(57)【要約】【課題】遊星ローラに作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラに一方向から作用する場合でも長期にわたって使用することのできるねじ装置を提供する。【解決手段】遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部６のピッチを、ねじ軸の外周面に形成された軸側ねじ部４とナットの内周面に形成されたナット側ねじ部５のうちローラ側ねじ部６と交差して噛み合うねじ部のピッチより小さくした。【選択図】図２
2008309218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸とナットとの間に複数の遊星ローラを具備するねじ装置において、
前記遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部の全部または一部のピッチを、前記ねじ軸の外周面に形成された軸側ねじ部と前記ナットの内周面に形成されたナット側ねじ部のうち前記ローラ側ねじ部と交差して噛み合うねじ部のピッチより小さくしたことを特徴とするねじ装置。
【請求項２】
請求項１記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部と前記ナット側ねじ部のうち前記ローラ側ねじ部と交差せずに噛み合うねじ部のピッチを前記ローラ側ねじ部のピッチと同じピッチにしたことを特徴とするねじ装置。
【請求項３】
請求項１記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部と前記ナット側ねじ部のうち前記ローラ側ねじ部と交差せずに噛み合うねじ部のピッチを前記ローラ側ねじ部と交差して噛み合うねじ部のピッチと同じピッチにしたことを特徴とするねじ装置。
【請求項４】
ねじ軸とナットとの間に複数の遊星ローラを具備し、かつ前記遊星ローラが前記ねじ軸の外周面および前記ナットの内周面に形成されたねじ部と係合しない小径軸部を中央部に有するねじ装置において、
前記ねじ軸の外周面に形成された軸側ねじ部と前記ナットの内周面に形成されたナット側ねじ部のうち前記遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部と交差して噛み合うねじ部のピッチをＰ、該ピッチの整数倍をＮ、前記ねじ部のピッチより小さい正の値をΔＸとしたとき、前記ローラ側ねじ部のピッチをＰとし、かつ前記小径軸部を挟んで隣接するローラ側ねじ部のねじ溝間距離をＰ×Ｎ−ΔＸとしたことを特徴とするねじ装置。
【請求項５】
請求項４記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部と前記ナット側ねじ部のうち前記ローラ側ねじ部と交差せずに噛み合うねじ部の中央部のピッチを前記ローラ側ねじ部のピッチより小さくしたことを特徴とするねじ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部の呼び有効径をＤｓ、前記ナット側ねじ部の呼び有効径をＤｎ、前記ローラ側ねじ部の呼び有効径をＤｒ、前記軸側ねじ部の条数をＪｓ、前記ナット側ねじ部の条数をＪｎ、前記ローラ側ねじ部の条数をＪｒ、前記軸側ねじ部の呼びリードをＬｓ、前記ナット側ねじ部の呼びリードをＬｎ、前記ローラ側ねじ部の呼びリードをＬｒ、前記軸側ねじ部の呼びピッチをＰｓ、前記ナット側ねじ部の呼びピッチをＰｎ、前記ローラ側ねじ部の呼びピッチをＰｒとしたとき、Ｄｎ＝Ｄｓ＋２Ｄｒ、Ｊｎ／Ｊｒ＝Ｄｎ／Ｄｒ、Ｊｎ＝Ｊｓ、Ｌｓ＝Ｊｓ×Ｐｓ、Ｌｒ＝Ｊｒ×Ｐｒ、Ｌｎ＝Ｊｎ×Ｐｎの関係が成り立ち、かつ前記軸側ねじ部が前記ローラ側ねじ部と交差して噛み合うとともに、前記軸側ねじ部のリードが前記ナットの移動量と一致していることを特徴とするねじ装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部の呼び有効径をＤｓ、前記ナット側ねじ部の呼び有効径をＤｎ、前記ローラ側ねじ部の呼び有効径をＤｒ、前記軸側ねじ部の条数をＪｓ、前記ナット側ねじ部の条数をＪｎ、前記ローラ側ねじ部の条数をＪｒ、前記軸側ねじ部の呼びリードをＬｓ、前記ナット側ねじ部の呼びリードをＬｎ、前記ローラ側ねじ部の呼びリードをＬｒ、前記軸側ねじ部の呼びピッチをＰｓ、前記ナット側ねじ部の呼びピッチをＰｎ、前記ローラ側ねじ部の呼びピッチをＰｒとしたとき、Ｄｎ＝Ｄｓ＋２Ｄｒ、Ｊｓ／Ｊｒ＝Ｄｓ／Ｄｒ、Ｊｎ＝Ｊｓ、Ｌｓ＝Ｊｓ×Ｐｓ、Ｌｒ＝Ｊｒ×Ｐｒ、Ｌｎ＝Ｊｎ×Ｐｎの関係が成り立ち、かつ前記ナット側ねじ部が前記ローラ側ねじ部と交差して噛み合うとともに、前記軸側ねじ部のリードが前記ナットの移動量と一致していることを特徴とするねじ装置。
【請求項８】
請求項１記載のねじ装置において、前記ローラ側ねじ部および前記ナット側ねじ部をリード角が零の環状溝とし、かつ前記ローラ側ねじ部が前記軸側ねじ部と交差して噛み合うことを特徴とするねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動を直線運動に変換する機械要素として射出成形機やプレス成形機、自動車用アクチュエータなどで使用されるねじ装置に関し、特に、ねじ軸とナットとの間に複数の遊星ローラを有するねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじ軸とナットとの間に複数の遊星ローラを有するねじ装置としては、従来、特許文献１に記載されたものが知られている。この種のねじ装置は、ねじ軸と、ねじ軸の外周面と対向する内周面を有するナットと、ねじ軸とナットとの間に設けられた複数の遊星ローラとを具備した構成となっており、遊星ローラの外周面には、雄ねじ（以下「ローラ側ねじ部」と言う）が形成されている。このローラ側ねじ部はねじ軸の外周面に形成された雄ねじ（以下「軸側ねじ部」と言う）とナットの内周面に形成された雌ねじ（以下「ナット側ねじ部」と言う）の双方と噛み合っており、たとえば、ローラ側ねじ部のリード角絶対値が軸側ねじ部のリード角絶対値と同じでローラ側ねじ部のねじれ方向が軸側ねじ部のねじれ方向と同じ場合あるいはローラ側ねじ部のリード角絶対値が軸側ねじ部のリード角絶対値と異なる場合には、ローラ側ねじ部は軸側ねじ部と交差して噛み合っている。また、ローラ側ねじ部のリード角絶対値がナット側ねじ部のリード角絶対値と同じでローラ側ねじ部のねじれ方向がナット側ねじ部のねじれ方向と逆の場合あるいはローラ側ねじ部のリード角絶対値がナット側ねじ部のリード角絶対値と異なる場合には、ローラ側ねじ部はナット側ねじ部と交差して噛み合っている。したがって、このようなねじ装置では、ねじ軸と遊星ローラとの間あるいはナットと遊星ローラとの間に、上述した交差噛合いが存在している。
【特許文献１】米国特許第２６８３３７９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したねじ装置は、従来、図１７に示すように、ローラ側ねじ部６のピッチが軸側ねじ部４およびナット側ねじ部５のピッチと同じピッチとなっている。このため、たとえば、交差噛合いがねじ軸と遊星ローラとの間に存在し、ねじ軸の外周面に形成された軸側ねじ部と遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部が共に右ねじの場合には、図１８（ａ）に示すように、矢印で示す方向の軸方向荷重がねじ軸１に作用し、これと反対方向の軸方向荷重が遊星ローラ３に作用すると、ローラ側ねじ部６の溝筋を軸側ねじ部４の溝筋に一致させようとする力（図中反時計方向の力）が遊星ローラ３に生じることによって、遊星ローラ３がねじ軸１に対して傾きを持つことになる。そして、遊星ローラ３がねじ軸１に対して傾きを持つと、図１９に示すように、遊星ローラ３の軸方向中央部より左側の部分ではねじ軸１と遊星ローラ３との接触面圧が下がる方向（図中下側）に軸側ねじ部４とローラ側ねじ部６との交差噛合い点Ｐが移動し、遊星ローラ３の軸方向中央部より右側の部分ではねじ軸１と遊星ローラ３との接触面圧が上がる方向（図中上側）に軸側ねじ部４とローラ側ねじ部６との交差噛合い点Ｐが移動する。これにより、ねじ軸１と遊星ローラ３との接触面圧が図中左側に向かって下がることになるが、遊星ローラ全体が受ける軸方向荷重は変わらないため、ねじ軸１と遊星ローラ３との接触面圧は、図２０に示すように、図中右側に向かって上昇する。このため、ねじ軸１と遊星ローラ３との間に交差噛合いが存在する場合には、図１８（ｂ）に示すような接触面圧の不均一がねじ軸１と遊星ローラ３との間に発生し、たとえば射出成形機などのように遊星ローラに作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラに一方向から作用する場合には、遊星ローラの片端から破損が進展し、荷重が均一に分布すると仮定してねじ装置の寿命を計算した値よりもねじ装置の実際の寿命が短くなるという問題があった。
【０００４】
また、交差噛合いがナットと遊星ローラとの間に存在し、ナットの内周面に形成されたナット側ねじ部と遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部が共に右ねじの場合には、図２１（ａ）に示すように、矢印で示す方向の軸方向荷重がナット２に作用し、これと反対方向の軸方向荷重が遊星ローラ３に作用すると、ローラ側ねじ部６の溝筋をナット側ねじ部５の溝筋に一致させようとする力（図中時計方向の力）が遊星ローラ３に生じることによって、遊星ローラ３がナット２に対して傾きを持つことになる。そして、遊星ローラ３がナット２に対して傾きを持つと、遊星ローラ３の軸方向中央部より左側の部分ではナット２と遊星ローラ３との接触面圧が上がる方向にナット側ねじ部５とローラ側ねじ部６との交差噛合い点が移動し、遊星ローラ３の軸方向中央部より右側の部分ではナット２と遊星ローラ３との接触面圧が下がる方向にナット側ねじ部５とローラ側ねじ部６との交差噛合い点が移動する。これにより、ナット２と遊星ローラ３との接触面圧が図中右側に向かって下がることになるが、遊星ローラ全体が受ける軸方向荷重は変わらないため、ナット２と遊星ローラ３との接触面圧は図中左側に向かって上昇する。このため、ナット２と遊星ローラ３との間に交差噛合いが存在する場合には、図２１（ｂ）に示すような接触面圧の不均一がナット２と遊星ローラ３との間に発生し、たとえば射出成形機などのように遊星ローラに作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラに一方向から作用する場合には、遊星ローラの片端から破損が進展し、荷重が均一に分布すると仮定してねじ装置の寿命を計算した値よりもねじ装置の実際の寿命が短くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、遊星ローラに作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラに一方向から作用する場合でも長期にわたって使用することのできるねじ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係るねじ装置は、ねじ軸とナットとの間に複数の遊星ローラを具備するねじ装置において、前記遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部の全部または一部のピッチを、前記ねじ軸の外周面に形成された軸側ねじ部と前記ナットの内周面に形成されたナット側ねじ部のうち前記ローラ側ねじ部と交差して噛み合うねじ部のピッチより小さくしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明に係るねじ装置は、請求項１記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部と前記ナット側ねじ部のうち前記ローラ側ねじ部と交差せずに噛み合うねじ部のピッチを前記ローラ側ねじ部のピッチと同じピッチにしたことを特徴とする。
請求項３記載の発明に係るねじ装置は、請求項１記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部と前記ナット側ねじ部のうち前記ローラ側ねじ部と交差せずに噛み合うねじ部のピッチを前記ローラ側ねじ部と交差して噛み合うねじ部のピッチと同じピッチにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明に係るねじ装置は、ねじ軸とナットとの間に複数の遊星ローラを具備し、かつ前記遊星ローラが前記ねじ軸の外周面および前記ナットの内周面に形成されたねじ部と係合しない小径軸部を中央部に有するねじ装置において、前記ねじ軸の外周面に形成された軸側ねじ部と前記ナットの内周面に形成されたナット側ねじ部のうち前記遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部と交差して噛み合うねじ部のピッチをＰ、該ピッチの整数倍をＮ、前記ねじ部のピッチより小さい正の値をΔｘとしたとき、前記ローラ側ねじ部のピッチをＰとし、かつ前記小径軸部を挟んで隣接するローラ側ねじ部のねじ溝間距離をＰ×Ｎ−ΔＸとしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明に係るねじ装置は、請求項４記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部と前記ナット側ねじ部のうち前記ローラ側ねじ部と交差せずに噛み合うねじ部の中央部のピッチを前記ローラ側ねじ部のピッチより小さくしたことを特徴とする。
請求項６記載の発明に係るねじ装置は、請求項１〜５のいずれか一項記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部の呼び有効径をＤｓ、前記ナット側ねじ部の呼び有効径をＤｎ、前記ローラ側ねじ部の呼び有効径をＤｒ、前記軸側ねじ部の条数をＪｓ、前記ナット側ねじ部の条数をＪｎ、前記ローラ側ねじ部の条数をＪｒ、前記軸側ねじ部の呼びリードをＬｓ、前記ナット側ねじ部の呼びリードをＬｎ、前記ローラ側ねじ部の呼びリードをＬｒ、前記軸側ねじ部の呼びピッチをＰｓ、前記ナット側ねじ部の呼びピッチをＰｎ、前記ローラ側ねじ部の呼びピッチをＰｒとしたとき、Ｄｎ＝Ｄｓ＋２Ｄｒ、Ｊｎ／Ｊｒ＝Ｄｎ／Ｄｒ、Ｊｎ＝Ｊｓ、Ｌｓ＝Ｊｓ×Ｐｓ、Ｌｒ＝Ｊｒ×Ｐｒ、Ｌｎ＝Ｊｎ×Ｐｎの関係が成り立ち、かつ前記軸側ねじ部が前記ローラ側ねじ部と交差して噛み合うとともに、前記軸側ねじ部のリードが前記ナットの移動量と一致していることを特徴とする。
【００１０】
請求項７記載の発明に係るねじ装置は、請求項１〜５のいずれか一項記載のねじ装置において、前記軸側ねじ部の呼び有効径をＤｓ、前記ナット側ねじ部の呼び有効径をＤｎ、前記ローラ側ねじ部の呼び有効径をＤｒ、前記軸側ねじ部の条数をＪｓ、前記ナット側ねじ部の条数をＪｎ、前記ローラ側ねじ部の条数をＪｒ、前記軸側ねじ部の呼びリードをＬｓ、前記ナット側ねじ部の呼びリードをＬｎ、前記ローラ側ねじ部の呼びリードをＬｒ、前記軸側ねじ部の呼びピッチをＰｓ、前記ナット側ねじ部の呼びピッチをＰｎ、前記ローラ側ねじ部の呼びピッチをＰｒとしたとき、Ｄｎ＝Ｄｓ＋２Ｄｒ、Ｊｓ／Ｊｒ＝Ｄｓ／Ｄｒ、Ｊｎ＝Ｊｓ、Ｌｓ＝Ｊｓ×Ｐｓ、Ｌｒ＝Ｊｒ×Ｐｒ、Ｌｎ＝Ｊｎ×Ｐｎの関係が成り立ち、かつ前記ナット側ねじ部が前記ローラ側ねじ部と交差して噛み合うとともに、前記軸側ねじ部のリードが前記ナットの移動量と一致していることを特徴とする。
【００１１】
請求項８記載の発明に係るねじ装置は、請求項１記載のねじ装置において、前記ローラ側ねじ部および前記ナット側ねじ部をリード角が零の環状溝とし、かつ前記ローラ側ねじ部が前記軸側ねじ部と交差して噛み合うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜８に係るねじ装置によれば、遊星ローラに傾きがあってもローラ側ねじ部の接触面圧が軸方向にほぼ均一となるため、遊星ローラに作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラに一方向から作用する場合でも長期にわたって使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係るねじ装置の概略構成を示す図、図２は第１の実施形態に係るねじ装置の要部を示す図であり、図１に示されるように、第１の実施形態に係るねじ装置はねじ軸１、ナット２および複数の遊星ローラ３を具備している。
遊星ローラ３はねじ軸１とナット２との間に設けられており、各遊星ローラ３の外周面には、ねじ軸１の外周面に形成された軸側ねじ部４およびナット２の内周面に形成されたナット側ねじ部５の双方と噛み合うローラ側ねじ部６が形成されている。また、遊星ローラ３はピニオン歯車７を軸方向の両端部に有しており、ナット２の内周面には、ピニオン歯車７と噛み合う二つの内歯歯車８が固設されている。
【００１４】
ここで、軸側ねじ部４の呼び有効径をＤｓ、ナット側ねじ部５の呼び有効径をＤｎ、ローラ側ねじ部６の呼び有効径をＤｒ、軸側ねじ部４の条数をＪｓ、ナット側ねじ部５の条数をＪｎ、ローラ側ねじ部６の条数をＪｒ、軸側ねじ部４の呼びリードをＬｓ、ナット側ねじ部５の呼びリードをＬｎ、ローラ側ねじ部６の呼びリードをＬｒ、軸側ねじ部４の呼びピッチをＰｓ、ナット側ねじ部５の呼びピッチをＰｎ、ローラ側ねじ部６の呼びピッチをＰｒとすると、Ｄｎ＝Ｄｓ＋２Ｄｒ、Ｊｎ／Ｊｒ＝Ｄｎ／Ｄｒ、Ｊｎ＝Ｊｓ、Ｌｓ＝Ｊｓ×Ｐｓ、Ｌｒ＝Ｊｒ×Ｐｒ、Ｌｎ＝Ｊｎ×Ｐｎとなっている。
【００１５】
また、ローラ側ねじ部６は軸側ねじ部４と交差して噛み合っており、軸側ねじ部４のピッチをＰ、軸側ねじ部４のピッチより小さい正の値をΔＰとすると、図２に示すように、ローラ側ねじ部６は軸側ねじ部４のピッチより小さいピッチで遊星ローラ３の外周面に形成されている。
ナット側ねじ部５はローラ側ねじ部６と交差せずに噛み合っており、ローラ側ねじ部６のピッチをＰ−ΔＰとすると、図２に示すように、ローラ側ねじ部６はナット側ねじ部５と同じピッチでナット２の内周面に形成されている。
【００１６】
上述した第１の実施形態のように、ローラ側ねじ部６のピッチ（Ｐ−ΔＰ）を軸側ねじ部４のピッチ（Ｐ）より小さくすると、図３に示すように、軸側ねじ部４とローラ側ねじ部６との噛合いが図中右側に行くに従って弱くなる。このとき、遊星ローラ３がねじ軸１に対して傾いていない場合は、軸側ねじ部４とローラ側ねじ部６との接触面圧分布が図４（ａ）に示すような接触面圧分布、すなわち遊星ローラ３がねじ軸１に対して傾いた場合の面圧上昇を打ち消すような接触面圧分布となる。したがって、遊星ローラ３がねじ軸１に対して傾いた場合は、軸側ねじ部４とローラ側ねじ部６との接触面圧分布が図４（ｂ）に示すような接触面圧分布となり、遊星ローラ３の傾きによる接触面圧の不均一が緩和されるため、遊星ローラ３に作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラ３に一方向から作用する場合でも長期にわたって使用することができる。
【００１７】
また、上述した第１の実施形態のように、ローラ側ねじ部６と交差せずに噛み合う（この場合はナット側ねじ部５）のピッチをローラ側ねじ部６と同じピッチにすると、遊星ローラ３の傾きを抑える作用が強まるので、遊星ローラ３に作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラ３に一方向から作用する場合でもより長期にわたって使用することができる。
【００１８】
上述した第１の実施形態では、ナット側ねじ部５のピッチをローラ側ねじ部６と同じピッチにしたものを例示したが、図５に示す第２の実施形態のように、ナット側ねじ部５のピッチをローラ側ねじ部６と交差して噛み合う軸側ねじ部４のピッチと同じピッチにしてもよい。この場合、ピニオン歯車７のバックラッシュを小さくしたり、ピニオン歯車７と内歯歯車８との噛み合い長さを長くしたりして、遊星ローラ３の傾きを大きくしない対策を講じることが好ましい。
【００１９】
また、上述した第１の実施形態では、ローラ側ねじ部６の全部のピッチを軸側ねじ部４のピッチより小さくしたものを例示したが、図６に示す第３の実施形態のように、ローラ側ねじ部６の一部（例えば中央部）のピッチを軸側ねじ部４のピッチより小さくしてもよい。
第３の実施形態のように、ローラ側ねじ部６の一部のピッチを軸側ねじ部４のピッチより小さくすると、遊星ローラ３がねじ軸１に対して傾いていない場合のねじ軸１と遊星ローラ３との接触面圧分布が図７に示すような接触面圧分布、すなわち遊星ローラ３がねじ軸１に対して傾いた場合の面圧上昇を打ち消すような接触面圧分布となるので、第１の実施形態と同様に、遊星ローラ３に作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラ３に一方向から作用する場合でも長期にわたって使用することができる。
【００２０】
図８は本発明の第４の実施形態に係るねじ装置の概略構成を示す図、図９は第４の実施形態に係るねじ装置の要部を示す図であり、図８に示されるように、第４の実施形態に係るねじ装置はねじ軸１、ナット２および複数の遊星ローラ３を具備している。
遊星ローラ３はねじ軸１とナット２との間に設けられており、各遊星ローラ３の外周面には、ねじ軸１の外周面に形成された軸側ねじ部４およびナット２の内周面に形成されたナット側ねじ部５の双方と噛み合うローラ側ねじ部６が軸側ねじ部４と同じピッチで形成されている。また、遊星ローラ３はピニオン歯車７を軸方向の両端部に有しており、ナット２の内周面には、ピニオン歯車７と噛み合う二つの内歯歯車８が固設されている。さらに、遊星ローラ３は軸側ねじ部４およびナット側ねじ部５の双方と係合しない小径軸部３ａを中央部に有しており、軸側ねじ部４とナット側ねじ部５のうちローラ側ねじ部６と交差して噛み合うねじ部（この場合は軸側ねじ部４）のピッチをＰ、その整数倍をＮ、ピッチＰより小さい正の値をΔＸとすると、図９に示すように、小径軸部３ａを挟んで隣接するローラ側ねじ部６のねじ溝間距離は、図９に示すように、Ｐ×Ｎ−ΔＸとなっている。
【００２１】
ナット側ねじ部５はローラ側ねじ部６と同じピッチでナット２の内周面に形成されているが、図９に示すように、遊星ローラ３の小径軸部３ａと対応する部分のピッチはＰ−ΔＸとなっている。
上述した第４の実施形態のように、軸側ねじ部４と交差して噛み合うローラ側ねじ部６を軸側ねじ部４のピッチＰと同じピッチで遊星ローラ３の外周面に形成するとともに、小径軸部３ａを挟んで隣接するローラ側ねじ部６のねじ溝間距離をＰ×Ｎ−ΔＸにすると、図１０に示すように、小径軸部３ａより図中右側部分では軸側ねじ部４とローラ側ねじ部６との接触面圧が小径軸部３ａより図中左側部分よりも低くなり、遊星ローラ３がねじ軸１に対して傾いた場合に遊星ローラ３の傾きによる接触面圧の不均一が緩和されるため、第１の実施形態と同様に、遊星ローラ３に作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラ３に一方向から作用する場合でも長期にわたって使用することができる。
【００２２】
図１１は本発明の第５の実施形態に係るねじ装置の概略構成を示す図、図１２は第５の実施形態に係るねじ装置の要部を示す図であり、図１１に示されるように、第５の実施形態に係るねじ装置はねじ軸１、ナット２および複数の遊星ローラ３を具備している。
遊星ローラ３はねじ軸１とナット２との間に設けられており、各遊星ローラ３の外周面には、ねじ軸１の外周面に形成された軸側ねじ部４およびナット２の内周面に形成されたナット側ねじ部５の双方と噛み合うローラ側ねじ部６が形成されている。また、遊星ローラ３はピニオン歯車７を軸方向の両端部に有しており、ねじ軸１の外周面には、ピニオン歯車７と噛み合う二つの外歯歯車９が固設されている。
【００２３】
ここで、軸側ねじ部４の呼び有効径をＤｓ、ナット側ねじ部５の呼び有効径をＤｎ、ローラ側ねじ部６の呼び有効径をＤｒ、軸側ねじ部４の条数をＪｓ、ナット側ねじ部５の条数をＪｎ、ローラ側ねじ部６の条数をＪｒ、軸側ねじ部４の呼びリードをＬｓ、ナット側ねじ部５の呼びリードをＬｎ、ローラ側ねじ部６の呼びリードをＬｒ、軸側ねじ部４の呼びピッチをＰｓ、ナット側ねじ部５の呼びピッチをＰｎ、ローラ側ねじ部６の呼びピッチをＰｒとすると、Ｄｎ＝Ｄｓ＋２Ｄｒ、Ｊｓ／Ｊｒ＝Ｄｓ／Ｄｒ、Ｊｎ＝Ｊｓ、Ｌｓ＝Ｊｓ×Ｐｓ、Ｌｒ＝Ｊｒ×Ｐｒ、Ｌｎ＝Ｊｎ×Ｐｎとなっている。
【００２４】
また、ローラ側ねじ部６はナット側ねじ部５と交差して噛み合っており、ナット側ねじ部５のピッチをＰ、ナット側ねじ部５のピッチより小さい正の値をΔＰとすると、図１２に示すように、ローラ側ねじ部６はナット側ねじ部５のピッチより小さいピッチで遊星ローラ３の外周面に形成されている。
ねじ側ねじ部４はローラ側ねじ部６と交差せずに噛み合っており、図１２に示すように、ねじ側ねじ部４はローラ側ねじ部６のピッチと同じピッチでねじ軸１の外周面に形成されている。
【００２５】
上述した第５の実施形態のように、ローラ側ねじ部６のピッチをナット側ねじ部５のピッチより小さくすると、図１３に示すように、ナット側ねじ部５とローラ側ねじ部６との噛合いが図中左側に行くに従って弱くなる。このとき、遊星ローラ３がナット２に対して傾いていない場合は、ナット側ねじ部５とローラ側ねじ部６との接触面圧分布が図１４（ａ）に示すような接触面圧分布、すなわち遊星ローラ３がナット２に対して傾いた場合の面圧上昇を打ち消すような接触面圧分布となる。したがって、遊星ローラ３がナット２に対して傾いた場合は、ナット２とローラ側ねじ部６との接触面圧分布が図１４（ｂ）に示すような接触面圧分布となり、遊星ローラ３の傾きによる接触面圧の不均一が緩和されるため、遊星ローラ３に作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラ３に一方向から作用する場合でも長期にわたって使用することができる。
【００２６】
また、上述した第５の実施形態のように、ローラ側ねじ部６と交差せずに噛み合う軸側ねじ部４のピッチをローラ側ねじ部６のピッチと同じピッチにすると、遊星ローラ３の傾きを抑える作用が強まるため、遊星ローラ３に作用する軸方向荷重が比較的大きく且つ軸方向荷重が遊星ローラ３に一方向から作用する場合でもより長期にわたって使用することができる。
【００２７】
図２、図９および図１７に示したねじ装置において、Ｄｓ：６０ｍｍ、Ｄｒ：２０ｍｍ、Ｄｎ：１００ｍｍ、Ｊｓ：５条、Ｊｒ：１条、Ｊｎ：５条、Ｐｓ：３ｍｍ、Ｐｒ：３ｍｍ、Ｐｎ：３ｍｍ、遊星ローラ有効長：１２０ｍｍ、軸側ねじ部形状：直線溝、ローラ側ねじ部形状：Ｒ溝（半径３９ｍｍ）、ナット側ねじ部形状：直線溝、ねじ部呼び傾斜角：４０°、Ｐ：３ｍｍ、ΔＰ：０．３μｍ、小径軸部長さ：３０ｍｍ、ΔＸ：１５μｍ、基準面圧１．４ＧＰａの条件で、ローラ側ねじ部と軸側ねじ部との累積リード精度の差とねじ部長さとの関係を調べた結果を図１５に、また、上記と同じ条件でねじ軸と遊星ローラとの接触面圧比を調べた結果を図１６に示す。
【００２８】
図１５に示されるように、従来のねじ装置では遊星ローラとナットの累積リードの差が０ｍｍであるのに対し、図２に示した第１の実施形態に係るねじ装置では、遊星ローラとナットの累積リードが呼びリード３ｍｍに対して巻数毎に徐々にマイナスしていく。また、図９に示した第４の実施形態に係るねじ装置では、遊星ローラの小径軸部において加工リードがオフセットされているため、遊星ローラとナットの累積リード差が突如マイナスになる。
【００２９】
図１６に示されるように、従来のねじ装置では接触面圧が遊星ローラの一端において基準面圧の１．２倍以上となるのに対し、図２に示した第１の実施形態および図９に示した第４の実施形態に係るねじ装置では、接触面圧の不均一が緩和され、面圧が大きい部分でも基準面圧の１．１倍以下に抑えられていることがわかる。
上述した第１〜第５の実施形態では、遊星ローラの外周面に形成されたローラ側ねじ部のリード角が正のものを例示したが、これに限定されるものではなく、例えば特開昭５１−９８４７２号公報に示されるように、ローラ側ねじ部およびナット側ねじ部をリード角が零の環状溝とし、ローラ側ねじ部が軸側ねじ部と交差して噛み合うねじ装置についても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るねじ装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るねじ装置の要部を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るねじ装置の軸側ねじ部とローラ側ねじ部との噛み合いを模式的に示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るねじ装置の軸側ねじ部とローラ側ねじ部との接触面圧分布を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るねじ装置の軸側ねじ部とローラ側ねじ部を模式的に示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るねじ装置の軸側ねじ部とローラ側ねじ部を模式的に示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るねじ装置の軸側ねじ部とローラ側ねじ部との接触面圧分布を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るねじ装置の概略構成を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るねじ装置の要部を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係るねじ装置の軸側ねじ部とローラ側ねじ部との接触面圧分布を示す図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係るねじ装置の概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係るねじ装置の要部を示す図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係るねじ装置のナット側ねじ部とローラ側ねじ部との噛み合いを模式的に示す図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係るねじ装置のナット側ねじ部とローラ側ねじ部との接触面圧分布を示す図である。
【図１５】ねじ装置のローラ側ねじ部と軸側ねじ部との累積リード精度の差とねじ部長さとの関係を示す図である。
【図１６】ねじ装置のローラ側ねじ部と軸側ねじ部との接触面圧比を計算した結果を示す図である。
【図１７】従来のねじ装置の軸側ねじ部、ナット側ねじ部およびローラ側ねじ部の噛み合いを模式的に示す図である。
【図１８】ローラ側ねじ部が軸側ねじ部と交差して噛み合っている場合の遊星ローラの傾きを説明するための図である。
【図１９】遊星ローラがねじ軸に対して傾いた場合の軸側ねじ部とローラ側ねじ部との噛合い点を示す図である。
【図２０】遊星ローラがねじ軸に対して傾いた場合のねじ軸と遊星ローラとの接触面圧分布を示す図である。
【図２１】ローラ側ねじ部がナット側ねじ部と交差して噛み合っている場合の遊星ローラの傾きを説明するための図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ねじ軸
２  ナット
３  遊星ローラ
４  軸側ねじ部
５  ナット側ねじ部
６  ローラ側ねじ部
７  ピニオン歯車
８  内歯歯車
９  外歯歯車
【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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【図２０】
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【図２１】
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