(57)【要約】【課題】転動体と転動体転走部との摺動部の発熱を放熱板に効果的に熱伝導させることができ、放熱板のレイアウトの自由度も高めることができる冷却構造付き運動案内装置を提供する。【解決手段】運動案内装置１は、転動体転走部２ａを有する軌道部材２と、軌道部材２の転動体転走部２ａに対向する転動体転走部３ｃを含む循環路を有する移動部材３と、移動部材３の循環路に配列される複数の転動体４と、を備える。移動部材３の表面に放熱板１２を配置する。移動部材３に穴（熱伝導部１５と同一の位置）を形成し、穴に転動体転走部３ｃよりも熱伝導率が高く、放熱板１２に接続される熱伝導部１５を配置する。移動部材３の転動体転走部３ｃの近傍に、転動体転走部３ｃよりも熱伝導率が高く、熱伝導部１５に接続される熱流入部１４を配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体転走部を有する軌道部材と、
前記軌道部材の前記転動体転走部に対向する転動体転走部を含む循環路を有する移動部材と、
前記循環路に配列される複数の転動体と、
前記移動部材及び前記軌道部材の少なくとも一方の表面に配置される放熱板と、
前記少なくとも一方に形成された穴に配置され、前記少なくとも一方の前記転動体転走部よりも熱伝導率が高く、前記放熱板に接続される熱伝導部と、を備える冷却構造付き運動案内装置。
【請求項２】
前記冷却構造付き運動案内装置は、
前記移動部材の前記転動体転走部の近傍及び／又は前記循環路に配置され、前記移動部材の前記転動体転走部よりも熱伝導率が高く、前記熱伝導部に接続される熱流入部を備えることを特徴とする請求項１に記載の冷却構造付き運動案内装置。
【請求項３】
前記熱流入部は、前記移動部材の前記転動体転走部の近傍に前記転動体転走部に沿うように配置されることを特徴とする請求項２に記載の冷却構造付き運動案内装置。
【請求項４】
前記移動部材は、前記転動体転走部に平行であり、前記循環路の一部を構成する循環路用貫通穴を有し、
前記熱流入部は、前記循環路用貫通穴の内周面に配置されることを特徴とする請求項２又は３に記載の冷却構造付き運動案内装置。
【請求項５】
前記冷却構造付き運動案内装置を水平面に配置した状態において、
前記放熱板は、前記移動部材の側面の突当て面以外の面に配置されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の冷却構造付き運動案内装置。
【請求項６】
螺旋の転動体転走部を有するねじ軸と、
前記ねじ軸の前記螺旋の転動体転走部に対向する螺旋の転動体転走部を含む循環路を有するナットと、
前記循環路に配列される複数の転動体と、
前記ナットの表面に配置される放熱板と、
前記ナットに形成された穴に配置され、前記ナットの前記螺旋の転動体転走部よりも熱伝導率が高く、前記放熱板に接続される熱伝導部と、を備える冷却構造付きねじ装置。
【請求項７】
前記ナットは、フランジを有し、
前記放熱板は、少なくとも前記フランジの軸方向の端面に配置され、
前記穴は、前記フランジを貫通することを特徴とする請求項６に記載の冷却構造付きねじ装置。
【請求項８】
前記冷却構造付きねじ装置は、
前記ナットの前記螺旋の転動体転走部の近傍及び／又は前記循環路に配置され、前記ナットの前記螺旋の転動体転走部よりも熱伝導率が高く、前記熱伝導部に接続される熱流入部を備えることを特徴とする請求項６に記載の冷却構造付きねじ装置。
【請求項９】
転動体転走部を有する軌道部材と、
螺旋の転動体転走部を有するねじ軸と、
前記軌道部材の前記転動体転走部に対向する転動体転走部を有すると共に、前記ねじ軸の前記螺旋の転動体転走部に対向する螺旋の転動体転走部を有し、前記軌道部材に転動体を介して移動可能に組み付けられ、前記ねじ軸に転動体を介して螺合するブロックと、
前記ブロック及び前記軌道部材の少なくとも一方の表面に配置される放熱板と、
前記少なくとも一方に形成された穴に配置され、前記少なくとも一方の前記転動体転走部又は前記螺旋の転動体転走部よりも熱伝導率が高く、前記放熱板に接続される熱伝導部と、を備える冷却構造付きアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却構造付き運動案内装置、ねじ装置及びアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
運動案内装置、ねじ装置及びアクチュエータは、例えば半導体製造装置、工作機械等に組み込まれ、テーブル等の可動体を往復運動させるのに用いられる。
【０００３】
可動体が直線運動するのを案内するのに用いられる運動案内装置は、転動体転走部を有する軌道部材と、軌道部材の転動体転走部に対向する転動体転走部を含む循環路を有する移動部材と、循環路に配列され、転動体転走部を転がる複数の転動体と、を備える。転動体の転がりを利用することで、可動体を円滑に案内することができる。
【０００４】
ねじ軸の回転運動をナットの直線運動に変換し、可動体を駆動させるのに用いられるねじ装置は、螺旋の転動体転走部を有するねじ軸と、ねじ軸の螺旋の転動体転走部に対向する螺旋の転動体転走部を含む循環路を有するナットと、循環路に配列され、転動体転走部を転がる複数の転動体と、を備える。転動体の転がりを利用することで、回転運動を直線運動に変換するときの効率を向上させることができる。
【０００５】
アクチュエータは、運動案内装置とねじ装置とを組み合わせたもので、ねじ軸を回転させることで、ブロックが直線運動するように構成される。アクチュエータは、軌道部材と、ねじ軸と、及び軌道部材に直線運動可能に案内され、ねじ軸に螺合するブロックと、を備える。このアクチュエータは、運動案内装置とねじ装置の両者の長所を併せ持つ。
【０００６】
可動体の往復運動に伴って、運動案内装置、ねじ装置及びアクチュエータの転動体は、転動体転走部を繰り返し往復運動する。近年、サイクルタイムを短くするという要請から、可動体の速度が速くなり、転動体と転動体転走部との摺動部の発熱量が増加しつつある。この発熱量の増加は、運動案内装置、ねじ装置及びアクチュエータの膨張を招き、転動体に過大な熱応力を発生させたり、半導体製造装置、工作機械等の加工精度を低下させたりするおそれがある。
【０００７】
運動案内装置の発熱を外部に放熱させる技術として、特許文献１には、移動部材及び軌道部材の少なくとも一方の表面に放熱性被膜からなる放熱板を配置するものが開示されている。この運動案内装置によれば、転動体と転動体転走部との摺動部の発熱が放熱性被膜に伝導し、放熱性被膜から外部に放出される。このため、運動案内装置の発熱を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２０７５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、転動体及び転動体転走部は、案内の剛性を向上させるために、一般的に鉄鋼製である。特許文献１に記載の発明にあっては、鉄鋼の熱伝導率が低いので、転動体と転動体転走部との摺動部の発熱を放熱板に効果的に伝導させることができないという課題がある。また、移動部材の上面には、可動体が取り付けられるので、可動体が放熱板の放熱を妨げ、放熱板から熱を放出しにくいという課題もある。
【００１０】
そこで、本発明は、転動体と転動体転走部との摺動部の発熱を放熱板に効果的に伝導させることができ、放熱板のレイアウトの自由度も高めることができる冷却構造付き運動案内装置、ねじ装置及びアクチュエータ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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、転動体転走部を有する軌道部材と、前記軌道部材の前記転動体転走部に対向する転動体転走部を含む循環路を有する移動部材と、前記循環路に配列される複数の転動体と、前記移動部材及び前記軌道部材の少なくとも一方の表面に配置される放熱板と、前記少なくとも一方に形成された穴に配置され、前記少なくとも一方の前記転動体転走部よりも熱伝導率が高く、前記放熱板に接続される熱伝導部と、を備える冷却構造付き運動案内装置である。
【００１２】
本発明の他の態様は、螺旋の転動体転走部を有するねじ軸と、前記ねじ軸の前記螺旋の転動体転走部に対向する螺旋の転動体転走部を含む循環路を有するナットと、前記循環路に配列される複数の転動体と、前記ナットの表面に配置される放熱板と、前記ナットに形成された穴に配置され、前記ナットの前記螺旋の転動体転走部よりも熱伝導率が高く、前記放熱板に接続される熱伝導部と、を備える冷却構造付きねじ装置である。
【００１３】
本発明のさらに他の態様は、転動体転走部を有する軌道部材と、螺旋の転動体転走部を有するねじ軸と、前記軌道部材の前記転動体転走部に対向する転動体転走部を有すると共に、前記ねじ軸の前記螺旋の転動体転走部に対向する螺旋の転動体転走部を有し、前記軌道部材に転動体を介して移動可能に組み付けられ、前記ねじ軸に転動体を介して螺合するブロックと、前記ブロック及び前記軌道部材の少なくとも一方の表面に配置される放熱板と、前記少なくとも一方に形成された穴に配置され、前記少なくとも一方の前記転動体転走部又は前記螺旋の転動体転走部よりも熱伝導率が高く、前記放熱板に接続される熱伝導部と、を備える冷却構造付きアクチュエータである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、移動部材及び軌道部材の少なくとも一方に形成された穴に、前記少なくとも一方の転動体転走部よりも熱伝導率が高く、放熱板に接続される熱伝導部を配置するので、転動体と転動体転走部との摺動部の発熱を放熱板に効果的に伝導させることができる。また、前記少なくとも一方に穴を形成するので、発熱部と放熱板とを最短距離で繋げることができ、放熱板のレイアウトの自由度も高まる。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、ナットに形成された穴に、ナットの螺旋の転動体転走部よりも熱伝導率が高く、放熱板に接続される熱伝導部を配置するので、転動体と転動体転走部との摺動部の発熱を放熱板に効果的に伝導させることができる。また、ナットに穴を形成するので、発熱部と放熱板とを最短距離で繋げることができ、放熱板のレイアウトの自由度も高まる。
【００１６】
本発明のさらに他の態様によれば、ブロック及び軌道部材の少なくとも一方に形成された穴に、前記少なくとも一方の転動体転走部又は螺旋の転動体転走部よりも熱伝導率が高く、放熱板に接続される熱伝導部を配置するので、転動体と転動体転走部との摺動部の発熱を放熱板に効果的に伝導させることができる。また、前記少なくとも一方に穴を形成するので、発熱部と放熱板とを最短距離で繋げることができ、放熱板のレイアウトの自由度も高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態の冷却構造付き運動案内装置の断面図（レールの長さ方向に直交する断面図）である。
【図２】本発明の第１の実施形態の冷却構造付き運動案内装置の右側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の冷却構造付き運動案内装置の左側面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の冷却構造付き運動案内装置の断面図（レールの長さ方向に直交する断面図）である。
【図５】本発明の第２の実施形態の冷却構造付き運動案内装置の側面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の冷却構造付きねじ装置の外観図である（図６（ａ）はねじ装置の正面図を示し、図６（ｂ）は相手部品に取り付けられたねじ装置の側面図を示す）。
【図７】放熱板、熱流入部を取り外した本発明の第１の実施形態の冷却構造付きねじ装置の斜視図（一部断面図を含む）である。
【図８】本発明の第２の実施形態の冷却構造付きねじ装置の外観図である（図８（ａ）はねじ装置の正面図を示し、図８（ｂ）は相手部品に取り付けられたねじ装置の側面図を示す）。
【図９】本発明の第３の実施形態の冷却構造付きねじ装置を示す図である（図９（ａ）はねじ装置の正面図を示し、図９（ｂ）はねじ装置の軸方向に沿った断面図を示す）。
【図１０】放熱板を取り外した本発明の一実施形態の冷却構造付きアクチュエータの斜視図（一部断面図を含む）である。
【図１１】ブロックに配置される冷却構造を示す図である（図１１（ａ）はブロックの断面図を示し、図１１（ｂ）はブロックの側面図を示す）。
【図１２】レールに配置される冷却構造を示す断面図（レールの長さ方向に直交する断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態の冷却構造付き運動案内装置、ねじ装置及びアクチュエータを順番に説明する。ただし、本発明の冷却構造付き運動案内装置、ねじ装置及びアクチュエータは、種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。
（冷却構造付き運動案内装置）
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態の冷却構造付き運動案内装置の断面図である。冷却構造付き運動案内装置１は、軌道部材としてのレール２と、レール２の長さ方向に移動可能に組み付けられる移動部材としてのキャリッジ３と、を備える。レール２とキャリッジ３との間には、転動体としてのボール４が介在する。レール２に対するキャリッジ３の相対的な移動に伴い、ボール４がキャリッジ３の循環路を循環する。レール２に対するキャリッジ３の移動は相対的なものである。キャリッジ３が移動することもレール２が移動することもある。
【００２０】
なお、以下の説明において、説明の便宜上、冷却構造付き運動案内装置を水平面に配置し、レール２を長さ方向から見たときの方向、すなわち図１に示す上下、左右、前後（紙面に直交する方向）の各方向を用いて、冷却構造付き運動案内装置１の構成を説明する。もちろん、冷却構造付き運動案内装置１はこのような配置に限られるものではない。
【００２１】
レール２は、鉄鋼製である。レール２は、一方向（前後方向）に直線的に細長い。レール２には、転動体転走部としてのボール転走溝２ａが形成される。ボール転走溝２ａの断面形状は、サーキュラーアーク溝形状又はゴシックアーチ溝形状である。ボール転走溝２ａはレール２の左右に２条ずつ合計４条形成される。レール２には、長さ方向に一定のピッチでボルト等の締結部材用の挿入穴２ｂが形成される。レール２は、締結部材によってベースに固定される。
【００２２】
図２はキャリッジ３の右側面図、図３はキャリッジ３の左側面図である。キャリッジ３は、鉄鋼製のキャリッジ本体３−１と、キャリッジ本体３−１の移動方向の両端部に設けられる樹脂製のエンドプレート３−２と、を備える。図１に示すように、キャリッジ本体３−１は、レール２を跨ぐように略鞍形状に形成される。キャリッジ本体３−１は、レール２の上面に対向する水平部３ａと、水平部３ａの幅方向の両端部から垂下する一対の袖部３ｂと、を備える。
【００２３】
キャリッジ本体３−１の内側面には、転動体転走部としてのボール転走溝３ｃが形成される。このボール転走溝３ｃは、レール２のボール転走溝２ａに対向する。ボール転走溝３ｃの断面形状は、サーキュラーアーク溝形状又はゴシックアーチ溝形状である。キャリッジ本体３−１には、ボール転走溝３ｃと平行に循環路用貫通穴３ｄが形成される。キャリッジ本体３−１の貫通穴には、樹脂製のパイプ体６が挿入される。パイプ体６の内周面が循環路用貫通穴３ｄを構成する。
【００２４】
ボール転走溝３ｃの一端と循環路用貫通穴３ｄの一端とは、エンドプレート３−２（図２参照）に形成されるＵ字状の方向転換路で接続される。ボール転走溝３ｃ、循環路用貫通穴３ｄ、一対のＵ字状の方向転換路がトラック状の循環路を構成する。この実施形態では、キャリッジ３の左右に２条ずつ合計４条の循環路が形成される。循環路には、複数のボール４が配列される。複数のボール４は、リテーナ７によって一連に保持される。リテーナ７は、ボール４間に介在するスペーサと、スペーサを一連に連結する帯と、を備える。キャリッジ本体３−１の上面には、キャリッジ３をテーブル等の可動体に取り付けるためのねじ穴８が形成される。
【００２５】
図１に示すように、キャリッジ本体３−１のボール転走溝３ｃの近傍には、リテーナ７を案内する樹脂成形体９ａ，９ｂ，９ｃが一体に形成される。また、キャリッジ本体３−１の水平部３ａの下面には、上面シール１０が取り付けられる。キャリッジ本体３−１の袖部３ｂには、側面シール１１が取り付けられる。上面シール１０及び側面シール１１は、ボール転走溝２ａ，３ｃとの摺動部に異物が侵入するのを防止する。
【００２６】
図２及び図３に示すように、キャリッジ本体３−１の外部から視認できる側面には、図中クロスハッチングで示す放熱板１２が配置される。放熱板１２は、鉄鋼の約５倍の熱伝導率を持つ銅箔又は約３倍の熱伝導率を持つアルミニウム板からなる。放熱板１２は、外気に接すると共に、キャリッジ本体３−１の側面に接する。キャリッジ本体３−１の側面には、キャリッジ３を可動体の基準面に位置決めするための突当て面１３が形成される。突当て面１３は、キャリッジ本体３−１の側面から部分的に突出する（図１参照）。放熱板１２は、突当て面１３以外の面、この実施形態では、突当て面１３の下方に配置される。放熱板１２は、側面視で略四角形であり、突当て面１３を除いたキャリッジ本体３−１の側面の略全体を覆う。
【００２７】
図１に示すように、キャリッジ本体３−１の内側面には、熱流入部１４が配置される。熱流入部１４は、上下２条のボール転走溝３ｃの間に配置される。熱流入部１４は、ボール転走溝３ｃの近傍にボール転走溝３ｃに沿うように配置される。熱流入部１４の断面形状は、キャリッジ本体３−１の内側面に合わせた断面形状をしており、キャリッジ本体３−１の内側面に接する。熱流入部１４は、放熱板１２と同様に鉄鋼の約５倍の熱伝導率を持つ銅箔又は約３倍の熱伝導率を持つアルミニウム板からなる。
【００２８】
ボール４とボール転走溝３ｃとの摺動部が発熱するので、摺動部から熱を効果的に流出させるために、上記のように熱流入部１４はボール転走溝３ｃの近傍に配置される。ただし、ボール転走溝３ｃ内に熱流入部１４を配置すると、銅又はアルミニウムが鉄鋼よりも剛性が低いので、運動案内装置１の剛性の低下を招く。このため、熱流入部１４をボール転走溝３ｃから離れたボール転走溝３ｃの近傍に配置する。
【００２９】
キャリッジ本体３−１の袖部３ｂには、キャリッジ３の移動方向に直交する貫通穴（貫通穴の位置は熱伝導部１５の位置と同一なので、符号での指示を省略する）が形成される。貫通穴には、心材として鉄鋼の約５倍の熱伝導率を持つ銅製又は約３倍の熱伝導率を持つアルミニウム製の熱伝導部１５が配置される。放熱板１２と熱流入部１４とは、熱伝導部１５で接続される。図２及び図３に示すように、熱伝導部１５は、キャリッジ３の移動方向に複数設けられる。熱伝導部１５は、図１のキャリッジ本体３−１の右側に示すように、上下に２つ設けられても、図１のキャリッジ本体３−１の左側に示すように、上下に１つ設けられてもよい。
【００３０】
キャリッジ３を往復運動させると、ボール４とキャリッジ３のボール転走溝３ｃとの摺動部が発熱する。しかし、この熱は、熱流入部１４に流入する。熱流入部１４に流入した熱は、熱伝導部１５を介して放熱板１２に伝わる。放熱板１２は、キャリッジ３の動作時の空冷効果によって熱を大気中に放出する。このため、摺動部の温度を低減させることができる。
【００３１】
なお、放熱板１２は、空気中に配置されても真空中に配置されてもよい。空気中に配置される場合、放熱板１２は、伝導及び放射によって熱を放出する。真空中に配置される場合、放熱板１２は、放射（熱を電磁波として放出）によって熱を放出する。真空中に放熱板１２を配置する場合、放射率を高くするため、銅箔の表面を荒らす若しくは黒色にするなどの処理が必要になる。また、アルマイト処理をしたアルミニウム板を放熱板１２にすることもできる。
【００３２】
図４は、本発明の第２の実施形態の冷却構造付き運動案内装置の断面図である。第２の実施形態の冷却構造付き運動案内装置のレール２、キャリッジ３、ボール４の基本的な構成は、図１に示す第１の実施形態のレール２、キャリッジ３、ボール４と同一であるから、同一の符号を附してその説明を省略する。
【００３３】
第２の実施形態では、熱流入部１７がボール転走溝３ｃの近傍に配置される替わりに循環路用貫通穴３ｄの内周面に配置される点が、第１の実施形態と異なる。もちろん、第１の実施形態と同様に熱流入部１７をボール転走溝３ｃの近傍に配置することもできる。
【００３４】
キャリッジ本体３−１の循環路用貫通穴３ｄの内周面には、パイプ状の熱流入部１７が配置される。熱流入部１７の内径は、ボール４の直径よりも僅かに大きい。熱流入部１７は、銅製である。
【００３５】
キャリッジ本体３−１の側面には、放熱板１９が配置される。放熱板１９は、銅箔からなる。キャリッジ本体３−１の袖部３ｂには、キャリッジ３の移動方向に直交する貫通穴（貫通穴の位置は熱伝導部１８の位置と同一なので、符号での指示を省略する）が形成される。貫通穴は、キャリッジ本体３−１の側面から循環路用貫通穴３ｄまで貫通する。貫通穴には、心材として鉄鋼の約５倍の熱伝導率を持つ銅製又は約３倍の熱伝導率を持つアルミニウム製の熱伝導部１８が配置される。図５に示すように、熱伝導部１８は、キャリッジ３の移動方向に複数設けられる。放熱板１９と熱流入部１７とは、熱伝導部１８で接続される。
【００３６】
キャリッジ３を往復運動させると、ボール４とキャリッジ３のボール転走溝３ｃとの摺動部が発熱し、ボール４が発熱する。しかし、ボール４が循環路用貫通穴３ｄを通過するとき、ボール４の熱は、パイプ状の熱流入部１７に流入する。熱流入部１７に流入した熱は、熱伝導部１８を介して放熱板１９に伝わる。放熱板１９は、キャリッジ３の動作時の空冷効果によって熱を大気中に放出する。このため、ボール４の温度を低減させることができる。なお、ボール４は熱流入部１７を直線的に移動するだけであるから、ボール４から熱流入部１７に力が働くことは少ない。このため、冷却構造付き運動案内装置の性能に悪影響を及ぼすことがない。
【００３７】
上記実施形態では、キャリッジ３に冷却構造を設けているが、レール２に冷却構造を設けることもできる。この場合、レール２の表面に放熱板を配置し、レール２のボール転走溝２ａの近傍に熱流入部を配置し、熱流入部と放熱板とをレール２の貫通穴に配置した熱伝導部で繋げる。
（冷却構造付きねじ装置）
【００３８】
図６は、本発明の第１の実施形態の冷却構造付きねじ装置２１の外観図を示す。冷却構造付きねじ装置２１は、ねじ軸２２と、ねじ軸２２に転動体としてのボール２３（図７参照）を介して螺合するナット２４と、を備える。ねじ軸２２の外周面には、転動体転走部として螺旋のボール転走溝２２ａが形成される。ナット２４の内周面には、転動体転走部として螺旋のボール転走溝２４ｂ（図７参照）が形成される。ナット２４のボール転走溝２４ｂは、ねじ軸２２のボール転走溝２２ａに対向する。ねじ軸２２のボール転走溝２２ａとナット２４のボール転走溝２４ｂとの間には、転がり運動可能に複数のボール２３が介在する（図７参照）。
【００３９】
ナット２４の軸方向の一端部には、フランジ２４ａが一体に形成される。フランジ２４ａには、ナット２４を相手部品に締結するためのボルト等の締結部材が通される通し穴２５が形成される。
【００４０】
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、フランジ２４ａの軸方向の端面には、図中クロスハッチングで示す放熱板２６が配置される。放熱板２６は、フランジ２４ａの端面だけでなく、フランジ２４ａの外周面にも配置される。フランジ２４ａの反対側の端面２４ａ１は、相手部品２８との接触面になるので、端面２４ａ１には放熱板２６は配置されない。放熱板２６は、鉄鋼の約５倍の熱伝導率を持つ銅箔又は約３倍の熱伝導率を持つアルミニウム板からなる。放熱板２６は、外気に接すると共に、フランジ２４ａに接する。
【００４１】
図６（ｂ）に示すように、ナット２４の外周面には、図中クロスハッチングで示す筒状の熱流入部２９が配置される。熱流入部２９は、ナット２４の外周面に接する。熱流入部２９は、鉄鋼の約５倍の熱伝導率を持つ銅箔又は約３倍の熱伝導率を持つアルミニウム板からなる。
【００４２】
放熱板２６と熱流入部２９とは、熱伝導部３０で接続される。ナット２４のフランジ２４ａには、軸方向に貫通穴３１（図７参照）が形成される。貫通穴３１には、心材として鉄鋼の約５倍の熱伝導率を持つ銅製又は約３倍の熱伝導率を持つアルミニウム製の熱伝導部３０が配置される。熱伝導部３０は、フランジ２４ａに円周方向に複数設けられる。
【００４３】
図７は、冷却構造を取り外したねじ装置２１の斜視図（一部断面を含む）を示す。ねじ装置２１は、フランジ２４ａに熱伝導部３０が配置される貫通穴３１が形成される点を除いて、一般的なねじ装置と同様な構成である。
【００４４】
ねじ軸２２は、鉄鋼製である。ねじ軸２２の外周面には、螺旋のボール転走溝２２ａが形成される。ナット２４は、鋼製のナット本体２４−１と、ナット本体２４−１に取り付けられる循環部品としてのリターンパイプ２４−２と、を備える。ナット本体２４−１の内周面には、ねじ軸２２のボール転走溝２２ａに対向する螺旋のボール転走溝２４ｂが形成される。リターンパイプ２４−２は、ボール転走溝２４ｂの一端と他端とを接続する。ナット本体２４−１のボール転走溝２４ｂ及びリターンパイプ２４−２が、循環路を構成する。循環路には、複数のボール２３が配列される。
【００４５】
ボール２３の循環方式は、この図７に示すようなリターンパイプ式に限られることはない。ナット本体の軸方向の端面にエンドピース又はエンドプレートを取り付けたエンドピース又はエンドキャップ式、ナット本体の外周面にデフレクタを取り付けたデフレクタ式等を採用することができる。
【００４６】
ねじ軸２２を回転させると、ボール２３とナット本体２４−１のボール転走溝２４ｂとの摺動部が発熱する。しかし、この熱は、ナット本体２４−１を介して熱流入部２９に流入する。熱流入部２９に流入した熱は、フランジ２４ａの貫通穴３１に設けた熱伝導部３０を介して放熱板２６に伝わる。放熱板２６は、ナット２４の動作時の空冷効果によって熱を大気中に放出する。このため、摺動部の温度を低減させることができる。
【００４７】
図６（ｂ）に示すように、ナット２４は相手部品２８の凹部２８ａに収容される。ナット２４の外周に熱流入部２９を設けただけだと、熱流入部２９に伝わった熱が相手部品２８に伝わるおそれがある。フランジ２４ａの貫通穴３１に熱伝導部３０を配置し、フランジ２４ａの端面の放熱板２６に熱伝導させることで、この課題を解決することができる。
【００４８】
図８は、本発明の第２の実施形態の冷却構造付きねじ装置３２を示す。第２の実施形態では、ねじ軸２２のリードが大きく、ボール２３の循環方式にエンドキャップ式を採用している点が第１の実施形態と異なる。ねじ軸２２の構成はリードの大小を除いて第一の実施形態と同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
【００４９】
ナット３４は、転動体転走部として螺旋のボール転走溝が形成される鉄鋼製のナット本体３４−１と、ナット本体３４−１の軸方向の両端部に取り付けられる樹脂製のエンドキャップ３４−２と、を備える。エンドキャップ３４−２には、ナット本体３４−１のボール転走溝と循環路用貫通穴とを繋げる方向転換路が形成される。
【００５０】
図８（ａ）に示すように、フランジ３４ａの軸方向の端面及び外周面には、図中クロスハッチングで示す放熱板３６が配置される。放熱板３６は、フランジ３４ａの軸方向の端面及び外周面だけでなく、エンドキャップ３４−２の軸方向の端面及び外周面にも配置される。フランジ２４ａの反対側の端面３４ａ１は、相手部品２８との接触面になるので、端面３４ａ１には放熱板３６は配置されない。
【００５１】
図８（ｂ）に示すように、ナット３４の外周面（フランジ３４ａよりも右側の外周面）には、図中クロスハッチングで示す筒状の熱流入部３７が配置される。フランジ３４ａには、軸方向に貫通穴（貫通穴の位置は熱伝導部３８の位置と同一なので、符号での指示を省略する）が形成される。貫通穴には、放熱板３６と熱流入部３７とを接続する熱伝導部３８が配置される。熱伝導部３８は、フランジ３４ａの周方向に複数設けられる。
【００５２】
第２の実施形態の冷却構造付きねじ装置によれば、フランジだけでなく、エンドキャップにも放熱板が配置されるので、放熱板の面積を大きくすることができ、放熱板からより効果的に熱を放出することができる。
【００５３】
図９は、本発明の第３の実施形態の冷却構造付きねじ装置４１のナット４２を示す。第３の実施形態では、第２の実施形態と同様に、ボールの循環方式にエンドキャップ式を採用している。すなわち、ナット４２は、ボール転走溝４２ａが形成されるナット本体４２−１と、ナット本体４２−１の軸方向の両端部に取り付けられるエンドキャップ４２−２と、を備える。ナット本体４２−１には、軸方向に貫通する循環路用貫通穴４３が形成される。エンドキャップ４２−２には、ナット本体４２−１のボール転走溝４２ａと循環路用貫通穴４３とを繋げる方向転換路が形成される。ナット本体４２−１のボール転走溝４２ａ、循環路用貫通穴４３、及びエンドキャップ４２−２の方向転換路が循環路を構成する。
【００５４】
第３の実施形態では、放熱板４４は、外部から視認できるナット４２の表面の全体に配置される。ナット本体４２−１の循環路用貫通穴４３の内周面には、パイプ状の熱流入部４５が配置される。放熱板４４と熱流入部４５とは、熱伝導部４６で接続される。熱伝導部４６は、ナット４２を半径方向に貫通する貫通穴（貫通穴の位置は熱伝導部４６の位置と同一なので、符号での指示を省略する）に配置される。貫通穴は、ナット４２の外周面から循環路用貫通穴４３まで貫通する。熱伝導部４６は、循環路用貫通穴４３の長さ方向に複数設けられる。
【００５５】
熱伝導部４７は、ナット本体４２−１のボール転走溝４２ａの間（ナット本体４２−１のねじ山）を半径方向に貫通する貫通穴（貫通穴の位置は熱伝導部４７の位置と同一なので、符号での指示を省略する）にも配置される。熱伝導部４７の一端は、ねじ山から露出し、熱伝導部４７の他端は、放熱板４４に接続される。熱伝導部４７は、ナット本体４２−１の軸方向に複数かつナット本体４２−１の周方向に複数設けられる。
【００５６】
ねじ軸２２を回転させると、ボール２３とナット本体４２−１のボール転走溝４２ａとの摺動部が発熱し、ボール２３が発熱する。しかし、ボール２３が循環路用貫通穴４３を通過するとき、ボール２３の熱は、パイプ状の熱流入部４５に流入する。熱流入部４５に流入した熱は、熱伝導部４６を介して放熱板４４に伝わる。また、ボール転走溝４２ａの熱はねじ山の熱伝導部４７を介して放熱板４４に伝わる。放熱板４４は、ナット４２の動作時の空冷効果によって熱を大気中に放出する。このため、ボール２３、ボール転走溝４２ａの温度を低減させることができる。
（冷却構造付きアクチュエータ）
【００５７】
図１０は、冷却構造を取り外した本発明の一実施形態の冷却構造付きアクチュエータ５１の斜視図（一部断面図を含む）を示す。冷却構造付きアクチュエータ５１は、軌道部材としてのレール５２と、ブロック５３と、ねじ軸５４と、を備える。ねじ軸５４を回転させると、ブロック５３がねじ軸５４の軸方向に移動する。ブロック５３の移動はレール５２によって案内される。
【００５８】
以下の説明において、説明の便宜上、冷却構造付きアクチュエータ５１を水平面に配置し、レール５２を長さ方向から見たときの方向、すなわち図１０に示す上下、左右、前後の各方向を用いて、冷却構造付きアクチュエータ５１の構成を説明する。もちろん、冷却構造付きアクチュエータ５１はこのような配置に限られるものではない。
【００５９】
レール５２は、断面Ｕ字状であり、底壁部５２ａと、互いに対向する一対の側壁部５２ｂと、を備える。各側壁部５２ｂには、転動体転走部としてのボール転走溝５２ｄが上下に２条形成される。レール５２は鉄鋼製である。
【００６０】
ねじ軸５４は、その一端部がレール５２の一端部に固定されたブラケット６４に回転可能に支持される。ねじ軸５４の他端部は、レール５２の他端部に固定されたハウジング５６に回転可能に支持される。ハウジング５６には、図示しないモータが固定される。ねじ軸５４は、モータの出力軸にカップリングを介して連結される。ハウジング５６には、カップリングが収容される。ねじ軸５４の外周面には、転動体転走部として螺旋のボール転走溝５４ａが形成される。
【００６１】
ブロック５３は、レール５２の一対の側壁部５２ｂ間に挟まれ、レール５２に長さ方向に移動可能に組み付けられる。ブロック５３には、レール５２のボール転走溝５２ｄに対向する転動体転走部としてのボール転走溝５３ａが形成される。ブロック５３は、ボール転走溝５３ａが形成される鉄鋼製のブロック本体５３−１と、ブロック本体５３−１の移動方向の両端部に取り付けられる樹脂製のエンドプレート５３−２と、を備える。ブロック本体５３−１には、ボール転走溝５３ａと平行な循環路用貫通穴５３ｂ（図１１（ａ）参照）が形成される。エンドプレート５３−２には、ボール転走溝５３ａの一端と循環路用貫通穴５３ｂの一端とを接続するＵ字状の方向転換路が形成される。ブロック本体５３−１のボール転走溝５３ａ、循環路用貫通穴５３ｂ、エンドプレート５３−２のＵ字状の方向転換路がトラック状の循環路を構成する。循環路には、転動体としての複数のボール５５が配列される。循環路はブロック５３の左右それぞれに２条ずつ合計４条形成される。
【００６２】
ブロック５３は、ねじ軸５４に転動体としてのボール（図示せず）を介して螺合する。ブロック５３には、鉄鋼製のナット５７（図１１（ａ）参照）が固定されていて、ナット５７に螺旋のボール転走溝が形成される。ナット５７には、螺旋のボール転走溝の一端と他端を接続するリターンパイプ等の循環部品が設けられる。ナット５７の螺旋のボール転走溝と循環部品とが、循環路を構成する。循環路には、転動体としての複数のボールが配列される。ブロック５３の上面には、ブロック５３を可動体に締結するためのねじ穴５３ｃが形成される。
【００６３】
図１１は、ブロック５３に配置される冷却構造を示す。図１１（ａ）はブロック本体５３−１の断面図を示し、図１１（ｂ）はブロック５３の側面図を示す。ブロック５３の側面には、銅箔からなる放熱板５８が配置される。放熱板５８は、ブロック５３の側面の上下の２条のボール転走溝５３ａ間に配置される。放熱板５８は、側面視でブロック５３の移動方向に細長い四角形である。
【００６４】
ブロック５３の循環路用貫通穴５３ｂの内周面には、パイプ状の熱流入部５９が配置される。熱流入部５９は銅製である。放熱板５８と熱流入部５９とは、熱伝導部６０で接続される。ブロック５３には、左右方向に貫通穴が形成される。熱伝導部６０は、貫通穴に配置される。貫通穴は、ブロック５３の側面から循環路用貫通穴５３ｂまで貫通する。熱伝導部６０は、銅製である。熱伝導部６０は、図１１（ｂ）に示すように、ブロック５３の移動方向に複数設けられる。
【００６５】
図１１（ａ）に示すように、ブロック５３の底面にも、銅箔からなる放熱板６１が配置される。放熱板６１は、ブロック５３の移動方向に細長く形成される。ブロック５３には、ナット５７を囲むように筒状の熱流入部６２が配置される。熱流入部６２は、銅製である。放熱板６１と熱流入部６２とは、熱伝導部６３で接続される。ブロック５３には、上下方向に貫通穴が形成される。貫通穴は、ブロック５３の底面からナット嵌合穴まで貫通する。熱伝導部６３は、貫通穴に配置される。熱伝導部６３は、銅製である。
【００６６】
ねじ軸５４を回転させ、ブロック５３を移動させると、ボール５５とブロック本体５３−１のボール転走溝５３ａとの摺動部が発熱し、ボール５５が発熱する。しかし、ボール５５が循環路用貫通穴５３ｂを通過するとき、ボール５５の熱は、パイプ状の熱流入部５９に流入する。熱流入部５９に流入した熱は、熱伝導部６０を介して放熱板５８に伝わる。放熱板５８は、ブロック５３の動作時の空冷効果によって熱を大気中に放出する。このため、ボール５５の温度を低減させることができる。
【００６７】
また、ブロック５３の螺旋のボール転走溝（ナット５７の螺旋のボール転走溝）とボール（図示せず）との摺動部に発生する熱は、熱流入部６２に流入する。熱流入部６２に流入した熱は、熱伝導部６３を介して放熱板６１に伝わる。放熱板６１は、ブロック５３の動作時の空冷効果によって熱を大気中に放出する。このため、摺動部の温度を低減させることができる。
【００６８】
図１２は、レール５２に配置される冷却構造を示す。レール５２の左右一対の側壁部５２ｂの側面には、銅箔からなる放熱板６５が配置される。放熱板６５は、レール５２の移動方向に細長く形成される。側壁部５２ｂの内側面には、銅箔からなる熱流入部６６が配置される。熱流入部６６は、上下のボール転走溝５２ｄの間に、ボール転走溝５２ｄに沿うように配置される。放熱板６５と熱流入部６６とは、熱伝導部６７で接続される。レール５２には、左右方向に貫通穴が形成される。熱伝導部６７は、貫通穴に配置される。熱伝導部６７は、銅製である。熱伝導部６７は、レール５２の各側壁部５２ｂに上下方向に２つ設けられ、レール５２の長さ方向に複数設けられる。
【００６９】
ねじ軸５４を回転させ、ブロック５３を移動させると、ボール５５とレール５２のボール転走溝５２ｄとの摺動部が発熱する。しかし、この熱は、ボール転走溝５２ｄの近傍の熱流入部６６に流入する。熱流入部６６に流入した熱は、熱伝導部６７を介して放熱板６５に伝わる。放熱板６５は、熱を大気中に放出する。このため、摺動部の温度を低減させることができる。
【００７０】
典型的なレール５２の材質は鉄鋼であるが、レールの材質を炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、アルミニウム合金にすることもできる。レール５２の材質が炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の場合、熱伝導率が鉄鋼よりも低いので、温度上昇抑制効果は高い。また、レール５２の材質がアルミニウム合金の場合、その熱伝導率は鉄鋼よりも高いが、線膨張係数が鉄鋼の２倍あるので、温度上昇抑制効果は高い。
【００７１】
なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲でさまざまな実施形態に具現化可能である。
【００７２】
例えば、上記実施形態では、転動体としてボールを使用した例を説明したが、転動体としてローラを使用することもできる。
【００７３】
上記実施形態では、貫通穴に熱伝導部を配置しているが、底のある穴に熱伝導部を配置することもできる。
【符号の説明】
【００７４】
１…冷却構造付き運動案内装置、２…レール（軌道部材）、２ａ…レールのボール転走溝（軌道部材の転動体転走部）、３…キャリッジ（移動部材）、３ｃ…キャリッジのボール転走溝（移動部材の転動体転走部）、３ｄ…循環路用貫通穴、４…ボール（転動体）、１２，１９…放熱板、１３…キャリッジの突当て面（移動部材の側面）、１４，１７…熱流入部、１５，１８…熱伝導部、２１，３２，４１…冷却構造付きねじ装置、２２…ねじ軸、２２ａ…ねじ軸のボール転走溝（ねじ軸の転動体転走部）、２３…ボール（転動体）、２４，３４，４２…ナット、２４ｂ，４２ａ…ナットのボール転走溝（ナットの転動体転走部）、２４ａ，３４ａ…ナットのフランジ、２４ａ１，３４ａ１…ナットのフランジの軸方向の端面、２６，３６，４４…放熱板、２９，３７，４５…熱流入部、３０，３８，４６，４７…熱伝導部、３１…貫通穴（穴）、４３…循環路用貫通穴、５１…冷却構造付きアクチュエータ、５２…レール（軌道部材）、５２ｄ…レールのボール転走溝（軌道部材の転動体転走部）、５３…ブロック、５３ａ…ブロックのボール転走溝（ブロックの転動体転走部）、５３ｂ…循環路用貫通穴、５４…ねじ軸、５４ａ…ねじ軸の螺旋のボール転走溝（ねじ軸の螺旋の転動体転走部）、５５…ボール（転動体）、５７…ナット（ブロックの螺旋の転動体転走部）、５８，６１，６５…放熱板、５９，６２，６６…熱流入部、６０，６３，６７…熱伝導部
【図１】
2018059541.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018059541.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018059541.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018059541.tif 000011
【図１０】
2018059541.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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