JP2007139190A - 工作機械用ボールねじ - Google Patents

Abstract

【課題】中空ねじ付スピンドルの中空部を同軸的に管で分割して冷却液の供給と戻りの流路とし、ねじ付スピンドルの同一端部に冷却液の供給ポートと吐出ポートを設け構造を簡略化する。
【解決手段】工作機械用ボールねじは、回転可能に支持された中空のねじ付スピンドル１と、この中空のねじ付スピンドル１用の駆動ユニット３と、ねじ付スピンドル１上に設けられ、長手方向に走行可能のナット４と、ねじ付スピンドル１のための冷却システムとを有し、この冷却システムは、供給ポート１２と吐出ポート１３とを有して、中空ねじ付スピンドル１のキャビティに冷却液を流すようになっている。技術上の複雑さを低減し、冷却性能を向上させるために、供給流路１５とこれに連通する戻り流路１６は、ねじ付スピンドル１のキャビティ内に設けられ、かつ上記供給ポート１２と吐出ポート１３は、ねじ付スピンドル１の同一端部に設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転可能に支持された中空のねじ付スピンドル、ねじ付スピンドル用の駆動ユニット、ねじ付スピンドル上を長手方向に移動可能で機械部品用のドライバとして作用するナット、ならびに中空のねじ付スピンドル内を流れる冷却液のための供給ポートと吐出ポートとを有するねじ付スピンドルのための冷却システムを含む、工作機械用のボールねじに関する。

ボールねじは、特に工作機械に用いられて、テーブル、スライド、ハウジングなどの機械部品を、一つの座標軸上を併進移動させるためのものである。最近の工作機械では、これらの機械部品は、かなり質量を有するものもあり、高速で長短距離を走行するので、比較的高い動力が必要となる。循環するボールにより全体的な摩擦損失が制限範囲に留められているのであるが、高動力の場合は、スピンドル自体およびスピンドル上をその長手方向に走行するナットがかなり加熱されることとなる。この最近のボールねじの問題を克服するために、中空のねじ付スピンドルのキャビティ内に冷却液を貫流させるための冷却システムとして連続する長手方向ボアが設けられている。スピンドルに供給する流量を計量することにより、個々の動作条件やスピンドルの温度に応じて所望の冷却効果の効率を選定できるようにして入る。しかしながら、この既知の冷却システムには欠点があり、ねじ付スピンドルの各端部において、関連の流入および流出配管を含む冷却液ポートを設ける必要があることである。よって、全体的に技術上の複雑性が増大するばかりでなく、スピンドルの各端にそれぞれ入口および出口を分けて設けるために余分のスペースが必要となり、他の機械部品のアクセス性を低化させている。

本発明の目的は、有利に配置され技術上簡単な冷却システムを有する、工作機械用の高能率のボールねじを提供することである。

本発明によれば、請求項１に定義される形式の工作機械用のボールスねじにおいて、上記の目的は、中空のねじ付スピンドルのキャビティ内に供給流路とこれに接続する戻り流路が設けられ、供給流路の供給ポートと戻り流露の吐出ポートがねじ付スピンドルの同じ端部に設けた構成により達成される。

中空のねじ付スピンドルのキャビティ内を、好ましくは、その全長に沿って延在する供給流路と、同じく全長に沿って延在し、供給流路に連通する戻り流路とに分けることにより、既知の冷却システムと比較して、そのチャネル全長の二倍の長さとなり、冷却効率が向上できる。しかして、特に重要なことは、上記供給ポートと吐出ポートの二つのポートが、ねじ付スピンドルの一端の共通の位置に設けたことである。全管継手を一つの場所に集中させているので、省スペースとなるばかりでなく、冷却配管システムをかなり簡略化できる。

ねじ付スピンドルの一端にキャビティを閉止するとともに、ねじ付スピンドルのキャビティ内の管の一端を支持する役目をする閉止部材を効果的に設けてある。この管は、キャビティを径方向外側の環状室と、この環状室と管の端部に設けた接続オリフィスを介して連通する内側円筒室とに分割するものである。これら環状室と内側円筒室には、それぞれ一つの冷却液ポートが設けられている。

本発明の一実施例を添付図を参照して以下で詳細に説明する。
図示のボールねじは、図１に図示の右側端で抗トルク状態でカップリング装置を介して駆動ユニット３に接続されたねじ付スピンドル１を有する。この駆動ユニットは、通常電気モータであるが、これにギアボックスが一体的に設けてあってもなくとも良い。スピンドル１上には、ボール循環経路５に沿って長手方向に走行可能のナット４が設けられている。ナット４は、工作機械のコンポーネント（図示せず）に取付けられ、ねじ付スピンドル１の長手方向に前述のコンポーネントを移動させるドライバあるいは駆動部材の役目をするものである。

従来のボールねじは、循環する冷却液によりねじ付スピンドルをその全長にわたり強力に冷却する冷却システムを含んだものである。図２および図３に図示のように後端部に複数の接続オリフィス７を設けた連続管６が、スピンドル１の連続する円筒形キャビティの中心に配置されている。図３に図示の管６の端部は、ねじ付スピンドル端部に挿入され、すなわちねじ込まれてＯ−リング９により密封された閉止プラグ８に固定されている。さらに、管６の端部は、横断するピン１０によりねじ付スピンドル１に固定されている。

ねじ付スピンドル１と図２に図示のキャビティに装着された管６の各部分は、ねじ付スピンドルの分割されたキャビティに冷却液を供給するための管継手を含んでいる。一つの管継手１１には、冷却液用の供給および吐出配管（図示せず）に接続される二つの差込口１２，１３が設けられている。差込口１２は、中空ねじ付スピンドル１の径方向外側の環状空間１５に連通されている。外側の環状空間１５は、図３に図示の接続オリフィス７を介して管６の中心内側空間１６に接続されている。この内側空間１６は、図２に破線で示すチャネルを介して差込口１３に接続されている。

スピンドル全体を効果的に冷却するためには、所与の圧力で冷却液を管継手１１を介してスピンドルキャビティ１６の外側環状空間１５に導入させる。冷却液は、スピンドルの全長にわたり環状空間１５を流通し、次いで、端部側オリフィス７を介して管６の内側空間１６に流入する。循環した冷却液は、内部チャネルおよび出口１３を介して工作機械の冷却システムに戻される。

本発明は、図示の実施例に限定されるものでない。管６の代わりに、別の手段を用いて中空ねじ付スピンドルのキャビティを分割しても良い。特定構成および流れオリフィスの配列により液体の循環が左右される。

工作機械用ボールねじの長手方向断面図 図１のＸ部分の拡大図 図１のＹ部分の拡大図

Claims (5)

1. 回転可能に支持された中空のねじ付スピンドル（１）と、
   該ねじ付スピンドル（１）用の駆動ユニット（３）と、
   前記ねじ付スピンドル（１）上に設けられ、長手方向に移動可能のナット（４）と、
   供給ポート（１２）と吐出ポー（１３）とを有する、前記中空のねじ付スピンドル（１）内部を流通する冷却液用の、該ねじ付スピンドル（１）の冷却システムと
   を有する工作機械用のボールねじにおいて、
   前記中空のねじ付スピンドル（１）のキャビティ内に供給チャネル（１５）と、該供給流路（１５）に連通する戻り流路（１６）とが設けられ、
   前記供給ポート（１２）と前記吐出ポート（１３）は、該ねじ付スピンドル（１９）の同一の端部に設けられていることを特徴とするボールねじ。
2. 請求項１に記載のボールねじにおいて、前記ねじ付スピンドル（１）には、同ねじ付スピンドルのキャビティの一端を閉止する閉止部材（８）を設けていることを特徴とするボールねじ。
3. 請求項１または２に記載のボールねじにおいて、前記ねじ付スピンドル（１）のキャビティは、管（６）により径方向外側環状室（１５）と内側室（１６）とに分割されていることを特徴とするボールねじ。
4. 請求項２または３に記載のボールねじにおいて、前記管（６）の端部は、前記閉止部材（８）に固定されていることを特徴とするボールねじ。
5. 請求項４に記載のボールねじにおいて、接続オリフィス（７）が前記管（６）の端部に設けられていることを特徴とするボールねじ。

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