(57)【要約】【課題】ナットのねじ溝に対して、一回の加工で切削加工とラップ研削加工とが行えるようにしてバリが生じることなく容易に高精度なねじ溝の加工を可能にする。【解決手段】ボールねじ装置を構成するナット６のねじ溝を加工する方法において、前記ねじ溝を、切削加工用の刃型１１とラップ研削加工用の刃型１２とを一体に成形したタップ１０を用いて加工する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、該ねじ軸のねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝を内周面に有して前記ねじ軸に嵌合されるナットと、前記両ねじ溝間に転動可能に装填された多数のボールとを備えたボールねじ装置において、
前記ナットのねじ溝が、切削加工用の刃型と、ラップ研削加工用の刃型及びバニシング加工用の刃型の内の少なくとも一つの刃型とを一体に成形したタップを用いて加工されていることを特徴とするボールねじ装置。
【請求項２】
ボールねじ装置を構成するナットのねじ溝を加工する方法において、
切削加工用の刃型と、ラップ研削加工用の刃型及びバニシング加工用の刃型の内の少なくとも一つの刃型とを一体に成形したタップを用いて前記ねじ溝を加工することを特徴とするナットのねじ溝の加工方法。
【請求項３】
ボールねじ装置を構成するナットのねじ溝の加工に用いるタップにおいて、
切削加工用の刃型と、ラップ研削加工用の刃型及びバニシング加工用の刃型の内の少なくとも一つの刃型とを一体に成形したことを特徴とするタップ。
【請求項４】
請求項３記載のタップを加工する方法であって、前記切削加工用の刃型、前記ラップ研削加工用の刃型及び前記バニシング加工用の刃型の内の少なくとも一つの刃型を成形するに際して、加工工具の送りリード及び／又は径方向位置を調整しながら刃型を成形することを特徴とするタップの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種機器の送り機構等に用いられるボールねじ装置並びに該装置のナットのねじ溝加工方法、該加工方法に用いるタップ及び該タップの加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３にボールねじ装置の一例を示す。
このボールねじ装置１は、外周面に螺旋状のねじ溝２を有して軸方向に延びるねじ軸３に、内周面にねじ溝２に対応する螺旋状のねじ溝４を有するナット６が嵌合されており、ナット６のねじ溝４とねじ軸３のねじ溝２とは互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷軌道を形成している。該負荷軌道には転動体としての多数のボール５が転動可能に装填されており、ねじ軸３（又はナット６）を回転させることにより、ナット６（又はねじ軸３）がボール５の転動を介して軸方向に移動するようになっている。
【０００３】
また、図のようにボール循環式のボールねじ装置においては、例えばナット６の外周部に平坦面８ａを形成してこの平坦面８ａに前記両ねじ溝２，４間に連通する２個一組の孔７をねじ軸３を跨ぐように形成し、この一組の孔７に循環部品の一例としての略コ字状の循環チューブ８の両端を嵌め込んでいる。これにより、両ねじ溝２，４間の負荷軌道に沿って公転するボール５を該負荷軌道の途中から循環チューブ８で掬い上げて元の負荷軌道に戻し、ボール５を無限に循環させるようにしている。なお、ボールの循環方式としては、循環チューブ式の他に、エンドキャップ式、循環こま式等が挙げられる。
【０００４】
ところで、一般搬送向け等に用いられる低価格のボールねじ装置のナットについては、ねじ溝の加工を、例えばゴシックアーチ形状の刃型を有する切削タップを用いて行う場合がある。また、ねじ溝加工面の面精度を向上させるために、切削加工後の工程で、ラップ研削加工や、バニシング加工、転造加工（例えば特許文献１参照）等を行い、その後、熱処理等の工程を経て製品としている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−８８０７２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ボールねじ装置のナットのねじ溝形状で一般に使用されるゴシックアーチ形状は、２つのＲが交わった形状をしており、非常に高い加工精度が要求される。また、工具の刃型が螺旋形状になっているため、工具のリード精度についても高い精度が要求される。そのため、実際には、前加工で使用する切削タップと、後工程で使用するラップ研削工具やバニシング工具とを同じ形状及びリードで製造することは困難であり、現実的には仕上げ加工代に余裕を持たせる必要がある。
【０００７】
しかしながら、このような仕上げ加工代の多い状態では、ラップ研削工具での加工の場合には非常に時間を要してしまい、しかも、加工時にバリが発生する。また、転造、バニシング加工においては、取り代が多い場合には材料の流れによるかえりが発生する。このかえりが大きいと、熱処理時に熱応力が集中し、割れ等が発生する場合がある。
【０００８】
また、近年、一般搬送用のボールねじ装置においても、低騒音化が要求されてきており、ナットのねじ溝を切削タップだけの仕上げ面とすると、要求される低騒音化に対して満足できないものが出てきた。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、第１の目的は、ナットのねじ溝を高精度なものとすることができると共に低騒音化の要求を満足することができるボールねじ装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、ナットのねじ溝に対して、一回の加工で切削加工とラップ研削加工及び／又はバニシング加工とが行えるようにしてバリやかえりが生じることなく容易に高精度なねじ溝を加工することができるナットのねじ溝加工方法、該加工方法に用いるタップ及び該タップの加工方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、請求項１に係る発明は、外周面に螺旋状のねじ溝を有するねじ軸と、該ねじ軸のねじ溝に対応する螺旋状のねじ溝を内周面に有して前記ねじ軸に嵌合されるナットと、前記両ねじ溝間に転動可能に装填された多数のボールとを備えたボールねじ装置において、
前記ナットのねじ溝が、切削加工用の刃型と、ラップ研削加工用の刃型及びバニシング加工用の刃型の内の少なくとも一つの刃型とを一体に成形したタップを用いて加工されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、ボールねじ装置を構成するナットのねじ溝を加工する方法において、
切削加工用の刃型と、ラップ研削加工用の刃型及びバニシング加工用の刃型の内の少なくとも一つの刃型とを一体に成形したタップを用いて前記ねじ溝を加工することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、ボールねじ装置を構成するナットのねじ溝の加工に用いるタップにおいて、
切削加工用の刃型と、ラップ研削加工用の刃型及びバニシング加工用の刃型の内の少なくとも一つの刃型とを一体に成形したことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項３記載のタップを加工する方法であって、前記切削加工用の刃型、前記ラップ研削加工用の刃型及び前記バニシング加工用の刃型の内の少なくとも一つの刃型を成形するに際して、加工工具の送りリード及び／又は径方向位置を調整しながら刃型を成形することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例であるタップの製作方法を説明するための説明的斜視図、図２は図１のタップを用いてナットのねじ溝を加工する様子を示す説明的斜視図である。
本発明の実施の形態の一例であるタップ１０は、図１に示すように、切削加工用の刃型１１とラップ研削加工用の刃型１２とを一体に成形したものである。切削加工用の刃型１１及びラップ研削用の刃型１２は同一の砥石１３（又はバイト等）で同時にナット６のねじ溝に対応する形状（本実施の形態ではゴシックアーチ形状）に成形される。
【００１４】
この場合、ラップ研削用の刃型１２を成形する際には、切削加工用の刃型１１を成形するための砥石１３（又はバイト等）の送りリード（軸方向位置）や径方向位置を微調整しながら加工することにより、取り代を高精度にコントロールすることが可能となる。なお、ラップ研削用の刃型１２を切削加工用の刃型１１と全く同一の形状で加工し、ラップ研削用の刃型１２については、電着などで砥粒層の厚さをコントロールすることによっても対応可能である。
【００１５】
また、切削加工用の刃型１１を加工する場合においても、軸方向位置に応じて径方向位置や送りリードを微調整（連続して調整する場合も含む）して切削量を最適化したタップを用いて加工することにより、切削加工部での形状精度を向上させることができる。
そして、このように切削加工用の刃型１１とラップ研削加工用の刃型１２とが一体に成形されたタップ１０を用いて、図２に示すように、ナット６の内周面にねじ溝（本実施の形態ではゴシックアーチ形状）を加工することにより、一回の加工で切削加工とラップ研削加工を連続して行うことができ、しかも、取り代を微少に設定できることから、ラップ研削加工でバリが発生することなく、容易に高精度のねじ溝を加工することができる。
【００１６】
また、ラップ研削用の刃型１２に粒度の細かい砥粒を使用できるため、ねじ溝加工面の面粗さを抑えることができる。
更に、上記構成のタップ１０を用いて内周面にねじ溝が加工されたナット６をボールねじ装置に組み込むことにより、ナットのねじ溝を高精度なものとすることができると共に、低騒音化の要求を満足することができるボールねじ装置を提供することができる。
【００１７】
次に、本発明の他の実施の形態であるタップを図１及び図２を流用して説明する。
このタップ２０は、図１に示すように、切削加工用の刃型１１とバニシング加工用の刃型２２とを一体に成形したものである。切削加工用の刃型１１及びバニシング加工用の刃型２２は同一の砥石１３（又はバイト等）で連続してナット６のねじ溝に対応する形状（本実施の形態ではゴシックアーチ形状）に成形される。この場合、バニシング加工用の刃型２２を成形する際には、切削加工用の刃型１１を成形するための砥石１３（又はバイト等）の送りリード（軸方向位置）や径方向位置を微調整しながら加工することにより、バニシング代を高精度にコントロールすることが可能となる。また、バニシング加工用の刃型２２が切削加工用の刃型１１と全く同一の形状であっても、バニシング加工用の刃型２２にコーティング等を施すことにより、バニシング代をコントロールすることも可能である。
【００１８】
そして、このように切削加工用の刃型１１とバニシング加工用の刃型２２とが一体に成形されたタップ２０を用いて、図２に示すように、ナット６の内周面にねじ溝（本実施の形態ではゴシックアーチ形状）を加工することにより、一回の加工で切削加工とバニシング加工を連続して行うことができ、しかも、バニシング取り代を微少に設定できることから、バニシング加工によるかえりを抑制することができ、容易に高精度のねじ溝を加工することができる。
【００１９】
また、バニシング加工用の刃型２２に、粒度の小さく、密度の薄い砥粒層を電着などで成形することにより、バニシング加工とラップ研削加工との境界的な条件で加工を行うこともできる。
更に、上記構成のタップ２０を用いて内周面にねじ溝が加工されたナット６をボールねじ装置に組み込むことにより、ナットのねじ溝を高精度なものとすることができると共に、低騒音化の要求を満足することができるボールねじ装置を提供することができる。
【００２０】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記各実施の形態では、切削加工用の刃型１１とラップ研削加工用の刃型１２とを一体に成形したタップ１０、或いは切削加工用の刃型１１とバニシング加工用の刃型２２とを一体に成形したタップ２０を例に採ったが、切削加工用の刃型１１とラップ研削加工用の刃型１２とバニシング加工用の刃型２２とを一体に成形したタップを採用してもよい。
【００２１】
また、タップは、一般的な高速度工具鋼だけでなく、超硬工具、ダイヤモンド電着工具、ＣＢＮ工具等、特に工具の材種を限定せずに応用することも可能であり、加工の取り代などを最適化することにより、焼入れ後の仕上げ加工に用いても有効である。
更に、タップの加工方法は研削砥石によるものに限定されるものではなく、切削加工等の他の加工法を用いてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、請求項１の発明によれば、ナットの内周面に形成されるねじ溝を高精度なものとすることができると共に、低騒音化の要求を満足することができるボールねじ装置を提供することができる。
請求項２の発明では、ナットのねじ溝に対して、一回の加工で切削加工とラップ研削加工及び／又はバニシング加工とが行えるようにしてバリやかえりが生じることなく容易に高精度なねじ溝を加工することができる加工方法を提供することができる。
【００２３】
請求項３の発明では、ナットのねじ溝に対して、一回の加工で切削加工とラップ研削加工及び／又はバニシング加工とが行えるようにしてバリやかえりが生じることなく容易に高精度なねじ溝を加工することができるタップを提供することができる。
請求項４の発明では、請求項３の発明に加えて、加工部分での形状精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例であるタップの製作方法を説明するための説明的斜視図である。
【図２】図１のタップを用いてナットのねじ溝を加工する様子を示す説明的斜視図である。
【図３】ボールねじ装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ボールねじ装置
２…ねじ溝（ねじ軸側）
３…ねじ軸
４…ねじ溝（ナット側）
５…ボール
６…ナット
１０，２０…タップ
１１…切削加工用の刃型
１２…ラップ研削加工用の刃型
１３…タップ加工用の工具
２２…バニシング加工用の刃型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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