JP2003232427A - 潤滑剤塗布機能付ねじ装置 - Google Patents
潤滑剤塗布機能付ねじ装置Info
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Abstract
合であっても、ねじ装置の転がり疲れ寿命を低下させる
ことがない潤滑剤塗布機能付ねじ装置を提供する。 【解決手段】 転動体が循環可能な潤滑剤塗布機能付ね
じ装置において、ねじ軸6のボール転走溝6aに潤滑剤
を塗布する塗布部20・・・が、リターンパイプ12内に
配置される。塗布部20・・・がリターンパイプ12内に
配置されるので、循環経路の近くでボール転走溝6aに
潤滑剤が塗布できるようになる。したがって、ねじ軸6
に対するナット7のストロークが短い場合であっても、
ボール転走溝6a上のボールが走行する領域に潤滑剤を
塗布することができる。
Description
ラねじ等のねじ装置に関し、特にねじ軸の転動体転走溝
に潤滑剤を塗布する機能を持った潤滑剤塗布機能付ねじ
装置に関する。
は、外周に螺旋状の転動体転走溝が形成されるねじ軸
と、内周に転動体転走溝に対応する螺旋状の負荷転動体
転走溝が形成されるナットと、ねじ軸の転動体転走溝と
ナットの負荷転動体転走溝との間の負荷転走路に介在さ
れる複数のボール、ローラ等の転動体とから構成され
る。ねじ軸をナットに対して相対的に回転させると、ナ
ットがねじ軸に対して直線運動し、また転動体がねじ軸
とナットとの間の負荷転走路内を転がり運動する。
ぐリターンパイプ、デフレクタ等の戻し部材が取り付け
られる。戻し部材は負荷転走路を転がるボールを、その
一端側から掬い上げ、戻し部材内に導き、他端側から負
荷転走路に戻す。これにより負荷転走路を転がるボール
が、負荷転走路及び戻し部材で構成される循環路を無限
循環する。
り疲れ寿命を長くするために潤滑装置を用いて潤滑が行
われる。潤滑装置は例えば、ねじ軸に接触して潤滑剤を
塗布する潤滑剤塗布用フェルトと、この潤滑剤塗布用フ
ェルトに潤滑剤を供給するための潤滑剤収納室とで構成
される。ねじ軸の転動体転走溝に潤滑剤を塗布すること
で、転動体転走溝の表面に作用する摩擦力を減らした
り、応力を緩和させることができ、この結果ねじ装置の
転がり疲れ寿命を長くすることができる。
一例として、例えば射出成型機やプレス機等における油
圧シリンダの代替として使用されることある。このよう
な高負荷ねじ装置では、高荷重が加えられ、且つねじ軸
に対するナットのストロークが短く設定される。ねじ装
置に高荷重が加えられると、転動体転走溝の表面に作用
する摩擦力や応力が大きくなるので、例えば転動体転走
溝の表面や転動体の表面がうろこ状に剥離するフレーキ
ングという現象が起き易く、ひいては転がり疲れ寿命を
短くしてしまう。このため高負荷ねじ装置にあっては、
転がり疲れ寿命を長くするために、潤滑装置で転動体転
走溝に潤滑剤を塗布する必要がある。
ト1の軸線方向の両端に潤滑装置2,2を取り付けた場
合、以下の問題が生じるおそれがある。ナット1が短い
ストロークSt内を往復すると、ナット1の両端に取り
付けられた潤滑装置2,2もナット1と同じ短いストロ
ークを往復する。潤滑装置2,2は、その潤滑剤塗布用
フェルト3,3によってナット1のストロークStに応
じた短い領域(図中斜線で示す)しか潤滑剤を塗布する
ことができないので、ねじ軸4のボール転走溝4a上の
転動体が走行する領域(図中斜線で示す領域よりも内側
の領域)まで潤滑剤が行き渡らないおそれがある。潤滑
剤が行き渡らないと油膜切れが発生し、この結果ねじ装
置の転がり疲れ寿命の低下を招いてしまう。
ストロークが短い場合であっても、ねじ装置の転がり疲
れ寿命を低下させることがない潤滑剤塗布機能付ねじ装
置を提供することを目的とする。
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものでない。
転動体が循環可能なねじ装置において、循環経路の近
く、言い換えればねじ軸の転動体転走溝上の転動体が走
行する領域の近くでねじ軸に潤滑剤を塗布した。具体的
には本発明は、外周に螺旋状の転動体転走溝(6a)が
形成されたねじ軸(6)と、内周に前記転動体転走溝
(6a)に対応する螺旋状の負荷転動体転走溝が形成さ
れたナット(7)と、前記ねじ軸(6)の転動体転走溝
(6a)と前記ナット(7)の負荷転動体転走溝との間
の負荷転走路に介在される複数の転動体(10・・・)
と、前記ナット(7)に設けられ、該負荷転走路を転が
る転動体(10・・・)が循環可能なように前記負荷転走
路の一端と他端を繋ぐ戻し部材(12,31)と、前記
ナット(7)に設けられ、前記ねじ軸(6)の転動体転
走溝(6a)に接触して潤滑剤を塗布する塗布部(2
0,35)とを備え、前記塗布部(20,35)が前記
戻し部材(12,31)内に配置されることを特徴とす
る潤滑剤塗布機能付ねじ装置により、上述した課題を解
決する。
配置されるので、ねじ軸の転動体転走溝上の転動体が走
行する領域のすぐ近くで、ねじ軸に潤滑剤が塗布でき
る。したがって、ねじ軸に対するナットのストロークが
短い場合であっても、ねじ軸の転動体転走溝上の転動体
が走行する領域に潤滑剤を塗布することができる。また
戻し部材内の転動体が負荷転走路に戻される直前に、転
動体転走溝に潤滑剤が塗布されるので、転動体転走溝と
転動体との間に潤滑剤を効果的に供給することができ
る。
ンパイプ(12)からなり、前記塗布部(20)が前記
リターンパイプ(12)内に配置されることを特徴とす
る。
(12)の両端部には、転動体を掬い上げるための掬い
上げ部(17,17)が形成され、前記塗布部(20)
が前記転動体(10)に接触しないように、平面上、前
記塗布部(20)が前記掬い上げ部(17,17)より
も前記ねじ軸(6)の中心線側に配置されることを特徴
とする。
触を防止することができる。
(12)が樹脂あるいは金属の成型品からなることを特
徴とする。
ターンパイプを製造すると、リターンパイプの断面が円
形になり、塗布部を挿入するスペースも形成することが
できない。この発明によれば、リターンパイプの断面を
円形にすることなく、部分的に肉厚にすることができ、
そしてこの肉厚の部分に塗布部を挿入するスペースを容
易に形成することができる。
ねじ軸(6)の転動体転走溝(6a)を転がるボール
(10)を前記ねじ軸(6)の外径を乗り越えさせて再
び前記ねじ軸(6)の転動体転走溝(6a)に戻すデフ
レクタ(31)からなり、前記塗布部(35)が前記デ
フレクタ(31)内に配置されることを特徴とする。
には、前記塗布部(20,35)に潤滑剤を供給する潤
滑剤収容室(25)と、前記潤滑剤収容室(25)から
前記塗布部(20,35)へ潤滑油を供給する潤滑剤通
路(26)とが設けられることを特徴とする。
して供給することができる。
実施形態における潤滑剤塗布機能付ねじ装置(以下単に
ねじ装置という)を示す。図1はナット及びリターンパ
イプ(請求項中の戻し部材が対応)の斜視図を示し、図
2はリターンパイプ及びねじ軸の斜視図を示し、図3は
転動体としての複数のボールを組み込んだ状態のリター
ンパイプ及びねじ軸を示す。
としてのボール転走溝6aが形成されたねじ軸6と、内
周にボール転走溝6aと対向する螺旋状の負荷転動体転
走溝としての負荷ボール転走溝が形成されたナット7
と、ねじ軸6のボール転走溝6aと負荷ボール転走溝と
の間の負荷転走路に介在される複数の転動体としてのボ
ール10…とを備える。
リードを備えた略断面半円状のボール転走溝6aが研削
加工または転造加工等によって形成される。ナット7は
略円筒状をなし、その端面にボールねじを機械等に取り
付けるためのフランジ8を有する。ナット7の径、及び
軸線方向長さは受けるべき荷重に応じて適宜決定され
る。ナット7には、その上面が一部平取りされた平面部
9が形成される。平面部9には、リターンパイプ12の
脚部12b,12bが挿入されるリターンパイプ嵌合穴
が数箇所開けられる。
12が取り付けられる。リターンパイプ12は、負荷転
走路を転がるボール10が循環可能なように負荷転走路
の一端と他端を繋ぐ。ここでリターンパイプ12の内周
が無負荷戻し通路を構成する。リターンパイプ12は略
門形に形成され、中央部12aと中央部12aの両側に
設けられた一対の脚部12b,12bとを有する。一対
の脚部12b,12bは、負荷転走路内に数ピッチ、例
えば2.5ピッチの間隔を開けてねじ軸6の軸線を挟ん
で両側に配置される。このため複数のボール10・・・
は、ねじ軸のボール転走溝上を2周半転がった後、リタ
ーンパイプ12内に掬い上げられる。リターンパイプ1
2はボルト等の結合手段によってナット7に固定され
る。
はボール10同士の接触を防止するためのスペーサ11
…が介在されるが、勿論スペーサ11が介在されていな
い総ボールのボールねじにも、本発明のねじ装置は適用
可能である。
ターンパイプ12を示す。上述のように複数のボール1
0・・・は、ねじ軸6の周囲の負荷転走路を螺旋状に転が
る。螺旋状の負荷転走路の接線方向にボール10を掬い
上げれば、ボール10が自ら進もうとする方向にボール
を掬い上げることができるので、リターンパイプ12に
無理な力が働かない。したがって、リターンパイプ12
の一対の脚部12b,12bの内周の中心線は、図4に
示すように負荷転走路の接線方向に配置され、且つ図5
に示すように螺旋状の負荷転走路のリード角に対応する
ように傾けられている。
リターンパイプ12は樹脂の成型品からなり、型成型で
きるようにその軸線方向に沿って2分割されている。そ
してリターンパイプ12を構成する一対の分割体13,
13は、熱カシメ、溶着、接着シート、接着、クリップ
等の結合手段によって結合される。
型により製造すると、リターンパイプ12を樹脂でも金
属でも製造することができる。金属の成型品は金属粉に
熱処理を加えることで成型される。樹脂の成型品は射出
成型等により成型される。金属の成型品では従来の金属
のチューブと同様な強度が得られる。またリターンパイ
プ12を樹脂の成型品とすると、リターンパイプ12の
発塵を抑えることができる。
型成型により製造すると、リターンパイプ12の精度あ
るいは製造コストの面でも有利になる。さらに例えばリ
ターンパイプ12の肉厚を均等にすることなく、必要な
部分にのみ厚みを持たせる等の形状を変化させることも
できる。このため後述する潤滑剤塗布体15を挿入する
ための肉厚部分を容易に形成することができる。
って徐々に幅が狭くなる切り口16が形成される。切り
口16の両側の縁がボール10を掬い上げる掬い上げ部
17,17として機能する。ボール10は掬い上げ部1
7,17に案内されながら、リターンパイプ12内に掬
い上げられる。
の根元に舌状の突起18が形成される。上述のようにボ
ール10・・・間にはスペーサ11・・・が介在されるが、こ
のスペーサ11はボール10よりも径が小さい。このた
め例えばボール10とスペーサ11との間の隙間の規定
範囲が大きくて、ボール10とスペーサ11との間に僅
かな隙間が生じると、スペーサ11が所定の軌道から外
れ、この結果掬い上げ部17,17がスペーサ11を噛
み込むおそれがある。突起18を設けることで隙間の規
定範囲が大きくても、スペーサ11…をリターンパイプ
12内に導くことができる。なお、ボール10はその径
がスペーサ11よりも大きく、掬い上げ部17,17に
よって案内されるので、突起18に接触することはな
い。
12bそれぞれの肉厚部分には、軸線方向に延びる塗布
体挿入穴22が形成される。この塗布体挿入穴22に、
ねじ軸6のボール転走溝6aに潤滑剤を塗布するための
潤滑剤塗布体15が挿入される。潤滑剤塗布体15は、
ボール転走溝6aに接触する塗布部20と、リターンパ
イプ12の脚部12b内に挿入される軸部21とから構
成される。塗布部20はボール転走溝6aの形状に合わ
せて略半円形状に形成され、軸部21は細長い棒状に形
成される。潤滑剤塗布体15はフェルト等の繊維交絡
体、焼結樹脂等の含油体からなり、フェルトペン等に使
用されている毛管作用を基本原理としてボール転走溝6
aに潤滑剤を塗布する。
ある。塗布部20はナット7の軸線方向の全長内、より
詳しくはリターンパイプ12の一対の脚部12b,12
b内に配置される(図13参照)。このため塗布部20
は、ボール転走溝6a上のボール10・・・が走行する領
域の近くで且つボール10・・・が存在しない領域に配置
される。
イプ12及び塗布部の位置関係を示す。図9はねじ軸6
及びリターンパイプ12の平面図を示し、図10はリタ
ーンパイプ12の底面図を示す。上述のようにリターン
パイプ12には、転動体を掬い上げるための掬い上げ部
17,17が形成される。また塗布部20はボール10
に接触しないように、平面上、掬い上げ部17,17よ
りもねじ軸6の中心線CL側に配置される。
給するための潤滑剤収容室としてのオイルタンク25、
及び潤滑剤通路としてのオイル用パイプ26を示す。オ
イルタンク25は、円環の一部を切り欠いたような形状
をなし、ナット7の端面に取り付けられるのではなく、
ナット7の外周にはめ込まれる。オイルタンク25は、
内部に潤滑剤塗布体に供給する潤滑油を多量に保持でき
るものであればよく、例えばタンクのように内部に空間
を有して潤滑油を貯蔵するものであってもよいし、また
潤滑油を吸収した空隙率の高いフェルト等の繊維交絡
体、焼結樹脂もしくはスポンジ等を充填した含油体であ
ってもよい。
らオイルを引き出す。オイル用パイプ26の先端は、潤
滑剤塗布体15の塗布部20に潤滑剤を供給できるよう
に潤滑剤塗布体15の軸部21に繋がっている。このオ
イル用パイプ26もナット7に固定される。
を供給する系統には、塗布部20からボール転走溝6a
に少量の油を供給できるように、潤滑油の供給量を制限
する制御手段を設けても良い。制御手段としては、例え
ば塗布部20よりも高い空隙率を有するフェルト等の繊
維交絡体、焼結樹脂等の含油体を用いることもできる
し、また、オイルタンク25とオイル用パイプ26とを
隔離する薄板等の油量調整板を設け、この油量調整板に
潤滑油を供給するための供給穴を開設したものを用いる
こともできる。
20・・・を示す。図中(A)はねじ軸6、ナット7及び
塗布部20・・・の位置関係を示し、図中(B)は塗布部
20・・・で潤滑剤を供給できる領域を示す。図中(A)
に示すように、塗布部20はナットの軸線方向の全長
内、より詳しくはリターンパイプ12内に配置される。
塗布部20をナット7の軸線方向の全長内に配置した状
態でねじ軸6を回転させると、ナット7が短いストロー
クSt内を往復しただけでも、ボール転走溝6a上のボ
ールが走行する領域(図中斜線で示す領域)全体に潤滑
剤を行き渡らせることができる。
に配置すると、ボール転走溝6a上のボール10が走行
する領域のすぐ近くでボール転走溝6aに潤滑剤が塗布
できるので、ボール転走溝6a上のボール10が走行す
る領域に潤滑剤を確実に塗布できるようになる。さら
に、リターンパイプ12内のボール10が負荷転走路に
戻される直前にボール転走溝6aに潤滑剤が塗布される
ので、ボール転走溝6aとボール10との間に潤滑剤を
効果的に供給することができる。
ねじ装置を示す。この実施形態では、第1の実施形態と
異なり、戻し部材として、リターンパイプ12の代わり
にデフレクタ31を用いている。このデフレクタ31は
ボール転走溝6aを転がるボール10…を掬い上げ、一
巻き手前のボール転走溝6aに戻す。
負荷ボール転走溝とねじ軸6のボール転走溝6aとの間
には、複数のボール10…が配列・収容される。ナット
7の負荷ボール転走溝とねじ軸6のボール転走溝6aに
よって負荷転走路が構成される。
一端と一巻き手前の負荷転走路の他端を連結するS字状
の戻し溝が形成される。デフレクタ31はこのS字状の
戻し溝によって、デフレクタ31に向かってねじ軸6の
ボール転走溝6aを転がってくるボール10をねじ軸6
の半径方向に掬い上げ、ねじ軸6のねじ山を乗り越えさ
せ、一巻き手前(一リード手前)のボール転走溝6aに
戻す。この戻し溝は、戻し溝に進入してきたボール10
・・・がねじ軸6の外径を乗り越えられるように、デフレ
クタ31の中心位置において一番窪んだ形状となってい
る。負荷転送路及びこの戻し溝によって形成される戻し
通路によって、ねじ軸6の外側に略円環状の無限循環路
が形成されることになる。デフレクタ31…はねじ装置
に充填されるボール10…の一巻きに対して一つ設けら
れる。ボール10…の巻き数はねじ装置に加わる荷重等
から決定されるので、デフレクタ31…の個数はねじ装
置に加わる荷重等に応じて適宜(例えば6個等)決定さ
れる。
フレクタ31…を取り付けるためのデフレクタ挿入口3
2…が形成される。このデフレクタ挿入口32…はナッ
ト7の外周から内周に向かって貫通され、全体が略T字
形状をなす。複数のデフレクタ挿入口32…はナット7
の周方向に均等間隔を空け、且つ隣接するデフレクタ挿
入口32、32はナット7の軸線方向に1リード以上間
隔を空けるように配置される。
参照)。デフレクタ31はその全体が略T字状に形成さ
れ、底面にS字状の溝31cが形成されるデフレクタ本
体31aと、細長く延びる潤滑材塗布体34が収納され
る塗布体収納部31bとを備える。潤滑材塗布体34は
ナット7の中心に向かって細長く延びる。潤滑剤塗布体
34の断面は例えば扁平な略四角形状等に形成される。
潤滑剤塗布体34の先端には、ボール転走溝6aと接触
する円弧状の塗布部35が形成される。ここで、潤滑剤
を収容するオイルタンク、潤滑剤を潤滑剤塗布体に供給
するオイル用パイプは、上記第1の実施形態の構成と略
同様なのでその説明を省略する。
路と潤滑剤塗布体34との位置関係を示す。上述のよう
に、ナット7には循環経路が複数形成される。潤滑剤塗
布体34・・・はデフレクタ内で、且つ複数の循環経路の
負荷転走路の間に配置される。このため塗布部35は、
ボール転走溝6a上のボール10・・・が走行する領域の
近くで且つボール10・・・が存在しない領域に配置され
る。
軸6のボール転走溝6aに潤滑剤が塗布できるので、ね
じ軸6に対するナット7のストロークが短い場合であっ
ても、ボール転走溝6a上のボール10が走行する領域
に潤滑剤を塗布することができる。
なく、本発明を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
例えば本発明は高負荷、低ストロークのねじ装置に限ら
れることなく、様々なねじ装置に適用することができ
る。また塗布部はデフレクタ式のねじ装置の循環経路の
間のみならず、リターンパイプ式のねじ装置の循環経路
の間に設けても良い。さらに塗布部の配置はナットの全
長内であれば、リターンパイプ内に限られることはな
く、リターンパイプから外れた位置であってもよい。ま
たリターンパイプの掬い上げ部には、ボールに接触して
ボールを掬い上げるためのリップが形成されてもよい。
転動体としてはボールのみならず、ローラも使用するこ
とができる。
ば、塗布部が戻し部材内に配置されるので、循環経路の
近くでねじ軸に潤滑剤が塗布できるようになる。したが
って、ねじ軸に対するナットのストロークが短い場合で
あっても、ねじ軸の転動体転走溝上の転動体が走行する
領域に潤滑剤を塗布することができる。
能付ねじ装置のナット及びリターンパイプの斜視図。
プ及びねじ軸の斜視図。
の斜視図。
ンパイプ12を示すねじ軸の軸線方向からみた正面図。
ンパイプ12を示す側面図。
図。
図。
(図中(A)はねじ軸、ナット及び塗布部の位置関係を
示し、図中(B)は塗布部で潤滑剤を供給できる領域を
示す)。
示す斜視図。
示し、図中(B)は側面図を示す)。
係を示す斜視図。
係を示す側面図。
けた例を示す平面図。
Claims (6)
- 【請求項1】 外周に螺旋状の転動体転走溝が形成され
たねじ軸と、 内周に前記転動体転走溝に対応する螺旋状の負荷転動体
転走溝が形成されたナットと、 前記ねじ軸の転動体転走溝と前記ナットの負荷転動体転
走溝との間の負荷転走路に介在される複数の転動体と、 前記ナットに設けられ、前記負荷転走路を転がる転動体
が循環可能なように前記負荷転走路の一端と他端を繋ぐ
戻し部材と、 前記ナットに設けられ、前記ねじ軸の転動体転走溝に接
触して潤滑剤を塗布する塗布部とを備え、 前記塗布部が前記戻し部材内に配置されることを特徴と
する潤滑剤塗布機能付ねじ装置。 - 【請求項2】 前記戻し部材がリターンパイプからな
り、前記塗布部が前記リターンパイプ内に配置されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の潤滑剤塗布機能付ねじ
装置。 - 【請求項3】 前記リターンパイプの両端部には、転動
体を掬い上げるための掬い上げ部が形成され、 前記塗布部が前記転動体に接触しないように、平面上、
前記塗布部が前記掬い上げ部よりも前記ねじ軸の中心線
側に配置されることを特徴とする請求項2に記載の潤滑
剤塗布機能付ねじ装置。 - 【請求項4】 前記リターンパイプが樹脂あるいは金属
の成型品からなることを特徴とする請求項2又は3に記
載の潤滑剤塗布機能付ねじ装置。 - 【請求項5】 前記戻し部材が、前記ねじ軸の転動体転
走溝を転がるボールを前記ねじ軸の外径を乗り越えさせ
て再び前記ねじ軸の転動体転走溝に戻すデフレクタから
なり、 前記塗布部が前記デフレクタ内に配置されることを特徴
とする請求項1に記載の潤滑剤塗布機能付ねじ装置。 - 【請求項6】 前記ナットには、 前記塗布部に潤滑剤を供給する潤滑剤収容室と、 前記潤滑剤収容室から前記塗布部へ潤滑油を供給する潤
滑剤通路とが設けられることを特徴とする請求項1ない
し5いずれかに記載の潤滑剤塗布機能付ねじ装置。
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