JPH05228732A - 雌ねじのねじ溝加工方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークと砥石軸との干渉を抑え、かつ、砥石
径が減少しても良好な加工を続けることを可能にする。 【構成】 砥石１８の幅寸法Ｈ_Wをワークねじ溝１４の
幅寸法Ｈ_S以上とし、ドレッサ２４のねじ穴の内径をワ
ークねじ穴の内径以下とするとともに、このドレッサ２
４のねじ溝２８及びこのねじ溝２８以外の内周面２６の
双方にドレス面を形成する。そして、このドレッサ２４
にそのリード角αよりも小さな傾斜角度で砥石１８を挿
入してドレスし、次いで、この砥石１８をワークねじ穴
内に同じ傾斜角度で挿入してそのねじ溝１４を研削す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークに形成された雌
ねじのねじ溝を加工するための方法及び装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記ねじ溝を加工する場合には、
砥石軸に支持した砥石を予めロータリドレッサ等によっ
て上記ねじ溝に対応する溝形状にドレスし、その後、上
記砥石軸を上記ねじ穴に対してそのリード角だけ傾斜さ
せた状態でこのねじ穴内に挿入し、このねじ穴のねじ溝
に砥石を接触させながら砥石を回転させるといった方法
が用いられている。

【０００３】しかしながら、このような方法では、上記
ねじ穴のリード角が大きいと、このねじ穴に対する砥石
軸及び砥石の挿入角度も大きくしなければならないの
で、特にねじ穴の軸長が大きい場合やねじ穴の内径が小
さい場合には、ワークと砥石軸との干渉が生じ易くな
る。従って、この場合には、上記干渉を避けるために砥
石及び砥石軸の径を小さくしなければならず、最悪には
加工そのものが不可能となるおそれがある。

【０００４】そこで、特公平１−４６２５２号公報に
は、砥石及び砥石軸をねじ穴に対してその軸心線に平行
な方向に挿入しながら研削を行うことを可能にする方法
が提案されている。この方法は、上記砥石のドレスを行
うためのドレッサを、ワークのねじ溝と同一構成のねじ
溝を有する形状とし、このねじ溝部分の内面にドレス面
を形成する一方、このドレッサに対し、そのねじ穴の軸
心線と平行な方向に砥石及び砥石軸を挿入してこの砥石
をドレスし、その後、この砥石及び砥石軸をワークのね
じ穴に対してその軸心線と平行な方向に挿入してワーク
のねじ溝を研削するようにしたものである。

【０００５】この砥石による研削作業中の状態を図５に
示す。図において、ワーク９０のねじ穴内周面９１には
ねじ溝９２が刻設されており、このねじ穴に対してその
軸心線と平行な方向（図では左右方向）に砥石軸９３及
び砥石９４が挿入されている。この砥石９４は、上記ね
じ溝９２の幅寸法よりも小さな幅寸法Ｈを有しており、
ねじ溝９２内に完全に嵌まり込んだ状態でこれと接触し
ている。この場合、砥石９４とねじ溝９２内面との接触
部分は図示の曲線Ｌとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記方法では、砥石９
４の幅寸法Ｈがねじ溝９２の幅寸法よりも小さいため、
研削初期の段階では、図５実線に示すように、この砥石
９４をねじ溝９２内に完全に嵌め込んだ状態で研削を行
うことが可能である。しかしながら、同図二点鎖線に示
すように、この砥石９４を使用してその径が小さくなる
と、この砥石９４をねじ溝９２に対してその幅方向全域
にわたって接触させるには砥石幅寸法が足りなくなり、
この砥石９４の両端とねじ溝９２の両エッジとの間に図
示のような隙間δが生じてしまう。すなわち、この方法
では、砥石９４を使い始める初期段階では良好な研削を
行うことができるものの、砥石９４の径が小さくなると
研削残りが生じ、良好な研削ができなくなることにな
る。従って、この方法では砥石９４を極めて頻繁に交換
しなければならず、その分作業能率は著しく低下する。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑み、ワーク
と砥石等との干渉を抑え、かつ、砥石径が減少しても良
好な加工を続けることができる雌ねじのねじ溝加工方法
及び装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、砥石を所定形
状にドレスした後にワークのねじ穴に挿入し、そのねじ
溝を加工する方法において、上記ワークのねじ溝の幅寸
法以上の幅寸法を有する砥石を、上記ワークのねじ穴と
同一形状もしくはこのねじ穴と比べて内径のみ小さい形
状を有し、かつねじ溝内面及びこのねじ溝以外の内周面
の双方にドレス面が形成されたドレッサのねじ穴内に挿
入し、このドレッサの軸心線に対してそのねじ穴のリー
ド角よりも小さい角度だけ傾斜させた状態でこの砥石を
自軸回りに回転させることにより砥石をドレスするドレ
ス作業と、この砥石をワークのねじ溝内に挿入し、この
ワークに対して上記傾斜角度と同等の角度だけ傾斜させ
て回転させることによりこのねじ溝を加工する加工作業
とを繰り返すものである（請求項１）。

【０００９】ここで、「ねじ穴のリード角よりも小さい
角度」には０°も含まれる。従って、砥石を上記ワーク
及びドレッサに対してその軸心線と平行な状態で回転さ
せるようにしてもよい。

【００１０】また本発明は、上記方法を行うための装置
として、ねじ穴をもつワークを支持するワーク支持部材
と、上記ねじ穴のねじ溝を加工するための砥石と、この
砥石を支持する砥石軸を有してこれを回転させる砥石支
持手段と、砥石をドレスするためのドレッサとを備える
とともに、上記砥石の幅寸法を上記ワークにおけるねじ
溝の幅寸法以上の寸法に設定するとともに、上記ドレッ
サに、上記ワークのねじ穴と同一形状もしくはこのねじ
穴と比べて内径のみ小さい形状のねじ穴を設け、かつこ
のねじ穴におけるねじ溝内面及びねじ溝以外の内周面の
双方にドレス面を形成したものである（請求項２）。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、砥石の幅寸法がワークねじ
溝の幅寸法よりも大きいので、砥石の径が小さくなって
も砥石の幅寸法が不足することはなく、常にこの砥石を
上記ねじ溝に対してその幅方向全域にわたって接触させ
ることができる。しかも、この砥石をドレスするドレッ
サは、上記ワークのねじ穴と同一形状もしくはこれより
も内径のみ小さいねじ穴をもつ形状とされ、かつ、その
ねじ溝内面だけでなくねじ溝以外の部分の内周面にもド
レス面が形成されているので、このドレッサで上記砥石
をドレスすることにより、この砥石には、その中央部に
上記ねじ溝に対応した形状の突出部を形成すると同時
に、その両外側部にワークのねじ穴内径以下の小径をも
つ円柱部を形成することができる。従って、砥石の幅寸
法がワークのねじ溝幅より大きくても、上記円柱部とワ
ークの内周面とを干渉させずに上記突出部をワークねじ
溝に良好に接触させることができる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜４に基づいて説明
する。

【００１３】図４は、本発明によるねじ溝研削装置の全
体構成を示したものである。図示のワーク１０は、これ
を軸方向に貫通するボールねじ用のねじ穴を有してい
る。すなわち、このワーク１０は筒状をなし、その内周
面１２に、リード角αをもつねじ溝１４が刻設されてい
る。このワーク１０は、主軸（ワーク支持部材）１６に
連結され、この主軸１６とともに図略のモータによって
回転駆動されるようになっている。

【００１４】一方、これを研削するための砥石１８は、
使用前の状態で円柱状をなし、図１に示すような上記ワ
ークねじ溝１４の幅寸法Ｈ_Sと同等もしくはこれよりも
大きな幅寸法Ｈ_W（図例では幅寸法Ｈ_Sよりも大きな幅寸
法Ｈ_W）を有しており、ホイールヘッド（砥石支持手
段）２０における砥石軸２２の先端に固定されている。
そして、このホイールヘッド２０全体が前進することに
よって、上記砥石１８がワーク１０のねじ穴内に図の右
側から挿入されるとともに、このホイールヘッド２０の
作動によって砥石１８が自軸回りに回転駆動されるよう
になっている。

【００１５】このワーク１０よりも上記挿入方向手前側
（図４では右側）の位置には、ドレッサ２４が配置され
ている。このドレッサ２４は、図４に示すように、その
軸心線と上記ワーク１０の軸心線とが合致するようなド
レス位置と、このドレス位置から外れた図略の退避位置
との間で移動可能に設置されている。

【００１６】このドレッサ２４には、上記ワーク１０の
ねじ溝と略同等の形状をもつねじ穴が軸方向に貫設され
ている。すなわち、このドレッサは筒状をなし、その内
周面２６に上記ワークのねじ溝１４と同一ピッチ、同一
ねじ溝幅Ｈ_Sでかつ同じリード角αをもつねじ溝２８が
形成されている。ただし、図１に示すように、このねじ
穴の内径Ｒ_Dは、ワークねじ穴の内径Ｒ_W（図１では便宜
上ワーク１０の内周面を二点鎖線で重ねて描いてあ
る。）よりも小さく設定されており、従って、このドレ
ッサ２４におけるねじ溝２８はワーク１０におけるねじ
溝１２よりも深くなっている。

【００１７】さらに、このドレッサ２４の特徴として、
上記ねじ溝２８の内面と、このねじ溝２８以外の部分の
内周面２６との双方にダイヤモンド等からなるドレス用
砥粒３０が固着されており、これによってドレッサ２４
のねじ穴内周面全体にドレス面が形成されている。

【００１８】次に、この装置によるワークねじ溝１４の
研削方法を説明する。

【００１９】まず、図１，図４に示すように、ドレッサ
２４をドレス位置にセットするとともに、上記砥石１８
及び砥石軸２２をドレッサ２４の軸心線と平行にした状
態で砥石１８をドレッサ２４のねじ穴内に挿入し、その
内周面（ドレス面）に砥石１８を当てた状態でこれを自
軸回りに回転させることにより、砥石１８のドレスを行
う。ここで、砥石１８はドレッサねじ溝２８の幅寸法Ｈ
_S以上の幅寸法Ｈ_Wを有する一方、ドレッサ２４のねじ穴
には、そのねじ溝２８の内周面だけでなくそれ以外の部
分の内周面２６にもドレス面が形成されているので、こ
のドレッサ２４でドレスを行うことにより、砥石１８の
中央部に上記ドレッサねじ溝２８の内周面形状に対応し
た形状の突出部１８ａが形成されると同時に、この突出
部１８ａの前後両外側に、上記ドレッサねじ溝２８以外
の部分の内周面２６によって、上記突出部１８ａの最大
径よりも小さな径をもつ円柱部１８ｂが形成されること
になる。

【００２０】このようなドレッシングの終了後、ドレッ
サ２４を退避させて、上記砥石１８及び砥石軸２２の向
きを変えずに、上記ホイールヘッド２０をさらに前進さ
せて、ワーク１０のねじ穴内に砥石１８を挿入する。そ
して、この砥石１８をワーク１０のねじ穴内周面に当て
ながら自軸回りに回転させるとともに、ワーク１０自体
をその中心軸回りに主軸１６と一体に回転させ、これに
合わせて砥石１８を適当な速度で軸方向に送ることによ
り、ワーク１０のねじ溝１４の研削を行う。

【００２１】ここで、上記砥石１８に形成された突出部
１８ａは、上記ドレッサねじ溝２８の内周面に対応した
外周面形状、換言すればワークねじ溝１４の内周面に対
応した外周面形状を有しているので、この突出部１８ａ
をワークねじ溝１４の内面に対してその幅方向全域にわ
たり良好に接触させることができる。具体的に、図２，
３に実線に示すように、砥石１８の最大半径がＲ１の状
態では、その突出部１８ａとワークねじ溝１４との接触
部分は、同図に示すような曲線Ｌ１となり、その接触幅
（接触領域の軸方向寸法）はＨ１となる。

【００２２】しかも、この突出部１８ａの両外側におけ
る円柱部１８ｂは、ワーク内周面１２の内径Ｒ_Wよりも
小さい内径Ｒ_Dをもつドレッサ内周面２６によってドレ
スしたものであるので、この円柱部１８ｂがねじ溝１４
以外のワーク内周面１２と干渉することなく、上記突出
部１８ａを良好にねじ溝１４の内周面に接触させること
ができる。

【００２３】このような研削を進めるうち、砥石１８に
摩耗、脱落、目づまり等が発生した場合には、前記と同
様にしてドレッサ２４で砥石１８をドレスすることによ
り、再び良好な研削を行うことができるが、このような
研削作業及びドレス作業を繰り返すと、砥石１８はその
径方向に消費され、砥石径は次第に小さくなり、これに
伴って砥石１８とワークねじ溝１４との接触状態が変化
する。例えば、砥石１８が図２，３実線に示すような最
大半径Ｒ１をもつ状態から、同図二点鎖線に示すような
最大半径Ｒ２（＜Ｒ１）をもつ状態に移行すると、砥石
１８とワークねじ溝１４との接触部分は同図曲線Ｌ１か
ら曲線Ｌ２に移行し、その接触幅、すなわち砥石１８と
ワークねじ溝１４とが接触するのに要する幅はＨ１から
Ｈ２に増大する。

【００２４】ここで従来の方法では、幅寸法がねじ溝幅
Ｈ_Sよりも小さい砥石を用い、この砥石を完全にねじ溝
内に嵌め込んだ状態で研削するようにしているため、こ
の砥石の径が減少すると砥石幅が上記接触幅に満たなく
なり、この砥石とねじ溝のエッジとの間に研削残りが生
じることになるが、本実施例方法では、上記ねじ溝幅Ｈ
_S以上の幅寸法Ｈ_Wをもつ砥石１８を用い、この砥石１８
の両外側部分に円柱部１８ｂを形成してこれをワーク内
周面１２から逃がした上で、中央部１８ａをワークねじ
溝１４に接触させるようにしているので、砥石径が減少
して接触幅が増大しても、これに砥石幅が満たなくなる
ことはない。従って、砥石１８をワークねじ溝１４に対
して最後まで幅方向全域にわたり接触させることがで
き、これによって良好な研削を確保することができる。

【００２５】なお、本発明はこのような実施例に限定さ
れるものでなく、例として次のような態様をとることも
可能である。

【００２６】(1) 上記実施例では、ドレッサ内径Ｒ_Dを
ワーク内径Ｒ_Wよりも小さく設定したものを示したが、
両者を等しく設定しても、ワークねじ溝１４の研削しろ
を完全に研削するまでは砥石１８の円柱部がワークねじ
溝１４以外の内周面１２に接触することがないので、不
都合なく研削を行うことができる。ただし、上記のよう
にドレッサ内径Ｒ_Dをワーク内径Ｒ_Wよりも小さく設定す
れば、円柱部１８ｂがワーク内周面１２に全く接触しな
くなるので、この円柱部１８ｂにおける研削抵抗をなく
すことができる。従って、この抵抗に起因する砥石軸２
２の撓みをさらに抑えることができ、その分加工精度を
向上させることができる。

【００２７】(2) 上記実施例では、ワーク１０及びドレ
ッサ２４のねじ穴に対し、その軸心線と平行な向きに砥
石１８及び砥石軸２２を挿入するものを示したが、本発
明では、上記ワーク１０及びドレッサ２４の軸心線に対
する砥石１８及び砥石軸２２の傾きを少なくともねじ溝
１４，２８のリード角αよりも小さくすることにより、
従来のようにリード角αだけ傾けて研削を行う場合に比
べ、砥石１８や砥石軸２２とワーク１０との干渉を抑え
る効果が得られる。

【００２８】(3) 図４では、ドレス時にワーク１０の軸
心線とドレッサ２４の軸心線とが合致するように両者を
配置した例を示したが、本発明装置においてワーク及び
ドレッサの相対位置関係は特に問わず、その配置は自由
に設定すればよい。ただし、これらワーク及びドレッサ
の軸心線方向が互いに等しくなるように両者を配置すれ
ば、砥石１８及び砥石軸２２の向きを変えることなく、
ドレッシングと研削作業とを続けて行うことができる利
点がある。

【００２９】(4) 本発明において、ワークねじ穴の具体
的な形状は特に問わず、上記のようなボールねじ用の貫
通穴の他、終端をもつねじ穴のねじ溝加工にも本発明を
適用することができる。

【００３０】(5) 上記実施例では、ねじ溝を研削するた
めの方法及び装置について示したが、本発明は同様にし
てねじ溝の研磨その他の砥粒加工にも適用することが可
能である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明は、ねじ穴をもつド
レッサに対してそのねじ穴のリード角よりも小さい角度
だけ傾斜させた状態で砥石を挿入してドレスし、この砥
石を同じ傾斜角度でワーク内に挿入してそのねじ溝を加
工するものであるので、ワークに対して砥石をリード角
まで傾斜させて加工を行う場合に比べ、砥石軸とワーク
との干渉を抑えることができ、これにより、加工可能な
ワーク形状の範囲を大幅に広げることができる。しか
も、上記ドレッサのねじ穴をワークねじ穴と同一形状も
しくはこのねじ穴よりも内径のみ小さい形状とし、か
つ、このドレッサのねじ溝及びこのねじ溝以外の内周面
の双方にドレス面を形成することにより、上記ワークね
じ溝の幅寸法よりも大きな幅寸法をもつ砥石を用いて上
記ねじ溝加工を行うことを可能にしているので、この砥
石の径が加工及びドレスによって減少しても、この砥石
の幅寸法を不足させることなく砥石を終始ワークねじ溝
に対してその幅方向全域に接触させることができ、これ
によって良好な加工を持続することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるねじ溝加工装置に用
いられるドレッサの内周面形状を示す図である。

【図２】上記ねじ溝加工装置における砥石とワークねじ
溝との接触状態を示す断面正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】上記ねじ溝加工装置の全体構成図である。

【図５】従来のねじ溝研削方法を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ ワーク １２ ワーク内周面 １４ ワークねじ溝 １６ 主軸（ワーク支持部材） １８ 砥石 ２０ ホイールヘッド（砥石支持手段） ２２ 砥石軸 ２４ ドレッサ ２６ ドレッサ内周面 ２８ ドレッサねじ溝 Ｈ_S ねじ溝の幅寸法 Ｈ_W 砥石の幅寸法 Ｒ_D ドレッサねじ穴の内径 Ｒ_W ワークねじ穴の内径 α リード角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 義紀 広島市南区宇品東５丁目３番38号 トーヨ ーエイテック株式会社内 (72)発明者 渡部 潔 広島市南区宇品東５丁目３番38号 トーヨ ーエイテック株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石を所定形状にドレスした後にワーク
   のねじ穴に挿入し、そのねじ溝を加工する方法におい
   て、上記ワークのねじ溝の幅寸法以上の幅寸法を有する
   砥石を、上記ワークのねじ穴と同一形状もしくはこのね
   じ穴と比べて内径のみ小さい形状を有し、かつねじ溝内
   面及びこのねじ溝以外の内周面の双方にドレス面が形成
   されたドレッサのねじ穴内に挿入し、このドレッサの軸
   心線に対してそのねじ穴のリード角よりも小さい角度だ
   け傾斜させた状態でこの砥石を自軸回りに回転させるこ
   とにより砥石をドレスするドレス作業と、この砥石をワ
   ークのねじ溝内に挿入し、このワークに対して上記傾斜
   角度と同等の角度だけ傾斜させて回転させることにより
   このねじ溝を加工する加工作業とを繰り返すことを特徴
   とする雌ねじのねじ溝加工方法。
2. 【請求項２】 ねじ穴をもつワークを支持するワーク支
   持部材と、上記ねじ穴のねじ溝を加工するための砥石
   と、この砥石を支持する砥石軸を有してこれを回転させ
   る砥石支持手段と、砥石をドレスするためのドレッサと
   を備えた雌ねじのねじ溝加工装置において、上記砥石の
   幅寸法を上記ワークにおけるねじ溝の幅寸法以上の寸法
   に設定するとともに、上記ドレッサに、上記ワークのね
   じ穴と同一形状もしくはこのねじ穴と比べて内径のみ小
   さい形状のねじ穴を設け、かつこのねじ穴におけるねじ
   溝内面及びねじ溝以外の内周面の双方にドレス面を形成
   したことを特徴とする雌ねじのねじ溝加工装置。