(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に第１螺旋溝が設けられたねじ軸と、
各々の内周面に第２螺旋溝が前記第１螺旋溝と対向して設けられ、かつ前記ねじ軸が貫通した２つのナットと、
前記第１螺旋溝及び前記第２螺旋溝により形成されたボール転動路を転動する複数のボールと、
前記ボール転動路内の前記ボールに第１予圧を付与するようにして前記２つのナットの間に配置された間座と、
前記間座に設けられ、かつ前記第１予圧とは別に、前記ボール転動路内の前記ボールに第２予圧を付与する予圧付与機構と、
前記第２予圧を調整する予圧付与調整機構と、
を備え、
前記予圧付与機構は、
前記２つのナットの間に直列に配置された２つの固定板と、
前記２つの固定板の間に配置された皿バネと、
前記皿バネに一定量の荷重を付加した状態で前記２つの固定板を連結して固定する連結固定部材と、
を備え、
前記予圧付与調整機構は、
前記２つの固定板の何れか一方の固定板の前記皿バネ側とは反対側の端面部に、前記一方の固定板側の前記ナットの中心軸方向に対して傾斜して設けられた第１斜面部と、
前記第１斜面部と前記一方の固定板側の前記ナットとの間に、前記ナットの半径方向に移動自在に配置された調整ブロックと、
を備え、
前記調整ブロックは、
前記第１斜面部に接して前記第１斜面部と同一方向に傾斜した第２斜面部と、
前記一方の固定板側のナットの中心軸方向において前記第２斜面部とは反対側の位置に前記ナットに接して配置された接触面部と、
を有しているボールねじ。
【請求項２】
前記第１斜面部及び前記第２斜面部の各々は、前記一方の固定板側のナットの外周面側から内周面側に向かって前記ナットとの距離が徐々に長くなるように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項３】
前記第１斜面部及び前記第２斜面部の各々は、前記一方の固定板側のナットの外周面側から内周面側に向かって前記ナットとの距離が徐々に短くなるように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項４】
前記接触面部は、前記一方の固定板側のナットの半径方向に沿って延伸していることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項５】
前記一方の固定板は、前記調整ブロックを介して前記一方の固定板側の前記ナットに連結されていることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項６】
前記連結固定部材は、前記２つの固定板に対して着脱自在に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項７】
前記予圧付与調整機構は、前記調整ブロックを前記一方の固定板側のナットの半径方向に移動させるねじ部を更に備えていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１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、ボールねじに関し、特に、互いに隣り合うナット間に間座を備えたボールねじに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作機械、射出成形機、半導体製造装置などの装置に組み込んで使用されるボールねじでは、軸方向の位置決め精度を確保するために、予圧を付与して剛性を向上させることが一般に行われている。
特許文献１には、互いに隣接する２つのナット間に平板状の間座を設けて予圧を付与する方法が開示されている。また、特許文献２には、両面に互い違いに圧電シートが貼り付けられた間座を互いに隣接する２つのナット間に介装し、２つのナットで強く挟持したとき間座に弾性変形を生じさせるとともに、圧電シートに供給する電圧を外部から調整することにより、予圧を外部から自在に調整することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０４１４１号公報
【特許文献２】特許第２８７６６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ボールねじでは、稼働時間の経過に伴って発生する摩耗劣化により予圧が徐々に低下し、最後には予圧抜け状態に陥ることがある。ボールねじの予圧が抜けると、ボールねじの剛性が不足し、位置決め精度の悪化を生じ、ボールねじを組み込んだ装置の加工精度に問題が発生してしまうため、装置を停止せざるを得ない状況になってしまう。装置を復旧させるには、ボールねじを新たに手配し、ボールねじの交換作業が必要となる。このため、急な装置の停止に備えるため、ボールねじをストックしなくてはならず、また、ストックがない場合は、新たにボールねじが届くまで装置を停止しなくてはならない。
【０００５】
特許文献２に記載のボールねじにあっては、外部から予圧を調整することが可能であり、常時予圧を一定に調整することができるが、予圧を調整するために、外部に検出装置や直流電圧を供給する駆動装置を設けたり、流体圧源、流体圧供給路、圧力室などを含む付勢手段を設けたりする必要があり、ボールねじ単独で予圧調整を行うことができない。
そこて、本発明は上記課題に着目してなされたものであり、その目的は、予圧の低下や予圧抜けが生じたときに予圧を復元させることが可能な新規のボールねじを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るボールねじは、外周面に第１螺旋溝が設けられたねじ軸と、各々の内周面に第２螺旋溝が第１螺旋溝と対向して設けられ、かつねじ軸が貫通した２つのナットと、第１螺旋溝及び第２螺旋溝により形成されたボール転動路を転動する複数のボールと、ボール転動路内のボールに第１予圧を付与するようにして２つのナットの間に配置された間座と、間座に設けられ、かつ第１予圧とは別にボール転動路内のボールに第２予圧を付与する予圧付与機構と、第２予圧を調整する予圧付与調整機構とを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様に係るボールねじによれば、予圧の低下や予圧抜けが生じたときに予圧を復元させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係るボールねじにおいて、ねじ部分の内部構造を示す要部断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るボールねじにおいて、予圧付与機構及び予圧付与調整機構の構造を示す要部断面図である。
【図３】図２の一部を拡大して示す要部断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るボールねじにおいて、予圧付与調整機構の配置状態を示す図である。
【図５】図２の連結固定部材を取り外した状態を示す図要部断面である。
【図６】図５の一部を拡大して示す要部断面図である。
【図７】本発明の実施形態２に係るボールねじにおいて、ねじ部分の内部構造を示す要部断面図である。
【図８】本発明の実施形態２に係るボールねじにおいて、予圧付与機構及び予圧付与調整機構の構造を示す要部断面図である。
【図９】図８の一部を拡大して示す要部断面図である。
【図１０】図８の連結固定部材を取り外した状態を示す図要部断面である。
【図１１】図１０の一部を拡大して示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係るボールねじを説明する。なお、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。また、図２及び図８では、図面を見易くするため、後述するカバー部材の図示を省略している。
【００１０】
（実施形態１）
図１に示すように、本発明の実施形態１に係るボールねじ１は、外周面に第１螺旋溝１１が設けられたねじ軸１０と、各々の内周面に第２螺旋溝１５が第１螺旋溝１１と対向して設けられ、かつねじ軸１０が貫通した２つのナット１４（第１ナット１４Ａ，第２ナット１４Ｂ）とを備えている。２つのナット１４の各々は、互いに隣り合う直列配置でねじ軸１０に螺合されている。したがって、ねじ軸１０と２つのナット１４とは、ねじ軸１０の外周面と２つのナット１４の各々の内周面とが対向するように同軸に配置されている。また、２つのナット１４の各々の中心軸とねじ１０の中心軸とは一致しており、２つのナット１４の各々の中心軸方向１４ｘはねじ軸１０の中心軸方向１０ｘと一致している。
【００１１】
また、本発明の実施形態１に係るボールねじ１は、第１螺旋溝１１及び第２螺旋溝１５により形成されたボール転動路１７内を転動する複数のボール１８を備えている。ボール転動路１７は、２つのナット１４の各々にそれぞれ個別に形成されている。
また、図１及び図２に示すように、本発明の実施形態１に係るボールねじ１は、ボール転動路１７内のボール１８に第１予圧としての初期予圧を付与するようにして２つのナット１４（第１ナット１４Ａと第２ナット１４Ｂと）の間に配置された間座２０を備えている。
また、本発明の実施形態１に係るボールねじ１は、初期予圧とは別に、ボール転動路１７内のボール１８に第２予圧としての予圧を付与する予圧付与機構２０Ａと、この予圧付与機構２０Ａにより２つのナット１４の各々のボール転動路１７内のボール１８に付与される予圧を調整する予圧付与調整機構４０Ａとを備えている。予圧付与機構２０Ａは間座２０に設けられている。
【００１２】
さらに、本発明の実施形態１に係るボールねじ１は、図示していないが、ボール転動路１７の両端を継いでボール１８を循環させるボール戻し路を備えている。このボール戻し路においても、ボール転動路１７と同様に、２つのナット１４の各々にそれぞれ個別に設けられている。
また、本発明の実施形態１に係るボールねじ１は、図１に示すように、２つのナット１４の間にカバー部材２６を備えている。このカバー部材２６は、詳細に図示していないが、予圧付与機構２０Ａ及び予圧付与調整機構４０Ａを覆うようにしてナット１４の円周方向に沿って延伸している。
【００１３】
２つのナット１４において、第１ナット１４Ａは、一端にフランジ部１６が設けられた円筒体で構成され、この円筒体の内周面にねじ軸１０の第１螺旋溝１１と対向して第２螺旋溝１５が設けられている。第２ナット１４Ｂは、第１ナット１４Ａと比較してフランジ部１６が省略された円筒体で構成され、この円筒体の内周面にねじ軸１０の第１螺旋溝１１と対向して第２螺旋溝１５が設けられている。
【００１４】
複数のボール１８は、図１に示すように、ボール転動路１７内に配置されているとともに、図示していないが、ボール戻し路内に配置されている。すなわち、実施形態１のボールねじ１は、ボール転動路１７及びボール戻し路により形成された無端状のボール循環経路を有し、このボール循環経路内を複数のボール１８が循環するようになっている。この無端状のボール循環経路も、２つのナット１４の各々にそれぞれ個別に形成されている。
【００１５】
ねじ軸１０の第１螺旋溝１１は、その第１螺旋溝１１の延伸方向と直交する断面形状が曲率中心の異なる２つの同一円弧を組み合わせた略Ｖ状であるゴシックアーク形状とされている。また、２つのナット１４の各々の第２螺旋溝１５においても、その第２螺旋溝１５の延伸方向と直交する断面形状が曲率中心の異なる２つの同一円弧を組み合わせた略Ｖ状であるゴシックアーク形状とされている。そして、２つのナット１４の各々は、第１ナット１４Ａのフランジ部１６とは反対側に第２ナット１４Ｂが隣り合うようにして配置されている。
【００１６】
ボールねじ１において、ボール１８は、ボール転動路１７内を移動しつつねじ軸１０の周りを回ってボール転動路１７の終点に至り、そこでボール転動路１７からボール戻し路の一方の端部に入る。ボール戻し路に入ったボール１８は、ボール戻し路内を通ってボール戻し路の他方の端部に達し、そこからボール転動路１７の始点に戻されるようになっている。
したがって、ボールねじ１は、ねじ軸１０と２つのナット１４とを相対回転運動させると、ボール転動路１７内でのボール１８の転動を介して、ねじ軸１０と２つのナット１４とが中心軸方向に相対直線移動するようになっている。そして、ボール１８は、無端状の循環経路内を無限に循環するようになっているため、ねじ軸１０と２つのナット１４とは継続的に相対直線移動することができる。
【００１７】
図２及び図３に示すように、予圧付与機構２０Ａは、２つのナット１４の間に直列に配置された２つの固定板２１（第１固定板２１Ａ，第２固定板２１Ｂ）と、この２つの固定板２１の間に配置された皿バネ２３と、この皿バネ２３に一定量の荷重を付加した状態で２つの固定板２１を連結して固定する連結固定部材２４とを備えている。
２つの固定板２１のうち、第１固定板２１Ａは第１ナット１４Ａ側に位置し、第２固定板２１Ｂは第２ナット１４Ｂ側に位置している。連結固定部材２４は、２つの固定板２１に対して着脱自在で固定され、例えば雄ねじ及び雌ねじを組み合わせた締結機構によって締結固定されている。
【００１８】
第１及び第２固定板２１Ａ，２１Ｂの各々は、詳細に図示していないが、中央部にねじ軸１０が貫通する貫通孔が設けられた円筒形状で構成されている。皿バネ２３は、詳細に図示していないが、中央部にねじ軸１０が貫通する貫通孔が設けられ、周縁部よりも中央部が突出した円盤型の円錐形状で構成されている。この皿バネ２３は、円錐形状の上側中央部分と下側周縁部分に荷重を加え、円錐高さが低くなる方向に撓ませることでバネ作用が得られる。
【００１９】
皿バネ２３は、ねじ軸１０の中心軸方向１０ｘに例えば１列配置で４つ直列に配置されている。この４つの皿バネ２３のうち、第１固定板２１Ａ側から数えて１番目及び２番目に位置する２つの皿バネ２３は、円錐形状の上側中央部分と下側周縁部分に荷重を加えたとき中央部が第１固定板２１Ａ側に撓むように配置されている。一方、第２固定板２１Ｂ側から数えて１番目及び２番目に位置する２つの皿バネ２３は、円錐形状の上側中央部分と下側周縁部分に荷重を加えたとき中央部が第２固定板２１Ｂ側に撓むように配置されている。
【００２０】
第１固定板２１Ａ側から数えて１番目に位置する皿バネ２３は、少なくとも周縁部が第１固定板２１Ａと接触するようにして配置されている。第２固定板２１Ｂ側から数えて１番目に位置する皿バネ２３は、少なくとも周縁部が第２固定板２１Ｂと接触するようにして配置されている。第１固定板２１Ａ側の１番目の皿バネ２３と第２固定板２１Ｂ側の１番目の皿バネ２３との間に位置する２つの皿バネ２３は、各々の周縁部が円周方向に沿って皿バネ案内部材２５で固定されている。すなわち、４つの皿バネ２３は、第１固定板２１Ａと第２固定板２１Ｂとの間の間隔が狭くなる方向に第１固定板２１Ａ及び第２固定板２１Ｂに荷重を加えたとき、バネ作用が得られるようにして配置されている。４つの皿バネ２３の各々は、第１固定板２１Ａ及び第２固定板２１Ｂの各々に撓みを確保された状態で保持されている。
なお、実施形態１では４つの皿バネ２３を設けているが、この数に限定されるものではなく、１つ以上設けていればよい。また、４つの皿バネ２３を１つの皿バネ群として構成し、この皿バネ群を２つ以上設けるようにしてもよい。
【００２１】
図３に示すように、予圧付与調整機構４０Ａは、２つの固定板２１の何れか一方の固定板２１、例えば第１固定板２１Ａの皿バネ２３側の端面部２１ｍ（以下、バネ側端面部２１ｍと呼ぶ）とは反対側の端面部２１ｎ（以下、ナット側端面部２１ｎと呼ぶ）に、この第１固定板２１Ａ側の第１ナット１４Ａの中心軸方向１４ｘに対して傾斜して設けられた第１斜面部２２ａを備えている。第１斜面部２２ａは、第１固定板２１Ａのナット側端面部２１ｎからバネ側端面部２１ｍに向かってナット側端面部２１ｎよりも一段低い位置に配置されている。
【００２２】
また、予圧付与調整機構４０Ａは、図３に示すように、第１斜面部２２ａと第１固定板２１Ａ側の第１ナット１４Ａとの間に、第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙに移動自在に配置された調整ブロック４１Ａを備えている。また、予圧付与調整機構４０Ａは、調整ブロック４１Ａを第１固定板２１Ａ側の第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙに移動させるねじ部４３を備えている。
調整ブロック４１Ａは、図３に示すように、第１斜面部２２ａに接して第１斜面部２２ａと同一方向に傾斜した第２斜面部４２ａと、第１固定板２１Ａ側の第１ナット１４Ａの中心軸方向１４ｘにおいて第２斜面部４２ａとは反対側の位置に第１ナット１４Ａの第１固定板２１Ａ側の端面部１４ｎに接して配置された接触面部４２ｂとを有している。また、調整ブロック４１Ａは、第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙにおいて、互いに反対側に位置する内側端面部４２ｃ及び外側端面部４２ｄを有している。
【００２３】
第１斜面部２２ａ及び第２斜面部４２ａの各々は、図３に示す構造に限定されないが、例えば第１固定板２１Ａ側の第１ナット１４Ａの内周面側（中心軸側）から外周面１４ｐ側（外方側）に向かって第１ナット１４Ａの端面部１４ｎとの距離が徐々に長くなるように傾斜している。調整ブロック４１Ａの接触面部４２ｂ及び第１ナット１４Ａの端面部１４ｎの各々は、第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙに沿って延伸している。
【００２４】
第１固定板２１Ａは、図３に示すように、上述した第１斜面部２２ａを有しているとともに、ねじ部４３の先端が当接する当接面部２２ｂを有している。当接面部２２ｂは、第１固定板２１Ａの外周面２１ｐから内周面（中心軸）に向かって外周面２１ｐよりも一段低い位置に設けられ、かつ第１固定板２１Ａのナット側端面部２１ｎからバネ側端面部２１ｍに向かって延伸している。この当接面部２２ｂ及び第１斜面部２２ａの各々は、第１固定板２１Ａに設けられた溝２２の内部に配置されている。すなわち、第１斜面部２２ａは溝２２の底部に位置し、当接面部２２ｂは溝２２の側壁部に位置している。溝２２は、第１固定板２１Ａの外周面２１ｐから内周面（中心軸）に向かって延伸し、かつ第１固定板２１Ａのナット側端面部２１ｎからバネ側端面部２１ｍに向かって延伸し、第１固定板２１Ａの外周面１４ｐ側及び第１ナット１４Ａ側にそれぞれ開口を有している。
調整ブロック４１Ａは溝２２の中に配置されている。そして、調整ブロック４１Ａは、第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙに沿う移動が溝２２によって案内され、第１固定板２１Ａのナット側端面部２１ｎにおいて第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙと直交する方向の移動が溝２２によって規制されている。
【００２５】
ねじ部４３は、調整ブロック４１Ａに第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙに沿って貫通形成された雌ねじ部に螺合され、先端部が第１固定板２１Ａの当接面部２２ｂに当接している。そして、ねじ部４３は、調整ブロック４１Ａの第２斜面部４２ａが第１固定板２１Ａの第１斜面部２２ａに接触した状態で第１ナット１４Ａの外周面１４ｐ側から見て時計回りの方向に回動させることにより、調整ブロック４１Ａを第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙにおいて内周面側（中心軸側）から外周面１４ｐ側（外方）に向かって移動させる。また、ねじ部４３は、調整ブロック４１Ａの第２斜面部４２ａが第１固定板２１Ａの第１斜面部２２ａに接触した状態で第１ナット１４Ａの外周面１４ｐ側から見て反時計回りの方向に回動させることにより、調整ブロック４１Ａを第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙにおいて外周面１４ｐ側（外方）から内周面側（内方）に向かって移動させる。
なお、ねじ部４３の回動は、ねじ部４３の先端が第１固定板２１Ａの当接面部２２ｂに常に当接するように圧接しながら行うことにより、調整ブロック４１Ａの移動を円滑に行うことができる。
【００２６】
このように構成されたボールねじ１は、ボール転動路１７内のボール１８に付与した初期予圧に低下や抜けが生じた場合に、図５及び図６に示すように、第１固定板２１Ａ及び第２固定板２１Ｂから連結固定部材２４を外して保持状態を解除すことにより皿バネ２３が開放され、皿バネ２３の反発力によって新たに予圧を２つのナット１４の各々のボール転動路１７内のボール１８に付与することができる。この皿バネ２３の反発力は、初期予圧と同様に、ボール転動路１７内のボール１８が２点接触状態となるようにボール転動路１７内のボール１８に引張方向の所定の予圧を付与する。
【００２７】
２つのナット１４は、２つのナット１４の間に間座２０を配置した状態で２つのナット１４に亘って延伸するナット固定キー（図示せず）によって互いに固定されている。そして、２つのナット１４は、図２及び図３に示すように、ボール転動路１７内のボール１８が２点接触状態となるように引張方向の所定の初期予圧をボール転動路１７内のボール１８に付与するように両側から間座２０を締め付けた状態で固定されている。このとき、間座２０は、２つのナット１４を固定するナット固定キーにて２つのナット１４の間に保持されている。そして、２つのナット１４の各々のボール転動路１７内のボール１８に初期予圧が付与されている。また、第１固定板２１Ａは、第１ナット１４Ａから離間した状態で第１ナット１４Ａに調整ブロック４１Ａを介して間接的に連結されている。一方、第２固定板２１Ｂは、第２ナット１４Ｂに直に連結されている。また、間座２０の予圧付与機構２０Ａにおいて、皿バネ２３は仕事をしておらず、皿バネ２３による予圧はボール転動路１７内のボール１８に付与されていない。
【００２８】
ナット固定キー及び連結固定部材２４の各々は、ナット１４の円周方向に点在するように複数配置されている。ナット固定キー及び連結固定部材２４は、互いに重畳しないように配置されている。
予圧付与調整機構４０Ａは、図４に示すように、第１固定板２１Ａの円周方向に点在するように複数配置されている。予圧付与調整機構４０Ａの配置としては、第１ナット１４Ａや第１固定板２１Ａがねじ軸１０に対して傾かないように３等配以上が好ましい。この予圧付与調整機構４０Ａにおいても、ナット固定キー及び連結固定部材２４と重畳しないように配置されている。
【００２９】
次に、本発明の第１実施形態に係るボールねじ１の効果について、図１乃至図６を参照して説明する。
ねじ軸１０に第１ナット１４Ａ及び第２ナット１４Ｂを装着する際には、先ず第１ナット１４Ａをねじ軸１０にボール１８を介して螺合させる。
次に、第１固定板２１Ａの溝２２内に調整ブロック４１Ａを配置した状態で間座２０の貫通孔にねじ軸１０を第１ナット１４Ａ側とは反対側の端部から挿入して、調整ブロック４１Ａの接触面部４２ｂを第１ナット１４Ａの第１固定板２１Ａ側の端面部１４ｎに接触させる。このとき、調整ブロック４１Ａの第２斜面部４２ａは第１固定板２１Ａの第１斜面部２２ａに接触している。
【００３０】
次に、第２ナット１４Ｂをねじ軸１０にねじ軸１０の第１ナット１４Ａ側とは反対側の端部からボール１８を介して螺合させる。そして、第２ナット１４Ｂの第２固定板２１Ｂ側の端面部１４ｎを間座２０の第２固定板２１Ｂのナット側端面部２１ｎに接触させて締め付け、この締め付けた状態で第１ナット１４Ａ及び第２ナット１４Ｂをナット固定キーで連結して固定する。これにより、ボール転動路１７内のボール１８が２点接触状態となるようにボール転動路１７内のボール１８に引張方向の所定の初期予圧を付与する。このとき、第１固定板２１Ａは、第１ナット１４Ａから離間した状態で第１ナット１４Ａに調整ブロック４１Ａを介して間接的に連結されている。一方、第２固定板２１Ｂは、第２ナット１４Ｂに直に連結されている。また、間座２０の予圧付与機構２０Ａでは皿バネ２３は仕事をしておらず、皿バネ２３による予圧は２つのナット１４の各々のボール転動路１７内のボール１８に付与されていない。
【００３１】
このように、間座２０を介して互いに隣り合うように２つのナット１４をねじ軸１０に装着するダブルナット構成とすることにより、シングルナットの場合よりも剛性を高めることが可能となり、ボールねじ１を使用した送り系の位置決め精度を向上させることができる。
ここで、実施形態１のボールねじ１は、位置決め精度を必要とする工作機械、射出成形機、半導体製造装置などに組み込んで使用される。このような環境下で使用されるボールねじ１では、駆動時に、ねじ軸１０の第１螺旋溝１１や２つのナット１４の各々の第２螺旋溝１５に切り屑や摩耗粉などの異物が入り込み易い。
切り屑や摩耗粉などの異物が第１螺旋溝１１や第２螺旋溝１５に入り込むと、異物は第１螺旋溝１１とボール１８との間や第２螺旋溝１５とボール１８との間に噛み込まれ、第１螺旋溝１１、第２螺旋溝１５及びボール１８などが摩耗して予圧が低下し、最後には予圧抜け状態に陥ることがある。
【００３２】
このとき、実施形態１のボールねじ１は、初期予圧とは別に予圧を付与する予圧付与機構２０Ａを備えていることから、図５及び図６に示すように、第１固定板２１Ａ及び第２固定板２１Ｂから連結固定部材２４を外して保持状態を解除すことにより皿バネ２３が開放され、皿バネ２３の反発力によって新たに予圧を２つのナット１４の各々のボール転動路１７内のボール１８に付与することができる。すなわち、実施形態１のボールねじ１は、初期予圧の低下や、初期予圧の抜けが生じた場合でも、ボール転動路１７内のボール１８に付与する予圧を復元させることができる。また、実施形態１のボールねじ１は、連結固定部材２４を外すことにより新たに予圧を２つのナット１４の各々のボール転動路１７内のボール１８に付与することができるので、予圧を復元するための駆動部を外部に設けることなく、予圧を復元することができる。
【００３３】
そして、実施形態１のボールねじ１は、予圧抜けが発生した場合であっても、皿バネ２３の反発力によって予圧を復元させることにより継続使用が可能となる。
この予圧復元動作を行った場合には、新たなボールねじ１を手配し、この新たなボールねじ１が納入されるまでの間は皿バネ２３の反発力による予圧により剛性を確保して送り系の位置決め精度を維持したまま送り系の稼働が可能となる。
そして、新たなボールねじ１が納入されたときに、送り系の駆動を停止して、劣化が生じたボールねじ１を新たなボールねじ１に交換する作業を行う。これにより、送り系の機構を更新することができ、送り系の停止時間を短くすることができるので、生産量の低下を極力小さくすることができる。
さらに、ボールねじ１を組み込んだ工作機械、射出成形機、半導体製造装置などを使用する製造メーカ側や生産現場で新たなボールねじ１を予備としてストックしておく必要がなくなり、在庫コストの削減に寄与することができる。すなわち、実施形態１のボールねじ１は、従来のボールねじと比較して利便性を向上することができる。
【００３４】
また、実施形態１のボールねじ１は、予圧付与機構２０Ａによりボール転動路１７内のボール１８に付与される予圧を調整する予圧付与調整機構４０Ａを備えている。この予圧付与調整機構４０Ａは、ねじ部４３を第１ナット１４Ａの外周面１４ｐ側から見て時計回りの方向に回動させると、図６に示すように、調整ブロック４１Ａが図３に示す位置から第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙにおいて第１ナット１４Ａの外周面１４ｐ側（外方側）に向かって移動するとともに、皿バネ２３の反発力により第１固定板２１Ａが第１ナット１４Ａ側に移動する。そして、第１固定板２１Ａの移動により、図６に示すように、第１固定板２１Ａと第２固定板２１Ｂとの間の間隔Ｌ１が図３の場合よりも広がって皿バネ２３の反発力が低下し、ボール転動路１７内のボール１８に付与される予圧が低下する。また、予圧付与調整機構４０Ａは、ねじ部４３を第１ナット１４Ａの外周面１４ｐ側から見て反時計回りの方向に回動させると、図３に示すように、調整ブロック４１Ａが図６に示す位置から第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙにおいてナット１４Ａの内周面側（中心軸側）に向かって移動するとともに、調整ブロック４１Ａが第１固定板２１Ａを第２固定板２１Ｂ側に向かって押す押圧力により第１固定板２１Ａが第２固定板２１Ｂ側に移動する。そして、この第１固定板２１Ａの移動により、図３に示すように、第１固定板２１Ａと第２固定板２１Ｂとの間の間隔Ｌ１が図６の場合よりも狭まって皿バネ２３の反力が増加し、ボール転動路１７内のボール１８に付与される予圧が増加する。したがって、実施形態１のボールねじ１は、予圧付与機構２０Ａにより２つのナット１４の各々のボール転動路１７内のボール１８に付与される予圧の加減を予圧付与調整機構４０Ａで調整することができる。
また、実施形態１のボールねじ１は、予圧付与機構２０Ａで２つのナット１４の各々のボール転動路１７内のボール１８に予圧を掛け過ぎてしまった場合でも、予圧付与調整機構４０Ａのねじ部４３をナット１４の外周面１４ｐ側から見て反時計回りの方向に回動させることで、予圧を低減することができる。
【００３５】
以上のように、本発明の実施形態１に係るボールねじ１によれば、予圧の低下や予圧抜けが生じたときに予圧を復元させることができるとともに、復元させる予圧を調整することができる。
なお、上述した実施形態１では、予圧付与調整機構４０Ａを第１固定板２１Ａ側に設けた場合について説明したが、予圧付与調整機構４０Ａは、第２固定板２１Ｂ側に設けるようにしてもよい。この場合、第２固定板２１Ｂのナット側端面部２１ｎに溝２２を設ける。
また、上述した実施形態１では、ねじ部４３をナット１４の外周面１４ｐ側から見て時計回りの方向に回動させることでボール転動路１７内のボール１８に付与される予圧を低減する場合について説明したが、ねじ部４３をナット１４の外周面１４ｐ側から見て反時計回りの方向に回動させることでボール転動路１７内のボール１８に付与される予圧を低減するようにしてもよい。要は、連結固定部材２４を外した後、ねじ部４３の回動により２つの固定板２１の間の間隔Ｌ１が可変するようになっていればよい。
【００３６】
（実施形態２）
図７に示すように、本発明の実施形態２に係るボールねじ２は、実施形態１のボールねじ１と同様に、ねじ軸１０と、ねじ軸１０が貫通した２つのナット１４（第１ナット１４Ａ及び第２ナット１４Ｂ）と、ボール転動路１７内を転動する複数のボール１８と、ボール転動路１７内のボールに第１予圧としての初期予圧を付与するようにして２つのナット１４の間に配置された間座２０と、ボール転動路１７の両端を継いでボール１８を循環させるボール戻し路（図示せず）とを備えている。そして、本発明の実施形態２に係るボールねじ２は、第１実施形態の予圧付与機構２０Ａ及び予圧付与調整機構４０Ａに換えて、予圧付与機構２０Ｂ及び予圧付与調整機構４０Ｂを備えている。
【００３７】
予圧付与機構２０Ｂは、図８に示すように、実施形態１の予圧付与機構２０Ａとほぼ同様の構成なっているが、実施形態１の第１固定板２１Ａに換えて第１固定板２１Ａ１を備えている。すなわち、予圧付与機構２０Ｂは、２つのナット１４の間に配置された２つの固定板２１（第１固定板２１Ａ１及び第２固定板２１Ｂ）と、２つの固定板２１の間に配置された皿バネ２３と、皿バネ２３に一定量の荷重を付加した状態で２つの固定板２１を連結して固定する連結固定部材２４とを備えている。第１固定板２１Ａ１は、第１固定板２１Ａとほぼ同様の構成になっているが、図９に示すように、第１固定板２１Ａの第１斜面部２２ａに換えて第１斜面部２２ｅを有している。
【００３８】
予圧付与調整機構４０Ｂは、実施形態１の予圧付与調整機構４０Ａとほぼ同様の構成になっているが、図９に示すように、実施形態１の第１斜面部２２ａ及び調整ブロック４１Ａに換えて第１斜面部２２ｅ及び調整ブロック４１Ｂを備えている。すなわち、予圧付与調整機構４０Ｂは、２つの固定板２１の何れか一方の固定板２１、例えば第１固定板２１Ａ１のバネ側端面部２１ｍとは反対側のナット側端面部２１ｎに、第１固定板２１Ａ１側の第１ナット１４Ａの中心軸方向１４ｘに対して傾斜して設けられた第１斜面部２２ｅと、この第１斜面部２２ｅと第１固定板２１Ａ１側の第１ナット１４Ａとの間に、第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙに移動自在に配置された調整ブロック４１Ｂとを備えている。第１斜面部２２ｅは、第１固定板２１Ａ１のナット側端面部２１ｎからバネ側端面部２１ｍに向かってナット側端面部２１ｎよりも一段低い位置に配置されている。
また、予圧付与調整機構４０Ｂは、実施形態１の予圧付与調整機構４０Ａと同様に、調整ブロック４１Ｂを第１固定板２１Ａ１側の第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙに移動させるねじ部４３を更に備えている。
【００３９】
調整ブロック４１Ｂは、実施形態１の調整ブロック４１Ａとほぼ同様の構成になっているが、図９に示すように、調整ブロック４１Ａの第２斜面部４２ａに換えて第２斜面部４２ｅを有している。すなわち、調整ブロック４１Ｂは、第１斜面部２２ｅに接して第１斜面部２２ｅと同一方向に傾斜した第２斜面部４２ｅと、第１固定板２１Ａ１側の第１ナット１４Ａの中心軸方向１４ｘにおいて第２斜面部４２ａとは反対側の位置に第１ナット１４Ａの第１固定板２１Ａ１側の端面部１４ｎに接して配置された接触面部４２ｂとを有している。また、調整ブロック４１Ｂは、第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙにおいて、互いに反対側に位置する内側端面部４２ｃ及び外側端面部４２ｄを有している。
【００４０】
第１斜面部２２ｅ及び第２斜面部４２ｅの各々は、実施形態１の第１斜面部２２ａ及び第２斜面部４２ａとは異なり、図９に示すように、例えば第１固定板２１Ａ１側の第１ナット１４Ａの内周面側（中心軸側）から外周面１４ｐ側に向かって第１ナット１４Ａの端面部１４ｎとの距離が徐々に短くなるように傾斜している。調整ブロック４１Ｂの接触面部４２ｂ及び第１ナット１４Ａの端面部１４ｎの各々は、第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙに沿って延伸している。
【００４１】
第１固定板２１Ａ１は、上述した第１斜面部２２ｅを有しているとともに、実施形態１の第１固定板２１Ａと同様にねじ部４３の先端が当接する当接面部２２ｂを有している。当接面部２２ｂは、第１固定板２１Ａ１の外周面２１ｐから内周面（内方）に向かって外周面２１ｐよりも一段低い位置に設けられ、かつ第１固定板２１Ａ１のナット側端面部２１ｎからバネ側端面部２１ｍに向かって延伸している。この当接面部２２ｂ及び第１斜面部２２ａの各々は、第１固定板２１Ａに設けられた溝２２の内部に配置されている。溝２２は、第１固定板２１Ａ１の外周面２１ｐから内周面（内方）に向かって延伸し、かつ第１固定板２１Ａ１のナット側端面部２１ｎからバネ側端面部２１ｍに向かって延伸し、第１固定板２１Ａ１の外周面１４ｐ側及び第１ナット１４Ａ側にそれぞれ開口を有している。
調整ブロック４１Ｂは溝２２の中に配置されている。そして、調整ブロック４１Ｂは、第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙに沿う移動が溝２２によって案内され、第１固定板２１Ａのナット側端面部２１ｎにおいて第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙと直交する方向の移動が溝２２によって規制されている。
【００４２】
ねじ部４３は、調整ブロック４１Ｂに第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙに沿って貫通形成された雌ねじ部に螺合され、先端部が第１固定板２１Ａの当接面部２２ｂに当接している。そして、ねじ部４３は、調整ブロック４１Ｂの第２斜面部４２ｅが第１固定板２１Ａ１の第１斜面部２２ｅに接触した状態で第１ナット１４Ａの外周面１４ｐ側から見て時計回りの方向に回動させることにより、調整ブロック４１Ｂを第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙにおいて内周面側（中心軸側）から外周面１４ｐ側（外方）に向かって移動させる。また、ねじ部４３は、調整ブロック４１Ｂの第２斜面部４２ｅが第１固定板２１Ａ１の第１斜面部２２ｅに接触した状態で第１ナット１４Ａの外周面１４ｐ側から見て反時計回りの方向に回動させることにより、調整ブロック４１Ｂを第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙにおいて外周面１４ｐ側（外方）から内周面側（中心軸側）に向かって移動させる。
【００４３】
実施形態２のボールねじ２は、上述した実施形態１のボールねじ１と同様に、初期予圧とは別にボール転動路１７内のボール１８に予圧を付与する予圧付与機構２０Ｂを備えている。このため、実施形態２のボールねじ２は、図１０及び図１１に示すように、第１固定板２１Ａ１及び第２固定板２１Ｂから連結固定部材２４を外して保持状態を解除すことにより皿バネ２３が開放され、皿バネ２３の反発力によって新たに予圧を２つのナット１４の各々のボール転動路１７内のボール１８に付与することができる。すなわち、実施形態２のボールねじ２においても、初期予圧の低下や、初期予圧の抜けが生じた場合に、２つのナット１４の各々のボール転動路１７内のボール１８に付与する予圧を復元させることができる。また、実施形態２のボールねじ２においても、実施形態１のボールねじ１と同様に、予圧を復元するための駆動部を外部に設けることなく、予圧を復元することができる。
そして、実施形態２のボールねじ２は、予圧抜けが発生した場合であっても、皿バネ２３の反発力によって予圧を復元させることにより継続使用が可能となるので、実施形態１のボールねじ１と同様に、生産性の低下を極力小さくすることができるとともに、在庫コストの削減に寄与することができる。
【００４４】
また、実施形態２のボールねじ２は、上述した実施形態１のボールねじ１と同様に、予圧付与機構２０Ｂによりボール転動路１７内のボール１８に付与される予圧を調整する予圧付与調整機構４０Ｂを備えている。この予圧付与調整機構４０Ｂは、ねじ部４３を第１ナット１４Ａ１の外周面１４ｐ側から見て反時計回りの方向に回動させると、図１１に示すように、調整ブロック４１Ｂが図９に示す位置から第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙにおいて第１ナット１４Ａの内周面側（中心軸側）に向かって移動するとともに、皿バネ２３の反発力により第１固定板２１Ａ１が第１ナット１４Ａ側に移動する。そして、第１固定板２１Ａ１の移動により、図１１に示すように、第１固定板２１Ａ１と第２固定板２１Ｂとの間の間隔Ｌ１が図９の場合よりも広がって皿バネ２３の反発力が低下し、ボール転動路１７内のボール１８に付与される予圧が低下する。また、予圧付与調整機構４０Ｂは、ねじ部４３を第１ナット１４Ａの外周面１４ｐ側から見て時計回りの方向に回動させると、図９に示すように、調整ブロック４１Ｂが図１１に示す位置から第１ナット１４Ａの半径方向１４ｙにおいてナット１４Ａの外周面１４ｐ側（外方）に向かって移動するとともに、調整ブロック４１Ｂが第１固定板２１Ａ１を第２固定板２１Ｂ側に向かって押す押圧力により第１固定板２１Ａ１が第２固定板２１Ｂ側に移動する。そして、この第１固定板２１Ａ１の移動により、図９に示すように、第１固定板２１Ａ１と第２固定板２１Ｂとの間の間隔Ｌ１が図１１の場合よりも狭まって皿バネ２３の反力が増加し、ボール転動路１７内のボール１８に付与される予圧が増加する。したがって、実施形態２のボールねじ２においても、予圧付与機構２０Ａにより２つのナット１４の各々のボール転動路１７内のボール１８に付与される予圧の加減を予圧付与調整機構４０Ｂで調整することができる。
また、実施形態２のボールねじ２は、予圧付与機構２０Ｂで２つのナット１４の各々のボール転動路１７内のボール１８に予圧を掛け過ぎてしまった場合でも、予圧付与調整機構４０Ｂのねじ部４３をナット１４の外周側から見て反時計回りの方向に回動させることで、予圧を低減することができる。
【００４５】
以上のように、本発明の実施形態２に係るボールねじ２によれば、予圧の低下や予圧抜けが生じたときに予圧を復元させることができるとともに、復元させる予圧を調整することができる。
なお、上述した実施形態２では、予圧付与調整機構４０Ｂを第１固定板２１Ａ１側に設けた場合について説明したが、予圧付与調整機構４０Ｂは、第２固定板２１Ｂ側に設けるようにしてもよい。この場合、第２固定板２１Ｂのナット側端面部２１ｎに溝２２を設ける。
【００４６】
また、上述した実施形態２では、ねじ部４３をナット１４の外周面１４ｐ側から見て反時計回りの方向に回動させることでボール転動路１７内のボール１８に付与される予圧を低減する場合について説明したが、ねじ部４３をナット１４の外周面１４ｐ側から見て時計回りの方向に回動させることでボール転動路１７内のボール１８に付与される予圧を低減するようにしてもよい。要は、連結固定部材２４を外した後、ねじ部４３の回動により２つの固定板２１の間の距離が可変するようになっていればよい。
以上、本発明を上記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４７】
１，２…ボールねじ
１０…ねじ軸
１０ｘ…中心軸方向
１１…第１螺旋溝
１４…ナット、１４Ａ…第１ナット、１４Ｂ…第２ナット
１４ｍ，１４ｎ…端面部
１４ｘ…中心軸方向
１４ｙ…半径方向
１５…第２螺旋溝
１６…フランジ部
１７…ボール転動路
１８…ボール
２０…間座
２０Ａ，２０Ｂ…予圧付与機構
２１…固定板、２１Ａ…第１固定板、２１Ｂ…第２固定板
２１ｎ…端面部
２２ａ，２２ｅ…第１斜面部、２２ｂ…当接面部
２３…皿バネ
２４…連結固定部材
２５…皿バネ案内部材
２６…カバー部材
４０Ａ，４０Ｂ…予圧付与調整機構
４１Ａ，４１Ｂ…調整ブロック
４２ａ，４２ｅ…第２斜面部、４２ｂ…接触面部、４２ｃ…内側面部、４２ｄ…外側面部
４３…ねじ部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0006682884.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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