JP5933534B2 - 遊星転動型ねじ山付き駆動装置のナット、及び当該ナットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、遊星転動型ねじ山付き駆動装置のナットに関する。この遊星転動型ねじ山付き駆動装置においては一般的に、スピンドルナットがねじ山付きスピンドルに配置されていて、スピンドルナット及びねじ山付きスピンドルによって画成された環状ギャップにおいて、周面に亘って分配して配置された遊星体が、ねじ山付きスピンドルと転動係合している一方で、スピンドルナットと転動係合している。スピンドルナット及びねじ山付きスピンドルが、互いに相対的に回動すると、この相対回動はねじ山付きスピンドルとスピンドルナットとの間において軸線方向の相対移動に変換される。遊星転動型ねじ山付き駆動装置において、軸線方向に、遊星体の転動係合に基づき形状接続が形成されている。スピンドルナットとねじ山付きスピンドルとの間の相対回動なしに、軸線方向の相対移動はもたらされない。

ドイツ連邦共和国特許第１０２００８００８０１３号において、遊星転動型ねじ山付き駆動装置が公知になっていて、この遊星転動型ねじ山付き駆動装置のナットには、内周面においてその軸線方向における２つの端部に夫々、筋目輪郭部（Rillenprofil）が設けられていて、上記遊星体の２つの端部には同様に、筋目輪郭部が設けられている。この構成において、遊星体の筋目輪郭部は、ナットの筋目輪郭部に係合する。

遊星体の一端部に対する、ナットに形成されている筋目輪郭部の一方と、遊星体の他端部に対する、筋目輪郭部の他方とは、共通のナット部分に形成されていて、ひいては互いに固定された間隔を置いて配置されている。この間隔は、適切に遊星体に合わされていて、遊星体の端部側に設けられている筋目輪郭部は、ナットの端部側に設けられている筋目輪郭部に係合する。ナットに設けられている２つの筋目輪郭部の軸線方向の間隔は、上記ナットの場合には現状のまま固定されていた。つまり、２つの筋目輪郭部の互いの位置変化は可能であるようになっていない。

上記公知又は本発明に係る遊星転動型ねじ山付き駆動装置における筋目輪郭部は、軸線方向に相前後して配置されている複数の筋目から成っていてよい。これらの筋目は、冒頭で述べた刊行物のように、周面側で環状に閉鎖されていて、互いに平行に配置されている。この構成において、筋目は、遊星体軸線及びナット軸線に対して横方向に配置されている平面に位置することができる。互いに隣り合って配置されている２つの筋目は、これらの筋目を互いに連結する共通の筋目ウェブ（Rillensteg）により画成されていてよい。遊星体とナットとの転動係合において、遊星体の筋目ウェブはナットの筋目に係合し、ナットの筋目ウェブは、遊星体の筋目に係合する。換言すると、遊星体及びナットの筋目輪郭部は、互いに係合する。

ナットの２つの筋目輪郭部の間に空間が設けられていて、この空間に遊星体が半径方向に拡幅された中央部分でもって、ナットと接触することなく係合する。上記ナットは、例えば切削加工法において製造することができる。したがって、端部側に設けられている筋目輪郭部も上記空間も、穴ぐりバイトでもって製造することが可能である。しかし、上記切削加工には手間がかかる。

本発明の目的は、請求項１の上位概念部の特徴に基づく遊星転動型ねじ山付き駆動装置のナットを改良して、簡単に製造可能なナットを提供することである。

上記目的は、本発明に基づいて、請求項１に記載のナットにより達成される。変形加工により金属薄板から製造された、軸線方向において互いに固定された間隔を置いて配置されている２つのリングが設けられているスリーブが設けられていることにより、多くの利点がもたらされる。この構成において、リングの一方は、一方の筋目輪郭部を有し、リングの他方は、他方の筋目輪郭部を有している。

まず、切削加工をほぼ又は完全に省略することができる。例えばリングには、リング圧延法（Ringwalzverfahren）において筋目輪郭部を設けることができる。このリングに沿って、リングの一部の部分幅に亘って筋目輪郭部が延びている。この構成において、リングの全幅は、上記部分幅の約１．５倍であるか、又は１．５倍より小さい。つまり、筋目輪郭部の最後の筋目と、リングの隣り合うエッジとの間には、単に小さな間隔しか残っていない、ということを意味する。こうして、ローリング成形中にリングの材料は十分に流れることができる、ということを保証できる。

同様に、スリーブは経済的に有利に金属薄板から、例えば深絞り法において製造することができる。このスリーブに半径方向つばを、同様に非切削加工による変形成形法において一体成形することもできる。上記半径方向つばは、２つのリング用の支持受けとして形成されていてよい。

本発明に係るナットは、本発明に係るナットを収容するための収容孔が提供されている使用において特に適している。一般的に、上記収容孔は、中実な機械部分に形成されている。本発明に係るナットのスリーブが、極めて肉薄の金属薄板から形成されていて、遊星転動型ねじ山付き駆動装置の正常な運転のために必要な強度だけを有していないかもしれない場合でも、いずれにしてもナットを収容孔内に挿入した後に、遊星転動型ねじ山付き駆動装置の正常な運転が保証されている。その理由は、弾性的に変形可能な肉薄の壁を有するスリーブが、収容孔の輪郭に合わされていて、主要な機械部分の強度を使用するからである。

次いで、遊星体とナットとの正常な係合が保証されているように、筋目輪郭部を備えた２つのリングをスリーブ内に配置すること、及び先行技術に関して上述した固定な間隔が、２つの筋目輪郭部の間に調節されているように、２つのリングを互いに位置決めすることが有利である。

固定された間隔は、例えば本発明に係る改良形において、各リングに対して支持受けが設けられていることにより達成することができる。つまり、２つのリングは、対応配置された支持受けにおいて軸線方向で支持され、互いに固定された間隔を置いて保持されるので、遊星体の正常な転動がナットにおいて保証されている。本発明に係るナットにおいて、２つのリングは軸線方向において互いに移動しないように配置されていて、リング間の軸線方向の相対移動は実施されていない。

支持受けは、本発明に係る別の改良形において、２つのリング間に配置されているスペーサにより形成されていてよい。この構成において、上記固定された間隔を提供するために、スペーサの端面側の端部に２つのリングを当接させることで十分であってよい。

スペーサとして、特にスペーススリーブが提供される。このスペーススリーブは、ねじ山付きスピンドル及びねじ山付きナットによって形成された環状スペースに配置されている。

スペーススリーブの構成において、スペーススリーブの端面は夫々、支持受けとして形成されていてよい。この構成において、２つの端面が所望に平らにかつ互いに平行に配置されているので、上記スペーススリーブは、任意の回転位置においてスリーブに配置することができる、ということを保証することが有利であってよい。

リングと支持受けとの所望の協働のために、本発明に係るさらに別の構成においては、リングの互いに向かい合っている端面に、支持受けに当接するための受け面が設けられているようになっている。リングに形成されている筋目輪郭部と受け面とは、好ましくは極めて小さな公差を持って互いに位置決めされていて、対応配置されている支持受けにおける受け面の当接でもって、２つのリングの互いの固定された間隔が適切に調節されている。

リングの適切な互いの位置決めのために、本発明のさらに別の構成においては、スリーブの２つの端部に夫々、非切削加工により一体成形された、半径方向内側に方向付けられている半径方向つばが設けられているようになっている。したがってこの半径方向つばは、リングに対する支持受けとして働く。

本発明に係るナットは、２つのリングの間に設けられている支持受けに、リングの受け面が当接しているように、２つのリングがスリーブ内に配置されることにより製造することができる。スリーブの軸線方向の端部は、隣り合うリングから軸線方向で突出している。この場合、スリーブの上記突出している端部を、半径方向つばを形成するために半径方向内側に変形させることができる。本発明に係るこの改良形において、２つのリングは軸線方向において、２つのリングの間に設けられている支持受け及び２つの半径方向つばに適切に位置決めされていて、互いに固定された軸線方向の間隔を置いて保持されている。

別体のスペーサの代わりに、本発明に係るさらに別の改良形は、スリーブの内周面に非切削加工により一体成形された支持受けが設けられているようになっている。この支持受けは、例えばスリーブに直接ローリング成形により形成することができる。スリーブの材料を内側に向かって押し込むことで十分であり、その結果、内周面に支持受けが提供されている。

本発明に係る上記改良形においては、スリーブが２つのリングの間において、非切削加工により一体成形された半径方向内側に突出している環状部分により縮径されていると有利であってよい。この環状部分の２つの軸線方向の端面は、２つのリングのための支持受けを形成する。

本発明に係るさらに別の改良形において、２つのリングの外周面には夫々、溝、特に全周に亘って延びている環状溝が設けられていてよい。この環状溝に、スリーブに非切削加工によって一体成形された半径方向内側に突出しているエンボス加工による条溝部が係合する。したがってこの条溝部は、２つの軸線方向においてリングに対して支持受けを形成する。

上記直前の構成において、本発明に係るナットを特に簡単に製造することができる。２つのリングは、互いに設定された軸線方向の間隔を持ってスリーブ内に配置されて保持されており、次いで、条溝部がスリーブに押込み成形され、ひいてはリングの溝に成形される。この成形下では、スリーブの材料は溝内に押し込まれる。

本発明に係るナットの縦断面図である。 本発明に係る別のナットの縦断面図である。 本発明に係るさらに別のナットの縦断面図である。 従来の遊星転動型ねじ山付き駆動装置の縦断面図である。

以下に本発明を、全部で４つの図面において記載されている３つの実施の形態に基づいて詳細に説明する。図４は、従来の遊星転動型ねじ山付き駆動装置を示している。

まず図４に関して、本発明の理解に有利に貢献する限りで、従来の遊星転動型ねじ山付き駆動装置の構造について説明する。

上記遊星転動型ねじ山付き駆動装置において、ナット１はねじ山付きスピンドル２に、遊星体３を介在させた状態で配置されている。ねじ山付きスピンドル２には、ねじ状のねじ山４が設けられている。ナット１の内周面には、２つの筋目輪郭部５が設けられていて、これらの筋目輪郭部５は夫々、複数の筋目６から形成されている。これらの筋目６は環状に閉鎖されていて、ナット１の軸線に対して横方向に延びている平面に互いに平行に配置されている。

遊星体３は中央部分７を有し、かつこの中央部分７の軸線方向の２つの側面に位置する、中央部分７に対して半径方向に段付けされた端部部分８も有する。中央部分７の外周面には、複数の筋目１０から形成されている筋目輪郭部９が設けられている。これらの筋目１０は環状に閉鎖されていて、遊星体３の軸線に対して横方向に延びる平面において互いに平行に配置されている。２つの端部部分８の外周面には夫々、複数の筋目１２から形成されている筋目輪郭部１１が設けられている。上記筋目１２は、環状に閉鎖されていて、遊星体３の軸線に対して横方向に延びている平面において互いに平行に配置されている。遊星体３及びナット１の筋目輪郭部５，１１は互いに転動係合している。

ナット１の２つの筋目輪郭部１１の間には、ナット１の軸線を中心に環状に配置されている切欠き１ａが設けられている。この切欠き１ａに、遊星体３は中央部分７でもって、ナット１に対して接触せずに係合している。

遊星体３は、ねじ山付きスピンドル２のねじ山４に筋目輪郭部９でもって係合する。ナット１とねじ山付きスピンドル２との間で相対回動しながら、遊星体３は遊星体軸線及びねじ山付きスピンドル軸線を中心に回転する。

図１〜３に示した本発明に係るナットは、図４に示した遊星転動型ねじ山付き駆動装置のために使用することができ、この場合、ナット１は、本発明に係るナットと交換することができる。

図１に示した本発明に係る第１の実施の形態においては、薄壁の金属薄板から変形成形により製造されたスリーブ１４を有するナット１３が設けられている。スリーブ１４の端部には夫々、半径方向内側に方向付けられた半径方向つば１５が設けられている。この半径方向つば１５は、同様に非切削加工による変形成形法において形成されている。

スリーブ１４においては２つのリング１６が、スペーススリーブ１７を介在させて軸線方向に相前後して配置されている。２つのリング１６は、この実施の形態において、スペーススリーブ１７と、夫々隣り合っている半径方向つば１５との間において遊びなく保持されている。各リング１６の内周面には、筋目輪郭部１８が設けられている。この筋目輪郭部１８は、複数の環状に閉鎖された筋目１９により形成されていて、これらの筋目１９は、ナット１の軸線に対して横方向に延びている平面において互いに平行に配置されている。

２つのリング１６の互いに向かい合う面には夫々、受け面２０が設けられている。これらの受け面２０は、この実施の形態において互いに平行に、かつナット１の軸線に対して横方向に延びている平面に配置されている。スペーススリーブ１７の端部は夫々、リング１６のための支持受け２０ｂとして形成されている。この実施の形態において、リング１６の受け面２０は、スペーススリーブ１７の端面に平らに当接している。

この実施の形態において部分幅ａは、筋目輪郭部１８の軸線方向の延びを示し、リング１６のリング幅ｂは、最大で部分幅ａの１．５倍である。リング１６の筋目輪郭部１８は、この実施の形態において、転造若しくはローリング成形法（Rollierverfahren）において製造されている。部分幅に対するリング幅の上記割合は、リング１６の材料の圧延成形法にとって有利な流れを可能にする。

受け面２０に対する筋目輪郭部１８の位置は、厳密な公差でもって許容されていて、この実施の形態において、筋目輪郭部１８の筋目１９は、公差に関して、軸線方向で、受け面２０に対して正確に１／１００ｍｍまで許容されている。高精度に製造されたリングにおいて、スペーススリーブ１７を、軸線方向の極めて狭い公差を持って提供することができるので、個々の構成部材の組合せ後にナット１３は、遊星体の正常な係合のために提供されている。

上記実施の形態においてナット１３を、まず、軸線方向の一方の端部においてのみ半径方向つば１５がスリーブ１４に設けられているように製造することができる。次いで、２つのリング１６は、介在されているスペーススリーブ１７と共に、スリーブの開放している側からスリーブ内に導入することができる。次いで、適切な工具によって、スリーブ１４の軸線方向に突出している部分に変形成形を施して半径方向つば１５を形成することができ、その結果、本発明に係るナット１３が提供される。スリーブ１０の半径方向つば１５は、リング１６のための支持受け２０ｂを形成する。この実施の形態において、リング１６は、２つの軸線方向において支持受けにより互いに適切に位置決めされていて、互いに固定された間隔を置いて配置されている。

図２に示した本発明に係るナット２１は、図１に示したナット１３とは、スペーススリーブが、スリーブ１４の半径方向において縮径されている環状部分２２により置き換えられているという点において実質的に異なっている。上記環状部分２２は、例えばローリング工具でもって、スリーブ１４に直接ローリング成形することで形成することができる。この実施の形態において、環状部分２２の２つの端面側は夫々、リング１６のための支持受け２３として形成されている。この実施の形態において、支持受け２３は、ナットの軸線に対して傾いて配置されている円錐面により形成されている。２つのリング１６の互いに向かい合っている端面側には夫々、支持受け２３に平らに当接している円錐状の受け面２４が設けられている。

本発明に係るナット２１は、以下に説明するように製造することができる。２つのリング１６の正確な寸法設定という認識において、スリーブ１４に縮径された環状部分２２をローリング成形により形成することができる。このローリング工程は、円錐面により形成されている２つの支持受け２３が、互いに所定の間隔を有しているように行われる。２つのリングは、軸線方向の２つの側面からスリーブ１４内に、支持受け２３にまで導入することができる。次いで適切な工具でもってスリーブ１４の軸線方向に突出している部分に変形成形を施して、半径方向つば１５を形成することができるので、２つのリング１６は、半径方向つば１５と支持受け２３との間において遊びなく配置されている。

図３に記載された本発明に係るナット２５は、図２に示したナットとは以下の特徴において異なっている。つまり、２つのリング１６の外周面には夫々、環状の溝２６が設けられている。スリーブ１４の外周面には、環状に構成されているエンボス加工による２つの条溝部２７が設けられていて、これらの条溝部２７は変形プロセスにおいてスリーブ１４に押込み成形されている。この変形プロセスにより、押し込まれたスリーブ１４の材料が、リング１６の環状の溝２６に係合し、その結果、２つのリング１６は、スリーブ１４で効果的に２つの軸線方向において保持されている。半径方向のフランジはこの本発明に係る改良形においては不要である。

上記実施の形態において、環状の溝２６を備えた２つのリング１６を、スリーブ１４内に導入することができる。適切な教えに基づいて、２つのリングは互いに、遊星体の効果的な係合のために設定された不動の間隔が保証されているように位置決めすることができる。この位置においてスリーブ１４に、適切な工具でもって変形成形を施して条溝部２７を形成することができる。この実施の形態において、スリーブ１４の押し込まれた材料が、リング１６の環状の溝２６に係合する。この環状の溝２６に加工成形された条溝部２７は、リング１６のための支持受け２８を形成するので、リングは２つの軸線方向において、互いに固定された間隔を置いてスリーブ内に効果的に配置されている。

この実施の形態において記載したリングは、切削加工によりハードに旋削することができるか、又は切削加工により研削されていてよく、筋目輪郭部は通常のリング圧延成形法により提供することができる。リングは、外径及び内径に関して精確な未加工鋳造品として有利に製造することができ、内径は寸法規制することができ、外径は心なし研削することができる。

特に図１，２に示した実施の形態において、２つのリングのうち一方が、スリーブに対して軸線方向の遊びを持って配置されている本発明に係る改良形も可能である。こうして、単に小さな範囲での２つのリングの互いに正確な位置決めが重要となる遊星転動型ねじ山付き駆動装置が製造可能である。その理由は、上記遊びを伴うリングを、遊星体の対応配置された筋目輪郭部と係合した位置に移動させることができるからである。

１ ナット
１ａ 切欠き
２ ねじ山付きスピンドル
３ 遊星体
４ ねじ山
５ 筋目輪郭部
６ 筋目
７ 中央部分
８ 端部部分
９ 筋目輪郭部
１０ 筋目
１１ 筋目輪郭部
１２ 筋目
１３ ナット
１４ スリーブ
１５ 半径方向つば
１６ リング
１７ スペーススリーブ
１８ 筋目輪郭部
１９ スリーブ
２０ 受け面
２０ａ 支持受け
２０ｂ 支持受け
２１ ナット
２２ 環状部分
２３ 支持受け
２４ 受け面
２５ ナット
２６ 溝
２７ 条溝部
２８ 支持受け

Claims (9)

1. 遊星転動型ねじ山付き駆動装置のナット（１３）であって、該ナット（１３）の内周面において周面に亘って分配して配置されている複数の遊星体（３）が、該遊星体（３）の２つの端部でもって前記ナット（１３）の筋目輪郭部（１８）において転動可能であり、前記遊星体（３）の一方の端部に対する前記筋目輪郭部（１８）の一方、及び前記遊星体（３）の他方の端部に対する前記筋目輪郭部（１８）の他方が、軸線方向において互いに固定された間隔を置いて配置されている、遊星転動型ねじ山付き駆動装置のナットにおいて、
   金属薄板から成形されたスリーブ（１４）が設けられていて、該スリーブ（１４）内に、軸線方向で互いに固定された間隔を置いて配置されている２つのリング（１６）が設けられていて、
   前記リング（１６）の一方は、前記筋目輪郭部（１８）の一方を有し、前記リング（１６）の他方は、前記筋目輪郭部（１８）の他方を有しており、
   前記２つのリング（１６）の間に、スペーススリーブ（１７）として形成されたスペーサが配置されていて、該スペーサの軸線方向の端部は、前記リング（１６）に対する支持受け（２０ａ）として形成されていることを特徴とする、遊星転動型ねじ山付き駆動装置のナット。
2. 前記リング（１６）の互いに向かい合っている端面には、前記支持受け（２０ａ）に当接する受け面（２０）が設けられていることを特徴とする、請求項１記載のナット。
3. 遊星転動型ねじ山付き駆動装置のナット（２１，２５）であって、該ナット（２１，２５）の内周面において周面に亘って分配して配置されている複数の遊星体（３）が、該遊星体（３）の２つの端部でもって前記ナット（２１，２５）の筋目輪郭部（１８）において転動可能であり、前記遊星体（３）の一方の端部に対する前記筋目輪郭部（１８）の一方、及び前記遊星体（３）の他方の端部に対する前記筋目輪郭部（１８）の他方が、軸線方向において互いに固定された間隔を置いて配置されている、遊星転動型ねじ山付き駆動装置のナットにおいて、
   金属薄板から成形されたスリーブ（１４）が設けられていて、該スリーブ（１４）内に、軸線方向で互いに固定された間隔を置いて配置されている２つのリング（１６）が設けられていて、
   前記リング（１６）の一方は、前記筋目輪郭部（１８）の一方を有し、前記リング（１６）の他方は、前記筋目輪郭部（１８）の他方を有しており、
   前記スリーブ（１４）の内周面に、前記リング（１６）用の、一体成形された支持受け（２３，２８）が設けられていることを特徴とする、遊星転動型ねじ山付き駆動装置のナット。
4. ２つのリング（１６）の間で前記スリーブ（１４）には、一体成形された半径方向内側に突出している環状部分（２２）が設けられていて、該環状部分（２２）の２つの軸線方向の端面が、前記支持受け（２３）を形成することを特徴とする、請求項３記載のナット。
5. 前記２つのリング（１６）の外周面に夫々、溝（２６）が設けられていて、該溝（２６）に、前記スリーブ（１４）に一体成形された半径方向内側に突出している条溝部（２７）が係合していることを特徴とする、請求項３記載のナット。
6. 前記スリーブ（１４）の２つの端部に、一体成形された半径方向内側に方向付けられている半径方向つば（１５）が設けられていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のナット。
7. 前記リング（１６）の筋目輪郭部（１８）は、前記リング（１６）の一部の部分幅（ａ）に亘って延びていて、リング幅（ｂ）は、前記部分幅（ａ）の約１．５倍であるか、又は１．５倍より小さいことを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のナット。
8. 請求項１又は４記載のナット（１３，２１）を製造するにあたり、
   前記２つのリング（１６）を前記スリーブ（１４）内に配置して、
   前記リング（１６）の受け面（２０）を前記支持受け（２０ａ，２３）に当接させ、
   前記スリーブ（１４）を、少なくとも一方の軸線方向の端部において、隣り合うリング（１６）から軸線方向に突出させ、
   前記スリーブ（１４）の該突出している端部を、半径方向内側に変形させることにより前記半径方向つば（１５）を形成する、ことを特徴とするナットの製造方法。
9. 請求項５記載のナット（２５）を製造するにあたり、
   前記リング（１６）を、所定の間隔を持って前記スリーブ（１４）内に配置して保持し、
   次いで条溝部（２７）を押込み成形により前記スリーブ（１４）に形成し、これによって前記リング（１６）の溝（２６）内に押し込む、ことを特徴とするナットの製造方法。

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