(57)【要約】【課題】ボールねじ装置の高速運転に伴う発熱を低減し、良好な潤滑状態を長期間に渡って維持できる手段を提供する。【解決手段】外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットとを複数のボールを介して螺合させたボールねじ装置に、軸軌道溝に嵌り合う潤滑ボールと、ねじ軸の外周面に遊嵌する内周面を有し、潤滑ボールを保持するボール保持孔を設けた内筒部と、内筒部の半径方向外側に設けられ、潤滑剤を貯留する潤滑剤貯留部とを備えた給油保持体とを設け、ボール保持孔に潤滑ボールを保持した給油保持体を、ナットの内周面の端部に配置する。【選択図】        図１
2006153124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットとを有し、前記軸軌道溝とナット軌道溝とを複数の転動体を介して螺合させたボールねじ装置において、
前記軸軌道溝に嵌り合う潤滑転動体と、
前記ねじ軸の外周面に遊嵌する内周面を有し、前記潤滑転動体を保持する転動体保持孔を設けた内筒部と、該内筒部の半径方向外側に設けられ、潤滑剤を貯留する潤滑剤貯留部とを備えた給油保持体とを設け、
前記転動体保持孔に前記潤滑転動体を保持した前記給油保持体を、前記ナットの内周面の端部に配置したことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記潤滑転動体の前記軸軌道溝との接触角を、前記転動体と前記軸軌道溝との接触角以下に設定したことを特徴とするボールねじ装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記潤滑転動体の前記軸軌道溝との接触角を、前記転動体と前記軸軌道溝との接触角と同じに設定したことを特徴とするボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や精密機械等の機械装置の移動体の送り機構等に用いられるボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のボールねじ装置は、ねじ軸の外周面に螺旋状に形成した軸軌道溝と、ナットの内周面に形成したナット軌道溝とを対向配置し、これらの間に複数のボールを装填してねじ軸とナットとを螺合させ、ナットの両側に配置した潤滑剤を含ませた吸蔵体から供給される潤滑剤を軸軌道溝に押し当てた塗布体の舌片部により軸軌道溝に塗布してボールねじ装置に潤滑剤を供給している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２４９２０９号公報（第５頁段落００３０−段落００３５、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の技術においては、軸軌道溝に潤滑剤を塗布する塗布体の舌片部を押し当ててボールねじ装置の潤滑を行っているため、長期運転により舌片部が摩耗して潤滑剤の塗布が不十分になる可能性があるという問題がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、長期運転に伴う塗布体の摩耗を低減し、良好な潤滑状態を長期間に渡って維持できる手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するために、外周面に螺旋状の軸軌道溝を形成したねじ軸と、内周面に前記軸軌道溝に対向するナット軌道溝を形成したナットとを有し、前記軸軌道溝とナット軌道溝とを複数の転動体を介して螺合させたボールねじ装置において、前記軸軌道溝に嵌り合う潤滑転動体と、前記ねじ軸の外周面に遊嵌する内周面を有し、前記潤滑転動体を保持する転動体保持孔を設けた内筒部と、該内筒部の半径方向外側に設けられ、潤滑剤を貯留する潤滑剤貯留部とを備えた給油保持体とを設け、前記転動体保持孔に前記潤滑転動体を保持した前記給油保持体を、前記ナットの内周面の端部に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
これにより、本発明は、潤滑貯留部の潤滑剤を潤滑転動体により軸軌道溝に確実に転写することができ、ボールねじ装置に潤滑剤を確実に供給することができると共に、軸軌道溝を転がる潤滑転動体により塗布体の摩耗の問題を解消して長期間に渡る良好な潤滑状態を維持することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に、図面を参照して本発明によるボールねじ装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は実施例１のボールねじ装置を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図２のＢ部拡大図である。
図１、図２において、１はボールねじ装置である。
２はボールねじ装置１のねじ軸であり、合金鋼等の鋼材で製作された棒状部材であって、その外周面には略半円弧状断面形状の軸軌道溝３が所定のリードで螺旋状に形成されている。
【０００８】
４はボールねじ装置１のナットであり、合金鋼等の鋼材で製作された円筒部材であって、その内周面には軸軌道溝３と対向する略半円弧状断面形状のナット軌道溝５が軸軌道溝３と同じリードで形成されている。
６は転動体としてのボールであり、合金鋼等の鋼材で製作された球体である。
７はフランジ部であり、ナット４の外周部に設けられ、フランジ部５に設けたボルト孔等により図示しない機械装置の移動体に固定される。
【０００９】
上記のねじ軸２の軸軌道溝３とこれに対向するナット４のナット軌道溝５およびこれを連結する図示しないリターンチューブにより循環路が形成され、この循環路に複数のボール６が装填され、ボール６が軸軌道溝３とナット軌道溝５との間を転動してねじ軸２とナット４を螺合させ、ねじ軸２を回転させることによってボール６が循環路を循環しながらナット４を軸方向に移動させ、ねじ軸２の回転運動がナット４の直線運動に変換され、ボールねじ装置１が直動装置として機能する。
【００１０】
本実施例のナット４の一方の端部の内周面で、循環路を形成するナット軌道溝５の軸方向の外側には、後述する給油保持体１２を嵌合する保持体嵌合穴９が形成されている。
１１は潤滑転動体としての潤滑ボールであり、ボール６と同様の鋼材や樹脂材料、セラミック材料等で形成された球体である。
１２は給油保持体であり、金属材料や樹脂材料等で製作され、ねじ軸２の外周面に遊嵌する内周面を有する円筒状の内筒部１３と、内筒部１３の両端に設けられた半径方向外側に伸長する鍔部１４とが設けられており、内筒部１３の外周面と鍔部１４に囲まれた空間が潤滑剤を貯留する潤滑剤貯留部１５として機能する。
【００１１】
また、給油保持体１２の内筒部１３には、潤滑ボール１１の直径よりも小さい直径の開口を有する転動体保持孔としてのボール保持孔１６が設けられており、このボール保持孔１６に潤滑ボール１１が保持される。
本実施例の内筒部１３は、図３に示すように内筒部１３の内周面が潤滑ボール１１の中心線ＣＬよりねじ軸２の半径方向内側に、外周面が半径方向外側に形成された円筒部材であって、球面を有する孔として形成されたボール保持孔１６が設けられ、その内周面側の開口は潤滑ボール１１の直径よりも小さい直径で、かつ外周面側の開口よりも小さい直径となるように形成されており、外周面側からの潤滑ボール１１の挿入を容易にすると共に内周面側からの潤滑ボール１１の脱落を防止している。
【００１２】
給油保持体１２は、ナット４の保持体嵌合穴９に両方の鍔部１４の外径面を嵌合させて配置される。
上記の給油保持体１２は、ボール保持孔１６に潤滑ボール１１を嵌め込んで保持させ、潤滑剤貯留部１５に所定の量の潤滑剤、例えばグリースを充填し、内筒部１３の内側に突出している潤滑ボール１１をねじ軸２の軸軌道溝３に嵌め合わせながら鍔部１４の外径面をナット４の保持体嵌合穴９に圧入等により嵌合させて取付けられる。
【００１３】
この場合に、図１に示す潤滑ボール１１と軸軌道溝３との接触角αは、ボール６と軸軌道溝３との接触角βと同等またはそれより小さい角度となるように配置するとよい。
このようにして取付けられた給油保持体１２に保持された潤滑ボール１１は、ねじ軸２が回転すると、軸軌道溝３に接触している部位の摩擦力により潤滑剤貯留部１５の潤滑剤をその表面に付着させたまま回転し、付着している潤滑剤が軸軌道溝３に転写され、ナット４に移動に伴って転写された潤滑剤がボール６と軸軌道溝３およびナット軌道溝５の間を潤滑する。
【００１４】
この場合に、潤滑ボール１１と軸軌道溝３との接触角αがボール６と軸軌道溝３との接触角β以下となるように配置されているので、軸軌道溝３の溝底側に転写された潤滑剤がねじ軸２の回転に伴う遠心力によりボール６と軸軌道溝３との接触部に運ばれ、循環路を転動するボール６を有効に潤滑する。
また、ボール保持孔１６が潤滑ボール１１より小さい直径の孔になっているので、ねじ軸２をナット４から抜取った場合においても、潤滑ボール１１が脱落することがない。
【００１５】
なお、潤滑剤貯留部１５に潤滑剤を攪拌するための球体を入れておくようにすれば、潤滑効果を更に持続させることが可能になる。
また、本実施例では給油保持体１２をナット４の保持体嵌合穴９に圧入により取付けるとして説明したが、取付け方法は前記に限らず、ナット４の保持体嵌合穴９の端部にＣ型止め輪を設置する設置溝を設け、給油保持体１２を保持体嵌合穴９に挿入した後にＣ型止め輪を設置溝に嵌合させて給油保持体１２を取付けるようにしてもよい。
【００１６】
以上説明したように、本実施例では、潤滑剤を貯留する潤滑剤貯留部を有する給油保持体の内筒部に設けたボール保持孔に軸軌道溝に嵌り合う潤滑ボールを保持させてナットの内周面の端部に配置したことによって、潤滑貯留部の潤滑剤を潤滑ボールにより軸軌道溝に確実に転写することができ、ボールねじ装置に潤滑剤を確実に供給することができる。
また、軸軌道溝への潤滑剤の供給を軸軌道溝を転がる潤滑ボールにより行うようにしたことによって、塗布体の摩耗の問題を解消して長期間に渡る良好な潤滑状態を維持することができる他、潤滑ボールを転動させて潤滑剤を供給するので潤滑剤の供給時の摩擦熱の発生を防止して長期間に渡る良好な潤滑状態を維持することができる。このことは高速仕様のボールねじ装置にとって特に有効である。
【００１７】
更に、潤滑ボールと軸軌道溝との接触角αをボールと軸軌道溝との接触角β以下となるようにしたことによって、軸軌道溝に供給された潤滑剤をねじ軸の回転に伴う遠心力によりボールと軸軌道溝との接触部に確実に供給することができ、循環路を転動するボールを有効に潤滑することができる。
【実施例２】
【００１８】
図４は実施例２の給油保持体を示す断面図、図５は図４のＣ−Ｃ断面図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図４、図５において、２０は抑えリングであり、樹脂材料等により成形されたボール保持孔１６に嵌り込んだ潤滑ボール１１の外側と内筒部１３の外周面とに外接する円と略同等の直径の内周面を有する円筒状部材であって、潤滑ボール１１が半径方向外側に脱落することを防止する。
【００１９】
また、抑えリング２０は、その円筒面の一箇所が軸方向に切断され、切断部の中心を挟んだ反対側に樹脂材料の弾性を利用した薄肉の蝶番が設けられ、切断部の端部に形成された係合機構により係合させて内筒部１３に取付けられる。
これにより、本実施例では、上記実施例１と同様の効果に加えて、潤滑ボールを常に上方に位置させておく必要がなくなり、給油保持体の組付けを容易に行うことができると共に、潤滑ボールを軸駆動溝に常に接触させておくことができる。
【００２０】
なお、上記各実施例においては、給油保持体に保持させる潤滑ボールは一つとして説明したが、給油保持体に保持させる潤滑ボールは一つに限らず、内筒部に複数のボール保持孔を設けてその保持孔にそれぞれ潤滑ボールを保持させ、全ての潤滑ボールを軸軌道溝に嵌め合わせてボールねじ装置の潤滑を行うようにしてもよい。要は荷重条件、温度条件、潤滑剤の種類等の使用条件により潤滑ボールの個数や材質を適宜に決定すればよい。
【００２１】
なお、本実施例においては、リターンチューブを連結路としてボールを循環させるチューブ式の循環方式を用いたボールねじ装置に本発明を適用した場合を例に説明したが、連結路は上記に限らず連結路をこま式やエンドキャップ式等とした循環方式のボールねじ装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
また、本実施例においては、ボールねじ装置に本発明を適用した場合を例に説明したが、ボールを介してスライダをレール上で直線的に移動させるリニアガイド装置のレール軌道溝に本発明を適用しても同様の効果を奏することができる。この場合に給油保持体はスライダの前後に配置されたエンドキャップとサイドシールとの間に配置するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１のボールねじ装置を示す断面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図２のＢ部拡大図
【図４】実施例２の給油保持体を示す断面図
【図５】図４のＣ−Ｃ断面図
【符号の説明】
【００２３】
１    ボールねじ装置
２    ねじ軸
３    軸軌道溝
４    ナット
５    ナット軌道溝
６    ボール
７    フランジ部
９    保持体嵌合穴
１１  潤滑ボール
１２  給油保持体
１３  内筒部
１４  鍔部
１５  潤滑剤貯留部
１６  ボール保持孔
２０  抑えリング
【図１】
2006153124.tif 000003
【図２】
2006153124.tif 000004
【図３】
2006153124.tif 000005
【図４】
2006153124.tif 000006
【図５】
2006153124.tif 000007