JP4549549B2 - ボールねじのねじ軸 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械、産業用ロボット、半導体製造装置等の各種機械の送り運動、動力伝達又は位置決め手段として広く用いられているボールねじのねじ軸に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじは、周知のように、ねじ軸のねじ溝が転造加工によって形成される、いわゆる「転造ボールねじ」と、ねじ軸のねじ溝が切削及び研削加工によって形成される、いわゆる「研削ボールねじ」とに大別される。また、一般に、「転造ボールねじ」及び「研削ボールねじ」の精度は、それぞれ、JIS B 1192-1997 （ボールねじ）に規定される「等級Ｃ７，Ｃ１０」及び「等級Ｃ０，Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５」に準じている。
そして、ボールねじを使用する場合、ねじ軸を片持支持して回転駆動させるときは、一方の軸端（駆動側の軸端）に選定した転がり軸受が嵌入される支持部と部品取付部が形成される。また、ねじ軸を両端支持して回転駆動させるときは、一方の軸端（駆動側の軸端）に支持部と部品取付部が形成され、他方の軸端（反駆動側の軸端）に支持部が形成される（例えば、本出願人発行（1996．4．1）「TSUBAKI NAKASHIMA 総合カタログ ７０（以下、「総合カタログ」という。） 」A-12，A-18〜A-19，及びA-197頁参照）。
【０００３】
なお、転造ボールねじにおいては、後述の製作工程によって、全長３ｍのねじ軸が在庫生産されることが多い。この在庫生産されたねじ軸は、砥石等によって旋削時の取りしろを残した所望の長さに切断されて使用される。また、切断されたねじ軸の軸端は所定の長さだけ焼ならし（例えば、アセチレンバーナで加熱後、空気中で徐冷する。）された後、機械加工によって、この軸端に所望の寸法・形状の支持部（及び部品取付部）が形成される（一般に、「軸端追加工」と呼ばれている。）。
【０００４】
次に、ボールねじのねじ軸の一般的な製作工程を略述する。
（１）転造ボールねじのねじ軸（以下、「転造ねじ軸」という。）
所定の長さ（上述したように、３ｍとされることが多い。）に切断された鋼丸棒（素材）を２丸形ダイス押付け式ねじ転造盤に装着された一対のロールダイス間に挟み、通し転造によって外周面にねじ溝を全長に亘って形成する。ねじ溝が形成された外周面を高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化した後、焼戻しを行う。そして、外周面をバフ仕上げする。
（２）研削ボールねじのねじ軸（以下、「研削ねじ軸」という。）
所定の長さに切断された鋼丸棒（素材）の外周面及び両端面を旋削加工して、仕上げ加工時の取りしろを残した円筒部（ねじ溝が形成された後、「ねじ部」という。）と軸端部を一体形成する。切削加工によって、円筒部の外周面に研削仕上げ時の取りしろを残したねじ溝を形成する（この「ねじ溝切削」は、焼戻し後に行われることも多い。）。ねじ溝が形成されたねじ部の外周面を高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化した後、焼戻しを行う。ねじ部の外径を研削仕上げする。機械加工によって、軸端部に所望の寸法・形状の支持部（及び部品取付部）を形成する。そして、ねじ溝を研削仕上げする。
【０００５】
なお、
▲１▼転造及び熱処理技術の向上によって、近時は、前述の JIS B 1192 に規定される精度等級Ｃ３，Ｃ５の転造ねじ軸を製作できるようになっている。このため、研削ボールねじに比べて生産性が高く且つ製作コストが廉価な転造ボールねじの需要は、従前以上に増加している。
▲２▼転造ねじ軸及び研削ねじ軸の材質として、高周波焼入れの場合は、一般に、調質炭素鋼Ｓ５５Ｃ又はＡＩＳＩ４１５０Ｈが用いられる。また、浸炭焼入れの場合は、一般に、調質クロムモリブデン肌焼鋼ＳＣＭ４１５Ｈ又はＳＣＭ４２０Ｈが用いられる。さらに、焼戻し後のねじ溝面の硬さ、すなわち、外周面の硬さはＨＲＣ５８〜６２とされている。
▲３▼研削ねじ軸において、ねじ部を高周波焼入れする場合、ねじ部の軸端部近傍の焼入れが不完全になるから、ねじ部有効長さを所望のナット移動距離より長くしなければならない（すなわち、ねじ軸の全長が長くなる。）。また、ねじ部を浸炭焼入れする場合、軸端部近傍までの完全焼入れは可能であるが、軸端部を防炭処理（浸炭防止剤の塗布、又は銅メッキ）しなければならない。
▲４▼転造ねじ軸及び研削ねじ軸のねじ溝は、一般に、ゴシックアーク形状とされている。
▲５▼転造ボールねじに予圧を付与する場合、転造ねじ軸のバフ仕上げされたねじ溝を研削又はラップ加工することがある。
【０００６】
ところで、転造ねじ軸における前述の軸端追加工は、選定した転がり軸受が嵌入される支持部の軸径がねじ溝の谷径より小さく、且つ、転がり軸受に対する支持部の肩の高さを軸受メーカー規定最小値以上に確保できる場合（例えば、前述の「総合カタログ」A-222〜A-225頁参照）に行われている。
なお、肩の高さを十分に確保するため、ねじ軸の外径より大径のカラーが支持部に嵌入又は圧入されることも多い（研削ねじ軸においても、上述の場合は同様である。）。
【０００７】
他方、後述の図１に示すように、支持部の軸径がねじ溝の谷径以上になる場合には、軸端追加工を行うことができない。
このような場合には、転造加工によって外周面にねじ溝が全長に亘って形成されたねじ部材の少なくとも一方の端面に延設部材（研削ねじ軸における軸端部に相当。）を摩擦圧接によって接合した後、機械加工によって、この延設部材に所望の寸法・形状の支持部（及び部品取付部）が形成されている。なお、支持部の軸径が、ねじ溝の谷径以上であることは言うまでもない。
【０００８】
次に、この延設部材が摩擦圧接によって接合された転造ねじ軸の製作工程を略述する。
前述の通し転造によって、所望の長さより長いねじ部材を製作する。このねじ部材の端面に、ねじ部材の外径より大径で且つ所望の長さより長い延設部材の端面を摩擦圧接によって接合する。接合後、接合部の周囲に生じたバリを除去する。バリを除去したねじ部材の外周面を高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化した後、焼戻しを行う。ねじ部材の外周面をバフ仕上げする。その後、機械加工によって、この延設部材に所望の寸法・形状の支持部（及び部品取付部）を形成する。
なお、
▲１▼後述の図１（ａ）に示すように、その径がねじ部材の外径以上の軸部（９）を設けたい場合にも、上述の製作方法が用いられている。
▲２▼外周面が焼入れ表面硬化されたねじ部材を延設部材に接合できない理由は、摩擦圧接の熱影響によって、ねじ溝面の硬さが低下するとともにリード精度が損なわれるからである。
▲３▼ねじ部材と延設部材の長さをそれぞれ所望の長さより長くする理由は、摩擦圧接によって全体の長さが短くなるからである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のねじ部材の端面に延設部材が接合された転造ねじ軸においては、
（１）上述の製作工程を経る必要があるため、製作コストが大幅にアップする。
（２）前述の研削ねじ軸と同様に、高周波焼入れの場合、ねじ部材の延設部材近傍の焼入れが不完全になるから、ねじ部材の有効長さを所望のナット移動距離より長くしなければならない（すなわち、転造ねじ軸の全長が長くなる。）。また、浸炭焼入れの場合、延設部材近傍までの完全焼入れは可能であるが、延設部材を防炭処理しなければならない。
（３）焼入れ表面硬化後、ねじ部材の伸縮等に起因して所望のリード精度を満足しないものがある。リード精度を満足しない場合、バフ仕上げされたねじ溝を研削又はラップ加工しなければならない。
（４）前述の在庫生産された転造ねじ軸を活用できない。
という問題があった。
【００１０】
また、従来の研削ねじ軸においても、前述の製作工程によって、軸端部にねじ溝の谷径以上の軸径を有する支持部が形成されたねじ軸、又は軸端部にねじ部の外径より大径の軸部が形成されたねじ軸を製作する場合、鋼丸棒（素材）の径寸法が大きくなる。このため、材料歩留り及び生産性の低下を招来し、製作コストが著しく高くなるという問題があった。
なお、支持部の軸径がねじ溝の谷径以上の転造ねじ軸（延設部材が接合された転造ねじ軸）又は研削ねじ軸においては、選定した転がり軸受に対する肩の高さを確保するため、転造ねじ軸におけるねじ部材又は研削ねじ軸におけるねじ部と支持部との間に、後述の図１（ａ）に示すような雄ねじ部（６）（この雄ねじ部（６）に、止ねじ付ベアリングナット（前述の「総合カタログ」A-239頁参照） が螺合される。）、又は同図（ｂ）に示すようなカラー相当部（１５）が設けられる。
【００１１】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、製作コストを従来のものより廉価にすることができる、ねじ部材の少なくとも一方の端面又は端部に延設部材が接合されたボールねじのねじ軸を提供することを目的としている。
【００１２】
【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、本発明の請求項１に係るボールねじのねじ軸は、予め外周面にねじ溝が全長に亘って形成されたねじ部材と、該ねじ部材の少なくとも一方の端面に接合された延設部材とからなるボールねじのねじ軸であって、前記ねじ部材と前記延設部材は同一の材質からなり、該延設部材が接合される前に、前記ねじ部材の外周面が高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化されるとともに仕上げ加工されており、前記ねじ部材の端面に突設された前記ねじ溝の谷径より小径の突出軸に、前記延設部材の端面に穿設された円孔を、前記延設部材の端面が前記ねじ部材の端面に密接するように焼ばめした後、前記延設部材にねじりを与えて該延設部材の前記ねじ部材に対する位相をずらし、該位相をずらすときに生じる摩擦で前記突出軸と前記円孔のはめあい面及び前記ねじ部材と前記延設部材の密接する端面同士を焼付かせることによって前記ねじ部材の端面に前記延設部材が接合されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係るボールねじのねじ軸は、請求項１記載のボールねじのねじ軸において、前記突出軸と前記円孔は、それぞれ、前記ねじ部材及び前記延設部材の各端面側から互いに対応する小径部と大径部とからなる段付き形状である構成とする。
【００１４】
請求項３に係るボールねじのねじ軸は、請求項１記載のボールねじのねじ軸において、前記突出軸と前記円孔は、それぞれ、前記ねじ部材及び前記延設部材の各端面側から互いに対応する大径部と小径の三角ねじ部とからなる段付き形状である構成とする。
【００１５】
また、本発明の請求項４に係るボールねじのねじ軸は、予め外周面にねじ溝が全長に亘って形成されたねじ部材と、該ねじ部材の少なくとも一方の端部に接合された延設部材とからボールねじのねじ軸であって、前記ねじ部材と前記延設部材は同一の材質からなり、該延設部材が接合される前に、前記ねじ部材の外周面が高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化されるとともに仕上げ加工されており、前記ねじ部材の端部に、前記延設部材の端面に穿設された円孔を、該円孔の底面が前記ねじ部材の端面に密接するように焼ばめした後、前記延設置部材にねじりを与えて該延設部材の前記ねじ部材に対する位相をずらし、該位相をずらすときに生じる摩擦で前記ねじ部材の端部と前記円孔のはめあい面及び密接する前記ねじ部材の端面と前記円孔の底面同士を焼付かせることによって前記ねじ部材の端部に前記延設部材が接合されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に係るボールねじのねじ軸は、請求項４記載のボールねじのねじ軸において、前記円孔に設けた前記ねじ溝と相補う形状の突条が前記ねじ溝に螺合されている構成とする。
【００１７】
本発明の請求項１〜５に係るボールねじのねじ軸によれば、
（１）ねじ部材は在庫生産された転造ねじ軸又は研削ねじ軸を切断したものであるから、製作コストを従来のものより廉価にすることができる。
（２）焼ばめ後、はめあい面及び密接面同士を焼付かせるようにしたので、ねじ部材と延設部材（機械加工後は、支持部等からなる延設部材）の接合をより強固にすることができる。このため、ねじ軸が駆動手段によって回転駆動される際、作用するねじりモーメント又は反転時の衝撃によって、支持部等からなる延設部材に対するねじ部材の位相がずれる虞はない。
また、本発明の請求項２，３及び５に係るボールねじのねじ軸によれば、突出軸と円孔（請求項２，３）、または、ねじ溝と円孔（請求項５）を係合させるようにしたので、ねじ部材から延設部材（機械加工後は、支持部等からなる延設部材）が抜脱する虞はない。特に、請求項３に係るボールねじのねじ軸によれば、ねじ軸に予張力を付与することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、
（１）後述のねじ部材は、同様に後述の延設部材が接合される前に、その外周面にねじ溝が全長に亘って形成され、且つ、この外周面が高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化されるとともに仕上げ加工をされている。すなわち、ねじ部材は、前述の在庫生産された転造ねじ軸、又は前述の製作工程に準じて（但し、軸端部は設けない。）在庫生産された研削ねじ軸を、砥石等によって機械加工時の取りしろを残した所望の長さに切断したものである。
（２）ねじ部材と延設部材は、同一の材質からなる。材質を同一にする理由は、後述の線膨張係数が同じ値になるという観点もあるが、「同じ材質同士の摩擦では、互いに溶け合いやすく、焼付きを起こしやすい。」という性質を利用するためである。すなわち、後述するように、ねじ部材に延設部材を焼ばめ後、延設部材にねじりを与えて延設部材のねじ部材に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で、はめあい面及び密接面同士を焼付かせるためである。
【００１９】
図１は、本発明におけるボールねじのねじ軸を示す。
同図（ａ）のねじ軸１は、ねじ部材２の両端面にねじ部材２の外径Ａより大径の延設部材３，７が接合された後、機械加工によって、延設部材３にねじ溝（図示せず。）の谷径Ｂより大径の支持部４、ねじ溝の谷径Ｂより小径の部品取付部５及びねじ部材２の外径Ａより大径の雄ねじ部６が形成されるとともに、延設部材７にねじ溝の谷径Ｂより小径の支持部８及びねじ部材２の外径Ａと同径の軸部９が形成されたねじ軸である。
また、同図（ｂ）のねじ軸１０は、ねじ部材１１の一方の端部にねじ部材１１の外径Ｐより大径の延設部材１２が接合された後、機械加工によって、この延設部材１２にねじ部材１１の外径Ｐ（ねじ溝（後述の図７（ｂ）参照）の谷径Ｑ）より大径の支持部１３、部品取付部１４及びカラー相当部１５が形成されたねじ軸である。
なお、符号２Ａ，１１Ａは、それぞれ、ねじ部材２，１１のねじ溝を含む外周面を示す。また、同図（ｂ）のねじ軸１０のような形態は、外径Ｐが４〜１２ｍｍの、いわゆる、ミニチュアボールねじに適用される。
【００２０】
次に、図１（ａ）のねじ部材２の端面に延設部材３を接合する方法（実施の形態）について説明する。なお、ねじ部材２の端面に延設部材７を接合する方法は、延設部材３の場合と同様であるので、その説明は省略する。また、同図（ｂ）のねじ部材１１の端部に延設部材１２を接合する方法は後述する。
図２（ａ）に示すように、ねじ部材２には、その端面１７に軸径Ｃ（Ｂ＞Ｃ）及び軸長Ｌ1の突出軸１６が突設されている。この軸径Ｃと軸長Ｌ1は、突出軸１６と後述の焼ばめされる円孔１８の接触面積を大きくする観点から、Ｌ1＝（１．５〜２．５）＊Ｃ の関係を満足するように形成されている。また、突出軸１６と端面１７との境界は、応力集中を緩和する観点から、円弧状に形成されている。さらに、突出軸１６の先端には、円孔１８を焼ばめしやすくする観点から、３０〜４５°の面取りが形成されている。
なお、突出軸１６の軸径Ｃは、突出軸１６と支持部４との間の肉厚を考慮しなければならないが、曲げモーメントに対する強度の観点から、できるだけ大きくなるように設定されている。
【００２１】
突出軸１６の形成方法を説明する。
ねじ部材２は、前述したように、在庫生産された転造ねじ軸又は研削ねじ軸を砥石等によって所定の長さよりＬ3だけ長く切断したものである（但し、ねじ部材２の一方の端面にのみ、延設部材３が接合されるものとする。）。そして、このねじ部材２の軸端が長さＬ3だけ焼ならしされた後、機械加工によって、この軸端に突出軸１６が形成される。
なお、ねじ部材２の軸線（図示せず。）に対する突出軸１６の同軸度及び端面１７の直角度を、できるだけ小さくすることが好ましい。また、突出軸１６と端面１７を一回のチャッキングで研削仕上げすることが好ましい。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、外径Ｄ（Ａ＜Ｄ）の延設部材３には、その端面１９に孔径Ｅ及び深さＬ2の円孔１８が穿設されている。この孔径Ｅは、上述の突出軸１６の軸径Ｃに対して Ｃ＝Ｅ＋δ（式中、δは焼ばめしろ）の関係を満足するように形成されている（研削又はラップ仕上げが好ましい。）。また、深さＬ2は、突出軸１６の端面１７に延設部材３の端面１９を密接させる観点から、突出軸１６の軸長Ｌ1に対して Ｌ1＜Ｌ2 の関係を満足するように形成されている。さらに、円孔１８の口元は、突出軸１６に対応した円弧状に形成されている。
なお、後述の他の実施の形態においても同様であるが、延設部材３の外周面と円孔１８との間に空気抜け孔（図示せず。）を設けてもよい（焼ばめ後、空気抜け孔はピンで閉塞される。）。また、円孔１８の穿設及び端面１９の機械加工に際して、延設部材３の軸線（図示せず。）に対する円孔１８の同軸度及び端面１９の直角度を、できるだけ小さくすることが好ましい。さらに、端面１９を研削仕上げすることが好ましい。
【００２３】
ここで、上述の焼ばめしろδ、及びこの焼ばめしろδを得るために必要な突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔの算出式を示す（但し、後述の実施の形態の説明の都合から一般式で示す。）。
今、図３に示すように、中実軸１００（外半径をＲ1とする。）に外筒１０２ （内半径をＲ2，外半径をＲdとする。）が焼ばめされたとして、はめあい面の半径をＲとする。また、中実軸１００と外筒１０２の縦弾性係数及びポアソン比が等しいとする。
そうすると、材料力学（例えば、(株)裳華房発行 鵜戸口英善代表「材料力学下巻」第１１版（昭47．1．15）第379〜382頁及び第385〜386頁参照）から、はめあい面に生じる焼ばめ圧力ｐ〔Ｎ／ｍｍ2〕、焼ばめしろδ〔ｍｍ〕、及び焼ばめしろδを得るために必要な中実軸１００と外筒１０２間の温度差t〔℃〕は、次式から求められる（但し、Ｒ1≒Ｒ2≒Ｒと近似する。）。
【００２４】
【数１】
【００２５】
図２に戻って、上式（１），（２）及び（３）に、それぞれ、Ｒ≒Ｃ／２≒Ｅ／２，及びＲd＝Ｆ／２（符号Ｆは支持部４の軸径を示す。）を代入すれば、突出軸１６と円孔１８のはめあい面（符号を付さず。）に生じる焼ばめ圧力ｐ、焼ばめしろδ、及び焼ばめしろδを得るために必要な突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔを求めることができる。
次に、具体的な数値を挙げて例示する。
Ｃ＝Ｅ＋δ＝２０ｍｍ＋δ，Ｅ＝２０ｍｍ，Ｆ＝３０ｍｍとし、ねじ部材２及び延設部材３の材質を調質炭素鋼Ｓ５５Ｃとする。
そして、炭素鋼Ｓ５５Ｃの許容せん断応力（最大せん断応力）τmax、縦弾性係数Ｅ、及び線膨張係数αを、それぞれ、τmax＝９．６×９．８Ｎ／ｍｍ2，Ｅ＝２．１×９．８×１０4Ｎ／ｍｍ2，及びα＝１．１×１０-5／℃ とすれば、ｐ≒５．３×９．８Ｎ／ｍｍ2，δ≒１８×１０-3ｍｍ，及びｔ≒８３℃ になる。
なお、
▲１▼Ｒd＝Ｄ／２としない理由は、機械加工後、支持部４の半径Ｆ／２がＲdの最小値、すなわち、δの最小値になるからである。
▲２▼ねじ部材２（１条ねじとする。）の諸元を、Ａ＝３２ｍｍ，Ｂ＝２８．４ｍｍとし、リード及びボール径をそれぞれ８ｍｍ及び４．７６３ｍｍとする（図示せず。）。また、Ｌ1＝５０ｍｍ，Ｄ＝３８．５ｍｍとする。
【００２６】
しかし、突出軸１６の軸径Ｃを２０＋１８×１０-3ｍｍとし、且つ、突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔを８３℃ とすると、「はめあい」における寸法許容差は零になるから、突出軸１６に円孔１８を焼ばめしにくい。
そこで、突出軸１６に円孔１８を焼ばめする際、円孔１８の孔径Ｅを温度差ｔ＝８３℃ における膨張寸法２０＋１８×１０-3ｍｍより２０×１０-3ｍｍ大きくなるようにする。すなわち、前述の式（３）のδに（１８＋２０）×１０-3ｍｍを代入して得られる値１７３℃ を、突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔとする。そして、図２（ｃ）に示すように、延設部材３の端面１９がねじ部材２の端面１７に密接するように焼ばめする。
【００２７】
なお、
▲１▼室温（２０℃ とする。）に上述の温度差１７３℃ を加えても２００℃ を 越えないので（調質の際の焼戻し温度以下）、延設部材３の素地硬さ及びミクロ組織に悪影響を及ぼさないと考えられる。
▲２▼延設部材３は、例えば、２０＋１７３℃ になるように温度制御された熱風 加熱装置（図示せず。）によって加熱されながら焼ばめされる。このとき、延設部材３の温度が２０＋１７３℃ に上昇するまで時間を要するので、予め延設部 材３を所定の温度に加熱しておけば（例えば、１５０℃ に温度制御された恒温 槽内に保温しておく。）、焼ばめ作業を迅速に行うことができる。
▲３▼上述の２０×１０-3ｍｍという値は、JIS B 0401（寸法公差及びはめあい）に規定される「穴の公差域クラス」すきまばめＨ７に準じている。
【００２８】
焼ばめ後、延設部材３にねじりを与えて延設部材３のねじ部材２に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で突出軸１６と円孔１８のはめあい面及び密接する端面１７，１９同士を焼付かせることによって、ねじ部材２の端面１７に延設部材３が接合される。
その後、機械加工によって、延設部材３に支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６が形成される（図１（ａ）参照）。
なお、後述の他の実施の形態においても同様であるが、延設部材３にねじりを与える手段として、公知のねじり試験機（例えば、共立出版(株)発行 川田雄一、松浦佑次、水野正夫、宮川松男共編「材料試験」初版第６刷（昭46．7．5）第63〜64頁参照）とほぼ同様な構造のねじり装置（図示せず。）が用いられる。但し、このねじり装置は、ねじ部材２の端面１７近傍（延設部材３近傍）をチャックで把持して、ねじ部材２にねじりモーメントが作用しない構造になっている。
また、延設部材３のできるだけ端面１９近傍（ねじ部材２近傍）をチャックで把持して、延設部材３がねじりモーメントによって塑性変形しないようにすることが好ましい。
【００２９】
この実施の形態によれば、ねじ部材２は在庫生産された転造ねじ軸又は研削ねじ軸を切断したものであるから、製作コストを従来のものより廉価にすることができる。
また、突出軸１６に円孔１８を、延設部材３の端面１９がねじ部材２の端面１７に密接するように焼ばめした後、延設部材３にねじりを与えて延設部材３のねじ部材２に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で突出軸１６と延設部材３のはめあい面及びねじ部材２と延設部材３の密接する端面１７，１９同士を焼付かせるようにしたので、ねじ部材２と延設部材３（機械加工後は、支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６からなる延設部材）の接合をより強固にすることができる。このため、図１（ａ）のねじ軸１が駆動手段（図示せず。
）によって回転駆動される際、作用するねじりモーメント又は反転時の衝撃によって、支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６からなる延設部材に対するねじ部材２の位相、すなわち、円孔１８に対する突出軸１６の位相がずれる虞はない。
【００３０】
図４は、本発明の第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態は、上述の第１の実施の形態の変形態様である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
同図（ａ）に示すように、ねじ部材２の端面１７に突設された軸長Ｌ1の突出軸１６は、端面１７側から、軸径Ｃ（Ｂ＞Ｃ）及び軸長Ｌ4の小径軸部１６Ａと、軸径Ｇ（Ｂ＞Ｇ＞Ｃ）及び軸長Ｌ5の大径軸部１６Ｂとからなる段付き形状とされている。
また、同図（ｂ）に示すように、延設部材３の端面１９に穿設された深さＬ2の円孔１８は、突出軸１６と同様に、端面１９側から、孔径Ｅ及び深さＬ6の小径孔部１８Ａと、孔径Ｈ（Ｅ＜Ｈ）及び深さＬ7の大径孔部１８Ｂとからなる段付き形状とされている。この小径孔部１８Ａ及び大径孔部１８Ｂは、それぞれ、小径軸部１６Ａ及び大径軸部１６Ｂに対応している。
さらに、突出軸１６に円孔１８を焼ばめする際、ねじ部材２の端面１７に延設部材３の端面１９を密接させる観点から、軸長Ｌ4と深さＬ6及び軸長Ｌ5と深さＬ7は、それぞれ、Ｌ4＞Ｌ6及びＬ5＜Ｌ7の関係を満足するように形成されている。
なお、第１の実施の形態と同様に、小径軸部１６Ａと端面１７との境界は円弧状に形成されるとともに、小径孔部１８Ａの口元は小径軸部１６Ａに対応した円弧状に形成されている。また、大径軸部１６Ｂの先端には、３０〜４５°の面取りが形成されている。
【００３１】
次に、第１の実施の形態と同様に具体的な数値を挙げて、小径軸部１６Ａと小径孔部１８Ａ、及び大径軸部１６Ｂと大径孔部１８Ｂのそれぞれのはめあい面（符号を付さず。）に生じる焼ばめ圧力ｐ、焼ばめしろδ、及び焼ばめしろδを得るために必要な突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔを例示する。
Ｃ＝Ｅ＋δ＝２０ｍｍ＋δ，Ｇ＝Ｃ＋２０×１０-3ｍｍ，Ｅ＝２０ｍｍ，Ｈ＝Ｅ＋２０×１０-3ｍｍ，Ｆ＝３０ｍｍとし、ねじ部材２及び延設部材３の材質を調質炭素鋼Ｓ５５Ｃとする。
そして、炭素鋼Ｓ５５Ｃの許容せん断応力τmax、縦弾性係数Ｅ及び線膨張係数αをそれぞれ第１の実施の形態における値とすれば、前述の式（１），（２）及び（３）から、ｐ≒５．３×９．８Ｎ／ｍｍ2，δ≒１８×１０-3ｍｍ，及びｔ≒８３℃ になる。
なお、
▲１▼ねじ部材２（１条ねじとする。）の諸元を、第１の実施の形態と同様に、Ａ＝３２ｍｍ，Ｂ＝２８．４ｍｍとし、リード及びボール径をそれぞれ８ｍｍ及び４．７６３ｍｍとする（図示せず。）。また、Ｌ1＝５０ｍｍ，Ｄ＝３８．５ｍ ｍとする。
▲２▼上述の条件では、小径軸部１６Ａと小径孔部１８Ａのはめあい面、及び大径軸部１６Ｂと大径孔部１８Ｂのはめあい面におけるｐ，δ及びｔは、ほぼ同じ値になる。
【００３２】
しかし、突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔを８３℃ とした場合、軸径Ｇは（２０＋１８×１０-3）＋２０×１０-3ｍｍであるのに対して、孔径Ｅの膨張寸法は２０＋１８×１０-3ｍｍであるから、大径軸部１６Ｂを小径孔部１８Ａに嵌入できない。
そこで、突出軸１６に円孔１８を焼ばめする際、孔径Ｅの膨張寸法が軸径Ｇと同じ値になる１７３℃ を、突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔとする。そして、図４（ｃ）に示すように、延設部材３の端面１９がねじ部材２の端面１７に密接するように焼ばめする。
なお、
▲１▼前述の条件では、Ｇ＞Ｃ＋２０×１０-3ｍｍ，及びＨ＞Ｅ＋２０×１０-3ｍｍとすると、室温（２０℃ とする。）に温度差ｔを加えた値が２００℃ を越えるから好ましくない。
▲２▼温度差ｔを１７３℃ にした場合、軸径Ｇと孔径Ｅの「はめあい」における 寸法許容差は零になる。このため、延設部材３の反接合側の端面（図示せず。）をプレス等によって押圧して、突出軸１６に円孔１８を焼ばめする。
【００３３】
焼ばめ後、第１の実施の形態と同様に、延設部材３にねじりを与えて延設部材３のねじ部材２に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で突出軸１６と円孔１８のはめあい面（小径軸部１６Ａと小径孔部１８Ａ、及び大径軸部１６Ｂと大径孔部１８Ｂのそれぞれのはめあい面）、並びに、密接する端面１７，１９同士を焼付かせることによって、ねじ部材２の端面１７に延設部材３が接合される。
その後、機械加工によって、延設部材３に支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６が形成される（図１（ａ）参照）。
【００３４】
この第２の実施の形態によれば、その軸方向の位置が万一ずれたとしても、小径軸部１６Ａと大径軸部１６Ｂ間の段差（符号を付さず。）が小径孔部１８Ａと大径孔部１８Ｂ間の段差（符号を付さず。）に係合するようになっているから、ねじ部材２から延設部材３（機械加工後は、支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６からなる延設部材）が抜脱する虞はない。
その他の作用は第１の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００３５】
図５は、本発明の第３の実施の形態を示す。この第３の実施の形態も、前述の第１の実施の形態の変形態様である。なお、上述の第２の実施の形態と同様に、第１の実施の形態と同一又は相当部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
同図（ａ）に示すように、ねじ部材２の端面１７に突設された軸長Ｌ1の突出軸１６は、端面１７側から、軸径Ｃ（Ｂ＞Ｃ）及び軸長Ｌ8の大径軸部１６Ｃと、外径Ｉ（Ｃ＞Ｉ）及びねじ長Ｌ9の小径の三角雄ねじ部１６Ｄとからなる段付き形状とされている。
また、同図（ｂ）に示すように、延設部材３の端面１９に穿設された深さＬ2の円孔１８は、突出軸１６と同様に、端面１９側から、孔径Ｅ及び深さＬ10の大径孔部１８Ｃと、谷径Ｊ（Ｅ＞Ｊ）及びねじ深さＬ11の小径の三角雌ねじ部１８Ｄとからなる段付き形状とされている。この大径孔部１８Ｃ及び小径の三角雌ねじ部１８Ｄは、それぞれ、大径軸部１６Ｃ及び小径の三角雄ねじ部１６Ｄに対応している。
さらに、突出軸１６に円孔１８を焼ばめする際、ねじ部材２の端面１７に延設部材３の端面１９を密接させる観点から、軸長Ｌ8と深さＬ10、及びねじ長Ｌ9とねじ深さＬ11は、それぞれ、Ｌ8＜Ｌ10及びＬ9＜Ｌ11の関係を満足するように形成されている。
なお、第１及び第２の実施の形態と同様に、大径軸部１６Ｃと端面１７との境界は円弧状に形成されるとともに、大径孔部１８Ｃの口元は大径軸部１６Ｃに対応した円弧状に形成されている。
【００３６】
次に、第１の実施の形態において例示した数値を援用して、この第３の実施の形態における焼ばめ仕様を説明する。
Ｃ＝Ｅ＋δ＝２０＋１８×１０-3ｍｍ，Ｅ＝２０ｍｍ，Ｆ＝３０ｍｍ，とし、ねじ部材２及び延設部材３の材質を調質炭素鋼Ｓ５５Ｃとする。また、三角雄ねじ部１６Ｄ及び三角雌ねじ部１８Ｄを、有効径が１６．３７６ｍｍのメートル細目ねじＭ１８×１．５とする。但し、三角雄ねじ部１６Ｄの有効径は、後述の計算値から、１６．３７６ｍｍ＋δ´＝１６．３７６＋１５×１０-3ｍｍとする（Ｉ＞Ｊ）。さらに、前述の「はめあい」の観点から、突出軸１６に円孔１８を焼ばめする際、ねじ部材２と延設部材３間の温度差ｔを１７３℃ とする。
そして、図４（ｃ）に示すように、三角雌ねじ部１８Ｄを三角雄ねじ部１６Ｄに手動で螺合させながら、延設部材３の端面１９が突出軸１６の端面１７に密接するように焼ばめする。
【００３７】
なお、
▲１▼ねじ部材２（１条ねじとする。）の諸元を、第１の実施の形態と同様に、Ａ＝３２ｍｍ，Ｂ＝２８．４ｍｍとし、リード及びボール径をそれぞれ８ｍｍ及び４．７６３ｍｍとする（図示せず。）。また，Ｌ1＝５０ｍｍ，Ｄ＝３８．５ｍ ｍとする。
▲２▼三角雄ねじ部１６Ｄ及び三角雌ねじ部１８Ｄをメートル細目ねじとする理由は、メートル並目ねじより引張強さが大きいためである。
▲３▼三角雄ねじ部１６Ｄと三角雌ねじ部１８Ｄの螺接面に生じる焼ばめ圧力ｐ´、焼ばめしろδ´、及び温度差ｔ´は、前述の式（１），（２）及び（３）から（但し、Ｒ＝１６．３７６ｍｍ／２，Ｒd＝３０ｍｍ／２とする。）、それぞれ 、ｐ´≒６．７×９．８Ｎ／ｍｍ2，δ´≒１５×１０-3ｍｍ，及びｔ´≒８３ ℃ になる。
【００３８】
焼ばめ後、螺合する三角ねじ部１６Ｄ，１８Ｄをねじ込む方向のねじりを延設部材３に与えて延設部材３のねじ部材２に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で大径軸部１６Ｃと大径孔部１８Ｃのはめあい面（符号を付さず。）、三角ねじ部１６Ｄ，１８Ｄの螺接面、及び密接する端面１７，１９同士を焼付かせることによって、ねじ部材２の端面１７に延設部材３が接合される。
その後、機械加工によって、延設部材３に支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６が形成される（図１（ａ）参照）。
【００３９】
この第３の実施の形態によれば、三角ねじ部１６Ｄ，１８Ｄが螺合しているから、前述の第２の実施の形態と同様に、ねじ部材２から延設部材３（機械加工後は、支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６からなる延設部材）が抜脱する虞はない。
また、図１（ａ）に示す延設部材７にも第３の実施の形態を適用すれば、ねじ軸１に予張力を付与することができる。
その他の作用は第１の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００４０】
上述の第１、第２及び第３の実施の形態では、ねじ部材２の端面１７に突設された突出軸１６に、延設部材３の端面１９に穿設された円孔１８を焼ばめした後、突出軸１６と円孔１８のはめあい面及び密接する端面１７，１９同士を焼付かせることによって、ねじ部材２の端面１７に延設部材３（機械加工後は、支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６からなる延設部材）が接合されたボールねじのねじ軸１を説示した（図１（ａ）参照）。
しかし、同図（ｂ）に示すねじ軸１０のように、ねじ部材１１の外径Ｐが４〜１２ｍｍの、いわゆる、ミニチュアボールねじのねじ軸では、強度上の問題があって、ねじ部材１１の端面１１Ｃ（後述の図６（ａ）参照）に上述のような突出軸を突設させることはできない。
後述の第４及び第５の実施の形態は、このような場合に適用される。
【００４１】
図６は、本発明の第４の実施の形態を示す。
同図（ａ）のねじ部材１１は、前述したように、在庫生産された転造ねじ軸又は研削ねじ軸を砥石等によって端面加工時の取りしろを残した所望の長さに切断したものである。そして、このねじ部材１１は、その両端面（一方の端面１１Ｃのみ図示する。）が機械加工（研削仕上げが好ましい。）されて、所定の長さになっている。
なお、
▲１▼ねじ部材１１が転造ねじ軸からなる場合、ねじ部材１１の端部１１Ｂの外径、すなわち、端面１１Ｃから長さＬ12の範囲の外径は、研削加工によって寸法Ｓ（Ｐ＞Ｓ）に仕上げられている。
▲２▼ねじ部材１１が研削ねじ軸からなる場合、予めその外径が所定の寸法精度に研削仕上げされているので（Ｐ＝Ｓ）、端部１１Ｂを再加工する必要はない。
▲３▼端面１１Ｃの機械加工に際して、ねじ部材１１の軸線（図示せず。）に対する端面１１Ｃの直角度を、できるだけ小さくすることが好ましい。
【００４２】
図６（ｂ）に示すように、外径Ｕ（Ｐ＜Ｕ）の延設部材１２には、その端面２１に孔径Ｔ及び深さＬ13の円孔２０が穿設されている。この孔径Ｔは、上述の端部１１Ｂの外径Ｓに対して Ｔ＝Ｓ−δ（式中、δは焼ばめしろ）の関係を満足するように形成されている（研削又はラップ仕上げが好ましい。）。また、深さＬ13は、ねじ部材１１の端面１１Ｃに底面２２を密接させる観点から、端部１１Ｂの長さＬ12に対して Ｌ12＞Ｌ13 の関係を満足するように形成されている。
なお、円孔２０の穿設に際して、延設部材１２の軸線（図示せず。）に対する円孔２０の同軸度及び底面２２の直角度を、できるだけ小さくすることが好ましい。また、底面２２を研削又はラップ仕上げすることが好ましい。
【００４３】
次に、前述の第１、第２及び第３の実施の形態と同様に具体的な数値を挙げて、端部１１Ｂと円孔２０のはめあい面（符号を付さず。）に生じる焼ばめ圧力ｐ、焼ばめしろδ、及び焼ばめしろδを得るために必要なねじ部材１１と延設部材１２間の温度差ｔを例示する。
Ｓ＝４．０ｍｍ，Ｔ＝Ｓ−δ＝４．０ｍｍ−δ，Ｖ＝９．５ｍｍ（符号Ｖはカラー相当部１５の外径を示す。）とし、ねじ部材１１及び延設部材１２の材質を調質炭素鋼Ｓ５５Ｃとする。
そして、炭素鋼Ｓ５５Ｃの許容せん断応力τmax、縦弾性係数Ｅ、及び線膨張係数αを、それぞれ、τmax＝９．６×９．８Ｎ／ｍｍ2，Ｅ＝２．１×９．８×１０4Ｎ／ｍｍ2，及びα＝１．１×１０-5／℃ とすれば、前述の式（１），（２）及び（３）から、ｐ≒７．９×９．８Ｎ／ｍｍ2，δ≒４×１０-3ｍｍ，及びｔ≒８３℃ になる。
なお、ねじ部材１１（１条ねじとする。）の諸元を、Ｐ＝Ｓ＝４．０ｍｍ（ねじ部材１１が研削ねじ軸の場合），Ｑ＝３．３ｍｍとし、リード及びボール径をそれぞれ１ｍｍ及び０．８ｍｍとする（図示せず。）。また、Ｌ13＝７ｍｍとする。
【００４４】
しかし、端部１１Ｂの外径Ｓを Ｓ＝４．０ｍｍとし、且つ、ねじ部材１１と延設部材１２間の温度差ｔを８３℃ とすると、「はめあい」における寸法許容差が零になるから、端部１１Ｂに円孔２０を焼ばめしにくい。
そこで、端部１１Ｂを円孔２０に焼ばめする際、円孔２０の孔径Ｔが温度差ｔ＝８３℃ における膨張寸法４．０ｍｍより４×１０-3ｍｍ大きくなる温度、すなわち、室温（２０℃ とする。）を加えた値が２００℃ になる１８０℃ を、ねじ部材１１と延設部材１２間の温度差ｔとする。そして、図６（ｃ）に示すように、円孔２０の底面２２がねじ部材１１の端面１１Ｃに密接するように焼ばめする。
【００４５】
焼ばめ後、延設部材１２にねじりを与えて延設部材１２のねじ部材１１に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で端部１１Ｂと円孔２０のはめあい面及び密接する端面１１Ｃと底面２２同士を焼付かせることによって、ねじ部材１１の端部１１Ｂに延設部材１２が接合される。
その後、機械加工によって、延設部材１２に支持部１３、部品取付部１４及びカラー相当部１５が形成される（図１（ｂ）参照）。
【００４６】
この第４の実施の形態によれば、ねじ部材１１は在庫生産された転造ねじ軸又は研削ねじ軸を切断したものであるから、製作コストを従来のものより廉価にすることができる。
また、ねじ部材１１の端部１１Ｂに円孔２０を、円孔２０の底面２２がねじ部材１１の端面１１Ｃに密接するように焼ばめした後、延設部材１２にねじりを与えて延設部材１２のねじ部材１１に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で端部１１Ｂと円孔２０のはめあい面及び密接するねじ部材１１の端面１１Ｃと円孔２０の底面２２同士を焼付かせるようにしたので、ねじ部材１１と延設部材１２（機械加工後は、支持部１３、部品取付部１４及びカラー相当部１５からなる延設部材）の接合をより強固にすることができる。このため、図１（ｂ）のねじ軸１０が駆動手段（図示せず。）によって回転駆動される際、作用するねじりモーメント又は反転時の衝撃によって、支持部１３、部品取付部１４及びカラー相当部１５からなる延設部材に対するねじ部材１１の位相、すなわち、円孔２０に対する端部１１Ｂの位相がずれる虞はない。
【００４７】
図７は、本発明の第５の実施の形態を示す。この第５の実施の形態は、上述の第４の実施の形態の変形態様である。なお、第４の実施の形態と同一又は相当部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
同図（ａ）及び（ｂ）に示すように、延設部材１２の端面２１に穿設された深さＬ13の円孔２０の内周面には、端部１１Ｂのねじ溝１１Ｄと相補う形状の突条２３が螺刻されている（研削又はラップ仕上げが好ましい。）。
そして、この突条２３のボールピッチ円径Ｙは、ねじ溝１１Ｄのボールピッチ円径Ｗに対して Ｙ＝Ｗ−δ（式中、δは焼ばめしろ）の関係を満足するように形成されている。
なお、この第５の実施の形態では、ねじ溝１１Ｄと突条２３の螺接面がはめあい面となるので、ねじ部材１１が転造ねじ軸であっても端部１１Ｂの外径を再加工する必要はない。また、符号２４は、突条２３を螺刻するための中ぐり逃げ孔を示す。
【００４８】
次に、第４の実施の形態と同様に具体的な数値を挙げて、この第５の実施の形態における焼ばめ仕様を説明する。
Ｗ＝４．２ｍｍ，Ｙ＝Ｗ−δ＝４．２ｍｍ−δ，Ｖ＝９．５ｍｍとし、ねじ部材１１及び延設部材１２の材質を調質炭素鋼Ｓ５５Ｃとする。
また、炭素鋼Ｓ５５Ｃの許容せん断応力τmax、縦弾性係数Ｅ及び線膨張係数αをそれぞれ第４の実施の形態における値とすれば、前述の式（１），（２）及び（３）から、ｐ≒７．７×９．８Ｎ／ｍｍ2，δ≒４×１０-3ｍｍ，及びｔ≒８３℃ になる。そこで、第４の実施の形態と同様に、ねじ部材１１と延設部材１２間の温度差ｔを１８０℃ とする。
そして、図７（ｃ）に示すように、突条２３を端部１１Ｂのねじ溝１１Ｄに手動で螺合させながら、円孔２０の底面２２がねじ部材１１の端面１１Ｃに密接するように焼ばめする。
なお、ねじ部材１１（１条ねじとする。）の諸元を、第４の実施の形態と同様に、Ｐ＝Ｓ＝４．０ｍｍ，Ｑ＝３．３ｍｍとし、リード及びボール径をそれぞれ１ｍｍ及び０．８ｍｍとする。また、Ｌ13＝７ｍｍとする。
【００４９】
焼ばめ後、螺合する突条２２とねじ溝１１Ｄをねじ込む方向のねじりを延設部材１２に与えて延設部材１２のねじ部材１１に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で突条２２とねじ溝１１Ｄの螺接面、及び密接する端面１１Ｃと底面２２同士を焼付かせることによって、ねじ部材１１の端部１１Ｂに延設部材１２が接合される。
その後、機械加工によって、延設部材１２に支持部１３、部品取付部１４及びカラー相当部１５が形成される（図１（ｂ）参照）。
【００５０】
この第５の実施の形態によれば、突条２２とねじ溝１１Ｄが螺合しているから、第４の実施の形態より接合が強固になる。また、ねじ部材１１から延設部材１２（機械加工後は、支持部１３、部品取付部１４及びカラー相当部１５からなる延設部材）が抜脱する虞はない。
その他の作用は第４の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００５１】
なお、上述の実施の形態では、ねじ部材に延設部材を接合後、機械加工によって、この延設部材に支持部等を形成したボールねじのねじ軸を例示したが、ねじ部材に予め支持部等が形成された延設部材を接合することもできる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜５に係るボールねじのねじ軸によれば、
（１）ねじ部材は在庫生産された転造ねじ軸又は研削ねじ軸を切断したものであるから、製作コストを従来のものより廉価にすることができる。
（２）焼ばめ後、はめあい面及び密接面同士を焼付かせるようにしたので、ねじ部材と延設部材（機械加工後は、支持部等からなる延設部材）の接合をより強固にすることができる。このため、ねじ軸が駆動手段によって回転駆動される際、作用するねじりモーメント又は反転時の衝撃によって、支持部等からなる延設部材に対するねじ部材の位相がずれる虞はない。
また、本発明の請求項２，３及び５に係るボールねじのねじ軸によれば、突出軸と円孔（請求項２，３）、または、ねじ溝と円孔（請求項５）を係合させるようにしたので、ねじ部材から延設部材（機械加工後は、支持部等からなる延設部材）が抜脱する虞はない。特に、請求項３に係るボールねじのねじ軸によれば、ねじ軸に予張力を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明におけるボールねじのねじ軸を示す正面図であり、同図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、ねじ部材の端面に延設部材が接合されたねじ軸、及びねじ部材の端部に延設部材が接合されたねじ軸の正面図。
【図２】 本発明の第１の実施の形態を示す要部断面図であり、同図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、ねじ部材の要部、延設部材の要部、及びねじ部材と延設部材の接合要部の断面図。
【図３】 焼ばめしろ、及び焼ばめしろを得るために必要な温度差の算出式の説明図。
【図４】 本発明の第２の実施の形態を示す要部断面図であり、同図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、ねじ部材の要部、延設部材の要部、及びねじ部材と延設部材の接合要部の断面図。
【図５】 本発明の第３の実施の形態を示す要部断面図であり、同図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、ねじ部材の要部、延設部材の要部、及びねじ部材と延設部材の接合要部の断面図。
【図６】 本発明の第４の実施の形態を示す要部断面図であり、同図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、ねじ部材の要部、延設部材の要部、及びねじ部材と延設部材の接合要部の断面図。
【図７】 本発明の第５の実施の形態を示す要部断面図であり、同図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、延設部材の要部、及びねじ部材と延設部材の接合要部の拡大断面図。
【符号の説明】
１，１０ ねじ軸
２，１１ ねじ部材
２Ａ，１１Ａ ねじ部材の外周面
３，７，１２ 延設部材
１１Ｂ ねじ部材の端部
１１Ｃ，１７ ねじ部材の端面
１１Ｄ ねじ溝
１６ 突出軸
１６Ａ 突出軸の小径部
１６Ｂ 突出軸の大径部
１６Ｃ 突出軸の大径部
１６Ｄ 突出軸の小径の三角雄ねじ部
１１Ｃ，１７ ねじ部材の端面
１８，２０ 円孔
１８Ａ 円孔の小径部
１８Ｂ 円孔の大径部
１８Ｃ 円孔の大径部
１８Ｄ 円孔の小径の三角雌ねじ部
１９ 延設部材の端面
２２ 円孔の底面
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械、産業用ロボット、半導体製造装置等の各種機械の送り運動、動力伝達又は位置決め手段として広く用いられているボールねじのねじ軸に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじは、周知のように、ねじ軸のねじ溝が転造加工によって形成される、いわゆる「転造ボールねじ」と、ねじ軸のねじ溝が切削及び研削加工によって形成される、いわゆる「研削ボールねじ」とに大別される。また、一般に、「転造ボールねじ」及び「研削ボールねじ」の精度は、それぞれ、JIS B 1192-1997 （ボールねじ）に規定される「等級Ｃ７，Ｃ１０」及び「等級Ｃ０，Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５」に準じている。
そして、ボールねじを使用する場合、ねじ軸を片持支持して回転駆動させるときは、一方の軸端（駆動側の軸端）に選定した転がり軸受が嵌入される支持部と部品取付部が形成される。また、ねじ軸を両端支持して回転駆動させるときは、一方の軸端（駆動側の軸端）に支持部と部品取付部が形成され、他方の軸端（反駆動側の軸端）に支持部が形成される（例えば、本出願人発行（1996．4．1）「TSUBAKI NAKASHIMA 総合カタログ ７０（以下、「総合カタログ」という。） 」A-12，A-18〜A-19，及びA-197頁参照）。
【０００３】
なお、転造ボールねじにおいては、後述の製作工程によって、全長３ｍのねじ軸が在庫生産されることが多い。この在庫生産されたねじ軸は、砥石等によって旋削時の取りしろを残した所望の長さに切断されて使用される。また、切断されたねじ軸の軸端は所定の長さだけ焼ならし（例えば、アセチレンバーナで加熱後、空気中で徐冷する。）された後、機械加工によって、この軸端に所望の寸法・形状の支持部（及び部品取付部）が形成される（一般に、「軸端追加工」と呼ばれている。）。
【０００４】
次に、ボールねじのねじ軸の一般的な製作工程を略述する。
（１）転造ボールねじのねじ軸（以下、「転造ねじ軸」という。）
所定の長さ（上述したように、３ｍとされることが多い。）に切断された鋼丸棒（素材）を２丸形ダイス押付け式ねじ転造盤に装着された一対のロールダイス間に挟み、通し転造によって外周面にねじ溝を全長に亘って形成する。ねじ溝が形成された外周面を高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化した後、焼戻しを行う。そして、外周面をバフ仕上げする。
（２）研削ボールねじのねじ軸（以下、「研削ねじ軸」という。）
所定の長さに切断された鋼丸棒（素材）の外周面及び両端面を旋削加工して、仕上げ加工時の取りしろを残した円筒部（ねじ溝が形成された後、「ねじ部」という。）と軸端部を一体形成する。切削加工によって、円筒部の外周面に研削仕上げ時の取りしろを残したねじ溝を形成する（この「ねじ溝切削」は、焼戻し後に行われることも多い。）。ねじ溝が形成されたねじ部の外周面を高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化した後、焼戻しを行う。ねじ部の外径を研削仕上げする。機械加工によって、軸端部に所望の寸法・形状の支持部（及び部品取付部）を形成する。そして、ねじ溝を研削仕上げする。
【０００５】
なお、
▲１▼転造及び熱処理技術の向上によって、近時は、前述の JIS B 1192 に規定される精度等級Ｃ３，Ｃ５の転造ねじ軸を製作できるようになっている。このため、研削ボールねじに比べて生産性が高く且つ製作コストが廉価な転造ボールねじの需要は、従前以上に増加している。
▲２▼転造ねじ軸及び研削ねじ軸の材質として、高周波焼入れの場合は、一般に、調質炭素鋼Ｓ５５Ｃ又はＡＩＳＩ４１５０Ｈが用いられる。また、浸炭焼入れの場合は、一般に、調質クロムモリブデン肌焼鋼ＳＣＭ４１５Ｈ又はＳＣＭ４２０Ｈが用いられる。さらに、焼戻し後のねじ溝面の硬さ、すなわち、外周面の硬さはＨＲＣ５８〜６２とされている。
▲３▼研削ねじ軸において、ねじ部を高周波焼入れする場合、ねじ部の軸端部近傍の焼入れが不完全になるから、ねじ部有効長さを所望のナット移動距離より長くしなければならない（すなわち、ねじ軸の全長が長くなる。）。また、ねじ部を浸炭焼入れする場合、軸端部近傍までの完全焼入れは可能であるが、軸端部を防炭処理（浸炭防止剤の塗布、又は銅メッキ）しなければならない。
▲４▼転造ねじ軸及び研削ねじ軸のねじ溝は、一般に、ゴシックアーク形状とされている。
▲５▼転造ボールねじに予圧を付与する場合、転造ねじ軸のバフ仕上げされたねじ溝を研削又はラップ加工することがある。
【０００６】
ところで、転造ねじ軸における前述の軸端追加工は、選定した転がり軸受が嵌入される支持部の軸径がねじ溝の谷径より小さく、且つ、転がり軸受に対する支持部の肩の高さを軸受メーカー規定最小値以上に確保できる場合（例えば、前述の「総合カタログ」A-222〜A-225頁参照）に行われている。
なお、肩の高さを十分に確保するため、ねじ軸の外径より大径のカラーが支持部に嵌入又は圧入されることも多い（研削ねじ軸においても、上述の場合は同様である。）。
【０００７】
他方、後述の図１に示すように、支持部の軸径がねじ溝の谷径以上になる場合には、軸端追加工を行うことができない。
このような場合には、転造加工によって外周面にねじ溝が全長に亘って形成されたねじ部材の少なくとも一方の端面に延設部材（研削ねじ軸における軸端部に相当。）を摩擦圧接によって接合した後、機械加工によって、この延設部材に所望の寸法・形状の支持部（及び部品取付部）が形成されている。なお、支持部の軸径が、ねじ溝の谷径以上であることは言うまでもない。
【０００８】
次に、この延設部材が摩擦圧接によって接合された転造ねじ軸の製作工程を略述する。
前述の通し転造によって、所望の長さより長いねじ部材を製作する。このねじ部材の端面に、ねじ部材の外径より大径で且つ所望の長さより長い延設部材の端面を摩擦圧接によって接合する。接合後、接合部の周囲に生じたバリを除去する。バリを除去したねじ部材の外周面を高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化した後、焼戻しを行う。ねじ部材の外周面をバフ仕上げする。その後、機械加工によって、この延設部材に所望の寸法・形状の支持部（及び部品取付部）を形成する。
なお、
▲１▼後述の図１（ａ）に示すように、その径がねじ部材の外径以上の軸部（９）を設けたい場合にも、上述の製作方法が用いられている。
▲２▼外周面が焼入れ表面硬化されたねじ部材を延設部材に接合できない理由は、摩擦圧接の熱影響によって、ねじ溝面の硬さが低下するとともにリード精度が損なわれるからである。
▲３▼ねじ部材と延設部材の長さをそれぞれ所望の長さより長くする理由は、摩擦圧接によって全体の長さが短くなるからである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のねじ部材の端面に延設部材が接合された転造ねじ軸においては、
（１）上述の製作工程を経る必要があるため、製作コストが大幅にアップする。
（２）前述の研削ねじ軸と同様に、高周波焼入れの場合、ねじ部材の延設部材近傍の焼入れが不完全になるから、ねじ部材の有効長さを所望のナット移動距離より長くしなければならない（すなわち、転造ねじ軸の全長が長くなる。）。また、浸炭焼入れの場合、延設部材近傍までの完全焼入れは可能であるが、延設部材を防炭処理しなければならない。
（３）焼入れ表面硬化後、ねじ部材の伸縮等に起因して所望のリード精度を満足しないものがある。リード精度を満足しない場合、バフ仕上げされたねじ溝を研削又はラップ加工しなければならない。
（４）前述の在庫生産された転造ねじ軸を活用できない。
という問題があった。
【００１０】
また、従来の研削ねじ軸においても、前述の製作工程によって、軸端部にねじ溝の谷径以上の軸径を有する支持部が形成されたねじ軸、又は軸端部にねじ部の外径より大径の軸部が形成されたねじ軸を製作する場合、鋼丸棒（素材）の径寸法が大きくなる。このため、材料歩留り及び生産性の低下を招来し、製作コストが著しく高くなるという問題があった。
なお、支持部の軸径がねじ溝の谷径以上の転造ねじ軸（延設部材が接合された転造ねじ軸）又は研削ねじ軸においては、選定した転がり軸受に対する肩の高さを確保するため、転造ねじ軸におけるねじ部材又は研削ねじ軸におけるねじ部と支持部との間に、後述の図１（ａ）に示すような雄ねじ部（６）（この雄ねじ部（６）に、止ねじ付ベアリングナット（前述の「総合カタログ」A-239頁参照） が螺合される。）、又は同図（ｂ）に示すようなカラー相当部（１５）が設けられる。
【００１１】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、製作コストを従来のものより廉価にすることができる、ねじ部材の少なくとも一方の端面又は端部に延設部材が接合されたボールねじのねじ軸を提供することを目的としている。
【００１２】
【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、本発明の請求項１に係るボールねじのねじ軸は、予め外周面にねじ溝が全長に亘って形成されたねじ部材と、該ねじ部材の少なくとも一方の端面に接合された延設部材とからなるボールねじのねじ軸であって、前記ねじ部材と前記延設部材は同一の材質からなり、該延設部材が接合される前に、前記ねじ部材の外周面が高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化されるとともに仕上げ加工されており、前記ねじ部材の端面に突設された前記ねじ溝の谷径より小径の突出軸に、前記延設部材の端面に穿設された円孔を、前記延設部材の端面が前記ねじ部材の端面に密接するように焼ばめした後、前記延設部材にねじりを与えて該延設部材の前記ねじ部材に対する位相をずらし、該位相をずらすときに生じる摩擦で前記突出軸と前記円孔のはめあい面及び前記ねじ部材と前記延設部材の密接する端面同士を焼付かせることによって前記ねじ部材の端面に前記延設部材が接合されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係るボールねじのねじ軸は、請求項１記載のボールねじのねじ軸において、前記突出軸と前記円孔は、それぞれ、前記ねじ部材及び前記延設部材の各端面側から互いに対応する小径部と大径部とからなる段付き形状である構成とする。
【００１４】
請求項３に係るボールねじのねじ軸は、請求項１記載のボールねじのねじ軸において、前記突出軸と前記円孔は、それぞれ、前記ねじ部材及び前記延設部材の各端面側から互いに対応する大径部と小径の三角ねじ部とからなる段付き形状である構成とする。
【００１５】
また、本発明の請求項４に係るボールねじのねじ軸は、予め外周面にねじ溝が全長に亘って形成されたねじ部材と、該ねじ部材の少なくとも一方の端部に接合された延設部材とからボールねじのねじ軸であって、前記ねじ部材と前記延設部材は同一の材質からなり、該延設部材が接合される前に、前記ねじ部材の外周面が高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化されるとともに仕上げ加工されており、前記ねじ部材の端部に、前記延設部材の端面に穿設された円孔を、該円孔の底面が前記ねじ部材の端面に密接するように焼ばめした後、前記延設置部材にねじりを与えて該延設部材の前記ねじ部材に対する位相をずらし、該位相をずらすときに生じる摩擦で前記ねじ部材の端部と前記円孔のはめあい面及び密接する前記ねじ部材の端面と前記円孔の底面同士を焼付かせることによって前記ねじ部材の端部に前記延設部材が接合されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に係るボールねじのねじ軸は、請求項４記載のボールねじのねじ軸において、前記円孔に設けた前記ねじ溝と相補う形状の突条が前記ねじ溝に螺合されている構成とする。
【００１７】
本発明の請求項１〜５に係るボールねじのねじ軸によれば、
（１）ねじ部材は在庫生産された転造ねじ軸又は研削ねじ軸を切断したものであるから、製作コストを従来のものより廉価にすることができる。
（２）焼ばめ後、はめあい面及び密接面同士を焼付かせるようにしたので、ねじ部材と延設部材（機械加工後は、支持部等からなる延設部材）の接合をより強固にすることができる。このため、ねじ軸が駆動手段によって回転駆動される際、作用するねじりモーメント又は反転時の衝撃によって、支持部等からなる延設部材に対するねじ部材の位相がずれる虞はない。
また、本発明の請求項２，３及び５に係るボールねじのねじ軸によれば、突出軸と円孔（請求項２，３）、または、ねじ溝と円孔（請求項５）を係合させるようにしたので、ねじ部材から延設部材（機械加工後は、支持部等からなる延設部材）が抜脱する虞はない。特に、請求項３に係るボールねじのねじ軸によれば、ねじ軸に予張力を付与することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、
（１）後述のねじ部材は、同様に後述の延設部材が接合される前に、その外周面にねじ溝が全長に亘って形成され、且つ、この外周面が高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化されるとともに仕上げ加工をされている。すなわち、ねじ部材は、前述の在庫生産された転造ねじ軸、又は前述の製作工程に準じて（但し、軸端部は設けない。）在庫生産された研削ねじ軸を、砥石等によって機械加工時の取りしろを残した所望の長さに切断したものである。
（２）ねじ部材と延設部材は、同一の材質からなる。材質を同一にする理由は、後述の線膨張係数が同じ値になるという観点もあるが、「同じ材質同士の摩擦では、互いに溶け合いやすく、焼付きを起こしやすい。」という性質を利用するためである。すなわち、後述するように、ねじ部材に延設部材を焼ばめ後、延設部材にねじりを与えて延設部材のねじ部材に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で、はめあい面及び密接面同士を焼付かせるためである。
【００１９】
図１は、本発明におけるボールねじのねじ軸を示す。
同図（ａ）のねじ軸１は、ねじ部材２の両端面にねじ部材２の外径Ａより大径の延設部材３，７が接合された後、機械加工によって、延設部材３にねじ溝（図示せず。）の谷径Ｂより大径の支持部４、ねじ溝の谷径Ｂより小径の部品取付部５及びねじ部材２の外径Ａより大径の雄ねじ部６が形成されるとともに、延設部材７にねじ溝の谷径Ｂより小径の支持部８及びねじ部材２の外径Ａと同径の軸部９が形成されたねじ軸である。
また、同図（ｂ）のねじ軸１０は、ねじ部材１１の一方の端部にねじ部材１１の外径Ｐより大径の延設部材１２が接合された後、機械加工によって、この延設部材１２にねじ部材１１の外径Ｐ（ねじ溝（後述の図７（ｂ）参照）の谷径Ｑ）より大径の支持部１３、部品取付部１４及びカラー相当部１５が形成されたねじ軸である。
なお、符号２Ａ，１１Ａは、それぞれ、ねじ部材２，１１のねじ溝を含む外周面を示す。また、同図（ｂ）のねじ軸１０のような形態は、外径Ｐが４〜１２ｍｍの、いわゆる、ミニチュアボールねじに適用される。
【００２０】
次に、図１（ａ）のねじ部材２の端面に延設部材３を接合する方法（実施の形態）について説明する。なお、ねじ部材２の端面に延設部材７を接合する方法は、延設部材３の場合と同様であるので、その説明は省略する。また、同図（ｂ）のねじ部材１１の端部に延設部材１２を接合する方法は後述する。
図２（ａ）に示すように、ねじ部材２には、その端面１７に軸径Ｃ（Ｂ＞Ｃ）及び軸長Ｌ1の突出軸１６が突設されている。この軸径Ｃと軸長Ｌ1は、突出軸１６と後述の焼ばめされる円孔１８の接触面積を大きくする観点から、Ｌ1＝（１．５〜２．５）＊Ｃ の関係を満足するように形成されている。また、突出軸１６と端面１７との境界は、応力集中を緩和する観点から、円弧状に形成されている。さらに、突出軸１６の先端には、円孔１８を焼ばめしやすくする観点から、３０〜４５°の面取りが形成されている。
なお、突出軸１６の軸径Ｃは、突出軸１６と支持部４との間の肉厚を考慮しなければならないが、曲げモーメントに対する強度の観点から、できるだけ大きくなるように設定されている。
【００２１】
突出軸１６の形成方法を説明する。
ねじ部材２は、前述したように、在庫生産された転造ねじ軸又は研削ねじ軸を砥石等によって所定の長さよりＬ3だけ長く切断したものである（但し、ねじ部材２の一方の端面にのみ、延設部材３が接合されるものとする。）。そして、このねじ部材２の軸端が長さＬ3だけ焼ならしされた後、機械加工によって、この軸端に突出軸１６が形成される。
なお、ねじ部材２の軸線（図示せず。）に対する突出軸１６の同軸度及び端面１７の直角度を、できるだけ小さくすることが好ましい。また、突出軸１６と端面１７を一回のチャッキングで研削仕上げすることが好ましい。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、外径Ｄ（Ａ＜Ｄ）の延設部材３には、その端面１９に孔径Ｅ及び深さＬ2の円孔１８が穿設されている。この孔径Ｅは、上述の突出軸１６の軸径Ｃに対して Ｃ＝Ｅ＋δ（式中、δは焼ばめしろ）の関係を満足するように形成されている（研削又はラップ仕上げが好ましい。）。また、深さＬ2は、突出軸１６の端面１７に延設部材３の端面１９を密接させる観点から、突出軸１６の軸長Ｌ1に対して Ｌ1＜Ｌ2 の関係を満足するように形成されている。さらに、円孔１８の口元は、突出軸１６に対応した円弧状に形成されている。
なお、後述の他の実施の形態においても同様であるが、延設部材３の外周面と円孔１８との間に空気抜け孔（図示せず。）を設けてもよい（焼ばめ後、空気抜け孔はピンで閉塞される。）。また、円孔１８の穿設及び端面１９の機械加工に際して、延設部材３の軸線（図示せず。）に対する円孔１８の同軸度及び端面１９の直角度を、できるだけ小さくすることが好ましい。さらに、端面１９を研削仕上げすることが好ましい。
【００２３】
ここで、上述の焼ばめしろδ、及びこの焼ばめしろδを得るために必要な突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔの算出式を示す（但し、後述の実施の形態の説明の都合から一般式で示す。）。
今、図３に示すように、中実軸１００（外半径をＲ1とする。）に外筒１０２ （内半径をＲ2，外半径をＲdとする。）が焼ばめされたとして、はめあい面の半径をＲとする。また、中実軸１００と外筒１０２の縦弾性係数及びポアソン比が等しいとする。
そうすると、材料力学（例えば、(株)裳華房発行 鵜戸口英善代表「材料力学下巻」第１１版（昭47．1．15）第379〜382頁及び第385〜386頁参照）から、はめあい面に生じる焼ばめ圧力ｐ〔Ｎ／ｍｍ2〕、焼ばめしろδ〔ｍｍ〕、及び焼ばめしろδを得るために必要な中実軸１００と外筒１０２間の温度差t〔℃〕は、次式から求められる（但し、Ｒ1≒Ｒ2≒Ｒと近似する。）。
【００２４】
【数１】
図２に戻って、上式（１），（２）及び（３）に、それぞれ、Ｒ≒Ｃ／２≒Ｅ／２，及びＲd＝Ｆ／２（符号Ｆは支持部４の軸径を示す。）を代入すれば、突出軸１６と円孔１８のはめあい面（符号を付さず。）に生じる焼ばめ圧力ｐ、焼ばめしろδ、及び焼ばめしろδを得るために必要な突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔを求めることができる。
次に、具体的な数値を挙げて例示する。
Ｃ＝Ｅ＋δ＝２０ｍｍ＋δ，Ｅ＝２０ｍｍ，Ｆ＝３０ｍｍとし、ねじ部材２及び延設部材３の材質を調質炭素鋼Ｓ５５Ｃとする。
そして、炭素鋼Ｓ５５Ｃの許容せん断応力（最大せん断応力）τmax、縦弾性係数Ｅ、及び線膨張係数αを、それぞれ、τmax＝９．６×９．８Ｎ／ｍｍ2，Ｅ＝２．１×９．８×１０4Ｎ／ｍｍ2，及びα＝１．１×１０-5／℃ とすれば、ｐ≒５．３×９．８Ｎ／ｍｍ2，δ≒１８×１０-3ｍｍ，及びｔ≒８３℃ になる。
なお、
▲１▼Ｒd＝Ｄ／２としない理由は、機械加工後、支持部４の半径Ｆ／２がＲdの最小値、すなわち、δの最小値になるからである。
▲２▼ねじ部材２（１条ねじとする。）の諸元を、Ａ＝３２ｍｍ，Ｂ＝２８．４ｍｍとし、リード及びボール径をそれぞれ８ｍｍ及び４．７６３ｍｍとする（図示せず。）。また、Ｌ1＝５０ｍｍ，Ｄ＝３８．５ｍｍとする。
【００２６】
しかし、突出軸１６の軸径Ｃを２０＋１８×１０-3ｍｍとし、且つ、突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔを８３℃ とすると、「はめあい」における寸法許容差は零になるから、突出軸１６に円孔１８を焼ばめしにくい。
そこで、突出軸１６に円孔１８を焼ばめする際、円孔１８の孔径Ｅを温度差ｔ＝８３℃ における膨張寸法２０＋１８×１０-3ｍｍより２０×１０-3ｍｍ大きくなるようにする。すなわち、前述の式（３）のδに（１８＋２０）×１０-3ｍｍを代入して得られる値１７３℃ を、突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔとする。そして、図２（ｃ）に示すように、延設部材３の端面１９がねじ部材２の端面１７に密接するように焼ばめする。
【００２７】
なお、
▲１▼室温（２０℃ とする。）に上述の温度差１７３℃ を加えても２００℃ を 越えないので（調質の際の焼戻し温度以下）、延設部材３の素地硬さ及びミクロ組織に悪影響を及ぼさないと考えられる。
▲２▼延設部材３は、例えば、２０＋１７３℃ になるように温度制御された熱風 加熱装置（図示せず。）によって加熱されながら焼ばめされる。このとき、延設部材３の温度が２０＋１７３℃ に上昇するまで時間を要するので、予め延設部 材３を所定の温度に加熱しておけば（例えば、１５０℃ に温度制御された恒温 槽内に保温しておく。）、焼ばめ作業を迅速に行うことができる。
▲３▼上述の２０×１０-3ｍｍという値は、JIS B 0401（寸法公差及びはめあい）に規定される「穴の公差域クラス」すきまばめＨ７に準じている。
【００２８】
焼ばめ後、延設部材３にねじりを与えて延設部材３のねじ部材２に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で突出軸１６と円孔１８のはめあい面及び密接する端面１７，１９同士を焼付かせることによって、ねじ部材２の端面１７に延設部材３が接合される。
その後、機械加工によって、延設部材３に支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６が形成される（図１（ａ）参照）。
なお、後述の他の実施の形態においても同様であるが、延設部材３にねじりを与える手段として、公知のねじり試験機（例えば、共立出版(株)発行 川田雄一、松浦佑次、水野正夫、宮川松男共編「材料試験」初版第６刷（昭46．7．5）第63〜64頁参照）とほぼ同様な構造のねじり装置（図示せず。）が用いられる。但し、このねじり装置は、ねじ部材２の端面１７近傍（延設部材３近傍）をチャックで把持して、ねじ部材２にねじりモーメントが作用しない構造になっている。
また、延設部材３のできるだけ端面１９近傍（ねじ部材２近傍）をチャックで把持して、延設部材３がねじりモーメントによって塑性変形しないようにすることが好ましい。
【００２９】
この実施の形態によれば、ねじ部材２は在庫生産された転造ねじ軸又は研削ねじ軸を切断したものであるから、製作コストを従来のものより廉価にすることができる。
また、突出軸１６に円孔１８を、延設部材３の端面１９がねじ部材２の端面１７に密接するように焼ばめした後、延設部材３にねじりを与えて延設部材３のねじ部材２に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で突出軸１６と延設部材３のはめあい面及びねじ部材２と延設部材３の密接する端面１７，１９同士を焼付かせるようにしたので、ねじ部材２と延設部材３（機械加工後は、支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６からなる延設部材）の接合をより強固にすることができる。このため、図１（ａ）のねじ軸１が駆動手段（図示せず。
）によって回転駆動される際、作用するねじりモーメント又は反転時の衝撃によって、支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６からなる延設部材に対するねじ部材２の位相、すなわち、円孔１８に対する突出軸１６の位相がずれる虞はない。
【００３０】
図４は、本発明の第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態は、上述の第１の実施の形態の変形態様である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
同図（ａ）に示すように、ねじ部材２の端面１７に突設された軸長Ｌ1の突出軸１６は、端面１７側から、軸径Ｃ（Ｂ＞Ｃ）及び軸長Ｌ4の小径軸部１６Ａと、軸径Ｇ（Ｂ＞Ｇ＞Ｃ）及び軸長Ｌ5の大径軸部１６Ｂとからなる段付き形状とされている。
また、同図（ｂ）に示すように、延設部材３の端面１９に穿設された深さＬ2の円孔１８は、突出軸１６と同様に、端面１９側から、孔径Ｅ及び深さＬ6の小径孔部１８Ａと、孔径Ｈ（Ｅ＜Ｈ）及び深さＬ7の大径孔部１８Ｂとからなる段付き形状とされている。この小径孔部１８Ａ及び大径孔部１８Ｂは、それぞれ、小径軸部１６Ａ及び大径軸部１６Ｂに対応している。
さらに、突出軸１６に円孔１８を焼ばめする際、ねじ部材２の端面１７に延設部材３の端面１９を密接させる観点から、軸長Ｌ4と深さＬ6及び軸長Ｌ5と深さＬ7は、それぞれ、Ｌ4＞Ｌ6及びＬ5＜Ｌ7の関係を満足するように形成されている。
なお、第１の実施の形態と同様に、小径軸部１６Ａと端面１７との境界は円弧状に形成されるとともに、小径孔部１８Ａの口元は小径軸部１６Ａに対応した円弧状に形成されている。また、大径軸部１６Ｂの先端には、３０〜４５°の面取りが形成されている。
【００３１】
次に、第１の実施の形態と同様に具体的な数値を挙げて、小径軸部１６Ａと小径孔部１８Ａ、及び大径軸部１６Ｂと大径孔部１８Ｂのそれぞれのはめあい面（符号を付さず。）に生じる焼ばめ圧力ｐ、焼ばめしろδ、及び焼ばめしろδを得るために必要な突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔを例示する。
Ｃ＝Ｅ＋δ＝２０ｍｍ＋δ，Ｇ＝Ｃ＋２０×１０-3ｍｍ，Ｅ＝２０ｍｍ，Ｈ＝Ｅ＋２０×１０-3ｍｍ，Ｆ＝３０ｍｍとし、ねじ部材２及び延設部材３の材質を調質炭素鋼Ｓ５５Ｃとする。
そして、炭素鋼Ｓ５５Ｃの許容せん断応力τmax、縦弾性係数Ｅ及び線膨張係数αをそれぞれ第１の実施の形態における値とすれば、前述の式（１），（２）及び（３）から、ｐ≒５．３×９．８Ｎ／ｍｍ2，δ≒１８×１０-3ｍｍ，及びｔ≒８３℃ になる。
なお、
▲１▼ねじ部材２（１条ねじとする。）の諸元を、第１の実施の形態と同様に、Ａ＝３２ｍｍ，Ｂ＝２８．４ｍｍとし、リード及びボール径をそれぞれ８ｍｍ及び４．７６３ｍｍとする（図示せず。）。また、Ｌ1＝５０ｍｍ，Ｄ＝３８．５ｍ ｍとする。
▲２▼上述の条件では、小径軸部１６Ａと小径孔部１８Ａのはめあい面、及び大径軸部１６Ｂと大径孔部１８Ｂのはめあい面におけるｐ，δ及びｔは、ほぼ同じ値になる。
【００３２】
しかし、突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔを８３℃ とした場合、軸径Ｇは（２０＋１８×１０-3）＋２０×１０-3ｍｍであるのに対して、孔径Ｅの膨張寸法は２０＋１８×１０-3ｍｍであるから、大径軸部１６Ｂを小径孔部１８Ａに嵌入できない。
そこで、突出軸１６に円孔１８を焼ばめする際、孔径Ｅの膨張寸法が軸径Ｇと同じ値になる１７３℃ を、突出軸１６と延設部材３間の温度差ｔとする。そして、図４（ｃ）に示すように、延設部材３の端面１９がねじ部材２の端面１７に密接するように焼ばめする。
なお、
▲１▼前述の条件では、Ｇ＞Ｃ＋２０×１０-3ｍｍ，及びＨ＞Ｅ＋２０×１０-3ｍｍとすると、室温（２０℃ とする。）に温度差ｔを加えた値が２００℃ を越えるから好ましくない。
▲２▼温度差ｔを１７３℃ にした場合、軸径Ｇと孔径Ｅの「はめあい」における 寸法許容差は零になる。このため、延設部材３の反接合側の端面（図示せず。）をプレス等によって押圧して、突出軸１６に円孔１８を焼ばめする。
【００３３】
焼ばめ後、第１の実施の形態と同様に、延設部材３にねじりを与えて延設部材３のねじ部材２に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で突出軸１６と円孔１８のはめあい面（小径軸部１６Ａと小径孔部１８Ａ、及び大径軸部１６Ｂと大径孔部１８Ｂのそれぞれのはめあい面）、並びに、密接する端面１７，１９同士を焼付かせることによって、ねじ部材２の端面１７に延設部材３が接合される。
その後、機械加工によって、延設部材３に支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６が形成される（図１（ａ）参照）。
【００３４】
この第２の実施の形態によれば、その軸方向の位置が万一ずれたとしても、小径軸部１６Ａと大径軸部１６Ｂ間の段差（符号を付さず。）が小径孔部１８Ａと大径孔部１８Ｂ間の段差（符号を付さず。）に係合するようになっているから、ねじ部材２から延設部材３（機械加工後は、支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６からなる延設部材）が抜脱する虞はない。
その他の作用は第１の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００３５】
図５は、本発明の第３の実施の形態を示す。この第３の実施の形態も、前述の第１の実施の形態の変形態様である。なお、上述の第２の実施の形態と同様に、第１の実施の形態と同一又は相当部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
同図（ａ）に示すように、ねじ部材２の端面１７に突設された軸長Ｌ1の突出軸１６は、端面１７側から、軸径Ｃ（Ｂ＞Ｃ）及び軸長Ｌ8の大径軸部１６Ｃと、外径Ｉ（Ｃ＞Ｉ）及びねじ長Ｌ9の小径の三角雄ねじ部１６Ｄとからなる段付き形状とされている。
また、同図（ｂ）に示すように、延設部材３の端面１９に穿設された深さＬ2の円孔１８は、突出軸１６と同様に、端面１９側から、孔径Ｅ及び深さＬ10の大径孔部１８Ｃと、谷径Ｊ（Ｅ＞Ｊ）及びねじ深さＬ11の小径の三角雌ねじ部１８Ｄとからなる段付き形状とされている。この大径孔部１８Ｃ及び小径の三角雌ねじ部１８Ｄは、それぞれ、大径軸部１６Ｃ及び小径の三角雄ねじ部１６Ｄに対応している。
さらに、突出軸１６に円孔１８を焼ばめする際、ねじ部材２の端面１７に延設部材３の端面１９を密接させる観点から、軸長Ｌ8と深さＬ10、及びねじ長Ｌ9とねじ深さＬ11は、それぞれ、Ｌ8＜Ｌ10及びＬ9＜Ｌ11の関係を満足するように形成されている。
なお、第１及び第２の実施の形態と同様に、大径軸部１６Ｃと端面１７との境界は円弧状に形成されるとともに、大径孔部１８Ｃの口元は大径軸部１６Ｃに対応した円弧状に形成されている。
【００３６】
次に、第１の実施の形態において例示した数値を援用して、この第３の実施の形態における焼ばめ仕様を説明する。
Ｃ＝Ｅ＋δ＝２０＋１８×１０-3ｍｍ，Ｅ＝２０ｍｍ，Ｆ＝３０ｍｍ，とし、ねじ部材２及び延設部材３の材質を調質炭素鋼Ｓ５５Ｃとする。また、三角雄ねじ部１６Ｄ及び三角雌ねじ部１８Ｄを、有効径が１６．３７６ｍｍのメートル細目ねじＭ１８×１．５とする。但し、三角雄ねじ部１６Ｄの有効径は、後述の計算値から、１６．３７６ｍｍ＋δ´＝１６．３７６＋１５×１０-3ｍｍとする（Ｉ＞Ｊ）。さらに、前述の「はめあい」の観点から、突出軸１６に円孔１８を焼ばめする際、ねじ部材２と延設部材３間の温度差ｔを１７３℃ とする。
そして、図４（ｃ）に示すように、三角雌ねじ部１８Ｄを三角雄ねじ部１６Ｄに手動で螺合させながら、延設部材３の端面１９が突出軸１６の端面１７に密接するように焼ばめする。
【００３７】
なお、
▲１▼ねじ部材２（１条ねじとする。）の諸元を、第１の実施の形態と同様に、Ａ＝３２ｍｍ，Ｂ＝２８．４ｍｍとし、リード及びボール径をそれぞれ８ｍｍ及び４．７６３ｍｍとする（図示せず。）。また，Ｌ1＝５０ｍｍ，Ｄ＝３８．５ｍ ｍとする。
▲２▼三角雄ねじ部１６Ｄ及び三角雌ねじ部１８Ｄをメートル細目ねじとする理由は、メートル並目ねじより引張強さが大きいためである。
▲３▼三角雄ねじ部１６Ｄと三角雌ねじ部１８Ｄの螺接面に生じる焼ばめ圧力ｐ´、焼ばめしろδ´、及び温度差ｔ´は、前述の式（１），（２）及び（３）から（但し、Ｒ＝１６．３７６ｍｍ／２，Ｒd＝３０ｍｍ／２とする。）、それぞれ 、ｐ´≒６．７×９．８Ｎ／ｍｍ2，δ´≒１５×１０-3ｍｍ，及びｔ´≒８３ ℃ になる。
【００３８】
焼ばめ後、螺合する三角ねじ部１６Ｄ，１８Ｄをねじ込む方向のねじりを延設部材３に与えて延設部材３のねじ部材２に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で大径軸部１６Ｃと大径孔部１８Ｃのはめあい面（符号を付さず。）、三角ねじ部１６Ｄ，１８Ｄの螺接面、及び密接する端面１７，１９同士を焼付かせることによって、ねじ部材２の端面１７に延設部材３が接合される。
その後、機械加工によって、延設部材３に支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６が形成される（図１（ａ）参照）。
【００３９】
この第３の実施の形態によれば、三角ねじ部１６Ｄ，１８Ｄが螺合しているから、前述の第２の実施の形態と同様に、ねじ部材２から延設部材３（機械加工後は、支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６からなる延設部材）が抜脱する虞はない。
また、図１（ａ）に示す延設部材７にも第３の実施の形態を適用すれば、ねじ軸１に予張力を付与することができる。
その他の作用は第１の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００４０】
上述の第１、第２及び第３の実施の形態では、ねじ部材２の端面１７に突設された突出軸１６に、延設部材３の端面１９に穿設された円孔１８を焼ばめした後、突出軸１６と円孔１８のはめあい面及び密接する端面１７，１９同士を焼付かせることによって、ねじ部材２の端面１７に延設部材３（機械加工後は、支持部４、部品取付部５及び雄ねじ部６からなる延設部材）が接合されたボールねじのねじ軸１を説示した（図１（ａ）参照）。
しかし、同図（ｂ）に示すねじ軸１０のように、ねじ部材１１の外径Ｐが４〜１２ｍｍの、いわゆる、ミニチュアボールねじのねじ軸では、強度上の問題があって、ねじ部材１１の端面１１Ｃ（後述の図６（ａ）参照）に上述のような突出軸を突設させることはできない。
後述の第４及び第５の実施の形態は、このような場合に適用される。
【００４１】
図６は、本発明の第４の実施の形態を示す。
同図（ａ）のねじ部材１１は、前述したように、在庫生産された転造ねじ軸又は研削ねじ軸を砥石等によって端面加工時の取りしろを残した所望の長さに切断したものである。そして、このねじ部材１１は、その両端面（一方の端面１１Ｃのみ図示する。）が機械加工（研削仕上げが好ましい。）されて、所定の長さになっている。
なお、
▲１▼ねじ部材１１が転造ねじ軸からなる場合、ねじ部材１１の端部１１Ｂの外径、すなわち、端面１１Ｃから長さＬ12の範囲の外径は、研削加工によって寸法Ｓ（Ｐ＞Ｓ）に仕上げられている。
▲２▼ねじ部材１１が研削ねじ軸からなる場合、予めその外径が所定の寸法精度に研削仕上げされているので（Ｐ＝Ｓ）、端部１１Ｂを再加工する必要はない。
▲３▼端面１１Ｃの機械加工に際して、ねじ部材１１の軸線（図示せず。）に対する端面１１Ｃの直角度を、できるだけ小さくすることが好ましい。
【００４２】
図６（ｂ）に示すように、外径Ｕ（Ｐ＜Ｕ）の延設部材１２には、その端面２１に孔径Ｔ及び深さＬ13の円孔２０が穿設されている。この孔径Ｔは、上述の端部１１Ｂの外径Ｓに対して Ｔ＝Ｓ−δ（式中、δは焼ばめしろ）の関係を満足するように形成されている（研削又はラップ仕上げが好ましい。）。また、深さＬ13は、ねじ部材１１の端面１１Ｃに底面２２を密接させる観点から、端部１１Ｂの長さＬ12に対して Ｌ12＞Ｌ13 の関係を満足するように形成されている。
なお、円孔２０の穿設に際して、延設部材１２の軸線（図示せず。）に対する円孔２０の同軸度及び底面２２の直角度を、できるだけ小さくすることが好ましい。また、底面２２を研削又はラップ仕上げすることが好ましい。
【００４３】
次に、前述の第１、第２及び第３の実施の形態と同様に具体的な数値を挙げて、端部１１Ｂと円孔２０のはめあい面（符号を付さず。）に生じる焼ばめ圧力ｐ、焼ばめしろδ、及び焼ばめしろδを得るために必要なねじ部材１１と延設部材１２間の温度差ｔを例示する。
Ｓ＝４．０ｍｍ，Ｔ＝Ｓ−δ＝４．０ｍｍ−δ，Ｖ＝９．５ｍｍ（符号Ｖはカラー相当部１５の外径を示す。）とし、ねじ部材１１及び延設部材１２の材質を調質炭素鋼Ｓ５５Ｃとする。
そして、炭素鋼Ｓ５５Ｃの許容せん断応力τmax、縦弾性係数Ｅ、及び線膨張係数αを、それぞれ、τmax＝９．６×９．８Ｎ／ｍｍ2，Ｅ＝２．１×９．８×１０4Ｎ／ｍｍ2，及びα＝１．１×１０-5／℃ とすれば、前述の式（１），（２）及び（３）から、ｐ≒７．９×９．８Ｎ／ｍｍ2，δ≒４×１０-3ｍｍ，及びｔ≒８３℃ になる。
なお、ねじ部材１１（１条ねじとする。）の諸元を、Ｐ＝Ｓ＝４．０ｍｍ（ねじ部材１１が研削ねじ軸の場合），Ｑ＝３．３ｍｍとし、リード及びボール径をそれぞれ１ｍｍ及び０．８ｍｍとする（図示せず。）。また、Ｌ13＝７ｍｍとする。
【００４４】
しかし、端部１１Ｂの外径Ｓを Ｓ＝４．０ｍｍとし、且つ、ねじ部材１１と延設部材１２間の温度差ｔを８３℃ とすると、「はめあい」における寸法許容差が零になるから、端部１１Ｂに円孔２０を焼ばめしにくい。
そこで、端部１１Ｂを円孔２０に焼ばめする際、円孔２０の孔径Ｔが温度差ｔ＝８３℃ における膨張寸法４．０ｍｍより４×１０-3ｍｍ大きくなる温度、すなわち、室温（２０℃ とする。）を加えた値が２００℃ になる１８０℃ を、ねじ部材１１と延設部材１２間の温度差ｔとする。そして、図６（ｃ）に示すように、円孔２０の底面２２がねじ部材１１の端面１１Ｃに密接するように焼ばめする。
【００４５】
焼ばめ後、延設部材１２にねじりを与えて延設部材１２のねじ部材１１に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で端部１１Ｂと円孔２０のはめあい面及び密接する端面１１Ｃと底面２２同士を焼付かせることによって、ねじ部材１１の端部１１Ｂに延設部材１２が接合される。
その後、機械加工によって、延設部材１２に支持部１３、部品取付部１４及びカラー相当部１５が形成される（図１（ｂ）参照）。
【００４６】
この第４の実施の形態によれば、ねじ部材１１は在庫生産された転造ねじ軸又は研削ねじ軸を切断したものであるから、製作コストを従来のものより廉価にすることができる。
また、ねじ部材１１の端部１１Ｂに円孔２０を、円孔２０の底面２２がねじ部材１１の端面１１Ｃに密接するように焼ばめした後、延設部材１２にねじりを与えて延設部材１２のねじ部材１１に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で端部１１Ｂと円孔２０のはめあい面及び密接するねじ部材１１の端面１１Ｃと円孔２０の底面２２同士を焼付かせるようにしたので、ねじ部材１１と延設部材１２（機械加工後は、支持部１３、部品取付部１４及びカラー相当部１５からなる延設部材）の接合をより強固にすることができる。このため、図１（ｂ）のねじ軸１０が駆動手段（図示せず。）によって回転駆動される際、作用するねじりモーメント又は反転時の衝撃によって、支持部１３、部品取付部１４及びカラー相当部１５からなる延設部材に対するねじ部材１１の位相、すなわち、円孔２０に対する端部１１Ｂの位相がずれる虞はない。
【００４７】
図７は、本発明の第５の実施の形態を示す。この第５の実施の形態は、上述の第４の実施の形態の変形態様である。なお、第４の実施の形態と同一又は相当部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
同図（ａ）及び（ｂ）に示すように、延設部材１２の端面２１に穿設された深さＬ13の円孔２０の内周面には、端部１１Ｂのねじ溝１１Ｄと相補う形状の突条２３が螺刻されている（研削又はラップ仕上げが好ましい。）。
そして、この突条２３のボールピッチ円径Ｙは、ねじ溝１１Ｄのボールピッチ円径Ｗに対して Ｙ＝Ｗ−δ（式中、δは焼ばめしろ）の関係を満足するように形成されている。
なお、この第５の実施の形態では、ねじ溝１１Ｄと突条２３の螺接面がはめあい面となるので、ねじ部材１１が転造ねじ軸であっても端部１１Ｂの外径を再加工する必要はない。また、符号２４は、突条２３を螺刻するための中ぐり逃げ孔を示す。
【００４８】
次に、第４の実施の形態と同様に具体的な数値を挙げて、この第５の実施の形態における焼ばめ仕様を説明する。
Ｗ＝４．２ｍｍ，Ｙ＝Ｗ−δ＝４．２ｍｍ−δ，Ｖ＝９．５ｍｍとし、ねじ部材１１及び延設部材１２の材質を調質炭素鋼Ｓ５５Ｃとする。
また、炭素鋼Ｓ５５Ｃの許容せん断応力τmax、縦弾性係数Ｅ及び線膨張係数αをそれぞれ第４の実施の形態における値とすれば、前述の式（１），（２）及び（３）から、ｐ≒７．７×９．８Ｎ／ｍｍ2，δ≒４×１０-3ｍｍ，及びｔ≒８３℃ になる。そこで、第４の実施の形態と同様に、ねじ部材１１と延設部材１２間の温度差ｔを１８０℃ とする。
そして、図７（ｃ）に示すように、突条２３を端部１１Ｂのねじ溝１１Ｄに手動で螺合させながら、円孔２０の底面２２がねじ部材１１の端面１１Ｃに密接するように焼ばめする。
なお、ねじ部材１１（１条ねじとする。）の諸元を、第４の実施の形態と同様に、Ｐ＝Ｓ＝４．０ｍｍ，Ｑ＝３．３ｍｍとし、リード及びボール径をそれぞれ１ｍｍ及び０．８ｍｍとする。また、Ｌ13＝７ｍｍとする。
【００４９】
焼ばめ後、螺合する突条２２とねじ溝１１Ｄをねじ込む方向のねじりを延設部材１２に与えて延設部材１２のねじ部材１１に対する位相をずらし、この位相をずらすときに生じる摩擦で突条２２とねじ溝１１Ｄの螺接面、及び密接する端面１１Ｃと底面２２同士を焼付かせることによって、ねじ部材１１の端部１１Ｂに延設部材１２が接合される。
その後、機械加工によって、延設部材１２に支持部１３、部品取付部１４及びカラー相当部１５が形成される（図１（ｂ）参照）。
【００５０】
この第５の実施の形態によれば、突条２２とねじ溝１１Ｄが螺合しているから、第４の実施の形態より接合が強固になる。また、ねじ部材１１から延設部材１２（機械加工後は、支持部１３、部品取付部１４及びカラー相当部１５からなる延設部材）が抜脱する虞はない。
その他の作用は第４の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００５１】
なお、上述の実施の形態では、ねじ部材に延設部材を接合後、機械加工によって、この延設部材に支持部等を形成したボールねじのねじ軸を例示したが、ねじ部材に予め支持部等が形成された延設部材を接合することもできる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜５に係るボールねじのねじ軸によれば、
（１）ねじ部材は在庫生産された転造ねじ軸又は研削ねじ軸を切断したものであるから、製作コストを従来のものより廉価にすることができる。
（２）焼ばめ後、はめあい面及び密接面同士を焼付かせるようにしたので、ねじ部材と延設部材（機械加工後は、支持部等からなる延設部材）の接合をより強固にすることができる。このため、ねじ軸が駆動手段によって回転駆動される際、作用するねじりモーメント又は反転時の衝撃によって、支持部等からなる延設部材に対するねじ部材の位相がずれる虞はない。
また、本発明の請求項２，３及び５に係るボールねじのねじ軸によれば、突出軸と円孔（請求項２，３）、または、ねじ溝と円孔（請求項５）を係合させるようにしたので、ねじ部材から延設部材（機械加工後は、支持部等からなる延設部材）が抜脱する虞はない。特に、請求項３に係るボールねじのねじ軸によれば、ねじ軸に予張力を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明におけるボールねじのねじ軸を示す正面図であり、同図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、ねじ部材の端面に延設部材が接合されたねじ軸、及びねじ部材の端部に延設部材が接合されたねじ軸の正面図。
【図２】 本発明の第１の実施の形態を示す要部断面図であり、同図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、ねじ部材の要部、延設部材の要部、及びねじ部材と延設部材の接合要部の断面図。
【図３】 焼ばめしろ、及び焼ばめしろを得るために必要な温度差の算出式の説明図。
【図４】 本発明の第２の実施の形態を示す要部断面図であり、同図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、ねじ部材の要部、延設部材の要部、及びねじ部材と延設部材の接合要部の断面図。
【図５】 本発明の第３の実施の形態を示す要部断面図であり、同図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、ねじ部材の要部、延設部材の要部、及びねじ部材と延設部材の接合要部の断面図。
【図６】 本発明の第４の実施の形態を示す要部断面図であり、同図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、ねじ部材の要部、延設部材の要部、及びねじ部材と延設部材の接合要部の断面図。
【図７】 本発明の第５の実施の形態を示す要部断面図であり、同図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、延設部材の要部、及びねじ部材と延設部材の接合要部の拡大断面図。
【符号の説明】
１，１０ ねじ軸
２，１１ ねじ部材
２Ａ，１１Ａ ねじ部材の外周面
３，７，１２ 延設部材
１１Ｂ ねじ部材の端部
１１Ｃ，１７ ねじ部材の端面
１１Ｄ ねじ溝
１６ 突出軸
１６Ａ 突出軸の小径部
１６Ｂ 突出軸の大径部
１６Ｃ 突出軸の大径部
１６Ｄ 突出軸の小径の三角雄ねじ部
１１Ｃ，１７ ねじ部材の端面
１８，２０ 円孔
１８Ａ 円孔の小径部
１８Ｂ 円孔の大径部
１８Ｃ 円孔の大径部
１８Ｄ 円孔の小径の三角雌ねじ部
１９ 延設部材の端面
２２ 円孔の底面
Claims (5)
- 予め外周面にねじ溝が全長に亘って形成されたねじ部材と、該ねじ部材の少なくとも一方の端面に接合された延設部材とからなるボールねじのねじ軸であって、
前記ねじ部材と前記延設部材は同一の材質からなり、該延設部材が接合される前に、前記ねじ部材の外周面が高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化されるとともに仕上げ加工されており、
前記ねじ部材の端面に突設された前記ねじ溝の谷径より小径の突出軸に、前記延設部材の端面に穿設された円孔を、前記延設部材の端面が前記ねじ部材の端面に密接するように焼ばめした後、前記延設部材にねじりを与えて該延設部材の前記ねじ部材に対する位相をずらし、該位相をずらすときに生じる摩擦で前記突出軸と前記円孔のはめあい面及び前記ねじ部材と前記延設部材の密接する端面同士を焼付かせることによって前記ねじ部材の端面に前記延設部材が接合されていることを特徴とする、
ボールねじのねじ軸。 - 前記突出軸と前記円孔は、それぞれ、前記ねじ部材及び前記延設部材の各端面側から互いに対応する小径部と大径部とからなる段付き形状である、請求項１のボールねじのねじ軸。
- 前記突出軸と前記円孔は、それぞれ、前記ねじ部材及び前記延設部材の各端面側から互いに対応する大径部と小径の三角ねじ部とからなる段付き形状である、請求項１のボールねじのねじ軸。
- 予め外周面にねじ溝が全長に亘って形成されたねじ部材と、該ねじ部材の少なくとも一方の端部に接合された延設部材とからなるボールねじのねじ軸であって、
前記ねじ部材と前記延設部材は同一の材質からなり、該延設部材が接合される前に、前記ねじ部材の外周面が高周波焼入れ又は浸炭焼入れによって表面硬化されるとともに仕上げ加工されており、
前記ねじ部材の端部に、前記延設部材の端面に穿設された円孔を、該円孔の底面が前記ねじ部材の端面に密接するように焼ばめした後、前記延設部材にねじりを与えて該延設部材の前記ねじ部材に対する位相をずらし、該位相をずらすときに生じる摩擦で前記ねじ部材の端部と前記円孔のはめあい面及び密接する前記ねじ部材の端面と前記円孔の底面同士を焼付かせることによって前記ねじ部材の端部に前記延設部材が接合されていることを特徴とする、
ボールねじのねじ軸。 - 前記円孔に設けた前記ねじ溝と相補う形状の突条が前記ねじ溝に螺合されている、請求項４のボールねじのねじ軸。
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