(57)【要約】【課題】特に転がり体が滑動することなく、転がることができるローラねじを提供する。【解決手段】棒状の長軸５と、長軸５を套設するナット６と、前記ナット６に設置され、負荷経路と連通する回流経路と、回流経路と負荷経路とからなる循環経路とを備える回流部材と、循環経路に設置される複数の転がり体７と、を含み、各前記転がり体が、複数個の本体７１、７２からなり、複数個の各前記本体７１、７２が、径方向面７１２、７２２を備え、径方向面７１２、７２３が円柱状を呈し、且つ複数個の前記本体における径方向面と異なる表面を端面７１３、７２３と定義し、しかも複数個の前記本体における各前記端面が同一寸法の直径Ｄを備え、且つ複数個の前記本体間に結合部が形成され、前記結合部によって、前記本体を相互積み重ねて連結させるとともに、複数個の前記本体が相対して異なる自転速度Ｖ１、Ｖ２で回動してなることを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に設けられる螺旋状のＶ字型槽を有する棒状の長軸と、
前記長軸を套設する穿孔と、前記穿孔の内面に設けられる前記Ｖ字型槽と相互対応するＶ字型溝と、前記Ｖ字型槽と前記Ｖ字型溝とによって形成される負荷経路とを備えるナットと、
前記ナットに設置されるとともに、前記負荷経路と連通する回流経路と、前記回流経路と前記負荷経路とによって構成される循環経路とを備える回流部材と、
前記循環経路に設置される複数の転がり体と、を含み、
それぞれの各前記転がり体が、複数個の本体からなり、複数個の各前記本体が、前記Ｖ字型槽および前記Ｖ字型溝と接触する径方向面を備え、前記径方向面が円柱状を呈し、且つ複数個の前記本体における前記径方向面と異なる表面を端面と定義し、しかも複数個の前記本体における各前記端面が同一寸法の直径を備え、且つ複数個の前記本体間に結合部が形成され、前記結合部によって、前記本体を相互積み重ねて連結させるとともに、複数個の前記本体が相対して異なる自転速度で回動してなることを特徴とするローラねじ。
【請求項２】
前記端面には、複数個の収容孔を設けることを特徴とする請求項１に記載のローラねじ。
【請求項３】
前記転がり体の本体は数量が２個で、それぞれ第１本体と第２本体とし、前記第１本体と前記第２本体が鋼材で形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のローラねじ。
【請求項４】
前記結合部が、第１結合部と第２結合部とを含み、前記第１結合部が前記第１本体に設置され、前記第２結合部が前記第２本体に設置され、前記第１結合部と前記第２結合部とが凹凸嵌合で互いに位置決められ、且つ前記第１結合部と前記第２結合部との間に隙間が形成されてなることを特徴とする請求項３に記載のローラねじ。
【請求項５】
前記転がり体の本体は数量が３個で、それぞれ第１本体と第２本体と第３本体とし、前記第１本体と前記第３本体が鋼材で形成され、しかも前記第２本体が多孔性材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のローラねじ。
【請求項６】
前記結合部が、第１結合部と第２結合部と第３結合部を含み、前記第１結合部が前記第１本体に設置され、前記第２結合部が前記第２本体に設置され、前記第３結合部が前記第３本体に設置され、前記第３結合部が前記第２結合部を穿設するとともに、前記第１結合部と凹凸嵌合で互いに位置決められ、且つ前記第１結合部と前記第２結合部と前記第３結合部との間に隙間が形成されてなることを特徴とする請求項５に記載のローラねじ。
【請求項７】
前記第３結合部が凸柱で、前記第２結合部と前記第１結合部が穿孔で形成されてなることを特徴とする請求項６に記載のローラねじ。
【請求項８】
前記第３結合部が凸柱で、前記第２結合部が穿孔で、前記第１結合部が盲孔で形成されてなることを特徴とする請求項６に記載のローラねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニア伝動装置に係り、特にローラねじであって、しかもローラねじにおけるそれぞれの一つの転がり体が複数個の本体からなり、しかもローラねじの負荷経路をよりスムーズに転がることができるローラねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のローラねじは、図１乃至図３に示すように、長軸１と、ナット２と、回流部材３と、複数の転がり体４と、を含む。長軸１は、長い棒状を呈し、その外面に螺旋状のＶ字型槽１１が設けられる。ナット２は、長軸１を套設するのに供する穿孔２１と、穿孔２１の内面に設けられるＶ字型槽１１と相互対応するＶ字型溝２１１と、Ｖ字型槽１１と前記Ｖ字型溝２１１とによって構成される一つの負荷経路とを含む。一つ又は複数の回流部材３は、ナット２上に設置され、前記負荷経路と連通する回流経路（図示せず）と、前記回流経路と前記負荷経路とによって構成される循環経路とを備える。複数の転がり体４は、前記循環経路に設置され、長軸１とナット２との間の伝動媒体として機能する。
【０００３】
図２を参照されたい。同図は、転がり体４がナット２と長軸４に取り付けられた場合を示す説明図である。公知のローラねじでは、前記転がり体４が円柱で、しかもローラねじを直線性の伝動作業に使っている。駆動方式はモーターなどの動力源を使用することにより、長軸１を回転させるとともに、長軸が自転することになる。負荷経路に転がり体４が収容されるため、これにより、ナット２を連動し、故に直線移動を行うことになる。ナット２は伝動作業台（図示せず）上に固定されることで、これにより、伝動作業台は直線移動することになる。しかし、転がり体４が負荷経路を転がるときに、自転速度Ｖが発生し、且つＶ字型槽１１の歯底部（又はコーナー）から長軸１の軸心１２に至る第１半径Ｒ１がＶ字型溝２１１の歯底部（又はコーナー）から長軸１の軸心１２に至る第２半径Ｒ２より小さくなっていることから、転がり体４の第１端面４１と第２端面４２（ここでは、ローラがＶ字型槽の歯底部に近い端面を第１端面と定義し、ローラがＶ字型溝の歯底部に近い端面を第２端面と定義する。）が移動する長さが異なり、これにより、第１端面４１の自転速度が第２端面４２のそれと異なるようになる。転がり体４における第１端面４１と第２端面４２が一体になっているので、これにより、第２端面４２が自転するだけでなく、さらに滑動を加えることで移動せざるを得なくなる。このように移動して、第２端面４２が第１端面４１の移動速度に追いつくことが可能となる。ところで、転がり体４が負荷経路において移動する方式としては、最も避けなければならないものが滑動又は滑りであることが知られている。なぜなら、これは転がり体４の表面と負荷経路の表面との間の摩擦をもたらすとともに、両者の表面が損傷を受け易くなり、ひいてはローラねじが作動できなくなる恐れがあるからである。
【０００４】
上記の問題点に鑑み、図３に示すように、円錐台状の転がり体４が開発されている。この転がり体４における第１端面４１と第２端面４２は、第１直径Ｄ１と第２直径Ｄ２をそれぞれ備え、第１直径Ｄ１と第２直径Ｄ２の値は、第１端面４１と第２端面４２の移動の長さ（又は軌跡の長さ）を求めるとともに、両者の差を得ることにより、所定の計算式に基づいて決められるようになる。このようにして、転がり体４における第１面４１と第２端面４２が同一の自転速度で同一の軌跡の長さに達することができる。しかし、この転がり体４の外形は、ローラねじの第１半径Ｒ１と第２半径Ｒ２毎に、決定して製造しなければならないため、汎用性が非常に低いという難点があった。また、第１半径Ｒ１と第２半径Ｒ２に誤差が発生すれば、転がり体４が滑動方式で移動する場合もある。また、製造の誤差を克服するためには、製造コストが大幅に上がり、且つ製品の不良率もかなり高くなるという欠点もあり、その改善が求められていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の主な目的は、ローラねじに適用でき、且つローラねじが作動するときに、転がり体が滑動ではなく、転がりだけで移動することができるローラねじを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１は、外面に設けられる螺旋状のＶ字型槽を有する棒状の長軸と、前記長軸を套設する穿孔と、前記穿孔の内面に設けられる前記Ｖ字型槽と相互対応するＶ字型溝と、前記Ｖ字型槽と前記Ｖ字型溝とによって形成される負荷経路とを備えるナットと、前記ナットに設置されるとともに、前記負荷経路と連通する回流経路と、前記回流経路と前記負荷経路とによって構成される循環経路とを備える回流部材と、前記循環経路に設置される複数の転がり体と、を含み、それぞれの各前記転がり体が、複数個の本体からなり、複数個の各前記本体が、前記Ｖ字型槽および前記Ｖ字型溝と接触する径方向面を備え、前記径方向面が円柱状を呈し、且つ複数個の前記本体における前記径方向面と異なる表面を端面と定義し、しかも複数個の前記本体における各前記端面が同一寸法の直径を備え、且つ複数個の前記本体間に結合部が形成され、前記結合部によって、前記本体を相互積み重ねて連結させるとともに、複数個の前記本体が相対して異なる自転速度で回動してなることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２は、請求項１において、前記端面には、複数個の収容孔を設けることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項３は、請求項１又は２において、前記転がり体の本体は数量が２個で、それぞれ第１本体と第２本体とし、前記第１本体と前記第２本体が鋼材で形成されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項４は、請求項３において、前記結合部が、第１結合部と第２結合部とを含み、前記第１結合部が前記第１本体に設置され、前記第２結合部が前記第２本体に設置され、前記第１結合部と前記第２結合部とが凹凸嵌合で互いに位置決められ、且つ前記第１結合部と前記第２結合部との間に隙間が形成されてなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項５は、請求項１又は２において、前記転がり体の本体は数量が３個で、それぞれ第１本体と第２本体と第３本体とし、前記第１本体と前記第３本体が鋼材で形成され、しかも前記第２本体が多孔性材料からなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項６は、請求項５において、前記結合部が、第１結合部と第２結合部と第３結合部を含み、前記第１結合部が前記第１本体に設置され、前記第２結合部が前記第２本体に設置され、前記第３結合部が前記第３本体に設置され、前記第３結合部が前記第２結合部を穿設するとともに、前記第１結合部と凹凸嵌合で互いに位置決められ、且つ前記第１結合部と前記第２結合部と前記第３結合部との間に隙間が形成されてなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項７は、請求項６において、前記第３結合部が凸柱で、前記第２結合部と前記第１結合部が穿孔で形成されてなることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の請求項８は、請求項６において、前記第３結合部が凸柱で、前記第２結合部が穿孔で、前記第１結合部が盲孔で形成されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のローラねじによれば、転がり体がローラねじに適用でき、且つローラねじが作動するときに滑動することなく、転がりだけで移動することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】公知のローラねじの説明図であって、ローラねじのナットの半分を示す縦断面図である。
【図２】公知のローラねじの一部拡大図であって、転がり体を円柱とした場合の説明図である。
【図３】公知のローラねじの一部拡大図であって、転がり体を円錐台とした場合の説明図である。
【図４】本発明のローラねじの転がり体の分解斜視図である（実施例１）。
【図５】本発明のローラねじの転がり体の斜視図である（実施例１）。
【図６】本発明のローラねじにおける転がり体と長軸とナットとの組合せの説明図である。
【図７】本発明のローラねじの転がり体の分解斜視図である（実施例２）。
【図８】本発明のローラねじの転がり体の分解斜視図である（実施例３）。
【図９】本明のローラねじの転がり体の分解斜視図である（実施例４）。
【図１０】本発明のローラねじの転がり体の斜視図である（実施例４）。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
まず、図４乃至図６を参照する。本発明のローラねじは、長軸５と、ナット６と、回流部材（図示せず）と、複数の転がり体７と、を含む。
【００１８】
前記長軸５は、棒状を呈し、その外面に螺旋状のＶ字型槽５１が設けられる。
【００１９】
前記ナット６は、前記長軸５を套設するのに供する穿孔６１と、前記穿孔６１の内面に設けられる前記Ｖ字型槽５１と対応するＶ字型溝６１１と、前記Ｖ字型槽５１と前記Ｖ字型溝６１１とによって形成される一つの負荷経路９０と、を備える。
【００２０】
前記回流部材（図示せず）は、前記ナット６に設置され、前記負荷経路９０と連通する回流経路（図示せず）と、前記回流経路と前記負荷経路９０とによって構成される循環経路とを備える。
【００２１】
複数の転がり体７は、前記循環経路に設置され、第１本体７１と第２本体７２とから構成される。前記第１本体７１と前記第２本体７２は、鋼材で形成される。前記第１本体７１と前記第２本体７２は、第１径方向面７１２と第２径方向面７２２とをそれぞれ備え、前記第１径方向面７１２と前記第２径方向面７２２は、円柱状を呈し、しかも前記Ｖ字型槽５１と前記Ｖ字型溝６１１とそれぞれ接触するようになる。前記第１本体７１と前記第２本体７２とにおける第１径方向面７１２と第２径方向面７２２と異なるそれぞれの表面は、第１端面７１３と第２端面７２３と定義される。しかも前記第１本体７１と前記第２本体７２とにおける第１端面７１３と第２端面７２３は、同一寸法の直径Ｄをそれぞれ有し、且つ前記第１本体７１と前記第２本体７２との間には、第１結合部７１１と第２結合部７２１とが設けられる。前記第１結合部７１１と前記第２結合部７２１は、積み重ねて連結されるように、凹凸嵌合で互いに位置決められる。本実施例では、第１結合部７１１は、円柱状孔で、第２結合部７２１は、円柱で構成される。しかも第１結合部７１と第２結合部７２１との間には、隙間が形成される。この隙間により、第１本体７１と第２本体７２とは、相対して異なる速度Ｖで自転することができる。
【００２２】
上記したように、転がり体７は、第１本体７１と第２本体７２をセパレートする構成とし、これにより、転がり体が負荷経路を転がる運行を改善することができる。即ち、Ｖ字型槽１１の歯底部が長軸１の軸心１２に至る第１半径Ｒ１は、Ｖ字型溝２１１の歯底部が長軸１の軸心１２に至る第２半径Ｒ２より小さくなっているので、転がり体７の運行の長さが異なるという問題があるからである。図６を参照する。前記第１本体７１と前記第２本体７２がそれぞれ自転速度Ｖ１と自転速度Ｖ２で回動し、前記第１本体７１と前記第２本体７２が互いに異なる速度で自転し、しかも螺旋状に移動する。しかも第１本体７１の自転速度Ｖ１が第２本体７２の自転速度Ｖ２より遅いため、第２本体７２がスライド方式で移動する必要がなくなる。このように、転がり体７に負荷経路における滑動変位という現象が発生しなくなり、転がり体７がよりスムーズに転がり、且つその使用寿命も延長される。また、転がり体７は、通常の円柱ローラと同様に製造できるので、特殊加工が不要となり、その製造コストが公知の円錐ローラより低く、且つ各種規格のローラねじに適用できる。したがって、製造コストを大幅に削減し、加工手間および煩雑さを省くことができる。前述を総合すると、本発明では、転がり体を二つセパレートする設計によって、転がり体がよりスムーズに負荷経路を転がることを実現し、公知の技術の問題点を完全に改善することができる。
【実施例２】
【００２３】
図７を参照する。本発明の実施例２は、実施例１との相違点が、転がり体７Ａの第１本体７１Ａと第２本体７２Ａにおける第１端面７１３Ａと第２端面７２３Ａに収容孔７２３１Ａ（第１本体に収容孔を示せず）が設置される点である。前記収容孔７２３１Ａには潤滑油が貯留され、これにより、第１本体７１Ａと第２本体７２Ａが互いに転がるときに、十分な潤滑状態になり、第１本体７１Ａと第２本体７２Ａにおける第１端面７１３Ａと第２端面７２３Ａとの間の摩損を回避することができる。前記収容孔７２３１Ａは、盲孔でもよいし、第１端面７１３Ａおよび第２端面７２３Ａを貫通する穿孔でもよい。本実施例では、収容孔７２３１Ａが盲孔である。なお、その他の構成と効果は、前述した実施例１と同一であるため、その詳細は省略する。
【実施例３】
【００２４】
図８を参照する。本発明の実施例３は、実施例１との相違点が、転がり体７Ｂの第１本体７１Ｂと第２本体７２Ｂにおける第１結合部７１１Ｂと第２結合部７２１Ｂがそれぞれ角錐孔と角錐体とからなる点である。なお、その他の構成と効果は、前述した実施例１と同一であるため、その詳細は省略する。
【実施例４】
【００２５】
図９と図１０を参照する。本発明の実施例４は、実施例１との主な相違点が、転がり体７Ｃが第１本体７１Ｃと、第２本体７２Ｃと、第３本体７３Ｃとから構成される点である。第１本体７１Ｃと第３本体７３Ｃは鋼材で形成される。しかも第２本体７２Ｃは多孔性材料からなり、潤滑剤を吸収することができる。第１本体７１Ｃと第２本体７２Ｃと第３本体７３Ｃとには、第１結合部７１１Ｃと第２結合部７２１Ｃと第３結合部７３１Ｃがそれぞれ設けられる。第２結合部７２１Ｃに第３結合部７３１Ｃを穿設した後に、第３結合部７３１Ｃと第１結合部７１１Ｃが凹凸嵌合で互いに位置決められ、しかも第１結合部７１１Ｃと、第２結合部７２１Ｃと、第３結合部７３１Ｃとの間に、隙間が形成される。本実施例では、第３結合部７３１Ｃが凸柱、第２結合部７２１Ｃが穿孔、第１結合部７１１Ｃが穿孔、又は盲孔とする。第１結合部７１１Ｃが盲孔である場合、第２本体７２Ｃ自体が潤滑剤を吸収できるので、潤滑効果を発揮できる。これにより、第１端面７１３Ｃおよび第３端面７３３Ｃとの間が十分な潤滑状態になり、磨耗を回避することができる。そして、第１本体７１Ｃと第３本体７３Ｃが相互回動し、よりスムーズ移動できる。なお、その他の構成と効果は、前述した実施例１と同一であるため、その詳細は省略する。
【符号の説明】
【００２６】
公知の技術に係る部分
１：長軸
１１：Ｖ字型溝
１２：軸心
２：ナット
２１：穿孔
２１１：Ｖ字型溝
３：回流部材
４：転がり体
４１：第１端面
４２：第２端面
Ｒ１：第１半径
Ｒ２：第２半径
Ｄ１：第１直径
Ｄ２：第２直径
Ｖ：自転速度
本発明に係る部分
５：長軸
５１：V字型槽
６  ：ナット
６１：穿孔
６１１：V字型溝
７：転がり体
７１：第１本体
７１１：第1結合部
７１２：第１径方向面
７１３：第１端面
７２：第２本体
７２１：第２結合部
７２２：第２径方向面
７２３：第２端面
Ｒ１：第１半径
Ｒ２：第２半径
Ｄ：直径
Ｖ１：自転速度
Ｖ２：自転速度
７Ａ：転がり体
７１Ａ：第１本体
７１３Ａ：第１端面
７２Ａ：第２本体
７２３Ａ：第２端面
７２３１Ａ：収容孔
７Ｂ：転がり体
７１Ｂ：第１本体
７１１Ｂ：第１結合部
７２Ｂ：第２本体
７２１Ｂ：第２結合部
７Ｃ：転がり体
７１Ｃ：第１本体
７１１Ｃ：第１結合部
７１３Ｃ：第１端面
７２Ｃ：第２本体
７２１Ｃ：第２結合部
７３Ｃ：第３本体
７３１Ｃ：第３結合部
７３３Ｃ：第３端面
９０：負荷経路
【図１】
2012145175.tif 000003
【図２】
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【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】
2012145175.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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