JP6400860B2 - 完全な転がり接触を有するねじおよびナットタイプのリニア駆動機構 - Google Patents
完全な転がり接触を有するねじおよびナットタイプのリニア駆動機構 Download PDFInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2285—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rings engaging the screw shaft with the inner perimeter, e.g. using inner rings of a ball bearing
- F16H25/2295—Rings which are inclined or can pivot around an axis perpendicular to the screw shaft axis
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Description
Claims (9)
- 長手方向軸(z)に沿って延びるねじ付きシャフト(12)と、前記ねじ付きシャフト(12)と同軸に配置されたナット(14)と、を備えるリニア駆動機構(10)であって、
前記ねじ付きシャフト(12)および前記ナット(14)は、前記長手方向軸(z)周りの前記ナット(14)に対する前記ねじ付きシャフト(12)の相対回転の結果、前記長手方向軸(z)に沿って互いが相対的に移動し、
前記機構(10)が、さらに、
前記ねじ付きシャフト(12)および前記ナット(14)との間に介在する複数の転がり軸受(18)であって、その各々が、前記ナット(14)に固定された外側レース(22)と、前記外側レース(22)と同軸に配置され、かつ回転軸(z’)周りを前記外側レース(22)に対して回転可能である内側レース(20)と、前記外側レース(22)および前記内側レース(20)の間に介在する複数の転がり部材(24)と、を備える、複数の転がり軸受と、
対応する複数のリング(16)であって、その各々が、それぞれの軸受(18)の前記内側レース(20)に固定され、それによって前記軸受と共に同じ回転軸(z’)周りを回転し、前記リングの内面(16a)が前記ねじ付きシャフト(12)のねじ山(12a)と接触するように、前記軸受(18)の前記内側レース(20)と前記ねじ付きシャフト(12)との間に介在する、対応する複数のリング(16)と、を備え、
前記リング(16)および前記軸受(18)は、それらのそれぞれの回転軸(z’)が前記ねじ付きシャフト(12)の前記長手方向軸(z)に対して第1の角度(α)だけ傾斜し、かつ第1の距離(a)を離して配置されるように配置され、前記第1の角度(α)および前記第1の距離(a)はすべての前記リング(16)について同じであり、
前記ねじ付きシャフト(12)の前記ねじ山(12a)の形状および各リング(16)の前記内面(16a)の形状は、各リング(16)が、前記ねじ付きシャフト(12)とそれぞれの接触線(V)に沿って完全に転がり接触し、前記接触線は、前記ナット(14)に対して固定され、前記ねじ付きシャフト(12)の前記長手方向軸(z)に対して第2の角度(β)だけ傾斜し、かつ第2の距離(b)を離して配置される、リニア駆動機構(10)において、
前記第1の角度(α)、前記第1の距離(a)、前記第2の角度(β)および前記第2の距離(b)が、以下の式、
tan(α)=h/b、
tan(β)=h/a、
によって関連付けられ、
式中、hは、ラジアンあたりのリード内で測定した前記ねじ山(12a)のピッチであることを特徴とする、リニア駆動機構(10)。 - 前記リング(16)の前記内面(16a)が、作動中に前記ねじ付きシャフト(12)と接触する少なくともその一部分内に、同じ形状の一葉双曲面を有しており、前記ねじ付きシャフト(12)の前記ねじ山(12a)が、作動中に前記リング(16)と接触する少なくともその一部分内に、らせん双曲面形状を有する、請求項1に記載の機構。
- 少なくとも3つの軸受(18)および3つのリング(16)を備える、請求項1または請求項2に記載の機構。
- 前記第1の角度(α)が、前記ねじ付きシャフト(12)の外径における前記ねじ付きシャフト(12)の前記ねじ山(12a)のらせん角度よりも大きい、請求項1から3のいずれか一項に記載の機構。
- 各リング(16)の前記内面(16a)の厚さが、前記ねじ付きシャフト(12)の前記ねじ山(12a)によって規定されたらせん溝の、前記ねじ付きシャフト(12)の外径の位置で測定した幅よりも小さい、請求項1から4のいずれか一項に記載の機構。
- 前記軸受(18)が、ボール軸受である請求項1から5のいずれか一項に記載の機構。
- 前記リング(16)が、それぞれの前記軸受(18)の前記内側レース(20)と一体に作製される、請求項1から6のいずれか一項に記載の機構。
- 前記リング(16)が、それぞれの前記軸受(18)の前記内側レース(20)とは別個の部分として作製される、請求項1から6のいずれか一項に記載の機構。
- 前記ナット(14)が、対応する複数の座部(26)を有し、その各々は、それぞれの軸受(18)を受け入れるように適合され、
前記座部(26)は、前記軸受(18)、したがって前記リング(16)の回転軸(z’)が、前記長手方向軸(z)に対して前記第1の角度(α)だけ傾斜され、かつ前記第1の距離(a)を離して配置されるように、前記ナット(14)に対して配置され、配向される、請求項1から8のいずれか一項に記載の機構。
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