JPH09192772A - ボールねじのナットの製造方法およびその内型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削加工に比べて生産性が良く、また充填性
の良い高精度の品質が得られる製造方法およびその内型
を提供する。 【解決手段】 パイプ状の素材Ｗに、外周にねじ溝成形
型部１ａを有する内型１を挿入する。この素材Ｗの外径
面を回転式打撃装置７により外型３を介して繰り返して
打撃することにより、素材Ｗの内径面に前記ねじ溝成形
型部１ａに倣ったねじ溝ａを成形する。素材Ｗの成形品
に対して、内型１は相対的にねじりながら離脱させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各種のボールね
じ、例えば各種の加工機および自動車用電動パワーステ
アリング等に用いられるボールねじにおけるナットを鍛
造するボールねじのナットの製造方法およびその内型に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図５，図６は、各々この発明の各実施形
態で製造するボールねじのナットを示し、図５はスプラ
イン無し形式の例を、図６はスプライン付きの例を各々
示す。従来、このようなナットのねじ溝形状を成形する
ためには、厚肉パイプ材の素材を用いて内径を旋削する
ことにより溝形状を成形し、焼き入れ後に研削により仕
上げている。図６のナットの場合は、上記の方法でねじ
溝を加工すると共に、歯切り盤により内歯スプラインを
加工し、熱処理のうえ、仕上げ研削を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のように
旋削や研削による機械加工でねじ溝を形成するのでは、
ねじ溝の加工に多大な工数がかかる。図６の例のような
スプライン付きのナットの場合は、さらに歯切り盤によ
る加工が必要であるため、工数が一層多くなり、製品の
コスト増加の原因となっている。前記のような機械加工
によるほか、塑性加工の応用として、パイプ状の素材の
内側に内型を嵌め込み、外型を軸方向から圧入すること
により、しごき加工でねじ溝を成形することも可能では
あるが、内型への材料の充填性が悪く、充填不足となっ
て良質の成形が難しい。

【０００４】この発明の目的は、切削加工に比べて生産
性が良く、また充填性の良い高精度の品質が得られるボ
ールねじのナットの製造方法およびその内型を提供する
ことである。この発明の他の目的は、ねじ溝の成形と同
時に内歯スプラインの成形が行え、スプライン付きのナ
ットを効率良く生産できるようにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のボールねじの
ナットの製造方法は、外周にねじ溝成形型部を有する内
型をパイプ状の素材に挿入し、前記素材の外径面を回転
式打撃装置で繰り返して打撃することにより、前記素材
の内径面に前記内型のねじ溝成形型部でねじ溝を成形す
る方法である。このように素材の外周から打撃を加える
ことにより、冷間鍛造であっても、充填性の良い高精度
の品質が得られる。特に、素材の半径方向に打撃を加え
ることにより、充填性が良くなる。このように成形した
後、前記内型は、成形済み品であるナットに対して相対
的にねじりながら離脱させる。

【０００６】内歯スプライン付きのナットを製造する場
合は、次のように行っても良い。すなわち、外周にねじ
溝成形型部を有する第１の内型と、外周にスプライン成
形型部を有する第２の内型とを、パイプ状の素材に前記
各成形型部を並べて挿入する。この状態の素材の外径面
を回転式打撃装置で繰り返して打撃することにより、素
材の内径面に第１の内型のねじ溝成形型部でねじ溝を成
形しかつ第２の内型のスプライン成形型部で内歯スプラ
インを成形する。成形後、成形品であるナットに対し
て、第１の内型はねじりながら離脱させ、第２の内型は
軸方向に離脱させる。このように第１および第２の内型
を使用することにより、互いに異なる形状部分であるね
じ溝と内歯スプラインとが同時に成形できる。

【０００７】この発明の内型は、ボールねじのナットを
回転式打撃装置で冷間鍛造する内型であって、外周にね
じ溝成形型部を有するものである。この内型を使用する
ことにより、前記の発明方法の成形が行える。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図３に基づいて説明する。この方法は、厚肉のパイプ
状の素材Ｗに図３に示す内型１を挿入し、この素材Ｗの
外径面を図１（Ｄ）および図２に示すような回転式打撃
装置７の外型３で繰り返して打撃することにより、素材
Ｗの内径面にねじ溝ａを成形する方法である。内型１は
２段の段付き軸状に形成され、その中径部分の外径部
が、反転ねじ溝形状のねじ溝成形型部１ａとされてい
る。パイプ状素材Ｗは、この内型１に軸方向へ幅押え
４，５を介して送り込み、両側から前記幅押え４，５で
挟み込んで保持する。素材Ｗの片方の幅面は、内型１の
大径部１ｃとねじ溝成形型部１ａとの間の段面に当接さ
せる。片方の幅押え４は内型１の小径部１ｂに外嵌する
内径に、もう片方の幅押え５は内型１の大径部１ｃに外
嵌する内径に各々形成されたパイプ状とされ、あるいは
割り筒状とされている。

【０００９】このように、幅押え４，５で挟み、外型３
内に素材Ｗを保持した状態で、素材Ｗの外径面を、外型
３を介して回転式打撃装置７で加圧することにより、内
型１のねじ溝成形型部１ａの外面に倣った内径形状のね
じ溝ａを有するナット（図１（Ｂ），（Ｃ））に成形す
る。成形後、内型１は、素材Ｗの成形品であるナットに
対して相対的にねじりながら離脱させる。離脱させた素
材Ｗに図５のように幅面のねじ孔１３などの後加工を加
えて、ボールねじのナットが完成する。

【００１０】回転式打撃装置７は、いわゆるロータリス
エージング方式の回転鍛造機であり、一般に市販されて
いるものが使用できる。この回転式打撃装置７は、放射
状に並ぶ複数の外型３で円筒面状の加圧面３ａを形成す
るものであり、この例では４個の外型３を使用してい
る。これら外型３は、スピンドル８に設けたガイド溝８
ａに楔部材９およびバッカー１０と共に半径方向に進退
自在に嵌合させてあり、スピンドル８と円筒状のハウジ
ング１１の間を転走するローラ１２がガイド溝８ａを通
過する都度、バッカー１０および楔部材９を介して半径
方向内側へ加圧される。ローラ１２は、外型３に対する
打撃部材となるものであり、スピンドル８とハウジング
１１とを相対的に回転させることで、両者８，１１の間
の円筒状の隙間を転走する。バッカー１０と楔部材９と
は、図２のように互いの接触面を傾斜面としてあり、バ
ッカー１０または楔部材９を軸方向に移動させること
で、外型３の半径方向のストロークが与えられる。素材
Ｗの成形に際しては、ローラ１２の転走による加圧の開
始から、バッカー１０または楔部材９を次第に深く進入
させることで、外型３を内径側へ移動させ、素材Ｗの外
径面を絞って内径面を内型１に押し付け、ねじ溝ａを形
成する。

【００１１】この成形方法によると、このように冷間鍛
造でねじ溝ａを形成するため、従来の切削加工に比べて
加工速度が速く、低コストとなる。また、素材Ｗの半径
方向から回転式打撃で繰り返して打撃を加えるため、内
型１に対して充填性が良く、高精度なねじ溝ａの成形が
行える。

【００１２】図４はこの発明の第２の実施形態を示す。
この例は、ボールねじのナットとして、図６に示す内歯
スプラインｄを内径面に有するものを製造する例であ
る。この場合も、図１〜図３の例と同様に、内型１と外
型３の間にパイプ状の素材Ｗを配置し、回転打撃を行う
が、内型として、前記形状の第１の内型１の他に、第２
の内型１Ａを用いる。第１の内型１は、図３に示したも
のと同様のものであり、中径部がねじ溝成形型部１ａと
されている。第２の内型１Ａは、第１の内型１のねじ溝
成形型部１ａから突出した小径軸部１ｂの外周に嵌合す
る円筒状のものであり、外径面の一端寄りにスプライン
成形型部１ｄを有している。

【００１３】成形に際しては、第１の内型１と第２の内
型１Ａとを、パイプ状の素材Ｗに各成形型部１ａ，１ｄ
を並べて挿入し、素材Ｗの外径面を前記回転式打撃装置
７により外型３を介して繰り返して打撃する。これによ
り、素材Ｗの内径面に第１の内型１のねじ溝成形型部１
ａでねじ溝ａを成形し、かつ第２の内型１Ａのスプライ
ン成形型部１ｄで内歯スプラインｄを成形する。成形
後、素材Ｗの成形品に対して、第１の内型１を前記と同
様にねじりながら離脱させる。このようにして、異なる
形状のボールねじ溝ａと内歯スプラインｄとを同時に成
形することができ、このような形状を機械加工する場合
に比べて生産性が大きく向上する。

【００１４】なお、この例は、内歯スプラインｄをボー
ルねじ溝ａと共に形成する場合につき説明したが、この
回転打撃による成形方法により、他の種々の形状部分を
ボールねじ溝ａと同時に成形することもできる。また、
素材Ｗに第１の内型１で成形する部分と第２の内型２で
成形する部分とは、前記の回転式の冷間鍛造で個別に成
形することもできる。回転式打撃装置は、図示の例のも
のに限らず、各種の形式のものが使用できる。

【００１５】

【発明の効果】この発明のボールねじのナットの製造方
法は、パイプ状の素材に内型を挿入し、素材の外径面を
回転式打撃装置で打撃することにより、素材の内径面に
ねじ溝を成形し、内型を相対的にねじりながら離脱させ
る方法であるため、切削加工に比べて生産性が良く、し
かも充填性の良い高精度な品質が得られる。この発明の
請求項２の製造方法の場合は、第１および第２の内型を
パイプ状素材に挿入して回転式打撃装置で外周より打撃
する方法であるため、異なる形状のねじ溝と内歯のスプ
ラインとが同時に成形でき、機械加工に比べて一層生産
性が向上する。この発明の請求項３の製造方法の場合
は、第２の内型を、第１の内型のねじ溝成形型部から突
出した軸部の外周に嵌合するものとするため、第２の内
型の支持が容易であり、かつ第１および第２の内型の軸
心位置の精度確保が容易である。この発明の内型によれ
ば、前記の製造方法によるナットの鍛造が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の第１の実施形態にかかる製
造方法を示す要部の説明図、（Ｂ），（Ｃ）はその成形
品の断面図および正面図、（Ｄ）は回転式打撃装置の一
例の破断正面図である。

【図２】回転式打撃装置の切欠斜視図である。

【図３】同製造方法に用いる内型の側面図である。

【図４】この発明の第２の実施形態にかかる製造方法を
示す要部の説明図である。

【図５】第１の実施形態で成形したナットに後加工を加
えた完成品の断面図および正面図である。

【図６】第２の実施形態で成形したナットの断面図およ
び正面図である。

【符号の説明】

１…内型（第１の内型）、１Ａ…第２の内型、１ａ…ね
じ溝成形型部、１ｄ…スプライン成形型部、３…外型、
４，５…幅押え、７…回転式打撃装置、８…スピンド
ル、９…楔部材、１０…バッカー、１１…ハウジング、
１２…ローラ、ａ…ねじ溝、ｄ…内歯スプライン、Ｗ…
素材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周にねじ溝成形型部を有する内型をパ
   イプ状の素材に挿入し、前記素材の外径面を回転式打撃
   装置で繰り返して打撃することにより、前記素材の内径
   面に前記ねじ溝成形型部に倣うねじ溝を成形し、その成
   形品であるナットに対して前記内型を相対的にねじりな
   がら離脱させるボールねじのナットの製造方法。
2. 【請求項２】 外周にねじ溝成形型部を有する第１の内
   型と、外周にスプライン成形型部を有する第２の内型と
   を、パイプ状の素材に前記各成形型部を並べて挿入し、
   前記素材の外径面を回転式打撃装置で繰り返して打撃す
   ることにより、前記素材の内径面に前記第１の内型のね
   じ溝成形型部でねじ溝を成形しかつ前記第２の内型のス
   プライン成形型部で内歯スプラインを成形し、その成形
   品であるナットに対して前記第１の内型をねじりながら
   離脱させ、第２の内型を軸方向に離脱させるボールねじ
   のナットの製造方法。
3. 【請求項３】 前記第２の内型は、第１の内型のねじ溝
   成形型部から突出した軸部の外周に嵌合するものである
   請求項２記載のボールねじのナットの製造方法。
4. 【請求項４】 ボールねじのナットを回転式打撃装置で
   冷間鍛造する内型であって、外周にねじ溝成形型部を有
   する軸状の内型。