专利名称：带螺旋的旋转轴及其制造方法
技术领域：
本发明涉及在轴状基体的外周侧部分上形成螺旋部的旋转轴及其制造方法。
背景技术：
一般，如导向丝杆(リ-ドスクリュ-)那样，在外周侧部分上形成螺旋部的旋转轴，被广泛用于各种装置。这样的旋转轴，例如在制造导向丝杆的场合，如图4所示，在留有适当间隔相对地接近并向互相相反方向旋转的一对滚轧模1、1互相之间的部分上，沿轴向插入圆棒材料2，通过将设在所述各滚轧模1上的螺旋成形部1a的连续凹凸形状，对所述圆棒材料2的外周壁面侧进行滚轧而形成螺旋部。
可是，当通过利用这样的滚轧模1、1的滚轧来形成螺旋部时，例如，如图5所示，对于所成形的螺旋部2a的牙顶侧部分，从轴向两侧的谷底侧部分将剩余的材料部分往上挤而被汇集在一起，相对所述螺旋部2a的外径端部分往往形成山峰状的所谓顶滚(日文トップロ一ル)2b。作成这样的在螺旋的牙顶部形成槽的现象的顶滚2b，由于成为在螺旋部啮合时的障碍，故以往通过对所述螺旋部2a的外径部分进行研磨处理等能除去顶滚2b。另外，当对该螺旋部2a进行研磨处理后、在螺旋部2a上形成棱边部分的场合，进行滚光处理等的表面处理，还能进行使所述螺旋部2a的外径部分变圆滑的加工等。而且，通过这样的研磨处理及表面处理，能获得图6所示的导向丝杆的最终产品。
但是，对于制造带螺旋的旋转轴，当附加所述那样的研磨处理及表面处理时，由于在这样的工序中很费工夫，相应地导致生产率的降低。与此相反，也考虑作成用于不产生顶滚状而进行螺旋部成形的装置，将足够量的成形材料送入滚轧模的内部侧，由成形材料大致完全地充填滚轧模的凹凸形状形成部等。但在这样的场合，当过分充填时有可能使滚轧模击穿损坏，也往往产一致，就能可靠地将材料充填至滚轧模侧的螺旋成形部内，能更正确地进行螺旋部的滚轧加工。
另外，在所述制造方法中，将内部支承材料充填于所述轴状基体的中空部内后，若预先对所述轴状基体形成螺旋部，则不会产生压曲地良好地进行轴状基体的塑性变形。
另外，在所述制造方法中，使用树脂材料作为所述内部支承材料，将所述树脂材料作成暂时熔解状态而充填于中空部内，并在使该树脂材料固化后，对所述轴状基体进行螺旋部的形成，能极容易且良好地进行内部支承材料对中空部内的充填。
附图的简单说明
图1是表示本发明一实施形态的使用管材的导向丝杆的制造工序的局部纵剖视说明图。
图2是表示由图1所示的制造工序刚成形后的导向丝杆的侧视说明图。
图3是表示从图2的状态进行最后加工工序后的导向丝杆的成品的侧视说明图。
图4是表示使用一般的实心圆棒材料的导向丝杆的制造工序的局部纵剖视说明图。
图5是表示图4所示的利用以往的制造工序刚成形后的导向丝杆的测视说明图。
图6是表示从图5的状态进行最后加工工序后的导向丝杆的成品的侧视说明图。
发明的实施形态以下，根据附图对本发明的实施形态详细地进行说明。
首先，图1所示的实施形态，作为构成轴的基材的轴状基体采用具有贯通孔11a的管材11。该管材11，通过插入作为螺旋成形装置的滚轧模装置12进行加工来制造导向丝杆。也就是说，一边使留有适当间隔并相对接近配置的一对滚轧模12a、12a向互相相反的方向旋转，一边在该一对滚轧模12a、12a之间插入所述管材11，将设在所述各滚轧模12a上的螺旋成形部12b的连续凹凸形状部滚轧在所述管材11的外周壁面上。生直径尺寸的不匀。另外，在螺旋部2a的牙顶侧部分上必须设置弯曲形状的场合，仍必须进行所述的滚光处理等的表面处理。
因此，本发明的目的在于，提供不产生在螺旋的牙顶部形成槽现象的顶滚、并能圆滑地形成螺旋部的带螺旋的旋转轴及其制造方法。
发明的概要为了达到所述目的，本发明的带螺旋的旋转轴，在作为轴的基体的轴状基体中至少形成螺旋部的部分的轴中心部分上设有中空部。因此，在使用滚轧模等的螺旋成形装置在所述轴状基体上滚轧加工螺旋部时，轴状基体能与所述螺旋成形装置的螺旋成形部的凹凸形状对应地进行圆滑且良好的塑性变形，从而能正确且迅速地对轴状基体进行滚轧。另外，与以往的实心圆棒材料相比，由于塑性变形的壁厚量大幅度减少，故能抑制因塑性变形后的回弹引起的时效的形状变化，能长期地稳定地进行旋转驱动。
另外，由于在轴状基体上设有中空部，故能获得旋转轴整体的轻量化，尤其，由于能减轻起动时的初期力矩，故能进行圆滑的旋转驱动。
所述带螺旋的旋转轴的所述中空部，只要利用设在轴状基体上的贯通孔构成，就能容易地形成中空部。作为这样的轴状基体，使用管材，在提高生产率方面是理想的。
另外，在所述带螺旋的旋转轴中，在所述中空部内，最好预先充填由具有比轴状基体更容易塑性变形的材质所构成的内部支承材料，若预先这样作，就不会产生压曲等而能良好地进行轴状基体侧的塑性变形。该场合，若使用树脂材料作为所述内部支承材料，就能提高内部支承材料的充填性，并能可靠地进行轴状基体的塑性变形。
另一方面，在本发明的带螺旋的旋转轴的制造方法中，在轴状基体上形成螺旋部前，由于在该轴状基体中至少形成螺旋部的部分上预先设有中空部，故在使用滚轧模等的螺旋成形装置对所述轴状基体侧滚轧加工螺旋部时，轴状基体就与所述螺旋成形装置的螺旋成形部的凹凸形状对应而可圆滑且良好地进行塑性变形。因此，对于周壁侧的滚轧加工能正确且迅速地进行，能容易地制造带螺旋的旋转轴。
在所述制造方法中，对于所述轴状基体，使用管材，若将所述管材的外径预先设定成与所述螺旋成形装置的螺旋成形部中凹状部分的底面内径大致在作为所述轴状基体的管材11上，沿轴向设有构成中空部的贯通孔11a。因此，如图2所示，使螺旋部11b滚轧在所述管材11的外周壁面上，此时与所述滚轧模12a侧的螺旋成形部12b的凹凸形状对应，所述管材11的周壁侧部分就向中空状的内部侧圆滑地塑性变形。因此，所述滚轧模12a侧的螺旋成形部12b的滚轧作用，能正确且迅速地进行。
这时，在本实施形态中，当使用管材11作为轴状基体时，由于不必特地形成中空部，故能有效地获得良好的生产率。另外，在该场合中，只要预先将作为所述轴状基体的管材11的外径设定成与在滚轧模12a的螺旋成形部12b中的凹状部分的底面内径大致一致，就能将材料充填于滚轧模12a侧的螺旋成形部12b内，能更正确地进行螺旋部11b的滚轧加工。这时，管材11的外径，只要是能插入所述滚轧模12a的螺旋成形部12b的大小，也可是比螺旋成形部12b中凹状部分的底面内径大。另一方面，在利用所述螺旋成形部12b使管材11的外周部进行塑性变形时，只要是在牙顶部上不产生顶滚现象的程度，所述管材11的外径也可以小于螺旋成形部12b中凹状部分的底面内径。
这样，利用滚轧模装置12形成螺旋部11b的管材11，如图3所示，通过分别对轴向的前端部分11c及后端部分11d进行最后加工，作成导向丝杆的成品。
使用管材11而成形的导向丝杆，与以往的实心圆棒材料相比，由于使进行塑性变形的壁厚量大幅度减少，故可抑制因塑性变形后的回弹引起的时效的形状变化，可进行长期稳定的旋转驱动。另外，通过设有中空部，可获得轻量化，尤其可减轻起动时的初期力矩，可进行圆滑的旋转驱动。
另一方面，在管材11的中空部、即贯通孔的内部，最好充填比该管材11更容易塑性变形的树脂材料等的内部支承材料。若在管材11的内部侧充填具有这样的容易塑性变形的内部支承材料，作为轴状基体侧的管材11的塑性变形就不会产生压曲等现象地良好地进行，就能更可靠地进行导向丝杆的制造。
另外，内部支承材料，只要是比管材11更容易塑性变形的材质，对树脂材料不加以限定，但在采用树脂材料作为其内部支承材料的场合，要将该树脂材料作成暂时的熔解状态，就能充填至所述管材11的贯通孔11a内。也就是说，对所述管材11的贯通孔11a的内部支承材料的充填可极容易且良好地进行。另外，使用所述滚轧模装置12的螺旋部11b的成形工序，在使充填的树脂材料固化后进行。
以上，对由本发明者作成的发明的实施形态作了具体的说明，但本发明不限于所述实施形态，在不脱离其宗旨的范围内当然能进行各种变形。
例如，所述实施形态，作为具有中空部的轴状基体使用了管材，但只要在轴状基体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来具有部分的中空部的材料等。
另外，作为对轴状基体形成螺旋部的装置，不限于滚轧模装置，同样可采用能对轴状基体的外周部进行塑性变形的多种多样的装置。
另外，本发明，即使对所述的实施形态那样的导向丝杆以外的带螺旋的旋转轴也同样能适用。
如上所述，本发明的带螺旋的旋转轴，在形成轴状基体的至少螺旋部的部分的该轴状基体的轴中心部分上设有中空部，由于使轴状基体侧与螺旋成形装置的螺旋成形部的凹凸形状对应地进行塑性变形，故能正确且迅速地对轴状基体进行滚轧加工，还能防止因塑性变形后的回弹引起的时效的形状变化。因此，可作成能长期地稳定地进行旋转驱动的带螺旋的旋转轴。另外，通过在轴状基体上设置中空部，可获得旋转轴整体的轻量化、并能进行圆滑的旋转驱动。
另一方面，本发明的带螺旋的旋转轴的制造方法，在轴状基体上形成螺旋部之前，预先在该轴状基体的至少形成螺旋部的部分设置中空部，由于轴状基体与螺旋成形装置的螺旋成形部的凹凸形状对应地进行圆滑且良好的塑性变形，故能正确且迅速地进行对轴状基体的滚轧加工，并能防止由塑性变形后的回弹引起的时效的形状变化。因此，对于制造带螺旋的旋转轴，可不产生以往那样的顶滚现象地圆滑地形成螺旋部，能有效且高精度地制造带螺旋的旋转轴。
权利要求
1.一种带螺旋的旋转轴，是在轴状基体的外周侧部分上设有螺旋部的带螺旋的旋转轴，其特征在于，在所述轴状基体的至少形成所述螺旋部的部分上，在该轴状基体的轴中心部分设有中空部。
2.如权利要求1所述的带螺旋的旋转轴，其特征在于，所述中空部，由设在所述轴状基体上的贯通孔构成。
3.如权利要求2所述的带螺旋的旋转轴，其特征在于，所述轴状基体，由管材构成。
4.如权利要求1所述的带螺旋的旋转轴，其特征在于，在所述中空部内充填由比所述轴状基体更具有容易塑性变形的材质构成的内部支承材料。
5.如权利要求4所述的带螺旋的旋转轴，其特征在于，所述内部支承材料由树脂材料构成。
6.如权利要求1所述的带螺旋的旋转轴，其特征在于，所述螺旋部，与所述轴状基体的外周侧部分螺旋状连续而形成，所述螺旋部的螺旋底部通过使所述中空部向内侧变形而形成。
7.一种带螺旋的旋转轴的制造方法，使用具有在轴向作成凹凸形状的螺旋成形部的螺旋成形装置、而在轴状基体的外周侧部分形成螺旋部，其特征在于，使用在轴中心部分设有中空部的所述轴状基体，通过利用所述螺旋成形部对所述轴状基体向轴向内径侧进行变形，在所述轴状基体上形成螺旋部。
8.如权利要求7所述的带螺旋的旋转轴的制造方法，其特征在于，所述轴状基体由管材构成，将所述管材的外径设定成与在所述螺旋成形装置的螺旋成形部上的凹状部分的底面内径大致一致。
9.如权利要求7所述的带螺旋的旋转轴的制造方法，其特征在于，在所述轴状基体的中空部内充填所述内部支承材料后，对所述轴状基体形成螺旋部。
10.如权利要求9所述的带螺旋的旋转轴的制造方法，其特征在于，作为所述内部支承材料，使用树脂材料，将所述树脂材料作成暂时的熔解状态而充填于所述中空部内，在使该树脂材料固化后，对所述轴状基体形成螺旋部。
全文摘要
一种带螺旋的旋转轴及其制造方法，在轴状基体(11)的至少形成螺旋部(11b)的部分设有中空部(11a)，使轴状基体(11)侧与螺旋成形装置(12)的螺旋成形部(12a)的凹凸形状对应地进行圆滑且良好的塑性变形，并防止因塑性变形后的回弹引起的时效的形状变化，并能使带螺旋的旋转轴长期稳定地进行旋转驱动，且在轴状基体(11)上设有中空部(11a)而获得旋转轴整体的轻量化，能进行圆滑的旋转驱动，能不产生顶滚现象，有效且高精度地制造螺旋部(11b)。
文档编号B23G7/00GK1419977SQ02152279
公开日2003年5月28日 申请日期2002年11月19日 优先权日2001年11月19日
发明者西村清志, 腰田嘉秋, 铃木俊美 申请人:株式会社三协精机制作所