JP4131755B2

JP4131755B2 - 転がり案内装置の潤滑油供給システム

Info

Publication number: JP4131755B2
Application number: JP32302297A
Authority: JP
Inventors: 武樹白井
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2017-11-25
Also published as: JPH10227311A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボール又はローラ等の転動体を介して軌道軸とスライド部材とが係合した転がり案内装置に付設され、上記転動体又は軌道軸に形成された転動体の転走面を潤滑する潤滑油供給システムに係り、詳細には、簡易且つ安価の構成で転がり案内装置の潤滑を確実に行うための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の転がり案内装置としては、工作機械や搬送装置等の直線案内部に使用され、ベッド又はサドル等の固定部上でテーブル等の可動体を案内する直線摺動装置や、この直線摺動装置と共に使用され、モータの回転量に応じた直線運動のストロークを上記可動体に対して与えるボールねじ装置等が知られている。
【０００３】
前者の直線摺動装置は、上記固定部上に配設されると共に長手方向に沿ってボールの転走溝が形成された軌道レールと、多数のボールを介して上記軌道レールの転走溝と対向する負荷転走溝を有すると共に、この負荷転走溝を転走するボールの無限循環路が形成された摺動台とからなり、ボールの無限循環に伴い、上記可動体を支持した摺動台が軌道レールに沿って連続的に直線運動するように構成されている。
【０００４】
また、後者のボールねじ装置は、螺旋状のボール転走溝が所定のリードで形成されたねじ軸と、多数のボールを介して上記ボール転走溝と対向する負荷転走溝を有すると共に、この負荷転走溝を転走するボールの無限循環路が形成されたナット部材とからなり、これらねじ軸とナット部材との相対的な回転運動に伴ってボールが上記無限循環路内を循環し、ナット部材がねじ軸の軸方向へ連続的に運動するように構成されている。
【０００５】
ところで、このような転がり案内装置を使用するに当たっては、ボールそれ自体の摩耗やこれが転走する軌道レール又はねじ軸（以下、軌道軸）の転走溝あるいは摺動台又はナット部材（以下、スライド部材）の負荷転走溝の摩耗を抑え、該スライド部材の高精度の運動を長期にわたって維持する観点から、かかるボールや上記負荷転走溝等を良好に潤滑してやる必要がある。
【０００６】
かかる潤滑方法としては、従来、グリースガンを用いて上記スライド部材内にグリースを給脂する手動給脂方法や、予めスライド部材に対して給油用の配管を接続しておくと共に、自動ポンプを用いて一定のインターバルで一定量の潤滑油を強制的に給油する強制給油方法が知られている。また、近年では、スライド部材に接続された給油用配管を通して、噴霧した潤滑油を高圧空気と共に圧送する噴霧潤滑なる方法も知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記手動給脂方法ではスライド部材の走行距離に応じた定期的な給脂作業を欠くことができず、特に単位時間あたりのスライド部材の走行距離が長い場合には頻繁な給脂作業が必要となり、かかる作業が煩わしいといった問題点があった。
【０００８】
一方、上記強制給油方法や噴霧潤滑方法では給油用配管が固定的にスライド部材に接続されており、自動的に潤滑油の供給が行われることから、前述の手動給脂方法のような煩わしさはないが、潤滑油を定期的に給油するための自動ポンプや、高圧空気をつくり出すためのポンプが必要となり、装置構成が複雑となると共にコストが嵩むといった問題点があった。
【０００９】
また、上記手動給脂方法では軌道軸の転走溝の潤滑状態等を参考にして給脂作業の時期を推測することができ、グリースを無駄に消費する懸念は少ないが、上記強制潤滑方法や噴霧潤滑方法では実際の潤滑油の消費量に関係なく、予め定められている量を定量的にスライド部材に対して供給するので、潤滑油の無駄な消費を招き、転がり案内装置を維持する上でのランニングコストが嵩むといった問題点もあった。
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、簡易且つ安価な構成で転がり案内装置の潤滑を確実に行うことが可能であり、しかも潤滑油の消費量を抑えて、転がり案内装置のランニングコストを低減化することが可能な潤滑油供給システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、転動体を介して軌道軸とスライド部材が係合すると共に、かかるスライド部材に固定された可動体を上記軌道軸に沿って案内する転がり案内装置に付設され、上記転動体又は軌道軸に形成された転動体の転走面を潤滑する潤滑油供給システムであって、潤滑油を含浸すると共に上記スライド部材に固定され、該スライド部材の運動に伴って上記転動体又は軌道軸の転走面に対して潤滑油を塗布する供給部材と、かかる潤滑油を収容すると共に上記可動体に搭載されたリザーブタンクと、内部に繊維交絡体が詰められると共に、上記リザーブタンク内の潤滑油を上記供給部材に導く供給チューブとから構成されることを特徴とするものである。
【００１２】
このような技術的手段によれば、上記供給部材に含浸された潤滑油がスライド部材の運動に伴って軌道軸に塗布されると、かかる塗布によって消費された分の潤滑油が可動体に搭載されたリザーブタンクから供給チューブを通して上記供給部材に補給される。
【００１３】
このとき、上記供給チューブの内部には繊維交絡体が詰められているので、仮に、上記リザーブタンクがスライド部材に固定された供給部材より上方に位置している場合であっても、かかるリザーブタンク内の潤滑油は僅かずつ供給部材に送油されることとなり、供給部材における潤滑油の含浸量を常に適度な値に保つことができる。
【００１４】
また仮に、リザーブタンクが供給部材と同じ程度の高さ又は僅かに下方に位置している場合であっても、リザーブタンク内の潤滑油は上記繊維交絡体の毛管現象によって僅かずつではあるが供給チューブ内を供給部材へと吸い上げられるので、塗布によって消費される僅かな量の潤滑油であれば、ポンプ等の圧送手段を用いることなくこれを上記供給部材に対して補給することができる。
【００１５】
これにより、本発明の潤滑油供給システムでは上記リザーブタンク内に潤滑油が収容されてさえいれば、ポンプ等の特別な機械装置を使用せずとも転がり案内装置の転動体又は軌道軸の転走面を確実に潤滑することができ、簡易且つ安価にこれを実施することができるものである。
【００１６】
このような本発明の潤滑油供給システムを実施するに当たっては、上記リザーブタンクに対して供給チューブを着脱自在に構成すると共に、可動体に対して上記リザーブタンクを着脱自在に構成するのが好ましい。このようにリザーブタンク及び供給チューブを構成すれば、潤滑油の消費によって該リザーブタンク内が空になった場合、リザーブタンクを丸ごと交換して潤滑油の補給を行うことができ、空になったリザーブタンクに対して潤滑油を給油する手間を省略することができる。
【００１７】
また、本発明においては上記リザーブタンクが転がり案内装置の軌道軸に沿って運動する可動体に搭載されていることから、かかる可動体が運動すると、リザーブタンク内の潤滑油が該タンク内で激しく攪拌されて泡立ってしまい、供給チューブ内に円滑に流動しない懸念がある。従って、かかる攪拌を防止する観点からすれば、上記リザーブタンク内にはフェルトあるいはポリウレタン等からなる潤滑油の吸蔵体を収容し、かかる吸蔵体に潤滑油を含浸させるのが好ましい。
【００１８】
上記リザーブタンクから供給部材に対して単位時間当たりに送られる潤滑油の量は、これら両部材の取付高さの差や上記供給チューブの太さ、あるいは潤滑油の粘度等の影響を受けるが、上記供給部材に対する潤滑油の供給量よりも軌道軸の潤滑に必要とする潤滑油の量の方が少ない場合には、結果的に必要以上の潤滑油が軌道軸に塗布されることとなり、潤滑油を無駄に消費してしまう懸念がある。従って、かかる観点からすれば、リザーブタンクから供給部材へ送られる潤滑油の量を制御する流量調整弁を設けて、かかる流量調整弁で上記供給チューブ内の潤滑油の流量を調整することにより、軌道軸の転走面の潤滑に必要とされる量の潤滑油のみを供給部材へ送るのが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の転がり案内装置の潤滑油供給システムを詳細に説明する。
図１は本発明の潤滑油供給システムを直線摺動装置に適用した第１実施例を示すものである。同図において、符号１は直線摺動装置（転がり案内装置）であり、ベッド又はサドル等の固定部（図示せず）に固定された軌道レール（軌道軸）２と、多数のボールを介してこの軌道レール２に係合すると共に該軌道レール２に沿って運動する摺動台（スライド部材）３とから構成されている。また、符号４は上記摺動台３にボルトで固定されたテーブルなどの可動体であり、本実施例では２条の軌道レール２とこれに各２基ずつ係合する計４基の摺動台３によって、上記固定部上における運動が支承されている。
【００２０】
また、符号５は上記摺動台３の移動方向の端部に固定されると共に該摺動台３の運動に伴って上記軌道レール２に潤滑油を塗布する供給部材、符号６は上記直線摺動装置１に供給すべき潤滑油を収容すると共に上記可動体４に搭載されたリザーブタンク、符号７は上記リザーブタンク６から供給部材５に対して潤滑油を送油する供給チューブである。
【００２１】
図２に示すように、上記軌道台２にはボール８が転走する転走溝９が形成される一方、摺動台３には軌道レール２のボール転走溝９と対向する負荷転走溝１０が形成されており、ボール８はこれら転走溝９と負荷転走溝１０との間で荷重を負荷しながら転走する。また、摺動台３には上記負荷転走溝１０の終端まで転走し終えたボール８を該負荷転走溝１０の始端にまで戻す無限循環路１１が形成されており、かかる無限循環路１１内をボール８が循環することによって摺動台３は軌道レール２上を連続的に移動することが可能となっている。
【００２２】
一方、上記供給部材５は、内部に空間を有する箱型に形成されると共に該空間が軌道レール２に面して開放されたケーシング１２と、このケーシング１２内に収容されて上記軌道レール２に当接すると共に潤滑油を含浸した潤滑油保持体１３とから構成され、上記ケーシング１２を貫通する固定ボルト１４によって摺動台３の移動方向端面に固定されている。上記潤滑油保持体１３としては、ある程度の量の潤滑油を吸収し且つこれを保持できるものであれば良く、ポリウレタンやフェルト材等を用いることができる。
【００２３】
これにより、摺動台３が軌道レール２に沿って移動すると、軌道レール２に当接した潤滑油保持体１３が該軌道レール２を拭うこととなるので、上記潤滑油保持体１３に含浸された潤滑油が軌道レール２のボール転走溝９に塗布され、該ボール転走溝９を転走するボール８が潤滑される。
【００２４】
また、上記供給部材５は供給チューブ７を介して可動体４に搭載されたリザーブタンク６と連結されており、リザーブタンク６内に貯蔵された潤滑油が供給チューブ７を通して上記供給部材５内の潤滑油保持体１３に吸収されるようになっている。上記供給チューブ７内にはフェルト等の繊維交絡体が詰められており、リザーブタンク６内の潤滑油は一気に供給部材５に流れ込むのではなく、この繊維交絡体に吸い取られるようにして供給部材５へと送られる。
【００２５】
更に、この供給チューブ７は上記供給部材５及びリザーブタンク６に対して着脱自在となっており、潤滑油保持体１３に潤滑油が含浸されてさえいれば、かかる供給チューブ７を取り外した状態においても、供給部材５で軌道レール２のボール転走溝９の潤滑を行うことができる。
【００２６】
一方、上記リザーブタンク６内にもやはりフェルト等からなる潤滑油の吸蔵体１５が詰め込まれており、潤滑油はこの吸蔵体１５に吸収保持された状態でリザーブタンク６内に貯蔵されている。かかるリザーブタンク６は可動体４に搭載されていることから、潤滑油を直接タンク６内に貯蔵したのでは、可動体４の高速往復運動に伴ってリザーブタンク６内の潤滑油が攪拌され、泡立ってしまう恐れがある。しかし、このように吸蔵体１５に吸収させた潤滑油をリザーブタンク６内に貯蔵すれば、かかる問題点の発生を避けることができる。
【００２７】
図３に示すように、上記リザーブタンク６の背面には鉤状の取付部１６が突出しており、可動体４に固定されたホルダー１７に対してこの取付部１６を引っ掛けることで、かかるリザーブタンク６を可動体４に固定できるようになっている。従って、このリザーブタンク６は可動体４に対して着脱自在であり、リザーブタンク６内の潤滑油が尽きた場合には、潤滑油が貯蔵されている新たなリザーブタンク６をホルダー１７に装着し直すと共に、供給チューブ７を古いタンクから新しいタンクへ接続し直すことで、容易に潤滑油の補給を行うことができる。尚、この実施例では可動体４の側面にリザーブタンク６を装着しているが、可動体４の周辺に配設される機器の妨げとならないのであれば、可動体４の上面又は下面にこれを装着するようにしても差し支えない。
【００２８】
そして、以上のように構成された本実施例の潤滑油供給システムによれば、可動体４と共に直線摺動装置１の摺動台３が運動すると、かかる運動に伴って供給部材５が潤滑油保持体１３で軌道レール２を拭うので、かかる潤滑油保持体１３に含浸された潤滑油によって軌道レール２のボール転走溝９とこれを転走するボール８が潤滑される。このような動作が繰り返されることにより、潤滑油保持体１３に含浸されている潤滑油の量は次第に減少してくるが、上記供給部材５には供給チューブ７を介してリザーブタンク６が接続されていることから、軌道レール２への塗布によって消費された分の潤滑油は逐次リザーブタンク６から補給される。
【００２９】
このとき、上記供給チューブ７内には繊維交絡体が詰められていることから、リザーブタンク６内の潤滑油はこの繊維交絡体に吸い取られるようにして供給部材５へと送られる一方、供給部材５では消費された分の潤滑油が潤滑油保持体１３によって供給チューブ７の繊維交絡体から吸い取られる。ここで、上記リザーブタンク６は摺動台３によって支持された可動体４に搭載されていることから、供給部材５が固定された摺動台３とリザーブタンク６との高低差は殆どなく、たとえリザーブタンク６が供給部材５より僅かに低い場合であっても、リザーブタンク６内の潤滑油は供給チューブ７内の繊維交絡体の毛管現象によって僅かずつではあるが供給部材５へと吸い上げられる。
【００３０】
かかる場合に、潤滑油が毛管現象により供給チューブ７内をどの程度まで上昇し得るかを確認するため、本願発明者は実際に実験を行った。実験に用いた供給チューブ７は内径３ｍｍ程度のビニール製の透明チューブに麻紐を通したものであり、垂直に垂らした供給チューブ７の下端を潤滑油に浸して実験を行った。その結果、潤滑油が透明チューブ内の麻紐に含浸され、供給チューブ７内を５０〜６０ｃｍ程度上昇するのが確認された。従って、この実験結果によれば、供給部材５がリザーブタンク６よりも５０〜６０ｃｍ程度上方に位置する場合であっても、かかるリザーブタンク６より供給部材５に対して潤滑油を供給可能であることが確認された。
【００３１】
一方、リザーブタンク６が供給部材５より高い場合であっても、供給チューブ７内に詰め込まれた繊維交絡体が潤滑油の流動に対して流路抵抗となって作用するので、リザーブタンク６内の潤滑油が重力の影響によって一気に供給部材５に流れ込むことはなく、供給部材５内の潤滑油保持体１３は消費した分の潤滑油のみを供給チューブ７から受け取ることになる。
【００３２】
従って、本実施例によればポンプ等の特別な機構を用いることなく、リザーブタンク６内の潤滑油を消費量に見合った分だけ供給部材５へと送り込むことができ、かかる供給部材５はリザーブタンク６内に貯蔵された潤滑油が尽きるまで軌道レール２に対して潤滑油を塗布し続けることができる。
【００３３】
一方、図４は本発明の潤滑油供給システムを直線摺動装置に適用した第２実施例を示すものである。
この第２実施例の潤滑油供給システムでは上記リザーブタンク６から供給部材５に送られる潤滑油の流量を制御するため、これらリザーブタンク６と供給部材５とを接続する供給チューブ７の途中に流量調整弁１８を設け、かかる流量調整弁１８の操作によって必要以上の潤滑油が供給部材５に補給されるのを防止している。
【００３４】
この流量調整弁１８は、図５に示すように、潤滑油の流路１９が形成されたハウジング２０と、このハウジング２０に対して螺合すると共に先端にニードル状の弁体２１が形成されたハンドル２２とから構成されており、かかるハンドル２２の操作に伴い、流路１９の途中に設けられた弁座２３に対して上記弁体２１が抜き差しされ、流路１９中を流動する潤滑油の流量が調整されるようになっている。尚、図中の符号２４は上記供給チューブ７の接続口である。
【００３５】
そして、このように構成された本実施例の潤滑油供給システムによれば、上記流量調整弁１８を操作することによってリザーブタンク６から供給部材５へ補給される潤滑油の流量を任意に調整することができるので、直線摺動装置の使用用途に応じた最適量の潤滑油を供給部材から軌道軸２のボール転走溝９に対して塗布することができるものである。
【００３６】
尚、この第２実施例では流量調整弁１８の流路１９の内部にまでフェルト等の繊維交絡体を挿入せず、かかる流路１９内には潤滑油のみを満たすように構成したが、上記供給チューブ７と同様に流路１９の内部にも繊維交絡体を詰め込むようにしても差し支えない。かかる場合、上記流路１９内の繊維交絡体を弁体２１によって弁座２３に向けて押し潰すようにし、その押し潰し量を変化させることで潤滑油の通過量、つまり供給量を調整する。
【００３７】
図６及び図７は本発明をボールねじ装置に適用した第３実施例を示すものである。
同図において、符号３０は所定のリードで螺旋状のボール転走溝３１が形成されたねじ軸（軌道軸）、符号３２はボール３３が循環する無限軌道を備えると共に該ボール３３を介して上記ねじ軸３０に螺合したナット部材（スライド部材）、符号３４はこのナット部材３２の前後両端面に装着された供給部材である。
【００３８】
ここで、上記ナット部材３２は、該ナット部材３２を固定するためのフランジ部３５が突設された鋼製のナット本体３６と、このナット本体３６の内周面に固定された複数のデフレクタ３７と、上記ナット本体とねじ軸との隙間を密封する一対のシール部材３８とから構成されている。このデフレクタ３７はねじ軸３０のボール転走溝３１を１巻分だけ飛び越えるようにナット本体３６に固定されており、ねじ軸３０のボール転走溝３１を転走してきたボール３３は該デフレクタ３７によって進路を変えられると共に、ねじ軸３０の外径を乗り越えて１巻分前のボール転走溝３１に戻され、これによってボール３３がナット部材３２の内部を無限循環するように構成されている。また、この実施例におけるナット部材３２には該ナット部材３２の円周を４等分するようにして４個のデフレクタ３７が固定されており、ボール３３の無限軌道は全部で４軌道形成されている。
【００３９】
一方、上記供給部材３９は、前述した第１実施例と同様、ケーシング４０の内部に潤滑油を含浸した潤滑油保持体４１を収容すると共に、かかる潤滑油保持体４１を上記ねじ軸３０のボール転走溝３１に接触させたものであり、図示外の固定ボルトによって上記ナット部材３２に固定されている。
【００４０】
また、前述の第１及び第２実施例と同様、上記供給部材３９は供給チューブ７によってリザーブタンク６と接続されており、潤滑油保持体４１に含浸された潤滑油の減少に伴い、リザーブタンク６内の潤滑油が供給部材３９へ補給されるように構成されている。尚、上記リザーブタンク６、供給チューブ７、流量調整弁１８等の構成については、第１及び第２実施例と同一なので、ここでは図中に同一符号を付することとし、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
そして、以上のように構成された本実施例の潤滑油供給システムにおいても、ボールねじ装置のねじ軸３０とナット部材３２とが相対的に回転すると、かかる運動に伴って供給部材３９がねじ軸３０のボール転走溝３１に対して潤滑油を連続的に塗布することから、かかる供給部材３９内の潤滑油保持体４１に含浸されている潤滑油の量は次第に減少してくる。しかし、上記供給部材３９には供給チューブ７を介してリザーブタンク６が接続されており、しかも該供給チューブ７には繊維交絡体を詰め込まれていることから、潤滑油は毛管現象によって徐々にリザーブタンク６から供給部材３９へと送られ、ポンプ等の特別な機構を用いることなく、消費量に見合った分の潤滑油を逐次リザーブタンク６から供給部材３９へ補給することができるものである。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明における転がり案内装置の潤滑油供給システムによれば、ポンプ等の圧送手段を何ら用いることなく、常に上記供給部材から消費された量に略等しい量の潤滑油をリザーブタンクから供給部材に対して補給することができ、簡易且つ安価な構成で転がり案内装置の潤滑を行うことが可能となる。
【００４３】
また、上記供給部材は転動体又は軌道軸に対して潤滑油を塗布しているので、必要以上に多量の潤滑油が消費されることもなく、潤滑油の消費量を低減化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の潤滑油供給システムの第１実施例を示す斜視図である。
【図２】第１実施例に係る供給部材とリザーブタンクの接続状態を示す断面図である。
【図３】第１実施例に係るリザーブタンクの可動体への取付け状態を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の潤滑油供給システムの第２実施例を示す断面図である。
【図５】第２実施例に係る流量調整弁を示す断面図である。
【図６】本発明の潤滑油供給システムの第３実施例を示す一部断面を含む斜視図である。
【図７】第３実施例に係る供給部材とリザーブタンクの接続状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…直線摺動装置（転がり案内装置）、２…軌道レール（軌道軸）、３…摺動台（スライド部材）、４…可動体、５…供給部材、６…リザーブタンク、７…供給チューブ、８…ボール（転動体）、９…ボール転走面

Claims

転動体を介して軌道軸とスライド部材が係合すると共に、かかるスライド部材に固定された可動体を上記軌道軸に沿って案内する転がり案内装置に付設され、上記転動体又は軌道軸に形成された転動体の転走面を潤滑する潤滑油供給システムであって、
上記スライド部材に固定されるケーシング及びこのケーシング内に収容されて上記軌道軸に当接すると共に潤滑油を含浸した潤滑油保持体を有し、上記スライド部材の運動に伴って上記潤滑油保持体が上記転動体又は軌道軸の転走面に対して潤滑油を塗布する供給部材と、潤滑油を含浸した吸蔵体を収容すると共に、上記スライド部材及び供給部材から離間して上記可動体に搭載されたリザーブタンクと、内部に繊維交絡体が詰められ、上記リザーブタンク内から潤滑油を毛管現象によって吸い取ると共に、かかる潤滑油を上記供給部材の潤滑油保持体へ毛管現象によって補給する供給チューブと、から構成されることを特徴とする潤滑油供給システム。
上記供給チューブはリザーブタンクに対して着脱自在であると共に、かかるリザーブタンクは可動体に対して着脱自在であることを特徴とする請求項１記載の潤滑油供給システム。
上記リザーブタンクから供給部材に供給される潤滑油の量を制御する流量調整弁が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の潤滑油供給システム。