(57)【要約】      （修正有）【課題】ボールねじのねじ軸のボール溝をより効率のよく研磨することが可能なフィルムラップ加工装置を提供する。【解決手段】本発明にかかるフィルムラップ加工装置１００の代表的な構成は、ボールねじのねじ軸１０４のボール溝１０６を研磨フィルム１０２で研磨するフィルムラップ加工装置１００において、ねじ軸１０４を回転させるワーク保持部１１０と、研磨フィルム１０２を保持する加工ユニット１１２と、を備える。加工ユニット１１２は、ねじ軸１０４の外周面に沿って円弧状に窪んだホルダと、ホルダにボール溝１０６に沿って円弧状に設けられ、ボール溝１０６の断面の凹形状と対になる凸形状に突出していて研磨フィルム１０２をボール溝１０６に押し当てるバックアップシューと、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2019171487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじのねじ軸のボール溝を研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置において、
前記ねじ軸を回転させるワーク保持部と、
前記研磨フィルムを保持する加工ユニットと、
を備え、
前記加工ユニットは、
前記ねじ軸の外周面に沿って円弧状に窪んだホルダと、
前記ホルダに前記ボール溝に沿って円弧状に設けられ、該ボール溝の断面の凹形状と対になる凸形状に突出していて前記研磨フィルムを該ボール溝に押し当てるバックアップシューと、
を有することを特徴とするフィルムラップ加工装置。
【請求項２】
前記バックアップシューは、軟質材で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルムラップ加工装置。
【請求項３】
前記ワーク保持部はさらに、前記ねじ軸をその回転に同期して軸方向に移動させるワーク移動機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルムラップ加工装置。
【請求項４】
当該フィルムラップ加工装置はさらに、前記加工ユニットを前記ねじ軸の回転に同期して該ねじ軸の軸方向に移動させるユニット移動機構を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルムラップ加工装置。
【請求項５】
前記加工ユニットはさらに、前記研磨フィルムを前記バックアップシュー上に送り出すフィルム送出機構を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルムラップ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじのねじ軸のボール溝を研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属部品（例えばボールねじ）の研磨方法として、フィルムラップ加工が知られている。フィルムラップ加工とは、表面に砥粒が塗布された研磨フィルムを用いて行う研磨方法である。古くからの研磨方法としては、砥石やバフ（羽布）を用いる方法が知られている。しかしながら、精密な研磨を行うにあたって、砥石は加工対象物との均一な接触が難しいうえ割れや欠けが発生しやすく、バフは材質が柔らかいため接触させやすいものの研磨力の小ささがネックになる。フィルムラップ加工であれば、研磨フィルムの粒度や、研磨フィルムを押し当てるバックアップ材などを適宜選択し、均一で精度の高い研磨を行うことができる。
【０００３】
特許文献１には、フィルムラップ加工として、ボールねじの溝を研磨する溝加工装置が開示されている。この溝加工装置では、ラッピングテープ３５をバックアップ部材３０の先端面３０ａによって溝１１に接触させ、溝１１の加工を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４４２０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、精密部品の製造現場などにおいて、研磨工程のさらなる精度向上が求められている。ボールねじのねじ軸の研磨においても、ボール溝をより広く均一に研磨したいという要望がある。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み、ボールねじのねじ軸のボール溝をより効率のよく研磨することが可能なフィルムラップ加工装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかるフィルムラップ加工装置の代表的な構成は、ボールねじのねじ軸のボール溝を研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置において、ねじ軸を回転させるワーク保持部と、研磨フィルムを保持する加工ユニットと、を備え、加工ユニットは、ねじ軸の外周面に沿って円弧状に窪んだホルダと、ホルダにボール溝に沿って円弧状に設けられ、ボール溝の断面の凹形状と対になる凸形状に突出していて研磨フィルムをボール溝に押し当てるバックアップシューと、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記のバックアップシューによれば、ボール溝の広い範囲に研磨フィルムを面接触させることができる。したがって、上記構成によれば、ボール溝のより効率のよい精密な研磨を行うことが可能となる。
【０００９】
上記のバックアップシューは、軟質材で形成されているとよい。この構成によって、研磨フィルムをボール溝に効率よく面接触させることが可能になる。
【００１０】
上記のワーク保持部はさらに、ねじ軸をその回転に同期して軸方向に移動させるワーク移動機構を有してもよい。この構成によって、ねじ軸の全体を効率よく研磨することが可能になる。
【００１１】
当該フィルムラップ加工装置はさらに、加工ユニットをねじ軸の回転に同期してねじ軸の軸方向に移動させるユニット移動機構を備えてもよい。この構成によっても、ねじ軸の全体を効率よく研磨することが可能になる。
【００１２】
上記の加工ユニットはさらに、研磨フィルムをバックアップシュー上に送り出すフィルム送出機構を有してもよい。この構成によって、消耗した研磨フィルムを適宜移動させつつ、バックアップシューの全体を利用してより広く効率のよい研磨を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ボールねじのねじ軸のボール溝をより効率のよく研磨することが可能なフィルムラップ加工装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るフィルムラップ加工装置の概要を示した図である。
【図２】加工ユニットを各方向から示した図である。
【図３】加工ユニットのヘッドの拡大図である。
【図４】バックアップシューおよびホルダの拡大図である。
【図５】加工ユニットの本体部を広く拡大した図である。
【図６】ワーク保持部を拡大して示した図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るフィルムラップ加工装置の概要を示した図である。
【図８】第１実施形態および第２実施形態に係る変形例のフィルムラップ加工装置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示または説明を省略する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るフィルムラップ加工装置（以下、加工装置１００）の概要を示した図である。当該加工装置１００は、研磨フィルム１０２を用いてボールねじのねじ軸１０４のボール溝１０６を研磨する工作機械である。
【００１７】
加工装置１００は、おおまかに、テーブル１０８を基礎として、加工対象物（ワーク）であるねじ軸１０４を保持するワーク保持部１１０と、研磨フィルム１０２を保持してこれをねじ軸１０４に当てる加工ユニット１１２とを備えている。なお、以下に説明する加工ユニット１１２やワーク保持部１１０の動作は、コンピュータ制御によって行うことが可能である。
【００１８】
図２は、加工ユニット１１２を各方向から示した図である。図２（ａ）は、図１と同じ方向から加工ユニット１１２を示している。加工ユニット１１２は、テーブル１０８に固定された土台部１１２ｂの上に、ヘッド１１４やフィルム送出機構１１６などを有する本体部１１２ａが設けられた構成となっている。土台部１１２ｂと本体部１１２ａとの間には、エアシリンダ１１８やレール１２０等を含んだ押圧機構１２２が備えられている。ねじ軸１０４を加工する際には、ねじ軸１０４にヘッド１１４が接触するよう、本体部１１２ａは押圧機構１２２によってねじ軸１０４側へ移動する。
【００１９】
図２（ｂ）は、図２（ａ）とは反対側から加工ユニット１１２を示した図である。土台部１１２ｂと本体部１１２ａとの間には、傾斜機構１２４としてヒンジ１２６が設けられている。傾斜機構１２４は、後述するバックアップシュー１２８のねじ軸１０４に対する角度を変えるための機構である。この傾斜機構１２４の一部として、ヒンジ１２６は土台部１１２ｂに対する本体部１１２ａの角度を変化させる。ヒンジ１２６によって本体部１１２ａの角度を変えることで、研磨フィルム１０２をねじ軸１０４のボール溝１０６に的確に接触させることが可能になる。
【００２０】
図３は、加工ユニット１１２のヘッド１１４の拡大図である。ヘッド１１４は、先端のバックアップシュー１２８と、これを支える各種のフレームや軸などで構成されている。
【００２１】
バックアップシュー１２８は、研磨フィルム１０２をねじ軸１０４に押し当てる突起状の部位であり、詳しくは図４を参照して後述する。バックアップシュー１２８は、ホルダ１３０を介して先端フレーム１３４に接続されている。
【００２２】
先端フレーム１３４は支持軸１３６を介して中間フレーム１３８に接続されている。支持軸１３６は、先端フレーム１３４の角度の調節用の支点となる軸であり、先端フレーム１３４ごとバックアップシュー１２８の角度を変える。この支持軸１３６は、前述したヒンジ１２６（図２（ｂ）参照）を含む傾斜機構１２４の一部でもある。バックアップシュー１２８は、支持軸１３６を含む傾斜機構１２４の制御を受け、ねじ軸１０４のボール溝１０６のリード角に沿わせた姿勢となることができる。これによって、研磨フィルム１０２をボール溝１０６に高い精度で効率よく押し当てることが可能になる。
【００２３】
中間フレーム１３８は、本体部１１２ａを広く構成する本体フレーム１４０に対して、シリンダ１４２を介して接続されている。シリンダ１４２は、ヘッド１１４のうち中間フレーム１３８から先を、バックアップシュー１２８がねじ軸１０４に接触するよう移動させる。このシリンダ１４２は、前述したエアシリンダ１１８（図２（ａ）参照）などを含む押圧機構１２２の一部でもある。バックアップシュー１２８は、シリンダ１４２を含む押圧機構１２２の制御を受けることによっても、研磨フィルム１０２をボール溝１０６に高い精度で効率よく押し当てることが可能になっている。
【００２４】
図４は、バックアップシュー１２８およびホルダ１３０の拡大図である。まず、ホルダ１３０は、バックアップシュー１２８を保持するための金属製の部品である。ホルダ１３０は、ねじ軸１０４（図３参照）と向き合う側に、ねじ軸１０４の外周面に沿って円弧状に窪んだ曲面１３２を有している。
【００２５】
バックアップシュー１２８は、軟質材（例えばウレタン）で形成された部品であり、ホルダ１３０の曲面１３２に接着や溶着などによって固定されている。バックアップシュー１２８もまた、ねじ軸１０４（図３参照）のボール溝１０６に沿うよう円弧状に設けられていて、曲面１３２から丸みを帯びた形状に突出している。
【００２６】
当該加工装置１００による研磨の対象であるねじ軸１０４（図３参照）のボール溝１０６は、ボールを通すために断面が丸く窪んだ凹形状になっている。バックアップシュー１２８は、このボール溝１０６の凹形状と対になるよう、丸みを帯びた凸形状に突出していて、この形状によって研磨フィルム１０２をボール溝１０６に効率よく押し当てることが可能になっている。このとき、バックアップシュー１２８は、軟質材製であって適度な弾性があるため、ボール溝１０６の広い範囲に研磨フィルム１０２を均一に面接触させることができる。
【００２７】
図５は、加工ユニット１１２の本体部１１２ａを広く拡大した図である。フィルム送出機構１１６は、本体フレーム１４０に設けられた供給スプール１４４と巻取スプール１４６、および複数のプーリ１４８を含んで構成されている。フィルム送出機構１１６によって、研磨フィルム１０２は供給スプール１４４から各プーリ１４８を介してバックアップシュー１２８上に送り出され、消耗するにしたがって巻取スプール１４６へと巻き取られる。加工ユニット１１２は、フィルム送出機構１１６が消耗した研磨フィルム１０２を適宜移動させることによって、ねじ軸１０４を効率よく研磨することが可能になる。
【００２８】
特に、フィルム送出機構１１６からバックアップシュー１２８への研磨フィルム１０２の送出しは、ねじ軸１０４のボール溝１０６のリード角に沿った方向、すなわち図４におけるバックアップシュー１２８の長手方向に沿って行われる。この構成によって、当該加工装置１００は、バックアップシュー１２８の全体を利用して、ボール溝１０６の広く効率のよい研磨を行うことが可能になっている。
【００２９】
なお、研磨中、すなわちバックアップシュー１２８によって研磨フィルム１０２をボール溝１０６に押し当てている間は、バックアップシュー１２８と研磨フィルム１０２の間の抵抗が大きいため、研磨フィルム１０２を送ることはできない。基本的な動作として、１つのねじ軸１０４の一端（開始端）から他端（終了端）までは研磨フィルム１０２の同じ位置を使用して研磨する。このとき、開始端と終了端の研磨量をより均一にするためには、終了端まで到達した後、いったんねじ軸１０４から研磨フィルム１０２およびバックアップシュー１２８を離間させ、研磨フィルム１０２を送り出して新しい範囲をバックアップシュー１２８にあて、再び終了端から開始端へと戻るように研磨することで対応できる。
【００３０】
図６は、ワーク保持部１１０を拡大して示した図である。ワーク保持部１１０は、対になるヘッドストック１１０ａとテールストック１１０ｂを有していて、これらヘッドストック１１０ａとテールストック１１０ｂとの間にてねじ軸１０４を保持する。
【００３１】
ワーク保持部１１０は、回転機構１５０として、ヘッドストック１１０ａにワーク回転モータ１５２を備えていて、ねじ軸１０４を周方向に回転させながら加工ユニット１１２に接触させる。回転機構１５０には、ワーク回転モータ１５２の他、ねじ軸１０４を把持しつつ回転するチャック１５４やセンタ１５６なども含まれる。
【００３２】
ワーク保持部１１０は、ワーク移動機構１５８として、テーブル１０８に設けられたワーク移動レール１６０と不図示の移動用モータを有している。これによって、ヘッドストック１１０ａおよびテールストック１１０ｂは、ワーク移動レール１６０に沿ってねじ軸１０４の長手方向（軸方向）に移動することが可能になっている。ワーク移動機構１５８による移動は、回転機構１５０によるねじ軸１０４の回転に同期し、ねじ軸１０４のボール溝１０６のリードに合せて行われる。ワーク移動機構１５８を備えることによって、ねじ軸１０４の全体を効率よく研磨することが可能になる。
【００３３】
本実施形態の構成によれば、ワーク保持部１１０によってねじ軸１０４が回転および軸方向に移動するとともに、加工ユニット１１２のバックアップシュー１２８（図４参照）によって研磨フィルム１０２がボール溝１０６に押し当てられ、このボール溝１０６を効率よく研磨することができる。特に、バックアップシュー１２８は、樹脂製で円弧状に連続して突出した構造になっているため、研磨フィルムをボール溝に広く均一に面接触させ、これによってボール溝１０６の面粗さを効率的に改善することができる。したがって、本実施形態であれば、ねじ軸１０４を高精度に研磨し仕上げることができ、ボールねじの長寿命化や騒音の低減などを図ることが可能になる。
【００３４】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態に係るフィルムラップ加工装置（以下、加工装置２００）の概要を示した図である。なお、以降の記載において、既に説明した構成要素については、同じ符号を付することによって、その説明を省略する。また、既に説明した構成要素と同じ名称の構成要素は、異なる符号が付されていても、同じ構成および機能を有するものとする。
【００３５】
加工装置２００は、図１等に示した加工装置１００と異なり、ワーク保持部１１０ではなく加工ユニット１１２がねじ軸１０４の軸方向に移動する構成となっている。具体的には、加工装置２００は、ユニット移動機構２０２として、テーブル１０８に設けられたユニット移動レール２０４と不図示の移動用モータを有している。これによって、加工ユニット１１２は、ユニット移動レール２０４に沿ってねじ軸１０４の軸方向に移動することが可能になっている。このときの加工ユニット１１２の移動も、ワーク保持部１１０の回転機構１５０によるねじ軸１０４の回転に同期し、ねじ軸１０４のボール溝１０６のリードに合わせて行われる。
【００３６】
このように、当該加工装置２００であっても、ユニット移動機構２０２を利用してねじ軸１０４の全体を効率よく研磨することが可能である。特に、ユニット移動レール２０４は、ねじ軸１０４の両端のヘッドストック１１０ａおよびテールストック１１０ｂを移動させるワーク移動レール１６０（図１参照）に比べて短くて済むため、加工装置２００の全体構成の小型化に役立てることができる。
【００３７】
（変形例）
図８は、第１実施形態および第２実施形態に係る変形例のフィルムラップ加工装置（以下、加工装置３００）を示した図である。加工装置３００は、第１実施形態の加工装置１００および第２実施形態の加工装置２００を代表して、加工装置１００の変形例として示している。
【００３８】
加工装置３００では、加工ユニット１１２が複数、計４台設けられている（加工ユニット１１２および他の加工ユニット３０２ａ〜３０２ｃ）。加工ユニット３０２ａ〜３０２ｃは、設置する向きが異なっているのみで、加工ユニット１１２と同じ構成である。具体的には、加工ユニット１１２のねじ軸１０４の反対側に加工ユニット３０２ａが設けられ、加工ユニット３０２ｂのねじ軸１０４の反対側に加工ユニット３０２ｃが設けられている。
【００３９】
また、加工装置３００では、各加工ユニットに使用する研磨フィルム１０２の種類を異ならせることも可能である。例えば、ワーク移動機構１５８の上手から下手に向かって、各加工ユニットの研磨フィルムを順に粒度の小さいものにすることで、一度の動作で粗削りから仕上げまでを行うことが可能になる。これら複数台の加工ユニット１１２、３０２ａ〜３０２ｃによる研磨は、第２実施形態の加工装置２００でも実施することができる。加えて、さらに複数の加工ユニットを設けることもでき、これら構成によってねじ軸１０４を効率よくさらに精密に研きあげることが可能になる。
【００４０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、ボールねじのねじ軸のボール溝を研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１００…第１実施形態の加工装置、１０２…研磨フィルム、１０４…ねじ軸、１０６…ボール溝、１０８…テーブル、１１０…ワーク保持部、１１０ａ…ヘッドストック、１１０ｂ…テールストック、１１２…加工ユニット、１１２ａ…本体部、１１２ｂ…土台部、１１４…ヘッド、１１６…フィルム送出機構、１１８…エアシリンダ、１２０…レール、１２２…押圧機構、１２４…傾斜機構、１２６…ヒンジ、１２８…バックアップシュー、１３０…ホルダ、１３２…曲面、１３４…先端フレーム、１３６…支持軸、１３８…中間フレーム、１４０…本体フレーム、１４２…シリンダ、１４４…供給スプール、１４６…巻取スプール、１４８…プーリ、１５０…回転機構、１５２…ワーク回転モータ、１５４…チャック、１５６…センタ、１５８…ワーク移動機構、１６０…ワーク移動レール、２００…第２実施形態の加工装置、２０２…ユニット移動機構、２０４…ユニット移動レール、３００…変形例の加工装置、３０２ａ…他の加工ユニット
【図１】
2019171487.tif 000003
【図２】
2019171487.tif 000004
【図３】
2019171487.tif 000005
【図４】
2019171487.tif 000006
【図５】
2019171487.tif 000007
【図６】
2019171487.tif 000008
【図７】
2019171487.tif 000009
【図８】
2019171487.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月10日(2018.8.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじのねじ軸のボール溝を研磨フィルムで研磨するフィルムラップ加工装置において、
前記ねじ軸を回転させるワーク保持部と、
前記研磨フィルムを保持する加工ユニットと、
を備え、
前記加工ユニットは、
前記ねじ軸の外周面に沿って円弧状に窪んだ曲面で該ねじ軸と向かい合うホルダと、
前記ホルダの前記円弧状に窪んだ曲面に前記ボール溝に沿って設けられ、該曲面から該ボール溝の断面の凹形状と対になるよう丸みを帯びた形状に突出していて前記研磨フィルムを該ボール溝に押し当てるバックアップシューと、
を有することを特徴とするフィルムラップ加工装置。
【請求項２】
前記バックアップシューは、軟質材で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルムラップ加工装置。
【請求項３】
前記ワーク保持部はさらに、前記ねじ軸をその回転に同期して軸方向に移動させるワーク移動機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルムラップ加工装置。
【請求項４】
当該フィルムラップ加工装置はさらに、前記加工ユニットを前記ねじ軸の回転に同期して該ねじ軸の軸方向に移動させるユニット移動機構を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルムラップ加工装置。
【請求項５】
前記加工ユニットはさらに、前記研磨フィルムを前記バックアップシュー上に送り出すフィルム送出機構を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルムラップ加工装置。