专利名称：滚珠丝杠用螺母的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及构成滚珠丝杠的螺母。
背景技术：
滚珠丝杠是这样的装置，具有螺母，其在内周面形成有螺旋槽；丝杠轴，其在外周面形成有螺旋槽；滚珠，其配置在由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间；以及滚珠返回路径，其使所述滚珠从轨道的终点返回到起点，通过滚珠在所述轨道内滚动，使得所述螺母相对于丝杠轴相对移动。这种滚珠丝杠不仅用于一般的产业用机械的定位装置等，而且也用于搭载在汽车、二轮车、船舶等交通工具上的电动致动器。滚珠丝杠的滚珠返回路径有循环导管方式和盖板方式等，在盖板方式的情况下，使形成有构成滚珠返回路径的凹部的盖板嵌入螺母的贯通孔内。与此相对，在专利文献I中记载了通过塑性加工(锻造)在螺母原材料的内周面直接形成构成滚珠返回路径的凹部(循环槽)的技术。在专利文献2中记载了盖板式滚珠丝杠。在盖板式滚珠丝杠中，为了充分确保基于盖板的循环槽的深度以使滚珠的舀起性良好，将盖板的内径形成为小于螺母的内径。具体地说，小于滚珠丝杠的B⑶(滚珠中心径)。专利文献1日本特开2008- 281063号公报专利文献2日本特公昭61- 45096号公报通过锻造工序在圆筒状的螺母原材料的内周面形成有所述凹部的滚珠丝杠用螺母，其在所述凹部的周边部处的螺母内径与除此以外的部分(所述凹部的周边部以外的部分)大致相同。因此，与盖板式滚珠丝杠相比较，滚珠难以S起到所述凹部内。特别是，在锻造工序中在所述凹部产生塌角的情况下，与不产生塌角的情况相比较，舀起时的滚珠与所述凹部的接触点在螺母的外周侧，因而塌角越大，滚珠向所述凹部内的舀起性就越低下。另外，为了在锻造工序中抑制塌角的产生，工序数增多。并且，当减少螺母内径以使塌角不对舀起性产生影响时，滚珠丝杠内的润滑剂的填充量不充分。
实用新型内容本实用新型的课题是提供这样的滚珠丝杠用螺母，即，在确保滚珠丝杠内的润滑剂填充量的同时滚珠的S起性优良的滚珠丝杠用螺母。为了解决上述课题，在本实用新型的滚珠丝杠用螺母中，所述滚珠丝杠具有螺母，其在内周面形成有螺旋槽；丝杠轴，其在外周面形成有螺旋槽；滚珠，其配置在由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间；以及滚珠返回路径，其作为凹部形成在所述螺母的内周面，使所述滚珠从轨道的终点返回到起点，通过滚珠在所述轨道内滚动，使得所述螺母相对于丝杠轴相对移动，所述滚珠丝杠用螺母的特征在于，在通过锻造工序在圆筒状的螺母原材料的内周面形成所述凹部之后，进行以预先设定的范围和量切削所述螺母原材料的内周面的切削工序，然后，在所述螺母原材料的内周面形成所述螺旋槽。所述预先设定的范围是形成所述螺旋槽的范围，包括在螺母原材料的轴向至少一部分供滚珠滚动的范围。在本实用新型中，所述切削工序可以仅在所述螺母原材料的内周面的所述凹部的周边部以外的部分进行(第I方法)，也可以在所述螺母原材料的内周面的整体进行(第2方法)。在第I方法中，通过在所述切削工序中切削所述螺母原材料的内周面的所述凹部的周边部以外的部分，使得在所述凹部的周边部处的螺母内径比除此以外的部分(所述凹部的周边部以外的部分)小。由此，基于所述凹部的滚珠舀起性提高(容易舀起)。并且，使用该方法得到的螺母，与在通过锻造工序形成所述凹部之后对所述凹部的周边部以外的部分不进行所述切削工序的螺母相比较，所述部分的内径变大，因而润滑剂的填充量变多。即，使用第I方法切削螺母原材料的内周面的量是根据润滑剂的填充量的设定值等来设定的。在第2方法中，通过在所述切削工序中切削所述螺母原材料的内周面的整体(包含所述凹部的周边部)，使得在所述锻造工序中在所述凹部产生的塌角得到减轻，因而基于所述凹部的滚珠S起性提高。并且，使用该方法得到的螺母，与在通过锻造工序形成所述凹部之后不进行所述切削工序的螺母相比较，螺母的内径变大，因而润滑剂的填充量变多。即，使用第2方法切削螺母原材料的内周面的量是根据塌角的程度和润滑剂的填充量的设定值等来设定的。在第2方法中，优选的是，通过所述切削工序全部去除在所述锻造工序中在所述凹部产生的塌角。根据本实用新型，能够制造在确保滚珠丝杠内的润滑剂填充量的同时滚珠的舀起性优良的滚珠丝杠用螺母。
图1是说明第I实施方式的方法的图。图2是说明在实施方式中进行的锻造工序的图。图3是说明在实施方式中进行的锻造工序的图。图4是说明在锻造工序中产生的塌角的图。图5是说明第2实施方式的方法的图。图6是说明滚珠的舀起性的图。图7是说明在切削工序后形成螺旋槽而产生的效果的图。图8是示出在形成螺旋槽之前的螺母原材料的例子的平面图(a)和沿(a)中的A — A线的截面图(b)。图9是说明螺旋槽的形成方法的例子的截面图。标号说明1:螺母原材料；11 :内周面；lla :螺母原材料的凹部的周边部；llb :被切削的部分(凹部的周边部以外的部分);llc :大径部(凹部的周边部以外的部分);12 S字状的凹部；12a :塌角；13 :螺母的螺旋槽；13a :粗加工后的螺旋槽；14 :槽肩倒角部；15 :螺母原材料的外周面；2 :丝杠轴；23 :丝杠轴的螺旋槽；3 :滚珠；401 :冲头；402 :约束模具；402a :约束模具的内周面；402b :约束模具的材料排出部；5 :切削工具；6 :磨削工具。
具体实施方式
以下，说明本实用新型的实施方式。[第I实施方式]如图1所示，在本实施方式中，首先，Ca)通过锻造工序在圆筒状的螺母原材料I的内周面11形成S字状的凹部12，然后，(b)进行切削螺母原材料I的内周面11的切削工序，接着，(c)使用例如切削和磨削等方法在螺母原材料I的内周面11形成螺旋槽13。如图1的(b)所示，对螺母原材料I的内周面11的凹部12的周边部Ila不进行切削工序，仅对其以外的部分进行切削工序。使用例如图2所示的方法进行锻造工序。由此，如图3和图4所示，在通过锻造工 序形成的凹部12产生塌角12a。如图2的(a)和(b)所示，在该锻造工序中，使用约束模具402对圆筒状的螺母原材料I进行约束，将冲头401压入所约束的螺母原材料I的内周面11。约束模具402具有与螺母原材料I的外周面15对应的形状的内周面402a，利用该内周面402a约束螺母原材料I。而且，在约束模具402的内周面402a，与将冲头401按压于螺母原材料I的内周面的位置对应地，形成有凹槽形状的材料排出部402b。例如，材料排出部402b在平面视图中呈大致S字形状。冲头401呈这样的形状能够在螺母原材料I的内周面11使凹部12成形。S卩，例如，冲头401在平面视图中呈大致S字形状。由此，如图2的(a)(表示成形开始时的图)至(b)(表示成形结束时的图)所示，在该方法中，将冲头401压入由约束模具402约束了外周面15的螺母原材料I的内周面11而形成凹部12。这里，由于因成形品的变形减少和材料流动的减少带来的凹部12的间距和凹部12的深度、相位的精度提高、或者因冲头401的成形面压的减少带来的寿命改善，在凹部12的成形时，在螺母原材料I中，将材料排出到与螺母原材料I的内周面的凹部12对应的外周是有效的。由此，在约束模具402设有材料排出部402b。图3示出表示凹部12的成形结束时的图2的(b)的A— A截面。而且，图4示出成形有凹部12的螺母原材料I的内周面11。如这些图3和图4所示，在压入冲头401而成形的凹部12的外周部产生塑性变形且轮廓形状走样的所谓的塌角(在图4中由阴影线表示的区域)12a。在本实施方式中，通过在切削工序中切削螺母原材料I的内周面11的凹部12的周边部Ila以外的部分，使得在凹部12的周边部Ila处的螺母原材料I的内径小于除此以外的部分(被切削的部分)Ilb的内径。并且，通过使用内径比滚珠丝杠的BCD小的螺母原材料1，能够使形成有凹部12的部分的螺母内径与盖板式滚珠丝杠的盖板的内径相同。由此，提高了基于得到的螺母的凹部12、的滚珠的舀起性。并且，使用该方法得到的螺母，与在通过锻造工序形成凹部12之后对凹部12的周边部Ila以外的部分Ilb不进行切削工序的螺母相比较，该部分Ilb的内径变大，因而润滑剂的填充量变多。在使用该方法得到的螺母的内周面保留有凹部12的两端部以外的塌角12a。通过保留有该塌角12a，确保了凹部12的侧壁高度。[第2实施方式]如图5所示，在本实施方式中，首先，Ca)通过锻造工序在圆筒状的螺母原材料I的内周面11形成S字状的凹部12，然后，(b)进行切削螺母原材料I的内周面11的切削工序，接着，(c)使用例如切削和磨削等方法在螺母原材料I的内周面11形成螺旋槽13。如图5的(b)所示，在螺母原材料I的内周面11的整体进行切削工序。使用例如在第I实施方式中说明的图2所示的方法进行锻造工序。由此，如图3和图4所示，在通过锻造工序形成的凹部12产生塌角12a。在切削工序中，沿着图3的线L切削螺母原材料I的内周面11，以便全部去除该塌角12a。在本实施方式中，在切削工序中全部去除在锻造工序中在凹部12产生的塌角12a。由此，提高了基于得到的螺母的凹部12的、滚珠的舀起性。并且，使用该方法得到的螺母，与在通过锻造工序形成凹部12之后不进行切削工序的螺母相比较，螺母的内径变大，因而润滑剂的填充量变多。并且，在锻造工序中以不产生塌角12a的方式形成凹部12是困难的，然而通过去除在切削工序中产生的塌角12a，能够使凹部12为均匀的形状。并且，本实施方式的螺母，与在第I实施方式中制造的螺母相比较，螺母的厚度均匀，动平衡提高，因而装入有该螺母的滚珠丝杠在高速旋转时难以产生噪声。图6示出装入有本实施方式的螺母的滚珠丝杠的滚珠舀起部(凹部12的直线部与曲线部的边界位置)的滚珠行进方向的截面。在该例子中，螺母的内径d大于滚珠丝杠的BCD。该图中，作为循环槽的凹部12与滚珠3的接点用A表示，丝杠轴2的螺旋槽23与滚珠3的接点用B表示。并且，示出在各接点A、B滚珠3受到的力F2、F1以及它们的合力F。借助该合力F而使滚珠3舀起到凹部12的内部，并在凹部12内行进。然后，以在接点B处的滚珠3的接触角(Θ I)和在接点A处的滚珠3的接触角(Θ 2)的关系为Θ 2 > Θ I的方式，确定锻造工序前的螺母原材料I的内径和切削工序的切削量。此时,若如本实施方式那样全部去除塌角12a，则接点A确定为I点，因而可设定能稳定舀起的内径d。与此相对，若如双点划线所示存在塌角12a，则难以确定接点A，因而难以设定能稳定S起的内径d。另外，形成凹部12的锻造工序例如可以使用具有凸轮驱动器和凸轮滑动器的凸轮机构的模具进行，该凸轮滑动器具有与凹部12对应的形状的凸部。详细地说，将凸轮驱动器和凸轮滑动器插入到螺母原材料I内，此时凸轮滑动器配置在螺母原材料I和凸轮驱动器之间，并且使凸部朝向螺母原材料I的内周面配置。配置在螺母原材料I内的凸轮滑动器和凸轮驱动器在沿螺母原材料I的大致轴向(从螺母原材料I的轴向稍许倾斜的方向)延伸的倾斜面相互接触，两倾斜面构成模具的凸轮机构。这里，当使凸轮驱动器沿着螺母原材料I的轴向移动时，利用由两个倾斜面构成的凸轮机构(楔的作用)使凸轮滑动器朝螺母原材料I的径向外方移动。即，从凸轮驱动器的倾斜面向凸轮滑动器的倾斜面传递力，凸轮驱动器的轴向的力被变换为使凸轮滑动器朝径向外方移动的力。其结果是，凸轮滑动器的凸部强烈按压螺母原材料I的内周面，因而通过锻造在螺母原材料I的内周面形成凹部12。[0052]并且，在第I实施方式和第2实施方式的任一情况下，如图7所示，在切削了螺母原材料的内周面11之后进行螺旋槽13的形成的情况下，相对于内径变大的内周面Ilb进行。因此，与不切削螺母原材料的内周面11而进行螺旋槽13的形成的情况(图7中由双点划线表示)相比较，在形成螺旋槽13时由刀具5去除的量减少由A表示的量。由此，能够缩短螺旋槽13的形成涉及的加工时间，能够提高加工精度，能够提高工具的寿命。[图8的说明]图8的螺母原材料I示出在形成有S字状的凹部(滚珠返回路径)12、且形成螺旋槽之前的状态。在该状态下，在螺母原材料I的内周面11形成有2个S字状的凹部(滚珠返回路径)12，2个凹部12在内周面11的周向形成于相同位置(相同相位)，2个凹部12的周边部Ila的内径形成为小于其它部分(凹部12的周边部以外的部分)llc。通过在该螺母原材料I形成螺旋槽，从而得到滚珠丝杠用螺母。图8的螺母原材料I可使用这样的方法得到通过对具有周边部Ila的内径的圆筒体的冷锻造加工，同时形成2个凹部12和具有周边部Ila以外的部分Ilc的内径的大径部。并且，内周面可使用这样的方法得到准备大致圆筒体，该大致圆筒体由与周边部Ila对应的小径部、和与周边部Ila以外的部分Ilc对应的大径部构成，通过冷锻造加工在该小径部形成2个S字状的凹部12。而且，可使用这样的方法得到在通过冷锻造加工在具有周边部Ila的内径的圆筒体上形成2个S字状的凹部12之后，切削凹部12的周边部Ila以外的部分，作为此时的切削加工可采用拉削加工。因此，该例子的滚珠丝杠用螺母与多个凹部12形成在内周面11的周向不同位置的滚珠丝杠用螺母相比较，加工效率提高。经过图8的螺母原材料I得到的滚珠丝杠用螺母包含在以下的滚珠丝杠用螺母内，该滚珠丝杠具有螺母，其在内周面形成有螺旋槽；丝杠轴，其在外周面形成有螺旋槽；滚珠，其配置在由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间；以及滚珠返回路径，其作为凹部形成在所述螺母的内周面，使所述滚珠从轨道的终点返回到起点，通过滚珠在所述轨道内滚动，使得所述螺母相对于丝杠轴相对移动，所述滚珠丝杠用螺母的特征在于，所述螺母具有多个所述凹部，所述多个凹部在内周面的周向形成于相同位置，所述多个凹部的周边部的内径小于其它部分(所述凹部的周边部以外的部分)。[图9的说明]图9示出在螺母原材料I的内周面11形成螺旋槽13的方法的一例。在该方法中，(a)通过使用切削工具5的粗加工同时形成螺旋槽13a和槽肩倒角部14，之后，(b)使用磨削工具6对粗加工后的螺旋槽13a进行精加工，由此形成螺旋槽13。在图9的(a)所示的螺旋槽粗加工工序中，在螺母原材料I的内周面11的直径比盖板式滚珠丝杠的螺母的内周面111小的状态下，通过使用切削工具5的粗加工形成螺旋槽13a和槽肩倒角部14。因此，如图9的(b)所示，与盖板式滚珠丝杠的螺母的情况相比，槽肩倒角部14形成得大。由此，能够向槽肩倒角部14填充大量润滑剂。并且，通过精加工施加给磨削工具6的加工负载减小，因而螺旋槽加工精度提高，工具的寿命也提高。而且，即使在S字状的凹部12形成后不进行螺母原材料I的内周面11的切削工序，滚珠舀起性也良好。图9的例子是滚珠丝杠的螺母的制造方法，包含在以下述结构(a)作为特征的方法内，该滚珠丝杠具有所述螺母，其在内周面形成有螺旋槽；丝杠轴，其在外周面形成有螺旋槽；滚珠，其配置在由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间；以及滚珠返回路径，其作为凹部形成在所述螺母的内周面，使所述滚珠从轨道的终点返回到起点，通过滚珠在所述轨道内滚动，使得所述螺母相对于丝杠轴相对移动。(a)在通过锻造工序在圆筒状的螺母原材料的内周面形成所述凹部之后，进行在所述螺母原材料的内周面形成所述螺旋槽的螺旋槽形成工序，所述螺旋槽形成工序具有对所述螺旋槽和槽肩倒角部进行粗加工的螺旋槽粗加工工序、和对粗加工后的所述螺旋槽进行精加工的螺旋槽精加工工序。
权利要求1.一种滚珠丝杠用螺母，所述滚珠丝杠具有螺母，其在内周面形成有螺旋槽；丝杠轴，其在外周面形成有螺旋槽；滚珠，其配置在由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间；以及滚珠返回路径，其作为凹部形成在所述螺母的内周面，使所述滚珠从轨道的终点返回到起点，通过滚珠在所述轨道内滚动，使得所述螺母相对于丝杠轴相对移动，所述滚珠丝杠用螺母的特征在于， 在通过锻造工序在圆筒状的螺母原材料的内周面形成所述凹部之后，进行以预先设定的范围和量切削所述螺母原材料的内周面的切削工序， 然后，通过在所述螺母原材料的内周面形成所述螺旋槽，使得在所述螺母内周面，至少具有所述凹部的部分和具有所述螺旋槽的部分为大致相同的内径。
2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠用螺母，其特征在于，通过在所述螺母原材料的内周面的整体进行所述切削工序，使得内周面内径在任一部分都大致相同。
3.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠用螺母，其特征在于，所述凹部不具有塌角。
4.一种滚珠丝杠用螺母，所述滚珠丝杠具有螺母，其在内周面形成有螺旋槽；丝杠轴，其在外周面形成有螺旋槽；滚珠，其配置在由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间；以及滚珠返回路径，其作为凹部形成在所述螺母的内周面，使所述滚珠从轨道的终点返回到起点，通过滚珠在所述轨道内滚动，使得所述螺母相对于丝杠轴相对移动，所述滚珠丝杠用螺母的特征在于， 在通过锻造工序在圆筒状的螺母原材料的内周面形成所述凹部之后，进行仅在所述螺母原材料的内周面的所述凹部的周边部以外的部分切削所述螺母原材料的内周面的切削工序， 然后，通过在所述螺母原材料的内周面形成所述螺旋槽，使得至少所述凹部的周边部的内径比其它部分大。
5.一种滚珠丝杠用螺母，所述滚珠丝杠具有螺母，其在内周面形成有螺旋槽；丝杠轴，其在外周面形成有螺旋槽；滚珠，其配置在由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间；以及滚珠返回路径，其作为凹部形成在所述螺母的内周面，使所述滚珠从轨道的终点返回到起点，通过滚珠在所述轨道内滚动，使得所述螺母相对于丝杠轴相对移动，所述滚珠丝杠用螺母的特征在于， 在所述螺母内周面，至少具有所述凹部的部分和具有所述螺旋槽的部分为大致相同的内径。
6.根据权利要求5所述的滚珠丝杠用螺母，其特征在于，所述内周面内径在任一部分都大致相同。
7.根据权利要求5或6所述的滚珠丝杠用螺母，其特征在于，所述凹部不具有塌角。
8.一种滚珠丝杠用螺母，所述滚珠丝杠具有螺母，其在内周面形成有螺旋槽；丝杠轴，其在外周面形成有螺旋槽；滚珠，其配置在由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间；以及滚珠返回路径，其作为凹部形成在所述螺母的内周面，使所述滚珠从轨道的终点返回到起点，通过滚珠在所述轨道内滚动，使得所述螺母相对于丝杠轴相对移动，所述滚珠丝杠用螺母的特征在于， 在所述螺母内周面，至少所述凹部的周边部的内径比其它部分大。
专利摘要一种滚珠丝杠用螺母，在确保滚珠丝杠内的润滑剂填充量的同时滚珠的舀起性优良。其中，所述滚珠丝杠具有螺母，其在内周面形成有螺旋槽；丝杠轴，其在外周面形成有螺旋槽；滚珠，其配置在由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间；以及滚珠返回路径，其作为凹部形成在所述螺母的内周面，使所述滚珠从轨道的终点返回到起点，通过滚珠在所述轨道内滚动，使得所述螺母相对于丝杠轴相对移动，所述滚珠丝杠用螺母的特征在于，在所述螺母内周面，至少具有所述凹部的部分和具有所述螺旋槽的部分为大致相同的内径。
文档编号F16H25/24GK202851854SQ20122047175
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月14日 优先权日2011年9月16日
发明者原田徹, 桥本浩司, 渡边笃, 山下智史 申请人:日本精工株式会社