JP4026922B2

JP4026922B2 - ナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の面取り加工方法

Info

Publication number: JP4026922B2
Application number: JP07390398A
Authority: JP
Inventors: 広基望月; 康之林; 淳塚本
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1998-03-23
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2018-03-23
Also published as: JPH11270648A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本願の発明は、ナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の面取り加工方法に関し、さらに詳しくは、デフレクタの溝部とナットスクリュの溝部とを滑らかに接続して、ボールがこれらの溝部の接続部をリターン走行するとき、引っ掛かかりを生じて騒音と振動を発生することのないようにした、ナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の面取り加工方法に関する。
【０００２】
【従来技術、解決しようとする課題】
ネジ伝動装置として、ボールスクリュ（ボールネジとも呼ばれる。）は周知であり、各種のものがある。
図１は、その中の１種のボールスクリュ１を断面で示したもので、このタイプのものにおいては、シャフトスクリュ２のネジ溝２a とナットスクリュ３のネジ溝３a とにより形成されるボール（鋼球）４の走行路の側面視隣接する走行路間が、ナットスクリュ３の所定個所に組み込まれたデフレクタ５と呼ばれる部材の内周面に形成されたリターン溝５a と、シャフトスクリュ２のネジ溝２a およびネジ山２b とにより形成されるリターン走行路により連通させられていて、これにより、これら隣接する走行路間にボール４の１つの無限循環路が形成されるようになっている。デフレクタ５は、ナットスクリュ３の１つのネジ山３b （図２参照）を横切って打ち抜き形成されたデフレクタ組込み窓部３c に組み込まれて、取り付けられている。
【０００３】
図１のボールスクリュ１においては、ナットスクリュ３の紙面と直交する方向の手前側と反対側にも、軸方向位置を違えて、デフレクタ５が２個組み込まれているので、デフレクタ５は合計４個組み込まれており、無限循環路も４個６-1〜６─4 形成されている（６-2、６─4 は図示されず）。そして、ボールスクリュ１のこのような構造により、ナットスクリュ３の回転運動が、シャフトスクリュ２の直線運動にスムースに転換され、また、その逆の転換が可能なようになっている。
【０００４】
図２は、図１のナットスクリュ３を取り外して、断面で示した図、図３は、その部分拡大図にボールが走行する状態を合わせて示した図、図４は、図２において、デフレクタ５を取り外して示した断面図であり、図６ないし図１０は、デフレクタ５の詳細構造を示す図である。
【０００５】
図６ないし図１０を参照して、デフレクタ５は、細長い長方形状の基板部５b と、該基板部５b に対して立設させられた脚部５c とからなり、基板部５b は、四辺の角部が丸く削られて、長手方向両側部に傾斜した平行な２本の突条５d を有している。これらの突条５d は、デフレクタ５がナットスクリュ３の窓部３c に組み込まれたとき、該ナットスクリュ３の外表面から突出しない高さのものである。脚部５c には、前記したリターン溝５a がくり抜かれている。
【０００６】
ナットスクリュ３にデフレクタ５を組み込むには、デフレクタ５をその脚部５c からデフレクタ組込み窓部３c 内に挿入し、脚部５c の付け根部の段部を窓部３c の内周壁面に形成された段部３d （図２ないし図４参照）に係合させ、かつ、基板部５b の外表面側から、その適所５e 、５e に点対称にカシメ加工を施す。このカシメ加工により、デフレクタ５は、ナットスクリュ３に固着され、かつ、そのリターン溝５a の位置の変位が防がれる。
【０００７】
このようなタイプのボールスクリュ１においては、ボール４の通常の走行路とリターン走行路との接続部が滑らかに接続される必要がある。もし、該部の接続が滑らかでないと、走行するボール４が該接続部において引っ掛かりを生じて、騒音と振動が発生することになる。
【０００８】
このような接続部のうち、ナットスクリュ３のネジ溝３a とデフレクタ５のリターン溝５a との接続部位には、従来、ナットスクリュ３やデフレクタ５の製造上の寸法バラツキや、ナットスクリュ３のデフレクタ組込み窓部３c にデフレクタ５を組み付けたときの組付け誤差等により、段差が発生し易かった。
【０００９】
これを図２ないし図５を参照して説明すると、デフレクタ５のリターン溝５a は、図２、図８により良く図示されているように、ナットスクリュ３の側面視隣接するネジ溝３a 、３a 間を滑らかに接続するように、Ｓ字状に湾曲させられて形成されており、このため、その両端開口縁５af、５ar（図２、図８、図１０参照）を、ナットスクリュ３の隣接するネジ溝３a 、３a の窓開口縁部３cf、３cr（図２、図４参照）に合致するようして、リターン溝５a を各ネジ溝３a 、３a に接続することは、製造上および組付け上容易ではない。
なお、ここで、窓開口縁部３cf、３crは、ナットスクリュ３の隣接するネジ溝３a 、３a にまたがってデフレクタ組込み窓部３c がくり抜かれることにより形成される縁部であって、ネジ溝３a 、３a が窓部３c に臨む縁部である。
【００１０】
特に、これらデフレクタ５のリターン溝５a の両端開口縁５af、５arとナットスクリュ３の窓開口縁部３cf、３crとのそれぞれの接続部のうち、図２および図３に図示されるように、相手側のネジ溝３a から遠い側にある接続部分Ａは、接続線が長くなるので、相手側のネジ溝３a から近い側にある接続部分Ｂと比べて、段差が大きく現れ易い。
【００１１】
図５は、図３の接続部分Ａにおいて、ボール４のリターン溝５a との接触線およびボール４のネジ溝３a との接触線を通る面により切断した断面図であって、同図に図示されるとおり、該接続部分Ａにおいては、リターン溝５a とネジ溝３a との間に、デフレクタ組込み窓部３c の窓面に沿って高さｖの段差があり、また、リターン溝５a から高さｗの段差が生じている。
【００１２】
そこで、このような段差ｖ、ｗが認められた場合には、従来、デフレクタ５がナットスクリュ３に組み込まれたままの状態で、手作業により、これらの段差ｖ、ｗを削り取る作業が行なわれ、両溝（ネジ溝３a 、リターン溝５a ）間の面合わせが図られていた。
【００１３】
しかしながら、このような手修正作業は、作業能率に優れない上に、これにより、前記段差ｖ、ｗを完全に失くすことは困難であり、このため、ボール４が該段差に引っ掛かって、騒音と振動が発生して、問題を生ずる虞があり、改善が求められていた。
【００１４】
本願の発明は、デフレクタの溝部（リターン溝）とナットスクリュの溝部（ネジ溝）とを、比較的簡便な面合わせ加工作業により、滑らかに接続して、ボールがこれら両溝の接続部を走行するとき、引っ掛かりが生じないようにして、騒音と振動が発生することのないようにした、ナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の面取り加工方法および面取り構造を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段および効果】
本願の発明は、前記のような課題を解決したナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の面取り加工方法および面取り構造に係り、その請求項１に記載された発明は、ナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の面取り加工方法が、ナットスクリュの窓部にデフレクタを組み込む前に、ナットスクリュの窓部にデフレクタを組み込んだときのデフレクタの溝部の開口縁相当位置から所定量残す一次面取りと、ナットスクリュの窓部にデフレクタを組み込んだ後に、残量部を除去する二次面取りとからなることを特徴とするナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の面取り加工方法である。
【００１６】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、ナットスクリュの窓部の面取り加工方法が、ナットスクリュの窓部にデフレクタを組み込む前にあらまし行なわれる一次面取りと、ナットスクリュの窓部にデフレクタを組み込んだ後に残量部を除去する二次面取りとにより構成される。この結果、デフレクタの溝部（リターン溝）とナットスクリュの溝部（ネジ溝）とが滑らかに接続されて、ボールの円滑な循環走行が可能になる。
【００１７】
また、この二次面取りの加工量は、該二次面取りに先立って、一次面取りが行なわれているので、必要最小量となり、全体として、面取り加工作業を能率的に行なうことができる。
【００１８】
また、請求項２記載のように請求項１記載の発明を構成することにより、前記二次面取り時に、デフレクタの溝部の開口縁部の面取りが同時に行なわれるようにされるので、ボール溝のさらに一体的な形成を図ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図１１ないし図１４に図示される本願の請求項１ないし請求項５に記載された発明の一実施形態について説明する。
図１１は、本実施形態におけるナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の面取り加工方法により、同部に一次面取り加工が行なわれている状況を示す図、図１２は、ナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の一次面取り状況を示すナットスクリュの内部から見た図、図１３は、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断した断面図であって、他の一次面取り状況を示す図、図１４は、ナットスクリュのデフレクタ組込み窓部にデフレクタを組み込んだ後の二次面取り状況を示す図であって、図５と同位置で切断した断面図である。
【００２５】
図１１において、本実施形態におけるナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の面取り加工方法を実施する面取り加工装置10は、図示されない治具にナットスクリュ３をセットし、該ナットスクリュ３のデフレクタ組込み窓開口縁部３cf、３cr（３cfは図示されず）の形状に最も適した形状の砥石11を使用し、その回転軸をナットスクリュ３の中心軸に対しα（約１０°）だけ傾斜させて、該砥石11をＸ方向に窓開口縁部３cf、３crに向けて送り込むことによって、該窓開口縁部３cf、３crの一次面取りを行なう。
【００２６】
ここで、前記一次面取りの面取り量は、仮にナットスクリュ３の窓部３ｃにデフレクタ５が組み込まれたとして、そのときのデフレクタ５のリターン溝５a の両端開口縁５af、５ar相当位置から所定量残した量であり、図１２において、該面取り部をナットスクリュ３の内部から正面視して、窓部３c の中心線（図１２の切断線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに同じ）がネジ溝３ａの窓開口縁部３cf、３crを切る点からの最大高さが、ネジ溝底３e を境にして左側の円弧面についてｙ、右側の円弧面についてｙ’となるように、また、図１３において、当該切断面位置から前方の円弧面側（図１２において右側の円弧面側に相当）を見て、径方向最大深さがｘとなるように、面取りされる（図１２、図１３の黒く塗り潰された部分参照）。
ネジ溝底３e は、ボール４に対する逃げ面であって、ネジ溝３ａの底が、該ネジ溝３ａの左右の円弧面の直径よりさらに小さい直径の円により削り取られて、形成されている。
【００２７】
なお、以上の一次面取りは、砥石11をＸ方向に窓開口縁部３cf、３crに向けて送り込んで、接続部分Ａ側（図２、図３参照。図１２において左側の円弧面側）において、前記最大高さｙが得られるようにすれば、他の面取り量ｙ’、ｘは、自ずと得られることになる。ナットスクリュ３の外径４３．４mm、内径２８．６mm、ネジ溝３ａの左右の円弧面の直径４．３６mm、窓部３c の内寸法７．０mm×１６．０mmのとき、ｙは約０．７mmの大きさである。
βは窓部３c の中心線とネジ溝３ａとのなす角（２５°）、ａはネジ溝３ａの中心線とボール４のネジ溝３a との接触線までの平面投影距離（１．３mm）を示す。
【００２８】
以上のようにして、一次面取り加工が終わると、次いで、ナットスクリュ３の窓部３c にデフレクタ５を組み込んで、残量部を除去する二次面取りが行なわれる。
この二次面取りは、図１４に図示されるように、ナットスクリュ３のネジ溝３ａの溝面とデフレクタ５のリターン溝５a の溝面とが滑らかに接続されるように、面合わせを行なうものであって、手作業もしくは機械研削により、ナットスクリュ３のネジ溝３ａの窓部３c 近傍の一次面取りされた領域Ｃと、デフレクタ５のリターン溝５a の両端開口縁５af、５ar近傍の領域Ｄとが、面修正される。図示の場合、領域Ｃにおいて、幅ｚにわたって、さらに面取りが行なわれている。
【００２９】
ナットスクリュ３のデフレクタ組込み窓部３c にデフレクタ５を組み込むには、前記のとおり、デフレクタ５をその脚部５c から窓部３c 内に挿入し、脚部５c の付け根部の段部を窓部３c の内周壁面に形成された段部３d に係合させ、かつ、基板部５b の外表面側から、その適所５e 、５e に点対称にカシメ加工を施して行なう。カシメ加工を受けた部分は、その加工方向に沿う外壁面が外方に膨出しようとして、窓部３c の内周壁面と堅く嵌まり合うので、デフレクタ５は、ナットスクリュ３に堅固に固着される。
【００３０】
本実施形態は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
ナットスクリュ３の窓部３c の面取り加工が、ナットスクリュ３の窓部３c にデフレクタ５を組み込む前にあらまし行なわれる一次面取りと、ナットスクリュ３の窓部３c にデフレクタ５を組み込んだ後に残量部を除去する二次面取りとにより行なわれるので、デフレクタ５の溝部（リターン溝５a ）とナットスクリュ３の溝部（ネジ溝３a ）とが滑らかに接続されて、ボール４の円滑な循環走行が可能になる。
【００３１】
また、この二次面取り時に、デフレクタ５のリターン溝５a の両端開口縁５af、５ar部の面取りも同時に行なわれるので、ボール溝のさらに一体的な形成を図ることができて、ボール４の循環走行がさらに円滑に行なわれるようになる。
【００３２】
また、この二次面取りの加工量は、該二次面取りに先立って、一時面取りが行なわれているので、必要最小量となり、全体として、面取り加工作業を能率的に行なうことができる。
【００３３】
さらに、デフレクタ５が、カシメにより、ナットスクリュ３の窓部３c に固着されているので、簡単な手段により、デフレクタ５のナットスクリュ３に対する結合力を高めることができる。また、デフレクタ５のリターン溝５a の変位を防ぎ、一体的に滑らかに接続されて形成されたボール溝の変形を確実に防ぐことができる。
【００３４】
本実施形態におけるボールスクリュ１は、電動式パワーステアリング装置において、電動機から出力される操舵補助力をステアリングシャフトに伝動するネジ伝動装置として、好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ボールスクリュの縦断面図である。
【図２】図１のナットスクリュを取り外して、断面で示した図である。
【図３】図２の部分拡大図に、ボールが走行する状態を合わせて示した図である。
【図４】図２において、デフレクタを取り外して示した縦断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線で切断した断面図である。
【図６】デフレクタの平面図である。
【図７】同正面図である。
【図８】同底面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線で切断した断面図である。
【図１０】図７の右側面図である。
【図１１】本願の請求項１ないし請求項５に記載された発明の一実施形態におけるナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の面取り加工方法により、同部に一次面取り加工が行なわれている状況を示す図である。
【図１２】ナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の一次面取り状況を示す図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断した断面図であって、他の一次面取り状況を示す図である。
【図１４】ナットスクリュのデフレクタ組込み窓部にデフレクタを組み込んだ後の二次面取り状況を示す図であって、図５と同位置で切断した断面図である。
【符号の説明】
１…ボールスクリュ、２…シャフトスクリュ、２a …ネジ溝、２b …ネジ山、３…ナットスクリュ、３a …ネジ溝、３b …ネジ山、３c …デフレクタ組込み窓部、３d …段部、３e …ネジ溝底、３cf、３cr…窓開口縁部、４…ボール（鋼球）、５…デフレクタ、５a …リターン溝、５b …基板部、５c …脚部、５d …突条、５e …適所（カシメ加工）、５af、５ar…溝開口縁、６−１〜６−４…無限循環路、10…面取り加工装置、11…砥石。

Claims

ナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の面取り加工方法が、
ナットスクリュの窓部にデフレクタを組み込む前に、ナットスクリュの窓部にデフレクタを組み込んだときのデフレクタの溝部の開口縁相当位置から所定量残す一次面取りと、
ナットスクリュの窓部にデフレクタを組み込んだ後に、残量部を除去する二次面取りとからなることを特徴とするナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の面取り加工方法。
前記二次面取り時に、前記デフレクタの溝部の開口縁部の面取りが同時に行なわれることを特徴とする請求項１記載のナットスクリュのデフレクタ組込み窓部の面取り加工方法。