特許 7017094 ボールねじ装置、及び該ボールねじ装置を備えた機械設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-31

(45)【発行日】2022-02-08

(54)【発明の名称】ボールねじ装置、及び該ボールねじ装置を備えた機械設備

(51)【国際特許分類】

   F16H 25/24 20060101AFI20220201BHJP

   F16H 25/22 20060101ALI20220201BHJP

   G01M 13/02 20190101ALI20220201BHJP

【ＦＩ】

F16H25/24 E

F16H25/22 Z

G01M13/02

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018034360

(22)【出願日】2018-02-28

(65)【公開番号】P2019148311

(43)【公開日】2019-09-05

【審査請求日】2021-01-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】特許業務法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小椋 一成

(72)【発明者】

【氏名】荒井 義博

(72)【発明者】

【氏名】堀 伸充

【審査官】前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１０９４８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ２５／２４

Ｆ１６Ｈ ２５／２２

Ｇ０１Ｍ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボールねじ軸と、前記ボールねじ軸に組みつけられるナットと、を有するボールねじ装置において、
前記ボールねじ軸に組みつけられたナットの前記ボールねじ軸上の機械座標位置を取得する座標取得手段と、
前記ナットに取り付けられ、前記ボールねじ軸に生じた剥離状態を、当該剥離位置におけるナットに生じる現象として捕らえるナット情報検出手段と、
前記ナット情報検出手段により検知した前記ナットに生じる現象に基づいて剥離状態の有無や程度を判断する剥離状態検出部と、
前記ボールねじ軸の軸方向位置毎の剥離状態の情報をボールねじ軸全体として記録するボールねじ軸状態記録部と、
前記ボールねじ軸状態記録部の情報をもとに、前記ボールねじ軸の剥離状態を評価する剥離評価部と、
ボールねじ軸の作動状態に起因して前記ナット情報検出手段における前記ナットに生じる現象への影響または剥離状態検出部による剥離状態検出情報への影響の関係性を予め記憶させておく情報記憶装置と、
前記剥離評価部における前記ボールねじ軸の剥離状態の評価情報をもとに警報をだす警報部と、を有し、
前記ボールねじ軸の作動状態とはボールねじ軸の回転速度である、ボールねじ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のボールねじ装置であって、
前記剥離状態の評価情報は、剥離発生個所の範囲量または剥離の変化量であり、前記警報部は、前記範囲量または変化量が所定の閾値を超えた場合に警報を出す、ボールねじ装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のボールねじ装置であって、
前記ナット情報検出手段はナットの振動情報を取得するナットセンサである、ボールねじ装置。

【請求項4】

請求項３に記載のボールねじ装置であって、
前記ナットの振動情報は振動の大きさである、ボールねじ装置。

【請求項5】

ボールねじ軸と、前記ボールねじ軸に組みつけられるナットと、を有するボールねじ装置において、
前記ボールねじ軸に組みつけられたナットの前記ボールねじ軸上の機械座標位置を取得する座標取得手段と、
前記ナットに取り付けられ、前記ボールねじ軸に生じた剥離状態を、当該剥離位置におけるナットに生じる現象として捕らえるナット情報検出手段と、
前記ナット情報検出手段により検知した前記ナットに生じる現象に基づいて剥離状態の有無や程度を判断する剥離状態検出部と、
前記ボールねじ軸の軸方向位置毎の剥離状態の情報をボールねじ軸全体として記録するボールねじ軸状態記録部と、
前記ボールねじ軸状態記録部の情報をもとに、前記ボールねじ軸の剥離状態を評価する剥離評価部と、
ボールねじ軸の作動状態に起因して前記ナット情報検出手段における前記ナットに生じる現象への影響または剥離状態検出部による剥離状態検出情報への影響の関係性を予め記憶させておく情報記憶装置と、を有し、
前記ナット情報検出手段はナットの振動情報を取得するナットセンサであり、
前記ボールねじ軸の作動状態とはボールねじ軸の回転速度である、ボールねじ装置。

【請求項6】

請求項５に記載のボールねじ装置であって、
前記ナットの振動情報は振動の大きさである、ボールねじ装置。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれかの請求項に記載のボールねじ装置であって、
前記ボールねじ軸の剥離状態を評価する剥離評価部による評価が前記ボールねじ軸の全長に亘って剥離現象を示す評価の場合には、当該剥離評価部により前記ナットが剥離現象を生じていると評価する、ボールねじ装置。

【請求項8】

請求項１に記載のボールねじ装置を備えた機械設備であって、
請求項１に記載のボールねじ装置におけるボールねじ軸状態記録部に記録されるボールねじ軸の位置毎の剥離状態の情報がボールねじ軸全体として図形により視覚表示されるモニタを有する機械設備。

【請求項9】

請求項８に記載の機械設備であって、
前記モニタには、請求項１に記載の警報部により警報される際の情報も視覚表示される機械設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボールねじ装置、及び該ボールねじ装置を備えた機械設備に関する。特に、ボールねじ軸に生じる剥離現象の有無を検出する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

マシニングセンター等の工作機械設備にはボールねじ装置を備える。ボールねじ装置は、ボールねじ軸と、このボールねじ軸に組みつけられるナットとを備える。ボールねじ軸の外周面及びナットの内周面にはボール循環路が形成されており、循環路にボールが配設される。ボールねじ軸の回転により循環路をボールが循環し、ナットがボールねじ軸上を軸方向に移動する。これによりナットと一体的とされている工作機械のサドル、コラム、テーブル等の移動体が移動する。

【0003】

この様に工作機械設備において直線移動要素に使用されるボールねじ装置は、回転運動を直線運動に変化する機械要素である。このボールねじ装置には、ボールとボールが接触するボールねじ軸及びナット軌道面の接触部において、疲労寿命や異物の侵入による剥離が発生する。特に、ボールねじ軸に剥離が発生する傾向が強い。剥離現象は一般的に剥離の初期状態ではピッティングと称され、剥離が進んだ状態ではフレッティングと称される。

【0004】

ボールねじ装置は、ボールねじ軸とナットの相対位置が常に変化するため、特に、ボールねじ軸に生じた剥離については発生初期状態での検出が困難になっている。このため、剥離現象により工作機械設備における加工精度不良や異音の発生が確認できた段階では、緊急でボールねじ装置の交換を実施しなければならないという問題を生じていた。

【0005】

このため従来からボールねじ装置におけるボールねじ軸に生じる剥離等の異常を検出する方法として、下記特許文献で示すような提案がある。例えば、ボールが接触するボールねじ軸の接触部位の面の変位を、検出センサにより直接に計測して検出する方法がある（下記特許文献１，２参照）。また、ナットの振動を検出し、ある範囲の周波数成分を抽出し、ボール通過周期の標準偏差に基づいて異常の有無を判断する方法がある（下記特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００４－１２２０９号公報

【文献】特開２００７－３３３１９５号公報

【文献】特開２００９－２５７８０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、剥離現象は、その剥離初期には、異音や目立った加工精度不良となって現れないため、剥離の発生、進行に気づきにくい。剥離現象は発生個所周りを基点に広がっていき、異音や明らかな加工精度不良となって現れる頃には、剥離は広がっていることが多い。

【0008】

そこで、本発明者らは、剥離現象を範囲で評価することに着目して、剥離の広がり・進行を検知することによりボールねじ軸の寿命の予測や、交換のタイミングを把握することを考えた。

【0009】

而して、本発明は上記した点に鑑みて創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、ボールねじ軸に生じる剥離の進行状態を把握するために、当該剥離の進行状態をナットに生じる現象から捕えて、ボールねじ軸の剥離状態を評価することを可能とすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するため、本発明は次の手段をとる。

【0011】

本発明の第１の発明は、ボールねじ軸と、前記ボールねじ軸に組みつけられるナットと、を有するボールねじ装置において、前記ボールねじ軸に組みつけられたナットの前記ボールねじ軸上の機械座標位置を取得する座標取得手段と、前記ナットに取り付けられ、前記ボールねじ軸に生じた剥離状態を、当該剥離位置におけるナットに生じる現象として捕らえるナット情報検出手段と、前記ナット情報検出手段により検知した前記ナットに生じる現象に基づいて剥離状態の有無や程度を判断する剥離状態検出部と、前記ボールねじ軸の軸方向位置毎の剥離状態の情報をボールねじ軸全体として記録するボールねじ軸状態記録部と、前記ボールねじ軸状態記録部の情報をもとに、前記ボールねじ軸の剥離状態を評価する剥離評価部と、を有するボールねじ装置である。

【0012】

上記第１の発明によれば、座標取得手段によりボールねじ軸に組みつけられたナットのボールねじ軸上の機械座標位置を取得する。すなわち、ボールねじ軸に嵌合するナットの位置を把握する。そして、ナットに取り付けられたナット情報検出手段により、ボールねじ軸に生じた剥離状態を、当該剥離位置におけるナットに生じる現象として捕らえる。そして、剥離状態検出部によりナット情報検出手段により検知したナットに生じる現象に基づいて剥離状態の有無や程度を判断する。そして、ボールねじ軸状態記録部によりボールねじ軸の軸方向位置毎の剥離状態の情報をボールねじ軸全体として記録する。そして、剥離評価部により剥離状態の有無や程度を判断する剥離状態検出部とボールねじ軸状態記録部との情報をもとに、ボールねじ軸の剥離状態を評価する。これにより、軸方向位置毎の剥離状態の情報を把握できるので、ボールねじ軸表面に生じた剥離現象の広がりの様子を把握でき、より適切なタイミングでの交換の判断やボールねじ軸の寿命予測が行いやすくなる。

【0013】

本発明の第２の発明は、上記した第１の発明のボールねじ装置であって、更に、ボールねじ軸の作動状態に起因してナット情報検出手段におけるナットに生じる現象への影響または剥離状態検出部による剥離状態検出情報への影響の関係性を予め記憶させておく情報記憶装置と、を有するボールねじ装置である。

【0014】

上記第２の発明によれば、更に、情報記憶装置を有し、ナット情報検出手段によるナットに生じた現象又は剥離状態検出部による剥離状態検出情報とボールねじ軸の作動状態との関係性を予め記憶させておく。これにより、ボールねじ軸の作動状態に起因する、ナットに生じた現象への影響または剥離状態検出情報への影響を考慮して剥離状態の評価ができるので、より的確に剥離状態の有無や程度を判断できる。

【0015】

本発明の第３の発明は、上記した第１の発明又は第２の発明のボールねじ装置であって、更に、前記剥離評価部における前記ボールねじ軸の剥離状態の評価情報をもとに警報をだす警報部と、を有するボールねじ装置である。

【0016】

上記第３の発明によれば、更に、警報部を備え、前述の剥離評価部におけるボールねじ軸の剥離状態の評価情報をもとに警報を出す。これにより、ボールねじ軸の剥離状態の評価が、ボールねじ装置を修理ないし交換すべき状態にある旨の異常状態にあることを知得することができる。

【0017】

本発明の第４の発明は、上記した第３の発明のボールねじ装置であって、 前記剥離状態の評価情報は、剥離発生個所の範囲量または剥離の変化量であり、前記警報部は、前記範囲量または変化量が所定の閾値を超えた場合に警報を出す、ボールねじ装置である。

【0018】

上記第４の発明によれば、ボールねじ軸の軸方向の剥離の範囲量と、剥離の変化量の少なくともいずれかにより警報の評価は行われ、且つ、これらの数値が所定の閾値を超えた場合に警報される。これにより確実に警報が行われる。なお、剥離の範囲量とは剥離が生じたと判断される面積の大きさ、すなわち軸方向長さであり、変化量とは剥離現象の進行スピードを意味する。

【0019】

本発明の第５の発明は、上記した第１の発明から第４の発明のいずれかの発明のボールねじ装置であって、前記ナット情報検出手段はナットの振動情報を取得するナットセンサである、ボールねじ装置である。

【0020】

上記第５の発明によれば、ナットの振動情報を取得するナットセンサによりボールねじ軸の剥離状態をナットに生じる現象として検出する。これにより、ボールねじ軸の剥離状態の有無を確実に把握することができる。

【0021】

本発明の第６の発明は、上記した第５の発明のボールねじ装置であって、前記ナットの振動情報は振動の大きさである、ボールねじ装置である。

【0022】

上記第６の発明によれば、剥離状態はナットの振動情報の振動の大きさとして現われるので、振動の大きさの違いにより剥離状態の有無を把握することができる。

【0023】

本発明の第７の発明は、上記した第２の発明に従属する第３の発明から第６の発明のいずれかの発明のボールねじ装置であって、前記ボールねじ軸の作動状態とはボールねじ軸の回転速度である、ボールねじ装置である。

【0024】

上記第７の発明によれば、ボールねじ軸の作動状態とはボールねじ軸の回転速度であり、その回転速度により制御されて、ナットはボールねじ軸上を移動する。そして、ボールねじ軸に生じた剥離現象は回転速度に応じた振動振幅として検出される。すなわち、ナットの振動は剥離状態だけでなく、回転速度にも起因して変化する。このため剥離の有無、程度を判定する際に回転速度の影響を考慮して判定することで、より正確な剥離状態を判定することができる。

【0025】

本発明の第８の発明は、上記した第１の発明から第７の発明のいずれかの発明のボールねじ装置であって、前記ボールねじ軸の剥離状態を評価する剥離評価部による評価が前記ボールねじ軸の全長に亘って剥離現象を示す評価の場合には、当該剥離評価部により前記ナットが剥離現象を生じていると評価とする、ボールねじ装置である。

【0026】

上記第８の発明によれば、ボールねじ軸の全長に亘って剥離現象を示す評価の場合には、ナットが剥離現象を生じていると評価として、ナットに生じた剥離状態を把握する。すなわち、ナットの振動要因がボールねじ側の剥離に起因する場合、軸方向位置によって剥離の有無や程度に差があるため、軸方向位置が変われば振動の有無の変化となって現れる。ナット側に剥離・損傷が起きている場合、軸方向位置に関わらず振動要因となり、振動が起き続けるので、ナット側の剥離であることを推測できる。

【0027】

本発明の第９の発明は、上記した第１の発明のボールねじ装置を備えた機械設備であって、上記したボールねじ装置におけるボールねじ軸状態記録部に記録されるボールねじ軸の位置毎の剥離状態の情報がボールねじ軸全体として図形などで視覚表示されるモニタを有する機械設備である。

【0028】

上記第９の発明によれば、ボールねじ装置を備えた機械設備には図形などで視覚表示されるモニタを有するため、ボールねじ軸の位置毎の剥離状態を視覚で確認することができる。

【0029】

本発明の第１０の発明は、上記した第９の発明の機械設備であって、前記モニタには、上記した第３の発明における警報部により警報される際の情報が視覚表示される機械設備である。

【0030】

上記第１０の発明によれば、第３の発明における警報部により警報される際の情報は第８の発明におけるモニタによっても表示されるので、警報状態が確実に知らされる。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、ボールねじ軸に生じる剥離の進行状態を把握するために、当該剥離の進行状態をナットに生じる現象から捕えて、ボールねじ軸の剥離状態を評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本実施形態のボールねじ装置を示す概略全体構成図である。

【図2】ボールねじ軸とナットの組み合わせ構成を示す断面図である。

【図3】ボールねじ軸に剥離が生じた場合のナットセンサにより検知される振動情報を示す波形図である。

【図4】モニタに視覚表示される剥離状況マップである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態はマシニングセンター等の工作機械設備に備えられたボールねじ装置の場合である。

【0034】

図１はマシニングセンター等の工作機械設備１２に備えられたボールねじ装置１０の概略全体構成図を示す。ボールねじ装置１０は工作機械設備１２における移動体１４を移動させるための装置として備えられる。工作機械設備１２の移動体１４としては、テーブル、コラム、サドル等である。なお、ボールねじ装置１０は工作機械設備におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸等の各軸の作動機構として複数個備えられる。

【0035】

ボールねじ装置１０は、回転運動を直線運動に変化する機械要素として、ボールねじ軸１６とナット１８を備え、ボールねじ軸１６の回転によりナット１８がボールねじ軸１６上を軸方向に移動する。本実施形態ではナット１８の移動範囲は図１にＬの範囲として示されている。その移動範囲における左右端のナット１８の位置状態が仮想線で示されている。

【0036】

ナット１８には移動体１４が連結部材１５を介して連結されており、ナット１８の軸方向移動に伴って移動する。ボールねじ軸１６は、その両端に設置されたサポート軸受２０，２２により回転可能に支持されている。サポート軸受２０，２２は工作機械設備１２の基盤２４上に設置されている。

【0037】

図１で見て右側のサポート軸受２２にはサーボモータ２６が配設されており、ボールねじ軸１６を回転駆動する。サーボモータ２６の回転速度を制御することによりボールねじ軸１６を移動するナット１８の軸方向移動速度を制御する。サーボモータ２６の回転速度の制御はＮＣ装置３８からの指令により行われる。

【0038】

図２は、ボールねじ軸１６とナット１８の組み合わせ構成の詳細を示す。ボールねじ軸１６の外周面にはボール軌道Ｖ溝２８が螺旋状に形成されている。これに対応してナット１８の内周面にはボール軌道Ｖ溝３０が螺旋状に形成されている。このボールねじ軸１６のボール軌道Ｖ溝２８とナット１８のボール軌道Ｖ溝３０との間に複数個のボール３２が介在されている。そして、ボールねじ軸１６の回転によりボール３２が循環することにより、ナット１８が軸方向に移動する。なお、ボールねじ軸１６の外周面に形成されるボール軌道Ｖ溝２８の範囲は、図１にＬで示すナット１８の移動範囲であるが、ボールねじ軸１６の全長に亘って形成してもよい。本実施形態では全長に亘って形成されている。また、ボール軌道Ｖ溝２８、３０の断面Ｖ形状は断面半丸形状であってもよい。

【0039】

上述のように構成されたボールねじ装置１０においては、ボール３２の循環によるボールねじ軸１６の疲労寿命や、ナット１８との間の異物の侵入により、ボールねじ軸１６のボール軌道Ｖ溝２８に剥離現象を生じる。剥離現象は、背景技術でも述べたように、一般にはピッティングとかフレッティングと称されるものである。なお、剥離現象はナット１８のボール軌道Ｖ溝３０にも生じることがあるが、ボール３２に対してトルクを付与する側のボールねじ軸１６側に顕著に生じる傾向がある。

【0040】

ボールねじ装置１０に生じる剥離の発生状況を、本実施形態では次の様にして監視して剥離状態を評価し、製品の精度不良や、機械停止による生産の停止以前に、交換警報（交換警告、交換指示）を正確に示すようにした。

【0041】

先ず、図１に示すように、ナット１８にナット情報検出手段３４を備える。ナット情報検出手段３４はボールねじ軸１６に生じた剥離状態を、当該剥離が生じた位置において嵌合しているナット１８に生じる現象として捕らえる検出手段である。本実施形態ではナットセンサ３６であり、ボールねじ軸１６に生じた剥離状態を、ナット１８に生じる振動現象として捕らえる。ナットセンサ３６は例えばナット１８に取り付けられてボールねじ軸１６の表面との距離を計測する変位センサなどである。ナット１８は、ボールねじ軸１６の移動範囲Ｌを運動するため、ボールねじ軸１６のボール軌道Ｖ溝２８に発生する剥離箇所を必ず通過して剥離を振動の振幅の大きさとして検知する。

【0042】

ナット情報検出手段３４であるナットセンサ３６により検出された振動情報に基づいて、剥離状態検出部３５により剥離状態の有無や程度（レベル）を判断する。

【0043】

ナットセンサ３６は、図３のＤで示すように、剥離現象が生じたボールねじ軸１６の位置では、図３のＮで示す剥離現象が生じていないボールねじ軸１６の位置における振動振幅より大きな振動振幅となる。これにより剥離現象の有無を検知することができる。すなわち、振動振幅の大きさが剥離現象が生じたとみなされる閾値Ｋを超えたとき、剥離状態が生じたと判断する。なお、後述するように、ボールねじ軸１６の回転速度によって振動振幅の大きさは変動し、それに伴って閾値Ｋも変動する。

【0044】

次に、ＮＣ装置３８からサーボモータ２６への速度（回転速度）指令に基づいて、速度情報も取得する。また、座標取得手段４０によりボールねじ軸１６に組みつけられたナット１８のボールねじ軸１６上の機械座標位置を取得する。すなわち、ナット１８の位置をＮＣ装置３８の機械座標から求めることで、ボールねじ軸１６のボール軌道Ｖ溝２８に発生した剥離の位置が求まり、ボールねじ軸１６に対するナット１８の位置を検出する。また、ＮＣ装置３８からの情報に基づいて、速度情報も取得する。

【0045】

なお、予め情報記憶装置によりナット情報検出手段３４であるナットセンサ３６とボールねじ軸１６の作動状態であるボールねじ軸１６の回転速度との関係性を、予め取得した情報から記憶させておく。ナットセンサ３６により検出される剥離が生じた場合の振動振幅の大きさは、ボールねじ軸１６の回転速度（ナット１８の軸移動速度）に依存するため、予め取得した情報からその関係を記憶させておく。そして、後述する剥離評価部４６における剥離状態の評価に際して、警報の評価をする際の基準値（閾値）をボールねじ軸１６の回転速度に応じて変動させて決定する。

【0046】

なお、ナットセンサ３６とボールねじ軸１６の作動状態であるボールねじ軸１６の回転速度との関係性は、例えば、回転速度と剥離の程度を変化させたときにナットの振動の大きさがどう変化するかを事前に実験で求めておき、その実験データを関係性を示すデータベースとして用いる。また、論理式やシミュレーション結果に基づくものであってもよい。

【0047】

次に、ボールねじ軸状態記録部４４によりボールねじ軸１６の位置毎の剥離状態の情報をボールねじ軸全体として記録する。すなわち、図３の状態をデータとしてボールねじ軸状態記録部４４に記録する。

【0048】

そして、剥離評価部４６により情報記憶装置４２とボールねじ軸状態記録部４４との情報をもとに、ボールねじ軸１６の剥離状態を評価する。剥離評価部４６の評価は、ボールねじ軸１６及びナット１８に生じた剥離現象の異常状態のレベル評価を行う。剥離評価部４６による評価は、剥離発生範囲の大きさや、時間当たりの剥離範囲の変化量や、振動振幅の大きさ等を考慮して行う。

【0049】

なお、上述の剥離評価部４６の評価において、ボールねじ軸１６の全長に亘って剥離現象を示す評価の場合には、ボールねじ軸１６に剥離現象が生じていると評価するのではなく、当該剥離評価部４６によりナット１８に剥離現象を生じていると評価とする。これによりナット１８に生じた剥離状態も検知することができる。

【0050】

これは、ナットの振動要因がボールねじ側の剥離に起因する場合、軸方向位置によって剥離の有無や程度に差があるため、軸方向位置が変われば振動の有無の変化となって現れる。しかし、ナット側に剥離・損傷が起きている場合、軸方向位置に関わらず振動要因となり、振動が起き続けるので、ナット側の剥離であることを推測できるためである。

【0051】

次に、剥離評価部４６による評価に基づいて、警報部４８により警報を出す。警報は、剥離評価部４６による剥離状態の評価において、ボールねじ装置の交換を必要とする状態となったときに出される。警報は音声による警報方法や視覚表示による警報方法がある。これらの警報より、ボールねじ軸１６の剥離状態の評価が異常状態にあることを知得する。なお、警報の評価は前述した剥離評価部４６の評価における剥離発生範囲の大きさや、時間当たりの剥離範囲の変化量や、振動振幅の大きさ等を総合評価して、予め定められた基準値（閾値）を超えたとき出される。

【0052】

なお、ボールねじ軸１６に生じる剥離は、通常狭い範囲で発生し、運転の継続により成長し広がる。実務上は、この剥離の広がりの進行状態を考慮して警報が出される。工作機械設備１２におけるボールねじ装置１０の交換等の修理には、交換部品の入手・調達に必要な日数と、交換作業に必要な作業時間などで、通常数日要する。警報を出すタイミングは、交換部品の入手・調達に必要な日数と、交換作業に必要な作業時間を考慮し、交換作業を行うタイミングが工場の非稼働日になるようにすることで、交換作業が生産計画に与える影響を小さくできて好ましい。この様に必要に応じて予兆管理も行われる。

【0053】

本実施形態の警報は、図４に示すように視覚表示で行われており、図１の工作機械設備１２に備えられるＮＣ装置３８のモニタ５０に表示されて行われる。本実施形態では、図４に示すようにボールねじ軸装置１０の「交換警告」又は／及び「交換指示」の表示を点灯させることにより行われる。

【0054】

なお、モニタ５０には、本実施形態では、ボールねじ軸状態記録部４４に記録されるボールねじ軸１６の軸方向位置毎の剥離状態の情報がボールねじ軸全体として図形などで視覚表示される。すなわち、ボールねじ軸１６の剥離状態の評価状態が視覚表示される。図４の視覚表示は、ボールねじ軸１６の剥離状況マップを示す。当該マップはボールねじ軸１６の全長が図示されており、剥離が生じた位置に対応する個所が線図として図示されている。これにより剥離が生じた位置と範囲の大きさ（ボールねじ軸に生じた剥離の軸方向長さ）、及び剥離の進行スピード（変化量）を知ることができる。

【0055】

また、モニタ５０には、剥離状態の観測経緯が表示される。観測経緯は、観測１、観測２、観測３として順次表示される。例えば、観測１は工作機械設備の設置の６か月後、観測２は１年後、観測３は１年半後の状態を示す。なお、観測３では新たに剥離が生じたことも示されている。この観測経緯によりそれぞれの時期における剥離範囲の大きさ及び進行スピード（変化量）を知ることができる。そして、観測３で剥離の大きさ（範囲面積）が所定の面積（閾値）を超えたとき警報を発する。また、観測３までの剥離を生じる進行スピード（変化量）が次の工場休暇の前に閾値を超えると判断されるときにも警報を発する。

【0056】

なお、軸方向部位毎の剥離の有無だけでなく、色の濃淡で軸方向部位毎の剥離の進行具合を表示してもよい。例えば、剥離初期の機械動作へあまり影響しない段階の軽微な剥離は薄い色で表示し、剥離が進行し機械動作に影響が懸念されたりボールネジ交換を検討する段階の大きな剥離は濃い色で表示する。また、図表示でなく、数字表示で剥離の程度を表示してもよい。

【0057】

以上、本発明を特定の実施形態について説明したが、本発明はその他各種の形態でも実施できる。

【0058】

例えば、上述した実施形態では、ナット情報検出手段３４はナット１８の振動情報を検出するナットセンサ３６であるが、ボールねじ軸１６に生じた剥離現象をナット１８に生じる現象として捕らえることのできる手段であればよい。例えば、ナットに加わるボールからの荷重などであってもよい。

【0059】

また、上述した実施形態では、ボールねじ装置をマシニングセンター等の工作機械設備１２に適用された場合について説明したが、工作機械以外の設備に適用する場合であってもよい。

【0060】

また、上述した実施形態において、情報記憶装置４２におけるボールねじ軸１６の作動状態との関係性は必ずしも必要ではない。すなわち、ボールねじ軸１６の回転数（回転速度）が一定であれば、回転数の影響を受けずにナットセンサ３６が検知した振動情報から剥離状態を推定することができる。

【符号の説明】

【0061】

１０ ボールねじ装置
１２ 工作機械設備
１４ 移動体
１５ 連結部材
１６ ボールねじ軸
１８ ナット
２０ サポート軸受
２２ サポート軸受
２４ 基盤
２６ サーボモータ
２８ （ボールねじ軸側の）ボール軌道Ｖ溝
３０ （ナット側の）ボール軌道Ｖ溝
３２ ボール
３４ ナット情報検出手段
３５ 剥離状態検出部
３６ ナットセンサ
３８ ＮＣ装置
４０ 座標取得手段
４２ 情報記憶装置
４４ ボールねじ軸状態記録部
４６ 剥離評価部
４８ 警報部
５０ モニタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】