WO2014115544A1 - ボールねじ装置 - Google Patents

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ball screw
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housing
screw shaft
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豊 永井
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日本精工株式会社
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    • Y10T74/19749—Recirculating rolling elements

Definitions

  • the present invention relates to a ball screw device having a ball screw and a bearing device that rotatably supports an end of a screw shaft of the ball screw.
  • the ball screw is disposed on a track formed by a nut having a spiral groove formed on the inner peripheral surface, a screw shaft having a spiral groove formed on the outer peripheral surface, and a spiral groove of the nut and the screw shaft. And a ball.
  • Ball screws used as precision feed mechanisms for machine tools, injection molding machines, semiconductor element manufacturing equipment, etc. become hot when used at high speeds and high cycles, causing thermal deformation of screw shafts and nuts (screw shafts are Elongates due to thermal expansion). Along with this, the load distribution abnormality of the ball and the operability are deteriorated, and the positioning accuracy as the feeding mechanism is deteriorated.
  • Patent Document 1 a housing in which an outer ring of a rolling bearing that rotatably supports an end portion of a screw shaft is fitted, a main body frame fixed to the housing via a heat insulating material, a nut, and a nut It is described that the nut and the rolling bearing are cooled by providing a gap between the movable body and the movable body fixed via a heat insulating material and feeding cooling air into each gap.
  • Patent Document 2 describes a ball screw having a nut provided with a cooling mechanism.
  • Patent Document 1 has room for improvement in terms of cooling efficiency of the rolling bearing. Specifically, since the outer peripheral portion of the housing is cooled and is not in the vicinity of the bearing device that is a heat source and the vicinity thereof, efficient cooling is not achieved. Accordingly, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and its purpose is to efficiently cool the vicinity of the rolling bearing or the bearing device that rotatably supports the end of the screw shaft of the ball screw.
  • An object of the present invention is to provide a ball screw device that can be used.
  • a ball screw device includes a nut having a spiral groove formed on an inner peripheral surface, a screw shaft having a spiral groove formed on an outer peripheral surface, and a spiral groove of the nut.
  • a ball screw having a ball disposed on a raceway formed by a spiral groove of the screw shaft, and a bearing device that supports an end portion of the screw shaft, and the bearing device is fitted to the end portion.
  • an inner ring that rotates integrally with the screw shaft, an outer ring that rotatably supports the inner ring via a plurality of rolling elements disposed on the outer periphery of the inner ring, and an inner ring that contacts the outer peripheral surface of the outer ring.
  • a housing having a peripheral surface and rotatably supporting the screw shaft, wherein a plurality of cooling through holes are formed along the axial direction of the housing through both ends of the housing and allowing a cooling medium to pass therethrough. ing.
  • the bearing device may support one end of the screw shaft.
  • the cooling through hole that passes through both end portions of the housing and allows the cooling medium to pass through the bearing device that supports one end portion of the screw shaft is provided in the axial direction of the housing.
  • a cooling through-hole that allows the cooling medium to pass therethrough does not have to be formed in the bearing device that is formed along the line and supports the other end of the screw shaft.
  • the bearing device may support both ends of the screw shaft.
  • a plurality of the cooling through holes that penetrate both end portions of the housing and allow the cooling medium to pass therethrough may be formed along the axial direction of the housing.
  • a groove portion communicating with the cooling through hole may be formed on an end surface of the housing.
  • the cooling through hole may be connected to the outside of the housing by piping through a joint member. Further, the cooling through holes may be evenly arranged along the circumferential direction of the housing.
  • cooling through holes By arranging the cooling through holes in this way, uniform cooling can be performed in the circumferential direction of the housing using the cooling through holes provided inside the housing closer to the rolling bearing than the outside of the housing. Therefore, the rolling bearing that rotatably supports the end of the screw shaft of the ball screw can be cooled more efficiently than the method of Patent Document 1 in which the outside of the housing is air-cooled. Further, 3 to 6 cooling through holes may be formed. Although the cooling effect can be enhanced as the number of the cooling through holes is increased, the mechanical strength of the housing is lowered and the processing cost is increased.
  • the cooling through holes in the range of 3 or more and 6 or less.
  • the said cooling through-hole is arrange
  • the said ball screw apparatus may provide a thermal radiation part in the said housing.
  • the ball screw device may include a pressing lid that restricts movement of the outer rings in the axial direction of the plurality of bearings, and a heat radiating portion may be provided on the pressing lid.
  • a cooling passage through which a cooling medium passes is perforated in the screw shaft, and the cooling passage is perforated to positions corresponding to the plurality of bearings in the axial direction of the screw shaft.
  • the ball screw device may be at least one of two bearing devices provided at both ends of a screw shaft of the ball screw, and the plurality of bearings may be a DF type.
  • the vicinity of the rolling bearing or the bearing device that rotatably supports the end of the screw shaft of the ball screw can be efficiently cooled.
  • FIG. 5 is a VV cross-sectional view of FIG. 4.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the bearing apparatus in 5th Embodiment of a ball screw apparatus, (a) is a front view, (b) is a right view, (c) is a right view of a thermal radiation part, (d) is a fin FIG. It is a figure which shows the structure of the bearing apparatus in 6th Embodiment of a ball screw apparatus, (a) is a front view, (b) is a right view, (c) is a right view of the frame which provided the fin. . It is a front view which shows the structure in 7th Embodiment of a ball screw apparatus.
  • FIG. 7th Embodiment of a ball screw apparatus It is a figure which shows the structure in 7th Embodiment of a ball screw apparatus, (a) is a front view of the bearing apparatus by the side of a non-motor, (b) is sectional drawing and the principal part enlarged view along the axial direction of a screw shaft, (C) is a left side view of the screw shaft. It is sectional drawing along the axial direction which shows the structure in 8th Embodiment of a ball screw apparatus. It is a figure which shows the structure in 9th Embodiment of a ball screw apparatus, (a) is a front view of a ball screw apparatus, (b) is a front view of the non-motor side bearing apparatus, (c) is a motor side bearing apparatus.
  • the ball screw device 1 of this embodiment includes a ball screw 10 and a bearing device 101 that supports a screw shaft 110 of the ball screw 10.
  • a drive pulley 60 is attached to one end of the screw shaft 110 (the shaft end on the right side of the figure), and the rotational movement of an electric motor (not shown) is transmitted through the power transmission mechanism. , And the ball screw 10 is driven.
  • the bearing device 101B on the side close to the drive pulley 60 (the side near the electric motor (not shown)) is referred to as “motor-side bearing device 101B”, and the bearing device 101A on the side far from the drive pulley 60 (the side far from the electric motor (not shown)). May be referred to as “non-motor side bearing device 101A”.
  • the ball screw device 1 includes a screw shaft 110, a nut 20, and a ball (not shown) filled in a spiral groove formed to face the outer peripheral surface of the screw shaft 110 and the inner peripheral surface of the nut 20 in a rollable manner. Z).
  • the screw shaft 110 and the nut 20 are relatively moved in the axial direction via the rolling of the ball. It is like that.
  • at least one end portion of the screw shaft 110 of the ball screw 10 is rotatably supported by the bracket 40 via the bearing devices 101A and 101B, and the nut 20 is fixed to the table 50. Yes.
  • the bearing device 101 includes two rolling bearings 120 and 120 that rotatably support at least one end 112 of the screw shaft 110 of the ball screw 10, and outer rings of the two rolling bearings 120 and 120. 123 and a housing 130 in which 123 is fitted. Further, the bearing device 101 includes a collar 150 and a lock nut 140 that restrict the movement of the inner rings 212 and 121 of the rolling bearings 120 and 120 in the axial direction, and a presser cover 160 that restricts the movement of the outer rings 123 and 123 in the axial direction. And have. Further, as shown in FIGS. 2 to 5, the bearing device 101 includes joint members 176 a to 176 d and 177 a to 177 d, a plurality of pipes 190, and bolts 195 that fix the presser lid 160 to the housing 130.
  • the end portion 112 of the screw shaft 110 is a small diameter portion, and a collar 150 is disposed between the stepped portion and the inner ring 121 of one rolling bearing 120A.
  • a collar 150 is also arranged on the outer side of the inner ring 121 of the other rolling bearing 120B (on the side opposite to the side on which one rolling bearing 120A is provided with respect to the other rolling bearing 120B), and a lock nut 140 is arranged on the outer side.
  • the outer rings 123, 123 of the rolling bearings 120 ⁇ / b> A, 120 ⁇ / b> B are disposed on the large diameter portion of the inner peripheral surface of the housing 130.
  • the end surface of the outer ring 123 of one rolling bearing 120A is in contact with the step surface
  • the outer ring 123 of the other rolling bearing 120B is in contact with the end surface of the presser lid 160.
  • a flange 132 is formed at one end of the housing 130 in the axial direction.
  • the flange 132 is formed with a female screw 132a for screwing the bolt 195 and a bolt hole 132b for inserting a mounting bolt.
  • the housing 130 is also formed with four cooling through holes 171 to 174 penetrating in the axial direction at equal intervals in the circumferential direction. At both ends of each of the cooling through holes 171 to 174, a taper female thread portion 175 for pipe is formed. As shown in FIG.
  • the presser lid 160 is a disk-shaped member having a center hole 161 having a size in which the screw shaft 110 is loosely fitted, and a bolt hole 162 in which the head side of the bolt 195 is arranged has It is formed at equal intervals in eight places in the circumferential direction. These bolt holes 162 are provided at positions corresponding to the female threads 132 a of the housing 130. Further, a recess 163 is formed on the outer periphery of the presser lid 160 at positions corresponding to the cooling through holes 171 to 174 of the housing 130.
  • one collar 150 is attached in contact with the stepped portion of the end portion 112 of the screw shaft 110, and then the rolling bearings 120A and 120B are attached between the housing 130 and the end portion 112 of the screw shaft 110. .
  • the center hole 161 of the presser cover 160 is passed through the screw shaft 110, the presser cover 160 is arranged on the flange 132 side of the housing 130, and the bolt 195 is inserted from the bolt hole 162 of the presser cover 160, Threaded onto 132a.
  • the other collar 150 is attached to the end 112 of the screw shaft 110 and the lock nut 140 is tightened.
  • the outer rings 123 and 123 of the rolling bearings 120 ⁇ / b> A and 120 ⁇ / b> B are fixed to the housing 130, and the inner rings 121 and 121 are fixed to the end 112 of the screw shaft 110.
  • the joint members 176a to 176d and 177a to 177d are inserted from the concave portion 163 of the presser lid 160, and as shown in FIG. 5, the tips (tapered male thread portions for pipes) are inserted into the cooling through holes 171 to 174, respectively. And the taper female thread portion 175 for the tube.
  • the joint members 176a to 176d and 177a to 177d are connected to both ends of the cooling through holes 171 to 174 of the housing 130, respectively.
  • the joint member 176a on the flange 132 side and the joint member 176d are connected by a pipe 190.
  • the coolant introduction pipe 190 is connected to the joint member 176b on the flange 132 side.
  • the coolant discharge pipe 190 is connected to the joint member 176c on the flange 132 side.
  • the joint member 177a and the joint member 177b are connected by a pipe 190, and the joint member 177c and the joint member 177d are connected by a pipe 190.
  • the cooling medium introduced from the cooling medium introduction pipe 190 is the joint member 176b ⁇ the cooling through hole 172 of the housing 130 ⁇ the joint member 177b ⁇ the pipe 190 ⁇ the joint member 177a ⁇ the cooling of the housing 130.
  • the housing 130 is cooled by the flow of the cooling medium.
  • the bearing device of this embodiment since the housing 130 is uniformly cooled in the circumferential direction, the housing 130, the rolling bearings 120A and 120B, and the end 112 of the screw shaft 110 are uniformly cooled in the circumferential direction. Thus, thermal deformation is suppressed. Accordingly, since the rolling bearings 120A and 120B are efficiently cooled, it is possible to prevent an abnormal load distribution of the balls of the rolling bearings 120A and 120B and deterioration of operability.
  • the bearing device 101 may support one end portion of the screw shaft 110.
  • the bearing device 101 that supports one end of the screw shaft 110 has cooling through holes 171 to 174 that pass through both ends of the housing 130 and allow the cooling medium to pass therethrough.
  • the bearing device that is formed in plural along the direction and supports the other end of the screw shaft 110 does not need to have a cooling through hole through which the cooling medium passes.
  • the bearing device 101 may support both ends of the screw shaft 110.
  • a plurality of cooling through holes 171 to 174 that pass through both ends of the housing 130 and allow the cooling medium to pass therethrough may be formed in each of the bearing devices 101 and 101 along the axial direction of the housing 130.
  • the ball screw device 1 includes a ball screw 10 and the above-described bearing device 101 that supports a screw shaft 110 of the ball screw 10.
  • the nut 20 of the ball screw 10 is formed with a plurality of cooling through holes 21a to 21d penetrating the nut 20 in the axial direction at equal intervals in the circumferential direction.
  • Joint members 31a to 31d and 32a to 32d are connected to both ends of the cooling through holes 21a to 21d of the nut 20, respectively.
  • the joint member 31 a on the flange 22 side and the joint member 31 d are connected by a pipe 33.
  • a coolant introduction pipe 34 is connected to the joint member 31b on the flange 22 side.
  • a coolant discharge pipe 35 is connected to the joint member 31c on the flange 22 side.
  • the joint member 32a and the joint member 32b are provided at the end of the nut 20 on the side where the flange 22 is not formed.
  • the joint member 32a and the joint member 32b are provided at the end of the nut 20 on the side where the flange 22 is not formed.
  • a joint member 32 c and a joint member 32 d are connected by a pipe 37.
  • the ball screw 10 configured as described above is introduced with the coolant from the coolant introduction pipe 34, so that the coolant is Joint member 31b ⁇ cooling through hole 21b ⁇ pipe 36 ⁇ joint member 32a ⁇ cooling through hole 21a ⁇ joint member 31a ⁇ pipe 33 ⁇ joint member 31d ⁇ cooling through hole 21d ⁇ pipe 37 ⁇ cooling through hole 21c ⁇ joint
  • the member 31c flows in the order of the coolant discharge pipe 35.
  • the nut 20 is cooled by the flow of the coolant.
  • FIG. 8 is a front view showing the configuration of the ball screw device according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a right side view showing the configuration of the ball screw device according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a left side view showing the configuration of the ball screw device according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is sectional drawing along the axial direction which shows the structure in 2nd Embodiment of a ball screw.
  • the bearing device 101 includes a double-row rolling bearing 120 that rotatably supports a screw shaft 110 of a ball screw, and a housing 130 that houses the rolling bearing 120.
  • the rolling bearing 120 has two inner rings 121 and 121 that are fitted to the end of the screw shaft 110 and rotate integrally with the screw shaft 110. Outer rings 123 and 123 that rotatably support the inner ring 121 via a plurality of rolling elements 122 are provided on the peripheral surfaces 121a and 121a, respectively.
  • the inner ring 121 of the rolling bearing 120 is positioned at a predetermined position by a step formed on the screw shaft 110 and a lock nut 140.
  • the lock nut 140 is screwed onto the end of the screw shaft 110.
  • the outer periphery of the screw shaft 110 between the lock nut 140 and the inner ring 121 is made of, for example, a disc spring, a coil spring, or a metal having a longitudinal elastic coefficient.
  • a collar 150 is provided. Further, the inner ring 121 of the rolling bearing 120 is pressed against the above-described step portion 111 by the tightening force of the lock nut 140, and an outer periphery of the screw shaft 110 between the step portion 111 and the inner ring 121 is, for example, a disc spring. Alternatively, a collar 150 made of a coil spring or a metal having a longitudinal elastic modulus is provided. The inner ring 121 of the rolling bearing 120 is positioned at a predetermined position by a step portion 111 formed on the screw shaft 110 and a lock nut 140.
  • the housing 130 has a cylindrical shape, for example. As shown in FIG. 11, the inner peripheral surface 130 a of the housing 130 is fitted to the outer peripheral surface of the rolling bearing 120 (the outer peripheral surface 123 a of the outer ring 123). Therefore, the housing 130 supports the screw shaft 110 rotatably. Further, as shown in FIG. 11, the outer peripheral surface of the housing 130 is slidably fitted to the inner peripheral surface of a bearing support (not shown). That is, a bearing support (not shown) supports the rolling bearing 120 via the housing 130.
  • the outer ring 123 of the rolling bearing 120 is positioned at a predetermined position by a step portion 131 formed on the inner peripheral surface 130a of the housing 130 and the second presser lid 160B.
  • the presser lids 160A and 160B are attached to end faces 130b and 130b in the axial direction of the housing 130 by a plurality of bolts 200 (see FIG. 11).
  • the housing 130 is formed with a plurality of cooling through holes 170 that penetrate both end portions (both end surfaces) of the housing 130 in the axial direction. These cooling through holes 170 are preferably arranged along the outer peripheral surface of the housing 130 or on the same circumference, and more preferably evenly arranged. These cooling through holes 170 are provided to allow the cooling medium to pass therethrough.
  • the cooling medium is supplied or discharged by a cooling pipe 190 connected to one of the plurality of cooling through holes 170.
  • the cooling pipe 190 is connected to a cooling medium circulation device (not shown) that supplies the cooling medium, collects the cooling medium, and again supplies the cooling medium with a cooling function.
  • the end faces 130b and 130b of the housing 130 are preferably formed with groove portions 180 communicating with the openings of the cooling through holes 170 along the outer peripheries of the end faces 130b and 130b.
  • the groove 180 provided in this way is sealed by the first presser lid 160A or the second presser lid 160B via the gasket 185, so that the flow paths B to D ( 9 and 10) are formed.
  • the flow path is formed by the groove portion 180 and the first presser lid 160A or the second presser lid 160B, but the first presser lid 160A and the second presser lid 160B have the same flow path.
  • the surface facing the groove portion 180 is preferably flat. If another groove part corresponding to the groove part 180 is formed on the surface of the first presser cover 160A and the second presser cover 160B facing the groove part 180, the flow path may not be suitably formed due to a combination of flanges or the like. This is because processing costs can be reduced and product management is easy.
  • Coolation position of cooling through hole As the installation positions of the plurality of cooling through holes 170 formed, it is preferable to arrange them uniformly along the circumferential direction of the housing 130. However, when there are two cooling through-holes 170, that is, when the cooling through-holes 170 are evenly arranged (180 ° equidistant), the temperature increases in a portion away from the cooling through-holes 170. And the cross-sectional shape of the outer ring 123 of the rolling bearing 120 becomes a rugby ball shape.
  • the roundness (cylindricity) of the outer ring 123 of the rolling bearing 120 decreases, and the load on the rolling bearing 120 becomes non-uniform, so that the operability and the like are likely to be affected, which is not preferable.
  • the number of cooling through-holes 170 is set to four. However, when it is difficult to provide four cooling through-holes 170 uniformly due to the structure. Three may be sufficient.
  • the cooling medium supplied from the cooling pipe 191 is connected to the cooling pipe 191 at the portion “A”.
  • the cooling through hole 171 Into the cooling through hole 171, through the flow path “B”, into the cooling through hole 172, through the flow path “C”, into the cooling through hole 173, and through the flow path “D”. It flows into the through-hole 174 for use and is discharged from the cooling pipe 192 connected at the “E” portion.
  • the housing 130 is provided with a plurality of cooling through holes 170, and is formed by the cooling through holes 170, the groove portion 180, and the first presser lid 160A or the second presser lid 160B.
  • the immediate vicinity of the bearing which is a heat generation source, can be efficiently cooled.
  • the heat generation of the rolling bearing 120 can be suppressed, the elongation between the ball screw and the screw shaft 110 due to thermal expansion can be reduced, and the positioning accuracy and the like can be improved.
  • the cooling pipe 190 (191, 192) may be disposed on the end 112 side of the screw shaft 110 (the portion where the screw groove is not formed). In the bearing device 101, the cooling pipe 190 (191, 192) may be disposed on the flange 132 side.
  • the cooling pipe 190 (191, 192) is arranged on the end 112 side of the screw shaft 110, that is, the cooling through hole 170 is arranged on the end 112 side of the screw shaft 110, so that the screw of the screw shaft 110 is Compared with the case where the cooling through hole 170 is arranged on the side where the groove is formed, the movement range of the ball screw nut (not shown) is not affected. The range can be increased.
  • the cooling pipe 190 (191, 192) is arranged on the flange 132 side, that is, the cooling through-hole 170 is arranged on the flange 132 side, so that the cooling pipe 190 (191, 192) is assembled.
  • the housing 130 can be assembled to a housing fixing member (not shown) (for example, a bearing support). Specifically, when the housing 130 is assembled to the housing fixing member, the housing fixing member is assembled to the housing 130 in the direction of the arrow in FIG. That is, when the cooling pipe 190 (191, 192) is disposed on the side of the housing 130 where the flange 132 is not formed (the side where the first presser lid 160A is provided), the housing 130 is assembled to the housing fixing member. It is necessary to assemble the cooling pipe 190 (191, 192).
  • the cooling pipe 190 (191, 192) does not interfere when the housing 130 is assembled to the housing fixing member. Therefore, by arranging the cooling pipe 190 (191, 192) on the flange 132 side, the housing 130 can be assembled to the housing fixing member while the cooling pipe 190 (191, 192) is assembled.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view along the axial direction showing the configuration of the ball screw according to the third embodiment.
  • the ball screw device 301 of the present embodiment has substantially the same configuration as that of the second embodiment.
  • the same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted or simplified, and different configurations will be mainly described.
  • the rolling bearing 120 has two inner rings 121, 121 that fit into the end of the screw shaft 110 and rotate integrally with the screw shaft 110.
  • Outer rings 123 and 123 that rotatably support the inner ring 121 via a plurality of rolling elements 122 are provided on the peripheral surfaces 121a and 121a, respectively.
  • the outer ring 123 of the rolling bearing 120 is positioned at a predetermined position by a step portion 131 formed on the inner peripheral surface 130a of the housing 130 and the second presser lid 160B.
  • the inner ring 121 of the rolling bearing 120 is positioned at a predetermined position via a collar 150 by a screw shaft outer diameter portion 111 formed on the screw shaft 110 and a lock nut 140.
  • the lock nut 140 is screwed into the end of the screw shaft 110, and by applying an axial compressive force to the inner ring 121 of the rolling bearing 120 by the tightening force of the lock nut 140, the preload of the rolling bearing 120 is applied. Yes.
  • Rolling bearings generally used in ball screw devices must be loaded not only in the radial direction (radial direction) but also in the axial direction (axial direction), so angular ball bearings or tapered roller bearings are used.
  • the combination type of the rolling bearings 120 is a DB type (rear combination type) that applies a preload by applying an axial compressive force to the inner ring side of the rolling bearing 120.
  • the rolling bearing 120 is used in combination with two angular ball bearings. In the bearing device 101, the temperature on the outer ring side of the rolling bearing 120 becomes lower than the temperature on the inner ring side due to cooling.
  • the outer ring side of the rolling bearing 120 contracts in the radial direction and also contracts in the axial direction.
  • preload is applied by applying an axial compressive force to the inner ring side of the rolling bearing 120.
  • shrinkage of the rolling bearing 120 in the radial direction on the outer ring side due to cooling leads to an increase in preload.
  • axial contraction leads to a decrease in preload.
  • a ball screw device with little change in preload even by cooling can be implemented.
  • the combination type of the rolling bearing 120 is the DF type (front combination type), which is a method of applying a preload by applying an axial compressive force to the outer ring side of the rolling bearing 120, will be described.
  • the outer ring side of the rolling bearing 120 contracts in the radial direction and also in the axial direction.
  • shrinkage of the rolling bearing 120 in the radial direction and axial direction of the rolling bearing 120 due to cooling both leads to an increase in preload. If the preload increases, the amount of heat generation increases, and the effect of cooling is lost.
  • a combination of two angular ball bearings is used for the rolling bearing 120.
  • the combination type of the bearing is DB type (rear combination type)
  • the number is not limited to two and any number is used. Also good.
  • a single-row angular contact ball bearing is used as the rolling bearing 120.
  • other types of bearings such as a single-row tapered roller bearing can be used as long as they are DB type (rear combination type).
  • a double row bearing such as a double row angular contact ball bearing or a double row tapered roller bearing, which is a system (DB type) that applies a preload by applying an axial compressive force to the inner ring side, can also be used.
  • FIGS. 13A and 13B are diagrams showing the configuration of the ball screw device according to the fourth embodiment, where FIG. 13A is a front view, FIG. 13B is a left side view, and FIG. 13C is a right side view.
  • the bearing device 101 has substantially the same configuration as that of the second embodiment.
  • the same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted or simplified, and different configurations will be mainly described.
  • the bearing device 101 is provided with a plurality of auxiliary cooling through holes 175 similar to the other cooling through holes 170 in order to enhance the cooling effect.
  • auxiliary cooling through-holes 175 are connected to a cooling pipe 193 for allowing the cooling medium to flow into the inside and a cooling pipe 194 for discharging the cooling medium from the auxiliary cooling through-hole 175. Further, the auxiliary cooling through-hole 175 may be connected to the cooling through-holes 171 to 174 depending on the purpose, or may be provided independently of the cooling through-holes 171 to 174. By providing this cooling through hole (auxiliary cooling hole) 175, the cooling efficiency is further improved.
  • the auxiliary cooling through-holes 175 may be provided so as to be positioned point-symmetrically with respect to the axis of the screw shaft 110 as shown in FIGS. 13B and 13C.
  • FIGS. 14A and 14B are diagrams showing the configuration of the ball screw device according to the fifth embodiment, where FIG. 14A is a front view, FIG. 14B is a right side view, FIG. 14C is a right side view of a heat dissipation unit, and FIG. It is a perspective view of a fin.
  • the bearing device 101 has substantially the same configuration as that of the second embodiment.
  • the same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted or simplified, and different configurations will be mainly described. As shown in FIGS.
  • the bearing device 101 is provided with a heat radiating portion 200 in a housing 130.
  • the heat dissipating unit 200 includes a frame body 201 that is fitted to the outer peripheral surface of the housing 130 (for example, the flange 132) with a predetermined allowance, and a plurality of fins 202 that are provided on the outer peripheral surface of the frame body 201.
  • the fin 202 has a shape that narrows in a direction perpendicular to the axial direction (radial direction) when installed in the housing 130 so as to easily release the heat stored in the housing 130.
  • the tip of the fin 202 thin so that the fin 202 receives air resistance and does not hinder the movement of the nut.
  • the fins 202 are preferably provided in the circumferential direction of the frame body 201 in an equidistant manner, and an angle ⁇ between the installation position of the adjacent fins 202 and 202 and the axial direction of the frame body 201 is 15 ° to 90 °. It is more preferable to provide equicoordination within the range.
  • examples of the material of the frame body 201 and the fin 202 include aluminum, yellow steel, titanium, and the like having good thermal conductivity. Among these, aluminum that can easily process the frame body 201 and the fin 202 and has high thermal conductivity is preferable.
  • FIGS. 15A and 15B are diagrams showing a configuration of the ball screw device according to the sixth embodiment, where FIG. 15A is a front view, FIG. 15B is a right side view, and FIG. 15C is a right side view of a frame provided with fins. is there.
  • the bearing device 101 has substantially the same configuration as that of the fifth embodiment.
  • the same components as those of the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted or simplified, and different components are mainly described.
  • the bearing device 101 is provided with a heat radiating portion 200 in a housing 130.
  • the heat dissipating unit 200 includes a frame body 201 that is fitted to the outer peripheral surface of the presser lid 160B with a predetermined allowance, and a plurality of fins 202 that are provided on the outer peripheral surface of the frame body 201.
  • FIG. 16 is a front view of a ball screw device used in the seventh embodiment of the ball screw device.
  • FIG. 17 is a view showing the configuration of the ball screw device according to the seventh embodiment.
  • FIG. 17A is a front view of the ball screw device on the non-motor side of the ball screw device, and
  • FIG. 17B is the axial direction of the screw shaft.
  • FIG. 4C is a left side view of the screw shaft. As shown in FIG.
  • both shaft ends of the screw shaft 110 of the ball screw 10 are rotatably supported by the bracket 30 via the bearing devices 101 ⁇ / b> A and 101 ⁇ / b> B, and the nut 20 is attached to the table 40. It is fixed against.
  • a drive pulley 50 is attached to one end of the screw shaft 110 (the shaft end on the right side of the figure), and the rotational motion of an electric motor (not shown) is applied to the drive pulley 50 via a power transmission mechanism.
  • the ball screw 10 is driven by being transmitted.
  • the bearing device 101B on the side close to the drive pulley 50 (the side close to the electric motor (not shown)) is referred to as “the bearing device 101B on the motor side”
  • the bearing device 101A on the side far from the drive pulley 50 (the side far from the electric motor not shown). May be referred to as “non-motor side bearing device 101A”.
  • the bearing devices 101A and 101B of the present embodiment are bearing devices having the same configuration as the above-described bearing device 101 (see FIG. 17A).
  • the ball screw includes a screw shaft 110, a nut 20, and a ball that is rotatably filled in spiral grooves formed to face the outer peripheral surface of the screw shaft 110 and the inner peripheral surface of the nut 20, respectively.
  • the screw shaft 110 and the nut 20 are relatively moved in the axial direction via the rolling of the ball. It is like that.
  • a cooling passage 113 through which a cooling medium passes is perforated in the vicinity of the end portion of the screw shaft 110 that is supported by the non-motor side bearing device 101A.
  • the cooling passage 113 is drilled to positions corresponding to a plurality of bearings constituting the non-motor side bearing device 101A in the axial direction of the screw shaft 110.
  • the cooling passage 113 corresponds to a plurality of bearings constituting the non-motor side bearing device 101A from the inlet 113A opened at the end of the non-motor side bearing device 101A of the screw shaft 110. Until the end of the screw shaft 110 is folded back and communicated with the outlet 113B opened on the side surface near the end.
  • An inflow side sealing 60 is attached to the end of the non-motor side bearing device 101 ⁇ / b> A of the screw shaft 110 via an outflow side sealing 61.
  • the inflow side sealing 60 is formed with an inflow port 60A that communicates with the inflow port 113A and an outflow port 60B that communicates with the outflow port 113B.
  • the inflow port 60A and the outflow port 60B are not illustrated via a cooling medium.
  • the cooling medium circulation device may correspond to the cooling medium circulation device.
  • the cooling of the “non-motor-side bearing device 101A” is referred to as “nut cooling” and “cooling of the screw shaft 110”, and the cooling of the “motor-side bearing device 101B” is referred to as “nut. Cooling ".
  • nut cooling the cooling of the “non-motor-side bearing device 101A”
  • motor-side bearing device 101B the cooling of the “motor-side bearing device 101B”
  • nut Cooling
  • a cooling through hole is provided near the end of the screw shaft 110 on the side supported by the non-motor side bearing device 101A.
  • the refrigerant temperature of the non-motor side bearing device 101A is the motor temperature so that the refrigerant temperature of the non-motor side bearing device 101A becomes low and the fixing force of the non-motor side bearing device 101A does not drop. It is preferable to make it higher than the side.
  • Patent Document 3 includes a ball screw shaft passage hole that is formed through the inside of the pole screw shaft and allows a cooling fluid to flow.
  • the screw shaft having the in-axis channel hole is a “penetrating” hollow shaft, the deflection is increased by the bending moment as compared with the solid shaft.
  • a screw shaft having an in-axis channel hole has a larger repeated shear stress every time it rotates than a screw shaft having a solid axis. Heat is generated compared to the screw shaft, resulting in a high temperature. Since the cooling fluid (refrigerant) passing through the in-shaft channel hole is warmed, the cooling effect is lost.
  • a cooling through-hole through which a cooling medium passes is drilled in the screw shaft 110, and the cooling through-hole corresponds to a plurality of bearings in the axial direction of the screw shaft 110. Has been drilled.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view along the axial direction showing the configuration of the ball screw device according to the eighth embodiment.
  • the bearing device 101 has substantially the same configuration as that of the second embodiment.
  • the same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted or simplified, and different configurations will be mainly described.
  • the combination of the bearings 101 is a DF combination.
  • applying a pretension is a method for canceling the thermal expansion of the screw shaft 110.
  • This pretensioning is an operation for applying a pretension corresponding to a temperature rise of about 2 ° C. to 3 ° C. in order to improve the positioning accuracy when mounting the bearing 101 on the screw shaft 110.
  • a pretension corresponding to a temperature rise of about 2 ° C. to 3 ° C. in order to improve the positioning accuracy when mounting the bearing 101 on the screw shaft 110.
  • the load of the bearing 101 increases and heat generation is inevitable.
  • this heat is transmitted to the screw shaft 110 and causes the screw shaft 110 to expand again.
  • the effect of suppressing thermal expansion was difficult only by cooling the DB combination bearing. Therefore, in the ball screw device of the present embodiment, the combination of the bearings 101 is cooled as a DF combination in order to relieve stress generated in thermal expansion.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of a ball screw device according to a ninth embodiment, where (a) is a front view of the ball screw device, and (b) is a front view of a non-motor side ball screw device in the ball screw device; (C) is a front view of the ball screw device on the motor side in the ball screw device.
  • the inflow side sealing 60 is omitted.
  • the bearing device 101 has substantially the same configuration as that of the seventh embodiment.
  • the same components as those in the seventh embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted or simplified, and different configurations will be mainly described.
  • the combination of bearings at both ends supporting the ball screw is a DB type (DB combination).
  • DB combination DB combination
  • the bearing temperature of the motor-side bearing device 101B increases due to the heat generated by the motor, it is necessary to reduce the temperature of the bearing of the motor-side bearing device 101B. Therefore, the temperature of the coolant of the cooling water is made lower than that of the bearing device 101A on the non-motor side or the amount of the coolant is increased.
  • the motor side bearing device 101B is DB type (DB combination) and DT type (DT combination)
  • the non-motor side bearing device 101A is DB type (DB combination) and DT type ( DT combination), DF type (DF combination), or single row.
  • examples of the ball screw supported in the ball screw device of the present embodiment include an end deflector type, a tube type, a top type, and an end cap type. In particular, when the bearing of the motor-side bearing device is of the DB type (DB combination), the screw shaft does not run out.
  • the double row rolling bearing is exemplified as the bearing that supports the screw shaft of the ball screw.
  • the bearing is not limited to this, and may be a single row rolling bearing.
  • the ball screw device of each embodiment is preferably used in combination with a nut cooling device that cools the nut.
  • the bearing In ball screw shaft cooling, the bearing is also cooled because a cooling path is formed inside the screw shaft, but in the case of nut cooling, only the part where the nut moves is cooled, and the cooling effect on the bearing can not be expected Because it is effective. For this reason, the nut cooling also requires cooling of the bearing.
  • the cooling medium in the present invention various gases and liquids can be used as the fluid.
  • the gas in addition to air or compressed air, nitrogen, inert gas (such as argon), hydrocarbon (such as butane and isobutane), helium, ammonia, carbon dioxide, and a mixture thereof can be used.
  • the liquid water, a coolant obtained by adding a rust inhibitor to water, a coolant obtained by adding various additives to water, or various oils as refrigerant oil can be used. Specifically, mineral oil, animal and vegetable oil, and synthetic oil can be used. These may be appropriately selected according to the use environment and the like.
  • the cooling medium is preferably temperature-controlled and the flow rate is also preferably controlled. In particular, the cooling medium is preferably used in a turbulent state.

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Abstract

　ボールねじのねじ軸を支持する軸受装置又は軸受装置近傍を効率良く冷却できる冷却機構を備えたボールねじ装置を提供する。そのために、ボールねじ装置（１）は、ボールねじ（１０）と、そのねじ軸（１１０）の少なくとも一方の端部を支持する軸受装置（１０１）とを有する。軸受装置（１０１）は、ねじ軸（１１０）を回転可能に支持するハウジング（１３０）を有する。ハウジング（１３０）には、その軸方向に貫通し、冷却媒体を通過させる冷却用貫通孔（１７０）が複数形成される。また、軸受装置１０１の転がり軸受（１２０Ａ，１２０Ｂ）の組合せの形式を、転がり軸受（１２０Ａ，１２０Ｂ）の内輪側に軸方向の圧縮力を加えることで予圧を与える方式であるＤＢ形（背面組合せ形）としている。

Description

ボールねじ装置
　この発明は、ボールねじと、そのボールねじのねじ軸の端部を回転自在に支持する軸受装置とを有するボールねじ装置に関する。
　ボールねじは、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝とで形成される軌道に配置されたボールと、を備えている。
　工作機械、射出成形機、半導体素子製造装置等の精密送り機構として使用されるボールねじは、高速、高サイクルで使用されると高温になり、ねじ軸やナットに熱変形が生じる（ねじ軸は熱膨張により伸びる）。これに伴い、ボールの負荷分布異常や作動性の悪化が生じて、送り機構としての位置決め精度が悪化する。そのため、高い位置決め精度が要求されるボールねじでは、ねじ軸、ナット、およびねじ軸の端部に配置された軸受装置を冷却する対策が施されている。
　特許文献１には、ねじ軸の端部を回転自在に支持する転がり軸受の外輪が内嵌されるハウジングと、ハウジングに断熱材を介して固定された本体フレームとの間、およびナットと、ナットに断熱材を介して固定された移動体との間に隙間を設けて、各隙間に冷却用の空気を送り込むことで、上記ナットと転がり軸受を冷却することが記載されている。
　また、特許文献２には、ナットに冷却機構を備えたボールねじが記載されている。
実開平０１－１１７８４７号公報 特開２０１１－１７４１９号公報 特開２０６１０３０７号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の技術には、転がり軸受の冷却効率の点で改善の余地がある。具体的には、ハウジングの外周部を冷却しており、発熱源である軸受装置及びその近傍ではないため、効率的な冷却がなされないという点である。
　そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、ボールねじのねじ軸の端部を回転自在に支持する転がり軸受、又は軸受装置の近傍を効率的に冷却できるボールねじ装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明のある態様のボールねじ装置は、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝とで形成される軌道に配置されたボールとを備えたボールねじと、上記ねじ軸の端部を支持する軸受装置とを有し、その軸受装置は、上記端部に嵌合して上記ねじ軸と一体に回転する内輪と、該内輪の外周に配設された複数の転動体を介して上記内輪を回転可能に支持する外輪と、上記外輪の外周面と当接する内周面を有し、上記ねじ軸を回転可能に支持するハウジングとを備え、上記ハウジングの両端部を貫通し、冷却媒体を通過させる冷却用貫通孔が上記ハウジングの軸方向に沿って複数形成されている。
　ここで、上記ボールねじ装置は、上記軸受装置が上記ねじ軸の一方の端部を支持してもよい。
　また、上記ボールねじ装置は、上記ねじ軸の一方の端部を支持する上記軸受装置に、上記ハウジングの両端部を貫通し、冷却媒体を通過させる上記冷却用貫通孔が上記ハウジングの軸方向に沿って複数形成され、かつ上記ねじ軸の他方の端部を支持する軸受装置には、冷却媒体を通過させる冷却用貫通孔が形成されていなくてもよい。
　また、上記ボールねじ装置は、上記軸受装置が上記ねじ軸の両方の端部を支持してもよい。そして、これら軸受装置のそれぞれに、上記ハウジングの両端部を貫通し、冷却媒体を通過させる上記冷却用貫通孔が上記ハウジングの軸方向に沿って複数形成されてもよい。
　また、上記ボールねじ装置は、上記冷却用貫通孔を連通する溝部が、上記ハウジングの端面に形成されてもよい。
　また、上記冷却用貫通孔が、継手部材を介して配管によりハウジングの外部で連結されている構成としてもよい。
　また、上記冷却用貫通孔が、上記ハウジングの周方向に沿って均等に配置されてもよい。
　上記冷却用貫通孔をこのように配置することにより、ハウジングの外側よりも転がり軸受に近いハウジングの内部に設けた冷却用貫通孔を使用してハウジングの円周方向で均一な冷却を行うことができるため、ハウジングの外側を空冷する特許文献１の方法よりも、ボールねじのねじ軸の端部を回転自在に支持する転がり軸受を効率良く冷却できる。
　また、上記冷却用貫通孔が３～６本形成されてもよい。
　上記冷却用貫通孔の数が多いほど冷却効果を高めることができるが、ハウジングの機械的強度が低下し、加工コストも嵩む。また、上記冷却用貫通孔が２個の場合は、円周方向に等間隔に配置されていても、配置間隔が大きいため、温度勾配が発生してハウジングが楕円状に熱変形しやすくなる。よって、上記冷却用貫通孔を３個以上６個以下の範囲で有することが好ましい。
　また、上記冷却用貫通孔が上記ねじ軸の端部側、又はフランジ側に配置されることが好ましい。
　また、上記ボールねじ装置は、上記ハウジングに放熱部を設けてもよい。
　また、上記ボールねじ装置は、上記複数の軸受のそれぞれの外輪の軸方向への移動を制限する押え蓋を有し、その押え蓋に放熱部を設けてもよい。
　また、上記ボールねじ装置は、冷却媒体を通過させる冷却用通路が上記ねじ軸に穿孔され、その冷却用通路は上記ねじ軸の軸方向における上記複数の軸受に対応する位置まで穿孔されていてもよい。
　また、上記ボールねじ装置は、ボールねじのねじ軸の両端部に設けられる２つの軸受装置の少なくとも何れか一方の軸受装置であって、上記複数の軸受がＤＦ形であってもよい。
　本発明のボールねじ装置によれば、ボールねじのねじ軸の端部を回転自在に支持する転がり軸受又は軸受装置の近傍を効率良く冷却することができる。
ボールねじ装置の第１実施形態における構成を示す正面図である。 ボールねじ装置の第１実施形態における軸受装置の構成を示す正面図である。 図２のａ矢視図である。 図２のｂ矢視図である。 図４のＶ－Ｖ断面図である。 図２の軸受装置を構成する押え蓋を示す平面図である。 ボールねじ装置の第１実施形態の他の例における構成を示す正面図である。 ボールねじ装置の第２実施形態における軸受装置の構成を示す正面図である。 ボールねじ装置の第２実施形態における軸受装置の構成を示す右側面図である。 ボールねじ装置の第２実施形態における軸受装置の構成を示す左側面図である。 ボールねじ装置の第２実施形態における軸受装置の構成を示す軸方向に沿った断面図である。 ボールねじ装置の第３実施形態における軸受装置の構成を示す軸方向に沿った断面図である。 ボールねじ装置の第４実施形態における軸受装置の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。 ボールねじ装置の第５実施形態における軸受装置の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は放熱部の右側面図、（ｄ）はフィンの斜視図である。 ボールねじ装置の第６実施形態における軸受装置の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）はフィンを設けた枠体の右側面図である。 ボールねじ装置の第７実施形態における構成を示す正面図である。 ボールねじ装置の第７実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は非モータ側の軸受装置の正面図、（ｂ）はねじ軸の軸方向に沿った断面図および要部拡大図、（ｃ）はねじ軸の左側面図である。 ボールねじ装置の第８実施形態における構成を示す軸方向に沿った断面図である。 ボールねじ装置の第９実施形態における構成を示す図であり、（ａ）はボールねじ装置の正面図、（ｂ）は非モータ側の軸受装置の正面図、（ｃ）はモータ側の軸受装置の正面図である。
（第１実施形態）
　以下、ボールねじ装置の第１実施形態について、図面を参照して説明する。
　この実施形態のボールねじ装置１は、図１に示すように、ボールねじ１０と、このボールねじ１０のねじ軸１１０を支持する軸受装置１０１とを有する。
　ここで、ねじ軸１１０の一方の端部（同図右側の軸端）には、駆動プーリ６０が装着され、電動モータ（図示せず）の回転運動が動力伝達機構を介してこの駆動プーリ６０に伝達されて、ボールねじ１０が駆動されるようになっている。以下、駆動プーリ６０に近い側（図示しない電動モータに近い側）の軸受装置１０１Ｂを「モータ側の軸受装置１０１Ｂ」、駆動プーリ６０から遠い側（図示しない電動モータから遠い側）の軸受装置１０１Ａを「非モータ側の軸受装置１０１Ａ」ということがある。
＜ボールねじ＞
　ボールねじ装置１は、ねじ軸１１０と、ナット２０と、ねじ軸１１０の外周面及びナット２０の内周面それぞれに対向して形成された螺旋溝に転動自在に充填されたボール（図示せず）とを有してなる。そして、ボールを介してねじ軸１１０に螺合されているナット２０とねじ軸１１０とを相対回転運動させると、ボールの転動を介してねじ軸１１０とナット２０とが軸方向に相対移動するようになっている。
　ボールねじ装置１は、ボールねじ１０のねじ軸１１０の少なくとも一方の端部が軸受装置１０１Ａ，１０１Ｂを介してブラケット４０に回転自在に支持されるとともに、ナット２０がテーブル５０に対して固定されている。
＜軸受装置＞
　軸受装置１０１は、図５に示すように、ボールねじ１０のねじ軸１１０の少なくとも一方の端部１１２を回転自在に支持する二個の転がり軸受１２０，１２０と、両転がり軸受１２０，１２０の外輪１２３，１２３が内嵌されるハウジング１３０とを有する。また、軸受装置１０１は、転がり軸受１２０，１２０の内輪２１２，１２１の軸方向への移動を制限するカラー１５０およびロックナット１４０と、外輪１２３，１２３の軸方向への移動を制限する押え蓋１６０とを有する。さらに、軸受装置１０１は、図２～図５に示すように、継手部材１７６ａ～１７６ｄ，１７７ａ～１７７ｄと、複数の配管１９０と、押え蓋１６０をハウジング１３０に固定するボルト１９５とを有する。
　ねじ軸１１０の端部１１２は小径部となっていて、その段差部と一方の転がり軸受１２０Ａの内輪１２１との間に、カラー１５０が配置されている。他方の転がり軸受１２０Ｂの内輪１２１の外側（他方の転がり軸受１２０Ｂを基準として一方の転がり軸受１２０Ａが設けられた側と反対側）にもカラー１５０が配置され、さらにその外側にロックナット１４０が配置されている。転がり軸受１２０Ａ，１２０Ｂの外輪１２３，１２３は、ハウジング１３０の内周面の大径部に配置されている。一方の転がり軸受１２０Ａの外輪１２３の端面が段差面に当接し、他方の転がり軸受１２０Ｂの外輪１２３が押え蓋１６０の端面に当接している。
　図２～図５に示すように、ハウジング１３０の軸方向の一端にはフランジ１３２が形成されている。フランジ１３２には、ボルト１９５を螺合させる雌ねじ１３２ａと、取付用のボルトを挿入するボルト穴１３２ｂが形成されている。ハウジング１３０には、また、軸方向に貫通する４本の冷却用貫通孔１７１～１７４が、円周方向に等間隔で形成されている。各冷却用貫通孔１７１～１７４の両端部に、管用テーパー雌ねじ部１７５が形成されている。
　図６に示すように、押え蓋１６０は、ねじ軸１１０が遊嵌される大きさの中心穴１６１を有する円板状部材であって、ボルト１９５の頭部側を配置するボルト穴１６２が、円周方向の８カ所に等間隔で形成されている。これらのボルト穴１６２は、ハウジング１３０の雌ねじ１３２ａに対応する位置に設けてある。また、押え蓋１６０の外周部には、ハウジング１３０の各冷却用貫通孔１７１～１７４に対応する位置に、凹部１６３が形成されている。
　組立時には、先ず、一方のカラー１５０を、ねじ軸１１０の端部１１２の段差部に接触させて取り付けた後、ハウジング１３０とねじ軸１１０の端部１１２との間に転がり軸受１２０Ａ，１２０Ｂを取り付ける。次に、押え蓋１６０の中心穴１６１をねじ軸１１０に通して、押え蓋１６０をハウジング１３０のフランジ１３２側に配置し、ボルト１９５を押え蓋１６０のボルト穴１６２から挿入してフランジ１３２の雌ねじ１３２ａに螺合する。次に、他方のカラー１５０をねじ軸１１０の端部１１２に取り付けて、ロックナット１４０を締め付ける。これにより、転がり軸受１２０Ａ，１２０Ｂの外輪１２３，１２３がハウジング１３０に固定され、内輪１２１，１２１がねじ軸１１０の端部１１２に固定される。
　この状態で、押え蓋１６０の凹部１６３から各継手部材１７６ａ～１７６ｄ，１７７ａ～１７７ｄを入れて、図５に示すように、その先端部（管用テーパー雄ねじ部）を各冷却用貫通孔１７１～１７４の管用テーパー雌ねじ部１７５に螺合する。これにより、図２～図４に示すように、ハウジング１３０の各冷却用貫通孔１７１～１７４の両端に、各継手部材１７６ａ～１７６ｄ，１７７ａ～１７７ｄが連結された状態となる。
　そして、フランジ１３２側の継手部材１７６ａと継手部材１７６ｄとを配管１９０で連結する。フランジ１３２側の継手部材１７６ｂに冷却媒体導入用配管１９０を接続する。フランジ１３２側の継手部材１７６ｃに冷却媒体排出用配管１９０を接続する。ハウジング１３０のフランジ１３２が形成されていない側では、継手部材１７７ａと継手部材１７７ｂとを配管１９０で連結し、継手部材１７７ｃと継手部材１７７ｄとを配管１９０で連結する。
　この実施形態のボールねじにおいて、冷却媒体導入用配管１９０から導入された冷却媒体は、継手部材１７６ｂ→ハウジング１３０の冷却用貫通孔１７２→継手部材１７７ｂ→配管１９０→継手部材１７７ａ→ハウジング１３０の冷却用貫通孔１７１→継手部材１７６ａ→配管１９０→継手部材１７６ｄ→ハウジング１３０の冷却用貫通孔１７４→継手部材１７７ｄ→配管１９０→継手部材１７７ｃ→ハウジング１３０の冷却用貫通孔１７３→継手部材１７６ｃ→冷却媒体排出用配管１９０の順に流れる。この冷却媒体の流れによりハウジング１３０が冷却される。
　したがって、この実施形態の軸受装置によれば、ハウジング１３０の円周方向で均一な冷却がなされるため、ハウジング１３０、転がり軸受１２０Ａ，１２０Ｂ、ねじ軸１１０の端部１１２が周方向で均一に冷却されて、熱変形が抑制される。これに伴い、転がり軸受１２０Ａ，１２０Ｂが効率良く冷却されるため、転がり軸受１２０Ａ，１２０Ｂのボールの負荷分布異常や作動性の悪化を防ぐことができる。
　ここで、本実施形態の変形例として、ボールねじ装置１は、軸受装置１０１がねじ軸１１０の一方の端部を支持してもよい。そして、ボールねじ装置１は、ねじ軸１１０の一方の端部を支持する軸受装置１０１に、ハウジング１３０の両端部を貫通し、冷却媒体を通過させる冷却用貫通孔１７１～１７４がハウジング１３０の軸方向に沿って複数形成され、かつねじ軸１１０の他方の端部を支持する軸受装置には、冷却媒体を通過させる冷却用貫通孔が形成されていなくてもよい。
　また、ボールねじ装置１は、軸受装置１０１がねじ軸１１０の両方の端部を支持してもよい。そして、これら軸受装置１０１，１０１のそれぞれに、ハウジング１３０の両端部を貫通し、冷却媒体を通過させる冷却用貫通孔１７１～１７４がハウジング１３０の軸方向に沿って複数形成されてもよい。
　また、例えば特許文献２のように、ナットのみに冷却機構を備えたボールねじでは、ねじ軸の冷却がナットの移動範囲のみで行われ、ねじ軸の端部に対する冷却効果が期待できないため、上述した軸受装置を併用することが有用である。
　具体的には、図７に示すように、ボールねじ装置１は、ボールねじ１０と、このボールねじ１０のねじ軸１１０を支持する上述の軸受装置１０１とを有する。
　ここで、ボールねじ１０のナット２０には、ナット２０を軸方向に貫通する複数の冷却用貫通孔２１ａ～２１ｄが円周方向に等間隔で形成されている。ナット２０の各冷却用貫通孔２１ａ～２１ｄの両端には、それぞれ継手部材３１ａ～３１ｄ，３２ａ～３２ｄが連結されている。
そして、フランジ２２側の継手部材３１ａと継手部材３１ｄとが配管３３で連結されている。また、フランジ２２側の継手部材３１ｂに冷却液導入用配管３４が接続されている。また、フランジ２２側の継手部材３１ｃには冷却液排出用配管３５が接続されている。
　一方、ナット２０のフランジ２２が形成されていない側の端部では、継手部材３２ａと継手部材３２ｂ
とが配管３６で連結され、継手部材３２ｃと継手部材３２ｄとが配管３７で連結されている。
　このような構成をなすボールねじ１０は、冷却液導入用配管３４から冷却液が導入されることによって、その冷却液が、
継手部材３１ｂ→冷却用貫通孔２１ｂ→配管３６→継手部材３２ａ→冷却用貫通孔２１ａ→継手部材３１ａ→配管３３→継手部材３１ｄ→冷却用貫通孔２１ｄ→配管３７→冷却用貫通孔２１ｃ→継手部材３１ｃ→冷却液排出用配管３５の順に流れる。その結果、この冷却液の流れによりナット２０が冷却される。
（第２実施形態）
　次に、ボールねじ装置の第２実施形態について図面を参照して説明する。図８は、ボールねじ装置の第２実施形態における構成を示す正面図である。また、図９は、ボールねじ装置の第２実施形態における構成を示す右側面図である。また、図１０は、ボールねじ装置の第２実施形態における構成を示す左側面図である。また、図１１は、ボールねじの第２実施形態における構成を示す軸方向に沿った断面図である。
　図８～図１１に示すように、軸受装置１０１は、ボールねじのねじ軸１１０を回転可能に支持する複列の転がり軸受１２０と、転がり軸受１２０を収容するハウジング１３０とを備えている。
＜転がり軸受＞
　図１１に示すように、転がり軸受１２０は、ねじ軸１１０の端部に嵌合してねじ軸１１０と一体に回転する二つの内輪１２１，１２１を有しており、これら内輪１２１，１２１の内周面１２１ａ，１２１ａには、複数の転動体１２２を介して内輪１２１を回転可能に支持する外輪１２３，１２３がそれぞれ設けられている。
　転がり軸受１２０の内輪１２１は、ねじ軸１１０に形成された段部とロックナット１４０とにより所定位置に位置決めされている。このロックナット１４０はねじ軸１１０の端部に螺嵌されており、ロックナット１４０と内輪１２１との間のねじ軸１１０の外周には、例えば皿バネ又はコイルバネあるいは縦弾性係数の金属等からなるカラー１５０が設けられている。
　また、転がり軸受１２０の内輪１２１は、ロックナット１４０の締付け力により前述した段部１１１に押圧されており、この段部１１１と内輪１２１との間のねじ軸１１０の外周には、例えば皿バネ又はコイルバネあるいは縦弾性係数の金属等からなるカラー１５０が設けられている。
　なお、転がり軸受１２０の内輪１２１はねじ軸１１０に形成された段部１１１とロックナット１４０とにより所定位置に位置決めされている。
＜ハウジング＞
　ハウジング１３０は、例えば、円筒形状をなす。また、図１１に示すように、ハウジング１３０の内周面１３０ａは、転がり軸受１２０の外周面（外輪１２３の外周面１２３ａ）に嵌合している。したがって、ハウジング１３０は、ねじ軸１１０を回転可能に支持することとなる。
　また、図１１に示すように、ハウジング１３０の外周面は、図示しないベアリングサポートの内周面と摺動可能に嵌合している。すなわち、ハウジング１３０を介してベアリングサポート（図示せず）が転がり軸受１２０を支持している。
＜押え蓋＞
　転がり軸受１２０の外輪１２３は、ハウジング１３０の内周面１３０ａに形成された段部１３１及び第２の押え蓋１６０Ｂにより所定位置に位置決めされている。この押え蓋１６０Ａ，１６０Ｂは、複数のボルト２００によりハウジング１３０の軸方向の端面１３０ｂ，１３０ｂに取り付けられている（図１１参照）。
＜冷却用貫通孔＞
　ハウジング１３０には、ハウジング１３０の両端部（両端面）を軸方向に貫通する冷却用貫通孔１７０が複数形成されている。これら冷却用貫通孔１７０は、ハウジング１３０の外周面に沿って、又は同一円周上に配置されることが好ましく、均等に配置されることがさらに好ましい。なお、これら冷却用貫通孔１７０は、冷却媒体を通過させるために設けられるものである。冷却媒体は、複数の冷却用貫通孔１７０のいずれかに連結された冷却管１９０によって供給又は排出される。冷却管１９０は、冷却媒体を供給し、かつ冷却媒体を回収して再び冷却機能を備えさせて再び供給させる冷却媒体循環装置（図示せず）に連結されている。
＜溝部＞
　ハウジング１３０の端面１３０ｂ，１３０ｂには、冷却用貫通孔１７０の開口部を連通する溝部１８０が端面１３０ｂ，１３０ｂの外周に沿って形成されていることが好ましい。このように設けられた溝部１８０は、ガスケット１８５を介して、第１の押え蓋１６０Ａ又は第２の押え蓋１６０Ｂにより密封されることで、冷却用貫通孔１７０に連通する流路Ｂ～Ｄ（図９及び図１０参照）が形成される。溝部１８０が形成される形態を採用することにより、ハウジング１３０に冷却用貫通孔１７０のみが形成された形態よりも冷却用貫通孔１７０に通過させる冷却媒体を供給するための部品点数を減少させ、結果としてコストの低減が図れる。
　ここで、上述のように、流路は、溝部１８０と、第１の押え蓋１６０Ａ又は第２の押え蓋１６０Ｂとにより形成されるが、第１の押え蓋１６０Ａ及び第２の押え蓋１６０Ｂの溝部１８０に対向する面は平坦であることが好ましい。第１の押え蓋１６０Ａ及び第２の押え蓋１６０Ｂの溝部１８０に対向する面に、溝部１８０に対応する別の溝部を形成すると、フランジの組違いなどにより流路が好適に形成されない場合があり、加工コストも低減でき、製品管理も容易であるからである。
［冷却用貫通孔の設置位置］
　複数形成される冷却用貫通孔１７０の設置位置としては、ハウジング１３０の周方向に沿って均等に配置することが好ましい。しかし、冷却用貫通孔１７０が２本である場合、すなわち、冷却用貫通孔１７０が均等配置（１８０°等配）では、冷却用貫通孔１７０から離れた部分では温度が高くなるため、温度勾配が発生し、転がり軸受１２０の外輪１２３の断面形状はラグビーボール状になる。これにより、転がり軸受１２０の外輪１２３の真円度（円筒度）が低下し、転がり軸受１２０への負荷が不均一となるため作動性などに影響が出やすくなってしまうので、好ましくない。
［冷却用貫通孔の本数］
　また、冷却用貫通孔１７０の本数を増やすことで、転がり軸受１２０のより大きな冷却効果が得られると共に、転がり軸受１２０の外輪１２３の真円度（円筒度）が向上すると考えられるが、無闇に冷却用貫通孔１７０の本数を増やすべきではない。それは、冷却用貫通孔１７０の本数を増やすということは、ハウジング１３０の強度低下も意味し、結果として、ボールねじ軸の支持剛性を低下させることにつながってしまうためである。
　加えて、冷却用貫通孔１７０の加工は縦長比が大きいため、加工に手間がかかりコストを上昇させてしまう。
　そこで、本実施形態では、図８～図１０に示すように、冷却用貫通孔１７０の本数を４本としているが、構造により冷却用貫通孔１７０を均等に４本設けることが難しい場合には３本でもよい。
　［冷却媒体の循環経路］
　このように冷却用貫通孔１７０が形成された軸受装置１０１においては、図８～図１０に示すように、冷却管１９１から供給された冷却媒体が、「Ａ」部分で冷却管１９１に連結された冷却用貫通孔１７１に流入し、流路「Ｂ」を経て冷却用貫通孔１７２に流入し、流路「Ｃ」を経て冷却用貫通孔１７３に流入し、流路「Ｄ」を経て冷却用貫通孔１７４に流入し、「Ｅ」部分で連結された冷却管１９２から排出される。
　このように、軸受装置１０１では、ハウジング１３０に複数の冷却用貫通孔１７０を設け、それら冷却用貫通孔１７０と、溝部１８０及び第１の押え蓋１６０Ａあるいは第２の押え蓋１６０Ｂによって形成される流路に冷却媒体を流すことで、発熱源である軸受の直近部を効率的に冷却することができる。その結果、転がり軸受１２０の発熱を抑制することができ、熱膨張によるボールねじとねじ軸１１０との間の伸びを減少させ、位置決め精度などを向上させることができる。
　また、冷却用貫通孔１７０を均等に配置することで、温度分布が均一に近づき、不均一な熱変形を抑えることができるため、転がり軸受１２０の内部におけるボール（転動体１２２）の負荷分布異常や作動性の悪化を防ぐことができる。ここで、軸受装置１０１においては、冷却管１９０（１９１，１９２）がねじ軸１１０の端部１１２側（ねじ溝が形成されていない部分）に配置されてもよい。また、軸受装置１０１においては、冷却管１９０（１９１，１９２）がフランジ１３２側に配置されてもよい。
　冷却管１９０（１９１，１９２）がねじ軸１１０の端部１１２側に配置される、すなわち、冷却用貫通孔１７０がねじ軸１１０の端部１１２側に配置されることによって、ねじ軸１１０のねじ溝が形成された側に冷却用貫通孔１７０を配置した場合に比べて、ボールねじのナット（図示せず）の移動範囲に影響を与えないため、ボールねじのナット（図示
せず）の移動範囲を大きくできる。
　また、冷却管１９０（１９１，１９２）がフランジ１３２側に配置される、すなわち、冷却用貫通孔１７０がフランジ１３２側に配置されることによって、冷却管１９０（１９１，１９２）を組み付けたまま、ハウジング１３０を図示しないハウジング固定部材（例えば、ベアリングサポートなど）に組み付けることができる。具体的に、ハウジング１３０を上記ハウジング固定部材に組み付けるにあたっては、図１１において、ハウジング１３０に対して、矢印の向きに上記ハウジング固定部材を組み付けることとなる。すなわち、ハウジング１３０におけるフランジ１３２が形成されていない側（第１の押え蓋１６０Ａが設けられた側）に冷却管１９０（１９１，１９２）を配置すると、ハウジング１３０を上記ハウジング固定部材に組み付けた後に、冷却管１９０（１９１，１９２）を組み付ける必要がある。しかし、冷却管１９０（１９１，１９２）がフランジ１３２側に配置された態様では、ハウジング１３０を上記ハウジング固定部材に組み付ける際に、冷却管１９０（１９１，１９２）が干渉しない。したがって、冷却管１９０（１９１，１９２）がフランジ１３２側に配置されることによって、冷却管１９０（１９１，１９２）を組み付けたまま、ハウジング１３０を上記ハウジング固定部材に組み付けることができる。
（第３実施形態）
　次に、ボールねじ装置の第３実施形態について図面を参照して説明する。図１２は、ボールねじの第３実施形態における構成を示す軸方向に沿った断面図である。本実施形態のボールねじ装置３０１は、第２実施形態と略同様の構成である。以下、第２実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略又は簡略にし、異なる構成を中心に説明する。
　図１２に示すように、転がり軸受１２０は、ねじ軸１１０の端部に嵌合してねじ軸１１０と一体に回転する二つの内輪１２１，１２１を有しており、これら内輪１２１，１２１の内周面１２１ａ，１２１ａには、複数の転動体１２２を介して内輪１２１を回転可能に支持する外輪１２３，１２３がそれぞれ設けられている。
　転がり軸受１２０の外輪１２３は、ハウジング１３０の内周面１３０ａに形成された段部１３１及び第２の押え蓋１６０Ｂにより所定位置に位置決めされている。
　転がり軸受１２０の内輪１２１は、ねじ軸１１０に形成されたねじ軸外径部１１１とロックナット１４０とによりカラー１５０を介して所定位置に位置決めされている。ロックナット１４０はねじ軸１１０の端部に螺嵌されており、このロックナット１４０の締付け力により転がり軸受１２０の内輪１２１に軸方向の圧縮力を加えることで、転がり軸受１２０の予圧を与えている。
　一般的にボールねじ装置に使用される転がり軸受は、ラジアル方向（径方向）だけでなくアキシアル方向（軸方向）の荷重も負荷する必要があるため、アンギュラ玉軸受や円すいころ軸受が用いられることが多い。本実施形態では、転がり軸受１２０の組合せの形式を、転がり軸受１２０の内輪側に軸方向の圧縮力を加えることで予圧を与える方式であるＤＢ形（背面組合せ形）としている。本実施形態では転がり軸受１２０にアンギュラ玉軸受を２個組み合わせて用いたものを示す。
　軸受装置１０１では、冷却により転がり軸受１２０の外輪側の温度が内輪側の温度に比べ低くなる。このため、転がり軸受１２０の外輪側が径方向に収縮すると共に軸方向にも収縮する。ＤＢ形（背面組合せ形）では転がり軸受１２０の内輪側に軸方向の圧縮力を加えることで予圧を与えるが、冷却による転がり軸受１２０の外輪側の径方向への収縮は予圧の増加につながるものの、軸方向への収縮は予圧の減少につながる。これより、冷却によっても予圧の変化が少ないボールねじ装置が実施可能となる。
　一方、転がり軸受１２０の組合せの形式を、転がり軸受１２０の外輪側に軸方向の圧縮力を加えることで予圧を与える方式であるＤＦ形（正面組合せ形）とした場合を説明する。冷却により転がり軸受１２０の外輪側の温度が内輪側の温度に比べ低くなると、転がり軸受１２０の外輪側が径方向に収縮すると共に軸方向にも収縮する。ＤＦ形（正面組合せ形）とした場合には、冷却による転がり軸受１２０の外輪側の径方向と軸方向への収縮は共に予圧の増加につながってしまう。予圧が上がると発熱量が大きくなるため冷却による効果が損なわれてしまう。
　本実施形態では転がり軸受１２０にアンギュラ玉軸受を２個組み合わせて用いたものを示したが、軸受の組合せの形式がＤＢ形（背面組合せ形）であれば、２個に限らずいくつ使用してもよい。また、本実施形態では転がり軸受１２０に単列アンギュラ玉軸受を用いたものを示したが、ＤＢ形（背面組合せ形）であれば単列円すいころ軸受など他の軸受を用いることもできる。また、内輪側に軸方向の圧縮力を加えることで予圧を与える方式（ＤＢ形）である複列アンギュラ玉軸受や複列円すいころ軸受などの複列軸受を用いることもできる。
（第４実施形態）
　次に、ボールねじ装置の第４実施形態について図面を参照して説明する。図１３は、ボールねじ装置の第４実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。軸受装置１０１は、第２実施形態と略同様の構成である。以下、第２実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略又は簡略にし、異なる構成を中心に説明する。
　図１３（ａ）に示すように、軸受装置１０１は、冷却効果を高めるため、補助冷却用貫通孔１７５が他の冷却用貫通孔１７０と同様に複数設けられている。そして、これら補助冷却用貫通孔１７５は、冷却媒体をその内部に流入させる冷却管１９３、および補助冷却用貫通孔１７５から冷却媒体を排出する冷却管１９４に連結されている。また、補助冷却用貫通孔１７５は、目的に応じて冷却用貫通孔１７１～１７４に連結されてもよいし、これら冷却用貫通孔１７１～１７４にと独立して設けられてもよい。
　この冷却用貫通孔（補助冷却孔）１７５が設けられることにより、冷却効率がより向上する。
　なお、補助冷却用貫通孔１７５は、図１３（ｂ），（ｃ）に示すように、ねじ軸１１０の軸を基準として点対称に位置するように設けられてもよい。
（第５実施形態）
　次に、ボールねじ装置の第５実施形態について図面を参照して説明する。図１４は、ボールねじ装置の第５実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は放熱部の右側面図、（ｄ）はフィンの斜視図である。軸受装置１０１は、第２実施形態と略同様の構成である。以下、第２実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略又は簡略にし、異なる構成を中心に説明する。
　図１４（ａ）～（ｄ）に示すように、軸受装置１０１は、ハウジング１３０に放熱部２００が設けられている。この放熱部２００は、ハウジング１３０（例えばフランジ１３２）の外周面に所定の締め代をもって嵌合する枠体２０１と、枠体２０１の外周面に複数設けられたフィン２０２とを有する。
　フィン２０２は、図１４（ｄ）に示すように、ハウジング１３０に蓄えられた熱を放出しやいように、ハウジング１３０に設置した際の軸方向に垂直な方向（ラジアル方向）を細くなる形状で設けられる。また、フィン２０２が空気抵抗を受けて、ナットの移動を妨げないように、フィン２０２の先端を細くすることが好ましい。また、フィン２０２は、枠体２０１の周方向に等配位で設けられることが好ましく、隣接するフィン２０２，２０２の設置位置と枠体２０１の軸方向とのなす角度θが１５°～９０°の範囲で等配位に設けられることがより好ましい。
　ここで、枠体２０１及びフィン２０２の材料としては、熱伝導性がよいアルミニウム、黄鋼、チタンなどが挙げられる。これらの中でも、枠体２０１及びフィン２０２の加工がし易く、かつ熱伝導率が高いアルミニウムが好ましい。
（第６実施形態）
　次に、ボールねじ装置の第６実施形態について図面を参照して説明する。図１５は、ボールねじ装置の第６実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）はフィンを設けた枠体の右側面図である。軸受装置１０１は、第５実施形態と略同様の構成である。以下、第５実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略又は簡略にし、異なる構成を中心に説明する。
　図１５（ａ）～（ｃ）に示すように、軸受装置１０１は、ハウジング１３０に放熱部２００が設けられている。この放熱部２００は、押え蓋１６０Ｂの外周面に所定の締め代をもって嵌合する枠体２０１と、枠体２０１の外周面に複数設けられたフィン２０２とを有する。
（第７実施形態）
　次に、ボールねじ装置の第７実施形態について図面を参照して説明する。図１６は、ボールねじ装置の第７実施形態において用いられるボールねじ装置の正面図である。また、図１７は、ボールねじ装置の第７実施形態における構成を示す図であり、（ａ）はボールねじ装置における非モータ側のボールねじ装置の正面図、（ｂ）はねじ軸の軸方向に沿った断面図および要部拡大図、（ｃ）はねじ軸の左側面図である。
　図１６に示すように、ボールねじ装置１は、ボールねじ１０のねじ軸１１０の両軸端が軸受装置１０１Ａ，１０１Ｂを介してブラケット３０に回転自在に支持されるとともに、ナット２０がテーブル４０に対して固定されている。
　そして、ねじ軸１１０の一方の端部（同図右側の軸端）には、駆動プーリ５０が装着され、電動モータ（図示せず）の回転運動が動力伝達機構を介してこの駆動プーリ５０に伝達されて、ボールねじ１０が駆動されるようになっている。以下、駆動プーリ５０に近い側（図示しない電動モータに近い側）の軸受装置１０１Ｂを「モータ側の軸受装置１０１Ｂ」、駆動プーリ５０から遠い側（図示しない電動モータから遠い側）の軸受装置１０１Ａを「非モータ側の軸受装置１０１Ａ」ということがある。また、本実施形態の軸受装置１０１Ａ，１０１Ｂは、上述した軸受装置１０１と同様の構成をなす軸受装置である（図１７（ａ）参照）。
　ここで、ボールねじは、ねじ軸１１０と、ナット２０と、ねじ軸１１０の外周面及びナット２０の内周面それぞれに対向して形成された螺旋溝に転動自在に充填されたボールとを有してなる。そして、ボールを介してねじ軸１１０に螺合されているナット２０とねじ軸１１０とを相対回転運動させると、ボールの転動を介してねじ軸１１０とナット２０とが軸方向に相対移動するようになっている。
　また、図１６及び図１７（ｂ）に示すように、ねじ軸１１０における非モータ側の軸受装置１０１Ａによって支持される側の端部近傍には、冷却媒体を通過させる冷却用通路１１３が穿孔されている。この冷却用通路１１３はねじ軸１１０の軸方向における非モータ側の軸受装置１０１Ａを構成する複数の軸受に対応する位置まで穿孔されている。
　具体的に、冷却用通路１１３は、ねじ軸１１０の非モータ側の軸受装置１０１Ａの端部に開口された流入口１１３Ａから、非モータ側の軸受装置１０１Ａを構成する複数の軸受に対応する位置まで穿孔され、ここでねじ軸１１０の端部側に折り返され、その端部近傍の側面に開口された流出口１１３Ｂに連通されてなる。
　そして、ねじ軸１１０の非モータ側の軸受装置１０１Ａの端部には、流出側シーリング６１を介して流入側シーリング６０が装着されている。この流入側シーリング６０には、流入口１１３Ａに連通する流入口６０Ａ、および流出口１１３Ｂに連通する流出口６０Ｂが形成されており、流入口６０Ａおよび流出口６０Ｂが配管を介して図示しない冷却媒体循環装置に接続されている。なお、この冷却媒体循環装置が、上記冷却媒体循環装置に対応してもよい。
　このように、本実施形態では、「非モータ側の軸受装置１０１Ａ」の冷却を「ナット冷却」および「ねじ軸１１０の内部の冷却」とし、「モータ側の軸受装置１０１Ｂ」の冷却を「ナット冷却」としている。これは、ねじ軸１１０のモータ側の端部が電動モータ（図示せず）に接続されているため、ねじ軸１１０のその端部に冷却用貫通孔を設けて、ねじ軸１１０の内部を冷却することが難しいからである。よって、本実施形態では、非モータ側の軸受装置１０１Ａによって支持される側のねじ軸１１０の端部近傍に冷却用貫通孔を設けた。なお、本実施形態においては、非モータ側の軸受装置１０１Ａの冷媒温度が低くなり、非モータ側の軸受装置１０１Ａの固定力が落ちないように、非モータ側の軸受装置１０１Ａの冷媒温度はモータ側より高くすることが好ましい。
　ここで、特許文献３には、ポールねじ軸の内部を貫通して形成され、冷却用流体を流動させるボールねじ軸内流路孔を備えている。
　しかし、軸内流路孔を有したねじ軸は、「貫通した」中空軸であるため、中実軸に比べて、曲げモーメントによりたわみが大きくなる。そのため、軸内流路孔を有するねじ軸は、中実軸のねじ軸に比べて、回転する度に発生する繰り返しせん断応力が大きいので、軸内流路孔を有するねじ軸は中実軸のねじ軸に比べて熱を発生し、高温となる。軸内流路孔を通過する冷却用流体（冷媒）は暖められるため、冷却効果はなくなる。
　これに対し、本実施形態のボールねじ装置は、冷却媒体を通過させる冷却用貫通孔がねじ軸１１０に穿孔され、その冷却用貫通穴はねじ軸１１０の軸方向における複数の軸受に対応する位置まで穿孔されている。この構成により、従来のようにねじ軸に冷却用貫通孔を「貫通させた」ものに比べて曲げモーメントに対して剛性が高くなるという効果を奏する。
　したがって、本実施形態によれば、駆動時の曲げモーメントによるねじ軸のたわみを低減しつつ冷却効率を向上させるボールねじ装置を提供することができる。
（第８実施形態）
　次に、ボールねじ装置の第８実施形態について図面を参照して説明する。図１８は、ボールねじ装置の第８実施形態における構成を示す軸方向に沿った断面図である。軸受装置１０１は、第２実施形態と略同様の構成である。以下、第２実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略又は簡略にし、異なる構成を中心に説明する。
　図１８に示すように、本実施形態のボールねじ装置は、軸受１０１の組合せをＤＦ組合せとしている。従来では、ねじ軸１１０の熱膨張をキャンセルする方法としてプリテンションをかけることが挙げられる。このプリテンションは、ねじ軸１１０に軸受１０１を取付けするに際して、位置決めを精度よくするために、ねじ軸１１０の温度上昇が２℃～３℃程度に相当する予張力を与える作業である。このプリテンションをかけることによって軸受１０１の荷重は増え、発熱することは避けられず、結果としてこの熱がねじ軸１１０に伝わって、ねじ軸１１０が再び膨張する要因となる。特に、ＤＢ組合せの軸受を冷却しただけでは、熱膨張を抑える効果は難しかった。
　そこで、本実施形態のボールねじ装置は、熱膨張に発生する応力を緩和するため、軸受１０１の組合せをＤＦ組合せとして冷却している。
（第９実施形態）
　次に、ボールねじ装置の第９実施形態について図面を参照して説明する。図１９は、ボールねじ装置の第９実施形態における構成を示す図であり、（ａ）はボールねじ装置の正面図、（ｂ）はボールねじ装置における非モータ側のボールねじ装置の正面図、（ｃ）はボールねじ装置におけるモータ側のボールねじ装置の正面図である。なお、図１９（ａ）では、流入側シーリング６０を省略している。軸受装置１０１は、第７実施形態と略同様の構成である。以下、第７実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略又は簡略にし、異なる構成を中心に説明する。
　図１９（ａ）～（ｃ）に示すように、本実施形態のボールねじ装置は、ボールねじを支持する両端の軸受の組合せをＤＢ形（ＤＢ組合せ）としている。このような構成とすることにより、ねじ軸が撓まないという効果を奏する。また、モータ側の軸受装置１０１Ｂはモータの発熱によって軸受の温度が高くなるため、モータ側の軸受装置１０１Ｂの軸受の温度を低くする必要がある。よって、冷却水の冷媒の温度を非モータ側の軸受装置１０１Ａより低くするか、あるいは、冷媒量を増加させる。
　また、軸受の組み合わせとして、モータ側の軸受装置１０１Ｂを、ＤＢ形（ＤＢ組合せ）、およびＤＴ形（ＤＴ組合せ）とし、非モータ側の軸受装置１０１Ａを、ＤＢ形（ＤＢ組合せ）、ＤＴ形（ＤＴ組合せ）、ＤＦ形（ＤＦ組合せ）、又は単列とする。
　さらに、本実施形態のボールねじ装置において支持されるボールねじとしては、エンドデフレクタ式、チューブ式、こま式、エンドキャップ式が挙げられる。特に、モータ側の軸受装置の軸受をＤＢ形（ＤＢ組合せ）とすることにより、ねじ軸が振れ回らないという効果を奏する。
　以上、ボールねじ装置の各実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。例えば、上述した実施形態ではボールねじのねじ軸を支持する軸受として複列転がり軸受を例示したが、これに限定されるものではなく、単列転がり軸受であってもよい。また、各実施形態のボールねじ装置は、ナットを冷却するナット冷却装置と併用されることが好ましい。ボールねじの軸芯冷却では、ねじ軸内部に冷却経路が形成されるため軸受も冷却されるが、ナット冷却の場合にはナットが移動する部分しか冷却されず、軸受に対する冷却効果は期待できない場合に有効だからである。このため、ナット冷却では軸受の冷却も必要となる。また、各実施形態を適宜組み合わせても良い。
　本発明での冷却媒体としては、流体として各種の気体、液体が使用できる。気体としては、空気あるいは圧縮空気の他、窒素、不活性ガス（アルゴン等）、炭化水素（ブタン、イソブタン等）、ヘリウム、アンモニア、二酸化炭素等、更にはこれらの混合物が使用できる。液体としては、水の他、水に防錆剤を加えたクーラント、水に各種添加剤を加えたクーラント、もしくは冷媒油として各種の油も使用できる。具体的には鉱油、動植物油、合成油が使用できる。これらは使用環境等に応じて適宜選択すれば良い。更に、冷却媒体は温度管理されており、流量も管理されていることが好ましい。特に、冷却媒体を乱流状態で使用するのが好ましい。
１　ボールねじ装置
１０　ボールねじ
１０１　軸受装置
１１０　ねじ軸
１２０　転がり軸受
１２１　内輪
１２２　転動体
１２３　外輪
１３０　ハウジング
１３２　フランジ
１４０　ロックナット
１５０　カラー
１６０　押え蓋
１７０　冷却用貫通孔
１８０　溝部
１９０　冷却管

Claims (16)

  1. 　内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、前記ナットの螺旋溝と前記ねじ軸の螺旋溝とで形成される軌道に配置されたボールとを備えたボールねじと、
    　前記ねじ軸の端部を支持する軸受装置とを有し、
    　その軸受装置は、前記端部に嵌合して前記ねじ軸と一体に回転する内輪と、該内輪の外周面に配設された複数の転動体を介して前記内輪を回転可能に支持する外輪とにより形成された複数の軸受と、
    　前記外輪の外周面と当接する内周面を有して前記ねじ軸を回転可能に支持するハウジングとを備え、
    　前記ハウジングの両端部を貫通し、冷却媒体を通過させる冷却用貫通孔が前記ハウジングの軸方向に沿って複数形成されたことを特徴とするボールねじ装置。
  2. 　前記軸受装置が前記ねじ軸の一方の端部を支持することを特徴とする請求項１に記載のボールねじ装置。
  3. 　前記ねじ軸の一方の端部を支持する前記軸受装置に、前記ハウジングの両端部を貫通し、冷却媒体を通過させる前記冷却用貫通孔が前記ハウジングの軸方向に沿って複数形成され、
    　前記ねじ軸の他方の端部を支持する軸受装置には、冷却媒体を通過させる冷却用貫通孔が形成されていないことを特徴とする請求項２に記載のボールねじ装置。
  4. 　前記軸受装置が前記ねじ軸の両方の端部を支持することを特徴とする請求項１に記載のボールねじ装置。
  5. 　前記軸受装置のそれぞれに、前記ハウジングの両端部を貫通し、冷却媒体を通過させる前記冷却用貫通孔が前記ハウジングの軸方向に沿って複数形成されたことを特徴とする請求項４に記載のボールねじ装置。
  6. 　前記複数の軸受はＤＢ形であることを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載のボールねじ装置。
  7. 　前記軸受が、単列アンギュラ玉軸受、単列円すいころ軸受、複列アンギュラ玉軸受、複列円すいころ軸受のいずれかであることを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載のボールねじ装置。
  8. 　前記冷却用貫通孔を連通する溝部が、前記ハウジングの端面に形成されたことを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載のボールねじ装置。
  9. 　前記冷却用貫通孔が、継手部材を介して配管によりハウジングの外部で連結されていることを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載のボールねじ装置。
  10. 　前記冷却用貫通孔が、前記ハウジングの周方向に沿って均等に配置されたことを特徴とする請求項１～９の何れか一項に記載のボールねじ装置。
  11. 　前記冷却用貫通孔が３～６本形成されたことを特徴とする請求項１～１０の何れか一項に記載のボールねじ装置。
  12. 　前記冷却用貫通孔が前記ねじ軸の端部側、又はフランジ側に配置されたことを特徴とする請求項１～１１の何れか一項に記載のボールねじ装置。
  13. 　前記ハウジングに放熱部を設けたことを特徴とする請求項１～１１の何れか一項に記載のボールねじ装置。
  14. 　前記複数の軸受のそれぞれの外輪の軸方向への移動を制限する押え蓋を有し、その押え蓋に放熱部を設けたことを特徴とする請求項８に記載のボールねじ装置。
  15. 　冷却媒体を通過させる冷却用通路が前記ねじ軸に穿孔され、その冷却用通路は前記ねじ軸の軸方向における前記複数の軸受に対応する位置まで穿孔されていることを特徴とする請求項１～１４の何れか一項に記載のボールねじ装置。
  16. 　ボールねじのねじ軸の両端部に設けられる２つの軸受装置の少なくとも何れか一方の軸受装置であって、前記複数の軸受がＤＦ形であることを特徴とする請求項１～１５の何れか一項に記載のボールねじ装置。
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