| 【発明の名称】 |
ローラねじおよびローラねじのローラ配列方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】西村 健太郎
【氏名】木村 詩乃
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| 【要約】 |
【課題】行きおよび返りいずれの軸線方向の外部荷重も受けることができ、しかもローラの循環に支障がでることもないローラねじを提供する。
【解決手段】ナット部材１４とねじ軸１２との間に介在される複数のローラ１６を、その中心線が前記ねじ軸１２の中心線に対して一定の角度αをもつように配列された一群の行き荷重負荷用ローラ列１７と、その中心線が前記ねじ軸１２の中心線に対して前記一定の角度αとは異なる角度βをもつように配列された一群の返り荷重負荷用ローラ列１８とで構成し、前記行き荷重負荷用ローラ列１７と前記返り荷重負荷用ローラ列１８とを分離して配置した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 外周面に螺旋状のローラ転走溝が形成されたねじ軸と、内周面に前記ローラ転走溝に対応する螺旋状の負荷転走溝が形成されたナット部材と、前記ローラ転走溝と前記負荷転走溝との間に配列・収容される複数のローラとを備え、前記ねじ軸の前記ナット部材に対する相対的な回転に伴なって、前記ナット部材が前記ねじ軸に対して相対的に往復運動するローラねじにおいて、前記複数のローラは、前記ローラの中心線が前記ねじ軸の中心線に対して一定の角度をもつように配列された一群の行き荷重負荷用ローラ列と、前記ローラの中心線が前記ねじ軸の中心線に対して前記一定の角度とは異なる角度をもつように配列された一群の帰り荷重負荷用ローラ列と、で構成され、前記行き荷重負荷用ローラ列と前記帰り荷重負荷用ローラ列とが、分離して配置されることを特徴とするローラねじ。
【請求項２】 前記行き荷重負荷用ローラ列の巻き数と、前記帰り荷重負荷用ローラ列の巻き数とを、往復運動中に前記ローラねじに加わる軸線方向の荷重比に応じて異ならせることを特徴とする請求項１に記載のローラねじ。
【請求項３】 外周面に螺旋状のローラ転走溝が形成されたねじ軸と、内周面に前記ローラ転走溝に対応する螺旋状の負荷転走溝が形成されたナット部材と、前記ローラ転走溝と前記負荷転走溝との間の負荷転走路に配列・収容される複数のローラとを備え、前記ねじ軸の前記ナット部材に対する相対的な回転に伴なって、前記ナット部材が前記ねじ軸に対して相対的に往復運動するローラねじにおいて、前記ローラの中心線が前記ねじ軸の中心線に対して一定の角度をもつように配列された行き荷重負荷用ローラの数と、前記ローラの中心線が前記行き荷重負荷用ローラの前記中心線に対して交差するようにクロス配列された帰り荷重負荷用ローラの数とを、往復運動中に前記ローラねじに加わる軸線方向の荷重比に応じて異ならせることを特徴とするローラねじ。
【請求項４】 前記ナット部材は、前記ローラを循環可能なように、前記負荷転走溝と前記ローラ転走溝とで構成される負荷転走路の一端と他端を連結する戻し通路を有す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。
【請求項５】 ねじ軸の外周面に形成された螺旋状のローラ転走溝と、ナット部材の内周面に形成され、前記ローラ転走溝に対応する螺旋状の負荷転走溝との間に、複数のローラを配列するローラねじのローラ配列方法において、前記ローラの中心線がねじ軸の中心線に対して一定の角度をもつように一群の行き荷重用ローラ列を配列し、前記ローラの中心線がねじ軸の中心線に対して前記一定の角度とは異なる角度をもつように一群の帰り荷重用ローラ列を配列し、しかも前記行き荷重用ローラ列と前記行き荷重負荷用ローラ列とを分離して配置することを特徴とするローラねじの配列方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ねじ軸とナット部材との間にローラを介在したローラねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ねじ軸とナット部材との間にボールを介在したボールねじが知られている。図５は、このボールねじの軸線方向の断面を示す。ねじ軸１をナット部材２に対して相対的に回転すると、ナット部材２がねじ軸１の軸線方向に往復運動する。ボール３は、ねじ溝１の外周を回り、ねじ軸１とナット部材２との間を転がり運動する。ところで、ボールねじは、外部荷重として軸線方向荷重■または軸線方向荷重■を受けることがある。軸線方向荷重■は、行きのときに発生する外部荷重で、軸線方向荷重■は帰りのときに発生する外部荷重である。軸線方向荷重■と軸線方向荷重■とは、相反する方向を向く。この図に示すように、ボール３は、軸線方向の断面において左右対称なので、左右のいずれの面３ａ，３ｂでも荷重を受けることができる。すなわち、ボールねじは、往復運動中の行き・帰りに発生する軸線方向荷重■，■いずれも受けることができる。
【０００３】ボールねじによっては、行きの軸線方向荷重■と帰りの軸線方向荷重■の大きさに極端に差がある場合がある。例えば、射出成形機にボールねじを用いた場合、流動化した樹脂を金型内に押し込むときにはボールねじに数十トンという軸線方向荷重が加わるのに対し、押込み装置自体を戻すときにはボールねじに非常に小さい軸線方向荷重しか加わらない。
【０００４】従来、このような行き・帰りの軸線方向荷重が異なるのに適したボールねじとして、図５に示すように、ナット部材２に形成した螺旋状の負荷転走溝２ａの一部をねじ軸１に形成した螺旋状のボール転走溝１ａに対してずらし、かつ高負荷を受け持つ側の負荷転走溝２ａの有効巻き数を、低負荷を受け持つ負荷転走溝２ａの有効巻き数よりも多くしたボールねじ（特開平１１−２５７４５５号公報参照）が知られている。このボールねじによれば、ボール３とねじ軸１に形成したボール転走溝１ａとの接点、およびボール３とナット部材２に形成した負荷転走溝２ａとの接点を結ぶ接触角線４が傾き、往復運動中にボールねじに加わる行き・帰りの異なる軸線方向荷重■，■を受けることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ナット部材とねじ軸との間にローラを介在したローラねじにあっても、ナット部材がねじ軸に対してその軸線方向に往復運動するので、行きのみならず帰りの軸線方向荷重も受けられることが要求される。しかしながら、ローラは、ボールのような対称形（球形）ではない。このため、ローラねじは、ボールねじと異なり、必ず受けられる軸線方向荷重の方向が一方向に決まってしまい、往復運動中の行き・帰りに発生する軸線方向荷重いずれをも受けることができない。仮に、特開平１１−２５７４５５号公報に示されるように、ナット部材に形成した負荷転走溝の一部をねじ軸に形成したローラ転走溝に対してずらしても、ローラねじに行き・帰りの軸線方向荷重いずれをも受けさせることはできない。
【０００６】行き・帰りの軸線方向荷重いずれをも受けられるようにしたローラねじとして、特開平１１−２１０８５８号公報記載のローラねじが知られている。図６は、このローラねじの軸線方向の断面図を示し、図７は、ローラ転走溝に配列・収納されるローラを示す。図６および図７に示すように、ナット部材５に形成したＶ字状の負荷転走溝と、ねじ軸６に形成したＶ字状のローラ転走溝との間に、隣接するローラ７同士が相互に交差するようにローラ７がクロス配列されている。すなわち、負荷転走溝の壁面５ａとローラ転走溝の壁面６ａとの間を転がり運動するローラ７と、負荷転走溝の壁面５ｂとローラ転走溝の壁面６ｂとの間を転がり運動するローラ７とが交互に配置されている。
【０００７】しかしながら、このローラねじにあっては、隣接するローラ７同士が相互に交差しているので、軸線方向荷重■または軸線方向荷重■が加わる場合、転がり運動するローラ７と、転がらずにすべるローラ７とが一つおきに配置されることになり、ローラ７の転がり運動あるいはローラ７の掬い上げに支障がでるおそれがある。また、相互に交差しているローラ７を一つのリターンパイプで掬い上げるためには、リターンパイプ内の無負荷戻し通路の断面形状、およびローラの側面形状が正方形である必要があり、使用できるリターンパイプあるいはローラの形状が限られる。さらに、行きの軸線方向荷重■を負荷するローラ７と、帰りの軸線方向荷重■を負荷するローラ７の数とが等しいので、行き・帰りの軸線方向荷重の大きさが異なる場合、高負荷の方の荷重に合わせてローラねじを選定する必要があり、ナット部材５の全長が長くなるのが避けられない。
【０００８】そこで、本発明は、行きおよび帰りいずれの軸線方向の外部荷重も受けることができ、しかもローラの循環に支障がでることもないローラねじおよびローラねじのローラ配列方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】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。上記課題を解決するために、本発明者は、ナット部材とねじ軸との間に介在される複数のローラを、その中心線が前記ねじ軸の中心線に対して一定の角度をもつように配列された一群の行き荷重負荷用ローラ列と、その中心線が前記ねじ軸の中心線に対して前記一定の角度とは異なる角度をもつように配列された一群の帰り荷重負荷用ローラ列とで構成し、前記行き荷重負荷用ローラ列と帰り荷重負荷用ローラ列とを分離して配置した。すなわち、本発明は、外周面に螺旋状のローラ転走溝（１１）が形成されたねじ軸（１２）と、内周面に前記ローラ転走溝（１１）に対応する螺旋状の負荷転走溝（１３）が形成されたナット部材（１４）と、前記ローラ転走溝（１１）と前記負荷転走溝（１３）との間に配列・収容される複数のローラ（１６）とを備え、前記ねじ軸（１２）の前記ナット部材（１４）に対する相対的な回転に伴なって、前記ナット部材（１４）が前記ねじ軸（１２）に対して相対的に往復運動するローラねじにおいて、前記複数のローラ（１６）は、前記ローラ（１６）の中心線が前記ねじ軸（１２）の中心線に対して一定の角度（α）をもつように配列された一群の行き荷重負荷用ローラ列（１７）と、前記ローラ（１６）の中心線が前記ねじ軸（１２）の中心線に対して前記一定の角度とは異なる角度（β）をもつように配列された一群の帰り荷重負荷用ローラ列（１８）と、で構成され、前記行き荷重負荷用ローラ列（１７）と前記帰り荷重負荷用ローラ列（１８）とが、分離して配置され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した。
【００１０】この発明によれば、行き荷重負荷用ローラ列（１７）が往復運動中の行きの軸線方向荷重（■）を受け、帰り荷重負荷用ローラ列（１８）が帰りの軸線方向荷重（■）を受けるので、行きおよび帰りの軸線方向荷重いずれをも受けることができる。また、行き荷重負荷用ローラ列（１７）と帰り荷重負荷用ローラ列（１８）が分離していて、しかも行き荷重負荷用ローラ列（１７）および帰り荷重負荷用ローラ列（１８）それぞれの隣接するローラ（１６）は同一方向を向いているので、負荷転走路（１５）内でのローラ（１６）の転がり運動、リターンパイプ（２０，２１）でのローラ（１６）の掬い上げに支障がでるおそれがなく、ローラ（１６）がスムーズに循環する。
【００１１】また、本発明は、前記行き荷重負荷用ローラ列（１７）の巻き数と、前記帰り荷重負荷用ローラ列（１８）の巻き数とを、往復運動中に前記ローラねじに加わる軸線方向の荷重比に応じて異ならせることを特徴とする。ここで、荷重比とは、行きのときに発生する軸線方向の外部荷重（■）の大きさと、帰りのときに発生する軸線方向の外部荷重（■）の大きさとの比をいう。
【００１２】この発明によれば、ローラねじに加わる軸線方向の荷重比に応じて、高負荷を受けるローラ列の巻き数を多くし、低負荷を受けるローラ列の巻き数を少なくすることができ、これによりナット部材（１４）の全長寸法を必要最小限にすることができる。
【００１３】また、本発明は、外周面に螺旋状のローラ転走溝（４１）が形成されたねじ軸（４２）と、内周面に前記ローラ転走溝（４１）に対応する螺旋状の負荷転走溝が形成されたナット部材と、前記ローラ転走溝（４１）と前記負荷転走溝との間の負荷転走路（４４）に配列・収容される複数のローラ（４３）とを備え、前記ねじ軸（４２）の前記ナット部材に対する相対的な回転に伴なって、前記ナット部材が前記ねじ軸（４２）に対して相対的に往復運動するローラねじにおいて、前記ローラ（４３）の中心線（４６）が前記ねじ軸（４２）の中心線（４７）に対して一定の角度（δ）をもつように配列された行き荷重負荷用ローラ（４３ｂ）の数と、前記ローラ（４３）の中心線（４５）が前記行き荷重負荷用ローラ（４３ｂ）の前記中心線（４６）に対して交差するようにクロス配列された帰り荷重負荷用ローラ（４３ａ）の数とを、往復運動中に前記ローラねじに加わる軸線方向の荷重比に応じて異ならせ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した。
【００１４】この発明によれば、往復運動中に前記ローラねじに加わる軸線方向の荷重比に応じて、高負荷を受けるローラ（１６）の数を多くし、低負荷を受けるローラ（１６）の数を少なくすることができ、これによりナット部材の全長寸法を必要最小限にすることができる。
【００１５】さらに、本発明は、前記ナット部材（１４）が、前記ローラ（１６）を循環可能なように、前記負荷転走溝（１３）と前記ローラ転走溝（１１）とで構成される負荷転走路（１５）の一端と他端を連結する戻し通路（２０，２１）を有することを特徴とする。
【００１６】この発明によれば、ローラ（１６）が循環するので、ナット部材（１４）のねじ軸（１２）に対するストロークを大きくすることができる。
【００１７】また、本発明は、ねじ軸（１２）の外周面に形成された螺旋状のローラ転走溝（１１）と、ナット部材（１４）の内周面に形成され、前記ローラ転走溝（１１）に対応する螺旋状の負荷転走溝（１３）との間に、複数のローラ（１６）を配列するローラねじのローラ配列方法において、前記ローラ（１６）の中心線がねじ軸（１２）の中心線に対して一定の角度（α）をもつように一群の行き荷重用ローラ列（１７）を配列し、前記ローラ（１６）の中心線がねじ軸（１２）の中心線に対して前記一定の角度とは異なる角度（β）をもつように一群の帰り荷重用ローラ列（１８）を配列し、しかも前記行き荷重用ローラ列と前記行き荷重負荷用ローラ列とを分離して配置することを特徴とするローラねじの配列方法により、上述した課題を解決した。
【００１８】この発明によれば、上述のように、行き荷重負荷用ローラ列（１７）が往復運動中の行きの軸線方向荷重（■）を受け、帰り荷重負荷用ローラ列（１８）が帰りの軸線方向荷重（■）を受けるので、行きおよび帰りいずれの軸線方向の外部荷重も受けることができる。また、行き荷重負荷用ローラ列（１７）と帰り荷重負荷用ローラ列（１８）とが分離しているので、それぞれ別々にローラ（１６）を循環することができ、ローラ（１６）の循環に支障がでることもない。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態におけるローラねじを示す。このローラねじは、外周面に螺旋状のローラ転走溝１１が形成されたねじ軸１２と、内周面に前記ローラ転走溝１１に対応する螺旋状の負荷転走溝１３が形成されて、ねじ軸１２に組み付けられたナット部材１４と、ローラ転走溝１１と負荷転走溝１３との間の負荷転走路１５に配列・収容される複数のローラ１６とを備える。ねじ軸１２のナット部材１４に対する相対的な回転に伴なって、ローラ１６がローラ転走溝１１と負荷転走溝１３との間を転がり運動し、また、ナット部材１４がねじ軸１２に対して往復運動する。
【００２０】ねじ軸１２の外周面には、所定のリードを有する螺旋状のローラ転走溝１１が形成されている。このローラ転走溝１１は、断面Ｖ字形状で、その傾斜壁面１１ａ，１１ｂのなす角度は９０°に設定される。
【００２１】ナット部材１４は、ねじ軸１２に隙間をもって嵌められる。ナット部材１４は、略円筒状をなし、その端部に案内対象と結合するためのフランジ１４ａを備える。ナット部材１４の内周面には、ねじ軸１２のリードと等しいリードを有する螺旋状の負荷転走溝１３が形成される。この負荷転走溝１３も断面Ｖ字形状で、負荷転走溝の傾斜壁面１３ａ，１３ｂのなす角度も９０°に設定される。この結果、対向する負荷転走溝１３とローラ転走溝１１との間に、断面略正方形の負荷転走路１５が形成される。
【００２２】ナット部材１４の負荷転走溝１３とねじ軸１２のローラ転走溝１１との間には、複数のローラ１６が配列・収容される。複数のローラ１６は、ローラ１６の中心線がねじ軸１２の中心線に対して一定の角度αをもつように配列された一群の行き荷重負荷用ローラ列１７と、ローラ１６の中心線がねじ軸１２の中心線に対して前記一定の角度とは異なる角度βをもつように配列された一群の帰り荷重負荷用ローラ列１８とで構成される。この実施形態では、行き荷重負荷用ローラ列１７のローラ１６の中心線と帰り荷重負荷用ローラ列１８の中心線とは、ねじ軸１２の軸線方向の断面において交差、具体的には直交している。行き荷重負荷用ローラ列１７と帰り荷重負荷用ローラ列１８とは、分離して配置される。行き荷重負荷用ローラ列１７の巻き数と、帰り荷重負荷用ローラ列１８の巻き数とは、往復運動中にローラねじに加わる軸線方向の荷重比に応じて異ならせている。行きのときに発生する軸線方向の外部荷重■（図中ナット部材１４が左方向に進行するときに加わる外部荷重）が、帰りのときに発生する軸線方向の外部荷重■（図中ナット部材１４が右方向に進行するときに加わる荷重）に比較して大きいときは、例えば、行き荷重負荷用ローラ列１７の巻き数を３．５巻にとり、帰り荷重負荷用ローラ列１８の巻き数を１．５巻にとる。この巻き数は、行き・帰りの軸線方向荷重■，■いずれをも受けられるように決定される。
【００２３】ローラ１６は、円筒形でその側面形状が正方形である。ローラ１６は、負荷転走路１５の対辺となる壁面１１ａと壁面１３ａの間、あるいは壁面１１ｂと壁面１３ｂとの間を転がり運動する。ローラ１６の外径は、壁面間の距離とほぼ同一寸法とされ、ローラ１６の長さは壁面間の距離よりも若干小さい寸法とされる。上記軸線方向荷重■が加わったときは、行き荷重負荷用ローラ列１７のローラ１６が壁面１１ａと壁面１３ａとの間を転がり運動し、一方、帰り荷重負荷用ローラ列１８のローラ１６が壁面１１ａと壁面１３ａとの間をすべる。逆に、軸線方向荷重■が加わったときは、帰り荷重負荷用ローラ列１８のローラ１６が壁面１１ｂと壁面１３ｂとの間を転がり運動し、行き荷重負荷用ローラ列１７のローラ１６が壁面１１ｂと壁面１３ｂとの間をすべる。なお、ローラ１６には予圧をかけてもよいし、かけなくてもよい。また、ローラ１６とローラ１６との間には、ローラ１６同士の摩擦力を低減するために、あるいはローラ１６を所定の軌道上を循環させるために、必要に応じて保持器を設けてもよい。
【００２４】ナット部材１４は、行き荷重負荷用ローラ列１７および帰り荷重負荷用ローラ列１８に対応して、複数の、例えば２個のリターンパイプ２０，２１を具備している。リターンパイプ２０，２１は、負荷転走路１５の一端と他端とを連結する。リターンパイプ２０，２１には、断面正方形状の無負荷戻し通路が形成される。リターンパイプ２０が行き荷重負荷用ローラ列１７のローラ１６を循環し、リターンパイプ２１が帰り荷重負荷用ローラ列１８のローラ１６を循環する。リターンパイプ２１，２１は、その両側部が中央部分に対して９０°折り曲げられ、門形に形成される。リターンパイプ２０，２１の両脚部は、平行ではなく、各々の指向方向はリード角に応じて捻れている。ナット部材１４には、その外周部の一部を平取りしてなる平面部１４ｂが形成される。この平面部１４ｂには、リターンパイプ２０，２１の両側が挿入されるリターンパイプ嵌合穴が複数、例えば４個所開けられる。このリターンパイプ嵌合穴は、負荷転走路１５内まで延びる。リターンパイプ２０，２１の両端部は、このリターンパイプ嵌合穴に数ピッチの間隔を開けて嵌入される。リターンパイプ２０，２１は、図示しないパイプ押えによってナット部材１４に固定される。
【００２５】ねじ軸１２を回転させると、負荷転走路１５を転がるローラ１６は、リターンパイプ２０，２１の先端で掬い上げられる。掬い上げられたローラ１６は、リターンパイプ２０，２１内の無負荷戻し通路を通過し、数ピッチ間隔を隔てた負荷転走路１５に再び戻される。そして、ナット部材１４はねじ軸１２に対して一方向（行き方向）に直線運動する。ねじ軸１２を反転すると、ローラ１６はこの逆の経路を辿って循環し、ナット部材１４は反対方向（帰り方向）に直線運動する。なお、ねじ軸１２を固定側として、ナット部材１４を回転させてもよい。
【００２６】上述のように、行き荷重負荷用ローラ列１７は、ローラねじの往復運動中の行きの軸線方向荷重■を受け、帰り荷重負荷用ローラ列１８は、帰りの軸線方向荷重■を受ける。このため、ローラねじが行きおよび帰りいずれの軸線方向荷重■，■も受けることができる。また、行き荷重負荷用ローラ列１７と帰り荷重負荷用ローラ列１８が分離していて、しかも行き荷重負荷用ローラ列１７および帰り荷重負荷用ローラ列１８それぞれの隣接するローラ１６は同一方向を向いているので、負荷転走路１５内でのローラ１６の転がり運動、リターンパイプ２０，２１でのローラ１６の掬い上げに支障がでるおそれがなく、ローラ１６がスムーズに循環する。さらに、往復運動中にローラねじに加わる軸線方向の荷重比に応じて、高負荷を受けるローラ列の巻き数を多くし、低負荷を受けるローラ列の巻き数を少なくすると、ナット部材１４の全長寸法を必要最小限にすることができる。
【００２７】一般に、ローラねじは、ローラ１６とローラ転走溝１１または負荷転走溝１３の接触面積がボールねじに比べて大きいので、高荷重を受けることができる。本発明は、高荷重を受け、しかも行きの軸線方向荷重■と帰りの軸線方向荷重■が相違する場合に、特に好適に用いることができる。
【００２８】図２は、本発明の第２の実施形態におけるローラねじを示す。このローラねじは、第１の実施形態のローラねじと異なり、ナット部材２５がねじ軸２６のローラ転走溝２７に入り込んでいる。すなわち、ナット部材２５の負荷転走溝２９を形成する突部３１がボール転走溝２７に入り込んでいて、ナット部材２５の内径がねじ軸２６の外径よりも小さくなっている。
【００２９】ねじ軸２６の外周面に形成される螺旋状のボール転走溝２７は、所定のリードを有し、断面台形に形成される。このボール転走溝２７の壁面２７ａまたは壁面２７ｂをローラ２８が転がり運動する。
【００３０】ナット部材２５の内周面に形成される螺旋状の負荷転走溝２９は、ボール転走溝２７と等しいリードを有し、断面台形に形成される。この負荷転走溝２９の壁面２９ａまたは壁面２９ｂをローラ２８が転がり運動する。ナット部材２５の負荷転走溝２９は、負荷転走溝２９の途中Ｐでシフトされる。これにより、Ｐの位置よりも図中左側では、ボール転走溝２７の壁面２７ｂと負荷転走溝２９の壁面２９ｂとの間にローラ２８を配列するスペースが形成され、Ｐの位置よりも図中右側では、ボール転走溝２７の壁面２７ａと負荷転走溝２９の壁面２９ａとの間にローラ２８を配列するスペースが形成される。
【００３１】複数のローラ１６は、ローラ１６の中心線がねじ軸２６の中心線に対して一定の角度αをもつように配列された一群の行き荷重負荷用ローラ列３０，３０と、ローラ１６の中心線がねじ軸２６の中心線に対して一定の角度αとは異なる角度βをもつように配列された一群の帰り荷重負荷用ローラ列３２とで構成される。行き荷重負荷用ローラ列３０，３０と帰り荷重負荷用ローラ列３２とは、分離して配置される。この行き荷重負荷用ローラ列３０，３１の巻き数および帰り荷重負荷用ローラ列３２の巻き数は、すべて等しく、例えば１．５巻きに設定される。行き荷重負荷用ローラ列３０，３０と帰り荷重負荷用ローラ列３２の列数は、往復運動中にローラねじに加わる軸線方向の荷重比に応じて異ならせている。例えば、行きの軸線方向荷重が、帰りの軸線方向荷重に比較して大きいときは、この図に示すように、行き荷重負荷用ローラ列３０の列数を２列にとり、帰り荷重負荷用ローラ列３２の列数を１列にとる。
【００３２】ナット部材２５には、複数のローラ列に対応して複数、たとえば３個のリターンパイプ３３が設けられる。リターンパイプ３３の無負荷戻し通路の断面は、ローラ２８の形状に合わせて決定される。
【００３３】ローラ２８には、テーパのついたテーパコロが用いられる。テーパコロの円錐の頂点Ｑは、ねじ軸２６の中心線上に位置する。これにより、負荷転走溝２９とボール転走溝２７との間を、テーパコロがすべることなく転がり運動する。
【００３４】この第２実施形態のローラねじによれば、ボール転走溝および負荷転走溝の断面形状がＶ字状に限られることがなく、また、ローラも側面形状が正方形に限られることがない。ボール転走溝および負荷転走溝の断面形状またはローラの側面形状は、荷重や精度等に合わせて自由に設定することができる。
【００３５】図３および図４は、本発明の第３の実施形態におけるローラねじを示す。図３は、ねじ軸とローラを示す側面図で、図４は負荷転走路に配列されるローラを示す。このローラねじは、上記第１の実施形態のローラねじと同様に、外周面に螺旋状のローラ転走溝４１が形成されたねじ軸４２と、内周面に前記ローラ転走溝に対応する螺旋状の負荷転走溝が形成されて、ねじ軸４２に組み付けられたナット部材（図示せず）と、ローラ転走溝４１と負荷転走溝との間の負荷転走路に配列・収容される複数のローラ４３とを備える。ねじ軸４２のナット部材に対する相対的な回転に伴なって、ローラ４３がローラ転走溝４１と負荷転走溝との間を転がり運動し、また、ナット部材がねじ軸４２に対して往復運動する。ねじ軸４２の外周面には断面Ｖ字形状のローラ転走溝４１が形成され、ナット部材の内周面にも断面Ｖ字形状の負荷転走溝が形成される。対向する負荷転走溝とローラ転走溝４１の間に断面略正方形の負荷転走路４４が形成される。
【００３６】このローラねじは、上記第１の実施形態のローラねじと異なり、一つの負荷転走路４４にローラ４３がクロスして配列されている。すなわち、負荷転走路４４には、ローラ４３の中心線４６がねじ軸４２の中心線４７に対して一定の角度δをもつように行き荷重負荷用ローラ４３ｂが配列されると共に、ローラ４３の中心線４５が行き荷重負荷用ローラ４３ｂの中心線４６に対して交差するように帰り荷重負荷用ローラ４３ａがクロス配列される。帰り荷重負荷用ローラ４３ａの中心線４５とねじ軸４２の中心線４７とは、角度γをなす。行き荷重用ローラ４３ｂの中心線４６と帰り荷重用ローラ４３ａの中心線４５とは直交する。
【００３７】この実施形態では、行き荷重負荷用ローラ４３ｂの数と帰り荷重負荷用ローラ４３ａの数とを、往復運動中にローラねじに加わる軸線方向の荷重比に応じて異ならせている。行きのときに発生する軸線方向の外部荷重■が、帰りのときに発生する軸線方向の外部荷重■に比較して大きいときは、行き荷重負荷用ローラ４３ｂの数と帰り荷重負荷用ローラ４３ａの数との比を、例えば２：１にとる。この行き荷重負荷用ローラ４３ｂの数と帰り荷重負荷用ローラ４３ａの数は、行き・帰りの軸線方向荷重■，■いずれをも受けられるように決定される。このように、往復運動中にローラねじに加わる軸線方向の荷重比に応じて、高負荷を受けるローラ４３の数を多くし、低負荷を受けるローラ４３の数を少なくすると、ナット部材１４の全長寸法を必要最小限にすることができる。
【００３８】ところで、本ローラねじの例では、負荷転走路を転がるローラをリターンパイプで掬い上げ、数巻き分戻したが、他に、ローラを掬い上げるデフレクタをナット部材に設ける構成にしてもよい。すなわち、ねじ軸のボール転走溝上を転走してきたローラをこのデフレクタによって該ボール転走溝から離脱させ、ねじ軸の外径部を飛び越えて１リード前のボール転走溝に戻してもよい。また、ナット部材を、ボール転走溝が形成されたナット本体と、該ナット本体の両端に装着される側蓋とで構成し、このナット本体にボールの戻し通路を形成し、両側蓋に該ボール転走溝及び該戻し通路を互いに連通する連通路を形成したいわゆる側蓋タイプのローラねじも採用し得る。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、複数のローラが、ローラの中心線が前記ねじ軸の中心線に対して一定の角度をもつように配列された一群の行き荷重負荷用ローラ列と、ローラの中心線が前記ねじ軸の中心線に対して前記一定の角度とは異なる角度をもつように配列された一群の帰り荷重負荷用ローラ列と、で構成され、前記行き荷重負荷用ローラ列と前記帰り荷重負荷用ローラ列とが、分離して配置される。行き荷重負荷用ローラ列が往復運動中の行きの軸線方向荷重を受け、帰り荷重負荷用ローラ列が帰りの軸線方向荷重を受けるので、行きおよび帰りの軸線方向荷重いずれをも受けることができる。また、行き荷重負荷用ローラ列と帰り荷重負荷用ローラ列が分離していて、しかも行き荷重負荷用ローラ列および帰り荷重負荷用ローラ列それぞれの隣接するローラは同一方向を向いているので、負荷転走路内でのローラの転がり運動、リターンパイプでのローラの掬い上げに支障がでるおそれがなく、ローラがスムーズに循環する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９００２９８０５
【氏名又は名称】テイエチケー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年２月２８日（２０００．２．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３８３９
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 泰男 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２４１５２７（Ｐ２００１−２４１５２７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−５６００６（Ｐ２０００−５６００６） |
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