JP2001269741A

JP2001269741A - ボールねじ軸の製造方法および製造装置

Info

Publication number: JP2001269741A
Application number: JP2000090412A
Authority: JP
Inventors: Morihisa Yoshioka; 守久吉岡; Yasushi Tateishi; 康司立石; Masaru Nakabashi; 大中橋
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】軸素材が段付き形状等の異形部分を有するも
のである場合にも精度良く転造できる方法および装置を
提供する。【解決手段】ボールねじ軸１のねじ溝２を転造により
成形する製造方法である。軸素材Ｗを挟んで対向する一
対の転造ロール１１の両側に、軸素材Ｗを支持する複数
の支持ブッシュ１２，１３を配置する。軸素材Ｗを回転
させながら転造ロール１１を通過させる。転造ロール１
１の手前に、軸素材Ｗの転造下径部Ｗａを支持する支持
刃１１を配置する。支持刃１１は退避可能なものとし、
軸素材Ｗの大径部Ｗｂをセンサで検出して退避させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、段付き部等の異
形部分を有するボールねじ軸、例えば電動パワーステア
リング装置に用いられるラック軸ボールねじ等の製造方
法および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】ボールね
じ軸の転造は、切削加工に比べて精度が良く、また生産
性が良いことから、広く行われている。通常、ボールね
じ軸を転造で加工する場合、軸素材の形状は、センタレ
ス加工された全長が均一径の形状である。このような通
常のボールねじ軸の転造は、図９に示すように行われ
る。転造装置としては、転造ロール５１の両側に、複数
の支持ブッシュ５２，５３を設置したものが使用され
る。転造ロール５１は、一対のもの（片方のみ図示）が
軸素材Ｍを挟むように対向して配置される。支持ブッシ
ュ５２内に軸方向にローディングした軸素材Ｍは、支持
ブッシュ５２，５３で支持しながら、転造ロール５１間
を通過させる（図９（Ａ）〜（Ｄ））。軸素材Ｍは、一
対の転造ロール５１間を転造ロール５１の回転によって
回転しながら通過し、ねじ溝が転造される。転造の完了
した軸素材Ｍ、つまりボールねじ軸は、そのまま軸方向
に送られてアンローディングされる（図９（Ｅ））。

【０００３】通常の均一径のボールねじ軸の場合は、上
記の方法で問題なく転造できる。しかし、図１０に示す
ような段付き軸の場合、例えば電動パワーステアリング
装置に用いられるラック付きのボールねじ軸（ラック部
径ｄｒ＞転造下径ｄ１）の場合は、図９のような素材支
持方法では対応が困難である。すなわち、各支持ブッシ
ュ５２は、軸素材Ｗのラック部となる大径部Ｗｂを通過
させる必要があるため、各支持ブッシュ５２は内径をラ
ック部径ｄｒに合致したものにする必要がある。そうす
ると、転造開始時に軸素材Ｗのラック部径ｄｒの部分Ｗ
ｂを支持ブッシュ５２で支持しているときに、軸素材Ｗ
の転造ロール５２の近くの転造下径部Ｗａは、ｄｒ＞ｄ
１のため、支持ブッシュ５２の内面から浮き上がって支
持することができない。この状態での転造加工では、転
造ロール５１の間近に軸素材Ｗを支持する点がないた
め、支持が不安定となり、良好な転造精度が得られな
い。また、最悪の場合は、転造ロール５１中にうまく軸
素材Ｗが安定せず、ロール中心に対して上方あるいは下
方に軸先端がはじかれ、転造加工が不可能になる。その
ため、従来は、段付きのボールねじ軸は、転造が行え
ず、切削加工と研削加工でねじ溝を形成しており、非能
率であった。

【０００４】また、従来、各種の用途において、ボール
ねじの軽量化が望まれている。例えば、自動車部品であ
る電動パワーステアリング装置用のボールねじでは、自
動車全体の軽量化のために、できる限り軽量化を図るこ
とが望まれる。ボールねじの軽量化を図る場合、中空の
ボールねじ軸が用いられることが多い。中空のボールね
じ軸の転造では、軽量化のために孔径を大きくすると、
中空の軸素材が転造力により潰れる恐れがある。このた
め転造力を軽減する必要がある。この転造力の軽減方法
として、パイプ素材に切削加工等でボールねじ溝を前加
工しておき、そのボールねじ溝を転造で仕上げ加工する
方法が提案されている（例えば、特開平７−２５１２３
０号公報）。しかし、溝内面の全体を転造する方法であ
るため、十分な転造力の軽減がいま一つ不十分であっ
た。また、転造の場合、塑性変形部分のために、後工程
の熱処理工程でリード誤差を生じることがあるが、この
ような熱処理工程におけるリード誤差の低減が不十分で
あった。さらに、上記提案例は、ボールねじ溝のみを成
形するには効果的であるが、ボールねじ軸の外径とボー
ルねじ溝の内面との両方に精度が必要とされる場合は適
用できない。すなわち、ボールねじ溝の転造により、ボ
ールねじ溝間の軸外径部分であるランド部に材料が塑性
流動し、軸外径面の寸法精度が崩れる。

【０００５】この発明の目的は、軸素材が段付き形状等
の異形部分を有するものである場合にも精度良く転造で
きるボールねじ軸の製造方法および製造装置を提供する
ことである。この発明の他の目的は、ボールねじ軸が薄
肉の中空軸であっても、転造力による潰れの問題がな
く、また後工程の熱処理変形によるリード誤差を小さく
できるようにすることである。この発明のさらに他の目
的は、ボールねじ溝の内面およびランド部の両方に高精
度が得られるようにすることである。この発明のさらに
他の目的は、ボールねじ溝を綺麗に転造可能とすること
である。この発明のさらに他の目的は、転造の安定を図
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のボールねじ軸
の製造方法は、ボールねじ軸のねじ溝を転造により成形
する製造方法であって、ボールねじ軸の軸素材を挟んで
対向する一対の転造ロールの両側に、上記軸素材を支持
する複数の支持ブッシュを配置し、上記軸素材を回転さ
せながら上記転造ロールを通過させ、この転造ロールの
軸素材進入方向の手前に、軸素材の転造下径部を支持す
る支持刃を配置し、軸素材の所定部分を検出して上記支
持刃を退避させることを特徴とする。上記の転造下径部
は、軸素材の転造を行う部分のことである。この方法に
よると、軸素材が転造ロールで転造されるときに、常時
は転造ロールの手前で、軸素材の転造下径部が支持刃に
より支持される。そのため、軸素材が大径部等の異形部
分を有していて、その部分が支持ブッシュで支持されて
いるときも、軸素材の転造ロールの近くの部分が支持刃
で支持されることによって、精度良く転造が行える。転
造の進行により、上記の異形部分が支持刃に近づいたと
きは、軸素材の異形部分等の所定部分を検出して支持刃
を回避させるため、軸素材の異形部分が支持刃に干渉す
ることが回避される。また転造ロールの近くでの軸素材
の支持手段として、支持刃、つまり薄い部材を用いるた
め、回転の抵抗とならず、簡単な構成で支持できる。こ
のように、軸素材が段付き形状等の異形部分を有するも
のである場合にも精度良く転造することができる。

【０００７】この発明方法において、上記ボールねじ軸
の軸素材に、溝底部を除く所定範囲に転造代を有するボ
ールねじ溝の切削溝を予め切削加工した後、上記転造ロ
ールにてねじ溝を形成しても良い。このように、切削溝
を形成した後、その溝を転造ロールで転造する場合、転
造力が小さな力で済む。切削溝は、溝底部を除く所定範
囲に転造代を有するものとし、溝底部は転造しないた
め、転造力がより一層小さな力で済む。ボールねじ軸に
おいて、一般に、ボールはボールねじ溝の底面には接触
せず、両側の溝側面に転接する。そのため、ボールねじ
溝の底部に、前加工の切削溝部が残っていても、ボール
が接触しない部分であって精度に影響しない。このよう
に、ボールねじとして精度に影響しない部分は残し、影
響する部分のみを転造することで、転造力の一層の軽減
が図れる。このため、軸素材がパイプ状素材等の薄肉の
中空軸であっても、転造力で潰れを生じることなく転造
できる。また、転造による塑性変形量が少なく、そのた
め後工程の熱処理工程での変形も少なくなり、リード誤
差の少ないボールねじが得られる。

【０００８】この発明方法において、上記転造ロール
を、軸素材に対して軸方向と直交する方向に押し付け、
ボールねじ溝とこのボールねじ溝間のランド部とを転造
により同時に仕上げ加工しても良い。この方法の場合、
ボールねじ溝とランド部との両方が転造面とされるた
め、ボールねじ溝の内面およびランド部の両方に高精度
が得られる。また、転造によるため、研削に比べて生産
性が良い。

【０００９】この発明方法において、上記ボールねじ軸
の軸素材が、転造下径部と異なる軸方向部分に大径部を
有するものである場合に、この大径部の位置をセンサで
検出し、この検出信号に基づいて上記支持刃を退避させ
るようにしても良い。このような大径部を有するボール
ねじ軸においても、支持刃による支持によって、精度良
く転造することができる。

【００１０】この発明のボールねじ軸の製造装置は、ボ
ールねじ軸のねじ溝を転造により成形する製造装置であ
って、ボールねじ軸の軸素材を挟んで対向する一対の転
造ロールと、この転造ロールの両側に配置されて上記軸
素材を支持する複数の支持ブッシュと、上記転造ロール
の軸素材進入方向の手前に少なくとも一つ配置されて軸
素材の転造下径部を支持する退避自在な支持刃と、軸素
材の所定部分を検出するセンサと、このセンサの信号に
より上記支持刃を退避させる支持刃制御手段そを備えた
ことを特徴とする。この構成の装置によると、この発明
方法によるボールねじ軸の製造が実現できる。センサで
検出する軸素材の所定部分は、例えば大径部であって
も、また軸素材の終端等であっても良い。

【００１１】この発明装置において、上記転造ロール
は、一対の円筒多条のロールであっも良い。このように
多条の転造ロールを用いることにより、パイプ素材の同
じ箇所が転造ロールの各条の部分で繰り返して転造され
ることになり、綺麗に転造される。

【００１２】この発明装置において、上記支持ブッシュ
の中心が、上記転造ロールの中心に対し、僅かに下方に
設置されていても良い。このように、支持ブッシュの中
心を転造ロールの中心に対して僅かに下方に設置するこ
とにより、転造力によって、軸素材を支持刃に押し付け
ようとする力が発生し、転造加工が安定する。上記支持
ブッシュの中心を上記転造ロールの中心に対して下げる
下げ量は、軸素材の転造下径（転造する部分の転造前の
直径）に対する１〜３％の範囲が好ましい。ずれ量が１
％よりも小さいと、押し付け力が不足し、支持状態が不
安定になる。また、ずれ量が３％よりも大きいと、押し
付け力が過大となり、支持刃上面へのかじりが発生す
る。

【００１３】この発明装置において、上記ボールねじ軸
の軸素材が、大径のラック部を有するものである場合
に、上記センサはこのラック部の位置を検出するものと
しても良い。このような大径のラック部を有するボール
ねじ軸のねじ溝が、上記の支持刃による支持によって精
度良く転造できる。また、支持刃がラック部に干渉する
ことを避けることができる。なお、上記ラック部は、ラ
ック歯が形成された部分であっても、ラック歯が未加工
で後に形成される部分であっても良い。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図４と共に説明する。このボールねじ軸の製造装置
は、ボールねじ軸１の軸素材Ｗにねじ溝２を転造により
成形する装置である。この装置は、軸素材Ｗを挟んで対
向する一対の転造ロール１１と、この転造ロール１１の
両側に配置されて軸素材Ｗを支持する複数の支持ブッシ
ュ１２（１２₁〜１２₃），１３（１３₁，１３₂）
と、転造ロール１１の手前に配置された支持刃１４（１
４₁，１４₂）とを備える。

【００１５】この装置で製造するボールねじ軸１（図４
（Ｆ））は、段付き軸状のものであり、小径部の全体ま
たは一部がねじ部１ａとされる。ボールねじ軸１の大径
部１ｂは、例えばラック部とされる。詳しくは、このボ
ールねじ軸１は、例えば電動パワーステアリング装置に
用いられるラック付きのボールねじ軸である。軸素材Ｗ
（図４（Ａ））は、ボールねじ溝２の未加工状態の素材
であり、小径部と大径部Ｗｂとを有し、小径部は全体が
転造下径部Ｗａとされる。大径部Ｗｂは、ラック歯の加
工済みのものであっても、未加工の丸軸状のものであっ
ても良い。

【００１６】転造ロール１１は、転造ダイス等とも呼ば
れる。図２に示すように、転造ロール１１は、ボールね
じ溝２を転造する螺旋状の突条１１ａを外周に有するロ
ールである。突条１１ａは、例えば、ボールねじ溝２の
溝底部に達しない高さのものとされる。突条１１ａは複
数巻きが連続して設けられ、転造ロール１１は円筒多条
のロールとされている。転造ロール１１の隣合う突条１
１ａ間の部分は、ランド部用転造型面となる円筒面とし
ても良い。一対の転造ロール１１は、回転中心が水平と
なるように設置され、回転駆動源（図示せず）に接続さ
れて回転駆動される。

【００１７】図１において、支持ブッシュ１２，１３
は、各々転造ロール１１に対して、軸素材Ｗの進入方向
の手前側と後ろ側とに配置したものである。手前側およ
び後ろ側の支持ブッシュ１２，１３は、それぞれ複数個
を互いに軸方向に離して設置してある。図示の例では、
手前側の支持ブッシュ１２は、第１〜第３の支持ブッシ
ュ１２₁〜１２₃の３個が設けられ、後ろ側の支持ブッ
シュ１３は、第１，第２の支持ブッシュ１３₁，１３₂
の２個が設けられている。これら支持ブッシュ１２，１
３は円筒状の部材であり、それぞれ支持台１５に軸受
（図示せず）等で回転自在に設置されている。手前側の
各支持ブッシュ１２の内径は、軸素材Ｗの大径部Ｗｂが
通過可能な内径であり、大径部Ｗｂよりも微小隙間分だ
け大きな径とされる。後ろ側の各支持ブッシュ１３は、
軸素材Ｗの転造完了部分であるねじ部１ａが通過可能な
内径であり、ねじ部１ａよりも微小隙間分だけ大きな内
径とされる。各支持ブッシュ１２，１３の中心Ｏ₂は、
転造ロール１１の中心Ｏ₁に対し、僅かに下方に設置さ
れている。この中心Ｏ₂の下げ量δは、軸素材Ｗの転造
下径部Ｗａの径ｄ１に対する１〜３％の範囲とされ、好
ましくは１．４〜２．３％の範囲とされている。なお、
支持ブッシュ１２と大径部Ｗｂとの径の差は、上記下げ
量δに比べて十分に小さな値である。

【００１８】支持刃１４は、素材Ｗの転造下径部Ｗａを
支持する部材であり、複数枚が互いに軸素材Ｗの移動方
向に離れて配置されている。そのうちの一つの支持刃１
４₂は、転造ロール１１の近傍に配置されている。他の
一つの支持刃１４₁は、進入側支持ブッシュ１２のうち
の最も転造ロール１１に近い支持ブッシュ１２₃よりも
さらに上手側の位置に配置されている。各支持刃１４は
板状の部材であり、上端面で滑り接触により軸素材Ｗを
軸方向移動および回転自在に支持する。支持刃１４は、
昇降ガイド１６に昇降自在に支持され、昇降駆動源１７
により、上方の支持位置と下方の退避位置との間に昇降
させられる。各支持刃１４は、軸素材Ｗの所定部分を検
出するセンサ１８の検出信号により、支持刃制御手段１
９の制御で、昇降駆動源１７によって下方の退避位置へ
退避させられる。センサ１８は、支持ブッシュ１２で支
持される軸素材Ｗの搬送経路に配置され、軸素材Ｗの大
径部Ｗｂを検出する。

【００１９】なお、このボールねじ軸の製造装置は、軸
素材Ｗを支持ブッシュ１２，１３による案内状態で軸方
向に移動させる送り駆動手段（図示せず）を有してい
る。

【００２０】つぎに、上記製造装置を用いた製造方法を
説明する。図４（Ａ）に示すように、軸素材Ｗは、支持
ブッシュ１２に搬入され、各支持ブッシュ１２₁〜１２
₃に支持された状態で軸方向に移動させられる。軸素材
Ｗの先端が転造ロール１１に達すると、転造が開始され
る（図４（Ｂ））。このとき、各支持刃１４₁，１４ ₂
は、共に軸素材Ｗの転造下径部Ｗａを支えている。転造
ロール１１側の支持刃１４₂は、転造ロール１１のでき
るだけ近い位置で支えている。軸素材Ｗの大径部Ｗｂ
は、対応位置の支持ブッシュ１２₁で支持されている。
このように、転造時に、軸素材Ｗの転造下径部Ｗａを転
造ロール１１の近傍で支持刃１４により支えるため、精
度良く転造が行える。支持刃１４の上面高さは、この上
面で支持された軸素材Ｗの中心が支持ブッシュ１２，１
３の中心Ｏ₂に略一致する高さである。支持ブッシュ１
２，１３の中心Ｏ₂は、転造ロール１１の中心Ｏ₁に対
して若干低くしてあり、そのため軸素材Ｗは転造中に転
造ロール１１から下向きの力が加えられ、支持刃１４の
上面に対して押し付けられる。そのため、より安定して
転造が行われる。

【００２１】転造が進行すると、軸素材Ｗの転造完了部
分は排出側の支持ブッシュ１３₁で支持される（図４
（Ｃ））。軸素材Ｗの大径部Ｗｂは進入側の支持ブッシ
ュ１２ ₁，１２₂により支持される。軸素材Ｗの大径部
Ｗｂが支持刃１４に近づくと、センサ１８（図１）で検
出され、支持刃１４₁が下降位置に退避して大径部Ｗｂ
の通過に備える。転造の終了直前になると（図４
（Ｄ））、軸素材Ｗはさらに前方へ進み、排出側の複数
の支持ブッシュ１３により、転造完了部分が支持され
る。また、軸素材Ｗの大径部Ｗｂも前方へ進み、進入側
の第２，第３の支持ブッシュ１２₂，１２ ₃で支持され
ている。このときは、大径部Ｗｂは、転造ロール１１の
近傍の支持刃１４₂に接近してきたため、大径部Ｗｂが
対応する位置のセンサ１８（図１）で検出され、近傍側
の支持刃１４₂も下降位置へ退避する。

【００２２】転造の終了状態（図４（Ｅ））では、軸素
材Ｗの転造完了部は排出側の支持ブッシュ１３₁，１３
₂で支持されている。大径部Ｗｂは、転造ロール１１の
近傍の支持刃１４₂を超えて進んでいるが、支持刃１４
₂は下方へ退避しているため、干渉の問題がない。大径
部Ｗｂは、前方へ進んだため、第３の支持ブッシュ１２
₃のみで支持されている。

【００２３】図４（Ｆ）は、転造が完了し、軸素材Ｗを
アンロードする状態を示す。一般には、軸素材Ｗの大径
部Ｗｂの径ｄｒは、転造完了部の径ｄ２よりも大きい。
そのため、寸法的に軸素材Ｗを前方へ排出することは不
可能である。また、可能であるとしても、大径部Ｗｂが
転造ロール１１に干渉して打ち傷を生じることの防止の
ためにも、転造ロール１１間を通して前方へ排出するに
は問題がある。そのため、軸素材Ｗは挿入側へ戻してア
ンロードする。このときも、支持刃１４₁，１４₂を下
降位置へ退避させた状態にしておくことにより、軸素材
Ｗの大径部Ｗｂが支持刃１４₁，１４₂に干渉したり、
あるいは軸素材Ｗの転造により拡径した転造完了部が支
持刃１４₁，１４₂に干渉することが避けられる。

【００２４】このように、この転造方法によると、転造
時に軸素材Ｗの転造ロール１１の近傍部分を支持刃１４
で支持するため、軸素材Ｗの支持精度が向上し、転造加
工も安定する。支持刃１４は、適宜下方へ退避させるた
め、転造加工が前方へ進行するときや、アンロードされ
るときに、支持刃１４が軸素材Ｗの大径部Ｗｂや、転造
により拡径した転造完了部に干渉することが避けられ、
安全なかつ生産性の良い転造装置となる。また、支持ブ
ッシュ１２，１３の中心Ｏ₂を転造ロール１１の中心Ｏ
₁に対して下降させたため、軸素材Ｗを支持刃１４の上
面に対して押し付ける力が転造ロール１１から与えられ
る。そのため、転造加工が安定する。この下降量δは、
軸素材Ｗの転造下径ｄ１に対する１〜３％の範囲が好ま
しく、この範囲とすることで、適切な押し付け力が得ら
れる。より好ましくは、加工量δは、１．４〜２．３％
の範囲である。下げ量δが１％より小さいと押し付け力
が不足し、支持状態が不安定となる。また、下げ量δが
３％より大きいと、押し付け力が過大となり、支持刃１
４の上面へのかじりが発生する。

【００２５】図５ないし図７は、この発明の他の実施形
態を示す。この実施形態の製造方法では、図６（Ａ），
図７（Ａ）に示すように、軸素材Ｗ′に、溝底部を除く
所定範囲に転造代６を有するボールねじ溝２の切削溝２
ａを予め切削加工した後、転造ロール１１によってねじ
溝２を転造する。製造するボールねじ軸１′は中空ボー
ルねじ軸であり、軸素材Ｗ′は中空軸とする。軸素材
Ｗ′を大小の二つの径の段付き軸とすること、およびそ
の大径部Ｗｂがラック部となるものであることは、前記
実施形態と同じである。製造装置は前記実施形態で用い
たものと同じものを使用する。支持刃１４の使用および
退避を行って、軸素材Ｗ′の支持、および軸素材Ｗ′の
大径部Ｗｂと支持刃１４との干渉回避を行うことも、前
記実施形態と同じである。ただし、支持刃１４で支持さ
れる転造下径部Ｗａ′は、切削溝２ａが形成された部分
となる。この実施形態の詳細を説明する。

【００２６】図６（Ｂ）はこの実施形態におけるボール
ねじ軸１′の転造完了状態を示す。このボールねじ軸
１′は、外周に螺旋状のボールねじ溝２が形成され、ボ
ールねじ溝２と、ボールねじ溝２間のランド部３とが転
造面４に形成されたものである。ランド部３は、ボール
ねじ軸１′の外周面におけるボールねじ溝２の各周部分
間のことである。ボールねじ軸１の内径孔７は、適宜の
径とされている。転造面４は、ボールねじ溝２の内面お
よびランド部３のうち、次の転造面部４ａ，４ｂのみに
設けられる。すなわち、図７（Ａ）に示すように、ボー
ルねじ溝２は、底部に前加工の切削溝２ａを残し、両側
面部が転造面部４ａとされる。また、ランド部３は、幅
方向の略中央に塑性流動逃がし溝５が設けられ、ランド
部３の転造面部４ｂとされる部分は、ボールねじ溝２と
塑性流動逃がし溝５の間の部分とされる。塑性流動逃が
し溝５は、切削加工された溝である。図７（Ａ）におい
て、細線は、転造前の断面形状を示す。

【００２７】この製造方法では、軸素材Ｗ′に、ボール
ねじ溝２を前加工として切削加工した後、図４と共に前
記実施形態で説明したと同様に転造を行う。

【００２８】図７（Ａ）に軸素材Ｗの転造前の断面形状
を細線で示すように、軸素材Ｗ′の切削加工されたボー
ルねじ溝２は、転造代６が、溝底部を除く所定範囲に形
成されたものとする。この所定範囲は、図示の例では、
ボールねじ溝２の内面における溝底部を除く全ての範囲
としてあるが、一部の範囲であっても良い。また、軸素
材Ｗ′には、ランド部３の幅方向の略中央に塑性流動逃
がし溝５を形成し、転造代６は、ランド部３におけるボ
ールねじ溝２に沿った部分、つまりボールねじ溝２と塑
性流動逃がし溝５との間の部分まで形成されたものとす
る。塑性流動逃がし溝５は、ボールねじ溝２と共に切削
加工で形成する。

【００２９】このように切削により前加工された軸素材
Ｗ′を、前記実施形態と同様に転造する。転造ロール１
１は、図７（Ｂ）に断面を示すように、ボールねじ溝２
を転造する略円弧状断面の螺旋状の突条１１ａと、円筒
面状のランド部用転造型面１１ｂとを有する。突条１１
ａは、ボールねじ溝２の底部に達しない高さのものであ
る。ランド部用転造型面１１ｂは、転造時において、軸
素材Ｗ′のランド部３における塑性流動逃がし溝５とボ
ールねじ溝２の間の部分を転造するものであり、塑性流
動逃がし溝５の底面には接しない。

【００３０】このように、前加工溝のボールねじ溝２、
転造代６、および塑性流動逃がし溝５を有する軸素材
Ｗ′を上記形状の転造ロール１１で転造することで、図
６（Ｂ）と共に完成形状を前述したボールねじ軸１′が
転造される。なお、この転造したボールねじ軸１′は、
後工程で熱処理される。

【００３１】このように製造したボールねじ軸１′によ
ると、ボールねじ溝２とランド部３との両方を転造面４
としたため、ボールねじ溝２の内面およびランド部３の
両方に高精度が得られる。また、転造によるため、研削
に比べて生産性が良い。また、ボールねじ溝２の溝底部
に、前加工の切削溝部２ａを残したが、溝底部はボール
（図示せず）に接触せず、ボールねじとして精度に影響
しない部分であり、このように精度に影響する部分のみ
を転造することで、転造力が小さくて済む。このため、
転造に用いる軸素材Ｗ′の肉厚が薄い場合も、転造力で
素材が潰れることなく、正常な転造が可能になる。ま
た、転造による塑性変形量が少なく、そのため後工程の
熱処理工程での変形も少なくなり、リード誤差の少ない
ボールねじが得られる。また、ランド部３に塑性流動逃
がし溝５を設けたため、ランド部３の転造に伴って塑性
流動する材料が、塑性流動逃がし溝５に逃げる。そのた
め、塑性流動する材料が無理に内径側へ押し込まれるこ
とがなく、綺麗にランド部３の転造が行われる。

【００３２】なお、前記実施形態は、ランド部３に塑性
流動逃がし溝５を設けたが、塑性流動逃がし溝５は必ず
しも設けなくても良い。その場合、軸素材Ｗ′には、図
８（Ａ）に示すように、転造代６は、ボールねじ溝２の
内面における溝底部を除く部分のみに設け、ランド部３
には設けない。転造ロール１１は、軸素材Ｗ′の外径面
の全体、つまりランド部３の全体に接触することにな
る。

【００３３】

【発明の効果】この発明方法は、ボールねじ軸のねじ溝
を転造により成形する製造方法であって、ボールねじ軸
の軸素材を挟んで対向する一対の転造ロールの両側に、
上記軸素材を支持する複数の支持ブッシュを配置し、上
記軸素材を回転させながら上記転造ロールを通過させ、
この転造ロールの軸素材移動方向の手前に、軸素材の転
造下径部を支持する支持刃を配置し、軸素材の所定部分
を検出して上記支持刃を退避させることを特徴する方法
であるため、軸素材が段付き形状等の異形部分を有する
ものである場合にも精度良く転造できる。上記ボールね
じ軸の軸素材に、溝底部を除く所定範囲に転造代を有す
るボールねじ溝の切削溝を予め切削加工した後、上記転
造ロールにてねじ溝を形成する場合は、ボールねじ軸が
薄肉の中空軸であっても、転造力による潰れの問題がな
く、また後工程の熱処理変形によるリード誤差を小さく
できる。上記転造ロールを、軸素材に対して軸方向と直
交する方向に押し付け、ボールねじ溝とこのボールねじ
溝間のランド部とを転造により同時に仕上げ加工する場
合は、ボールねじ溝の内面およびランドの両方に高精度
が得られる。

【００３４】この発明のボールねじ軸の製造装置は、ボ
ールねじ軸のねじ溝を転造により成形する製造装置であ
って、ボールねじ軸の軸素材を挟んで対向する一対の転
造ロールと、この転造ロールの両側に配置されて上記軸
素材を支持する複数の支持ブッシュと、上記転造ロール
の軸素材進入方向の手前に少なくとも一つ配置されて軸
素材の転造下径部を支持する退避自在な支持刃と、軸素
材の所定部分を検出するセンサと、このセンサの信号に
より上記支持刃を退避させる支持刃制御手段とを備えた
ものであるため、軸素材が段付き形状等の異形部分を有
するものである場合にも精度良く転造できる。上記転造
ロールが一対の円筒多条のロールからなる場合は、同じ
箇所が繰り返して転造されることになり、綺麗に転造さ
れる。支持ブッシュの中心が転造ロールの中心に対し、
僅かに下方に設置されている場合は、支持刃への押し付
け力が得られ、安定して転造が行われる。また、この発
明装置によると、大径のラック部を有するボールねじ軸
の転造が精度良く行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるボールねじ軸の
製造装置の破断側面図と、その制御系のブロック図とを
合わせて示す説明図である。

【図２】転造ロールの平面図である。

【図３】同製造装置のローディング時の状態を示す破断
側面図である。

【図４】同製造装置による製造方法の工程説明図であ
る。

【図５】この発明の他の実施形態にかかるボールねじ軸
の製造方法のローディング時の状態を示す側面図であ
る。

【図６】（Ａ），（Ｂ）は、各々軸素材の転造前の状態
の部分拡大破断正面図、および転造の完了したボールね
じ軸の部分拡大破断正面図である。

【図７】（Ａ），（Ｂ）は、各々ボールねじ軸のボール
ねじ溝の付近をさらに拡大した断面図、およびその転造
時の転造ロールと軸素材との接触状態を示す拡大断面図
である。

【図８】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態におけ
る軸素材のボールねじ溝付近の拡大断面図、（Ｂ）はそ
の転造時の転造ロールと軸素材との接触状態を示す拡大
断面図である。

【図９】従来方法の工程説明図である。

【図１０】従来のラック付きのボールねじとする素材の
説明図である。

【符号の説明】

１…ボールねじ軸２…ボールねじ溝２ａ…切削溝３…ランド部４…転造面６…転造代１１…転造ロール１２，１３…支持ブッシュ１４…支持刃１６…昇降ガイド１７…昇降駆動源１８…センサ１９…支持刃制御手段Ｗ，Ｗ′…軸素材Ｗａ，Ｗａ′…転造下径部Ｗｂ…大径部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボールねじ軸のねじ溝を転造により成形
する製造方法であって、ボールねじ軸の軸素材を挟んで
対向する一対の転造ロールの両側に、上記軸素材を支持
する複数の支持ブッシュを配置し、上記軸素材を回転さ
せながら上記転造ロールを通過させ、この転造ロールの
軸素材進入方向の手前に、軸素材の転造下径部を支持す
る支持刃を配置し、軸素材の所定部分を検出して上記支
持刃を退避させることを特徴とするボールねじ軸の製造
方法。
【請求項２】上記ボールねじ軸の軸素材に、溝底部を
除く所定範囲に転造代を有するボールねじ溝の切削溝を
予め切削加工した後、上記転造ロールにてねじ溝を形成
する請求項１に記載のボールねじ軸の製造方法。
【請求項３】上記転造ロールを、軸素材に対して軸方
向と直交する方向に押し付け、ボールねじ溝とこのボー
ルねじ溝間のランド部とを転造により同時に仕上げ加工
する請求項１または請求項２に記載のボールねじ軸の製
造方法。
【請求項４】上記ボールねじ軸の軸素材が、転造下径
部と異なる軸方向部分に大径部を有し、この大径部の位
置をセンサで検出し、この検出信号に基づいて上記支持
刃を退避させる請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載のボールねじ軸の製造方法。
【請求項５】ボールねじ軸のねじ溝を転造により成形
する製造装置であって、ボールねじ軸の軸素材を挟んで
対向する一対の転造ロールと、この転造ロールの両側に
配置されて上記軸素材を支持する複数の支持ブッシュ
と、上記転造ロールの軸素材進入方向の手前に少なくと
も一つ配置されて軸素材の転造下径部を支持する退避自
在な支持刃と、軸素材の所定部分を検出するセンサと、
このセンサの信号により上記支持刃を退避させる支持刃
制御手段とを備えたことを特徴とするボールねじ軸の製
造装置。
【請求項６】上記転造ロールが、一対の円筒多条のロ
ールからなる請求項５に記載のボールねじ軸の製造装
置。
【請求項７】上記支持ブッシュの中心が、上記転造ロ
ールの中心に対し、僅かに下方に設置されている請求項
５または請求項６に記載のボールねじ軸の製造装置。
【請求項８】上記支持ブッシュの中心を上記転造ロー
ルの中心に対して下げる下げ量が、軸素材の転造下径に
対する１〜３％の範囲である請求項７に記載のボールね
じ軸の製造装置。
【請求項９】上記ボールねじ軸の軸素材が、大径のラ
ック部を有し、上記センサがこのラック部の位置を検出
するものとした請求項５ないし請求項８のいずれかに記
載のボールねじ軸の製造装置。