(57)【要約】【課題】コマの配置位置のレイアウトの自由度を高めつつ、外転動路におけるボール詰まりの発生を確実に防止でき、内転動路におけるボールのスムーズな循環を実現できるボールねじ装置を提供すること。【解決手段】ボールねじ装置１２は、ねじ軸８に外嵌されたボールナット１６と、ボールナット１６の小径部３１の外周を包囲する円筒スリーブ１７と、ボールナット１６の大径部３０の外周および円筒スリーブ１７の外周を包囲する円筒１８と、円筒スリーブ１７の穴２３およびボールナット１６の収容穴に装着される一対のコマとを含む。円筒スリーブ１７は貫通穴からなる穴２３を有している。穴２３は転動穴部２４を含む。転動穴部２４の両側壁２４Ａ，２４Ｂと、ボールナット１６の小径円筒面３１Ａと、円筒１８の内周面１８Ａとによって、ボール１５が転動可能な外転動路４０が区画される。【選択図】図６
2015113901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にねじ溝が形成されたねじ軸と、
前記ねじ軸に対して外嵌され、内周面にねじ溝が形成されたボールナットと、
前記ボールナットおよび前記ねじ軸の互いのねじ溝によって形成される螺旋状の内転動路内に転動可能にセットされた複数のボールと、
前記ボールナットの外周を包囲する円筒と、
内周面および外周面、ならびに前記内周面および前記外周面を貫通する長尺の転動穴を有し、前記ボールナットの外周と前記円筒の内周との間に配置された転動穴形成部材とを含み、
前記ボールナットの前記ねじ溝において、前記ねじ軸の軸方向に関して間隔を空けた少なくとも２つの凹所形成位置に、前記ボールナットの周壁を厚み方向に貫通する凹所が形成されており、
前記転動穴と、前記ボールナットの外周と、前記円筒の内周とによって外転動路が区画されており、
２つの前記凹所および前記外転動路によって、一方の前記凹所形成位置の前記ボールを他方の前記凹所形成位置に帰還させるための帰還路が設けられており、
前記転動穴における長手方向に沿う側壁の少なくとも一方は、前記内周面および前記外周面に対して垂直、または両側壁が外周面側の長手方向で広くなる斜面をなしている、ボールねじ装置。
【請求項２】
前記転動穴形成部材は、前記ボールナットの外周を包囲する円筒スリーブを含む、請求項１に記載のボールねじ装置。
【請求項３】
前記ボールナットの外周面には、前記円筒スリーブの端面と当接可能な段突部が形成されている、請求項２に記載のボールねじ装置。
【請求項４】
前記ボールナットの前記外周面は、前記円筒スリーブによって包囲される小径円筒面と、前記小径円筒面と前記段突部を介して設けられた大径円筒面とを含み、
前記大径円筒面は、前記円筒スリーブの外周面と同一の円筒面を有する、請求項３に記載のボールねじ装置。
【請求項５】
前記円筒スリーブは、前記円筒に圧入固定されている、請求項２〜４のいずれか一項に記載のボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１のボールねじ装置には、ボール転動路の一端部と他端部とを連通してボールを軌道循環させるための循環路が設けられている。この循環路は、ボールねじナットの周壁を軸方向に貫通して形成される貫通孔と、貫通孔の一端とボール転動路の一端部とを連通する注入側の連通路と、貫通孔の他端とボール転動路の他端部とを連通する反注入側の連通路とを含む。注入側の連通路は、ボールナットの周壁に装着される注入側こま部材に形成され、反注入側の連通路は、ボールナットの周壁に装着される反注入側こま部材に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−７１４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の貫通孔はたとえばドリル加工を用いて形成されている。ドリル加工による加工の容易さのために、貫通孔は、ボールナット（ボールねじナット）の軸方向に沿って延びている必要がある。
しかしながら、貫通孔が軸方向に沿って延びるものに限定されるとすると、一対のコマ（注入側こま部材または反注入側こま部材）の円周方向の配置位置が制約されることになる。そのため、このような構成を採用するボールねじ装置では、採用可能な巻数が自ずと限られ、１．７巻や２．７巻のように小数点以下が共通の所定の値（たとえば７）となる巻数に限られていた。具体的には、たとえば、理論上必要なボールねじ装置の有効巻数がたとえば理論上２．３であっても、２．７の有効巻数を有するボールねじ装置を採用する必要があった。したがって、ボールねじ装置が軸方向に大型化するおそれがあった。
【０００５】
そのため、本願発明者は、ボールナットの外周を取り囲む円筒を設け、ねじ軸とナットとの間の内転動路の一端に存在するボールを、ボールナットの外周と円筒の内周との間に形成された外転動路を介して、内転動路の他端へ導いて内転動路内のボールを循環させる構成を検討している。
この場合、ボールをスムーズに循環させるためには、とくに外転動路におけるボール詰まりの発生を抑制する必要がある。
【０００６】
そこで、この発明は、外転動路におけるボール詰まりの発生を防止でき、これにより、コマの配置位置のレイアウトの自由度を高めつつ、内転動路におけるボールのスムーズな循環を実現できるボールねじ装置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】
【０００７】
前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、外周面（８Ａ）にねじ溝（１９）が形成されたねじ軸（８）と、前記ねじ軸に対して外嵌され、内周面（１６Ａ）にねじ溝（３３）が形成されたボールナット（１６）と、前記ボールナットおよび前記ねじ軸の互いのねじ溝によって形成される螺旋状の内転動路（３７）内に転動可能にセットされた複数のボール（１５）と、前記ボールナットの外周を包囲する円筒（１８）と、内周面（１７Ａ）および外周面（１７Ｂ）、ならびに前記内周面および前記外周面を貫通する長尺の転動穴（２４）を有し、前記ボールナットの外周と前記円筒の内周との間に配置された転動穴形成部材（１７）とを含み、前記ボールナットの前記ねじ溝において、前記ねじ軸の軸方向に関して間隔を空けた少なくとも２つの凹所形成位置（３７Ａ，３７Ｂ）に、前記ボールナットの周壁を厚み方向に貫通する凹所（２１，１２１）が形成されており、前記転動穴と、前記ボールナットの外周と、前記円筒の内周とによって外転動路（４０）が区画されており、２つの前記凹所および前記外転動路によって、一方の前記凹所形成位置の前記ボールを他方の前記凹所形成位置に帰還させるための帰還路が設けられており、前記転動穴における長手方向に沿う側壁（２４Ａ，２４Ｂ）の少なくとも一方は、前記内周面および前記外周面に対して垂直、両側壁が外周面側の長手方向で広くなる斜面をなしている、ボールねじ装置（１）を提供する。
【０００８】
なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符合を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。
請求項２に記載の発明は、前記転動穴形成部材は、前記ボールナットの外周を包囲する円筒スリーブ（１７）を含む、請求項１に記載のボールねじ装置である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記ボールナットの外周面には、前記円筒スリーブの端面と当接可能な段突部（３２）が形成されている、請求項２に記載のボールねじ装置である。
請求項４に記載の発明は、前記ボールナットの前記外周面は、前記円筒スリーブによって包囲される小径円筒面（３１Ａ）と、前記小径円筒面と前記段突部を介して設けられた大径円筒面（３０Ａ）とを含み、前記大径円筒面は、前記円筒スリーブの外周面と同一の円筒面を有する、請求項３に記載のボールねじ装置である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記円筒スリーブは、前記円筒に圧入固定されている、請求項２〜４のいずれか一項に記載のボールねじ装置である。
【発明の効果】
【００１１】
コマの配置位置のレイアウトの自由度を高めつつ、外転動路におけるボール詰まりの発生を確実に防止でき、内転動路におけるボールのスムーズな循環を実現できるボールねじ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るボールねじ装置が適用された電動アクチュエータの模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るボールねじ装置の模式的な側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るボールねじ装置の分解斜視図である。
【図４】コマの装着状態においてボールナットを径方向外方から見た図である。
【図５】図４の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。
【図６】図４の切断面線Ｂ−Ｂから見た断面図である。
【図７】図４の切断面線Ｃ−Ｃから見た断面図である。
【図８】図４の切断面線Ｄ−Ｄから見た断面図である。
【図９】図４の切断面線Ｅ−Ｅから見た断面図である。
【図１０Ａ】コマの斜視図である（その１）。
【図１０Ｂ】コマの斜視図である（その２）。
【図１１】別の形態に係るボールねじ装置の構成を示す断面図である。
【図１２】図１１を矢視Ｇから見た図である。
【図１３】本発明の第１の変形例に係るコマの構成を示す要部断面図である。
【図１４】本発明の第２の変形例に係るコマの構成を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るボールねじ装置が適用された電動アクチュエータ１の模式的な断面図である。
電動アクチュエータ１は駆動軸２を含み、駆動軸２を軸方向Ｘに出退させて駆動対象を駆動する。電動アクチュエータ１は、さらに、電動モータ３と、電動モータ３の回転トルクを伝達する減速機構４と、減速機構４を介して伝達された電動モータ３の回転トルクを、駆動軸２の軸方向Ｘの直線運動に変換するボールねじ装置１２と、駆動軸２、減速機構４およびボールねじ装置１２を収容するハウジング６とを備えている。ハウジング６は、第１のハウジング６Ａと、その端面に突き合わされた第２のハウジング６Ｂとを有し、固定ボルト（図示しない）によって互いに結合されている。
【００１４】
電動モータ３は、第１のハウジング６Ａに取り付けられている。電動モータ３の出力軸３Ａは第１のハウジング６Ａを挿通し、第２のハウジング６Ｂに装着された転がり軸受７によって回転可能に支持されている。
駆動軸２は、ボールねじ装置１２のねじ軸８と一体に形成されている。駆動軸２は、第２のハウジング６Ｂ内において、すべり軸受９を介して回転可能に支持されている。
【００１５】
減速機構４は、第１歯車１０と、第２歯車１１とを備えている。第１歯車１０は、第１および第２のハウジング６Ａ，６Ｂの間に収容配置されており、電動モータ３の出力軸３Ａの端部に相対回転不能に取り付けられている。第２歯車１１は、ボールナット１６の外周に外嵌され、かつ第１歯車１０に噛み合っている。ボールナット１６は、第１のハウジング６Ａの内周に外嵌装着された転がり軸受１３、および第２のハウジング６Ｂの内周に装着された転がり軸受１４によって回転可能に支持されている。第２歯車１１、転がり軸受１３および転がり軸受１４は、ボールナット１６の外周に外嵌固定されている。
【００１６】
図２は、ボールねじ装置１２の模式的な側面図である。図３は、ボールねじ装置１２の分解斜視図である。図３では、ボールねじ装置１２のうちねじ軸８を省略した構成を示している。図４は、コマ２２，１２２の装着状態においてボールナット１６を径方向外方から見た図である。図５は、図４の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。図６は、図４の切断面線Ｂ−Ｂから見た断面図である。図７は、図４の切断面線Ｃ−Ｃから見た断面図である。図８は、図４の切断面線Ｄ−Ｄから見た断面図である。図４は、図３の切断面線Ｅ−Ｅから見た断面図である。図８および図９では、便宜上、円周方向Ｙが直線方向になるように描いている。
【００１７】
ボールねじ装置１２は、軸方向（ねじ軸８の軸方向）Ｘに沿って延びるねじ軸８と、ねじ軸８に外嵌されたボールナット１６と、ねじ軸８とボールナット１６との間に介在された複数のボール１５と、ボールナット１６において軸方向Ｘ一端部（図２で示す左端部）を除く部分の外周を包囲する円筒スリーブ１７と、ボールナット１６の軸方向Ｘ一端部（図２で示す左端部）および円筒スリーブ１７の外周を包囲する有底円筒状の円筒１８と、円筒スリーブ１７の穴２３およびボールナット１６の収容穴２１，１２１に装着される一対のコマ２２，１２２とを含む。ボールねじ装置１２は、理論上必要な有効巻数がたとえば３．３であり、その理論上の有効巻数がそのまま採用されている。以下、ねじ軸８、ボールナット１６、円筒スリーブ１７および円筒１８の軸方向は、駆動軸（図１参照）の軸方向Ｘと同じであるとして説明する。また、スリーブ１７および円筒１８の円周方向および径方向は、それぞれ、ボールナット１６の円周方向Ｙおよび径方向Ｚであるとして説明する。
【００１８】
図２および図５〜図７に示すように、ねじ軸８の外周面８Ａにはねじ溝１９が形成されている。ねじ溝１９は、ねじ軸８の円中心を中心として旋回しながら軸方向Ｘの他方（図２および図５〜図７の右方）へ徐々にずれる螺旋状の溝である。ねじ溝１９の断面は、略Ｕ字状の湾曲面である。外周面８Ａには、軸方向Ｘに隣り合うねじ溝１９の境界をなす螺旋状のねじ山２０が形成されている。
【００１９】
図２、図３および図５〜図７に示すように、ボールナット１６は、鋼などの金属を用いて形成され、軸方向Ｘに延びる略円筒体である。ボールナット１６は、軸方向Ｘの一端部（図３の左手前側端部および図５〜図７の左端部）の円筒状の大径部３０と、ボールナット１６の軸方向Ｘの一端部を除く全域を構成する円筒状の小径部３１とを一体的に含む。大径部３０の外周面は、大径円筒面３０Ａである。小径部３１の外周面は、大径円筒面３０Ａと同軸で、かつ大径円筒面３０Ａよりも小径の小径円筒面３１Ａである。大径円筒面３０Ａと小径円筒面３１Ａとは、軸方向に垂直な方向に沿う円筒端面からなる段突部３２によって接続されている。ボールナット１６は、内周面１６Ａを有している。内周面１６Ａは、小径部３１および大径部３０にボールナット１６の軸方向Ｘの全域に亘って形成され、軸方向Ｘに沿う中心軸を有する１つの円筒面に形成されている。
【００２０】
ボールナット１６の内周面１６Ａには、その全域に、内周面１６Ａの円中心を中心として旋回しながら軸方向Ｘの他方（図５〜図７の右方）へ徐々にずれる螺旋状のねじ溝３３が形成されている。ねじ溝３３の断面は、略Ｕ字状の湾曲面である。内周面１６Ａには、軸方向Ｘに隣り合うねじ溝３３の境界をなす螺旋状のねじ山３４が形成されている。
ボールナット１６の内周面１６Ａでは、ボールナット１６のねじ溝３３と、ねじ軸８の外周面８Ａにおいて内周面１６Ａに対向している部分におけるねじ溝１９とによって、内転動路３７（図５〜図７参照）が形成されている。すなわち、ボールナット１６およびねじ軸８の互いのねじ溝１９，３３によって螺旋状の内転動路３７が形成されている。図５〜図７に示すように、内転動路３７は、略円形状の断面を有しており、ボールナット１６やねじ軸８の円中心を中心として旋回しながら軸方向Ｘの他方（図５〜図７参照の右方）へ徐々にずれる螺旋状をなしている。軸方向Ｘにおいて隣り合う内転動路３７の間には、ねじ軸８のねじ山２０とボールナット１６のねじ山３４とが径方向に対向した状態で配置されており、これらのねじ山２０，３４は、軸方向Ｘにおいて隣り合う２列の内転動路３７の境界をなしている。
【００２１】
小径部３１に対応する内周面１６Ａには、一対の収容穴２１，１２１が形成されている。第１の収容穴２１は、小径部３１に対応する内周面１６Ａにおいて、転動開始位置（他方の凹所形成位置）３７Ａに配置されている。第２の収容穴１２１は、小径部３１に対応する内周面１６Ａにおいて、転動開始位置３７Ａから、軸方向Ｘに間隔を空けられた転動終了位置（一方の凹所形成位置）３７Ｂに配置されている。一対の収容穴２１，１２１は、それぞれ、転動開始位置３７Ａおよび転動終了位置３７Ｂにおいて、ボールナット１６の周壁を径方向に貫通して、ボールナット１６の外周面（大径面）に開口している。一対の収容穴２１，１２１は、互いに平行な姿勢で、軸方向Ｘに間隔を隔てて（たとえば軸方向Ｘにはねじ溝３３を３つ分弱）かつ円周方向Ｙにたとえば１２０°程ずれつつ配置されている。第１の収容穴２１に第１のコマ２２が装着され、第２の収容穴１２１に第２のコマ１２２が装着される。
【００２２】
図５および図７に示すように、各収容穴２１，１２１は、ボールナット１６の外周面（小径円筒面３１Ａ）側の外領域２１Ａと、外領域２１Ａよりも内周面１６Ａ側の内領域２１Ｂとを含んでいる。ボールナット１６の外側（径方向外側）から見て、各収容穴２１，１２１（外領域２１Ａおよび内領域２１Ｂの両方）は、ねじ溝３３の傾斜角に相当する角度だけ円周方向Ｙに対して傾斜する方向に沿って長い。ボールナット１６において各収容穴２１，１２１を区画する部分には、外領域２１Ａと内領域２１Ｂとの境界をなす段差部分２１Ｃが形成されている。
【００２３】
円筒スリーブ１７は、円筒面からなる内周面１７Ａおよび外周面１７Ｂを有する円筒であり、小径部３１の外周を包囲するようにボールナット１６に外嵌固定されている。内周面１７Ａは、ボールナット１６の小径円筒面３１Ａとほぼ同等の径を有し、外周面１７Ｂは、円筒１８の内径とほぼ同等の径を有している。ボールナット１６に外嵌される前の状態において、内周面１７Ａはボールナット１６の小径円筒面３１Ａよりもやや小径に設定されている。そのため、ボールナット１６の小径部３１に円筒スリーブ１７が外嵌された状態では、締り嵌めにより、円筒スリーブ１７がボールナット１６に固定されている。換言すると、円筒スリーブ１７は、ボールナット１６との軸方向Ｘの相対移動および相対回転が阻止されている。
【００２４】
円筒スリーブ１７およびボールナット１６は、鋼などの金属を用いて形成されている。より具体的には、円筒スリーブ１７はボールナット１６と同一種類の鋼（たとえばＳＣＭ４１５）を用いて形成されている。そのため、環境温度等の影響を受けてボールナット１６および円筒スリーブ１７が熱膨張や熱収縮する際において、ボールナット１６と円筒スリーブ１７との膨張率や収縮率は等しくなり、その結果、ボールナット１６および円筒スリーブ１７に過度の熱応力が発生するのを抑制できる。
【００２５】
円筒スリーブ１７は、内周面１７Ａおよび外周面１７Ｂを貫通し、長尺をなす穴２３を有している。穴２３は、外周面１７Ｂに沿って延びている。穴２３の、長手方向に直交する断面形状は、矩形である。穴２３は、穴２３の延びる方向に垂直な面で切断した断面に関し、そのボール１５（図５〜図７では黒丸で示す）の全部分を収容できる幅Ｗ１（図６参照）と厚みＷ２（図６参照）とを有している。幅Ｗ１は、ボール１５直径のたとえば１．２倍の大きさに設定されており、厚みＷ２は、ボール１５直径のたとえば１．２倍の大きさに設定されている。
【００２６】
穴２３は、ボール１５が転動可能な転動穴部２４と、第１のコマ２２の内側部分を収容する第１の収容穴部２５と、第２のコマ１２２の内側部分を収容する第２の収容穴部２６とを含む。第１および第２の収容穴部２５，２６は、それぞれ、ボールナット１６の第１および第２の収容穴２１，１２１に対応して設けられている。転動穴部２４は、第１および第２の収容穴部２５，２６を接続している。
【００２７】
転動穴部２４は、一端部２７と、他端部２８と、一端部２７および他端部２８を繋ぐ接続部２９とを有し、全体として略クランクの線形をなしている。一端部２７および他端部２８は、軸方向Ｘに垂直な方向に対し、ねじ溝３３のリード角と同じ角度だけ傾斜している。接続部２９は、円周方向Ｙに沿って略直線状に延びている。転動穴部２４は、全体として、軸方向Ｘにはたとえばねじ溝３３を３つ分弱、かつ円周方向Ｙにたとえば１２０°程に亘って延びている。
【００２８】
穴２３は、エンドミル等を用いて切削形成される。穴２３の転動穴部２４における、長手方向に沿う側壁２４Ａ，２４Ｂは、転動穴部２４の延びる方向の全域に亘り、内周面１７Ａおよび外周面１７Ｂに対して略垂直をなす平坦面である。溝加工でなく穴加工により穴２３を形成するので、側壁２４Ａ，２４Ｂを、内周面１７Ａおよび外周面１７Ｂに対して略垂直をなす平坦面に設けることができる。
【００２９】
図３および図５〜図７に示すように、円筒１８は、有底円筒状をなし、鋼などの金属を用いて形成されている。円筒１８は、ボールナット１６の小径部３１に外嵌された円筒スリーブ１７の外周面１７Ｂと、ボールナット１６の大径部３０とを被覆した状態で、ボールナット１６および円筒スリーブ１７に取り付けられている。
ボールナット１６および円筒スリーブ１７に外嵌される前の状態において、内周面１８Ａは、円筒スリーブ１７の外周面１７Ｂよりもやや小径に設定されている。そのため、ボールナット１６や円筒スリーブ１７に円筒１８が外嵌された状態では締り嵌めにより、円筒スリーブ１７に円筒１８が固定されている。前述のように、円筒スリーブ１７をボールナット１６に装着した状態でボールナット１６に対する円筒スリーブ１７の固定が図られているから、円筒スリーブ１７に対して円筒１８が外嵌固定されることにより、ボールナット１６および円筒スリーブ１７に対する円筒１８の固定が達成される。換言すると、円筒１８は、ボールナット１６および円筒スリーブ１７との軸方向Ｘの相対移動および相対回転が阻止されている。
【００３０】
第１および第２のコマ２２，１２２は、小片状をなしており、対応する収容穴２１，１２１および対応する収容穴部２５，２６（穴２３の収容穴部２５，２６）に跨って、１つずつ挿入されている。第１および第２のコマ２２，１２２の材質としては、樹脂や金属などを採用できる。第１および第２のコマ２２，１２２は、互いに同等の諸元を有しているので、以下、第１のコマ２２についてのみ説明し、第２のコマ１２２についての説明は省略する。
【００３１】
図１０Ａは、第１のコマ２２の斜視図である。図１０Ｂは、図１０Ａの右奥側から見た斜視図である。図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、第１のコマ２２は、外部分５１と内部分５２とを一体的に含んでいる。
外部分５１は、ブロック状をなしている。外部分５１は、円筒部１８をボールナット１６に取り付けた状態における、第１の収容穴２１の外領域２１Ａ（図５〜図９参照）および穴２３の第１の収容穴部２５を足し合わせた領域にちょうど嵌る形状を有しており、たとえば、四隅の端縁が面取りされた直方体状である。なお、外部分５１において図１０Ａおよび図１０Ｂで大きく表れている表面を外面５１Ａと呼ぶことにすると、図１０Ａおよび図１０Ｂでは外面５１Ａを平坦面状に描いているが、外面５１Ａが、円筒部１８の内周面１８Ａに面一になるように湾曲している。
【００３２】
内部分５２は、外部分５１の長手方向に沿って長手のブロック状である。内部分５２は、収容穴２１，１２１の内領域２１Ｂ（図５および図７参照）にちょうど嵌る形状を有しており、内部分５２では、長手方向における両端部が丸められている。外部分５１において、外面５１Ａとは反対側の面を内面５１Ｂと呼ぶことにすると、内部分５２は、内面５１Ｂに固定されている。外部分５１の厚み方向から見て、内部分５２は、外部分５１の輪郭の内側に位置している。
【００３３】
第１および第２のコマ２２，１２２は、図８および図９に示すように、接続路５４を有している。各接続路５４は、対応するコマ２２，１２２の内部をトンネル状に延びている。各接続路５４は、コマ２２の長手方向の一端面（図１０Ａの左手前側端面）に開口する円形の外側開口５５と、第１のコマ２２の長手方向の他端面（図１０Ａの右奥側端面）に開口する円形の内側開口５６とを連通する。接続路５４は、断面円形をなしている。
【００３４】
外側開口５５と内側開口５６とは、径方向位置（円中心からの距離）が互いに異ならされており、外側開口５５が内側開口５６よりも径方向外側に配置されている。そのため、接続路５４は、内側開口５６から外側開口５５に向かうに従って径方向外側に向かう傾斜状をなしている。
より具体的には、接続路５４は、軸方向Ｘおよび円周方向Ｙに関しては、略直線状をなしている。径方向Ｚに関しては、図８および図９に示すように、接続路５４は、外側開口５５および内側開口５６を除く部分では略円弧状をなしているが、外側開口５５付近および内側開口５６付近では、他の部分と比較して緩やかな勾配を有する湾曲状に設けられている。
【００３５】
図３および図５〜図１０Ｂに示すように、各コマ２２，１２２は、対応する収容穴２１，１２１に対して、より詳しくはボールナット１６の径方向外側から装着（挿入）されている。図５および図７〜図９に示すように、外部分５１の外側部分が収容穴部２５，２６に収容されており、外部分５１の内側部分が収容穴２１，１２１の外領域２１Ａに収容されている。また、内部分５２が、収容穴２１，１２１の内領域２１Ｂに収容されている。
【００３６】
収容穴２１，１２１および収容穴部２５，２６に収容された各コマ２２，１２２は、各外部分５１の外面５１Ａが円筒１８の内周面１８Ａに当接しており、これにより、収容穴２１，１２１および収容穴部２５，２６からのコマ２２，１２２の抜止めが図られている。している。これにより、コマ２２，１２２が、収容穴２１，１２１内および収容穴部２５，２６内で位置決めされている。
【００３７】
図４に示すように、第１の収容穴２１に装着される第１のコマ２２と、第２の収容穴１２１に装着される第２のコマ１２２とは、円周方向Ｙに関し互いに逆向きになるように対応する収容穴２１，１２１に装着されている。第１の収容穴２１および第１の収容穴部２５に装着された状態の第１のコマ２２は、図９に示すように、外側開口５５が穴２３の転動穴部２４に対向している。また、第２の収容穴１２１および第２の収容穴部２６に装着された状態の第２のコマ１２２も、図８に示すように、外側開口５５が穴２３の転動穴部２４に対向している。
【００３８】
図５〜図７に示すように、ボール１５は、金属等で形成された小さな球体であって、内転動路３７内に配置されており、内転動路３７内で自由に転動できる。
図６に示すように、穴２３の転動穴部２４の両側壁２４Ａ，２４Ｂと、ボールナット１６の小径円筒面３１Ａと、円筒１８の内周面１８Ａとによって、ボール１５が転動可能な外転動路４０（図６、図８および図９参照）が区画される。外転動路４０は、流通方向の全域に亘って、その断面断面が矩形状をなしている。外転動路４０は、ボールナット１６や円筒１８の円中心を中心として、内転動路３７によって導かれる軸方向とは逆向きの軸方向にずれている。
【００３９】
ボールナット１６に装着された状態で各コマ２２，１２２の接続路５４は、穴２３の転動穴部２４の内部（すなわち、外転動路４０）に連通（合流）している。また、この状態において、各コマ２２，１２２の接続路５４は、内転動路３７にも連通している。すなわち、外転動路４０は、内転動路３７のバイパスとなっており、より詳しくは、外転動路４０および２つの接続路５４によって、内転動路３７内の転動終了位置３７Ｂのボール１５を、内転動路３７内の転動開始位置３７Ａに戻すための帰還路が形成されている。
【００４０】
次に、図３を参照しつつ、ボールねじ装置１２の組付けについて説明する。作業者は、まず、ボールナット１６の小径部３１に円筒スリーブ１７を外嵌する。具体的には、嵌合に先立って、第１および第２の収容穴２１，１２１と、第１および第２の収容穴部２５，２６とが互いに合致するように、ボールナット１６と円筒スリーブ１７との円周方向Ｙの位置合わせを行う。円周方向Ｙの位置合わせ後、ボールナット１６の小径部３１の軸方向Ｘの他方側（図３の右奥側）から円筒スリーブ１７を嵌め合わせ、その後、円筒スリーブ１７を、一端面（図３の左端面）が段突部３２に当接するまで、軸方向Ｘの一方側（図３の左手前側）に向けて押し込む。円筒スリーブ１７が当たることにより、円筒スリーブ１７のボールナット１６に対する軸方向Ｘの一方側（図３の左手前側および図５〜図７の左側）への移動が規制され、円筒スリーブ１７に対する外嵌が達成される。
【００４１】
前述のように、ボールナット１６に外嵌される前の状態において、円筒スリーブ１７の内周面１７Ａはボールナット１６の小径円筒面３１Ａよりもやや小径に設定されている。そのため、円筒スリーブ１７が押し込まれた状態では、締り嵌めにより、ボールナット１６に対する円筒スリーブ１７の固定が達成される。
次いで、作業者は、一対のコマ２２，１２２を、それぞれ、対応する収容穴２１，１２１および収容穴部２５，２６にその径方向外側から挿入する。コマ２２，１２２は、対応する収容穴２１，１２１内および収容穴部２５，２６内で仮係止され、これにより、円筒スリーブ１７およびボールナット１６の小径部３１にコマ２２，１２２が装着される。
【００４２】
次いで、作業者は、コマ２２，１２２が装着された状態のボールナット１６および円筒スリーブ１７を、円筒１８の軸方向Ｘの他方側（図３の右奥側）から、軸方向Ｘに沿って円筒１８内に内嵌めさせ、その後、ボールナット１６および円筒スリーブ１７を、ボールナット１６（小径部３１）および円筒スリーブ１７の外周が覆われるまで、軸方向Ｘの一方側（図３の左手前側）に向けて押し込む。
【００４３】
前述のように、ボールナット１６および円筒スリーブ１７に外嵌される前の状態において、内周面１８Ａは、円筒スリーブ１７の外周面１７Ｂよりもやや小径に設定されている。そのため、ボールナット１６および円筒スリーブ１７が押し込まれた状態では、締り嵌めにより、円筒スリーブ１７に対する円筒１８の固定が達成される。これにより、ボールナット１６および円筒スリーブ１７の双方に対する円筒１８の固定が達成される。
【００４４】
図４〜図９を参照して、ボール１５の動きについて説明する。
内転動路３７内のボール１５は、ボールナット１６とねじ軸８との相対回転に伴って内転動路３７内で転動しながら内転動路３７に沿って、転動開始位置３７Ａから転動終了位置３７Ｂまで移動する。転動終了位置３７Ｂに到達したボール１５は、転動終了位置３７Ｂに設けられた第２の収容穴１２１に装着される第２のコマ１２２の接続路５４を通って、図８に示すように円筒スリーブ１７の転動穴部２４に掬い上げられる（図４および図８に示す矢印参照）。このとき、第１のコマ２２の接続路５４の内側開口５６が入口５４Ａとして機能し、かつ接続路５４の外側開口５５が出口５４Ｂとして機能する。これにより、内転動路３７から、転動穴部２４によって区画される外転動路４０へと、ボール１５が導かれる。
【００４５】
その後、ボール１５は、外転動路４０を移動して、ボールナット１６の小径部３１の外周を、軸方向Ｘにおいて今までとは逆向き（図５〜図７の左側）へ進む。そして、外転動路４０を通ったボール１５は、図９に示すように、転動開始位置３７Ａに設けられた第１の収容穴２１に装着される第１のコマ２２の接続路５４を通って、内転動路３７内の転動開始位置３７Ａに戻される（図４および図９に示す矢印参照）。このとき、接続路５４の外側開口５５（図１０Ａを併せて参照）が入口５４Ａとして機能し、かつ接続路５４の内側開口５６（図１０Ｂを併せて参照）が出口５４Ｂとして機能する。これにより、外転動路４０から内転動路３７へと、ボール１５が導かれる。
【００４６】
つまり、内転動路３７内を移動するボール１５が、外転動路４０および接続路５４を含む帰還路によって循環され、これにより、内転動路３７内へのボール１５の安定供給が可能になる。
図１１は、別の形態に係るボールねじ装置１０１の構成を示す断面図である。図１２は、図１１を矢視Ｇから見た図である。
【００４７】
ボールねじ装置１０１は、軸方向Ｘに沿って延びるねじ軸（図示しない）と、このねじ軸に対して外嵌されたボールナット１０２と、前記のねじ軸とボールナット１０２との間に介在された複数のボール１０３と、ボールナット１０２の外周を包囲する円筒１０４と、ボールナット１０２の収容穴（図示しない）に装着される一対のコマ（図示しない）とを含む。ボールナット１０２の外周面１０２Ｂには、螺旋状の旋回溝１０５が形成されている。旋回溝１０５と円筒１０４の内周面１０４Ａとによって、外転動路１０６が形成される。
【００４８】
旋回溝１０５は、エンドミル等を用いて切削により溝加工されており、そのため、旋回溝の断面形状が、外側に開くＶ字状をなしている。転動しているボール１０３には、旋回溝１０５に沿う荷重Ｆが作用することがある。荷重Ｆの作用により、外転動路１０６内の複数のボール１０３は当該外転動路１０６内にひしめき合い、各ボール１０３はＶ溝からなる旋回溝１０５のテーパ面を乗り上げるようになる。その結果、外転動路１０６内の複数のボール１０３は、図１２に示すように、一列には整列せずに、当該列から横にはみ出すようになる（ちどり状態）。この状態がさらに悪化すると、旋回溝１０５のテーパ面に乗り上げたボール１０３が円筒１０４の内周面１０４Ａと干渉することにより、外転動路１０６においてボール１０３の詰まりが発生するおそれがある。
【００４９】
以上により、この実施形態によれば、収容穴部２４の両側壁２４Ａ，２４Ｂが垂直であるので、ボールねじ装置１に軸方向荷重Ｆ（図１２参照）が作用した場合であっても、外転動路４０に一列に並んでいる個々のボール１５が、側壁２４Ａ，２４Ｂに乗り上がらず、円筒１０４の内周面１０４Ａと干渉することがない。また、ボール１５が側壁２４Ａ，２４Ｂに乗り上がらないので、図１２に示すようなちどり列のはみ出し度合いを抑制できる。そのため、外転動路４０におけるボール詰まりの発生を確実に防止できる。
【００５０】
また、ボールナット１６とは別部品に設けられた円筒スリーブ１７に転動穴部２４を形成し、かつ円筒スリーブ１７をボールナット１６に外嵌することことにより、円周方向Ｙに対して略垂直な側壁２４Ａ，２４Ｂを有する外転動路４０を、ボールナット１６の外周に比較的簡単な構成で設けることができる。
また、転動開始位置３７Ａから転動終了位置３７Ｂまで、内転動路３７内を移動したボール１５は、転動穴部２４によって区画される外転動路４０を通ってボールナット１６の外周を移動した後、内転動路３７内の転動開始位置３７Ａに戻される。また、前述のように、外転動路４０におけるボール１５詰まりの発生がないことも相俟って、ボール１５を、内転動路３７内でスムーズに循環させることができる。
【００５１】
また、転動開始位置３７Ａおよび転動終了位置３７Ｂを外転動路４０を含む帰還路でつなぐので、ボールナット１６の周壁に軸方向Ｘの貫通孔を設ける必要がなくなる結果、２つのコマ２２，１２２の配置位置について円周方向Ｙの制約がない。これにより、コマ２２，１２２の配置位置のレイアウトの自由度を高めることができる。その結果、ボールねじ装置１２の理論上の有効巻数をそのまま採用でき、ゆえに、ボールねじ装置１２を軸方向Ｘに小型化することが可能になる。
【００５２】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。
たとえば、図１３に示すように、各コマ２２，１２２は、接続路５４に代えて、溝状をなす接続路２５４を有していてもよい。接続路２５４は、コマ２２，１２２の長手方向に沿って延び、コマ２２，１２２の側壁を突き破るように形成されている。
【００５３】
また、転動穴部２４は、略クランク状でなく、直線状であってもよい。この場合、コマの接続路５４，２５４の外側開口５５側に、軸方向Ｘおよび円周方向Ｙに関し屈曲または湾曲する部分を設けることが、ボール１５のスムーズな転動の観点から望ましい。
また、前述の実施形態では、転動穴部２４の両側壁２４Ａ，２４Ｂの双方が、内周面１７Ａおよび外周面１７Ｂに対して略垂直をなす面であるとして説明したが、両側壁２４Ａ，２４Ｂの一方だけを前記のような略垂直をなす面としてもよい。この場合、両側壁２４Ａ，２４Ｂの他方は、径方向の外方に開くようなテーパ面をなしていてもよい。
【００５４】
また、前述の実施形態において、転動穴部２４の両側壁２４Ａ，２４Ｂが、内周面１７Ａおよび外周面１７Ｂに対して略垂直をなしていたが、図１３に示すように、両側壁２４Ａ，２４Ｂが径方向の外方に開くようなテーパ面をなしていてもよい。この場合、穴２３の延びる方向に垂直な面で切断した断面に関し、内周側の幅Ｗ３が十分に小さく（ボール１５直径のたとえば１．２倍の大きさ）設定されている。この場合にも、図１２に示すようなちどり列のはみ出し度合いが軽減される。
【００５５】
また、転動穴部２４（転動穴）を有する転動穴形成部材として、円筒スリーブ１７を例に挙げたが、たとえば、ボールナット１６の外周面（たとえば小径面３１）に沿う円弧板状をなしていてもよい。
また、前述の実施形態において、ボールナット１６と円筒スリーブ１７との相対回転阻止構造のための構造として、ボールナット１６と円筒スリーブ１７との圧入固定を例に挙げたが、ボールナット１６の小径部３１の外周にボールナット側キー凹所（溝や穴）を設け、かつ円筒スリーブ１７の内周に円筒スリーブ側キー凹所（溝や穴）を設け、これらボールナット側キー凹所および円筒スリーブ側キー凹所にキーが跨って挿入することにより、ボールナット１６と円筒スリーブ１７との相対回転阻止が達成されていてもよい。
【００５６】
また、ボールナット１６の小径部３１の外周に、二面幅形状や六角形状からなる係合部を設け、当該係合部に嵌合する嵌合部を、円筒スリーブ１７の内周に設け、このような係合部および嵌合部の嵌合により、ボールナット１６と円筒スリーブ１７との相対回転阻止が達成されていてもよい。
また、前述の実施形態において、円筒スリーブ１７と円筒１８との相対回転阻止構造のための構造として、円筒スリーブ１７と円筒１８との圧入固定を例に挙げたが、円筒スリーブ１７の外周に円筒スリーブ側キー凹所（溝や穴）を設け、かつ円筒１８の内周に円筒側キー凹所（溝や穴）を設け、これら円筒スリーブキー凹所および円筒側キー凹所にキーが跨って挿入することにより、円筒スリーブ１７と円筒１８との相対回転阻止が達成されていてもよい。この場合、円筒スリーブ側キー凹所や円筒側キー凹所は、軸方向Ｘの他端（図３で示す右側）に設けられていてもよい。
【００５７】
また、円筒スリーブ１７の外周に、二面幅形状や六角形状からなる係合部を設け、当該係合部に嵌合する嵌合部を、円筒１８の内周に設け、このような係合部および嵌合部の嵌合により、円筒スリーブ１７と円筒１８との相対回転阻止が達成されていてもよい。
また、前述の実施形態では、ボールナット１６の収容穴２１，１２１に、ボールナット１６内へのコマ２２，１２２の脱落を防止するために段差部分２１Ｃを形成する構成を採用したが、段差部分２１Ｃと同等の構成を有する段差部分を、ボールナット１６ではなく、円筒スリーブ１７の収容穴部２５，２６に設けるようにしてもよい。また、これらの段差部分を設けないようにしてもよいが、その際、各コマ２２，１２２を円筒スリーブ１７の外周面１７Ｂとを係合させて、コマ２２，１２２の脱落を防止するようにしてもよい。
【００５８】
また、前述の実施形態では、穴２３の転動穴部２４において両端部２７，２８を除く部分を略直線状に設ける場合を例に挙げたが、転動穴部２４は、湾曲状であってもよいし、螺旋状であってもよい。
また、前述の実施形態では、円筒１８が有底である場合を例に挙げて説明したが、円筒１８は、底部を有さなくてもよいのはいうまでもない。
【００５９】
また、円筒１８が、転がり軸受１３，１４の内輪として機能していてもよい。すなわち、円筒１８の外周面に内輪軌道が形成されており、この内輪軌道を軸受用のボールが転動する構成であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１…ボールねじ装置、８…ねじ軸、８Ａ…外周面、１５…ボール、１６…ボールナット、１６Ａ…内周面、１７…円筒スリーブ、１７Ａ…内周面、１７Ｂ…外周面、１８…円筒、１９…ねじ溝、２１…収容穴（凹所）、２４…転動穴部（転動穴）、２４Ａ，２４Ｂ…側壁、３０Ａ…大径円筒面、３１Ａ…小径円筒面、３２…段突部、３３…ねじ溝、３７…内転動路、３７Ａ…転動開始位置（凹所形成位置）、３７Ｂ…転動終了位置（凹所形成位置）、１２１…収容穴（凹所） 
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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