JPH11514076A - ねじの切ってあるスピンドルの回転運動をナットの軸方向運動に変換する手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 螺旋ねじ（２）を有するスピンドル（１）の回転運動をスピンドルを囲むナット（３）の軸方向の運動に変え、及び逆にナットの軸方向の運動をスピンドルの回転運動に変える手段であって、スピンドル（１）とナット（３）の間に配置され且つスピンドル（１）の回りの少なくとも２個の互いに平行で互いに離れた円周上のラインに沿い配置された要素から構成されている。対応する要素は一方では１個のローラー本体部分（１２）を且つ他方では１個のボールレース（１３）とを刊する１個の冠ローラー（１１）から構成されている。このローラー本体部分（１２）はスピンドルのねじ（２）に係合し、ボールレース（１３）はスピンドル（１）の軸芯から離れる方向に向かい且つスピンドル軸芯を通る線に対して直角に延びる面内で球状部分（１２）の中心を含む面内にある。ベアリングボール（１５）はボールレース（１３）とナット（３）の間に配置され、且つ２個の互いに近接した冠ローラー（１１）はねじ（２）又はねじの互いに近いほう又は互いに離れた側面に係合している。

Description

【発明の詳細な説明】 ねじの切ってあるスピンドルの回転運動をナットの 軸方向運動に変換する手段 本発明は請求項１の前文による手段に関する。 本発明はねじの切ってあるスピンドルの回転運動をナットの軸方向運動に変換 するか、又は逆にナットの直線運動をスピンドルの回転運動に変換するための一 つの完全に新規な解決を与えるものである。本発明は従来公知のボールスクリュ ーが遭遇していた問題、即ち、高い摩擦とそれに伴う高熱の発生、大きい騒音、 制限された速度、比較的低い効率及び斜めに作用する力の除去が出来ないこと等 の問題を解決する。 本発明は夫々の請求項の特徴節に限定されているように一つの手段を提供し、 その手段により摩擦は純粋に回転摩擦、即ち無視し得る摩擦に完全に制限され、 その手段は高い回転速度及び斜めに作用する力に抵抗し、静粛であり、又軸方向 の遊びを総合的になくして動作することが出来る。 本発明はその例示的な実施例及び添付の図面に関連してより詳細に説明される が、その図面において、図１は本発明が適用された１個のスピンドルナットの部 分断面略図であり；図２は図１の線II−IIに沿う軸方向に見た部分断面図であり ；図３と図４は１個の冠ローラーの夫々側面と平面を示しており、上記冠ローラ ーは発明手段の一部を形成している；図５は冠ローラーの別の実施例の縦断部分 側面図であり；図６は別の冠ローラーの実施例の側面図であり；図７は本発明を 明確にするために１個のボールホルダーを示しており；図８は記述実施例に含ま れる部材の一端から見た図面であり；図９と図１０は夫々本発明の別の２個の実 施例を示しており；図１１は冠ローラーの別の形態の例を示す略図であり；図１ ２はスピンドルに沿う冠ローラーの異なる配置例を概略的に示す図面である。 図１は１個のスピンドル１を示しており、このスピンドルはねじ２を備え且つ １個又はそれより多いねじ導入口を包含している。このねじは図１及び図２のみ に略図的に示されている。スピンドル１は１個のナット３により囲まれており、 ナットに付いては以下により詳細に記載されている。 図１に示されているナッ ト３は２個のリング又はスリーブ４を備え、このスリーブは半径方向に延びる複 数の開口５を備えている。これらの開口はボールベアリングリング６を収容し、 このリングは開口５内の所定位置にスリーブ７の助けを借りて半径方向外側から 保持されている。図１及び図２から明らかなように、ボールベアリングリングは リング４の外周を越えて延びており、スリーブ７はスリーブ７の軸方向に延びる 対応する凹部８を備えている。ナット３を組み立てる時には、スリーブ７はリン グ４上に差し込まれ、凹部８はボールベアリングリング６の周囲に係合する。複 数のリング４が端壁９の助けを借りて互いに所定位置に保持され、複数の端壁は 端壁の周囲に均等に配置されたボルト１０（図１）手段により互いに且つナット に対してロックされる。 ナット３とスピンドル１との間には多数の要素が配置されており、この各要素 は１個の冠ローラー１１を備えている。この冠ローラーは１個の半球状のローラ ー本体部分１２と上記本体部分１２と同芯の１個のローラーレース１３とを備え ている。この冠ローラー１１はボールベアリングボール１５の手段によりナット ３内にその対称軸１４（図３及び図６）の周りで回転自在に装着されており、ボ ールベアリングボールはボールレース６内で回転する。図示された実施例におい ては、ボールはボールホルダー１６の助けを借りて分離している。冠ローラー１ １はナット３内でボールベアリングボール１５の手段により遊星装着されている ということが出来る。 ２個の互いに隣接した要素の冠ローラー１１はスピンドルのねじの夫々対向す る側面、即ち、図１と図９に示されている点１７で係合するように意図されてい る。このようにして、図示されている場合は、２個の互いに隣接した冠ローラー の対称ライン１４の間の距離ａ（図１１）は上記２点１７を結ぶ線に沿い測定し た２個の図示のねじ溝間の距離よりも小さくなる。理解されることは、冠ローラ ー１１は代わりにねじ溝の互いに離れた側面に係合することが出来、即ち、冠ロ ーラーの対称軸の間の距離ａは点１７を通る上記線に沿い測定したねじ間の距離 よりも大きくなる。冠ローラーの対称軸１４間の距離は両リング４の相互の接合 により限定される。両ボールベアリングリング６間及びそれと共に両冠ローラー １１間のこの正確な距離を図１及び図２に示されている実施例のリング４の適当 な寸法設定により達成するために、両スリーブ７は両リング４よりも同芯で幾ら か短くされており、図１に示されているように上記距離に影響を与えないように 構成されている。上記要素間の距離又は間隔は又例えばワッシャーの助けを借り て調整することが出来、ワッシャーは２個のリング４の間に配置することが出来 る（図示されていない）。 このようにして、ナットが静止状態でスピンドル１が回転すると、冠ローラー １１は点７の母線に沿い回転し且つナット３内の遊星ベアリングの作用によりそ の対称軸１４の周りを回転し、この動作はボールベアリングボール１５及びボー ルベアリングリング６の助けにより行われる。 目的を明確にするため、図３及び図４は、図１及び図２に関連して説明したよ うに、１個の冠ローラーを夫々一側方からと上方から見た図面である。 図５は冠ローラーの別の実施例を図示している。この場合は、冠ローラーが１ 個のボール１８及び１個のボール座１９からなり、ボール座はボールレース１３ を備えている。図６は冠ローラー１１の１個の有益な実施例を示しており、その 中でボールレース１３は冠ローラーの半球状部分と一体に形成されており、この 形状は省スペースであり且つ製造／技術的観点から有益である。 本発明の理解を容易にするため、図７はボールホルダー１６を上方から見た概 略を示している。注目される点はこのボールホルダーが本発明の機能に対しては 必要ではないことである。図８はスリーブ７の一端面図であり、ボールレース６ を収容する凹部８を明瞭に示している。 図９は複数のリング４の別の推奨される結合の概略を示しており、使用される 冠ローラーは図６に示されている冠ローラーである。リングの一方は例えば外周 の左ねじ２０を備え、他方は外周の右ねじ２１を備えている。１個のリング２２ が内側に１個の右ねじと１個の左ねじを夫々備え且つ対応するスリーブ４のねじ 部分を抱き且つそれらのねじ２０及び２１と協働する。両スリーブ４はリング２ ２が回されると互いに近づき又は離れるように動かされ、その動きはリング２２ が回される方向に依存している。このようにして、ナット３をスピンドル１上に 装着した後に両要素間の間隔はリング２２の助けを借りて正確にセットすること が出来、これにより軸方向の遊びを完全にさけることが出来る。装着された時、 リング２２は所期の位置に助け、例えば、ロックスクリュー（図示せず）でロッ クすることが出来、リング２２は両スリーブ７間にボルト、例えば１０の助けに より、又は当業者に明らかな別の手段によりロックされる。代わりに、１個の共 通リング又はスリーブ４を備えることが可能であり、そのスリーブは２個の平行 な、円周方向に延びる孔の列を備え、その孔は列の間で正確な距離を隔て、ボー ルレース６を収容する。この特殊な場合は、発明の要素の列の間で調整の可能性 が無くなる。 図１０は本発明手段を使用した冠ローラー１１の更に別の実施例を示しており 、上記冠ローラーはこの場合は１個の完全な球状ボールで構成されている。図示 の冠ローラー１１のボールレース１３はボールベアリングのボール１５が接触す る点の母線又はボール１１上のロールにより形成されている。この冠ローラー実 施例は製造及び機能の技術的観点から一つの魅力的な解決であり、このことは図 １及び図９に図示された冠ローラー実施例と同じであるが、同一寸法の場合にベ アリング容量がわずかに低くなる。 図１１は冠ローラーの更に別の実施例を示している。上述の実施例における形 状のように球状とする代わりに、冠ローラーの回転本体部分は円錐台状である。 この冠ローラーは台形ねじを有するスピンドル１と協働する。本発明をこの場合 に機能させるために、ねじの側面は超過しない範囲で或る程度の傾斜を備えてい る。図示された実施例では、ねじの側面は４５°の傾斜を有する。容易に理解さ れるように、スピンドルが回転する際にねじの根元部分はねじの頂部よりも低い 円周方向速度を有する。ローラーの本体部分がそのマント状面の周囲のどこかで スリップする危険は削減され、それは円錐台形ローラー本体部分を使用し且つ円 錐状を採用することにより、従って円錐台形ローラーの頂部はねじ底部分のねじ 側面の円周速度と同じ速度を持ち、従って円錐台の基部はねじ頂部のねじ側面の 速度と同じ円周速度を持つことになる。 本発明は要素の列を２個有するナットに付いて記載され図示されて来たが、３ 個又はより多くの要素の列が使用され、それが希望する負荷吸収能力に依存する ことが理解されるであろう。各列内の冠ローラーの数が図１２に関連して記載さ れるように最適化され得ることも理解されるであろう。 本発明の要素はナット内で単に回転運動をするだけでよく、これは従来のボー ルスクリューの場合と反対で、従来のボールスクリュー内ではボールはスクリュ ーの回転につれて回るのであるが、この要素は１個又はそれより多い溝と異なる ピッチを有する右ねじ及び左ねじを備えたスピンドルと共に使用することが出来 る。例えばスピンドルの寸法形状によって、この要素はスピンドルの軸芯と直角 な１個の面内にあるか又はスピンドルのねじに従った平行な線上にある。図１２ はねじ２に関連して要素１１の異なる配置例の概略を示しており、この延びてい るねじは３個の溝を有するねじの切ってあるスピンドルを表している。図の底部 には２個の要素列が示されており、その列はスピンドルの軸芯に対して直角な面 内にある。図示実施例のスピンドルは溝を３個しか備えていないので、各列又は 線内に要素は３個しか配置されない。図の下から２番目部分はねじ２に沿うライ ン内に配置された要素を示しており、それによって夫々のライン内の互いに近接 した２個の要素はスピンドルの軸と平行に延びる線に沿い方向付けられている。 要素の配置はねじに沿っているので、最大数の要素を使用することが出来る。図 の底部から見て３番目の部分はねじに沿い配置された要素を示しているが、この 場合は夫々のライン内にあって互いに近接した２個の要素はスピンドルの軸芯に 対してねじの傾斜と直角方向に延びる線上にある。図１２の最上段部分は只１個 のねじ内にある要素を示している。この場合、図のこの部分に示されているよう に、一つ置きの冠ローラーはねじの一側面に対接し、別の一つ置きの冠ローラー はねじの他側面に対接する。このようにしてこの場合は、要素はねじに沿いジグ ザグ状に配置される。要素のラインはねじの１回転より多くに沿い配置されても よいことが理解されるであろう。この後者の配置は単に１個の溝しか持たないス ピンドルに特に適している。前述のことと図１２から判ることは、当業者は本発 明の要素の配置と各種形状のねじの使用に高い自由度を持ち、上記ねじは以前に 述べたように傾斜したねじ側面を有する円錐台状ねじを含んでいる。 上述から明らかなことは、本発明がボールスクリューが遭遇していた問題に対 する完全に新規な解決を備え、且つねじ切りされたスピンドル、スクリューねじ 、隆起及び溝等の全てのタイプに適用出来る。強調されるべきことは、ナット自 体の構造及びボールレースの装着が多くの異なる方法で達成出来、この書面に記 載し且つ図示した解決が有益な技術的解決であることである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．螺旋ねじ（２）を有するスピンドル（１）の回転運動を上記スピンドルを囲 むナット（３）の軸方向の運動に変え、及び逆に上記ナットの軸方向の運動を上 記スピンドルの回転運動に変える手段であって、上記手段がスピンドル（１）と ナット（３）の間に配置され且つスピンドル（１）の回りの少なくとも２個の互 いに平行で互いに離れた円周上のラインに沿い配置された要素から成るものにお いて、対応する要素は１個のローラー本体部分（１２）と１個のボールレース（ １３）とを有する１個の冠ローラー（１１）から成り、このローラー本体部分（ １２）はスピンドルのねじ（２）に係合し、ボールレース（１３）はスピンドル （１）の軸芯から離れる方向に向かい且つスピンドル軸芯を通る線に対して直角 に延びる面内でローラー本体部分（１２）の回転中心を含む面内にあり；ベアリ ングボール（１５）はボールレース（１３）とナット（３）の間に配置され；２ 個の互いに近接した冠ローラー（１１）はねじ（２）又はねじの互いに面した又 は互いに離れた側面に係合している。 ２．請求項１による手段において、冠ローラー（１１）は一体に形成されている 。 ３．請求項２による手段において、冠ローラー（１１）は球状ボールの形状を備 え且つボールレース（１３）は球状の樋面により形成されている。 ４．請求項２による手段において、冠ローラー（１１）のローラー本体部分（１ ２）は円錐台状ローラーの形状を備え且つスピンドル（１）のねじ（２）は台形 ねじである。 ５．請求項２又は４による手段において、ボールレース（１３）はローラー本体 部分（１２）内の窪んだ溝の形状を有する。 ６．請求項２又は４による手段において、ボールレース（１３）はローラー本体 部分（１２）上に１個の溝で構成されている。 ７．前述の何れかの請求項による手段において、外周のラインはスピンドル（１ ）の軸芯と直角に延びる面内に配置されている。 ８．前述の何れかの請求項による手段において、外周のラインはスピンドルのね じ（２）に沿っている。 ９．前述の何れかの請求項による手段において、ナット（３）はボールベアリン グリング（６）を備え、このリングに対してベアリングボール（１５）が走るよ うに構成されている。 １０．前述の何れかの請求項による手段において、ナット（３）の周囲は複数の 開口（５）を包含し、この開口内にボールベアリングリング（６）が支持されて いる。 １１．前述の何れかの請求項による手段において、ナット（３）は分割されてお り且つ各分割部分内の外周にボールベアリングリング（６）の１個のラインを備 え；且つこの分割された部分は互いに相手に対して軸方向に調節することが出来 、且つそれらの調節された位置に固定（１０）されている。