JP2865538B2 - ねじ軸の製造方法および雄ねじ形成用ダイス - Google Patents

ねじ軸の製造方法および雄ねじ形成用ダイス

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JP2865538B2 JP26815693A JP26815693A JP2865538B2 JP 2865538 B2 JP2865538 B2 JP 2865538B2 JP 26815693 A JP26815693 A JP 26815693A JP 26815693 A JP26815693 A JP 26815693A JP 2865538 B2 JP2865538 B2 JP 2865538B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ねじ軸の製造方法に係
り、特にフロッピーディスク装置や光ディスク装置、さ
らにはカメラの自動焦点装置などの高い精度が要求され
る送りねじを転造により形成する方法および雄ねじ形成
用ダイスに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、フロッピーディスク装置や光ディ
スク装置のヘッドの位置決め等に使用される高精度の送
りねじ軸、いわゆるリードスクリューは、一般に数値制
御方式の自動旋盤を用いた切削加工によって製造され、
一部が研削加工により製造されている。すなわち、送り
ねじ軸は、図8(A)に示したような円柱状の素材10
を軸回りに回転させ、周面を切削または研削して図8
(B)のような螺旋溝12からなるねじ部13を形成
し、ねじ軸14に仕上げている。
【0003】ところが、切削加工による送りねじの製造
は、バリ取りを必要とするなど加工に時間がかかり、生
産性が悪い。また、切削加工のため、ナットを案内する
面の粗度が悪く、品質上に問題がある。一方、研削加工
による送りねじの製造は、精度や表面面粗度の点に問題
はないが、加工時間が非常にかかる。しかも、研削砥石
が摩耗するため、均一な螺旋溝を形成することが困難で
ある。そこで、量産性に優れているばかりでなく、高精
度で均一な品質が得られる塑性加工、すなわち平ダイス
または丸ダイスを用いた転造による送りねじ軸の製作が
種々試みられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、転造による高
精度のねじ軸の製造は、必要とする精度を得ることが困
難で、実用化されていないのが現状である。この必要と
する精度が得られない原因の1つとして、転造加工をし
た際の軸の曲がりの発生があり、特に1条ねじの場合に
著しい。この原因は、図9に示したように、素材10を
加工する一対のダイス16、18が、歯20、22のピ
ッチpを半ピッチずらせて配置されることによる。すな
わち、歯20、22が半ピッチずれているために、ねじ
部13の両端において素材10の直径方向両側に作用す
る力が非対称となり、素材10に大きな曲げモーメント
が作用して、図10に示したようにシャンク部15がね
じ部13に対して曲がる。このことは、送りねじ軸が奇
数条ねじを有する場合に避けることができない。この結
果、ねじ軸14を回転させると直径方向に大きく振れ、
ナットの送り精度、位置決め精度を大幅に悪化させる。
【0005】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、転造により螺旋溝を形成する際
の曲がりを小さくすることができるねじ軸の製造方法お
よび雄ねじ形成用ダイスを提供することを目的としてい
る。また、本発明は、高精度の送りねじを得ることがで
きるようにするとを目的としている。さらに、本発明
は、送りねじの生産性を向上できるようにすることなど
を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係るねじ軸の製造方法は、一対のダイス
間に配置して円柱状素材の周面にねじ部を形成するねじ
軸の製造方法において、前記ねじ部の両端部に施す加工
量を、外方に向けて漸次小さくすることを特徴としてい
る。
【0007】ねじ部の両端部に施す加工量を外方に向け
て漸次小さくする方法としては、素材の前記ねじ部を形
成する部分の両端部の径を、外方に向けて漸次小さくす
ることにより行うことができる。あるいは、ダイスの歯
部の両端部を外方に向けて漸次低くしたダイスを用いて
加工してもよい。なお、ダイスの歯部の少なくとも中央
部を、素材の軸方向における複数の歯の先端が、凸状の
曲線に接するように形成することができる。
【0008】
【作用】上記の如く構成した本発明においては、転造加
工の際に、素材に曲げモーメントを与えるねじ部の両端
部に加える加工力、すなわち加工量を、外方に向けて漸
次小さくするようにしているため、ねじ部の終端におい
て素材に作用する曲げモーメントが小さくなり、ねじ軸
の曲がりを小さくすることができる。この結果、ねじ軸
が回転した際に、直径方向における振れが小さくなり、
ナットの送り精度、位置精度が大幅に向上する。しか
も、ねじ部を転造により形成するため、加工硬化が得ら
れて軸の強度が高まるとともに、塑性加工であるため、
表面を極めて滑らかにすることができ、精度の高い均一
な品質を有するねじ軸を効率よく生産することができ
る。
【0009】
【実施例】本発明に係るねじ軸の製造方法および雄ねじ
形成用ダイスの好ましい実施例を、添付図面に従って詳
説する。なお、前記従来技術において説明した部分につ
いては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0010】図1は、本発明の第1実施例に係るねじ軸
の製造方法の説明図である。素材29は、図1(A)に
示したように、ねじ部が形成される被加工部30の両端
部にテーパ部32、34を有している。これらのテーパ
部32、34は、被加工部30の軸線方向外方に向け
て、すなわち素材29の先端側のテーパ部32は軸端に
向けて、他側のテーパ部34はシャンク部15に向けて
径が漸次細くなるようにしてある。また、素材29は、
先端面の軸線上に軸受用センター孔35が設けてある。
【0011】このように加工された素材29は、従来と
同様に、一対の転造ダイス間に配置され、図1(B)の
ように被加工部30に螺旋溝12が転造され、ねじ軸1
4に加工される。このねじ軸14は、螺旋溝12を有す
るねじ部13が有効ねじ部36とその両端部のテーパ部
32、34とからなり、有効ねじ部36が螺旋溝12に
係合する図示しないナットを軸方向に案内する。そし
て、ねじ部13の両端部のテーパ部32、34は、外方
に向けて漸次小径となっているため、ねじ部13の転造
加工の際、ダイスから受ける力がねじ部13の外方にい
くに従って小さくなり、加工量が次第に小さくなってい
る。
【0012】この結果、ねじ部13の終端部に作用する
曲げモーメントが小さくなり、ねじ軸14の曲がりが減
少して、ねじ軸14が回転した際の直径方向の振れが小
さくなり、ナットの送り精度、位置精度が大幅に向上す
る。しかも、ねじ部13を転造により形成しているた
め、加工硬化が得られて軸の強度が高まるとともに、加
工表面を極めて滑らかにすることができ、精度の高い均
一な品質を有するねじ軸14を効率よく生産することが
できる。
【0013】なお、素材29のテーパ部32、34は、
図2(A)に示したように多段に形成してもよい。ま
た、同図(B)のように曲線にしてもよいし、(C)の
ように多段の曲線をもって形成してもよい。
【0014】図3は、本発明のねじ軸の製造方法を実施
するための雄ねじ形成用ダイスの第1実施例を模式的に
示した斜視図である。図3において、雄ねじ形成用ダイ
スである平ダイス40は、円柱状の素材にねじ部13を
形成するための歯部42を備えている。歯部42は、螺
旋溝12を形成するための複数の歯44からなり、配置
される素材の軸方向における断面形状が台形状になって
いる。すなわち、歯部42は、ねじ軸14の有効ねじ部
36を形成するための有効ねじ加工部46と、有効ねじ
加工部46の両側に形成した傾斜部48とからなり、有
効ねじ加工部46の歯44の高さが一様であって、傾斜
部48が平ダイス40の縁に向けて漸次低くなってい
て、歯44の高さも次第に低くなっている。
【0015】このように構成した平ダイス40による加
工は、図8(A)に示したような円柱状の素材10をそ
のまま用いることができ。すなわち、一対の平ダイス4
0によって素材10を転造加工すると、図4(A)に示
したようなねじ軸50が得られる。このねじ軸50にお
いても、ねじ部13が有効ねじ部36とその両側のテー
パ部32、34とからなる。テーパ部32、34は、外
方に向けて次第に大径となっているが、平ダイス40の
端部が傾斜しているため、テーパ部32、34に作用す
る力が外方に向けて次第に小さくなり、それに応じて加
工量も小さくなっている。従って、図3に示した平ダイ
ス40を用いて転造加工した場合にも、ねじ部13の両
端部における曲げモーメントを小さくすることができ、
ねじ軸50の曲がりが減少して前記と同様の効果が得ら
れる。しかも、加工する素材にテーパ部32、34を設
ける必要がなく、加工工数が減少してコストの低減が図
れる。
【0016】なお、図1(A)のテーパ部32、34を
有する素材29を図3に示した平ダイス40によって加
工してもよい。ただし、この場合にも、ねじ部13の
端部に施す加工量を外方に向けて次第に小さくするよう
にする。また、平ダイス40の傾斜部48、48は、図
5(A)に示したように、傾斜を多段に変化させてもよ
い。さらに、図5(B)のように曲線をもって形成して
もよいし、同図(C)のように多段に変化する曲線によ
って形成してもよい。
【0017】図6は、平ダイスの第2実施例を示したも
のである。本実施例の平ダイス40は、有効ねじ加工部
46の歯44の先端が予め定めた曲線54に接するよう
に形成してあって、中央が高く、加工する素材の軸線方
向両側に漸次低くなるようになっている。有効ねじ加工
部46をこのような形状にしたのは、転造加工によりね
じ部13を形成すると、ねじ部13の中央から両側に素
材が絞られていくような現象が観察されることによるも
ので、有効ねじ加工部46の中央部を高くすることによ
り、素材に作用する加工力の分散が図れ、転造加工が円
滑に行われて加工精度を向上することができる。
【0018】有効ねじ加工部46の歯44の先端部を結
ぶ曲線54の曲率は、歯44の高さや加工する素材の材
質、有効ねじ加工部46の幅等を考慮して、実験などに
よって適宜に定めることができる。実施例においては、
中央部の歯44の高さを、有効ねじ加工部46の両端の
歯44の高さに対して三針有効径公差範囲hの50%高
くしており、具体的には、有効ねじ加工部46の長さが
19mmであって、h=0.02〜0.1mmの場合、
有効ねじ加工部46の中央部を両端部に対して0.01
〜0.05mm高くしている。なお、図6の平ダイス4
0においては、有効ねじ加工部46を加工する素材の軸
線方向において、線対称に形成した場合について説明し
たが、対称でなくともよい。
【0019】図7は、平ダイスの第3実施例を示したも
のである。この第3実施例の平ダイス40は、歯部42
が加工する素材の軸方向において非対称となっている。
すなわち、歯部42は、有効ねじ加工部46の一側に従
来と同様の直線55に沿って傾斜している傾斜部48が
形成してあるが、他側は有効ねじ加工部46の歯44の
先端が接する曲線56に接して漸次低くなるようにして
あり、略翼状となっている。本実施例の平ダイス40に
おいては、直線55に沿った傾斜部48側がねじ軸50
先端側となるように、有効ねじ加工部46と滑らかに
連続している他側がシャンク部15側となるように素材
10が配置される。この第3実施例の平ダイス40にお
いても、前記と同様の効果を得ることができる。
【0020】なお、前記各実施例においては、平ダイス
を用いて転造加工する場合について説明したが、図1
(B)の素材29を丸ダイスやプラネタリダイスを用い
て転造加工してもよい。また、丸ダイスやプラネタリダ
イスの軸方向端部に傾斜部を形成し、図8(A)のよう
なテーパ部を設けない素材10を加工するようにしても
よい。そして、上記各実施例は、一般のねじ軸にも適用
することができる。
【0021】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、ねじ部の両端部における曲げモーメントを軸方向外
方に向けて漸次小さくすることができるため、ねじ軸の
曲がりを小さくすることできる。また、転造による塑性
加工によってねじ部を形成するため、加工面の面粗度が
向上して高精度のねじ軸を得られるとともに、均一な品
質を有する製品を効率よく生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るねじ軸の製造方法の実施例を説明
する図である。
【図2】実施例の製造方法に使用する素材に設けたテー
パ部の他の形状の説明図である。
【図3】本発明に係る雄ねじ形成用ダイスの第1実施例
の一部を示す斜視図である。
【図4】第1実施例のダイスにより作成したねじ軸の説
明図である。
【図5】第1実施例のダイスの傾斜部の他の形状の説明
図である。
【図6】本発明の第2実施例に係るダイスの説明図であ
る。
【図7】本発明の第3実施例に係るダイスの説明図であ
る。
【図8】従来のねじ軸の製造方法の説明図である。
【図9】転造によるねじ加工における一対のダイスの関
係を示す図である。
【図10】従来の製造方法により製造した曲がりを有す
るねじ軸の正面図である。
【符号の説明】
10、29、50 素材 13 ねじ部 14 ねじ軸 30 被加工部 32、34 テーパ部 36 有効ねじ部 40 平ダイス 42 歯部 44 歯 46 有効ねじ加工部 48 傾斜部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大崎 一郎 新潟県長岡市摂田屋町字外川2706−6 ユニオンツール株式会社長岡工場内 (72)発明者 桑原 直樹 新潟県長岡市摂田屋町字外川2706−6 ユニオンツール株式会社長岡工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21H 3/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対のダイス間に配置して円柱状素材の
    周面にねじ部を形成するねじ軸の製造方法において、前
    記ねじ部の両端部に施す加工量を、外方に向けて漸次小
    さくすることを特徴とするねじ軸の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ねじ部の両端部の径を、外方に向け
    て漸次小さくし、ねじ部両端部に施す前記加工量を外方
    に向けて漸次小さくすることを特徴とする請求項1に記
    載のねじ軸の製造方法。
  3. 【請求項3】 円柱状素材の周面に螺旋溝を形成する複
    数の歯を有する歯部を備えた雄ねじ形成用ダイスにおい
    て、前記歯部は、配置された前記素材の軸方向断面の両
    端部が、外方に向けて漸次低くしてあることを特徴とす
    る雄ねじ形成用ダイス。
  4. 【請求項4】 前記歯部の少なくとも中央部は、前記素
    材の軸方向における前記複数の歯の先端が、凸状の曲線
    に接していることを特徴とする請求項3に記載の雄ねじ
    形成用ダイス。
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WO2023132190A1 (ja) * 2022-01-05 2023-07-13 日本精工株式会社 ボールねじ装置およびねじ軸の製造方法

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