JP5827837B2 - 潤滑剤供給装置及びこの潤滑剤供給装置を備える転動体ねじ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ねじ軸に対する移動部材の相対的な移動に伴って、ねじ軸に潤滑剤を塗布する潤滑剤供給装置及びこの潤滑剤供給装置を備える転動体ねじ装置に関する。

従来より、外周面に螺旋状の転動体転走溝が形成されたねじ軸と、該ねじ軸が軸方向に貫通する貫通孔を有し、複数の転動体を介してねじ軸に螺合し、内周面にはねじ軸の転動体転走溝と対向する螺旋状の負荷転動体転走溝が形成された移動部材とを備えた転動体ねじ装置にねじ軸の転動体転走溝に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置を組み込んだ転動体ねじ装置が知られている。

このような転動体ねじ装置に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置として、特許文献１に記載された潤滑剤供給装置およびこの潤滑剤供給装置を取り付けた転動体ねじ装置が知られている。

特許文献１に記載された転動体ねじ装置は、２条以上の条数を有するねじ軸に転動体を介して係合するナット部材に装着され、該ねじ軸に対するナット部材の相対的な回転・移動に伴って前記ねじ軸に潤滑油を供給する潤滑油供給装置であって、前記ねじ軸の転動体転走面に当接する舌片部を有して、前記ねじ軸に潤滑油を塗布する塗布体と、前記塗布体に対して潤滑油を供給する潤滑油収容室を形成するケーシングと、前記潤滑油収容室から前記塗布体へ供給される潤滑油の量を制御する制御手段とを備え、前記潤滑油収容室は、前記ねじ軸に遊嵌するが如く筒状に形成されると共に周方向に前記条数以上の複数の分室に分割され、前記塗布体は、前記複数の分室それぞれに対応して複数設けられ、前記複数の塗布体それぞれには前記舌片部が一つずつ形成されている。なお、潤滑剤供給装置には、ねじ軸の外周面に接触する接触式のシール部材が組み付けられている。

このような構成によると、ねじ軸が移動部材に対して回転することによって、塗布体の舌片部からねじ軸の転動体転走面に潤滑油が塗布される。

特許第３４５４５０２号公報

しかしながら、従来この潤滑剤供給装置を組み付けた転動体ねじ装置において転動体転走溝に塗布した潤滑剤が移動部材の外部に漏出することを防止することを目的として潤滑剤供給装置の軸方向の端部にねじ軸の全周に接触する円環状のシール部材を組み付けると、塗布体がねじ軸の転動体転走溝のみに潤滑油を塗布している一方で、ねじ軸の外周面に接触する部分では潤滑油が充分に塗布されないため、シール部材が早期に摩耗してしまい、転動体ねじ装置の寿命に影響を及ぼすという課題が生じる。これは、シールの締め代を確保するために、所定の接触圧力をもってシール部材がねじ軸の外周面に摺接する必要があることに起因している。

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、シール部材の早期摩耗を防ぎ、転動体ねじ装置の製品寿命を延ばすことができる潤滑剤供給装置と、それを用いた転動体ねじ装置を提供することを目的とする。

本発明に係る潤滑剤供給装置は、外周面に螺旋状の転動体転走溝が形成されたねじ軸と、前記ねじ軸が貫通する貫通孔を有し、複数の転動体を介して前記ねじ軸に螺合し、内周面には前記転動体転走溝と対向する螺旋状の負荷転動体転走溝が形成された移動部材と、を備える転動体ねじ装置に組み付けられ、前記ねじ軸に吸蔵体に貯蔵された潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置において、前記潤滑剤供給装置は、前記ねじ軸の径方向に長さの異なる複数の塗布体を備え、前記塗布体は、前記ねじ軸の外周面に摺接する第１の塗布体と、前記転動体転走溝に摺接する第２の塗布体とを備え、前記第１の塗布体と前記第２の塗布体は、前記ねじ軸の周方向に沿って配置されることを特徴とする。

本発明によれば、潤滑剤供給装置がねじ軸の径方向に長さの異なる複数の塗布体を備えているので、転動体転走溝とねじ軸の外周面の両方に潤滑剤を塗布することができ、摺接するシール部材の摩耗を防ぎ、転動体ねじ装置の寿命を延ばすことができる。

本発明の実施形態に係る転動体ねじ装置を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る転動体ねじ装置の分解図。 本発明の実施形態に係る潤滑剤供給装置の構成を説明するための断面図。 図３におけるＡ−Ａ断面図。 本発明の実施形態に係る潤滑剤供給装置の分解図。 本発明の実施形態に係る転動体ねじ装置の作用を説明するための断面図。

以下、本発明に係る潤滑剤供給装置およびこの潤滑剤供給装置を組み込んだ転動体ねじ装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る転動体ねじ装置を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る転動体ねじ装置の分解図であり、図３は、本発明の実施形態に係る潤滑剤供給装置の構成を説明するための断面図であり、図４は、図３におけるＡ−Ａ断面図であり、図５は、本発明の実施形態に係る潤滑剤供給装置の分解図であり、図６は、本発明の実施形態に係る転動体ねじ装置の作用を説明するための断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る転動体ねじ装置１は、外周面１２に所定のリードで螺旋状の転動体転走溝１１が形成されたねじ軸１０と、複数の転動体３０を介してねじ軸１０に螺合し、転動体転走溝１１と対向する螺旋状の負荷転動体転走溝２２が内周面に形成された移動部材２０とを備えている。

ねじ軸１０に形成された転動体転走溝１１の転走面は、後述する負荷転動体転走路に配列された球体の転動体３０からの負荷を受けることができるようになっている。また、この転動体転走溝１１は、転動体３０の円滑な転走が実現できるような精度での表面加工が施されている。なお、転走面形状については、ゴシックアーチ形状であってもサーキュラアーク形状であっても良い。

移動部材２０は、略円筒状に形成されたナット本体２０ａと、ナット本体２０ａの一端に形成された相手部材を取り付けるためのフランジ部２３とを有している。移動部材２０は軸方向にねじ軸１０を導通するための貫通孔２０ｂを備えており、この貫通孔２０ｂの内周面には転動体転走溝１１に対向する負荷転動体転走溝２２が形成されている。また、転動体転走溝１１と同様に、この負荷転動体転走溝２２は、転動体３０の円滑な転走が実現できるような精度での表面加工が施されている。この負荷転動体転走溝２２及び転動体転走溝１１によって負荷転動体転走路が形成され、この転動体転走通路に複数の転動体３０が配列されている。なお、負荷転動体転走溝２２の転走面形状は、ゴシックアーチ形状であってもサーキュラアーク形状であっても良い。

さらに、移動部材２０には、転動体ねじ装置の軸方向に延びる転動体戻し通路２４が形成され、軸方向両端部にはそれぞれ上述の負荷転動体転走路と転動体戻し通路を接続する方向転換路が形成されたエンドキャップ２５が取り付けられている。これによって転動体３０の無限循環を実現している。さらに、転動体３０の無限循環を実現する方式はこれに限られず、周知の無限循環方式を採用することができる。また、移動部材２０の軸方向端部には、潤滑剤供給装置４０及びシール部材５０がボルト等の締結手段によって組み付けられている。

シール部材５０はゴム等によって円環状に形成されたリップ状の部材であり、ねじ軸１０の外周面１２及び転動体転走溝１１に所定の接触圧力で接触している。このため、シール部材５０の内周面は真円状に形成されておらず、ねじ軸１０の径方向断面形状と略同一形状となるように、転動体転走溝１１に接触する位置が転動体転走溝１１の形状に応じて膨出した形状となっている。

潤滑剤供給装置４０は、移動部材２０の軸方向端部に取り付けられたエンドキャップ２５の外側端面に取り付けられている。さらに、潤滑剤供給装置４０を挟んでエンドキャップ２５と反対方向にはシール部材５０が取り付けられている。図３に示すように、潤滑剤供給装置４０は、ねじ軸１０の径方向に長さの異なる複数の塗布体４１，４２を備えており、具体的にはねじ軸１０の外周面１２に摺接して潤滑剤を塗布する第１の塗布体４１と、転動体転走溝１１に摺接して潤滑剤を塗布する第２の塗布体４２と、潤滑剤を貯蔵する吸蔵体４３と、該第１の塗布体４１、第２の塗布体４２及び該吸蔵体４３を収納する枠体４４とを備えている。

第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２は、本体部４１ａ，４２ａが枠体４４の内周側からねじ軸１０側に向けて突出するように枠体４４に組み付けられている。さらに、第１の塗布体４１は、ねじ軸１０の外周面１２と摺接し、第２の塗布体４２は、転動体転走溝１１に摺接することができるよう第１の塗布体４１と第２の塗布体４２はその突出方向に沿った長さが異なって形成されている。具体的には突出方向に沿った長さは、第１の塗布体４１は第２の塗布体４２よりも短く形成されている。

また、図４に示すように、第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２は、枠体４４の周方向に沿って略等間隔に配置されており、さらにねじ軸１０の外周面１２及び転動体転走溝１１に適切な締め代をもって摺接することができるよう突出方向に沿った長さが調整されている。

また、枠体４４は、移動部材２０のナット本体２０ａの断面形状と略同一の円環状に形成され、内部に吸蔵体４３を収納する収容室４４ａが形成された有底状に形成されている。なお、収容室４４ａは、枠体４４の周方向に連続的に形成されている。さらに、枠体４４がねじ軸１０と対応する面である内周面側には、スリット４７及び貫通孔４５が形成されている。このように枠体４４の内周面側に貫通孔４５が形成されているので、貫通孔４５を介して潤滑剤供給装置４０内部へ塵埃が侵入することを防止する他、潤滑剤供給装置４０から潤滑剤が漏出した場合にもねじ軸１０に潤滑剤を塗布できるため、潤滑剤が無駄にならない。

吸蔵体４３は、潤滑剤を吸収して貯蔵する材質であるフェルトからなっており、例えば空隙率約８０％のレーヨン＋羊毛フェルトが用いられる。なお、図５に示すように、吸蔵体４３は枠体４４に形成された収容室４４ａと略同一形状の略円環状に形成されており、周方向に連続して一体に形成されている。

第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２は、ねじ軸１０の外周面１２及び転動体転走溝１１に摺接する本体部４１ａ，４２ａと、吸蔵体４３と接触して潤滑剤を本体部４１ａ，４２ａに供給する連絡部４１ｂ，４２ｂとを有している。連絡部４１ｂ，４２ｂは、第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２の端部に本体部４１ａ，４２ａの延設方向と交差する方向に延びて形成されている。このように、第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２は断面略Ｔ字状に形成され、枠体４４の内周面側に形成されたスリットに本体部４１ａ，４２ａを挟み込むように組み付けているので、連絡部４１ｂ，４２ｂは、第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２がねじ軸１０の方向へ落下することを防止する機能も備えている。

また、第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２も、フェルトによって形成されているが、該第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２に用いられる該フェルトは、吸蔵体４３に用いられるフェルトよりも空隙率が低くなっている。具体的には、第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２のフェルトには、空隙率約５０％程度の羊毛フェルトが用いられる。なお、第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２に用いられるフェルトは、これに限らず、吸蔵体４３に用いられる空隙率よりも少ない空隙率のフェルトを適宜用いることができる。このような構成によれば、第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２は吸蔵体４３と接触しているので、毛細管現象によって吸蔵体４３に貯蔵された潤滑剤が第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２に供給される。

さらに、潤滑剤には、転動体の円滑な転走を実現できればどのような潤滑剤を用いても構わないが、例えば、摺動面油、タービン油などの潤滑油が用いられてもよいし、リチウム系グリース、ウレア系グリースなどのグリースが用いられてもよい。

このように構成された潤滑剤供給装置４０は、図５に示すように枠体４４の内周面側に形成されたスリット４７に第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２の本体部４１ａ，４２ａを組み付け、さらに、収容室４４ａに吸蔵体４３を組み付けた後、開口部を蓋体４６で閉塞して形成されている。なお、蓋体４６は、ボルト４６ａによって枠体４４に締結固定されている。

また、枠体４４の内周面側には、ねじ軸１０の外周面１２と対向するように貫通孔４５が穿孔されているので、吸蔵体４３から潤滑剤が供給された場合に、貫通孔４５から外気を導入することで、収容室４４ａの内部の圧力が外部と等しくなり、圧力差によって潤滑剤が吸蔵体４３から第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２に移動することを阻害することがないので、円滑に潤滑剤の供給を促すことができる。

図６に示すように潤滑剤供給装置４０は、ねじ軸１０に対して移動部材２０が移動することに伴って、転動体転走溝１１及びねじ軸１０の外周面１２に摺接する第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２によって転動体転走溝１１及びねじ軸１０の外周面１２に潤滑剤が塗布される。また、潤滑剤の塗布に伴って、第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２が吸収している潤滑剤が少なくなると、吸蔵体４３に接触する連絡部４１ｂ，４２ｂを介して毛細管現象によって潤滑剤が吸蔵体４３から第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２に供給される。

なお、第１の塗布体４１及び第２の塗布体４２は、ねじ軸１０の周方向に沿って等間隔に形成されているため、ねじ軸１０の外周面１２及び転動体転走溝１１の周方向に沿って均一に潤滑剤を塗布することができる。

このように、本実施形態に係る転動体ねじ装置１は、潤滑剤供給装置４０がねじ軸１０の外周面１２に摺接する第１の塗布体４１と、転動体転走溝１１に摺接する第２の塗布体４２とを備えているので、転動体転走溝１１に潤滑剤を塗布することで転動体３０の円滑な転走を行うと共に、ねじ軸１０の外周面１２に潤滑剤を塗布することで、該ねじ軸１０の外周面１２に接触するシール部材５０の摩擦を低減し、シール部材５０の摩耗を抑制してシール部材５０の製品寿命を延ばすことができる。

また、枠体４４に形成された収容室４４ａ及び収容室４４ａに収容される吸蔵体４３が周方向に一連に形成されているので、潤滑剤供給装置４０の外形寸法を維持したまま、吸蔵体４３が貯蔵することができる潤滑剤の貯蔵量を増やすことができ、潤滑剤の補充といったメンテナンスサイクルを延ばすことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲において、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、転動体３０に球体形状のボールを適用した場合について説明したが、転動体にはボールのほか、円筒状のローラを用いても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ 転動体ねじ装置， １０ ねじ軸， １１ 転動体転走溝， １２ 外周面， ２０ 移動部材， ２０ｂ 貫通孔， ２２ 負荷転動体転走溝， ３０ 転動体， ４０ 潤滑剤供給装置， ４１ 第１の塗布体， ４２ 第２の塗布体， ４３ 吸蔵体， ４４ 枠体， ４５ 貫通孔， ５０ シール部材。

Claims (4)

1. 外周面に螺旋状の転動体転走溝が形成されたねじ軸と、
   前記ねじ軸が貫通する貫通孔を有し、複数の転動体を介して前記ねじ軸に螺合し、内周面には前記転動体転走溝と対向する螺旋状の負荷転動体転走溝が形成された移動部材と、
   を備える転動体ねじ装置に組み付けられ、前記ねじ軸に吸蔵体に貯蔵された潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置において、
   前記潤滑剤供給装置は、前記ねじ軸の径方向に長さの異なる複数の塗布体を備え、
   前記塗布体は、前記ねじ軸の外周面に摺接する第１の塗布体と、前記転動体転走溝に摺接する第２の塗布体とを備え、
   前記第１の塗布体と前記第２の塗布体は、前記ねじ軸の周方向に沿って配置されることを特徴とする潤滑剤供給装置。
2. 請求項１に記載の潤滑剤供給装置において、
   前記吸蔵体は、周方向に連続して一体に形成され、
   前記塗布体は、前記吸蔵体と接触することを特徴とする潤滑剤供給装置。
3. 請求項１又は２に記載の潤滑剤供給装置において、
   前記第１の塗布体，前記第２の塗布体及び前記吸蔵体を備える前記枠体は、貫通孔を有することを特徴とする潤滑剤供給装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の潤滑剤供給装置を組み付けたことを特徴とする転動体ねじ装置。

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