JP2004084823A - Ball screw - Google Patents

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JP2004084823A
JP2004084823A JP2002247653A JP2002247653A JP2004084823A JP 2004084823 A JP2004084823 A JP 2004084823A JP 2002247653 A JP2002247653 A JP 2002247653A JP 2002247653 A JP2002247653 A JP 2002247653A JP 2004084823 A JP2004084823 A JP 2004084823A
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ball
ball screw
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return hole
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Satoru Arai
新井　覚
Tsutomu Okubo
大久保　努
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball screw capable of preventing the generation of a noise and vibration due to a position displacement of end caps. <P>SOLUTION: The end caps 18 and 19 are respectively provided with a cylindrical spigot coupling part 23 communicated with a ball deflector passage 21, and a ball return hole 22 provided in a nut 12 is provided with a fitting part to be fitted to the spigot coupling part 23. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転運動を直線運動に可逆的に変換するボールねじに関し、特に、エンドキャップ式のボールねじに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転運動を直線運動に可逆的に変換するボールねじとして、たとえば、特開平６−１７４０４５号公報に開示されたものが知られている。このボールねじは、図８に示すように、ねじ軸１１とナット１２とを備えており、ねじ軸１１の外周面にはボールねじ溝１３，１４が形成されている。これらのボールねじ溝１３，１４はナット１２の内周面に形成されたボールねじ溝１５，１６とそれぞれ対向しており、これらのボールねじ溝１３〜１６間には、転動体列を形成する多数のボール１７が配設されている。
【０００３】
また、図８に示すボールねじはナット１２の両端に円環状のエンドキャップ１８，１９を備えており、これらのエンドキャップ１８，１９には、図９に示すように、ボール１７を掬い上げるタング部２０がボールねじ溝１５，１６に対応して設けられているとともに、タング部２０により掬い上げられたボール１７の転動方向を所定方向に偏向するボール偏向路２１がボールねじ溝１５，１６に対応して形成されている。
【０００４】
ボール偏向路２１はナット１２の端面に開口するボール戻し孔２２に連通しており、タング部２０により掬い上げられたボール１７は、例えばエンドキャップ１８に形成されたボール偏向路２１を通過してボール戻し孔２２に導入されるようになっている。そして、ボール戻し孔２２に導入されたボール１７はボール戻し孔２２内を転動した後、エンドキャップ１９に形成されたボール偏向路２１を経由して元の位置に戻されるようになっている。
【０００５】
図１０はナット１２の端面部を示しており、同図に示すように、ナット１２の端面部には、エンドキャップ１８，１９のリターンガイド２７が押し付けられている。このリターンガイド２７はかまぼこ形に形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなエンドキャップ式ボールねじは、エンドキャップ１８，１９に形成されたボール偏向路２１とナット１２に貫設されたボール戻し孔２２とでボール１７の循環路を形成することができるが、次のような問題点を有していた。すなわち、上述したボールねじでは、例えばエンドキャップ１８をナット１２の端面に取り付けた際にエンドキャップ１８の中心がナット１２の中心に対して僅かでも位置ズレを起こしていると、ボール偏向路２１を通過したボール１７がボール戻し孔２２の開口部分に衝突し、騒音や振動等が発生することがあった。
【０００７】
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、エンドキャップの位置ズレに起因する騒音や振動等の発生を防止することのできるボールねじを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の前記ボールねじ溝と対向するボールねじ溝を内周面に有するナットと、前記ねじ軸および前記ナットのボールねじ溝間に配設された多数のボールと、前記ナットの両端に配置されたエンドキャップとを備え、前記ボールの循環路を前記ナットに貫設されたボール戻し孔と前記エンドキャップに形成されたボール偏向路とで形成したボールねじにおいて、前記エンドキャップに前記ボール偏向路と連通する円筒状のインロー部を設けるとともに、前記ボール戻し孔に前記インロー部と嵌合する嵌合部を設けたことを特徴とする。
【０００９】
このような構成によると、エンドキャップのボール偏向路を通過したボールはインロー部を経由してボール戻し孔に導入されるため、エンドキャップの位置ズレを防止でき、ボール偏向路を通過したボールがボール戻し孔の開口部分に衝突することを回避できる。従って、エンドキャップの位置ズレに起因する騒音や振動等の発生を防止することができる。
【００１０】
この場合、請求項２記載の発明のように、前記ボール偏向路を、前記エンドキャップと、前記ナットの両端側にリターンガイド溝を形成するリターンガイドとで形成すると、射出成形などの型を用いた成形が可能となるので、エンドキャップを安価に製造することができる。また、請求項３記載の発明のように、前記リターンガイド溝の断面形状を少なくとも前記ボールねじ溝との接続部において前記ボールねじ溝の断面形状と同一形状にすると、ボールが方向転換するときにナットの端面に衝突することが抑制されるため、騒音や振動等の発生を防止することができ、かつ作動性を向上させることができる。
【００１１】
また、請求項４記載の発明のように、インロー部はボール戻し孔の孔径と同一径の内径面を有していてもよく、このような構成とすることにより、インロー部の内径面とボール戻し孔との間に段差が生じることを防止できる。また、請求項５記載の発明のように、ボール間にスペーサを配置してもよく、このような構成とすることにより、ボール同士の競り合いに起因する騒音や作動不良等の発生を防止することができ、かつスペーサの引掛りを防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図８乃至図１０に示したものと同一部分には同一符号を付し、その部分の詳細な説明は重複するので省略する。
図１乃至図６は本発明の第１の実施形態を示しており、図１は本発明の第１の実施形態に係るボールねじの軸方向に沿う概略断面図である。同図に示すように、本発明の第１の実施形態に係るボールねじはナット１２の両端にエンドキャップ１８，１９を有しており、これらエンドキャップ１８，１９のナット取付側端面には、図２及び図３に示すように、円筒状のインロー部２３がボールねじ溝１５，１６に対応して設けられている。このインロー部２３はエンドキャップ１８，１９に形成されたボール偏向路２１と連通しており、ナット１２に貫設されたボール戻し孔２２の孔径と同一径の内径面２３ａ（図３参照）を有している。
【００１３】
図４はナット１２の端面部分を示す斜視図であり、同図に示すように、ナット１２の端面に開口するボール戻し孔２２には、インロー部２３の外径面と嵌合する嵌合部２４がナット１２の両端部に設けられている。なお、エンドキャップ１８，１９には、図示しないボルトによりエンドキャップ１８，１９をナット１２の端面に取り付けるための取付孔２５（図２参照）が穿設されている。また、エンドキャップ１８，１９は、製作上の理由から、図３に示すように、円環状のエンドキャップ本体２６と、ナット１２のボール戻し孔２２に対応した数のリターンガイド２７とで構成され、各リターンガイド２７には、ナット１２のボールねじ溝１５，１６からすくい上げられたボール１７をナット１２のボール戻し孔２２に案内するリターンガイド溝２７ａ（図４参照）が形成されている。また、本実施形態ではインロー部２３は、図３に示すように、半円筒状に２分割されている。
【００１４】
図５はナット１２内に位置するねじ軸１１の一部を示す斜視図であり、同図に示すように、ボール１７，１７間には樹脂等の緩衝材からなるスペーサ２８が設けられている。このスペーサ２８はボール１７の直径より小さい直径で円盤状に形成されており、その両端面には、図６に示すように、転動体接触面２８ａ，２８ｂが形成されている。これらの転動体接触面２８ａ，２８ｂは、ボール１７の半径ｒより大きい曲率半径Ｒを有しており、スペーサ２８の軸方向に沿う断面がゴシックアーチ状あるいは円弧状に形成されている。
【００１５】
上述のように、エンドキャップ１８，１９にボール偏向路２１と連通する円筒状のインロー部２３を設けるとともに、ボール戻し孔２２にインロー部２３と嵌合する嵌合部２４を設けると、例えばエンドキャップ１８のタング部２０により掬い上げられたボール１７はボール偏向路２１を通過した後、インロー部２３を経由してボール戻し孔２２に導入されるため、エンドキャップ１８の位置ズレを防止でき、ボール偏向路２１を通過したボール１７がボール戻し孔２２の開口部分に衝突することを回避できる。従って、上述した実施形態ではエンドキャップの位置ズレに起因する騒音や振動等の発生を防止することができ、ボールねじの低騒音化および低振動化を図ることができる。
【００１６】
また、上述した実施形態ではインロー部２３がボール戻し孔２２の孔径と同一径の内径面２３ａを有しているため、インロー部２３の内径面２３ａとボール戻し孔２２との間に段差が生じることもなく、これにより、ボールねじの低騒音化および低振動化をより効果的に図ることができる。
さらに、上述した実施形態ではボール１７，１７間にスペーサ２８を設けたことにより、ボール同士の競り合いに起因する騒音や作動不良等の発生を防止することができ、かつスペーサ２８の引掛りを防止することができる。
【００１７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、ボール１７，１７間に配置されるスペーサとして、連結型のスペーサを使用してもよい。また、上述した実施形態ではエンドキャップ１８，１９をエンドキャップ本体２６と矩形状のリターンガイド２７とで構成したが、図７に示す第２の実施形態のように、エンドキャップ１８，１９をエンドキャップ本体２６と円環状のリターンガイド２９とで構成してもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、エンドキャップの位置ズレに起因する騒音や振動等の発生を防止することができ、ボールねじの低騒音化および低振動化を図ることができる。
請求項２の発明によれば、射出成形などの型を用いた成形が可能となるので、上述した効果に加え、エンドキャップを安価に製造することができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、ボールが方向転換するときにナットの端面に衝突することが抑制されるため、騒音や振動等の発生を防止することができ、かつ作動性を向上させることができる。
請求項４の発明によれば、インロー部の内径面とボール戻し孔との間に段差が生じることも防止でき、ボールねじの低騒音化および低振動化をより効果的に図ることができる。
請求項５の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、ボール同士の競り合いに起因する騒音や作動不良等の発生を防止することができ、かつそのスペーサの引掛りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るボールねじの軸方向に沿う概略断面図である。
【図２】図１に示すエンドキャップの正面図である。
【図３】図２に示すエンドキャップの一部を示す斜視図である。
【図４】図１に示すナットの端面部分を示す斜視図である。
【図５】ナット内に位置するねじ軸の一部を示す斜視図である。
【図６】図５に示すスペーサの断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るボールねじのエンドキャップを示す正面図である。
【図８】従来のボールねじの軸方向に沿う概略断面図である。
【図９】図８に示すエンドキャップの一部を示す斜視図である。
【図１０】従来のボールねじにおけるナットの端面部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１１　　ねじ軸
１２　　ナット
１３〜１６　　ボールねじ溝
１７　　ボール
１８，１９　　エンドキャップ
２０　　タング部
２１　　ボール偏向路
２２　　ボール戻し孔
２３　　インロー部
２４　　嵌合部
２８　　スペーサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a ball screw that reversibly converts a rotary motion into a linear motion, and more particularly to an end cap type ball screw.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a ball screw for reversibly converting a rotary motion into a linear motion, for example, a ball screw disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H6-174045 is known. As shown in FIG. 8, the ball screw includes a screw shaft 11 and a nut 12, and ball screw grooves 13 and 14 are formed on the outer peripheral surface of the screw shaft 11. The ball screw grooves 13 and 14 are opposed to the ball screw grooves 15 and 16 formed on the inner peripheral surface of the nut 12, respectively, and a rolling element row is formed between the ball screw grooves 13 and 16. A number of balls 17 are provided.
[0003]
The ball screw shown in FIG. 8 has annular end caps 18 and 19 at both ends of the nut 12, and these end caps 18 and 19 have tongues for scooping up the ball 17 as shown in FIG. A portion 20 is provided corresponding to the ball screw grooves 15 and 16, and a ball deflecting path 21 for deflecting the rolling direction of the ball 17 scooped up by the tongue portion 20 in a predetermined direction is provided. It is formed corresponding to.
[0004]
The ball deflecting path 21 communicates with a ball return hole 22 opened on the end face of the nut 12, and the ball 17 scooped up by the tongue portion 20 passes through the ball deflecting path 21 formed in the end cap 18, for example. It is designed to be introduced into the ball return hole 22. Then, the ball 17 introduced into the ball return hole 22 rolls in the ball return hole 22 and then returns to the original position via the ball deflection path 21 formed in the end cap 19. .
[0005]
FIG. 10 shows an end face of the nut 12. As shown in FIG. 10, the return guide 27 of the end caps 18 and 19 is pressed against the end face of the nut 12. The return guide 27 is formed in a semi-cylindrical shape.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In such an end cap type ball screw, a circulation path of the ball 17 can be formed by the ball deflection path 21 formed in the end caps 18 and 19 and the ball return hole 22 formed through the nut 12. It had the following problems. That is, in the above-described ball screw, for example, if the center of the end cap 18 is slightly displaced from the center of the nut 12 when the end cap 18 is attached to the end face of the nut 12, the ball deflection path 21 In some cases, the passed ball 17 collides with the opening of the ball return hole 22 to generate noise and vibration.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a ball screw capable of preventing generation of noise, vibration, and the like due to a displacement of an end cap. It is in.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a screw shaft having a ball screw groove on an outer peripheral surface, a nut having an inner peripheral surface with a ball screw groove facing the ball screw groove of the screw shaft, A plurality of balls disposed between a shaft and a ball screw groove of the nut, and end caps disposed at both ends of the nut, and a ball return hole penetrating the ball through a circulation path of the ball; In the ball screw formed with the ball deflection path formed in the end cap, a cylindrical spigot portion communicating with the ball deflection path is provided in the end cap, and the spigot portion is fitted in the ball return hole. A fitting portion is provided.
[0009]
According to such a configuration, since the ball that has passed through the ball deflection path of the end cap is introduced into the ball return hole via the spigot portion, the end cap can be prevented from being displaced, and the ball that has passed through the ball deflection path can be removed. Collision with the opening of the ball return hole can be avoided. Therefore, it is possible to prevent noise, vibration, and the like due to the displacement of the end cap.
[0010]
In this case, when the ball deflection path is formed by the end cap and a return guide that forms return guide grooves on both ends of the nut, a mold such as injection molding is used. Since the conventional molding can be performed, the end cap can be manufactured at low cost. Further, when the cross-sectional shape of the return guide groove is at least the same as the cross-sectional shape of the ball screw groove at the connection portion with the ball screw groove as in the invention according to claim 3, when the ball changes direction, Since the collision with the end face of the nut is suppressed, generation of noise, vibration, and the like can be prevented, and operability can be improved.
[0011]
Further, as in the invention according to claim 4, the spigot portion may have an inner diameter surface having the same diameter as the hole diameter of the ball return hole. A step can be prevented from being formed between the return hole and the hole. Further, a spacer may be arranged between the balls as in the invention according to claim 5, and by adopting such a configuration, it is possible to prevent the occurrence of noise, malfunction and the like due to the competition between the balls. And the spacer can be prevented from being caught.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those shown in FIGS. 8 to 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of those parts will be omitted because they are redundant.
FIGS. 1 to 6 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic sectional view of a ball screw according to the first embodiment of the present invention along the axial direction. As shown in the figure, the ball screw according to the first embodiment of the present invention has end caps 18 and 19 at both ends of a nut 12, and the end faces of the end caps 18 and 19 on the nut mounting side are provided with: As shown in FIGS. 2 and 3, cylindrical spigot portions 23 are provided corresponding to the ball screw grooves 15 and 16. The spigot portion 23 communicates with a ball deflecting path 21 formed in the end caps 18 and 19, and has an inner diameter surface 23a (see FIG. 3) having the same diameter as the diameter of the ball return hole 22 formed through the nut 12. Have.
[0013]
FIG. 4 is a perspective view showing an end face portion of the nut 12. As shown in FIG. 4, a ball return hole 22 opened in the end face of the nut 12 has a fitting portion fitted with the outer diameter surface of the spigot portion 23. 24 are provided at both ends of the nut 12. The end caps 18 and 19 are provided with attachment holes 25 (see FIG. 2) for attaching the end caps 18 and 19 to the end face of the nut 12 by bolts (not shown). The end caps 18 and 19 are composed of an annular end cap body 26 and a number of return guides 27 corresponding to the ball return holes 22 of the nut 12 as shown in FIG. Each return guide 27 is formed with a return guide groove 27a (see FIG. 4) for guiding the ball 17 picked up from the ball screw grooves 15, 16 of the nut 12 into the ball return hole 22 of the nut 12. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the spigot portion 23 is divided into two semi-cylindrical shapes.
[0014]
FIG. 5 is a perspective view showing a part of the screw shaft 11 located in the nut 12, and as shown in FIG. 5, a spacer 28 made of a buffer material such as resin is provided between the balls 17, 17. . The spacer 28 is formed in a disk shape with a diameter smaller than the diameter of the ball 17, and rolling element contact surfaces 28a and 28b are formed on both end surfaces thereof as shown in FIG. These rolling element contact surfaces 28a and 28b have a radius of curvature R larger than the radius r of the ball 17, and the cross section along the axial direction of the spacer 28 is formed in a gothic arch or arc shape.
[0015]
As described above, if the end caps 18 and 19 are provided with the cylindrical spigot portion 23 communicating with the ball deflection path 21 and the ball return hole 22 is provided with the fitting portion 24 that fits with the spigot portion 23, for example, Since the ball 17 scooped up by the tongue portion 20 of the cap 18 passes through the ball deflection path 21 and is introduced into the ball return hole 22 via the spigot portion 23, the end cap 18 can be prevented from being displaced. The ball 17 that has passed through the ball deflection path 21 can be prevented from colliding with the opening of the ball return hole 22. Therefore, in the above-described embodiment, it is possible to prevent the occurrence of noise, vibration, and the like due to the displacement of the end cap, and to reduce the noise and vibration of the ball screw.
[0016]
Further, in the above-described embodiment, since the spigot portion 23 has the inner diameter surface 23a having the same diameter as the diameter of the ball return hole 22, a step is generated between the inner diameter surface 23a of the spigot portion 23 and the ball return hole 22. Without this, the noise and vibration of the ball screw can be reduced more effectively.
Further, in the above-described embodiment, since the spacers 28 are provided between the balls 17 and 17, it is possible to prevent noise, malfunction, and the like due to the competition between the balls and prevent the spacers 28 from being caught. can do.
[0017]
Note that the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, a connection type spacer may be used as a spacer arranged between the balls 17. Further, in the above-described embodiment, the end caps 18 and 19 are constituted by the end cap main body 26 and the rectangular return guide 27. However, as in the second embodiment shown in FIG. The cap body 26 and an annular return guide 29 may be used.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, it is possible to prevent the occurrence of noise, vibration, and the like due to the displacement of the end cap, and to reduce the noise and vibration of the ball screw. it can.
According to the second aspect of the present invention, since molding using a mold such as injection molding becomes possible, in addition to the above-described effects, the end cap can be manufactured at low cost.
[0019]
According to the invention of claim 3, since the ball is prevented from colliding with the end face of the nut when changing direction, it is possible to prevent generation of noise, vibration, and the like, and to improve operability. it can.
According to the fourth aspect of the invention, it is possible to prevent a step from occurring between the inner diameter surface of the spigot portion and the ball return hole, and it is possible to more effectively reduce noise and vibration of the ball screw.
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of noise, malfunction and the like due to the competition between the balls, and to prevent the spacer from being caught. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view along an axial direction of a ball screw according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the end cap shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a part of the end cap shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view showing an end face portion of the nut shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a perspective view showing a part of a screw shaft located in a nut.
FIG. 6 is a sectional view of the spacer shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a front view showing an end cap of a ball screw according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view along the axial direction of a conventional ball screw.
FIG. 9 is a perspective view showing a part of the end cap shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a perspective view showing an end face of a nut in a conventional ball screw.
[Explanation of symbols]
11 Screw shaft 12 Nut 13-16 Ball screw groove 17 Ball 18, 19 End cap 20 Tongue portion 21 Ball deflection path 22 Ball return hole 23 Inlay portion 24 Fitting portion 28 Spacer

Claims (5)

外周面にボールねじ溝を有するねじ軸と、このねじ軸の前記ボールねじ溝と対向するボールねじ溝を内周面に有するナットと、前記ねじ軸および前記ナットのボールねじ溝間に配設された多数のボールと、前記ナットの両端に配置されたエンドキャップとを備え、前記ボールの循環路を前記ナットに貫設されたボール戻し孔と前記エンドキャップに形成されたボール偏向路とで形成したボールねじにおいて、
前記エンドキャップに前記ボール偏向路と連通する円筒状のインロー部を設けるとともに、前記ボール戻し孔に前記インロー部と嵌合する嵌合部を設けたことを特徴とするボールねじ。A screw shaft having a ball screw groove on an outer peripheral surface, a nut having an inner peripheral surface with a ball screw groove facing the ball screw groove of the screw shaft, and a nut disposed between the screw shaft and the ball screw groove of the nut. A plurality of balls, and end caps disposed at both ends of the nut, and a circulation path for the balls is formed by a ball return hole penetrating through the nut and a ball deflection path formed in the end cap. Ball screw
A ball screw, wherein the end cap is provided with a cylindrical spigot portion communicating with the ball deflection path, and the ball return hole is provided with a fitting portion for fitting the spigot portion. 前記ボール偏向路を、前記エンドキャップと、前記ナットの両端側にリターンガイド溝を形成するリターンガイドとで形成したことを特徴とする請求項１記載のボールねじ。2. The ball screw according to claim 1, wherein the ball deflection path is formed by the end cap and a return guide that forms return guide grooves on both ends of the nut. 前記リターンガイド溝の断面形状を少なくとも前記ボールねじ溝との接続部において前記ボールねじ溝の断面形状と同一形状にしたことを特徴とする請求項２記載のボールねじ。3. The ball screw according to claim 2, wherein the cross-sectional shape of the return guide groove is the same as the cross-sectional shape of the ball screw groove at least at a connection portion with the ball screw groove. 前記インロー部は、前記ボール戻し孔の孔径と同一径の内径面を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のボールねじ。The ball screw according to any one of claims 1 to 3, wherein the spigot portion has an inner diameter surface having the same diameter as the diameter of the ball return hole. 前記ボール間にスペーサ又はその連結体を配置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のボールねじ。The ball screw according to any one of claims 1 to 4, wherein a spacer or a connected body thereof is arranged between the balls.
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