JP2024063473A - ボールねじ用ナットの製造方法およびしごき加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ボール循環溝を高精度に形成することができ、ボール転動溝とボール循環溝の位置ずれを防止し、高精度なボールねじ用ナットの製造方法およびしごき加工方法を提供すること。【解決手段】 外周面に螺旋状のボール転動溝3aを形成したねじ軸3と、内周面に前記ねじ軸3のボール転動溝3aに対向する螺旋状のボール転動溝5aを形成したナット5と、両ボール転動溝3a、5aにより形成されるボール転動路7に配置される複数のボール9とを備え、ナット5は、内周面にボール9をボール転動路7の終点から始点へ戻すボール循環溝20を備えるボールねじ用ナット5の製造方法であって、ボール循環溝20を形成するボール循環溝形成工程において、ナット5のブランクMにボール循環溝20と位相基準Sを塑性加工により同時に形成し、位相基準Sを使用して、ボール転動溝5aを形成するボール転動溝形成工程を行うことを特徴とする。【選択図】 図5
Description
本発明は、ボールねじ用ナットの製造方法およびしごき加工方法に関する。
ボールねじは、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝とで形成される軌道内に配置されたボールと、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、軌道内をボールが転動することで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は、一般的な産業用機械の位置決め装置等だけでなく、自動車、二輪車、船舶等の乗り物に搭載される電動アクチュエータにも使用されている。
ボールねじのボール戻し経路には循環チューブ方式やコマ方式などがあり、コマ方式の場合は、ボール戻し経路をなす凹部が形成されたコマをナットの貫通穴に嵌めている。これに対して、ボール戻し経路をなす凹部(ボール循環溝)がナットの内周面に直接形成されていれば、組み付けの手間やコストが低減できると共に、ボール循環の信頼性向上も期待できる。
ボールを循環させる軌道をねじ軸の螺旋溝とともに形成するボール転動溝と、軌道の終点から始点にボールを戻すボール循環溝とが、内周面に形成されているボールねじ用ナットの製造方法が特許文献1に記載されている。このボールねじ用ナットの製造方法は、ナット用素材から筒状のブランクを形成するブランク形成工程と、ブランクの内周面にボール循環溝を形成する循環溝形成工程と、ブランクの内周面にボール転動溝を形成する転動溝形成工程とを有し、転動溝形成工程よりも前の工程で加工基準を形成し、この加工基準は、ブランク形成工程で形成される位相基準、軸方向基準および径方向基準を備え、前記加工基準が循環溝形成工程および転動溝形成工程で共通に使用されることを特徴としている。
ところが、特許文献1で提案されているようにブランク形成工程で形成された位相基準を循環溝形成工程と転動溝形成工程で共通に使用する場合、溝(循環溝、転動溝)形成装置側の部材とブランク形成工程で形成された位相基準とを篏合させて位置を特定する必要がある。しかし、溝形成装置側の部材と位相基準とを篏合させるためには最小限の隙間が必要であり、その隙間により循環溝形成工程および転動溝形成工程のそれぞれの工程で位相のずれが生じ、問題になることが判明した。
本発明は、上記の問題に鑑み、ボール循環溝を高精度に形成することができ、ボール転動溝とボール循環溝の位置ずれを防止し、高精度なボールねじ用ナットの製造方法およびしごき加工方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の目的を達成するため種々検討、検証した結果、以下の技術的事項を着想し、本発明に至った。
(1)循環溝形成工程において、ボール循環溝と位相基準を同時に形成しボール循環溝との位相ずれが少ない工程を備えた製造方法であること。
(2)ボール循環溝との位相ずれが少ない位相基準を使用して後工程の転動溝形成工程を行う製造方法であること。
(3)内側金型を縮径可能な高剛性の分割型構造とし、循環溝形成工程においてナットのブランクの外周面を絞りダイスによってしごき、ボール循環溝を内側金型の成形面に転写して形成するしごき加工方法であること。
(1)循環溝形成工程において、ボール循環溝と位相基準を同時に形成しボール循環溝との位相ずれが少ない工程を備えた製造方法であること。
(2)ボール循環溝との位相ずれが少ない位相基準を使用して後工程の転動溝形成工程を行う製造方法であること。
(3)内側金型を縮径可能な高剛性の分割型構造とし、循環溝形成工程においてナットのブランクの外周面を絞りダイスによってしごき、ボール循環溝を内側金型の成形面に転写して形成するしごき加工方法であること。
前述の目的を達成する技術的手段として、第一の発明は、外周面に螺旋状のボール転動溝を形成したねじ軸と、内周面に前記ねじ軸の前記ボール転動溝に対向する螺旋状のボール転動溝を形成したナットと、前記両ボール転動溝により形成されるボール転動路に配置される複数のボールとを備え、前記ナットは、前記内周面に前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ戻すボール循環溝を備えるボールねじ用ナットの製造方法であって、前記ボール循環溝を形成する循環溝形成工程において、前記ナットのブランクに前記ボール循環溝と位相基準を塑性加工により同時に形成し、前記位相基準を使用して、前記ボール転動溝を形成する転動溝形成工程を行うことを特徴とする。上記構成により、ボール転動溝とボール循環溝の位置ずれを防止し、高精度なボールねじ用ナットの製造方法を実現することができる。
特に、上記の循環溝形成工程においてボール循環溝と位相基準を同時に形成する塑性加工をしごき加工とすることにより、ボール循環溝を高精度に形成することができ、かつ、ボール循環溝と位相基準との位相ずれの抑制を促進することができる。
第二の発明は、外周面に螺旋状のボール転動溝を形成したねじ軸と、内周面に前記ねじ軸の前記ボール転動溝に対向する螺旋状のボール転動溝を形成したナットと、前記両ボール転動溝により形成されるボール転動路に配置される複数のボールとを備え、前記ナットは、前記内周面に前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ戻すボール循環溝を備えるボールねじ用ナットのしごき加工方法であって、前記しごき加工に用いる金型は、前記ボール循環溝の凹部に対応した凸部が形成された分割成形パンチと、この分割成形パンチの位置を規制すると共に前記分割成形パンチに作用する荷重を受け止めるパンチベースと、前記ナットのブランクの外周面をしごくことによりブランクの外径を縮径させる絞りダイスと、前記ブランクの外周面をしごく際に前記ブランクに作用する軸方向荷重を受けると共に前記分割成形パンチの位置を規制するパンチホルダとから構成され、前記絞りダイスにより前記ブランクを縮径させることにより、前記ボール循環溝を形成することを特徴とする。上記構成により、ボール循環溝を高精度に形成することができ、さらに、循環溝形成工程でボール循環溝と位相基準を同時に形成する場合は、ボール循環溝と位相基準との位相ずれの抑制を促進でき、高精度なボールねじ用ナットのしごき加工方法を実現することができる。また、内側金型を縮径可能な高剛性の分割型構造としたので、ボール循環溝を高精度に形成することができることに加えて、金型寿命面でも有利である。
上記のパンチホルダは、ボール転動溝加工時の位相基準に対応した成形面を備え、絞りダイスによりブランクを縮径させることにより、ボール循環溝と位相基準を同時に形成することができる。これにより、ボール循環溝と位相基準との位相ずれの抑制を促進することができる。
上記のしごき加工に用いる金型は、さらに上面拘束型を備え、この上面拘束型によりブランクの上面を拘束することにより、軸方向の変形を抑制することができる。
第一の発明のボールねじ用ナットの製造方法によれば、ボール転動溝とボール循環溝の位置ずれを防止し、高精度なボールねじ用ナットの製造方法を実現することができる。
第二の発明のボールねじ用ナットのしごき加工によれば、ボール循環溝を高精度に形成することができ、さらに、循環溝形成工程でボール循環溝と位相基準を同時に形成する場合は、ボール循環溝と位相基準との位相ずれの抑制を促進でき、高精度なボールねじ用ナットのしごき加工方法を実現することができる。
はじめに、第一の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットの製造方法および第二の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法が対象とするボールねじを図1~図3に基づいて説明する。図1はボールねじの部分的な縦断面図で、図2は、図1のナットの要部横断面図で、図3はボール循環路の拡大縦断面図である。図1に示すように、ボールねじ1は、螺旋状のねじ溝(ボール転動溝ともいう)3aが外周面に形成されたねじ軸3と、ねじ軸3のねじ溝3aに対向する螺旋状のねじ溝(ボール転動溝ともいう)5aが内周面に形成されたナット5と、両ねじ溝3a、5aにより形成される螺旋状のボール転動路7内に転動自在に装填された複数のボール9と、ボール9をボール転動路7の終点から始点へ戻し循環させるボール循環路11とを備えている。
ボール9は、ボール転動路7内を移動しつつねじ軸3の回りを回ってボール転動路7の終点に至り、そこでボール循環路11の一方の端部から掬いあげられてボール循環路11内を通り、ボール循環路11の他方の端部からボール転動路7の始点に戻されるようになっている。
ボールねじ1は、ボール9を介してねじ軸3に螺合されているナット5とねじ軸3とを相対回転運動させると、ボール9の転動を介してねじ軸3とナット5とが軸方向に相対移動するようになっている。そして、ボール転動路7とボール循環路11により無端状のボール通路が形成されており、ボール転動路7内を転動するボール9が無端状のボール通路内を無限に循環するようになっているため、ねじ軸3とナット5とは継続的に相対移動することができる。ボール転動路7の断面形状は、円弧状でもゴシックアーチ状でもよい。ねじ軸3、ナット5、ボール9の素材は特に限定されるものではなく、一般的な材料、例えば金属、鋼、セラミックス等が使用される。
ボール循環路11について、図2、図3を参照して説明する。ボール循環路11は、ナット5の内周面に一体的に形成されている。ナット5の円筒状の内周面の一部を凹化させてボール循環溝20を形成し、ボール循環溝20をボール循環路11としている。したがって、チューブ式、コマ式等のボール循環形式の場合とは異なり、ボール循環路を構成する別部材は取り付けられていない。
図3に示すように、ボール転動路7の終点に転動してきたボール9は、ボール循環路11の一方の端部から掬い上げられてナット5の内部、すなわち径方向外側に沈み込む。そして、ボール循環路11内を通ってねじ軸3のねじ溝3aのねじ山部3bを乗り越えて、ボール循環路11の他方の端部からボール転動路7の始点に戻される。ボール循環路11の断面形状は、円弧状でもゴシックアーチ状でもよい。
このように、ナット5の内周面には、ボール9が転動するねじ溝5aとボール9が循環するボール循環溝20が形成されている。ねじ溝5aはボール転動溝であるので、ボール転動溝5aともいう。特許請求の範囲におけるボール転動溝およびボール循環溝は、上記の意味で用いる。
<第一の発明の実施形態>
第一の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットの製造方法について図4~図7を参照して説明する。図4および図5は第一の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットの製造方法における循環溝形成工程の概要を示す縦断面図で、図6は、本実施形態に係るボールねじ用ナットの製造方法に基づいてボール循環溝と位相基準が形成されたナット用素材を示し、(B)図は、循環溝形成工程後のナット用素材の平面図と縦断面図で、(A)図は、旋削加工後のナット用素材の平面図と縦断面図である。図7は、転動溝形成工程の概要を示し、(A)図は縦断面図で、(B)図は平面図である。
第一の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットの製造方法について図4~図7を参照して説明する。図4および図5は第一の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットの製造方法における循環溝形成工程の概要を示す縦断面図で、図6は、本実施形態に係るボールねじ用ナットの製造方法に基づいてボール循環溝と位相基準が形成されたナット用素材を示し、(B)図は、循環溝形成工程後のナット用素材の平面図と縦断面図で、(A)図は、旋削加工後のナット用素材の平面図と縦断面図である。図7は、転動溝形成工程の概要を示し、(A)図は縦断面図で、(B)図は平面図である。
本実施形態に係るボールねじ用ナットの製造方法における循環溝形成工程は、後述するしごき加工を適用した例を示す。図4、図5に示すように、しごき加工に用いる金型は、ボール循環溝20の凹部に対応した凸部30aが形成された分割成形パンチ30と、分割成形パンチ30の位置を規制すると共に分割成形パンチ30に作用する荷重を受け止めるパンチベース31と、ナット5のブランクMの外周面をしごくことによりブランクMの外径を縮径させる絞りダイス32と、ブランクMの外周面をしごく際にブランクMに作用する軸方向荷重を受けると共に分割成形パンチ30の位置を規制するパンチホルダ33とから構成されている。
絞りダイス32は、円筒状内周面32aを有し、円筒状内周面32aの下方側に、絞りダイス32の端面に向かって拡がるテーパ状内周面32bが形成されている。パンチホルダ33には、その上面に位相基準を形成する成形面33aとナット用素材5’の端面を規制する面33bが形成されている。絞りダイス32の円筒状内周面32aに摺動自在に篏合する上面拘束型34を備えている。
詳細は後述する図13(A)に示すように、絞りダイス32と上面拘束型34が上方に後退し、分割成形パンチ30がパンチベース31に対して上方に相対移動している。分割成形パンチ30がパンチベース31に対して上方に相対移動すると、分割成形パンチ30は縮径した状態となる。この状態で、円筒状のブランクMが分割成形パンチ30に外篏され、パンチホルダ33上に配置される。その後、絞りダイス32と上面拘束型34が下降し、上面拘束型34が分割成形パンチ30に当接し、分割成形パンチ30がパンチベース31の傾斜面に沿ってパンチベース31に対して相対移動する。分割成形パンチ30がパンチベース31の斜面に沿って移動し、所定の半径方向寸法に拡径する。この状態を図4は示している〔後述する図13(B)に対応する〕。
次に、図5〔後述する図13(D)に対応する〕に示すように、絞りダイス32を下降させると、ブランクMの外周面が絞りダイス32のテーパ状内周面32bによりしごかれ、ブランクMは半径方向内側への絞り込み作用と軸方向下方への流動作用を受ける。ブランクMは絞り込み作用を受けて縮径し、分割成形パンチ30の凸部30aによりボール循環溝20がブランクMの内周面に転写される。また、ブランクMの軸方向への流動作用はパンチホルダ33により規制されるが、パンチホルダ33の一部には位相基準を形成する凹形状の成形面33aが形成されており、軸方向下方への流動作用を受けた材料の一部は凹形状の成形面33aに流動し、転動溝形成工程で位相方向の位置決めに用いられる位相基準用凸部Sを形成する。このようにして、ボール循環溝20と位相基準Sを同時に形成する。
軸方向下方への流動作用をパンチホルダ33により規制された材料は、パンチホルダ33と絞りダイス32の隙間や軸方向上方へ流動しようとする。材料が軸方向上方に流動すると、分割成形パンチ30の凸部30aに押し付けられていた材料が、軸方向上方への材料流動に引っ張られて分割成形パンチ30の凸部30aの上面から離れてしまい、分割成形パンチ30の凸部30aの凸形状が正しく転写されなくなる。そこで、ブランクMの上面を上面拘束型34で拘束することにより、軸方向上方への材料流動を抑制し、分割成形パンチ30の凸部30aの凸形状をブランクMの内周面に精度よく転写させることができる。
詳細は後述する図13(E)に示すように、絞りダイス32を上昇させると、ボール循環溝20が形成されたナット用素材5”は絞りダイス32に嵌ったまま一緒に上昇し、さらに分割成形パンチ30は、凸部30aがナット用素材5”のボール循環溝20と嵌っているため、ナット用素材5”と共に上昇する。分割成形パンチ30が上昇する際にはパンチホルダ33とパンチベース31の斜面に沿って上昇するため、相対的にナット用素材5”に対して径方向内側に移動することになり、分割成形パンチ30の凸部30aがナット用素材5”のボール循環溝20から外れて、ナット用素材5”を分割成形パンチ30から取り出すことが可能になる。
図6を参照して、本実施形態に係るボールねじ用ナットの製造方法に基づいてボール循環溝と位相基準が形成されたナット用素材を説明する。図6(B)は、循環溝形成工程後(しごき加工後)のナット用素材5”の平面図と縦断面図で、図6(A)は、旋削加工後のナット用素材5’の平面図と縦断面図である。図6(B)に示す循環溝形成工程後のナット用素材5”は、その外周面と一端部の余肉を旋削加工により除去し、図6(A)に示すナット用素材5’となる。ナット用素材5’、5”には、ボール循環溝20と位相基準Sが形成されている。
図6(A)に示すナット用素材5’の位相基準Sを使用して後工程のボール転動溝を形成する転動溝形成工程を行う。転動溝形成工程について図7を参照して説明する。図7(A)は、転動溝形成工程の概要を示す縦断面図で、図7(B)は、転動溝形成工程の概要を示す平面図である。
図7(A)、図7(B)のチャック50を解放した状態で、ナット用素材5’を旋盤の主軸台51に配置する。そして、図7(B)に示すように、ナット用素材5’に形成された位相基準Sを位置決めする基準受け部52を位相基準Sに係止させて、チャック50を締め付ける。主軸の回転方向の力を受ける側の基準受け部52と位相基準Sとの間で係止(当接)させているので、隙間による位相ずれが生じない。主軸を回転させ、ナット用素材5’の内周面にバイト53によりボール転動溝5aを旋削加工する。主軸の回転と同期させてバイト53を軸方向に送り、ボール転動溝5aのリードが形成される。前工程の転動溝形成工程でボール循環溝20と位相基準Sを同時に形成されているので、図7(A)に示すように、ボール循環溝20に対するボール転動溝5aの形成位置が正確で、ボール循環溝20の端部とボール転動溝5aの端部とにズレがなく、両者の接続部分に段差が生じることがほとんどなく、高精度である。旋削加工後、熱処理を施し、ナット用素材5’に形成された位相基準Sを同様に使用して研削仕上げ加工を行う。
<第二の発明の実施形態>
次に、第二の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法を図4~図6および図8~図13に基づいて説明する。第一の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットの製造方法における循環溝形成工程について図4~図6を参照して前述した内容は、第二の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法においても同じであるので、前述した内容を全て準用する。第二の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法については、図8~図13に基づいて金型およびしごき加工工程の詳細を追加して説明する。
次に、第二の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法を図4~図6および図8~図13に基づいて説明する。第一の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットの製造方法における循環溝形成工程について図4~図6を参照して前述した内容は、第二の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法においても同じであるので、前述した内容を全て準用する。第二の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法については、図8~図13に基づいて金型およびしごき加工工程の詳細を追加して説明する。
図8は、第二の発明の一実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法における金型中の分割成形パンチを示し、図8(A)は平面図で、図8(B)は側面図で、図8(C)は横断面図である。図9は、図8の分割成形パンチの詳細を示し、図9(A)は、図8(A)のD部の拡大図で、図9(B)は、図9(A)のE-E線における断面図で、図9(C)図は、図8(B)のF方向に矢視した図である。図10は分割成形パンチの変形例を示す平面図である。図11は、本実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法における金型中のパンチベースを示し、図11(A)は、図11(B)の右側面図で、図11(B)は平面図で、図11(C)は、図11(B)の左側面図で、図11(E)は、図11(B)図のG-G線における縦断面図で、図11(D)は、図11(E)のH-H線における横断面図である。図12は、本実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法における金型中のパンチホルダを示し、図12(A)は平面図で、図12(B)は縦断面図で、図12(C)は、図12(A)のI-I線における断面図である。
図8(A)に示すように、本実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法における分割成形パンチ30は、ボール循環溝20の凹部に対応した凸部30aが一つの分割成形パンチ30に形成された状態で2分割されている。図8(B)、図8(C)に示すように、分割成形パンチ30は、図4に示すパンチホルダ33のテーパ状内周面33cに摺動案内される円弧形状のテーパ状外周面30bと、パンチベース31のV字形状のテーパ状案内面31a(図11参照)に摺動案内されるV字形状の側面30cを備えている。分割成形パンチ30のテーパ状外周面30bは、一定の曲率半径の円弧形状で形成されているので、パンチホルダ33のテーパ状内周面33cの母線方向に摺動可能である。凸部30aが設けられた側の分割成形パンチ30の軸方向領域は、一対の分割成形パンチ30が縮径したときの干渉を減らし当接状態を安定させるため、軸方向に平行に形成されている。
図9(A)に示すように、ボール循環溝20の凹部に対応した凸部30aは、S字形状に形成され、その両端部の中心線C1はボール転動溝5aの中心線C5と滑らかに接続するように形成されている。凸部30aのE-E線における断面形状は、図9(B)に示すように、円弧状あるいはゴシックアーチ状に形成されている。図9(C)に示すように、図8(B)に示す分割成形パンチ30をF方向に矢視すると、分割成形パンチ30の外周面から突出して形成された凸部30aの周方向の形状が理解される。凸部30aの周方向の中央部がボール循環溝20の深い部分を転写し、図3に示したように、ボール9がねじ軸3のねじ山部3bを乗り越えることができる。
分割成形パンチ30の変形例を図10に示す。本変形例では、ボール循環溝20の凹部に対応した凸部30aが複数(2個)形成されている。分割成形パンチ30の凸部30aの個数は、ボールねじの設計仕様により適宜の個数となる。分割成形パンチ30のその他の構成は、図8、図9で前述した内容と同じであるので、重複説明を省略する。
次に、図11(B)に示すように、パンチベース31は、図面左側(底部側)のテーパ状外周面31bとストレートな小径外周面31cとからなる棒状の構成部品である。テーパ状外周面31bとストレートな小径外周面31cに亙ってV字形状のテーパ状案内面31aが形成されている。パンチベース31のV字形状のテーパ状案内面31aには、前述したように、分割成形パンチ30のV字形状の側面30c〔図8(B)、図8(C)参照〕が摺動案内される。図11(A)、図11(C)に示すように、V字形状のテーパ状案内面31aはパンチベース31の直径方向に対向して一対形成されている。
図11(B)のG-G線の縦断面である図11(E)に示すように、一対のV字形状のテーパ状案内面31aの底部31dは、ストレートな小径外周面31cの端部側に向かって半径方向の距離が狭まるように傾斜している。これにより、分割成形パンチ30がパンチベース31に対して軸方向に相対移動することにより、分割成形パンチが縮径可能となる。図11(E)のH-H線における横断面を図11(D)に示す。パンチベース31のテーパ状外周面31bは、図12(B)に示すパンチホルダ33のテーパ状内周面33cに篏合し固定される。
図12(B)に示すように、パンチホルダ33は、円錐状の筒状体である。パンチホルダ33の内周にはテーパ状内周面33cが形成され、パンチホルダ33の上面にはブランクMの軸方向への流動作用を規制する端面33bと一部に位相基準S〔図6(B)参照〕を形成する凹形状の成形面33aが形成されている。位相基準Sを形成する凹形状の成形面33aおよび端面33bは、図12(A)のI-I線における断面図である図12(C
)に示す。
)に示す。
最後に、本実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法のしごき加工工程の詳細について図13を参照して説明する。図13(A)はブランクをセットした状態、図13(B)はしごき加工直前状態、図13(C)は、しごき加工開始状態、図13(?)は、しごき加工終了状態、図13(E)はナット用素材の成形パンチから分離した状態、図13(F)はナット用素材の排出状態を示す。
図13(A)に示すように、絞りダイス32と上面拘束型34が上方に後退し、分割成形パンチ30がパンチベース31に対して上方に相対移動している。分割成形パンチ30がパンチベース31に対して上方に相対移動すると、分割成形パンチ30は縮径した状態となる。この状態で、円筒状のブランクMが分割成形パンチ30に外篏され、パンチホルダ33上に配置される。
その後、図13(B)に示すように、絞りダイス32と上面拘束型34が下降し、上面拘束型34が分割成形パンチ30に当接し、分割成形パンチ30がパンチベース31の傾斜面に沿ってパンチベース31に対して相対移動する。分割成形パンチ30がパンチベース31の斜面に沿って移動し、所定の半径方向寸法に拡径する。この状態で、図13(C)に示すように、しごき加工を開始する。
図13(D)に示すように、絞りダイス32を下降させると、ブランクMの外周面が絞りダイス32のテーパ状内周面32bによりしごかれ、ブランクMは半径方向内側への絞り込み作用と軸方向下方への流動作用を受ける。ブランクMは絞り込み作用を受けて縮径し、分割成形パンチ30の凸部30aによりボール循環溝20がブランクMの内周面に転写される。また、ブランクMの軸方向への流動作用はパンチホルダ33により規制されるが、パンチホルダ33の一部には位相基準を形成する凹形状の成形面33aが形成されており、軸方向下方への流動作用を受けた材料の一部は凹形状の成形面33aに流動し、転動溝形成工程で位相方向の位置決めに用いられる位相基準S〔図6(B)参照〕を形成する。このようにして、ボール循環溝20と位相基準Sを同時に形成する。
図13(E)に示すように、絞りダイス32を上昇させると、ボール循環溝20が形成されたナット用素材5”は絞りダイス32に嵌ったまま一緒に上昇し、さらに分割成形パンチ30は、凸部30aがナット用素材5”のボール循環溝20と嵌っているため、ナット用素材5”と共に上昇する。分割成形パンチ30が上昇する際にはパンチホルダ33とパンチベース31の斜面に沿って上昇するため、相対的にナット用素材5”に対して径方向内側に移動することになり、分割成形パンチ30の凸部30aがナット用素材5”のボール循環溝20から外れて、ナット用素材5”を分割成形パンチ30から取り出すことが可能になる。図13(F)に示すように、上面拘束型34が下降し、ナット用素材5”が絞りダイス32から排出される。
本実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法により形成された位相基準Sを使用して、前述した図7に示す転動溝形成工程を行うことができる。
本実施形態に係るボールねじ用ナットのしごき加工方法によれば、ボール循環溝を高精度に形成することができ、さらに、しごき加工によりボール循環溝と位相基準を同時に形成する場合は、ボール循環溝と位相基準との位相ずれの抑制を促進でき、高精度なボールねじ用ナットを実現することができる。また、分割成形パンチ、パンチベース、パンチホルダからなる内側金型を縮径可能な高剛性の分割型構造としたので、ボール循環溝を高精度に形成することができることに加えて、金型寿命面でも有利である。
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
1 ボールねじ
3 ねじ軸
3a ねじ溝、ボール転動溝
5 ボールねじ用ナット
5’ ナット用素材
5” ナット用素材
5a ねじ溝、ボール転動溝
7 ボール転動路
9 ボール
11 ボール循環路
20 ボール循環溝
30 分割成形パンチ
30a 凸部
31 パンチベース
32 絞りダイス
33 パンチホルダ
33a 成形面
34 上面拘束型
M ブランク
S 位相基準
3 ねじ軸
3a ねじ溝、ボール転動溝
5 ボールねじ用ナット
5’ ナット用素材
5” ナット用素材
5a ねじ溝、ボール転動溝
7 ボール転動路
9 ボール
11 ボール循環路
20 ボール循環溝
30 分割成形パンチ
30a 凸部
31 パンチベース
32 絞りダイス
33 パンチホルダ
33a 成形面
34 上面拘束型
M ブランク
S 位相基準
Claims (5)
- 外周面に螺旋状のボール転動溝を形成したねじ軸と、内周面に前記ねじ軸の前記ボール転動溝に対向する螺旋状のボール転動溝を形成したナットと、前記両ボール転動溝により形成されるボール転動路に配置される複数のボールとを備え、前記ナットは、前記内周面に前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ戻すボール循環溝を備えるボールねじ用ナットの製造方法であって、
前記ボール循環溝を形成する循環溝形成工程において、前記ナットのブランクに前記ボール循環溝と位相基準を塑性加工により同時に形成し、
前記位相基準を使用して、前記ボール転動溝を形成する転動溝形成工程を行うことを特徴とするボールねじ用ナットの製造方法。 - 前記循環溝形成工程において前記ボール循環溝と前記位相基準を同時に形成する前記塑性加工がしごき加工であることを特徴とする請求項1に記載のボールねじ用ナットの製造方法。
- 外周面に螺旋状のボール転動溝を形成したねじ軸と、内周面に前記ねじ軸の前記ボール転動溝に対向する螺旋状のボール転動溝を形成したナットと、前記両ボール転動溝により形成されるボール転動路に配置される複数のボールとを備え、前記ナットは、前記内周面に前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ戻すボール循環溝を備えるボールねじ用ナットのしごき加工方法であって、
前記しごき加工に用いる金型は、前記ボール循環溝の凹部に対応した凸部が形成された分割成形パンチと、この分割成形パンチの位置を規制すると共に前記分割成形パンチに作用する荷重を受け止めるパンチベースと、前記ナットのブランクの外周面をしごくことによりブランクの外径を縮径させる絞りダイスと、前記ブランクの外周面をしごく際に前記ブランクに作用する軸方向荷重を受けると共に前記分割成形パンチの位置を規制するパンチホルダとから構成され、
前記絞りダイスにより前記ブランクを縮径させることにより、前記ボール循環溝を形成することを特徴とするボールねじ用ナットのしごき加工方法。 - 前記パンチホルダは、ボール転動溝加工時の位相基準に対応した成形面を備え、前記絞りダイスにより前記ブランクを縮径させることにより、前記ボール循環溝と前記位相基準を同時に形成することを特徴とする請求項3に記載のボールねじ用ナットのしごき加工方法。
- 前記しごき加工に用いる金型は、さらに上面拘束型を備え、この上面拘束型により前記ブランクの上面を拘束することにより、軸方向の変形を抑制することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のボールねじ用ナットのしごき加工方法。
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JP2022171453A JP2024063473A (ja) | 2022-10-26 | 2022-10-26 | ボールねじ用ナットの製造方法およびしごき加工方法 |
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JP2022171453A JP2024063473A (ja) | 2022-10-26 | 2022-10-26 | ボールねじ用ナットの製造方法およびしごき加工方法 |
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JP2022171453A Pending JP2024063473A (ja) | 2022-10-26 | 2022-10-26 | ボールねじ用ナットの製造方法およびしごき加工方法 |
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WO2012017672A1 (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | 日本精工株式会社 | ボールねじ用ナットの製造方法及びボールねじ |
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2022
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