(57)【要約】【課題】遊星ローラねじ装置の遊星ローラに設ける歯車部の損傷を防止する手段を提供する。【解決手段】遊星ローラねじ装置が、内周面にナットねじを形成した円筒状のナットと、外周面にナットねじに噛合う噛合ローラねじ部を形成した複数の遊星ローラと、外周面に噛合ローラねじ部に噛合う軸ねじを形成した中央ねじ軸と、遊星ローラの噛合ローラねじ部の両側に形成された歯車部と備え、歯車部の外周面に、噛合ローラねじ部のローラねじ有効径よりも小さい有効径を有するローラねじを形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面にナットねじを形成した円筒状のナットと、外周面に前記ナットねじに噛合う噛合ローラねじ部を形成した複数の遊星ローラと、外周面に前記噛合ローラねじ部に噛合う軸ねじを形成した中央ねじ軸と、前記遊星ローラの噛合ローラねじ部の両側に形成された歯車部とを備え、
前記歯車部の外周面に、前記噛合ローラねじ部のローラねじ有効径よりも小さい有効径を有するローラねじを形成したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記歯車部と前記噛合ローラねじ部との間に、逃げ溝を設けたことを特徴とする遊星ローラねじ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記歯車部を別体とした歯車体を設け、該歯車体を前記噛合ローラねじ部の両側にそれぞれ配置したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３において、
前記噛合ローラねじ部の両端部の少なくとも一方の端部のローラねじ有効径を、該端部で前記歯車部の外周面に形成した小さい有効径に向かって連続的に変化させたことを特徴とする遊星ローラねじ装置。
【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ねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の遊星ローラねじ装置は、外周面に軸ねじを形成した中央ねじ軸と、内周面にナットねじを形成した円筒状のナットと、外周面に軸ねじとナットねじとに噛合うローラねじを形成した複数の遊星ローラと、この遊星ローラの両側に形成された歯車部と、ナットの内周面に固定され、歯車部と噛合って遊星ローラの公転を案内するリングギアとで構成され、歯車部の外周面には、中央ねじ軸の軸方向への移動に伴う軸ねじと歯車部との干渉を避けるために、遊星ローラのナットねじとの噛合部のローラねじと同じローラねじが歯車部の歯面を横切って形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開昭５９−１４７１５１号公報（第１頁右下欄−第２頁左上欄、第３図、第６図）
【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、上述した従来の技術においては、歯車部の歯面を横切って遊星ローラのナットねじとの嵌合部のローラねじと同じローラねじが形成されているため、噛合部と歯車部のローラねじの有効径を同じにすると、ローラねじとナットねじの噛合いの両端部、つまり歯車部の軸方向外側の端部で荷重が急激に抜けるのでエッジロードが発生する。
すなわち、歯車部の外周面のローラねじにおいても中央ねじ軸に負荷された荷重を受けることになり、歯面に切られたローラねじのエッジ部にエッジロードが生じ、面圧が局所的に高くなってエッジ部が損傷し、その破片が遊星ローラねじ装置の内部に入り込み、遊星ローラねじ装置の早期の損傷や作動不良の原因となることがあるという問題がある。
【０００４】
このことは、ナットと中央ねじ軸とが傾くような荷重条件で用いる場合や高負荷条件で用いる場合には、歯車部のローラねじが大きな荷重を受けるので特に顕著になる。
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、遊星ローラに設ける歯車部の損傷を防止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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、遊星ローラねじ装置が、内周面にナットねじを形成した円筒状のナットと、外周面に前記ナットねじに噛合う噛合ローラねじ部を形成した複数の遊星ローラと、外周面に前記噛合ローラねじ部に噛合う軸ねじを形成した中央ねじ軸と、前記遊星ローラの噛合ローラねじ部の両側に形成された歯車部と備え、前記歯車部の外周面に、前記噛合ローラねじ部のローラねじ有効径よりも小さい有効径を有するローラねじを形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、本発明は、歯車部のローラねじが中央ねじ軸の軸ねじと接触することがなくなり、歯面に切られたローラねじのエッジ部にエッジロードが生ずることがないので、遊星ローラに設けた歯車部のエッジ部の損傷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】
【０００７】
以下に、図面を参照して本発明による遊星ローラねじ装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は実施例１の遊星ローラを示す側面図、図２は実施例１の遊星ローラねじ装置を示す断面図である。
図２において、１は遊星ローラねじ装置である。
２は遊星ローラねじ装置１の中央ねじ軸であり、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１条または多条の軸ねじ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。
【０００９】
４は遊星ローラねじ装置１のナットであり、合金鋼等の鋼材で製作された円筒状部材であって、その内周面には多条のナットねじ５が所定のリードで軸ねじ３と同じピッチＰに形成されている。
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、両端部に円柱状の突起軸部７が形成されており、突起軸部７の間の外周面には全長に渡って軸ねじ３およびナットねじ５に噛合う１条または多条のローラねじ８が所定のリードで軸ねじ３と同じピッチＰに形成されている。
【００１０】
ローラねじ８は、図１に示すようにナットねじ５と常時噛合っている部位（噛合ローラねじ部９という。）と、噛合ローラねじ部９の両側に切上げ部１０を介して平歯車を形成した歯車部１１とが形成されている。
１２は保持器であり、樹脂材料や金属材料で製作された円環状部材であって、遊星ローラ６の突起軸部７が嵌合する保持孔１３が所定の角度ピッチで複数設けられており、遊星ローラ６の突起軸部７を保持孔１３で保持して中央ねじ軸２とナット４の間に複数の遊星ローラ６を所定の角度ピッチで配置する。
【００１１】
１４はＣ型輪止め等の抜止部材であり、保持器１２の外側でナット４の内周面に配置され、保持器１２の軸方向の移動が制限する。
１５はリングギアであり、保持器１２に保持された遊星ローラ６の小径の歯車である歯車部１１に噛合う内歯の平歯車であって、ナット４の内周面に嵌合して固定され、歯車部１１の平歯車がリングギア１５の平歯車に噛合うことにより遊星ローラ６の公転を案内する。
【００１２】
上記の中央ねじ軸２の軸ねじ３とナット４のナットねじ５とに、保持器１２に保持されてリングギア１５と歯車部１１により公転を案内された遊星ローラ６のローラねじ８が噛合い、ナット４を回転させることによって遊星ローラ６が中央ねじ軸２の周りを自転しながら公転して中央ねじ軸２を軸方向に移動させる。これによりナット４の回転運動が中央ねじ軸２の直線運動に変換される。
【００１３】
上記のような構成において、遊星ローラねじ装置１の遊星ローラ６に設ける歯車部１１の損傷を防止する手段について説明する。
遊星ローラ６の自転と公転の関係は、原則的に遊星ローラ６の噛合ローラねじ部９がナット４のナットねじ５と噛合うときのそれぞれのねじ有効径の比、つまりナットねじ５の有効径（ナットねじ有効径Ｄｎという。）と噛合ローラねじ部９のローラねじ８の有効径（ローラねじ有効径Ｄｒという。）との比Ｄｎ／Ｄｒ（遊星ローラねじ形状定数αという。）によりが決定される。
【００１４】
この場合に、遊星ローラ６の中央ねじ軸２周りの公転を円滑にするためには遊星ローラ６がナット４の軸芯と平行であることが必要であるので、保持器１２により遊星ローラ６の角度位置を保持し、歯車部１１により遊星ローラ６の公転と自転を案内させることが必要になる。
遊星ローラ６と歯車部１１との回転を同期させるためには、遊星ローラねじ形状定数αと、リングギア１５と歯車部１１の歯数比とが一致していることが必要であり、歯車のバックラッシュを極力少なくするためにはナット４の内周面に固定されたリングギア１５の内歯車基準有効径Ｄｇｉとこれに噛合う歯車部１１の小歯車基準有効径Ｄｇｓとの比Ｄｇｉ／Ｄｇｓを遊星ローラねじ形状定数α＝Ｄｎ／Ｄｒと同一にすることが必要になる。
【００１５】
また、歯車部１１に設けるローラねじ８は、遊星ローラ６が中央ねじ軸２の回りを自転しながら公転して中央ねじ軸２を軸方向へ移動させる際に、軸ねじ３と歯車部１１の外周部との干渉を防止して中央ねじ軸２の軸方向への移動を円滑にするための必須の要件である。
この干渉の防止のため、一般的には歯車部１１に設けるローラねじ８の有効径（歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇという。）を噛合ローラねじ部９のローラねじ有効径Ｄｒと同一にして円滑な中央ねじ軸２の軸方向の移動を行わせているが、このようにすれば中央ねじ軸２に負荷された荷重は歯車部１１に設けたローラねじ８にも負荷され、歯車部１１に設けた歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇと小歯車基準有効径Ｄｇｓとが一致していると、歯車の噛合時に小歯車基準有効径Ｄｇｓ付近で負荷された荷重を受けることになり、歯車部１１の歯面に切られたローラねじ８のエッジ部に生ずるエッジロードによりエッジ部に損傷が生じ易くなる。
【００１６】
本実施例では、遊星ローラ６をナット４に対して正常に公転および自転させるために、噛合ローラねじ部９の間のローラねじ有効径Ｄｒとナットねじ有効径Ｄｎは遊星ローラねじ形状定数αとなるように設定し、図３に示すように歯車部１１の外周面に形成する歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇをローラねじ有効径Ｄｒより小さくなるように設定する。
なお、図３における横軸は遊星ローラ６の軸方向長さを示し、縦軸はローラねじ８の有効径を示す（図４、図６、図７において同じ。）。
【００１７】
このようなローラねじ８は、その加工時に一方の歯車部１１の間は工具の切込み深さを深くしてその部位の歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇが噛合ローラねじ部９のローラねじ有効径Ｄｒより小さくなるように加工し、切上げ部１０の間で連続的に切込み深さを浅くして噛合ローラねじ部９の間のローラねじ有効径Ｄｒを遊星ローラねじ形状定数αを満たすように加工し、他方の切上げ部１０の間で連続的に切込み深さを深くして他方の歯車部１１の間の歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇを噛合ローラねじ部９のローラねじ有効径Ｄｒより小さくなるように加工して形成する。
【００１８】
その後に、歯車部１１の歯数を上記した歯数比で設定し、内歯車基準有効径Ｄｇｉと小歯車基準有効径Ｄｇｓとの比Ｄｇｉ／Ｄｇｓが遊星ローラねじ形状定数αと同一になるようにして歯切り加工を行う。
このようにすれば、中央ねじ軸２に負荷された荷重は、軸ねじ３と噛合う遊星ローラ６の噛合ローラねじ部９のローラねじ８で受けることになり、歯車部１１の外周面に設けたローラねじ８が中央ねじ軸２の軸ねじ３と接触することがなくなるので、歯車部１１の歯車の歯面を横切ってローラねじ８が切られていたとしてもエッジロードが生ずることはなく、面圧の上昇を抑制してエッジ部に損傷が生ずることはない。
【００１９】
上記の場合に、歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇは、図３に示すように中央ねじ軸２に負荷された常用される荷重または最大荷重における弾性変形時のローラねじ有効径Ｄｒｈより小さく設定することが望ましい。この場合に最大荷重時のローラねじ有効径Ｄｒｈとすれば、どのような場合においてもエッジロードの発生を防止することが可能になる。
以上説明したように、本実施例では、歯車部の外周面に噛合ローラねじ部のローラねじ有効径Ｄｒよりも小さい有効径でローラねじを形成したことによって、歯車部のローラねじが中央ねじ軸の軸ねじと接触することがなくなり、歯面に切られたローラねじのエッジ部にエッジロードが生ずることがないので、遊星ローラに設けた歯車部のエッジ部の損傷を防止することができ、遊星ローラねじ装置の早期の損傷や作動不良の発生を防止して遊星ローラねじ装置の寿命を向上させることができると共に、その作動における信頼性の向上を図ることができる。
【００２０】
なお、本実施例においては、遊星ローラ６の噛合ローラねじ部９のローラねじ有効径Ｄｒを歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇに向かって切上げ部１０の間で連続的に変化させるとして説明したが、図４に示すように噛合ローラねじ部９の端部のローラねじ有効径Ｄｒを噛合ローラねじ部９の端部で歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇに向かって連続的に変化させるようにしてもよい。
【００２１】
このようにすれば、噛合ローラねじ部９と切上げ部１０との接続部におけるローラねじ８のエッジ部によるナットねじ５や軸ねじ３に対するエッジロードの発生も防止することができ、面圧の局所的な増加によるエッジ部の損傷を防止することができる。
【実施例２】
【００２２】
図５は実施例２の遊星ローラを示す側面図である。
なお、上記実施例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５において、２１は逃げ溝であり、遊星ローラ６の両側の歯車部１１と噛合ローラねじ部９との間の実施例１における切上げ部１０に相当する部位に形成された円周方向の溝であって、その溝底径は歯車部１１に設けるローラねじ８の谷径よりも小さくなるように形成されている。
【００２３】
本実施例の歯車部１１にも、上記実施例１と同様にその外周面に中央ねじ軸２の軸ねじ３との干渉を避けるために、図６に示すように噛合ローラねじ部９のローラねじ有効径Ｄｒよりも小さい歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇでローラねじ８が形成されている。
この場合に歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇは、実施例１と同様に弾性変形時のローラねじ有効径Ｄｒｈより小さく設定することが望ましい。
【００２４】
このように、歯車部１１と噛合ローラねじ部９との間に逃げ溝２１を設ければ、歯車部１１の外周面に噛合ローラねじ部９のローラねじ有効径Ｄｒよりも小さい有効径でローラねじ８が形成するときに、工具の切込み深さを連続的に変化させる必要がなくなり、ローラねじ有効径Ｄｒよりも小さい有効径のローラねじ８を歯車部１１の外周面に容易に加工することができる。
【００２５】
以上説明したように、本実施例では、上記実施例１と同様の効果に加えて、遊星ローラの噛合ローラねじ部と歯車部との間に逃げ溝を設けたことによって、ローラねじ有効径Ｄｒよりも小さい有効径のローラねじを歯車部の外周面に容易に形成することができる。
なお、本実施例においては、遊星ローラ６の噛合ローラねじ部９と歯車部１１との間に逃げ溝２１を設けてローラねじ有効径Ｄｒより小さい歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇ形成するとして説明したが、図７に示すように噛合ローラねじ部９の端部のローラねじ有効径Ｄｒを噛合ローラねじ部９の端部で歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇに向かって連続的に変化させるようにしてもよい。
【００２６】
このようにすれば、噛合ローラねじ部９と逃げ溝２１との段部におけるローラねじ８のエッジ部によるナットねじ５や軸ねじ３に対するエッジロードの発生も防止することができ、面圧の局所的な増加によるエッジ部の損傷を防止することができる。
【実施例３】
【００２７】
図８は実施例３の遊星ローラを示す側面図である。
なお、上記実施例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において、２５は歯車体であり、実施例１の歯車部１１を別体にして樹脂材料や焼結金属、金属プレス等で形成された円筒状部材であって、その内周面は噛合ローラねじ部９の両側に形成された突起嵌合部２６に嵌合し、その外周面には実施例１と同様の平歯車および中央ねじ軸２の軸ねじ３との干渉を避けるための噛合ローラねじ部９のローラねじ有効径Ｄｒよりも小さい有効径を有するローラねじ８が形成されている。
【００２８】
このような歯車体２５は、その内周面を遊星ローラ６の突起嵌合部２６に嵌合させた後に、噛合ローラねじ部９と歯車体２５とのローラねじ８の溝筋を合わせて図示しない位置決めピンで固定して噛合ローラねじ部９の両側にそれぞれ配置される。
なお、本実施例の突起嵌合部２６は実施例１の突起軸部７と同一の外径に形成されており、歯車体２５からの突起嵌合部２６の突出部が本実施例の突起軸部７として機能する。
【００２９】
このように、歯車部１１を遊星ローラ６と別体にした歯車体２５により形成すれば、遊星ローラ６には噛合ローラねじ部９のローラねじ８のみを形成すればよく、切削による噛合ローラねじ部９のローラねじ８の形成を容易にして遊星ローラ６の製造効率を向上させることができる他、転造等を用いて遊星ローラ６のローラねじ８を製造することが可能になり、遊星ローラ６の製造効率を更に向上させることができる。
【００３０】
また、歯車体２５を樹脂材料や焼結金属、金属プレス等で成形することができ、平歯車の外周面に設ける噛合ローラねじ部９のローラねじ有効径Ｄｒよりも小さい有効径のローラねじ８の形成を容易に行うことができる。
なお、本実施例では、平歯車の外周面にローラねじ８を形成した歯車体２５を噛合ローラねじ部９の両側に配置するとして説明したが、平歯車を形成した歯車体２５を圧入またはキー止め等により噛合ローラねじ部９の両側に固定し、その後にローラねじ８を上記実施例１と同様にして形成するようにしてもよい。このようにすれば噛合ローラねじ部９と歯車体２５とのローラねじ８の溝筋を容易に一致させることができる。
【００３１】
この場合のローラねじ８を形成するときに、上記実施例１の図４で説明したと同様に噛合ローラねじ部９の端部のローラねじ有効径Ｄｒを噛合ローラねじ部９の端部で歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇに向かって連続的に変化させるようにずれば、実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。
以上説明したように、本実施例では、上記実施例１と同様の効果に加えて、遊星ローラの歯車部を別体とした歯車体を設け、これを噛合ローラねじ部の両側に配置するようにしたことによって、遊星ローラ６には噛合ローラねじ部９のローラねじ８のみを形成すればよく、遊星ローラ６の製造効率を向上させることができる。
【実施例４】
【００３２】
図９は実施例４の遊星ローラねじ装置を示す断面図である。
なお、上記実施例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９において、３２は遊星ローラねじ装置１の中央ねじ軸であり、合金鋼等の鋼材で製作された棒状部材であって、その一方の端部の外周面には遊星ローラ６の噛合ローラねじ部９の軸方向長さと略同じ長さの１条または多条の軸ねじ３３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。
【００３３】
３４は遊星ローラねじ装置１のナットであり、合金鋼等の鋼材で製作された実施例１のナット４より長い長さの円筒状部材であって、その内周面には軸ねじ３３と同じ捩れ方向のナットねじ３５が軸ねじ３３と同じリードとピッチＰで形成されている。
本実施例の遊星ローラ６は、上記実施例１の遊星ローラ６と同様の遊星ローラであるが、そのローラねじ８の捩れ方向が軸ねじ３３と逆方向で、軸ねじ３３と同じピッチＰおよび同じリード角に形成されており、中央ねじ軸３２との相対移動が生じないように構成されている。
【００３４】
４２は保持器であり、上記実施例１の保持器１２と同様に複数の保持孔１３が設けられた保持器であって、中央ねじ軸３２のギア部４５の外側の外周面に設けられた係止溝４６に嵌合する止め輪等の抜止部材４４によりその軸方向の移動が制限される。
ギア部４５は、保持器４２に保持された遊星ローラ６の歯車部１１に噛合う外歯の平歯車であって、中央ねじ軸３２の軸ねじ３３の両端部の外周面に設けられ、歯車部１１の平歯車がギア部４５の平歯車に噛合うことにより遊星ローラ６の公転を案内する。
【００３５】
上記の中央ねじ軸３２の軸ねじ３３とナット３４のナットねじ３５とに、保持器４２に保持されてギア部４５と歯車部１１により公転を案内された遊星ローラ６のローラねじ８が噛合い、ナット３４を回転させることによって遊星ローラ６が中央ねじ軸３２の周りを自転しながら公転して中央ねじ軸３２をナット３４の長さの範囲で軸方向に移動させる。これによりナット３４の回転運動が中央ねじ軸３２の直線運動に変換される。
【００３６】
上記のような構成においても、上記実施例１と同様に遊星ローラ６の歯車部１１の外周面に形成する歯車部ローラねじ有効径Ｄｒｇを噛合ローラねじ部９のローラねじ有効径Ｄｒより小さくなるように設定して遊星ローら６を形成すれば、中央ねじ軸３２に負荷された荷重は、軸ねじ３３と噛合う遊星ローラ６の噛合ローラねじ部９のローラねじ８で受けることになり、歯車部１１の外周面に設けたローラねじ８がナット３４のナットねじ３５と接触することがなくなるので、歯車部１１の歯車の歯面を横切ってローラねじ８が切られていたとしてもエッジロードが生ずることはなく、面圧の上昇を抑制してエッジ部に損傷が生ずることはない。
【００３７】
以上説明したように、ナットを長く形成し、遊星ローラを公転させる歯車を中央ねじ軸に設けた形式の遊星ローラねじ装置においても、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施例においては、遊星ローラは実施例１の遊星ローラを用いるとして説明したが、実施例２および実施例３の遊星ローラを用いても上記と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
上記各実施例においては、歯車部や歯車体に設ける歯車は平歯車であるとして説明したが、歯車をはすば歯車として本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
また、上記各実施例においては、遊星ローラねじ装置のナットを回転させて中央ねじ軸を軸方向に移動させるとして説明したが、中央ねじ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ねじ装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例１の遊星ローラを示す側面図
【図２】実施例１の遊星ローラねじ装置を示す断面図
【図３】実施例１のローラねじの有効径の変化を示す説明図
【図４】実施例１のローラねじの有効径の変化の他の形態を示す説明図
【図５】実施例２の遊星ローラを示す側面図
【図６】実施例２のローラねじの有効径の変化を示す説明図
【図７】実施例２のローラねじの有効径の変化の他の形態を示す説明図
【図８】実施例３の遊星ローラを示す側面図
【図９】実施例４の遊星ローラねじ装置を示す断面図
【符号の説明】
【００４０】
１    遊星ローラねじ装置
２、３２  中央ねじ軸
３、３３  軸ねじ
４、３４  ナット
５、３５  ナットねじ
６    遊星ローラ
７    突起軸部
８    ローラねじ
９    噛合ローラねじ部
１０  切上げ部
１１  歯車部
１２、４２  保持器
１３  保持孔
１４、４４  抜止部材
１５  リングギア
２１  逃げ溝
２５  歯車体
２６  突起嵌合部
４５  ギア部
４６  係止溝
【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】
2007024248.tif 000009
【図８】
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【図９】
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