(57)【要約】【課題】スプライン付きボールねじ装置において、ボールねじ軸の急激な軸方向移動を防止し、回転及び軸方向移動の制御を容易にする。【解決手段】一つの軸の同一部位外周に軸方向直線状のスプライン溝とらせん状のボールねじ溝とを有するボールねじ軸を持つ、スプライン付きボールねじ装置であり、スプラインナットとボールねじナットの何れか一方を主駆動用駆動源によって回転させ、他方をデファレンシャルギヤユニットを介して同じく前記主駆動用駆動源によって回転させることで前記ボールねじ軸に軸回転を付与し、また、前記デファレンシャルギヤユニットを差動駆動用駆動源によって駆動することで前記スプラインナットと前記ボールねじナットとの間に差動回転を与え、前記ボールねじ軸に軸方向移動をさせる。【選択図】図２
2011174603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの軸の同一部位外周に軸方向直線状のスプライン溝とらせん状のボールねじ溝とを有するボールねじ軸と、前記ボールねじ軸のスプライン溝と対向して内周に軸方向直線状のスプライン溝を有するスプラインナットと、前記ボールねじ軸のボールねじ溝と対向して内周にらせん状のボールねじ溝を有するボールねじナットと、前記ボールねじ軸及び前記スプラインナットのスプライン溝間と前記ボールねじ軸及び前記ボールねじナットのボールねじ溝間とに多数の転動体が並んで配設されるスプライン付きボールねじ装置であり、前記スプラインナットと前記ボールねじナットの何れか一方を主駆動用駆動源によって回転させ、他方をデファレンシャルギヤユニットを介して同じく前記主駆動用駆動源によって回転させることで前記ボールねじ軸に軸回転を付与し、また、前記デファレンシャルギヤユニットを差動駆動用駆動源によって駆動することで前記スプラインナットと前記ボールねじナットとの間に差動回転を与え、前記ボールねじ軸に軸方向移動をさせることを特徴とするスプライン付きボールねじ装置。
【請求項２】
少なくとも前記主駆動用駆動源と前記差動駆動用駆動源との何れかにブレーキ機構を備えていることを特徴とする請求項１記載のスプライン付きボールねじ装置。
【請求項３】
前記ボールねじナット及び前記スプラインナットは、それぞれその支持部に回転速度を検出する回転センサを備え、前記両ナット間の回転速度差を演算しその回転速度差の値と設定値との差がある閾値を超えると外部にエラー信号を出す異常判定部を備え、前記エラー信号によって少なくとも前記主駆動用駆動源と前記差動駆動用駆動源との何れかのブレーキ機構が作動することを特徴とする請求項２に記載のスプライン付きボールねじ装置。
【請求項４】
前記ボールねじナット及び前記スプラインナットは、それぞれその支持部に回転位相を検出する回転センサを備え、前記両ナット間の回転位相差を演算しその回転位相差の値と設定値との差がある閾値を超えると外部にエラー信号を出す異常判定部を備え、前記エラー信号によって少なくとも前記主駆動用駆動源と前記差動駆動用駆動源との何れかのブレーキ機構が作動することを特徴とする請求項２に記載のスプライン付きボールねじ装置。
【請求項５】
少なくとも前記ボールねじナットと前記スプラインナットの何れかの回転速度又は回転位相を検出する前記回転センサは、該ナットを回転可能に支持する転がり軸受に備えられた回転センサであることを特徴とする請求項３又は４記載のスプライン付きボールねじ装置。
【請求項６】
前記主駆動用駆動源から前記デファレンシャルギヤユニットを介して回転されるナットが前記ボールねじナットであることを特徴とする請求項１から５記載のスプライン付きボールねじ装置。
【請求項７】
接合ツールとワークとを接触させた状態で、前記接合ツールの回転及び押圧によって前記接合ツールと前記ワークとの接合部で発生する摩擦熱で前記接合部を軟化させ、攪拌して前記ワークを接合する摩擦攪拌接合装置において、前記接合ツールに軸方向移動及び回転を付与する駆動機構に請求項１から６に記載のスプライン付きボールねじ装置を備えていることを特徴とする摩擦攪拌接合装置。
【請求項８】
前記ボールねじ軸と前記接合ツールとが一体に形成されていることを特徴とする請求項７記載の摩擦攪拌接合装置。
【請求項９】
前記接合ツールが前記ボールねじ軸と同一素材から削り出しにより形成されることを特徴とする請求項８記載の摩擦攪拌接合装置。
【請求項１０】
前記接合ツールが摩擦圧接で前記ボールねじに接合された素材を後加工して形成されることを特徴とする請求項８記載の摩擦攪拌接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被操作物の回転と軸方向移動をコンパクトな構成で可能にするスプライン付きボールねじ装置、及び、該スプライン付きボールねじ装置と、そのボールねじ軸の駆動機構とを備え、前記ボールねじ軸の回転及び押圧によって摩擦熱を発生させワークの接合部を攪拌して複数のワーク同士を接合する摩擦攪拌接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、産業用ロボット等に用いられ回転運動および直線運動を行わせるアクチュエータにおいては、それ自身が別のアクチュエータの駆動対象となることから、軽量、コンパクトな構成で被操作物の回転と軸方向移動を可能にすることが要求されている。この部分の改善の先行技術としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１には、ボールねじ軸と、このボールねじ軸の外周面に形成されたボールねじ溝と、このボールねじ溝に対向するボールねじ溝を内周面に有するボールねじナットと、ボールねじ軸の外周面に形成されたボールスプライン溝と、このボールスプライン溝に対向するボールスプライン溝を内周面に有するボールスプラインナットとを備えており、ボールねじ軸及びボールねじナットのボールねじ溝間とボールねじ軸及びボールスプラインナットのボールスプライン溝間とに多数のボールが並んで配設されたスプライン付きボールねじ装置が記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された従来例のスプライン付きボールねじ装置のボールねじナット及びボールスプラインナットは、外周に軸受を設けることで、ナット回転で用いることができる。このような構造をもつ機構としては例えば、特許文献２に記載されているものが知られている。この特許文献２の従来例には、入力側回転軸に増速比Ｚを有する回転伝達機構を介して増速結合される出力軸を連結し、前記入力側回転軸の回転角αを３６０度未満に規制しつつ前記出力軸の回転角βをα×Ｚとして３６０度以上の回転角度を許容する回転伝達制御機構が記載されている。
【０００４】
このようなスプライン付きボールねじ装置は、例えば所定位置にあるボールねじナットがボールねじ軸に対して相対回転するとボールねじ軸が軸方向に移動し、ボールスプラインナットが回転するとボールねじ軸が回転するので、従来スカラー型ロボットのＺ−θ軸アクチュエータとして用いられている。ここで、スプライン付きボールねじ装置は、図８に示すように、ボールねじ軸１００の外周面に回転駆動可能なボールねじナット１０１及びボールスプラインナット１０２を備えている。そして、ボールねじナット１０１は、回転伝達手段１０３を介して図示しない電動モータによって回転駆動されている。また、ボールスプラインナット１０２は、回転伝達手段１０４を介して図示しない別の電動モータによって回転駆動されている。
【０００５】
ここで、ボールねじ軸１００の軸方向移動速度ｖは、ボールねじナット１０１の単位時間当たりの回転数をＮ１とし、ボールスプラインナット１０２の単位時間当たりの回転数をＮ２とし、ボールねじ軸１００のボールねじ溝のリードをＬとすると、
ｖ＝｜Ｎ１−Ｎ２｜×Ｌ
で表すことができ、両ナット１０１及び１０２の回転差が発生するとその分だけ軸方向移動する。ボールねじ軸１００の単位時間当たりの回転数は、ボールスプラインナット１０２の単位時間当たりの回転数と同じＮ２となる。即ち、両ナット１０１及び１０２を同一回転させてボールねじ軸１００を回転させ、両ナット１０１及び１０２に回転差を発生させることで軸方向移動（直線運動）も行わせることができる。
【０００６】
次に、摩擦攪拌接合装置であるが、これは従来より鉄道車両、自動車等輸送手段のアルミニウム合金車体の接合等に用いられている。この摩擦攪拌接合装置においても、他のアクチュエータによって頻繁に接合駆動部自体の移動が行われるため、接合駆動部の軽量、コンパクト化が要求されている。この部分の改善の先行技術としては、例えば特許文献３及び特許文献４に記載されているものが知られている。
これらの従来例には、高速回転する回転子を回転軸線方向に移動させ、回転子の回転子本体に連なる先端部を被接合物に押圧し、回転により前記先端部と前記被接合物との接触部で発生する摩擦熱で前記接触部を軟化させ、攪拌して被接合物を接合する摩擦攪拌接合装置が記載されている。さらに、回転子の直進移動時に回転駆動源の移動を伴わなくとも回転子の駆動を可能とした摩擦攪拌接合装置が記載されており、回転子の直進移動をより軽快にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−１６５０５７号公報
【特許文献２】特開２０００−３４６１５０号公報
【特許文献３】特許第３２９１４９１号公報
【特許文献４】特許第３４７１３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載されたスプライン付きボールねじ装置の従来例にあっては、ボールねじ軸を高速で回転し、ボールねじ軸の軸方向移動を１ｍｍ／ｓｅｃ等の低速で制御するといった用途の場合は、ボールねじナットとボールスプラインナットとを別々の駆動源で制御すると、一方の駆動源が異常停止した際に、Ｎ１＝０又はＮ２＝０となり、ボールねじ軸が高速なＮ１×Ｌ又はＮ２×Ｌで軸方向に移動してしまう。さらに、Ｎ１及びＮ２の一方が制御を失い回転が不確定になった際、軸方向移動が生じないように他方の回転数を合わせ｜Ｎ１−Ｎ２｜＝０となるよう制御することは、実質困難である。こうなると、ボールねじ軸は急激に移動し機械の構造によって定まるストローク端に衝突するので、頑丈な保護カバーを要するなど、安全面に配慮する必要があるという課題がある。
また、従来例にあっては、ボールねじ軸を高速で回転させるためにボールねじナットとボールスプラインナットとを別々の駆動源により同じ回転速度を保ちながら高速回転させる必要があるが、両ナットを始動から終動まで全くの同一回転にする制御は比較的困難である。また、ボールねじ軸を軸方向移動させるためにボールねじナットとボールスプラインナットとに別々の駆動源で微妙な回転差を付与させる必要があるが、高速回転下でのこの制御も比較的困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、スプライン付きボールねじ装置における上記従来例の課題に着目してなされたものであり、従来例のように例えば一方の電動モータが故障して、ボールねじナットとボールスプラインナットの何れかが何らかの回転異常を起こして両ナット間に異常な回転差を発生し、ボールねじ軸が急激に軸方向に移動することを防ぎ、軸端がストローク端へ衝突するようなことを防止できるスプライン付きボールねじ装置を提供すること、また、該スプライン付きボールねじ装置において、ボールねじ軸の高速回転使用における回転と軸方向移動の制御の容易化を第一の目的としている。
【００１０】
また、特許文献３及び４に記載された摩擦攪拌接合装置の従来例にあっては、軸方向移動の伝達手段であるボールねじ軸と接合ツールを回転させる回転軸とを同軸上に構成することで、回転軸を保持する移動体にモーメントがかからないようにしている。しかし、これら従来例は、ボールねじ溝とボールスプライン溝とが夫々異なる軸に形成されている。すなわち、例えば中空形状のボールねじ軸の外周面にボールねじ溝を形成し、ボールねじ軸内に回転軸が挿通されている。そして、その回転軸は、スプラインによって回転が伝達されている。この場合の回転軸は、危険速度の観点からある程度の外径が必要となり、ボールねじ軸の内径がさらに大きくなり、ボールねじ軸の外径を大きくせざる得ないことから、結果的に外径の大きいボールねじ軸を採用することになり、装置が大型化してしまうという課題がある。
【００１１】
さらに、特許文献３及び４に記載された従来例にあっては、接合ツールを容易に交換できるように工具脱着機構によって保持しているが、この工具脱着機構によって重量が増加してしまうという課題がある。
さらにまた、特許文献３及び４に記載された従来例には、ボールねじ軸に接合ツールを装着する際に、ボールねじ軸に接合ツールをきちんと同軸上に装着しないと接合ツールが偏心回転を引き起こし、ボールねじナット、ボールスプラインナット及びこれらを回転自在に保持する軸受に接合ツールの振れ回りによるモーメントが伴う負荷がかかる。このため、ボールねじ軸の一端の質量が大きいほどその影響が大きくなり、騒音の低減や装置の寿命延長等のためにボールねじナット、ボールスプラインナット及びこれらを回転自在に保持する軸受の剛性を上げなくてはならないという課題がある。
【００１２】
さらにまた、特許文献３及び４に記載された従来例は、ボールねじ軸と別体である接合ツールが消耗品であることから、接合ツールを交換して用いるものであり、接合駆動部は何本もの接合ツールの寿命に合わせて寿命計算するため、ボールねじ軸が負荷容量の大きいものでなければならないという課題がある。
そこで、本発明は、摩擦攪拌接合装置における上記従来例の課題に着目してなされたものであり、装置の大型化、重量増加、剛性増加及び負荷容量増加を改善しながら、従来例のように例えば一方の電動モータが故障して、ボールねじナットとボールスプラインナットの何れかが何らかの回転異常を起こして両ナット間に異常な回転差を発生し、ボールねじ軸が急激に軸方向に移動することを防ぎ、軸端がストローク端へ衝突するようなことを防止できる摩擦攪拌接合装置を提供すること、また、該摩擦攪拌接合装置において、ボールねじ軸の高速回転使用における回転と軸方向移動の制御の容易化を第二の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１に係るスプライン付きボールねじ装置は、一つの軸の同一部位外周に軸方向直線状のスプライン溝とらせん状のボールねじ溝とを有するボールねじ軸と、前記ボールねじ軸のスプライン溝と対向して内周に軸方向直線状のスプライン溝を有するスプラインナットと、前記ボールねじ軸のボールねじ溝と対向して内周にらせん状のボールねじ溝を有するボールねじナットと、前記ボールねじ軸及び前記スプラインナットのスプライン溝間と前記ボールねじ軸及び前記ボールねじナットのボールねじ溝間とに多数の転動体が並んで配設されるスプライン付きボールねじ装置であり、前記スプラインナットと前記ボールねじナットの何れか一方を主駆動用駆動源によって回転させ、他方をデファレンシャルギヤユニットを介して同じく前記主駆動用駆動源によって回転させることで前記ボールねじ軸に軸回転を付与し、また、前記デファレンシャルギヤユニットを差動駆動用駆動源によって駆動することで前記スプラインナットと前記ボールねじナットとの間に差動回転を与え、前記ボールねじ軸に軸方向移動をさせることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項２に係るスプライン付きボールねじ装置は、少なくとも前記主駆動用駆動源と前記差動駆動用駆動源との何れかにブレーキ機構を備えていることを特徴としている。
さらに、請求項３に係るスプライン付きボールねじ装置は、前記ボールねじナット及び前記スプラインナットは、それぞれその支持部に回転速度を検出する回転センサを備え、前記両ナット間の回転速度差を演算しその回転速度差の値と設定値との差がある閾値を超えると外部にエラー信号を出す異常判定部を備え、前記エラー信号によって少なくとも前記主駆動用駆動源と前記差動駆動用駆動源との何れかのブレーキ機構が作動することを特徴としている。
さらにまた、請求項４に係るスプライン付きボールねじ装置は、前記ボールねじナット及び前記スプラインナットは、それぞれその支持部に回転位相を検出する回転センサを備え、前記両ナット間の回転位相差を演算しその回転位相差の値と設定値との差がある閾値を超えると外部にエラー信号を出す異常判定部を備え、前記エラー信号によって少なくとも前記主駆動用駆動源と前記差動駆動用駆動源との何れかのブレーキ機構が作動することを特徴としている。
なおさらに、請求項５に係るスプライン付きボールねじ装置は、少なくとも前記ボールねじナットと前記スプラインナットの何れかの回転速度又は回転位相を検出する前記回転センサは、該ナットを回転可能に支持する転がり軸受に備えられた回転センサであることを特徴としている。
また、請求項６に係るスプライン付きボールねじ装置は、前記主駆動用駆動源から前記デファレンシャルギヤユニットを介して回転されるナットが前記ボールねじナットであることを特徴としている。
【００１５】
さらに、請求項７に係る摩擦攪拌接合装置は、接合ツールとワークとを接触させた状態で、前記接合ツールの回転及び押圧によって前記接合ツールと前記ワークとの接合部で発生する摩擦熱で前記接合部を軟化させ、攪拌して前記ワークを接合する摩擦攪拌接合装置において、前記接合ツールに軸方向移動及び回転を付与する駆動機構に請求項１から６に記載のスプライン付きボールねじ装置を備えていることを特徴としている。
【００１６】
さらにまた、請求項８に係る摩擦攪拌接合装置は、前記ボールねじ軸と前記接合ツールとが一体に形成されていることを特徴としている。
なおさらに、請求項９に係る摩擦攪拌接合装置は、前記接合ツールが前記ボールねじ軸と同一素材から削り出しにより形成されることを特徴としている。
また、請求項１０に係る摩擦攪拌接合装置は、前記接合ツールが摩擦圧接で前記ボールねじに接合された素材を後加工して形成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スプライン付きボールねじ装置において、スプラインナットとボールねじナットを同一の駆動源を用いて回転させている。従って、従来例のようにスプラインナットとボールねじナットの何れかが電動モータの故障等で回転異常を起こして両ナット間に異常な回転差を発生し、ボールねじ軸が急激に軸方向に移動する、というようなことはなくなり、装置の故障の拡大を防止することができる。
また、摩擦攪拌接合装置において、装置の大型化、重量増加、剛性増加及び負荷容量増加を改善しながら、従来例のようにスプラインナットとボールねじナットの何れかが電動モータの故障等で回転異常を起こして両ナット間に異常な回転差を発生し、ボールねじ軸が急激に軸方向に移動する、というようなことはなくなり、軸端がストローク端へ衝突するようなことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるスプライン付きボールねじ装置及び摩擦攪拌接合装置をロボットアームの先端部の接合ガンに適用した状態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態を側面から見た一部断面図である。
【図３】スプライン付きボールねじ装置の説明に供する拡大した一部断面図である。
【図４】摩擦攪拌接合装置の接合ツールの説明に供する拡大側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態を側面から見た一部断面図である。
【図６】第１実施形態に接合ツール着脱機構を有する変形例を示す側面図である。
【図７】第２実施形態に接合ツール着脱機構を有する変形例を示す側面図である。
【図８】スプライン付きボールねじ装置のボールスプラインナット及びボールねじナットの回転数の説明に供する側面図である。
【図９】第１実施形態にセンサ付き軸受を備えた変形例の説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明によるスプライン付きボールねじ装置及び摩擦攪拌接合装置をロボットアームの先端部の接合ガンに適用した状態を示す概略構成図であって、図中、接合ガン１はロボットアーム２の先端部に装着され、摩擦攪拌接合装置４を備えた本体３と、この本体３の下面のロボットアーム２側の端部に連設されたＬ字状のアーム部５とによって構成されている。ここで、後述する接合ツール２３の小径部２３ｂ（図４参照）と対向するアーム部５の先端部には、図示しない上下方向に重なった２枚のワークのうち下方のワークの下面への裏当て材となる裏当て部材５ａ及び図示しない荷重検出器が備わっている。
【００２０】
摩擦攪拌接合装置４は、図２に示すように、ボールねじ軸２０が本体３（図１参照）の固定部材３ａに対し回転自在且つ軸方向に移動自在に支持されたスプライン付きボールねじ装置６を有する。
このスプライン付きボールねじ装置６は、図２〜４に示すように、外周面にボールねじ溝２０ａ及び複数のボールスプライン溝２０ｂが形成されたボールねじ軸２０と、そのボールねじ軸２０の外周面に固定部材３ａに対し回転可能に支持されたボールねじナット２１と、ボールねじ軸２０の外周面のボールねじナット２１の下方に並んで近接されて固定部材３ａに対し回転可能に支持されたボールスプラインナット２２と、ボールねじ軸２０の下端面に中心軸に沿って下方に突出するようにボールねじ軸２０と同一素材から削り出しにより形成された接合ツール２３を備えている。
【００２１】
ボールねじ軸２０の材質は、高クロム鋼や軸受鋼でもよいが、焼入れ性及び研削性に優れた例えばクロムモリブデン鋼を用いることもでき、熱処理としては、通常の調質でもよいが、浸炭焼入れや高周波焼入れを行い、焼き戻しを行って表面硬化を図ってもよい。これらの熱処理は、接合ツール２３に対しても同様に行ってもよいが、この部分について、局所的に高周波焼入れ、焼き戻しを行いこの部分に必要な硬度を調整してもよい。
ボールねじナット２１は、図３に示すように、ボールねじ軸２０の外周面に所定間隔を保って対向する円筒部２１ａと、その円筒部２１ａの内周面の上下両端部に形成されたエンドキャップ２１ｂ及び２１ｃと、円筒部２１ａのエンドキャップ２１ｂ及び２１ｃ間の内周面に形成されボールねじ溝２０ａに対向して転動体転動路２５を構成するボールねじ溝２１ｄとを備え、転動体転動路２５内に多数の転動体としてのボール２１ｅが転動自在に充填されている。そして、円筒部２１ａとエンドキャップ２１ｂ及び２１ｃとには、転動体転動路２５の両端部に連設することで転動体転動路２５内を転動したボール２１ｅを初期位置に戻すボール循環路２１ｆが形成されている。
【００２２】
ボールスプラインナット２２は、図３に示すように、ボールねじ軸２０の外周面に所定間隔を保って対向する円筒部２２ａと、その円筒部２２ａの内周面の上下両端部に形成されたエンドキャップ２２ｂ及び２２ｃと、円筒部２２ａのエンドキャップ２２ｂ及び２２ｃ間の内周面に形成され複数のボールスプライン溝２０ｂに対向して転動体転動路２６を構成する複数のボールスプライン溝２２ｄとを備え、転動体転動路２６内に多数の転動体としてのボール２２ｅが転動自在に充填されている。そして、円筒部２２ａとエンドキャップ２２ｂ及び２２ｃとには、転動体転動路２６の両端部に連設することで転動体転動路２６内を転動したボール２２ｅを初期位置に戻すボール循環路２２ｆが形成されている。
【００２３】
そして、ボールねじナット２１及びボールスプラインナット２２は、図２に示すように、それらナット２１及び２２の外周面の上下両端部寄り位置に内輪が固定された転がり軸受３０と、その転がり軸受３０の外輪を内周面に固定し外周面が固定部材３ａによって固定されたナットホルダ３１及び３２とによって回転自在に保持されている。ここで、ボールねじ軸２０は、ボールねじナット２１が相対回転駆動されることによって軸方向に移動し、ボールスプラインナット２２が回転駆動されることによってボールねじ軸２０も回転駆動する。
【００２４】
ナットホルダ３１及び３２は、図２に示すように、内周面に転がり軸受３０を固定する円筒部３１ａ及び３２ａと、この円筒部３１ａの上端部及び円筒部３２ａの下端部に連設されたフランジ部３１ｂ及び３２ｂとを備えている。そして、ナットホルダ３１及び３２は、円筒部３１ａ及び３２ａのフランジ部３１ｂ及び３２ｂとは反対側の面が互いに対向するように固定部材３ａに固定されている。
【００２５】
図２は、第１の実施形態を側面から見た一部断面図であるが、この第１の実施形態では、ボールねじナット２１とボールスプラインナット２２を回転駆動させる回転駆動力に差動機構を介在させるようにしたものである。すなわち、摩擦攪拌接合装置４のボールねじ軸２０と所定間隔を保って平行に回転駆動軸５３を固定部材３ａに回転自在に配設し、この回転駆動軸５３の上端にデファレンシャルギヤユニット５４を介して、差動駆動用駆動源としての電動モータ５５の出力軸５５ａを連結するとともに、回転駆動軸５３に一体に形成した従動プーリ５７ｂと固定部材３ａに固定した主駆動用駆動源としての電動モータ５６の出力軸５６ａに装着した駆動プーリ５７ａとの間にタイミングベルト５７ｃが張設されている。
【００２６】
そして、回転駆動軸５３の下端に配設された駆動プーリ５８ａとボールスプラインナット２２に一体に形成された従動プーリ５８ｂとの間にタイミングベルト５８ｃが張設されている。
電動モータ５５は、回転数が電動モータ５６の回転数より低く選定され、正転逆転可能なサーボモータである。また、停電や電動モータ５５の故障等の異常発生時にボールねじ軸２０が下降しないように、例えばダイナミックブレーキ等のブレーキ機構を備えている。ダイナミックブレーキは、電動モータ５５への給電を止めて通常の駆動を停止し、通常の出力側の回転を逆に電動モータ５５に入力するかたちで伝達することで、電動モータ５５を発電機として作動させる。発生電力を抵抗器に通電して発熱消費させ、電動モータ５５に回転抵抗を生じさせて、制動力を得る。ブレーキ力の性能は抵抗器の容量によって変化する。
電動モータ５６は、高速回転可能なモータでありサーボモータであってもインダクションモータであってもよい。また、停電や電動モータ５６の故障等の異常発生時に回転を止めるため、例えばダイナミックブレーキ等のブレーキ機構を備えてもよい。また、タイミングベルト５８ｃが切れる等の異常発生時には、作業者への報知を行うと共に、ボールねじ軸２０が急激な直線方向移動をしないように、例えば、回転センサ５１（図９参照）の信号に基づいて、ボールナット２１の回転をスプラインナット２２の回転に追従しながら同期させる制御を行うようにしてもよい。
【００２７】
デファレンシャルギヤユニット５４は、電動モータ５５の出力軸５５ａと一体となって回転駆動するデファレンシャルギヤ５４ａと、このデファレンシャルギヤ５４ａに所定間隔を保って対向し回転駆動軸５３と一体となって回転駆動するデファレンシャルギヤ５４ｂと、これらデファレンシャルギヤ５４ａ及び５４ｂの外周面に噛合し回転支持部材５９に回転可能に支持された複数のデファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄとを備えている。
【００２８】
そして、デファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄを回転可能に支持する回転支持部材５９を介して配置された駆動プーリ６１ａとボールねじナット２１に一体に形成された従動プーリ６１ｂとの間にタイミングベルト６１ｃが張設されている。そして、駆動プーリ６１ａは、軸方向に貫通する回転駆動軸５３の外径より大きい内径の貫通孔６１ｄが形成されている。そして、回転駆動軸５３は、貫通孔６１ｄを貫通することによって電動モータ５５の出力軸５５ａと同軸上に配置されている。そして、回転駆動軸５３及び駆動プーリ６１ａは、外周面が転がり軸受６０によって固定され、その転がり軸受６０の外周面が固定部材３ａに固定されることによって回転自在に保持されている。
【００２９】
ここで、各プーリ比と各ギヤ比とは、デファレンシャルギヤ５４ａの回転数Ｎｓが０すなわち停止した場合に、ボールねじナット２１の回転数Ｎ１とボールスプラインナット２２の回転数Ｎ２とが等しくなるように設定されている。例えば、駆動プーリ５７ａ及び５８ａと従動プーリ５７ｂ及び５８ｂとは、プーリ比が１：１に選定されている。そして、デファレンシャルギヤ５４ａ及び５４ｂとデファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄとは、ギヤ比が１：１：に選定されている。そして、駆動プーリ６１ａと従動プーリ６１ｂとは、デファレンシャルギヤ５４ｂの回転数をＮｍとし、デファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄの公転回転数をＮｄｒとすると、Ｎｓ＝０のときに、
Ｎｄｒ＝Ｎｍ／２
となり、減速されるから、プーリ比が２：１に選定され増速するようにしている。
【００３０】
次に、第１の実施形態の動作を説明する。
図示しない上下方向に重なった２枚のワークを接合するには、先ず、下方のワークの下面に図１に示したアーム部５の裏当て部材５ａを図示しない荷重検出器を介して当接させた状態で、電動モータ５６を正転駆動させると共に、電動モータ５５を低速で正転駆動させる。
このとき、電動モータ５６の回転駆動力によって回転伝達機構５７を介して回転駆動軸５３を高速正転駆動させる。
この状態で、回転駆動軸５３の回転駆動力を回転伝達機構５８を介してボールスプラインナット２２に伝達し、ボールスプラインナット２２を高速正転駆動させる。
【００３１】
また、回転駆動軸５３の回転駆動力をデファレンシャルギヤユニット５４及び回転伝達機構６１を介してボールねじナット２１に伝達し、ボールねじナット２１を高速正転駆動させる。
そして、電動モータ５５で差動を加えた分だけ、ボールねじナット２１の回転数がボールスプラインナット２２の回転数より高くなり、ボールねじ軸２０を回転させながら下降させることができる。
ここで、電動モータ５５及びその駆動回路の少なくとも一方に異常が発生した場合には、ボールねじ軸２０の異常な軸方向移動を防止するため、ダイナミックブレーキ等のブレーキ機構を作動させて電動モータ５５を停止させる。
【００３２】
このとき、電動モータ５６の回転駆動力によって回転伝達機構５７を介して回転駆動軸５３の正転駆動を継続されていたとする。
ブレーキによる電動モータ５５の出力軸５５ａの停止に伴って、デファレンシャルギヤ５４ａが停止し、回転駆動軸５３と一体となって正転駆動するデファレンシャルギヤ５４ｂには電動モータ５６から回転駆動力が伝達され、複数のデファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄが自転しながら公転回転駆動されている。このように複数のデファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄが公転回転駆動されることで、駆動プーリ６１ａが正転駆動され、タイミングベルト６１ｃを介して従動プーリ６１ｂが正転駆動され、ボールねじナット２１を正転駆動させている。
【００３３】
このとき、デファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄの公転回転数（つまり、回転支持部材５９や駆動プーリ６１ａの回転数）が、デファレンシャルギヤ５４ｂの回転数の１／２倍となり減速されるが、駆動プーリ６１ａは、従動プーリ６１ｂとのプーリ比が2倍となるように選定され増速されるようにしているので、ボールねじナット２１の回転数とボールスプラインナット２２の回転数とが等しくなるようになっている。
このように、電動モータ５６の正転駆動が継続していたとしても、ボールねじナット２１の回転数とボールスプラインナット２２の回転数とが等しくなるようになっているので、ボールねじ軸２０の異常な軸方向移動を防止することができる。
【００３４】
さらに、接合ツール２３がボールねじ軸２０の中心軸と同軸上に一体形成されているので、偏心を引き起こすことなくボールねじナット２１，ボールスプラインナット２２及び転がり軸受３０にボールねじ軸２０の接合時の加圧によるモーメント負荷に伴う負担がかかることがない。このため、ボールねじナット２１，ボールスプラインナット２２及びこれらを回転自在に保持する軸受３０の剛性を上げる必要がなくなり、摩擦攪拌接合装置４の軽量化を図ることができる。
【００３５】
さらにまた、ボールねじ軸２０にボールねじ溝２０ａとボールスプライン溝２０ｂとが形成されているので、ボールねじ軸２０の外径を大きくする必要がなくなり、摩擦攪拌接合装置４を小型化及び軽量化することができる。
【００３６】
次に、第２の実施形態について説明する。
図５は、この第２の実施形態を側面から見た一部断面図であり、スプライン付きボールねじ装置６のボールねじ軸２０の外周面にボールねじナット２１とボールスプラインナット２２とを第１の実施形態とは上下逆に形成し、ボールねじナット２１とボールスプラインナット２２を回転駆動させる回転駆動力に差動機構を介在させるようにしたものである。
【００３７】
すなわち、第２の実施形態では、図５に示すように、スプライン付きボールねじ装置６のボールねじ軸２０と所定間隔を保って平行に配置された回転駆動軸５３を固定部材３ａに回転自在に配設し、回転駆動軸５３の上端にデファレンシャルギヤユニット５４を介して回転駆動軸７０を配設している。その回転駆動軸７０は上端に歯車７１を有し、その歯車７１と噛合する歯車７２を介して、主駆動用駆動源としての電動モータ７５の出力軸７５ａと連結している。その出力軸７５ａに一体に形成した駆動プーリ７６ａとボールスプラインナット２２に一体に形成された従動プーリ７６ｂとの間にタイミングベルト７６ｃが張設されている。
【００３８】
一方、回転駆動軸５３の下端に配設された駆動プーリ７７ａと、ボールねじナット２１に一体に形成された従動プーリ７７ｂとの間にタイミングベルト７７ｃが張設されている。
デファレンシャルギヤユニット５４は、回転駆動軸７０と一体となって回転駆動するデファレンシャルギヤ５４ａと、このデファレンシャルギヤ５４ａに所定間隔を保って対向し回転駆動軸５３と一体となって回転駆動するデファレンシャルギヤ５４ｂと、これらデファレンシャルギヤ５４ａ及び５４ｂの外周面に噛合し回転支持部材５９に回転可能に支持された複数のデファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄとを備えている。
【００３９】
そして、デファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄを回転可能に支持する回転支持部材５９を介して配置された従動プーリ７８ｂと、固定部材３ａに固定した差動駆動用駆動源としての電動モータ８０の出力軸８０ａに装着した駆動プーリ７８ａとの間にタイミングベルト７８ｃが張設されている。そして、従動プーリ７８ｂは、軸方向に貫通する回転駆動軸５３の外径より大きい内径の貫通孔７８ｄが形成されている。そして、回転駆動軸５３は、貫通孔７８ｄを貫通することによって回転駆動軸７０と同軸上に配置されている。
電動モータ８０は、回転数が電動モータ７５の回転数より低く選定され、正転逆転可能なサーボモータである。また、停電や電動モータ８０の故障等の異常発生時にボールねじ軸２０が異常な軸方向移動をしないように、例えばダイナミックブレーキ等のブレーキ機構を備えている。
電動モータ７５は、高速回転可能なモータでありサーボモータであってもインダクションモータであってもよい。また、停電や電動モータ７５の故障等の異常発生時に回転を止めるため、例えばダイナミックブレーキ等のブレーキ機構を備えてもよい。また、タイミングベルト７６ｃが切れる等の異常発生時には、作業者への報知を行うと共に、ボールねじ軸２０が急激な直線方向移動をしないように、例えば、回転センサ５１（図９参照）の信号に基づいて、ボールナット２２の回転に追従しながら同期させる制御を行うようにしてもよい。
【００４０】
ここで、歯車比、各プーリ比及び各ギヤ比は、デファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄの公転回転数Ｎｄｒ´が０すなわち停止した場合に、ボールねじナット２１の回転数Ｎ１とボールスプラインナット２２の回転数Ｎ２とが等しくなるように選定されている。例えば、歯車７１及び７２は、歯車比が１：１に選定されている。そして、駆動プーリ７６ａ，７７ａ及び７８ａと、従動プーリ７６ｂ，７７ｂ及び７８ｂとは、プーリ比がそれぞれ１：１に選定されている。同様に、デファレンシャルギヤ５４ａ及び５４ｂとデファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄとは、ギヤ比が１：１に選定されている。
【００４１】
次に、図５の第２の実施形態の動作を説明する。
図示しない上下方向に重なった２枚のワークを接合するには、先ず、下方のワークの下面にアーム部５（図１参照）の裏当て部材５ａを図示しない荷重検出器を介して当接させた状態で、電動モータ７５及び８０を正転駆動させる。
このとき、電動モータ７５の回転駆動力によって回転伝達機構７６を介してボールスプラインナット２２は正転駆動される。これにより、ボールねじ軸２０も回転駆動される。またそれと共に、電動モータ７５の回転駆動力によって歯車７２が正転駆動される。
【００４２】
そして、歯車７２の回転駆動力を歯車７１に伝達することによって、歯車７１を逆転駆動させ、回転駆動軸７０に連結されたデファレンシャルギヤ５４ａをそのまま逆転駆動する。そして、従動プーリ７８ｂと一体となって公転回転駆動する複数のデファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄがデファレンシャルギヤ５４ａの逆転駆動により自転回転駆動される。さらにここで、電動モータ８０の回転伝達力が回転伝達機構７８に伝達され、デファレンシャルギヤ５４ｂは５４ａよりやや高い回転数で正転駆動される。
そして、デファレンシャルギヤ５４ｂと一体となって正転駆動する回転駆動軸５３の回転駆動力が回転伝達機構７７を介してボールねじナット２１に伝達される。
このようにしてボールねじナット２１がボールスプラインナット２２より高い回転数で正転駆動され、相対回転が起こりボールねじ軸２０を軸方向に移動させることができる。
【００４３】
ここで、電動モータ８０及びその駆動回路の少なくとも一方に異常が発生した場合には、ボールねじ軸２０の異常な軸方向移動を防止するため、ダイナミックブレーキ等のブレーキ機構を作動させて電動モータ８０を停止させる。
このとき、電動モータ７５の回転駆動力によって回転伝達機構７６を介してボールスプラインナット２２の正転駆動を継続させると共に、歯車７２の正転駆動を継続されていたとする。
このとき、ボールスプラインナット２２が正転駆動されることで、ボールねじ軸２０は回転駆動されている。
【００４４】
そして、歯車７２の回転駆動力は、歯車７１に伝達され歯車７１を逆転駆動させている。またその回転駆動力は、歯車７１及び回転駆動軸７０と一体となって逆転駆動するデファレンシャルギヤ５４ａに伝達されている。デファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄの公転回転は、ブレーキによる電動モータ８０の出力軸８０ａの停止に伴って停止しており、デファレンシャルギヤ５４ａの回転駆動力は、デファレンシャルロータギヤ５４ｃ及び５４ｄの自転回転を通して、デファレンシャルギヤ５４ｂを同じ回転数で正転駆動させている。
【００４５】
そして、回転駆動軸５３がデファレンシャルギヤ５４ｂと一体となって正転駆動され、回転伝達機構７７を介してボールねじナット２１を正転駆動させている。
ここで、一連の各歯車比，各プーリ比及び各ギヤ比が等しく選定されているので、ボールねじナット２１の回転数とボールスプラインナット２２の回転数とが等しくなっている。
このように、電動モータ７５の正転駆動が継続していたとしてもボールねじナット２１の回転数とボールスプラインナット２２の回転数とを等しくすることで、ボールねじ軸２０の異常な軸方向移動を防止することができる。
【００４６】
さらに、接合ツール２３がボールねじ軸２０の中心軸と同軸上に一体形成されているので、偏心を引き起こすことなくボールねじナット２１，ボールスプラインナット２２及び転がり軸受３０にボールねじ軸２０の接合時の加圧によるモーメント負荷に伴う負担がかかることがない。このため、ボールねじナット２１，ボールスプラインナット２２及びこれらを回転自在に保持する軸受３０の剛性を上げる必要がなくなり、摩擦攪拌接合装置４の軽量化を図ることができる。
【００４７】
さらにまた、ボールねじ軸２０にボールねじ溝２０ａとボールスプライン溝２０ｂとが形成されているので、ボールねじ軸２０の外径を大きくする必要がなくなり、摩擦攪拌接合装置４を小型化及び軽量化することができる。
【００４８】
なお、第２の実施形態においては、デファレンシャルギヤユニット５４によってボールねじナット２１に伝達する回転駆動力の回転方向が反転してしまうので、出力軸７５ａとデファレンシャルギヤユニット５４との間に歯車７１及び７２を用いて回転方向を反転させる例について説明したが、これに限定されるものではない。歯車７１及び７２を出力軸７５ａとデファレンシャルギヤユニット５４との間に用いるのではなく、デファレンシャルギヤ５４ｂと駆動プーリ７７ａとの間に用いることもできる。この場合には、回転駆動軸５３を分割して２つの回転駆動軸を形成し、デファレンシャルギヤ５４ｂに一方の回転駆動軸の上端部を固定し、その回転駆動軸の下端部に歯車７２を固定する。さらに、歯車７２と噛合する歯車７１を他方の回転駆動軸の上端部に固定し、その回転駆動軸の下端部にプーリ７７ａを固定する。このようにすれば、ボールねじナット２１に伝達する回転駆動力の回転方向を正転とすることができる。
【００４９】
以上のように、上記何れの実施形態でも一つのボールねじ軸２０にボールねじ溝２０ａとボールスプライン溝２０ｂとが形成されているので、ボールねじ軸２０の外径を大きくする必要がなくなり、摩擦攪拌接合装置４を小型化及び軽量化することができる。
さらに、図４に示すように、接合ツール２３がボールねじ軸２０の中心軸と同軸上に一体形成されているので、偏心回転を引き起こすことなくボールねじナット２１，ボールスプラインナット２２及び転がり軸受３０に接合時の加圧によるモーメント負荷に伴う負担がかかることがない。このため、ボールねじナット２１，ボールスプラインナット２２及びこれらを回転自在に保持する転がり軸受３０の剛性を上げる必要がなくなり、摩擦攪拌接合装置４を軽量化することができる。
【００５０】
さらにまた、上記実施形態では、ボールねじ軸２０の下端面に中心軸に沿って下方に突出するようにボールねじ軸２０と同一素材から削り出しにより形成された接合ツール２３を備えている。これは、加工性、焼入れ性の良いクロムモリブデン鋼等からボールスプライン溝２０ｂ，ボールねじ溝２０ａ及び接合ツール２３等を切削加工し、その後熱処理として、浸炭焼入れ、焼き戻し処理等を行い、最後に研削加工で仕上げたものである。
またこの他、接合ツール２３は、耐摩耗性に優れた例えば工具鋼からなり、これが摩擦圧接で前記ボールねじ軸２０に接合された後、後加工されて形成されたものであってもよい。この摩擦圧接によって一体形成された接合ツール２３は、ボールねじ軸２０及び接合ツール２３に、それぞれの用途に適した材料を用い、適切な熱処理を行うことで得ることができる。
このように、ボールねじ軸２０と接合ツール２３を一体形成した場合、接合ツール２３を交換可能とした場合と異なり、ボールねじ軸２０の寿命を何本もの接合ツール２３の寿命に合わせる必要がなく、ボールねじ軸２０の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００５１】
図６及び図７は、上記第１及び第２の実施形態の変形例である。上記実施形態においては、ボールねじ軸２０の下端面に接合ツール２３が一体形成されている場合について説明したが、本願発明は摩擦攪拌接合装置４にスプライン付きボールねじ装置６を用い、デファレンシャルギヤユニット５４を組み合わせることに特徴を有し、接合ツール２３が着脱可能であるかは限定されるものではない。例えば、図６及び図７に示す変形例のように、ボールねじ軸２０の下端部に形成された接合ツール着脱機構９０によって、接合ツール２３を保持するようにしてもよい。ここで、接合ツール着脱機構９０は、本体部９０ａと、この本体部９０ａの下面にボールねじ軸２０と同軸上に沿って内方に延長する嵌合部９０ｂと、嵌合部９０ｂに着脱自在に固定された基部９０ｃと、この基部９０ｃに連設された接合ツール２３を把持する把持部９０ｄとを備えている。そして、接合ツール２３は、把持部９０ｄによって把持された状態で、基部９０ｃを嵌合部９０ｂに嵌合させることでボールねじ軸２０と同軸上に固定することができる。
【００５２】
なお、上記第１の実施形態においては、図２に示すようにボールねじ軸２０の外周面にて、ボールねじナット２１の下方に所定間隔を保ってボールスプラインナット２２を配設する例について説明した。しかしながら、本願発明はこれに限定されるものではなく、ボールねじナット２１とボールスプラインナット２２との上下関係を逆として、ボールねじ軸２０の外周面にて、ボールスプラインナット２２の下方に所定間隔を保ってボールねじナット２１を配設するようにしてもよい。これは、図２のように上記実施形態では、下側からの主荷重に対して、ナットホルダ３１のフランジ部３１ｂを取り付けるボルト（不図示）で荷重を受けることになるが、ボールねじナット２１を下側にして下側からボルトで固定することで、ナットホルダ３１のフランジ部３１ｂを介して、本体３（図1参照）の固定部材３ａが主荷重を受けることになる。このように、荷重をボルトでなくフランジ部で受けることで、耐荷重性、信頼性を増すことができる。
【００５３】
また、上記第1の実施形態においては、電動モータ５５及び５６の配置について、回転軸５５ａ及び５６ａを下側にした場合について説明したが、これに限定されるものではない。周辺装置とのスペースの関係で適宜変更可能である。特に電動モータ５６については、回転軸５６ａを上側に配置して回転駆動軸５３に直結することで、電動モータ５６の縦方向位置が、電動モータ５５及びデファレンシャルギヤユニット５４と縦一列になり、幅方向に、よりコンパクトな装置構成となる。また、回転伝達機構５７が不要となり、より軽量化できる。
同様に、上記第２の実施形態においても、電動モータ８０については、回転軸８０ａを上側に配置して回転駆動軸５３に直結することができる。
【００５４】
図９は、第１実施例の変形例であり、センサ付き軸受５０，５０を備えたスプライン付きボールねじ装置６を示した図である。この図に示すように、ボールねじナット２１を回転可能に支持する転がり軸受の一つと、ボールスプラインナット２２を回転可能に支持する転がり軸受の一つは、回転センサ５１，５１を有するセンサ付き軸受５０，５０である。回転センサ５１，５１は、転がり軸受の回転速度を検出することができ、このセンサ付き軸受５０，５０については、例えば、特開２００４−２１１８４１に記載のあるセンサ付き軸受が適用できる。即ち、軸受の固定側軌道輪には磁気センサを取り付け、回転側軌道輪には周方向に多極着磁された略円環状の磁石（エンコーダ）を取り付けている。そして、本変形例では、異常判定部を備えている。これは前記両センサ付き軸受５０，５０間の回転速度差を演算し、その回転速度差の値と設定値との差がある閾値を超えると外部にエラー信号を出すというものである。このエラー信号によって、例えば主駆動用駆動源又は差動駆動用駆動源としての電動モータ５５又は５６に備えられたブレーキ機構が作動するようにしている。
【００５５】
ボールねじ軸２０は回転しながら直進移動するため、ボールねじ軸２０の移動速度から異常を判断しようとすると、非接触の直線方向速度センサが必要になるなど、高価で大掛かりな検出器が必要となってしまい、従来、ボールねじ軸２０の移動速度を検出することは困難であった。本変形例によると、ボールねじ軸２０の移動速度を転がり軸受の回転速度差から検出するので、より安価でコンパクトな構成で異常を判定することができる。
【００５６】
上記の異常判定を行う変形例では、センサ付き軸受５０，５０を用いたが、ここでは、ボールねじナット２１とボールスプラインナット２２との間の相対回転差が得られればよく、センサの取り付け部やセンサの検出原理は上記のものに限定されるものではない。即ち、ボールねじナット２１とボールスプラインナット２２とに直接エンコーダを設け、固定部材３ａ側に磁気センサを設けてもよい。また、ボールねじナット２１とボールスプラインナット２２とのいずれか一方にエンコーダを設け、他方に無線信号を送信できる磁気センサを設けて相対回転差を得てもよい。また、本変形例では検出した回転速度差の値と設定値との差がある閾値を超えると外部にエラー信号を出すようにしているが、異常と判断される予め設定された一定の回転速度差を検知した場合にエラー信号を出すようにしてもよいし、制御指令値から推定される回転速度差からかけ離れた回転速度差を検知した場合にエラー信号を出すようにしてもよい。即ち、上記設定値は、固定値としてもよいし変動値としてもよい。
【００５７】
また、上記の異常判定を行う変形例では、２つの回転センサから両ナット２１及び２２間の回転速度差を演算したが、回転速度差ではなく回転位相差を測定又は演算し、回転位相差の値と設定値との差がある閾値を超えると外部にエラー信号を出す異常判定部を備え、前記エラー信号によって、主駆動用駆動源又は差動駆動用駆動源（電動モータ５５又は５６）のブレーキ機構が作動するようにしてもよい。この方法においても、ボールねじ軸２０が規定されたあるいは指令値から予想されたストロークから外れる前に軸方向移動停止できる。すなわち、この場合も上記設定値は、固定値としてもよいし変動値としてもよい。
また、上記の異常判定を行う変形例は、第1実施形態に適用した例を説明したが、第2実施形態にも適用できる。
【００５８】
また、上述した全ての実施形態では、スプライン付きボールねじ装置における転動体は、スプラインにおいてもボールねじにおいてもボール（球）である場合について説明した。しかし、本発明は、スプライン付きボールねじ装置にデファレンシャルギヤユニットを組み合わせることに特徴があり、スプライン付きボールねじ装置における転動体は、とくに限定されるものではなく、ボールの代わりにローラ（ころ）を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
４…摩擦攪拌接合装置、６…スプライン付きボールねじ装置、２０…ボールねじ軸、２０ａ…ボールねじ溝、２０ｂ…ボールスプライン溝、２１…ボールねじナット、２２…ボールスプラインナット、２３…接合ツール、２３ａ…大径部、２３ｂ…小径部、５０…センサ付き軸受、５１…回転センサ、５３…回転駆動軸、５４…デファレンシャルギヤユニット、５４ａ，５４ｂ…デファレンシャルギヤ、５４ｃ，５４ｄ…デファレンシャルロータギヤ、５５，５６…電動モータ、５５ａ，５６ａ…出力軸、５７，５８，６１，７６，７７，７８…回転伝達機構、５７ａ，５８ａ，６１ａ，７６ａ，７７ａ，７８ａ…駆動プーリ、５７ｂ，５８ｂ，５９ｂ，７６ｂ，７７ｂ，７８ｂ…従動プーリ、５７ｃ，５８ｃ，６１ｃ，７６ｃ，７７ｃ，７８ｃ…タイミングベルト、７１，７２…歯車、７５，８０…電動モータ、７５ａ，８０ａ…出力軸、７６，７７，７８…回転伝達機構、７６…回転駆動軸、９０…接合ツール着脱機構
【図１】
2011174603.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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