(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベベルギアと結合されハウジング内に枢支されたドライブスリーブと、前記ドライブスリーブに固着されたボールねじナットと、前記ボールねじナットに螺合されたボールねじ軸とを有するスクリュージャッキにおいて、
前記ハウジングの上部にナット保護筒を取り付けるとともに、前記ナット保護筒の天板にねじ軸カバーを取り付け、
前記ねじ軸カバーの内部と前記ナット保護筒の内部を連通して空気が自由に移動できるようにし、
前記ナット保護筒の側面基部に空気孔を設けたことを特徴とするスクリュージャッキ。
【請求項２】
前記空気孔にフィルターを設けたことを特徴とする請求項１記載のスクリュージャッキ。
【請求項３】
前記ナット保護筒と、ねじ軸カバーとを一体化したことを特徴とする請求項１又は２記載のスクリュージャッキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじを用いたスクリュージャッキに関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリュージャッキは、リニアアクチュエータの一種として各種工場設備等において広く使用されている。スクリュージャッキは、空気圧アクチュエータに較べるとコンパクトで大きな操作力を容易に実現できると共に、動作音も低いという特徴を有する。また、油圧アクチュエータのように別途油圧ユニットを準備する必要がないという特徴を有すること等による。その一方、スクリュージャッキは、回転動作を直線動作に変換する構造であることから、高速動作や高頻度動作が要求される用途には不適と認識されていた。
【０００３】
ところで、半導体製造装置や液晶表示装置等の製造設備は大型化する傾向にあり、製造コスト低減のため、リニアアクチュエータに対しても高速動作や高頻度動作が要求される用途が増加しつつある。例えば、毎分２０ｍの速度で、７０％デューティ（動作時間＋休止時間に対する動作時間の比率）という、高速かつ高頻度な動作が要求されることもある。ここで、スクリュージャッキとして最も一般的なウオーム歯車によって台形ねじを駆動する電動式のスクリュージャッキにおいては、高速かつ高頻度の動作を実現することは困難である。このような高速かつ高頻度の動作が要求される用途には、ベベルギアによってボールねじを駆動するスクリュージャッキが適用される。
【０００４】
しかしながら、ベベルギアによってボールねじを駆動するスクリュージャッキにあっては、高速動作は比較的容易に実現できるものの、高頻度の動作を行うと損失熱によりボールねじナットが過熱するという問題が顕在化することになる。ボールねじナットが過熱するという問題については、精密位置決めが要求される工作機械において従来から問題視されてきた。そして、過熱対策として種々の対策が提案されている。例えば、ボールねじを中空構造として該中空部に冷却媒体を流して過熱対策とするものがある（特許文献１、２参照）。また、ボールねじナットに軸方向の冷却孔を設けて該冷却孔に冷却媒体を流して過熱対策とするものがある（特許文献３、４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１８３６４号公報
【特許文献２】特開２００２−１１３６３８号公報
【特許文献３】特開２０００−２４８７６号公報
【特許文献４】特開２００４−１６９７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献に示された過熱対策は、いずれも優れた冷却効果を発揮するものではあるが、ボールねじ軸又はボールねじナットのいずれかに冷却媒体を流す冷却孔が不可欠であり、大量生産され安価なボールねじユニットを採用できないという課題がある。商品性の評価において製造コストは最大の評価項目であり、特殊加工されたボールねじユニットを採用しなければならないということは、商品性を著しく低下させる。そこで、本発明は大量生産され安価なボールねじユニットを採用しつつ、高速かつ高頻度の動作であっても過熱することなく運転できる商品性に優れたスクリュージャッキを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、ベベルギアと結合されハウジング内に枢支されたドライブスリーブと、前記ドライブスリーブに固着されたボールねじナットと、前記ボールねじナットに螺合されたボールねじ軸とを有するスクリュージャッキにおいて、前記ハウジングの上部にナット保護筒を取り付けるとともに、前記ナット保護筒の天板にねじ軸カバーを取り付け、前記ねじ軸カバーの内部と前記ナット保護筒の内部を連通して空気が自由に移動できるようにし、前記ナット保護筒の側面基部に空気孔を設けたことを特徴とするスクリュージャッキである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のスクリュージャッキにおいて、前記空気孔にフィルターを設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のスクリュージャッキにおいて、前記ナット保護筒と、ねじ軸カバーとを一体化したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、ボールねじ軸の往復動作によってナット保護筒内の空気とナット保護筒外の空気が入れ替わり、ボールねじナットの冷却が図られる。したがって、大量生産され安価なボールねじユニットを採用しながら、高速かつ高頻度の動作を行っても、ボールねじナットが過熱することなく運転できる商品性に優れたスクリュージャッキを実現できる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、空気孔にフィルターを設けたことにより、粉塵等が多い設置環境においてもフィルターによって粉塵等がナット保護筒内に侵入するのを防止できる。したがって、スクリュージャッキの安定した作動が可能となる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、ナット保護筒とねじ軸カバーとを一体化したことにより部品数が少なくなり、量産性に優れた製造コストの低いスクリュージャッキを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るスクリュージャッキの実施例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係るスクリュージャッキ１の実施例を図１に基づいて説明する。図１は、本発明に係るスクリュージャッキ１の縦断面図であり、正置状態を示す。ハウジング２は、胴部ハウジング３と、下部エンドキャップ４と、上部エンドキャップ５の３部品から構成されている。
【００１７】
胴部ハウジング３の下面には下部エンドキャップ４が取り付けられ、その上面には上部エンドキャップ５が取り付けられている。胴部ハウジング３の下面及び上面、並びに下部エンドキャップ４及び上部エンドキャップ５の各取り付け面は平滑に仕上げられ、潤滑油を封止可能なようにされている。また、胴部ハウジング３の一側面には、入力軸たるベベルピニオン６を枢支するインプットカートリッジ７が装着されている。胴部ハウジング３とインプットカートリッジ７の各取り付け面も平滑に仕上げられ、潤滑油を封止可能なようにされている。
【００１８】
下部エンドキャップ４の中心部には貫通孔８が設けられ、下部エンドキャップ４の下面には該貫通孔と同心状に突起部９が設けられている。この突起部９は、スクリュージャッキ１を対象物に据え付ける際の位置決め作業を容易にする。下部エンドキャップ４の内周面とドライブスリーブ11の外周面との間にはオイルシール12が配設されている。
【００１９】
上部エンドキャップ５の中心部にも貫通孔13が設けられ、該貫通孔からドライブスリーブ11が上方に延出可能となっている。上部エンドキャップ５の内周面とドライブスリーブ11の外周面との間にはオイルシール14が配設されている。
【００２０】
筒状のドライブスリーブ11の外周面にはベベルギア15がキー（図示省略）を用いて結合されており、該ベベルギア15の歯部はベベルピニオン６の歯部と噛み合わされている。ドライブスリーブ11の外周面のベベルギア15を挟んだ両端部には、下部軸受16と上部軸受17が配設されている。
【００２１】
また、ドライブスリーブ11には、上部軸受17の下側にシール部材18が組み込まれており、該シール部材18のリップ部19は、上部エンドキャップ５の下端面に接する封止構造とされている。したがって、上部軸受17は胴部ハウジング３の内部と隔離されており、ベベルギア15をオイル潤滑とする一方、上部軸受17をグリース潤滑とすることができる。このことにより、ベベルギア及び上部軸受の潤滑を確実に行うことができる。
【００２２】
ドライブスリーブ11の上部内周面には、ボールねじナット21が固着されている。具体的には、ドライブスリーブ11の上部内周面に設けられた雌ねじ22にボールねじナット21の雄ねじが螺合され、緩み止めとしてのビス等（図示省略）を用いて確実に固着されている。
【００２３】
ボールねじナット21の内周面には、ボールを介してボールねじ軸23が螺合されている。      
【００２４】
本発明に係るスクリュージャッキ１は、高速動作が要求されることから、ボールねじユニットとしてはハイリードのものが好適である。しかし、高速動作が可能なハイリードのボールねじユニットであっても、ボールねじナット21に冷却孔を設ける必要はなく、大量生産された安価なボールねじユニットを用いることができる。
【００２５】
上部エンドキャップ５の上面には、ナット保護筒24が取り付けられている。ナット保護筒24は筒体の下部に取り付けフランジ25を有しており、筒体の上部の天板26には、ねじ軸カバー27が取り付けられている。そして、ナット保護筒24の側面基部には空気孔28が設けられている。この空気孔28はナット保護筒24によって隔てられた内外の空気の通孔としての機能を有するものであり、この空気孔28の断面形状は円形に限定されるものではない。また、空気孔28には必要に応じてフィルター（図示省略）が装着される。空気孔28にフィルターを設けることにより、粉塵等が多い設置環境においても粉塵等がナット保護筒24の内部に侵入するのを防止できる。
【００２６】
ねじ軸カバー27は、軽量化を図るため樹脂製とされるが、負荷容量が同一のスクリュージャッキであっても、ねじ軸のストローク長は仕様に応じて広範囲に亘ることから、通常は単一の成型品として製造されることなく、取り付け部29と筒部30とキャップ部31の３部材を接合して構成される。このような構成とすることにより、ねじ軸のストローク長が大きく異なる場合であっても、前記３部材のうち取り付け部29とキャップ部31は同一部材を用いることが可能となる。
【００２７】
なお、図１に示す実施例においては、ナット保護筒24とねじ軸カバー27を別部品としているが、同一ストローク長のスクリュージャッキを量産する仕様の場合、ナット保護筒24とねじ軸カバー27とを一体化して製作することもできる。このことにより、部品数が少なくなり、製造コストの低いスクリュージャッキを実現することができる。
【００２８】
次に、本発明に係るスクリュージャッキの作用について説明する。ボールねじ軸23の下端には、クレビス等の金具を用いて負荷が接続される。ベベルピニオン６の軸端にはモータが接続され、ベベルピニオン６はモータによって駆動される。ベベルピニオン６と噛み合ったベベルギア15が回転すると、ベベルギア15と結合されたドライブスリーブ11及び該ドライブスリーブ11に固着されたボールねじナット21も回転する。ここで、負荷側が回転しないよう拘束しておくと、ボールねじ軸23の回転も拘束されることから、ボールねじナット21に螺合されたボールねじ軸23は軸方向に直線運動を行うことになる。このような作用は一般的なスクリュージャッキと同じである。
【００２９】
図１において、ボールねじ軸23が上昇動作する場合、ねじ軸カバー27内部の空間容積は、ボールねじ軸23の占める容積の増加に伴って減少することになる。また、ボールねじ軸23が下降動作する場合、ねじ軸カバー27内部の空間容積は、ボールねじ軸23の占める容積の減少に伴って増加することになる。このようにボールねじ軸23の往復動作により、ねじ軸カバー27内部の空間容積は減少又は増加することになる。
【００３０】
一方、ナット保護筒24内部の空間容積は、ボールねじ軸23の往復動作によって変化することはない。ナット保護筒24内部におけるボールねじナット21及びボールねじ軸23の占める容積は不変であることから、ボールねじ軸23が往復動作してもナット保護筒24内部の空間容積が変化することはない。ここで留意すべきは、ねじ軸カバー27の取り付け部29及びナット保護筒24の天板26の内径は、ボールねじ軸23の外径より余裕をもった大きな寸法とされている点である。したがって、ねじ軸カバー27の内部とナット保護筒24の内部は連通しており、ねじ軸カバー27の内部とナット保護筒24の内部とは、空気が自由に移動できる。
【００３１】
ボールねじ軸23が上昇動作すると、ボールねじ軸23の上昇に伴ってねじ軸カバー27内部の空気は、ナット保護筒24内部へと押し出される。そうすると、ナット保護筒24内部の圧力が高くなり、ナット保護筒24内部の空気は空気孔28から外部へ排出されることになる。一方、ボールねじ軸23が下降動作すると、ボールねじ軸23の下降に伴ってナット保護筒24内部からねじ軸カバー27内部へと空気が吸入される。そうすると、ナット保護筒24内部の圧力が低くなり、空気孔28を通って外部からナット保護筒24内部へ空気が吸入されることになる。このようにしてボールねじ軸23の往復動作によって、ナット保護筒24内部と外部との間に空気孔28を経由して空気の吸入排気が行われる。この過程において、ボールねじナット21での損失熱は空気流によって冷却される。したがって、ボールねじユニットが高速かつ高頻度に動作しても、ボールねじナット21の冷却が確実に行われ、ボールねじナット21の温度上昇を抑制することができる。また、ボールねじナット21に冷却孔を必要としないので、大量生産され安価なボールねじユニットを採用でき、商品性に優れたスクリュージャッキを実現することができる。
【００３２】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施をすることができる。例えば、上述した実施例においては、ボールねじ軸23の下端に負荷を吊るす正置形態について説明したが、上下を逆にしてボールねじ軸23の上端に負荷を接続する押し上げ形態にしてもよい。また、ボールねじ軸23を水平とする横置形態で使用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係るスクリュージャッキは、リニアアクチュエータの一種として各種工場設備等において広く使用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１  スクリュージャッキ
２  ハウジング
11  ドライブスリーブ
15  ベベルギア
17  上部軸受
21  ボールねじナット
23  ボールねじ軸
24  ナット保護筒
27  ねじ軸カバー
28  空気孔
【図１】
0005534555.tif 000002