WO2007004404A1

WO2007004404A1 - ローラねじ及びその製造方法

Info

Publication number: WO2007004404A1
Application number: PCT/JP2006/312097
Authority: WO
Inventors: Masakazu Uesugi; Kentaro Nishimura; Satoshi Fujita; Akimasa Yoshida; Satoru Nagai; Hiroyuki Arai
Original assignee: Thk Co., Ltd.
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2007-01-11
Also published as: EP1916449A4; CN101203698A; CN101203698B; US20100101347A1; EP1916449A1; TW200714820A; JPWO2007004404A1; JP4932711B2; EP1916449B1; TWI365261B

Abstract

　ねじ軸の軸線方向の両方向の荷重を受けることができ、しかもローラの端面とローラ転走溝とが干渉し難いローラねじを提供する。　ねじ軸１のローラ転走面１ａ，１ｂとナット２のローラ転走面２ａ，２ｂとの間に、二条以上のローラ転走路３ａ，３ｂを設ける。一つの条のローラ転走路３ａに複数のローラ４ａをパラレル配列し、他の条のローラ転走路３ｂにも複数のローラ４ｂをパラレル配列する。一つの条のローラ転走路３ａに配列される複数のローラ４ａは、ねじ軸１の軸線方向の一方向（(1)）の荷重を負荷でき、他の条のローラ転走路３ｂに配列される複数のローラ４ｂは、ねじ軸１の軸線方向の反対方向の荷重（(2)）を負荷できる。

Description

明細書

ローラねじ及びその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能にローラを介在させたローラねじに関する。

背景技術

[0002] ねじ軸とナットとの間に転がり運動可能にボールを介在させたボールねじは、すべり接触するねじに比べて、ナットに対してねじ軸を回転させる際の摩擦係数を低減できるので、工作機械の位置決め機構、自動車のステアリング、案内装置、運動用ねじ等の様々な分野で実用化されている。ボールねじは、ねじ軸の螺旋状のボール転走溝とナットのボール転走溝とを同一位置に合わせ、それで生じた溝の中に複数のボールを入れ、ナットにボールを循環させるための循環路を形成したものである。

[0003] 近年、許容荷重を増大するために、転動体としてボールの替わりにローラを使用したローラねじが特許文献 1のように考案されている。ローラねじでは、ねじ軸及びナツトにはボール転走溝の替わりにローラが転走するローラ転走溝が形成される。ローラとローラ転走溝とは線接触するので、点接触するボールねじに較べて許容荷重を上げ'ること力 sできる。

[0004] ローラ転走路へのローラの配列方法には、様々な方法が考えられる。例えば、特許文献 1には、ローラの循環路に隣接するローラの軸線が直交するようにクロス配列するローラの配列方法が記載されている。この配列方法によれば、ねじ軸の軸線方向の一方向及び反対方向の荷重を負荷できる。この他にも出願人は、ローラ転走路に、ねじ軸の軸線方向の一方向の荷重を受けることができる一群の行き荷重負荷用口ーラ列と、ねじ軸の軸線方向の反対方向の荷重を受けることができる一群の帰り荷重負荷用ローラ列とを、ねじ軸の軸線方向に分離して配列したローラの配列方法を提案している (特許文献 2、 1頁参照)。

[0005] 特許文献 1 :特開平 11 210858号公報

特許文献 2：特開 2001— 241527号公報発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかし、ローラ転走路にローラをクロス配列した場合、一つのローラが転動するローラ転走溝の壁面を隣のローラの端面が通過する。このため、隣のローラの端面がローラ転走溝の壁面に干渉することがある。実際に三次元 CAD上で一定のリードを保つてローラを移動させた後、ローラ転走路からローラを抜き去ると、図 24に示されるように、ローラ転走溝 41の片側の壁面に窪み 42が生ずることがある。ローラ転走溝 41の壁面に窪み 42が生ずると、当該窪みが形成された壁面を図 24に示されるローラ 43 の隣のローラの側面（周囲）が転動するので、ローラの側面とローラ転走溝 41の壁面との接触長さが短くなつてしまう。

[0007] ここで、軸線方向の長さが短いローラを使用すると、ローラの端面がローラ転走溝の壁面に干渉するのを防止することができる。しかし、ローラの軸線方向の長さが短くなると、その分ローラが受けられる許容荷重も減ってしまう。ローラねじのリードが大きくなると、ローラの長さをより短くする必要がある。

[0008] 同じ問題は、特許文献 1に記載のように、ローラ転走路にローラをクロス配列した場合だけでなぐ特許文献 2に記載のように、ローラ転走路に一群の行き荷重負荷用口ーラ列と一群の帰り荷重負荷用ローラ列とを分離して配列した場合にも同様に生ずる。なぜならば、ねじ軸の一つの条のローラ転走溝を、行き荷重負荷用ローラ列及び帰り荷重負荷用ローラ列の双方が転動するからである。

[0009] そこで本発明は、ねじ軸の軸線方向の両方向の荷重を受けることができ、しかも口一ラの端面とローラ転走溝とが干渉し難いローラねじを提供することを目的とする。課題を解決するための手段

[0010] 以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。

[0011] 上記課題を解決するために、請求項 1に記載の発明は、外周面にローラ (4a, 4b) が転走するニ条以上の螺旋状のローラ転走面（la, lb)が形成されるねじ軸（1)と、内周面に前記ねじ軸（1)の前記ローラ転走面（la， lb)に対向するニ条以上の螺旋状のローラ転走面（2a, 2b)が形成されるナット（2)と、前記ねじ軸（1 )の前記ローラ転走面（la, lb)と前記ナット（2)の前記ローラ転走面（2a, 2b)との間のニ条以上のローラ転走路（3a, 3b, 32a, 32b, 33a, 33b)に酉己歹 ljされる複数のローラ（4a, 4b) と、を備え、一つの条のローラ転走路（3a, 32a, 33a)には複数のローラ（4a)がパラレル配列され、他の条のローラ転走路（3b， 32b, 33b)にも複数のローラ（4b)がパラレル配列され、前記一つの条のローラ転走路（3a， 32a, 33a)に配列される前記複数のローラ（4a)は、前記ねじ軸（1)の軸線方向の一方向（(1))の荷重を負荷でき、前記他の条のローラ転走路（3b, 32b, 33b)に配列される前記複数のローラ（4b)は、前記ねじ軸（1)の軸線方向の反対方向（( )の荷重を負荷できることを特徴とする口ーラねじである。

[0012] 請求項 2に記載の発明は、請求項 1に記載のローラねじにおいて、前記ねじ軸（1) の軸線を含む断面において、前記ローラ（4a， 4b)の軸線と前記ねじ軸（2)の軸線とのなす角度が、前記一つの条のローラ転走路（32a)に配列されるローラ (4a)と前記他の条のローラ転走路（32b)に配列されるローラ (4b)とで異なることを特徴とする。

[0013] 請求項 3に記載の発明は、請求項 1又は 2に記載のローラねじにおいて、前記ローラ (4a， 4b)は円筒形状であり、前記ねじ軸（1 )の軸線を含む断面において、前記口ーラ (4a, 4b)の軸線と前記ねじ軸（1)の軸線とのなす角度が、前記一つの条のローラ転走路（33a)に配列されるローラ (4a)、及び前記他の条のローラ転走路（33b)に配列されるローラ（4b)共に 45度以外に設定されることを特徴とする。

[0014] 請求項 4に記載の発明は、請求項 1ないし 3いずれかに記載のローラねじにおいて、前記ねじ軸（1)の外周面に形成されるねじ山（Id)の一方の壁面を前記一つの条のローラ転走路（3a， 32a, 33a)に配列されたローラ（4a)の側面が転動し、前記ねじ軸（1)の前記ねじ山（I d)の他方の壁面を前記他の条のローラ転走路（3b， 32b, 33 b)に配列されたローラ (4b)の側面が転動し、前記ナット（2)の内周面に形成されるねじ山（2d)の一方の壁面を前記一つの条のローラ転走路（3a, 32a, 33a)に配列されたローラ（4a)の側面が転動し、前記ナット (2)の前記ねじ山（2d)の他方の壁面を前記他の条のローラ転走路（3b, 32b, 33b)に配列されたローラの側面が転動することを特徴とする。 [0015] 請求項 5に記載の発明は、請求項 4に記載のローラねじにおいて、前記ねじ軸（1) 及び前記ナット (2)の少なくとも一方のねじ山（Id又は 2d)とねじ山（Id又は 2d)との間には、前記ローラ転走路に配列されたローラの端面から離間する円筒形状の谷底部（le, 2e)が形成されることを特徴とする。

[0016] 請求項 6に記載の発明は、ねじ軸（1)のローラ転走面（la, lb)とナット（2)のローラ転走面（2a， 2b)との間のニ条以上のローラ転走路（3a, 3b, 32a, 32b, 33a, 33b) に複数のローラ（4a, 4b)を配列するローラねじの製造方法において、一つの条のローラ転走路（3a， 32a, 33a)に複数のローラ（4a)をパラレル配列する工程と、他の条のローラ転走路（3b， 32b, 33b)に複数のローラ（4b)をパラレル配列する工程と、を備え、前記一つの条のローラ転走路（3a, 32a, 33a)に配列される前記複数のローラ (4a)は、前記ねじ軸（1)の軸線方向の一方向（(1))の荷重を負荷でき、前記他の条のローラ転走路（3b， 32b, 33b)に配列される前記複数のローラ (4b)は、前記ねじ軸（1)の軸線方向の反対方向（(2))の荷重を負荷できることを特徴とする。

発明の効果

[0017] 請求項 1に記載の発明によれば、一条毎のローラ転走路にローラがパラレル配列されるので、例えばローラの端面側のローラ転走溝を窪ませることもでき、ローラの端面とローラ転走溝とが干渉するのを防止することができる（なお、ローラの端面側のローラ転走溝を窪ませない場合もある）。そして、一条に配列されるローラ列がねじ軸の軸線方向の一方向の荷重を負荷し、他の条に配列されるローラ列がねじ軸の軸線方向の反対方向の荷重を負荷できるので、ねじ軸の軸線方向の両方向の荷重を負荷すること力 Sできる。

[0018] 請求項 2に記載の発明によれば、往復で負荷容量の異なるローラねじが得られる。

[0019] 請求項 3に記載の発明によれば、 1種類のローラ径であっても、軸線方向の負荷容量を自由に増減できる。

[0020] 請求項 4に記載の発明によれば、一つのねじ山の両方の壁面をローラの側面が転動するので、ねじ山に力かる荷重のバランスがよくなる。

[0021] 請求項 5に記載の発明によれば、ローラの端面が谷底部に干渉するのを防止すること力 Sできる。そして、ねじ軸及びナット共に形状が単純になるので、前加工 (荒加工 )が簡単にでき、溝形状測定等の製品評価もやり易い。

[0022] 請求項 6に記載の発明によれば、一条毎のローラ転走路にローラがパラレル配列されるので、例えばローラの端面側のローラ転走溝を窪ませることで、ローラの端面と口一ラ転走溝とが干渉するのを防止することができる（なお、ローラの端面側のローラ転走溝を窪ませない場合もある）。そして、一条に配列されるローラ列がねじ軸の軸線方向の一方向の荷重を負荷し、他の条に配列されるローラ列がねじ軸の軸線方向の反対方向の荷重を負荷できるので、ねじ軸の軸線方向の両方向の荷重を負荷することができる。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]本発明の一実施形態におけるローラねじの斜視図

[図 2]上記ローラねじの側面図

[図 3]上記ローラねじのねじ軸の軸線に沿った断面図

[図 4]上記ローラねじの正面図

[図 5]ローラを示す側面図

[図 6]ローラ転走路に配列されるローラを示す側面図

[図 7]ねじ軸を示す図

[図 8]ねじ軸及びナットの斜視図

[図 9]ねじ軸及びナットの側面図

[図 10]ねじ軸及びナットの正面図

[図 11]ナットに組み込まれる循環部材を示す斜視図

[図 12]—つの条のローラの軌道の中心線を示す（図中（A)はねじ軸の軸線方向からみた状態を示し、図中（B)はねじ軸 1の側方からみた状態を示す）

[図 13]ナットの一方側の端面に取付けられる方向転換路構成部と他方側の端面に取付けられる方向転換路構成部との位置関係を示す図（図中 (A)はナットの正面図を示し、図中（B)はねじ軸の軸線に沿ったナットの断面図を示す）

[図 14]方向転換路構成部の内周側を示す図（ (A)は正面図を示し、 (B)は側面図を示す）

[図 15]方向転換路構成部の内周側を示す図（ (A)は側面図を示し、 (B)は正面図を示す）

[図 16]方向転換路構成部の外周側を示す図（ (A)は正面図を示し、 (B)は側面図を示す）

[図 17]方向転換路構成部の外周側を示す図（ (A)は側面図を示し、 (B)は正面図を示す）

[図 18]パイプの断面図

[図 19]パイプ内の直線軌道を移動するローラの姿勢の変化を示す図

[図 20]接触角を 45度に設定した上記実施形態のローラねじを示す断面図

[図 21]接触角を一つの条のローラ転走路に配列されるローラと他の条のローラ転走路に配列されるローラとで異ならせている例を示すローラねじの断面図

[図 22]接触角を 45度以外に設定したローラねじの例を示す断面図

[図 23]シンプル構造のローラねじの例を示す断面図

[図 24]ローラをクロス配列したときのローラとローラ転走溝の干渉を示す模式図符号の説明

1…ねじ軸

la, lb…ねじ軸のローラ転走溝

Id…ねじ軸のねじ山

le…ねじ軸の谷底部

2…ナット

2a, 2b…ナットのローラ転走溝

2d…ナットのねじ山

2e…ナットの谷底部

2a, 2b…ナットのローラ転走溝

3a, 3b…ローラ転走路

32a, 32b…ローラ転走路

33a, 33b…ローラ転走路

4a, 4b…ローラ

6…ローラの端面 10a…ローラの軸線

発明を実施するための最良の形態

[0025] 以下添付図面に基づいて、本発明のローラねじの実施形態を説明する。図 1ないし図 4は、本発明の一実施形態におけるローラねじを示す。図 1は斜視図、図 2は側面図、図 3は断面図、図 4は正面図である。図 1及び図 2において、ローラ転走路に配歹 IJされるローラを示すためにナット内部は透けている。図 5ないし図 20についても同一の構成部品につレ、ては同一の符号を附す。

[0026] 図 1ないし図 4に示されるローラねじは、ニ条ねじである。ねじ軸 1の外周面には螺旋状のローラ転走溝 la, ;Lbが隣接してニ条形成され、ナット 2の内周面にも螺旋状のローラ転走溝 2a, 2bがニ条形成される。そして、ねじ軸 1を 1回転させたときにナツト 2が軸方向に動く距離であるリード 1と、ねじ山間の距離であるピッチ pとの関係は、 1 = 2 X pの関係がある。なお、ローラねじはニ条以上のねじであればよぐ三条ねじ、四条ねじ等にすることも可能である。

[0027] ねじ軸 1のローラ転走溝 la, lbとナット 2のローラ転走溝 2a, 2bとの間には、ニ条のローラ転走路 3a, 3bが形成される。ニ条のローラ転走路 3a, 3bのうちの一つの条のローラ転走路 3aには、ねじ軸 1の軸線方向の一方向 (1)の荷重を負荷できるローラ 4a が配列される。そして、このローラ転走路 3aには、ローラ 4aの進行方向から見て隣接するローラ 4aの軸線が略同じ方向を向くように、複数のローラ 4aがパラレル配列される。この図 1には、一巻き当たり一つのローラ 4aが示されている力実際にはローラ転走路の全体に亘りローラ 4aが充填される。

[0028] 他方、他の条のローラ転走路 3bには、ねじ軸 1の軸線方向の反対方向 (2)の荷重を負荷できるローラ 4bが配列される。このローラ転走路 3bにも、 P 接するローラ 4bの軸線がローラ 4bの進行方向から見て略同じ方向を向くように、複数のローラ 4bがパラレノレ配列される。

[0029] ローラ 4a, 4bが荷重を負荷できる方向について説明する。図 5は本実施形態で使用されるローラ 4a, 4bを示す。ローラ 4a, 4bの形状は、円筒形状でその長さ Lと直径が略等しレ、。このため、ローラ 4a, 4bの側面形状は略正方形で、ローラ 4a, 4b が転動するローラ転走路 3a, 3bの断面形状も略正方形になる。図 6はローラ転走路 3aに配列されるローラ 4aを示す。ローラ 4aは、その側面がねじ軸 1のローラ転走溝 1 aの壁面 lalと該壁面に対向するナット 2のローラ転走溝 2aの壁面 2alとの間で圧縮されることで荷重を負荷する。一方、ローラ 4aの端面 6と壁面 la2, 2a2との間には僅かな隙間が空く。このため、一つのローラ 4aは、ねじ軸 1の軸線方向の一方向 (1)の荷重のみを負荷する。ここで、ローラ 4aの側面とねじ軸 1のローラ転走溝 laの接触線 7と、ローラ 4aの側面とナット 2のローラ転走溝 2aとの接触線 8とを、これらの接触線 7 , 8に対して直交するように結んだ線を接触角線 9aと定義する（接触角線 9aはローラ 4aの軸線 10aに直交する）と、この接触角線 9aは荷重を負荷できる方向を示す。口ーラ 4aの軸線 10a及び接触角線 9aについては、図 1及び図 2にも示される。

[0030] このように、本実施形態のローラねじでは、一つの条のローラ転走路 3aに配列される複数のローラ 4aは、ねじ軸 1の軸線方向の一方向 (1)の荷重を負荷でき、他方、残りの一条のローラ転走路 3bに配列される複数のローラ 4bは、ねじ軸 1の軸線方向の反対方向 (2)の荷重を負荷できる。これにより、ねじ軸 1の軸線方向の両方向の荷重を負荷できる実用的なローラねじが得られる。

[0031] ローラ 4a, 4bをパラレル配列した意義について説明する。ローラ 4a, 4bの進行方向から見て隣接するローラの軸線が直交するようにローラをクロス配歹 1Jした場合、ローラ転走溝の片側の壁面をローラの側面が転動すると共にローラの端面が通過する。上述したように、長さが長いローラを使用すると、ローラの端面がローラ転走溝の壁面に干渉する。これを防止するために、従来は軸線方向の長さが短いローラを使用していた。し力し、一条毎のローラ転走路 3a, 3bにローラ 4a, 4bをパラレル配列することで、例えばローラ 4aの端面側の壁面 la2, 2a2 (図 6参照）を窪ませることができ、口ーラ 4aの端面 6と壁面 la2, 2a2とが干渉するのを防止することができる。したがって、ローラ 4aの軸線方向の長さを短くする必要がなくなる。なお、ローラ 4aの面取り等により、ローラ 4aの端面と la2, 2a2とが干渉しない場合は、壁面ローラ 4aの端面側の壁面 la2, 2a2を窪ませなくてもよい。

[0032] また、ローラ 4aの端面 6が通過するのはローラ転走溝 la， 2aの片側の壁面 la2， 2 a2のみなので、ローラ 4aの側面が転動する残りのローラ転走溝 l a, 2aの壁面 lal， 2alに、ローラ 4aの端面 6がすべり接触することによる悪影響が及ばなレ、。さらに、口ーラ 4aの側面が転動するローラ転走溝 la, 2aの片側の壁面 lal , 2alのみを精度良く仕上げればよいので、ローラ転走溝 la, 2aの加工が容易になる。

[0033] 図 1に示されるように、ローラ 4a, 4bの軸線はねじ軸 1の軸線を通る。たとえローラ 4 a, 4bがローラ転走路 3a, 3bのどの位置にいても、ローラ 4a, 4bの軸線はねじ軸 1の軸線を通る。これにより、ローラ 4a， 4bの姿勢が一定に保たれるので、ローラ 4a， 4b がローラ転走路 3a， 3bを移動する際にローラ 4a, 4bが傾いてスキューを起こすのを防止すること力 Sできる。ローラ 4a， 4bはこのような姿勢でローラ転走路 3a, 3bに配列されているので、厳密に言うと隣接するローラ 4a同士又はローラ 4b同士の軸線は平行であるとはいえなレ、。し力し、ローラ 4a, 4bの進行方向から見て隣接するローラ 4a 又はローラ 4bの軸線は同方向を向く。

[0034] 図 1及び図 2に示されるように、ナット 2の軸線方向の両端には、ねじ軸 1の表面に付着する異物がナット 2の内部に入るのを防止するため、並びにナット 2の内部から潤滑剤が漏れるのを防止するために、シール部材 14が取り付けられる。

[0035] 以下に、ローラねじのねじ軸 1及びナット 2の構造について説明する。図 7はねじ軸 1を示す。ねじ軸 1の外周面には所定のリードを有する断面 V字形状のニ条の螺旋状のローラ転走溝 la, lbが形成される。一条のローラ転走溝 laにねじ軸 1の軸線方向の一方向 (1)の荷重を負荷できるローラ 4aがパラレル配列され、もう一つの条のロ一ラ転走溝 lbにねじ軸 1の軸線方向の反対方向 (2)の荷重を負荷できるローラ 4bがパラレル配列される。

[0036] 図 8ないし図 10は、ねじ軸 1及びナット 2を示す。図 8はねじ軸 1及びナット 2の斜視図を示し、図 9は側面図を示し、図 10は正面図を示す。ナット 2には、ねじ軸 1のローラ転走溝 la， lbに対向し、所定のリードを有する断面 V字形状のニ条の螺旋状の口一ラ転走溝 2a， 2bが形成される。一条のローラ転走溝 2aにねじ軸 1の軸線方向の一方向 (1)の荷重を負荷できるローラ 4aがパラレル配列され、もう一つの条のローラ転走溝 2bにねじ軸 1の軸線方向の反対方向 (2)の荷重を負荷できるローラ 4bがパラレノレ配列される。ナット 2をねじ軸 1に対して相対的に回転させると、複数のローラ 4a, 4b が螺旋状のローラ転走路 3a, 3bを移動する。ローラ転走路 3a， 3bの一端まで転がつたローラ 4a， 4bは、ナット 2に取り付けられる循環部材 12, 13 (図 11参照）によって、数卷き手前のローラ転走路 3a, 3bの他端に戻される。この実施形態ではローラねじがニ条であるので、循環部材 12, 13は二組取り付けられる。図 8ないし図 10には、循環部材 12, 13を取り外した状態が示されてレ、る。

[0037] 図 11はナット 2に組み込まれる二組の循環部材 12， 13のうちの一組を示す。循環部材 12, 13は、ナット 2の軸線と平行に伸びるパイプ 12と、パイプ 12の両端に設けられる方向転換路構成部 13からなる。ナット 2には、ねじ軸 1の軸線と平行に伸びる貫通孔が形成され、この貫通孔にパイプ 12が揷入される。このパイプ 12内に直線的な軌道を有する断面四角形状の直線軌道 11が形成される。方向転換路構成部 13は、ナット 2の軸線方向の両端面に取り付けられる。この方向転換路構成部に円弧状の曲線軌道 16が形成される。方向転換路構成部 13は、内周側 13aと外周側 13bとに 2 分割されてレ、る。これら方向転換路構成部 13の内周側 13a及び外周側 13bを重ね合わせてナット 2の端面に位置決めし、ボルト等の固定手段でフランジ部をナット 2の端面に固定する。パイプ 12の両端は方向転換路構成部 13に嵌まるので、方向転換路構成部 13をナット 2に固定することで、ノイブ 12もナット 2に固定される。

[0038] 図 12は、一つの条のローラ転走路 3a、円弧状の曲線軌道 16及び直線軌道 11を循環するローラ 4aの軌道の中心線を示す。図 12 (A)はローラ転走路 3aを移動するローラ 4aの軌道（ねじ軸 1の軸線方向からみた状態）を示し、図 12 (B)は無限循環路の全体を循環するローラ 4aの軌道を示す（ねじ軸 1の側方からみた状態）。ローラ転走路 3aでのローラ 4aの軌道は、ねじ軸 1の軸線方向力もみて半径が RCD/2の円形状になる。無負荷ローラ戻し通路としての直線軌道 11でのローラ 4aの軌道は、ねじ軸 1の軸線 l cに平行な直線になる。そして、曲線軌道 16でのローラ 4aの軌道は、曲率半径 Rの円弧になる。

[0039] これらローラ転走路 3a、曲線軌道 16及び直線軌道 11の繋ぎ目では、ローラ 4aの軌道の接線方向が連続になっている。具体的には、ローラ転走路 3aと曲線軌道 16との繋ぎ部分では、曲線軌道 16の接線方向は、ねじ軸 1の軸線方向から見た状態において、ローラ転走路 3aの中心線の接線方向と一致し、且つねじ軸 1の側方から見た状態において、ローラ転走路 3aのリード角と一致する。また直線軌道 11と曲線軌道 16の繋ぎ部分では、曲線軌道 16の接線方向は、直線軌道 11の中心線の伸びる方向と一致する。

[0040] 図 13は、ナット 2の一方側の端面に取付けられる方向転換路構成部 13と他方側の端面に取付けられる方向転換路構成部 13との位置関係を示す。上述したように直線軌道 11は、ねじ軸 1の軸線 lcと平行に伸びる。曲線軌道 16は、図 13 (A)に示されるようにねじ軸 1の軸線方向から見た状態において、ローラ転走路 3aの中心線の接線方向に伸びる。そして手前側の曲線軌道 16の中心線と奥側の曲線軌道 16の中心線とは、所定の開き角度 γで交差する。詳しくは後述するが、直線軌道 11は通路内を移動するローラ 4aの姿勢をこの開き角度と略等しい角度 γ回転させる。ここで曲線軌道 16が含まれる平面 Pl， Ρ2 (正確には曲線軌道 16の中心線が含まれる平面）は、ねじ軸 1の軸線 lcに略平行になる。

[0041] 図 14及び図 15は、方向転換路構成部 13の内周側 13aを示す。この方向転換路構成部の内周側 13aは、曲率半径 Rの方向転換路が形成される本体部 21と、ナット 2の端面に取付けられるフランジ部 22とを有する。本体部 21の一端には、ローラ転走路 3a内に入ってローラ 4aを掬い上げる掬上げ部 21aが形成される。本体部 21の他端はパイプ 12に嵌め込まれる。内周側 13aの掬上げ部 21aは、外周側 13bの掬上げ部と協働して螺旋状のローラ転走路 3aを転がるローラ 4aを接線方向に掬い上げる。曲線軌道 16は掬い上げた直後にローラ 4aを方向転換させ、円弧状の曲線軌道 16 に沿ってローラを移動させる。

[0042] 図 16及び図 17は、方向転換路構成部 13の外周側 13bを示す。この方向転換路構成部の外周側 13bは、曲率半径 Rの曲線軌道 16が形成される本体部 25と、ナット 2の端面に取付けられるフランジ部 26とを有する。本体部 25の一端には、ローラ転走路 3a内に入ってローラを掬い上げる掬上げ部 25aが形成される。本体部 25の他端はパイプ 12に嵌め込まれる。外周側 13bの掬上げ部 25aは、内周側 13aの掬上げ部 21aと協働して螺旋状のローラ転走路 3aを転がるローラ 4aを接線方向に掬い上げる。曲線軌道 16は掬い上げた直後にローラ 4aを方向転換させ、円弧状の曲線軌道 16 に沿ってローラ 4aを移動させる。また、この方向転換路構成部 13の外周側 13bには、ねじ軸 1のローラ転走溝 laの形状に合わせた突出部 27が形成され、これにより掬上げ部 25aの強度を確保してレ、る。方向転換路構成部 13は金属製であつても樹脂製であってもよい。

[0043] 図 18はパイプ 12の断面図を示す。ローラ 4aが直線軌道 11を通過する間、ローラ 4 aの姿勢が回転するように直線軌道 11はねじられる。すなわち、ローラ 4aは直線軌道 11の中心線 12aに沿って移動しながら、中心線 12aの周りを回転する。この例では、直線軌道 11の一端から他端に至るまでローラ 4aは、約 90度 + 2 /3度（ねじ軸 1の軸線方向から見た一対の方向転換路の開き角度 _Ί )回転する。パイプ 12は中心線に沿って 2分割される。

[0044] 図 19は、直線軌道 11を移動するローラ 4aの姿勢の変化を示す。直線軌道 11を移動するに従って、ローラ 4aの A1の位置が左斜め上から左斜め下へと移動し、ローラ 4 aの姿勢が約 90度回転するのがわかる。直線軌道 11でローラ 4aの姿勢を回転させることにより、ローラ転走路 3aからローラ 4aを掬い上げ、またローラ転走路 3aにローラ 4 aを戻すときに、側面形状が四角形のローラ 4aの姿勢を断面四角形状のローラ転走路 3aの形状に一致させることができる。また、ローラ 4aの姿勢を一対の曲線軌道 16 の開き角度 γと略等しい角度回転させることで、ねじ軸 1の軸線の一方向 (1)からの荷重を負荷していたローラ力反転しないで（再びねじ軸 1の軸線の前記一方向 (1)からの荷重を負荷できる状態で）ローラ転走路 3aに戻る。

[0045] なお、上記実施形態では、ローラ 4aを循環させる循環部材 12, 13及びローラ転走路 3aについて説明したが、ローラ 4bを循環させる循環部材 12, 13及びローラ転走路 3bも同様な構成である。

[0046] 図 20は、接触角（接触角線 9a, 9bとねじ軸 1の軸線とのなす角度）を 45度に設定した上記実施形態のローラねじを示す。この場合、接触角線 9a, 9bとローラ 4a, 4b の軸線とは直交するので、ローラ 4a， 4bの軸線とねじ軸の軸線とのなす角度も 45度になる。接触角を 45度に設定すると、往路及び復路で等荷重を支えることができるが、往復で負荷容量を変えたいときに対応が困難である。

[0047] この問題を解決するの力図 21に示されるローラねじである。この例では、接触角（接触角線 31a， 31bとねじ軸 1とのなす角度）を一つの条のローラ転走路に配列されるローラ 4aと他の条のローラ転走路に配列されるローラ 4bとで異ならせている。接触角線 31a， 31bとローラ 4a, 4bの軸線とは直交するので、ローラ 4a, 4bの軸線とねじ軸 1の軸線とのなす角度を、一つの条のローラ転走路に配列されるローラ 4aと他の条のローラ転走路に配列されるローラ 4bとで異ならせている、と言い換えることもできる。ここでは、一つの条のローラ転走路 33aに配列されるローラ群 4aの接触角は全て共通であり、他の条のローラ転走路 33bに配列されるローラ群 4bの接触角も全て共通である。しかし、ローラ群 4aの接触角とローラ群 4bの接触角とは相違する。これにより、往復で負荷容量の異なるローラねじが得られる。

[0048] 図 20に示されるように、接触角を 45度に設定すると、同じ直径のローラ 4a， 4bであれば、負荷容量も一定に定められる。負荷容量を自由に増減できるのが、図 22に示されるような、接触角を 45度以外に設定した例である。この例では、一つの条のローラ転走路 33aに配列されるローラ群 4aの接触角と、他の条のローラ転走路 33bの配歹 IJされるローラ群 4bの接触角とは同一であるが、 45度以外に設定される。

[0049] これらの図 20ないし図 22に示されるローラねじにおいて、ねじ軸 1の外周面に形成されるねじ山 Idの一方の壁面を一つの条のローラ転走路 3a, 32a, 33aに配歹されたローラ 4aの側面が転動し、ねじ山 Idの他方の壁面を残りの一つの条のローラ転走路 3b, 32b, 33bに配列されたローラ 4bの側面が転動する。そして、ナット 2の内周面に形成されるねじ山 2dの一方の壁面を一つの条のローラ転走路 3a, 32a, 33aに酉己列されたローラ 4aの側面が転動し、ねじ山 2dの他方の壁面を残りの一つの条のローラ転走路 3b, 32b, 33bに配列されたローラ 4bの側面が転動する。このように、ねじ山 Id, 2dの両方の壁面をローラ 4a, 4bが転動するように構成すると、ねじ山 Id, 2 dにかかる荷重のバランスがよくなる。

[0050] 図 23は、図 20に示されるローラねじの構造をさらにシンプルに示した例である。ねじ軸 1のねじ山 Idとねじ山 Idとの間には、ローラ転走路に配列されたローラ 4a， 4bの端面から離間する円筒形状の谷底部 leが形成される。谷底部 leの外径はねじ山 Id の外径よりも小さい。ナットにも同様に谷底部 2eが形成される。これにより、ねじ軸 1は丸棒の表面にねじ山 Idが突出したように形成され、ナット 2は筒の内面にねじ山 2dが突出したように形成される。このように谷底部 le, 2eを形成すると、ローラ 4の端面がナット 2に干渉するのを防止することができる。そして、ねじ軸 1及びナット 2共に形状が単純になるので、前加工 (荒力卩ェ）が簡単にでき、溝形状測定等の製品評価もやり易くなる。特にねじ山 Id, 2dの壁面を研削加工するときに谷底部 le, 2eが砥石の逃げになるので、容易に研削加工することができる。

[0051] なお、本発明のローラねじは上記実施形態に限られることなぐ本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態にも具現化できる。例えば上記実施形態では、ニ条のローラねじを用いている力三条のローラねじを用い、一条はねじ軸の軸線の一方向の荷重を負荷できるようにローラを配列し、残りのニ条はねじ軸の軸線の反対方向の荷重を負荷できるようにローラを配列しもよい。この他にも四条のローラねじを用い、ニ条はねじ軸の軸線の一方向の荷重を負荷できるようにローラを配列し、残りのニ条はねじ軸の軸線の反対方向の荷重を負荷できるようにローラを配列してもよい。さらに五条以上のローラねじにしてもょレ、。

[0052] また、循環部材には、この実施形態のようなエンドキャップ方式の循環部材に限られることなぐリターンパイプ方式等様々な方式の循環部材を用いることができる。さらに、この実施形態では、直径と長さが略等しい円筒形状のローラを用い、無負荷ローラ戻し通路の断面形状を正方形に形成したが、この他にも直径と長さとが異なる円筒形状のローラを用い、無負荷ローラ戻し通路の断面形状をローラの形状に合わせて長方形に形成してもよいし、他にも円錐形状のローラを用レ、、無負荷ローラ戻し通路の断面形状を円錐形状のローラに合わせた台形形状に形成してもよい。さらに、ローラ間にローラ同士の接触を防止するリテーナを介在させてもよい。

[0053] 本明細書は、 2005年 6月 30日出願の特願 2005— 192241に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

Claims

請求の範囲

[1] 外周面にローラが転走するニ条以上の螺旋状のローラ転走面が形成されるねじ軸と、

内周面に前記ねじ軸の前記ローラ転走面に対向するニ条以上の螺旋状のローラ転走面が形成されるナットと、

前記ねじ軸の前記ローラ転走面と前記ナットの前記ローラ転走面との間のニ条以上のローラ転走路に配列される複数のローラと、を備え、

一つの条のローラ転走路には複数のローラがパラレル配列され、

他の条のローラ転走路にも複数のローラがパラレル配列され、

前記一つの条のローラ転走路に配列される前記複数のローラは、前記ねじ軸の軸線方向の一方向の荷重を負荷でき、

前記他の条のローラ転走路に配列される前記複数のローラは、前記ねじ軸の軸線方向の反対方向の荷重を負荷できることを特徴とするローラねじ。

[2] 前記ねじ軸の軸線を含む断面において、前記ローラの軸線と前記ねじ軸の軸線とのなす角度が、前記一つの条のローラ転走路に配列されるローラと前記他の条のローラ転走路に配列されるローラとで異なることを特徴とする請求項 1に記載のローラねじ。

[3] 前記ローラは円筒形状であり、

前記ねじ軸の軸線を含む断面にぉレ、て、前記ローラの軸線と前記ねじ軸の軸線とのなす角度が、前記一つの条のローラ転走路に配列されるローラ、及び前記他の条のローラ転走路に配列されるローラ共に 45度以外に設定されることを特徴とする請求項 1又は 2に記載のローラねじ。

[4] 前記ねじ軸の外周面に形成されるねじ山の一方の壁面を、前記一つの条のローラ転走路に配列されたローラの側面が転動し、前記ねじ軸の前記ねじ山の他方の壁面を、前記他の条のローラ転走路に配列されたローラの側面が転動し、

前記ナットの内周面に形成されるねじ山の一方の壁面を、前記一つの条のローラ転走路に配列されたローラの側面が転動し、前記ナットの前記ねじ山の他方の壁面を、前記他の条のローラ転走路に配列されたローラの側面が転動することを特徴とする請求項 1ないし 3いずれかに記載のローラねじ。

[5] 前記ねじ軸及び前記ナットの少なくとも一方のねじ山とねじ山との間には、前記ローラ転走路に配列されたローラの端面から離間する円筒形状の谷底部が形成されることを特徴とする請求項 4に記載のローラねじ。

[6] ねじ軸のローラ転走面とナットのローラ転走面との間のニ条以上のローラ転走路に複数のローラを配列するローラねじの製造方法において、

一つの条のローラ転走路に複数のローラをパラレル配列する工程と、

他の条のローラ転走路にも複数のローラをパラレル配列する工程と、を備え、前記一つの条のローラ転走路に配列される前記複数のローラは、前記ねじ軸の軸線方向の一方向の荷重を負荷でき、

前記他の条のローラ転走路に配列される前記複数のローラは、前記ねじ軸の軸線方向の反対方向の荷重を負荷できることを特徴とするローラねじの製造方法。