(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナット部材の内周面に設けられるねじ溝とねじ軸の外周面に設けられるねじ溝との間に複数のボールが介装され、前記ナット部材とねじ軸との間でトルクを推力に変換させたり、推力をトルクに変換させたりする構成のボールねじ装置であって、前記ねじ軸が円筒形状とされ、前記ナット部材が、前記ねじ軸の中心孔に非接触に挿通される軸体に対してブラケットを介して支持されており、前記ブラケットが、径方向内外に同心状に設けられて軸心方向一端側で連接される内筒部および外筒部を有し、前記内筒部が前記ねじ軸の中心孔内に非接触状態で配置されて前記軸体に対して支持され、また、前記外筒部が前記ナット部材の軸心方向一端側の領域外周に一体的に嵌合されており、前記ブラケットの外筒部の外周面に、外部装置との間でトルク伝達を行うための樹脂製のギヤがが一体的に成形されており、前記ブラケットの外筒部の外周に環状隆起部が設けられるとともに、この環状隆起部の外周に凹凸が設けられており、前記樹脂製のギヤが、前記環状隆起部の外周および軸心方向側面を覆う状態で成形されていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
請求項１のボールねじ装置において、前記ねじ軸が固定部分に対して非回転かつ軸心方向不動に、また、前記ナット部材が前記軸体に対して転がり軸受を介して回転自在にそれぞれ取り付けられているとともに、前記軸体が軸心方向移動可能に配置されており、前記ブラケットに対してトルクが付与されることにより、当該ブラケットと前記ナット部材と前記軸体の三者が一体になってねじ軸に沿って軸心方向に移動される形態とされていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項３】
請求項１または２のボールねじ装置において、前記ブラケットの凹凸が、スプラインとされ、このスプラインの歯底面が、凹曲面形状とされていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかのボールねじ装置において、前記樹脂製のギヤが、自己潤滑性に優れたポリアミド系やポリアセタールを母材として成形されるものであることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項５】
請求項４のボールねじ装置において、前記樹脂製のギヤが、母材中に強化繊維および固体潤滑剤が所要の割合で添加されたものであることを特徴とするボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、ナット部材とねじ軸との間でトルクを推力に変換させたり、推力をトルクに変換させたりする構成のボールねじ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本願出願人は、ボールねじ装置として、特開２００１−１１６０９５号公報に示すようなものを提案している。
【０００３】
この公報中に記載しているボールねじ装置は、円筒形状のねじ軸の中心孔に挿通される軸体に対してナット部材を転がり軸受を介して支持させる構造にしており、ねじ軸を非回転で軸心方向不動として、ナット部材に対してモータの回転動力を入力させることによりナット部材を回転させながら軸心方向に移動させるような形態で使用するようになっている。
【０００４】
なお、ナット部材に対して駆動トルクを入力させるために、ナット部材の外径側に樹脂製のギヤを設け、このギヤに対して減速歯車を介してモータの出力ギヤを噛み合わせるようにしている。
【０００５】
この樹脂製のギヤは、ナット部材の外周面に対して接合されており、ナット部材の外周面にスプラインを設けておいて、このスプラインに対して樹脂製のギヤを食い込ませることにより、当該樹脂製のギヤをナット部材に対して一体的に結合させるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のボールねじ装置では、樹脂製のギヤに対してトルクが加わることはもちろん、アキシャル荷重もかかるような条件であるため、回り止めに対して問題ないものの、使用条件にもよるが軸心方向での抜け強度が不足するおそれがある。ここに改良の余地がある。
【０００７】
このような事情に鑑み、本発明は、外部装置との間でトルク伝達を行わせるための樹脂製のギヤをナット部材の外径側に設けた構造のボールねじ装置において、樹脂製のギヤの抜け強度を高めることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のボールねじ装置は、請求項１に示すように、ナット部材の内周面に設けられるねじ溝とねじ軸の外周面に設けられるねじ溝との間に複数のボールが介装され、前記ナット部材とねじ軸との間でトルクを推力に変換させたり、推力をトルクに変換させたりする構成のボールねじ装置であって、前記ねじ軸が円筒形状とされ、前記ナット部材が、前記ねじ軸の中心孔に非接触に挿通される軸体に対してブラケットを介して支持されており、前記ブラケットが、径方向内外に同心状に設けられて軸心方向一端側で連接される内筒部および外筒部を有し、前記内筒部が前記ねじ軸の中心孔内に非接触状態で配置されて前記軸体に対して支持され、また、前記外筒部が前記ナット部材の軸心方向一端側の領域外周に一体的に嵌合されており、前記ブラケットの外筒部の外周面に、外部装置との間でトルク伝達を行うための樹脂製のギヤがが一体的に成形されており、前記ブラケットの外筒部の外周に環状隆起部が設けられるとともに、この環状隆起部の外周に凹凸が設けられており、前記樹脂製のギヤが、前記環状隆起部の外周および軸心方向側面を覆う状態で成形されている。
【００１３】
本発明のボールねじ装置は、請求項２に示すように、請求項１において、前記ねじ軸が固定部分に対して非回転かつ軸心方向不動に、また、前記ナット部材が前記軸体に対して転がり軸受を介して回転自在にそれぞれ取り付けられているとともに、前記軸体が軸心方向移動可能に配置されており、前記ブラケットに対してトルクが付与されることにより、当該ブラケットと前記ナット部材と前記軸体の三者が一体になってねじ軸に沿って軸心方向に移動される形態とされている。
【００１４】
本発明のボールねじ装置は、請求項３に示すように、上記請求項１または２において、前記ブラケットの凹凸が、スプラインとされ、このスプラインの歯底面が、凹曲面形状とされている。
【００１５】
本発明のボールねじ装置は、請求項４に示すように、上記請求項１から３のいずれかにおいて、前記樹脂製のギヤが、自己潤滑性に優れたポリアミド系やポリアセタールを母材として成形されるものである。
【００１６】
本発明のボールねじ装置は、請求項５に示すように、上記４において、前記樹脂製のギヤが、母材中に強化繊維および固体潤滑剤が所要の割合で添加されたものである。
【００１７】
以上、要するに、本発明のボールねじ装置は、ブラケットの外筒部の外周面に設けた環状隆起部の軸心方向両側部を覆う形で樹脂製のギヤを成形するようにしているから、ブラケットに対して樹脂製のギヤの軸心方向での引っ掛かりが強くなり、アキシャル荷重に対する抜け強度が向上する。また、環状隆起部に対する樹脂製のギヤの周方向での引っ掛かりとなるから、ブラケットに対する樹脂製のギヤの回り止めが行われる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細について図面に示す実施形態を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１から図１１に本発明の一実施形態を示している。図１は、ボールねじ装置の縦断面図、図２は、図１の状態からナット部材を軸心方向一方へ移動させた状態を示す縦断面図、図３は、ボールねじ装置の分解斜視図、図４は、ボールねじ装置において一部を断面にした平面図、図５は、図４の（５）−（５）線断面の矢視図、図６は、ボール循環経路を模式的に示す側面図、図７は、図６のボール循環経路の正面図、図８は、ナット部材の縮み方向での強制停止構造を示す斜視図、図９は、図１において樹脂製ギヤを拡大して示す図、図１０は、ブラケットの樹脂製ギヤの要部を拡大して示す図、図１１は、樹脂製ギヤの歯底面を凹曲面形状とするときの設計思想を示す説明図である。
【００２４】
図例のボールねじ装置１では、ナット部材２と、ねじ軸３と、複数のボール４と、保持器リング５とを備えており、ナット部材２とねじ軸３との対向面間でボール４群を循環させるようになっている。
【００２５】
ナット部材２には、その一方軸端から他方軸端まで連続する１本のねじ溝２１が形成されており、また、ねじ軸３には、その軸心方向途中領域に不連続の約２巻きのねじ溝３１ａ，３１ｂが形成されている。これらナット部材２のねじ溝２１とねじ軸３のねじ溝３１ａ，３１ｂとは、互いに同じリード角に設定されている。これら両ねじ溝２１，３１ａ，３１ｂの断面形状は、ゴシックアーク形状とされているが、半円形状とすることもできる。
【００２６】
ところで、この実施形態では、ナット部材２とねじ軸３とを最大に引き離した最大伸長状態で軸心方向所定長さの重合領域を確保して、この重合領域にねじ軸３の約２巻きのねじ溝３１ａ，３１ｂを配置させるように設定し、この２巻きのねじ溝３１ａ，３１ｂをそれぞれ独立した閉ループとし、この閉ループにした２巻きのねじ溝３１ａ，３１ｂ内に配置されるボール４群をそれぞれ独立して転動循環させるようにしている。
【００２７】
具体的に、ねじ軸３の軸心方向で隣り合う２巻きのねじ溝３１ａ，３１ｂの間に存在するねじ山（ランド部）３２には、２巻きのねじ溝３１ａ，３１ｂを個別に閉ループとするボール循環溝３３，３４が設けられている。この２つのボール循環溝３３，３４は、それぞれ、２巻きのねじ溝３１ａ，３１ｂの上流側と下流側とを個別に連通連結するものであり、各巻きのねじ溝３１ａ，３１ｂの下流のボール４群を内径側へ沈みこませてナット部材２のねじ山（ランド部）２２を乗り越えさせて上流へ戻すように蛇行した形状になっている。
【００２８】
保持器リング５は、複数のボール４それぞれを円周等間隔に離隔配置して回転可能に保持するものである。この保持器リング５は、薄肉の円筒部材からなり、その円周数ヶ所には、軸心方向に沿う長孔形状のボールポケット５１が設けられており、このボールポケット５１に対してそれぞれ２つずつボール４が収納される。
【００２９】
また、上記保持器リング５は、ねじ軸３の外径側に対して軸心方向でほぼ不動に位置決めされた状態で、かつ相対回転可能な状態で取り付けられている。そのために、ねじ溝３の自由端側に縮径部３５を、また、保持器リング５の一端に径方向内向きのフランジ５２をそれぞれ設け、ねじ軸３の縮径部３５に対して保持器リング５のフランジ５２をはめ込み、さらにねじ軸３の縮径部３５に設けてある周溝に対して止め輪７を係合させている。但し、止め輪７は、ねじ軸３の縮径部３５とねじ溝２１の形成部分との境にできる段壁面３６から離れた位置に取り付けられていて、これら止め輪７と段壁面３６との間に対して保持器リング５のフランジ５２が軸心方向に若干の遊びを持つ状態で配置されている。これにより、保持器リング５が、ねじ軸３に対して軸心方向ほぼ不動で、相対回転が許容される状態になる。
【００３０】
なお、上記ナット部材２は、ブラケット８に対して一体的に結合されている。このブラケット８は、図示しないモータなどの回転動力源が減速歯車１０を介して噛合されるとともに、円筒形状のねじ軸３の中心孔に軸心方向移動可能に挿通される筒軸１１に対して転がり軸受１２を介して支持される。また、上記ねじ軸３は、筒軸１１の内径側に対してスプライン嵌合されている回転軸１３に対して転がり軸受１４を介して支持されている。この回転軸１３は、図示しないが、ケースなどの固定部分に対して軸心方向不動にかつ回転自在に支持されている。
【００３１】
上記ブラケット８は、上半分の断面がほぼ逆向きコ字形の金属材で形成されている。つまり、このブラケット８は、径方向内外に同心状に設けられる内筒部８１および外筒部８２の軸心方向一端側を連接した形状である。内筒部８１は、ねじ軸３の中心孔内に非接触状態で配置されて上記筒軸１１に対して転がり軸受１２を介して支持されている。また、外筒部８２は、ナット部材２の軸心方向一端側の領域外周に一体的に嵌合されており、図３に示すように、外筒部８２の付け根側の内周面に設けられるセレーション８３とナット部材２の嵌入方向奥側の外周面に設けられるセレーション２３とを嵌合することにより、ブラケット８とナット部材２とを周方向で一体的に結合するようになっている。この外筒部８２の外周面には、樹脂製のギヤ９が一体に成形されている。また、ブラケット８とナット部材２との結合工程において両者の位相合わせを容易とするために、両セレーション８３，２３の１つの歯をなくすことにより、ブラケット８とナット部材２とを所定の位相でしか結合できないようにすることができる。
【００３２】
このように、二重筒のようなブラケット８を用いてナット部材２を筒軸１１に対して支持させる構造としていれば、ナット部材２の軸心方向寸法が大きくならずに済むので、ボールねじ装置１の軸心方向寸法を無駄に大型化せずに済む。
【００３３】
ところで、上述したボールねじ装置１の組み立て手順を説明する。まず、ねじ軸３に対して保持器リング５を取り付けてから、保持器リング５のボールポケット５１に対して、それを埋め尽くす状態にグリースを塗布しておいて、このボールポケット５１に対して必要数のボール４を入れる。ここでのグリースは、ボール４が自重落下しない粘性を有するウレア系のグリースとされ、このグリースでもってボール４がボールポケット５１内に保持される。このようにしてから、保持器リング５をねじ軸３に対して回さないようにした状態で、ナット部材２に組み込む。
【００３４】
次に、上述したボールねじ装置１の動作を説明する。まず、図示しないモータを駆動することによりブラケット８およびナット部材２を回転させると、このナット部材２自身が回転しながらねじ軸３に沿って軸心方向一方へ向けて直線的に移動させられることによって、例えば図１に示す状態から図２に示す状態になる。一方、上記モータを前記と逆回転方向に駆動すると、ナット部材２が前述と逆向きに回転しながら軸心方向他方へ向けて移動させられることによって、例えば図２に示す状態から図１に示す状態になる。
【００３５】
このように、ナット部材２を軸心方向に往復移動させることにより、ナット部材２とねじ軸３とが軸心方向で重合する範囲が大小変化するが、ねじ軸３においてボール循環溝３３，３４により個別に閉ループとしたねじ軸３の２巻きのねじ溝３１ａ，３１ｂ内でそれぞれボール群４が保持器リング５にガイドされながら転動循環することにより、ナット部材２の螺旋運動が円滑にガイドされるとともに、ナット部材２が所定の移動ストローク範囲を往復移動する過程において、ボール４が抜け出す現象を確実に防止できるようになる。
【００３６】
なお、上記ナット部材２を縮み方向に移動させる場合、所定のリミット位置で強制停止させるようにするために、図１、図２ならびに図８に示すように、ねじ軸３に対してストッパピン１８を、また、ナット部材２と一体のブラケット８に対して切欠き１９を設けている。この場合、ナット部材２を縮み方向に移動させたとき、ナット部材２が所定の停止位置に近づくことに伴い、ブラケット８の切欠き１９が、その幅狭側の端縁からねじ軸３のストッパピン１８に対して径方向で重合し始めて、最後に切欠き１９の幅広側の奥壁１９ａがストッパピン１８の周面に対して周方向から当接することになり、これで、ナット部材２およびブラケット８が物理的に強制停止されることになる。切欠き１９の幅広側の奥壁１９ａには、ストッパピン１８との衝突時の衝撃を緩和するとともに衝突音を抑制するために、熱可塑性エラストマー樹脂などの弾性体２０が取り付けられている。
【００３７】
次に、この実施形態の特徴について説明する。
【００３８】
つまり、図１、図２、図９に示すように、上記ブラケット８の外筒部８２の外周に環状隆起部８５が設けられるとともに、この環状隆起部８５の外周にスプライン８６が設けられており、樹脂製のギヤ９が、上記環状隆起部８５の外周および軸心方向両側面を覆う状態で成形されている。なお、図示例では、ギヤ９は、内径ボス部９１の軸心方向中心に対して一端側に片寄った状態で設けられている。
【００３９】
この場合、上記樹脂製のギヤ９の内径ボス部９１において環状隆起部８５の一端面からの張り出し寸法ａと、環状隆起部８５の根元からスプライン８６の歯先までの隆起寸法ｂとの関係については、ａ：ｂ＝１：１〜１：３に設定するのが成形性を向上させるうえで好ましい。というのは、隆起寸法ｂを張り出し寸法ａよりも薄くすると、成形時の溶融樹脂の流動性が悪くなり、また、隆起寸法ｂを張り出し寸法ａの３倍よりも厚くすると、ボイドの発生率が高くなるなど、強度低下につながるからである。なお、張り出し寸法ａは最低０．８ｍｍとするのが好ましく、それよりも小さいと溶融樹脂の流動不良となりやすい。
【００４０】
さらに、上記環状隆起部８５に設けるスプライン８６についても、図示しないが、その歯底面の形状を凹曲面にすることにより、歯元に対する応力集中を回避させるようにするのが好ましい。このスプライン８６のモジュールは、上記樹脂製ギヤ９のモジュールよりも小さく設定するのが、トルク伝達時の強度を高めるうえで好ましい。なお、スプライン８６のモジュールｍは、最低「１」であり、それ以下だと溶融樹脂の流れ込みが悪くなり、インサート部品と樹脂の界面が浮いた状態になりやすい。
【００４１】
このように、金属製のブラケット８の外筒部８２に設けた環状隆起部３５の外周および軸心方向両側部を覆う形で樹脂製のギヤ９を設けていれば、外筒部８２に対して樹脂製のギヤ９の軸心方向での引っ掛かりが強くなり、アキシャル荷重に対する抜け強度が向上することになる。また、環状隆起部８５に設けたスプライン８６が樹脂製のギヤ９の周方向での引っ掛かりとなるから、外筒部８２に対する樹脂製のギヤ９の回り止めが行われることになる。したがって、十分なトルク伝達が可能でありながら、軸心方向への抜け強度を向上させることができるので、耐荷重性および耐久性の向上に貢献できるようになる。特に、上記ブラケット８およびナット部材２を駆動するためのギヤ９は、回転方向だけでなくアキシャル方向からも荷重がかかるという特異なものであるから、上述したようなブラケット８に対する樹脂製ギヤ９のインサート成形の構造がきわめて有効となる。
【００４２】
なお、上記樹脂製ギヤ９は、金属製のブラケット８を成形金型内にインサートした状態で射出成形されるのであるが、その際には、ブラケット８の外筒部８２の内径面においてセレーション部分を除く領域、つまりナット部材２が嵌合される面を金型に対する基準面として行うのが好ましい。このようにすれば、前記嵌合面の真円度や面粗さが高精度に仕上げられているので、ギヤ９の歯形状を高精度に形成できるようになる。
【００４３】
しかも、上記樹脂製のギヤ９については、自己潤滑性を有する合成樹脂を母材として、それに強化繊維や固体潤滑剤を添加したもので製作するのが好ましい。このように、ギヤ９の母材を自己潤滑性に優れたものとして、母材に対して強化繊維や固体潤滑剤を適量添加したものにしていれば、ギヤ９の耐摩耗性や、発熱による劣化を抑制できるなど、耐久性の向上に貢献できるようになる点で有利となる。
【００４４】
具体的に、母材となる合成樹脂としては、ポリアミド（ＰＡ）系、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などとすることができるが、自己潤滑性に優れている点でポリアミド（ＰＡ）系またはポリアセタール（ＰＯＭ）が好ましい。
【００４５】
上記ポリアミド系合成樹脂（ＰＡ）は、周知のように、主環にアミド結合（−ＣＯＮＨ）を持つ重合体である。このポリアミド系合成樹脂は、耐有機溶剤性、耐油性、耐グリス性が良好でかつ疲労強度が大きいという性質を備えるが、四フッ化エチレン樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト、カーボン繊維、潤滑油などとの複合化でさらに耐摩耗性が向上する。
【００４６】
具体的な種類としては、例えば、ポリアミド（ＰＡ）６、ポリアミド（ＰＡ）６６、ポリアミド（ＰＡ）４６、ポリアミド（ＰＡ）１１、ポリアミド（ＰＡ）１２、ポリアミド（ＰＡ）６１２、ポリアミド（ＰＡ）６Ｔ、ポリアミド（ＰＡ）９Ｔ、ポリフタールアミド（ＰＰＡ）、ＭＸＤ６などがある。
【００４７】
ＰＡ６は、ε−カプロラクタムの開環重合によるもので、融点２２０℃を有する。ＰＡ６６は、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との重縮合によるもので、融点２６０℃を有する。ＰＡ４６は、ω−ラウロラクタムの開環重合によるもので、融点２９５℃を有する。ＰＡ１１は、１１−アミノウンデカン酸の重縮合によるもので、融点１８６℃を有する。ＰＡ１２は、ω−ラウロラクタムの開環重合によるもので、融点１７６℃を有する。ＰＡ６１２は、カプロラクタムとラウリルラクタムとの開環共重合によるものでる。ＰＡ６Ｔは、テレフタレン酸成分を有する半芳香族系で、例えば融点３２０℃を有する。ＰＡ９Ｔは、芳香族環と高級脂肪酸からなる半芳香族であり融点３０８℃を有する。ＭＸＤ６は、メタキシリレンジアミンとアジピン酸との重縮合によるもので、融点２４３℃を有する。
【００４８】
なお、上記ＰＡ６，ＰＡ６６，ＰＡ４６，ＰＡ１１，ＰＡ１２，ＰＡ６１２は、吸湿、吸水性を有するものの、吸湿、吸水すると衝撃強さが大きくなるなど、強靭になる性質を有しているので、使用環境に応じて使用の可否を選択すればよい。但し、ＰＡ６Ｔ，ＰＡ９Ｔは、吸湿、吸水性においても優れている。
【００４９】
また、ポリアセタール（ＰＯＭ）は、耐繰り返し疲労性能やクリープ特性、耐熱性に優れていることに加えて摩擦摩耗特性に優れていて摺動接触面を有する機械要素の材料に適する。
【００５０】
強化繊維は、保持器リング５の機械的強度を高めるものであり、ガラス繊維（ＧＦ）、カーボン（炭素）繊維（ＣＦ）、チタン酸カリウイスカ（ＴｉＫ）などの無機繊維や、アラミド繊維（ＡＦ）などの有機繊維が好ましい。これらは、それぞれ、合成樹脂母材に対して単独で添加されるが、母材に対する好ましい添加量は、次の通りである。ただし、複数の材料が組み合わされて重量％を変更して添加されても構わない。なお、各繊維の添加割合の下限値は、強度確保を考慮して決定され、その上限値は、母材に対する混練のしやすさ、つまり、射出成形での成形性を考慮して決定される。
【００５１】
ガラス繊維は、弾性率が非常に大きく強化材として優れている。母材に対する添加割合としては、５〜６０重量％、好ましくは、３０〜４０重量％である。
【００５２】
カーボン繊維は、炭素繊維とも炭化繊維とも称されるが、これには大別してポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）系カーボン繊維とピッチ系カーボン繊維とがある。母材に対する添加割合としては、５〜６０重量％、好ましくは、１５〜３０重量％である。
【００５３】
チタン酸カリウイスカは、母材の強度を高める性質を有し、また、繊維強度が他の一般の強化繊維と比べて低いから、接触相手であるナット部材２を傷つけずに済むなどの利点がある。ウイスカは、径数ｎｍ〜μｍの繊維状結晶であり、結晶欠損をほとんど含まない単結晶であり力学的性質に優れ、強化材、寸法安定剤として適する。母材に対して５〜３０重量％、好ましくは、１０〜２０重量％である。チタン酸カリウイスカは、強化、相手材攻撃性、耐摩耗性、寸法安定性、などに優れた添加剤となる。
【００５４】
アラミド繊維は、引張性と耐熱性にきわめて優れた芳香族ポリアミド繊維である。母材に対する添加割合としては、５〜２０重量％、好ましくは、１０〜２０重量％である。
【００５５】
固体潤滑剤は、母材であるポリアミド系合成樹脂やポリアセタールの耐摩耗性ならびに発熱抑制効果を高めるために用いられ、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、ポリ四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、グラファイト（Ｇｒ）などがあり、これらはそれぞれ単独で添加される。
【００５６】
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）は、エチレンを重合した熱可塑性樹脂を分岐度によりポリエチレン０．９４１〜０．９６５の高密度に分類されるものであり、母材に対して１〜１５重量％、好ましくは、３〜１０重量％である。二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）は、母材に対して１〜５重量％、好ましくは、約３重量％である。ポリ四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）は、母材に対して５〜３０重量％、好ましくは、５〜２０重量％である。グラファイト（Ｇｒ）は、母材に対して５重量％未満である。なお、各固体潤滑剤の添加割合の下限値は、耐摩耗性確保を考慮して決定され、その上限値は、強度確保を考慮して決定される。
【００５７】
この他、上記樹脂製のギヤ９について、図１０に示すように、周方向に隣り合う歯９ａそれぞれの歯底面９ｂの形状を所定曲率の凹曲面にするのが好ましい。この場合、次のように設計するのが好ましい。つまり、図１０に示すように、凹曲面形状の歯底面９ｂの始点Ｐについて、ギヤ９の各歯９ａの側面に対して減速歯車１０の各歯１０ａの歯先角部（破線参照）が接触する点Ｘそれぞれを結ぶ円Ｒよりも内径側としたうえで、当該円Ｒにできるだけ近づける位置に設定している。ちなみに、凹曲面形状の歯底面９ｂの始点Ｐを、従来一般的な僅かな凸曲面形状の歯底面の位置（図１０の破線や図１１の実線参照）と同じ位置に設定して、歯底面９ｂを凹曲面形状に形成すると、図１０および図１１の二点鎖線で示すように、凹曲面形状の歯底面９ｂの最深部が深くなり過ぎてしまうために、歯９ａの歯丈寸法が大きくなってしまい、歯９ａの強度低下につながることになる。つまり、歯底面９ｂの始点Ｐを上述したように特定すれば、凹曲面形状の歯底面９ｂの最深部を可及的に浅くできるので、歯９ａの歯丈寸法を小さくすることができる点で有利となる。このようにすれば、歯９ａの付け根（歯元）に対する応力集中を回避させることができるから、ギヤ９の強度つまり耐荷重性ならびに耐久性が向上するようになる。また、ギヤ９全体のポテンシャルが向上するから、小型化を図るうえで有利となる。
【００５８】
ところで、上記実施形態では、ねじ軸３のねじ山３２に２つのボール循環溝３３，３４を設けることにより軸心方向で隣り合う２巻きのねじ溝３１ａ，３１ｂの個々を独立した閉ループとし、この閉ループ内でボール群４を転動循環させる構造にしているから、従来周知の循環こまという高精度な部品を排除できて、ナット部材２に循環こま取付用の貫通孔を形成する手間や循環こまの組み付けの手間を省くことができるなど、製造コストの低減に貢献できるうえ、循環こまのボール循環溝とねじ溝との位置合わせが不要になるなど、その万一の位置ずれによる品質低下を回避できるようになる。しかも、上記２つのボール循環溝３３，３４を、図６に示すように、ほぼ同一位相にかつ軸心方向に隣り合わせに設けていれば、ねじ軸３のねじ溝３１ａ，３１ｂを軸心方向に詰めて配置できるようになって、軸心方向での占有面積を縮小するうえで有利となる。但し、この場合、ボール循環溝３３，３４に位置するボール４は、ラジアル荷重やアキシャル荷重を受けることができないので、２つのボール循環溝３３，３４を周方向および軸心方向で接近して設けると、円周上の所定角度範囲に荷重無負担領域ができることになる。しかしながら、上記実施形態のように、ナット部材２およびねじ軸３の軸心方向寸法を短くしたうえで外径寸法を大きく設定していれば、図７に示すように、円周上においてボール循環溝３３，３４が存在する領域の角度θ範囲が小さくて済むとともにボール循環溝３３，３４内に位置するボール４の数が少なくて済むから、荷重負担能力の低下を抑制できて、実用上支障ないものとなる。
【００５９】
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、いろいろな応用や変形が考えられる。
【００６０】
まず、上記実施形態では、ねじ軸３に設けた２巻きのねじ溝３１ａ，３１ｂの個々を閉ループとしてそれぞれ独立してボール３群を転動循環させるために、ねじ軸３にボール循環溝３３，３４を設けた例を挙げているが、従来一般的な循環こまをナット部材２に対して装着する形態としたものにも本発明を適用できる。
【００６１】
また、上記実施形態では、ブラケット８に設けた切欠き１９とねじ軸３に設けたストッパピン１８とを周方向から当接させてナット部材２を強制停止させる形態にしているが、そのような形態と異なり、図示しないがナット部材２あるいはブラケット８の一部とねじ軸３の一部とを軸心方向から当接させてナット部材２を強制停止させる形態とするものにも本発明を適用できる。
【００６２】
この他、上記ボールねじ装置１については、ナット部材２またはねじ軸３の一方を回転させることで他方を軸心方向に移動させる使用形態、あるいはナット部材２またはねじ軸３の一方を軸心方向に移動させることで他方を回転させる使用形態にすることができる。前者の使用形態については、トルクを推力に変換する正効率と言い、後者の使用形態については、推力をトルクに変換する逆効率と言う。以下で、正効率での使用形態に係る４パターン（Ａ−１〜Ａ−４）と、逆効率での使用形態に係る４パターン（Ｂ−１〜Ｂ−４）を説明する。
【００６３】
（Ａ−１）上記実施形態で説明したように、ナット部材２を回転させながら軸心方向に移動させる。この場合、ねじ軸３を非回転かつ軸心方向不動にしておいて、ナット部材２を回転駆動させればよい。
【００６４】
（Ａ−２）ナット部材２を回転させずに軸心方向に移動させる。この場合、ねじ軸３を軸心方向不動にする一方で、ナット部材２を非回転にしておいて、ねじ軸３を回転駆動させればよい。
【００６５】
（Ａ−３）ねじ軸３を回転させながら軸心方向に移動させることができる。この場合、ナット部材２を非回転かつ軸心方向不動にしておいて、ねじ軸３を回転駆動させればよい。
【００６６】
（Ａ−４）ねじ軸３を回転させずに軸心方向に移動させる。この場合、ねじ軸３を非回転にする一方で、ナット部材２を軸心方向不動にしておいて、ナット部材２を回転駆動させればよい。
【００６７】
（Ｂ−１）ナット部材２を軸心方向不動で回転させる。この場合、ナット部材２を軸心方向不動にする一方で、ねじ軸３を非回転にしておいて、ねじ軸３を軸心方向に移動させればよい。
【００６８】
（Ｂ−２）ナット部材２を軸心方向に移動させながら回転させる。この場合、ねじ軸３を軸心方向不動かつ非回転にしておいて、ナット部材２を軸心方向に移動させればよい。
【００６９】
（Ｂ−３）ねじ軸３を軸心方向不動で回転させる。この場合、ねじ軸３を軸心方向不動にする一方で、ナット部材２を非回転にしておいて、ナット部材２を軸心方向に移動させればよい。
【００７０】
（Ｂ−４）ねじ軸３を軸心方向に移動させながら回転させる。この場合、ナット部材２を軸心方向不動かつ非回転にしておいて、ねじ軸３を軸心方向に移動させればよい。
【００７１】
さらに、上記実施形態では、ボールねじ装置１を例に挙げたが、その他いろいろな用途で歯車を備える装置に本発明を適用できる。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１から請求項５に係るボールねじ装置は、環状隆起部に設けた凹凸を樹脂製のギヤの周方向での引っ掛かりとしてブラケットに対する樹脂製のギヤの回り止めを行う構造としたうえで、ブラケットの外周に設けた環状隆起部の軸心方向両側部を覆う形で樹脂製のギヤを成形するようにしているから、ブラケットに対して樹脂製のギヤの軸心方向での引っ掛かりが強くなり、アキシャル荷重に対する抜け強度が向上するなど、耐荷重性ならびに耐久性の向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るボールねじ装置の縦断面図
【図２】図１の状態からナット部材を軸心方向一方へ移動させた状態を示す縦断面図
【図３】ボールねじ装置の分解斜視図
【図４】ボールねじ装置において一部を断面にした平面図
【図５】図４の（５）−（５）線断面の矢視図
【図６】ボール循環経路を模式的に示す側面図
【図７】図６のボール循環経路の正面図
【図８】ナット部材の縮み方向での強制停止構造を示す斜視図
【図９】図１において樹脂製ギヤを拡大して示す図
【図１０】ブラケットの樹脂製ギヤの要部を拡大して示す図
【図１１】樹脂製ギヤの歯底面を凹曲面形状とするときの設計思想を示す説明図
【符号の説明】
１      ボールねじ装置
２      ナット部材
２１      ナット部材のねじ溝
３      ねじ軸
３１ａ，３１ｂ    ねじ軸のねじ溝
４      ボール
８      ブラケット
８２      ブラケットの外筒部
８５      外筒部の環状隆起部
８６      環状隆起部のスプライン
９      樹脂製のギヤ
９１      ギヤの内径ボス部
【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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