JPH09323217A - 長尺ワークのねじ溝研削時支持装置および支持方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの剛性、外径の真円度、寸法等に左右
されないで、ボールねじ等となる長尺ワークのねじ溝研
削を精度良く行う。 【解決手段】 長尺ワークＷのねじ溝ａの内面を砥石２
と対向して支持するワークレスト３とを設ける。ワーク
レスト３は、ボール状部材１０でねじ溝内面を支持する
ものとする。ボール状部材１０は、自動調心によるリー
ド差の吸収のために、若干の範囲で軸方向に移動自在と
し、かつねじ溝ａの研削済みの箇所を支持するようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ボールねじのね
じ軸等のように径寸法に対して長さ寸法の大きいワーク
にねじ溝を研削するときに、ワークを支持する支持装置
および支持方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールねじなどの長尺ワークのねじ溝を
研削加工する場合、ワークの両端をセンタで支持するだ
けではワークが加工力と自重とで撓む。このような撓み
を防止するにつき、従来、ワークの長手方向複数箇所を
各々固定位置で支持するワークレストが使用されてい
る。図４（Ａ）は、研削盤に装備された従来のワークレ
ストの縦断面図を、図４（Ｂ）は同ワークレストによる
ワーク支持状態の概略平面図を示す。Ｗはワーク、３２
は砥石、３３はワークＷの砥石３２と対向する側に複数
個配置されたワークレストである。これらワークレスト
３３は、固定ベース３４に設置された３個の爪３６ａ〜
３６ｃでワークＷの外径面を支持する構成とされてい
る。３７はワークスピンドル、３８はワーク両端のセン
タを支持する支持部材である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この支持方法
では、各ワークレスト３３による支持位置と支持位置間
とでワークＷの撓み量が異なり、ワークＷの全長にわた
ってねじ溝を等径に加工することが難しい。そのため、
仕上げ工程で極微切込またはスパークアウト回数を多く
する必要がある。また、ワークレスト３３はワークＷを
その外径面で支持するので、ねじ溝の溝底径がワーク外
径の真円度および直径によって大きく影響され、かつ外
径部と溝底径の関係が軸方向に連続的に変化しながら溝
研削が行われるため、真円度にも悪影響を及ぼしてい
た。ボールねじでは、本来外径面は機能上、熱処理を施
したまま、いわゆる黒皮のままで良いが（シール特性を
除き）、前記のように外径面が溝底径に影響するため、
高精度化のためには外径面も機械加工を施す必要があ
り、コスト高になる。

【０００４】この発明は、このような課題を解消し、ワ
ーク外径面の形状，寸法に影響されずに、長尺ワークの
ねじ溝を等径に円筒度良く仕上げることができる長尺ワ
ークのねじ溝研削時支持装置および支持方法を提供する
ことを目的とする。この発明の他の目的は、リードが種
々異なるねじ溝の研削に対応可能とすると共に、リード
の微妙な誤差を修正するために、適正位置の支持が自動
調心作用で得られるようにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の長尺ワークの
ねじ溝研削時支持装置は、外周にねじ溝を有する長尺ワ
ークの両端のセンタを支持する一対の端部支持部材と、
この端部支持部材で支持された長尺ワークのねじ溝を研
削する砥石に対向してねじ溝曲面を支持するワークレス
トとを備えたものである。なお、ワークレストは、ワー
クの軸方向に対する送りを砥石の移動で行う場合は、砥
石と共に移動させる。この構成によれば、長尺ワークは
常にねじ溝内の最も砥石に近い軸方向位置でワークレス
トで支持され、ワークレストと砥石に挟まれながら研削
されることになる。そのため、加工力などによる撓みが
ワークレストで防止され、砥石とワークレストとで規制
された寸法に溝径を維持しながら研削が行われる。した
がって、軸方向の全長に等径に溝内を仕上げることがで
き、またワーク外径面の精度に影響されずに溝内を仕上
げることができる。

【０００６】上記構成において、ワークレストは、ワー
クのねじ溝曲面に接触するボール状部材と、このボール
状部材をワークの軸方向に所定範囲で移動自在に支持す
るボール支持部材とを備えたものとしてもよい。この構
成の場合、ワークによってねじ溝のリードに差異が有る
場合、例えば焼入直後の黒皮の状態であっても、常にね
じ溝曲面に接触するように自動的に前記ボール状部材が
位置調整され、いわば自動調心作用が得られるので、リ
ードの差異に左右されずに、ねじ溝の研削精度を向上さ
せることができる。また、上記構成において、前記一対
の端部支持部材は長尺ワークを略水平に支持するものと
し、前記砥石とワークレストとは略水平に対向するよう
に配置し、かつ前記砥石の近傍で長尺ワークの外径面を
下側から支える下面支持部材を設けてもよい。下面支持
部材は、段取り替え時等に長尺ワークを置く支え等とし
て利用され、段取り替え等の便利が得られる。砥石の加
工力に対する支持はワークレストで行われるので、下面
支持部材が長尺ワークの外径面に接するものであって
も、溝加工の精度低下を伴わずにワーク支持の確実が図
れる。

【０００７】この発明の長尺ワークのねじ溝研削時支持
方法は、外周にねじ溝を有する長尺ワークの両端のセン
タを支持して前記ワークの端部から数周のねじ溝曲面を
ワークレストなしで研削する過程と、前記ねじ溝曲面の
残り部分を、砥石と対向するワークレストでねじ溝曲面
の研削済み部分を支持しながら研削する過程とを含む方
法である。 長尺ワークであっも、軸端の剛性は高いの
で、ワークレスト無しで十分に研削が可能である。研削
開始前は、ワークレストで支持するための精度の十分な
箇所が長尺ワークに無い場合が多く、このようにワーク
レスト無しで研削することにより、ワークレストに影響
されずに精度の良いが加工が行える。この後は、このよ
うに研削によって精度が確保された溝内をワークレスト
で支持しながら研削加工が続けられることになり、一層
精度の良い研削加工が行える。

【０００８】このねじ溝研削時支持方法においても、ワ
ークレストによるねじ溝曲面の支持を、ワークの軸方向
に移動自在に支持したボール状部材で行うようにしても
よい。これにより、前記と同様に、長尺ワークによって
ねじ溝のリードに差異があっても、調心作用で溝内の適
正位置がワークレストで支持され，精度の良い研削加工
が行われる。これらのねじ溝研削時支持方法において、
前記ねじ溝曲面の残り部分の研削の後、ワークレストで
ねじ溝曲面を支持しながら長尺ワークの外径面をねじ溝
と同心に研削しても良い。これにより、長尺ワークの外
径面をねじ溝曲面を精度良く同心に仕上げることができ
る。この場合、ねじ溝を研削する研削装置に、ねじ溝の
研削用の砥石とは別に、外径研削用の砥石およびその砥
石台を設けておき、ねじ溝研削後に、長尺ワークの両端
の支持を外さずに、続けて外径面を研削することが好ま
しい。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図３と共に説明する。図１（Ａ），（Ｂ）は、このね
じ溝研削時支持装置を装備した研削盤の要部を示す平面
図および側面図である。このねじ溝研削時支持装置は、
外周にねじ溝ａを有する長尺ワークＷを両端のセンタで
図２に平面図で示すように水平に支持する一対の端部支
持部材（例えばセンタ）１，１と、この端部支持部材１
で支持された長尺ワークＷのねじ溝ａの曲面を砥石２と
対向して支持するワークレスト３とを備える。前記一対
の端部支持部材１，１のうち、一方の端部支持部材１は
ワークスピンドル４に装備され、他方の端部支持部材１
は芯押し軸（図示せず）に装備される。砥石２のワーク
Ｗに対する軸方向の送りは、前記ワークスピンドル４お
よび芯押し軸を共通の移動台（図示せず）に設置してワ
ークＷ側を移動させるようにしても良く、またワークＷ
を位置固定として砥石２を移動させるようにしても良
い。砥石２を移動させる構成の場合、ワークレスト３は
砥石台と共通の移動台（図示せず）に設置し、砥石と共
に移動可能なようにする。

【００１０】図１に示すように、研削盤の本体フレーム
５に対して長尺ワークＷの軸方向（Ｚ軸方向）に若干の
移動が可能なように水平スライド台６が設けられ、本体
フレーム５に設けた調整ねじ９によって位置調整可能と
されている。この水平スライド台６に、砥石２の近傍で
長尺ワークＷを下側から支える下面支持部材７が設けら
れている。下面支持部材７は、Ｖ溝状の支持面７ａを有
し、長尺ワークＷを外径面の２点に接して支持する。下
面支持部材７の高さは調整ねじ８によって調整可能とし
てある。

【００１１】ワークレスト３は、図３に示すように長尺
ワークＷのねじ溝ａの曲面に接触するボール状部材１０
と、このボール状部材１０を支持するボール支持部材１
１とを備える。ボール支持部材１１は、ボール状部材１
０をワークＷの軸方向に移動自在に収容する支持溝１１
ａを有し、この支持溝１１ａで規制される所定範囲でボ
ール状部材１０が自由に転がって移動自在とされてい
る。このワークレスト３は、図１の水平スライド台６に
設置された進入量調整装置１２によって、Ｚ軸方向に対
して垂直な方向（Ｘ軸方向）への進出位置が調整され
る。この進入量調整装置１２は、水平スライド台６に軸
受１３で支承されたボールねじ１４と、このボールねじ
１４にボールナット１５を介して連結されたワークレス
ト基台１６と、ねじ駆動機構１７とで構成される。ワー
クレスト基台１６は水平スライド台６に対してガイド部
材（図示せず）で進退自在に支持されている。ねじ駆動
機構１７は、水平スライド台６に設けたサーボモータ１
８と、このモータ１８の出力軸にカップリング１９を介
して連結された減速装置（ウオームギヤ）２０と、ボー
ルねじ１４に設けられてウオームギヤ２０に噛み合うウ
ォームホイル２１とで構成される。

【００１２】上記構成によるねじ溝研削動作を説明す
る。長尺ワークＷは、両端のセンタを一対の端部支持部
材１，１で支持する。このとき、長尺ワークＷを一時的
に置く台として下面支持部材７を利用する。ロット替え
時等、長尺ワークＷを前回の加工時と径の異なるものに
交換する場合は、そのワーク外径に応じて下面支持部材
７を調整ねじ８で高さ調整する。また、長尺ワークＷの
ねじ溝ａのリードに応じて、水平スライド台６のＸ軸方
向の位置を調整ねじ９で調整し、ワークレスト３のボー
ル状部材１０が適正位置に当たるようにする。ワークレ
スト３は、研削の開始前において、長尺ワークＷの端部
で長尺ワークＷから離れた位置に待機させる。

【００１３】このように準備し、ワークスピンドル４で
長尺ワークＷを回転させ、かつ砥石２を回転させなが
ら、長尺ワークＷの一端からねじ溝ａの曲面を研削す
る。この研削に際して、ねじ溝ａの最初の数周分は、ワ
ークレスト３による支持のないまま、両端の支持だけで
研削を行う。端部に近い部分では、長尺ワークＷの剛性
が高く、砥石２の研削力などによる長尺ワークＷの撓み
が少ないので、ワークレスト３なしでもねじ溝ａを高精
度に研削できる。

【００１４】数周分のねじ溝ａを研削した後、進入量調
整装置１２を駆動させて、長尺ワークＷのねじ溝ａの曲
面における研削直後の部分をボール状部材１０で支持す
る。この支持状態でねじ溝ａの残り部分を研削する。ワ
ークレスト３の進出量は、差し替えた長尺ワークＷの軸
径差やねじ溝ａの深さの差など、予め入力されたデータ
に基づき自動的に調整される。このように、ワークＷの
砥石２と対向するねじ溝曲面部分をワークレスト３で支
持し、ワークレスト３のボール状部材１０と砥石２との
間隔を一定に保ちつつねじ溝ａの研削が行われるので、
研削時に長尺ワークＷが撓むのを防止しながらねじ溝ａ
を一定の溝径に研削できる。また、ねじ溝ａの研削済み
部分を支持するので、長尺ワークＷの外径面の形状，寸
法に影響されずに高精度に研削が行える。これらのた
め、研削前の長尺ワークＷは、熱処理を施した黒皮のま
まのものであっても、また転造品からなるものであって
も、ねじ溝ａを精度良く仕上げることができる。したが
って、生産性が向上し、コスト低下が図れる。

【００１５】また、ワークレスト３のボール状部材１０
は、ボール支持部材１１の支持溝１ａ内で長尺ワークＷ
の軸方向に移動自在とされているので、差し替える長尺
ワークＷのねじ溝ａのリードに若干の差があっても、そ
の誤差を自動的に吸収し、常にねじ溝曲面の適正箇所に
ボール状部材１０が接する。このため、長尺ワークＷの
種々リードの異なるねじ溝ａを、調整不良の問題を生じ
ることなく、精度良く研削できる。

【００１６】前記のねじ溝ａの残り部分の研削の後、図
４のように、同じワークレスト３でねじ溝ａの曲面を支
持しながら長尺ワークＷの外径面をねじ溝と同心に研削
しても良い。これにより、長尺ワークＷの外径面とねじ
溝曲面とを精度良く同心に仕上げることができる。この
場合、ねじ溝ａを研削する研削装置に、ねじ溝の研削用
の砥石２とは別に、外径研削用の砥石２５およびその砥
石台（図示せず）を設けておき、ねじ溝研削後に、長尺
ワークＷの両端の端部支持部材１，１による支持および
ワークレスト３による支持を外さずに、続けて外径面を
研削することが好ましい。

【００１７】

【発明の効果】この発明の長尺ワークのねじ溝研削時支
持装置は、外周にねじ溝を有する長尺ワークの両端のセ
ンタを支持する一対の端部支持部材と、この端部支持部
材で支持された長尺ワークのねじ溝を研削する砥石と対
向して前記ねじ溝の曲面を支持するワークレストとを設
けたため、長尺ワークの剛性に関係無しに、またワーク
外径面の形状，寸法に影響されずに、長尺ワークのねじ
溝を等径に円筒度良く仕上げることができる。上記ねじ
溝研削時支持装置において、前記ワークレストが、ワー
クのねじ溝曲面に接触するボール状部材と、このボール
状部材をワークの軸方向に所定範囲で移動自在に支持す
るボール支持部材とを備えたものとした場合は、ワーク
によってねじ溝のリードに差異が有る場合でも、調整不
良の問題を生じることなく、常にねじ溝曲面の適正位置
に接触するようにボール状部材が自動調心され、精度良
くねじ溝研削が行われる。また、長尺ワークの外径面の
２点を下側から支える下面支持部材を設けた場合は、段
取り替え時等に長尺ワークをワークレストの近傍で載せ
て支持することができるため、ボール状部材の進出位置
調整等を容易に行うことができる。この発明の長尺ワー
クのねじ溝研削時支持方法は、研削開始時における長尺
ワークの剛性の高い端部の数周分は両端だけで長尺ワー
クを支持して研削加工し、この後、研削済みのねじ溝曲
面部分を砥石と対向するワークレストで支持しながら研
削を続けるため、長尺ワークの全長にわたり、ワークの
外径の形状や寸法精度に影響されない高精度の溝研削が
行える。また、ワークの軸方向に移動自在に支持したボ
ール状部材でねじ溝曲面を支持しながら研削するように
した場合は、種々異なるリードの溝研削を行う場合も、
調整不良の問題を生じることなく、精度の良い研削が可
能となる。これらのねじ溝研削時支持方法において、前
記ねじ溝曲面の残り部分の研削の後、ワークレストでね
じ溝曲面を支持しながら長尺ワークの外径面をねじ溝と
同心に研削しても良い。これにより、長尺ワークの外径
面とねじ溝曲面とを精度良く同心に仕上げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる長尺ワ
ークのねじ溝研削時支持装置の要部平面図、（Ｂ）は同
側面図である。

【図２】同装置の他の部分を示す平面図である。

【図３】（Ａ）は同装置におけるワークレスト先端の縦
断面図、（Ｂ）は同ワークレスト先端の平面図である。

【図４】同装置の外径面加工状態を示す平面図である。

【図５】（Ａ）は従来例の要部縦断面図、（Ｂ）は同従
来例の平面図である。

【符号の説明】

１…端部支持部材、２…砥石、３…ワークレスト、７…
下面支持部材、１０…ボール状部材、１１…ボール支持
部材、１１ａ…支持溝、Ｗ…長尺ワーク、ａ…ねじ溝

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周にねじ溝を有する長尺ワークの両端
   のセンタを支持する一対の端部支持部材と、この端部支
   持部材で支持された長尺ワークのねじ溝を研削する砥石
   と対向してねじ溝曲面を支持するワークレストとを備え
   た長尺ワークのねじ溝研削時支持装置。
2. 【請求項２】 前記ワークレストが、前記ワークのねじ
   溝曲面に接触するボール状部材と、このボール状部材を
   ワークの軸方向に所定範囲で移動自在に支持するボール
   支持部材とを備えたものである請求項１記載の長尺ワー
   クのねじ溝研削時支持装置。
3. 【請求項３】 前記一対の端部支持部材は長尺ワークを
   略水平に支持するものであり、前記砥石とワークレスト
   とは略水平に対向するように配置し、かつ前記砥石の近
   傍で長尺ワークの外径面を下側から支える下面支持部材
   を設けた請求項１または請求項２記載の長尺ワークのね
   じ溝研削時支持装置。
4. 【請求項４】 外周にねじ溝を有する長尺ワークの両端
   のセンタを支持して前記ワークの端部から数周のねじ溝
   曲面をワークレストなしで研削する過程と、前記ねじ溝
   曲面の残り部分を、砥石と対向するワークレストでねじ
   溝曲面の研削済み部分を支持しながら研削する過程とを
   含む長尺ワークのねじ溝研削時支持方法。
5. 【請求項５】 前記ワークレストによるねじ溝曲面の支
   持は、ワークの軸方向に移動自在に支持したボール状部
   材で行う請求項４記載の長尺ワークのねじ溝研削時支持
   方法。
6. 【請求項６】 前記ねじ溝曲面の残り部分の研削の後、
   ワークレストでねじ溝曲面を支持しながら長尺ワークの
   外径面をねじ溝と同心に研削する請求項４または請求項
   ５記載の長尺ワークの研削時支持方法。