JP2000210849A

JP2000210849A - 内径ねじ研削装置

Info

Publication number: JP2000210849A
Application number: JP11013478A
Authority: JP
Inventors: Fujio Takano; 藤雄高野
Original assignee: Daito Seiki KK
Current assignee: Daito Seiki KK
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】雌ねじ素材の寸法など、従来と同条件下にお
いて比較的太い砥石軸を用いることができる内径ねじ研
削装置を提供する。【解決手段】雌ねじ素材のねじ溝を研削する砥石１９
を、砥石軸線Ｓを含む垂直面で傾き調整可能とし、且
つ、砥石軸線Ｓを含み垂直面と直交する第２の平面でも
傾き調整可能とする。砥石１９を水平面で傾き調整可能
とすることで、砥石１９を垂直面で傾けても、雌ねじ素
材１２の口元と砥石軸２０が干渉し難くなり、砥石軸２
０の径を太くすることができる。このため、研削抵抗に
よる砥石軸２０の撓みを抑えることができ、研削加工の
加工精度や加工能率を上げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、砥石を用いて雌ね
じ素材のねじ溝を研削する内径ねじ研削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、研削によって管状素材の内周面を
研削する装置として、図１４に示すような管内面中摺装
置が知られている。当該中摺装置は、特開平７−１００
７４４号公報において開示されているものである。この
中摺装置は、水平方向に回転支持される管状素材１の中
心線と平行に走行レール２を設け、この走行レール２上
にスライド可能な摺動フレーム３を設け、この摺動フレ
ーム３上に垂直面内を揺動可能に揺動フレーム４を設
け、この揺動フレーム４に素材１の中心線と平行に延び
る砥石軸５の基端部を支持し、この砥石軸５の先端に砥
石６を取り付けたものである。揺動フレーム４を揺動さ
せると、砥石６は、砥石中心を回転中心として鉛直面内
で傾けられる。そして、砥石６に回転と送り運動を与え
ると共に素材１に回転運動を与え、砥石６を素材１の内
面に接触させて素材１の内面を研削する。

【０００３】図１５に、この中摺装置を、雌ねじ素材７
のねじ溝８を研削する場合に適用する場合を示す。ここ
で、ねじ溝８は、ボールが転走する断面円弧状のもの
で、切削加工により形成されている。図１５は、雌ねじ
素材７を水平面で切断した断面図を示す。砥石６に回転
と、ねじ溝８のリードに合わせた送り運動を与え、雌ね
じ素材７に回転運動を与えることによって、ねじ溝８全
体を研削加工することができる。

【０００４】図１６は、雌ねじ素材７を鉛直面内で切断
した断面図を示す。この図に示すように、砥石６を鉛直
面内で傾けることで、砥石６の回転面をねじ溝８のリー
ド角に合わせることができる。すなわち、砥石６を傾け
ることで、砥石６の軸線方向の外周部断面形状とねじ溝
８の溝垂直断面形状（ねじ溝をボールが転走する際の、
ボール中心軌跡上の任意の一点に対する接線の垂直断面
の形状）が略一致する。但し、本例では砥石６の回転面
をリード角に対して若干ずらしているが、このような方
式の他、完全に一致させる方式がある。このように砥石
を傾けることによって、任意のリード角に対応すること
ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、砥石６
をねじ溝８のリードに沿うように傾けるに当たり、ねじ
溝８のリードが大きい場合や、雌ねじ素材７の軸方向長
さが内径に対して大きい場合など、砥石６を支持する砥
石軸５が雌ねじ素材７の口元７ａと干渉するので、砥石
軸５の直径を小さくせざるを得ない。砥石軸５の直径を
小さくすると、研削抵抗による砥石軸５の撓みの影響で
加工精度を高められない。また、大きな研削力を付与で
きずに作業効率も向上できなかった。

【０００６】そこで、本発明は、雌ねじ素材の寸法な
ど、従来と同条件下において比較的太い砥石軸を用いる
ことができる内径ねじ研削装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものでない。

【０００８】請求項１の発明は、砥石（１９）と、この
砥石（１９）を先端部で支持するクイル（２０）を含み
該砥石（１９）を砥石軸線（Ｓ）の周りに回転駆動する
砥石支持・駆動手段（２３）と、筒状の雌ねじ素材（１
２）を保持する素材保持手段（１８）と、該雌ねじ素材
（１２）を素材中心線（Ｐ）の周りに回転させる素材回
転手段（１７）及び前記砥石（１９）を前記素材中心線
（Ｐ）の周りに公転させる砥石公転手段の少なくとも一
方と、前記砥石（１９）及び前記雌ねじ素材（１２）の
少なくとも一方を前記素材中心線（Ｐ）の方向に移動さ
せる移動手段（２２）とを備え、前記砥石（１９）が、
前記砥石軸線（Ｓ）を含む第１の平面で傾き調整可能と
され、且つ、前記砥石軸線（Ｓ）を含み該第１の平面に
対して交差する第２の平面でも傾き調整可能とされてい
ることを特徴とする内径ねじ研削装置により上述した課
題を解決する。

【０００９】この発明によれば、砥石（１９）を上記第
１の平面で傾けて回転させて、その外周を雌ねじ素材
（１２）のねじ溝（１２ａ）に接触させ、雌ねじ素材
（１２）を素材中心線（Ｐ）の周りに回転させるか、ま
たは砥石（１９）を素材中心線（Ｐ）の周りに公転させ
ながら、砥石（１９）及び雌ねじ素材（１２）の少なく
とも一方を素材中心線（Ｐ）の方向に移動させること
で、リードを有するねじ溝（１２ａ）に沿うように砥石
（１９）を相対的に移動させ、ねじ溝（１２ａ）の長手
方向全長を研削する。また、砥石（１９）を上記第２の
平面内でも傾けることで、砥石（１９）を第１の平面内
で傾けても、雌ねじ素材（１２）の口元（１２ｂ）とク
イル（２０）が干渉し難くなり、クイル（２０）の径を
太くすることができる。また、クイル（２０）の径を太
くすることで研削抵抗によるクイル（２０）の撓みを抑
えることができ、研削加工の加工精度を上げることがで
きる。

【００１０】請求項２の発明は、砥石（１９）と、この
砥石（１９）を先端部で支持するクイル（２０）を含み
該砥石（１９）を砥石軸線（Ｓ）の周りに回転駆動する
砥石支持・駆動手段（２３）と、筒状の雌ねじ素材（１
２）を保持する素材保持手段（１８）と、該雌ねじ素材
（１２）を素材中心線（Ｐ）の周りに回転させる素材回
転手段（１７）及び前記砥石（１９）を前記素材中心線
（Ｐ）の周りに公転させる砥石公転手段の少なくとも一
方と、前記砥石（１９）及び前記雌ねじ素材（１２）の
少なくとも一方を前記素材中心線（Ｐ）の方向に移動さ
せる移動手段（２２）とを備え、前記雌ねじ素材（１
２）が、前記素材中心線（Ｐ）を含む第１の平面で傾き
調整可能とされ、且つ、前記素材中心線（Ｐ）を含み該
第１の平面と交差する第２の平面でも傾き調整可能とさ
れていることを特徴とする内径ねじ研削装置により、上
述した課題を解決する。

【００１１】この発明によれば、雌ねじ素材（１２）を
素材中心線（Ｐ）を含み上記第１の平面に対して交差す
る第２の平面内でも傾き調整することにより、雌ねじ素
材（１２）を第１の平面内で傾けても、雌ねじ素材（１
２）の口元（１２ｂ）とクイル（２０）が干渉し難くな
り、クイル（２０）の径を太くすることができる。クイ
ル（２０）の径を太くすることで研削抵抗によるクイル
（２０）の撓みを抑えることができ、研削加工の加工精
度を上げることができる。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の内径ねじ研削装置において、前記第１の平面は、前記
雌ねじ素材（１２）と前記砥石（１９）との接触点と前
記素材中心線（Ｐ）とを含む面に直交する平面であり、
前記第２の平面は、前記雌ねじ素材（１２）と前記砥石
（１９）との接触点と前記素材中心線（Ｐ）とを含む平
面であることを特徴とする。

【００１３】この発明によれば、前記雌ねじ素材（１
２）と前記砥石（１９）との接触点と前記素材中心線
（Ｐ）とを含む面に直交する第１の平面で、砥石（１
９）または雌ねじ素材（１２）を傾けることで、砥石軸
線（Ｓ）を含む面での砥石（１９）の断面形状とねじ溝
（１９ａ）の溝垂直断面形状とを最も近くすることがで
きる。また、前記雌ねじ素材（１２）と前記砥石（１
９）との接触点と前記素材中心線（Ｐ）とを含む第２の
平面で、砥石（１９）または雌ねじ素材（１２）を傾け
ることで、最も効率良く、雌ねじ素材（１２）の口元
（１２ｂ）とクイル（２０）との干渉を避けられ、クイ
ル（２０）の径をより太くすることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１乃至図４は、本発明の第１の
実施形態における内径ねじ研削装置を示したものであ
る。図１は、装置全体の斜視図、図２は平面図、図３は
正面図、図４は側面図である。この内径ねじ研削装置
は、共通ベッド１１上に、雌ねじ素材１２（以下ワーク
１２という）を保持すると共にワーク１２に回転運動を
与えるワーク主軸ユニット１３と、ワーク１２のねじ溝
を研削する内面研削ユニット１４と、損耗した砥石の外
径を所定の形状に戻すロータリードレッサーユニット１
５とを備える。なお、ワークの内周のねじ溝は、切削加
工により形成される。

【００１５】ワーク１２には、円筒状の素材の内面に雌
ねじを研削加工した雌ねじ素材が用いられる。内面研削
ユニット１４は砥石１９を備え、この砥石１９によって
ワーク１２のねじ溝を研削加工する。ワーク１２はボー
ルねじに使用され、そのねじ溝上にはボールが転走す
る。ボールが転走する際の、ボール中心軌跡の任意の一
点に対する接線のねじ溝の垂直断面形状は、円弧、又は
２つの円弧が交わるいわゆるゴシックアーチに形成され
る。

【００１６】共通ベッド１１は箱型の鋳鉄製の台で、そ
の上面の左端側にワーク主軸ユニット１３が載せられ、
右端側に内面研削ユニット１４が載せられる。共通ベッ
ド１１の上面に載せられるロータリードレッサーユニッ
ト１５は、共通ベッドの左端側にワーク主軸ユニット１
３と略併設されている。

【００１７】ワーク１２を保持する素材保持手段として
作用すると共に、ワーク１２をその中心線（素材中心
線）の周りに回転させる素材回転手段として作用するワ
ーク主軸ユニット１３は、共通ベッド１１上に固定され
る主軸台１６と、この主軸台１６上に納められる主軸１
７とを備える。主軸１７の先端には、つめで円筒状のワ
ーク１２をつかむチャック１８が設けられる。ここで、
ワーク１２は、ワーク中心線が主軸１７の軸線と一致す
るように保持される。主軸１７は、主軸サーボモータに
よって回転される。この主軸サーボモータの回転は、ウ
ォームホイール等の減速機を介して減速されて主軸１７
に伝達される。主軸１７の回転数はフィードバック信号
として用いられ、主軸１７の回転がフィードバック制御
される。

【００１８】ワーク１２のねじ溝を研削する内面研削ユ
ニット１４は、砥石１９を先端部で支持する砥石軸２０
（以下クイル２０という）を含み該砥石１９を砥石軸線
の周りに回転駆動する砥石支持・駆動手段を有する。ま
た、この内面研削ユニット１４は、図中Ｘ軸方向に往復
運動するＸ軸リニアガイド２１と、このＸ軸リニアガイ
ド２１上に載せられ、Ｚ軸方向（ワーク１２の中心線の
方向）に往復運動するＺ軸リニアガイド２２と、Ｚ軸リ
ニアガイド２２に載せられる砥石台２３とを備える。こ
のＺ軸リニアガイド２２は、砥石１９をワークの中心線
（素材中心線）の方向に移動させる移動手段として作用
する。

【００１９】Ｘ軸リニアガイドは、図２乃至図４に示す
ように、周知の直線案内装置で、共通ベッド１１上にＸ
方向に延びるように固定された２本のＸ軸レール３１
に、移動ブロック３２をスライド可能に組みつけ、この
移動ブロック３２の上面にＸ軸移動テーブル３３を固定
したものである。Ｘ軸移動テーブル３３の下面には、ボ
ールねじ用のナット部材が接合され、該ナット部材はＸ
軸モータ３４に連結されたねじ軸に螺合する。Ｘ軸モー
タ３４を回転駆動させると、Ｘ軸方向移動テーブルが往
復運動する。Ｘ軸移動テーブル３３の移動量はフィード
バック信号として用いられ、制御ループが構成され、Ｘ
軸モータ３４がフィードバック制御される。

【００２０】Ｚ軸リニアガイド２２も周知の直線案内機
構で、Ｘ軸移動テーブル３３上にＺ軸方向に延びるよう
に２本のＺ軸レール３５を固定し、このＺ軸レール３５
にスライド可能に移動ブロック３６を支持させ、移動ブ
ロック３６の上面にＺ軸移動テーブル３７を固定したも
のである。このＺ軸移動テーブル３７の下面にも、ボー
ルねじ用のナット部材が接合される。ナット部材はＺ軸
モータ３８ａに連結されたねじ軸に螺合する。Ｚ軸モー
タ３８ａを回転駆動させるとＺ軸移動テーブル３７がＺ
軸方向に往復運動する。このＺ軸移動テーブル３７の移
動量はフィードバック信号として用いられ、制御ループ
が構成され、Ｚ軸モータ３８ａがフィードバック制御さ
れる。

【００２１】砥石１９は砥石軸線を含む垂直面（第１の
平面）内で傾き調整可能とされ、且つ、砥石軸線を含む
水平面（第２の平面）内でも傾き調整可能とされる。続
いて、この傾き調整のための構成について詳述する。砥
石台２３は、図１に示すように、Ｚ軸移動テーブル３７
の上面に固定されたフラットプレート３８ｂと、フラッ
トプレート３８ｂの上面に設けられ、水平面内で旋回可
能なベース３９と、このベース３９上に直立させた状態
で固定されるイケール４０と、このイケール４０に取付
けられ、垂直面内で旋回するスイングプレート４２と、
このスイングプレート４２の側面に取付けられ、砥石軸
線方向に出入り可能な高周波スピンドル４９と、高周波
スピンドル４９の回転軸に連結されるクイル２０と、ク
イルの先端に取付けられる砥石１９とを備える。

【００２２】図５及び図６に示すように、フラットプレ
ート３８ｂは、矩形状の板部材で、その上面には円弧状
に曲げられたすべりキー５０が突出される。このすべり
キー５０の曲率中心は、砥石中心１９ａの鉛直下方に位
置する。また、フラットプレート３８の上面には、ベー
ス３９の旋回角度を測定する目盛り板５１が固定され
る。この目盛り板５１も円弧状に曲げられ、すべりキー
５０の曲率中心と等しい曲率中心を有する。

【００２３】ベース３９は、略矩形状の板部材で、その
平面的な大きさはフラットプレート３８よりも若干小さ
くされる。ベース３９の下面には、円弧状に延びる溝３
９ａが形成される。この溝３９ａもすべりキーと等しい
曲率中心を有する。溝３９ａをすべりキー５０に摺動自
在に嵌め合わさせた状態でベース３９が旋回する。すべ
りキー５０の曲率中心及び溝３９ａの曲率中心は、砥石
中心１９ａの鉛直下方に位置させたので、ベース３９
は、砥石中心１９ａの鉛直下方を中心として旋回する。
目盛り板５１に対向するベース３９の一辺は、目盛り板
５１に応じて曲線に形成される。ベース３９には、目盛
り板５１の上方に位置するポインター５２が取付けられ
る。このポインター５２によって、ベース３９の旋回
角、すなわち、砥石軸線Ｓの旋回角が示される。砥石軸
線Ｓが主軸１７の軸線と平行な状態を保つ場合は、ポイ
ンターは０度を示す。ベース３９を旋回させ、砥石軸線
の所定の旋回角が得られると、ベース３９はボルト５３
…によってフラットプレート３８に固定される。なお、
ベース３９及びフラットプレート３８には、砥石中心１
９ａを曲率中心とした孤状のボルト挿通溝が形成され
る。ベース３９とフラットプレート３８とは、このボル
ト挿通溝にボルト５３…を通し、フラットプレート３８
の裏面側に設けた当金にボルト５３…を螺合させること
で締結される。

【００２４】ベース３９上に直立させた状態で固定され
るイケール４０も矩形状の板部材で、両側面にリブ５５
を有し、ベース３９の上面に溶接される。イケール４０
はベース３９に対して直交し、垂直面内に位置する。ま
た、イケール４０の位置する平面は、ベース３９の旋回
角度が０度の場合、主軸１７の軸線と平行にされる。イ
ケール４０のスイングプレート４２側の側面には、図６
に示すように、円弧状に延ばされたすべりキー５６が突
出される。すべりキー５６の曲率中心は、砥石軸線Ｓと
直交すると共に砥石中心１９ａから水平方向に延びる水
平線上に位置する。また、イケール４０の側面には、ス
イングプレート４２の旋回角度を測定する目盛り板５７
が固定される。この目盛り板５７も円弧状に曲げられ、
すべりキー５６の曲率中心と等しい曲率中心を有する。

【００２５】イケール４０の側面に設けられ、垂直面内
を旋回するスイングプレート４２も略矩形状の板部材
で、その側面の大きさはイケール４０よりも小さい。ス
イングプレート４２のイケール側の側面にも、円弧状に
延びる溝４２ａが形成される。この溝４２ａもすべりキ
ー５６と等しい曲率中心を有する。スイングプレート４
２は溝４２ａをすべりキー５６に摺動自在に嵌め合わさ
せた状態で旋回する。すべりキー５６及び溝４２ａは砥
石中心１９ａの水平線上に曲率中心を有するので、スイ
ングプレート４２は、砥石中心１９ａの水平線上の点を
旋回中心として旋回する。目盛り板５７に対向するスイ
ングプレート４２の一辺は、目盛り板５７に応じて曲線
に形成される。スイングプレート４２の目盛り板側の端
部にはポインター５８が取付けられる。このポインター
５８によって、スイングプレート４２の旋回角、すなわ
ち、砥石軸線Ｓの垂直面内での旋回角が示される。砥石
軸線Ｓが主軸１７の軸線と平行な状態を保つ場合は、ポ
インターは０度を示す。スイングプレート４２を旋回さ
せ、垂直面内で所定の旋回角が得られた場合、スイング
プレート４２はボルト５９によってイケール４０に固定
される。なお、イケール４０及びスイングプレート４２
には円弧状に延ばされ、砥石中心１９ａを曲率中心とし
た弧状のボルト挿通溝が形成されている。また、スイン
グプレート４２の下部には、スイングプレート４２が図
中時計方向に旋回した場合、スイングプレート４２とフ
ラットプレート３８との干渉を避けるべく逃げ４２ｂが
形成される。

【００２６】図６及び図７に示すように、スイングプレ
ート４２はイケール４０に取付けられた揺動機構６０に
よって垂直面内を旋回される。この揺動機構６０は、丸
ハンドル６１と、この丸ハンドル６１の回転軸６２にユ
ニバーサルジョイント６３を介して連結されるねじ軸６
４と、ねじ軸６４に螺合するナット部材６５と、このナ
ット部材６５に取付けられるスペーサ部材６６とを備え
る。回転軸６２は、イケール４０から突出させたサポー
トユニット６７に回転自在に支持される。ユニバーサル
ジョイント６３及びねじ軸６４は、回転軸６２の鉛直下
方にぶら下げられる。ねじ軸６４に螺合されるナット部
材６５は、ピンを６８用いてスペーサ部材６６に回転自
在に取付けられる。スペーサ部材６６はスイングプレー
ト４２の一端に結合される。丸ハンドル６１を回転させ
ると、ナット部材６５が上下動する。これにより、スイ
ングプレート４２が旋回する。スイングプレート４２の
旋回に伴い、スペーサ部材６６は上下移動すると共にＸ
軸方向へも変位する。このため、ねじ軸６４が傾くが、
ユニバーサルジョイント６３が傾き及びナット部材６５
が回動することでねじ軸６４の傾きを吸収する。

【００２７】砥石軸線Ｓ方向に突出可能な高周波スピン
ドル４９は、２分割した円筒形状のスリーブ７０ａ，７
０ｂ内に収納され、スイングプレート４２に結合され
る。スリーブ７０ｂには、砥石軸線Ｓ方向に延びる溝７
１が形成される。この溝７１は、スイングプレート４２
から突出させ、且つ、砥石軸線Ｓと平行に延びるすべり
キー７２に嵌め合わされる。また、スリーブ７０ｂには
砥石軸線Ｓ方向に延びる長孔７３が開けられる。スイン
グプレート４２に取付けた調整機構７４によって高周波
スピンドル４９を軸線方向に移動させ、スイングプレー
ト４２から所定量突出させたら、長孔に通したボルトで
高周波スピンドル４９をスイングプレート４２に固定す
る。

【００２８】図６に示すように、高周波スピンドル４９
の先端には、クイル２０が片持ち支持される。クイル２
０の軸線と高周波スピンドル４９の軸線とは一致され
る。クイル２０は、先端側の径が小さくされ、基端側が
テーパ面を介して径が大きくされ、高周波スピンドル４
９に接続される。クイル２０の先端側の小径部は、研削
加工中にワーク１２内に挿入される。クイル２０の基端
側を太くすることで、研削中の曲げモーメントによって
クイル２０が曲がってしまうのを防止できる。また、ク
イル２０の先端には砥石取付け用の雌ねじが形成され
る。

【００２９】クイル２０の先端には小径の砥石１９が取
付けられる。砥石１９は、砥石軸線Ｓを含む平面で切断
した外周付近の断面形状が、例えば円弧状に形成され
る。この断面は、ワーク１２のねじ溝の溝垂直断面形状
と一致される。なお、前述したゴシックアーチ形状とさ
れることもある。砥石１９は、高周波スピンドル４９に
よって、砥石軸線Ｓの周りを高速回転される。

【００３０】図１に示すように、損耗した砥石１９の外
周を適正な円弧に復元するドレッサーユニット１５は、
円盤状のドレッサー８０の外周に断面円弧状の溝を形成
したものである。ドレッサー８０に形成される溝は、ワ
ーク１２のねじ溝の溝垂直断面形状に合わせられる。ド
レッサー８０は、ドレッサースピンドル８１によって低
速回転される。このドレッサー８０も、ドレッサー８０
の中心線を含む垂直面内で旋回可能にされ、ワーク１２
のねじ溝のリード、及び砥石１９の垂直面内での旋回角
に合わせて適量傾けられる。そして、砥石１９の外周を
ドレッサー８０の外周で整えることにより、ワーク１２
のねじ溝に適合させた砥石１９の外形を形成することが
できる。

【００３１】図８及び図９は、ワーク１２のねじ溝１２
ａの研削状態を示したものである。図８は、ワーク１２
の中心線を含む水平面での断面図を示し、図９はワーク
１２の中心線を含む垂直面内での断面を示す。図８に示
すように、ワーク１２の中心線を含む平面上で高速回転
する砥石１９の外周をワーク１２内面のねじ溝１２ａに
接触させる。これによって、ねじ溝１２ａが研削され
る。また、ワーク１２をワーク中心線Ｐの周りに低速回
転させながら、砥石１９をワークの中心線Ｐ方向に移動
させることによって、リードを有するねじ溝１２ａに沿
うように砥石１９が移動し、ねじ溝１２ａの全長が研削
できる。

【００３２】図９に示すように、砥石１９は、砥石中心
１９ａを旋回中心として、垂直面内（第１の平面）を旋
回され、上下方向に角度θ１傾けられる。これにより、
砥石１９がねじ溝１２ａのリード角に略沿うように傾け
られ、砥石軸線Ｓを含む面での砥石１９の外周部の断面
形状とねじ溝１２ａの溝垂直断面形状とを略一致させる
ことができる。このため、砥石１９とねじ溝１２ａの接
触する部分をねじ溝１２ａの両斜面で略均等にすること
ができ、高精度にねじ溝１２ａを研削することができ
る。

【００３３】図８に示すように、砥石１９は砥石中心１
９ａを旋回中心として、水平面（第２の平面）内をも角
度θ２旋回され、傾けられる。これにより、砥石１９を
垂直面内で傾けた場合であっても、ワーク１２の口元１
２ｂとクイル２０が干渉し難くなり、クイル２０の径を
太くすることができる。クイル２０の径を太くすること
で研削抵抗によるクイル２０の撓みを抑えることがで
き、研削加工の加工精度や加工能率を上げることができ
る。

【００３４】図１０及び図１１は、クイル２０を水平面
内で傾けた場合と、傾けない場合とでワーク１２とクイ
ル２０との干渉を比較したものである。この図では理解
し易くするために、クイル２０の外径を砥石１９の外径
と略等しくしている。図中（ａ）はワーク中心線Ｐを含
む水平方向断面で、（ｂ）はワーク中心線Ｐを含む垂直
方向断面で、（ｃ）は側面図である。図１０は、クイル
２０を水平面内で傾けない場合を示し、図１１は傾けた
場合を示す。図１０に示すように、クイル２０を上下方
向にのみ角度θ１傾斜させた場合は、図中ハッチング部
でワーク１２とクイル２０とが干渉してしまう。これに
対し、図１１に示すようにクイル２０を上下方向に角度
θ１傾けると共に水平方向に角度θ２傾けた場合は、ク
イル２０とワーク１２とは干渉することがない。

【００３５】実際の研削作業において、垂直面内にのみ
クイル２０を傾ける場合、軸径５．８ｍｍのクイルを使
用すると上下方向に４°傾けるのが限界であった。これ
に対し、水平面内で４°３０″振ると、同じ軸径ならば
７°まで傾斜可能であった。また、上下方向のみが４°
のままの場合は最大軸径７．４ｍｍのクイルまで使用す
ることができた。

【００３６】砥石１９を垂直面内で傾け、さらに水平面
内で傾けた場合のねじ溝１２ａの断面形状について説明
する。図１４は、砥石１９を水平面内で傾けた場合の砥
石１９の、ワーク１２に対する干渉部１９ｂを示したも
のである。この図はねじ溝１２ａの研削点側から砥石１
９を見たものである。この図に示すように、水平面内で
砥石１９を傾けた場合、砥石１９がワーク１２に干渉す
る干渉部１９ｂが生じる。この干渉部１９ｂは砥石１９
の最大直径部を境として上下が反転している。これは、
リード角や砥石１９の最大外径に起因する。

【００３７】図１３は、水平面内で砥石を傾けない場合
（図中（ａ））と、４°傾けた場合（図中（ｂ））と
で、ねじ溝１２ａの断面を比較したものである。この図
ではボールとねじ溝１２ａとの接触角αは６０°にとら
れている。ねじ溝１２ａの断面形状が砥石１９の断面形
状と同じとした場合、干渉を生じることなく使用できる
砥石１９の最大外径には制約がある。干渉を生じない条
件は、ねじ溝１２ａの垂直方向断面での接触角の算定基
準となる円弧の端部Ｑでの、ねじ溝１２ａの長手方向断
面の曲率半径が、砥石１９の半径よりも大きいことであ
る。水平面内で４°傾けた場合（図中（ｂ）の場合）、
砥石１９の径が大きいと、上述のようにＮ１付近の紙面
の手前で干渉することになる。しかし、傾けない場合
（図中（ａ））と砥石径が同じ場合、傾けることによっ
て円弧の端部Ｒまでの角度βが６４°となる。このた
め、円弧の端部Ｒでの砥石軸線Ｓに対しての垂直断面で
の、砥石１９の半径は６０°の点での半径よりも小さく
なる。結局、砥石１９の半径が小さくなるので、図中Ｎ
１付近では干渉しにくくなる。

【００３８】また、上述のように、Ｎ２付近の紙面の奥
側でも砥石１９とねじ溝１２ａが干渉する。しかし、傾
けない場合（図中（ａ））と砥石径が同じ場合、傾ける
ことによってが、ねじ溝１２ａの法線Ｌと砥石回転面１
９ｃとのなす角が４°傾けることによってγ（６０°）
からδ（５６°）に減少する。このため、結局、砥石１
９とねじ溝１２ａとが干渉しにくくなる。

【００３９】すなわち、砥石１９を水平面内で傾けた場
合でも、砥石１９とねじ溝１２ａとの干渉が避けられ、
傾けない場合と略同様なねじ溝１２ａの断面形状が得ら
れる。実際の研削加工において、砥石１９を水平面内で
４°傾けてもねじ溝１２ａの垂直断面形状は、適正な形
状を保つことが確認されている。なお、砥石１９がボー
ルと同径の球であれば、水平面内で傾けても問題が生じ
ないのは勿論である。

【００４０】なお、上述の実施例では、ワーク１２のね
じ溝を砥石１９によって研削する際にワーク１２をその
中心線（素材中心線）Ｐの周りに回転させているが、代
わりに砥石１９を該中心線Ｐの周りに公転させてもよい
し、これらワーク１８の回転及び砥石１９の公転を併せ
て行ってもよい。

【００４１】また、上記実施例においては、研削作業中
に砥石１９をワーク１２の中心線Ｐの方向に移動させる
が、代わりにワーク１８を移動させてもよいし、砥石１
９及びワーク１２の両者を相対的に移動させてもよい。

【００４２】また、上記実施例においては、砥石１９を
傾けるが、逆にワーク１８をその中心線Ｐを含む水平面
及び垂直面で傾ける構成としてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
砥石が砥石軸線を含む第１の平面で傾き調整可能とさ
れ、且つ、砥石軸線を含み該第１の平面に対して交差す
る第２の平面でも傾き調整可能とされているので、雌ね
じ素材の口元とクイルが干渉し難くなり、クイルの径を
太くすることができる。クイルの径を太くすることで研
削抵抗によるクイルの撓みを抑えることができ、研削加
工の加工精度や加工能率を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における内径ねじ研削装置
を示す斜視図。

【図２】上記図１の平面図。

【図３】上記図１の正面図。

【図４】上記図１の側面図。

【図５】上記内径ねじ研削装置の内面研削ユニットを示
す平面図。

【図６】上記内面研削ユニットの正面図。

【図７】上記内面研削ユニットの側面図。

【図８】ワークの研削加工を示す水平方向断面図。

【図９】ワークの研削加工を示す垂直方向断面図。

【図１０】ワークとクイルとの干渉を示す図（図中
（ａ）は水平方向断面で、（ｂ）は垂直方向断面で、
（ｃ）は側面図）。

【図１１】ワークとクイルとの干渉を示す図（図中
（ａ）は水平方向断面で、（ｂ）は垂直方向断面で、
（ｃ）は側面図）。

【図１２】砥石の干渉を示す斜視図。

【図１３】ねじ溝及び砥石を示す断面図。

【図１４】従来の中摺り装置を示す正面図。

【図１５】従来のワークの研削加工を示す水平方向断面
図。

【図１６】従来のワークの研削加工を示す垂直方向断面
図。

【符号の説明】

１２ワーク（雌ねじ素材）１７主軸（素材回転手段）１８チャック（素材保持手段）１９砥石２０クイル２２Ｚ軸リニアガイド（移動手段）２３砥石台（砥石支持・駆動手段）Ｓ砥石軸線Ｐワーク中心線（素材中心線）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】砥石と、この砥石を先端部で支持するク
イルを含み該砥石を砥石軸線の周りに回転駆動する砥石
支持・駆動手段と、筒状の雌ねじ素材を保持する素材保
持手段と、該雌ねじ素材を素材中心線の周りに回転させ
る素材回転手段及び前記砥石を前記素材中心線の周りに
公転させる砥石公転手段の少なくとも一方と、前記砥石
及び前記雌ねじ素材の少なくとも一方を前記素材中心線
の方向に移動させる移動手段とを備え、前記砥石が、前記砥石軸線を含む第１の平面で傾き調整
可能とされ、且つ、前記砥石軸線を含み該第１の平面に
対して交差する第２の平面でも傾き調整可能とされてい
ることを特徴とする内径ねじ研削装置。
【請求項２】砥石と、この砥石を先端部で支持するク
イルを含み該砥石を砥石軸線の周りに回転駆動する砥石
支持・駆動手段と、筒状の雌ねじ素材を保持する素材保
持手段と、該雌ねじ素材を素材中心線の周りに回転させ
る素材回転手段及び前記砥石を前記素材中心線の周りに
公転させる砥石公転手段の少なくとも一方と、前記砥石
及び前記雌ねじ素材の少なくとも一方を前記素材中心線
の方向に移動させる移動手段とを備え、前記雌ねじ素材が、前記素材中心線を含む第１の平面で
傾き調整可能とされ、且つ、前記素材中心線を含み該第
１の平面と交差する第２の平面でも傾き調整可能とされ
ていることを特徴とする内径ねじ研削装置。
【請求項３】前記第１の平面は、前記雌ねじ素材と前
記砥石との接触点と前記素材中心線とを含む面に直交す
る平面であり、前記第２の平面は、前記雌ねじ素材と前
記砥石との接触点と前記素材中心線とを含む平面である
ことを特徴とする請求項１または２記載の内径ねじ研削
装置。