JP2937697B2 - ボールナット製造方法 - Google Patents

ボールナット製造方法

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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、例えば、直線摺動テー
ブル装置に使用されるボールネジ・ボールナット機構の
ボールナットを製造するボールナット製造方法に係り、
特に、ボールナットを焼結合金を材料として射出成形し
た後焼結させて製造することにより、ボールナットの製
造を容易にしてコストの低減を図るように工夫したもの
に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、直線摺動テーブル装置は次のよ
うに構成されている。一方向に延長されたガイドがあ
り、このガイドにはスライダが上記一方向に移動可能に
取付けられている。上記スライダを一方向に移動させる
のがサーボモータとボールネジ・ボールナット機構であ
る。すなわち、上記ガイドにはボールネジが設置されて
いて、このボールネジは上記サーボモータに連結されて
いる。又、ボールネジにはボールナットが複数個のボー
ルを介して螺合していて、このボールナットが上記スラ
イダに固定されている。ボールナットはその回転を規制
されているので、上記サーボモータを正転・逆転するこ
とによりボールネジを介して適宜の方向に移動し、それ
によって、スライダも同方向に移動する。そして、上記
スライダに任意の機器を取付けておけば、該機器をスラ
イダの移動によって同方向に任意量だけ移動させること
ができる。
【0003】ところで、上記ボールネジ・ボールナット
機構のボールナットは、中空部にボールネジに複数個の
ボールを介して螺合するための雌螺子部を備えていると
ともに、複数個のボールが順次循環するボール循環路を
有した構成になっている。上記ボール循環路は上記雌螺
子部の溝の両端にそれぞれ連絡する両端の誘導溝、及び
これら両端の誘導溝を連絡する戻り穴を意味している。
そして、この種のボールナットは、例えば、次のような
方法により製造される。まず、所定外形をなす素材を得
て、該素材に対して旋盤やマシニングセンタ等の工作機
械により螺子加工を施して雌螺子部を形成する。次い
で、誘導溝を構成するべくエンドミル加工を施し、又、
戻り穴を構成するべくドリルによって深孔加工を施す。
このような各種の機械加工を施すことにより、雌螺子部
及びボール循環路を備えた所定形状及び所定構造のボー
ルナットを得るものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と次のような問題があった。まず、雌螺子部及びボール
循環路の加工が困難であり、加工コストが高いという問
題があった。すなわち、ボールの円滑な循環を得るため
には、雌螺子部とボール循環路(誘導溝、戻り穴、反対
側誘導溝)の位相を正確に合わせる必要がある。そのた
めには、各加工機械の取付状態を変える度にその位相を
合わせる必要があり、又、測定のマンドレル等の専用の
取付具による取付と確認が必要になる。又、測定基準面
やマンドレルの取付基準面等、本来の機能に影響しない
部分に高い加工制度が要求される。さらに、捩り穴はそ
の径に対してその長さが比較的長く、それをドリルによ
って真っ直ぐに加工することは極めて困難であり、特
に、戻り穴と連通する各誘導溝との位置精度を確保する
ことも困難である。さらに、戻り穴の内面は滑らかであ
る必要があり、そのような滑らかな内面を得ることも極
めて困難なことであった。このように、雌螺子部及びボ
ール循環路の加工には高い精度が要求され、それを実現
してボールの円滑な循環を可能にするためには多くの労
力と長い加工時間を要してしまうという問題があった
【0005】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、困難な加工を要するこ
となく所望の形状及び構造をなすボールナットを得るこ
とを可能にするボールナット製造方法を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明の請求項1によるボールナット製造方法は、ボ
ールネジにボールを介して螺合する雌螺子部を有すると
ともにボールが循環するボール循環路を有するボールナ
ットを製造するボールナット製造方法において、固定型
及び可動型の間に雌螺子部用中子及びボール循環路用中
子を配置し、そこに焼結合金とバインダを混練したコン
パウンドを射出し、射出成形した後上記雌螺子部用中子
及びボール循環路用中子を離脱させ、次いで焼結するこ
とにより所定形状のボールナットを成形するようにした
ことを特徴とするものである。又、請求項2によるボー
ルナット製造方法は、請求項1記載のボールナット製造
方法において、焼結後に熱処理を施すことにより所望の
表面硬度を得るようにしたことを特徴とするものであ
る。 又、請求項3によるボールナット製造方法は、請求
項1又は請求項2記載のボールナット製造方法におい
て、焼結後に雌螺部の仕上げ加工を行うようにしたこと
を特徴とするものである。
【0007】
【作用】すなわち、本願発明の場合には、従来、各種の
機械加工により所定の形状及び構造のボールナットを製
造するようにしていたのに対して、これを焼結合金を材
料とした射出成形及び焼結により製造するようにしたも
のである。それによって、雌螺子部及びボール循環路に
ついても、外形と同時に成形することができ、従来のよ
うな煩雑な機械加工は不要になるものである。又、焼結
後に熱処理を施すことにより所望の表面硬度を得るよう
にすることが考えられる。 又、焼結後に雌螺部の仕上げ
加工を行うようにしたことを特徴とするものである。
【0008】
【実施例】以下、図1乃至図6を参照して本発明の一実
施例を説明する。まず、本実施例による製造方法の対象
になっているボールナットを含むボールネジ・ボールナ
ット機構の構成から説明する。すなわち、図4に示すよ
うに、ボールネジ1があり、このボールネジ1にはボー
ルナット3が複数個のボール(例えば、鋼球製)19を
介して螺合している。上記ボールナット3は、スリーブ
本体5と、このスリーブ本体5の両側に取付けられたエ
ンドキャップ7、9とを備えている。上記スリーブ本体
5には雌螺子部11、この雌螺子部11の両端にそれぞ
れ連絡する一対の誘導溝13A、13B(誘導溝13B
は図3に示す)、一対の誘導溝13A、13Bを連絡す
る戻り穴15が形成されており、又、エンドキャップ
7、9側にも誘導溝17、19が夫々形成されている。
上記誘導溝13Aと17、誘導溝13Bと19がそれぞ
れ対応する関係にある。そして、既に述べた雌螺子部1
1の溝、誘導溝13Aと17、戻り穴15、誘導溝13
Bと19を介して、上記複数個のボール19が循環する
ことになる。
【0009】又、スリーブ本体5には鍔部5aが形成さ
れていて、この鍔部5aには4箇所にガイド穴21(図
中1個のみ示す)が形成されている。これらガイド穴2
1には図示しない4本のガイドシャフトが捜通すること
になり、それによって、ボールナット3を固定し、ボー
ルナット3の回転を規制しながら、ボールネジ1の長手
方向への移動をガイドするものである。尚、上記スリー
ブ本体5を図5に示すとともに、エンドキャップ7を図
6に示す。
【0010】上記構成をなすボールネジ・ボールナット
機構のボールナットの内、スリーブ本体5を本実施例に
よる製造方法により製造するものとする。これは、エン
ドキャップ7、9については機械加工がそれ程困難では
ないからである。以下、その製造方法について説明す
る。図1に示すように、まず、材料となる鉄(Fe)を
主成分とした金属粉23とバインダ25とを準備し、こ
れら金属粉23とバインダ25とを混練機27によって
混練して、コンパウンド29を作る。尚、上記金属粉2
3は、上記したように、鉄(Fe)を主成分としたもの
であり、鉄以外には、ニッケル、クロム、コバルト、モ
リブデン等を成分としている。すなわち、鉄、ニッケ
ル、コバルト、モリブデン等よりなる合金を粉末状に
し、これを上記金属粉23として使用するものである。
又、そのようなものとして、例えば、SCM415 、SCM4
40等が考えられる。次に、射出成形機31を使用したい
わゆる金属射出成形法(METAL INJECTION)にり上記コン
パウンド29を材料として射出成形することにより、所
定形状のスリーブ本体5の素材5Aを成形する。
【0011】上記射出成形を行う場合には、図2に示す
ような金型を使用する。まず、所定形状の固定型33と
可動型35があり、これら固定型33と可動型35によ
って、スリーブ本体5の外形を形成する。又、固定型3
3及び可動型35の間には雌螺子部11を成形するため
の雌螺子用中子37が配置されているとともに、戻り穴
15を成形するための戻り穴用中子39が配置されてい
る。又、誘導溝13A、13Bについては、上記雌螺子
部用中子37によって同時に形成される。尚、図中符号
41、43はピンである。
【0012】図2に示す状態の金型内にコンパウンド2
9を射出して所定形状のスリーブ本体5の素材5Aを成
形する。その後、雌螺子用中子37、戻り穴用中子3
9、ピン41、43を取外して(図3に示す)、スリー
ブ本体5の素材5Aを得る。次に、図1に示すように、
脱脂装置45を使用して、上記素材5Aに脱脂処理が施
される。その際、脱脂装置45の上部排気口47からは
分解ガスが排出される。次に、焼結装置49を使用した
焼結処理が素材5Aに施される。この焼結処理を経て所
定形状のスリーブ本体5が製造されることになる。又、
焼結処理後に雌螺子部11にタップ仕上げを施してもよ
い。次いで、熱処理(例えば、焼入れ)を施して所望の
表面硬度を得るようにする。その後、雌螺子部11の仕
上げ加工を、研削或いはラップ等により行うと共に、必
要に応じて、外形研削仕上げを行う。
【0013】以上本実施例によると次のような効果を奏
することができる。まず、従来のように多くの機械加工
により雌螺子部11やボール循環路(誘導溝13A、1
3Bや戻り穴15)を加工・形成する必要はなく、外形
はもとより上記雌螺子部11やボール循環路(誘導溝1
3A、13Bや戻り穴15)についても一度に成形でき
るので、スリーブ本体5の製造に要する労力を軽減させ
て作業時間を短縮させることができ、製造コストを低減
させることができるようになった。又、多くの機械加工
により雌螺子部11やボール循環路(誘導溝13A、1
3Bや戻り穴15)を加工・形成する場合には、高い加
工精度が要求されるために煩雑な調整作業が必要になっ
ていたが、本実施例による製造方法によればそのような
ことはなく、極めて簡単な作業によって所望の形状のス
リーブ本体5を得ることができる。又、材料として鉄
(Fe)を主成分としたものを使用しているので、焼結
後に熱処理を施すことにより、所望の表面硬度を得るこ
とができる。又、焼結により得られたスリーブ本体5の
内面も滑らかなものであり、ボール循環路においては、
特別な仕上げ加工を施すことなくボール19の円滑な循
環が実現できる。
【0014】尚、本発明は前記一実施例に限定されるも
のではない。まず、前記一実施例の場あには、いわゆる
エンドキャップ方式のボールネジ・ボールナット機構の
ボールナットに適用した場合を例にとって説明したが、
それに限定されることはなく、その他の型のボールネジ
・ボールナット機構のボールナットに適用してもよい。
又、適用するボールナットの形状、構造については、図
示したものに限定されず、様々な形状のボールナットに
適用できる。又、前記一実施例では鉄(Fe)を主成分
とした金属を材料として使用したが、それに限定される
ものではない。又、前記一実施例では焼結処理後に、各
種の機械加工を示したが、必要な精度を得ることができ
ればそのような加工は不要である。
【0015】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によるボール
ナット製造方法によると、ボールナットを焼結合金を材
料として射出成形及び焼結処理により製造するように
し、ボールナットの外形はもとより、雌螺子部、ボール
循環路についても一度に成形するようにしたので、必要
な精度を確保しつつボールナットの製造を容易にしてコ
ストの低減を図ることができるようになった。又、焼結
後に熱処理を施すことにより所望の表面硬度を得ること
ができる。 又、焼結後に雌螺部に仕上げ加工を施すこと
により、雌螺部の精度をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す図でボールナット製造
方法を行程順に示す図である。
【図2】本発明の一実施例を示す図で射出成形時に使用
する金型の構成を示す断面図である。
【図3】本発明の一実施例を示す図で射出成形時に使用
する金型及び成形品の関係を示す分解斜視図である。
【図4】本発明の一実施例を示す図でボールネジ・ボー
ルナット機構の構成を一部を切欠いて示す正面図であ
る。
【図5】本発明の一実施例を示す図でボールナットのス
リーブ本体の構成を示す斜視図である。
【図6】本発明の一実施例を示す図でボールナットのエ
ンドキャップの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 ボールネジ 3 ボールナット 5 スリーブ本体 7 エンドキャップ 9 エンドキャップ 11 雌螺子部 13A 誘導溝 13B 誘導溝 15 戻り穴 23 金属粉 25 バインダ 29 コンパウンド 31 射出成形機 49 焼結装置

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボールネジにボールを介して螺合する雌
    螺子部を有するとともにボールが循環するボール循環路
    を有するボールナットを製造するボールナット製造方法
    において、固定型及び可動型の間に雌螺子部用中子及びボール循環
    路用中子を配置し、 そこに焼結合金とバインダを混練したコンパウンドを射
    出し、 射出成形した後上記雌螺子部用中子及びボール循環路用
    中子を離脱させ、 次いで焼結することにより所定形状のボールナットを成
    形するようにした ことを特徴とするボールナット製造方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のボールナット製造方法に
    おいて、焼結後に熱処理を施すことにより所望の表面硬度を得る
    ようにした ことを特徴とするボールナット製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載のボールナッ
    ト製造方法において、焼結後に雌螺部の仕上げ加工を行うようにした ことを特
    徴とするボールナット製造方法。
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