(57)【要約】【課題】予圧をかけて使用するボールねじにおいて、冷却効率と組立・分解の容易性のバランスがとれる構造を有するボールねじを提供することを課題とする。【解決手段】一つのねじ軸上に複数のナットを有しており、それぞれのナットは、冷却機構であって、それぞれ独立した経路として冷媒通過のための流路を有するものを備えている。更に、ナット間の作用により予圧を付されて使用されるボールねじである場合には、各ナットには冷媒が通過するための流路が設けられており、これら流路は、各ナット毎に独立して冷媒が循環できるように構成する。【選択図】図１
2014084940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナットに冷却機構を有するダブルナット予圧ボールねじにおいて、２つのナットそれぞれに独立した冷却機構を有することを特徴とするボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじに関する。特にボールねじであって、一つの軸上に複数のナットが連結もしくは連接あるいは隣接して組み込まれており、それぞれのナットに冷却用の冷媒通過部分を有するものに関する。より具体的には、一つの軸上に複数のナットが組み込まれており、複数のナット同士の作用により予圧をかけて使用されるボールねじであって複数のナットに冷却用の冷媒通過部分を有するボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボールねじの冷却として、ナットに冷媒循環用の流路を設け、この流路に冷媒を通すことで冷却を行うものがあった。例えば特許文献１に開示される技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３３５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に開示の技術は、一つの軸上に複数のナットを配置しそれぞれに冷却機能を持たせること、及び、複数のナットの作用により、予圧をかけて使用される場合の課題についての解決手段を開示していない。すなわち、予圧をかけて使用する場合における、冷却効率と組立・分解の容易性のバランスがとれる構造についての開示は無い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者らは鋭意研究の結果、下記構成とすることにより、前記課題できることを見出し、本発明の完成に至った。
【０００６】
本発明のボールねじは、一つのねじ軸上に複数のナットを有しており、それぞれのナットは、冷却機構であって、それぞれ独立した経路として冷媒通過のための流路を有するものを備えている。更に、ナット間の作用により予圧を付されて使用されるボールねじである場合には、各ナットには冷媒が通過するための流路が設けられており、これら流路は、各ナット毎に独立して冷媒が循環できるように構成されている。
【０００７】
前記発明において、ナット間の作用により予圧を付す構成としては、ナット間の位置調整による定位置予圧、ばね等の弾性体による定圧予圧、流体圧や圧電素子等のアクチュエータを用いて所定の予圧荷重を設定する可変制御予圧等の構成が使用でき、より具体的には複数のナット同士が押し合うもしくは引き合う形態になるよう前記予圧の構成をナット間に配置する構成を使用できる。
【０００８】
前記発明において、各ナットに設けられている冷媒通過のための流路は、ナット内周とナット外周との間に軸方向に設けられた流路と、ナット内周とナット外周との間に軸と直交方向に設けられた流路のうち少なくとも一つを含むものである。
【０００９】
前記発明において、各ナット毎に独立して冷媒が循環できるようになっている形態としては、各ナットそれぞれが冷媒の流入部である流入孔と流出部である排出孔を少なくとも１組以上有している形態が好ましい。
【００１０】
また、前記本発明の構成によれば、予圧荷重を大きくすることができるため、いわゆる大型（概ねボールねじにおけるねじ外径寸法が８０ｍｍ以上）のボールねじへの適用が好適に行える。
【００１１】
すなわち、本発明のボールねじによれば、各ナット毎に独立して冷媒が循環できるようにしたため冷却効率が良い。この冷却効率の良さにより、先ずナットが冷却され、冷却の効果はナット内周の転動溝から転動体であるボールに伝達され、更にはねじ軸のねじ溝に伝達されねじ軸をも冷却し、発熱による予圧変化や潤滑の悪化を抑制すると考えられる。この冷却の効果は、ある程度予圧荷重が高く、転動溝と転動体、ボール溝と転動体との接触状態が保たれる場合により一層効果を発揮する。そのため、本発明のボールねじは比較的大型のボールねじに好適である。
【００１２】
なお、本発明の構成によれば、いわゆる軸心冷却方式の採用が困難な長尺（概ね４ｍ以上）のボールねじ軸であっても、軸心冷却なしで適用できるが、必要であれば軸心冷却を併用することも可能である。
【００１３】
また、本発明の構成によれば、冷却のための冷媒の流路が各ナット毎に独立して設けられているため、例えば複数のナットのうちのいくつかのナットを交換する必要がある等のメンテナンス時にも、それぞれの冷媒流路への配管を遮断すれば、メンテナンス時の冷媒の漏洩も効果的に抑制できる。
【００１４】
そのため、本発明のボールねじは、加工精度を特に要し、いわゆるメンテナンスも行われることのある大型の工作機械の直動部分に用いられるボールねじとして好適に使用できる。
【００１５】
また、本発明のボールねじは冷却効率に優れるため、予圧荷重の変化や、ねじ軸の長さの変化が少なく、過度の発熱にいたることも抑制されるため潤滑剤の劣化も少ないため、ボールねじの発熱による直動部分の位置決め精度の悪化が少なく、いわゆるトルク変動の少ない安定した稼動が長期に渡り維持でき、長尺のねじ軸であってもその効果を発揮できるため、大型の精密加工用の工作機械の直動部分に用いられるボールねじとして、特に好適である。なお、軸心冷却との併用は前記の通り必須ではないが併用することも可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のボールねじによれば、冷却効率に優れ、分解・組立更にはメンテナンス時にも冷媒の漏洩が抑制され、これらのバランスがとれたボールねじを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を説明するための図である。
【図２】本発明を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施形態の一例を示す。本発明のボールねじは、第一ナット１００、第二ナット２００、ねじ軸３００を有する。
【００１９】
第一ナット１００は、図示していないねじ等で第一ナット１００の端部にシール材１１１を介して取り付けられているキャップ１１０、第一ナット１００の外周の平面部１１５に設けられた転動体循環用のチューブ１２０、１２１、チューブ１２０、１２１を押さえるための押さえ板１２２、押さえ板１２２を締結するためのねじ１２３〜１２５を有する。第一ナット１００は、いわゆるフランジの無いタイプのナットである。
【００２０】
第二ナット２００は、端部にフランジ部２０１を有する。また、第二ナット２００は、図示していないねじ等で第二ナット２００の端部にシール材２１１を介して取り付けられているキャップ２１０、第二ナット２００の外周の平面部２１５に設けられた転動体循環用のチューブ２２０、２２１、チューブ２２０、２２１を押さえるための押さえ板２２２、押さえ板２２２を締結するためのねじ２２３〜２２５を有する。
【００２１】
第一ナット１００と第二ナット２００は、予圧調整用の間座１２８、及びシール材１２９、１３０を介して、連結部材１２７により連結されている。図示した連結は１箇所であるが、必要に応じ複数個所で連結しても良い。
【００２２】
第一ナット１００、第二ナット２００を間座を介して連結することで、いわゆる定位置予圧をかけている。
【００２３】
第一ナット１００の冷媒の流路は、キャップ１１０の端部に軸方向に設けられた流入部１５１、軸方向流路１５２、軸直交方法流路１５３、軸方向流路１５４、キャップ１１０の端部に軸方向に設けられた排出部１５５で構成されている。すなわち、第一ナット１００に対して１系統の独立の冷媒流路が形成されている。なお流路は、ナット毎に独立であれば２系統以上あっても良い。
【００２４】
第二ナット２００の冷媒の流路は、フランジ部２０１の外周に軸と直交方向に設けられた流入部２５１と、軸直交方向流路２５２、軸方向流路２５３、軸直交方向流路２５４、軸方向流路２５５、軸直交方向流路２５６、フランジ部２０１の外周に軸と直交方法に設けられた流出部２５７で構成されている。すなわち、第二ナット２００に対して１系統の独立の冷媒流路が形成されている。なお流路は、ナット毎に独立であれば２系統以上あっても良い。
【００２５】
前記した流入部１５１、２５１、排出部１５５、２５７には、配管締結用の管用テーパねじが設けられており、これらに配管を接続して冷媒を供給・排出することができる。
【００２６】
冷媒としては、流体として各種の気体、液体が使用できる。気体としては、空気あるいは圧縮空気の他、窒素、不活性ガス（アルゴン等）、炭化水素（ブタン、イソブタン等）、ヘリウム、アンモニア、二酸化炭素等、更にはこれらの混合物が使用できる。液体としては、水の他、水に防錆剤を加えたクーラント、水に各種添加剤を加えたクーラント、もしくは冷媒油として各種の油も使用できる。具体的には鉱油、動植物油、合成油が使用できる。これらは使用環境等に応じて適宜選択すれば良い。更に、冷媒は温度管理されており、流量も管理されていることが好ましい。特に、冷媒を乱流状態で使用するのが好ましい。
【００２７】
本発明の形態によれば、ナット毎に独立して温度管理を行い、例えば予圧の制御を行うことも可能である。
【００２８】
流入部、排出部の位置、大きさ、冷媒流路の断面形状、断面積等は使用条件に応じて適宜調整することができる。
【００２９】
図２は、冷媒の流れを模式的に示したものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
特に、大型の精密加工用の工作機械の直動部分に用いられるボールねじとして好適である。
【符号の説明】
【００３１】
１００  第一ナット
【図１】
2014084940.tif 000003
【図２】
2014084940.tif 000004