(57)【要約】【課題】循環部材の無負荷戻し路からナットの負荷ボール転走溝へ移行するボールを正しく整列させることができるボールねじを提供する。【解決手段】ナット２の負荷ボール転走溝２ａの断面形状を、ボール３の半径よりも大きい曲率半径の二つの円弧状曲線を含むゴシックアーチ溝形状に形成する。循環部材８の無負荷戻し路１４の長さ方向の端部の、ナット２の負荷ボール転走溝２ａに接続される部分の断面形状を、ナット２の負荷ボール転走溝２ａの断面形状に合わせたゴシックアーチ溝形状に形成する。【選択図】図９
2010025129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状のボール転走溝を有するねじ軸と、
前記ねじ軸のボール転走溝に対向し、ボールの半径よりも大きい曲率半径の二つの円弧状曲線を含むゴシックアーチ溝形状の断面形状の螺旋状の負荷ボール転走溝を内周面に有するナットと、
前記ナットの前記負荷ボール転走溝の一端と他端とを接続し、ボールの周囲を囲む閉曲線の断面形状の無負荷戻し路を有する循環部材と、
前記ナットの前記負荷ボール転走溝及び前記無負荷戻し路に配列される複数のボールと、を備え、
前記循環部材の前記無負荷戻し路の長さ方向の端部の、前記ナットの前記負荷ボール転走溝に接続される部分の断面形状が、前記ナットの前記負荷ボール転走溝の断面形状に合わせたゴシックアーチ溝形状に形成されるボールねじ。
【請求項２】
前記循環部材の前記無負荷戻し路の長さ方向の端部の、前記ねじ軸側の部分の断面形状が、ボールの半径よりも大きい曲率半径の二つの円弧状曲線を含むゴシックアーチ溝形状に形成され、
前記循環部材の前記無負荷戻し路の長さ方向の端部の断面形状が、ボールの半径よりも大きい曲率半径の合計四つの円弧状曲線を含むことを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項３】
前記循環部材の前記無負荷戻し路の長さ方向の端部の断面において、
前記ナット側の二つの円弧状曲線を含む第一のゴシックアーチ溝形状の底と、前記ねじ軸側の二つの円弧状曲線を含む第二のゴシックアーチ溝形状の底とを結んだＸ軸方向における前記ボールの移動量と、
前記ナット側の一方の円弧状曲線及び前記ねじ軸側の一方の円弧状曲線を含む第三のゴシックアーチ溝形状の底と、前記ナット側の他方の円弧状曲線及び前記ねじ軸側の他方の円弧状曲線を含む第四のゴシックアーチ溝形状の底とを結んだ、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向における前記ボールの移動量とが、等しいことを特徴とする請求項２に記載のボールねじ。
【請求項４】
前記循環部材の前記無負荷戻し路の断面形状は、その長さ方向の全長に渡って、ボールの半径よりも大きい曲率半径の合計四つの円弧状曲線を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載のボールねじ。
【請求項５】
外周面に螺旋状のボール転走溝を有するねじ軸と、
前記ねじ軸のボール転走溝に対向し、ボールの半径よりも大きい曲率半径の二つの円弧状曲線を含むゴシックアーチ溝形状の断面形状の螺旋状の負荷ボール転走溝を内周面に有するナットと、
前記ナットの前記負荷ボール転走溝の一端と他端とを接続し、ボールの周囲を囲む閉曲線の断面形状の無負荷戻し路を有する循環部材と、
前記ナットの前記負荷ボール転走溝及び前記無負荷戻し路に配列される複数のボールと、を備え、
前記循環部材の前記無負荷戻し路の長さ方向の全長に渡って、前記無負荷戻し路の断面形状が、ボールの半径よりも大きい曲率半径の四つの円弧状曲線を含み、
前記ナット側の二つの円弧状曲線を含む第一のゴシックアーチ溝形状の底と、前記ねじ軸側の二つの円弧状曲線を含む第二のゴシックアーチ溝形状の底とを結んだＸ軸方向における前記ボールの移動量と、前記ナット側の一方の円弧状曲線及び前記ねじ軸側の一方の円弧状曲線を含む第三のゴシックアーチ溝形状の底と、前記ナット側の他方の円弧状曲線及び前記ねじ軸側の他方の円弧状曲線を含む第四のゴシックアーチ溝形状の底とを結んだ、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向における前記ボールの移動量とが、等しいボールねじ。
【請求項６】
前記循環部材は、ダイスの穴にパイプを通し、パイプの内側に工具を入れた状態でパイプをダイスから引き抜くことで製造されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のボールねじ。
【請求項７】
外周面に螺旋状のボール転走溝を有するねじ軸と、前記ねじ軸のボール転走溝に対向し、ボールの半径よりも大きい曲率半径の二つの円弧状曲線を含むゴシックアーチ溝形状の断面形状の螺旋状の負荷ボール転走溝を内周面に有するナットと、前記ナットの前記負荷ボール転走溝の一端と他端とを接続し、ボールの周囲を囲む閉曲線の断面形状の無負荷戻し路を有する循環部材と、前記ナットの前記負荷ボール転走溝及び前記無負荷戻し路に配列される複数のボールと、を備えるボールねじの製造方法において、
ダイスの穴にパイプを通し、パイプの内側に工具を入れた状態でパイプを引き抜くことによって、パイプの内周面に無負荷戻し路を形成すると共に、前記無負荷戻し路の断面を前記ナットの前記負荷ボール転走溝の断面形状に合わせたゴシックアーチ溝形状に形成する工程と、
前記循環部材の長さ方向の両端部を折り曲げる工程と、
前記循環部材を前記ナットに装着する工程と、を備えるボールねじの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ軸の外周面の螺旋状のボール転走溝とナットの内周面の螺旋状の負荷ボール転走溝との間に、転がり運動可能に複数のボールを介在させたボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじは、ねじ軸の回転運動をナットの直線運動に変換する機械要素である。ナットに対してねじ軸を相対的に回転させるときの摩擦を低減するために、ねじ軸の外周面のボール転走溝とこれに対向するナットの内周面の負荷ボール転走溝との間には、転がり運動可能に複数のボールが介在される。
【０００３】
ねじ軸とナットとの間を転がるボールを循環させるために、ナットにはリターンパイプ（循環部材）が取り付けられる。リターンパイプには、ナットの螺旋状の負荷ボール転走溝の一端と他端とを接続する無負荷戻し路が形成される。ねじ軸とナットとの間を転がるボールは、ナットの負荷ボール転走溝の一端まで転がった後、リターンパイプの無負荷戻し路内に掬い上げられる。ボールは無負荷戻し路を経由した後、ナットの負荷ボール転走溝の他端に戻される。
【０００４】
リターンパイプは例えば金属製のパイプを曲げ加工することで製造される。リターンパイプの無負荷戻し路の断面形状は、円形状に成形される（特許文献１参照）。円形状の無負荷戻し路の半径は、ボールの半径よりもわずかに大きく、ボールの周囲には遊びがある。上述のように、リターンパイプはその長さ方向の両端部が曲げ機械によって折り曲げられる。曲げたときの無負荷戻し路の変形を考慮して、ボールの周囲の遊びの大きさ、すなわち無負荷戻し路の内径が決定される。
【０００５】
折り曲げられたリターンパイプの長さ方向の両端部は、ナットの負荷ボール転走溝の一端と他端に接続される。ナットの負荷ボール転走溝は、ボールの半径よりも大きい半径の二つの円弧からなるゴシックアーチ溝形状に形成される。ナットの負荷ボール転走溝とボールとを二点で接触させるためである。
【特許文献１】特開２００８−１１１４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ボールを円滑に循環させるためには、リターンパイプの無負荷戻し路からナットの負荷ボール転走溝へ移行するボールの蛇行を抑えて正しく整列させなければならない。リターンパイプの無負荷戻し路からナットの負荷ボール転走溝へボールが移行する際、ボールが蛇行すると、ボールがナットの負荷ボール転走溝のエッジに衝突する。このため、騒音が発生したり、ボールの早期破損を招いたりするおそれがある。
【０００７】
しかし、リターンパイプの無負荷戻し路の断面形状は、ボールの半径よりもわずかに大きい半径を持つ円形状に形成される。一方、ナットの負荷ボール転走溝の断面形状はボールに二点で接触するゴシックアーチ溝形状に形成される。このため、リターンパイプの無負荷戻し路とナットの負荷ボール転走溝との繋ぎ目に段差が生じ易く、リターンパイプ内で蛇行したボールがナットの負荷ボール転走溝の端に衝突し易くなる。たとえ、リターンパイプの端部とナットの負荷ボール転走溝との繋ぎ目に段差が生じないように、ナットの負荷ボール転走溝に面取りを施しても、リターンパイプの無負荷戻し路内でのボールの蛇行は治まらないし、ナットの負荷ボール転走溝の面取り部でのボールの遊びが問題になる。
【０００８】
そこで本発明は、循環部材の無負荷戻し路からナットの負荷ボール転走路へ移行するボールを正しく整列させることができるボールねじを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明について説明する。
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、外周面に螺旋状のボール転走溝を有するねじ軸と、前記ねじ軸のボール転走溝に対向し、ボールの半径よりも大きい曲率半径の二つの円弧状曲線を含むゴシックアーチ溝形状の断面形状の螺旋状の負荷ボール転走溝を内周面に有するナットと、前記ナットの前記負荷ボール転走溝の一端と他端とを接続し、ボールの周囲を囲む閉曲線の断面形状の無負荷戻し路を有する循環部材と、前記ナットの前記負荷ボール転走溝及び前記無負荷戻し路に配列される複数のボールと、を備え、前記循環部材の前記無負荷戻し路の長さ方向の端部の、前記ナットの前記負荷ボール転走溝に接続される部分の断面形状が、前記ナットの前記負荷ボール転走溝の断面形状に合わせたゴシックアーチ溝形状に形成されるボールねじである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のボールねじにおいて、前記循環部材の前記無負荷戻し路の長さ方向の端部の、前記ねじ軸側の部分の断面形状が、ボールの半径よりも大きい曲率半径の二つの円弧状曲線を含むゴシックアーチ溝形状に形成され、前記循環部材の前記無負荷戻し路の長さ方向の端部の断面形状が、ボールの半径よりも大きい曲率半径の合計四つの円弧状曲線を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のボールねじにおいて、前記循環部材の前記無負荷戻し路の長さ方向の端部の断面において、前記ナット側の二つの円弧状曲線を含む第一のゴシックアーチ溝形状の底と、前記ねじ軸側の二つの円弧状曲線を含む第二のゴシックアーチ溝形状の底とを結んだＸ軸方向における前記ボールの移動量と、前記ナット側の一方の円弧状曲線及び前記ねじ軸側の一方の円弧状曲線を含む第三のゴシックアーチ溝形状の底と、前記ナット側の他方の円弧状曲線及び前記ねじ軸側の他方の円弧状曲線を含む第四のゴシックアーチ溝形状の底とを結んだ、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向における前記ボールの移動量とが、等しいことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のボールねじにおいて、前記循環部材の前記無負荷戻し路の断面形状は、その長さ方向の全長に渡って、ボールの半径よりも大きい曲率半径の合計四つの円弧状曲線を含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、外周面に螺旋状のボール転走溝を有するねじ軸と、前記ねじ軸のボール転走溝に対向し、ボールの半径よりも大きい曲率半径の二つの円弧状曲線を含むゴシックアーチ溝形状の断面形状の螺旋状の負荷ボール転走溝を内周面に有するナットと、前記ナットの前記負荷ボール転走溝の一端と他端とを接続し、ボールの周囲を囲む閉曲線の断面形状の無負荷戻し路を有する循環部材と、前記ナットの前記負荷ボール転走溝及び前記無負荷戻し路に配列される複数のボールと、を備え、前記循環部材の前記無負荷戻し路の長さ方向の全長に渡って、前記無負荷戻し路の断面形状が、ボールの半径よりも大きい曲率半径の四つの円弧状曲線を含み、前記ナット側の二つの円弧状曲線を含む第一のゴシックアーチ溝形状の底と、前記ねじ軸側の二つの円弧状曲線を含む第二のゴシックアーチ溝形状の底とを結んだＸ軸方向における前記ボールの移動量と、前記ナット側の一方の円弧状曲線及び前記ねじ軸側の一方の円弧状曲線を含む第三のゴシックアーチ溝形状の底と、前記ナット側の他方の円弧状曲線及び前記ねじ軸側の他方の円弧状曲線を含む第四のゴシックアーチ溝形状の底とを結んだ、前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向における前記ボールの移動量とが、等しいボールねじである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のボールねじにおいて、前記循環部材は、ダイスの穴にパイプを通し、パイプの内側に工具を入れた状態でパイプをダイスから引き抜くことで製造されることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、外周面に螺旋状のボール転走溝を有するねじ軸と、前記ねじ軸のボール転走溝に対向し、ボールの半径よりも大きい曲率半径の二つの円弧状曲線を含むゴシックアーチ溝形状の断面形状の螺旋状の負荷ボール転走溝を内周面に有するナットと、前記ナットの前記負荷ボール転走溝の一端と他端とを接続し、ボールの周囲を囲む閉曲線の断面形状の無負荷戻し路を有する循環部材と、前記ナットの前記負荷ボール転走溝及び前記無負荷戻し路に配列される複数のボールと、を備えるボールねじの製造方法において、ダイスの穴にパイプを通し、パイプの内側に工具を入れた状態でパイプを引き抜くことによって、パイプの内周面に無負荷戻し路を形成すると共に、前記無負荷戻し路の断面を前記ナットの前記負荷ボール転走溝の断面を合わせたゴシックアーチ溝形状に形成する工程と、前記循環部材の長さ方向の両端部を折り曲げる工程と、前記循環部材を前記ナットに装着する工程と、を備えるボールねじの製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
循環部材の無負荷戻し路の断面形状が単一の円弧で形成されると、ボールが無負荷戻し路の壁面に寄ったときのボールの中心位置が決まらない。しかし、無負荷戻し路の断面形状が二つの円弧状曲線を含むゴシックアーチ溝形状に形成されると、ボールが無負荷戻し路の壁面に寄ったときのボールの中心位置が決まる。循環部材の無負荷戻し路の断面形状をナットの負荷ボール転走溝の断面形状に合わせたゴシックアーチ溝形状に形成することで、無負荷戻し路におけるボールの蛇行を防止することができる。無負荷戻し路で正しく整列されたボールが負荷ボール転走溝へ移行するので、ボールを円滑に循環させることができ、またボールの走行音を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の第一の実施形態のボールねじの斜視図を示す。ボールねじは、外周面に螺旋状のボール転走溝１ａが形成されたねじ軸１と、内周面にボール転走溝１ａに対向する螺旋状の負荷ボール転走溝２ａが形成されるナット２と、ねじ軸１のボール転走溝１ａとナット２の負荷ボール転走溝２ａ（図２参照）との間に転がり運動可能に介在される複数のボール３（図２参照）と、を備える。
【００１９】
ねじ軸１の外周面には、所定のリードのボール転走溝１ａが研削加工や転造加工によって形成される。図３に示されるように、ボール転走溝１ａの断面形状は、ボール３の半径よりも僅かに大きい半径の二つの円弧４を含むゴシックアーチ溝形状に形成される。二つの円弧の中心Ｃ１は、ボール３の中心Ｃ２よりも離れた位置にある。ボール３はゴシックアーチ溝形状のボール転走溝１ａに二点で接触する。ボール３の中心Ｃ２とゴシックアーチ溝の底５とを結んだ線Ｌ１と、円弧４とボール３との接触点６とボール３の中心Ｃ２とを結んだ線のなす接触角θは、例えば４０〜５０度に設定される。ボール転走溝１ａは、熱処理された後、研削加工される。ボール転走溝１ａの両側の縁に円弧状の面取り７を施してもよいし、ゴシックアーチ溝の底５に研削時の逃げになる逃げ溝を形成してもよい。
【００２０】
図２は、ねじ軸１を取り外した状態のナット２の斜視図を示す。ナット２には、ねじ軸１が貫通する貫通孔２ｅが開けられる。ナット２の軸線方向の一端部には、ナット２を相手方の機械部品に取り付けるためのフランジ２ｂが形成される。フランジ２ｂには、周方向に均等間隔を開けて取付け孔９が形成される。ナット２の外周面には、平坦な平取り部２ｃが形成される。平取り部２ｃには、循環部材である二つのリターンパイプ８が取り付けられる。平取り部２ｃには、ナット２の内周面まで貫通する貫通孔２ｄが開けられる。貫通孔２ｄには、門形状に折り曲げられたリターンパイプ８の両端部が挿入される。平取り部２ｃに装着されたリターンパイプ８は、リターンパイプ押え１１によってナット２に固定される。ナット２の内周面には、所定のリードの螺旋状の負荷ボール転走溝２ａが研削加工によって形成される。図３に示されるように、負荷ボール転走溝２ａの断面形状は、ボール３の半径よりも僅かに大きい半径の二つの円弧を含むゴシックアーチ溝形状に形成される。ゴシックアーチ溝形状はねじ軸１のボール転走溝１ａと同一であるので、同一の符号を附してその説明を省略する。負荷ボール転走溝２ａは、熱処理された後、研削加工される。
【００２１】
図２に示されるように、リターンパイプ８の内周には、ナット２の負荷ボール転走溝２ａの一端と他端とを接続する無負荷戻し路１４が形成される。無負荷戻し路１４の構成については後述する。リターンパイプ８の長さ方向の両端部には、ねじ軸１のボール転走溝１ａとナット２の負荷ボール転走溝２ａとの間を転がるボール３を無負荷戻し路１４内に掬い上げる掬上げ部１２が形成される。ナット２の負荷ボール転走溝２ａの一端まで転がるボール３は、リターンパイプ８の掬上げ部１２によって無負荷戻し路１４内に導かれる。ボール３はリターンパイプ８の無負荷戻し路１４を経由した後、リターンパイプ８の反対側の掬上げ部１２から再びナット２の負荷ボール転走溝２ａに戻される。
【００２２】
図３に示されるように、ねじ軸１のボール転走溝１ａとナット２の負荷ボール転走溝２ａとの間の負荷ボール転走路においては、ボール３はねじ軸１のボール転走溝１ａとナット２の負荷ボール転走溝２ａとの間に挟まれて圧縮荷重を受ける。一方、リターンパイプ８の無負荷戻し路１４では、ボール３の周囲に僅かな遊びがあり、ボール３と無負荷戻し路１４との間には僅かなすきまが開く。ナット２に対してねじ軸１を相対的に回転させると、負荷ボール転走路においては、ボール３が圧縮荷重を受けながら転がり運動する。一方、リターンパイプ８の無負荷戻し路１４においては、ボール３は後続のボール３に押されながら移動する。
【００２３】
図４に示されるように、ねじ軸１のボール転走溝１ａとナット２の負荷ボール転走溝２ａとの間の螺旋状の負荷ボール転走路、並びにリターンパイプ８の無負荷戻し路１４には、複数のボール３が配列される。この実施形態では、負荷ボール転走路の巻き数を多くするために、二個のリターンパイプ８が設けられる。
【００２４】
図５及び図６は、ナット２に取り付けられたリターンパイプ８を示す。上述のように、リターンパイプ８の長手方向の両端部には、ねじ軸１とナット２との間を転がるボール３を掬い上げる掬上げ部１２が形成される。ナット２の負荷ボール転走溝２ａの断面形状は、二つの円弧からなるゴシックアーチ溝形状に形成される。このため、負荷ボール転走溝２ａには、二つの円弧の交差部分からなる谷の底の線１５（図６参照）が形成される。
【００２５】
図７及び図８は、リターンパイプ８の詳細図を示す。リターンパイプ８の両端部はナット２の負荷ボール転走溝２ａに連続する。リターンパイプ８の無負荷戻し路１４の断面形状は、ボール３の周囲を囲む閉曲線に形成される。
【００２６】
図９は、ナット２に装着されたリターンパイプ８及びその断面図を示す。リターンパイプ８の両端部８ａの無負荷戻し路１４の断面形状は、ナット２の負荷ボール転走溝２ａに接続されるナット２側の部分１６（図中Ｙ軸を挟んだナット側の領域）と、ねじ軸１側の部分１７（図中Ｙ軸を挟んだねじ軸側の領域）とに分けられる。無負荷戻し路１４のナット２側の部分１６は、ナット２の負荷ボール転走溝２ａに形状を合わせたゴシックアーチ溝形状に形成される。このため、無負荷戻し路１４のナット２側の部分１６には、二つの円弧１８の交差部分からなる谷の底の線１５（図７及び図８参照）が形成される。また、ねじ軸１側の部分１７もナット２側の部分と同様に、ボール３の半径よりも大きい半径の二つの円弧１９を含むゴシックアーチ溝形状に形成される。なお、図９にはリターンパイプ８の掬い部１２にボール３やボール３間のスペーサに当接するリップ１２ａを設けた例が示されているが、図７及び図８に示されるように掬い部１２にリップ１２ａを設けなくてもよい。
【００２７】
図１０は、リターンパイプ８の断面の詳細図を示す。リターンパイプ８の両端部８ａの無負荷戻し路１４のＹ軸を挟んだナット２側の部分１６及びねじ軸１側の部分１７は、いずれもゴシックアーチ溝形状に形成される。このため、無負荷戻し路１４の断面形状は、ボール３の半径よりもわずかに大きい半径Ｒの合計四つの円弧１８，１９を含む。円弧１８，１９はＸＹ軸によって仕切られた四つの領域（象限）それぞれに一つずつ同じ半径Ｒで形成される。ナット２側の二つの円弧１８を含む第一のゴシックアーチ溝形状の底２１（上記谷の底の線１５）と、ねじ軸１側の二つの円弧を含む第二のゴシックアーチ溝形状の底２２と、を結んだ線をＸ軸とし、ナット２側の一方の円弧１８及びねじ軸１側の一方の円弧１９を含む第三のゴシックアーチ溝形状の底２３と、ナット２側の他方の円弧１８及びねじ軸１側の他方の円弧１９を含む第四のゴシックアーチ溝形状の底２４と、を結んだ線をＹ軸とする。Ｘ軸方向におけるボール３の移動量（ボール３が第一のゴシックアーチ溝形状に当接してから第二のゴシックアーチ溝形状に当接するまでのＸ軸方向の移動量）と、Ｙ軸方向におけるボール３の移動量（ボール３が第三のゴシックアーチ溝形状に当接してから第四のゴシックアーチ溝形状に当接するまでのＹ軸方向の移動量）とは、等しく設定される。リターンパイプ８の無負荷戻し路１４の断面形状は、両端部８ａだけでなく、その長さ方向の全長に渡って、ボール３の半径よりも大きい半径の四つの円弧１８，１９を含む。
【００２８】
図１０に示されるように、リターンパイプ８の無負荷戻し路１４の断面形状が単一の円弧２６（図中一点鎖線で示される）から構成されると、ボール３が無負荷戻し路１４の壁面に寄ったときのボール３の中心位置が決まらない。ボール３の中心位置は円弧の軌跡Ｐ２を描く。しかし、無負荷戻し路１４の断面形状が二つの円弧１８を含むゴシックアーチ溝形状に形成されると、ボール３が無負荷戻し路１４の壁面に寄ったときのボール３の中心位置が一点Ｐ１に決まる。リターンパイプ８の無負荷戻し路１４の断面形状をナット２の負荷ボール転走溝２ａの断面形状に合わせたゴシックアーチ溝形状に形成することで、無負荷戻し路１４におけるボール３の蛇行を防止することができることがわかる。図９に示されるように、リターンパイプ８の無負荷戻し路１４において正しく整列されたボール３が負荷ボール転走溝２ａへ移行するので、ボール３を円滑に循環させることができる。ボール３を整列させることで、ボール３の走行音を低減することもできる。
【００２９】
図１０に示されるように、無負荷戻し路１４を四つの円弧１８，１９から構成することで、無負荷戻し路１４をねじ軸１のボール転走溝１ａ及びナット２の負荷ボール転走溝２ａに形状、寸法を近似させることができる。したがって、無負荷戻し路１４から負荷ボール転走路へ移行するボール３をより整列させることができる。また、無負荷戻し路１４の断面内におけるボール３のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量を等しくすることで、無負荷戻し路１４においてボール３をより整列させることができる。さらに、リターンパイプ８の無負荷戻し路１４の断面形状をその長さ方向の全長に渡って四つの円弧１８，１９から構成することで、無負荷戻し路１４から負荷ボール転走路へ移行するボール３だけでなく、無負荷戻し路１４の途中を移動するボール３を整列させることができ、ボール３をより円滑に循環させることができる。
【００３０】
図１１は、リターンパイプ８の製造工程図を示す。素材として円形の金属製のパイプ３１が用意される（図１１（ａ））。図１２に示されるように、金属製のパイプ３１はダイス３２に通され、引抜き加工される。パイプ３１の引抜き加工においては、外径、内径及び肉厚を所要寸法に仕上げるための工具３３がパイプ３１の内側に挿入される。しん金と呼ばれる工具を入れてパイプと共に引抜くしん金引き、プラグを支持棒で固定して引抜きを行う玉引き、プラグを固定しないで自律的に平衡をとり所定位置を保つようにした浮きプラグ引きなどの方法が用いられる。本実施例では、工具としてプラグを用いた浮きプラグ引きを示している。引抜き加工されたパイプ３４の内径には、四つの円弧１８，１９が形成される（図１１（ｂ））。次に、パイプ３４の両端部を曲げ機械によって折り曲げる（図１１（ｃ））。パイプ３４の両端部は、ねじ軸１のリードに合わせて折り曲げられる。以上により、リターンパイプ８が製造される。
【００３１】
なお、リターンパイプ８の製造方法は他に種々考えられる。例えば、リターンパイプを２つ割りタイプとして半体ずつを成形した後に組み合わせる方法や、いわゆる射出成形によって成形することが可能である。また、リターンパイプの材質についても、金属に限らず、樹脂を使用することもできる。
【００３２】
上述のように、リターンパイプ８の無負荷戻し路１４において、ボール３の周囲には僅かなすきまが開く（図１０参照）。一方、ナット２の負荷ボール転走溝２ａにおいて、ボール３は負荷ボール転走溝２ａに当接する（図３参照）。このため、リターンパイプ８の無負荷戻し路１４のゴシックアーチ溝は、ナット２の負荷ボール転走溝２ａのゴシックアーチ溝よりも僅かに径が大きく形成される。このため、たとえリターンパイプ８の無負荷戻し路１４のナット２側の部分の断面形状を、ナット２の負荷ボール転走溝２ａのゴシックアーチ溝形状に合わせたとしても、これらの間には僅かな段差が生ずる。この段差をなくすために、図１３に示されるように、ナット２の負荷ボール転走溝２ａに面取り３５を施してもよい。また、リターンパイプ８の両端部８ａを図中矢印で示すようにねじ軸１側に僅かに移動させてもよい。
【００３３】
なお、本発明は上記実施形態に限られず、本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態にも適用できる。例えば、本発明はリターンパイプ方式のボールねじに適用するのに限られない。無負荷戻し路が閉じた断面を有すれば、ナットに軸線方向に伸びる貫通孔を開け、ナットの軸線方向の両端部に方向転換路を有する蓋部材を取り付けたエンドキャップ方式のボールねじに適用することができる。
【００３４】
リターンパイプの無負荷戻し路の長さ方向の両端部の、ねじ軸側の部分の断面形状は、ゴシックアーチ溝形状に形成されなくても、単一の円弧形状に形成されてもよい。この場合、ボールは三つの円弧で囲まれる。
【００３５】
リターンパイプの外径の断面形状を内径と相似形状の四つの円弧から構成してもよい。リターンパイプの外径とナットとの接触箇所が少なくなるので、静音化をより進めることができる。
【００３６】
ゴシックアーチ溝形状は、二つの円弧から構成されなくても、ボールと二点で接触できる曲線であれば、二つのスプライン曲線、二つのクロソイド曲線等から構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第一の実施形態のボールねじの斜視図
【図２】ナットの斜視図
【図３】ねじ軸とナットとの間に挟まれるボールを示す断面図
【図４】ねじ軸及びリターンパイプを示す側面図
【図５】リターンパイプが取り付けられたナットの斜視図
【図６】リターンパイプが取り付けられたナットの断面図
【図７】図６のVI部詳細図
【図８】図６のVI部詳細図
【図９】ナットに装着されたリターンパイプを示す正面図、及びリターンパイプの断面図
【図１０】リターンパイプの断面の詳細図
【図１１】リターンパイプの製造工程図
【図１２】パイプの引抜き加工を示す図
【図１３】ナットに装着されたリターンパイプをナットの軸線方向から見た断面図
【符号の説明】
【００３８】
１…ねじ軸，１ａ…ボール転走溝，２…ナット，２ａ…負荷ボール転走溝，３…ボール，８…リターンパイプ（循環部材），１４…無負荷戻し路，１６…リターンパイプのナット側の部分，１７…リターンパイプのねじ軸側の部分，１８，１９…円弧（円弧状曲線），２１…第一のゴシックアーチ溝形状の底，２２…第二のゴシックアーチ溝形状の底，２３…第三のゴシックアーチ溝形状の底，２４…第四のゴシックアーチ溝形状の底，３１…パイプ，３２…ダイス，３３…工具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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