(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径部が円筒状に成形され、かつ位置決め基準となる外径円筒面が予め作成された素材を用い、
該素材の外径円筒面を位置決め基準としながら、研削砥石に形成された山形部により素材の外径円筒面を部分的に螺旋状に研削することによって、螺旋状のボールねじ溝を成形しつつ、ボールねじ溝間に螺旋状の外径円筒面を残存させることを特徴とするボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項２】
研削砥石外周にボールねじ溝の断面形状に対応する山形部を形成し、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、研削砥石の山形部によって素材の外径円筒面を部分的に螺旋状に削ってボールねじ溝を成形することを特徴とする請求項１に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項３】
素材を軸方向に送る少なくとも一つの送り機構を設け、該送り機構によって調整砥石による送りを補助しつつボールねじ溝を研削することを特徴とする請求項２に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項４】
前記送り機構は、素材を調整砥石に押しつけ、調整砥石との摩擦力を増大させて軸方向に送る送り機構であることを特徴とする請求項３に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項５】
前記送り機構は入口側に配置され、研削開始時に研削砥石がインフィードして推力を与える前の素材を調整砥石に押圧することを特徴とする請求項４に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項６】
前記送り機構は研削中の素材に作用し、その回転及び軸方向送りを正確にすることを特徴とする請求項４に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項７】
前記送り機構は出口側に配置され、研削終盤に素材の後端を調整砥石に押圧することを特徴とする請求項４に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項８】
加工開始と同時に入口側に送り機構を作用させて素材を押圧し、素材先端が出口付近にさしかかると出口側の送り機構を作用させて素材を押圧することを特徴とする請求項４に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項９】
調整砥石の軸長さを研削砥石の軸長さよりも入口側に長くし、前記送り機構を研削砥石からはずれた入口側調整砥石と対向する位置に設けたことを特徴とする請求項４に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項１０】
調整砥石の軸長さを研削砥石の軸長さよりも出口側に長くし、前記送り機構を研削砥石からはずれた出口側調整砥石と対向する位置に設けたことを特徴とする請求項４または９に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項１１】
前記送り機構は、素材上部により素材を押さえる上部押さえによって構成されることを特徴とする請求項４〜１０のいずれか一つに記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項１２】
前記上部押さえの先端は押圧力の分力が調整砥石側に作用する楔形状となっていることを特徴とする請求項１１に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項１３】
前記送り機構は素材に対し従動する回転体によって構成されることを特徴とする請求項４〜１０のいずれか一つに記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項１４】
前記送り機構は調整砥石から独立して駆動し、素材に対し推力及び／または回転力を与える動力伝達機構であることを特徴とする請求項３に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項１５】
前記送り機構は、調整砥石から独立して駆動し、素材の軸に対して捻じれの位置に回転軸を有する回転体であって、該回転体外周が素材外周に対して接触することにより、素材に推力及び回転力を同時に与える送り機構であることを特徴とする請求項３に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項１６】
前記送り機構は研削砥石よりも素材送り方向上流側及び／または下流側に設けられることを特徴とする請求項１４または１５に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項１７】
山形部は研削砥石の幅方向に複数設けられている請求項２〜１６のいずれかに記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【請求項１８】
複数の山形部は、素材の送り方向入り口側から出口側に向けて段階的に荒加工用から仕上げ加工用となっており、荒加工と仕上げ加工を一回の通し送りによって行う請求項１７に記載のボールねじ軸の研削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、軸外径基準によるボールねじ軸の研削加工方法に関する。
【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、たとえば図５（ａ) に示すように、加工物１００をセンタやチャックを使用しないで研削砥石１０１と調整砥石１０２の間にいれて研削を行うものである。すなわち、加工物１００は、研削砥石１０１，調整砥石１０２およびブレード１０３によって３点で支持され、調整砥石１０２によって回転と軸方向の送りを与えられ研削砥石１０１によって研削される。
【０００３】
加工物としては、図５（ｂ) に示されるような単純な円筒状の加工物１０４だけでなく、図５（ｃ) に示されるような複雑な段付き円筒形状の加工物１０５まで種々の形状の加工物の研削に用いられており、図５（ｄ) に示すような締め付け用ねじ軸１０６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、心なし研削をボールねじ軸に応用した例は無かった。
【０００５】
締め付け用ねじ軸１０６の場合には、ねじ山の有効径さえ出ていれば締め付け性能に影響がないが、ボールねじ軸の場合には精密な送りを行うものなので、有効径だけでなく、有効径の円筒度およびねじ溝のリード精度についても高精度が要求される。すなわち、締め付け用ねじ軸１０６の場合には、有効径がばらついたり、リード誤差があっても、締め付け時にねじ軸に作用する軸力によって各ねじ山は所定の面圧が得られるが、ボールねじ軸のような精密送りを行う場合には、有効径の円筒度やねじ溝のリード精度が直接送り精度に影響してしまう。
【０００６】
従来の締結用のねじ軸の心なし研削の場合は、ねじ溝の研削と同時に素材の外周についても研削するために、正確な軸方向送りができず、ねじ溝を精密に加工することができない。したがって、精密な加工を要求されるボールねじ軸の場合には、素材の軸端で心出しをしてねじ研削を行うのが一般的であった。
【０００７】
本発明の目的は、ねじ溝を精密に加工し得るボールねじ軸の研削加工方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、外径部が円筒状に成形され、かつ位置決め基準となる外径円筒面が予め作成された素材を用い、該素材の外径円筒面を位置決め基準としながら、研削砥石に形成された山形部により素材の外径円筒面を部分的に螺旋状に研削することによって、螺旋状のボールねじ溝を成形しつつ、ボールねじ溝間に螺旋状の外径円筒面を残存させることを特徴とする。
【０００９】
外径円筒面を加工基準としているので、ボールねじ溝を精密に加工することができる。加工基準とされたボールねじ溝の間の外径円筒面は螺旋状に残ることになる。
【００１０】
具体的には、研削砥石外周にボールねじ溝の断面形状に対応する山形部を形成し、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、研削砥石の山形部によって素材の外径円筒面を部分的に螺旋状に削ってボールねじ溝を成形することを特徴とする。
【００１１】
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。さらに、調整砥石の中心軸が素材の送り方向前方側が下を向くように傾けられているので、素材は軸方向に配置された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ことになる。
【００１２】
このようにすれば、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の外径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。
【００１３】
また、素材を軸方向に送る送り機構を設け、該送り機構によって調整砥石による送りを補助しつつボールねじ溝を研削することを特徴とする。
【００１４】
これにより、あらゆる素材に対して、例えば、長尺物や大口径物、重量の重い物などの大きな推力を要する素材のボールねじ溝加工においても、リード精度の向上及び安定化を図ることができる。
【００１５】
前記送り機構は、素材を調整砥石に押しつけ、調整砥石との摩擦力を増大させて軸方向に送る送り機構であることを特徴とする。
【００１６】
このように素材を調整砥石に押し付けることによって調整砥石と素材間の摩擦力が増大して接触面のすべりが防止され、素材の安定した回転及び推進を行なうことができる。したがって、ボールねじ軸の加工精度をより一層高めることできる。
【００１７】
前記送り機構は入口側に配置され、研削開始時に研削砥石がインフィードして推力を与える前の素材を調整砥石に押圧することを特徴とする。
【００１８】
これにより、支持板上に設置された素材に対し研削砥石がインフィードして研削抵抗が上がり、調整砥石と素材との摩擦によって軸方向に推力が生じるまでの間に、素材を推進させることができ、研削砥石が素材に接触する瞬間から、正確な回転及び軸方向送りが行われるので、ボールねじ軸の加工精度を更に向上させることができる。
【００１９】
前記送り機構は研削中の素材に作用し、その回転及び軸方向送りを正確にすることを特徴とする。
【００２０】
このように素材を調整砥石に押し付けることによって調整砥石と素材間の摩擦力が増大して接触面のすべりが防止され、すべりの起き易い材質の素材に対してもその回転及び軸方向送りを正確にすることができる。したがって、ボールねじ溝のリード精度をより一層高めることできる。
【００２１】
前記送り機構は出口側に配置され、研削終盤に素材の後端を調整砥石に押圧することを特徴とする。
【００２２】
これにより、研削終盤に研削しろが少なくなって、研削抵抗の少なくなった素材後端のみが研削部に残った場合にも、送り機構で調整砥石に押圧し、強制的にその後端を排出することができる。
【００２３】
加工開始と同時に入口側に送り機構を作用させて素材を押圧し、素材先端が出口付近にさしかかると出口側の送り機構を作用させて素材を押圧することを特徴とする。
【００２４】
これにより、素材の通過に合わせて順次送り機構を作用させ、加工開始時から加工終盤にいたるまで、調整砥石と素材間の摩擦力が増大して接触面のすべりが防止される。
【００２５】
調整砥石の幅を研削砥石の幅よりも入口側に大きくし、送り機構を研削砥石からはずれた入口側調整砥石と対向する位置に設けたことを特徴とする。
【００２６】
これにより、研削砥石の入口手前側から素材を調整砥石に押圧して強制的に研削砥石と調整砥石間に送り込むことができる。つまり、砥石外部よりねじ軸を調整砥石側に押しつけ、ねじ軸を正確に送り込むことができるので、スルーフィード研削のみで加工することができると共に、素材の自動供給が可能となり連続加工への展開が図れる。
【００２７】
調整砥石の幅を研削砥石の幅よりも出口側に大きくし、送り機構を研削砥石からはずれた出口側調整砥石と対向する位置に設けたことを特徴とする。
【００２８】
これにより、研削砥石の出口通過後も素材を調整砥石に押圧して素材の後端を強制的に排出することができる。また、素材が砥石間を完全に抜けきるまで、素材を調整砥石側に押しつけるため、仕上げ加工時の研削抵抗が小さい場合でも、一定の推力を与えることができるので、リード精度が向上する。
【００２９】
送り機構は、素材上部により素材を押さえる上部押えによって構成されることを特徴とする。
【００３０】
これにより、送り機構を場所を取らずに設けることができ、装置全体の大きさに与える影響を少なくすることができる。。
【００３１】
上部押えの先端は押圧力の分力が調整砥石側に作用する楔形状となっていることを特徴とする。
【００３２】
これにより、上部からの押圧力をうまく調整砥石に作用させることができる。
【００３３】
送り機構は素材に対し従動する回転体によって構成されることを特徴とする。これにより、押圧の際、素材に対して滑らずに従動するので、摩擦力は低減でき、加工精度を向上できる。特に回転体を調整砥石と対向する位置に設けた場合には押圧力はロスなく調整砥石側に作用する。
【００３４】
送り機構は調整砥石から独立して駆動し、素材に対し推力及び／または回転力を与える動力伝達機構であることを特徴とする。
【００３５】
また、調整砥石から独立して駆動し、素材の軸に対して捻じれの位置に回転軸を有する回転体であって、該回転体外周が素材外周に対して接触することにより、素材に推力及び回転力を同時に与える送り機構であることを特徴とする。
【００３６】
これにより、調整砥石と素材との接触による研削摩擦力のみでは素材を均一な速度で送り出すのに十分な推力を発生させることができない場合にも加工終始同じ速度で素材を軸方向に送りつつ回転させることができる。
【００３７】
送り機構は研削砥石よりも素材送り方向上流側及び／または下流側に設けられることを特徴とする。
【００３８】
これにより、素材の自動供給を可能とすると共に、素材が砥石間を完全に抜けきるまで、加工精度の向上及び安定化を図ることができる。
【００３９】
山形部は研削砥石の幅方向に所定のピッチでもって複数設けられていることを特徴とする。
【００４０】
複数の山形部は、素材の送り方向入り口側から出口側に向けて段階的に荒加工用から仕上げ加工用となっており、荒加工と仕上げ加工を一回の通し送りによって行うことを特徴とする。
【００４１】
素材の外径円筒研削についても心なし研削によって行えば、外径円筒面の加工を含めてセンタ出しが不要であり、加工工程をより簡略化できる。
【００４２】
【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。
【００４３】
図１は、本発明のボールねじ軸の研削加工方法の基本的な加工工程および加工されるボールねじ軸の一例が示されている。
【００４４】
ボールねじ軸は、図１（ｃ) に示すように、軸体１の外径円筒面２に螺旋状のボールねじ溝３が刻設されている。ボールねじ溝３は断面円弧状に成形されている。ボールねじ溝３の間には外径円筒面２が螺旋状に残存している。また、軸体１には表面から少なくともボールねじ溝３の深さよりも深い層まで焼き入れが施されている。
【００４５】
ボールねじ軸の加工方法は、図１（ａ) ，（ｂ) に示されるように、大きく分けて、外径部を円筒状に成形した外径円筒面１１を備えた素材１０ａを成形する工程と、この素材１０ａの外径円筒面１１に研削によって螺旋状のボールねじ溝１２を形成する工程と、を備えている。
【００４６】
素材１０ａの成形は、丸棒１０を準備する工程と、丸棒１０表面に焼き入れする工程と、焼き入れによって生じた丸棒の歪みを真直に矯正する工程と、矯正した丸棒１０の外径部を心なし研削によって円筒面に研削する工程と、を備えている。
【００４７】
焼き入れは、たとえば高周波焼き入れによって行われ、少なくとも外周面からボールねじ溝１２の溝深さ以上の深さまで硬質の焼き入れ層が形成される。
【００４８】
矯正工程では、素材１０ａの反り等を真直に修正するものである。
【００４９】
次いで、研削によって外径円筒面１１およびボールねじ溝１２を加工する。
【００５０】
研削は、図２に示されるような、研削盤によって行われる。
【００５１】
研削盤は、研削砥石２１と、研削砥石２１と対向して並設される調整砥石２２と、研削砥石２１と調整砥石２２間に研削砥石２１の回転軸と平行に配設され素材１０ａを支持するブレード２３と、ブレード２３の前後に素材１０ａの送り方向に沿って設けられる案内板２４と、研削砥石成形用ドレッサ２５および調整砥石成形用ドレッサ２６と、研削部へ研削液を供給する研削液噴出用ノズル２７とを備えた構成となっている。
【００５２】
調整砥石２２の回転軸２２ａは、研削砥石２１の回転軸２１ａと平行な軸に対して、素材１０ａの送り方向前方側が下方に向くように所定角度θだけ傾けられ、調整砥石２２の回転によって素材１０ａを回転させつつ軸方向に送るように構成されている。
【００５３】
この調整砥石２２は素材１０ａに線接触させるために、外周面が回転双曲面で形成された鼓形に成形されている。
【００５４】
研削砥石２１および調整砥石２２の幅は素材１０ａの大きさ、研削代に合わせて適宜選定される。
【００５５】
研削砥石２１の外周面にはボールねじ溝１２に対応する断面円弧状の山形部２１ａが形成されている。この山形部２１ａは研削砥石２１の外周面に全周的に形成されており、研削砥石２１の幅方向にボールねじ溝１２のねじピッチに合わせたピッチでもって複数設けられている。
【００５６】
素材１０ａは調整砥石２２との接触摩擦力によって調整砥石２２の周速とほぼ同一の周速でもって回転する。さらに、調整砥石２２の中心軸が素材１０ａの送り方向前方側が下を向くように傾けられているので、素材１０ａは軸方向に配置されたブレード２３に沿って調整砥石２２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２１の山形部２１ａによって螺旋状に削られることになる。
【００５７】
このようにすれば、素材１０ａはブレード２３と調整砥石２２によって位置決めされ、山形部２１ａの切り込み量が素材１０ａの外径円筒面１１を基準にして正確に定まるので、ボールねじ溝１２の有効径の円筒度は外径円筒面１１を基準にして正確に製作できる。また、ボールねじ溝１２のリード精度は調整砥石２２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。
【００５８】
さらに、図２（ａ）に２点鎖線で示すように、ロール２７または補助板２８により素材１０ａを調整砥石２２に押し付けることにより、軸方向移動量をより正確に送ることができる。
【００５９】
ねじ研削は完全な通し送り研削（スルーフィード研削）ではなくて、送り込み研削と通し送り研削が併用される場合もある。すなわち、研削砥石２１と調整砥石２２の間に素材先端部を所定長さ挿入し、まず、研削砥石２１を前進させて調整砥石２２との間で喰え込むと共に切り込み加工を行い、研削抵抗により調整砥石２２に押し付けられた素材１０ａが回転しながら送り方向に押し出される。
【００６０】
特に、このような加工方法では、上部押えである補助板２８を図２（ｄ）に示す様に入口付近に設けることにより、素材１０ａに対する研削砥石の送り込みによる研削抵抗が生じる前の、未研削の素材を調整砥石に押圧して摩擦を増大させることができる。すなわち、正確に回転、推進する素材に対して研削砥石を送り込むことができる。（図２（ｅ））
また、補助板２８を図２（ｄ）の様に出口付近に設けたことは、研削がほぼ終了し研削砥石との研削抵抗が所定量以下になった素材の後端を調整砥石に押圧することになり、素材を強制的に排出することができる。
【００６１】
しかも、近接センサ２９により、素材を検知し、素材先端が確実にその点を通過してから補助坂２８を下降させるため、素材の通過に合わせて順次送り機構を作用させることになり、加工開始時から加工終盤にいたるまで、確実に調整砥石と素材間の摩擦力が増大して接触面のすべりが防止され、ボールねじ溝のリード精度をより一層高めることができる。
【００６２】
一方、回転体としてのロール２７は図２（ｆ）に示す様に研削砥石の外側で素材に作用して調整砥石に押圧するので入口側においては研削開始時に所定の研削抵抗が得られるまで、出口側においては素材が完全に抜けきるまで推力を確実にサポートできる。
【００６３】
このように素材１０ａを調整砥石２２に押し付けることによって調整砥石２２と素材１０ａ間の摩擦力が増大して接触面のすべりが防止され、軸方向移動量を正確に送ることができる。したがって、ボールねじ溝３のリード精度をより一層高めることできる。
【００６４】
また、更に、図２（ｇ）に示すように、研削砥石及び調整砥石の外部に、調整砥石から独立して駆動し、素材の軸に対して捻じれの位置に回転軸を有する回転体であって、該回転体外周が素材外周に対して接触することにより、素材に推力及び回転力を同時に与える送り機構として、バーフィーダ３１を設置してもよい。本実施の形態では上下に傾けた円筒回転体を研削砥石及び調整砥石の前後に２つずつ配置している。
【００６５】
この方法では、調整砥石との摩擦力に頼る送り制御方式とは異なり、砥石外部より素材の送りを制御するため、非常に大きな推力や回転力が必要な、長尺物や大口径物でも加工終始同じ速度で素材を送り出すことができ、加工精度の向上及び安定化を図ることができる。また、素材の自動供給を可能とする。
【００６６】
また、研削砥石２１のボールねじ溝１２形状を正確に転写するために、研削砥石２１と調整砥石２２の中心を結んだ線上に素材１０ａの軸心をおいて加工することが好ましい。このようにすれば、ボールねじ溝を正確に加工できる。また、このような配置関係とすれば、素材１０ａを研削砥石２１，調整砥石２２およびブレード２３との３接点間に押さえ込むことができ、素材１０ａの位置が安定してボールねじ溝をより正確に加工することができる。
【００６７】
この研削盤は、基本的にはボールねじ溝１２のみの加工であるが、必要に応じて外径円筒面１１についても研削可能である。ただし、この外径円筒面１１の心なし研削とボールねじ溝１２の研削は、研削条件が異なるために別々になされる。
【００６８】
研削砥石２１は、砥石幅方向に荒研削と仕上げ研削の機能を持っている。
【００６９】
この実施の形態では、研削抵抗を軽減するために、図３（ａ）に誇張して示すように、研削砥石２１の形状を、素材１０ａの送り方向入口側が小径で、送り方向に沿って断面円弧状に徐々に大径となるような構成としている。
【００７０】
この場合には、入口側の荒加工部分では山形部２１ａによる切り込み量が小さく、徐々に切り込み量が大きくなって最終的に所定寸法に研削される。
【００７１】
一枚からなる一般研削砥石の場合には、砥石幅方向に曲率をもたせて切り込み量を制御すればよいし、複数の砥石を張り合わせて造られた砥石の場合には、砥石幅方向の形状に曲率をもたせる他、荒研削、仕上げ研削に合わせた砥粒径および結合度の砥石を張り合わせることが効果的である。
【００７２】
また、大リードの場合には、図３（ｂ) に示すように、研削砥石２１をリード角β分だけ傾けて、山形部２１ａをリード方向に合致させておくことが好ましい。
【００７３】
［他の実施の形態］
図４に本発明のボールねじ軸の加工方法の他の実施の形態を示す。
【００７４】
この実施の形態では、素材の軸端面にセンタ穴を設ける場合の加工手順を示している。
【００７５】
すなわち、図４（ｅ) に示すように、ボールねじ軸の軸端末に、回転ベアリング３１が嵌合される嵌合面４や、ロックナット３２がねじ込み固定される固定ねじ部５等を加工する場合があり、この嵌合面４や固定ねじ部５を加工するために軸端面６にセンタ穴７を設けることが好適である。このセンタ穴７はボールねじ軸の外径円筒面２およびボールねじ溝３に対して心出しする必要がある。
【００７６】
図４（ａ) ，（ｂ) では、丸棒１０の軸端面にセンタ穴７を加工した後焼き入れし、センタ穴７を利用して丸棒１０両端を支持し、外径円筒面１１を円筒研削盤によって円筒研削してセンタ穴７と外径円筒面１１の心出しを行う。さらに、この外径円筒面１１を心無し研削による円筒研削を行うか、心なし研削による円筒研削はしないで、そのままボールねじ溝１２のねじ研削を行うようになっている。
【００７７】
また、図４（ｃ) ，（ｄ) では、丸棒１０外周面に焼き入れした後、心なし研削によって外径円筒面１１を研削し、研削によってボールねじ溝１２を形成してした後、軸端面にセンタ穴７加工をするようになっている。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、素材の外径円筒面を基準としてボールねじ溝を螺旋状に研削するようにしたので、ボールねじ溝の有効径、有効径の円筒度およびリード精度を精密に加工することができる。
【００７９】
具体的には、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り、研削砥石に設けた山形部によって素材の外径円筒面を部分的に螺旋状に削ってボールねじ溝を成形するようにすれば、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の外径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、および有効径の円筒度が精密に加工できる。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。
【００８０】
また、素材を軸方向に送る送り機構を設け、該送り機構によって調整砥石による送りを補助しつつボールねじ溝を研削するので、あらゆる素材に対して、例えば、長尺物や大口径物、重量の重い物などの大きな推力を要する素材のボールねじ溝加工においても、リード精度の向上及び安定化を図ることができる。
【００８１】
素材を調整砥石に押しつけ、調整砥石との摩擦力を増大させて軸方向に送る送り機構を設けたので、接触面のすべりが防止され、素材の安定した回転及び推進を行なうことができる。したがって、ボールねじ軸の加工精度をより一層高めることできる。
【００８２】
送り機構は入口側に配置され、研削開始時に研削砥石がインフィードして推力を与える前の素材を調整砥石に押圧するので、研削砥石が素材に接触する瞬間から、正確な回転及び軸方向送りが行われ、ボールねじ軸の加工精度を更に向上させることができる。
【００８３】
前記送り機構は研削中の素材に作用し、その回転及び軸方向送りを正確にするので、すべりの起き易い材質の素材に対してもその回転及び軸方向送りを正確にすることができる。したがって、ボールねじ溝のリード精度をより一層高めることできる。
【００８４】
前記送り機構は出口側に配置され、研削終盤に素材の後端を調整砥石に押圧するので、強制的にその後端を排出することができる。
【００８５】
加工開始と同時に入口側に送り機構を作用させて素材を押圧し、素材先端が出口付近にさしかかると出口側の送り機構を作用させて素材を押圧することにより、素材の通過に合わせて順次送り機構を作用させ、加工開始時から加工終盤にいたるまで、ボールねじ軸の加工精度を高く保つことができる。
調整砥石の幅を研削砥石の幅よりも入口側に大きくし、送り機構を研削砥石からはずれた入口側調整砥石と対向する位置に設けたので、研削砥石の入口手前側から素材を調整砥石に押圧して強制的に研削砥石と調整砥石間に送り込むことができる。つまり、砥石外部よりねじ軸を調整砥石側に押しつけ、ねじ軸を正確に送り込むことができるので、スルーフィード研削のみで加工することができると共に、素材の自動供給が可能となり連続加工への展開が図れる。
【００８６】
調整砥石の幅を研削砥石の幅よりも出口側に大きくし、送り機構を研削砥石からはずれた出口側調整砥石と対向する位置に設けたことので、研削砥石の出口通過後も素材を調整砥石に押圧して素材の後端を強制的に排出することができる。また、素材が砥石間を完全に抜けきるまで、素材を調整砥石側に押しつけるため、仕上げ加工時の研削抵抗が小さい場合でも、一定の推力を与えることができるので、リード精度が向上する。
【００８７】
送り機構は、素材上部により素材を押さえる上部押えによって構成されていてもよく、送り機構を場所を取らずに設けることができ、装置全体の大きさに与える影響を少なくすることができる。。
【００８８】
上部押えの先端は押圧力の分力が調整砥石側に作用する楔形状となっていれば、上部からの押圧力をうまく調整砥石に作用させることができる。
【００８９】
送り機構は素材に対し従動する回転体によって構成されれば、押圧の際、素材に対して滑らずに従動するので、摩擦力は低減でき、加工精度を向上できる。特に回転体を調整砥石と対向する位置に設けた場合には押圧力はロスなく調整砥石側に作用する。
【００９０】
送り機構は調整砥石から独立して駆動し、素材に対し推力及び／または回転力を与える動力伝達機構、特に、調整砥石から独立して駆動し、素材の軸に対して捻じれの位置に回転軸を有する回転体であって、該回転体外周が素材外周に対して接触することにより、素材に推力及び回転力を同時に与える送り機構であれば、調整砥石と素材との接触による研削摩擦力のみでは素材を均一な速度で送り出すのに十分な推力を発生させることができない場合にも加工終始同じ速度で素材を軸方向に送りつつ回転させることができる。
【００９１】
この送り機構は研削砥石よりも素材送り方向上流側及び／または下流側に設けられるので、素材の自動供給を可能とすると共に加工精度の向上及び安定化を図ることができる。
【００９２】
また、複数の山形部を設け、素材の送り方向入り口側から出口側に向けて段階的に荒加工用から仕上げ加工用としておけば、荒加工と仕上げ加工を一回の通し送りによって行うことができる。
【００９３】
また、素材の外径円筒研削についても心なし研削によって行えば、外径円筒面の加工を含めてセンタ出しが不要であり、加工工程をより簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ) は本発明のボールねじ軸の加工方法の工程図、同図（ｂ) は各加工工程の模式図、同図（ｃ) は加工されたボールねじ軸の正面図である。
【図２】図２は本発明のボールねじ軸の加工に使用する研削盤の基本的な構成を示すもので、同図（ａ) は正面図、同図（ｂ) は上面図、同図（ｃ) は側面図、同図（ｄ）は斜視図、同図（ｅ）は図（ｄ）の研削開始時のＡ−Ａ断面拡大図、同図（ｆ）はロールを用いた場合の上面図である。同図（ｇ）はバーフィーダを用いて素材の送りを安定化する場合の研削板の斜視図であり、同図（ｈ）はその場合の平面図である。
【図３】図３（ａ) は図２の研削砥石の形状を示す図、同図（ｂ) は図２の研削盤の研削砥石を傾けた状態を示す図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は軸端にセンサ穴加工が必要な場合の加工工程例を示す工程図、同図（ｅ）は端末加工が施されたボールねじ軸の一例を示す図である。
【図５】図５（ａ) は従来の心なし研削の一例を示す図、同図（ｂ) 〜（ｄ) は従来の心なし研削によって加工される加工物の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  軸体
２  外径円筒面
３  ボールねじ溝
７  センタ穴
１０  素材
１１  外径円筒面
１２  ボールねじ溝
２１  研削砥石
２１ａ  山形部
２２  調整砥石
２３  ブレード
２７  ロール
２８  補助板
３１  バーフィーダ
【図１】
0003701416.tif 000002
【図２】
0003701416.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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