JP4865278B2 - ラッピング治具およびラッピング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ラッピング部の外径を調整する外径調整手段を備えたラッピング治具およびこのラッピング治具を備えたラッピング装置に関するものである。

従来、産業用ロボットに装備される駆動機構の一つにボールねじ機構がある。このロボットボールねじ機構に用いられているボールねじナットは、内部にボールが転動する螺旋状の凹溝が形成されている。この凹溝は、切削加工により所定の形状に形成された後、ラッピングによって最終的な寸法に仕上げられている。

このラッピングは、例えば特許文献１に示されているようなラッピング治具を使用して行われている。この特許文献１に開示されたラッピング治具は、円筒状に形成されたラッピング治具本体と、このラッピング治具本体の内部に嵌挿された軸部材とを備えている。
前記ラッピング治具本体の外周部には、前記凹溝内をラッピングするためのねじ状の突条が形成されている。この突条の外表面には、砥粒が電着や接着などにより付着されている。また、このラッピング治具本体は、外径を拡げたり縮めたりすることができるように、軸線方向に延びるスリットが複数形成されている。

前記軸部材の外周面は、外径が先端部から漸次大きくなるテーパ面となるように形成されており、ラッピング治具本体内に嵌挿された状態で基端部がラッピング治具本体に螺合されている。すなわち、この軸部材をラッピング治具本体内にねじ込むことにより、ラッピング治具本体の外径が大きくなり、軸部材を戻すことにより、ラッピング治具本体が縮径する。

このように構成されたラッピング治具は、例えば特許文献２に示されているようなラッピング装置に取付けて使用される。
特許文献２に開示されているラッピング装置は、上述したラッピング治具を回転させるとともに軸線方向に往復動させる構成が採られている。すなわち、このラッピング装置に装着されたラッピング治具は、ねじが締め込まれる方向に回転しながらボールねじナット内に挿入され、ねじが緩む方向に回転しながらボールねじナット内から引き出される。
このラッピング治具において、前記軸部材のねじ込み量の調整（ラッピング治具本体の外径の調整）を例えば作業者による手作業で行うためには、ラッピング治具を装置から取外し、前記軸部材をラッピング治具本体に対して回すことによって行う。
特開２００２−２９２５５５号公報（第５頁、第２図） 特開２００２−２９２５２０号公報（第６頁、第１０図）

特許文献１に示されたラッピング治具は、人手によって外径を調整するためにはラッピング装置から取外さなければならない。このため、この外径調整作業を行うときの作業工数が多くなってしまうという問題があった。

このような不具合を解消するためには、ラッピング治具本体に対して軸部材を回動させる機構をラッピング装置に組込むことが考えられる。しかし、回転するラッピング治具本体に対して軸部材を相対的に回す機構は、構造が複雑になるために、ラッピング装置の製造コストが著しく高くなってしまう。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、ラッピング治具本体の外径を人手によって簡単に調整することができるラッピング治具を提供することを第１の目的とする。また、ラッピング中にラッピング治具本体の外径を調整することができるラッピング装置を安価に提供することを第２の目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係るラッピング治具は、円筒状であって径方向に拡縮自在に形成され、外周部にラップ部が設けられるとともに内周面にテーパ孔が形成されたラッピング治具本体と、前記テーパ孔内に嵌合するテーパ面が外周部に形成され、先端側がラッピング治具本体内に挿入されたテーパ軸部材と、このテーパ軸部材の基端側外周部に設けられ、ラッピング治具本体を先端側へ付勢するばね部材と、前記ラッピング治具本体を前記テーパ軸部材の先端部側から前記ばね部材側へテーパ軸部材に対して移動させる外径調整手段とを備え、前記外径調整手段は、前記テーパ軸部材の軸心部に移動可能に挿入され、テーパ軸部材を貫通するロッドと、このロッドにおけるテーパ軸部材の先端部から突出する先端部に設けられ、ラッピング治具本体を押圧する押圧手段とから構成され、前記押圧手段は、ラッピング治具本体の先端部内に形成されたテーパ孔内に嵌合するテーパ部材を備え、前記テーパ軸部材とテーパ部材とは、軸方向に間隙を介して配置されているものである。

請求項２に記載した発明に係るラッピング治具は、請求項１に記載したラッピング治具において、押圧手段は、ロッドに螺着するナットと座金とを備え、このナットによってラッピング治具本体に対する軸線方向の位置が変更可能に構成されているものである。

請求項３に記載した発明に係るラッピング治具は、請求項１または請求項２に記載したラッピング治具において、ラッピング治具本体のテーパ軸部材に対する相対回転を規制し、かつラッピング治具本体のテーパ軸部材に対する軸線方向への移動を許容する回転伝達手段を備えているものである。
請求項４に記載した発明に係るラッピング治具は、請求項１ないし請求項３のうちいずれか一つに記載したラッピング治具において、前記ラッピング治具本体のテーパ孔は、基端部側の半部と、前記テーパ部材が嵌合する先端部側の半部とで傾斜する方向を変えて形成されているものである。

請求項５に記載した発明に係るラッピング装置は、請求項１ないし請求項４のうちいずれか一つに記載したラッピング治具を支持し、このラッピング治具を回動させかつ軸線方向に往復動させる駆動装置を備えているものである。

請求項６に記載した発明に係るラッピング装置は、請求項１ないし請求項４のうちいずれか一つに記載したラッピング治具を支持し、このラッピング治具を回動させかつ軸線方向に往復動させる第１の駆動装置と、前記ラッピング治具のロッドを軸線方向に移動させる第２の駆動装置とを備えているものである。

本発明によれば、外径調整手段によってテーパ軸部材をラッピング治具本体に対して軸線方向に移動させることにより、ラッピング治具本体の拡径または縮径する。外径調整手段はテーパ軸部材の先端部側からラッピング治具本体を移動させるものであるから、ラッピング治具の先端側で容易に操作することができる。
したがって、本発明によれば、外径調整を人手作業により容易に行うことができるラッピング治具を提供することができる。

また、本発明によれば、ロッドをテーパ軸部材に対して軸線方向に移動させることによりラッピング治具本体がテーパ軸部材に対して軸線方向に移動し、ラッピング治具本体が拡径または縮径する。このため、この発明に係るラッピング治具を装備するラッピング装置に前記ロッドを軸線方向へ移動させる機構を設けることにより、ラッピング中にラッピング治具を拡径または縮径させることができる。ロッドを軸線方向に移動させる機構は、これをラッピング治具本体に対して回転させる機構に較べて簡単に構成することができる。したがって、この発明によれば、ラッピング装置のコストダウンを図りながら、ラッピング中に拡径または縮径することが可能なラッピング治具を提供することができる。

また、本発明によれば、ロッドをテーパ軸部材に対して軸線方向に移動させることにより、ラッピング治具本体は、その基端側と先端側とにおいてそれぞれ拡径または縮径する。このため、このラッピング治具本体においては、基端側と先端側とでテーパ部分の角度を変えることができ、この構成を採ることにより、基端側と先端側とで外径を違えることが可能になる。したがって、この発明によるラッピング治具においては、ラッピングの進行状況に応じて、またはワークの形状に応じて最適になるような外径に調整したうえでラッピングを行うことができる。

請求項２記載の発明によれば、ロッドをテーパ軸部材に対して軸線方向に移動させる他に、ナットを締め込んだり緩めたりすることによってもラッピング治具本体を拡径または縮径させることができる。このため、この発明によれば、外径調整をより一層容易に行うことができるようになる。

請求項３記載の発明によれば、テーパ軸部材とラッピング治具本体とが一体に回転するようになる。このため、この発明によるラッピング治具においては、テーパ軸部材のみを駆動装置に接続する構成を採り、コストダウンを図ることができる。

請求項５記載の発明によれば、ラッピング治具を装着した状態でもラッピング治具の外径を人手により容易に調整することができるラッピング装置を提供することができる。

請求項６記載の発明によれば、第２の駆動装置によりロッドを軸線方向に移動させることによって、ラッピング中においてもラッピング治具を拡径または縮径させることができる。ロッドを軸線方向に移動させる機構は、回転しているラッピング治具本体に対してロッドを回転させる機構に較べて簡単に構成することができる。したがって、この発明によれば、ラッピング中にラッピング治具本体の外径を調整可能なラッピング装置を安価に提供することができる。

以下、本発明に係るラッピング治具の前提となる参考例を図１ないし図８によって詳細に説明する。
図１はこの参考例によるラッピング治具の断面図で、同図（ａ）はテーパ軸部材が挿入される部材を破断しテーパ軸部材を露出させた断面図、同図（ｂ）はラッピング治具の縦断面図である。同図（ｂ）の破断位置を同図（ａ）においてＢ−Ｂ線によって示す。図２はラッピング治具本体の平面図、図３は同じく正面図、図４は同じく底面図である。図５は図２におけるラッピング治具本体のＶ線矢視図、図６は図２におけるラッピング治具本体のVI−VI線断面図、図７はラッピング治具本体とテーパ軸部材の嵌合部分を拡大して示す断面図、図８はラッピング治具本体の斜視図である。

これらの図において、符号１で示すものは、この参考例によるラッピング治具である。このラッピング治具１は、ボールねじナット（図示せず）のボール転動用溝に雄ねじの螺旋形状を精密に転写し、かつこの溝を研磨してその面粗度を向上させるためのものである。
このラッピング治具１は、図１に示すように、同図において上下方向に延びるように形成されたテーパ軸部材２と、このテーパ軸部材２に装着された筒状のラッピング治具本体３などによって構成されている。

前記テーパ軸部材２は、図１において上端側に位置する基端部４と、この基端部４に一端が接続し、他端に向かうにしたがって外径が漸次小さくなるテーパ部５とから構成されている。
前記基端部４は、外径が一定になるように形成されている。この基端部４の軸端には、図示していないラッピング装置に接続される四角柱状の連結部６が形成されている。なお、このラッピング装置としては、例えば特許文献２に記載されているような装置を使用することができる。

前記テーパ部５の前記一端は、前記基端部４より外径が小さくなるように形成されている。このため、基端部４とテーパ部５との境界部分には段差７が形成されている。この段差７に接するテーパ部５には、ワッシャ１１と、後述するラッピング治具本体３を先端側（図１においては下側）に付勢するための複数の皿ばね１２と、この皿ばね１２とラッピング治具本体３との間に介装された筒体１３とが装着されている。前記皿ばね１２によって本発明でいうばね部材が構成されている。

前記テーパ部５の先端部には、図１に示すように、雄ねじ１４が一体に形成されている。この雄ねじ１４は、テーパ軸部材２にラッピング治具本体３を装着した状態でラッピング治具本体３の外に突出する長さに形成されている。この雄ねじ１４の基端側には、ラッピング治具本体３の先端部が嵌合するとともに座金として機能する有底筒状のキャップ１５が被冠されており、雄ねじ１４の先端側には、２個のナット１６，１６が螺着している。この参考例においては、前記雄ねじ１４と、前記キャップ１５およびナット１６とによって、本発明でいう外径調整手段が構成されている。しかし、キャップ１５は、必ずしも必要とせず、また単なる座金を用いてもよい。

前記テーパ軸部材２の外周部であって、軸線方向の二箇所には、図１および図７に示すように、他の部位に較べて外径が小さくなる括れ部１７，１８が形成されている。すなわち、このテーパ軸部材２のテーパ部５には、前記段差７から先端側に延びる第１のテーパ面５ａと、二つの括れ部１７，１８の間に位置する第２のテーパ面５ｂと、先端部に位置する第３のテーパ面５ｃとが形成されている。

テーパ軸部材２のテーパ部５における前記第１のテーパ面５ａが形成された部位と、第２のテーパ面５ｂが形成された部位とには、ボルト２１がテーパ軸部材２の径方向に延びるように螺着されている。このボルト２１の頭部２１ａは、図１（ｂ）に示すように、テーパ部５の外周面から径方向の外側に突出し、後述するラッピング治具本体３の長孔２２内に嵌合している。

前記ラッピング治具本体３の内周部には、図６に示すように、基端部３ａ（図６において上端部）から先端部３ｂに向かうにしたがって漸次内径が小さくなるテーパ孔２３が形成されている。このテーパ孔２３は、前記テーパ軸部材２のテーパ部５が嵌合する形状、すなわちテーパ部分の角度が一致するような形状に形成されている。

ラッピング治具本体３の外周部には、図２〜図６および図８に示すように、軸線方向の略全域にわたって雄ねじ状の突条２４が形成されている。この突条２４によって本発明でいうラップ部が構成されている。このラッピング治具本体３の前記突条２４を含む外周面には、砥粒が電着によって付着されている。
ラッピング治具本体３の基端部３ａ（図１においては上端部）には、前記筒体１３の先端部内に嵌合する小径筒部２５が形成されている。また、ラッピング治具本体３の先端部３ｂには、前記キャップ１５内に嵌合する小径筒部２６が形成されている。

さらに、ラッピング治具本体３には、前記ボルト２１の頭部２１ａが嵌合する長孔２２が形成されており、また軸線方向に延びる４本のスリット２７〜３０が形成されている。
前記長孔２２は、ラッピング治具本体３を内周面から外周面にわたって貫通しかつ軸線方向に長くなるように形成されている。この長孔２２におけるラッピング治具本体３の周方向の開口幅は、前記ボルト２１の頭部が嵌合する寸法に形成されている。すなわち、前記ボルト２１は、ラッピング治具本体３のテーパ軸部材２に対する相対回転を規制し、かつラッピング治具本体３のテーパ軸部材２に対する軸線方向への移動を許容する。このボルト２１と長孔２２とによって、本発明でいう回転伝達手段が構成されている。

前記スリット２７〜３０は、ラッピング治具本体３が弾性変形により拡径または縮径することができるようにするためのもので、ラッピング治具本体３を周方向に４等分する位置にそれぞれ軸線方向に延びるように形成されている。これら４箇所のスリット２７〜３０のうち、ラッピング治具本体３を軸線方向から見て同一直径上に位置する二つのスリットは、対をなすように同一形状に形成されている。すなわち、４箇所のスリット２７〜３０は、ラッピング治具本体の軸心を挾んで対向するものどうしを１組として２組設けられている。一方の組のスリット２７，２９は、ラッピング治具本体３の基端面（図３，５，６において上端面）に開放し、他方の組のスリット２８，３０は、ラッピング治具本体３の先端面に開放している。これらのスリット２７〜３０における前記開放端とは反対側の端部は、それぞれ円形孔３１に接続されている。

このように構成されたラッピング治具本体３をテーパ軸部材２に組付けるためには、先ず、テーパ軸部材２にワッシャ１１と、皿ばね１２と、筒体１３とを装着し、テーパ軸部材２のテーパ部５をラッピング治具本体３のテーパ孔２３内に挿入する。次に、テーパ軸部材２の雄ねじ１４にキャップ１５を組付け、２個のナット１６を螺着する。これとともに、テーパ軸部材２にボルト２１をラッピング治具本体３の外側から螺着する。

ラッピング治具本体３にテーパ軸部材２を挿通させた状態で前記ナット１６を締め込むことにより、ラッピング治具本体３が皿ばね１２の弾発力に抗してテーパ軸部材２に対して基端側に移動し、テーパ孔２３内にテーパ部５が押し込まれてラッピング治具１が拡径する。すなわち、この参考例によるラッピング治具１においては、前記ナット１６を締め込むことにより拡径し、締め込まれたナット１６を緩めることにより拡径状態から縮径する。ナット１６は、いわゆるダブルナットの作用により緩むことがないようにテーパ軸部材２に締結することができるから、このラッピング治具１は、所望の外径を保つ状態でラッピングを行うことができる。

ラッピング治具１を使用して行うラッピングは、予めボール転動面が研削などにより所定の形状に形成されたボールねじナットにラッピング治具１を挿入することによって行う。なお、このラッピング治具１によるラッピングを実施する以前に、粗仕上げ用のラッピング治具を使用してボールねじナットを研磨しておくこともできる。

ラッピング治具１による前記ラッピングは、ラッピング治具１を図示していないラッピング装置によってねじが締まる方向に回しながらボールねじナット内に挿入する第１の行程と、ラッピング治具１の基端部４がボールねじナット内に達した後にラッピング治具１を逆方向に回しながらボールねじナットから引き出す第２の行程とを繰り返して行う。
ラッピングによりボールねじナットの研磨が進むと、砥粒が被研磨面に当たり難くなる。このような場合は、ラッピング装置を一時停止させ、ナット１６を締め込み、ラッピング治具本体３を拡径させる。

すなわち、このナット１６は、テーパ軸部材２の先端部にラッピング治具本体３の外に位置するように取付けられているから、前記拡径作業または縮径作業を人手によってラッピング治具１の先端側で容易に行うことができる。
ラッピング初期や前記拡径を行った直後などは、ラッピング治具本体３が被研磨面に強く押し付けられることがある。

この参考例によるラッピング治具１においては、テーパ軸部材２に括れ部１７，１８が形成されており、この括れ部１７，１８とラッピング治具本体３との間に環状の隙間Ｓ（図７参照）が形成されているから、上述したようにラッピング治具本体３が被研磨面に過大な力によって押し付けられるような場合は、前記隙間Ｓが狭くなる方向にラッピング治具本体３が弾性変形し、押圧力を低減することができる。このため、このラッピング治具１によれば、常に適正な押圧力をもってラッピングを行うことができる。

本発明に係るラッピング治具の一実施の形態とラッピング装置の一実施の形態を図９ないし図１５によって詳細に説明する。
図９はラッピング治具の参考例を示す断面図、図１０はラッピング治具の一実施の形態を示す断面図で、図９はテーパ軸部材がラッピング治具本体の先端部まで延びる例を示し、図１０はテーパ軸部材がラッピング治具本体の中間部まで延びている例を示す。

図１１はラッピング装置の正面図、図１２はラッピング装置の側面図、図１３はラッピング装置のヘッドユニットを拡大して示す断面図である。図１４はボールねじナット用支持装置の平面図で、同図においては、最も上に位置する可動プレートを破断した状態で描いてある。図１５はボールねじナット用支持装置の正面図で、同図においては、ボールねじナットを含めてその周辺を破断した状態で描いてある。これらの図において、前記図１〜図８によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。

図９に示すラッピング治具４１と図１０に示すラッピング治具４２は、テーパ軸部材２の軸心部を貫通するロッド４３を備え、後述するラッピング装置４４（図１１および図１２参照）に取付けられている。なお、図９および図１０に示すラッピング治具本体３には、図示してはいないが、図１〜図８に示した参考例のラッピング治具本体３と同様に複数のスリット２７〜３０が設けられている。また、図９および図１０に示すラッピング治具４１，４２には、図示してはいないが、図１〜図８に示した参考例のラッピング治具１と同様にボルト２１と長孔２２とからなる回転伝達手段が設けられている。

前記ロッド４３は、テーパ軸部材２の軸心部に穿設された貫通孔４５内に移動自在に挿入されており、テーパ軸部材２の先端から外に突出している。このロッド４３の前記突出部分には雄ねじ１４が形成されており、キャップ１５が被冠されているとともに、２個のナット１６が螺着されている。これらのキャップ１５とナット１６とのうち特にナット１６によって、本発明でいう押圧手段が構成され、ロッド４３およびナット１６によって、本発明でいう外径調整手段が構成されている。ロッド４３の基端部４３ａは、図１３に示すように、後述するラッピング装置４４の油圧シリンダ４６に軸継手４７を介して接続されている。

図９に示すラッピング治具４２において、前記キャップ１５は、ラッピング治具本体３の先端面に当接し、テーパ軸部材２の先端面とは離間している。すなわち、図９に示すラッピング治具４１においては、前記ロッド４３をテーパ軸部材２に対して基端側に移動させることにより、ラッピング治具本体３がテーパ軸部材２に対して同方向に移動することによって拡径する。このラッピング治具本体３は、上述したように拡径した状態でロッド４３を上記とは反対方向に移動させることによって縮径する。また、図９に示すラッピング治具４１は、図１に示すラッピング治具１と同様に、ナット１６を締め込んだり緩めたりすることによってもラッピング治具本体３を拡径させたり縮径させることができる。

図１０に示すラッピング治具４２においては、図９に示すラッピング治具４１に較べてテーパ軸部材２が短くなるように形成されている。図１０に示すテーパ軸部材２は、ラッピング治具本体３の中間部内まで延びるように形成されている。このため、図１０に示すラッピング治具本体３の先端部内には、テーパ軸部材２とは別体に形成されたテーパ部材４８が嵌合されている。このテーパ部材４８は、図１０において下側に位置する先端部から他端部に向かうにしたがって外径が漸次小さくなるように形成され、軸心部に穿設された貫通孔４９を通してロッド４３が貫通している。

この実施の形態によるラッピング治具本体３のテーパ孔２３は、前記テーパ部材４８が嵌合できるように、基端部側の半部２３ａと先端部側の半部２３ｂとで傾斜する方向を変えて形成されている。すなわち、テーパ孔２３の先端部側半部２３ｂは、ラッピング治具本体３の先端部３ｂから基端部３ａに向かうにしたがって内径が漸次小さくなるように形成されている。

前記テーパ部材４８は、前記テーパ孔２３内に嵌合した状態でラッピング治具本体３の先端部３ｂから外に突出する長さに形成されている。このテーパ部材４８におけるラッピング治具本体３の外に突出した先端部は、キャップ１５とナット１６とからなる押圧部材によって他端側に押圧されている。この実施の形態において、キャップ１５は、ラッピング治具本体３の先端面とは離間し、ラッピング治具本体３を軸線方向に押すことがないように構成されている。

図１０に示したラッピング治具４２は、ロッド４３をテーパ軸部材２に対して基端部側に移動させることにより、テーパ軸部材２とテーパ部材４８とによってラッピング治具本体３が両側から挟圧され、ラッピング治具本体３が拡径する。ラッピング治具本体３は、前記拡径状態でロッド４３を上記とは反対方向に移動させることによって縮径する。図１０に示すラッピング治具４２においても、ナット１６を締め込んだり緩めたりすることによってラッピング治具本体３を拡径、または縮径させることができる。
ラッピング治具を図９および図１０に示すように構成しても図１〜図８に示した参考例の形態を採る場合と同等の効果を奏する。

図１０に示すラッピング治具４２のラッピング治具本体３は、その基端部３ａ側と先端部３ｂ側とにおいてそれぞれ拡径または縮径する。すなわち、このラッピング治具４２においては、基端側と先端側とでテーパ部分の角度を変えることができ、このような構成を採ることにより、基端側の外径と先端側の外径とを違えることが可能になる。このため、このラッピング治具４２においては、ラッピングの進行状況に応じて、またはボールねじナットの形状に応じて最適になるような外径に調整したうえでラッピングを行うことができる。

前記ラッピング治具４１，４２が装着されるラッピング装置４４は、図１１および図１２に示すように、基台５１と、この基台５１の前側上部に装着されたボールねじナット用支持装置５２と、基台５１の後側上部に立設された上部支持台５３と、この上部支持台５３に後述する昇降装置５４を介して支持された昇降ヘッド５５と、この昇降ヘッド５５に設けられた回転駆動装置５６および前記油圧シリンダ４６とから構成されている。

前記ボールねじナット用支持装置５２は、図１４および図１５に示すように、支持台６１と、この支持台６１の上に支持部材６２を介して支持された下部筒体６３と、支持台６１に昇降自在に支持された２本の支柱６４，６４と、これらの支柱６４，６４の上端部どうしを接続する可動プレート６５と、この可動プレート６５に取付けられた上部筒体６６とを備えており、ボールねじナット６７をラッピング治具４１，４２の下方に保持している。

前記下部筒体６３は、ボールねじナット６７を支承するためのもので、ボールねじナット６７の下端部の開口に遊嵌状態で嵌合している。すなわち、ボールねじナット６７は、下部筒体６３の上に水平方向へ移動可能に載置されている。下部筒体６３の近傍であって支持部材６２の上には、ボールねじナット６７のフランジ６７ａに側方から当接することによりボールねじナット６７の回転を規制するストッパープレート６８が設けられている。

前記２本の支柱６４，６４は、支持台６１に回動自在に設けられた操作用レバー６９にラック・ピニオン式の駆動機構（図示せず）を介して接続されており、操作用レバー６９を操作することにより昇降するように構成されている。この支柱６４，６４に取付けられた可動プレート６５は、図１５に示すように、上部筒体６６がボールねじナット６７の上方に離間する上昇位置と、前記支持部材６２に立設された円柱状のストッパー７０に可動プレート６５が上方から当接する下降位置との間で昇降する。

前記上部筒体６６は、ボールねじナット６７の上端部を水平方向に位置決めするためのもので、この上部筒体６６の下端部には、ボールねじナット６７の上端部が嵌合する円形凹部７１が形成されている。上部筒体６６は、可動プレート６５が下降位置に下げられた状態で前記円形凹部の底（上壁）とボールねじナット６７の上面との間に隙間が形成されるように構成されている。

すなわち、このボールねじナット用支持装置５２は、ボールねじナット６７の上端部の水平方向への移動を上部筒体６６によって規制し、ボールねじナット６７の上下方向への移動を下部筒体６３と上部筒体６６との間で遊動できる程度に規制する。

前記昇降装置５４は、図１１および図１２に示すように、上下方向に延びる前記上部支持台５３の前面に取付けられた左右一対のスライドレール８１，８１と、これらのスライドレール８１，８１に昇降自在に支持されたスライダ８２と、このスライダ８２における左右方向の中央部に取付けられたボールねじナット８３と、このボールねじナット８３を貫通して上下方向に延びるボールねじ軸８４と、このボールねじ軸８４の上端部に接続された昇降用モータ８５などによって構成されている。この昇降用モータ８５の動作時期、回転方向などは後述する制御装置８６が制御する。

前記昇降ヘッド５５は、図１３に示すように、前記スライダ８２の前面に取付けられたスピンドルハウジング９１と、このスピンドルハウジング９１の内部に軸受９２，９３によって回転自在に支持された筒状のスピンドル９４と、このスピンドル９４に取付けられたタップチャック９５などによって構成されている。

前記スピンドルハウジング９１の上端部であって両側部には、図１１および図１２に示すように、ワイヤ９６を介して重量相殺用のウエイト９７が接続されている。前記ワイヤ９６は、上部支持台５３の上端部に設けられたプーリ９８，９８に架け渡され、上部支持台５３内に収容されたウエイト９７とスピンドルハウジング９１とを接続している。

前記スピンドル９４の上端部は、図１３に示すように、スピンドルハウジング９１の上端部から上方に突出し、スピンドル９４の下端部は、スピンドルハウジング９１の下端部から下方に突出している。スピンドル９４の上端部には、ラッピング治具４１，４２を回転させるための回転駆動装置５６が接続されている。この回転駆動装置５６は、図１３に示すように、スピンドルハウジング９１の上端部から前方（図１３においては左方）に延びる支持板９９に取付けられた減速機１００と、この減速機１００の上に装備された回転駆動用モータ１０１と、前記減速機１００からスピンドル９４の上端部に動力を伝達するためのベルト式伝動装置１０２などによって構成されている。

前記回転駆動用モータ１０１の回転数と回転方向は、後述する制御装置８６が制御する。この回転駆動装置５６と前記昇降装置５４とによって、請求項６に記載した発明でいう第１の駆動装置が構成されている。
前記スピンドル９４の下端部には、テーパーソケット１０３が下方に向けて開口するように形成されており、タップチャック９５のテーパーシャンク１０４が取付けられている。

前記タップチャック９５は、図１３においては内部の構造は省略してあるが、図９または図１０に示したラッピング治具４１，４２のテーパ軸部材２の上端部を把持する構造が採られている。また、タップチャック９５の軸心部には、貫通孔１０５が穿設されており、この貫通孔１０５を通してラッピング治具４１，４２のロッド４３が貫通している。このロッド４３は、タップチャック９５の上端部に固着されたパイプ１０６の中を通されてスピンドル９４を上下方向に貫通し、スピンドル９４の上方に突出している。前記パイプ１０６の上端部には、スピンドル９４の上端部に係合する係合部材１０７が設けられており、このパイプ１０６は、前記係合部材１０７とスピンドル９４とによって下方への移動が規制されている。

前記ロッド４３の上端部４３ａは、軸継手４７を介して油圧シリンダ４６に接続されている。この油圧シリンダ４６は、ピストンロッド４６ａの軸線が上下方向を指向するようにスピンドルハウジング９１の上端部に搭載されており、動作する方向が制御装置８６によって切り換えられるように構成されている。この油圧シリンダ４６によって、請求項６に記載した発明でいう第２の駆動装置が構成されている。
前記軸継手４７は、前記ロッド４３をピストンロッド４６ａに対して回転自在に支持し、かつ前記ロッド４３をピストンロッド４６ａと一体的に昇降するように支持している。

制御装置８６は、前記昇降用モータ８５と回転駆動用モータ１０１とを連動するように制御する。すなわち、制御装置８６は、回転駆動装置５６によりラッピング治具４１，４２をねじが締め込まれる方向に回転させながら、昇降装置５４によって昇降ヘッド５５を下降させる。また、制御装置８６は、ラッピング治具４１，４２をその基端部によってボールねじナット６７の上部が研磨されるようになるまで降下させた後、昇降装置５４によって昇降ヘッド５５を上方に引き上げながら、回転駆動装置５６によりラッピング治具４１，４２をねじが緩む方向に回転させる。

この実施の形態による制御装置８６は、前記ラッピング治具４１，４２の下降と上昇とを例えば所定回数だけ繰り返し行なってラッピングが終了した後に各モータ８５，１０１を停止させる。また、この制御装置８６は、ラッピング中に油圧シリンダ４６をピストンロッド４３とともにロッド４３が上昇または下降するように動作させ、ラッピング中においてラッピング治具本体３を拡径または縮径させる。すなわち、ラッピング治具本体３の砥粒が摩滅したときにラッピング治具本体３を拡径させることにより、引き続きラッピングを継続して行うことできる。また、砥粒が摩滅していない場合であっても、ラッピング中にラッピング治具本体３の外径を段階的に拡げることにより、ボールねじナット６７の被研磨面が徐々に拡げられるようになり、効率よくラッピングを行うことができる。

さらに、この制御装置８６は、例えばロッド４３の先端部に螺着したナット１６の締め込み量が過大であった場合などのように、ラッピング治具本体３がボールねじナット６７に過大な力で押し付けられるような場合は、油圧シリンダ４６をピストンロッド４３とともにロッド４３が下降するように動作させる。

このように油圧シリンダ４６を動作させるに当たっては、操作者によって人為的に行う他に、昇降用モータ８５または回転駆動用モータ１０１の負荷を電気的に検出し、この負荷に基づいて制御装置８６が自動的に行うように構成することができる。この場合、制御装置８６は、前記負荷が過小である場合は油圧シリンダ４６のピストンロッド４３を上昇させ、前記負荷が過大である場合には前記ピストンロッド４３を下降させる。

上述したように構成されたラッピング装置４４においては、油圧シリンダ４６と軸継手４７とからなる簡単な構造の装置によって、ラッピング治具４１，４２のロッド４３を上下方向に移動させ、ラッピング中にラッピング治具４１，４２を拡径または縮径させることができる。このため、このラッピング装置４４は、回転するラッピング治具本体に対してさらに内部の軸部材を回転させるような複雑な装置は不要であるから、このような装置を用いる場合に較べて低コストで製造することができる。

図１１〜図１３に示したラッピング装置４４は、この実施の形態では、図９または図１０に示したラッピング治具４１，４２を装着する形態を採っているが、このラッピング装置４４は、図１〜図８に示した参考例のラッピング治具１を取付けて使用することができる。このように外径調整用のロッドを備えていないラッピング治具１を使用する場合は、タップチャック９５の貫通孔１０５内とパイプ１０６内は空になる。

ラッピング治具の断面図である。 ラッピング治具本体の平面図である。 ラッピング治具本体の正面図である。 ラッピング治具本体の底面図である。 図２におけるラッピング治具本体のＶ線矢視図である。 図２におけるラッピング治具本体のVI−VI線断面図である。 ラッピング治具本体とテーパ軸部材の嵌合部分を拡大して示す断面図である。 ラッピング治具本体の斜視図である。 ラッピング治具の参考例を示す断面図である。 ラッピング治具の一実施の形態を示す断面図である。 ラッピング装置の正面図である。 ラッピング装置の側面図である。 ラッピング装置のヘッドユニットを拡大して示す断面図である。 ボールねじナット用支持装置の平面図である。 ボールねじナット用支持装置の正面図である。

符号の説明

１，４１，４２…ラッピング治具、２…テーパ軸部材、３…ラッピング治具本体、５…テーパ部、１２…皿ばね、１４…雄ねじ、１５…キャップ、１６…ナット、２１…ボルト、２２…長孔、２３…テーパ孔、２７〜３０…スリット、４３…ロッド、４６…油圧シリンダ、４７…軸継手、５４…昇降装置、５６…回転駆動装置、６７…ボールねじナット８５…昇降用モータ、８６…制御装置、１０１…回転駆動用モータ。

Claims (6)

1. 円筒状であって径方向に拡縮自在に形成され、外周部にラップ部が設けられるとともに内周面にテーパ孔が形成されたラッピング治具本体と、
   前記テーパ孔内に嵌合するテーパ面が外周部に形成され、先端側がラッピング治具本体内に挿入されたテーパ軸部材と、
   このテーパ軸部材の基端側外周部に設けられ、ラッピング治具本体を先端側へ付勢するばね部材と、
   前記ラッピング治具本体を前記テーパ軸部材の先端部側から前記ばね部材側へテーパ軸部材に対して移動させる外径調整手段とを備え、
   前記外径調整手段は、
   前記テーパ軸部材の軸心部に移動可能に挿入され、テーパ軸部材を貫通するロッドと、
   このロッドにおけるテーパ軸部材の先端部から突出する先端部に設けられ、ラッピング治具本体を押圧する押圧手段とから構成され、
   前記押圧手段は、ラッピング治具本体の先端部内に形成されたテーパ孔内に嵌合するテーパ部材を備え、
   前記テーパ軸部材とテーパ部材とは、軸方向に間隙を介して配置されていることを特徴とするラッピング治具。
2. 請求項１記載のラッピング治具において、
   押圧手段は、ロッドに螺着するナットと座金とを備え、このナットによってラッピング治具本体に対する軸線方向の位置が変更可能に構成されているラッピング治具。
3. 請求項１または請求項２記載のラッピング治具において、ラッピング治具本体のテーパ軸部材に対する相対回転を規制し、かつラッピング治具本体のテーパ軸部材に対する軸線方向への移動を許容する回転伝達手段を備えているラッピング治具。
4. 請求項１ないし請求項３のうちいずれか一つに記載のラッピング治具において、前記ラッピング治具本体のテーパ孔は、基端部側の半部と、前記テーパ部材が嵌合する先端部側の半部とで傾斜する方向を変えて形成されていることを特徴とするラッピング治具。
5. 請求項１ないし請求項４のうちいずれか一つに記載のラッピング治具を支持し、このラッピング治具を回動させかつ軸線方向に往復動させる駆動装置を備えているラッピング装置。
6. 請求項１ないし請求項４のうちいずれか一つに記載のラッピング治具を支持し、このラッピング治具を回動させかつ軸線方向に往復動させる第１の駆動装置と、
   前記ラッピング治具のロッドを軸線方向に移動させる第２の駆動装置とを備えているラッピング装置。

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