JP3766496B2 - 送りねじ軸の研削加工装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじ軸等の送りねじ軸の研削加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の送りねじ軸の研削加工は、素材の両端を心出してチャックし、素材を回転させると共に研削砥石と素材間を相対的に軸方向に送ることにより、素材外周に螺旋状のねじ溝を研削するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このねじ溝研削は、荒研削から仕上研削まで複数回の研削が行なわれるが、従来は荒研削で一工程・仕上研削で一工程と、荒研削から仕上研削まで複数工程必要であった。
【０００４】
本発明の目的は、ねじ溝の荒研削から仕上研削まで一工程で行ない得る送りねじ軸の研削加工装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、外周にねじ溝を研削すべき山形突起が軸方向に所定間隔でもって複数設けられた研削砥石と、素材を回転させつつ軸方向に螺旋状に送る螺旋送り機構と、を備え、該螺旋送り機構は、研削砥石と所定の間隔を隔ててほぼ平行に配置される調整車と、研削砥石と調整車間に介装され、素材の送り方向に沿って延びる支持板とを備えており、素材の外径部に接触する調整車と支持板とによって素材を支持回転させつつ軸方向に送るように構成されており、研削砥石の山形突起間の外周部分は、予め円筒状に成形した素材の外径部には非接触で、該外径部を基準にして山形突起によって素材の外径部にねじ溝のみを部分的に加工すると共に、前記螺旋送り機構により素材を螺旋状に送ることにより、研削砥石の前段の山形突起によって研削された螺旋溝部分を後段の山形突起によって順次研削し、ねじ溝の荒加工から仕上加工まで同軸で行なうことを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、研削砥石の山形突起間の外周部分は、予め円筒状に成形した素材の外径部には非接触で、該外径部を基準にして山形突起によって素材の外径部にねじ溝のみを部分的に加工することで、ねじ溝が正確に成形される。また、入口側の第１段の山形突起で所定深さの螺旋溝が研削され、この螺旋溝部分が次段の山形突起にてさらに研削され、最終的に出口側に位置する山形突起によって正規の深さのねじ溝が研削される。すなわち、第１段の山形突起で荒加工された螺旋溝部分が次段の山形突起によって段階的に研削され、一工程で荒加工から仕上研削まで行なうことができる。また、上記のように構成された螺旋送り機構によれば、研削砥石によって素材が調整車に押付けられ、調整車と素材の摩擦力によって素材が回転される。支持板は素材の送り方向を規定するもので、素材と支持板間はすべり接触となっている。調整車は送り方向に向って前下りとなるようにリード角分傾けられており、素材はリード角方向に螺旋状に送られることになる。調整車の外周は素材が線接触するように単葉双曲面形状に成形されている。このようにすれば、素材は調整車と支持板に接触しながら研削されることになり、真直度が維持される。
【０００７】
また、研削砥石が、加工度合に応じて組織の異なる複数枚の砥石を貼り合わせて構成されていることを特徴とする。
【０００８】
このように研削砥石として加工度合に応じた複数枚の合わせ砥石を用いれば、加工効率を上げることができる。
【０００９】
たとえば、荒加工領域の砥石は、とり代を大きくする必要から切れ味が重視され、砥粒を大、空隙を大にして破砕性の良い砥石が選択される。もちろん、重研削に対応させるために結合度を上げる。
【００１０】
一方、仕上げ加工領域では、砥粒径を小さくし、集中度を上げて仕上面の精度を上げる。荒加工と仕上加工の中間の領域では、砥粒径，集中度，結合度として中間的なものが使用される。
【００１１】
また、研削砥石が、直列に加工度合に応じて複数設けられ、該複数の研削砥石が互いに独立駆動されることを特徴とする。
【００１２】
この場合、荒加工あるいは仕上加工の加工段階で、最も効率的な研削砥石の周速が選択され、より効率的な加工を実現できる。
【００１３】
研削砥石には、多条ねじの各条列のねじ溝に対応する複数の山形突起が設けられた複数のねじ溝研削領域が素材の送り方向に順番に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
このようにすれば、素材の外径部が各条列のねじ溝研削領域を通過する際に、各ねじ溝研削領域に設けられた山形突起によって順次各条列のねじ溝が効率よく研削されていく。
【００１５】
このように一つの研削砥石に複数のねじ溝研削領域を設ければ、各ねじ溝研削領域の山形突起間の位相を正確に設定することができる。
【００１６】
また、多条ねじの各条列のねじ溝に対応する複数の山形突起が設けられた複数の研削砥石を素材の送り方向に直列に配列したことを特徴とする。
【００１７】
このように複数の研削砥石を用いれば、研削砥石間で前段の研削砥石によって研削された部分を冷却することができ、研削熱による熱膨張の影響を小さくすることができる。
【００１８】
また、同一の螺旋送り機構によって素材を螺旋条に送れば、各研削砥石により研削される各条列のねじ溝は同一リードに成形される。
【００２２】
また、研削砥石の回転軸は素材の送り方向に対して加工すべきねじ溝のリード角だけ傾けられ、研削砥石の外周形状が素材が研削砥石の全幅にわたって全ての山形突起と接触するように略単葉回転双曲面形状となっていることを特徴とする。
【００２３】
このようにすれば、研削砥石の全幅にわたって研削に使うことができ効率よく研削できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２７】
［第１の実施の形態］
図１は本発明の一実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置の概略構成が示されている。
【００２８】
すなわち、この送りねじ軸の研削加工装置は、研削砥石１と、この研削砥石１と対向して並設される調整車２と、研削砥石１と調整車２との間に設けられて素材３を支持する支持部材としてのブレード４と、このブレード４の前後に素材３の送り方向に沿って設けられる案内板５と、を備えた構成となっている。
【００２９】
調整車２の回転軸Ｃ２はブレード４により支持され素材３の中心軸Ｃ３に対して所定角度θだけ傾けられ、この調整車２とブレード４によって素材３を回転させつつ軸方向に送るように構成されている。この調整車２とブレード４が螺旋送り機構を構成する。調整車２の外周は素材３の外周に線接触させるために、単葉回転双曲面で形成された鼓形状となっている。
【００３０】
この実施の形態では、研削される送りねじ軸は１条ねじで、ねじ溝６がボールが転動するボール転動溝となる。
【００３１】
研削砥石１の外周には、ねじ溝６を研削すべき山形突起７が軸方向に所定間隔でもって複数設けられている。図示例ではねじ溝６のリード間隔で設けられているが、リードの整数倍の間隔で設けられていればよい。多条ねじの場合にはリードの条列数分の１の間隔で整数倍の間隔で設ければよい。
【００３２】
山形突起７はねじ溝６の断面形状に対応して成形される。山形突起７の断面形状は、ねじ溝６のリード角方向に研削する場合には、ねじ溝６に対して直交する断面形状に対応させて成形される。ねじ溝６のリード角方向に研削する場合は、図２（ａ）に示すように、研削砥石１の回転軸Ｃ１を素材３の中心軸Ｃ３に対してリード角θ分だけ傾斜させて山形突起７の研削方向をねじ溝６の方向に合わせておく。この場合、研削砥石１の形状は単葉回転双曲面形状となる。
【００３３】
また、山形突起７によって、素材３の中心軸Ｃ３に対して直交する方向に研削する場合には、図２（ｂ）に示すように、山形突起７の断面形状を、ねじ溝６を素材３の中心軸Ｃ３を通る面で切断した断面形状に対応させる。断面形状から、溝幅方向中央部８を残し、溝幅方向中央部８に対して左右両側部の削り出されるべきねじ溝と溝幅方向に干渉する干渉部９，９を除いた形状とする。
【００３４】
また、リード角が大きい場合には、研削砥石１の回転軸Ｃ１をリード角θよりも小さい角度に傾斜させ、山形突起７の研削すべきねじ溝と干渉する部分を除いた形状としてもよい。
【００３５】
複数の山形突起７は、前段の山形突起によって研削された螺旋溝部分が後段の山形突起によって順次研削して、ねじ溝６の荒加工から仕上加工まで同軸で行なうことができるように、入口側から出口側に向けて、各山形突起７の外径が徐々に大径となるように設定されている。この実施の形態では最も出口側の山形突起７ａの外径は最も入口側の山形突起７ｂの外径よりも２Ｈ分だけ大きくなっている。
【００３６】
そして、加工効率を上げるために、研削砥石１が加工度合に応じて、組織の異なる複数枚の砥石１０，１１，１２を貼り合わせた合わせ砥石によって構成されている。
【００３７】
この実施の形態では、荒研削用砥石１０と、中仕上研削用砥石１１と、最終の仕上研削用砥石１２の三枚の砥石を貼り合わせた仕様としている。合わせ砥石の枚数については、必要に応じて適宜選択される。荒研削用砥石１０ではとり代を大きくするので、切れ味が重視され、砥粒を大、空隙を大、にして破砕性の良い砥石が選択される。もちろん重研削に対応させるために結合度を上げる。
【００３８】
一方、仕上研削用砥石１２では、砥粒径を小さくし、集中度を上げて仕上面の精度を上げる。中仕上研削用砥石１１は、上記荒研削用砥石１０と仕上研削用砥石１２の中間的な特徴の砥石を選択する。
【００３９】
次にねじ溝６の研削工程について説明する。素材３の外径部３１は予じめ円筒面に成形されており、この素材３は調整車２のブレード４および研削砥石１に３点で接触して位置決めされ、研削砥石１の切込み方向の押圧力によって素材３の外径部３１が調整車２に押圧される。調整車２に押圧された素材３は調整車２との摩擦力によって調整車２の回転に伴って回転する。ブレード４との接触部はすべり接触である。
【００４０】
調整車２は出口側に向って下方にリード角θ分だけ傾斜しているので、素材３は回転しつつ軸方向に送られ、ねじ溝のリード角方向に合致した螺旋運動をする。
このように素材３が螺旋状に送られていくので、研削砥石１の山形突起により素材３の外径部３１が螺旋状に削られてねじ溝が成形される。
【００４１】
まず、入口側の山形突起７ｂによって研削された１巻分の螺旋溝が、次の山形突起７ｃで２回目の研削がなされ、さらに次の山形突起７ｄで３回目の研削がなされるというように、最終の山形突起７ａで仕上研削がされるまで、山形突起７の数だけの段階的に研削され、荒加工から仕上加工まで一工程で行なわれる。
特に削り代を大きくしたい荒加工用の砥石１０の幅を広くして山形突起７の数を多くしており、加工効率をより一層向上させている。
【００４２】
また、本実施の形態では、図３（ａ）に示すように予め円筒状に成形した素材３の外径部３１を基準にしてねじ溝６部分のみを研削するようにした。なお、図３（ｂ）には、外径部３１まで研削するようにした参考例が示されている。
【００４３】
上記実施の形態では、１条ねじを例にとって説明したが、２条ねじ等のねじ溝を複数条有する送りねじ軸についても、１条ねじの場合と全く同様に適用することができることはもちろんである。
【００４４】
たとえば、２条ねじの場合には、図３(ｃ)に示すように、第１のねじ溝６１に対応する第１の山形突起７１と第２のねじ溝６２に対応する第２の山形突起７２を、交互にリードＬの２分の１のピッチ（Ｌ／２）でもって設ければよい。
【００４５】
３条ねじの場合には山形突起をねじ溝のリードの３分の１のピッチで形成すればよく、要するに山形突起をねじ溝の条数分の１のピッチで形成しておけばよい。各条列のねじ溝は、２条ねじであれば１つおき、３条ねじであれば２つ置きに研削砥石の山形突起に合致して同時に研削されることになる。
【００４６】
［第２の実施の形態］
図４には本発明の第２の実施の形態が示されている。
この実施の形態では荒加工用の第１の研削砥石２１と、仕上加工用の第２の研削砥石２２を直列に設けたものである。この第１，第２の研削砥石２１，２２はそれぞれプーリ等の第１，第２の駆動伝達機構２３，２４を介して第１，第２モータ２５，２６に作動連結され、互いに独立して駆動されるようになっている。
【００４７】
この実施の形態は、荒加工から仕上加工まで同軸上で行なうという基本的な考えは第１の実施の形態と同じであり、第１，第２の研削砥石２１，２２と略平行に配設される１つの調整車２と、第１，第２の研削砥石２１，２２と調整車２間に配設される支持板としてのブレード４とを備えており、第１，第２の研削砥石２１，２２に対して素材３が同一の回転速度と軸方向の送り速度で螺旋状に送られる。
【００４８】
第１の研削砥石２１外周には複数の第１の山形突起２７が設けられ、第２の研削砥石２２外周には第２の山形突起２８が複数設けられている。第１，第２の山形突起２７，２８は共にねじ溝６のリード間隔で設けられ、かつ第１，第２の山形突起２７，２８が同一位相に位置するように形成されている。
【００４９】
そして、第１の山形突起２７と第２の山形突起２８の外径が入口側から出口側に向けて徐々に大径となるように設定されている。第１の研削砥石２１の出口側に位置する第１の山形突起２１ａは荒加工の出口に位置するので正規のねじ溝６を研削するものではなく中間段階のねじ溝研削用である。
【００５０】
このように、荒加工用の仕上加工用の第１，第２の研削砥石２１，２２を独立で駆動するようにしたので、第１，第２の研削砥石２１，２２の砥石周速（研削速度）を変化させることができる。
【００５１】
また、研削条件を変えても、素材３の送りは同一の調整車２で行なうので、リード精度は安定している。
【００５２】
また、第１，第２の研削砥石２１，２２間にクーラントを設けて素材３を冷却すれば、素材３の熱膨張が規制されリード精度を高精度に仕上研削することができる。
【００５３】
また、この第１，第２の研削砥石２１，２２として種類の異なる砥石を用いることができる。この例では、仕上げ加工用の第２の研削砥石２２として高精度のＣＢＮ砥石を用い、荒加工用の第１の研削砥石２１として一般砥石が用いられている。ＣＢＮ砥石は高速用で通常４〜５０００ｒｐｍ、一般砥石は通常２〜３０００ｒｐｍである。
【００５４】
ＣＢＮ砥石の場合は砥粒が非常に硬いので、一般砥石に比べてドレッシングインターバルが長くてよいし、ドレッシング量も少なくてこのようにドレッシング量が異なっていても、その分第１，第２の研削砥石２１，２２を別々に出し入れして素材３に当接させることができるし、ドレッシングインターバルにおいても必要な軸側のみを修正することが可能である。
【００５５】
また、第１，第２の研削砥石２１，２２についても、第１の実施の形態と同様に、図２（ａ）に示すようにねじ溝６のリード角θだけ傾けて素材３が各砥石２１，２２の全幅にわたって接触するように鼓形状としてもよいし、円筒形状として山形突起２７，２８の形状を図２（ｂ）に示すような干渉部を除いた形状としてもよいし、リード角θより小さい角度傾けて、かつ山形突起２７，２８を干渉部を考慮した形状とすることもできる。
【００５６】
尚、この第２の実施の形態では２つの研削砥石の場合について説明したが、３つ以上の研削砥石を使用してもよい。また、第１の実施の形態と第２の実施の形態を複合して、独立した研削砥石の一部、または全部を合わせ砥石とすることもできる。
【００５７】
［第３の実施の形態］
図５は本発明の第３の実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置の概略構成が示されている。
【００５８】
すなわち、この送りねじ軸の研削加工装置は、研削砥石１０１と、この研削砥石１０１と対向して並設される調整車１０２と、研削砥石１０１と調整車１０２との間に設けられて素材１０３を支持する支持部材としてのブレード１０４と、このブレード１０４の前後に素材１０３の送り方向に沿って設けられる案内板１０５と、を備えた構成となっている。
【００５９】
調整車１０２の回転軸Ｃ１２は素材１０３の中心軸Ｃ１３に対して所定角度θだけ傾けられ、この調整車１０２の回転によって素材１０３を回転させつつ軸方向に送るように構成されている。
【００６０】
この調整車１０２は素材１０３に線接触させるために、外周面が単葉回転双曲面で形成された鼓形状となっている。
【００６１】
この実施の形態では、研削される送りねじ軸は、第１，第２ねじ溝１１１，１１２を有する２条ねじであり、研削砥石１０１には第１，第２ねじ溝研削領域１０６，１０７が素材１０３の送り方向に順番に設けられている。送りねじ軸はボールねじ軸で、第１，第２ねじ溝１１１，１１２はボールが転動するボール転動溝となる。
【００６２】
第１，第２ねじ溝研削領域１０６，１０７には、複数の第１，第２山形突起１０８，１０９が設けられている。
【００６３】
研削砥石１０１の第１，第２山形突起１０８，１０９は第１，第２ねじ溝１１１，１１２の断面形状に対応して成形されている。この第１，第２山形突起１０８，１０９の断面形状は、第１，第２ねじ溝１１１，１１２のリード角方向に研削する場合には、第１，第２ねじ溝１１１，１１２に対して直交する断面形状に成形される。
【００６４】
この場合には、図６（ａ）に示すように、研削砥石１０１の回転軸Ｃ１を素材１０３の中心軸Ｃ１３に対してリード角θ分だけ傾斜させて第１，第２山形突起１０８，１０９の研削方向を第１，第２ねじ溝１１１，１１２の方向に合わせておく。この場合、研削砥石１０１の形状は単葉双曲面形状となる。
【００６５】
また、第１，第２山形突起１０８，１０９によって、素材１０３の中心軸Ｃ１３に対して直交する方向に研削する場合には、図６（ｂ）に示すように、第１，第２山形突起１０８，１０９の断面形状を、第１，第２ねじ溝１１１，１１２を素材１０３の中心軸Ｃ３を通る面で切断した断面形状に対応する。断面形状から、溝幅方向中央部１１３を残し、溝幅方向中央部１１３に対して左右両側部の削り出されるべきねじ溝と溝幅方向に干渉する干渉部１１４，１１４を除いた形状とする。
【００６６】
また、多条ねじの場合にはリード角が大きくなるので、研削砥石１０１の回転軸Ｃ１１をリード角θよりも小さい角度に傾斜させ、第１，第２山形突起１０８，１０９を研削すべき第１，第２ねじ溝１１１，１１２と干渉する部分を除いた形状としてもよい。
【００６７】
第１，第２ねじ溝研削領域１０６，１０７に設けられる第１，第２山形突起１０８，１０９は、それぞれ素材１０３の送り方向入口側から出口側に向けて、荒研削から仕上研削用となっていて、最も出口側に位置する山形突起１０８ａ，１０９ａが、第１，第２ねじ溝１１１，１１２の正規の深さまで研削するように、各ねじ溝研削領域６，７の外径を入口側から出口側に向けて徐々に大径となるようにテーパ形状としている。
【００６８】
この荒研削ではとり代を大きくし、仕上研削ではとり代を小さくして加工効率を上げている。加工効率をより上げるために、この実施の形態では、図７に示すように、荒研削用砥石１１５と、中仕上研削用砥石１１６と、最終の仕上研削用砥石１１７の三枚の砥石を貼り合わせた仕様としている。各ねじ溝研削領域１０６，１０７について、それぞれ三枚の合わせ砥石としているので、この実施の形態では六枚の合わせ砥石とっている。合わせ砥石の枚数については、必要に応じて適宜選択される。荒研削用砥石１１５ではとり代を大きくするので、切れ味が重視され、砥粒を大、空隙を大、にして破砕性の良い砥石が選択される。もちろん重研削に対応させるために結合度を上げる。
【００６９】
一方、仕上研削用砥石１１７では、砥粒径を小さくし、集中度を上げて仕上面の精度を上げる。中仕上研削用砥石１１６は、上記荒研削用砥石１１５と仕上研削用砥石１１７の中間的な特徴の砥石を選択する。
【００７０】
第１，第２ねじ溝研削領域１０６，１０７、第１，第２山形突起１０８，１０９は、ドレッサ１１８によって成形される。すなわち、第１，第２ねじ溝研削領域１０６，１０７における第１，第２山形突起１０８，１０９は同一ピッチＰで位相を半ピッチＰ／２分だけずらして成形される。
【００７１】
次に第１，第２ねじ溝１１１，１１２の研削工程について説明する。素材１０３の外径部１３１は予じめ円筒面に成形されており、この素材１０３は調整車１０２とブレード１０４および研削砥石１０１に３点で接触して位置決めされ、研削砥石１０１の切込み方向の押圧力によって素材１０３の外径部１３１が調整車１０２に押圧される。調整車１０２に押圧された素材１０３は調整車１０２との摩擦力によって調整車１０２の回転に伴って回転する。ブレード１０４との接触部はすべり接触である。
【００７２】
調整車１０２は出口側に向って下方にリード角θ分だけ傾斜しているので、素材１０３は回転しつつ軸方向に送られ、第１，第２ねじ溝１１１，１１２のリード角方向に合致した螺旋運動をする。
【００７３】
このように素材１０３が螺旋状に送られていくので、研削砥石１０１の各ねじ溝研削領域１０６，１０７の各山形突起１０８，１０９により素材１０３の外径部１３１が螺旋状に削られて第１，第２ねじ溝１１１，１１２が成形される。
【００７４】
まず、第１のねじ溝研削領域１０６を通過する際に、複数の第１の山形突起１０８によって素材１０３の外径部１３１が順次荒研削から仕上研削まで行なわれ螺旋状の第１ねじ溝１１１が成形される。
【００７５】
この第１ねじ溝１１１が研削された部分が第２ねじ溝研削領域１０７に移動し、第１のねじ溝１１１の中間位置の素材１０３の外径部１３１が、第２山形突起１０９によって、荒研削から仕上研削まで行なわれ、第２ねじ溝１１２が成形される。
【００７６】
第１，第２のねじ溝研削領域１０６，１０７の各第１，第２山形突起１０８，１０９に削られたねじ溝部分は調整車１０２と接触せず、削られない第１，第２ねじ溝１１１，１１２間の外径部１３１が調整車１０２と接触する。この接触幅は第１ねじ溝研削領域１０６では１条の第１ねじ溝１１１しか研削されないので第２ねじ溝研削領域１０７よりも広い。したがって、第１，第２ねじ溝１１１，１１２を同時に研削する場合に比べて全体的な接触幅が大きくなるので、素材１０３と調整車１０２間の摩擦力が大きくなり、安定したリード精度が得られる。
【００７７】
また、一つの研削砥石１０１に第１，第２ねじ溝研削領域１０６，１０７を設けているので、第１，第２山形突起１０８，１０９の位相を、正確に第１，第２ねじ溝１１１，１１２のリードの半分だけずらして成形することができる。
【００７８】
尚、本実施の形態では、図８（ａ）に示すように素材１０３の外径部１３１を基準にして第１，第２ねじ溝１１１，１１２の部分のみを研削するようにしている。なお、図８（ｂ）には、外径部１３１まで研削するようにした参考例が示されている。
【００７９】
［第４の実施の形態］
図９には、本発明の第４の実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置が示されている。基本的な構成は上記第３の実施の形態と同一なので、上記実施の形態と異なる点のみを説明するものとする。
【００８０】
この実施の形態は、ねじ溝の条列の数に対応して２つの第１，第２の研削砥石１２６，１２７を同一の調整車１０２に対向して素材１０３の送り方向に直列に配列したものである。各第１，第２研削砥石１２６，１２７外周には各条列の第１，第２ねじ溝１１１，１１２に対応する第１，第２山形突起１２８，１２９が複数設けられている。第１，第２研削砥石１２６，１２７は互いに独立のモータ１３６，１３７によって独立して回転駆動される。
【００８１】
この実施の形態の場合には、素材３は調整車１０２とブレード１０４によって回転しつつ軸方向に送られ、まず、第１研削砥石１２６の第１山形突起１２８によって螺旋状に研削されて第１ねじ溝１１１が成形される。次いで、素材１０３が第２研削砥石１２７側に送られ、第２研削砥石１２７の第２山形突起１２９によって、素材外径部１３１の第１ねじ溝１１１の中間部分が螺旋状に研削されて第２ねじ溝１１２が成形される。
【００８２】
このように複数の研削砥石１２６，１２７を用いれば、第１，第２研削砥石１２６，１２７間で前段の第１研削砥石１２６によって研削された部分を冷却することができ、研削熱による熱膨張の影響を小さくすることができる。
【００８３】
また、同一の調整車１０２によって送られるので、各研削砥石１２６，１２７により研削される各条列のねじ溝１１１，１１２は正確に同一リードに成形される。
【００８４】
なお、上記各実施の形態では、送りねじ軸として、ボールねじ軸を例にとって説明したが、ボールねじ軸に限定されず、台形ねじあるいは他の送りねじについても適用することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、素材の外径部を基準にしてねじ溝のみを研削するようにしたことで、ねじ溝を正確に加工することができる。また、研削砥石の外周に複数の山形突起を設け、前段の山形突起によって研削した螺旋溝部分を後段の山形突起によって順次研削し、ねじ溝の荒加工から仕上加工まで同軸で行なうようにしたので、ねじ溝の荒加工から仕上加工まで一工程で行なうことができ、工程数を大幅に削減することができ、生産性が飛躍的に向上する。
【００８６】
また、荒加工，仕上加工等の加工度合な応じて組織を最適にした砥石を複数枚貼り合わせた構成とすれば、加工効率を向上させることができる。
【００８７】
また、複数枚の研削砥石を加工度合に応じて独立駆動させれば、最適の研削速度を選択することができ、加工効率を向上させることができる。
【００８８】
研削砥石に、多条ねじの各条列のねじ溝に対応する複数の山形突起が設けられた複数のねじ溝研削領域を設ければ、素材の外径部が各条列のねじ溝研削領域を通過する際に、各ねじ溝研削領域に設けられた山形突起によって順次各条列のねじ溝が１工程で効率よく研削することができる。
【００８９】
また、一つの研削砥石に複数のねじ溝研削領域を設けているので、各ねじ溝研削領域の山形突起間の位相を正確に設定することができる。
【００９０】
また、各条列のねじ溝を複数の研削砥石によって研削すれば、研削砥石間で前段の研削砥石によって研削された部分を冷却することができ、研削熱による熱膨張の影響を小さくすることができ、リード精度を安定させることができる。
【００９１】
また、螺旋送り機構として、調整車２と支持板とを用いれば、ねじ軸の真直度を正確に加工することができる。
【００９２】
さらに研削砥石を単葉双曲面形状に成形すれば、研削砥石の全幅にわたって効率よく研削できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置を模式的に示すもので、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は側面図である。
【図２】図２（ａ）は図１（ｃ）の研削砥石の回転軸をリード角分傾けた状態の側面図、図２（ｂ）は山形突起の干渉部を除いた形状の説明図である。
【図３】図３（ａ）は素材を部分的に削ってねじ溝のみを加工する場合の説明図、同図（ｂ）は素材の外径部とねじ溝部の両方を研削する場合の説明図、同図(ｃ)は２条ねじのねじ溝を加工する場合の研削砥石の説明図である。
【図４】図４は本発明の第２の実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置の模式的平面図である。
【図５】図５は本発明の第３の実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置を概念的に示すもので、同図（ａ）は模式図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は側面図、同図（ｄ）は平面図である。
【図６】図６（ａ）は研削砥石を傾斜させた図、同図（ｂ）は干渉分を見込んだ山形突起を示す図である。
【図７】図７は複数枚の砥石を合わせた研削砥石を示す図である。
【図８】図８（ａ）は素材を部分的に削ってねじ溝のみを加工する説明図、同図（ｂ）は素材の外径部とねじ溝部の両方を研削する場合の説明図である。
【図９】図９は本発明の第４の実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置を概念的に示す図である。
【符号の説明】
１ 研削砥石
２ 調整車
３ 素材
４ ブレード（支持板）
６ ねじ溝
７ 山形突起
１０ 荒研削用砥石
１１ 中仕上用砥石
１２ 仕上用砥石
２１ 第１の研削砥石
２２ 第２の研削砥石
２７ 第１の山形突起
２８ 第２の山形突起
１０１ 研削砥石
１０２ 調整車
１０３ 素材
１３１ 外径部
１０４ ブレード（支持部材）
１０６ 第１ねじ溝研削領域
１０７ 第２ねじ溝研削領域
１０８ 第１山形突起
１０９ 第２山形突起
１１１ 第１ねじ溝
１１２ 第２ねじ溝
１１５ 荒研削用砥石
１１６ 中研削用砥石
１１７ 仕上研削用砥石
１２６ 第１研削砥石
１２７ 第２研削砥石
１２８ 第１山形突起
１２９ 第２山形突起
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじ軸等の送りねじ軸の研削加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の送りねじ軸の研削加工は、素材の両端を心出してチャックし、素材を回転させると共に研削砥石と素材間を相対的に軸方向に送ることにより、素材外周に螺旋状のねじ溝を研削するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このねじ溝研削は、荒研削から仕上研削まで複数回の研削が行なわれるが、従来は荒研削で一工程・仕上研削で一工程と、荒研削から仕上研削まで複数工程必要であった。
【０００４】
本発明の目的は、ねじ溝の荒研削から仕上研削まで一工程で行ない得る送りねじ軸の研削加工装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、外周にねじ溝を研削すべき山形突起が軸方向に所定間隔でもって複数設けられた研削砥石と、素材を回転させつつ軸方向に螺旋状に送る螺旋送り機構と、を備え、該螺旋送り機構は、研削砥石と所定の間隔を隔ててほぼ平行に配置される調整車と、研削砥石と調整車間に介装され、素材の送り方向に沿って延びる支持板とを備えており、素材の外径部に接触する調整車と支持板とによって素材を支持回転させつつ軸方向に送るように構成されており、研削砥石の山形突起間の外周部分は、予め円筒状に成形した素材の外径部には非接触で、該外径部を基準にして山形突起によって素材の外径部にねじ溝のみを部分的に加工すると共に、前記螺旋送り機構により素材を螺旋状に送ることにより、研削砥石の前段の山形突起によって研削された螺旋溝部分を後段の山形突起によって順次研削し、ねじ溝の荒加工から仕上加工まで同軸で行なうことを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、研削砥石の山形突起間の外周部分は、予め円筒状に成形した素材の外径部には非接触で、該外径部を基準にして山形突起によって素材の外径部にねじ溝のみを部分的に加工することで、ねじ溝が正確に成形される。また、入口側の第１段の山形突起で所定深さの螺旋溝が研削され、この螺旋溝部分が次段の山形突起にてさらに研削され、最終的に出口側に位置する山形突起によって正規の深さのねじ溝が研削される。すなわち、第１段の山形突起で荒加工された螺旋溝部分が次段の山形突起によって段階的に研削され、一工程で荒加工から仕上研削まで行なうことができる。また、上記のように構成された螺旋送り機構によれば、研削砥石によって素材が調整車に押付けられ、調整車と素材の摩擦力によって素材が回転される。支持板は素材の送り方向を規定するもので、素材と支持板間はすべり接触となっている。調整車は送り方向に向って前下りとなるようにリード角分傾けられており、素材はリード角方向に螺旋状に送られることになる。調整車の外周は素材が線接触するように単葉双曲面形状に成形されている。このようにすれば、素材は調整車と支持板に接触しながら研削されることになり、真直度が維持される。
【０００７】
また、研削砥石が、加工度合に応じて組織の異なる複数枚の砥石を貼り合わせて構成されていることを特徴とする。
【０００８】
このように研削砥石として加工度合に応じた複数枚の合わせ砥石を用いれば、加工効率を上げることができる。
【０００９】
たとえば、荒加工領域の砥石は、とり代を大きくする必要から切れ味が重視され、砥粒を大、空隙を大にして破砕性の良い砥石が選択される。もちろん、重研削に対応させるために結合度を上げる。
【００１０】
一方、仕上げ加工領域では、砥粒径を小さくし、集中度を上げて仕上面の精度を上げる。荒加工と仕上加工の中間の領域では、砥粒径，集中度，結合度として中間的なものが使用される。
【００１１】
また、研削砥石が、直列に加工度合に応じて複数設けられ、該複数の研削砥石が互いに独立駆動されることを特徴とする。
【００１２】
この場合、荒加工あるいは仕上加工の加工段階で、最も効率的な研削砥石の周速が選択され、より効率的な加工を実現できる。
【００１３】
研削砥石には、多条ねじの各条列のねじ溝に対応する複数の山形突起が設けられた複数のねじ溝研削領域が素材の送り方向に順番に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
このようにすれば、素材の外径部が各条列のねじ溝研削領域を通過する際に、各ねじ溝研削領域に設けられた山形突起によって順次各条列のねじ溝が効率よく研削されていく。
【００１５】
このように一つの研削砥石に複数のねじ溝研削領域を設ければ、各ねじ溝研削領域の山形突起間の位相を正確に設定することができる。
【００１６】
また、多条ねじの各条列のねじ溝に対応する複数の山形突起が設けられた複数の研削砥石を素材の送り方向に直列に配列したことを特徴とする。
【００１７】
このように複数の研削砥石を用いれば、研削砥石間で前段の研削砥石によって研削された部分を冷却することができ、研削熱による熱膨張の影響を小さくすることができる。
【００１８】
また、同一の螺旋送り機構によって素材を螺旋条に送れば、各研削砥石により研削される各条列のねじ溝は同一リードに成形される。
【００２２】
また、研削砥石の回転軸は素材の送り方向に対して加工すべきねじ溝のリード角だけ傾けられ、研削砥石の外周形状が素材が研削砥石の全幅にわたって全ての山形突起と接触するように略単葉回転双曲面形状となっていることを特徴とする。
【００２３】
このようにすれば、研削砥石の全幅にわたって研削に使うことができ効率よく研削できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２７】
［第１の実施の形態］
図１は本発明の一実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置の概略構成が示されている。
【００２８】
すなわち、この送りねじ軸の研削加工装置は、研削砥石１と、この研削砥石１と対向して並設される調整車２と、研削砥石１と調整車２との間に設けられて素材３を支持する支持部材としてのブレード４と、このブレード４の前後に素材３の送り方向に沿って設けられる案内板５と、を備えた構成となっている。
【００２９】
調整車２の回転軸Ｃ２はブレード４により支持され素材３の中心軸Ｃ３に対して所定角度θだけ傾けられ、この調整車２とブレード４によって素材３を回転させつつ軸方向に送るように構成されている。この調整車２とブレード４が螺旋送り機構を構成する。調整車２の外周は素材３の外周に線接触させるために、単葉回転双曲面で形成された鼓形状となっている。
【００３０】
この実施の形態では、研削される送りねじ軸は１条ねじで、ねじ溝６がボールが転動するボール転動溝となる。
【００３１】
研削砥石１の外周には、ねじ溝６を研削すべき山形突起７が軸方向に所定間隔でもって複数設けられている。図示例ではねじ溝６のリード間隔で設けられているが、リードの整数倍の間隔で設けられていればよい。多条ねじの場合にはリードの条列数分の１の間隔で整数倍の間隔で設ければよい。
【００３２】
山形突起７はねじ溝６の断面形状に対応して成形される。山形突起７の断面形状は、ねじ溝６のリード角方向に研削する場合には、ねじ溝６に対して直交する断面形状に対応させて成形される。ねじ溝６のリード角方向に研削する場合は、図２（ａ）に示すように、研削砥石１の回転軸Ｃ１を素材３の中心軸Ｃ３に対してリード角θ分だけ傾斜させて山形突起７の研削方向をねじ溝６の方向に合わせておく。この場合、研削砥石１の形状は単葉回転双曲面形状となる。
【００３３】
また、山形突起７によって、素材３の中心軸Ｃ３に対して直交する方向に研削する場合には、図２（ｂ）に示すように、山形突起７の断面形状を、ねじ溝６を素材３の中心軸Ｃ３を通る面で切断した断面形状に対応させる。断面形状から、溝幅方向中央部８を残し、溝幅方向中央部８に対して左右両側部の削り出されるべきねじ溝と溝幅方向に干渉する干渉部９，９を除いた形状とする。
【００３４】
また、リード角が大きい場合には、研削砥石１の回転軸Ｃ１をリード角θよりも小さい角度に傾斜させ、山形突起７の研削すべきねじ溝と干渉する部分を除いた形状としてもよい。
【００３５】
複数の山形突起７は、前段の山形突起によって研削された螺旋溝部分が後段の山形突起によって順次研削して、ねじ溝６の荒加工から仕上加工まで同軸で行なうことができるように、入口側から出口側に向けて、各山形突起７の外径が徐々に大径となるように設定されている。この実施の形態では最も出口側の山形突起７ａの外径は最も入口側の山形突起７ｂの外径よりも２Ｈ分だけ大きくなっている。
【００３６】
そして、加工効率を上げるために、研削砥石１が加工度合に応じて、組織の異なる複数枚の砥石１０，１１，１２を貼り合わせた合わせ砥石によって構成されている。
【００３７】
この実施の形態では、荒研削用砥石１０と、中仕上研削用砥石１１と、最終の仕上研削用砥石１２の三枚の砥石を貼り合わせた仕様としている。合わせ砥石の枚数については、必要に応じて適宜選択される。荒研削用砥石１０ではとり代を大きくするので、切れ味が重視され、砥粒を大、空隙を大、にして破砕性の良い砥石が選択される。もちろん重研削に対応させるために結合度を上げる。
【００３８】
一方、仕上研削用砥石１２では、砥粒径を小さくし、集中度を上げて仕上面の精度を上げる。中仕上研削用砥石１１は、上記荒研削用砥石１０と仕上研削用砥石１２の中間的な特徴の砥石を選択する。
【００３９】
次にねじ溝６の研削工程について説明する。素材３の外径部３１は予じめ円筒面に成形されており、この素材３は調整車２のブレード４および研削砥石１に３点で接触して位置決めされ、研削砥石１の切込み方向の押圧力によって素材３の外径部３１が調整車２に押圧される。調整車２に押圧された素材３は調整車２との摩擦力によって調整車２の回転に伴って回転する。ブレード４との接触部はすべり接触である。
【００４０】
調整車２は出口側に向って下方にリード角θ分だけ傾斜しているので、素材３は回転しつつ軸方向に送られ、ねじ溝のリード角方向に合致した螺旋運動をする。
このように素材３が螺旋状に送られていくので、研削砥石１の山形突起により素材３の外径部３１が螺旋状に削られてねじ溝が成形される。
【００４１】
まず、入口側の山形突起７ｂによって研削された１巻分の螺旋溝が、次の山形突起７ｃで２回目の研削がなされ、さらに次の山形突起７ｄで３回目の研削がなされるというように、最終の山形突起７ａで仕上研削がされるまで、山形突起７の数だけの段階的に研削され、荒加工から仕上加工まで一工程で行なわれる。
特に削り代を大きくしたい荒加工用の砥石１０の幅を広くして山形突起７の数を多くしており、加工効率をより一層向上させている。
【００４２】
また、本実施の形態では、図３（ａ）に示すように予め円筒状に成形した素材３の外径部３１を基準にしてねじ溝６部分のみを研削するようにした。なお、図３（ｂ）には、外径部３１まで研削するようにした参考例が示されている。
【００４３】
上記実施の形態では、１条ねじを例にとって説明したが、２条ねじ等のねじ溝を複数条有する送りねじ軸についても、１条ねじの場合と全く同様に適用することができることはもちろんである。
【００４４】
たとえば、２条ねじの場合には、図３(ｃ)に示すように、第１のねじ溝６１に対応する第１の山形突起７１と第２のねじ溝６２に対応する第２の山形突起７２を、交互にリードＬの２分の１のピッチ（Ｌ／２）でもって設ければよい。
【００４５】
３条ねじの場合には山形突起をねじ溝のリードの３分の１のピッチで形成すればよく、要するに山形突起をねじ溝の条数分の１のピッチで形成しておけばよい。各条列のねじ溝は、２条ねじであれば１つおき、３条ねじであれば２つ置きに研削砥石の山形突起に合致して同時に研削されることになる。
【００４６】
［第２の実施の形態］
図４には本発明の第２の実施の形態が示されている。
この実施の形態では荒加工用の第１の研削砥石２１と、仕上加工用の第２の研削砥石２２を直列に設けたものである。この第１，第２の研削砥石２１，２２はそれぞれプーリ等の第１，第２の駆動伝達機構２３，２４を介して第１，第２モータ２５，２６に作動連結され、互いに独立して駆動されるようになっている。
【００４７】
この実施の形態は、荒加工から仕上加工まで同軸上で行なうという基本的な考えは第１の実施の形態と同じであり、第１，第２の研削砥石２１，２２と略平行に配設される１つの調整車２と、第１，第２の研削砥石２１，２２と調整車２間に配設される支持板としてのブレード４とを備えており、第１，第２の研削砥石２１，２２に対して素材３が同一の回転速度と軸方向の送り速度で螺旋状に送られる。
【００４８】
第１の研削砥石２１外周には複数の第１の山形突起２７が設けられ、第２の研削砥石２２外周には第２の山形突起２８が複数設けられている。第１，第２の山形突起２７，２８は共にねじ溝６のリード間隔で設けられ、かつ第１，第２の山形突起２７，２８が同一位相に位置するように形成されている。
【００４９】
そして、第１の山形突起２７と第２の山形突起２８の外径が入口側から出口側に向けて徐々に大径となるように設定されている。第１の研削砥石２１の出口側に位置する第１の山形突起２１ａは荒加工の出口に位置するので正規のねじ溝６を研削するものではなく中間段階のねじ溝研削用である。
【００５０】
このように、荒加工用の仕上加工用の第１，第２の研削砥石２１，２２を独立で駆動するようにしたので、第１，第２の研削砥石２１，２２の砥石周速（研削速度）を変化させることができる。
【００５１】
また、研削条件を変えても、素材３の送りは同一の調整車２で行なうので、リード精度は安定している。
【００５２】
また、第１，第２の研削砥石２１，２２間にクーラントを設けて素材３を冷却すれば、素材３の熱膨張が規制されリード精度を高精度に仕上研削することができる。
【００５３】
また、この第１，第２の研削砥石２１，２２として種類の異なる砥石を用いることができる。この例では、仕上げ加工用の第２の研削砥石２２として高精度のＣＢＮ砥石を用い、荒加工用の第１の研削砥石２１として一般砥石が用いられている。ＣＢＮ砥石は高速用で通常４〜５０００ｒｐｍ、一般砥石は通常２〜３０００ｒｐｍである。
【００５４】
ＣＢＮ砥石の場合は砥粒が非常に硬いので、一般砥石に比べてドレッシングインターバルが長くてよいし、ドレッシング量も少なくてこのようにドレッシング量が異なっていても、その分第１，第２の研削砥石２１，２２を別々に出し入れして素材３に当接させることができるし、ドレッシングインターバルにおいても必要な軸側のみを修正することが可能である。
【００５５】
また、第１，第２の研削砥石２１，２２についても、第１の実施の形態と同様に、図２（ａ）に示すようにねじ溝６のリード角θだけ傾けて素材３が各砥石２１，２２の全幅にわたって接触するように鼓形状としてもよいし、円筒形状として山形突起２７，２８の形状を図２（ｂ）に示すような干渉部を除いた形状としてもよいし、リード角θより小さい角度傾けて、かつ山形突起２７，２８を干渉部を考慮した形状とすることもできる。
【００５６】
尚、この第２の実施の形態では２つの研削砥石の場合について説明したが、３つ以上の研削砥石を使用してもよい。また、第１の実施の形態と第２の実施の形態を複合して、独立した研削砥石の一部、または全部を合わせ砥石とすることもできる。
【００５７】
［第３の実施の形態］
図５は本発明の第３の実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置の概略構成が示されている。
【００５８】
すなわち、この送りねじ軸の研削加工装置は、研削砥石１０１と、この研削砥石１０１と対向して並設される調整車１０２と、研削砥石１０１と調整車１０２との間に設けられて素材１０３を支持する支持部材としてのブレード１０４と、このブレード１０４の前後に素材１０３の送り方向に沿って設けられる案内板１０５と、を備えた構成となっている。
【００５９】
調整車１０２の回転軸Ｃ１２は素材１０３の中心軸Ｃ１３に対して所定角度θだけ傾けられ、この調整車１０２の回転によって素材１０３を回転させつつ軸方向に送るように構成されている。
【００６０】
この調整車１０２は素材１０３に線接触させるために、外周面が単葉回転双曲面で形成された鼓形状となっている。
【００６１】
この実施の形態では、研削される送りねじ軸は、第１，第２ねじ溝１１１，１１２を有する２条ねじであり、研削砥石１０１には第１，第２ねじ溝研削領域１０６，１０７が素材１０３の送り方向に順番に設けられている。送りねじ軸はボールねじ軸で、第１，第２ねじ溝１１１，１１２はボールが転動するボール転動溝となる。
【００６２】
第１，第２ねじ溝研削領域１０６，１０７には、複数の第１，第２山形突起１０８，１０９が設けられている。
【００６３】
研削砥石１０１の第１，第２山形突起１０８，１０９は第１，第２ねじ溝１１１，１１２の断面形状に対応して成形されている。この第１，第２山形突起１０８，１０９の断面形状は、第１，第２ねじ溝１１１，１１２のリード角方向に研削する場合には、第１，第２ねじ溝１１１，１１２に対して直交する断面形状に成形される。
【００６４】
この場合には、図６（ａ）に示すように、研削砥石１０１の回転軸Ｃ１を素材１０３の中心軸Ｃ１３に対してリード角θ分だけ傾斜させて第１，第２山形突起１０８，１０９の研削方向を第１，第２ねじ溝１１１，１１２の方向に合わせておく。この場合、研削砥石１０１の形状は単葉双曲面形状となる。
【００６５】
また、第１，第２山形突起１０８，１０９によって、素材１０３の中心軸Ｃ１３に対して直交する方向に研削する場合には、図６（ｂ）に示すように、第１，第２山形突起１０８，１０９の断面形状を、第１，第２ねじ溝１１１，１１２を素材１０３の中心軸Ｃ３を通る面で切断した断面形状に対応する。断面形状から、溝幅方向中央部１１３を残し、溝幅方向中央部１１３に対して左右両側部の削り出されるべきねじ溝と溝幅方向に干渉する干渉部１１４，１１４を除いた形状とする。
【００６６】
また、多条ねじの場合にはリード角が大きくなるので、研削砥石１０１の回転軸Ｃ１１をリード角θよりも小さい角度に傾斜させ、第１，第２山形突起１０８，１０９を研削すべき第１，第２ねじ溝１１１，１１２と干渉する部分を除いた形状としてもよい。
【００６７】
第１，第２ねじ溝研削領域１０６，１０７に設けられる第１，第２山形突起１０８，１０９は、それぞれ素材１０３の送り方向入口側から出口側に向けて、荒研削から仕上研削用となっていて、最も出口側に位置する山形突起１０８ａ，１０９ａが、第１，第２ねじ溝１１１，１１２の正規の深さまで研削するように、各ねじ溝研削領域６，７の外径を入口側から出口側に向けて徐々に大径となるようにテーパ形状としている。
【００６８】
この荒研削ではとり代を大きくし、仕上研削ではとり代を小さくして加工効率を上げている。加工効率をより上げるために、この実施の形態では、図７に示すように、荒研削用砥石１１５と、中仕上研削用砥石１１６と、最終の仕上研削用砥石１１７の三枚の砥石を貼り合わせた仕様としている。各ねじ溝研削領域１０６，１０７について、それぞれ三枚の合わせ砥石としているので、この実施の形態では六枚の合わせ砥石とっている。合わせ砥石の枚数については、必要に応じて適宜選択される。荒研削用砥石１１５ではとり代を大きくするので、切れ味が重視され、砥粒を大、空隙を大、にして破砕性の良い砥石が選択される。もちろん重研削に対応させるために結合度を上げる。
【００６９】
一方、仕上研削用砥石１１７では、砥粒径を小さくし、集中度を上げて仕上面の精度を上げる。中仕上研削用砥石１１６は、上記荒研削用砥石１１５と仕上研削用砥石１１７の中間的な特徴の砥石を選択する。
【００７０】
第１，第２ねじ溝研削領域１０６，１０７、第１，第２山形突起１０８，１０９は、ドレッサ１１８によって成形される。すなわち、第１，第２ねじ溝研削領域１０６，１０７における第１，第２山形突起１０８，１０９は同一ピッチＰで位相を半ピッチＰ／２分だけずらして成形される。
【００７１】
次に第１，第２ねじ溝１１１，１１２の研削工程について説明する。素材１０３の外径部１３１は予じめ円筒面に成形されており、この素材１０３は調整車１０２とブレード１０４および研削砥石１０１に３点で接触して位置決めされ、研削砥石１０１の切込み方向の押圧力によって素材１０３の外径部１３１が調整車１０２に押圧される。調整車１０２に押圧された素材１０３は調整車１０２との摩擦力によって調整車１０２の回転に伴って回転する。ブレード１０４との接触部はすべり接触である。
【００７２】
調整車１０２は出口側に向って下方にリード角θ分だけ傾斜しているので、素材１０３は回転しつつ軸方向に送られ、第１，第２ねじ溝１１１，１１２のリード角方向に合致した螺旋運動をする。
【００７３】
このように素材１０３が螺旋状に送られていくので、研削砥石１０１の各ねじ溝研削領域１０６，１０７の各山形突起１０８，１０９により素材１０３の外径部１３１が螺旋状に削られて第１，第２ねじ溝１１１，１１２が成形される。
【００７４】
まず、第１のねじ溝研削領域１０６を通過する際に、複数の第１の山形突起１０８によって素材１０３の外径部１３１が順次荒研削から仕上研削まで行なわれ螺旋状の第１ねじ溝１１１が成形される。
【００７５】
この第１ねじ溝１１１が研削された部分が第２ねじ溝研削領域１０７に移動し、第１のねじ溝１１１の中間位置の素材１０３の外径部１３１が、第２山形突起１０９によって、荒研削から仕上研削まで行なわれ、第２ねじ溝１１２が成形される。
【００７６】
第１，第２のねじ溝研削領域１０６，１０７の各第１，第２山形突起１０８，１０９に削られたねじ溝部分は調整車１０２と接触せず、削られない第１，第２ねじ溝１１１，１１２間の外径部１３１が調整車１０２と接触する。この接触幅は第１ねじ溝研削領域１０６では１条の第１ねじ溝１１１しか研削されないので第２ねじ溝研削領域１０７よりも広い。したがって、第１，第２ねじ溝１１１，１１２を同時に研削する場合に比べて全体的な接触幅が大きくなるので、素材１０３と調整車１０２間の摩擦力が大きくなり、安定したリード精度が得られる。
【００７７】
また、一つの研削砥石１０１に第１，第２ねじ溝研削領域１０６，１０７を設けているので、第１，第２山形突起１０８，１０９の位相を、正確に第１，第２ねじ溝１１１，１１２のリードの半分だけずらして成形することができる。
【００７８】
尚、本実施の形態では、図８（ａ）に示すように素材１０３の外径部１３１を基準にして第１，第２ねじ溝１１１，１１２の部分のみを研削するようにしている。なお、図８（ｂ）には、外径部１３１まで研削するようにした参考例が示されている。
【００７９】
［第４の実施の形態］
図９には、本発明の第４の実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置が示されている。基本的な構成は上記第３の実施の形態と同一なので、上記実施の形態と異なる点のみを説明するものとする。
【００８０】
この実施の形態は、ねじ溝の条列の数に対応して２つの第１，第２の研削砥石１２６，１２７を同一の調整車１０２に対向して素材１０３の送り方向に直列に配列したものである。各第１，第２研削砥石１２６，１２７外周には各条列の第１，第２ねじ溝１１１，１１２に対応する第１，第２山形突起１２８，１２９が複数設けられている。第１，第２研削砥石１２６，１２７は互いに独立のモータ１３６，１３７によって独立して回転駆動される。
【００８１】
この実施の形態の場合には、素材３は調整車１０２とブレード１０４によって回転しつつ軸方向に送られ、まず、第１研削砥石１２６の第１山形突起１２８によって螺旋状に研削されて第１ねじ溝１１１が成形される。次いで、素材１０３が第２研削砥石１２７側に送られ、第２研削砥石１２７の第２山形突起１２９によって、素材外径部１３１の第１ねじ溝１１１の中間部分が螺旋状に研削されて第２ねじ溝１１２が成形される。
【００８２】
このように複数の研削砥石１２６，１２７を用いれば、第１，第２研削砥石１２６，１２７間で前段の第１研削砥石１２６によって研削された部分を冷却することができ、研削熱による熱膨張の影響を小さくすることができる。
【００８３】
また、同一の調整車１０２によって送られるので、各研削砥石１２６，１２７により研削される各条列のねじ溝１１１，１１２は正確に同一リードに成形される。
【００８４】
なお、上記各実施の形態では、送りねじ軸として、ボールねじ軸を例にとって説明したが、ボールねじ軸に限定されず、台形ねじあるいは他の送りねじについても適用することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、素材の外径部を基準にしてねじ溝のみを研削するようにしたことで、ねじ溝を正確に加工することができる。また、研削砥石の外周に複数の山形突起を設け、前段の山形突起によって研削した螺旋溝部分を後段の山形突起によって順次研削し、ねじ溝の荒加工から仕上加工まで同軸で行なうようにしたので、ねじ溝の荒加工から仕上加工まで一工程で行なうことができ、工程数を大幅に削減することができ、生産性が飛躍的に向上する。
【００８６】
また、荒加工，仕上加工等の加工度合な応じて組織を最適にした砥石を複数枚貼り合わせた構成とすれば、加工効率を向上させることができる。
【００８７】
また、複数枚の研削砥石を加工度合に応じて独立駆動させれば、最適の研削速度を選択することができ、加工効率を向上させることができる。
【００８８】
研削砥石に、多条ねじの各条列のねじ溝に対応する複数の山形突起が設けられた複数のねじ溝研削領域を設ければ、素材の外径部が各条列のねじ溝研削領域を通過する際に、各ねじ溝研削領域に設けられた山形突起によって順次各条列のねじ溝が１工程で効率よく研削することができる。
【００８９】
また、一つの研削砥石に複数のねじ溝研削領域を設けているので、各ねじ溝研削領域の山形突起間の位相を正確に設定することができる。
【００９０】
また、各条列のねじ溝を複数の研削砥石によって研削すれば、研削砥石間で前段の研削砥石によって研削された部分を冷却することができ、研削熱による熱膨張の影響を小さくすることができ、リード精度を安定させることができる。
【００９１】
また、螺旋送り機構として、調整車２と支持板とを用いれば、ねじ軸の真直度を正確に加工することができる。
【００９２】
さらに研削砥石を単葉双曲面形状に成形すれば、研削砥石の全幅にわたって効率よく研削できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置を模式的に示すもので、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は側面図である。
【図２】図２（ａ）は図１（ｃ）の研削砥石の回転軸をリード角分傾けた状態の側面図、図２（ｂ）は山形突起の干渉部を除いた形状の説明図である。
【図３】図３（ａ）は素材を部分的に削ってねじ溝のみを加工する場合の説明図、同図（ｂ）は素材の外径部とねじ溝部の両方を研削する場合の説明図、同図(ｃ)は２条ねじのねじ溝を加工する場合の研削砥石の説明図である。
【図４】図４は本発明の第２の実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置の模式的平面図である。
【図５】図５は本発明の第３の実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置を概念的に示すもので、同図（ａ）は模式図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は側面図、同図（ｄ）は平面図である。
【図６】図６（ａ）は研削砥石を傾斜させた図、同図（ｂ）は干渉分を見込んだ山形突起を示す図である。
【図７】図７は複数枚の砥石を合わせた研削砥石を示す図である。
【図８】図８（ａ）は素材を部分的に削ってねじ溝のみを加工する説明図、同図（ｂ）は素材の外径部とねじ溝部の両方を研削する場合の説明図である。
【図９】図９は本発明の第４の実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工装置を概念的に示す図である。
【符号の説明】
１ 研削砥石
２ 調整車
３ 素材
４ ブレード（支持板）
６ ねじ溝
７ 山形突起
１０ 荒研削用砥石
１１ 中仕上用砥石
１２ 仕上用砥石
２１ 第１の研削砥石
２２ 第２の研削砥石
２７ 第１の山形突起
２８ 第２の山形突起
１０１ 研削砥石
１０２ 調整車
１０３ 素材
１３１ 外径部
１０４ ブレード（支持部材）
１０６ 第１ねじ溝研削領域
１０７ 第２ねじ溝研削領域
１０８ 第１山形突起
１０９ 第２山形突起
１１１ 第１ねじ溝
１１２ 第２ねじ溝
１１５ 荒研削用砥石
１１６ 中研削用砥石
１１７ 仕上研削用砥石
１２６ 第１研削砥石
１２７ 第２研削砥石
１２８ 第１山形突起
１２９ 第２山形突起
Claims (6)
- 外周にねじ溝を研削すべき山形突起が軸方向に所定間隔でもって複数設けられた研削砥石と、
素材を回転させつつ軸方向に螺旋状に送る螺旋送り機構と、を備え、
該螺旋送り機構は、研削砥石と所定の間隔を隔ててほぼ平行に配置される調整車と、研削砥石と調整車間に介装され、素材の送り方向に沿って延びる支持板とを備えており、素材の外径部に接触する調整車と支持板とによって素材を支持回転させつつ軸方向に送るように構成されており、
研削砥石の山形突起間の外周部分は、予め円筒状に成形した素材の外径部には非接触で、該外径部を基準にして山形突起によって素材の外径部にねじ溝のみを部分的に加工すると共に、
前記螺旋送り機構により素材を螺旋状に送ることにより、研削砥石の前段の山形突起によって研削された螺旋溝部分を後段の山形突起によって順次研削し、ねじ溝の荒加工から仕上加工まで同軸で行なうことを特徴とする送りねじ軸の研削加工装置。 - 研削砥石が、加工度合に応じて組織の異なる複数状の砥石を貼り合わせて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の送りねじ軸の研削加工装置。
- 研削砥石が、直列に加工度合に応じて複数設けられ、該複数の研削砥石が互いに独立駆動されることを特徴とする請求項１に記載の送りねじ軸の研削加工装置。
- 研削砥石には、多条ねじの各条列のねじ溝に対応する複数の山形突起が設けられた複数のねじ溝研削領域が素材の送り方向に順番に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の送りねじ軸の研削加工装置。
- 多条ねじの各条列のねじ溝に対応する複数の山形突起が設けられた複数の研削砥石を素材の送り方向に直列に配列したことを特徴とする請求項１に記載の送りねじ軸の研削加工装置。
- 研削砥石の回転軸は素材の送り方向に対して加工すべきねじ溝のリード角だけ傾けられ、研削砥石の外周形状が略単葉回転双曲面形状となっていることを特徴とする請求項１乃
至５のいずれか一の項に記載の送りねじ軸の研削加工装置。
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