(57)【要約】【課題】転動体が転動するための転動溝を有するナットを、必要な寿命を備えつつ、短時間で製造する。【解決手段】ナット２の内周面に螺旋状に形成されるボール転動溝２ａを、ボール３との接触面となる部分２Ａの表面粗さがそれ以外の部分の表面粗さよりも小さくなるように切削加工を施して仕上げる。【選択図】図１
2007196356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体が転動するための転動溝を切削加工により仕上げるナットの製造方法において、  前記転動溝のうち、前記転動体との接触面となる部分の表面粗さが、それ以外の部分の表面粗さよりも小さくなるように切削加工を施すことを特徴とするナットの製造方法。
【請求項２】
外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するナットと、前記ねじ軸及び前記ナットの両ボール転動溝で形成されるボール転動路に転動自在に配置される複数のボールと、を備え、前記ボールが転動することにより、前記ナットが前記ねじ軸に対して相対的に直線移動するボールねじにおいて、
前記ナットは、そのボール転動溝が切削加工により仕上げられ、そのボール転動溝のうち、前記ボールとの接触面となる部分の表面粗さが、それ以外の部分の表面粗さよりも小さくなっていることを特徴とするボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転動体が転動するための転動溝を切削加工により仕上げるナットの製造方法と、ボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送や精密な位置決め等に用いられるボールねじは、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するナットと、ねじ軸及びナットの両ボール転動溝で形成される転動路に転動自在に配置される複数のボールと、を備え、ボールが転動することにより、ナットがねじ軸に対して相対的に直線移動する構成となっている。
【０００３】
ボールねじを構成するナットは、従来、切削加工によりボール転動溝を形成した後に、熱処理を施し、その後、研削加工によりボール転動溝を仕上げる方法で製造されてきた。近年、ナットの製造時間を短縮するための方法として、特許文献１及び特許文献２では、研削加工による仕上げ加工を行わずにボール転動溝を仕上げる方法が提案されている。
特許文献１では、ボール転動溝を切削加工により仕上げることで、ナットを製造する方法が提案されている。
特許文献２では、ボール転動溝を冷間鍛造で仕上げた後に熱処理を施すことで、ナットを製造する方法が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２１２８９２８号公報
【特許文献２】特開２００２−２５０４２６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、上述した特許文献１に記載のナットでは、研削加工によりボール転動溝を仕上げる場合と比べて、表面粗さが大きくなったり、メタルフローが切断され易くなるため、ナットに必要な寿命が得られず、ボールねじ駆動時に走行音が大きくなる場合がある。ここで、ナットに必要な寿命を得るとともに、ボールねじ駆動時の走行音を小さくするためには、ボール転動溝を切削加工により仕上げる際に、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）機のバイト（切削工具）の送り量及び仕込み量を小さくして、ボール転動溝全面の表面粗さを小さくすればよいが、そうするとナットの製造時間を短縮できなくなる。
【０００６】
一方、上述した特許文献２に記載のナットでは、ボール転動溝を冷間鍛造で仕上げているため、メタルフローの切断が生じ難く、必要な寿命を得ることはできるが、ナットの製造時間を短縮するという点で未だ改善の余地がある。
そこで、本発明は、転動体が転動するための転動溝を有するナットを、必要な寿命を備えつつ、短時間で製造することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するために、本発明は、転動体が転動するための転動溝を切削加工により仕上げるナットの製造方法において、前記転動溝のうち、前記転動体との接触面となる部分の表面粗さが、それ以外の部分の表面粗さよりも小さくなるように切削加工を施すことを特徴とするナットの製造方法を提供する。
これによれば、転動溝のうち、転動体との接触面となる部分の表面粗さを、それ以外の部分の表面粗さよりも小さくなるように切削加工を施して仕上げることにより、転動溝の転動体との接触面となる部分がそれ以外の部分よりも長寿命になる。また、転動溝のうち特に長寿命が必要とされる部分（転動体との接触面となる部分）の表面粗さをそれ以外の部分よりも小さくすることにより、転動溝全面の表面粗さを小さくする場合と比べて、転動溝の加工時間を短縮できる。よって、転動体が転動するための転動溝を有するナットを、必要な寿命を備えつつ、短時間で製造できる。
【０００８】
本発明はまた、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に螺旋状のボール転動溝を有するナットと、前記ねじ軸及び前記ナットの両ボール転動溝で形成されるボール転動路に転動自在に配置される複数のボールと、を備え、前記ボールが転動することにより、前記ナットが前記ねじ軸に対して相対的に直線移動するボールねじにおいて、前記ナットは、そのボール転動溝が切削加工により仕上げられ、そのボール転動溝のうち、前記ボールとの接触面となる部分の表面粗さが、それ以外の部分の表面粗さよりも小さくなっていることを特徴とするボールねじを提供する。
これによれば、ボール転動溝のうち、ボールとの接触面となる部分の表面粗さがそれ以外の部分の表面粗さよりも小さくなっているため、ボール転動溝に必要な寿命が得られるとともに、ボールねじ駆動時の走行音を小さくできる。
【０００９】
なお、本発明において、ボール（転動体）との接触面となる部分とは、例えば、ボールねじに与圧が加わった場合に、ボールとボール転動溝との間に生じる楕円状の接触部分（接触楕円）や、ボールねじに最大軸方向荷重が加わった場合に、ボール転動溝の接触角度が上昇した状態での接触楕円を指す。ここで、ボールとの接触面となる部分は、ボールねじに加わる荷重の変化を考慮して決定することが好ましい。例えば、搬送や精密位置決め等に用いられる一般的なボールねじにおいては、ボール転動溝のボールとの接触面となる部分を、ボール転動溝の接触角度が３０°以上６０°以下の部分とすることが好ましい。
【００１０】
また、ボール転動溝のうち、ボールとの接触面となる部分の表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定されたＲｚ（十点平均高さ）で、０．５μｍ以下とすることが好ましく、それ以外の部分の表面粗さは、同様にＲｚで０．５μｍよりも大きく１．０μｍ以下とすることが好ましい。
さらに、ボール転動溝のうち、ボールとの接触面となる部分の表面粗さは、均一にしてもよいし、特に面圧が高くなる部分が最も小さくなるようにしてもよい。
さらに、本発明におけるナットの材料としては、例えば、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４２０Ｈ，ＳＣＭ４１５Ｈ，ＳＡＥ４１５０）や、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）や、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が挙げられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るナットの製造方法によれば、転動体が転動するための転動溝を有するナットを、必要な寿命を備えつつ、短時間で製造できる。
本発明に係るボールねじによれば、本発明に係る製造方法で得られたナットを備えていることにより、必要な寿命が得られるとともに、駆動時の走行音を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るボールねじの一例を示す一部断面斜視図である。図２は、図１のナットにおけるボール転動溝の表面粗さを示す説明図である。
本実施形態のボールねじは、図１に示すように、外周面に螺旋状のボール転動溝１ａを有するねじ軸１と、内周面に螺旋状のボール転動溝２ａを有するナット２と、ねじ軸１及びナット２の両ボール転動溝１ａ，２ａで形成されるボール転動路に転動自在に配置される複数のボール３と、を備えている。
【００１３】
また、図２に示すように、ナット２のボール転動溝２ａのうち、ボール３との接触面となる部分２Ａの表面粗さは、それ以外の部分の表面粗さよりも小さくなっている。
さらに、ボール転動路の一端には、ボール転動路を転動してくるボール３をすくい上げ、他端に送るリターンチューブ４がチューブ押さえ４ａによって固定されている。さらに、ナット２の軸方向一端には、ナット２をテーブル等に固定するためのフランジ５が形成されている。さらに、フランジ５とねじ軸１との間、及びナット２の軸方向他端側とねじ軸１との間は、防塵用シール６で閉塞されている。
そして、このボールねじは、ボール３が転動することにより、ナット２がねじ軸１に対して相対的に直線移動するようになっている。
【００１４】
本実施形態では、ナット２を以下に示す手順で製造した。
まず、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４２０Ｈ）からなる円筒状素材を用意した。次に、公知のＮＣ機を用いて、円筒状素材の内周面に切削加工を施し、ボール転動溝２ａを仕上げた。このとき、切削加工時のバイトの送り量や切込み量を調節することで、ボール転動溝２ａのうち、ボール３との接触面となる部分（ボール３との接触角が３０〜６０°となる部分）２Ａの表面粗さ（Ｒｚ）を０．５μｍ以下とし、それ以外の部分の表面粗さ（Ｒｚ）を０．５μｍよりも大きく１．０μｍ以下とした。
【００１５】
すなわち、本実施形態のナットでは、ボール転動溝２ａのうち、ボール３との接触面となる部分２Ａの表面粗さを、図３に示すように、ボール転動溝２ａを従来の研削加工を施して仕上げた場合と略同等の表面粗さとし、且つ、それ以外の部分の表面粗さを、図４に示すように、ボール転動溝２ａを従来の切削加工を施して仕上げた場合と略同等の表面粗さとした。
【００１６】
本実施形態のボールねじでは、ナット２のボール転動溝２ａを、ボール３との接触面となる部分２Ａの表面粗さがそれ以外の部分の表面粗さよりも小さくなるように切削加工を施して仕上げたことにより、図３に示すような従来の研削加工を施して仕上げた場合と比べてボール転動溝２ａの加工時間が短く、且つ、図４に示すような従来の切削加工を施して仕上げた場合と比べてボール転動溝２ａの寿命を長くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るボールねじの一例を示す一部断面斜視図である。
【図２】図１のナットにおけるボール転動溝の表面粗さを示す説明図である。
【図３】従来の研削加工により仕上げたボール転動溝の表面粗さを示す説明図である。
【図４】従来の切削加工により仕上げたボール転動溝の表面粗さを示す説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
１      ねじ軸
１ａ    ボール転動溝
２      ナット
２ａ    ボール転動溝
２Ａ    ボールとの接触面となる部分
３      ボール
４      リターンチューブ
４ａ    チューブ押さえ
５      フランジ
６      防塵用シール
【図１】
2007196356.tif 000003
【図２】
2007196356.tif 000004
【図３】
2007196356.tif 000005
【図４】
2007196356.tif 000006