WO2015151804A1 - ボールねじ装置 - Google Patents

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WO2015151804A1
WO2015151804A1 PCT/JP2015/057905 JP2015057905W WO2015151804A1 WO 2015151804 A1 WO2015151804 A1 WO 2015151804A1 JP 2015057905 W JP2015057905 W JP 2015057905W WO 2015151804 A1 WO2015151804 A1 WO 2015151804A1
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WO
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lubricant
containing body
screw shaft
nut
ball screw
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PCT/JP2015/057905
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English (en)
French (fr)
Inventor
一成 宮崎
Original Assignee
日本精工株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048—Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0497—Screw mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to a ball screw device.
  • a ball screw device as a device for converting rotational motion into linear motion is well known.
  • the ball screw device has a structure in which a large number of balls are interposed as rolling elements between the screw shaft and the nut, so the movement is light and the feed accuracy is excellent. It is often used in devices or precision positioning devices.
  • the ball screw device In the ball screw device, a large number of balls are accommodated in spiral ball rolling grooves formed on the inner peripheral surface of the nut and the outer peripheral surface of the screw shaft inserted into the nut, so that the nut and the screw shaft can rotate relative to each other. Accordingly, the ball circulates between the ball return passage provided in the wall thickness of the nut or on the outer side of the nut and the spiral ball rolling groove.
  • a lubricant is supplied to the outer peripheral surface of the screw shaft, in particular, the spiral ball rolling groove.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-277900 discloses a ball screw device provided with a lubricant-containing body provided with a seal portion.
  • a counterbore portion 23 is formed in the shape of a spigot at the inner diameter portion of one end portion of the nut 1 having the ball rolling groove 2 on the inner peripheral surface, and the counterbore portion 23 has an annular lubrication.
  • the inner diameter portion of the inner end surface of the lubricant containing body 21 that press-fits the agent containing body 21 and makes the inner peripheral portion of the lubricant containing body 21 contact the outer peripheral surface of the screw shaft 3 and further contacts the bottom of the counterbore portion 23.
  • a seal portion 22 that is in pressure contact with the ball rolling groove 5 along the ball rolling groove 5 of the screw shaft 3 is integrally formed. Due to the relative rotation between the nut 1 and the screw shaft 3, the ball 6 rolls between the nut 1 and the ball rolling grooves 2 and 5 of the screw shaft 3. With this structure, the lubricant of the lubricant-containing body 21 is applied to the outer peripheral surface of the screw shaft 3 and the ball rolling groove 5, and the dust prevention between the screw shaft 3 and the nut 1 is ensured by the seal portion 22.
  • JP 2000-81103 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-265794 Japanese Patent Laid-Open No. 08-277900
  • the entire inner peripheral surface of the lubricant-containing body is in direct contact with the screw shaft. Due to the relative rotation of the screw shaft, frictional heat is generated on the sliding contact surface between the lubricant-containing body and the screw shaft. The frictional heat becomes particularly high under high-speed and high-load use conditions, and the lubricant is dissolved and excessively discharged. Oil shortage occurs, and as a secondary factor, there is concern about material deterioration such as sag of the lubricant-containing body and dissolution.
  • the inner peripheral surface of the lubricant-containing body 21 and the entire region of the seal 22 formed integrally with the lubricant-containing body 21 are the outer peripheral surface of the screw shaft 3 and the ball rolling. Since it is in sliding contact with the groove 5, a large amount of heat is generated due to friction, which may cause the same problem as described above.
  • the present invention can reduce the heat generation due to friction of the lubricant-containing body that comes into contact with the screw shaft, and can suppress the heat of friction even in high-speed, high-load applications and can stably supply a lubricant for a long time.
  • An object is to provide an apparatus.
  • the present invention In a ball screw device having a screw shaft and a nut screwed with the screw shaft via a plurality of balls, A lubricant-containing body that supplies a lubricant in contact with the outer peripheral surface of the screw shaft; A ball screw device having a heat generation reducing mechanism for reducing heat generation of the lubricant-containing body is provided.
  • FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of a ball screw device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded longitudinal sectional view showing the lubricant supply unit of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the lubricant-containing body of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a partial longitudinal sectional view of a ball screw device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view of a ball screw device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded longitudinal sectional view showing the lubricant supply unit of the third embodiment.
  • FIG. 7A is a perspective view showing the lubricant-containing body of the third embodiment, FIG.
  • FIG. 7B is a view showing the outer end surface of the lubricant-containing body of the third embodiment, and FIG. 7C shows a garter spring.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a second modification of the lubricant-containing body of the third embodiment.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a third modification of the lubricant-containing body of the third embodiment.
  • FIG. 10 is a partial longitudinal sectional view showing a conventional ball screw device having a lubricant-containing body.
  • a ball rolling groove 102 is spirally formed on the inner peripheral surface of a cylindrical nut 101 and inserted into the nut 101.
  • a spiral ball rolling groove 105 is formed on the outer peripheral surface of the screw shaft 103 in a form corresponding to the rolling groove 102 of the nut 101, and a large number of balls 106 are interposed between these ball rolling grooves 102, 105. It is disguised.
  • a ball return tube 107 is provided on the outer side of the nut 101, and both ends of the ball return tube 107 communicate with both end portions of the ball rolling groove 102 on the nut side.
  • each ball 106 moves in the nut 101 in a direction opposite to the direction in which the nut 101 moves relative to the screw shaft 103 while spirally moving in the nut 101. Then, it is scooped up from the groove end of the ball rolling groove 102 of the nut 101 to the ball return tube 107, moves in the ball return tube 107 in the relative movement direction of the nut 101, and again from the other end of the nut side ball rolling groove 102. It enters into the ball rolling grooves 102 and 105 between the nut 101 and the screw shaft 103, rolls in the nut 101 in the direction opposite to the relative movement direction of the nut 101, and repeats this circulation.
  • the lubricant supply unit 115 includes a lubricant containing body 108, a seal member 111, and a cylindrical housing 109 that accommodates them, which will be described later.
  • An annular part 110 having a slightly smaller diameter than the outer peripheral part of the housing 109 is integrally formed at an end part of the housing 109 on the nut 101 side, and the annular part 110 is inserted into a counterbore part at the end part of the nut 101 in an inlay shape.
  • the housing 109 is fixed to the nut 101 by a set screw (not shown) that is screwed in from the radially outer side of the nut 101.
  • the housing 109 and the ring body 110 are preferably made of a material having a high thermal conductivity, and are made of metal in this embodiment.
  • the attachment of the housing 109 to the nut 101 is not limited to the above-described form, and may be other known means.
  • An annular seal member 111 made of, for example, an elastomer is fitted into the housing 109 so as to be in contact with the bottom of the housing 109, and is fixed by a set screw 112 that is screwed from the outside in the radial direction of the housing 109. In this state, the inner diameter portion of the seal member 111 is brought into pressure contact with the outer diameter portion of the screw shaft 103 and the ball rolling groove 105 to provide a dustproof and sealing action.
  • the seal member 111 may be formed of an elastic body other than an elastomer.
  • the lubricant supply unit 115 will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2 together with FIG. 3.
  • the housing 109 is in contact with the outer end surface of the seal member 111, that is, the end surface opposite to the nut 101.
  • the lubricant containing body 108 is accommodated in the inside.
  • the outer end surface of the lubricant-containing body 108 that is, the end surface 108 a opposite to the nut 101, is constrained by a locking pin 116 inserted from the radially outer side into the outer peripheral portion of the housing 109.
  • a lubricant-containing polymer as described in JP-A-2000-81103 or JP-A-10-265794 described above is effectively employed.
  • the lubricant-containing polymer applied to the present invention include a synthetic resin selected from a group of polyolefin resins having basically the same chemical structure such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, polymethylpentene, etc.
  • Paraffinic hydrocarbon oil such as poly- ⁇ -olefin oil, naphthenic hydrocarbon oil, mineral oil, ether oil such as dialkyldiphenyl ether oil, ester oil such as phthalate ester, etc.
  • the material prepared by mixing is heated to a temperature above the melting point of the resin, plasticized, and then cooled to solid form.
  • the lubricant is pre-oxidized, rust inhibitor, anti-wear.
  • Various additives such as an agent, a foam remover, and an extreme pressure agent can also be added.
  • the lubricant-containing body 108 is composed of two facing half-cylindrical bodies, and a circumferential concave groove 108 b is formed at a substantially central portion of the outer circumferential surface of each half-cylindrical body.
  • the cylindrical lubricant-containing body 108 is obtained by fitting the garter springs 117 of FIG.
  • the garter spring 117 pressurizes the lubricant containing body 108 radially inward in addition to joining the two semi-cylindrical bodies of the lubricant containing body 108, thereby causing more effective lubricant exudation. It has a function.
  • a pair of axial passages 125, 126 extending in the axial direction are drilled in the body thickness of the nut 101, and each axial passage 125, from the outer peripheral surface of the end of the nut 101, Radial passages 127 and 128 communicating with 126 are perforated.
  • the distal ends of the axial passages 125 and 126 opposite to the radial passages 127 and 128 pass through the nut 101 and communicate with a connecting pipe 129 disposed outside the distal end surface of the nut 101.
  • the radial passages 127 and 128 are connected to an external coolant pump (not shown) via a suitable flexible tube, for example, a flexible hose.
  • coolant such as water or oil introduced from the coolant pump into the radial passage 127 returns to the coolant pump from the radial passage 128 through the axial passage 125, the connecting pipe 129, and the axial passage 126 in this order. Cycle through this path.
  • the nut 101 is cooled by the coolant flowing in the nut 101, and this cooling action is transmitted to the lubricant supply unit 115 at the end of the nut 101 to cool the lubricant containing body 108.
  • the temperature rise of the lubricant containing body 108 due to frictional heat generation with the screw shaft 103 in operation can be effectively suppressed, and a ball screw device for use in which usually large frictional heat generation such as high speed and high load occurs.
  • the cooling action is transmitted from the end of the nut 101 to the lubricant supply unit 115, and the lubricant containing body 108 and the seal member 111 are cooled.
  • the lubricant containing body 108 and the seal member 111 are accommodated in a housing 109 made of a metal having a high thermal conductivity. For this reason, the cooling action is transmitted to the lubricant containing body 108 and the seal member 111 via the housing 109, and the lubricant containing body 108 and the seal member 111 are cooled from the entire outer peripheral surface of each.
  • the annular portion 110 of the housing 109 extends to the vicinity of the radial passages 127 and 128 of the nut 101, the cooling action is better transmitted to the lubricant containing body 108 and the seal member 111. It is done.
  • the screw shaft 103 is also cooled via the balls 106, the lubricant containing body 108 and the seal member 111 that are in contact with the screw shaft 103 are also cooled, and the ball screw device 120 is cooled. The whole is cooled.
  • the lubricant containing body 108 is effectively cooled from both the radially outer side and the radially inner side, it is possible to effectively suppress a temperature increase due to frictional heat generation with the screw shaft 103 during operation. And the above-mentioned effects can be maximized.
  • the ball screw device 130 according to the present embodiment shown in FIG. 4 is a view showing a cooling structure of the screw shaft 103.
  • symbol is attached
  • a shaft core passage 131 that penetrates the shaft core of the screw shaft 103 in the axial direction is formed, and is connected to a coolant pump at both ends of the screw shaft 103 via a joint and a flexible tube (not shown).
  • the coolant circulates through the pump, the screw shaft 103 is cooled, and this cooling action is transmitted to the lubricant containing body 108 of the lubricant supplying unit 115 to cool the lubricant containing body 108.
  • the lubricant-containing body 108 and the seal member 111 that are in contact with the screw shaft 103 are cooled.
  • the nut 101 is also cooled via the balls 106.
  • the cooling action is transmitted from the end of the nut 101 to the lubricant supply unit 115, the lubricant containing body 108 and the seal member 111 are cooled, and the entire ball screw device 130 is cooled.
  • the lubricant containing body 108 and the seal member 111 are accommodated in a housing 109 made of a metal having a high thermal conductivity.
  • the cooling action is transmitted to the lubricant containing body 108 and the seal member 111 via the housing 109, and the lubricant containing body 108 and the seal member 111 are cooled from the entire outer peripheral surface of each.
  • the ring body portion 110 of the housing 109 is inserted into the end portion of the nut 101 in an inlay shape, so that a large contact area of the housing 109 with the nut 101 is ensured. For this reason, the cooling action is well transmitted by the lubricant containing body 108 and the seal member 111.
  • the lubricant containing body 108 is effectively cooled from both the radially inner side and the radially outer side, the temperature due to frictional heat generation with the screw shaft 103 during operation is the same as in the first embodiment.
  • the increase can be effectively suppressed, and the above-described effects can be exhibited to the maximum.
  • a cooling fan is arranged on the extension line in the axial direction of the screw shaft 103, that is, in the upper part of FIG.
  • the whole 130 may be cooled.
  • the lubricant containing body 108 can be directly cooled by blowing air from the cooling fan.
  • the housing 109 is directly cooled by the air blown from the cooling fan, the lubricant containing body 108 and the seal member 111 can be cooled from the entire outer peripheral surface of each.
  • the cooling mode according to the present invention the mode for cooling the nut 101, the mode for cooling the screw shaft 103, and the mode for cooling the entire ball screw device with the cooling fan have been described.
  • the cooling fan is combined with a configuration in which the cooling fan is combined with the configuration in which the nut 101 is cooled, or the cooling fan is combined with the configuration in which the screw shaft 103 is cooled.
  • FIG. 4 shows a case where the ball 106 is circulated by the ball return tube 107 as a circulation form of the ball 106, but other ball circulation methods such as an end deflector type, a top type, and an end cap type are shown.
  • the present invention is also applicable to ball screw devices such as the above.
  • the shape of the housing 109, the shape of the lubricant containing body 108, the arrangement on the screw shaft 103, the number, etc. are not limited to those described above, and contact is made so that the cooling action can be transmitted from the housing 109 to the lubricant containing body 108. If you do.
  • the housing 109 and the ring body 110 are not limited to metal, and may be made of other materials having high thermal conductivity.
  • a ball rolling groove 202 is spirally formed on the inner peripheral surface of the cylindrical nut 201 and inserted into the nut 201.
  • a spiral ball rolling groove 205 is formed on the outer peripheral surface of the screw shaft 203 in a form corresponding to the rolling groove 202 of the nut 201, and a large number of balls 206 are interposed between these ball rolling grooves 202, 205. It is disguised.
  • a ball return tube 207 is provided on the outer side of the nut 201, and both ends of the ball return tube 207 communicate with both ends of the ball rolling groove 202 on the nut side.
  • each ball 206 moves in the nut 201 in a direction opposite to the direction in which the nut 201 moves relative to the screw shaft 203 while performing a spiral motion in the nut 201.
  • the ball 201 is scooped up from the groove end of the ball rolling groove 202 of the nut 201 to the ball return tube 207 and moves in the ball return tube 207 in the relative movement direction of the nut 201, and again from the other end of the nut side ball rolling groove 202. It enters into the ball rolling grooves 202 and 205 between the nut 201 and the screw shaft 203, rolls in the nut 201 in the direction opposite to the relative movement direction of the nut 201, and repeats this circulation.
  • An end portion of the nut 201 is provided with a lubricant supply portion 215 that supplies a lubricant to the screw shaft 203 in order to reduce the rolling of the ball 206 and reduce the wear of the ball rolling grooves 202 and 205.
  • the lubricant supply unit 215 includes a lubricant-containing body 208, a seal member 211, and a cylindrical housing 209 that stores them, which will be described later.
  • An annular part 210 having a slightly smaller diameter than the outer peripheral part of the housing 209 is integrally formed at the end part of the housing 209 on the nut 201 side, and this annular part 210 is inserted into the counterbore part of the end part of the nut 201 in an inlay shape.
  • the housing 209 is fixed to the nut 201 by a set screw (not shown) that is screwed in from the radially outer side of the nut 201.
  • the attachment of the housing 209 to the nut 201 is not limited to the above-described form, and may be other known means.
  • An annular seal member 211 made of, for example, an elastomer is fitted into the housing 209 so as to be in contact with the bottom of the housing 209, and is fixed by a set screw 212 that is screwed from the outside in the radial direction of the housing 209. In this state, the inner diameter portion of the seal member 211 is brought into pressure contact with the outer diameter portion of the screw shaft 203 and the ball rolling groove 205 to provide a dustproof and sealing action.
  • the seal member 211 may be formed of an elastic body other than an elastomer.
  • the lubricant supply unit 215 will be described in more detail with reference to FIGS. 5 and 6 together with FIG. 7.
  • the housing 209 is in contact with the outer end surface of the seal member 211, that is, the end surface opposite to the nut 201.
  • the lubricant containing body 208 is accommodated therein.
  • the outer end surface of the lubricant-containing body 208, that is, the end surface 208a opposite to the nut 201 is constrained by a locking pin 216 inserted from the radially outer side into the outer peripheral portion of the housing 209.
  • a lubricant-containing polymer as described in Patent Document 1 or Patent Document 2 described above is effectively employed.
  • the lubricant-containing polymer applied to the present invention include a synthetic resin selected from a group of polyolefin resins having basically the same chemical structure such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, polymethylpentene, etc.
  • Paraffinic hydrocarbon oil such as poly- ⁇ -olefin oil, naphthenic hydrocarbon oil, mineral oil, ether oil such as dialkyldiphenyl ether oil, ester oil such as phthalate ester, etc.
  • the material prepared by mixing is heated to a temperature above the melting point of the resin, plasticized, and then cooled to solid form.
  • the lubricant is pre-oxidized, rust inhibitor, anti-wear.
  • Various additives such as an agent, a foam remover, and an extreme pressure agent can also be added.
  • the lubricant-containing body 208 is composed of two semicylindrical bodies facing each other, and a circumferential concave groove 208b is formed at a substantially central portion of the outer peripheral surface of each semicylindrical body. Yes.
  • the cylindrical lubricant-containing body 208 is obtained by fitting the garter springs 17 of FIGS. 6 and 7C into the outer circumferential concave grooves 208b by abutting the semicylindrical bodies.
  • the garter spring 217 pressurizes the lubricant-containing body 208 radially inward in addition to joining the two semi-cylindrical bodies of the lubricant-containing body 208, thereby causing more effective lubricant exudation. It has a function.
  • the inner peripheral surface of the lubricant-containing body 208 comes into contact with the outer peripheral surface of the screw shaft 203, and the relative rotation between the nut 201 and the screw shaft 203 occurs. Then, the lubricant exudes from the lubricant containing body 208 and the lubricant is supplied to the screw shaft 203.
  • the lubricant-containing body 208 has an uneven portion formed on its inner peripheral surface 208c.
  • the concavo-convex portion is composed of a knurled surface 218 formed by subjecting the inner peripheral surface 208c of the lubricant-containing body 208 to a twill pattern, that is, a grid-shaped knurling process. Since the convex portion of the knurled surface 218 contacts the outer peripheral surface of the screw shaft 203 and the concave portion of the knurled surface 218 does not contact the screw shaft 203, the contact area of the lubricant containing body 208 that contacts the outer peripheral surface of the screw shaft 203 is reduced.
  • the knurled surface 218 is not limited to the twill, and may be flat or striped.
  • the uneven portion formed on the inner peripheral surface 208c of the lubricant-containing body 208 is not limited to the knurled surface as described above, and does not impair the leaching and leaching of the lubricant of the lubricant-containing body 208 with respect to the screw shaft 203.
  • any material may be used as long as the substantial contact area with the screw shaft 203 is reduced to suppress frictional heat generation.
  • the uneven portion of the inner peripheral surface 208c may be constituted by a dimple processed surface that is not shown.
  • a plurality of dimple-like recesses for example, a plurality of small hemispherical recesses formed on the surface of a golf ball, are formed on the inner peripheral surface 208c of the lubricant-containing body 208 (not shown).
  • the lubricant-containing body 208 By forming the lubricant-containing body 208 into two semi-cylindrical bodies, it is easy to form such a dimple processed surface.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a second modification of the lubricant-containing body 208.
  • at least one concave groove 208d extending in the circumferential direction as an uneven portion on the inner peripheral surface 208c of the lubricant-containing body 208, In this modification, two concave grooves 208d are formed.
  • the concave groove 208d is not in direct contact with the screw shaft 203, whereby the contact area of the lubricant containing body 208 that is in contact with the outer peripheral surface of the screw shaft 203 is reduced, and generation of large frictional heat is suppressed.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a third modification of the lubricant containing body 208.
  • at least one protrusion 208e extending in the circumferential direction as an uneven portion is formed on the inner peripheral surface 208c of the lubricant-containing body 208, and in the present modification, one protrusion 208e is formed.
  • the protrusions 208e are in contact with the outer peripheral surface of the screw shaft 203, and the portions other than the protrusions 208e are not in sliding contact with the outer peripheral surface of the screw shaft 203. Reduction and suppression of temperature rise.
  • a plurality of protrusions 208e may be provided, and the inner peripheral surface of the protrusions 208e is formed to have a smooth and wide width in order to bring out effective lubricant exudation.
  • the cylindrical lubricant-containing body 208 is composed of two semi-cylindrical bodies, and an annular groove 208b for mounting a ring-shaped garter spring 217 is formed on the outer periphery thereof. ing.
  • the spring 217 tightens the lubricant-containing body 208 inward in the radial direction, and more effective lubricant exudation is performed.
  • Such two semi-cylindrical bodies facilitate the uneven processing of the inner peripheral surface of the lubricant-containing body 208, but in some cases, particularly in the case of the second and third modifications, the two semi-cylindrical bodies. It is possible to adopt a form that does not.
  • grooved part of the lubricant containing body 208 was shown, the form which combined these may be sufficient.
  • the material, shape, arrangement on the screw shaft 203, arrangement and number of the uneven portions, etc., of the lubricant-containing body 208 are not particularly limited as long as the object is achieved.
  • the uneven portion of the inner peripheral surface 208c of the lubricant-containing body 208 is for reducing the contact pressure with the screw shaft 203 of the lubricant-containing body 208 and suppressing the increase in frictional heat.
  • a plurality of concave grooves or ridges extending in the axial direction may be used. Moreover, you may comprise the uneven
  • the ball return tube 207 is used as the circulation form of the ball 206, but other ball circulation methods such as an end deflector type, a top type, an end cap type, etc. In addition, the present invention can be similarly applied.

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Abstract

ボールねじ装置１２０は、ねじ軸１０３と、複数のボール１０６を介してねじ軸１０３と螺合したナット１０１とを有し、ねじ軸１０３の外周面に接触して潤滑剤を供給する潤滑剤含有体１０８と、潤滑剤含有体１０８の発熱を低減するための発熱低減機構とを有する。これにより、ねじ軸と接触する潤滑剤含有体の摩擦による発熱を低減でき、特に高速、高荷重の用途のものにおいても摩擦熱を抑えて安定した潤滑剤の長期供給が可能なボールねじ装置を提供することができる。

Description

ボールねじ装置
　本発明はボールねじ装置に関する。
　回転運動を直線運動に変換する装置としてのボールねじ装置は周知である。ボールねじ装置は、ねじ軸とナットとの間に転動体として多数のボールが介在される構造のため、動きが軽く、また送り精度も優れているため、重量物移動用送り装置や加工物送り装置、あるいは精密位置決め装置等に多用されている。
　ボールねじ装置はナットの内周面と該ナットに挿入されるねじ軸の外周面にそれぞれ形成された螺旋状のボール転動溝に多数のボールが収容され、ナットとねじ軸との相対回転に伴ってボールがナットの肉厚内あるいはナット外側部に設けられたボール戻し通路と螺旋状のボール転動溝との間を循環する。ボールの転動を軽くし、かつボール転動溝の磨耗を低減させるために、ねじ軸の外周面、特に螺旋状のボール転動溝に潤滑剤を供給する構造のものがある。
　ボールねじ装置のねじ軸に潤滑剤を供給する手段としては特開２０００－８１１０３号公報、特開平１０－２６５７９４号公報に記載の装置が知られている。これは、潤滑剤を含浸させた筒形の潤滑剤含有体をナットの端部に装着するとともに、その内周部をねじ軸に摺接するように保持し、ナットとねじ軸との相対回転中に潤滑剤含有体から潤滑剤をねじ軸外周面に絞出させることにより、メンテナンスフリーで長期にわたって潤滑剤を供給し得る構造としている。
　また、他の例として、シール部を設けた潤滑剤含有体を供えたボールねじ装置が特開平０８－２７７９００号公報に開示されている。これは、図１０に示すように、内周面にボール転動溝２を有するナット１の片端部の内径部位にインロー形状に座ぐり部２３を形成し、この座ぐり部２３に環状の潤滑剤含有体２１を圧入するとともに、該潤滑剤含有体２１の内周部をねじ軸３の外周面に接触させ、さらに座ぐり部２３の奥底に接する潤滑剤含有体２１の内端面の内径部に、ねじ軸３のボール転動溝５に沿って該ボール転動溝５に圧接するシール部２２を一体に形成した構造としている。ナット１とねじ軸３との相対回転により、ボール６はナット１とねじ軸３のボール転動溝２、５に挟まれて転動する。この構造により、ねじ軸３の外周面およびボール転動溝５に潤滑剤含有体２１の潤滑剤が塗布されるとともに、シール部２２でねじ軸３とナット１間の防塵が確保される。
特開２０００－８１１０３号公報 特開平１０－２６５７９４号公報 特開平０８－２７７９００号公報
　潤滑剤含有体の内周面をねじ軸に接触させて潤滑剤を供給する従来のボールねじ装置では、潤滑剤含有体の内周面全体がねじ軸に直接接触するため、稼働中のナットとねじ軸の相対回転により、潤滑剤含有体とねじ軸との摺接面に摩擦熱が発生し、特に高速、高荷重の使用条件下では摩擦熱が高温となり、潤滑剤の溶解、過剰排出による油切れが発生し、また２次的要因として潤滑剤含有体のへたり等の素材劣化や溶解の懸念が生じる。
　また、特許文献３のボールねじ装置においても、潤滑剤含有体２１の内周面および該潤滑剤含有体２１と一体に形成されたシール２２部の全域がねじ軸３の外周面およびボール転動溝５と摺接するので、摩擦による大きな発熱が生じ、前述同様の問題が生じるおそれがある。
　そこで本発明は、ねじ軸と接触する潤滑剤含有体の摩擦による発熱を低減でき、特に高速、高荷重の用途のものにおいても摩擦熱を抑えて安定した潤滑剤の長期供給が可能なボールねじ装置を提供することを目的とする。
　本発明は、
　ねじ軸と、複数のボールを介して前記ねじ軸と螺合したナットとを有するボールねじ装置において、
　前記ねじ軸の外周面に接触して潤滑剤を供給する潤滑剤含有体と、
　前記潤滑剤含有体の発熱を低減するための発熱低減機構を有することを特徴とするボールねじ装置を提供する。
　本発明によれば、潤滑剤含有体とねじ軸との接触面での摩擦による発熱が低減され、高速、高荷重の用途のボールねじ装置であっても、安定した潤滑剤の長期継続供給が可能なボールねじ装置が得られる。
図１は本発明の第１実施形態に係るボールねじ装置の部分的な縦断面図である。 図２は第１実施形態の潤滑剤供給部を分解して示した縦断面図である。 図３は第１実施形態の潤滑剤含有体を示した斜視図である。 図４は本発明の第２実施形態に係るボールねじ装置の部分的な縦断面図である。 図５は本発明の第３実施形態に係るボールねじ装置の部分的な縦断面図である。 図６は第３実施形態の潤滑剤供給部を分解して示した縦断面図である。 図７Ａは第３実施形態の潤滑剤含有体を示した斜視図であり、図７Ｂは第３実施形態の潤滑剤含有体の外端面を示した図であり、図７Ｃはガータスプリングを示した図である。 図８は第３実施形態の潤滑剤含有体の第２変形例の分解斜視図である。 図９は第３実施形態の潤滑剤含有体の第３変形例の分解斜視図である。 図１０は従来の潤滑剤含有体を有するボールねじ装置を示した部分的な縦断面図である。
　次に、本発明を図面に示す実施形態について具体的に説明する。
（第１実施形態）
　図１、図２を参照すれば、本実施形態に係るボールねじ装置１２０は、円筒状のナット１０１の内周面には螺旋状にボール転動溝１０２が形成され、ナット１０１に挿入されるねじ軸１０３の外周面にはナット１０１の転動溝１０２に対応した形態で螺旋状のボール転動溝１０５が形成され、これらのボール転動溝１０２、１０５の間に多数のボール１０６が介装されている。ナット１０１の外側部にはボール戻しチューブ１０７が設けられ、このボール戻しチューブ１０７の両端がナット側のボール転動溝１０２の両端部に連通している。ナット１０１とねじ軸１０３との相対回転運動に伴って、各ボール１０６はナット１０１内で螺旋運動をしながらナット１０１がねじ軸１０３に対して相対移動する向きと逆向きにナット１０１内を移動し、ナット１０１のボール転動溝１０２の溝端からボール戻しチューブ１０７にすくい上げられて該ボール戻しチューブ１０７内をナット１０１の相対移動方向へ移動し、ナット側ボール転動溝１０２の他端から再びナット１０１、ねじ軸１０３間のボール転動溝１０２、１０５に入り、ナット１０１内をナット１０１の相対移動方向と逆方向へ転動し、この循環を繰り返す。
　ナット１０１の端部には、ボール１０６の転動を軽くし、かつボール転動溝１０２、１０５の磨耗を低減させるために、ねじ軸１０３に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部１１５が備えられている。潤滑剤供給部１１５は、後述する潤滑剤含有体１０８、シール部材１１１およびこれらを収容する筒状のハウジング１０９からなる。ハウジング１０９のナット１０１側の端部にはハウジング１０９の外周部より若干小径の環体部１１０が一体的に形成され、この環体部１１０がナット１０１端部の座ぐり部にインロー形態で挿入され、ナット１０１の径方向外側から螺入される図示を省略した止めねじによってハウジング１０９がナット１０１に固着される。斯かるハウジング１０９および環体部１１０は、熱伝導率の大きな材料で構成することが好ましく、本実施形態では金属で構成されている。なお、ナット１０１へのハウジング１０９の取り付けは上述の形態に限定されるものではなく、他の公知の手段であってもよい。
　ハウジング１０９内には例えばエラストマーから形成された環状のシール部材１１１がハウジング１０９の奥底に接するように嵌入され、ハウジング１０９の径方向外側から螺入される止めねじ１１２によって固定される。この状態でシール部材１１１の内径部はねじ軸１０３の外径部およびボール転動溝１０５に圧接して防塵、シール作用をもたらす。なお、シール部材１１１はエラストマー以外の弾性体で形成されてもよいことは勿論である。
　図１、図２とともに図３を参照して本発明に係る潤滑剤供給部１１５をさらに具体的に説明すれば、シール部材１１１の外端面、即ちナット１０１と反対側の端面に接してハウジング１０９内に潤滑剤含有体１０８が収容されている。潤滑剤含有体１０８の外端面、即ちナット１０１と反対側の端面１０８ａはハウジング１０９の外周部に径方向外側から挿入された係止ピン１１６によって拘束されている。
　潤滑剤含有体１０８は、前述した特開２０００－８１１０３号公報あるいは特開平１０－２６５７９４号公報に記載されたような潤滑剤含有ポリマが有効に採用される。本発明に適用される潤滑剤含有ポリマの例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構造を持つポリオレフィン系樹脂の群から選定された合成樹脂に、潤滑剤としてポリα－オレフィン油のようなパラフィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフェニルエーテル油のようなエーテル油、フタル酸エステルのようなエステル油等の何れか単独あるいは混合油の形で混ぜて調製した原料を樹脂の融点以上で加熱して可塑化し、その後冷却することで固形状にしたものであり、また、場合によっては潤滑剤の中に予め酸化防止剤、錆止め剤、磨耗防止剤、あわ消し剤、極圧剤等の各種添加剤を加えることもできる。
　潤滑剤含有体１０８は、図３に明示するように、向かい合う２つの半円筒体からなり、各半円筒体の外周面の略中央部位には周状の凹溝１０８ｂが形成されている。半円筒体どうしを突き合せて外周の凹溝１０８ｂに図２のガータスプリング１１７を嵌合させることにより、円筒状の潤滑剤含有体１０８が得られる。このガータスプリング１１７は、潤滑剤含有体１０８の２つの半円筒体どうしを合体させることのほかに、潤滑剤含有体１０８を径方向内側に加圧して、より有効な潤滑剤の滲み出しをもたらす機能を有する。
　このような潤滑剤含有体１０８をハウジング１０９内に収容したとき、潤滑剤含有体１０８の内周面がねじ軸１０３の外周面と接触し、ナット１０１とねじ軸１０３との相対回転に伴って、潤滑剤含有体１０８から潤滑剤が滲出し、ねじ軸１０３に潤滑剤が供給される。
　図１、図２に示すように、ナット１０１の胴部肉厚内に軸線方向にのびる一対の軸方向通路１２５、１２６が穿孔され、またナット１０１の端部外周面から各軸方向通路１２５、１２６に連通する径方向通路１２７、１２８が穿孔されている。径方向通路１２７、１２８と反対側の各軸方向通路１２５、１２６の先端部はナット１０１を貫通してナット１０１の先端面の外側に配置された連結管１２９に連通している。径方向通路１２７、１２８は適当な可撓管、例えばフレキシブルホースなどを介して図示しない外部の冷却液ポンプに接続されている。
　冷却液ポンプから径方向通路１２７に導入された例えば、水、油などの冷却液は、軸方向通路１２５、連結管１２９、軸方向通路１２６を順に通って径方向通路１２８から冷却液ポンプへ戻り、この経路を循環する。このようにしてナット１０１内を流れる冷却液によってナット１０１が冷却され、この冷却作用がナット１０１端部の潤滑剤供給部１１５に伝わって潤滑剤含有体１０８を冷却することができる。これにより、作動中のねじ軸１０３との摩擦発熱による潤滑剤含有体１０８の温度上昇を効果的に抑えることができ、高速や高荷重といった通常は大きな摩擦発熱が生じるような用途のボールねじ装置においても、温度上昇による含有潤滑剤の過剰滲出による油切れや、潤滑剤含有体１０８の素材劣化、溶解等が防止され、長期にわたって安定した潤滑剤の供給が可能となる。
　詳細には、冷却液によってナット１０１が冷却されると、冷却作用がナット１０１の端部から潤滑剤供給部１１５に伝わり、潤滑剤含有体１０８およびシール部材１１１が冷却される。本実施形態では、潤滑剤含有体１０８およびシール部材１１１は熱伝導率の大きな金属からなるハウジング１０９に収容されている。このため、冷却作用はハウジング１０９を介して潤滑剤含有体１０８およびシール部材１１１に伝えられ、潤滑剤含有体１０８およびシール部材１１１はそれぞれの外周面全体から冷却される。特に、本実施形態では、ハウジング１０９の環体部１１０がナット１０１の径方向通路１２７、１２８の近傍まで延在しているため、冷却作用が潤滑剤含有体１０８およびシール部材１１１により良好に伝えられる。
　また、冷却液によってナット１０１が冷却されると、ボール１０６を介してねじ軸１０３も冷却され、ねじ軸１０３に接触している潤滑剤含有体１０８およびシール部材１１１も冷却され、ボールねじ装置１２０全体が冷却される。
　以上のように潤滑剤含有体１０８は、径方向外側と径方向内側との両側から効果的に冷却されるため、作動中のねじ軸１０３との摩擦発熱による温度上昇を効果的に抑えることができ、上述の効果を最大限に発揮することができる。
（第２実施形態）
　上記第１実施形態では、ボールねじ装置１２０のナット１０１側を直接冷却する例を示したが、本発明はこの他にもねじ軸１０３に冷却液の流通路を形成してねじ軸１０３側を冷却するようにしてもよい。
　図４に示す本実施形態に係るボールねじ装置１３０は、ねじ軸１０３の冷却構造を示した図である。なお、ボールねじ装置１３０について、上記第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
　ねじ軸１０３の軸芯を軸線方向に貫通する軸芯通路１３１が形成され、ねじ軸１０３の両端で図示しない継手および可撓管を介して冷却液ポンプに連結され、軸芯通路１３１と冷却液ポンプを冷却液が循環することによってねじ軸１０３が冷却され、この冷却作用が潤滑剤供給部１１５の潤滑剤含有体１０８に伝わって該潤滑剤含有体１０８を冷却することができる。これにより、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
　詳細には、冷却液によってねじ軸１０３が冷却されると、ねじ軸１０３に接触している潤滑剤含有体１０８およびシール部材１１１が冷却される。
　また、冷却液によってねじ軸１０３が冷却されると、ボール１０６を介してナット１０１も冷却される。これにより、冷却作用がナット１０１の端部から潤滑剤供給部１１５に伝わり、潤滑剤含有体１０８およびシール部材１１１が冷却され、ボールねじ装置１３０全体が冷却される。上記第１実施形態と同様、潤滑剤含有体１０８およびシール部材１１１は熱伝導率の大きな金属からなるハウジング１０９に収容されている。このため、冷却作用はハウジング１０９を介して潤滑剤含有体１０８およびシール部材１１１に伝えられ、潤滑剤含有体１０８およびシール部材１１１はそれぞれの外周面全体から冷却される。特に、本実施形態では、ハウジング１０９の環体部１１０がナット１０１端部にインロー形態で挿入されているため、ナット１０１に対するハウジング１０９の接触面積が大きく確保されている。このため、冷却作用が潤滑剤含有体１０８およびシール部材１１１により良好に伝えられる。
　以上のように潤滑剤含有体１０８は、径方向内側と径方向外側との両側から効果的に冷却されるため、上記第１実施形態と同様、作動中のねじ軸１０３との摩擦発熱による温度上昇を効果的に抑えることができ、上述の効果を最大限に発揮することができる。
　なお、本実施形態に係るボールねじ装置１３０において、上述した冷却構造の代わりに、例えばねじ軸１０３の軸線方向の延長線上、即ち図４上方に冷却ファンを配置し、この冷却ファンによってボールねじ装置１３０全体を冷却する構成としてもよい。この場合、冷却ファンからの送風により潤滑剤含有体１０８を直接冷却することができる。また、冷却ファンからの送風によりハウジング１０９が直接冷却されるため、潤滑剤含有体１０８およびシール部材１１１をそれぞれの外周面全体から冷却することができる。
　以上、本発明による冷却形態として、ナット１０１を冷却する形態、ねじ軸１０３を冷却する形態、冷却ファンでボールねじ装置全体を冷却する形態について述べたが、ナット１０１を冷却する形態とねじ軸１０３を冷却する形態を組み合わせた形態、ナット１０１を冷却する形態に冷却ファンを組み合わせた形態、ねじ軸１０３を冷却する形態に冷却ファンを組み合わせた形態としてもよいことは勿論である。
　なお、図１、図４のボールねじ装置１２０、１３０でボール１０６の循環形態としてボール戻しチューブ１０７による場合を示したが、これ以外のボール循環方式、例えばエンドデフレクタ式、こま式、エンドキャップ式などのボールねじ装置にも本発明は同様に適用可能である。
　また、ハウジング１０９の形状や、潤滑剤含有体１０８の形状、ねじ軸１０３への配置、個数などは上述のものに限られず、ハウジング１０９から冷却作用を潤滑剤含有体１０８へ伝達できるように接触していればよい。ハウジング１０９および環体部１１０は金属に限られず、熱伝導率の大きなその他の材料で構成してもよい。
（第３実施形態）
　図５、図６を参照すれば、本実施形態に係るボールねじ装置２２０は、円筒状のナット２０１の内周面には螺旋状にボール転動溝２０２が形成され、ナット２０１に挿入されるねじ軸２０３の外周面にはナット２０１の転動溝２０２に対応した形態で螺旋状のボール転動溝２０５が形成され、これらのボール転動溝２０２、２０５の間に多数のボール２０６が介装されている。ナット２０１の外側部にはボール戻しチューブ２０７が設けられ、このボール戻しチューブ２０７の両端がナット側のボール転動溝２０２の両端部に連通している。ナット２０１とねじ軸２０３との相対回転運動に伴って、各ボール２０６はナット２０１内で螺旋運動をしながらナット２０１がねじ軸２０３に対して相対移動する向きと逆向きにナット２０１内を移動し、ナット２０１のボール転動溝２０２の溝端からボール戻しチューブ２０７にすくい上げられて該ボール戻しチューブ２０７内をナット２０１の相対移動方向へ移動し、ナット側ボール転動溝２０２の他端から再びナット２０１、ねじ軸２０３間のボール転動溝２０２、２０５に入り、ナット２０１内をナット２０１の相対移動方向と逆方向へ転動し、この循環を繰り返す。
　ナット２０１の端部には、ボール２０６の転動を軽くし、かつボール転動溝２０２、２０５の磨耗を低減させるために、ねじ軸２０３に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部２１５が備えられている。潤滑剤供給部２１５は、後述する潤滑剤含有体２０８、シール部材２１１およびこれらを収容する筒状のハウジング２０９からなる。ハウジング２０９のナット２０１側の端部にはハウジング２０９の外周部より若干小径の環体部２１０が一体的に形成され、この環体部２１０がナット２０１端部の座ぐり部にインロー形態で挿入され、ナット２０１の径方向外側から螺入される図示を省略した止めねじによってハウジング２０９がナット２０１に固着される。なお、ナット２０１へのハウジング２０９の取り付けは上述の形態に限定されるものではなく、他の公知の手段であってもよい。
　ハウジング２０９内には例えばエラストマーから形成された環状のシール部材２１１がハウジング２０９の奥底に接するように嵌入され、ハウジング２０９の径方向外側から螺入される止めねじ２１２によって固定される。この状態でシール部材２１１の内径部はねじ軸２０３の外径部およびボール転動溝２０５に圧接して防塵、シール作用をもたらす。なお、シール部材２１１はエラストマー以外の弾性体で形成されてもよいことは勿論である。
　図５、図６とともに図７を参照して本発明に係る潤滑剤供給部２１５をさらに具体的に説明すれば、シール部材２１１の外端面、即ちナット２０１と反対側の端面に接してハウジング２０９内に潤滑剤含有体２０８が収容されている。潤滑剤含有体２０８の外端面、即ちナット２０１と反対側の端面２０８ａはハウジング２０９の外周部に径方向外側から挿入された係止ピン２１６によって拘束されている。
　潤滑剤含有体２０８は、前述した特許文献１あるいは特許文献２に記載されたような潤滑剤含有ポリマが有効に採用される。本発明に適用される潤滑剤含有ポリマの例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構造を持つポリオレフィン系樹脂の群から選定された合成樹脂に、潤滑剤としてポリα－オレフィン油のようなパラフィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフェニルエーテル油のようなエーテル油、フタル酸エステルのようなエステル油等の何れか単独あるいは混合油の形で混ぜて調製した原料を樹脂の融点以上で加熱して可塑化し、その後冷却することで固形状にしたものであり、また、場合によっては潤滑剤の中に予め酸化防止剤、錆止め剤、磨耗防止剤、あわ消し剤、極圧剤等の各種添加剤を加えることもできる。
　潤滑剤含有体２０８は、図７Ａおよび図７Ｂに明示するように、向かい合う２つの半円筒体からなり、各半円筒体の外周面の略中央部位には周状の凹溝２０８ｂが形成されている。半円筒体どうしを突き合せて外周の凹溝２０８ｂに図６、図７Ｃのガータスプリング１７を嵌合させることにより、円筒状の潤滑剤含有体２０８が得られる。このガータスプリング２１７は、潤滑剤含有体２０８の２つの半円筒体どうしを合体させることのほかに、潤滑剤含有体２０８を径方向内側に加圧して、より有効な潤滑剤の滲み出しをもたらす機能を有する。
　このような潤滑剤含有体２０８をハウジング２０９内に収容したとき、潤滑剤含有体２０８の内周面がねじ軸２０３の外周面と接触し、ナット２０１とねじ軸２０３との相対回転に伴って、潤滑剤含有体２０８から潤滑剤が滲出し、ねじ軸２０３に潤滑剤が供給される。
　ここで潤滑剤含有体２０８はその内周面２０８ｃに凹凸部が形成されている。本実施形態において凹凸部は、図７Ａに示すように、潤滑剤含有体２０８の内周面２０８ｃに綾目即ち格子状のローレット加工を施して形成したローレット加工面２１８からなる。ローレット加工面２１８の凸部はねじ軸２０３の外周面に接触し、ローレット加工面２１８の凹部はねじ軸２０３に接触しないため、ねじ軸２０３の外周面に接触する潤滑剤含有体２０８の接触面積を、潤滑剤含有体２０８の内周面２０８ｃに凹凸部が形成されていない場合に比して小さくすることができる。これにより、潤滑剤含有体２０８とねじ軸２０３との間の摩擦力が低下し、摩擦接触による発熱が低減される。このため、高速や高荷重といった通常は大きな摩擦発熱が生じるような用途のボールねじ装置においても、温度上昇による含有潤滑剤の過剰滲出による油切れや、潤滑剤含有体２０８の素材劣化、溶解等が防止され、長期にわたって安定した潤滑剤の供給が可能となる。なお、ローレット加工面２１８は綾目に限られず、平目即ち縞状等でもよい。
（第１変形例）
　潤滑剤含有体２０８の内周面２０８ｃに形成される凹凸部は、上述のようなローレット加工面に限ることなく、ねじ軸２０３に対する潤滑剤含有体２０８の潤滑剤の浸出、滲出を損なわない範囲でねじ軸２０３との実質的な接触面積を減少させて摩擦発熱を抑制するものであればよい。例えば、潤滑剤含有体２０８の第１変形例として、内周面２０８ｃの凹凸部を、図示を省略したディンプル加工面で構成してもよい。この例では、潤滑剤含有体２０８の内周面２０８ｃに複数個のディンプル状凹部、例えばゴルフボールの表面に形成されるような小さな半球状の凹部が複数個形成されている（図示省略）。潤滑剤含有体２０８は２つの半円筒体としたことにより、このようなディンプル加工面の形成が容易となる。
（第２変形例）
　図８は潤滑剤含有体２０８の第２変形例の分解斜視図であり、この場合は潤滑剤含有体２０８の内周面２０８ｃに凹凸部として円周方向にのびる少なくとも１本の凹溝２０８ｄ、本変形例では２本の凹溝２０８ｄが形成されている。凹溝２０８ｄはねじ軸２０３と直接接触せず、これによってねじ軸２０３の外周面に接触する潤滑剤含有体２０８の接触面積が減少し、大きな摩擦熱の発生が抑制される。
（第３変形例）
　図９は潤滑剤含有体２０８の第３変形例の分解斜視図である。この場合は、潤滑剤含有体２０８の内周面２０８ｃに凹凸部として円周方向にのびる少なくとも１本の突条２０８ｅ、本変形例では１本の突条２０８ｅが形成されている。この突条２０８ｅがねじ軸２０３の外周面と接触し、突条２０８ｅ以外の部分ではねじ軸２０３の外周面と摺接せず、これによって第２変形例と同様に接触面積の減少による摩擦熱の低減、温度上昇の抑制が図られる。突条２０８ｅは複数本設けられてもよいことは勿論であり、また有効な潤滑剤の滲出をもたらすために突条２０８ｅの内周面は平滑な広幅を呈するように形成される。
　上述の第１～第３変形例の場合も円筒状の潤滑剤含有体２０８は２つの半円筒体からなり、その外周にはリング状のガータスプリング２１７を装着するための環状溝２０８ｂが形成されている。このスプリング２１７によって潤滑剤含有体２０８は径方向内側への締め付けがなされ、より有効な潤滑剤の滲出がなされる。このような２つの半円筒体は潤滑剤含有体２０８の内周面への凹凸加工を容易にするが、場合によっては特に第２、第３変形例のような場合には２つの半円筒体にしない形態も可能である。また、潤滑剤含有体２０８の凹凸部として内周面２０８ｃにローレット加工、ディンプル加工、凹溝形成、突条形成を施す例を示したが、これらを組み合せた形態であってもよい。また、潤滑剤含有体２０８の素材、形状、ねじ軸２０３への配置、凹凸部の配列、個数などは、その目的を達成するものであれば特に限定されない。潤滑剤含有体２０８の内周面２０８ｃの凹凸部は該潤滑剤含有体２０８のねじ軸２０３との接触圧を低くし、その摩擦熱の上昇を抑制するためであり、上述のものの他に、軸方向にのびる複数本の凹溝あるいは突条としてもよい。また、潤滑剤含有体２０８の内周面２０８ｃの凹凸部を、内周面２０８ｃに均一に多数の突起を設けたエンボス加工面で構成してもよい。
　なお、図５のボールねじ装置２２０でボール２０６の循環形態としてボール戻しチューブ２０７による場合を示したが、これ以外のボール循環方式、例えばエンドデフレクタ式、こま式、エンドキャップ式などのボールねじ装置にも本発明は同様に適用可能である。

Claims (17)

  1. 　ねじ軸と、複数のボールを介して前記ねじ軸と螺合したナットとを有するボールねじ装置において、
    　前記ねじ軸の外周面に接触して潤滑剤を供給する潤滑剤含有体と、
    　前記潤滑剤含有体の発熱を低減するための発熱低減機構とを有することを特徴とするボールねじ装置。
  2. 　前記発熱低減機構として、
    　前記ナットと前記ねじ軸の少なくとも一方に冷却液を流通するための冷却通路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ装置。
  3. 　前記ナットの軸線方向の端部に前記潤滑剤含有体を収容するハウジングを有し、
    　前記潤滑剤含有体は、前記ねじ軸を取り巻く円筒形状であって、外周面が前記ハウジングに嵌合しており、
    　前記ねじ軸は、前記潤滑剤含有体に摺動可能に挿貫されていることを特徴とする請求項２に記載のボールねじ装置。
  4. 　前記ハウジングが金属製であることを特徴とする請求項３に記載のボールねじ装置。
  5. 　前記ナットの軸線方向の端面に座ぐり部が形成されており、
    　前記ハウジングは、前記潤滑剤含有体を保持する保持部と、前記保持部に一体的に設けられており、前記ナットの前記座ぐり部に嵌合する嵌合部とからなることを特徴とする請求項４に記載のボールねじ装置。
  6. 　前記冷却通路は、前記ナットの軸線方向に沿って前記ナットに形成されたナット側通路を含み、
    　前記ハウジングの前記嵌合部は、前記ナットの前記ナット側通路近傍まで延在していることを特徴とする請求項５に記載のボールねじ装置。
  7. 　前記冷却通路は、前記ナットの前記ナット側通路と、前記ねじ軸の軸線方向に沿って前記ねじ軸に形成されたねじ軸側通路とを含むことを特徴とする請求項６に記載のボールねじ装置。
  8. 　前記冷却通路は、前記ねじ軸の軸線方向に沿って前記ねじ軸に形成されたねじ軸側通路を含むことを特徴とする請求項５に記載のボールねじ装置。
  9. 　前記ねじ軸の外周をシールする環状のシール部材が前記潤滑剤含有体に隣接して前記ハウジング内に収容されていることを特徴とする請求項３から請求項８のいずれか一項に記載のボールねじ装置。
  10. 　前記発熱低減機構として、
    　前記ねじ軸の前記外周面に接触する前記潤滑剤含有体の接触部分に、前記接触部分の面積を低減する凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ装置。
  11. 　前記潤滑剤含有体は、円筒形状をしており、
    　前記ねじ軸は、前記潤滑剤含有体に摺動可能に挿貫されており、
    　前記潤滑剤含有体の内周面に前記凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のボールねじ装置。
  12. 　前記潤滑剤含有体の前記凹凸部は、前記内周面にローレット加工を施して形成したものであることを特徴とする請求項１１に記載のボールねじ装置。
  13. 　前記潤滑剤含有体の前記凹凸部は、前記内周面にディンプル加工を施して形成したものであることを特徴とする請求項１１に記載のボールねじ装置。
  14. 　前記潤滑剤含有体の前記凹凸部は、前記内周面に円周方向へ延びる溝部を形成してなることを特徴とする請求項１１に記載のボールねじ装置。
  15. 　前記潤滑剤含有体の前記凹凸部は、前記内周面に円周方向へ延びる突部を形成してなることを特徴とする請求項１１に記載のボールねじ装置。
  16. 　前記潤滑剤含有体は２つの半円筒体からなり、前記潤滑剤含有体の外周に環状のガータスプリングを装着することで前記２つの半円筒体が円筒状に合体されることを特徴とする請求項１１に記載のボールねじ装置。
  17. 　前記潤滑剤含有体に隣接して前記ねじ軸の外周をシールする環状のシール部材が設けられることを特徴とする請求項１１から請求項１６のいずれか一項に記載のボールねじ装置。
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