(57)【要約】【課題】優れた精度及び強度を有する肉厚の小さい中空のねじ軸及びその製造方法を提供する。また、小型・軽量のボールねじユニットを提供する。【解決手段】鋼製の棒状素材２０の外周面に転造を施して螺旋状のねじ溝３ａを形成した後に、外周面に熱処理を施した。そして、熱処理が施された棒状素材２０に中ぐり加工を施して管状に形成し、中空のねじ軸３を製造した。このねじ軸３のねじ溝面の硬さはＨｖ６００超過であり、内周面の硬さはＨｖ１８０超過Ｈｖ４００未満であり、肉厚は０．６５ｍｍ以上且つ内半径の５０％以下である。このねじ軸３を備えるボールねじ１と、転がり軸受３０、固定軸３２、及びモータ３８の内包物とを組み合わせて、ボールねじユニットとした。これら内包物は、ねじ軸３の中空部内に内包されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじに使用される中空のねじ軸を製造する方法であって、棒状素材の外周面に転造を施して螺旋状のねじ溝を形成するねじ溝形成工程と、ねじ溝が形成された棒状素材の外周面に熱処理を施す熱処理工程と、熱処理が施された棒状素材に中ぐり加工を施して管状に形成する中ぐり工程と、を備えることを特徴とするねじ軸の製造方法。
【請求項２】
熱処理工程と中ぐり工程との間に、棒状素材の端部を除去する端部除去工程を備えることを特徴とする請求項１に記載のねじ軸の製造方法。
【請求項３】
熱処理工程と中ぐり工程との間、又は、中ぐり工程の後に、ねじ溝の端部を除去するねじ溝除去工程を備えることを特徴とする請求項１に記載のねじ軸の製造方法。
【請求項４】
ボールねじに使用され、螺旋状のねじ溝を外周面に有する中空のねじ軸であって、ねじ溝面の硬さはＨｖ６００超過であり、内周面の硬さはＨｖ１８０超過Ｈｖ４００未満であり、肉厚は０．６５ｍｍ以上且つ内半径の５０％以下であることを特徴とするねじ軸。
【請求項５】
螺旋状のねじ溝を外周面に有する中空のねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有するナットと、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転走路に転動自在に装填された複数のボールと、を備えるボールねじ、及び、前記ねじ軸の中空部内に配された内包物、を備え、
前記ねじ軸のねじ溝面の硬さはＨｖ６００超過であり、内周面の硬さはＨｖ１８０超過Ｈｖ４００未満であり、肉厚は０．６５ｍｍ以上且つ内半径の５０％以下であることを特徴とするボールねじユニット。
【請求項６】
前記内包物は、モータ、センサ、エンコーダ、ダンピング材、軸受、ブッシュ、及び軸のうち少なくとも１種であることを特徴とする請求項５に記載のボールねじユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじのねじ軸及びその製造方法に関する。また、本発明は、ボールねじを備えるボールねじユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボールねじにモータ、歯車等の部材を組み合わせたボールねじユニットが知られている（例えば特許文献１を参照）。このようなボールねじユニットには、小型化や軽量化が求められているが、ボールねじのナットの外周部にモータ、歯車等の部材が設けられるため、小型化には限界があった。そのため、ボールねじのねじ軸を中空軸として軽量化を行うとともに、この中空部内にモータ、歯車等の部材を収容することにより小型化を行う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４６９７７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、管状素材に転造や熱処理を施すことにより中空のねじ軸を製造するため、転造や熱処理により変形が生じて、ねじ溝形状の精度やねじ軸の真円度が低下するおそれがあった。また、肉厚の小さい管状素材に熱処理を施すと、靱性が低下し破損しやすくなるおそれがあった。管状素材の肉厚を大きくすれば、転造や熱処理による変形が小さくなり、上記のような精度低下や靱性低下が抑制されるが、そうすると軽量化が不十分となるおそれがあった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、優れた精度及び強度を有する肉厚の小さい中空のねじ軸及びその製造方法を提供することを課題とする。また、小型・軽量のボールねじユニットを提供することを併せて課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明の態様は次のような構成からなる。すなわち、本発明の一態様に係るねじ軸の製造方法は、ボールねじに使用される中空のねじ軸を製造する方法であって、棒状素材の外周面に転造を施して螺旋状のねじ溝を形成するねじ溝形成工程と、ねじ溝が形成された棒状素材の外周面に熱処理を施す熱処理工程と、熱処理が施された棒状素材に中ぐり加工を施して管状に形成する中ぐり工程と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
このようなねじ軸の製造方法は、熱処理工程と中ぐり工程との間に、棒状素材の端部を除去する端部除去工程を備えていてもよい。また、熱処理工程と中ぐり工程との間、又は、中ぐり工程の後に、ねじ溝の端部を除去するねじ溝除去工程を備えていてもよい。
また、本発明の他の態様に係るねじ軸は、ボールねじに使用され、螺旋状のねじ溝を外周面に有する中空のねじ軸であって、ねじ溝面の硬さはＨｖ６００超過であり、内周面の硬さはＨｖ１８０超過Ｈｖ４００未満であり、肉厚は０．６５ｍｍ以上且つ内半径の５０％以下であることを特徴とする。
【０００７】
さらに、本発明の他の態様に係るボールねじユニットは、螺旋状のねじ溝を外周面に有する中空のねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有するナットと、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転走路に転動自在に装填された複数のボールと、を備えるボールねじ、及び、前記ねじ軸の中空部内に配された内包物、を備え、前記ねじ軸のねじ溝面の硬さはＨｖ６００超過であり、内周面の硬さはＨｖ１８０超過Ｈｖ４００未満であり、肉厚は０．６５ｍｍ以上且つ内半径の５０％以下であることを特徴とする。
このようなボールねじユニットにおいては、前記内包物を、モータ、センサ、エンコーダ、ダンピング材、軸受、ブッシュ、及び軸のうち少なくとも１種としてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のねじ軸の製造方法は、転造及び熱処理を施した棒状素材に中ぐり加工を施すことにより中空のねじ軸を製造するので、優れた精度及び強度を有する肉厚の小さい中空のねじ軸を製造することができる。
また、本発明のねじ軸は、優れた強度を有しているので、肉厚の小さい中空のねじ軸であるにもかかわらず、破損が生じにくい。
さらに、本発明のボールねじユニットは、ねじ軸が中空であるため軽量である。また、ボールねじユニットに備えられる内包物がねじ軸の中空部内に配されているので、小型である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るねじ軸の製造方法の一実施形態を説明する工程図である。
【図２】ボールねじの断面図である。
【図３】図２のボールねじに用いられるナットの要部断面図である。
【図４】本発明に係るボールねじユニットの一実施形態の構造を説明する側面図である。
【図５】図４のボールねじユニットのＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明に係るボールねじユニットの別の実施形態の構造を説明する側面図である。
【図７】図６のボールねじユニットのＢ−Ｂ断面図である。
【図８】支持軸を取り外した状態の図６のボールねじユニットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係るねじ軸及びその製造方法並びにボールねじユニットの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
ボールねじに使用される中空のねじ軸の製造方法の一例を、図１を参照しながら説明する。なお、図１に示されたねじ軸及びその素材については、下側半分は側面が、上側半分は断面（軸方向に沿う平面で切断した断面）が図示されている。
【００１１】
まず、鋼製の棒状素材２０の外周面に転造を施して、螺旋状のねじ溝３ａを形成した（ねじ溝形成工程）。転造によりねじ溝３ａの加工を行うので、ねじ軸３の大量生産を効率良く行うことができる。そして、このねじ溝３ａが形成された棒状素材２０に、熱処理を施した（熱処理工程）。これにより、ねじ溝３ａの表面（ねじ溝面）が硬化される。熱処理としては、浸炭処理、浸炭窒化処理、高周波焼入れ等の変態型の熱処理を用いることができる。熱処理として浸炭処理、浸炭窒化処理、又は高周波焼入れを採用すれば、棒状素材２０の外周面の表層部分２０ａ（特に、ねじ溝３ａが形成されている部分）のみを硬化して、中心部分は非硬化とすることができる。
【００１２】
なお、熱処理として高周波焼入れを採用することがより好ましい。高周波焼入れを用いれば、熱処理による粒界酸化を抑制することができる。また、高周波焼入れを用いれば、熱処理工程をインライン化することが可能となるので、ねじ軸３の大量生産を効率良く行うことができる。
次に、熱処理が施された棒状素材２０に中ぐり加工を施して、軸方向に沿う貫通孔を両端面間に設け、管状に形成した（中ぐり工程）。前述したように、棒状素材２０の中心部分を非硬化とすれば、中ぐり加工が容易である。このようにして、中空で軽量なねじ軸３が得られた。
【００１３】
従来のように管状素材に転造や熱処理を施して中空のねじ軸を製造すると、転造や熱処理により変形が生じて、ねじ溝形状の精度やねじ軸の真円度が低下するおそれがあったが、本実施形態のように棒状素材２０に転造や熱処理を施した後に中ぐり加工を施して中空のねじ軸３を製造すれば、転造や熱処理による変形が抑制されるので（例えば、熱処理による変形は中実のねじ軸と同程度である）、ねじ溝形状の精度やねじ軸３の真円度が優れた高精度の中空のねじ軸３を得ることができる。
【００１４】
また、熱処理によって棒状素材２０の外周面の表層部分２０ａのみを硬化することができるので、中ぐり加工により形成する貫通孔の直径を適宜調整すれば、中空のねじ軸３の外周面の表層部分２０ａのみ硬化されていて、それ以外の部分２０ｂは非硬化とすることができる。その結果、非硬化の部分２０ｂによって、中空のねじ軸３は優れた靱性及び強度を有しているので、肉厚が小さくても破損が生じにくい。
【００１５】
さらに、中空のねじ軸３の内周面の硬さよりも外周面の硬さの方が硬いことにより、外周面と比較して内周面の減衰係数が大きくなるので、内周面の硬さが外周面の硬さ以上となっている場合よりも音響特性が優れている。
中空のねじ軸３のねじ溝面（外周面）の硬さはＨｖ６００超過とする必要がある。これにより、硬さに起因する上記効果に加えて、転動体の軌道面であるねじ溝面の硬さを十分に確保することができる。
【００１６】
また、中空のねじ軸３の内周面の硬さはＨｖ４００未満とする必要がある。これにより、硬さに起因する上記効果に加えて、ねじ軸３全体の靱性を維持することができる。さらに、ねじ軸３の内周面が硬い場合と比較して、ねじ軸３と摺動する部材（例えば回り止め）が摩耗しにくい。ねじ軸３と摺動する部材の摩耗をより抑制するためには、ねじ軸３の内周面とねじ軸３と摺動する部材との硬さを同程度とすることが好ましい。
【００１７】
さらに、中空のねじ軸３の内周面の硬さはＨｖ１８０超過とする必要がある。これにより、硬さに起因する上記効果に加えて、内周面の強度を維持することができる。
さらに、中空のねじ軸３の肉厚は０．６５ｍｍ以上且つ内半径の５０％以下（すなわち、内径の２５％以下）である必要がある。これにより、優れた強度と十分な軽量化を両立することができる。ここで、中空のねじ軸３の肉厚とは、ねじ溝３ａが形成された外周面の径方向最内方側部分（すなわち、ねじ溝３ａの溝底部分）と内周面との間の径方向距離を意味する。
【００１８】
なお、熱処理が浸炭又は浸炭窒化である場合は、棒状素材２０の材質は、炭素の含有量が０．１０〜０．２５質量％のクロム鋼又はクロムモリブデン鋼（例えばＳＣＭ４２０，ＳＣＭ４１５）であることが好ましく、熱処理が高周波焼入れである場合は、炭素の含有量が０．４〜０．６質量％の炭素鋼（例えばＳ５３Ｃ，ＳＡＥ４１５０）であることが好ましい。このような材質とすることにより、硬さに起因する上記効果を確実に得ることができる。
【００１９】
本実施形態のねじ軸３及びその製造方法は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態のねじ軸３及びその製造方法に限定されるものではない。例えば、本実施形態のねじ軸３の製造方法は、ねじ溝形成工程、熱処理工程、及び中ぐり工程を備える方法であったが、これら以外の工程をさらに備える方法としてもよい。その例を以下に説明する。
【００２０】
本実施形態においては、転造によって棒状素材２０の外周面にねじ溝３ａを形成するが、棒状素材２０の転造開始部分と転造終了部分において２個のロールダイスの接近又は離反動作があり、ロールダイス形状、ロールダイスのねじれ角度などによって不完全ねじ部が生じるおそれがある。不完全ねじ部は、有効ねじ部に比べ径が大きいので、棒状素材２０の端部にかけて転造を施しても、端部に形成された不完全ねじ部によって、ねじ軸３とナット５の螺合に支障が生じたり、ねじ溝３ａにボール９が挿入されたナットスクリューにねじ軸３が円滑に螺入できなかったりするおそれがあった。このように、不完全ねじ部によってねじ軸３とナット５の組付性が低下するため、ボールねじ１の生産性の低下の原因となっていた。
【００２１】
また、ねじ溝３ａが形成された外周面を熱処理によって硬化させるが、熱処理として高周波焼入れを採用した場合には、棒状素材２０の端部については十分な熱処理を施すことができず、十分な硬化がなされていない不完全熱処理部が形成されるおそれがあった。
そこで、熱処理工程と中ぐり工程との間に、棒状素材２０の端部を除去する端部除去工程を行うことが好ましい。これにより棒状素材２０に形成された不完全ねじ部及び不完全熱処理部が除去されるので、上記のような問題が生じるおそれはない。なお、棒状素材２０の端部を除去する方法は特に限定されるものではないが、切断、研削等があげられる。また、熱処理として浸炭処理又は浸炭窒化処理を採用した場合には、不完全熱処理部は形成されないが、硬化された棒状素材２０の端面が除去されて非硬化面が露出するので、中ぐり加工を施しやすくなる。
【００２２】
また、熱処理によりねじ溝３ａの端部（螺旋状に連続するねじ溝３ａの連続方向の端部）に残留応力が生じるため、ねじ溝３ａの端部は膨張するおそれがある。その結果、ねじ溝３ａの中央部（ねじ溝３ａの連続方向の中央部）に圧縮応力が負荷されるので、ねじ溝３ａの精度が低下するおそれがあった。
そこで、熱処理工程と中ぐり工程との間、又は、中ぐり工程の後に、ねじ溝３ａの端部を除去するねじ溝除去工程を行うことが好ましい。これにより、ねじ溝３ａに負荷された圧縮応力が解放されるので、ねじ溝３ａの精度が高くなる。なお、ねじ溝３ａの端部を除去する方法は特に限定されるものではないが、切削、研削等があげられる。例えば、棒状素材２０又はねじ軸３の両端部の外周面を切削により削り取れば、棒状素材２０又はねじ軸３の両端部の外周面に形成されたねじ溝３ａを除去することができる。
【００２３】
以上説明したようにして製造された中空のねじ軸３と、慣用の方法により製造されたナット５及びボール９とを組み合わせて、図２に示すボールねじ１を製造した。このボールねじ１は、中空のねじ軸３を備えているので軽量である。
ボール循環路を用いたボール循環形式としては、チューブ式，コマ式等が一般的であるが、ナットの内周面の一部を凹化させて凹溝を形成し、この凹溝をボール循環路とするボール循環形式を採用してもよい。チューブ式，コマ式の場合は、ボール循環路を構成する別部材（リターンチューブ，コマ）がナットに取り付けられるが、凹溝をボール循環路とする循環形式の場合は、ナットと一体的にボール循環路が形成されているので、別部材をナットに取り付ける必要はない。
【００２４】
よって、別部材をナットに取り付ける手間やコストを低減することができる。また、コマがナットから脱落しないように、コマの外周部分にスリーブを設けてバックアップする必要がない。さらに、ナットにコマを取り付けるコマ穴が存在しないので、ナットの外周面に軸受等の別部材を圧入して嵌合させても、ナットの変形が生じにくく真円度の低下を抑制することができる。
【００２５】
ここで、凹溝１３をボール循環路１１とするボール循環形式のボールねじ１の構造と動作について、図２，３を参照しながら説明する。図２に示すように、ボールねじ１は、螺旋状のねじ溝３ａを外周面に有する中空のねじ軸３と、ねじ軸３のねじ溝３ａに対向する螺旋状のねじ溝５ａを内周面に有するナット５と、両ねじ溝３ａ，５ａにより形成される螺旋状のボール転走路７内に転動自在に装填された複数のボール９と、ボール９をボール転走路７の終点から始点へ戻し循環させるボール循環路１１と、を備えている。
【００２６】
ボール循環路１１は、ナット５の内周面に一体的に形成されている。詳述すると、ナット５の円柱面状の内周面の一部を例えば鍛造、切削加工により凹化させて形成した凹溝１３を、ボール循環路１１としている。よって、チューブ式，コマ式等のボール循環形式の場合とは異なり、ボール循環路１１を構成する別部材は取り付けられていない。別部材が用いられていないので、別部材が用いられた場合に両部材の境界部分に生じる、エッジ部を有する段差が生じるおそれはない。
【００２７】
また、ボール循環路１１（凹溝１３）は、ボール転走路７（ねじ溝５ａ）との接続部分である両端部が直線状となっており、これら両端部の間に位置する中間部が曲線状となっている。この中間部の両端と前記両端部とが滑らかに接続されていて、ナット５の中心から内周面を見た場合のボール循環路１１（凹溝１３）の全体形状は略Ｓ字状をなしている。ただし、ボール循環路１１の全体形状は、略Ｓ字状に限定されるものではない。
【００２８】
このようなボール循環路１１を備えていることから、ボール転走路７内を移動しつつねじ軸３の回りを回ってボール転走路７の終点に至ったボール９は、ボール循環路１１の一方の端部内に入り、この端部と中間部との境界部分近傍からボール循環路１１（中間部）に掬い上げられてナット５の内部（径方向外方側）に沈み込む。そして、ボール循環路１１の中間部を通ってねじ軸３のランド部（ねじ溝３ａのねじ山）を乗り越えて、ボール循環路１１の他方の端部に至り、そこからボール転走路７の始点に戻される。
【００２９】
このようなボールねじ１は、ボール９を介してねじ軸３に螺合されているナット５とねじ軸３とを相対回転運動させると、ボール９の転動を介してねじ軸３とナット５とが軸方向に相対移動するようになっている。そして、ボール転走路７とボール循環路１１により無端状のボール通路が形成されており、ボール９がボール通路内を無限に循環するようになっているため、ねじ軸３とナット５とは継続的に相対移動することができる。
【００３０】
なお、ボール循環路１１の断面形状（ボール循環路１１の長手方向に直交する平面で切断した場合の断面の形状）は、円弧状（単一円弧状）でもよいしゴシックアーク状でもよい。また、ねじ溝３ａ，５ａの断面形状（ねじ溝３ａ，５ａの長手方向に直交する平面で切断した場合の断面の形状）も、円弧状（単一円弧状）でもよいしゴシックアーク状でもよい。さらに、ボール循環路１１とボール転走路７とは、滑らかに接続されている。すなわち、ボール９と凹溝１３の内面との接点の軌跡と、ボール９とねじ溝５ａの内面との接点の軌跡とが、滑らかに連続するように、ボール循環路１１とボール転走路７とが接続されている。その結果、前記ボール通路内をボール９が滑らかに循環する。
【００３１】
このような本実施形態のボールねじ１と種々の部材（本発明の構成要件である内包物に相当するものであり、以下「内包物」と記すこともある）とを組み合わせて、ボールねじユニットとすることができる。ボールねじユニットにおいては、前記部材は、ボールねじ１のねじ軸３の中空部内に内包されている。前記部材の種類は特に限定されるものではないが、モータ、センサ、エンコーダ等の装置や、軸受、ブッシュ、軸等の機械要素や、ダンピング材（振動吸収材）があげられる。これらの部材は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３２】
このようなボールねじユニットは、ねじ軸３が中空状であるため軽量である。また、ボールねじユニットに備えられる前記部材が、ナット５の外周部ではなくねじ軸３の中空部内に配されているので、小型である。さらに、ボールねじユニットが軽量且つ小型であり、径方向の寸法が小さいので、遠心力等の影響を受けにくくイナーシャ（慣性）が小さい。その結果、本実施形態のボールねじユニットは、高精度の位置決め性能や高応答性を有する。
このような本実施形態のボールねじ１及びボールねじユニットの用途は特に限定されるものではないが、自動車部品（特に自動車のブレーキ用アクチュエータ），位置決め装置等に好適に使用可能である。
【００３３】
以下に、本実施形態のボールねじユニットについて、さらに具体的に説明する。
〔第一実施形態〕
図４は、第一実施形態のボールねじユニットの側面図であり、図５は、図４のボールねじユニットのＡ−Ａ断面図である。
前述のボールねじ１のねじ軸３の中空部内に固定軸３２が同軸に挿通されている。また、ねじ軸３の中空部内の軸方向両端部にはそれぞれ転がり軸受３０，３０が配されており、転がり軸受３０の外径面がねじ軸３の内周面に嵌合され、転がり軸受３０の内径面が固定軸３２の外周面に嵌合されている。これにより、ねじ軸３が固定軸３２に対して回転可能に支持されている。
【００３４】
さらに、ねじ軸３の内周面には、例えば磁石からなるロータ３４が圧入，接着等の慣用の固着手段により固定されている。また、固定軸３２の外周面には、ロータ３４に周面対向するようにステータ３６が固定されていて、ロータ３４とステータ３６によりモータ３８が構成されている。このモータ３８を駆動するとねじ軸３が回転し、ナット５が軸方向に直線移動するようになっている。このボールねじユニットにおいては、転がり軸受３０、固定軸３２、及びモータ３８が内包物である。
【００３５】
第一実施形態のボールねじユニットは、中空のねじ軸３が用いられているため軽量である。また、ねじ軸３の中空部内に内包物が内包されているため小型である（特に径方向の寸法が小さい）。さらに、従来においてはねじ軸の支持のためにねじ軸端部の外周面に嵌合させていた転がり軸受を、ねじ軸３の中空部内に内包させたので、軸方向の寸法も小型化される。さらに、モータ３８により、歯車等を介することなく直接的にねじ軸３を回転駆動することができるので、第一実施形態のボールねじユニットはトルクの伝達ロスがない。また、逆回転時には回生も可能である。さらに、回転角の検出も可能である。
【００３６】
〔第二実施形態〕
ボールねじ１を備えるボールねじユニットにおいて、ねじ軸３の内周面には、周方向に沿う内歯歯車（図示せず）が形成されている。また、ねじ軸３の中空部内にモータ（図示せず）が内包されており、モータの回転軸には前記内歯歯車に噛み合う外歯歯車が圧入、異形嵌合等の慣用の固着手段により取り付けられている。このモータを駆動するとねじ軸３が回転し、ナット５が軸方向に直線移動するようになっている。このボールねじユニットにおいては、モータと前記両歯車が内包物である。
第二実施形態のボールねじユニットは、中空のねじ軸３が用いられているため軽量である。また、ねじ軸３の中空部内に内包物が内包されているため小型である（特に径方向の寸法が小さい）。
【００３７】
〔第三実施形態〕
ねじ軸３が回転しナット５が直線移動するタイプのボールねじ１を備えるボールねじユニットにおいて、ねじ軸３の内周面にエンコーダ（図示せず）を取り付け、このエンコーダからの信号を検出するセンサ（図示せず）をねじ軸３の中空部内に内包した。このボールねじユニットにおいては、エンコーダとセンサが内包物である。
第三実施形態のボールねじユニットは、中空のねじ軸３が用いられているため軽量である。また、ねじ軸３の中空部内に内包物が内包されているため小型である（特に径方向の寸法が小さい）。さらに、センサによりねじ軸３の回転を検出して、回転速度、回転方向等を測定することができる。なお、ねじ軸３の回転を制御する制御ユニットもねじ軸３の中空部内に内包すれば、ボールねじユニットをより小型化することができる。
【００３８】
〔第四実施形態〕
ナット５が回転しねじ軸３が直線移動するタイプのボールねじ１を備えるボールねじユニットにおいて、ねじ軸３の直線移動を検出する変位センサ（図示せず）をねじ軸３の中空部内に内包した。このボールねじユニットにおいては、変位センサが内包物である。
第四実施形態のボールねじユニットは、中空のねじ軸３が用いられているため軽量である。また、ねじ軸３の中空部内に内包物が内包されているため小型である（特に径方向の寸法が小さい）。さらに、変位センサによりねじ軸３の変位を検出して、移動速度、移動方向等を測定することができる。
【００３９】
〔第五実施形態〕
ねじ軸３が回転しナット５が直線移動するタイプのボールねじ１を備えるボールねじユニットにおいて、ねじ軸３の動バランスを保つバランサ（図示せず）をねじ軸３の内周面に取り付けた。このボールねじユニットにおいては、バランサが内包物である。
第五実施形態のボールねじユニットは、中空のねじ軸３が用いられているため軽量である。また、ねじ軸３の中空部内に内包物が内包されているため小型である（特に径方向の寸法が小さい）。さらに、バランサによりねじ軸３の動バランスを良好に保つことができるので、ボールねじ１の駆動時に発生する音や振動が抑制される。また、振動が低減される結果、ボールねじ１が長寿命化される。
【００４０】
〔第六実施形態〕
ボールねじ１を備えるボールねじユニットにおいて、ねじ軸３の中空部内にダンピング材（図示せず）を内包した。ダンピング材は、ねじ軸３の中空部の全体に充填してもよいし、一部に配してもよい。このボールねじユニットにおいては、ダンピング材が内包物である。
第六実施形態のボールねじユニットは、中空のねじ軸３が用いられているため軽量である。また、ねじ軸３の中空部内に内包物が内包されているため小型である（特に径方向の寸法が小さい）。さらに、ダンピング材によりねじ軸３の固有値が変化するので、ボールねじ１の音響特性を最適化することが可能である（ボールねじ１の駆動時に発生する音を低減できる）。さらに、ダンピング材によりボールねじ１の駆動時に発生する振動が低減されるので、ボールねじ１が長寿命化される。
【００４１】
〔第七実施形態〕
図６は、第七実施形態のボールねじユニットの側面図であり、図７は、図６のボールねじユニットのＢ−Ｂ断面図である。
前述のボールねじ１のねじ軸３の中空部内に支持軸４０が同軸に挿通されている。この支持軸４０は、図７に示すように中実軸でもよいが、中空軸でもよい。また、ねじ軸３の中空部内の軸方向両端部にはそれぞれ環状のブッシュ４２，４２が配されており、ねじ軸３の内周面に形成された環状溝４４，４４に嵌合されている。
【００４２】
そして、ブッシュ４２の内周面は支持軸４０の外周面と滑り接触するようになっているため、ねじ軸３がブッシュ４２を介して支持軸４０に直線移動可能に支持される。よって、ナット５を回転させると、ねじ軸３が支持軸４０に沿って軸方向に相対直線移動するようになっている。このボールねじユニットにおいては、支持軸４０とブッシュ４２が内包物である。
【００４３】
第七実施形態のボールねじユニットは、中空のねじ軸３が用いられているため軽量である。また、ねじ軸３の中空部内に内包物が内包されているため小型である（特に径方向の寸法）。
なお、支持軸４０を摺動性に優れた素材で構成するか、又は、支持軸４０の外周面に摺動性に優れた被膜を被覆すれば、ブッシュ４２を省略することができ、ねじ軸３の内周面と支持軸４０の外周面とが滑り接触する構成とすることができる。そうすれば、偏荷重等によるねじ軸３の傾きが抑制されるので、ラジアル方向のコジリの発生が抑制され、ボールねじ１が長寿命化される。また、コジリの発生の抑制により、正逆作動効率が良好となる。
【００４４】
また、図７，８に示すように、支持軸４０の外周面に、支持軸４０の両端間にわたって軸方向に延びる直線状の溝４０ａを設けるとともに、ねじ軸３の内周面に、径方向内方に向かって突出しその先端部が溝４０ａ内に配される凸部４６を設けてもよい。図７，８の例では、凸部４６はねじ軸３の内周面の軸方向両端部にそれぞれ設けられている。凸部４６が設けられている場合には、ブッシュ４２を、略環状で且つ軸方向に延びるスリットを有する断面略Ｃ字状（軸方向に直交する平面で切断した断面の形状）の部材とし、凸部４６がスリット内に配されるようにブッシュ４２を取り付ける。
【００４５】
このような構成であれば、凸部４６が溝４０ａ内及びブッシュ４２のスリット内に配されているため、ねじ軸３及びブッシュ４２が支持軸４０に対して相対回転することが防止される。なお、ねじ軸３を製造する際にねじ軸３の内周面に凸部４６を一体成形してもよいし（図７を参照）、ねじ軸３とは別体の凸部４６をねじ軸３の内周面に圧入等によって固定してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１      ボールねじ
３      ねじ軸
３ａ    ねじ溝
５      ナット
５ａ    ねじ溝
７      ボール転走路
９      ボール
１１      ボール循環路
１３      凹溝
２０      棒状素材
３０      転がり軸受
３２      固定軸
３４      ロータ
３６      ステータ
３８      モータ
４０      支持軸
４２      ブッシュ
【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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