(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に第１のボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の外周面と対向する内周面に第２のボールねじ溝を有するナットと、前記第１及び第２のボールねじ溝間に配設された多数のボールと、これらボールの循環路を前記ナットの外部に形成するボール循環チューブとを備え、前記ボール循環チューブをチューブ押え及びチューブ取付ボルトにより前記ナットに取り付けて構成されるボールねじにおいて、
前記チューブ取付ボルト内に潤滑剤供給孔を前記チューブ取付ボルトの一端から他端にかけて設けるとともに、前記ナット内に前記潤滑剤供給孔からの潤滑剤を前記ボールに供給する潤滑剤供給路を設けたことを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
前記チューブ取付ボルトのねじ部横断面積をＳs、前記潤滑剤供給孔の断面積をＳhとしたとき、前記潤滑剤供給孔は、０．０５＜Ｓt（＝Ｓh／（Ｓs−Ｓh））＜１の条件を満たすことを特徴とする請求項１記載のボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転運動を直線運動に或は直線運動を回転運動に変換する手段として電動式射出成形機や電動式プレス成形機などに用いられるボールねじに関し、特に、循環チューブ式のボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
循環チューブ式のボールねじは、例えば特開2002−31207号公報に開示されているように、外周面に第１のボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の外周面と対向する内周面に第２のボールねじ溝を有するナットと、上記第１及び第２のボールねじ溝間に配設された多数のボールと、これらボールの循環路をナットの外部に形成するボール循環チューブとを備えており、上記ボール循環チューブをチューブ押え及びチューブ取付ボルトによりナットに取り付けて構成されている。
【０００３】
このようなボールねじは、ねじ軸又はナットの一方が軸芯回りに回転するとナット内のボールとボールねじ溝との間に摩擦力が生じることから、グリース等の潤滑剤をナット内のボールに供給し、ボールやボールねじ溝の摩耗を抑制する必要がある。そこで、従来では例えばナットの端面に潤滑剤供給孔を設け、この潤滑剤供給孔からナット内のボールにグリース等の潤滑剤を供給するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ボールねじを機械に取り付けた後、給油箇所が変更された場合には、ボールねじを機械から取り外して潤滑剤供給孔を新たに設けねばならないため、給油箇所の変更に容易に対応できず、多くの労力とコストを要していた。
本発明は上記のような問題点に着目してなされたものであり、ナットの端面側から潤滑剤を供給できない使用条件でも潤滑剤供給孔を新たに設けたりすることなくナット内のボールに潤滑剤を供給することのできるボールねじを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、外周面に第１のボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の外周面と対向する内周面に第２のボールねじ溝を有するナットと、前記第１及び第２のボールねじ溝間に配設された多数のボールと、これらボールの循環路を前記ナットの外部に形成するボール循環チューブとを備え、前記ボール循環チューブをチューブ押え及びチューブ取付ボルトにより前記ナットに取り付けて構成されるボールねじにおいて、前記チューブ取付ボルト内に潤滑剤供給孔を前記チューブ取付ボルトの一端から他端にかけて設けるとともに、前記ナット内に前記潤滑剤供給孔からの潤滑剤を前記ボールに供給する潤滑剤供給路を設けたことを特徴とする。
【０００６】
このような構成によると、チューブ取付ボルトの潤滑剤供給孔に供給された潤滑剤はナット内に形成された潤滑剤供給路を流れてボールに供給されるため、ナットの端面側から潤滑剤を供給できない使用条件でもボールねじを機械から取り外したり、潤滑剤供給孔を新たに設けたりすることなくナット内のボールに潤滑剤を供給することができる。
【０００７】
この場合、潤滑剤供給孔は、請求項２記載の発明のように、チューブ取付ボルトのねじ部横断面積をＳs、潤滑剤供給孔の断面積をＳhとしたとき、０．０５＜Ｓt（＝Ｓh／（Ｓs−Ｓh））＜１の条件を満たすことが望ましく、このような構成を採用することによって、チューブ取付ボルトの破断やボールねじの破損等を招くことなくナット内のボールに潤滑剤を供給することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図４に、本発明の一実施形態を示す。図１及び図２に示されるように、本発明の一実施形態に係るボールねじ１０は外周面に第１のボールねじ溝１１を有するねじ軸１２と、このねじ軸１２の外周面と対向する内周面に第２のボールねじ溝１３を有するナット１４とを備えており、上記第１及び第２のボールねじ溝１１，１３間には多数のボール１５が配設されている。これらのボール１５はねじ軸１２又はナット１４の一方が軸芯回りに回転するとボールねじ溝１１，１３間に形成された螺旋状のボール転動路を転動するようになっており、ボール転動路を転動したボール１５はボール循環チューブ１６内に入り、このボール循環チューブ１６によりナット１４の外部に形成されたボール循環路を通って元の位置に戻されるようになっている。
【０００９】
ボール循環チューブ１６は、図１に示されるように、チューブ押え１７及びチューブ取付ボルト１８，１９によりナット１４に取り付けられている。また、ボール循環チューブ１６は例えば金属パイプを略Ｕ字状に曲げ加工して形成されており、ナット１４の外周面に形成されたチューブ取付面２０には、ボール循環チューブ１６の両端部が挿入されるチューブ挿入孔２１，２１（図２参照）が穿設されている。
【００１０】
チューブ取付ボルト１８，１９のうち少なくとも一方のチューブ取付ボルト、例えばチューブ取付ボルト１８内には、図３及び図４に示されるように、潤滑剤供給孔２２が設けられている。この潤滑剤供給孔２２はチューブ取付ボルト１９の一端から他端にかけて設けられており、チューブ取付ボルト１８のネジ部１８ａが螺入されるナット１４の内部には、潤滑剤供給孔２２からの潤滑剤をボール１５に供給する潤滑剤供給路２３（図４参照）が形成されている。
【００１１】
また、潤滑剤供給孔２２は、チューブ取付ボルト１８のねじ部横断面積（チューブ取付ボルト１８の谷径を直径とした断面積）をＳs、潤滑剤供給孔２２の断面積をＳhとすると、下式（１）で表わされる条件を満たしている。
０．０５＜Ｓt（＝Ｓh／（Ｓs−Ｓh））＜１    ‥‥（１）
なお、チューブ取付ボルト１８の頭部１８ｂには、潤滑剤供給孔２２に潤滑剤自動供給装置（図示せず）の潤滑剤供給口を接続するための接続具２４（図４参照）が取り付けられている。
【００１２】
このような構成において、接続具２４に接続された潤滑剤自動供給装置から潤滑剤供給孔２２に潤滑剤を供給すると、潤滑剤供給孔２２に供給された潤滑剤はナット１４内に形成された潤滑剤供給路２３を流れてボール１５に供給される。従って、ナット１４の端面側から潤滑剤を供給することができない使用条件でもボールねじを機械から取り外したり、潤滑剤供給孔を新たに設けたりすることなくナット１４内のボール１５に潤滑剤を供給することができ、これにより、給油箇所の変更に容易に対応できるとともに、給油用配管の設計自由度を高めることができる。
【００１３】
また、式（１）で表わされる条件を満たすように潤滑剤供給孔２２をチューブ取付ボルト１８内に設けると、潤滑剤供給孔２２の孔径が最適孔径となるので、チューブ取付ボルト１８の破断やボールねじの破損等を招くことなくナット１４内のボール１５に潤滑剤を供給することができる。
上記の効果を確認するために、本発明者は、図５に示されるボールねじ耐久寿命試験機３０を用いてボールねじの耐久寿命試験機を行い、その実験データから潤滑剤供給孔２２の孔径とチューブ取付ボルト１８の破断率との相関関係を調べると共に潤滑剤供給孔２２の孔径とボールねじの破損率との相関関係を調べた。なお、図５おいて、３１は供試体であるボールねじ、３５はボールねじ３１のねじ軸３１ａをプーリ３４、タイミングベルト３３およびプーリ３２を介して回転駆動するモータ、３６，３７はダイバー、３８，３９は面板、４０はボールねじ３１に軸方向の負荷を付与するためのコイルばねを示している。
【００１４】
ここでのボールねじ耐久寿命試験は、ボールねじ耐久寿命試験機３０に供される試験用ボールねじとして、軸径：８０ｍｍ、リード：２０ｍｍ、有効ねじ部長さ：８００ｍｍ、ボール径：５／８インチのＮＳＫ製ボールねじ（呼び番：ＮＳＫボールねじ８０×２０×８００）を使用し、最大軸方向荷重：２８９ＫＮ、最高回転速度：２００ｍｉｎ-1、ストローク：８０ｍｍ、グリース：ルベールＭＹ２（リューべ）、潤滑条件：１７．５ｃｃ／１０万サイクル（リューべ製グリース自動供給装置による）の試験条件で１０個の試験用ボールねじに対して行った。そして、チューブ取付ボルトが破断あるいは潤滑不良によりボールねじが破損に至るまでの各ボールねじの走行距離を測定し、その測定データの中から潤滑剤供給孔の孔径が０、つまりチューブ取付ボルトに潤滑剤供給孔が形成されていない試験用ボールねじの走行距離を基準値として、各試験用ボールねじの測定データをチューブ取付ボルトの破断率若しくはボールねじの破損率として求めた。
【００１５】
上述したボールねじ耐久寿命試験の試験結果に基づく潤滑剤供給孔の孔径とチューブ取付ボルトの破断率との相関関係を図６に、また潤滑剤供給孔の孔径とボールねじの破損率との相関関係を図7に示す。図６及び図７において、横軸は下式（２）で表わされるチューブ取付ボルトの実断面積Ｓtを示している。
Ｓt＝Ｓh／（Ｓs−Ｓh）    ‥‥（２）
ただし、Ｓh＝π・ｄs2／４、
Ｓs＝π・ｄh2／４、
ｄs：チューブ取付ボルトの谷径、
ｄh：潤滑剤供給孔の孔径、
である。
【００１６】
図６から明らかなように、チューブ取付ボルトの実断面積Ｓtが１．０を超えるとチューブ取付ボルトの破断率が上昇する。また、図７から明らかなように、チューブ取付ボルトの実断面積Ｓtが０．０５以下になるとボールねじの破損率が上昇する。このことから、チューブ取付ボルトに潤滑剤供給孔を設ける場合には、０．０５＜Ｓt（＝Ｓh／（Ｓs−Ｓh））＜１の条件を満たすようにチューブ取付ボルトに潤滑剤供給孔を設ければよいことがわかる。
【００１７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、上述した実施形態ではチューブ取付ボルト１８のみに潤滑剤供給孔２２を設けたが、チューブ取付ボルト１８，１９の両方に潤滑剤供給孔２２を設けてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係るボールねじによれば、チューブ取付ボルトの潤滑剤供給孔に供給された潤滑剤がナット内に形成された潤滑剤供給路を流れてボールに供給されるため、ナットの端面側から潤滑剤を供給できない使用条件でも潤滑剤供給孔を新たに設けたりすることなくナット内に潤滑剤を供給することができる。
請求項２の発明によれば、上述した効果に加え、チューブ取付ボルトの破断やボールねじの破損を招いたりすることなくナット内に潤滑剤を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るボールねじの平面図である。
【図２】図１に示すボールねじの断面図である。
【図３】図１に示す循環チューブ取付ボルトの斜視図である。
【図４】循環チューブ取付けボルト内に形成された潤滑剤供給孔とナット内に形成された潤滑剤供給路を示す断面図である。
【図５】ボールねじ耐久寿命試験機の概略構成を示す図である。
【図６】チューブ取付ボルトの破断率とチューブ取付ボルトの実断面積との関係を示す線図である。
【図７】ボールねじの破損率とチューブ取付ボルトの実断面積との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１１    第１のボールねじ溝
１２    ねじ軸
１３    第２のボールねじ溝
１４    ナット
１５    ボール
１６    ボール循環チューブ
１７    チューブ押え
１８，１９    チューブ取付ボルト
２２    潤滑剤供給孔
２３    潤滑剤供給路
【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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