以下、本発明の実施の形態を図面に基いて� ��細に説明する。
 図1は、本発明に係るボールねじの一実施形 態を示す縦断面図である。

 ボールねじは、内周面1aに螺旋状のボー� �転走溝2が形成されたナット1と、このナット 1に内嵌され、外周面に螺旋状のボール転走� �4が形成されたねじ軸3と、対向する両ねじ溝 2、4によりボール転動路が構成され、ナット1 のボール転走溝2を連結する連結溝5が形成さ� ��た駒部材6と、ボール転動路に転動自在に収 容された多数のボール7とを備えている。そ� �て、駒部材6によってボール7が無限循環する ことができる。

 このボールねじにおけるナット1およびね じ軸3はSCM430等の肌焼き鋼からなり、ボール� �走溝2、4が、後述する汎用バイト8によるポ� �ント切削により形成されている。なお、ボ� �ル循環方式は駒式に限らず、リターンチュ� �ブ式やエンドキャップ式であっても良い。

 ここで、ボール転走溝2、4は、ボール7の� ��径よりも僅かに大きい曲率半径の2つの円弧 を組み合わせた、所謂ゴシックアーク溝に形 成されている。このボール転走溝2、4の断面� ��状はサーキュラアーク形状であっても良い� ��、ボール7との接触角が大きくとれ、アキシ アルすきまを小さく設定できるゴシックアー ク形状が好ましい。これにより、軸方向荷重 に対する剛性が高くなり、かつ振動を抑制す ることができる。

 図2に、本実施形態におけるナット1の製� �工程を示す。最初に、円柱状の素材の中心� �所定の内周面1aがドリル等で形成される(L1)� �次に、素材の外周面および内周面1aが切削バ イトで仕上げ加工される(L2)。そして、ナッ� �1の内周面1aに汎用バイト8が挿入され、それ� ��れの位相をNC制御しながらポイント切削さ� �る(L3)。その後、真空浸炭焼入れによる熱処� ��が行われ(L4)、最終的にボール転走溝2にシ� �ットブラスト処理が施される(L5)。

 ここで、ポイント切削は、図3に示すよう に、生材の筒状ワークW(1)が図示しない旋盤� �主軸チャックで把持され、所定の方向に回� �された状態で汎用バイト8によって旋削加工� ��れる。この汎用バイト8は、径方向に進退自 在に、かつ軸方向に移動自在に支持されたホ ルダー9に固定されている。そして、汎用バ� �ト8の切刃8aのノーズ半径R2が、ボール転走溝 2の溝曲率半径R1よりも小さな汎用バイト8を� �い、所謂ポイント切削で行われる。すなわ� �、この汎用バイト8をボール転走溝2の有効長 さ分だけ複数回移動させて、各回の移動経路 をボール転走溝2の円弧方向に順次ずらせる� �とによりボール転走溝2の成形が行われる。

 次に、図4(a)~(j)を用いてボール転走溝2の加� ��工程を詳細に説明する。
 図4(a)は、旋削加工前の棒状の生材を示し、 (b)~(d)の順に、切刃8aがワークWの軸心方向に� �られて、ボール転走溝2の概略形状が汎用バ� ��ト8の切刃8aによって成形される。ここで、� ��刃8aのノーズ半径R2をボール転走溝2の溝曲� �半径R1に近付けて寸法設定することにより、 切刃8aを軸方向に移動させることなくボール� ��走溝2の概略形状が得られ、加工時間を短縮 することができる。

 そして、図4(e)に示すように、ボール転走 溝2aの旋削加工がある程度進んだ段階でポイ� ��ト切削が開始される。(e)~(j)に示すように、 切刃8aをボール転走溝2の有効長さ分だけ複数 回移動させて、各回の移動経路をボール転走 溝2の円弧方向に順次ずらせることによりボ� �ル転走溝2の全体形状が旋削される。本実施� ��態では、ボール転走溝2がゴシックアーチ形 状であっても、汎用バイト8の切刃8aのノーズ 半径R2がボール転走溝2の溝曲率半径R1よりも� ��さく設定されているので、加工するボール� ��走溝2と対向するボール転走溝2に干渉する� �とはない。

 ここで、図5に示すように、ボール転走溝 2の肩部10が所定の曲率半径rからなる円弧状� �形成されている。そして、この肩部10は、ボ ール転走溝2のポイント切削と同一の汎用バ� �ト8によって形成されている。すなわち、ボ� ��ル転走溝2のポイント切削と同様、図6に示� �ように、汎用バイトの複数回の移動におい� �、切刃8aのノーズ半径R2の中心軌跡Lに沿って 移動経路をずらすことにより、ノーズ半径R2� ��延長上に肩部10の曲率中心Oが位置する状態� ��形成されている。

 このように、本実施例では、切刃8aのノ� �ズ半径R2をボール転走溝2の溝曲率半径R1より も小さくしてボール転走溝2がポイント切削� �よって成形加工されると共に、肩部10が、ボ ール転走溝2のポイント切削と同一の汎用バ� �ト8によって連続して形成されているので、1 工程のポイント切削によってボール転走溝2� �肩部10の成形加工を完了させることができる と共に、ボール転走溝2と肩部10との繋ぎ部を 滑らかに形成することができ、ボール7の循� �がスムーズになり、作動性に優れ、加工コ� �トを低減したナット1を提供することができ� ��。

 さらに、本実施例では、ポイント切削に� ��ってボール転走溝2の成形加工を完了させた 後、熱処理によってその表面に55~62HRCの範囲� ��硬化層が形成されている。熱処理は、非常� ��酸素が少ない状態で浸炭および焼入れされ� ��真空浸炭焼入れによって行われる。これに� ��り、処理後は処理前と同様、銀白色の表面� ��態が維持できると共に、酸化成分が排気さ� ��るので、通常のガス浸炭に比べ表層に粒界� ��化層が発生するのを抑制でき、表面異常組� ��や軟化層が存在しない。したがって、耐疲� ��性や耐摩耗性が向上し、耐久性に優れたボ� ��ルねじを提供することができる。また、熱� ��理後のショットピーニング等で表面粗さの� ��善や圧縮残留応力を付加する工程が不要と� ��り、品質の安定とトータルコストを低減さ� ��ることができる。

 表1および表2に、本出願人が実施した耐� �試験結果を示す。ここで、供試品は、軸径� �φ10、ボール転走溝2、4のリードが3mm、ボー� �7の外径がφ2.0、駒式の循環方式で、循環列� �2列である。なお、ねじ軸3は、転造加工によ りボール転走溝4が形成され、後加工するこ� �なく、ナット1と同様、真空浸炭焼入れが施� ��れている。

 また、試験条件は、ばね荷重によるダブル� ��ット定圧方式で軸方向荷重が690N、回転数は 500rpm、ストロークは片側6mm(往復12mm)、ブレア による加熱方式で環境温度が100℃、そして、 総往復回数が20万回(4×10 ⁵ rev)に設定されている。

 (表1)

 (表2)

 表1から明らかなように、通常のガス浸炭 焼入れされたナットに比べ、剥離は発生せず 、また、すきま拡大量も1.5μm以下に抑えるこ とができ、耐疲労性や耐摩耗性が向上するこ とが判った。さらに、表2に示すように、ね� �軸3やボール7も剥離等の異常は認められず、 真空浸炭品の方が耐久性に優れていることを 検証することができた。

 本実施形態では、熱処理後、ナット1のボ ール転走溝2にショットブラスト処理が施さ� �ている。このショットブラスト処理は、 金 属、石、木材、ガラス、樹脂などに粉末状の 研磨材を衝突させることにより表面処理を行 う加工法で、圧縮エアーで投射する方法と、 インペラー等を高速回転させて研磨材を投射 する機械式があるが、直線的にピンポイント 投射が可能なエアー方式が好ましい。また、 投射する研磨材も種々な種類と粒度があり、 アルミナ系、スチール系、ガラス系等がある が、ここでは、スチール系が用いられている 。

 本実施形態では、真空浸炭による熱処理� ��採用したので、従来のショットピーニング� ��理までは不要となり、切削加工によって発� ��したボール転走溝2や駒窓あるいは駒窓周辺 のバリを効果的に除去することができ、低コ スト化を図ることができると共に、駒部材6� �挿入を良好に、また、ボール7の循環をスム� ��ズにすることができる。なお、ショットブ� ��スト処理に代わってタンブラー処理により� ��リ取りを行っても良い。

 以上、本発明の実施の形態について説明� ��行ったが、本発明はこうした実施の形態に� ��等限定されるものではなく、あくまで例示� ��あって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内� ��おいて、さらに種々なる形態で実施し得る� ��とは勿論のことであり、本発明の範囲は、� ��許請求の範囲の記載によって示され、さら� ��特許請求の範囲に記載の均等の意味、およ� ��範囲内のすべての変更を含む。