遊星ローラねじ装置

【課題】遊星ローラねじ装置の作動効率を向上させ、遊星ローラねじ装置からの潤滑油漏れを防止する手段を提供する。
【解決手段】外周面に軸ねじを形成した中央ねじ軸と、内周面にナットねじを形成した円筒状のナットと、外周面に前記軸ねじと前記ナットねじとに噛合うローラねじを形成した複数の遊星ローラと、この遊星ローラの両端部に形成された遊星ピニオンギヤと、前記ナットの内周面に固定され、前記遊星ピニオンギヤと噛合って前記遊星ローラの公転を案内するリングギヤと、前記遊星ローラの両端部に形成した突起軸部を保持する保持器とを備えた遊星ローラねじ装置において、前記保持器の前記突起軸部と嵌合する穴を有底とし、かつ、前記保持器外周と前記ナットの保持器収容穴の内周の間に弾性体からなるシールリングを介挿した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出成形機やプレス機等の機械装置の送り機構等に用いられる遊星ローラねじ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、射出成形機やプレス機等の機械装置の送り機構には、油圧機構による駆動が採用されていた。しかし、油圧機構では、装置起動から安定するまでに時間を要することや消費エネルギーが高いことから、近年、電動モータの回転を直線運動に変換する送りねじ機構が採用されてきている。また、射出成形機やプレス機等の機械装置の送り機構には、高負荷容量で高速な作動性が求められている。そこで、ねじ山同士の面接触をある程度保ちながら転がり駆動をして高負荷容量と高速作動性を可能にする遊星ローラねじ装置の採用が検討されている。
【0003】
従来の遊星ローラねじ装置を図5から図7に示す。図5は全体の一部断面図、図6は保持器を示す図、図7は要部拡大断面図である。外周面に軸ねじ3を形成した中央ねじ軸2と、内周面にナットねじ5を形成した円筒状のナット4と、外周面に軸ねじ3とナットねじ5とに噛合うローラねじ10を形成した複数の遊星ローラ6と、この遊星ローラの両側に形成された遊星ピニオンギヤ8と、ナット4の内周面に固定され、遊星ピニオンギヤ8と噛合って遊星ローラ6の公転を案内するリングギヤ15と、遊星ローラ6の両端部に形成した突起軸部7を保持する保持器11とで構成し、高負荷容量で高速な駆動を可能としている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
またこれには、従来より、ねじ部(3、5、10)の発熱による潤滑不良や寿命低下を避けるため、回転運動を軸方向の直線運動に変換する際のねじ部(3、5、10)の摩擦を低減して作動効率を向上させる必要があるという課題があった。この部分の改善の先行技術としては、ねじ部(3、5、10)の潤滑を行う潤滑剤に極圧剤が添加されるというものがある(例えば、特許文献2参照)。これにより、ねじ部(3、5、10)の摩擦が低減され、高負荷容量で高速な駆動が可能であり、かつ作動効率を向上させた遊星ローラねじ装置を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開昭59−147151号公報
【特許文献2】特開2009−52670号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上述した特許文献2の技術においては、図7に示すように、(1)中央ねじ軸2と保持器11の隙間、(2)ローラ両端の突起軸部7と保持器11の隙間、(3)保持器11と保持器抜止部材13の隙間、(4)歯車固定ピン14の隙間の4箇所から潤滑剤が漏れてしまう。このうち、(1)中央ねじ軸2と保持器11の隙間から漏れる潤滑剤のうちの一部は、軸に薄く塗布され、再び噛み合い部分に戻ってくる。しかし、その他の(2)〜(4)から漏れた潤滑剤はそのまま遊星ローラねじ1の外に流れ出てしまい、潤滑剤の無駄となるという問題があった。また、このため良好な潤滑状態を保つことができず、潤滑不足による焼付きや寿命の低下を招いたり、また、このような遊星ローラねじを使用した装置を有する工場において、潤滑剤の散乱により発生するミスト、更には、潤滑剤消費量による資源の浪費といった環境への影響が問題であった。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の請求項1に記載の発明は、外周面に軸ねじを形成した中央ねじ軸と、内周面にナットねじを形成した円筒状のナットと、外周面に前記軸ねじと前記ナットねじとに噛合うローラねじを形成した複数の遊星ローラと、この遊星ローラの両端部に形成された遊星ピニオンギヤと、前記ナットの内周面に固定され、前記遊星ピニオンギヤと噛合って前記遊星ローラの公転を案内するリングギヤと、前記遊星ローラの両端部に形成した突起軸部を保持する保持器とを備えた遊星ローラねじ装置において、前記保持器の前記突起軸部と嵌合する穴を有底とし、かつ、前記保持器外周と前記ナットの保持器収容穴の内周の間に弾性体からなるシールリングを介挿したことを特徴とする。
【0008】
また、請求項2に記載の発明は、前記シールリングを2本、軸方向に並べたことを特徴とする。
【0009】
また、請求項3に記載の発明は、2本の前記シールリングの断面形状がそれぞれ異なることを特徴とする。
【0010】
また、請求項4に記載の発明は、前記シールリングは、対抗する面への方向に伸びたリップ部を有し、該リップ部の先端近傍が相手部材に接触することを特徴とする。
【0011】
また、請求項5に記載の発明は、前記ナット内に油浴が形成されることを特徴とする。
【0012】
また、請求項6に記載の発明は、水平設置される前記遊星ローラねじ装置の前記ナットにおいて、少なくとも前記遊星ローラの一つが最下部に位置した時に前記遊星ローラの中心まで油浴が形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
これにより、本発明によれば、ローラ両端の突起軸部と保持器の隙間、保持器と保持器抜止部材の隙間及び歯車固定ピンの隙間の3箇所から潤滑剤が漏れるのを防止し潤滑剤の密封性を向上させたので、潤滑剤の無駄を防ぎ、良好な潤滑状態を保つことができ、潤滑不足による焼付きや寿命の低下を防ぐことができる。また、本遊星ローラねじを使用した装置を有する工場において、潤滑剤の散乱により発生するミストの削減、更には、潤滑剤消費量の削減による省資源化といった環境貢献が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】実施例1の遊星ローラねじ装置を示す一部断面図
【図2】実施例1の要部拡大断面図
【図3】実施例1の保持器を示す図
【図4】実施例2の保持器を示す図
【図5】従来の遊星ローラねじ装置を示す一部断面図
【図6】従来の遊星ローラねじ装置の保持器を示す図
【図7】従来の遊星ローラねじ装置の要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下に、図面を参照して本発明による遊星ローラねじ装置の実施例について説明する。
【0016】
図1は実施例1の遊星ローラねじ装置を示す一部断面図、図2は実施例1の要部拡大断面図、図3は実施例1の保持器を示す図である。図1は、遊星ローラねじ装置1を示す。中央ねじ軸2は遊星ローラねじ装置1の中央にあり、合金鋼等の鋼材で製作された棒状部材であって、その外周面には1条または多条の軸ねじ3が所定のピッチおよびリードで螺旋状に形成されている。
【0017】
遊星ローラねじ装置1のナット4は、合金鋼等の鋼材で製作された円筒状部材であって、その内周面には多条のナットねじ5が所定のリードで軸ねじ3と同じピッチに形成されている。遊星ローラ6は、合金鋼等の鋼材で製作された棒状部材であって、両端部に円柱状の突起軸部7が、その内側に隣接して遊星ローラ6と同軸の平歯車である遊星ピニオンギヤ8が、その内側に隣接して逃げ部9形成されており、両逃げ部9の間の外周面には軸ねじ3およびナットねじ5に噛合う1条または多条のローラねじ10が所定のリードで軸ねじ3と同じピッチに形成されている。
【0018】
保持器11は、樹脂材料や金属材料で製作された円環状部材であって、遊星ローラ6の突起軸部7が嵌合する保持穴12が所定の角度ピッチで複数設けられており、遊星ローラ6の突起軸部7を有底穴である保持穴12に回転自在に保持して中央ねじ軸2とナット4の間に複数の遊星ローラ6を所定の角度ピッチで配置する。止め輪等の保持器抜止部材13は、保持器11の外側でナット4の内周面に嵌合して歯車固定ピン14で取付けられたリングギヤ15の突出部に設けられた係止溝16(図2参照)に係止され、保持器11の軸方向の移動を制限する。
【0019】
リングギヤ15は、保持器11に保持された遊星ローラ6の小径の歯車である遊星ピニオンギヤ8に噛合う内歯の平歯車であって、遊星ピニオンギヤ8の平歯車がリングギヤ15の平歯車に噛合うことにより遊星ローラ6の公転を案内する。上記の中央ねじ軸2の軸ねじ3とナット4のナットねじ5とに、保持器11に保持されてリングギヤ15と遊星ピニオンギヤ8により公転を案内された遊星ローラ6のローラねじ10が噛合い、ナット4を回転させることによって遊星ローラ6が中央ねじ軸2の周りを自転しながら公転して中央ねじ軸2を軸方向に移動させる。これによりナット4の回転運動が中央ねじ軸2の直線運動に変換される。
【0020】
本実施例の保持穴12は、図2に示すように保持器11の軸方向外側に底部Aを有する有底穴となっている。また、本実施例では、保持器11の外周面とリングギヤ15の突出部との間にゴム製のシールリングBとして、O−リングを介挿している。また、このシールリングBは、リングギヤ15をナット4に固定する際の歯車固定ピン14よりも内側に設けてある。このシールリングBは、図3に示すように予め保持器11に装着してから保持器11と共にナット4に装着される。ここで、図3においては保持穴12の図示はないが、裏面には周方向に等間隔に並んだ有底の保持穴12を有している。
【0021】
このような構造としたため、遊星ローラ6両端の突起軸部7と保持器11の隙間、保持器11と保持器抜止部材13の隙間及び歯車固定ピン14の隙間の3箇所から潤滑剤が漏れるのを防止し潤滑剤の密封性を向上させたので、良好な潤滑状態を保つことができ、潤滑不足による焼付きや寿命の低下を防ぐことができる。
【0022】
特に本遊星ローラねじ装置1を水平設置した場合、ナット4内には、潤滑剤を一定量保持することが可能となり、油浴すなわち潤滑剤を一定量溜めることのできるスペースを設けることが可能となっている。この油浴は、少なくとも遊星ローラ6の1つが最下部に位置したときに遊星ローラ6の中心まで油浴可能としている。すなわち、図7に示す従来例では、ナット4内に潤滑剤を溜めようとしても、Cで示したレベルで潤滑剤漏れが生じ、潤滑剤を溜めることはほとんどできない。これに対し、図2に示す本発明の実施例においては、Dで示したレベルまで潤滑剤を溜めることが可能となっており一定量の潤滑剤を保持することが可能である。このように遊星ローラ6を油浴に浸すことにより、潤滑油やグリースなどの潤滑剤をねじ部に十分に供給し、各ねじ部(3、5、10)の摩擦を低減し、作動効率を向上することができる。
【0023】
また、保持器11には、図4に示す実施例2のようにシールリングBを2列、軸方向に並べて介挿させてもよい。シールリングBが1列であると、保持器11の傾きが生じやすく、密封性が低下することが懸念させるが、2列介挿させることで保持器11の傾きを防ぐことができ、密封性の低下を防ぐことができる。
【0024】
上記実施例では、シールリングBとしてゴム製のO−リングを用いたが、材質は樹脂などある程度の弾性のある材質のものを用いてもよく、断面形状も円径に限らず、四角形、その他多角形など、任意の形状を採用することができる。特に、実施例2において、2本のシールリングBの断面形状をそれぞれ異ならせることにより、さまざまな条件に対応できる密封性を得ることができる。
【0025】
また、シールリングBの形状は、対抗する面の方向に延びるリップ部を有し、該リップ部の先端近傍が相手部材に接触するようにしてもよく、このようにすることで、シールリングBによる密封性の向上、シールリングBの長寿命化が期待できる。
【0026】
上記各実施例においては、遊星ピニオンギヤやリングギヤ、ギヤ部に設ける歯車は平歯車であるとして説明したが、歯車をはすば歯車として本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
【0027】
また、上記各実施例においては、遊星ローラねじ装置のナットを回転させて中央ねじ軸を軸方向に移動させるとして説明したが、中央ねじ軸を回転させてナットを軸方向に移動させる形式の遊星ローラねじ装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【0028】
1 遊星ローラねじ装置
2 中央ねじ軸
3 軸ねじ
4 ナット
5 ナットねじ
6 遊星ローラ
7 突起軸部
8 遊星ピニオンギヤ
9 逃げ部
10 ローラねじ
11、21、31 保持器
12 保持穴
13 保持器抜止部材
14 歯車限定ピン
15 リングギヤ
16 係止溝
A 底部
B シールリング
C 従来の油浴可能レベル
D 本発明による油浴可能レベル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周面に軸ねじを形成した中央ねじ軸と、内周面にナットねじを形成した円筒状のナットと、外周面に前記軸ねじと前記ナットねじとに噛合うローラねじを形成した複数の遊星ローラと、この遊星ローラの両端部に形成された遊星ピニオンギヤと、前記ナットの内周面に固定され、前記遊星ピニオンギヤと噛合って前記遊星ローラの公転を案内するリングギヤと、前記遊星ローラの両端部に形成した突起軸部を保持する保持器とを備えた遊星ローラねじ装置において、
前記保持器の前記突起軸部と嵌合する穴を有底とし、かつ、前記保持器外周と前記ナットの保持器収容穴の内周の間に弾性体からなるシールリングを介挿したことを特徴とする遊星ローラねじ装置。
【請求項2】
前記シールリングを2本、軸方向に並べたことを特徴とする請求項1記載の遊星ローラねじ装置。
【請求項3】
2本の前記シールリングの断面形状がそれぞれ異なることを特徴とする請求項2記載の遊星ローラねじ装置。
【請求項4】
前記シールリングは、対抗する面への方向に伸びたリップ部を有し、該リップ部の先端近傍が相手部材に接触することを特徴とする請求項1乃至3記載の遊星ローラねじ装置。
【請求項5】
前記ナット内に油浴が形成されることを特徴とする請求項1乃至4記載の遊星ローラねじ装置。
【請求項6】
水平設置される前記遊星ローラねじ装置の前記ナットにおいて、少なくとも前記遊星ローラの一つが最下部に位置した時に前記遊星ローラの中心まで油浴が形成されることを特徴とする請求項5記載の遊星ローラねじ装置。

【図1】
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【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】
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