KR20060126442A

KR20060126442A - 롤러 나사

Info

Publication number: KR20060126442A
Application number: KR1020067004800A
Authority: KR
Inventors: 아끼히로 데라마찌; 히데까즈 미찌오까; 히로시 니와; 겐따로오 니시무라
Original assignee: 티에치케이 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2006-12-07
Also published as: EP1666768A4; JP4722703B2; TW200521356A; EP2206935B1; US7832300B2; EP2206935A3; EP2206935A2; WO2005026581A1; TWI337233B; CA2536373A1; EP1666768B1; JP4980460B2; JP2011080602A; US20060248973A1; DE602004031348D1; JPWO2005026581A1; EP1666768A1

Abstract

본 발명은 외주면에 나선형의 롤러 전주 홈(1a)이 형성된 나사축(1)과, 내주면에 롤러 전주 홈(1a)에 대향하는 나선형의 부하 롤러 전주 홈(2a)이 형성된 너트 부재(2)와, 나사축(1)의 롤러 전주 홈(1a)과 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a) 사이의 부하 롤러 전주로(3)의 일단부와 타단부를 연결하는 롤러 복귀로(5)가 내부에 형성되는 리턴 파이프(4)와, 부하 롤러 전주로(3) 및 롤러 복귀로(5) 내에 수용되는 복수의 롤러(6)를 구비하고, 롤러(6)가 리턴 파이프(4)의 축선 방향으로 이동함에 따라서 그 자세를 변화하도록, 롤러 복귀로(5)가 비틀어지게 함으로써, 조립이 쉽고 구조적으로도 간단하며, 게다가 원활하게 롤러를 순환시키는 것이 가능한 롤러 나사를 실현한다.

롤러 전주 홈, 나사축, 리턴 파이프, 롤러 복귀로, 롤러 전주로, 너트 부재

Description

롤러 나사{ROLLER SCREW}

본 발명은 나사축과 너트 부재 사이에 구름 운동 가능하게 롤러를 개재시킨 롤러 나사에 관한 것이다.

나사축과 너트 부재 사이에 구름 운동 가능하게 볼을 개재시킨 볼 나사는, 볼을 개재시키지 않고 미끄럼 접촉하는 나사에 비해, 너트 부재에 대해 나사축을 회전시킬 때 마찰계수를 저감시킬 수 있으므로, 공작 기계의 위치 결정 기구, 이송 기구 혹은 자동차의 스티어링 기어 등에 실용화되어 있다.

볼 나사에서는 나사축의 외주면에 형성되는 나선형의 볼 전주 홈과 너트 부재의 내주면에 형성되는 나선형의 부하 볼 전주 홈 사이에 복수의 볼을 개재시키고 있다. 너트 부재에 대해 나사축을 상대적으로 회전시키면, 복수의 볼이 나사축의 볼 전주 홈 및 너트 부재의 부하 볼 전주 홈 상을 구른다. 너트 부재의 부하 볼 전주 홈의 일단부까지 굴러 간 볼은 부하 볼 전주 홈의 일단부와 타단부를 연결하는 볼 복귀로가 내부에 형성된 리턴 파이프에 의해 퍼 올려지고, 부하 볼 전주 홈의 원래의 위치로 복귀된다. 이에 의해 볼이 순환한다.

최근 구름 이동체로서 볼 대신에 롤러를 사용한 롤러 나사가 고안되고 있다. 볼은 사방팔방 어느 쪽의 방향으로도 굴러 갈 수 있지만, 롤러는 그 구름 운동하는 방향에 제한이 있다. 이로 인해 롤러 나사의 순환로의 구조도 복잡해지는 경향이 있다.

특허 문헌 1에는 너트체의 나선 홈의 일단부와 타단부를 연결하고, 롤러를 순환시키는 단면 사각형의 롤러 순환로를 너트체의 나선 홈에 있어서의 롤러 구름 이동 부분의 양단부에 연통되는 직선 형상의 롤러 퍼 올리기부와, 이들 롤러 퍼 올리기부를 연통하는 롤러 순환부로 구성하는 것이 개시되어 있다. 롤러 퍼 올리기부는 2개로 나누어 구조의 서큘레이터 부재로 구성된다. 한편, 롤러 퍼 올리기부를 연통하는 롤러 순환부는 단면 V자 형상의 순환 홈이 형성된 너트체의 외주에 단면 V자 형상의 순환 홈이 형성된 리턴 플레이트를 조립 부착하여 구성된다. 롤러 퍼 올리기부는 너트체의 나선 홈과 롤러 순환부 사이에서 롤러의 구름 이동 자세가 변화하도록 롤러를 스파이럴 형상으로 안내한다. 롤러 순환부는 롤러를 한 쪽 퍼 올리기부로부터 다른 쪽 퍼 올리기부로 그 구름 이동 자세를 변화하지 않고 직선 형상으로 안내한다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평11-210858호 공보

구름 이동체에 볼을 사용한 볼 나사는 제품화되어 있지만, 구름 이동체로서 롤러를 사용한 롤러 나사는, 예를 들어 특허 문헌 1과 같이 고안되어는 있지만, 아직 제품화되어 있는 것은 없다. 이는, 롤러를 너트의 부하 롤러 전주 홈으로부터 퍼 올릴 때에 롤러가 퍼 올리기 부분에 걸리거나 혹은 롤러에 복잡한 움직임을 시키기 위해 순환로의 구조가 복잡해지거나 하는 것이 원인이라고 생각된다.

또한, 볼은 사방팔방 어느 쪽의 방향으로도 굴러 갈 수 있지만, 롤러는 그 구름 이동하는 방향에 제한이 있다. 이는, 롤러를 너트 부재의 부하 롤러 전주 홈으로부터 롤러 복귀로 내에 퍼 올릴 때, 혹은 롤러 복귀로로부터 부하 롤러 전주 홈으로 복귀할 때에, 롤러가 부하 롤러 전주로로부터 롤러 복귀로로 이르는 이음매 부분에 걸려 버리는 것이 원인 중 하나라고 생각된다.

그래서 본 발명은, 조립이 쉽고 구조적으로도 간단하며, 게다가 원활하게 롤러를 순환시킬 수 있는 롤러 나사를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 부하 롤러 전주로로부터 롤러 복귀로로 이르는 이음매 부분에 있어서, 롤러를 원활하게 순환시킬 수 있는 롤러 나사를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하, 본 발명에 대해 설명한다. 또, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 첨부 도면의 참조 번호를 괄호로 부기하지만, 그에 따라 본 발명이 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 발명은 외주면에 나선형의 롤러 전주 홈(1a)이 형성된 나사축(1)과, 내주면에 상기 롤러 전주 홈(1a)에 대향하는 나선형의 부하 롤러 전주 홈(2a)이 형성된 너트 부재(2)와, 상기 나사축(1)의 롤러 전주 홈(1a)과 상기 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a) 사이의 부하 롤러 전주로(3)의 일단부와 타단부를 연결하는 롤러 복귀로(5)가 내부에 형성되는 리턴 파이프(4)와, 상기 부하 롤러 전주로(3) 및 상기 롤러 복귀로(5) 내에 수용되는 복수의 롤러(6)를 구비하고, 상기 롤러(6)가 상기 리턴 파이프(4)의 축선 방향으로 이동함에 따라서 그 자세를 변화하도록, 상기 롤러 복귀로(5)가 어긋나게 되는 것을 특징으로 한다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 롤러 나사에 있어서, 상기 나사축(1)의 축선 방향에 있어서의 한 방향((1))으로부터의 하중을 부하하고 있던 롤러(6)가, 상기 리턴 파이프(4)를 통과함으로써 상기 한 방향과 역방향((2))으로부터의 하중을 부하하도록 반전하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 롤러 나사에 있어서, 상기 리턴 파이프(4)는 직선 형상으로 신장하는 중앙부(14)와, 중앙부(14)의 양측으로 절곡된 한 쌍의 단부(15, 15)를 갖고, 상기 중앙부(14) 내의 상기 롤러 복귀로(15)가 비틀어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 발명은, 청구항 3에 기재된 롤러 나사에 있어서, 상기 중앙부(14) 내의 상기 롤러 복귀로(15)는, 상기 중앙부(14)의 축선 방향의 중앙(E-E)으로부터 상기 한 쌍의 단부(15, 15)를 향해 같은 각도로 비틀어져 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 롤러 나사에 있어서, 상기 리턴 파이프(4)는 그 축선 방향에 따라서 분할되고, 각 분할체(23a, 23b)는, 상기 롤러 복귀로(15)를 구성하는 홈부(26, 27)를 갖고, 상기 롤러 복귀로(15)가 비틀어지는 구간에 있어서, 상기 홈부(26, 27)의 한 쪽 벽면(26a, 27a)이 다른 쪽 벽면(26a', 27a')에 대해 경사지고, 한 쪽 분할체(23a)의 벽면(26a')과, 상기 벽면(26a')과 대향하는 다른 쪽 분할체(23b)의 벽면(27a') 사이에서 상기 롤러(6)를 안내하는 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 롤러 나사에 있어서, 상기 리턴 파이프(4)는 중앙부(14)와, 중앙부(14)의 양측으로 절곡된 한 쌍의 단부(15, 15)를 갖고, 상기 롤러(6)의 측면 형상에 대응한 단면 사각형의 상기 롤러 복귀로(5)가 형성되는 상기 한 쌍의 단부(15, 15)의 선단부(15b, 15b)는, 상기 나사축(1)의 축선 방향에서 본 상태에 있어서 상기 부하 롤러 전주로(5)의 접선 방향으로 배치되고, 또한 나사축(1)의 측방에서 본 상태에 있어서 상기 부하 롤러 전주로(5)의 리드각 방향으로 기울어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 7의 발명은, 외주면에 나선형의 롤러 전주 홈(1a)이 형성된 나사축(1)과, 내주면에 상기 롤러 전주 홈(1a)에 대향하는 나선형의 부하 롤러 전주 홈(2a)이 형성된 너트 부재(2)와, 상기 나사축(1)의 상기 롤러 전주 홈(1a)과 상기 너트 부재(2)의 상기 부하 롤러 전주 홈(2a) 사이의 부하 롤러 전주로(3)를 구르는 롤러(6)를 순환할 수 있게, 상기 부하 롤러 전주로(3)에 연결되는 롤러 복귀로(5)가 내부에 형성되는 순환 부재(4)와, 상기 부하 롤러 전주로(3) 및 상기 롤러 복귀로(5) 내에 수용되는 복수의 롤러(6)를 구비하고, 상기 순환 부재(4)의 선단부(15b)에는, 상기 순환 부재(4)와 상기 나사축(1)의 나사산과의 접촉을 피하도록 절취선(18)이 형성되고, 상기 절취선(18)의 내측에는, 상기 나사축(1)의 축선 방향에서 본 상태에 있어서, 상기 나사산의 내부에 들어가는 롤러 안내부(19)가 형성되고, 상기 롤러 안내부(19)의 위치에 있어서의 상기 롤러 복귀로(5)의 단면 형상이 사각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 롤러 나사에 의해, 상술한 과제를 해결한다.

청구항 8의 발명은, 청구항 7에 기재된 롤러 나사에 있어서, 상기 롤러 복귀로(5)의 축선 방향에 따른 상기 롤러 안내부(19)의 단면 형상은, 상기 롤러 안내부(19)의 선단부(20)를 향해 서서히 폭이 좁아지는 테이퍼로 형성되는 것을 특징으로 한다.

청구항 9의 발명은, 외주면에 나선형의 롤러 전주 홈(1a)이 형성된 나사축(1)과, 내주면에 상기 롤러 전주 홈(1a)에 대향하는 나선형의 부하 롤러 전주 홈(2a)이 형성된 너트 부재(2)와, 상기 나사축(1)의 상기 롤러 전주 홈(1a)과 상기 너트 부재(2)의 상기 부하 롤러 전주 홈(2a) 사이의 부하 롤러 전주로(3)를 구르는 롤러(6)를 순환할 수 있게, 상기 부하 롤러 전주로(3)에 연결되는 롤러 복귀로(5)가 내부에 형성되는 순환 부재(4)와, 상기 부하 롤러 전주로(3) 및 상기 롤러 복귀로(5) 내에 수용되는 복수의 롤러(6)를 구비하고, 상기 순환 부재(4)의 선단부(15b)에는, 상기 롤러(6)의 측면 형상에 대응한 단면 사각형의 상기 롤러 복귀로(5)가 형성되고, 상기 부하 롤러 전주로(3)와 상기 순환 부재(4)의 선단부(15b)와의 이음매 부분에 있어서, 상기 너트 부재(2)의 상기 부하 롤러 전주 홈(2a)과 선단부(15b)의 롤러 복귀로(5)의 형상을 일치시킬 수 있게, 상기 너트 부재(2)의 상기 부하 롤러 전주 홈(2a)이 깎여지는 것을 특징으로 하는 롤러 나사에 의해, 상술한 과제를 해결한다.

청구항 10의 발명은, 외주면에 나선형의 롤러 전주 홈(1a)이 형성된 나사축(1)과, 내주면에 상기 롤러 전주 홈(1a)에 대향하는 나선형의 부하 롤러 전주 홈(2a)이 형성된 너트 부재(2)와, 상기 나사축(1)의 상기 롤러 전주 홈(1a)과 상기 너트 부재(2)의 상기 부하 롤러 전주 홈(2a) 사이의 부하 롤러 전주로(3)를 구르는 롤러(6)를 순환할 수 있게, 상기 부하 롤러 전주로(3)에 연결되는 롤러 복귀로(5)가 내부에 형성되는 순환 부재(4)와, 상기 부하 롤러 전주로(3) 및 상기 롤러 복귀로(5) 내에 수용되는 복수의 롤러(6)를 구비하고, 상기 순환 부재(4)의 선단부(15b)에는, 상기 롤러(6)의 측면 형상에 대응한 단면 사각형의 상기 롤러 복귀로(5)가 형성되고, 상기 선단부(15b)는, 상기 나사축(1)의 축선 방향에서 본 상태에 있어서 상기 부하 롤러 전주로(3)의 접선 방향으로 배치되고, 또한 나사축(1)의 측방에서 본 상태에 있어서 상기 부하 롤러 전주로(3)의 리드각 방향으로 기울어지는 것을 특징으로 하는 롤러 나사에 의해, 상술한 과제를 해결한다.

청구항 1의 발명에 따르면, 롤러를 부하 롤러 전주로로부터 리턴 파이프 내에 퍼 올릴 때, 또한 롤러를 리턴 파이프로부터 부하 롤러 전주로로 복귀할 때, 단면 사각형의 부하 롤러 전주로 내를 구르는 롤러의 자세에 맞추어 롤러를 퍼 올리거나 또한 복귀시킬 수 있다. 따라서, 롤러를 원활하게 순환시킬 수 있다. 또, 롤러를 순환시키는 것은 부하 롤러 전주로의 일단부와 타단부를 연결하는 리턴 파이프만이므로, 롤러 나사의 조립 및 구조가 용이해진다.

리턴 파이프는 롤러를 수 권취 전의 부하 롤러 전주로로 복귀한다. 청구항 2의 발명과 같이 한 방향으로부터의 하중을 부하하고 있던 롤러를 한 방향과 역방향으로부터의 하중을 부하하도록 반전하여 복귀시킴으로써, 롤러 복귀로의 어긋남 각도를 최소로 할 수 있다.

리턴 파이프의 단부에서는 롤러를 퍼 올리므로, 단부에서 롤러의 자세를 변화시키면 롤러의 퍼 올리기가 잘 안 될 우려가 있다. 청구항 3의 발명에 따르면, 롤러 퍼 올리기부로부터 거리가 떨어진 리턴 파이프의 중앙부에서 롤러의 자세를 변화시키므로, 이 문제를 해결할 수 있다.

청구항 4의 발명에 따르면, 중앙부의 축선 방향의 중앙을 중심으로 한 리턴 파이프의 양측 부분에서 롤러의 자세를 균등하게 변화시킬 수 있다.

리턴 파이프를 수지 성형하는 경우가 있다. 청구항 5의 발명에 따르면, 리턴 파이프의 분할체에 비틀어진 롤러 복귀로를 구성하는 홈부를 형성해도, 언더 커트를 생기지 않게 할 수 있다. 또한 이렇게 해도, 한 쪽 분할체의 벽면과, 상기 벽면과 대향하는 다른 쪽 분할체의 벽면 사이에서 롤러를 안내하기 때문에, 롤러 복귀로 내에서 롤러의 자세를 확실하게 규제할 수도 있다.

크로스 롤러링과 같은 환형의 롤러 전주로에 비해, 롤러 나사의 부하 롤러 전주로에서는 롤러가 리드각만큼 기운 상태에서 구름 이동하고 있다. 청구항 6의 발명에 따르면, 롤러의 자세를 리드각만큼 기울여 리턴 파이프로부터 부하 롤러 전주로로 복귀함으로써 리턴 파이프로부터 부하 롤러 전주로로 들어갈 때에 롤러의 자세가 변화하지 않고(롤러의 축선이 기울어지는 소위 스큐가 생기는 일이 없고), 부하 롤러 전주로에 롤러를 순조롭게 복귀시킬 수 있다. 또한, 부하 롤러 전주로로부터 리턴 파이프 내에 롤러를 순조롭게 유도할 수도 있다.

청구항 7의 발명에 따르면, 순환 부재의 선단부에 롤러 안내부를 마련함으로써, 부하 롤러 전주로와 롤러 복귀로와의 단면 형상의 연속성을 갖게 할 수 있어, 이에 의해 부하 롤러 전주로로부터 롤러 복귀로로 이르는 이음매 부분에 있어서, 롤러를 원활하게 순환시킬 수 있다.

청구항 8의 발명에 따르면, 단면 사각형의 롤러 복귀로가 형성되어 있지 않은 부하 롤러 전주 홈과 롤러 안내부와의 간극 보다 작게 할 수 있고, 따라서 부하 롤러 전주로와 롤러 복귀로와의 단면 형상의 연속성을 보다 갖게 할 수 있다.

롤러 복귀로는 부하 롤러 전주로보다도 약간 그 직경이 크게 설정된다. 청구항 9의 발명에 따르면, 너트 부재의 부하 롤러 전주 홈과 순환 부재의 선단부의 형상을 일치시킬 수 있어, 부하 롤러 전주로로부터 롤러 복귀로로 이르는 이음매 부분에 있어서 단차가 생기는 일이 없다. 따라서, 롤러를 원활하게 순환시킬 수 있다. 또한, 롤러가 순환 부재로부터 부하 롤러 전주 홈에 들어갈 때의 응력을 완화시킬 수 있다.

크로스 롤러링과 같은 환형의 롤러 전주로에 비해, 롤러 나사의 부하 롤러 전주로에서는 롤러가 리드각만큼 기운 상태에서 구름 이동하고 있다. 청구항 10의 발명에 따르면, 롤러의 자세를 리드각만큼 기울여 순환 부재로부터 부하 롤러 전주로로 복귀함으로써 순환 부재로부터 부하 롤러 전주로로 들어갈 때에 롤러의 자세가 변화하지 않고(롤러의 축선이 기울어지는 소위 스큐가 생기는 일이 없고), 부하 롤러 전주로 내에 롤러를 순조롭게 복귀시킬 수 있다. 또한, 부하 롤러 전주로로부터 순환 부재 내에 롤러를 순조롭게 유도할 수도 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 롤러 나사를 나타내는 측면도이 다.

도2는 나사축을 도시하는 측면도이다.

도3은 롤러 전주 홈 및 부하 롤러 전주 홈의 상세 단면도이다.

도4는 하중과 예압에 의한 변위의 관계를 나타내는 그래프이다.

도5는 너트 부재를 도시하는 평면도이다.

도6은 너트 부재를 도시하는 정면도이다.

도7은 너트 부재를 도시하는 평면도(리턴 파이프를 제거한 상태)이다.

도8은 너트 부재를 도시하는 정면도(리턴 파이프를 제거한 상태)이다.

도9는 리턴 파이프를 도시하는 도면이다.

도10은 리턴 파이프를 도시하는 도면이다.

도11은 리턴 파이프의 분할체를 도시하는 도면이다.

도12는 리턴 파이프의 분할체를 도시하는 도면이다.

도13은 너트 부재의 리턴 파이프가 거치되는 부분의 상세도이다.

도14는 리턴 파이프를 도시하는 도면이다.

도15는 리턴 파이프의 중앙부에 있어서의 롤러 복귀로의 단면 형상의 변화를 도시하는 단면도이다.

도16은 롤러의 자세의 변화를 도시하는 도면이다.

도17은 롤러 사이에 개재되는 스페이서를 도시하는 도면이다.

도18은 부하 롤러 전주로와 리턴 파이프의 이음매를 도시하는 평면도이다.

도19는 도18의 A부 확대도이다.

도20은 부하 롤러 전주로와 리턴 파이프의 이음매를 도시하는 단면도이다.

<부호의 설명>

1 : 너트 부재

1a : 롤러 전주 홈

2 : 너트 부재

2a : 부하 롤러 전주 홈

3 : 부하 롤러 전주로

4 : 리턴 파이프

5 : 롤러 복귀로

6 : 롤러

14 : 중앙부

15 : 단부

15a : 원호부

15b : 선단부

18 : 절취선

19 : 롤러 안내부

20 : 롤러 안내부의 선단부

23a, 23b : 분할체

26, 27 : 홈부

26a', 27a' : 벽면

도1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 롤러 나사를 도시한다. 롤러 나사는 외주면에 나선형의 롤러 전주 홈(1a)이 형성된 나사축(1)과, 내주면에 상기 롤러 전주 홈(1a)에 대응하는 나선형의 부하 롤러 전주 홈(2a)이 형성되어 나사축(1)에 상대적으로 회전 가능하게 조립 부착된 너트 부재(2)를 구비한다. 너트 부재(2)에는 나사축(1)의 롤러 전주 홈(1a)과 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a) 사이의 부하 롤러 전주로(3)의 일단부와 타단부를 연결하는 순환 부재로서의 리턴 파이프(4)가 부착된다. 리턴 파이프(4)의 내부에는 축선 방향에 따라서 단면 사각형, 본 실시 형태에서는 정사각형의 롤러 복귀로(5)가 형성된다. 나사축(1)의 롤러 전주 홈(1a)과 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a) 사이의 부하 롤러 전주로(3) 및 리턴 파이프(4) 내의 롤러 복귀로(5)에는 복수의 롤러(6)가 배열ㆍ수용된다. 나사축(1)의 너트 부재(2)에 대한 상대적인 회전에 수반하여, 너트 부재(2)가 나사축(1)에 대해 나사축(1)의 축선 방향에 상대적으로 직선 운동한다. 이 때, 롤러(6)는 롤러 전주 홈(1a)과 부하 롤러 전주 홈(2a) 사이를 구름 운동한다. 부하 롤러 전주 홈(2a)의 일단부까지 굴러 간 롤러(6)는 리턴 파이프(4) 내의 롤러 복귀로(5)에 유도되고, 수 권취 전의 부하 롤러 전주 홈(2a)의 타단부로 복귀된다. 이에 의해, 롤러(6)가 부하 롤러 전주로(3) 및 롤러 복귀로(5)로 구성되는 롤러 순환로를 순환한다.

도2는 나사축(1)을 도시한다. 나사축(1)의 외주에는 소정의 리드를 갖는 나선형의 롤러 전주 홈(1a)이 형성된다. 롤러 전주 홈(1a)의 단면은 V자 형상으로, 그 개방 각도는 90°로 설정된다. 나사에는 1조 나사, 2조 나사, 3조 나사 등 다양한 것을 이용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는 2조 나사를 이용하고 있다.

도3은 나사축(1)의 롤러 전주 홈(1a) 및 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a)의 상세도를 도시한다. 너트 부재(2)에는 롤러 전주 홈(1a)에 대향하는 나선형의 부하 롤러 전주 홈(2a)이 형성된다. 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a)의 단면도 V자 형상으로, 그 개방 각도는 90°로 설정된다. 롤러 전주 홈(1a)과 부하 롤러 전주 홈(2a)에 의해 단면 사각형, 본 실시 형태에서는 단면 정사각형의 부하 롤러 전주로(3)가 형성된다. 부하 롤러 전주로(3)에는 복수의 롤러(6)가 부하 롤러 전주로에 따라서 본 상태에 있어서 인접하는 롤러(6)의 회전축(7, 8)이 서로 직교하도록 크로스 배열된다.

볼 나사에서는 볼이 나사축의 축선 방향의 한 방향 및 상기 한 방향과 반대의 다른 방향의 하중을 부하한다. 이에 대해 롤러(6)는 그 주위면이 롤러 전주 홈(1a)의 한 쪽 벽면과 상기 벽면에 대향하는 부하 롤러 전주 홈(2a)의 한 쪽 벽면 사이에서 압축됨으로써 하중을 부하하기 때문에, 나사축(1)의 축선 방향의 한 방향의 하중 밖에 부하할 수 없다. 본 실시 형태와 같이 롤러(6)를 크로스 배열함으로써, 나사축(1)의 축선 방향의 한 방향((1)) 및 다른 방향((2))의 하중을 부하할 수 있다. 나사축(1)의 축선 방향의 한 방향((1))의 하중을 부하하는 롤러를 α군으로 하고, 다른 방향((2))의 하중을 부하하는 롤러를 β군으로 한다.

롤러(6)의 직경(D)은 축선 방향의 길이 L보다도 크다. 롤러(6)의 직경(D)에는 롤러 전주 홈(1a)의 벽면(9)과 상기 벽면(9)에 대향하는 부하 롤러 전주 홈(2a) 의 벽면(10) 사이의 거리보다도 큰 소위 오버 사이즈의 것이 이용된다. 이로 인해 부하 롤러 전주로(3) 내에서 롤러는 탄성 변형하게 되고, 또한 그에 적합한 하중이 예압 하중으로서 너트 부재(2)의 내부에 존재한다. 롤러(6)는 부하 롤러 전주로(3) 내에서 크로스 배열되어 있기 때문에, 롤러(6)로부터 너트 부재(2)에 가해지는 하중은 인접하는 롤러(6, 6)로 서로 반발하는 방향으로 작용한다. 초기 상태에서는, 각 롤러(6)에는 예압 하중(A)이 작용하고 있고, 상하 좌우 방향으로 하중이 균형잡혀 있다. 이 상태로부터 너트 부재(2)에 축선 방향 하중(P)을 작용시키고, 너트 부재(2)가 축선 방향으로 δ 변위하였다고 한다. 너트 부재(2)의 변위에 의해 롤러 α군의 각 롤러(6)의 하중은 B만큼 늘어나 A + B가 되고, 롤러 β군의 각 롤러의 하중은 C만큼 줄어 A - C가 된다.

도4는 이 관계를 상세하게 나타낸다. 오버 사이즈의 롤러(6)를 삽입하여 예압을 부여하고 있기 때문에, 초기 상태로 롤러 α군의 롤러는 δ1만큼, 롤러 β군의 롤러는 δ2만큼, 각각 탄성 변형하고 있다. 그 때에 생기고 있는 하중이 예압 하중으로 A가 된다. 거기에 축선 방향 하중(P)이 작용하여 축선 방향 변위(δ)가 생기면, 롤러 α군에서는 탄성 변위 선도에 따라서 변위가 증가하고, 롤러 β군에서는 탄성 변위 선도에 따라서 변위가 감소되게 된다. 이에 의해 롤러 α군에 작용하고 있는 하중은 A + B가 되고, 롤러 β군에 작용하고 있는 하중은 A - C가 된다. 따라서 작용 하중(P)이 B와 C로 나누어지고, 롤러 α군 및 롤러 β군에 방향을 바꿔 작용하게 된다. 이 상태로 바꿔도 내부 하중은 균형이 잡혀야만 하므로, 간략적으로 식으로 나타내면,

(A + B) - (A - C) - P = 0

∴ B + C = P

가 된다.

예압을 부여함으로써 강성이 높아지는 것은, 하중을 받은 롤러수가 늘어나 1개당의 롤러 하중이 줄어든 것에 따른다. 롤러(6)의 직경에 규정 치수보다도 작은 예압이 없는 롤러를 이용하면, 축선 방향 하중을 받은 롤러(6)는 α군 또는 β군의 한 쪽만이다. 그러나, 예압을 부여함으로써, 상술된 바와 같이 롤러 α군 및 롤러 β군의 양쪽이 하중을 받게 되기 때문에, 하중을 받는 롤러수가 배가 된다. 이로 인해 작용하는 외력에 대해 너트 부재(2) 내에 존재하는 롤러(6)를 유효하게 살리고, 원래 하중을 받지 않는 롤러(6)도 하중을 받을 수 있게 부하를 분포시킬 수 있다.

도3에 도시된 바와 같이, 나사축(1)의 롤러 전주 홈(1a) 및 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a) 각각의 홈의 바닥부에는 홈에 따라서 릴리프 홈(1b, 2b)이 형성된다. 롤러(6)의 상면과 주위면과의 교차 부분 및 바닥면과 주위면과의 교차 부분에는 라운딩부(6a)가 부여되어 있다. 롤러(6)의 축선 방향의 치수(L)는 롤러(6)의 직경(D)보다도 작기 때문에, 구름 운동하고 있을 때에 롤러(6)가 치우쳐 롤러(6)의 라운딩부(6a)가 릴리프 홈(1b, 2b)에 접촉하는 것이 있다. 롤러(6)에 예압을 부여하면 이 기울기 현상이 생기기 쉽다. 롤러(6)가 기울었을 때 저항이 생겨 롤러(6)의 회전을 방해하지 않도록, 릴리프 홈(1b, 2b)의 라운딩 반경은 롤러의 라운딩 반경보다도 크게 설정된다. 또한 릴리프 홈(1b, 2b)을 형성함으로써, V 홈 의 뾰족한 선단부를 절삭 가공할 필요도 없어지기 때문에, 절삭의 가공성도 물론 향상한다.

도5 및 도6은 너트 부재(2)를 나타내고, 도7 및 도8은 리턴 파이프(4)를 제거한 너트 부재(2)를 나타낸다. 도5 및 도7은 너트 부재의 평면도를 도시하고, 도6 및 도8은 나사축(1)의 축선 방향으로부터 본 너트 부재(2)의 정면도를 도시한다. 도1에 도시된 바와 같이 너트 부재(2)는 2개의 분리 너트(12, 12)로 분리되어 있고, 2개의 분리 너트(12, 12) 사이에는 심(13)이 개재되어 있다. 이 심(13)은 롤러(6)에 예압을 가하기 위해 마련되는 것은 아니며, 제조를 쉽게 하는 관점으로부터 설치되어 있다. 너트 부재(2)가 축선 방향으로 길어지면, 리드를 정밀도 좋게 가공하는 것도 곤란해진다. 너트 부재(2)의 절반의 축선 방향의 길이의 분리 너트(12, 12) 각각 리드를 형성하고, 후에 심(13)을 통해 2개의 분리 너트를 결합시킨다. 그리고 2개의 분리 너트(12, 12)의 축선 방향으로 명백해진 볼트 삽입 구멍(22)에 볼트(25)를 통과시키고, 분리 너트(12, 12)를 끼우도록 볼트(25)와 너트 부재(2)를 상대방의 부품에 부착하기 위한 플랜지(16)를 비틀어 나사 결합하여 2개의 분리 너트(12, 12)를 결합한다. 심(13)은 2개의 분리 너트(12, 12)가 주위 방향으로 어긋나 있을 때에, 주위 방향으로 위치 결정하는 역할을 한다. 2개의 분리 너트(12, 12)의 서로 마주 보는 단부면이 합쳐졌을 때에, 2개의 분리 너트(12, 12)의 볼트 삽입 구멍(22)이 위치 결정되는 것이라면, 심(13)은 불필요해진다. 또한, 볼트 삽입 구멍(22)의 직경이 볼트(25)보다도 큰 쓸모없는 구멍이면, 심(13)이 불필요해진다.

도9 및 도10은 너트 부재(2)에 부착되는 리턴 파이프(4)를 도시한다. 너트 부재(2)에는 순환해야 할 롤러열에 대응하여 복수의 리턴 파이프(4)가 부착된다. 리턴 파이프(4)는 부하 롤러 전주로(3)의 일단부와 타단부를 연결하고, 부하 롤러 전주로(3)의 일단부까지 굴러 간 롤러(6)를 수 권취 전방의 부하 롤러 전주로(3)의 타단부로 복귀한다. 리턴 파이프(4)의 내부에는 축선 방향에 따라서 단면 정사각형의 롤러 복귀로(5)가 형성된다. 이 리턴 파이프(4)는 직선 형상으로 연장되는 중앙부(14)와, 중앙부의 양측에 약 90° 절곡된 한 쌍의 단부(15)를 갖고, 그 전체 형상이 문 형태로 형성된다. 단부(15)는 곡률이 일정한 원호부(15a)와 원호부(15a)로부터 신장하는 직선 형상의 선단부(15b)로 이루어진다. 도9의 (c)에 도시된 바와 같이 중앙부(14)의 축선에 대해 한 쌍의 단부(15)는 서로 반대 방향으로 비틀어지고, 이에 의해 도9의 (b), 도10의 (a)에 도시된 바와 같이 선단부(15b)는 나사축(1)의 측방에서 본 상태에 있어서, 리드각 방향에 서로 역방향으로 기울어진다. 또한, 도10의 (c)에 도시된 바와 같이 나사축(1)의 축선 방향에서 본 상태에 있어서, 선단부(15b)는 부하 롤러 전주로의 접선 방향을 향하고 있다. 리턴 파이프(4)를 너트 부재(2)에 설치하고, 리턴 파이프(4)의 중앙부(14)를 수평 방향으로 배치한 상태에 있어서, 리턴 파이프(4)의 단부의 선단부(28)는 나사축(1)의 축선을 포함하는 수평면(17)까지 신장한다.

크로스 롤러링과 같은 환형의 롤러 전주로에 비해, 나선형의 부하 롤러 전주로(3)에서는 롤러(6)의 축선이 리드각만큼 경사져 있다. 원활하게 롤러를 순환시키기 위해서는, 롤러(6)가 부하 롤러 전주로(3)로부터 리턴 파이프(4) 내에 유도될 때, 또한 리턴 파이프(4) 내로부터 부하 롤러 전주로(3)로 복귀될 때 롤러(6)의 자세가 매우 중요하다. 롤러(6)의 자세를 리드각만큼 기울여 리턴 파이프(4)로부터 부하 롤러 전주로(3)로 복귀시킴으로써 리턴 파이프(4)로부터 부하 롤러 전주로(3)로 들어갈 때에 롤러(6)의 자세가 변화하지 않고[롤러(6)의 축선이 기우는 소위 스큐가 생기는 일이 없고], 부하 롤러 전주로(3)에 롤러(6)를 순조롭게 복귀시킬 수 있다. 또한, 부하 롤러 전주로(3)로부터 리턴 파이프(4) 내에 롤러(6)를 순조롭게 유도할 수도 있다.

리턴 파이프(4)와 나사축(1)의 나사산과의 간섭을 피하기 위해, 선단부(15b)에는 롤러(6)의 궤도의 중심선에 따른 아치 형상의 절취선(18)이 형성된다. 나사축(1)의 축선 방향으로부터 본 절취선(18)의 형상은 원호 형상으로 형성된다. 또한, 절취선(18)의 내측에는 나사축(1)의 축선 방향에서 본 상태에 있어서, 나사산의 내부에 들어가는 롤러 안내부(19)가 형성된다. 롤러 안내부(19)의 위치에 있어서의 롤러 복귀로(5)의 단면 형상은 사각형, 본 실시 형태에서는 정사각형으로 형성된다. 롤러 안내부(19)를 마련함으로써, 리턴 파이프(4)의 축선에 직교하는 면에서의 롤러 복귀로(5)의 단면 형상이 정사각형으로 형성되는 구간이 길어진다. 이로 인해, 단면 정사각형의 롤러 복귀로(5)가 형성되어 있지 않은 간극(h)을 작게 할 수 있어, 부하 롤러 전주로(3)와 롤러 복귀로(5)와의 단면 형상의 연속성을 가질 수 있다. 도9의 (b)에 도시된 바와 같이, 롤러 안내부(19)의 선단부(20)는 나사축(1)의 측방으로부터 본 상태에 있어서 직선 형상으로, 수평면(17)에 대해 리드각만큼 기울어지고 있다. 또한, 간극(h)을 보다 작게 할 수 있게, 리턴 파이프(4) 의 축선 방향에 따른 롤러 안내부(19)의 단면은 선단부(20)를 향해 서서히 폭이 좁아지는 테이퍼로 형성된다(도11 참조).

롤러(6)는 단면 정사각형의 부하 롤러 전주로(3) 내를 굴러 간 후, 리턴 파이프(4) 내에 유도된다. 부하 롤러 전주로(3)로 부하를 받으면서 나선 형상으로 이동하는 롤러로부터 부하를 해방하면, 롤러는 자연스럽게 부하 롤러 전주로(3)의 리드각 방향 및 접선 방향으로 이동한다. 상술의 간극(h)이 크면, 부하 롤러 전주로(3)와 리턴 파이프(4)와의 이음매 부분에 롤러(6)가 걸리거나 롤러(6)의 축선이 기울거나 하는 소위 스큐가 생길 우려가 있다. 롤러 안내부(19)를 마련함으로써, 간극(h)을 작게 할 수 있고, 따라서 롤러(6)를 부하 롤러 전주로(3)의 리드각 방향 및 접선 방향으로 원활하게 이동시킬 수 있다. 롤러(6)는 절취선(18)이 형성되어 있는 부분의 선단부(15b)에도 물론 안내되어 있지만, 나사산의 내부에 들어가는 롤러 안내부(19)를 마련함으로써, 더 안정적으로 안내하는 것이 가능해진다.

여기서, 리턴 파이프(4)는 절삭 가공에 의해 제조되어도 수지 성형에 의해 제조되어도 좋다. 본 도9 및 도10에서는 절삭 가공에 의해 제조한 예를 나타낸다. 리턴 파이프(4)는 중앙부의 중앙에서 축선 방향으로 분할되고, 또한 축선 방향에 따라서 분할되고, 총 4분할되어 있다. 도10의 (b)에 도시한 분할체(23a)와 분할체(24b)는 같은 형상이고, 분할체(23b)와 분할체(24a)도 같은 형상이다. 도11은 분할체(23a)를 도시하고, 도12는 분할체(23b)를 도시한다. 리턴 파이프(4)의 외형이 원형인 데 반해 롤러 복귀로(5)는 정사각형이기 때문에, 정사각형의 대각의 위치에서 리턴 파이프(4)를 분할하면, 리턴 파이프(4)의 두께가 얇아져 버린다. 이로 인 해, 정사각형의 1변의 중심 위치와 상기 1변을 향해 마주보는 다른 변의 중심 위치를 연결하는 선으로 리턴 파이프(4)를 분할하고, 이 선으로 롤러 안내부(19)도 분할한다. 또, 본 실시예에서는 리턴 파이프를 4분할한 예에 대해 나타내고 있지만, 부품 개수를 삭감하는 관점으로부터 리턴 파이프는 2분할되어도 좋다.

각 분할체(23a, 23b)에는 롤러 복귀로(5)를 구성하는 홈부(26, 27)가 형성된다. 홈부(26, 27)는 한 쌍의 벽면과(26a, 27a)와, 바닥부(26b, 27b)로 구성된다. 상세하게는 후술하지만, 홈부(26, 27)는 단부(15) 구간에서 어긋나게 되는 일 없이, 그 단면 형상은 단부(15)의 축선 방향으로 이동해도 변화하지 않다. 한편 홈부(26, 27)는 중앙부(14) 구간에서 어긋나게 되어 있고, 그 단면 형상은 단부(15)의 축선 방향으로 이동함에 따라서 변화된다. 도9의 (c)에 도시된 바와 같이, 단부(15)로부터 중앙부(14)의 축선 방향의 중앙까지로 롤러(6)가 α° 자세를 회전되고, 또한 중앙부의 축선 방향의 중앙으로부터 단부까지로 롤러(6)가 α° 자세를 회전된다. 이에 의해, 마치 리턴 파이프(4)의 단부(15)로 퍼 올려진 롤러(6)의 자세가 중앙부(14)의 축선 방향의 중앙에서 일치하도록 된다.

도13은, 너트 부재(2)의 리턴 파이프(4)가 설치되는 부분의 상세도를 도시한다. 너트 부재(2)에는 리턴 파이프(4)의 단부(15)가 삽입되는 리턴 파이프 끼워 맞춤 구멍(21)이 복수로 명백해진다. 이 리턴 파이프 끼워 맞춤 구멍(21)은 평면도 상 나사축(1)의 양측에 수 피치의 간격을 두고 명백해지고, 부하 롤러 전주로(3)까지 연장되어 있다. 리턴 파이프(4)의 단부(15)가 리턴 파이프 끼워 맞춤 구멍(21)에 끼워 넣어진다. 리턴 파이프(4)에는 부착 시트가 형성되어 볼트 등에 의 해 너트 부재(2)에 고정된다.

리턴 파이프 끼워 맞춤 구멍(21)은 복수의 스폿 페이싱으로 구성된다. 상술한 바와 같이 리턴 파이프(4)의 단부(15)는 리드각에 따라서 기울어지고, 또한 부하 롤러 전주로(3)의 접선 방향쪽으로 향하고 있다. 이러한 복잡한 형상의 리턴 파이프(4)를 설치할 수 있게, 너트 부재(2)에는 복수의 스폿 페이싱 (a) 내지 (e)가 서로 평면도 상 위치를 어긋나게 하고, 또한 서로 깊이를 다르게 하여 복수로 비워진다. 롤러 나사로는 롤러 복귀로(5)의 단면 형상이 정사각형인 데 반해, 리턴 파이프(4)의 외형이 원형이다. 이로 인해 너트 부재(2)에 큰 구멍을 뚫을 필요가 있다. 가령 너트 부재(2)에 부하 롤러 전주 홈(2a)까지 관통하는 길이 구멍을 형성하고, 상기 길이 구멍 내에 리턴 파이프(4)를 설치하면, 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a)을 필요 이상으로 파열되어 버릴 우려가 있지만, 스폿 페이싱함으로써 이 문제를 해결할 수 있다.

도14는 리턴 파이프(4)를 도시하고, 도15는 리턴 파이프(4)의 중앙부(14)에 있어서의 롤러 복귀로(5)의 단면 형상의 변화를 도시한다. 리턴 파이프(4)의 중앙부(14)의 롤러 복귀로(5)는 롤러(6)가 중앙부(14)의 축선 방향으로 이동함에 따라서 그 자세를 변화하도록 비틀어져 있다. 중앙부(14) 내의 롤러 복귀로(5)는 중앙부(14)의 축선 방향의 중앙 위치 E-E로부터 양단부 A-A 또는 I-I를 향해 같은 각도 비틀어져 있고, 위치 A-A로부터 위치 E-E까지의 어긋남 각도(α°)는, 위치 E-E로부터 I-I까지의 어긋남 각도(α°)와 같다. 즉, 여기서는 한 쌍의 단부(15, 15)로부터 퍼 올려진 롤러(6)를 중앙부(14)의 중앙 위치 E-E에서 자세를 일치시킬 수 있 게, 롤러 복귀로(5)를 비틀어져 있다. 또, 롤러 복귀로(5)는 중앙부(14)만으로 비틀어지는 데 한정되는 일 없이, 어긋난 구간을 길게 취하기 위해 단부(15, 15)에 도달하여 비틀어져도 좋다.

리턴 파이프(4) 내에 유도된 롤러(6)는 단부(15) 내에서 일정한 자세를 유지한 상태로 축선 방향으로 이동한다. 중앙부(14) 내에 유도되면, 롤러(6)는 위치 A-A로부터 위치 I-I까지 서서히, 예를 들어 우측 방향으로 회전하면서 축선 방향으로 이동한다. 롤러(6)가 다른 쪽 단부(15)로 이동하면, 단부(15) 내에서 일정한 자세를 유지한 상태에서 축선 방향으로 이동한다. 그 후, 롤러는 부하 롤러 전주로(3)로 복귀된다.

분할체(23a, 23b)는 롤러 복귀로(5)를 구성하는 홈부(26, 27)를 갖는다. 중앙부(14)의 롤러 복귀로(5)가 비틀어지는 구간에 있어서, 홈부(26)의 한 쪽 벽면(26a)이 다른 쪽 벽면(26a')에 대해 경사지고, 그리고 한 쪽 분할체(23a)의 벽면(26a')[분할면(29)에 직교하는 면]과, 상기 벽면(26a)과 대향하는 다른 쪽의 분할체(23b)의 벽면(27a')[분할면(29)에 직교하는 면] 사이에서 롤러(6)를 안내한다. 이는 리턴 파이프(4)를 수지 성형한 경우의 탈형의 용이함, 즉 언더 커트를 생기지 않게 하는 것을 고려한 것이다. 이와 같이 구성해도, 롤러(6)의 자세는 한 쪽 벽면(26a')과 다른 쪽 벽면(27a') 사이에서 확실하게 규제된다. 또 분할체(23a, 23b)의 분할면(29)도 롤러 복귀로(5)의 어긋남에 맞추어 비틀어져 있지만, 수지 성형의 용이함을 고려하면 비틀어지지 않는 경우도 있다.

도16은 롤러(6)의 자세의 변화를 나타내는 도면이다. 도면 중 (a)는 평면도 를 도시하고, 도면 중 (b)는 나사축(1)의 축선 방향으로부터 본 도면을 도시한다. 롤러(6)는 부하 롤러 전주로(3)의 일단부로부터 수 권취 전방의 부하 롤러 전주로(3)의 타단부로 복귀된다. 롤러 복귀로(5)에 있어서 롤러(6)의 자세를 회전시키는 각도를 최소로 하기 위해, 롤러(6)는 리턴 파이프(4)를 통과함으로써 마침 반전한다. 구체적으로는, 도면 중 일단부 P1에 위치하는 롤러(6)의 변 AB가 나사축(1)의 롤러 전주 홈(1a) 상을 굴러 가고, 롤러(6)의 변 CD가 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a) 상을 굴러 가고, 축선 방향(1)의 하중을 부하한다. 롤러(6)가 리턴 파이프(4)를 통과하여 타단부 P2까지 이동하면, 롤러(6)는 리턴 파이프(4)에 직교하는 선(30)을 중심으로 하여 반전한다. 그리고 롤러(6)의 변 CD가 나사축(1)의 롤러 전주 홈(1a) 상을 굴러 가고, 롤러(6)의 변 AB가 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a)을 굴러 가고, 방향(2)의 하중을 부하하게 된다. 이와 같이 롤러(6)를 반전시키면, 롤러 복귀로(5)의 어긋남 각도를 최소로 할 수 있다. 롤러(6)를 반전시키지 않는 것도 가능하지만, 이 경우에는 리턴 파이프 내에서 롤러를 45°, 90° 등 자세를 더 회전시킬 필요가 있다.

도17은 롤러(6) 사이에 개재되는 스페이서(31)를 나타낸다. 스페이서(31)의 양단부에는 인접하는 롤러(6)의 외주면에 형상을 맞추고, 롤러(6)의 외주면에 미끄럼 이동 가능하게 접촉하는 곡면 형상 오목부(31a, 31a)가 형성된다. 곡면 형상 오목부(31a, 31a)는 롤러를 크로스 배열할 수 있게 형성되고, 그 곡률 반경은 롤러(6)의 반경보다도 약간 크게 설정된다. 스페이서(31)의 모서리부(31a)가 예리하게 뾰족하면, 부하 롤러 전주로(3)와 리턴 파이프(4)와의 이음매에 스페이서(31)가 걸 릴 우려가 있다. 이로 인해, 스페이서(31)의 모서리부(31a)는 모따기된다.

도18은 부하 롤러 전주로(3)와 리턴 파이프(4)의 이음매를 도시하고, 도19는 도18의 A부 상세도(너트 부재의 롤러 전주 홈의 입구의 단면 형상과, 리턴 파이프의 입구의 단면 형상을 비교한 도면)를 도시한다. 리턴 파이프(4)의 입구의 롤러 복귀로(5)의 단면 형상은 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a)의 단면 형상보다도 약간 크다. 이로 인해 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a)과 리턴 파이프(4)의 롤러 복귀로(5)와의 이음매로 약간 단차가 생긴다. 그러나, 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a)과 리턴 파이프(4)의 롤러 복귀로(5)는 90°의 개방 각도를 갖는 단면 V자 형상의 상사형이므로, 도20에 도시된 바와 같이 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a)의 리턴 파이프(4)에 가까운 부분(32)을 크라우닝함(비스듬하게 깎아냄)으로써, 너트 부재(2)의 부하 롤러 전주 홈(2a)과 리턴 파이프(4)의 롤러 복귀로(5)의 형상을 일치시킬 수 있다. 이에 의해 이음매에 단차가 생기는 일 없이, 롤러(6)를 원활하게 순환시킬 수 있다. 또한, 롤러(6)가 리턴 파이프(4)로부터 부하 롤러 전주 홈(2a)에 들어갈 때의 응력을 완화시킬 수 있다.

또, 본 발명의 실시 형태는, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위로 여러 가지 변경 가능하다. 예를 들어 본 실시 형태에서는 축선 방향의 허용 하중을 올리기 위해 너트 부재는 2개의 분할 너트를 조합하여 구성되어 있지만, 물론 단독의 너트로 구성되어도 좋다. 또한, 롤러에 규정의 치수보다도 작은 것을 이용하고, 심에 의해 예압을 부여해도 좋다. 또한 순환 부재는 롤러 복귀로가 형성되는 것이면 리턴 파이프로 한정되는 일 없이, 예를 들어 너트 부재의 롤러 전주 홈의 양단 부에 연통되는 직선 형상의 롤러 퍼 올리기부와, 이들 롤러 퍼 올리기부를 연통하는 롤러 순환부로 구성해도 좋다. 롤러 순환부는 단면 V자 형상의 순환 홈이 형성된 너트체의 외주에 단면 V자 형상의 순환 홈이 형성된 리턴 플레이트를 조립 부착하여 구성된다.

Claims

외주면에 나선형의 롤러 전주 홈이 형성된 나사축과, 내주면에 상기 롤러 전주 홈에 대향하는 나선형의 부하 롤러 전주 홈이 형성된 너트 부재와, 상기 나사축의 롤러 전주 홈과 상기 너트 부재의 부하 롤러 전주 홈 사이의 부하 롤러 전주로의 일단부와 타단부를 연결하는 롤러 복귀로가 내부에 형성되는 리턴 파이프와, 상기 부하 롤러 전주로 및 상기 롤러 복귀로 내에 수용되는 복수의 롤러를 구비하고,

상기 롤러가 상기 리턴 파이프의 축선 방향으로 이동함에 따라서 그 자세를 변화하도록, 상기 롤러 복귀로가 어긋나게 되는 것을 특징으로 하는 롤러 나사.
제1항에 있어서, 상기 나사축의 축선 방향에 있어서의 한 방향으로부터의 하중을 부하하고 있던 롤러가, 상기 리턴 파이프를 통과함으로써 상기 한 방향과 역방향으로부터의 하중을 부하하도록 반전하는 것을 특징으로 하는 롤러 나사.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리턴 파이프는 직선 형상으로 신장하는 중앙부와, 중앙부의 양측으로 절곡된 한 쌍의 단부를 갖고,

상기 중앙부 내의 상기 롤러 복귀로가 어긋나게 되는 것을 특징으로 하는 롤러 나사.
제3항에 있어서, 상기 중앙부 내의 상기 롤러 복귀로는 상기 중앙부의 축선 방향의 중앙으로부터 상기 한 쌍의 단부를 향해 같은 각도로 어긋나게 되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러 나사.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리턴 파이프는 그 축선 방향에 따라서 분할되고,

각 분할체는, 상기 롤러 복귀로를 구성하는 홈부를 갖고,

상기 롤러 복귀로가 비틀어지는 구간에 있어서, 상기 홈부의 한 쪽 벽면이 다른 쪽 벽면에 대해 경사지고,

한 쪽 분할체의 벽면과, 상기 벽면과 대향하는 다른 쪽 분할체의 벽면 사이에서 상기 롤러를 안내하는 것을 특징으로 하는 롤러 나사.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리턴 파이프는 중앙부와, 중앙부의 양측으로 절곡된 한 쌍의 단부를 갖고,

상기 롤러의 측면 형상에 대응한 단면 사각형의 상기 롤러 복귀로가 형성되는 상기 한 쌍의 단부의 선단부는, 상기 나사축의 축선 방향에서 본 상태에 있어서 상기 부하 롤러 전주로의 접선 방향으로 배치되고, 또한 나사축의 측방에서 본 상태에 있어서 상기 부하 롤러 전주로의 리드각 방향으로 기울어지는 것을 특징으로 하는 롤러 나사.
외주면에 나선형의 롤러 전주 홈이 형성된 나사축과, 내주면에 상기 롤러 전 주 홈에 대향하는 나선형의 부하 롤러 전주 홈이 형성된 너트 부재와, 상기 나사축의 상기 롤러 전주 홈과 상기 너트 부재의 상기 부하 롤러 전주 홈 사이의 부하 롤러 전주로를 구르는 롤러를 순환할 수 있게, 상기 부하 롤러 전주로에 연결되는 롤러 복귀로가 내부에 형성되는 순환 부재와, 상기 부하 롤러 전주로 및 상기 롤러 복귀로 내에 수용되는 복수의 롤러를 구비하고,

상기 순환 부재의 선단부에는, 상기 순환 부재와 상기 나사축의 나사산과의 접촉을 피하도록 절취선이 형성되고,

상기 절취선의 내측에는, 상기 나사축의 축선 방향에서 본 상태에 있어서, 상기 나사산의 내부에 들어가는 롤러 안내부가 형성되고,

상기 롤러 안내부의 위치에 있어서의, 상기 롤러 복귀로의 단면 형상이 사각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 롤러 나사.
제7항에 있어서, 상기 롤러 복귀로의 축선 방향에 따른 상기 롤러 안내부의 단면 형상은, 상기 롤러 안내부의 선단부를 향해 서서히 폭이 좁아지는 테이퍼로 형성되는 것을 특징으로 하는 롤러 나사.
외주면에 나선형의 롤러 전주 홈이 형성된 나사축과, 내주면에 상기 롤러 전주 홈에 대향하는 나선형의 부하 롤러 전주 홈이 형성된 너트 부재와, 상기 나사축의 상기 롤러 전주 홈과 상기 너트 부재의 상기 부하 롤러 전주 홈 사이의 부하 롤러 전주로를 구르는 롤러를 순환할 수 있게, 상기 부하 롤러 전주로에 연결되는 롤 러 복귀로가 내부에 형성되는 순환 부재와, 상기 부하 롤러 전주로 및 상기 롤러 복귀로 내에 수용되는 복수의 롤러를 구비하고,

상기 순환 부재의 선단부에는, 상기 롤러의 측면 형상에 대응한 단면 사각형의 상기 롤러 복귀로가 형성되고,

상기 부하 롤러 전주로와 상기 순환 부재의 선단부와의 이음매 부분에 있어서, 상기 너트 부재의 상기 부하 롤러 전주 홈과 상기 선단부의 상기 롤러 복귀로의 형상을 일치시킬 수 있게, 상기 너트 부재의 상기 부하 롤러 전주 홈이 깎여지는 것을 특징으로 하는 롤러 나사.
외주면에 나선형의 롤러 전주 홈이 형성된 나사축과, 내주면에 상기 롤러 전주 홈에 대향하는 나선형의 부하 롤러 전주 홈이 형성된 너트 부재와, 상기 나사축의 상기 롤러 전주 홈과 상기 너트 부재의 상기 부하 롤러 전주 홈 사이의 부하 롤러 전주로를 구르는 롤러를 순환할 수 있게, 상기 부하 롤러 전주로에 연결되는 롤러 복귀로가 내부에 형성되는 순환 부재와, 상기 부하 롤러 전주로 및 상기 롤러 복귀로 내에 수용되는 복수의 롤러를 구비하고,

상기 순환 부재의 선단부에는, 상기 롤러의 측면 형상에 대응한 단면 사각형의 상기 롤러 복귀로가 형성되고,

상기 선단부는, 상기 나사축의 축선 방향에서 본 상태에 있어서 상기 부하 롤러 전주로의 접선 방향으로 배치되고, 또한 나사축의 측방에서 본 상태에 있어서 상기 부하 롤러 전주로의 리드각 방향으로 기울어지는 것을 특징으로 하는 롤러 나 사.