專利名稱：帶螺旋的旋轉軸及其制造方法
技術領域：
本發明涉及在軸狀基體的外周側部分上形成螺旋部的旋轉軸及其制造方法。
背景技術：
一般，如導向絲桿(リ-ドスクリュ-)那樣，在外周側部分上形成螺旋部的旋轉軸，被廣泛用于各種裝置。這樣的旋轉軸，例如在制造導向絲桿的場合，如圖4所示，在留有適當間隔相對地接近并向互相相反方向旋轉的一對滾軋模1、1互相之間的部分上，沿軸向插入圓棒材料2，通過將設在所述各滾軋模1上的螺旋成形部1a的連續凹凸形狀，對所述圓棒材料2的外周壁面側進行滾軋而形成螺旋部。
可是，當通過利用這樣的滾軋模1、1的滾軋來形成螺旋部時，例如，如圖5所示，對于所成形的螺旋部2a的牙頂側部分，從軸向兩側的谷底側部分將剩余的材料部分往上擠而被匯集在一起，相對所述螺旋部2a的外徑端部分往往形成山峰狀的所謂頂滾(日文トップロ一ル)2b。作成這樣的在螺旋的牙頂部形成槽的現象的頂滾2b，由于成為在螺旋部嚙合時的障礙，故以往通過對所述螺旋部2a的外徑部分進行研磨處理等能除去頂滾2b。另外，當對該螺旋部2a進行研磨處理后、在螺旋部2a上形成棱邊部分的場合，進行滾光處理等的表面處理，還能進行使所述螺旋部2a的外徑部分變圓滑的加工等。而且，通過這樣的研磨處理及表面處理，能獲得圖6所示的導向絲桿的最終產品。
但是，對于制造帶螺旋的旋轉軸，當附加所述那樣的研磨處理及表面處理時，由于在這樣的工序中很費工夫，相應地導致生產率的降低。與此相反，也考慮作成用于不產生頂滾狀而進行螺旋部成形的裝置，將足夠量的成形材料送入滾軋模的內部側，由成形材料大致完全地充填滾軋模的凹凸形狀形成部等。但在這樣的場合，當過分充填時有可能使滾軋模擊穿損壞，也往往產一致，就能可靠地將材料充填至滾軋模側的螺旋成形部內，能更正確地進行螺旋部的滾軋加工。
另外，在所述制造方法中，將內部支承材料充填于所述軸狀基體的中空部內后，若預先對所述軸狀基體形成螺旋部，則不會產生壓曲地良好地進行軸狀基體的塑性變形。
另外，在所述制造方法中，使用樹脂材料作為所述內部支承材料，將所述樹脂材料作成暫時熔解狀態而充填于中空部內，并在使該樹脂材料固化后，對所述軸狀基體進行螺旋部的形成，能極容易且良好地進行內部支承材料對中空部內的充填。
附圖的簡單說明

圖1是表示本發明一實施形態的使用管材的導向絲桿的制造工序的局部縱剖視說明圖。
圖2是表示由圖1所示的制造工序剛成形后的導向絲桿的側視說明圖。
圖3是表示從圖2的狀態進行最后加工工序后的導向絲桿的成品的側視說明圖。
圖4是表示使用一般的實心圓棒材料的導向絲桿的制造工序的局部縱剖視說明圖。
圖5是表示圖4所示的利用以往的制造工序剛成形后的導向絲桿的測視說明圖。
圖6是表示從圖5的狀態進行最后加工工序后的導向絲桿的成品的側視說明圖。
發明的實施形態以下，根據附圖對本發明的實施形態詳細地進行說明。
首先，圖1所示的實施形態，作為構成軸的基材的軸狀基體采用具有貫通孔11a的管材11。該管材11，通過插入作為螺旋成形裝置的滾軋模裝置12進行加工來制造導向絲桿。也就是說，一邊使留有適當間隔并相對接近配置的一對滾軋模12a、12a向互相相反的方向旋轉，一邊在該一對滾軋模12a、12a之間插入所述管材11，將設在所述各滾軋模12a上的螺旋成形部12b的連續凹凸形狀部滾軋在所述管材11的外周壁面上。生直徑尺寸的不勻。另外，在螺旋部2a的牙頂側部分上必須設置彎曲形狀的場合，仍必須進行所述的滾光處理等的表面處理。
因此，本發明的目的在于，提供不產生在螺旋的牙頂部形成槽現象的頂滾、并能圓滑地形成螺旋部的帶螺旋的旋轉軸及其制造方法。
發明的概要為了達到所述目的，本發明的帶螺旋的旋轉軸，在作為軸的基體的軸狀基體中至少形成螺旋部的部分的軸中心部分上設有中空部。因此，在使用滾軋模等的螺旋成形裝置在所述軸狀基體上滾軋加工螺旋部時，軸狀基體能與所述螺旋成形裝置的螺旋成形部的凹凸形狀對應地進行圓滑且良好的塑性變形，從而能正確且迅速地對軸狀基體進行滾軋。另外，與以往的實心圓棒材料相比，由于塑性變形的壁厚量大幅度減少，故能抑制因塑性變形后的回彈引起的時效的形狀變化，能長期地穩定地進行旋轉驅動。
另外，由于在軸狀基體上設有中空部，故能獲得旋轉軸整體的輕量化，尤其，由于能減輕起動時的初期力矩，故能進行圓滑的旋轉驅動。
所述帶螺旋的旋轉軸的所述中空部，只要利用設在軸狀基體上的貫通孔構成，就能容易地形成中空部。作為這樣的軸狀基體，使用管材，在提高生產率方面是理想的。
另外，在所述帶螺旋的旋轉軸中，在所述中空部內，最好預先充填由具有比軸狀基體更容易塑性變形的材質所構成的內部支承材料，若預先這樣作，就不會產生壓曲等而能良好地進行軸狀基體側的塑性變形。該場合，若使用樹脂材料作為所述內部支承材料，就能提高內部支承材料的充填性，并能可靠地進行軸狀基體的塑性變形。
另一方面，在本發明的帶螺旋的旋轉軸的制造方法中，在軸狀基體上形成螺旋部前，由于在該軸狀基體中至少形成螺旋部的部分上預先設有中空部，故在使用滾軋模等的螺旋成形裝置對所述軸狀基體側滾軋加工螺旋部時，軸狀基體就與所述螺旋成形裝置的螺旋成形部的凹凸形狀對應而可圓滑且良好地進行塑性變形。因此，對于周壁側的滾軋加工能正確且迅速地進行，能容易地制造帶螺旋的旋轉軸。
在所述制造方法中，對于所述軸狀基體，使用管材，若將所述管材的外徑預先設定成與所述螺旋成形裝置的螺旋成形部中凹狀部分的底面內徑大致在作為所述軸狀基體的管材11上，沿軸向設有構成中空部的貫通孔11a。因此，如圖2所示，使螺旋部11b滾軋在所述管材11的外周壁面上，此時與所述滾軋模12a側的螺旋成形部12b的凹凸形狀對應，所述管材11的周壁側部分就向中空狀的內部側圓滑地塑性變形。因此，所述滾軋模12a側的螺旋成形部12b的滾軋作用，能正確且迅速地進行。
這時，在本實施形態中，當使用管材11作為軸狀基體時，由于不必特地形成中空部，故能有效地獲得良好的生產率。另外，在該場合中，只要預先將作為所述軸狀基體的管材11的外徑設定成與在滾軋模12a的螺旋成形部12b中的凹狀部分的底面內徑大致一致，就能將材料充填于滾軋模12a側的螺旋成形部12b內，能更正確地進行螺旋部11b的滾軋加工。這時，管材11的外徑，只要是能插入所述滾軋模12a的螺旋成形部12b的大小，也可是比螺旋成形部12b中凹狀部分的底面內徑大。另一方面，在利用所述螺旋成形部12b使管材11的外周部進行塑性變形時，只要是在牙頂部上不產生頂滾現象的程度，所述管材11的外徑也可以小于螺旋成形部12b中凹狀部分的底面內徑。
這樣，利用滾軋模裝置12形成螺旋部11b的管材11，如圖3所示，通過分別對軸向的前端部分11c及后端部分11d進行最后加工，作成導向絲桿的成品。
使用管材11而成形的導向絲桿，與以往的實心圓棒材料相比，由于使進行塑性變形的壁厚量大幅度減少，故可抑制因塑性變形后的回彈引起的時效的形狀變化，可進行長期穩定的旋轉驅動。另外，通過設有中空部，可獲得輕量化，尤其可減輕起動時的初期力矩，可進行圓滑的旋轉驅動。
另一方面，在管材11的中空部、即貫通孔的內部，最好充填比該管材11更容易塑性變形的樹脂材料等的內部支承材料。若在管材11的內部側充填具有這樣的容易塑性變形的內部支承材料，作為軸狀基體側的管材11的塑性變形就不會產生壓曲等現象地良好地進行，就能更可靠地進行導向絲桿的制造。
另外，內部支承材料，只要是比管材11更容易塑性變形的材質，對樹脂材料不加以限定，但在采用樹脂材料作為其內部支承材料的場合，要將該樹脂材料作成暫時的熔解狀態，就能充填至所述管材11的貫通孔11a內。也就是說，對所述管材11的貫通孔11a的內部支承材料的充填可極容易且良好地進行。另外，使用所述滾軋模裝置12的螺旋部11b的成形工序，在使充填的樹脂材料固化后進行。
以上，對由本發明者作成的發明的實施形態作了具體的說明，但本發明不限于所述實施形態，在不脫離其宗旨的范圍內當然能進行各種變形。
例如，所述實施形態，作為具有中空部的軸狀基體使用了管材，但只要在軸狀基體的至少螺旋成形部分具有中空部即可，也能采用管以外的部分形成中空部的材料及原來具有部分的中空部的材料等。
另外，作為對軸狀基體形成螺旋部的裝置，不限于滾軋模裝置，同樣可采用能對軸狀基體的外周部進行塑性變形的多種多樣的裝置。
另外，本發明，即使對所述的實施形態那樣的導向絲桿以外的帶螺旋的旋轉軸也同樣能適用。
如上所述，本發明的帶螺旋的旋轉軸，在形成軸狀基體的至少螺旋部的部分的該軸狀基體的軸中心部分上設有中空部，由于使軸狀基體側與螺旋成形裝置的螺旋成形部的凹凸形狀對應地進行塑性變形，故能正確且迅速地對軸狀基體進行滾軋加工，還能防止因塑性變形后的回彈引起的時效的形狀變化。因此，可作成能長期地穩定地進行旋轉驅動的帶螺旋的旋轉軸。另外，通過在軸狀基體上設置中空部，可獲得旋轉軸整體的輕量化、并能進行圓滑的旋轉驅動。
另一方面，本發明的帶螺旋的旋轉軸的制造方法，在軸狀基體上形成螺旋部之前，預先在該軸狀基體的至少形成螺旋部的部分設置中空部，由于軸狀基體與螺旋成形裝置的螺旋成形部的凹凸形狀對應地進行圓滑且良好的塑性變形，故能正確且迅速地進行對軸狀基體的滾軋加工，并能防止由塑性變形后的回彈引起的時效的形狀變化。因此，對于制造帶螺旋的旋轉軸，可不產生以往那樣的頂滾現象地圓滑地形成螺旋部，能有效且高精度地制造帶螺旋的旋轉軸。
權利要求
1.一種帶螺旋的旋轉軸，是在軸狀基體的外周側部分上設有螺旋部的帶螺旋的旋轉軸，其特征在于，在所述軸狀基體的至少形成所述螺旋部的部分上，在該軸狀基體的軸中心部分設有中空部。
2.如權利要求1所述的帶螺旋的旋轉軸，其特征在于，所述中空部，由設在所述軸狀基體上的貫通孔構成。
3.如權利要求2所述的帶螺旋的旋轉軸，其特征在于，所述軸狀基體，由管材構成。
4.如權利要求1所述的帶螺旋的旋轉軸，其特征在于，在所述中空部內充填由比所述軸狀基體更具有容易塑性變形的材質構成的內部支承材料。
5.如權利要求4所述的帶螺旋的旋轉軸，其特征在于，所述內部支承材料由樹脂材料構成。
6.如權利要求1所述的帶螺旋的旋轉軸，其特征在于，所述螺旋部，與所述軸狀基體的外周側部分螺旋狀連續而形成，所述螺旋部的螺旋底部通過使所述中空部向內側變形而形成。
7.一種帶螺旋的旋轉軸的制造方法，使用具有在軸向作成凹凸形狀的螺旋成形部的螺旋成形裝置、而在軸狀基體的外周側部分形成螺旋部，其特征在于，使用在軸中心部分設有中空部的所述軸狀基體，通過利用所述螺旋成形部對所述軸狀基體向軸向內徑側進行變形，在所述軸狀基體上形成螺旋部。
8.如權利要求7所述的帶螺旋的旋轉軸的制造方法，其特征在于，所述軸狀基體由管材構成，將所述管材的外徑設定成與在所述螺旋成形裝置的螺旋成形部上的凹狀部分的底面內徑大致一致。
9.如權利要求7所述的帶螺旋的旋轉軸的制造方法，其特征在于，在所述軸狀基體的中空部內充填所述內部支承材料后，對所述軸狀基體形成螺旋部。
10.如權利要求9所述的帶螺旋的旋轉軸的制造方法，其特征在于，作為所述內部支承材料，使用樹脂材料，將所述樹脂材料作成暫時的熔解狀態而充填于所述中空部內，在使該樹脂材料固化后，對所述軸狀基體形成螺旋部。
全文摘要
一種帶螺旋的旋轉軸及其制造方法，在軸狀基體(11)的至少形成螺旋部(11b)的部分設有中空部(11a)，使軸狀基體(11)側與螺旋成形裝置(12)的螺旋成形部(12a)的凹凸形狀對應地進行圓滑且良好的塑性變形，并防止因塑性變形后的回彈引起的時效的形狀變化，并能使帶螺旋的旋轉軸長期穩定地進行旋轉驅動，且在軸狀基體(11)上設有中空部(11a)而獲得旋轉軸整體的輕量化，能進行圓滑的旋轉驅動，能不產生頂滾現象，有效且高精度地制造螺旋部(11b)。
文檔編號B23G7/00GK1419977SQ02152279
公開日2003年5月28日 申請日期2002年11月19日 優先權日2001年11月19日
發明者西村清志, 腰田嘉秋, 鈴木俊美 申請人:株式會社三協精機制作所