JP2512010B2

JP2512010B2 - ねじジヤツキ

Info

Publication number: JP2512010B2
Application number: JP24101887A
Authority: JP
Inventors: ローベアト・ゲルトネル
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-09-28
Filing date: 1987-09-28
Publication date: 1996-07-03
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JPH0198597A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ねじ軸および該ねじ軸を偏心的に取囲んで
ナツト構造を形成するいくつかの玉軸受ユニツトを備
え、該玉軸受ユニツトが一側だけねじに係合してねじ内
を轉動し、一つの玉軸受の内側軌道リングの一部分を形
成するかまたはそれに接合し、個々の玉軸受ユニツトの
玉軸受外輪がそれぞれ接合された、たとえばドイツ国特
許公開第27 25 054号に記載されたもののような、ねじ
ジヤツキに関するものである。

公知のねじジヤツキは、ナツト構造内に反対側から半
径方向の予備負荷をうけてねじに係合する２個の玉軸受
を備えている。玉軸受ユニツトは互いにある距離で横に
配置する必要があるので、半径方向予備負荷はナツト構
造に傾斜モーメントを生じさせ、それを同様にねじに係
合する頚部軸受によつて平衡している。このことは、と
くにもしねじ軸の長さがねじの直径に比較して大きいな
らば、効率、回転の円滑さ、長い寿命およびアイドリン
グモーメントに関して不利である。むしろ高い応力がし
ばしば玉軸受ユニツトの不完全な調節よつて生じた。そ
のような調節不良は大部分回転不良によつてだけ認めら
れ頚部軸受の摩耗を増加した。

玉軸受を頚部軸受として使用することにより、２個の
玉軸受ユニツトによつて生じた傾斜モーメントの負の影
響を解消しようとする試みがなされた。しかしながら、
そのような軸受は高応力の場合、とくに高回転速度の場
合における非振動作業において満足すべき解決法を提供
しなかつた。

本発明の目的は、最善の機能、とくにきわめて円滑な
回転が好ましくない条件のもとにおいてさえも達成され
るような、上記ねじジヤツキを開発することにある。

この目的はねじと係合する少なくとも３個の玉軸受ユ
ニツトを設けそれによりねじとの係合点がすべてねじ軸
の縦方向にある作用面内にあり、また少なくとも１個の
玉軸受ユニツトが他の玉軸受ユニツトの180゜反対側に
おいて係合し、ナツト構造がねじ軸に玉軸受ユニツトの
これらの係合点においてだけ支持されることにより達成
される。

そのようなねじジヤツキにおいて、玉軸受ユニツトの
半径方向力によつて生じたモーメントおよび力は互いに
打消される。しかしてねじ軸上のねじ自体を支持する頚
部軸受は不必要となり、したがつてねじジヤツキはきわ
めて小さい摩擦および振動で作動することができる。本
発明による配置のため、必然的に間隙なしに作用するそ
のようなねじジヤツキは、容易に高回転速度に適合する
ことができる。

使用される玉軸受の種類は本発明にとつて重要ではな
い。本発明を実施するため各種の異つた配置の軸受（Ｘ
型配置、Ｏ型配置、タンデム型配置）を使用しうる。ま
たアキシアル軸受とラジアル軸受とを組合わせて玉軸受
ユニツトを形成することもできる。そのような玉軸受ユ
ニツトはきわめて小さいものとなる。

ねじジヤツキは、もし全部で３個の玉軸受ユニツトが
設けられその中間のものがねじ軸の一側からねじに係合
し他の２個がねじ軸の反対側からねじに係合すならば、
るとくに簡単な方法で構成することができる。中間の玉
軸受ユニツトが２個の外側の玉軸受の２倍だけ負荷をう
けるため、この玉軸受ユニツトに対しては一層強い玉軸
受を使用することが望ましい。

とくに大きい軸方向負荷を伝達する場合、本発明の別
の実施例により全部で４個の玉軸受ユニツトを設け、そ
の中間の２個のものはねじ軸の一側からねじに係合させ
外側の２個はねじ軸の反対側からねじに係合させること
が望ましい。３個だけの玉軸受を備えた実施例に比較し
て、この実施例は玉軸受ユニツトの一個がもはや他のも
のの２倍だけ予備負荷されることがない。

もしナツト構造が剛性のケーシングを有するならば、
玉軸受ユニツトの予備負荷は単にばねを設けることによ
つて得られ、ばねは一方では玉軸受ユニツトの中間のも
の（単数または複数）に他方では外側の玉軸受ユニツト
の外輪に連結して支持される。

しかしながらナツト構造においては、もし外側リング
が焼入ればね鋼から作られた少なくとも１個の縦方向部
材によつて接合され、それが玉軸受ユニツトを係合点で
ねじに押圧するならば、別のばねをまつたく必要としな
い。

またもし４個以上の玉軸受ユニツトの場合、すべての
玉軸受ユニツトがほとんど同じ半径方向の予備負荷をう
け、関連した係合点に同じ押圧力を生ずるならば有利で
ある。しかしてすべての玉軸受ユニツトは等しく負荷さ
れ、そこでそれらは同じ大きさのものとすることができ
る。

もし係合点の方向に延びていない側面からとくに大き
い力が予想されるならば、本発明の他の実施例により、
前記のようないくつかのナツト構造を設けることが有利
でありそれは半径方向予備負荷において互いに異つた角
度位置に配置される。

ナツト構造は、もし玉軸受ユニツトおよび玉軸受ユニ
ツトの外側リングを接合する少なくとも１個の縦方向部
材だけから作られている場合には、ケーシングを必要と
しない。

ねじジヤツキは、もし本発明の他の実施例により、互
いに同じ距離でねじの一側に係合するように配置された
４個の玉軸受ユニツトを通つて半径方向に延びる線に対
称であるならば、また反対側に２個の別の玉軸受ユニツ
トが半径方向の線に両側にかつそれと同じ距離に同じ作
用平面内に係合するならば、とくに大きい軸方向力を伝
達するのに適している。

一層多くの玉軸受ユニツトを備えたねじジヤツキにお
いて、玉軸受上の力は、もし係合の一側につぎつぎに並
んだ玉軸受ユニツトがナツト構造のケーシングに対して
平衡ビームによつてこの側に支持されるならばほとんど
同じにすることができる。

個々の玉軸受ユニツトの予備負荷は、もし各玉軸受ユ
ニツトがねじ軸に対して横方向のナツト構造上に取付け
られる少なくとも一個のばねブリツジに固定されるなら
ば、他の玉軸受に影響を及ぼすことなく調節することが
できる。

本発明は多数の変型が可能であるが、それらのあるも
のにつき、図面に基づいて説明する。

第１図はねじ２を備えたねじ軸１の一部を示す。この
ねじ軸１に設けられたナツト構造３は、ねじ軸に対して
偏心的に配置された全部で３個の玉軸受ユニツト４、
５、６に係合している。各玉軸受ユニツト４、５、６
は、玉軸受７、８、９および支持リング10、11、12を備
えている。支持リング10、11、12はねじ２と係合するよ
うに構成されている。２個の外側玉軸受ユニツト４およ
び６は、ねじ軸１の縦軸線に対して頂部に向つてわずか
に交差し、それらは支持リング10、12に底部から頂部間
隙をおいてねじ２に係合している。これに反して中間玉
軸受ユニツト５はねじ軸１の縦軸線に対して底部に向つ
て交差し、その支持リング11に上からねじ頂部間隙をお
いてねじ２に係合している。支持リング10、11、12の係
合点は、ねじ軸１の縦方向に延びる同じ係合平面内にあ
る。

玉軸受４、５、６は、ナツト構造３のケーシング19に
２本のピン13、14;15、16;17、18によつて保持され、そ
れぞれ互いに反対に配置されている。しかして玉軸受ユ
ニツト４、５、６はねじ２のピツチに従つて傾斜するこ
とができる。ケーシング19内の中間玉軸受ユニツト５の
ピン15には皿ばねとして構成されたばね20が着座し、そ
のばね中間玉軸受ユニツト５を図面において下方にそし
てねじ２に向つて予備負荷している。ばね20によつて生
ずる半径方向予備負荷の対抗力は、２個の外側玉軸受ユ
ニツト４および６によつてだけ加えられる。これらは中
間玉軸受ユニツト５に対して同じ距離に配置されるよう
になっている。このことから、もし中間玉軸受ユニツト
５が2Pの予備負荷をうけるならば、２個の外側玉軸受ユ
ニツトは図面に示すようなＰの予備負荷をうけることに
なる。したがつて力およびモーメントは互いに打消し合
う。

第１図に示すようにケーシング19が両先端に端壁21、
22を備え、それらは頚部軸受としては作用せずシール要
素に過ぎない。これらの端壁21、22により、ケーシング
19には粘性グリースを充填することができる。

第２図に示すようにケーシング19の断面は正方形であ
る。

第３図に示すように、玉軸受ユニツト４、５、６がね
じ２のピツチのため傾斜し、２個の外側玉軸受ユニツト
４および６は、ねじ２を反対側から把持しているため、
中間玉軸受ユニツト５に対して反対方向に傾斜してい
る。

第４図および第５図に示す実施例は、前の図の実施例
とは剛性ケーシングの代わりに２個の縦方向部材23、24
を有することにおいて相違し、部材の少なくとも１個は
ばね鋼から作られている。これらの縦方向部材23、24は
反対側から外側リング25、26、27に互いに連結されてい
る。中間玉軸受ユニツト５はピン15により、ねじのピツ
チに従つてそれ自体調節しうるように傾斜している。玉
軸受ユニツト５は、縦方向部材23の反対側の縦方向部材
24に、取付部28のわずかに上向きの溝に保持され、そこ
で所望の自動調節が可能となる。

この実施例の玉軸受ユニツト４、５、６の半径方向予
備負荷は、縦方向部材23、24の、または一方の縦方向部
材23のばね力から生ずる。ピン15を可動にすることによ
つて調節可能にすることができ、中間玉軸受ユニツト５
はねじ軸１に対して多かれ少なかれ半径方向に動かされ
る。

第５図に示すように２個の外側玉軸受４、６が縦方向
部材23に、したがつて反対側の縦方向部材24にそれぞれ
２本のボルト29、30によつて固定されている。この方法
で玉軸受ユニツト４、６は移動不能に縦方向部材23、24
に固定されることを示している。

第６図および第７図は基本的に第４図および第５図に
対応する。僅かに相違する点は、この実施例が全部で４
個の玉軸受４、５、６、31を備えていることである。こ
れらは前記のように正確に縦方向部材23、24に固定さ
れ、中間の２個の玉軸受ユニツト５、６はピン15、32に
より縦方向部材23に自動調節可能に固定されている。

第８図は玉軸受ユニツト４、５、６、31用の玉軸受33
の特殊な構造を示している。この玉軸受33は支持リング
として内側に形成された内側リング34を備えており、し
たがつてねじ軸１のねじ２に直接係合していることが分
かるであろう。

第６図および第７図に示す縦方向部材に対して、第９
図、第10図および第11図の実施例の縦方向部材23、24は
剛性である。第１図の実施例におけるように、これらの
玉軸受ユニツト４、５、６、31の半径方向予備負荷はば
ね20によつて生じ、ばね20は両方の玉軸受ユニツト５、
６に属するねじ付きスタツド35上に着座し、縦方向部材
23の下にある。しかして、玉軸受ユニツト５、６は図面
に示すように下向きに予備負荷されている。ねじ付きス
タツド35を多かれ少なかれ縦方向部材23に深くねじ込む
ことにより、予備負荷を調節することができる。予備負
荷は、ねじ軸１に作用する軸方向力が玉軸受ユニツト
４、５、６、31をねじ２から半径方向に押圧することが
できないように大きくなければならない。

第12図、第13図、第14図の実施例において、設けられ
た剛性のケーシング19は玉軸受ユニツト４、５、６、31
の中間部分を保持している。ケーシング19の上下壁の中
間部分にはそれぞれ板ばね36、37が設けられ、玉軸受ユ
ニツト４、５、６、31はこれらの板ばねの間に固定され
ている。前記実施例におけるように、２個の中間玉軸受
ユニツト４、５のねじ付きスタツド35を調節可能にする
ことができ、すべての玉軸受ユニツトの半径方向予備負
荷を調節することができる。

４つの予備負荷がすべて等しくすなわちＰであるこ
と、および装置が最小の長さを有することから、垂直対
称線０−０から玉軸受ユニツト４、５、６、31の第12図
に示された距離が導き出される。

上方から係合する内側玉軸受ユニツトに対して：ａ＝n_min・ｈおよび下方から係合する外側玉軸受ユニツトに対し
て：ｂ＝（m_min＋0.5）・ｈここにｈはねじのピツチであり、n_minおよびm_minは玉
軸受ユニツトのピツチおよび幅を考慮して構造を具体化
する最小の自然数である。これら二式から力が一平面内
にあることが分かる。

第15図および第16図はとくに大きい力を伝達するのに
適したねじを示す。ねじ軸１の横方向に延びる線38に対
称に全部で４個の玉軸受ユニツト39、40、41、42が設け
られ、それらはそれぞれ皿ばねであるばね43、44、45、
46によつて平衡ビーム47に対して支持され、平衡ビーム
47はナツト構造３のケーシング19内にスタツド48によつ
て保持されている。

玉軸受ユニツト39、40、41、42の両側には２個の別の
玉軸受ユニツト49、50;51、52がそれぞれ設けられ、そ
れらは線38から同じ距離に配置されている。これらの玉
軸受ユニツト49、50、51、52は玉軸受ユニツト39、40、
41、42に対して対抗力を生じ、それらはすべて等しく負
荷されそれは矢印Ｐで示されている。それらの係合点の
側において、ケーシング19に対して平衡ビーム53、54に
よつて支持されている。

第17図の玉軸受ユニツト４は、前記実施例とは異つた
方法でナツト構造３に固定された玉軸受ユニツトの例を
示す。玉軸受ユニツト４がそれぞれのピン15、16によつ
てばねブリツジ55、56上に保持され、ばねブリツジ55、
56がねじ軸１の横方向に延びていることが分かる。ナツ
ト構造３のケーシング19のねじ軸１の両側にねじ込まれ
た各ばねブリツジ55、56は、玉軸受ユニツト４のみを保
持している。この方法でナツト構造３の個々の玉軸受ユ
ニツトの半径方向予備負荷はそれぞれまつたく別々に調
節することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は３個の玉軸受ユニツトを備えたねじジヤツキの
第１実施例の縦断面図。第２図は第１図に示すねじジヤツキの側面図。第３図は第１図および第２図に示すねじジヤツキの平面
図。第４図は３個の玉軸受ユニツトを備えたねじジヤツキの
第２実施例の縦断面図。第５図は第４図に示すねじジヤツキの平面図。第６図は４個の玉軸受ユニツトを備えた本発明のねじジ
ヤツキの縦断面図。第７図は第６図に示すねじジヤツキの平面図。第８図はねじにおける玉軸受ユニツトの係合を示す拡大
図。第９図は４個の玉軸受ユニツトを備えたねじジヤツキの
別の実施例の縦断面図。第10図は第９図に示すねじジヤツキの側面図。第11図は第９図および第10図に示すねじジヤツキの平面
図。第12図は４個の玉軸受ユニツトを備えたねじジヤツキの
別の実施例の縦断面図。第13図は第12図に示すねじジヤツキの側面図。第14図は第12図および第13図に示すねじジヤツキの平面
図。第15図は全部で８個の玉軸受ユニツトを備えたねじジヤ
ツキの縦断面図。第16図は第15図に示すねじジヤツキの平面図。第17図は本発明のねじジヤツキのさらに別の実施例の側
面図。１……ねじ軸,2……ねじ,3……ナツト,4,5,6……玉軸受
ユニツト,19……ケーシング,20……ばね,23,24……縦方
向部材,31……玉軸受ユニツト,39,40,41,42……玉軸受
ユニツト,45……平衡ビーム,55,56……ばねブリツジ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ねじ軸および該ねじ軸を偏心的に取囲んで
ナツト構造を形成するいくつかの玉軸受ユニツトを備
え、該玉軸受ユニツトが一側だけねじに係合してねじ内
を轉動し一つの玉軸受の内側軌道リングの一部分を形成
するかまたはそれに接合され、個々の玉軸受ユニツトの
玉軸受の外側リングが互いに接合されているねじジヤツ
キであつて、ねじ（２）と係合する少なくとも３個の玉
軸受ユニツト（4,5,6）が設けられ、これらの玉軸受ユ
ニツト（4,5,6）のねじ（２）との係合点がねじ軸
（１）の縦方向に延び共通の作用平面内にありまた少な
くとも一つの玉軸受ユニツト（５）が他の二つの玉軸受
ユニツト（4,6）の係合点と180゜反対側で係合し、ナツ
ト構造（３）が玉軸受ユニツト（4,5,6）の係合点によ
つてだけねじ軸（１）に対して支持されることを特徴と
する、ねじジヤツキ。
【請求項２】全部で３個の玉軸受ユニツト（4,5,6）が
設けられこれらの玉軸受ユニツトの中間のもの（５）が
ねじ軸（１）の一側からねじ（２）に係合し他の二つの
玉軸受ユニツト（4,6）がねじ軸（１）の反対側からね
じ軸（２）に係合することを特徴とする、特許請求の範
囲第１項に記載のねじジヤツキ。
【請求項３】全部で４個の玉軸受ユニツト（4,5,6,31）
が設けられその二個の中間玉軸受ユニツト（5,6）がね
じ軸（１）の一側からねじ（２）に係合し２個の外側玉
軸受ユニツト（4,31）がねじ軸（１）の反対側からねじ
（２）に係合することを特徴とする、特許請求の範囲第
１項に記載のねじジヤツキ。
【請求項４】ばね（20）が玉軸受ユニツト（4,5,6）の
押圧力を生ずるため設けられそれが一方では玉軸受の中
間のもの（５）に他方ではすべての玉軸受ユニツト（4,
5,6）の外側リングの連結部（ケーシング19）に支持さ
れることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第
３項のいずれか１項に記載のねじジヤツキ。
【請求項５】外側リングが焼入れ鋼から作られた少なく
とも一つの縦方向部材（23,24）によつて連結され該部
材が玉軸受ユニツト（4,5,6）をねじ（２）との係合点
において押圧することを特徴とする、特許請求の範囲第
１項ないし第４項のいずれか１項に記載のねじジヤツ
キ。
【請求項６】４個以上の玉軸受ユニツト（4,5,6,31）の
場合すべての玉軸受がほとんど同じ半径方向負荷をうけ
それらの関連した係合点においてほとんど同じ力で押圧
されることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし
第５項のいずれか１項に記載のねじジヤツキ。
【請求項７】いくつかの前記特許請求の範囲の項に記載
のナツト構造が設けられそれらが半径方向予備負荷に関
して互いに異つた角度位置に配置されていることを特徴
とする、特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか
１項に記載のねじジヤツキ。
【請求項８】ナツト構造（３）が玉軸受ユニツト（4,5,
6,31）および少なくとも１つの縦方向部材（23,24）だ
けによつて作られ該部材が玉軸受ユニツト（4,5,6,31）
を互いに接合していることを特徴とする、特許請求の範
囲第１項ないし第７項のいずれか１項に記載のねじジヤ
ツキ。
【請求項９】ねじ軸（１）を通して半径方向に延びる線
（38）に対称に４個の玉軸受ユニツト（39,40,41,42）
が同じ距離に配置されてねじ軸（１）の一側において互
いに係合することおよび二個の別の玉軸受ユニツト（4
9,50;51,52）が半径方向線（38）の両側においてまたそ
れに同じ距離において係合していることを特徴とする特
許請求の範囲第１項ないし第８項に記載のねじジヤツ
キ。
【請求項１０】玉軸受ユニツト（39,40,41,42）が係合
の一側において並んで平衡ビーム（45）によつてナツト
構造（３）のケーシング（19）に対して支持されている
ことを特徴とする、特許請求の範囲第９項に記載のねじ
ジヤツキ。
【請求項１１】各玉軸受ユニツト（４）が少なくとも一
つのばねブリツジ（55,56）に固定され該ばねブリツジ
がねじ軸（１）に対して横方向にナツト構造（３）に取
付けられていることを特徴とする、特許請求の範囲第１
項ないし第10項のいずれか１項に記載のねじジヤツキ。