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JP-2026076485-A - ボールねじ用ナットの製造方法

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Abstract

【課題】従来技術と比較してナットに形成される循環溝を高精度に形成できるボールねじ用ナットの製造方法を提供する。 【解決手段】複数の転動体が転動する螺旋溝と、螺旋溝の一端から他端へ転動体を戻す循環溝１８と、を有するボールねじ用ナットの製造方法であって、循環溝形成工程と、螺旋溝形成工程と、を備える。循環溝形成工程では、循環溝１８の凹部と対応する凸部４２が形成され、かつナットのブランク９の径方向の内側に配置された第一金型４０に対してブランク９の外径を縮径させることにより、ブランク９の内周面１２に循環溝１８を形成する。循環溝形成工程では、ブランク９の径方向の外側に配置された第二金型５０を軸方向に移動させることなく径方向の内側に移動させることにより、ブランク９の外周面１３を押圧し、ブランク９の内周面１２を第一金型４０に押し付ける。 【選択図】図４

Inventors

  • 中村 誠司
  • 井上 俊哉
  • 弓場 秀平

Assignees

  • 日本精工株式会社

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (7)

  1. 複数の転動体が転動する螺旋溝と、前記螺旋溝の一端から他端へ前記転動体を戻す循環溝と、を有するボールねじ用ナットの製造方法であって、 前記循環溝の凹部と対応する凸部が形成され、かつ前記ナットのブランクの径方向の内側に配置された第一金型に対して前記ブランクの外径を縮径させることにより、前記ナットの内周面に前記循環溝を形成する循環溝形成工程と、 除去加工によって、前記内周面に前記螺旋溝を形成する螺旋溝形成工程と、 を備え、 前記循環溝形成工程では、前記ブランクの径方向の外側に配置された第二金型を軸方向に移動させることなく径方向の内側に移動させることにより前記ブランクの外周面を押圧し、前記ブランクの内周面を前記第一金型に押し付けることにより、前記循環溝を形成する、 ボールねじ用ナットの製造方法。
  2. 前記循環溝形成工程では、前記第二金型と、前記ブランクの軸方向から前記第二金型に外挿される第三金型と、により形成されるカム機構によって、前記第二金型を径方向の内側に移動させる、 請求項１に記載のボールねじ用ナットの製造方法。
  3. 前記循環溝形成工程では、前記第二金型の一度の移動により複数の前記循環溝を同時に形成する、 請求項１に記載のボールねじ用ナットの製造方法。
  4. 前記循環溝形成工程では、前記ブランクの軸方向の端部に配置され、前記ブランクを軸方向から押圧することにより前記ブランクの軸方向への移動を規制する押さえ部を配置した状態で前記循環溝を形成する、 請求項１に記載のボールねじ用ナットの製造方法。
  5. 前記押さえ部は、弾性部材を含み、前記弾性部材の弾性力によって前記ブランクを軸方向に押圧する、 請求項４に記載のボールねじ用ナットの製造方法。
  6. 前記第二金型の内周面のうち前記凹部と対応する位置には、径方向の外側に向かって凹む逃げ部が形成されている、 請求項１に記載のボールねじ用ナットの製造方法。
  7. 前記循環溝形成工程の後に、前記ナットの前記内周面及び前記外周面の少なくとも一方に対して除去加工を行う除去工程をさらに備える、 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のボールねじ用ナットの製造方法。

Description

本発明は、ボールねじ用ナットの製造方法に関する。 従来、ナットとねじ軸と複数の転動体とを有するボールねじにおいて、複数の転動体を循環させる回路構造の一つとして、主経路（主軌道）用の溝とは別に、ナットの内周面に設けられた戻り経路（戻り軌道）用の循環溝を備えた構造が知られている。このようなボールねじにおいて、ナットの内周面に循環溝を直接形成する方法が種々提案されている。 例えば特許文献１には、複数のボールが転動する螺旋溝（ボール転動路）と、ボールを螺旋溝の終点から始点へ戻し循環させる循環溝（ボール循環路）と、を有するボールねじ用ナットの製造方法が開示されている。このナットの製造方法は、循環溝と対応する凸部が形成されたパンチと、ナットのブランクの外周面をしごくことによりブランクの外径を縮径させる絞りダイスと、を備える。特許文献１に記載の技術によれば、絞りダイスによりブランクを縮径させてパンチに押し付けることにより、ナットの内周面に循環溝を形成できる、とされている。 国際公開第２０２４／０９０１７０号 実施形態に係るボールねじを示す模式的な断面図。実施形態に係るボールねじ用ナットの製造方法の流れを示すフロー図。ナットの製造方法における循環溝形成工程の概要を示す断面図。ナットの製造方法における循環溝形成工程の概要を示す断面図。ナットの製造方法における循環溝形成工程の概要を示す斜視図。ナットの製造方法における金型取外し工程の概要を示す断面図。図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図。 本発明の実施形態について図面を参照して説明する。一実施形態において、ボールねじ１０は、例えば、車両の電動ブレーキ装置やオートマチックマニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）、工作機械の位置決め装置などの各種機械装置に組み込まれ、電動モータなどの駆動源の回転運動を直線運動に変換して、被駆動部（作動部）を動作させる用途に用いられる。電動ブレーキ装置としては、モータによって駆動されるボールねじを介して制動力を付与するＥＭＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｂｒａｋｅ）、モータによって駆動されるボールねじを介して油圧式ブレーキの油圧を制御するＥＨＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｂｒａｋｅ）など、様々なタイプが適用可能である。ボールねじ１０は、上記以外の機械装置にも適用可能である。 以下の説明において、軸方向、径方向、および周方向とは、特に断らない限り、ボールねじ１０（ナット１）の中心軸線Ｃに沿った方向、ボールねじ１０（ナット１）の径方向、及び、ボールねじ１０（ナット１）の中心軸線Ｃ周りの方向をそれぞれいう。 （ボールねじ） 図１は、実施形態に係るボールねじ１０を示す模式的な断面図である。 ボールねじ１０は、回転運動を直進運動に変換する装置である。図１に示すように、ボールねじ１０は、ねじ軸２と、ナット１（請求項のボールねじ用ナット１）と、ねじ軸２とナット１との間に配置される複数の転動体３と、を備える。 ねじ軸２は、シャフト本体２０と、シャフト本体２０の外周面に設けられた螺旋状のねじ溝（外周螺旋溝２１）と、を有する。一例において、ねじ軸２の少なくとも一部が金属製である。外周螺旋溝２１は、切削加工や塑性加工（例えば転造加工）等をシャフト本体２０の外周面に施すことにより形成されている。外周螺旋溝２１の形成において、追加的に研削加工を施すことができる。外周螺旋溝２１の断面形状は、例えば、２つの円弧を含むゴシックアーチ又はサーキュラアークである。 ナット１は、筒状を有するナット本体１１と、ナット本体１１の内周面１２に設けられた螺旋状のねじ溝（内周螺旋溝１５（請求項の螺旋溝））と、を有する。ナット１の内方にねじ軸２が挿通して配置される。一例において、ナット１の少なくとも一部が金属製である。内周螺旋溝１５は、切削加工や塑性加工等をナット本体１１の内周面１２に施すことにより形成されている。内周螺旋溝１５の形成において、追加的に研削加工を施すことができる。内周螺旋溝１５の断面形状は、ねじ軸２の外周螺旋溝２１の形状に対応し、例えば、ゴシックアーチ又はサーキュラアークである。 複数の転動体３は、ねじ軸２とナット１との間に配置される。転動体３は、例えば玉である。一例において、複数の転動体３は、金属製（鋼など）又はセラミックス製である。ねじ軸２とナット１とが組み合わされた状態において、ねじ軸２に形成された外周螺旋溝２１と、ナット１に形成された内周螺旋溝１５と、が対向配置されることによって螺旋状の転動路２５が形成される。転動体３は、ねじ軸２とナット１との間の相対回転に伴って、この転動路２５の中を移動する。 ナット１の内周面１２には、内周螺旋溝１５に加え、複数（本実施形態では４個）の循環溝１８が形成されている。循環溝１８は、詳しくは後述する製造方法により、ナット１の内周面１２に一体的に形成される。循環溝１８は、ナット１とねじ軸２とにより形成された螺旋状の転動路２５の一端と他端とを連結し、無限循環回路を構成する。そして、複数の転動体３がこの無限循環回路内に充填されることで、転動体３が無限循環回路内を無限循環する。ナット１の径方向内側から見て、循環溝１８は、例えば湾曲したＳ字状に形成されている。循環溝１８は、転動体３の進行方向と直交する断面視において、転動体３の球面に対応した断面Ｕ字状に形成されている。循環溝１８の最大深さは、内周螺旋溝１５の最大深さに比べて大きく設定される。例えば、循環溝１８の深さは、ねじ軸２とナット１とが組み合わされた状態において、ねじ軸２のねじ山を転動体３が乗り越えることができる程度に設定される。 転動体３は、転動路２５内を移動しつつねじ軸２の周りを回って転動路２５の一端（終点）に至り、そこで循環溝１８の一方の端部から循環溝１８に案内される。循環溝１８に案内された転動体３は、後続の転動体３に押されて動き、循環溝１８の他方の端部に移動する。そして転動体３は、循環溝１８の他方の端部から転動路２５の他端（始点）に戻されるようになっている。転動路２５の始点と終点とは、ねじ軸２とナット１との相対回転方向に応じて入れ替わる。このように、ねじ軸２とナット１との相対回転に伴って、転動路２５及び循環溝１８を含む循環経路（循環回路）を転動体３が連続的に循環することができる。 （ボールねじ用ナットの製造方法） 次に、上述のボールねじ１０用のナット１の製造方法の一例について図２から図７を参照して説明する。図２は、実施形態に係るボールねじ用ナット１の製造方法の流れを示すフロー図である。 図２に示すように、ナット１の製造方法は、循環溝形成工程ＳＴ０１と、除去工程ＳＴ０２と、螺旋溝形成工程ＳＴ０３と、を備える。循環溝形成工程ＳＴ０１は、縮径工程ＳＴ１２と、金型取外し工程ＳＴ１３と、を有する。 図３及び図４は、ナット１の製造方法における循環溝形成工程ＳＴ０１の概要を示す断面図である。図３及び図４は、循環溝形成工程ＳＴ０１のうち縮径工程ＳＴ１２の概要を示している。図５は、ナット１の製造方法における循環溝形成工程ＳＴ０１の概要を示す斜視図である。図６は、ナット１の製造方法における金型取外し工程ＳＴ１３の概要を示す断面図である。図７は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図３に示すように、まず、円筒状に加工されたナット１のブランク９（内周転動溝及び循環溝１８が形成される前の状態のナット本体１１）を用意する。なお、上述のナット本体１１とブランク９とは実質的に同じ部品であるが、説明の便宜上、以下の説明では内周面１２に循環溝１８が形成される前のものをブランク９と言い、循環溝１８が形成された後のものをナット本体１１と言う場合がある。 次に、縮径工程ＳＴ１２を実施する。縮径工程ＳＴ１２では、所定の金型装置に対してブランク９を配置する。図３及び図５に示すように、本実施形態において、循環溝形成工程ＳＴ０１（縮径工程ＳＴ１２）で使用される金型装置は、ブランク９の径方向の内側に配置される第一金型４０と、ブランク９の径方向の外側に配置される第二金型５０及びカムスライダ６０（請求項の第三金型）と、を有して構成される。 縮径工程ＳＴ１２では、まず、ブランク９の径方向の内側及び外側に第一金型４０及び第二金型５０をそれぞれ配置する。 第一金型４０は、複数の分割パンチ４１と、パンチベース４４と、パンチ押さえ部材４５と、を有する。分割パンチ４１は、ナット１に形成される循環溝１８の個数（本実施形態では４個）と同じ個数だけ設けられ、各循環溝１８と対応する位置に配置されている。各分割パンチ４１には、各循環溝１８の凹部に対応した凸部４２が形成されている。この凸部４２がブランク９の内周面１２に押し付けられて形状が転写されることにより、循環溝１８が形成される。よって、分割パンチ４１ごとに凸部４２の位置が異なる。パンチベース４４は、複数の分割パンチ４１よりも径方向の内側に設けられている。パンチベース４４は、各分割パンチ４１の位置を規制するとともに、分割パンチ４１に作用する荷重を受け止める。パンチ押さえ部材４５は、分割パンチ４１の上端面に接触するように配置されている。縮径工程ＳＴ１２では分割パンチ４１に上方への荷重が生じるため、パンチ押さえ部材４５によって分割パンチ４１の上方への移動を抑制している。パンチ押さえ部材４５は、例えば油圧クッション等である。なお、パンチ押さえ部材４５の構成は油圧クッションに限定されない。 第二金型５０は、複数の分割ダイ５１を有する。本実施形態において、分割ダイ５１は、ナット１に形成される循環溝１８の個数（本実施形態では４個）と同じ個数だけ設けられ、ブランク９の外周部において各循環溝１８と対応する位置に配置されている。さらに、各分割ダイ５１の内周面のうちブランク９に形成される各循環溝１８と対応する位置には、径方向の外側に向かって凹む逃げ部５５が形成されている。よって、分割ダイ５１ごとに逃げ部５５の位置が異なる。分割ダイ５１の内周面がブランク９の外周面１３と当接するように、各分割ダイ５１が配置される。なお、逃げ部５５は、循環溝１８と同等の形状（例えばＳ字状）に形成されてもよい。 図３に示すように、ブランク９は、金型装置の一部であるホルダ８１と押さえ部８０とで軸方向に挟持されることにより、軸方向の位置決めがなされている。ホルダ８１は、ブランク９の軸方向における一端部（図３では下方の端部）に配置され、ブランク９を支持している。押さえ部８０は、ブランク９の軸方向における他端部（図３では上方の端部）に配置されている。押さえ部８０は、ブランク９を軸方向の下方へ向かって押圧することにより、ブランク９の軸方向への移動を規制している。押さえ部８０は、例えばゴム材やバネ等の弾性部材を含んで形成されてもよい。一例として、押さえ部８０は、ブランク９の端面に接する剛体部分と、この剛体部分をブランク９側へ向けて押圧する弾性部材（バネ等）と、を有してもよい。この場合、押さえ部８０は、弾性部材の弾性力によってブランク９を軸方向に押圧するように構成されてもよい。或いは、押さえ部８０は、弾性部材の代わりに油圧機構を用いることによりブランク９を軸方向に押圧してもよい。この場合、油圧クッション等を採用することで、押さえ部８０に弾性力を模擬するような動作を行わせてもよい。 第一金型４０、第二金型５０、ホルダ８１及び押さえ部８０がブランク９に対して所定の位置に設置された状態で、次に、第二金型５０に対して軸方向の一方側（図３の上方側）から、カムスライダ６０を第二金型５０に対して外挿する。 カムスライダ６０は、円筒状に形成されている。カムスライダ６０は、軸方向から第二金型５０に外挿される。カムスライダ６０の内周部には、第二金型５０への挿入方向側へ向かうにつれて内径が拡大する平面状のテーパ面６０ａが形成されている。また、分割