(57)【要約】【課題】潤滑剤の潤滑性能を長期に渡って良好に維持することができる直動装置用潤滑剤供給装置を提供する。【解決手段】外面に軌道面２ａを有する軸部材２と、該軸部材２の軌道面２ａに対向する軌道面３ａを有し前記軸部材２の外方に配置された外方部材３と、前記両軌道面２ａ、３ａ間に転動自在に配設された複数の転動体４と、を備えた直動装置１に用いられる潤滑剤供給装置１０であって、前記外方部材３に取り付けられて内面に前記軸部材２の軌道面２ａに向けて開口する潤滑剤供給部１２を形成し、該潤滑剤供給部１２に潤滑剤１４を充填するとともに、前記軸部材２と前記外方部材３とが相対移動することによって該潤滑剤供給部１２内を移動する攪拌体１６を該潤滑剤供給部１２に入れた。【選択図】      図３
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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軸部材と、該軸部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記軸部材の外方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設された複数の転動体と、を備えた直動装置に用いられる潤滑剤供給装置であって、
前記外方部材に取り付けられて内面に前記軸部材の軌道面に向けて開口する潤滑剤供給部を形成し、該潤滑剤供給部に潤滑剤を充填するとともに、前記軸部材と前記外方部材とが相対移動することによって該潤滑剤供給部内を移動する攪拌体を該潤滑剤供給部に入れたことを特徴とする転動装置用潤滑剤供給装置。
【請求項２】
前記攪拌体の外形は、球形状であることを特徴とする請求項１に記載の直動装置用潤滑剤供給装置。
【請求項３】
前記攪拌体の外形は、多面体形状であることを特徴とする請求項１に記載の直動装置用潤滑剤供給装置。
【請求項４】
前記攪拌体の外形の大きさは、前記軸部材の軌道面の幅より大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の直動装置用潤滑剤供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアガイドやボールねじなどの直動装置に用いられる潤滑剤供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外面に軌道面を有する軸部材と、この軸部材の軌道面に対向する軌道面を有して軸部材の外方に配置された外方部材と、これら両軌道面間に転動自在に配設された複数の転動体とを備えた直動装置としては、リニアガイドやボールねじなどが知られている。
通常、これらの直動装置では、外方部材であるスライダやナット等の内部に潤滑剤を封入しており、この潤滑剤によって軌道面や転動体に必要な潤滑油をまかなっている。
しかし、近年、直動装置の使用条件が厳しくなったり、潤滑剤を補給する間隔が長くなったことから外方部材の内部に封入された潤滑剤のみでは必要とする潤滑油が不足してきた。
【０００３】
そこで、潤滑剤を供給する潤滑剤供給部を有する潤滑剤供給装置を、例えば外方部材の端面に取り付けて用いることによって、さらに多くの潤滑油を供給することが行われている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１に記載の潤滑剤供給装置は、ポリエチレン等のポリオレフィン系合成樹脂と潤滑油とからなる混合物を射出成形等により所定形状に成形して得られ、潤滑油を含有した状態で固化したものであり、その表面から潤滑油が徐々に滲み出て長期にわたる潤滑を可能にしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２５９３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような潤滑剤供給装置であっても、直動装置の使用条件が厳しくなり、潤滑剤を補給する間隔が長くなったことによって、高速作動による発熱から潤滑剤の基油分が消耗したり、蒸発したりする場合がある。特に軌道面に接触している潤滑剤の表面が酸化劣化するなどして潤滑剤が硬化し、その流動性が低下して潤滑不良に陥り、軌道面の摩耗に到る等の問題があり、いまだ検討の余地がある。
【０００６】
このように潤滑剤が酸化劣化するなどして硬化することによって、転走面に摩耗が生じると位置決め精度の低下につながり、更に、直動装置の摩耗および摩擦・トルクが増大するために、発熱やモータ過負荷等のトラブル発生の原因となる可能性がある。特に半導体・液晶製造装置においては、位置決め精度は極めて重要な因子であり、潤滑不良による位置決め精度の低下は製品の品質や歩留りに大きな損失を与えることにもなりかねない。
【０００７】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、リニアガイドやボールねじなどに代表される直動装置に用いられ、潤滑剤の潤滑性能を長期に渡って良好に維持することができる直動装置用潤滑剤供給装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、上記の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軸部材と、該軸部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記軸部材の外方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設された複数の転動体と、を備えた直動装置に用いられる潤滑剤供給装置であって、前記外方部材に取り付けられて内面に前記軸部材の軌道面に向けて開口する潤滑剤供給部を形成し該潤滑剤供給部に潤滑剤を充填するとともに前記軸部材と前記外方部材とが相対移動することによって該潤滑剤供給部内を移動する攪拌体を入れたことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、直動装置が作動すると、潤滑剤供給部内を攪拌体が移動することによって潤滑剤が攪拌される。そのため、直動装置が高速作動した場合であっても潤滑剤供給部内の潤滑剤が均一な状態になるため、潤滑剤が部分的に高温にさらされることによる基油分の消耗、蒸発を抑制することができる。特に軌道面に接触している潤滑剤の表面が酸化劣化するなどの潤滑剤の硬化を防止し、その流動性が低下して潤滑不良に陥ることを抑制し、軌道面の摩耗に到る可能性を低減させることができる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の直動装置用潤滑剤供給装置であって、前記攪拌体の外形は、球形状であることを特徴としている。
請求項２に係る発明によれば、潤滑剤供給装置内の球形状をした攪拌体は、相対移動している軸部材の外周面或いは軌道面に接触することによって、潤滑剤供給装置内に封入されている潤滑剤を押しのけて攪拌体が移動するので、効果的に潤滑剤を攪拌することができる。そのため、軸部材の軌道面に潤滑剤がより効率よく付着するため、直動装置の潤滑性能をより向上させることができる。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載の直動装置用潤滑剤供給装置であって、前記攪拌体は、多面体形状であることを特徴としている。
請求項３に係る発明によれば、潤滑剤供給装置内の攪拌体を多面体とすると相対移動している軸部材の外周面或いは軌道面に接触する度に、攪拌体の軌道が大きく変わるので潤滑剤供給装置内をくまなく攪拌することができる。
【００１２】
また、請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の直動装置用潤滑剤供給装置であって、前記攪拌体の外形の大きさは、前記軸部材の軌道面の幅より大きいことを特徴としている。
請求項４に係る発明によれば、軸部材の軌道面の幅より攪拌体を大きくすることで軌道面を保護することができる。そのため、直動装置の軌道面に対する安全性が確保できることから信頼性の高い直動装置となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る直動装置用潤滑剤供給装置を組み込んだ直動装置の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の潤滑剤供給装置を組み込んだ直動装置の一実施形態としてのボールねじを示した斜視説明図である。
同図に示すように、このボールねじ１は、外周面に軌道面としての螺旋状のボール転動溝２ａを有するねじ軸２（軸部材）と、略円筒状をなして、その内周面にねじ軸２のボール転動溝２ａに対応する軌道面としての螺旋状のボール転動溝３ａを有するナット３（外方部材）とを備えている。
ナット３は、その一方の端部に相手部品と結合するためのフランジ部７を備えている。また、ナット３の外周部の一部には、フライス加工してなる平面部８が形成されている。平面部８には、ボール転動溝３ａまで貫通する循環路挿入孔９が４箇所に開口している。
【００１４】
平面部８には、ボール循環路５が２つ備えられている。ボール循環路５は、その両端部がナット３に向けて曲げられて略コ字状をなし、この両端部が上記循環路挿入孔９から軌道内に向けて挿入される。なお、ボール循環路５は、ボール循環路押え６によって平面部８に固定されている。
ねじ軸２のボール転動溝２ａとナット３のボール転動溝３ａとが対向して軌道５０が形成される。そして、ボール循環路５によって、軌道５０の一端と他端とを連通する無限循環路が構成される。この無限循環路内に、ねじ軸２及びナット３の相対運動（回転）に併せて無限循環路内を循環する転動体として複数のボール４が配設されている。
【００１５】
このボールねじ１には、ナット３の軸方向両端に、ねじ軸２に潤滑油を供給するための潤滑剤供給装置１０がそれぞれ装着されている。
潤滑剤供給装置１０は、ナット３に固定されて一体となっており、ねじ軸２に対して相対的に回転して、ねじ軸２のボール転動溝２ａに潤滑油を供給するようになっている。また、この潤滑剤供給装置１０は、ねじ軸２の表面に付着した異物を外部に排出する防塵シール３１を備えている。
【００１６】
図２は、潤滑剤供給装置１０を説明する分解斜視図である。
同図に示すように、潤滑剤供給装置１０は、ねじ軸２のボール転動溝２ａに対して潤滑油を供給する潤滑剤供給部１２を内部に形成した本体部１１と、潤滑剤供給部１２をシールするシール体部２１と、ねじ軸２のボール転動溝２ａの表面に付着した異物を取り除く防塵シール３１と、防塵シール３１をシール体部２１内に収納し固定する固定板４１と、を備えている。
【００１７】
本体部１１は、円筒状の外筒１１ｂと、外筒１１ｂの内側に設けられた鍔部１１ｃとを備えている。また、外筒１１ｂの一端側の内周に、シール体部２１と螺合する雌ねじ１１ｅが形成されている。本体部１１をナット３に装着する側には、円筒状の接続部１１ｄが軸方向に突出して形成されている。そして、接続部１１ｄの外周には、周方向に延びるねじ溝１１ｆが形成されている。図１に示すように、潤滑剤供給装置１０は、この接続部１１ｄをナット３の軸方向両端の内周にそれぞれ形成されたねじ溝３ｆに封着剤を塗布して締め付けることによって、ナット３に装着することができる。
【００１８】
シール体部２１は、略円筒状で、本体部１１の雌ねじ１１ｅに螺合する雄ねじ２１ｂがその外周面に形成されている。シール体部２１の本体部１１側には、潤滑剤供給部１２を密閉できるように所定の外径をなす鍔２１ａが軸方向に突出して形成されている。また、シール体部２１の反対側の端面には、周方向に均等間隔に固定板４１の取付けねじ４２を螺合するための雌ねじ２１ｃが複数箇所に形成されている。
【００１９】
防塵シール３１は、合成樹脂製で、その内周には、ねじ軸２のボール転動溝２ａに整合した形状をした螺旋状の突部（図示せず）が形成されている。この突部の角部がねじ軸２の外周面と接触して、ねじ軸２に付着した異物を外部に排出し、異物がナット３の内部に浸入するのを防止する。また、防塵シール３１は、弾性力を備えており、防塵シール３１をねじ軸２のボール転動溝２ａに当接させて適度に押圧することによって突部の角部を確実にボール転動溝２ａに密着させることができる。そのため、ナット３の内部がシールされ、外部に潤滑油が漏れ出るのを防止できる。
【００２０】
固定板４１は、防塵シール３１をシール体部２１内に収納し固定するものである。固定板４１は、ねじ軸２が挿通される開口を中央に設けた円盤状の板からなり、取付けねじ４２を挿入する挿入孔４１ａが周方向に均等間隔を開けて雌ねじ２１ｃに対応して形成されている。そのため、取付けねじ４２によって固定板４１をシール体部２１に固定することができる。
【００２１】
ところで、潤滑剤供給装置１０は、潤滑剤供給部１２として本体部１１の内側に形成された空隙部を用いている。すなわち、外筒１１ｂの内周側、且つ鍔部１１ｃとナット３への接続部１１ｄとの間が潤滑剤供給部１２となっている。
図３は、潤滑剤供給部１２を説明する概略平面図であり、同図では、潤滑剤供給装置１０を軸線を含む断面で示している。
【００２２】
同図に示すように、潤滑剤供給部１２内には、潤滑剤１４が充填されるとともに、潤滑剤１４を攪拌する攪拌体１６が適数個（同図は一個の例）入れられている。
潤滑剤１４としては、グリースが適しており、本実施形態では、基油粘度１００ｍｍ２／ｓ前後，ちょう度２号程度のグリースを使用している。
なお、潤滑剤供給部１２に充填した潤滑剤１４が消費されてしまった場合、潤滑剤供給部１２に外部から潤滑剤１４を補給する必要がある。この場合は、本体部１１に設けた潤滑剤補給孔１８から潤滑剤供給部１２内に潤滑剤１４を補給することができる。
【００２３】
攪拌体１６には、潤滑剤１４の潤滑油を吸収して保持可能な含油材が用いられている。攪拌体１６に用いる含油材としては、焼結合金や樹脂が適しており、また、比重は、潤滑剤１４に対して大きいものが望ましい。本実施形態では攪拌体１６として焼結合金を使用している。含油材を使用することで、潤滑油を攪拌体１６に含ませて保持させることができるとともに、ねじ軸２の表面やボール転動溝２ａと摺動しても攪拌体１６自身の表面の摩耗を抑制することができる。攪拌体１６の形状としては、種々の形状とすることができるが、本実施形態では、球体を採用している。また、その直径は、軸部材の軌道面であるボール転動溝２ａの幅よりも大きいものを用いている。
【００２４】
次に、作用・効果について説明する。
図１および図３に示すように、潤滑剤供給装置１０をナット３に装着すると、潤滑剤供給部１２の内部に入れられている攪拌体１６がねじ軸２のボール転動溝２ａに接触する。潤滑剤供給装置１０は、ナット３に装着されているので、ねじ軸２の相対移動に伴いボール転動溝２ａに沿って移動する。ねじ軸２がナット３に対して相対移動すると、潤滑剤供給部１２からボール転動溝２ａに対して潤滑剤１４が供給され、ボール転動溝２ａの表面に油膜が形成される。そのため、必要とされる量の潤滑剤１４を確実にボール転動溝２ａへ供給することができる。
【００２５】
そして、この潤滑剤供給装置１０によれば、ねじ軸２の相対移動に伴い、防塵シール３１の突部によって、ねじ軸２に付着した異物が外部に排出される。また、ナット３の内部もシールされているため、より長期にわたる潤滑が可能になっている。
さらに、ねじ軸２がナット３に対して相対移動すると、攪拌体１６は、ねじ軸２の外周面に当接することによって、潤滑剤供給部１２内を移動することができる。そのため、潤滑剤供給部１２に充填された潤滑剤１４は、攪拌体１６によって攪拌されながら、ねじ軸２のボール転動溝２ａへ供給される。
【００２６】
したがって、ボールねじ１が高速作動した場合であっても潤滑剤供給部１２内の潤滑剤１４が均一な状態に近づくため、潤滑剤１４が部分的に高温にさらされることによる基油分の消耗、蒸発を抑制することができる。特に軌道面となるボール転動溝２ａに直接接触している潤滑剤１４表面の酸化劣化等による潤滑剤１４の硬化を防止し、その流動性が低下して潤滑不良に陥ることを抑制し、軌道面であるボール転動溝２ａ、３ａが摩耗に到る可能性を低減させることができる。
【００２７】
なお、潤滑剤供給部１２からねじ軸２に供給される潤滑剤１４の量を攪拌体１６で制御することも可能である。例えば攪拌体１６の質量及び形状、ねじ軸２との接触面積、潤滑剤１４に対する比重等を最適に選択することによって、潤滑剤１４の量を適量に制御することもできる。特に、ナット３を固定してボールねじ１を用いる場合は、潤滑剤供給部１２のねじ軸２側に攪拌体１６を重力の作用によって揃えるようにすれば制御をより行い易い。
【００２８】
また、潤滑剤供給装置１０は、潤滑剤供給部１２内の攪拌体１６を球形状としている。そのため、潤滑剤供給装置１０内の球形状をした攪拌体１６が、回転しているねじ軸２の外径或いはボール転動溝２ａに接触することで、攪拌体１６は潤滑剤供給部１２内に封入されている潤滑剤１４を押しのけて移動するので、結果的に潤滑剤１４を攪拌する作用がある。したがって、潤滑剤１４を攪拌することから、常にねじ軸２外径のボール転動溝２ａに潤滑剤１４が付着するため、今まで以上に潤滑性能が上がることになる。
【００２９】
また、潤滑剤供給装置１０は、潤滑剤供給部１２内の攪拌体１６の外形（本実施形態では直径）の大きさをねじ軸２のボール転動溝２ａの幅より大きくしている。ねじ軸２のボール転動溝２ａの幅より攪拌体１６の外形を大きくすることで、ボールねじ１の循環部となるボール転動溝２ａを保護することができる。したがって、ボールねじの循環部に対する安全性が確保できることから信頼性の高いボールねじ１となる。
【００３０】
なお、本発明に係る潤滑剤供給装置１０は、上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態においては、潤滑剤供給装置１０をナット３の軸方向両端にそれぞれ装着しているが、これに限定されず、例えば図４に示すように、いずれか一端に装着してもよい。
また、上記実施形態では、潤滑剤供給部１２内に攪拌体１６を一個入れている場合を例示したが、潤滑剤供給部内に入れられる攪拌体の個数は上記実施形態に限定されない。例えば図４に示すように、複数個（同図では三個の例）入れてもよい。
【００３１】
また、上記実施形態では、攪拌体１６を球形状としているが、これに限定されず、例えば図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、攪拌体１６を種々の多面体形状とすることもできる。攪拌体１６を多面体形状とすれば、ねじ軸外径或いはボール転動溝部に接触する度に攪拌体の軌道が大きく変わるので潤滑剤供給部内をくまなく攪拌することができる。
また、上記実施形態では、攪拌体１６を焼結合金や樹脂等からなる含油材としているが、これに限定されず、例えば、通常の鋼材やセラミックスを使用してもよい。
【００３２】
また、上記実施形態では、転動体としてボールを使用しているが、転動体はこれに限定されず、例えばローラの適用も可能である。
また、上記実施形態では、本発明の潤滑剤供給装置を装着する直動装置として、ボールねじに適用した例を説明したが、これに限定されず、例えばリニアガイドなどその他の直動装置にも適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、潤滑剤の潤滑性能を長期に渡って良好に維持することができる直動装置用潤滑剤供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る直動装置用潤滑剤供給装置を備えた直動装置を説明する斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る直動装置用潤滑剤供給装置の構成を説明する斜視図である。
【図３】本発明に係る直動装置用潤滑剤供給装置の一実施形態を示す概略平面図である。
【図４】本発明に係る直動装置用潤滑剤供給装置のその他の構成を示す概略平面図である。
【図５】本発明に係る攪拌体のその他の形状を示す説明図である。
【符号の説明】
１    ボールねじ
２    ねじ軸
２ａ    （ねじ軸の）ボール転動溝
３    ナット
３ａ    （ナットの）ボール転動溝
４    ボール
５    ボール循環路
６    ボール循環路押え
７    フランジ部
８    平面部
９    循環路挿入孔
１０    潤滑剤供給装置
１１    本体部
１２    潤滑剤供給部
１４    潤滑剤
１６    攪拌体
１８    潤滑剤補給孔
２１    シール体部
３１    防塵シール
４１    固定板
４２    取付けねじ
５０    軌道
【図１】
2005048846.tif 000003
【図２】
2005048846.tif 000004
【図３】
2005048846.tif 000005
【図４】
2005048846.tif 000006
【図５】
2005048846.tif 000007