(57)【要約】【課題】ナットを回動させてねじ軸またはナットを移動させるボールねじ装置において、効率的にナットを冷却できる冷却機構を備え、冷却機構からの冷却液の漏れを防止することができるボールねじ装置を提供すること。【解決手段】冷却機構は、ナット１３の外方にナット１３と相対回動可能に配置されたハウジング３４と、ナット１３の軸方向一方側端部と軸方向に対向するハウジング３４の底部３７に形成されたハウジング側冷却液流路と、ナット１３を軸方向に貫通する貫通孔１６、１９を含むナット側冷却液流路と、ハウジング３４の底部３７に形成され、ハウジング側冷却液流路とナット側冷却液流路との間に介在された液溜めとを有し、ナット１３の軸方向一方側端部とハウジング３４の底部３７との間には、液溜めからの冷却液の漏れを防止するための複数のシール部材が、ナット１３の軸方向一方側端部とハウジング３４の底部３７とに接触して配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の溝が形成された直線状のねじ軸と、
前記螺旋状の溝に対向する螺旋状の溝を内周面に有し、該螺旋状の溝と前記ねじ軸の螺旋状の溝との間に転動可能に配置された複数のボールを介して前記ねじ軸に嵌合されたナットとを備え、
前記ナットを回動させることにより前記ねじ軸または前記ナットを前記ねじ軸の軸方向に移動させるボールねじ装置において、
前記ボールねじ装置を冷却するための冷却機構を備え、
前記冷却機構は、前記ナットの外方に前記ナットと相対回動可能に配置されたハウジングと、前記ナットの軸方向一方側端部と軸方向に対向する前記ハウジングの対向部に形成されたハウジング側冷却液流路と、前記ナットを軸方向に貫通する貫通孔を含むナット側冷却液流路と、前記ハウジングの前記対向部に形成され、前記ハウジング側冷却液流路と前記ナット側冷却液流路との間に介在された液溜めとを有し、前記ナットの軸方向一方側端部と前記ハウジングの前記対向部との間には、前記液溜めからの冷却液の漏れを防止するための複数のシール部材が、前記ナットの軸方向一方側端部と前記ハウジングの前記対向部とに接触して配置されていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記ナットの前記螺旋状の溝近傍に形成された第１の貫通孔と、前記第１の貫通孔よりも外径側の前記ナットの部分に形成された第２の貫通孔とであり、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とは、前記ナットの軸方向他方側端部において接続部材によって接続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装置。
【請求項３】
前記冷却液は、前記第１の貫通孔の軸方向一方側の開口から前記ナットの内部に導入され、前記第２の貫通孔の軸方向一方側の開口から前記ナットの外部へ排出されることを特徴とする請求項２に記載のボールねじ装置。
【請求項４】
前記液溜めは、前記ハウジングの前記対向部の軸方向他方側部分に形成された前記ナットと同心の第１の環状溝と、前記第１の環状溝よりも径の大きい第２の環状溝とであることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のボールねじ装置。
【請求項５】
前記第１の貫通孔の軸方向一方側の開口は前記第１の環状溝に開放し、前記第２の貫通孔の軸方向一方側の開口は前記第２の環状溝に開放していることを特徴とする請求項４に記載のボールねじ装置。
【請求項６】
前記複数のシール部材は、それぞれ径の異なる環状の弾性部材であり、前記第１の環状溝の内径側の縁部と、前記第１の環状溝の外径側の縁部と、前記第２の環状溝の内径側の縁部と、前記第２の環状溝の外径側の縁部とにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載のボールねじ装置。
【請求項７】
前記第１の貫通孔の軸方向一方側の開口は、前記第１の環状溝の内径側の縁部に配置された前記弾性部材と、前記第１の環状溝の外径側の縁部に配置された前記弾性部材との間に位置し、前記第２の貫通孔の軸方向一方側の開口は、前記第２の環状溝の内径側の縁部に配置された前記弾性部材と、前記第２の環状溝の外径側の縁部に配置された前記弾性部材との間に位置していることを特徴とする請求項６に記載のボールねじ装置。
【請求項８】
前記ハウジング側冷却液流路は、前記ハウジングの前記対向部を軸方向に貫通する第３の貫通孔と第４の貫通孔とであり、前記第３の貫通孔は前記第１の環状溝の底部に開口し、前記第４の貫通孔は前記第２の環状溝の底部に開口していることを特徴とする請求項４から７の何れか一項に記載のボールねじ装置。
【請求項９】
前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とは、径方向に重畳して形成されていることを特徴とする請求項２から８の何れか一項に記載のボールねじ装置。
【請求項１０】
前記ナットは、前記接続部材で接続された前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とを、複数備えていることを特徴とする請求項２から９の何れか一項に記載のボールねじ装置。
【請求項１１】
前記ハウジングは、前記対向部から軸方向他方側に延在し、前記ナットの径方向外方に配置される円筒部を有し、
前記円筒部は、内周面に周方向溝を有し、
前記ナットは、外周面に前記円筒部の周方向溝に対向する周方向溝を有し、
前記円筒部の周方向溝と前記ナットの周方向溝との間には、複数のボールが転動可能に配置されていることを特徴とする請求項１から１０の何れか一項に記載のボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体製造装置や圧縮成形機、射出成形機、一般搬送装置等の機械要素として用いられるボールねじ装置に関する。特に、ナットを回動させることによりねじ軸またはナット自体を直進移動させるボールねじ装置であって、ナットを冷却するための冷却機構を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転運動を直線運動に変換する機構として、ボールねじ装置が知られている。ボールねじ装置は、外周面に螺旋状のボール転動溝が形成された直線状のねじ軸と、ねじ軸のボール転動溝と対向する螺旋状のボール転動溝が内周面に形成されたナットとを備え、ナットは両ボール転動溝間に介装された多数のボールを介してねじ軸の外周側に嵌装されている。ボールねじ装置は、ねじ軸を回動させることによりナットを軸方向に移動させるように用いられることが多いが、ロングストローク用あるいは危険速度対策用のボールねじ装置においては、ナットを回動させることによりねじ軸あるいはナット自体を軸方向に移動させるように用いられることもある。
【０００３】
ボールねじ装置は、ねじ軸またはナットの回動時に、ボールが転動し、ねじ軸のボール転動溝およびナットのボール転動溝に点接触または面接触することによって摩擦熱が生じる。この摩擦熱によってナットおよびねじ軸が膨張すると、ボールねじ装置の位置決め精度が低下してしまう。近年、ナットを冷却するための冷却機構を備え、ナットを冷却することによりボールねじ装置の発熱を抑制し、熱膨張によるナットおよびねじ軸の伸びを減少させることで位置決め精度を向上させているボールねじ装置の需要が増加している。
【０００４】
ナットを冷却するための冷却機構を備えたボールねじ装置の多くは、ねじ軸を回動させることによりナットを軸方向に直進移動させて用いられている。これは、ナットを回動させることによりねじ軸あるいはナット自体を移動させるボールねじ装置においては、冷却液をナットに送るための配管チューブを単純にナットに固定すると、配管チューブがナットと供回りしてねじ軸に巻き付いてしまい、ボールねじ装置の作動を妨げる危険性があるからである。
【０００５】
一方、ナットを回動させることによりねじ軸またはナット自体を移動させるボールねじ装置において、ナットを冷却することによってボールねじ装置の発熱を抑制するための冷却機構が設けられたものとしては、特許文献１に記載のボールねじ装置がある。
【０００６】
特許文献１に記載のボールねじ装置は、一対の転がり軸受けを介してナットの外径側にハウジングを配置し、ナットとハウジングとを相対回動可能とし、ナットの外周面とハウジングの内周面と一対の転がり軸受けとで囲まれた空間を液溜めとしている。特許文献１のボールねじ装置は、この液溜めに冷却液を循環させることによりナットを冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第３０９１６５６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、特許文献１のボールねじ装置は、上記液溜めの構造が、液溜めに導入された新しい冷却液と、液溜めから排出されるべき冷却液すなわちナットを冷却した後の冷却液とが混合した状態で循環する構造となっている。そのため、液溜め中の冷却液の温度分布が不均一となってしまい、効率的にナットを冷却することができないという問題がある。また、特許文献１においては、液溜めを密封するためのオイルシール部材が各転がり軸受けに隣接して配置されているが、オイルシール部材による密閉構造が明確ではなく、オイルシール部材とナットとの隙間あるいはオイルシール部材とハウジングとの隙間から冷却液が漏れる虞がある。
【０００９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ナットを回動させてねじ軸またはナット自体を移動させるボールねじ装置において、効率的にナットを冷却できる冷却機構を備え、冷却機構からの冷却液の漏れを防止することができるボールねじ装置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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係るボールねじ装置は、外周面に螺旋状の溝が形成された直線状のねじ軸と、前記螺旋状の溝に対向する螺旋状の溝を内周面に有し、該螺旋状の溝と前記ねじ軸の螺旋状の溝との間に転動可能に配置された複数のボールを介して前記ねじ軸に嵌合されたナットとを備え、前記ナットを回動させることにより前記ねじ軸または前記ナットを前記ねじ軸の軸方向に移動させるボールねじ装置において、前記ボールねじ装置を冷却するための冷却機構を備え、前記冷却機構は、前記ナットの外方に前記ナットと相対回動可能に配置されたハウジングと、前記ナットの軸方向一方側端部と軸方向に対向する前記ハウジングの対向部に形成されたハウジング側冷却液流路と、前記ナットを軸方向に貫通する貫通孔を含むナット側冷却液流路と、前記ハウジングの前記対向部に形成され、前記ハウジング側冷却液流路と前記ナット側冷却液流路との間に介在された液溜めとを有し、前記ナットの軸方向一方側端部と前記ハウジングの前記対向部との間には、前記液溜めからの冷却液の漏れを防止するための複数のシール部材が、前記ナットの軸方向一方側端部と前記ハウジングの前記対向部とに接触して配置されていることを特徴とする。
【００１１】
また、好適には、本発明に係るボールねじ装置は、前記貫通孔は、前記ナットの前記螺旋状の溝近傍に形成された第１の貫通孔と、前記第１の貫通孔よりも外径側の前記ナットの部分に形成された第２の貫通孔とであり、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とは、前記ナットの軸方向他方側端部において接続部材によって接続されていることを特徴とする。
【００１２】
また、好適には、本発明に係るボールねじ装置は、前記冷却液は、前記第１の貫通孔の軸方向一方側の開口から前記ナットの内部に導入され、前記第２の貫通孔の軸方向一方側の開口から前記ナットの外部へ排出されることを特徴とする。
【００１３】
また、好適には、本発明に係るボールねじ装置は、前記液溜めは、前記ハウジングの前記対向部の軸方向他方側部分に形成された前記ナットと同心の第１の環状溝と、前記第１の環状溝よりも径の大きい第２の環状溝とであることを特徴とする。
【００１４】
また、好適には、本発明に係るボールねじ装置は、前記第１の貫通孔の軸方向一方側の開口は前記第１の環状溝に開放し、前記第２の貫通孔の軸方向一方側の開口は前記第２の環状溝に開放していることを特徴とする。
【００１５】
また、好適には、本発明に係るボールねじ装置は、前記複数のシール部材は、それぞれ径の異なる環状の弾性部材であり、前記第１の環状溝の内径側の縁部と、前記第１の環状溝の外径側の縁部と、前記第２の環状溝の内径側の縁部と、前記第２の環状溝の外径側の縁部とにそれぞれ配置されていることを特徴とする。
【００１６】
また、好適には、本発明に係るボールねじ装置は、前記第１の貫通孔の軸方向一方側の開口は、前記第１の環状溝の内径側の縁部に配置された前記弾性部材と、前記第１の環状溝の外径側の縁部に配置された前記弾性部材との間に位置し、前記第２の貫通孔の軸方向一方側の開口は、前記第２の環状溝の内径側の縁部に配置された前記弾性部材と、前記第２の環状溝の外径側の縁部に配置された前記弾性部材との間に位置していることを特徴とする。
【００１７】
また、好適には、本発明に係るボールねじ装置は、前記ハウジング側冷却液流路は、前記ハウジングの前記対向部を軸方向に貫通する第３の貫通孔と第４の貫通孔とであり、前記第３の貫通孔は前記第１の環状溝の底部に開口し、前記第４の貫通孔は前記第２の環状溝の底部に開口していることを特徴とする。
【００１８】
また、好適には、本発明に係るボールねじ装置は、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とは、径方向に重畳して形成されていることを特徴とする。
【００１９】
また、好適には、本発明に係るボールねじ装置は、前記ナットは、前記接続部材で接続された前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とを、複数備えていることを特徴とする。
【００２０】
また、好適には、本発明に係るボールねじ装置は、前記ハウジングは、前記対向部から軸方向他方側に延在し、前記ナットの径方向外方に配置される円筒部を有し、前記円筒部は、内周面に周方向溝を有し、前記ナットは、外周面に前記円筒部の周方向溝に対向する周方向溝を有し、前記円筒部の周方向溝と前記ナットの周方向溝との間には、複数のボールが転動可能に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ナットを回動させてねじ軸またはナット自体を移動させるボールねじ装置において、効率的にナットを冷却できる冷却機構を備え、冷却機構からの冷却液の漏れを防止することができるボールねじ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１（ａ）は実施形態に係るボールねじ装置の軸方向一方側端部を径方向外方から見た状態を示す外観図であり、一部を断面で示し、中心軸線よりも下側部分の記載を省略したものであり、図１（ｂ）は実施形態に係るボールねじ装置の軸方向他方側端部を径方向外方から見た状態を示す外観図であり、一部を断面で示し、中心軸線よりも下側部分の記載を省略したものである。
【図２】図２は実施形態に係るボールねじ装置のナットを軸方向一方側から見た状態を示す外観図であり、中心軸線よりも下側部分の記載を省略している。
【図３】図３は実施形態に係るボールねじ装置のハウジングを軸方向他方側から見た状態を示す外観図であり、パッキンが装着されていない状態を示し、中心軸線よりも下側部分の記載を省略している。
【図４】図４は図３に示すハウジングにパッキンが装着された状態を示す外観図であり、中心軸線よりも下側部分の記載を省略している。
【図５】図５は実施形態に係るボールねじ装置のナットを軸方向一方側から見た状態を示す外観図であり、ハウジングを破線で示し、ナットの第１および第２貫通孔に対する液溜めの配置位置を模式的に示し、中心軸線よりも下側部分の記載を省略している。
【図６】図６は、フランジ部が形成されたハウジングの部分の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態に係るボールねじ装置について図面を参照しつつ説明する。
まず、本明細書中におけるボールねじ装置に係る方向について定義する。本明細書においては、特に明記しない限り、ねじ軸が延在する長手方向を軸方向とし、軸方向と直交する方向を径方向とする。また、これらの方向は、ナットおよび他の部材については、ねじ軸に組み付けられた状態において同様とする。
また、ボールねじ装置の軸方向については、図１（ａ）、図１（ｂ）において、紙面右方を軸方向一方側とし、紙面左方を軸方向他方側とする。
【００２４】
図１（ａ）は実施形態に係るボールねじ装置の軸方向一方側端部を径方向から見た状態を示す外観図であり、一部を断面で示している。図１（ｂ）は実施形態に係るボールねじ装置の軸方向他方側端部を径方向から見た状態を示す外観図であり、一部を断面で示している。なお、図１（ａ）および図１（ｂ）は、ねじ軸の中心軸線よりも下側部分は、ねじ軸の中心軸線よりも上側部分と対称なので記載を省略している。
図２は実施形態に係るボールねじ装置のナットを軸方向一方側から見た状態を示す外観図である。なお、図２は、ねじ軸の中心軸線よりも下側部分は、ねじ軸の中心軸線よりも上側部分と対称なので記載を省略している。
【００２５】
本実施形態に係るボールねじ装置１は、外周面に螺旋状のボール転動溝４が形成された直線状のねじ軸７と、ねじ軸７のボール転動溝４と対向する螺旋状のボール転動溝１０がねじ孔の内周面に形成された円筒状のナット１３とを備えている。ねじ軸７のボール転動溝４とナット１３のボール転動溝１０とでボール転動路が形成されている。ナット１３は両ボール転動溝４、１０間に転動可能に介装された鋼製の多数のボール１４を介してねじ軸７の外周側に嵌装されている。
【００２６】
ボール１４は、ねじ軸７とナット１３とが相対回動することにより、ボール転動路を転動する。本実施形態に係るボールねじ装置１は、ボール転動路を転動したボール１４を循環させるために、循環部品として、例えば内周面に循環路が形成された循環こま（図示省略）を備えている。ボール１４を循環させるための循環部品は、循環こまに限られず、エンドデフレクタ式、チューブ式、エンドキャップ式のものを備えても良い。これらの循環部品の何れを用いるとしても、循環部品は後述する冷却機構と干渉しないようにナット１３に設けられている。なお、ここで示した循環部品に係る方式は従来公知のものであるので、ここでは詳細な説明および図示は省略する。
【００２７】
本実施形態に係るボールねじ装置１は、図示しない駆動用のモータが回転すると、該モータの回転は図示しない回転伝達機構を介してナット１３に伝達され、これによりナット１３が回動する。本実施形態においては、ナット１３は軸方向の移動が規制されており、ねじ軸７は回動が規制されている。したがってボールねじ装置１は、ナット１３が回動すると、ねじ軸７が軸方向に移動する。なお、ボールねじ装置１は、ナット１３を回動させることによりナット１３自体を軸方向に移動させる構成としても良い。
【００２８】
次に、本実施形態に係るボールねじ装置１の冷却機構について説明する。本実施形態における冷却機構は、冷却液を循環させることによってナット１３を冷却するものである。ナット１３を冷却することによりボールねじ装置１の発熱を抑制し、熱膨張によるナット１３およびねじ軸７の伸びを減少させ、ボールねじ装置１の位置決め精度を向上させている。
【００２９】
図１（ａ）、図１（ｂ）、および図２に示すように、ナット１３の内径側部分すなわちねじ孔に近い部分には、ナット１３を軸方向に貫通する第１の貫通孔１６が複数形成されている。これら第１の貫通孔１６は、図２においてナット１３の端面上に一点鎖線で示された、ナット１３と同心の第１の仮想円Ｃ１に沿って、周方向に等間隔に設けられている。本実施形態においては、第１の貫通孔１６は６つ形成されているが、図２においては、ボールねじ装置１の中心軸線よりも下側部分の記載が省略されているので、第１の貫通孔１６は３つが示されている。
【００３０】
ナット１３にはさらに、ナット１３を軸方向に貫通する第２の貫通孔１９が複数形成されている。これら第２の貫通孔１９は、図２においてナット１３の端面上に一点鎖線で示された、ナット１３と同心で第１の仮想円Ｃ１よりも大きい径の第２の仮想円Ｃ２に沿って、周方向に等間隔に設けられている。複数の第２の貫通孔１９は、第１の貫通孔１６と同数が形成され、第１の貫通孔１６と一対一に対応してそれぞれ第１の貫通孔１６の径方向外方に形成されている。すなわち各第２の貫通孔１９は、対応する第１の貫通孔１６と径方向に重畳して形成されている。径方向に重畳している第１の貫通孔１６と第２の貫通孔１９とは対をなしている。つまり、ナット１３には、内径側の第１の貫通孔１６と外径側の第２の貫通孔１９との対が、周方向に６つ形成されている。第２の貫通孔１９も第１の貫通孔１６と同様に、図２においては３つが示されている。第１の貫通孔１６の直径と第２の貫通孔１９の直径とは、同じ大きさに形成されている。
【００３１】
図１（ｂ）に示すように、対をなす第１の貫通孔１６と第２の貫通孔１９とは、ナット１３の軸方向他方側端部に設けられた接続部材２２によって接続されている。接続部材２２は、第１の貫通孔１６の軸方向他方側の開口に接続して取り付けられた第１の継手２５と、第２の貫通孔１９の軸方向他方側の開口に接続して取り付けられた第２の継手２８と、第１の継手２５と第２の継手２８とを接続するＵ字状の管部材３１とからなる。管部材３１は金属あるいは合成樹脂で形成されている。第１の継手２５、第２の継手２８、および管部材３１の内径は、何れも第１の貫通孔１６および第２の貫通孔１９の直径と同じ大きさとなっている。接続部材２２で接続されることにより、対をなす内径側の第１の貫通孔１６と外径側の第２の貫通孔１９とは直列に連続することとなる。連続する第１の貫通孔１６と第１の継手２５と管部材３１と第２の継手２８と第２の貫通孔１９とは、ナット１３における冷却液流路を形成している。ナット１３には、このような冷却液流路が６つ形成されている。
【００３２】
図１（ａ）に示すように、ナット１３の外径側にはハウジング３４が配置されている。ハウジング３４は、ナット１３の軸方向一方側の端部と所定間隔を隔てて軸方向に対向する底部３７と、底部３７の外縁部から軸方向他方側へ突出し、ナット１３の中間部まで延在する円筒部４０とから構成されている。底部３７には、中心部を軸方向に貫通する中心孔４３が形成され、中心孔４３にはねじ軸７が挿通されている。底部３７および円筒部４０は、何れもナット１３と同心に配置されており、円筒部４０の内周面とナット１３の外周面とは、所定間隔を隔てて径方向に対向している。
【００３３】
ハウジング３４の円筒部４０の内周面には周方向溝４６が１つ形成されている。また、ナット１３の外周面には、ハウジング３４の周方向溝４６と径方向に対向する周方向溝４９が形成されている。ハウジング３４の周方向溝４６とナット１３の周方向溝４９とで第２のボール転動路が形成されている。第２のボール転動路には複数のボール１４が配置されている。これら複数のボール１４は、ナット１３のボール転動溝１０とねじ軸７のボール転動溝４との間に介装されたボール１４と同じものである。ナット１３とハウジング３４とは、これらボール１４を介して相対回動可能となっている。
【００３４】
なお、図示しない射出成形機等においては、ボールねじ装置１はハウジング３４の回動が規制された状態で組み付けられるため、ハウジング３４に対してナット１３が回動することとなる。つまり、ハウジン３４グは、ナット１３に対して相対回動することにより、ナット１３と供回りしないようになっている。また、ナット１３が軸方向に移動するボールねじ装置においては、ハウジング３４は回動が規制されるが、ナット１３とともに軸方向に移動する。
【００３５】
図３は実施形態に係るボールねじ装置のハウジングを軸方向他方側から見た状態を示す外観図であり、後述するパッキンが装着されていない状態を示している。なお、図３は、ねじ軸の中心軸線よりも下側部分は、ねじ軸の中心軸線よりも上側部分と対称なので記載を省略している。
【００３６】
ハウジング３４の底部３７は、ナット１３の軸方向一方側端面と対向する側の端部に、ナット１３と同心の第１の環状溝５２と第２の環状溝５５とが形成されている。第１の環状溝５２は、ナット１３の第１の仮想円Ｃ１（図２参照）と軸方向に対向する位置に形成されている。第１の環状溝５２の幅は、第１の貫通孔１６の直径よりも大きく形成されている。したがって、ナット１３に形成された６つの第１の貫通孔１６は、軸方向一方側の開口１６ａが第１の環状溝５２と軸方向に対向している。第２の環状溝５５は、ナット１３の第２の仮想円Ｃ２（図２参照）と軸方向に対向する位置に形成されている。したがって第２の環状溝５５の直径は第１の環状溝５２よりも大きい。第２の環状溝５５の幅は、第２の貫通孔１９の直径よりも大きく形成されている。したがって、ナット１３に形成された６つの第２の貫通孔１９は、軸方向一方側の開口１９ａが第２の環状溝５５と軸方向に対向している。
【００３７】
ハウジング３４には、ハウジング３４の底部３７を軸方向に貫通し、ハウジング３４の第１の環状溝５２の底部に開口する貫通孔５８が、ナット１３の第１の貫通孔１６と同数、すなわち６つ形成されている。これら６つの貫通孔５８（以後、「第３の貫通孔５８」という。）は、ナット１３の第１の貫通孔１６と同じ大きさの直径を有し、周方向に等間隔に形成されている。第３の貫通孔５８は、ハウジング３４側の冷却液流路である。なお、図３においては、第３の貫通孔５８は３つ示されている。
【００３８】
また、ハウジング３４には、ハウジング３４の底部３７を軸方向に貫通し、ハウジング３４の第２の環状溝５５の底部に開口する貫通孔６１が、ナット１３の第２の貫通孔１９と同数、すなわち６つ形成されている。これら６つの貫通孔６１（以後、「第４の貫通孔６１」という。）は、ナット１３の第２の貫通孔１９と同じ大きさの直径を有し、周方向に等間隔に形成されている。第４の貫通孔６１は、ハウジング３４側の冷却液流路である。なお、図３においては、第４の貫通孔６１は３つ示されている。第１の環状溝５２および第２の環状溝５５は、後述するように、冷却液の液溜めを構成している。
【００３９】
ハウジング３４の底部３７には、各第３の貫通孔５８の軸方向一方側の開口に接続する継手６４が取り付けられている。各継手６４にはチューブ６７が接続され、チューブ６７は、冷却液を冷却し、循環させるための図示しない冷却装置に接続されている。継手６４およびチューブ６７の内径は、何れもナット１３の第１の貫通孔１６の直径と同じ大きさとなっている。各第３の貫通孔５８および各継手６４を介してハウジング３４側の第１の環状溝５２に接続されたこれらのチューブ６７は、ナット１３に冷却液を導入するための冷却液導入用チューブである。
【００４０】
ハウジング３４の底部３７にはさらに、各第４の貫通孔６１の軸方向一方側の開口に接続する継手７０が取り付けられている。各継手７０にはチューブ７３が接続され、チューブ７３は、冷却液を冷却し、循環させるための図示しない冷却装置に接続されている。継手７０およびチューブ７３の内径は、何れもナット１３の第２の貫通孔１９の直径と同じ大きさとなっている。各第４の貫通孔６１および各継手７０を介してハウジング３４側の第２の環状溝５５に接続されたこれらのチューブ７３は、ナット１３から冷却液を排出するための冷却液排出用チューブである。
【００４１】
図４は図３に示すハウジングにパッキンが装着された状態を示す外観図であり、中心軸線よりも下側部分は図３と同様に記載を省略している。
図５は実施形態に係るボールねじ装置のナットを軸方向一方側から見た状態を示す外観図であり、ハウジングを破線で示し、ナットの第１および第２貫通孔に対する液溜めの配置位置を斜めの格子線で模式的に示している。なお、図５は、ねじ軸の中心軸線よりも下側部分は、ねじ軸の中心軸線よりも上側部分と対称なので記載を省略している。
【００４２】
図１（ａ）および図４に示すように、ナット１３の軸方向一方側端面とハウジング３４の底３７部との間には、それぞれ直径の異なる４つの環状のパッキン７６、７９、８２、８５がナット１３と同心に、径方向に重畳して介装されている。最も直径の小さい第１のパッキン７６は、液溜めである第１の環状溝５２の内径側の縁部に沿って配置されている。第１のパッキン７６よりも直径の大きい第２のパッキン７９は、第１の環状溝５２の外径側の縁部に沿って配置されている。第２のパッキン７９よりも直径の大きい第３のパッキン８２は、液溜めである第２の環状溝５５の内径側の縁部に沿って配置されている。第３のパッキン８２よりも直径の大きい第４のパッキン８５は、第２の環状溝５５の外径側の縁部に沿って配置されている。これら４つのパッキン７６、７９、８２、８５は合成樹脂、ゴム等の弾性部材からなり、ナット１３の軸方向一方側端面とハウジング３４の底部３７とに接触して介装されている。
【００４３】
ナット１３は、回動する際、軸方向一方側端面がこれら４つのパッキン７６、７９、８２、８５に対して摺動する。あるいは、ナット１３が回動する際、４つのパッキンが７６、７９、８２、８５ナット１３とともに回動し、ハウジング３４の底部３７に対して摺動する構成としても良い。ナット１３の６つ（ただし図４および５においては３つが示されている。）の第１の貫通孔１６の軸方向一方側の開口１６ａは、軸方向から見て第１のパッキン７６と第２のパッキン７９との間に位置し、図５に示すように、液溜めである第１の環状溝５２に開放している。これら６つの第１の貫通孔１６の開口１６ａは、ナット１３が回動しても常に第１の環状溝５２に開放している。
【００４４】
また、６つ（ただし図４および５においては３つが示されている。）の第２の貫通孔１９の軸方向一方側の開口１９ａは、軸方向から見て第３のパッキン８２と第４のパッキン８５との間に位置し、図５に示すように、液溜めである第２の環状溝５５に開放している。これら６つの第２の貫通孔１９の開口１９ａは、ナット１３が回動しても常に第２の環状溝５５に開放している。
【００４５】
次に、図１（ａ）および図１（ｂ）を参照して、冷却液の流れを説明する。なお、ナット１３における冷却液の流れについては、１つの冷却液流路について説明するが、他の冷却液流路についても同様である。また、冷却液が流れる方向を、図１（ａ）および図１（ｂ）に矢印で示す。
【００４６】
冷却液を冷却し、循環させるための図示しない冷却装置から図示しないポンプで送り出された冷却液は、６つの冷却液導入用チューブ６７を通り、各冷却液導入用チューブ６７と接続されたハウジング３４側の継手６４、および第３の貫通孔５８を介して液溜めである第１の環状溝５２に流入する。第１の環状溝５２に流入した冷却液は、ナット１３の内径側部分に形成された第１の貫通孔１６に流入していく。第１の貫通孔１６の開口１６ａは、ナット１３が回動しても常に第１の環状溝５２に開放しているので、ナット１３の回動状態にかかわらず、冷却液は第１の貫通孔１６に流れ込んでいく。また、第１の環状溝５２は、ナット１３の軸方向一方側端面とハウジング３４の底部３７とに接触して配置された第１のパッキン７６および第２のパッキン７９によって内径側縁部および外径側縁部がシールされており、且つ第１の貫通孔１６の開口１６ａは、第１のパッキン７６と第２のパッキン７９との間に位置しているので、第１の環状溝５２から冷却液が漏れることは無い。
【００４７】
第１の貫通孔１６は、ボール１４の転動により摩擦熱が発生するボール転動溝１０に近い部分、すなわちナット１３の内径側部分に形成されており、且つ温度の低い新しい冷却液が流れ込んでくるため、冷却効果が高く、効率的にナット１３を冷却することができる。
【００４８】
ナット１３を冷却しつつ第１の貫通孔１６を軸方向他方端まで流れた冷却液は、接続部材２２すなわち第１の継手２５、管部材３１、および第２の継手２８を経由して、第２の貫通孔１９に軸方向他方端から流れ込む。冷却液はナット１３をさらに冷却しつつ第２の貫通孔１９を軸方向一方端まで流れ、液溜めである第２の環状溝５５に流入する。第２の貫通孔１９の開口１９ａは、ナット１３が回動しても常に第２の環状溝５５に開放しているので、ナット１３の回動状態にかかわらず、冷却液は第２の貫通孔１９から第２の環状溝５５に流れ込んでいく。また、第２の環状溝５５は、ナット１３の軸方向一方側端面とハウジング３４の３７底部とに接触して配置された第３のパッキン８２および第４のパッキン８５によって内径側縁部および外径側縁部がシールされており、且つ第２の貫通孔１９の開口１９ａは、第３のパッキン８２と第４のパッキン８５との間に位置しているので、第２の環状溝５５から冷却液が漏れることは無い。
【００４９】
第２の環状溝５５に流入した冷却液は、第１の貫通孔１６および第２の貫通孔１９を通過することによってナット１３を冷却した結果、第１の環状溝５２に流入した時よりも温度が高い状態である。第２の環状溝５５に流入した冷却液は、ハウジング３４側の第４の貫通孔６１および６つの継手７０を介して６つの冷却液排出用チューブ７３に排出され、これら冷却液排出用チューブ７３を通って冷却装置に戻される。冷却装置に戻った冷却液は図示しない熱交換装置で熱交換されて冷却された後、再度冷却液導入用チューブ６７を通ってナット１３に流入する。ナット１３を冷却するための冷却液は、このように冷却装置とナット１３との間を循環している。
【００５０】
このように、本実施形態に係るボールねじ装置１の冷却機構は、ハウジング３４と、ハウジング３４側の冷却液流路である第３の貫通孔５８および第４の貫通孔６１と、ナット１３の冷却液流路と、ハウジング３４側の冷却液流路とナット１３の冷却液流路との間に介在された液溜めである第１の環状溝５２および第２の環状溝５５とによって構成されている。そしてハウジング３４側の冷却液流路とナット１３の冷却液流路との間における冷却液の漏れは、ナット１３とハウジング３４との間に介在された４つのパッキン７６、７９、８２、８５によって防止されている。
【００５１】
本実施形態におけるボールねじ装置１は、ナット１３に第１の貫通孔１６および第２の貫通孔１９を設け、ナット１３の内部に直接冷却液を通すことにより、効率良くナット１３を冷却することができる。特に、温度の低い新しい冷却液はナット１３の内径側部分に設けられた第１の貫通孔１６に導入され、第１の貫通孔１６と第２の貫通孔１９とは直列に連結されているので、効果的にナット１３を冷却することができる。また、ナット１３が回動しても冷却液が漏れることがないので、ナット１３の冷却効果をさらに向上させるとともに、漏れた冷却液によって周辺の雰囲気を汚すことがない。
【００５２】
また、冷却液導入用チューブ６７は第１の貫通孔１６と同数が設けられており、且つ冷却液排出用チューブ７３は第２の貫通孔１９と同数が設けられている。さらに、冷却液導入用チューブ６７および冷却液排出用チューブ７３は、ハウジング３４の底部３７から軸方向すなわち長手方向に延在するように配置されているので、第１の環状溝５２および第１の貫通孔１６への冷却液の導入がスムーズに行われ、また第２の貫通孔１９および第２の環状溝５５からの冷却液の排出はスムーズに行われる。これにより、冷却液を効率良くナット１３内を循環させることができる。また、第１の貫通孔１６の直径、第２の貫通孔１９の直径、冷却液導入用チューブ６７の内径、冷却液排出用チューブ７３の内径、および各継手２５、２８、６４、７０の内径は、全て同寸法に形成されているので、冷却液はスムーズに流れる。
【００５３】
また、ハウジング３４とナット１３との間には、ナット１３とねじ軸７との間に介装されているボール１４と同じ構成のボール１４が介装されているため、転がり軸受けを介した構成と比較してハウジング３４の外径寸法を小さくすることができる。したがって、ボールねじ装置１の大型化を抑制し、ボールねじ装置１の配置スペースを小さくすることができるという効果を発揮する。また、ボールねじ装置１の大型化を抑制し、回動するナット１３の径を小型化できるので、ナット１３の回転慣性が小さくなり、ナット１３を駆動させるためのモータの負担を軽減することができる。
【００５４】
なお、上記実施形態においては、対をなす内径側の第１の貫通孔１６と外径側の第２の貫通孔１９とは、径方向に重畳して形成されているが、第１の貫通孔１６と第２の貫通孔１９とは径方向に重畳していなくても良い。第１の貫通孔１６と第２の貫通孔１９とが径方向に重畳していなくても、冷却効果は重畳している場合と同じである。
【００５５】
また、上記実施形態においては、第１の貫通孔１６と第２の貫通孔１９との対は６つ形成されているが、少なくとも１つが形成されていれば、６つより多くても少なくても良い。
【００５６】
また、ハウジング３４を射出成形機等に取り付けるために、図６に示すように、ハウジング３４の端部にフランジ８８を設けても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１  ボールねじ装置
４  （ねじ軸側）ボール転動溝
７  ねじ軸
１０  （ナット側）ボール転動溝
１３  ナット
１４  ボール
１６  第１の貫通孔
１６ａ  第１の貫通孔の開口
１９  第２の貫通孔
１９ａ  第２の貫通孔の開口
２２  接続部材
２５  第１の継手
２８  第２の継手
３１  管部材
３４  ハウジング
３７  底部
４０  円筒部
４３  中心孔
４６  （ハウジング側）周方向溝
４９  （ナット側）周方向溝
５２  第１の環状溝
５５  第２の環状溝
５８  第３の貫通孔
６１  第４の貫通孔
６４  継手
６７  冷却液導入用チューブ
７０  継手
７３  冷却液排出用チューブ
７６  第１のパッキン
７９  第２のパッキン
８２  第３のパッキン
８５  第４のパッキン
８８  フランジ
【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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