JPH1043991A - ボールねじ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ねじ軸の長さを極力短くして、工作機械全体の
小型化を実現し、また、ねじ軸の剛性を極力向上させ、
モータ軸換算イナーシャを極力低下させること。 【解決手段】冷却液流通孔５６ｂが形成されたねじ軸５
６の一方の端部５６ｍに第１連通開口部５６ｖを形成
し、他方の端部５６ｎ側に第２連通開口部５６ｗを形成
し、サーボモータユニット４０の駆動軸４１と、ねじ軸
５６の端部５６ｍとをカップリング部材３１を介して動
力伝達自在に直列接続し、冷却液ＲＫの受渡しを行い得
る冷却液供給ジャケット部６２を第２連通開口部５６ｗ
に設置し、冷却液ＲＫの受取りを行い得る冷却液回収ジ
ャケット部６３をカップリング部材３１に設置し、カッ
プリング部材３１に、第１連通開口部５６ｖと冷却液回
収ジャケット部６３との間で冷却液ＲＫが流通自在とな
る形で流通孔３２を設けて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械等においてテ
ーブル等の送り装置として用いられるボールねじ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マシニングセンタなどの工作機械
には、テーブル、コラム、主軸ヘッド等の送り装置とし
てボールねじ装置が採用されている。このようなボール
ねじ装置においては、そのねじ軸が摩擦熱等を受けて熱
変位することを防止するため、該ねじ軸を冷却液により
冷却し得る冷却機能を有しているものが広く使用されて
いる。以下、前記冷却機能を有した従来のボールねじ装
置の一例を図４に従って説明する。なお、図４は従来の
ボールねじ装置の一例を示した側面（一部断面）図であ
る。

【０００３】ボールねじ装置５５０は、図４に示すよう
に、工作機械のベース側等に形成された２つのブラケッ
ト５００、５１０間に軸回転自在に軸支されたねじ軸５
６０を有しており、該ねじ軸５６０には、前記ベース側
等に対して移動駆動させるべきテーブル等に取付固定さ
れたボールナット５７０が、該ねじ軸５６０の軸回転に
より該ねじ軸５６０に沿って、該ねじ軸５６０の伸延方
向に移動駆動自在な形で螺合して設けられている。な
お、ねじ軸５６０の内部には、該ねじ軸５６０の伸延方
向に沿って伸延した形の冷却液流通孔５６０ｂが形成さ
れている。また、ボールねじ装置５５０は、駆動軸４１
０を軸回転駆動自在に備えたサーボモータユニット４０
０を有しており、前記ねじ軸５６０の端部５６０ｍ側
と、駆動軸４１０とがカップリング部材３１０を介して
動力伝達自在に直列接続されている。更に、ねじ軸５６
０に対しては冷却液供給ジャケット部６２０が、前記ね
じ軸５６０の端部５６０ｎ側（即ち、サーボモータユニ
ット４００の接続側とは反対側）において、冷却液ＲＫ
を冷却液流通孔５６０ｂに供給受渡し自在な形で設置さ
れている。また、ねじ軸５６０に対しては冷却液回収ジ
ャケット部６３０が、前記冷却液供給ジャケット部６２
０よりもサーボモータユニット４００側の位置、即ち、
ねじ軸５６０の途中の位置において、冷却液ＲＫを冷却
液流通孔５６０ｂから回収受取自在な形で設置されてい
る。

【０００４】即ち、ねじ軸５６０に対して冷却液ＲＫを
供給又は回収するジャケット部６２０、６３０等は、前
記サーボモータユニット４００の接続側とは反対側にお
いては、前記ねじ軸５６０の端部５６０ｎに容易に設置
できるが、前記サーボモータユニット４００の接続側に
おいては、該ねじ軸５６０と前記駆動軸４１０とを接続
している構造上、ジャケット部６２０、６３０等をねじ
軸５６０の端部５６０ｍに設置することが困難であっ
た。そのため、上述したように冷却液供給ジャケット部
６２０等を、ねじ軸５６０の途中の位置に設置してい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ねじ軸５６
０の途中の位置にジャケット部６２０等を設置するため
には、その設置スペースを確保するため、該ジャケット
部６２０等の設置スペース分、ねじ軸５６０の長さを長
く形成しておく必要が生じる。しかし、ねじ軸が長けれ
ば長いほど、その分、工作機械全体の寸法が長くなり都
合が悪い。また、ねじ軸が長ければ長いほど、その剛性
が低下し、モータ軸換算イナーシャが大きくなるという
不都合があった。

【０００６】そこで本発明は上記事情に鑑み、ねじ軸の
長さを極力短くして、工作機械全体の小型化を実現し、
また、ねじ軸の剛性を極力向上させ、モータ軸換算イナ
ーシャを極力低下させることができ、好都合なボールね
じ装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、ベース部
（２、１３）に対して、移送部（７、１２、１７）を、
該ベース部（２、１３）に対して移動駆動自在に設置す
るのに用いるボールねじ装置（５５）において、直線状
に伸延したねじ軸（５６）を、前記ベース部（２、１
３）により軸回転自在に軸支され得る形で有し、前記ね
じ軸（５６）に、前記移送部（７、１２、１７）に対し
て取付固定し得るボールナット（５７）を、前記ねじ軸
（５６）の軸回転により該ねじ軸（５６）に沿って、該
ねじ軸（５６）の伸延方向に移動駆動自在な形で螺合し
て設け、前記ねじ軸（５６）の内部に、該ねじ軸（５
６）の伸延方向に沿って伸延した形の冷却液流通孔（５
６ｂ）を形成し、前記ねじ軸（５６）の一方の端部（５
６ｍ）に第１連通開口部（５６ｖ）を、前記冷却液流通
孔（５６ｂ）と前記ねじ軸（５６）の外部との間を冷却
液（ＲＫ）を流通自在に連通した形で形成し、前記ねじ
軸（５６）の他方の端部（５６ｎ）側に第２連通開口部
（５６ｗ）を、前記冷却液流通孔（５６ｂ）と前記ねじ
軸（５６）の外部との間を冷却液（ＲＫ）を流通自在に
連通した形で形成し、駆動軸（４１）を軸回転駆動自在
に備えた駆動ユニット（４０）を有し、前記ねじ軸（５
６）の前記一方の端部（５６ｍ）と、前記駆動軸（４
１）とをカップリング部材（３１）を介して動力伝達自
在に直列接続し、冷却液（ＲＫ）を供給自在な冷却液供
給手段（７０）及び、使用後の冷却液（ＲＫ）を回収自
在な冷却液回収手段（７１）を有し、前記冷却液供給手
段（７０）及び前記冷却液回収手段（７１）は、冷却液
（ＲＫ）の受渡し又は冷却液（ＲＫ）の受取りを行い得
るジャケット部（６２、６３）をそれぞれ有し、前記ジ
ャケット部（６２、６３）のうち一方のジャケット部
（６２）を、前記第２連通開口部（５６ｗ）に設置し、
前記ジャケット部（６２、６３）のうち他方のジャケッ
ト部（６３）を、前記カップリング部材（３１）に設置
し、前記カップリング部材（３１）に、前記一方の端部
（５６ｍ）の前記第１連通開口部（５６ｖ）と前記他方
のジャケット部（６３）との間で冷却液（ＲＫ）が流通
自在となる形で流通手段（３２）を設けて構成される。

【０００８】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以下の
「作用」の欄についても同様である。

【０００９】

【作用】上記した構成により本発明では、ねじ軸（５
６）の一方の端部（５６ｍ）側に設置されるジャケット
部（６３）が、該ねじ軸（５６）と駆動軸（４１）との
接続部位に存在するカップリング部材（３１）に設置さ
れる。また、ジャケット部（６３）をカップリング部材
（３１）に設置するので、ねじ軸（５６）や駆動軸（４
１）等に、該ジャケット部（６３）を設置するためのス
ペースを別個に確保しなくても済む。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明によるボールねじ装置の一例を示し
た側面（一部断面）図、図２は、図１に示したボールね
じ装置が採用されたマシニングセンタを示した全体斜視
図、図３は、冷却液の流通系統等を示した図である。

【００１１】マシニングセンタ１が、図２に示すように
水平な床面上に設置されている。マシニングセンタ１
は、前記床面上に載置設置されたベース２を有してお
り、ベース２上には第１フレーム３が支持されている。
第１フレーム３上には、互いに平行な１対の第１レール
５、５が水平なｘ軸方向である図の矢印Ａ、Ｂ方向に沿
って敷設されており、この１対の第１レール５、５上に
は複数のすべり軸受６を介してテーブルユニット７が矢
印Ａ、Ｂ方向、即ちｘ軸方向に摺動自在に支持されてい
る。また、ベース２には適宜なブラケット５０Ａ、５１
Ａが、前記１対の第１レール５、５間に配置形成されて
おり、これらブラケット５０Ａ、５１Ａには、本発明の
一例であるボールねじ装置５５Ａ（詳しい構成は後述）
が設置されている。即ち、該ボールねじ装置５５Ａによ
り、前記テーブルユニット７は前記ベース２に対して矢
印Ａ、Ｂ方向に移動駆動自在になっている（この移動駆
動の仕組みは後述）。

【００１２】また、前記１対の第１レール５、５より、
図２における紙面右方には、前記ベース２上に第２フレ
ーム９が支持されており、第２フレーム９上には、互い
に平行な一対の第２レール１０、１０が、前記ｘ軸に直
角でかつ水平なｚ軸方向である図の矢印Ｅ、Ｆ方向に沿
って敷設されている。この一対の第２レール１０、１０
上には複数のすべり軸受１１を介してコラム１２が矢印
Ｅ、Ｆ方向、即ちｙ軸方向に摺動自在に支持されてい
る。また、ベース２には適宜なブラケット５０Ｂ、５１
Ｂ（図２では５０Ｂのみ図に現われている）が、前記一
対の第２レール１０、１０間に配置形成されており、こ
れらブラケット５０Ｂ、５１Ｂには、本発明の一例であ
るボールねじ装置５５Ｂ（詳しい構成は後述）が設置さ
れている。即ち、該ボールねじ装置５５Ｂにより、前記
コラム１２はベース２に対して矢印Ｅ、Ｆ方向に移動駆
動自在になっている（この移動駆動の仕組みは後述）。

【００１３】コラム１２は、本体フレーム１３を前記複
数のすべり軸受１１上に支持された形で有しており、本
体フレーム１３のうち、矢印Ｅ方向に面した側、即ち前
記テーブルユニット７に面した側には、図の矢印Ａ、Ｂ
方向に並列した形で互いに平行な一対の移動用レール１
５、１５が鉛直なｙ軸方向（従って前記ｘ軸及びｚ軸方
向と直角な方向）である図の矢印Ｃ、Ｄ方向に沿って敷
設されている。この一対の移動用レール１５、１５には
複数のすべり軸受１６を介してヘッドストック１７が矢
印Ｃ、Ｄ方向、即ちｙ軸方向に摺動自在に設けられてい
る。また、本体フレーム１３には適宜なブラケット５０
Ｃ、５１Ｃが、前記一対の移動用レール１５、１５間に
配置形成されており、これらブラケット５０Ｃ、５１Ｃ
には、本発明の一例であるボールねじ装置５５Ｃ（詳し
い構成は後述）が設置されている。即ち、該ボールねじ
装置５５Ｃにより、前記ヘッドストック１７は本体フレ
ーム１３に対して矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動自在になっ
ている（この移動駆動の仕組みは後述）。また、ヘッド
ストック１７には主軸ヘッド１９が、矢印Ｅ方向に突出
した形で設けられている。この主軸ヘッド１９の矢印Ｅ
側には、図示しない主軸が、前記ヘッドストック１７側
に設けられた図示しない駆動モータ等を介して、矢印
Ｅ、Ｆ方向の軸心ＣＴ１を中心に図の矢印Ｊ、Ｋ方向に
軸回転駆動自在に支持され、該主軸には、ドリルやフラ
イス等の工具が着脱自在になっている。

【００１４】次に、上述したボールねじ装置５５Ａ、５
５Ｂ、５５Ｃについて、その構成等を詳しく説明する。
なお本実施例では、これらボールねじ装置５５Ａ、５５
Ｂ、５５Ｃは同一の構成を有しているので、特定或いは
区別せずに総称して「ボールねじ装置５５」と記述し、
構成を説明する。また、ボールねじ装置５５が設置され
ているブラケット５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５１Ａ、５
１Ｂ、５１Ｃの形状の相違については、ボールねじ装置
５５の構成と無関係なので、以下、ボールねじ装置５５
の構成の説明においては、ブラケット５０Ａ、５０Ｂ、
５０Ｃは、総称して「ブラケット５０」と記述し、ブラ
ケット５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃは「ブラケット５１」と
記述することにする。

【００１５】即ち、ボールねじ装置５５は、図１に示す
ようにブラケット５０、５１により、玉軸受６０、６１
を介して軸支されたねじ軸５６を有しており、ねじ軸５
６は、直線方向である図１の矢印Ｖ、Ｗ方向（なお、こ
の方向はボールねじ装置５５Ａの場合には矢印Ａ、Ｂ方
向、ボールねじ装置５５Ｂの場合には矢印Ｅ、Ｆ方向、
ボールねじ装置５５Ｃの場合には矢印Ｃ、Ｄ方向に相当
する）に伸延した略棒状に形成されている。ねじ軸５６
は、その矢印Ｖ、Ｗ方向に伸延した軸心ＣＴ２を中心に
図１の矢印Ｐ、Ｑ方向に軸回転自在となっている。ねじ
軸５６の外周表面側には、前記玉軸受６０、６１間に挾
まれた中央部位において螺刻部５６ａが形成されてお
り、ねじ軸５６には、該螺刻部５６ａにおいて公知のボ
ールナット５７が多数のボールを介して螺合されてい
る。また、ボールナット５７には移送部（即ち、ボール
ねじ装置５５Ａの場合にはテーブルユニット７、ボール
ねじ装置５５Ｂの場合にはコラム１２、ボールねじ装置
５５Ｃの場合にはヘッドストック１７に相当する）が取
付固定されており、従ってねじ軸５６の矢印Ｐ、Ｑ方向
の軸回転により、ボールナット５７及びこれに取付固定
された前記移送部が、該ねじ軸５６に沿って、図の矢印
Ｖ、Ｗ方向に移動駆動され得るようになっている。ま
た、ねじ軸５６の内部には、図の矢印Ｖ、Ｗ方向に伸延
した形の冷却液流通孔５６ｂが形成されており、該ねじ
軸５６の矢印Ｖ側の端部５６ｍ及び、矢印Ｗ側の端部５
６ｎには、前記冷却液流通孔５６ｂとねじ軸５６の外部
との間を矢印Ｖ、Ｗ方向に連通した形で第１連通開口部
５６ｖ及び第２連通開口部５６ｗがそれぞれ形成されて
いる。なお、ねじ軸５６の端部５６ｍは前記玉軸受６１
よりも矢印Ｖ側の位置に、端部５６ｎは前記玉軸受６０
よりも矢印Ｗ側の位置にそれぞれ配置されている。

【００１６】一方、ボールねじ装置５５は、ブラケット
５１側に設置された形で所定のサーボモータユニット４
０を有しており、該サーボモータユニット４０は駆動軸
４１を軸回転駆動自在に有している（なお、図２におい
ては、便宜上、各ボールねじ装置５５Ａ、５５Ｂ、５５
Ｃのサーボモータユニット４０は省略して示されてい
る）。即ち、この駆動軸４１は図の矢印Ｗ方向に突出し
た形で配置されており、従って該駆動軸４１の矢印Ｗ側
の端部４１ａと前記ねじ軸５６の端部５６ｍとは、同心
状に、かつ互いに対向して配置されている。また、駆動
軸４１の端部４１ａ側と、ねじ軸５６の端部５６ｍ側と
は、リジッドカップリング用のカップリング部材３１に
よって、動力伝達自在に直列接続されている。即ち、カ
ップリング部材３１は、矢印Ｖ、Ｗ方向に伸延した基本
的に円筒状に形成されており、該カップリング部材３１
の内部３１ａには、その両側から前記駆動軸４１の端部
４１ａ側と、前記ねじ軸５６の端部５６ｍ側が挿入さ
れ、カップリング部材３１と駆動軸４１の間及び、カッ
プリング部材３１とねじ軸５６の間は適宜な固定手段に
より固定されている。つまり、サーボモータユニット４
０を運転し、駆動軸４１を軸回転駆動することにより、
カップリング部材３１を介して接続されたねじ軸５６が
矢印Ｐ、Ｑ方向に軸回転駆動され、その結果、ボールナ
ット５７に取付固定された上述した移送部（即ち、テー
ブルユニット７、コラム１２、ヘッドストック１７）
が、ねじ軸５６を軸支しているブラケット５０、５１側
（即ち、ベース２又は本体フレーム１３）に対して矢印
Ｖ、Ｗ方向（従って、ボールねじ装置５５Ａの場合には
矢印Ａ、Ｂ方向、ボールねじ装置５５Ｂの場合には矢印
Ｅ、Ｆ方向、ボールねじ装置５５Ｃの場合には矢印Ｃ、
Ｄ方向）に移動駆動され得るようになっている。なお、
ブラケット５１とサーボモータユニット４０の間には、
これらを接続する形でハウジング部材４２が、例えば該
ブラケット５１と一体的な形で設けられており、ハウジ
ング部材４２は矢印Ｖ、Ｗ方向に伸延した略円筒状に形
成されている。このハウジング部材４２により、ねじ軸
５６と駆動軸４１の接続部位及びカップリング部材３１
などが包囲されている。

【００１７】また、ねじ軸５６の端部５６ｎ側の第２連
通開口部５６ｗに対しては冷却液供給ジャケット部６２
が設置されている。即ち、冷却液供給ジャケット部６２
は、ねじ軸５６の端部５６ｎを覆う形のキャップ形状に
形成された流入側シーリング部材６５を、例えば前記ブ
ラケット５０と一体的に形成された形で有しており、流
入側シーリング部材６５の内側には環形状のオイルシー
ル６６が適宜な固定部材６６ａを介して固定されてい
る。また、オイルシール６６の環内側には、前記ねじ軸
５６の端部５６ｎ側が矢印Ｖ、Ｗ方向に挿入貫通された
状態になっている。流入側シーリング部材６５の内側の
うち、オイルシール６６よりも矢印Ｗ側は内部空間６５
ａとなっており、該内部空間６５ａは、前記冷却液流通
孔５６ｂと前記第２連通開口部５６ｗを介して連通して
いる。なお、オイルシール６６により、内部空間６５ａ
内の冷却液ＲＫ等が、流入側シーリング部材６５とねじ
軸５６の間を通って外部に洩れるようなことは防止され
ている。また、流入側シーリング部材６５には管継ぎ手
である冷却液パイプ接続部６７が設けられており、冷却
液パイプ接続部６７には後述する冷却液パイプ３５Ａが
接続自在になっている。即ち、流入側シーリング部材６
５の内部空間６５ａと、冷却液パイプ接続部６７を介し
て接続された冷却液パイプ３５Ａの内部とは、該流入側
シーリング部材６５を貫通した形で、従って冷却液ＲＫ
が流通自在な形で連通している。

【００１８】ところで、上述したカップリング部材３１
の内部３１ａにおいては、駆動軸４１の端部４１ａとね
じ軸５６の端部５６ｍとの間に矢印Ｖ、Ｗ方向の隙間を
形成した形で隙間空間４１ｂが形成されている。また、
カップリング部材３１には、該カップリング部材３１の
内周側と外周側を放射方向に貫通する形で複数の流通キ
リ穴３２ａが設けられており、これら流通キリ穴３２ａ
は、カップリング部材３１の内部３１ａにおいては、前
記隙間空間４１ｂの位置に対応して開口している。従っ
て、これら隙間空間４１ｂと流通キリ穴３２ａは互いに
連通しており、これらは１つの流通孔３２を形成してい
る。一方、カップリング部材３１には、冷却液回収ジャ
ケット部６３が設置されている。冷却液回収ジャケット
部６３は、前記ハウジング部材４２の内側に設けられた
円環状の基部４４を有しており、基部４４は前記カップ
リング部材３１をその内側に包囲した形で配置されてい
る。この基部４４の内周側には環形状の第１オイルシー
ル４５及び第２オイルシール４６が適宜な固定部材４５
ａ、４６ａを介して固定されており、第１オイルシール
４５及び第２オイルシール４６の環内側には、前記カッ
プリング部材３１が挿入貫通された状態になっている。
なお、第１オイルシール４５は、カップリング部材３１
の外周側における前記複数の流通キリ穴３２ａの開口部
３２ｂの位置よりも矢印Ｖ側に、第２オイルシール４６
は、これら開口部３２ｂの位置よりも矢印Ｗ側に配置さ
れている。これら第１オイルシール４５と第２オイルシ
ール４６の間には、これらオイルシール４５、４６及
び、基部４４、カップリング部材３１により囲まれた冷
却液溜り空間４７が、該基部４４内周に沿って（従って
カップリング部材３１の外周に沿って）円環状に形成さ
れている。なお、オイルシール４５、４６により、冷却
液溜り空間４７内の冷却液ＲＫ等が、基部４４とカップ
リング部材３１の間を通って外部に洩れるようなことは
防止されている。また、ハウジング部材４２及び基部４
４には管継ぎ手用接続部４９が設けられており、接続部
４９には後述する冷却液パイプ３５Ｂを接続自在になっ
ている。即ち、基部４４の内側の冷却液溜り空間４７と
接続部４９を介して接続された冷却液パイプ３５Ｂの内
部とは、該基部４４及びハウジング部材４２を貫通した
形で、従って冷却液ＲＫが流通自在な形で連通してい
る。

【００１９】更に、ボールねじ装置５５には、前記冷却
液供給ジャケット部６２に接続された形の冷却液供給ユ
ニット７０ａが設けられており、冷却液供給ユニット７
０ａは冷却液供給ジャケット部６２に対して冷却液ＲＫ
を供給自在になっている。なお、これら冷却液供給ジャ
ケット部６２及び冷却液供給ユニット７０ａは、ねじ軸
５６に対して冷却液ＲＫを供給自在な冷却液供給手段７
０を構成している。また、ボールねじ装置５５には、前
記冷却液回収ジャケット部６３に接続された形の冷却液
回収ユニット７１ａが設けられており、冷却液回収ユニ
ット７１ａは冷却液回収ジャケット部６３より冷却液Ｒ
Ｋを回収自在になっている。なお、これら冷却液回収ジ
ャケット部６３及び冷却液回収ユニット７１ａは、ねじ
軸５６から冷却液ＲＫを回収自在な冷却液回収手段７１
を構成している。

【００２０】以下、冷却液供給手段７０と冷却液回収手
段７１の構成を図３を参照して詳細に説明する。冷却液
供給手段７０の冷却液供給ユニット７０ａ及び冷却液回
収手段７１の冷却液回収ユニット７１ａは、図３に示す
ように、これら両ユニット７０ａ、７１ａの間で共用と
なった、冷却液タンク２１、チラーユニット２２、ポン
プ２３を有している。即ち、冷却液タンク２１は、冷却
液ＲＫを保持し得るようになっており、チラーユニット
２２は、該冷却液タンク２１に保持されている冷却液Ｒ
Ｋを冷却し得るようになっている。また、ポンプ２３に
は、冷却液供給ユニット７０ａのみの構成要素となった
形で冷却液パイプ３５Ａが接続されており、従って、ポ
ンプ２３は、前記冷却液タンク２１に保持されていた冷
却液ＲＫを取り出して冷却液パイプ３５Ａに圧送供給し
得るようになっている。更に、前記冷却液タンク２１に
は、冷却液回収ユニット７１ａのみの構成要素となった
形で冷却液パイプ３５Ｂが接続されており、従って、冷
却液パイプ３５Ｂを介して輸送されてきた冷却液ＲＫ
は、冷却液タンク２１に供給される形で回収されるよう
になっている。冷却液供給ユニット７０ａ及び冷却液回
収ユニット７１ａは以上のように構成されている。

【００２１】また、冷却液供給ユニット７０ａの冷却液
パイプ３５Ａのうちポンプ２３とは反対側は、前記冷却
液供給ジャケット部６２の冷却液パイプ接続部６７に接
続されており、冷却液回収ユニット７１ａの冷却液パイ
プ３５Ｂのうち冷却液タンク２１とは反対側は、前記冷
却液回収ジャケット部６３の接続部４９に接続されてい
る。なお具体的には、本実施例では、冷却液パイプ３５
Ａのうちポンプ２３とは反対側は三股に分岐し、これら
分岐先がボールねじ装置５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃそれぞ
れの冷却液パイプ接続部６７に接続された状態になって
いる（つまり、冷却液供給ユニット７０ａは、冷却液タ
ンク２１、チラーユニット２２、ポンプ２３と、冷却液
パイプ３５Ａのうち分岐点までの部分が、ボールねじ装
置５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ間で共用となっている）。ま
た、冷却液パイプ３５Ｂのうち冷却液タンク２１とは反
対側は三股に分岐し、これら分岐先がボールねじ装置５
５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃそれぞれの接続部４９に接続され
た状態になっている（つまり、冷却液回収ユニット７１
ａは、冷却液タンク２１、チラーユニット２２、ポンプ
２３と、冷却液パイプ３５Ｂのうち分岐点までの部分
が、ボールねじ装置５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ間で共用と
なっている）。

【００２２】マシニングセンタ１及びボールねじ装置５
５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃは、以上のように構成されている
ので、該マシニングセンタ１によりワーク加工作業を行
う際には、テーブルユニット７に加工対象となるワーク
（図示せず）を搭載しておき、またヘッドストック１７
の主軸ヘッド１９の主軸（図示せず）に適宜な工具（図
示せず）を装着しておき、前記ヘッドストック１７側に
設けられた図示しない駆動モータ等を介して前記主軸を
図の矢印Ｊ、Ｋ方向に軸回転駆動させて前記装着された
工具を回転駆動させ、それと共に、テーブルユニット７
をベース２に対して矢印Ａ、Ｂ方向に移動駆動させ、コ
ラム１２をベース２に対して矢印Ｅ、Ｆ方向に移動駆動
させ、ヘッドストック１７をコラム１２の本体フレーム
１３に対して矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動させることによ
り、前記テーブルユニット７に搭載されたワークと、前
記主軸ヘッド１９の主軸に装着された工具とのｘ、ｙ、
ｚ三次元座標上の相対位置関係を適宜変化させるように
して加工作業を進める。また、これらテーブルユニット
７、コラム１２、ヘッドストック１７の移動駆動は、ボ
ールねじ装置５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃによってそれぞれ
なされる。即ち、各ボールねじ装置５５Ａ、５５Ｂ、５
５Ｃにおいては、サーボモータユニット４０を運転し、
これに接続されたねじ軸５６を図１の矢印Ｐ、Ｑ方向に
軸回転駆動させて、ボールナット５７を図１の矢印Ｖ、
Ｗ方向に移動駆動させるようにする。その結果、ボール
ナット５７に取付固定された移送部、即ちボールねじ装
置５５Ａではテーブルユニット７、ボールねじ装置５５
Ｂではコラム１２、ボールねじ装置５５Ｃではヘッドス
トック１７は、矢印Ｖ、Ｗ方向、即ちテーブルユニット
７では矢印Ａ、Ｂ方向、コラム１２では矢印Ｅ、Ｆ方
向、ヘッドストック１７では矢印Ｃ、Ｄ方向にそれぞれ
移動駆動されるようになる。

【００２３】一方、各ボールねじ装置５５Ａ、５５Ｂ、
５５Ｃでは、冷却液ＲＫを介したねじ軸５６の冷却が行
われる。即ち、冷却液供給手段７０において、ポンプ２
３を運転して、冷却液タンク２１に保持されていた冷却
液ＲＫを取り出して冷却液パイプ３５Ａに圧送供給し、
更に該冷却液ＲＫを前記冷却液パイプ３５Ａに接続され
た冷却液供給ジャケット部６２に供給する。冷却液供給
ジャケット部６２に供給される冷却液ＲＫは、まず冷却
液パイプ３５Ａから冷却液パイプ接続部６７を介して、
流入側シーリング部材６５の内部空間６５ａに流入する
形で供給され、その後、該内部空間６５ａと連通したね
じ軸５６の第２連通開口部５６ｗを介して冷却液流通孔
５６ｂに流入供給される。また、冷却液流通孔５６ｂに
供給された冷却液ＲＫは該冷却液流通孔５６ｂを図３の
矢印Ｖ方向に流動しながら前記ねじ軸５６を冷却し、冷
却液回収ジャケット部６３側で冷却液回収手段７１によ
り回収される。即ち、冷却液流通孔５６ｂを図３の矢印
Ｖ方向に流動した冷却液ＲＫは、ねじ軸５６の第１連通
開口部５６ｖを介してカップリング部材３１の流通孔３
２に流入し、更に該流通孔３２を通ってカップリング部
材３１の外側の冷却液溜り空間４７に流入し、該冷却液
溜り空間４７に連通した接続部４９に流出する。その
後、この冷却液回収ジャケット部６３の接続部４９に接
続された冷却液パイプ３５Ｂに流入し、該冷却液パイプ
３５Ｂにより輸送される形で冷却液タンク２１に供給さ
れる形で回収される。冷却液タンク２１に回収された冷
却液ＲＫは、チラーユニット２２によって冷却された
後、再び上述したように、ポンプ２３によって各ボール
ねじ装置５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ側に圧送供給され、各
ねじ軸５６の冷却に使用される。

【００２４】以上のように本実施例による各ボールねじ
装置５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃでは、ねじ軸５６の矢印Ｖ
側に設置されるべき冷却液回収ジャケット部６３等のジ
ャケット部を、従来のようにねじ軸の途中の位置に設置
することなく、ねじ軸５６と駆動軸４１との接続部位に
存在するカップリング部材３１に設置している。従っ
て、ねじ軸５６や駆動軸４１等に、このようなジャケッ
ト部を設置するための、図１の矢印Ｖ、Ｗ方向における
スペースを別個に確保する必要が無く、その分、ねじ軸
５６等の長さを極力短くすることができ、マシニングセ
ンタ１全体の小型化が実現する。また、ねじ軸５６の長
さを極力短くすることができるので、該ねじ軸５６の剛
性を極力向上させ、モータ軸換算イナーシャを極力低下
させることができ好都合である。また上述したように、
ねじ軸５６の途中の位置にジャケット部を設置しないの
で、該ねじ軸５６の途中の位置には、冷却液流通孔５６
ｂと該ねじ軸５６の外部とを連通させるための穴（キリ
穴等）を設けなくても済む。従って、ねじ軸５６におけ
る有効断面積を低下させず、その分、該ねじ軸５６の剛
性を低下させずに済むので更に好都合である。また、冷
却液ＲＫは冷却液流通孔５６ｂを流動して、カップリン
グ部材３１の位置、従ってねじ軸５６と駆動軸４１との
接続部位まで供給されるので、ブラケット５０、５１に
おける玉軸受６０、６１の熱除去は勿論のこと、サーボ
モータユニット４０におけるアンバランストルク発生時
のモータ熱等が駆動軸４１を通ってきても、この熱がね
じ軸５６まで伝達するのを極力防止できるので好都合で
ある。

【００２５】なお、カップリング部材３１に流通キリ穴
３２ａが設けられるので、その分、この流通キリ穴３２
ａがないものに比べてカップリング部材３１における剛
性、伝達トルクが低下する。しかし、カップリング部材
３１はその構造上、その外径をより大きく設定すること
が容易であるので、上記問題には、カップリング部材３
１の外径を必要な程度にまで大きく設定することで容易
に対処できる（しかし、カップリング部材は、従来型と
同様の大きさをもつものを採用しても、剛性、伝達トル
クが十分であるという試験結果が出ている。）。

【００２６】なお上述した実施例では、ねじ軸５６のう
ちサーボモータユニット４０側に、冷却液回収ジャケッ
ト部６３を設置し、サーボモータユニット４０とは反対
側に、冷却液供給ジャケット部６２を設置した。つま
り、サーボモータユニット４０側で冷却液ＲＫの回収を
行い、サーボモータユニット４０とは反対側で冷却液Ｒ
Ｋの供給を行うようにした。しかし、冷却液ＲＫの供
給、回収の位置は逆になっていてもよく、例えば、サー
ボモータユニット４０とは反対側のジャケット部６２か
ら冷却液ＲＫの回収を行い、サーボモータユニット４０
側のジャケット部６３から冷却液ＲＫの供給を行っても
よい。また上述した実施例では、冷却液ＲＫを採用した
が、冷却液としては、その他の油をベース或いは水をベ
ースとした液等を採用することも可能である。

【００２７】また上述した実施例では、ボールねじ装置
５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃは、図３に示すように、冷却液
パイプ３５Ａ、３５Ｂの間で並列に接続されているが、
別の実施例として、ボールねじ装置５５Ａ、５５Ｂ、５
５Ｃを冷却液パイプ３５Ａ、３５Ｂの間で直列に接続し
てもよい。例えば、冷却液パイプ３５Ａのうちポンプ２
３と反対側はボールねじ装置５５Ａの冷却液供給ジャケ
ット部６２にだけ接続し、ボールねじ装置５５Ａの冷却
液回収ジャケット部６３とボールねじ装置５５Ｂの冷却
液供給ジャケット部６２を別の冷却液パイプで接続し、
ボールねじ装置５５Ｂの冷却液回収ジャケット部６３と
ボールねじ装置５５Ｃの冷却液供給ジャケット部６２を
更に別の冷却液パイプで接続し、冷却液パイプ３５Ｂの
うち冷却液タンク２１と反対側をボールねじ装置５５Ｃ
の冷却液回収ジャケット部６３にだけ接続するようにし
てもよい。但しこの場合、ボールねじ装置５５Ａに対す
る冷却液供給手段７０は、冷却液タンク２１、チラーユ
ニット２２、ポンプ２３、冷却液パイプ３５Ａから構成
され、ボールねじ装置５５Ａに対する冷却液回収手段７
１は、冷却液タンク２１、チラーユニット２２、ポンプ
２３、冷却液パイプ３５Ｂのほかに、ボールねじ装置５
５Ｂ、５５Ｃ及び、ボールねじ装置５５Ａ、５５Ｂ間の
冷却液パイプ、ボールねじ装置５５Ｂ、５５Ｃ間の冷却
液パイプから構成されるようになる。また、ボールねじ
装置５５Ｂに対する冷却液供給手段７０は、冷却液タン
ク２１、チラーユニット２２、ポンプ２３、冷却液パイ
プ３５Ａのほかに、ボールねじ装置５５Ａ及び、ボール
ねじ装置５５Ａ、５５Ｂ間の冷却液パイプから構成さ
れ、ボールねじ装置５５Ｂに対する冷却液回収手段７１
は、冷却液タンク２１、チラーユニット２２、ポンプ２
３、冷却液パイプ３５Ｂのほかに、ボールねじ装置５５
Ｃ及び、ボールねじ装置５５Ｂ、５５Ｃ間の冷却液パイ
プから構成されるようになる。また、ボールねじ装置５
５Ｃに対する冷却液供給手段７０は、冷却液タンク２
１、チラーユニット２２、ポンプ２３、冷却液パイプ３
５Ａのほかに、ボールねじ装置５５Ａ、５５Ｂ及び、ボ
ールねじ装置５５Ａ、５５Ｂ間の冷却液パイプ、ボール
ねじ装置５５Ｂ、５５Ｃ間の冷却液パイプから構成さ
れ、ボールねじ装置５５Ｃに対する冷却液回収手段７１
は、冷却液タンク２１、チラーユニット２２、ポンプ２
３、冷却液パイプ３５Ｂから構成されるようになる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ベース
２、本体フレーム１３等のベース部に対して、テーブル
ユニット７、コラム１２、ヘッドストック１７等の移送
部を、該ベース部に対して移動駆動自在に設置するのに
用いるボールねじ装置において、直線状に伸延したねじ
軸５６等のねじ軸を、前記ベース部により軸回転自在に
軸支され得る形で有し、前記ねじ軸に、前記移送部に対
して取付固定し得るボールナット５７等のボールナット
を、前記ねじ軸の軸回転により該ねじ軸に沿って、該ね
じ軸の伸延方向に移動駆動自在な形で螺合して設け、前
記ねじ軸の内部に、該ねじ軸の伸延方向に沿って伸延し
た形の冷却液流通孔５６ｂ等の冷却液流通孔を形成し、
前記ねじ軸の端部５６ｍ等の一方の端部に第１連通開口
部５６ｖ等の第１連通開口部を、前記冷却液流通孔と前
記ねじ軸の外部との間を冷却液ＲＫ等の冷却液を流通自
在に連通した形で形成し、前記ねじ軸の端部５６ｎ等の
他方の端部側に第２連通開口部５６ｗ等の第２連通開口
部を、前記冷却液流通孔と前記ねじ軸の外部との間を冷
却液を流通自在に連通した形で形成し、駆動軸４１等の
駆動軸を軸回転駆動自在に備えたサーボモータユニット
４０等の駆動ユニットを有し、前記ねじ軸の前記一方の
端部と、前記駆動軸とをカップリング部材３１等のカッ
プリング部材を介して動力伝達自在に直列接続し、冷却
液を供給自在な冷却液供給手段７０等の冷却液供給手段
及び、使用後の冷却液を回収自在な冷却液回収手段７１
等の冷却液回収手段を有し、前記冷却液供給手段及び前
記冷却液回収手段は、冷却液の受渡し又は冷却液の受取
りを行い得る冷却液供給ジャケット部６２、冷却液回収
ジャケット部６３等のジャケット部をそれぞれ有し、前
記ジャケット部のうち一方のジャケット部を、前記第２
連通開口部に設置し、前記ジャケット部のうち他方のジ
ャケット部を、前記カップリング部材に設置し、前記カ
ップリング部材に、前記一方の端部の前記第１連通開口
部と前記他方のジャケット部との間で冷却液が流通自在
となる形で流通孔３２等の流通手段を設けて構成され
る。即ち、ねじ軸の前記一方の端部側に設置されるジャ
ケット部が、該ねじ軸と駆動軸との接続部位に存在する
カップリング部材に設置されるので、該ジャケット部
を、従来のようにねじ軸の途中の位置に設置する必要は
ない。また、ジャケット部をカップリング部材に設置す
るので、ねじ軸や駆動軸等に、該ジャケット部を設置す
るためのスペースを別個に確保しなくても済む。つま
り、ねじ軸等の長さを極力短くすることができるので、
その分、工作機械全体の小型化が実現する。また、ねじ
軸の長さを極力短くすることができるので、該ねじ軸の
剛性を極力向上させ、モータ軸換算イナーシャを極力低
下させることができ好都合である。更に、ねじ軸の途中
の位置にジャケット部を設置する必要がないので、該ね
じ軸の冷却液流通孔と、該ねじ軸の外部（即ちジャケッ
ト部の位置）とを、該ねじ軸の放射方向に連通させる形
の穴（キリ穴）を、ねじ軸の途中の位置に形成しなくて
も済む。従って、ねじ軸における有効断面積を低下させ
ず、その分、該ねじ軸の剛性を低下させずに済むので好
都合である。また本発明では、冷却液はカップリング部
材の位置、従ってねじ軸と駆動軸との接続部位まで供給
されるので、駆動ユニット側のサポート（例えば本実施
例でのブラケット５１における玉軸受６１）の熱除去及
び、アンバランストルク発生時のモータ熱等がねじ軸に
伝達するのを極力防止でき好都合である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるボールねじ装置の一例を
示した側面（一部断面）図である。

【図２】図２は、図１に示したボールねじ装置が採用さ
れたマシニングセンタを示した全体斜視図である。

【図３】図３は、冷却液の流通系統等を示した図であ
る。

【図４】図４は、従来のボールねじ装置の一例を示した
側面（一部断面）図である。

【符号の説明】

２……ベース部（ベース） ７……移送部（テーブルユニット） １２……移送部（コラム） １３……ベース部（本体フレーム） １７……移送部（ヘッドストック） ３１……カップリング部材 ３２……流通手段（流通孔） ４０……駆動ユニット（サーボモータユニット） ４１……駆動軸 ５５……ボールねじ装置 ５６……ねじ軸 ５６ｂ……冷却液流通孔 ５６ｍ……一方の端部（端部） ５６ｎ……他方の端部（端部） ５６ｖ……第１連通開口部 ５６ｗ……第２連通開口部 ５７……ボールナット ６２……ジャケット部（冷却液供給ジャケット部） ６３……ジャケット部（冷却液回収ジャケット部） ７０……冷却液供給手段 ７１……冷却液回収手段 ＲＫ……冷却液

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベース部に対して、移送部を、該ベース部
   に対して移動駆動自在に設置するのに用いるボールねじ
   装置において、 直線状に伸延したねじ軸を、前記ベース部により軸回転
   自在に軸支され得る形で有し、 前記ねじ軸に、前記移送部に対して取付固定し得るボー
   ルナットを、前記ねじ軸の軸回転により該ねじ軸に沿っ
   て、該ねじ軸の伸延方向に移動駆動自在な形で螺合して
   設け、 前記ねじ軸の内部に、該ねじ軸の伸延方向に沿って伸延
   した形の冷却液流通孔を形成し、 前記ねじ軸の一方の端部に第１連通開口部を、前記冷却
   液流通孔と前記ねじ軸の外部との間を冷却液を流通自在
   に連通した形で形成し、 前記ねじ軸の他方の端部側に第２連通開口部を、前記冷
   却液流通孔と前記ねじ軸の外部との間を冷却液を流通自
   在に連通した形で形成し、 駆動軸を軸回転駆動自在に備えた駆動ユニットを有し、 前記ねじ軸の前記一方の端部と、前記駆動軸とをカップ
   リング部材を介して動力伝達自在に直列接続し、 冷却液を供給自在な冷却液供給手段及び、使用後の冷却
   液を回収自在な冷却液回収手段を有し、 前記冷却液供給手段及び前記冷却液回収手段は、冷却液
   の受渡し又は冷却液の受取りを行い得るジャケット部を
   それぞれ有し、 前記ジャケット部のうち一方のジャケット部を、前記第
   ２連通開口部に設置し、 前記ジャケット部のうち他方のジャケット部を、前記カ
   ップリング部材に設置し、 前記カップリング部材に、前記一方の端部の前記第１連
   通開口部と前記他方のジャケット部との間で冷却液が流
   通自在となる形で流通手段を設けて構成したボールねじ
   装置。