JP2001032901A - 中空ボールネジの製造方法及び該方法で製造された中空ボールネジを装備したステアリング装置 - Google Patents
中空ボールネジの製造方法及び該方法で製造された中空ボールネジを装備したステアリング装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工時間の短縮、加工コストの低廉化、及び
軽量化を図ることができる中空ボールネジの製造方法を
提供すること。 【解決手段】 マンドレル１５を正回転させつつ鋼管２
０の他端開口部から鋼管２０内に押し込み、外型１３の
螺旋状凹溝１１とマンドレル１５の螺旋状突条１４ａ、
１４ｂ、１４ｃとにより、鋼管２０の周壁部を塑性加工
して、鋼管２０の外周面にボールネジ溝３１を形成す
る。ボールネジ３０の内周面には、ボールネジ溝３１に
倣った螺旋状凹凸３２が同時に形成される。
軽量化を図ることができる中空ボールネジの製造方法を
提供すること。 【解決手段】 マンドレル１５を正回転させつつ鋼管２
０の他端開口部から鋼管２０内に押し込み、外型１３の
螺旋状凹溝１１とマンドレル１５の螺旋状突条１４ａ、
１４ｂ、１４ｃとにより、鋼管２０の周壁部を塑性加工
して、鋼管２０の外周面にボールネジ溝３１を形成す
る。ボールネジ３０の内周面には、ボールネジ溝３１に
倣った螺旋状凹凸３２が同時に形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄肉鋼管を塑性加
工してボールネジ溝を形成するボールネジの製造方法、
及び該方法によって製造されたボールネジを装備したス
テアリング装置に関する。
工してボールネジ溝を形成するボールネジの製造方法、
及び該方法によって製造されたボールネジを装備したス
テアリング装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】ボールネジ及び該ボー
ルネジにボールを介して螺合するボールナットとの組合
せは、回転運動を直線運動に変換する変換機構として知
られており、例えば自動車用操舵装置等で使用されてい
る。
ルネジにボールを介して螺合するボールナットとの組合
せは、回転運動を直線運動に変換する変換機構として知
られており、例えば自動車用操舵装置等で使用されてい
る。
【０００３】自動車用操舵装置等で使用されるボールネ
ジは、通常、中空鋼管素材の外周面に総型砥石による研
削加工や、多刃工具による切削加工を施してボールネジ
溝を形成することにより製造するか、あるいは中実棒鋼
素材の外周面に転造加工を施してボールネジ溝を形成し
た後、ガンドリルにより中空孔を形成することにより製
造される。
ジは、通常、中空鋼管素材の外周面に総型砥石による研
削加工や、多刃工具による切削加工を施してボールネジ
溝を形成することにより製造するか、あるいは中実棒鋼
素材の外周面に転造加工を施してボールネジ溝を形成し
た後、ガンドリルにより中空孔を形成することにより製
造される。
【０００４】しかし、中空鋼管素材を使用する前者の製
造方法にあっては総型砥石による研削加工や、多刃工具
による切削加工を施すため、加工に非常に手間がかか
り、加工時間が長くなって、加工コストの高騰化につな
がる等の問題がある。
造方法にあっては総型砥石による研削加工や、多刃工具
による切削加工を施すため、加工に非常に手間がかか
り、加工時間が長くなって、加工コストの高騰化につな
がる等の問題がある。
【０００５】また、中実棒鋼素材を使用する後者の製造
方法にあっては、ボールネジ溝の加工後に中空孔を形成
するために加工時間が長くなって、同様に加工コストの
高騰化につながる等の問題があるさらに上述した両製造
方法では、いずれもボールネジ溝のネジ山部分の肉厚が
谷部分の肉厚よりも厚くなる一方、中空孔はストレート
形状であり、軽量化を図るために、ボールネジ溝に倣う
ようにボールネジの内周面に螺旋状の窪みを形成するに
は更に切削加工等を施さなければならない問題がある。
方法にあっては、ボールネジ溝の加工後に中空孔を形成
するために加工時間が長くなって、同様に加工コストの
高騰化につながる等の問題があるさらに上述した両製造
方法では、いずれもボールネジ溝のネジ山部分の肉厚が
谷部分の肉厚よりも厚くなる一方、中空孔はストレート
形状であり、軽量化を図るために、ボールネジ溝に倣う
ようにボールネジの内周面に螺旋状の窪みを形成するに
は更に切削加工等を施さなければならない問題がある。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、加工時間の短縮、加工コストの低廉化、及び軽量化
を図ることができる、中空ボールネジの製造方法及び該
中空ボールネジを装備したステアリング装置を提供する
ことを目的とする。
で、加工時間の短縮、加工コストの低廉化、及び軽量化
を図ることができる、中空ボールネジの製造方法及び該
中空ボールネジを装備したステアリング装置を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の中空ボールネジの製造方法は、管状素材の周壁部に
塑性加工により所定ピッチ、リードのボールネジを形成
するボールネジの製造方法にして、内周面にボールネジ
と同じピッチ、リードの螺旋状凹溝を設けた成形孔を有
する外型と、外周面にボールネジ溝と同じピッチ、リー
ドの螺旋状突条を設けた中実棒状の内型とからなる成形
用型を準備する工程と、成形用型の外型内に管状素材を
配置する工程と、外型内に配置した管状素材内に、内型
を回転させつつ圧入することにより、外型の螺旋状凹溝
と内型の螺旋状突条との間で管状素材の周壁部を塑性加
工して、管状素材の外周面にボールネジ溝を形成する工
程とを具備し、管状素材の内周面には、外周面に形成し
たボールネジ溝に倣った螺旋状凹凸が形成されることを
特徴とする。
明の中空ボールネジの製造方法は、管状素材の周壁部に
塑性加工により所定ピッチ、リードのボールネジを形成
するボールネジの製造方法にして、内周面にボールネジ
と同じピッチ、リードの螺旋状凹溝を設けた成形孔を有
する外型と、外周面にボールネジ溝と同じピッチ、リー
ドの螺旋状突条を設けた中実棒状の内型とからなる成形
用型を準備する工程と、成形用型の外型内に管状素材を
配置する工程と、外型内に配置した管状素材内に、内型
を回転させつつ圧入することにより、外型の螺旋状凹溝
と内型の螺旋状突条との間で管状素材の周壁部を塑性加
工して、管状素材の外周面にボールネジ溝を形成する工
程とを具備し、管状素材の内周面には、外周面に形成し
たボールネジ溝に倣った螺旋状凹凸が形成されることを
特徴とする。
【０００８】前記製造方法において、管状素材が内型に
よって外型内部で回転しないように周り止めを施す工程
を設けることが好ましい。また、内型の螺旋状突条部分
の直径を、該内型の一端部から他端部にかけて順次大き
くなるように形成すれば、塑性加工の進行に伴って徐々
に管状素材の周壁部に塑性加工力が作用するようにな
り、螺旋状突条と螺旋状凹溝との間で該周壁部をスムー
ズに塑性加工を施すことが可能となる。更に、内型の螺
旋状突条部分の軸線方向に沿った長さを、内型の一端部
から他端部にかけて順次長くなるように形成すれば、さ
らにスムーズに塑性加工することが可能となる。
よって外型内部で回転しないように周り止めを施す工程
を設けることが好ましい。また、内型の螺旋状突条部分
の直径を、該内型の一端部から他端部にかけて順次大き
くなるように形成すれば、塑性加工の進行に伴って徐々
に管状素材の周壁部に塑性加工力が作用するようにな
り、螺旋状突条と螺旋状凹溝との間で該周壁部をスムー
ズに塑性加工を施すことが可能となる。更に、内型の螺
旋状突条部分の軸線方向に沿った長さを、内型の一端部
から他端部にかけて順次長くなるように形成すれば、さ
らにスムーズに塑性加工することが可能となる。
【０００９】なお、内型の前記螺旋状突条部分の直径を
変化させずに、軸線方向に沿った長さを、内型の先端部
から基端部にかけて順次長くなるように形成した場合で
も塑性加工時に管状素材の周壁部に無理な力がかから
ず、螺旋状凹溝と螺旋状突条との間で管状素材の周壁部
をスムーズに塑性加工することが可能となる。
変化させずに、軸線方向に沿った長さを、内型の先端部
から基端部にかけて順次長くなるように形成した場合で
も塑性加工時に管状素材の周壁部に無理な力がかから
ず、螺旋状凹溝と螺旋状突条との間で管状素材の周壁部
をスムーズに塑性加工することが可能となる。
【００１０】また、外型の成形孔の内周面にボールネジ
溝と同じピッチ、リードの螺旋状凹溝を設ける代わりに
螺旋状突条を設け、一方、内型の外周面にボールネジ溝
と同じピッチ、リードの螺旋状突条を設ける代わりに螺
旋状凹溝を設けた成形用型を使用して、外型の螺旋状突
条と内型の螺旋状凹溝との間で管状素材の周壁部を塑性
加工して、管状素材の外周面にボールネジ溝を形成する
ようにしてもよい。
溝と同じピッチ、リードの螺旋状凹溝を設ける代わりに
螺旋状突条を設け、一方、内型の外周面にボールネジ溝
と同じピッチ、リードの螺旋状突条を設ける代わりに螺
旋状凹溝を設けた成形用型を使用して、外型の螺旋状突
条と内型の螺旋状凹溝との間で管状素材の周壁部を塑性
加工して、管状素材の外周面にボールネジ溝を形成する
ようにしてもよい。
【００１１】また、上記目的を達成する本発明のステア
リング装置は、ボールネジと該ボールネジにボールを介
して螺合するボールナットを備え、ハンドル軸の回転を
ギヤ伝達系を介して直線運動に変換し、車輪を操舵する
ステアリング装置にして、ボールネジは、上述した方法
によって製造された中空ボールネジであることを特徴と
する。
リング装置は、ボールネジと該ボールネジにボールを介
して螺合するボールナットを備え、ハンドル軸の回転を
ギヤ伝達系を介して直線運動に変換し、車輪を操舵する
ステアリング装置にして、ボールネジは、上述した方法
によって製造された中空ボールネジであることを特徴と
する。
【００１２】ボールネジの軸線方向一端に、前記ハンド
ル軸により操作されるピニオンが噛合するラックバーが
連結され、前記ボールナットは、電動モータで回転駆動
されるようにすると、パワーステアリング効果を得るこ
とが出来る。
ル軸により操作されるピニオンが噛合するラックバーが
連結され、前記ボールナットは、電動モータで回転駆動
されるようにすると、パワーステアリング効果を得るこ
とが出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例について添
付図面を参照して説明する。図１乃至図５に本発明の中
空ボールネジの製造方法の一実施例を示す。図１は外型
内に管状素材である鋼管を設置した過程を説明するため
の、半截断面図、図２は図１の鋼管内に内型を回転させ
つつ圧入させる過程を説明するための、半截断面図、図
３は鋼管内に内型を通過させた過程を説明するための、
半截断面図、図４は内型を鋼管から抜き出した状態を説
明するための、半截断面図、図５は塑性加工後の鋼管を
外型、内型から完全に抜き出した状態を説明するため
の、半截断面図である。
付図面を参照して説明する。図１乃至図５に本発明の中
空ボールネジの製造方法の一実施例を示す。図１は外型
内に管状素材である鋼管を設置した過程を説明するため
の、半截断面図、図２は図１の鋼管内に内型を回転させ
つつ圧入させる過程を説明するための、半截断面図、図
３は鋼管内に内型を通過させた過程を説明するための、
半截断面図、図４は内型を鋼管から抜き出した状態を説
明するための、半截断面図、図５は塑性加工後の鋼管を
外型、内型から完全に抜き出した状態を説明するため
の、半截断面図である。
【００１４】本実施例の中空ボールネジの製造方法によ
れば、図１に示すように、製造されるボールネジ３０
（図７参照）と同じピッチ（リード）Ｐの螺旋状凹溝１
１を内周面に形成した成形孔１２を有する外型１３と、
ボールネジ３０と同じピッチ（リード）Ｐの螺旋状突条
１４を外周面に形成した中実棒状のマンドレル（内型）
１５とからなる成形用型１０が使用される。
れば、図１に示すように、製造されるボールネジ３０
（図７参照）と同じピッチ（リード）Ｐの螺旋状凹溝１
１を内周面に形成した成形孔１２を有する外型１３と、
ボールネジ３０と同じピッチ（リード）Ｐの螺旋状突条
１４を外周面に形成した中実棒状のマンドレル（内型）
１５とからなる成形用型１０が使用される。
【００１５】外型１３は、例えば合金工具鋼からなり、
塑性加工後のボールネジ３０を抜き出し易くするために
例えば２つ割型に形成される。成形孔１２は外型１３の
軸線方向に貫通して形成され、螺旋状凹溝１１は成形孔
１２の内周面に成形孔１２の軸線方向一端から他端に向
けて連続して形成される。
塑性加工後のボールネジ３０を抜き出し易くするために
例えば２つ割型に形成される。成形孔１２は外型１３の
軸線方向に貫通して形成され、螺旋状凹溝１１は成形孔
１２の内周面に成形孔１２の軸線方向一端から他端に向
けて連続して形成される。
【００１６】マンドレル（内型）１５は、例えば合金工
具鋼からなり、その外周面に螺旋状突条１４が形成され
る。図１に示すように、螺旋状突条１４の部分の直径
は、若干ではあるが、マンドレル１５の先端部側で本来
の直径よりも小さく、先端部側から離れるにしたがって
順次大きなり、最終的に本来の直径となるように形成さ
れる。すなわち、螺旋状突条１４は、最小直径の螺旋状
突条１４ａ部分（マンドレル１５のベース部分から高さ
ｈ1だけ高く設定された部分）と、この螺旋状突条１４
ａよりも直径が若干大きい螺旋状突条１４ｂ部分（マン
ドレル１５のベース部分から高さｈ2だけ高く設定され
た部分）と、最大直径を有する螺旋状突条１４ｃ部分
（マンドレル１５のベース部分から高さｈ3だけ高く設
定された部分であって、本来の直径を有する部分）とか
らなり、螺旋状突条１４ａ部分と螺旋状突条１４ｂ部分
とで予備的に塑性加工をしてから、螺旋状突条１４ｃ部
分で仕上げるようにしてある。なお、螺旋状突条１４部
分（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）の軸線方向の長さＷ（Ｗ
1、Ｗ2、Ｗ3）を、若干ではあるが、マンドレル１５の
先端部側で短く、先端部側から離れるにしたがって順次
長くなるように形成することも可能である。この場合、
螺旋状突条１４間にある溝１６の幅を変化させるだけで
あって、螺旋状突条１４のピッチ（リード）Ｐについて
は製造するボールネジ３０と同じピッチ（リード）であ
る。マンドレル１５は、外型１３の他端側（図１の右
側）に、外型１３と同心軸状に配置され、図示しない駆
動装置によって正逆回転駆動されつつ軸線方向に移動さ
せられる。マンドレル１５を１正回転させると、マンド
レル１５は螺旋状突条１４の１ピッチ分前進し、１逆回
転させると、マンドレル１５は螺旋状突条１４の１ピッ
チ分後退する。
具鋼からなり、その外周面に螺旋状突条１４が形成され
る。図１に示すように、螺旋状突条１４の部分の直径
は、若干ではあるが、マンドレル１５の先端部側で本来
の直径よりも小さく、先端部側から離れるにしたがって
順次大きなり、最終的に本来の直径となるように形成さ
れる。すなわち、螺旋状突条１４は、最小直径の螺旋状
突条１４ａ部分（マンドレル１５のベース部分から高さ
ｈ1だけ高く設定された部分）と、この螺旋状突条１４
ａよりも直径が若干大きい螺旋状突条１４ｂ部分（マン
ドレル１５のベース部分から高さｈ2だけ高く設定され
た部分）と、最大直径を有する螺旋状突条１４ｃ部分
（マンドレル１５のベース部分から高さｈ3だけ高く設
定された部分であって、本来の直径を有する部分）とか
らなり、螺旋状突条１４ａ部分と螺旋状突条１４ｂ部分
とで予備的に塑性加工をしてから、螺旋状突条１４ｃ部
分で仕上げるようにしてある。なお、螺旋状突条１４部
分（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）の軸線方向の長さＷ（Ｗ
1、Ｗ2、Ｗ3）を、若干ではあるが、マンドレル１５の
先端部側で短く、先端部側から離れるにしたがって順次
長くなるように形成することも可能である。この場合、
螺旋状突条１４間にある溝１６の幅を変化させるだけで
あって、螺旋状突条１４のピッチ（リード）Ｐについて
は製造するボールネジ３０と同じピッチ（リード）であ
る。マンドレル１５は、外型１３の他端側（図１の右
側）に、外型１３と同心軸状に配置され、図示しない駆
動装置によって正逆回転駆動されつつ軸線方向に移動さ
せられる。マンドレル１５を１正回転させると、マンド
レル１５は螺旋状突条１４の１ピッチ分前進し、１逆回
転させると、マンドレル１５は螺旋状突条１４の１ピッ
チ分後退する。
【００１７】外型１３とマンドレル１５とは、図示しな
い駆動装置によりマンドレル１５が回転して前進すると
き、外型１３の螺旋状凹溝１１内にマンドレル１５の螺
旋状突条１４が位置するように（外型１３の螺旋状凹溝
１１間の突起１９がマンドレル１５の螺旋状突条１４間
の溝１６内に位置するように）位置決めされる（図２の
Ｘ-Ｙ線参照）。
い駆動装置によりマンドレル１５が回転して前進すると
き、外型１３の螺旋状凹溝１１内にマンドレル１５の螺
旋状突条１４が位置するように（外型１３の螺旋状凹溝
１１間の突起１９がマンドレル１５の螺旋状突条１４間
の溝１６内に位置するように）位置決めされる（図２の
Ｘ-Ｙ線参照）。
【００１８】外型１３の成形孔１２の軸線方向一端側
（図１の左側）には、円筒状のストッパー部材１７が配
置される。このストッパー部材１７には、成形孔１２内
の管状素材である鋼管２０の一端面と対向する先端面に
突起１７ａが複数個（本実施例では４個）設けられてお
り、これら突起１７ａが鋼管２０の一端面に係止して、
塑性加工中にマンドレル１５から受ける回転モーメント
により鋼管２０が回転するのを防止する。ストッパー部
材１７の内径は、マンドレル１５の最大直径部分（マン
ドレル１５に形成された螺旋状突条１４のうち最大の直
径を有する部分１４ｃ）よりも僅かに大きく設定され、
塑性加工後、マンドレル１５の螺旋状突条１４がストッ
パー部材１７内に進入するのを許容するようにしてあ
る。
（図１の左側）には、円筒状のストッパー部材１７が配
置される。このストッパー部材１７には、成形孔１２内
の管状素材である鋼管２０の一端面と対向する先端面に
突起１７ａが複数個（本実施例では４個）設けられてお
り、これら突起１７ａが鋼管２０の一端面に係止して、
塑性加工中にマンドレル１５から受ける回転モーメント
により鋼管２０が回転するのを防止する。ストッパー部
材１７の内径は、マンドレル１５の最大直径部分（マン
ドレル１５に形成された螺旋状突条１４のうち最大の直
径を有する部分１４ｃ）よりも僅かに大きく設定され、
塑性加工後、マンドレル１５の螺旋状突条１４がストッ
パー部材１７内に進入するのを許容するようにしてあ
る。
【００１９】なお、図６に示すように、管状素材である
鋼管２０として図１に示すものよりも長いものを使用
し、成形孔１２から突出した鋼管２０の端部を把持具１
８により把持して、塑性加工中にマンドレル１５から受
ける回転モーメントにより鋼管２０が回転するのを防止
するようにしてもよい。
鋼管２０として図１に示すものよりも長いものを使用
し、成形孔１２から突出した鋼管２０の端部を把持具１
８により把持して、塑性加工中にマンドレル１５から受
ける回転モーメントにより鋼管２０が回転するのを防止
するようにしてもよい。
【００２０】また、外型１３の成形孔１２の内周面に、
螺旋状凹溝１１の代わりにボールネジ３０と同じピッチ
（リード）Ｐの螺旋状突条を形成し、またマンドレル１
５の外周面に、螺旋状突条１４の代わりにボールネジ３
０と同じピッチ（リード）Ｐの螺旋状凹溝を形成した、
成形用型１０を使用してもよい。
螺旋状凹溝１１の代わりにボールネジ３０と同じピッチ
（リード）Ｐの螺旋状突条を形成し、またマンドレル１
５の外周面に、螺旋状突条１４の代わりにボールネジ３
０と同じピッチ（リード）Ｐの螺旋状凹溝を形成した、
成形用型１０を使用してもよい。
【００２１】ボールネジ３０を製造するには、外型１３
の成形孔１２内に、鋼管２０を、螺旋状凹溝１１間の突
起１９上に載るようにして配置する（図１参照）。これ
により、鋼管２０は外型１３に対して同心軸上に配置さ
れることになる。そして、ストッパー部材１７により鋼
管２０が塑性加工中に回転しないようにする。
の成形孔１２内に、鋼管２０を、螺旋状凹溝１１間の突
起１９上に載るようにして配置する（図１参照）。これ
により、鋼管２０は外型１３に対して同心軸上に配置さ
れることになる。そして、ストッパー部材１７により鋼
管２０が塑性加工中に回転しないようにする。
【００２２】次いで、外型１３の螺旋状凹溝１１と対応
する箇所にマンドレル１５の螺旋状突条１４が位置する
ように、マンドレル１５の外型１３に対する設置位置を
調整して位置決めをする。
する箇所にマンドレル１５の螺旋状突条１４が位置する
ように、マンドレル１５の外型１３に対する設置位置を
調整して位置決めをする。
【００２３】この後、図示しない駆動装置を作動させて
マンドレル１５を正回転させつつ鋼管２０の他端開口部
（図１の右側）から鋼管２０内に押し込み、外型１３の
螺旋状凹溝１１とマンドレル１５の螺旋状突条１４とに
より、鋼管２０の周壁部を塑性加工して、鋼管２０の外
周面にボールネジ溝３１を形成する（図２参照）。この
ときマンドレル１５が鋼管２０の他端開口部から進入す
ると、まずマンドレル１５の最小直径の螺旋状突条１４
ａ部分により鋼管２０の周壁部を予備的に塑性加工を
し、次いで螺旋状突条１４ｂ部分により更に予備的に塑
性加工をし、最後に本来の直径を有する螺旋状突条１４
ｃ部分により仕上げ塑性加工をする。螺旋状突条１４ｃ
部分が鋼管２０内を通過して鋼管２０の一端開口部から
抜け出るまでマンドレル１５を正回転させた後（図３参
照）、マンドレル１５を逆回転させて後退させ、鋼管２
０の一端開口部から抜き出す。このとき、螺旋状突条１
４ｃ部分が鋼管２０の一端開口部から鋼管２０内に進入
し、次いでこれよりも直径の小さい螺旋状突条１４ｂ部
分、最後に最小直径を有する螺旋状突条１４ａ部分が鋼
管２０を内に進入して再度塑性加工を施しながら、鋼管
２０の他端端開口部から抜け出る。鋼管２０の内周面に
は、外周面に形成したボールネジ溝３１に倣った螺旋状
凹凸３２が形成される。
マンドレル１５を正回転させつつ鋼管２０の他端開口部
（図１の右側）から鋼管２０内に押し込み、外型１３の
螺旋状凹溝１１とマンドレル１５の螺旋状突条１４とに
より、鋼管２０の周壁部を塑性加工して、鋼管２０の外
周面にボールネジ溝３１を形成する（図２参照）。この
ときマンドレル１５が鋼管２０の他端開口部から進入す
ると、まずマンドレル１５の最小直径の螺旋状突条１４
ａ部分により鋼管２０の周壁部を予備的に塑性加工を
し、次いで螺旋状突条１４ｂ部分により更に予備的に塑
性加工をし、最後に本来の直径を有する螺旋状突条１４
ｃ部分により仕上げ塑性加工をする。螺旋状突条１４ｃ
部分が鋼管２０内を通過して鋼管２０の一端開口部から
抜け出るまでマンドレル１５を正回転させた後（図３参
照）、マンドレル１５を逆回転させて後退させ、鋼管２
０の一端開口部から抜き出す。このとき、螺旋状突条１
４ｃ部分が鋼管２０の一端開口部から鋼管２０内に進入
し、次いでこれよりも直径の小さい螺旋状突条１４ｂ部
分、最後に最小直径を有する螺旋状突条１４ａ部分が鋼
管２０を内に進入して再度塑性加工を施しながら、鋼管
２０の他端端開口部から抜け出る。鋼管２０の内周面に
は、外周面に形成したボールネジ溝３１に倣った螺旋状
凹凸３２が形成される。
【００２４】図７は以上のようにして製造されたボール
ネジ３０を示しており、このボールネジ３０は、外周面
にボールネジ溝３１が形成され、内周面にボールネジ溝
３１に倣った螺旋状凹凸３２が形成されて、ボールネジ
溝３１のネジ山部分と谷部分の肉厚が略等しく、すなわ
ちボールネジ３０全体の肉厚ｔ（図５参照）が略均一と
なって、軽量化を図ることができる。
ネジ３０を示しており、このボールネジ３０は、外周面
にボールネジ溝３１が形成され、内周面にボールネジ溝
３１に倣った螺旋状凹凸３２が形成されて、ボールネジ
溝３１のネジ山部分と谷部分の肉厚が略等しく、すなわ
ちボールネジ３０全体の肉厚ｔ（図５参照）が略均一と
なって、軽量化を図ることができる。
【００２５】上記実施例によれば、外型１３とマンドレ
ル１５とを使用して鋼管２０を塑性加工することにより
製造しているので、軽量化を目的としたボールネジを短
時間で効率よく製造することが可能となる。
ル１５とを使用して鋼管２０を塑性加工することにより
製造しているので、軽量化を目的としたボールネジを短
時間で効率よく製造することが可能となる。
【００２６】また、先ず、外型１３の螺旋状凹溝１１
と、マンドレル１５の最小直径の螺旋状突条１４ａ部分
とにより鋼管２０の周壁部を予備的に塑性加工をし、次
いで、螺旋状凹溝１１と、螺旋状突条１４ｂ部分とによ
り更に進んで予備的に塑性加工をし、最後に、螺旋状凹
溝１１と、本来の直径を有する螺旋状突条１４ｃ部分と
により仕上げ塑性加工するようにしているので（一度に
塑性加工をするのではなく、３段階に分けて塑性加工を
して最終製品に仕上げるようにしているので）、鋼管２
０の周壁部に過大な負荷がかからず、該周壁部に亀裂、
しわ等が生じることなく、スムーズに塑性加工が行え
る。また、外型１３、マンドレル１５にも過大な負荷が
かからず、金型の寿命が長い等の副次的効果もある。
と、マンドレル１５の最小直径の螺旋状突条１４ａ部分
とにより鋼管２０の周壁部を予備的に塑性加工をし、次
いで、螺旋状凹溝１１と、螺旋状突条１４ｂ部分とによ
り更に進んで予備的に塑性加工をし、最後に、螺旋状凹
溝１１と、本来の直径を有する螺旋状突条１４ｃ部分と
により仕上げ塑性加工するようにしているので（一度に
塑性加工をするのではなく、３段階に分けて塑性加工を
して最終製品に仕上げるようにしているので）、鋼管２
０の周壁部に過大な負荷がかからず、該周壁部に亀裂、
しわ等が生じることなく、スムーズに塑性加工が行え
る。また、外型１３、マンドレル１５にも過大な負荷が
かからず、金型の寿命が長い等の副次的効果もある。
【００２７】図８及び図９はマンドレルの変形例を示す
半截断面図である。この変形例によれば、マンドレル１
５を、最小直径の螺旋状突条１４ａ部分を設けた第１マ
ンドレル部材（第１内型部材）１５ａ（図８参照）と、
最小直径の螺旋状突条１４ａよりも若干直径の大きい螺
旋状突条１４ｂ部分と本来の直径を有する螺旋状突条１
４ｃ部分を設けた第２マンドレル部材（第２内型部材）
１５ｂ（図９参照）とに分割して構成している。
半截断面図である。この変形例によれば、マンドレル１
５を、最小直径の螺旋状突条１４ａ部分を設けた第１マ
ンドレル部材（第１内型部材）１５ａ（図８参照）と、
最小直径の螺旋状突条１４ａよりも若干直径の大きい螺
旋状突条１４ｂ部分と本来の直径を有する螺旋状突条１
４ｃ部分を設けた第２マンドレル部材（第２内型部材）
１５ｂ（図９参照）とに分割して構成している。
【００２８】先ず、第１マンドレル部材１５ａを図示し
ない駆動装置により正回転させつつ鋼管２０の他端開口
部から鋼管２０内に押し込んで、外型１３の螺旋状凹溝
１１と螺旋状突条１４ａとにより、鋼管２０の周壁部を
予備的に塑性加工をする。次いで、図示しない駆動装置
に第２マンドレル１５ｂを装着し、同様に正回転させつ
つ鋼管２０の他端開口部から鋼管２０内に押し込んで、
外型１３の螺旋状凹溝１１と螺旋状突条１４ｂとａとに
より、鋼管２０の周壁部をさらに進んだ予備的な塑性加
工と仕上げ塑性加工をしてボールネジ３０を製造する。
ない駆動装置により正回転させつつ鋼管２０の他端開口
部から鋼管２０内に押し込んで、外型１３の螺旋状凹溝
１１と螺旋状突条１４ａとにより、鋼管２０の周壁部を
予備的に塑性加工をする。次いで、図示しない駆動装置
に第２マンドレル１５ｂを装着し、同様に正回転させつ
つ鋼管２０の他端開口部から鋼管２０内に押し込んで、
外型１３の螺旋状凹溝１１と螺旋状突条１４ｂとａとに
より、鋼管２０の周壁部をさらに進んだ予備的な塑性加
工と仕上げ塑性加工をしてボールネジ３０を製造する。
【００２９】マンドレル１５の分割個数は２個に限定さ
れず、必要に応じて分割個数を２個以上にすることがで
きる。上記変形例のようにマンドレル１５を複数のマン
ドレル部材に分割して構成すると、塑性加工時に個々の
マンドレル部材を駆動するのに必要な駆動推力、駆動ト
ルクは分割しない場合に比して小さくすることが可能で
ある。
れず、必要に応じて分割個数を２個以上にすることがで
きる。上記変形例のようにマンドレル１５を複数のマン
ドレル部材に分割して構成すると、塑性加工時に個々の
マンドレル部材を駆動するのに必要な駆動推力、駆動ト
ルクは分割しない場合に比して小さくすることが可能で
ある。
【００３０】図１０は、上記実施例の方法により製造さ
れた中空ボールネジ３０を装備してなるパワーステアリ
ング装置の概略図である。このパワーステアリング装置
は、外周面に軸線方向に沿ってラック歯列４１が形成さ
れた中空ラックバー４０と、該中空ラックバー４０の軸
線方向一端に連結され、上記実施例の方法により製造さ
れた中空ボールネジ３０とを具備する。ラック歯列４１
には、ハンドル軸（ステアリングシャフト）４２に固定
されたピニオン４３が噛合する。ボールネジ溝３１に
は、ボール３３を介してボールナット３４が螺合する。
ボールナット３４の外周面には歯３５が形成され、該歯
３５には中間歯車３６を介して電動モータ３７の駆動歯
車３８が連結される。
れた中空ボールネジ３０を装備してなるパワーステアリ
ング装置の概略図である。このパワーステアリング装置
は、外周面に軸線方向に沿ってラック歯列４１が形成さ
れた中空ラックバー４０と、該中空ラックバー４０の軸
線方向一端に連結され、上記実施例の方法により製造さ
れた中空ボールネジ３０とを具備する。ラック歯列４１
には、ハンドル軸（ステアリングシャフト）４２に固定
されたピニオン４３が噛合する。ボールネジ溝３１に
は、ボール３３を介してボールナット３４が螺合する。
ボールナット３４の外周面には歯３５が形成され、該歯
３５には中間歯車３６を介して電動モータ３７の駆動歯
車３８が連結される。
【００３１】ステアリング操作時に、電動モータ３７が
作動し、駆動歯車３８の回転が中間歯車３６を介してボ
ールナット３４に伝達され、該ボールナット３４が回転
して中空ボールネジ３０、ラックバー４０をステアリン
グ方向（図１０の矢印方向）に移動させて、パワーステ
アリング効果を得る。
作動し、駆動歯車３８の回転が中間歯車３６を介してボ
ールナット３４に伝達され、該ボールナット３４が回転
して中空ボールネジ３０、ラックバー４０をステアリン
グ方向（図１０の矢印方向）に移動させて、パワーステ
アリング効果を得る。
【００３２】上記パワーステアリング装置は、中空ラッ
クバー４０と中空ボールネジ３０を使用しているので、
軽量化を図ることができ、また中空ボールネジ３０の製
造が容易で、コストダウンを図ることが可能となる上
に、バッテリを電源とする電動モータ３７を使用してい
るので、油圧式のパワーシリンダ装置の如く、複雑な油
圧回路を必要とせず、構造が簡単で、組立性に優れ、ま
たエンジン馬力を必要とせず、パワーステアリングを駆
動するためにエンジン出力が低下するおそれもない。
クバー４０と中空ボールネジ３０を使用しているので、
軽量化を図ることができ、また中空ボールネジ３０の製
造が容易で、コストダウンを図ることが可能となる上
に、バッテリを電源とする電動モータ３７を使用してい
るので、油圧式のパワーシリンダ装置の如く、複雑な油
圧回路を必要とせず、構造が簡単で、組立性に優れ、ま
たエンジン馬力を必要とせず、パワーステアリングを駆
動するためにエンジン出力が低下するおそれもない。
【００３３】なお、上記実施例の方法により製造された
中空ボールネジ３０を装備したステアリング装置として
は図１０に示す装置に限定されず、例えばボールナット
の外周面に、軸線方向に沿ってラック歯を形成し、該ラ
ック歯にセクタシャフトに設けたセクタギヤを噛合し、
ボールナットの往復動に伴ってセクタギヤ（セクタシャ
フト）を回転させて車輪を旋回させるタイプのステアリ
ング装置にも装備することが出来る。
中空ボールネジ３０を装備したステアリング装置として
は図１０に示す装置に限定されず、例えばボールナット
の外周面に、軸線方向に沿ってラック歯を形成し、該ラ
ック歯にセクタシャフトに設けたセクタギヤを噛合し、
ボールナットの往復動に伴ってセクタギヤ（セクタシャ
フト）を回転させて車輪を旋回させるタイプのステアリ
ング装置にも装備することが出来る。
【００３４】上記実施例では、ステアリング装置のボー
ルネジで一般的に使用される鋼材からなる管状素材を塑
性加工する場合について説明したが、これに限定され
ず、非鉄金属、プラスチック等、塑性加工可能なあらゆ
る材料からなる管状素材に適用することが出来る。
ルネジで一般的に使用される鋼材からなる管状素材を塑
性加工する場合について説明したが、これに限定され
ず、非鉄金属、プラスチック等、塑性加工可能なあらゆ
る材料からなる管状素材に適用することが出来る。
【００３５】本発明の中空ボールネジの製造方法は、上
述したステアリング装置のボールネジ以外に、例えばＮ
Ｃ機械のボールネジを製造する場合は勿論のこと、比較
的肉厚の薄いパイプの外周面にネジ溝を形成する場合に
も適用することが出来る。
述したステアリング装置のボールネジ以外に、例えばＮ
Ｃ機械のボールネジを製造する場合は勿論のこと、比較
的肉厚の薄いパイプの外周面にネジ溝を形成する場合に
も適用することが出来る。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の中空ボー
ルネジの製造方法によれば、内周面に螺旋状凹溝を設け
た成形孔を有する外型と、外周面に螺旋状突条を設けた
中実棒状の内型とからなる成形用型を使用し、外型の螺
旋状凹溝と内型の螺旋状突条との間で管状素材の周壁部
を塑性加工して、管状素材の外周面にボールネジ溝を形
成するので、ボールネジの外周面にボールネジ溝を形成
すると同時に、ボールネジの内周面にボールネジ溝に倣
うように螺旋状凹凸が形成され、ボールネジの外周面に
ボールネジ溝を形成した後に、ボールネジの内周面に切
削加工等を施さなくても済み、加工時間の短縮、加工コ
ストの低廉化、及び軽量化を図ることができる。
ルネジの製造方法によれば、内周面に螺旋状凹溝を設け
た成形孔を有する外型と、外周面に螺旋状突条を設けた
中実棒状の内型とからなる成形用型を使用し、外型の螺
旋状凹溝と内型の螺旋状突条との間で管状素材の周壁部
を塑性加工して、管状素材の外周面にボールネジ溝を形
成するので、ボールネジの外周面にボールネジ溝を形成
すると同時に、ボールネジの内周面にボールネジ溝に倣
うように螺旋状凹凸が形成され、ボールネジの外周面に
ボールネジ溝を形成した後に、ボールネジの内周面に切
削加工等を施さなくても済み、加工時間の短縮、加工コ
ストの低廉化、及び軽量化を図ることができる。
【００３７】また、本発明のパワーステアリング装置に
よれば、本発明の方法によって製造された中空ボールネ
ジを使用するので、軽量化を図ることができ、また中空
ボールネジの製造が容易であることから、コストダウン
を図ることが可能となる。また、中空ボールネジの一端
に、ハンドル軸により操作されるピニオンが噛合するラ
ックバーを連結し、中空ボールネジにボールを介して螺
合するボールナットを電動モータで駆動するようにした
場合には、パワーステアリング効果が得られ、パワース
テアリングを駆動するためにエンジン出力が低下するお
それもない。
よれば、本発明の方法によって製造された中空ボールネ
ジを使用するので、軽量化を図ることができ、また中空
ボールネジの製造が容易であることから、コストダウン
を図ることが可能となる。また、中空ボールネジの一端
に、ハンドル軸により操作されるピニオンが噛合するラ
ックバーを連結し、中空ボールネジにボールを介して螺
合するボールナットを電動モータで駆動するようにした
場合には、パワーステアリング効果が得られ、パワース
テアリングを駆動するためにエンジン出力が低下するお
それもない。
【図１】外型内に管状素材である鋼管を設置した過程を
説明するための、半截断面図である。
説明するための、半截断面図である。
【図２】図１の鋼管内に内型を回転させつつ圧入させる
過程を説明するための、半截断面図である。
過程を説明するための、半截断面図である。
【図３】鋼管内に内型を通過させた過程を説明するため
の、半截断面図である。
の、半截断面図である。
【図４】内型を鋼管から抜き出した状態を説明するため
の、半截断面図である。
の、半截断面図である。
【図５】塑性加工後の鋼管を外型、内型から完全に抜き
出した状態を説明するための、半截断面図である。
出した状態を説明するための、半截断面図である。
【図６】ストッパー部材の変形例を示す、半截断面図で
ある。
ある。
【図７】本発明の方法によって製造されたボールネジ全
体を示す斜視図である。
体を示す斜視図である。
【図８】マンドレルの変形例を示す、部分半截断面図で
ある。
ある。
【図９】マンドレルの変形例を示す、部分半截断面図で
ある。
ある。
【図１０】本発明の方法によって製造されたボールネジ
を使用したパワーステアリング装置の概略図である。
を使用したパワーステアリング装置の概略図である。
１０ 成形用型 １１ 螺旋状凹溝 １２ 成形孔 １３ 外型 １４ 螺旋状突条 １５ 内型（マンドレル） １５ａ 第１内型部材（第１マンドレル部材） １５ｂ 第２内型部材（第２マンドレル部材） １７ ストッパー部材 ２０ 管状素材（鋼管） ３０ ボールネジ ３１ ボールネジ溝 ３２ 螺旋状凹凸 ３４ ボールナット ３７ 電動モータ ４０ ラックバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 5/22 Ｂ６２Ｄ 5/22
Claims (10)
- 【請求項１】 管状素材の周壁部に塑性加工によりボー
ルネジ溝を形成する中空ボールネジの製造方法にして、 内周面に前記ボールネジと同じピッチ、リードの螺旋状
凹溝を設けた成形孔を有する外型と、外周面に前記ボー
ルネジと同じピッチ、リードの螺旋状突条を設けた中実
棒状の内型とからなる成形用型を準備する工程と、 前記外型の成形孔内に管状素材を配置する工程と、 前記外型内に配置した前記管状素材内に、前記内型を回
転させつつ圧入することにより、前記外型の螺旋状凹溝
と前記内型の螺旋状突条との間で前記管状素材の周壁部
を塑性加工して、前記管状素材の外周面に前記ボールネ
ジ溝を形成する工程とを具備し、 前記管状素材の内周面には、前記外周面に形成したボー
ルネジ溝によって螺旋状凹凸が形成されることを特徴と
する中空ボールネジの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の中空ボールネジの製造
方法にして、 前記管状素材が前記内型によって前記成形孔の内部で回
転しないように周り止めを施す工程をさらに含むことを
特徴とする中空ボールネジの製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の中空ボールネジ
の製造方法にして、 前記内型の前記螺旋状突条の直径を、該内型の一端部か
ら他端部にかけて順次大きくなるように形成してなるこ
とを特徴とする中空ボールネジの製造方法。 - 【請求項４】 請求項１，２又は３のいずれかに記載の
中空ボールネジの製造方法にして、 前記内型の前記螺旋状突条の軸線方向に沿った長さを、
該内型の一端部から他端部にかけて順次長くなるように
形成してなることを特徴とする中空ボールネジの製造方
法。 - 【請求項５】 請求項１，２，３又は４のいずれかに記
載の中空ボールネジの製造方法にして、 前記内型を複数の内型部材に分割して構成し、該内型部
材を、順次、前記管状素材内に回転させつつ圧入するこ
とにより前記螺旋状凹溝と前記螺旋状突条との間で前記
管状素材の周壁部を塑性加工することを特徴とする中空
ボールネジの製造方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の中空ボールネジの製造
方法にして、 前記内型を、前記螺旋状突条部分の直径が最も小さい部
分からなる第１内型部材と、それ以外の部分からなる第
２内型部材とに分割して構成し、第１内型部材を前記管
状素材内に回転させつつ圧入して前記螺旋状凹溝と前記
螺旋状突条との間で前記管状素材の周壁部を予備的に塑
性加工をし、次いで第２内型部材を前記管状素材内に回
転させつつ圧入することにより前記螺旋状凹溝と前記螺
旋状突条との間で前記管状素材の周壁部を仕上げ塑性加
工をすることを特徴とする中空ボールネジの製造方法。 - 【請求項７】 管状素材の周壁部に塑性加工によりボー
ルネジ溝を形成する中空ボールネジの製造方法にして、 内周面に前記ボールネジと同じピッチ、リードの螺旋状
突条を設けた成形孔を有する外型と、外周面に前記ボー
ルネジと同じピッチ、リードの螺旋状凹溝を設けた中実
棒状の内型とからなる成形用型を準備する工程と、 前記外型の成形孔内に管状素材を配置する工程と、 前記外型内に配置した前記管状素材内に、前記内型を回
転させつつ圧入することにより、前記外型の螺旋状突条
と前記内型の螺旋状凹溝との間で前記管状素材の周壁部
を塑性加工して、前記管状素材の外周面に前記ボールネ
ジ溝を形成する工程とを具備し、 前記管状素材の内周面には、前記外周面に形成したボー
ルネジ溝によって螺旋状凹凸が形成されることを特徴と
する中空ボールネジの製造方法。 - 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載の中空
ボールネジの製造方法にして、 前記管状素材が薄肉鋼管であることを特徴とするボール
ネジの製造方法。 - 【請求項９】 ボールネジと該ボールネジにボールを介
して螺合するボールナットを備え、ハンドル軸の回転を
ギヤ伝達系を介して直線運動に変換し、車輪を操舵する
ステアリング装置にして、 前記ボールネジは、請求項１乃至８のいずれかに記載の
方法によって製造された中空ボールネジであることを特
徴とするステアリング装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載のステアリング装置に
して、 前記ボールネジの軸線方向一端に、前記ハンドル軸によ
り操作されるピニオンが噛合するラックバーが連結さ
れ、前記ボールナットは、電動モータで回転駆動される
ことを特徴とするステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21009299A JP4514853B2 (ja) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | 中空ボールネジの製造方法及び該方法で製造された中空ボールネジを装備したステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21009299A JP4514853B2 (ja) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | 中空ボールネジの製造方法及び該方法で製造された中空ボールネジを装備したステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001032901A true JP2001032901A (ja) | 2001-02-06 |
| JP4514853B2 JP4514853B2 (ja) | 2010-07-28 |
Family
ID=16583695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21009299A Expired - Lifetime JP4514853B2 (ja) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | 中空ボールネジの製造方法及び該方法で製造された中空ボールネジを装備したステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4514853B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1346783A2 (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-24 | Ercos S.p.A. | Method for threading inlets formed by drawing, particularly for manufacturing elements of radiators and the like |
| US20090288508A1 (en) * | 2004-03-29 | 2009-11-26 | Raytheon Company | Leadscrew drive with annular-shell leadscrew |
| ITBS20100142A1 (it) * | 2010-08-18 | 2012-02-19 | Gian Luigi Cobelli | Dispositivo e procedimento per la realizzazione di una filettatura su un articolo |
| JP6365796B1 (ja) * | 2016-10-18 | 2018-08-01 | 日本精工株式会社 | 軌道溝の加工方法、ボールねじ装置、機械及び車両の製造方法 |
| JP2020132130A (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | 株式会社ジェイテクト | 転舵装置 |
| CN113260552A (zh) * | 2018-12-27 | 2021-08-13 | 日本精工株式会社 | 电动助力转向装置用的直线驱动轴、电动助力转向装置以及它们的制造方法 |
Citations (3)
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| JPH03207543A (ja) * | 1990-01-08 | 1991-09-10 | Amada Co Ltd | ボールネジの製造方法 |
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| JPH11179469A (ja) * | 1997-12-16 | 1999-07-06 | Chuo Kenzai Kk | 管材用ネジ転造装置 |
-
1999
- 1999-07-26 JP JP21009299A patent/JP4514853B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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| EP1346783A3 (en) * | 2002-02-27 | 2003-12-10 | Ercos S.p.A. | Method for threading inlets formed by drawing, particularly for manufacturing elements of radiators and the like |
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| US8707810B2 (en) * | 2004-03-29 | 2014-04-29 | Raytheon Canada Limited | Leadscrew drive with annular-shell leadscrew |
| ITBS20100142A1 (it) * | 2010-08-18 | 2012-02-19 | Gian Luigi Cobelli | Dispositivo e procedimento per la realizzazione di una filettatura su un articolo |
| JP6365796B1 (ja) * | 2016-10-18 | 2018-08-01 | 日本精工株式会社 | 軌道溝の加工方法、ボールねじ装置、機械及び車両の製造方法 |
| CN113260552A (zh) * | 2018-12-27 | 2021-08-13 | 日本精工株式会社 | 电动助力转向装置用的直线驱动轴、电动助力转向装置以及它们的制造方法 |
| JP2020132130A (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | 株式会社ジェイテクト | 転舵装置 |
| JP7310235B2 (ja) | 2019-02-19 | 2023-07-19 | 株式会社ジェイテクト | 転舵装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4514853B2 (ja) | 2010-07-28 |
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