(57)【要約】      （修正有）【課題】ボールねじの負荷分布を均一化し、特定位置のボールに発生する応力集中を低減できるボールねじを提供する。【解決手段】外周面に第１のねじ溝２ａを有するねじ軸２と、第１のねじ溝２ａに対向する第２のねじ溝を内周面に形成したナット３と、第１のねじ溝と第２のねじ溝とにより形成された螺旋状通路内に収容された複数のボールと、それぞれ、ナット３に取り付けられ、螺旋状通路の２箇所をつなぐ循環路を形成する３つ以上のボール循環部材５，６，７とを備えたボールねじにおいて、少なくとも１つのボール循環部材６が、他のボール循環部材５，７とは異なる周方向の位置に配置されている。【選択図】図１
0003208138.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
第１のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、  前記第１のねじ溝に対向する第２のねじ溝を内周面に有するナットと、  前記第１のねじ溝と前記第２のねじ溝とにより形成された螺旋状通路内に収容された複数のボールと、  それぞれ、前記ナットに取り付けられ、前記螺旋状通路の２箇所をつなぐ循環路を形成する３つ以上のボール循環部材とを備えたボールねじにおいて、  少なくとも１つの前記ボール循環部材が、その他の前記ボール循環部材とは異なる周方向の位置に配置されていることを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
少なくとも２つの前記ボール循環部材が円周方向の同位置に配置され、  前記少なくとも１つの前記ボール循環部材が、軸方向において、前記少なくとも２つの前記ボール循環部材の間に配置されている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】
前記少なくとも１つの前記ボール循環部材と前記２つの前記ボール循環部材とは円周方向に１８０°異なる位置に配置されている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】
前記少なくとも１つの前記ボール循環部材と共に前記ボールが循環する回路を構成する前記第２のねじ溝の部分が、前記少なくとも２つの前記ボール循環部材と共にそれぞれ前記ボールが循環する回路を構成する前記第２のねじ溝の２つの部分から等距離の位置から軸方向にずれて予圧を生じさせていることを特徴とする請求項３に記載のボールねじ。
【請求項５】
前記ねじ軸のいずれか一方の端部で前記ねじ軸を回転可能に支持する支持部材を有し、  前記ナットは、前記支持部材とは反対側の端部に、径方向外方に延びるフランジを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のボールねじ。
【請求項６】
前記ボール循環部材は、  その両端に配置され、径方向外側で前記螺旋状通路内の前記ボールを掬い上げる外側掬い上げ部と、径方向内側で前記螺旋状通路内の前記ボールを掬い上げる内側掬い上げ部と、を備えた一対の掬い上げ通路と、  前記一対の掬い上げ通路をつなぐボール送り通路と、を有し、  前記外側掬い上げ部と前記内側掬い上げ部は、その間に、先端側から前記ボール送り通路側に凹んだ凹部を構成し、  前記ボール循環部材は、最も前記ボール送り通路側に位置する前記凹部の部分から、前記ボールの経路に沿った分割面により分かれる２つの構成部材からなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のボールねじ。
【請求項７】
軸方向に見たときに、前記分割面は、前記凹部の近傍において、前記ボール循環部材を通過する前記ボールの中心の軌跡よりも前記内側掬い上げ部側に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のボールねじ。
【請求項８】
前記第１のねじ溝が、前記ボールの進行方向に対して垂直な断面において、両端に滑らかに連続して、前記ボールの半径の２分の１以上、２倍以下の曲率半径を有する円弧部を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のボールねじ。
【請求項９】
前記ねじ軸の中心軸線から前記第１のねじ溝内の前記ボールの中心までの距離から前記ねじ軸の最大半径を引いた値が、前記ボールの直径の１０％以下であることを特徴とする請求項８に記載のボールねじ。
【請求項１０】
前記ナットの端部に取り付けられ、前記ねじ軸に接触する接触部を備えたシールを有し、  前記接触部は、少なくとも前記ねじ軸側に、断面が円弧状の曲面を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のボールねじ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、回転運動を直線運動に変換するボールねじに関するものである。特に、高負荷用途に使用されるボールねじを長寿命化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来のボールねじの、ねじ軸やナットのねじ溝の形状は、ねじ溝とボールとの初期接触角が４５°程度、最大接触角が６５°程度になるように形成されていた。これは加工性、作動性、負荷容量などのバランスを考慮したものである。【０００３】  複数回路を有するボールねじは、複数の循環チューブの取付け位置を同じ円周方向位置で軸方向に配列させる設計、即ち、複数の循環チューブの全てをナットの外周で軸方向に一列に配列した設計が通常であった。これは加工工程を少なくするためである。例えば、図７に示すように、回路を３回路有するチューブ循環方式の場合、各回路の循環チューブ５０ａ、５０ｂ、５０ｃの取付け位置を同じ円周方向位置としている。【０００４】  ボールねじを各種機械装置に適用する場合、ボールねじの選定は、当該ボールねじの使用条件に十分耐え得る様に安全率を大きめに設定した上で行われていた。このとき、安全率を大きくするには、ボールねじの軸径、即ち、ねじ軸５２の径寸法を大きくするのが効果的である。しかしながら、ボールねじの軸径を大きくできない場合は、ボールが循環する回路の数を増やし、ボールの数を増やすことで対処することが行われていた。或いは、ねじ溝のリードを大きくし、直径の大きなボールを使用することで対処していた。【０００５】  なお、上記従来の選定においては、ボールねじの軸径を大きくする場合も含めて、次のように対処するのが通常であった。ボールねじ選定時の荷重条件は、ねじ軸５２とナット５１との間を転動している各ボールには全て均等に荷重が掛かると仮定する。この場合の各ボールにかかる荷重は、ボールねじ全体に掛かる荷重をナット５１内の有効ボール数で除算したものである。ここで、有効ボールとは、ねじ軸５２とナット５１との間を実際に転動しているボールのことである。すなわち、循環チューブなどの循環路内のボールは有効ボールに含まない。この仮定された荷重を基にねじ溝とボールの接触面圧を算出する。この接触面圧の値と、実験等により得られたボールねじの機能、寿命等のデータベースとを比較することにより、適切なボールねじを選定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６１−１３１５５３
【特許文献２】実開昭５３−１３８０８５
【特許文献３】特開昭５４−１１３７６２
【特許文献４】実開平０４−１１０２５５
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】  実際には、有効ボールの全てに対し均等に荷重が掛かるのではない。負荷を受けたときのねじ軸５２及びナット５１の弾性変形により、ナット５１内における軸方向の負荷分布はばらつきが生じる。当該ボールねじのナット５１に軸方向のアキシアル荷重Ｆａが、また、ねじ軸５２にアキシアル荷重Ｆａ’が図８に示すような方向に負荷された場合、ナット５１及びねじ軸５２の各ねじ溝５１ａ、５２ａ位置における軸方向に沿った弾性変位量の分布は、それぞれ同図に矢符号で表されるようになる。このねじ軸５２の弾性変位量とナット５１の弾性変位量とに応じて、ナット５１の両端部近傍に位置するボールと、そのボールに接触する各ねじ溝５１ａ、５２ａとの接触点に応力集中が起きることが分かる。例えば、加工テーブルで重切削用の加工テーブルをボールねじで支持するときにはこの傾向が顕著である。【０００８】  ねじ軸５２とナット５１の相対回転に伴い、各ボールは、順次、ねじ溝５１ａ、５２ａから循環チューブ５０に掬い上げられて循環チューブ５０内を通って循環する。そのためナット５１と対向するねじ軸５２の軌道上にはボールがない部分が存在する。このため、円周方向にも負荷分布のばらつきが発生し、有効ボールの一部に高負荷が掛かることになる。図９に表されるように、ナット５１内の各回路のボール１は、ねじ溝から循環チューブ５０内を通過することにより循環する。図１０は、この状態を軸方向からみたところを模式的に示したものである。βは、ねじ軸５２の中心軸線と循環チューブ５０の両端部とをそれぞれ結んだ２直線によりなす角度である。図９を合わせて参照することにより、円周方向でのβ角度の範囲部分のボール数が相対的に少なくなっていることが分かる。ボール数が相対的に少ないことにより、β角度の範囲内のボールに加わる負荷は相対的に大きくなる。【０００９】  従来のボールねじにおいては、以上のように、ナット５１の両端部のボールとねじ溝との接触部位への応力集中及び特定範囲内のボールへの負荷増大という懸念がある。このことから、従来のボールねじにおいては、設計時の安全率を大きく設定しないと、ねじ軸５２又はナット５１の各ねじ溝５１ａ、５２ａ表面の早期剥離、または、異常摩耗を引き起こすという問題があった。【００１０】  また、特に高負荷用途では、安全率を大きく設定するとボールねじが大型化し、目的の仕様に合わなくなったり、コスト高になったりしてしまうという問題があった。【００１１】  本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、ボールねじの負荷分布を均一化し、特定位置のボールに発生する応力集中を低減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】
【００１２】  上記課題を解決するために、本願のボールねじは、  第１のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、  前記第１のねじ溝に対向する第２のねじ溝を内周面に有するナットと、  前記第１のねじ溝と前記第２のねじ溝とにより形成された螺旋状通路内に収容された複数のボールと、  それぞれ、前記ナットに取り付けられ、前記螺旋状通路の２箇所をつなぐ循環路を形成する３つ以上のボール循環部材とを備えたボールねじにおいて、  少なくとも１つの前記ボール循環部材が、その他の前記ボール循環部材とは異なる周方向の位置に配置されているものとする。【００１３】  好ましくは、少なくとも２つの前記ボール循環部材が円周方向の同位置に配置され、  前記少なくとも１つの前記ボール循環部材が、軸方向において、前記少なくとも２つの前記ボール循環部材の間に配置されているものとする。【００１４】  また、好ましくは、前記少なくとも１つの前記ボール循環部材と前記２つの前記ボール循環部材とは円周方向に１８０°異なる位置に配置されているものとする。【００１５】  また、好ましくは、前記少なくとも１つの前記ボール循環部材と共に前記ボールが循環する回路を構成する前記第２のねじ溝の部分が、前記少なくとも２つの前記ボール循環部材と共にそれぞれ前記ボールが循環する回路を構成する前記第２のねじ溝の２つの部分から等距離の位置から軸方向にずれて予圧を生じさせているものとする。【００１６】  また、好ましくは、前記ねじ軸のいずれか一方の端部で前記ねじ軸を回転可能に支持する支持部材を有し、  前記ナットは、前記支持部材とは反対側の端部に、径方向外方に延びるフランジを有するものとする。【００１７】  また、好ましくは、前記ボール循環部材は、  その両端に配置され、径方向外側で前記螺旋状通路内の前記ボールを掬い上げる外側掬い上げ部と、径方向内側で前記螺旋状通路内の前記ボールを掬い上げる内側掬い上げ部と、を備えた一対の掬い上げ通路と、  前記一対の掬い上げ通路をつなぐボール送り通路と、を有し、  前記外側掬い上げ部と前記内側掬い上げ部は、その間に、先端側から前記ボール送り通路側に凹んだ凹部を構成し、  前記ボール循環部材は、最も前記ボール送り通路側に位置する前記凹部の部分から、前記ボールの経路に沿った分割面により分かれる２つの構成部材からなるものとする。【００１８】  また、好ましくは、軸方向に見たときに、前記分割面は、前記凹部の近傍において、前記ボール循環部材を通過する前記ボールの中心の軌跡よりも前記内側掬い上げ部側に配置されているものとする。【００１９】  また、好ましくは、前記第１のねじ溝が、前記ボールの進行方向に対して垂直な断面において、両端に滑らかに連続して、前記ボールの半径の２分の１以上、２倍以下の曲率半径を有する円弧部を備えるものとする。【００２０】  また、好ましくは、前記ねじ軸の中心軸線から前記第１のねじ溝内の前記ボールの中心までの距離から前記ねじ軸の最大半径を引いた値が、前記ボールの直径の１０％以下であるものとする。【００２１】  また、好ましくは、前記ナットの端部に取り付けられ、前記ねじ軸に接触する接触部を備えたシールを有し、  前記接触部は、少なくとも前記ねじ軸側に、断面が円弧状の曲面を有��ているものとする。
【考案の効果】
【００２２】  以上説明してきたように、本発明のボールねじを採用すると、簡単な手段によって、ねじ軸とナットとの間を転動している複数のボールに対する負荷分布が平均化する。つまり、一部のボールに発生する応力集中が低減される。従って、ボールねじの外径を大きくすることなく、従来よりも負荷容量が大きくなるという効果がある。【００２３】  また、ボールねじのサイズを大きくすることなく負荷容量が増大するため、高負荷用途（例えば、射出成形機、モールディング、パワーシリンダ）への適用が、更に容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の実施形態に係るボールねじを示す側面図である。
【図２】図２は本発明の実施形態に係るボールねじの構成を説明するための概略断面図である。
【図３】図３は本発明の実施形態に係るねじ溝の形状を示す断面図である。
【図４】図４は接触角と接触楕円との関係を示す図である。
【図５】図５は本発明の回路の軸方向の特徴的な配置による効果を、円周方向の負荷分布のばらつきを無視した軸方向の荷重の分布の比較で表した図である。
【図６】図６は本実施形態の回路反転の効果を、軸方向のばらつき及び円周方向の負荷分布のばらつきを考慮した軸方向の荷重の分布の比較で表した図である。
【図７】図７は従来のボールねじを示す図である。
【図８】図８は軸方向の負荷のばらつきの原因となる弾性変位量を示す図である。
【図９】図９は１つの回路でのボールの循環を表した図である。
【図１０】図１０は円周方向におけるボールの少ない範囲を示す、軸方向から見た図９での１０−１０矢視図である。
【図１１】図１１は本実施形態をダブルナットタイプのボールねじに適用した場合を説明する平面図である。
【図１２】図１２は本発明の実施形態に係るボールねじを片持ち支持構造で用いた状態を示す図面である。
【図１３】図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ及び図１３Ｄは、本発明の実施形態に係るボールねじを片持ち支持構造で用いた場合の作用・効果を説明する図である。図１３Ａは軸方向荷重の作用状態を、図１３Ｂは、ねじ軸を剛体と仮定した場合のボールの荷重分布を、図１３Ｃは、ナットを剛体と仮定した場合のボールの荷重分布を、図１３Ｄは、ねじ軸及びナットの弾性変形を考慮したボールの荷重分布をそれぞれ示している。
【図１４】図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃ及び図１４Ｄは、本発明の第２の実施形態に係るねじ軸の断面積とナットの断面積との比によるボールの荷重分布への影響を説明する図であって、図１４Ａ及び図１４Ｂは両断面積を等しくした場合であり、図１４Ｃはナット側の断面積を相対的に大きくした場合を表している。
【図１５】本発明の実施形態の第１変形例に係るボールねじのナット周辺を径方向に見た図である。
【図１６】本発明の実施形態の第１変形例に係るボールねじを軸方向に見た図である。
【図１７】図１７は図１６に示す１７方向の矢視図であり、サイドキャップ装着前のナットを示している。
【図１８】図１８は図１６に示す１８方向の矢視図であり、サイドキャップ装着後の状態を示している。
【図１９】図１９は本発明の実施形態の第１変形例に係るサイドキャップを示す斜視図である。
【図２０】図２０は本発明の実施形態の第１変形例に係るサイドキャップ構成部材を示す斜視図である。
【図２１】図２１は本発明の実施形態の第１変形例に係るサイドキャップの、図２０に円２１で示す部分を拡大して示す説明図である。
【図２２】図２２は本発明の実施形態の第２変形例に係る掬い上げ基端部における周壁相互の組み合わせ状態を説明するための断面図である。
【図２３】図２３は本発明の実施形態の第２変形例に係る掬い上げ基端部における周壁相互の組み合わせ状態を説明するための斜視図である。
【図２４】図２４は本発明の実施形態の変形例に係るボールねじを径方向から見た図である。
【図２５】図２５は本発明の実施形態の変形例の比較例のサイドキャップの斜視図である。
【図２６】図２６は本発明の実施形態の変形例の分割線を、ボール中心の軌跡に合わせた比較例の要部を拡大して示す説明図である。
【図２７】図２７はサイドキャップを、ボール中心の軌跡に合わせた比較例のサイドキャップ構成部品を示す斜視図である。
【図２８】図２８は本発明の実施形態に係るねじ軸のボール溝の断面図である。
【図２９】図２９は図２８の矢視２９で示すボール溝へのボール衝突位置の連続プロット図である。ボール運動軌跡が理想的な場合を示している。
【図３０】図３０は図２８の矢視２９で示すボール溝へのボール衝突位置の連続プロット図である。ボール運動軌跡が現実的な場合を示している。
【図３１】図３１は従来のボールねじにおけるボール溝へのボール衝突位置の連続プロット図である。ボール運動軌跡が現実的な場合を示している。
【図３２】図３２は従来例に係るねじ軸のボール溝の断面図である。
【図３３】図３３は従来例に係るチューブ方式のボールねじの平面図である。
【図３４】図３３に示す３４−３４断面図である。
【図３５】図３５は他の従来例に係るねじ軸のボール溝の断面図である。
【図３６】図３６はこま循環式ボールねじの斜視図である。
【図３７】図３７は本発明の実施形態に係るシール１５の正面図である。
【図３８】図３８は図３７のシール１５の３８−３８断面図である。
【図３９】図３９は本発明の実施形態に係るシール１５の拡大断面図である。
【図４０】図４０は図３９に示すシール１５の接触部１５ｂを更に拡大した図である。
【図４１】図４１は循環チューブ方式のボールねじのナットを軸線方向に切断した断面図である。
【図４２】図４２は従来技術によるシールの正面図である。
【図４３】図４３は図４２に示す４３−４３断面図である。
【図４４】図４４は他の従来技術によるシールの拡大断面図である。
【図４５】図４５は図４４のシール５のシール片５ｄを更に拡大した図である。
【００２５】  図面を参照し本発明の実施形態を説明する。まず構成について説明する。図１に示すように、本実施形態に係るボールねじは、ねじ軸２の外周に複数のボールを介してナット３が螺合している。ナット３は、ねじ軸２及びナット３が相対回転することで、ねじ軸２に対し相対的に直線移動をする。【００２６】  図２に示すように、ねじ軸２の外周面には、第１のねじ溝として、雄ねじ状のねじ溝２ａが設けられている。また、ナット３の内周面にも、第２のねじ溝として、上記ねじ軸２のねじ溝２ａと径方向で対向する位置に雌ねじ状のねじ溝９が設けられている。その両ねじ溝２ａ、９は、螺旋状通路を形成し、その中には複数のボール１（図２では斜線で表している）が収容されている。ボール１は、ねじ軸２とナット３との相対回転に伴い、ねじ溝２ａに沿って転動し且つ循環する。【００２７】  また、本実施形態のボールねじは、ボールが循環する回路を３つ有するチューブ方式のボールねじである。上記ナット３のねじ溝９は、図２に示すように、軸方向に沿って３つの区画に分けられている。各区画におけるねじ溝９の両端部は、ボール循環部材である循環チューブ５、６、７によってつながっている。これによりボールが循環する３つの回路が形成される。なお、説明の便宜上、図１及び図２における左側から第１回路Ｘ、第２回路Ｙ、第３回路Ｚとする。【００２８】  本実施形態では、第１回路Ｘ及び第３回路Ｚの循環チューブ５、７取付け位置に対し、図１に示すように、第２回路Ｙの循環チューブ６を、円周方向で１８０°反転した位置に設けている。【００２９】  また、本実施形態では、第２回路Ｙの回路は、通常の位置よりも第３回路Ｚ側に数十μｍだけ近づけて配置している。即ち、ナット３における第１回路Ｘのねじ溝９ａと第２回路Ｙのねじ溝９ｂとの間のリードＬａを、各ねじ溝９ａ、９ｂ、９ｃのリードＬより数十μｍ（α）だけ大きく設定する（Ｌａ＝Ｌ＋α）。それと同時に、第２回路Ｙのねじ溝９ｂと第３回路Ｚのねじ溝９ｃとの間のリードＬｂを前記リードＬより数十μｍ（α）だけ小さく設定（Ｌｂ＝Ｌ−α）している。なお、ねじ軸２側のねじ溝２ａのリードは全長にわたって等間隔である。【００３０】  ボールねじの負荷容量を大きくするには、ボール１の接触角の大きさ、ねじ溝２ａ、９の曲率半径をできる限り大きくしたいところである。しかし、図４に示すように接触角を過大に大きくした状態で軸方向の負荷を掛けると、ボール１とねじ溝２ａとが接触している範囲を示す接触楕円Ｆの端部がねじ溝２ａ、９の溝端からはみ出して切れてしまう。接触楕円Ｆの一部が切れると応力が大きくなり、ボールねじの寿命が極端に悪くなる。このため、本実施形態では、図３に示すように、初期接触角Ｄを５０°以上５５°以下とし、最大接触角Ｅを７５°としている。【００３１】  好ましくは、初期接触角５１°以上５４°以下、且つ最大接触角は７２°である。【００３２】  また、各ボール１については、ねじ溝９のリードＬに対して、下式のような関係となるボール径Ｄａのものを使用している。０．７≦（Ｄａ／Ｌ）  従来においては、Ｄａ／Ｌを０．７以上に設定すると、循環チューブの外径部が隣のねじ溝に干渉する可能性があるために、Ｄａ／Ｌを０��７未満に設定していた。これに対して、本実施形態では、ねじ溝からチューブへのボール１の、掬い上げ部分の軸方向の角度を従来より大きくすることで、Ｄａ／Ｌを０．７以上に設定できるようにしている。【００３３】  次に、上記構成のボールねじの作用効果等について説明する。第２回路Ｙ位置を第３回路Ｚ寄りに配置することで、第２回路Ｙ部分のねじ溝９ｂ内のボールに予圧が付与されている。そのためナット３にアキシアル荷重Ｆａが負荷されたときの当該ねじ溝９ｂの弾性変位量は、第２回路Ｙの位置を第３回路Ｚ寄りに配置しない場合に比べて大きくなり、ボールとの接触面積が増大する。これにより第３回路Ｚ寄りに配置させた第２回路Ｙ内のボールによる負荷分担量が増大し、且つ通常の場合に応力集中が生じるナット端部側の回路である第１回路Ｘ及び第３回路Ｚの負荷分担量が減少する。そのため、ナット３における軸方向の負荷分布が平均化されてばらつきが低減する。【００３４】  第２回路Ｙの循環チューブ６の取付け位置は、第１回路Ｘ及び第３回路Ｚの循環チューブ５及び７の取付け位置に対し、円周方向で１８０°反転させている。これにより、円周方向における第１回路Ｘ及び第３回路Ｚでの有効ボール数が少ない部分と、第２回路Ｙでの有効ボール数が少ない部分とが円周方向で重なることが回避される。つまり、円周方向における無負荷圏（ボール１が存在しない部分）が分散することで、円周方向での各有効ボール１に対する負荷分布のばらつきが抑えられる。【００３５】  以上のように、有効ボール（ねじ軸２とナット３間を転動しているボール１）に対する軸方向及び円周方向の負荷分布が従来よりも均一化する。したがって、各有効ボールに対する負荷分布、さらにはそのボールに接触するねじ軸２とナット３の各ねじ溝２ａ、９に対する負荷分布が平均化し負荷容量が増大する。【００３６】  また、本実施形態では、ボール１の初期接触角Ｅ及び最大接触角Ｆを従来よりも大きくすると共にＤａ／Ｌを０．７以上に設定することで、さらに負荷容量の増大が図られている。【００３７】  本実施形態の構成は、玉径が１０ｍｍ以上の場合にも効果がある。電動射出成形機用ボールねじであれば、下式のような関係となるボール径Ｄａのものが好ましい。０．７≦（Ｄａ／Ｌ）≦０．９（即ち、ＤａはＬの７０〜９０％）【００３８】  なお、本実施形態では、第１回路Ｘの循環チューブ５の取付け位置に対して、第２回路Ｙの循環チューブ６の取付け位置だけを１８０°反転しているが、第３回路Ｚの循環チューブ７の取付け位置も第１回路Ｘの循環チューブ５の取付け位置に対して１８０°反転させてもよい。また、第１回路Ｘと第２回路Ｙを同じ円周方向位置とし、第３回路Ｚのみを１８０°反転させてもよい。さらに、循環チューブは、必ずしも１８０°反転させる必要はなく、円周方向における有効ボール数の分布が均一になる、又は、均一に近づくように、複数ある循環チューブの円周方向の位置を設定すればよい。【００３９】  以上の説明では、図２に示すように、ナット３へのアキシアル荷重Ｆａが、第１回路Ｘ側から負荷される場合に、第２回路Ｙのねじ溝９ｂを第３回路Ｚ寄りに配置した実施形態を挙げている。しかし、ナット３へのアキシアル荷重が、��３回路Ｚ側から負荷されるような使用態様の場合は、第２回路Ｙのねじ溝９ｂを第１回路Ｘ寄りに配置する。すなわち、複数の回路に挟まれた位置にある回路のねじ溝を、両隣りの回路から等距離の位置からナット３にかかるアキシアル荷重と同じ向きにずらして配置すれば良い。【００４０】  本発明にあっては、このようにアキシアル荷重の向きに応じて、複数の回路の一部を軸方向にずらして配置することによりナットの軸方向における弾性変位量の分布を平均化させている。これにより、ボールに対する軸方向の負荷分布を平均化し全体としての負荷容量を増大させるという効果を得ている。その代わりに、例えば、本実施形態において第２回路Ｙに使用するボール１の径を、第１回路Ｘ及び第３回路Ｚで使用するボール１の径よりも大きくするというように、一部の回路内に装填するボール径を変えることによっても、上述と同様な作用効果を得ることができる。即ち、第２回路Ｙのボール１の径を大きくすることで、第２回路Ｙ部分のねじ溝９ｂ内のボールに予圧が付与されることになる。それによりナット３にアキシアル荷重Ｆａが負荷されたときの当該ねじ溝９ｂの弾性変位量は、ボール１の径を大きくしない場合に比べて大きくなり、ボールとの接触面積が増大する。そして当該ボールの径を大きくした回路Ｙ内のボールによる負荷分担量が増大し、且つボール１の径を大きくしない状態で応力集中が生じるナット端部側の回路である第１回路Ｘ及び第３回路Ｚでの負荷分担量が減少するから、ナット３における軸方向の負荷分布が平均化されてばらつきが低減する。これにより、当該第２回路Ｙのボール１が分担する軸方向荷重が従来よりも増大して上述同様の作用効果を発揮する。【００４１】  なお、第２回路Ｙのねじ溝９を第１回路Ｘ又は第３回路Ｚ寄りに配置すると共に、第２回路Ｙのボール１の径を第１回路Ｘ及び第３回路Ｚのボール１の径よりも大きくするように設定してもよい。【００４２】  本実施形態においては、回路を１８０°反転することと、第２回路Ｙのねじ溝９を第３回路Ｚ寄りに配置することの両方を採用しているが、いずれか一方だけでも負荷分布のばらつきが低減し、従来よりも負荷容量が増大する。【００４３】  上記構成の本発明に基づくボールねじと、３つの循環チューブ５、６、７を同じ円周方向位置に取り付け且つ第２回路Ｙの回路を第３回路Ｚ寄りに配置しない従来と同じ仕様のボールねじ（比較例）とに対して、負荷分布の状態について解析してみたところ、図５及び図６のような結果が得られた。【００４４】  図５は、円周方向での負荷分布のばらつきを無視し軸方向のばらつきのみを考慮したときの有効ボール１に負荷される軸方向の荷重の分布を示したものである。Ａが本発明のボールねじのものであり、Ｂが比較例のボールねじのものである。この図５から分かるように、本発明に基づくボールねじでは、第２回路Ｙでの負荷が増大すると共に第１回路Ｘ及び第３回路Ｚでの負荷が減少して、軸方向の負荷分布が平均化している。【００４５】  図６は、軸方向のばらつき及び円周方向での負荷分布を考慮したときのねじ溝９に沿った各有効ボール１に負荷される軸方向の荷重を示したものである。Ａ（実線）が本発明のボールねじのものであり、Ｂ（破線）が比較例のボールねじのものである。この図６から分かるように、本発明に基づくボールねじの方がねじ溝９に沿った負荷の振幅が小さくなり、円周方向での負荷分布が平均化している。【００４６】  実際に、本発明に基づくボールねじＡでは、外径寸法を変更することなく、比較例のボールねじＢの負荷容量より２０％程度も負荷容量が増大していることを確認した。【００４７】  なお、本発明を適用できるボールねじは、実施形態に示したようなチューブ循環方式のものに限らない。例えば、実公平５−３５２２８号公報の第１図に記載されているようないわゆるデフレクタ循環方式（複数組のボール連通路を互いに連通するボール戻し溝を有してナットの外周部に取付けられるガイドプレートと、各ボール連通路の内方側に配設されてボールねじ軸及びナットのねじ溝間に介装されたボール群をボール連通路側へ順次導くボール掬上げ部材とで循環路が構成されている）のものにも適用できる。また、同公報の第１５図に従来技術として記載されているガイドプレート循環方式（ボール連通路を互いに連通するボール戻し溝を有してナットの外周部に取付けられるガイドプレートに、前記ボール連通路内に嵌挿される案内片を突設し、この案内片の内面側に外側ボール案内面を形成し、該外側ボール案内面でボール戻し溝の両端と各ボール連通路との間での実質的なボールの方向転換を行うように構成されている。）のものに対しても適用可能である。さらに、上記特徴は、サイドキャップ式のボールねじに適用することもできる。サイドキャップ式のボールねじについては、第１変形例、第２変形例として後述する。【００４８】  本実施形態ではボール１が循環する回路を第１（Ｘ）、第２（Ｙ）、第３（Ｚ）の３回路にしたボールねじについて説明したが、本発明は３回路に限定されるものではなく、４回路以上のものにも適用できる。また、一個のナットに３回路以上設けたものに限らず、後述のダブルナットタイプのように２個以上のナットを使用して全ナットで合計３回路以上としたものでもよい。【００４９】  また、本実施形態ではナットの数が一個のいわゆるシングルナットタイプのものについて述べたが、その他、例えば図１１に示す２個のナット３Ａ、３Ｂを使用したいわゆるダブルナットタイプのように２個以上のナットを使用したものにも適用可能である。こうしたマルチナットタイプの場合、例えば図１１に示すダブルナットタイプの場合で説明すると、２個のナット３Ａ、３Ｂのうちの１個（例えば３Ａ）を１８０°反転させてもよいし、各ナット３Ａ、３Ｂに設けられたそれぞれ２回路１０、１１及び１２、１３のうちの１回路ずつ（例えば回路１０と回路１２）を１８０°反転させてもよい。更に、回路の軸方向の配置については、１個のナット内の回路を通常の位置から軸方向にずらして配置するだけではなく、２個のナット３Ａ、３Ｂの間に間座１４を介装して各ナットに設けられたそれぞれの回路（回路１０、１１の組と回路１２、１３の組）を通常の位置から軸方向にずらして配置してもよい。【００５０】  次に本実施形態の他の特徴について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係るボールねじ装置は、図１２に示すような片持ち支持構造とすることができる。図１���に向かって右側に示す軸方向一端部１０１ａ側は、支持部材であるサポートユニット１０３に回転自在に支持されている。このサポートユニット１０３に使用されるボールねじの支持軸受は、例えばスラストアンギュラ玉軸受を用いることができる。サポートユニット１０３は固定部材１０４に固定される。【００５１】  また、上記ねじ軸１０１の軸方向一端にはプーリ１０５が取り付けられている。そのプーリ１０５の回転に伴ってねじ軸１０１が回転する。ナット１０２は回転が制限されており、ねじ軸１０１の回転により、ナット１０２が直線移動するように構成されている。【００５２】  また、ナット１０２には、上記サポートユニット１０３側とは反対側の軸方向端部にフランジ部１０７ａが設けられている。そのフランジ部１０７ａは取付け部１０７を構成している。この取付け部１０７には、ナット１０２が駆動する取付け部材１０８がボルト止めで取付けられている。この取付け部１０７は軸方向荷重の作用部を構成する。【００５３】  上記構成のボールねじ装置にあっては、図１３Ａに示すように、取付け部材１０８からナット１０２の取付け部１０７に軸方向荷重Ｆ１が作用すると、ナット１０２からねじ軸１０１に軸方向荷重が伝達され、固定側端部に、反力として、反対向きの軸方向荷重Ｆ２が発生する。【００５４】  このとき、従来のようにねじ軸１０１を剛体と仮定し、ナット１０２の弾性変形を考慮すると、軸方向に沿ったボールの荷重分布は、図１３Ｂに表されるように、取付け部１０７の位置で最も荷重が大きくなり、他端部（サポートユニット１０３側）に向けて徐々に小さくなる。【００５５】  一方、ナット１０２を剛体と仮定し、ねじ軸１０１の弾性変形を考慮する。そうすると、軸方向に沿ったボールの荷重分布は、図１３Ｃに表されるように、サポートユニット１０３側（ねじ軸１０１における軸方向一端部１０１ａ側）で最も荷重が大きくなり、他端部（ナット１０２の取付け部１０７）に向けて徐々に小さくなる。【００５６】  実際には、ナット１０２もねじ軸１０１も軸方向に弾性変形するため、両者１０１、１０２の弾性変位を考慮すると、図１３Ｄに示すような均一化された荷重分布となる。即ち、本実施形態では、サポートユニット１０３とは反対側のナット１０２の端部にナット取付け部１０７を設けることで、ナット１０２の弾性変形によって荷重が集中する部分と、ねじ軸１０１の弾性変形によって荷重が集中する部分を軸方向に離隔している。これにより、ナットの軸方向に沿った荷重分布は両端が相対的に大きく、中央部が相対的に小さい分布となるものの、最大値と最小値との差が小さくなる。つまり、ボールへの負荷が均一化される。したがって、ねじ軸１０１とナット１０２は同程度に弾性変形することが好ましい。【００５７】  ここで、ねじ軸１０１の断面積、即ち、軸方向に垂直な方向にねじ軸１０１を切断した断面の面積と、ナット１０２の断面積、即ち、軸方向に垂直な方向にナット１０２を切断した断面の面積を等しくした場合の作用について説明する。両断面積を等しくすると、図１４Ａ及びＢに示すように、ボールへの負荷は、軸方向両端部側が同程度大きくなり、ねじ軸荷重作用側とナット荷重作用側とのバランスがとれて��ボールに対する最大荷重を抑えることができる。一方、例えば、従来と同様に、ねじ軸１０１の断面積よりもナット１０２の断面積を大きくした場合には、ねじ軸１０１の断面積とナット１０２の断面積を等しくした場合に比べて不利となる。これは、ねじ軸１０１の断面積よりもナット１０２の断面積を大きくしたことによって、ねじ軸荷重作用側とナット荷重作用側とで変形量に差が生じ、図１４Ｃに示すように、ねじ軸１０１の荷重作用側（取付け部１０７と反対側、つまりサポートユニット側）のボールへの最大荷重が大きくなるからである。【００５８】  なお、図１４Ａ及びＢの荷重分布の違いは、ねじ軸１０１及びナット１０２の断面積を変えたものである。つまり、図１４Ａは両者の断面積を大きくした場合であり、図１４Ｂは両者の断面積を小さくした場合である。即ち、ねじ軸１０１とナット１０２の断面積が大きいほど弾性変形の影響が少なくなるため、ねじ軸１０１とナット１０２の断面積はできるだけ大きい方が望ましい。ねじ軸１０１とナット１０２とを比べると、内側となるねじ軸１０１の断面積の方が、どうしてもナット１０２の断面積よりも小さくなる傾向にある。従って、ねじ軸１０１の断面積を通常よりも大きくしてナット１０２断面積と概ね等しくすることが好ましい。また、ねじ軸１０１とナット１０２の断面積比は、ねじ軸１０１及びナット１０２の弾性変形を考慮し、ボールへ掛かる荷重のバランスがある程度とれる範囲が好ましい。従って、一方の断面積が他方の断面積の２倍以下となるようにすることが好ましい。【００５９】（第１変形例）  以下、本実施形態の第１変形例について、図面を適宜参照しつつ説明する。本変形例に係るボールねじ装置は、上記実施形態の循環チューブをサイドキャップに置き換えたサイドキャップ式のボールねじである。図１５は本発明の実施形態の変形例に係るボールねじを径方向に見た図である。図１６は、本発明の実施形態の変形例に係るボールねじを軸方向に見た図である。図１７は、図１６に示す１７方向の矢視図であり、サイドキャップ装着前のナットを示している。図１８は、図１６に示す１８方向の矢視図であり、サイドキャップ装着後の状態を示している。【００６０】  このボールねじ１０は、図１５ないし図１６に示すように、ねじ軸１２と、ナット１４とを備えている。ねじ軸１２は、外周面に螺旋状のねじ溝１１を有する。ナット１４は、ねじ軸１２のねじ溝１１に対応する螺旋状のねじ溝１３を内周面に有する。また、ナット１４は、ねじ軸１２に嵌合されており、ナット１４のねじ溝１３とねじ軸１２のねじ溝１１とは互いに対向している。このねじ溝１３とねじ溝１１との間には、螺旋状通路８が構成されている。螺旋状通路８には、転動体としての複数のボール２１５が転動可能に装填されている。【００６１】  また、図１７に示すように、ナット１４には、その外周面に矩形状の平坦面からなるサイドキャップ取付け面１６が形成されている。サイドキャップ取付け面１６には、一対の長孔２０が形成されている。この長孔２０は、前記ねじ溝１１，１３間で構成する螺旋状通路８まで貫通して穿孔されている。そして、図１８に示すように、このサイドキャップ取付け面１６には、ボール循環部材としてのサイドキャップ１７が取り付けられる。サイドキャップ１７は、図１９に示すように、一対の脚部１９を有しており、その一対の脚部１９は、サイドキャップ取付け面１６に形成された上記長孔２０に、ねじ軸１２の軸線方向に対して垂直方向から、ほとんど隙間なく嵌め込み可能になっている（図１５参照）。そして、図１８に示すように、サイドキャップ１７を覆う蓋形状のサイドキャップカバー２６によって、サイドキャップ１７全体をサイドキャップ取付け面１６へ取り付ける。サイドキャップカバー２６は、止めネジ１８によってナット１４にネジ止めする。【００６２】  ここで、サイドキャップ１７には、脚部１９の内部にボール掬い上げ（戻し）通路２１が形成されている（図１６参照）。このボール掬い上げ（戻し）通路２１は、脚部１９の外周壁面に対して傾けて形成されている。このボール掬い上げ通路２１はボール送り通路２２に連続している。このボール送り通路２２、および一対のボール掬い上げ通路２１によって循環路２７を構成している。【００６３】  サイドキャップ１７は、サイドキャップ取付け面１６に形成された長孔２０に対して、容易に脚部１９をはめ込むことができる構造となっている。また、脚部１９内に形成したボール掬い上げ通路２１でのボール２１５の進行方向を、ねじ軸１２の略接線方向且つ両ねじ溝１１，１３のリード角と略一致する方向に掬い上げ可能とする三次元的な構成となっている。そのため、ナット１４の加工が簡単になり、且つ循環路２７、つまり、ボール掬い上げ通路２１およびボール送り通路２２の設計的自由度の向上を図ることを可能としている。そして、この循環路２７、並びに螺旋状通路８によってボール２１５が無限循環する回路が構成される。【００６４】  次に、上述のサイドキャップ１７のもつ分割構造について詳しく説明する。図１９はサイドキャップの斜視図、図２０は、そのサイドキャップを分割した、一方のサイドキャップ構成部材を示す斜視図である。【００６５】  このサイドキャップ１７は、樹脂成形により製作されており、例えば樹脂材をモールド成形してなる一対のサイドキャップ構成部材２３，２３を組み合わせて構成されている。サイドキャップ構成部材２３、２３は互いに同一の形状をしている。図１９に符号ＰＬで示す線は、サイドキャップ１７を各サイドキャップ構成部材２３に分割する分割線を示している。【００６６】  図２０に示すように、このサイドキャップ１７の内側には、ボール掬い上げ通路２１およびボール送り通路２２からなる循環路２７が形成されている。サイドキャプ１７は、図１９の上側から見たときに、中心点を対称点とする点対称に形成されている。そして、図２０に示すように、ボール２１５の進行方向に沿って境界面２３ｄを形成した二つのサイドキャップ構成部材２３から構成される。【００６７】  次に、このサイドキャップ構成部材２３相互の分割線ＰＬ（あるいは分割面２３ｄ）について、より詳しく説明する。図２１は、サイドキャップの分割線の要部（図２０にて円２１で囲われた部分の周辺）を拡大して示す説明図である。同図では、本実施例に係る内側ボール掬い上げ部の掬い上げ基端部での分割例を示している。【００６８】  ところで、図２１に示すよ���に、サイドキャップ１７は、サイドキャップ１７のボール掬い上げ通路２１の先端部分に、内側ボール掬い上げ部２４を有している。内側ボール掬い上げ部２４は、螺旋状通路８内を転動するボール２１５を、螺旋状通路８からボール掬い上げ通路２１へ円滑に掬い上げるために、ボール掬い上げ通路２１からねじ溝１１に向けて突出し、ねじ軸１２のねじ溝１１に挿入される舌状をしている。ねじ溝また、他方のサイドキャップ構成部材２３の脚部１９にも舌状の外側掬い上げ部２８が形成されている。そのため、内側ボール掬い上げ部２４と外側掬い上げ部２８との間には、鋭角をなすＶ字状の凹部２５が形成されることになる。【００６９】  ここで、本実施例に係るサイドキャップ１７では、図２１に示すように、分割線ＰＬが、一対の脚部１９の、それぞれの凹部２５の最も深い部分から延びている。すなわち、サイドキャップ１７を二つのサイドキャップ構成部材２３，２３に分ける分割線ＰＬは、凹部２５をそのＶ字状の頂点で分断する位置に設定されている。【００７０】  また、各凹部２５を通る分割線ＰＬは、掬い上げ基端部２４ａの近傍に、同図に符号２３ｆで示すように、円弧状の部分をもつ。また、その円弧とその上の分割線ＰＬは、なだらかに繋がるように設定されている。図２１に示すように、サイドキャップ構成部材２３の分割面２３ｄは、軸方向に見たときに、掬い上げ基端部２４ａの近傍（図２０にて円２１で囲われた部分）において、ボール２１５の中心の軌跡ＢＣＤ（図２１に示す）に対し、内側ボール掬い上げ部２４の側に張り出した張出部２３ｆを有する。これに合わせて、掬い上げ基端部２４ａは、軸方向から見たときに、軌道ＢＣＤから離れて形成されている。これにより、掬い上げ基端部２４ａが、なだらかな形状をしているため、掬い上げ基端部２４ａでの応力集中を、好適に緩和可能になっている。なお、同図の符号Ｚは、ボール２１５を掬い上げる掬い上げ点を示している。また、サイドキャップ１７全体に渡ってなされる分割において、掬い上げ基端部２４ａの近傍以外の部分での分割線ＰＬは、ボール２１５の中心の軌跡に合わせて、２つのサイドキャップ構成部材２３、２３が互いにほぼ同等にボールの周囲を取り囲むように設定される。これにより、ボール２１５を拘束する性能を安定させることができる。【００７１】  次に、本実施形態でのボールねじ１０およびサイドキャップ１７の作用効果について説明する。このボールねじ１０において、ねじ溝１１，１３間を転動したボール２１５は、サイドキャップ１７のボール掬い上げ通路２１によってねじ溝１１，１３のリード角方向に掬い上げられてボール送り通路２２内に円滑に案内される。そのため、このボールねじ１０では、ねじ溝１１、１３のリードが大きくなってもボール２１５の進行方向を急激に曲げるようなことがないため、ボール２１５を掬い上げる際のボール２１５の損傷や騒音等の発生を抑制できる。さらに、例えばエンドキャップ式ボールねじのように、ボールの循環回路数がねじ溝の条数分に限定される制約がないので、１回路当りのボール数（巻き数）を多くすることなく負荷容量を高めることができる。【００７２】  また、このボールねじ１０では、サイドキャップ１７がボ��ル２１５の進行方向に沿って二つに分割された一対のサイドキャップ構成部材２３，２３から構成されている。そのため、ねじ溝１１，１３のリード角と一致する方向にボール２１５を掬い上げて再び螺旋状通路８に戻す循環路２７をサイドキャップ１７内に樹脂成形等により容易に形成することができる。【００７３】  さらに、このボールねじ１０は、サイドキャップ１７を、形状が同一の、一対のサイドキャップ構成部材２３，２３を組み合わせる構成としたことにより、サイドキャップ構成部材２３，２３を１つの成形型で成形でき、これにより、サイドキャップ１７をより容易に製造することができる。【００７４】  また、このボールねじ１０では、サイドキャップ１７をサイドキャップ構成部材２３，２３に分割する分割面２３ｄが、内側ボール掬い上げ部２４と外側ボール掬い上げ部２８の間に形成された凹部２５を、凹部２５の最も深い部分で分断する。従来は、図２７に示すように、基端部２４０ａの形状が複雑であり、応力集中の原因となっていた。本実施例に係るボールねじ１０では、上述の構成により、掬い上げ基端部２４ａがなだらかで単純な形状となるため、サイドキャップ１７内を循環するボール２１５による衝撃がサイドキャップ構成部材２３に作用した場合であっても、掬い上げ基端部２４ａ、あるいは掬い上げ基端部２４ａの近傍が起点となる疲労破壊が生じるおそれがほとんどない。したがって、本実施例によれば、ボールねじの高速運転性能や耐久性能を向上させることができる。【００７５】  上述したように、凹部２５の最も深い部分から分割線ＰＬを開始（および終了）するようにすれば、つまり、凹部２５の最も深い部分が掬い上げ基端部２４ａに形成されないようにサイドキャップ１７を分割すれば、掬い上げ基端部２４ａでの応力集中を好適に緩和可能である。しかし、その副作用として、ボール循環部材構成部材２３の分割面を、ボール２１５の中心が描くボール軌跡に対して、内側ボール掬い上げ部２４の側に向けてずらしているため、掬い上げ基端部２４ａの近傍での周壁によるボール２１５を拘束する性能が不安定になるおそれがある。【００７６】（第２変形例）  そこで、次に、第２変形例として、掬い上げ基端部での応力集中を緩和するとともに、掬い上げ基端部の近傍でのボール拘束性能も安定させ得る形状について説明する。図２２および図２３は、本実施例に係る一対のサイドキャップ構成部材２３、２３同士による掬い上げ基端部の近傍での周壁の組み合わせ状態を説明する図である。上述したように、このサイドキャップ１７は、二つのサイドキャップ構成部材２３からなり、一対のサイドキャップ構成部材２３，２３は、分割面（合わせ面）２３ｄをそれぞれ有している（図２０参照）。【００７７】  なお、この第２変形例は、上記説明した第１変形例のサイドキャップ１７に対して、張出部２３ｆの形状のみが異なっており、それ以外は第１変形例と同様の構成である。そのため、ここでは、張出部２３ｆの形状のみについて説明し、その他の説明については省略する。【００７８】  この第２変形例のサイドキャップ１７では、上記第１実施例のサイドキャップ１７とは異なり図２２に示すように、張出部２３ｆを、他方のサイドキャップ構��部材２３の掬い上げ基端部２４ａの外側を覆うように形成している。【００７９】  これにより、２つのサイドキャップ構成部材２３，２３の分割位置が、この２つのサイドキャップ構成部材２３、２３の間で掬い上げ基端部２４ａ近傍でボールを取り囲む周壁の割合が異なるものであっても、掬い上げ基端部２４ａの近傍での周壁によるボール拘束性能を安定可能になっている。なお、同図での符号Ｏは、ボール２１５の中心位置を示している。【００８０】  このように、第２変形例のサイドキャップ１７では、掬い上げ基端部２４ａでの応力集中を防止しつつ、掬い上げ基端部２４ａの近傍での周壁によるボール拘束性能も安定させることができる。【００８１】  以上説明したように、第１、第２変形例に係るボールねじ１０によれば、上述の実施形態の構成をとりつつ、ボール循環部材をサイドキャップ１７として、強度の弱い掬い上げ基端部２４ａの強度を改善することにより、高速運転性能や耐久性能を向上させたボールねじ１０を提供することができる。【００８２】  なお、本発明に係るボールねじは、上記各変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。【００８３】  例えば、上記各変形例に、さらに、分割面（合わせ面）２３ｄに対して、相互の位置合わせをするための位置決め部として、突起部と穴部とをそれぞれに設ける構成としてもよい。また、サイドキャップ１７には止めネジ１８を直接通すためのサイドキャップ取付け孔を穿設した構成としてもよい。【００８４】  また、上記各変形例では、サイドキャップ１７全体に渡ってなされる分割において、分割線ＰＬが、掬い上げ基端部２４ａを除いて、ボールの中心の軌跡に沿って２つのサイドキャップ構成部材２３、２３が均等になるように設定された例で説明したが、これに限定されず、分割線は均等割りとなる位置でなくてもよい。しかし、サイドキャップ構成部材２３、２３のそれぞれが、ボールに対して、ほぼ同等にボールの周囲を取り囲むことによってボールを拘束する性能が安定するため、掬い上げ基端部の近傍以外の部分での分割線ＰＬは、ボール中心の軌跡に合わせて均等に設定されることが好ましい。【００８５】  或いは、例えば、サイドキャップ１７は完全一体式に構成されていてもよい。また或いは、サイドキャップ１７は３つ以上に分割されたサイドキャップ構成部材を組み合わせて構成されていてもよい。【００８６】  また、例えば、上記各変形例では、凹部２５の形状が、鋭角をなすＶ字状の溝部となっている例で説明したが、凹部２５の形状は、Ｖ字状の溝に限定されない。すなわち、凹部としては、切欠き部あるいは溝等の「くぼみ」を含み、例えば凹部の形状がＵ字状ないしは半円状等であってもよい。【００８７】  また、例えば、上記各変形例では、ボールねじ１０は、サイドキャップ１７（サイドキャップ構成部材２３，２３）を樹脂で形成した例で説明したが、例えばサイドキャップ１７を金属成形、例えば焼結鋼等の焼結材で形成したり、金属射出成形（ＭＩＭ）により成形したりしてもよい。このような構成とすることにより、樹脂の使用に適さない高温条件下でも使用することができる。【００８８】  以上で本願の実施形態の変形例の説明を終え、以下、再び本願の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。ここでは、本実施形態の更に別の特徴について説明する。本実施形態は、ねじ軸径４０ｍｍ、リード２５ｍｍ、ボール径７．１４３８ｍｍのチューブ式ボールねじに対して適用したものである。図２８は、ねじ軸２のボール溝２ａの断面形状を表している。ねじ軸２の外径部（ランド部）４とボール溝２ａのほぼ半円形のボール転動部３５との間を円弧状に面取りした円弧部３１１で連結している。その円弧部３１１の曲率半径Ｒは、本実施形態ではボール１の半径ｒ＝３．５７ｍｍとほぼ等しくしてある。円弧部３１１は、ボール転動部３５の曲線と滑らかに連続して形成されている。【００８９】  円弧部３１１の上部は、ランド部４に交点Ｐ２で隣接している。また、本実施形態では、ねじ軸２の中心軸線からねじ溝２ａ内のボール１の中心までの距離と、ねじ軸２の中心軸線からランド部４の表面までの距離との差Ｙを、ボール１の直径の１０％より小さく設定してある。ボール衝突の衝撃による応力集中を低減するには、円弧部３１１の曲率半径Ｒはできるだけ大きく取ることが望ましい。しかし、反面で曲率半径Ｒが大きくなる程、円弧部３１１とランド部４との交点Ｐ２の位置が溝中心に近づくとともにその形状が鋭い突起状になってくる。そして、曲率半径Ｒが限度を越えて過大になると、Ｐ２点近傍へのボールの衝突の機会がますと同時に衝突時の応力集中も増大して、ランド部肩口の損傷の危険性が増す。そこで、円弧部３１１の曲率半径Ｒの大きさに上限を設けてその危険性を回避する必要がある。【００９０】  本発明者は、ボール１がボール循環チューブ内を通過してねじ軸２のボール溝２ａに向かって送りこまれる時の、ボール１がボール溝２ａの面と最初に衝突する位置をプロットし、得られる線図を解析して、円弧部３１１の曲率半径Ｒの上限を規定することとした。図２９ないし図３１は、上記ボール衝突位置を連続的にプロットした結果を図２８の上から矢符号２８のように見下ろした場合の線図である。各図において、最も上にある点Ｅ１の高さにボール中心位置がきたとき、ボールはＥ１の真下に示した点Ｅ２でボール溝２ａの面と衝突することを示している。【００９１】  図２９は、ボール１がボール溝２ａに送りこまれる軌跡が理想的でかつバラツキがないと仮定した場合である。この場合には、ボール１が円弧部３１１の曲率半径Ｒの大きさには無関係にボール転動部３５にのみ衝突する。したがって円弧部３１１の曲率半径Ｒの上限は問題にならない。しかし実際の場合は、ボールねじの加工・組立誤差や運転速度等の使用条件により、ボールの軌跡はある範囲で必然的にバラツキが出る。図３０、図３１は、ボールねじの寸法精度や実験結果から推定されるボール軌跡の偏りを考慮したときの解析結果を示したものである。【００９２】  図３０は、図２８に示す本実施形態のボール溝形状の場合で、ボールがボール溝２ａの面と衝突するＥ２点は円弧部３１１内にある。しかし、その円弧部３１１の曲率半径Ｒはボール半径とほぼ等しい大きさに形成されているため、そこから損傷が発生する可能性は極めて小さい。更に円弧部３１１の曲率半径Ｒを大きくすると、ボール衝突位置は円弧部３１１���ねじ軸外径部（ランド部）４との突起状の境界線Ｌに近づく。そして曲率半径Ｒが所定値を越えると、その境界線Ｌにボールが衝突してランド部肩口の損傷を招く危険が生じる。本発明者は、上記の解析を、円弧部３１１の曲率半径Ｒを種々変えたものについて行い、その結果に基づいてボールが円弧部３１１とランド部４との境界線Ｌに衝突しないような円弧部３１１の曲率半径Ｒの上限値を求めることができた。その値はボールの半径の２倍である。すなわち、円弧部３１１の曲率半径Ｒはボールの半径の２倍以下とすれば良い。【００９３】  一方、円弧部３１１の曲率半径Ｒがボールの半径の１／２未満の場合は、その円弧部１１にボール衝突による損傷が発生することが認められた。図３１は、図３２に示した従来のボール溝形状の場合（ランド部肩口が傾斜面からなる面取部３６で連結されているもの）を参考に示したものである。この場合、ボールがボール溝２ａの面と衝突するＥ２点が、ボール転動部３５と面取部３６との境界線上にあり、その境界線は突起状になっているため、そこから損傷が発生することが認められた。【００９４】  また、ねじ軸２の中心軸線からねじ溝２ａ内のボール１の中心までの距離と、ねじ軸２の中心軸線からランド部４の表面までの距離との差Ｙを、０またはボール直径の１０％未満と小さく設定するボール溝形状にあっては、円弧部３１１の曲率半径Ｒをより大きく設定しても円弧部３１１とランド部４との境界線Ｌ上へのボール衝突を防ぐことができるから、衝突時の応力集中をさらに緩和することが可能である。【００９５】  なお、本実施形態においては、チューブ循環式ボールねじに本発明を適用した例について説明しているが、上記特徴はその他のボールねじに対しても、同様に適用することができる。例えば、図３６に示すようなコマ循環式のボールねじに上記特徴を適用することもできる。【００９６】  以上、説明したように、本実施形態においては、ボールねじのねじ軸のボール溝の断面形状において、ねじ軸の外径部とボール溝のほぼ半円形のボール転動部との間を円弧部で連結するとともに、その円弧部の曲率半径を前記ボール溝を転動するボールの半径の１／２以上、２倍以下とし、少なくともボール転動部とは滑らかな曲線で連続的につなげるものとした。これにより、上記円弧部近傍にボールの衝突の衝撃力が作用しても応力集中が緩和されて、高速運転でもねじ軸のランド部肩口の損傷が防止できる。また、ねじ軸２の中心軸線からねじ溝２ａ内のボール１の中心までの距離と、ねじ軸２の中心軸線からランド部４の表面までの距離との差Ｙを、０またはボール直径の１０％未満と小さく設定することで、円弧部の曲率半径を大きくしても円弧部とランド部との交点へのボールの衝突を防ぐことができるため、ボールねじの長寿命化が達成できる。図３３ないし図３５は、従来例に係るチューブ方式のボールねじを示す。図３５に示す従来例では、ボール転動部３５の両側に円弧部が形成されているが、当該円弧部の曲率半径Ｒはボール１の半径の４０％以下になっているため、特にボールねじの高速運転を長時間行うことで損傷が生じるおそれがあった。【００９７】  最後に、本願の実施形態の他の特徴について説明する。図３７は、本願の実施形態に係るシール１５の正面図である。図３８は、図３７のシール１５を３８−３８線で切断して矢印方向に見た図である。シール１５は、径方向に広がった円環状のシール本体１５ｃと、シール本体１５ｃの内側から全周にわたって軸方向の一方の側へ屈折して径方向内方に延びるシール片１５ｄとからなる。シール片１５ｄは、その内方縁に円形断面を有する環状の接触部１５ｂを形成している。【００９８】  接触部１５ｂの内側は、ねじ軸２の断面形状に対応した開口１５ａとなっている。外周をナット３に取り付ける取付け部であるシール本体１５ｃと、シール片１５ｄと、接触部１５ｂとは、耐摩耗性及び可撓性を有する樹脂又はゴムから一体形成されている。【００９９】  図３９は、本実施の形態にかかるシール１５のシール片１５ｄ周辺を拡大した断面図であり、図４０は、図３９のシール１５の接触部１５ｂを更に拡大し、ねじ溝（２点鎖線）との接触状態を示した図である。なお、接触部１５ｂは、図に示すように断面が円形であるＯ−リングのような形状を有する。【０１００】  図３９において２点鎖線は、シール１５とねじ軸２との相対角度に応じて変位する、ねじ軸２に接触するシール１５の接触部１５ｂの位置（１５Ａないし１５Ｇ）を示している。図４０から明らかなように、接触部１５ｂの接触点１５ｅ（接触領域）は、ねじ軸２の周面に接触する位置に応じて、接触部１５ｂ上を変位する。【０１０１】  接触部１５ｂによれば、ねじ軸２の何れの周面に接触しても、図４０に示すように接触面の法線は接触部１５ｂの断面中心を通過する。従って、接触位置に関わらず、シール１５とねじ軸２との接触関係は一定に維持されることになり、もって密封機能を確保できることとなる。また、例えば図４４に示す従来技術のシール５であれば、先端部５ｅが接触する前に、左側面５ｆ又は右側面５ｇがねじ軸２に接触してしまうような不安定な接触を招来する恐れがある。しかし、本実施の形態によれば、図３９に示すとおり、５Ａから５Ｇの何れの位置にあっても、常に接触部１５ｂがねじ軸周面に接触するので、安定したシールの密封機能を確保できる。【０１０２】  以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能である。例えば、最後に説明した接触部５ｂの断面形状は半円状としても良い。【０１０３】  また、上記実施形態及び第１、第２変形例において説明したボールねじの特徴は、その中のいずれか１つの特徴をボールねじに適用しても良いし、任意の複数の特徴をボールねじに適用しても良いし、全ての特徴をボールねじに適用しても良い。
【符号の説明】
【０１０４】１  ボール２  ねじ軸２ａ  ねじ溝３  ナット５、６、７  循環チューブ９  ねじ溝１７  サイドキャップ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月26日(2016.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
第１のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、
前記第１のねじ溝に対向する第２のねじ溝を内周面に有するナットと、
前記第１のねじ溝と前記第２のねじ溝とにより形成された螺旋状通路内に収容された複数のボールと、
それぞれ、前記ナットに取り付けられ、前記螺旋状通路の２箇所をつなぐ循環路を形成する３つ以上のボール循環部材とを備えたボールねじにおいて、
少なくとも１つの前記ボール循環部材が、その他の前記ボール循環部材とは異なる周方向の位置に配置されており、
軸方向に垂直に前記ねじ軸を切断した断面の面積と、軸方向に垂直な方向に前記ナットを切断した断面の面積が等しいことを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
少なくとも２つの前記ボール循環部材が円周方向の同位置に配置され、
前記少なくとも１つの前記ボール循環部材が、軸方向において、前記少なくとも２つの前記ボール循環部材の間に配置されている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】
前記少なくとも１つの前記ボール循環部材と前記２つの前記ボール循環部材とは円周方向に１８０°異なる位置に配置されている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】
前記少なくとも１つの前記ボール循環部材と共に前記ボールが循環する回路を構成する前記第２のねじ溝の部分が、前記少なくとも２つの前記ボール循環部材と共にそれぞれ前記ボールが循環する回路を構成する前記第２のねじ溝の２つの部分から等距離の位置から軸方向にずれて予圧を生じさせていることを特徴とする請求項３に記載のボールねじ。
【請求項５】
前記ねじ軸のいずれか一方の端部で前記ねじ軸を回転可能に支持する支持部材を有し、
前記ナットは、前記支持部材とは反対側の端部に、径方向外方に延びるフランジを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のボールねじ。
【請求項６】
前記ボール循環部材は、
その両端に配置され、径方向外側で前記螺旋状通路内の前記ボールを掬い上げる外側掬い上げ部と、径方向内側で前記螺旋状通路内の前記ボールを掬い上げる内側掬い上げ部と、を備えた一対の掬い上げ通路と、
前記一対の掬い上げ通路をつなぐボール送り通路と、を有し、
前記外側掬い上げ部と前記内側掬い上げ部は、その間に、先端側から前記ボール送り通路側に凹んだ凹部を構成し、
前記ボール循環部材は、最も前記ボール送り通路側に位置する前記凹部の部分から、前記ボールの経路に沿った分割面により分かれる２つの構成部材からなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のボールねじ。
【請求項７】
軸方向に見たときに、前記分割面は、前記凹部の近傍において、前記ボール循環部材を通過する前記ボールの中心の軌跡よりも前記内側掬い上げ部側に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のボールねじ。
【請求項８】
前記第１のねじ溝が、前記ボールの進行方向に対して垂直な断面において、両端に滑らかに連続して、前記ボールの半径の２分の１以上、２倍以下の曲率半径を有する円弧部を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のボールねじ。
【請求項９】
前記ねじ軸の中心軸線から前記第１のねじ溝内の前記ボールの中心までの距離から前記ねじ軸の最大半径を引いた値が、前記ボールの直径の１０％以下であることを特徴とする請求項８に記載のボールねじ。
【請求項１０】
前記ナットの端部に取り付けられ、前記ねじ軸に接触する接触部を備えたシールを有し、
前記接触部は、少なくとも前記ねじ軸側に、断面が円弧状の曲面を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のボールねじ。