(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の転動体転走溝を有するねじ軸と、内周面に前記ねじ軸の前記転動体転走溝に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝を有するナットと、前記ナットの前記負荷転動体転走溝の一端と他端を接続する転動体戻し通路を有する循環部材と、前記ねじ軸の前記転動体転走溝と前記ナットの前記負荷転動体転走溝との間の負荷転動体転走路、並びに前記循環部材の前記転動体戻し通路に収容される複数の転動体と、を備え、前記負荷転動体転走路を転がる転動体を、前記循環部材の一方の端部で掬い上げ、前記循環部材の他方の端部から戻すねじ装置において、
前記循環部材の前記端部の周縁が、前記ナットの前記負荷転動体転走溝側にあり、前記ナットの前記負荷転動体転走溝に繋がる転走溝連続部と、前記ねじ軸の前記転動体転走溝側にあり、前記転動体を前記負荷転動体転走路から掬い上げる掬上げ部とを有し、
前記ナットの側面には、前記ナットの前記負荷転動体転走溝まで到達する貫通穴が開けられ、
前記循環部材の前記端部の少なくとも前記転走溝連続部が樹脂製であると共に、前記貫通穴の内周面に一体に成形され、
前記循環部材の前記端部の前記掬上げ部が樹脂製であると共に、前記転走溝連続部に一体に成形され、
前記貫通穴の内周面と前記端部の前記掬上げ部の外周面との間に、金型を挿入できるすきまが開くことを特徴とするねじ装置。
【請求項２】
前記一対の端部は前記貫通穴から突出し、
前記循環部材は、前記貫通穴から突出する前記循環部材の前記一対の端部を連結する連結部を有し、前記連結部に前記一対の端部の前記転動体戻し通路を連結する連結戻し通路が形成されることを特徴とする請求項１に記載のねじ装置。
【請求項３】
前記複数の転動体間には、転動体同士の接触を防止するスペーサが介在されることを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
Ａ．本発明は、ねじ軸とナットとの間を転がり運動する転動体を、リターンパイプ又はエンドキャップなどの循環部材が循環させるリターンパイプ方式又はエンドキャップ方式のねじ装置及びその製造方法に関する。
Ｂ．また本発明は、ねじ軸とナットとの間を転がり運動する転動体を、デフレクタが一巻き手前の負荷転動体転走溝に戻すデフレクタ方式のねじ装置及びその製造方法に関する。
以下の明細書において、リターンパイプ方式又はエンドキャップ方式のねじ装置及びその製造方法に関する発明の説明に符号Ａを附し、デフレクタ方式のねじ装置及びその製造方法に関する発明の説明に符号Ｂを附す。
【背景技術】
【０００２】
Ａ．ボールねじは、すべり接触するねじに比べて、ナットに対してねじ軸を回転させる際の摩擦係数を低減できるので、工作機械の位置決め機構、自動車のステアリング、案内装置、運動用ねじ等の様々な分野で実用化されている。図３０に示されるように、リターンパイプ方式のボールねじは、ねじ軸１の外周の螺旋状のボール転走溝１ａと、ナット２の内周の螺旋状の負荷ボール転走溝２ａとの間の負荷ボール転走路に複数のボール３を入れ、ナット２に設けた門形状のリターンパイプ４（循環部材）にボール３を循環させるためのボール戻し通路を形成したものである（例えば特許文献１参照）。ナット２の側面には、負荷ボール転走溝２ａまで到達するリターンパイプ挿入穴２ｂが開けられる。リターンパイプ挿入穴２ｂにリターンパイプ４の脚部４ａを挿入すると、ナット２の螺旋状の負荷ボール転走溝２ａの一端と他端がリターンパイプ４のボール戻し通路によって接続される。ねじ軸１とナット２との間に介在される複数のボール３は、螺旋状の負荷ボール転走溝２ａ及びリターンパイプ４内のボール戻し通路で構成されるボール循環経路を循環する。【０００３】
ボール３は、ナット２の負荷ボール転走溝２ａからリターンパイプ４のボール戻し通路へ、又はこれとは逆にリターンパイプ４のボール戻し通路から負荷ボール転走溝２ａに移動する。このとき、ナット２の負荷ボール転走溝２ａとリターンパイプ４のボール戻し通路のつなぎ目に段差が生じると、ボール３の円滑な移動が阻害される。それゆえ、図３１に示されるように、負荷ボール転走溝２ａのボール戻し通路５とのつなぎ目６の段差をなくすように、負荷ボール転走溝２ａのボール戻し通路５との接続部分７には面取り加工が施される。厳密にいえば、転動体としてボールを使用したボールねじの場合、負荷ボール転走溝２ａの断面形状は二点でボールが負荷ボール転走溝２ａに接触するように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。一方、ボール戻し通路５の断面形状は単一の円形状に形成される。負荷ボール転走溝２ａの断面形状を連続的に変化させて、つなぎ目６でボール戻し通路５の断面形状に一致させるためにも、接続部分７に面取り加工が施される。
【特許文献１】特開２０００−１８３５９号公報
【０００４】
Ｂ．図３２は、デフレクタ方式のボールねじを示す。ナット７１の側面にはデフレクタ収容孔７２が開けられる、デフレクタ収容孔７２にはデフレクタ７３が収容される。デフレクタ７３には、ナット７１の内周面に形成された一周未満の螺旋状の負荷ボール転走溝７１ａの一端と他端を接続するＳ字形状の戻し溝７３ａが形成される。この戻し溝７３ａは、ボール７５をねじ軸７６のボール転走溝７６ａから離脱させ、ねじ軸７６のねじ山７６ｂを乗り越えさせ、そして一巻き手前のボール転走溝７６ａに戻す。樹脂成形されたデフレクタ７３は、ナット７１のデフレクタ収容孔７２に嵌め込まれた後、接着剤でナット７１に固定される。【０００５】
他方出願人は、図３３に示されるように、接着剤を用いないでデフレクタ８２をナット８１に装着できるウィングタイプのデフレクタを提案している（特許文献２参照）。ウィングタイプのデフレクタ８２は、戻し溝８２ｃが形成されるデフレクタ本体８２ａと、デフレクタ本体８２ａの側面から突出し、ナット８１の負荷ボール転走溝８１ａに嵌まるウィング部８２ｂと、を有する。デフレクタ８２の戻し溝８２ｃとねじ軸８４との間にはボール８５が介在されるので、デフレクタ８２がねじ軸８４側に落ち込むのを防止することができる。
【特許文献２】特開２００２−１０６６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ａ．しかし、たとえ負荷ボール転走溝２ａとボール戻し通路５の段差をなくすように面取り加工を施す設計をしたとしても、門形状のリターンパイプ４が樹脂成形や曲げ加工によって設計の形状どおり製作されずに、リターンパイプ４の一対の脚部４ａが設計の形状よりも内側に撓んだり、外側に開いたりしてしまう。そして、ナット２の側面から負荷ボール転走溝２ａに向かってリターンパイプ４の挿入穴２ｂを加工するときにも、リターンパイプ挿入穴２ｂの負荷ボール転走溝２ａ側には肉があり、リターンパイプ挿入穴２ｂの負荷ボール転走溝２ａ側とは反対側には肉がないので、真っ直ぐにリターンパイプ挿入穴２ｂを加工しようとしても、肉がない方にドリルが逃げやすくなる。このためリターンパイプ挿入穴２ｂも設計通り加工し難い。このようなリターンパイプ４及びリターンパイプ挿入穴２ｂの加工誤差により、つなぎ目６に段差ができてしまうことがある。【０００７】
つなぎ目６に段差ができると、負荷ボール転走溝２ａからボール戻し通路５へのボールの円滑な移動が阻害される。特にボール３間にスペーサを介在させたボールねじにあっては、ボール３のみならずスペーサも段差に引っかかるおそれがある。スペーサが段差に引っ掛かると、スペーサによるボール３間のすきまの管理が不可能になり、ボール３の循環不良を招く。【０００８】
そこで本発明は、ナットの負荷ボール転走溝と循環部材のボール戻し通路との繋ぎ目に段差が発生し難いねじ装置及びその製造方法を提供することを目的とする。【０００９】
Ｂ．しかし、デフレクタをナットに接着したねじ装置にあっては、デフレクタ７３にボール７５からの繰返し荷重がかかったり、クラーラント、切削油などがデフレクタ７３にかかったりすると、接着剤の強度が弱くなるおそれがある。【００１０】
また、接着する前にデフレクタ収容孔７２に挿入する必要があるから、デフレクタ７３の外形はデフレクタ収容孔７２よりも僅かに小さい。このため、図３４に示されるようにデフレクタ７３の周囲とデフレクタ収容孔７２の内壁面との間には僅かなすきまが開く。デフレクタ７３をナット７１に接着する作業は人間の手作業であるので、デフレクタ７３が位置ずれを起こすことがある。よって、デフレクタ７３の戻し溝７３ａとナット７１の負荷ボール転走溝７１ａとの繋ぎ目７８には、すきまや段差が発生することがある。【００１１】
ウィングタイプのデフレクタ８２にあっては、図３５に示されるように、作動中にデフレクタ８２が揺動できるように、デフレクタ８２の周囲とデフレクタ収容孔８８との間にはすきまが開けられる。デフレクタ８２を揺動させることで、ボールがデフレクタ８２に衝突するときの衝撃を緩和することができるからである。しかし、デフレクタ８２が図中実線で示される状態から図中破線で示される状態に揺動、すなわち傾いたときには、ナット８１の負荷ボール転走溝８１ａとデフレクタ８２の戻し溝８２ｃとの繋ぎ目８６にすきまや段差が発生してしまう。繋ぎ目の段差やすきまはボールの円滑な移動を阻害する。【００１２】
また、ウィングタイプのデフレクタ８２にあっては、デフレクタ８２の戻し溝８２ｃとねじ軸８４との間に介在されるボール８５が、デフレクタ８２がねじ軸８４側に落ち込むのを防止している。しかし、隣接する一対のボール８５がちょうどねじ山の肩に移動しているときは、デフレクタ８２もねじ軸８４側に僅かに落ち込んでしまう。デフレクタ８２がねじ軸８４側に落ち込むと、ナット８１の負荷ボール転走溝８１ａとデフレクタ８２の戻し溝８２ｃとの繋ぎ目８６に段差ができ、ボール８５がデフレクタ８２の戻し溝８２ｃの端部に衝突する。これを避けるために、デフレクタ８２がねじ軸８４側に落ち込んでもボール８５が戻し溝８２ｃの端部に当たらないように戻し溝８２ｃの端部に逃げが形成される。しかし、戻し溝８２ｃの端部に逃げを形成すると、デフレクタ８２が上昇したときに、段差を解消するための逃げが逆に段差を生じさせる。【００１３】
そこで本発明は、ナットの負荷ボール転走溝とデフレクタのボール戻し溝との繋ぎ目に段差が発生し難いねじ装置及びその製造方法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】
【００１４】
以下、本発明について説明する。本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、外周面に螺旋状の転動体転走溝(1a)を有するねじ軸(1)と、内周面に前記ねじ軸(1)の前記転動体転走溝(1a)に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝(11a)を有するナット(11)と、前記ナット(11)の前記負荷転動体転走溝(11a)の一端と他端を接続する転動体戻し通路(13)を有する循環部材(12)と、前記ねじ軸(1)の前記転動体転走溝(1a)と前記ナット(11)の前記負荷転動体転走溝(11a)との間の負荷転動体転走路、並びに前記循環部材(12)の前記転動体戻し通路(13)に収容される複数の転動体(3)と、を備え、前記負荷転動体転走路を転がる転動体(3)を、前記循環部材(12)の一方の端部(14,34)で掬い上げ、前記循環部材(12)の他方の端部(15,35)から戻すねじ装置において、前記循環部材(12)の前記端部(14,15,34,35)の周縁が、前記ナット(11)の前記負荷転動体転走溝(11a)側にあり、前記ナット(11)の前記負荷転動体転走溝(11a)に繋がる転走溝連続部(22,37)と、前記ねじ軸(1)の前記転動体転走溝(1a)側にあり、前記転動体(3)を前記負荷転動体転走路から掬い上げる掬上げ部(23,38)とを有し、前記ナット(11)の側面には、前記ナット(11)の前記負荷転動体転走溝(11a)まで到達する貫通穴(18)が開けられ、前記循環部材(12)の前記端部(14,15,34,35)の少なくとも前記転走溝連続部(22,37)が樹脂製であると共に、前記貫通穴(18)の内周面に一体に成形され、前記循環部材(12)の前記端部(14,15,34,35)の前記掬上げ部(23,38)が樹脂製であると共に、前記転走溝連続部(22,37)に一体に成形され、前記貫通穴(18)の内周面と前記端部(14,15,34,35)の前記掬上げ部(23,38)の外周面(30)との間に、金型を挿入できるすきまが開くことを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のねじ装置において、前記一対の端部(14,15,34,35)は前記貫通穴(18)から突出し、前記循環部材(12)は、前記貫通穴(18)から突出する前記循環部材(12)の前記一対の前記端部(14,15,34,35)を連結する連結部(17)を有し、前記連結部(17)に前記一対の端部(14,15,34,35)の前記転動体戻し通路(13)を連結する連結戻し通路(19)が形成されることを特徴とする。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のねじ装置において、前記複数の転動体(3)間には、転動体(3)同士の接触を防止するスペーサ(8)が介在されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
請求項１に記載の発明によれば、循環部材の転走溝連続部をナットと一体に成形するので、ナットの負荷転動体転走溝と循環部材の転走溝連続部との段差をなくすことができる。それゆえ、転動体の円滑な循環が可能になる。また、ナットに対する循環部材の掬上げ部の位置がずれないので、負荷転動体転走路から転動体を円滑に掬い上げることができる。さらに、ナットの貫通穴内に循環部材の掬上げ部を成形することができる。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、循環部材に転動体を循環させるための連結戻し通路を構成することができる。
【００３８】
請求項３に記載の発明によれば、転動体間に介在されるスペーサもナットの負荷転動体転走溝から循環部材の転走溝連続部へと円滑に移動する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第一の実施形態におけるねじ装置のナットの斜視図
【図２】本発明の第一の実施形態におけるねじ装置のナットの斜視図（連結部を分解した状態）
【図３】本発明の第一の実施形態におけるねじ装置のナットの斜視図（連結部を分解した状態）
【図４】循環部材の端部の斜視図
【図５】ナット内部に露出する掬い部の斜視図
【図６】ナットの負荷ボール転走溝と掬い部の位置関係を示す図（図中（Ａ）はずれている状態を示し、図中（Ｂ）は揃っている状態を示す）
【図７】ナット及び金型の斜視図
【図８】軸形状金型を取り外した状態の金型を示す図
【図９】軸形状金型を取り外した状態の金型を示す図
【図１０】金型を組み合わせた状態を示す図
【図１１】金型を組み合わせた状態を示す図
【図１２】本発明の第二の実施形態におけるねじ装置のナットの斜視図
【図１３】金型の他の例の断面図
【図１４】軸形状金型の他の例を示す図
【図１５】軸形状金型の溝に嵌められる球の動作を示す図
【図１６】本発明の第三の実施形態におけるねじ装置のナットの斜視図
【図１７】図１６のナットの断面図（ウィングデフレクタ）
【図１８】図１６のナットの断面図（通常デフレクタ）
【図１９】ねじ軸を移動するボールを示す図（ねじ軸の斜視図）
【図２０】ねじ軸を移動するボールを示す図（ねじ軸の平面図）
【図２１】ねじ軸を移動するボールを示す図（ねじ軸の正面図）
【図２２】デフレクタの戻し溝に沿ったナットの断面図
【図２３】デフレクタ収容孔を加工したナットの斜視図
【図２４】デフレクタ収容孔を加工したナットの断面図
【図２５】外金型の斜視図
【図２６】外金型をナットに装着した状態を示す図
【図２７】内金型の斜視図
【図２８】内金型をナットに装着した状態を示す図
【図２９】内金型及び外金型をナットに装着した状態を示す図
【図３０】従来のボールねじを示す斜視図
【図３１】負荷ボール転走溝とボール戻し通路の接続部分を示す断面図
【図３２】従来のデフレクタ方式のボールねじを示す斜視図
【図３３】従来のウィングデフレクタ方式のボールねじを示す斜視図
【図３４】従来のデフレクタ方式のボールねじを示す断面図
【図３５】従来のウィングデフレクタ方式のボールねじを示す断面図
【符号の説明】
【００５２】
１…ねじ軸
１ａ…ボール転走溝（転動体転走溝）
３…ボール（転動体）
８…スペーサ
１１…ナット
１１ａ…負荷ボール転走溝（負荷転動体転走溝）
１２…循環部材
１３…ボール戻し通路（転動体戻し通路）
１４，１５，３４，３５…端部
１７…連結部
１８…貫通穴
１９…連結戻し通路
２２，３７…転走溝連続部
２３，３８…掬上げ部
２３ａ…舟底掬い部
２３ｂ…スペーサ掬い部
２７…軸形状金型（ナット内部金型）
２８…薄板状金型（ナット内部金型）
２９…断面円弧状金型
３３…ピン形状金型
５１…ナット
５１ａ…負荷ボール転走溝（負荷転動体転走溝）
５３…ねじ軸
５３ａ…ボール転走溝（転動体転走溝）
５４…デフレクタ
５４ａ…戻し溝
５５…ボール（転動体）
５８…繋ぎ目
６０…外金型
６４…内金型
６６…溝嵌合凸部
６７…収容孔嵌合凸部
６８…戻し溝用凸部
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
Ａ．図１ないし図３は、本発明の第一の実施形態におけるねじ装置のナットを示す。図１は循環部材１２を組み立てた状態のナット１１を示し、図２及び図３は、循環部材１２を分解した状態のナット１１を示す。ナット１１の内周面にはねじ軸の転動体転走溝に対向する螺旋状の負荷転動体転走溝としての負荷ボール転走溝が形成される。ナット１１の内側には、外周面に螺旋状の転動体転走溝としてのボール転走溝を有するねじ軸が組み込まれる。ねじ軸のボール転走溝とナット１１の負荷ボール転走溝１１ａとの間には、転動体として複数のボールが配列・収容される。【００５４】
ねじ軸、ボールの構造は、図１７に示される従来のボールねじと同じであるから図１７の参照符号を利用して説明する。ねじ軸１の外周には所定のリードを有する螺旋状のボール転走溝１ａが加工される。ボール転走溝１ａの断面形状は、単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝に形成されるか、２つの円弧を組み合わせたゴシックアーチ溝に形成される。ねじ軸１のボール転走溝１ａ上をボール３が転がり運動するので、ボール転走溝１ａはその表面が硬化処理される。ねじ軸１には、一条ねじ、二条ねじ、三条ねじ等様々なものを用いることができる。複数のボール３間にはボール３同士の接触を防止するためにスペーサ８が介在される。【００５５】
ねじ軸１にはナット１１が螺合する。図１に示されるように、ナット１１の内周面には、ねじ軸１のボール転走溝１ａに対向する螺旋状の負荷ボール転走溝１１ａが加工される。負荷ボール転走溝１１ａの断面も、単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝に形成されるか、２つの円弧を組み合わせたゴシックアーチ溝に形成される。負荷ボール転走溝１１ａ上をボール３が転がり運動するので、負荷ボール転走溝１１ａもその表面が硬化処理される。ナット１１の側面には平らな平面部１１ｂが形成される。【００５６】
ナット１１の平面部１１ｂには、ねじ軸１のボール転走溝１ａとナット１１の負荷ボール転走溝１１ａとの間の負荷ボール転走路を転がるボール３を循環させる循環部材１２が設けられる。循環部材１２には、ナット１１の負荷ボール転走溝１１ａの一端と他端とを接続する転動体戻し通路としてのボール戻し通路１３が形成される（図２参照）。これら負荷ボール転走路及びボール戻し通路１３で構成されるボール循環路に複数のボール３が配列・収容される。【００５７】
ナット１１に対してねじ軸１を相対的に回転させると、ねじ軸１のボール転走溝１ａとナット１１の負荷ボール転走溝１１ａとの間をボール３が転がり運動する。負荷ボール転走路の一端まで転がったボール３は、循環部材１２の一方の端部１４により負荷ボール転走路から掬い上げられ、ボール戻し通路１３に導かれる。ボール戻し通路１３の内径はボール３の直径よりも若干大きい。ボール戻し通路１３では前方のボール３は後続のボール３に押されながら移動する。ボール戻し通路１３内を移動したボール３は、循環部材の他方の端部１５から数巻き手前の負荷ボール転走路の他端に戻される。ナット１１に対してねじ軸１が回転している間中、ボール３が負荷ボール転走路及びボール戻し通路１３により構成されるボール循環経路を無限循環する。【００５８】
図２に示されるように、循環部材１２は、一対の端部１４，１５と、平面部１１ｂから突出する一対の端部１４，１５を連結する連結部１７とから構成される。一対の端部１４，１５においては、内部のボール戻し通路１４ａ，１５ａが直線的に伸びる。このボール戻し通路１４ａ，１５ａは、負荷ボール転走路の接線方向に配置される。平面部１１ｂには、ナット１１の負荷ボール転走溝１１ａまで到達する貫通穴１８が開けられる。この貫通穴１８の内周面に樹脂製の循環部材１２の端部１４，１５が一体に成形される。【００５９】
連結部１７は樹脂の成型品からなる。連結部１７には、一対の端部１４，１５のボール戻し通路１４ａ，１５ａを接続するＵ字形状の連結戻し通路１９が形成される。連結戻し通路１９は、循環部材１２の一方の端部１４から他方の端部１５に向かって直線的に伸びる中央部戻し通路１９ａと、中央部戻し通路１９ａの両端に設けられ、円弧状に曲がる端部戻し通路１９ｂとで構成される。連結部１７はボール戻し通路１３の中心線に沿って左右に二分割されていて、各分割体には延出部２０が一体に設けられる。延出部２０には、連結部１７をナット１１の側面に固定するための止めねじが挿入される止めねじ挿入部２１が設けられる。【００６０】
図４は循環部材１２の端部１４，１５を示す。ナット１１の一対の貫通穴１８に一対の端部１４，１５が一体に成形される。二箇所の端部１４，１５は配置や向きが異なっているものの、同様の構造である。端部１４，１５の周縁は、端部１４，１５におけるボール戻し通路１３の中心線よりもナット１１の負荷ボール転走溝１１ａ側にあると共に、負荷ボール転走溝１１ａに繋がる転走溝連続部２２と、端部１４，１５におけるボール戻し通路１３の中心線よりもねじ軸１のボール転走溝側にあると共に、ボールを負荷ボール転走路から掬い上げる掬上げ部２３とに分けることができる。ナット１１の負荷ボール転走溝１１ａと端部１４，１５とのつなぎ目の段差をなくすためには、少なくとも端部１４，１５の転走溝連続部２２をナット１１に一体に成形する必要がある。この実施形態では、転走溝連続部２２だけでなく、掬上げ部２３も転走溝連続部２２に一体に成形されるので、掬上げ部２３もナット１１に一体に成形される。掬上げ部をナットに一体に成形すると、図６（Ｂ）に示されるように、ナット１１の負荷ボール転走溝１１ａに対して掬上げ部２３が位置ずれを起こすことがない。それゆえ、ボール３を円滑に掬い上げることができきる。図６（Ａ）は比較のために負荷ボール転走溝１１ａと掬上げ部２３が位置ずれを起こした例を示す。位置ずれを起こすと、ボール３が掬上げ部２３に片当たりするので、ボール３の円滑な掬い上げができなくなる。【００６１】
図５に示されるように、各端部１４，１５はナット１１の内周側に突き出る掬い部２３を有する。掬い部２３は、端部１４，１５の上方に向けて除々に幅が狭くなる溝からなる舟底掬い部２３ａと、ボール３間に介在されるスペーサ８に接触してスペーサ８を掬い上げる舌形状のスペーサ掬い部２３ｂとから構成される。舟底掬い部２３ａは、負荷ボール転走路を転がるボール３を抱え込んで端部１４，１５の内方へ導く。スペーサ掬い部２３ｂは、スペーサ８に接触して負荷ボール転走路を移動するスペーサ８を端部１４，１５の内方へ導く。なお、ボール３間にスペーサ８を介在しない総ボール型のボールねじでは、スペーサ掬い部２３ｂが省略される。また、舟底掬い部２３ａの替わりにボール３に接触してボール３を負荷ボール転走路から掬い上げる舌形状のボール掬い部が設けられることもある。【００６２】
図７は端部１４，１５を成形するための金型を示す。掬い部２３を成形するためには、ナット１１の内側に突出する掬い部２３を金型で塞ぐ必要がある。図５に示される舟底掬い部２３ａの溝形状、及びスペーサ掬い部２３ｂのねじ軸１側の端面２４を形作るために軸形状金型２７がナットの内部に配置される。軸形状金型２７はねじ軸１の径よりも太い。軸形状金型２７には、ねじ軸１のように外周面に螺旋状の溝２７ａが加工される。この溝２７ａがスペーサ掬い部２３ｂの端面２４を形作る。そして、軸形状金型２７の外周面２７ｂが舟底掬い部２３ａの溝形状を形作る。成形後にスペーサ掬い部２３ｂが軸形状金型２７の溝２７ａ内に突出するので、軸形状金型２７を回しながらナット１１から抜く必要がある。連続加工する場合、舟底掬い部及２３ａびスペーサ掬い部２３ｂをナット１１の一定位置に成形するためには、一旦抜いた軸形状金型２７をナット１１の軸線方向の一定位置に戻す必要がある。軸形状金型２７を回しながらナット１１から抜いた場合、回した角度と同じ角度戻すなど、舟底掬い部２３ａ及びスペーサ掬い部２３ｂを形作る軸形状金型２７の溝２７ａの位相に注意しなければならない。ただし、ボール３間にスペーサ８が介在されない総ボール型のボールねじの場合、掬い部２３にスペーサ掬い部２３ｂが設けられずに舟底掬い部２３ａだけが設けられ。この場合、軸形状金型２７の溝２７ａ内に突出するスペーサ掬い部がないので、軸形状金型２７を回転させなくても抜くことができる。【００６３】
円筒状に折り曲げられる薄板状金型２８は、端部１４，１５の先端を形作るために設けられる。図５に示されるように舟底掬い部２３ａはナット１１からわずかに出っ張る。薄板状金型２８は、軸形状金型２７とナット１１との間に生じるすきまにスライド・挿入されて、舟底掬い部２３ａの下端の出っ張り部分を塞ぐ。これら薄板状金型２８及び軸形状金型２７がナット１１の内部に配置されて、ナット１１の内部に突出する端部１４，１５の掬い部２３を形作る。それゆえ、これら薄板状金型２８及び軸形状金型２７をナット内部金型と呼ぶ。【００６４】
断面円弧状金型２９は、ナット１１の側面に開けた貫通穴１８内に挿入される。そして、端部１４，１５の外周面のうち、掬上げ部２３側の外周面３０（図５参照）を形作る。この外周面３０はナット１１の負荷ボール転走溝１１ａの谷底内に入り込んでいる。たとえナット１１の内部に軸線方向に二分割された金型をナット１１の左右から挿入したとしても、ナット１１の負荷ボール転走溝１１ａの谷底内に位置する外周面３０を形作ることは不可能である。それゆえ、貫通穴１８内に挿入される断面円弧状金型２９が必要になる。断面円弧状金型２９の下端には、軸形状金型２７の外周面２７ｂに形状を合わせた切欠き２９ａが形成されると共に、軸形状金型２７の溝２７ａ内に納まる舌部２９ｂが形成される。端部１４，１５を成形後、断面円弧状金型２９をナット１１から離間させると、貫通穴１８の内周面と端部１４，１５の掬上げ部２３側の外周面３０との間に、断面円弧状金型２９を挿入できるすきまが空く。成形した端部１４，１５とナット１１との接着強度が不十分な場合は、このすきまにすきまと同じ形状の介在物を充填してもよい。【００６５】
ピン形状金型３３は、ナット１１の側面に開けた貫通穴１８内に挿入されて、端部１４，１５のボール戻し通路１３を形作る。このピン形状金型３３の下端は軸形状金型２７の溝２７ａに嵌り込む。ピン形状金型３３の下端には、軸形状金型２７の溝２７ａに形状を合わせた面取りが施されると共に、ナット１１の負荷ボール転走溝１１ａの面取り部分に合わせた面取りが施される。このためピン形状金型３３の下端は軸形状金型２７及びナット１１の負荷ボール転走溝１１ａに対して正確に位置決めされる。ピン形状金型３３の下端は、端部１４，１５の転走溝連続部２２を形作る。ピン形状金型３３の下端が位置決めされているので、転走溝連続部２２を正確に形作ることができ、転走溝連続部２２とナット１１の負荷ボール転走溝１１ａとのつなぎ目３６に段差が生じることもない。【００６６】
図８及び図９は、ナット１１の内部からみた、軸形状金型２７を取り外した状態の金型を示す。ピン形状金型３３の先端部３３ａ及び断面円弧状金型２９の舌部２９ｂは軸形状金型２７の溝２７ａに嵌まり込む。軸形状金型２７の溝２７ａは、ねじ軸１のリードに合わせて傾いている。断面円弧状金型２９の切欠き２９ａは、軸形状金型２７の外周面２７ｂに接触する。端部１４，１５の舟底掬い部２３ａは軸形状金型２７の外周面２７ｂによって、スペーサ掬い部２３ｂは軸形状金型２７の溝２７ａによって形作られる。薄板状金型２８は、端部１４，１５の下端の段差を埋めるために設けられる。これら断面円弧状金型２９、ピン形状金型３３、軸形状金型２７及び薄板状金型２８によって形成されるキャビティが循環部材１２の端部１４，１５を形作る。【００６７】
図１０及び図１１は、全ての金型を組み合わせた状態を示す。ナット１１の内部に軸形状金型２７及び薄板状金型２８をセットし、貫通穴１８内に断面円弧状金型２９及びピン形状金型３３を挿入すると、端部１４，１５のキャビティが形成される。キャビティ内に樹脂を射出成形することで、端部１４，１５が貫通穴に一体に成形される。【００６８】
貫通穴１８から突出する端部１４，１５の上端面も金型で塞がれる。平面部１１ｂによりナット１１が薄肉になった場合、端部１４，１５の上端面から樹脂を注入するとナット１１が変形するおそれがある。このため、ナット１１の軸線方向の端面１１ｃに端部１４，１５に向かって樹脂を注入するための注入穴を開けてもよい。【００６９】
図１２は本発明の第二の実施形態におけるねじ装置のナットを示す。この実施形態では、循環部材の端部３４，３５の周縁のうち、転走溝連続部３７のみがナット１１の貫通穴１８に一体に成形される。残りの掬い部３８は、転走溝連続部３７とは別に樹脂成形されて貫通穴１８に組み込まれる。ナット１１の負荷ボール転走溝１１ａにつながるのは、端部３４，３５の転走溝連続部３７だけである。このため、少なくとも端部３４，３５の転走溝連続部３７をナット１１に一体に成形すれば、負荷ボール転走溝１１ａとボール戻し通路１３のつなぎ目に段差が生ずることがない。なお、この実施形態では、端部３４，３５が半割れの形状になるので、金型の構造もより単純になる。【００７０】
図１３は金型の他の例を示す。上述のように、図５に示されるナット１１の内部に突出する掬い部２３を塞げば、端部１４，１５をナットと一体に成形することができる。このためこの実施形態では、ナット１１の内部に可動部分４１を設けた細径の金型４２を挿入する。金型４２をナット１１の所定位置まで移動させたら、可動部分４１を突出させて端部１４，１５の掬い部２３を塞ぐ。可動部分４１は、ナット１１の内部に突出する掬い部２３に合わせた形状を有する。この例では、金型を回さないで済むという利点がある。【００７１】
図１４は軸形状金型の他の例を示す。この例では、軸形状金型２７の外周の溝に突出可能な球４３を設けている。球４３は例えば軸形状金型２７の周方向に四箇所設けられる。循環部材１２の端部１４，１５をナット１１の正確な位置に成形するのには、軸形状金型２７の溝２７ａとナット１１の負荷ボール転走溝１１ａを正確に位置決めする必要がある。図１５に示されるように、軸形状金型２７の溝２７ａから球４３を突出させてナット１１の負荷ボール転走溝１１ａに嵌めると、軸形状金型２７の溝２７ａとナット１１の負荷ボール転走溝１１ａが正確に位置決めされる。このため、ナット１１の正確な位置に循環部材１２の端部１４，１５を成形することができる。なお、軸形状金型２７をナット１１から抜くときは、この球４３は引っ込んだ状態になる。【００７２】
ところで、端部１４，１５をナット１１に一体に成形した後に転走溝連続部２２を負荷ボール転走溝１１ａの面取りと一緒に切削又は研削加工すると、段差は確実にゼロになる。このため、循環部材１２の端部１４，１５をナット１１に一体に成形後、転走溝連続部２２を負荷ボール転走溝１１ａと共に切削又は研削加工してもよい。さらに言えば、端部１４，１５を円柱状に成形した後、ボール戻し通路１３をドリルの切削加工により形成し、端部１４，１５の先端に掬い部２３を切削又は研削加工して形成してもよい。【００７３】
なお本発明は、上記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、リターンパイプ方式のねじ装置のように、ナットの側面に貫通穴を開け、貫通穴内に循環部材の端部を成形している。しかし、本発明はエンドキャップ方式のねじ装置にも適用できる。すなわち、ナットの軸線方向の端面に切欠きを設け、切欠きに循環部材の端部を一体に成形してもよい。転動体としては、ボールの替わりにローラを使用することも可能である。さらに樹脂成形の替わりにＭＩＭ(Metal injection molding)、すなわち金属の微粉末とバインダの混合物を金型で射出成形する方法を用いてもよい。【００７４】
Ｂ．図１６及び図１７は本発明の第三の実施形態におけるねじ装置のナット５１を示す。図１６はナット５１の斜視図を示し、図１７は断面図を示す。ナット５１の内周面には、螺旋状の負荷ボール転走溝５１ａが加工される。負荷ボール転走溝５１ａの断面は、単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝に形成されるか、２つの円弧を組み合わせたゴシックアーチ溝に形成される。ボールが転がり運動するので、負荷ボール転走溝５１ａの表面は硬化処理される。【００７５】
ナット５１の周方向の一部には、ナット５１を内周側から外周側に貫通するデフレクタ収容孔５２が開けられる。デフレクタ収容孔５２には、樹脂製のデフレクタ５４が一体に成形される。デフレクタ５４の底面には、ナット５１の一周未満の負荷ボール転走溝５１ａの一端と他端を接続する略Ｓ字形状の戻し溝５４ａが形成される。戻し溝５４ａは、ナット５１の負荷ボール転走溝５１ａを転がるボールの進行方向を変え、ねじ軸のねじ山を乗り越えさせ、一巻き手前の負荷ボール転走溝５１ａに戻す。戻し溝５４ａは、進入してきたボールがねじ軸のねじ山を乗り越えられるように、その長さ方向の中央部が最も窪んでいる。【００７６】
デフレクタ５４には、図１７に示されるように、ナット５１の負荷ボール転走溝５１ａに嵌まるウィング部５４ｂが形成されてもよいし、図１８に示されるように、ウィング部が形成されなくてもよい。ねじ軸のリード角方向に移動しようとするボールは、ウィング部５４ｂに当接して方向を変える。デフレクタ５４にウィング部５４ｂを形成することで、デフレクタ５４を補強することができる。【００７７】
図１９ないし図２１はねじ軸５３上を移動するボール５５を示す。図１９はねじ軸５３の斜視図を示し、図２０はねじ軸５３の平面図を示し、図２１は軸線方向からみたねじ軸５３を示す。ねじ軸５３の外周には所定のリードを有する螺旋状のボール転走溝５３ａが加工される。ボール転走溝５３ａの断面形状は、単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝に形成されるか、２つの円弧を組み合わせたゴシックアーチ溝に形成される。ボール５５が転がり運動するので、ボール転走溝５３ａの表面は硬化処理される。ねじ軸５３には、一条ねじ、二条ねじ、三条ねじ等様々なものを用いることができる。複数のボール５５間にはボール５５同士の接触を防止するためにスペーサが介在されることもある。【００７８】
上述したように、ねじ軸５３のボール転走溝５３ａ上をリード角方向に移動するボール５５は、デフレクタ５４の戻し溝５４ａによってねじ山５３ｂに向かって方向を変えられ、ねじ山５３ｂに乗り上げる。ねじ山５３ｂを乗り超えたボール５５は、一巻き手前のボール転走溝５３ａに戻される。ボール５５はねじ山５３ｂに接触しながら移動するので、戻し溝５４ａにおけるボール５５の軌道はねじ山５３ｂの形状に合わせた形状になる。ねじ山５３ｂの角には面取りが加工されているので、ボール５５の軌道も滑らかな軌道になる。デフレクタ５４の戻し溝５４ａは、ねじ山５３ｂを乗り越えるボール５５の軌道の最も外側の位置に合わせて窪んでいる。【００７９】
ナット５１の一周未満の負荷ボール転走溝５１ａとねじ軸５３のボール転走溝５３ａとの間に一周未満の負荷ボール転走路が形成される。デフレクタ５４の戻し溝５４ａとねじ軸５３との間に無負荷戻し通路が形成される。そして、これら負荷ボール転走路と無負荷戻し通路によって一巻きのボール循環経路が構成される。デフレクタ５４はナット５１の周方向に複数設けられ、デフレクタ５４の数に等しい数の一巻きのボール循環経路が設けられる。ナット５１をねじ軸５３の軸線方向の端部に移動させると、ボール循環経路にボール５５を配列することができる。【００８０】
図２２は、デフレクタ５４の戻し溝５４ａに沿ったナット５１の断面図を示す。本実施形態では、デフレクタ５４の戻し溝５４ａとナット５１の負荷ボール転走溝５１ａとの繋ぎ目５８に段差が生じないように、デフレクタ５４がナット５１のデフレクタ収容孔５２に一体に成形される。詳しくは後述するが、ナット５１のデフレクタ収容孔５２の内側及び外側それぞれに内金型及び外金型を装着し、デフレクタ収容孔５２に溶融樹脂を注入することで、デフレクタ５４がデフレクタ収容孔５２に一体に成形される。よって、デフレクタ５４の周囲とデフレクタ収容孔５２の内周面との間にはすきまが開いていない。【００８１】
上記ナット５１の製造方法を説明する。まず、図２３及び図２４に示されるように、ナット５１の内周面に負荷ボール転走溝５１ａを加工する。ナット５１の負荷ボール転走溝５１ａを加工した後、エンドミルなどの切削工具を用いて、ナット５１の周方向の一部に外周側から内周側まで貫通するデフレクタ収容孔５２を加工する。デフレクタ収容孔５２の平面形状は中央部が方形で両端部が半円形である。デフレクタ収容孔５２は、隣接する負荷ボール転走溝５１ａに跨る。負荷ボール転走溝５１ａを移動するボール５５が急激な方向転換をしないように、デフレクタ収容孔５２はナット５１の軸線方向に対して傾けられている。なお図２４においては、ナット５１のデフレクタ収容孔５２をわかり易く示すために、ナット５１の周方向の一部分のみが示されているが、実際には図２３に示されるように円筒形である。【００８２】
図２５はナット５１の外周側に装着される外金型６０を示す。外金型６０は、ナット５１の外周面に形状を合わせた円筒形状のナット接触面６１と、ナット５１のデフレクタ収容孔５２に形状を合わせた収容孔嵌合凸部６２を有する。図２６に示されるように、外金型６０の収容孔嵌合凸部６２をナット５１のデフレクタ収容孔５２に嵌めることによって、外金型６０をナット５１に対して位置決めできる。【００８３】
図２７はナット５１の内周側に装着される内金型６４を示す。内金型６４は、ナット５１の内周面に接触できるナット接触面６５と、ナット５１の負荷ボール転走溝５１ａに形状を合わせた溝嵌合凸部６６と、ナット接触面６５から盛り上がり、ナット５１のデフレクタ収容孔５２内に嵌められる収容孔嵌合凸部６７と、収容孔嵌合凸部６７内に設けられ、デフレクタ５４の戻し溝５４ａを形作るための戻し溝用凸部６８と、を有する。溝嵌合凸部６６と戻し溝用凸部６８とは連続的に形成される。さらに内金型６４には、デフレクタ収容孔５２に注入された溶融樹脂がナット５１の負荷ボール転走溝５１ａ（ウィング部５４ｂが嵌められている部分など）から流出するのを防止する流出防止凸部（図示せず）が形成されている。【００８４】
図２８に示されるように、内金型６４の収容孔嵌合凸部６７をナット５１のデフレクタ収容孔５２に嵌め、内金型６４の溝嵌合凸部６６をナット５１の負荷ボール転走溝５１ａに嵌めることによって、内金型６４をナット５１に対して位置決めすることができる。内金型６４をナット５１に対して位置決めできないと、戻し溝５４ａを正確な位置に形成することができなくなる。【００８５】
図２９は、ナット５１の内周側に内金型６４を、外周側に外金型６０を装着した状態を示す。ナット５１を軸線方向に移動させたり、ナット５１を回転させたりした後、内金型６４と外金型６０との間でナット５１を挟む。内金型６４及び外金型６０それぞれにナット５１のデフレクタ収容孔５２に嵌まり込む収容孔嵌合凸部６２，６７を設けることで、ナット５１に対する内金型６４及び外金型６０を位置決めすることができる。内金型６４及び外金型６０の一方にはゲートが設けられる。ゲートから、デフレクタ収容孔５２内に溶融樹脂を注入することで、デフレクタ収容孔５２の内部にデフレクタ５４を成形することができる。成形後に内金型６４及び外金型６０をナット５１から抜く必要があるため、内金型６４及び外金型６０は、略円柱状よりも円柱を軸方向に割った形状がよい。【００８６】
なお、上記ナット５１の製造方法においては、デフレクタ収容孔５２がナット５１の内周側から外周側まで貫通するように加工されたが、デフレクタ収容孔５２はナット５１の内周側から半径方向の外側に途中まで伸びるめくら孔であってもよい。この場合、外金型６０が不要になり、内金型６４だけでデフレクタ５４を成形することができる。【００８７】
なお本発明は、上記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々変更可能である。例えば、転動体として、ボール５５の替わりにローラを使用してもよい。樹脂成形の替わりにＭＩＭ(Metal injection molding)、すなわち金属の微粉末とバインダの混合物を金型で射出成形する方法を用いてもよい。【００８８】
本明細書は、２００６年４月２８日出願の特願２００６−１２４９５３および２００７年３月３０日出願の特願２００７−０９１１６１に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【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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