(57)【要約】【課題】  ボールねじ軸が大径部位を有していても、不完全ねじ部が不要で、ボールねじ軸の軸長を短くできるコンパクトな転造ボールねじを提供する。【解決手段】  この転造ボールねじは、ボールねじ軸１がねじ溝４の形成部分の外径よりも大径の部位１ａを有するものである。ボールねじ軸１は、全長に渡ってねじ溝４が転造されたねじ軸本体１１と、このねじ軸本体１１に取付けられて前記大径の部位１ａを構成する別体部品１２とでなる。別体部品１２は、固定ピン１４等による連結手段でねじ軸本体１１に固定する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじ軸が、ねじ溝形成部分の外径よりも大径の部位を有する転造ボールねじにおいて、前記ボールねじ軸が、全長に渡ってねじ溝が転造されたねじ軸本体と、このねじ軸本体に取付けられて前記大径の部位を構成する別体部品とでなることを特徴とする転造ボールねじ。
【請求項２】
請求項１において、前記別体部品が連結手段でねじ軸本体に固定されている転造ボールねじ。
【請求項３】
請求項２において、前記連結手段が、固定ピンおよびこの固定ピンが嵌合する孔である転造ボールねじ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記別体部品の内径面を、ねじ軸本体のねじ溝に噛み合う形状とした転造ボールねじ。
【請求項５】
請求項４において、別体部品を複数個として、それぞれの別体部品の内径面を、ねじ軸本体のねじ溝に噛み合う形状とし、これら別体部品の間に予圧を与えた転造ボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車用アクチュエータの送り軸等に用いられる、転造ボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじにおけるボールねじ軸の製造方法としては、前加工として丸棒からなるねじ軸素材の表面に旋削でねじ溝を形成した後に研削して仕上げる方法と、ロールダイスを用いた転造による方法とがある。
転造による方法では、通常、互いに平行に配置した２つのダイスを回転させ、これら両ダイス間に丸棒からなるねじ軸素材を通すことによりねじ溝を形成する。この転造方法によるボールねじ軸の場合、ねじ溝加工が一工程で済むことから、研削仕上品よりも安価で量産性にも優れており、研削仕上品に代わって幅広い分野での適用が期待されている。
【０００３】
転造ボールねじ軸の製造方法の具体例としては、次に挙げるものが知られている。
・転造ダイスの食い付き部と逃げ部の角度を適正値にすることで高精度のねじ溝転造を可能としたもの（特許文献１）。
・通し転造により、丸棒からなるねじ軸素材にロールダイスのストレート部（定径部）の全体を押し当てつつ転造を開始し、転造後に不完全ねじ部を除去して高精度のボールねじ軸を製造するもの（特許文献２）。
【０００４】
上記転造ダイスは、ねじ軸素材への食い付き部となるテーパ部と、これに続く定径部であるストレート部と、これに続きねじ軸素材からの逃げ部となるテーパ部とからなる。これら各部のうち、ストレート部は、ねじ軸素材に転造されるねじ溝のうち、狙いとするねじ溝有効径，リード，およびねじ溝形状を満たすねじ溝部を転造する役割を担う部分である。それ以外のテーパ部は、品質を安定させることや、精度の良いねじ溝を形成する上で必要な部分である。
【０００５】
ところで、上記した通し転造によるボールねじ軸の製造方法の場合、転造ダイスのストレート部によりねじ軸素材の全域にわたりねじ溝が転造されるが、ボールねじの用途によっては、ボールねじ軸の一部をねじ溝の形成されない部位としたものも存在する。具体的には、例えば、ボールねじ軸の一部に設けられるねじ溝形成部分よりも大径のストッパー部や摺動部、あるいは支持軸受への取付けに必要な肩部等が上記したねじ溝非形成部位に該当する。
【０００６】
通常、これらのねじ溝非形成部位を有するボールねじ軸の転造では、図６に示すように転造前の段階で丸棒からなるねじ軸素材３１を、その一部に大径部３１ａを有する段付き形状としておき、２つのロールダイス３３，３３によるねじ溝３２の転造において、大径部３１ａの手前までねじ溝３２を形成した後、ロールダイス３３が大径部３１ａに干渉する前に、転造を停止するという方法が採られる。
【特許文献１】実用新案登録第０２５５４０３１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような方法では、転造停止によりロールダイス３３がねじ軸素材３１から離れる間に、ロールダイス３３の食い付き部となるテーパ部３３ａが惰性でねじ軸素材３１に転写し続けることによって、完全なねじ溝部Ｘに加えて不完全なねじ溝部ΔＸができてしまう。この不完全なねじ溝部ΔＸの範囲は、必要とするストローク範囲の一部に含めることができないので、完全なねじ溝部Ｘの範囲内に必要ストローク範囲を収めるためには、可能な限りボールナット側のボール循環範囲を短く設計するか、あるいは逆にボールねじ軸を長くしなければならない。ボールナット側のボール循環範囲を短く設計する場合も、必要ストローク範囲を確保するうえでは限界があり、一般的には必要ストローク範囲を確保するためにボールねじ軸を長くしなければならない。その結果、ボールねじの軸長が長くなってしまう。
【０００８】
この発明の目的は、ボールねじ軸が大径部位を有していても、不完全ねじ部が不要で、ボールねじ軸の軸長を短くできるコンパクトな転造ボールねじを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の転造ボールねじは、ボールねじ軸が、ねじ溝形成部分の外径よりも大径の部位を有する転造ボールねじにおいて、前記ボールねじ軸が、全長に渡ってねじ溝が転造されたねじ軸本体と、このねじ軸本体に取付けられて前記大径の部位を構成する別体部品とでなることを特徴とする。
この構成によると、全長に渡ってねじ溝が転造されたねじ軸本体に、ボールねじ軸の大径の部位を構成する別体部品を取付けてボールねじ軸としているので、止め転造によらずに、通し転造によりボールねじ軸のねじ溝を形成できる。そのため、ボールねじ軸の大径の部位を除く全範囲に渡るねじ溝を、不完全なねじ溝部の無い安定した品質のねじ溝とすることができる。その結果、従来例のように、必要ストローク範囲を確保するために不完全なねじ溝部の分だけボールねじ軸の軸長を長くするという必要がなく、それだけ軸長が短くなり、転造ボールねじをコンパクトに構成できる。また、通し転造が行えることで、転造の作業性が向上する。
【００１０】
前記別体部品は、連結手段でねじ軸本体に固定されているものであっても良い。別体部品を連結手段でねじ軸本体に固定することにより、ねじ軸本体への別体部品の取付けを容易に行うことができる。
【００１１】
前記連結手段は、固定ピンおよびこの固定ピンが嵌合する孔であっても良い。固定ピンおよび孔によると、簡易な構成で別体部品の固定が行える。
【００１２】
この発明において、前記別体部品の内径面を、ねじ軸本体のねじ溝に噛み合う形状としても良い。この噛み合いにより、別体部品のねじ軸本体に対する軸方向移動が生じ難くなり、連結手段による固定が簡易なもので済む。
【００１３】
この噛み合い形状とするする場合に、前記別体部品を複数個とし、それぞれの別体部品の内径面を、ねじ軸本体のねじ溝に噛み合う形状とし、これら別体部品の間に予圧を与えても良い。
各別体部品の内径面をねじ軸本体のねじ溝に噛み合わせた上で、その噛み合い部分に予圧が生じるように両別体部品を相互に固定すると、噛み合い部分で生じるねじ軸のねじ溝内面との間の隙間を無くし、摩擦によって、別体部品がねじ軸本体に対して動かないように固定することができる。そのため堅固な固定が行える。
この構成の場合、別体部品の内径面をねじ軸本体のねじ溝に噛み合う形状とした構成、および別体部品の間に予圧を与える構成によって、別体部品をねじ軸本体に固定する連結手段が構成される。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の転造ボールねじは、ボールねじ軸が、ねじ溝形成部分の外径よりも大径の部位を有する転造ボールねじにおいて、前記ボールねじ軸が、全長に渡ってねじ溝が転造されたねじ軸本体と、このねじ軸本体に取付けられて前記大径の部位を構成する別体部品とでなるものとしたため、大径部位を有しながら不完全ねじ部が不要で、ボールねじ軸の軸長を短くでき、転造ボールねじのコンパクト化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の第１の実施形態を図１，図２と共に説明する。この転造ボールねじＡは、図１のようにボールねじ軸１の外径面と、このボールねじ軸１の外周に遊嵌するナット２の内径面に、互いに対向するねじ溝４，５が形成され、両ねじ溝４，５の間で形成される螺旋状の転走路６に複数のボール３が介在している。ナット２は、ねじ溝５に両端が連通して転走路６のボール３を循環させる循環部７を有し、転走路６および循環部７によって周回経路８が形成されている。周回経路８は、ねじ溝４，５の螺旋の一周分であっても、複数周分であっても良く、この実施形態では複数周分とされている。また、周回経路８は、一つのボールねじＡにおいて一つであっても、複数であっても良い。循環部７は、ナット２に取付けられたリターンチューブよりなる経路構成部品１０により形成されているが、経路構成部品１０として、この他に、例えばナット２に設けた駒部材やガイドプレート等を用いても良い。
【００１６】
図２に示すように、ボールねじ軸１は、ねじ溝形成部分の外径よりも大径の部位１ａを有するものであって、全長に渡ってねじ溝４が転造されたねじ軸本体１１と、このねじ軸本体１１に取付けられて前記大径の部位１ａを構成するリング状の別体部品１２とからなる。
ねじ軸本体１１のねじ溝４は、例えば平行に配置した２つの回転する丸ダイス間に、全長に渡って単一径とした丸棒からなるねじ軸素材を通すことによって転造される。この通し転造後に、熱処理、スケール落し等の必要な工程が施される。
【００１７】
大径の部位１ａを構成する別体部品１２は、転造後のねじ軸本体１１の外径と同等の内径としたリング体からなり、連結手段１３でねじ軸本体１１に固定されている。連結手段１３は、固定ピン１４と、ねじ軸本体１１の表面に形成され前記固定ピン１４が嵌合する孔１５とでなる。別体部品１２には前記孔１５に整合するピン貫通孔１６が形成されている。別体部品１２は、ねじ軸本体１１にその軸端から挿入して、前記両孔１５，１６が整合する位置で、別体部品１２のピン貫通孔１６から挿入した固定ピン１４をねじ軸本体１１の孔１５に嵌合させることにより、固定ピン１４を介してねじ軸本体１１に固定される。固定ピン１４の孔１５への嵌合は、圧入としても良く、また固定ピン１４を止めねじとして孔１５をねじ孔とし、ねじ込むようにしても良い。別体部品１２からなる大径の部位１ａは、ボールねじ軸１の例えば摺動部となる部分である。
【００１８】
この構成の転造ボールねじＡによると、全長に渡ってねじ溝４が転造されたねじ軸本体１１に、大径の部位１ａを構成する別体部品１２を取付けてボールねじ軸１としているので、止め転造によらず、通し転造によりボールねじ軸１のねじ溝４を形成できる。そのため、ボールねじ軸１の大径の部位１ａを除く全範囲に渡るねじ溝４を、不完全なねじ溝部の無い安定した品質のねじ溝４とすることができる。その結果、従来例のように、必要ストローク範囲を確保するために不完全なねじ溝部の分だけボールねじ軸１の軸長を長くするという必要がなく、それだけ軸長が短くなり、転造ボールねじＡをコンパクトに構成できる。
また、ねじ軸本体１１への別体部品１２の取付けを連結手段１３で行うので、その取付けを容易に行うことができる。連結手段１３は、固定ピン１４と、この固定ピン１４が嵌合する孔１５とでなるので、簡素な構造で別体部品１２の取付けが行える。
【００１９】
図３は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態の転造ボールねじは、図１および図２に示した第１の実施形態において、ボールねじ軸１におけるねじ軸本体１１の一端部１１ａを、雄ねじ部等を有する所定の軸端形状に加工したものである。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００２０】
図４は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の転造ボールねじは、図１および図２に示した第１の実施形態において、ボールねじ軸１における大径の部位１ａを構成するリング体である別体部品１２をフランジ１２ａ付きとしたものである。また、この別体部品１２のフランジ１２ａ位置とは反対側の端部外径面には、他の部材を螺合させる雄ねじ１２ｂが形成されている。この場合のボールねじ軸１における大径の部位１ａは、例えばストッパー部や、支持軸受取付けに必要な肩部となる部分である。この実施形態の場合、ボールねじ軸１におけるねじ軸本体１１の一端部１１ａは、軸受嵌合部等となる所定の軸端形状に加工している。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００２１】
図５は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、別体部品１２Ａ，１２Ｂとねじ軸本体１１とを強固に連結することが必要な場合等に適用される。この実施形態の転造ボールねじは、図１および図２に示した第１の実施形態において、図５（Ａ）に示すように、ボールねじ軸１における大径の部位１ａを複数個（ここでは２個）の別体部品１２Ａ，１２Ｂで構成している。これら別体部品１２Ａ，１２Ｂの内径面は、ねじ軸本体１１のねじ溝４に噛み合う螺旋状の突起１７を有するものとしている。片方の別体部品１２Ａはフランジ１２Ａａ付きのリング体からなり、もう片方の別体部品１２Ｂは、片方の別体部品１２Ａのフランジ１２Ａａと同等の外径としたリング体からなる。両別体部品１２Ａ，１２Ｂは、これらの内径面の螺旋状の突起１７と、ねじ軸本体１１のねじ溝４との噛み合いによってねじ軸本体１１に螺合する。
【００２２】
両別体部品１２Ａ，１２Ｂの間には、部品間結合手段２３によって軸方向に向く予圧が与えられる。部品間結合手段２３は、結合ピン２４と、別体部品１２Ａのフランジ１２Ａａの表面に軸方向に向けて形成された孔２５とでなる。別体部品１２Ｂには孔２５に整合するピン貫通孔２６が形成されている。別体部品１２Ｂのピン貫通孔２６から挿入した結合ピン２４を、別体部品１２Ａの孔２５およびピン貫通孔２６に圧入状態に嵌合させることで、両別体部品１２Ａ，１２Ｂが、結合ピン２４を介して相互に結合される。結合ピン２４を雄ねじ部材とし、上記両孔２５，２６をねじ孔として結合ピン２４を孔２５，２６にねじ込むようにしても良い。
片方の別体部品１２Ａは、第１の実施形態の場合と同じ連結手段１３によってねじ軸本体１１の所定位置に位置決めされる。
【００２３】
この構成の場合、２つの別体部品１２Ａ，１２Ｂの間に予圧が与えられることにより、図５（Ｂ）に拡大して示すように、各別体部品１２Ａ，１２Ｂの内径面に形成された突起１７とねじ軸本体１１のねじ溝４の内面との隙間を無くすことができ、ねじ溝４と突起１７の摩擦により、両別体部品１２Ａ，１２Ｂがねじ軸本体１１に簡単には動かないように固定される。したがって、これら別体部品１２Ａ，１２Ｂの内径面の突起１７と、両別体部品１２Ａ，１２Ｂを相互に結合する部品間結合手段２３とで、別体部品１２Ａ，１２Ｂをねじ軸本体１１に対して固定する第１の連結手段１３Ａが構成される。
上記連結ピン１４により片方の別体部品１２Ａをねじ軸本体１１に固定する連結手段１３は、別体部品１２Ａ，１２Ｂを所望の軸方向位置でねじ軸本体１１に固定するための位置決め手段としての機能と、固定の補強手段としての機能を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（Ａ）はこの発明の第１の実施形態にかかる転造ボールねじの破断側面図、（Ｂ）は同ボールねじを斜めに破断した横断面図である。
【図２】同ボールねじにおけるボールねじ軸の破断側面図である。
【図３】この発明の他の実施形態にかかる転造ボールねじにおけるボールねじ軸の破断側面図である。
【図４】この発明のさらに他の実施形態にかかる転造ボールねじにおけるボールねじ軸の破断側面図である。
【図５】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態にかかる転造ボールねじにおけるボールねじ軸の破断側面図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図６】従来例におけるボールねじ軸の止め転造の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
Ａ…転造ボールねじ
１…ボールねじ軸
１ａ…大径の部位
２…ナット
３…ボール
４，５…ねじ溝
６…転走路
１１…ねじ軸本体
１２，１２Ａ，１２Ｂ…別体部品
１３，１３Ａ…連結手段
１４…固定ピン
１５…孔
１７…螺旋状の突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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