(57)【要約】      （修正有）【課題】研削対象物の研磨対象面が複雑な断面形状をしていても、研削砥石の研削面を容易に成形して、研削砥石を容易に製造することができる研削方法および研削砥石の製造方法の提供。【解決手段】ナット部材とは別にねじ溝相当部５を有する母型６を準備して、この母材６を用いて砥石母材９にねじ溝相当部５の断面形状を転写し、これをナット部材のねじ溝に当てて研磨することで、研磨砥石８を容易に製作することができる。【選択図】図３
2004276172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削対象面を有する研削対象物と同一形状の母型を製作するステップと、この母型の研削対象面相当部を、研削終了後の前記研削対象面と実質的に同一断面に形成するステップと、前記母型の研削対象面相当部表面に砥粒を固着するステップと、研削砥石となる砥石母材を前記研削対象面相当部に当てて軸心回りに回転させることで前記砥石母材の外周研削面を研削終了後の前記研削対象面と実質的に同一形状に成形するステップとを含む、ことを特徴とする研削砥石の製造方法。
【請求項２】
研削対象物に形成した研削対象面を研削するために、前記研削対象物と同一形状の母型を製作するステップと、この母型の研削対象面相当部を、研削終了後の前記研削対象面と実質的に同一断面に形成するステップと、前記母型の研削対象面相当部表面に砥粒を固着するステップと、研削砥石となる砥石母材を前記研削対象面相当部に当てて軸心回りに回転させてその外周研削面を研削終了後の研削対象面と実質的に同一形状に成形することで研削砥石を得るステップと、この研削砥石を前記研削対象物の研削対象面に当てて軸心回りに回転させるステップとを含む、ことを特徴とする研削方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ボールねじに設ける筒状のナット部材の内周面に形成された螺旋状のねじ溝などを研削するための研削方法およびねじ溝などを研削するための研削砥石の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボールねじに設ける筒状のナット部材の内周面に形成された螺旋状のねじ溝を研削（研磨を含む）する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、従来のねじ軸の研削方法を、図５に基づいて説明する。まず、予めナット部材５０のねじ溝５１の断面形状にあわせて成形された研削砥石５２を、高周波スピンドル５３に軸体５４を介して装着し、研削砥石５２をナット部材５０内に挿入し、研削面すなわちねじ溝５１に研削砥石５２の外周研削面を当接させる。
【０００４】
このとき、研削砥石５２の外周研削面がねじ溝５１のリード角方向に沿う、換言すれば、軸体５４をリード角に対して直角になる方向に傾斜させることで、研削砥石５２の外周研削面をねじ溝５１に当接させている。
【０００５】
続いて、ナット部材５０を軸心回りに回転させるとともにねじ溝５１に等しいリードで送りつつ、軸体５４を軸心回りに回転させることで研削砥石５２を回転させる。これによって螺旋状のねじ溝５１が研削、例えば研磨される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２５３１４６号（第３頁，図３，図４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のねじ溝５１の研削方法では、軸体５４をリード角に対して直角になる方向に傾斜させている。しかし、リード角がナット部材５０の軸心に沿う方向に大きく傾くハイ・リードなねじ溝５１を有するナット部材５０においては、研削砥石５２をねじ溝５１に沿うように軸体５４を傾斜させると、この軸体５４とナット部材５０とが干渉してしまう場合がある。
【０００８】
そうなると、ねじ溝５１の研削加工を機械的に行うことができず、熟練者が手作業でねじ溝５１を研削しなければならないため、多くの作業時間がかかり製造コストが高くなる。
【０００９】
そこで、軸体５４の傾斜角度を考慮しなくてもよいように、研削砥石５２の外周研削面を、リード角方向を考慮した曲面に成形することが考えられる。しかし研削砥石５２の外周研削面を、リード角方向を考慮した曲面に成形することは難しい。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明における研削砥石の製造方法は、研削対象面を有する研削対象物と同一形状の母型を製作するステップと、この母型の研削対象面相当部を、研削終了後の前記研削対象面と実質的に同一断面に形成するステップと、前記母型の研削対象面相当部表面に砥粒を固着するステップと、研削砥石となる砥石母材を前記研削対象面相当部に当てて軸心回りに回転させることで前記砥石母材の外周研削面を研削終了後の前記研削対象面と実質的に同一形状に成形するステップとを含む。
【００１１】
このようにして製造した研削砥石を用いて研削対象物の研削対象面を研削すると、母型の研削対象面相当部の形状がそのまま研削対象物の研削対象面に転写され、研削される。
【００１２】
また本発明の研削方法は、研削対象物に形成した研削対象面を研削するために、前記研削対象物と同一形状の母型を製作するステップと、この母型の研削対象面相当部を、研削終了後の前記研削対象面と実質的に同一断面に形成するステップと、前記母型の研削対象面相当部表面に砥粒を固着するステップと、研削砥石となる砥石母材を前記研削対象面相当部に当てて軸心回りに回転させてその外周研削面を研削終了後の研削対象面と実質的に同一形状に成形することで研削砥石を得るステップと、この研削砥石を前記研削対象物の研削対象面に当てて軸心回りに回転させるステップとを含む。
【００１３】
このように、母型の研削対象面相当部の断面形状に形成した研削砥石を用いて研削対象物の研削対象面を成形することにより、研削対象面を複雑な形状に成形しなければならない場合であっても、研削対象面を必要な形状に容易に加工することができる。なお、この発明における研削とは、研磨を含む概念である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は研削対象物としてのナット部材に形成したねじ溝を研磨する際の説明に用いる断面図、図２は図１の要部拡大断面図、図３は研磨砥石を成形する際の説明に用いる断面図、図４は図３の要部拡大断面図である。
【００１５】
図１に示すように、ボールねじに設けるナット部材１は、所定の軸方向長さを有する筒状に形成され、その内周面には所定のリード角θを有する螺旋状の一条のねじ溝２が、一方端部から他方端部に亙って形成されている。
【００１６】
なお図示しないが、ナット部材１の内径側に同心にねじ軸が配置される。このねじ軸の外周面にもナット部材１のねじ溝２と同じリード角を有するねじ溝が形成されており、ナット部材１のねじ溝２とねじ軸のねじ溝との間に複数個のボールが介装される。そして、例えばねじ軸を非回転とし、このねじ軸に対してナット部材１を軸心回りに回転させると、その回転動作に伴なう各ボールの移動によりナット部材１は軸心に沿って移動し、これによりボールねじが軸方向に伸縮する。あるいはナット部材１がねじ軸に対して軸方向に沿って移動する。ナット部材１のねじ溝２は、例えばエンドミルなどの工具を用いて形成される。
【００１７】
図２に示すように、このナット部材１のねじ溝２の底面は、ボールＢが転動する軌道面３として用いられるため所定の硬度が必要である。このため、硬化処理が施される。この硬化処理にあたり、軌道面３に熱歪３ａが発生する。しかし、軌道面３の精度確保のためにこの熱歪３ａを取除く必要があり、その方法として軌道面３を研磨（研削の一例）する。
【００１８】
以下に軌道面３の研磨方法を説明する。なお、研磨対象物はボールねじのナット部材１であり、研磨対象面はねじ溝２の軌道面３である。
【００１９】
まず、ねじ溝２を有するナット部材１とは別に、図３に示すように、ナット部材１と同一形状、すなわち筒状本体４の内周面にねじ溝相当部５を有する母型６を予め準備する。この母型６としては、ナット部材１と断面形状は同一で、軸方向長さの短いものを用いてもよい。ただしこの場合でも、ねじ溝相当部５の周方向長さを、少なくとも１リード分有するものが望ましい。
【００２０】
ところで、母型６のねじ溝相当部５は、研磨終了後のナット部材１のねじ溝２と実質的に同一断面に形成しておく必要があるが、この研磨方法の場合、母型６のねじ溝相当部５には、硬化処理を施す必要がない。従って、ねじ溝相当部５の断面形状は、精密旋盤等で高精度に加工してそのまま用いればよく、特別な加工を施す必要はない。
【００２１】
この母型６のねじ溝相当部５表面に砥粒７を固着する。砥粒７として、微細な超砥粒が用いられ、超砥粒としてダイヤモンド、またはＣＢＮ砥粒が用いられる。固着するとは、例えば、前記超砥粒を電気メッキ法によりねじ溝相当部５表面に付着させることである。
【００２２】
ここで、ねじ溝２を研磨するための研磨砥石８を製造する方法を説明する。これは、図３の仮想線に示すように、例えば外周面が予め所定の曲率を有する円弧断面に形成された砥石母材９を、母型６のねじ溝相当部５に当てて軸心回りに回転させることで行う。この砥石母材９の直径は、母型６の内径よりも小さい径に形成しておくことは勿論である。また、砥石母材９は便宜上円弧断面とするものであり、外周面は平面であってもよい。
【００２３】
このような砥石母材９を、駆動源１１の出力軸に連結した回転軸１２の先端部に、回転軸１２の軸心１０ａに直交する面内で回転するよう固定する。
【００２４】
続いて、回転軸１２を母型６の軸心１０ｂに沿ってその中心穴１３に挿入するようにして、砥石母材９を母型６の中心穴１３に挿入し、砥石母材９を径方向にわずかに移動するようにして、ねじ溝相当部５上の所定の部位に、所定の切込量をもって当てる。所定部位は、例えばねじ溝相当部５の軸方向最奥部とする。所定の切込量は、砥石母材９の外形を成形可能な切込量である。
【００２５】
この状態で、駆動源１１を駆動して回転軸１２を軸心１０ａ回りに高速で回転させる。同時に、母型６を軸心１０ｂ回りに回転させながら所定のリード、すなわちねじ溝相当部５のリードでもって軸方向に沿って移動させる。
【００２６】
このように砥石母材９を回転させ、母型６を軸方向に移動させることで、図４に示すように、砥石母材９の外周面が砥粒７によってねじ溝相当部５の断面形状に成形される。換言すれば、ねじ溝相当部５の断面形状が砥石母材９の外周面に転写され、外周研磨面１５がねじ溝相当部５の断面形状となった研磨砥石８が製造される。なお図４における研磨砥石８の断面形状は、軸心１０ａに沿う方向の研磨砥石８の形状として表してある。
【００２７】
外周研磨面１５の成形により、砥石母材９の径は切込量だけ小さくなるよので、小さくなった分だけ回転軸１２（動力源）を径方向に更に切込量分だけ移動し、繰返すことにより、砥石母材９の外周面を完全な形（所定の形）に成形することができる。
【００２８】
このようにして成形した研磨砥石８の外周研磨面１５は、硬化処理を施す前のナット部材１におけるねじ溝２の軌道面３の形状に、実質的に一致している。
【００２９】
次に、上記研磨砥石８を回転軸１２に取付けたままで、今度は図１に示すように、ナット部材１の中心穴１４に挿入する。そして、研磨砥石８をナット部材１の中心穴１４に軸方向から挿入し、研磨砥石８をねじ溝２の軌道面３に径方向から当てる。
【００３０】
研磨砥石８をねじ溝２に当てる部位は、ねじ溝２の軸方向最奥部でもよいし、あるいはボールねじとして実質的に使用される範囲におけるねじ溝２の最奥部相当部位でもよい。
【００３１】
この状態で、駆動源１１を駆動して回転軸１２を軸心１０ａ回りに高速で回転させる。同時に、ナット部材１を軸心１０ａ回りに回転させながら所定のリード、すなわちねじ溝２のリードでもって軸方向に沿って移動させる。
【００３２】
このように、研磨砥石８をねじ溝２に当てて回転させ、ナット部材１を軸方向に移動させることで、図２に示すように、母型６のねじ溝相当部５の断面形状に成形されている研磨砥石８の外周研磨面１５によって、熱歪３ａが発生しているねじ溝２の断面形状が研磨され、矯正される。換言すれば、ねじ溝相当部５の断面形状がそのままねじ溝２に転写され、ねじ溝２の断面形状が必要な断面形状に成形される。
【００３３】
なお、研磨作業の途中で研磨砥石８が目詰まりした場合、または形状不良となった場合、これを解消する必要がある。この際、研磨砥石８を再び母型６のねじ溝相当部５に当てて回転させ、母型６を軸方向に移動することにより、研磨砥石８は必要な断面形状に再成形することができる。このようにして再び研磨砥石８をナット部材１のねじ溝２に当てて、これを研磨する。
【００３４】
このように、本発明の実施の形態では、ねじ溝２を有するナット部材１とは別に、筒状本体４の内周面にねじ溝相当部５を有する母型６を予め準備して、この母材６を用いて砥石母材９にねじ溝相当部５の断面形状を転写し、これをナット部材１のねじ溝２に当ててこれを研磨する。
【００３５】
これにより、ねじ溝２の研磨の際に、研磨砥石８を容易に製作することができる。特に、リード角θが大きなねじ溝２を有するナット部材１では、従来はナット部材１ごとに熟練者が手作業で研磨作業を行っており、多くの作業時間を必要とし、製造コストも高くなっていた。
【００３６】
しかし、本発明の実施の形態では、多数個の同一形状のナット部材１を製作する場合であっても、一個の母型６を利用して容易にねじ溝２を研磨することができ、従って、容易にナット部材１を製造することができ、製造コストの低減を図り得る。
【００３７】
また、砥石母材９のねじ溝相当部５に研磨砥石８を当てて回転させることで、研磨砥石８を容易に再成形でき、砥石径変化の影響を受けない。
【００３８】
ところで従来、所定のリード角を有するナット部材のねじ溝を研磨する場合では、研磨砥石の外周研磨面がねじ溝に沿うように、研磨砥石を取付けた回転軸を、ナット部材の軸心に対して傾斜させてナット部材の中心穴に挿入するようにしていた。
【００３９】
これに対し、本発明の実施の形態では、母型６のねじ溝相当部５の形状を砥石母材９に転写するので、ナット部材１のねじ溝３の研磨に際して回転軸１２を傾斜させてナット部材１の中心穴１４に挿入する必要がなくなるのに加え、作業性の良さから回転軸１２を母型６の軸心１０ｂに沿うよう（軸心１０ａ，１０ｂどうしが平行になるよう）に、母型６の中心穴１３内に挿入して研磨砥石８を成形した。
【００４０】
しかし場合によっては、回転軸１２を母型６の軸心１０ｂに対して傾斜させるようにしてもよい。この場合でも、母型６のねじ溝相当部５の形状がそのまま砥石母材９に転写されるので、ナット部材１に対して回転軸１２を同一の角度でもって挿入すれば、ナット部材１に、ねじ溝相当部５と同一の形状のねじ溝３を成形することができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態では研磨方法について述べたが、研磨以外の研削加工についても母型を用いて行うことは同様である。しかし、研削対象面に凹凸があり、この凹凸を研削する場合は、母型の研削対象面相当部については、凹凸がないよう成形しておく必要がある。他の研削（研磨）手順は、上記実施の形態と同様である。
【００４２】
本発明は、ボールねじのナット部材の加工に限らず、内周面にねじ溝を有する円筒状の研磨対象物に広く適用可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、研削対象物と同一形状の母型を用いるので、研削対象物の研磨対象面が複雑な断面形状をしていても、研削砥石の研削面を容易に成形して、研削砥石を容易に製造することができる。
【００４４】
また、このようにして製造した研削砥石を用いて研削対象物の研削対象面を研削すると、母型の研削対象面相当部の形状を正確に、かつ容易に研削対象物の研削対象面に転写し、必要な研削対象面形状が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す研磨方法におけるナット部材に形成したねじ溝を研磨する際の説明に用いる断面図である。
【図２】同じく図１の要部拡大断面図である。
【図３】同じく研磨砥石を成形する際の説明に用いる断面図である。
【図４】同じく図３の要部拡大断面図である。
【図５】従来の研削方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１      ナット部材
２      ねじ溝
３      軌道面
３ａ    熱歪
４      筒状本体
５      ねじ溝相当部
６      母型
７      砥粒
８      研磨砥石
９      砥石母材
１２    回転軸
１５    外周研磨面
【図１】
2004276172.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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