JP2023075770A - Screw shaft polishing device and screw shaft polishing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ねじ軸の雄ねじ部を研磨するねじ軸研磨装置、及びねじ軸研磨方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a screw shaft polishing apparatus and a screw shaft polishing method for polishing a male thread portion of a screw shaft.
例えば、ボールねじ、ねじゲージ、タップなどのように、外周面に雄ねじ部が形成されてなるねじ軸に対し、精度良く上質の仕上げをするために、可撓性のある雌ねじ状研磨部を有するねじ軸用研磨体を用いて、ねじ軸の雄ねじ部表面を研磨するようにしたものがある(例えば、特許文献1を参照)。 For example, ball screws, screw gauges, taps, etc., which have a male threaded portion on the outer peripheral surface, have a flexible female threaded grinding portion in order to achieve high-quality finishing with high accuracy. There is one in which a screw shaft polishing body is used to polish the surface of the male thread portion of a screw shaft (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に係るねじ軸用研磨体は、ねじ軸を差込可能なねじ軸差込孔を有し、ねじ軸差込孔の内周面に雌ねじ状研磨部が形成されている。このねじ軸用研磨体を用いた研磨は、研磨対象のねじ軸をねじ軸差込孔に差し込み、ねじ軸直角方向の片側からねじ軸の雄ねじ部に対し雌ねじ状研磨部を押し付けるように係合させた状態で、ねじ軸を回転させることにより行われる。ねじ軸を回転させると、ねじ軸の雄ねじ部から、ねじ軸用研磨体の雌ねじ状研磨部に加えられるねじ送りの推力によってねじ軸用研磨体がねじ軸の軸方向に送られる。このとき、雌ねじ状研磨部が雄ねじ部の表面形状に合わせて撓みながら、雌ねじ状研磨部が雄ねじ部に擦り付けられることで研磨が行われる。
The screw shaft grinding body according to
特許文献1に係るねじ軸用研磨体を用いた研磨では、ねじ軸における雄ねじ部の隣り合うねじ山部の間の溝部に対し、ねじ軸用研磨体における雌ねじ状研磨部の山部が、深く入り込まずに両者間に隙間が生じた状態で研磨が行われることがあり、研磨の仕上げに斑が生じる場合がある。なお、ねじ軸の雄ねじ部に対する雌ねじ状研磨部の押付力を大きくすれば、雄ねじ部の溝部に雌ねじ状研磨部の山部が深く入り込み、両者が密着した状態で研磨が行われることになり、研磨の仕上げに斑が生じることがなくなると考えられる。しかしながら、ねじ軸に対してねじ軸用研磨体から加えられる押付力は、ねじ軸の片側からのみ作用させているため、押付力を大きくすると、ねじ軸が撓んでしまい、研磨動作に支障を来す虞がある。
In the polishing using the screw shaft polishing body according to
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、研磨動作に支障を来すことなく、ねじ軸の雄ねじ部を均一に精度良く研磨することができるねじ軸研磨装置、及びねじ軸研磨方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a screw shaft polishing apparatus capable of polishing a male thread portion of a screw shaft uniformly and accurately without interfering with the polishing operation, and a screw shaft polishing apparatus. The purpose is to provide a method.
上記課題を解決するための本発明に係るねじ軸研磨装置の特徴構成は、
ねじ軸の雄ねじ部を研磨するねじ軸研磨装置であって、
前記雄ねじ部と係合する可撓性のある雌ねじ状研磨部を有し、前記ねじ軸を両側から挟むように配される一対の研磨体と、
前記研磨体を前記ねじ軸に押し付ける押付手段と、
前記ねじ軸を回転させる回転手段と、
を備えることにある。
The characteristic configuration of the screw shaft grinding apparatus according to the present invention for solving the above problems is as follows:
A screw shaft polishing device for polishing a male thread portion of a screw shaft,
a pair of polishing bodies having a flexible female-threaded polishing portion that engages with the male-threaded portion and arranged to sandwich the screw shaft from both sides;
pressing means for pressing the polishing body against the screw shaft;
a rotating means for rotating the screw shaft;
It is to prepare
本構成のねじ軸研磨装置によれば、可撓性のある雌ねじ状研磨部がねじ軸の雄ねじ部に係合した状態で一対の研磨体が押付手段によってねじ軸に押し付けられ、ねじ軸が回転手段によって回転される。これにより、雄ねじ部の溝部に雌ねじ状研磨部の山部が深く入り込んで両者が密着した状態で研磨が行われることになる。このとき、ねじ軸と一対の研磨体との間において、雄ねじ部に対する雌ねじ状研磨部の押付力を、ねじ軸の両側から作用させているので、押付力を大きくしても、ねじ軸が撓むようなことはなく、研磨動作に支障を来すようなことがない。従って、ねじ軸の雄ねじ部を均一に精度良く研磨することができる。 According to the screw shaft polishing apparatus of this configuration, the pair of polishing bodies are pressed against the screw shaft by the pressing means in a state in which the flexible female thread polishing portion is engaged with the male thread portion of the screw shaft, and the screw shaft rotates. rotated by means. As a result, the ridges of the female threaded polishing portion are deeply inserted into the grooves of the male threaded portion, and polishing is performed in a state in which both are in close contact with each other. At this time, between the screw shaft and the pair of grinding bodies, the pressing force of the female threaded grinding portion against the male threaded portion is applied from both sides of the screw shaft. There is no problem with the polishing operation. Therefore, the external thread portion of the screw shaft can be ground uniformly and accurately.
本発明に係るねじ軸研磨装置において、
前記研磨体は、前記ねじ軸の軸方向に積層状態で配される複数の研磨シートを含み、
前記雌ねじ状研磨部は、ねじ形状となるように前記研磨シートが重ね合わされて形成され、
前記研磨体を前記ねじ軸の回りに揺動させる揺動手段をさらに備えることが好ましい。
In the screw shaft polishing device according to the present invention,
The polishing body includes a plurality of polishing sheets arranged in a laminated state in the axial direction of the screw shaft,
The internally threaded polishing portion is formed by superimposing the polishing sheets so as to form a screw shape,
It is preferable to further include swinging means for swinging the polishing body around the screw shaft.
本構成のねじ軸研磨装置において、研磨体は、ねじ軸の軸方向に積層状態で配される複数の研磨シートを含み、雌ねじ状研磨部は、ねじ形状となるように複数の研磨シートが重ね合わされて形成される。このように形成される雌ねじ状研磨部は、ねじ軸に対する相対回転の際に、ねじ軸における雄ねじ部のねじ山部が、互いに重ね合わされた隣接する研磨シートの段差を下るように相対移動しつつ摺接する第一のねじ山面と、ねじ軸における雄ねじ部のねじ山部が、互いに重ね合わされた隣接する研磨シートの段差を上るように相対移動しつつ摺接する第二のねじ山面とを有している。 In the screw shaft polishing apparatus having this configuration, the polishing body includes a plurality of polishing sheets arranged in a laminated state in the axial direction of the screw shaft, and the female threaded polishing portion includes a plurality of polishing sheets that are superimposed so as to form a screw shape. formed by When the internally threaded polishing portion formed in this manner rotates relative to the screw shaft, the threaded portion of the externally threaded portion of the screw shaft moves relative to the steps of the adjacent polishing sheets that are superimposed on each other. It has a first threaded surface in sliding contact and a second threaded surface in sliding contact while the threaded portion of the male threaded portion of the screw shaft moves relatively so as to climb the steps of the adjacent polishing sheets that are superimposed on each other. are doing.
このような第一のねじ山面と第二のねじ山面とを雌ねじ状研磨部が有する場合、回転手段によってねじ軸を回転させると、第一のねじ山面においては、互いに重ね合わされた隣接する研磨シートにおける段差を越える前に雄ねじ部のねじ山部が接触する段差越え前側の研磨シートを、その段差を越えた後に雄ねじ部のねじ山部が接触する段差越え後側の研磨シートに押し付ける押付力が、第一のねじ山面に対するねじ山部の相対移動に伴い、互いに重ね合わされた隣接する研磨シートに順次に加えられてそれら研磨シートが互いにより密着された状態で雄ねじ部のねじ山部が研磨されることになる。これに対し、第二のねじ山面においては、段差越え前側の研磨シートと段差越え後側の研磨シートとの間に雄ねじ部のねじ山部が食い込むような方向に雄ねじ部のねじ山部が当該第二のねじ山面に対し相対移動されることになり、段差越え前側の研磨シートを段差越え後側の研磨シートから引き離すような押付力が段差越え前側の研磨シートに加えられてそれら研磨シートが引き離されるような状態で雄ねじ部のねじ山部を研磨する研磨動作が行われることになる。このため、ねじ軸の雄ねじ部におけるねじ山部のねじ軸方向一側の部分と他側の部分とにおいて、例えば、軸方向一側の部分が第一のねじ山面に接触し、軸方向他側の部分が第二のねじ山面に接触する場合、軸方向一側の部分の研磨は良好に行われるのに対し、軸方向他側の部分の研磨は第一のねじ山面による研磨と同程度には良好に行われないことになる。その結果、ねじ軸の雄ねじ部におけるねじ山部のねじ軸方向一側の部分と他側の部分とで研磨精度に差が生じことになる。言い換えれば、ねじ軸の雄ねじ部における隣り合うねじ山部の間に形成される溝部の軸方向一側の部分と他側の部分とで研磨精度に差が生じる。このような研磨精度に差が生じることに鑑み、溝部全体を均一で精度良く研磨するためには、第一のねじ山面として機能する部分と第二のねじ山面として機能する部分との向きを入れ替えるように、ねじ軸に対する一対の研磨体のセッティング変更を行い、再度、研磨動作を行うことが考えられる。しかし、この場合、セッティング変更に手間がかかるとともに、再度研磨を行うことから研磨に要する時間が長くなってしまうことになる。 In the case where the internally threaded ground portion has such a first thread surface and a second thread surface, when the screw shaft is rotated by the rotating means, the first thread surface has adjacent threads that overlap each other. Before crossing the step in the polishing sheet, the polishing sheet on the front side of the step contact with which the thread portion of the male thread portion contacts is pressed against the polishing sheet on the rear side of the step contact with which the thread portion of the male thread portion contacts after crossing the step. A pressing force is sequentially applied to adjacent superimposed abrasive sheets as the thread portion moves relative to the first thread surface to press the threads of the external thread portion with the abrasive sheets in closer contact with each other. part will be polished. On the other hand, on the second thread surface, the thread portion of the male thread portion is oriented in such a direction that the thread portion of the male thread portion bites between the abrasive sheet on the front side of crossing the step and the abrasive sheet on the rear side of crossing the step. A pressing force is applied to the polishing sheet on the front side of the step so as to separate the polishing sheet on the front side of the step from the polishing sheet on the rear side of the step. A grinding operation for grinding the thread portion of the male thread portion is performed in such a state that the sheets are pulled apart. For this reason, in the portion on one side and the other side in the male thread portion of the screw shaft, for example, the portion on the one side in the axial direction contacts the first thread surface, When the side portion contacts the second thread surface, the portion on the one axial side is ground well, while the portion on the other axial side is ground with the first thread surface. It will not be done as well. As a result, a difference in polishing accuracy occurs between the portion on one side and the portion on the other side of the screw thread portion of the male thread portion of the screw shaft. In other words, there is a difference in polishing accuracy between the axially one side portion and the other side portion of the groove portion formed between the adjacent thread portions in the male thread portion of the screw shaft. In view of such a difference in polishing accuracy, in order to polish the entire groove uniformly and accurately, the direction of the portion functioning as the first thread surface and the portion functioning as the second thread surface It is conceivable to change the setting of the pair of polishing bodies with respect to the screw shaft so as to replace the , and perform the polishing operation again. However, in this case, it takes time and effort to change the setting, and the time required for polishing is increased because the polishing is performed again.
そこで、本構成のねじ軸研磨装置においては、一対の研磨体をねじ軸の回りに揺動させる揺動手段をさらに備えるものとする。これにより、一対の研磨体がねじ軸の回りに揺動手段によって揺動されることになり、一対の研磨体における第一のねじ山面として機能する部分と、第二のねじ山面として機能する部分とが、一対の研磨体の揺動周期に合わせて入れ替わることになる。その結果、ねじ軸の雄ねじ部における溝部全体に対して、良好な研磨を行うことができる第一のねじ山面を接触させていることと等しくなる。従って、第一のねじ山面として機能する部分と第二のねじ山面として機能する部分との向きを入れ替えるように、ねじ軸に対する一対の研磨体のセッティング変更を行った上で研磨動作を再度行わなくても、溝部全体を均一で精度良く研磨することができ、セッティング変更の手間を省くことができるとともに、研磨に要する時間を短縮することができ、研磨効率を向上させることができる。 Therefore, the screw shaft polishing apparatus of this configuration further includes swinging means for swinging the pair of polishing bodies around the screw shaft. As a result, the pair of grinding bodies are oscillated around the screw shaft by the oscillating means. The part where the polishing is performed is replaced according to the oscillation period of the pair of polishing bodies. As a result, it is equivalent to contacting the entire groove portion of the male thread portion of the screw shaft with the first thread surface capable of performing good grinding. Therefore, the setting of the pair of grinding bodies with respect to the screw shaft is changed so that the direction of the portion functioning as the first thread surface and the direction of the portion functioning as the second thread surface are exchanged, and then the grinding operation is performed again. Even if it is not performed, the entire groove can be uniformly and accurately polished, the labor for setting change can be saved, the time required for polishing can be shortened, and the polishing efficiency can be improved.
本発明に係るねじ軸研磨装置において、
前記押付手段は、一端側に前記研磨体が取り付けられ、他端側が相互に枢着される一対のアーム部材を含み、前記アーム部材を相互に近づける方向に力を作用させることで前記研磨体を前記ねじ軸に押し付け、
前記揺動手段は、
一端側が前記アーム部材に連結される押引ロッドと、
前記押引ロッドの他端側に連結されるクランクと、
を含み、
前記クランクの回転で前記押引ロッドを往復動させることにより、前記アーム部材を介して前記研磨体を前記ねじ軸の回りに揺動させることが好ましい。
In the screw shaft polishing device according to the present invention,
The pressing means includes a pair of arm members having one end attached with the polishing body and the other end side being pivotally connected to each other. pressing against the screw shaft;
The rocking means is
a push/pull rod having one end connected to the arm member;
a crank connected to the other end of the push/pull rod;
including
It is preferable that the pushing/pulling rod is reciprocated by the rotation of the crank, thereby swinging the polishing body around the screw shaft via the arm member.
本構成のねじ軸研磨装置によれば、他端側が相互に枢着される一対のアーム部材を相互に近づける方向に力を作用させることで当該一対のアーム部材の一端側に取り付けられた一対の研磨体がねじ軸に押し付けられるので、雄ねじ部に対する雌ねじ状研磨部の押付力を、ねじ軸の軸直角方向両側から均等に作用させることができる。さらに、本構成のねじ軸研磨装置によれば、クランクの回転で往復動される押引ロッドによって一対のアーム部材がねじ軸の回りに一定の回動角で回動されるので、一対のアーム部材に取り付けられた一対の研磨体をねじ軸の回りに一定の揺動量、及び一定の揺動周期で揺動させることができる。このような押付手段と揺動手段とを備えることにより、溝部全体をより均一で精度良く研磨することができる。 According to the screw shaft polishing apparatus of this configuration, the pair of arm members attached to one end of the pair of arm members whose other ends are pivoted to each other is applied with a force in a direction to bring the pair of arm members closer to each other. Since the grinding body is pressed against the screw shaft, the pressing force of the female thread grinding portion against the male thread portion can be applied equally from both sides of the screw shaft in the direction perpendicular to the axis. Furthermore, according to the screw shaft polishing apparatus of this configuration, the pair of arm members are rotated at a constant rotation angle around the screw shaft by the push/pull rod that is reciprocated by the rotation of the crank. A pair of polishing bodies attached to the member can be oscillated around the screw shaft at a constant amount of oscillation and at a constant oscillating period. By providing such pressing means and swinging means, the entire groove can be polished more uniformly and accurately.
次に、上記課題を解決するための本発明に係るねじ軸研磨方法の特徴構成は、
ねじ軸の雄ねじ部を研磨するねじ軸研磨方法であって、
前記雄ねじ部と係合する可撓性のある雌ねじ状研磨部を有する一対の研磨体を、前記ねじ軸を両側から挟むように配置する配置工程と、
前記研磨体を前記ねじ軸に押し付ける押付工程と、
前記ねじ軸を回転させる回転工程と、
を包含することにある。
Next, the characteristic configuration of the screw shaft grinding method according to the present invention for solving the above problems is as follows:
A screw shaft polishing method for polishing a male threaded portion of a screw shaft, comprising:
an arranging step of arranging a pair of polishing bodies having a flexible female-threaded polishing portion that engages with the male-threaded portion so as to sandwich the screw shaft from both sides;
a pressing step of pressing the polishing body against the screw shaft;
a rotating step of rotating the screw shaft;
to include
本構成のねじ軸研磨方法によれば、配置工程において、雄ねじ部と係合する可撓性のある雌ねじ状研磨部を有する一対の研磨体が、ねじ軸を両側から挟むように配置される。そして、押付工程において、雌ねじ状研磨部がねじ軸の雄ねじ部に係合した状態で一対の研磨体がねじ軸に押し付けられ、回転工程において、ねじ軸が回転される。これにより、雄ねじ部の溝部に雌ねじ状研磨部の山部が深く入り込んで両者が密着した状態で研磨が行われることになる。このとき、ねじ軸とねじ軸用研磨体との間において、雄ねじ部に対する雌ねじ状研磨部の押付力を、ねじ軸の両側から作用させているので、押付力を大きくしても、ねじ軸が撓むようなことはなく、研磨動作に支障を来すようなことがない。従って、ねじ軸の雄ねじ部を均一に精度良く研磨することができる。 According to the threaded shaft grinding method of this configuration, in the arranging step, a pair of grinding bodies having a flexible female threaded grinding portion that engages with the male threaded portion are placed so as to sandwich the threaded shaft from both sides. Then, in the pressing step, the pair of grinding bodies are pressed against the screw shaft while the female threaded grinding portion is engaged with the male thread portion of the screw shaft, and in the rotating step, the screw shaft is rotated. As a result, the ridges of the female threaded polishing portion are deeply inserted into the grooves of the male threaded portion, and polishing is performed in a state in which both are in close contact with each other. At this time, between the screw shaft and the screw shaft grinder, the pressing force of the female thread grinding portion against the male thread portion is applied from both sides of the screw shaft. It does not bend and does not hinder the polishing operation. Therefore, the external thread portion of the screw shaft can be ground uniformly and accurately.
本発明に係るねじ軸研磨方法において、
前記研磨体は、前記ねじ軸の軸方向に積層状態で配される複数の研磨シートを含み、
前記雌ねじ状研磨部は、ねじ形状となるように前記研磨シートが重ね合わされて形成され、
前記回転工程の実行中に、前記研磨体を前記ねじ軸の回りに揺動させることが好ましい。
In the screw shaft polishing method according to the present invention,
The polishing body includes a plurality of polishing sheets arranged in a laminated state in the axial direction of the screw shaft,
The internally threaded polishing portion is formed by superimposing the polishing sheets so as to form a screw shape,
It is preferable that the polishing body is swung around the screw shaft during the rotation step.
本構成のねじ軸研磨方法によれば、上記のような構成の一対の研磨体をねじ軸の回りに揺動させる揺動工程が行われる。これにより、一対の研磨体における上述した第一のねじ山面として機能する部分と、上述した第二のねじ山面として機能する部分とが、一対の研磨体の揺動周期に合わせて入れ替わることになる。その結果、ねじ軸の雄ねじ部における溝部全体に対して、良好な研磨を行うことができる第一のねじ山面を接触させていることと等しくなる。従って、第一のねじ山面として機能する部分と第二のねじ山面として機能する部分との向きを入れ替えるように、ねじ軸に対する一対の研磨体のセッティング変更を行った上で研磨動作を再度行わなくても、溝部全体を均一で精度良く研磨することができ、セッティング変更の手間を省くことができるとともに、研磨に要する時間を短縮することができ、研磨効率を向上させることができる。 According to the threaded shaft grinding method of this configuration, the rocking step of rocking the pair of grinding bodies configured as described above around the threaded shaft is performed. As a result, the portion functioning as the above-described first thread surface and the portion functioning as the above-described second thread surface of the pair of polishing bodies are exchanged according to the oscillation period of the pair of polishing bodies. become. As a result, it is equivalent to contacting the entire groove portion of the male thread portion of the screw shaft with the first thread surface capable of performing good grinding. Therefore, the setting of the pair of grinding bodies with respect to the screw shaft is changed so that the direction of the portion functioning as the first thread surface and the direction of the portion functioning as the second thread surface are exchanged, and then the grinding operation is performed again. Even if it is not performed, the entire groove can be uniformly and accurately polished, the labor for setting change can be saved, the time required for polishing can be shortened, and the polishing efficiency can be improved.
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、研磨対象のねじ軸の一例としてボールねじを挙げて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることは意図しない。 The present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, a ball screw will be described as an example of a screw shaft to be ground. However, the present invention is not intended to be limited to the embodiments described below or the configurations described in the drawings.
<全体構成>
図1は、本発明の一実施形態に係るねじ軸研磨装置1の概略構成図である。図1(a)は、ねじ軸研磨装置1の平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA部拡大図である。図1(a)に示すねじ軸研磨装置1の研磨対象は、ねじ軸の一種であるボールねじ100である。ボールねじ100は、軸本体100aと、軸本体100aの外周面に形成される雄ねじ部100bとを有している。ねじ軸研磨装置1は、ボールねじ100の雄ねじ部100bを研磨する装置であり、一対の研磨体3と、回転手段5と、押付手段7と、揺動手段9とを備えている。
<Overall composition>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a screw
<研磨体>
図2は、図1(a)のX-X線矢視の要部断面図である。図2に示すように、一対の研磨体3は、ボールねじ100の雄ねじ部100bと係合する可撓性のある雌ねじ状研磨部10を有し、ボールねじ100を軸本体100aの軸直角方向の両側から挟むように配されている。
<Polish body>
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part taken along the line XX in FIG. 1(a). As shown in FIG. 2, the pair of grinding
図3は、本実施形態のねじ軸研磨装置1で用いられる研磨体3の説明図である。図3(a)は、研磨体3の分解斜視図であり、図3(b)は、一対の研磨体3が筒状研磨体20の部分で構成されることの説明図である。図3(a)に示すように、研磨体3は、ボールねじ100の軸方向(後述する仮想円30の中心点O(図5(a)及び(c)を参照)を通る中心軸線S2の方向)に積層状態で配される複数の研磨シート15を備えている。研磨シート15は、例えば、扇形の中心角部分が切り欠かれたような部分扇形状の所定厚みの可撓性のあるシート材からなる。雌ねじ状研磨部10は、複数の研磨シート15における所定部分、本例の場合、部分扇形状の研磨シートにおける内周寄りの位置から内周縁までの間の部分(後述する研磨材27が付着される部分)がねじ形状となるように重ね合わされて形成される。複数の研磨シート15は、雌ねじ状研磨部10となる部分以外の所要部分が接着剤等の固着手段によって固着される。これにより、研磨体3としての形態が保たれる。
FIG. 3 is an explanatory view of the grinding
図3(b)に示すように、一対の研磨体3は、筒状研磨体20を、図中記号Oで示す後述する仮想円(図5(a)及び(c)を参照)の中心点を通る紙面に垂直な直線回りに複数に分割(例えば8分割)した部分のうち、任意の2つの部分(本例では、中心点Oを基準として対称な位置関係にある2つの部分)から構成されている。従って、研磨体3を構成する研磨シート15は、筒状研磨体20を構成する後述する研磨シート25の部分(1/8部分)から構成される。筒状研磨体20は、ボールねじ100を差し込み可能なねじ軸差込孔21を有し、このねじ軸差込孔21の内周面部に、ボールねじ100の雄ねじ部100bと係合可能な雌ねじ状研磨部23が形成されている。従って、研磨体3の雌ねじ状研磨部10は、筒状研磨体20の雌ねじ状研磨部23の部分(1/8部分)から構成される。
As shown in FIG. 3(b), the pair of polishing
図4は、筒状研磨体20の分解斜視図である。図4に示すように、筒状研磨体20は、中心軸線S2の方向に積層状態で配される中空円状の複数の研磨シート25を備えている。雌ねじ状研磨部23は、同一の構造・形状の複数の研磨シート25を中心軸線S2の回りの一方向に所定角度ずつずらした状態で重ね合わされて形成される。より具体的には、雌ねじ状研磨部23は、複数の研磨シート25における所定部分、本例の場合、中空円状の研磨シートにおける内周寄りの位置(後述する仮想円30)から内周縁(後述する凹円弧縁部33)までの間の部分(後述する研磨材27が付着される部分)が、中心軸線S2の回りの一方向に所定角度ずつずらした状態でねじ形状となるように重ね合わされて形成される。複数の研磨シート25は、雌ねじ状研磨部23となる部分以外の所要部分が接着剤等の固着手段によって固着される。これにより、筒状研磨体20としての形態が保たれる。
FIG. 4 is an exploded perspective view of the
図5は、筒状研磨体20を構成する研磨シート25を示す図である。図5(a)は正面図、図5(b)は側面図、図5(c)は背面図である。図5(a)~(c)に示すように、研磨シート25は、基材26と、この基材26の一側(図5(b)において左側)の所定部分に接着剤を介して付着される研磨材27とにより構成されている。
FIG. 5 shows a polishing
図5(c)に示すように、基材26は、雌ねじ状研磨部23の谷径D1を直径とする仮想円30と同心をなしてその仮想円30よりも大きな直径D2(筒状研磨体20の外径)の円の輪郭線で規定される外形を有するとともに、ねじ軸差込孔21(図3参照)を構成するねじ軸差込開口31を中央に有し、研磨シート25の基礎部分を構成するものである。
As shown in FIG. 5(c), the
基材26としては、可撓性を有するシート材の中から適宜に選択可能であり、例えば、綿布やガラスクロス、合繊布、クラフト紙、不織布、金属網、合成樹脂シート等が挙げられる。
The
基材26に付着される研磨材(砥粒)27としては、例えば、ダイヤモンド、CBN(立方晶窒化ホウ素)、B4C、Al2O3、SiO2、及びSiCの中から選択される少なくとも一種が挙げられる。これらのうち、ダイヤモンド、CBNが好ましい。ダイヤモンドやCBNは超硬砥粒と呼ばれ、この超硬砥粒の使用により、研磨効率を向上させることができる。ここで、研磨材27は、接着剤を介して基材26に付着される。ここで用いられる接着剤は、研磨材27同士を結合する結合成分と、研磨材27を基材26に接着する接着成分とから構成されている。研磨材27同士を結合する結合成分としては、一般的に使用されているメタル、ビトリファイド、レジン等の中から適宜に選択することができる。研磨材27を基材26に接着する接着成分としては、膠や合成樹脂などが用いられる。主な合成樹脂としては、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
The abrasive (abrasive grains) 27 attached to the
図5(c)に示すように、基材26は、凹円弧縁部33を有している。凹円弧縁部33は、基材26の中心と同心をなす仮想円30から径方向内側に位置し、ねじ軸差込開口31の縁部の一部を構成する。図5(a)に示すように、研磨材27は、基材26の一側(図5(b)において左側)の表面における凹円弧縁部33と仮想円30との間の部分にのみ設けられる。こうすることにより、ボールねじ100の雄ねじ部100bと実質的に接触される部分にのみ研磨材27が設けられることになり、必要な研磨機能を持たせつつ、基材26の一側表面全体に研磨材27を設ける場合と比べて研磨材27及び接着剤の使用量を大幅に減らすことができる。また、研磨シート25における凹円弧縁部33と仮想円30との間の部分以外の部分には研磨材27が設けられていないので、基材26の表面全体に研磨材27を設けた場合と比べて研磨シート25(研磨シート15)がより柔軟に撓むことになり、凹円弧縁部33(部分扇形状の研磨シート15の縁部)を雄ねじ部100bによりぴったりと接触させることができて、より均一で高精度の研磨を実現することができる。
As shown in FIG. 5(c), the
次に、ねじ軸研磨装置1を構成する回転手段5、押付手段7、及び揺動手段9の具体的構成について順に説明する。
Next, specific configurations of the
<回転手段>
図1(a)に示すように、回転手段5は、図において左右方向に延びるX軸の負方向側に配されるチャック装置51と、チャック装置51と対向するように、X軸の正方向側に配される心押台53とを備えている。チャック装置51は、ボールねじ100の一端部を掴んだ状態でそのボールねじ100を軸本体100aの軸線S1回りに回転させる。心押台53は、ボールねじ100の他端側を回転可能に支持する。こうして、回転手段5においては、ボールねじ100の両端をチャック装置51、及び心押台53によって安定的に支持しながら、チャック装置51の作動により、ボールねじ100をその軸線S1回りに回転させることができる。
<Rotating Means>
As shown in FIG. 1A, the rotating
<押付手段>
図2に示すように、押付手段7は、一対のアーム部材61と、押付力付与器としての引張コイルばね63とを備えている。
<Pressing Means>
As shown in FIG. 2, the
<アーム部材>
一対のアーム部材61は、一端側(下端側)と他端側(上端側)との間が両外側方に膨らみを持つように屈曲した形状の一対のアーム本体部65と、一対のアーム本体部65の下端側に取り付けられる一対のパッド部67とを備えている。
<Arm member>
The pair of
一対のアーム本体部65の上端側は、枢支軸70を介して相互に枢着されている。これにより、一対のアーム本体部65が枢支軸70を中心に互いに回動可能に連結され、一対のアーム本体部65の枢支軸70の回りの回動操作により、一対のアーム部材61を開閉することができる。一対のアーム本体部65の下端側には、一対の連結ピン69を介して一対のパッド部67が回動可能に連結されている。一対のパッド部67には、互いの対向面に一対の研磨体3が接着剤等によって固着されている。
Upper end sides of the pair of
一対の研磨体3でボールねじ100を軸直角方向の両側から挟持する場合、ボールねじ100の外周面の形状に沿わせて一対の研磨体3が接触するように、一対のアーム本体部65に対し一対のパッド部67が一対の連結ピン69を介して回動し、一対のアーム本体部65に対する一対のパッド部67の姿勢が変化する。こうして、ボールねじ100の外周面の形状に沿わせて一対の研磨体3を接触させることができ、研磨体3の雌ねじ状研磨部10をボールねじ100の雄ねじ部100bに、容易且つ確実に係合させることができる。また、例えば、外径が異なる複数種類のボールねじ100を研磨対象として取り扱う場合において、一対のアーム部材61の開き角度が変わっても、ボールねじ100の外周面の形状に沿わせてボールねじ100の両側に一対の研磨体3を安定的に押し付けることができる。
When the
<押付力付与器>
引張コイルばね63は、一対のアーム部材61を互いに近づける方向に力を作用させることにより、一対の研磨体3をボールねじ100に押し付ける押付力を、一対のアーム本体部65、及び一対のパッド部67を介して一対の研磨体3に付与する押付力付与器として機能する。こうして、ボールねじ100を一対の研磨体3によって挟持することができる。
<Pressing Force Applicator>
The
引張コイルばね63は、一対のアーム本体部65の内方側に配されている。引張コイルばね63の両端部は、一対のアーム本体部65の上部寄りの部分に接続されている。本例では、押付力付与器として引張コイルばね63が用いられる例を示したが、これに限定されるものではなく、その他の押付力付与器として、例えば、磁力を利用したものや、ターンバックルのようなねじ機構を利用したものなどが挙げられる。
The
<揺動手段>
揺動手段9は、押引ロッド71、クランク73、及び電動モータ75を備えている。電動モータ75は、サドル77に固定状態で設置されている。ここで、サドル77は、図1(a)に示すように、チャック装置51と心押台53との間における研磨対象(ボールねじ100)が配される領域の側方(X軸と直交するY軸の正方向側)において、X軸の正及び負のそれぞれの方向に移動自在に配設されている。
<Swing Means>
The rocking means 9 comprises a push/
図2に示すように、押引ロッド71は、一対のアーム部材61と電動モータ75との間に配されている。クランク73は、押引ロッド71と電動モータ75との間に配されている。押引ロッド71の一端側は、一対のアーム本体部65を枢着する枢支軸70を介して一対のアーム部材61に連結されている。押引ロッド71の他端側は、クランク73の先端部に連結ピン81を介して連結されている。クランク73の基端部は、電動モータ75の出力軸83に固定されている。
As shown in FIG. 2 , the push/
揺動手段9においては、電動モータ75の作動によってクランク73が回転され、クランク73の回転によって押引ロッド71がその長手方向に往復動される。これにより、ボールねじ100の中心と枢支軸70の中心との距離をR、押引ロッド71の押し引き力をFとした場合、F×Rのトルクをボールねじ100の軸回りに作用させて、押引ロッド71に連結された一対のアーム部材61を介して一対の研磨体3をボールねじ100の軸回りに揺動、すなわちボールねじ100の軸回りに正転及び逆転方向に所定角度範囲で繰り返し回動させることができる。
In the rocking means 9, the
以上に述べたように構成されるねじ軸研磨装置1を用いたボールねじ100の研磨動作について説明する。
A polishing operation of the
図6は、研磨動作を示す平面図である。図6(a)は、ボールねじ100の一端部を研磨している状態図、図6(b)は、ボールねじ100の中間部を研磨している状態図、図6(c)は、ボールねじ100の他端部を研磨している状態図である。
FIG. 6 is a plan view showing the polishing operation. FIG. 6(a) is a state diagram of grinding one end of the
まず、図6(a)に示すように、チャック装置51でボールねじ100の一端部を掴み、ボールねじ100の他端側の中心を心押台53のセンタに突き合せて、ボールねじ100の両端部をチャック装置51、及び心押台53によって支持する。そして、一対の研磨体3がボールねじ100に干渉しないようにサドル77をX軸の負方向側へと移動させ、一対の研磨体3がボールねじ100の一端部寄りに位置した所でサドル77を停止させる。
First, as shown in FIG. 6(a), one end of the
<配置工程>
次いで、図2に示す引張コイルばね63の付勢力に抗して、一対のアーム部材61を互いに引き離すように一対のアーム部材61を開操作しつつ、一対のアーム部材61を上下方向に操作して、一対の研磨体3がボールねじ100の軸直角方向両側方に位置するように位置調整する。続いて、一対の研磨体3の雌ねじ状研磨部10がボールねじ100の雄ねじ部100bと係合するように、ボールねじ100に対する一対の研磨体3の相対位置を微調整しながら、一対のアーム部材61を互いに近づけるように作用する引張コイルばね63の付勢力に任せるように一対のアーム部材61を閉操作し、ボールねじ100を両側から挟むように一対の研磨体3を研磨可能な状態に配置する。
<Placement process>
Next, the pair of
引張コイルばね63の付勢力は、一対のアーム部材61を介して一対の研磨体3に伝えられるので、雄ねじ部100bに対する雌ねじ状研磨部10の押付力を、ボールねじの軸直角方向両側から均等に作用させることができる。こうして、雄ねじ部100bに対する雌ねじ状研磨部10の押付力によって、複数の研磨シート15における雌ねじ状研磨部10を構成する部分が、雄ねじ部100bの表面形状に合わせて撓むことで雄ねじ部100bの溝部に雌ねじ状研磨部10の山部が深く入り込んで両者が密着した状態とすることができる。
The biasing force of the
<回転工程>
配置工程に続いて、図6(a)~(c)に示すように、ボールねじ100を回転させる回転工程を行う。すなわち、図6(a)~(c)に示すように、チャック装置51の作動でボールねじ100を軸線S1回りに回転させる。このときの回転は、例えばボールねじ100をボルトに、一対の研磨体3をそのボルトに螺合するナットに置き換えたと仮定したときに、ナットに対しボルトを緩める方向の回転と同方向である。こうして、雄ねじ部100bの溝部に雌ねじ状研磨部10の山部が深く入り込んで両者が密着した状態で研磨が行われることになる。このとき、ボールねじ100の回転に伴い雄ねじ部100bから雌ねじ状研磨部10に加えられるねじ送りの推力によって雄ねじ部100bが雌ねじ状研磨部10に擦り付けられる際に、複数の研磨シート15における雌ねじ状研磨部10を構成する部分が雄ねじ部100bの表面形状に合わせて撓むことで雄ねじ部100bにぴったりと面接触された状態で研磨が行われることになる。また、ボールねじ100と一対の研磨体3との間において、雄ねじ部100bに対する雌ねじ状研磨部10の押付力を、ボールねじ100の両側から作用させているので、押付力を大きくしても、ボールねじ100が撓むようなことはなく、研磨動作に支障を来すようなことがない。従って、研磨動作に支障を来すことなく、ボールねじ100の雄ねじ部100bを均一に精度良く研磨することができる。
<Rotation process>
Following the placement step, as shown in FIGS. 6(a) to 6(c), a rotation step for rotating the
図6(a)~(c)に示す回転工程の実行により、一対の研磨体3においては、雄ねじ部100bから雌ねじ状研磨部10に対してねじ送りの推力が作用する。これによって、一対の研磨体3は、押付手段7及び揺動手段9を構成する機器(以下、「付帯機器」と称する。)と共にボールねじ100の他端側へと送られることになる。ここで、付帯機器と共に一対の研磨体3をよりスムーズにボールねじ100の他端側へと送るために、一対の研磨体3の送り速度と等速度でサドル77を図示されない送り装置によりX軸の正方向に移動させる。こうして、ボールねじ100の一端寄りの部分から他端部までの研磨がスムーズに行われる。
6(a) to 6(c), in the pair of polishing
<揺動工程>
図7は、揺動工程の説明図である。回転工程の実行中において、図7(a)~(d)に示すような、一対の研磨体3をボールねじ100の軸回りに揺動させる揺動工程を行う。すなわち、電動モータ75の作動によりクランク73を回転させ、クランク73の回転により押引ロッド71をその長手方向に往復動させる。これにより、押引ロッド71に連結された一対のアーム部材61を介して一対の研磨体3をボールねじ100の軸回りに揺動させる。
<Oscillating process>
FIG. 7 is an explanatory diagram of the swinging process. During the rotation process, a rocking process for rocking the pair of polishing
揺動工程においては、クランク73の回転で往復動される押引ロッド71によって一対のアーム部材61がボールねじ100の回りに一定の揺動角(回動角)で揺動(回動)されるので、一対のアーム部材61に取り付けられた一対の研磨体3をボールねじ100の回りに一定の揺動量、及び一定の揺動周期で揺動させることができる。こうして、押付手段7と揺動手段9との協働により、ボールねじ100の雄ねじ部100bにおける隣り合うねじ山部の間の溝部全体をより均一で精度良く研磨することができる。
In the swinging process, the pair of
本実施形態のねじ軸研磨装置1においては、揺動手段9を備えることにより、ボールねじ100に対する一対の研磨体3の一度のセッティングでボールねじ100の溝部全体を均一で精度良く研磨することができる。このことについて以下に説明にする。
In the screw
図8は、研磨体3の一部の積層状態を示す図である。図8(a)は、複数の研磨シート15における段差を下るようにボールねじ100の雄ねじ部100bが相対移動する場合を示す図である。図8(b)は、複数の研磨シート15における段差を上るようにボールねじ100の雄ねじ部100bが相対移動する場合を示す図である。なお、図8(a)及び(b)において、積層構造における各層の厚みや、積層形態等については、実際の研磨体3の各層の厚みや、積層形態等を厳密に再現したものではなく、積層状態が把握し易いように適宜誇張してある。
FIG. 8 is a diagram showing a layered state of a portion of the polishing
図8(a)及び(b)に示すように、研磨体3は、複数の研磨シート15を含み、雌ねじ状研磨部10は、複数の研磨シート15における所定部分(研磨材27が付着される部分)がねじ形状となるように重ね合わされて形成される。このように形成される雌ねじ状研磨部10は、ボールねじ100に対する相対回転の際に、ボールねじ100における雄ねじ部100bのねじ山部が、図8(a)中矢印R1に沿って、互いに重ね合わされた隣接する研磨シート15の段差を下るように相対移動しつつ摺接する第一のねじ山面10aと、ボールねじ100における雄ねじ部100bのねじ山部が、図8(b)中矢印R2に沿って、互いに重ね合わされた隣接する研磨シート15の段差を上るように相対移動しつつ摺接する第二のねじ山面10bとを有している。
As shown in FIGS. 8(a) and 8(b), the polishing
このような第一のねじ山面10aと第二のねじ山面10bとを雌ねじ状研磨部10が有する場合、回転手段5によってボールねじ100を回転させると、図8(a)に示すように、第一のねじ山面10aにおいては、互いに重ね合わされた隣接する研磨シート15における段差を越える前に雄ねじ部100bのねじ山部が接触する段差越え前側の研磨シート15(15A)を、その段差を越えた後に雄ねじ部100bのねじ山部が接触する段差越え後側の研磨シート15(15B)に押し付ける押付力が、第一のねじ山面10aに対するねじ山部の相対移動に伴い、互いに重ね合わされた隣接する研磨シート15に順次に加えられてそれら研磨シート15が互いにより密着された状態で雄ねじ部100bのねじ山部が研磨されることになる。これに対し、図8(b)に示すように、第二のねじ山面10bにおいては、段差越え前側の研磨シート15(15A)と段差越え後側の研磨シート15(15B)との間に雄ねじ部100bのねじ山部が食い込むような方向に雄ねじ部100bのねじ山部が当該第二のねじ山面10bに対し相対移動されることになり、段差越え前側の研磨シート15(15A)を段差越え後側の研磨シート15(15B)から引き離すような押付力が段差越え前側の研磨シート15(15A)に加えられてそれら研磨シート15(15A,15B)が引き離されるような状態で雄ねじ部100bのねじ山部を研磨する研磨動作が行われることになる。
When the internally threaded
このため、ボールねじ100の雄ねじ部100bにおけるねじ山部の軸方向一側の部分と他側の部分とにおいて、例えば、軸方向一側の部分が第一のねじ山面10aに接触し、軸方向他側の部分が第二のねじ山面10bに接触する場合、軸方向一側の部分の研磨は良好に行われるのに対し、軸方向他側の部分の研磨は第一のねじ山面10aによる研磨と同程度には良好に行われないことになる。その結果、ボールねじ100の雄ねじ部100bにおけるねじ山部の軸方向一側の部分と他側の部分とで研磨精度に差が生じる。言い換えれば、ボールねじ100の雄ねじ部100bにおける隣り合うねじ山部の間に形成される溝部の軸方向一側の部分と他側の部分とで研磨精度に差が生じる。このような研磨精度に差が生じることに鑑み、溝部全体を均一で精度良く研磨するためには、第一のねじ山面10aとして機能する部分と第二のねじ山面10bとして機能する部分との向きを入れ替えるように、ボールねじ100に対する一対の研磨体3のセッティング変更を行い、再度、研磨動作を行うことが考えられる。しかし、この場合、セッティング変更に手間がかかるとともに、再度研磨を行うことから研磨に要する時間が長くなってしまうことが予想される。
For this reason, in the
そこで、本実施形態のねじ軸研磨装置1においては、揺動手段9によって一対の研磨体3をボールねじ100の回りに揺動させることにより、一対の研磨体3における第一のねじ山面10aとして機能する部分と、第二のねじ山面10bとして機能する部分とが、一対の研磨体3の揺動周期に合わせて入れ替わることになる。その結果、ボールねじ100の雄ねじ部100bにおける溝部全体に対して、良好な研磨を行うことができる第一のねじ山面10aを接触させていることと等しくなる。従って、第一のねじ山面10aとして機能する部分と第二のねじ山面10bとして機能する部分との向きを入れ替えるように、ボールねじ100に対する一対の研磨体3のセッティング変更を行った上で研磨動作を再度行わなくても、溝部全体を均一で精度良く研磨することができ、セッティング変更の手間を省くことができるとともに、研磨に要する時間を短縮することができ、研磨効率を向上させることができる。
Therefore, in the screw
以上、本発明のねじ軸研磨装置、及びねじ軸研磨方法について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。 As described above, the screw shaft polishing apparatus and the screw shaft polishing method of the present invention have been described based on one embodiment, but the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and does not deviate from the gist thereof. The configuration can be appropriately changed within the range.
本発明のねじ軸研磨装置、及びねじ軸研磨方法は、例えば、ボールねじや、ねじゲージやタップ等のねじ軸を研磨対象として、ねじ軸の雄ねじ部を研磨する用途において利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The screw shaft polishing apparatus and the screw shaft polishing method of the present invention can be used, for example, for polishing screw shafts such as ball screws, screw gauges and taps, and for polishing the external thread portion of the screw shaft.
1 ねじ軸研磨装置
3 研磨体
5 回転手段
7 押付手段
9 揺動手段
10 雌ねじ状研磨部
15 研磨シート
61 アーム部材
71 押引ロッド
73 クランク
100 ボールねじ(ねじ軸)
100b 雄ねじ部
REFERENCE SIGNS
100b male screw
Claims (5)
前記雄ねじ部と係合する可撓性のある雌ねじ状研磨部を有し、前記ねじ軸を両側から挟むように配される一対の研磨体と、
前記研磨体を前記ねじ軸に押し付ける押付手段と、
前記ねじ軸を回転させる回転手段と、
を備えるねじ軸研磨装置。 A screw shaft polishing device for polishing a male thread portion of a screw shaft,
a pair of polishing bodies having a flexible female-threaded polishing portion that engages with the male-threaded portion and arranged to sandwich the screw shaft from both sides;
pressing means for pressing the polishing body against the screw shaft;
a rotating means for rotating the screw shaft;
A screw shaft polishing device comprising:
前記雌ねじ状研磨部は、ねじ形状となるように前記研磨シートが重ね合わされて形成され、
前記研磨体を前記ねじ軸の回りに揺動させる揺動手段をさらに備える請求項1に記載のねじ軸研磨装置。 The polishing body includes a plurality of polishing sheets arranged in a laminated state in the axial direction of the screw shaft,
The internally threaded polishing portion is formed by superimposing the polishing sheets so as to form a screw shape,
2. The screw shaft polishing apparatus according to claim 1, further comprising swinging means for swinging said polishing body around said screw shaft.
前記揺動手段は、
一端側が前記アーム部材に連結される押引ロッドと、
前記押引ロッドの他端側に連結されるクランクと、
を含み、
前記クランクの回転で前記押引ロッドを往復動させることにより、前記アーム部材を介して前記研磨体を前記ねじ軸の回りに揺動させる請求項2に記載のねじ軸研磨装置。 The pressing means includes a pair of arm members having one end attached with the polishing body and the other end side being pivotally connected to each other. pressing against the screw shaft;
The rocking means is
a push/pull rod having one end connected to the arm member;
a crank connected to the other end of the push/pull rod;
including
3. A threaded shaft grinding apparatus according to claim 2, wherein said grinding body is oscillated around said threaded shaft via said arm member by reciprocating said push/pull rod by rotation of said crank.
前記雄ねじ部と係合する可撓性のある雌ねじ状研磨部を有する一対の研磨体を、前記ねじ軸を両側から挟むように配置する配置工程と、
前記研磨体を前記ねじ軸に押し付ける押付工程と、
前記ねじ軸を回転させる回転工程と、
を包含するねじ軸研磨方法。 A screw shaft polishing method for polishing a male threaded portion of a screw shaft, comprising:
an arranging step of arranging a pair of polishing bodies having a flexible female-threaded polishing portion that engages with the male-threaded portion so as to sandwich the screw shaft from both sides;
a pressing step of pressing the polishing body against the screw shaft;
a rotating step of rotating the screw shaft;
A screw shaft polishing method comprising:
前記雌ねじ状研磨部は、ねじ形状となるように前記研磨シートが重ね合わされて形成され、
前記回転工程の実行中に、前記研磨体を前記ねじ軸の回りに揺動させる請求項4に記載のねじ軸研磨方法。 The polishing body includes a plurality of polishing sheets arranged in a laminated state in the axial direction of the screw shaft,
The internally threaded polishing portion is formed by superimposing the polishing sheets so as to form a screw shape,
5. A screw shaft grinding method according to claim 4, wherein said grinding body is swung around said screw shaft during said rotating step.
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