細を示す。

符号の説明

１ ねじ付スピンドル
２ スピンドルナット
３ ローラー
４ ねじ通路
５ 第１ねじ通路
６ 第２ねじ通路
７ 第１ナット部分
８ 第２ナット部分
８ａ ねじ溝
９ ねじフランク
１０ ねじフランク
１１ ねじ溝
１２ ねじフランク
１３ ねじフランク
１４ 偏向チャネル
１５ 保持器
１６ ポケット
１７ ベルト
１８ 保持器
１９ ベルト
２０ ねじ溝
２１ ねじフランク
２２ ねじフランク
２３ 偏向チャネル
２４ スペーサ
２５ ポケット
２６ 自由空間
２７ 自由空間

Claims (12)

1. ねじ付スピンドル（１）上に配置されたスピンドルナット（２）を有し、且つねじ通路（４）内を転がることができるように配列されたローラー（３）を有し、前記ねじ通路（４）が、前記ねじ付スピンドル（１）上と前記スピンドルナット（２）上とに設けられたねじ溝（８ａ、１１、２０）によって境界が定められているローラーねじ駆動装置であって、前記ねじ溝（８ａ、１１、２０）の２つの等しいピッチ（ｐ）が、ピッチ（ｐ）の部分量（ａ）だけ互いに対して軸方向にずれるように配置されていることを特徴とする、ローラーねじ駆動装置。
2. ねじ付スピンドル（１）上に配置されたスピンドルナット（２）を有し、且つねじ通路（４）内を転がることのできるように配列されたローラー（３）を有し、前記ねじ通路（４）が、前記ねじ付スピンドル（１）上と前記スピンドルナット（２）上とに設けられたねじ溝（８ａ、１１、２０）によって形成されているローラーねじ駆動装置であって、前記ねじ溝（８ａ、１１、２０）がそれぞれ２つのねじフランク（９、１０、１２、１３、２１、２２）によって境界が定められており、前記ねじフランク（９、１０、１２、１３、２１、２２）に接して転がる前記ローラー（３）が２つの前記ねじ溝（８ａ、１１、２０）の各々に面しており、前記ねじフランク（９、１０、１２、１３、２１、２２）が前記ローラー（３）より長く、前記ローラーの端部側面と前記端部側面に対面した位置にある前記ねじフランク（９、１０、１２、１３、２１、２２）との間に自由空間（２６、２７）が形成されていることを特徴とする、ローラーねじ駆動装置。
3. 前記自由空間（２６、２７）が、潤滑剤リザーバとして形成されている、請求項２に記載のローラーねじ駆動装置。
4. 前記ローラーを案内するために保持器（１５、１８）が設けられており、ローラー（３）が前記保持器（１５、１８）のポケット（１６、２５）内に保持され、前記保持器（１５、１８）がベルト（１７、１９）を有し、前記ベルト（１７、１９）がそれらを互いに接続しているウェブを備え、前記ベルト（１７、１９）が自由空間（２６、２７）内に配置されている、請求項１又は２に記載のローラーねじ駆動装置。
5. 前記ベルト（１７、１９）が、互いに離間して配置され、且つ一平面内に広がり、前記ローラー（３）の回転軸が、前記平面に平行で且つ前記ベルト（１７、１９）に対して横断する方向に配置されている、請求項４に記載のローラーねじ駆動装置。
6. 前記ウェブ及び自由空間（２６、２７）は、ローラーねじ駆動装置の回転軸の周りを螺旋状に取巻いている、請求項４に記載のローラーねじ駆動装置。
7. 複数のローラー（３）から形成された第１ローラー群が、前記第１ねじ通路（５）内で転がることができるように配列され、第２ローラー群が、前記第２ねじ通路（６）内で転がることができるように配列されている、請求項１又は２に記載のローラーねじ駆動装置。
8. 前記第１ローラー群のローラー（３）の回転軸が、前記第２ローラー群のローラー（３）の回転軸に対してある角度をなして配置されている、請求項７に記載のローラーねじ駆動装置。
9. 前記第１ローラー群のローラー（３）が、前記ねじ付スピンドル（１）におけるねじ溝（８ａ）の一方のねじフランク（９）に接して転がることができるように配列され、前記第２ローラー群のローラー（３）が、前記ねじ付スピンドル（１）におけるねじ溝（８ａ）の他方のねじフランク（１０）に接して転がることができるように配列されている、請求項８に記載のローラーねじ駆動装置。
10. 前記スピンドルナット（２）が、軸方向に前後に配置された２つの第１及び第２ナット部分（７、８）を有し、前記第１ローラー群が前記第１ナット部分（７）内に配列され、前記第２ローラー群が前記第２ナット部分（８）内に配列されている、請求項９に記載のローラーねじ駆動装置。
11. スペーサ（２４）が設けられ、前記スペーサは、前記２つのナット部分（７、８）を互いにある軸方向距離をおいて保持し、且つ予め応力を加えた状態で前記ナット部分（７、８）が前記ねじ付スピンドル（１）に保持されるように軸方向距離寸法を規定する、請求項１０に記載のローラーねじ駆動装置。
12. 前記ねじ溝（８ａ、１１、２０）の前記２つのねじフランク（９、１０、１２、１３、２１、２２）が互いに垂直であり、前記部分量（ａ）が、ピッチ（ｐ）の絶対値の約３０％、好ましくは２８％に相当する、請求項１又は２に記載のローラーねじ駆動装置。

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