JPWO2007013266A1 - ねじ装置の製造方法及びねじ装置 - Google Patents

Abstract

生産性が高く且つナットの強度も確保することができるねじ装置の製造方法を提供する。本発明のねじ装置の製造方法は、あらかじめ平板に負荷ボール転走溝を形成する溝形成工程と、その後、平板を曲げて輪にすることでナットを形成するナット形成工程と、を備える。平板に負荷ボール転走溝を形成する溝形成工程の後に、平板を曲げて輪にするナット形成工程を備えるので、ナットの強度を確保し易い。しかも、ナットの内径面の負荷ボール転走溝に高い圧縮応力を残すことができる。

Description

本発明は、ねじ軸とナットとの間に転動体を転がり運動可能に介在させたねじ装置に関する。

電動パワーステアリング装置が一般化する中で、ナットの薄肉化と循環構造の簡素化が迫られている。動向としてはデフレクタ方式のボールねじが主流になりつつある。デフレクタ方式のボールねじでは、ナットにボールを循環させるためデフレクタ（駒とも呼ばれる）が埋め込まれる。デフレクタには、一周未満の負荷ボール転走溝の両端を接続する戻し溝が形成される。そして、デフレクタの戻し溝は、ねじ軸周囲の螺旋状の負荷ボール転走溝を転がるボールを、ねじ軸の周囲を一回転する手前でねじ軸のねじ山を乗り越えさせ、一巻き手前のボール転走溝に戻す。

デフレクタの破損のおそれと製作費用の観点で、部品点数が少ないボールねじが検討されている。例えば特許文献１には、半円状のナットに負荷ボール転走溝及びボール戻し溝を型で一体に形成したボールねじが開示されている。特許文献１に記載の発明では、ナットを半円にするのと同時にナットに負荷ボール転走溝及びボール戻し溝が形成される。

この他にも、特許文献２には、成形及び組立を容易にする目的で、「螺旋溝を外面に有するねじ軸と、このねじ軸の螺旋溝に対応する螺旋溝を内面に有するボールナットと、このボールナットの螺旋溝と前記ねじ軸の螺旋溝との間に転動自在に配された多数のボールとを備えたねじ軸において、前記ボールナットは前記螺旋溝に接続され内面に環状のボール通路を形成する内部循環路（戻し溝に相当）を有し、ボールナットが内部循環路部分を通る半径方向の切断面により円周上の一箇所を軸方向に切断されていることを特徴とするボールねじ」（特許文献２、実用新案登録請求の範囲参照）が記載されている。そして、この特許文献２には、「このボールナットの管状部材６は、円周方向の一箇所が軸方向に切断されているので雄型を用いて塑性加工により成形した場合でも切断面８を広げるようにすることにより容易に型より取外すことができる」と記載されている（特許文献２、５頁７行〜１１行）。

特開昭５６−４６１５８号公報 実開昭５８−５２３５８号公報

これらの文献に記載のボールねじは、ボールねじナットを型で成形しているので、生産性が高いという利点がある。しかし、その反面、ボールねじナットの強度を確保するのが困難になるという問題が生じる。特に特許文献２に記載のボールねじにあっては、雄型からボールねじナットを取り外すときに、切断面部分で容易に広げることができる程度の薄い板材を使用している。それ自体でナットとして機能し得ないので、樹脂や外筒で補強している。

そこで本発明は、生産性が高く且つナットの強度も確保することができるねじ装置の製造方法及びねじ装置を提供することを目的とする。

以下、本発明は本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ねじ軸（１）の螺旋状の転動体転走溝（１ａ）と、この転動体転走溝（１ａ）に対向するナット（２，２４，２６，３６）の螺旋状の負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）との間に、複数の転動体（４）を介在させたねじ装置の製造方法において、あらかじめ平板（８，１２，２０，２２，２８，３１）に前記負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）を形成する溝形成工程と、その後、前記平板（８，１２，２０，２２，２８，３１）を曲げて輪にすることで前記ナット（２，２４，２６，３６）を形成するナット形成工程と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のねじ装置の製造方法において、前記ナット（２，２４，２６，３６）は、前記ねじ軸（１）の前記転動体転走溝（１ａ）に対向する一周未満の前記負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）、及び前記負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）の一端と他端を接続する戻し溝（５，１５，１８，２９，３３）で構成される少なくとも一つの一巻き溝（９，１３，１９，３０，３４）を有し、前記溝形成工程では、前記少なくとも一つの一巻き溝（９，１３，１９，３０，３４）が前記平板（８，１２，２０，２２，２８，３１）に形成されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のねじ装置の製造方法において、前記ナット形成工程では、前記戻し溝（５，２９，３３）が輪に形成した前記ナットの（２，２４，２６，３６）合せ目（１０）にくることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のねじ装置の製造方法において、前記溝形成工程では、前記平板（８，１２，２０，２２，２８）に前記少なくとも一つの一巻き溝（９，１３，１９，３０）が切削加工されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２又は３に記載のねじ装置の製造方法において、前記溝形成工程では、前記平板（３１）に前記少なくとも一つの一巻き溝（３４）がプレス加工されることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のねじ装置の製造方法において、前記ねじ装置の製造方法はさらに、前記ナット（３６）の周囲に補強部材（３８）を成形する補強部材成形工程を備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、外周面に螺旋状の転動体転走溝を有するねじ軸（１）と、内周面に前記ねじ軸（１）の前記転動体転走溝（１ａ）に対向する負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）を有するナット（２，２４，２６，３６）と、前記ねじ軸（１）の前記転動体転走溝（１ａ）と、前記ナット（２，２４，２６，３６）の前記負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）の間に配列される複数の転動体（４）と、を備えるねじ装置において、前記ナット（２，２４，２６，３６）は、あらかじめ前記負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）が形成された平板（８，１２，２０，２２，２８，３１）を、曲げて輪にすることで形成されることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のねじ装置において、前記ナット（２，２４，２６，３６）は、前記転動体転走溝（１ａ）に対向する一周未満の前記負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）、及び前記負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）の一端と他端を接続する戻し溝（５，１５，１８，２９，３３）で構成される少なくとも一つの一巻き溝（９，１３，１９，３０，３４）を有し、前記平板（８，１２，２０，２２，２８，３１）には、あらかじめ前記少なくとも一つの一巻き溝（９，１３，１９，３０，３４）が形成されることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のねじ装置において、前記戻し溝（５，２９，３３）が、輪に形成した前記ナット（２，２４，２６，３６）の合せ目（１０）にくることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、平板に負荷転動体転走溝を形成する溝形成工程の後に、平板を曲げて輪にするナット形成工程を備えるので、ナットの強度を確保し易い。しかも、ナットの内径面の負荷転動体転走溝に高い圧縮応力を残すことができる。

請求項２に記載の発明によれば、ナットに形成された負荷転動体転走溝及び戻し溝により、ボールの循環経路を構成することができる。

請求項３に記載の発明によれば、ナットに形成された戻し溝及び負荷転動体転走溝の寸法が安定する。平板は塑性加工により輪に曲げられるので、負荷ボール転走溝及び戻し溝の平面形状は、曲げる前と曲げた後とで変わってくる。具体的には、平板の長手方向の中央部分は長手方向に大きく変形する一方、平板の長手方向の端部は曲げたときにフリーになるので、長手方向にはあまり変形しない。戻し溝は負荷ボール転走溝に比べて特殊な形状になるので、特殊な形状の戻し溝を平板の端に持ってくることで、戻し溝及び戻し溝間の負荷ボール転走溝の平面形状を安定させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、平板に一巻き溝が切削加工されるので、平板の板厚を厚くすることができ、ナットの強度を上げることができる。

請求項５に記載の発明によれば、平板に一巻き溝がプレス加工されるので、ナットの生産性を上げることができる。

請求項６に記載の発明によれば、ナットの強度を確保することができる。

請求項７に記載の発明によれば、平板に負荷転動体転走溝を形成する溝形成工程の後に、平板を曲げて輪にするナット形成工程を備えるので、ナットの強度を確保し易い。しかも、ナットの内径面の負荷転動体転走溝に高い圧縮応力を残すことができる。

請求項８に記載の発明によれば、ナットに形成された負荷転動体転走溝及び戻し溝により、ボールの循環経路を構成することができる。

請求項９に記載の発明によれば、ナットに形成された戻し溝及び負荷転動体転走溝の寸法が安定する。平板は塑性加工により輪に曲げられるので、負荷ボール転走溝及び戻し溝の平面形状は、曲げる前と曲げた後とで変わってくる。具体的には、平板の長手方向の中央部分は長手方向に大きく変形する一方、平板の長手方向の端部は曲げたときにフリーになるので、長手方向にはあまり変形しない。戻し溝は負荷ボール転走溝に比べて特殊な形状になるので、特殊な形状の戻し溝を平板の端に持ってくることで、戻し溝及び戻し溝間の負荷ボール転走溝の平面形状を安定させることができる。

本発明の一実施形態におけるねじ装置を示す斜視図 上記ねじ装置の斜視図（一部断面を含む） ねじ軸の周囲を転がるボールを示す斜視図 一巻き溝が形成された平板を示す斜視図 一巻き溝が形成された平板を示す平面図 輪に巻かれたナットを示す斜視図 輪に巻かれたナットを示す斜視図 平板に形成される一巻き溝の他の例を示す平面図 平板に形成される一巻き溝の他の例を示す平面図（図中（Ａ）は戻し溝の位相をずらした例を示し、図中（Ｂ）は平板を平行四辺形にした例を示す） 平板に多数のディンプルを形成した例を示す側面図 平板にライニングを施した例を示す断面図 ナットに切欠きを形成した例を示す斜視図 ナットに切欠きを形成した例を示す斜視図（一部断面を含む） ナットに鍔部を形成した例を示す斜視図 ナットに鍔部を形成した例を示す斜視図（一部断面を含む） プレス絞り加工により平板に一巻き溝を形成した例を示す斜視図 平板を輪にしてナットにした例を示す斜視図 ナットにダイカストした例を示す斜視図

符号の説明

１…ねじ軸
１ａ…ボール転走溝（転動体転走溝）
２，２４，２６，３６…ナット
２ａ，１４，３２…負荷ボール転走溝（負荷転動体転走溝）
３…ボール転走路（転動体転走路）
４…ボール（転動体）
５，１５，１８，２９，３３…戻し溝
８，１２，２０，２２，２８，３１…平板
８ａ…一辺
８ｂ…他の辺
８ｃ…残りの辺
９，１３，１９，３０，３４…一巻き溝
１０…合せ目
３８…ハウジング（補強部材）

以下に添付図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の一実施形態におけるねじ装置を示す。図１はねじ装置の斜視図を示し、図２もねじ装置の斜視図（一部断面を含む）を示す。ねじ装置は、ねじ軸１の転動体転走溝１ａとナット２の負荷転動体転走溝２ａとを同一位置に合わせ、それで生じた転動体転走路３に転動体としてのボール４を入れたものである。

ねじ軸１の外周面には所定のリードを有する螺旋状の転動体転走溝として、ボール転走溝１ａが形成される。ボール転走溝１ａの断面形状は２つの円弧を組み合わせた所謂ゴシックアーチ溝形状に形成される。ボール４とボール転走溝１ａとは２点で接触する。

ナット２の内周面には、一周未満の螺旋状の負荷転動体転走溝として、負荷ボール転走溝２ａが形成される。負荷ボール転走溝２ａはねじ軸１のボール転走溝１ａと等しいリードを有する。負荷ボール転走溝２ａの両端は、負荷ボール転走溝２ａとは逆リードを有する戻し溝５で連結される。戻し溝５は、デフレクタ式のボールねじの駒に対応する部分である。これら負荷ボール転走溝２ａ及び戻し溝５で一つの一巻き溝が構成される。一巻き溝の構成については後述する。

ナット２の負荷ボール転走溝２ａ及び戻し溝５と、ねじ軸１のボール転走溝１ａとの間のボール転走路３には、転がり運動可能に複数のボール４が配列される。ナット２がねじ軸１に対して相対的に回転するのに伴い、複数のボール４が負荷ボール転走溝２ａとボール転走溝１ａとの間で負荷を受けながら転がり運動する。負荷ボール転走溝２ａとボール転走溝１ａにはリードが付けられているので、ナット２がねじ軸１の軸線方向に移動する。ナット２の負荷ボール転走溝２ａの一端まで転がったボール４は、戻し溝５に到る。戻し溝５は、ねじ軸１のボール転走溝１ａを転がるボール４を、ねじ山を乗り越えさせた後、一巻き手前のボール転走溝１ａに戻す。このとき、ボール４は、ねじ山６の角６ａ（図３参照）とナット２の戻し溝５との間で支えられながらねじ山６をせり上がる。ねじ軸１の軸心方向から見た、ボール転走溝１ａ上を転がるボール４の中心軌跡の直径よりもナット２の内径を小さくすると、ボール４を掬い上げやすくなる。ねじ山６を乗り越えたボール４は、ねじ山６の反対側の角６ｂと戻し溝５との間に支えられながら、ボール転走溝１ａに落ち込む。

以下に、本発明の第一の実施形態におけるねじ装置の製造方法について説明する。まず、図４及び図５に示されるように、矩形状の平板８に負荷ボール転走溝２ａ及び戻し溝５で構成される一巻き溝９を形成する（溝形成工程）。ここで、平板８の長手方向がナットの円周方向になる。負荷ボール転走溝２ａの軌跡は、平面上では平板の長手方向に対して所定のリード角だけ傾いた直線となる。より詳しく説明すると、負荷ボール転走溝２ａの軌跡は、ナットにしたときのボールの軌道中心線（Ball Circular Ｄiameter）上の展開図で、リード角だけ傾いた直線として作図し、これを塑性変形量に応じて長さ方向に拡大した形状になる。塑性変形量がある分、リード角から僅かに傾いた直線になる。

負荷ボール転走溝２ａの両端には、戻し溝５が形成される。戻し溝５の平面形状は円弧と直線とを組み合わせた形状になり、平板８の端まで伸びる。より詳しく説明すると、塑性変形量がある分、戻し溝５の平面形状は楕円と直線とを組み合わせた形状になる。戻し溝５の深さは負荷ボール転走溝２ａの深さよりも深い。

一巻き溝９は、平板８の対向する一対の辺８ａ，８ｂのうち、一辺８ａから該一辺８ａに対向する他の辺８ｂまで伸びる。これらの辺８ａ，８ｂは平板を輪に曲げたときの合せ目１０になる。平板８の残りの辺８ｃから一辺８ａにおける戻し溝５の中心までの距離Ｌ１と、平板８の残りの辺８ｃから他の辺８ｂにおける戻し溝５の中心までの距離Ｌ２が等しい。これは平板８を巻いたときに、平板８の両端の戻し溝５の位置を一致させるためである（図６参照）。なお、この例では二列の一巻き溝９が形成されるが、その列数は三列、四列等様々に形成される。

平板８は塑性加工により輪に曲げられるので、負荷ボール転走溝２ａ及び戻し溝５の平面形状は、曲げる前と曲げた後とで変わってくる。曲げたときの幅方向及び長手方向の伸び方が場所によって異なるからである。具体的には、平板８の長手方向の中央部分は長手方向に大きく変形する一方、平板８の長手方向の端部は曲げたときにフリーになるので、長手方向にはあまり変形しない。戻し溝５は負荷ボール転走溝２ａに比べて特殊な形状になる。特殊な形状の戻し溝５を平板８の端に持ってくることで、戻し溝５及び戻し溝５間の負荷ボール転走溝２ａの平面形状を安定させることができる。

そのうえ、負荷ボール転走溝２ａ及び戻し溝５の断面形状の変化をみながら、曲げる前の負荷ボール転走溝２ａ及び戻し溝５の断面形状が決定される。具体的には、本実施形態では、溝形成工程で形成される負荷ボール転走溝２ａ及び戻し溝５の溝幅及び深さを、ナット形成工程時の変形を考慮して、輪になったナット２の負荷ボール転走溝２ａ及び戻し溝５の横幅及び深さよりも大きくする。これにより、ナット２を輪にしたときに、所望の寸法の負荷ボール転走溝２ａ及び戻し溝５が得られる。なぜならば、平板８を曲げるときに、内周側は圧縮されて、負荷ボール転走溝２ａ及び戻し溝５中に肉が逃げ込む。この現象を加味して負荷ボール転走溝２ａ及び戻し溝５を形成しているからである。

一般のボールねじナットの負荷ボール転走溝の断面形状は二つの円弧からなるゴシックアーチ溝形状に形成されるのに対し、本実施形態のナット２の負荷ボール転走溝２ａの断面形状は、単一の円弧からなるサーキュラーアーク溝形状に形成される。サーキュラーアーク溝形状にすることで、ボール４と負荷ボール転走溝２ａが一点で接触するので、ボール４と負荷ボール転走溝２ａとの接点が変動し易くなる。このため、負荷ボール転走溝２ａのリードが正確に成形されなかったとしても、接点変動によりリードの誤差を吸収することができる。また、ナット２にモーメント荷重がかかったときにも、接点が変動することにより、ナット２の軸線方向の両端部に位置するボール４だけでなく、ナット２の軸線方向の中央部のボール４にも負荷を分散させることができる。

上述のように、溝形成工程で形成される負荷ボール転走溝２ａの溝幅及び深さは、輪になったナット２の負荷ボール転走溝２ａの横幅及び深さよりも大きく設定される。そして、負荷ボール転走溝２ａの断面形状はサーキュラーアーク溝形状に形成される。したがって、溝形成工程で形成される負荷ボール転走溝２ａの断面形状は、輪になったナット２の負荷ボール転走溝２ａの断面形状よりも曲率半径の大きな円弧に形成される。

この実施形態の製造方法では、上記一巻き溝９は、平板８に切削加工により形成される。切削加工すると、平板の板厚が厚くても一巻き溝９を形成することができ、したがってナット２の強度を上げることができる。この他にも切削加工すると、精度よく一巻き溝９を形成することができるという効果もある。平板８の材質には、例えばナット２を輪にした後に焼き入れできるように炭素鋼等が用いられる。

平板８に一巻き溝９を切削加工した後、一巻き溝９を研削加工してもよい。この段階で研削加工するのは、平板８を輪に曲げた後では、一巻き溝９を研削加工し難いからである。一巻き溝９を研削加工することにより、ボールを円滑に移動させることができる。

図６及び図７は、輪に曲げられたナット２を示す。ナット形成工程では、曲げ加工機により平板８を真円に曲げ加工する。曲げ加工には、平板８の一部を支えて他端を押して曲げるベンダ曲げ、ロールを用いるロール曲げ等様々な方法が採られる。平板８を曲げて輪にすることで、平板８の両端の合せ目１０が面で密着する。

輪に成形したナット２の出来の良し悪しは、ナット２の内径の真円度で管理される。ナット２に芯棒又はブッシュを通して、ナット２の内径の真円度を管理する。ボール４を円滑に循環させるためには、ナット２の内径からの一巻き溝９の深さをきっちりと定める必要がある。塑性変形を考慮して一巻き溝９の幅及び深さはあらかじめ補正されているので、ここではナット２の内径を管理すればよいことになる。

ナット２を輪にした後、ナット２は焼入れ処理される。焼入れ処理後に一巻き溝に研削加工を施してもよい。なお、ナット２の強度が確保される場合には、焼入れ処理が省略されることもある。

ナット２をねじ軸１に組み合わせた後、ナット２とねじ軸１の間のボール転走路３に複数のボール４を充填する。ナット２をねじ軸１の端に寄せておいて、ナット２の負荷ボール転走溝２ａ及び戻し溝５とねじ軸１のボール転走溝１ａとの間に円環状の隙間を生じさせる。そして、この円環状の隙間にボール４を充填する。

図８は、溝形成工程において、平板１２に形成される一巻き溝１３の他の例を示す。この例では、二つの一巻き溝１３が形成される。一巻き溝１３は負荷ボール転走溝１４及び戻し溝１５で構成される。戻し溝１５は平板１２の長手方向の中央部に形成される。この例のように戻し溝１５を平板１２の合せ目１６に配置しなくてもよい。また、この例では、二つの戻し溝１５の位相を揃えているが、設計の自由度を増すために戻し溝１５の位相をナット２の円周方向にずらしてもよい。

図９（Ａ）は、溝形成工程において、戻し溝１８の位相を円周方向にずらした例を示す。戻し溝１８の位相を円周方向にずらすことにより、隣接する一巻き溝１９間の距離Ｌを短くした場合であっても、隣接する戻し溝１８間の距離を確保することができ、したがって隣接する戻し溝１８が干渉するのを防止することができる。

図９（Ｂ）は、平板２８を平行四辺形にしたさらに他の例を示す。戻し溝２９は平板２８の端（合わ目１０）に配置される。そして、戻し溝２９の中心線は、平板２８の端と直角になる。そうすると、必然的に戻し溝２９の位相がずれ、隣接する一巻き溝３０間の距離を短くすることができる。しかも、戻し溝２９が直角に切断されるので、製品としても安定する。

図１０は、溝形成工程において、平板２０の負荷ボール転走溝が形成される側に多数のディンプル２１（窪み）を形成した例を示す。ディンプル２１はナット２が平板２０になっているときに形成される。ボールねじでは、潤滑油を溜めるスペースを作り難いが、多数のディンプル２１を形成することで、ディンプル２１を油溜りとして機能させることができる。そのうえ、ナット２にディンプル２１を形成することでナット２にバネ性を持たせることができるので、ナット２に負荷がかかったときに複数のボールに負荷を分散させることができる。

図１１は、溝形成工程において、平板２２の負荷ボール転走溝が形成される側に例えばテフロン（登録商標）のライニング２３を施した例を示す。ナットが平板２２になっているときにライニング２３を施すので、ライニング２３を容易に形成することができる。そして、ライニング２３をねじ軸に密着させることで、ねじ軸１をラジアル方向に支持するブシュとしてナット２を機能させることができる。

図１２及び図１３は、上記第一の実施形態のねじ装置の製造方法により製造されたナット２４の他の例を示す。このナット２４には、平板のときに切欠き２５が形成されている。その後、平板を巻くと、わざわざフライス等で削りとらなくても、ナット２４に切欠きを形成することができる。ナット２４が板金成形体なので、ナット２４を相手部品に取り付けるための切欠き２５を容易に形成することができる。このナット２４の切欠きは、ナット２４の回転を止める相手部品に取り付けられる。

図１４及び図１５は、上記第一の実施形態のねじ装置の製造方法により製造されたナット２６のさらに他の例を示す。このナット２６には、平板のときに鍔部２７が一体に形成される。その後、平板を巻き、鍔部２７を外側に折り曲げると、ナット２６に鍔部２７を一体に設けることができる。ナット２６が板金成形体なので、ナット２６を相手部品に取り付けるための鍔部を容易に形成することができる。このナット２６の鍔部２７は、ナット２６の回転を止める相手部品に取り付けられる。

上記第一の実施形態のねじ装置の製造方法により製造されたねじ装置の特徴を以下にまとめて記載する。

図５に示されるように、平板８に一巻き溝９を形成する溝形成工程の後に、平板８を曲げて輪にするナット形成工程を備えるので、ナット２の強度を確保し易い。しかも、ナット２の内径面の負荷ボール転走溝２ａに高い圧縮応力を残すことができる。負荷ボール転走溝にはボール４が転走するので、強度が高いのが望ましい。

材料の歩留まりが良く、量産性に優れる。平板８からナット２を製造し、円筒形の塊から削りだしていないので、歩留まりが非常にいい。

ナット２の長さＬと直径Ｄの比Ｌ／Ｄの大きなもの、及び小径のものが作れる。一般に切削加工等の機械加工で径が細くて長いナット２に負荷ボール転走溝２ａを形成するのは困難である。しかし、本実施形態の製造方法では、平板８のときに負荷ボール転走溝２ａを形成するので、Ｌ／Ｄの大きなもの、及び小径のものでも容易に負荷ボール転走溝２ａを形成することができる。そして、Ｌ／Ｄを大きくすることで、モーメント荷重に強いねじ装置が得られる。

ナット２が板金成形体なので、切欠き、鍔部等の一体成形もできる。

輪にしたナット２の合せ目が僅かに開いた状態で成形すると、ナット２に弾力を持たせることができ、ラフな交差の穴にこの弾力を持たせたナット２を圧入して使える。

ナット２の輪全体のばね性を利用すると、ボール４に圧縮荷重、すなわち予圧がかけられる。

ナット２にバネ性を持たせると、エッジロード（ボール４が負荷ボール転走溝２ａの縁に移動して過大な荷重がかかること）を緩和することができる。

図１６ないし図１８は、本発明の第二の実施形態におけるねじ装置の製造方法の工程図を示す。この実施形態の製造方法では、まず、図１６に示されるように、プレス絞り加工により、平板３１に負荷ボール転走溝３２及び戻し溝３３で構成される一巻き溝３４を形成する（溝形成工程）。絞り加工には、絞り型が用いられる。一巻き溝３４の平面形状及び断面形状は、図５に示される一巻き溝９と同様である。ただし、一巻き溝３４をプレス絞り加工により形成しているので、平板３１の裏面側に凸形状ができる。この実施形態の製造方法によれば、平板３１に一巻き溝３４がプレス加工されるので、ナットの生産性を上げることができる。

次に、図１７に示されるように、平板を輪に曲げてナット３６を形成する（ナット形成工程）。ナット３６の外形に絞り加工による凸形状３７ができる。次に、図１８に示されるように、ナット３６の外径に補強部材としてのハウジング３８をダイカスト成形等で形成する（補強部材成形工程）。ハウジング３８には、フランジ３９が一体に形成される。ナット外形の凸形状３７により突起がダイカスト等のハウジング３８に鋳込まれるので、ハウジング３８とナット３６の軸方向の分離を防止することができる。このため、ナット３６とハウジング３８が軸方向に抜けるのを防止する段付加工、止め輪、溝等の加工が不要になる。

なお、本発明は上記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々変更可能である。例えば、本実施形態ではナットに戻し溝を形成し、デフレクタ方式でボールを循環させているが、ナットに戻し溝を形成することなく、リターンパイプ方式やエンドキャップ方式でボールを循環させてもよい。また、ボール間には、ボール同士の接触を防止するためにスペーサが介在されてもよいし、これらのスペーサを帯状部材で一連に保持されていてもよい。さらに、本実施形態のねじ装置は、電動パワーステアリング装置のみならず、ステージ、ロボット、工作機械等に適用できる。

本明細書は、２００５年７月２９日出願の特願２００５−２２１０７１に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

【０００２】
性加工により成形した場合でも切断面８を広げるようにすることにより容易に型より取外すことができる」と記載されている（特許文献２、５頁７行〜１１行）。
［０００５］
特許文献１：特開昭５６−４６１５８号公報
特許文献２：実開昭５８−５２３５８号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
［０００６］
これらの文献に記載のボールねじは、ボールねじナットを型で成形しているので、生産性が高いという利点がある。しかし、その反面、ボールねじナットの強度を確保するのが困難になるという問題が生じる。特に特許文献２に記載のボールねじにあっては、雄型からボールねじナットを取り外すときに、切断面部分で容易に広げることができる程度の薄い板材を使用している。それ自体でナットとして機能し得ないので、樹脂や外筒で補強している。
［０００７］
そこで本発明は、生産性が高く且つナットの強度も確保することができるねじ装置の製造方法及びねじ装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００８］
以下、本発明は本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
［０００９］
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ねじ軸（１）の螺旋状の転動体転走溝（１ａ）と、この転動体転走溝（１ａ）に対向するナット（２，２４，２６，３６）の一周未満の螺旋状の負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）、及び前記負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）の一端と他端を接続する戻し溝（５，１５，１８，２９，３３）で構成される少なくとも一つの一巻き溝（９，１３，１９，３０，３４）との間に、複数の転動体（４）を介在させたねじ装置の製造方法において、あらかじめ平板（８，１２，２０，２２，２８，３１）に前記負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）及び前記戻し溝（５，１５，１８，２９，３３）を形成する溝形成工程と、その後、前記平板（８，１２，２０，２２，２８，３１）を曲げて輪にすることで前記ナット（２，２４，２６，３６）を形成するナット形成工程と、を備えることを特徴とする。
［００１０］

【０００３】
［００１１］
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のねじ装置の製造方法において、前記ナット形成工程では、前記戻し溝（５，２９，３３）が輪に形成した前記ナットの（２，２４，２６，３６）合せ目（１０）にくることを特徴とする。
［００１２］
請求項４に記載の発明は、請求項１又は３に記載のねじ装置の製造方法において、前記溝形成工程では、前記平板（８，１２，２０，２２，２８）に前記少なくとも一つの一巻き溝（９，１３，１９，３０）が切削加工されることを特徴とする。
［００１３］
請求項５に記載の発明は、請求項１又は３に記載のねじ装置の製造方法において、前記溝形成工程では、前記平板（３１）に前記少なくとも一つの一巻き溝（３４）がプレス加工されることを特徴とする。
［００１４］
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のねじ装置の製造方法において、前記ねじ装置の製造方法はさらに、前記ナット（３６）の周囲に補強部材（３８）を成形する補強部材成形工程を備えることを特徴とする。
［００１５］
請求項７に記載の発明は、外周面に螺旋状の転動体転走溝を有するねじ軸（１）と、内周面に前記ねじ軸（１）の前記転動体転走溝（１ａ）に対向する一周未満の負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）、及び前記負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）の一端と他端を接続する戻し溝（５，１５，１８，２９，３３）で構成される少なくとも一つの一巻き溝（９，１３，１９，３０，３４）を有するナット（２，２４，２６，３６）と、前記ねじ軸（１）の前記転動体転走溝（１ａ）と、前記ナット（２，２４，２６，３６）の一巻き溝（９，１３，１９，３０，３４）の間に配列される複数の転動体（４）と、を備えるねじ装置において、前記ナット（２，２４，２６，３６）は、あらかじめ前記負荷転動体転走溝（２ａ，１４，３２）及び前記戻し溝（５，１５，１８，２９，３３）が形成された平板（８，１２，２０，２２，２８，３１）を、曲げて輪にすることで形成されることを特徴とする。
［００１６］

【０００４】
［００１７］
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載のねじ装置において、前記戻し溝（５，２９，３３）が、輪に形成した前記ナット（２，２４，２６，３６）の合せ目（１０）にくることを特徴とする。
発明の効果
［００１８］
請求項１に記載の発明によれば、平板に負荷転動体転走溝及び戻し溝を形成する溝形成工程の後に、平板を曲げて輪にするナット形成工程を備えるので、ナットの強度を確保し易い。しかも、ナットの内径面の負荷転動体転走溝及び戻し溝に高い圧縮応力を残すことができる。
［００１９］
［００２０］
請求項３に記載の発明によれば、ナットに形成された戻し溝及び負荷転動体転走溝の寸法が安定する。平板は塑性加工により輪に曲げられるので、負荷ボール転走溝及び戻し溝の平面形状は、曲げる前と曲げた後とで変わってくる。具体的には、平板の長手方向の中央部分は長手方向に大きく変形する一方、平板の長手方向の端部は曲げたときにフリーになるので、長手方向にはあまり変形しない。戻し溝は負荷ボール転走溝に比べて特殊な形状になるので、特殊な形状の戻し溝を平板の端に持ってくることで、戻し溝及び戻し溝間の負荷ボール転走溝の平面形状を安定させることができる。
［００２１］
請求項４に記載の発明によれば、平板に一巻き溝が切削加工されるので、平板の板厚を厚くすることができ、ナットの強度を上げることができる。
［００２２］
請求項５に記載の発明によれば、平板に一巻き溝がプレス加工されるので、ナットの生産性を上げることができる。
［００２３］
請求項６に記載の発明によれば、ナットの強度を確保することができる。
［００２４］
請求項７に記載の発明によれば、平板に負荷転動体転走溝及び戻し溝を形成する溝形成工程の後に、平板を曲げて輪にするナット形成工程を備えるので、ナットの強度を確保し易い。しかも、ナットの内径面の負荷転動体転走溝及び戻し溝に高い圧縮応力を残すことができる。

【０００５】
［００２５］
［００２６］
請求項９に記載の発明によれば、ナットに形成された戻し溝及び負荷転動体転走溝の寸法が安定する。平板は塑性加工により輪に曲げられるので、負荷ボール転走溝及び戻し溝の平面形状は、曲げる前と曲げた後とで変わってくる。具体的には、平板の長手方向の中央部分は長手方向に大きく変形する一方、平板の長手方向の端部は曲げたときにフリーになるので、長手方向にはあまり変形しない。戻し溝は負荷ボール転走溝に比べて特殊な形状になるので、特殊な形状の戻し溝を平板の端に持ってくることで、戻し溝及び戻し溝間の負荷ボール転走溝の平面形状を安定させることができる。
図面の簡単な説明
［００２７］
［図１］本発明の一実施形態におけるねじ装置を示す斜視図
［図２］上記ねじ装置の斜視図（一部断面を含む）
［図３］ねじ軸の周囲を転がるボールを示す斜視図
［図４］一巻き溝が形成された平板を示す斜視図
［図５］一巻き溝が形成された平板を示す平面図
［図６］輪に巻かれたナットを示す斜視図
［図７］輪に巻かれたナットを示す斜視図
［図８］平板に形成される一巻き溝の他の例を示す平面図
［図９］平板に形成される一巻き溝の他の例を示す平面図（図中（Ａ）は戻し溝の位相をずらした例を示し、図中（Ｂ）は平板を平行四辺形にした例を示す）
［図１０］平板に多数のディンプルを形成した例を示す側面図
［図１１］平板にライニングを施した例を示す断面図
［図１２］ナットに切欠きを形成した例を示す斜視図
［図１３］ナットに切欠きを形成した例を示す斜視図（一部断面を含む）
［図１４］ナットに鍔部を形成した例を示す斜視図
［図１５］ナットに鍔部を形成した例を示す斜視図（一部断面を含む）
［図１６］プレス絞り加工により平板に一巻き溝を形成した例を示す斜視図

Claims (9)

1. ねじ軸の螺旋状の転動体転走溝と、この転動体転走溝に対向するナットの螺旋状の負荷転動体転走溝との間に、複数の転動体を介在させたねじ装置の製造方法において、
   あらかじめ平板に前記負荷転動体転走溝を形成する溝形成工程と、
   その後、前記平板を曲げて輪にすることで前記ナットを形成するナット形成工程と、
   を備えることを特徴とするねじ装置の製造方法。
2. 前記ナットは、前記ねじ軸の前記転動体転走溝に対向する一周未満の前記負荷転動体転走溝、及び前記負荷転動体転走溝の一端と他端を接続する戻し溝で構成される少なくとも一つの一巻き溝を有し、
   前記溝形成工程では、前記少なくとも一つの一巻き溝が前記平板に形成されることを特徴とする請求項１に記載のねじ装置の製造方法。
3. 前記ナット形成工程では、前記戻し溝が輪に形成した前記ナットの合せ目にくることを特徴とする請求項２に記載のねじ装置の製造方法。
4. 前記溝形成工程では、前記平板に前記少なくとも一つの一巻き溝が切削加工されることを特徴とする請求項２又は３に記載のねじ装置の製造方法。
5. 前記溝形成工程では、前記平板に前記少なくとも一つの一巻き溝がプレス加工されることを特徴とする請求項２又は３に記載のねじ装置の製造方法。
6. 前記ねじ装置の製造方法はさらに、
   前記ナットの周囲に補強部材を成形する補強部材成形工程を備えることを特徴とする請求項５に記載のねじ装置の製造方法。
7. 外周面に螺旋状の転動体転走溝を有するねじ軸と、
   内周面に前記ねじ軸の前記転動体転走溝に対向する負荷転動体転走溝を有するナットと、
   前記ねじ軸の前記転動体転走溝と、前記ナットの前記負荷転動体転走溝の間に配列される複数の転動体と、を備えるねじ装置において、
   前記ナットは、あらかじめ前記負荷転動体転走溝が形成された平板を、曲げて輪にすることで形成されることを特徴とするねじ装置。
8. 前記ナットは、前記転動体転走溝に対向する一周未満の前記負荷転動体転走溝、及び前記負荷転動体転走溝の一端と他端を接続する戻し溝で構成される少なくとも一つの一巻き溝を有し、
   前記平板には、あらかじめ前記少なくとも一つの一巻き溝が形成されることを特徴とする請求項７に記載のねじ装置。
9. 前記戻し溝が、輪に形成した前記ナットの合せ目にくることを特徴とする請求項８に記載のねじ装置。
   
   

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