JP2012180539A - Method for manufacturing nut for ball screw, and nut for ball screw - Google Patents

Method for manufacturing nut for ball screw, and nut for ball screw Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a nut for a ball screw, which can further reduces the cost and labor hours while minimizing thermal deformation by heat treatment for surface hardening, and a nut for a ball screw manufactured by the method.SOLUTION: An inner circumferential surface 11 of a nut material 10 having a rolling groove 16 formed on the inner circumferential surface 11 and one or more circulation grooves 15 formed on the inner circumferential surface 11 to return a ball disposed between the rolling groove 16 and a rolling groove formed on the outer circumferential surface of a screw shaft from the end point of a raceway to the start point thereof is high-frequency heated, while an outer circumferential surface 12 thereof is cooled.

Description

この発明は、ボールねじを構成するナットの製造方法及びその製造方法によって作製されたボールねじのナットに関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a nut constituting a ball screw and a ball screw nut manufactured by the manufacturing method.

ボールねじは、内周面に転動溝が形成されたナットと、外周面に転動溝が形成されたねじ軸と、ナットの転動溝とねじ軸の転動溝で形成される軌道の間に配置されたボールと、前記ボールを軌道の終点から始点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動する装置である。
このようなボールねじのナットの表面を、侵炭焼入れによって硬化させる場合、熱処理に伴う歪みの増大に伴って、前記ナットの転動溝の研削仕上げを行う際の加工取り代が大きくなり、結果として加工能率が低くなる問題があった。
A ball screw has a raceway formed by a nut having a rolling groove formed on the inner peripheral surface, a screw shaft having a rolling groove formed on the outer peripheral surface, and the nut rolling groove and the screw shaft rolling groove. A device that includes a ball disposed between and a ball return path for returning the ball from the end point of the track to the start point, and the nut moves relative to the screw shaft by rolling the ball in the track. .
When the surface of such a ball screw nut is hardened by carburizing and quenching, the machining allowance when grinding the rolling groove of the nut increases as the strain increases due to heat treatment. As a result, there was a problem that the processing efficiency was lowered.

そこで、このような問題を解決するために、加工能率を向上する硬化層の形成方法が特許文献1に開示されている。
特許文献1には、ナット全体を所定温度まで外径側から低周波コイルで加熱した後に、ナット内径側に配置された高周波コイルでナット内径を加熱して、転動溝に沿う均一な硬化層を形成することが開示されている。
Therefore, in order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses a method for forming a hardened layer that improves processing efficiency.
In Patent Document 1, the entire nut is heated from the outer diameter side to a predetermined temperature with a low frequency coil, and then the nut inner diameter is heated with a high frequency coil disposed on the nut inner diameter side, thereby forming a uniform hardened layer along the rolling groove. Is disclosed.

特開2003−183735号公報JP 2003-183735 A

しかしながら、特許文献1に記載の方法は、ナット全体を所定の温度まで外径側から加熱した後、内径側から高周波コイルによる加熱を行うため、コイルの切替や、そのための設備等、コストや手間がかかる点で、改善の余地がある。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、表面硬化のための熱処理による熱変形を最小限に保ち、コストや手間をさらに低減したボールねじのナットの製造方法、及びその製造方法によって製造されるボールねじのナットを提供することにある。
However, in the method described in Patent Document 1, since the entire nut is heated from the outer diameter side to a predetermined temperature and then heated by the high frequency coil from the inner diameter side, the switching of the coil, the equipment for that, etc., cost and labor However, there is room for improvement.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and its purpose is to minimize the thermal deformation due to heat treatment for surface hardening, and to further reduce the cost and labor. A manufacturing method and a nut of a ball screw manufactured by the manufacturing method.

上記課題を解決するための本発明の請求項1に係るボールねじのナットの製造方法は、内周面に転動溝が形成されたナットと、外周面に転動溝が形成されたねじ軸と、ナットの転動溝とねじ軸の転動溝とで形成される軌道の間に配置されたボールとを有し、前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻す一以上の循環溝が前記ナットの内周面に形成されたボールねじのナットの製造方法であって、
前記ナットの硬化対象面を高周波によって加熱すると共に、前記硬化対象面の反対側の面を冷却処理した後、前記ナットの硬化対象面及びその反対側の面を冷却することを特徴としている。
A ball screw nut manufacturing method according to claim 1 of the present invention for solving the above-described problems includes a nut having a rolling groove formed on an inner peripheral surface and a screw shaft having a rolling groove formed on an outer peripheral surface. And a ball disposed between the raceway formed by the rolling groove of the nut and the rolling groove of the screw shaft, and at least one circulation groove for returning the ball from the end point of the raceway to the start point A method of manufacturing a nut of a ball screw formed on an inner peripheral surface of a nut,
The surface to be cured of the nut is heated by high frequency, and the surface opposite to the surface to be cured is cooled, and then the surface to be cured of the nut and the surface on the opposite side are cooled.

請求項1に係る発明によれば、前記ナットの内周面と外周面とを貫通する貫通孔が前記ナットに形成されていないため、高周波熱処理用のコイルの中心軸と、前記ナットの中心軸とを合致させることで前記ナット全体を均一に加熱することができる。
また、前記貫通孔が前記ナットに形成されていないので、前記ナットの冷却時にも前記
ナットを均一に冷却することもでき、結果として、前記ナットの熱変形を最小限に抑えることができる。
According to the first aspect of the present invention, since the through hole penetrating the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the nut is not formed in the nut, the central axis of the coil for high frequency heat treatment and the central axis of the nut Can be uniformly heated.
Further, since the through hole is not formed in the nut, the nut can be uniformly cooled even when the nut is cooled, and as a result, thermal deformation of the nut can be minimized.

さらに、前記ナットの加熱及び冷却に手間がかからないので、加熱プロセスから冷却プロセスへの迅速な移行が可能となり、結果として、焼入れ深さをコントロールしやすくなり、前記ナットの各部の硬さを最適な値にすることができる。
上記課題を解決するための本発明の請求項2に係るボールねじのナットの製造方法は、請求項1に記載のボールねじのナットの製造方法において、前記コイルが前記転動溝に沿った形状であることを特徴としている。
Furthermore, since the heating and cooling of the nut is not time-consuming, it is possible to make a quick transition from the heating process to the cooling process. As a result, it is easy to control the quenching depth, and the hardness of each part of the nut is optimized. Can be a value.
The ball screw nut manufacturing method according to claim 2 of the present invention for solving the above-mentioned problem is the ball screw nut manufacturing method according to claim 1, wherein the coil has a shape along the rolling groove. It is characterized by being.

請求項2に係る発明によれば、前記転動溝の略全体に亘って、深さ方向に均一な有効硬化層を形成することができる。
上記課題を解決するための本発明の請求項3に係るボールねじのナットは、内周面に転動溝が形成されたナットと、外周面に転動溝が形成されたねじ軸と、ナットの転動溝とねじ軸の転動溝とで形成される軌道の間に配置されたボールとを有し、前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻す一以上の循環溝が前記ナットの内周面に形成されたボールねじのナットであって、
前記ナットが請求項1又は2に記載のボールねじのナットの製造方法によって作製されたことを特徴とすることを特徴としている。
According to the second aspect of the present invention, an effective hardened layer that is uniform in the depth direction can be formed over substantially the entire rolling groove.
A ball screw nut according to a third aspect of the present invention for solving the above problems includes a nut having a rolling groove formed on an inner peripheral surface, a screw shaft having a rolling groove formed on an outer peripheral surface, and a nut. A ball disposed between the raceway formed by the rolling groove of the screw shaft and the rolling groove of the screw shaft, and at least one circulation groove for returning the ball from the end point of the raceway to the starting point is provided in the nut. A ball screw nut formed on the circumferential surface,
The nut is manufactured by the ball screw nut manufacturing method according to claim 1 or 2.

請求項3に係る発明によれば、表面硬化のための熱処理による熱変形を最小限に保ち、コストや手間をさらに低減したボールねじのナットを提供することができる。
上記課題を解決するための本発明の請求項4に係るボールねじのナットは、請求項3に記載のボールねじのナットにおいて、内周面の表面硬さがHRC58〜62であり、有効硬化層の硬さがHv550以上であり、有効硬化層の深さが0.4mm以上であり、芯部の硬さがHRC40以下であることを特徴としている。
According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a ball screw nut that keeps thermal deformation due to heat treatment for surface hardening to a minimum and further reduces costs and labor.
The ball screw nut according to claim 4 of the present invention for solving the above-mentioned problem is the ball screw nut according to claim 3, wherein the surface hardness of the inner peripheral surface is HRC 58 to 62, and the effective hardened layer. The hardness is Hv550 or higher, the depth of the effective hardened layer is 0.4 mm or higher, and the core has a hardness of HRC40 or lower.

請求項4に係る発明によれば、転動疲労寿命を確保すると共に、靱性を向上させ、熱処理による変形を抑制するという効果を奏する。   According to the invention which concerns on Claim 4, while ensuring a rolling fatigue life, there exists an effect of improving toughness and suppressing the deformation | transformation by heat processing.

本発明によれば、表面硬化のための熱処理による熱変形を最小限に保ち、コストや手間をさらに低減したボールねじのナットの製造方法、及びその製造方法によって製造されるボールねじのナットを提供することができる。   According to the present invention, there is provided a ball screw nut manufacturing method that keeps thermal deformation due to heat treatment for surface hardening to a minimum and further reduces costs and labor, and a ball screw nut manufactured by the manufacturing method. can do.

本発明に係るボールねじのナットの製造方法の一実施形態を説明する図である。It is a figure explaining one Embodiment of the manufacturing method of the nut of a ball screw concerning the present invention. 本発明に係るボールねじのナットの製造方法の一実施形態で使用する金型を構成するカムスライダ及びカムドライバの嵌め合い状態を示す平面図(a)と、カムスライダを示す斜視図(b)と、カムドライバを示す斜視図(c)である。The top view (a) which shows the fitting state of the cam slider and cam driver which comprise the metal mold | die used by one Embodiment of the manufacturing method of the nut of the ball screw concerning this invention, The perspective view (b) which shows a cam slider, It is a perspective view (c) which shows a cam driver. 本発明に係るボールねじのナットの製造方法の一実施形態を説明する図であり、(a)は、ナット素材の切削加工の状態を示す斜視図であり、(b)は、(a)に示すナット素材と切削工具を矢印VB方向に見た図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining one Embodiment of the manufacturing method of the nut of the ball screw which concerns on this invention, (a) is a perspective view which shows the state of the cutting process of a nut raw material, (b) is (a). It is the figure which looked at the nut raw material and cutting tool which are shown to the arrow VB direction. 本発明に係るボールねじのナットの製造方法の一実施形態を説明する図であり、(a)は、ナット素材の切削加工後における軸線方向断面図であり、(b)は、ナット素材の切削加工後における斜視図である。It is a figure explaining one Embodiment of the manufacturing method of the nut of the ball screw concerning the present invention, (a) is an axial direction sectional view after cutting processing of a nut material, and (b) is cutting of a nut material. It is a perspective view after processing. 本発明に係るボールねじのナットの製造方法の一実施形態における焼入れ工程を説明する図である。It is a figure explaining the hardening process in one Embodiment of the manufacturing method of the nut of a ball screw concerning the present invention. 本発明に係るボールねじのナットと、従来のボールねじのナットのそれぞれの循環溝の表面からの深さと硬さとの関係を比較したグラフである。It is the graph which compared the relationship between the depth and the hardness from the surface of each circulation groove of the nut of the ball screw concerning the present invention, and the conventional ball screw nut.

以下、本発明に係るボールねじの製造方法、及びその製造方法によって製造されるボールねじのナットの一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明に係るボールねじのナットの製造方法の一実施形態を説明する図である。また、図2は、本発明に係るボールねじのナットの製造方法の一実施形態で使用する金型を構成するカムスライダ及びカムドライバの嵌め合い状態を示す平面図(a)と、カムスライダを示す斜視図(b)と、カムドライバを示す斜視図(c)である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a ball screw manufacturing method according to the present invention and an embodiment of a ball screw nut manufactured by the manufacturing method will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view for explaining an embodiment of a ball screw nut manufacturing method according to the present invention. FIG. 2 is a plan view (a) showing a fitting state of a cam slider and a cam driver constituting a mold used in an embodiment of a ball screw nut manufacturing method according to the present invention, and a perspective view showing the cam slider. FIG. 2B is a perspective view showing the cam driver.

<金型>
図1に示すように、本実施形態に使用する金型50は、ナット素材10を保持する凹部21を有する素材ホルダ20と、ナット素材10の内部に配置するカムスライダ30及びカムドライバ40とを備えている。
<Mold>
As shown in FIG. 1, the mold 50 used in the present embodiment includes a material holder 20 having a recess 21 that holds the nut material 10, and a cam slider 30 and a cam driver 40 disposed inside the nut material 10. ing.

<カムスライダ>
カムスライダ30は、図2(a)及び(b)に示すように、外周面31と軸方向に平行な平面32を有する略半円柱状部材であって、外周面31をなす円の径は、ナット素材10の内周面11をなす円11aの径より僅かに小さい。カムスライダ30の平面32には、径方向の中央部に、軸方向に延びる斜面33が形成されている。この斜面33は、軸方向一端(上端)の凹部34の底面ライン34aと、平面32の下端をなすライン32dを結ぶ平面に相当する。また、ボール戻し経路をなすS字状凹部15に対応するS字状凸部35が、カムスライダ30の外周面31に形成されている。
<Cam slider>
2A and 2B, the cam slider 30 is a substantially semi-cylindrical member having a plane 32 parallel to the outer peripheral surface 31 and the axial direction, and the diameter of the circle forming the outer peripheral surface 31 is as follows. The diameter is slightly smaller than the diameter of the circle 11 a forming the inner peripheral surface 11 of the nut material 10. On the flat surface 32 of the cam slider 30, a slope 33 extending in the axial direction is formed at the central portion in the radial direction. The inclined surface 33 corresponds to a plane connecting the bottom line 34 a of the recess 34 at one end (upper end) in the axial direction and the line 32 d forming the lower end of the plane 32. An S-shaped convex portion 35 corresponding to the S-shaped concave portion 15 that forms the ball return path is formed on the outer peripheral surface 31 of the cam slider 30.

<カムドライバ>
カムドライバ40は、図2(c)に示すように、長尺な板状部材であって、一方の側面41がカムスライダ30の斜面33と同じ傾斜の斜面になっている。他方の側面42は、ナット素材10の内周面11をなす円11aに沿った円周面となっている。カムドライバ40の軸方向寸法は、カムスライダ30の軸方向寸法より長い。また、カムドライバ40の厚さは、カムスライダ30の凹部34の開口幅(斜面33の両側面間の寸法)に相当する厚さより僅かに薄い。
カムスライダ30の斜面31とカムドライバ40の傾斜した側面41が、金型50のカム機構を構成する。
<Cam driver>
As shown in FIG. 2C, the cam driver 40 is a long plate-like member, and one side surface 41 is an inclined surface having the same inclination as the inclined surface 33 of the cam slider 30. The other side surface 42 is a circumferential surface along a circle 11 a that forms the inner circumferential surface 11 of the nut material 10. The axial dimension of the cam driver 40 is longer than the axial dimension of the cam slider 30. The cam driver 40 is slightly thinner than the thickness corresponding to the opening width of the recess 34 of the cam slider 30 (the dimension between both side surfaces of the slope 33).
The inclined surface 31 of the cam slider 30 and the inclined side surface 41 of the cam driver 40 constitute a cam mechanism of the mold 50.

<ボールねじのナットの製造方法>
本発明に係るボールねじのナットの製造方法は、ナット素材10の内周面11に循環溝を形成する循環溝形成工程と、形成された循環溝の位置に基づいて内周面11に転動溝を形成する転動溝形成工程とを含む。
[ナット素材の材料]
ここで、ナット素材10の材料としては、S53C、又はSAE4150であることが好ましい。
[循環溝形成工程]
金型50を用い、以下の方法で、ナット素材10の内周面11にボール戻し経路(循環溝)をなすS字状凹部15を形成する。
<Method for producing ball screw nut>
The ball screw nut manufacturing method according to the present invention includes a circulation groove forming step of forming a circulation groove on the inner peripheral surface 11 of the nut material 10 and rolling to the inner peripheral surface 11 based on the position of the formed circulation groove. A rolling groove forming step of forming a groove.
[Nut material]
Here, the material of the nut material 10 is preferably S53C or SAE4150.
[Circulating groove forming process]
Using the mold 50, an S-shaped recess 15 that forms a ball return path (circulation groove) is formed on the inner peripheral surface 11 of the nut material 10 by the following method.

まず、素材ホルダ20の凹部21にナット素材10を配置し、ナット素材10の内部に、カムスライダ30を、凹部34側を上にし、S字状凸部35をナット素材10の内周面11に向けて挿入する。次に、カムスライダ30とナット素材10の間にカムドライバ40を挿入する。その際に、カムスライダ30の凹部34にカムドライバ40の側面41側の部分を嵌めて、カムスライダ30の斜面33とカムドライバ40の傾斜した側面41を
接触させる。図1(a)はこの状態を示す。
First, the nut material 10 is disposed in the recess 21 of the material holder 20, the cam slider 30 is placed inside the nut material 10, the recess 34 side is up, and the S-shaped protrusion 35 is formed on the inner peripheral surface 11 of the nut material 10. Insert to face. Next, the cam driver 40 is inserted between the cam slider 30 and the nut material 10. At that time, a portion on the side surface 41 side of the cam driver 40 is fitted into the recess 34 of the cam slider 30 so that the inclined surface 33 of the cam slider 30 and the inclined side surface 41 of the cam driver 40 are brought into contact with each other. FIG. 1A shows this state.

次に、ナット素材10の内周面11にボール戻し経路をなすS字状凹部15を鍛造加工によって形成する。具体的には、プレス圧を掛けてカムドライバ40を上から押すと、カムドライバ40の傾斜した側面41からカムスライダ30の斜面33に力が伝達される。これに伴い、カムドライバ40の下向きの力がカムスライダ30を径方向外側へ動かす力に変換されて、カムスライダ30に形成されたS字状凸部35が、ナット素材10の内周面11を押して塑性加工される。図1(b)はこの状態を示す。   Next, an S-shaped recess 15 that forms a ball return path is formed on the inner peripheral surface 11 of the nut blank 10 by forging. Specifically, when a press pressure is applied and the cam driver 40 is pushed from above, a force is transmitted from the inclined side surface 41 of the cam driver 40 to the inclined surface 33 of the cam slider 30. Accordingly, the downward force of the cam driver 40 is converted into a force that moves the cam slider 30 outward in the radial direction, and the S-shaped convex portion 35 formed on the cam slider 30 presses the inner peripheral surface 11 of the nut material 10. Plastic processing. FIG. 1B shows this state.

これにより、ナット素材10の内周面11にボール戻し経路をなすS字状凹部15が形成される。
よって、この実施形態の方法によれば、軸方向寸法が長く内径が小さいナットを製造する場合でも、カムドライバ4に破損を生じさせずにS字状凹部15を形成することができる。
As a result, an S-shaped recess 15 that forms a ball return path is formed on the inner peripheral surface 11 of the nut blank 10.
Therefore, according to the method of this embodiment, even when a nut having a long axial dimension and a small inner diameter is manufactured, the S-shaped recess 15 can be formed without causing damage to the cam driver 4.

なお、ナット素材10の内周面11に二つのS字状凹部を形成する場合は、上述の方法で一つのS字状凹部15を形成した後、カムドライバ40を抜いてから、カムスライダ30を動かして凸部35の位置を変えるように底部に台座等を置いたり、凸部35の位置の異なるカムスライダを用いたりする等して、再度カムドライバ40を挿入して上述の方法を行う。三つ以上のS字状凹部15を形成する場合はこれを繰り返す。   In the case of forming two S-shaped concave portions on the inner peripheral surface 11 of the nut material 10, after forming one S-shaped concave portion 15 by the above-described method, the cam driver 40 is pulled out, and then the cam slider 30 is moved. The above method is performed by inserting the cam driver 40 again by placing a pedestal or the like on the bottom so as to change the position of the convex portion 35 or by using a cam slider having a different position of the convex portion 35. This is repeated when three or more S-shaped concave portions 15 are formed.

[転動溝形成工程]
次に、循環溝15が形成されたナット素材10の内周面11に、転動溝16を形成する。図3は、本発明に係るボールねじのナットの製造方法の一実施形態を説明する図であり、(a)は、ナット素材の切削加工の状態を示す斜視図であり、(b)は、(a)に示すナット素材と切削工具を矢印VB方向に見た図である。また、図4は、本発明に係るボールねじのナットの製造方法の一実施形態を説明する図であり、(a)は、ナット素材の切削加工後における軸線方向断面図であり、(b)は、ナット素材の切削加工後における斜視図である。
[Rolling groove forming process]
Next, the rolling groove 16 is formed on the inner peripheral surface 11 of the nut material 10 in which the circulation groove 15 is formed. FIG. 3 is a view for explaining an embodiment of a ball screw nut manufacturing method according to the present invention, (a) is a perspective view showing a cutting state of a nut material, (b) It is the figure which looked at the nut raw material and cutting tool which are shown to (a) in the arrow VB direction. FIG. 4 is a view for explaining an embodiment of a ball screw nut manufacturing method according to the present invention. FIG. 4 (a) is an axial sectional view after cutting a nut material, and FIG. These are the perspective views after the cutting process of a nut raw material.

ここでは、図3に示すような切削工具Tを用いて切削加工を行う。切削工具Tは、回転軸Taの外周に、刃物Tbを形成している。刃物Tbの切削面(周方向に対向する面)は、転動溝16の形状に一致する。回転軸Taは、その軸線O回りに回転(図3(b)のA)するが、それとは独立して偏心軸Q回りに公転(図3(b)のB)する。なお、このように切削工具Tを自転及び公転させる機構としては、例えば遊星歯車機構(図示せず)の遊星歯車に回転軸Taを連結した構成が考えられるが、それに限られない。   Here, cutting is performed using a cutting tool T as shown in FIG. The cutting tool T forms a blade Tb on the outer periphery of the rotation axis Ta. The cutting surface (surface facing in the circumferential direction) of the blade Tb matches the shape of the rolling groove 16. The rotation axis Ta rotates around its axis O (A in FIG. 3B), but independently revolves around the eccentric axis Q (B in FIG. 3B). As a mechanism for rotating and revolving the cutting tool T in this way, for example, a configuration in which the rotation shaft Ta is connected to a planetary gear of a planetary gear mechanism (not shown) is conceivable, but not limited thereto.

この切削加工を行う場合、ナット素材10の端面近辺では自転する刃物の公転軌道を、自転する刃物Tbがナット素材10の内周面11に接触しないよう公転軌道中心よりに逃がすことが必要となる。さらに図5に示すように、切削工具Tの回転軸Taを所定の軸線方向位置で半径方向外方にシフトさせ、転動溝16のピッチで軸線方向に送り出しながら公転させつつ、より速い速度で自転させることで、360度未満の螺旋状の転動溝16を、ナット素材10の内周面に切削形成することができる。このとき、循環溝15に軸線方向位置及び位相を合わせることで、図4に示すように、各循環溝15が転動溝16の両端に接続するように形成できる。図3に示す切削工具Tでは、2本の転動溝16を形成するためには、同じナット素材10について2回切削加工することになるが、回転軸Ta上に刃物Tbを2つ形成すれば、一度の切削加工で形成できる。   When performing this cutting process, it is necessary to let the revolving trajectory of the rotating tool near the end surface of the nut material 10 escape from the center of the revolving track so that the rotating tool Tb does not contact the inner peripheral surface 11 of the nut material 10. . Further, as shown in FIG. 5, the rotational axis Ta of the cutting tool T is shifted radially outward at a predetermined axial position, and revolved while being sent in the axial direction at the pitch of the rolling grooves 16, at a higher speed. By rotating, the spiral rolling groove 16 of less than 360 degrees can be cut and formed on the inner peripheral surface of the nut material 10. At this time, by aligning the position and phase in the axial direction with the circulation groove 15, each circulation groove 15 can be formed to be connected to both ends of the rolling groove 16 as shown in FIG. 4. In the cutting tool T shown in FIG. 3, in order to form the two rolling grooves 16, the same nut material 10 is cut twice. However, two cutting tools Tb are formed on the rotation axis Ta. For example, it can be formed by a single cutting process.

[焼入れ工程]
次に、ナット素材10に対して焼入れ処理を行う。この焼入れ処理では、図5に示すよ
うに、まず、コイル50の軸とナット素材10の軸とが同軸になるように、ナット素材10の内周面11にコイル50を挿入する。そして、コイル50に高周波電流(交流)を流し、ナット素材10の内周面11を加熱する。このとき、ナット素材10の外周面12も同時に冷却処理する。この冷却処理は、例えば、内周面用、外周面用の冷却水ノズルから同時に冷却水を噴射したり、加熱されたナット素材10を冷却液中に浸漬させたりして行われ、図4及び図5に示すような、外周面を冷却するための冷却水(冷却液)が内周面に接触しないようにする治具などが用いられる。また、コイル50の形状は、転動溝16に沿うように形成され、配置されることが好ましい。このように、ナット素材10には、その内周面11と外周面12とを貫通する貫通孔が形成されていないので、ナット素材10の内周面11が均一に加熱される。
[Quenching process]
Next, the nut material 10 is quenched. In this quenching process, as shown in FIG. 5, first, the coil 50 is inserted into the inner peripheral surface 11 of the nut material 10 so that the axis of the coil 50 and the axis of the nut material 10 are coaxial. Then, a high-frequency current (alternating current) is passed through the coil 50 to heat the inner peripheral surface 11 of the nut material 10. At this time, the outer peripheral surface 12 of the nut blank 10 is simultaneously cooled. This cooling process is performed, for example, by simultaneously injecting cooling water from the cooling nozzles for the inner peripheral surface and the outer peripheral surface, or by immersing the heated nut material 10 in the cooling liquid. As shown in FIG. 5, a jig or the like for preventing cooling water (cooling liquid) for cooling the outer peripheral surface from coming into contact with the inner peripheral surface is used. The shape of the coil 50 is preferably formed and arranged along the rolling groove 16. Thus, since the through-hole which penetrates the inner peripheral surface 11 and the outer peripheral surface 12 is not formed in the nut raw material 10, the inner peripheral surface 11 of the nut raw material 10 is heated uniformly.

次に、ナット素材10の内周面と外周面とを冷却水で冷却する。この冷却処理においても、ナット素材10には、その内周面11と外周面12とを貫通する貫通孔が形成されていないので、従来のように貫通孔に冷却水が流入して、当該貫通孔付近の冷却速度が速まることはなく、ナット素材10の内周面11が均一に冷却される。その後、ナット素材10を焼戻し処理して、本発明に係る循環溝が一体かつ、ねじ溝が均一に硬化されたボールねじのナットを得る。   Next, the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the nut material 10 are cooled with cooling water. Even in this cooling process, the nut material 10 is not formed with a through-hole penetrating the inner peripheral surface 11 and the outer peripheral surface 12, so that cooling water flows into the through-hole as in the prior art, and The cooling rate in the vicinity of the hole does not increase, and the inner peripheral surface 11 of the nut blank 10 is uniformly cooled. Thereafter, the nut material 10 is tempered to obtain a ball screw nut in which the circulation grooves according to the present invention are integrated and the screw grooves are uniformly cured.

以上説明したように、本実施形態によれば、前記ナットの内周面と外周面とを貫通する貫通孔が前記ナットに形成されていないため、高周波熱処理用のコイルの中心軸と、前記ナットの中心軸とを合致させることで前記ナット全体を均一に加熱することができる。
また、前記貫通孔がナット素材10に形成されていないので、前記ナットの冷却時にも前記ナットを均一に冷却することもでき、結果として、前記ナットの熱変形を最小限に抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the through hole penetrating the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the nut is not formed in the nut, the central axis of the coil for high frequency heat treatment, and the nut By matching the central axis of the nut, the entire nut can be heated uniformly.
Further, since the through hole is not formed in the nut material 10, the nut can be uniformly cooled even when the nut is cooled, and as a result, thermal deformation of the nut can be minimized.

また、ナット素材10の外周面12を冷却しながら、内周面11の表面を高周波熱処理しているので、当該内周面11の加熱範囲の拡大を防止でき、有効硬化層の形成範囲をコントロールしやすくなる。
また、特許文献1の加熱方法をコマ式のボールねじに適用した場合、内周面に有効硬化層を形成した後、コマ孔を形成する必要があるが、本実施形態では、ナット素材に貫通孔が形成されず、転動溝及び循環溝が内周面に形成されているので、ナット素材10の加熱及び冷却に手間がかからない。したがって、加熱プロセスから冷却プロセスへの迅速な移行が可能となり、結果として、焼入れ深さをコントロールしやすくなり、前記ナットの各部の硬さを最適な値にすることができる。
Moreover, since the surface of the inner peripheral surface 11 is subjected to high-frequency heat treatment while cooling the outer peripheral surface 12 of the nut material 10, it is possible to prevent the heating range of the inner peripheral surface 11 from being expanded, and to control the formation range of the effective hardened layer. It becomes easy to do.
Further, when the heating method of Patent Document 1 is applied to a piece type ball screw, it is necessary to form a piece hole after forming an effective hardened layer on the inner peripheral surface. Since no holes are formed and the rolling grooves and the circulation grooves are formed on the inner peripheral surface, heating and cooling of the nut material 10 does not take time. Therefore, a rapid transition from the heating process to the cooling process is possible, and as a result, the quenching depth can be easily controlled, and the hardness of each part of the nut can be set to an optimum value.

<ボールねじのナット>
以上のようにして製造されたボールねじのナット1は、内周面11に転動溝16及び循環溝15が形成されている。
そして、このナット1の内周面11の表面硬さは、HRC58〜62であり、有効硬化層の硬さがHv550以上であり、有効硬化層の深さが0.4mm以上であり、芯部の硬さがHRC40以下である。
ここで、前記「有効硬化層」とは、限界硬さ(Hv550)までの層を指し、前記「芯部」とは、肉厚中心を指す。
<Nut of ball screw>
The nut 1 of the ball screw manufactured as described above has a rolling groove 16 and a circulation groove 15 formed on the inner peripheral surface 11.
And the surface hardness of the inner peripheral surface 11 of this nut 1 is HRC58-62, the hardness of an effective hardening layer is Hv550 or more, the depth of an effective hardening layer is 0.4 mm or more, and a core part The hardness is HRC40 or less.
Here, the “effective hardened layer” refers to a layer up to the limit hardness (Hv550), and the “core” refers to the thickness center.

以上説明したように、ナット1の内周面11の表面硬さが上記の範囲となるようにナット素材10を加熱及び冷却すると、図6に示すように、有効硬化層深さを確保しながら、焼き入れされない層を多くできるであることがわかる。すなわち、表面硬化のための熱処理による熱変形を最小限に保ち、コストや手間をさらに低減したボールねじのナットの製造方法、及びその製造方法によって製造されるボールねじのナットを提供することができる。   As described above, when the nut material 10 is heated and cooled so that the surface hardness of the inner peripheral surface 11 of the nut 1 falls within the above range, the effective hardened layer depth is secured as shown in FIG. It can be seen that many layers that are not quenched can be formed. That is, it is possible to provide a ball screw nut manufacturing method that keeps thermal deformation due to heat treatment for surface hardening to a minimum and further reduces costs and labor, and a ball screw nut manufactured by the manufacturing method. .

(他の実施形態)
本発明に係るボールねじのナットの製造方法の他の実施形態として、ナット素材10の内周面11を冷却した状態で、ナット素材10の外周面12を高周波熱処理によって硬化させて有効硬化層を形成してもよい。例えば、ナット1の外周面12に、フランジ部や、ナット1を回転させるためのギア部に有効硬化層を形成したい場合、これらフランジ部やギア部に対してコイル50を配置し、コイル50に高周波電流(交流)を流して有効硬化層を形成する。これにより、ナット素材10の内周面11と外周面12とを貫通する貫通孔がナット素材10に形成されていないので、ナット素材10の内周面11と外周面12とを別個独立に焼入れできる。
(Other embodiments)
As another embodiment of the ball screw nut manufacturing method according to the present invention, the outer peripheral surface 12 of the nut material 10 is cured by high-frequency heat treatment in a state where the inner peripheral surface 11 of the nut material 10 is cooled, thereby forming an effective hardened layer. It may be formed. For example, when it is desired to form an effective hardened layer on the flange portion or the gear portion for rotating the nut 1 on the outer peripheral surface 12 of the nut 1, the coil 50 is arranged on the flange portion or gear portion, A high frequency current (alternating current) is passed to form an effective hardened layer. Thereby, since the through-hole which penetrates the inner peripheral surface 11 and the outer peripheral surface 12 of the nut raw material 10 is not formed in the nut raw material 10, the inner peripheral surface 11 and the outer peripheral surface 12 of the nut raw material 10 are hardened separately independently. it can.

以上、本発明に係るボールねじのナットの製造方法、及びその製造方法によって製造されるボールねじのナットの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。例えば、本発明に係るボールねじのナットの製造方法、及びその製造方法によって製造されるボールねじのナットは、ねじ軸循環を採用したボールねじのナットにも適用できる。   As mentioned above, although the manufacturing method of the nut of the ball screw which concerns on this invention, and embodiment of the nut of the ball screw manufactured by the manufacturing method were demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment, this invention. Various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the ball screw nut manufacturing method according to the present invention and the ball screw nut manufactured by the manufacturing method can be applied to a ball screw nut adopting screw shaft circulation.

1 ボールねじのナット
10 ナット素材
11 内周面
12 外周面
15 循環溝
16 転動溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball screw nut 10 Nut material 11 Inner peripheral surface 12 Outer peripheral surface 15 Circulation groove 16 Rolling groove

Claims (4)

内周面に転動溝が形成されたナットと、外周面に転動溝が形成されたねじ軸と、ナットの転動溝とねじ軸の転動溝とで形成される軌道の間に配置されたボールとを有し、前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻す一以上の循環溝が前記ナットの内周面に形成されたボールねじのナットの製造方法であって、
硬化する対象の面を高周波によって加熱すると共に、前記硬化する対象の面の反対側の面を冷却処理した後、前記ナットの硬化対象面及びその反対側の面を冷却することを特徴とするボールねじのナットの製造方法。
Arranged between a nut formed with a rolling groove on the inner peripheral surface, a screw shaft with a rolling groove formed on the outer peripheral surface, and a track formed by the rolling groove of the nut and the rolling groove of the screw shaft. And a ball screw nut manufacturing method in which one or more circulation grooves for returning the ball from the end point of the track to the start point are formed on the inner peripheral surface of the nut,
The surface of the object to be cured is heated by high frequency, the surface opposite to the surface of the object to be cured is cooled, and then the surface to be cured of the nut and the surface on the opposite side are cooled. Manufacturing method of screw nut.
前記コイルが前記転動溝に沿った形状であることを特徴とする請求項1に記載のボールねじのナットの製造方法。   The ball coil nut manufacturing method according to claim 1, wherein the coil has a shape along the rolling groove. 内周面に転動溝が形成されたナットと、外周面に転動溝が形成されたねじ軸と、ナットの転動溝とねじ軸の転動溝とで形成される軌道の間に配置されたボールとを有し、前記ボールを前記軌道の終点から始点に戻す一以上の循環溝が前記ナットの内周面に形成されたボールねじのナットであって、
前記ナットが請求項1又は2に記載のボールねじのナットの製造方法によって作製されたことを特徴とすることを特徴とするボールねじのナット。
Arranged between a nut formed with a rolling groove on the inner peripheral surface, a screw shaft with a rolling groove formed on the outer peripheral surface, and a track formed by the rolling groove of the nut and the rolling groove of the screw shaft. A ball screw nut formed on the inner peripheral surface of the nut, wherein one or more circulation grooves for returning the ball from the end point of the track to the start point are formed on the inner peripheral surface of the nut,
A nut of a ball screw, wherein the nut is manufactured by the ball screw nut manufacturing method according to claim 1 or 2.
前記内周面の表面硬さがHRC58〜62であり、有効硬化層の硬さがHv550以上であり、有効硬化層の深さが0.4mm以上であり、芯部の硬さがHRC40以下であることを特徴とする請求項3に記載のボールねじのナット。   The surface hardness of the inner peripheral surface is HRC58-62, the hardness of the effective hardened layer is Hv550 or higher, the depth of the effective hardened layer is 0.4 mm or higher, and the hardness of the core is HRC40 or lower. The ball screw nut according to claim 3, wherein the ball screw nut is provided.
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