(57)【要約】【課題】転動装置の負荷軌道や循環部品内、及び転動体に対して摺接する摩擦を小さく抑えると共に、破損を回避することができるスペーサを提供する。【解決手段】ボールねじ装置等の転動装置の各転動体間に介装されるスペーサ１０であって、軸方向の両側に前記転動体の保持凹面１１を有する基体１２と、該基体１２の外周面を覆う環状の外周部材１３とを備え、基体１２及び外周部材１３のいずれか、又は両方を自己潤滑性材料によって形成して基体１２側と外周部材１３側とで潤滑剤量を選択可能とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を内面に有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体とを備えた転動装置の前記各転動体間に介装されるスペーサであって、
軸方向の両側に前記転動体の保持凹面を有する基体と、該基体の外周面を覆う外周部材とを備え、前記基体及び前記外周部材のいずれか、又は両方を自己潤滑性材料によって形成して前記基体側と前記外周部材側とで潤滑剤量を選択可能としたことを特徴とするスペーサ。
【請求項２】
自己潤滑性材料が、潤滑剤含有プラスチック、潤滑剤含浸プラスチック又は固体潤滑組成物であることを特徴とする請求項１記載のスペーサ。
【請求項３】
外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を内面に有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、該複数の転動体の各転動体間に介装されたスペーサとを備えた転動装置であって、
前記スペーサとして、請求項１又は２記載のスペーサを用いたことを特徴とする転動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば直動案内軸受装置やボールねじ装置等の転動装置の各転動体間に介装されるスペーサ及び該スペーサを備えた転動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は転動装置の一例としてのボールねじ装置を示したものである。このボールねじ装置１は、外周面に螺旋状のねじ溝（軌道面）２を有するねじ軸（内方部材）３に、内周面にねじ溝２に対応する螺旋状のねじ溝（軌道面）４を有するナット（外方部材）６が螺合されている。
【０００３】
ナット６のねじ溝４とねじ軸３のねじ溝２とは互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷軌道を形成しており、該負荷軌道には転動体としての多数のボール５が転動可能に装填されている。そして、ねじ軸３（又はナット６）の回転により、ナット６（又はねじ軸３）がボール５の転動を介して軸方向に移動するようになっている。
【０００４】
なお、図のようにボール循環方式が循環チューブの場合は、例えばナット６の外周面の一部を平坦面にしてこの平坦面に両ねじ溝２，４に連通する２個一組の孔７をねじ軸３を跨ぐように形成し、この一組の孔７に循環部品の一例としての略コ字状の循環チューブ８の両端を嵌め込むことにより、両ねじ溝２，４間の負荷軌道に沿って公転するボール５を該負荷軌道の途中から循環チューブ８で掬い上げて元の負荷軌道に戻し、これにより、ボール５を無限循環させるようにしている。なお、ボール５の循環方式としては、循環チューブ式の他に、エンドキャップ式やコマ式等が挙げられ、又、転動体としては、ボールの他に、ローラ等が用いられる場合がある。
【０００５】
ところで、このような転動装置の転動体無限循環路内に配設されるボール又はローラ等の各転動体間に、軸方向の両側に前記転動体の保持凹面を有するスペーサを介装することが従来より行われている。各転動体間にスペーサを介装することにより、転動体同士が接触せず、転動体間の距離が一定に保たれ、転動装置の作動の円滑化がなされると共に、駆動時の転動体同士の衝突音が無くなって騒音の発生が防止される。
【０００６】
スペーサの従来技術としては、軸方向の両側に転動体の保持凹面を有する基体と、該基体の外周面を覆う環状の外周部材とでスペーサを構成して、基体と外周部材とを曲げ弾性率の異なる樹脂材料で成形したものや（例えば特許文献１参照）、高分子量ポリオレフィンと潤滑グリースとの混合物からなる固形潤滑組成物のスペーサが開示されている（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３１１４１号公報
【特許文献２】
特開２００１−３１７６０５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された基体と外周部材とを曲げ弾性率の異なる樹脂材料で成形したスペーサを、例えばボールねじ装置の各ボール間に介装した場合、スペーサが負荷軌道や循環部品内、及びボールに対して摺接するため摩擦が生じ、ボールねじ装置の円滑な運動を妨げる虞れがある。
【０００９】
一方、特許文献２に記載されたように、高分子量ポリオレフィンと潤滑グリースとの混合物からなる固形潤滑組成物で形成されたスペーサでは、潤滑機能を有するため上記のような摺接による摩擦は軽減できるものの、単体の合成樹脂で形成されたスペーサよりも強度が低いために、負荷軌道や循環部品内での衝突によりスペーサが破損する虞れがある。
【００１０】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものでり、転動装置の負荷軌道や循環部品内、及び転動体に対して摺接する摩擦を小さく抑えることができると共に、負荷軌道や循環部品内での衝突による破損を回避することができるスペーサ及び該スペーサを備えた転動装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を内面に有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体とを備えた転動装置の前記各転動体間に介装されるスペーサであって、
軸方向の両側に前記転動体の保持凹面を有する基体と、該基体の外周面を覆う外周部材とを備え、前記基体及び前記外周部材のいずれか、又は両方を自己潤滑性材料によって形成して前記基体側と前記外周部材側とで潤滑剤量を選択可能としたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１において、自己潤滑性材料が、潤滑剤含有プラスチック、潤滑剤含浸プラスチック又は固体潤滑組成物であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を内面に有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、該複数の転動体の各転動体間に介装されたスペーサとを備えた転動装置であって、
前記スペーサとして、請求項１又は２記載のスペーサを用いたことを特徴とする。
【００１３】
なお、本発明の転動装置としては、ボールねじ装置の他に、直動案内軸受装置や、直動ベアリング等が挙げられる。
そして、前記内方部材とは、転動装置が直動案内軸受装置の場合は案内レール、同じく直動ベアリングの場合は軸を、それぞれ意味する。
また、前記外方部材とは、転動装置が直動案内軸受装置の場合はスライダ、同じく直動ベアリングの場合は外筒を、それぞれ意味する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態の一例であるスペーサの断面図、図２及び図３は本発明の他の実施の形態であるスペーサの断面図、図４はスペーサの強度を測定するアムスラー試験機の概略図、図５は本発明例と従来例とにおける動トルクの比較を示すグラフ図である。なお、この実施の形態では、図６で説明したボールねじ装置の各ボール間に介装されるスペーサを例に採る。
【００１５】
本発明の実施の形態の一例であるスペーサ１０は、軸方向の両側にボール５の保持凹面１１を有する基体１２と、該基体１２の外周面を覆う環状の外周部材１３とを備えており、基体１２及び外周部材１３のいずれか、又は両方を例えば固体潤滑組成物等の自己潤滑材料によって形成して基体１２側と外周部材１３側とで潤滑剤量を選択可能としたものである。なお、本発明にいう潤滑剤量の選択とは、潤滑剤量がゼロの場合も含む概念である。
【００１６】
これにより、スペーサ１０の基体１２側ではボール５との摺接および衝突を考慮して潤滑剤量を選択することができると共に、外周部材１３側では負荷軌道、循環部品８内との摺接および衝突を考慮して潤滑剤量を選択することができるので、ボールねじ装置の負荷軌道や循環部品８内、及びボール５に対して摺接する摩擦を小さく抑えることができると共に、負荷軌道や循環部品８内での衝突によるスペーサの破損を回避することができる。
【００１７】
また、ボールねじ装置の運転環境や仕様によって、基体１２及び外周部材１３の最適な潤滑剤量（含油量）を選択することができる。
例えば、ボール径が小さく高速回転する仕様では、基体１２を固体潤滑組成物等で形成してボール５との摩擦を小さくし、負荷軌道および循環部品８内での衝突力が大きい外周部材１３を単一の合成樹脂で形成して強度を高めることにより、高速条件で良好な作動性を確保することができる。
【００１８】
また、ボール径が大きく高荷重の仕様では、スペーサの高負荷を受ける部分が固体潤滑組成物などで形成されていると、高負荷部が弾性変形して隙間が生じスペーサが倒れる虞れがある。そこで、ボールとの摩擦や衝突が大きい基体１２は単一の合成樹脂で形成して強度を高め、負荷軌道及び循環部品８内での衝突力が小さい外周部材１３は固体潤滑組成物等で形成して作動性を確保すればよい。
【００１９】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、基体１２と外周部材１３とを一体に成形するために基体１２の外周面に突起１２ａを設けているが、図２に示すように、外周部材１３の内周面に突起１３ａを設けるようにしてもよく、又、図３に示すように、基体１２と外周部材１３とを別々に二体に成形してもよい。
【００２０】
また、上記実施の形態では、自己潤滑性材料として、固体潤滑組成物を例に採ったが、これに代えて、潤滑剤含有プラスチックや潤滑剤含浸プラスチック等の自己潤滑性材料を用いてもよく、更には、ボールねじ装置の運転環境や仕様によっては基体１２及び外周部材１３の両方を自己潤滑性材料で形成してもよい。
更に、上記実施の形態では、ボールねじ装置に本発明のスペーサを適用した場合を例に採ったが、これに代えて、直動案内軸受装置や直動ベアリング等の他の転動装置に本発明のスペーサを適用できるのは勿論である。
【００２１】
次に、本発明のスペーサの物性について説明する。
表１に一体の固体潤滑組成物（ポリエチレン３０重量％，鉱油７０重量％）で形成されたスペーサ、基体が固体潤滑組成物（ポリエチレン３０重量％，鉱油７０重量％）、外周部材が単一の合成樹脂（６，６−ナイロン）で形成されたスペーサ、基体が単一の合成樹脂（６，６−ナイロン）、外周部材が固体潤滑組成物（ポリエチレン３０重量％，鉱油７０重量％）で形成されたスペーサのそれぞれの強度を示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
図４はスペーサの強度の測定方法を示す図であり、２個のボール間にスペーサを挟み、アムスラー試験機で負荷をかけて変曲点荷重を求めた。
ここで、変曲点荷重とは、スペーサの中央に油溜りの貫通穴を形成し、アムスラー試験機でスペーサに負荷をかけた際に、２個のボール同士が前記貫通穴を介して接触する直前の荷重のことである。
【００２４】
表１から、基体が荷重を受けることで弾性変形し、荷重受面が外周部材へと移行したために、基体が固体潤滑組成物でも変曲点荷重が大きくなり、一体の固体潤滑組成物で形成されたスペーサと比較して強度が増したことが分かる。
図５は一体の固体潤滑組成物（ポリエチレン３０重量％，鉱油７０重量％）で形成したスペーサ（従来例）と、基体が固体潤滑組成物、外周部材が単一の合成樹脂（６，６−ナイロン）で形成されたスペーサ（本発明例）とをボールねじ装置に適用した場合の動トルクの比較を示したものである。図５から分かるように、本発明例の方が従来例に比べて動トルクが小さいことが分かる。
【００２５】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、転動装置の負荷軌道や循環部品内、及び転動体に対して摺接する摩擦を小さく抑えることができると共に、負荷軌道や循環部品内での衝突による破損を回避することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例であるスペーサの断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態であるスペーサの断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態であるスペーサの断面図である。
【図４】スペーサの強度を測定するアムスラー試験機の概略図である。
【図５】本発明例と従来例とにおける動トルクの比較を示すグラフ図である。
【図６】転動装置の一例としてのボールねじ装置を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１…ボールねじ装置（転動装置）
３…ねじ軸（内方部材）
２…ねじ溝（ねじ軸側軌道面）
６…ナット（外方部材）
４…ねじ溝（ナット側軌道面）
５…ボール（転動体）
８…循環チューブ（循環部品）
１０…セパレータ
１１…保持凹面
１２…基体
１３…外周部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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