JP2003287038A - 直動装置 - Google Patents

直動装置

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JP2003287038A
JP2003287038A JP2002091932A JP2002091932A JP2003287038A JP 2003287038 A JP2003287038 A JP 2003287038A JP 2002091932 A JP2002091932 A JP 2002091932A JP 2002091932 A JP2002091932 A JP 2002091932A JP 2003287038 A JP2003287038 A JP 2003287038A
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JP
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rolling
lubricant
axial direction
rolling element
balls
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JP2002091932A
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English (en)
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Junji Mizuguchi
淳二 水口
Takayuki Yabe
孝之 矢部
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑剤の油膜強度不足による転動体や案内面
の早期損傷を防止して長寿命化と低騒音化を図る。 【解決手段】 軸方向に延びるねじ溝2を有して軸方向
に延長されたねじ軸3と、該ねじ軸3のねじ溝2に対向
するねじ溝4を有し、これらのねじ溝2,4間に挿入さ
れた多数のボール5の転動を介して軸方向に沿って相対
移動可能に前記ねじ軸3に支持されたボールナット6
と、各ボール5の間に配置されて該ボール5を保持する
保持ピースとを備えたボールねじ装置において、潤滑剤
として、基油動粘度が150mm2 /S(40°C)以
上ある潤滑剤を組み合わせたものを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば射出成型機
やプレス機械装置等に好適に用いられるボールねじ装置
やリニアガイド装置等の直動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に直動装置の一例であるボールねじ
装置の従来例を示す。このボールねじ装置1は、外周面
に断面半円状のねじ溝(転動体転動溝)2を有して軸方
向に延びるねじ軸(案内軸)3に、内周面に断面半円状
のねじ溝(転動体転動溝)4を有するボールナット(可
動体)6が嵌合されている。
【0003】ボールナット6のねじ溝4とねじ軸3のね
じ溝2とは互いに対向して両者の間に螺旋状通路を形成
しており、該螺旋状通路には転動体としての多数のボー
ル5が転動可能に装填されている。また、図3では図示
を省略するが、各ボール5間には、図4に示すように、
駆動時のボール5同士の衝突音を無くして低騒音化を図
ることを目的として、保持ピース53が介装されてい
る。
【0004】この保持ピース53は中央部に貫通穴を有
する円筒状のものや、貫通穴を有していない円柱状のも
のがあり、いずれもボール5に対向する軸方向の両端面
にそれぞれ該ボール5を保持する円弧状の保持凹面54
が形成されている。なお、上記ボールねじ装置1は、ね
じ軸3の回転により、ボール5が両ねじ溝2,4で形成
される螺旋状通路を転動しつつ移動し、このボール5の
転動を介してボールナット6がねじ軸3に沿って軸方向
に移動するようになっているが、ボールナット6を継続
して移動させていくためには、ボール5を螺旋状通路内
で無限循環させる必要がある。
【0005】このため、例えばボールナット6の外周面
の一部を平坦面にしてこの平坦部に両ねじ溝2,4に連
通する2個一組の孔51をねじ軸3を跨ぐように形成
し、この一組の孔51に転動体循環部材としてのコ字状
のボール循環チューブ50Aの両端を嵌め込むことによ
り、ボール5の無限循環通路52を形成している。な
お、このボール無限循環通路を形成するには、ボール循
環チューブ式の他に、こま式、エンドキャップ式やその
他の方式も採用される。
【0006】一方、図5は直動装置の他の例であるリニ
アガイド装置の従来例を示したものである。このリニア
ガイド装置は、軸方向に延びる案内レール(案内軸)1
0と、該案内レール10上に軸方向に相対移動可能に跨
架されたスライダ(可動体)12とを備えている。
【0007】案内レール10の両側面にはそれぞれ軸方
向に延びる転動体転動溝13が形成されており、スライ
ダ12のスライダ本体12Aには、その両袖部14の内
側面にそれぞれ転動体転動溝13に対向する転動体転動
溝31が形成されている。そして、これらの向き合った
両転動体転動溝13,31の間には転動体としての多数
のボール5が転動自在に装填され、このボール5の転動
を介してスライダ12が案内レール10上を軸方向に沿
って相対移動できるようになっている。また、図5では
図示を省略するが、各ボール5間には、上記ボールねじ
装置と同様に、駆動時のボール5同士の衝突音を無くし
て低騒音化を図ることを目的として、保持ピース53が
介装されている(図4参照)。
【0008】そして、スライダ12の移動につれて、案
内レール10とスライダ12との間に介在するボール5
は転動してスライダ12の端部に移動するが、スライダ
12を軸方向に継続して移動させていくためには、これ
らのボール5を無限に循環させる必要がある。このた
め、スライダ本体12Aの袖部14内に更に軸方向に貫
通する直線状の転動体通路18を形成すると共に、スラ
イダ本体12Aの前後両端にそれぞれ転動体循環部品と
してのコ字状のエンドキャップ15をサイドシール11
と共にねじ22を介して固定し、このエンドキャップ1
5に上記両転動体転動溝13,31間と上記転動体通路
18とを連通する半円弧状に湾曲した転動体循環部16
を形成することにより、転動体無限循環軌道を構成して
いる。
【0009】なお、図において符号20はスライダ本体
12Aの端面にエンドキャップ15およびサイドシール
11をねじ止め固定するためのタップ穴、23は給脂用
のグリースニップルである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ボールねじ装置やリニアガイド装置等の直動装置におい
ては、ボールねじ装置を構成するねじ軸3やボールナッ
ト6、リニアガイド装置を構成する案内レール10やス
ライダ14が極端に変位するような重荷重下では用いる
ことがなかったので、潤滑剤は速度、温度、作動性等の
仕様に合わせた潤滑剤を選定していた。
【0011】しかしながら、最近では、ボールねじ装置
やリニアガイド装置等の直動装置を射出成形機やプレス
機械装置等の重荷重領域で使用することが多くなってき
ており、その結果、直動装置に組み込まれている各転動
体の負荷荷重が不均一になる現象が起きている。このた
め、転動体と案内面との潤滑不良が起こり、転動体や案
内面が早期に損傷するという問題が生じてきた。
【0012】本発明はこのような不都合を解消するため
になされたものであり、転動体や案内面の早期損傷を防
止して長寿命化と低騒音化を図ることができる直動装置
を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、軸方向に延びる転動体転動
溝を有して軸方向に延長された案内軸と、該案内軸の前
記転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、これら
の転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介
して軸方向に沿って相対移動可能に前記案内軸に支持さ
れた可動体とを備えた直動装置において、使用する潤滑
剤が、基油動粘度が150mm2 /S(40°C)以上
ある潤滑剤を組み合わせたものであることを特徴とす
る。
【0014】請求項2に係る発明は、請求項1におい
て、各転動体の間に配置されて該転動体を保持する保持
ピースを備えたことを特徴とする。請求項3に係る発明
は、請求項1又は2において、前記基油動粘度を300
mm2 /S(40°C)以上としたことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は1ショット毎のボールナット
のストロークと軸方向荷重との関係を示すグラフ図、図
2は各試料TP0〜TP5の最終走行ショット数(寿
命)の比較を示すグラフ図である。なお、この実施の形
態では、図3および図4で説明した従来のボールねじ装
置に対して使用する潤滑剤が相違するだけであるため、
潤滑剤についてのみ説明する。また、ここではボールね
じ装置に本発明を適用した場合を例に採るが、図5に示
すリニアガイド装置やその他の直動装置に本発明を適用
してもよいのは勿論である。
【0016】この実施の形態のボールねじ装置は、基油
動粘度が150mm2 /S(40°C)以上、好ましく
は300mm2 /S(40°C)以上ある潤滑剤を組み
合わせた潤滑剤を使用している。このように、潤滑剤の
基油動粘度を大きくすることで油膜強度が上がり、これ
により、射出成形機やプレス機械装置等に組み込んで重
荷重下で使用する場合においても、転動体と案内面とが
高い強度の油膜を介して接触して潤滑剤の油膜強度不足
による転動体や案内面の早期損傷を防止することがで
き、この結果、装置寿命の延長を図ることができる。
【0017】また、潤滑剤の基油動粘度を大きくするこ
とで油膜強度が上がることから、結果的に転動体が案内
面を転がる時に発生する走行音が小さくなり、保持ピー
スの低騒音効果と相まって装置の低騒音化を図ることが
できる。次に、TP0〜TP5の6種類のボールねじ装
置を用意して、それぞれについて転動体あるいは案内面
に損傷が発生するまでの走行ショット数を記録して寿命
を比較した。各ボールねじ装置TP0〜TP5は、潤滑
剤および試験温度を除いて同一構成とする。TP0〜T
P5に使用した潤滑剤を以下に示す。なお、表1に各潤
滑剤の組成を示す。表1中のグリースA(基油動粘度:
150mm2 /S(40°C)以上)およびグリースB
(基油動粘度:300mm2 /S(40°C)以上)を
用いたTP2〜TP5が本発明例、標準グリースを用い
たTP0、TP1が従来例である。 TP0 潤滑剤:SFT8020−7.5(従来仕様,標準グリ
ース,常温) TP1 潤滑剤:HFT8020−7.5(HTF仕様,標準グ
リース,常温) TP2 潤滑剤:HFT8020−7.5(HTF仕様,グリー
スA,常温) TP3 潤滑剤:HFT8020−7.5(HTF仕様,グリー
スB,常温) TP4 潤滑剤:HFT8020−7.5(HTF仕様,グリー
スA,高温) TP5 潤滑剤:HFT8020−7.5(HTF仕様,グリー
スB,高温)
【0018】
【表1】
【0019】試験条件は以下の通りである。 軸方向荷重:283412N(28900kgf)(図1参照) ナットストローク:50mm(図1参照) 1ショットのサイクル時間:4.34sec/サイクル(図1参照) 最大接触面圧:従来仕様…2293N/mm2 (234kgf/mm2 ) HFT仕様…2176N/mm2 (222kgf/mm2 ) 温度:TP0〜TP3…常温 TP4〜TP5…高温(ボールナット外径部を80°Cに加熱) 結果を図2に示す。
【0020】図から明らかなように、本発明例のTP
2,TP3は従来例TP0,TP1に比べて大幅に寿命
が向上しており、特に基油動粘度が300mm2 /S
(40°C)以上のグリースBを用いたTP3はTP2
の約3倍の寿命となり、しかも、高温環境下でも高寿命
を維持しているのが判る。なお、本発明は上記実施の形
態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲において適宜変更可能である。
【0021】例えば、上記実施の形態では、転動体とし
てボールを用いた直動装置を例に採ったが、これに限定
されず、転動体としてローラを用いた直動装置に本発明
を適用してもよい。また、上記実施の形態では、保持ピ
ースを個々に各転動体間に介装した場合を例に採った
が、各保持ピースが連結されていてもよい。更に、上記
実施の形態では、各転動体間に保持ピースを介装した場
合を例に採ったが、保持ピースを備えていない場合にも
本発明を適用してもよい。
【0022】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、潤滑剤の油膜強度不足による転動体や案内面
の早期損傷を防止することができるので、長寿命化と低
騒音化を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】1ショット毎のボールナットのストロークと軸
方向荷重との関係を示すグラフ図である。
【図2】各試料TP0〜TP5の最終走行ショット数
(寿命)の比較を示すグラフ図である。
【図3】従来のボールねじ装置を説明するための一部を
破断した斜視図である。
【図4】保持ピースを説明するための説明図である。
【図5】従来のリニアガイド装置を説明するための一部
を破断した斜視図である。
【符号の説明】
1…ボールねじ装置(直動装置) 2…ねじ溝(転動体転動溝) 3…ねじ軸(案内軸) 4…ねじ溝(転動体転動溝) 5…ボール(転動体) 6…ボールナット(可動体) 53…保持ピース 54…保持凹面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J062 AA21 AA25 AB22 AC07 BA16 BA26 BA27 CD08 CD63 CD75 3J101 AA03 AA33 AA44 AA64 AA71 AA85 CA40 EA63 FA01 FA32 GA60 3J104 AA03 AA19 AA23 AA36 AA65 AA69 AA74 BA80 CA23 DA02 DA05 EA03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸方向に延びる転動体転動溝を有して軸
    方向に延長された案内軸と、該案内軸の前記転動体転動
    溝に対向する転動体転動溝を有し、これらの転動体転動
    溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して軸方向に
    沿って相対移動可能に前記案内軸に支持された可動体と
    備えた直動装置において、 使用する潤滑剤が、基油動粘度が150mm2 /S(4
    0°C)以上ある潤滑剤を組み合わせたものであること
    を特徴とする直動装置。
  2. 【請求項2】 各転動体の間に配置されて該転動体を保
    持する保持ピースを備えたことを特徴とする請求項1記
    載の直動装置。
  3. 【請求項3】 前記基油動粘度を300mm2 /S(4
    0°C)以上としたことを特徴とする請求項1又は2記
    載の直動装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230128129A (ko) 2021-03-31 2023-09-01 히다치 아스테모 가부시키가이샤 볼나사 장치, 전동 파워 스티어링 장치 및 볼나사 장치용윤활제

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230128129A (ko) 2021-03-31 2023-09-01 히다치 아스테모 가부시키가이샤 볼나사 장치, 전동 파워 스티어링 장치 및 볼나사 장치용윤활제
DE112021006539T5 (de) 2021-03-31 2023-10-26 Hitachi Astemo, Ltd. Kugelgewindeeinrichtung, elektrische servolenkeinrichtung und schmiermittel für kugelgewindeeinrichtung

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