(57)【要約】【課題】ボールねじ装置のナットのナット転動溝に段差が生ずる恐れを払拭すると共に、ナットの生産性を向上させることができる製造方法を提供する。【解決手段】厚肉円筒部材の側壁に、厚肉円筒部材の半径方向の貫通孔とザグリ穴とを形成する段付孔の製造方法であって、厚肉円筒部材の側壁にザグリ穴より小さい半径方向の逃げ孔を打抜く工程と、逃げ孔を略中央に配置してザグリ穴を圧造する工程と、ザグリ穴の底部に貫通孔を打抜く工程とにより形成する。【選択図】        図４
2005188663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚肉円筒部材の側壁に、該厚肉円筒部材の半径方向の貫通孔とザグリ穴とを形成する段付孔の製造方法であって、
前記側壁に、前記ザグリ穴より小さい半径方向の逃げ孔を打抜く工程と、
該逃げ孔を略中央に配置して前記ザグリ穴を圧造する工程と、
該ザグリ穴の底部に、前記貫通孔を打抜く工程とにより形成することを特徴とする段付孔の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法により、側壁に段付孔を形成したことを特徴とするボールねじ装置のナット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚肉円筒部材の側壁の側壁に形成する段付孔の製造方法およびそれにより段付孔を形成したボールねじ装置のナットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ボールねじ装置は、外周面に螺旋状の軸転動溝を形成したねじ軸と内周面に軸転動溝に対向するナット転動溝を形成したナットとを複数のボールを介して螺合させ、こま式やリターンチューブ式、エンドキャップ式等のボール循環機構を設けて転動するボールを循環させ、ねじ軸またはナットの回転運動をナットまたはねじ軸の直線運動に変換している。
【０００３】
このような従来のボールねじ装置のナット、特にこま式のボールねじ装置のナットは、ナットを軸方向に分割し、その半割りのナットのナット転動溝や循環溝を焼結等の成形手段を用いて成形し、その後に分割面で接合してナットの生産性を高めて大量生産時の製造コストを低減している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−１４７２９０号公報（第２頁段落０００９−００１２、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術においては、半割りのナットにナット転動溝や循環溝を成形し、その後に分割面で接合してナットとしているため、分割面でのナット転動溝の位置合わせが難しく、位置がずれた場合にはナット転動溝に段差が生じ、この段差をボールが通過することによる通過音の発生や寿命の低下を招く恐れがある。
この恐れを払拭するため、通常は厚肉円筒部材であるナットの側面に、半径方向の略長円形の段付孔であるこま孔を切削加工により成形し、循環溝を設けたこまを嵌合させてこま式のボール循環機構を有するナットを形成している。
【０００５】
この切削加工によるこま孔の成形においては、厚肉円筒部材の円筒面である側壁にザグリ穴や貫通孔を形成するための段取り工程や切削加工工程に時間を要し、生産性が低下するという問題がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、ナット転動溝に段差が生ずる恐れを払拭すると共に、ナットの生産性を向上させることができる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、厚肉円筒部材の側壁に、厚肉円筒部材の半径方向の貫通孔とザグリ穴とを形成する段付孔の製造方法であって、前記側壁に、前記ザグリ穴より小さい半径方向の逃げ孔を打抜く工程と、該逃げ孔を略中央に配置して前記ザグリ穴を圧造する工程と、該ザグリ穴の底部に前記貫通孔を打抜く工程とにより形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、本発明は、円筒面である側壁に塑性加工により短時間で段付孔を形成することができ、その生産性を高めることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、図面を参照して本発明による段付孔に製造方法の実施例について説明する。
【実施例】
【０００９】
図１は実施例の準備工程を示す説明図、図２は実施例の逃げ孔ダイスを示す斜視図、図３は実施例の圧造工程を示す説明図、図４は実施例の仕上工程を示す説明図である。
図において、１は厚肉円筒部材であり、合金鋼や炭素鋼等の鋼材で製作された肉厚の円筒である。
【００１０】
図１において、２は逃げ孔であり、厚肉円筒部材１の側壁１ａを逃げ孔ダイス３と逃げ孔パンチ４とにより半径方向に打抜いて形成される孔であって、後述するザグリ穴１２より小さい形状に形成され、ザグリ穴１２を圧造するときにザクリ穴パンチ１４が排除する側壁１ａの材料（余肉という。）の肉逃げ空間として機能する。
逃げ孔ダイス３は、工具鋼等の鋼材で製作され、厚肉円筒部材１の内径と略同等の外径を有する円柱状の金型であって、その直径方向の一方に逃げ孔２と略同形状のダイス部３ａが設けられ、これに接続してダイス部３ａから他方に向かって拡大するテーパ孔３ｂが設けられている。
【００１１】
テーパ孔３ｂは、図２に示すように逃げ孔ダイス３の略軸芯部を軸方向に貫通する排出孔３ｃと接続している。
逃げ孔パンチ４は、工具鋼等の鋼材で製作され、逃げ孔２と略同形状でダイス部３ａと所定の隙間を介して嵌合するように形成されたパンチ部４ａを有する金型であって、パンチ部４ａに接続して設けられた図示しないパンチホルダによりプレス成形機のスライドに固定される。
【００１２】
上記の逃げ孔ダイス３のダイス部３ａと逃げ孔パンチ４のパンチ部４ａにより打抜かれた切断片は、排出孔３ｃの一方の端部から供給される圧縮空気等により他方の端部に排出される。
図３において、１２はザグリ穴であり、ザグリ穴ダイス１３とザグリ穴パンチ１４とによる圧造により厚肉円筒部材１の半径方向に形成される穴である。
【００１３】
ザグリ穴ダイス１３は、工具鋼等の鋼材で製作され、厚肉円筒部材１の内径と略同等の外径を有する円柱状の金型である。
ザグリ穴パンチ１４は、工具鋼等の鋼材で製作され、ザグリ穴１２と略同形状で先端が平らなパンチ部１４ａを有する金型であって、パンチ部１４ａに接続して設けられた図示しないパンチホルダによりプレス成形機のスライドに固定される。
【００１４】
図４において、２２は貫通孔であり、貫通孔ダイス２３と貫通孔パンチ２４とによる打抜により厚肉円筒部材１の半径方向に形成される孔である。
貫通孔ダイス２３は、工具鋼等の鋼材で製作され、厚肉円筒部材１の内径と略同等の外径を有する円柱状の金型であって、その直径方向の一方に貫通孔２２と略同形状のダイス部２３ａが設けられ、これに接続してダイス部２３ａから他方に向かって拡大するテーパ孔２３ｂが設けられている。
【００１５】
テーパ孔２３ｂは、上記逃げ孔ダイス３と同様に形成された排出孔２３ｃと接続している。
貫通孔パンチ２４は、工具鋼等の鋼材で製作され、貫通孔２２と略同形状でダイス部２３ａと隙間を介して嵌合するように形成されたパンチ部２４ａを有する金型であって、パンチ部２４ａに接続して設けられた図示しないパンチホルダによりプレス成形機のスライドに固定される。
【００１６】
上記の貫通孔ダイス２３のダイス部２３ａと貫通孔パンチ２４のパンチ部２４ａにより打抜かれた切断片は、上記逃げ孔ダイス３と同様にして排出孔２３ｃの他方の端部に排出される。
上記のザグリ穴１２および貫通孔２２により段付孔３１が形成される。
この場合に、逃げ穴２を打抜くときは、厚肉円筒部材１の円筒面である側壁１ａを半径方向に打抜いて形成される逃げ穴２の打抜時の肉厚は、図１において逃げ穴２の左右側が厚く、中央部に近づくにつれて減少して最小肉厚となるので２次剪断等のない良好な打抜面を得るためには逃げ穴ダイス３のダイス部３ａと逃げ穴パンチ４のパンチ部４ａとの左右側の隙間を大きく設定し、中央部に近づくにつれて隙間が小さくなるように設定する。
【００１７】
本実施例の逃げ穴２のようにその形状が長円形の場合は、両側の円弧部では破断が生じ難くなるためにダイス部３ａとパンチ部４ａとの隙間を大きく設定し、直線部では隙間を小さく設定する。
つまり、逃げ穴２の打抜に用いるダイス部３ａとパンチ部４ａとの隙間は、上記の逃げ穴２の形状や板厚の違いを考慮して決定する。
【００１８】
また、ザグリ穴１２の圧造においては、逃げ穴２の形状より大きな所定の形状、本実施例では逃げ穴２の形状より大きな長円形形状のザグリ穴パンチ１４のパンチ部１４ａを所定のザグリ深さとなるように押し込んで成形するため、逃げ穴２の形状は、ザグリ穴１２の圧造時の余肉の量が、次工程の貫通穴２２を打抜くときに良好な打抜面が得られる最少の余肉の量となるように設定すると厚肉円筒部材１の変形が少なくてよい。
【００１９】
更に、貫通穴２２を打抜きにおいて、貫通穴２２の打抜面に特に長い剪断面が必要な場合は、貫通孔パンチ２４のパンチ部２４ａと貫通穴ダイス２３のダイス部２３ａの隙間は小さく、かつパンチ部２４ａの先端の稜線部に適度なＲ、例えば半径０．５〜１ｍｍ程度のＲを設けるとよい。
貫通穴２２の打抜面に通常の良好な剪断面と破断面を得る場合は、上記した逃げ穴２のパンチ部４ａとダイス部３ａと同様の隙間をパンチ部２４ａとダイス部２３ａの隙間として設定すると共にパンチ部２４ａの先端の稜線部はエッジにするとよい。
【００２０】
上述した構成の作用について説明する。
厚肉円筒部材１に段付孔３１を形成する場合は、準備工程として図１に示すように、逃げ孔ダイス３の外周面に未加工の厚肉円筒部材１の側壁１ａの内周面を嵌合させて装着し、プレス成形機の基台に設置した後に、プレス軸に固定された逃げ孔パンチ４により側壁１ａの所定の部位を打抜いて逃げ孔２を形成する。
【００２１】
この時、逃げ孔ダイス３のダイス部３ａの角部と逃げ孔パンチ４のパンチ部４ａの角部との剪断作用により側壁１ａが切断され、ダイス部３ａとパンチ部４ａが嵌合して切断片をテーパ孔３ｂを経由して排出孔３ｃへ放出し、放出された切断片は排出孔３ｃの一方の端部から供給される圧縮空気等により他方の端部から逃げ孔ダイス３の外部へ排出される。
【００２２】
そして、逃げ孔パンチ４が側壁１ａから引き抜かれた後に逃げ孔２の成形を終えた厚肉円筒部材１が逃げ孔ダイス３から取外される。
ザグリ穴１２の圧造工程は図３に示すように、ザグリ穴ダイス１３の外周面に逃げ孔２を形成した厚肉円筒部材１の側壁１ａの内周面を嵌合させて装着し、プレス成形機の基台に逃げ孔２が略中央部となるように設置した後にプレス軸に固定されたザグリ穴パンチ１４により側壁１ａを圧造してザグリ穴１２を形成する。
【００２３】
この時、ザグリ穴ダイス１３の外周面が円筒面となっているので、ザグリ穴パンチ１４のパンチ部４ａにより押し出された側壁１ａの肉がその円筒面に沿って流動し、逃げ孔２により形成されている肉逃げ空間に寄せられ、ザグリ穴１２を形成することによる厚肉円筒部材１の変形が抑えられる。
そして、ザグリ穴パンチ１４が側壁１ａから引き抜かれた後にザグリ穴１２の成形を終えた厚肉円筒部材１がザグリ穴ダイス１３から取外される。
【００２４】
貫通孔２２を成形する仕上工程は図４に示すように、貫通孔ダイス２３の外周面にザグリ穴１２を形成した厚肉円筒部材１の側壁１ａの内周面を嵌合させて装着し、プレス成形機の基台に設置した後に、プレス軸に固定された貫通孔パンチ２４によりザグリ穴１２の底部の略中央部を打抜いて貫通孔２２を形成する。
この時、貫通孔ダイス２３のダイス部２３ａの角部と貫通孔パンチ２４のパンチ部２４ａの角部との剪断作用により側壁１ａが切断され、ダイス部２３ａとパンチ部２４ａが嵌合して切断片をテーパ孔２３ｂを経由して排出孔２３ｃへ放出し、放出された切断片は排出孔２３ｃの一方の端部から供給される圧縮空気等により他方の端部から貫通孔ダイス２３の外部へ排出される。これにより貫通孔２２の側面に厚肉円筒部材１の軸方向と略直交する方向の剪断面が形成される。
【００２５】
そして、貫通孔パンチ２４が側壁１ａから引き抜かれた後に貫通孔２２の成形を終えた厚肉円筒部材１が貫通孔ダイス２３から取外される。
このようにして塑性加工により厚肉円筒部材１の側壁１ａに所定の形状のザグリ穴１２と貫通孔２２からなる段付孔３１を容易に形成することができる。
なお、上記の準備工程、圧造工程、仕上工程は本発明の段付孔３１の製造方法の主要工程を順に説明したものであり、これらの間に中間工程を設けるようにしてもよい。例えば仕上工程において貫通孔２２を打抜くときに、まず貫通孔２２を半抜きにして形成し、その後に仕上用の貫通孔パンチ２４により打抜いて貫通孔２２を形成するようにすれば、貫通孔２２の剪断面長さを長くすることができると共に貫通孔２２の形状精度を向上させることができる。
【００２６】
以上のような段付孔３１の製造方法をボールねじ装置のナットの製造に適用した場合の例について説明する。
図５は実施例のナットの準備工程終了状態を示す斜視図、図６実施例のナットの圧造工程終了状態を示す斜視図、図７実施例のナットの仕上工程終了状態を示す斜視図である。
なお、上記図１、図３、図４と同様の部位は同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図において、４１はボールねじ装置のナットであり、合金鋼や炭素鋼等の鋼材で製作され、その側壁４１ａの内周面４１ｂには略半円弧形状の図示しないナット転動溝が形成される。
このナット転動溝は、ボールねじ装置の図示しないねじ軸の外周面に一定のリードで螺旋状に形成される略半円弧形状の軸転動溝と対向するように同じリードで形成され、これらの間に装填された複数のボールを介して螺合するように構成される。
【００２８】
４２はフランジ部であり、ナット４１の側壁４１ａの外周面に半径方向に突出して設けられ、工作機械等の機械装置の図示しない移動体にボルト等で締結されてナット４を移動体に固定する。
このような厚肉円筒部材１としてのナット４１に段付孔３１を形成する場合は、図５に示すように上記準備工程と同様にしてナット４１の側壁４１ａに逃げ孔２を打抜いた後に、図６に示すように上記圧造工程と同様にして側壁４１ａに形成した逃げ孔２が略中央部となるようにザグリ穴１２を圧造する。
【００２９】
そして、図７に示すように上記仕上工程と同様にしてザグリ穴１２の底部の略中央部に貫通孔２２を打抜いて段付孔３１を形成する。
このようにして段付孔３１を形成したナット４１の側壁４１ａの内周面４１ｂに転造等により貫通孔２２が隣り合うナット転動溝を跨ぐようにナット転動溝を形成し、段付孔３１ががこま孔として機能する。これによりナット転動溝に段差が生ずるのを防止することができる。
【００３０】
そして、貫通孔２２の剪断面を嵌合部として循環溝を形成したこまを圧入またはねじ止等により組立て、ナット４１を製造する。
以上説明したように、本実施例では、厚肉円筒部材の側壁に逃げ孔を打抜く工程とザグリ穴を圧造する工程と貫通孔を打抜く工程とにより段付孔を形成するようにしたことによって、円筒面である側壁に塑性加工により短時間で段付孔を形成することができ、その生産性を高めることができると共にナット転動溝に段差が生ずることを防止することができる。
【００３１】
また、この製造方法により厚肉円筒部材としてのボールねじ装置のナットに段付孔を形成するようにしたことによって、ナットの生産効率を高めて、ナットの製造コストを低減することができる。
なお、本発明の塑性加工による段付孔の形成は、プレス機械等に設置した単型により成形するとして説明したが、１台のプレス機械等に上記工程を連続して行うためのトランスファ型またはロボット搬送型を設置して成形するようにしてもよい。これによりこま孔の形成等の生産性を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例の準備工程を示す説明図
【図２】実施例の逃げ孔ダイスを示す斜視図
【図３】実施例の圧造工程を示す説明図
【図４】実施例の仕上工程を示す説明図
【図５】実施例のナットの準備工程終了状態を示す斜視図
【図６】実施例のナットの圧造工程終了状態を示す斜視図
【図７】実施例のナットの仕上工程終了状態を示す斜視図
【符号の説明】
【００３３】
１    厚肉円筒部材
１ａ  側壁
２    逃げ孔
３    逃げ孔ダイス
３ａ  ダイス部
３ｂ  テーパ孔
３ｃ  排出孔
４    逃げ孔パンチ
４ａ  パンチ部
１２  ザグリ穴
１３  ザグリ穴ダイス
１４  ザグリ穴パンチ
１４ａ  パンチ部
２２  貫通孔
２３  貫通孔ダイス
２３ａ  ダイス部
２３ｂ  テーパ孔
２３ｃ  排出孔
２４  貫通孔パンチ
２４ａ  パンチ部
３１  段付孔
４１  ナット
４１ａ  側壁
４１ｂ  内周面
４２  フランジ部
【図１】
2005188663.tif 000003
【図２】
2005188663.tif 000004
【図３】
2005188663.tif 000005
【図４】
2005188663.tif 000006
【図５】
2005188663.tif 000007
【図６】
2005188663.tif 000008
【図７】
2005188663.tif 000009