(57)【要約】【課題】  作動不良や競り合いが生じにくく且つ安価なころねじ装置を提供する。【解決手段】  円筒ころねじ装置は、螺旋状に連続する断面略Ｖ字状のねじ溝１ａが外周面に形成されたねじ軸１と、ねじ軸１のねじ溝１ａに対向する断面略Ｖ字状のねじ溝２ａが内周面に形成されたナット２と、両ねじ溝１ａ，２ａ間に転動自在に介装された複数の円筒ころ３と、を備えている。ナット２の軸方向両端には、略円筒形状の保持器案内円筒部５，５が設けられている。また、両ねじ溝１ａ，２ａ間に円筒ころ３を転動自在に保持する略円筒形状の保持器４が、ねじ軸１とナット２との間に介装されている。この保持器４は、円筒ころ３が収納されるポケット４ａを有しており、円筒ころ３は保持器４の所定位置に保持された状態で転動するようになっている。【選択図】    図１
2005207527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状に連続する断面略Ｖ字状のねじ溝が外周面に形成されたねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向する断面略Ｖ字状のねじ溝が内周面に形成されたナットと、前記両ねじ溝間に転動自在に介装された複数の円筒ころと、を備え、前記ねじ軸と前記ナットとの相対回転運動により、前記円筒ころの転動を介して、前記ねじ軸と前記ナットとが軸方向へ相対移動するようになっている円筒ころねじ装置において、
前記両ねじ溝間に前記円筒ころを転動自在に保持する略円筒形状の保持器が、前記ねじ軸と前記ナットとの間に介装されていて、前記円筒ころは前記保持器の所定位置に保持された状態で転動するようになっていることを特徴とする円筒ころねじ装置。
【請求項２】
前記保持器は、かご形型式又はもみ抜き型式の保持器であることを特徴とする請求項１に記載の円筒ころねじ装置。
【請求項３】
前記保持器は、耐摩耗性を向上させる硬質皮膜を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の円筒ころねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非循環式の円筒ころねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直線運動する機械部品を駆動するために転がりねじ装置が使用されており、その中でも、転動体としてボールを用いたボールねじ装置が最もよく使用されている。ボールねじ装置は、ボールと軌道面とが点接触しているため、作動効率が良好である反面、負荷容量が小さいという問題があった。よって、射出成形機，プレス機等における駆動装置のように大きな負荷容量が必要となる場合には、ボールねじ装置は適用できない場合があった。
【０００３】
このようなことから、高負荷容量の転がりねじ装置として、転動体としてころを用いたころねじ装置が提案されている（特許文献１，２を参照）。
【特許文献１】特開平７−７７２６１号公報
【特許文献２】特開平１１−２１０８５８号公報
【特許文献３】特開２００１−２６３４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２に記載のころねじ装置は、循環式のころねじ装置である。すなわち、ねじ軸とナットとの間に形成された転動体転動路内を転動するころを、転動体転動路の終点において掬い上げ、転動体戻し路を介して転動体転動路の始点に戻すことによって、ころを無限に循環させるという機構を有しているころねじ装置である。
しかしながら、このような循環式のころねじ装置は、ころを循環させる機構が複雑であるため、作動不良が生じやすく、また、製造コストが高いという問題があった。さらに、転動体転動路内に複数のころが配置されているとともに、転動体戻し路を有しているため、転動体転動路内においてころが等配に配置されず（隣接するころ間の隙間にばらつきが生じる）、ころ同士に競り合いが生じる場合があった。
【０００５】
このような競り合いを抑制することを目的として、ころ用リテーナを備えたころねじ装置が特許文献３に提案されている。しかしながら、リテーナの構造が複雑であるため、ころねじ装置の製造コストが高くなるという問題があった。
そこで、本発明は、上記のような従来のころねじ装置が有する問題点を解決するものであり、作動不良や競り合いが生じにくく且つ安価なころねじ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る円筒ころねじ装置は、螺旋状に連続する断面略Ｖ字状のねじ溝が外周面に形成されたねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向する断面略Ｖ字状のねじ溝が内周面に形成されたナットと、前記両ねじ溝間に転動自在に介装された複数の円筒ころと、を備え、前記ねじ軸と前記ナットとの相対回転運動により、前記円筒ころの転動を介して、前記ねじ軸と前記ナットとが軸方向へ相対移動するようになっている円筒ころねじ装置において、前記両ねじ溝間に前記円筒ころを転動自在に保持する略円筒形状の保持器が、前記ねじ軸と前記ナットとの間に介装されていて、前記円筒ころは前記保持器の所定位置に保持された状態で転動するようになっていることを特徴とする。
前記保持器は、かご形型式又はもみ抜き型式の保持器としてもよい。また、前記保持器は、耐摩耗性を向上させる硬質皮膜を有していてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の円筒ころねじ装置は、作動不良や競り合いが生じにくく且つ安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る円筒ころねじ装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態である円筒ころねじ装置の軸方向に平行な平面で破断した断面図であり、図２は、図１の円筒ころねじ装置の部分拡大断面図である。
図１，２に示すように、本実施形態の円筒ころねじ装置は、螺旋状に連続する断面略Ｖ字状のねじ溝１ａが外周面に形成されたねじ軸１と、ねじ軸１のねじ溝１ａに対向する断面略Ｖ字状のねじ溝２ａが内周面に形成されたナット２と、両ねじ溝１ａ，２ａ間に転動自在に介装された複数の円筒ころ３と、を備えている。ナット２の軸方向両端には、略円筒形状の保持器案内円筒部５，５が設けられていて、保持器案内円筒部５に挿通されるねじ軸１のねじ溝１ａ上に位置する円筒ころ３が、保持器案内円筒部５の内周面に接触するようになっている。
【０００９】
また、両ねじ溝１ａ，２ａ間に円筒ころ３を転動自在に保持する略円筒形状の保持器４が、ねじ軸１とナット２との間に介装されている。この保持器４は、円筒ころ３が収納されるポケット４ａを有しており、円筒ころ３は保持器４の所定位置（すなわちポケット４ａ）に保持された状態で転動するようになっている。
このような円筒ころねじ装置のねじ軸１とナット２とを相対回転運動させると、円筒ころ３は保持器４に保持された状態で両ねじ溝１ａ，２ａ間を転動し、この円筒ころ３の転動を介して、ナット２と保持器４とがねじ軸１に対して軸方向へ相対移動する。ねじ軸１の外周面とナット２の内周面との間（以降は「ねじ軸−ナット間」と記す）以外の部分に位置している保持器４及び円筒ころ３は、ねじ軸１の外周面と保持器案内円筒部５の内周面との間に位置しているので、円筒ころ３が軸方向へ相対移動する際には、ねじ軸−ナット間以外の部分に位置している円筒ころ３は保持器案内円筒部５の内周面に案内されて軸方向に相対移動することとなり、この円筒ころ３の相対移動に伴って保持器４も相対移動することとなる。
【００１０】
例えば、図３に示すように、ねじ軸１とナット２との相対回転運動により、ナット２が長さＬだけ右方に移動したとすると、円筒ころ３及び保持器４は長さＬ１だけ右方に移動する。
従来のころねじ装置は、前述のように、ころを循環させる機構を備えた循環式のころねじ装置である。すなわち、ねじ軸とナットとの間に形成された転動体転動路内を転動するころを、転動体転動路の終点において掬い上げ、転動体戻し路を介して転動体転動路の始点に戻すことによって、ころを無限に循環させるという機構を有しているころねじ装置である。
【００１１】
これに対して本実施形態の円筒ころねじ装置は、ころを循環させる機構を備えていない非循環式のころねじ装置である。すなわち、円筒ころ３は保持器４に保持され、しかも保持器４の所定位置（ポケット４ａ）に保持された状態を保ちながらねじ軸１とナット２との間で転動するようになっており、ナット２の相対移動に伴って保持器４に保持された状態で相対移動するようになっているので、円筒ころ３を循環させることなく円筒ころねじ装置を作動させることができる。
【００１２】
このような本実施形態の円筒ころねじ装置は、ころを循環させる機構を備えておらず構造が単純であるため、製造が容易で安価であり且つ作動不良が生じにくい。また、保持器４により各円筒ころ３が所定の間隔を空けて等配に配され（隣接する円筒ころ間の隙間にばらつきがほとんどない）、且つ円筒ころ３の姿勢が一定に保たれるので、円筒ころ同士の競り合いが抑制される。よって、競り合いを抑制することを目的として、隣接する円筒ころ間にリテーナを介装する必要もない。
【００１３】
ここで、保持器４について詳細に説明する。本実施形態の円筒ころねじ装置に使用される保持器４は、図４に示すようなかご形型式の保持器であり、軸方向に延びる帯状の開口からなるポケット４ａを複数備え、全体として略円筒形状をなしている。そして、図５の部分斜視図（ただし、ナット２及び保持器案内円筒部５は存在しないものとして、円筒ころ３及び保持器４を図示してある）から分かるように、各ポケット４ａに複数の円筒ころ３が一列に並んで収納されている。
【００１４】
なお、保持器４の種類は、図６に示すようなもみ抜き型式の保持器でもよい。すなわち、全体として略円筒形状をなし、１個の円筒ころ３を収納する略円形のポケットの複数が、両ねじ溝１ａ，２ａに対応するように螺旋状に並べて設けられた保持器でもよい。また、保持器４の材質としては、金属，樹脂等が好適である。さらに、保持器４の表面のうち、円筒ころ３，ねじ軸１，ナット２と接触する部分には、耐摩耗性を向上させる硬質皮膜を形成してもよい。そうすれば、保持器４の耐久性が向上し、円筒ころねじ装置が長寿命となる。硬質皮膜としては、例えば、ダイヤモンドライクカーボン，ＣｒＮ，ＴｉＮ等の皮膜があげられる。
【００１５】
図７に示すように、保持器４のポケット４ａの幅は、円筒ころ３の直径よりも若干大きく設計されており、このため円筒ころ３を円周上に均等に配置することができる。ポケット４ａの幅は、円筒ころ３の直径よりも０．０５〜０．４ｍｍ大きい方が好ましい。このように、ポケット４ａの寸法が大きいので、保持器４を製造する際に高い加工精度を必要としない。よって、プレス加工を用いた打ち抜き保持器や、射出成形等を用いた成形保持器を採用することもできる。
【００１６】
また、図２から分かるように、保持器４は、その外周面がナット２の内周面と近接していて、軸方向に相対移動する際にはナット２によって案内される（ナット案内）。ただし、図８に示すように、保持器４の内周面をねじ軸１の外周面と近接させて、軸方向に相対移動する際にはねじ軸１によって案内されるようにしてもよい（ねじ軸案内）。ねじ軸１の直径が５０〜１２０ｍｍである場合には、近接する保持器４の外周面とナット２の内周面との間の隙間、又は、保持器４の内周面とねじ軸１の外周面との間の隙間は、０．１〜０．８ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００１７】
次に、円筒ころ３について詳細に説明する。図２から分かるように、本実施形態においては、円筒ころ３のころ直径ところ長さとはほぼ同一であるが、図９のように前記両者が同一でない円筒ころを用いてもよい。また、本実施形態のように端面が平面である円筒ころでもよいが、端面が曲面である円筒ころでもよいし、円すいころでもよい。
また、本実施形態の円筒ころねじ装置においては、ねじ軸１及びナット２のねじ溝１ａ，２ａが２つの溝面１０，１０で構成され、断面略Ｖ字状をなしている（図１０を参照）。そして、この溝面１０とねじ軸１の外周面又はナット２の内周面とのなす角度は、４５°である。ただし、この角度は必ずしも４５°に設定する必要はなく、例えば図１１に示すように６０°としてもよい。
【００１８】
さらに、円筒ころねじ装置においては、ねじ溝１ａ，２ａを構成する２つの溝面１０，１０のうち一方に円筒ころ３の転動面が転がり接触し（すなわち、この溝面１０上を円筒ころ３が転動する）、他方に円筒ころ３の端面が接触することとなり、いずれの溝面１０に円筒ころ３が転がり接触するようにしても差し支えない。本実施形態の円筒ころねじ装置においては、図１２に示すように、全ての円筒ころ３が同一の溝面１０に転がり接触するようにしているが、一部の円筒ころ３を一方の溝面１０に転がり接触させ、他部の円筒ころ３を他方の溝面１０に転がり接触させてもよい。例えば、図１３に示すように、一方の溝面１０に転がり接触させた円筒ころ３Ａと、他方の溝面１０に転がり接触させた円筒ころ３Ｂとを、ねじ溝１ａ，２ａに沿って交互に並べて配してもよい（以降は、クロス配置と記す）。このように円筒ころ３をクロス配置すれば、両方向の軸方向荷重を支持することが可能となる。
【００１９】
保持器４が図６のもみ抜き型式の保持器である場合は、回転軸を傾斜させて配された円筒ころ３を収納するために、ポケット４ａも傾斜して形成されている。例えば、図１４に示すように、ポケット４ａをなす穴は、保持器４の外周面に対して４５°をなす方向を向いて形成されている。よって、前述のように円筒ころ３をクロス配置する場合には、図１５に示すように、傾斜方向の異なる２種のポケット４ａを、円筒ころ３の向きに合わせて交互に配置する必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の円筒ころねじ装置は、例えば、射出成形機やプレス機に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態である円筒ころねじ装置の断面図である。
【図２】図１の円筒ころねじ装置の部分拡大断面図である。
【図３】円筒ころねじ装置の作動後の状態を説明する断面図である。
【図４】かご形型式の保持器の斜視図である。
【図５】図１の円筒ころねじ装置の部分斜視図である。
【図６】もみ抜き型式の保持器の斜視図である。
【図７】保持器のポケットの幅と円筒ころの直径との関係を説明する図である。
【図８】ねじ軸案内の円筒ころねじ装置の部分拡大断面図である。
【図９】ころ直径ところ長さとが同一でない円筒ころを用いた場合の円筒ころねじ装置の部分拡大断面図である。
【図１０】ねじ溝の溝面を説明する部分拡大断面図である。
【図１１】ねじ溝の溝面とねじ軸の外周面とのなす角度が６０°の場合の円筒ころねじ装置を説明する部分拡大断面図である。
【図１２】全ての円筒ころが同一の溝面に転がり接触するように配された円筒ころねじ装置の部分拡大図である。
【図１３】円筒ころがクロス配置された円筒ころねじ装置の部分拡大図である。
【図１４】もみ抜き型式の保持器のポケットの構造を説明する保持器の部分断面図である。
【図１５】保持器がもみ抜き型式である場合の、円筒ころがクロス配置された円筒ころねじ装置の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００２２】
１      ねじ軸
１ａ    ねじ溝
２      ナット
２ａ    ねじ溝
３      円筒ころ
４      保持器
４ａ    ポケット
５      保持器案内円筒部
１０      溝面
【図１】
2005207527.tif 000003
【図２】
2005207527.tif 000004
【図３】
2005207527.tif 000005
【図４】
2005207527.tif 000006
【図５】
2005207527.tif 000007
【図６】
2005207527.tif 000008
【図７】
2005207527.tif 000009
【図８】
2005207527.tif 000010
【図９】
2005207527.tif 000011
【図１０】
2005207527.tif 000012
【図１１】
2005207527.tif 000013
【図１２】
2005207527.tif 000014
【図１３】
2005207527.tif 000015
【図１４】
2005207527.tif 000016
【図１５】
2005207527.tif 000017