(57)【要約】【課題】  ころのすべり成分を少なくできると共に、負荷軌道と循環部材との間でころが出入りする際にころがつば部と干渉するのを回避して作動性や耐久性の向上を図ることができ、更に、ころの倒れを押さえられる強度を持った保持器を容易に実現することができる直動装置を提供する。【解決手段】  ころねじ装置のころ５ａの外周部に少なくとも一つの全周溝３０を設け、且つ両転動体転動溝２ａ，４ａの内の少なくとも一方の溝に前記全周溝３０に嵌合してころ５ａを公転方向に案内するつば部４０を設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体転動溝を有する案内軸と、該案内軸の前記転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有して、これらの両転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して前記案内軸に沿って相対的に移動すると共に、該転動体を無限に循環させる転動体無限循環軌道を形成するための循環部材を有する可動体とを備えた直動装置において、
前記転動体としてころを用いると共に、該ころの外周部に少なくとも一つの全周溝を設け、且つ前記両転動体転動溝の内の少なくとも一方の溝に前記全周溝に嵌合して前記ころを公転方向に案内するつば部を設けたことを特徴とする直動装置。
【請求項２】
前記案内軸がねじ軸とされると共に、前記可動体がナットとされ、且つ前記転動体が円錐ころとされており、前記全周溝の軸方向両側の前記円錐ころの前記転動体転動溝との接触部での速度が略均等となるように、前記両転動体転動溝のリード角および前記円錐ころの円錐角を設定したことを特徴とする請求項１に記載した直動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高定格荷重、高剛性を実現するために転動体としてころを用いたねじ装置や直動案内軸受装置等の直動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に転動体としてボールを用いたねじ装置を示す。このボールねじ装置１は、外周面に螺旋状のねじ溝（転動体転動溝）２を有するねじ軸（案内軸）３に、内周面にねじ溝２に対応する螺旋状のねじ溝（転動体転動溝）４を有するナット（可動体）６が螺合されている。
ナット６のねじ溝４とねじ軸３のねじ溝２とは互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷軌道を形成しており、該負荷軌道には転動体としての多数のボール５が転動可能に装填されている。そして、ねじ軸３（又はナット６）の回転により、ナット６（又はねじ軸３）がボール５の転動を介して軸方向に移動するようになっている。
【０００３】
また、図のようにボール循環式のボールねじ装置の場合は、例えばナット６の外周面の一部を平坦面にしてこの平坦面に両ねじ溝２，４に連通する２個一組の孔７をねじ軸３を跨ぐように形成し、この一組の孔７に循環部材の一例としての略コ字状の循環チューブ８の両端を嵌め込むことにより、両ねじ溝２，４間の負荷軌道に沿って公転するボール５を該負荷軌道の途中から循環チューブ８で掬い上げて元の負荷軌道に戻し、これにより、ボール５を無限循環させるようにしている。
【０００４】
ここで、図９に示すように、ボール５に代えて円錐ころ５ａを転動体としたころねじ装置（例えば特許文献１参照）の場合は、両転動体転動溝２ａ，４ａのフランク面は平坦な軌道面とされ、且つ少なくとも一方の軌道面の円錐ころ５ａの軸方向両端側に円錐ころ軸受と同様に該円錐ころ５ａを公転方向に案内するつば部９を設けてスキュー等を防止することが考えられる。
【０００５】
図１０は転動体として円筒ころを用いた直動案内軸受装置である。
この直動案内軸受装置は１０、軸方向に延びる案内レール（案内軸）１１と、該案内レール１１上に軸方向に相対移動可能に跨架されたスライダ（可動体）１２とを備えている。
案内レール１１の幅方向の両側面にはそれぞれ軸方向に延びる転動体転動溝１３が片側上下二条列ずつ、合計４条列形成されており、スライダ１２のスライダ本体１２Ａには、その両袖部１４の内側面にそれぞれ転動体転動溝１３に対向する転動体転動溝１５が形成されている。
【０００６】
両転動体転動溝１３，１５の間には転動体としての多数の円筒ころ１６が転動自在に装填され、これらの円筒ころ１６の転動を介してスライダ１２が案内レール１１上を軸方向に沿って相対移動できるようになっている。
また、スライダ本体１２Ａの両側の袖部１４内にはそれぞれ軸方向に貫通する上下二つ（合計４つ）の孔１７が形成されて該孔１７に内部が円筒ころ１６の通路（転動体通路）１８ａとされた循環チューブ１８が挿入されると共に、スライダ本体１２Ａの軸方向の両端にそれぞれ循環部材の一例としての一対のエンドキャップ１９がねじ等を介して固定されている。
【０００７】
このエンドキャップ１９には上記両転動体転動溝１３，１５間と上記転動体通路１８ａとを連通する半円弧状に湾曲した方向転換路（図示せず）が形成されており、これにより、円筒ころ１６の無限循環軌道が形成される。
なお、エンドキャップ１９に設けられた方向転換路は、上側の転動体通路１８ａと下側の両転動体転動溝１３，１５間とを連通するものと、下側の転動体通路１８ａと上側の両転動体転動溝１３，１５間とを連通するものが互いに干渉しないように交差して形成されている。また、転動体転動溝１５の円筒ころ１９の軸方向片側には該円筒ころ１６を公転方向に案内するつば部２０が設けられる。
【特許文献１】特開２００１−２４１５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来の直動装置においては、ころと転動体転動溝との接触面積が大きいためすべり成分が多くなり、また、軸受に比べて転動体転動溝を精度よく加工するのが難しいため、論理的には、転がり運動が実現できても、ころのスキューや、つば部での大きな力の発生が懸念される。更に、ころねじ装置の場合は、つば部の形状がリード角やころの円錐角によりある程度限定されてしまう。
【０００９】
また、特に、ころねじ装置の場合、ころが負荷軌道から循環部材側に離れたり、循環部材から負荷軌道側に戻ったりする際に、すくい上げる角度によってはころがつば部と干渉し（図９中矢印の方向には抜けるが、破線矢印の方向には抜けない）、直動装置の作動性や、耐久性に悪い影響を与える。この場合、つば面と平行方向にころを移動させたとしても、循環部材内でのころとの余裕代や、組み立て精度により、ころがつば面と干渉することは避けられない。
【００１０】
更に、ころを用いた直動装置の場合は、ころの数が多いこと、軸受に比べて転動体転動溝の形状精度を良くすることが難しいこと等から、ころところの競り合いや、ころの倒れなどを防止するために保持器は非常に重要であるが、従来はころの軸方向の端面部につば部があるため保持器の形状が制限され、ころの倒れを押さえられる強度を持った保持器の実現が難しいという問題がある。
【００１１】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、ころと転動体転動溝との接触面積を小さくしてすべり成分を少なくすることができると共に、ころが負荷軌道から循環部材側に離れたり、循環部材から負荷軌道側に戻ったりする際に、ころがつば部と干渉するのを回避して作動性や耐久性の向上を図ることができ、更に、ころの倒れを押さえられる強度を持った保持器を容易に実現することができる直動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、転動体転動溝を有する案内軸と、該案内軸の前記転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有して、これらの両転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して前記案内軸に沿って相対的に移動すると共に、該転動体を無限に循環させる転動体無限循環軌道を形成するための循環部材を有する可動体とを備えた直動装置において、
前記転動体としてころを用いると共に、該ころの外周部に少なくとも一つの全周溝を設け、且つ前記両転動体転動溝の内の少なくとも一方の溝に前記全周溝に嵌合して前記ころを公転方向に案内するつば部を設けたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記案内軸がねじ軸とされると共に、前記可動体がナットとされ、且つ前記転動体が円錐ころとされており、前記全周溝の軸方向両側の前記円錐ころの前記転動体転動溝との接触部での速度が略均等となるように、前記両転動体転動溝のリード角および前記円錐ころの円錐角を設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、ころと転動体転動溝との接触面積を小さくしてすべり成分を少なくすることができると共に、ころが負荷軌道から循環部材側に離れたり、循環部材から負荷軌道側に戻ったりする際に、ころがつば部と干渉するのを回避して作動性や耐久性の向上を図ることができ、更に、ころの軸方向端部のスペースを大きくとれるためころの倒れを押さえられる強度を持った保持器を容易に実現することができる直動装置を提供することができる。
請求項２の発明では、請求項１の発明に加えて、全周溝の軸方向両側の円錐ころと転動体転動溝との接触部での速度が略均等となるように、両転動体転動溝のリード角および円錐ころの円錐角を設定することで、摩擦ロスの少ないころねじ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明に係る直動装置の実施の形態の一例であるころねじ装置を説明するための要部断面図、図２及び図３は保持器を説明するための図、図４〜図７は全周溝及びつば部の変形例を示す図である。なお、この実施の形態では、直動装置としてころねじ装置を例に採り、図８及び図９で説明した部分と重複する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略する。
【００１５】
本発明に係る直動装置の実施の形態の一例であるころねじ装置は、図１に示すように、円錐ころ５ａの外周部の軸方向中央部に断面半円状の全周溝３０を設けると共に、両転動体転動溝２ａ，４ａの内の少なくとも一方の溝（ここでは４ａ）に全周溝３０に嵌合して円錐ころ５ａを公転方向に案内する断面半円状のつば部４０を設け、更に、全周溝３０の軸方向両側の円錐ころ５ａの転動体転動溝４ａとの接触部での速度が略均等となるように、両転動体転動溝２ａ，４ａのリード角および円錐ころ５ａの円錐角を設定している。なお、円錐ころ５ａに設けた全周溝３０とつば部４０とはある程度のすきまを持たせて嵌合させることが望ましい。また、それぞれの転動体転動溝２ａ，４ａの形状は、切削及び研削加工時にバイトや砥石を転動体転動溝２ａ，４ａに対応する形状に形成して加工することによって得られる。
【００１６】
このようにこの実施の形態では、円錐ころ５ａの全周溝３０の軸方向両側の外周面が転動体転動溝４ａと接触することになるので、転動体転動溝４ａとの接触面積を小さくして作動すべり成分を少なくすることができ、しかも全周溝３０の軸方向両側の円錐ころ５ａの外周面と転動体転動溝４ａとの接触部での速度が略均等となるように、両転動体転動溝２ａ，４ａのリード角および円錐ころ５ａの円錐角を設定することで、摩擦ロスの少ないころねじ装置を提供することができる。
【００１７】
また、従来は円錐ころ５ａの端面形状に合わせて形成されていたつば部を任意の形状や角度にすることができるので、円錐ころ５ａが負荷軌道から循環部材側に離れたり、循環部材から負荷軌道側に戻ったりする際に、該円錐ころ５ａがつば部４０と干渉するのを防止することができ、作動性や耐久性の向上を図ることができる。
更に、円錐ころ５ａ同士の競り合いやころ倒れなどを防止するために、図２及び図３に示すように、保持器５０を備える場合は、従来はころの軸方向の端面部につば部があるため保持器の形状が制限されていたが、この実施の形態では、ころの軸方向の端面部に保持器５０（単体又は連結体）を配置するスペースを大きくとれるので、ころの倒れを押さえられる強度を持った保持器を容易に実現することができる。また、この実施の形態のように、両転動体転動溝２ａ，４ａの内の一方の溝４ａにつば部４０を設けた場合は、円錐ころ５ａの全周溝３０を保持器５０の取り付けに利用することができる。
【００１８】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、両転動体転動溝２ａ，４ａの内のいずれか一方の溝４ａにつば部４０を設けた場合を例に採ったが、これに限定されず、図４〜図７に示すように、両転動体転動溝２ａ，４ａの内の両方の溝２ａ，４ａにつば部４０を設けてもよい。
また、上記実施の形態では、全周溝３０及びつば部４０の形状を断面半円状としているが、これに限定されず、例えば図５に示す断面三角形状や図６に示す断面台形状の全周溝３０及びつば部４０としてもよい。
【００１９】
更に、上記実施の形態では、円錐ころ５ａの外周部に一個のみ全周溝３０を形成した場合を例に採ったが、これに限定されず、例えば図７に示すように、円錐ころ５ａの外周部の２個あるいはそれ以上の全周溝３０を設けて両転動体転動溝２ａ，４ａの内の少なくとも一方の溝に該全周溝３０に対応するつば部４０を設けるようにしてもよい。また２個以上の全周溝３０をつば部との嵌合と保持器配置スペースそれぞれに使用しても良い。
更に、上記実施の形態では、ころねじ装置に本発明を適用した場合を例に採ったが、これに限定されず、図１０に示す直動案内軸受装置（ローラガイド装置）やその他の直動装置に本発明を適用した場合においても略同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る直動装置の実施の形態の一例であるころねじ装置を説明するための要部断面図である。
【図２】保持器を説明するための図で、ころの軸方向端面側から見た図である。
【図３】保持器を説明するための図で、ころの外周側から見た図である。
【図４】全周溝及びつば部の変形例を示す図である。
【図５】全周溝及びつば部の変形例を示す図である。
【図６】全周溝及びつば部の変形例を示す図である。
【図７】全周溝及びつば部の変形例を示す図である。
【図８】従来のボールねじ装置の一例を示す要部断面図である。
【図９】従来のつば部を説明するための図である。
【図１０】従来の直動案内軸受装置（ローラガイド装置）を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２１】
２ａ  転動体転動溝（ねじ軸側）
３    ねじ軸（案内軸）
４ａ  転動体転動溝（ナット側）
５ａ  円錐ころ
６    ナット（可動体）
８    循環チューブ（循環部材）
３０    全周溝
４０    つば部
５０    保持器
【図１】
2005076677.tif 000003
【図２】
2005076677.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005076677.tif 000010
【図９】
2005076677.tif 000011
【図１０】
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