JP4897543B2 - Roller screw - Google Patents
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Description
本発明は、ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能にローラを介在させたローラねじに関する。 The present invention relates to a roller screw in which a roller is interposed between a screw shaft and a nut so as to allow rolling motion.
ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能にボールを介在させたボールねじは、すべり接触するねじに比べて、ナットに対してねじ軸を回転させる際の摩擦係数を低減できるので、工作機械の位置決め機構、送り機構、あるいは自動車のステアリングギヤ等に実用化されている。 A ball screw with a ball that allows rolling motion between the screw shaft and the nut can reduce the coefficient of friction when rotating the screw shaft relative to the nut, compared to a screw that makes sliding contact. It has been put to practical use in positioning mechanisms, feed mechanisms, or automobile steering gears.
近年許容荷重を増大するために、転動体としてボールの替わりにローラを使用したローラねじが開発されている。出願人は、図16に示されるように、外周面に螺旋状のローラ転走溝41aが形成されるねじ軸41と、内周面に螺旋状の負荷ローラ転走溝が形成されるナット42と、で構成されるローラねじを提案している(特許文献1参照)。ナット42の負荷ローラ転走溝とねじ軸41のローラ転走溝41aとの間の負荷ローラ転走路には、転がり運動可能に複数のローラが配列される。ローラを循環させるために、ナット42には軸線方向に伸びる貫通孔42aが開けられ、貫通孔42a内に循環パイプ43が挿入される。ナット42の軸線方向の端面には、方向転換路が形成される方向転換路構成部品44が取り付けられる。循環パイプ43の内部には、ローラを戻す直線通路45が形成される。方向転換路46は、負荷ローラ転走路と直線通路45とを接続する。
In recent years, in order to increase an allowable load, a roller screw using a roller instead of a ball as a rolling element has been developed. As shown in FIG. 16, the applicant has a
図17に示すように、負荷ローラ転走路51の軌道の中心線は螺旋状であり、直線通路52の軌道の中心線は直線であり、方向転換路53の軌道の中心線は円弧などの曲線である。これら負荷ローラ転走路51、直線通路52、及び方向転換路53から構成されるローラ循環経路をローラが循環する。
As shown in FIG. 17, the center line of the track of the load
隣り合うローラ間にはリテーナが介在される。ローラを円滑に移動させるのには、ローラ循環経路におけるローラの姿勢をリテーナによって保持する必要がある。出願人は、図18に示されるようなクロス配列用のリテーナを提案している。このリテーナの接触面55は、螺旋状の負荷ローラ転走路51において、隣り合うローラの中心線がねじ軸の中心線54を通るように、隣り合うローラを保持する。また、リテーナの接触面56は、円弧状の方向転換路53において、隣り合うローラの中心線が方向転換路53の円弧の中心を向くように、隣り合うローラを保持する。リテーナが負荷ローラ転走路から方向転換路に移行するときに、リテーナの接触面55,56が切り替わる。
ローラ循環経路におけるローラの配列は、以下の三つに分類することができる。一つ目は負荷ローラ転走路51での螺旋に沿った配列で、二つ目は方向転換路53での円弧に沿った配列で、三つ目は直線通路52での直線に沿った配列である。
The arrangement of the rollers in the roller circulation path can be classified into the following three types. The first is an array along the spiral on the load
従来のリテーナは、一つ目の螺旋状の負荷ローラ転走路51と、二つ目の円弧状の方向転換路53に対応したものであるが、三つ目の直線通路52に対応したものではない。
The conventional retainer corresponds to the first spiral load
そこで本発明は、螺旋状の負荷ローラ転走路に沿ったローラの配列、並びに無負荷ローラ戻し通路の直線通路に沿ったローラの配列に対応できるリテーナを備えるローラねじを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a roller screw including a retainer that can correspond to the arrangement of rollers along a spiral loaded roller rolling path and the arrangement of rollers along a straight path of a no-load roller return path. .
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。 The present invention will be described below. In addition, in order to make an understanding of this invention easy, the reference number of an accompanying drawing is attached in parenthesis writing, However, This invention is not limited to the form of illustration by it.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、外周面に螺旋状のローラ転走部(1a,33a)を有するねじ軸(1,33)と、内周面に前記ローラ転走部(1a,33a)に対向する螺旋状の負荷ローラ転走部(2a,34a)を有するナット(2,34)と、前記ナット(2,34)の前記負荷ローラ転走部(2a,34a)の一端と他端を接続する無負荷ローラ戻し通路(11,13,36)を有すると共に、この無負荷ローラ戻し通路(11,13,36)の一部に直線的に伸びる直線通路(11,36)が含まれる循環部品(8,9,31)と、前記ナット(2,34)の前記負荷ローラ転走部(2a,34a)と前記ねじ軸(1,33)の前記ローラ転走部(1a,33a)との間の負荷ローラ転走路(3)、及び前記循環部品(8,9,31)の前記無負荷ローラ戻し通路(11,13,36)から構成されるローラ循環経路に配列される複数のローラ(4)と、前記複数のローラ(4)間に介在される複数のリテーナ(5)と、を備え、前記ローラ(4)に接触する前記リテーナ(5)の両側面(5a)のそれぞれは、前記リテーナ(5)が前記負荷ローラ転走路(3)内に配列された状態において、前記負荷ローラ転走路(3)の内周側になる内周側区域(23)と、前記負荷ローラ転走路(3)の外周側になる外周側区域(24)とを含み、前記リテーナ(5)の前記内周側区域(23)は、前記負荷ローラ転走路(3)において、隣り合うローラ(4)同士の距離が前記負荷ローラ転走路(3)の内周側が小さく、かつ外周側が大きくなるように前記隣り合うローラ(4)を保持し、そして、前記リテーナ(5)の前記外周側区域(24)は、前記直線通路(11,36)において、隣り合うローラ(4)の中心線が前記直線通路(11,36)の側方からみて平行に並ぶように前記隣り合うローラ(4)を保持することを特徴とするローラねじである。
In order to solve the above problems, the invention described in
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のローラねじにおいて、前記直線通路(11,36)がねじれていて、前記リテーナ(5)の前記外周側区域(24)は、ねじれた前記直線通路(11,36)において、前記隣り合うローラ(4)がねじれた前記直線通路(11,36)に対応した状態になるように、前記隣り合うローラ(4)を保持することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the roller screw according to the first aspect, the linear passage (11, 36) is twisted, and the outer peripheral side section (24) of the retainer (5) is twisted. In the linear path (11, 36), the adjacent roller (4) is held so that the adjacent roller (4) corresponds to the twisted linear path (11, 36). To do.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のローラねじにおいて、前記リテーナ(5)の両側面(5a)それぞれの前記内周側区域(23)は、前記ローラ(4)の側面形状に対応させた曲面状凹部(23a)を有し、前記リテーナ(5)の両側面(5a)それぞれの前記外周側区域(24)は、前記ローラ(4)の側面形状に対応させた一対の曲面状凹部(24b)と、この一対の曲面状凹部(24b)間に設けられる平面的な逃げ面(24a)と、を有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the roller screw according to the second aspect, the inner peripheral side area (23) of each side surface (5a) of the retainer (5) is a side surface shape of the roller (4). The outer peripheral side area (24) of each side surface (5a) of the retainer (5) is a pair of side surfaces corresponding to the side surface shape of the roller (4). It has a curved recess (24b) and a planar relief surface (24a) provided between the pair of curved recesses (24b).
請求項4に記載の発明は、外周面に螺旋状のローラ転走部(1a,33a)を有するねじ軸(1,33)と、内周面に前記ローラ転走部(1a,33a)に対向する螺旋状の負荷ローラ転走部(2a,34a)を有するナット(2,34)と、前記ナット(2,34)の前記負荷ローラ転走部(2a,34a)の一端と他端を接続する無負荷ローラ戻し通路(11,13,36)を有すると共に、この無負荷ローラ戻し通路(11,13,36)の一部に直線的に伸びる直線通路(11,36)が含まれる循環部品(8,9,31)と、前記ナット(2,34)の前記負荷ローラ転走部(2a,34a)と前記ねじ軸(1,33)の前記ローラ転走部(1a,33a)との間の負荷ローラ転走路(3)、及び前記循環部品(8,9,31)の前記無負荷ローラ戻し通路(11,13,36)から構成されるローラ循環経路に配列される複数のローラ(4)と、前記複数のローラ(4)間に介在される複数のリテーナ(5)と、を備え、前記直線通路(11,36)はねじれていて、前記リテーナ(5)は、ねじれた前記直線通路(11,36)において、隣り合うローラ(4)の中心線が前記直線通路(11,36)の側方からみて平行に並び、かつ前記隣り合うローラ(4)がねじれた前記直線通路(11,36)に対応した状態になるように前記隣り合うローラ(4)を保持し、前記リテーナ(5)の両側面(5a)それぞれは、前記ローラ(4)の側面形状に対応させた一対の曲面状凹部(24b)と、この一対の曲面状凹部(24b)間に設けられる平面的な逃げ面(24a)と、を有することを特徴とするローラねじである。
The invention according to
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載のローラねじにおいて、前記リテーナ(5)には、前記負荷ローラ転走路(3)内に配列される前記リテーナ(5)の内周側と外周側とを区別するための印(26)が付けられることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the roller screw according to any one of the first to fourth aspects, the retainer (5) arranged in the loaded roller rolling path (3) is disposed on the retainer (5). A mark (26) for distinguishing between the inner peripheral side and the outer peripheral side is provided.
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載のローラねじにおいて、前記循環部品(8,9)は、前記ナット(2)を軸線方向に貫通する貫通孔(7)内に設けられ、直線的に伸びる前記直線通路(11,36)を有する循環パイプ(8)と、前記ナット(2)の軸線方向の端面に取り付けられ、前記ナット(2)の前記負荷ローラ転走部(2a)と前記循環パイプ(8)の前記直線通路(11)とを接続する方向転換路(13)を有する方向転換路構成部品(9)と、を備えることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the roller screw according to any one of the first to fifth aspects, the circulating component (8, 9) is a through hole (7) penetrating the nut (2) in the axial direction. A circulation pipe (8) having a linear passage (11, 36) provided in the linear passage (11, 36) and an end face in the axial direction of the nut (2), and the load roller roller of the nut (2). A direction change path component (9) having a direction change path (13) that connects the running section (2a) and the straight path (11) of the circulation pipe (8).
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載のローラねじにおいて、前記循環部品(31)は、前記ナット(34)の側面に取り付けられ、内部に前記無負荷ローラ戻し通路(36)が形成されるリターンパイプ(31)であることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the roller screw according to any one of the first to fifth aspects, the circulating component (31) is attached to a side surface of the nut (34), and the unloaded roller return is provided inside. It is a return pipe (31) in which the passage (36) is formed.
請求項1に記載の発明によれば、リテーナが負荷域における螺旋に沿ったローラの配列と、無負荷域における直線に沿ったローラの配列を保持する。螺旋状の負荷ローラ転走路と方向転換路とは、曲線であるという点で共通する。螺旋状の負荷ローラ転走路でのローラの姿勢を保持できれば、方向転換路でもある程度はローラの姿勢を保持することができる。よって、ローラがローラ循環経路を円滑に移動する。 According to the first aspect of the present invention, the retainer holds the arrangement of the rollers along the spiral in the load area and the arrangement of the rollers along the straight line in the no-load area. The spiral load roller rolling path and the direction changing path are common in that they are curved. If the posture of the roller on the spiral load roller rolling path can be maintained, the posture of the roller can be maintained to some extent even on the direction change path. Therefore, the roller moves smoothly along the roller circulation path.
請求項2に記載の発明によれば、ねじれた直線通路に対応するようにリテーナがローラの姿勢を保持するので、ねじれた直線通路でもローラが円滑に移動する。 According to the second aspect of the present invention, the retainer maintains the posture of the roller so as to correspond to the twisted linear path, so that the roller smoothly moves even in the twisted linear path.
請求項3に記載の発明によれば、隣り合うローラがねじれた状態になるようにリテーナが隣り合うローラを保持できる。 According to the third aspect of the present invention, the retainer can hold the adjacent rollers so that the adjacent rollers are twisted.
請求項4に記載の発明によれば、ねじれた直線通路に対応するようにリテーナがローラの姿勢を保持するので、ねじれた直線通路でもローラが円滑に移動する。また、隣り合うローラがねじれた状態になるようにリテーナが隣り合うローラを保持できる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the retainer maintains the posture of the roller so as to correspond to the twisted linear path, the roller smoothly moves even in the twisted linear path. Further, the retainer can hold the adjacent rollers so that the adjacent rollers are twisted.
請求項5に記載の発明によれば、リテーナの内周側と外周側とを区別することができるので、リテーナをローラ循環経路に組み込む作業が容易になる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the inner peripheral side and the outer peripheral side of the retainer can be distinguished, the work of incorporating the retainer into the roller circulation path is facilitated.
ローラ循環経路は、請求項6に記載のように、所謂エンドキャップ方式であってもよいし、請求項7に記載のように、リターンパイプ方式であってもよい。
The roller circulation path may be a so-called end cap system as described in
図1及び図2は、本発明の一実施形態におけるローラねじの斜視図を示す。図1はローラねじの斜視図(一部断面図を含む)を示し、図2はローラねじの循環部分の拡大図(一部断面図を含む)を示す。これらの図において、ローラの循環状態を示せるように、方向転換路構成部品のエンドピース16は取り外されている。
FIG.1 and FIG.2 shows the perspective view of the roller screw in one Embodiment of this invention. FIG. 1 is a perspective view (including a partial cross-sectional view) of a roller screw, and FIG. 2 is an enlarged view (including a partial cross-sectional view) of a circulating portion of the roller screw. In these drawings, the
ローラねじは、外周面に螺旋状のローラ転走溝1aが形成されるねじ軸1と、内周面にローラ転走溝1aに対向する螺旋状の負荷ローラ転走溝2aが形成されるナット2と、を備える。ねじ軸1のローラ転走溝1aとナット2の負荷ローラ転走溝2aとの間の螺旋状の負荷ローラ転走路3には、複数のローラ4が配列される。ローラ4間には、隣接するローラ4の接触を防止するリテーナ5が介在される。
The roller screw includes a
ねじ軸1は、炭素鋼、クロム鋼、又はステンレス鋼などの棒鋼の外周面に、所定のリードを有する螺旋状のローラ転走溝1aを切削及び研削加工又は転造加工によって形成したものである。ローラ転走溝1aの条数は、一条、二条、三条等いずれであってもよい。この実施形態のローラねじに使用されるローラ4は円筒形である。ナット2の負荷ローラ転走溝2aと合わせて断面四角形の負荷ローラ転走路3を形成できるように、ローラ転走溝1aの断面はV字形状でその開き角度は約90度である。
The
ナット2は、炭素鋼、クロム鋼、又はステンレス鋼などの円筒の内周面に、所定のリードを有する螺旋状の負荷ローラ転走溝2aを切削及び研削加工又は転造加工によって形成したものである。負荷ローラ転走溝2aの断面はV字形状でその開き角度は約90度である。ナット2の外周の軸線方向の端部には、ナット2を相手部品に取り付けるためのフランジ6が形成される。
The
ナット2には、ナット2の軸線方向に伸びる貫通孔7が形成される。貫通孔7に循環パイプ8が挿入される。循環パイプ8の内部には、ナット2の軸線方向に直線状に伸びる直線通路11が形成される。直線通路11を移動するローラ4の姿勢を回転させることができるように、直線通路11は断面四角形でかつねじれている。直線通路11の断面形状は、ローラ4の側面形状に対応させた四角形である。この実施形態ではローラ4の側面形状が正方形であるので、直線通路11の断面形状も正方形である。
A through
ナット2の軸線方向の両端面には、貫通孔に繋がる取付け凹部2b(図3参照)が形成される。この取付け凹部2bに方向転換路構成部品9が取付けられる。方向転換路構成部品9の内部には、円弧などの曲線状に伸びる方向転換路13が形成される。方向転換路13は、直線状の直線通路11の両端部に設けられ、直線通路11と螺旋状の負荷ローラ転走路3とを接続する。この実施形態では、ローラ転走溝1aの条数と等しい数の循環パイプ8及び方向転換路構成部品9が設けられる。
On both end surfaces of the
循環パイプ8の方向転換路13と方向転換路構成部品9の直線通路11とによって無負荷ローラ戻し通路が構成される。そして、循環パイプ8及び方向転換路構成部品9によって循環部品が構成される。
The
負荷ローラ転走路3、方向転換路構成部品9の方向転換路13、循環パイプ8の直線通路11で構成されるローラ循環経路には、転動体として複数のローラ4が配列される。ローラ4は円筒形状でその直径と長さが略等しい。正確にはローラ4の直径がローラ4の高さよりも若干大きい。このため側面からみたローラ4の形状は正方形に近くなる。ローラ4はローラ循環経路において隣接するローラ4の軸線がほぼ平行になるようにパラレル配列される。なお、螺旋状の負荷ローラ転走路3において、ローラ4の軸線がねじ軸1の中心線を通るので、厳密にいえば隣接するローラ4の軸線は平行ではない。このような場合も含めるために、隣接するローラ4の軸線はほぼ平行であるという。複数のローラ4間には、ローラ4の姿勢を保持する複数のリテーナ5が介在される。リテーナ5の構造については後述する。
A plurality of
ねじ軸1をナット2に対して相対的に回転させると、複数のローラ4がローラ転走溝1aと負荷ローラ転走溝2aとの間を転がりながら移動する。負荷ローラ転走路3の一端まで転がったローラ4は方向転換路構成部品9の掬上げ部15(図7参照)で掬い上げられ、方向転換路13内へ導かれる。そして直線通路11、反対側の方向転換路13を経由した後、再びローラ転走溝1aと負荷ローラ転走溝2aとの間に入る。
When the
図3は、ねじ軸1の軸線方向からみたローラねじを示し、図4は、ねじ軸1の側方からみたローラねじを示す。これらの図においても、方向転換路構成部品9の内部のローラ4を示すために方向転換路構成部品9のエンドピース16が取り外されている。図3に示されるように、ねじ軸1の軸線方向からみて、方向転換路13の中心線13aはねじ軸1の接線方向に配置される。そして、紙面手前側の方向転換路13の中心線13aと図示しない奥側の方向転換路13の中心線13aとは、所定の開き角度αで交差する。直線通路11が、ローラ4の姿勢をこの開き角度と等しい角度αだけ回転させる。これにより、負荷ローラ転走路3へ移行するローラ4の姿勢を負荷ローラ転走路3の断面形状に合わせることができる。また図4に示されるように、ねじ軸1の側方からみて、方向転換路13の先端部はねじ軸1のリード角方向に合わせて配置される。
FIG. 3 shows the roller screw viewed from the axial direction of the
なお、ナット2の軸線方向の両端面には、異物を除去するために並びにナット2の内部から潤滑剤が漏れるのを防止するために、シールが取付けられてもよい。
Note that seals may be attached to both end faces of the
図5及び図6は、ナット2に組み込まれる方向転換路構成部品9及び循環パイプ8を示す。方向転換路構成部品9は方向転換路13の内周側のRピース17と、方向転換路13の外周側のエンドピース16とを結合させてなる。循環パイプ8は軸線方向に二分割された分割ピース18a,18bを結合させてなる。循環パイプ8の軸線方向の両端面は平面に形成される。この循環パイプ8の端面が方向転換路構成部品9との接合面8aになる。循環パイプ8の接合面8aには、半径が一定の円周上に周方向に均等間隔を開けて複数の(例えば四つの)位置決め孔19が加工される。循環パイプ8に接合される方向転換路構成部品9の接合面9aも平面に形成される(図7参照)。方向転換路構成部品9の接合面9aにも、半径が一定の円周上に周方向に均等間隔を開けて複数の(例えば四つの)位置決め孔20が加工される。これらの位置決め孔19,20には、位置決めピン21が挿入される。位置決め孔19,20と位置決めピン21との間にすきまが生じないように、位置決めピン21は精度よく製造される。位置決めピン21と位置決め孔19,20とは、締め代のある締まり嵌めが望ましい。
5 and 6 show the direction change
方向転換路構成部品9を循環パイプ8に接合するときは、あらかじめ位置決めピン21に接着剤などを塗布し、方向転換路構成部品9及び循環パイプ8のどちらか一方の位置決め孔19,20に位置決めピン21を挿入する。そして、位置決めピン21が挿入された方を残りの一方に近づけて、位置決めピン21を残りの一方の位置決め孔19,20に挿入する。
When joining the direction change
なおこの実施形態では、方向転換路構成部品9及び循環パイプ8の両方に位置決め孔19,20を設けているが、方向転換路構成部品9及び循環パイプ8のどちらか一方にのみ位置決め孔19,20を設け、残りの一方に位置決めピン21を一体に形成してもよい。
In this embodiment, the positioning holes 19 and 20 are provided in both the direction changing
図7は方向転換路構成部品9の斜視図を示す。方向転換路構成部品9には方向転換路13が形成される。方向転換路13は断面が四角形である。方向転換路13は円弧状に伸びるが、ねじれてはいない。円弧状の方向転換路13をねじると、曲がりながらねじることになるのでローラ4が詰まるおそれがあるからである。方向転換路構成部品9は、断面が四角形の方向転換路13の対角線の頂点13c,13dに沿って内周側のRピース17と外周側のエンドピース16とに分割される。方向転換路構成部品9には、負荷ローラ転走路3を移動するローラ4を方向転換路13内へ掬い上げる掬上げ部15が設けられる。方向転換路13は、掬上げ部15が掬い上げたローラ4を方向転換させ、直線通路11へと導く。
FIG. 7 shows a perspective view of the direction change
図5に示されるように、Rピース17とエンドピース16を重ね合わせ、これらのフランジ部16a,17aにボルトを通し、ボルトをナット2の端面の凹部2bに加工したねじ穴23に嵌め込むことで、方向転換路構成部品9がナット2に取り付けられる。
As shown in FIG. 5, the
図8及び図9は循環パイプ8を示す。図8は循環パイプ8の斜視図を示し、図9は循環パイプ8のねじれた直線通路11を示す。円筒形状の循環パイプ8の内部には、断面が正方形の直線通路11が形成される。直線通路11は、移動するローラ4の姿勢を回転させることができるようにねじれている。この実施形態では、直線通路11の出口は入口に対して90度近くねじれている。循環パイプ8の両端面には、複数の位置決め孔19が加工される。循環パイプ8は、直線通路11の対角線の頂点11a,11bに沿って二分割された一対の分割ピース18a,18bを結合させてなる。分割ピース18a,18bは、切削加工することで製造されてもよいし、樹脂の成型品でもよい。
8 and 9 show the
図10は、ローラ循環経路の中心線の軌跡を示す。ローラ循環経路は、螺旋状の負荷ローラ転走路3と、直線的に伸びる直線通路11と、円弧状に伸びる方向転換路13とで構成される。ローラが円滑に移行できるように、これらの通路の接続点での中心線の軌跡は連続であり、軌跡の接線も連続である。
FIG. 10 shows the locus of the center line of the roller circulation path. The roller circulation path includes a spiral load
図10(A)に示されるように、ねじ軸1の軸線方向からみた螺旋状の負荷ローラ転走路3の中心線の軌跡は円である。そして、ねじ軸1の軸線方向からみたとき、複数のローラ4はその中心線がねじ軸の中心線を向くように負荷ローラ転走路3に配列される。
As shown in FIG. 10A, the locus of the center line of the spiral load
図10(B)に示されるように、方向転換路13の中心線の軌跡は円弧である。そして、複数のローラ4はその中心線が円弧の中心を向くように方向転換路13に配列される。
As shown in FIG. 10B, the locus of the center line of the direction change
図10(B)に示されるように、直線通路11の中心線の軌跡は直線である。そして、直線通路11の側方からみて複数のローラ4は中心線が平行に並ぶように直線通路11に配列される。
As shown in FIG. 10 (B), the locus of the center line of the
図11は、隣り合うローラ4間に介在されるリテーナ5を示す。リテーナ5は進行方向の両端に、ローラ4に接触する側面を有する。
FIG. 11 shows the
図12及び図13はリテーナ5の詳細図を示す。図12はリテーナ5の斜視図を示し、図13はリテーナ5の三面図を示す。ローラ4に接触するリテーナ5の両側面5aのそれぞれは、図12中左側の内周側区域23と、右側の外周側区域24とに区画される。内周側区域23は、リテーナ5が負荷ローラ転走路3内に配列された状態において、負荷ローラ転走路3の内周側になる。一方、外周側区域24は、負荷ローラ転走路3の外周側になる。内周側区域23と外周側区域24とは境界線25によって区画されている。
12 and 13 are detailed views of the
内周側区域23は、ローラ4の側面形状に対応した曲面状凹部23aを有する。ローラ4が円筒形状なので、曲面状凹部23aも円筒の一部をなす形状となる。曲面状凹部23aの曲率半径は、ローラ4の半径と等しいか、又はローラ4の半径よりも僅かに大きい。曲面状凹部23aの両側には、ローラ4の半径よりも曲率半径が大きい一対の逃げ曲面23bが形成される。
The inner
外周側区域24は、ローラ4の側面形状に対応させた一対の曲面状凹部24bと、この一対の曲面状凹部24b間に設けられる平面的な逃げ面24aと、を有する。曲面状凹部24bの曲率半径は、ローラ4の半径と等しいか、又はローラ4の半径よりも僅かに大きい。この実施形態では、平面的な逃げ面24aは三角形に形成される。リテーナ5の両側面5aに形成される一対の逃げ面24aは互いに平行である。
The outer
リテーナ5の外周側の側面5bには、リテーナ5の外周側と内周側とを区別するために印26が付される。印によってリテーナ5の内周側と外周側とを簡単に区別することができれば、リテーナ5を負荷ローラ循環路に組み込む作業が容易になる。印26はリテーナ5の内周側の側面5cに付されてもよい。
On the outer
図14は、ローラ循環経路に配列されるローラ4を示す。図14(A)は負荷ローラ転走路3内に配列されるローラ4を示し、図14(B)は循環パイプ8の直線通路11に配列されるローラ4を示す。負荷ローラ転走路3においては、ローラ4はリテーナ5の側面5aの内周側区域23に接触する。そして、リテーナ5の内周側区域23は、隣り合うローラ4同士の距離が負荷ローラ転走路3の内周側が小さく、かつ外周側が大きくなるように隣り合うローラ4を保持する。これにより、ローラ4の中心線はねじ軸1の中心を向くようになる。
FIG. 14 shows the
一方、図14(B)に示されるように、直線通路11においては、ローラ4はリテーナ5の側面の外周側区域24に接触する。そして、リテーナ5の外周側区域24は、隣り合うローラ4の中心線が直線通路11の側方からみて平行に並ぶように前記隣り合うローラ4を保持する。また、直線通路11はねじれているので、隣り合うローラ4がねじれた直線通路11に対応した状態になるように、隣り合うローラ4を保持する。すなわちリテーナ5の外周側区域24は、ローラ4の進行方向からみて前後のローラ4の中心線が交差するようにローラ4を保持する。前後のローラ4のねじり角度は、直線通路11の全体のねじり角度を直線通路11に配列されるローラ4の数で割った角度になる。また、外周側区域24の逃げ面は、外周側区域24に接触したローラ4がねじれるように姿勢を変化するときに、ローラ4に干渉しないように平面に形成される。
On the other hand, as shown in FIG. 14B, in the
直線通路11の側方からみて隣り合うローラ4の中心線が互いに傾いていると仮定すると、ローラ4の端面が直線通路11の壁面に摺りながら移動するので、引っ掛かりが生ずるおそれがある。特に直線通路11がねじれている場合は、引っ掛かる可能性もより大きくなる。それゆえ、直線通路11においては、隣り合うローラ4の中心線は平行に保たれ、かつ隣り合うローラ4がねじれた状態に保たれる。
Assuming that the center lines of the
本実施形態によれば、リテーナ5が負荷域における螺旋に沿ったローラ4の配列と、無負荷域における直線に沿ったローラ4の配列を保持する。螺旋状の負荷ローラ転走路3と方向転換路13とは、曲線であるという点で共通する。ローラ循環路の全体の長さに対して負荷ローラ転走路3が占める割合は、方向転換路13が占める割合よりも大きい。螺旋状の負荷ローラ転走路3でのローラ4の姿勢を保持できれば、方向転換路13でもある程度はローラ4の姿勢を保持することができる。
According to this embodiment, the
図15は本発明の第二の実施形態におけるローラねじを示す。この実施形態のローラねじは、方向転換路構成部品9及び循環パイプ8の替わりに、リターンパイプ31を設け、リターンパイプ31によってローラ32を循環させる。ローラねじは、外周面に螺旋状のローラ転走溝33aを有するねじ軸33と、内周面にローラ転走溝33aに対向する螺旋状の負荷ローラ転走溝34aを有するナット34と、を備える。ナット34の側面には貫通孔35が開けられる。貫通孔35にリターンパイプ31が挿入される。
FIG. 15 shows a roller screw according to the second embodiment of the present invention. In the roller screw of this embodiment, a
リターンパイプ31内には、無負荷ローラ戻し通路が形成される。無負荷ローラ戻し通路は、ローラ32を循環させることができるように、ナット34の負荷ローラ転走溝34aの一端と他端とを接続すると共に直線通路36を含む。ナット34の負荷ローラ転走溝34a、及びリターンパイプ31の無負荷ローラ戻し通路を含むローラ循環経路には、複数のローラ32がクロス配列される。すなわちローラ32の進行方向からみて、隣接するローラ32の軸線は直交する。
A no-load roller return path is formed in the
リターンパイプ31内の無負荷ローラ戻し通路の直線通路36は、断面が四角形でねじれている。そして第一の実施形態のローラねじと同様に、ローラ間にはリテーナ5が介在される。リテーナ5の構造は上記第一の実施形態と同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
The straight passage 36 of the no-load roller return passage in the
なお本発明は上記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更できる。例えば、ローラには円筒ローラの替わりに側面にテーパを付けたテーパローラを用いてもよい。ローラの直径と高さの比は負荷荷重などに合わせて適宜設定することができる。ローラは上記実施形態のようにパラレル配列されてもよいし、クロス配列されてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without changing the gist of the present invention. For example, a tapered roller having a tapered side surface may be used as the roller instead of the cylindrical roller. The ratio of the diameter and height of the roller can be appropriately set according to the load. The rollers may be arranged in parallel as in the above embodiment or in a cross arrangement.
また上記実施形態では、リテーナの側面の外周側区域に平面的な逃げ面が形成されているが、直線通路が一定の割合でねじれているときは、逃げ面を形成しなくてもよい。直線通路を移動する前後のローラのねじり角度が一定になるからである。 Moreover, in the said embodiment, although the flat flank is formed in the outer peripheral side area of the side surface of a retainer, when a linear channel is twisted by a fixed ratio, it is not necessary to form a flank. This is because the torsion angle of the rollers before and after moving in the straight path becomes constant.
1…ねじ軸
1a…ローラ転走溝(ローラ転走部)
2…ナット
2a…負荷ローラ転走溝(負荷ローラ転走部)
3…負荷ローラ転走路
4…ローラ
5…リテーナ
5a…両側面
7…貫通孔
8…循環パイプ(循環部品)
9…方向転換路構成部品(循環部品)
11…直線通路
13…方向転換路
23…内周側区域
23a…内周側区域の曲面状凹部
24…外周側区域
24a…逃げ面
24b…外周側区域の曲面状凹部
26…印
31…リターンパイプ(循環部品)
32…ローラ
33a…ローラ転走溝(ローラ転走部)
33…ねじ軸
34…ナット
34a…負荷ローラ転走溝(負荷ローラ転走部)
36…直線通路
1 ...
2 ...
DESCRIPTION OF
9 ... Direction change path components (circulation parts)
DESCRIPTION OF
32 ...
33 ...
36 ... Straight passage
Claims (7)
内周面に前記ローラ転走部に対向する螺旋状の負荷ローラ転走部を有するナットと、
前記ナットの前記負荷ローラ転走部の一端と他端を接続する無負荷ローラ戻し通路を有すると共に、この無負荷ローラ戻し通路の一部に直線的に伸びる直線通路が含まれる循環部品と、
前記ナットの前記負荷ローラ転走部と前記ねじ軸の前記ローラ転走部との間の負荷ローラ転走路、及び前記循環部品の前記無負荷ローラ戻し通路から構成されるローラ循環経路に配列される複数のローラと、
前記複数のローラ間に介在される複数のリテーナと、を備え、
前記ローラに接触する前記リテーナの両側面のそれぞれは、前記リテーナが前記負荷ローラ転走路内に配列された状態において、前記負荷ローラ転走路の内周側になる内周側区域と、前記負荷ローラ転走路の外周側になる外周側区域とを含み、
前記リテーナの前記内周側区域は、前記負荷ローラ転走路において、隣り合うローラ同士の距離が、前記負荷ローラ転走路の内周側が小さく、かつ外周側が大きくなるように前記隣り合うローラを保持し、
そして、前記リテーナの前記外周側区域は、前記直線通路において、隣り合うローラの中心線が前記直線通路の側方からみて平行に並ぶように前記隣り合うローラを保持することを特徴とするローラねじ。 A screw shaft having a spiral roller rolling part on the outer peripheral surface;
A nut having a spiral load roller rolling part facing the roller rolling part on the inner peripheral surface;
A circulating component including a no-load roller return passage connecting one end and the other end of the load roller rolling portion of the nut, and including a linear passage extending linearly in a part of the no-load roller return passage;
It is arranged in a roller circulation path composed of a loaded roller rolling path between the loaded roller rolling section of the nut and the roller rolling section of the screw shaft, and the no-load roller return path of the circulating component. Multiple rollers,
A plurality of retainers interposed between the plurality of rollers,
Each of both side surfaces of the retainer that contacts the roller includes an inner peripheral area that is an inner peripheral side of the load roller rolling path in a state where the retainer is arranged in the load roller rolling path, and the load roller. Including the outer peripheral side area that becomes the outer peripheral side of the rolling path,
The inner peripheral side section of the retainer holds the adjacent rollers in the load roller rolling path so that the distance between adjacent rollers is small on the inner peripheral side of the load roller rolling path and large on the outer peripheral side. ,
The outer peripheral side section of the retainer holds the adjacent rollers in the linear path so that the center lines of the adjacent rollers are aligned in parallel when viewed from the side of the linear path. .
前記リテーナの前記外周側区域は、ねじれた前記直線通路において、前記隣り合うローラがねじれた前記直線通路に対応した状態になるように、前記隣り合うローラを保持することを特徴とする請求項1に記載のローラねじ。 The straight passage is twisted;
The said outer peripheral side area | region of the said retainer hold | maintains the said adjacent roller so that the said adjacent roller may be in the state corresponding to the said linear path twisted in the said twisted linear path. Roller screw as described in.
前記リテーナの両側面それぞれの前記外周側区域は、前記ローラの側面形状に対応させた一対の曲面状凹部と、この一対の曲面状凹部間に設けられる平面的な逃げ面と、を有することを特徴とする請求項2に記載のローラねじ。 The inner peripheral side area of each side surface of the retainer has a curved concave portion corresponding to the side surface shape of the roller,
The outer peripheral side area of each side surface of the retainer has a pair of curved concave portions corresponding to the side surface shape of the roller, and a planar relief surface provided between the pair of curved concave portions. The roller screw according to claim 2, wherein
内周面に前記ローラ転走部に対向する螺旋状の負荷ローラ転走部を有するナットと、
前記ナットの前記負荷ローラ転走部の一端と他端を接続する無負荷ローラ戻し通路を有すると共に、この無負荷ローラ戻し通路の一部に直線的に伸びる直線通路が含まれる循環部品と、
前記ナットの前記負荷ローラ転走部と前記ねじ軸の前記ローラ転走部との間の負荷ローラ転走路、及び前記循環部品の前記無負荷ローラ戻し通路から構成されるローラ循環経路に配列される複数のローラと、
前記複数のローラ間に介在される複数のリテーナと、を備え、
前記直線通路はねじれていて、
前記リテーナは、ねじれた前記直線通路において、隣り合うローラの中心線が前記直線通路の側方からみて平行に並び、かつ前記隣り合うローラがねじれた前記直線通路に対応した状態になるように前記隣り合うローラを保持し、
前記リテーナの両側面それぞれは、前記ローラの側面形状に対応させた一対の曲面状凹部と、この一対の曲面状凹部間に設けられる平面的な逃げ面と、を有することを特徴とするローラねじ。 A screw shaft having a spiral roller rolling part on the outer peripheral surface;
A nut having a spiral load roller rolling part facing the roller rolling part on the inner peripheral surface;
A circulating component including a no-load roller return passage connecting one end and the other end of the load roller rolling portion of the nut, and including a linear passage extending linearly in a part of the no-load roller return passage;
It is arranged in a roller circulation path composed of a loaded roller rolling path between the loaded roller rolling section of the nut and the roller rolling section of the screw shaft, and the no-load roller return path of the circulating component. Multiple rollers,
A plurality of retainers interposed between the plurality of rollers,
The straight passage is twisted;
The retainer is arranged in such a manner that, in the twisted linear path, the center lines of adjacent rollers are aligned in parallel when viewed from the side of the linear path, and the adjacent rollers correspond to the twisted linear path. Holding adjacent rollers ,
Each of the both side surfaces of the retainer has a pair of curved concave portions corresponding to the shape of the side surface of the roller , and a planar relief surface provided between the pair of curved concave portions. .
前記ナットを軸線方向に貫通する貫通孔内に設けられ、直線的に伸びる前記直線通路を有する循環パイプと、
前記ナットの軸線方向の端面に取り付けられ、前記ナットの前記負荷ローラ転走部と前記循環パイプの前記直線通路とを接続する方向転換路を有する方向転換路構成部品と、
を備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のローラねじ。 The circulating component is
A circulation pipe provided in a through-hole penetrating the nut in the axial direction and having the linear passage extending linearly;
A direction change path component having a direction change path that is attached to the axial end face of the nut and connects the load roller rolling portion of the nut and the linear path of the circulation pipe;
Roller screw according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises.
前記ナットの側面に取り付けられ、内部に前記無負荷ローラ戻し通路が形成されるリターンパイプであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のローラねじ。 The circulating component is
The mounted to the side of the nut, the roller screw according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a return pipe to the unloaded roller return path is formed inside.
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