JP2011133052A - 遊星ローラねじ装置 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】図２

Description

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。

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。

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）。

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。

特開昭５９−１４７１５１号公報 特開２００９−５２６７０号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

実施例１の遊星ローラねじ装置を示す一部断面図 実施例１の要部拡大断面図 実施例１の保持器を示す図 実施例２の保持器を示す図 従来の遊星ローラねじ装置を示す一部断面図 従来の遊星ローラねじ装置の保持器を示す図 従来の遊星ローラねじ装置の要部拡大断面図

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (6)

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。
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。
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。
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。
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。
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。

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