特許 7426743 ボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-25

(45)【発行日】2024-02-02

(54)【発明の名称】ボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置

(51)【国際特許分類】

   B23G 1/38 20060101AFI20240126BHJP

   B24B 19/02 20060101ALI20240126BHJP

   B24B 47/10 20060101ALI20240126BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20240126BHJP

【ＦＩ】

B23G1/38

B24B19/02

B24B47/10

B24B41/06 Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022140234

(22)【出願日】2022-09-02

【審査請求日】2023-01-10

(73)【特許権者】

【識別番号】596066024

【氏名又は名称】西部自動機器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003041

【氏名又は名称】安田岡本弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】越智 研二

【審査官】山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２４１９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３２６１２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｇ １／３６－１／４０；

Ｂ２４Ｂ １／００－１／０４，９／００－１９／２８，

４１／００－５１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

揺動する駆動軸を有する揺動装置と、
前記駆動軸を駆動源とする揺動軸回りに揺動可能に前記揺動装置に一体化された連結装置と、
前記連結装置を介して前記揺動装置に連結され、前記駆動軸による揺動を砥石に伝達するための揺動伝達装置と、
前記砥石をボールねじ用ナットのねじ溝に押圧するための押圧装置と、
前記ボールねじ用ナットを保持して前記ボールねじ用ナットの中心線の回りにこれを正逆回転させるワーク保持装置と、
一体化または連結された前記揺動装置、連結装置および前記揺動伝達装置と、前記ワーク保持装置と、のいずれか一方を前記中心線方向に往復移動させる横移動装置と、
前記ワーク保持装置による前記正逆回転および前記横移動装置による前記往復移動を制御する制御装置と、を有し、
前記連結装置は、
前記駆動軸に一体化された支持部と、
前記支持部に対して前記揺動軸に略直交する方向に往復移動可能に前記支持部に連結されまたは前記揺動軸に略直交するもしくは略平行な回動軸回りに回動可能に前記支持部に連結されて、前記揺動伝達装置に一体化された被支持部と、を有し、
前記揺動伝達装置は、超仕上時において、
前記ボールねじ用ナットの外部に位置するアーム部と、
前記砥石を保持して前記ボールねじ用ナットの内部に挿入される挿入部と、
を備え、
前記押圧装置は、前記アーム部を押圧することにより前記砥石をボールねじ用ナットのねじ溝に押圧するように構成され、
前記挿入部は、前記揺動軸上に前記砥石が位置するように構成された
ことを特徴とするボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置。

【請求項2】

前記被支持部が、前記支持部に対して前記揺動軸に略直交する方向に往復移動可能に前記支持部に連結された
請求項１に記載のねじ溝超仕上装置。

【請求項3】

前記被支持部が、前記揺動軸に略直交するまたは略平行な回動軸回りに回動可能に前記支持部に連結された
請求項１に記載のねじ溝超仕上装置。

【請求項4】

前記揺動軸が略鉛直方向に延びる
請求項１に記載のボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置。

【請求項5】

前記アーム部は、前記被支持部の移動方向に略直行して延びた後に、前記中心線に向けて略直角に曲がって延び、
前記挿入部は、前記アーム部が略直角に曲がって延びた先で前記アーム部に連続する
請求項２または請求項４に記載のボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置。

【請求項6】

前記アーム部は、前記回動軸近傍から前記中心線に略平行に前記回動軸から遠ざかるように延びた後に、前記中心線に向けて略直角に曲がって延び、
前記挿入部は、前記アーム部が略直角に曲がって延びた先で前記アーム部に連続する
請求項３または請求項４に記載のボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置。

【請求項7】

前記押圧装置は、砥石が前記ボールねじ用ナットのねじ溝を押圧する方向から見たとき
に前記揺動軸に重なる位置で前記アーム部を押圧する
請求項１または請求項４に記載のボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置。

【請求項8】

前記回動軸が前記揺動軸に略直交する、
請求項３または請求項４に記載のボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置。

【請求項9】

前記押圧装置はエアシリンダであり、
前記エアシリンダのシリンダが支持部に固定され、
前記エアシリンダのロッドが前記アーム部に固着でなく「遊び」を有して一体化された
請求項１または請求項４に記載のボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置。

【請求項10】

前記押圧装置はエアシリンダであり、
前記アーム部を前記押圧装置による押圧方向の反対側に付勢するばねを有する
請求項１または請求項４に記載のボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボールねじに使用されるナットのねじ溝を超仕上する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

回転運動を直線運動に変換するボールねじは、サーボモータまたはステッピングモータと組み合わされ、物の搬送、工作機械における可動部の移動、位置決め等に用いられ、また産業用ロボット等を動作させるためにも用いられる。

【0003】

ボールねじを構成するねじ軸およびナットはいずれもねじ溝（ボール溝）を有する。これらのねじ溝は、その表面の粗度が低いほどボールねじの動作が円滑になり、位置決め精度が高まり、および動作音が減少し、且つより長期の使用が可能になる。

【0004】

ところで、金属表面の粗度を低下させ鏡面仕上げを行うことができる研磨方法として超仕上技術が知られている。ボールねじのねじ軸におけるねじ溝（ゴシックアーチ溝）の超仕上については、例えば特許文献１に、溝の左右のフランクを同時に超仕上げ加工する技術が提案されている。

【0005】

特許文献１は、超仕上時におけるねじ軸のねじ溝に対する砥石の当て方、砥石の揺動軸の方向とねじ溝が延びた方向との関係を主に規定する。しかし特許文献１は、ねじ軸のねじ溝を超仕上する装置の具体的な構成およびその動作等を開示せず、ボールねじ用のナットのねじ溝の超仕上装置について言及されていない。

【0006】

ボールねじ用のナットのねじ溝の研磨については、ポリエステルフィルム等の基材に酸化アルミニウム等の所定粒度の固定砥粒がコーティング等された研磨テープをねじ溝に押し当てて行う技術が提案されている（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００３－１５９６４１号公報

【文献】特開２０１８－５８１４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献２に開示されたボールねじ用ナットのねじ溝研磨装置は、外部に設けられたテープ移送機構に実巻リールおよび空リールを配し、実巻リールから研磨テープをボールねじ用のナットの内部に差し入れられたテープ折返研磨機構に送る。テープ折返研磨機構は、その先端の圧接ロールの前後で研磨テープの移動方向を逆転させ、逆転の途中で圧接ロールが研磨テープをねじ軸のねじ溝に押圧させる。

【0009】

ねじ軸のねじ溝の研磨は、研磨テープが圧接ロールの周面を移動するときねじ溝に対しても移動することにより行われ、使用済み研磨テープは空リールに巻き取られる。

【0010】

研磨の間、ナットはこれを保持する保持機構により回転し、テープ折返研磨機構はテープ移送機構とともに、ナットの回転に同期してナットのねじ溝の一方の端と他方の端との間を往復移動する。

【0011】

特許文献２に開示されたボールねじ用ナット研磨装置は、例えばねじ溝の曲率中心付近を軸としてテープ折返研磨機構を（超仕上のように）高速揺動させた場合、圧接ロールの前後の研磨テープの一方が弛み他方が強く引っ張られる現象が発生する虞および圧接ロールから研磨テープが脱落する虞がある。また、テープ折返研磨機構の先端に圧接ロールおよび研磨テープ反転機構等を配する必要性からこの部分の小型化が困難であり、研磨できるナットの内径の大きさが制限される。

【0012】

また、特許文献２に開示されたボールねじ用ナット研磨装置は、研磨テープの実巻リールおよび空リールをそれぞれ駆動する巻解用モータおよび巻取用モータを有してテープ折返研磨機構が一体化されたテープ移送機構を、研磨時にナットの軸線方向に移動させる。この研磨装置を超仕上に転用しようとするとテープ移送機構およびこれを軸線方向に移動させる移動台ごと揺動させなければならず、超仕上装置への転用は現実的ではない。

【0013】

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、ボールねじ用ナットのねじ溝の超仕上を可能としかつナットの内径の大きさの制約が少ないボールねじ用ナットのねじ溝超仕上
装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明に係るボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置は、揺動装置、連結装置、揺動伝達装置、押圧装置、ワーク保持装置、横移動装置および制御装置を有する。

【0015】

揺動装置は、揺動する駆動軸を有する。連結装置は、駆動軸を駆動源とする揺動軸回りに揺動可能に揺動装置に一体化されている。揺動伝達装置は、連結装置を介して揺動装置に連結され、駆動軸による揺動を砥石に伝達する。

【0016】

押圧装置は、砥石をボールねじ用ナットのねじ溝に押圧するためのものである。ワーク保持装置は、ボールねじ用ナットを保持してボールねじ用ナットの中心線の回りにこれを正逆回転させる。横移動装置は、一体化または連結された揺動装置および揺動伝達装置と、ワーク保持装置と、のいずれか一方を中心線方向に往復移動させる。制御装置は、ワーク保持装置による正逆回転および横移動装置による往復移動を制御する。

【0017】

連結装置は、駆動軸に一体化された支持部と、支持部に対して揺動軸に略直交する方向に往復移動可能に支持部に連結されまたは揺動軸に略直交するもしくは略平行な回動軸回りに回動可能に支持部に連結されて揺動伝達装置に一体化された被支持部と、を有する。

【0018】

揺動伝達装置は、超仕上時において、ボールねじ用ナットの外部に位置するアーム部と、砥石を保持してボールねじ用ナットの内部に挿入される挿入部と、を備える。

【0019】

押圧装置は、アーム部を押圧することにより砥石をボールねじ用ナットのねじ溝に押圧するように構成されている。挿入部は、揺動軸に砥石が位置するように構成されている。

【0020】

ここで「（ボールねじ用ナットの）中心線方向」とは、この中心線に一致する（重なる）位置での方向を言うのではなく、中心線を含む仮想平面での中心線が延びる方向、つまり中心線に平行な線が延びる方向をも含む意である。

【0021】

ボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置は、揺動軸が略鉛直方向に延びるように配置すると、ボールねじ用ナットのねじ溝における砥石が超仕上されている部分への切削油、砥石屑および金属粉の蓄積が防止できる。

【0022】

ボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置において、アーム部を、回動軸近傍から中心線に略平行にかつ回動軸から遠ざかるように延びた後に、中心線に向けて略直角に曲がって延びる形態とし、挿入部を、アーム部が略直角に曲がって延びた先でアーム部に連続する形態とする。

【0023】

上記において「略直交」、「略平行」、「略鉛直方向」および「略直角」のように「略」を付したのは、外観上「直交」、「平行」、「鉛直」、「平行」および「直角」に見えれば足り、厳密な「直交」および「平行」等をいうものではない意である。

【0024】

押圧装置は、砥石がボールねじ用ナットのねじ溝を押圧する方向と同じ方向にかつその押圧方向から見たときに揺動軸に重なる位置で、アーム部を押圧する。

【0025】

支持部と被支持部とが回動軸により連結された連結装置では、回動軸が揺動軸に略直交するように構成される。

【0026】

押圧装置としてエアシリンダが用いられ、エアシリンダのシリンダが支持部に固定される。被支持部が支持部に対して揺動軸に略直交する方向に往復移動可能に支持部に連結された連結装置を有するボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置は、エアシリンダのロッドがアーム部に固着でなく「遊び」を有して一体化される。

【0027】

ここで「遊びを有して」とは、ロッドとアーム部との一体化において、ロッドの動作がアームの移動に影響しない、一体化部分に設けられた隙間、緩み（遊間）を有する意である。

【0028】

押圧装置は、アーム部をエアシリンダによる砥石の押圧方向の反対側に付勢するばねを有する。

【発明の効果】

【0029】

本発明によると、ボールねじ用ナットのねじ溝の超仕上を可能としかつナットの内径の大きさの制約が少ないボールねじ用ナットのねじ溝超仕上装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１はねじ溝超仕上装置の正面部分断面図である。

【図2】図２は溝超仕上装置の左側面部分断面図である。

【図3】図３は図１のＡ－Ａ矢視図である。

【図4】図４は貫通孔における固定板と超仕上砥石との関係を示す図である。

【図5】図５は図１のＡ－Ａ矢視方向から見た超仕上時のねじ溝超仕上装置の動作を示す図である。

【図6】図６は他のねじ溝超仕上装置の正面図である。

【図7】図７は他のねじ溝超仕上装置の正面部分断面図である。

【図8】図８は他のねじ溝超仕上装置の側面部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

図１はねじ溝超仕上装置１の正面部分断面図、図２は溝超仕上装置１の左側面部分断面図、図３は図１のＡ－Ａ矢視図、図４は貫通孔３３における固定板３５と超仕上砥石１１との関係を示す図、図５は図１のＡ－Ａ矢視方向から見た超仕上時のねじ溝超仕上装置１の動作を示す図である。図４において、（ａ）は超仕上砥石１１が固定される様子を示す平面断面図、（ｂ）は固定板３５の平面図、（ｃ）は固定板３５の右側面図である。

【0032】

ねじ溝超仕上装置１は、揺動装置２、連結装置３、揺動伝達装置４、押圧装置５、横移動装置、ワーク保持装置６および制御装置等からなる。

【0033】

揺動装置２は、揺動伝達装置４が保持する超仕上砥石１１（以下「砥石１１」という）を高速で揺動（オシレーション）させるための装置である。揺動装置２にはサーボモータが用いられる。揺動装置２は、その駆動軸（以下「駆動軸」という）が鉛直になるように配される。

【0034】

揺動装置２は、それ自体は揺動しないが、その駆動軸により連結装置３、揺動伝達装置４および押圧装置５を一体として揺動させる。

【0035】

揺動装置２は、砥石１１の位置が、ボールねじ用ナットＷ（以下「ナットＷ」という）の内径に応じて（より大きい内径のナットＷに対しては例えば図３の下方に）変更可能に構成される。（揺動装置２は、後述するように連結装置３、揺動伝達装置４および押圧装置５と一体化されており、揺動装置２の水平方向の位置を変えることにより揺動伝達装置４が保持する砥石１１の位置が変わる。）
連結装置３は、支持部１２、被支持部１３および回動軸１４からなる。支持部１２は、サーボモータの駆動軸と一体化され駆動軸の揺動とともに揺動する。被支持部１３は揺動伝達装置４に一体化されている。回動軸１４は、被支持部１３を回動可能に支持部１２に連結する。回動軸１４は、サーボモータの駆動軸に直交し水平方向に延びている。

【0036】

揺動伝達装置４は、砥石１１にナットＷのねじ溝Ｇの超仕上をさせるために、揺動装置２の高速揺動を砥石１１に伝達する。

【0037】

揺動伝達装置４は、アーム部２１および挿入部２２等で構成される。

【0038】

アーム部２１は、正面視（図１）において「Ｌ」字状を呈し、その一方の端側が連結装置３の被支持部１３に一体化されている。アーム部２１は、被支持部１３に一体化された側から回動軸１４の軸心方向の一方に向け略水平に延び（この部分を「回避部２３」という）、途中で略９０度（略直角に）曲がり下方に略鉛直に延びる（この部分を「延長部２４」という）。つまり、アーム部２１は、回避部２３がワーク保持装置６に保持されるナットＷの周面をその中心線方向に迂回し、延長部２４がナットＷの開口に至る。

【0039】

アーム部２１は、ナットＷの回転を妨げずに被支持部１３との連結部分からナットＷの開口に延びていれば、上述の形状に制限されない。

【0040】

アーム部２１は、その延長部２４の延びた先で挿入部２２と一体化されている。

【0041】

挿入部２２は、正面視（図１）において回動軸１４（の軸心）に対してナットのねじ溝Ｇのリード角分だけ傾斜して、かつ平面視（図３）において回動軸１４と平行に、アーム部２１と連続する端から揺動軸ＳＣに向け延びる。

【0042】

ここで「揺動軸」とは、揺動装置２の駆動軸により連結装置３、揺動伝達装置４等および砥石１１が揺動するときの揺動の中心軸をいい、ねじ溝超仕上装置１において実体のない（部分として指し示せない）軸（線）である。

【0043】

挿入部２２は、砥石保持部３１および砥石固定装置３２を有する。

【0044】

砥石保持部３１は、挿入部２２におけるその延びた端部に設けられ、断面形状が矩形の鉛直方向に貫通する孔３８を有する。砥石保持部３１は、その矩形の孔３８の長辺が揺動軸ＳＣに平行であり、正面視において揺動軸ＳＣが砥石保持部３１の孔３８の内部を通過する。砥石保持部３１は、その孔３８内に砥石１１を保持する。

【0045】

砥石固定装置３２は、挿入部２２の内部で挿入部２２が延びる方向に貫通し断面が円形の貫通孔３３、貫通孔３３に嵌め入れられた係止棒３４、および砥石保持部３１の孔３８内に配される板状の固定板３５からなる。

【0046】

貫通孔３３は、その中心線が挿入部２２の延びる方向に一致する。貫通孔３３は、砥石保持部３１とは反対側の開口近傍に雌ねじ３６が設けられている。

【0047】

係止棒３４は、外径が貫通孔３３の雌ねじ３６を除く部分の内径よりやや小さな丸棒であり、一方の端近傍に雄ねじ３７を有する。係止棒３４は、その雄ねじ３７が雌ねじ３６に螺合され、貫通孔３３に嵌め入れられている。

【0048】

固定板３５は砥石保持部３１の孔３８内に配される。固定板３５は、孔３８の矩形断面における長辺をその幅（図４（ｂ）の上下方向の寸法）とし、孔３８の長さより少し大きい長さを有する。固定板３５は、その長さ方向の一方の端からその幅方向の両側に突出する一対の係止部３９，３９を備える。

【0049】

固定板３５は、貫通孔３３における砥石保持部３１の矩形の孔３８への開口から露出する係止棒３４の端面に当接可能なようにして、孔３８の側面近くに配されている。

【0050】

砥石１１は、矩形の孔３８内で、固定板３５と他方の長辺の内面との間に保持される。砥石１１は正面視において矩形の孔３８の長辺の長さと略同じ幅を有する。固定板３５は、係止棒３４に押されて矩形の孔３８内に砥石１１を固定する。固定板３５は、砥石１１の側面（図１では左側の面）全体を押圧するように形成され、押圧力が分散されることにより比較的脆い砥石１１の破損を防いでいる。

【0051】

固定板３５の一対の係止部３９，３９は、固定板３５が孔３８内に過剰に押し込まれることを防止する。

【0052】

揺動伝達装置４は、揺動装置２の駆動軸が砥石１１の揺動軸ＳＣと一致するように、アーム部２１および挿入部２２が構成される。

【0053】

押圧装置５は、ナットＷのねじ溝Ｇの超仕上時において砥石１１をねじ溝Ｇに押しつけ、超仕上終了後には挿入部２２（揺動伝達装置４）をナットＷ内から取り出し易い姿勢にする働きをする。

【0054】

押圧装置５は連結装置３の支持部１２に一体化されており、エアシリンダ４１および解除装置４２等からなる。

【0055】

エアシリンダ４１は、そのピストン４３の一部が通常の単動式エアシリンダにおけるロッド側に露出しており、その露出する端面が球面に形成されている。エアシリンダ４１は、正面視において揺動軸ＳＣと重なる位置でアーム部２１における回避部２３の側面を略水平方向に押圧するように配置されている。この押圧方向は、砥石１１がナットＷのねじ溝Ｇを押圧する方向である。

【0056】

解除装置４２は、連結装置３の支持部１２から揺動軸ＳＣに略平行に延びる板状のばね保持部４５（図２参照）、および圧縮コイルばね４６からなる。

【0057】

ばね保持部４５は、回避部２３の側方に位置して回避部２３と間隔を有しており、断面が円形のばね装着部が回避部２３に向けて突出する。円柱状のばね装着部の軸心は、エアシリンダ４１のピストン４３の軸心（の延長）に略一致する。

【0058】

圧縮コイルばね４６は、その一方の端がばね装着部に被せられ、他方の端が回避部２３の側面に当接する。

【0059】

押圧装置５は、エアシリンダ４１のシリンダ室に加圧エアが導入されることで砥石１１をナットＷのねじ溝Ｇに押圧させ、シリンダ室の加圧を解除することで圧縮コイルばね４６が砥石１１をねじ溝Ｇから開放する。シリンダ室の加圧を解除したときのピストン４３の待避位置は、ヘッドカバーを貫通するスタッドボルトにより調整される。

【0060】

横移動装置は、揺動装置２、連結装置３、揺動伝達装置４および押圧装置５を一体として往復移動させるものである。横移動装置は、駆動源のサーボモータ、リニアガイドおよ
びボールねじ等で構成される。横移動装置が揺動装置２等を移動させる方向は、正面視において超仕上対象であるナットＷのねじ溝Ｇのリード角分だけ回動軸１４に対して傾斜する方向であり、ワーク保持装置６に保持されたナットＷの中心線ＣＬに平行な方向でもある（図１両方向矢印参照）。

【0061】

横移動装置は、ねじ溝Ｇの一方の端から他方の端までの全長に渡り超仕上をするために、砥石１１をナットＷに対してその中心線ＣＬ方向に相対移動させる働きをする。したがって、横移動装置を、上述したような揺動装置２、連結装置３、揺動伝達装置４および押圧装置５を一体として移動させるものではなく、ワーク保持装置６を中心線ＣＬ方向に移動させるものとしても良い。

【0062】

ワーク保持装置６は、ナットＷの超仕上時にこれを保持し回転させる装置である。ワーク保持装置６は、その回転軸がナットＷのねじ溝Ｇのリード角分だけ、連結装置３における回動軸１４に対して傾斜する。ワーク保持装置６は、超仕上対象のナットＷのねじ溝断面におけるゴシックアーチ面の曲率中心と砥石１１の揺動軸ＳＣの水平方向における位置とを略一致させてワークを保持する。ゴシックアーチ面の曲率中心の位置と砥石１１の揺動軸ＳＣの位置との略一致は、揺動装置２の略水平方向における位置を調整して行われる。ワーク保持装置６の略水平方向における位置を調節してこれらの高さを一致させることもできる。

【0063】

制御装置は、ねじ溝超仕上装置１の全体の動作を制御するためのものである。制御装置は、例えば、超仕上時に常に砥石１１が溝内に収まるように、横移動装置およびワーク保持装置６を制御する。具体的には、揺動装置２の往路移動時において揺動装置２が隣り合うねじ溝間（１リード）を移動する間にナットＷが正方向に１回転するように、揺動装置２の復路移動時にはねじ溝間（１リード）を移動する間にナットＷが逆方向に１回転するように、横移動装置およびワーク保持装置６の動作を制御する。

【0064】

図５を参照して、ねじ溝超仕上装置１は、サーボモータ（揺動装置２）が、連結装置３、揺動伝達装置４および押圧装置５を一体として揺動軸ＳＣ回りに揺動させる。ねじ溝超仕上装置１は、ナットＷのねじ溝Ｇ内で砥石１１を高速揺動させることにより、ナットＷのねじ溝Ｇの超仕上を行う。

【0065】

砥石１１の揺動軸ＳＣを略鉛直とし、砥石１１の研磨面がナットＷのねじ溝を尺水平方向に押圧するように構成したのは、切削油、超仕上時に生ずる砥石屑および金属粉が、砥石１１が現に超仕上を行っているその部分に滞留するのを防ぐためである。

【0066】

揺動装置２、連結装置３、揺動伝達装置４、押圧装置５および横移動装置の一体化物とワーク保持装置６との位置関係は、図１におけるものの上下を逆にしても、図１の配置と同じように砥石屑および金属粉等の超仕上が行われている部分への滞留が防止できる。

【0067】

砥石屑および金属粉等の超仕上が行われている部分への滞留を防止ずるのが望ましいものの、図１が平面図となるように揺動装置２、連結装置３、揺動伝達装置４、押圧装置５および横移動装置の一体化物とワーク保持装置６とを配置しても、ナットＷのねじ溝の超仕上が可能である。

【0068】

ねじ溝超仕上装置１は、ナットＷ内に挿入される挿入部２２の構造を簡素で小型とすることができ、より内径が小さなナットＷの超仕上が可能となる。

【0069】

図６は他のねじ溝超仕上装置１Ｂの正面図である。図６においてねじ溝超仕上装置１におけるものと同じ部分についてはねじ溝超仕上装置１と同じ符合を付しその説明を省略する。

【0070】

ねじ溝超仕上装置１Ｂは、揺動装置２、連結装置３Ｂ、揺動伝達装置４Ｂ、押圧装置５Ｂ、横移動装置、ワーク保持装置６および制御装置等からなる。

【0071】

連結装置３Ｂは、支持部１２Ｂ、被支持部１３Ｂおよび回動軸１４Ｂからなる。支持部１２Ｂは、サーボモータの駆動軸と一体化され駆動軸の揺動とともに揺動する。被支持部１３Ｂは揺動伝達装置４Ｂに一体化されている。回動軸１４Ｂは、被支持部１３Ｂを回動可能に支持部１２Ｂに連結する。回動軸１４Ｂは、サーボモータの駆動軸から離れた位置でこれと平行に且つ鉛直方向に延びている。回動軸１４Ｂにおけるサーボモータの駆動軸との平行および鉛直方向について、厳格にこれらを要求するものではない。

【0072】

揺動伝達装置４Ｂは、アーム部２１Ｂおよび挿入部２２等で構成される。

【0073】

アーム部２１Ｂは、正面視（図６）において「Ｌ」字状を呈し、回動軸１４Ｂに支持された側が回避部２３Ｂ、他方が延長部２４である。また、回避部２３Ｂは、回動軸１４Ｂに支持されているので、連結装置３Ｂの被支持部１３Ｂでもある。つまり、ねじ溝超仕上装置１Ｂにおいては、被支持部１３Ｂはアーム部２１Ｂの一部であり、サーボモータの駆動軸との連結に寄与する連結装置３Ｂの構成要素でもある。

【0074】

回避部２３Ｂは、支持部１２Ｂに連結された部分（被支持部１３Ｂ）の端から略水平に延び、途中で略９０度（略直角に）曲がり下方に略鉛直に延びる。アーム部２１Ｂは、回避部２３Ｂがワーク保持装置６に保持されるナットＷの周面をその中心線方向に迂回し、延長部２４がナットＷの開口に至る。

【0075】

押圧装置５Ｂは、連結装置３Ｂの支持部１２Ｂに一体化されており、エアシリンダ４１および解除装置等からなる。

【0076】

押圧装置５Ｂは、ねじ溝超仕上装置１の押圧装置５と同じ単動式エアシリンダであり、その露出するピストンの一部が被支持部１３Ｂを略水平方向に押圧するように配置されている。ピストンによるアーム部２１Ｂ（揺動伝達装置４Ｂ）への押圧は、回動軸１４Ｂと揺動軸ＳＣとの間で行われ、この押圧方向は、砥石１１がナットＷのねじ溝Ｇを押圧する方向である。

【0077】

解除装置は、連結装置３の支持部１２Ｂと被支持部１３Ｂとの間に配された圧縮コイルばねである。

【0078】

ねじ溝超仕上装置１Ｂは、押圧装置５Ｂが揺動伝達装置４Ｂを押圧する位置が、ねじ溝超仕上装置１における押圧装置５が揺動伝達装置４を押圧する位置と大きく異なる。しかし、ねじ溝超仕上装置１Ｂはねじ溝超仕上装置１と同様に、ナットＷ内に挿入される挿入部２２の構造を簡素で小型とすることができ、より内径が小さなナットＷの超仕上が可能となる。

【0079】

図７は他のねじ溝超仕上装置１Ｃの正面部分断面図、図８は他のねじ溝超仕上装置１Ｃの側面部分断面図である。図７および図８において、ねじ溝超仕上装置１におけるものと同じ部分についてはねじ溝超仕上装置１と同じ符合を付しその説明を省略することがある。

【0080】

ねじ溝超仕上装置１Ｃは、揺動装置２、連結装置３Ｃ、揺動伝達装置４Ｃ、押圧装置５Ｃ、横移動装置、ワーク保持装置６および制御装置等からなる。

【0081】

揺動装置２は、溝超仕上装置１における揺動装置２と全く同じ構成と機能を有する。揺動装置２は、その駆動軸（以下「駆動軸」という）の揺動による砥石１１の揺動軸ＳＣが鉛直になるように配するのが適切である。

【0082】

揺動装置２は、その駆動軸により連結装置３Ｃ、揺動伝達装置４Ｃおよび押圧装置５Ｃを一体として揺動させる。

【0083】

連結装置３Ｃは、支持部１２Ｃ、被支持部１３Ｃおよび一対のリニアガイド１５Ｃ，１５Ｃからなる。支持部１２Ｃは、揺動装置２（サーボモータ）の駆動軸と一体化され、駆動軸の揺動とともに揺動する。支持部１２Ｃは、平面視矩形の厚板状である。被支持部１３Ｃは一対のリニアガイド１５Ｃ，１５Ｃを介して支持部に一体化されている。

【0084】

リニアガイド１５Ｃ，１５Ｃは、それぞれのレール１６Ｃ，１６Ｃが（駆動軸による）揺動の軸（揺動軸ＳＣ）に直交させてこれらが並行に支持部１２Ｃに固定されている。リニアガイド１５Ｃ，１５Ｃのブロック１７Ｃ，１７Ｃは、それぞれが一緒にレール１６Ｃ，１６Ｃを移動可能に、支持部１２Ｃの下方の被支持部１３Ｃに固定されている。リニアガイド１５Ｃ，１５Ｃは、正面視（図７）において揺動軸ＳＣに対して対称となるように配されている。

【0085】

被支持部１３Ｃは揺動伝達装置４Ｃに一体化されている。つまり支持部１２Ｃと被支持部１３Ｃとは一対のリニアガイド１５Ｃ，１５Ｃで連結され、揺動伝達装置４Ｃは支持部１２Ｃに対して略水平移動可能である。

【0086】

なお、レール１６Ｃ，１６Ｃを、被支持部１３Ｃを支持する支持部１２Ｃの一部、およびブロック１７Ｃ，１７Ｃを被支持部１３Ｃまたは被支持部１３Ｃの一部ともみなせる。

【0087】

揺動伝達装置４Ｃは揺動伝達装置４と同様に、砥石１１にナットＷのねじ溝Ｇの超仕上をさせるために、揺動装置２による高速揺動を砥石１１に伝達する。

【0088】

揺動伝達装置４Ｃは、アーム部２１Ｃおよび挿入部２２等で構成される。

【0089】

アーム部２１Ｃは、正面視（図７）において「Ｌ」字状を呈し、その一方の側が連結装置３Ｃの被支持部１３Ｃに一体化されている。アーム部２１Ｃは、被支持部１３Ｃに一体化された側から揺動軸ＳＣおよびレール１６Ｃのいずれにも略直交して略水平に延び（この部分を「回避部２３Ｃ」という）、途中で下方に延びる（この部分を「延長部２４Ｃ」という）。アーム部２１Ｃは、回避部２３Ｃがワーク保持装置６に保持されるナットＷの周面をその中心線方向に迂回し、延長部２４ＣがナットＷの開口に至る。

【0090】

ねじ溝超仕上装置１Ｃでは、回避部２３Ｃがブロック１７Ｃ，１７Ｃを介して支持部１２Ｃに支持されるので、回避部２３Ｃはアーム部２１Ｃの一部でありかつ被支持部１３Ｃの一部とみなすことができる。

【0091】

アーム部２１Ｃは、ナットＷの回転を妨げずに支持部１２Ｃとの連結部分からナットＷの開口に延びていれば、上述の形状に制限されない。アーム部２１Ｃは、その延長部２４Ｃの延びた先で挿入部２２と一体化されている。

【0092】

挿入部２２は、正面視（図７）において揺動軸ＳＣに直交する（仮想）平面に対してナットのねじ溝Ｇのリード角分だけ傾斜して、かつ平面視においてレール１６Ｃに直交してアーム部２１Ｃと連続する端から揺動軸ＳＣに向け延びる。挿入部２２は、その構成および機能が、ねじ溝超仕上装置１における挿入部２２と同一である。したがって、挿入部２２は、砥石保持部３１および砥石固定装置３２を有するが、これらもねじ溝超仕上装置１における砥石保持部３１および砥石固定装置３２とその構成および機能は同一である。

【0093】

押圧装置５Ｃは、超仕上時において砥石１１をナットＷのねじ溝Ｇに押しつけ、超仕上終了後には砥石１１をねじ溝Ｇから遠ざける働きをする。押圧装置５Ｃは、複動型エアシリンダ４１Ｃおよびアーム連結部４７Ｃからなる。

【0094】

エアシリンダ４１Ｃは複動型エアシリンダである。エアシリンダ４１Ｃは、そのシリンダがブラケット４８Ｃにより連結装置３Ｃの支持部１２Ｃに一体化され、そのロッド４９Ｃがアーム連結部４７Ｃに非固定的に連結されている。エアシリンダ４１Ｃのロッド４９Ｃには、その先端面に開口し中心線ＰＬにを中心とする雌ねじが設けられている。エアシリンダ４１Ｃは、その（シリンダの）中心線ＰＬが、揺動軸ＳＣに直交し且つ（リニアガイドの）レール１６Ｃと並行になるように配される。エアシリンダ４１Ｃは、正面視（図７）においてアーム部２１Ｃの回避部２３Ｃに重なる。

【0095】

アーム連結部４７Ｃは、アーム部２１Ｃ（の回避部２３Ｃ）に設けられた挿通孔５１Ｃ、ボルト５２Ｃ、２つの肉厚座金（平ワッシャー）５３Ｃ，５３Ｃおよび安定化圧縮コイルばね５４Ｃ等からなる。

【0096】

挿通孔５１Ｃは、その中心線がエアシリンダ４１Ｃの中心線ＰＬに一致する、回避部２３Ｃを貫通する断面が円形の孔である。挿通孔５１Ｃは、ボルト５２Ｃの外径より十分に大きく、内部で段が形成されてエアシリンダ４１Ｃの反対側の開口までさらに外径が大きくなっている（外径が大きな部分を「径大部」という）。

【0097】

挿通孔５１Ｃには、この孔の長さより数ミリメートル長い円筒状のカラー５５Ｃが嵌め入れられている。カラー５５Ｃの外径は径大部を除く挿通孔５１Ｃの内径よりわずかに小さい。

【0098】

ボルト５２Ｃは、挿通孔５１Ｃの両開口部分にそれぞれ肉厚座金５３Ｃ，５３Ｃが配され、径大部とカラー５５Ｃとの間に安定化圧縮コイルばね５４Ｃが収容された状態で、カラー５５Ｃを貫通し、ロッド４９Ｃの雌ねじに螺合されている。カラー５５Ｃの内径はボルト５２Ｃの径よりわずかに大きい。ボルト５２Ｃは、アーム部２１Ｃとロッド４９Ｃとを連結する。ボルト５２Ｃの（ロッド４９Ｃの）雌ねじへの螺合の程度は、アーム部２１Ｃとロッド４９Ｃとを緊結するものではなく、挿通孔５１Ｃ内をボルト５２Ｃが数ミリメートル移動できるように、つまり肉厚座金５３Ｃとアーム部２１Ｃ（回避部２３Ｃ）とに数ミリメートルの（遊び）間隔Ｄを生じさせるものである。

【0099】

安定化圧縮コイルばね５４Ｃは、揺動伝達装置４Ｃおよび押圧装置５Ｃ等が高速で揺動
するとき、揺動時の遠心力、振動等で回避部２３Ｃが前述した「遊び」つまり間隔Ｄを自由に移動するのを妨げる働きをする。

【0100】

押圧装置５Ｃは、エアシリンダ４１Ｃの一方のシリンダ室に加圧エアが導入されることで砥石１１をナットＷのねじ溝Ｇに押圧させ、他方のシリンダ室に加圧エアが導入されることで砥石１１をねじ溝Ｇから開放する。砥石１１をねじ溝Ｇから開放したときのピストン４３Ｃの待避位置は、ヘッドカバーを貫通するスタッドボルトにより調整される。

【0101】

押圧装置５Ｃに単動型エアシリンダを用い、砥石１１をねじ溝Ｇから遠ざける動作を、ねじ溝超仕上装置１における解除装置４２のように構成することができる。例えば、図８において支持部１２Ｃの下面に（ねじ溝超仕上装置１における）ばね保持部４５類似物を一体化し、回避部２３Ｃとの間に圧縮コイルばねを配してもよい。

【0102】

横移動装置は、揺動装置２、連結装置３Ｃ、揺動伝達装置４Ｃおよび押圧装置５Ｃを一体として往復移動させるものである。横移動装置は、駆動源のサーボモータ、リニアガイドおよびボールねじ等で構成される。横移動装置が揺動装置２等を移動させる方向は、正面視において超仕上対象であるナットＷのねじ溝Ｇのリード角分だけ回動軸１４に対して傾斜する方向であり、ワーク保持装置６に保持されたナットＷの中心線ＣＬに平行な方向でもある（図７両方向矢印参照）。

【0103】

横移動装置は、ねじ溝Ｇの一方の端から他方の端までの全長に渡り超仕上をするために、砥石１１をナットＷに対してその中心線ＣＬ方向に相対移動させる。横移動装置を、上述したような揺動装置２、連結装置３Ｃ、揺動伝達装置４Ｃおよび押圧装置５Ｃを一体として移動させるものではなく、ワーク保持装置６を中心線ＣＬ方向に移動させるものとしても良い。

【0104】

ワーク保持装置６は、ねじ溝超仕上装置１におけるワーク保持装置６と同じである。

【0105】

制御装置は、ねじ溝超仕上装置１Ｃの全体の動作を制御するためのものである。制御装置は、複動型エアシリンダ４１Ｃの弁制御がねじ溝超仕上装置１における単動型エアシリンダ４１の弁制御と異なる点を除き、ねじ溝超仕上装置１におけるワーク保持装置６と同じである。

【0106】

ねじ溝超仕上装置１Ｂ，１Ｃは、砥石１１の揺動軸ＳＣを略鉛直とし、砥石１１の研磨面がナットＷのねじ溝を尺水平方向に押圧するように構成するのが好ましい。超仕上に使用する切削油、超仕上時に生ずる砥石屑および金属粉が、砥石１１が現に超仕上を行っているその部分に滞留するのが防止されるためである。

【0107】

揺動装置２、連結装置３Ｂ，３Ｃ、揺動伝達装置４Ｂ，４Ｃ、押圧装置５Ｂ，５Ｃおよび横移動装置の一体化物とワーク保持装置６との位置関係は、例えば図７における形態の上下を逆にしても、図１の配置と同じように砥石屑および金属粉等の超仕上が行われている部分への滞留が防止できる。

【0108】

砥石屑および金属粉等の超仕上が行われている部分への滞留を防止ずるのが望ましいものの、揺動軸ＳＣが水平となるように揺動装置２、連結装置３Ｂ，３Ｃ、揺動伝達装置４Ｂ，４Ｃ、押圧装置５Ｂ，５Ｃおよび横移動装置の一体化物とワーク保持装置６とを配置しても、ナットＷのねじ溝の超仕上が可能である。

【0109】

ねじ溝超仕上装置１は、ナットＷ内に挿入される挿入部２２の構造を簡素で小型とすることができ、より内径が小さなナットＷの超仕上が可能となる。

【0110】

上述の実施形態において、挿入部２２における砥石保持部３１を除く、ナットＷ内に挿入される部分の貫通孔３３に直交する断面形状を円形とすることができる。断面形状に円形を採用することにより、ナットＷ内に挿入される部分が揺動時にナットＷの内面に当たり難くなり、さらに小さな内径のナットＷのねじ溝Ｇの超仕上が可能となる。

【0111】

その他、ねじ溝超仕上装置１，１Ｂ，１Ｃ、およびねじ溝超仕上装置１，１Ｂ，１Ｃの各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

【産業上の利用可能性】

【0112】

本発明は、ボールねじに使用されるナットのねじ溝を超仕上する装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0113】

１，１Ｂ，１Ｃ ねじ溝超仕上装置
２ 揺動装置
３，３Ｂ，３Ｃ 連結装置
４，４Ｂ，４Ｃ 揺動伝達装置
５，５Ｂ，５Ｃ 押圧装置
６ ワーク保持装置
１１ 超仕上げ砥石（砥石）
１２，１２Ｂ，１２Ｃ 支持部
１３，１３Ｂ，１３Ｃ 被支持部
１４，１４Ｂ 回動軸
２１，２１Ｂ，２１Ｃ アーム部
２２ 挿入部
４１，４１Ｃ エアシリンダ
４６ 圧縮コイルばね（ばね）
４９Ｃ （エアシリンダの）ロッド
ＣＬ （ボールねじ用ナットの）中心線Ｇ （ナットの）ねじ溝
ＳＣ 揺動軸
Ｗ ホールねじ用ナット（ナット）

【要約】

【課題】ボールねじ用ナットのねじ溝の超仕上を可能としナットの内径の大きさの制約が少ないねじ溝超仕上装置を提供する。
【解決手段】ねじ溝超仕上装置１は、揺動する駆動軸を有する揺動装置２、駆動軸に直交する回動軸で揺動装置に連結され揺動可能な揺動伝達装置４、揺動伝達装置と一体化された押圧装置５、ナットＷをその中心線ＣＬ回りに正逆回転させるワーク保持装置６、揺動装置及び揺動伝達装置とワーク保持装置とのいずれか一方を中心線方向に往復移動させる横移動装置、及びワーク保持装置の正逆回転および横移動装置の往復移動を制御する制御装置を有する。揺動伝達装置は、ナットの外部のアーム部２１と砥石１１を保持しナット内に挿入される挿入部２２とを備える。押圧装置はアーム部を押圧して砥石をナットのねじ溝Ｇに押圧し、挿入部は駆動軸に砥石を位置させる。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】