JP4436559B2 - 潤滑装置を備えたボールねじ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，各種ロボット，半導体製造装置，精密器械，工作機械等に適用される潤滑装置を備えたボールねじ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，直動案内ユニットは，各種ロボット，半導体製造装置，検査装置，工作機械等の各技術分野において，往復運動を行う部品に対して高精度，高速化，小型化等の要求を満たすために組み込まれている。最近では，直動案内ユニットは，高精度や高速化等の性能向上に加えてメンテナンスフリーが重視されるようになり，摺動領域を長期に渡って自己潤滑できることが望まれるようになった。
【０００３】
従来，ボールねじとして，図１４及び図１５に示すものが知られている（例えば，特開平９−２７３５５２号公報参照）。図１４及び図１５に示すように，ボールねじは，螺旋状のボールねじ溝３が外周面１４に長手方向に延びて形成されたボールねじ軸１，ボールねじ軸１のボールねじ溝３に対応して内周面１２に形成された螺旋状のボールねじ溝１４が形成されたボールねじ用ナット２，両ボールねじ溝３，１４間の軌道路１５に転動自在に装填されたボール７，及び軌道路１５を転動したボール７を循環させるためボールねじ用ナット２に固定されたリターンチューブ４を有する。ボールねじ用ナット２は，機器，ベース，部品等の物体を取り付けるため取付け用孔１１を形成したフランジ部６と，フランジ部６と一体に構成され且つ内周面１２にボールねじ溝１４が形成された円筒部１７とから形成されている。リターンチューブ４は，その両端がボールねじ用ナット２に形成されたチューブ取付け孔を通じてボール７の軌道路１５に差し込まれ，ボールねじ用ナット２の円筒部１７に形成された平ら部２０に固定金具８を用いてねじ１９で固定されている。
【０００４】
ボールねじ用ナット２には，潤滑剤の給油口９及び給油ねじ孔１８が形成されている。ボールねじ装置は，給油口９に給油管（図示せず）を連結し，外部から潤滑油をボールねじ溝３，１４及びボール７に給油するように構成されている。ボールねじ装置は，潤滑油供給装置を備えておらず，エンドシールとしてワイパーシール５又はラビリンスシールを備えている。即ち，ボールねじ用ナット２の両端の開口部２１には，リング状の凹部１６が形成され，凹部１６にワイパーシール５が取り付けられている。ワイパーシール５は，ボールねじ用ナット２の中，特に，軌道路１５に塵埃等の異物が侵入するのを防止するものである。
【０００５】
従来，直動案内ユニットに潤滑プレートを備えたものが知られている。このような直動案内ユニットは，例えば，基本仕様を変更することなく適用可能で容易に取付け・取外しができる潤滑プレートを備えたものであり，丸軸タイプの軌道軸と軌道軸上を摺動する潤滑プレートを備えたスライダから成る。潤滑プレートは，潤滑油が含浸された多孔質構造を有する焼結樹脂部材から成る潤滑プレート本体と，潤滑プレート本体に固着された芯金とから構成されている。焼結樹脂部材は，合成樹脂の微粒子を所定の金型に充填して加熱成形して作製される。潤滑プレートは，エンドキャップの端面に配置された芯金とエンドシールとの間に配置されてケーシングに取り付けられ，少なくとも軌道軸の軌道溝に摺接して軌道軸に対して相対移動する（例えば，特開２０００−２７８６１号公報参照）。
【０００６】
また，特開２０００−３５０３８号に開示された直動案内ユニットは，丸軸タイプの軌道軸上を摺動するスライダと潤滑プレート組立体とは，機器のハウジング内に形成された大径孔内に止め輪によって抜出し不能に取付けられる。潤滑プレート組立体は，ケース内に，潤滑油が含浸された多孔質構造を有する焼結樹脂部材から成る潤滑プレート本体を有する潤滑プレートと，エンドシールとを収容している。潤滑プレート本体は，スライダの摺動時に常に徐々に潤滑剤を軌道軸に供給するものである。
【０００７】
また，ボールねじに潤滑装置を設けたものが知られている。このようなボールねじ用の潤滑装置は，ボールナットに，ねじ軸の外径部のみに摺接する潤滑剤含有ポリマ部材を取り付け，潤滑剤含有ポリマ部材によってねじ軸の往復動作時にねじ溝に付着した潤滑剤が掻き落とされるのを防止し，ねじ溝に付着した潤滑剤を保持するものである（例えば，特開２０００−８１１０３号公報参照）。
【０００８】
更に，特開平１０−１８４６８３号公報には，潤滑油供給部材を備えた直線運動装置が開示されている。該直線運動装置における潤滑油供給部材は，軌道軸に当接して軌道軸に潤滑油を塗布する潤滑油塗布体と，該潤滑油塗布体に隣接して設けられ，潤滑油を吸収して保持すると共に潤滑油塗布体に潤滑油を供給するケーシングに収容された潤滑油吸蔵体と，潤滑油吸蔵体から潤滑油塗布体へ供給される潤滑油の量を制御する油量制御手段とから構成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，直動転がり案内ユニットやボールねじ等の直動案内ユニットでは，その適用範囲が広がり，給油できない状況のもとで使用されたり，多量の埃，切り屑等が発生するような悪環境や高温環境等のもとで使用されたり，或いは発塵性を防止しければならないクリーンルームのもとで使用されるようになり，通常の潤滑が困難であるような過酷な状況のもとでも潤滑不良を発生させないことが求められるようになった。また，ボールねじ装置において，特に，潤滑剤供給装置に対するメンテナンスフリーが要求され，ボールねじ装置に取り付けられた各種の潤滑剤供給装置が開発されている。
【００１０】
従来の潤滑剤供給装置は，ボールナットの端面に取り付けられており，その構成が複雑で製作も難しく，取付けにも仕様変更を要し，取り扱いが面倒であった。また，半導体装置等の各種の装置の発展に伴ってスライド装置も多種になり，高速化になっている。それで定期的に給油が行われていれば，潤滑剤切れで寿命や破損に至ることが無いが，潤滑剤の供給のため，配管するのも煩雑であり，全ての装置に潤滑剤を供給する配管を設けることは難しい状況になっている。そこで，ボールねじ装置において，潤滑剤に対するメンテナンスフリーとなる構造，更には発塵性の小さいボールねじが望まれるようになっている。
【００１１】
例えば，上記のボールねじ用の潤滑装置では，潤滑油含有ポリマ部材が用いられているが，該潤滑剤含有ポリマー部材に潤滑油を混合して加熱溶融した後，所定の型に注入して加圧しながら冷却固化して成形したものである。従って，上記潤滑油含有ポリマ部材は，製作するに当たり，技術的に複雑で且つ高度の技術が要求され，その上，コストもかかるものであった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，スライド装置などでテーブル（スライダ）を駆動するために多く使用されているボールねじにおいて，メンテナンスフリーを可能にする潤滑剤供給装置を提供することであり，潤滑プレートを装着することによって過酷な使用条件でも自己潤滑を可能にして良好な潤滑状態を維持し，既存の丸軸タイプのボールねじ軸を持つボールねじに若干の設計変更を加えるだけで簡単に装着でき，潤滑プレートによる自己潤滑によって長寿命化を達成し，防塵性を向上でき，発塵性を抑えてクリーンな環境を維持でき，給油のメンテナンスフリー等が得られ，簡単に作製できる潤滑装置を備えたボールねじ装置を提供することである。
【００１３】
この発明は，長手方向に延びる丸軸タイプのボールねじ軸と該ボールねじ軸を囲んで前記ボールねじ軸の回転運動に伴って前記ボールねじ軸上をボールを介して相対摺動するスライダを構成するボールねじ用ナットとを有し，前記ボールねじ用ナットの少なくても一方の端部に潤滑装置が取り付けられ，前記潤滑装置は，前記ボールねじ用ナットに一方の端部が固定され他方の端部がワイパーシールを装着可能に成るホルダー，及び前記ホルダーに内包され且つ少なくとも１個が前記ボールねじ軸に形成されたボールねじ溝に摺接する複数の潤滑プレートから構成され，前記潤滑プレートは，多孔質構造の焼結樹脂部材で成り且つ前記多孔質構造の多孔部に潤滑剤が含浸されて成り，
前記ホルダーは，前記ボールねじ用ナット内に嵌入して固定され且つ前記ボールねじ軸が遊嵌する内径を有する前記一方の端部を構成する円筒小径部と，前記円筒小径部に一体構造に且つ前記ボールねじ用ナットの端面に当接する側壁面が形成され前記ボールねじ用ナットの外径より若干小さいサイズの外径に形成された円筒形の円筒大径部とで成り，
前記円筒大径部には前記潤滑プレートを収容する収容部が形成され，前記収容部は，前記円筒小径部側の内側壁面，前記円筒小径部の前記内径よりも大きい内径で成る内周面，及び前記潤滑プレートの抜け出しを防止する前記他方の端部側の内側壁面に囲まれて構成され，
前記潤滑プレートは，前記ボールねじ軸に前記潤滑剤を供給するリング状の第１潤滑プレートと前記第１潤滑プレートに少なくとも１個が接して前記潤滑剤を補給するリング状の第２潤滑プレートとで成り，前記第１潤滑プレート及び前記第２潤滑プレートは前記ホルダーの前記収容部にフィットして積層した状態に収容されて成り，
前記第１潤滑プレートは，前記ボールねじ軸に遊嵌して成る内周面の一部から断面四角形にして内方に延び先端部が前記ボールねじ軸の前記ボールねじ溝の壁面に摺接する凸部が形成され，前記第２潤滑プレートは，前記第１潤滑プレートの前記凸部を除去した形状に形成され，且つ，前記第１潤滑プレート及び前記第２潤滑プレートは，各々に周方向の一部が切り欠かれた切欠き部が形成され，前記切欠き部を縮小して外周面を押し縮めることで前記ホルダーの前記他方の端部から前記収容部に装着されて成るＣ型リングの形状に形成されて成ることを特徴とする潤滑装置を備えたボールねじ装置に関する。
【００１４】
このボールねじ装置において，前記第１潤滑プレートの前記凸部の前記幅は，前記第１潤滑プレートの板厚に実質的に同一サイズに形成されて成るものである。
【００１５】
このボールねじ装置は，上記のように構成されているので，従来のボールねじの潤滑油供給装置よりも製作し易く，構造がシンプルであり，装着或いは交換等の取扱い易い構造であり，従来のボールねじの仕様を実質的に変更せずに既存ボールねじに容易に取り付けることができる。また，ボールねじ軸のボールねじ溝の壁面に摺接するのは，潤滑プレートに形成された凸部の一部であるので，ボールねじ軸に対するボールねじ用ナットの往復移動に対して摺動抵抗を小さく抑えることができ，潤滑プレートによる両者の相対往復移動に悪影響をもたらすことがなく，ボールねじ溝へ常に適正な潤滑剤を供給でき，摺動特性を向上させることができる。また，潤滑プレートは複数個積層された状態でホルダーに収容されているので，隣接する潤滑プレートから凸部へと潤滑剤が補給され，長期にわたってボールねじ溝を潤滑することができる。更に，潤滑プレートは，ホルダーの円筒大径部の大きい内径を有する収容部に装着されているので，ボールねじ用ナットの往復移動時に潤滑プレートが抜け出すようなことがない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下，図１〜図１３を参照して，この発明によるボールねじ装置の実施例を説明する。この実施例のボールねじ装置は，図１４及び図１５に示すようなボールねじにおいてボールねじ用ナット２の両端に潤滑剤供給装置を構成する潤滑装置（即ち，給油装置）１０を設け，自己潤滑を達成し，メンテナンスフリーに構成したものであり，その他の構造を有するボールねじにも適用できるものである。図１〜図１３に示すボールねじ装置の実施例では，図１４及び図１５に示した従来のボールねじと同一の構造及び機能を有する部分及び部品には同一の符号を付し，重複する説明を省略する。
【００１７】
このボールねじ装置は，長手方向に延びる丸軸タイプのボールねじ軸１とボールねじ軸１を囲んでボールねじ軸１の回転運動に伴ってボールねじ軸１上を相対摺動するスライダを構成するボールねじ用ナット２とを有し，ボールねじ用ナット２の少なくても一方の端部に潤滑装置１０を取り付けている。この実施例では，図１に示すように，潤滑装置１０はボールねじにおけるボールねじ用ナット２の両端部に取り付けられている。潤滑装置１０は，ボールねじ用ナット２に固定されたホルダー２５，ホルダー２５に収容されたリング状の潤滑プレート２２（第１潤滑プレート），及び潤滑プレート２２に積層されたホルダー２５に収容された複数のリング状の潤滑プレート２３（第２潤滑プレート）から構成されている。ホルダー２５は，潤滑プレート２２，２３を整合させた積層状態に保持して保護すると共に，潤滑プレート２２，２３に含浸されている潤滑剤の外部への飛散を防止する。
【００１８】
ホルダー２５は，特に，図４，図１１及び図１２に示されており，全体的に円筒形に形成され，潤滑プレート２２，２３及びエンドシールのワイパーシール２４を収容するための円筒大径部２６と，ボールねじ用ナット２のリング状の凹部１６に嵌合する端部を形成する円筒小径部２７とから構成されている。即ち，ホルダー２５は，ボールねじ用ナット２内に嵌入し且つボールねじ軸１が遊嵌する内径を有する端部を形成する円筒小径部２７と，円筒小径部２７に一体構造に且つボールねじ用ナット２の端面４９に当接する側壁面５０を形成するように円筒小径部２７の外径よりも大きい外径を有する円筒大径部２６とから形成されている。ホルダー２５における円筒大径部２６の外周面４５の外径は，ボールねじ用ナット２の外周面４６の外径より若干小さいサイズに形成され，他の機器に対する障害にならないように形成されている。ホルダー２５の円筒小径部２７は，ボールねじ用ナット２のリング状の凹部１６に嵌入して装着されている。ホルダー２５の円筒大径部２６の端部２９内にはエンドシールでなるワイパーシール２４が嵌入して装着されている。ワイパーシール２４は，ホルダー２５に形成されたねじ孔３６に螺入される止めねじ３２によって固定されている。
【００１９】
このボールねじ装置では，ホルダー２５の円筒大径部２６の外周面４５の外径Ｄ1 は，ボールねじ用ナット２の外径Ｄよりも若干小さく形成されている。ホルダー２５の円筒小径部２７の外周面４３の外径Ｄ2 は，ボールねじ用ナット２からワイパーシール５を取り外した凹部１６の内径ｄ0 に嵌入するサイズに形成されている。また，円筒小径部２７の内周面４４の内径ｄ3 は，ボールねじ軸１が遊嵌するように，ボールねじ軸１の外径Ｄ0 よりも大きいサイズに形成されている。円筒大径部２６の端部２９の内周面３１の内径ｄ1 は，ボールねじから取り外したワイパーシール２４が嵌入できるサイズに形成されている。
【００２０】
ホルダー２５の中央部は，複数の潤滑プレート２２，２３を内包する収容部４８を形成している。収容部４８の内周面２８の内径ｄ2 は，端部２９の内径ｄ1 よりも大きく形成され，例えば，ワイパーシール２４が装着されなくても，潤滑プレート２２，２３が外れないように形成されている。言い換えれば，ホルダー２５の円筒大径部２６における抜け止め部を形成する端部２９の内周面３１は，潤滑装置１０の往復移動時に，潤滑プレート２２，２３がホルダー２５の収容部４８から抜け出るのを防止するため，ホルダー２５の中央部の内周面２８の内径ｄ2 よりも小さい内径ｄ1 に形成されている。従って，ワイパーシール２４を嵌入した円筒大径部２６の端部２９の内径ｄ1 と潤滑プレート２２，２３の収容部を形成する中央部の内周面２８の内径ｄ2 との差で形成される段差Δｄは，潤滑プレート２２，２３の収容部からの抜け出しを防止する係止部を形成することになる。即ち，ワイパーシール２４側に位置する潤滑プレート２３は，端部２９の抜け止め部の内側壁面３８に係止されている。また，潤滑プレート２２は，円筒小径部２７の内側壁面３７に係止されている。従って，潤滑プレート２２，２３は，積層した状態でホルダー２５の中央部２６の内側壁面３７と３８との間の範囲ｍにわたって形成された収容部４８にフィットした状態で収容されている。
【００２１】
潤滑プレート２２，２３は，例えば，超高分子量のポリエチレン樹脂を焼結した多孔質構造の焼結樹脂部材から成り，焼結樹脂部材の多孔部に潤滑剤が含浸されたものである。潤滑プレート２２，２３は，潤滑剤をボールねじ溝３に適正量をスムースに供給できる同一の材質で形成されている。一方の潤滑プレート２２は，ボールねじ軸１に形成されたボールねじ溝３に摺接する凸部３０が内周面３９に形成されている。また，他方の潤滑プレート２３は，潤滑プレート２２へ潤滑剤を補給するため潤滑プレート２２に接するように積層されている。潤滑プレート２３は，潤滑プレート２２の凸部３０を通じて消費された潤滑剤に応じて潤滑プレート２２へ潤滑剤を供給する機能を有する。また，隣接する潤滑プレート２３は，ホルダー２５内で互いに接して潤滑剤を潤滑プレート２２側に位置する潤滑プレート２３へと供給できるように積層されている。
【００２２】
潤滑プレート２２は，図７及び図８に示すように，切欠き部３４を有するＣ型リングに形成され，その内周面３９から径方向内向きに延びる凸部３０が形成されている。潤滑プレート２２の凸部３０の幅Ｂj は，潤滑プレート２２の板厚ｔに実質的に同一サイズに形成され，潤滑プレート２２の製作を容易にすると共に，焼結樹脂部材の多孔部を潤滑剤がスムースに均一に通過できるように構成されている。潤滑プレート２２の内周面３９は，ボールねじ軸１の外周面１３に接触すること無く，言い換えれば，ボールねじ軸１は潤滑プレート２２に遊嵌するように，潤滑プレート２２の内周面３９の内径ｄj は，ボールねじ軸１の外径Ｄ0 よりも大きいサイズに形成されている。また，潤滑プレート２２の外周面４０の外径Ｄj は，ホルダー２５の中央部の内径ｄ2 に対比して，装着前は実質的に同一のサイズに形成されている。また，潤滑プレート２２の切欠き部３４は，この実施例では，潤滑プレート２２の中心Ｏj から４５°の角度で扇状に切り欠かれている。
【００２３】
また，潤滑プレート２３は，図９及び図１０に示されているが，潤滑プレート２２の凸部３０を除去した形状と実質的に同一形状に形成されている。従って，潤滑プレート２２，２３は，同一厚さｔの焼結樹脂部材から切り取ることで容易に形成することができると共に，取り扱いも容易になる。ボールねじ軸１は潤滑プレート２３に遊嵌するように，潤滑プレート２３の内周面４０の内径ｄj は，ボールねじ軸１の外径Ｄ0 よりも大きいサイズに形成されている。また，潤滑プレート２３の外周面４２の外径Ｄj は，ホルダー２５の中央部の内径ｄ2 に対比して，装着前は実質的に同一のサイズに形成されている。潤滑プレート２３は，図４に示すように，潤滑プレート２２に隣接して配設され，潤滑プレート２２への潤滑剤の補給をする機能を果している。図４では，潤滑プレート２３は５枚が配設されているが，１枚でもよく，場合によっては，潤滑プレート２２のみの使用でもよいものである。また，潤滑プレート２３は，潤滑プレート２２と厚さ等を異にする形状に形成してもよいものである。
【００２４】
潤滑プレート２２，２３は，板状の焼結樹脂部材から切り取って形成され，周方向の一部が切り欠かれた切欠き部３４，３５を有するＣ型リングに形成されている。潤滑プレート２２，２３は，切欠き部３４，３５を縮小してホルダー２５の端部２９の抜け止め部の内径を通じてホルダー２５の中央部に装着される。また，潤滑プレート２２，２３の積層状態は，切欠き部３４，３５を必ずしも整合させる必要はなく，図２に示すように，周方向に異なった位置にくるようにランダムな状態に積層してもよいものである。
【００２５】
この実施例では，ワイパーシール２４は，ねじ状凸部３３が形成されている。ねじ状凸部３３は，ボールねじ軸１のボールねじ溝３に係合した状態になり，ボールねじ溝３に対してワイパーの機能を果たしている。
【００２６】
潤滑プレート２２の凸部３０は，ボールねじ軸１のボールねじ溝３に嵌入するために，ボールねじ溝３の幅Ｂより小さい幅Ｂj に形成されている。また，潤滑プレート２２の板厚ｔは，凸部３０がボールねじ軸１のボールねじ溝３に嵌入するため，凸部３０の幅Ｂj と実質的に同一のサイズに形成されている。また，凸部３０は，図６に示すように，断面四角形に形成されている。凸部３０の先端部の角部４７は，ボールねじ溝３の壁面に接触点Ｓで接触即ち摺接しており，接触面を小さくして摺動抵抗を低く抑えつつ，適正量の潤滑剤をボールねじ溝３の壁面に供給するように構成されている。従って，潤滑装置１０は，ボールねじ軸１，ボールねじ溝３である軌道溝に多孔質構造の焼結樹脂部材に含浸されている潤滑剤を供給することができる。
【００２７】
潤滑プレート２２は，図５に示すように，ボールねじ軸１の軸方向に直角に配設され，ボールねじ溝３は，螺旋状のねじに形成されているので，軸方向と傾斜した状態に延びている。従って，ボールねじ溝３と潤滑プレート２２とは傾斜した交差態様になるので，凸部３０は，その交差態様において，少なくとも摺接点Ｓまで嵌入する状態になって凸部３０がボールねじ溝３に嵌入できるために，凸部３０の板厚ｔ，凸部３０の幅Ｂj が設定され，更に，潤滑プレート２２の内周面３９からの凸部３０の突出状態は，ボールねじ溝３の接点径ＤS の半分よりも小さくなる潤滑プレート２２の中心Ｏj から先端までの長さｈj になる点まで延びている。この実施例では，凸部３０の幅Ｂj は，凸部３０の板厚ｔと略同一になっている。ボールねじ溝３は，シングル溝に形成されているので，凸部３０は内周側からｌか所になっている。また，ボールねじ溝３は，シングル形式であるので，図６に示すように，２曲率半径Ｒが合わさったゴシックアーチ溝に形成されている。
【００２８】
図１４に示すような既存のボールねじのボールねじ用ナット２の両端に潤滑装置１０を装着するには，例えば，次のような工程で装着作業を行うことができる。ホルダー２５の円筒小径部２７の外周面４３の外径は，ボールねじ用ナット２の凹部１６の内径に嵌合できるサイズに形成されている。そこで，ボールねじ用ナット２の両端に取り付けられているワイパーシール５を取り外す。ワイパーシール５を取り外したボールねじ用ナット２の凹部１６に，潤滑装置１０におけるホルダー２５の円筒小径部２７を嵌入して装着する。また，ボールねじから取り外したワイパーシール５は，潤滑装置１０のホルダー２５の端部２９に装着できるサイズに形成されているので，ホルダー２５の端部２９に装着してワイパーシール２４とする。
【００２９】
次に，図１３を参照して，この発明による潤滑装置を備えたボールねじ装置の他の実施例を説明する。この実施例では，ボールねじ軸１に複数条列（図１３では２条列）のボールねじ溝３Ａ，３Ｂが形成されており，各々のボールねじ溝３Ａ，３Ｂの壁面にそれぞれ摺接する凸部３０Ａ，３０Ｂが各々の潤滑プレート２２に形成されている。このボールねじ装置における潤滑装置１０には，ボールねじ軸１に形成されたボールねじ溝３Ａ，３Ｂの条数に対応した数だけ潤滑プレート２２が組み込まれており，各々の潤滑プレート２２の凸部３０Ａ，３０Ｂは，それぞれのボールねじ溝１の壁面に摺接して各々のボールねじ溝３Ａ，３Ｂに潤滑剤をそれぞれ供給することができる。言い換えれば，ボールねじ軸１に形成されたボールねじ溝３が２条列の場合には，凸部３０を形成した潤滑プレート２２を潤滑装置１０に２枚組み込み，各々の凸部３０Ａ，３０Ｂの位置を潤滑装置１０の中心線上の任意の位置に位置設定して潤滑装置１０の摺動の安定性を確保する。また，ボールねじ軸１に形成されたボールねじ溝３が３条列の場合には，凸部３０を形成した潤滑プレート２２を潤滑装置１０に３枚組み込み，各々の凸部３０の位置を各条列のボールねじ溝３に対応する任意の位置に位置設定して潤滑装置１０の摺動の安定性を確保する。
【００３０】
【発明の効果】
この発明による潤滑装置を備えたボールねじ装置は，上記のように構成されているので，潤滑装置に組み込まれている潤滑プレートの凸部がボールねじ溝にその一部を摺接し，その凸部から潤滑剤がボールねじ溝へと常にスムーズに供給され，潤滑不良状態が発生することがなく，良好な潤滑状態を確保することができ，ボールねじ軸に対するボールねじ用ナットの摺動抵抗を低減でき，摩耗等の発生を防止でき，発塵性を抑制することができる。潤滑プレートは，多孔質構造を持つ焼結樹脂部材の成形品に使用条件が適合する潤滑油等の潤滑剤を選定し，その潤滑剤を焼結樹脂部材の多孔部へ含浸させればよい。また，潤滑プレートは，使用する潤滑剤に適合するように焼結樹脂部材の材質を選定すればよく，その取り扱い，仕様変更も簡単にできる。更に，潤滑プレートを構成する焼結樹脂部材は，高精度に簡単に成形することができ，半導体製造装置，精密機械に組み込まれるボールねじとしては極めて最適な部品として提供できる。
【００３１】
また，このボールねじ装置は，従来の種々の既存のボールねじの基本仕様を全く変更することなく，該既存のボールねじにおいてワイパーシールが取り付けられている部分に容易に組み込んで使用することができる。即ち，潤滑装置は，同じ規格のボールねじ軸を使用するボールねじであれば，たとえボールねじ用ナットの形や大きさが違っていても，同一の潤滑装置を適用できるので，適用範囲の広い潤滑装置を提供することができる。また，潤滑装置は，既に切削機械等に組み込まれている既存のボールねじに対しても，スライダを構成するボールねじ用ナットの端面に簡単に取り付けることができるので，それらのボールねじの自己潤滑性能を簡単に向上させることができる。更に，このボールねじ装置によれば，過酷な使用条件でも自己潤滑を可能にして良好な潤滑状態が長期にわたって維持され，自己潤滑によって長寿命化が達成され，潤滑に対するメンテナンスフリーが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の潤滑装置を装着したボールねじの斜視図である。
【図２】 ボールねじに潤滑装置を展開した展開斜視図である。
【図３】 潤滑装置の正面図である。
【図４】 図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】 ねじ軸に摺接する潤滑プレートの説明図である。
【図６】 図５のＢ−Ｂ部分断面図である。
【図７】 第１潤滑プレートを示す正面図である。
【図８】 図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】 第２潤滑プレートを示す正面図である。
【図１０】 図９のＥ−Ｅ断面図である。
【図１１】 ホルダーの正面図である。
【図１２】 図１１のＦ−Ｆ断面図である。
【図１３】 ねじ軸に摺接する潤滑プレートの別の実施例を示す説明図である。
【図１４】 従来のボールねじの側面図である。
【図１５】 図１４のボールねじの正面図である。
【符号の説明】
１ ボールねじ軸
２ ボールねじ用ナット
３ ボールねじ溝
７ ボール
１０ 潤滑装置
２２ 潤滑プレート（第１潤滑プレート）
２３ 潤滑プレート（第２潤滑プレート）
２４ ワイパーシール
２５ ホルダー
２６ 円筒大径部
２７ 円筒小径部
２９ 抜け止め部を形成する端部
３０ 凸部
３４，３５ 切欠き部
４８ 潤滑プレートの収容部
４９ 端面
５０ 側壁面
Ｂ ボールねじ溝の幅
Ｂj 凸部の幅
Ｄ ボールねじ用ナットの外径
Ｄ1 ホルダーの外径
ｄ1 ホルダーの端部の内径
ｄ2 ホルダーの中央部の内径
ｄ3 円筒小径部の内径
ｔ 潤滑プレートの板厚
【発明の属する技術分野】
この発明は，各種ロボット，半導体製造装置，精密器械，工作機械等に適用される潤滑装置を備えたボールねじ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，直動案内ユニットは，各種ロボット，半導体製造装置，検査装置，工作機械等の各技術分野において，往復運動を行う部品に対して高精度，高速化，小型化等の要求を満たすために組み込まれている。最近では，直動案内ユニットは，高精度や高速化等の性能向上に加えてメンテナンスフリーが重視されるようになり，摺動領域を長期に渡って自己潤滑できることが望まれるようになった。
【０００３】
従来，ボールねじとして，図１４及び図１５に示すものが知られている（例えば，特開平９−２７３５５２号公報参照）。図１４及び図１５に示すように，ボールねじは，螺旋状のボールねじ溝３が外周面１４に長手方向に延びて形成されたボールねじ軸１，ボールねじ軸１のボールねじ溝３に対応して内周面１２に形成された螺旋状のボールねじ溝１４が形成されたボールねじ用ナット２，両ボールねじ溝３，１４間の軌道路１５に転動自在に装填されたボール７，及び軌道路１５を転動したボール７を循環させるためボールねじ用ナット２に固定されたリターンチューブ４を有する。ボールねじ用ナット２は，機器，ベース，部品等の物体を取り付けるため取付け用孔１１を形成したフランジ部６と，フランジ部６と一体に構成され且つ内周面１２にボールねじ溝１４が形成された円筒部１７とから形成されている。リターンチューブ４は，その両端がボールねじ用ナット２に形成されたチューブ取付け孔を通じてボール７の軌道路１５に差し込まれ，ボールねじ用ナット２の円筒部１７に形成された平ら部２０に固定金具８を用いてねじ１９で固定されている。
【０００４】
ボールねじ用ナット２には，潤滑剤の給油口９及び給油ねじ孔１８が形成されている。ボールねじ装置は，給油口９に給油管（図示せず）を連結し，外部から潤滑油をボールねじ溝３，１４及びボール７に給油するように構成されている。ボールねじ装置は，潤滑油供給装置を備えておらず，エンドシールとしてワイパーシール５又はラビリンスシールを備えている。即ち，ボールねじ用ナット２の両端の開口部２１には，リング状の凹部１６が形成され，凹部１６にワイパーシール５が取り付けられている。ワイパーシール５は，ボールねじ用ナット２の中，特に，軌道路１５に塵埃等の異物が侵入するのを防止するものである。
【０００５】
従来，直動案内ユニットに潤滑プレートを備えたものが知られている。このような直動案内ユニットは，例えば，基本仕様を変更することなく適用可能で容易に取付け・取外しができる潤滑プレートを備えたものであり，丸軸タイプの軌道軸と軌道軸上を摺動する潤滑プレートを備えたスライダから成る。潤滑プレートは，潤滑油が含浸された多孔質構造を有する焼結樹脂部材から成る潤滑プレート本体と，潤滑プレート本体に固着された芯金とから構成されている。焼結樹脂部材は，合成樹脂の微粒子を所定の金型に充填して加熱成形して作製される。潤滑プレートは，エンドキャップの端面に配置された芯金とエンドシールとの間に配置されてケーシングに取り付けられ，少なくとも軌道軸の軌道溝に摺接して軌道軸に対して相対移動する（例えば，特開２０００−２７８６１号公報参照）。
【０００６】
また，特開２０００−３５０３８号に開示された直動案内ユニットは，丸軸タイプの軌道軸上を摺動するスライダと潤滑プレート組立体とは，機器のハウジング内に形成された大径孔内に止め輪によって抜出し不能に取付けられる。潤滑プレート組立体は，ケース内に，潤滑油が含浸された多孔質構造を有する焼結樹脂部材から成る潤滑プレート本体を有する潤滑プレートと，エンドシールとを収容している。潤滑プレート本体は，スライダの摺動時に常に徐々に潤滑剤を軌道軸に供給するものである。
【０００７】
また，ボールねじに潤滑装置を設けたものが知られている。このようなボールねじ用の潤滑装置は，ボールナットに，ねじ軸の外径部のみに摺接する潤滑剤含有ポリマ部材を取り付け，潤滑剤含有ポリマ部材によってねじ軸の往復動作時にねじ溝に付着した潤滑剤が掻き落とされるのを防止し，ねじ溝に付着した潤滑剤を保持するものである（例えば，特開２０００−８１１０３号公報参照）。
【０００８】
更に，特開平１０−１８４６８３号公報には，潤滑油供給部材を備えた直線運動装置が開示されている。該直線運動装置における潤滑油供給部材は，軌道軸に当接して軌道軸に潤滑油を塗布する潤滑油塗布体と，該潤滑油塗布体に隣接して設けられ，潤滑油を吸収して保持すると共に潤滑油塗布体に潤滑油を供給するケーシングに収容された潤滑油吸蔵体と，潤滑油吸蔵体から潤滑油塗布体へ供給される潤滑油の量を制御する油量制御手段とから構成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，直動転がり案内ユニットやボールねじ等の直動案内ユニットでは，その適用範囲が広がり，給油できない状況のもとで使用されたり，多量の埃，切り屑等が発生するような悪環境や高温環境等のもとで使用されたり，或いは発塵性を防止しければならないクリーンルームのもとで使用されるようになり，通常の潤滑が困難であるような過酷な状況のもとでも潤滑不良を発生させないことが求められるようになった。また，ボールねじ装置において，特に，潤滑剤供給装置に対するメンテナンスフリーが要求され，ボールねじ装置に取り付けられた各種の潤滑剤供給装置が開発されている。
【００１０】
従来の潤滑剤供給装置は，ボールナットの端面に取り付けられており，その構成が複雑で製作も難しく，取付けにも仕様変更を要し，取り扱いが面倒であった。また，半導体装置等の各種の装置の発展に伴ってスライド装置も多種になり，高速化になっている。それで定期的に給油が行われていれば，潤滑剤切れで寿命や破損に至ることが無いが，潤滑剤の供給のため，配管するのも煩雑であり，全ての装置に潤滑剤を供給する配管を設けることは難しい状況になっている。そこで，ボールねじ装置において，潤滑剤に対するメンテナンスフリーとなる構造，更には発塵性の小さいボールねじが望まれるようになっている。
【００１１】
例えば，上記のボールねじ用の潤滑装置では，潤滑油含有ポリマ部材が用いられているが，該潤滑剤含有ポリマー部材に潤滑油を混合して加熱溶融した後，所定の型に注入して加圧しながら冷却固化して成形したものである。従って，上記潤滑油含有ポリマ部材は，製作するに当たり，技術的に複雑で且つ高度の技術が要求され，その上，コストもかかるものであった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，スライド装置などでテーブル（スライダ）を駆動するために多く使用されているボールねじにおいて，メンテナンスフリーを可能にする潤滑剤供給装置を提供することであり，潤滑プレートを装着することによって過酷な使用条件でも自己潤滑を可能にして良好な潤滑状態を維持し，既存の丸軸タイプのボールねじ軸を持つボールねじに若干の設計変更を加えるだけで簡単に装着でき，潤滑プレートによる自己潤滑によって長寿命化を達成し，防塵性を向上でき，発塵性を抑えてクリーンな環境を維持でき，給油のメンテナンスフリー等が得られ，簡単に作製できる潤滑装置を備えたボールねじ装置を提供することである。
【００１３】
この発明は，長手方向に延びる丸軸タイプのボールねじ軸と該ボールねじ軸を囲んで前記ボールねじ軸の回転運動に伴って前記ボールねじ軸上をボールを介して相対摺動するスライダを構成するボールねじ用ナットとを有し，前記ボールねじ用ナットの少なくても一方の端部に潤滑装置が取り付けられ，前記潤滑装置は，前記ボールねじ用ナットに一方の端部が固定され他方の端部がワイパーシールを装着可能に成るホルダー，及び前記ホルダーに内包され且つ少なくとも１個が前記ボールねじ軸に形成されたボールねじ溝に摺接する複数の潤滑プレートから構成され，前記潤滑プレートは，多孔質構造の焼結樹脂部材で成り且つ前記多孔質構造の多孔部に潤滑剤が含浸されて成り，
前記ホルダーは，前記ボールねじ用ナット内に嵌入して固定され且つ前記ボールねじ軸が遊嵌する内径を有する前記一方の端部を構成する円筒小径部と，前記円筒小径部に一体構造に且つ前記ボールねじ用ナットの端面に当接する側壁面が形成され前記ボールねじ用ナットの外径より若干小さいサイズの外径に形成された円筒形の円筒大径部とで成り，
前記円筒大径部には前記潤滑プレートを収容する収容部が形成され，前記収容部は，前記円筒小径部側の内側壁面，前記円筒小径部の前記内径よりも大きい内径で成る内周面，及び前記潤滑プレートの抜け出しを防止する前記他方の端部側の内側壁面に囲まれて構成され，
前記潤滑プレートは，前記ボールねじ軸に前記潤滑剤を供給するリング状の第１潤滑プレートと前記第１潤滑プレートに少なくとも１個が接して前記潤滑剤を補給するリング状の第２潤滑プレートとで成り，前記第１潤滑プレート及び前記第２潤滑プレートは前記ホルダーの前記収容部にフィットして積層した状態に収容されて成り，
前記第１潤滑プレートは，前記ボールねじ軸に遊嵌して成る内周面の一部から断面四角形にして内方に延び先端部が前記ボールねじ軸の前記ボールねじ溝の壁面に摺接する凸部が形成され，前記第２潤滑プレートは，前記第１潤滑プレートの前記凸部を除去した形状に形成され，且つ，前記第１潤滑プレート及び前記第２潤滑プレートは，各々に周方向の一部が切り欠かれた切欠き部が形成され，前記切欠き部を縮小して外周面を押し縮めることで前記ホルダーの前記他方の端部から前記収容部に装着されて成るＣ型リングの形状に形成されて成ることを特徴とする潤滑装置を備えたボールねじ装置に関する。
【００１４】
このボールねじ装置において，前記第１潤滑プレートの前記凸部の前記幅は，前記第１潤滑プレートの板厚に実質的に同一サイズに形成されて成るものである。
【００１５】
このボールねじ装置は，上記のように構成されているので，従来のボールねじの潤滑油供給装置よりも製作し易く，構造がシンプルであり，装着或いは交換等の取扱い易い構造であり，従来のボールねじの仕様を実質的に変更せずに既存ボールねじに容易に取り付けることができる。また，ボールねじ軸のボールねじ溝の壁面に摺接するのは，潤滑プレートに形成された凸部の一部であるので，ボールねじ軸に対するボールねじ用ナットの往復移動に対して摺動抵抗を小さく抑えることができ，潤滑プレートによる両者の相対往復移動に悪影響をもたらすことがなく，ボールねじ溝へ常に適正な潤滑剤を供給でき，摺動特性を向上させることができる。また，潤滑プレートは複数個積層された状態でホルダーに収容されているので，隣接する潤滑プレートから凸部へと潤滑剤が補給され，長期にわたってボールねじ溝を潤滑することができる。更に，潤滑プレートは，ホルダーの円筒大径部の大きい内径を有する収容部に装着されているので，ボールねじ用ナットの往復移動時に潤滑プレートが抜け出すようなことがない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下，図１〜図１３を参照して，この発明によるボールねじ装置の実施例を説明する。この実施例のボールねじ装置は，図１４及び図１５に示すようなボールねじにおいてボールねじ用ナット２の両端に潤滑剤供給装置を構成する潤滑装置（即ち，給油装置）１０を設け，自己潤滑を達成し，メンテナンスフリーに構成したものであり，その他の構造を有するボールねじにも適用できるものである。図１〜図１３に示すボールねじ装置の実施例では，図１４及び図１５に示した従来のボールねじと同一の構造及び機能を有する部分及び部品には同一の符号を付し，重複する説明を省略する。
【００１７】
このボールねじ装置は，長手方向に延びる丸軸タイプのボールねじ軸１とボールねじ軸１を囲んでボールねじ軸１の回転運動に伴ってボールねじ軸１上を相対摺動するスライダを構成するボールねじ用ナット２とを有し，ボールねじ用ナット２の少なくても一方の端部に潤滑装置１０を取り付けている。この実施例では，図１に示すように，潤滑装置１０はボールねじにおけるボールねじ用ナット２の両端部に取り付けられている。潤滑装置１０は，ボールねじ用ナット２に固定されたホルダー２５，ホルダー２５に収容されたリング状の潤滑プレート２２（第１潤滑プレート），及び潤滑プレート２２に積層されたホルダー２５に収容された複数のリング状の潤滑プレート２３（第２潤滑プレート）から構成されている。ホルダー２５は，潤滑プレート２２，２３を整合させた積層状態に保持して保護すると共に，潤滑プレート２２，２３に含浸されている潤滑剤の外部への飛散を防止する。
【００１８】
ホルダー２５は，特に，図４，図１１及び図１２に示されており，全体的に円筒形に形成され，潤滑プレート２２，２３及びエンドシールのワイパーシール２４を収容するための円筒大径部２６と，ボールねじ用ナット２のリング状の凹部１６に嵌合する端部を形成する円筒小径部２７とから構成されている。即ち，ホルダー２５は，ボールねじ用ナット２内に嵌入し且つボールねじ軸１が遊嵌する内径を有する端部を形成する円筒小径部２７と，円筒小径部２７に一体構造に且つボールねじ用ナット２の端面４９に当接する側壁面５０を形成するように円筒小径部２７の外径よりも大きい外径を有する円筒大径部２６とから形成されている。ホルダー２５における円筒大径部２６の外周面４５の外径は，ボールねじ用ナット２の外周面４６の外径より若干小さいサイズに形成され，他の機器に対する障害にならないように形成されている。ホルダー２５の円筒小径部２７は，ボールねじ用ナット２のリング状の凹部１６に嵌入して装着されている。ホルダー２５の円筒大径部２６の端部２９内にはエンドシールでなるワイパーシール２４が嵌入して装着されている。ワイパーシール２４は，ホルダー２５に形成されたねじ孔３６に螺入される止めねじ３２によって固定されている。
【００１９】
このボールねじ装置では，ホルダー２５の円筒大径部２６の外周面４５の外径Ｄ1 は，ボールねじ用ナット２の外径Ｄよりも若干小さく形成されている。ホルダー２５の円筒小径部２７の外周面４３の外径Ｄ2 は，ボールねじ用ナット２からワイパーシール５を取り外した凹部１６の内径ｄ0 に嵌入するサイズに形成されている。また，円筒小径部２７の内周面４４の内径ｄ3 は，ボールねじ軸１が遊嵌するように，ボールねじ軸１の外径Ｄ0 よりも大きいサイズに形成されている。円筒大径部２６の端部２９の内周面３１の内径ｄ1 は，ボールねじから取り外したワイパーシール２４が嵌入できるサイズに形成されている。
【００２０】
ホルダー２５の中央部は，複数の潤滑プレート２２，２３を内包する収容部４８を形成している。収容部４８の内周面２８の内径ｄ2 は，端部２９の内径ｄ1 よりも大きく形成され，例えば，ワイパーシール２４が装着されなくても，潤滑プレート２２，２３が外れないように形成されている。言い換えれば，ホルダー２５の円筒大径部２６における抜け止め部を形成する端部２９の内周面３１は，潤滑装置１０の往復移動時に，潤滑プレート２２，２３がホルダー２５の収容部４８から抜け出るのを防止するため，ホルダー２５の中央部の内周面２８の内径ｄ2 よりも小さい内径ｄ1 に形成されている。従って，ワイパーシール２４を嵌入した円筒大径部２６の端部２９の内径ｄ1 と潤滑プレート２２，２３の収容部を形成する中央部の内周面２８の内径ｄ2 との差で形成される段差Δｄは，潤滑プレート２２，２３の収容部からの抜け出しを防止する係止部を形成することになる。即ち，ワイパーシール２４側に位置する潤滑プレート２３は，端部２９の抜け止め部の内側壁面３８に係止されている。また，潤滑プレート２２は，円筒小径部２７の内側壁面３７に係止されている。従って，潤滑プレート２２，２３は，積層した状態でホルダー２５の中央部２６の内側壁面３７と３８との間の範囲ｍにわたって形成された収容部４８にフィットした状態で収容されている。
【００２１】
潤滑プレート２２，２３は，例えば，超高分子量のポリエチレン樹脂を焼結した多孔質構造の焼結樹脂部材から成り，焼結樹脂部材の多孔部に潤滑剤が含浸されたものである。潤滑プレート２２，２３は，潤滑剤をボールねじ溝３に適正量をスムースに供給できる同一の材質で形成されている。一方の潤滑プレート２２は，ボールねじ軸１に形成されたボールねじ溝３に摺接する凸部３０が内周面３９に形成されている。また，他方の潤滑プレート２３は，潤滑プレート２２へ潤滑剤を補給するため潤滑プレート２２に接するように積層されている。潤滑プレート２３は，潤滑プレート２２の凸部３０を通じて消費された潤滑剤に応じて潤滑プレート２２へ潤滑剤を供給する機能を有する。また，隣接する潤滑プレート２３は，ホルダー２５内で互いに接して潤滑剤を潤滑プレート２２側に位置する潤滑プレート２３へと供給できるように積層されている。
【００２２】
潤滑プレート２２は，図７及び図８に示すように，切欠き部３４を有するＣ型リングに形成され，その内周面３９から径方向内向きに延びる凸部３０が形成されている。潤滑プレート２２の凸部３０の幅Ｂj は，潤滑プレート２２の板厚ｔに実質的に同一サイズに形成され，潤滑プレート２２の製作を容易にすると共に，焼結樹脂部材の多孔部を潤滑剤がスムースに均一に通過できるように構成されている。潤滑プレート２２の内周面３９は，ボールねじ軸１の外周面１３に接触すること無く，言い換えれば，ボールねじ軸１は潤滑プレート２２に遊嵌するように，潤滑プレート２２の内周面３９の内径ｄj は，ボールねじ軸１の外径Ｄ0 よりも大きいサイズに形成されている。また，潤滑プレート２２の外周面４０の外径Ｄj は，ホルダー２５の中央部の内径ｄ2 に対比して，装着前は実質的に同一のサイズに形成されている。また，潤滑プレート２２の切欠き部３４は，この実施例では，潤滑プレート２２の中心Ｏj から４５°の角度で扇状に切り欠かれている。
【００２３】
また，潤滑プレート２３は，図９及び図１０に示されているが，潤滑プレート２２の凸部３０を除去した形状と実質的に同一形状に形成されている。従って，潤滑プレート２２，２３は，同一厚さｔの焼結樹脂部材から切り取ることで容易に形成することができると共に，取り扱いも容易になる。ボールねじ軸１は潤滑プレート２３に遊嵌するように，潤滑プレート２３の内周面４０の内径ｄj は，ボールねじ軸１の外径Ｄ0 よりも大きいサイズに形成されている。また，潤滑プレート２３の外周面４２の外径Ｄj は，ホルダー２５の中央部の内径ｄ2 に対比して，装着前は実質的に同一のサイズに形成されている。潤滑プレート２３は，図４に示すように，潤滑プレート２２に隣接して配設され，潤滑プレート２２への潤滑剤の補給をする機能を果している。図４では，潤滑プレート２３は５枚が配設されているが，１枚でもよく，場合によっては，潤滑プレート２２のみの使用でもよいものである。また，潤滑プレート２３は，潤滑プレート２２と厚さ等を異にする形状に形成してもよいものである。
【００２４】
潤滑プレート２２，２３は，板状の焼結樹脂部材から切り取って形成され，周方向の一部が切り欠かれた切欠き部３４，３５を有するＣ型リングに形成されている。潤滑プレート２２，２３は，切欠き部３４，３５を縮小してホルダー２５の端部２９の抜け止め部の内径を通じてホルダー２５の中央部に装着される。また，潤滑プレート２２，２３の積層状態は，切欠き部３４，３５を必ずしも整合させる必要はなく，図２に示すように，周方向に異なった位置にくるようにランダムな状態に積層してもよいものである。
【００２５】
この実施例では，ワイパーシール２４は，ねじ状凸部３３が形成されている。ねじ状凸部３３は，ボールねじ軸１のボールねじ溝３に係合した状態になり，ボールねじ溝３に対してワイパーの機能を果たしている。
【００２６】
潤滑プレート２２の凸部３０は，ボールねじ軸１のボールねじ溝３に嵌入するために，ボールねじ溝３の幅Ｂより小さい幅Ｂj に形成されている。また，潤滑プレート２２の板厚ｔは，凸部３０がボールねじ軸１のボールねじ溝３に嵌入するため，凸部３０の幅Ｂj と実質的に同一のサイズに形成されている。また，凸部３０は，図６に示すように，断面四角形に形成されている。凸部３０の先端部の角部４７は，ボールねじ溝３の壁面に接触点Ｓで接触即ち摺接しており，接触面を小さくして摺動抵抗を低く抑えつつ，適正量の潤滑剤をボールねじ溝３の壁面に供給するように構成されている。従って，潤滑装置１０は，ボールねじ軸１，ボールねじ溝３である軌道溝に多孔質構造の焼結樹脂部材に含浸されている潤滑剤を供給することができる。
【００２７】
潤滑プレート２２は，図５に示すように，ボールねじ軸１の軸方向に直角に配設され，ボールねじ溝３は，螺旋状のねじに形成されているので，軸方向と傾斜した状態に延びている。従って，ボールねじ溝３と潤滑プレート２２とは傾斜した交差態様になるので，凸部３０は，その交差態様において，少なくとも摺接点Ｓまで嵌入する状態になって凸部３０がボールねじ溝３に嵌入できるために，凸部３０の板厚ｔ，凸部３０の幅Ｂj が設定され，更に，潤滑プレート２２の内周面３９からの凸部３０の突出状態は，ボールねじ溝３の接点径ＤS の半分よりも小さくなる潤滑プレート２２の中心Ｏj から先端までの長さｈj になる点まで延びている。この実施例では，凸部３０の幅Ｂj は，凸部３０の板厚ｔと略同一になっている。ボールねじ溝３は，シングル溝に形成されているので，凸部３０は内周側からｌか所になっている。また，ボールねじ溝３は，シングル形式であるので，図６に示すように，２曲率半径Ｒが合わさったゴシックアーチ溝に形成されている。
【００２８】
図１４に示すような既存のボールねじのボールねじ用ナット２の両端に潤滑装置１０を装着するには，例えば，次のような工程で装着作業を行うことができる。ホルダー２５の円筒小径部２７の外周面４３の外径は，ボールねじ用ナット２の凹部１６の内径に嵌合できるサイズに形成されている。そこで，ボールねじ用ナット２の両端に取り付けられているワイパーシール５を取り外す。ワイパーシール５を取り外したボールねじ用ナット２の凹部１６に，潤滑装置１０におけるホルダー２５の円筒小径部２７を嵌入して装着する。また，ボールねじから取り外したワイパーシール５は，潤滑装置１０のホルダー２５の端部２９に装着できるサイズに形成されているので，ホルダー２５の端部２９に装着してワイパーシール２４とする。
【００２９】
次に，図１３を参照して，この発明による潤滑装置を備えたボールねじ装置の他の実施例を説明する。この実施例では，ボールねじ軸１に複数条列（図１３では２条列）のボールねじ溝３Ａ，３Ｂが形成されており，各々のボールねじ溝３Ａ，３Ｂの壁面にそれぞれ摺接する凸部３０Ａ，３０Ｂが各々の潤滑プレート２２に形成されている。このボールねじ装置における潤滑装置１０には，ボールねじ軸１に形成されたボールねじ溝３Ａ，３Ｂの条数に対応した数だけ潤滑プレート２２が組み込まれており，各々の潤滑プレート２２の凸部３０Ａ，３０Ｂは，それぞれのボールねじ溝１の壁面に摺接して各々のボールねじ溝３Ａ，３Ｂに潤滑剤をそれぞれ供給することができる。言い換えれば，ボールねじ軸１に形成されたボールねじ溝３が２条列の場合には，凸部３０を形成した潤滑プレート２２を潤滑装置１０に２枚組み込み，各々の凸部３０Ａ，３０Ｂの位置を潤滑装置１０の中心線上の任意の位置に位置設定して潤滑装置１０の摺動の安定性を確保する。また，ボールねじ軸１に形成されたボールねじ溝３が３条列の場合には，凸部３０を形成した潤滑プレート２２を潤滑装置１０に３枚組み込み，各々の凸部３０の位置を各条列のボールねじ溝３に対応する任意の位置に位置設定して潤滑装置１０の摺動の安定性を確保する。
【００３０】
【発明の効果】
この発明による潤滑装置を備えたボールねじ装置は，上記のように構成されているので，潤滑装置に組み込まれている潤滑プレートの凸部がボールねじ溝にその一部を摺接し，その凸部から潤滑剤がボールねじ溝へと常にスムーズに供給され，潤滑不良状態が発生することがなく，良好な潤滑状態を確保することができ，ボールねじ軸に対するボールねじ用ナットの摺動抵抗を低減でき，摩耗等の発生を防止でき，発塵性を抑制することができる。潤滑プレートは，多孔質構造を持つ焼結樹脂部材の成形品に使用条件が適合する潤滑油等の潤滑剤を選定し，その潤滑剤を焼結樹脂部材の多孔部へ含浸させればよい。また，潤滑プレートは，使用する潤滑剤に適合するように焼結樹脂部材の材質を選定すればよく，その取り扱い，仕様変更も簡単にできる。更に，潤滑プレートを構成する焼結樹脂部材は，高精度に簡単に成形することができ，半導体製造装置，精密機械に組み込まれるボールねじとしては極めて最適な部品として提供できる。
【００３１】
また，このボールねじ装置は，従来の種々の既存のボールねじの基本仕様を全く変更することなく，該既存のボールねじにおいてワイパーシールが取り付けられている部分に容易に組み込んで使用することができる。即ち，潤滑装置は，同じ規格のボールねじ軸を使用するボールねじであれば，たとえボールねじ用ナットの形や大きさが違っていても，同一の潤滑装置を適用できるので，適用範囲の広い潤滑装置を提供することができる。また，潤滑装置は，既に切削機械等に組み込まれている既存のボールねじに対しても，スライダを構成するボールねじ用ナットの端面に簡単に取り付けることができるので，それらのボールねじの自己潤滑性能を簡単に向上させることができる。更に，このボールねじ装置によれば，過酷な使用条件でも自己潤滑を可能にして良好な潤滑状態が長期にわたって維持され，自己潤滑によって長寿命化が達成され，潤滑に対するメンテナンスフリーが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の潤滑装置を装着したボールねじの斜視図である。
【図２】 ボールねじに潤滑装置を展開した展開斜視図である。
【図３】 潤滑装置の正面図である。
【図４】 図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】 ねじ軸に摺接する潤滑プレートの説明図である。
【図６】 図５のＢ−Ｂ部分断面図である。
【図７】 第１潤滑プレートを示す正面図である。
【図８】 図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】 第２潤滑プレートを示す正面図である。
【図１０】 図９のＥ−Ｅ断面図である。
【図１１】 ホルダーの正面図である。
【図１２】 図１１のＦ−Ｆ断面図である。
【図１３】 ねじ軸に摺接する潤滑プレートの別の実施例を示す説明図である。
【図１４】 従来のボールねじの側面図である。
【図１５】 図１４のボールねじの正面図である。
【符号の説明】
１ ボールねじ軸
２ ボールねじ用ナット
３ ボールねじ溝
７ ボール
１０ 潤滑装置
２２ 潤滑プレート（第１潤滑プレート）
２３ 潤滑プレート（第２潤滑プレート）
２４ ワイパーシール
２５ ホルダー
２６ 円筒大径部
２７ 円筒小径部
２９ 抜け止め部を形成する端部
３０ 凸部
３４，３５ 切欠き部
４８ 潤滑プレートの収容部
４９ 端面
５０ 側壁面
Ｂ ボールねじ溝の幅
Ｂj 凸部の幅
Ｄ ボールねじ用ナットの外径
Ｄ1 ホルダーの外径
ｄ1 ホルダーの端部の内径
ｄ2 ホルダーの中央部の内径
ｄ3 円筒小径部の内径
ｔ 潤滑プレートの板厚
Claims (2)
- 長手方向に延びる丸軸タイプのボールねじ軸と該ボールねじ軸を囲んで前記ボールねじ軸の回転運動に伴って前記ボールねじ軸上をボールを介して相対摺動するスライダを構成するボールねじ用ナットとを有し，前記ボールねじ用ナットの少なくても一方の端部に潤滑装置が取り付けられ，
前記潤滑装置は，前記ボールねじ用ナットに一方の端部が固定され他方の端部がワイパーシールを装着可能に成るホルダー，及び前記ホルダーに内包され且つ少なくとも１個が前記ボールねじ軸に形成されたボールねじ溝に摺接する複数の潤滑プレートから構成され，前記潤滑プレートは，多孔質構造の焼結樹脂部材で成り且つ前記多孔質構造の多孔部に潤滑剤が含浸されて成り，
前記ホルダーは，前記ボールねじ用ナット内に嵌入して固定され且つ前記ボールねじ軸が遊嵌する内径を有する前記一方の端部を構成する円筒小径部と，前記円筒小径部に一体構造に且つ前記ボールねじ用ナットの端面に当接する側壁面が形成され前記ボールねじ用ナットの外径より若干小さいサイズの外径に形成された円筒形の円筒大径部とで成り，
前記円筒大径部には前記潤滑プレートを収容する収容部が形成され，前記収容部は，前記円筒小径部側の内側壁面，前記円筒小径部の前記内径よりも大きい内径で成る内周面，及び前記潤滑プレートの抜け出しを防止する前記他方の端部側の内側壁面に囲まれて構成され，
前記潤滑プレートは，前記ボールねじ軸に前記潤滑剤を供給するリング状の第１潤滑プレートと前記第１潤滑プレートに少なくとも１個が接して前記潤滑剤を補給するリング状の第２潤滑プレートとで成り，前記第１潤滑プレート及び前記第２潤滑プレートは前記ホルダーの前記収容部にフィットして積層した状態に収容されて成り，
前記第１潤滑プレートは，前記ボールねじ軸に遊嵌して成る内周面の一部から断面四角形にして内方に延び先端部が前記ボールねじ軸の前記ボールねじ溝の壁面に摺接する凸部が形成され，前記第２潤滑プレートは，前記第１潤滑プレートの前記凸部を除去した形状に形成され，且つ，前記第１潤滑プレート及び前記第２潤滑プレートは，各々に周方向の一部が切り欠かれた切欠き部が形成され，前記切欠き部を縮小して外周面を押し縮めることで前記ホルダーの前記他方の端部から前記収容部に装着されて成るＣ型リングの形状に形成されて成ることを特徴とする潤滑装置を備えたボールねじ装置。 - 前記第１潤滑プレートの前記凸部の前記幅は，前記第１潤滑プレートの板厚に実質的に同一サイズに形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の潤滑装置を備えたボールねじ装置。
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