JP2009195930A - Infeed form rolling die and screw shaft of ball screw mechanism - Google Patents

Infeed form rolling die and screw shaft of ball screw mechanism Download PDF

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Manabu Horikoshi
学 堀越
Yoshinori Jingu
義憲 神宮
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an infeed form rolling die with which working of a screw shaft in which the balls are prevented from falling off is easily performed and the screw shaft of a ball screw mechanism which is formed with the die. <P>SOLUTION: The balls 3 can pass through smoothly because the cross-sectional shape of a passage of a male screw groove 1a is lager than the cross-sectional shape of the ball 3, but the cross-sectional shape of the passage of a dummy male screw groove 1a' is smaller than the cross-sectional shape of the ball 3 and the ball 3 is stopped to pass through by the fact that the portions showed by double cross hatching are hit. That is, the balls 3 are prevented from falling off by providing the dummy male screw groove 1a'. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば一般産業用機械に組付けられたり、或いは自動車に使用されたりするボールねじ機構のねじ軸、及びそれを加工するためのインフィード転造ダイスに関するものである。   The present invention relates to a screw shaft of a ball screw mechanism that is assembled in, for example, a general industrial machine or used in an automobile, and an infeed rolling die for processing the same.

近年、車両等の省力化が進み、例えば自動車のトランスミッションやパーキングブレーキなどを手動でなく、電動モータの力により行うシステムが開発されている。そのような用途に用いる電動アクチュエータには、電動モータから伝達される回転運動を高効率で軸線方向運動に変換するために、ボールねじ機構が用いられる場合がある。   In recent years, labor saving of vehicles and the like has progressed, and for example, a system has been developed in which a transmission, a parking brake, and the like of an automobile are performed not by hand but by the power of an electric motor. An electric actuator used for such an application may use a ball screw mechanism in order to convert the rotational motion transmitted from the electric motor into the axial motion with high efficiency.

ここで、ボールねじ機構のねじ軸を製造する転造加工として、通し転造方式とインフィード転造方式が知られている。通し転造方式は、ロールダイスを被転造物に押し当てて転造する際、ロールダイスのリード角と被転造物のリード角に少しの角度差を設けて転造する方式である。ロールダイス又は被転造物を相対的に回転させると、上記リード角の差によってロールダイスと被転造物が相対的に移動しながら転造する、いわゆる歩き現象を生じ、ロールダイスや被転造物を相対的に回転させるとき強制的に軸心方向に動かすことなく自動的に転造を行うことができる(特許文献1参照)。
特開2001−300675号公報 特開平9−133195号公報
Here, as the rolling process for manufacturing the screw shaft of the ball screw mechanism, a through rolling method and an in-feed rolling method are known. The through rolling method is a method in which when a roll die is pressed against a product to be rolled, the roll die is rolled with a slight angle difference between the lead angle of the roll die and the lead angle of the material to be rolled. When the roll die or the rolled material is rotated relatively, the roll die and the rolled material are rolled while moving relative to each other due to the difference in the lead angle. When relatively rotating, rolling can be performed automatically without forcibly moving in the axial direction (see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-300675 Japanese Patent Laid-Open No. 9-133195

ところで、通し転造加工は、回転する一対の転造ダイス間を円筒状ワークを軸線方向に通過させることにより、円筒状ワークの外周に雄ねじ溝を形成するものであるため、それにより形成される雄ねじ溝は全長にわたって連続している。従って、このような雄ねじ溝を形成したねじ軸を、雌ねじ溝を有するナットに組み付けてボールねじ機構を構成したときに、両ねじ溝間に配置されるボールが、ねじ溝の両端から脱落する恐れがあるため、取り扱いに不便である。そこで、ボールの脱落を防ぐべく、ねじ溝にストッパなどを設けたり、転造後にねじ溝を変形させるなどしているが、部品点数や工数の増大を招くという問題がある。   By the way, the through rolling process forms a male screw groove on the outer periphery of the cylindrical workpiece by passing the cylindrical workpiece in the axial direction between a pair of rotating rolling dies, and thus is formed thereby. The male thread groove is continuous over the entire length. Therefore, when a ball screw mechanism is configured by assembling a screw shaft having such a male screw groove to a nut having a female screw groove, the balls arranged between the two screw grooves may fall off from both ends of the screw groove. Is inconvenient to handle. Therefore, in order to prevent the balls from falling off, a stopper or the like is provided in the thread groove, or the thread groove is deformed after rolling, but there is a problem that the number of parts and man-hours are increased.

一方、インフィード転造加工は、回転する一対の転造ダイスを、円筒状ワークの両側から接近させて加工を行うものである。インフィード転造について説明する。図1(a)は、一般的なインフィード転造ダイス及びワークを示す図である。図1(b)は、転造時の状態を示す図である。図1(c)は、かかるインフィード転造ダイスの表面を拡大して示す軸線方向の断面図である。   On the other hand, the in-feed rolling process is a process in which a pair of rotating rolling dies are moved closer to both sides of a cylindrical workpiece. Infeed rolling will be described. Fig.1 (a) is a figure which shows a general in-feed rolling die and a workpiece | work. FIG.1 (b) is a figure which shows the state at the time of rolling. FIG.1 (c) is sectional drawing of the axial direction which expands and shows the surface of this infeed rolling die.

一対の転造ダイスRDは、等しいリードでねじ凸部SPをその表面に有しており、従って図1(c)に示す断面では、同一のピッチAで、同一の山形形状が繰り返すようになっている。また、図1(a)に示すように、円筒状ワークCWの雄ねじ溝形成部CW1の外径φDは、その両端の雄ねじ溝被形成部CW2の外径φdより大きくなっており、雄ねじ溝形成部CW1の全長bは、転造ダイスRDの全長Bより短くなっている。   The pair of rolling dies RD have the same lead and the screw convex portion SP on the surface thereof, and therefore the same chevron shape repeats at the same pitch A in the cross section shown in FIG. ing. Further, as shown in FIG. 1 (a), the outer diameter φD of the male screw groove forming portion CW1 of the cylindrical workpiece CW is larger than the outer diameter φd of the male screw groove forming portions CW2 at both ends thereof. The total length b of the part CW1 is shorter than the total length B of the rolling die RD.

図1(b)に示すように、円筒状ワークCWを間に介在させつつ、一対の転造ダイスRDを同じ方向に回転させながら接近させると、転造ダイスRDの表面に形成されたねじ凸部SPが、円筒状ワークCWの雄ねじ溝形成部CW1に押しつけられ、転造によって、その表面に雄ねじ溝を形成することができる。このとき、円筒状ワークCWは、転造ダイスRDに対して軸線方向に相対移動しない。   As shown in FIG. 1 (b), when a pair of rolling dies RD are approached while rotating in the same direction while a cylindrical workpiece CW is interposed therebetween, a screw protrusion formed on the surface of the rolling dies RD. The part SP is pressed against the male thread groove forming part CW1 of the cylindrical workpiece CW, and a male thread groove can be formed on the surface thereof by rolling. At this time, the cylindrical workpiece CW does not move relative to the rolling die RD in the axial direction.

ここで、円筒状ワークCWの雄ねじ溝形成部CW1の全長bは、転造ダイスRDの全長Bより短くなっているため、転造ダイスRDのねじ凸部SPによって、円筒状ワークCWの雄ねじ溝形成部CW1の全長にわたって等しいリードの雄ねじ溝が形成されることとなり、上述した通し転造加工と同様に、ボールの脱落を防止する何らかの方策を設ける必要が生じる。   Here, since the full length b of the male screw groove forming portion CW1 of the cylindrical work CW is shorter than the full length B of the rolling die RD, the male screw groove of the cylindrical work CW is formed by the screw convex portion SP of the rolling die RD. The male thread groove of the same lead is formed over the entire length of the forming portion CW1, and it is necessary to provide some measure for preventing the ball from dropping out, as in the above-described through rolling process.

これに対し、円筒状ワークCWの全長bを、転造ダイスRDの全長Bより短くすることも考えられる。図2(a)は、インフィード転造ダイス及びワークの別な例を示す図である。図2(b)は、転造加工時の状態を示す図であるが、転造ダイスは断面で示している。   On the other hand, it is also conceivable to make the total length b of the cylindrical workpiece CW shorter than the total length B of the rolling die RD. Fig.2 (a) is a figure which shows another example of an in-feed rolling die and a workpiece | work. FIG. 2B is a diagram showing a state during the rolling process, but the rolling die is shown in cross section.

本例では、円筒状ワークCWの雄ねじ溝形成部CW1の全長bは、転造ダイスRDの全長Bより長くなっているため、転造ダイスRDのねじ凸部SPによって、円筒状ワークCWの雄ねじ溝形成部CW1の両端を除き、雄ねじ溝が形成されることとなるが、雄ねじ溝形成部CW1の両端には、それぞれ軸線方向長さaの雄ねじ溝が形成されない領域が生じる。従って、ボールねじ機構のボールは、雄ねじ溝が形成されない領域から軸線方向外方へと移動できないため、ボールの脱落を防止する何らかの方策は不要となる。ところが、このような転造加工によれば、ねじ軸に付与される応力が不均一となり、ねじ軸に曲がりが発生したり、ねじ軸の雄ねじ溝の有効径が不均一な部位(テーパー)が発生する恐れがあって好ましくない。   In this example, since the total length b of the male thread groove forming portion CW1 of the cylindrical workpiece CW is longer than the total length B of the rolling die RD, the male screw of the cylindrical workpiece CW is formed by the screw projection SP of the rolling die RD. Except for both ends of the groove forming portion CW1, male screw grooves are formed. However, regions where the male screw grooves having the axial length a are not formed are formed at both ends of the male screw groove forming portion CW1. Therefore, since the ball of the ball screw mechanism cannot move outward in the axial direction from the region where the male screw groove is not formed, any measures for preventing the ball from falling off are unnecessary. However, according to such a rolling process, the stress applied to the screw shaft becomes non-uniform, and the screw shaft is bent, or the effective diameter of the male screw groove of the screw shaft is non-uniform (taper). It is not preferable because it may occur.

一方、特許文献2に示すように、インフィード転造ダイスの形状を、スルーフィード用転造ダイス形状とすることで、両端に切り上がりを形成したねじ軸を形成することができ、それによりボールの脱落を防止することができる。しかしながら、特許文献2に示すダイスは、元々スルーフィード転造用に設計されたものであり、その製作コストが割高であるばかりでなく、インフィード転造に適用した場合には加工部外径を均一に保つことができないという問題もある。なお、切削加工や研削加工で、ボールねじ機構のねじ軸を形成することも考えられ、かかる加工によれば、ねじ溝の両端を切り上げるように加工することが任意である。しかしながら、切削加工や研削加工は時間がかかって生産効率が悪いという問題がある。   On the other hand, as shown in Patent Document 2, by making the shape of the in-feed rolling die into a through-feed rolling die shape, it is possible to form screw shafts with rounded ends at both ends, thereby forming a ball Can be prevented from falling off. However, the die shown in Patent Document 2 was originally designed for through-feed rolling, and its manufacturing cost is not only expensive, but when applied to in-feed rolling, the outer diameter of the processed part is reduced. There is also a problem that it cannot be kept uniform. It is also conceivable to form the screw shaft of the ball screw mechanism by cutting or grinding, and according to such processing, it is optional to perform processing so as to round up both ends of the thread groove. However, there is a problem that cutting and grinding require time and production efficiency is poor.

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ボールの脱落を防止できるねじ軸の加工を容易に行えるインフィード転造ダイス、及びそれにより形成されるボールねじ機構のねじ軸を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and is an in-feed rolling die that can easily process a screw shaft that can prevent the ball from falling off, and a screw of a ball screw mechanism formed thereby. The purpose is to provide an axis.

本発明のインフィード転造ダイスは、素材に対して転造加工を施すことで、ボールねじ機構のねじ軸の雄ねじ溝を形成するインフィード転造ダイスにおいて、
前記素材の外周に雄ねじ溝を加工形成する螺旋状の加工部を有し、前記加工部には、断面が小さくなる部位が少なくとも一カ所設けられていることを特徴とする。
The in-feed rolling die of the present invention is an in-feed rolling die that forms a male screw groove of a screw shaft of a ball screw mechanism by rolling a material.
It has a spiral processed part that forms and forms a male screw groove on the outer periphery of the material, and the processed part is provided with at least one part having a small cross section.

本発明のインフィード転造ダイスによれば、前記素材の外周に雄ねじ溝を加工形成する螺旋状の加工部を有し、前記加工部には、断面が小さくなる部位が少なくとも一カ所設けられているので、それによりねじ軸が製造されたときに、雄ねじ溝に通路断面(ボールの転動方向に直交する断面をいう)が小さくなる部位が少なくとも形成され、このような通路断面が小さくなる部位が端部寄りに形成されていれば、かかるねじ軸をボールねじ機構に組み付けたときに、ボールが、通路断面が小さくなる部位を通過することが阻止され、よってボールの脱落を防止することができる。従って、「加工部の断面が小さくなる部位」とは、その加工部によってねじ軸の雄ねじ溝が形成されたときに、ボールが通過できない程度に通路断面が小さくなる溝形状を転造する加工部の部位をいう。   According to the infeed rolling die of the present invention, it has a spiral processed portion for forming a male screw groove on the outer periphery of the material, and the processed portion is provided with at least one portion having a small cross section. As a result, when the screw shaft is manufactured, at least a portion where the passage cross section (which is a cross section perpendicular to the rolling direction of the ball) is reduced is formed in the male screw groove, and such a passage cross section is reduced. Is formed closer to the end portion, the ball is prevented from passing through a portion where the cross section of the passage becomes small when the screw shaft is assembled to the ball screw mechanism, thereby preventing the ball from falling off. it can. Therefore, “the part where the cross section of the machined part becomes smaller” means that the machined part is rolled into a groove shape where the ball cross section becomes so small that the ball cannot pass through when the male thread groove of the screw shaft is formed by the machined part. Refers to the part.

前記加工部の有効外径は、前記素材の被加工領域の全長にわたって等しいと好ましいが、意図的に例えばテーパ形状とすることもできる。   The effective outer diameter of the processed portion is preferably equal over the entire length of the region to be processed of the material, but can be intentionally formed into a tapered shape, for example.

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図3は、本実施の形態にかかるインフィード転造ダイスから形成されたねじ軸を用いたボールねじ機構の一例を示す断面図である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a ball screw mechanism using a screw shaft formed from the in-feed rolling die according to the present embodiment.

不図示のモータの回転軸に連結され且つ雄ねじ溝1a及びダミーの雄ねじ溝1a’、1a’を有するねじ軸1を包囲するようにして、円筒状のナット2が配置されている。ナット2は、不図示のハウジングに対して回転のみ可能に支持されており、内周面に雌ねじ溝2aを形成している。複数のボール3が、対向する両ねじ溝1a、2a間に形成された螺旋状の転走路内を転動自在となるように配置されている。ナット2には、転走路の一端から他端へとボール3を戻すチューブ4が配置されている。ねじ軸1と、ナット2と、ボール3とでボールねじ機構を構成する。   A cylindrical nut 2 is arranged so as to surround the screw shaft 1 connected to a rotation shaft of a motor (not shown) and having a male screw groove 1a and dummy male screw grooves 1a 'and 1a'. The nut 2 is supported so as to be rotatable only with respect to a housing (not shown), and has a female screw groove 2a on the inner peripheral surface. A plurality of balls 3 are arranged so as to be able to roll in a spiral rolling path formed between the opposing screw grooves 1a, 2a. The nut 2 is provided with a tube 4 for returning the ball 3 from one end of the rolling path to the other end. The screw shaft 1, the nut 2, and the ball 3 constitute a ball screw mechanism.

ボールねじ機構の動作を説明すると、不図示のモータによりねじ軸1が回転駆動されたとき、転走路を転動し且つチューブ4を介して転走路の一端から他端へと循環するボール3により、かかる回転運動がナット2の軸線方向運動に効率よく変換されるようになっている。   The operation of the ball screw mechanism will be described. When the screw shaft 1 is rotationally driven by a motor (not shown), the ball 3 rolls on the rolling path and circulates from one end of the rolling path to the other end via the tube 4. The rotational motion is efficiently converted into the axial motion of the nut 2.

次に、ねじ軸の加工態様について説明する。図4(a)は、インフィード転造ダイス10を示す図であり、図4(b)は、インフィード転造ダイス10の表面を拡大して模式的に示す軸線方向の断面図であり、図4(c)は、加工ねじ部12aの断面形状を示す図であり、図4(d)は、加工ねじ部11a、13aの断面形状を示す図である。   Next, the processing mode of the screw shaft will be described. FIG. 4A is a diagram showing the in-feed rolling die 10, and FIG. 4B is an axial sectional view schematically showing an enlarged surface of the in-feed rolling die 10. FIG. 4C is a diagram illustrating a cross-sectional shape of the processing screw portion 12a, and FIG. 4D is a diagram illustrating a cross-sectional shape of the processing screw portions 11a and 13a.

本実施の形態のインフィード転造ダイス10は、3つの円筒部11〜13から形成されている。より具体的には、図4に示すように、中央の円筒部12は、雄ねじ溝1aと同じリードであり且つ対応する断面形状の加工ねじ部12aを外周に有している。一方、両端の円筒部11,13は、ダミーの雄ねじ溝1a’と同じリードであり且つ対応する断面形状である加工ねじ部11a、13aをそれぞれ外周に有している。ここでは、雄ねじ溝1aと、ダミーの雄ねじ溝1a’は同じリードを有しているものとする。又、加工ねじ部11a〜13aの有効外径は等しくなっている。   The in-feed rolling die 10 of the present embodiment is formed from three cylindrical portions 11 to 13. More specifically, as shown in FIG. 4, the central cylindrical portion 12 is the same lead as the male screw groove 1 a and has a corresponding cross-sectional processed screw portion 12 a on the outer periphery. On the other hand, the cylindrical portions 11 and 13 at both ends have processing screw portions 11a and 13a having the same lead as the dummy male screw groove 1a 'and a corresponding cross-sectional shape on the outer circumferences. Here, it is assumed that the male screw groove 1a and the dummy male screw groove 1a 'have the same lead. Further, the effective outer diameters of the machining screw portions 11a to 13a are equal.

図4(b)に断面で示す加工ねじ部11a〜13aは、連続した螺旋状の加工部であって同じピッチで並んでいるが、その断面形状は、図4(c)、(d)に示すように異なっている。より具体的には、加工ねじ部11a、13aの断面形状は、その両斜面がダブルハッチングで示すように削られることで、加工ねじ部12aの断面形状よりも小さくなっている。なお、図4(e)に示す第1の変形例にかかる加工ねじ部11a’、13a’の断面形状は、その両斜面がダブルハッチングで示すように更に削られることで、加工ねじ部12aの断面形状よりも更に小さくなっている。又、なお、図4(f)に示す第2の変形例にかかる加工ねじ部11a”、13a”の断面形状は、その頂面がダブルハッチングで示すように削られることで、加工ねじ部12aの断面形状よりも小さくなっている。   The processing screw portions 11a to 13a shown in cross section in FIG. 4B are continuous spiral processing portions and are arranged at the same pitch, but the cross-sectional shapes thereof are shown in FIGS. 4C and 4D. It is different as shown. More specifically, the cross-sectional shape of the processed screw portions 11a and 13a is smaller than the cross-sectional shape of the processed screw portion 12a by cutting both slopes as shown by double hatching. In addition, the cross-sectional shape of the processing screw parts 11a ′ and 13a ′ according to the first modification shown in FIG. 4E is further cut away so that both slopes are shown by double hatching, so that the processing screw parts 12a It is smaller than the cross-sectional shape. In addition, the cross-sectional shape of the machining screw portions 11a "and 13a" according to the second modification shown in Fig. 4 (f) is cut so that the top surface thereof is shown by double hatching, whereby the machining screw portion 12a It is smaller than the cross-sectional shape.

図5は、本実施の形態のインフィード転造ダイス10を用いて、ワーク20を転造加工する工程を示す図である。ここで、ねじ軸1の素材である円筒状のワーク20は、雄ねじ溝形成部(被加工領域)20aと、その両側に雄ねじ溝被形成部20b、20bとを有しており、雄ねじ溝形成部20aの外径φDは、その両端の雄ねじ溝被形成部20b、20bの外径φdより大きくなっている。更に、雄ねじ溝形成部20aの全長bは、インフィード転造ダイス10の全長Bより短くなっている。   FIG. 5 is a diagram showing a process of rolling the workpiece 20 using the in-feed rolling die 10 of the present embodiment. Here, the cylindrical workpiece 20 which is the material of the screw shaft 1 has a male screw groove forming portion (processed region) 20a and male screw groove forming portions 20b and 20b on both sides thereof. The outer diameter φD of the portion 20a is larger than the outer diameter φd of the male thread groove formed portions 20b and 20b at both ends thereof. Furthermore, the full length b of the male thread groove forming portion 20 a is shorter than the full length B of the in-feed rolling die 10.

まず、図5(a)に示すように、一対のインフィード転造ダイス10の間に、ワーク20をセットする。更に、図5(b)に示すように、同じ方向に回転するインフィード転造ダイス10を互いに接近させて、ワーク20の雄ねじ溝形成部20aを、インフィード転造ダイス10の円筒部11〜13により加工する。インフィード転造ダイス10の回転と共にワーク20を回転させることができ、それにより全周の転造が可能となる。   First, as shown in FIG. 5A, the workpiece 20 is set between a pair of in-feed rolling dies 10. Further, as shown in FIG. 5B, the infeed rolling dies 10 rotating in the same direction are brought close to each other so that the male thread groove forming portion 20 a of the work 20 is replaced with the cylindrical portions 11 to 11 of the infeed rolling dies 10. 13 is processed. The workpiece 20 can be rotated together with the rotation of the in-feed rolling die 10, so that the entire circumference can be rolled.

更に、雄ねじ溝形成部20aの全長bは、インフィード転造ダイス10の全長Bより短くなっており、即ちワーク20の全長にわたって、インフィード転造ダイス10の有効外径が等しい円筒部11〜13が接触しているので、生じる応力が一様になり、ワーク20の曲がりや有効径の不均一(テーパー化)などの発生を抑制できる。   Further, the overall length b of the male thread groove forming portion 20a is shorter than the overall length B of the infeed rolling die 10, that is, the cylindrical portions 11 to 11 having the same effective outer diameter of the infeed rolling die 10 over the entire length of the workpiece 20. Since 13 is in contact, the generated stress becomes uniform, and the occurrence of bending of the workpiece 20 and non-uniformity (tapering) of the effective diameter can be suppressed.

以上の転造加工により、図5(c)に示すように、ワーク20の雄ねじ溝形成部20aの中央領域Xには、インフィード転造ダイス10の加工ねじ部12aにより雄ねじ溝1aが形成され、且つ雄ねじ溝形成部20aの端部領域Y、Yには、第2の円筒部11,13によりダミーの雄ねじ溝1a’、1a’が形成される。最終的にインフィード転造ダイス10を互いに離隔させることで、ねじ軸1が製造されることとなるが、後加工が不要となるので、製造コストを低く抑えることができる。   As a result of the above rolling process, as shown in FIG. 5C, the male screw groove 1 a is formed in the central region X of the male screw groove forming part 20 a of the workpiece 20 by the processing screw part 12 a of the infeed rolling die 10. In addition, dummy male screw grooves 1a ′ and 1a ′ are formed by the second cylindrical portions 11 and 13 in the end regions Y and Y of the male screw groove forming portion 20a. Finally, the screw shaft 1 is manufactured by separating the in-feed rolling dies 10 from each other. However, since post-processing is not necessary, the manufacturing cost can be kept low.

図6(a)は、このようにして形成されたねじ軸1の側面図であり、図6(b)は、ねじ軸1の表面を拡大して模式的に示す軸線方向の断面図であり、図6(c)は、雄ねじ溝1aの通路断面形状であり、図6(d)は、ダミーの雄ねじ溝1a’の通路断面形状である。   FIG. 6A is a side view of the screw shaft 1 formed as described above, and FIG. 6B is an axial sectional view schematically showing an enlarged surface of the screw shaft 1. FIG. 6C shows the passage cross-sectional shape of the male screw groove 1a, and FIG. 6D shows the passage cross-sectional shape of the dummy male screw groove 1a ′.

図6(c)、(d)から明らかであるが、加工ねじ部12aにより転造される雄ねじ溝1aの通路断面形状は、一点鎖線で示すボール3の断面形状より大きいので、ボール3がスムーズに通過できる。これに対し、加工ねじ部11a、13aにより転造されるダミーの雄ねじ溝1a’の通路断面形状は、一点鎖線で示すボール3の断面形状より小さく、ダブルハッチングで示す部位が当たることでボール3の通過が阻止される。即ち、ダミーの雄ねじ溝1a’を設けることで、ボール3の脱落を防止できる。   As apparent from FIGS. 6C and 6D, the cross-sectional shape of the male screw groove 1a rolled by the processing screw portion 12a is larger than the cross-sectional shape of the ball 3 indicated by the alternate long and short dash line. Can pass through. On the other hand, the passage cross-sectional shape of the dummy male screw groove 1a ′ rolled by the processed screw portions 11a and 13a is smaller than the cross-sectional shape of the ball 3 indicated by the alternate long and short dash line, and the ball 3 Is blocked from passing. In other words, the ball 3 can be prevented from falling off by providing the dummy male screw groove 1a '.

同様に、第1の変形例により加工ねじ部11a’,13a’により転造形成されたダミーの雄ねじ溝1a”の通路断面形状は、図6(e)に示すように、ボール3の断面形状より小さく、ダブルハッチングで示す部位が当たることでボール3の通過が阻止される。更に、第2の変形例により加工ねじ部11a”,13a”により転造形成されたダミーの雄ねじ溝1a’”の通路断面形状は、図6(f)に示すように、ボール3の断面形状より小さく、ダブルハッチングで示す部位が当たることでボール3の通過が阻止される。   Similarly, the passage cross-sectional shape of the dummy male screw groove 1a ″ formed by rolling with the processed screw portions 11a ′ and 13a ′ according to the first modification is the cross-sectional shape of the ball 3 as shown in FIG. The smaller, double-hatched portion hits to prevent the ball 3 from passing. Further, the dummy male screw groove 1a ′ ″ formed by rolling with the processed screw portions 11a ″ and 13a ″ according to the second modification. As shown in FIG. 6 (f), the passage cross-sectional shape is smaller than the cross-sectional shape of the ball 3, and the passage of the ball 3 is prevented by hitting a portion indicated by double hatching.

図7は、第2の実施の形態にかかるインフィード転造ダイス10’を示す図である。本変形例のインフィード転造ダイス10’は、上述した実施の形態に対して、加工ねじ部12aを有する円筒部12に対して、加工ねじ部11aを有する円筒部11を片側にのみ連結した点が異なるので、同様な構成については同じ符号を付すことで説明を省略する。   FIG. 7 is a view showing an in-feed rolling die 10 ′ according to the second embodiment. In the in-feed rolling die 10 'of the present modification, the cylindrical portion 11 having the processed screw portion 11a is connected to only one side with respect to the cylindrical portion 12 having the processed screw portion 12a in the embodiment described above. Since the points are different, the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図8は、図7に示すインフィード転造ダイス10’を用いて形成されたねじ軸1’を示す図である。本変形例のねじ軸1’は、上述した実施の形態に対して、ダミーの雄ねじ溝1a’を片側にのみ設けている点が異なるので、同様な構成については同じ符号を付すことで説明を省略する。   FIG. 8 is a view showing a screw shaft 1 ′ formed by using the in-feed rolling die 10 ′ shown in FIG. 7. Since the screw shaft 1 'of the present modification is different from the above-described embodiment in that a dummy male screw groove 1a' is provided only on one side, the same components are described with the same reference numerals. Omitted.

本変形例にかかるねじ軸1’を、図1に示すボールねじ機構に組み込んだとき、雄ねじ溝1aの通路断面形状に対して、ダミーの雄ねじ溝1a’の通路断面形状が小さくなっているので、ボール3が、片側のダミーの雄ねじ溝1a’を通過することができないため、片側へのボール3の脱落を防止できる。   When the screw shaft 1 'according to this modification is incorporated in the ball screw mechanism shown in FIG. 1, the passage cross-sectional shape of the dummy male screw groove 1a' is smaller than the passage cross-sectional shape of the male screw groove 1a. Since the ball 3 cannot pass through the dummy male screw groove 1a ′ on one side, it is possible to prevent the ball 3 from dropping to one side.

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、断面形状の小さい部位は、螺旋状の加工部の少なくとも1カ所に設ければ足りる。又、図6の雄ねじ溝1a’の通路断面形状は、雄ねじ溝1a’の全範囲にわたって同じ形状である必要はなく、例えば軸端に向かって徐々に、その断面形状が変化してゆくようにしても良い。   The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate. For example, it suffices to provide a portion having a small cross-sectional shape at at least one location of the spiral processed portion. Further, the cross-sectional shape of the male screw groove 1a ′ in FIG. 6 does not need to be the same shape over the entire range of the male screw groove 1a ′. For example, the cross-sectional shape gradually changes toward the shaft end. May be.

図1(a)は、一般的なインフィード転造ダイス及びワークを示す図である。図1(b)は、転造時の状態を示す図である。図1(c)は、かかるインフィード転造ダイスの表面を拡大して示す軸線方向の断面図である。Fig.1 (a) is a figure which shows a general in-feed rolling die and a workpiece | work. FIG.1 (b) is a figure which shows the state at the time of rolling. FIG.1 (c) is sectional drawing of the axial direction which expands and shows the surface of this infeed rolling die. 図2(a)は、インフィード転造ダイス及びワークの別な例を示す図である。図2(b)は、転造加工時の状態を示す図である。Fig.2 (a) is a figure which shows another example of an in-feed rolling die and a workpiece | work. FIG.2 (b) is a figure which shows the state at the time of a rolling process. 本実施の形態にかかるインフィード転造ダイスから形成されたねじ軸を用いたボールねじ機構の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the ball screw mechanism using the screw shaft formed from the infeed rolling die concerning this Embodiment. 図4(a)は、インフィード転造ダイス10を示す図であり、図4(b)は、インフィード転造ダイス10の表面を拡大して模式的に示す軸線方向の断面図であり、図4(c)は、加工ねじ部12aの断面形状を示す図であり、図4(d)は、加工ねじ部11a、13aの断面形状を示す図である。また、図4(e)は、第1の変形例にかかる加工ねじ部11a、13aの断面形状を示す図である。図4(f)は、第2の変形例にかかる加工ねじ部11a、13aの断面形状を示す図である。FIG. 4A is a diagram showing the in-feed rolling die 10, and FIG. 4B is an axial sectional view schematically showing an enlarged surface of the in-feed rolling die 10. FIG. 4C is a diagram illustrating a cross-sectional shape of the processing screw portion 12a, and FIG. 4D is a diagram illustrating a cross-sectional shape of the processing screw portions 11a and 13a. FIG. 4E is a diagram showing a cross-sectional shape of the processed screw portions 11a and 13a according to the first modification. FIG. 4F is a diagram illustrating a cross-sectional shape of the processing screw portions 11a and 13a according to the second modification. 本実施の形態のインフィード転造ダイス10を用いて、ワーク20を転造加工する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of rolling the workpiece | work 20 using the in-feed rolling die 10 of this Embodiment. 図6(a)は、このようにして形成されたねじ軸1の側面図であり、図6(b)は、ねじ軸1の表面を拡大して模式的に示す軸線方向の断面図であり、図6(c)は、雄ねじ溝1aの通路断面形状であり、図6(d)は、ダミーの雄ねじ溝1a’の通路断面形状である。又、図6(e)は、第1の変形例にかかるダミーの雄ねじ溝1a’の通路断面形状である。図6(f)は、第2の変形例にかかるダミーの雄ねじ溝1a’の通路断面形状である。FIG. 6A is a side view of the screw shaft 1 formed as described above, and FIG. 6B is an axial sectional view schematically showing an enlarged surface of the screw shaft 1. FIG. 6C shows the passage cross-sectional shape of the male screw groove 1a, and FIG. 6D shows the passage cross-sectional shape of the dummy male screw groove 1a ′. FIG. 6E shows the cross-sectional shape of the passage of the dummy male thread 1a 'according to the first modification. FIG. 6F is a passage cross-sectional shape of the dummy male thread 1a 'according to the second modification. 第2の実施の形態にかかるインフィード転造ダイス10’を示す図である。It is a figure which shows the in-feed rolling die 10 'concerning 2nd Embodiment. 図7に示すインフィード転造ダイス10’を用いて形成されたねじ軸1’を示す図である。It is a figure which shows the screw shaft 1 'formed using the in-feed rolling die 10' shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、1’ねじ 軸
1a 雄ねじ溝
1a’ ダミーの雄ねじ溝
2 ナット
2a 雌ねじ溝
3 ボール
4 チューブ
10、10’ インフィード転造ダイス
11 円筒部
11a 加工ねじ部
12 円筒部
12a 加工ねじ部
13 円筒部
13a 加工ねじ部
20 ワーク
20a 雄ねじ溝形成部
20b 雄ねじ溝被形成部
X 第1の加工領域
Y 第2の加工領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 'screw Shaft 1a Male thread groove 1a' Dummy male thread groove 2 Nut 2a Female thread groove 3 Ball 4 Tube 10, 10 'Infeed rolling die 11 Cylindrical part 11a Machining screw part 12 Cylindrical part 12a Machining screw part 13 Cylindrical part 13a Machining screw part 20 Work piece 20a Male thread groove forming part 20b Male thread groove forming part X First machining area Y Second machining area

Claims (3)

素材に対して転造加工を施すことで、ボールねじ機構のねじ軸の雄ねじ溝を形成するインフィード転造ダイスにおいて、
前記素材の外周に雄ねじ溝を加工形成する螺旋状の加工部を有し、前記加工部には、断面が小さくなる部位が少なくとも一カ所設けられていることを特徴とするインフィード転造ダイス。
In the in-feed rolling die that forms the male screw groove of the screw shaft of the ball screw mechanism by rolling the material,
An in-feed rolling die having a spiral processed portion for forming a male screw groove on the outer periphery of the material, wherein the processed portion is provided with at least one portion having a reduced cross section.
前記加工部の有効外径は、前記素材の被加工領域の全長にわたって等しいことを特徴とする請求項1に記載のインフィード転造ダイス。   2. The in-feed rolling die according to claim 1, wherein an effective outer diameter of the processed portion is equal over an entire length of a processed region of the material. 請求項1又は2に記載のインフィード転造ダイスにより転造加工されたことを特徴とするボールねじ機構のねじ軸。   A threaded shaft of a ball screw mechanism, which is rolled by the in-feed rolling die according to claim 1 or 2.
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