JP3817002B2 - 送りねじ軸の研削加工方法および研削加工装置 - Google Patents

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方法および研削加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から円筒状の工作物を研削する技術として、心なし研削が知られている。心なし研削は、加工物をセンタやチャックを使用しないで研削砥石と調整砥石の間にいれて研削を行うものである。すなわち、加工物は、研削砥石，調整砥石および支持板によって３点で支持され、調整砥石によって回転と軸方向の送りを与えられ研削砥石によって研削される。
【０００３】
加工物としては、単純な円筒状の加工物だけでなく、複雑な段付き円筒形状の加工物まで種々の形状の加工物の研削に用いられており、締め付け用ねじ軸の加工についても用いることが検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、心なし研削を送りねじ軸に適用した例は無かった。
【０００５】
送りねじ軸の場合には同じ溝幅のねじ溝でも種々のリード角のねじ溝を加工する必要がある。リード角は調整砥石の傾きにより調整できるが、リード角を変えるとねじ溝の軸心を通る面で切断した断面形状が変化するため、その都度研削砥石の断面形状を変える必要がある。また、断面形状を変えるとしても、リード角が大きくなると、ねじ溝との干渉の問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、種々のリード角のねじ溝を容易に加工し得るボールねじ軸等の送りねじ軸の研削加工方法および研削加工装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のように構成される。
【０００８】
［請求項１］
素材の外径部に接触する調整砥石と支持部材とによって素材を支持回転させつつ軸方向に送り、調整砥石と対向する研削砥石外周に設けた山形突起によって素材の外径部を螺旋状に削ってねじ溝を成形する送りねじ軸の研削加工方法であって、
素材の軸方向に対して研削砥石の回転軸をねじ溝のリード角分だけ相対的に傾けて山形突起の方向をねじ溝のリード角方向に合わせ、
素材外径部は予め円筒面に加工されており、該円筒面を位置決め基準として、山形突起によってねじ溝のみを部分的にリード角方向に研削することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、研削砥石の山形突起の方向をねじ溝のリード角方向に合わせて研削するので、異なるリード角のねじ溝を研削する場合でも、容易に研削することができる。また、素材は調整砥石との接触摩擦力によって調整砥石の周速とほぼ同一の周速でもって回転する。調整砥石の中心軸は素材の送り方向前方側が下を向くように傾けられており、素材は支持板に沿って調整砥石の周速の軸方向成分に相当する速度で軸方向に送られ、研削砥石の山形部によって螺旋状に削られる。したがって、素材は支持板と調整砥石によって位置決めされ、山形部の切り込み量が素材外径の円筒面を基準にして正確に定まるので、ボールねじ溝の有効径の円筒度は外径円筒面を基準にして正確に製作できる。また、ボールねじ溝のリード精度は調整砥石の周速を制御することによって精密に加工することができる。
【００１０】
また、山形突起についても、リード角に拘らず研削すべきねじ溝の溝直角の断面形状と同一形状でよい。
【００１１】
［請求項２］
ドレッサを素材と平行に送って、研削砥石外周を単葉双曲面形状にドレスすると共に、山形突起の回転軸を通る面での断面形状を研削すべきねじ溝の溝直角の断面形状と同一形状となるようにドレスすることを特徴とする。
【００１２】
研削砥石の回転軸は素材の軸方向に対して相対的に傾くが、ドレッサを支持部材と平行に送って研削砥石外周をほぼ回転双曲面形状にドレスするために、研削砥石の全幅にわたって素材が均一に接触する。
【００１３】
［請求項３］
ドレッサを研削砥石の回転軸を平行に送って、研削砥石外周を円筒形状にドレスすると共に、山形突起の回転軸を通る面での断面形状を研削すべきねじ溝の溝直角の断面形状と同一形状となるようにドレスすることを特徴とする。
【００１４】
研削砥石外周を円筒形状にドレスした場合には、研削砥石外周が素材に対して点接触することになるが、この接触部に山形突起を設ければ山形突起の形状のねじ溝を研削することが可能である。
【００１５】
［請求項４］
複数の山形突起を有し、研削砥石の素材出口側の山形突起の切込み量がねじ溝の深さ正規点となり、入口側に向かって徐々に浅くなるようにして切り込むことを特徴とする。
【００１６】
研削砥石の最も素材出口側に位置する山形突起の切込み量をねじ溝の深さ正規点とすることにより出口側で正規のねじ溝形状が加工される。
【００１７】
［請求項５］
研削砥石外周を円錐台形状にドレスすると共に、山形突起の回転軸を通る面での断面形状を研削すべきねじ溝の溝直角の断面形状と同一形状となるようにドレスすることを特徴とする。
【００１８】
この場合は、上記単葉双曲面と円筒面との中間で研削砥石と素材が線接触しないまでも、円筒面よりも素材との隙間を小さくできる。
【００１９】
したがって複数の山形突起がある場合にはより多くの山形突起と接触させることができ、より効率的にねじ溝の研削を行なうことができる。
【００２０】
［請求項６］
研削砥石を固定し、加工すべきねじ溝のリード角に合わせて、支持部材および調整砥石の傾きを調整することを特徴とする。
【００２１】
［請求項７］
支持部材を固定し、加工すべきねじ溝のリード角に合わせて、研削砥石および調整砥石の傾きを調整することを特徴とする。
【００２２】
［請求項８］
調整砥石を固定し、加工すべきねじ溝のリード角に合わせて、支持部材および研削砥石の傾きを調整することを特徴とする。
【００２３】
［請求項９］
素材の外径部に接触する調整砥石と支持部材とによって素材を支持回転させつつ軸方向に送り、研削砥石外周に形成した山形突起によって素材の外径部を螺旋状に削ってねじ溝を成形する送りねじ軸の研削加工方法であって、
前記研削砥石の山形突起の回転研削運動方向をねじ溝のリ−ド角方向に対して所定角度だけ傾け、
前記山形突起の回転研削運動方向に対して直交する方向の断面形状を、ねじ溝を素材の
軸心を通る面で切断した断面形状に対応する断面形状から、溝幅方向中央部を残し、溝幅方向中央部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を除いた形状とし、
素材外径部は予め円筒面に加工されており、
山形突起の溝幅方向中央部によって、該円筒面を位置決め基準として、素材外径部を研削してねじ溝のみを部分的に研削することを特徴とする。
【００２４】
このようにすれば、ドレッサによって山形突起の断面形状を干渉分を見込んだ形状に成形するだけで、小リードから大リードまで種々のリード角のねじ溝を研削することができる。また、素材は調整砥石との接触摩擦力によって調整砥石の周速とほぼ同一の周速でもって回転する。調整砥石の中心軸は素材の送り方向前方側が下を向くように傾けられており、素材は支持板に沿って調整砥石の周速の軸方向成分に相当する速度で軸方向に送られ、研削砥石の山形部によって螺旋状に削られる。したがって、素材は支持板と調整砥石によって位置決めされ、山形部の切り込み量が素材外径の円筒面を基準にして正確に定まるので、ボールねじ溝の有効径の円筒度は外径円筒面を基準にして正確に製作できる。また、ボールねじ溝のリード精度は調整砥石の周速を制御することによって精密に加工することができる。
【００２５】
［請求項１０］
研削砥石の回転軸を素材の軸心と平行に配置して山形突起の回転研削運動方向をねじ溝のリ−ド角方向に対してリード角分だけ傾け、山形突起により素材の軸心に対して直交する方向に切り込んでねじ溝を研削することを特徴とする。
【００２６】
このようにすれば、研削砥石の外径部は円筒面のままでよく、簡単な構造で種々のリード角のねじ溝に対応することができる。
【００２７】
［請求項１１］
研削砥石の回転軸を素材の軸心に対してリード角より小さい角度分だけ傾けて配置したことを特徴とする。
【００２８】
［請求項１２］
山形突起は複数設けられていることを特徴とする。
【００２９】
複数の山形突起によりねじ溝を荒研削から仕上げ研削に段階的に一工程で仕上げることができる。従来の方法では、たとえば荒研削を２回、仕上げ研削を１回行なうとすれば三工程必要であった。また研削代を大きくすると発熱の問題がある。発熱を小さくするには研削代を小さくする必要があり、研削代を小さくすると工程数がそれだけ多くなり工程時間が非常に長くなっていた。
【００３０】
本発明の場合には山形突起の数を増やしておくだけで研削代を小さくでき、しかも多段階の研削を一工程で行なうことができ工程時間を飛躍的に短縮できる。
【００３８】
［請求項１３］
ねじ溝はボールが転動するボール転動溝であることを特徴とする。
【００３９】
ボール転動溝の場合には、ボールを正確に接触させるためにねじ溝の断面形状を正確に成形する必要があるが、本発明の研削加工方法によれば、ねじ溝を正確に加工できるので、ボール転動溝に好適である。
【００４０】
［請求項１４］
本発明の送りねじ軸の研削加工装置は、外周にねじ溝を研削するための山形突起が設けられた研削砥石と、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砥石と、前記研削砥石と調整砥石間の隙間に介装される支持部材と、を備え、素材の外径円筒面に接触する調整砥石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ことにより、研削砥石の山形突起によって素材の外径部を螺旋状に削ってねじ溝を成形する送りねじ軸の研削加工装置であって、
支持部材によって案内される素材の中心軸線に対して、調整砥石の回転軸を送りねじ軸のリード角分だけ相対的に傾けると共に、研削砥石の回転軸をねじのリード角分だけ相対的に反対側に傾けるリード角調整機構と、山形突起の回転軸を通る平面での断面形状を研削すべきねじ溝の溝直角の断面形状と同一形状となるようにドレスするドレッサとを備え、素材外径部は予め円筒面に加工されており、該円筒面と研削砥石外周との間には隙間を有し、円筒面を基準にしてねじ溝のみを部分的に研削するように構成されていることを特徴とする。
【００４１】
本発明によれば、リード角が異なるねじ溝を研削する場合には、リード角調整機構によって、素材の送り軸線に対して、調整砥石の回転軸を送りねじ軸のリード角分だけ相対的に傾けると共に、研削砥石の回転軸をねじのリード角分だけ相対的に反対側に傾ける。
【００４２】
これにより、研削砥石の山形突起の方向をねじ溝のリード角方向に合わせで研削することができる。
【００４３】
また山形突起についてはリード角に拘らず研削すべきねじ溝の溝直角の断面形状と同一形状となるようにドレスする。
【００４４】
［請求項１５］
ドレッサを素材と平行に送って研削砥石外周を単葉双曲面形状にドレスするドレッサ送り機構を備えていることを特徴とする。
【００４５】
このようにすれば、素材を研削砥石の幅一杯に接触させることができる。
【００４６】
［請求項１６］
ドレッサを研削砥石の回転軸と平行に送って研削砥石外周を円筒形状にドレスするドレッサ送り機構を備えていることを特徴とする。
【００４７】
このようにすれば、研削砥石は素材に点接触し、この接触部において山形突起が接触してねじ溝を切込む。
【００４８】
［請求項１７］
ドレッサを研削砥石の回転軸に対して該回転軸を通る平面内にて所定角度でもって送って研削砥石外周を円錐台形状にドレスするドレッサ送り機構を備えていることを特徴とする。
【００４９】
この場合には、単葉双曲面と円筒面の中間で、研削砥石と素材が線接触しないまでも、円筒面よりも素材との隙間が小さくなる。
【００５０】
［請求項１８］
ドレッサ送り機構は、研削砥石の傾きに合わせて、ドレッサの姿勢を調整する姿勢制御機構を備えていることを特徴とする。
【００５１】
これにより簡単に山形突起を所定形状にドレスすることができる。
【００５２】
［請求項１９］
リード角調整機構は、研削砥石を固定し、加工すべきねじ溝のリード角に合わせて、支持部材および調整砥石の傾きをそれぞれ調整する構成となっていることを特徴とする。
【００５３】
［請求項２０］
リード角調整機構は、支持部材を固定し、加工すべきねじ溝のリード角に合わせて、研削砥石および調整砥石の傾きを調整する構成となっていることを特徴とする。
【００５４】
［請求項２１］
リード角調整機構は、調整砥石を固定し、加工すべきねじ溝のリード角に合わせて、支持部材および研削砥石の傾きを調整する構成となっていることを特徴とする。
【００５５】
［請求項２２］
本発明の他の送りねじ軸の研削加工装置にあっては、
外周にねじ溝を研削するための山形突起が設けられた研削砥石と、
該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砥石と、
前記研削砥石と調整砥石間に隙間に介装される支持部材と、を備え、
素材の外径円筒面に接触する調整砥石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ことにより、研削砥石の山形突起によって素材の外径部を螺旋状に削ってねじ溝を成形する送りねじ軸の研削加工装置であって、
前記研削砥石の山形突起の研削運動方向をねじ溝のリ−ド角方向に対して所定角度だけ傾けると共に、
前記山形突起の回転研削運動方向に対して直交する方向の断面形状を、加工すべきねじ溝を素材の軸心を通る面で切断した断面形状に対応する断面形状から、溝幅方向中央部を残し、溝幅方向中央部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を除いた形状とするドレッサを設け、
素材外径部は予め円筒面に加工されており、該円筒面と研削砥石外周との間には隙間を有し、
前記山形突起の溝幅方向中央部によって該円筒面を位置決め基準としてねじ溝のみを部分的に研削してねじ溝を形成するように構成されていることを特徴とする。
【００５６】
このようにすれば、ドレッサによって山形突起の断面形状を干渉分を見込んだ形状に成形するだけで、小リードから大リードまで種々のリード角のねじ溝を研削することができる。
【００５７】
［請求項２３］
研削砥石の回転軸を素材の軸心と平行に配置して山形突起の研削運動方向をねじ溝のリ−ド角方向に対してリード角分だけ傾けたことを特徴とする。
【００５８】
［請求項２４］
山形部は複数設けられていることを特徴とする。
【００６２】
［請求項２５］
ねじ溝はボールが転動するボール転動溝であることを特徴とする。
【００６３】
【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。
【００６４】
図１には本発明の送りねじ軸の研削加工方法の基本的な実施の形態が示されている。
【００６５】
この実施の形態では、送りねじ軸はボールねじ軸であって、軸体１の外径円筒面２に螺旋状のねじ溝３が刻設されている。ねじ溝３はボールが転動自在に接触するもので、断面形状が２つの円弧を組み合わせたゴシックア−チ形状や単一の円弧のサ−キュラア−ク形状等の円弧状に成形されており、ねじ溝３の間には外径円筒面２が螺旋状に残存している。
【００６６】
ボールねじの場合には、ボールを正確に接触させるためにねじ溝の断面形状を正確に成形する必要がある。
【００６７】
研削加工装置１０は、研削砥石１１と、研削砥石１１と対向して並設される調整砥石１２、研削砥石１１と調整砥石１２間に研削砥石１１の回転軸と平行に配設される素材１４を支持する支持部材としての支持板１５と、支持板１５の前後に素材１４の送り方向に沿って設けられる案内板１６と、研削砥石成形用ドレッサ１７とを備えている。
【００６８】
そして、素材１４の外径部に接触する調整砥石１２と支持板１５とによって素材１４を支持回転させつつ軸方向に送り、調整砥石１２と対向する研削砥石１１外周に設けた山形突起１８によって素材１４の外径部を螺旋状に削ってねじ溝２を成形するようになっている。
【００６９】
研削砥石１１の回転軸Ｃ11、調整砥石１２の回転軸Ｃ12および素材１４の中心軸Ｃ14は互いに平行の垂直面上に位置し、調整砥石１２の回転軸Ｃ12は素材１４の中心軸Ｃ14を通る水平面に対して素材１４の送り方向出口側Ａに向かって前下がりに傾斜している。この傾斜角度θ2 は研削されるべきリード角αと同一角度となるように調整される。この調整砥石１２の外周面は素材１４が全幅にわたって均一に接触するように単葉回転双曲面形状（鼓形）に成形されている。
【００７０】
この調整砥石１２は出口側Ａから見て時計回りに回転し、研削砥石１１も時計回りに回転する。この研削砥石１１による研削抵抗によって素材１４は支持板１５に対して押圧される。素材１４が接触する支持板１５の上面は水平面に対して時計回り方向に所定角度傾斜する傾斜面となっており、研削抵抗による押圧力の反力が素材１４を調整砥石１２に押し付ける方向に作用し、調整砥石１２と素材１４との接触摩擦力が増大する。
【００７１】
したがって素材１４は調整砥石１２との接触摩擦力によって調整砥石１２の周速とほぼ同一の周速でもって支持板１５に上をすべりながら反時計回りに回転する。調整砥石１２の回転軸Ｃ12は前下がりに傾いているので、素材１４は調整砥石１２によってリード角に沿って斜め前方に擦り上げられ、支持板１５に沿って所定のリードでもって回転しつつ軸方向に送られ、研削砥石１１の山形突起１８によって螺旋状に削られることになる。
【００７２】
一方、研削砥石１１外周に山形突起１８が研削すべきねじ溝３のピッチでもって複数設けられている。各山形突起１８の断面形状はねじ溝３の溝直角方向の断面形状に対応した形状で、研削砥石１１の回転軸Ｃ11を中心として研削砥石１１の外周面に沿って全周的に環状に設けられている。
【００７３】
複数の山形突起１８によってねじ溝３を荒研削から仕上げ研削に段階的に仕上げることができる。
【００７４】
そして、本発明では、研削砥石１１の回転軸Ｃ11を、素材１４の中心軸Ｃ14を通る水平面に対して出口側Ａに向かって前上がりに所定角度θ1 だけ傾けている。この角度θ1 についても、ねじ溝のリード角αに合致するように調整されており、山形突起１８の方向をねじ溝３のリード角α方向に合わせている。
【００７５】
一方、研削砥石用のドレッサ１７は回転ドレッサで、山形突起１８に対応する断面形状の凹溝１９が設けられており、素材１４の中心軸Ｃ14と平行、すなわち支持板１５と平行に送って、研削砥石Ｃ11外周をほぼ回転双曲面形状にドレスすると共に山形突起１８の回転軸Ｃ11を通る面での断面形状を研削すべきねじ溝３の溝直角の断面形状と同一形状となるようにドレスする。
【００７６】
ドレッサは山形突起１８のピッチでもって軸方向に間欠送りし、研削砥石１１の径方向に切り込んで山形突起１８の形状をドレスする。
【００７７】
各山形突起１８は入口側Ｂから出口側Ａに向かって徐々に深く切り込んで、ねじ溝３を荒研削から仕上げ研削を行うように、研削砥石１１の入口側Ｂの径を若干小さくして緩やかなテーパを付けることが好ましい。
【００７８】
本発明によれば、研削加工する前に、支持板１５に対する研削砥石１１および調整砥石１２の傾斜角θ1 ，θ2 を、加工すべきねじ溝のリード角αに一致するように調整する。これにより研削砥石１１の山形突起１８の方向がねじ溝３のリード角α方向に向くことになる。
【００７９】
次いで、図３に示すように回転軸Ｃ11が素材１４の中心軸Ｃ14方向に対して相対的に傾いた研削砥石１１外周面を、ドレッサ１７を素材１４の中心軸Ｃ14に対して平行に送って、研削砥石１１外周をほぼ単葉回転双曲面形状に、山形突起１８をねじ溝３の断面形状に成形する。このドレッサ１７の回転軸Ｃ17は素材１４の中心軸Ｃ14に対して所定角度θ3 だけ傾斜させている。このθ3 はリード角αに一致するように調整される。
【００８０】
この単葉双曲面形状については、ドレッサ１７を研削砥石１１の中心点Ｏを通る平面上を移動させた場合には、図３（ｂ）に示すように左右対称的な鼓形に、研削砥石１１の一端面における中心点を通る平面上を移動させた場合には同図（ｃ），（ｄ）のような半鼓形状となる。それに限らず鼓形状の一部にて構成することができる。
【００８１】
このようにして、研削砥石１１の山形突起１８をねじ溝３のリード角α方向に合わせて研削するので、ねじ溝３を所定の断面形状に正確に成形することができる。
【００８２】
また、異なるリード角を成形する場合でも、研削砥石１１および調整砥石１２の素材１４の中心軸に対する傾斜角θ1 ，θ2 をリード角に合わせ、同じドレッサ１７によって研削砥石１１をドレスすることによって、研削砥石１１外周および山形突起１８の形状を所定形状に整えることができる。
【００８３】
したがって、リード角に拘らず山形突起１８の形状は研削すべきねじ溝３の溝直角の断面形状と同一形状でよい。
【００８４】
上記実施の形態では研削砥石外周を単葉双曲面形状にドレスする場合について説明したが、図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、研削砥石１１を円筒形状や円錐台形状にドレスするようにしてもよい。
【００８５】
図４（ａ），（ｂ）は研削砥石１１を円筒形状にドレスする場合で、ドレッサ１７は研削砥石１１の回転軸Ｃ11と平行に送られる。
【００８６】
この場合には素材１４に対して研削砥石１１が線接触せず、研削砥石１１の素材１４の出口側端部において点接触Ｃp 状態となる。
【００８７】
図４（ｃ）に示すように、この素材１４出口側端部に位置する山形突起１８ａの切込み量が、最大となり、出口側から入口側に向けて次段の山形突起１８ｂ，１８ｃ，…の切込み量が段々と浅くなっている。この最大切込み量となる研削砥石１１の素材出口側の山形突起１８ａの切込み量がねじ溝３の深さ正規点となる。
【００８８】
図４（ｄ）〜（ｆ）は研削砥石１１を円錐台形状にドレスする場合で、ドレッサ１７を研削砥石１１の回転軸Ｃ11に対して、回転軸Ｃ11を通る平面内にて所定角度θ4 でもって送り、研削砥石１１外周を円錐台形状にドレスするようになっている。
【００８９】
この場合、上記円筒面と単葉双曲面との中間で、研削砥石１１に対して素材１４が線接触しないまでも、円筒面の場合よりも素材１１外周との隙間が小さい。したがって、最も出口寄りの山形突起１８ａに隣接するより多くの山形突起１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，…と接触させることができる。
【００９０】
リード角を調整する方法としては、図２に示すように、３つの方法がある。
【００９１】
図２（ａ）は、素材１４の中心軸Ｃ14を固定し、加工すべきねじ溝のリード角αに合わせて、研削砥石１１および調整砥石１２の傾きθ1 ，θ2 を調整する方法を示している。
【００９２】
図２（ｂ）は、研削砥石１１の回転軸Ｃ11を固定し、加工すべきねじ溝のリード角αに合わせて、素材１４の中心軸Ｃ14および調整砥石１２の傾きθ1 ，θ2 を調整する方法を示している。
【００９３】
図２（ｃ）は、調整砥石１２の回転軸Ｃ11を固定し、加工すべきねじ溝のリード角αに合わせて、素材１４の中心軸Ｃ14および研削砥石１１の傾きθ1 ，θ2 を調整する方法を示している。
【００９４】
この実施の形態では、図５（ａ）に示すように、素材外径部１４ａは予め円筒面に加工されており、この円筒面を基準にしてねじ溝３のみを部分的に研削するようになっている。
【００９５】
このようにすれば、素材１４は調整砥石１２との接触摩擦力によって調整砥石１２の周速とほぼ同一の周速でもって回転する。調整砥石１２の回転軸Ｃ12は素材１４の送り方向出口側が下を向くように傾けられており、素材１４は支持板１５に沿って回転しつつ調整砥石１２の周速の軸方向成分に相当する速度で軸方向に送られ、研削砥石１１の山形突起１８によって螺旋状に削られる。
【００９６】
したがって、素材１４は支持板１５と調整砥石１２によって位置決めされ、山形突起１８の切り込み量が素材１４外径の円筒面１４ａを基準にして正確に定まるので、ねじ溝３の有効径の円筒度は外径円筒面１４ａを基準にして正確に製作できる。また、ねじ溝３のリード精度は調整砥石１２の周速を制御することによって精密に加工することができる。
【００９７】
素材外径部の研削は、図５（ｂ）に示すように、素材外径部１４ａのねじ溝３とねじ溝３間の領域についてもねじ溝３と共に研削するようにしてもよい。
【００９８】
このようにすれば、素材外径の円筒面１４ａの研削も同時に行うことができる。
【００９９】
また、図５（ｃ）に示すように、研削砥石１１の入口側領域１１Ａにおいて素材の外径部を円筒面１４ａに研削した後、この円筒面を基準にして研削砥石の外周部に設けられる山形突起１８にてねじ溝３を研削するようにしてもよい。
【０１００】
この場合には、素材外径の円筒面１４ａの研削とねじ溝研削を一工程で行えるだけでなく、ねじ溝３研削を円筒面１４ａを基準にして正確に加工できる。
【０１０１】
次に、図６には、本発明の研削加工方法を実現するための、具体的な研削加工装置が示されている。
【０１０２】
すなわち、支持板１５によって案内される素材１４の中心軸Ｃ14に対する、調整砥石１２の回転軸Ｃ12および研削砥石１１の回転軸Ｃ11をねじ溝３のリード角分だけ相対的に反対側に傾けるリード角調整機構として、研削砥石１１の回転軸Ｃ11を固定し、加工すべきねじ溝３のリード角に合わせて、支持板１５および調整砥石１２の傾きをそれぞれ調整する構成となっている。
【０１０３】
すなわち、研削砥石１１は、その回転軸Ｃ11がベッドに対して所定の角度θ11傾いた状態で支持されている。この傾き角は調整不能である。
【０１０４】
支持板１５と調整砥石１２は、研削砥石１１に対して接離する方向にベッド２０上に直線移動自在に設けられたテーブル２１上に支持されている。支持板１５はワークレスト２２に高さ調節自在に取り付けられ、このワークレスト２２が円弧状ガイド２３を介してテーブル２１に対して旋回可能に取り付けられている。このワークレスト２２の旋回によって、研削砥石１１の回転軸Ｃ11に対する支持板１５の傾きを調整するようになっている。
【０１０５】
一方、調整砥石１２は旋回ピン２４を中心にして旋回可能に支持されており、研削砥石１１の回転軸Ｃ11に対する調整砥石１２の傾きを調整するようになっている。
【０１０６】
また、研削砥石１１をドレスするドレッサ１７の送り方向を調整する送り方向調整機構２５が設けられている。この送り方向調整機構２５は、ドレッサ１７を研削砥石１１の回転軸Ｃ11と平行に往復移動自在に支持するドレッサ送りテーブル２６と、このドレッサ送りテーブル２６の基台２７を旋回ピン２８を中心に旋回可能に支持するコラム２９と、コラム２９をベッド２０に対して研削砥石１１に向かって往復移動可能に支持する直線移動機構３０と、を備えている。
【０１０７】
この送り方向調整機構２５によって、加工すべきねじ溝３のリード角に応じて、ドレッサ１７の送り方向を支持板１５に沿った素材の中心軸方向と平行となるように調整するようになっている。すなわち、コラム２９に対してドレッサ送りテーブル２６を旋回することによって、研削砥石１１の回転軸Ｃ11に対するドレッサ１７の送り方向を調整するようになっている。
【０１０８】
本実施の形態によれば、リード角が異なるねじ溝を研削する場合には、上記したリード角調整機構によって、支持板１５（素材の送り軸線）に対して、調整砥石１２の回転軸Ｃ11を送りねじ軸のリード角分だけ相対的に傾けると共に、研削砥石１１の回転軸Ｃ11をねじ軸のリード角分だけ相対的に反対側に傾ける。
【０１０９】
これにより、研削砥石１１の山形突起１８の方向をねじ溝のリード角方向に合わせて研削することができる。
【０１１０】
図７には、上記構成の研削加工装置を用いた場合の角度調整例を示している。
【０１１１】
図において、研削砥石１１の回転軸の傾き角θ11、調整砥石１２の回転角Ｃ12の傾き角θ12、支持板１５の傾き角θ13、ドレッサ１７の送り方向の傾き角θ14（テーブル２６の傾き角）、は水平線Ｈに対する角度とし、ドレッサ１７のドレス方向の傾き角θ15は垂直線Ｖに対する角度とする。
【０１１２】
図７（ａ）〜（ｃ）に示す例は、加工すべきねじ溝のリード角α1 が研削砥石１１の固定傾き角θ11と同一の場合である。
【０１１３】
この場合には、支持板１５の傾き角θ13は０度であり、調整砥石１２の傾き角θ12は研削砥石１１の傾き角θ11は共にリード角α1 と等しくなるように調整する。
【０１１４】
一方、ドレッサ１７の送り方向の傾き角θ14は０度であり、ドレッサ１７のドレス方向の傾き角θ15はリード角α1 と等しくなるように調整する。
【０１１５】
図７（ｄ）〜（ｆ）に示す例は、加工すべきねじ溝のリード角α2 が研削砥石の傾き角θ11よりも大きい場合である。
【０１１６】
この場合には、支持板１５の傾き角θ13を（α2 −θ11）とし、調整砥石１２の傾き角θ12を（θ11＋２θ13）＝（２α2 −θ11）に設定する。
【０１１７】
一方、ドレッサ１７の送り方向の傾き角θ14はθ13と同一とする（α2 −θ11）。そして、ドレッサ１７のドレス方向の傾き角θ15の大きさはθ11と等しい。
【０１１８】
また、加工すべきねじ溝のリード角が研削砥石の傾き角θ11より小さい場合についても、支持板１５と調整砥石１２の角度を調整することによって、素材１４の中心軸線に対して、調整砥石１２の回転軸Ｃ11と研削砥石１１の回転軸Ｃ11間の角度をリード角分だけ相対的に傾くように調整することができる。
【０１１９】
図８及び図９には、本発明の他の実施の形態が示されている。
【０１２０】
この実施の形態は、素材１４の外径部に接触する調整砥石１２と支持板１５とによって素材を支持回転させつつ軸方向に送り、研削砥石１１外周に形成した山形突起３８によって素材１４の外径部を螺旋状に削ってねじ溝３を成形する送りねじ軸の研削加工方法である。
【０１２１】
この実施の形態では、研削砥石１１の回転軸Ｃ11を素材１４の中心軸Ｃ14と平行に配置して、山形突起３８による研削運動方向を素材の軸心に対して直交する方向に切り込んでねじ溝３を研削するものである。したがって、上記実施の形態と異なり、研削砥石１１の山形突起３８の研削運動方向をねじ溝３のリ−ド角方向に対して所定角度だけ傾いた状態となっている。
【０１２２】
そして、図９（ｃ）に示すように、ドレッサによって、前記山形突起３８の研削運動方向に対して直交する方向の断面形状を、ねじ溝３を素材の軸心を通る面で切断した断面形状に対応する断面形状から、溝幅方向中央部を残し、溝幅方向中央部に対して左右両側部の削り出されるべきねじ溝３と溝幅方向に干渉する干渉部３Ａ，３Ａを除いた形状となるようにドレスするようになっている。
【０１２３】
この山形突起３８の溝幅方向中央部によって、図９（ａ），（ｃ）に示すように、素材外径部を研削してねじ溝３を形成する。
【０１２４】
このようにすれば、ドレッサによって山形突起の断面形状を干渉分を見込んだ形状に成形するだけで、小リードから大リードまで種々のリード角のねじ溝を研削することができる。
【０１２５】
リード角が小さい内は干渉分は小さくが、大きくなると干渉部が増大する傾向となる。
【０１２６】
尚、上記実施の形態を組合わせて、図１の素材１４に対する研削砥石１１の回転軸Ｃ11の傾斜角度θ1 をリード角αよりも小さく設定し（θ1 ＜α）、山形突起の形状を図８，９に示すような、干渉部を除いて溝幅方向中央部のみとした形状とすることもできる。
【０１２７】
また、上記各実施の形態では、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できることはもちろんである。すなわち、多条ねじでも、各条列のねじ溝のリ−ド角は同一なので本発明の研削加工方法および加工装置によって同時に研削することができる。
【０１２８】
たとえば、２条ねじの場合には研削砥石の山形突起をねじ溝のリ−ドの２分の１のピッチでもって形成し、３条ねじの場合には山形突起をねじ溝のリ−ドの３分の１のピッチでもって形成するというように、山形突起を条数分の１のピッチで形成しておけばよい。このようにすれば、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つおきに研削砥石の山形突起に合致して研削されることになる。
【０１２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、素材の軸方向に対して研削砥石の回転軸をねじ溝のリード角分だけ相対的に傾けて山形突起の方向をねじ溝のリード角方向に合わせ、
ドレッサを支持板と平行に送って研削砥石外周をほぼ回転双曲面形状にドレスすると共に山形突起の回転軸を通る面での断面形状を研削すべきねじ溝の溝直角の断面形状と同一形状となるようにドレスし、
山形突起によって素材外径部をねじ溝のリード角方向に研削するようにしたので、異なるリード角のねじ溝を研削する場合でも容易に研削することができる。
【０１３０】
また、山形突起についても、リード角に拘らず研削すべきねじ溝の溝直角の断面形状と同一形状でよい。
【０１３１】
また、山形突起の回転研削運動方向に対して直交する方向の断面形状を、ねじ溝を素材の軸心を通る面で切断した断面形状に対応する断面形状から、溝幅方向中央部を残し、溝幅方向中央部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を除いた形状とするドレッサを設け、山形突起の溝幅方向中央部によって素材外径部を研削してねじ溝を形成するようにすれば、ドレッサによって山形突起の断面形状を干渉分を見込んだ形状に成形するだけで、小リードから大リードまで種々のリード角のねじ溝を研削することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の送りねじ軸の加工方法が適用される装置構成を概念的に示すもので、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は平面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、素材，研削砥石および調整砥石間の調整方法の各種態様を示す説明図である。
【図３】図３は研削砥石のドレス工程の説明図である。
【図４】図４は研削砥石の外周形状の他の形態を概念的に示す図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は研削砥石と素材の接触状態の各種態様を示す説明図である。
【図６】図６は本発明が適用される研削加工装置のより具体的な構成例を示すもので、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は右側面から見た研削砥石とドレッサの関係を示す図、同図（ｃ）は左側面から調整砥石を省略して見た支持板の調整機構を示す図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｆ）は図５の研削加工装置のリード角調整の説明図である。
【図８】図８は本発明の他の実施の形態に係る送りねじ軸の研削加工方法が適用される装置構成を概念的に示す図である。
【図９】図９は図８の山形突起の切り込み状態を説明するもので、同図（ａ）は研削状態の山形突起を素材の外径円筒面の延長面で切断した概念図、同図（ｂ）は同図（ａ）のａ位置からｅ位置にて切断した断面形状を山形突起の中心線に沿って揃えて記載した説明図、同図（ｃ）は干渉を見込んだ山形突起の概念断面図である。
【符号の説明】
１ 軸体
２ 外径円筒面
３ ねじ溝
１１ 研削砥石
１２ 調整砥石
１４ 素材
１４ａ 外径円筒面
１５ 支持板
１８ 山形突起

Claims (25)

1. 素材の外径部に接触する調整砥石と支持部材とによって素材を支持回転させつつ軸方向に送り、調整砥石と対向する研削砥石外周に設けた山形突起によって素材の外径部を螺旋状に削ってねじ溝を成形する送りねじ軸の研削加工方法であって、
   素材の軸方向に対して研削砥石の回転軸をねじ溝のリード角分だけ相対的に傾けて山形突起の方向をねじ溝のリード角方向に合わせ、
   素材外径部は予め円筒面に加工されており、該円筒面を位置決め基準として、山形突起によってねじ溝のみを部分的にリード角方向に研削する
   ことを特徴とする送りねじ軸の研削加工方法。
2. ドレッサを素材と平行に送って、研削砥石外周を単葉双曲面形状にドレスすると共に、山形突起の回転軸を通る面での断面形状を研削すべきねじ溝の溝直角の断面形状と同一形状となるようにドレスすることを特徴とする請求項１記載の送りねじ軸の研削加工方法。
3. ドレッサを研削砥石の回転軸を平行に送って、研削砥石外周を円筒形状にドレスすると共に、山形突起の回転軸を通る面での断面形状を研削すべきねじ溝の溝直角の断面形状と同一形状となるようにドレスすることを特徴とする請求項１記載の送りねじ軸の研削加工方法。
4. 複数の山形突起を有し、研削砥石の素材出口側の山形突起の切込み量がねじ溝の深さ正規点となり、入口側に向かって徐々に浅くなるようにして切り込むことを特徴とする請求項３記載の送りねじ軸の研削加工方法。
5. 研削砥石外周を円錐台形状にドレスすると共に、山形突起の回転軸を通る面での断面形状を研削すべきねじ溝の溝直角の断面形状と同一形状となるようにドレスすることを特徴とする請求項１記載の送りねじ軸の研削加工方法。
6. 研削砥石を固定し、加工すべきねじ溝のリード角に合わせて、支持部材および調整砥石の傾きを調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の送りねじ軸の研削加工方法。
7. 支持部材を固定し、加工すべきねじ溝のリード角に合わせて、研削砥石および調整砥石の傾きを調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の送りねじ軸の研削加工方法。
8. 調整砥石を固定し、加工すべきねじ溝のリード角に合わせて、支持部材および研削砥石の傾きを調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の送りねじ軸の研削加工方法。
9. 素材の外径部に接触する調整砥石と支持部材とによって素材を支持回転させつつ軸方向に送り、研削砥石外周に形成した山形突起によって素材の外径部を螺旋状に削ってねじ溝を成形する送りねじ軸の研削加工方法であって、
   前記研削砥石の山形突起の回転研削運動方向をねじ溝のリ−ド角方向に対して所定角度だけ傾け、
   前記山形突起の回転研削運動方向に対して直交する方向の断面形状を、ねじ溝を素材の軸心を通る面で切断した断面形状に対応する断面形状から、溝幅方向中央部を残し、溝幅方向中央部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を除いた形状とし、
   素材外径部は予め円筒面に加工されており、前記山形突起の溝幅方向中央部によって、該円筒面を位置決め基準として、素材外径部を研削してねじ溝のみを部分的に研削する
   ことを特徴とする送りねじ軸の研削加工方法。
10. 研削砥石の回転軸を素材の軸心と平行に配置して山形突起の研削運動方向をねじ溝のリ−ド角方向に対してリード角分だけ傾け、山形突起により素材の軸心に対して直交する方向に切り込んでねじ溝を研削することを特徴とする請求項９記載の送りねじ軸の研削加工方法。
11. 研削砥石の回転軸を素材の軸心に対してリード角より小さい角度分だけ傾けて配置したことを特徴とする請求項９記載の送りねじ軸の研削加工方法。
12. 山形突起は複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載の送りねじ軸の研削加工方法。
13. ねじ溝はボールが転動するボール転動溝であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項記載の送りねじ軸の研削加工方法。
14. 外周にねじ溝を研削するための山形突起が設けられた研削砥石と、
    該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砥石と、
    前記研削砥石と調整砥石間の隙間に介装される支持部材と、を備え、
    素材の外径円筒面に接触する調整砥石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ことにより、研削砥石の山形突起によって素材の外径部を螺旋状に削ってねじ溝を成形する送りねじ軸の研削加工装置であって、
    支持部材によって案内される素材の中心軸線に対して、調整砥石の回転軸を送りねじ軸のリード角分だけ相対的に傾けると共に、研削砥石の回転軸をねじのリード角分だけ相対的に反対側に傾けるリード角調整機構と、山形突起の回転軸を通る平面での断面形状を研削すべきねじ溝の溝直角の断面形状と同一形状となるようにドレスするドレッサとを備え、
    素材外径部は予め円筒面に加工されており、該円筒面と研削砥石外周との間には隙間を有し、該円筒面を位置決め基準とし、ねじ溝のみを部分的に研削するように構成されている
    ことを特徴とする送りねじ軸の研削加工装置。
15. ドレッサを素材と平行に送って研削砥石外周を単葉双曲面形状にドレスするドレッサ送り機構を備えている請求項１４記載の送りねじ軸の研削加工装置。
16. ドレッサを研削砥石の回転軸と平行に送って研削砥石外周を円筒形状にドレスするドレッサ送り機構を備えている請求項１４記載の送りねじ軸の研削加工装置。
17. ドレッサを研削砥石の回転軸に対して該回転軸を通る平面内にて所定角度でもって送って研削砥石外周を円錐台形状にドレスするドレッサ送り機構を備えている請求項１４記載の送りねじ軸の研削加工装置。
18. ドレッサ送り機構は、研削砥石の傾きに合わせて、ドレッサの姿勢を調整する姿勢制御機構を備えていることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか１項記載の送りねじ軸の研削加工装置。
19. リード角調整機構は、研削砥石を固定し、加工すべきねじ溝のリード角に合わせて、支持部材および調整砥石の傾きをそれぞれ調整する構成となっていることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか１項記載の送りねじ軸の研削加工装置。
20. リード角調整機構は、支持板を固定し、加工すべきねじ溝のリード角に合わせて、研削砥石および調整砥石の傾きを調整する構成となっていることを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれか１項記載の送りねじ軸の研削加工装置。
21. リード角調整機構は、調整砥石を固定し、加工すべきねじ溝のリード角に合わせて、支持部材および研削砥石の傾きを調整する構成となっていることを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれか１項記載の送りねじ軸の研削加工装置。
22. 外周にねじ溝を研削するための山形突起が設けられた研削砥石と、
    該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砥石と、
    前記研削砥石と調整砥石間に隙間に介装される支持部材と、を備え、
    素材の外径円筒面に接触する調整砥石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ことにより、研削砥石の山形突起によって素材の外径部を螺旋状に削ってねじ溝を成形する送りねじ軸の研削加工装置であって、
    前記研削砥石の山形突起の研削運動方向をねじ溝のリ−ド角方向に対して所定角度だけ傾けると共に、
    前記山形突起の回転研削運動方向に対して直交する方向の断面形状を、加工すべきねじ溝を素材の軸心を通る面で切断した断面形状に対応する断面形状から、溝幅方向中央部を残し、溝幅方向中央部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を除いた形状とするドレッサを設け、
    素材外径部は予め円筒面に加工されており、該円筒面と研削砥石外周との間には隙間を有し、
    前記山形突起の溝幅方向中央部によって該円筒面を位置決め基準としてねじ溝のみを部分的に研削してねじ溝を形成するように構成されている
    ことを特徴とする送りねじ軸の研削加工装置。
23. 研削砥石の回転軸を素材の軸心と平行に配置して山形突起の研削運動方向をねじ溝のリ−ド角方向に対してリード角分だけ傾けたことを特徴とする請求項２２記載の送りねじ軸の研削加工装置。
24. 山形部は複数設けられていることを特徴とする請求項１４乃至２３のいずれか１項記載
    の送りねじ軸の研削加工装置。
25. ねじ溝はボールが転動するボール転動溝であることを特徴とする請求項１４乃至２３のいずれか１項記載の送りねじ軸の研削加工装置。

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