| 【発明の名称】 |
給油機構付き直線作動機 |
| 【発明者】 |
【氏名】佐枝 孝一
【氏名】宇瀧 昭彦
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| 【要約】 |
【課題】ねじ軸とナットの螺合面に自動的に潤滑油の供給を行うことができ、作動が安定し、コストダウンが可能な給油機構付き直線作動機を提供する。
【解決手段】回転駆動されるねじ軸４と、ねじ軸４に螺合してねじ軸４が回転駆動されたとき軸方向に直線移動するボールねじナット６と、ボールねじナット６に取り付けられてボールねじナット６とともに軸方向に直線移動するロッド８とを有する直線作動機に給油機構２０を取り付けたものにおいて、給油機構２０は、内周面２２Ｂにねじ溝が形成されていない２個のセグメント２２Ａで構成される含油リング２２と、この２個のセグメント２２Ａを内側に支持する円筒状のホルダー２４と、この２個のセグメント２２Ａの内周面２２Ｂをねじ軸４の外周面４Ａに押圧する輪ばね２６と、この２個のセグメント２２Ａを円筒状のホルダー２４の内側に保持するなべ小ねじ２８とから構成される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 回転駆動されるねじ軸と、該ねじ軸に螺合して該ねじ軸が回転駆動されたとき軸方向に直線移動するナットと、該ナットに取り付けられて該ナットとともに軸方向に直線移動する作動部材とを有する直線作動機に給油機構を備えた給油機構付き直線作動機において、前記給油機構は、内周面にねじ溝が形成されていない複数のセグメントで構成される含油リングと、前記含油リングを構成する前記複数のセグメントを内側に支持する円筒状のホルダーと、前記含油リングを構成する前記複数のセグメントの内周面を前記ねじ軸の外周面に押圧する輪ばねと、前記含油リングを構成する前記複数のセグメントを前記円筒状のホルダーの内側に保持するなべ小ねじとから構成され、前記給油機構は、前記ナットの少なくともいずれか一方の端部に前記円筒状のホルダーによって取り付けられていることを特徴とする給油機構付き直線作動機。
【請求項２】前記含油リングを構成する複数のセグメントに合成樹脂の多孔質体を使用し、その両端面に金属板の補強体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の給油機構付き直線作動機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボールねじ等を用いた直線作動機において、ねじ軸に自動給油ができる給油機構付き直線作動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は、直線作動機の１例を１部破断して示す図である。図７に示す直線作動機は、概略、ブレーキ付きモータ２と、ブレーキ付きモータ２のモータ軸に連結されたねじ軸４と、ねじ軸４に図示しないボールを介して螺合したボールねじナット６と、ボールねじナット６に取り付けられた作動部材としての２本のロッド８，８と、ねじ軸４とボールねじナット６と２本のロッド８，８を内包する外筒１０とを有しており、２本のロッド８，８の先端には、先端金具１２が取り付けられており、連結ピン１４を介して図示しない被作動体が先端金具１２に取り付けられるように構成されている。そして、この直線作動機は、ブレーキ付きモータ２が正逆転することにより、ねじ軸４が正逆転し、正逆転するねじ軸４に図示しないボールを介して螺合したボールねじナット６とボールねじナット６に取り付けられた２本のロッド８，８は軸線方向に前進・後退し、先端金具１２に取り付けられた図示しない被作動体を前進・後退させる。なお、図７は、直線作動機を横置きした状態を示しているが、直線作動機を直立方向に取り付けた場合には２本のロッド８，８は上下方向に上昇・下降し、被作動体を上昇・下降させる。
【０００３】また、従来、ボールねじの潤滑に関して、実開平１−１５２１４４号公報に記載のものが提案されている。この実開平１−１５２１４４号公報には、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、前記ねじ軸のボール転動溝と対応する螺旋状のボール転動溝を内周面に有するボールナットと、両方のボール転動溝に転動自在に嵌合し前記ねじ軸とボールナットの相対螺旋運動時に転動移動する多数のボールとを備えたボールねじにおいて、前記ボールナットの少なくとも一方の端部側の内周面に、ねじ軸の外周に当接され漸次に生じる潤滑剤摩耗粉を被潤滑部に供給する固体潤滑部材と、この固体潤滑部材をねじ軸の外周に押圧する弾性部材とを備えた固体潤滑ボールねじ、が記載されている。
【０００４】さらにまた、従来、ボールねじの潤滑に関して、実開平７−４９５２号公報に記載のものが提案されている。この実開平７−４９５２号公報には、外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、該ねじ軸に遊嵌される内周面に前記ねじ軸のねじ溝に対応するねじ溝を有するボールねじナットと、前記両ねじ溝間の螺旋状空間内を転動する多数のボールとを具えたボールねじにおいて、前記ボールねじナットの内部に前記ねじ軸のねじ溝面と摺接する潤滑油含有ポリマ部材を取り付けた含油ポリマ潤滑ボールねじ、が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に示す従来の直線作動機は、ねじ軸４とねじ軸４に図示しないボールを介して螺合したボールねじナット６との間に初期給油（グリース）が施されているが、定格寿命の維持あるいは円滑な作動のためには定期的にグリースの補給が必要である。定期的なグリースの補給を怠ると定格寿命に達せず早期に破損するという問題点があった。グリースの補給をするためには、外筒１０に取り付けられた給脂栓１６を取り外し、グリースガンにて補給するが、場合によっては外筒１０、ロッド８，８等をも取り外して行う必要がある。しかし、直線作動機が高所に設置されている場合、あるいは直線作動機が組み込まれている場所によっては、これらの作業はかなり面倒であり、グリースの補給が困難である。
【０００６】また、上記実開平１−１５２１４４号公報に記載の固体潤滑ボールねじは、グリース、油などの一般的な潤滑剤を使用することが不可能な極低温、極高温、高真空などの苛酷な条件下で使用する場合に適したものである。また上記の固体潤滑ボールねじは、固体潤滑部材の摩耗粉を被潤滑部に逐次供給して潤滑するため、固体潤滑部材をねじ軸の外周に当接する力が大きく変化し安定した潤滑ができないおそれがある。さらに固体潤滑部材が軸方向に抜けないように止め輪により軸方向の移動が規制されてはいるが、固体潤滑部材の廻り止め機構がないから固体潤滑部材がねじ軸と共に回転する場合があり、安定した作動が得られないおそれがある。
【０００７】また、上記実開平７−４９５２号公報に記載の含油ポリマ潤滑ボールねじは、潤滑油含有ポリマ部材がねじ軸のねじ溝面と摺接するため摩擦が大きくなるという欠点がある。また、潤滑油含有ポリマ部材の内径側がねじ軸のねじ溝に対応する形状に加工する必要があり、潤滑油含有ポリマ部材の加工コストがアップし、さらに潤滑油含有ポリマ部材の組み付けも容易でないため、総合的にコストアップとなる。
【０００８】そこで、本発明は、前述したような従来の問題点を解消し、ねじ軸とナットの螺合面に自動的に潤滑油の供給を行うことができ、作動が安定し、コストダウンが可能な給油機構付き直線作動機を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の目的のため、本発明は、回転駆動されるねじ軸と、該ねじ軸に螺合して該ねじ軸が回転駆動されたとき軸方向に直線移動するナットと、該ナットに取り付けられて該ナットとともに軸方向に直線移動する作動部材とを有する直線作動機に給油機構を備えた給油機構付き直線作動機において、前記給油機構は、内周面にねじ溝が形成されていない複数のセグメントで構成される含油リングと、前記含油リングを構成する前記複数のセグメントを内側に支持する円筒状のホルダーと、前記含油リングを構成する前記複数のセグメントの内周面を前記ねじ軸の外周面に押圧する輪ばねと、前記含油リングを構成する前記複数のセグメントを前記円筒状のホルダーの内側に保持するなべ小ねじとから構成され、前記給油機構は、前記ナットの少なくともいずれか一方の端部に前記円筒状のホルダーによって取り付けられているものである。
【００１０】
【作用】直線作動機は、ブレーキ付きモータが正逆転することにより、ねじ軸が正逆転し、正逆転するねじ軸に螺合したナットとナットに取り付けられた作動部材は軸線方向に前進・後退し、先端金具に取り付けられた被作動体を前進・後退させる。ねじ軸が正逆転して、ナットが軸線方向に前進・後退するとき、含油リングもナットとともに軸線方向に前進・後退する。そして含油リングを構成する各セグメントの内周面は、輪ばねの弾性収縮力によってねじ軸の外周面に当接しているので、各セグメントから浸みだした潤滑油がねじ軸の外周面に供給される。ねじ軸の外周面に供給された潤滑油は、ねじ軸の正逆転によってねじ軸のねじ溝を通じてナットに供給される。このように、ねじ軸が回転駆動される度に、各セグメントに含浸した潤滑油がねじ軸とナットに油膜として供給されるので、長期間外部から潤滑油を供給することなく、直線作動機を使用することができる。
【００１１】また、各セグメントは、なべ小ねじによって円筒状のホルダーの内側に保持されているので、各セグメントは、軸方向の移動が拘束され、回転方向の移動も拘束される。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明する。図１は、本発明の給油機構付き直線作動機の実施例を１部破断して示す図である。図１に示す本発明の給油機構付き直線作動機は、給油機構以外は図７に示す従来の直線作動機と同様の構成をしているので、同一部材には同一の符号を付して、直線作動機の基本的な構成についての説明は省略する。
【００１３】図１に示す本発明の給油機構付き直線作動機は、図１に示すように、図７に示す従来の直線作動機のボールねじナット６の両端部に給油機構２０をそれぞれ取り付けている。図２は、本発明の給油機構２０の拡大断面図である。ただし図２にはボールねじナット６の一端部のみを示している。図２に示すように、給油機構２０は、含油リング２２と、含油リング２２を内側に支持する円筒状のホルダー２４と、含油リング２２の内周面をねじ軸４の外周面４Ａに押圧する輪ばね２６と、含油リング２２を円筒状のホルダー２４の内側に保持するなべ小ねじ２８とから構成されている。
【００１４】図３は、含油リングの一実施例を示し、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はその断面図である。図３に示すように、含油リング２２は円筒体をその軸芯を含む平面で切断して２分割した２個のセグメント２２Ａ，２２Ａから構成されている。各セグメント２２Ａの内周面２２Ｂにはねじ溝が形成されてなく、外周には輪ばね２６を収容する溝２２Ｃと、なべ小ねじ２８の先端部を受け入れる孔２２Ｄとが形成されている。図３に示す含油リング２２を構成する各セグメント２２Ａは、合成樹脂の多孔質体を使用し、この合成樹脂の多孔質体に潤滑油を含浸させたものであるが、好ましくは潤滑グリースとウレタン樹脂を常温にて混合し、固形化したものである。また各セグメント２２Ａは、鉄系の多孔質体を利用した含油焼結体を使用することもできる。
【００１５】図４は、含油リングの他の実施例を示し、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はその断面図である。図４に示すように、含油リング３２は円筒体をその軸芯を含む平面で切断して２分割した２個のセグメント３２Ａ，３２Ａから構成されている。各セグメント３２Ａの内周面３２Ｂにはねじ溝が形成されてなく、外周には輪ばね２６を収容する溝３２Ｃと、なべ小ねじ２８の先端部を受け入れる孔３２Ｄとが形成されている。図４に示す含油リング３２を構成する各セグメント３２Ａは、合成樹脂の多孔質体を使用し、この合成樹脂の多孔質体に潤滑油を含浸させたものである。さらに各セグメント３２Ａの両端面には金属板の補強体が設けられている。このように各セグメント３２Ａの両端面には金属板の補強体が設けられているため、含油リング３２は剛性がアップし、ねじ軸４の外周面４Ａ上を含油リング３２が摺動する時、含油リング３２が変形せず安定した作動を得ることができる。
【００１６】図５は、円筒状のホルダー２４の一実施例を示し、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はその断面図である。円筒状のホルダー２４は、前記含油リング２２（または含油リング３２）を内側に支持するものである。図５に示すように、円筒状のホルダー２４は、一端部にインローを構成する段部２４Ａが形成されており、また直径方向に貫通する複数（図５に示すものは２個）のねじ孔２４Ｂが形成されている。ねじ孔２４Ｂは、前記各セグメント２２Ａ（または各セグメント３２Ａ）に形成した孔２２Ｄ（または孔３２Ｄ）に対応した位置に形成されている。インローを構成する段部２４Ａは、円筒状のホルダー２４をボールねじナット６の外周面に嵌合するためのものであり、ねじ孔２４Ｂは、なべ小ねじ２８を螺合するためのものである。
【００１７】図６は、輪ばね２６の一実施例を示し、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はその断面図である。輪ばね２６は、前記含油リング２２（または含油リング３２）を構成する２個のセグメント２２Ａ（または２個のセグメント３２Ａ）の内周面２２Ｂ（または内周面３２Ｂ）を前記ねじ軸４の外周面４Ａに押圧するものである。図６に示すように、輪ばね２６はその一部が切断されている。
【００１８】給油機構２０は、ボールねじナット６の両端部に円筒状のホルダー２４によって取り付けられる。給油機構２０のボールねじナット６の端部への取り付け方について以下に説明する。
【００１９】まず、ねじ軸４の外周面４Ａに、含油リング２２（または含油リング３２）を構成する２個のセグメント２２Ａ（または２個のセグメント３２Ａ）をかぶせ、続いて、各セグメント２２Ａ（または各セグメント３２Ａ）に形成した溝２２Ｃ（溝３２Ｃ）内に輪ばね２６を嵌合する。次に、各セグメント２２Ａ（または各セグメント３２Ａ）の外周面に円筒状のホルダー２４を嵌合し、続いて、円筒状のホルダー２４に形成したねじ孔２４Ｂになべ小ねじ２８を螺合し、なべ小ねじ２８の先端部を各セグメント２２Ａ（または各セグメント３２Ａ）に形成した孔２２Ｄ（または孔３２Ｄ）内に挿入して係合する。次に、円筒状のホルダー２４に形成した段部２４Ａに接着剤を塗布してボールねじナット６の端部にインロー嵌合して固定する。このように、給油機構２０をボールねじナット６の端部へ取り付けると、含油リング２２（または含油リング３２）を構成する各セグメント２２Ａ（または各セグメント３２Ａ）の内周面２２Ｂ（内周面３２Ｂ）は、輪ばね２６の弾性収縮力によってねじ軸４の外周面４Ａに当接される。
【００２０】図１に示す給油機構付き直線作動機は、上記のように構成されているから、次のように作動する。
【００２１】直線作動機は、ブレーキ付きモータ２が正逆転することにより、ねじ軸４が正逆転し、正逆転するねじ軸４に螺合したボールねじナット６とボールねじナット６に取り付けられた２本のロッド８，８は軸線方向に前進・後退し、先端金具１２に取り付けられた図示しない被作動体を前進・後退させる。ねじ軸４が正逆転して、ボールねじナット６が軸線方向に前進・後退するとき、含油リング２２（または含油リング３２）もボールねじナット６とともに軸線方向に前進・後退する。そして含油リング２２（または含油リング３２）を構成する各セグメント２２Ａ（または各セグメント３２Ａ）の内周面２２Ｂ（内周面３２Ｂ）は、輪ばね２６の弾性収縮力によってねじ軸４の外周面４Ａに当接しているので、各セグメント２２Ａ（または各セグメント３２Ａ）から浸みだした潤滑油がねじ軸４の外周面４Ａに供給される。ねじ軸４の外周面４Ａに供給された潤滑油は、ねじ軸４の正逆転によってねじ軸４のねじ溝を通じて図示しないボールとボールねじナット６に供給される。このように、ねじ軸４が回転駆動される度に、各セグメント２２Ａ（または各セグメント３２Ａ）に含浸した潤滑油がねじ軸４、図示しないボールおよびボールねじナット６に油膜として供給されるので、長期間外部から潤滑油を供給することなく、直線作動機を使用することができる。
【００２２】また、なべ小ねじ２８の先端部を、各セグメント２２Ａ（または各セグメント３２Ａ）に形成した孔２２Ｄ（または孔３２Ｄ）内に挿入して係合しているので、各セグメント２２Ａ（または各セグメント３２Ａ）は、軸方向の移動が拘束されており、回転方向も拘束されている。
【００２３】なお、上記の実施例は、含油リングが２個のセグメントから構成されるものであるが、本発明は、含油リングが２個のセグメントから構成されるものに限定されるものではなく、含油リングは複数のセグメントから構成されるものであればよい。
【００２４】また、上記の実施例は、ボールねじ等を用いた直線作動機についてものであるが、本発明はねじ軸に台形ねじを用いた直線作動機にも適用することができる。
【００２５】また、上記の実施例は、給油機構をボールねじナットの両端部に取り付けたものであるが、本発明は給油機構をナットの少なくともいずれか一方の端部に取り付けるものでもよい。
【００２６】
【発明の効果】本発明の請求項１に記載の給油機構付き直線作動機によれば、次のような効果を有する。
（１）ねじ軸に含油リングを構成する各セグメントからねじ軸に自動給油されるため、定期的なグリースの補給が不要でありメンテナンスフリーで長寿命な直線作動機が得られる。
（２）給油を必要としたいので、直線作動機が高所に設置されていて給油が困難な場合でも使用することができる。
（３）従来の直線作動機のナットの両端に給油機構を設置するだけで、ストロークの寸法変更もなく簡単に給油機構付き直線作動機が得られる。
（４）給油機構の構造が簡単で部品点数が少なくコストダウンが図れる。
（５）含油リングが、内周面にねじ溝を形成していない複数のセグメントて構成されているので、ねじ軸の外径に対応した複数のセグメントを用意するだけでよく、コストダウンが図れる。
（６）含油リングが、内周面にねじ溝を形成していない複数のセグメントて構成されているので、ねじ軸の外周面との摺動による摩擦抵抗がほとんどなく、安定した作動が得られる。
【００２７】本発明の請求項２に記載の給油機構付き直線作動機によれば、各セグメントの両端面に金属板の補強体が設けられているため、含油リングは剛性がアップし、ねじ軸の外周面上を含油リングが摺動する時、含油リングが変形せず安定した作動を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３３５５
【氏名又は名称】株式会社椿本チエイン
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月１７日（１９９９．１１．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１１１３７２
【弁理士】
【氏名又は名称】津野 孝 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１４１０２１（Ｐ２００１−１４１０２１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月２５日（２００１．５．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３２７４９９ |
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