カテゴリー:日本 - 機械工学,照明,加熱,武器,爆破 ( 世界での技術分布を見る )

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技術 遊星ローラねじ装置

出願人 発明者
出願日 2007年5月14日 (6年11ヶ月経過) 出願番号 2007-128476
公開日 2008年11月20日 (5年5ヶ月経過) 公開番号 2008-281184
登録日 - 登録番号 -
特許期限 2027年5月14日 (残13年0ヶ月)
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以下の情報は公開日時点(2008年11月20日)のものです。

課題

遊星ローラねじ装置作動効率を向上させて、遊星ローラねじ装置の寿命延長を図る手段を提供する。

解決手段

中央ねじ軸2と、ナット4と、遊星ピニオンギア8を有し、軸ねじ3とナットねじ5とに噛合うローラねじ9を形成した複数遊星ローラ6と、遊星ピニオンギア8に噛合うリングギア13とを備え、リングギア13がナット4に固定され、リングギア13が固定されない側の中央ねじ軸2が遊星ローラ6と交差噛合である場合に、軸ねじ3のねじ面円弧にして、ローラねじ9と交差噛合する軸ねじ3のねじ面同士接触中心座標原点に対するZ方向のずれ量をΔZsを小さくする。

この項目の情報は公開日時点(2008年11月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

背景

PDFをダウンロードすると、すべての図面を閲覧可能です。

従来の遊星ローラねじ装置は、外周面軸ねじを形成した中央ねじ軸と、内周面に多条のナットねじを形成した円筒状ナットとの間に、これらのねじと噛合うローラねじを有する複数遊星ローラ突起軸部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歯車をナットに固定したリングギア噛合わせて遊星ローラの中央ねじ軸周り公転案内し、ナットねじとローラねじのねじ面傾斜角同一とし、軸ねじの溝形状をV字状としたV字溝としてこれに接触する遊星ローラのねじ山のねじ面を遊星ローラの軸芯を中心とした円弧面として構成している。

また、外周面に軸ねじを形成した中央ねじ軸と、内周面に軸ねじと同じ捻れ方向を有するナットねじを形成した円筒状のナットとの間に、これらのねじと噛合う軸ねじと逆の捻れ方向を有するローラねじを形成した複数の遊星ローラを配置し、遊星ローラの両側に設けた歯車を中央ねじ軸に形成したリングギアに噛合わせて遊星ローラの中央ねじ軸周りの公転を案内しているものもある(例えば、特許文献1参照。)。

このような遊星ローラねじ装置は、遊星ローラのスピン滑りによる摩擦損失一つ要因となって、ボールねじ装置に較べて作動効率が低下することが一般に知られている(例えば特許文献2参照。)。 なお、特許文献1の遊星ローラねじ装置は、上段に示した内歯リングギア式の遊星ローラねじ装置の場合においては、リード精度を確保するために、ナットねじとローラねじおよび軸ねじの捩れ方向を全て同じ方向にすると、ローラねじと軸ねじとの接触部においては溝筋が交差する交差噛合の状態になり、下段に示した外歯リングギア式の遊星ローラねじ装置の場合においては、軸ねじとナットねじとの捩れ方向を同じにし、軸ねじとローラねじとの捩れ方向を逆にしているために、ナットねじとローラねじとの間で交差噛合の状態になるので、交差噛合の接触部におけるねじ山同士干渉が生じ、そのHerzの接触理論による接触楕円面積が狭くなって、ねじ面の摩耗が促進され、耐久性が低下するという問題が生ずる。

このため、発明者は、未公開ではあるが、特願2006−286534(以下、前の出願という。)において、リングギアを設けていない側のねじ呼び有効径修正して、交差噛合に伴うねじ面同士の干渉を修正する方法、および接触中心をねじ呼び有効径に保ったまま、交差噛合に伴うねじ面同士のねじ面傾斜角角度誤差を修正する方法により、交差噛合のねじ面同士の接触部における干渉量許容範囲にして遊星ローラねじ装置の耐久性を向上させる手段を提案している。 米国特許第2683379号明細書(第2欄−第7欄、第1図、第5図、第10図) 大塚二郎他2名、「遊星ねじ基礎的研究−その構造見掛け摩擦計数−」、精密工学会誌、社団法人精密工学会、1986年1月、第52巻、第1号、p.176〜180

概要

遊星ローラねじ装置の作動効率を向上させて、遊星ローラねじ装置の寿命延長を図る手段を提供する。中央ねじ軸2と、ナット4と、遊星ピニオンギア8を有し、軸ねじ3とナットねじ5とに噛合うローラねじ9を形成した複数の遊星ローラ6と、遊星ピニオンギア8に噛合うリングギア13とを備え、リングギア13がナット4に固定され、リングギア13が固定されない側の中央ねじ軸2が遊星ローラ6と交差噛合である場合に、軸ねじ3のねじ面を円弧にして、ローラねじ9と交差噛合する軸ねじ3のねじ面同士の接触中心の座標原点に対するZ方向のずれ量をΔZsを小さくする。

目的

しかしながら、上述した従来の特許文献1の遊星ローラねじ装置は、特許文献2に示されるように、ボールねじ装置に較べて作動効率が低下するため、接触部における滑りにより、接触部の温度が上昇して潤滑不良が生ずる結果として遊星ローラねじ装置の寿命が早期に失われるという問題がある。 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、遊星ローラねじ装置の作動効率を向上させて、遊星ローラねじ装置の寿命の延長を図る手段を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項

以下の情報は公開日時点(2008年11月20日)のものです。

請求項1

外周面軸ねじを形成した中央ねじ軸と、内周面ナットねじを形成した円筒状ナットと、少なくとも1箇所遊星ピニオンギアを有し、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遊星ローラと、前記遊星ピニオンギアに噛合うリングギアとを備え、前記リングギアが、前記中央ねじ軸および前記ナットのいずれか一方に固定され、前記リングギアが固定されない側のナットのナットねじ、または中央ねじ軸の軸ねじが遊星ローラのローラねじと交差噛合である場合に、前記軸ねじの軸ねじ呼び有効径をDs、前記ナットねじのナットねじ呼び有効径をDn、前記ローラねじのローラねじ呼び有効径をDr、前記軸ねじの軸条数をJs、前記ナットねじのナット条数をJn、前記ローラねじのローラ条数をJr、前記遊星ピニオンギアの歯数をZp、前記リングギアの歯数をZr、前記リングギアが固定されている側の前記中央ねじ軸、または前記ナットねじの呼び有効径をDc、前記リングギアが固定されている側の前記中央ねじ軸、または前記ナットねじの条数をJcとしたときに、Dn=2Dr+DsDc/Dr=Zr/Zp=Jc/Jr=N(Nは正の整数)なる関係を有する遊星ローラねじ装置において、前記ローラねじと交差噛合する軸ねじ、またはナットねじとのねじ面同士接触中心座標原点に対するZ方向のずれ量を100μm以内としたことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項2

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、少なくとも1箇所に遊星ピニオンギアを有し、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、前記遊星ピニオンギアに噛合うリングギアとを備え、前記リングギアが、前記中央ねじ軸および前記ナットのいずれか一方に固定され、前記リングギアが固定されない側のナットのナットねじ、または中央ねじ軸の軸ねじが遊星ローラのローラねじと交差噛合である場合に、前記軸ねじの軸ねじ呼び有効径をDs、前記ナットねじのナットねじ呼び有効径をDn、前記ローラねじのローラねじ呼び有効径をDr、前記軸ねじの軸条数をJs、前記ナットねじのナット条数をJn、前記ローラねじのローラ条数をJr、前記遊星ピニオンギアの歯数をZp、前記リングギアの歯数をZr、前記リングギアが固定されている側の前記中央ねじ軸、または前記ナットねじの呼び有効径をDc、前記リングギアが固定されている側の前記中央ねじ軸、または前記ナットねじの条数をJcとしたときに、Dn=2Dr+DsDc/Dr=Zr/Zp=Jc/Jr=N(Nは正の整数)なる関係を有する遊星ローラねじ装置において、交差噛合となっているねじの捩れ方向と直交する断面形状における、ねじ呼び有効径の大きい側のねじ面の曲率半径を、ねじ呼び有効径の小さい側のねじ面の曲率半径よりも小さくしたことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項3

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、少なくとも1箇所に遊星ピニオンギアを有し、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、前記遊星ピニオンギアに噛合うリングギアとを備え、前記リングギアが、前記中央ねじ軸および前記ナットのいずれか一方に固定され、前記リングギアが固定されない側のナットのナットねじ、または中央ねじ軸の軸ねじが遊星ローラのローラねじと交差噛合である場合に、前記軸ねじの軸ねじ呼び有効径をDs、前記ナットねじのナットねじ呼び有効径をDn、前記ローラねじのローラねじ呼び有効径をDr、前記軸ねじの軸条数をJs、前記ナットねじのナット条数をJn、前記ローラねじのローラ条数をJr、前記遊星ピニオンギアの歯数をZp、前記リングギアの歯数をZr、前記リングギアが固定されている側の前記中央ねじ軸、または前記ナットねじの呼び有効径をDc、前記リングギアが固定されている側の前記中央ねじ軸、または前記ナットねじの条数をJcとしたときに、Dn=2Dr+DsDc/Dr=Zr/Zp=Jc/Jr=N(Nは正の整数)なる関係を有する遊星ローラねじ装置において、軸方向荷重の大きさが非対称であり、最大負荷となる荷重が印加される方向において、前記ローラねじのローラねじ面の形状、またはローラねじ面傾斜角左右非対称とすることにより、前記ローラねじの交差噛合をしない側のねじ面の接触中心の位置を変えないで、交差噛合する軸ねじ、またはナットねじとのねじ面同士の接触中心の位置を補正したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項4

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、少なくとも1箇所に遊星ピニオンギアを有し、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、前記遊星ピニオンギアに噛合うリングギアとを備え、前記リングギアが、前記ナットに固定され、前記中央ねじ軸の軸ねじが遊星ローラのローラねじと交差噛合である場合に、前記軸ねじの軸ねじ呼び有効径をDs、前記ナットねじのナットねじ呼び有効径をDn、前記ローラねじのローラねじ呼び有効径をDr、前記ナットねじのナット条数をJn、前記ローラねじのローラ条数をJr、前記遊星ピニオンギアの歯数をZp、前記リングギアの歯数をZrとしたときに、Dn=2Dr+DsDn/Dr=Zr/Zp=Jn/Jr=N(Nは正の整数)なる関係を有し、ローラねじの捩れ方向と直交する断面における前記ローラねじのローラねじ面の曲率半径が、前記軸ねじの軸ねじ面の曲率半径よりも小さい遊星ローラねじ装置において、前記ローラねじ面と前記ナットねじのナットねじ面との接触中心からローラ中心までの距離よりも、前記ローラねじ面と軸ねじ面との接触中心からローラ中心までの距離の方が大きいことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項5

請求項2に記載の遊星ローラねじ装置において、前記遊星ピニオンギアに噛合うリングギアが前記ナットに固定され、前記軸ねじがローラねじと交差噛合となっている場合に、前記ローラねじのローラねじ面と、前記軸ねじの軸ねじ面との接触中心からローラ中心までの距離を小さくする方向で、前記ローラねじおよび/または軸ねじのねじ面の形状および/またはねじ面傾斜角を補正したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項6

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、少なくとも1箇所に遊星ピニオンギアを有し、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、前記遊星ピニオンギアに噛合うリングギアとを備え、前記リングギアが、前記中央ねじ軸に固定され、前記ナットのナットねじが遊星ローラのローラねじと交差噛合である場合に、前記軸ねじの軸ねじ呼び有効径をDs、前記ナットねじのナットねじ呼び有効径をDn、前記ローラねじのローラねじ呼び有効径をDr、前記軸ねじの軸条数をJs、前記ローラねじのローラ条数をJr、前記遊星ピニオンギアの歯数をZp、前記リングギアの歯数をZrとしたときに、Dn=2Dr+DsDs/Dr=Zr/Zp=Js/Jr=N(Nは正の整数)なる関係を有し、前記ローラねじの捩れ方向と直交する断面における前記ローラねじのローラねじ面の曲率半径が、前記ナットのナットねじ面の曲率半径よりも小さい遊星ローラねじ装置において、前記ローラねじ面と軸ねじの軸ねじ面との接触中心からローラ中心までの距離よりも、前記ローラねじ面と前記ナットねじのナットねじ面との接触中心からローラ中心までの距離の方が大きいことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項7

請求項2に記載の遊星ローラねじ装置において、前記遊星ピニオンギアに噛合うリングギアが前記中央ねじ軸に固定され、前記ナットねじがローラねじと交差噛合となっている場合に、前記ローラねじのローラねじ面と、前記ナットのナットねじ面との接触中心からローラ中心までの距離を大きくする方向で、前記ローラねじおよび/またはナットねじのねじ面の形状および/またはねじ面傾斜角を補正したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項8

請求項4に記載の遊星ローラねじ装置において、前記軸ねじの捩れ方向と直交する断面における前記軸ねじの軸ねじ面の形状が略直線形状である場合に、軸方向荷重の大きさが非対称であり、最大負荷となる荷重が印加される方向において、前記ローラねじのローラねじ面の形状を左右非対称とすることにより、前記ローラねじ面の前記ナットねじ面との接触中心の位置を変えないで、前記軸ねじ面との接触中心の位置を補正するときに、前記ローラねじ面の前記軸ねじ面とのZ方向の接触中心を、交差噛合するローラねじと軸ねじとのねじ面同士の接触中心の座標原点に対するY方向のずれ量をΔYsとして、で計算される、交差噛合するローラねじと軸ねじとのねじ面同士の接触中心の座標原点に対するZ方向のずれ量ΔZsに対し、±50%の範囲内で、前記ローラねじの接触中心の半径位置を増大させる方向で補正したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項9

請求項5に記載の遊星ローラねじ装置において、前記ローラねじの捩れ方向と直交する断面における前記ローラねじのローラねじ面の形状が略直線形状である場合に、前記軸ねじ面の前記ローラねじ面とのZ方向の接触中心を、交差噛合するローラねじと軸ねじとのねじ面同士の接触中心の座標原点に対するY方向のずれ量をΔYsとして、で計算される、交差噛合するローラねじと軸ねじとのねじ面同士の接触中心の座標原点に対するZ方向のずれ量ΔZsに対し、±50%の範囲内で、前記ローラねじの接触中心の半径位置を減少させる方向で補正したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項10

請求項6に記載の遊星ローラねじ装置において、前記ナットねじの捩れ方向と直交する断面における前記ナットねじのナットねじ面の形状が略直線形状である場合に、軸方向荷重の大きさが非対称であり、最大負荷となる荷重が印加される方向において、前記ローラねじ面の形状を左右非対称とすることにより、前記ローラねじ面の前記軸ねじ面との接触中心位置を変えないで、前記ナットねじ面との接触中心の位置を補正するときに、前記ローラねじ面の前記ナットねじ面とのZ方向の接触中心を、交差噛合するローラねじとナットねじのねじ面同士の接触中心の座標原点に対するY方向のずれ量をΔYnとして、で計算される、交差噛合するローラねじとナットねじのねじ面同士の接触中心の座標原点に対するZ方向のずれ量ΔZnに対し、±50%の範囲内で、前記ローラねじの接触中心の半径位置を増加させる方向で補正したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項11

請求項7に記載の遊星ローラねじ装置において、前記ローラねじの捩れ方向と直交する断面における前記ローラねじのローラねじ面の形状が略直線形状である場合に、前記ナットねじ面のナットねじ面の前記ローラねじ面とのZ方向の接触中心を、交差噛合するローラねじとナットねじのねじ面同士の接触中心の座標原点に対するY方向のずれ量をΔYnとして、で計算される、交差噛合するローラねじとナットねじのねじ面同士の接触中心の座標原点に対するZ方向のずれ量ΔZnに対し、±50%の範囲内で、前記ローラねじの接触中心の半径位置を増加させる方向で補正したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項12

請求項4に記載の遊星ローラねじ装置において、前記軸ねじの捩れ方向と直交する断面における前記軸ねじの軸ねじ面の形状が略直線形状である場合に、軸ねじの軸ねじ面傾斜角を、前記ローラねじのローラねじ面の曲率半径をRr、前記ローラねじのローラねじ面傾斜角をγr、交差噛合するローラねじと軸ねじとのねじ面同士の接触中心の座標原点に対するY方向のずれ量をΔYsとして、で計算される、Z方向のずれ量ΔZsを補正するための軸ねじ面傾斜角補正量Δγs´に対し、±50%の範囲内で、前記ローラねじの接触中心の半径位置を増加させる方向で補正したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項13

請求項5に記載の遊星ローラねじ装置において、前記中央ねじ軸の捩れ方向と直交する断面における前記ローラねじのローラねじ面の形状が略直線形状である場合に、軸方向荷重の大きさが非対称であり、最大負荷となる荷重が印加される方向において、前記ローラねじのローラねじ面の形状を左右非対称とすることにより、前記ローラねじ面の前記ナットねじ面との接触中心の位置を変えないで、前記軸ねじ面との接触中心の位置を補正するときに、前記ローラねじのローラねじ面傾斜角を、前記軸ねじの軸ねじ面の曲率半径をRs、前記軸ねじの軸ねじ面傾斜角をγs、交差噛合するローラねじと軸ねじとのねじ面同士の接触中心の座標原点に対するY方向のずれ量をΔYsとして、で計算される、Z方向のずれ量ΔZsを補正するためのローラねじ面傾斜角補正量Δγs´に対し、±50%の範囲内で、前記ローラねじの接触中心の半径位置を減少させる方向で補正したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項14

請求項6に記載の遊星ローラねじ装置において、前記ナットねじの捩れ方向と直交する断面における前記ナットねじのナットねじ面の形状が略直線形状である場合に、前記ナットねじのナットねじ面傾斜角を、前記ローラねじのローラねじ面の曲率半径をRr、前記ローラねじのローラねじ面傾斜角をγr、交差噛合するローラねじとナットねじのねじ面同士の接触中心の座標原点に対するY方向のずれ量をΔYnとして、で計算される、Z方向のずれ量ΔZnを補正するためのナットねじ面傾斜角補正量Δγn´に対し、±50%の範囲内で、前記ローラねじの接触中心の半径位置を増加させる方向で補正したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

請求項15

請求項7に記載の遊星ローラねじ装置において、前記ナットねじの捩れ方向と直交する断面における前記ローラねじのローラねじ面の形状が略直線形状である場合に、軸方向荷重の大きさが非対称であり、最大負荷となる荷重が印加される方向において、前記ローラねじのローラねじ面の形状を左右非対称とすることにより、前記ローラねじ面の前記軸ねじ面との接触中心の位置を変えないで、前記ナットねじ面との接触中心の位置を補正するときに、前記ローラねじのローラねじ面傾斜角を、前記ナットねじのナットねじ面の曲率半径をRn、前記ナットねじのナットねじ面傾斜角をγn、交差噛合するローラねじとナットねじのねじ面同士の接触中心の座標原点に対するY方向のずれ量をΔYnとして、で計算される、Z方向のずれ量ΔZnを補正するためのローラねじ面傾斜角補正量Δγn´に対し、±50%の範囲内で、前記ローラねじの接触中心の半径位置を増加させる方向で補正したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。

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