JP6029216B2 - ボールねじ用ナット研磨方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明はボールねじ用のナットのボール溝を研磨テープで研磨する際に用いられるボールねじ用ナット研磨方法及びその装置に関するものである。

従来、この種のボールねじ用ナット研磨装置として、ねじ軸、ナット及びボールの各要素からなるボールねじ用のナットのボール溝を砥石により研削を行う構造のものが知られている。

実公平４−５３４７８号 特公平１−４６２５２号

しかしながらこの従来構造の場合、ボールねじ用のナットのボール溝はボールが転走する溝であるにもかかわらず、必ずしも、良好な仕上面を得ることができないことがあるという不都合を有している。

本発明はこのような不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうち、請求項１記載の方法の発明は、ボールねじ用のナットのボール溝を研磨テープで研磨するに際し、上記ナットを回転自在に保持して該軸線を中心として回転させ、上記研磨テープを連続的又は間欠的に移送させ、該研磨テープを圧接ロールにより折返移送案内して該ナットのボール溝を研磨する該研磨テープの溝研磨部を形成し、該研磨テープの溝研磨部を該圧接ロールの外周面で該ナットのボール溝に圧接させ、該研磨テープを該ナットの軸線方向に移動させ、該ナットの回転速度と該研磨テープの移動速度とを該ボール溝のリードに対応して同期させ、該ナットの回転と、該研磨テープの上記移送と、該ナットの回転速度に同期した研磨テープの移動との複合動作により該ボール溝を該研磨テープで研磨することを特徴とするボールねじ用ナット研磨方法にある。

又、請求項２記載の装置の発明は、ボールねじ用のナットを回転自在に保持する保持機構と、該ナットを該軸線を中心として回転させる回転機構と、研磨テープを連続的又は間欠的に移送させるテープ移送機構と、該研磨テープを行戻折返移送案内可能な行案内部、折返案内部及び戻案内部を有すると共に該折返案内部の該研磨テープを圧接ロールにより折返移送案内して該ナットのボール溝を研磨する該研磨テープの溝研磨部を有するテープ折返研磨機構と、該研磨テープの溝研磨部を該圧接ロールの外周面で該ナットのボール溝に圧接させるテープ圧接機構と、該研磨テープを該ナットの軸線方向に移動させるテープ移動機構と、該ナットの回転速度と該研磨テープの移動速度とを該ボール溝のリードに対応して同期させる速度同期手段とからなることを特徴とするボールねじ用ナット研磨装置にある。

又、請求項３記載の装置の発明は、上記圧接ロールは外周面が球面の球状体からなることを特徴とするものであり、又、請求項４記載の装置の発明は、上記テープ移送機構及び上記テープ折返研磨機構を上記ナットの軸線方向と交差する方向に移動させるテープ待避機構を備えてなることを特徴とするものであり、又、請求項５記載の装置の発明は、上記速度同期手段として、上記ナットを回転させる回転用制御モータ、上記研磨テープを移動させる移動用制御モータ、及び該回転用制御モータの回転速度と該移動用制御モータの回転速度とを同期制御する同期制御部からなることを特徴とするものである。

本発明は上述の如く、請求項１及び２記載の発明にあっては、ボールねじのナットを保持機構により回転自在に保持し、ナットを回転機構により軸線を中心として回転させ、研磨テープをテープ移送機構により移送し、テープ折返研磨機構により研磨テープを圧接ロールにより折返移送案内してナットのボール溝を研磨する研磨テープの溝研磨部を形成し、テープ圧接機構により研磨テープの溝研磨部を圧接ロールの外周面でナットのボール溝に圧接し、研磨テープをテープ移動機構によりナットの軸線方向に移動させ、速度同期手段によりナットの回転速度と研磨テープの移動速度とをボール溝のリードに対応して同期させ、ナットの回転と、研磨テープの上記移送と、ナットの回転速度に同期した研磨テープの移動との複合動作によりボール溝を研磨テープで研磨することができ、研磨精度を向上することができ、ボール溝の表面あらさを向上することができ、ボール溝の研磨作業性を向上することができる。

又、請求項３記載の発明にあっては、上記圧接ロールは外周面が球面の球状体からなるので、ボール溝を研磨テープにより良好に研磨することができ、又、請求項４記載の発明にあっては、上記テープ移送機構及び上記テープ折返研磨機構を上記ナットの軸線方向と交差する方向に移動させるテープ待避機構を備えてなるから、保持機構に対するナットの供給及び取出を容易に行うことができ、又、請求項５記載の発明にあっては、上記速度同期手段として、上記ナットを回転させる回転用制御モータ、上記研磨テープを移動させる移動用制御モータ、及び回転用制御モータの回転速度と移動用制御モータの回転速度とを同期制御する同期制御部からなるので、ナットの回転速度と研磨テープの移動速度とをボール溝のリードに対応して同期させることができ、研磨テープをボール溝のリードに合致して確実に接触移動させることができ、構造を簡素化することができると共に研磨精度を向上することができる。

本発明の実施の形態例の全体平面図である。 本発明の実施の形態例の全体正断面図である。 本発明の実施の形態例の部分側断面図である。 本発明の実施の形態例の部分拡大平断面図である。 本発明の実施の形態例の部分拡大側面図である。 本発明の実施の形態例の説明拡大平断面図である。 本発明の実施の形態例の部分分解斜視図である。 本発明の実施の形態例の部分断面図である。 本発明の実施の形態例の部分拡大平断面図である。 本発明の実施の形態例の部分拡大斜視図である。

図１乃至図１０は本発明の実施の形態例であって、この場合、大別して、図１、図２、図３、図４、図５の如く、ボールねじ用のナットＷを回転自在に保持する保持機構１と、ナットＷをその軸線Ｗ_１を中心として正逆回転させる回転機構２と、研磨テープＴを連続的又は間欠的に移送Ｔ_１させるテープ移送機構３と、研磨テープＴを行戻折返移送案内可能な行案内部４ａ、折返案内部４ｂ及び戻案内部４ｃを有すると共に折返案内部４ｂの研磨テープＴを圧接ロールＲにより折返移送案内してナットＷのボール溝Ｂを研磨する研磨テープＴの溝研磨部Ｔ_Ｋを有するテープ折返研磨機構４と、研磨テープＴの溝研磨部Ｔ_Ｋを圧接ロールＲの外周面Ｒ_ＦでナットＷのボール溝Ｂに圧接させるテープ圧接機構５と、研磨テープＴをナットＷの軸線Ｗ_１方向に移動させるテープ移動機構６と、ナットＷの回転速度Ｑと研磨テープＴの移動速度Ｆとをボール溝ＢのリードＬ（ナットＷが一回転したときに、ナットＷが軸方向に進む距離。）に対応して同期させる速度同期手段７とから構成されている。

この場合、上記保持機構１及び上記回転機構２にあっては、図１、図２の如く、機体１ａに保持台１ｂを立設し、保持台１ｂにボールねじのナットＷの一方端部を着脱保持可能なチャック１ｃを配設し、チャック１ｃを回転用制御モータ２ａにより回転させてナットＷを回転させるように構成している。

この場合、上記テープ移送機構３にあっては、図１、図２、図３、図４、図５の如く、取付基台３ａ上に一対の支持軸３ｂ・３ｂにより未使用の研磨テープＴを巻回した満巻リール３ｃ及び空リール３ｄを回転自在に配設し、満巻リール３ｃから解いた研磨テープＴを行案内部４ａ、折返案内部４ｂ及び戻案内部４ｃにより行戻折返移送案内すると共に折返案内部４ｂの研磨テープＴを圧接ロールＲにより折返移送案内してナットＷのボール溝Ｂを研磨する研磨テープＴの溝研磨部Ｔ_Ｋを有するテープ折返研磨機構４を介して空リール３ｄに巻き付け、満巻リール３ｃは巻解用モータ３ｅにより巻き解き回転すると共に空リール３ｄは巻取用モータ３ｆにより巻き取り回転し、かつ、上記満巻リール３ｃと圧接ロールＲ、及び圧接ロールＲと上記空リール３ｄとの間に移送用モータ３ｇ・３ｇにより送り回転する移送ロール３ｈ・３ｈ及び挟圧ロール３ｉ・３ｉを配設し、巻解用モータ３ｅ、巻取用モータ３ｆ、移送用モータ３ｇ・３ｇの協動により研磨テープＴを満巻リール３ｃから圧接ロールＲを経て空リール３ｄへと比較的低速で連続的又は間欠的に移送Ｔ_１するように構成している。

この場合、上記テープ折返研磨機構４は、上記行案内部４ａ、折返案内部４ｂ及び戻案内部４ｃからなり、図４、図６、図７の如く、行案内面、折返案内面及び戻案内面を有するガイド部材４ｄの上下面に研磨テープＴの両縁部を案内する一対のガイド板４ｅ・４ｅを固定し、上記行案内部４ａのロール４ｆ、折返案内部４ｂの回転軸線Ｒ_１を中心として遊転自在な圧接ロールＲ及び戻案内部４ｃのロール４ｇを介して行戻折返移送案内可能に構成され、折返案内部４ｂの研磨テープＴを圧接ロールＲにより折返移送案内してナットＷのボール溝Ｂを研磨する研磨テープＴの溝研磨部Ｔ_Ｋを形成して構成している。

又、上記テープ圧接機構５にあっては、図４、図５、図６、図８の如く、上記取付基台３ａ上に圧接台５ａをガイド部５ｂ・５ｂにより進退自在に配設すると共に圧接台５ａをシリンダ機構５ｃにより進退動作可能に構成し、圧接台５ａ上に上記テープ折返研磨機構４のガイド部材４ｄを取り付け、シリンダ機構５ｃにより圧接台５ａを進退動作させ、圧接ロールＲにより折返移送案内して形成されたナットＷのボール溝Ｂを研磨する研磨テープＴの溝研磨部Ｔ_Ｋをボール溝Ｂに圧接するように構成している。

この場合、図９、図１０の如く、上記圧接ロールＲは外周面Ｒ_Ｆが球面の球状体に軸の両端部が貫通突出した構造となっている。

又、この場合、上記研磨テープＴは、ポリエステルフィルム、メタル、クロス等の基材に酸化アルミニュウム、酸化クロム、シリコンカーバイド、ダイヤモンド等の所定粒度の研磨粒子をコーティング又は結合してなる構造となっている。

又、上記テープ移動機構６にあっては、図１、図２の如く、上記機体１ａに移動基台６ａを摺動部６ｂによりナットＷの軸線Ｗ_１方向に移動自在に配設し、移動基台６ａと上記テープ移送機構３の取付基台３ａとの間に上記テープ移送機構３及び上記テープ折返研磨機構４を上記ナットＷの軸線Ｗ_１方向と交差する方向に移動させるテープ待避機構８を配設し、移動基台６ａをボールねじ機構６ｃ及び移動用制御モータ６ｄにより取付基台３ａ上の研磨テープＴをナットＷの軸線Ｗ_１方向に移動させるように構成している。

又、上記速度同期手段７は、図１の如く、上記ナットＷを回転させる回転用制御モータ２ａ、上記研磨テープＴを移動させる移動用制御モータ６ｄ、及び該回転用制御モータ２ａの回転速度Ｑと該移動用制御モータ６ｄの回転速度とを同期制御する同期制御部７ａからなり、同期制御部７ａは、具体的な回路構成等は省略しているが、例えばパソコン等が用いられ、ナットＷの回転速度Ｑと研磨テープＴの移動速度Ｆとをボール溝ＢのリードＬに対応して同期させるように構成している。

又、上記テープ待避機構８は、この場合、図１、図２、図３の如く、上記移動基台６ａに上記テープ移送機構３の取付基台３ａを摺動部８ａにより上記ナットＷの軸線Ｗ_１方向と交差する方向に移動自在に配設し、移動基台６ａをボールねじ機構８ｂ及び移動用制御モータ８ｃにより取付基台３ａ上の研磨テープＴをナットＷの軸線Ｗ_１方向と交差する方向に待避移動させ、上記テープ移送機構３及び上記テープ折返研磨機構４を上記ナットＷの軸線Ｗ_１方向と交差する方向に移動させるように構成している。

この実施の形態例は上記構成であるから、図１、図２、図３、図４、図５の如く、ボールねじのナットＷを保持機構１により回転自在に保持し、ナットＷを回転機構２により軸線Ｗ_１を中心として回転させ、研磨テープＴをテープ移送機構３により移送Ｔ_１し、テープ折返研磨機構４により研磨テープＴを圧接ロールＲにより折返移送案内してナットＷのボール溝Ｂを研磨する研磨テープＴの溝研磨部Ｔ_Ｋを形成し、図８の如く、テープ圧接機構５により研磨テープＴの溝研磨部Ｔ_Ｋを圧接ロールＲの外周面Ｒ_ＦでナットＷのボール溝Ｂに圧接し、研磨テープＴをテープ移動機構６によりナットＷの軸線Ｗ_１方向に移動させ、ナットＷの回転速度Ｑと研磨テープＴの移動速度Ｆとをボール溝ＢのリードＬに対応して同期させ、ナットＷの回転Ｑと、研磨テープＴの上記移送Ｔ_１と、ナットＷの回転速度Ｑに同期した研磨テープＴの移動Ｆとの複合動作によりボール溝Ｂを研磨テープＴで研磨することができ、研磨精度を向上することができ、ボール溝Ｂの表面あらさを向上することができ、ボール溝Ｂの研磨作業性を向上することができる。

この場合、例えば、図６の如く、ボールねじのナットＷを保持機構１により回転自在に保持し、ナットＷを回転機構２により軸線Ｗ_１を中心として実線で示す反時計回り方向に回転させ、研磨テープＴをテープ移送機構３により移送Ｔ_１し、テープ折返研磨機構４により研磨テープＴを圧接ロールＲにより折返移送案内してナットＷのボール溝Ｂを研磨する研磨テープＴの溝研磨部Ｔ_Ｋを形成し、研磨テープＴをテープ移動機構６によりナットＷの軸線Ｗ_１方向である実線で示す矢印方向に行き移動させ、テープ圧接機構５により研磨テープＴの溝研磨部Ｔ_Ｋを圧接ロールＲの外周面Ｒ_ＦでナットＷのボール溝Ｂに圧接し、ナットＷの回転速度Ｑと研磨テープＴの移動速度Ｆとをボール溝ＢのリードＬに対応して同期させ、ナットＷの回転Ｑと、研磨テープＴの上記移送Ｔ_１と、ナットＷの回転速度Ｑに同期した研磨テープＴの移動Ｆとの複合動作によりボール溝Ｂを研磨テープＴで研磨することができ、又、これとは逆に、上記ナットＷを回転機構２により軸線Ｗ_１を中心として破線で示す時計回り方向に回転させ、上記研磨テープＴをテープ移動機構６によりナットＷの軸線Ｗ_１方向の破線で示す矢印方向に戻り移動させ、テープ圧接機構５により研磨テープＴの溝研磨部Ｔ_Ｋを圧接ロールＲの外周面Ｒ_ＦでナットＷのボール溝Ｂに圧接し、ナットＷの回転速度Ｑと研磨テープＴの移動速度Ｆとをボール溝ＢのリードＬに対応して同期させ、ナットＷの回転Ｑと、研磨テープＴの上記移送Ｔ_１と、ナットＷの回転速度Ｑに同期した研磨テープＴの移動Ｆとの複合動作によりボール溝Ｂを研磨テープＴで研磨することができ、これにより研磨テープＴの往き又は戻りの往復移動においてボール溝Ｂを研磨することができ、研磨精度を向上することができ、ボール溝Ｂの表面あらさを向上することができ、ボール溝Ｂの研磨作業性を向上することができる。勿論、研磨テープＴの行き移動又は戻り移動のいずれか一方の移動時のみにおいて研磨を行うこともできる。

又、この場合、図９、図１０の如く、上記圧接ロールＲは外周面Ｒ_Ｆが球面の球状体からなるので、ボール溝Ｂを研磨テープＴにより良好に研磨することができ、又、この場合、図１、図２の如く、上記テープ移送機構３及び上記テープ折返研磨機構４を上記ナットＷの軸線Ｗ_１方向と交差する方向に移動させるテープ待避機構８を備えてなるから、保持機構１に対するナットＷの供給及び取出を容易に行うことができ、又、この場合、図１の如く、上記速度同期手段７として、上記ナットＷを回転させる回転用制御モータ２ａ、上記研磨テープＴを移動させる移動用制御モータ６ｄ、及び回転用制御モータ２ａの回転速度Ｑと移動用制御モータ６ｄの回転速度とを同期制御する同期制御部７ａからなるので、ナットＷの回転速度Ｑと研磨テープＴの移動速度Ｆとをボール溝ＢのリードＬに対応して同期させることができ、研磨テープＴをボール溝ＢのリードＬに合致して確実に接触移動させることができ、構造を簡素化することができると共に研磨精度を向上することができる。

尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、保持機構１、回転機構２、テープ移送機構３、テープ折返研磨機構４、テープ圧接機構５、テープ移動機構６、速度同期手段７の構成等は適宜変更して設計されるものである。

又、例えば、上記実施の形態例においては、乾式研磨構造としているが、ナットＷのボール溝Ｂと研磨テープＴとの間に各種材質の遊離砥粒や化学剤を含む加工液体や潤滑剤を供給する所謂湿式研磨構造とすることもあり、又、速度同期手段７として旋盤の親ねじ機構に採用されている替歯車機構と同様な機械的な同期回転機構を採用することもあり、その他、ナットＷの種類や研磨条件により選択して設計される。

以上、所期の目的を充分達成することができる。

Ｗ ナット
Ｗ_１ 軸線
Ｔ 研磨テープ
Ｔ_１ 移送
Ｔ_Ｋ 溝研磨部
Ｒ 圧接ロール
Ｒ_Ｆ 外周面
Ｂ ボール溝
Ｌ リード
Ｆ 移動速度
Ｑ 回転速度
１ 保持機構
２ 回転機構
２ａ 回転用制御モータ
３ テープ移送機構
４ テープ折返研磨機構
４ａ 行案内部
４ｂ 折返案内部
４ｃ 戻案内部
５ テープ圧接機構
６ テープ移動機構
６ｄ 移動用制御モータ
７ 速度同期手段
７ａ 同期制御部
８ テープ待避機構

Claims (5)

1. ボールねじ用のナットのボール溝を研磨テープで研磨するに際し、上記ナットを回転自在に保持して該軸線を中心として回転させ、上記研磨テープを連続的又は間欠的に移送させ、該研磨テープを圧接ロールにより折返移送案内して該ナットのボール溝を研磨する該研磨テープの溝研磨部を形成し、該研磨テープの溝研磨部を該圧接ロールの外周面で該ナットのボール溝に圧接させ、該研磨テープを該ナットの軸線方向に移動させ、該ナットの回転速度と該研磨テープの移動速度とを該ボール溝のリードに対応して同期させ、該ナットの回転と、該研磨テープの上記移送と、該ナットの回転速度に同期した研磨テープの移動との複合動作により該ボール溝を該研磨テープで研磨することを特徴とするボールねじ用ナット研磨方法。
2. ボールねじ用のナットを回転自在に保持する保持機構と、該ナットを該軸線を中心として回転させる回転機構と、研磨テープを連続的又は間欠的に移送させるテープ移送機構と、該研磨テープを行戻折返移送案内可能な行案内部、折返案内部及び戻案内部を有すると共に該折返案内部の該研磨テープを圧接ロールにより折返移送案内して該ナットのボール溝を研磨する該研磨テープの溝研磨部を有するテープ折返研磨機構と、該研磨テープの溝研磨部を該圧接ロールの外周面で該ナットのボール溝に圧接させるテープ圧接機構と、該研磨テープを該ナットの軸線方向に移動させるテープ移動機構と、該ナットの回転速度と該研磨テープの移動速度とを該ボール溝のリードに対応して同期させる速度同期手段とからなることを特徴とするボールねじ用ナット研磨装置。
3. 上記圧接ロールは外周面が球面の球状体からなることを特徴とする請求項２記載のボールねじ用ナット研磨装置。
4. 上記テープ移送機構及び上記テープ折返研磨機構を上記ナットの軸線方向と交差する方向に移動させるテープ待避機構を備えてなることを特徴とする請求項２又は３記載のボールねじ用ナット研磨装置。
5. 上記速度同期手段として、上記ナットを回転させる回転用制御モータ、上記研磨テープを移動させる移動用制御モータ、及び該回転用制御モータの回転速度と該移動用制御モータの回転速度とを同期制御する同期制御部からなることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のボールねじ用ナット研磨装置。