(57)【要約】【課題】タング部の根元に残留圧縮応力を容易に付与可能とすること。【解決手段】ねじ循環チューブ７の内径側にタング部８の先端を傾けることで、タング部８の根元に残留圧縮応力が付与されるようにした。そのため、タング部８の先端の外周縁部９の面取り加工を行う際に、ボールねじ循環チューブ７の内側に向かう力をタング部の先端に付勢するだけで済み、例えば、残留圧縮応力を付与するためだけの行程を設ける方法に比べ、タング部８の根元に残留圧縮応力を容易に付与することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじ内に形成された螺旋状通路からボールをすくい上げるタング部を備えたボールねじ循環チューブであって、
前記タング部は、前記ねじ循環チューブの内径側に先端を傾けることで、根元に残留圧縮応力が付与されていることを特徴とするボールねじ循環チューブ。
【請求項２】
前記タング部は、前記先端の傾きがチューブ端の延長線に対して５度以下であることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ循環チューブ。
【請求項３】
前記タング部は、前記先端の傾きがチューブ座面に立てた垂線に対して５度以下であることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ循環チューブ。
【請求項４】
前記請求項１から３のいずれか１項に記載のボールねじ循環チューブを備えることを特徴とするボールねじ。
【請求項５】
前請求項４に記載のボールねじを備えることを特徴とする１軸アクチュエータ。
【請求項６】
ボールねじ内に形成された螺旋状通路からボールをすくい上げるタング部を備えたボールねじ循環チューブの製造方法であって、
前記タング部の先端の外周縁部の面取り加工を行う際に、前記ボールねじ循環チューブの内側に向かう力を前記タング部の先端に付勢して、前記ねじ循環チューブの内径側に前記タング部の先端を傾けることで、前記タング部の根元に残留圧縮応力を付与することを特徴とするボールねじ循環チューブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ内に形成された螺旋状通路からボールをすくい上げるタング部を備えたボールねじ循環チューブ、ボールねじ、１軸アクチュエータ、及びボールねじ循環チューブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボールねじとしては、例えば、断面半円状のねじ溝を有して軸方向に伸びているねじ軸と、そのねじ軸のねじ溝に対向する断面半円状のねじ溝を有し、前記ねじ軸に嵌合されたボールナットと、それら両ねじ溝間に挿入された複数の鋼球とを含んで構成され、複数の鋼球を介してボールナットがねじ軸の軸方向に相対移動可能としたものがある。
このようなボールねじにあっては、通常、ボールナットの肉厚部に、ねじ溝による螺旋状通路に接線方向から連通すると共にねじ軸を跨いで一対をなしボールナット外部に開口する循環穴と、それら循環穴を連結するＵ字型のボールねじ循環チューブとを含んで構成され、ボールナットの相対移動につれて、鋼球も螺旋状通路内及びボールねじ循環チューブ内を転動しつつ移動して無限循環し、ボールナットが継続して移動可能となっている。
【０００３】
また、ボールねじ循環チューブの端部には、螺旋状通路を転動する鋼球をボールねじ循環チューブ内に導くために、転動する鋼球をすくい上げるタング部が形成されている。
ところで、このようなボールねじにあっては、一般に、ボールナットの相対移動に伴い、その相対移動の速度に応じた衝撃力及び頻度で鋼球がタング部に繰り返し衝突し、その結果、鋼球の繰り返し衝撃力による応力がタング部の根元に加わるようになっている。
【０００４】
そのため、ボールナットの移動速度が高速化すると、タング部の根元部分（応力集中が発生する部分）に繰り返し疲労によるクラックが発生し、タング部が破断して相対移動不能となることがある。すなわち、ボールねじの耐久性が著しく低下することになる。
そこで、例えば、さらなる高速化要求に対応するために、タング部の根元にショットピーニングで繰り返し疲労に効果的な残留圧縮応力を付与することで、鋼球の衝突による繰り返し疲労でタング部が破損することを防ぐものもある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１―６３１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術にあっては、ショットピーニングのための工程が増えるため、製造コストが高くなり、また、製造に要する時間が長くなるという問題があった。
本発明は、上記従来の技術の未解決の課題を解決することを目的とするものであって、タング部の根元に残留圧縮応力を容易に付与可能なボールねじ循環チューブ、ボールねじ、１軸アクチュエータ、及びボールねじ循環チューブの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のボールねじ循環チューブは、ボールねじ内に形成された螺旋状通路からボールをすくい上げるタング部を備えたボールねじ循環チューブであって、前記タング部は、前記ねじ循環チューブの内径側に先端を傾けることで、根元に残留圧縮応力が付与されていることを特徴とする。
また、前記タング部は、前記先端の傾きがチューブ端の延長線に対して５度以下としてもよい。
【０００７】
さらに、前記タング部は、前記先端の傾きがチューブ座面に立てた垂線に対して５度以下としてもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明のボールねじは、前記請求項１から３のいずれか１項に記載のボールねじ循環チューブを備えることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明の１軸アクチュエータは、前請求項４に記載のボールねじを備えることを特徴とする。
【０００８】
さらに、上記課題を解決するために、本発明のボールねじの製造方法は、ボールねじ内に形成された螺旋状通路からボールをすくい上げるタング部を備えたボールねじ循環チューブの製造方法であって、前記タング部の先端の外周縁部の面取り加工を行う際に、前記ボールねじ循環チューブの内側に向かう力を前記タング部の先端に付勢して、前記ねじ循環チューブの内径側に前記タング部の先端を傾けることで、前記タング部の根元に残留圧縮応力を付与することを特徴とする。
このような構成によれば、例えば、タング部の先端の外周縁部の面取り加工を行う際に、ボールねじ循環チューブの内側に向かう力をタング部の先端に付勢するだけで済み、タング部の根元に残留圧縮応力を容易に付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明のボールねじ循環チューブ及びボールねじを図面に基づいて説明する。
＜ボールねじの構成＞
図１は、本発明のボールねじの一実施形態の概略構成を破断して示す側面図である。この図１に示すように、ボールねじ１は、断面半円状のねじ溝２ａを有して軸方向に伸びているねじ軸２と、そのねじ軸２のねじ溝２ａに対向する断面半円状のねじ溝３ａを有し、ねじ軸２に嵌合されたボールナット３と、それら両ねじ溝間に挿入された複数の鋼球４と、を含んで構成される。そして、ボールねじ１は、複数の鋼球４を介してボールナット３がねじ軸２の軸方向に相対移動可能となっている。
【００１０】
また、ボールねじ１は、ボールナット３の肉厚部に、ねじ溝２ａ、３ａによる螺旋状通路５に接線方向から連通すると共にねじ軸２を跨いで一対をなしボールナット３外部に開口する循環穴６と、それら循環穴６を連結するＵ字型のボールねじ循環チューブ７と、を含んで構成される。そして、ボールねじ１は、ボールナット３の相対移動につれて、鋼球４も螺旋状通路５内及びボールねじ循環チューブ７内を転動しつつ移動して無限循環し、ボールナット３が継続して移動できるようになっている。
【００１１】
また、ボールねじ循環チューブ７の端部には、図２に示すように、螺旋状通路５を転動する鋼球４をボールねじ循環チューブ７内に導くために、転動する鋼球４をすくい上げるタング部８が形成されている。また、タング部８は、図３に示すように、根元の隅がＲ形状に形成され、その根元部分で折り曲げられてねじ循環チューブ７の内径側（鋼球４と接触する側）に先端が傾けられて、根元に残留圧縮応力が付与されている。
【００１２】
なお、本実施形態では、タング部８の先端の外周縁部９の面取り加工を行う際に、ボールねじ循環チューブ７の内側に向かう力をタング部８の先端に付勢することで、ねじ循環チューブ７の内径側にタング部８の先端を傾けるようになっている。
このように、本実施形態のボールねじ循環チューブ１にあっては、ねじ循環チューブ７の内径側にタング部８の先端を傾けることで、タング部８の根元に残留圧縮応力が付与されるようにした。そのため、図４に示すように、タング部８の先端の外周縁部９の面取り加工を行う際に、ボールねじ循環チューブ７の内側に向かう力をタング部８の先端に付勢するだけで済み、例えば、残留圧縮応力を付与するためだけの行程を設ける方法に比べ、タング部８の根元に残留圧縮応力を容易に付与することができる。
【００１３】
また、タング部８の根元に残留圧縮応力が付与されるため、鋼球４の衝突による応力（タング部７の内側から外側に作用する力による引っ張り応力）を打ち消すことができ、繰り返し疲労によるクラック発生に対して有効に作用する。
ここで、タング部８の傾き角（チューブ端の延長線に対してタング部８の先端がなす角度）がすくい上げ角度（チューブ端の延長線と直交する線に対して、鋼球４をすくい上げる位置とねじ軸２の中心とを通る線がなす角度）以上である場合には、鋼球４をすくい上げる際に（鋼球４が循環チューブ７に突入する際に）タング部８の先端に鋼球４が当たり、タング部８の破損やボール経路が安定しない等の不具合を生じる恐れがある。
【００１４】
また、残留圧縮応力の付与をタング部８の先端を傾けることで行う方法では（根元の曲げ加工で行う方法では）、曲げＲを大きな曲面とすることが困難であるため、タング部８の傾き角が大きい場合には曲げＲ部で鋼球４の接触が不連続となる恐れがある。
そのため、本実施形態では、タング部８の傾き角は、鋼球４が循環チューブ７に突入する際にタング部８の内面に鋼球４が当たるように、一般的なすくい上げ角度１５度よりも小さい角度（例えば、チューブ端の延長線に対して５度以下の所定角度）とする。
【００１５】
また、タング部８の先端は、鋼球４のすくい上げの都合上、螺旋状通路５に近接させることが望ましいが、近接させすぎた場合、タング部８の内面に鋼球４が当たることで、タング部８が倒れて螺旋状通路５に接触し、ボール経路が不安定となる恐れがある。
そのため、本実施形態では、タング部８の先端には、タング部８が倒れたときに螺旋状通路５に接触することを防止でき、すくい上げのスムーズさを維持できるように、螺旋状通路５から０．２mm程度（３〜５％Ｄｗ程度）の隙間を持たせるようになっている。
【００１６】
なお、ボールねじ循環ねじ７のタイプとしては、管軸方向の対称軸で２分割された分割管部材を接合して形成される分割タイプでもよいし、一体型タイプでもよい。
また、ボールねじ循環チューブ７の素材としては、熱処理後も靱性が必要であるため、析出硬化で硬さＨv３３０〜５２０程度とされたＳＵＳ６３０、６３１が望ましい。
さらに、本実施形態のボールねじ１を用いて１軸アクチュエータを構成してもよい。
なお、本発明のボールねじ循環チューブ及びボールねじは、上記実施形態の内容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で適宜変更可能である。
【００１７】
上記実施形態では、タング部８の先端の外周縁部９の面取り加工を行う際に、ボールねじ循環チューブ７の内側に向かう力をタング部の先端に付勢することで、ねじ循環チューブ７の内径側にタング部８の先端を傾ける例を示したが、これに限られるものではない。例えば、プレスや塑性加工でタング部８の先端を傾けてもよい。
また、タング部８の先端をチューブ端の延長線に対して５度以下の所定角度傾ける例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図５に示すように、チューブ座面１０に立てた垂線に対して５度以下の所定角度傾けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のボールねじ循環チューブ及びボールねじの一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１のボールねじ循環チューブを拡大して示す要部拡大図である。
【図３】図２のタング部を拡大して示す要部拡大図である。
【図４】図２のタング部を拡大して示す要部拡大図である。
【図５】本発明のボールねじ循環チューブの変形例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１はボールねじ、２はネジ軸、２ａはねじ溝、３はボールナット、３ａはねじ溝、４は鋼球、５は螺旋状通路、６は循環穴、７はボールねじ循環チューブ、８はタング部、９は外周縁部、１０はチューブ座面
【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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