(57)【要約】【課題】内歯歯車（または外歯歯車）と遊星歯車との噛み合い音が騒音となって発生することを抑制できると共に、内歯歯車（または外歯歯車）に作用する面圧が周期的に高くなることを抑制することのできるローラねじ装置を提供する。【解決手段】内歯歯車１６と遊星歯車１７との噛み合い率を１．４２〜１．６７とし、かつ二つの内歯歯車１６のうち一方の内歯歯車１６と他方の内歯歯車１６との間に遊星歯車１７との噛み合い位相差が１／６〜１／２の歯車ピッチで生じるように内歯歯車１６をナット１３の内周面に固定した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸と、該ねじ軸の外径より大きい内径で筒状に形成されたナットと、前記ねじ軸の外周面に形成された雄ねじ及び前記ナットの内周面に形成された雌ねじの双方に螺合するねじ山部を外周面に有すると共に前記ナットの内周面に固定された二つの内歯歯車と各々噛合する遊星歯車を両端部に有する複数のローラとを備えたローラねじ装置において、
前記二つの内歯歯車のうち一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に前記遊星歯車との噛み合い位相差が所定の歯車ピッチで生じるように前記内歯歯車を前記ナットの内周面に固定したことを特徴とするローラねじ装置。
【請求項２】
請求項１記載のローラねじ装置において、前記二つの内歯歯車のうち一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に前記遊星歯車との噛み合い位相差が１／６〜１／２の歯車ピッチで生じるように前記内歯歯車を前記ナットの内周面に固定したことを特徴とするローラねじ装置。
【請求項３】
請求項２記載のローラねじ装置において、前記二つの内歯歯車のうち一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に前記遊星歯車との噛み合い位相差が約１／２の歯車ピッチで生じるように前記内歯歯車を前記ナットの内周面に固定したことを特徴とするローラねじ装置。
【請求項４】
ねじ軸と、該ねじ軸の外径より大きい内径で筒状に形成されたナットと、前記ねじ軸の外周面に形成された雄ねじ及び前記ナットの内周面に形成された雌ねじの双方に螺合するねじ山部を外周面に有すると共に前記ねじ軸の外周面に形成された二つの外歯歯車と各々噛合する遊星歯車を両端部に有する複数のローラとを備えたローラねじ装置において、
前記二つの外歯歯車のうち一方の外歯歯車と他方の外歯歯車との間に前記遊星歯車との噛み合い位相差が所定の歯車ピッチで生じるように前記外歯歯車を前記ねじ軸の外周面に形成したことを特徴とするローラねじ装置。
【請求項５】
請求項４記載のローラねじ装置において、前記二つの外歯歯車のうち一方の外歯歯車と他方の外歯歯車との間に前記遊星歯車との噛み合い位相差が１／６〜１／２の歯車ピッチで生じるように前記外歯歯車を前記ねじ軸の外周面に形成したことを特徴とするローラねじ装置。
【請求項６】
請求項５記載のローラねじ装置において、前記二つの外歯歯車のうち一方の外歯歯車と他方の外歯歯車との間に前記遊星歯車との噛み合い位相差が約１／２の歯車ピッチで生じるように前記外歯歯車を前記ねじ軸の外周面に形成したことを特徴とするローラねじ装置。
【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ローラねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転運動を直線運動に変換するローラねじ装置は、特許文献１に開示されているように、ねじ軸と、このねじ軸の外径より大きい内径で筒状に形成されたナットと、ねじ軸の外周面に形成された雄ねじ及びナットの内周面に形成された雌ねじの双方に螺合するねじ山部を外周面に有すると共にナットの内周面に固定された二つの内歯歯車と各々噛合する遊星歯車を両端部に有する複数のローラとを備えた構成となっている。
【特許文献１】特開昭５９−１４７１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなローラねじ装置は、ナットに付与された回転トルクが内歯歯車を介して遊星歯車に伝わり、さらに遊星歯車を介してローラに伝わるため、比較的小さい回転トルクでねじ軸を軸方向に直線運動させることができるが、次のような解決すべき課題を有していた。すなわち、従来のローラねじ装置では、内歯歯車と遊星歯車との噛み合いがナットの両端部で同時に起こるように内歯歯車がナットの内周面に固定されているため、ナットを高速で回転させたときに内歯歯車と遊星歯車との噛み合い音が騒音となって発生することがあった。また、図１１に示すように、内歯歯車と遊星歯車との噛み合い接触点が二点で同時に変化するため、ナットを高速で回転させると内歯歯車に作用する面圧が周期的に高くなってしまい、内歯歯車の耐久性が損なわれることがあった。
本発明は上記のような問題点に着目してなされたものであり、その目的は、内歯歯車と遊星歯車との噛み合い音が騒音となって発生することを抑制できると共に、内歯歯車に作用する面圧が周期的に高くなることを抑制することのできるローラ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】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明のうち請求項１の発明に係るローラねじ装置は、ねじ軸と、該ねじ軸の外径より大きい内径で筒状に形成されたナットと、前記ねじ軸の外周面に形成された雄ねじ及び前記ナットの内周面に形成された雌ねじの双方に螺合するねじ山部を外周面に有すると共に前記ナットの内周面に固定された二つの内歯歯車と各々噛合する遊星歯車を両端部に有する複数のローラとを備えたローラねじ装置において、前記二つの内歯歯車のうち一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に前記遊星歯車との噛み合い位相差が所定の歯車ピッチで生じるように前記内歯歯車を前記ナットの内周面に固定したことを特徴とする。
【０００５】
本発明のうち請求項２の発明に係るローラねじ装置は、請求項１記載のローラねじ装置において、前記二つの内歯歯車のうち一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に前記遊星歯車との噛み合い位相差が１／６〜１／２の歯車ピッチで生じるように前記内歯歯車を前記ナットの内周面に固定したことを特徴とする。
本発明のうち請求項３の発明に係るローラねじ装置は、請求項２記載のローラねじ装置において、前記二つの内歯歯車のうち一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に前記遊星歯車との噛み合い位相差が約１／２の歯車ピッチで噛み合い位相差が生じるように前記内歯歯車を前記ナットの内周面に固定したことを特徴とする。
【０００６】
本発明のうち請求項４の発明に係るローラねじ装置は、ねじ軸と、該ねじ軸の外径より大きい内径で筒状に形成されたナットと、前記ねじ軸の外周面に形成された雄ねじ及び前記ナットの内周面に形成された雌ねじの双方に螺合するねじ山部を外周面に有すると共に前記ねじ軸の外周面に形成された二つの外歯歯車と各々噛合する遊星歯車を両端部に有する複数のローラとを備えたローラねじ装置において、前記二つの外歯歯車のうち一方の外歯歯車と他方の外歯歯車との間に前記遊星歯車との噛み合い位相差が所定の歯車ピッチで生じるように前記外歯歯車を前記ねじ軸の外周面に形成したことを特徴とする。
【０００７】
本発明のうち請求項５の発明に係るローラねじ装置は、請求項４記載のローラねじ装置において、前記二つの外歯歯車のうち一方の外歯歯車と他方の外歯歯車との間に前記遊星歯車との噛み合い位相差が１／６〜１／２の歯車ピッチで生じるように前記外歯歯車を前記ねじ軸の外周面に形成したことを特徴とする。
本発明のうち請求項６の発明に係るローラねじ装置は、請求項５記載のローラねじ装置において、前記二つの外歯歯車のうち一方の外歯歯車と他方の外歯歯車との間に前記遊星歯車との噛み合い位相差が約１／２の歯車ピッチで生じるように前記外歯歯車を前記ねじ軸の外周面に形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明に係るローラねじ装置によれば、一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に遊星歯車との噛み合い位相差が所定の歯車ピッチで生じるように内歯歯車をナットの内周面に固定したことで、内歯歯車と遊星歯車との噛み合いタイミングがナットの両端部で一致しなくなるので、内歯歯車と遊星歯車との噛み合い音が騒音となって発生することを抑制することができる。また、内歯歯車と遊星歯車との噛み合い接触点が二点で同時に変化することがないため、内歯歯車に作用する面圧が周期的に高くなることを抑制することができる。
【０００９】
請求項４の発明に係るローラねじ装置によれば、一方の外歯歯車と他方の外歯歯車との間に遊星歯車との噛み合い位相差が所定の歯車ピッチで生じるように外歯歯車をねじ軸の外周面に形成したことで、外歯歯車と遊星歯車との噛み合いタイミングがナットの両端部で一致しなくなるので、外歯歯車と遊星歯車との噛み合い音が騒音となって発生することを抑制することができる。また、外歯歯車と遊星歯車との噛み合い接触点が二点で同時に変化することがないため、外歯歯車に作用する面圧が周期的に高くなることを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１〜図４を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るローラねじ装置１０はねじ軸１１を備えており、このねじ軸１１の外周面には、雄ねじ１２が形成されている。さらに、ローラねじ装置１０はねじ軸１１の外径より大きい内径で筒状に形成されたナット１３を備えており、このナット１３の内周面には、雌ねじ１４がねじ軸１１の雄ねじ１２と同一のリードで形成されている。
【００１１】
ねじ軸１１の外周面とナット１３の内周面との間には、複数のローラ１５が設けられている。これらのローラ１５は、雄ねじ１２及び雌ねじ１４の双方に螺合するねじ山部１５ａを外周面に有している。また、ローラ１５はナット１３の内周面に固定された二つの内歯歯車１６と各々噛み合う遊星歯車１７を両端部に有しており、これらの遊星歯車１７よりもナット１３の端部寄りには、ローラ１５の両端部を回転自在に支持する二つのローラ支持リング１８が設けられている。
【００１２】
内歯歯車１６は先端が尖った複数の止めねじ１９によりナット１３の内周面に固定されており、ナット１３の両端部には、止めねじ１９の先端部をナット１３の内周面から突出させるために、複数のねじ孔２０（図２参照）がナット１３の周方向に一定ピッチで設けられている。これらのねじ孔２０はナット１３の径方向に貫通しており、ナット１３の一端部側に設けられたねじ孔２０は、ナット１３の他端側に設けられたねじ孔２０に対して例えば内歯歯車１６の１／６〜１／２の歯車ピッチ分だけピッチをずらして孔明けされている。
【００１３】
内歯歯車１６の外周面には、ナット１３の内周面から突出する止めねじ１９の先端部と嵌合する複数の円錐穴２１（図２〜図４参照）が設けられている。これらの円錐穴２１は内歯歯車１６の周方向に一定ピッチで設けられており、一方の内歯歯車１６に設けられた円錐穴２１は、他方の内歯歯車１６に設けられた円錐穴２１に対して例えば内歯歯車１６の１／６〜１／２の歯車ピッチ分だけピッチをずらして内歯歯車１６の外周面に設けられている。また、円錐穴２１はその数の倍数が歯数となるように等ピッチで内歯歯車１６の外周面に設けられている（例えば歯数６０で５個を７２°ピッチ）。なお、内歯歯車１６の外側端面から突出する円筒部１６ａ（図２参照）には、抜け止めリング２２と協働してローラ支持リング１８をナット１３内に保持する抜け止め溝２３が円筒部１６ａの全周にわたって形成されている。
【００１４】
内歯歯車１６は、遊星歯車１７と１．４２〜１．６７の噛み合い率（作用線上の噛み合い長さを法線ピッチで除した値）で噛み合っている。そして、内歯歯車１６は一方の内歯歯車１６と他方の内歯歯車１６との間に１／６〜１／２の歯車ピッチ、好ましくは１／３〜１／２の歯車ピッチ、より好ましくは１／２の歯車ピッチで噛み合い位相差が生じるようにナット１３の内周面に固定されている。
【００１５】
次に、内歯歯車１６と遊星歯車１７との噛み合い率を１．４２〜１．６７とし、かつ一方の内歯歯車１６と他方の内歯歯車１６との間に１／６〜１／２の歯車ピッチで噛み合い位相差が生じるように内歯歯車１６をナット１３の内周面に固定した場合の作用について、図５〜図９を参照して説明する。
図５〜図９において、破線ＧＬは一方の内歯歯車と遊星歯車との噛み合い位相を示し、一点鎖線ＧＲは他方の内歯歯車と遊星歯車との噛み合い位相を示している。また、実線ＧＬ＋Ｒは噛み合い位相ＧＬと噛み合い位相ＧＲとを合成した合成噛み合い位相を示している。
【００１６】
図５〜図９に示すように、内歯歯車と遊星歯車との噛み合い率を１．４２〜１．６７とし、かつ一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に１／６〜１／２の歯車ピッチＰ（図１０参照）で噛み合い位相差が生じるように内歯歯車をナットの内周面に固定すると、内歯歯車と遊星歯車との噛み合いタイミングがナットの両端部で一致しなくなるので、内歯歯車１６と遊星歯車１７との噛み合い音が騒音となって発生することを抑制することができる。
【００１７】
特に、内歯歯車と遊星歯車との噛み合い率を１．６７とし、かつ一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に１／３の歯車ピッチで噛み合い位相差が生じるように内歯歯車をナットの内周面に固定した場合や、内歯歯車と遊星歯車との噛み合い率を１．４２〜１．６７とし、かつ一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に約１／２の歯車ピッチで噛み合い位相差が生じるように内歯歯車をナットの内周面に固定した場合は、図６、図８及び図９に示すように、内歯歯車と遊星歯車との噛み合い接触点の変動幅を１点以下に抑えることができるので、内歯歯車に作用する面圧が周期的に高くなることを抑制することができる。
【００１８】
また、上述した一実施形態のように、止めねじ１９と螺合する複数のねじ孔２０をナット１３の両端部に設けると共に、ナット１３の内周面から突出する止めねじ１９の先端部と嵌合する複数の円錐穴２１を内歯歯車１６の外周面に設けたことで、ローラねじ装置を組立てる際に内歯歯車１６をナット１３の内周面に容易に固定できるため、ローラねじ装置の組立工数を削減することができる。
【００１９】
さらに、内歯歯車１６の歯の位相と円錐穴２１の位相とを、常に一定の相対位置で加工することによって、遊星歯車１７との噛み合いを考慮した位相位置に内歯歯車１６を固定する際に、内歯歯車１６の周方向の位置を目視によって位置合せする必要がないため、内歯歯車１６をナット１３の内周面の所定位置に容易に固定することができる。
【００２０】
また、先端が尖った複数の止めねじ１９を用い、これらの止めねじ１９をナット１３の両端部に設けたねじ孔２０を通して内歯歯車１６の外周面に形成された円錐穴２１に嵌め込むことによって内歯歯車１６をナット１３の内周面に固定するようにしたことで、内歯歯車１６をナット１３の内周面に正確かつ容易に固定することができる。また、ねじ孔２０をナット１３の両端部に所定の位相で設けることによって、組立ての際に内歯歯車１６の歯の位相を目視で確認することなくローラねじ装置を組立てることができる。
【００２１】
なお、一対の内歯歯車１６の歯の位相を周方向にずらして、噛み合いのタイミングをずらし、それによって内歯歯車１６と遊星歯車１７との噛み合いに起因する騒音を低減すると共に内歯歯車の耐久性を向上させる場合には、ねじ孔２０のピッチをナット１３の両端部で１／２ピッチだけずらすことによって、特別な歯車を用意することなく、上記の方法で円錐穴２１を設けた内歯歯車１６をそのまま使用でき、内歯歯車１６と遊星歯車１７との噛み合いのタイミングを容易にずらすことができる。
【００２２】
上述した実施形態では、遊星歯車が内歯歯車と噛み合う形式のローラねじ装置に本発明を適用した場合を示したが、図１２に示す構造のローラねじ装置、すなわちねじ軸３１と、ねじ軸３１の外径より大きい内径で筒状に形成されたナット３２と、ねじ軸３１の外周面に形成された雄ねじ３１ａ及びナット３２の内周面に形成された雌ねじ３２ａの双方と螺合するねじ山部３３ａを有すると共にねじ軸３１の外周面に形成された二つの外歯歯車３５と各々噛合する遊星歯車３４を両端部に有する複数のローラ３３とを備えてなるローラ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】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るローラねじ装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るローラねじ装置の要部を示す図である。
【図３】図２に示す内歯歯車の部分正面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】内歯歯車と遊星歯車との噛み合い率を１．６７とし、かつ一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に１／６の歯車ピッチで噛み合い位相差が生じるように内歯歯車をナットの内周面に固定した場合の内歯歯車と遊星歯車との噛み合い位相を模式的に示す図である。
【図６】内歯歯車と遊星歯車との噛み合い率を１．６７とし、かつ一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に１／３の歯車ピッチで噛み合い位相差が生じるように内歯歯車をナットの内周面に固定した場合の内歯歯車と遊星歯車との噛み合い位相を模式的に示す図である。
【図７】内歯歯車と遊星歯車との噛み合い率を１．４２とし、かつ一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に１／３の歯車ピッチで噛み合い位相差が生じるように内歯歯車をナットの内周面に固定した場合の内歯歯車と遊星歯車との噛み合い位相を模式的に示す図である。
【図８】内歯歯車と遊星歯車との噛み合い率を１．６７とし、かつ一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に１／２の歯車ピッチで噛み合い位相差が生じるように内歯歯車をナットの内周面に固定した場合の内歯歯車と遊星歯車との噛み合い位相を模式的に示す図である。
【図９】内歯歯車と遊星歯車との噛み合い率を１．４２とし、かつ一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に１／２の歯車ピッチで噛み合い位相差が生じるように内歯歯車をナットの内周面に固定した場合の内歯歯車と遊星歯車との噛み合い位相を模式的に示す図である。
【図１０】歯車のピッチを説明するための図である。
【図１１】内歯歯車と遊星歯車との噛み合い率を１．６７とし、かつ一方の内歯歯車と他方の内歯歯車との間に噛み合い位相差が生じないように内歯歯車をナットの内周面に固定した場合の内歯歯車と遊星歯車との噛み合い位相を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るローラねじ装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１１，３１  ねじ軸
１２，３１ａ  雄ねじ
１３，３２  ナット
１４，３２ａ  雌ねじ
１５，３３  ローラ
１６  内歯歯車
１７，３４  遊星歯車
１８  ローラ支持リング
１９  止めねじ
２０  ねじ孔
２１  円錐穴
２２  抜け止めリング
２３  抜け止め溝
３５  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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