(57)【要約】【課題】ボール溝をボールねじの力伝達用の基準となる部分において高い形状精度及び表面精度によって特徴付けられるよう当該ボールねじを仕上げ加工することが可能な、ボールねじのスピンドルナットにおけるボール溝の加工方法を提供すること【解決手段】ワークピース２をその長手軸３回りに正逆回転させ、工具ホルダ６内に取り付けられた加工工具７をボール溝１１に接触させ、工具ホルダ６により、ワークピース２の回転角度に応じて、プログラム制御されつつワークピース２の長手軸３に対して平行な軸方向調整動作及びこれと直角な回動軸中心１０回りの回動を行い、工具ホルダ６内の加工工具７を、弾性部材１２において工具ホルダ６の軸方向についての調整動作方向へフロート式に支持する。【選択図】図１
2011241983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじのスピンドルナットにおけるボール溝の加工方法であって、
ワークピース（２）をその長手軸（３）回りに正逆回転させ、
工具ホルダ（６）内に取り付けられた加工工具（７）を加工すべきボール溝（１１）に接触させ、
前記工具ホルダ（６）により、加工工程中に、前記ワークピース（２）の回転角度に応じて、プログラム制御されつつ前記ワークピース（２）の前記長手軸（３）に対して平行な軸方向調整動作及びこれと直角な回動軸中心（１０）回りの回動を行い、
前記工具ホルダ（６）内の前記加工工具（７）を、弾性部材（１２）において前記工具ホルダ（６）の軸方向についての調整動作方向へフロート式に支持する
ことを特徴とする加工方法。
【請求項２】
前記弾性部材（１２）により、前記加工工具（７）の前記工具ホルダ（６）内での変位を０．５ｍｍまで、好ましくは０．２ｍｍほど許容することを特徴とする請求項１記載の加工方法。
【請求項３】
前記弾性部材（１２）としてエラストマディスクを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の加工方法。
【請求項４】
前記加工工具（７）の前記ワークピース（２）への押付力を空圧式に発生させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加工方法。
【請求項５】
加工工具（７）の固定部材（１３）と、該固定部材（１３）のための収容部（１５）を端部に有するサポートアーム（１４）を備えて成る、請求項１〜４のいずれかに記載の加工方法を実施する工具ホルダであって、
前記固定部材（１３）を、前記サポートアーム（１４）の長手方向に対して左右に配置された側面部（１６，１６’）と、前記サポートアーム（１４）の延長方向に対して上下に配置された支持面（１７，１７’）と、前記加工工具（７）のための収容開口部を備えた前側端面（１８）と、該前側端面（１８）とは反対側に配置された後側端面（１８’）を備えるよう構成し、
前記固定部材（１３）を、収容部（１５）内に配置されつつ前記左右の側面部（１６，１６’）に接触する弾性部材１２においてフロート式に支持し、
前記固定部材（１３）における前記支持面（１７，１７’）を前記収容部（１５）の内面部に接触させた
ことを特徴とする工具ホルダ。
【請求項６】
前記サポートアーム（１４）を回動可能に支持されたサポート部に結合させるとともに、該サポート部の回動軸の作用線が前記加工工具（７）を通って延在するよう構成したことを特徴とする請求項５記載の工具ホルダ。
【請求項７】
前記上下の支持面（１７，１７’）をサポートアーム（１４）の長手方向に弓状に湾曲させ、フロート式に支持された前記固定部材（１３）の前記収容部（１５）内での傾斜運動を可能とさせたことを特徴とする請求項５又は６記載の工具ホルダ。
【請求項８】
前記弾性部材（１２）を、前記側面部（１６，１６’）に形成した円すい状の突出部（１９）に配置したエラストマリングで構成したことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の工具ホルダ。
【請求項９】
前記サポートアーム（１４）における前記収容部（１５）内に、前記弾性部材（１２）と接触する第１のプレッシャプレート（２０）を配置したことを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の工具ホルダ。
【請求項１０】
収容間隙部内に、前記加工工具（７）を固定するためにスピンドル（２１）によって操作される挟装プレート（２２）を配置したことを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の工具ホルダ。
【請求項１１】
前記固定部材（１３）における前記後側端面（１８’）を、押圧手段における第２のプレッシャプレート（２３）に接触させたことを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１項に記載の工具ホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじのスピンドルナットにおけるボール溝の加工方法及び該加工方法を実施する工具ホルダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじは、スピンドル、ボール還路を備えたスピンドルナット及びローラ部材としてのボールで構成されている。このボールねじは、回転運動を直線運動に変換するか、又は逆に直線運動を回転運動に変換するものであり、例えば操舵システムにおいて使用されている。この操舵システムにおいては、スピンドルナットが高い精度でモータの回転を直線状の調整動作へ変換するものとなっており、微小な変位も容易かつ確実に調整することができるようになっている。
【０００３】
また、ボールは、ボールねじにおいてスピンドルとスピンドルナットの間の接続を形成するものであり、スピンドルナットの軌道において転がるようになっている。ここで、この軌道形状の精度及び表面品質（表面精度）は、調整動作を可能とする回転のスムーズさ及び精密さに影響を及ぼすものとなっている。
【０００４】
スピンドルナットの構造については、様々なものが知られており、これらについては、主にボール還路の種類に違いが見られる。ボール還路を独立したボール循環路とすることも可能である。さらに、統合されたボール還路を備えたスピンドルナットも知られており、このようなスピンドルナットはその内面部に複数の凹部を備えており、この凹部がボール還路を形成するようになっている。
【０００５】
特許文献１には、ボール循環路及びボール還路用の凹部を備えつつ複数のセグメントで構成されたスピンドルナットが開示されている。例えば冷間加工によって形成されたボール溝は、研磨により仕上げ加工される。この仕上げ加工された形状精度及び表面精度は、ボールねじの寿命及びボールねじの動作の円滑性に影響を与えるものである。また、ボール溝の研磨によっては波状部分の形成を回避することができない。そして、例えば操舵システムにおいて高い精度が求められる場合には、研磨したボール溝ではこのような要求に十分応えることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０３３３９０９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記問題にかんがみてなされたもので、その目的とするところは、ボール溝をボールねじの力伝達用の基準となる部分において特に高い形状精度及び表面精度によって特徴付けられるよう当該ボールねじを仕上げ加工することが可能な、ボールねじのスピンドルナットにおけるボール溝の加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、請求項１記載の方法によって達成される。また、本発明によれば、スピンドルナットにおける加工すべきボール溝は、高い精度によって仕上げ加工される。このとき、ワークピースの当該ワークピースの長手軸回りの正逆回転及び加工されるボール溝に接触する加工用砥石又は加工工具の回動は、同時になされるようになっている。なお、加工されるボール溝の移動に応じて、加工工具も軸方向へ追従させる必要がある。
【０００９】
本発明の方法によれば、加工されるワークピースはその長手軸回りに正逆回転されるとともに、工具ホルダ内に取り付けられた加工工具が加工すべきボール溝に接触する。また、工具ホルダにより、加工工程中に、ワークピースの回転角度に応じて、プログラム制御されつつワークピースの長手軸に対して平行な軸方向調整動作及びこれと直角な回動軸中心回りの回動がなされる。互いに調整する必要のある動作、すなわちワークピースの回転運動とワークピースの直線運動においては、位置の誤差（不正確性）を避ける必要がある。
【００１０】
位置精度不良（誤差）により不都合な加工仕上げとならないよう、工具ホルダ内の加工工具は、弾性部材において工具ホルダの軸方向についての調整動作方向へフロート式に支持されている。また、この弾性部材は、加工工具の工具ホルダ内での変位が０．５ｍｍまで、好ましくは０．２ｍｍほど許容されるよう設定されている。なお、弾性部材として特にエラストマディスクが使用される。
【００１１】
また、加工工具のワークピースへの押付力を圧縮弾性要素によって発生させることもできるが、この押付力を空圧式に発生させるのが望ましい。
【００１２】
本発明による方法はボール溝における搬送部分を仕上げ加工するために使用され、加工時には、ワークピースが特に約２７０°の角度で正逆回転されるようになっている。なお、ボール還路におけるガイド面の仕上げ加工は不要である。すなわち、ボール還路がボールねじにおける力の伝達に影響を及ぼさないことから、このガイド面に比較的大きな誤差や形状誤差が生じたとしても問題とはならない。
【００１３】
本発明は、上述のような方法を実施する請求項５記載の工具ホルダにも関するものである。このような工具ホルダの好ましい実施形態は、請求項６〜１１及び以下の実施形態の説明に記載されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ボール溝をボールねじの力伝達用の基準となる部分において特に高い形状精度及び表面精度によって特徴付けられるよう当該ボールねじを仕上げ加工することが可能な、ボールねじのスピンドルナットにおけるボール溝の加工方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ボールねじに用いるスピンドルナットにおけるボール溝を加工する装置を示す図である。
【図２】図１に示す装置に用いる工具ホルダを示す図である。
【図３】図２に示す工具ホルダの水平方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１に示す装置は、ボールねじに用いるスピンドルナットにおけるボール溝を加工するものである。この装置はワークピース２の固定具１を含んで構成されており、この固定具１は、ワークピース２の長手軸３回りに正逆回転するとともに回転駆動部４を備える構成となっている。
【００１８】
また、上記装置は、更に加工工具７用の工具ホルダ６を有するホーニング加工装置５と、工具ホルダ６をワークピース２の長手軸３方向及びこれと直角な方向について調整するための二軸式の移送装置８とを含んで構成されている。この移送装置８は、プログラムされた調整動作を行うための駆動部を備えるものとなっている。また、工具ホルダ６は、移送装置８において回動軸中心１０回りに回動するＵ字状の保持部材９に結合されている。なお、この回動軸中心１０はリニア軸に対して直角となっているとともに、その作用線（作用方向）は加工工具７を通って延在している。
【００１９】
また、回動軸中心１０は不図示の駆動部を備えて構成されており、この駆動部は、Ｕ字状の保持部材９及び加工工具７を回動させるものとなっている。加工されるワークピース２はボールねじのスピンドルナットとして機能し、その内面部にはボール溝１１（すなわち球状のボール本体部の軌道）が形成されている。
【００２０】
そして、このようなボール溝１１を加工するために、ワークピース２がその長手軸３回りに正逆回転されるとともに、工具ホルダ６内に取り付けられた加工工具７が加工すべきボール溝１１に接触するようになっている。また、工具ホルダ６は、加工工程中に、ワークピース２の回転角度に応じて、プログラム制御されつつワークピース２の長手軸３に対して平行な軸方向調整動作及び回動軸中心１０回りの回動を行うものとなっている。このとき、工具ホルダ６内の加工工具７は、弾性部材１２において、工具ホルダ５の軸方向に対する調整動作方向についてフロート状に支持されている。ここで、特にエラストマディスクとして形成されたこの弾性部材１２は、工具ホルダ６内で加工工具７を０．５ｍｍまで、好ましくは０．２ｍｍほどの変位を許容するものとなっている。
【００２１】
なお、加工工具７のワークピース２に対する押付力は、空圧式に発生させられる。
【００２２】
ところで、上記のような方法を実行する工具ホルダ６が図２及び図３に示されており、この工具ホルダ６は、加工工具７を固定する固定部材１３と、端部において固定部材１３を収容するための収容部１５を有するサポートアーム１４を備えている。また、この固定部材１３は、サポートアーム１４の長手方向に対して左右に配置された側面部１６，１６’と、サポートアーム１４の延長方向に対して上下に配置された支持面１７，１７’と、加工工具７のための収容開口部を備えた前側端面１８と、該前側端面１８とは反対側に配置された後側端面１８’を備えている。
【００２３】
しかして、固定部材１３は、収容部１５内に配置されつつ左右の側面部１６，１６’に接触する弾性部材１２においてフロート式に支持されている。また、上記支持面１７，１７’がサポートアーム１４の長手方向に弓状に湾曲しているため、フロート式に支持された固定部材１３の収容部１５内での傾斜運動が可能である。なお、弾性部材１２は、固定部材１３の側面部１６，１６’における円すい状の突出部１９に配置されたエラストマリングで形成されている。また、サポートアーム１４における収容部１５内には、弾性部材１２に接触するプレッシャプレート２０が配置されている。
【００２４】
工具ホルダ６の水平方向断面を示す図３の記載から分かるとおり、固定部材１３の収容スリット部（収容間隙部）には、加工工具７を固定するためにスピンドル２１によって操作される挟装プレート２２が配置されている。さらに、固定部材１３の後側端面１８’が例えば空圧式の押圧手段におけるプレッシャプレート２３に接触している。
【００２５】
上述のように、工具ホルダ６のサポートアーム１４は回動可能に支持されたサポート部に結合され、このサポート部の回動軸（回動軸中心１０）の作用線は加工工具７を通って延在している。
【符号の説明】
【００２６】
１              固定具
２              ワークピース
３              ワークピースの長手軸
４              回転駆動部
５              ホーニング加工装置
６              工具ホルダ
７              加工工具
８              移送装置
９              保持部材
１０            回動軸中心
１１            ボールレース
１２            弾性部材
１３            固定部材
１４            サポートアーム
１５            収容部
１６，１６’    側面部
１７，１７’    支持面
１８            前側端面
１８’          後側端面
１９            突出部
２０            プレッシャプレート
２１            スピンドル
２２            挟装プレート
２３            プレッシャプレート
【図１】
2011241983.tif 000003
【図２】
2011241983.tif 000004
【図３】
2011241983.tif 000005