JP2015113979A - 潤滑構造を備えたボールスプライン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑構造を備えたボールスプライン装置を提供する。
【解決手段】スプライン軸１と移動体２と保持器を含み、スプライン軸１は一方向に延伸された長条状構造で、この延伸方向が軸方向Ｘであると定義し、スプライン軸１の表面には複数本の転動溝１１が設けられ、移動体２には貫通孔２１が設けられ、貫通孔２１の内縁面には前記転動溝１１と対応する転動溝２１１が設けられ、転動溝１１と転動溝２１１は負荷経路を構成し、移動体２の外縁面には貫通孔２１と連通する油孔２２が設けられ、保持器はスプライン軸１と移動体２間に設けられ、複数の保持経路を有し、保持経路と負荷経路は循環経路を構成し、二つの保持経路間には軸方向油経路Ａと、前記保持経路と軸方向油経路Ａを連接する横方向油経路が設けられ、軸方向油経路と横方向油経路と貫通孔の内縁面は潤滑油流れ通路を構成し、潤滑油流れ通路は油孔と連通し、転動体５は循環通路に設けられる。
【選択図】図４

Description

本発明はリニア伝動装置に係り、特に潤滑構造を備えたボールスプライン装置に関する。

潤滑はリニア伝動装置にとって非常に重要である。これは転動体のスムーズな転がりを高めるのみならず、温度上昇による熱変位も回避し、さらにリニア伝動装置の使用寿命を延長することができるからである。このため、ユーザーはリニア伝動装置の潤滑構造設計を非常に重視している。異なる分野の使用目的に応じるためには、メーカーが汎用性の高い潤滑構造を設計しなければならない。図９は公知のボールスプライン装置の潤滑構造を示すものであり、ボールスプラインの移動体２上に油孔２２を設け、油孔２２は保持器３の横方向油経路３１と連通し、しかも潤滑油が油孔２２へ進入した後、横方向油経路３１を経て両側の循環経路３２に流入することで転動体１を潤滑するようになっている。

しかし、上述した従来のボールスプライン装置の潤滑構造では、保持器３の横方向油経路３１の位置が固定されているため、ユーザーが使用する設備の油注入位置が油孔及び横方向油経路の位置と合わせることができないとき、保持器の横方向油経路の位置を設備の油注入位置に合わせるように移動しなければならない。即ち、保持器を再び取り出して取り付けることが必要となる。因って、設計と製造のコストが嵩むのみならず、且つ保持器の横方向油経路の規格を多く備えるために物品管理のコストも高くなり、故にボールスプライン装置の製造利率を大幅に低下させる恐れがある。よって、廉価なボールスプライン装置を提供するためには、さらなる改善が必要となる。

なし

本発明は前記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、汎用性が高く、異なる分野のユーザーが使用する設備の潤滑油注入口に対応できる潤滑構造を備えたボールスプライン装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、潤滑構造を備えたボールスプライン装置であって、スプライン軸と、移動体と、保持器と、複数の転動体とを含み、前記スプライン軸は、一方向に延伸された長条状構造で、この延伸方向が軸方向であると定義し、このスプライン軸の表面には複数本の軸方向に沿って設置された転動溝が設けられ、前記移動体には、スプライン軸を貫通させる貫通孔が設けられ、前記貫通孔の内縁面には前記転動溝と対応する別の転動溝が設けられ、前記転動溝と前記別の転動溝は一つの負荷経路を構成し、前記移動体の外縁面には、前記貫通孔と連通する複数個の油孔が設けられ、前記保持器は、前記スプライン軸と前記移動体の間に設けられるとともに、複数の保持経路を有し、前記保持経路と前記負荷経路は一つの循環経路を構成し、二つの前記保持経路間には軸方向に沿って軸方向油経路と、二つの前記保持経路と前記軸方向油経路を連接する横方向油経路がそれぞれ設けられ、前記軸方向油経路と前記横方向油経路と前記貫通孔の内縁面は一つの潤滑油流れ通路を構成し、前記潤滑油流れ通路は前記油孔と連通し、前記転動体は前記循環通路に設けられることを特徴とする。

ここでは、前記軸方向油経路の長さが前記保持器の長さの４０％〜９７％であることが好ましい。

ここでは、前記軸方向油経路の円周角が２度〜３０度であることが好ましい。

本発明は、前記軸方向油経路と前記横方向油経路を組み合わせることにより、移動体の油孔の位置を自由に変化することができる。例えば、移動体の中央部又は両端部付近に油孔を設置すると、ユーザーの使用する設備の潤滑油注入口に合わせることができるので、保持器を再び取り出して取付けるか、又は再製造することを避けることができる。よって、ボールスプライン装置の潤滑構造の汎用性を広げることができる。
なお、移動体の油孔が刃具で加工成型されるので、ユーザーの需要に応じて製造できるが、保持器がプラスチック射出成型で製造されるので、その油経路構造を自由自在に変更することができない。

本発明の潤滑構造を備えたボールスプライン装置の全体分解図である。 本発明の潤滑構造を備えたボールスプライン装置のアセンブリ図である。 本発明の潤滑構造を備えたボールスプライン装置の軸方向断面図（その１）である。 本発明の潤滑構造を備えたボールスプライン装置の軸方向断面図（その２）である。 図４のＡ−Ａの断面図である。 図４のＢ−Ｂの断面図である。 図４のＣ−Ｃの断面図である。 本発明の潤滑構造を備えたボールスプライン装置のアセンブリ図である。 公知技術の潤滑構造を備えたボールスプライン装置のアセンブリ図である。

本発明の特徴および技術内容のよりよい理解のために、本発明の実施方式の説明及び図面を参照していただきたい。ただし、この実施方式及び図面は説明及び参考用のものであり、これらにより本発明に対するいかなる制限も加えられるものではない。

図１から図８に示している本発明の好適な実施例を参照して、本発明は一種の潤滑構造を備えたボールスプライン装置であり、スプライン軸１、移動体２、保持器、複数の転動体５を含む。

スプライン軸１は、一方向に延伸した長条状構造で、この延伸方向を軸方向Ｘであると定義し、このスプライン軸１の表面に複数本の軸方向Ｘに沿って設置されたボール転動溝１１が設けられる。

移動体２には、スプライン軸１を貫通させる貫通孔２１が設けられ、前記貫通孔２１の内縁面２１３には前記転動溝１１と対応する別の転動溝２１１が設けられ、前記転動溝１１と前記別の転動溝２１１は一つの負荷経路を構成し、前記移動体２の外縁面には、前記貫通孔２１と連通する複数個の油孔２２が設けられる。

保持器は、前記スプライン軸１と前記移動体２の間に設けられるとともに、複数の保持経路９０を有し、一つの前記保持経路９０と前記負荷経路は一つの循環経路を構成し、二つの前記保持経路９０の間には軸方向Ｘに沿って軸方向油経路Ａと、二つの前記保持経路９０と軸方向油経路Ａを連接する横方向油経路３２がそれぞれ設けられ、前記軸方向油経路Ａと前記横方向油経路３２と前記貫通孔２１の内縁面２１３は一つの潤滑油流れ通路１００を構成し、前記潤滑油流れ通路１００は前記油孔２２と連通する。

本実施例では、前記保持器が第１部材３と第２部材４とからなり、第１部材３の長さが第２部材４の長さより長くなる。第１部材３には、複数の第１保持経路３３と、二つの第１保持経路３３の間を介在する第1軸方向油経路３１が設けられる。前記横方向油経路３２は、前記第１部材３に設けられる。第２部材４には、複数の第２保持経路４１と、二つの第２保持経路４１の間を介在する第２軸方向油経路４２が設けられる。第１保持経路３３は、断面がＵ字型を呈し、第２保持経路４１は、断面が半円形を呈する。しかも第１保持経路３３と第２保持経路４１は保持経路９０を構成し、第1軸方向油経路３１と第２軸方向油経路４２は軸方向油経路Ａを構成する。さらに、保持器を貫通孔２１に取り付けた後、固定部材６を介して前記保持器の両端を移動体２に設置された凹溝２１２に嵌設する。これにより、貫通孔２１に保持器を固定する。また、前記転動体５は前記循環通路に設置される。

さらに、図４と図５に示すように、循環構造の汎用性を高めるためには、軸方向油経路Ａの最適な長さＬが保持器の長さＨ（又は総長さ）の４０〜９７％とする。これにより、機械、半導体、自動化機器及び木工機械のニーズに合致するとともに、ボールスプライン装置の汎用性を高め、その製造コストを大幅に低減することができる。その他、軸方向油経路Ａの設置を増設するため、保持器の全体剛性への影響を避ける必要があり、寸法・構造の最適化の数値解析・分析を行い、さらに実測テストを実施したところ、軸方向油経路Ａの寸法の最適値又は限界値を求めることができた。軸方向油経路Ａが保持器の構造に及ぼす最大の影響としては、保持経路間の厚さ設定が挙げられるため、本発明では、軸方向油経路Ａの広さ又は幅が円周角（又は中心角）方式により算定される。図５に示すように、規格の異なる保持器に適するためには、軸方向油経路の両側端点と保持器の円心となす円周角（又は中心角）Ｑは最適として２度〜３０度が好ましい。本実施例では、保持器の外径が２８ｍｍである場合、軸方向油経路の円周角が５．２度となる。これにより、保持器の好適な剛性を得ることができる。

その他、図８に示すように、移動体２の外縁面には、環状油溝２３が設けられ、環状油溝２３は複数個の油孔２２と連通する。これにより、ユーザーの使用設備にこのような環状油溝を加工する必要がなくなる。例えば、図２に示すように、移動体２の外縁面には、環状油溝２３がないため、ユーザーの使用設備に環状油溝（図示せず）を加工しなければならない。この環状油溝に潤滑油を注入することによって、これを介してそれぞれの油孔に流入するので、潤滑構造の簡素化を図ることができる。

＜本発明＞
１：スプライン軸又は長軸
１１：転動溝
２：移動体
２１：貫通孔
２１１：転動溝
２１２：凹溝
２１３：内縁面
２２：油孔
２３：環状油溝
３：第１部材
３１：第1軸方向油経路
３２：横方向油経路
Ａ：軸方向油経路
３３：第１保持経路
４：第２部材
４１：第２保持経路
４２：第２軸方向油経路
９０：保持経路
１００：潤滑油流れ通路
５：転動体
６：固定部材
Ｘ：軸方向
Ｌ：長さ
Ｈ：長さ
Ｑ：円周角又は中心角
＜従来技術＞
１：転動溝
２：移動体
２２：油孔
３:保持器
３１：横方向油経路
３２：循環経路

Claims (3)

1. 潤滑構造を備えたボールスプライン装置であって、
   スプライン軸と、移動体と、保持器と、複数の転動体とを含み、
   前記スプライン軸は、一方向に延伸された長条状構造で、この延伸方向が軸方向であると定義し、このスプライン軸の表面には複数本の軸方向に沿って設置された転動溝が設けられ、
   前記移動体には、スプライン軸を貫通させる貫通孔が設けられ、前記貫通孔の内縁面には前記転動溝と対応する別の転動溝が設けられ、前記転動溝と前記別の転動溝は一つの負荷経路を構成し、前記移動体の外縁面には、前記貫通孔と連通する複数個の油孔が設けられ、
   前記保持器は、前記スプライン軸と前記移動体の間に設けられるとともに、複数の保持経路を有し、前記保持経路と前記負荷経路は一つの循環経路を構成し、二つの前記保持経路間には軸方向に沿って設置された軸方向油経路と、二つの前記保持経路と前記軸方向油経路を連接する横方向油経路がそれぞれ設けられ、前記軸方向油経路と前記横方向油経路と前記貫通孔の内縁面は一つの潤滑油流れ通路を構成し、前記潤滑油流れ通路は前記油孔と連通し、
   前記転動体は前記循環通路に設けられることを特徴とする、潤滑構造を備えたボールスプライン装置。
2. 前記軸方向油経路は、長さが前記保持器の長さの４０％〜９７％であることを特徴とする、請求項１に記載の潤滑構造を備えたボールスプライン装置。
3. 前記軸方向油経路は、円周角が２度〜３０度であることを特徴とする、請求項１に記載の潤滑構造を備えたボールスプライン装置。