JPH0777261A - ねじ装置 - Google Patents
ねじ装置Info
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- JPH0777261A JPH0777261A JP24876493A JP24876493A JPH0777261A JP H0777261 A JPH0777261 A JP H0777261A JP 24876493 A JP24876493 A JP 24876493A JP 24876493 A JP24876493 A JP 24876493A JP H0777261 A JPH0777261 A JP H0777261A
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- screw
- nut
- screw shaft
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ボールねじと同等の低摩擦機構としての特性
を備えるとともに、剛性が高くしかも寿命の長いねじ装
置を提供する。 【構成】 ねじ軸１とナット体２との相対的な回転運動
により、円筒ころ５がこれらねじ軸１とナット体２間に
形成された断面Ｖ字形状の螺旋溝３，４の軌道面上を転
動しながら、ねじ軸１とナット体２とが相対的に軸方向
へ移動する。このねじ構造においては、円筒ころ５のこ
ろがり接触により、ボールねじと同等の低摩擦機構とし
ての特性を備えるとともに、円筒ころ５と螺旋溝３，４
の軌道面との接触が線接触で、装置自体の剛性は高く、
装置寿命も長い。この構造は従来のボールねじに採用さ
れている各種ねじ構造に採用可能である。
を備えるとともに、剛性が高くしかも寿命の長いねじ装
置を提供する。 【構成】 ねじ軸１とナット体２との相対的な回転運動
により、円筒ころ５がこれらねじ軸１とナット体２間に
形成された断面Ｖ字形状の螺旋溝３，４の軌道面上を転
動しながら、ねじ軸１とナット体２とが相対的に軸方向
へ移動する。このねじ構造においては、円筒ころ５のこ
ろがり接触により、ボールねじと同等の低摩擦機構とし
ての特性を備えるとともに、円筒ころ５と螺旋溝３，４
の軌道面との接触が線接触で、装置自体の剛性は高く、
装置寿命も長い。この構造は従来のボールねじに採用さ
れている各種ねじ構造に採用可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はねじ装置に関し、さらに
詳細には、工作機械の位置決め装置や自動車用ステアリ
ングギヤなどに好適に使用されるねじ駆動技術に関す
る。
詳細には、工作機械の位置決め装置や自動車用ステアリ
ングギヤなどに好適に使用されるねじ駆動技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ねじ装置は各種装置・機器の機械要素と
して多方面にわたって使用されており、とりわけボール
ねじは、ボールのころがり接触による低摩擦機構として
の特性から、例えば工作機械におけるテーブルや主軸台
などの精密な駆動制御や自動車用ステアリングギヤなど
の円滑な駆動制御に最適なものとして、近時種々の技術
分野での需要が急速に高まっている。
して多方面にわたって使用されており、とりわけボール
ねじは、ボールのころがり接触による低摩擦機構として
の特性から、例えば工作機械におけるテーブルや主軸台
などの精密な駆動制御や自動車用ステアリングギヤなど
の円滑な駆動制御に最適なものとして、近時種々の技術
分野での需要が急速に高まっている。
【０００３】ボールねじの基本構造は、ねじ軸の外周面
に螺旋溝が形成されるとともに、このねじ軸に外嵌され
るナット体の内周面に螺旋溝が形成され、これら両螺旋
溝間に複数のボールが一列に回転自在に介装されてな
り、上記ねじ軸とナット体との相対的な回転運動によ
り、ボールが上記両螺旋溝に沿って転動しながら、ねじ
軸とナット体とが相対的に軸方向へ移動するように構成
されている。
に螺旋溝が形成されるとともに、このねじ軸に外嵌され
るナット体の内周面に螺旋溝が形成され、これら両螺旋
溝間に複数のボールが一列に回転自在に介装されてな
り、上記ねじ軸とナット体との相対的な回転運動によ
り、ボールが上記両螺旋溝に沿って転動しながら、ねじ
軸とナット体とが相対的に軸方向へ移動するように構成
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ボールねじ
の場合、一般のすべり接触のねじ装置に比べて摩擦係数
がきわめて小さく、作動効率にすぐれる反面、転動体と
してボールと螺旋溝の軌道面との接触が点当たり（点接
触）であることから、装置自体の剛性が低く、また上記
接触部分の早期磨耗により寿命が短いという問題があっ
た。
の場合、一般のすべり接触のねじ装置に比べて摩擦係数
がきわめて小さく、作動効率にすぐれる反面、転動体と
してボールと螺旋溝の軌道面との接触が点当たり（点接
触）であることから、装置自体の剛性が低く、また上記
接触部分の早期磨耗により寿命が短いという問題があっ
た。
【０００５】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、ボール
ねじと同等の低摩擦機構としての特性を備えるととも
に、剛性が高くしかも寿命の長いねじ装置の提供にあ
る。
されたものであって、その目的とするところは、ボール
ねじと同等の低摩擦機構としての特性を備えるととも
に、剛性が高くしかも寿命の長いねじ装置の提供にあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のねじ装置は、ねじ軸の外周面に螺旋溝が形
成されるとともに、このねじ軸に外嵌されるナット体の
内周面に螺旋溝が形成され、これら両螺旋溝間に複数の
円筒ころが回転自在に介装されてなり、上記ねじ軸の螺
旋溝と上記ナット体の螺旋溝は、それぞれ断面Ｖ字形状
に形成されて、相互に平行して対向する軌道面を備え、
上記ねじ軸とナット体との相対的な回転運動により、円
筒ころが上記両螺旋溝の軌道面上を転動しながら、ねじ
軸とナット体とが相対的に軸方向へ移動するように構成
されていることを特徴とする。
に、本発明のねじ装置は、ねじ軸の外周面に螺旋溝が形
成されるとともに、このねじ軸に外嵌されるナット体の
内周面に螺旋溝が形成され、これら両螺旋溝間に複数の
円筒ころが回転自在に介装されてなり、上記ねじ軸の螺
旋溝と上記ナット体の螺旋溝は、それぞれ断面Ｖ字形状
に形成されて、相互に平行して対向する軌道面を備え、
上記ねじ軸とナット体との相対的な回転運動により、円
筒ころが上記両螺旋溝の軌道面上を転動しながら、ねじ
軸とナット体とが相対的に軸方向へ移動するように構成
されていることを特徴とする。
【０００７】
【作用】ねじ軸とナット体との相対的な回転運動によ
り、円筒ころがこれらねじ軸とナット体間に形成された
断面Ｖ字形状の螺旋溝の軌道面上を転動しながら、ねじ
軸とナット体とが相対的に軸方向へ移動する。
り、円筒ころがこれらねじ軸とナット体間に形成された
断面Ｖ字形状の螺旋溝の軌道面上を転動しながら、ねじ
軸とナット体とが相対的に軸方向へ移動する。
【０００８】この場合のねじ軸とナット体との相対的な
回転運動は、円筒ころのころがり接触により達成されて
おり、これら両者間の摩擦係数はきわめて低く、高い作
動効率が確保される。
回転運動は、円筒ころのころがり接触により達成されて
おり、これら両者間の摩擦係数はきわめて低く、高い作
動効率が確保される。
【０００９】また、転動体としての円筒ころと螺旋溝の
軌道面との接触は線当たり（線接触）であり、装置自体
の剛性が高く、装置寿命も長い。
軌道面との接触は線当たり（線接触）であり、装置自体
の剛性が高く、装置寿命も長い。
【００１０】上記円筒ころを用いた低摩擦機構は、いわ
ゆるシングルナット方式、ダブルナット予圧方式、およ
びインテグラル予圧方式など、従来のボールねじに採用
されていた各種ねじ構造に採用可能である。
ゆるシングルナット方式、ダブルナット予圧方式、およ
びインテグラル予圧方式など、従来のボールねじに採用
されていた各種ねじ構造に採用可能である。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１２】実施例１ 本発明に係るねじ装置を図１に示し、このねじ装置は、
ねじ軸１の外周面に単一のナット体２が外嵌されてなる
シングルナット方式のものであって、具体的には、ねじ
軸１の外周面に螺旋溝３が形成されるとともに、ナット
体２の内周面に螺旋溝４が設けられて、これら両螺旋溝
３，４間に複数の円筒ころ５，５，…が回転自在に介装
されてなる。
ねじ軸１の外周面に単一のナット体２が外嵌されてなる
シングルナット方式のものであって、具体的には、ねじ
軸１の外周面に螺旋溝３が形成されるとともに、ナット
体２の内周面に螺旋溝４が設けられて、これら両螺旋溝
３，４間に複数の円筒ころ５，５，…が回転自在に介装
されてなる。
【００１３】ねじ軸１とナット体２の螺旋溝３，４は、
図１、図３および図４に示すように、断面Ｖ字形状とさ
れて、その対向する傾斜溝面３ａ，４ａおよび３ｂ，４
ｂ同士がそれぞれ円筒ころ５の軌道面とされている。
図１、図３および図４に示すように、断面Ｖ字形状とさ
れて、その対向する傾斜溝面３ａ，４ａおよび３ｂ，４
ｂ同士がそれぞれ円筒ころ５の軌道面とされている。
【００１４】具体的には、ねじ軸１の軌道面３ａ，３ｂ
およびナット体２の軌道面４ａ，４ｂのなす角度θはそ
れぞれ９０°に設定されている。また、螺旋溝３，４の
軌道面３ａと４ａおよび軌道面３ｂと４ｂが、相互に平
行して対向する断面直線状の軌道面とされるとともに、
これら両軌道面３ａ，４ａ間および３ｂ，４ｂ間の距離
Ｗa ，Ｗb が後述する円筒ころ５の形状寸法に対応して
同一距離に設定されている。
およびナット体２の軌道面４ａ，４ｂのなす角度θはそ
れぞれ９０°に設定されている。また、螺旋溝３，４の
軌道面３ａと４ａおよび軌道面３ｂと４ｂが、相互に平
行して対向する断面直線状の軌道面とされるとともに、
これら両軌道面３ａ，４ａ間および３ｂ，４ｂ間の距離
Ｗa ，Ｗb が後述する円筒ころ５の形状寸法に対応して
同一距離に設定されている。
【００１５】円筒ころ５は、図５に示すように、その全
長にわたり同一外径とされるとともに、その両端面６，
６がクラウニング加工により球面状とされている。
長にわたり同一外径とされるとともに、その両端面６，
６がクラウニング加工により球面状とされている。
【００１６】円筒ころ５の外径Ｄは、上記軌道面間距離
Ｗa ，Ｗb とほぼ同一寸法とされて、円筒ころ５がそれ
ぞれ軌道面３ａ，４ａおよび３ｂ，４ｂ上を転動可能と
されている。一方、円筒ころ５の長さＬは、上記軌道面
間距離Ｗa ，Ｗb よりも若干小さいほぼ同一寸法とされ
ている。
Ｗa ，Ｗb とほぼ同一寸法とされて、円筒ころ５がそれ
ぞれ軌道面３ａ，４ａおよび３ｂ，４ｂ上を転動可能と
されている。一方、円筒ころ５の長さＬは、上記軌道面
間距離Ｗa ，Ｗb よりも若干小さいほぼ同一寸法とされ
ている。
【００１７】また、円筒ころ５の端面６の曲率半径は、
図６に示すように、ナット体２の螺旋溝４の溝底つまり
傾斜溝面４ａ，４ｂの曲率半径よりもわずかに小さく
（図示例においてはほぼ同一）に設定されて、端面６と
螺旋溝４との接触時の摩擦抵抗が円筒ころ５Ａ，５Ｂの
回転を阻害しないように設定されている。この場合、円
筒ころ５の端面６と螺旋溝３の傾斜溝面３ａ，３ｂとの
接触は図示のごとく点接触となる。
図６に示すように、ナット体２の螺旋溝４の溝底つまり
傾斜溝面４ａ，４ｂの曲率半径よりもわずかに小さく
（図示例においてはほぼ同一）に設定されて、端面６と
螺旋溝４との接触時の摩擦抵抗が円筒ころ５Ａ，５Ｂの
回転を阻害しないように設定されている。この場合、円
筒ころ５の端面６と螺旋溝３の傾斜溝面３ａ，３ｂとの
接触は図示のごとく点接触となる。
【００１８】円筒ころ５，５，…は、図２に示すよう
に、両螺旋溝３，４に沿って一列に配列されるととも
に、相隣接する円筒ころ５Ａ，５Ｂ同士が相互に交差状
に配列されている（クロス配列）。
に、両螺旋溝３，４に沿って一列に配列されるととも
に、相隣接する円筒ころ５Ａ，５Ｂ同士が相互に交差状
に配列されている（クロス配列）。
【００１９】すなわち、軌道面３ａ，４ａ上を転動する
円筒ころ５Ａと、軌道面３ｂ，４ｂ上を転動する円筒こ
ろ５Ｂとが交互に配列されて、相隣接する円筒ころ５
Ａ，５Ｂ同士が点接触するとともに、図３における矢符
方向Ｘ1 のスラスト荷重が一方の円筒ころ５Ａ，５Ａ，
…に、また図４における矢符方向Ｘ2 のスラスト荷重が
他方の円筒ころ５Ｂ，５Ｂ，…にそれぞれ主として負担
されるように構成されている。
円筒ころ５Ａと、軌道面３ｂ，４ｂ上を転動する円筒こ
ろ５Ｂとが交互に配列されて、相隣接する円筒ころ５
Ａ，５Ｂ同士が点接触するとともに、図３における矢符
方向Ｘ1 のスラスト荷重が一方の円筒ころ５Ａ，５Ａ，
…に、また図４における矢符方向Ｘ2 のスラスト荷重が
他方の円筒ころ５Ｂ，５Ｂ，…にそれぞれ主として負担
されるように構成されている。
【００２０】このようなクロス配列とすることにより、
シングルナット方式において円筒ころ５Ａ，５Ｂ，…の
円滑な回転調子が確保される。ちなみに、シングルナッ
ト方式においては、螺旋溝３，４と円筒ころ５Ａ，５
Ｂ，…との間にある程度の隙間があるため、円筒ころ５
Ａ，５Ｂ，…が全部同一方向に向いて配列されていると
（パラレル配列）、円筒ころ５Ａ，５Ｂ間のスリップが
増大して、発熱、磨耗等の発生原因になる。
シングルナット方式において円筒ころ５Ａ，５Ｂ，…の
円滑な回転調子が確保される。ちなみに、シングルナッ
ト方式においては、螺旋溝３，４と円筒ころ５Ａ，５
Ｂ，…との間にある程度の隙間があるため、円筒ころ５
Ａ，５Ｂ，…が全部同一方向に向いて配列されていると
（パラレル配列）、円筒ころ５Ａ，５Ｂ間のスリップが
増大して、発熱、磨耗等の発生原因になる。
【００２１】しかして、以上のように構成されたねじ装
置において、ねじ軸１とナット体２が相対的に回転運動
すると、円筒ころ５，５，…が螺旋溝３，４に沿って転
動しながら、ねじ軸１とナット体２は相対的に軸方向へ
移動することとなる。
置において、ねじ軸１とナット体２が相対的に回転運動
すると、円筒ころ５，５，…が螺旋溝３，４に沿って転
動しながら、ねじ軸１とナット体２は相対的に軸方向へ
移動することとなる。
【００２２】この場合、ころ非循環型であれば、円筒こ
ろ５，５，…は、予め設定されたねじ軸１とナット体２
の相対的な移動ストロークに対応した範囲内で転動す
る。一方ころ循環型であれば、円筒ころ５，５，…は、
螺旋溝３，４の一端から図示しないサーキュラーチュー
ブ等の循環路を経て他端へ戻って再循環される。
ろ５，５，…は、予め設定されたねじ軸１とナット体２
の相対的な移動ストロークに対応した範囲内で転動す
る。一方ころ循環型であれば、円筒ころ５，５，…は、
螺旋溝３，４の一端から図示しないサーキュラーチュー
ブ等の循環路を経て他端へ戻って再循環される。
【００２３】また、ねじ軸１とナット体２との相対的な
回転運動は、円筒ころ５Ａ，５Ｂ，…のころがり接触に
より達成されており、これら両者１，２間の摩擦係数は
従来のボールねじ程度に低く抑えられ、高い作動効率が
確保される。
回転運動は、円筒ころ５Ａ，５Ｂ，…のころがり接触に
より達成されており、これら両者１，２間の摩擦係数は
従来のボールねじ程度に低く抑えられ、高い作動効率が
確保される。
【００２４】さらに、転動体としての円筒ころ５，５と
螺旋溝３，４の軌道面３ａ，４ａおよび３ｂ，４ｂとの
接触は線接触となり、ねじ装置自体の高い剛性が確保さ
れるとともに、接触部の磨耗が少なく装置寿命も長い。
螺旋溝３，４の軌道面３ａ，４ａおよび３ｂ，４ｂとの
接触は線接触となり、ねじ装置自体の高い剛性が確保さ
れるとともに、接触部の磨耗が少なく装置寿命も長い。
【００２５】実施例２ 本例は図７に示し、ねじ軸１の外周面に二つのナット体
２Ａ，２Ｂが外嵌されるとともに、これら両ナット体２
Ａ，２Ｂの間に予圧設定用の間座１０が介装されてなる
ダブルナット予圧方式ものである。
２Ａ，２Ｂが外嵌されるとともに、これら両ナット体２
Ａ，２Ｂの間に予圧設定用の間座１０が介装されてなる
ダブルナット予圧方式ものである。
【００２６】本例においては、各ナット体２Ａの円筒こ
ろ５Ａ，５Ａ，…および５Ｂ，５Ｂ，…は、図８(a) お
よび図９(a) にそれぞれ示すように、全部同一方向に配
列されている（パラレル配列）。
ろ５Ａ，５Ａ，…および５Ｂ，５Ｂ，…は、図８(a) お
よび図９(a) にそれぞれ示すように、全部同一方向に配
列されている（パラレル配列）。
【００２７】また、一方のナット体２Ａの円筒ころ５
Ａ，５Ａ，…と他方のナット体２Ｂの円筒ころ５Ｂ，５
Ｂ，…とが、互いに交差する方向に配列されている。
Ａ，５Ａ，…と他方のナット体２Ｂの円筒ころ５Ｂ，５
Ｂ，…とが、互いに交差する方向に配列されている。
【００２８】すなわち、ナット体２Ａ側に配列される円
筒ころ５Ａ，５Ａ，…が軌道面３ａ，４ａ上を転動する
とともに、ナット体２Ｂ側に配列される円筒ころ５Ｂ，
５Ｂ，…が軌道面３ｂ，４ｂ上を転動するように構成さ
れている。これにより、一方の円筒ころ５Ａ，５Ａ，…
が、図８(b) における矢符方向Ｘ1 のスラスト荷重を主
として負担するとともに、他方の円筒ころ５Ｂ，５Ｂ，
…が、図９(b) における矢符方向Ｘ2 のスラスト荷重を
主として負担することとなる。
筒ころ５Ａ，５Ａ，…が軌道面３ａ，４ａ上を転動する
とともに、ナット体２Ｂ側に配列される円筒ころ５Ｂ，
５Ｂ，…が軌道面３ｂ，４ｂ上を転動するように構成さ
れている。これにより、一方の円筒ころ５Ａ，５Ａ，…
が、図８(b) における矢符方向Ｘ1 のスラスト荷重を主
として負担するとともに、他方の円筒ころ５Ｂ，５Ｂ，
…が、図９(b) における矢符方向Ｘ2 のスラスト荷重を
主として負担することとなる。
【００２９】しかして、本例のねじ装置においては、間
座１０の厚み調整により適正な予圧が与えられ、螺旋溝
３，４と円筒ころ５Ａまたは５Ｂとの間の隙間がなくな
って、前述したシングルナット方式に比べてスラスト荷
重に対する剛性が高まるとともに、各円筒ころ５Ａ，５
Ａまたは５Ｂ，５Ｂ間のスリップも最小限度に抑えられ
て、発熱、磨耗等の発生も少なく、円滑な回転調子が確
保される。
座１０の厚み調整により適正な予圧が与えられ、螺旋溝
３，４と円筒ころ５Ａまたは５Ｂとの間の隙間がなくな
って、前述したシングルナット方式に比べてスラスト荷
重に対する剛性が高まるとともに、各円筒ころ５Ａ，５
Ａまたは５Ｂ，５Ｂ間のスリップも最小限度に抑えられ
て、発熱、磨耗等の発生も少なく、円滑な回転調子が確
保される。
【００３０】また、ねじ装置全体としても、円筒ころ５
Ａ，５Ｂ，…の配設数が実施例１のシングルナット方式
の２倍で、スラスト荷重に対する剛性も２倍以上とな
り、より高い負荷下での用途に適した構造で、寿命も長
い。その他の構成および作用は実施例１と同様である。
Ａ，５Ｂ，…の配設数が実施例１のシングルナット方式
の２倍で、スラスト荷重に対する剛性も２倍以上とな
り、より高い負荷下での用途に適した構造で、寿命も長
い。その他の構成および作用は実施例１と同様である。
【００３１】実施例３ 本例は図１０に示し、ねじ軸１の外周面に単一のナット
体２Ｃが外嵌されるとともに、このナット体２Ｃの内周
面に形成された螺旋溝４のリードｌにおいて、その軸方
向中央位置近傍に予圧設定用のリード（補正リード）ｌ
＋αが設定されてなるインテグラル予圧方式のものであ
る。
体２Ｃが外嵌されるとともに、このナット体２Ｃの内周
面に形成された螺旋溝４のリードｌにおいて、その軸方
向中央位置近傍に予圧設定用のリード（補正リード）ｌ
＋αが設定されてなるインテグラル予圧方式のものであ
る。
【００３２】本例においては、ナット体２Ｃの円筒ころ
５Ａ，５Ａ，…および５Ｂ，５Ｂ，…は、実施例２と同
様に図１１(a) および図１２(a) にそれぞれ示すよう
に、全部同一方向に配列されている（パラレル配列）。
５Ａ，５Ａ，…および５Ｂ，５Ｂ，…は、実施例２と同
様に図１１(a) および図１２(a) にそれぞれ示すよう
に、全部同一方向に配列されている（パラレル配列）。
【００３３】また、上記予圧設定用リード部分Ｃを境界
として、一方側Ａ部の円筒ころ５Ａ，５Ａ，…と他方側
Ｂ部の円筒ころ５Ｂ，５Ｂ，…とが、互いに交差する方
向に配列されている。
として、一方側Ａ部の円筒ころ５Ａ，５Ａ，…と他方側
Ｂ部の円筒ころ５Ｂ，５Ｂ，…とが、互いに交差する方
向に配列されている。
【００３４】すなわち、Ａ部に配列される円筒ころ５
Ａ，５Ａ，…が軌道面３ａ，４ａ上を転動するととも
に、２部に配列される円筒ころ５Ｂ，５Ｂ，…が軌道面
３ｂ，４ｂ上を転動するように構成されている。これに
より、一方の円筒ころ５Ａ，５Ａ，…が、図１１(b) に
おける矢符方向Ｘ1 のスラスト荷重を主として負担する
とともに、他方の円筒ころ５Ｂ，５Ｂ，…が、図１２
(b) における矢符方向Ｘ2 のスラスト荷重を主として負
担することとなる。
Ａ，５Ａ，…が軌道面３ａ，４ａ上を転動するととも
に、２部に配列される円筒ころ５Ｂ，５Ｂ，…が軌道面
３ｂ，４ｂ上を転動するように構成されている。これに
より、一方の円筒ころ５Ａ，５Ａ，…が、図１１(b) に
おける矢符方向Ｘ1 のスラスト荷重を主として負担する
とともに、他方の円筒ころ５Ｂ，５Ｂ，…が、図１２
(b) における矢符方向Ｘ2 のスラスト荷重を主として負
担することとなる。
【００３５】しかして、本例のねじ装置においては、予
圧設定用リード部分Ｃの補正リードｌ＋αの設定（リー
ド補正）により適正な予圧が与えられ、螺旋溝３，４と
円筒ころ５Ａまたは５Ｂとの間の隙間がなくなって、上
述した実施例２のダブルナット予圧方式のものと同様な
効果が得られる。その他の構成および作用は実施例１と
同様である。
圧設定用リード部分Ｃの補正リードｌ＋αの設定（リー
ド補正）により適正な予圧が与えられ、螺旋溝３，４と
円筒ころ５Ａまたは５Ｂとの間の隙間がなくなって、上
述した実施例２のダブルナット予圧方式のものと同様な
効果が得られる。その他の構成および作用は実施例１と
同様である。
【００３６】続いて、本発明の特性を調べるために従来
のボールねじと比較して行った特性値計算結果について
説明する。
のボールねじと比較して行った特性値計算結果について
説明する。
【００３７】Ｉ．試料： (a) ・試料１−ボールねじＢＳ1 （従来品） ボール循環型のシングルナット方式のボールねじで、ね
じ軸の外径が３６ｍｍ、リードが１０ｍｍ、螺旋溝の回
路数が２．５（巻数２．５×列数１）のもの ・試料２−ねじ装置ＲＳ1 （本発明品） ボール循環型のシングルナット方式（実施例１）の構造
を備え、上記試料１と同一規格のもの
じ軸の外径が３６ｍｍ、リードが１０ｍｍ、螺旋溝の回
路数が２．５（巻数２．５×列数１）のもの ・試料２−ねじ装置ＲＳ1 （本発明品） ボール循環型のシングルナット方式（実施例１）の構造
を備え、上記試料１と同一規格のもの
【００３８】(b) ・試料３−ボールねじＢＳ2 （従来品） ボール循環型のシングルナット方式のボールねじで、ね
じ軸の外径が４０ｍｍ、リードが１０ｍｍ、螺旋溝の回
路数が５（巻数２．５×列数２）のもの ・試料４−実施例１のねじ装置ＲＳ2 （本発明品） ボール循環型のシングルナット方式（実施例１）の構造
を備え、上記試料３と同一規格のもの
じ軸の外径が４０ｍｍ、リードが１０ｍｍ、螺旋溝の回
路数が５（巻数２．５×列数２）のもの ・試料４−実施例１のねじ装置ＲＳ2 （本発明品） ボール循環型のシングルナット方式（実施例１）の構造
を備え、上記試料３と同一規格のもの
【００３９】(c) ・試料５−ボールねじＢＳ3 （従来品） ボール循環型のシングルナット方式のボールねじで、ね
じ軸の外径が６３ｍｍ、リードが１０ｍｍ、螺旋溝の回
路数が５（巻数２．５×列数２）のもの ・試料６−実施例１のねじ装置ＲＳ3 （本発明品） ボール循環型のシングルナット方式（実施例１）の構造
を備え、上記試料５と同一規格のもの
じ軸の外径が６３ｍｍ、リードが１０ｍｍ、螺旋溝の回
路数が５（巻数２．５×列数２）のもの ・試料６−実施例１のねじ装置ＲＳ3 （本発明品） ボール循環型のシングルナット方式（実施例１）の構造
を備え、上記試料５と同一規格のもの
【００４０】(d) ・試料７−ボールねじＢＳ4 （従来品） ボール循環型のダブルナット予圧方式またはインテグラ
ル予圧方式のボールねじで、ねじ軸の外径が３６ｍｍ、
リードが１０ｍｍ、螺旋溝の回路数が２．５（巻数２．
５×列数１）のもの ・試料８−実施例２または実施例３のねじ装置ＲＳ
4 （本発明品） ボール循環型のダブルナット予圧方式またはインテグラ
ル予圧方式の構造を備え、上記試料７と同一規格のもの
ル予圧方式のボールねじで、ねじ軸の外径が３６ｍｍ、
リードが１０ｍｍ、螺旋溝の回路数が２．５（巻数２．
５×列数１）のもの ・試料８−実施例２または実施例３のねじ装置ＲＳ
4 （本発明品） ボール循環型のダブルナット予圧方式またはインテグラ
ル予圧方式の構造を備え、上記試料７と同一規格のもの
【００４１】(e) ・試料９−ボールねじＢＳ5 （従来品） ボール循環型のダブルナット予圧方式またはインテグラ
ル予圧方式のボールねじで、ねじ軸の外径が４０ｍｍ、
リードが１０ｍｍ、螺旋溝の回路数が５（巻数２．５×
列数２）のもの ・試料10−実施例２または実施例３のねじ装置ＲＳ
5 （本発明品） ボール循環型のダブルナット予圧方式またはインテグラ
ル予圧方式の構造を備え、上記試料９と同一規格のもの
ル予圧方式のボールねじで、ねじ軸の外径が４０ｍｍ、
リードが１０ｍｍ、螺旋溝の回路数が５（巻数２．５×
列数２）のもの ・試料10−実施例２または実施例３のねじ装置ＲＳ
5 （本発明品） ボール循環型のダブルナット予圧方式またはインテグラ
ル予圧方式の構造を備え、上記試料９と同一規格のもの
【００４２】(f) ・試料11−ボールねじＢＳ6 （従来品） ボール循環型のダブルナット予圧方式またはインテグラ
ル予圧方式のボールねじで、ねじ軸の外径が６３ｍｍ、
リードが１０ｍｍ、螺旋溝の回路数が５（巻数２．５×
列数２）のもの ・試料12−実施例２または実施例３のねじ装置ＲＳ
6 （本発明品） ボール循環型のダブルナット予圧方式またはインテグラ
ル予圧方式の構造を備え、上記試料11と同一規格のもの
ル予圧方式のボールねじで、ねじ軸の外径が６３ｍｍ、
リードが１０ｍｍ、螺旋溝の回路数が５（巻数２．５×
列数２）のもの ・試料12−実施例２または実施例３のねじ装置ＲＳ
6 （本発明品） ボール循環型のダブルナット予圧方式またはインテグラ
ル予圧方式の構造を備え、上記試料11と同一規格のもの
【００４３】なお、以下の計算式における他の寸法値
（ボール径，ころ径等）はいずれも同一寸法規格のもの
を用いた。
（ボール径，ころ径等）はいずれも同一寸法規格のもの
を用いた。
【００４４】II．計算方法： 基本定格荷重（Ｃa ）計算： ボールねじ（試料１，
３，５，７，９，１１）については、従来周知の計算式
によるとともに、本発明のねじ装置（試料２，４，６，
８，１０，１２）については、次の日本工業規格JISB15
18のスラストころ軸受計算式による。 Ｃa （Ｎ）＝ｆc （ｉ×Ｌwe×cos α）7/9 ×Ｚ3/4 ×
Ｄwe 29/27
３，５，７，９，１１）については、従来周知の計算式
によるとともに、本発明のねじ装置（試料２，４，６，
８，１０，１２）については、次の日本工業規格JISB15
18のスラストころ軸受計算式による。 Ｃa （Ｎ）＝ｆc （ｉ×Ｌwe×cos α）7/9 ×Ｚ3/4 ×
Ｄwe 29/27
【００４５】基本静定荷重（Ｃoa）計算:ボールねじ
（試料１，３，５，７，９，１１）については、従来周
知の計算式によるとともに、本発明のねじ装置（試料
２，４，６，８，１０，１２）については、次の日本工
業規格JISB1519のスラストころ軸受計算式による。 Ｃoa（Ｎ）＝２２０（１−Ｄwe×cos α／Ｄpw）×ｉ×
Ｚ×Ｌwe×Ｄwe×sin α
（試料１，３，５，７，９，１１）については、従来周
知の計算式によるとともに、本発明のねじ装置（試料
２，４，６，８，１０，１２）については、次の日本工
業規格JISB1519のスラストころ軸受計算式による。 Ｃoa（Ｎ）＝２２０（１−Ｄwe×cos α／Ｄpw）×ｉ×
Ｚ×Ｌwe×Ｄwe×sin α
【００４６】剛性計算:ボールねじ（試料１，３，
５，７，９，１１）については、従来周知の計算式によ
るとともに、本発明のねじ装置（試料２，４，６，８，
１０，１２）については、次の円すいころ軸受（軸方向
変位量）計算式による。 δa （mm）＝０．０００６／sin α×Ｑ0.9 ／Ｌwe 0.8
５，７，９，１１）については、従来周知の計算式によ
るとともに、本発明のねじ装置（試料２，４，６，８，
１０，１２）については、次の円すいころ軸受（軸方向
変位量）計算式による。 δa （mm）＝０．０００６／sin α×Ｑ0.9 ／Ｌwe 0.8
【００４７】ただし、上記各計算式において、Ｌwe：こ
ろ有効長（mm）、ｉ：巻数×列数、α：接触角、Ｚ：１
巻のころ数（負荷）、Ｄwe：ころ径（mm）、Ｄpw：ピッ
チ円径（mm）、Ｑ：ころ１個当たりの荷重（kgf ）とす
る。
ろ有効長（mm）、ｉ：巻数×列数、α：接触角、Ｚ：１
巻のころ数（負荷）、Ｄwe：ころ径（mm）、Ｄpw：ピッ
チ円径（mm）、Ｑ：ころ１個当たりの荷重（kgf ）とす
る。
【００４８】III.計算結果：上記各試料１〜１２につい
ての計算結果を表１〜表６にそれぞれ示す。
ての計算結果を表１〜表６にそれぞれ示す。
【００４９】(a)試料１および試料２についての計算結
果を表１に示す。
果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】(b)試料３および試料４についての計算結
果を表２に示す。
果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
【００５３】(c)試料５および試料６についての計算結
果を表３に示す。
果を表３に示す。
【００５４】
【表３】
【００５５】(d)試料７および試料８についての計算結
果を表４に示す。
果を表４に示す。
【００５６】
【表４】
【００５７】(e)試料９および試料１０についての計算
結果を表５に示す。
結果を表５に示す。
【００５８】
【表５】
【００５９】(f)試料１１および試料１２についての計
算結果を表６に示す。
算結果を表６に示す。
【００６０】
【表６】
【００６１】以上の各表１〜６に示す計算結果より、シ
ングルナット方式の構造においては、本発明のねじ装置
は従来のボールねじに比較して、基本定格荷重Ｃa が約
１．５倍、基本静定荷重Ｃoaが約１．８倍、および剛性
が約２．５倍であることが判明した。
ングルナット方式の構造においては、本発明のねじ装置
は従来のボールねじに比較して、基本定格荷重Ｃa が約
１．５倍、基本静定荷重Ｃoaが約１．８倍、および剛性
が約２．５倍であることが判明した。
【００６２】また、ダブルナット予圧方式またはインテ
グラル予圧方式の構造においては、本発明のねじ装置は
従来のボールねじに比較して、基本定格荷重Ｃa が約
２．５倍、基本静定荷重Ｃoaが約３．８倍、および剛性
が約４．５倍であることが判明した。
グラル予圧方式の構造においては、本発明のねじ装置は
従来のボールねじに比較して、基本定格荷重Ｃa が約
２．５倍、基本静定荷重Ｃoaが約３．８倍、および剛性
が約４．５倍であることが判明した。
【００６３】なお、上述した実施例１〜３はあくまでも
本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明は
これに限定されることなくその範囲内で種々設計変更可
能である。
本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明は
これに限定されることなくその範囲内で種々設計変更可
能である。
【００６４】例えば、実施例２および３における円筒こ
ろ５，５，…の配列は、実施例１と同様に、図２に示す
ごとく、相隣接する円筒ころ５Ａ，５Ｂ同士が相互に交
差状に配列されるクロス配列とされてもよい。
ろ５，５，…の配列は、実施例１と同様に、図２に示す
ごとく、相隣接する円筒ころ５Ａ，５Ｂ同士が相互に交
差状に配列されるクロス配列とされてもよい。
【００６５】また、螺旋溝３，４の形状寸法（例えば、
傾斜溝面３ａ，３ｂまたは４ａ，４ｂのなす角度θ、あ
るいは、傾斜溝面３ａ，４ａ間および３ｂ，４ｂ間の距
離Ｗa ，Ｗb など）、および円筒ころ５の形状寸法（例
えば、端面６の形状寸法、外径Ｄあるいは長さＬなど）
は、使用目的・対象等に応じて適宜設定される。
傾斜溝面３ａ，３ｂまたは４ａ，４ｂのなす角度θ、あ
るいは、傾斜溝面３ａ，４ａ間および３ｂ，４ｂ間の距
離Ｗa ，Ｗb など）、および円筒ころ５の形状寸法（例
えば、端面６の形状寸法、外径Ｄあるいは長さＬなど）
は、使用目的・対象等に応じて適宜設定される。
【００６６】さらに、円筒ころ５の端面形状は、図１３
に示すように、少なくともナット体２の螺旋溝４側の端
面６が球面状とされていればよく、ねじ軸１側の端面１
６は平面状とされていてもよい。
に示すように、少なくともナット体２の螺旋溝４側の端
面６が球面状とされていればよく、ねじ軸１側の端面１
６は平面状とされていてもよい。
【００６７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、従来の
ボールねじと同様の基本構造を備えるとともに、転動体
として円筒ころが採用されているから、ボールねじと同
様、ねじ軸とナット体との間の摩擦係数がきわめて低
く、高い作動効率が確保される。
ボールねじと同様の基本構造を備えるとともに、転動体
として円筒ころが採用されているから、ボールねじと同
様、ねじ軸とナット体との間の摩擦係数がきわめて低
く、高い作動効率が確保される。
【００６８】しかも、転動体としての円筒ころと断面Ｖ
字形状の螺旋溝の軌道面との接触は線当たり（線接触）
であるため、ボールねじに比較して装置自体の剛性が高
く、装置寿命も長い。
字形状の螺旋溝の軌道面との接触は線当たり（線接触）
であるため、ボールねじに比較して装置自体の剛性が高
く、装置寿命も長い。
【図１】本発明の実施例１であるシングルナット方式の
ねじ装置を一部断面で示す正面図である。
ねじ装置を一部断面で示す正面図である。
【図２】同ねじ装置における螺旋溝に対する円筒ころの
配列構成を示す拡大図である。
配列構成を示す拡大図である。
【図３】同じく螺旋溝と円筒ころとの配列構成を示す図
２のIII-III 線に沿った拡大断面である。
２のIII-III 線に沿った拡大断面である。
【図４】同じく螺旋溝と円筒ころとの配列構成を示す図
２のIV-IV 線に沿った拡大断面である。
２のIV-IV 線に沿った拡大断面である。
【図５】同ねじ装置の円筒ころを示す図で、図５(a) は
斜視図、図５(b) は正面図である。
斜視図、図５(b) は正面図である。
【図６】同円筒ころの端面と螺旋溝との関係を示す断面
図である。
図である。
【図７】本発明の実施例２であるダブルナット予圧方式
のねじ装置を一部断面で示す正面図である。
のねじ装置を一部断面で示す正面図である。
【図８】同ねじ装置における一方のナット体側の円筒こ
ろの配列構成を示す図で、図８(a) は図２に対応する拡
大図、図８(b) は図８(a) のVIII-VIII 線に沿った拡大
断面である。
ろの配列構成を示す図で、図８(a) は図２に対応する拡
大図、図８(b) は図８(a) のVIII-VIII 線に沿った拡大
断面である。
【図９】同じく他方のナット体側の円筒ころの配列構成
を示す図で、図９(a) は図２に対応する拡大図、図９
(b) は図９(a) のIX-IX 線に沿った拡大断面である。
を示す図で、図９(a) は図２に対応する拡大図、図９
(b) は図９(a) のIX-IX 線に沿った拡大断面である。
【図１０】本発明の実施例３であるインテグラル予圧方
式のねじ装置を一部断面で示す正面図である。
式のねじ装置を一部断面で示す正面図である。
【図１１】同ねじ装置におけるナット体の一方側の円筒
ころの配列構成を示す図で、図１１(a) は図２に対応す
る拡大図、図１１(b) は図１１(a) のXI-XI 線に沿った
拡大断面である。
ころの配列構成を示す図で、図１１(a) は図２に対応す
る拡大図、図１１(b) は図１１(a) のXI-XI 線に沿った
拡大断面である。
【図１２】同じくナット体の他方側の円筒ころの配列構
成を示す図で、図１２(a) は図２に対応する拡大図、図
１２(b) は図１２(a) のXII-XII 線に沿った拡大断面で
ある。
成を示す図で、図１２(a) は図２に対応する拡大図、図
１２(b) は図１２(a) のXII-XII 線に沿った拡大断面で
ある。
【図１３】円筒ころの変形例を示し、その端面と螺旋溝
との関係を示す図６に対応する断面図である。
との関係を示す図６に対応する断面図である。
１ ねじ軸 ２ ナット体 ２Ａ ナット体 ２Ｂ ナット体 ２Ｃ ナット体 ３ ねじ軸の螺旋溝 ３ａ，３ｂ ねじ軸の軌道面（傾斜溝面） ４ ナット体の螺旋溝 ４ａ，４ｂ ナット体の軌道面（傾斜溝面） ５（５Ａ，５Ｂ） 円筒ころ ６ 円筒ころの端面 １０ 間座 Ｘ1 ，Ｘ2 スラスト荷重方向 Ｃ ナット体の螺旋溝の予圧設定用リー
ド部分 ｌ リード ｌ＋α 予圧設定用リード
ド部分 ｌ リード ｌ＋α 予圧設定用リード
Claims (7)
- 【請求項１】 ねじ軸の外周面に螺旋溝が形成されると
ともに、このねじ軸に外嵌されるナット体の内周面に螺
旋溝が形成され、これら両螺旋溝間に複数の円筒ころが
回転自在に介装されてなり、 上記ねじ軸の螺旋溝と上記ナット体の螺旋溝は、それぞ
れ断面Ｖ字形状に形成されて、相互に平行して対向する
軌道面を備え、 上記ねじ軸とナット体との相対的な回転運動により、円
筒ころが上記両螺旋溝の軌道面上を転動しながら、ねじ
軸とナット体とが相対的に軸方向へ移動するように構成
されていることを特徴とするねじ装置。 - 【請求項２】 ねじ軸の外周面に単一のナット体が外嵌
されてなるシングルナット方式のものであって、隣接す
る円筒ころ同士が相互に交差状に配列されている請求項
１に記載のねじ装置。 - 【請求項３】 ねじ軸の外周面に二つのナット体が外嵌
されるとともに、これら両ナット体の間に予圧設定用の
間座が介装されてなるダブルナット予圧方式ものであっ
て、一方のナット体の円筒ころと他方のナット体の円筒
ころとが、互いに交差する方向に配列されている請求１
に記載のねじ装置。 - 【請求項４】 ねじ軸の外周面に二つのナット体が外嵌
されるとともに、これら両ナット体の間に予圧設定用の
間座が介装されてなるダブルナット予圧方式ものであっ
て、隣接する円筒ころ同士が相互に交差状に配列されて
いる請求項１に記載のねじ装置。 - 【請求項５】 ねじ軸の外周面に単一のナット体が外嵌
されるとともに、このナット体の内周面に形成された螺
旋溝のリードにおいて、その軸方向中央位置近傍に予圧
設定用のリードが設定されてなるインテグラル予圧方式
のものであって、この予圧設定用リード部分を境界とし
て、一方側の円筒ころと他方側の円筒ころとが互いに交
差する方向に配列されている請求１に記載のねじ装置。 - 【請求項６】 ねじ軸の外周面に単一のナット体が外嵌
されるとともに、このナット体の内周面に形成された螺
旋溝のリードにおいて、その軸方向中央位置近傍に予圧
設定用のリードが設定されてなるインテグラル予圧方式
のものであって、隣接する円筒ころ同士が相互に交差状
に配列されている請求項１に記載のねじ装置。 - 【請求項７】 上記円筒ころの両端面の少なくとも一方
が球面状に形成されている請求項１から６のいずれか一
つに記載のねじ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24876493A JPH0777261A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | ねじ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24876493A JPH0777261A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | ねじ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777261A true JPH0777261A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=17183033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24876493A Pending JPH0777261A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | ねじ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777261A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005050063A1 (de) * | 2003-11-19 | 2005-06-02 | Schaeffler Kg | Rollengewindetrieb |
-
1993
- 1993-09-08 JP JP24876493A patent/JPH0777261A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005050063A1 (de) * | 2003-11-19 | 2005-06-02 | Schaeffler Kg | Rollengewindetrieb |
| DE10354064A1 (de) * | 2003-11-19 | 2005-06-02 | Ina-Schaeffler Kg | Rollengewindetrieb |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990413 |