説明

遊星ローラネジ装置

【課題】段部を遊星ローラを回転保持するために必要な最小の隙間として保持した上で遊星ローラの組立を容易にした遊星ローラネジ装置を提供する。
【解決手段】外周面に軸ネジを形成した中央軸と、内周面にナットネジを形成した円筒状のナットと、軸ネジとナットネジとに噛合うローラネジを外周面に形成した遊星ローラと、遊星ローラを保持する保持器とを備えた遊星ローラネジ装置において、遊星ローラの両端部に段部を形成し、この段部を保持する保持ブッシュを設け、保持器が保持ブッシュを介して遊星ローラの段部を保持するように構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出成形機やプレス成形機等の機械装置の送り機構や自動車用アクチュエータ等に用いられる遊星ローラネジ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の遊星ローラネジ装置は、外周面に軸ネジを形成した中央軸と内周面にナットネジを形成した円筒状のナットとの間にこれらのネジと噛合うローラネジを有する複数の遊星ローラを保持器に保持させて配置し、遊星ローラの両側に設けた平歯車をナットに設けたリングギヤを噛合わせて遊星ローラの中央軸周りの自転や公転を案内している(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
また、遊星ローラに平歯車を設けていない遊星ローラネジ装置は、上記とはナットの形式が異なるが、外周面に軸ネジを形成した中央軸と内周面にローラ受リブを有する有底のナットとの間に、外周面にローラ受リブに対応したテーパ面と軸ネジに嵌合するローラネジを形成した複数の遊星ローラを保持器に保持させて配置している。そして保持器に半径方向のU字形の切欠きまたは長穴を設けて有底のナットを有する遊星ローラネジ装置の組立を容易にしている(例えば、特許文献2参照。)。
【0004】
このように、遊星ローラネジ装置は、遊星ローラに平歯車を設けなくても中央軸の軸ネジに遊星ローラのローラネジが噛合うことによりナットと中央軸の間に配置された遊星ローラを中央軸周りに自転させながら公転させることが可能な構成になっており、上記特許文献1の遊星ローラネジ装置を平歯車を設けずに構成すると図14に示す構成となる。
図14は平歯車をもたない遊星ローラネジ装置を示す断面図である。
【0005】
図14において、1は遊星ローラネジ装置である。
2は遊星ローラネジ装置1の中央軸であり、合金鋼等の鋼材で製作された棒状部材であって、その外周面には軸ネジ3が所定のピッチPおよびリードで螺旋状に形成されている。
4は遊星ローラネジ装置1のナットであり、合金鋼の鋼材で製作された外周部にフランジ部4aが設けられた円筒状部材であって、その内周面には多条のナットネジ5が軸ネジ3と同じピッチPで形成されている。
【0006】
6は遊星ローラであり、合金鋼等の鋼材で製作された棒状部材であって、両端部に段部としての円柱状の軸部7が形成されており、両方の軸部7の間の外周面には軸ネジ3とナットネジ5とに嵌合するローラネジ8が軸ネジ3と同じピッチPで形成されている。
9は保持器であり、樹脂材料や金属材料で製作され、ナット4の内径部に遊嵌して遊星ローラ6の両側に配置された円環状部材であって、遊星ローラ6の軸部7が嵌合する保持穴10が遊星ローラ6のローラピッチ円上に所定の角度ピッチで複数設けられており、遊星ローラ6の軸部7を保持穴10で保持して中央軸2とナット4の間に複数の遊星ローラ6をローラピッチ円上に等分に配置する。
【0007】
11はエンドプレートであり、樹脂材料や金属材料で製作された円環状部材であって、保持器9の外側に所定の隙間を介して配置され、止めビス12によりナット4に固定される。これにより保持器9の軸方向の移動が制限され、保持器9の脱落が防止される。
このような平歯車をもたない遊星ローラネジ装置1の組立について説明する。
図15は平歯車をもたない遊星ローラネジ装置の組立手順1を示す説明図、図16は図15のA方向矢視図、図17は平歯車をもたない遊星ローラネジ装置の組立手順2を示す説明図、図18は図17のA方向矢視図、図19は平歯車をもたない遊星ローラネジ装置の組立手順3を示す説明図である。なお図19は、図16等と同様に図15等のA方向から見た矢視図である。
【0008】
前記各図において、14はローラ組付治具であり、中央軸2の軸ネジ3の谷径と略同等の外径を有する外周面に遊星ローラ6のローラネジ8の外半径と略同等の円弧半径を有する円弧溝15が設けられ、両端部に円柱状の嵌合突起16が設けられた段付シャフトである。
17は組付台座であり、外周部にナット4の内周部が嵌合する嵌合台18が設けられ、中央部に嵌合突起16と嵌合する嵌合穴19が設けられた円盤状部材である。
【0009】
このようなローラ組付治具14および組付台座17を用いた平歯車をもたない遊星ローラネジ装置1の組立手順を以下に示す。
手順1、図15、図16に示すようにローラ組付治具14の嵌合突起16を組付台座17の嵌合穴19に嵌合させて組立て、ナット4の内周部を嵌合台18に嵌合させて設置し、遊星ローラ6をローラ組付治具14の円弧溝15に沿って挿入して軸部7の端面を組付台座17に当接させる。
【0010】
手順2、遊星ローラ6をナット4の側に移動させてローラネジ8をナットネジ5に嵌合させ、ローラ組付治具14を保持器9の角度ピッチに相当する角度回転させて図17、図18に示す状態にする。
手順3、次いで、手順1と同様にして遊星ローラ6を円弧溝15に沿って挿入し、手順2と同様にしてローラネジ8をナットネジ5に嵌合させ、順次に遊星ローラ6のローラネジ8をナットネジ5に嵌合させ、図19のように全ての遊星ローラ6をナット4とローラ組付治具14の外周面の間に配置する。
【0011】
手順4、そして、組付台座17の反対側から保持器9の保持穴10を各遊星ローラ6の軸部7に嵌合させながら装着してエンドプレート11を止めネジ12でナット4に固定し、組付台座17を取外して保持器9とエンドプレート11を前記と同様に取付け、ローラ組付治具14を抜取った後に中央軸2を捩じ込んで図14の状態に組立てる。
このようにして組立てられた遊星ローラネジ装置1は、中央軸2の軸ネジ3とナット4のナットネジ5とに、保持器9に保持された遊星ローラ6のローラネジ9が嵌合し、ナット4を回転させることによって遊星ローラ6が中央軸2の周りを自転しながら公転して中央軸2を軸方向に移動させる。これによりナット4の回転運動が中央軸2の直線運動に変換される。
【特許文献1】特開昭51−98472号公報(第3頁左上欄−右上欄、第1図)
【特許文献2】特開2000−110907号公報(第6頁段落0011−0018、第8頁段落0019−0023、第2図、第6図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかしながら、上述した遊星ローラネジ装置の組立においては、手順4で遊星ローラを正確にナットと同軸のローラピッチ円上に等分に配置しなければ、各遊星ローラの軸部に保持器の保持穴を嵌合させることが困難であるため、保持穴と軸部との隙間を組立に必要な比較的広い隙間として設定しなければならないという問題がある。
このため、遊星ローラが中央軸とナットとの間を自転しながら公転するときに微小な振動が生じやすくなり、遊星ローラネジ装置の騒音を増加させる要因の一つになっている。このことは半径方向を拘束しない保持器を有する特許文献2の遊星ローラネジ装置においても同様である。
【0013】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、段部を遊星ローラを回転保持するために必要な最小の隙間として保持した上で遊星ローラの組立を容易にする手段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】
【0014】
本発明は、上記課題を解決するために、外周面に軸ネジを形成した中央軸と、内周面にナットネジを形成した円筒状のナットと、前記軸ネジと前記ナットネジとに噛合うローラネジを外周面に形成した遊星ローラと、該遊星ローラを保持する保持器とを備えた遊星ローラネジ装置において、前記遊星ローラの両端部に段部を形成し、該段部を保持する保持ブッシュを設け、前記保持器が前記保持ブッシュを介して前記遊星ローラを保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
これにより、本発明は、遊星ローラの組付時に段部と保持器の係合穴の隙間を大きく設定することができ、遊星ローラの挿入を容易にして遊星ローラネジ装置の組立性を向上させることができると共に、段部を遊星ローラを回転保持するために必要な最小の隙間として保持することができ、遊星ローラが自転しながら公転するときの振動を防止することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下に、図面を参照して本発明による遊星ローラネジ装置の実施例について説明する。
【実施例1】
【0017】
図1は実施例1の遊星ローラネジ装置を示す断面図、図2は図1のB部拡大図である。
なお、上記図14と同様の部分は同一の符号を付してその説明を省略する。
図1、図2において、21は保持ブッシュであり、ポリテトラフルオロエチレン等の低摩擦性の樹脂材料で製作された図2に示す円柱状の係合部22と薄いフランジ状の鍔部23とを有する段付部材であって、その軸芯に沿って遊星ローラ6の段部としての円柱状の軸部7を回転保持するために必要な最小の隙間を介して保持する円形穴である保持嵌合穴24が形成されている。
【0018】
25は保持器であり、上記保持器9と同様の材料で同様に製作された円環状部材であって、保持ブッシュ21の係合部22を係合する係合穴26が遊星ローラ6のローラピッチ円上に所定の角度ピッチで複数設けられ、係合穴26の一方の端部には保持ブッシュ21の鍔部23の厚さと略同等の深さを有して鍔部23を収納する収納部27が形成されている。
【0019】
上記のような構成を備えた遊星ローラネジ装置1の組立について説明する。
図3は実施例1の遊星ローラネジ装置の組立手順A1を示す説明図、図4は図3のC方向矢視図、図5は実施例1の遊星ローラネジ装置の組立手順A2を示す説明図、図6は図5のC方向矢視図、図7は実施例1の保持ブッシュの組立要領を示す斜視図である。
前記各図において、28はローラ組付治具であり、中央軸2の軸ネジ3の谷径と略同等の外径を有する外周面に遊星ローラ6のローラネジ8の外半径と略同等の円弧半径を有する複数の円弧溝29が保持器25の係合穴26の角度ピッチと同一の角度ピッチで形成された段付シャフトである。
【0020】
このようなローラ組付治具28を用いた本実施例の遊星ローラネジ装置1の組立手順を以下に示す。
手順A1、全ての遊星ローラ6をローラ組付治具28の各円弧溝29に配置し、遊星ローラの片側の軸部を全て保持器25の係合穴26に挿入して仮に組付け、このローラ組付治具28に全ての遊星ローラ6と一方の保持器25を仮組みした組立体を図3、図4に示すように保持器25を組付けていない側からナット4の内側に挿入し、仮組みした保持器25をナット4のフランジ部4aと反対側の内径部に配置する。
【0021】
このとき、係合穴26は遊星ローラ6の円柱状の軸部7に較べて大きな穴となっているので容易に位置を合わせて軸部7を係合穴26に挿入することができる。
手順A2、遊星ローラ6等を仮組みした組立体を挿入した後に、図5、図6に示すようにナット4のフランジ部4a側の内径部に保持器25配置して手順A1と同様に軸部7を保持器25の係合穴26に挿入する。そして1本の遊星ローラ6をナット4の側に移動させてローラネジ8をナットネジ5に嵌合させ、その遊星ローラ6の両側から図7に示すように軸部7に保持ブッシュ21の保持嵌合穴24を嵌合させながら係合部22を保持器25の係合穴26に圧入して取付ける。
【0022】
手順A3、手順A2を繰返して全ての遊星ローラ6を保持ブッシュ21を介して両方の保持器25に保持させ、その後にエンドプレート11を止めネジ12でナット4に固定し、ローラ組付治具28を抜取った後に中央軸2を捩じ込んで図1の状態に組立てる。これにより遊星ローラ6がローラピッチ円上に等分に配置される。
以上説明したように、本実施例では、遊星ローラの軸部を保持ブッシュを介して保持器に保持させるようにしたことによって、遊星ローラの組付時に軸部と保持器の係合穴の隙間を大きく設定することができ、遊星ローラの挿入を容易にして遊星ローラネジ装置の組立性を向上させることができると共に、遊星ローラの軸部と保持ブッシュの保持嵌合穴の隙間を遊星ローラを回転保持するために必要な最小の隙間とすることができ、遊星ローラが自転しながら公転するときの振動を防止することができる。
【0023】
また、保持ブッシュを低摩擦性の樹脂材料で形成するようにしたことによって、遊星ローラが自転する時の摩擦損失を低減することができると共に、樹脂材料の弾性により遊星ローラの自転時の騒音を低減することができる。
【実施例2】
【0024】
図8は実施例2の遊星ローラネジ装置を示す断面図、図9は図8のD部拡大図である。
なお、上記図14および実施例1と同様の部分は同一の符号を付してその説明を省略する。
図8、図9において、本実施例の遊星ローラ6には、その両端部に段部としての円錐状の円錐突起部31が形成されている。
【0025】
32は保持ブッシュであり、実施例1の保持ブッシュ21と同様の材料で略同様に製作された段付部材であって、その軸芯に沿って遊星ローラ6の円錐突起部31を回転保持するために必要な最小の隙間を介して保持する円錐穴である保持円錐穴33が形成されている。
このように、保持ブッシュを低摩擦の樹脂材料で形成するようにすれば、上記実施例1と同様に遊星ローラが自転する時の摩擦損失を低減することができると共に、樹脂材料の弾性により遊星ローラの自転時の騒音を低減することができる。
【0026】
上記のような構成を備えた遊星ローラネジ装置1の組立について説明する。
図10は実施例2の遊星ローラネジ装置の組立手順B1を示す説明図、図11は実施例2の遊星ローラネジ装置の組立手順B2を示す説明図、図5は実施例2の遊星ローラネジ装置の組立手順B3を示す説明図、図6は実施例2の遊星ローラネジ装置の組立手順B4を示す説明図である。
【0027】
前記各図において、35はローラ組付治具であり、中央軸2の軸ネジ3の谷径と略同等の外径を有する外周面に遊星ローラ6のローラネジ8の外半径と略同等の円弧半径を有する軸方向に傾斜した傾斜円弧溝36が設けられ、傾斜円弧溝36の上流36a側の端部に上記図15等と同様の嵌合突起16が設けられた段付シャフトである。
37は組付台座であり、ナット4のフランジ部4a側の内周部と嵌合する外周面を有し、中央部に上記図15等と同様に嵌合突起16と嵌合する嵌合穴19が設けられた円盤状部材である。
【0028】
このようなローラ組付治具35および組付台座37を用いた本実施例の遊星ローラネジ装置1の組立手順を以下に示す。
手順B1、図10に示すように保持器25の係合穴26に保持ブッシュ32の係合部22を圧入した保持器25をナット4のフランジ部4a側の内径部に配置してエンドプレート11を止めネジ12を用いてナット4に固定し、ナット4のフランジ部4a側に組付台座37を装着する。そしてローラ組付治具35の傾斜円弧溝36を保持器25の係合穴26に圧入されている保持ブッシュ32の保持円錐穴33と位相を合わせてナット4の内側に挿入し、ローラ組付治具35の嵌合突起16を組付台座37の嵌合穴19に嵌合させて組立てる。
【0029】
手順B2、ローラ組付治具35の組立後、図11に示すように遊星ローラ6を傾斜円弧溝36に沿わせて挿入し、円錐突起部31を保持ブッシュ32の保持円錐穴33に遊星ローラが6が傾いた状態で嵌合させる。
このとき、保持円錐穴33の開口は遊星ローラ6の円錐突起部31の先端に較べて大きな穴となっているので容易に挿入することができると共に、保持円錐穴33の円錐面がガイドとなって容易に位置を合わせることができる。
【0030】
手順B3、遊星ローラ6の円錐突起部31を保持円錐穴33に嵌合させた後に、図12に示すように遊星ローラ6をナット4の側に傾きを起こしてローラネジ8をナットネジ5に嵌合させる。このときローラネジ8とナットネジ5との間には十分な隙間があり、遊星ローラ6を自由に動かすことができるのでローラネジ8とナットネジ5との嵌合を容易に行うことができる。
【0031】
手順B4、次いで、図13に示すようにローラ組付治具35を保持器25の角度ピッチに相当する角度回転させ、手順B2、B3を繰返して全ての遊星ローラ6を、その円錐突起部31をフランジ部4a側の保持器25に圧入されている保持ブッシュ32の保持円錐穴33に嵌合させ、ローラネジ8とナットネジ5との嵌合させて取付け、その後に反対側の保持器25を取付けて遊星ローラ6の円錐状突起31に保持ブッシュ21の保持円錐穴33を嵌合させながら係合部22を保持器25の係合穴26に圧入して取付け、エンドプレート11を止めネジ12でナット4に固定した後に、ローラ組付治具35を抜取り、中央軸2を捩じ込んで図8の状態に組立てる。これにより遊星ローラ6がローラピッチ円上に等分に配置される。
【0032】
以上説明したように、本実施例では、遊星ローラの段部としての円錐突起部を保持ブッシュの保持円錐穴に嵌合させて円錐突起部を保持ブッシュを介して保持器に保持させるようにしたことによって、遊星ローラの組付時に保持円錐穴の開口と円錐突起部の先端の隙間を大きくすることができ、上記実施例1と同様に遊星ローラの挿入を容易にして遊星ローラネジ装置の組立性を向上させることができると共に、遊星ローラの円錐突起部と保持ブッシュの保持嵌合穴の隙間を遊星ローラを回転保持するために必要な最小の隙間とすることができ、遊星ローラが自転しながら公転するときの振動を防止することができる。
【0033】
また、遊星ローラを傾けて組付けるようにし、保持ブッシュを圧入した保持器をナットの一方の側に装着した後に遊星ローラを組付けるようにしたことによって、遊星ローラの円錐突起部と保持ブッシュの保持嵌合穴の隙間を遊星ローラを回転保持するために必要な最小の隙間として遊星ローラをナットの他方の側から組付けるとができ、遊星ローラの組付作業性を向上させることができる。このことは有底のナットを有する遊星ローラネジ装置の静粛性の向上に特に有効である。
【0034】
なお、本実施例では、遊星ローラの段部として円錐突起部を設け、これを保持ブッシュの保持円錐穴に嵌合させるとして説明したが、円形穴の直径を円錐突起部の底面の直径より小さくした実施例1の保持ブッシュの円形穴に円錐突起部を保持させるようにしても同様の効果を得ることができる。本実施例の保持円錐穴の開口の直径を実施例1の円柱状の軸部の直径より大きくして実施例1の軸部を保持円錐穴により保持するようにしても同様である。
【0035】
上記各実施例においては、遊星ローラの段部の形状を円柱状または円錐状として説明したが、段部の形状は円柱状や円錐状に限らず、球状または半球状であってもよい。この場合に保持ブッシュの受側の形状は、略球状の凹面であっても円錐穴であっても円形穴であっても前記と同様の効果を奏することができる。
また、上記各実施例においては、保持ブッシュは圧入により保持器の係合穴に取付けるとして説明したが、保持ブッシュの取付は圧入に限らず、加締めや接着により取付けるようにしてもよい。
【0036】
更に、上記各実施例においては、保持ブッシュを低摩擦性の樹脂材料で形成するとして説明したが、保持ブッシュを形成する材料は低摩擦性の樹脂材料に限らず、ナイロン等の樹脂材料であってもよい。これによっても樹脂材料の弾性により遊星ローラの自転時の騒音を低減することができる。
また、保持ブッシュを形成する材料は真鍮等の金属材料に低摩擦性の樹脂材料または黒鉛や2硫化モリブデン等の低摩擦性の材料をコーティングするようにしてもよく、低摩擦性の金属をメッキするようにしても、含油樹脂や含油焼結金属で形成するようにしてもよい。これらによっても遊星ローラが自転する時の摩擦損失を低減することができる。
【0037】
更に、上記各実施例においては、遊星ローラネジ装置のナットを回転させて中央軸を軸方向に移動させるとして説明したが、中央軸を回転させてナットを軸方向に移動させる形式の遊星ローラネジに本発明を適用しても同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】実施例1の遊星ローラネジ装置を示す断面図、
【図2】図1のB部拡大図
【図3】実施例1の遊星ローラネジ装置の組立手順A1を示す説明図
【図4】図3のC方向矢視図
【図5】実施例1の遊星ローラネジ装置の組立手順A2を示す説明図
【図6】図5のC方向矢視図
【図7】実施例1の保持ブッシュの組立要領を示す斜視図
【図8】実施例2の遊星ローラネジ装置を示す断面図、
【図9】図9のD部拡大図
【図10】実施例2の遊星ローラネジ装置の組立手順B1を示す説明図
【図11】実施例2の遊星ローラネジ装置の組立手順B2を示す説明図
【図12】実施例2の遊星ローラネジ装置の組立手順B3を示す説明図
【図13】実施例2の遊星ローラネジ装置の組立手順B4を示す説明図
【図14】平歯車をもたない遊星ローラネジ装置を示す断面図
【図15】平歯車をもたない遊星ローラネジ装置の組立手順1を示す説明図
【図16】図15のA方向矢視図
【図17】平歯車をもたない遊星ローラネジ装置の組立手順2を示す説明図
【図18】図17のA方向矢視図
【図19】平歯車をもたない遊星ローラネジ装置の組立手順3を示す説明図
【符号の説明】
【0039】
1 遊星ローラネジ装置
2 中央軸
3 軸ネジ
4 ナット
4a フランジ部
5 ナットネジ
6 遊星ローラ
7 軸部
8 ローラネジ
9、25 保持器
10 保持穴
11 エンドプレート
12 止めネジ
14、28、35 ローラ組付治具
15、29 円弧溝
16 嵌合突起
17、37 組付台座
18 嵌合台
19 嵌合穴
21、32 保持ブッシュ
22 係合部
23 鍔部
24 保持嵌合穴
26 係合穴
27 収納部
31 円錐突起部
33 保持円錐穴
36 傾斜円弧溝
36a 上流

【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周面に軸ネジを形成した中央軸と、内周面にナットネジを形成した円筒状のナットと、前記軸ネジと前記ナットネジとに噛合うローラネジを外周面に形成した遊星ローラと、該遊星ローラを保持する保持器とを備えた遊星ローラネジ装置において、
前記遊星ローラの両端部に段部を形成し、該段部を保持する保持ブッシュを設け、前記保持器が前記保持ブッシュを介して前記遊星ローラを保持することを特徴とする遊星ローラネジ装置。
【請求項2】
請求項1において、
前記段部の少なくとも一方を、円柱状に形成したことを特徴とする遊星ローラネジ装置。
【請求項3】
請求項1または請求項2において、
前記段部の少なくとも一方を、円錐状に形成したことを特徴とする遊星ローラネジ装置。
【請求項4】
請求項1から請求項3または請求項4において、
前記保持器の少なくとも一方に取付ける保持ブッシュに、前記段部を保持する円形穴を形成したことを特徴とする遊星ローラネジ装置。
【請求項5】
請求項1から請求項4または請求項5において、
前記保持器の少なくとも一方に取付ける保持ブッシュに、前記段部を保持する円錐穴を形成したことを特徴とする遊星ローラネジ装置。
【請求項6】
請求項1から請求項4または請求項5において、
前記保持ブッシュを、樹脂材料により形成したことを特徴とする遊星ローラネジ装置。
【請求項7】
請求項1から請求項4または請求項5において、
前記保持ブッシュの内面に、低摩擦性の樹脂材料をコーティングしたことを特徴とする遊星ローラネジ装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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