WO2006095637A1 - ローラねじ - Google Patents

ローラねじ Download PDF

Info

Publication number
WO2006095637A1
WO2006095637A1 PCT/JP2006/304007 JP2006304007W WO2006095637A1 WO 2006095637 A1 WO2006095637 A1 WO 2006095637A1 JP 2006304007 W JP2006304007 W JP 2006304007W WO 2006095637 A1 WO2006095637 A1 WO 2006095637A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
roller
screw shaft
screw
rolling surface
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2006/304007
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hidekazu Michioka
Makoto Iizumi
Satoshi Fujita
Akimasa Yoshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by THK Co Ltd filed Critical THK Co Ltd
Priority to JP2007507073A priority Critical patent/JP4829878B2/ja
Priority to EP06715116A priority patent/EP1862706B1/en
Priority to US11/908,210 priority patent/US7950304B2/en
Priority to KR1020077022894A priority patent/KR101297882B1/ko
Publication of WO2006095637A1 publication Critical patent/WO2006095637A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • F16H2025/2271—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers with means for guiding circulating rollers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19642—Directly cooperating gears
    • Y10T74/19698—Spiral
    • Y10T74/19702—Screw and nut
    • Y10T74/19744—Rolling element engaging thread
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19642—Directly cooperating gears
    • Y10T74/19698—Spiral
    • Y10T74/19702—Screw and nut
    • Y10T74/19744—Rolling element engaging thread
    • Y10T74/19781—Non-recirculating rolling elements
    • Y10T74/19791—Cylindrical or quasi-cylindrical roller element [e.g., inclined roller, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a roller screw having a roller interposed between a screw shaft and a nut so as to allow rolling motion.
  • a ball screw in which a ball is interposed between a screw shaft and a nut so as to allow rolling motion is known.
  • the ball screw can reduce the coefficient of friction when rotating the screw shaft relative to the nut compared to the sliding contact screw, so it is practical for machine tool 'robot positioning mechanism, feed mechanism or automobile steering gear. It is turned into.
  • a roller screw force using a roller instead of a ball as a rolling element has been devised, for example, as in Patent Document 1.
  • a spiral roller rolling surface is formed on the outer periphery of the screw shaft, and a spiral roller rolling surface facing the roller rolling surface of the screw shaft is also formed on the inner periphery of the nut.
  • a plurality of rollers are arranged as rolling elements on the rolling path between the roller rolling surface of the screw shaft and the one-roller rolling surface of the nut. When one of the screw shaft and nut is rotated, the roller revolves around the screw shaft while rotating.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11-210858
  • roller screw has been devised as described above, none has yet been put into practical use.
  • the inventor tried to develop a roller screw from the idea of rotational bearing using a roller as a rolling element for practical use of this roller screw.
  • a plurality of rollers are arranged in an annular shape in one plane, and the rotation axis of each roller faces the center of the annular rolling path. Since the roller screw can be thought of as having a lead on the roller bearing, the roller screw was designed by attaching a lead to the rolling path of the rotating bearing, and the roller 32 was placed on the spiral rolling path with the lead. .
  • the roller screw When a ball that can roll in all directions is used as a rolling element, no problem arises even if the imaginary force of the rotary bearing and the ball screw are designed. However, when using a roller whose rolling element is limited to one direction, an unexpected problem occurs when the ball is used, that is, the roller does not move smoothly (in some cases, it cannot be locked and moved) The problem suddenly occurred.
  • FIG. 20 shows the movement of the rotation axis of the roller arranged on the spiral rolling path with leads
  • (A) is a perspective view of the roller arranged on the rolling path
  • (B) in the figure) Is a perspective view showing movement of the rotation axis
  • (C) is a front view showing movement of the rotation axis
  • (D) is a side view showing movement of the rotation axis).
  • the inventor paid attention to the rotation shaft of each roller arranged in the rolling path of the roller screw in which the problem occurred, and the rotation shaft 32a of each roller 32 did not pass through the center line 31a of the screw shaft 31, and each roller 32 As a result of this movement, the point P force on the rotation shaft 32a of the roller 32 was found to move in a coil shape around the center line 31a of the screw shaft 31.
  • the rotation shaft 32a of the roller 32 is displaced from the center line 31a of the screw shaft 31 (in other words, the roller is skewed from the beginning). I knew that I could't move!
  • the inventor has solved the above-mentioned problem by allowing the rotation axis of the roller to pass through the center line of the screw shaft even when a lead is attached to the rolling path. That is, the invention according to claim 1 includes a screw shaft (1) having a spiral roller rolling surface (la) having a lead on the outer periphery, and the roller rolling of the screw shaft (1) on an inner periphery.
  • the rotation shaft (4a) force of the roller The roller screw characterized by substantially passing through the center line (lb) of the screw shaft (1) solves the above-mentioned problems.
  • the roller rotation shaft substantially passes through the screw shaft center line as well as the case where the roller rotation shaft passes through the screw shaft center line and the screw shaft to such an extent that the roller can move smoothly. This includes the case where the center line slightly deviates.
  • the invention according to claim 2 is the roller screw according to claim 1, wherein the rotation shaft (4a) of each roller (4) and the screw shaft (1) from the center of each roller (4) )
  • the roller (4) revolves around the screw shaft (1) while maintaining a constant angle ( ⁇ ) with the perpendicular (9) drawn down to the center line (lb). It is characterized by.
  • the invention according to claim 3 is the roller screw according to claim 1 or 2, wherein the rotation shaft (4a) of each of the rollers (4) is a center line (lb) of the screw shaft (1).
  • the rollers (4) are arranged in a plane including the rotation axis (4a) of each roller (4) and the center line (lb) of the screw shaft (1).
  • the secondary contact line (17, 18) slightly shifted from the initial contact line (4d) of the roller, the roller rolling surface (la) of the screw shaft (1) and the roller rolling of the nut (2) It is characterized by contact with the surface (2a).
  • the invention described in claim 4 is the roller screw according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the rollers (4) is cylindrical.
  • the invention according to claim 5 is the roller screw according to claim 4, wherein the roller (3) is adjacent to the rolling path (3) when viewed from the traveling direction of the plurality of rollers (4).
  • the plurality of rollers (4) are cross-arranged so that the rotation axes (4a) of (4) are orthogonal to each other.
  • the invention according to claim 6 is the roller screw according to claim 4 or 5, wherein the ratio of the axial length L to the outer diameter D of the roller (4) is LZD ⁇ 1. It is characterized by being.
  • the invention according to claim 7 is the roller screw according to any one of claims 1 to 6, wherein the rotation shaft (4a) of each roller (4) is disposed between the adjacent rollers (4).
  • a spacer (11) for holding the posture of each roller (4) is provided so as to substantially pass through the center line (lb) of the shaft (1).
  • the invention described in claim 8 includes a spiral roller rolling surface (la) on the outer periphery of the screw shaft (1) and a nut (2) facing the roller rolling surface (la).
  • the roller shaft of the roller screw that revolves around the roller, and the rotation shaft (4a) of each roller (4) substantially passes through the center line (lb) of the screw shaft (1) while The above-mentioned problem is solved by the roller circulation method of the roller screw characterized in that (4) revolves.
  • the invention's effect is solved by the roller circulation method of the roller screw characterized in that (4) revolves.
  • the roller's rotation axis passes through the center line of the screw shaft (in other words, the rollers arranged in the rolling path have initial force strain). Therefore, the roller can be moved smoothly.
  • the roller can be moved more smoothly.
  • the rotation shaft of the roller can be directed to the center line of the screw shaft.
  • the roller can be accommodated in the rolling path.
  • the roller's rotation axis passes through the center line of the screw shaft (in other words, the rollers arranged in the rolling path have initial force strain). Therefore, the roller can be moved smoothly.
  • FIG. 1 is a perspective view of a roller screw according to an embodiment of the present invention (a nut is shown in a sectional view).
  • FIG. 2 is a perspective view of a roller screw in which the position of the roller is changed.
  • FIG. 3 is a perspective view of a roller screw in which the position of the roller is changed.
  • FIG. 4 is a perspective view of a roller screw in which the position of the roller is changed.
  • FIG. 5 is a perspective view of a roller screw in which the position of the roller is changed.
  • FIG. 6 is a perspective view showing rollers arranged in a cross arrangement.
  • FIG. 7 is a diagram showing a roller screw viewed from the axial direction of the screw shaft.
  • FIG. 8 is a detailed view of the roller rolling on the roller rolling surface of the screw shaft.
  • FIG. 9 is a detailed view of the roller rolling on the roller rolling surface of the screw shaft.
  • FIG. 10 is a detailed view of the roller rolling on the roller rolling surface of the nut.
  • FIG. 11 A detailed view of the roller rolling on the roller rolling surface of the nut.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram of a roller that moves between a screw shaft and a nut.
  • FIG. 13 is a diagram showing a slip generated on a roller in a conventional arrangement of rollers.
  • FIG. 14 is a diagram showing a method for designing a roller rolling surface.
  • FIG. 15 is a diagram showing a design method of a roller rolling surface of a screw shaft.
  • FIG. 16 is a diagram showing a method for designing a roller rolling surface of a nut.
  • FIG. 17 is a perspective view showing an example in which a circulation path is provided in a roller screw (end cap method).
  • FIG. 18 is a perspective view showing an example in which a circulation path is provided in a roller screw (end cap method).
  • FIG. 19 is a perspective view showing an example in which a circulation path is provided in a roller screw (return pipe method).
  • FIG. 20 shows the movement of the rotation axis of the roller arranged on the spiral rolling path with leads ((A) is a perspective view of the roller arranged on the rolling path, and (B) is the rotation axis) (C) is a front view showing the change of the rotation axis, and (D) is a side view showing the change of the rotation axis).
  • the roller screw includes a screw shaft 1 in which a spiral roller rolling surface la is formed on the outer periphery, and a nut 2 in which a spiral roller rolling surface 2a is formed on the inner periphery.
  • the roller rolling surface la of the screw shaft 1 and the roller rolling surface 2a of the nut 2 face each other, and a spiral rolling path 3 is formed between these roller rolling surfaces la and 2a.
  • the center line 3a of the spiral rolling path 3 is indicated by a one-dot chain line in the figure.
  • a plurality of rollers 4 are accommodated in the rolling path 3 so as to be able to roll (in FIGS. 1 to 5, only one roller 4 is shown to show the movement of the rollers 4! /).
  • the screw shaft 1 is rotated relative to the nut 2
  • the nut 2 moves relatively linearly in the axial direction of the screw shaft 1 by the leads of the roller rolling surfaces la and 2a of the screw shaft 1 and nut 2.
  • the roller 4 force accommodated in the rolling path 3 rolls on the roller rolling surface la of the screw shaft 1 and the roller rolling surface 2a of the nut 2. Since the roller rolling surfaces la, 2a of the screw shaft 1 and the nut 2 and the roller 4 are in line contact with each other, it is possible to increase the allowable load applied to the roller screw as compared with the ball screw that makes point contact.
  • a spiral cross-section V-shaped groove 6 constituting the roller rolling surface la is formed, and on the inner periphery of the nut 2, a spiral shape constituting the roller rolling surface 2a.
  • a groove 7 having a V-shaped cross section is formed.
  • a rolling path 3 having a square cross section is formed by grooves 6 and 7 having a V-shaped cross section of the screw shaft 1 and the nut 2.
  • a cylindrical roller 4 is accommodated in the rolling path 3. The outer surface of the roller 4 is between the wall surface of the groove 6 of the screw shaft 1 (roller rolling surface la) and the wall surface of the groove 7 of the nut 2 facing the wall surface (roller rolling surface 2a). Sandwiched.
  • the plurality of rollers 4 are arranged in a cross manner so that the axes of the adjacent rollers 4 are orthogonal to each other in view of the traveling direction force (see FIG. 6). By arranging them in a cross arrangement, it is possible to apply loads of both forces in one direction (1) and the other direction (2) of the center line of the screw shaft 1. Note that the number of rollers 4 that apply a load in one direction (1) and the number of rollers 4 that apply a load in the other direction (2) may be equal. The number of rollers 4 that load in the direction (1) may be different from the number of rollers 4 that load in the other direction (2). [0032] The roller 4 revolves around the screw shaft 1 while rotating.
  • the essential feature of the present invention is that when the roller 4 revolves around the screw shaft 1 while rotating, the rotation shaft of the roller 4 passes through the center line of the screw shaft 1 as shown in FIGS. is there. Even if the position of the roller 4 changes according to FIG. 1 ⁇ FIG. 5, the rotation shaft 4a of the roller 4 always passes through the center line lb of the screw shaft 1.
  • the center line lb of the screw shaft 1 coincides with the center line of the revolution track of the roller 4.
  • the roller 4 maintains 45 degrees in this embodiment while keeping the angle ⁇ between the rotation shaft 4a and the perpendicular line 9 lowered from the center of the roller 4 toward the center line lb of the screw shaft 1 while keeping constant. Revolve around the screw axis 1. For this reason, the angle formed by the center line of the screw shaft 1 and the rotation axis of the roller 4 is also constant at 45 degrees.
  • FIG. 7 shows the roller screw viewed from the axial direction of the screw shaft 1. Regardless of the position of the roller 4 around the screw shaft 1, the rotation shaft 4a of the roller 4 passes through the center line lb of the screw shaft 1. In this figure, only one roller 4 is shown. All rollers 4 revolving around screw shaft 1 pass through the center line lb of screw shaft 1. Conversely, the centerline lb force of the screw shaft 1 also radially extends the rotation shaft 4a of the plurality of rollers 4.
  • FIGS. 8 and 9 are detailed views of the roller 4 rolling on the roller rolling surface la of the screw shaft 1.
  • the roller 4 rolls on the roller rolling surface la which is the wall surface on one side of the groove 6 having a V-shaped cross section.
  • the end surface 4b of the roller 4 comes into contact with the remaining wall surface lc of the groove 6 so that the posture of the roller 4 gradually changes. Even if the position of the roller 4 changes, the rotating shaft 4a of the roller 4 faces the center line lb of the screw shaft 1.
  • FIGS. 10 and 11 are detailed views of the roller 4 rolling on the roller rolling surface 2a of the nut 2.
  • FIG. 10 and 11 are detailed views of the roller 4 rolling on the roller rolling surface 2a of the nut 2.
  • the roller 4 rolls on the roller rolling surface 2a which is a wall surface on one side of the groove 7 having a V-shaped cross section.
  • the end surface 4b of the roller 4 comes into contact with the remaining wall surface 2b of the groove 7 so that the rotating shaft 4a of the roller 4 faces the center line lb of the screw shaft 1.
  • the posture of 4 changes gradually.
  • the ratio of the length L in the axial direction of the roller 4 to the outer diameter D is LZD ⁇ 1. This is to prevent the end surface 4b of the roller 4 and the wall surface of the rolling path 3 from interfering with each other, like the roller accommodated in the annular rolling path of the rotary bearing.
  • the lead of screw shaft 1 also affects the value of LZD. LZD becomes smaller as lead of screw shaft 1 is increased It is necessary to
  • FIG. 12 is a conceptual diagram of the roller 4 that moves between the screw shaft 1 and the nut 2 (a diagram that also shows the directional force of the center line of the screw shaft).
  • the broken line indicates the arrangement of the roller 4 of the conventional example
  • the solid line hidden behind the broken line roller indicates the arrangement of the roller of the present invention.
  • the rotation shaft 4a passes through the center line lb of the screw shaft 1 (in other words, the roller 4 arranged in the rolling path 3 does not cause the initial force skew). It can be moved.
  • the roller 4 indicated by a broken line has its rotation shaft 4c oriented in the direction of the center line lb of the screw shaft 1!
  • the roller 4 is initially placed with a force skew. It will be done. For this reason, when the roller 4 tries to move in the direction of the arrow, the roller 4 collides with the wall surface of the screw shaft 1 or the nut 2 and a large load is generated on the roller 4.
  • FIG. 13 shows the slip generated on the roller 4 in the conventional arrangement of the roller 4.
  • the slip that occurs in the roller 4 can be divided into a slip S1 of the same type as the rotary bearing and a slip S2 due to other lead angles.
  • the same kind of sliding S1 as a slewing bearing is due to the difference in circumference between the inside and outside.
  • the amount of slip S1 is determined by the relationship between the size of roller 4 and the rotation center diameter (RCD) of roller 4. With respect to the length of the roller 4, the slip amount decreases as the rotation center diameter increases, and the slip amount increases as the rotation center diameter decreases.
  • the rotation shaft 4a of the roller 4 is directed to the center line 1b of the screw shaft 1, and the center of the rotation shaft 4a of the roller 4 and the screw shaft 1 is centered. Set the angle to the line lb to 45 degrees.
  • the roller 4 is cut along a cross section including the rotation axis 4a of the roller 4 and the center line lb of the screw shaft 1 to obtain an initial contact line 4d of the roller 4 in the cross section. .
  • the initial contact line 4d is spirally expanded (ie, swept) in a three-dimensional space to obtain an initial contact surface 13 of a belt-like screw shaft as shown in FIG.
  • Figure 15 (A) shows the initial contact surface of screw shaft 1.
  • FIG. 16A shows the initial contact surface 14 on the nut 2 side obtained in the same manner.
  • roller 4 is again placed on the initial contact surface 13 of the screw shaft 1, and the rotation shaft 4 a is the center line of the screw shaft 1.
  • Roller 4 passing through lb and having an angle formed between the rotation axis 4a of roller 4 and the center line lb of screw shaft 1 is set to 45 degrees. Then, since the initial contact surface of the screw shaft 1 has a lead, the roller 4 comes into contact with and interferes with the initial contact surface of the screw shaft 1 at a position slightly deviated by the positional force of the initial contact line 4d.
  • FIG. 15 (B) shows a portion 15 where the roller 4 interferes with the initial contact surface 13 of the screw shaft 1
  • FIG. 16 (B) shows a portion 16 where the roller 4 interferes with the initial contact surface 14 of the nut.
  • the shapes of the parts 15 and 16 that interfere with screw shaft 1 and nut 2 are different. Roller 4 and screw shaft 1 have two large and small circles in contact with each other, whereas roller 4 and nut 2 are different. This is because the outside of the small diameter circle contacts the inside of the large diameter circle.
  • the interference part is formed in a rectangular shape or a drum shape on 3D CAD, but it is close to a line when the interference part is actually confirmed visually.
  • the positions of the secondary contact lines 17 and 18 having the deepest interference are obtained, and the obtained secondary contact lines 17 and 18 are spirally developed in a three-dimensional space like interference grinding.
  • the roller rolling surfaces la and 2a of the screw shaft 1 and the nut 2 are finally designed.
  • the rotating shaft 4a of the roller 4 sandwiched between the finally designed roller rolling surfaces la and 2a passes through the center line lb of the screw shaft 1.
  • the roller 4 and the roller rolling surfaces la and 2a of the screw shaft 1 and the nut 2 are in contact with each other at the positions of the secondary contact lines 17 and 18.
  • roller rolling surfaces la and 2a designed as described above An example of a method for processing the roller rolling surfaces la and 2a designed as described above will be described. For example, using a boulder with the same diameter as the roller diameter, placing the boulder so that the center line of the boulder passes through the center line of the screw shaft, and grinding the roller rolling surface with the boulder, the above-mentioned A complex shaped roller rolling surface can be machined. In addition to grinding, the roller rolling surface is cut or rolled into a rough shape, heat treated, then cut into the above-mentioned composite shape with a carbide insert, and finally finished with a finisher. You may
  • FIGS. 17 and 18 show an example in which a circulation path is provided in the roller screw of the above embodiment.
  • a no-load return passage 19 for returning the roller 4 moving on the rolling path 3 is provided.
  • One end force of rolling path 3 Roller 4 rolling to the other end passes through no-load return path 19 and It is returned to one end of the original rolling path 3 several turns before.
  • the no-load return passage 19 includes a central straight passage 20 and direction change passages 21 at both ends.
  • a through hole extending in parallel with the center line of the screw shaft 1 is formed in the nut 2, and a nove linear portion 22 is inserted into the through hole.
  • a straight passage 20 having a square cross section having a straight track is formed in the straight portion 22.
  • the straight passage 20 extends linearly in parallel with the center line lb of the screw shaft 1.
  • the direction change path 21 extends in a curved shape, for example, an arc shape.
  • Direction change path constituting portions 23 are attached to both end surfaces of the nut 2 in the axial direction.
  • the direction change path constituting part 23 is formed with a direction change path 21 having an arc-shaped track and a quadrangular section.
  • the direction change path constituting part 23 is divided into two on the inner peripheral side and the outer peripheral side at the position of the diagonal line of the square cross section of the direction change path 21.
  • a spacer 11 that holds the posture of the roller 4 is provided between the rollers 4 so that the rotation shaft of the roller 4 passes through the center line of the screw shaft.
  • Curved recesses that match the outer shape of the roller 4 are formed at both ends of the spacer 11 in the traveling direction.
  • the curved recesses force S
  • the roller 4 is brought into a predetermined posture by contacting the outer peripheral surface of the roller 4. Hold.
  • FIG. 19 shows another example of the roller circulation path.
  • a gate-shaped return nose 25 is attached to the nut 2, and one end force of the rolling path 3 rolls to the other end with this return pipe 25, and the roller 4 is lifted up, and then passes through the no-load return passage in the return nose 25. After that, return to the other end of Rolling Road 3 several kilometers before.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied in other embodiments without departing from the spirit of the present invention.
  • the arrangement of rollers is not limited to a cross arrangement in which the axes of adjacent rollers are orthogonal, and may be a parallel arrangement in which the axes of adjacent rollers are parallel.
  • the roller may be a tapered roller instead of a cylindrical one. When a tapered roller is used, slippage due to a difference in circumference between the inner side and the outer side can be reduced, so that the roller can be moved more smoothly.
  • the number of rolling surfaces can be set variously, such as one, two or three.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

　ローラを円滑に循環させることができるローラねじを提供する。 　本発明のローラねじは、外周にリードを有する螺旋状のローラ転走面１ａが形成されたねじ軸１と、内周にねじ軸１のローラ転走面１ａに対向する螺旋状のローラ転走面２ａが形成されたナット２と、ねじ軸１のローラ転走面１ａとナット２のローラ転走面２ａとの間の転走路３に配列され、自転しながらねじ軸の回りを公転する複数のローラ４と、を備える。このローラねじにおいて、各ローラ４の自転軸４ａは、ねじ軸１の中心線１ｂを実質的に通る。転走路３にリードを付けた場合でも、ローラ４の自転軸４ａがねじ軸１の中心線１ｂを通る（言い換えれば転走路３に配列されたローラ４が最初からスキューを起こしていない）ので、ローラ４を円滑に移動させることができる。

Description

明 細 書
ローラねじ
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が知られ ている。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 'ロボットの位置決め機構、送り機構 、あるいは自動車のステアリングギヤ等に実用化されて 、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 ローラねじ力 例えば特許文献 1のように考案されている。この種のローラねじでは、 ねじ軸の外周に螺旋状のローラ転走面を形成し、ナットの内周にもねじ軸のローラ転 走面に対向する螺旋状のローラ転走面を形成し、ねじ軸のローラ転走面とナットの口 一ラ転走面との間の転走路に、転動体として複数のローラを配列している。そして、 ねじ軸又はナットの一方を回転させると、ローラが自転しながらねじ軸の回りを公転す る。
特許文献 1：特開平 11— 210858号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] ローラねじは上述のように考案されているものの、いまだ実用化されているものはな い。発明者はこのローラねじを実用化すベぐ転動体にローラを用いた回転べアリン グの発想からローラねじの開発を試みた。
[0005] 回転ベアリングでは、一平面内に複数のローラが円環状に配置され、各ローラの自 転軸が、円環状の転走路の中心を向く。ローラねじはローラベアリングにリードを付け たものと考えることができるので、回転ベアリングの転走路にリードを付けてローラねじ を設計し、そしてリードを付けた螺旋状の転走路にローラ 32を配置した。 [0006] 転動体に四方八方に転がることができるボールを用いたときは、回転ベアリングの 発想力もボールねじを設計しても、問題は発生することはな力つた。しかし、転動体に 転がる方向が一方向に限られるローラを用いたとき、ボールのときには予期しない問 題、すなわちローラが円滑に移動しな 、（ひど 、場合にはロックして移動できな 、）と いう問題が途端に発生した。
[0007] 図 20は、リードを付けた螺旋状の転走路に配置したローラの自転軸の移動を示す（ 図中（A)は転走路に配置されたローラの斜視図、図中（B)は自転軸の移動を示す 斜視図、図中（C)は自転軸の移動を示す正面図、図中（D)は自転軸の移動を示す 側面図)。発明者は、問題が発生するローラねじの転走路に配置した各ローラの自転 軸に着目したところ、各ローラ 32の自転軸 32aがねじ軸 31の中心線 31aを通ることな く、各ローラ 32の移動に伴い、ローラ 32の自転軸 32a上の点 P力 ねじ軸 31の中心 線 31aを中心にしてコイル状に移動することを見出した。そして、転走路にリードを付 けると、ローラ 32の自転軸 32aがねじ軸 31の中心線 31aからずれてしまう（言い換え ればローラが最初からスキューを起こしている）から、ローラ 32が円滑に移動すること ができな!/、ことを知見した。
課題を解決するための手段
[0008] 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。
[0009] 発明者は、転走路にリードを付けた場合でも、ローラの自転軸がねじ軸の中心線を 通るようにすることで、上述の課題を解決した。すなわち請求項 1に記載の発明は、 外周にリードを有する螺旋状のローラ転走面（la)が形成されたねじ軸（1)と、内周に 前記ねじ軸（1)の前記ローラ転走面（la)に対向する螺旋状のローラ転走面（2a)が 形成されたナット (2)と、前記ねじ軸（1)の前記ローラ転走面（la)と前記ナット（2)の 前記ローラ転走面（2a)との間の転走路（3)に配列され、自転しながら前記ねじ軸（1 )の回りを公転する複数のローラ (4)と、を備え、各ローラ (4)の自転軸 (4a)力 前記 ねじ軸（1)の中心線（lb)を実質的に通ることを特徴とするローラねじにより、上述し た課題を解決する。 [0010] ここで、ローラの自転軸がねじ軸の中心線を実質的に通るとは、ローラの自転軸が ねじ軸の中心線を通る場合のほか、ローラが円滑に移動できる程度にねじ軸の中心 線からわずかにずれた場合も含む。
[0011] 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、前記各ローラ (4 )の自転軸 (4a)と、前記各ローラ (4)の中心から前記ねじ軸（1)の中心線（lb)に向 力つて下ろした垂線（9)とのなす角度（ Θ )を一定に保ったまま、前記各ローラ (4)が 前記ねじ軸（1)の回りを公転することを特徴とする。
[0012] 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、前記各口 ーラ (4)の自転軸 (4a)が前記ねじ軸（ 1)の中心線（ lb)を実質的に通ることができる ように、前記各ローラ (4)は、前記各ローラ (4)の自転軸 (4a)と前記ねじ軸（1)の中 心線（lb)を含む平面内の初期接触線 (4d)からわずかにずれた二次接触線（17, 1 8)で、前記ねじ軸（1)の前記ローラ転走面（la)及び前記ナット (2)の前記ローラ転 走面 (2a)と接触することを特徴とする。
[0013] 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 、前記各ローラ (4)は円筒形状であることを特徴とする。
[0014] 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、前記転走路（3) には、前記複数のローラ (4)の進行方向から見た状態において、隣接するローラ (4) の自転軸 (4a)が互 ヽに直交するように前記複数のローラ (4)がクロス配列されること を特徴とする。
[0015] 請求項 6に記載の発明は、請求項 4又は 5に記載のローラねじにおいて、前記ロー ラ (4)の軸線方向の長さ Lと外径 Dとの比は、 LZDく 1であることを特徴とする。
[0016] 請求項 7に記載の発明は、請求項 1ないし 6いずれかに記載のローラねじにおいて 、隣接するローラ (4)間に、前記各ローラ (4)の自転軸 (4a)が前記ねじ軸（1)の中心 線（lb)を実質的に通るように前記各ローラ (4)の姿勢を保持するスぺーサ（ 11)が設 けられることを特徴とする。
[0017] 請求項 8に記載の発明は、ねじ軸（1)の外周の螺旋状のローラ転走面（la)と、前 記ローラ転走面（la)に対向するナット（2)の内周の螺旋状のローラ転走面（2a)との 間の転走路（3)に配列される複数のローラ (4)力 自転しながら前記ねじ軸（1)の回 りを公転するローラねじのローラの循環方法にぉ 、て、各ローラ (4)の自転軸 (4a)が 前記ねじ軸（1)の中心線（lb)を実質的に通りながら、前記各ローラ (4)が公転するこ とを特徴とするローラねじのローラの循環方法により、上述した課題を解決する。 発明の効果
[0018] 請求項 1に記載の発明によれば、転走路にリードを付けた場合でも、ローラの自転 軸がねじ軸の中心線を通る（言い換えれば転走路に配列されたローラが最初力 ス キューを起こしていない）ので、ローラを円滑に移動させることができる。
[0019] 請求項 2に記載の発明によれば、ローラをより円滑に移動させることができる。
[0020] 請求項 3に記載の発明によれば、ローラの自転軸を、ねじ軸の中心線に向けること ができる。
[0021] 請求項 4に記載の発明によれば、すべりが発生しやすぐスキューを起こしやすい 円筒形のローラを使用しても、ローラを円滑に移動させることができる。
[0022] 請求項 5に記載の発明によれば、ねじ軸の軸線方向の相反する 2方向の荷重を受 けることができ、実用化に近 、ローラねじが得られる。
[0023] 請求項 6に記載の発明によれば、ローラを転走路内に収容することができる。
[0024] 請求項 7に記載の発明によれば、リテーナがローラの姿勢をローラの自転軸がねじ 軸の中心線を通るように保持するので、ローラをより円滑に移動させることができる。
[0025] 請求項 8に記載の発明によれば、転走路にリードを付けた場合でも、ローラの自転 軸がねじ軸の中心線を通る（言い換えれば転走路に配列されたローラが最初力 ス キューを起こしていない）ので、ローラを円滑に移動させることができる。
図面の簡単な説明
[0026] [図 1]本発明の一実施形態におけるローラねじの斜視図（ナットは断面図で表示)。
[図 2]ローラの位置を変えたローラねじの斜視図。
[図 3]ローラの位置を変えたローラねじの斜視図。
[図 4]ローラの位置を変えたローラねじの斜視図。
[図 5]ローラの位置を変えたローラねじの斜視図。
[図 6]クロス配列されたローラを示す斜視図。
[図 7]ねじ軸の軸線方向からみたローラねじを示す図。 [図 8]ねじ軸のローラ転走面上を転がるローラの詳細図。
[図 9]ねじ軸のローラ転走面上を転がるローラの詳細図。
[図 10]ナットのローラ転走面上を転がるローラの詳細図。
[図 11]ナットのローラ転走面上を転がるローラの詳細図。
[図 12]ねじ軸とナットとの間を移動するローラの概念図。
[図 13]従来例のローラの配置において、ローラに発生するすべりを示す図。
[図 14]ローラ転走面の設計方法を示す図。
[図 15]ねじ軸のローラ転走面の設計方法を示す図。
[図 16]ナットのローラ転走面の設計方法を示す図。
[図 17]ローラねじに循環経路を設けた例を示す斜視図（エンドキャップ方式)。
[図 18]ローラねじに循環経路を設けた例を示す斜視図（エンドキャップ方式)。
[図 19]ローラねじに循環経路を設けた例を示す斜視図（リターンパイプ方式)。
[図 20]リードを付けた螺旋状の転走路に配置したローラの自転軸の移動を示す（図 中 (A)は転走路に配置されたローラの斜視図、図中（B)は自転軸の変化を示す斜 視図、図中（C)は自転軸の変化を示す正面図、図中（D)は自転軸の変化を示す側 面図）。
符号の説明
1…ねじ軸
la…ローラ転走面
2…ナット
2a…ローラ転走面
3…転走路
4…ローラ
4a…自転軸
4d…初期接触線
9· · ·垂線
11 · ··スぺーサ
17, 18· · ·二次接触線 発明を実施するための最良の形態
[0028] 以下添付図面に基づいて、本発明の一実施形態におけるローラねじについて添付 図面に基づいて説明する。各図において同一の機械要素には同一の符号を附す。
[0029] 図 1ないし図 5は、ローラねじの斜視図（ナットは断面図で表示）を示す。ローラねじ は、外周に螺旋状のローラ転走面 laが形成されるねじ軸 1と、内周に螺旋状のローラ 転走面 2aが形成されるナット 2とを備える。ねじ軸 1のローラ転走面 laとナット 2のロー ラ転走面 2aとは互いに対向し、これらローラ転走面 la, 2a間に螺旋状の転走路 3が 形成される。ここで螺旋状の転走路 3の中心線 3aを図中一点鎖線で示す。
[0030] 転走路 3には複数のローラ 4が転がり運動可能に収容される（図 1ないし図 5では、 ローラ 4の動きを示すために一つのローラ 4のみを示して!/、る）。ナット 2に対してねじ 軸 1を相対的に回転させると、ねじ軸 1及びナット 2のローラ転走面 la, 2aのリードに よって、ナット 2がねじ軸 1の軸線方向に相対的に直線移動する。このとき、転走路 3 に収容されたローラ 4力 ねじ軸 1のローラ転走面 la及びナット 2のローラ転走面 2a 上を転がり運動する。ねじ軸 1及びナット 2のローラ転走面 la, 2aとローラ 4とは線接 触するので、点接触するボールねじに比べ、ローラねじに掛けられる許容加重を大き くすることがでさる。
[0031] ねじ軸 1の外周には、ローラ転走面 laを構成する螺旋状の断面 V字形状の溝 6が 形成され、ナット 2の内周にもローラ転走面 2aを構成する螺旋状の断面 V字形状の 溝 7が形成される。ねじ軸 1及びナット 2の断面 V字形状の溝 6, 7によって断面正方 形の転走路 3が形成される。この転走路 3に円筒形状のローラ 4が収容される。ローラ 4は、その外周面がねじ軸 1の溝 6の壁面（ローラ転走面 la)と、該壁面に対向するナ ット 2の溝 7の壁面（ローラ転走面 2a)との間に挟まれる。またこの実施形態では、複 数のローラ 4は、その進行方向力 みて隣接するローラ 4の軸線が互いに直交するよ うにクロス配列される（図 6参照）。クロス配列することで、ねじ軸 1の中心線の一方向（ 1)及び他方向 (2)の双方力もの荷重を負荷することができる。なお、一方向 (1)の荷重 を負荷するローラ 4の数と他方向 (2)の荷重を負荷するローラ 4の数を等しくてもよいし 、両方向の許容荷重を変えたい場合には、一方向 (1)の荷重を負荷するローラ 4の数 と他方向 (2)の荷重を負荷するローラ 4の数を異ならせてもよい。 [0032] ローラ 4は自転しながらねじ軸 1の回りを公転する。本発明の本質的特徴は、ローラ 4が自転しながらねじ軸 1の回りを公転する際、図 1ないし図 5に示されるようにローラ 4の自転軸がねじ軸 1の中心線を通ることにある。たとえ図 1→図 5にしたがってローラ 4の位置が変化したとしても、ローラ 4の自転軸 4aは常にねじ軸 1の中心線 lbを通る 。なお、ねじ軸 1の中心線 lbは、ローラ 4の公転軌道の中心線と一致する。またローラ 4は、その自転軸 4aと、ローラ 4の中心からねじ軸 1の中心線 lbに向かって下ろした 垂線 9とのなす角度 Θを一定に保ったまま、この実施形態では 45度を保ったまま、ね じ軸 1の回りを公転する。このため、ねじ軸 1の中心線とローラ 4の自転軸のなす角度 も一定で 45度になる。
[0033] 図 7はねじ軸 1の軸線方向からみたローラねじを示す。ローラ 4がねじ軸 1の回りの どの位置にいても、ローラ 4の自転軸 4aはねじ軸 1の中心線 lbを通る。この図では、 1つのみのローラ 4が示されている力 ねじ軸 1の回りを公転する全てのローラ 4がね じ軸 1の中心線 lbを通る。逆にいえば、ねじ軸 1の中心線 lb力も放射状に複数の口 ーラ 4の自転軸 4aが伸びる。
[0034] 図 8及び図 9は、ねじ軸 1のローラ転走面 la上を転がるローラ 4の詳細図を示す。口 ーラ 4は断面 V字形状の溝 6の片側の壁面であるローラ転走面 la上を転がる。ローラ 4がローラ転走面 la上を転がる際、ローラ 4の端面 4bが溝 6の残りの壁面 lcに接触 することにより、ローラ 4の姿勢が徐々に変化する。ローラ 4の位置が変化してもローラ 4の自転軸 4aはねじ軸 1の中心線 lbを向く。
[0035] 図 10及び図 11は、ナット 2のローラ転走面 2a上を転がるローラ 4の詳細図を示す。
ナット 2側においても、ローラ 4は断面 V字形状の溝 7の片側の壁面であるローラ転走 面 2a上を転がる。ローラ 4がローラ転走面 2a上を転がる際、ローラ 4の端面 4bが溝 7 の残りの壁面 2bに接触して、ローラ 4の自転軸 4aがねじ軸 1の中心線 lbを向くように ローラ 4の姿勢が徐々に変化する。
[0036] 図 11からわかるように、ローラ 4の軸線方向の長さ Lと外径 Dとの比は、 LZDく 1で ある。これは、回転ベアリングの円環状の転走路に収容されるローラと同様に、ローラ 4の端面 4bと転走路 3の壁面とが干渉するのを防止するためである。 LZDの値には ねじ軸 1のリードも影響する。ねじ軸 1のリードを大きくするにつれて、 LZDをより小さ くする必要がある。
[0037] 図 12はねじ軸 1とナット 2との間を移動するローラ 4の概念図である（ねじ軸の中心 線の方向力もみた図）。図中破線は従来例のローラ 4の配置を示し、破線のローラに 隠れている実線は本発明のローラの配置を示す。実線で示されるローラ 4では、その 自転軸 4aがねじ軸 1の中心線 lbを通る（言い換えれば転走路 3に配列されたローラ 4が最初力 スキューを起こしていない）ので、ローラ 4を円滑に移動させることができ る。これに対し、破線で示されるローラ 4は、その自転軸 4cがねじ軸 1の中心線 lbの 方向を向!、て 、な 、ので、ローラ 4が最初力 スキューを起こして 、る状態で配置さ れていることになる。このためローラ 4が矢印の方向に移動しょうとすると、ねじ軸 1や ナット 2の壁面にローラ 4が衝突し、ローラ 4に大きな荷重が発生してしまう。
[0038] 図 13は従来例のローラ 4の配置において、ローラ 4に発生するすべりを示す。ロー ラ 4に発生するすべりは、回転ベアリングと同種のすべり S1と、それ以外のリード角に よるすベり S2と、に分けることができる。回転ベアリングと同種のすべり S1は、内側と 外側との円周差によるものである。すべり S1の量は、ローラ 4の大きさとローラ 4の回 転中心径 (RCD)との関係により決まる。ローラ 4の長さに対して、回転中心径が大き くなるほどすベり量は小さくなり、回転中心径が小さくなるほどすベり量は増える。
[0039] 本実施形態のように、ローラ 4の自転軸 4aがねじ軸 1の中心線 lbを通るようにすると 、リード角によるすベり S2は、無くなりはしないが、スキューを起こすようには働かなく なる。回転ベアリングと同種のすべり S1は、内側と外側との円周差によるものである ので、本実施形態でも完全にはなくすことはできな 、。
[0040] 以下にねじ軸 1のローラ転走面 la及びナット 2のローラ転走面 2aの設計方法につ いて説明する。
[0041] まず、図 14 (A)及び (B)に示されるようにローラ 4の自転軸 4aをねじ軸 1の中心線 1 bに向け、かつローラ 4の自転軸 4aとねじ軸 1の中心線 lbとのなす角度を 45度に設 定する。次に図中（C)に示されるように、ローラ 4の自転軸 4aとねじ軸 1の中心線 lb を含む断面でローラ 4を切断し、該断面内のローラ 4の初期接触線 4dを得る。この初 期接触線 4dを三次元空間で螺旋状に展開 (すなわち掃引）して、図中（C)に示され るような帯状のねじ軸の初期接触面 13を得る。図 15 (A)はねじ軸 1の初期接触面 13 を示し、図 16 (A)は同様にして求めたナット 2側の初期接触面 14を示す。
[0042] 次に、図 14 (D)及び (E)に示されるように、このねじ軸 1の初期接触面 13上に、再 びローラ 4を、その自転軸 4aがねじ軸 1の中心線 lbを通り、かつローラ 4の自転軸 4a とねじ軸 1の中心線 lbとのなす角度を 45度に設定したローラ 4を配置する。すると、 ねじ軸 1の初期接触面はリードを有するので、さきほどの初期接触線 4dの位置力 わ ずかにずれた位置でローラ 4がねじ軸 1の初期接触面に接触 ·干渉する。
[0043] 図 15 (B)はローラ 4がねじ軸 1の初期接触面 13に干渉する部分 15を示し、図 16 ( B)はローラ 4がナットの初期接触面 14に干渉する部分 16を示す。ねじ軸 1とナット 2 とで干渉する部分 15, 16の形状が相違するのは、ローラ 4とねじ軸 1とは大小 2つの 円が外側で接触するのに対し、ローラ 4とナット 2とは小径の円の外側が大径の円の 内側に接触するからである。この図 15 (B)及び図 16 (B)に示されるように、干渉部分 は三次元 CAD上では長方形状や鼓形状に形成されるが、実際に目視で干渉部分 を確認すると線に近い。
[0044] 次に、干渉の最も深い二次接触線 17, 18の位置を求め、求めた二次接触線 17, 1 8を干渉研削のように、三次元空間で螺旋状に展開する。以上により、最終的にねじ 軸 1及びナット 2のローラ転走面 la, 2aが設計される。最終的に設計されたローラ転 走面 la, 2a間に挟まれたローラ 4の自転軸 4aは、ねじ軸 1の中心線 lbを通る。そし て、ローラ 4とねじ軸 1及びナット 2のローラ転走面 la, 2aとは、二次接触線 17, 18の 位置で接触する。
[0045] 上述のように設計されたローラ転走面 la, 2aの加工方法の一例について説明する 。例えば、ローラ径と同じ径の砲石を用い、砲石の中心線がねじ軸の中心線を通るよ うに砲石を配置し、該砲石でローラ転走面を研削加工することで、上記複合的な形 状のローラ転走面を加工することができる。また研削加工以外にも、ローラ転走面を 大まかな形状に切削又は転造加工し、熱処理した後に、超硬チップで上記複合的な 形状に切削加工し、最後にフィ-ッシャで仕上げカ卩ェしてもよい。
[0046] 図 17及び図 18は、上記実施形態のローラねじに循環経路を設けた例を示す。この 例では、転走路 3を移動するローラ 4を戻すための無負荷戻し通路 19を設けている。 転走路 3の一端力 他端まで転がったローラ 4は、無負荷戻し通路 19を経由した後、 数巻き手前の元の転走路 3の一端に戻される。
[0047] 図 18に示されるように、無負荷戻し通路 19は、中央部の直線通路 20と、両端部の 方向転換路 21とから構成される。ナット 2には、ねじ軸 1の中心線と平行に伸びる貫 通孔が形成され、この貫通孔にノイブ状の直線部 22が挿入される。この直線部 22 内に、直線的な軌道を有する断面四角形状の直線通路 20が形成される。直線通路 20は、ねじ軸 1の中心線 lbと平行に直線状に伸びる。方向転換路 21は、曲線状、 例えば円弧状に伸びる。
[0048] ナット 2の軸線方向の両端面には、方向転換路構成部 23が取付けられる。方向転 換路構成部 23には、円弧状の軌道を有すると共に断面四角形状の方向転換路 21 が形成される。方向転換路構成部 23は、方向転換路 21の四角形断面の対角線の 位置で内周側と外周側とに 2分割されている。
[0049] 図 17に示されるように、ローラ 4間には、ローラ 4の自転軸がねじ軸の中心線を通る ようにローラ 4の姿勢を保持するスぺーサ 11が設けられる。スぺーサ 11の進行方向 の両端には、ローラ 4の外形形状に合わせた曲面状凹部が形成され、該曲面状凹部 力 Sローラ 4の外周面に接触することでローラ 4を所定の姿勢に保持する。スぺーサ 11 を設けることで、ローラ 4の端面 4bがねじ軸 1及びナット 2の溝 6, 7の壁面 lc, 2b (図 8及び図 11参照）に接触しなくても、ローラ転走面 la, 2aを転がるローラ 4の姿勢を 変ィ匕させることができる。
[0050] 図 19はローラの循環経路の他の例を示す。この例では、ナット 2に門型のリターン ノイブ 25を取り付け、このリターンパイプ 25で転走路 3の一端力も他端まで転がった ローラ 4を掬い上げ、リターンノイブ 25内の無負荷戻し通路を経由させた後、数卷手 前の転走路 3の他端に戻す。
[0051] なお、本発明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ィ匕できる。例えば、ローラの配列は、隣接するローラの軸線 が直交するクロス配列に限られることなぐ隣接するローラの軸線が平行なパラレル配 列であってもよい。またローラには、円筒形状のものではなくて、テーパ形状のローラ を用いてもよい。テーパ形状のローラを用いると、内側と外側の円周差によるすベりを 少なくすることができるので、よりローラを円滑に移動させることができる。さらにローラ 転走面の条数は一条、ニ条、三条等様々に設定することができる。
本明糸田書 ίま、 2005年 3月 9曰出願の特願 2005— 065410に基づく。この内容【ま すべてここに含めておく。

Claims

請求の範囲
[1] 外周にリードを有する螺旋状のローラ転走面が形成されたねじ軸と、
内周に前記ねじ軸の前記ローラ転走面に対向する螺旋状のローラ転走面が形成さ れたナットと、
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転走路 に配列され、自転しながら前記ねじ軸の回りを公転する複数のローラと、を備え、 各ローラの自転軸が、前記ねじ軸の中心線を実質的に通ることを特徴とするローラ ねじ。
[2] 前記各ローラの自転軸と、前記各ローラの中心力 前記ねじ軸の中心線に向かつ て下ろした垂線とのなす角度を一定に保ったまま、前記各ローラが前記ねじ軸の回り を公転することを特徴とする請求項 1に記載のローラねじ。
[3] 前記各ローラの自転軸が、前記ねじ軸の中心線を実質的に通ることができるように 、前記各ローラは、前記各ローラの自転軸と前記ねじ軸の中心線を含む断面内の初 期接触線からわずかにずれた二次接触線で、前記ねじ軸の前記ローラ転走面及び 前記ナットの前記ローラ転走面と接触す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] 前記各ローラは円筒形状であ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] 前記転走路には、前記複数のローラの進行方向から見た状態において、隣接する ローラの自転軸が互いに直交するように前記複数のローラがクロス配列されることを 特徴とする請求項 4に記載のローラねじ。
[6] 前記ローラの軸線方向の長さ Lと外径 Dとの比は、 LZDく 1であることを特徴とする 請求項 4又は 5に記載のローラねじ。
[7] 隣接するローラ間に、前記各ローラの自転軸が前記ねじ軸の中心線を実質的に通 るように前記各ローラの姿勢を保持するスぺーサが設けられることを特徴とする請求 項 1な 、し 61/、ずれかに記載のローラねじ。
[8] ねじ軸の外周の螺旋状のローラ転走面と、前記ローラ転走面に対向するナットの内 周の螺旋状のローラ転走面との間の転走路に配列される複数のローラが、自転しな がら前記ねじ軸の回りを公転するローラねじのローラの循環方法において、 各ローラの自転軸が前記ねじ軸の中心線を実質的に通りながら、前記各口 公転することを特徴とするローラねじのローラの循環方法。
PCT/JP2006/304007 2005-03-09 2006-03-02 ローラねじ Ceased WO2006095637A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007507073A JP4829878B2 (ja) 2005-03-09 2006-03-02 ローラねじ、ローラねじのローラ転走面の設計方法
EP06715116A EP1862706B1 (en) 2005-03-09 2006-03-02 Roller screw
US11/908,210 US7950304B2 (en) 2005-03-09 2006-03-02 Roller screw
KR1020077022894A KR101297882B1 (ko) 2005-03-09 2006-03-02 롤러 나사 및 롤러 나사의 롤러의 순환 방법

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-065410 2005-03-09
JP2005065410 2005-03-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006095637A1 true WO2006095637A1 (ja) 2006-09-14

Family

ID=36953237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/304007 Ceased WO2006095637A1 (ja) 2005-03-09 2006-03-02 ローラねじ

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7950304B2 (ja)
EP (1) EP1862706B1 (ja)
JP (1) JP4829878B2 (ja)
KR (1) KR101297882B1 (ja)
CN (1) CN100529472C (ja)
TW (1) TWI357959B (ja)
WO (1) WO2006095637A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101232398B1 (ko) * 2004-09-08 2013-02-12 티에치케이 가부시끼가이샤 롤러 나사
CN102705465A (zh) * 2012-06-20 2012-10-03 江苏品德机电科技有限公司 一种新型行星滚柱丝杠副
CN106609819A (zh) * 2015-10-21 2017-05-03 王心成 一种外循环交叉滚子丝杆副及使用方法
CN108561523B (zh) * 2018-04-28 2024-12-24 赵洁 圆锥滚子丝杠副

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000161459A (ja) * 1998-11-20 2000-06-16 Hiroshi Teramachi クロスローラねじ装置
JP2002048143A (ja) * 2000-08-07 2002-02-15 Thk Co Ltd ローラの組合せ及びこの組合せを用いたローラねじ並びに転がり案内装置
JP2004068882A (ja) * 2002-08-05 2004-03-04 Nsk Ltd ころねじ装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1290245A (fr) * 1961-02-28 1962-04-13 Perfectionnements aux assemblages vis-écrou
US3192791A (en) * 1962-06-07 1965-07-06 Textron Inc Antifriction screw and nut assembly
JPH11210858A (ja) * 1998-01-19 1999-08-03 Koyo Mach Ind Co Ltd 循環式ねじ装置
JP4294115B2 (ja) * 1998-03-25 2009-07-08 Ｔｈｋ株式会社 ボールねじ装置
JP4475442B2 (ja) * 2000-02-28 2010-06-09 Ｔｈｋ株式会社 ローラねじおよびローラねじのローラ配列方法
JP4515589B2 (ja) * 2000-03-21 2010-08-04 Ｔｈｋ株式会社 ローラ用リテーナ及びこれを用いた直動案内装置並びにローラねじ
JP2001295839A (ja) 2000-04-12 2001-10-26 Thk Co Ltd ローラ用リテーナ及びこれを用いたローラねじ並びに転がり案内装置
JP2002048183A (ja) 2000-07-31 2002-02-15 Tokico Ltd 制振装置
TWI221512B (en) * 2002-04-15 2004-10-01 Smc Corp Ball screw mechanism
US20070221002A1 (en) * 2006-03-27 2007-09-27 Hung-Sung Pan Roller screw mechanism

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000161459A (ja) * 1998-11-20 2000-06-16 Hiroshi Teramachi クロスローラねじ装置
JP2002048143A (ja) * 2000-08-07 2002-02-15 Thk Co Ltd ローラの組合せ及びこの組合せを用いたローラねじ並びに転がり案内装置
JP2004068882A (ja) * 2002-08-05 2004-03-04 Nsk Ltd ころねじ装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1862706A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
US7950304B2 (en) 2011-05-31
KR101297882B1 (ko) 2013-08-19
CN101142425A (zh) 2008-03-12
JPWO2006095637A1 (ja) 2008-08-14
US20090249912A1 (en) 2009-10-08
TW200702573A (en) 2007-01-16
TWI357959B (en) 2012-02-11
EP1862706A1 (en) 2007-12-05
EP1862706A4 (en) 2011-02-23
KR20070106800A (ko) 2007-11-05
JP4829878B2 (ja) 2011-12-07
EP1862706B1 (en) 2013-02-27
CN100529472C (zh) 2009-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102782364B (zh) 动力传递装置
CN101852282B (zh) 滚动体丝杠装置
CN106641178B (zh) 辊齿轮凸轮机构
JP6693264B2 (ja) ボールねじ
CN107435717A (zh) 滚珠丝杠机构以及转向装置
WO2006095637A1 (ja) ローラねじ
US3938901A (en) Locking device for a bearing ring or the like
WO2016147827A1 (ja) トリポード型等速自在継手
KR102560031B1 (ko) 동력 최적화 드라이브를 가지는 회전식 인덱싱 테이블
CN111604728B (zh) 对轴向槽应用螺旋扭曲的无心磨削
JP4353458B2 (ja) 球ジョイント
US20170204946A1 (en) One-way clutch and variable transmission comprising same
KR101549565B1 (ko) 일방향 클러치
JP2005061494A (ja) 無段変速機のバリエータ部品の製造方法及び無段変速機のバリエータ部品
JP2018031408A (ja) ラジアル転がり軸受及び回転支持装置
WO2025249060A1 (ja) 転がり軸受
JP7779810B2 (ja) ローラバニシング工具
KR101586063B1 (ko) 무단변속기
JP2009008233A (ja) トリポード型等速自在継手
JP3575838B2 (ja) ロッキングダイプレス
JP2002339981A (ja) 単列玉旋回軸受
KR20250144284A (ko) 캠 클러치 유닛
JP6283386B2 (ja) ホーニング加工方法
JP7135756B2 (ja) 等速自在継手
WO2019077670A1 (ja) 複列玉軸受及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680007067.1

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007507073

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006715116

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020077022894

Country of ref document: KR

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006715116

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11908210

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11908210

Country of ref document: US