JP5076887B2

JP5076887B2 - ねじ装置

Info

Publication number: JP5076887B2
Application number: JP2007341225A
Authority: JP
Inventors: 吉章矢野; 雅弘信朝
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-12-28
Also published as: JP2008180380A

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。

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。

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）。
特開平１１−１１８０１７号公報

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。

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前記ナット内を密封する環状シール体を、前記ナットまたは前記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、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、前記潤滑剤排出孔から排出された潤滑剤を濾過して鉄粉を除去するフィルタ装置と、このフィルタ装置を通過し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管と、前記フィルタ装置を通過した後の潤滑剤の鉄粉濃度を計測する第２の鉄粉濃度計と、を具備し、前記制御手段は、前記フィルタ装置を通過する前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。

請求項２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前記ナット内を密封する環状シール体を、前記ナットまたは前記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、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。

請求項３記載の発明に係るねじ装置は、請求項２記載のねじ装置において、前記制御手段は、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「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１７０ｍｍ^２／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。

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１７０ｍｍ^２／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。

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１８０ｍｍ^２／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。

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１８０ｍｍ^２／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１７０ｍｍ^２／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１００ｍｍ^２／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１００ｍｍ^２／ｓ以上１７０ｍｍ^２／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。

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である。本発明の第１の実施形態に係るねじ装置の要部を示す図である。ナットの軸方向断面図である。シールキャップの軸方向断面図である。第１の実施形態に係るねじ装置の作用を説明するためのフローチャートである。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である。本発明の第２の実施形態に係るねじ装置の要部を示す図である。ナットの軸方向断面図である。第２の実施形態に係るねじ装置の作用を説明するためのフローチャートである。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である。本発明の第３の実施形態に係るねじ装置の一部を示す図である。本発明の第３の実施形態に係るねじ装置の作用を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

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

Claims

ナット内を挿通するねじ軸のねじ溝に接触して前記ナット内を密封する環状シール体を、前記ナットまたは前記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、
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、
前記潤滑剤排出孔から排出された潤滑剤を濾過して鉄粉を除去するフィルタ装置と、このフィルタ装置を通過し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管と、
前記フィルタ装置を通過した後の潤滑剤の鉄粉濃度を計測する第２の鉄粉濃度計と、を具備し、
前記制御手段は、前記フィルタ装置を通過する前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ねじ装置。
ナット内を挿通するねじ軸のねじ溝に接触して前記ナット内を密封する環状シール体を、前記ナットまたは前記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、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ねじ装置。
請求項２記載のねじ装置において、前記制御手段は、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ねじ装置。