JP2007127241A - 遊星ローラねじ - Google Patents

Abstract

【課題】大量の潤滑剤を給油口から安定的に供給することができる遊星ローラねじを提供する。
【解決手段】遊星ローラねじは、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ローラ３からなるローラ列と、ナット２に嵌合された２つの歯車４，４と、ナット２のねじ溝２ａに開口し潤滑剤を吐出する２つの給油口１０，１０と、を備えている。そして、２個の給油口１０，１０の位相がずれていて、両給油口１０，１０の開口部１０ａ，１０ａが転動するローラ３によって同時に塞がれたり狭くなったりすることがないようになっている。
【選択図】 図２

Description

本発明は遊星ローラねじに関する。

従来の遊星ローラねじとしては、螺旋状のねじ溝が外周面に形成されたねじ軸と、ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝が内周面に形成されたナットと、両ねじ溝間に転動自在に介装された複数のローラからなるローラ列と、を備え、ローラ列のうち両端のローラを回転自在に支持する保持器がねじ軸とナットとの間に介装され、ローラ列のうち両端のローラに形成された歯と噛み合う歯車がねじ軸又はナットに嵌合されたものが知られている（例えば特許文献１を参照）。

従来の遊星ローラねじの潤滑法としては、グリース潤滑や油潤滑が採用されているが、射出成形機に組み込まれる遊星ローラねじのように大荷重が負荷される遊星ローラねじにおいては、内部にグリースを大量に供給する必要がある場合があった。また、冷却のために内部に機械油，タービン油等を大量に供給する場合があった。
このような場合には、ねじ軸又はナットにねじ溝に開口する給油口を設け、この給油口から内部に潤滑剤を供給する方法が採用されることが多かった。
米国特許第２６８３３７９号明細書

しかしながら、給油口が１個であると、転動するローラが給油口の開口部を通過するたびに、ローラによって開口部が塞がれたり狭くなったりするので、潤滑剤の供給を安定的に行うことが困難であるという問題があった。また、開口部が塞がれたり狭くなったりすると、潤滑剤を供給する給油系統の圧力が上昇するため、ポンプや給油管に損傷が生じるおそれがあった。

また、給油口が複数であっても、上記と同様の問題が生じる場合があった。ボールねじの場合と同様に、遊星ローラねじを軸方向から見て遊星ローラねじの中心と給油口の開口部とを直線で結んだ時に、２つの直線のなす角度が１８０°となるように２個の給油口が形成されている場合を例にして説明する。なお、本明細書においては、遊星ローラねじを軸方向から見たときの給油口の開口部の周方向位置を「位相」と称する。すなわち、上記のような例の遊星ローラねじは、位相が１８０°ずれた２個の給油口を有する遊星ローラねじである。

このような場合は、ローラの個数が偶数で且つローラが周方向に等配に配されていると、転動するローラが両給油口の開口部を同時に通過することとなるので、両開口部がローラによって同時に塞がれたり狭くなったりする。よって、潤滑剤の供給を安定的に行うことが困難となる。また、給油口が複数であっても、潤滑剤を供給する給油系統は通常は１系統であり、１系統の給油系統から複数の給油口に潤滑剤を供給するので、給油口が同時に塞がれたり狭くなったりすると、給油系統の圧力が上昇してポンプや給油管に損傷が生じるおそれがあった。

なお、ボールねじの場合は、ボールが給油口の開口部を同時に塞ぐようなことは起こりにくく、上記のように給油口の開口部の位相を１８０°ずらしても上記のような問題は生じない。このような問題は、ローラを軸方向に平行に配置する遊星ローラねじ特有の問題である。
そこで、本発明は、上記のような従来の遊星ローラねじが有する問題点を解決するものであり、大量の潤滑剤を給油口から安定的に供給することができる遊星ローラねじを提供することを課題とする。

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、本発明に係る請求項１の遊星ローラねじは、螺旋状に連続する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ローラと、前記ねじ軸のねじ溝又は前記ナットのねじ溝に開口し潤滑剤を吐出する給油口と、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、前記ローラの転動を介して、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遊星ローラねじにおいて、前記給油口を２個以上設け、それらの開口部の周方向位置を、全ての給油口の開口部が前記ローラによって同時に塞がれることがないような位置としたことを特徴とする。

また、本発明に係る請求項２の遊星ローラねじは、請求項１に記載の遊星ローラねじにおいて、２個以上の前記給油口のうちいずれか一つの給油口の中心位置といずれか一つのローラの中心位置とが一致して該給油口の開口部がそのローラによって塞がれている状態で、残りの給油口のうち少なくとも一つは、その開口部がローラによって完全には塞がれておらず、前記潤滑剤を吐出可能となっているとともに、その潤滑剤を吐出可能となっている給油口は、最も近接しているローラの外周面と開口部との間の径方向距離が、該開口部の径よりも大きいことを特徴とする。

本発明の遊星ローラねじは、複数の給油口の全ての開口部がローラによって同時に塞がれたり狭くなったりすることがないので、大量の潤滑剤を給油口から安定的に供給することができる。

本発明に係る遊星ローラねじの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明に用いる各図においては、同一又は相当する部分には同一の符号を付してある。
〔第一実施形態〕
図１は、第一実施形態の遊星ローラねじを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の遊星ローラねじを軸方向に直角をなす平面で破断した要部断面図である。また、図３は、図１の遊星ローラねじを径方向外方から見た平面図である。

図１に示すように、本実施形態の遊星ローラねじは、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ローラ３からなるローラ列と、ねじ軸１に嵌合された２つの歯車４，４と、を備えている。両ねじ溝１ａ，２ａのねじれ方向は同じ方向であるが、ローラ３のねじれ方向は両ねじ溝１ａ，２ａのねじれ方向とは逆方向である。

歯車４，４は、軸方向に離れて配されており、前記ローラ列のうち両端のローラ３’，３’に形成された歯とそれぞれ噛み合っている。そして、ねじ軸１とナット２との相対回転運動により、ローラ３の転動を介して、ねじ軸１とナット２とが軸方向へ相対移動するようになっている。
この遊星ローラねじには２つの環状保持器５，５が備えられており、ねじ軸１とナット２との間で且つ両端のローラ３’，３’の軸方向外側に介装されている。環状保持器５，５には周方向に沿って複数のローラ支持孔５ａが設けられており、両端のローラ３’，３’に設けられた軸方向外側に突出する突起７をローラ支持孔５ａに挿通することにより、環状保持器５，５はローラ３’，３’を回転自在に支持している。なお、ローラ支持孔５ａは、貫通孔であってもよいし、有底孔であってもよい。

さらに、ねじ軸１における環状保持器５，５の軸方向外側には、環状保持器５，５と接触するように抜け止めリング９が取り付けられていて、ローラ３’の突起７が環状保持器５のローラ支持孔５ａから抜けることが防止されている。また、抜け止めリング９は、環状保持器５がねじ軸１に対して軸方向に位置ずれしたり、環状保持器５が遊星ローラねじから脱落することを防ぐ機能も有している。この抜け止めリング９は、ねじ軸１と一体のものでもよいし、別体の部材でもよい。

さらに、ナット２には、グリース，潤滑油等の潤滑剤を内部に供給する給油口１０が２個設けられている。この給油口１０は、径方向に伸びナット２の外周面と内周面のねじ溝２ａとに開口する貫通孔からなり、ナット２の外周面の開口部に接続された給油系統（図示せず）から送られた潤滑剤が、該貫通孔を通ってねじ溝２ａに形成された開口部１０ａから吐出されるようになっている。

そして、図２，３から分かるように、２個の給油口１０，１０の位相がずれていて、両給油口１０，１０の開口部１０ａ，１０ａが転動するローラ３によって同時に塞がれたり狭くなったりすることがないようにしてあるので（図２から分かるように、一方の開口部１０ａはローラ３で塞がれているが、他方の開口部１０ａは塞がれたり狭くなったりしていない）、遊星ローラねじの内部への潤滑剤の供給が遮断されることがなく、大量の潤滑剤を給油口１０，１０から安定的に供給することができる。よって、本実施形態の遊星ローラねじは、大量の潤滑剤の供給が必要な場合（例えば射出成形機に組み込まれる遊星ローラねじのように大荷重が負荷される遊星ローラねじ）にも好適に使用可能である。

また、両給油口１０，１０の開口部１０ａ，１０ａが同時に塞がれたり狭くなったりすることがないので、給油系統の圧力が大きく上昇してポンプや給油管に損傷が生じるおそれがほとんどない。図４のように２個の給油口の位相が同じであると、転動するローラによって両給油口の開口部が同時に塞がれたり狭くなったりするので、給油系統の圧力が周期的に大きく上昇して（図５のグラフを参照）、ポンプや給油管に損傷を引き起こすおそれがある。しかしながら、本実施形態のように２個の給油口の位相がずれていると、図５のグラフに示すように給油系統の周期的な圧力上昇が小さいので、ポンプや給油管に損傷を引き起こすことがほとんどない。

２個の給油口１０，１０の位相のずれの度合いは、本実施形態においては、隣接する２つのローラ３の位相のずれの１／２に設定してある。すなわち、遊星ローラねじに組み込まれているローラ３の個数をＨとすると、２個の給油口１０，１０の位相のずれの度合いは３６０°／Ｈ×（１−１／２）で表される。
ただし、両給油口１０，１０の開口部１０ａ，１０ａが転動するローラ３によって同時に塞がれたり狭くなったりすることがないならば、位相のずれの度合いは特に限定されるものではなく、下記式（１）で表されるような位相のずれとしてもよい。下記式（１）中のＨはローラの個数であり、ｎは任意の自然数である。
３６０°／Ｈ×（１−ｎ／２） ・・・ （１）

また、開口部が狭くならず潤滑剤の流路が確保されるために、式（１）で表される位相のずれよりもさらに位相をずらしてもよく、下記式（２）で表されるような位相のずれとしてもよい。
３６０°／Ｈ×（１−ｎ／２±１／４） ・・・ （２）
なお、図１に示す第一実施形態の遊星ローラねじは、ローラをねじ軸に回転自在に固定したものであるが、図６に示す遊星ローラねじのようにローラをナットに回転自在に固定したものでもよい。

〔第二実施形態〕
図７は、第二実施形態の遊星ローラねじを軸方向に直角をなす平面で破断した要部断面図である。なお、第二実施形態の遊星ローラねじの構成及び作用は、第一実施形態とほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。
本実施形態の遊星ローラねじは、ナット２に２個の給油口１０が設けられており、その位相がずれている。そして、２個の給油口１０，１０の位相のずれの度合いは、本実施形態においては、以下のように設定してある。すなわち、図７に示すように、２個の給油口１０，１０のうち図示しない一方の給油口の中心位置とローラの中心位置とが一致して該給油口の開口部がそのローラによって塞がれている状態で、図示された他方の給油口１０は、その開口部１０ａがローラ３によって完全には塞がれず、潤滑剤を吐出可能となっている。この潤滑剤を吐出可能となっている給油口１０は、最も近接しているローラ３の外周面と開口部１０ａとの間の径方向距離ｈが、該開口部１０ａの径ｄよりも大となっている。

このような構成であれば、両給油口１０，１０の開口部１０ａ，１０ａが転動するローラ３によって同時に塞がれたり狭くなったりすることがなく、しかも潤滑剤を吐出可能となっている給油口１０は、潤滑剤の流路が十分に確保されているので、遊星ローラねじの内部への潤滑油の供給が遮断されることがなく、大量の潤滑剤を給油口１０，１０から安定的に供給することができる。よって、本実施形態の遊星ローラねじは、大量の潤滑剤の供給が必要な場合（例えば射出成形機に組み込まれる遊星ローラねじのように大荷重が負荷される遊星ローラねじ）にも好適に使用可能である。

なお、第一，第二実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は第一，第二実施形態に限定されるものではない。例えば、第一，第二実施形態においては、給油口の個数は２個であったが、３個以上設けてもよい。その場合には、全ての給油口の位相をずらしてもよいが、少なくとも１つの給油口の位相がずれていれば、本発明の目的を達成することができる。
また、第一，第二実施形態においては、給油口はナットに設けられていたが、ねじ軸に設けてもよい。
さらに、給油口を排油口として用いることもできる。

第一実施形態の遊星ローラねじを軸方向に平行な平面で破断した断面図である。 図１の遊星ローラねじを軸方向に直角をなす平面で破断した要部断面図である。 図１の遊星ローラねじを径方向外方から見た平面図である。 従来の遊星ローラねじを径方向外方から見た平面図である。 給油系統の圧力上昇を説明するグラフである。 第一実施形態の遊星ローラねじの変形例を示す図である。 第二実施形態の遊星ローラねじを軸方向に直角をなす平面で破断した要部断面図である。

符号の説明

１ ねじ軸
１ａ ねじ溝
２ ナット
２ａ ねじ溝
３ ローラ
１０ 給油口
１０ａ 開口部

Claims (2)

1. 螺旋状に連続する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ローラと、前記ねじ軸のねじ溝又は前記ナットのねじ溝に開口し潤滑剤を吐出する給油口と、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、前記ローラの転動を介して、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遊星ローラねじにおいて、
   前記給油口を２個以上設け、それらの開口部の周方向位置を、全ての給油口の開口部が前記ローラによって同時に塞がれることがないような位置としたことを特徴とする遊星ローラねじ。
2. ２個以上の前記給油口のうちいずれか一つの給油口の中心位置といずれか一つのローラの中心位置とが一致して該給油口の開口部がそのローラによって塞がれている状態で、残りの給油口のうち少なくとも一つは、その開口部がローラによって完全には塞がれておらず、前記潤滑剤を吐出可能となっているとともに、その潤滑剤を吐出可能となっている給油口は、最も近接しているローラの外周面と開口部との間の径方向距離が、該開口部の径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の遊星ローラねじ。

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