(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状素材の一側部に端部から所定ねじ部長さよりも長くねじ部をスルー転造し、
転造されたねじ部の端部を、少なくとも転造用ロールダイスの幅長の半分の長さ切断して所定ねじ部長さのねじ部を形成することを特徴とするねじ軸の製造方法。
【請求項２】
一側部にラック部が形成される棒状素材の他側部に端部から所定ねじ部長さよりも長くねじ部をスルー転造し、
転造されたねじ部の端部を、少なくとも転造用ロールダイスの幅長の半分の長さ切断して所定ねじ部長さのねじ部を形成して電動パワーステアリング用ねじ軸を製造することを特徴とするねじ軸の製造方法。
【請求項３】
前記所定ねじ部長さは、転造されたねじ部の両端にできる不完全ねじ部のうち内側の不完全ねじ部の長さを前記ラック部の長さに加えた長さと略等しくしたことを特徴とする請求項２記載のねじ軸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スルー転造成形によるねじ軸の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ねじを加工成形する場合、切削加工のほかに転造加工があるが、生産性や強度の面で転造加工が優れている。
ねじの転造加工にはインフィード転造とスルー転造があるが、ボールねじ等の長尺のねじ軸を転造成形する場合、素材のねじ加工する部分の長さより短い幅のダイスで順次成形していくスルー転造加工が採用されている。
【０００３】
スルー転造方法は、短い幅のダイスで成形できるので転造荷重が少なく、加工物の曲がりが少ないので寸法精度の安定したねじ軸が小型の設備で成形できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ねじ軸をスルー転造成形する場合、棒状素材の転造開始部分と転造終了部分において２個のロールダイスの接近または離反動作があり、ロールダイス形状、ロールダイスのねじれ角度などにより不完全ねじ部が生じてしまう。
【０００５】
不完全ねじ部は、有効ねじ部に比べ径が大きく、棒状素材の端部にかけて転造成形しても端部に形成された不完全ねじ部によりナットの螺合に支障を生じたり、ボールねじの場合に内周ねじ溝にボールが挿入されたナットスクリューにねじ軸が円滑に螺入できないなど、ねじ伝動機構の組付性が悪く生産性の向上を妨げていた。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、スルー転造によるねじ軸へのナットの組み込みが容易でねじ伝動機構の生産性の向上を図ることができるねじ軸の製造方法を供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は、棒状素材の一側部に端部から所定ねじ部長さよりも長くねじ部をスルー転造し、転造されたねじ部の端部を、少なくとも転造用ロールダイスの幅長の半分の長さ切断して所定ねじ部長さのねじ部を形成するねじ軸の製造方法とした。
【０００８】
スルー転造により成形されたねじ部は、その両端に不完全ねじ部が形成されているが、棒状素材の端部に形成された不完全ねじ部を切断することにより有効ねじ部が端部に形成されることになる。
【０００９】
予め所定ねじ部長さよりも長くねじ部をスルー転造しているので、端部を切断しても所定ねじ部長さは確保される。
転造用ロールダイスは、幅方向の中央部分のねじ径が一定でストレート部をなし、同ストレート部の両側は、転造加工時の磨耗を減らすため、ねじ径が先端に行くほど徐々に小さくなるテーパ部を形成している。
転造されたねじ部の端部の切断する長さを少なくとも転造用ロールダイスの幅長の半分とすることで、転造用ロールダイスの一方のテーパ部で加工された不完全ねじ部を切断して有効ねじ部をねじ軸の端部に形成することができる。
したがって製造されたねじ軸は端部の有効ねじ部をナットに容易に螺入することができ、ねじ伝動機構の組付性が良く生産性の向上を図ることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、一側部にラック部が形成される棒状素材の他側部に端部から所定ねじ部長さよりも長くねじ部をスルー転造し、転造されたねじ部の端部を、少なくとも転造用ロールダイスの幅長の半分の長さ切断して所定ねじ部長さのねじ部を形成して電動パワーステアリング用ねじ軸を製造するねじ軸の製造方法である。
【００１１】
電動パワーステアリング用ねじ軸は、ステアリングシャフトの端部のピニオンが噛合するラック部が一側部に形成され、パワーアシストするボールねじ機構が構成されるねじ部が他側部に形成される。
【００１２】
転造用ロールダイスは、幅方向の中央部分のねじ径が一定でストレート部をなし、同ストレート部の両側は、転造加工時の磨耗を減らすため、ねじ径が先端に行くほど徐々に小さくなるテーパ部を形成している。
転造されたねじ部の端部の切断する長さを少なくとも転造用ロールダイスの幅長の半分とすることで、転造用ロールダイスの一方のテーパ部で加工された不完全ねじ部を切断して有効ねじ部をねじ軸の端部に形成することができる。
一側部にラック部が形成される棒状素材の他側部をスルー転造し、その端部の不完全ねじ部を切断するので、ねじ軸は端部の有効ねじ部を内周ねじ溝にボールが挿入されたナットスクリューに容易に螺入することができ、ねじ伝動機構の組付性が良く電動パワーステアリング用ねじの生産性の向上を図ることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のねじ軸の製造方法において、前記所定ねじ部長さが、転造されたねじ部の両端にできる不完全ねじ部のうち内側の不完全ねじ部の長さを前記ラック部の長さに加えた長さと略等しくしたことを特徴とする。
【００１４】
端部の不完全ねじ部を切断して残った所定ねじ部のうち有効ねじ部の長さは、ラック部の長さと略等しく、ラック部の作動範囲内で常に有効ねじ部にナットスクリューを螺合させてボールねじ機構を円滑に作動させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図４に図示し説明する。
本実施の形態に係るねじ軸の製造方法は、電動パワーステアリング用のラックねじ軸の製造方法である。
【００１９】
図１の▲１▼，▲２▼，▲３▼，▲４▼に棒状素材Ｓ1 から各製造過程のラックねじ軸Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 を順に図示している。
なお図１▲５▼は、製造されたラックねじ軸Ｓ4 にナットスクリューＮを螺合した状態を示す図である。
【００２０】
まず棒状素材Ｓ1 は、予め後の切断を考慮して長めに設定された丸棒であり、丸棒の一側部に既にラック部１が形成されものを用いる（図１▲１▼参照）。
この棒状素材Ｓ1 のラック部１と反対側にねじ部２を成形すべくスルー転造装置により転造加工される。
【００２１】
図２を参照して該棒状素材Ｓ1 はガイドブッシュ12，13に回転自在に支持され、そのガイドブッシュ12，13間で転造用ロールダイス10，11が回転しながら棒状素材Ｓ1 を挟圧する。
【００２２】
一方の転造用ロールダイス10は、位置が固定されており、他方の転造用ロールダイス11が油圧により固定側の転造用ロールダイス10に近づき、棒状素材Ｓ1 をを挟み押圧する。
【００２３】
転造用ロールダイス10は、幅方向の中央部分のねじ径が一定でストレート部10ａをなし、同ストレート部10ａの両側は、転造加工時の磨耗を減らすため、ねじ径が先端に行くほど徐々に小さくなるテーパ部10ｂ，10ｂを形成している。
転造されるねじの径を決めるのはストレート部10ａである。
他方の転造用ロールダイス11も同様である。
【００２４】
かかる転造用ロールダイス10，11により棒状素材Ｓ1 がラック部１と反対側の端部から順に中ほどに転造していく。
すなわちこの棒状素材Ｓ1 の端部が転造開始部分で、転造用ロールダイス10，11の接近動作があり、上記ロールダイスの形状から棒状素材Ｓ1 の端部は安定したねじ転造が期待できず不完全ねじ部となる。
【００２５】
そこで転造成形は、所定ねじ部より長めに行う。
そして棒状素材Ｓ1 の転造終了部分でも、転造用ロールダイス10，11の離反動作および上記ロールダイスの形状等から安定したねじ転造が期待できず不完全ねじ部となるので、この不完全ねじ部を有効ねじ部に加えて所定ねじ部とする。
【００２６】
こうして転造成形されたラックねじ軸Ｓ2 を図１▲２▼に示す。
転造成形は、繊維組織の連続性を維持することができるので、強度に優れるとともに、生産効率も高い。
【００２７】
ラックねじ軸Ｓ2 のねじ部２は、転造範囲のうちねじ径が略一定の安定した有効ねじ部の両側に不完全ねじ部が形成されている。
前記所定ねじ部のうち有効ねじ部の長さは、ラック部１の長さに略等しい。
このラックねじ軸Ｓ2 のねじ径の変化を図３に示す。
【００２８】
図３に示すグラフは、転造加工により形成されたラックねじ軸Ｓ2 のねじ部２のＢＣＤ（ボールセンター直径：ねじ軸と理論的接触点で接触する球の中心を包含する円筒径）を測定した結果を示している。
【００２９】
横軸は、転造されたねじ軸を側面視したときのねじ溝に転造開始部分から最後の転造終了部分まで順番に番号を付したもので、各溝番号に対応するねじ溝のＢＣＤがプロットされ折れ線で連結している。
【００３０】
転造開始部分でＢＣＤが大きい値で変化して不完全ねじ部を示しており、その後バラツキが小さくなったところがねじ軸の有効ねじ部であり、転造終了部分でＢＣＤが再び増加して不完全ねじ部を示している。
【００３１】
次にこのラックねじ軸Ｓ2 のねじ部２の端部を、略所定ねじ部を残して切断する（図１▲３▼参照）。
切断する端部の長さは、転造用ロールダイス10，11の幅長の半分以上の長さであり、したがって切断した端部は、略不完全ねじ部に相当し、端部が切断されたラックねじ軸Ｓ3 の新たな端部は、末端を除けば全て有効ねじ部である。
【００３２】
次にこのラックねじ軸Ｓ3 の末端のねじ部を加工する（図１▲４▼参照）。
すなわち末端にねじ山を削った滑らかな円周面を形成し、端面に係合溝を切削してラックねじ軸Ｓ4 が形成される。
該ラックねじ軸Ｓ4 は、末端がねじ部２より小径の外周面をなし、同末端に続くねじ部２は有効ねじ部であり、安定した略一定のねじ径を構成している。
【００３３】
このラックねじ軸Ｓ4 のねじ部２にナットスクリューＮを螺合してボールねじを構成する（図１▲５▼参照）。
ナットスクリューＮの螺合は、図４に示すように鋼球挿入治具20による鋼球25のナットスクリューＮの内周のねじ溝への挿入に続けて行われる。
【００３４】
鋼球挿入治具20は、ガイド筒21がナットスクリューＮを縦向きに保持し、ラックねじ軸Ｓ4 のねじ溝２ａの小径部に略等しい径の鋼球挿入ノズル22を上から挿入する。
鋼球挿入ノズル22の下端にはラックねじ軸Ｓ4 の上端の係合溝に係脱自在に係合する係合突起部22ａを有する。
【００３５】
鋼球挿入ノズル22には、鋼球供給路22ｂが４本軸方向に穿孔形成され、各鋼球供給路22ｂはそれぞれ所定先端位置で屈曲して外周面に出口開口を備えている。ガイド筒21により保持されたナットスクリューＮの内部に鋼球挿入ノズル22が上方より挿入されて所定位置に位置決めされ、図示しないフィーダにより各鋼球供給路22ｂに鋼球25を所定数順次入れ、挿入ロッド23を挿入して一定ストローク降下させて鋼球25をナットスクリューＮの内周のねじ溝Ｎａの循環路に供給する。
【００３６】
こうして鋼球25の挿入を終えると、下方から鉛直姿勢のラックねじ軸Ｓ4 を回転させながら上昇させ、その上端係合溝を係合突起部22ａに係合させ、そのままラックねじ軸Ｓ4 を回転させながら上昇させると、ラックねじ軸Ｓ4 のねじ部２が鋼球25を介してナットスクリューＮに螺入し、鋼球25を循環路に残して鋼球挿入ノズル22に代わってラックねじ軸Ｓ4 が入れ替わりボールねじの組付けが完了する。
【００３７】
ここにラックねじ軸Ｓ4 の螺入に際して、末端がねじ部２より小径の外周面をなし、同末端に続くねじ部２は有効ねじ部であり、安定した略一定のねじ径を構成しているので、円滑にナットスクリューＮに螺入することができ、ボールねじの組付け作業が容易で生産性を向上させることができる。
【００３８】
有効ねじ部の長さは、ラック部１の長さと略等しく、ラック部１の作動範囲内で常に有効ねじ部にナットスクリューＮを螺合させてボールねじ機構を円滑に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各製造過程におけるラックねじ軸を順に示した図である。
【図２】転造成形の説明図である。
【図３】ラックねじ軸のねじ部のねじ径の変化を示すグラフである。
【図４】鋼球挿入治具による鋼球の挿入およびナットスクリューへのラックねじ軸の螺入を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｓ1 …棒状素材、Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 …ラックねじ軸、Ｎ…ナットスクリュー、
１…ラック部、２…ねじ部、
10，11…転造用ロールダイス、12，13…ガイドブッシュ、
20…鋼球挿入治具、21…ガイド筒、22…鋼球挿入ノズル、23…挿入ロッド、25…鋼球。
【図１】
0003938430.tif 000002
【図２】
0003938430.tif 000003
【図３】
0003938430.tif 000004
【図４】
0003938430.tif 000005