WO2014069370A1 - ねじ研削盤の研削スピンドル - Google Patents

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WO2014069370A1
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fixed
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tip
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潔 五十嵐
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日本精工株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G1/00—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor
    • B23G1/36—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor by grinding
    • B23G1/38—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor by grinding with grinding discs guided along the workpiece in accordance with the pitch of the required thread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto

Definitions

  • the present invention relates to a grinding spindle of a thread grinder that grinds a thread groove on an inner peripheral surface of a workpiece, and in particular, a rotation axis of a grindstone arranged at the tip of a quill is formed on the inner peripheral surface of the workpiece.
  • the present invention relates to a grinding spindle that is inclined with respect to the axis of the quill according to the lead angle of the thread groove.
  • the grindstone's rotation axis is tilted with respect to the main axis by an angle equal to the lead angle of the thread groove (for example, the thread groove of a ball nut).
  • the thread groove is processed into an accurate shape.
  • the grinding spindle and the spindle housing that supports it are not tilted, but the rotation axis S of the grindstone 203 is led to the thread groove 302 formed on the cylindrical inner peripheral surface 301 of the workpiece 300 as shown in FIG.
  • the axis of the quill 201 attached to the spindle housing 250 is kept in parallel with the axis of the main axis by inclining according to the angle ⁇ .
  • a flexible shaft (wire) as a drive shaft is arranged inside an integrally structured quill, and a grindstone is connected to the tip of the flexible shaft.
  • the grindstone rotates about the rotation axis inclined with respect to the axis of the quill.
  • the grinding spindle described in Patent Document 2 uses a flexible shaft as a drive shaft, and can adjust the inclination of the tip end side of the quill along an arcuate guide rail with respect to the quill axis.
  • the quill has an integral structure, and the rigidity of the quill can be increased.
  • the entire quill must be replaced with the spindle housing.
  • the alignment of the quill with respect to the spindle housing and the positioning operation in the circumferential direction (phase alignment operation) during the replacement operation were troublesome.
  • Patent Document 2 the angle on the tip side of the quill can be changed and adjusted manually, and there is a possibility that an accurate inclination angle of the grindstone cannot be obtained, and the rigidity of the angle adjusting unit is lowered. There was a problem.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a screw grinding machine capable of accurately and easily changing the inclination of a grindstone according to a lead angle and increasing the rigidity of a quill. It is to provide a grinding spindle.
  • a quill attached to the spindle housing; A grindstone disposed at the tip of the quill; And a flexible drive shaft that drives the grindstone and is disposed in the quill, and a rotation axis of the grindstone is formed on an inner peripheral surface of a workpiece attached to a main shaft facing the spindle housing.
  • the quill includes a fixed-side quill fixed to the spindle housing, and a tip-side quill to which the grindstone is attached and detachably coupled to the fixed-side quill, In the joint portion between the fixed side quill and the tip quill, the end face of the fixed quill perpendicular to the axis of the quill and the end face of the tip quill are flush with each other,
  • the drive shaft includes a first drive shaft disposed in the fixed-side quill and a second drive shaft disposed in the tip-side quill and rotating integrally with the grindstone.
  • a grinding spindle of a screw grinding machine in which the first drive shaft and the second drive shaft are detachably connected.
  • the first drive shaft and the second drive shaft are detachably connected via a rotary joint provided rotatably on the fixed-side quill.
  • the connection end of the first drive shaft and the connection end of the second drive shaft connected to the rotary joint are slidable in the axial direction with respect to the rotary joint, and
  • the coupling portion includes an inlay fitting portion for aligning the tip-side quill with the fixed-side quill, and a phase adjusting means for phasing the tip-side quill with respect to the fixed-side quill.
  • the grinding spindle according to (1) or (2) above.
  • a fixing bracket fixed to the spindle housing so as to be parallel to the spindle housing;
  • a detachable bracket that is detachably attached to the fixing bracket and supports the fixed quill; and
  • the phase adjusting mechanism is attached to the fixing bracket, and is arranged in parallel with the side surface of the fixing bracket and the side surface of the detachable bracket so that the side surface of the fixing bracket and the side surface of the detachable bracket are parallel to each other.
  • the grinding spindle according to any one of (1) to (5), further including a height adjusting mechanism that adjusts a position of the fixed quill in a direction perpendicular to the axis of the quill.
  • the detachable bracket is configured to support the fixed-side quill so that it can be finely adjusted in a direction perpendicular to the axis of the quill,
  • the height adjustment mechanism is attached to the detachable bracket and adjusts the position of the fixed quill by moving the fixed quill in a direction perpendicular to the axis of the quill. Grinding spindle.
  • the quill having a grindstone at the tip and fixed to the spindle housing is divided into a fixed quill secured to the spindle housing and a tip quill having the grindstone, and both are attached and detached. Join freely. Accordingly, by preparing a plurality of tip side quills with different inclination angles of the grindstone, the tip side quill can be exchanged according to the lead angle of the thread groove of the workpiece. In other words, if the positional relationship of the coupling part between the fixed quill and the tip quill is determined in advance in the design and production stage, the fixed quill is simply aligned in the initial stage of fixing the fixed quill to the spindle housing.
  • the angle adjustment mechanism is not provided at the coupling portion of the quill, so that the rigidity of the quill can be sufficiently increased.
  • FIG. 4 It is sectional drawing of the grinding spindle of the screw grinding machine which concerns on one Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the grinding spindle to which the front end side unit different from FIG. 1 is attached. It is sectional drawing of the grinding spindle to which the front end side unit different from FIG.1 and FIG.2 is attached. It is a figure for demonstrating the procedure at the time of attaching a grinding spindle to a spindle housing, (a) is a side view, (b) is the IV-IV arrow line view of (a). It is explanatory drawing of the next process of FIG. 4, and is a front view which shows the state which has performed the positioning (phase alignment) of the circumferential direction of the bracket for fixation.
  • FIG. 4 It is explanatory drawing of the next process of FIG. 4, and is a front view which shows the state which has performed the positioning (phase alignment) of the circumferential direction of the bracket for fixation.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the next process of FIG. 5, showing a state in the middle of attaching the grinding spindle to the fixing bracket, where (a) is a side view and (b) is a view taken along arrows VI-VI in (a).
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the next process of FIG. 6, showing a state in which the grinding spindle is phased using the reference surface of the fixing bracket, where (a) is a side view and (b) is (a).
  • FIG. 7 is a view taken along arrow VII-VII.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the next process of FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a grinding spindle 1A of the thread grinder according to the present embodiment.
  • This grinding spindle 1A is axially divided into a fixed-side unit 10 attached to a spindle housing 50 (see FIG. 9) and a tip-side unit 20A that is detachably coupled to the tip of the fixed-side unit 10 and is replaceable.
  • the grinding spindle 1 ⁇ / b> A is configured by coupling the tip side unit 20 ⁇ / b> A to the fixed side unit 10 that is divided and used in common.
  • the quill 2 having an elliptical cross section in which the major axis is arranged along the vertical direction is divided into two at the middle part in the axial direction of the quill 2 into the fixed quill 11 and the tip quill 21A.
  • the coupling portion between the stationary quill 11 and the tip quill 21A is provided with flat surfaces C and C ′ perpendicular to the axis T of the quill 2 (the axis corresponding to the extension of the central axis of the spindle housing 50). To be combined.
  • Each flat surface C, C ′ is processed with high accuracy.
  • the spindle housing 50 is supported by the grindstone table so as to face the main shaft that supports the workpiece, and the axis of the spindle housing 50 and the axis of the main shaft are set to be parallel to each other.
  • the fixed unit 10 includes a fixed quill 11 having a flange 12 for connection to a spindle housing 50 (see FIG. 6) on the base end side, and a flexible member that is rotatably supported by a bearing unit 15 inside the fixed quill 11.
  • the first drive shaft 17 is mainly composed of an intermediate portion in the axial direction of the first drive shaft 17 inclined with respect to the axis of the fixed-side quill 11 (coincident with the axis of the quill 2).
  • the through hole 13 is accommodated via a cylindrical guide member 19.
  • a shaft support hole 14 communicating with the through hole 13 is provided at the tip of the fixed quill 11.
  • the shaft support hole 14 is formed in parallel to the axis of the fixed quill 11, and a bearing unit 15 is fitted to the inner periphery of the shaft support hole 14, and the rotary joint 16 causes the axis to be aligned with the bearing unit 15.
  • the quill 11 is rotatably supported in parallel with the axis T of the quill 11.
  • a connecting end 17 b on the tip end side of the first drive shaft 17 is connected to one end side of the rotary joint 16.
  • the connecting end portion 17b has a polygonal cross-sectional shape, and is fitted to the rotary joint 16 so as to be slidable in the axial direction and integrally rotatable.
  • the proximal end portion 17a of the first drive shaft 17 also has a polygonal cross section, and is connected to a drive shaft (not shown) in the spindle housing 50 (see FIG. 6) via a coupling 18. Yes.
  • the distal end side unit 20A includes a distal end quill 21A coupled to the distal end of the fixed quill 11, a flexible second drive shaft 27 and a grindstone shaft that are rotatably supported therein via a bearing unit 24. 25 and a disc-shaped grindstone 40 attached to the tip of the grindstone shaft 25.
  • the grindstone shaft 25 is provided with its rotational axis S inclined by a predetermined angle with respect to the axis T of the quill 2. This inclination angle is set equal to the lead angle ⁇ 1 of the thread groove of the workpiece to be machined.
  • a distal end side shaft support hole 22A inclined with respect to the axis T of the quill 2 and a similarly inclined proximal end side through hole 23A are provided inside the distal end side quill 21A.
  • the grindstone shaft 25 is fitted into the side shaft support hole 22 ⁇ / b> A, and is rotatably supported by the bearing unit 24. Further, the tip end portion 27 b of the polygonal cross section of the second drive shaft 27 is fitted in a connection hole 25 a formed in the end surface of the grindstone shaft 25.
  • the second drive shaft 27 is accommodated through a cylindrical guide member 29 in a through hole 23A inclined with respect to the axis of the tip-side quill 21A (coincident with the axis of the quill 2).
  • the connecting end portion 27a having a polygonal cross section on the proximal end side of the second drive shaft 27 protrudes from the flat surface C on the proximal end side of the distal end side quill 21A, and the distal end quill 21A becomes the stationary quill 11.
  • they are joined, they are fitted to the other end side of the rotary joint 16 supported inside the fixed-side quill 11.
  • first drive shaft 17 of the fixed side unit 10 and the second drive shaft 27 of the distal end side unit 20A are detachably connected via the rotary joint 16.
  • the connecting end portions 17b and 27a of the second drive shaft 27 of the front end side unit 20A and the first drive shaft 17 of the fixed side unit 10 are connected to each other in the axial direction of the rotary joint 16 via the rotary joint 16. It is slidably connected.
  • a spigot fitting portion 30 is bolted to the base end portion of the distal end quill 21 ⁇ / b> A.
  • the tip-side quill 21 ⁇ / b> A is aligned with the fixed-side quill 11 by spigot-fitting.
  • a pin 31 and a long hole 34 for performing phase alignment that is positioning in the circumferential direction are provided on the flat surface C of the tip-side quill 21A and the flat surface C ′ of the fixed-side quill 11, a pin 31 and a long hole 34 (phase alignment means) for performing phase alignment that is positioning in the circumferential direction are provided.
  • the long hole 34 is formed long in the radial direction centering on the axis (center axis of the shaft support hole 14) centered by the inlay fitting so that the pin 31 can be aligned without a gap in the circumferential direction. It has become.
  • the tip-side quill 21 ⁇ / b> A and the fixed-side quill 11 are coupled to each other by a
  • a thread groove having a lead angle ⁇ 1 can be processed.
  • the front end units 20B and 20C having different inclination angles of the grindstone 40 are processed. Is attached to the stationary quill 11.
  • the tip side unit 20B is set so that the inclination angle of the grindstone 40 is ⁇ 2 different from ⁇ 1. Therefore, the inclination angle of the axis of the shaft support hole 22B of the front end quill 21B that supports the grindstone shaft 25 is set to ⁇ 2, and the rotation axis S of the grindstone shaft 25 supported by the bearing unit 24 is relative to the axis T of the quill 2. Is inclined by an angle ⁇ 2.
  • a through hole 23 ⁇ / b> B that accommodates the proximal end side of the second drive shaft 27 is provided in parallel to the axis T of the quill 2.
  • Other configurations are the same as those of the distal end side unit 20A.
  • the tip unit 20C is set so that the inclination angle of the grindstone 40 is ⁇ 3 larger than ⁇ 1. Accordingly, the inclination angle of the axis of the shaft support hole 22C of the tip side quill 21C that supports the grindstone shaft 25 is set to ⁇ 3, and the rotation axis S of the grindstone shaft 25 supported by the bearing unit 24 is relative to the axis T of the quill 2. Is inclined by an angle ⁇ 3.
  • a through hole 23 ⁇ / b> C that accommodates the proximal end side of the second drive shaft 27 is provided to be inclined with respect to the axis T of the quill 2. Further, a part of the tip-side quill 21C is cut out due to the degree of curvature of the second drive shaft 27, and an auxiliary guide member 28 that supports the second drive shaft 27 is attached thereto.
  • Other configurations are the same as those of the distal end side unit 20A.
  • the fixing bracket 51 is fixed to the spindle housing 50 by tightening bolts 55 with a tool 56 as shown in FIG.
  • the bolt 55 loosely tightened, as shown in FIG. 5
  • the probe of the dial gauge 100 is applied to the reference surface 52 which is the flat surface of the fixing bracket 51, and the spindle housing 50 is moved in the horizontal direction (arrow (In the cutting direction of the grindstone indicated by Z).
  • the bolt 55 is tightened after adjusting so that the change in the measured value of the dial gauge 100 is not more than the allowable value, that is, the inclination of the reference surface 52 is not more than the allowable value.
  • the inclination of the reference surface 52 of the fixing bracket 51 becomes less than the allowable value, and the fixing bracket 51 is fixed to the spindle housing 50 in a state where the fixing bracket 51 is not substantially inclined.
  • the parallel plate 61 of the parallel mechanism 60 is moved so as to straddle the positioning surface 54, which is a flat surface provided on the attachment / detachment bracket 53, and the reference surface 52 of the fixing bracket 51. Then, using the tool 62, the parallel plate 61 is positioned with respect to the attaching / detaching bracket 53 in a state where the abutting surfaces D and D ′ which are the cylindrical surfaces of the attaching / detaching bracket 53 and the fixing bracket 51 are abutted with each other. Press against the surface 54 and the reference surface 52 of the fixing bracket 51.
  • the fixed-side quill 11 is supported on the detachable bracket 53 by a long hole 12a provided in the flange 12 so as to be finely adjustable in the vertical direction, and is fixed to the detachable bracket 53 with the four bolts 58 slightly loosened.
  • the height of the fixed quill 11 can be adjusted by tightening or loosening the pin of the height adjusting mechanism 65 that is directed toward the lower plane of the flange 12.
  • the tip side units 20A to 20C having the angle of the grindstone 40 in accordance with the lead angle of the thread groove of the workpiece to be processed to the fixed side unit 10.
  • the grinding spindles 1A to 1C can be attached to the spindle housing 50 without any adjustment work.
  • the quill 2 having the grindstone 40 at the tip and fixed to the spindle housing 50 is fixed to the fixed-side quill 11 fixed to the spindle housing 50.
  • the front end side quill 21A to 21C provided with the grindstone 40 is divided and detachably coupled. Accordingly, by preparing a plurality of tip side units 20A to 20C with different inclination angles of the grindstone 40, the tip side units 20A to 20C can be exchanged according to the lead angle of the thread groove of the workpiece.
  • the fixed side unit 10 is fixed in the initial stage of fixing the fixed side unit 10 to the spindle housing 50.
  • the connecting portion between the fixed quill 11 and the tip quill 21A to 21C is provided with flat surfaces C and C ′ perpendicular to the axis T of the quill 2 so as to face each other. 40 can be tilted.
  • the angle adjusting mechanism is not provided at the coupling portion of the quill 2, the quill 2 can be sufficiently increased in rigidity although the quill 2 is divided.
  • the connecting end portions 17b, 27a of the first drive shaft 17 of the fixed unit 10 and the second drive shaft 27 of the tip side units 20A to 20C are slidable in the axial direction with respect to the rotary joint 16.
  • it since it is formed in a polygonal cross-sectional shape that can rotate integrally, it is possible to transmit the rotational driving force and to release the tension acting on the first and second drive shafts 17 and 27 with the rotation. And the vibration by rotation of the 2nd drive shafts 17 and 27 can be suppressed.
  • FIG. 9 shows that the first drive shaft 17 disposed in the fixed quill 11 and the second drive shaft 27 disposed in the distal end quills 21A to 21C are connected by interference fit through the rotary joint 16.
  • FIG. As shown in this figure, the displacement (vibration) is greater when the drive shafts 17 and 27 are coupled via the rotary joint 16 with a tight fit than when the drive shafts 17 and 27 are coupled via the rotary joint 16. It turns out that it can suppress.
  • the spigot fitting part 30 for positioning, the pin 31 as the phase adjusting means, and the long hole 34 are provided in the joint part of the fixed side quill 11 and the tip side quills 21A to 21C,
  • the distal end quills 21A to 21C can be connected while being easily aligned. Therefore, it is possible to prevent the cutting direction of the grindstone 40 from deviating from an appropriate direction, and it is possible to prevent an error in the lead angle of the thread groove.
  • the tip-side units 20A to 20C prepared by varying the inclination angle of the grindstone 40 in advance do not match the lead angle of the thread groove, the tip-side units 20A to 20C having the grindstone 40 of a close angle are replaced with the fixed-side unit. 10, the angle adjustment of the grindstone 40 can be performed using the angle adjustment mechanism of the spindle housing 50.
  • the phase of the fixed quill 11 can be easily adjusted.
  • the height adjustment mechanism 65 for adjusting the height of the fixed quill 11 with respect to the spindle housing 50 is provided, so that the height of the fixed quill 11 can be easily adjusted.
  • this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation
  • the material, shape, dimensions, number, arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.
  • the structure is not limited to the structure connected via the rotary joint of the present embodiment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Abstract

　クイル（２）は、スピンドルハウジング（５０）に固定される固定側クイル（１１）と、砥石（４０）が取り付けられ、固定側クイル（１１）に対して着脱自在に結合される先端側クイル（２０Ａ～２０Ｃ）とを有する。固定側クイル（１１）と先端側クイル（２０Ａ～２０Ｃ）の結合部では、クイル（２）の軸線（Ｔ）に対して垂直な平坦面（Ｃ、Ｃ´）が互いに面合わせされる。第１の駆動軸（１７）が固定側クイル（１１）内に配置されており、砥石（４０）と一体回転する第２の駆動軸（２７）が先端側クイル（２０Ａ～２０Ｃ）内に配置されている。第１の駆動軸（１７）と第２の駆動軸（２７）は着脱自在に連結されている。

Description

ねじ研削盤の研削スピンドル
　本発明は、ワークの内周面のねじ溝を研削するねじ研削盤の研削スピンドルに係り、特に、クイル(quill)の先端に配された砥石の回転軸線が、ワークの内周面に形成されるねじ溝のリード角度に応じて、クイルの軸線に対して傾けて設けられる研削スピンドルに関する。
　砥石の回転軸線を主軸に対し傾けて研削するねじ研削盤では、ねじ溝（例えば、ボールナットのねじ溝）のリード角に等しい角度だけ砥石の回転軸線を主軸に対して傾け、ねじ溝の断面形状と同一形状に成形された砥石をねじ溝に沿って移動させながら研削することにより、正確な形状にねじ溝を加工している。
　この場合、研削スピンドルやそれを支持するスピンドルハウジングを傾けるのではなく、図１１に示すように、砥石２０３の回転軸線Ｓを、ワーク３００の円筒内周面３０１に形成されるねじ溝３０２のリード角αに応じて傾けて、スピンドルハウジング２５０に取り付けられたクイル２０１の軸線を主軸の軸線と平行に保っている。
　この種の従来例として、特許文献１に記載のスピンドル装置では、一体構造のクイルの内部に駆動軸としての可撓軸（ワイヤー）を配し、この可撓軸の先端に砥石を連結することで、砥石がクイルの軸線に対して傾斜した回転軸線の回りで回転する。
　また、特許文献２に記載の研削スピンドルでは、可撓軸を駆動軸として利用すると共に、クイルの先端側の傾きをクイルの軸線に対し円弧状のガイドレールに沿って調節できるようにしている。
日本国特開２０００－７４０４６号公報 日本国特開昭５５－５８９１９号公報
　ところで、特許文献１では、クイルを一体構造のものとしており、クイルの剛性は高くできるものの、ワークのねじ溝のリード角度が異なるたびに、クイル全体をスピンドルハウジングに対して交換しなくてはならず、交換作業の際のスピンドルハウジングに対するクイルの芯合わせや周方向の位置決め作業（位相合わせ作業）が面倒であった。
　また、特許文献２では、クイルの先端側の角度を手動で変更・調整できるようにしており、砥石の正確な傾斜角度が出せない可能性がある上、角度調整部の剛性が低くなってしまうという問題があった。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、リード角度に応じた砥石の傾きの変更が正確且つ容易にできると共に、クイルの剛性を高くすることのできるねじ研削盤の研削スピンドルを提供することにある。
　本発明の上記目的は、下記の構成によって達成される。
　（１）スピンドルハウジングに取り付けられるクイルと、
　該クイルの先端に配置される砥石と、
　前記クイル内に配置され、前記砥石を駆動する可撓性の駆動軸と、を有し、前記砥石の回転軸線が、前記スピンドルハウジングに対向する主軸に取り付けられるワークの内周面に形成されるねじ溝のリード角度に応じて、前記クイルの軸線に対して傾斜した、ねじ研削盤の研削スピンドルであって、
　前記クイルは、前記スピンドルハウジングに固定される固定側クイルと、前記砥石が取り付けられた、前記固定側クイルに着脱自在に結合される先端側クイルとを有し、
　前記固定側クイルと前記先端側クイルとの結合部では、前記クイルの軸線に垂直な前記固定側クイルの端面と前記先端側クイルの端面が互いに面合わせされており、
　前記駆動軸は、前記固定側クイル内に配置された第１の駆動軸と、前記先端側クイル内に配置されて前記砥石と一体回転する第２の駆動軸とを有し、
　前記第１の駆動軸と第２の駆動軸は着脱自在に連結されるねじ研削盤の研削スピンドル。
　（２）前記第１の駆動軸と第２の駆動軸は、前記固定側クイルに回転自在に設けられた回転継手を介して着脱自在に連結され、
　前記回転継手と連結される前記第１の駆動軸の連結端部と前記第２の駆動軸の連結端部は、前記回転継手に対して軸方向に摺動可能とされ、且つ前記回転継手と一体回転するように多角形断面形状に形成される上記（１）に記載の前記研削スピンドル。
　（３）前記結合部では、前記固定側クイルに対する前記先端側クイルの芯合わせのためのインロー嵌合部と、前記固定側クイルに対する前記先端側クイルの位相合わせのための位相合わせ手段とが設けられている上記（１）または（２）に記載の前記研削スピンドル。
　（４）前記スピンドルハウジングに対して前記固定側クイルを位相合わせするための位相調整機構をさらに備えた上記（１）～（３）のいずれか１つに記載の前記研削スピンドル。
　（５）前記スピンドルハウジングと平行となるように前記スピンドルハウジングに固定される固定用ブラケットと、
　前記固定用ブラケットに脱着自在に取り付けられ、前記固定側クイルを支持する脱着ブラケットと、をさらに備え、
　前記脱着ブラケットが前記固定用ブラケットに締結されることで、前記固定側クイルは、前記脱着ブラケット及び前記固定用ブラケットを介して前記スピンドルハウジングに固定され、
　前記位相調整機構は、前記固定用ブラケットに取り付けられ、前記固定用ブラケットの側面と前記脱着ブラケットの側面が互いに平行となるように前記固定用ブラケットの側面と前記脱着ブラケットの側面に当接する平行出し板を有する上記（４）に記載の前記研削スピンドル。
　（６）前記クイルの軸線に垂直な方向における前記固定側クイルの位置を調整する高さ調整機構をさらに備えた上記（１）～（５）のいずれか１つに記載の前記研削スピンドル。
　（７）前記脱着ブラケットは前記固定側クイルを前記クイルの軸線に垂直な方向に微調整可能に支持するように構成されており、
　前記高さ調整機構は、前記脱着ブラケットに取り付けられ、前記固定側クイルを前記クイルの軸線に垂直な方向に移動させることで、前記固定側クイルの位置を調整する上記（６）に記載の前記研削スピンドル。
　本発明の研削スピンドルによれば、先端に砥石を備えてスピンドルハウジングに固定されるクイルを、スピンドルハウジングに固定される固定側クイルと、砥石を備えた先端側クイルとに分割し、両者を着脱自在に結合する。これにより、砥石の傾斜角度を異ならせた先端側クイルを複数用意しておくことにより、ワークのねじ溝のリード角度に応じて先端側クイルを交換することができる。つまり、固定側クイルと先端側クイルとの結合部分の位置関係を設計製作段階で予め決めておけば、固定側クイルをスピンドルハウジングに固定する初期段階で固定側クイルを位置合わせしておくだけで、先端側クイルの交換時の位置合わせの作業を削減でき、煩雑な調整なしで、加工すべきねじ溝のリード角度に合わせた砥石の傾斜角度を実現できる。
　また、固定側クイルと先端側クイルの結合部では、前記クイルの軸線に垂直な前記固定側クイルの端面と前記先端側クイルの端面が互いに面合わせされるので、リード角度に応じた正確な傾斜角度に砥石を傾けることができる。しかも、クイルが固定側クイル及び先端側クイルに分割されているものの、クイルの結合部では角度調整機構が設けられていないので、クイルの剛性を十分に高めることができる。
本発明の一実施形態に係るねじ研削盤の研削スピンドルの断面図である。 図１と異なる先端側ユニットが取り付けられる研削スピンドルの断面図である。 図１及び図２と異なる先端側ユニットが取り付けられる研削スピンドルの断面図である。 研削スピンドルをスピンドルハウジングに取り付ける際の手順を説明するための図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＩＶ－ＩＶ矢視図である。 図４の次の工程の説明図であり、固定用ブラケットの周方向の位置決め（位相合わせ）を行っている状態を示す正面図である。 図５の次の工程の説明図であり、固定用ブラケットに研削スピンドルを取り付けている途中の状態を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩ－ＶＩ矢視図である。 図６の次の工程の説明図であり、固定用ブラケットの基準面を用いて研削スピンドルの位相合わせを行っている状態を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩ－ＶＩＩ矢視図である。 図７の次の工程の説明図であり、位相合わせ後に脱着ブラケットを固定用ブラケットに締結している状態を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ矢視図である。 研削スピンドルの先端側ユニットを交換できることを示す側面図である。 本実施形態の研削スピンドルにおいて、固定側クイルに配された駆動軸と先端側クイルに配された駆動軸とが回転継手を介して、しまりばめにより連結されている場合と隙間ばめにより連結されている場合の、回転数に応じた駆動軸の変位を示す特性図である。 従来の研削スピンドルの一例を示す側面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１は、本実施形態に係るねじ研削盤の研削スピンドル１Ａの断面図である。この研削スピンドル１Ａは、スピンドルハウジング５０（図９参照）に取り付けられる固定側ユニット１０と、固定側ユニット１０の先端に着脱自在に結合され交換可能とされた先端側ユニット２０Ａとに軸方向に二分割されており、共通に使用する固定側ユニット１０に対し先端側ユニット２０Ａを結合することで、研削スピンドル１Ａが構成される。
　即ち、長軸を鉛直方向に沿って配置する断面楕円状のクイル２は、クイル２の軸方向の中間部において固定側クイル１１と先端側クイル２１Ａとに二分割されている。固定側クイル１１と先端側クイル２１Ａの結合部は、クイル２の軸線Ｔ（スピンドルハウジング５０の中心軸線の延長線に一致した軸線）に対して垂直な平坦面Ｃ、Ｃ´を備えて互いに面合わせされる。各平坦面Ｃ、Ｃ´は精度良く加工されている。
　なお、図示しないが、スピンドルハウジング５０は、ワークを支持する主軸と対向するよう砥石台に支持され、スピンドルハウジング５０の軸線と主軸の軸線は互いに平行になるように設定されている。
　固定側ユニット１０は、基端側にスピンドルハウジング５０（図６参照）に対する連結用のフランジ１２を備えた固定側クイル１１と、その内部に軸受ユニット１５を介して回転自在に支持された可撓性の第１の駆動軸１７とから主に構成されており、第１の駆動軸１７の軸方向の中間部は、固定側クイル１１の軸線（クイル２の軸線と一致）に対して傾斜した貫通孔１３の内部に、筒状ガイド部材１９を介して収容されている。
　固定側クイル１１の先端部には、貫通孔１３に連通する軸支持孔１４が設けられている。この軸支持孔１４は、固定側クイル１１の軸線に平行に形成されており、この軸支持孔１４の内周に軸受ユニット１５が嵌合され、その軸受ユニット１５により回転継手１６が、軸線をクイル１１の軸線Ｔと平行にして回転自在に支持されている。そして、この回転継手１６の一端側には、第１の駆動軸１７の先端側の連結端部１７ｂが連結される。この連結端部１７ｂは、多角形断面形状を有し、回転継手１６に対して軸方向に摺動可能、且つ一体回転可能に嵌合されている。また、第１の駆動軸１７の基端部１７ａも、多角形断面を有し、スピンドルハウジング５０（図６参照）内の図示しない駆動軸にカップリング１８を介して連結されるようになっている。
　先端側ユニット２０Ａは、固定側クイル１１の先端に結合される先端側クイル２１Ａと、その内部に軸受ユニット２４を介して回転自在に支持された可撓性の第２の駆動軸２７および砥石軸２５と、砥石軸２５の先端に取り付けられた円盤状の砥石４０とから主に構成されている。砥石軸２５は、その回転軸線Ｓをクイル２の軸線Ｔに対し所定角度だけ傾斜させて設けられている。この傾斜角度は、加工すべきワークのねじ溝のリード角度α１に等しく設定されている。
　先端側クイル２１Ａの内部には、クイル２の軸線Ｔに対して傾斜した先端側の軸支持孔２２Ａと、同じく傾斜した基端側の貫通孔２３Ａとが設けられており、軸受ユニット２４は先端側の軸支持孔２２Ａに嵌合され、砥石軸２５はその軸受ユニット２４によって回転自在に支持されている。また、第２の駆動軸２７の多角形断面の先端部２７ｂは、砥石軸２５の端面に形成された連結孔２５ａに嵌合されている。
　また、第２の駆動軸２７は、先端側クイル２１Ａの軸線（クイル２の軸線と一致）に対して傾斜した貫通孔２３Ａの内部に、筒状ガイド部材２９を介して収容されている。また、第２の駆動軸２７の基端側の多角形断面の連結端部２７ａは、先端側クイル２１Ａの基端側の平坦面Ｃから突出しており、先端側クイル２１Ａを固定側クイル１１に結合した際に、固定側クイル１１の内部に支持された回転継手１６の他端側に嵌合される。即ち、固定側ユニット１０の第１の駆動軸１７と先端側ユニット２０Ａの第２の駆動軸２７とは、回転継手１６を介して着脱自在に連結されるようになっている。この場合、先端側ユニット２０Ａの第２の駆動軸２７と固定側ユニット１０の第１の駆動軸１７の連結端部１７ｂ、２７ａ同士は、回転継手１６を介して、回転継手１６の軸線方向に摺動可能に連結されている。
　また、先端側クイル２１Ａの基端部には、インロー嵌合部（spigot-fitting portion）３０がボルト締結されており、このインロー嵌合部３０が固定側クイル１１の軸支持孔１４の内周にインロー嵌合(spigot-fitting)することにより、先端側クイル２１Ａが固定側クイル１１に対して芯合わせされるようになっている。また、先端側クイル２１Ａの平坦面Ｃと固定側クイル１１の平坦面Ｃ´には、周方向の位置決めである位相合わせを行うピン３１と長孔３４（位相合わせ手段）が設けられている。長孔３４は、インロー嵌合により芯合わせされる軸（軸支持孔１４の中心軸線）を中心とする半径方向に長く形成されており、周方向には隙間なくピン３１を位置合わせできるようになっている。そして、先端側クイル２１Ａと固定側クイル１１は、固定側クイル１１の外周の凹部３５に収容したボルト３２によって互いに結合されるようになっている。
　ここで、上述した研削スピンドル１Ａでは、リード角α１のねじ溝を加工することができるが、リード角度が異なるねじ溝を加工する場合には、砥石４０の傾斜角度が異なる先端側ユニット２０Ｂ、２０Ｃが固定側クイル１１に取り付けられる。
　即ち、図２に示す研削スピンドル１Ｂでは、先端側ユニット２０Ｂは、砥石４０の傾斜角度がα１と異なるα２となるように設定されている。従って、砥石軸２５を支持する先端側クイル２１Ｂの軸支持孔２２Ｂの軸線の傾斜角度がα２に設定され、軸受ユニット２４に支持された砥石軸２５の回転軸線Ｓはクイル２の軸線Ｔに対して角度α２だけ傾斜している。また、先端側ユニット２０Ｂでは、第２の駆動軸２７の基端側を収容する貫通孔２３Ｂがクイル２の軸線Ｔに平行に設けられている。それ以外の構成は、先端側ユニット２０Ａと同様である。
　また、図３に示す研削スピンドル１Ｃでは、先端側ユニット２０Ｃは、砥石４０の傾斜角度がα１より大きなα３となるように設定されている。従って、砥石軸２５を支持する先端側クイル２１Ｃの軸支持孔２２Ｃの軸線の傾斜角度がα３に設定され、軸受ユニット２４に支持された砥石軸２５の回転軸線Ｓはクイル２の軸線Ｔに対して角度α３だけ傾斜している。
　また、先端側ユニット２０Ｃでは、第２の駆動軸２７の基端側を収容する貫通孔２３Ｃがクイル２の軸線Ｔに対し傾斜して設けられている。さらに、第２の駆動軸２７の湾曲度合いの関係で、先端側クイル２１Ｃの一部を切欠いて、そこに第２の駆動軸２７を支持する補助的なガイド部材２８が取り付けられている。それ以外の構成は、先端側ユニット２０Ａと同様である。
　次に、図４～図９を参照して、研削スピンドル１Ａ、１Ｂ、１Ｃをスピンドルハウジング５０に取り付ける過程について説明する。
　研削スピンドル１Ａ～１Ｃをスピンドルハウジング５０に取り付ける場合には、まず、図４に示すように、工具５６によりボルト５５を締めつけることで、固定用ブラケット５１をスピンドルハウジング５０に固定する。その際、ボルト５５を緩めに締めた状態で、図５に示すように、固定用ブラケット５１の平面である基準面５２にダイヤルゲージ１００の測定子を当てて、スピンドルハウジング５０を水平方向（矢印Ｚで示す砥石の切り込み方向）に移動する。その際、ダイヤルゲージ１００の測定値の変化が許容値以下、即ち、基準面５２の傾きが許容値以下となるように調整した後、ボルト５５を締める。
　これにより、固定用ブラケット５１の基準面５２の傾きが許容値以下となり、固定用ブラケット５１が実質的に傾いていない状態でスピンドルハウジング５０に固定される。
　次に、図６に示すように、位相調整機構としての平行出し機構６０を固定用ブラケット５１の基準面５２に緩めに取り付けた状態で、研削スピンドル１Ａ～１Ｃの固定側クイル１１を支持する脱着ブラケット５３を固定用ブラケット５１に挿入し、さらに、１本のボルト５７を脱落防止のために挿入する。
　そして、図７に示すように、平行出し機構６０の平行出し板６１を移動させ、脱着ブラケット５３に設けた平面である位置出し面５４と固定用ブラケット５１の基準面５２に跨って配置する。そして、工具６２を用いて、脱着ブラケット５３と固定用ブラケット５１の互いの円筒面である突き当て面Ｄ，Ｄ´同士が突き当てられた状態で、平行出し板６１を脱着ブラケット５３の位置出し面５４と固定用ブラケット５１の基準面５２に押し付ける。そして、固定用ブラケット５１の基準面５２に対して研削スピンドル１Ａ～１Ｃの脱着ブラケット５３の位置出し面５４を平行に調整したら、図８に示すように、４本のボルト５７を締め込む。これにより、固定側クイル１１の位相調整が完了する。
　また、固定側クイル１１は、フランジ１２に設けた長孔１２ａによって脱着ブラケット５３に上下方向に微調整可能に支持されており、４本のボルト５８を若干緩めた状態として、脱着ブラケット５３に固定された高さ調整機構６５のピンをフランジ１２の下側平面に向けて締め付ける又は緩めることで、固定側クイル１１の高さを調整可能としている。
　これにより、図８に示すように、加工すべきワークのねじ溝のリード角度に合わせた砥石４０の角度を持つ先端側ユニット２０Ａ～２０Ｃを選択して固定側ユニット１０に取り付けることにより、面倒な調整作業無しで、研削スピンドル１Ａ～１Ｃをスピンドルハウジング５０に取り付けることができる。
　以上説明したように、研削スピンドル１Ａ～１Ｃによれば、先端に砥石４０を備えてスピンドルハウジング５０（図６参照）に固定されるクイル２を、スピンドルハウジング５０に固定される固定側クイル１１と、砥石４０を備えた先端側クイル２１Ａ～２１Ｃとに分割し、両者を着脱自在に結合する。これにより、砥石４０の傾斜角度を異ならせた先端側ユニット２０Ａ～２０Ｃを複数用意しておくことにより、ワークのねじ溝のリード角度に応じて先端側ユニット２０Ａ～２０Ｃを交換することができる。つまり、固定側クイル１１と先端側クイル２１Ａ～２１Ｃとの結合部分の位置関係を設計製作段階で予め決めておけば、固定側ユニット１０をスピンドルハウジング５０に固定する初期段階で固定側ユニット１０を位置合わせしておくだけで、先端側ユニット２０Ａ～２０Ｃの交換時の位置合わせの作業を削減でき、煩雑な調整なしで、加工すべきねじ溝のリード角度に合わせた砥石４０の傾斜角度を実現できる。
　また、固定側クイル１１と先端側クイル２１Ａ～２１Ｃの結合部は、クイル２の軸線Ｔに対して垂直な平坦面Ｃ、Ｃ´を備えて互いに面合わせされるので、正確な傾斜角度に砥石４０を傾けることができる。しかも、クイル２の結合部に角度調整機構を持たないので、クイル２を分割してあるものの、クイル２の剛性を十分に高めることができる。
　また、固定側ユニット１０の第１の駆動軸１７と先端側ユニット２０Ａ～２０Ｃの第２の駆動軸２７の各連結端部１７ｂ，２７ａは、回転継手１６に対して軸方向に摺動自在、且つ一体回転可能な多角形断面形状に形成されるので、回転駆動力を伝達するとともに、回転に伴って第１及び第２の駆動軸１７、２７に作用するテンションを逃がすことができ、第１及び第２の駆動軸１７、２７の回転による振動を抑制することができる。
　図９は、固定側クイル１１内に配置された第１の駆動軸１７と先端側クイル２１Ａ～２１Ｃ内に配置された第２の駆動軸２７とが回転継手１６を介して、しまりばめにより連結されている場合と隙間ばめにより連結されている場合の、第１及び第２の駆動軸１７、２７の回転数に応じた第１及び第２の駆動軸１７、２７の変位を示す特性図である。この図に示すように、駆動軸１７、２７をしまりばめで回転継手１６を介して転結した場合に比べて、隙間はめで回転継手１６を介して連結した場合の方が変位（振動）を抑制できることが分かる。
　また、固定側クイル１１と先端側クイル２１Ａ～２１Ｃの結合部に位置合わせのためのインロー嵌合部３０と位相合わせ手段であるピン３１と長孔３４を設けたので、固定側クイル１１に対し先端側クイル２１Ａ～２１Ｃを容易に位置合わせしながら連結することができる。従って、砥石４０の切り込み方向が適正な方向からずれるのを防止することができ、ねじ溝のリード角に誤差が生じないようにすることができる。
　なお、予め砥石４０の傾斜角度を異ならせて用意した先端側ユニット２０Ａ～２０Ｃではねじ溝のリード角度に合わない場合は、近い角度の砥石４０を備えた先端側ユニット２０Ａ～２０Ｃを固定側ユニット１０に連結した状態で、砥石４０の角度調整を、スピンドルハウジング５０の角度調整機構を用いて行うようにすることも可能である。
　また、スピンドルハウジング５０に対して固定側クイル１１を位相合わせするための平行出し機構を設けることで、固定側クイル１１の位相合わせを容易に行うことができる。
　同様に、スピンドルハウジング５０に対して固定側クイル１１の高さを調整するための高さ調整機構６５を設けることで、固定側クイル１１の高さ調整を容易に行うことができる。
　なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
　例えば、第１の駆動軸と第２の駆動軸とは着脱自在に連結されるものであれば、本実施形態の回転継手を介して連結される構造に限定されるものではない。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は、２０１２年１０月３１日出願の日本特許出願（特願２０１２-２４０９２６号）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　１Ａ～１Ｃ　研削スピンドル
　２　クイル
　１０　固定側ユニット
　１１　固定側クイル
　１６　回転継手
　１７　第１の駆動軸
　２０Ａ～２０Ｃ　先端側ユニット
　２１Ａ～２１Ｃ　先端側クイル
　２７　第２の駆動軸
　３０　インロー嵌合部材（インロー嵌合部）
　３１　ピン（位相合わせ手段）
　３４　長孔（位相合わせ手段）
　４０　砥石
　５０　スピンドルハウジング
　Ｓ　砥石の回転軸線
　Ｔ　クイルの軸線
　Ｃ、Ｃ´　平坦面

Claims (7)

  1. 　スピンドルハウジングに取り付けられるクイルと、
    　該クイルの先端に配置される砥石と、
    　前記クイル内に配置され、前記砥石を駆動する可撓性の駆動軸と、を有し、前記砥石の回転軸線が、前記スピンドルハウジングに対向する主軸に取り付けられるワークの内周面に形成されるねじ溝のリード角度に応じて、前記クイルの軸線に対して傾斜した、ねじ研削盤の研削スピンドルであって、
    　前記クイルは、前記スピンドルハウジングに固定される固定側クイルと、前記砥石が取り付けられた、前記固定側クイルに着脱自在に結合される先端側クイルとを有し、
    　前記固定側クイルと前記先端側クイルとの結合部では、前記クイルの軸線に垂直な前記固定側クイルの端面と前記先端側クイルの端面が互いに面合わせされており、
    　前記駆動軸は、前記固定側クイル内に配置された第１の駆動軸と、前記先端側クイル内に配置されて前記砥石と一体回転する第２の駆動軸とを有し、
    　前記第１の駆動軸と第２の駆動軸は着脱自在に連結されるねじ研削盤の研削スピンドル。
  2. 　前記第１の駆動軸と第２の駆動軸は、前記固定側クイルに回転自在に設けられた回転継手を介して着脱自在に連結され、
    　前記回転継手と連結される前記第１の駆動軸の連結端部と前記第２の駆動軸の連結端部は、前記回転継手に対して軸方向に摺動可能とされ、且つ前記回転継手と一体回転するように多角形断面形状に形成される請求項１に記載の前記研削スピンドル。
  3. 　前記結合部では、前記固定側クイルに対する前記先端側クイルの芯合わせのためのインロー嵌合部と、前記固定側クイルに対する前記先端側クイルの位相合わせのための位相合わせ手段とが設けられている請求項１または２に記載の前記研削スピンドル。
  4. 　前記スピンドルハウジングに対して前記固定側クイルを位相合わせするための位相調整機構をさらに備えた請求項１～３のいずれか１項に記載の前記研削スピンドル。
  5. 　前記スピンドルハウジングと平行となるように前記スピンドルハウジングに固定される固定用ブラケットと、
    　前記固定用ブラケットに脱着自在に取り付けられ、前記固定側クイルを支持する脱着ブラケットと、をさらに備え、
    　前記脱着ブラケットが前記固定用ブラケットに締結されることで、前記固定側クイルは、前記脱着ブラケット及び前記固定用ブラケットを介して前記スピンドルハウジングに固定され、
    　前記位相調整機構は、前記固定用ブラケットに取り付けられ、前記固定用ブラケットの側面と前記脱着ブラケットの側面が互いに平行となるように前記固定用ブラケットの側面と前記脱着ブラケットの側面に当接する平行出し板を有する請求項４に記載の前記研削スピンドル。
  6. 　前記クイルの軸線に垂直な方向における前記固定側クイルの位置を調整する高さ調整機構をさらに備えた請求項１～５のいずれか１項に記載の前記研削スピンドル。
  7. 　前記脱着ブラケットは前記固定側クイルを前記クイルの軸線に垂直な方向に微調整可能に支持するように構成されており、
    　前記高さ調整機構は、前記脱着ブラケットに取り付けられ、前記固定側クイルを前記クイルの軸線に垂直な方向に移動させることで、前記固定側クイルの位置を調整する請求項６に記載の前記研削スピンドル。
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