(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面にボール循環用の複数系列のサーキットを有する、浸炭処理及び熱処理が施されたボールねじナットにおいて、
サーキット外溝の斜径寸法を、サーキット内溝の斜径寸法より小さくするとともに、前記サーキット外溝の前記サーキット内溝に接続する箇所には、前記サーキット外溝と前記サーキット内溝との間の段差を無くすために斜径寸法を連続的に変化させて形成した区間を有し、
前記サーキット内溝と、前記サーキット外溝と、前記区間の繋ぎ溝の肩部とには、Ｒ面取りがあることを特徴とするボールねじナット。
【請求項２】
前記サーキット内溝又は前記サーキット外溝は、ゴシックアーク溝であることを特徴とする請求項１に記載のボールねじナット。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のボールねじナットと、
ねじ軸と
ボールとを含むボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール循環チューブ式ボールねじ及びボール循環こま式ボールねじにおけるボールねじナットのサーキット外ボール防止構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじ装置には、ボールが循環する経路が内設されている。その循環経路の構造としては、ボール循環チューブ又はボール循環こまをボールねじナットの胴部に配設したものと、ボール循環用彎曲路をボールねじナットの前後両端に配設したものが知られている。ボール循環チューブ又はボール循環こまを用いた循環経路（サーキット）はナット毎に一ないし複数系列設けられるが、複数系列のサーキットを有する場合、一のサーキットとこれに隣接する他のサーキットとの間に、ボールの循環しないすなわちボールの通過しない溝部分（サーキット外溝という）が存在する。
【０００３】
例えば、図５〜図７に示すようなボール循環チューブ式ボールねじを例にとると、第１のサーキットＳ１と第２のサーキットＳ２間にサーキット外溝Ｓｏｕｔが存在することになる。このようなボール循環チューブ式ボールねじナット２を組み立てる場合は、循環チューブ３を取り外した状態のボールねじナット２にねじ軸１を通し、ナット胴部のボール循環穴４からボールＢを順に挿入して、ボールねじナット２の内周面のねじ溝２ａとこれに対向したねじ軸１の外周面のねじ溝１ａとで形成されるボール通路にボールＢを充填していく。そして、ボール循環穴４まで一杯にボールＢが充填されたら、予めボールＢを別途に充填してあるＵ形の循環チューブ３の両脚部をそれぞれボール循環穴４に差し込み、そのボール循環穴４を留め具でナット胴部に固定して組み立てを完了する。
【０００４】
ボール循環系列が２系列ある場合、第１のサーキットＳ１内のねじ溝Ｓ１ｉｎ（サーキット内溝という）と第２のサーキットＳ２内のねじ溝Ｓ２ｉｎとの間にあるサーキット外溝Ｓｏｕｔには、本来ボールＢは存在しないのであるが、上記のボールＢの充填作業中に誤って挿入されてしまうと、循環チューブ３の末端のタング部３ａが破損するなどして、ボールねじの機能が損なわれてしまうおそれがある。
そこで、サーキット外溝ＳｏｕｔへのボールＢの侵入を防ぐために、ねじ溝の仕上げ加工において、サーキット外溝Ｓｏｕｔの斜径寸法をサーキット内溝Ｓ１ｉｎ，Ｓ２ｉｎの斜径寸法よりも小さく形成する発明が開示されている（特許文献１）。
【０００５】
ここで、サーキット外溝Ｓｏｕｔの斜径寸法をサーキット内溝Ｓ１ｉｎ，Ｓ２ｉｎの斜径寸法よりも小さく形成したとき、サーキット外溝Ｓｏｕｔの溝幅は、サーキット内溝Ｓ１ｉｎ，Ｓ２ｉｎの溝幅よりも小さくなるため、サーキット内溝Ｓ１ｉｎ，Ｓ２ｉｎと、サーキット外溝Ｓｏｕｔとの境目において、段差を生じる。
ボールねじを構成するねじ軸、ナットには表面を硬化する目的で、浸炭を施した後に熱処理が施される。サーキット外溝と、サーキット内溝Ｓ１ｉｎ，Ｓ２ｉｎとの境目に段差や角部が生じていると、浸炭時に段差や角部が過浸炭となりやすい。過浸炭となった部位は機械的性質を低下させる恐れがある。また、前記段差や角部は、応力集中を生じやすいため、ナットの割れや、ねじ溝の仕上げ加工時において研削砥石の割れを生じるという問題がある。
そこで、特許文献２には、ボールねじのねじ軸において、浸炭処理後にねじ外径部を除去加工し、予め過浸炭部を取り除いた後に焼き入れを施したボールねじが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３３７４５０９号公報
【特許文献２】特開２０１２−０７７７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載の発明はボールねじのねじ軸の過浸炭部除去を行うものであり、ボールねじナットのねじ溝に生じた過浸炭部の除去に適用した場合、ねじ溝の過浸炭部を除去する工程が一つ増えてしまうため、ボールねじナットの製造効率が低下するという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、サーキット外溝へのボールの侵入を防止すると共に、浸炭処理の際に過浸炭部や応力集中部が生じないボールねじナット及び、前記ボールねじナットを使用した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】
上記課題を解決するために本発明は、内周面にボール循環用の複数系列のサーキットを有する、浸炭処理及び熱処理が施されたボールねじナットにおいて、サーキット外溝の斜径寸法を、サーキット内溝の斜径寸法より小さくするとともに、前記サーキット外溝の前記サーキット内溝に接続する箇所には、前記サーキット外溝と前記サーキット内溝との間の段差を無くすために斜径寸法を連続的に変化させて形成した区間を有することを特徴とする。
また、前記ボールねじナットは、前記サーキット内溝と、前記サーキット外溝と、前記区間の繋ぎ溝の肩部とには、Ｒ面取りが形成されていることが望ましい。
また、前記サーキット内溝又は前記サーキット外溝はゴシックアーク溝であることが望ましい。
また、上述したボールねじナットと、ねじ軸と、ボールとを含むボールねじであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ボールねじナットのサーキット外溝の斜径寸法をサーキット溝の斜径寸法よりも小さくすることで、サーキット外溝の通路が狭くなり、ボールねじの組み立て時にボールがサーキット外溝に誤挿入された場合直ちにボールねじナットがロックしてしまい、ねじ軸とボールねじナットとを相対回転させることができなくなるので、サーキット外ボールの発生を簡単に確認できる。また、サーキット内溝とサーキット外溝との間を、連続的に斜径寸法を変化させた繋ぎ溝で接続することで、サーキット内溝とサーキット外溝との間の段差を無くすことにより、浸炭処理時に過浸炭が発生しにくい。これにより、ナットに形成した溝の割れを防止することができる。また、過浸炭部を残したまま熱処理を行うことが無いのでサーキット溝を研削加工する際、研削砥石への負担が少なくなるという効果がある。
【００１１】
また、各溝の肩部にＲ面取りを形成する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施形態の要部の横断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視で示す要部の断面図である。
【図３】この発明を実施するための加工方法の説明図である。
【図４】同じく加工方法の説明図である。
【図５】従来のサーキットが２系列あるボールねじナットのボール循環路を説明する模式図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線矢視で示すボールねじナットの断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視で示すボールねじナットの断面図である。
【図８】従来のデフレクタの正面図である。
【図９】デフレクタを用いた従来のサーキット外ボール防止構造を示す断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線矢視で示すボールねじナットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態）
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態の縦断面図、図２はそのＩＩ−ＩＩ線矢視で示す要部断面図、である。
なお、図２において循環チューブは省略している。
本実施形態のボールねじナット２の場合、ボールねじナット２の第１のサーキット内溝Ｓ１ｉｎと第２のサーキット内溝Ｓ２ｉｎとの間のサーキット外溝Ｓｏｕｔの斜径寸法Ｄｏｕｔは、各サーキット内溝Ｓ１ｉｎ，Ｓ２ｉｎにおける斜径寸法Ｄｉｎよりαだけ小さく形成されている。すなわち、Ｄｏｕｔ＝Ｄｉｎ−αである。
【００１４】
上記の斜径寸法（Ｄｏｕｔ，Ｄｉｎ等）は、不図示の測定器の鋼球（測定子）をボールねじナット２のナットねじ溝２ａに沿って移動させたときの（１ピッチ以内の）最大値をそれぞれ算出して採用している。このようなサーキット外溝Ｓｏｕｔの加工方法を図３，図４により説明する。この加工は、ボールねじナット２の製造工程におけるナットねじ溝２ａの研削工程において行われる。
【００１５】
すなわち、研削盤１０の主軸１１のチャック１２に、被加工物であるボールねじナット２を直接または取付治具を介して取り付ける。予めナットねじ溝２ａの形状寸法に合わせて成形された研削砥石１３を、高周波スピンドル１４にクイル１５を介して装着して、これをボールねじナット２内に挿入し所定のリードで送りつつナットねじ溝２ａを研削加工する。その際、サーキット外の範囲２０を研削する間のみは、研削砥石１３を逃がしてサーキット外溝Ｓｏｕｔの斜径寸法Ｄｏｕｔをマイナスさせるものである。
【００１６】
具体的には、図２に示すように、ワークであるボールねじナット２の中心線ＣＬｗより研削サイドに偏心しているサーキット内溝Ｓ１ｉｎ及びＳ２ｉｎの研削時の砥石中心線Ｃｉｎに対して、サーキット外の範囲２０での砥石中心線Ｃｏｕｔをｔだけ内側へ逃がす。これにより、斜径寸法ＤｏｕｔとＤｉｎとの関係を上式Ｄｏｕｔ＝Ｄｉｎ−αで示されるものとする。
【００１７】
上記のサーキット外溝Ｓｏｕｔの逃がし加工における位相合わせは、以下のように行う。図４において、Ｐ０は定位置（加工原点）、Ｐ１はアプローチ位置、Ｐ２は初めのサーキット外逃がし位置、Ｐ３は次のサーキット外逃がし位置（すなわちサーキットが３系列以上ある場合）、Ｌはアプローチ量、Ｓｔはアプローチ位置Ｐ１以降の研削砥石１３のストローク長である。
【００１８】
はじめ研削砥石１３を定位置Ｐ０からアプローチ量Ｌだけ送り、アプローチ位置Ｐ１に達してからｎリード目までは研削砥石１３の中心線をサーキット内溝研削時砥石中心線Ｃｉｎに合わせて初めのサーキット内溝Ｓｉｎの研削加工を行う。そして、ｎリード目の初めのサーキット外逃がし位置Ｐ２に達した時、研削砥石１３をｔだけ（例えば１５０μｍ）逃がしてその中心線をサーキット外の範囲２０（ｎリード目を基準にワーク回転角度でその前後±β°の範囲、βは例えば９°とする）においては、研削砥石１３の中心線をサーキット外溝研削時砥石中心線Ｃｏｕｔに一致させ、斜径寸法Ｄｏｕｔを斜径寸法Ｄｉｎに対してα分（この場合１５２μｍ）マイナスさせる。この時、ｎリード目でのサーキット外逃がし位置Ｐ２の位相設定は、被加工ワーク（ボールねじナット２）の諸元に応じて前記アプローチ量Ｌを調整（これは例えば、ＮＣのマクロ変数入力）することにより行う。
また、サーキット外逃がし位置Ｐ２で研削砥石１３をｔだけ逃がす動作及び、次のサーキット内溝Ｓｉｎの研削を行う為に研削砥石１３の位置を戻す動作は、ワークを回転させながら行う。これにより、サーキット外溝Ｓｏｕｔのサーキット内溝Ｓｉｎに接続する箇所に、斜径寸法がＤｉｎからＤｏｕｔへ連続的に変化する区間が形成される。
【００１９】
続くｎ’リード目では、研削砥石１３の中心線をサーキット内溝研削時砥石中心線Ｃｉｎに合わせて次のサーキット内溝Ｓｉｎの研削加工を行う。そして、ｎ’リード目の次のサーキット外逃がし位置Ｐ３においては、再びワーク回転角度±β°の範囲で研削砥石１３の中心線をサーキット外溝研削時砥石中心線Ｃｏｕｔに一致させて研削砥石１３を逃がし位置に保持する。
研削砥石１３をｔだけ逃がしながらワークを回転させる角度及び、研削砥石１３をサーキット内溝Ｓｉｎを研削する位置に戻しながらワークを回転させる角度は、それぞれサーキット外の範囲２０の半分未満となるように設定されることが好ましい。これにより、サーキット内溝Ｓｉｎとサーキット外溝Ｓｏｕｔとの境目に段差が生じるのを防ぐことができる。
【００２０】
上記のｎ，ｎ’，β，Ｌの各設定値は、被加工ワーク（ボールねじナット２）の諸元変更ごとに変更する。このようにして加工したボールねじナット２にボールＢを充填して組み立てる際に、ボールねじナット２のサーキット外溝Ｓｏｕｔにサーキット外ボールＢｏｕｔが誤挿入された場合は、サーキット外溝Ｓｏｕｔの通路がサーキット内溝Ｓｉｎの通路より狭くなり、ボールねじナット２がロックされてねじ軸１とボールねじナット２とを相対回転させることができなくなるので、サーキット外ボールＢｏｕｔの存否が簡単に確認できる。したがって、サーキット外ボールＢｏｕｔの存在を見落としたままボールねじ装置を使用して、その結果循環チューブ３の末端のタング部３ａが破損するなどの事故は未然に防止できる。
【００２１】
しかも、従来のようにデフレクタ５をわざわざ製作して装着する必要はなく、材料の点でも、組み立て工数、部品点数の上でもコストアップを招くということが無く、製作工数に関しても研削砥石１３を部分的に逃がすだけであるから特に増加するということはない。なお、上記実施形態は、サーキット内溝Ｓｉｎが２系列，３系列の場合を説明したが、それ以上の系列を有するものにも同様に適用可能である。
【００２２】
また、サーキット外溝Ｓｏｕｔのサーキット内溝Ｓｉｎとの接続部には段差が無いため、浸炭処理時に過浸炭部が生じない。これにより、熱処理後の割れを防止できるとともに、サーキット内溝Ｓｉｎ及びサーキット外溝Ｓｏｕｔを研削加工する際、研削砥石１３への負担が少なく効率良く加工することができる。
【００２３】
なお、上記実施例においては、サーキット内溝Ｓｉｎ、サーキット外溝Ｓｏｕｔの形状は、ゴシックアーク溝であることが好ましい。溝形状が単一円弧形状（サーキュラーアーク形状）の場合に比べて、研削砥石１３をサーキット外溝Ｄｏｕｔを加工するために逃がす量ｔを少なくすることができる。これにより、サーキット外溝Ｓｏｕｔの加工時間を短くすることができる。
【００２４】
また、上記実施形態では、ボール循環チューブ式ボールねじナットについて説明したが、これに限らず、ボール循環こま式ボールねじナットについても適用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
２  ボールねじナット
２ａ  ナットねじ溝
３  循環チューブ
Ｓ  サーキット
Ｓｉｎ  サーキット内溝
Ｓｏｕｔ  サーキット外溝
Ｄｉｎ  サーキット内溝の斜径寸法
Ｄｏｕｔ  サーキット外溝の斜径寸法
【図１】
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【図２】
0006314646.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006314646.tif 000006
【図６】
0006314646.tif 000007
【図７】
0006314646.tif 000008
【図８】
0006314646.tif 000009
【図９】
0006314646.tif 000010
【図１０】
0006314646.tif 000011