(57)【要約】【課題】潤滑剤の使用が困難な環境においても長寿命で作動精度が低下しにくいボールねじを提供する。【解決手段】ボールねじ１のナット３を、軸方向にほぼ平行な平面で分割された２個のナット分割体３Ａ，３Ｂで構成するとともに、ナット３の内周面にダイヤモンドライクカーボン被膜を被覆した。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された多数のボールを介して前記ねじ軸に螺合されるナットと、を備えるボールねじにおいて、
前記ナットを、軸方向にほぼ平行な平面で分割された複数のナット分割体で構成するとともに、前記ナットの内周面に被膜を被覆したことを特徴とするボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボールねじに係り、特に、半導体関連の装置のように潤滑剤の使用が困難な環境においても使用可能なボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじにおいては、ねじ軸とナットとの間をボールが頻繁に転動することによってねじ軸やナットが劣化する場合があり、このことがボールねじの寿命や作動精度を低下させる要因となっていた。そこで、前述のような劣化を抑えるために、ねじ軸の外周面やナットの内周面に、潤滑被膜や部材を強化する被膜を被覆する処理（例えば、ダイヤモンドライクカーボン被膜を被覆する処理）が施されることがあった。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６０−２２７０５３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ナットは通常は一体型であるため、被膜の種類によってはナットの内周面に被覆処理を施すことが困難である場合があった。例えば、ダイヤモンドライクカーボン被膜を被覆する処理をナットの内周面に施すことは極めて困難である。したがって、半導体関連の装置のように潤滑剤の使用が困難な環境において使用されるボールねじの場合は、ねじ軸の外周面に前述のような被覆処理を施すこととなる。
【０００５】
ところが、ねじ軸が長尺であると、被覆処理装置の寸法上の制約から、ねじ軸の全体に被覆処理を行うことが不可能である場合がある。例えば、ダイヤモンドライクカーボン被膜を被覆する処理の場合は、ねじ軸の長さは６５０ｍｍ程度が限界である。よって、ねじ軸が長尺であるボールねじは、潤滑剤の使用が困難な環境においては使用できない場合があった。
そこで、本発明は、上記のような従来のボールねじが有する問題点を解決し、潤滑剤の使用が困難な環境においても長寿命で作動精度が低下しにくいボールねじを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明のボールねじは、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有し、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された多数のボールを介して前記ねじ軸に螺合されるナットと、を備えるボールねじにおいて、前記ナットを、軸方向にほぼ平行な平面で分割された複数のナット分割体で構成するとともに、前記ナットの内周面に被膜を被覆したことを特徴とする。
ナットが複数のナット分割体で構成されているので、ボールねじの組み立て前に、ナットの内周面に被膜を被覆する処理を施すことが容易である。この被膜によって潤滑性が付与されたりナットの内周面が強化されたりするので、潤滑剤を使用しなくても長寿命であり、且つ作動精度が低下しにくい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るボールねじの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
軸を含む平面で破断した断面図である図１に示すボールねじ１は、螺旋状のねじ溝２ａを外周面に有するねじ軸２と、ねじ軸２のねじ溝２ａに対向する螺旋状のねじ溝３ａを内周面に有しねじ軸２に螺合される円筒状のナット３と、ねじ軸２のねじ溝２ａとナット３のねじ溝３ａとで形成される螺旋状のボール転動路６に転動自在に装填された多数のボール４と、を備えている。なお、ねじ溝２ａ，３ａの断面形状は、円弧状でもよいしゴシックアーク状でもよい。
【０００８】
また、ナット３の外面には略コ字状に屈曲したリターンチューブ７が固定されている。このリターンチューブ７の両端は、ナット３を貫通してボール転動路６に至り、ボール転動路６内を転動するボール４がリターンチューブ７を通って循環されるようになっている。すなわち、ボール４は、ボール転動路６内を移動しねじ軸２の回りを複数回回ってから、ボール転動路６の一端（リターンチューブ７の端部とボール転動路６との交点）でリターンチューブ７の一方の端部（開口部）からリターンチューブ７内にすくい上げられる。すくい上げられたボール４は、リターンチューブ７の中を通って、リターンチューブ７の他方の端部（開口部）からボール転動路６の他端に戻される。
【０００９】
そして、ボール４を介してねじ軸２に螺合されているナット３と、ねじ軸２とが、この多数のボール４の転動を介して軸方向に相対移動するようになっている。
ここで、ナット３の構成について図２及び図３を参照しながら説明する。なお、図２の（ａ）はボールねじ１の側面図であり、（ｂ）は軸方向から見た図である。
ナット３は、２個のナット分割体３Ａ，３Ｂ（図３を参照）がねじ１０で一体に固定されて形成されており、軸方向に平行な平面に沿って分割可能とされている。すなわち、通常の一体型のナットが軸方向に平行な平面で２個に分割された形態となっている。そして、これらナット分割体３Ａ，３Ｂの間には、間座１１が介装されている。
【００１０】
また、ナット分割体３Ａ，３Ｂの内面（ねじ溝３ａ）には、図示されないダイヤモンドライクカーボン被膜が被覆されていて、潤滑性が付与されるとともにナット３の内周面が強化されている。
このように、ナット３が複数のナット分割体で構成されているので、ボールねじの組み立て前に、ナット３の内周面にダイヤモンドライクカーボン被膜を被覆する処理を施すことが容易である。よって、このようなボールねじ１は潤滑剤を使用しなくても長寿命であり且つ作動精度が低下しにくいから、半導体関連の装置のように潤滑剤の使用が困難な環境においても好適に使用可能である。
【００１１】
また、ナット３の内周面に被覆処理を施すことが可能であるから、ねじ軸２には被覆処理を施さなくても差し支えない。よって、ねじ軸が長尺であるボールねじにも、前述のような優れた性能を付与することができる。
なお、図２の例ではナット３は２個のナット分割体３Ａ，３Ｂで構成されているが、３個以上のナット分割体で構成するようにしてもよい。また、複数のナット分割体を一体に固定する方法には、ねじ止めに限らず慣用の固定方法を採用することが可能である。さらに、ナット分割体３Ａ，３Ｂの内面に被覆される被膜の種類は特に限定されるものではなく、潤滑性の付与や内周面の強化が可能であれば、フッ素化合物を含有する被膜等でもよい。
【００１２】
次に、上記のようなボールねじ１の製造方法について説明する。
まず、ナット分割体３Ａ，３Ｂの内面に、ダイヤモンドライクカーボン被膜を被覆する。そして、ナット分割体３Ａ，３Ｂの間に間座１１を介装した状態でナット分割体３Ａ，３Ｂをねじ止めにより一体に固定してナット３とし、ナット３に加工を施す。このようにして得られたナット３を、多数のボール４を介してねじ軸２に螺合して、ボールねじ１を組み立てる。なお、ねじ止めの締結の度合いを調整することにより、ボールねじ１の内部にすきまを有するように組み立てることもできるし、予圧が付与されるように組み立てることもできる。
【００１３】
次に、前述のボールねじの変形例について、図４及び図５を参照しながら説明する。なお、これらの変形例のボールねじの構成は前述のボールねじとほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。また、図４及び図５においては、図２と同一又は相当する部分には、図２と同一の符号を付してある。
【００１４】
図４のボールねじは、前述のボールねじ１を間座２０を介して軸方向に２個連結したものであり、フランジ部分２１をねじ止めすることにより一体に固定されている。このとき、内部にすきまを有するようにボールねじを組み立ててもよいし、間座２０を調整することにより軸方向の予圧を付与してもよい。
図５のボールねじは、前述のボールねじ１をばね３０を介在させつつ軸方向に２個連結したものであり、ピン３１により一体に固定されている。このとき、ばね３０によって軸方向の予圧を付与してもよい。なお、ばね３０としては、コイルばね，皿ばね等を用いることができる。また、ピン３１の代わりにキーを用いて固定してもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のボールねじは、潤滑剤の使用が困難な環境においても長寿命で作動精度が低下しにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のボールねじの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のボールねじの構成を説明する図である。
【図３】ナットを構成するナット分割体の平面図である。
【図４】本実施形態のボールねじの変形例を説明する図である。
【図５】本実施形態のボールねじの別の変形例を説明する図である。
【符号の説明】
１      ボールねじ
２      ねじ軸
２ａ      ねじ溝
３      ナット
３Ａ，３Ｂ      ナット分割体
３ａ      ねじ溝
４      ボール
【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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