JP2016109188A - 直動装置及びボールねじ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置前の防錆油の処理にかかる時間と労力を軽減して、生産効率の向上を図るボールねじ装置及びボールねじの防錆方法を提供する。【解決手段】直動装置１の出荷時に、第１の部材２と第２の部材４との間に防錆用グリースが充填されており、シール部材６は、自動給油方式によって供給される潤滑用グリースが、防錆用グリースをシール部材６と第２の部材４との間を通して第１の部材２の外へ押し出すことを許すように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造装置、圧縮成形機、射出成形機、あるいは一般搬送装置等に使用されるボールねじ装置、リニアガイド装置などの直動装置に関する。

直動装置とは、第１の部材と、第２の部材と、第１の部材と第２の部材との間に介在し、第２の部材を第１の部材とを低摩擦で相対移動可能にする転動体とを備えた装置をいう。直動装置としては、例えば、ボールねじ装置、リニアガイド装置がある。

近年、直動装置においては、機械的にグリースを供給する自動給油方式が採用されることが多くなってきている。自動給油方式を採用すると、グリースの潤滑状態が常に良好になり、作業の手間が少なくて作業効率も良くなる。このように、生産現場においては、生産の無駄な作業時間を少しでも削減して、生産効率を上げる取り組みが行なわれている。

ところで、特許文献１には、４０℃において、８〜１８０ｍｍ２/Sの動粘度を有する鉱油及び合成炭化水素から選ばれた少なくとも１種の基油７０〜８０重量％と、Ｃ１２〜Ｃ２４の高級ヒドロキシ脂肪酸のリチウム塩及びＣ１２〜Ｃ２４の高級脂肪酸のリチウム塩から成る増ちょう剤２０〜３０重量％とを含有する潤滑用グリースを封入したボールねじ装置が開示されている。

また、この特許文献１では、動的環境下における潤滑性能については、不混和ちょう度を１９０〜２５０(２５℃)の範囲内とすることが望ましく、不混和ちょう度が１９０未満では硬すぎて回転トルクが大きくなり、２５０を越えると軟らか過ぎて発塵量が多くなると開示されているが、使用前の防錆時等の静的環境下におけるグリース性能については検討がなされていない。

特開平８−２７０７４７号公報

例えば、ボールねじ装置は、顧客に納品するまでの一定期間に錆が発生しないよう、外表面に防錆油が塗布され、ナットの中には、防錆用油が充填されている。この防錆油は、塗布するだけで外気を遮断することができるため、処置が簡単で作業性が良いというメリットがある。

しかしながら、防錆油が塗布・充填された状態のボールねじ装置が納品されると、作業員が白灯油等を用いて防錆油を洗浄し、その後、潤滑用のグリース(以後、潤滑用グリー
スと言う)を充填して使用しなければならない。したがって、これらの作業に時間と労力
がかかり、上述の生産効率を上げる取り組みを阻害するという問題がある。特に、ナットの中の防錆油を洗い流すのは難しく、ボールねじに傷が付かないように丁寧に取り扱わなければならないため、時間と労力を要する。

また、リニアガイド装置などの他の直動装置においても、ボールねじ装置と同様に装置設置前の防錆油の処理に時間と労力を要するといった問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、装置設置前の防錆油の処理にかかる時間と労力を軽減して、生産効率の向上を図る直動装置及びボールねじ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、第１の部材と、
前記第１の部材上に相対移動可能に取付けられた第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材の間に介在した転動体と、
前記第２の部材の両端部に取付けられ、前記第１の部材との隙間を覆うシール部材と、を備え、
自動給油方式によって潤滑用グリースが供給される直動装置において、
前記直動装置の出荷時に、前記第１の部材と前記第２の部材との間に防錆用グリースが充填されており、
前記シール部材は、前記自動給油方式によって供給される前記潤滑用油脂が、前記防錆用グリースを前記シール部材と前記第２の部材との間を通して前記第１の部材の外へ押し出すことを許すことを特徴とする直動装置を提供する。

好ましくは、前記防錆用グリースは、混和ちょう度が３１０から３４０までの範囲内にある。

また、好ましくは、前記第２の部材には、前記第１の部材と前記第２の部材との間に防錆用グリース及び潤滑用油脂を充填するための供給口が設けられており、さらに好ましくは、前記供給口は前記第２の部材の軸方向中央に設けられている。

また、好ましくは、前記潤滑用油脂は、混和ちょう度が４４５から４７５の範囲内にあるグリース、あるいは、前記防錆用グリースと同じ基油から成る潤滑油である。

また、上記課題を解決するために本発明は、ねじ軸と、
複数のボールを介して前記ねじ軸と螺合したナットと、
前記ナットに固定され、前記ねじ軸と接触して前記防錆用グリースを封止するシール部材と、を備え、
自動給油方式によって前記潤滑用油脂が供給されるボールねじ装置において、
前記ボールねじ装置の出荷時において、前記ねじ軸と前記ナットとの間に前記防錆用グリースが充填されており、
前記シール部材は、前記自動給油方式によって供給される前記潤滑用油脂が、前記防錆用グリースを前記シール部材と前記ねじ軸との間を通して前記ナットの外へ押し出すことを許すことを特徴とするボールねじ装置を提供する。

好ましくは、前記防錆用グリースは、混和ちょう度が３１０から３４０までの範囲内にある。

また、好ましくは、前記ナットには、前記ねじ軸と前記ナットとの間に前記防錆用グリース及び前記潤滑用油脂を充填するための供給口が設けられている。

また、好ましくは、前記潤滑用油脂は、混和ちょう度が４４５から４７５の範囲内にあるグリースあるいは、前記防錆用グリースと同じ基油から成る潤滑油である。

本発明によれば、装置設置前の防錆油の処理にかかる時間と労力を軽減して、生産効率の向上を図る直動装置及びボールねじ装置を提供することができる。

図１は本発明の第１実施形態に係るボールねじ装置の構成を示す部分断面図である。 図２は本発明の第２実施形態に係るリニアガイド装置を示す斜視図である。 図３は本発明の第３実施形態に係るボールねじ装置の構成を示す部分断面図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る直動装置としてのボールねじ装置を図１を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るボールねじ装置１の構成を示す部分断面図である。図１に示すように、ボールねじ装置１は、ねじ軸２と、ねじ軸２に複数のボール３を介して螺合したナット４とを有している。

ねじ軸２は、細長い円柱形状の金属製部材からなり、このねじ軸２の外周面には、断面が略円弧形状のねじ溝２ａが螺旋状に形成されている。

ナット４は、ねじ軸２の外径よりも大きな円形の貫通孔が形成された略円筒形状の金属材料から成形されている。ナット４の内周面には、ねじ軸２のねじ溝２ａに対応するように、断面が略円弧形状のねじ溝４ａが螺旋状に形成されている。

ねじ軸２はナット４の上記貫通孔に通されており、互いのねじ溝２ａ、４ａが対向してボール３の転動路を形成している。この転動路内には、金属製の複数のボール３が装填されており、これによってねじ軸２とナット４は螺合している。

ナット４の両端の開口部には円形に凹部９が形成され、この凹部９にリング形状のシール部材６が嵌め込まれている。このシール部材６の内周面がねじ軸２の外周面及びねじ溝２ａの面を摺接することによりナット４とねじ軸２との間に異物が侵入しないように構成されている。ナット４のフランジ部４ｂには油脂供給口８が設けられている。

ボールねじ装置１は、いわゆるコマ循環式のボールネジ装置である。ナット４には、転動したボール３を転動路の所定の地点まで送り戻すための循環部品として複数のコマ７が備えられている。このコマ７は、ナット４に径方向へ貫通した取り付け孔５に嵌め込まれている。コマ７は、Ｆｅ−２Ｎｉ−ＣやＦｅ−８Ｎｉ等の金属材料を用いた焼結品や樹脂材料から形成することができる。

上記構成により、ボールネジ装置１は、ねじ軸２を回転させることで、複数のボール３が転動路内を転動し、ナット４を軸方向へ移動させることができる。上記転動路を転動する複数のボール３は、ねじ軸２の周りを約一周すると、コマ７によって再度転動路の元の位置に戻されるという循環をするように構成されている。

ボールねじ装置１は、使用前の静的環境下において、防錆用グリースがナット４とねじ軸２との間に充填されている。また、ナット４とネジ軸２の外表面には防錆グリース又は防錆油が塗布されている。これにより使用前の期間において、ネジ軸２と、ボール３と、ナット４に錆びが発生するのを防ぐことができる。ナット４とねじ軸２との間への防錆用グリースの充填は、ナット４の油脂供給口８から行う。防錆用グリースは、室温環境である２５℃において混和ちょう度範囲が３１０〜３４０のちょう度番号１号のものを用いる。

ボールねじ装置１の使用時においては、室温環境である２５℃において混和ちょう度範囲が４４５〜４７５のちょう度番号０００号の潤滑用グリースを自動給油方式により油脂供給口８から供給する。使用開始時において、防錆用グリースは、潤滑用グリースによって押され、ナット４両端のシール部材６とねじ軸２との間の僅かな隙間１０から徐々に排出されて、防錆用グリースが潤滑用グリースに入れ替わる。

このように、本発明では、防錆用グリースとして、混和ちょう度範囲３１０〜３４０(室温２５℃)の、軟らかいものを使用しているので、潤滑用グリースの自動給油によって自動的に押し出されることが可能となっている。一方で、防錆用グリースは潤滑用グリースりもちょう度を低くしており、潤滑用グリースよりも硬く付着力が強いため、漏出しにくく、外気を遮断し、防錆効果を発揮することができる。

防錆用グリースの潤滑用グリースとの違いはちょう度のみで潤滑性に変わりはないので、防錆用グリースが若干装置１内に残っても問題ない。このため、防錆用グリースの洗浄作業をする必要がなくなり、ボールねじ装置１の設置作業時間が短縮化されるので、生産効率を向上させることができる。
なお、本実施例では、潤滑用油脂に２５℃において混和ちょう度範囲が４４５〜４７５のちょう度番号０００号のグリースを使用したが、防錆用グリースと同じ基油を使用したオイルを潤滑用油脂として使用してもよい。潤滑用グリースに比べて粘度がさらに低いので、防錆用グリースの押し出しをより容易に行うことができる。

上記シール部材６は、潤滑用グリースの自動給油によって防錆用グリースが自動的に押し出されることが可能な構成を有している。すなわち、ねじ軸２の外周面及びねじ溝２ａの面に対するシール部材６の内周面の圧接力が強いと、防錆用グリースが押し出されにくくなるし、圧接力が弱いとシール性が低下することになるので、この圧接力は適度に調整する。

（第２実施形態）
本願の第２実施形態に係る直動装置としてのリニアガイド装置２１を図２を参照しつつ説明する。図２は、本願の第２実施形態に係るリニアガイド装置２１を示す斜視図である。

図２に示すように、本願の第２実施形態に係るリニアガイド装置２１は、細長い四角柱状の案内レール２２と、案内レール２２を跨いで、案内レール２２の長手方向に相対移動可能に跨嵌したスライダ２３とから構成されている。図２においては、案内レール２２を被取付部２６に取り付けた状態を示している。

案内レール２２は金属製で、Ｚ軸方向に貫通したボルト穴２９が複数形成されている。案内レール２２の長さは用途に応じて適宜調整することができる。案内レール２２には、Ｘ軸方向に延びる断面略円弧状の角部転動溝２７ａ、２７ｂ及び側部転動溝２８ａ、２８ｂが形成されている。側部転動溝２８ａ、２８ｂの底部には逃げ溝が形成されている。案内レール２２は、ボルト穴２９内に挿通されたボルト２１５によって被取付部２６に固定されている。角部転動溝２７ａ、２７ｂ及び側部転動溝２８ａ、２８ｂは、スライダ２３に形成された不図示の転動溝とともに不図示の転動路が転動する転動路を形成する。

スライダ２３は、金属製のスライダ本体２３ａと、スライダ本体２３ａの滑走方向の前後に取り付けられたエンドキャップ２４ａ、２４ｂと、エンドキャップ２４ａ、２４ｂを介してスライダ本体２３に取り付けられたサイドシール２５ａ、２５ｂと、から構成されている。

サイドシール２５ａ、２５ｂは、弾性体からなり、スライダ本体２３と案内レール２２との間に充填されたグリースの漏出を防ぎ、また、スライダ本体２３と案内レール２２との間に異物が侵入するのを防ぐ。サイドシール２５ａ、２５ｂには貫通孔２１０ａ、２１０ｂ（２１０ｂは不図示）が形成されており、貫通孔２１０ａ、２１０ｂを通してエンドキャップ２４ａ、２４ｂに形成された注入口から潤滑用グリースを注入することができる。

リニアガイド装置２１は、使用前の静的環境下において、防錆用グリースがスライダ２３と案内レール２２との間に充填されている。また、スライダ２３と案内レール２２の外表面には防錆グリース又は防錆油が塗布されている。これにより使用前の期間において、案内レール２２と、転動体と、スライダ２３に錆びが発生するのを防ぐことができる。スライダ２３と案内レール２２の間への防錆用グリースの充填は、貫通孔２１０ａ、２１０ｂから行う。防錆用グリースは、室温環境である２５℃において混和ちょう度範囲が３１０〜３４０のちょう度番号１号のものを用いる。

リニアガイド装置２１の使用時においては、室温環境である２５℃において混和ちょう度範囲が４４５〜４７５のちょう度番号０００号の潤滑用グリースを自動給油方式により貫通孔２１０ａ、２１０ｂから供給する。使用開始時において、防錆用グリースは、潤滑用グリースによって押され、サイドシール２５ａ、２５ｂと案内レール２２との間の僅かな隙間から徐々に排出されて、防錆用グリースが潤滑用グリースに入れ替わる。

このように、本発明によれば、リニアガイド装置においても、上記ボールねじ装置と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る直動装置としてのボールねじ装置について、図３を参照しつつ説明する。なお、説明は本発明の第１実施形態に係る直動装置としてのボールねじ装置との相違点について行う。その他の構成要素については第１実施形態に係る直動装置としてのボールねじ装置に準じるものとする。図３は、本発明の第３実施形態に係るボールねじ装置１の構成を示す部分断面図である。図１に示すように、ボールねじ装置１は、ねじ軸２と、ねじ軸２に複数のボール３を介して螺合したナット４とを有している。ナット４には油脂供給口８が設けられている。油脂供給口８から供給された油脂は、ナット４の内径面の軸方向中央に設けられた油脂吐出口８ａから吐出される点が第１実施例と異なる。油脂吐出口８ａから吐出された潤滑用油脂は、ナット４の軸方向両端に向かって防錆用グリースを押し出し、防錆用グリースは、ナット４両端のシール部材６とねじ軸２との間の僅かな隙間１０から徐々に排出されて、防錆用グリースが潤滑用油脂に入れ替わる。油脂吐出口８ａはナット４の軸方向中央に設けられている。そのため、油脂吐出口８ａからナット４両端のシール部材６までの軸方向距離がほぼ等しくなるので、防錆用グリースを効率的に排出することができる。

以上、本発明の理解を容易にするために具体的な実施形態の説明を行ったが、本発明は上記実施形態に限られず、種々の変更、改良が可能である。

例えば、上記実施形態のボールねじ装置１のボール循環方式については、コマ７を用いたコマ式について説明したが、これに限らず、チューブ式、エンドデフレクタ式、あるいはエンドキャップ式であっても良い。

以上のように、本発明によれば、設置前の防錆油の処理にかかる時間と労力を軽減して、生産効率の向上を図るボールねじ装置及びボールねじの防錆方法を提供することができる。

１ ボールねじ装置
２ ねじ軸
２ａ ねじ溝
３ ボール
４ ナット
４ａ ねじ溝
４ｂ フランジ部
５ 取り付け孔
６ シール部材
７ コマ
８ 油脂供給口
８ 油脂吐出口
９ 凹部
１０ 隙間
２１ リニアガイド装置
２２ 案内レール
２３ スライダ
２３ａ スライダ本体
２４ａ、２４ｂ エンドキャップ
２５ａ、２５ｂ サイドシール
２６ 被取付部
２７ａ、２７ｂ 角部転動溝
２８ａ、２８ｂ 側部転動溝
２９ ボルト穴
２１０ａ 貫通孔
２１５ ボルト

Claims (12)

1. 第１の部材と、
   前記第１の部材上に相対移動可能に取付けられた第２の部材と、
   前記第１の部材と前記第２の部材の間に介在した転動体と、
   前記第２の部材の両端部に取付けられ、前記第１の部材との隙間を覆うシール部材と、を備え、
   自動給油方式によって潤滑用油脂が供給される直動装置において、
   前記直動装置の出荷時に、前記第１の部材と前記第２の部材との間に防錆用グリースが充填されており、
   前記シール部材は、前記自動給油方式によって供給される前記潤滑用油脂が、前記防錆用グリースを前記シール部材と前記第２の部材との間を通して前記第１の部材の外へ押し出すことを許すことを特徴とする直動装置。
2. 前記防錆用グリースは、混和ちょう度が３１０から３４０までの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の直動装置。
3. 前記第２の部材には、前記第１の部材と前記第２の部材との間に防錆用グリース及び潤滑用油脂を充填するための油脂供給口が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の直動装置。
4. 前記油脂供給口から供給された潤滑用油脂を前記第２の部材から吐出するための油脂吐出口をさらに有し、該油脂吐出口は、前記第２の部材の内径面且つ軸方向略中央に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の直動装置。
5. 前記潤滑用油脂は、混和ちょう度が４４５から４７５の範囲内にあることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の直動装置。
6. 前記潤滑用油脂は、前記防錆用グリースと同じ基油から成る潤滑油であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の直動装置。
7. ねじ軸と、
   複数のボールを介して前記ねじ軸と螺合したナットと、
   前記ナットに固定され、前記ねじ軸と接触して前記防錆用グリースを封止するシール部材と、を備え、
   自動給油方式によって潤滑用油脂が供給されるボールねじ装置において、
   前記ボールねじ装置の出荷時において、前記ねじ軸と前記ナットとの間に防錆用グリースが充填されており、
   前記シール部材は、前記自動給油方式によって供給される前記潤滑用油脂が、前記防錆用グリースを前記シール部材と前記ねじ軸との間を通して前記ナットの外へ押し出すことを許すことを特徴とするボールねじ装置。
8. 前記防錆用グリースは、混和ちょう度が３１０から３４０までの範囲内にあることを特徴とする請求項５に記載のボールねじ装置。
9. 前記ナットには、前記ねじ軸と前記ナットとの間に防錆用グリース及び潤滑用油脂を充填するための油脂供給口が設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載のボールねじ装置。
10. 前記油脂供給口から供給された潤滑用油脂を前記第２の部材から吐出するための油脂吐出口をさらに有し、該油脂吐出口は、前記第２の部材の内径面且つ軸方向略中央に設けられていることを特徴とする請求項９に記載のボールねじ装置。
11. 前記潤滑用油脂は、混和ちょう度が４４５から４７５の範囲内にあることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一項に記載のボールねじ装置。
12. 前記潤滑用油脂は、前記防錆用グリースと同じ基油から成る潤滑油であることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一項に記載のボールねじ装置。

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