特開 2025-15301 ボールねじ装置のねじ軸の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025015301

(43)【公開日】2025-01-30

(54)【発明の名称】ボールねじ装置のねじ軸の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16H 25/24 20060101AFI20250123BHJP

   F16H 25/22 20060101ALI20250123BHJP

   B23G 1/02 20060101ALI20250123BHJP

【ＦＩ】

F16H25/24 A

F16H25/22 B

B23G1/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023118627

(22)【出願日】2023-07-20

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩田 龍之介

【テーマコード（参考）】

3J062

【Ｆターム（参考）】

3J062AB22

3J062AC07

3J062BA01

3J062BA14

3J062CD04

3J062CD45

(57)【要約】

【課題】コマを収容する凹部が形成されていないねじ軸の製造方法を提供する。
【解決手段】本開示のねじ軸の製造方法は、素材をヘリカルカッターで切削し、環状の溝面を形成する溝面形成工程を含む。素材の外周面は、素材の第１中心線を中心に円筒状に形成される。ヘリカルカッターは、シャフトの外周面から突出し、刃先で素材の外周面を切削する切削刃を有する。溝面形成工程は、ヘリカルカッターが素材の外周面に沿って周方向に移動するように、ヘリカルカッターと素材の相対的な位置を変化させて、外周面に環状の溝面を形成する。さらに、ヘリカルカッターが素材に対し第１中心線と平行な軸方向の一方に次第に移動させ、外周軌道面を形成する。ヘリカルカッターが素材に対して軸方向の他方に次第に移動させ、循環溝面を形成する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ねじ軸の素材の外周面をヘリカルカッターで切削し、前記外周面に環状の溝面を形成する溝面形成工程を含み、
前記素材の前記外周面は、前記素材の第１中心線を中心に円筒状に形成され、
環状の前記溝面は、外周軌道面と、循環溝面と、を有し、
前記ヘリカルカッターは、
回転可能なシャフトと、
前記シャフトの外周面から突出し、前記シャフトの前記外周面に対し周方向に複数配置され、刃先で前記素材の前記外周面を切削する切削刃と、
を有し、
前記溝面形成工程は、
前記ヘリカルカッターが前記素材の前記外周面に沿って周方向に移動するように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記素材の前記外周面に環状の前記溝面を形成し、
さらに、前記ヘリカルカッターが前記素材の前記外周面に沿って周方向に移動するとき、前記ヘリカルカッターが前記素材に対し前記第１中心線と平行な軸方向の一方に次第に移動するように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記外周軌道面を形成し、かつ、前記ヘリカルカッターが前記素材に対して前記軸方向の他方に次第に移動するように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記循環溝面を形成する
ボールねじ装置のねじ軸の製造方法。

【請求項2】

前記溝面形成工程で前記外周軌道面を形成するとき、前記素材に対する前記切削刃を当てる角度を保持し、前記切削刃の刃先と同一形状の前記外周軌道面を形成する
請求項１に記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。

【請求項3】

前記切削刃の幅は、前記刃先から前記シャフトに向かって次第に大きくなっており、
前記溝面形成工程で前記循環溝面を形成するとき、前記素材に対する前記切削刃を当てる角度を保持しつつ、前記外周軌道面よりも深く切削する
請求項１又は請求項２に記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。

【請求項4】

前記溝面形成工程で前記循環溝面を形成するとき、前記素材に対する前記切削刃を当てる角度が変えるように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記切削刃の幅よりも幅広な前記循環溝面を形成する
請求項１又は請求項２に記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。

【請求項5】

前記溝面形成工程で前記循環溝面を形成する際、前記素材に対する前記切削刃の位置を前記軸方向に移動するように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記切削刃の幅よりも幅広な前記循環溝面を形成する
請求項１又は請求項２に記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。

【請求項6】

前記循環溝面は、前記外周軌道面よりも幅広であり、
前記溝面形成工程の切削個所の開始点と終点とが合流する合流点が前記循環溝面にある
請求項１又は請求項２に記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。

【請求項7】

前記切削刃の刃先は、ゴシックアーク形状となっている
請求項１又は請求項２に記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。

【請求項8】

前記溝面形成工程の後に前記素材に熱処理を行う熱処理工程を含む
請求項１又は請求項２に記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。

【請求項9】

前記熱処理工程の後に、前記外周軌道面を研削する研削工程を含む
請求項８に記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ボールねじ装置のねじ軸の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献のボールねじ装置は、ナットと、ナットを貫通するねじ軸と、ナットとねじ軸との間に配置された複数のボールと、循環部品と、を備えている。ナットの内周面には、内周軌道面が形成されている。ねじ軸の外周面には、内周軌道面と対向する外周軌道面が形成されている。内周軌道面と外周軌道面との間は、螺旋状の軌道を構成している。複数のボールは、軌道に配置され、軌道に沿って螺旋方向に移動する。循環部品は、軌道の一端から軌道の他端に移動したボールを軌道の一端に戻す装置である。下記特許文献の循環部品は、ボールを１リード戻すコマである。コマは、ねじ軸の外周面に形成された凹部に取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１７５４０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、凹部の加工精度が低いと、コマに設けられた循環溝面とねじ軸の外周軌道面が一致しない。このため、ボールの移動が円滑に行われず、ボールねじ装置の作動性が低下する。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、コマを収容する凹部を形成しないボールねじ装置のねじ軸の製造方法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】

【0006】

上記の目的を達成するため、本開示の一態様に係るボールねじ装置のねじ軸の製造方法は、ねじ軸の素材の外周面をヘリカルカッターで切削し、前記外周面に環状の溝面を形成する溝面形成工程を含む。前記素材の前記外周面は、前記素材の第１中心線を中心に円筒状に形成されている。環状の前記溝面は、外周軌道面と、循環溝面と、を有している。前記ヘリカルカッターは、回転可能なシャフトと、前記シャフトの外周面から突出し、前記シャフトの前記外周面に対し周方向に複数配置され、刃先で前記素材の前記外周面を切削する切削刃と、を有している。前記溝面形成工程は、前記ヘリカルカッターが前記素材の外周面に沿って周方向に移動するように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記素材の前記外周面に環状の前記溝面を形成する。さらに、前記ヘリカルカッターが前記素材の外周面に沿って周方向に移動するとき、前記ヘリカルカッターが前記素材に対し前記第１中心線と平行な軸方向の一方に次第に移動するように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記外周軌道面を形成し、かつ、前記ヘリカルカッターが前記素材に対して前記軸方向の他方に次第に移動するように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記循環溝面を形成する。

【0007】

本開示によれば、ねじ軸に循環溝面を形成される。よって、コマの循環溝面とねじ軸の外周軌道面が一致せず、ボールの移動が円滑に行われない、ということが回避される。

【0008】

また、前記ボールねじ装置のねじ軸の製造方法において、前記溝面形成工程で前記外周軌道面を形成するとき、前記素材に対する前記切削刃を当てる角度を保持し、前記切削刃の刃先と同一形状の前記外周軌道面を形成してもよい。

【0009】

また、前記ボールねじ装置のねじ軸の製造方法において、前記切削刃の幅は、前記刃先から前記シャフトに向かって次第に大きくなっている。前記溝面形成工程で前記循環溝面を形成するとき、前記素材に対する前記切削刃を当てる角度を保持しつつ、前記外周軌道面よりも深く切削する。

【0010】

前記構成によれば、循環溝面は、外周軌道面よりも幅広となる。

【0011】

また、前記ボールねじ装置のねじ軸の製造方法において、前記溝面形成工程で前記循環溝面を形成するとき、前記素材に対する前記切削刃を当てる角度が変えるように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記切削刃の幅よりも幅広な前記循環溝面を形成する。若しくは、前記ボールねじ装置のねじ軸の製造方法において、前記溝面形成工程で前記循環溝面を形成する際、前記素材に対する前記切削刃の位置を前記軸方向に移動するように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記切削刃の幅よりも幅広な前記循環溝面を形成する。

【0012】

前記構成によれば、幅が広い切削刃を有するヘリカルカッターに交換する手間を省くことができ、ねじ軸の生産性が向上する。

【0013】

また、前記ボールねじ装置のねじ軸の製造方法において、前記循環溝面は、前記外周軌道面よりも幅広である。前記溝面形成工程の切削個所の開始点と終点とが合流する合流点が前記循環溝面にある。

【0014】

本開示の製造方法によれば、合流点となる個所に段差が形成される可能性がある。前記構成によれば、循環溝面に段差が形成される可能性がある。一方で、循環溝面は、幅広であり、ボールとの隙間が生じている。よって、循環溝面に段差が形成されても、ボールの移動が阻害され難い。

【0015】

また、前記ボールねじ装置のねじ軸の製造方法において、前記切削刃の刃先は、ゴシックアーク形状となっていてもよい。

【0016】

また、前記ボールねじ装置のねじ軸の製造方法において、前記溝面形成工程の後に前記素材に熱処理を行う熱処理工程を含む。

【0017】

凹部が形成されたねじ軸を熱処理すると、凹部の開口部の縁部に割れ（いわゆる「焼き割れ」）が発生する可能性がある。一方で、本開示によれば、ねじ軸は凹部が形成されていない。よって、焼き割れを回避できる。また、熱処理により、ねじ軸が所望の硬さと靭性を備える。

【0018】

また、前記ボールねじ装置のねじ軸の製造方法において、前記熱処理工程の後に、前記外周軌道面を研削する研削工程を含む。

【0019】

前記構成によれば、ボールの移動が円滑となり、ボールねじ装置の作動性が向上する。

【発明の効果】

【0020】

本開示によれば、凹部が不要なねじ軸を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、実施形態のボールねじ装置の断面図である。

【図2】図２は、実施形態のねじ軸を外周側から視た図である。

【図3】図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線矢視断面図である。

【図4】図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。

【図5】図５は、実施形態のねじ軸の製造方法を示すフロー図である。

【図6】図６は、実施形態の準備工程において、素材をマシニングセンタに取り付けた状態を示す図である。

【図7】図７は、実施形態のヘリカルカッターを側方から視た側面図である。

【図8】図８は、実施形態の切削刃の拡大図である。

【図9】図９は、実施形態において素材の外周面に環状の溝面（外周軌道面）を形成するときの図である。

【図10】図１０は、実施形態において素材の外周面に環状の溝面（循環溝面）を形成するときの図である。

【図11】図１１は、実施形態において素材の外周面に外周軌道面を形成している状態を示す図である。

【図12】図１２は、実施形態において素材の外周面に循環溝面を形成している状態を示す図である。

【図13】図１３は、変形例に係る溝面形成工程の循環溝面を形成している状態の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本開示につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本開示が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

【0023】

図１は、実施形態のボールねじ装置の断面図である。図２は、実施形態のねじ軸を外周側から視た図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線矢視断面図である。図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。実施形態のねじ軸の製造方法を説明する前に、ねじ軸１を備えるボールねじ装置１００について簡単に説明する。

【0024】

図１に示すように、実施形態のボールねじ装置１００は、ナット１０１と、ナット１０１の内部に配置されたねじ軸１と、複数のボール１１０（図１で不図示、図３と図４参照）と、を備えている。ナット１０１は、ねじ軸１の中心線Ｏ１を中心に円筒状に形成されている。ナット１０１の内周面１０２には、螺旋状の内周軌道面１０３が形成されている。内周軌道面１０３は、内周面１０２の一端から他端まで連続して延在している。

【0025】

ねじ軸１は、中心線Ｏ１を中心とする円筒状の軸筒である。ねじ軸１の内周面６に、他の部品（不図示）を嵌合できるようになっている。なお、本開示は、円柱状（中実）のねじ軸１であってもよい。

【0026】

図２に示すように、ねじ軸１の外周面２には、環状の溝面３が４つ設けられている。４つの環状の溝面３は、中心線Ｏ１と平行な方向にずれて配置されている。この環状の溝面３は、外周軌道面４と循環溝面５とを有している。つまり、本実施形態では、ねじ軸１の外周面２に、４つの外周軌道面４と、４つの循環溝面５（図２で３つのみ図示）と、が形成されている。

【0027】

外周軌道面４は、内周軌道面１０３（図１参照）と同方向に延在する螺旋状の溝面である。外周軌道面４は、中心線Ｏ１を中心に周方向に約一周分、延在している。外周軌道面４と内周軌道面１０３との間は、軌道となっており、この軌道にボール１１０が配置されている。また、本実施形態では、外周軌道面４が４つであるため、軌道の数（回路数）も４つとなる。ただし、本開示は、軌道の数（回路数）が１つ以上あればよく、実施形態で例示した４つに限定されない。

【0028】

循環溝面５は、Ｓ字状の溝面である。循環溝面５に沿ったＳ字方向の一端と他端は、外周軌道面４の一端又は他端と接続する出入り口５ａとなっている。これにより、軌道の一端から他端に移動したボール１１０は、循環溝面５に沿って移動し、軌道の一端に循環する。

【0029】

図３に示すように、外周軌道面４の溝形は、ゴシックアーク形状となっている。図４に示すように、循環溝面５の溝形は、ゴシックアーク形状に形成されている。なお、本開示において、外周軌道面４の溝形と循環溝面５の溝形は、実施形態で示した例に限定されない。

【0030】

図３、図４に示すように、循環溝面５は、外周軌道面４よりも深く形成されている。また、循環溝面５の溝幅は、外周軌道面４の溝幅よりも大きい。また、循環溝面５の深さ量は、出入り口５ａ（図２参照）から中央部５ｂに近づくにつれて次第に大きくなっている。これにより、循環溝面５に沿って移動するボール１１０は、内周軌道面１０３のねじ山に引っ掛かることなく、移動する。次に、ねじ軸１の製造方法を説明する。

【0031】

図５は、実施形態のねじ軸の製造方法を示すフロー図である。図５に示すように、本実施形態のねじ軸１の製造方法は、準備工程Ｓ１と、溝面形成工程Ｓ２と、熱処理工程Ｓ３と、研削工程Ｓ４と、を含む。

【0032】

準備工程Ｓ１は、ねじ軸１の素材１０を準備し、その素材１０をマシニングセンタ２０（図６参照）に取り付ける工程である。図５に示すように、素材１０は、第１中心線Ｏ１０を中心とする円筒状の鋼材である。第１中心線Ｏ１０と平行な方向を軸方向と称する。なお、本開示の素材は、鋼材以外の金属材料で形成されていてもよく、特に限定されない。

【0033】

素材１０の外周面１１及び内周面１２は、断面形状が円形となっている。また、素材１０は、軸方向の一方を向く第１端面１３と、軸方向の他方を向く第２端面１４と、を有している。なお、素材１０の内周面１２は、既にねじ軸１の内周面６と同一となっているため、本製造方法では特に加工しない。ただし、本開示は、素材１０の内周面１２の加工を適宜行ってもよい。つまり、ねじ軸の製造方法の開始前（準備工程Ｓ１の前）に、素材１０の内周面１２の加工を行ってもよいし、ねじ軸の製造方法の終了後（研削工程Ｓ４の後）に、素材１０の内周面１２の加工を行ってもよい。若しくは、ねじ軸の製造方法の各工程の間に素材１０の内周面１２の加工する工程を入れてもよい。つまり、本開示では、素材１０の内周面１２の加工の有無、加工方法及び順番について特に問わない。

【0034】

図６は、実施形態の準備工程において、素材をマシニングセンタに取り付けた状態を示す図である。図７は、実施形態のヘリカルカッターを側方から視た側面図である。図８は、実施形態の切削刃の拡大図である。図６に示すように、マシニングセンタ２０は、ヘリカルカッター２１と、ヘリカルカッター２１を駆動（回転）させる駆動装置（不図示）と、駆動装置（不図示）を支持する昇降装置（不図示）と、姿勢変換装置３０と、姿勢変換装置３０を移動させるテーブル装置（不図示）を備えている。昇降装置（不図示）と姿勢変換装置３０とテーブル装置（不図示）は、ヘリカルカッター２１と素材１０の相対的な位置を変化させるための装置である。

【0035】

図７に示すように、ヘリカルカッター２１は、中心線Ｏ２２を中心とする円柱状のシャフト２２と、シャフト２２の先端部に設けられた複数の切削刃２３と、を有している切削工具である。切削刃２３は、シャフト２２の外周面から突出している。また、複数の切削刃２３は、シャフト２２の外周面に対し、周方向に配置されている。

【0036】

図８に示す仮想線Ｏ２３は、中心線Ｏ２２（図７参照）に直交し、かつ切削刃２３の幅方向（中心線Ｏ２２と平行な方向）の中央部を通過する仮想上の直線である。切削刃２３は、仮想線Ｏ２３を境界として幅方向に対称に形成されている。切削刃２３の幅Ｗ２３は、刃先２３ｂから基部２３ａに向かって次第に大きくなっている。また、切削刃２３の刃先２３ｂは、ゴシックアーク形状となっている。

【0037】

駆動装置（不図示）が駆動すると、ヘリカルカッター２１は、シャフト２２の中心線Ｏ２２を中心に回転する。複数の切削刃２３のそれぞれは、中心線Ｏ２２を中心に周方向に移動する。これにより、複数の切削刃２３の刃先２３ｂが素材１０の外周面１１を剥ぎ取り、素材１０の外周面１１に環状の溝面３が形成される。

【0038】

図６に示すように、昇降装置（不図示）は、ヘリカルカッター２１を移動させる装置である。昇降装置（不図示）によってヘリカルカッター２１が移動可能な方向は、第３方向Ｚである。第３方向Ｚは、中心線Ｏ２２と平行な方向である。また、本実施形態では、中心線Ｏ２２は、鉛直方向に延在している。

【0039】

テーブル装置（不図示）は、第１方向Ｘと第２方向Ｙに姿勢変換装置３０を移動させる装置である。図６に示す仮想平面Ｋ２０は、第３方向Ｚを垂線とする仮想上の平面である。つまり、仮想平面Ｋ２０は水平面となっている。そして、上記した第１方向Ｘは、仮想平面Ｋ２０と平行な方向である。また、第２方向Ｙは、仮想平面Ｋ２０と平行であり、かつ第３方向Ｚから視て、第１方向Ｘと直交する方向である。

【0040】

姿勢変換装置３０は、テーブル装置（不図示）に載置された土台３１と、土台３１に支持された回動部３２と、回動部３２に支持された設置台３３と、回動部３２を回動させる第１駆動部（不図示）と、設置台３３を回動させる第２駆動部（不図示）と、を備えている。土台３１は、中心線Ｏ３２回りに回動自在となるように、回動部３２を支持している。回動部３２は、中心線Ｏ３３回りに回動自在となるように、設置台３３を支持している。

【0041】

設置台３３は、中心線Ｏ３３を中心とする円形状の設置面３４を有している。設置面３４には、素材１０を固定するためのチャック３５が設けられている。また、本実施形態では、チャック３５は、素材１０の内周面１２に当接し、素材１０を固定している。なお、本開示は、チャック３５が素材１０の外周面１１に当接することで、素材１０を固定してもよい。また、ねじ軸（素材）が中実の場合、チャック３５は素材１０の外周面１１に当接して素材１０を固定する。

【0042】

素材１０がチャック３５に固定されると、素材１０の第１中心線Ｏ１０は、中心線Ｏ３３と同軸となる。第２駆動部が駆動すると、設置台３３は、中心線Ｏ３３を中心に回動する。これにより、素材１０も中心線Ｏ３３を中心に回動し、ヘリカルカッター２１により切削される部分が周方向に移動する。また、本実施形態では、素材１０の第１端面１３（図６で不図示、図５参照）が設置面３４の方を向き、第２端面１４が反対方向を向くように配置されている。

【0043】

回動部３２の中心線Ｏ３２は、水平方向に延在する。よって、第１駆動部（不図示）が駆動すると、回動部３２は、中心線Ｏ３２を中心に回動する。これにより、設置台３３に固定された素材１０が傾き、素材１０の姿勢が変わる。次に溝面形成工程Ｓ２を説明する。

【0044】

図９は、実施形態において素材の外周面に環状の溝面（外周軌道面）を形成するときの図である。図１０は、実施形態において素材の外周面に環状の溝面（循環溝面）を形成するときの図である。図９、図１０に示すように、溝面形成工程Ｓ２は、ヘリカルカッター２１で素材１０の外周面１１を切削し、素材１０の外周面１１に環状の溝面３を形成する工程である。なお、本実施形態では、溝面形成工程Ｓ２を４回行い、環状の溝面３を４つ形成する。

【0045】

溝面形成工程Ｓ２は、最初に、駆動装置（不図示）を回転させ、ヘリカルカッター２１を回転させる。次に、昇降装置（不図示）と姿勢変換装置３０とテーブル装置（不図示）を駆動させ、ヘリカルカッター２１の切削刃２３の刃先２３ｂを素材１０の外周面１１に当てる。これにより、素材１０の外周面１１が切削される。

【0046】

続いて、図９、図１０に示すように、ヘリカルカッター２１が素材１０の外周面１１に沿って周方向に移動するように、昇降装置（不図示）と姿勢変換装置３０とテーブル装置（不図示）を駆動させる。これにより、切削個所が周方向に延在する。なお、本実施形態では、素材１０の第２端面１４と対向する方向から視て、ヘリカルカッター２１が素材１０を中心に右回り方向に移動している（図６、図９、図１０の矢印Ａを参照）。

【0047】

また、切削個所は、素材１０の外周面１１を一周するように、言い換えると、切削個所の始点と溝面の終点とが接続するように、昇降装置（不図示）と姿勢変換装置３０とテーブル装置（不図示）を駆動させる。これにより、素材１０の外周面１１に環状の溝面３が形成される。

【0048】

また、図９に示すように、ヘリカルカッター２１が素材１０の外周面１１に沿って周方向に移動しているとき、さらにヘリカルカッター２１が素材１０に対し軸方向の一方（第１端面１３の方）に次第に近づくように、昇降装置（不図示）と姿勢変換装置３０とテーブル装置（不図示）を駆動させる。言い換えると、図９に示すように、中心線Ｏ２２と第１中心線Ｏ１０のそれぞれと直交する仮想線Ｐと平行な方向から視て、中心線Ｏ２２と第１中心線Ｏ１０とが交差するように（中心線Ｏ２２と第１中心線Ｏ１０とが成す角度がθ１となるように）素材１０を傾ける。これにより、切削個所が螺旋方向に延在し、外周軌道面４が形成される。

【0049】

また、図１０に示すように、ヘリカルカッター２１が素材１０の外周面１１に沿って周方向に移動しているとき、さらにヘリカルカッター２１が素材１０に対し軸方向の他方（第２端面１４の方）に次第に近づくように、昇降装置（不図示）と姿勢変換装置３０とテーブル装置（不図示）を駆動させる。言い換えると、図１０に示すように、中心線Ｏ２２と第１中心線Ｏ１０のそれぞれと直交する仮想線Ｐと平行な方向から視て、仮想線Ｐを中心に第１中心線Ｏ１０が矢印Ｑで示す方向に傾くように（中心線Ｏ２２と第１中心線Ｏ１０とが成す角度がθ２となるように）素材１０を傾ける。これにより、切削個所が第２端面１４の方に延在し、循環溝面５が形成される。

【0050】

よって、上記工程によれば、外周軌道面４と循環溝面５とを連続して形成することができる。なお、本開示において、外周軌道面４と循環溝面５を形成する順番は特に問わない。また、環状の溝面３を形成する際、切削個所の開始点と終点とが合流する合流点は、循環溝面５にあることが好ましい。溝面形成工程Ｓ２によれば、切削個所の開始点と終点とが合流する合流点の溝面に段差が発生し易く、ボール１１０の円滑な転動を阻害する可能性がある。本実施形態の循環溝面５は、溝幅が大きく、ボール１１０との隙間がある。よって、段差が設けられても、ボール１１０の転動が阻害され難い。

【0051】

図１１は、実施形態において素材の外周面に外周軌道面を形成している状態を示す図である。そのほか、溝面形成工程Ｓ２において、図１１に示すように、外周軌道面４を形成しているとき、素材１０の外周面１１に対し、切削刃２３の刃先２３ｂを当てる角度を保持しつつ（変えることなく）、切削する。これによれば、外周軌道面４の溝形は、切削刃２３の刃先２３ｂと同一形状のゴシックアーク形状となる。

【0052】

図１２は、実施形態において素材の外周面に循環溝面を形成している状態を示す図である。溝面形成工程Ｓ２において、循環溝面５を形成しているとき、循環溝面５は、外周軌道面４よりも深くなるように切削する。また、循環溝面５のＳ字方向の端部から中央部に近づくにつれて次第に深くなるように切削する。さらに、循環溝面５を形成しているとき、素材１０の外周面１１に対し、切削刃２３の刃先２３ｂを当てる角度を保持しつつ（変えることなく）、切削する。これによれば、循環溝面５の溝形は、切削刃２３と同一形状のゴシックアーク形状となる。また、循環溝面５は、外周軌道面４よりも幅広となる。

【0053】

上記した溝面形成工程Ｓ２を４回実施することで、図５に示すように、素材１０の外周面１１に４つの環状の溝面３が形成される。なお、本実施形態では、環状の溝面３を形成するため、ヘリカルカッター２１が素材１０の外周面１１を一周するように、昇降装置（不図示）と姿勢変換装置３０とテーブル装置（不図示）を駆動させているが、本開示は、ヘリカルカッター２１が素材１０の外周面１１を複数回周回するようにしてもよい。

【0054】

熱処理工程Ｓ３は、素材本体５１の外周面５２に焼き入れと焼き戻しを行う工程である。また、本開示は、焼き入れ前に浸炭処理を行ってもよい。これにより、ねじ軸１は、所望の硬さと靭性が得られる。なお、本開示は、熱処理の方法について特に問わない。

【0055】

研削工程Ｓ４は、外周軌道面４を砥石８０で研削する工程である。これにより、ねじ軸１の製造が終了する。なお、本実施形態では、環状の溝面３のうち外周軌道面４のみを研削しているが、本開示は循環溝面５も併せて研削してもよい。

【0056】

以上、本実施形態のねじ軸の製造方法は、ねじ軸１の素材１０の外周面１１をヘリカルカッター２１で切削し、外周面１１に環状の溝面３を形成する溝面形成工程Ｓ２を含む。素材１０の外周面１１は、素材１０の第１中心線Ｏ１０を中心に円筒状に形成されている。環状の溝面３は、外周軌道面４と、循環溝面５と、を有する。ヘリカルカッター２１は、回転可能なシャフト２２と、シャフト２２の外周面から突出し、シャフト２２の外周面に対し周方向に複数配置され、刃先２３ｂで素材１０の外周面１１を切削する切削刃２３と、を有している。溝面形成工程Ｓ２は、ヘリカルカッター２１が素材１０の外周面１１に沿って周方向に移動するように、ヘリカルカッター２１と素材１０の相対的な位置を変化させて、素材１０の外周面１１に環状の溝面３を形成する。さらに、ヘリカルカッター２１が素材１０の外周面１１に沿って周方向に移動するとき、ヘリカルカッター２１が素材１０に対し第１中心線Ｏ１０と平行な軸方向の一方に次第に移動するように、ヘリカルカッター２１と素材１０の相対的な位置を変化させて、外周軌道面４を形成する。また、ヘリカルカッター２１が素材１０に対して軸方向の他方に次第に移動するように、ヘリカルカッター２１と素材１０の相対的な位置を変化させて、循環溝面５を形成する。

【0057】

実施形態によれば、ねじ軸１に循環溝面５を形成される。このため、コマに設けられた循環溝面５とねじ軸１の外周軌道面４が一致せず、ボール１１０の移動が円滑に行われない、ということが回避される。

【0058】

また、実施形態のねじ軸の製造方法は、溝面形成工程Ｓ２で外周軌道面４を形成するとき、素材１０に対する切削刃２３を当てる角度を保持し、切削刃２３の刃先２３ｂと同一形状の外周軌道面４を形成している。

【0059】

また、実施形態のねじ軸の製造方法において、切削刃２３の幅Ｗは、刃先２３ｂからシャフト２２に向かって次第に大きくなっている。溝面形成工程Ｓ２で循環溝面５を形成するとき、素材１０に対する切削刃２３を当てる角度を保持しつつ、外周軌道面４よりも深く切削する。

【0060】

これによれば、循環溝面５は、外周軌道面４よりも幅広となる。

【0061】

また、実施形態のねじ軸１の製造方法は、切削刃２３の刃先２３ｂは、ゴシックアーク形状となっている。

【0062】

また、実施形態のねじ軸１の製造方法は、溝面形成工程Ｓ２の後に素材１０に熱処理を行う熱処理工程Ｓ３を含む。

【0063】

熱処理により、ねじ軸１が所望の硬さと靭性を備える。また、ねじ軸１（素材１０）に凹部が形成されていないため、凹部の開口部の縁部に焼き割れが発生する、ということがない。

【0064】

また、実施形態のねじ軸１の製造方法は、熱処理工程Ｓ３の後に、外周軌道面４を研削する研削工程Ｓ５を含む。

【0065】

これによれば、ボール１１０の移動が円滑となり、ボールねじ装置１００の作動性が向上する。

【0066】

以上、実施形態について説明したが、本開示は、実施形態で説明した例に限定されない。例えば、本開示のねじ軸１の製造方法は、熱処理工程Ｓ３及び研削工程Ｓ４を含んでいなくてもよい。また、本実施形態では、マシニングセンタ２０を用いた例を挙げて説明したが、本開示は、マシニングセンタ２０を用いなくてもよい。また、本実施形態では、テーブル装置は、姿勢変換装置３０を仮想平面Ｋ２０と平行な方向に移動させているが、本開示は、昇降装置を仮想平面Ｋ２０と平行な方向に移動させるテーブル装置であってもよい。若しくは、本開示は、単独で（昇降装置を用いることなく）、第１方向Ｘと第２方向Ｙと第３方向Ｚとのそれぞれに方向に移動させることができるテーブル装置であってもよい。

【0067】

図１３は、変形例に係る溝面形成工程の循環溝面を形成している状態の拡大図である。また、実施形態では、溝面形成工程Ｓ２の循環溝面５を形成するとき、素材１０の外周面１１に対し、切削刃２３の刃先２３ｂを当てる角度を保持しているが、本開示はこれに限定されない。例えば、素材１０の外周面１１に対し、切削刃２３の刃先２３ｂを当てる角度が変わるように（図１３の矢印Ｂ参照）、昇降装置（不図示）と姿勢変換装置３０とテーブル装置（不図示）を駆動させてもよい。若しくは、素材１０の外周面１１に対し、切削刃２３の刃先２３ｂを当てる角度を保持しつつ切削刃２３の位置を軸方向に移動するように（図１３の矢印Ｃを参照）、昇降装置（不図示）と姿勢変換装置３０とテーブル装置（不図示）を駆動させてもよい。これによれば、循環溝面５は、切削刃２３よりも幅広となる。よって、幅が広い切削刃を有するヘリカルカッターに交換する手間を省くことができ、ねじ軸の生産性が向上する。

【0068】

なお、本開示は、以下のような構成の組み合わせであってもよい。
（１）
ねじ軸の素材の外周面をヘリカルカッターで切削し、前記外周面に環状の溝面を形成する溝面形成工程を含み、
前記素材の前記外周面は、前記素材の第１中心線を中心に円筒状に形成され、
環状の前記溝面は、外周軌道面と、循環溝面と、を有し、
前記ヘリカルカッターは、
回転可能なシャフトと、
前記シャフトの外周面から突出し、前記シャフトの前記外周面に対し周方向に複数配置され、刃先で前記素材の前記外周面を切削する切削刃と、
を有し、
前記溝面形成工程は、
前記ヘリカルカッターが前記素材の前記外周面に沿って周方向に移動するように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記素材の前記外周面に環状の前記溝面を形成し、
さらに、前記ヘリカルカッターが前記素材の前記外周面に沿って周方向に移動するとき、前記ヘリカルカッターが前記素材に対し前記第１中心線と平行な軸方向の一方に次第に移動するように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記外周軌道面を形成し、かつ、前記ヘリカルカッターが前記素材に対して前記軸方向の他方に次第に移動するように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記循環溝面を形成する
ボールねじ装置のねじ軸の製造方法。
（２）
前記溝面形成工程で前記外周軌道面を形成するとき、前記素材に対する前記切削刃を当てる角度を保持し、前記切削刃の刃先と同一形状の前記外周軌道面を形成する
（１）に記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。
（３）
前記切削刃の幅は、前記刃先から前記シャフトに向かって次第に大きくなっており、
前記溝面形成工程で前記循環溝面を形成するとき、前記素材に対する前記切削刃を当てる角度を保持しつつ、前記外周軌道面よりも深く切削する
（１）又は（２）に記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。
（４）
前記溝面形成工程で前記循環溝面を形成するとき、前記素材に対する前記切削刃を当てる角度が変えるように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記切削刃の幅よりも幅広な前記循環溝面を形成する
（１）又は（２）に記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。
（５）
前記溝面形成工程で前記循環溝面を形成する際、前記素材に対する前記切削刃の位置を前記軸方向に移動するように、前記ヘリカルカッターと前記素材の相対的な位置を変化させて、前記切削刃の幅よりも幅広な前記循環溝面を形成する
（１）又は（２）に記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。
（６）
前記循環溝面は、前記外周軌道面よりも幅広であり、
前記溝面形成工程の切削個所の開始点と終点とが合流する合流点が前記循環溝面にある
（１）から（５）のいずれか１つに記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。
（７）
前記切削刃の刃先は、ゴシックアーク形状となっている
（１）から（６）のいずれか１つに記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。
（８）
前記溝面形成工程の後に前記素材に熱処理を行う熱処理工程を含む
（１）から（７）のいずれか１つに記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。
（９）
前記熱処理工程の後に、前記外周軌道面を研削する研削工程を含む
（８）に記載のボールねじ装置のねじ軸の製造方法。

【符号の説明】

【0069】

１ ねじ軸
２ 外周面
３ 環状の溝面
４ 外周軌道面
５ 循環溝面
１０ 素材
１１ 外周面
１３ 第１端面
１４ 第２端面
２０ マシニングセンタ
２１ ヘリカルカッター
２２ シャフト
２３ 切削刃
２３ｂ 刃先
３０ 姿勢変換装置
１００ ボールねじ装置
１０１ ナット
１１０ ボール
１０３ 内周軌道面
Ｏ１０ 第１中心線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】