JP2016087695A - ねじ研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度でかつ高効率なねじ研削加工を可能とするねじ研削装置を提供する。【解決手段】スルーフィードセンタレスのねじ研削装置は、螺旋ねじ４のピッチと同一間隔の複数のリング状突条２ａを外周面に形成した研削砥石２と、螺旋ねじを研削砥石と調整砥石１との間の研削領域３に送る送り出しローラー７と、送り出し部材と研削砥石との間で、かつ螺旋ねじの螺旋溝８を研削砥石のリング状突条に当接した際の当該螺旋ねじの螺旋溝を延長する仮想の螺旋上に位置し、螺旋溝に倣う曲面形状を有するガイド部材９と、を備え、螺旋ねじは送り出しローラーにより研削領域に送られつつ、ガイド部材が螺旋ねじの螺旋溝に接触することにより、螺旋ねじは回転角に対する進みが一定に制御されながらその螺旋溝を研削砥石のリング状突条により研削する。【選択図】図１

Description

本発明は、螺旋ねじを研削するねじ研削装置に係り、特に予め螺旋溝が形成されているねじに対して、自動的に連続して高精度な研削処理を施すことが可能なねじ研削装置に関する。

従来、高精度なねじ研削加工には、円筒研削機を用いることが通常行われていた。この円筒研削機では、丸棒等の材料を芯出しすべくクランプして1個ずつ加工を行うものであった。しかしながら、高精度ねじ研削加工とはいえ、1個ずつ加工することは段取りに手間が多く掛かることから、段取りの手間が不要なセンターレス研削によるねじ研削装置が案出されている（特許文献１参照）。
このねじ研削装置は、ブレードと調整砥石とによりムクの丸棒を回転させつつスルーフィード方式で連続して送りながら、センターレス研削により多数のリング状突条を形成した研削砥石を用いてねじ加工するものであり、高能率で安価にねじ加工することができる優れたものである。この際、用いられるムク材としては、加工しやすい、例えばフェライトなどの非硬質材を選択するものである。

特開平１０−１１８８４３号公報

上述した従来のスルーフィード方式のセンターレスのねじ研削装置は、加工が容易な非硬質材のムクの丸棒や、粗仕上げされたねじ素材について大量に効率よくねじ加工することを可能にするものであった。しかしながら、従来のセンターレスのねじ研削装置はねじ加工の精度や表面粗さ精度については必ずしも十分とはいえず、また研削加工しづらい硬質材に対しては困難な加工方法であった。
すなわち、従来のセンターレスのねじ研削装置はリング状突条を形成した研削砥石が、ねじ溝を研削しながら、その加工されたねじ溝自身がガイドとなってワークが進行方向に送られていく構成であることから、形成し始めのねじ溝が何らかの原因により、ねじ溝形状が崩れたりねじ溝寸法が所定よりも拡がったりした場合には、ねじ全体の精度が低下してしまうこととなっていた。また、硬い材質のムク材から研削加工を行うことは効率的ではなかった。

本発明は以上に述べた事情に鑑みて為されたものであって、その目的はねじ研削加工を高精度でかつ高効率で可能とするねじ研削装置を提供することである。

上記解決課題に鑑みて鋭意研究の結果、本発明者はねじ溝に対する研削砥石によるガイドの機能を分離して、専用のガイド部材を設けることにより正確なねじ送りを可能とし、高精度でかつ高効率でねじ研削加工することができるねじ研削装置を案出するに至った。
すなわち本発明は、予め螺旋溝が形成されている螺旋ねじをブレードと調整砥石とによって支承しつつ、該調整砥石が螺旋ねじを軸心まわりに回転させながら研削砥石で研削するスルーフィードセンタレスのねじ研削装置において、前記螺旋ねじのピッチと同一間隔の複数のリング状突条を外周面に形成した研削砥石と、前記螺旋ねじを研削砥石と調整砥石との間の研削領域に送る送り出し部材と、該送り出し部材と前記研削砥石との間で、かつ前記螺旋ねじの螺旋溝を研削砥石のリング状突条に当接した際の当該螺旋ねじの螺旋溝を延長する仮想の螺旋上に位置し、前記螺旋溝に倣う曲面形状を有するガイド部材と、を備え、前記螺旋ねじは前記送り出し部材により研削領域に送られつつ、前記ガイド部材が前記螺旋ねじの螺旋溝に接触することにより、前記螺旋ねじは回転角に対する進みが一定に制御されながらその螺旋溝を前記研削砥石のリング状突条により研削することを特徴とする。
このような構成とすることにより、ねじ研削加工を高精度でかつ高効率で可能とすることができる。

また、ガイド部材は螺旋ねじの径方向及び／又は軸方向に位置調整する調整機構を備えることを特徴とする。
これにより、ガイド部材による螺旋ねじのガイドを正確に行うことができる。

また、研削砥石の複数のリング状突条は、各凸部の突き出し寸法等を順次変化させることにより、螺旋ねじの進行方向に従って粗加工から仕上げ加工までを連続して研削することを特徴とする。

また、ガイド部材は、螺旋ねじと螺合する雌ねじからなることを特徴とする。

本発明のねじ研削装置の第１の実施例を示す説明図である。 本発明のねじ研削装置の第１の実施例を示す説明図である。 本発明のねじ研削装置の第２の実施例を示す説明図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るねじ研削装置を実施するための形態を詳細に説明する。図１乃至図３は、本発明の実施の形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。本実施例にあっては、研削加工するねじの一例として、ボールねじについて説明するが、ねじの種類としてはこれに限られることなく、三角ねじ、台形ねじなど各種のねじ山形状の螺旋ねじにも対応するものである。

＜構成＞
本発明のねじ研削装置の第１の実施例は、図１に示すように、調整砥石１（もしくは調整砥石車）と、これに対向する研削砥石２（もしくは研削砥石車）と、調整砥石１と研削砥石２の間に位置して被加工物を載置支持する図示しないブレードとで研削エリア３を構成して、ここに被加工物を自動的に連続搬送して研削するスルーフィードセンタレスであり、そしてこの研削エリア３に研削加工前の螺旋ねじ４を送り出すべく、研削エリア３の水平方向の前段に位置し駆動ローラー５と従動ローラー６とからなる送り出しローラー７と、この送り出しローラー７と研削エリア３の間に固定的に位置し、研削加工前の螺旋ねじ４の螺旋溝８に当接して回転する螺旋ねじ４の軸方向の進行を案内するガイド部材９を備えている。

本実施例の螺旋ねじ４は、その材質を問うことなく１重の螺旋溝８を備えるものであるが、本発明のねじ研削装置で研削加工する螺旋ねじはこれに限定されることはなく、複数の螺旋溝を備える多重螺旋溝のねじであってもよいものである。また、本実施例の螺旋ねじ４は、図1に示すように右ねじであるが、左ねじであっても対応することができる。さらに、螺旋溝８の断面形状についても、本実施例にあっては略半円状としたが、これに限定されることはなく、いかなる凹形状であってもよいものである。

送り出しローラー７は、駆動手段を備えた駆動ローラー５が螺旋ねじ４を回転させ、この回転する螺旋ねじ４が駆動手段を備えていないフリーの従動ローラー６を回転させつつ駆動ローラー５と従動ローラー６により支持され、駆動ローラー５の若干の傾斜等により螺旋ねじ４を研削エリア３方向に送る構成である。

研削砥石２は、研削加工する螺旋ねじ４の螺旋溝８と同じピッチ（予め設定されたピッチ）でリング状突条２ａを複数形成している。この複数のリング状突条２ａにより螺旋ねじ４の螺旋溝８をその全長に渡って一度に研削することができる。
そして研削砥石２の複数のリング状突条２ａは、各凸部の突き出し寸法等を順次変化させることにより、螺旋ねじ４の進行方向に従って粗加工から仕上げ加工までを連続して研削する構成としてもよいものである。

ガイド部材９は、その下方の先端部９ａが螺旋ねじ４の螺旋溝８における縦断面の凹形状に倣う凸形状からなり、本実施例にあっては滑らかな表面の半球状とすることにより、がたつくことなく螺旋溝８に当接し、これによりガイド部材９が螺旋ねじ４をスムーズに案内することができる。
ガイド部材９は、研削砥石２と一体的に移動すべく研削砥石車スライド（図示せず）に配置されるとともに、研削砥石２のリング状突条２ａのピッチに合うように、すなわち研削砥石２の手前（図１の左端）のリング状突条２ａから当該ピッチの整数倍の位置に設定する。ただし、この場合のピッチを合わせるとは、ガイド部材９が研削砥石２と螺旋ねじ４との当接ライン上に位置する場合には当該ピッチの整数倍の位置となるが、ガイド部材９を当該当接ラインからずれた位置、例えば図示しないブレードと相対向する位置に回転させた場合には、前記ピッチの整数倍の位置ではなく、その回転により進退した位置、すなわち螺旋ねじ４の螺旋溝８を研削砥石２のリング状突条２ａに当接した際の、螺旋ねじ４の螺旋溝８を延長する仮想の螺旋上の位置にガイド部材９の先端部９ａを位置させるものである。

また、ガイド部材９の先端部９ａの軸方向の突き出し寸法は、研削砥石２のリング状突条２ａの突き出し寸法と同等とし、そしてガイド部材９の先端部９ａが螺旋ねじ４のねじ山に当たった場合にこれを避けて外径方向に逃げることができるように、基端部分にバネ等の付勢部材を備える構成としてもよい。
さらに、ガイド部材９の取り付け位置の微調整を行う機構として、先端部９ａを螺旋ねじ４の径方向（図１における上下方向）、及び軸方向（図１の左右方向）に微調整する調整機構（図示せず）を基端部側に備えて、実際の被加工物に合わせて位置を微調整するものである。
このようにガイド部材９をセットすることにより、ガイド部材９に案内され進行方向に送られる螺旋ねじ４は、回転しながら正確な送りピッチで研削砥石２のリング状突条２ａに螺旋溝８を合致させてぶれることなく送られるものである。

＜動作＞
このような構成からなる本発明のねじ研削装置の動作について、以下に詳述する。
まず、図１は加工前の状態を示しており、螺旋ねじ４は送り出しローラー７により図１の右方向に送られる。
螺旋ねじ４は、調整砥石１と接触する手前で、回転しながら螺旋溝８の先端からガイド部材９が当接し、そのまま螺旋溝８にガイド部材９を当接しながら回転して、図１の右方向に進行する。

これに続いて、螺旋ねじ４は調整砥石１と接触して同様に調整砥石１と逆方向に回転駆動されるとともに、ガイド部材９の先端部９ａが螺旋溝８に嵌め合うように当接することにより、螺旋ねじ４はガイド部材９に規制されつつ滑ったり踊ったりすることなく軸方向に進行する。
そして、研削砥石２の左端のリング状突条２ａは、予め螺旋ねじ４の螺旋ピッチと同一にガイド部材９が位置設定されていることにより、螺旋ねじ４の先端の螺旋溝８に合致して研削するものである。

このようにして、螺旋溝８を研削砥石２のリング状突条２ａにより研削されながら回転して進行する螺旋ねじ４は、研削砥石２の次の２番目のリング状突条２ａを螺旋溝８に当接させて研削され、そして図２に示すように最後の右端のリング状突条２ａにまで進んでいく。そして、螺旋ねじ４は研削エリア３から移動して次工程へと移動する。それと同時に、研削エリア３には、次の螺旋ねじが搬送されてくる。

図３は、本発明のねじ研削装置の第２の実施例を示し、上述した第１の実施例の先端部９ａが螺旋ねじ４の螺旋溝８における縦断面の凹形状に倣う凸形状のガイド部材９の代わりに、螺旋ねじ４の螺旋溝８に螺合する形状のねじ山を備えた雌ねじ型のガイド部材２１を用いるものである。
ガイド部材２１は、加工する螺旋ねじ４をがたつかずに軸方向に案内するために、螺旋ねじ４のねじ山に螺合する螺旋溝を内側に形成し、回転しながら進行する螺旋ねじ４の先端をスムーズに捉えて噛み合わせるために、その先端にテーパー部分を形成するとともに、多少のバネ性や可撓性を備えることとしてもよい。
さらに、上述した第１の実施例のガイド部材９と同様に、取り付け位置の微調整を行う機構として、ガイド部材２１を螺旋ねじ４の径方向（図３における上下方向）、及び軸方向（図３の左右方向）に微調整する調整機構（図示せず）を基端部側に備えて、実際の被加工物に合わせて位置を微調整するものである。

本発明のねじ研削装置は、螺旋ねじを精密に効率よく研削加工する加工産業において利用することができるものである。

１…調整砥石
２…研削砥石
２ａ…リング状突条
３…研削エリア
４…螺旋ねじ
７…送り出しローラー
８…螺旋溝
９…ガイド部材
９ａ…先端部
２１…ガイド部材

Claims (4)

1. 予め螺旋溝が形成されている螺旋ねじをブレードと調整砥石とによって支承しつつ、該調整砥石が螺旋ねじを軸心まわりに回転させながら研削砥石で研削するスルーフィードセンタレスのねじ研削装置において、
   前記螺旋ねじのピッチと同一間隔の複数のリング状突条を外周面に形成した研削砥石と、
   前記螺旋ねじを研削砥石と調整砥石との間の研削領域に送る送り出し部材と、
   該送り出し部材と前記研削砥石との間で、かつ前記螺旋ねじの螺旋溝を研削砥石のリング状突条に当接した際の当該螺旋ねじの螺旋溝を延長する仮想の螺旋上に位置し、前記螺旋溝に倣う曲面形状を有するガイド部材と、を備え、
   前記螺旋ねじは前記送り出し部材により研削領域に送られつつ、前記ガイド部材が前記螺旋ねじの螺旋溝に接触することにより、前記螺旋ねじは回転角に対する進みが一定に制御されながらその螺旋溝を前記研削砥石のリング状突条により研削することを特徴とするねじを研削するねじ研削装置。
2. ガイド部材は螺旋ねじの径方向及び／又は軸方向に位置調整する調整機構を備えることを特徴とする請求項１記載のねじ研削装置。
3. 研削砥石の複数のリング状突条は、各凸部の突き出し寸法等を順次変化させることにより、螺旋ねじの進行方向に従って粗加工から仕上げ加工までを連続して研削することを特徴とする請求項１又は２記載のねじ研削装置。
4. ガイド部材は、螺旋ねじと螺合する雌ねじからなることを特徴とする請求項１又は２記載のねじ研削装置。