JP2008309218A - Screw device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転運動を直線運動に変換する機械要素として射出成形機やプレス成形機、自動車用アクチュエータなどで使用されるねじ装置に関し、特に、ねじ軸とナットとの間に複数の遊星ローラを有するねじ装置に関する。 The present invention relates to a screw device used in an injection molding machine, a press molding machine, an automobile actuator, or the like as a mechanical element that converts rotational motion into linear motion, and in particular, a plurality of planetary rollers are provided between a screw shaft and a nut. The present invention relates to a screw device.
ねじ軸とナットとの間に複数の遊星ローラを有するねじ装置としては、従来、特許文献1に記載されたものが知られている。この種のねじ装置は、ねじ軸と、ねじ軸の外周面と対向する内周面を有するナットと、ねじ軸とナットとの間に設けられた複数の遊星ローラとを具備した構成となっており、遊星ローラの外周面には、雄ねじ(以下「ローラ側ねじ部」と言う)が形成されている。このローラ側ねじ部はねじ軸の外周面に形成された雄ねじ(以下「軸側ねじ部」と言う)とナットの内周面に形成された雌ねじ(以下「ナット側ねじ部」と言う)の双方と噛み合っており、たとえば、ローラ側ねじ部のリード角絶対値が軸側ねじ部のリード角絶対値と同じでローラ側ねじ部のねじれ方向が軸側ねじ部のねじれ方向と同じ場合あるいはローラ側ねじ部のリード角絶対値が軸側ねじ部のリード角絶対値と異なる場合には、ローラ側ねじ部は軸側ねじ部と交差して噛み合っている。また、ローラ側ねじ部のリード角絶対値がナット側ねじ部のリード角絶対値と同じでローラ側ねじ部のねじれ方向がナット側ねじ部のねじれ方向と逆の場合あるいはローラ側ねじ部のリード角絶対値がナット側ねじ部のリード角絶対値と異なる場合には、ローラ側ねじ部はナット側ねじ部と交差して噛み合っている。したがって、このようなねじ装置では、ねじ軸と遊星ローラとの間あるいはナットと遊星ローラとの間に、上述した交差噛合いが存在している。
しかしながら、上述したねじ装置は、従来、図17に示すように、ローラ側ねじ部6のピッチが軸側ねじ部4およびナット側ねじ部5のピッチと同じピッチとなっている。このため、たとえば、交差噛合いがねじ軸と遊星ローラとの間に存在し、ねじ軸の外周面に形成された軸側ねじ部と遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部が共に右ねじの場合には、図18(a)に示すように、矢印で示す方向の軸方向荷重がねじ軸1に作用し、これと反対方向の軸方向荷重が遊星ローラ3に作用すると、ローラ側ねじ部6の溝筋を軸側ねじ部4の溝筋に一致させようとする力(図中反時計方向の力)が遊星ローラ3に生じることによって、遊星ローラ3がねじ軸1に対して傾きを持つことになる。そして、遊星ローラ3がねじ軸1に対して傾きを持つと、図19に示すように、遊星ローラ3の軸方向中央部より左側の部分ではねじ軸1と遊星ローラ3との接触面圧が下がる方向(図中下側)に軸側ねじ部4とローラ側ねじ部6との交差噛合い点Pが移動し、遊星ローラ3の軸方向中央部より右側の部分ではねじ軸1と遊星ローラ3との接触面圧が上がる方向(図中上側)に軸側ねじ部4とローラ側ねじ部6との交差噛合い点Pが移動する。これにより、ねじ軸1と遊星ローラ3との接触面圧が図中左側に向かって下がることになるが、遊星ローラ全体が受ける軸方向荷重は変わらないため、ねじ軸1と遊星ローラ3との接触面圧は、図20に示すように、図中右側に向かって上昇する。このため、ねじ軸1と遊星ローラ3との間に交差噛合いが存在する場合には、図18(b)に示すような接触面圧の不均一がねじ軸1と遊星ローラ3との間に発生し、たとえば射出成形機などのように遊星ローラに作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラに一方向から作用する場合には、遊星ローラの片端から破損が進展し、荷重が均一に分布すると仮定してねじ装置の寿命を計算した値よりもねじ装置の実際の寿命が短くなるという問題があった。
However, in the above-described screw device, conventionally, as shown in FIG. 17, the pitch of the roller
また、交差噛合いがナットと遊星ローラとの間に存在し、ナットの内周面に形成されたナット側ねじ部と遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部が共に右ねじの場合には、図21(a)に示すように、矢印で示す方向の軸方向荷重がナット2に作用し、これと反対方向の軸方向荷重が遊星ローラ3に作用すると、ローラ側ねじ部6の溝筋をナット側ねじ部5の溝筋に一致させようとする力(図中時計方向の力)が遊星ローラ3に生じることによって、遊星ローラ3がナット2に対して傾きを持つことになる。そして、遊星ローラ3がナット2に対して傾きを持つと、遊星ローラ3の軸方向中央部より左側の部分ではナット2と遊星ローラ3との接触面圧が上がる方向にナット側ねじ部5とローラ側ねじ部6との交差噛合い点が移動し、遊星ローラ3の軸方向中央部より右側の部分ではナット2と遊星ローラ3との接触面圧が下がる方向にナット側ねじ部5とローラ側ねじ部6との交差噛合い点が移動する。これにより、ナット2と遊星ローラ3との接触面圧が図中右側に向かって下がることになるが、遊星ローラ全体が受ける軸方向荷重は変わらないため、ナット2と遊星ローラ3との接触面圧は図中左側に向かって上昇する。このため、ナット2と遊星ローラ3との間に交差噛合いが存在する場合には、図21(b)に示すような接触面圧の不均一がナット2と遊星ローラ3との間に発生し、たとえば射出成形機などのように遊星ローラに作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラに一方向から作用する場合には、遊星ローラの片端から破損が進展し、荷重が均一に分布すると仮定してねじ装置の寿命を計算した値よりもねじ装置の実際の寿命が短くなるという問題があった。
In addition, when cross-engagement exists between the nut and the planetary roller, both the nut-side thread formed on the inner peripheral surface of the nut and the roller-side thread formed on the outer peripheral surface of the planetary roller are right-handed. As shown in FIG. 21A, when an axial load in the direction indicated by the arrow acts on the
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、遊星ローラに作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラに一方向から作用する場合でも長期にわたって使用することのできるねじ装置を提供することにある。 The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems, and its purpose is to maintain a relatively long axial load acting on the planetary roller and for a long time even when the axial load acts on the planetary roller from one direction. It is to provide a screw device that can be used.
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明に係るねじ装置は、ねじ軸とナットとの間に複数の遊星ローラを具備するねじ装置において、前記遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部の全部または一部のピッチを、前記ねじ軸の外周面に形成された軸側ねじ部と前記ナットの内周面に形成されたナット側ねじ部のうち前記ローラ側ねじ部と交差して噛み合うねじ部のピッチより小さくしたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, a screw device according to the first aspect of the present invention is a screw device comprising a plurality of planetary rollers between a screw shaft and a nut, and a roller formed on an outer peripheral surface of the planetary roller. The pitch of all or part of the side screw portion intersects the roller side screw portion of the shaft side screw portion formed on the outer peripheral surface of the screw shaft and the nut side screw portion formed on the inner peripheral surface of the nut. Thus, the pitch is smaller than the pitch of the threaded portions that mesh with each other.
請求項2記載の発明に係るねじ装置は、請求項1記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部と前記ナット側ねじ部のうち前記ローラ側ねじ部と交差せずに噛み合うねじ部のピッチを前記ローラ側ねじ部のピッチと同じピッチにしたことを特徴とする。
請求項3記載の発明に係るねじ装置は、請求項1記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部と前記ナット側ねじ部のうち前記ローラ側ねじ部と交差せずに噛み合うねじ部のピッチを前記ローラ側ねじ部と交差して噛み合うねじ部のピッチと同じピッチにしたことを特徴とする。
The screw device according to a second aspect of the present invention is the screw device according to the first aspect, wherein a pitch of a screw portion that meshes with the shaft side screw portion and the nut side screw portion without intersecting the roller side screw portion is determined. The pitch is the same as the pitch of the roller side thread portion.
A screw device according to a third aspect of the present invention is the screw device according to the first aspect, wherein a pitch of a screw portion that meshes without intersecting the roller side screw portion of the shaft side screw portion and the nut side screw portion is determined. The pitch is the same as the pitch of the threaded portion that intersects and meshes with the roller side threaded portion.
請求項4記載の発明に係るねじ装置は、ねじ軸とナットとの間に複数の遊星ローラを具備し、かつ前記遊星ローラが前記ねじ軸の外周面および前記ナットの内周面に形成されたねじ部と係合しない小径軸部を中央部に有するねじ装置において、前記ねじ軸の外周面に形成された軸側ねじ部と前記ナットの内周面に形成されたナット側ねじ部のうち前記遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部と交差して噛み合うねじ部のピッチをP、該ピッチの整数倍をN、前記ねじ部のピッチより小さい正の値をΔxとしたとき、前記ローラ側ねじ部のピッチをPとし、かつ前記小径軸部を挟んで隣接するローラ側ねじ部のねじ溝間距離をP×N−ΔXとしたことを特徴とする。 A screw device according to a fourth aspect of the present invention includes a plurality of planetary rollers between a screw shaft and a nut, and the planetary rollers are formed on an outer peripheral surface of the screw shaft and an inner peripheral surface of the nut. In the screw device having a small-diameter shaft portion that does not engage with the screw portion in the center portion, the shaft-side screw portion formed on the outer peripheral surface of the screw shaft and the nut-side screw portion formed on the inner peripheral surface of the nut. When the pitch of the threaded portion that intersects and meshes with the roller side threaded portion formed on the outer peripheral surface of the planetary roller is P, an integer multiple of the pitch is N, and a positive value smaller than the pitch of the threaded portion is Δx, The roller-side thread portion pitch is P, and the distance between the thread grooves of adjacent roller-side thread portions across the small-diameter shaft portion is P × N−ΔX.
請求項5記載の発明に係るねじ装置は、請求項4記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部と前記ナット側ねじ部のうち前記ローラ側ねじ部と交差せずに噛み合うねじ部の中央部のピッチを前記ローラ側ねじ部のピッチより小さくしたことを特徴とする。
請求項6記載の発明に係るねじ装置は、請求項1〜5のいずれか一項記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部の呼び有効径をDs、前記ナット側ねじ部の呼び有効径をDn、前記ローラ側ねじ部の呼び有効径をDr、前記軸側ねじ部の条数をJs、前記ナット側ねじ部の条数をJn、前記ローラ側ねじ部の条数をJr、前記軸側ねじ部の呼びリードをLs、前記ナット側ねじ部の呼びリードをLn、前記ローラ側ねじ部の呼びリードをLr、前記軸側ねじ部の呼びピッチをPs、前記ナット側ねじ部の呼びピッチをPn、前記ローラ側ねじ部の呼びピッチをPrとしたとき、Dn=Ds+2Dr、Jn/Jr=Dn/Dr、Jn=Js、Ls=Js×Ps、Lr=Jr×Pr、Ln=Jn×Pnの関係が成り立ち、かつ前記軸側ねじ部が前記ローラ側ねじ部と交差して噛み合うとともに、前記軸側ねじ部のリードが前記ナットの移動量と一致していることを特徴とする。
The screw device according to a fifth aspect of the present invention is the screw device according to the fourth aspect, wherein a central portion of a screw portion that meshes with the shaft side screw portion and the nut side screw portion without intersecting the roller side screw portion. Is made smaller than the pitch of the roller side threaded portion.
The screw device according to a sixth aspect of the present invention is the screw device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the nominal effective diameter of the shaft side screw portion is Ds, and the nominal effective diameter of the nut side screw portion is Dn, the nominal effective diameter of the roller side threaded portion Dr, the number of threads of the shaft side threaded portion Js, the number of threads of the nut side threaded portion Jn, the number of threads of the roller side threaded portion Jr, the shaft side The nominal lead of the screw portion is Ls, the nominal lead of the nut side screw portion is Ln, the nominal lead of the roller side screw portion is Lr, the nominal pitch of the shaft side screw portion is Ps, and the nominal pitch of the nut side screw portion is Pn, where the nominal pitch of the roller side thread portion is Pr, Dn = Ds + 2Dr, Jn / Jr = Dn / Dr, Jn = Js, Ls = Js × Ps, Lr = Jr × Pr, Ln = Jn × Pn A relationship is established, and the shaft-side screw portion is Meshes with crosses the over La-side thread portion, wherein the shaft-side thread portion of the lead is consistent with the amount of movement of the nut.
請求項7記載の発明に係るねじ装置は、請求項1〜5のいずれか一項記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部の呼び有効径をDs、前記ナット側ねじ部の呼び有効径をDn、前記ローラ側ねじ部の呼び有効径をDr、前記軸側ねじ部の条数をJs、前記ナット側ねじ部の条数をJn、前記ローラ側ねじ部の条数をJr、前記軸側ねじ部の呼びリードをLs、前記ナット側ねじ部の呼びリードをLn、前記ローラ側ねじ部の呼びリードをLr、前記軸側ねじ部の呼びピッチをPs、前記ナット側ねじ部の呼びピッチをPn、前記ローラ側ねじ部の呼びピッチをPrとしたとき、Dn=Ds+2Dr、Js/Jr=Ds/Dr、Jn=Js、Ls=Js×Ps、Lr=Jr×Pr、Ln=Jn×Pnの関係が成り立ち、かつ前記ナット側ねじ部が前記ローラ側ねじ部と交差して噛み合うとともに、前記軸側ねじ部のリードが前記ナットの移動量と一致していることを特徴とする。 A screw device according to a seventh aspect of the present invention is the screw device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the nominal effective diameter of the shaft-side screw portion is Ds, and the nominal effective diameter of the nut-side screw portion is Dn, the nominal effective diameter of the roller side threaded portion Dr, the number of threads of the shaft side threaded portion Js, the number of threads of the nut side threaded portion Jn, the number of threads of the roller side threaded portion Jr, the shaft side The nominal lead of the screw portion is Ls, the nominal lead of the nut side screw portion is Ln, the nominal lead of the roller side screw portion is Lr, the nominal pitch of the shaft side screw portion is Ps, and the nominal pitch of the nut side screw portion is Pn, where the nominal pitch of the roller side thread portion is Pr, Dn = Ds + 2Dr, Js / Jr = Ds / Dr, Jn = Js, Ls = Js × Ps, Lr = Jr × Pr, Ln = Jn × Pn And the nut side threaded part It meshes with crosses the serial roller side thread portion, wherein the shaft-side thread portion of the lead is consistent with the amount of movement of the nut.
請求項8記載の発明に係るねじ装置は、請求項1記載のねじ装置において、前記ローラ側ねじ部および前記ナット側ねじ部をリード角が零の環状溝とし、かつ前記ローラ側ねじ部が前記軸側ねじ部と交差して噛み合うことを特徴とする。 The screw device according to an eighth aspect of the present invention is the screw device according to the first aspect, wherein the roller-side screw portion and the nut-side screw portion are annular grooves having a lead angle of zero, and the roller-side screw portion is the The shaft-side threaded portion intersects and meshes.
請求項1〜8に係るねじ装置によれば、遊星ローラに傾きがあってもローラ側ねじ部の接触面圧が軸方向にほぼ均一となるため、遊星ローラに作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラに一方向から作用する場合でも長期にわたって使用することができる。 According to the screw device according to the first to eighth aspects, even if the planetary roller is inclined, the contact surface pressure of the roller side screw portion is substantially uniform in the axial direction, so that the axial load acting on the planetary roller is relatively low. Even when a large and axial load acts on the planetary roller from one direction, it can be used over a long period of time.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施形態に係るねじ装置の概略構成を示す図、図2は第1の実施形態に係るねじ装置の要部を示す図であり、図1に示されるように、第1の実施形態に係るねじ装置はねじ軸1、ナット2および複数の遊星ローラ3を具備している。
遊星ローラ3はねじ軸1とナット2との間に設けられており、各遊星ローラ3の外周面には、ねじ軸1の外周面に形成された軸側ねじ部4およびナット2の内周面に形成されたナット側ねじ部5の双方と噛み合うローラ側ねじ部6が形成されている。また、遊星ローラ3はピニオン歯車7を軸方向の両端部に有しており、ナット2の内周面には、ピニオン歯車7と噛み合う二つの内歯歯車8が固設されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a screw device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a main part of the screw device according to the first embodiment, as shown in FIG. The screw device according to the first embodiment includes a screw shaft 1, a
The
ここで、軸側ねじ部4の呼び有効径をDs、ナット側ねじ部5の呼び有効径をDn、ローラ側ねじ部6の呼び有効径をDr、軸側ねじ部4の条数をJs、ナット側ねじ部5の条数をJn、ローラ側ねじ部6の条数をJr、軸側ねじ部4の呼びリードをLs、ナット側ねじ部5の呼びリードをLn、ローラ側ねじ部6の呼びリードをLr、軸側ねじ部4の呼びピッチをPs、ナット側ねじ部5の呼びピッチをPn、ローラ側ねじ部6の呼びピッチをPrとすると、Dn=Ds+2Dr、Jn/Jr=Dn/Dr、Jn=Js、Ls=Js×Ps、Lr=Jr×Pr、Ln=Jn×Pnとなっている。
Here, the nominal effective diameter of the shaft-
また、ローラ側ねじ部6は軸側ねじ部4と交差して噛み合っており、軸側ねじ部4のピッチをP、軸側ねじ部4のピッチより小さい正の値をΔPとすると、図2に示すように、ローラ側ねじ部6は軸側ねじ部4のピッチより小さいピッチで遊星ローラ3の外周面に形成されている。
ナット側ねじ部5はローラ側ねじ部6と交差せずに噛み合っており、ローラ側ねじ部6のピッチをP−ΔPとすると、図2に示すように、ローラ側ねじ部6はナット側ねじ部5と同じピッチでナット2の内周面に形成されている。
Further, the roller side threaded
The nut-side threaded
上述した第1の実施形態のように、ローラ側ねじ部6のピッチ(P−ΔP)を軸側ねじ部4のピッチ(P)より小さくすると、図3に示すように、軸側ねじ部4とローラ側ねじ部6との噛合いが図中右側に行くに従って弱くなる。このとき、遊星ローラ3がねじ軸1に対して傾いていない場合は、軸側ねじ部4とローラ側ねじ部6との接触面圧分布が図4(a)に示すような接触面圧分布、すなわち遊星ローラ3がねじ軸1に対して傾いた場合の面圧上昇を打ち消すような接触面圧分布となる。したがって、遊星ローラ3がねじ軸1に対して傾いた場合は、軸側ねじ部4とローラ側ねじ部6との接触面圧分布が図4(b)に示すような接触面圧分布となり、遊星ローラ3の傾きによる接触面圧の不均一が緩和されるため、遊星ローラ3に作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラ3に一方向から作用する場合でも長期にわたって使用することができる。
If the pitch (P−ΔP) of the roller-
また、上述した第1の実施形態のように、ローラ側ねじ部6と交差せずに噛み合う(この場合はナット側ねじ部5)のピッチをローラ側ねじ部6と同じピッチにすると、遊星ローラ3の傾きを抑える作用が強まるので、遊星ローラ3に作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラ3に一方向から作用する場合でもより長期にわたって使用することができる。
In addition, as in the first embodiment described above, if the pitch of the roller
上述した第1の実施形態では、ナット側ねじ部5のピッチをローラ側ねじ部6と同じピッチにしたものを例示したが、図5に示す第2の実施形態のように、ナット側ねじ部5のピッチをローラ側ねじ部6と交差して噛み合う軸側ねじ部4のピッチと同じピッチにしてもよい。この場合、ピニオン歯車7のバックラッシュを小さくしたり、ピニオン歯車7と内歯歯車8との噛み合い長さを長くしたりして、遊星ローラ3の傾きを大きくしない対策を講じることが好ましい。
In the first embodiment described above, the nut-
また、上述した第1の実施形態では、ローラ側ねじ部6の全部のピッチを軸側ねじ部4のピッチより小さくしたものを例示したが、図6に示す第3の実施形態のように、ローラ側ねじ部6の一部(例えば中央部)のピッチを軸側ねじ部4のピッチより小さくしてもよい。
第3の実施形態のように、ローラ側ねじ部6の一部のピッチを軸側ねじ部4のピッチより小さくすると、遊星ローラ3がねじ軸1に対して傾いていない場合のねじ軸1と遊星ローラ3との接触面圧分布が図7に示すような接触面圧分布、すなわち遊星ローラ3がねじ軸1に対して傾いた場合の面圧上昇を打ち消すような接触面圧分布となるので、第1の実施形態と同様に、遊星ローラ3に作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラ3に一方向から作用する場合でも長期にわたって使用することができる。
Moreover, in 1st Embodiment mentioned above, although what made the whole pitch of the roller
If the pitch of a part of the roller-
図8は本発明の第4の実施形態に係るねじ装置の概略構成を示す図、図9は第4の実施形態に係るねじ装置の要部を示す図であり、図8に示されるように、第4の実施形態に係るねじ装置はねじ軸1、ナット2および複数の遊星ローラ3を具備している。
遊星ローラ3はねじ軸1とナット2との間に設けられており、各遊星ローラ3の外周面には、ねじ軸1の外周面に形成された軸側ねじ部4およびナット2の内周面に形成されたナット側ねじ部5の双方と噛み合うローラ側ねじ部6が軸側ねじ部4と同じピッチで形成されている。また、遊星ローラ3はピニオン歯車7を軸方向の両端部に有しており、ナット2の内周面には、ピニオン歯車7と噛み合う二つの内歯歯車8が固設されている。さらに、遊星ローラ3は軸側ねじ部4およびナット側ねじ部5の双方と係合しない小径軸部3aを中央部に有しており、軸側ねじ部4とナット側ねじ部5のうちローラ側ねじ部6と交差して噛み合うねじ部(この場合は軸側ねじ部4)のピッチをP、その整数倍をN、ピッチPより小さい正の値をΔXとすると、図9に示すように、小径軸部3aを挟んで隣接するローラ側ねじ部6のねじ溝間距離は、図9に示すように、P×N−ΔXとなっている。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a screw device according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing a main part of the screw device according to the fourth embodiment, as shown in FIG. The screw device according to the fourth embodiment includes a screw shaft 1, a
The
ナット側ねじ部5はローラ側ねじ部6と同じピッチでナット2の内周面に形成されているが、図9に示すように、遊星ローラ3の小径軸部3aと対応する部分のピッチはP−ΔXとなっている。
上述した第4の実施形態のように、軸側ねじ部4と交差して噛み合うローラ側ねじ部6を軸側ねじ部4のピッチPと同じピッチで遊星ローラ3の外周面に形成するとともに、小径軸部3aを挟んで隣接するローラ側ねじ部6のねじ溝間距離をP×N−ΔXにすると、図10に示すように、小径軸部3aより図中右側部分では軸側ねじ部4とローラ側ねじ部6との接触面圧が小径軸部3aより図中左側部分よりも低くなり、遊星ローラ3がねじ軸1に対して傾いた場合に遊星ローラ3の傾きによる接触面圧の不均一が緩和されるため、第1の実施形態と同様に、遊星ローラ3に作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラ3に一方向から作用する場合でも長期にわたって使用することができる。
The nut-
As in the fourth embodiment described above, the roller-
図11は本発明の第5の実施形態に係るねじ装置の概略構成を示す図、図12は第5の実施形態に係るねじ装置の要部を示す図であり、図11に示されるように、第5の実施形態に係るねじ装置はねじ軸1、ナット2および複数の遊星ローラ3を具備している。
遊星ローラ3はねじ軸1とナット2との間に設けられており、各遊星ローラ3の外周面には、ねじ軸1の外周面に形成された軸側ねじ部4およびナット2の内周面に形成されたナット側ねじ部5の双方と噛み合うローラ側ねじ部6が形成されている。また、遊星ローラ3はピニオン歯車7を軸方向の両端部に有しており、ねじ軸1の外周面には、ピニオン歯車7と噛み合う二つの外歯歯車9が固設されている。
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a screw device according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a diagram showing a main part of the screw device according to the fifth embodiment, as shown in FIG. The screw device according to the fifth embodiment includes a screw shaft 1, a
The
ここで、軸側ねじ部4の呼び有効径をDs、ナット側ねじ部5の呼び有効径をDn、ローラ側ねじ部6の呼び有効径をDr、軸側ねじ部4の条数をJs、ナット側ねじ部5の条数をJn、ローラ側ねじ部6の条数をJr、軸側ねじ部4の呼びリードをLs、ナット側ねじ部5の呼びリードをLn、ローラ側ねじ部6の呼びリードをLr、軸側ねじ部4の呼びピッチをPs、ナット側ねじ部5の呼びピッチをPn、ローラ側ねじ部6の呼びピッチをPrとすると、Dn=Ds+2Dr、Js/Jr=Ds/Dr、Jn=Js、Ls=Js×Ps、Lr=Jr×Pr、Ln=Jn×Pnとなっている。
Here, the nominal effective diameter of the shaft-
また、ローラ側ねじ部6はナット側ねじ部5と交差して噛み合っており、ナット側ねじ部5のピッチをP、ナット側ねじ部5のピッチより小さい正の値をΔPとすると、図12に示すように、ローラ側ねじ部6はナット側ねじ部5のピッチより小さいピッチで遊星ローラ3の外周面に形成されている。
ねじ側ねじ部4はローラ側ねじ部6と交差せずに噛み合っており、図12に示すように、ねじ側ねじ部4はローラ側ねじ部6のピッチと同じピッチでねじ軸1の外周面に形成されている。
Further, the roller side threaded
The screw-
上述した第5の実施形態のように、ローラ側ねじ部6のピッチをナット側ねじ部5のピッチより小さくすると、図13に示すように、ナット側ねじ部5とローラ側ねじ部6との噛合いが図中左側に行くに従って弱くなる。このとき、遊星ローラ3がナット2に対して傾いていない場合は、ナット側ねじ部5とローラ側ねじ部6との接触面圧分布が図14(a)に示すような接触面圧分布、すなわち遊星ローラ3がナット2に対して傾いた場合の面圧上昇を打ち消すような接触面圧分布となる。したがって、遊星ローラ3がナット2に対して傾いた場合は、ナット2とローラ側ねじ部6との接触面圧分布が図14(b)に示すような接触面圧分布となり、遊星ローラ3の傾きによる接触面圧の不均一が緩和されるため、遊星ローラ3に作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラ3に一方向から作用する場合でも長期にわたって使用することができる。
If the pitch of the roller
また、上述した第5の実施形態のように、ローラ側ねじ部6と交差せずに噛み合う軸側ねじ部4のピッチをローラ側ねじ部6のピッチと同じピッチにすると、遊星ローラ3の傾きを抑える作用が強まるため、遊星ローラ3に作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラ3に一方向から作用する場合でもより長期にわたって使用することができる。
Further, as in the fifth embodiment described above, when the pitch of the shaft-
図2、図9および図17に示したねじ装置において、Ds:60mm、Dr:20mm、Dn:100mm、Js:5条、Jr:1条、Jn:5条、Ps:3mm、Pr:3mm、Pn:3mm、遊星ローラ有効長:120mm、軸側ねじ部形状:直線溝、ローラ側ねじ部形状:R溝(半径39mm)、ナット側ねじ部形状:直線溝、ねじ部呼び傾斜角:40°、P:3mm、ΔP:0.3μm、小径軸部長さ:30mm、ΔX:15μm、基準面圧1.4GPaの条件で、ローラ側ねじ部と軸側ねじ部との累積リード精度の差とねじ部長さとの関係を調べた結果を図15に、また、上記と同じ条件でねじ軸と遊星ローラとの接触面圧比を調べた結果を図16に示す。 In the screw device shown in FIGS. 2, 9 and 17, Ds: 60 mm, Dr: 20 mm, Dn: 100 mm, Js: 5, Jr: 1, Jn: 5, Ps: 3 mm, Pr: 3 mm, Pn: 3 mm, planetary roller effective length: 120 mm, shaft side screw part shape: straight groove, roller side screw part shape: R groove (radius 39 mm), nut side screw part shape: straight groove, screw part nominal inclination angle: 40 ° , P: 3 mm, ΔP: 0.3 μm, small-diameter shaft length: 30 mm, ΔX: 15 μm, reference surface pressure 1.4 GPa, difference in cumulative lead accuracy between roller-side screw portion and shaft-side screw portion and screw FIG. 15 shows the result of examining the relationship with the part length, and FIG. 16 shows the result of examining the contact surface pressure ratio between the screw shaft and the planetary roller under the same conditions as described above.
図15に示されるように、従来のねじ装置では遊星ローラとナットの累積リードの差が0mmであるのに対し、図2に示した第1の実施形態に係るねじ装置では、遊星ローラとナットの累積リードが呼びリード3mmに対して巻数毎に徐々にマイナスしていく。また、図9に示した第4の実施形態に係るねじ装置では、遊星ローラの小径軸部において加工リードがオフセットされているため、遊星ローラとナットの累積リード差が突如マイナスになる。
As shown in FIG. 15, in the conventional screw device, the difference in the cumulative lead between the planetary roller and the nut is 0 mm, whereas in the screw device according to the first embodiment shown in FIG. The cumulative lead gradually decreases with respect to the
図16に示されるように、従来のねじ装置では接触面圧が遊星ローラの一端において基準面圧の1.2倍以上となるのに対し、図2に示した第1の実施形態および図9に示した第4の実施形態に係るねじ装置では、接触面圧の不均一が緩和され、面圧が大きい部分でも基準面圧の1.1倍以下に抑えられていることがわかる。
上述した第1〜第5の実施形態では、遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部のリード角が正のものを例示したが、これに限定されるものではなく、例えば特開昭51−98472号公報に示されるように、ローラ側ねじ部およびナット側ねじ部をリード角が零の環状溝とし、ローラ側ねじ部が軸側ねじ部と交差して噛み合うねじ装置についても本発明を適用することができる。
As shown in FIG. 16, in the conventional screw device, the contact surface pressure is 1.2 times or more the reference surface pressure at one end of the planetary roller, whereas the first embodiment shown in FIG. 2 and FIG. It can be seen that in the screw device according to the fourth embodiment shown in (4), the nonuniformity of the contact surface pressure is alleviated, and even the portion where the surface pressure is high is suppressed to 1.1 times or less of the reference surface pressure.
In the first to fifth embodiments described above, the roller side threaded portion formed on the outer peripheral surface of the planetary roller has a positive lead angle. However, the present invention is not limited to this example. As shown in Japanese Patent Laid-Open No. 51-98472, the present invention also relates to a screw device in which the roller-side screw portion and the nut-side screw portion are annular grooves with zero lead angle, and the roller-side screw portion intersects with the shaft-side screw portion. Can be applied.
1 ねじ軸
2 ナット
3 遊星ローラ
4 軸側ねじ部
5 ナット側ねじ部
6 ローラ側ねじ部
7 ピニオン歯車
8 内歯歯車
9 外歯歯車
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部の全部または一部のピッチを、前記ねじ軸の外周面に形成された軸側ねじ部と前記ナットの内周面に形成されたナット側ねじ部のうち前記ローラ側ねじ部と交差して噛み合うねじ部のピッチより小さくしたことを特徴とするねじ装置。 In a screw device comprising a plurality of planetary rollers between a screw shaft and a nut,
The pitch of all or a part of the roller side threaded portion formed on the outer peripheral surface of the planetary roller is set to the shaft side threaded portion formed on the outer peripheral surface of the screw shaft and the nut side formed on the inner peripheral surface of the nut. A screw device characterized in that it is smaller than a pitch of screw portions that intersect and mesh with the roller side screw portion.
前記ねじ軸の外周面に形成された軸側ねじ部と前記ナットの内周面に形成されたナット側ねじ部のうち前記遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部と交差して噛み合うねじ部のピッチをP、該ピッチの整数倍をN、前記ねじ部のピッチより小さい正の値をΔXとしたとき、前記ローラ側ねじ部のピッチをPとし、かつ前記小径軸部を挟んで隣接するローラ側ねじ部のねじ溝間距離をP×N−ΔXとしたことを特徴とするねじ装置。 A plurality of planetary rollers are provided between the screw shaft and the nut, and a small-diameter shaft portion in which the planetary roller does not engage with an outer peripheral surface of the screw shaft and a screw portion formed on the inner peripheral surface of the nut is a central portion. In the screw device having
Of the shaft-side screw portion formed on the outer peripheral surface of the screw shaft and the nut-side screw portion formed on the inner peripheral surface of the nut, the roller-side screw portion formed on the outer peripheral surface of the planetary roller intersects and meshes. When the pitch of the threaded portion is P, an integer multiple of the pitch is N, and a positive value smaller than the pitch of the threaded portion is ΔX, the pitch of the roller side threaded portion is P, and the small diameter shaft portion is sandwiched. A screw device characterized in that a distance between screw grooves of adjacent roller side screw portions is P × N−ΔX.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009299807A (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Toyota Motor Corp | Planetary differential type motion converting mechanism and power plant with the same |
WO2011045182A1 (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | Thales | Differential roller screw |
CN105387161A (en) * | 2014-08-21 | 2016-03-09 | 斯凯孚公司 | roller screw mechanism |
KR101616283B1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-04-29 | 대동모벨시스템 주식회사 | Apparatus of driving car seat by sliding |
CN109210164A (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-15 | 上海汽车集团股份有限公司 | Planet roller screw mechanism, automobile hydraulic separation system and automobile |
CN109667907A (en) * | 2019-01-17 | 2019-04-23 | 苏春光 | The planetary roller screw of ring grain axle sleeve matching thread screw rod |
CN109667906A (en) * | 2019-01-17 | 2019-04-23 | 苏春光 | The planetary roller screw of ring grain screw rod matching thread axle sleeve |
-
2007
- 2007-06-13 JP JP2007156369A patent/JP2008309218A/en active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009299807A (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Toyota Motor Corp | Planetary differential type motion converting mechanism and power plant with the same |
WO2011045182A1 (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | Thales | Differential roller screw |
FR2951514A1 (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-22 | Thales Sa | DIFFERENTIAL ROLLER SCREW |
CN102549307A (en) * | 2009-10-16 | 2012-07-04 | 泰勒斯公司 | Differential roller screw |
JP2013507593A (en) * | 2009-10-16 | 2013-03-04 | テールズ | Differential roller screw |
US8544357B2 (en) | 2009-10-16 | 2013-10-01 | Thales | Differential roller screw |
CN105387161A (en) * | 2014-08-21 | 2016-03-09 | 斯凯孚公司 | roller screw mechanism |
CN105387161B (en) * | 2014-08-21 | 2019-11-12 | 斯凯孚公司 | Roller screw mechanism |
KR101616283B1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-04-29 | 대동모벨시스템 주식회사 | Apparatus of driving car seat by sliding |
CN109210164A (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-15 | 上海汽车集团股份有限公司 | Planet roller screw mechanism, automobile hydraulic separation system and automobile |
CN109667907A (en) * | 2019-01-17 | 2019-04-23 | 苏春光 | The planetary roller screw of ring grain axle sleeve matching thread screw rod |
CN109667906A (en) * | 2019-01-17 | 2019-04-23 | 苏春光 | The planetary roller screw of ring grain screw rod matching thread axle sleeve |
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