JP2011183415A - Method for manufacturing lead screw - Google Patents
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Description
本発明はステッピングモータなどに用いられるリードスクリュー・シャフトに関し、特に、別体組立型リードスクリュー・シャフトにおいてナットなどをネジ送りするリードスクリューの製法に関する。 The present invention relates to a lead screw shaft used for a stepping motor or the like, and more particularly, to a method for producing a lead screw for screw-feeding a nut or the like in a separately assembled lead screw shaft.
特許文献1に開示の別体組立型リードスクリュー・シャフトの構造は、リードスクリュー(案内雄ネジ)とモータシャフト(回転軸)とが別体で、リードスクリューの反モータシャフト側端部にはモータシャフトよりも小径の軸受け端部が切削で形成され、また、リードスクリューのモータシャフト側端部には軸方向に突出した小径のモータシャフト嵌合部が切削で形成されており、この嵌合部にはモータシャフト嵌合穴がドリル加工で開けられて、これにモータシャフトの端部が圧入固定されている。リードスクリューの外径よりも細径の外径を持つモータシャフトを使用できるため、モータシャフトの軸受部での摩擦損失を低減できる。また、切削加工でリードスクリューと一体的な細径のモータシャフト部を形成する製法に比し、切削加工による雄ネジ部の面粗さに伴う摺動損失や騒音発生を抑制できる。 The structure of the separately assembled lead screw / shaft disclosed in Patent Document 1 is that the lead screw (guide male screw) and the motor shaft (rotary shaft) are separate, and the motor is attached to the end of the lead screw opposite to the motor shaft. A bearing end portion having a smaller diameter than the shaft is formed by cutting, and a motor shaft fitting portion projecting in the axial direction is formed by cutting on the motor shaft side end portion of the lead screw. A motor shaft fitting hole is drilled, and the end of the motor shaft is press-fitted and fixed thereto. Since a motor shaft having an outer diameter smaller than the outer diameter of the lead screw can be used, friction loss at the bearing portion of the motor shaft can be reduced. Moreover, compared with the manufacturing method which forms a thin motor shaft part integral with a lead screw by cutting, the sliding loss and noise generation accompanying the surface roughness of the external thread part by cutting can be suppressed.
しかしながら、上記の別体組立型リードスクリュー・シャフトにおけるリードスクリューの製造においては、ネジ転造前ではステンレス鋼細棒に対する軸受け端部及びモータシャフト嵌合部を形成するための切削加工が必須で、またネジ転造後でもモータシャフト嵌合穴の穴加工を必要とし、量産性に乏しく、リードスクリュー自体の製造コスト高となっていた。 However, in the manufacture of the lead screw in the separate assembly type lead screw / shaft described above, cutting to form a bearing end portion and a motor shaft fitting portion for the stainless steel thin rod is essential before thread rolling, In addition, even after thread rolling, drilling of the motor shaft fitting hole is required, so that the mass productivity is poor and the manufacturing cost of the lead screw itself is high.
そこで上記問題点を解決するため、本発明の課題は、量産性に富み、製造コスト低廉のリードスクリューが得られるリードスクリューの製造方法を提供することにある。 Therefore, in order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a lead screw that can provide a lead screw that has high mass productivity and low manufacturing costs.
本発明に係るリードスクリューの製造方法は、フープ材をその長手方向へ送りながら巻き込み絞り成形してシーム管を連続形成し、このシーム管をシームに沿って溶接してから管長方向へ引き伸ばして細径化し、この細径化した管を切断して所定寸法の管を得てから、この所定寸法の管の外表面に転造雄ネジ部を形成することを特徴とする。 In the lead screw manufacturing method according to the present invention, a hoop material is continuously drawn and drawn while being fed in the longitudinal direction thereof, and a seam tube is continuously formed. The seam tube is welded along the seam and then stretched in the tube length direction. It is characterized in that a diameter-reduced tube is cut to obtain a tube of a predetermined size, and then a rolled male screw portion is formed on the outer surface of the tube of the predetermined size.
所定寸法の管を得るまでは、フォーミング(巻き込み絞り成形)工程,シーム溶接工程、管伸長工程、及び管切断工程がライン作業で実現でき、頗る量産性に富むと共に、フォーミング(巻き込み絞り成形)工程や管伸長工程で管外径の精度が管理できているため、切削工程とは異なり、センターレス研磨を追加せずに済み、そのまま転造工程へ供し得る。したがって、製造コスト低廉のリードスクリューを提供できる。また、貫通する中空を持つ管の外表面に対し雄ネジ部の転造を施すため、転造輪雄ネジ部の食い込み深さにより横歪みだけでなく中空側への縦歪みも若干生じ得るため、転造仕上がり時での管長方向への延びを抑制できる。これに加え、リードスクリューにモータシャフトを圧入又は接着剤塗布で挿入し、中空をモータシャフトが貫通するほど長く嵌め込むことができ、リードスクリューとモータシャフトとの同心度及び真直度を向上できる。そして、貫通中空を持つリードスクリュー管であることから、反モータシャフト側端部から治具ピンを差し込んでリードスクリュー管を転造雄ネジ部に触れずに支持できるため、モータシャフト側端部に対するモータシャフトの圧入作業が容易となる。 Until a tube with the specified dimensions is obtained, the forming (sealing and drawing) process, seam welding process, pipe stretching process and pipe cutting process can be realized by line work, and it has excellent mass productivity and the forming (contracting and drawing process). Since the accuracy of the outer diameter of the pipe can be controlled in the pipe extension process, unlike the cutting process, it is not necessary to add centerless polishing and can be directly used for the rolling process. Therefore, a lead screw with a low manufacturing cost can be provided. In addition, because the external thread is rolled on the outer surface of a tube with a hollow that penetrates, not only lateral distortion but also longitudinal distortion to the hollow side may occur due to the biting depth of the rolled-wheel external thread. The extension in the tube length direction at the time of rolling finish can be suppressed. In addition to this, the motor shaft can be inserted into the lead screw by press-fitting or adhesive application, and the hollow can be fitted longer as the motor shaft penetrates, and the concentricity and straightness between the lead screw and the motor shaft can be improved. And since it is a lead screw tube having a through-hole, it is possible to support the lead screw tube without touching the rolled male screw portion by inserting a jig pin from the end portion on the side opposite to the motor shaft, The press-fitting work of the motor shaft becomes easy.
管切断工程とネジ転造工程との間で、所定寸法の管の両端外周側に面取り加工を施すことが望ましい。両端外周側に面取り(外テーパー面)が形成されていると、ネジ転造工程において最端部の転造雄ネジ部の山形がバリとして薄くなって潰れてしまうのを抑制できる。 It is desirable to chamfer the outer peripheral sides of both ends of a pipe having a predetermined dimension between the pipe cutting process and the thread rolling process. If chamfering (outer taper surface) is formed on the outer peripheral sides of both ends, it is possible to suppress the crests of the outermost threaded male threaded portion from becoming thin and crushing in the thread rolling process.
また、管切断工程とネジ転造工程との間で、所定寸法の管の両端内周側に面取り加工を施すことが望ましい。モータシャフトをリードスクリューの中空の途中まで挿入し、中空を残す場合は、両端内周側の面取り(内テーパー面)にはピボット軸受の鋼球を安定的に収めることができる。 Moreover, it is desirable to chamfer the inner peripheral side of both ends of a pipe having a predetermined dimension between the pipe cutting process and the thread rolling process. When the motor shaft is inserted halfway through the lead screw and left hollow, the steel balls of the pivot bearing can be stably stored in the chamfers (inner taper surfaces) on the inner peripheral sides of both ends.
本発明によれば、フープ材を用いてフォーミング(巻き込み絞り成形)工程,シーム溶接工程、管伸長工程、及び管切断工程で予め所定寸法の管を得てから、これをネジ転造工程に供するものであるため、量産性に富み、製造コスト低廉のリードスクリューが得られる。 According to the present invention, a pipe having a predetermined size is obtained in advance by a forming (rolling drawing) process, a seam welding process, a pipe extension process, and a pipe cutting process using a hoop material, and this is then subjected to a screw rolling process. Therefore, it is possible to obtain a lead screw with high productivity and low manufacturing cost.
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本例のリードスクリューの製造方法は、まず、図1(A)に示す如く、帯状長尺のステンレス製フープ材1を準備し、このステンレス製フープ材1をその長手方向へ送りながら、図1(B)に示す如く、巻き込み絞り金型(図示せず)を通過させて引き抜き、巻き込み絞り成形(フォーミング)を施し、シーム管2を連続的に形成する。引き続き、図1(C)に示す如く、このシーム管2をシーム(継ぎ目)2aに沿って溶接し溶接部位2bを施してから、図1(D)に示す如く、管長方向へ2〜3倍に引き伸ばし、溶接部位2bが目視できない位に細径化した管3を形成し、この管3を図1(E)に示す如く切断して所定寸法の管4を得る。そして、この所定寸法の管4を一対の転造輪(図示せず)の挟間に通し、管4の外表面に転造雄ネジ部5aを持つリードスクリュー管5を得る。本例のリードスクリュー管5の外径は、例えば1.7mm、その内径は0.8mmである。
As shown in FIG. 1A, a lead screw manufacturing method of this example is prepared by first preparing a strip-like long stainless steel hoop material 1 and feeding the stainless steel hoop material 1 in the longitudinal direction. As shown in FIG. 5B, the sheet is drawn through a squeeze drawing die (not shown) and subjected to squeeze drawing (forming) to form the
このようなリードスクリュー管5にはモータシャフト(図示せず)を圧入又は接着剤塗布で挿入することにより、別体組立型リードスクリュー・シャフトとして構成し、これを小型のPM形ステッピングモータなどに用いるものである。
A motor shaft (not shown) is inserted into such a
上記のリードスクリュー管5の製法において、所定寸法の管4を得るまでは、図1(B)のフォーミング(巻き込み絞り成形)工程,図1(C)の管溶接工程、図1(D)の管伸長工程、及び図1(E)の管切断工程がライン作業で実現できており、頗る量産性に富むと共に、図1(B)のフォーミング(巻き込み絞り成形)工程や図1(D)の管伸長工程で管外径の精度が管理できているため、切削工程とは異なりセンターレス研磨を追加せずに済み、図1(F)の転造工程へ供し得る。したがって、製造コスト低廉のリードスクリュー管5が得られる。
In the manufacturing method of the
また、貫通する中空5bを持つ管の外表面に対し転造を施すため、転造輪雄ネジ部の食い込みにより横歪みだけでなく中空5b側への縦歪みも若干生じ得るため、転造仕上がり時での管長方向への延びを抑制できる。 In addition, since the outer surface of the pipe having the hollow 5b penetrating is rolled, not only the lateral distortion but also the vertical distortion toward the hollow 5b can be caused slightly by the biting of the male thread portion of the rolling ring. It is possible to suppress the extension in the tube length direction.
これに加え、リードスクリュー管5にモータシャフト(図示せず)を圧入又は接着剤塗布で挿入し、中空5bをモータシャフトが貫通するほど長く嵌め込むことができ、リードスクリュー管5とモータシャフトとの同心度及び真直度を向上できる。そして、別体組立型リードスクリュー・シャフトとして貫通中空5bを持つリードスクリュー管5であることから、反モータシャフト側端部から治具ピンを差し込んでリードスクリュー管を転造雄ネジ部に触れずに支持できるため、モータシャフト側端部に対するモータシャフトの圧入作業が容易となる。
In addition, a motor shaft (not shown) can be inserted into the
図1(E)の管切断工程と図1(F)のネジ転造工程との間で、所定寸法の管4の両端外周側に面取り加工を施すことが望ましい。両端外周側に面取り(外テーパー面)が形成されていると、ネジ転造工程において最端部の転造雄ネジ部5aの山形がバリとして薄くなって潰れてしまうのを抑制できる。また、管切断工程とネジ転造工程との間で、所定寸法の管4の両端内周側に面取り加工を施すことが望ましい。モータシャフトを中空5bの途中まで挿入し、中空5bを残す場合は、両端内周側の面取り(内テーパー面)にはピボット軸受の鋼球(図示せず)を安定的に収めることができる。
It is desirable to chamfer the outer peripheral sides of both ends of the pipe 4 having a predetermined dimension between the pipe cutting process of FIG. 1 (E) and the thread rolling process of FIG. 1 (F). If chamfering (outer taper surface) is formed on the outer peripheral sides of both ends, it is possible to suppress the crests of the outermost rolled
1…フープ材
2…シーム管
2a…シーム(継ぎ目)
2b…溶接部位
3…細径化した管
4…所定寸法の管
5…リードスクリュー管
5a…転造雄ネジ部
5b…中空
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
2b ... welded
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