(57)【要約】【課題】実際の給脂必要状況を適切に検出して、適正な自動給脂が行えるボールねじのグリース給脂装置を提供する。【解決手段】ボールねじ３１にグリースを供給するグリース供給手段２と、その制御を行うコントローラ３とを設ける。ボールねじ３１のナット３３の温度およびボールねじ３１の使用環境温度をそれぞれ検出する各温度検出手段４，５を設ける。上記コントローラ３は、上記各温度検出手段４，５から得たナット３３の温度と使用環境温度との温度差の変化量が設定値を超えたか否かを判定する温度差の判別部９を有する。この温度差判別部９が上記設定値を超えたと判定したときに、コントローラ３は、上記グリース供給手段２にグリースの供給を行わせる。コントローラ３は、温度差の他に、グリースの鉄粉濃度や、ボールねじ３１に作用する軸方向荷重、ボールの通過個数、ボールねじ３１に作用する振動等を判定し、グリース供給を行うものとしても良い。【選択図】      図１
2004211761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじにグリースを供給するグリース供給手段と、このグリース供給手段のグリース供給の制御を行うコントローラと、上記ボールねじのナットの温度およびボールねじの使用環境温度をそれぞれ検出する各温度検出手段とを備え、上記コントローラは、上記各温度検出手段から得たナットの温度と使用環境温度との温度差の変化量が設定値を超えたか否かを判定する温度差の判別部を有し、この温度差判別部が上記設定値を超えたと判定したときに上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとしたボールねじのグリース給脂装置。
【請求項２】
ボールねじにグリースを供給するグリース供給手段と、このグリース供給手段のグリース供給の制御を行うコントローラと、ボールねじのグリースを採取して鉄粉濃度を検出するグリース濃度検出手段とを備え、このコントローラは、上記グリース濃度検出手段で検出した鉄粉濃度が設定値を超えたか否かを判定する濃度の判定部を有し、この濃度判定部が上記設定値を超えたと判定したときに上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとしたボールねじのグリース給脂装置。
【請求項３】
ボールねじにグリースを供給するグリース供給手段と、このグリース供給手段のグリース供給の制御を行うコントローラと、ボールねじのねじ軸とナットの間に作用する軸方向荷重を検出する荷重検出手段とを備え、上記コントローラは、上記荷重検出手段で検出した軸方向荷重が設定値を超えたか否かを判定する荷重の判定部を有し、この荷重判定部が上記設定値を超えたと判定したときに上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとしたボールねじのグリース給脂装置。
【請求項４】
ボールねじにグリースを供給するグリース供給手段と、このグリース供給手段のグリース供給の制御を行うコントローラと、上記ボールねじのボール周回経路に設けられてこの周回経路の所定位置を通過するボール個数をカウントする通過個数カウント手段とを備え、上記コントローラは、上記通過個数カウント手段のカウント値が設定値を超えたか否かを判定する通過個数の判定部を有し、この通過個数判定部が上記設定値を超えたと判定したときに上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとしたボールねじのグリース給脂装置。
【請求項５】
ボールねじにグリースを供給するグリース供給手段と、このグリース供給手段のグリース供給の制御を行うコントローラと、ボールねじのねじ軸の曲げ振動を検出する曲げ振動検出手段とを備え、上記コントローラは、上記曲げ振動検出手段で検出された曲げ振動の振幅値の、所定の過去の振幅値に対する変化量が設定値を超えたか否かを判定する振動の判定部を有し、この振動判定部が上記設定値を超えたと判定したときに上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとしたボールねじのグリース給脂装置。
【請求項６】
ボールねじにグリースを供給するグリース供給手段と、このグリース供給手段のグリース供給の制御を行うコントローラとを備え、このコントローラは、請求項１ないし請求項５に記載のボールねじのグリース給脂装置における上記温度差の判定部、濃度の判定部、荷重の判定部、通過個数の判定部、および振動の判定部のうち、複数の判定部を有し、これら複数の複数の判定部のうち、いずれかの判定部が設定値を超えたと判定したときに、上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとしたボールねじのグリース給脂装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、上記コントローラは、タイマで設定された時に上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものであって、このタイマによる設定時の他に、上記いずれかの判定部が設定値を超えたと判定したときに、上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとしたボールねじのグリース給脂装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械のテーブル送りや一般産業機械等に用いられるボールねじのグリース給脂装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじは、回転運動を直線運動に高効率で変換できるとともに、直線運動において精密な位置決めを実現できる装置として、工作機械のテーブル送りや搬送装置、もしくは油圧，空圧アクチュエータの置き換え部品として使用されている。このボールねじでは、潤滑剤が不足することで、以下に挙げるような問題が発生する。
▲１▼  運転中のボールねじが異常発熱し、その結果、ねじ軸が伸びることで、精密な位置決めが維持できなくなる。
▲２▼  ボールねじの駆動トルクが増大し、モータ過負荷により機械が停止する。
▲３▼  潤滑不良によるボールねじの過昇温、早期剥離等で短寿命になる。
そこで、ボールねじにおける潤滑不良を防止するために、多くの工作機械では、油，グリースを定期的に供給する自動給油装置，自動給脂装置が取付けられている。
【０００３】
近年、工作機械では、従来の水溶性クーラントに替えて、より洗浄性の高いケミカルクーラントが使われ始めている。このケミカルクーラントがボールねじに浸入すると、油が洗い流されてボールねじが潤滑不良になるという不具合が発生する。その対策として、ボールねじの潤滑は、油潤滑から、付着性の高い、つまり洗い流され難いグリース潤滑に移行してきている。
しかし、グリースの給脂は、タイマで一定時間（間隔）に一定量のグリースをポンプで自動的に押し出す方式がほとんどであるため、給脂間隔を長くすると、グリース不足や残存グリースの劣化による潤滑不良が発生し、上記▲１▼〜▲３▼に列挙した不具合が発生する恐れがある。逆に、給脂間隔を短くすると、無駄なグリースが消費されてしまうため、給脂間隔の設定は非常に困難なものとなる。一部では、グリースガンを用いた人手による給脂方法も採用されているが、最適量の給脂は困難である。
【０００４】
このような課題を解決する手段の一つとして、ボールねじの温度を熱電対で測定し、その測定温度が設定温度を超えたときに、コントローラからグリースポンプに吐出信号を送り出して給脂する、という負荷状況に応じた適正なグリース給脂を行う方法が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２８９６１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の方法では、ボールねじの温度が使用環境温度の上昇に伴って上昇し、設定温度を超えた場合に、不必要にグリースを吐出してしまい、グリースを無駄に使用してしまう恐れがある。また、ボールねじの運転条件の変化によっても、グリースの補給が不適切となる。
例えば、図１４において、潤滑不良が原因となる温度上昇開始点が図中Ｄで発生したとする。この場合に設定温度がＢであると、Ｄ点でグリースが給脂されるため、潤滑不良を回避することができる。しかし、図のように運転条件が１０００ｒ／ｍｉｎ  ，１５００ｒ／ｍｉｎ  ，２０００ｒ／ｍｉｎ  と変化する場合、運転条件が厳しいＦの領域（図中ハッチングで示す領域）では、絶えず給脂されてしまい、無駄な給脂が行われることになる。これを回避して、設定温度をＡに上げると、潤滑不良による温度上昇が発生しても、図中Ｅ点に達するまではグリース給脂されないため、潤滑不良を発生する恐れがある。
【０００７】
この発明の目的は、実際の給脂必要状況を適切に検出して、適正な自動給脂が可能なボールねじのグリース給脂装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明における第１ないし第７の発明のボールねじのグリース給脂装置は、いずれもボールねじにグリースを供給するグリース供給手段と、このグリース供給手段のグリース供給の制御を行うコントローラと、ボールねじの潤滑に影響する現在状況の検出手段とを備え、上記コントローラに、上記状況検出手段の検出結果に応じて給脂の判定を行う判定部を設けたものである。
このうち、第１の発明のボールねじのグリース給脂装置は、ボールねじの現在状況検出手段として、ボールねじのナットの温度およびボールねじの使用環境温度をそれぞれ検出する各温度検出手段を設ける。上記コントローラは、上記各温度検出手段から得たナットの温度と使用環境温度との温度差の変化量が設定値を超えたか否かを判定する温度差の判別部を有し、この温度差判別部が上記設定値を超えたと判定したときに上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとする。
この構成によると、ナット温度と使用環境温度の温度差をボールねじの実質的な温度上昇量として検出する。その温度上昇量の変化量が所定の設定値を超えたか否かを判定部により判定し、設定値を超えたときを潤滑不良の兆候として捉えて、グリースの給脂を行う。そのため、使用環境温度の変化、および運転条件の変化による温度上昇に左右されることなく、実際の潤滑不良によるボールねじの異常温度上昇を検出することができ、グリースの自動給脂を的確に行うことができる。
【０００９】
第２の発明のボールねじのグリース給脂装置は、ボールねじの現在状況検出手段として、ボールねじのグリースを採取して鉄粉濃度を検出するグリース濃度検出手段を設ける。上記コントローラは、上記グリース濃度検出手段で検出した鉄粉濃度が設定値を超えたか否かを判定する濃度の判定部を有し、この濃度判定部が上記設定値を超えたと判定したときに上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとする。
この構成によると、ボールねじ内のグリースをサンプリングして鉄粉濃度を計測し、計測した鉄粉濃度が設定値を超えたときに、グリースをボールねじに自動給脂する。そのため、潤滑不良により発生するボールねじの摩耗状態を、使用中のグリースに混入する鉄粉濃度から検出して、早期に適正な潤滑状態にすることができる。
【００１０】
第３の発明のボールねじのグリース給脂装置は、ボールねじの現在状況検出手段として、ボールねじのねじ軸とナットの間に作用する軸方向荷重を検出する荷重検出手段を設ける。上記コントローラは、上記荷重検出手段で検出した軸方向荷重が設定値を超えたか否かを判定する荷重の判定部を有し、この荷重判定部が上記設定値を超えたと判定したときに上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとする。
この構成によると、ボールねじの軸方向荷重を例えば一定の時間間隔ごとに計測し、その計測値が設定値を超えたときに、グリースをボールねじに自動給脂する。そのため、ボールねじが潤滑不良になり易い高負荷運転下ではグリースの給脂間隔が密となり、自動的に負荷状態に応じた適正な潤滑状態を維持することができる。
【００１１】
第４の発明のボールねじのグリース給脂装置は、ボールねじの現在状況検出手段として、ボールねじのボール周回経路に配置されてこの周回経路の所定位置を通過するボール個数をカウントする通過個数カウント手段を設ける。上記コントローラは、上記通過個数カウント手段のカウント値が設定値を超えたか否かを判定する通過個数の判定部を有し、この通過個数判定部が上記設定値を超えたと判定したときに上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとする。
この構成によると、ボールねじにおけるボールの通過個数をカウントし、そのカウント値が設定値を超えたときに、グリースをボールねじに自動給脂する。そのため、ボールねじの実際に稼働した距離、つまりボールの転走した距離が一定値となる毎にグリースが供給されることになり、ボールねじが潤滑不良になり易い連続高速運転時には、自動的にグリースの給脂間隔が密となり、適正な潤滑状態を維持することができる。
【００１２】
第５の発明のボールねじのグリース給脂装置は、ボールねじの現在状況検出手段として、ボールねじのねじ軸の曲げ振動を検出する曲げ振動検出手段を設ける。上記コントローラは、上記曲げ振動検出手段で検出された曲げ振動の振幅値の、所定の過去の振幅値に対する変化量が設定値を超えたか否かを判定する振動の判定部を有し、この振動判定部が上記設定値を超えたと判定したときに上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとする。所定の過去の振幅値は、例えば前回検出時の振幅値とされる。
この構成によると、ボールねじの曲げ振動の振幅値を計測し、その振幅値の所定の過去の振幅値に対する変化量が所定の設定値を超えたか否かを判定し、超えたときを潤滑不良の兆候として捉えて、グリースの給脂を行う。そのため、ボールねじの回転速度が高くなって、ボールねじの曲げ振動で発生する振動の大きさ（振幅）が大きくなるといった厳しい運転条件の場合に、ボールねじに対して自動的にグリースを給脂することができる。また、潤滑不良になると、ボールの滑らかな公転が阻害されることで曲げ振動の振幅が大きくなるが、この場合にも、その状態を検出してグリースを自動給脂できるので、適正な潤滑状態に戻すことが可能となる。
【００１３】
第６の発明のボールねじのグリース給脂装置は、第１ないし第５の発明のうちの任意の発明を組み合わせたものである。すなわち、上記コントローラは、第１〜第５の発明のボールねじのグリース給脂装置における上記温度差の判定部、濃度の判定部、荷重の判定部、通過個数の判定部、および振動の判定部のうち、複数の判定部を有し、これら複数の複数の判定部のうち、いずれかの判定部が設定値を超えたと判定したときに、上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとしている。なお、ボールねじの現在状況検出手段としては、上記温度検出手段、グリース濃度検出手段、荷重検出手段、通過個数カウント手段、および曲げ振動検出手段のうち、コントローラの有する上記判定部の種類に対応した手段を備えるものとする。
この構成によると、ボールねじの温度上昇，グリースの鉄粉濃度，ボールねじの軸方向荷重，通過ボール個数，ボールねじの曲げ振動、のうちの幾つかを、潤滑不良の兆候の目安として監視して、グリースの自動給脂が行われる。そのためより的確なグリース給脂が可能となる。
【００１４】
第７の発明のボールねじのグリース給脂装置は、第１ないし第６の発明のいずれかにおいて、タイマを基本に制御するものである。すなわち、上記コントローラは、タイマで設定された時に上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものであって、このタイマによる設定時の他に、上記いずれかの判定部が設定値を超えたと判定したときに、上記グリース供給手段にグリースの供給を行わせるものとする。
この構成によると、タイマによる設定時間毎のグリース給脂を基本とし、上記した各発明における検出項目の監視結果によるグリース給脂を行うため、検出の誤差等にかかわらずに最低限の給脂は行われることになり、給脂の信頼性が向上する。タイマによる設定時間毎のグリース給脂は、上記判定部の判定結果による給脂に関係なく行うものとしても良く、また判定部の判定結果による給脂時にリセットして計時を再開するものとしても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。この実施形態は第１の発明に対応する。このグリース給脂装置１は、ボールねじ３１にグリースを供給するグリース供給手段２と、このグリース供給手段２のグリース供給の制御を行うコントローラ３とを備える。ボールねじ３１の現在状況検出手段としては、ボールねじ３１のナット３３の温度を検出するナット温度検出手段４と、ボールねじ３１の使用環境温度を検出する環境温度検出手段５とを備える。
ボールねじ３１は、ねじ軸３２の外径面と、このねじ軸３２の外周に遊嵌するナット３３の内径面とに、互いに対向するねじ溝（図示せず）が形成され、上記ねじ軸３２のねじ溝とナット３３のねじ溝の間で形成される転走路に複数のボール（図示せず）が介在し、上記転走路と、この転走路の両端に連通して転走路のボールを循環させる循環部材（図示せず）とで周回経路が形成されたものである。循環部材には、ボールの循環方式によって、駒，リターンチューブ，エンドキャップ，ガイドプレート等が用いられる。
【００１６】
グリース供給手段２は、グリースポンプ６と、このグリースポンプ６から吐出されたグリースをボールねじ３１の上記転走路に給脂する給脂管７等で構成される。ナット温度検出手段４および環境温度検出手段５は、それぞれ熱電対からなる。これら温度検出手段４，５の検出信号は、温度計測部８において一定の時間間隔で計測されて、それぞれ上記コントローラ３に送られる。
【００１７】
コントローラ３は温度差判定部９および記憶部１０を有する。温度差判定部９は、各温度検出手段４，５から得たナット３３の温度と使用環境温度との温度差の変化量が所定の設定値を超えたか否かを判定するものである。この温度差判定部９が上記設定値を超えたと判定したときに、コントローラ３はグリース供給手段２のグリースポンプ６に、グリースの供給を行わせるグリース給脂信号を送信する。上記設定値はコントローラ３で管理され、任意に変更可能とされる。コントローラ３は、例えばコンピュータ式のシーケンサ等により構成される。
【００１８】
次に、このグリース給脂装置１の動作を説明する。ナット３３の温度を検出するナット温度検出手段４の検出信号と、使用環境温度を検出する環境温度検出手段５の検出信号は、それぞれ温度計測部８において一定の時間間隔で同時に計測されてコントローラ３に送られる。コントローラ３では、温度差判定部９が、送られてきたナット温度と使用環境温度の差を演算し、その温度差は運転に伴うボールねじ３１の実質的な温度上昇量として、記憶部１０に一旦記憶される。次の計測タイミングでも、同様に温度差判定部９がこのときの温度差を温度上昇量として演算し、この温度上昇量から、記憶部１０で記憶している先の計測タイミングでの温度上昇量を差し引いた値、つまり温度差の変化量を演算する。温度差判定部９は、この温度差の変化量が上記設定値を超えているか否かを判定する。この計測タイミングでの温度上昇量は、次の計測タイミングでの演算のためのデータとして記憶部９に更新して記憶される。
このため、例えば従来例の説明図を示す図１４において、符号Ｄで示したような潤滑不良によるボールねじ３１の異常温度上昇が生じた場合は、図２に同じ符号Ｄで示すように、上記温度差の変化量が設定値を超えるので、コントローラ３からグリースポンプ６にグリース給脂信号が送られ、これによりグリースポンプ６からグリースが吐出されてボールねじ３１に自動給脂される。
【００１９】
このように、このグリース給脂装置１では、ナット温度と使用環境温度の温度差をボールねじ３１の実質的な温度上昇量として検出する。また、その温度上昇量の前後の計測タイミングでの変化量が所定の設定値を超えたか否かを判定し、超えたときを潤滑不良の兆候として捉えて、グリースの給脂を行うようにしている。このため、使用環境温度の変化だけでなく、運転条件の変化による温度上昇に左右されることなく、潤滑不良によるボールねじ３１の異常温度上昇を検出することができ、グリースの自動給脂を図２のように的確に行うことができる。
【００２０】
図３〜図５は、この発明の第２の実施形態を示し、第２の発明に対応する。図３に示すように、この実施形態のボールねじのグリース給脂装置１Ａは、ボールねじ３１にグリースを供給するグリース供給手段２と、このグリース供給手段２のグリース供給の制御を行うコントローラ３と、ボールねじ３１のグリースを一定の時間間隔ごとに採取して鉄粉濃度を検出するグリース濃度検出手段１１とを備える。グリース供給手段２は、図１に示した第１の実施形態の場合と同様に、グリースポンプ６や給脂管７等からなる。グリース濃度検出手段１１は、図４に示すように、ボールねじ３１のナット３３から転走路３６に伸びるグリース採取管１２と、このグリース採取管１２を経てボールねじ３１内から採取したグリースを貯留するグリース溜まり１３と、このグリース溜まり１３のグリースの鉄粉濃度を検出する鉄粉濃度計１４とでなる。この鉄粉濃度計１４の検出値から計測部１５が鉄粉濃度を計測し、その計測値が上記コントローラ３に送られる。上記グリース採取管１２を、一定の時間間隔ごとにエアで吸引することにより、グリース採取管１２を経てグリース溜まり１３にグリースが間欠的に採取される。
この例で図示したボールねじ３１は、循環部材としてリターンチューブ３４を用いたリターンチューブ循環方式のものであり、グリース供給手段２の給脂管７から、ナット３３のフランジ部３３ａに設けられた給脂路３５を経て転走路３６にグリースが給脂される。
【００２１】
コントローラ３は、上記グリース濃度検出手段１１で検出した鉄粉濃度が所定の設定値を超えたか否かを判定する濃度判定部１６を有し、この濃度判定部１６が上記設定値を超えたと判定したときに、コントローラ３から上記グリース供給手段２のグリースポンプ６にグリースの供給を行わせるグリース給脂信号が送られる。
【００２２】
次に、このグリース給脂装置１Ａの動作を説明する。グリース濃度検出手段１１は、そのグリース採取管１２を経て、ボールねじ３１内から一定の時間間隔ごとにエアでグリースを吸引して停止することにより、グリース溜まり１３にグリースを採取する。鉄粉濃度計１４は、グリース溜まり１３に採取されたグリースの鉄粉濃度を検出し、その検出信号から計測部１５が鉄粉濃度を計測し、その計測値がコントローラ３に送られる。計測を終えたグリース溜まり１３のグリースは、エアによる再度の吸引によって外部に吸い出され、排油受け等に回収される。
コントローラ３の濃度判定部１６は、一定の時間間隔ごとに送られてくるグリースの鉄粉濃度値が設定値を超えたか否かを判定する。鉄粉濃度値が設定値を超えたと濃度判定部１６が判定したときに、コントローラ３からグリースポンプ６にグリース給脂信号が送られ、これによりグリースポンプ６からグリースが吐出されてボールねじ３１に自動給脂される。
【００２３】
図５は、上記グリース給脂装置１Ａのグリース濃度検出手段１１で検出される鉄粉濃度の時間経過の一例を実線で示すグラフである。鉄粉濃度値が設定値を超えると、上記したようにボールねじ３１にグリースが自動給脂されるので、以後は鉄粉濃度値が設定値以下に安定する。ちなみに、鉄粉濃度値が設定値を超えてもグリースを給脂しないと、同図に破線で示すように、以後の鉄粉濃度は次第に上昇する。
【００２４】
このように、このグリース給脂装置１Ａでは、ボールねじ３１内のグリースを一定の時間間隔ごとに採取してその鉄粉濃度を計測し、計測した鉄粉濃度が設定値を超えたときに、グリースをボールねじ３１に自動給脂するようにしている。
そのため、潤滑不良により発生するボールねじ３１の摩耗状態を、使用中のグリースに混入する鉄粉濃度から検出して、早期に適正な潤滑状態にすることができる。
【００２５】
図６および図７は、この発明の第３の実施形態を示し、第３の発明に対応する。図６に示すように、この実施形態のボールねじのグリース給脂装置１Ｂは、ボールねじ３１にグリースを供給するグリース供給手段２と、このグリース供給手段２のグリース供給の制御を行うコントローラ３と、ボールねじ３１のねじ軸３２とナット３３の間に作用する軸方向荷重を検出する荷重検出手段１７とを備える。グリース供給手段２は、図１に示した第１の実施形態の場合と同様に、グリースポンプ６や給脂管７等からなる。荷重検出手段１７は、例えばナット３３に設けられたロードセル１８と、このロードセル１８の検出信号から軸方向荷重を一定の時間間隔ごとに計測する計測部１９とでなる。ボールねじ３１のナット３３には、搬送テーブル３７が取付けられ、ねじ軸３２の回転によりナット３３と共に搬送テーブル３７が軸方向に直線移動するようにされている。なお、ナット３３に設けられたロードセル１８は、具体的にはナット３３の互いに軸方向に並ぶ２つに分割されたナット分割体３３Ａ，３３Ｂの間に介在し、ナット分割体３３Ａ，３３Ｂ間の軸方向荷重を検出する。
【００２６】
コントローラ３は、上記荷重検出手段１７で検出した軸方向荷重が所定の設定値を超えたか否かを判定する荷重判定部２０を有し、検出した軸方向荷重が上記設定値を超えたと荷重判定部２０が判定したときに、コントローラ３から上記グリース供給手段２のグリースポンプ６にグリースの供給を行わせるグリース給脂信号を送る。
【００２７】
次に、このグリース給脂装置１Ｂの動作を説明する。荷重検出手段１７は、ナット３３に設置されるロードセル１８により、ボールねじ３１にかかる軸方向荷重を検出し、計測部１９は一定の時間間隔ごとに上記検出信号から荷重値を計測し、その計測値がコントローラ３に送られる。コントローラ３の荷重判定部２０は、一定の時間間隔ごとに送られてくる荷重値が設定値を超えたか否かを判定する。荷重値が設定値を超えたと荷重判定部２０が判定したときに、コントローラ３からグリースポンプ６にグリース給脂信号が送られ、これによりグリースポンプ６からグリースが吐出されてボールねじ３１に自動給脂される。
【００２８】
図７は、上記グリース給脂装置１Ｂの荷重検出手段１７で検出される荷重の時間経過の一例を示すグラフである。荷重値が設定値を超えると、上記したようにボールねじ３１にグリースが自動給脂される。
【００２９】
このように、このグリース給脂装置１Ｂでは、ボールねじ３１の軸方向荷重を一定の時間間隔ごとに計測し、その計測値が設定値を超えたときに、グリースをボールねじ３１に自動給脂するようにしているので、ボールねじ３１が潤滑不良になり易い高負荷運転下ではグリースの給脂間隔が密となり、自動的に負荷状態に応じた適正な潤滑状態を維持することができる。
【００３０】
なお、上記グリース給脂装置１Ｂにおいて、設定値を段階的に複数設けて、計測される荷重値が各段階の設定値を超えるとき、設定値の段階に応じて各計測タイミングでのグリースの給脂回数を異ならせるようにしてもよい。すなわち、計測される荷重値が段階の高い設定値を超えるときは給脂回数を多くし、荷重値が段階の低い設定値を超えるときは給脂回数を少なくするようにしても良い。このようにすることで、より良好な潤滑状態とすることができる。
【００３１】
図８〜図１１は、この発明の第４の実施形態を示し、第４の発明に対応する。
図８に示すように、この実施形態のボールねじのグリース給脂装置１Ｃは、ボールねじ３１にグリースを供給するグリース供給手段２と、このグリース供給手段２のグリース供給の制御を行うコントローラ３と、上記ボールねじ３１のボール周回経路に設けられてこの周回経路の所定位置を通過するボール個数をカウントする通過個数カウント手段２１とを備える。グリース供給手段２は、図１に示した第１の実施形態の場合と同様に、グリースポンプ６や給脂管７等からなる。通過個数カウント手段２１は、図９に示すように、ボールねじ３１のナット３３に設けたギャップセンサ２２と、このギャップセンサ２２の検出波形から通過するボール個数をカウントする計測部２３とでなる。ギャップセンサ２２は、図１０のように、ギャップセンサ２２とボール３８間の距離を電圧に変換するものであり、図１０（Ａ）のようにギャップセンサ２２の設置部をボール３８が通過するときに、その検出出力が図１０（Ｂ）のようにハイレベルとなる。図１０（Ｃ）のようにギャップセンサ２２の設置部からボール３８が離れるときは、図１０（Ｄ）のようにローレベルとなる。そのため、転走路３６を走行するボール３８がギャップセンサ２２の設置部を通過することで、ギャップセンサ２２の検出出力は図１１のような繰り返し波形の電圧曲線となる。計測部２３は、この交番電圧のピーク値をボール３８の通過個数としてカウントする。
ギャップセンサ２２は、この実施形態では、図９のようにナット３３の外周から内周のねじ溝に貫通する設置孔３９に挿入して設置されているが、ボール３８の循環を検出できる位置であればどこに設置しても良い。
【００３２】
コントローラ３は、上記通過個数カウント手段２１のカウント値が所定の設定値を超えたか否かを判定する通過個数判定部２４を有し、この通過個数判定部２４が上記設定値を超えたと判定したときに、コントローラ３から上記グリース供給手段２のグリースポンプ６にグリースの供給を行わせるグリース給脂信号が送られる。
【００３３】
上記設定値は、設定走行距離に応じて、例えば次のように設定される。
Ｌ：設定走行距離（ｋｍ）
ｌ：ボールねじリード（ｍｍ）
Ｄ：ボール中心径（ｍｍ）
ｄ：ボール径（ｍｍ）
Ｘ：設定値
とするとき、設定走行距離Ｌまでにボールねじ３１が回転した総回数Ｒは、
Ｒ＝Ｌ×１０６  ／ｌ
となる。ボールねじ３１の１回転に介在するボール個数Ｎは、
Ｎ＝√（Ｄ２  ＋ｌ２  ）／ｄ
となる。したがって設定値Ｘは、
Ｘ＝Ｒ×Ｎ
として設定される。
【００３４】
次に、このグリース給脂装置１Ｃの動作を説明する。通過個数カウント手段２１によるカウント値が設定値Ｘを超えると、これをコントローラ３の通過個数判定部２４が判定し、コントローラ３からグリースポンプ６にグリース給脂信号が送られる。これにより、グリースポンプ６からグリースが吐出されてボールねじ３１に自動給脂される。なお、コントローラ３からグリースポンプ６へのグリース給脂信号の送信により、通過個数カウント手段２１のカウント値は０にリセットされる。
【００３５】
このように、このグリース給脂装置１Ｃでは、ボールねじ３１におけるボール３８の通過個数をカウントし、そのカウント値が設定値を超えたときに、グリースをボールねじ３１に自動給脂するようにしているので、ボールねじ３１が潤滑不良になり易い連続高速運転時には、自動的にグリースの給脂間隔が密となり、適正な潤滑状態を維持することができる。
【００３６】
図１２および図１３は、この発明の第５の実施形態を示し、第５の発明に対応する。図１２に示すように、この実施形態のボールねじのグリース給脂装置１Ｄは、ボールねじ３１にグリースを供給するグリース供給手段２と、このグリース供給手段２のグリース供給の制御を行うコントローラ３と、上記ボールねじ３１のねじ軸３２の曲げ振動を検出する曲げ振動検出手段２５とを備える。グリース供給手段２は、図１に示した第１の実施形態の場合と同様に、グリースポンプ６や給脂管７等からなる。曲げ振動検出手段２５は、曲げ振動をピックアップする振動ピックアップ２６と、振動ピックアップ２６の検出信号から曲げ振動の振幅値を計測する計測部２７とでなる。計測部２７は、振動ピップアップ２６の検出信号を一定の時間間隔ごとに取り込み、上記振幅値を計測してコントローラ３に送る。
【００３７】
上記コントローラ３は振動判定部２８と記憶部２９を有する。振動判定部２８は、上記曲げ振動検出手段２５で検出された曲げ振動の振幅値の、所定の過去の振幅値に対する変化量が所定の設定値を超えたか否かを判定するものである。この振動判定部２８が上記設定値を超えたと判定したときに、コントローラ３から上記グリース供給手段２のグリースポンプ６にグリースの供給を行わせるグリース給脂信号が送られる。この場合の、所定の過去の振幅値は、１つ前の計測タイミングでの振幅値であっても、複数の計測タイミングでの各振幅値の平均値等の統計的処理を行った値であっても良い。
【００３８】
次に、このグリース給脂装置１Ｄの動作を説明する。振動ピックアップ２６の検出信号は計測部２７で一定の時間間隔ごとに取り込まれ、その検出信号から曲げ振動の振幅値が計測されてからコントローラ３に送られる。コントローラ３では、振動判定部２８が、記憶部２９に記憶されている所定の過去の振幅値に対して、今回送られてきた振幅値がどれだけ変化したかを演算し、その変化量が設定値を超えるか否かを判定する。また、今回送られてきた振幅値は、次回の判定に用いられる過去の振幅値としてそのまま、あるいは所定の統計的処理を施されて記憶部２９に更新して記憶される。振動判定部２８が設定値を超えたと判定したときに、コントローラ３からグリースポンプ６にグリース給脂信号が送られ、これによりグリースポンプ６からグリースが吐出されてボールねじ３１に自動給脂される。図１３は、この場合のボールねじ３１における曲げ振動の振幅の時間経過を示す。
【００３９】
このように、このグリース給脂装置１Ｄでは、ボールねじ３１の曲げ振動の振幅値を計測し、その振幅値の所定の過去の振幅値に対する変化量が所定の設定値を超えたか否かを判定し、超えたときを潤滑不良の兆候として捉えて、グリースの給脂を行うようにしているので、ボールねじ３１の回転速度が高くなって、ボールねじ３１の曲げ振動で発生する振動の大きさ（振幅）が大きくなるといった厳しい運転条件の場合に、ボールねじ３１に対して自動的にグリースを給脂することができる。また、潤滑不良になると、ボールの滑らかな公転が阻害されることで曲げ振動の振幅が大きくなるが、この場合にも、その状態を検出してグリースを自動給脂できるので、適正な潤滑状態に戻すことが可能となる。
【００４０】
なお、上記各実施形態において、コントローラ３は、タイマ（図示せず）による設定時にグリース供給手段２にグリースの供給を行わせることをものとし、この設定時以外のときに、温度差判定部９、濃度判定部１６、荷重判定部２０、通過個数判定部２４、および振動判定部２８等のいずれかの判定部が設定値を超えると判定したときにもグリース供給を行わせるものとしても良い。
【００４１】
また、上記温度差判定部９、濃度判定部１６、荷重判定部２０、通過個数判定部２４、および振動判定部２８等の各判定部は、いずれか複数を互いに組み合わせて設け、いずれかの判定部９，１６，２０，２４，２８の少なくとも一つが設定値を超えると判定したときにグリース供給を行わせるものとしても良い。またいずれか複数の判定部９，１６，２０，２４，２８の判定結果を総合して所定の規則で判定する総合判定手段（図示せず）を設け、その総合判定手段の判定結果によってグリース供給を行わせるものとしても良い。このように複数の判定部９，１６，２０，２４，２８を組み合わせる場合にも、タイマによる制御を基本とし、タイマの設定時以外のときに、判定部９…の判定結果により給脂を行わせるものとしても良い。上記いずれかの判定部９，１６，２０，２４，２８を設ける場合は、その判定部に対する上記各検出手段４，５，１１，１７，２１，２５を設ける。
複数の判定部９，１６，２０，２４，２８を組み合わせる例としては、例えば２つの場合、温度差判定部９を設け、他の濃度判定部１６、荷重判定部２０、通過個数判定部２４、および振動判定部２８のいずれかを組合わるようにしても良く、また濃度判定部１６を設け、この他に荷重判定部２０、通過個数判定部２４、および振動判定部２８のいずれかを組合わるようにしても良い。さらに、荷重判定部２０を設け、通過個数判定部２４、および振動判定部２８のいずれかを組合わるようにしても良く、また通過個数判定部２４と振動判定部２８の組合わせとしても良い。
【００４２】
【発明の効果】
この発明の第１の発明のボールねじのグリース給脂装置は、ナットの温度と使用環境温度との温度差の変化量が設定値を超えたか否かを判定し、その変化量が設定値を超えたとときにグリース供給を行うものであるため、使用環境温度の変化、および運転条件の変化による温度上昇に左右されることなく、潤滑不良によるボールねじの異常温度上昇を検出することができ、これにより実際の給脂必要状況を適切に検出して、適正な自動給脂が可能となる。
第２の発明のボールねじのグリース給脂装置は、ボールねじのグリースを採取して鉄粉濃度を検出し、検出された鉄粉濃度が設定値を超えたときにグリース供給を行わせるものとしたため、潤滑不良により発生する摩耗状態を検出し、これにより実際の給脂必要状況を適切に検出して、適正な潤滑状態にすることができる。
第３の発明のボールねじのグリース給脂装置は、ねじ軸とナットの間に作用する軸方向荷重を検出し、検出された軸方向荷重が設定値を超えたときにグリースの供給を行わせるものとしたため、実際の給脂必要状況を適切に検出して適正な自動給脂が行える。例えば、ボールねじが潤滑不良になり易い高負荷運転下ではグリースの給脂間隔が密となり、自動的に負荷状態に応じた適正な潤滑状態を維持することができる。
第４の発明のボールねじのグリース給脂装置は、ボール周回経路の所定位置を通過するボール個数をカウントし、通過個数が設定値を超えたとときにグリース供給を行わせるものとしたため、ボールねじの稼働距離から実際の給脂必要状況を適切に検出して適正な自動給脂が行え、ボールねじが潤滑不良になり易い連続高速運転時には、自動的にグリースの給脂間隔が密となり、適正な潤滑状態を維持することができる。
第５の発明のボールねじのグリース給脂装置は、ボールねじのねじ軸の曲げ振動を検出し、その変化量に応じてグリース供給を行わせるものとしたため、曲げ振動から、ボールねじの実際の給脂必要状況を適切に検出して適正な自動給脂を行うことができる。
第６の発明のボールねじのグリース給脂装置は、第１ないし第５の発明における判定部を任意に複数組み合わせてグリース供給を行わせるものとしたため、より的確なグリース給脂が可能となる。
第７の発明のボールねじのグリース給脂装置は、タイマによるグリース給脂を基本として、第１ないし第６のいずれかの発明における判定結果に応じたグリース供給を併用するものとしたため、グリース供給の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかるボールねじのグリース給脂装置を示す模式図である。
【図２】同グリース給脂装置を用いた給脂によるボールねじのナット温度と経過時間の関係を示す説明図である。
【図３】この発明の第２の実施形態にかかるボールねじのグリース給脂装置を示す模式図である。
【図４】同グリース給脂装置を設置したボールねじの断面図である。
【図５】同グリース給脂装置を用いた給脂によるボールねじのグリース鉄粉濃度と経過時間の関係を示す説明図である。
【図６】この発明の第３の実施形態にかかるボールねじのグリース給脂装置を示す模式図である。
【図７】同グリース給脂装置を用いた給脂によるボールねじにかかる荷重と経過時間の関係を示す説明図である。
【図８】この発明の第４の実施形態にかかるボールねじのグリース給脂装置を示す模式図である。
【図９】同グリース給脂装置を設置したボールねじの断面図である。
【図１０】同グリース給脂装置による通過ボール個数のカウント動作説明図である。
【図１１】同グリース給脂装置が電気的に検出する通過ボールの波形図である。
【図１２】この発明の第５の実施形態にかかるボールねじのグリース給脂装置を示す模式図である。
【図１３】同グリース給脂装置を用いた給脂によるボールねじにおけるねじ軸の曲げ振動と経過時間の関係を示す説明図である。
【図１４】従来のグリース給脂装置を用いた給脂によるボールねじのナット温度と経過時間の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１〜１Ｃ…グリース給脂装置
２…グリース供給手段
３…コントローラ
４…ナット温度検出手段
５…環境温度検出手段
９…温度差判定部
１１…グリース濃度検出手段
１６…濃度判定部
１７…荷重検出手段
２０…荷重判定部
２１…通過個数カウント手段
２４…通過個数判定部
２５…曲げ振動検出手段
２８…振動判定部
３１…ボールねじ
３２…ねじ軸
３３…ナット
３８…ボール
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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