JP6224683B6 - 潤滑油供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボール等の転動体を介して軌道軸とスライド部材とが相対的に移動する直線運動装置において、前記軌道軸に潤滑油を供給する潤滑油供給装置に関する。

この種の直線運動装置に使用される潤滑油供給装置としては、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１に示された潤滑油供給装置は、例えばボールねじ装置などの転動体ねじ装置に適用されるものであり、ねじ軸に対して多数の転動体を介して螺合するナット部材に装着され、前記ナット部材と前記ねじ軸の相対運動に伴って当該ねじ軸の転動体転走面に潤滑油を供給する。

前記潤滑油供給装置は、前記ねじ軸の周囲に遊嵌すると共に前記ナット部材に固定されるケーシングと、このケーシング内において潤滑油を吸収して保持する吸蔵体と、前記ケーシング内に配置されると共に前記ねじ軸の転動体転走面に当接する塗布体と、前記吸蔵体と前記塗布体との間に配置されて前記吸蔵体から前記塗布体へ潤滑油を供給する油量制御体とから構成されている。前記塗布体は前記吸蔵体との非接触に配置されており、前記吸蔵体に保持された潤滑油は前記油量制御体を通じてのみ前記塗布体へと移動し、かかる塗布体から前記ねじ軸の転動体転走面に塗布される。

前記吸蔵体、前記塗布体及び前記油量制御体は例えば羊毛フェルトから形成されており、当該羊毛フェルトの空隙率は前記吸蔵体が一番大きく、前記塗布体が一番小さく、前記油量制御体がこれらの中間の空隙率に設定されている。従って、前記塗布体からねじ軸の転動体転走面に潤滑油が塗布されると、前記吸蔵体に保持されている潤滑油が毛管現象によって前記油量制御体へ移動し、更には前記油量制御体から前記塗布体へと移動する。これにより、前記吸蔵体に保持された潤滑油をナット部材の運動に伴い微量ずつ転動体転走面に塗布している。

特開２００１−２６３４４８

このような従来の潤滑油供給装置では、ケーシング内において前記吸蔵体と前記塗布体との間に隔壁を設ける等して、これら吸蔵体と塗布体とを非接触に分離する必要があり、その分だけ前記吸蔵体の収容スペースが狭くなり、保持できる潤滑油の量が減少してしまうといった課題があった。また、前記油量制御体は前記吸蔵体から前記塗布体に流動する潤滑油の量を制限する機能を担っているが、前記ケーシング内には当該油量制御体を設けるスペースが必要となり、この点においても吸蔵体の収容スペースが狭くなり、保持できる潤滑油の量が減少してしまうといった課題があった。このことは特に小型の直線運動装置に前記潤滑油供給装置を適用した場合に顕在化し易い課題であった。

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、ケーシングの小型化を図りつつも吸蔵体の収容スペースを十分に確保することが可能な潤滑油供給装置を提供することにある。

すなわち、本発明は、転動体を介して軌道軸に係合するスライド部材に装着され、前記スライド部材と前記軌道軸との相対的な移動に伴って前記軌道軸の転動体転走面に対して潤滑油を供給する潤滑油供給装置であって、内部に多数の空隙を有して当該空隙に潤滑油を保持する吸蔵体と、前記吸蔵体の収容室を有すると共に前記軌道軸に面して前記収容室を開放する開口部を有して前記スライド部材に固定されるケーシングと、前記ケーシングの開口部に配置されて前記軌道軸に当接すると共に前記収容室内の前記吸蔵体から潤滑油が供給される塗布体と、を備えている。そして、前記吸蔵体には前記ケーシングの開口部に対応して切れ込み部が設けられ、前記塗布体は前記吸蔵体よりも低い空隙率を有すると共に当該吸蔵体の切れ込み部に挟み込まれて当該切れ込み部を押し拡げている。

本発明によれば、前記塗布体は前記吸蔵体よりも空隙率が低いため、前記吸蔵体に設けられた切れ込み部に前記塗布体を挟み込むと、前記塗布体が前記吸蔵体を押し拡げてその一部を押し潰すので、前記吸蔵体の空隙率が部分的に低くなり、吸蔵体に保持された潤滑油を毛管現象によって前記吸蔵体から前記塗布体に誘引し易くなる。このため、前記吸蔵体と前記塗布体との間に中間の空隙率を有する油量制御体を設ける必要がなく、それによってケーシングの小型化を図りつつも吸蔵体の収容スペースを十分に確保することが可能となる。

本発明の潤滑油供給装置を適用可能なボールねじ装置を示す斜視図である。 本発明の潤滑油供給装置の第一実施形態を示す斜視図である。 図２に示した潤滑油供給装置の分解斜視図である。 本発明の潤滑油供給装置の第二実施形態を示す斜視図である。 本発明の潤滑油供給装置の第三実施形態を示す斜視図である。 本発明の潤滑油供給装置のケーシングの形状の他の例を示す斜視図である。

以下、添付図面に沿って本発明の潤滑油供給装置を詳細に説明する。

図１は本発明の潤滑油供給装置を適用可能なボールねじ装置１を示すものである。このボールねじ装置１は、ナット部材（スライド部材）２が転動体としての複数のボール３を介してねじ軸（軌道軸）４に螺合したものであり、前記ボール３が前記ナット部材２と前記ねじ軸４との間を転動することにより、ねじ軸４に対してナット部材２が相対的に螺旋運動することが可能となっている。

前記ねじ軸４の外周面には転動体転走面としての螺旋状のボール転走溝４ａが形成される一方、前記ナット部材２の内周面には該ボール転走溝４ａに対応する負荷転動体転走溝としての螺旋状の負荷転走溝２ａが形成されている。これらボール転走溝４ａと負荷転走溝２ａは互いに対向することによって前記ボール３が転動する負荷通路を構成している。前記ボール３は前記負荷通路において前記ナット部材２と前記ねじ軸４との間に作用する荷重を負荷しながら、当該ねじ軸４の周囲を螺旋状に転動する。

前記ナット部材２は略円筒状をなし、その軸方向の端部には相手部品と結合するためのフランジ部２０が設けられている。また、前記ナット部材２の外周面の一部には平面部２１が設けられ、当該平面部２１には略Ｕ字状のリターンパイプ２２が装着されている。このリターンパイプ２２の内部には前記ボール３の直径よりもわずかに大きな内径の無負荷通路が形成されており、当該リターンパイプ２２は前記ねじ軸４に形成された螺旋状のボール転走溝４ａの数巻分を跨ぐようにして前記ナット部材２に装着され、パイプ押え２３によってナット部材２に固定されている。そして、前記リターンパイプ２２を前記ナット部材２の所定位置に装着すると、前記負荷通路の一端と他端が前記無負荷通路によって連結され、ボール３の無限循環路が完成する。

例えば、前記ねじ軸４が前記ナット部材２に対して回転すると、前記ボール３は前記ねじ軸４と前記ナット部材２との間に存在する負荷通路を数巻分だけ転動し、当該負荷通路の一端から前記リターンパイプ２２に設けられた無負荷通路に入り込み、当該無負荷通路を転動した後に前記負荷通路の他端に戻される。前記ねじ軸４の回転方向を反転すると、前記ボール３は前記無限循環路内を逆方向へ循環する。また、このボールねじ装置１は、前記ねじ軸４を回転させずに、前記ナット部材２を回転させて使用することも可能である。

前記ナット部材２の前後両端には潤滑油供給装置５が装着され、当該潤滑油供給装置５は前記ナット部材２が前記ねじ軸４に対して相対的に回転すると、前記ねじ軸４のボール転走溝４ａに対して潤滑油を塗布する。

図２は前記潤滑油供給装置５の第一実施形態を示す斜視図である。

この潤滑油供給装置５は、前記ナット部材２に固定されるケーシング５０と、潤滑油を保持すると共に前記ケーシング５０に収容された吸蔵体５１と、前記ケーシング５０内において前記吸蔵体５１に接すると共に当該吸蔵体５１から供給された潤滑油を前記ねじ軸４のボール転走溝４ａに塗布する塗布体５２と、を備えている。

前記ケーシング５０は中央に前記ねじ軸４が挿通される貫通孔を有して円筒形状に形成されており、図１に示すように、ケーシング本体５０ｂと、蓋部材５０ａとを備えている。図２は前記潤滑油供給装置５の内部構造を示すために、前記ケーシング本体５０ｂから蓋部材５０ａを取り除いた様子を示している。前記ケーシング本体５０ｂは外周壁５３及び内周壁５４を有すると共に、これら外周壁５３と内周壁５４との間が前記吸蔵体５１及び前記塗布体５２の収容室５０ｃとなっている。前記ケーシング５０は固定ボルトによって前記ナット部材２に固定される。前記ケーシング本体５０ｂには前記固定ボルトが貫通する取付孔５６が設けられている。

前記吸蔵体５１には潤滑油を含浸して保持する含油体が用いられ、当該含油体は前記外周壁５３及び内周壁５４の間の収容室５０ｃに収まる円筒形状に形成されている。前記吸蔵体をなす含油体としては、潤滑油を多量に貯蔵できるように空隙率の高いフェルト等の繊維交絡体が適しており、本実施例ではレーヨン及び羊毛を一定の割合で混合した空隙率８０％のフェルトを使用している。

一方、前記塗布体は板状に形成されて、前記吸蔵体を分断するようにして前記収容室５０ｃに配置されている。前記ケーシング本体５０ｂの内周壁５４の一部は切り欠かれて開口部５５が形成されており、前記塗布体５２は前記開口部５５に面して前記収容室５０ｃに配置されている。前記塗布体５２には塗布突片５２ａが設けられており、この塗布突片５２ａは前記開口部５５を通して前記ケーシング５０の内周面に突出し、前記ねじ軸４のボール転走溝４ａに当接する。前記塗布体５２をなす含油体としては、空隙率の低いフェルト等の繊維交絡体が適しており、本実施例では空隙率５０％の羊毛フェルトを使用している。空隙率の低いフェルト等を使用することで、塗付に必要な潤滑油を塗布体５２に保持させることができるとともに、ボール転走溝４ａとの摺動に耐え得る強度を当該塗布体５２に持たせることができる。

図3は前記塗布体５２を前記ケーシング本体５０ｂの収容室５０ｃから抜き出した状態を示す分解斜視図である。前記吸蔵体５１は前記収容室５０ｃに収まる円筒形状に形成されているが、前記ケーシング本体５０ｂの開口部５５に合わせて切れ込み部５７が設けられている。この切れ込み部５７は前記吸蔵体５１を半径方向へ横断し、当該吸蔵体５１を周方向に関して分断している。前記塗布体５２は前記吸蔵体５１の切れ込み部５７を押し拡げるようにして前記ケーシング本体５０ｂの収容室５０ｃに配置される。

すなわち、前記塗布体５２は、前記切れ込み部５７において互いに向かい合う前記吸蔵体５１の両端面を押し拡げて前記収容室５０ｃに配置される。これにより、前記塗布体５２は前記吸蔵体５１によって両側から押さえ込まれ、前記ケーシング本体５０ｂの開口部５５に面した位置で保持される。前記塗布体５２は外側面５２ｂが前記ケーシング本体５０ｂの外周壁５３と、内側面５２ｃが前記ケーシング本体５０ｂの内周壁５４と接するように前記収容室５０ｃに配置されており、前記内側面５２ｃから突出した前記塗布突片５２ａのみが前記開口部５５内に配置されて前記ねじ軸４のボール転走溝４ａと当接している。このため、前記塗布体５２は前記ケーシング本体５０ｂの外周壁５３を基準として姿勢が保持されることになり、前記塗布突片５２ａを安定的にボール転走溝４ａに接触させることができる。

また、前記塗布体５２は前記外側面５２ｂと内側面５２ｃとの間の厚みは、前記ケーシング本体５０ｂの収容室５０ｃの半径方向の幅よりも大きく設定しても良い。この場合、前記塗布体５２は前記ケーシング本体５０ｃの外周壁５３と内周壁５４との間で圧縮されることになり、前記ケーシング本体５０ｃの開口部５５内では前記塗布突片５２ａが前記ねじ軸４に向けて付勢された状態となる。このため、前記塗布突片５２ａと前記ねじ軸４のボール転走溝４ａとを一層確実に当接させることができ、例えば、ねじ軸４の直径が小さく且つ前記塗布突片５２ａの先端が細い場合であっても、前記ねじ軸４のボール転走溝４ａに対して確実に潤滑油を塗布することが可能となる。

前記塗布体５２の空隙率は前記吸蔵体５１のそれよりも低く、当該吸蔵体５１よりも潰れにくいので、前記吸蔵体５１の両端面の間に前記塗布体５２を挟み込むと、前記吸蔵体５１は当該塗布体５２の厚みの分だけ圧縮され、両者は隙間なく緊密に圧接する。また、前記吸蔵体５１は全体が均一に圧縮されるのではなく、前記塗布体５２の近傍部位のみが圧縮され、当該部位では前記塗布体５２に接近するほど空隙率が低くなる傾向にある。

このように構成された潤滑油供給装置５では、前記吸蔵体５１と前記塗布体５２は互いに圧接しており、かつ、前記塗布体５２の空隙率は前記吸蔵体５１のそれよりも低いので、前記吸蔵体５１に保持された潤滑油は毛管現象によって前記塗布体５２に移動し、かかる塗布体５２から前記ねじ軸４のボール転走溝４ａに塗布される。そして、前記塗布体５２に含浸した潤滑油がボール転走溝４ａへの塗布によって消費されると、前記吸蔵体５１に保持された潤滑油が塗布体５２へ移動し、当該吸蔵体５１に保持された潤滑油が次第に消費されていく。

このとき、前記吸蔵体５１では前記塗布体５２に接近するほど空隙率が低くなるので、当該吸蔵体５１に保持された潤滑油に対しては前記塗布体５２に近づくほどに毛管現象が作用しやすくなる。このため、前記ケーシング本体５０ｂに組み付ける前の前記吸蔵体５１と前記塗布体５２の空隙率の差が大きい場合であっても、前記吸蔵体５１と前記塗布体５２の境界面において、潤滑油を前記吸蔵体５１から前記塗布体５２へ円滑に移動させることが可能である。また、前記吸蔵体５１の内部においても潤滑油は前記塗布体５２へ向けて流動し易くなる。

図４は本発明の潤滑油供給装置５の第二実施形態を示すものである。

同図に示す吸蔵体５１には前記ケーシング本体５０ｂの開口部５５に対応してスリット状の前記切れ込み部５７ａが設けられており、前記塗布体５２は当該切れ込み部５７ａに圧入される。前記吸蔵体５１の周方向に関する前記切れ込み部５７ａのスリット幅は前記塗布体５２の厚みよりも小さく設定されており、これにより前記塗布体５２を前記切れ込み部５７ａに圧入した際に、当該切れ込み部５７ａが押し拡げられ、前述の第一実施形態と同様に、前記塗布体５２は前記吸蔵体５１によって両側から押さえ込まれ、前記ケーシング本体５０ｂの開口部５５に面した位置で保持される。尚、図４中において、前記第一実施形態と同じ構成については、図中に第一実施形態と同一の符合を付し、ここでは詳細な説明は省略する。

この第二実施形態の潤滑油供給装置においても、空隙率の高い吸蔵体５１から空隙率の低い塗布体５２へ潤滑油を円滑に移動させることができる他、前記吸蔵体５１に保持された潤滑油が当該吸蔵体５１の内部において前記塗布体５２へ向けて流動し易くなる。

図５は本発明の潤滑油供給装置５の第三実施形態を示すものである。

この実施形態において、前記ケーシング本体５０ｂに収容された吸蔵体５１は前記第一実施形態と同じ切れ込み部５７を有しており、当該切れ込み部５７は前記吸蔵体５１を半径方向に横断している。その一方、塗布体５２Ａは前記第一実施形態と同様に前記切れ込み部５７ａに圧入されてはいるが、前記ケーシング本体５０ｂの外周壁５３には接していない。すなわち、前記塗布体５２Ａは前記ケーシング本体５０ｂに形成された収容室５０ｃの半径方向の幅よりも小さく形成され、前記吸蔵体５１に形成された切れ込み部５７を部分的に押し拡げて前記ケーシング本体５０ｂの開口部５５に保持されている。尚、図５中において、前記第一実施形態と同じ構成については、図中に第一実施形態と同一の符合を付し、ここでは詳細な説明は省略する。

この第三実施形態の潤滑油供給装置では、前記塗布体５２Ａが前記吸蔵体５１の切れ込み部５７の一部のみを押し拡げているため、前記吸蔵体５１は前記塗布体５２Ａをその両側から挟み込むだけではなく、前記ケーシング本体５０ｂの開口部５５に向けて前記塗布体５２Ａを付勢している。これにより、前記塗布体５２Ａの塗布突片が前記ねじ軸４のボール転走溝４ａに押し付けられるので、当該ボール転走溝４ａに対して潤滑油を確実に塗布することが可能となる。

そして、このような本発明の潤滑油供給装置では、前記吸蔵体と前記塗布体との間に油量制御体を介在させる必要がなく、前記ケーシングの小型化を図りつつも吸蔵体の収容スペースを十分に確保することが可能となる他、前述のように吸蔵体に保持された潤滑油が塗布体に流動し易くなり、小型で且つ長寿命の潤滑油供給装置を提供することが可能となる。

尚、前述の各実施形態では前記ケーシング５０の形状として円筒形状のもののみを示したが、例えば図６に示すように、前記ケーシング５０の形状は当該潤滑油供給装置を装着する部材の形状に応じて適宜変更して差し支えない。

また、本発明の潤滑油供給装置が適用される直線運動装置としては、図１に示したボールねじ装置に限られるものではなく、固定部に敷設された軌道軸としての軌道レールに沿ってスライド部材としての移動ブロックが自在に往復運動するものであってもよい。この場合、本発明の潤滑油供給装置は前記移動ブロックに装着され、前記軌道レールに設けられた転動体転走面に対して塗布体で潤滑油を塗布することになる。

１…ボールねじ装置、２…ナット部材、３…ボール（転動体）、４…ねじ軸、５…潤滑油供給装置、５０…ケーシング、５０ｃ…収容室、５１…吸蔵体、５２…塗布体、５５…開口部、５７…切れ込み部

Claims (3)

1. 転動体を介して軌道軸に係合するスライド部材に装着され、前記スライド部材と前記軌道軸との相対的な移動に伴って前記軌道軸の転動体転走面に対して潤滑油を供給する潤滑油供給装置であって、
   内部に多数の空隙を有して当該空隙に潤滑油を保持する吸蔵体と、
   前記軌道軸に面した内周壁を有すると共に当該内周壁との間に前記吸蔵体の収容室を備えた外周壁を有して前記スライド部材に固定され、前記内周壁には前記収容室を前記軌道軸に向けて開放する開口部を有するケーシングと、
   前記ケーシングの開口部に面して当該ケーシングの収容室に配置され、前記吸蔵体よりも低い空隙率を有して当該吸蔵体から潤滑油が供給されると共に、前記開口部を通じて前記軌道軸の転動体転走面に当接する塗布体と、を備え、
   前記吸蔵体には当該吸蔵体を前記軌道軸の半径方向に横断する切れ込み部が前記ケーシングの開口部に合致して設けられ、前記塗布体は板状に形成されて前記吸蔵体の切れ込み部に挟み込まれ、当該切れ込み部を押し拡げるようにして前記収容室内に配置されることを特徴とする潤滑油供給装置。
2. 前記塗布体は前記吸蔵体に挟持されると共に前記ケーシングの内周壁と外周壁との間で圧縮されていることを特徴とする請求項１記載の潤滑油供給装置。
3. 前記塗布体は前記吸蔵体の切れ込み部の一部のみを押し拡げて当該吸蔵体に挟持され、当該吸蔵体によって前記ケーシングの内周壁に向けて付勢されていることを特徴とする請求項１記載の潤滑油供給装置。