JPH05288253A - 送りねじ装置 - Google Patents
送りねじ装置Info
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- JPH05288253A JPH05288253A JP4091087A JP9108792A JPH05288253A JP H05288253 A JPH05288253 A JP H05288253A JP 4091087 A JP4091087 A JP 4091087A JP 9108792 A JP9108792 A JP 9108792A JP H05288253 A JPH05288253 A JP H05288253A
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- Japan
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- screw
- roller
- screw shaft
- outer peripheral
- diameter
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F16H25/2247—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers
- F16H25/2261—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers arranged substantially perpendicular to the screw shaft axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F16H25/2247—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers
- F16H25/2266—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers arranged substantially in parallel to the screw shaft axis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高い機械効率を得るとともに、大リ−ドで静粛
な高速送りが可能な送りねじ装置を提供する。 【構成】 ねじ軸１が回転駆動される場合はブロック３
に回転自在に支持されたテーパーローラー２がねじ軸１
のねじ１０に沿って回転する作動により、ブロック３が
ねじ軸１の軸方向に沿って直線移動、いわゆる送り移動
される。また、ブロック３が回転駆動される場合はテー
パーローラー２とねじ１０の作動により、ねじ軸１がそ
の軸方向へ送り移動される。テーパーローラー２のテー
パー面２ａの内、径小側の外周面部２１がねじ軸のねじ
面の谷部側（すなわちねじ面の径小側）に接し、径大側
の外周面部２２がねじ軸のねじ面の頂部側（すなわちね
じ面の径大側）に接しているので、回転時におけるねじ
１０とテーパーローラー２との間のスリップは大幅に低
減される。更に、各部寸法を最適に選ぶとスリップの極
小化を実現することができる。
な高速送りが可能な送りねじ装置を提供する。 【構成】 ねじ軸１が回転駆動される場合はブロック３
に回転自在に支持されたテーパーローラー２がねじ軸１
のねじ１０に沿って回転する作動により、ブロック３が
ねじ軸１の軸方向に沿って直線移動、いわゆる送り移動
される。また、ブロック３が回転駆動される場合はテー
パーローラー２とねじ１０の作動により、ねじ軸１がそ
の軸方向へ送り移動される。テーパーローラー２のテー
パー面２ａの内、径小側の外周面部２１がねじ軸のねじ
面の谷部側（すなわちねじ面の径小側）に接し、径大側
の外周面部２２がねじ軸のねじ面の頂部側（すなわちね
じ面の径大側）に接しているので、回転時におけるねじ
１０とテーパーローラー２との間のスリップは大幅に低
減される。更に、各部寸法を最適に選ぶとスリップの極
小化を実現することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は送りねじ装置に関する。
本発明の装置は、例えば回転軸の回転運動をブロックの
直線運転に変換する装置として各種のロボット、工作機
械、産業機械などに採用される。
本発明の装置は、例えば回転軸の回転運動をブロックの
直線運転に変換する装置として各種のロボット、工作機
械、産業機械などに採用される。
【０００２】
【従来の技術】従来、送りねじ装置の第１の先行技術グ
ループとして三角ねじ、台形ねじ、角ねじなどが形成さ
れたねじ軸と、このねじ軸に相対回転可能に嵌着された
ナットを用い、このナットのねじ面を滑らせて動力を伝
達する方法や、第２の先行技術グループとしてボールね
じやスパイラルボールスプラインなど、ねじ軸とナット
との間のねじ溝に鋼球を多数介在させて動力を伝達する
方法や、第３の先行技術グループとして図９（アメリカ
特許２５２５３２６）および図１０（フランス特許１４
８７４２４）に開示されるように、ねじ軸にロ−ラーを
押し当てて動力を伝達する方法（いわゆるロ−ラーね
じ）が知られている。
ループとして三角ねじ、台形ねじ、角ねじなどが形成さ
れたねじ軸と、このねじ軸に相対回転可能に嵌着された
ナットを用い、このナットのねじ面を滑らせて動力を伝
達する方法や、第２の先行技術グループとしてボールね
じやスパイラルボールスプラインなど、ねじ軸とナット
との間のねじ溝に鋼球を多数介在させて動力を伝達する
方法や、第３の先行技術グループとして図９（アメリカ
特許２５２５３２６）および図１０（フランス特許１４
８７４２４）に開示されるように、ねじ軸にロ−ラーを
押し当てて動力を伝達する方法（いわゆるロ−ラーね
じ）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】ところが第１の先行
技術グループでは、機械効率が低いということと、滑り
による動力伝達のため高速でねじ軸やナットを回転でき
ないために高速送りができないという問題点がある。第
２の先行技術グループでは、鋼球が総玉形式で組み込ま
れていることから鋼球同士の衝突音による騒音や摩擦・
磨耗が発生し、特にボールねじの場合にはナット加工の
制約上、リ−ドがねじ軸径の２倍程度までが限界であ
り、高速送りに限界がある。
技術グループでは、機械効率が低いということと、滑り
による動力伝達のため高速でねじ軸やナットを回転でき
ないために高速送りができないという問題点がある。第
２の先行技術グループでは、鋼球が総玉形式で組み込ま
れていることから鋼球同士の衝突音による騒音や摩擦・
磨耗が発生し、特にボールねじの場合にはナット加工の
制約上、リ−ドがねじ軸径の２倍程度までが限界であ
り、高速送りに限界がある。
【０００４】第３の先行技術グループでは、リ−ドは大
きくできるものの、ねじ軸とロ−ラーの間で回転時にス
リップを生じることから、やはり高速送りに限界があ
る。この回転時のスリップについてもう少し詳しく説明
すると、まず、図６の例では、ねじ軸１０１のねじ山１
０１ａは、谷部側と頂部側では径に差が有り、軸１０１
が回転した時、ねじ山１０１ａの谷部側でのリ−ドに沿
った周長はその頂部側のでのリ−ドに沿った周長に比べ
て短くなる。
きくできるものの、ねじ軸とロ−ラーの間で回転時にス
リップを生じることから、やはり高速送りに限界があ
る。この回転時のスリップについてもう少し詳しく説明
すると、まず、図６の例では、ねじ軸１０１のねじ山１
０１ａは、谷部側と頂部側では径に差が有り、軸１０１
が回転した時、ねじ山１０１ａの谷部側でのリ−ドに沿
った周長はその頂部側のでのリ−ドに沿った周長に比べ
て短くなる。
【０００５】なお本明細書では、ねじ軸のねじ面上のリ
ード方向等径３６０度進み距離を、「周長」と定義しま
す。一方、ねじ山１０１ａと係合するロ−ラー１０２の
突起１０２ａの係合部は、ねじ山１０１ａの谷部側に接
面する方が径大、頂部側と相対する方が径小となるた
め、ロ−ラー１０２の接触面の内、ねじ山１０１ａの谷
部側に接触する径大側の周長が長く、逆に頂部側と接触
する径小側の周長が短くなる。
ード方向等径３６０度進み距離を、「周長」と定義しま
す。一方、ねじ山１０１ａと係合するロ−ラー１０２の
突起１０２ａの係合部は、ねじ山１０１ａの谷部側に接
面する方が径大、頂部側と相対する方が径小となるた
め、ロ−ラー１０２の接触面の内、ねじ山１０１ａの谷
部側に接触する径大側の周長が長く、逆に頂部側と接触
する径小側の周長が短くなる。
【０００６】このように接触面におけるねじ軸１０１と
ロ−ラー１０２の周長が逆対関係にあるので、回転時に
は当然、ねじ山１０１ａと突起１０２ａとの接触面でス
リップが発生する。このスリップ率が５％程度に達する
と、摩擦が大きくなり、磨耗・焼き付きや騒音が発生
し、機械効率も低下するという問題が生じ、この傾向は
高速になるほど顕著となる。
ロ−ラー１０２の周長が逆対関係にあるので、回転時に
は当然、ねじ山１０１ａと突起１０２ａとの接触面でス
リップが発生する。このスリップ率が５％程度に達する
と、摩擦が大きくなり、磨耗・焼き付きや騒音が発生
し、機械効率も低下するという問題が生じ、この傾向は
高速になるほど顕著となる。
【０００７】図１０の例においても、ねじ１０３に対し
てロ−ラー１０４の接触面を等径円筒面にするという工
夫によりスリップ低減を図っているものの、依然として
上記問題点を内包しており、高速送りに限界があるとい
う問題があった。本発明は上記の問題点に鑑みなされる
ものであって、高い機械効率を得るとともに、大リ−ド
で静粛な高速送りが可能な送りねじ装置を提供すること
をその目的としている。
てロ−ラー１０４の接触面を等径円筒面にするという工
夫によりスリップ低減を図っているものの、依然として
上記問題点を内包しており、高速送りに限界があるとい
う問題があった。本発明は上記の問題点に鑑みなされる
ものであって、高い機械効率を得るとともに、大リ−ド
で静粛な高速送りが可能な送りねじ装置を提供すること
をその目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の送りねじ装置
は、螺旋状のねじ部が外周に形成されたねじ軸と、外周
面部が前記ねじ部の側面からなるねじ面に外接するロー
ラーと、該ローラーを回転自在に支持するブロックとを
備える送りねじ装置において、前記ローラーは、径小側
の前記外周面部が前記ねじ面の谷部側に接し、径大側の
前記外周面部が前記ねじ面の頂部側に接する先細ローラ
ーからなることを特徴としている。
は、螺旋状のねじ部が外周に形成されたねじ軸と、外周
面部が前記ねじ部の側面からなるねじ面に外接するロー
ラーと、該ローラーを回転自在に支持するブロックとを
備える送りねじ装置において、前記ローラーは、径小側
の前記外周面部が前記ねじ面の谷部側に接し、径大側の
前記外周面部が前記ねじ面の頂部側に接する先細ローラ
ーからなることを特徴としている。
【０００９】ここで、先細ローラーとは、ねじ面に接す
る外周面部の先端側が径小で基端側が径大となる切頭先
細円柱形状（テーパー状）を有し、外周面部が軸方向断
面において直線となるものの他、外周面部が軸方向断面
において凹んだ曲線となるものも含む。好適な態様にお
いて、前記ローラーの前記外周面部上の任意の二個の円
の直径比は、前記両円に個別に接触する前記ねじ面上の
二本の接線のリード方向の前記等径等角進み距離の比に
対し、０．９５〜１．０５の範囲に設定される。
る外周面部の先端側が径小で基端側が径大となる切頭先
細円柱形状（テーパー状）を有し、外周面部が軸方向断
面において直線となるものの他、外周面部が軸方向断面
において凹んだ曲線となるものも含む。好適な態様にお
いて、前記ローラーの前記外周面部上の任意の二個の円
の直径比は、前記両円に個別に接触する前記ねじ面上の
二本の接線のリード方向の前記等径等角進み距離の比に
対し、０．９５〜１．０５の範囲に設定される。
【００１０】好適な態様において、前記ローラーの外周
面部は切頭円錐面からなる。好適な態様において、前記
直径比は、前記等径等角進み距離の比に等しい。好適な
態様において、前記ローラーの軸心を通る平面の一つは
前記ねじ軸の軸心と直交する。好適な態様において、前
記ねじ部の頂面をリード方向に螺旋状に凹設して形成さ
れた螺旋条溝を備える。
面部は切頭円錐面からなる。好適な態様において、前記
直径比は、前記等径等角進み距離の比に等しい。好適な
態様において、前記ローラーの軸心を通る平面の一つは
前記ねじ軸の軸心と直交する。好適な態様において、前
記ねじ部の頂面をリード方向に螺旋状に凹設して形成さ
れた螺旋条溝を備える。
【００１１】
【作用】ねじ軸が回転駆動される場合は、ブロックに回
転自在に支持されたローラーがねじ軸のねじに沿って回
転する作動により、ブロックがねじ軸の軸方向に沿って
直線移動、いわゆる送り移動される。また、ブロックが
回転駆動される場合は、ローラーとねじの作動により、
ねじ軸がその軸方向へ送り移動される。
転自在に支持されたローラーがねじ軸のねじに沿って回
転する作動により、ブロックがねじ軸の軸方向に沿って
直線移動、いわゆる送り移動される。また、ブロックが
回転駆動される場合は、ローラーとねじの作動により、
ねじ軸がその軸方向へ送り移動される。
【００１２】ここで、ローラーの先細の外周面部（以
下、テーパー面ともいう）は、径小側の外周面部がねじ
軸のねじ面の谷部側（すなわちねじ面の径小側）に接
し、径大側の外周面部がねじ軸のねじ面の頂部側（すな
わちねじ面の径大側）に接しているので、回転時におけ
るねじとローラーとの間のスリップは大幅に低減され
る。
下、テーパー面ともいう）は、径小側の外周面部がねじ
軸のねじ面の谷部側（すなわちねじ面の径小側）に接
し、径大側の外周面部がねじ軸のねじ面の頂部側（すな
わちねじ面の径大側）に接しているので、回転時におけ
るねじとローラーとの間のスリップは大幅に低減され
る。
【００１３】
（実施例１）次に、本発明の一実施例を図１から図４に
基づいて説明する。図１から図３は、本発明の一実施例
を示す平面図、側面図、正面図で、図３は図１のＡーＡ
線に沿う断面図で、ローラーを破断せずに示したもので
ある。図４は図２におけるＢーＢ線に沿う部分断面図
で、ＢーＢ線はねじ面の有効径におけるリ−ド角に対し
直角な線である。
基づいて説明する。図１から図３は、本発明の一実施例
を示す平面図、側面図、正面図で、図３は図１のＡーＡ
線に沿う断面図で、ローラーを破断せずに示したもので
ある。図４は図２におけるＢーＢ線に沿う部分断面図
で、ＢーＢ線はねじ面の有効径におけるリ−ド角に対し
直角な線である。
【００１４】図中、１は単条の台形ねじ（本発明でいう
ねじ部）１０が形成されたねじ軸であって不図示のフレ
ームに回転自在に支持されている。台形ねじ１０の側面
に形成されたねじ面１ａは図４に示すように有効径Ｄｍ
におけるリ−ド角に対し直角な面で断面したときに傾斜
角θが一定となるように形成されている。ねじ面１ａに
外接して２対のローラー２はブロック３に回転自在に支
持されており、各ローラー２の先端部の先細外周面２ａ
（本発明でいう外周面部）はテ−パー角２θの切頭円錐
面（テーパー面）となっている。図１中、左上及び右下
のローラー２は台形ねじ１０の図１中、上向きのねじ面
１ａに当接し、左下及び右上のローラー２は台形ねじ１
０の図１中、下向きのねじ面１ａに当接している。
ねじ部）１０が形成されたねじ軸であって不図示のフレ
ームに回転自在に支持されている。台形ねじ１０の側面
に形成されたねじ面１ａは図４に示すように有効径Ｄｍ
におけるリ−ド角に対し直角な面で断面したときに傾斜
角θが一定となるように形成されている。ねじ面１ａに
外接して２対のローラー２はブロック３に回転自在に支
持されており、各ローラー２の先端部の先細外周面２ａ
（本発明でいう外周面部）はテ−パー角２θの切頭円錐
面（テーパー面）となっている。図１中、左上及び右下
のローラー２は台形ねじ１０の図１中、上向きのねじ面
１ａに当接し、左下及び右上のローラー２は台形ねじ１
０の図１中、下向きのねじ面１ａに当接している。
【００１５】また、左上及び右上のローラー２はその軸
心を通る平面の一つが各々ねじ軸１の軸心と直交するよ
うにねじ軸１を挟んで配設され、左下及び右下のローラ
ー２もその軸心を通る平面の一つが各々ねじ軸１の軸心
と直交するようにねじ軸１を挟んで配設されている。更
に、左上及び左下のローラー２は台形ねじ１０をその幅
方向に挟んで配設されており（図２参照）、右上及び右
下のローラー２も同様に配設されている。
心を通る平面の一つが各々ねじ軸１の軸心と直交するよ
うにねじ軸１を挟んで配設され、左下及び右下のローラ
ー２もその軸心を通る平面の一つが各々ねじ軸１の軸心
と直交するようにねじ軸１を挟んで配設されている。更
に、左上及び左下のローラー２は台形ねじ１０をその幅
方向に挟んで配設されており（図２参照）、右上及び右
下のローラー２も同様に配設されている。
【００１６】ブロック３は図１、図２に示すように、一
端開口の角箱形状を有し、その対向側壁（図中、上下側
壁）にはねじ軸１が貫通する孔が貫孔されている。ま
た、ブロック３の他の対向側壁（図中、左右側壁）には
ローラー２固定用の２対の軸孔が貫孔されており、これ
ら軸孔にはローラー２を枢支用のピン５が貫通され、ピ
ン５はナット６によりブロック３の側壁に固定されてい
る。
端開口の角箱形状を有し、その対向側壁（図中、上下側
壁）にはねじ軸１が貫通する孔が貫孔されている。ま
た、ブロック３の他の対向側壁（図中、左右側壁）には
ローラー２固定用の２対の軸孔が貫孔されており、これ
ら軸孔にはローラー２を枢支用のピン５が貫通され、ピ
ン５はナット６によりブロック３の側壁に固定されてい
る。
【００１７】ローラー２は、図４中下端部が先細外周面
２ａとなった上端開口の短軸円筒形状を有し、その内部
にはアンギュラ玉軸受４を介してピン５に回転自在に支
持されている。７はアンギュラ玉軸受４を係止する止め
輪であり、８はブロック３とアンギュラ玉軸受４との間
の間隙を一定に保持する間座である。なお、ピン５の軸
心は、軸方向におけるアンギュラ玉軸受４の位置５ａに
対し、ブロック３に嵌挿されるピン５のスタッド部の位
置５ｂで僅かに偏心している。したがってピン５を回転
させると、ローラー２はねじ面１ａ方向に僅かに移動す
るので、ピン５の回転を調整してねじ面１ａとローラー
２との距離を微調整し、それによりねじ軸１のねじ面１
ａとローラー２のテ−パー面２ａとの間に所定の予圧を
与えている。
２ａとなった上端開口の短軸円筒形状を有し、その内部
にはアンギュラ玉軸受４を介してピン５に回転自在に支
持されている。７はアンギュラ玉軸受４を係止する止め
輪であり、８はブロック３とアンギュラ玉軸受４との間
の間隙を一定に保持する間座である。なお、ピン５の軸
心は、軸方向におけるアンギュラ玉軸受４の位置５ａに
対し、ブロック３に嵌挿されるピン５のスタッド部の位
置５ｂで僅かに偏心している。したがってピン５を回転
させると、ローラー２はねじ面１ａ方向に僅かに移動す
るので、ピン５の回転を調整してねじ面１ａとローラー
２との距離を微調整し、それによりねじ軸１のねじ面１
ａとローラー２のテ−パー面２ａとの間に所定の予圧を
与えている。
【００１８】ねじ軸１のねじ面の傾斜角θとローラー２
のテ−パー角αの設定は、ねじ軸１とローラー２が外接
して回転したときにスリップが発生しないようにする必
要があるので、その寸法関係について以下に説明する。
図５は、ねじ軸１が１回転したときのリ−ドに沿った周
長、すなわち等高（等径）進み距離を表したもので、台
形ねじ１０のリ−ドをＬ、その谷径（ローラー２と接す
る最小径）をＤｉ、その頂径（外径）をＤｏとし、ねじ
軸１が１回転したときの上記リ−ドに沿った周長を、Ｄ
ｉ位置においてｌｉ、Ｄｏ位置においてｌｏとすれば、
これらの周長ｌｉ、ｌｏは次の数式１、数式２によって
与えられる。
のテ−パー角αの設定は、ねじ軸１とローラー２が外接
して回転したときにスリップが発生しないようにする必
要があるので、その寸法関係について以下に説明する。
図５は、ねじ軸１が１回転したときのリ−ドに沿った周
長、すなわち等高（等径）進み距離を表したもので、台
形ねじ１０のリ−ドをＬ、その谷径（ローラー２と接す
る最小径）をＤｉ、その頂径（外径）をＤｏとし、ねじ
軸１が１回転したときの上記リ−ドに沿った周長を、Ｄ
ｉ位置においてｌｉ、Ｄｏ位置においてｌｏとすれば、
これらの周長ｌｉ、ｌｏは次の数式１、数式２によって
与えられる。
【００１９】
【数式１】ｌｉ＝〔（π・Ｄｉ）2 ＋Ｌ2 〕1/2
【００２０】
【数式２】ｌｏ＝〔（π・Ｄｏ）2 ＋Ｌ2 〕1/2 また、有効径Ｄｍを（Ｄｉ＋Ｄｏ）／２と定義する。こ
こで、ねじ軸１の谷径Ｄｉ上の線と接するローラー２の
径小側の外周面部２１の直径をｄｉ、ねじ軸１の頂径Ｄ
ｏ上の線と接するローラー２の径大側の外周面部２２の
直径をｄｏとするとき、この外周面部２１、２２でスリ
ップが発生しないためには次の数式３が成立すればよ
い。
こで、ねじ軸１の谷径Ｄｉ上の線と接するローラー２の
径小側の外周面部２１の直径をｄｉ、ねじ軸１の頂径Ｄ
ｏ上の線と接するローラー２の径大側の外周面部２２の
直径をｄｏとするとき、この外周面部２１、２２でスリ
ップが発生しないためには次の数式３が成立すればよ
い。
【００２１】
【数式３】ｌｏ／ｌｉ＝ｄｏ／ｄｉ 数式３は、ねじ軸１の回転時、ねじ面１ａの谷径Ｄｉと
頂径Ｄｏではリ−ドに沿った周長ｌｉ、ｌｏが互いに異
なるが、この周長比ｌｏ／ｌｉに等しく上記ローラーの
径比ｄｏ／ｄｉを設定すれば、これら両方の接線におい
てはスリップが発生しないことを示している。
頂径Ｄｏではリ−ドに沿った周長ｌｉ、ｌｏが互いに異
なるが、この周長比ｌｏ／ｌｉに等しく上記ローラーの
径比ｄｏ／ｄｉを設定すれば、これら両方の接線におい
てはスリップが発生しないことを示している。
【００２２】この時、ねじ面の傾斜角θ、およびテ−パ
ー角αは次の数式４、数式５で表される。
ー角αは次の数式４、数式５で表される。
【００２３】
【数式４】 θ＝ｔａｎ-1｛（ｄｏーｄｉ）／（ＤｏーＤｉ）｝
【００２４】
【数式５】α＝２θ 次にこの送りねじ装置の作動を説明する。ねじ軸１の一
端に駆動モ−ターなどを連結して（図示せず）回転駆動
可能とするとともに、ブロック３をねじ軸１の軸方向に
沿って設けられる直線状のガイド（図示せず）上に軸方
向摺動自在かつ回転不能に保持し、ねじ軸１を回転駆動
する。
端に駆動モ−ターなどを連結して（図示せず）回転駆動
可能とするとともに、ブロック３をねじ軸１の軸方向に
沿って設けられる直線状のガイド（図示せず）上に軸方
向摺動自在かつ回転不能に保持し、ねじ軸１を回転駆動
する。
【００２５】ブロック３に回転自在に支持されたローラ
ー２はねじ軸１のねじ面１ａに沿って回転し、ブロック
３は回転することなくガイドに沿って直線駆動（すなわ
ち送り駆動）される。また、ねじ軸１を回転不能かつ軸
方向摺動自在に保持するとともに、ブロック３を回転駆
動すると、ローラー２とねじ軸１の作動によりねじ軸１
がその軸方向に送り駆動される。
ー２はねじ軸１のねじ面１ａに沿って回転し、ブロック
３は回転することなくガイドに沿って直線駆動（すなわ
ち送り駆動）される。また、ねじ軸１を回転不能かつ軸
方向摺動自在に保持するとともに、ブロック３を回転駆
動すると、ローラー２とねじ軸１の作動によりねじ軸１
がその軸方向に送り駆動される。
【００２６】更に、上記実施例ではスリップの最小化の
ために寸法比率を厳密に設定したがローラーを採用する
だけでも従来のローラー送り装置よりスリップ低減を実
現できることは明白である。また、ｌｏ／ｌｉ＝Ｋ×
（ｄｏ／ｄｉ）、Ｋ＝０．９５〜１．０５としても実用
範囲内のスリップとすることができる。 （実施例２）次に、本発明の他の実施例を図６、図７に
基づいて説明する。ただし、実施例１と共通機能を有す
る構成要素には同一符号を付す。
ために寸法比率を厳密に設定したがローラーを採用する
だけでも従来のローラー送り装置よりスリップ低減を実
現できることは明白である。また、ｌｏ／ｌｉ＝Ｋ×
（ｄｏ／ｄｉ）、Ｋ＝０．９５〜１．０５としても実用
範囲内のスリップとすることができる。 （実施例２）次に、本発明の他の実施例を図６、図７に
基づいて説明する。ただし、実施例１と共通機能を有す
る構成要素には同一符号を付す。
【００２７】この実施例では、各ローラー２の先細外周
面２ａは図６に示すように中凹み形状の先細円柱面とな
っている。一方、台形ねじ１０の側面からなるねじ面１
ａは先細外周面２ａに底部から頂部まで全面にわたって
当接するために中凸形状となっている。ただし、図６で
は理解を簡単とするためにこれら先細外周面２ａ及びね
じ面１ａの曲率は拡大してある。また図６では先細外周
面２ａはねじ面１ａに当接しない部位をも中凹み形状と
しているが、加工上などの観点から少なくとも当接部位
のみを中凹み形状とすればよく、または先細外周面２ａ
の非当接部位を極力縮小できることは当然である。
面２ａは図６に示すように中凹み形状の先細円柱面とな
っている。一方、台形ねじ１０の側面からなるねじ面１
ａは先細外周面２ａに底部から頂部まで全面にわたって
当接するために中凸形状となっている。ただし、図６で
は理解を簡単とするためにこれら先細外周面２ａ及びね
じ面１ａの曲率は拡大してある。また図６では先細外周
面２ａはねじ面１ａに当接しない部位をも中凹み形状と
しているが、加工上などの観点から少なくとも当接部位
のみを中凹み形状とすればよく、または先細外周面２ａ
の非当接部位を極力縮小できることは当然である。
【００２８】ねじ軸１のねじ面１ａとローラー２の先細
外周面２ａの当接部位の形状は、両者の当接回転時のス
リップを極小とするために以下の寸法関係を有する。図
７は、ねじ軸１が１回転したときのリ−ドに沿った周
長、すなわち等高等径進み距離を表したもので、台形ね
じ１０のリ−ドをＬ、その谷径（ローラー２と接する最
小径）をＤｉからその頂径（外径）Ｄｏまでの任意の直
径をＤｎとし、ねじ軸１が１回転したときの上記リ−ド
に沿った周長を、Ｄｎ位置においてｌｎとすれば、周長
ｌｎは次の数式６によって与えられる。
外周面２ａの当接部位の形状は、両者の当接回転時のス
リップを極小とするために以下の寸法関係を有する。図
７は、ねじ軸１が１回転したときのリ−ドに沿った周
長、すなわち等高等径進み距離を表したもので、台形ね
じ１０のリ−ドをＬ、その谷径（ローラー２と接する最
小径）をＤｉからその頂径（外径）Ｄｏまでの任意の直
径をＤｎとし、ねじ軸１が１回転したときの上記リ−ド
に沿った周長を、Ｄｎ位置においてｌｎとすれば、周長
ｌｎは次の数式６によって与えられる。
【００２９】
【数式６】ｌｎ＝〔（π・Ｄｎ）2 ＋Ｌ2 〕1/2 また、有効径Ｄｍを（Ｄｉ＋Ｄｏ）／２と定義する。こ
こで、ねじ軸１の任意のｎｉ直径Ｄｎ上の線と接するロ
ーラー２の外周面２ａの直径をｄｎ（図４参照）とする
とき、この外周面２ａでスリップが発生しないためには
次の数式３が成立すればよい。
こで、ねじ軸１の任意のｎｉ直径Ｄｎ上の線と接するロ
ーラー２の外周面２ａの直径をｄｎ（図４参照）とする
とき、この外周面２ａでスリップが発生しないためには
次の数式３が成立すればよい。
【００３０】
【数式７】ｌ1 ／ｌ2 ＝ｄ1 ／ｄ2 ここで、ｌ1 はねじ軸１の任意の直径Ｄ1 上の周長ｌ
ｎ、ｄ1 は周長ｌ1 に当接するローラー２の外周面２ａ
の部位の直径、ｌ2 はねじ軸１の任意の直径Ｄ2上の周
長ｌｎ、ｄ2 は周長ｌ2 に当接するローラー２の外周面
２ａの部位の直径であり、Ｄ1 はＤ2 と異なる値とす
る。
ｎ、ｄ1 は周長ｌ1 に当接するローラー２の外周面２ａ
の部位の直径、ｌ2 はねじ軸１の任意の直径Ｄ2上の周
長ｌｎ、ｄ2 は周長ｌ2 に当接するローラー２の外周面
２ａの部位の直径であり、Ｄ1 はＤ2 と異なる値とす
る。
【００３１】すなわち数式２はねじ軸１の回転時、ねじ
面１ａ上の任意の二螺旋線の直径Ｄ 1 、Ｄ2 ではリ−ド
に沿った周長ｌ1 、ｌ2 が異なるが、この周長比ｌ1 ／
ｌ2に等しくローラー２の径比ｄ1 ／ｄ2 を設定すれ
ば、これら両方の接線においてはスリップが発生しない
ことを示している。更に、この実施例ではスリップの最
小化のために寸法比率を厳密に設定したがローラーを採
用するだけでも従来のローラー送り装置よりスリップ低
減を実現できることは明白である。また、ｌ1 ／ｌ2 ＝
Ｋ×（ｄ1 ／ｄ2 ）、Ｋ＝０．９５〜１．０５としても
実用範囲内のスリップとすることができる。 （実施例３）次に、本発明の他の実施例を図８に基づい
て説明する。ただし、実施例１と共通機能を有する構成
要素には同一符号を付す。
面１ａ上の任意の二螺旋線の直径Ｄ 1 、Ｄ2 ではリ−ド
に沿った周長ｌ1 、ｌ2 が異なるが、この周長比ｌ1 ／
ｌ2に等しくローラー２の径比ｄ1 ／ｄ2 を設定すれ
ば、これら両方の接線においてはスリップが発生しない
ことを示している。更に、この実施例ではスリップの最
小化のために寸法比率を厳密に設定したがローラーを採
用するだけでも従来のローラー送り装置よりスリップ低
減を実現できることは明白である。また、ｌ1 ／ｌ2 ＝
Ｋ×（ｄ1 ／ｄ2 ）、Ｋ＝０．９５〜１．０５としても
実用範囲内のスリップとすることができる。 （実施例３）次に、本発明の他の実施例を図８に基づい
て説明する。ただし、実施例１と共通機能を有する構成
要素には同一符号を付す。
【００３２】この実施例では、ねじ軸１のねじ山１０の
頂面にリード方向に螺旋条溝１ｂを凹設したものであ
る。したがってねじ山１０は実際には螺旋条溝１ｂを挟
んで平行にリード方向に突設された二本の薄肉のねじ山
からなる。このようにすればねじ山１０が弾性変形しや
すくなるので、加工上の誤差や組付け誤差があっても、
それらによる予圧の変動を低減することができる。その
結果として、送り位置精度を高くでき、負荷トルクの変
動が減り、摩耗も減り、耐久性が向上するという優れた
効果を奏することができる。
頂面にリード方向に螺旋条溝１ｂを凹設したものであ
る。したがってねじ山１０は実際には螺旋条溝１ｂを挟
んで平行にリード方向に突設された二本の薄肉のねじ山
からなる。このようにすればねじ山１０が弾性変形しや
すくなるので、加工上の誤差や組付け誤差があっても、
それらによる予圧の変動を低減することができる。その
結果として、送り位置精度を高くでき、負荷トルクの変
動が減り、摩耗も減り、耐久性が向上するという優れた
効果を奏することができる。
【００３３】なお上述の各実施例において、ローラー２
は２個２組であったが、２個１組以上であればいいし、
ねじ軸１に加わる荷重が１方向であれば２個を組にする
必要もない。また上述の各実施例では、ねじ軸１に形成
されたねじが１条の台形ねじであったが、これは２条以
上でも、また、三角ねじであっても同様の効果を有する
ことは言うまでもない。
は２個２組であったが、２個１組以上であればいいし、
ねじ軸１に加わる荷重が１方向であれば２個を組にする
必要もない。また上述の各実施例では、ねじ軸１に形成
されたねじが１条の台形ねじであったが、これは２条以
上でも、また、三角ねじであっても同様の効果を有する
ことは言うまでもない。
【００３４】更に上述の各実施例において、台形ねじ以
外のねじを用いることもでき、ねじ軸の軸心とローラー
の軸心を通る平面の一つとは直交しなくてもよい。
外のねじを用いることもでき、ねじ軸の軸心とローラー
の軸心を通る平面の一つとは直交しなくてもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上述べた様に本発明の送りねじ装置は
ローラーを用いているので、ねじ軸とロ−ラーとの接触
面でのスリップを従来より大幅に低減することができ、
その結果、次の効果を奏することができる。 １、摩擦が小さく、機械効率が非常に高い。
ローラーを用いているので、ねじ軸とロ−ラーとの接触
面でのスリップを従来より大幅に低減することができ、
その結果、次の効果を奏することができる。 １、摩擦が小さく、機械効率が非常に高い。
【００３６】２、磨耗が殆ど発生しない。 ３、高速運転においても、焼き付けは発生せず、騒音も
大変小さい。
大変小さい。
【図１】本発明の送りねじ装置の実施例１を示す平面図
【図２】図１の側面図
【図３】図１のＡーＡ線矢視断面図、
【図４】ねじ面の有効径におけるリ−ド角に対し直交す
る図２のＢーＢ線の対するＢーＢ線矢視部分断面図
る図２のＢーＢ線の対するＢーＢ線矢視部分断面図
【図５】ねじ軸１が回転したときのリ−ドに沿った周長
（ねじ面の谷部側及び頂部側の２線のリード方向の等径
等角進み距離）を示す説明図、
（ねじ面の谷部側及び頂部側の２線のリード方向の等径
等角進み距離）を示す説明図、
【図６】当接部位の曲率を拡大して図示した実施例２の
要部拡大断面図、
要部拡大断面図、
【図７】実施例２におけるねじ軸１が回転したときのリ
−ドに沿った周長（ねじ面の谷部側及び頂部側の２線の
リード方向の等径等角進み距離）を示す説明
−ドに沿った周長（ねじ面の谷部側及び頂部側の２線の
リード方向の等径等角進み距離）を示す説明
【図８】実施例３の要部拡大断面図、
【図９】従来のローラー送りねじ装置の一例を示す断面
図、
図、
【図１０】従来のローラー送りねじ装置の他例を示す断
面図、
面図、
１…ねじ軸、２…ローラー、３…ブロック、４…アンギ
ュラ玉軸受、５…ピン、６…ナット、７…止め輪、１０
…台形ねじ（ねじ部）
ュラ玉軸受、５…ピン、６…ナット、７…止め輪、１０
…台形ねじ（ねじ部）
Claims (6)
- 【請求項１】螺旋状のねじ部が外周に形成されたねじ軸
と、外周面部が前記ねじ部の側面からなるねじ面に外接
するローラーと、該ローラーを回転自在に支持するブロ
ックとを備える送りねじ装置において、 前記ローラーは、径小側の前記外周面部が前記ねじ面の
谷部側に接し、径大側の前記外周面部が前記ねじ面の頂
部側に接する先細ローラーからなることを特徴とする送
りねじ装置。 - 【請求項２】前記ローラーの前記外周面部上の任意の二
個の円の直径比は、前記両円に個別に接触する前記ねじ
面上の二本の接線のリード方向の等径等角進み距離の比
に対し、０．９５〜１．０５の範囲にある請求項１記載
の送りねじ装置。 - 【請求項３】前記直径比は、前記等径等角進み距離の比
に等しい請求項２記載の送りねじ装置。 - 【請求項４】前記ローラーの外周面部は切頭円錐面から
なる請求項２乃至３記載の送りねじ装置。 - 【請求項５】前記ローラーの軸心を通る平面の一つは前
記ねじ軸の軸心と直交する請求項１記載の送りねじ装
置。 - 【請求項６】前記ねじ部の頂面をリード方向に螺旋状に
凹設して形成された螺旋条溝を備える請求項１記載の送
りねじ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-24002 | 1992-02-10 | ||
| JP2400292 | 1992-02-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05288253A true JPH05288253A (ja) | 1993-11-02 |
| JP2940295B2 JP2940295B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=12126364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9108792A Expired - Lifetime JP2940295B2 (ja) | 1992-02-10 | 1992-04-10 | 送りねじ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2940295B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004068882A (ja) * | 2002-08-05 | 2004-03-04 | Nsk Ltd | ころねじ装置 |
| KR100729820B1 (ko) * | 1999-01-25 | 2007-06-18 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | 할로겐화 유기화합물을 포함하는 오염물의 정화방법 및정화장치 |
| WO2010150732A1 (ja) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | 日立建機株式会社 | リニアアクチュエータ及びフォークリフト |
| WO2011040690A1 (ko) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | Song Cheon Bok | 컨택 노출형 베어링 스크류 이송장치 |
| JP2011074985A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Ltd | リニアアクチュエータ及びそれを備えた車両用ステアリング装置 |
| JP2011153635A (ja) * | 2010-01-26 | 2011-08-11 | Hitachi Ltd | 送りネジ装置、リニアアクチュエータ及びリフト装置 |
| JP2011174507A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Tsubaki Emerson Co | 直線作動装置 |
| CN111704006A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-09-25 | 山西风源机械制造有限公司 | 一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置 |
| WO2023043089A1 (ko) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | 주식회사 위너 | 오픈형 만곡 슬라이딩 블록 및 이를 구비한 슬라이딩 블록 어셈블리 |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP9108792A patent/JP2940295B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100729820B1 (ko) * | 1999-01-25 | 2007-06-18 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | 할로겐화 유기화합물을 포함하는 오염물의 정화방법 및정화장치 |
| JP2004068882A (ja) * | 2002-08-05 | 2004-03-04 | Nsk Ltd | ころねじ装置 |
| WO2010150732A1 (ja) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | 日立建機株式会社 | リニアアクチュエータ及びフォークリフト |
| JP5300978B2 (ja) * | 2009-06-22 | 2013-09-25 | 日立建機株式会社 | リニアアクチュエータ及びフォークリフト |
| WO2011040690A1 (ko) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | Song Cheon Bok | 컨택 노출형 베어링 스크류 이송장치 |
| JP2011074985A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Ltd | リニアアクチュエータ及びそれを備えた車両用ステアリング装置 |
| JP2011153635A (ja) * | 2010-01-26 | 2011-08-11 | Hitachi Ltd | 送りネジ装置、リニアアクチュエータ及びリフト装置 |
| JP2011174507A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Tsubaki Emerson Co | 直線作動装置 |
| CN111704006A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-09-25 | 山西风源机械制造有限公司 | 一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置 |
| WO2023043089A1 (ko) * | 2021-09-14 | 2023-03-23 | 주식회사 위너 | 오픈형 만곡 슬라이딩 블록 및 이를 구비한 슬라이딩 블록 어셈블리 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2940295B2 (ja) | 1999-08-25 |
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