直動軸受付き送りねじ
【課題】軸体を小さな駆動力によって円滑に直線移動させることができ、そして製造も容易な直動軸受付き送りねじを提供すること。
【解決手段】外周面にねじ溝５１ａを備える軸体５１と、軸体５１の周囲に配置された内周面にねじ溝５２ａを備えるナット５２とが相互に回転可能に嵌め合わされてなる送りねじ５４の上記軸体５１の外周面に、各々が軸体５１のねじ溝５１ａの深さよりも小さな深さを有し、ねじ溝５１ａに交差して軸方向に延びる複数本の直線溝５１ｂが形成され、そして軸体５１を係合手段を介して非回転にて滑動可能に収容している外筒５６を持つ直動軸受５７を備えていて、上記係合手段が、上記軸体５１の各直線溝５１ｂに収容されて軸方向に伸びる柱状体５５である直動軸受付き送りねじ。
【解決手段】外周面にねじ溝５１ａを備える軸体５１と、軸体５１の周囲に配置された内周面にねじ溝５２ａを備えるナット５２とが相互に回転可能に嵌め合わされてなる送りねじ５４の上記軸体５１の外周面に、各々が軸体５１のねじ溝５１ａの深さよりも小さな深さを有し、ねじ溝５１ａに交差して軸方向に延びる複数本の直線溝５１ｂが形成され、そして軸体５１を係合手段を介して非回転にて滑動可能に収容している外筒５６を持つ直動軸受５７を備えていて、上記係合手段が、上記軸体５１の各直線溝５１ｂに収容されて軸方向に伸びる柱状体５５である直動軸受付き送りねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をプリント配線板の表面に装着する電子部品装着装置の部品として特に有利に用いることができる直動軸受付き送りねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プリント配線板の上方に、下端に電子部品を吸着させたノズルを備える軸体を配置して、この軸体を電子部品が所定の角度で配置されるように周方向に回転移動させ、次いで下方に（プリント配線板の側に）直線移動させることにより、電子部品を所定の角度でプリント配線板の表面の所定位置に装着する電子部品装着装置が知られている。プリント配線板の表面に多数の電子部品を短時間で装着するため、電子部品を移動させる軸体の高速での回転移動と直線移動とが繰り返して行なわれる。
【０００３】
上記軸体の回転移動と直線移動（滑動）とを実現するため、直動軸受と送りねじとが組み合わされた構成の直動軸受付き送りねじが用いられている。
【０００４】
特許文献１には、図１及び図２に示す直動軸受付き送りねじ１０が開示されている。直動軸受付き送りねじ１０は、外周面にねじ溝１１ａを備える軸体１１と、軸体１１の周囲に配置された内周面にねじ溝１２ａを備えるナット１２とが、両者のねじ溝１１ａ、１２ａに収容された複数個のボール１３を介して相互に回転可能に嵌め合わされてなる送りねじ（ボールねじ）１４の軸体１１の外周面に、各々が軸体１１のねじ溝１１ａの深さよりも小さな深さを有し、ねじ溝１１ａに交差して軸方向に延びる複数本の直線溝１１ｂが形成され、この軸体１１を係合手段を介して非回転にて滑動可能に収容している外筒１６を持つ直動軸受１７を備えた構成を有している。
【０００５】
直動軸受１７の外筒１６の内周面には複数本の直線溝１６ｂが備えられている。そして上記係合手段としては、軸体１１の各直線溝１１ｂと外筒１６の各直線溝１６ｂとに収容された複数個の球体１５が用いられている。外筒１６の内側には、両端部にて互いに接続された貫通溝１８ａと非貫通溝１８ｂとから構成される球体循環路１８ｃを備える筒状球体保持器１８が備えられている。複数個の球体１５は筒状球体保持器１８の球体循環路１８ｃに収容されている。
【０００６】
外筒１６と軸体１１とは、複数個の球体１５を介して互いに係合している。これにより直動軸受１７の外筒１６に収容された軸体１１の周方向への回転移動（外筒１６に対する軸体１１の相対的な回転移動）が防止され、そして長さ方向への直線移動は可能とされている。
【０００７】
従って、直動軸受１７の外筒１６を周方向に回転移動することにより、軸体１１を外筒１６と共に周方向に回転移動させることができる。一方、送りねじ１４のナット１２を周方向に回転移動させることにより、軸体１１をその長さ方向（軸方向）に直線移動させることができる。
【０００８】
特許文献２の第７図には、軸体（スプライン軸）と、この軸体を複数個の柱状体（ローラー）を介して非回転にて滑動可能に収容している外筒（スリーブ）を備える直動軸受とから構成されるスプラインが開示されている。この軸体の外周面には、複数本の直線溝（幅広の溝）が形成されている。各直線溝の両側面と軸体の外周面との角にはそれぞれ丸溝が形成されている。そして上記柱状体は各直線溝の各丸溝に収容されている。軸体の丸溝と柱状体とのすきまを調節するため、外筒と柱状体との間には柱状体を丸溝の側に移動させる押さえ板が備えられている。外筒は二つ割りにされていて、これらの間に上記押さえ板の駆動に用いるテーパーギブが設置されている。
【０００９】
同文献には、上記柱状体が荷重の方向、大きさの変化、振動により少しずつ回転するので柱状体の全面が均一に摩耗して寿命が長いと記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１０３２２８号公報（第１図及び第２図）
【特許文献２】実開昭５３−１０８６７７号公報（第７図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者の検討によると、特許文献１の直動軸受付き送りねじ１０は、軸体１１の長さ方向への円滑な直線移動が妨げられる場合があることが判明した。例えば、軸体１１の長さ方向への移動を続けると、軸体１１の移動に必要な駆動力（ナット１２の回転に必要なトルク）が断続的に大きくなることがある。その原因は次のように理解することができる。
【００１２】
図３は、図２に示す軸体１１及び球体１５の拡大図である。図３に示すように、軸体１１の直線溝１１ｂは、軸体１１の長さ方向に垂直な断面において球体１５の半径と同径の円弧の形状に設定されている。球体１５は、外筒（図２：１６）と直線溝１１ｂとに挟まれて、その直線溝１１ｂの内側面と接触する表面領域の全体に均一に圧力（予圧）が付与される。
【００１３】
図４は、図３に示す軸体１１及び球体１５の平面図である。この軸体１１が図の上側に移動する際には、球体１５は直線溝１１ｂに沿って軸体１１の移動距離の半分の移動距離にて図の上側に移動（転動）する。従って、球体１５は軸体１１に対して相対的に下側に（図に記入した矢印１９ａが示す方向に）移動する。
【００１４】
そして、球体１５が軸体１１のねじ溝１１ａに到達する際には、ねじ溝１１ａと直線溝１１ｂとが互いに斜めに交差しているため、球体１５は図の右側の部位からねじ溝１１ａに入り始める。従って、球体１５の右側の部位に付与されている圧力（予圧）が先に解放される。このため、球体１５は軸体１１のねじ溝１１ａの内部に落ち込みながら周方向（図にて右方向）に微動して図に破線で示す位置に配置される。
【００１５】
この球体は、後続の球体（図示していない）に押されて、図に破線で示す位置から更に矢印１９ｂが示す方向に移動する。このため、球体１５がねじ溝１１ａから直線溝１１ｂに乗り上がる際（図に破線で示す位置から一点鎖線で示す位置に移動する際）に、球体１５がねじ溝１１ａの側面、例えば、ねじ溝１１ａの側面の直線溝１１ｂに近接する表面領域２１に接触（衝突）して、これにより軸体１１の長さ方向への円滑な直線移動が妨げられると理解される。このため、軸体１１の移動に必要な駆動力が断続的に大きくなり、その結果、軸体１１の直線移動（特に高速での直線移動）を繰り返すと軸体１１や球体１５が摩耗して耐久性に問題を生じる可能性がある。
【００１６】
直動軸受付き送りねじ１０はまた、球体１５を収容する球体循環路１８ｃを備える筒状球体保持器１８の製造に複雑な工程を必要とする。
【００１７】
特許文献２のスプラインは、軸体の各直線溝の両側面と軸体の外周面との角にそれぞれ丸溝が形成され、また各丸溝と柱状体とのすきまを調節する押さえ板が設置され、そして押さえ板の駆動に用いるテーパーギブが二つ割りにされた外筒の間に設置された複雑な構成を有しているため、その製造や組み立てに複雑な工程を必要とする。
【００１８】
本発明の課題は、軸体をその長さ方向に円滑に直線移動させることができ、そして製造も容易な直動軸受付き送りねじを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者は、外筒と軸体とが柱状体を介して係合した直動軸受を、外周面にねじ溝と直線溝とが互いに交差して形成されている軸体を備える直動軸受付き送りねじに採用することにより、この柱状体が単に軸体を支持するのみでなく、この軸体の円滑な直線移動を実現するとの新たな知見に基づいて研究を進めた結果、本発明に到達した。
【００２０】
本発明は、外周面にねじ溝を備える軸体と、この軸体の周囲に配置された内周面にねじ溝を備えるナットとが相互に回転可能に嵌め合わされてなる送りねじの上記軸体の外周面に、各々が軸体のねじ溝の深さよりも小さな深さを有し、このねじ溝に交差して軸方向に延びる複数本の直線溝が形成され、そして軸体を係合手段を介して非回転にて滑動可能に収容している外筒を持つ直動軸受を備える直動軸受付き送りねじであって、上記係合手段が、上記軸体の各直線溝に収容されて軸方向に伸びる柱状体であることを特徴とする直動軸受付き送りねじにある。
【００２１】
本発明の直動軸受付き送りねじの好ましい態様は次の通りである。
（１）各柱状体がねじ溝のピッチの二倍を超える長さを有する。
（２）上記軸体の中心軸に垂直な方向に沿って切断した軸体及び各柱状体のそれぞれの断面が円形であって、前記断面における軸体の各直線溝の形状が柱状体の半径よりも大きな半径を持つ円弧の形状とされていて、この円弧の中心と、柱状体の中心と、軸体の中心とが一直線上に並ぶように設定されている。更に好ましくは、直線溝の円弧の半径が柱状体の半径の１．０１〜１．４倍の範囲内にある。
（３）上記（２）の態様において、外筒の内周面に、それぞれ上記各柱状体を収容する複数本の直線溝が備えられている。更に好ましくは、外筒の内周面に互いに間隔を介して一対の周溝が形成され、各周溝のそれぞれに外周部が嵌め合わされた状態にて環状の止め具が備えられていて、そして両者の環状止め具の内周部の間に上記各柱状体が配置されている。
（４）軸体の直線溝の本数が三本以上である。
（５）軸体の外周面、ナットの内周面、外筒の内周面もしくは各柱状体の外周面に、フッ素樹脂薄膜もしくはダイヤモンドライクカーボン薄膜が形成されている。
（６）軸体とナットとの嵌め合わせが、両者のねじ溝の間に配置された複数個のボールを介してなされている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の直動軸受付き送りねじは、外周面にねじ溝と直線溝とが互いに交差して形成されている軸体が、その各直線溝に収容された柱状体を介して直動軸受により支持されていて、この柱状体は軸体の直線溝に沿って移動する際にねじ溝の側面に衝突し難いため、軸体をその長さ方向に円滑に直線移動させることができる。
【００２３】
また、本発明の直動軸受付き送りねじは、外筒と軸体との係合手段として柱状体を備える簡単な構成の直動軸受が用いられていて、軸体の各直線溝に更に丸溝を形成する必要はなく、球体の循環路を形成する複雑な構成の保持器、押さえ板、そしてテーパーギブを備えておらず、従って外筒を二分割する必要もないため、その製造が極めて容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の直動軸受付き送りねじの構成を示す断面図である。
【図２】図１に記入した切断線II−II線に沿って切断した直動軸受付き送りねじ１０の断面図である。
【図３】図２に示す軸体１１及び球体１５の拡大図である。
【図４】図３に示す軸体１１及び球体１５の平面図である。
【図５】本発明の直動軸受付き送りねじの構成例を示す断面図である。
【図６】図５に記入した切断線VI−VI線に沿って切断した直動軸受付き送りねじ５０の断面図である。
【図７】本発明の直動軸受付き送りねじの別の構成例を示す断面図である。
【図８】図７に記入した切断線VIII−VIII線に沿って切断した直動軸受付き送りねじ７０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の直動軸受付き送りねじを添付の図面を用いて説明する。図５は、本発明の直動軸受付き送りねじの構成例を示す断面図である。そして図６は、図５に記入した切断線VI−VI線に沿って切断した直動軸受付き送りねじ５０の断面図である。
【００２６】
本発明の直動軸受付き送りねじ５０は、外周面にねじ溝５１ａを備える軸体５１と、軸体５１の周囲に配置された内周面にねじ溝５２ａを備えるナット５２とが相互に回転可能に嵌め合わされてなる送りねじ５４の軸体５１の外周面に、各々が軸体５１のねじ溝５１ａの深さよりも小さな深さを有し、ねじ溝５１ａに交差して軸方向に延びる複数本の直線溝５１ｂが形成され、そして軸体５１を係合手段を介して非回転にて滑動可能に収容している外筒５６を持つ直動軸受５７を備えた構成を有している。本発明の直動軸受付き送りねじ５０は、上記係合手段として、軸体５１の各直線溝５１ｂに収容されて軸方向に伸びる柱状体５５が用いられていることに主な特徴がある。
【００２７】
直動軸受付き送りねじの駆動方法は、その取り付けの対象となる機械装置の構成に応じて様々である。例えば、直動軸受５７の外筒５６を周方向に回転移動することにより、軸体５１を外筒５６と共に周方向に回転移動させることができる。また、例えば、送りねじ５４のナット５２を周方向に回転移動させることにより、軸体５１をその長さ方向（軸方向）に直線移動させることができる。なお、上記軸体５１の回転移動により生じるナット５２の軸体５１の長さ方向への移動は、例えば、ナット５２を軸体５１と同じ向きに回転移動させることにより防止することができる。
【００２８】
直動軸受付き送りねじ５０の軸体５１は、各直線溝５１ｂに収容された柱状体５５に支持された状態にて直線移動（摺動）する。この際に、各柱状体５５は、直線溝５１ｂに案内されながら直線溝５１ｂに沿って移動（軸体５１に対して相対的に移動）するため、軸体５１のねじ溝５１ａの側面に衝突し難い。このため、軸体５１をその長さ方向に円滑に直線移動させることができる。
【００２９】
直動軸受付き送りねじ５０は、軸体５１を直線移動（特に高速で直線移動）させる際の駆動力の断続的な増大と、この駆動力の増大に基づく軸体５１や柱状体５５の摩耗とが抑制されているため優れた耐久性を示し、従って軸体の高速での直線移動が繰り返される電子部品装着装置を構成する部品として特に有利に用いることができる。
【００３０】
また、直動軸受付き送りねじ５０は、外筒５６と軸体５１との係合手段として柱状体５５を備える簡単な構成の直動軸受５７が用いられていて、軸体の各直線溝に更に丸溝を形成する必要はなく、球体の循環路を形成する複雑な構成の保持器、押さえ板、そしてテーパーギブを備えておらず、従って外筒を二分割する必要もないため、その製造が極めて容易である。
【００３１】
各柱状体５５は、軸体５１のねじ溝５１ａのピッチの二倍を超える長さを有していることが好ましい。これにより、軸体５１が長さ方向に移動する際に、各柱状体５５が常に軸体５１の互いに隣接するねじ山に形成された直線溝部分に支持されて安定に配置される。従って、各柱状体５５の軸体５１の中心軸に対する傾斜移動が抑制されるため、これらの柱状体５５に支持された軸体５１が高精度にて直線移動する。通常、各柱状体５５の長さは、外筒５６の長さよりも小さな値に設定される。
【００３２】
図６に示すように、軸体５１の中心軸に垂直な方向に沿って切断した軸体５１及び各柱状体５５のそれぞれの断面が円形であって、前記断面における軸体５１の各直線溝５１ｂの形状が柱状体５５の半径Ｒ1よりも大きな半径Ｒ2を持つ円弧Ａの形状とされていて、この円弧Ａの中心Ｏ1と、柱状体５５の中心Ｏ2と、軸体５１の中心Ｏ3とが一直線上（直線Ｌの上）に並ぶように設定されていることが好ましい。
【００３３】
このように、軸体５１の各直線溝５１ｂの形状が柱状体５５の半径Ｒ1よりも大きな半径Ｒ2を持つ円弧Ａの形状とされていると、各柱状体５５は軸体５１の直線溝５１ｂの内側面に線接触する。そして、この軸体５１は、外筒５６と軸体５１との間に挟まれた各柱状体５５から軸体５１の中心Ｏ3に向かう方向に荷重が付与された状態で、その一方で軸体５１の周方向には殆ど荷重が付与されることのない状態で、複数個の柱状体５５によって緊密に支持される。
【００３４】
従って、軸体５１に、その周方向に荷重が付与された際には、軸体５１の各直線溝５１ｂの円弧Ａの半径Ｒ2が柱状体５５の半径Ｒ1よりも大きくされていて、両者の間に僅かに間隙が形成されていることから、この軸体５１は周方向に僅かに回転移動（微回転）することができる。但し、軸体５１の回転移動が進むと（軸体５１の回転移動の角度が大きくなると）、軸体５１の各直線溝５１ｂと各柱状体５５との係合により、この軸体５１の更なる回転移動は防止される。そして、軸体５１への荷重の付与が停止すると、軸体５１は、各柱状体５５が各直線溝５１ｂの最も深さが大くなる位置に配置されるように上記微回転の向きとは逆向きに微回転して図６に示す初期位置に戻る。
【００３５】
直動軸受付き送りねじの軸体には、その周方向に瞬間的に大きな荷重が付与されることがある。例えば、電子部品装着装置に組み込まれた直動軸受付き送りねじの軸体には、電子部品を回転移動するため外筒を軸体と共に高速で（大きな加速度にて）回転移動した際に、その周方向に瞬間的に大きな荷重が付与されることがある。また、例えば、軸体に外部振動（例、電子部品装置装置にて、軸体を高速で直線移動あるいは回転移動させる駆動装置にて発生する振動）が付与された際に、軸体には、その周方向に瞬間的に荷重が付与されることがある。
【００３６】
前記の特許文献２のスプラインは、軸体の周方向への回転移動を防止するため、各直線溝の各丸溝に収容された柱状体は、外筒の内側に備えられた押さえ板により、それぞれが軸体を互いに逆向きに回転移動させるように各丸溝に押し付けられている。これにより、軸体は、その直線溝の各丸溝に押し付けられた柱状体の複数個により、その周方向には回転移動することができないように緊密に支持されている。このため、上記のように軸体の周方向に瞬間的に大きな荷重が付与された場合には、軸体と柱状体との摩擦が増大して各々に摩耗を生じ易くなる。このため、同文献のスプラインは、軸体の高速での回転移動と直線移動とが繰り返される電子部品装着装置の部品として、十分な耐久性を発揮できない可能性がある。
【００３７】
本発明の直動軸受付き送りねじ５０では、例えば、直線移動する軸体５１にその周方向に瞬間的に大きな荷重が付与された際に、この軸体５１に微回転を生じるため、上記荷重の付与に基づく軸体５１と柱状体５５との摩擦の増大が抑制され、従って軸体５１や柱状体５５の摩耗の発生が抑制される。このため、本発明の直動軸受付き送りねじ５０は優れた耐久性を示し、従って軸体の高速での回転移動と直線移動とが繰り返される電子部品装着装置を構成する部品として特に有利に用いることができる。
【００３８】
軸体５１の直線溝５１ｂの円弧Ａの半径Ｒ2は、柱状体５５の半径Ｒ1の１．０１〜１．４倍（特に１．０２〜１．２倍）の範囲内にあることが好ましい。これにより、軸体５１の微回転を実現すると共に、この軸体５１の直線移動の精度も向上させることができる。なお、図６においては、軸体５１の直線溝５１ｂの形状を容易に理解することができるように、この直線溝５１ｂの円弧Ａを、実際よりも大きな半径にて記入している。図５及び図６に示す直動軸受付き送りねじ５０では、軸体５１の直線溝５１ｂの円弧Ａの半径Ｒ2は、実際には柱状体５５の半径Ｒ1の１．０４倍に設定されている。
【００３９】
軸体５１の直線溝５１ｂの深さは、軸体５１の回転移動（上記微回転を超える大きな回転移動）の防止を確実なものとするため、柱状体５５の直径の５〜４０％（好ましくは１０〜４０％）の範囲内にあることが好ましい。
【００４０】
軸体５１の直線溝の本数（すなわち柱状体５５の個数に相当する）は３本以上であることが好ましい。直線溝の本数は、３〜１０本の範囲にあることが更に好ましく、３〜８本の範囲にあることが特に好ましい。直線溝の本数が３本以上であると、各直線溝に収容された柱状体の複数個により軸体が安定に支持される。また直線溝の本数が１０本以下であると、軸体の製造が容易になる。軸体の複数本の直線溝は、軸体の外周面に等間隔にて形成されていることが好ましい。なお、軸体の各直線溝に、複数個（例えば、２〜１０個）の柱状体を、直線溝の長さ方向に並べて収容することもできる。
【００４１】
軸体５１の中心軸上に透孔を形成することもできる。この軸体の一方の端部から前記透孔の内部の気体を排気することにより、軸体の他方の端部の開口（あるいはこの開口に接続された電子部品の吸着ノズル）に電子部品を吸着させることができる。
【００４２】
なお、本明細書にて用いる上記「円弧の形状」とは、厳密な円弧の形状のみを意味するものではない。直線溝が厳密な円弧の形状にない場合、本明細書にて用いる前記「柱状体の半径よりも大きな半径を持つ円弧の形状」とは、「柱状体の半径よりも大きな曲率半径を持つ一もしくは二以上の曲線から形成された形状」を意味する。そして、前記「円弧の中心と、柱状体の中心と、軸体の中心とが一直線上に並ぶような設定」とは、「直線溝の幅方向において最も直線溝の深さが大きくなる位置と、柱状体の中心と、軸体の中心とが一直線上に並ぶような設定」を意味する。このように、直線溝が厳密な円弧の形状にない場合であっても、前記と同様の軸体の微回転を実現することができる。
【００４３】
図５及び図６に示すように、直動軸受５７の外筒５６の内周面には、それぞれ上記各柱状体５５を収容する複数本の直線溝５６ｂが備えられていて、この外筒５６の内周面には、互いに間隔を介して一対の周溝５６ａが形成され、各周溝５６ａのそれぞれに外周部が嵌め合わされた状態にて環状の止め具（例、公知のスナップリング）５９が備えられていて、そして両者の環状止め具５９の内周部の間に上記各柱状体５５が配置されていることが更に好ましい。
【００４４】
このような構成の採用により、外筒５６と軸体５１との間に配置された各柱状体５５は、外筒５６に対して相対的に移動することができなくなる。このため、各柱状体５５の外筒５６の端部から外部への飛び出しが防止される。
【００４５】
ただし、各柱状体５５は、その周方向には回転移動することができる。このため直動軸受付き送りねじ５０の使用の際に柱状体５５に付与される荷重の向きや大きさの変化、あるいは外部振動の影響を受けて、各柱状体５５がその周方向に微回転する。特に、本発明の直動軸受付き送りねじ５０では、前記のような軸体５１に生じる微回転が、各柱状体５５の微回転を飛躍的に促進する。これにより、各柱状体５５の外周面の極めて均一な摩耗が実現されるため、直動軸受付き送りねじ５０の耐久性が特に良好になる。
【００４６】
外筒５６の各直線溝５６ｂもまた、軸体５１の各直線溝５１ｂと同様に、柱状体５５の半径よりも大きな半径を持つ円弧の形状にあり、この円弧の中心が上記直線上（図６に示す直線Ｌの上）にあることが好ましい。外筒５６の直線溝５６ｂの深さ、本数、あるいは配置に関する好ましい態様は、軸体５１の直線溝５１ｂの場合と同様である。
【００４７】
なお、柱状体５５が直接的に、あるいは別部品（例、環状の止め具５９）を介して間接的に外筒５６に固定されている場合には、外筒５６の内周面に上記直線溝５６ｂが設けられていなくてもよい。
【００４８】
なお、図５及び図６に示す直動軸受付き送りねじ５０では、直動軸受５７の外筒５６として、外筒と軸体との間にて軸体を支持する複数個の球体を循環移動させる公知の直動軸受の外筒をそのまま利用することにより、その製造の更なる簡易化が実現されている。この外筒５６が備える複数本の直線溝５６ｃは、上記球体の軌道を形成するために用いられるものであり、本発明において使用されることはない。
【００４９】
本発明の直動軸受付き送りねじ５０を構成する、軸体５１、ナット５２、ボール５３、柱状体５５、外筒５６、および環状止め具５９の各々を形成する材料は、公知の直動軸受付き送りねじの場合と同様であり、その例としては、鋼に代表される金属材料、樹脂材料、そしてセラミック材料が挙げられる。これら部品の全てを金属材料から形成すると、直動軸受付き送りねじ５０の剛性が増大すると共に、その耐熱性もまた良好となる。
【００５０】
次に、直動軸受付き送りねじ５０が備える送りねじ５４の構成について説明する。
【００５１】
送りねじ５４は、外周面にねじ溝５１ａを備える軸体５１と、軸体５１の周囲に配置された内周面にねじ溝５２ａを備えるナット５２とが相互に回転可能に嵌め合わされた構成を有している。送りねじ５４としては、軸体５１とナット５２との嵌め合わせが、両者のねじ溝５１ａ、５２ａの間に配置された複数個のボール５３を介してなされた送りねじ（ボールねじ）が用いられている。送りねじ５４の構成は、軸体５１に形成される直線溝５１ｂの本数が異なること以外は図１に示す送りねじ１４と同様である。
【００５２】
図１及び図２に示す従来の直動軸受付き送りねじ１０では、直動軸受１７の外筒１６と軸体１１との間に球体１５が、そして送りねじ１４のナット１２と軸体１１との間にボール１３が配置されている。直動軸受付き送りねじ１０では、軸体１１の球体１５あるいはボール１３との接触位置に荷重が集中して付与されるため、通常、軸体１１にはその表面を硬化させるため熱処理が施される。
【００５３】
本発明の直動軸受付き送りねじは、その送りねじとして、軸体とナットとがボールを介さずに嵌め合わされた構成の送りねじを用いると、球体やボールを使用することがないため、軸体に熱処理を施すことなく安価に製造することもできる。また、送りねじのナットに、ボールの循環路を設ける必要がなくなるため、ナットの形状を自由に設定することができ、ナットをその回転駆動に適した形状に設定することが容易になる。なお、このような送りねじの構成は周知であるため、これ以上の説明は行なわない。
【００５４】
また、軸体の外周面、ナットの内周面、外筒の内周面もしくは各柱状体の外周面に、フッ素樹脂薄膜もしくはダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成することも好ましい。例えば、軸体にフッ素樹脂薄膜もしくはダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成すると、軸体と各柱状体、そして軸体とナットとの滑り摩擦が小さくなり、特にダイヤモンドライクカーボン薄膜を用いると軸体の耐摩耗性が向上する。なお、軸体の外周面、ナットの内周面、外筒の内周面及び各柱状体の外周面のうちの二以上の面に、フッ素樹脂薄膜もしくはダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成することもできる。
【００５５】
図７は、本発明の直動軸受付き送りねじの別の構成例を示す断面図である。そして図８は、図７に記入した切断線VIII−VIII線に沿って切断した直動軸受付き送りねじ７０の断面図である。
【００５６】
図７及び図８に示す直動軸受付き送りねじ７０の構成は、直動軸受７７が備える外筒７６の形状が異なること以外は、図５及び図６に示す直動軸受付き送りねじ５０と同様である。
【００５７】
直動軸受付き送りねじ７０が備える直動軸受７７は、外筒７６がその断面の外周縁及び内周縁がそれぞれ円形で、そして内周面に複数本の直線溝７６ｂが形成された簡単な形状にあるため、その製造が容易である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 直動軸受付き送りねじ
１１ 軸体
１１ａ ねじ溝
１１ｂ 直線溝
１２ ナット
１２ａ ねじ溝
１３ ボール
１４ 送りねじ
１５ 球体
１６ 外筒
１６ｂ 直線溝
１７ 直動軸受
１８ 筒状球体保持器
１８ａ 貫通溝
１８ｂ 非貫通溝
１８ｃ 球体循環路
１９ａ、１９ｂ 軸体に対する球体の移動方向を示す矢印
２１ ねじ溝の側面の直線溝に近接する表面領域
５０ 直動軸受付き送りねじ
５１ 軸体
５１ａ ねじ溝
５１ｂ 直線溝
５２ ナット
５２ａ ねじ溝
５３ ボール
５４ 送りねじ
５５ 柱状体
５６ 外筒
５６ａ 周溝
５６ｂ、５６ｃ 直線溝
５７ 直動軸受
５９ 環状の止め具
７０ 直動軸受付き送りねじ
７６ 外筒
７６ｂ 直線溝
７７ 直動軸受
Ｒ1 柱状体の半径
Ｒ2 直線溝の円弧の半径
Ｏ1 直線溝の円弧の中心
Ｏ2 柱状体の中心
Ｏ3 軸体の中心
Ａ 円弧
Ｌ 直線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をプリント配線板の表面に装着する電子部品装着装置の部品として特に有利に用いることができる直動軸受付き送りねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プリント配線板の上方に、下端に電子部品を吸着させたノズルを備える軸体を配置して、この軸体を電子部品が所定の角度で配置されるように周方向に回転移動させ、次いで下方に（プリント配線板の側に）直線移動させることにより、電子部品を所定の角度でプリント配線板の表面の所定位置に装着する電子部品装着装置が知られている。プリント配線板の表面に多数の電子部品を短時間で装着するため、電子部品を移動させる軸体の高速での回転移動と直線移動とが繰り返して行なわれる。
【０００３】
上記軸体の回転移動と直線移動（滑動）とを実現するため、直動軸受と送りねじとが組み合わされた構成の直動軸受付き送りねじが用いられている。
【０００４】
特許文献１には、図１及び図２に示す直動軸受付き送りねじ１０が開示されている。直動軸受付き送りねじ１０は、外周面にねじ溝１１ａを備える軸体１１と、軸体１１の周囲に配置された内周面にねじ溝１２ａを備えるナット１２とが、両者のねじ溝１１ａ、１２ａに収容された複数個のボール１３を介して相互に回転可能に嵌め合わされてなる送りねじ（ボールねじ）１４の軸体１１の外周面に、各々が軸体１１のねじ溝１１ａの深さよりも小さな深さを有し、ねじ溝１１ａに交差して軸方向に延びる複数本の直線溝１１ｂが形成され、この軸体１１を係合手段を介して非回転にて滑動可能に収容している外筒１６を持つ直動軸受１７を備えた構成を有している。
【０００５】
直動軸受１７の外筒１６の内周面には複数本の直線溝１６ｂが備えられている。そして上記係合手段としては、軸体１１の各直線溝１１ｂと外筒１６の各直線溝１６ｂとに収容された複数個の球体１５が用いられている。外筒１６の内側には、両端部にて互いに接続された貫通溝１８ａと非貫通溝１８ｂとから構成される球体循環路１８ｃを備える筒状球体保持器１８が備えられている。複数個の球体１５は筒状球体保持器１８の球体循環路１８ｃに収容されている。
【０００６】
外筒１６と軸体１１とは、複数個の球体１５を介して互いに係合している。これにより直動軸受１７の外筒１６に収容された軸体１１の周方向への回転移動（外筒１６に対する軸体１１の相対的な回転移動）が防止され、そして長さ方向への直線移動は可能とされている。
【０００７】
従って、直動軸受１７の外筒１６を周方向に回転移動することにより、軸体１１を外筒１６と共に周方向に回転移動させることができる。一方、送りねじ１４のナット１２を周方向に回転移動させることにより、軸体１１をその長さ方向（軸方向）に直線移動させることができる。
【０００８】
特許文献２の第７図には、軸体（スプライン軸）と、この軸体を複数個の柱状体（ローラー）を介して非回転にて滑動可能に収容している外筒（スリーブ）を備える直動軸受とから構成されるスプラインが開示されている。この軸体の外周面には、複数本の直線溝（幅広の溝）が形成されている。各直線溝の両側面と軸体の外周面との角にはそれぞれ丸溝が形成されている。そして上記柱状体は各直線溝の各丸溝に収容されている。軸体の丸溝と柱状体とのすきまを調節するため、外筒と柱状体との間には柱状体を丸溝の側に移動させる押さえ板が備えられている。外筒は二つ割りにされていて、これらの間に上記押さえ板の駆動に用いるテーパーギブが設置されている。
【０００９】
同文献には、上記柱状体が荷重の方向、大きさの変化、振動により少しずつ回転するので柱状体の全面が均一に摩耗して寿命が長いと記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１０３２２８号公報（第１図及び第２図）
【特許文献２】実開昭５３−１０８６７７号公報（第７図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者の検討によると、特許文献１の直動軸受付き送りねじ１０は、軸体１１の長さ方向への円滑な直線移動が妨げられる場合があることが判明した。例えば、軸体１１の長さ方向への移動を続けると、軸体１１の移動に必要な駆動力（ナット１２の回転に必要なトルク）が断続的に大きくなることがある。その原因は次のように理解することができる。
【００１２】
図３は、図２に示す軸体１１及び球体１５の拡大図である。図３に示すように、軸体１１の直線溝１１ｂは、軸体１１の長さ方向に垂直な断面において球体１５の半径と同径の円弧の形状に設定されている。球体１５は、外筒（図２：１６）と直線溝１１ｂとに挟まれて、その直線溝１１ｂの内側面と接触する表面領域の全体に均一に圧力（予圧）が付与される。
【００１３】
図４は、図３に示す軸体１１及び球体１５の平面図である。この軸体１１が図の上側に移動する際には、球体１５は直線溝１１ｂに沿って軸体１１の移動距離の半分の移動距離にて図の上側に移動（転動）する。従って、球体１５は軸体１１に対して相対的に下側に（図に記入した矢印１９ａが示す方向に）移動する。
【００１４】
そして、球体１５が軸体１１のねじ溝１１ａに到達する際には、ねじ溝１１ａと直線溝１１ｂとが互いに斜めに交差しているため、球体１５は図の右側の部位からねじ溝１１ａに入り始める。従って、球体１５の右側の部位に付与されている圧力（予圧）が先に解放される。このため、球体１５は軸体１１のねじ溝１１ａの内部に落ち込みながら周方向（図にて右方向）に微動して図に破線で示す位置に配置される。
【００１５】
この球体は、後続の球体（図示していない）に押されて、図に破線で示す位置から更に矢印１９ｂが示す方向に移動する。このため、球体１５がねじ溝１１ａから直線溝１１ｂに乗り上がる際（図に破線で示す位置から一点鎖線で示す位置に移動する際）に、球体１５がねじ溝１１ａの側面、例えば、ねじ溝１１ａの側面の直線溝１１ｂに近接する表面領域２１に接触（衝突）して、これにより軸体１１の長さ方向への円滑な直線移動が妨げられると理解される。このため、軸体１１の移動に必要な駆動力が断続的に大きくなり、その結果、軸体１１の直線移動（特に高速での直線移動）を繰り返すと軸体１１や球体１５が摩耗して耐久性に問題を生じる可能性がある。
【００１６】
直動軸受付き送りねじ１０はまた、球体１５を収容する球体循環路１８ｃを備える筒状球体保持器１８の製造に複雑な工程を必要とする。
【００１７】
特許文献２のスプラインは、軸体の各直線溝の両側面と軸体の外周面との角にそれぞれ丸溝が形成され、また各丸溝と柱状体とのすきまを調節する押さえ板が設置され、そして押さえ板の駆動に用いるテーパーギブが二つ割りにされた外筒の間に設置された複雑な構成を有しているため、その製造や組み立てに複雑な工程を必要とする。
【００１８】
本発明の課題は、軸体をその長さ方向に円滑に直線移動させることができ、そして製造も容易な直動軸受付き送りねじを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者は、外筒と軸体とが柱状体を介して係合した直動軸受を、外周面にねじ溝と直線溝とが互いに交差して形成されている軸体を備える直動軸受付き送りねじに採用することにより、この柱状体が単に軸体を支持するのみでなく、この軸体の円滑な直線移動を実現するとの新たな知見に基づいて研究を進めた結果、本発明に到達した。
【００２０】
本発明は、外周面にねじ溝を備える軸体と、この軸体の周囲に配置された内周面にねじ溝を備えるナットとが相互に回転可能に嵌め合わされてなる送りねじの上記軸体の外周面に、各々が軸体のねじ溝の深さよりも小さな深さを有し、このねじ溝に交差して軸方向に延びる複数本の直線溝が形成され、そして軸体を係合手段を介して非回転にて滑動可能に収容している外筒を持つ直動軸受を備える直動軸受付き送りねじであって、上記係合手段が、上記軸体の各直線溝に収容されて軸方向に伸びる柱状体であることを特徴とする直動軸受付き送りねじにある。
【００２１】
本発明の直動軸受付き送りねじの好ましい態様は次の通りである。
（１）各柱状体がねじ溝のピッチの二倍を超える長さを有する。
（２）上記軸体の中心軸に垂直な方向に沿って切断した軸体及び各柱状体のそれぞれの断面が円形であって、前記断面における軸体の各直線溝の形状が柱状体の半径よりも大きな半径を持つ円弧の形状とされていて、この円弧の中心と、柱状体の中心と、軸体の中心とが一直線上に並ぶように設定されている。更に好ましくは、直線溝の円弧の半径が柱状体の半径の１．０１〜１．４倍の範囲内にある。
（３）上記（２）の態様において、外筒の内周面に、それぞれ上記各柱状体を収容する複数本の直線溝が備えられている。更に好ましくは、外筒の内周面に互いに間隔を介して一対の周溝が形成され、各周溝のそれぞれに外周部が嵌め合わされた状態にて環状の止め具が備えられていて、そして両者の環状止め具の内周部の間に上記各柱状体が配置されている。
（４）軸体の直線溝の本数が三本以上である。
（５）軸体の外周面、ナットの内周面、外筒の内周面もしくは各柱状体の外周面に、フッ素樹脂薄膜もしくはダイヤモンドライクカーボン薄膜が形成されている。
（６）軸体とナットとの嵌め合わせが、両者のねじ溝の間に配置された複数個のボールを介してなされている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の直動軸受付き送りねじは、外周面にねじ溝と直線溝とが互いに交差して形成されている軸体が、その各直線溝に収容された柱状体を介して直動軸受により支持されていて、この柱状体は軸体の直線溝に沿って移動する際にねじ溝の側面に衝突し難いため、軸体をその長さ方向に円滑に直線移動させることができる。
【００２３】
また、本発明の直動軸受付き送りねじは、外筒と軸体との係合手段として柱状体を備える簡単な構成の直動軸受が用いられていて、軸体の各直線溝に更に丸溝を形成する必要はなく、球体の循環路を形成する複雑な構成の保持器、押さえ板、そしてテーパーギブを備えておらず、従って外筒を二分割する必要もないため、その製造が極めて容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の直動軸受付き送りねじの構成を示す断面図である。
【図２】図１に記入した切断線II−II線に沿って切断した直動軸受付き送りねじ１０の断面図である。
【図３】図２に示す軸体１１及び球体１５の拡大図である。
【図４】図３に示す軸体１１及び球体１５の平面図である。
【図５】本発明の直動軸受付き送りねじの構成例を示す断面図である。
【図６】図５に記入した切断線VI−VI線に沿って切断した直動軸受付き送りねじ５０の断面図である。
【図７】本発明の直動軸受付き送りねじの別の構成例を示す断面図である。
【図８】図７に記入した切断線VIII−VIII線に沿って切断した直動軸受付き送りねじ７０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の直動軸受付き送りねじを添付の図面を用いて説明する。図５は、本発明の直動軸受付き送りねじの構成例を示す断面図である。そして図６は、図５に記入した切断線VI−VI線に沿って切断した直動軸受付き送りねじ５０の断面図である。
【００２６】
本発明の直動軸受付き送りねじ５０は、外周面にねじ溝５１ａを備える軸体５１と、軸体５１の周囲に配置された内周面にねじ溝５２ａを備えるナット５２とが相互に回転可能に嵌め合わされてなる送りねじ５４の軸体５１の外周面に、各々が軸体５１のねじ溝５１ａの深さよりも小さな深さを有し、ねじ溝５１ａに交差して軸方向に延びる複数本の直線溝５１ｂが形成され、そして軸体５１を係合手段を介して非回転にて滑動可能に収容している外筒５６を持つ直動軸受５７を備えた構成を有している。本発明の直動軸受付き送りねじ５０は、上記係合手段として、軸体５１の各直線溝５１ｂに収容されて軸方向に伸びる柱状体５５が用いられていることに主な特徴がある。
【００２７】
直動軸受付き送りねじの駆動方法は、その取り付けの対象となる機械装置の構成に応じて様々である。例えば、直動軸受５７の外筒５６を周方向に回転移動することにより、軸体５１を外筒５６と共に周方向に回転移動させることができる。また、例えば、送りねじ５４のナット５２を周方向に回転移動させることにより、軸体５１をその長さ方向（軸方向）に直線移動させることができる。なお、上記軸体５１の回転移動により生じるナット５２の軸体５１の長さ方向への移動は、例えば、ナット５２を軸体５１と同じ向きに回転移動させることにより防止することができる。
【００２８】
直動軸受付き送りねじ５０の軸体５１は、各直線溝５１ｂに収容された柱状体５５に支持された状態にて直線移動（摺動）する。この際に、各柱状体５５は、直線溝５１ｂに案内されながら直線溝５１ｂに沿って移動（軸体５１に対して相対的に移動）するため、軸体５１のねじ溝５１ａの側面に衝突し難い。このため、軸体５１をその長さ方向に円滑に直線移動させることができる。
【００２９】
直動軸受付き送りねじ５０は、軸体５１を直線移動（特に高速で直線移動）させる際の駆動力の断続的な増大と、この駆動力の増大に基づく軸体５１や柱状体５５の摩耗とが抑制されているため優れた耐久性を示し、従って軸体の高速での直線移動が繰り返される電子部品装着装置を構成する部品として特に有利に用いることができる。
【００３０】
また、直動軸受付き送りねじ５０は、外筒５６と軸体５１との係合手段として柱状体５５を備える簡単な構成の直動軸受５７が用いられていて、軸体の各直線溝に更に丸溝を形成する必要はなく、球体の循環路を形成する複雑な構成の保持器、押さえ板、そしてテーパーギブを備えておらず、従って外筒を二分割する必要もないため、その製造が極めて容易である。
【００３１】
各柱状体５５は、軸体５１のねじ溝５１ａのピッチの二倍を超える長さを有していることが好ましい。これにより、軸体５１が長さ方向に移動する際に、各柱状体５５が常に軸体５１の互いに隣接するねじ山に形成された直線溝部分に支持されて安定に配置される。従って、各柱状体５５の軸体５１の中心軸に対する傾斜移動が抑制されるため、これらの柱状体５５に支持された軸体５１が高精度にて直線移動する。通常、各柱状体５５の長さは、外筒５６の長さよりも小さな値に設定される。
【００３２】
図６に示すように、軸体５１の中心軸に垂直な方向に沿って切断した軸体５１及び各柱状体５５のそれぞれの断面が円形であって、前記断面における軸体５１の各直線溝５１ｂの形状が柱状体５５の半径Ｒ1よりも大きな半径Ｒ2を持つ円弧Ａの形状とされていて、この円弧Ａの中心Ｏ1と、柱状体５５の中心Ｏ2と、軸体５１の中心Ｏ3とが一直線上（直線Ｌの上）に並ぶように設定されていることが好ましい。
【００３３】
このように、軸体５１の各直線溝５１ｂの形状が柱状体５５の半径Ｒ1よりも大きな半径Ｒ2を持つ円弧Ａの形状とされていると、各柱状体５５は軸体５１の直線溝５１ｂの内側面に線接触する。そして、この軸体５１は、外筒５６と軸体５１との間に挟まれた各柱状体５５から軸体５１の中心Ｏ3に向かう方向に荷重が付与された状態で、その一方で軸体５１の周方向には殆ど荷重が付与されることのない状態で、複数個の柱状体５５によって緊密に支持される。
【００３４】
従って、軸体５１に、その周方向に荷重が付与された際には、軸体５１の各直線溝５１ｂの円弧Ａの半径Ｒ2が柱状体５５の半径Ｒ1よりも大きくされていて、両者の間に僅かに間隙が形成されていることから、この軸体５１は周方向に僅かに回転移動（微回転）することができる。但し、軸体５１の回転移動が進むと（軸体５１の回転移動の角度が大きくなると）、軸体５１の各直線溝５１ｂと各柱状体５５との係合により、この軸体５１の更なる回転移動は防止される。そして、軸体５１への荷重の付与が停止すると、軸体５１は、各柱状体５５が各直線溝５１ｂの最も深さが大くなる位置に配置されるように上記微回転の向きとは逆向きに微回転して図６に示す初期位置に戻る。
【００３５】
直動軸受付き送りねじの軸体には、その周方向に瞬間的に大きな荷重が付与されることがある。例えば、電子部品装着装置に組み込まれた直動軸受付き送りねじの軸体には、電子部品を回転移動するため外筒を軸体と共に高速で（大きな加速度にて）回転移動した際に、その周方向に瞬間的に大きな荷重が付与されることがある。また、例えば、軸体に外部振動（例、電子部品装置装置にて、軸体を高速で直線移動あるいは回転移動させる駆動装置にて発生する振動）が付与された際に、軸体には、その周方向に瞬間的に荷重が付与されることがある。
【００３６】
前記の特許文献２のスプラインは、軸体の周方向への回転移動を防止するため、各直線溝の各丸溝に収容された柱状体は、外筒の内側に備えられた押さえ板により、それぞれが軸体を互いに逆向きに回転移動させるように各丸溝に押し付けられている。これにより、軸体は、その直線溝の各丸溝に押し付けられた柱状体の複数個により、その周方向には回転移動することができないように緊密に支持されている。このため、上記のように軸体の周方向に瞬間的に大きな荷重が付与された場合には、軸体と柱状体との摩擦が増大して各々に摩耗を生じ易くなる。このため、同文献のスプラインは、軸体の高速での回転移動と直線移動とが繰り返される電子部品装着装置の部品として、十分な耐久性を発揮できない可能性がある。
【００３７】
本発明の直動軸受付き送りねじ５０では、例えば、直線移動する軸体５１にその周方向に瞬間的に大きな荷重が付与された際に、この軸体５１に微回転を生じるため、上記荷重の付与に基づく軸体５１と柱状体５５との摩擦の増大が抑制され、従って軸体５１や柱状体５５の摩耗の発生が抑制される。このため、本発明の直動軸受付き送りねじ５０は優れた耐久性を示し、従って軸体の高速での回転移動と直線移動とが繰り返される電子部品装着装置を構成する部品として特に有利に用いることができる。
【００３８】
軸体５１の直線溝５１ｂの円弧Ａの半径Ｒ2は、柱状体５５の半径Ｒ1の１．０１〜１．４倍（特に１．０２〜１．２倍）の範囲内にあることが好ましい。これにより、軸体５１の微回転を実現すると共に、この軸体５１の直線移動の精度も向上させることができる。なお、図６においては、軸体５１の直線溝５１ｂの形状を容易に理解することができるように、この直線溝５１ｂの円弧Ａを、実際よりも大きな半径にて記入している。図５及び図６に示す直動軸受付き送りねじ５０では、軸体５１の直線溝５１ｂの円弧Ａの半径Ｒ2は、実際には柱状体５５の半径Ｒ1の１．０４倍に設定されている。
【００３９】
軸体５１の直線溝５１ｂの深さは、軸体５１の回転移動（上記微回転を超える大きな回転移動）の防止を確実なものとするため、柱状体５５の直径の５〜４０％（好ましくは１０〜４０％）の範囲内にあることが好ましい。
【００４０】
軸体５１の直線溝の本数（すなわち柱状体５５の個数に相当する）は３本以上であることが好ましい。直線溝の本数は、３〜１０本の範囲にあることが更に好ましく、３〜８本の範囲にあることが特に好ましい。直線溝の本数が３本以上であると、各直線溝に収容された柱状体の複数個により軸体が安定に支持される。また直線溝の本数が１０本以下であると、軸体の製造が容易になる。軸体の複数本の直線溝は、軸体の外周面に等間隔にて形成されていることが好ましい。なお、軸体の各直線溝に、複数個（例えば、２〜１０個）の柱状体を、直線溝の長さ方向に並べて収容することもできる。
【００４１】
軸体５１の中心軸上に透孔を形成することもできる。この軸体の一方の端部から前記透孔の内部の気体を排気することにより、軸体の他方の端部の開口（あるいはこの開口に接続された電子部品の吸着ノズル）に電子部品を吸着させることができる。
【００４２】
なお、本明細書にて用いる上記「円弧の形状」とは、厳密な円弧の形状のみを意味するものではない。直線溝が厳密な円弧の形状にない場合、本明細書にて用いる前記「柱状体の半径よりも大きな半径を持つ円弧の形状」とは、「柱状体の半径よりも大きな曲率半径を持つ一もしくは二以上の曲線から形成された形状」を意味する。そして、前記「円弧の中心と、柱状体の中心と、軸体の中心とが一直線上に並ぶような設定」とは、「直線溝の幅方向において最も直線溝の深さが大きくなる位置と、柱状体の中心と、軸体の中心とが一直線上に並ぶような設定」を意味する。このように、直線溝が厳密な円弧の形状にない場合であっても、前記と同様の軸体の微回転を実現することができる。
【００４３】
図５及び図６に示すように、直動軸受５７の外筒５６の内周面には、それぞれ上記各柱状体５５を収容する複数本の直線溝５６ｂが備えられていて、この外筒５６の内周面には、互いに間隔を介して一対の周溝５６ａが形成され、各周溝５６ａのそれぞれに外周部が嵌め合わされた状態にて環状の止め具（例、公知のスナップリング）５９が備えられていて、そして両者の環状止め具５９の内周部の間に上記各柱状体５５が配置されていることが更に好ましい。
【００４４】
このような構成の採用により、外筒５６と軸体５１との間に配置された各柱状体５５は、外筒５６に対して相対的に移動することができなくなる。このため、各柱状体５５の外筒５６の端部から外部への飛び出しが防止される。
【００４５】
ただし、各柱状体５５は、その周方向には回転移動することができる。このため直動軸受付き送りねじ５０の使用の際に柱状体５５に付与される荷重の向きや大きさの変化、あるいは外部振動の影響を受けて、各柱状体５５がその周方向に微回転する。特に、本発明の直動軸受付き送りねじ５０では、前記のような軸体５１に生じる微回転が、各柱状体５５の微回転を飛躍的に促進する。これにより、各柱状体５５の外周面の極めて均一な摩耗が実現されるため、直動軸受付き送りねじ５０の耐久性が特に良好になる。
【００４６】
外筒５６の各直線溝５６ｂもまた、軸体５１の各直線溝５１ｂと同様に、柱状体５５の半径よりも大きな半径を持つ円弧の形状にあり、この円弧の中心が上記直線上（図６に示す直線Ｌの上）にあることが好ましい。外筒５６の直線溝５６ｂの深さ、本数、あるいは配置に関する好ましい態様は、軸体５１の直線溝５１ｂの場合と同様である。
【００４７】
なお、柱状体５５が直接的に、あるいは別部品（例、環状の止め具５９）を介して間接的に外筒５６に固定されている場合には、外筒５６の内周面に上記直線溝５６ｂが設けられていなくてもよい。
【００４８】
なお、図５及び図６に示す直動軸受付き送りねじ５０では、直動軸受５７の外筒５６として、外筒と軸体との間にて軸体を支持する複数個の球体を循環移動させる公知の直動軸受の外筒をそのまま利用することにより、その製造の更なる簡易化が実現されている。この外筒５６が備える複数本の直線溝５６ｃは、上記球体の軌道を形成するために用いられるものであり、本発明において使用されることはない。
【００４９】
本発明の直動軸受付き送りねじ５０を構成する、軸体５１、ナット５２、ボール５３、柱状体５５、外筒５６、および環状止め具５９の各々を形成する材料は、公知の直動軸受付き送りねじの場合と同様であり、その例としては、鋼に代表される金属材料、樹脂材料、そしてセラミック材料が挙げられる。これら部品の全てを金属材料から形成すると、直動軸受付き送りねじ５０の剛性が増大すると共に、その耐熱性もまた良好となる。
【００５０】
次に、直動軸受付き送りねじ５０が備える送りねじ５４の構成について説明する。
【００５１】
送りねじ５４は、外周面にねじ溝５１ａを備える軸体５１と、軸体５１の周囲に配置された内周面にねじ溝５２ａを備えるナット５２とが相互に回転可能に嵌め合わされた構成を有している。送りねじ５４としては、軸体５１とナット５２との嵌め合わせが、両者のねじ溝５１ａ、５２ａの間に配置された複数個のボール５３を介してなされた送りねじ（ボールねじ）が用いられている。送りねじ５４の構成は、軸体５１に形成される直線溝５１ｂの本数が異なること以外は図１に示す送りねじ１４と同様である。
【００５２】
図１及び図２に示す従来の直動軸受付き送りねじ１０では、直動軸受１７の外筒１６と軸体１１との間に球体１５が、そして送りねじ１４のナット１２と軸体１１との間にボール１３が配置されている。直動軸受付き送りねじ１０では、軸体１１の球体１５あるいはボール１３との接触位置に荷重が集中して付与されるため、通常、軸体１１にはその表面を硬化させるため熱処理が施される。
【００５３】
本発明の直動軸受付き送りねじは、その送りねじとして、軸体とナットとがボールを介さずに嵌め合わされた構成の送りねじを用いると、球体やボールを使用することがないため、軸体に熱処理を施すことなく安価に製造することもできる。また、送りねじのナットに、ボールの循環路を設ける必要がなくなるため、ナットの形状を自由に設定することができ、ナットをその回転駆動に適した形状に設定することが容易になる。なお、このような送りねじの構成は周知であるため、これ以上の説明は行なわない。
【００５４】
また、軸体の外周面、ナットの内周面、外筒の内周面もしくは各柱状体の外周面に、フッ素樹脂薄膜もしくはダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成することも好ましい。例えば、軸体にフッ素樹脂薄膜もしくはダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成すると、軸体と各柱状体、そして軸体とナットとの滑り摩擦が小さくなり、特にダイヤモンドライクカーボン薄膜を用いると軸体の耐摩耗性が向上する。なお、軸体の外周面、ナットの内周面、外筒の内周面及び各柱状体の外周面のうちの二以上の面に、フッ素樹脂薄膜もしくはダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成することもできる。
【００５５】
図７は、本発明の直動軸受付き送りねじの別の構成例を示す断面図である。そして図８は、図７に記入した切断線VIII−VIII線に沿って切断した直動軸受付き送りねじ７０の断面図である。
【００５６】
図７及び図８に示す直動軸受付き送りねじ７０の構成は、直動軸受７７が備える外筒７６の形状が異なること以外は、図５及び図６に示す直動軸受付き送りねじ５０と同様である。
【００５７】
直動軸受付き送りねじ７０が備える直動軸受７７は、外筒７６がその断面の外周縁及び内周縁がそれぞれ円形で、そして内周面に複数本の直線溝７６ｂが形成された簡単な形状にあるため、その製造が容易である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 直動軸受付き送りねじ
１１ 軸体
１１ａ ねじ溝
１１ｂ 直線溝
１２ ナット
１２ａ ねじ溝
１３ ボール
１４ 送りねじ
１５ 球体
１６ 外筒
１６ｂ 直線溝
１７ 直動軸受
１８ 筒状球体保持器
１８ａ 貫通溝
１８ｂ 非貫通溝
１８ｃ 球体循環路
１９ａ、１９ｂ 軸体に対する球体の移動方向を示す矢印
２１ ねじ溝の側面の直線溝に近接する表面領域
５０ 直動軸受付き送りねじ
５１ 軸体
５１ａ ねじ溝
５１ｂ 直線溝
５２ ナット
５２ａ ねじ溝
５３ ボール
５４ 送りねじ
５５ 柱状体
５６ 外筒
５６ａ 周溝
５６ｂ、５６ｃ 直線溝
５７ 直動軸受
５９ 環状の止め具
７０ 直動軸受付き送りねじ
７６ 外筒
７６ｂ 直線溝
７７ 直動軸受
Ｒ1 柱状体の半径
Ｒ2 直線溝の円弧の半径
Ｏ1 直線溝の円弧の中心
Ｏ2 柱状体の中心
Ｏ3 軸体の中心
Ａ 円弧
Ｌ 直線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にねじ溝を備える軸体と、該軸体の周囲に配置された内周面にねじ溝を備えるナットとが相互に回転可能に嵌め合わされてなる送りねじの上記軸体の外周面に、各々が該軸体のねじ溝の深さよりも小さな深さを有し、該ねじ溝に交差して軸方向に延びる複数本の直線溝が形成され、そして該軸体を係合手段を介して非回転にて滑動可能に収容している外筒を持つ直動軸受を備える直動軸受付き送りねじであって、
上記係合手段が、上記軸体の各直線溝に収容されて軸方向に伸びる柱状体であることを特徴とする直動軸受付き送りねじ。
【請求項２】
各柱状体がねじ溝のピッチの二倍を超える長さを有する請求項１に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項３】
上記軸体の中心軸に垂直な方向に沿って切断した軸体及び各柱状体のそれぞれの断面が円形であって、当該断面における軸体の各直線溝の形状が柱状体の半径よりも大きな半径を持つ円弧の形状とされていて、該円弧の中心と、柱状体の中心と、軸体の中心とが一直線上に並ぶように設定されている請求項１もしくは２に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項４】
直線溝の円弧の半径が柱状体の半径の１．０１〜１．４倍の範囲内にある請求項３に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項５】
外筒の内周面に、それぞれ上記各柱状体を収容する複数本の直線溝が備えられている請求項３もしくは４に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項６】
外筒の内周面に互いに間隔を介して一対の周溝が形成され、各周溝のそれぞれに外周部が嵌め合わされた状態にて環状の止め具が備えられていて、そして両者の環状止め具の内周部の間に上記各柱状体が配置されている請求項５に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項７】
軸体の直線溝の本数が三本以上である請求項１乃至６のうちのいずれかの項に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項８】
軸体の外周面、ナットの内周面、外筒の内周面もしくは各柱状体の外周面に、フッ素樹脂薄膜もしくはダイヤモンドライクカーボン薄膜が形成されている請求項１乃至７のうちのいずれかの項に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項９】
軸体とナットとの嵌め合わせが、両者のねじ溝の間に配置された複数個のボールを介してなされている請求項１乃至７のうちのいずれかの項に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項１】
外周面にねじ溝を備える軸体と、該軸体の周囲に配置された内周面にねじ溝を備えるナットとが相互に回転可能に嵌め合わされてなる送りねじの上記軸体の外周面に、各々が該軸体のねじ溝の深さよりも小さな深さを有し、該ねじ溝に交差して軸方向に延びる複数本の直線溝が形成され、そして該軸体を係合手段を介して非回転にて滑動可能に収容している外筒を持つ直動軸受を備える直動軸受付き送りねじであって、
上記係合手段が、上記軸体の各直線溝に収容されて軸方向に伸びる柱状体であることを特徴とする直動軸受付き送りねじ。
【請求項２】
各柱状体がねじ溝のピッチの二倍を超える長さを有する請求項１に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項３】
上記軸体の中心軸に垂直な方向に沿って切断した軸体及び各柱状体のそれぞれの断面が円形であって、当該断面における軸体の各直線溝の形状が柱状体の半径よりも大きな半径を持つ円弧の形状とされていて、該円弧の中心と、柱状体の中心と、軸体の中心とが一直線上に並ぶように設定されている請求項１もしくは２に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項４】
直線溝の円弧の半径が柱状体の半径の１．０１〜１．４倍の範囲内にある請求項３に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項５】
外筒の内周面に、それぞれ上記各柱状体を収容する複数本の直線溝が備えられている請求項３もしくは４に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項６】
外筒の内周面に互いに間隔を介して一対の周溝が形成され、各周溝のそれぞれに外周部が嵌め合わされた状態にて環状の止め具が備えられていて、そして両者の環状止め具の内周部の間に上記各柱状体が配置されている請求項５に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項７】
軸体の直線溝の本数が三本以上である請求項１乃至６のうちのいずれかの項に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項８】
軸体の外周面、ナットの内周面、外筒の内周面もしくは各柱状体の外周面に、フッ素樹脂薄膜もしくはダイヤモンドライクカーボン薄膜が形成されている請求項１乃至７のうちのいずれかの項に記載の直動軸受付き送りねじ。
【請求項９】
軸体とナットとの嵌め合わせが、両者のねじ溝の間に配置された複数個のボールを介してなされている請求項１乃至７のうちのいずれかの項に記載の直動軸受付き送りねじ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１６３５０５（Ｐ２０１１−１６３５０５Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９２０９（Ｐ２０１０−２９２０９）
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（３９４０００４９３）ヒーハイスト精工株式会社 (76)
【出願人】（５９４１０７８３７）ケーエスエス株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（３９４０００４９３）ヒーハイスト精工株式会社 (76)
【出願人】（５９４１０７８３７）ケーエスエス株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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