JPH07332456A - ボールねじ装置の給油構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ナット回転式ボールねじ装置の運転中でも給油
でき、また給油にあたり給油配管を着脱する必要がない
ボールねじ装置の給油構造を提供する。 【構成】ねじ軸１は固定、ボールナット２は外周面に転
がり軸受の内輪軌道１１を有しその軌道内を転動する転
動体１４を介して転がり軸受の固定外輪１２により回転
可能に支持されたナット回転式のボールねじ装置におい
て、転がり軸受の固定外輪１２に外周面から内周面に貫
通する径方向の第１の給油穴２０を設け、ボールナット
２に外周面から内周面に貫通すると共に前記第１の給油
穴２０と環状のすき間空間ＳＳを介して連通する第２の
給油穴２３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ねじ軸は固定しボール
ナットの方を回転駆動するナット回転式ボールねじ装置
の給油構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールねじ装置は、周知のようにねじ軸
に多数のボールを介してボールナットが螺合され、ボー
ルナットはそれらのボールの無限循環回路を備えてい
て、ねじ軸とボールナットとが相対螺旋運動しつつボー
ルナットが軸方向に移動されるようになっている。

【０００３】上記の相対螺旋運動においては、転がり軸
受等を介してねじ軸の方が回転自在に支持され、そのね
じ軸を回転駆動することによりボールナットは回転せず
に軸方向に移動するねじ軸回転式と、反対に、ねじ軸は
両端部で固定支持され、ボールナットの方が転がり軸受
を介して回転自在に支持され回転駆動されつつ軸方向に
移動するナット回転式とに大別される。後者のナット回
転式ボールねじ装置は、特にねじ軸が長尺でその回転慣
性モーメントがボールナットの回転慣性モーメントより
大きくなり、ねじ軸の振れ回りが生じ易い場合に有利で
ある。ねじ軸が回転しないので中間サポートが比較的容
易でねじ軸の危険速度対策が立て易い利点があり、例え
ば木工機械とかレーザー加工機、電子部品装着機等の長
い送り距離が要求される場合の送りねじ機構として利用
されている。

【０００４】ところで、こうしたボールねじ装置の運転
にあたって、ねじ軸とボールナットの間に介在する多数
のボールが転動を繰り返す。その転動を長期間にわたり
円滑に行わせるためには、ねじ軸とボールナットのそれ
ぞれのボールねじみぞ及びそこを転動するボールへの潤
滑剤の供給が必須である。従来のナット回転式ボールね
じ装置の給油構造としては、例えば図１０，１１に示す
ようなものが知られている。これは、ねじ軸１に螺合さ
れたボールナット２の軸方向の一端面２ａに開口８を有
してねじ軸１とボールナット２との間のすき間Ｓに連通
する給油路９を設けたもので、開口８の継手ねじに取り
付けた図示しない配管継手を介して接続した図外の給油
配管から潤滑剤を上記すき間Ｓに供給する構造である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のボールねじ装置の給油構造にあっては、給油路９を
回転自在に支持されているボールナット２に形成して、
ナットの端面２ａ設けた開口８から潤滑剤を供給する構
造とされているため、ボールナット２の回転中は給油配
管を接続することができない。したがって給油はボール
ねじ装置の静止時に限られ、運転中に給油が必要になっ
た場合は装置の運転をわざわざ止めなければ給油はでき
ない、また給油の度ごとに給油配管を着脱しなければな
らないという問題点がある。

【０００６】そこで、本発明は、上記従来の問題点に着
目してなされたものであり、特にナット回転式ボールね
じ装置の運転中でも給油でき、かつ給油に際して給油配
管をいちいち着脱する必要がないボールねじ装置の給油
構造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のボー
ルねじ装置は、外周面にボールねじ溝を有して固定支持
されるねじ軸と、該ねじ軸のボールねじ溝に対向するボ
ールねじ溝を内周面に有し外周面には転がり軸受の内輪
軌道を有し該内輪軌道内を転動する転動体を介して転が
り軸受の固定外輪により回転可能に支持されたボールナ
ットと、前記ねじ軸のボールねじ溝と前記ボールナット
のボールねじ溝との間に嵌合されて前記ねじ軸と前記ボ
ールナットとを相対螺旋運動可能とする多数のボールと
を備えたボールねじ装置において、前記転がり軸受の固
定外輪の外周面から内周面に貫通する径方向の第１の給
油穴と、前記ボールナットの外周面から内周面に貫通す
ると共に前記第１の給油穴と環状のすき間を介して連通
する第２の給油穴とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【０００８】また、本発明の請求項２のボールねじ装置
は、外周面にボールねじ溝を有して固定支持されるねじ
軸と、該ねじ軸のボールねじ溝に対向するボールねじ溝
を内周面に有し外周面には転がり軸受の内輪軌道を有し
該内輪軌道内を転動する転動体を介して転がり軸受の固
定外輪により回転可能に支持されたボールナットと、前
記ねじ軸のボールねじ溝と前記ボールナットのボールね
じ溝との間に嵌合されて前記ねじ軸と前記ボールナット
とを相対螺旋運動可能とする多数のボールとを備えたボ
ールねじ装置において、前記転がり軸受の固定外輪の一
端に前記ねじ軸が貫通する軸穴を有する外蓋を取り付け
ると共に、該外蓋の外周面から前記ねじ軸の挿通穴の内
径面に貫通して前記ボールナットの内周面とねじ軸の外
周面との間のすき間に連通する給油穴を設けたことを特
徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１のボールねじ装置の給油構造
によれば、ボールナットは外周面に形成されている転が
り軸受の内輪軌道内を転動する軸受転動体を介して転が
り軸受の固定外輪により回転可能に支持されており、第
１の給油穴に給油配管を接続して潤滑剤を送りこむ。固
定外輪はテーブル体等に取り付けて固定されているの
で、給油配管は常時接続したままでよい。注入された潤
滑剤はまず転がり軸受の固定外輪の内周面とボールナッ
トの外周面との間の環状のすき間空間に封入される。そ
して、その環状のすき間空間からボールナットに設けら
れた第２の給油穴を通り、ボールナットの内周面とねじ
軸の外周面との間のすき間に供給されてボールねじのボ
ール循環部に給油される。ボールナットが回転中であっ
ても、潤滑剤は環状のすき間空間から第２の給油穴を経
てボール循環部に到達する。

【００１０】また、第１の給油穴から転がり軸受の固定
外輪の内周面とボールナットの外周面との間の環状のす
き間空間に封入された潤滑剤は、必要とあれば同時に転
がり軸受の転動体転動部へも供給できる。本発明の請求
項２のボールねじ装置の給油構造によれば、ボールナッ
トは転がり軸受の固定外輪の一端に取り付けた外蓋によ
り固定外輪内に密閉されている。その外蓋に設けた径方
向の給油穴に給油配管を接続して潤滑剤を送りこむ。固
定外輪はハウジング等に取り付けて固定されているの
で、給油配管は常時接続したままでよい。注入された潤
滑剤は給油穴を通って、ボールナットの内周面とねじ軸
の外周面との間のすき間に供給されてボールねじのボー
ル循環部に給油される。ボールナットが回転中であって
も給油可能である。

【００１１】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面を参照して
説明する。図１，図２は、本発明のボールねじ装置の給
油構造の一実施例を示したもので、図１はその縦断面
図、図２は図１のII−II線断面で示す一部省略断面図で
ある。

【００１２】先ず構成を説明すると、ねじ軸１は、外周
面１ａに螺旋状のボールねじみぞ３を有し、図示しない
その両端部は支持部材等で固定されていて回転しない。
ボールナット２は、ねじ軸１のボールねじみぞ３に対向
するボールねじみぞ４を内周面２ｂに有し、これらの相
対したボールねじみぞ３，４内に装填されている多数の
ボール５を介してねじ軸１に螺合している。ボールナッ
ト２の内周面２ｂの両端にはボールねじ用シール６が装
着されていて、ねじ軸１とボールナット２との間のすき
間Ｓ（ボール５がボールねじみぞ３，４内を転動しつつ
循環螺旋運動するボール循環部７が内蔵される）を密封
している。なお、螺旋運動してボール循環部７の一端側
に到達したボールを他端側に戻して無限循環させるため
のボール循環路（不図示）の形式としてはボールナット
２の外面に循環チューブを取り付けたチューブ式、ボー
ルナット２の端面に彎曲循環路を有するエンドキャップ
を取り付けてナット内部を軸方向に貫通する戻し孔に連
絡せしめたエンドキャップ式等が知られているが、本発
明の場合はそのいずれでも良い。

【００１３】上記ボールナット２の外周面２ｃには転が
り軸受１０の内輪軌道１１が軸方向に間隔を隔てて二本
形成されており、これによりボールナット２は転がり軸
受の内輪を兼用している。１２はこの内輪に対応させた
転がり軸受外輪であって、その内周面１２ｂに前記内輪
軌道１１に対応した外輪軌道１３を有し、それらの相対
した内外軌道１１，１３内に転動体１４が装填されてい
る。また、転がり軸受の外輪１２は外周面１２ａにフラ
ンジ１５が形成されていて、このフランジ１５によりハ
ウジング等に固定して取り付けられるようになってお
り、以下固定外輪という。

【００１４】この固定外輪１２の軸方向端面にはベアリ
ング用シール１６が装着されていて、ボールナット２と
固定外輪１２との間の環状のすき間ＳＳを密封してい
る。このような構造の本実施例のボールねじ装置の給油
構造は次のように構成されている。すなわち、転がり軸
受１０の固定外輪１２には、その外周面１２ａ（図示の
ものではフランジ１５の外周面）から内周面１２ｂに貫
通する径方向の第１の給油穴２０が設けてある。この給
油孔の外周面の入口開口２０ａには図示されない給油配
管の継手取付け用ねじ孔２１が形成されている。また一
方、ボールナット２の外周面２ｃには、前記第１の給油
穴２０の内周面１２ｂの出口開口２０ｂに対向する位置
に、周方向の環状給油みぞ２２が形成されると共に、そ
のみぞ底からボールナット２の内周面２ｂに貫通する第
２の給油穴２３が設けてある。第１の給油穴２０と第２
の給油穴２３とは、転がり軸受１０の固定外輪１２と可
動内輪であるボールナット２との間の環状のすき間ＳＳ
を介して互いに連通している。この実施例の場合、第１
の給油穴２０は一本であるのに対して、第２の給油穴２
３は円周等分に４本設けてねじ軸の外周に均一に給油さ
れるように配慮しているが、特に４本に限定する必要は
ない。

【００１５】次に作用を説明する。転がり軸受１０の固
定外輪１２は、例えばテーブル体に固定して取り付けら
れる。一方、可動内輪であるボールナット２は、固定外
輪１２の端面から突出している一端部に、図示しない
が、例えばプーリを取り付け、そのプーリに掛け渡した
ベルトを介してテーブル体上に搭載されている駆動モー
タの出力軸と連結される。その駆動モータを回転させる
ことにより、ボールナット２は固定外輪１２に支持され
た状態で転動体１４の転動を介してねじ軸１の回りに回
転する。このボールナット２の回転と同時にボールねじ
の多数のボール５がボールねじみぞ３，４内を転動しつ
つ螺旋運動して循環しはじめる。この場合、ねじ軸１の
方は固定されているため、ボールナット２がねじ軸１に
沿って固定外輪１２ともども直線移動する。かくして、
固定外輪１２が取り付けられているテーブル体が駆動モ
ータと共に直線駆動される。駆動モータの回転方向の切
り換えにより、テーブル体を進退自在に移動させること
ができる。

【００１６】しかして、給油配管は第１の給油穴２０の
ねじ穴２１に螺着した図示しない継手を介して固定外輪
１２に接続し、ケーブルベア（商品名）等により軸方向
移動に対応可能にしておけば、固定外輪はテーブル体等
に取り付けて非回転に固定されているので、給油配管は
常時接続したままでよく、ボールナット２の回転の有無
にかかわらず（ボールねじ装置の運転中であっても）必
要に応じてボールねじのボール循環部７にいつでも給油
することができる。すなわち、第１の給油穴２０に給油
配管から潤滑剤を送りこむ。注入された潤滑剤はまず転
がり軸受１０の固定外輪１２の内周面１２ｂとボールナ
ット２の外周面２ｃとの間の環状のすき間空間ＳＳに封
入される。そして、その環状のすき間空間ＳＳからボー
ルナット２に設けられた第２の給油穴２３を通り、ボー
ルナット２の内周面２ｂとねじ軸１の外周面１ａとの間
のすき間Ｓに供給されてボールねじのボール循環部７に
給油される。ボールナット２が回転運動中であっても、
潤滑剤は環状のすき間空間ＳＳから第２の給油穴２３を
経てボール循環部７に到達する。

【００１７】また、この実施例の場合、第１の給油穴２
０から固定外輪１２とボールナット２との間の環状のす
き間空間ＳＳに封入された潤滑剤は、同時に転がり軸受
１０の転動体転動部である内輪軌道１１，外輪軌道１
３，転動体１４等へも給油される。図３に本発明のボー
ルねじ装置の給油構造の第２の実施例を示す。

【００１８】この実施例は、転がり軸受１０の転動体転
動部である内輪軌道１１，外輪軌道１３，転動体１４等
への給油はしないために、環状のすき間空間ＳＳにおけ
る第１の給油穴２０と第２の給油穴２３との開口部をボ
ールナット２の外周面２ｃと転がり軸受の固定外輪１２
の内周面１２ｂとの間に装着した二本のオイルシール２
５でシールした点が上記第１の実施例と異なっている。

【００１９】こうした転がり軸受１０の転動体転動部へ
の給油の洩れ止めは、ボールねじのねじ軸１やボールナ
ット２に対しては潤滑油またはオイルミスト潤滑を行
い、一方転がり軸受１０の転動体転動部に対してはグリ
ース潤滑を行う潤滑方式の場合に有用である。その他の
構成及び作用・効果は第１の実施例と同様である。

【００２０】図４に本発明のボールねじ装置の給油構造
の第３の実施例を示す。この実施例は、第１の給油穴２
０の出口開口２０ｂの個所において、転がり軸受の固定
外輪１２の内周面１２ｂに環状の内側に突の段部２６を
設けた構造とした点が第１の実施例と異なっている。こ
うして第１の給油穴２０の出口開口２０ｂと第２の給油
穴２３との間の環状のすき間空間ＳＳの間隔をせばめた
ことにより、ボールねじのボール循環部７への給油性能
が向上する利点がある。

【００２１】その他の構成及び作用・効果は第１の実施
例と同様である。図５に本発明のボールねじ装置の給油
構造の第４の実施例を示す。この実施例は、ボールナッ
ト２に設けられている環状給油みぞ２２の個所におい
て、ナット外周面２ｃに環状の外側に突の段部２７を設
けた構造とした点が第１の実施例と異なっている。作用
・効果は第３の実施例の場合と同様である。

【００２２】図６に本発明のボールねじ装置の給油構造
の第５の実施例を示す。この実施例は、第３，第４の両
実施例を併合した構造としたもので、転がり軸受の固定
外輪１２の内周面１２ｂに環状の内側に突の段部２６を
設けるとともに、ボールナット外周面２ｃに環状の外側
に突の段部２７を設けて、第１の給油穴２０の出口開口
２０ｂと第２の給油穴２３との間の環状のすき間空間Ｓ
Ｓの間隔を一層せばめたことにより、ボールねじのボー
ル循環部７への給油性能をより向上させている。

【００２３】図７，図８に本発明のボールねじ装置の給
油構造の第６の実施例を示す。この実施例は、ボールナ
ット２の胴部外周に凹部３０を設けて、転がり軸受の固
定外輪１２とボールナット２との間の環状のすき間ＳＳ
の容積を増大させている。もっとも第１〜第５の実施例
においても、ボールナット２の胴部外周には凹部（３
０）が図示されているが、これらの場合は当該凹部は必
ずしも必要ではない。本実施例では、凹部３０が潤滑油
貯蔵用の油溜め３０として用いられる。しかして、第１
の給油穴２０は固定外輪１２に設けられているが、第２
の給油穴２３の方は、油溜め３０の底部に設けられてお
り、両給油穴２０，２３は必ずしも対向させる必要はな
い。油溜め３０に溜める潤滑油３１の量は、図８に示す
ように、油面３１ａがボール循環部７のボール５の一部
を浸す程度で良い。

【００２４】この実施例によれば、外部からの給油は油
溜め３０の油量の減少に応じて行えばよく、したがって
外部からの給油頻度が少ないので機械の停止中を見計ら
って給油すれば間に合い、常時給油配管を接続しておか
なくても済む利点がある。図９に本発明のボールねじ装
置の給油構造の第７の実施例を示す。この実施例は、転
がり軸受の固定外輪１２の一端にねじ軸１が貫通する軸
穴４０を有する外蓋４１をボルト４４で取り付けて、そ
の外蓋４１に外周面４１ａから内周面４１ｂに及ぶ径方
向の貫通穴からなる給油穴４２を設け、固定外輪１２の
第１の給油穴２０およびボールナット２の第２の給油穴
２３は設けない点が上記の各実施例とは異なっている。
外蓋４１の軸穴４０とねじ軸１の外面とのすき間はシー
ル部材４３でシールされ、給油穴４２の出口開口４２ｂ
は、ボールねじのボール循環部７に連通している。給油
穴４２の入口開口４２ａに設けたねじ孔２１に螺着した
継手を介して給油配管を取付けることで、ボールナット
２が回転運動中であってもボールねじのボール循環部７
への給油が可能である。

【００２５】この実施例の場合は、給油穴４２を有する
外蓋４１をアタッチメントして転がり軸受の固定外輪１
２の端面に取り付ければ良く、したがってわざわざ転が
り軸受の固定外輪１２に第１の給油穴２０を形成し、ボ
ールナット２に第２の給油穴２３を形成する必要がない
と共に既納入品の改造も容易に行えるという利点があ
る。

【００２６】なお、以上の各実施例において、ボールナ
ット１２の回転駆動方式はテーブル上に設置した駆動モ
ータによりベルト駆動で行ってもよく、あるいはねじ軸
１に挿通した中空モータをテーブルにブラケットで取り
付けて、そのモータ出力部にボールナット２を連結して
駆動しても良い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
の発明によれば、固定支持されるねじ軸に螺合したボー
ルナットを転がり軸受の固定外輪で回転自在に保持した
ボールねじ装置の給油構造を、固定外輪の外周面から内
周面に貫通する径方向の第１の給油穴と、ボールナット
の外周面から内周面に貫通すると共に前記第１の給油穴
と環状のすき間を介して連通する第２の給油穴とを備え
た構成とした。そのため給油配管は常時固定外輪に接続
したままでよく、また潤滑剤をボールナットが回転中で
あってもボール循環部に供給できて給油の度に装置を停
止したり分解したりしなくて済み、給油作業が容易かつ
確実にできるという効果を奏する。

【００２８】また、本発明の請求項２の発明によれば、
同様のボールねじ装置においてその給油構造を、転がり
軸受の固定外輪の一端にねじ軸が貫通する軸穴を有する
外蓋を取り付けると共に、その外蓋の外周面からねじ軸
の挿通穴の内径面に貫通してボールナットの内周面とね
じ軸の外周面との間のすき間に連通する給油穴を設けた
構成とした。そのため、上記請求項１におけると同様の
効果に加えて、固定外輪及びボールナットに一々給油穴
加工を施す必要がなくて給油穴を予め設けた外蓋をアタ
ッチメントとして固定外輪に着脱するだけでよく、多数
の機種にも容易に即応できると共に既納入品の改造も容
易に行えるという特別の効果をも奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の縦断面図である。

【図２】一部を省略して示す図１のII−II線断面図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施例の縦断面図である。

【図４】本発明の第３の実施例の縦断面図である。

【図５】本発明の第４の実施例の縦断面図である。

【図６】本発明の第５の実施例の縦断面図である。

【図７】本発明の第６の実施例の縦断面図である。

【図８】一部を省略して示す図７のVIII−VIII線断面図
である。

【図９】本発明の第７の実施例の縦断面図である。

【図１０】従来のボールねじ装置の給油構造を示す縦断
面図である。

【図１１】一部を省略して示す図１０のXI−XI線断面図
である。

【符号の説明】

１ ねじ軸 １ａ （ねじ軸の）外周面 ２ ボールナット ２ａ （ボールナットの）端面 ２ｂ （ボールナットの）内周面 ２ｃ （ボールナットの）外周面 ３ （ねじ軸の）ボールねじみぞ ４ （ボールナットの）ボールねじみぞ ５ ボール ７ ボール循環部 １０ 転がり軸受 １１ 内輪軌道 １２ 固定外輪 １２ａ （固定外輪の）外周面 １２ｂ （固定外輪の）内周面 １４ 転動体 ２０ 第１の給油穴 ２２ 環状給油みぞ ２３ 第２の給油穴 ４０ 軸穴 ４１ 外蓋 ４２ 給油穴 ＳＳ 環状のすき間空間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面にボールねじ溝を有して固定支持
   されるねじ軸と、該ねじ軸のボールねじ溝に対向するボ
   ールねじ溝を内周面に有し外周面には転がり軸受の内輪
   軌道を有し該内輪軌道内を転動する転動体を介して転が
   り軸受の固定外輪により回転可能に支持されたボールナ
   ットと、前記ねじ軸のボールねじ溝と前記ボールナット
   のボールねじ溝との間に嵌合されて前記ねじ軸と前記ボ
   ールナットとを相対螺旋運動可能とする多数のボールと
   を備えたボールねじ装置において、 前記転がり軸受の固定外輪の外周面から内周面に貫通す
   る径方向の第１の給油穴と、前記ボールナットの外周面
   から内周面に貫通すると共に前記第１の給油穴と環状の
   すき間を介して連通する第２の給油穴とを備えたことを
   特徴とするボールねじ装置の給油構造。
2. 【請求項２】 外周面にボールねじ溝を有して固定支持
   されるねじ軸と、該ねじ軸のボールねじ溝に対向するボ
   ールねじ溝を内周面に有し外周面には転がり軸受の内輪
   軌道を有し該内輪軌道内を転動する転動体を介して転が
   り軸受の固定外輪により回転可能に支持されたボールナ
   ットと、前記ねじ軸のボールねじ溝と前記ボールナット
   のボールねじ溝との間に嵌合されて前記ねじ軸と前記ボ
   ールナットとを相対螺旋運動可能とする多数のボールと
   を備えたボールねじ装置において、 前記転がり軸受の固定外輪の一端に前記ねじ軸が貫通す
   る軸穴を有する外蓋を取り付けると共に、該外蓋の外周
   面から前記ねじ軸の挿通穴の内径面に貫通して前記ボー
   ルナットの内周面とねじ軸の外周面との間のすき間に連
   通する給油穴を設けたことを特徴とするボールねじ装置
   の給油構造。