特許 7157306 工作機械

(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】2022-10-12

(45)【発行日】2022-10-20

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 5/40 20060101AFI20221013BHJP

   F16H 25/22 20060101ALI20221013BHJP

【ＦＩ】

B23Q5/40 B

F16H25/22 Z

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2018078372

(22)【出願日】2018-04-16

(65)【公開番号】P2019181645

(43)【公開日】2019-10-24

【審査請求日】2021-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000107642

【氏名又は名称】スター精密株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096703

【弁理士】

【氏名又は名称】横井 俊之

(74)【代理人】

【識別番号】100124958

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 建志

(74)【代理人】

【識別番号】100126077

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 亮平

(72)【発明者】

【氏名】出野 真敏

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 慎

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１７７４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０９７８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１０８１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１１８５７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ５／４０

Ｆ１６Ｈ ２５／２２、２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基台と、
該基台に対して所定の軸方向へ移動可能に配置された移動体であって前記基台とスライド可能に嵌合した移動体と、
該移動体に固定されたナット、及び、前記軸方向に向いた中心線を中心として回転することにより前記ナットを前記軸方向へ移動させるねじ軸を有するボールねじと、
前記ねじ軸の第一の端部を覆い、前記中心線を中心とした前記ねじ軸の回転を許容するキャップ部材と、
前記基台に設けられ、前記キャップ部材を支持する支持部と、
前記ねじ軸において前記第一の端部とは反対側の第二の端部と結合するトルク伝達機構と、
前記ねじ軸の前記第二の端部側に配置され、前記トルク伝達機構を介して前記ねじ軸を回転駆動するモーターと、を備え、
前記移動体は、前記ナットを装着するための貫通穴が設けられたブラケットを有し、
前記キャップ部材は、本体部、及び、該本体部よりも前記軸方向における外側において前記本体部よりも広がったフランジ部を有し、
前記支持部は、前記基台に設けられている状態で前記ねじ軸を前記軸方向と直交する方向へ通過させる開口であって前記基台から離れる向きの開口が設けられて前記本体部を受け入れる凹部、及び、該凹部が前記本体部を受け入れている状態で前記軸方向において前記フランジ部の内側の面が突き当たる位置決め部を有し、
前記ブラケットと前記ナットとの固定を解除させ、前記基台とスライド可能に嵌合している前記移動体を、前記ナットを残して前記軸方向における前記支持部側へスライドさせ、前記トルク伝達機構から前記第二の端部を外し、前記基台とスライド可能に嵌合している前記移動体の前記ブラケットの前記貫通穴を貫通している前記ねじ軸が傾くように前記第二の端部を前記基台から離れる側に動かし、前記第一の端部から前記キャップ部材を外すことにより、前記ナットを含めて前記ボールねじを前記モーター側へ引き出すことが可能とされた、工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボールねじを用いた駆動機構により移動体を移動させる工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

基台に対して主軸台を移動させる工作機械として、サーボモーターにより回転駆動されるねじ軸を有するボールねじを有するＮＣ（数値制御）旋盤が知られている。ねじ軸の一端は、サーボモーターから回転駆動力を伝達されるトルク伝達機構に取り付けられている。ねじ軸の他端は、基台上に取り付けられた支持部材の貫通穴に挿入されて支持部材に対して回転可能に支持されている。

【0003】

参考として、特許文献１には、真空チャンバ内に直動テーブル装置を設置した真空精密位置決め装置が開示されている。この真空精密位置決め装置の直動テーブル装置では、ベース上に取り付けられたサポートブラケットの装着口にサポートユニットを介してねじ軸の端部が回転可能に支持されている。サポートブラケットの装着口の開口部はベースに向いているため、装着口は閉じている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－９７８６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

長期間の使用等により、ボールねじを交換する場合がある。ボールねじの一端はサーボモーターに繋がっているトルク伝達機構に取り付けられているため、旋盤からボールねじを取り外す時、主軸台からボールねじナットを外し、ボールねじの一端をトルク伝達機構から引き抜く必要がある。ここで、ねじ軸にボールねじナットを取り付けておく必要があるので、旋盤からボールねじを取り外すためには、ボールねじを傾けてサーボモーターの方へ引き出す必要がある。このため、ボールねじの他端を支持している支持部材を基台から取り外す必要がある。旋盤にボールねじを取り付ける時には、まず、ボールねじを傾けて主軸台のボールねじナット用の貫通穴に通してボールねじの他端を支持部材の貫通穴に挿入して支持部材に取り付ける必要がある。そのうえで、ボールねじの一端をトルク伝達機構に差し込み、ボールねじの取り付け姿勢、すなわち、平行度を調整したり確認したりしたうえで基台に支持部材を固定してから、ボールねじの位置を微調整する必要がある。特に、ボールねじの取り付け姿勢の調整や確認をしながら支持部材を固定する作業は、技量や経験を有する作業者が行う必要がある。

【0006】

尚、上述のような問題は、ＮＣ旋盤に限らず、ＮＣ旋盤以外の種々の工作機械にも存在する。
本発明は、ボールねじを交換する作業を軽減させることが可能な工作機械を開示するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の工作機械は、基台と、
該基台に対して所定の軸方向へ移動可能に配置された移動体であって前記基台とスライド可能に嵌合した移動体と、
該移動体に固定されたナット、及び、前記軸方向に向いた中心線を中心として回転することにより前記ナットを前記軸方向へ移動させるねじ軸を有するボールねじと、
前記ねじ軸の第一の端部を覆い、前記中心線を中心とした前記ねじ軸の回転を許容するキャップ部材と、
前記基台に設けられ、前記キャップ部材を支持する支持部と、
前記ねじ軸において前記第一の端部とは反対側の第二の端部と結合するトルク伝達機構と、
前記ねじ軸の前記第二の端部側に配置され、前記トルク伝達機構を介して前記ねじ軸を回転駆動するモーターと、を備え、
前記移動体は、前記ナットを装着するための貫通穴が設けられたブラケットを有し、
前記キャップ部材は、本体部、及び、該本体部よりも前記軸方向における外側において前記本体部よりも広がったフランジ部を有し、
前記支持部は、前記基台に設けられている状態で前記ねじ軸を前記軸方向と直交する方向へ通過させる開口であって前記基台から離れる向きの開口が設けられて前記本体部を受け入れる凹部、及び、該凹部が前記本体部を受け入れている状態で前記軸方向において前記フランジ部の内側の面が突き当たる位置決め部を有し、
前記ブラケットと前記ナットとの固定を解除させ、前記基台とスライド可能に嵌合している前記移動体を、前記ナットを残して前記軸方向における前記支持部側へスライドさせ、前記トルク伝達機構から前記第二の端部を外し、前記基台とスライド可能に嵌合している前記移動体の前記ブラケットの前記貫通穴を貫通している前記ねじ軸が傾くように前記第二の端部を前記基台から離れる側に動かし、前記第一の端部から前記キャップ部材を外すことにより、前記ナットを含めて前記ボールねじを前記モーター側へ引き出すことが可能とされた、態様を有する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ボールねじを交換する作業を軽減させる工作機械を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】工作機械の構成例を模式的に示す図である。

【図2】図２Ａ～２Ｄはボールねじを交換する例を模式的に示す図である。

【図3】ボールねじの端部及びその周辺の例を分解して示す分解斜視図である。

【図4】ボールねじの端部及びその周辺の例を図２のＡ１の位置で断面視して示す垂直断面図である。

【図5】ボールねじの端部及びその周辺の例を支持部における凹部の開口の側から見た状態を示す平面図である。

【図6】支持部にキャップ部材を固定する別の例をフランジ部の側から見た状態を示す側面図である。

【図7】ボールねじの端部及びその周辺の別の例を図２のＡ１の位置で断面視して示す垂直断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。

【0011】

（１）本発明に含まれる技術の概要：
まず、図１～７に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。

【0012】

［態様１］
本技術の一態様に係る工作機械（例えば旋盤１）は、基台５、該基台５に対して所定の軸方向Ｄ１へ移動可能に配置された移動体６、ボールねじ７、キャップ部材８、並びに、支持部９を備える。前記ボールねじ７は、前記移動体６に固定されたナット７ｎ、及び、前記軸方向Ｄ１に向いた中心線ＡＸ０を中心として回転することにより前記ナット７ｎを前記軸方向Ｄ１へ移動させるねじ軸７ｓを有する。前記キャップ部材８は、前記ねじ軸７ｓの端部７２を覆い、前記中心線ＡＸ０を中心とした前記ねじ軸７ｓの回転を許容する。支持部９は、前記基台５に設けられ、前記キャップ部材８を支持している。前記キャップ部材８は、本体部８１、及び、該本体部８１よりも前記軸方向Ｄ１における外側Ｄ１ｏにおいて前記本体部８１よりも広がったフランジ部８５を有している。前記支持部９は、前記基台５に設けられている状態で前記ねじ軸７ｓを前記軸方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２へ通過させる開口９６が設けられて前記本体部８１を受け入れる凹部９５、及び、該凹部９５が前記本体部８１を受け入れている状態で前記軸方向Ｄ１において前記フランジ部８５の内側の面８６が突き当たる位置決め部９１を有している。

【0013】

上記態様１では、ねじ軸７ｓの端部７２を覆っているキャップ部材８の本体部８１を受け入れる支持部９の凹部９５は、支持部９が基台５に設けられている状態でねじ軸７ｓを軸方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２へ通過させる開口９６を有している。これにより、機械からボールねじ７を取り外す時、支持部９を基台５から取り外さなくてもねじ軸７ｓを凹部９５の開口９６の方へ容易に傾けてボールねじ７を完全に引き出すことができる。機械にボールねじ７を取り付ける時にも、支持部９を基台５から取り外さなくても凹部９５に入れたねじ軸７ｓを開口９６の方へ容易に傾けてから所定の位置にボールねじ７を配置することができる。また、ねじ軸７ｓの端部７２をキャップ部材８で覆って本体部８１を凹部９５に入れ、軸方向Ｄ１においてフランジ部８５の内側の面８６を支持部９の位置決め部９１に突き当てると、ボールねじ７の取り付け姿勢が決まる。
以上のように、ボールねじ交換時に基台５から支持部９を取り外す必要が無いので、ボールねじ７の取り付け姿勢を調整したり確認したりするという技量や経験を要する作業が不要となる。従って、本態様は、ボールねじを交換する作業を軽減させることが可能な工作機械を提供することができる。

【0014】

ここで、移動体には、主軸台とともに移動する台、刃物台とともに移動する台、等が含まれる。
支持部は、基台に対して着脱可能な別部材でもよいし、基台と一体に形成された部位でもよい。
尚、上述した付言は、以下の態様においても適用される。

【0015】

（２）工作機械の構成の具体例：
図１は、工作機械の例として主軸移動型のＮＣ（数値制御）旋盤１の構成を模式的に例示している。図１は、本技術を説明するために簡略化した一例を示しているに過ぎず、本技術を限定するものではない。尚、各部の位置関係の説明は、例示に過ぎない。従って、左右方向を上下方向又は前後方向に変更したり、上下方向を左右方向や前後方向に変更したり、前後方向を左右方向や上下方向に変更したり、回転方向を逆方向に変更したり等することも、本技術に含まれる。また、方向や位置等の同一は、厳密な一致に限定されず、誤差により厳密な一致からずれることを含む。

【0016】

図１に示す旋盤１は、ベッド２上に、ワークＷ０を把持する主軸１１を設けた主軸台１０、ワークＷ０を切削する工具Ｔ０を保持する刃物台２０、主軸台１０をＸ１軸方向とＺ１軸方向へ駆動する主軸台駆動部、刃物台２０をＸ２軸方向とＺ２軸方向へ駆動する刃物台駆動部、ＮＣ装置３、等を備えている。ベッド２、主軸台１０、刃物台２０、及び、工具Ｔ０の主要部は、例えば金属で形成することができる。ＮＣ装置３は、例えば、ＮＣプログラムが記憶されたＲＡＭ（Random Access Memory）、ＮＣプログラムを解釈して実行するための解釈実行プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）、解釈実行プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、タイマー回路、インターフェイス、等を有する。ＮＣ装置３は、ＮＣプログラムに従って、主軸台１０、刃物台２０、主軸台駆動部、刃物台駆動部、等の動作を制御する。

【0017】

主軸台１０は、主軸中心線ＡＸｓに沿ったＺ１軸方向、及び、このＺ１軸方向に直交するＸ１軸方向へ移動可能とされている。主軸台１０に設けられた主軸１１は、Ｚ１軸方向へ挿入された円柱状（棒状）のワークＷ０をコレット（不図示）で解放可能に把持し、ワークＷ０の長手方向に沿う主軸中心線ＡＸｓを中心としてワークＷ０を回転させる。

【0018】

刃物台２０は、ワークＷ０を切削するための工具Ｔ０を１以上保持し、Ｘ１軸方向に沿ったＸ２軸方向、及び、Ｚ１軸方向に沿ったＺ２軸方向へ移動可能とされている。刃物台には、タレット刃物台、櫛型刃物台、等を用いることができる。

【0019】

図１に示す主軸台駆動部は、主軸台１０を設置したＸ１軸方向スライド台３１をＸ１軸方向へ駆動するＸ１軸駆動要素（Ｘ１軸モーターＭ１１、ボールねじ３１ｂ、等）、及び、Ｘ１軸方向スライド台３１を設置したＺ１軸方向スライド台３２をＺ１軸方向へ駆動するＺ１軸駆動要素（Ｚ１軸モーターＭ１２、ボールねじ３２ｂ、等）を備えている。

【0020】

Ｘ１軸方向スライド台３１は、後述するＺ１軸方向スライド台３２に設置された一対のレール３１ｒとＸ１軸方向へスライド可能に嵌合した一対のガイド部材３１ｇを有し、ナット３１ｎが着脱可能に固定されている。ボールねじ３１ｂは、ねじ軸３１ｓとナット３１ｎがボール（不図示）を介して作動する機械部品である。ねじ軸３１ｓは、Ｘ１軸方向に向いた中心線を中心として回転することによりナット３１ｎをＸ１軸方向へ移動させる。サーボモーターであるＸ１軸モーターＭ１１は、Ｚ１軸方向スライド台３２に設置され、ＮＣ装置３からの指令に従ってねじ軸３１ｓを回転駆動する。前記ボールねじ３１ｂにより、Ｘ１軸方向スライド台３１とともに主軸台１０がＸ１軸方向へ移動する。

【0021】

Ｚ１軸モーターＭ１２は、ベッド２に設置された一対のレール３２ｒとＺ１軸方向へスライド可能に嵌合した一対のガイド部材３２ｇを有し、ナット３２ｎが着脱可能に固定されている。ボールねじ３２ｂは、ねじ軸３２ｓとナット３２ｎがボール（不図示）を介して作動する機械部品である。ねじ軸３２ｓは、Ｚ１軸方向に向いた中心線を中心として回転することによりナット３２ｎをＺ１軸方向へ移動させる。サーボモーターであるＺ１軸モーターＭ１２は、ベッド２に設置され、ＮＣ装置３からの指令に従ってねじ軸３２ｓを回転駆動する。前記ボールねじ３２ｂにより、Ｚ１軸方向スライド台３２とともに主軸台１０がＺ１軸方向へ移動する。
むろん、Ｘ１軸駆動要素をＺ１軸駆動要素によりＺ１軸方向へ移動させる代わりに、Ｚ１軸駆動要素をＸ１軸駆動要素によりＸ１軸方向へ移動させてもよい。

【0022】

図１に示す刃物台駆動部は、刃物台２０を設置したＸ２軸方向スライド台４１をＸ２軸方向へ駆動するＸ２軸駆動要素（Ｘ２軸モーターＭ２１、ボールねじ４１ｂ、等）、及び、Ｘ２軸方向スライド台４１を設置したＺ２軸方向スライド台４２をＺ２軸方向へ駆動するＺ２軸駆動要素（Ｚ２軸モーターＭ２２、ボールねじ４２ｂ、等）を備えている。

【0023】

Ｘ２軸方向スライド台４１は、後述するＺ２軸方向スライド台４２に設置された一対のレール４１ｒとＸ２軸方向へスライド可能に嵌合した一対のガイド部材４１ｇを有し、ナット４１ｎが着脱可能に固定されている。ボールねじ４１ｂは、ねじ軸４１ｓとナット４１ｎがボール（不図示）を介して作動する機械部品である。ねじ軸４１ｓは、Ｘ２軸方向に向いた中心線を中心として回転することによりナット４１ｎをＸ２軸方向へ移動させる。サーボモーターであるＸ２軸モーターＭ２１は、Ｚ２軸方向スライド台４２に設置され、ＮＣ装置３からの指令に従ってねじ軸４１ｓを回転駆動する。前記ボールねじ４１ｂにより、Ｘ２軸方向スライド台４１とともに刃物台２０がＸ２軸方向へ移動する。

【0024】

Ｚ２軸方向スライド台４２は、ベッド２に設置された一対のレール４２ｒとＺ２軸方向へスライド可能に嵌合した一対のガイド部材４２ｇを有し、ナット４２ｎが着脱可能に固定されている。ボールねじ４２ｂは、ねじ軸４２ｓとナット４２ｎがボール（不図示）を介して作動する機械部品である。ねじ軸４２ｓは、Ｚ２軸方向に向いた中心線を中心として回転することによりナット４２ｎをＺ２軸方向へ移動させる。サーボモーターであるＺ２軸モーターＭ２２は、ベッド２に設置され、ＮＣ装置３からの指令に従ってねじ軸４２ｓを回転駆動する。前記ボールねじ４２ｂにより、Ｚ２軸方向スライド台４２とともに刃物台２０がＺ２軸方向へ移動する。
むろん、Ｘ２軸駆動要素をＺ２軸駆動要素によりＺ２軸方向へ移動させる代わりに、Ｚ２軸駆動要素をＸ２軸駆動要素によりＸ２軸方向へ移動させてもよい。

【0025】

また、上述した案内はレールとガイド部材との組合せであるが、工作機械に用いられる案内は、レールとガイド部材との組合せに限定されず、アリとアリ溝との組合せ等でもよい。

【0026】

ここで、本技術の基台及び移動体は、相対的な位置関係で決まる。例えば、移動体が主軸台１０を設置したＸ１軸方向スライド台３１である場合、基台はＺ１軸方向スライド台３２となる。移動体がＺ１軸方向スライド台３２である場合、基台はベッド２となる。移動体が刃物台２０を設置したＸ２軸方向スライド台４１である場合、基台はＺ２軸方向スライド台４２となる。移動体がＺ２軸方向スライド台４２である場合、基台はベッド２となる。

【0027】

図２Ａ～２Ｄは、基台５、移動体６、ボールねじ７、キャップ部材８、及び、支持部９を有する工作機械の例を模式的に示している。図２Ａ～２Ｄは、ボールねじ７を交換する例も模式的に示している。図３は、ボールねじ７の端部７２及びその周辺の例を分解して示している。図４は、ボールねじ７の端部７２及びその周辺の例を図２のＡ１の位置で断面視して示している。図５は、ボールねじ７の端部７２及びその周辺の例を支持部９における凹部９５の開口９６の側から見た状態を示している。
これらの図において、基台５は、図１で示したベッド２、Ｚ１軸方向スライド台３２、及び、Ｚ２軸方向スライド台４２のいずれかに相当する。移動体６は、主軸台１０を設置したＸ１軸方向スライド台３１、Ｘ１軸方向スライド台３１を設置したＺ１軸方向スライド台３２、刃物台２０を設置したＸ２軸方向スライド台４１、及び、Ｘ２軸方向スライド台４１を設置したＺ２軸方向スライド台４２のいずれかに相当する。ボールねじ７は、図１で示したボールねじ３１ｂ，３２ｂ，４１ｂ，４２ｂのいずれかに相当する。すなわち、ボールねじ７のナット７ｎはナット３１ｎ，３２ｎ，４１ｎ，４２ｎのいずれかに相当し、ボールねじ７のねじ軸７ｓはねじ軸３１ｓ，３２ｓ，４１ｓ，４２ｓのいずれかに相当する。また、基台５に設置されたサーボモーターＭ０は、図１で示したモーターＭ１１，Ｍ１２，Ｍ２１，Ｍ２２のいずれかに相当する。

【0028】

基台５は、図２Ａ，４に示すように、支持部９の例である支持部材９０を複数のねじＳＣ３により取り付けるための取付部５１を有している。取付部５１は、各ねじＳＣ３と螺合するねじ穴５２を有している。

【0029】

移動体６は、図２Ａ～２Ｄに示すように、基台５に対して所定の軸方向Ｄ１へ移動可能に配置されている。軸方向Ｄ１は、ボールねじ７のねじ軸７ｓの中心線ＡＸ０に沿った方向である。移動体６は、本体６１、及び、ボールねじ７のナット７ｎを装着するための貫通穴６３が設けられたブラケット６２を有している。ブラケット６２は、本体６１から下方、すなわち、ねじ軸７ｓの方へ突出している。貫通穴６３は、ブラケット６２に対して軸方向Ｄ１へ貫通している。ナット７ｎが貫通穴６３に挿入されてブラケット６２に対してねじＳＣ１により固定されることにより、ナット７ｎとともに移動体６が軸方向Ｄ１における双方向へ移動する。

【0030】

ボールねじ７は、図２Ａに示すように、ボール（不図示）を介して互いに螺合しているナット７ｎ及びねじ軸７ｓを有している。ねじ軸７ｓは、軸方向Ｄ１に向いた中心線ＡＸ０を中心として回転することにより、移動体６に固定されたナット７ｎを軸方向Ｄ１へ移動させる。ねじ軸７ｓの一方の端部７１は、モーター支持部材ＭＳの中においてトルク伝達機構であるカップリングＣ０を介してモーターＭ０に接続されている。ねじ軸７ｓの他方の端部７２には、転がり軸受７３が外嵌めされてロックナット７４により固定されている。この状態で端部７２がキャップ部材８の本体部８１の凹部８３に挿入されて支持部材９０とキャップ部材８とにより位置決めされている。軸受７３には、ボールベアリング、ローラーベアリング、等を用いることができる。

【0031】

カップリングＣ０は、モーターＭ０の軸部材Ｍａとねじ軸７ｓの端部７１とを連結し、軸部材Ｍａの回転とともに中心線ＡＸ０を中心として回転してねじ軸７ｓを回転させる。カップリングＣ０には、ねじを締めることにより軸（軸部材Ｍａ又は端部７１）と結合されるハブを有するシュパンリング等を用いることができる。シュパンリングは、くさび形の摩擦締結要素であり、ねじを軸方向へ締めると軸とハブとの摩擦力が増大して軸とハブとが結合される。モーターＭ０は、基台５上に取り付けられたモーター支持部材ＭＳにより支持され、ＮＣ装置３からの指令に従ってカップリングＣ０を介してねじ軸７ｓを回転駆動する。前記ボールねじ７により、ナット７ｎとともに移動体６が軸方向Ｄ１へ移動する。

【0032】

キャップ部材８は、図３～５に示すように、支持部材９０の凹部９５に入る本体部８１、及び、支持部材９０の凹部９５に入らず本体部８１よりも軸方向Ｄ１における外側Ｄ１ｏに出ているフランジ部８５を有している。本体部８１は、ねじ軸７ｓにおいて軸受７３が外嵌めされた端部７２が挿入された断面円形の凹部８３を有し、ねじ軸７ｓの端部７２を覆っている。これにより、本体部８１は、中心線ＡＸ０を中心としたねじ軸７ｓの回転を許容している。本体部８１の外側面８２は、側面視円形であり、支持部材９０の凹部９５の曲面部よりも若干小さくされている。これは、本体部８１を凹部９５に入れてフランジ部８５を位置決め部９１に当てることによりボールねじ７の取り付け姿勢が決まった状態で軸方向Ｄ１と直交する方向（ここでは図３，４に示す方向Ｄ２、及び、両方向Ｄ１，Ｄ２と直交する方向Ｄ３）におけるボールねじ７の位置を微調整するためである。従って、通常、本体部８１と凹部９５との間に若干の隙間が生じる。フランジ部８５は、中心線ＡＸ０を中心として本体部８１よりも径方向へ広がっており、複数のねじＳＣ２をそれぞれ軸方向Ｄ１へ通すためのねじ挿通穴８７を有している。フランジ部８５の内側の面８６は、支持部材９０の位置決め部９１に接触している。ねじ挿通穴８７の直径は、ねじＳＣ２の直径よりも大きくされている。これは、前述の通り、ボールねじ７の取り付け姿勢が決まった状態でボールねじ７の位置を微調整してねじＳＣ２によりキャップ部材８を固定するためである。
尚、凹部８３は、フランジ部８５にまで入り込んでいてもよい。

【0033】

支持部９の例である支持部材９０は、図３～５に示すように、各ねじＳＣ２に螺合するねじ穴９２、複数のねじＳＣ３のそれぞれを通すためのねじ挿通穴９３、本体部８１を受け入れる凹部９５、及び、フランジ部８５の内側の面８６が突き当たる面状の位置決め部９１を有している。図３には、各ねじＳＣ２が座金ＷＡ１とねじ挿通穴８７を通ってねじ穴９２に螺合することが示されている。各ねじ挿通穴９３は、軸方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２へ貫通している。ねじ挿通穴９３の直径は、ねじＳＣ３の直径よりも大きくされている。これは、フランジ部８５の内側の面８６が突き当たる位置決め部９１をボールねじ７の取り付け姿勢が決まる鉛直面にしてねじＳＣ３により支持部材９０を固定するためである。位置決め部９１を鉛直面にして各ねじＳＣ３をねじ挿通穴９３に通して基台５の取付部５１のねじ穴５２に螺合させると、支持部材９０が取付部５１上に固定され、この支持部材９０がキャップ部材８を支持することができる。凹部９５は、略Ｕ字状であり、支持部材９０が取付部５１に固定されている状態でキャップ部材８の本体部８１を軸方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２へ通過させることが可能な開口９６を有し、キャップ部材８の本体部８１を受け入れる。上述の通り、凹部９５の曲面部は、本体部８１の外側面８２よりも若干大きくされている。開口９６は、基台５とは反対の方向に向いている。従って、開口９６は、支持部材９０が取付部５１に固定されている状態でねじ軸７ｓを軸方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２へ通過させることが可能である。位置決め部９１は、支持部材９０において軸方向Ｄ１における外側の面にあり、凹部９５が本体部８１を受け入れている状態で軸方向Ｄ１においてフランジ部８５の内側の面８６が突き当たる。

【0034】

（３）ボールねじの交換方法の具体例：
以下、図２Ａ～２Ｄ等を参照して、ボールねじ７の交換方法の例を説明する。
図２Ａに示す使用状態の工作機械からボールねじ７を取り外す時、まず、移動体６のブラケット６２からねじＳＣ１を外してブラケット６２とナット７ｎとの固定を解除させる。これにより、図２Ｂに示すように、移動体６をレール（不図示）に沿って支持部材９０側へ動かすことができる。また、ねじ軸７ｓの一方の端部７１とカップリングＣ０とを結合しているねじを緩め、ねじ軸７ｓの他方の端部７２近傍にあるねじＳＣ２を外して支持部材９０とキャップ部材８との固定を解除する。すると、図２Ｃに示すように、カップリングＣ０からねじ軸７ｓの一方の端部７１を引き抜くことができ、キャップ部材８とともにボールねじ７を軸方向Ｄ１における外側Ｄ１ｏへある程度引き出すことができる。ただ、ナット７ｎとキャップ部材８との間でねじ軸７ｓが移動体６のブラケット６２を貫通しているので、軸方向Ｄ１における外側Ｄ１ｏへボールねじ７を完全に引き出すことはできない。むろん、ねじ軸７ｓにおける一方の端部７１の側には基台５上の大きな構造物であるモーターＭ０とモーター支持部材ＭＳがあるため、ねじ軸７ｓを傾けない限りボールねじ７をモーターＭ０側へ引き出すことはできない。

【0035】

ここで、支持部材９０の凹部９５は、支持部材９０が基台５に取り付けられている状態でねじ軸７ｓを軸方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２へ通過させる開口９６を有している。これにより、図２Ｄに示すように、ねじ軸７ｓを開口９６の方へ傾けるように一方の端部７１を上側、すなわち、基台５から離れる側に容易に動かすことができる。ねじ軸７ｓの他方の端部７２からキャップ部材８を外すことにより、ねじ軸７ｓの他方の端部７２をブラケット６２の貫通穴６３から引き抜いてボールねじ７をモーターＭ０側へ完全に引き出すことができる。
以上より、工作機械からボールねじ７を取り外す時、支持部材９０を基台５から取り外さなくてもねじ軸７ｓを凹部９５の開口９６の方へ容易に傾けてボールねじ７を完全に引き出すことができる。

【0036】

工作機械にボールねじ７を取り付ける時には、上述した取り外し手順とは逆の手順で作業を行えばよい。まず、図２Ｄに示すように、ねじ軸７ｓの一方の端部７１を上側に傾けてねじ軸７ｓの他方の端部７２をブラケット６２の貫通穴６３に通す。支持部材９０の凹部９５は支持部材９０が基台５に取り付けられている状態でねじ軸７ｓを傾けている側に開口９６を有しているので、支持部材９０を基台５から取り外す必要は無い。次に、図２Ｃに示すように、ねじ軸７ｓの端部７２にキャップ部材８を取り付け、ねじ軸７ｓの一方の端部７１をカップリングＣ０に差し込み、キャップ部材８の本体部８１を支持部材９０の凹部９５に入れる。ここで、支持部材９０は基台５に取り付けられたままであるので、支持部材９０の位置決め部９１が鉛直面に保たれている。従って、軸方向Ｄ１においてフランジ部８５の内側の面８６を支持部材９０の位置決め部９１に突き当てると、ボールねじ７の取り付け姿勢が決まる。この状態で軸方向Ｄ１と直交する方向（ここでは図３，４に示す方向Ｄ２，Ｄ３）におけるボールねじ７の位置を微調整してねじＳＣ２によりキャップ部材８を固定すると、ボールねじ７の取り付けが完了する。

【0037】

支持部材が基台に取り付けられている状態でねじ軸を通過させる開口を有していない場合、ねじ軸が支持部材に干渉するため、ボールねじを傾け難い。この場合、ボールねじを交換するためには、基台から支持部材を取り外す必要がある。しかし、新たなボールねじの一端をカップリングに差し込んで支持部材を基台に取り付ける時、ピックテスターを用いて軸送り運動をさせながらねじ軸の平行度を確認するといった、ボールねじの取り付け姿勢を調整したり確認したりする作業を行ったうえで基台に支持部材を固定する必要がある。従って、このような作業は、技量や経験を有する作業者が行う必要がある。

【0038】

本具体例では、ボールねじ交換時に基台から支持部材を取り外す必要が無いので、ボールねじの取り付け姿勢を調整したり確認したりするという技量や経験を要する作業が不要となる。支持部材の位置決め部にキャップ部材のフランジ部を当てることによりボールねじの取り付け姿勢が決まるので、作業者は、ボールねじの位置を微調整してキャップ部材を支持部材に固定すればよい。従って、本具体例は、作業者の技量や経験によらずボールねじを交換する作業を軽減することができる。
また、図４に示すように、支持部材９０の凹部９５が開口９６を有していることにより、支持部材９０がねじ軸７ｓを囲む必要が無く、支持部材９０の高さが低くて済む。従って、本具体例は、支持部をコンパクトにすることができる。

【0039】

（４）変形例：
本発明は、種々の変形例が考えられる。
例えば、工作機械は、主軸固定型のＮＣ旋盤等でもよい。
支持部９は、基台５から取り外す必要が無いので、基台５と一体に形成された部位でもよい。
支持部９における凹部９５の開口９６の向きは、基台５とは反対の向きに限定されない。支持部における凹部の開口の向きは、ねじ軸が開口を通過することができる限り、鉛直方向からずれた向きでもよい。

【0040】

支持部９に対するキャップ部材８の固定は、ねじＳＣ２による固定に限定されず、他のケースを利用した固定、図６に示す爪部材による固定、等でもよい。
図６は、支持部９にキャップ部材８を固定する別の例をフランジ部８５の側から見た状態を示している。図６に示す支持部材９０は、傾動可能な複数の爪部材１１０を有している。各爪部材１１０は、実線部のように立てると位置決め部９１との間にフランジ部８５を保持し、二点鎖線部のように倒すとフランジ部８５の保持を解放する。この場合でも、軸方向Ｄ１においてフランジ部８５の内側の面８６が支持部材９０の位置決め部９１に突き当てられることにより、ボールねじ７の取り付け姿勢が決まる。

【0041】

また、キャップ部材の本体部の外側面は断面円形に限定されず、同様に、支持部の凹部の形状も限定されない。図７は、ボールねじの端部及びその周辺の別の例を図２のＡ１の位置で断面視して示している。図７に示す支持部材９０の凹部９５は、側面視矩形状である。キャップ部材８の本体部８１における外側面８２の下側は、矩形状の凹部９５に合わせられた形状とされている。この場合でも、軸方向Ｄ１においてフランジ部８５の内側の面８６が支持部材９０の位置決め部９１に突き当てられることにより、ボールねじ７の取り付け姿勢が決まる。

【0042】

（５）結び：
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、ボールねじを交換する作業を軽減させることが可能な工作機械等の技術を提供することができる。むろん、独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。

【符号の説明】

【0043】

１…旋盤（工作機械の例）、２…ベッド、５…基台、６…移動体、
７…ボールねじ、７ｎ…ナット、７ｓ…ねじ軸、
８…キャップ部材、９…支持部、
５１…取付部、
６１…本体、６２…ブラケット、６３…貫通穴、
７１，７２…端部、７３…軸受、７４…ロックナット、
８１…本体部、８２…外側面、８３…凹部、８５…フランジ部、８６…内側の面、
９０…支持部材、９１…位置決め部、９５…凹部、９６…開口、
ＡＸ０…中心線、
Ｄ１…軸方向、Ｄ１ｏ…外側、Ｄ２…軸方向と直交する方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】