JP4986552B2

JP4986552B2 - ねじ状ドラム円錐形状部傾斜角度測定方法

Info

Publication number: JP4986552B2
Application number: JP2006242272A
Authority: JP
Inventors: 郁夫山田; 正三後藤
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2026-09-07
Also published as: JP2008064582A

Description

この発明は、テーパころ軸受のテーパころ等の外径面を、センタレス研削加工や超仕上げ加工する際等に用いられるねじ状ドラムの円錐形状部の傾斜角度測定方法に関するものである。

図４に示すようなテーパころ軸受用のテーパころ１は、図５および図６に示すセンタレス研削装置３０や、図７および図８に示すような超仕上げ加工装置４０によって研削加工や仕上げ加工がなされる。センタレス研削装置３０は、ねじ状回転軸ドラム３１と回転砥石３２との間に、テーパころワークｗをブレード３３によって支持した状態で配する。この状態で、ねじ状回転軸ドラム３１および砥石３２を図５および図６のように回転させ、ドラム３１の表面に形成された円錐形状部３１ａの回転作用により、図６の白抜矢示ａ方向にワークｗを推進させながら、回転する砥石３２によって研削加工する。ドラム３１は、ドラム軸軸受サポート部３１ｂによって支持されている。

超仕上げ加工装置４０では、２本の平行なねじ状回転軸ドラム４１，４２の間にテーパころ用ワークｗを配し、ワークｗに固定の砥石４３を当接させる。ドラム４１，４２を図７および図８のように回転させ、ドラム４１，４２の表面に形成された円錐形状部４１ａ，４２ａの回転作用により、図８の白抜矢示ｂ方向にワークｗを推進させながら砥石４３によって仕上げ加工する。ドラム４１，４２はドラム軸軸受サポート部４１ｂ，４２ｂによって支持されている。

これらの研削加工および仕上げ加工装置３０，４０においては、ワークｗを支持するねじ状回転軸ドラム３１，４１，４２が用いられる。これらドラム３１，４１，４２の円錐形状部３１ａ，４１ａ，４２ａは、加工時にワークｗの外径面に接しており、その角度はワークｗの外径面の頂角や加工条件によって決まる。そのため、円錐形状部３１ａ，４１ａ，４２ａの角度を正確に作る必要がある。このようなドラム３１，４１，４２は、図９および図１０に示すねじ研削盤５０によって研削加工される。

このねじ研削盤５０は、テーブル５１上のドラム軸軸受サポート部５２にドラム３１（４１，４２）用ワークＷを支持させ、このワークＷの表面に研削作用面が所定角度に形成された回転砥石５３を当接させる。ワークＷおよび回転砥石５３を、図９，図１０のように回転させ、かつワークＷを図９の白抜矢示ｃ方向にトラバースさせることによって、ワークＷの表面に角度δｄの円錐形状部Ｗａを研削加工形成する。

上記のように研削加工して得たねじ状回転軸ドラム用ワークＷの円錐形状部Ｗａの角度δｄは、図１１に示すように求める。すなわち、ねじ研削盤５０上で、砥石５３側よりゲージ６０を円錐形状部Ｗａに当て、ワークＷは回転させないで、軸方向（白抜矢示ｄ方向）に移動させ、その移動距離Ｌｍとゲージ振れ量Ｈｍとにより、ドラム円錐形状部の傾斜角度δｄが次式（１）により求められる。
δｄ＝ｔａｎ^-1（Ｈｍ／Ｌｍ） ……（１）

上記のような測定方法においては、ゲージ振れ量および移動距離の両方を正確に測定する必要があり、測定に時間が掛かっていた。また、移動開始時や終了時にゲージ６０の指示値が変化し易く、精度の良い測定ができなかった。そしてこのように研削加工して得たドラム３１（４１，４２）を用いて、テーパころ用ワークｗをセンタレス研削した場合、ワークｗの角度（頂角）が狙い角度とずれ、あるいは超仕上げ加工した場合、ワークｗと砥石４３との悪い接触状態により、ワークｗの表面の所定の仕上精度が得られず、ねじ研削盤５０にて再度ドラム３１（４１，４２）の円錐形状部角度δｄの修正加工をする必要があり、多くの工数と時間を要していた。

この発明の目的は、ねじ状ドラムの円錐形状部傾斜角度を正確かつ容易に測定することができるねじ状ドラム円錐形状部傾斜角度測定方法を提供することである。

この発明に係るねじ状ドラム円錐形状部傾斜角度測定方法は、螺旋状に続くねじ溝の各周の底面が、円錐形状部を成すねじ状ドラムにおける、前記円錐形状部の傾斜角度を測定する方法であって、任意の円錐形状部から他の任意の円錐形状部までの平行段差を測定し、この平行段差の測定値とねじ溝のリードとから円錐形状部の傾斜角度を求めることを特徴とする。
この測定方法によれば、任意の円錐形状部から他の任意の円錐形状部までの平行段差の測定値と、設計的に予め定められたねじ溝のリードとから円錐形状部の傾斜角度を求めるから、ゲージをドラム円錐形状部に当て、ドラムを移動させて測定する前記従来方法と異なり、円錐形状部の長さに影響を受けずに正確に円錐形状部の傾斜角度を測定することができる。また、ドラムを移動させるような操作を要しないから、操作も容易でかつ測定時間の短縮も図ることができる。

この発明に係るねじ状ドラム円錐形状部傾斜角度測定方法は、より具体的には、基準面を有する治具本体および前記基準面に対する垂直方向の距離を測定する測定ゲージを備えた測定治具を用いる。この測定治具の前記基準面を前記ねじ状ドラムの任意の円錐形状部に当て、他の任意の円錐形状部に前記測定ゲージの測定子を当て、前記基準面を当てた円錐形状部と測定ゲージを当てた円錐形状部との平行段差を測定することにより、この平行段差の測定値とねじ溝のリードとから円錐形状部の傾斜角度を求める。
この測定方法によれば、前記基準面を任意の円錐形状部に当てた上で、他の任意の円錐形状部に前記測定ゲージの測定子を当てることにより、前記基準面を当てた円錐形状部と測定ゲージを当てた円錐形状部との平行段差を測定するようにしている。このため、測定ゲージの測定子を円錐形状部に当てる際、その長さの影響を受けず、また前記従来方法と異なり、ドラムを移動させるような操作を要さず、正確かつ容易に傾斜角度の測定が可能で測定時間の短縮も図ることができる。

この発明において、前記測定治具の前記基準面および測定ゲージを各円錐形状部に当てて測定ゲージの測定値を読み取るときに、治具本体または測定ゲージを、これら治具本体または測定ゲージが当たる箇所におけるねじ状ドラムの円周方向に移動させて得られる測定値の最大値を、求める平行段差の測定値とするようにしても良い。
この方法によれば、治具本体または測定ゲージを、ねじ状ドラムの円周方向に移動させて得られる測定値の最大値は、上記測定箇所における接線方向での測定値に相当することになるから、これによって得られる平行段差の測定値は、より正確なものとなる。

この発明に係るねじ状ドラム円錐形状部傾斜角度測定方法は、螺旋状に続くねじ溝の各周の底面が、円錐形状部を成すねじ状ドラムにおける、前記円錐形状部の傾斜角度を測定する方法であって、任意の円錐形状部から他の任意の円錐形状部までの平行段差を測定し、この平行段差の測定値とねじ溝のリードとから円錐形状部の傾斜角度を求めるようにしたため、円錐形状部の平行段差を正確かつ容易に測定することができ、その結果ねじ状ドラムの円錐形状部傾斜角度を正確かつ容易に求めることができ、ねじ状ドラムを精度良く、効率的に加工することができる。したがって、このねじ状ドラムを用いてテーパころ軸受用のテーパころ等を生産する場合、精度良く効率的な生産が可能とされ、テーパころ軸受等の信頼性が向上する。

この発明方法において、基準面を有する治具本体および前記基準面に対する垂直方向の距離を測定する測定ゲージを備えた測定治具を用い、この測定治具の前記基準面を前記ねじ状ドラムの任意の円錐形状部に当て、他の任意の円錐形状部に前記測定ゲージの測定子を当て、前記基準面を当てた円錐形状部と測定ゲージを当てた円錐形状部との平行段差を測定することにより、この平行段差の測定値とねじ溝のリードとから円錐形状部の傾斜角度を求めるようにした場合は、基準面および測定ゲージの円錐形状部に対する押し当て操作だけで、正確かつ容易に平行段差を測定することができる。

この発明の一実施形態を図１と共に説明する。ねじ状ドラム２は、螺旋状に続くねじ溝２ａの各周の底面が円錐形状部２ａ−１，２，３・・・を成し、ねじ溝２ａのリードがＬｄとされたものである。測定治具３は、底面が基準面４ａとなる治具本体４、および前記基準面４ａに対する垂直方向の距離を測定する測定ゲージ５を備える。測定ゲージ５は、治具本体４に上記基準面４ａに対する垂直方向の移動が可能な状態で保持された針状測定子５ａと、この測定子５ａの移動距離を示すメータ５ｂとよりなる。

同図に示すように、基準面４ａを円錐形状部２ａ−２の表面に当て、隣接する円錐形状部２ａ−１に測定子５ａを当て、このときの測定子５ａを円錐形状部２ａ−１に当てるに要する基準面４ａに対する距離をメータ５ｂから読み取り、これを円錐形状部２ａ−１，２ａ−２間の平行段差Ｈｄとする。ねじリードＬｄは、設計値として予め定められているから、円錐形状部の傾斜角度δｄは次式（２）により求められる。
δｄ＝ｓｉｎ^-1（Ｈｄ／Ｌｄ） ……（２）

上記平行段差Ｈｄの測定は、基準面４ａを円錐形状部２ａ−２の表面に当てた上で隣接する円錐形状部２ａ−１に測定子５ａを当てるだけでなされるから、その操作は極めて容易であり、円錐形状部に基準面４ａを当てることができれば、その長さに影響を受けずに正確に測定することができる。この平行段差Ｈｄの測定に際しては、治具本体４または測定ゲージ５を、ねじ状ドラム２の円周方向に振りながら測定し、その測定値の最大値を平行段差Ｈｄとする。この最大値は、ねじ溝２ａの表面の接線位置での測定値に相当することになるから、得られた平行段差値Ｈｄは、高度に正確なものである。

図２は、図１に示す例とは、測定治具３の向きを逆にして測定する方法である。基準面４ａを円錐形状部２ａ−１の表面に当て、隣接する円錐形状部２ａ−２に測定子５ａを当て、このときの測定子５ａの基準面４ａに対する距離をメータ５ｂから読み取り、これを円錐形状部２ａ−１，２ａ−２間の平行段差Ｈｄとする。この場合も、上記数式（２）により、円錐形状部の傾斜角度δｄを求めることができる。

図１および図２は、隣接する円錐形状部２ａ−１，２ａ−２に跨るように測定治具３をセットして、両円錐形状部２ａ−１，２ａ−２間の平行段差Ｈｄを測定し、円錐形状部の傾斜角度δｄを求めているが、図３に示すように、ｎ個（図３では３個）離れた円錐形状部に測定治具３をセットしてこれらの円錐形状部間の平行段差Ｈｄを測定することによって円錐形状部の傾斜角度δｄを求めるようにしても良い。この場合は、ｎ個分のリードＬｄにおいて測定することになるから、円錐形状部の傾斜角度δｄは数式（３）によって求めることができる。
δｄ＝ｓｉｎ^-1｛Ｈｄ／（ｎ・Ｌｄ）｝ ……（３）

また、測定される平行段差Ｈｄは、ｎ個分の円錐形状部の平行段差であり、このように測定範囲を広くすることにより、数式（３）中のＨｄ／（ｎ・Ｌｄ）は、平均値を求めることに等しく、これによって、より精度の高い円錐形状部の傾斜角度δｄを求めることができる。

図９および図１０に示すねじ研削盤５０によってねじ状ドラム２を研削加工するに際して、上記のような測定方法によってその円錐形状部の傾斜角度を随時測定しながら研削加工が行なわれるようにした場合は、所定の円錐形状部の傾斜角度を高精度に備えたねじ状ドラム２が得られる。このように作製されたねじ状ドラム２は、図５および図６に示すセンタレス研削装置３０のねじ状回転軸ドラム３１や、図７および図８に示す超仕上げ加工装置４０のねじ状回転軸ドラム４１，４２としてこれらの装置に組み込まれ、図４に示すテーパころ軸受用テーパころ１の研削加工や仕上げ加工に供される。したがって、これらセンタレス研削装置３０や超仕上げ加工装置４０によって得られるテーパころ１は、極めて精度の高いものであり、テーパころ軸受の信頼性の向上に大きく寄与する。

なお、上記実施形態では、テーパころ軸受用テーパころの外径面をセンタレス研削加工や超仕上げ加工する際に用いられるねじ状ドラムにおける円錐形状部の傾斜角度を測定する方法について述べたが、その他の加工装置に用いられる同様のねじ状ドラムにおける円錐形状部の傾斜角度の測定にも適用しても良い。

この発明のねじ状ドラム円錐形状部傾斜角度測定方法の一例を示す概念図である。同ねじ状ドラム円錐形状部傾斜角度測定方法の別の例を示す概念図である。同ねじ状ドラム円錐形状部傾斜角度測定方法のさらに別の例を示す概念図である。この発明のねじ状ドラム円錐形状部傾斜角度測定方法が対象とするねじ状ドラムを用いて加工がなされるテーパころ軸受用テーパころの一例を示す平面図である。同テーパころを研削加工するためのセンタレス研削装置の概略的側面図である。同センタレス研削装置の概略的平面図である。同テーパころを超仕上げ加工するための超仕上げ加工装置の概略的側面図である。同超仕上げ加工装置の概略的平面図である。ねじ状ドラムを研削加工するためのねじ研削盤の概略的平面図である。同ねじ研削盤の概略的側面図である。従来のねじ状ドラム円錐形状部傾斜角度測定方法の一例を示す概念図である。

符号の説明

２…ねじ状ドラム
２ａ…ねじ溝
２ａ−１〜ｎ…円錐形状部（ねじ溝の各周の底面）
３…測定治具
４…治具本体
４ａ…基準面
５…測定ゲージ
５ａ…測定子
Ｈｄ…平行段差
Ｌｄ…ねじ溝のリード
δｄ…円錐形状部の傾斜角度

Claims

螺旋状に続くねじ溝の各周の底面が、円錐形状部を成すねじ状ドラムにおける、前記円錐形状部の傾斜角度を測定する方法であって、
任意の円錐形状部から他の任意の円錐形状部までの平行段差を測定し、この平行段差の測定値とねじ溝のリードとから円錐形状部の傾斜角度を求めることを特徴とするねじ状ドラム円錐形状部傾斜角度測定方法。
螺旋状に続くねじ溝の各周の底面が、円錐形状部を成すねじ状ドラムにおける、前記円錐形状部の傾斜角度を測定する方法であって、
基準面を有する治具本体および前記基準面に対する垂直方向の距離を測定する測定ゲージを備えた測定治具を用い、この測定治具の前記基準面を前記ねじ状ドラムの任意の円錐形状部に当て、他の任意の円錐形状部に前記測定ゲージの測定子を当て、前記基準面を当てた円錐形状部と測定ゲージを当てた円錐形状部との平行段差を測定することにより、この平行段差の測定値とねじ溝のリードとから円錐形状部の傾斜角度を求めることを特徴とするねじ状ドラム円錐形状部傾斜角度測定方法。
請求項２において、前記測定治具の前記基準面および測定ゲージを各円錐形状部に当てて測定ゲージの測定値を読み取るときに、治具本体または測定ゲージを、これら治具本体または測定ゲージが当たる箇所におけるねじ状ドラムの円周方向に移動させて得られる測定値の最大値を、求める平行段差の測定値とするねじ状ドラム円錐形状部傾斜角度測定方法。