JP2017032064A - ボールねじおよびその製造方法 - Google Patents
ボールねじおよびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017032064A JP2017032064A JP2015152261A JP2015152261A JP2017032064A JP 2017032064 A JP2017032064 A JP 2017032064A JP 2015152261 A JP2015152261 A JP 2015152261A JP 2015152261 A JP2015152261 A JP 2015152261A JP 2017032064 A JP2017032064 A JP 2017032064A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nut
- ball screw
- sleeve
- screw
- ball
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
【課題】生産性を向上させると共に、組立を簡便化して低コスト化を図ったボールねじおよびその製造方法を提供する。【解決手段】ナット3が円周方向に分割された半割れの一対のナット部材8で構成され、これらナット部材8が互いに合せた際にねじ溝3a同士が繋がるように鋼板からプレス加工によって形成され、ナット部材8の合せ部8aが円弧面ではなく径方向外方に逃げるように接合された状態で円筒状のスリーブ4の内周に圧入固定されると共に、このスリーブ4にボールねじ1の軸線方向と平行に貫通して形成された循環孔4aが形成され、これら循環孔4aに開口する開放溝6a、7aを有するエンドキャップ6、7が固定されているので、生産性を向上させると共に、組立を簡便化して低コスト化を図ったボールねじを提供することができる。【選択図】図1
Description
本発明は、放電加工機やタッピングセンター等の各種工作機械、あるいは自動車の電動パワーステアリングやアクチュエータ等に使用されるボールねじおよびその製造方法に関し、特に、エンドキャップタイプのボールねじおよびその製造方法に関する。
例えば、各種駆動部に使用される電動アクチュエータにおいて、電動モータの回転運動を軸方向の直線運動に変換する機構として、台形ねじあるいはラックアンドピニオン等の歯車機構が一般的に使用されている。これらの変換機構は、滑り接触部を伴うため動力損失が大きく、電動モータの大型化や消費電力の増大を余儀なくされている。そのため、より効率的なアクチュエータとしてボールねじ機構が採用されるようになってきた。
ボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナットと、対向する両ねじ溝により形成された転動路に収容された多数のボールと、転動路を周回経路とする循環機構とを備え、例えば、ナットを回転運動させることでねじ軸を直線運動させる運動変換機構として使用されている。
一般的にボールねじにはボールの循環機構が異なる種々の形式のものがあり、その一つに駒式と呼ばれるものがある。この駒式ボールねじは、ねじ溝の連結路を有し、転動路を周回経路とする循環用の駒部材がナットに装着されているもので、構成が比較的簡素で、かつコンパクトに構成できる利点がある。駒部材内のボールの循環溝はナットのねじ溝よりも若干径方向深めに設定されているが、ボールが循環する経路は、ボールが荷重を受けながらねじ溝内を転動する負荷圏と駒部材内の無負荷圏および両者を繋ぐボール掬い上げ部で構成されているため、通常の転がり軸受と比較した場合、負荷の変動が大きく、ボール同士に競り合いや衝突等により、前述した特性は不利になる。また、ナットと駒部材が別体であるため、駒部材の固定方法が悪いと、ナットのねじ溝と駒部材の循環溝の横方向のズレが発生してさらに特性が悪化する恐れがある。
一方、前述した台形ねじ等の滑りねじでは、ボールを使用していないため、前述したボール循環による悪影響はないが、滑りを発生させるという機能上、一般的なボールねじと比較して、ねじ軸とナット間に大きなすきまが必要となり、ボールねじより高精度な位置決めは難しい。
駒部材等の循環部材を廃止し、低コスト化を図ったものとして、図6に示すようなボールねじ用ナットの製造方法が知られている。このナット51は、段付き円筒部を有する円筒状に形成され、内周に螺旋状のボール循環溝51aが形成されると共に、ボール戻し溝(図示せず)が一体に形成されている。
ナット51の素材である中空円筒部材Nの内周面に、図7(a)に示すような金型Mを用いて鍛造加工によってボール戻し溝51bが形成される。この金型Mは、中空円筒部材Nの内径より小径の外径を有する円筒状であって、その外表面に(b)、(c)に示すようなS字状の凸部Maを2つ形成され、これらの凸部Maは、ボール戻し溝51bの形状に対応している。
(a)に示すように、係る金型Mを中空円筒部材Nの内部に挿入して、その内周面の上部に凸部Maを当接させ、さらに金型Mの両端を支持した状態で、中空円筒部材Nを金型Mに向かってプレス力Pを負荷し、鍛造加工によってボール戻し溝51bが形成される。
ここで、外周面の段付き円筒部と軸方向において略同位置に、ボール戻し溝51bを配置しないようにしたので、ボール戻し溝51b成形時の無理な材料流動を生じさせず、パンチの寿命が増大する。さらに無理な材料流動が生じないことで他の部分に形成したボール戻し溝51bの深さおよび位置精度に悪影響を与えることがなく、また、外周面の段付き円筒部を変形させることもない。
次に、ボール戻し溝51bを形成した中空円筒部材Nの内周面に、切削工具を用いて切削加工によりボール循環溝51aが形成される。次に、ボール戻し溝51bおよび循環溝51aを形成した中空円筒部材Nの内周面に、高周波焼入処理によって所定の硬化処理が行われる。
特に、従来のボールねじ機構で用いられているチューブやコマ等の循環部材は、一般的に熱処理が行われていないから、長期間にわたりボールねじを作動すると摩耗し、循環不良の原因となるが、ボール循環溝51aのみならずボール戻し溝51bにも焼入れを同時に行うことができるので、耐摩耗性を確保すると同時に粒界酸化を抑制できるので、長寿命が期待できる。
さらに、外周面の段付き円筒部に歯車、セレーションまたはローレット等の動力伝達形状を塑性加工にて形成するが、その際にボール戻し溝51bの変形を考慮する必要が無く、加工の自由度が増加する(例えば、特許文献1参照。)。
然しながら、この従来のボールねじでは、内径が小さいナット51の場合、金型Mでボール戻し溝51bを鍛造加工するには強度に限界があると共に、金型Mの交換頻度が増加して塑性加工そのものが成立しない恐れがある。
一方、図8に示すように、ナットを液圧プレス等の塑性加工によって形成したボールねじが知られている。このボールねじ52は、ナット53と、このナット53に内挿され、外周に螺旋状のねじ溝54aが形成されたたねじ軸54と、これらナット53とねじ軸54間に転動自在に収容された多数のボール55と、ナット53の両端部に装着されたエンドキャップ56、57とにより構成されている。
ナット53は薄肉の円筒部材から液圧プレスにより成形され、内筒部58と外筒部59とリターン穴60とを備え、図9に示すように、内筒部58の内周には螺旋状のねじ溝58aが形成されている。エンドキャップ56は、ねじ軸54が回転し、ナット53が往復動する場合、ボール55がナット53の端部に来た時に、ボール55を受け止めて外筒部58に設けられているリターン穴60を介して反対側のエンドキャップ57まで戻して、ボール55を循環させる。
ナット53の外筒部59は、例えば、プラスチックやゴム、木材、マグネシウム、アルミニウムおよびこれらの複合材を介在させて形成されている。これにより、ねじ軸54の回転数を過度に上げることなく、ナット53の高速往復動が可能になると共に、動作時の振動も外筒部59の振動吸収材質の硬化により軽減することができる(例えば、特許文献2参照。)。
然しながら、この従来のボールねじ52では、ナット53のねじ溝58a成形時、ねじ溝58a以外のランド部(内径面)58bが変形して精度を確保することが難しいと共に、この変形によってランド部58bがねじ軸54に干渉する恐れがあるため、精度の高いプレス加工や機械加工による後加工が必要となり、コスト高騰が招来するという課題がある。
また、ナット53の外筒部59の内周面に内筒部58の位置決め用の螺旋溝59aを別途形成する必要があると共に、この螺旋溝59aに内筒部58のねじ溝58aを一致させた状態で、内筒部58を回転させながら挿入する必要があり、組立作業が煩雑となるばかりか、外筒部59に円筒部58を圧入することができず、両者の間にガタが生じて精度低下と共に、音振や耐久性の面で課題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ナットの切削加工を廃止して鋼板からプレス加工によって形成するボールねじに着目し、生産性を向上させると共に、組立を簡便化して低コスト化を図ったボールねじおよびその製造方法を提供することを目的としている。
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、対向する前記ねじ溝により形成される転動路に収容された多数のボールと、これらボールの循環部材となるエンドキャップと、を備えたボールねじにおいて、前記ナットが円周方向に分割された半割れの一対のナット部材で構成され、これらナット部材が互いに合せた際に前記ねじ溝同士が繋がるように鋼板からプレス加工によって形成され、前記ナットが円筒状のスリーブの内周に圧入固定されると共に、このスリーブに前記ボールねじの軸線方向と平行に貫通して形成された循環孔が形成され、これら循環孔に開口する開放溝を有する前記エンドキャップが固定されている。
このように、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、対向するねじ溝により形成される転動路に収容された多数のボールと、これらボールの循環部材となるエンドキャップと、を備えたボールねじにおいて、ナットが円周方向に分割された半割れの一対のナット部材で構成され、これらナット部材が互いに合せた際にねじ溝同士が繋がるように鋼板からプレス加工によって形成され、ナットが円筒状のスリーブの内周に圧入固定されると共に、このスリーブにボールねじの軸線方向と平行に貫通する循環孔が形成され、これら循環孔に開口する開放溝を有するエンドキャップが固定されているので、生産性を向上させると共に、組立を簡便化して低コスト化を図ったボールねじを提供することができる。
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記ナット部材の合せ部が円弧面ではなく径方向外方に逃げるように接合されていれば、ナット部材のねじ溝の繋ぎ部が無負荷領域になり、ねじ溝を転動してきたボールがこの繋ぎ部を通過しても早期剥離や段差による振動、騒音が発生するのを防止することができる。
また、請求項3に記載の発明のように、前記ナット部材の合せ面の内径端部に面取り部が形成されていれば、ナット部材のねじ溝の繋ぎ部が無負荷領域になり、ねじ溝を転動してきたボールがこの繋ぎ部を通過しても早期剥離や段差による振動、騒音が発生するのを防止することができる。
また、請求項4に記載の発明のように、前記エンドキャップがMIMによって成形された焼結金属で構成されていれば、加工度が高く複雑な形状であっても容易に、かつ精度良く所望の形状・寸法に成形することができる。
また、請求項5に記載の発明のように、前記ナット部材が熱処理後にショットピーニングによる仕上げ加工が施されていれば、熱処理によりナット部材のねじ溝等に付着したスケールや表層の粒界酸化層を除去し、耐久性を向上させることができる。
また、本発明のうち請求項6に記載の方法発明は、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、対向する前記ねじ溝により形成される転動路に収容された多数のボールと、これらボールの循環部材となるエンドキャップと、を備えたボールねじの製造方法において、前記ナットが円周方向に分割された半割れの一対のナット部材で構成され、このナット部材が、蒲鉾状の凸部に前記ねじ溝に対応した螺旋状の凸条が形成された上型と、前記凸部に係合する凹部に前記凸条に対応する螺旋状の凹溝が形成された下型との間に当該ナット部材の素材となる鋼板が載置され、前記上型を下降させて加圧し、前記鋼板を塑性変形させて形成されている。
このように、ナットが円周方向に分割された半割れの一対のナット部材で構成され、このナット部材が、蒲鉾状の凸部にねじ溝に対応した螺旋状の凸条が形成された上型と、凸部に係合する凹部に凸条に対応する螺旋状の凹溝が形成された下型との間に当該ナット部材の素材となる鋼板が載置され、上型を下降させて加圧し、鋼板を塑性変形させて形成されているので、ナット部材のねじ溝と、このねじ溝間のランド部となるランド面が鋼板を挟持した状態で塑性加工されるため、従来のように、ランド部が加工中に変形することはなく、ねじ溝とランド部を精度良く成形することができると共に、金型の上下動による曲げ加工で塑性加工するため、生産性を向上させて低コスト化を図ることができる。
また、請求項7に記載の発明のように、前記ナット部材が、外周に前記ナット部材のねじ溝に対応する螺旋状の凸条と、前記ナット部材のランド部に対応する螺旋状のランド面が形成された円筒状のマンドレルに合わされると共に、前記ナット部材に前記スリーブの内径よりも大径に形成された円筒状の保持部材が外挿され、この状態で前記スリーブの内径に圧入され、その後、前記マンドレルを回転させて前記ナット部材から抜かれていれば、圧入の際に保持部材がスリーブの端面に衝合され、圧入に伴って順次保持部材がナット部材から分離されるため、組立作業を簡便化することができる。
好ましくは、請求項8に記載の発明のように、前記スリーブに軸線方向と平行に貫通する循環孔が形成され、この循環孔に前記マンドレルの位置決め部が係合されると共に、前記保持部材が、軸方向に延びる所定幅の開口部を有し、断面C字状の有端の円環状に形成されていれば、ナット部材が合わされた状態で、スリーブの内径に圧入される時にナット部材の位置合わせが精度良くできると共に、保持部材をスリーブから抜き取る際に、位置決め部に干渉するのを防止することができる。
本発明に係るボールねじは、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、対向する前記ねじ溝により形成される転動路に収容された多数のボールと、これらボールの循環部材となるエンドキャップと、を備えたボールねじにおいて、前記ナットが円周方向に分割された半割れの一対のナット部材で構成され、これらナット部材が互いに合せた際に前記ねじ溝同士が繋がるように鋼板からプレス加工によって形成され、前記ナットが円筒状のスリーブの内周に圧入固定されると共に、このスリーブに前記ボールねじの軸線方向と平行に貫通して形成された循環孔が形成され、これら循環孔に開口する開放溝を有する前記エンドキャップが固定されているので、生産性を向上させると共に、組立を簡便化して低コスト化を図ったボールねじを提供することができる。
また、本発明に係るボールねじの製造方法は、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、対向する前記ねじ溝により形成される転動路に収容された多数のボールと、これらボールの循環部材となるエンドキャップと、を備えたボールねじの製造方法において、前記ナットが円周方向に分割された半割れの一対のナット部材で構成され、このナット部材が、蒲鉾状の凸部に前記ねじ溝に対応した螺旋状の凸条が形成された上型と、前記凸部に係合する凹部に前記凸条に対応する螺旋状の凹溝が形成された下型との間に当該ナット部材の素材となる鋼板が載置され、前記上型を下降させて加圧し、前記鋼板を塑性変形させて形成されているので、ナット部材のねじ溝と、このねじ溝間のランド部となるランド面が鋼板を挟持した状態で塑性加工されるため、従来のように、ランド部が加工中に変形することはなく、ねじ溝とランド部を精度良く成形することができると共に、金型の上下動による曲げ加工で塑性加工するため、生産性を向上させて低コスト化を図ることができる。
外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、対向する前記ねじ溝により形成される転動路に収容された多数のボールと、これらボールの循環部材となるエンドキャップと、を備えたボールねじにおいて、前記ナットが円周方向に分割された半割れの一対のナット部材で構成され、これらナット部材が互いに合せた際に前記ねじ溝同士が繋がるように鋼板からプレス加工によって形成され、前記ナット部材の合せ部が円弧面ではなく径方向外方に逃げるように接合された状態で円筒状のスリーブの内周に圧入固定されると共に、このスリーブに前記ボールねじの軸線方向と平行に貫通して形成された循環孔が形成され、これら循環孔に開口する開放溝を有する前記エンドキャップが固定されている。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係るボールねじの一実施形態を示す縦断面図、図2(a)は、図1のナットを示す分解斜視図、(b)は、(a)のナットの組立図、(c)は、図1のスリーブを示す斜視図、(d)は、(c)のスリーブに(b)のナットを圧入した状態を示す斜視図、図3(a)、(b)は、図1のナットの製造方法を示す説明図、図4(a)は、図1に示すナットをマンドレルに装着する動作を示す説明図、(b)は、同上、保持具を装着した状態を示す説明図、図5(a)は、図4(b)に示す保持具を抜き取る動作を示す説明図、(b)は、(a)の側面図、(c)は、図1に示すエンドキャップを固定する方法を示す説明図、(d)は、ナットの合せ部を示す要部拡大図、(e)は、(d)の変形例を示す要部拡大図である。
図1は、本発明に係るボールねじの一実施形態を示す縦断面図、図2(a)は、図1のナットを示す分解斜視図、(b)は、(a)のナットの組立図、(c)は、図1のスリーブを示す斜視図、(d)は、(c)のスリーブに(b)のナットを圧入した状態を示す斜視図、図3(a)、(b)は、図1のナットの製造方法を示す説明図、図4(a)は、図1に示すナットをマンドレルに装着する動作を示す説明図、(b)は、同上、保持具を装着した状態を示す説明図、図5(a)は、図4(b)に示す保持具を抜き取る動作を示す説明図、(b)は、(a)の側面図、(c)は、図1に示すエンドキャップを固定する方法を示す説明図、(d)は、ナットの合せ部を示す要部拡大図、(e)は、(d)の変形例を示す要部拡大図である。
図1に示すボールねじ1は、例えば、自動車の電動パワーステアリングやアクチュエータ等の駆動部に使用され、外周面に螺旋状のねじ溝2aが形成されたねじ軸2と、このねじ軸2に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝3aが形成されたナット3と、このナット3が内嵌されるスリーブ4と、ねじ軸2のねじ溝2aとナット3のねじ溝3aにより形成された転動路に収容された多数のボール5と、これらボール5の循環用部材となる一対のエンドキャップ6、7とを備えている。
ねじ軸2およびスリーブ4はS55C等の中炭素鋼あるいはSCM415やSCM420等の肌焼き鋼からなり、高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れによってその表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されている。また、後述するナット3は強度や耐摩耗性が高いオーステナイト系ステンレス鋼板(JIS規格のSUS304系等)、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工にて形成され、高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れによってその表面に55〜62HRCの範囲に硬化処理が施されている。
各ねじ溝2a、3aの断面形状は、サーキュラアーク形状であってもゴシックアーク形状であっても良いが、ここではボール5との接触角が大きくとれ、アキシアルすきまが小さく設定できるゴシックアーク形状に形成されている。これにより、軸方向荷重に対する剛性が高くなり、かつ振動の発生を抑制することができる。
ねじ軸2とナット3間のねじ溝2a、3a内を転動したボール5は、ねじ溝リードに沿って接線方向に、例えば、一方(図中、左側)のエンドキャップ6に掬い上げられ、方向転換してスリーブ4の循環孔4aに供給されるように、エンドキャップ6に開放溝6aが形成されている。循環孔4aはボールねじ1の軸線方向と平行に貫通されて形成され、ボール5の直径よりも大径に設定されている。そして、反対側の開口端から他方(図中、右側)のエンドキャップ7内に、同様に形成された開放溝7aと連通し、ボール5が循環孔4aの内部を無負荷状態で軸方向へ転動しながら循環するように構成されている。
エンドキャップ6、7は、金属粉末を可塑状に調整し、射出成形機で成形される焼結合金からなる。この射出成形に際しては、まず、金属粉と、プラスチックおよびワックスからなるバインダとを混練機で混練し、その混練物をペレット状に造粒する。造粒したペレットは、射出成形機のホッパに供給し、金型内に加熱溶融状態で押し込む、所謂MIM(Metal Injection Molding)により成形され、浸炭焼入れによって表面硬さが30〜40HRCの範囲になるように硬化処理され、耐摩耗性が付与されている。こうしたMIMによって成形される焼結合金であれば、加工度が高く複雑な形状であっても容易に、かつ精度良く所望の形状・寸法に成形することができる。これらエンドキャップ6、7は、図示しない固定ボルトによってスリーブ4の両端面に固定されている。
金属粉としては、後に浸炭焼入が可能な材質、例えば、C(炭素)が0.13wt%、Ni(ニッケル)が0.21wt%、Cr(クロム)が1.1wt%、Cu(銅)が0.04wt%、Mn(マンガン)が0.76wt%、Mo(モリブデン)が0.19wt%、Si(シリコン)が0.20wt%、残りがFe(鉄)等からなるSCM415を例示することができる。
また、エンドキャップ6、7の材料としてこれ以外にも、Niが3.0〜10.0wt%含有し、加工性、耐食性に優れた材料(日本粉末冶金工業規格のFEN8)、あるいは、Cが0.07wt%、Crが17wt%、Niが4wt%、Cuが4wt%、残りがFe等からなる析出硬化系ステンレスSUS630であっても良い。このSUS630は、固溶化熱処理で20〜33HRCの範囲に表面硬さを適切に上げることができ、強靭性と高硬度を確保することができる。
エンドキャップ6、7をSCM415等の浸炭材で形成する場合は、浸炭焼入れおよび、焼戻し温度調整によるか、もしくは浸炭焼入れによって表面硬さが30〜40HRCの範囲になるように硬化処理されている。また、SUS630等の析出硬化系ステンレスで形成する場合は、固溶化熱処理で表面硬さが20〜33HRCの範囲になるように設定されている。このSUS630は、所定の温度に加熱した後急冷することにより、合金元素が容易に固溶化する特徴を有している。
ここで、ナット3は、図2(a)に示すように、内周にそれぞれねじ溝3a、3aが形成され、円周方向に分割された半割れの一対のナット部材8、8からなる。これらのナット部材8、8は、軸方向幅に対して、互いのねじ溝3a、3aの位置が1/2ピッチずれた状態で、(b)に示すように、互いを合せた際にねじ溝3a、3a同士が繋がるように形成されている。
次に、図3を用いて、ナット部材8の製造方法について説明する。(a)に示すように、成形用の金型は、蒲鉾状の凸部16を備えた可動側となる上型9と、この上型9の凸部16に係合する凹部17を備えた固定側となる下型10で構成されている。上型9の凸部16にはねじ溝3aに対応する螺旋状の凸条9aが形成されると共に、下型10の凹部17には凸条9aに対応する螺旋状の凹溝10aが形成されている。そして、上型9の凸部16と下型10の凹部17との間にナット部材8の素材となる鋼板11が載置され、上型9を矢印にて示すように下降させて加圧し、鋼板11を塑性変形させてねじ溝3aが形成される。そして、(b)に示すように、加圧後、上型9を矢印のように上昇させてナット部材8を取り出す。
このように、本実施形態では、ナット部材8のねじ溝3aとなる凸条9aと凹溝10aおよびねじ溝3a間のランド部3bとなるランド面9b、10bがそれぞれ形成された上型9と下型10によって鋼板11を挟持した状態でナット部材8が塑性加工されるため、従来のように、ランド部3bが加工中に変形することはなく、ねじ溝3aとランド部3bを精度良く成形することができると共に、金型の上下動による曲げ加工で塑性加工するため、生産性を向上させて低コスト化を図ることができる。
なお、熱処理によりナット部材8のねじ溝3a等に付着したスケールや表層の粒界酸化層を除去し、耐久性を向上させるためにショットピーニングによる仕上げ加工(図示せず)を行うのが好ましい。このショットピーニングは、スチールビーズの粒径を20〜100μm、噴射時間は約90秒、噴射圧は1〜3kg/cm2、噴射ノズルとワークの表面までの距離は略140mmとする。
次に、図2(c)、(d)、図4(a)、(b)および図5(a)〜(c)を用いて、ボールねじ1の組立方法を説明する。図2(c)に示すスリーブ4の端面には循環孔4aが開口すると共に、エンドキャップ(図示せず)が締結されるボルト孔4bが形成されている。そして、(d)に示すように、一対の半割れのナット部材8、8が合わされた状態で、スリーブ4の内径に圧入される。この場合、ナット部材8、8の位置合わせが必要となるが、ここでは、図4(a)に示すようなマンドレル12が使用される。
このマンドレル12は円筒状に形成され、外周にナット部材8のねじ溝3aに対応する螺旋状の凸条12aと、ランド部3bに対応する螺旋状のランド面12bが形成されている。このマンドレル12の凸条12aにナット部材8のねじ溝3aを合せてナット部材8同士が接合される。なお、13は、図示しないスリーブ4の循環孔4aに係合してナット部材8、8を位置決めするための位置決め部で、マンドレル12に着脱可能に取り付けられている。
そして、(b)に示すように、ナット部材8、8同士を接合した状態で、保持部材14が外挿され、ナット部材8、8が分離しないように保持されている。この保持部材14は、軸方向に延びる所定幅の開口部14aを有し、断面C字状の有端の円環状に形成されている。この開口部14aは、後述する保持部材14をスリーブ4から抜き取る際に、マンドレル12の位置決め部13にスリーブ4が干渉しないために形成されている。
次に、図5(a)に示すように、円筒状の保持部材14によって一体にされたナット部材8、8をマンドレル12ごとスリーブ4に圧入される。そして、(b)に示すように、マンドレル12の位置決め部13とスリーブ4の循環孔4aが係合され、スリーブ4に対してナット部材8、8の位置決めがなされる。ここで、保持部材14の外径は、スリーブ4の内径よりも大径に形成されていれば、この圧入の際に保持部材14がスリーブ4の端面に衝合され、圧入に伴って順次保持部材14がナット部材8、8から分離されるため、組立作業を簡便化することができる。その後、マンドレル12から位置決め部13が取り外され、マンドレル12を回転させてナット3(ナット部材8、8)から抜かれる。
次に、(c)に示すように、スリーブ4の端面に一方のエンドキャップ6が固定ボルト15によって締結される。この状態で、ナット3にボール5を介してねじ軸2が内挿され、さらに、図示しない他方のエンドキャップ7がスリーブ4の端面に固定される。
なお、図示しないが、ボール5の組み込みは、ねじ軸2の軸端からナット3を当てがい、ボール5を両ねじ溝2a、3a間に順次挿入しながらナット3を回転させ、ナット3をねじ軸2の軸方向に移動させることによって行う。
ここで、本実施形態では、(d)に拡大して示すように、ナット3が一対のナット部材8、8が接合されたもので構成されているため、ナット部材8、8の合せ部(繋ぎ部)8aが円弧面ではなく径方向外方に僅かに逃げるように接合されている。これにより、ナット部材8のねじ溝3aの繋ぎ部が無負荷領域になり、ねじ溝3aを転動してきたボール5がこの繋ぎ部を通過しても早期剥離や段差による振動、騒音が発生するのを防止することができる。
なお、合せ部はこれに限らず、例えば、(e)に示すように、ナット部材8、8の合せ面の内径端部に面取り部8bを形成し、ナット部材8のねじ溝3aの繋ぎ部が無負荷領域になるようにしても良い。
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる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、特許請求の範囲の記載によって示され、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。
本発明に係るボールねじは、自動車の電動アクチュエータ等に使用されるボールねじに適用することができる。
1 ボールねじ
2 ねじ軸
2a、3a ねじ溝
3 ナット
3b ランド部
4 スリーブ
4a 循環孔
4b ボルト孔
5 ボール
6、7 エンドキャップ
6a、7a 解放溝
8 ナット部材
8a 合せ部
8b 面取り部
9 上型
9a、12a 凸条
9b、10b、12b ランド面
10 下型
10a 凹溝
11 鋼板
12 マンドレル
13 位置決め部
14 保持部材
14a 開口部
15 固定ボルト
16 凸部
17 凹部
51、53 ナット
51a ボール循環溝
51b ボール戻し溝
52 ボールねじ
54 ねじ軸
54a、58a ねじ溝
55 ボール
56、57 エンドキャップ
58 内筒部
58b ランド部
59 外筒部
59a 螺旋溝
60 リターン穴
M 金型
Ma 凸部
N 中空円筒部材
P プレス力
2 ねじ軸
2a、3a ねじ溝
3 ナット
3b ランド部
4 スリーブ
4a 循環孔
4b ボルト孔
5 ボール
6、7 エンドキャップ
6a、7a 解放溝
8 ナット部材
8a 合せ部
8b 面取り部
9 上型
9a、12a 凸条
9b、10b、12b ランド面
10 下型
10a 凹溝
11 鋼板
12 マンドレル
13 位置決め部
14 保持部材
14a 開口部
15 固定ボルト
16 凸部
17 凹部
51、53 ナット
51a ボール循環溝
51b ボール戻し溝
52 ボールねじ
54 ねじ軸
54a、58a ねじ溝
55 ボール
56、57 エンドキャップ
58 内筒部
58b ランド部
59 外筒部
59a 螺旋溝
60 リターン穴
M 金型
Ma 凸部
N 中空円筒部材
P プレス力
Claims (8)
- 外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、
このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、
対向する前記ねじ溝により形成される転動路に収容された多数のボールと、
これらボールの循環部材となるエンドキャップと、を備えたボールねじにおいて、
前記ナットが円周方向に分割された半割れの一対のナット部材で構成され、
これらナット部材が互いに合せた際に前記ねじ溝同士が繋がるように鋼板からプレス加工によって形成され、前記ナットが円筒状のスリーブの内周に圧入固定されると共に、
このスリーブに前記ボールねじの軸線方向と平行に貫通して形成された循環孔が形成され、これら循環孔に開口する開放溝を有する前記エンドキャップが固定されていることを特徴とするボールねじ。 - 前記ナット部材の合せ部が円弧面ではなく径方向外方に逃げるように接合されている請求項1に記載のボールねじ。
- 前記ナット部材の合せ面の内径端部に面取り部が形成されている請求項1に記載のボールねじ。
- 前記エンドキャップがMIMによって成形された焼結金属で構成されている請求項1に記載のボールねじ。
- 前記ナット部材が熱処理後にショットピーニングによる仕上げ加工が施されている請求項1に記載のボールねじ。
- 外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたねじ軸と、
このねじ軸に外嵌され、内周面に螺旋状のねじ溝が形成された円筒状のナットと、
対向する前記ねじ溝により形成される転動路に収容された多数のボールと、
これらボールの循環部材となるエンドキャップと、を備えたボールねじの製造方法において、
前記ナットが円周方向に分割された半割れの一対のナット部材で構成され、
このナット部材が、蒲鉾状の凸部に前記ねじ溝に対応した螺旋状の凸条が形成された上型と、前記凸部に係合する凹部に前記凸条に対応する螺旋状の凹溝が形成された下型との間に当該ナット部材の素材となる鋼板が載置され、前記上型を下降させて加圧し、前記鋼板を塑性変形させて形成されていることを特徴とするボールねじの製造方法。 - 前記ナット部材が、外周に前記ナット部材のねじ溝に対応する螺旋状の凸条と、前記ナット部材のランド部に対応する螺旋状のランド面が形成された円筒状のマンドレルに合わされると共に、前記ナット部材に前記スリーブの内径よりも大径に形成された円筒状の保持部材が外挿され、この状態で前記スリーブの内径に圧入され、その後、前記マンドレルを回転させて前記ナット部材から抜かれている請求項6に記載のボールねじの製造方法。
- 前記スリーブに軸線方向と平行に貫通する循環孔が形成され、この循環孔に前記マンドレルの位置決め部が係合されると共に、前記保持部材が、軸方向に延びる所定幅の開口部を有し、断面C字状の有端の円環状に形成されている請求項7に記載のボールねじの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015152261A JP2017032064A (ja) | 2015-07-31 | 2015-07-31 | ボールねじおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015152261A JP2017032064A (ja) | 2015-07-31 | 2015-07-31 | ボールねじおよびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017032064A true JP2017032064A (ja) | 2017-02-09 |
Family
ID=57988208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015152261A Pending JP2017032064A (ja) | 2015-07-31 | 2015-07-31 | ボールねじおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017032064A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019158150A1 (de) * | 2018-02-14 | 2019-08-22 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Kugelgewindemutter und verfahren zur herstellung einer kugelgewindemutter |
CN110332293A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-15 | 电子科技大学 | 新型蜗轮丝杠 |
CN114364902A (zh) * | 2020-04-13 | 2022-04-15 | 日本精工株式会社 | 滚珠丝杠装置 |
-
2015
- 2015-07-31 JP JP2015152261A patent/JP2017032064A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019158150A1 (de) * | 2018-02-14 | 2019-08-22 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Kugelgewindemutter und verfahren zur herstellung einer kugelgewindemutter |
US11614150B2 (en) | 2018-02-14 | 2023-03-28 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Ball screw nut and method for producing a ball screw nut |
CN110332293A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-15 | 电子科技大学 | 新型蜗轮丝杠 |
CN114364902A (zh) * | 2020-04-13 | 2022-04-15 | 日本精工株式会社 | 滚珠丝杠装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5914031B2 (ja) | 電動リニアアクチュエータ | |
KR101414381B1 (ko) | 볼 나사, 및 볼 나사용 너트의 제조방법 | |
JP6527705B2 (ja) | 電動アクチュエータ | |
US10520068B2 (en) | Gear and an electric actuator provided therewith | |
JP4730940B2 (ja) | ボールねじ | |
JP2017032064A (ja) | ボールねじおよびその製造方法 | |
JP6475566B2 (ja) | ボールねじ | |
JP2019072769A (ja) | ラックおよびその製造方法、並びに、操舵装置、車両、および、ラックの予備成形用金型 | |
WO2005121582A1 (en) | Spline joint part | |
WO2016052477A1 (ja) | 電動アクチュエータ | |
WO2015137494A1 (ja) | ボールねじおよびその製造方法 | |
US10677328B2 (en) | Bridge-type ball screw and manufacturing method thereof | |
JP5998511B2 (ja) | ボールねじの製造方法 | |
JP6114548B2 (ja) | 電動リニアアクチュエータ | |
JP2017032124A (ja) | ボールねじ | |
JP4619277B2 (ja) | 駒式ボールねじ | |
WO2023026903A1 (ja) | ラック軸およびその製造方法、並びに、ラックピニオン式ステアリングギヤユニット | |
JP5776185B2 (ja) | ボールねじの製造方法 | |
JP2014109319A (ja) | ボールねじ機構 | |
JP5853560B2 (ja) | ボールねじの製造方法 | |
JP5170796B2 (ja) | 自動車用駒式ボールねじ | |
CN117948402A (zh) | 波动齿轮装置以及机器人 | |
JP2016114118A (ja) | 電動アクチュエータ | |
JP5549331B2 (ja) | ボールねじの製造方法 | |
JP2014062570A (ja) | ボールねじ用ナットの製造方法 |