(57)【要約】【課題】ナット内部に発生した塵埃を外部に極力出さないようにして、従来のボールねじよりも高い発塵低減効果を得る。【解決手段】ボール戻し経路をナット１の内部に形成し、ナット１の軸方向両端にリング状の非接触シール４を配置する。ナット１を径方向に貫通する吸引穴７を、給脂穴８とは別に、ボール３の軌道（ナット１の螺旋溝１ａとねじ軸２の螺旋溝２ａとで形成される転動路）の範囲内に形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動するボールねじであって、
前記ナットの軸方向両端に、リング状の非接触シールが配置され、
前記ナットを径方向に貫通する吸引穴が、前記軌道の範囲内に形成されていることを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
前記ナットには、その内部に潤滑剤を供給する給脂穴が形成され、
前記吸引穴が前記給脂穴とは別の位置に形成されている請求項１記載のボールねじ。
【請求項３】
前記ナットの軸方向中央部にフランジが形成され、前記フランジに前記吸引穴が形成されている請求項１または２記載のボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子や液晶表示パネルを製造する環境に塵埃が存在すると歩留まり低下の原因になるため、これらの製造はクリーンルーム等の清浄な環境下で行われている。よって、半導体素子や液晶表示パネルの製造に使用される装置（製造装置や搬送装置）を構成するボールねじには、使用状態で塵埃が発生しないことが求められている。
下記の特許文献１には、ボールねじのボール戻し経路が、ボールを循環チューブのタングに衝突させてナットの外部にすくい上げる構造であると、衝突の際にボール等に付着しているグリースの油分が飛散して、ねじ軸とナットの間から外部に微粒子として放出されるため、発塵の原因になることが記載されている。この原因をなくすために、ボールねじのボール戻し経路を、ナットの軸方向に延びる貫通穴（ボール戻し通路）と、これに連続するボール循環コマで形成し、ボール循環コマを、ボールがタングに衝突しない状態で循環できる形状にすることが記載されている。
【０００３】
また、特許文献１に記載されたボールねじは、低発塵性グリースで潤滑され、ねじ軸とナットの環状隙間が、ナットの軸方向両端に配置されたリング状の接触シールで塞がれている。
下記の特許文献２には、ボールねじのナットに設けた給油孔に吸引配管を接続して、ナットの内部に発生した塵埃を吸引除去することが記載されている。また、ねじ軸にグリースプレーティング（潤滑剤含有溶液に浸漬後、乾燥することで潤滑剤被膜を形成する方法）を施すことで、潤滑剤からの発塵を抑制することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１２５１７号公報
【特許文献２】特許第２６３８９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および２に記載されたボールねじには、発塵低減効果の点でさらなる改善の余地がある。
この発明の課題は、ナット内部に発生した塵埃を外部に極力出さないようにして、従来のボールねじよりも高い発塵低減効果を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝で形成される軌道（転動路）の間に配置されたボールと、ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動するボールねじであって、前記ナットの軸方向両端に、リング状の非接触シールが配置され、前記ナットを径方向に貫通する吸引穴（吸引手段に接続する穴）が、前記軌道の範囲内（ナットの軸方向でボールが転動する範囲）に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
ボールねじの発塵源は潤滑剤であり、ボールが軌道を転動する際に潤滑剤を飛び散らすことによって塵埃が生じる。ねじ軸のナットの外側にある部分にも潤滑剤は付着しているが、その部分の螺旋溝にはボールが存在しないため、ねじ軸が回転していてもその部分からの発塵は少ない。この発明のボールねじでは、ナットの塵埃が発生している軌道の範囲（ボールが転動する範囲）内に吸引穴を設けたため、ナット内部の塵埃が効率的に吸引除去される。
【０００８】
また、非接触シールが配置されているため、ねじ軸とシールとの接触による発塵が防止される。
また、ボール戻し経路がナットの内部に形成されていると、ナット内部の塵埃が外部に出る経路がナットの軸方向両端に限定されるため好ましい。このナットの軸方向両端にはリング状の非接触シールが配置されているため、ナットとねじ軸との隙間は、ねじ軸と非接触シールとの隙間のみになる。よって、吸引穴に吸引手段を接続してナット内部を吸引している間、ナット外部の空気が非接触シールとねじ軸との隙間を通ってナット内部に入り、ナット内部の空気が非接触シールとねじ軸との隙間を通って外部に向かうことを妨げる。
【０００９】
なお、この発明のボールねじは、ねじ軸と非接触シールとで形成される円環状隙間が周方向全体でほぼ同じになるように、非接触シールの内周部の形状とねじ軸の螺旋溝の形状を組合せることが好ましい。例えば、ねじ軸の螺旋溝を研削逃げが形成されていない単純なゴシックアーク形状とし、非接触シールの内周部をこれに対応させた形状とする。これにより、吸引時に、円環状隙間の周方向全体からナット内部に均一に空気が導入されて、空気の流れが周方向全体で均一になるため吸引効率が高くなる。ねじ軸と非接触シールとで形成される円環状隙間は０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１０】
この発明のボールねじの前記ナットに、その内部に潤滑剤を供給する給脂穴が形成されている場合は、前記吸引穴が前記給脂穴とは別の位置に形成する。前記給脂穴から供給された潤滑剤は、ボールの転動に伴うナットのねじ軸に対する相対的往復移動により、ナットの軸方向両端の非接触シールの内側に溜まり易く、ナット内部の軌道の範囲には溜まりにくい。この範囲に吸引穴が形成されているため、吸引穴が潤滑剤で塞がれにくく、安定的に吸引を行うことができる。
【００１１】
これにより、ボールねじの潤滑をナット内部へ潤滑剤を供給することで行いながら、ナットの内部に発生した塵埃のほとんどを外部に向かわせずに、効率的に吸引除去することができる。
前記潤滑剤としては、ちょう度が３００以下の低発塵性グリースを使用することが好ましい。
また、ナットの内部に潤滑剤を供給して慣らし運転をすることにより、非接触シールとねじ軸との隙間に潤滑剤を介在させると、ねじ軸と非接触シールとの間に微小な隙間ができる。よって、この発明のボールねじは、慣らし運転を行った後に使用することで吸引効率が向上する。
さらに、この発明のボールねじは、前記ナットの軸方向中央部にフランジが形成され、前記フランジに前記吸引穴が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明のボールねじによれば、ナットの内部に発生した塵埃のほとんどが外部に向かわず、効率的に吸引除去されるため、従来のボールねじよりも高い発塵低減効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の第１実施形態のボールねじを示す断面図である。
【図２】この発明の第２実施形態のボールねじを示す断面図である。
【図３】この発明の第３実施形態のボールねじを示す断面図である。
【図４】この発明の第４実施形態のボールねじを示す正面図である。
【図５】この発明の第４実施形態のボールねじを示す断面図（図４のＡ−Ａ断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態のボールねじを示す断面図である。
図１に示すように、このボールねじは、ナット１と、ねじ軸２と、ボール３と、リング状の非接触シール４と、エンドデフレクタ５と、環状のスペーサ６で構成されている。ナット１の内周面に螺旋溝１ａが形成され、ねじ軸２の外周面に螺旋溝２ａが形成されている。ナット１の螺旋溝１ａとねじ軸２の螺旋溝２ａで形成される軌道の間に、ボール３が配置されている。ナット１の軸方向一端にはフランジ１１が形成されている。
【００１５】
ナット１には、軸方向に延びる貫通穴１３が形成されている。ナット１の貫通穴１３の両端部に、エンドデフレクタ５を配置する凹部１５が形成されている。すなわち、このボールねじのボール戻し経路は、貫通穴１３からなるボール戻し通路と、その両端に接続されたエンドデフレクタ５とにより、ナット１の内部に形成されている。エンドデフレクタ５は接線すくい上げ形状のものを用いている。
【００１６】
ナット１の軸方向両端に、スペーサ６と非接触シール４を取り付けるための凹部１４が形成されている。ナット１の凹部１４内に、軸方向内側から順に、スペーサ６、非接触シール５が配置され、これらが、図示されないボルトで凹部１４の端面１４ａに固定されている。これにより、ナット１の軸方向両端に、非接触シール４とスペーサ６とねじ軸２とで囲まれた空間４６が生じる。これらの空間４６が、グリ−ス（潤滑剤）溜まり空間となる。スペーサ６はナット１と一体に形成されていてもよい。
【００１７】
ナット１には、さらに、吸引手段に接続する吸引穴７と、内部に潤滑剤を供給する給脂穴８が形成されている。吸引穴７は、ナット１の軸方向中央部の隣り合う螺旋溝１ａの間となる位置に、径方向に貫通する貫通穴として形成されている。吸引穴７のナット外周側は拡径されて、吸引配管の先端を挿入して取り付ける取り付け穴７１となっている。
【００１８】
給脂穴８は、ナット１のフランジ１１が形成されている部分の隣り合う螺旋溝１ａの間となる位置に、径方向に貫通する貫通穴として形成されている。給脂穴８のナット外周側は（フランジ１１に配置されている部分は全て）拡径されて、給脂配管の先端を挿入して取り付ける取り付け穴８１となっている。
ねじ軸２の螺旋溝２ａの断面形状は、研削逃げ溝が形成されていない単純なゴシックアーク形状である。これに対応させて、非接触シール４の内周部の形状を、ねじ軸２と非接触シール４とで形成される円環状隙間が周方向全体でほぼ同じになるようにしてある。
【００１９】
このボールねじは、例えば以下の手順で使用される。
ナット１の給脂穴８の取り付け穴８１に、ちょう度が３００以下の低発塵グリースの給脂配管の先端を取り付け、ナット１の吸引穴７の取り付け穴７１に吸引配管の先端を取り付ける。そして、先ず、給脂穴８からナット１の内部に、内部空間の１／４程度となる量の低発塵グリースを供給することで、グリ−ス溜まり空間４６にグリースを溜める。
【００２０】
次に、慣らし運転として、ナット１をねじ軸２に対してナット１の長さ分のストロークで数回相対移動させることで、グリース溜まり空間４６のグリースを移動させて、非接触シール４とねじ軸２との隙間にグリースを介在させる。これにより、非接触シール４とねじ軸２との間に微小な（０．５ｍｍ以下の）円環状の隙間が形成される。
次に、吸引配管の吸引源を作動させてナット１の内部を吸引し、この状態でボールねじの運転を開始する。これにより、ボール３の転動によりナット１の内部に発生した塵埃が吸引穴７から吸引除去される。また、外部の空気が非接触シール４とねじ軸２との微小な隙間を通ってナット１の内部に入り、ナット１の内部の空気が非接触シール４とねじ軸２との隙間を通って外部に向かうことを妨げる。
【００２１】
このようにして、ナット１の内部の塵埃が効率的に吸引除去される。グリース溜まり空間４６を設けたことで、非接触シール４とねじ軸２との間に微小な円環状の隙間が形成されるため、吸引効率が特に高くなる。また、非接触シール４を用いているため、ねじ軸２との接触による発塵が防止される。
したがって、この実施形態のボールねじによれば、ボールねじの潤滑をナット内部へ潤滑剤を供給することで行いながら、ナットの内部に発生した塵埃のほとんどが外部に向かわず吸引除去されるため、従来のボールねじよりも高い発塵低減効果が得られる。
なお、長期間の使用により、吸引時にナット１の内部のグリースが吸引穴７から吸引配管に入ることが考えられるが、吸引配管にグリースを溜める部分を設けて、その部分から定期的にグリースを取り除くこと等により、長期間の使用でも吸引効率を低下させないようにすることができる。
【００２２】
図２は、第２実施形態のボールねじを示す断面図である。
この実施形態では、ナット１の軸方向両端の凹部１４に、それぞれスペーサ６を介して２枚の非接触シール４１，４２を取り付けている。これにより、グリース溜まり空間４６が非接触シール４１，４２の間に形成されている。これ以外の点は第１実施形態と同じである。
図３は、第３実施形態のボールねじを示す断面図である。
第１および第２実施形態では、ナット１の吸引穴７とは異なる位置に給脂穴８が形成され、この給脂穴８からグリースを供給しているが、第３実施形態では、ナット１に給脂穴８を設けず、ねじ軸２にグリースプレーティングを施すことで潤滑を行っている。これにより、図３のボールねじは、シール４とねじ軸２との隙間がほぼ一定に保持されるとともに、吸引穴７にグリースが入らない。
【００２３】
これに対して、図１および図２のボールねじでは、給脂穴８から供給したグリースが吸引穴７に入る可能性がないとは言えない。そして、吸引穴７にグリースが入ると吸引効果が低減する場合がある。よって、図３のボールねじは、図１および図２のボールねじよりも高い発塵低減効果が得られる可能性がある。
ねじ軸２にグリースプレーティングを施すことに代えて、固体潤滑剤からなる被膜をねじ軸２の表面に形成することによっても、上記と同様の効果を得ることができる。前記被膜をなす固体潤滑剤としては、二硫化モリブデン、有機モリブデン化合物、軟質金属（例えば、金、銀、鉛）、および高分子材料（例えば、ＰＴＦＥ、ポリイミド）の少なくとも１種からなるものが挙げられる。
【００２４】
図４および５は、第４実施形態のボールねじを示す正面図と断面図である。
第１〜第３実施形態では、ナット１の軸方向一端に形成されたフランジ１１に給脂穴８を設け、フランジ１１以外の部分に吸引穴７を設けているが、第４実施形態では、ナット１の軸方向中央部にフランジ１１を形成し、フランジ１１に吸引穴７と給脂穴８を設けている。図４に示すように、吸引穴７と給脂穴８は９０°位相が異なる位置に形成されている。これ以外の構成は図１の構成と同じである。
【００２５】
このように、吸引穴７がフランジ１１に形成されていると、ハウジング１７をナット１のフランジ１１以外の部分に外嵌し、ハウジング１７の端面をフランジ１１の端面に接触させて取り付ける際に、吸引穴７の取り付け穴７１がハウジング１７で隠れないため、吸引穴７の取り付け穴７１に吸引配管を容易に取り付けることができる。これに対して、吸引穴７がフランジ１１以外の部分に形成されていると、上述の取り付け方では、吸引穴７の取り付け穴７１がハウジングで隠れるため、吸引穴７の取り付け穴７１と吸引配管を接続する貫通穴をハウジングに設ける必要がある。
【００２６】
なお、これらの実施形態では、吸引穴７を、ナット１の軸方向中央部の隣り合う螺旋溝１ａの間となる位置に設けているが、螺旋溝１ａの位置に設けてもよい。
また、この発明は、循環回路（ボール戻し経路＋軌道）が複数あるボールねじにも適用できる。その場合、ナットを径方向に貫通する吸引穴は、隣り合う循環回路の間に相当する位置に形成されていてもよい。
また、これらの実施形態のボールねじは、貫通穴１３からなるボール戻し通路とエンドデフレクタ５とからなるボール戻し経路を有するが、この発明は、ボール戻し経路がエンドキャップ式、循環チューブ式、コマ式であるボールねじにも適用できる。
【符号の説明】
【００２７】
１  ナット
１ａ  ナットの螺旋溝
１１  フランジ
１３  ボール戻し通路をなす貫通穴
１４  シール取り付け用の凹部
１４ａ  凹部１４の端面
１５  エンドデフレクタ取り付け用の凹部
１７  ハウジング
２  ねじ軸
２ａ  ねじ軸の螺旋溝
３  ボール
４  非接触シール
４１  非接触シール
４２  非接触シール
４６  グリース溜まり空間
５  エンドデフレクタ
６  スペーサ
７  吸引穴
７１  取り付け部
８  給脂穴
８１  取り付け部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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