(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナットと、前記ナットに複数のボールを介して相対移動可能に内嵌するとともに軸方向に沿って形成された貫通孔を有するねじ軸と、前記ねじ軸の貫通孔に軸方向の両端が開口状態で挿着される管状のヒートシンクとを備え、
前記ヒートシンクは、その管状をなす内周面に、該内周面から自身中心に向かって放射状に突出する複数のフィンを有し、
前記複数のフィンは、その横断面形状が、中心から径方向外側に向けて拡幅する扇状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】
前記ヒートシンクの内周面の複数のフィンは、軸方向に沿って螺旋状をなして形成されている請求項１に記載のボールねじ。
【請求項３】
前記ねじ軸と前記ヒートシンク相互は、接着剤で、または、相互の端部にて相互を繋ぐ固定用部品で固定されている請求項１または２に記載のボールねじ。
【請求項４】
前記ヒートシンクは、その材料として、アルミニウム、鉄、若しくは銅、または合成樹脂を用い、押し出し成形によって形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載のボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートシンク（放熱器）を有するボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のボールねじとして、例えば特許文献１に記載の技術が開示されている。
同文献記載の技術では、ねじ軸の内部に軸方向に沿った貫通孔を形成し、その貫通孔にヒートパイプを挿着するとともに、貫通孔の両端を栓体で閉塞している。そして、ねじ軸の一端側の外周面に径方向外側に張り出す放熱用の複数のフィンを設けている。同文献記載の技術によれば、ねじ軸各部の熱をヒートパイプで吸収し、ねじ軸外周の複数のフィンから放熱することによりボールねじを冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１７３１４３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、特許文献１記載の技術では、ヒートパイプ両端を栓体で閉塞し、ねじ軸一端の放熱用のフィンから放熱する構造なので、ねじ軸全体を均一に冷却する上で改善の余地がある。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、放熱性に優れたヒートシンクを有するボールねじを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るボールねじは、ナットと、前記ナットに複数のボールを介して相対移動可能に内嵌するとともに軸方向に沿って形成された貫通孔を有するねじ軸と、前記ねじ軸の貫通孔に軸方向の両端が開口状態で挿着される管状のヒートシンクとを備え、前記ヒートシンクは、その管状をなす内周面に、該内周面から
自身中心に向かって放射状に突出する複数のフィンを有し、前記複数のフィンは、その横断面形状が、中心から径方向外側に向けて拡幅する扇状に形成されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明の一態様に係るボールねじによれば、ヒートシンクは、軸方向の両端が開口状態でねじ軸の貫通孔に挿着されており、その管状をなす内周面に、該内周面から自身中心に向かって放射状に突出する複数のフィンを有するので、ねじ軸各部の熱を管状のヒートシンクで吸収し、ヒートシンク内の複数のフィンから管内の空気に放熱することができる。
そして、ヒートシンクの管内が、ねじ軸の軸方向に沿って貫通しているため、ねじ軸が回転するときに、その回転に伴ってヒートシンク内の複数のフィンも回転するので、複数のフィンが、ヒートシンクの管内への空気の流入を促して管内の空気の流れが良くなる。よって、昇温した管内の空気を軸方向の両端開口から大気に効率良く放熱し、ねじ軸全体に亘って均一に冷却することができるので、放熱性に優れている。
さらに、前記複数のフィンは、その横断面形状が、中心から径方向外側に向けて拡幅する扇状に形成されているので、ヒートシンクの剛性を維持しつつ、伝熱面積を大きくする上で好適である。
【０００７】
ここで、本発明の一態様に係るボールねじにおいて、前記ヒートシンクの内周面の複数のフィンは、軸方向に沿って螺旋状をなして形成されていることは好ましい。このような構成であれば、ねじ軸の回転に伴って、複数の螺旋状のフィンが、管内への空気の流入をより積極的に促して空気の流れが一層良くなる。よって、ねじ軸が回転するときに、その回転に伴ってヒートシンクの管内の空気を旋回させる効果をより高めることができる。したがって、ねじ軸全体に亘って放熱性を向上させ、均一に冷却する上でより好適である。
【０００８】
また、本発明の一態様に係るボールねじにおいて、前記ねじ軸と前記ヒートシンク相互は、接着剤で、または、相互の端部にて相互を繋ぐ固定用部品で固定されていることは好ましい。このような構成であれば、ねじ軸とヒートシンク相互をガタなく固定する上で好適である。
【０００９】
また、前記ヒートシンクは、その材料として、アルミニウム、鉄、若しくは銅、または合成樹脂を用い、押し出し成形によって形成されていることは好ましい。このような構成であれば、アルミニウム、鉄、若しくは銅であれば伝熱性が良いヒートシンクとする上で好適であり、また、合成樹脂を用いれば成形性が良いヒートシンクとする上で好適である。
【発明の効果】
【００１０】
上述のように、本発明によれば、放熱性に優れたヒートシンクを有するボールねじを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一態様に係るボールねじの一実施形態の説明図であり、同図(ａ)はその正面図、(ｂ)は右側面から見たねじ軸の拡大端面図、(ｃ)は(ｂ)の要部拡大図である。
【図２】図１のヒートシンクの説明図であり、同図(ａ)はその正面図、(ｂ)は右側面図（Ａ矢視図）、(ｃ)はＢ−Ｂ断面図、(ｄ)はＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一態様に係るボールねじの一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
【００１３】
図１(ａ)に示すように、このボールねじ１０は、ねじ軸１と、ねじ軸１に対して複数のボール３を介して螺合するナット２とを有する。ナット２の内周部の両端とねじ軸１との間は防塵用のシール５で塞がれている。ナット２の一端部には円環状のフランジ２２が形成されている。
ねじ軸１の外周面には、螺旋状のねじ溝１１が形成されている。ねじ軸１のねじ溝１１の両端には、軸受部１３、１４および他の機構部との連結部１５が同軸に設けられている。ナット２の内周面には、ねじ軸１のねじ溝１１に対向する螺旋状のねじ溝２１が形成されている。また、ナット２には、軸方向に沿ってボール戻し通路４が肉厚部に形成されている。ナット２の両端には、ボール戻し通路４の両端部に連通する一対のエンドデフレクタ６，６がそれぞれ嵌め込まれている。
【００１４】
複数のボール３は、対向するねじ溝１１，２１で形成される転動路とボール戻し通路４とからなる循環経路内に配置される。これにより、ボールねじ１０には、転動路を転動するボール３がナット２の転動路の一端まで移動した後に、一方のエンドデフレクタ６に掬い上げられ、ボール戻し通路４を通って反対側の端部に移動し、他方のエンドデフレクタ６から再び転動路に戻るという循環経路が形成される。そして、この循環経路を循環しつつ転動路内で転動（負荷状態で回転しながら移動）する複数のボール３を介して、ねじ軸１とナット２とが相対移動するようになっている。
【００１５】
ここで、このボールねじ１０は、ねじ軸１の中心軸ＣＬと同軸に、軸方向に沿って、横断面が円形をなす貫通孔１２が全長に亘って形成されている。そして、この貫通孔１２には、軸方向の両端が開口する管状のヒートシンク３０がねじ軸１の全体に亘って挿着されている。
ヒートシンク３０は、同図(ｂ)に示すように、貫通孔１２の内周面に対して僅かな隙間を隔てて挿入可能な円形の外周面３１を有する。貫通孔１２の内周面とヒートシンク３０の外周面３１とは、接着剤によって相互に固定されている。ヒートシンク３０は、ねじ軸１をその全体に亘って均一に冷却するための放熱部材であり、本実施形態では、その材料として、放熱性に優れるアルミニウムを用いて押し出し成形によって形成されている。
【００１６】
ヒートシンク３０の管内には、同図(ｃ)に要部を拡大図示するように、内周面３２から自身中心Ｏに向かって放射状に突出する複数のフィン３３，３３・・・が設けられている。各フィン３３は、自身中心Ｏの近傍の位置まで伸びており、中心Ｏの周囲は円形の貫通孔になっている。本実施形態では、１２枚のフィン３３が周方向に距離を隔てて等配されている。
【００１７】
また、複数のフィン３３，３３・・・は、同図(ｃ)に示すように、その横断面形状が、中心Ｏから径方向外側に向けて拡幅する扇状に形成されている。この例では、隣り合うフィン３３，３３相互の隙間（空間）の広さは、各フィン３３の厚さにほぼ等しい。なお、複数のフィンの枚数や、複数のフィンの厚さや隣り合うフィン３３，３３相互の隙間（空間）の広さは適宜変更することができる。
【００１８】
さらに、本実施形態では、上記複数のフィン３３，３３・・・は、図２(ａ)に示すように、各フィン３３が軸方向に沿って同一方向に等ピッチで旋回する螺旋状をなして形成され、これにより、ねじ軸１が回転するときに、その回転に伴ってヒートシンク３０の管内の空気を旋回させる効果をより高めている。
なお、同図(ａ)において、管路内部に符号ＳＬを付して示す複数の破線は、各フィン３３の基端部中心位置の描く軌跡のイメージを示している。例えば、同図(ｂ)にアスタリスク（＊）を付して示すフィン３３＊であれば、フィン３３＊の基端部中心は符号Ｋで示す位置となり、Ｂ−Ｂ断面の位置では、同図(ｃ)に示すフィン３３＊の位置に位置し、Ｃ−Ｃ断面の位置では、同図(ｄ)に示すフィン３３＊の位置に位置する螺旋形状になる。他のフィン３３についても同様である。
【００１９】
次に、このボールねじ１０の作用・効果について説明する。
このボールねじ１０によれば、管状のヒートシンク３０は、軸方向の両端が開口状態でねじ軸１の貫通孔１２に挿着され、ヒートシンク３０は、その管状をなす内周面３２に、内周面３２から自身中心Ｏに向かって放射状に突出する複数のフィン３３，３３・・・を有するので、管内の伝熱面を拡大して、ヒートシンク３０内の複数のフィン３３，３３・・・から管内の空気にねじ軸１の熱を放熱することができる。
【００２０】
そして、ヒートシンク３０の管内が、ねじ軸１の軸方向に沿って貫通しているため、ねじ軸１が回転するときに、その回転に伴ってヒートシンク３０内の複数のフィン３３，３３・・・も回転するので、複数のフィン３３，３３・・・が、管内への空気の流入を促して空気の流れが良くなり、昇温した管内の空気を軸方向の両端から大気に効率良く放熱して、ねじ軸１全体に亘って均一に冷却することができる。また、このボールねじ１０によれば、複数のフィン３３，３３・・・は、その横断面形状が、自身中心Ｏから径方向外側に向けて拡幅する扇状に形成されているので、ヒートシンク３０の剛性を維持しつつ伝熱面積を大きくできる。
【００２１】
特に、本実施形態によれば、ヒートシンク内面の複数のフィン３３，３３・・・は、ねじ軸１の軸方向に沿って同一方向に等ピッチで旋回する螺旋状をなして形成されているので、ねじ軸１の回転に伴って、複数の螺旋状のフィン３３，３３・・・が、管内への空気の流入をより促して空気の流れが一層良くなる。つまり、ねじ軸１が回転するときに、その回転に伴ってヒートシンク３０の管内の空気を旋回させる効果をより高めることができる。よって、ねじ軸全体に亘って放熱性がより向上し、熱交換の効率を上げて、均一に冷却する上でより好適である。
【００２２】
以上説明したように、このボールねじ１０は放熱性に優れている。なお、本発明に係るボールねじは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。
例えば、上記実施形態では、一対のエンドデフレクタ６，６を用いた内部循環型のボールねじ１０を例に説明したが、これに限定されず、例えば、循環チューブをナットの外周面に装着する外部循環型のボールねじに適用できることは勿論、其の他、ダブルナット式のボールねじ等、種々の態様のボールねじに本発明を適用することができる。
【００２３】
また、例えば上記実施形態では、ねじ軸１とヒートシンク３０とは、接着剤によって相互に固定されている例で説明したが、ねじ軸１とヒートシンク３０相互の固定は、接着剤に限定されず、例えば相互の端部に固定用カバーを装着することで固定してもよい。接着剤、または、端部に固定用カバーを装着することで、ねじ軸とヒートシンク相互をガタなく確実に固定できる。
【００２４】
また、例えば上記実施形態では、ヒートシンク３０は、アルミニウムを用いて押し出し成形によって形成されている例で説明したが、ヒートシンク３０の材料はアルミニウムに限定されず、例えば鉄、若しくは銅、または合成樹脂を用いることができる。
ヒートシンク３０がアルミニウム、鉄、若しくは銅製であれば伝熱性が良いヒートシンクとすることができる。また、ヒートシンク３０に合成樹脂を用いれば成形性が良いヒートシンクとすることができる。また、製造方法についても押し出し成形に限定されず、他の成形方法や切削によって形成してもよい。切削加工の場合に、ヒートシンク３０を複数の部品の組から構成してもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１    ねじ軸
２    ナット
３    ボール
１０    ボールねじ
１１    ねじ軸のねじ溝
１２    ねじ軸の貫通孔
２１    ナットのねじ溝
３０    ヒートシンク
３１    フィン
【図１】
0006558087.tif 000002
【図２】
0006558087.tif 000003