JP2008180380A - Screw device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボールねじ、ローラねじ等のねじ装置に関する。 The present invention relates to a screw device such as a ball screw or a roller screw.
ボールねじ、ローラねじ等のねじ装置は、一般に、ナットと、ナット内を挿通するねじ軸とを有しており、ナットの内周面に形成されたねじ溝とねじ軸の外周面に形成されたねじ溝との間には、球状またはローラ状に形成された多数の転動体が組み込まれている。
このようなねじ装置は塵埃などの異物がナット内に入り込むと、転動体の円滑な転がり運動が阻害される。そこで、ナット内への異物の侵入を防止するために、ねじ軸のねじ溝に接触してナット内を密封する環状シール体をナットの両端に設けたものが知られている。
A screw device such as a ball screw or a roller screw generally has a nut and a screw shaft that passes through the nut, and is formed on a screw groove formed on the inner peripheral surface of the nut and an outer peripheral surface of the screw shaft. A large number of rolling elements formed in a spherical shape or a roller shape are incorporated between the screw threads.
In such a screw device, when a foreign substance such as dust enters the nut, the smooth rolling motion of the rolling element is inhibited. Therefore, in order to prevent foreign matter from entering the nut, there is known one in which an annular seal body that contacts the screw groove of the screw shaft and seals the inside of the nut is provided at both ends of the nut.
また、このようなねじ装置はナットの潤滑剤供給孔からナット内に供給された潤滑剤が枯渇したりすると、焼付きが生じる原因となることから、ナット内に潤滑剤を定期的に補給する必要がある。
ねじ装置のナット内に潤滑剤を補給する方法としては、ねじ軸をナットに対して軸回りに相対的に回転させてナットを軸方向に相対移動させつつ、ナットとねじ軸との間に形成された潤滑剤保持空間に潤滑剤を供給するようにした方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
As a method of replenishing the lubricant in the nut of the screw device, the screw shaft is rotated between the nut and the nut relative to the nut to move the nut in the axial direction, and is formed between the nut and the screw shaft. A method has been proposed in which a lubricant is supplied to the lubricant holding space formed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上述した方法は潤滑剤をナット内に手動により補給する方法であるため、潤滑剤の鉄粉濃度や劣化度を迅速に検出してねじ装置の異常を故障前に検知することが困難であった。
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、ナット内に供給された潤滑剤の鉄粉濃度や潤滑剤の油分率を検知することが可能なねじ装置を提供することにある。
However, since the above-described method is a method of manually replenishing the lubricant into the nut, it is difficult to quickly detect the iron powder concentration and the degree of deterioration of the lubricant and detect abnormality of the screw device before the failure. there were.
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a screw device capable of detecting the iron powder concentration of the lubricant supplied into the nut and the oil content of the lubricant. There is to do.
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明に係るねじ装置は、ナット内を挿通するねじ軸のねじ溝に接触してナット内を密封する環状シール体をナットまたはナットの両端部に装着されたシールキャップに設けたねじ装置において、前記ナットまたは前記シールキャップに潤滑剤供給孔と潤滑剤排出孔を設けたことを特徴とする。
請求項２記載の発明に係るねじ装置は、請求項１記載のねじ装置において、前記潤滑剤排出孔での潤滑剤の圧力損失が前記潤滑剤供給孔での潤滑剤の圧力損失より小さくなるように、前記潤滑剤供給孔と前記潤滑剤供給孔の流路抵抗を設定したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the screw device according to the first aspect of the present invention includes an annular seal body that seals the inside of the nut by contacting the thread groove of the screw shaft that is inserted through the nut, at both ends of the nut or the nut. The screw device provided in the installed seal cap is characterized in that a lubricant supply hole and a lubricant discharge hole are provided in the nut or the seal cap.
The screw device according to a second aspect of the present invention is the screw device according to the first aspect, wherein the pressure loss of the lubricant in the lubricant discharge hole is smaller than the pressure loss of the lubricant in the lubricant supply hole. Further, a flow path resistance between the lubricant supply hole and the lubricant supply hole is set.
請求項３記載の発明に係るねじ装置は、請求項１または２記載のねじ装置において、前記潤滑剤供給孔から前記ナット内に潤滑剤を補給する潤滑剤補給ユニットと、前記潤滑剤排出孔から排出された潤滑剤の鉄粉濃度を計測する鉄粉濃度計と、前記鉄粉濃度計で計測された鉄粉濃度に基づいて前記潤滑剤補給ユニットを制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。 The screw device according to a third aspect of the present invention is the screw device according to the first or second aspect, wherein the lubricant supply unit replenishes the nut into the nut from the lubricant supply hole, and the lubricant discharge hole. An iron powder concentration meter that measures the iron powder concentration of the discharged lubricant, and a control unit that controls the lubricant replenishment unit based on the iron powder concentration measured by the iron powder concentration meter. And
請求項４記載の発明に係るねじ装置は、請求項３記載のねじ装置において、前記制御手段が、前記鉄粉濃度計で計測された鉄粉濃度が予め設定された閾値を上回ったときに前記潤滑剤補給ユニットに潤滑剤補給開始信号を送出すると共にアラーム信号を出力することを特徴とする。
請求項５記載の発明に係るねじ装置は、請求項１または２記載のねじ装置において、前記潤滑剤供給孔から前記ナット内に潤滑剤を補給する潤滑剤補給ユニットと、前記潤滑剤排出孔から排出された潤滑剤の油分率を計測する油分率計と、前記油分率計で計測された油分率に基づいて前記潤滑剤補給ユニットを制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。
The screw device according to a fourth aspect of the present invention is the screw device according to the third aspect, wherein the control means is configured such that when the iron powder concentration measured by the iron powder concentration meter exceeds a preset threshold value. A lubricant supply start signal is sent to the lubricant supply unit and an alarm signal is output.
The screw device according to a fifth aspect of the present invention is the screw device according to the first or second aspect, wherein the lubricant supply unit replenishes the nut into the nut from the lubricant supply hole, and the lubricant discharge hole. An oil fraction meter that measures the oil fraction of the discharged lubricant and a control unit that controls the lubricant replenishment unit based on the oil fraction measured by the oil fraction meter are provided.
請求項６記載の発明に係るねじ装置は、請求項５載のねじ装置において、前記制御手段が、前記油分率計で計測された油分率が予め設定された閾値を下回ったときに前記潤滑剤補給ユニットに潤滑剤補給開始信号を送出すると共にアラーム信号を出力することを特徴とする。
請求項７記載の発明に係るねじ装置は、請求項３または５記載のねじ装置において、前記潤滑剤排出孔から排出された潤滑剤を濾過するフィルタ装置と、このフィルタ装置で濾過された潤滑剤を前記潤滑剤補給ユニットに供給する潤滑剤供給ラインとを具備したことを特徴とする。
A screw device according to a sixth aspect of the present invention is the screw device according to the fifth aspect, wherein the control means has the lubricant when the oil fraction measured by the oil fraction meter falls below a preset threshold value. A lubricant supply start signal is sent to the supply unit and an alarm signal is output.
A screw device according to a seventh aspect of the present invention is the screw device according to the third or fifth aspect, wherein the filter device filters the lubricant discharged from the lubricant discharge hole, and the lubricant filtered by the filter device. And a lubricant supply line for supplying the lubricant to the lubricant supply unit.
請求項８記載の発明に係るねじ装置は、請求項７記載のねじ装置において、前記フィルタ装置で濾過された潤滑剤の鉄粉濃度を計測する第２の鉄粉濃度計を具備したことを特徴とする。
請求項９記載の発明に係るねじ装置は、請求項８記載のねじ装置において、前記制御手段は、前記フィルタ装置を通過する後の潤滑剤の鉄粉濃度と前記フィルタ装置を通過した後の潤滑剤の鉄粉濃度との濃度差が予め設定された閾値を上回ったときにフィルタ交換信号を出力することを特徴とする。
The screw device according to an eighth aspect of the present invention is the screw device according to the seventh aspect, further comprising a second iron powder concentration meter for measuring the iron powder concentration of the lubricant filtered by the filter device. And
A screw device according to a ninth aspect of the present invention is the screw device according to the eighth aspect, wherein the control means includes the iron powder concentration of the lubricant after passing through the filter device and the lubrication after passing through the filter device. A filter replacement signal is output when the concentration difference between the agent and the iron powder concentration exceeds a preset threshold value.
請求項１０記載の発明に係るねじ装置は、請求項１または２記載のねじ装置において、前記潤滑剤供給孔から前記ナット内に潤滑剤を補給する潤滑剤補給ユニットと、前記潤滑剤排出孔に接続された潤滑剤吸引ユニットと、前記潤滑剤が封入される前記ナット内の圧力を検出する圧力センサと、該圧力センサから出力された信号に基づいて前記潤滑剤吸引ユニットを制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。 A screw device according to a tenth aspect of the present invention is the screw device according to the first or second aspect, wherein a lubricant supply unit for supplying a lubricant into the nut from the lubricant supply hole and a lubricant discharge hole are provided. A connected lubricant suction unit, a pressure sensor for detecting a pressure in the nut in which the lubricant is sealed, and a control means for controlling the lubricant suction unit based on a signal output from the pressure sensor; It is characterized by comprising.
請求項１１記載の発明に係るねじ装置は、請求項１０記載のねじ装置において、前記制御手段が、前記圧力センサで検出されたナット内圧力が予め設定された上限値を超えたときに吸引開始信号を前記潤滑剤吸引ユニットに出力し、前記圧力センサで検出されたナット内圧力が予め設定された下限値を下回ったときに吸引終了信号を前記潤滑剤吸引ユニットに出力するように構成されていることを特徴とする。
請求項１２記載の発明に係るねじ装置は、請求項１〜１０のいずれか一項記載のねじ装置において、前記潤滑剤のちょう度が０番〜０００番であることを特徴とする。
The screw device according to an eleventh aspect of the present invention is the screw device according to the tenth aspect, wherein the control means starts suction when the internal pressure of the nut detected by the pressure sensor exceeds a preset upper limit value. A signal is output to the lubricant suction unit, and a suction end signal is output to the lubricant suction unit when the internal pressure of the nut detected by the pressure sensor falls below a preset lower limit value. It is characterized by being.
A screw device according to a twelfth aspect of the present invention is the screw device according to any one of the first to tenth aspects, wherein the lubricant has a consistency of 0 to 000.
本発明に係るねじ装置によれば、ナットまたはシールキャップに潤滑剤供給孔と潤滑剤排出孔を設けたことにより、ナット内に供給された潤滑剤の鉄粉濃度や潤滑剤の油分率を検知することが可能となり、潤滑剤の鉄粉濃度が上昇して異常摩耗等が発生したり潤滑剤の油分率が低下して異常摩耗等が発生したりすることを抑制することができる。 According to the screw device according to the present invention, the lubricant supply hole and the lubricant discharge hole are provided in the nut or the seal cap, thereby detecting the iron powder concentration of the lubricant supplied into the nut and the oil content of the lubricant. It is possible to suppress the occurrence of abnormal wear or the like due to an increase in the iron powder concentration of the lubricant or the occurrence of abnormal wear or the like due to a decrease in the oil content of the lubricant.
以下、本発明に係るねじ装置を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るねじ装置の概略構成を示す図、図２は同実施形態に係るねじ装置の一部を示す図であり、第１の実施形態に係るねじ装置はナット１１及びねじ軸１２を備えている。
ナット１１は円筒状に形成されており、ナット１１内を挿通するねじ軸１２の外周面には、螺旋状の転動体転動溝１３がねじ軸１２の一端部から他端部に亘って形成されている。この転動体転動溝１３はナット１１の内周面に形成された転動体転動溝１４と対向しており、これら転動体転動溝１３，１４の間には、多数の転動体（図示せず）が組み込まれている。
Hereinafter, a screw device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a screw device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a part of the screw device according to the first embodiment, and the screw device according to the first embodiment. Includes a
The
第１の実施形態に係るねじ装置は、また、円筒状のシールキャップ１５をナット１１の両端部に有している。これらのシールキャップ１５は複数本の尖り螺子１６によってナット１１の両端部に装着されており、ナット１１の両端部には、尖り螺子１６と螺合する複数の螺孔１７がナット１１の径方向に沿って穿設されている。
シールキャップ１５は円環状のシール取付け面１５１を軸方向の一端に有しており、このシール取付け面１５１には、ねじ軸１２の外周面に形成された転動体転動溝１３のフランク（溝面）に接触してナット１１の内部（ねじ軸１２とナット１１との間の空間部）を密封する環状シール体１８が複数の螺子１９によって取り付けられている。
The screw device according to the first embodiment also has
The
図３はナット１１の軸方向断面図であり、同図に示されるように、ナット１１には、ナット１１の内部（ねじ軸１２とナット１１との間の空間部）に潤滑剤を供給するための潤滑剤供給孔２０ａ，２０ｂが穿設されている。
図４はシールキャップ１５の軸方向断面図であり、同図に示されるように、シールキャップ１５には、ナット１１の内部（ねじ軸１２とナット１１との間の空間部）に封入された潤滑剤をナット１１の外部に排出するための潤滑剤排出孔２１が穿設されている。
FIG. 3 is a sectional view in the axial direction of the
4 is an axial sectional view of the
潤滑剤排出孔２１は、潤滑剤排出孔２１での潤滑剤の圧力損失が潤滑剤供給孔２０ａ，２０ｂでの潤滑剤の圧力損失より小さくなるように、シールキャップ１５に設けられている。具体的には、潤滑剤排出孔２１は、ねじ軸中心線から法線方向に見て断面積の和が潤滑剤供給孔２０ａ，２０ｂの最小断面積の和より大きくなるように、シールキャップ１５に設けられている。したがって、潤滑剤排出孔２１の合計の流路抵抗は潤滑剤供給孔２０ａ，２０ｂの合計の流路抵抗より小さくなっている。
The
第１の実施形態に係るねじ装置は、また、ちょう度が０番〜０００番（好ましくは、０番〜００番）の潤滑剤（主にグリース）を潤滑剤供給孔２０ａ，２０ｂからナット１１内（環状シール体１８により密封されたねじ軸１２とナット１１との間の空間部）に補給する潤滑剤補給ユニット２３（図１参照）と、この潤滑剤補給ユニット２３を制御する制御手段としてのコントローラ２４と、このコントローラ２４からのアラーム信号により警報を発する警報装置２５とを備えている。さらに、第１の実施形態に係るねじ装置は潤滑剤排出孔２１から排出された潤滑剤の油分率を計測する油分率計２６を備えており、この油分率計２６から出力された信号は潤滑剤の油分率情報としてコントローラ２４に供給されるようになっている。さらにまた、第１の実施形態に係るねじ装置は潤滑剤排出孔２１から排出された潤滑剤の鉄粉濃度を計測する鉄粉濃度計２７を備えており、この鉄粉濃度計２７から出力された信号は潤滑剤の鉄粉濃度情報としてコントローラ２４に供給されるようになっている。
In the screw device according to the first embodiment, the lubricant (mainly grease) having a consistency of 0 to 000 (preferably, 0 to 00) is supplied from the
潤滑剤補給ユニット２３は潤滑剤補給ユニット２３の潤滑剤吐出ポンプから吐出される潤滑剤の吐出圧を検出する圧力センサを有しており、この圧力センサから出力された信号は、潤滑剤吐出ポンプの潤滑剤吐出口から潤滑剤が正常に吐出されたか否かを検知するために、コントローラ２４に供給されている。
コントローラ２４は図示を省略したが、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）等からなり、リードオンリーメモリには、油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率や鉄粉濃度計２７で計測された潤滑剤の鉄粉濃度から潤滑剤の劣化等を判定するためのデータが閾値として格納されている。
The
Although not shown, the
図５はコントローラ２４の制御シーケンスを示す図であり、以下、同図を参照して第１の実施形態に係るねじ装置の作用について説明する。
図５に示すステップＳ１においてねじ装置が作動すると、コントローラ２４はステップＳ２において油分率計２６から出力された信号を取り込み、油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率を予め設定された閾値と比較する。ここで、油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率が閾値（例えば５０％）を下回ると、コントローラ２４は潤滑剤が劣化したと判断し、ステップＳ３において潤滑剤補給開始信号を潤滑剤補給ユニット２３に送出するとともに、アラーム信号を警報装置２５に送出する。これにより、警報装置２５から警報が発せられるとともに、潤滑剤補給ユニット２３が作動し、潤滑剤補給ユニット２３からナット１１内に潤滑剤が補給される。
FIG. 5 is a diagram showing a control sequence of the
When the screw device operates in step S1 shown in FIG. 5, the
ステップＳ３においてコントローラ２４から潤滑剤補給開始信号とアラーム信号が送出されると、コントローラ２４はステップＳ６に進み、ねじ装置が作動停止状態であるか否かを判断する。ここで、ねじ装置が作動停止状態である場合は制御を終了し、ねじ装置が作動停止状態でない場合はステップＳ２に戻る。
ステップＳ２において油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率が閾値を下回っていない場合は、コントローラ２４はステップＳ４において鉄粉濃度計２７から出力された信号を取り込み、鉄粉濃度計２７で計測された潤滑剤の鉄粉濃度を予め設定された閾値と比較する。ここで、鉄粉濃度計２７で計測された潤滑剤の鉄粉濃度が閾値（例えば１．０質量％、望ましくは０．５質量％）を上回ると、コントローラ２４はステップＳ５において潤滑剤補給開始信号を潤滑剤補給ユニット２３に送出するとともに、アラーム信号を警報装置２５に送出する。これにより、警報装置２５から警報が発せられるとともに、潤滑剤補給ユニット２３が作動し、潤滑剤補給ユニット２３からナット１１内に潤滑剤が補給される。
When the lubricant replenishment start signal and the alarm signal are sent from the
When the oil content of the lubricant measured by the
ステップＳ５においてコントローラ２４から潤滑剤補給開始信号とアラーム信号が送出されると、コントローラ２４はステップＳ６に進み、ねじ装置が作動停止状態であるか否かを判断する。ここで、ねじ装置が作動停止状態である場合は制御を終了し、ねじ装置が作動停止状態でない場合はステップＳ２に戻る。
上述したように、第１の実施形態ではシールキャップ１５に潤滑剤排出孔２１を設けたことにより、潤滑剤の油分率や鉄粉濃度を検知することが可能となる。したがって、潤滑剤の劣化や潤滑剤に混入した鉄粉によって異常摩耗等が発生したりすることを防止することができる。
When the lubricant replenishment start signal and the alarm signal are sent from the
As described above, in the first embodiment, by providing the
また、油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率が予め設定された閾値を下回ると、コントローラ２４から潤滑剤補給ユニット２３に潤滑剤補給開始信号が送出され、潤滑剤補給ユニット２３からナット１１内に潤滑剤が補給される。したがって、ナット１１内に供給された潤滑剤の油分率が例えば５０％以下に低下して異常摩耗等が発生したりすることを抑制することができる。
Further, when the oil content of the lubricant measured by the
さらに、鉄粉濃度計２７で計測された潤滑剤の鉄粉濃度が予め設定された閾値を上回ると、コントローラ２４から潤滑剤補給ユニット２３に潤滑剤補給開始信号が送出され、潤滑剤補給ユニット２３からナット１１内に潤滑剤が補給される。したがって、ナット１１内に供給された潤滑剤の鉄粉濃度が上昇して異常摩耗等が発生したりすることを抑制することができる。
Further, when the iron powder concentration of the lubricant measured by the iron
次に、図６〜図８を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。
図６は本発明の第２の実施形態に係るねじ装置の概略構成を示す図、図７は同実施形態に係るねじ装置の一部を示す図であり、第２の実施形態に係るねじ装置はナット１１及びねじ軸１２を備えている。
ナット１１は円筒状に形成されており、ナット１１内を挿通するねじ軸１２の外周面には、螺旋状の転動体転動溝１３がねじ軸１２の一端部から他端部に亘って形成されている。この転動体転動溝１３はナット１１の内周面に形成された転動体転動溝１４と対向しており、これら転動体転動溝１３，１４の間には、多数の転動体（図示せず）が組み込まれている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a screw device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing a part of the screw device according to the embodiment, and the screw device according to the second embodiment. Includes a
The
第２の実施形態に係るねじ装置は、また、転動体転動溝１３の溝面に接触してナット１１の内部を密封する一対の環状シール体１８を有しており、これらの環状シール体１８はそれぞれ複数の螺子１９によりナット１１の両端面に取り付けられている。
図８はナット１１の軸方向断面図であり、同図に示されるように、ナット１１には、ナット１１の内部に潤滑剤を供給するための潤滑剤供給孔２０ａ，２０ｂが穿設されているとともに、潤滑剤をナット１１の外部に排出するための潤滑剤排出孔２１が穿設されている。
The screw device according to the second embodiment also has a pair of
FIG. 8 is an axial sectional view of the
第２の実施形態に係るねじ装置は、また、ちょう度が０番〜０００番（好ましくは、０番〜００番）の潤滑剤（主にグリース）を潤滑剤供給孔２０ａ，２０ｂからナット１１内に補給する潤滑剤補給ユニット２３（図６参照）と、潤滑剤補給ユニット２３を制御する制御手段としてのコントローラ２８と、コントローラ２８からの潤滑剤交換信号により潤滑剤の交換を促す警報を発する警報装置２５とを備えている。さらに、第２の実施形態に係るねじ装置は潤滑剤排出孔２１から排出された潤滑剤の油分率を計測する油分率計２６を備えており、この油分率計２６から出力された信号は潤滑剤の油分率情報としてコントローラ２８に供給されるようになっている。さらにまた、第２の実施形態に係るねじ装置は潤滑剤排出孔２１から排出された潤滑剤の鉄粉濃度を計測する鉄粉濃度計２７を備えており、この鉄粉濃度計２７から出力された信号は潤滑剤の鉄粉濃度情報としてコントローラ２８に供給されるようになっている。
In the screw device according to the second embodiment, a lubricant (mainly grease) having a consistency of No. 0 to No. 000 (preferably No. 0 to 00) is supplied from the
第２の実施形態に係るねじ装置は、また、油分率計２６及び鉄粉濃度計２７から排出された潤滑剤を濾過するフィルタ装置２９と、フィルタ装置２９で濾過された潤滑剤を潤滑剤補給ユニット２３に供給する潤滑剤供給ライン３０と、コントローラ２８からのフィルタ交換信号によりフィルタの交換を促す警報を発する警報装置３１とを備えており、潤滑剤供給ライン３０には、フィルタ装置２９で濾過された潤滑剤の鉄粉濃度を計測する鉄粉濃度計３２が設けられている。
The screw device according to the second embodiment also includes a
潤滑剤補給ユニット２３は潤滑剤補給ユニット２３の潤滑剤吐出ポンプから吐出される潤滑剤の吐出圧を検出する圧力センサを有しており、この圧力センサから出力された信号は、潤滑剤吐出ポンプの潤滑剤吐出口から潤滑剤が正常に吐出されたか否かを検知するために、コントローラ２８に供給されている。
コントローラ２８は図示を省略したが、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）等からなり、リードオンリーメモリには、油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率や鉄粉濃度計２７で計測された潤滑剤の鉄粉濃度から潤滑剤の劣化等を判定するためのデータが閾値として格納されている。
The
Although not shown, the
図９はコントローラ２８の制御シーケンスを示す図であり、以下、同図を参照して第２の実施形態に係るねじ装置の作用について説明する。
図９に示すステップＳ１においてねじ装置が作動すると、コントローラ２８はステップＳ２において油分率計２６から出力された信号を取り込み、油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率を予め設定された閾値と比較する。ここで、油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率が例えば８０％以下の場合はステップＳ３に進み、油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率が例えば５０％以下であるか否かを判定する。
FIG. 9 is a diagram showing a control sequence of the
When the screw device is activated in step S1 shown in FIG. 9, the
ステップＳ３において油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率が５０％以下でない場合は、コントローラ２８から潤滑剤補給ユニット２３に補給量増加信号が出力される（ステップＳ４）。これにより、潤滑剤補給ユニット２３からナット１１内に補給される潤滑剤の供給量が増加する。
また、ステップＳ３において油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率が５０％以上である場合は、コントローラ２８から警報装置２５に潤滑剤交換信号が出力される（ステップＳ５）。これにより、潤滑剤の交換を促す警報が警報装置２５から発せられる。
When the oil content of the lubricant measured by the
In addition, when the oil content of the lubricant measured by the
なお、ステップＳ５においてコントローラ２８から潤滑剤補給ユニット２３に補給量増加信号が出力されると、コントローラ２８はステップＳ１１においてねじ装置が作動停止状態であるか否かを判定し、ここでねじ装置が作動停止状態にない場合はステップＳ２に戻り、油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率を予め設定された閾値と比較する。また、ステップＳ１１においてねじ装置が作動停止状態にある場合は、コントローラ２８は潤滑剤補給ユニット２３に対する制御を終了する。
When a replenishment amount increase signal is output from the
ステップＳ２において油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率が８０％以下でない場合は、コントローラ２８はステップＳ６において鉄粉濃度計２７から出力された信号を取り込み、鉄粉濃度計２７で計測された潤滑剤の鉄粉濃度を予め設定された閾値と比較する。ここで、鉄粉濃度計２７で計測された潤滑剤の鉄粉濃度が例えば１．０質量％以上である場合は、コントローラ２８から潤滑剤補給ユニット２３に補給量増加信号が出力され（ステップＳ７）、これにより、潤滑剤補給ユニット２３からナット１１内に補給される潤滑剤の供給量が増加する。
When the oil content of the lubricant measured by the
なお、ステップＳ７においてコントローラ２８から潤滑剤補給ユニット２３に補給量増加信号が出力されると、コントローラ２８はステップＳ１１においてねじ装置が作動停止状態であるか否かを判定し、ここでねじ装置が作動停止状態にない場合はステップＳ２に戻り、油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率を予め設定された閾値と比較する。また、ステップＳ１１においてねじ装置が作動停止状態にある場合は、コントローラ２８は潤滑剤補給ユニット２３に対する制御を終了する。
When a replenishment amount increase signal is output from the
ステップＳ７において鉄粉濃度計２７で計測された潤滑剤の鉄粉濃度が例えば１．０質量％以上でない場合は、コントローラ２８はステップＳ８において鉄粉濃度計３２から出力された信号を取り込む。そして、鉄粉濃度計２７及び鉄粉濃度計３２で計測された潤滑剤の鉄粉濃度差を算出し、算出した鉄粉濃度差を予め設定した閾値と比較する（ステップＳ９）。ここで、鉄粉濃度計２７及び鉄粉濃度計３２で計測された潤滑剤の鉄粉濃度差が閾値（例えば０．５質量％）を上回る場合は、コントローラ２８から警報装置３１にフィルタ交換信号が出力され（ステップＳ１０）。これにより、フィルタの交換を促す警報が警報装置３１から発せられる。
When the iron powder concentration of the lubricant measured by the iron
なお、ステップＳ１０においてコントローラ２８から警報装置３１にフィルタ交換信号が出力されると、コントローラ２８はステップＳ１１においてねじ装置が作動停止状態であるか否かを判定し、ここでねじ装置が作動停止状態にない場合はステップＳ２に戻り、油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率を予め設定された閾値と比較する。また、ステップＳ１１においてねじ装置が作動停止状態にある場合は、コントローラ２８は潤滑剤補給ユニット２３に対する制御を終了する。
When a filter replacement signal is output from the
上述したように、第２の実施形態ではナット１１に潤滑剤排出孔２１を設けたことにより、潤滑剤の油分率や鉄粉濃度を検知することが可能となる。したがって、潤滑剤の劣化や潤滑剤に混入した鉄粉によって異常摩耗等が発生したりすることを防止することができる。
また、油分率計２６で計測された潤滑剤の油分率が予め設定された閾値を下回ると、コントローラ２８から潤滑剤補給ユニット２３に補給量増加信号が送出され、潤滑剤補給ユニット２３からナット１１内に供給される潤滑剤の供給量が増加する。したがって、ナット１１内に供給された潤滑剤の油分率が例えば８０％以下に低下して異常摩耗等が発生したりすることを抑制することができる。
As described above, in the second embodiment, by providing the
Further, when the oil content of the lubricant measured by the
さらに、鉄粉濃度計２７で計測された潤滑剤の鉄粉濃度が予め設定された閾値を上回ると、コントローラ２８から潤滑剤補給ユニット２３に補給量増加信号が送出され、潤滑剤補給ユニット２３からナット１１内に供給される潤滑剤の供給量が増加する。したがって、ナット１１内に供給された潤滑剤の鉄粉濃度が上昇して異常摩耗等が発生したりすることを抑制することができる。
Further, when the iron powder concentration of the lubricant measured by the iron
また、鉄粉濃度計２７で計測された潤滑剤の鉄粉濃度と鉄粉濃度計３２で計測された潤滑剤の鉄粉濃度との偏差が予め設定された閾値を下回ると、コントローラ２８から警報装置３１にフィルタ交換信号が出力される。これにより、フィルタの交換を促す警報が警報装置３１から発せられるため、鉄粉濃度の高い潤滑剤がフィルタ装置２９から潤滑剤補給ユニット２３に供給されることを抑制することができる。
When the deviation between the iron powder concentration of the lubricant measured by the iron
次に、図１０〜図１２を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。なお、図１〜図９に示したものと同一の部分には同一符号を付し、その部分の詳細な説明は割愛する。
図１０は本発明の第３の実施形態に係るねじ装置の概略構成を示す図、図１１は本発明の第３の実施形態に係るねじ装置の一部を示す断面図であり、図１０に示されるように、第３の実施形態に係るねじ装置はナット１１、ねじ軸１２、潤滑剤補給ユニット２３、油分率計２６、鉄粉濃度計２７、警報装置２５，３１を備えており、潤滑剤補給ユニット２３はナット１１に形成された潤滑剤供給孔２０（図１１参照）に接続されている。また、第３の実施形態に係るねじ装置はシールキャップ１５の潤滑剤排出孔２１（図１１参照）に接続された潤滑剤吸引ユニット４１と、潤滑剤が封入されたナット１１内（環状シール体１８により密封されたねじ軸１２とナット１１との間の空間部）の圧力を検出する圧力センサ４２（図１１参照）とを備えており、圧力センサ４２から出力された信号は、潤滑剤吸引ユニット４１を制御する制御手段としてのコントローラ４３に供給されるようになっている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as what was shown in FIGS. 1-9, and the detailed description of the part is omitted.
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a screw device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a sectional view showing a part of the screw device according to the third embodiment of the present invention. As shown, the screw device according to the third embodiment includes a
図１２はコントローラ４３の潤滑剤吸引時における制御シーケンスを示す図であり、同図に示されるように、コントローラ４３はステップＳ１において圧力センサ４２で検出されたナット内の圧力が予め設定された上限値を超えると、潤滑剤補給ユニット２３からナット１１内に供給された潤滑剤の封入量が多過ぎると判断し、潤滑剤吸引ユニット４１に吸引開始信号を出力する（ステップＳ２）。そして、コントローラ４３から吸引開始信号が出力されると、潤滑剤吸引ユニット４１が作動することによって、ナット１１内に供給された潤滑剤が潤滑剤吸引ユニット４１によってナット１１の外部に吸引される。
FIG. 12 is a diagram showing a control sequence when the
潤滑剤吸引ユニット４１が作動すると、コントローラ４３は圧力センサ４２から出力された信号を取り込み、圧力センサ４２で検出されたナット内圧力と予め設定された下限値とを比較する（ステップＳ３）。ここで、圧力センサ４２で検出されたナット内圧力が下限値に達すると、コントローラ４３は潤滑剤が供給されたナット１１内の圧力が適正圧になったと判断し、潤滑剤吸引ユニット４１に吸引終了信号を出力する（ステップＳ４）。そして、コントローラ４３から吸引終了信号が出力されると、潤滑剤吸引ユニット４１の作動が停止する。
When the
上述した第３の実施形態では、潤滑剤が供給されたナット１１内の圧力が予め設定された上限値を超えると潤滑剤吸引ユニット４１が作動し、潤滑剤吸引ユニット４１の作動後にナット１１内の圧力が予め設定された下限値に達すると潤滑剤吸引ユニット４１の作動が停止するので、劣化した潤滑剤をナット１１の内部から自動的に排出することができる。
In the third embodiment described above, the
上述した第３の実施形態では、圧力センサ４２で検出されたナット内圧力が予め設定された上限値を超えたときに潤滑剤吸引ユニット４１を作動させるようにしたが、これに限定されるものではない。たとえば、潤滑剤吸引ユニット４１を手動で作動させるようにしてもよいし、あるいは任意の設定時間となったときにコントローラ４３から潤滑剤吸引ユニット４１に吸引開始信号を出力するようにしてもよい。
In the third embodiment described above, the
また、ボールねじの作動中はボールの循環によってナット内圧力が変動し、圧力センサ４２から出力される信号が不安定になることも考えられるため、潤滑剤の補給時や吸引時にボールねじ駆動モータからの信号を受けてボールねじの作動中は潤滑剤の吸引を停止するようにしてもよいし、あるいは潤滑剤の交換動作中のみ潤滑剤の吸引を許可するようにしてもよい。
Further, during operation of the ball screw, the ball internal pressure fluctuates due to the circulation of the ball, and the signal output from the
「ちょう度」が、２、１、０、００、および０００である各潤滑剤（極圧添加剤として有機モリブデン固体潤滑剤を含有するグリースであって、基油の４０℃における動粘度が１７０ｍｍ２／ｓ）を用いて、第２の実施形態のねじ装置の「潤滑剤排出孔からの潤滑剤の排出し易さ」、「鉄粉濃度および油分率の測定し易さ」、および「長期運転時の配管詰まりなどの異常発生の有無」を調査した。ボールねじとしては、軸の直径が６３ｍｍ、リードが１６ｍｍ、ボールの直径が１２．７ｍｍ、回路数が３．５巻×３列のものを使用した。このボールねじに、皿バネを用いてストローク２００ｍｍで最大２０ｔｏｎＦの荷重をかけて調査を行った。
その結果を下記の表１に示す。結果は「×：特に悪い」、「△：悪い」、「○：良い」、「◎：特に良い」の４段階で示す。
Respective lubricants having a “consistency” of 2, 1, 0, 00, and 000 (grease containing an organic molybdenum solid lubricant as an extreme pressure additive, and the kinematic viscosity of the base oil at 40 ° C. is 170 mm 2 / s), “ease of draining lubricant from the lubricant discharge hole”, “ease of measuring iron powder concentration and oil content”, and “long term” of the screw device of the second embodiment We investigated whether there were any abnormalities such as clogged piping during operation. A ball screw having a shaft diameter of 63 mm, a lead of 16 mm, a ball diameter of 12.7 mm, and a circuit number of 3.5 turns × 3 rows was used. The ball screw was examined by applying a load of 20 ton F at a stroke of 200 mm using a disc spring.
The results are shown in Table 1 below. The results are shown in four stages: “×: particularly bad”, “Δ: bad”, “◯: good”, “◎: particularly good”.
その結果、「ちょう度」が２と１のグリースは硬くて流れ難いため、第２の実施形態のねじ装置には適していないことが分かった。また、「ちょう度」が０００のグリースは長期使用時に油と増ちょう剤が分離し、流れ性が若干低下して、送り時の圧力が若干上昇したが、異常が発生するほどではなく、実用に耐えた。
次に、「ちょう度」が、２、１、０、００、および０００である各潤滑剤（極圧添加剤として硫化モリブデン固体潤滑剤を含有するグリースであって、基油の４０℃における動粘度が１７０ｍｍ２／ｓ）を用いて、前記と同様の調査を行った。その結果を下記の表２に示す。結果は「×：特に悪い」、「△：悪い」、「○：良い」、「◎：特に良い」の４段階で示す。
As a result, it was found that greases having “consistency” of 2 and 1 are hard and difficult to flow, and thus are not suitable for the screw device of the second embodiment. In addition, grease with a “Thickness” of 000 separates the oil and the thickener during long-term use, the flowability is slightly reduced, and the pressure during feeding is slightly increased. Endured.
Next, each lubricant having a “consistency” of 2, 1, 0, 00, and 000 (grease containing molybdenum sulfide solid lubricant as an extreme pressure additive, The same investigation as described above was performed using a viscosity of 170 mm 2 / s). The results are shown in Table 2 below. The results are shown in four stages: “×: particularly bad”, “Δ: bad”, “◯: good”, “◎: particularly good”.
その結果、「ちょう度」に関わらず、長期運転時に配管詰まりが生じた。すなわち、極圧添加剤として硫化モリブデン固体潤滑剤を含有するグリースは、第２の実施形態のねじ装置には適していないことが分かった。
次に、「ちょう度」が、２、１、０、００、および０００である各潤滑剤（極圧添加剤として有機モリブデン固体潤滑剤を含有するグリースであって、基油の４０℃における動粘度が１８０ｍｍ２／ｓ）を用いて、前記と同様の調査を行った。その結果を下記の表３に示す。結果は「×：特に悪い」、「△：悪い」、「○：良い」、「◎：特に良い」の４段階で示す。
As a result, pipe clogging occurred during long-term operation regardless of the “consistency”. That is, it was found that grease containing molybdenum sulfide solid lubricant as an extreme pressure additive is not suitable for the screw device of the second embodiment.
Next, each of the lubricants having a “consistency” of 2, 1, 0, 00, and 000 (grease containing an organic molybdenum solid lubricant as an extreme pressure additive, The same investigation as described above was performed using a viscosity of 180 mm 2 / s). The results are shown in Table 3 below. The results are shown in four stages: “×: particularly bad”, “Δ: bad”, “◯: good”, “◎: particularly good”.
その結果、「ちょう度」に関わらず、いずれの性能も不良であった。すなわち、基油の４０℃における動粘度が１８０ｍｍ２／ｓであるグリースは、第２の実施形態のねじ装置には適していないことが分かった。
これらの結果から、第２の実施形態のねじ装置に軸方向力として比較的大きな負荷が作用する場合に使用するグリースとしては、ちょう度が０〜０００番で、基油の４０℃における動粘度が１７０ｍｍ２／ｓ以下で、極圧添加剤として硫化モリブデン固体潤滑剤ではなく有機モリブデン固体潤滑剤を含有するものが適していることが分かる。なお、基油の４０℃における動粘度が１００ｍｍ２／ｓ未満であると、必要な潤滑性能が得られなくなる。よって、基油の４０℃における動粘度が１００ｍｍ２／ｓ以上１７０ｍｍ２／ｓ以下のグリースを使用することが好ましい。
したがって、このグリースを使用することにより、高負荷が作用する条件下でも、長期に亙って、第２の実施形態のねじ装置を用いたグリースの異常検出を確実に行うことができる。
なお、上記実施例では、第２の実施形態のねじ装置の場合について例示したが、他の実施形態のねじ装置の場合でも同様の結果が得られる。
As a result, regardless of the “consistency”, all the performances were poor. That is, it was found that grease having a kinematic viscosity at 40 ° C. of the base oil of 180 mm 2 / s is not suitable for the screw device of the second embodiment.
From these results, the grease used when a relatively large load acts as an axial force on the screw device of the second embodiment has a consistency of 0 to 000 and the kinematic viscosity of the base oil at 40 ° C. Is 170 mm 2 / s or less, and it is understood that an extreme pressure additive containing an organic molybdenum solid lubricant instead of a molybdenum sulfide solid lubricant is suitable. If the base oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of less than 100 mm 2 / s, the required lubricating performance cannot be obtained. Therefore, it is preferable to use a grease whose base oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 100 mm 2 / s to 170 mm 2 / s.
Therefore, by using this grease, it is possible to reliably detect abnormality of the grease using the screw device of the second embodiment over a long period of time even under a condition where a high load acts.
In addition, in the said Example, although illustrated about the case of the screw device of 2nd Embodiment, the same result is obtained also in the case of the screw device of other embodiment.
１１ ナット
１２ ねじ軸
１３，１４ 転動体転動溝
１５ シールキャップ
１８ 環状シール体
２０ａ，２０ｂ 潤滑剤供給孔
２１ 潤滑剤排出孔
２３ 潤滑剤補給ユニット
２４，２８，４３ コントローラ
２５，３１ 警報装置
２６ 油分率計
２７，３２ 鉄粉濃度計
２９ フィルタ装置
４１ 潤滑剤吸引ユニット
４２ 圧力センサ
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記ナットまたは前記シールキャップに潤滑剤供給孔と潤滑剤排出孔を設けたことを特徴とするねじ装置。 In a screw device provided with a seal cap attached to both ends of a nut or an annular seal body that seals the inside of the nut by contacting a thread groove of a screw shaft that is inserted through the nut,
A screw device characterized in that a lubricant supply hole and a lubricant discharge hole are provided in the nut or the seal cap.
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