JP6902882B2 - らせん形異形材研削用の砥石車 - Google Patents

Description

本発明は、らせん形異形材研削用（spiral-shaped profiles）の砥石車に関し、特に（ただし必ずしもこれに限るものではないが）再循環式ボールねじのらせん形異形材を研削するための砥石車に関する。

周知のように、再循環式ボールねじ連結器内でボールを回転させるためのらせん形軌道は、結果的に高圧となり、高い機械加工精度が要求されるため、軌道を頻繁に研削する必要がある。

研削は通常、均一な粒子及び構造を備えたモノリシックの砥石車を用いて行われ、適切なパラメータによって、同一の砥石車を用いて部品を同じように位置決めして、荒削り及び仕上げ削り工程が行われる。必要な精度と品質とに悪影響を及ぼすことになるネジ軸の過度の延長がないように処理時間を犠牲にして、ネジ山についての最終的な粗度と必要な正確度とを得るための妥協点を見つける必要があることは明らかである。

或いは、より大きい粒径を有する第一の砥石車を使用して荒削り作用を定義し、より小さい粒径を有する第二の砥石車を用いて軌道の仕上げを行う。

周知の研削プロセスは、荒削り用の砥石車を用いて研削をする第一の工程を備え、このプロセスが完了したならば、荒削り用の砥石車を仕上げ削り用の砥石車に交換して、軌道の仕上げ削りが終了するまでこのプロセスを繰り返す。

らせん形状軌道対を研削することも知られており、二重ディスク砥石車を用いることによって、いわゆる「２条ネジ」を形成するものである。より大きな粒径を有する材料から作成した第一の二重ディスク砥石車によって第一の荒削り工程を定義し、次にこれを粒径の小さい仕上げ削り用の砥石車に交換する。仕上げ削り用の砥石車も互いに並設された二つのディスクを有する。

このような介入方法は、少なくとも二つの進路（passes）（一つは荒削り用で一つは仕上げ削り用）を提供する必要があるために、結果的に実行時間が長いという欠点を有する。

更に、仕上げ削りプロセスの間、異形材の幾何学的配置が局所的に変形してしまう点まで砥石車の加熱が顕著となり、元の正しい形状が失われる可能性がある。

これに関して、本発明の技術的目的は、上述の欠点を克服するらせん形異形材を研削するための砥石車を提供することである。

具体的に、本発明の目的は、作業上のより良い効率を達成するのに適した、らせん形異形材を研削するための砥石車を提供することである。

本発明の更なる目的は、使用の際に最適な幾何学的安定性を有するらせん形異形材を研削するための砥石車を提供することである。

このような技術的目的及び記載した目的は、添付の請求項の一以上に記載の技術的特徴を備えたらせん形異形材を研削するための砥石車によって実質的に達成される。

本発明の実施形態を例示する添付の図面を参照しながら、本発明について以下に説明をするが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
再循環式ボールねじのらせん形異形材を研削するための動作構成における本発明に係る砥石車を二つの異なる角度から見た図。 再循環式ボールねじのらせん形異形材を研削するための動作構成における本発明に係る砥石車を二つの異なる角度から見た図。 図１の砥石車の外側異形材（outer profile）を詳細に示す図。 再循環式ボールねじのらせん形異形材を研削するための動作構成における図１の砥石車の外側異形材の軸方向の断面を示す図。

添付の図面において、参照符号１により、本発明に係るらせん形異形材を研削するための砥石車を全体的に示す。

砥石車１は、再循環式ボールねじ上に配置されるらせん形軌道（２条以上のネジの場合には複数のらせん形軌道）を研削するために使用される。研削の目的は、摩擦を軽減し連結の信頼性を上げることで、軌道内でボールが最適且つ効率的に滑るようにするためのものである。

図１及び２に示すように、砥石車１は、相対回転軸「Ｘ」がネジ２の回転軸「Ｙ」にほぼ平行であって、特に、ネジ２のらせん形異形材（又はらせん形軌道）３のらせん角度に略等しい角度で傾斜するよう配置される。更に、砥石車１は、軌道３に隣接した少なくとも二つの溝４ａ、４ｂの異形材と接しており、これによって研削が行われる。

より詳細には、砥石車１は、砥石車１の軸「Ｘ」に対して軸対称な形状を有し軸方向に互いに並設された弓型状の二つの外側研磨異形材５、６を備え、加工工程では、これら二つの外側異形材５、６が軌道３に隣接したそれぞれの溝４ａ、４ｂに導入される。加工サイクルの間、砥石車１は、ネジ２の回転に同調するよう、従って、軸「Ｙ」に沿ったそれぞれの溝４ａ、４ｂの理想的な供給に同調して、供給方向「Ａ」に沿ってネジ２の軸「Ｙ」に沿って移動する。

この二つの外側研磨異形材（outer abrasive profiles）５、６によって、少なくとも実質的には、砥石車２の動作部を形成する二つの同軸ディスク１ａ、１ｂが形成されるが、二つの外側研磨異形材は、砥石車１が固定された単一の塊を形成するよう互いに強固に連結される。

以下の説明において、二つのディスク１ａ、１ｂと述べる場合には、この二つの外側研磨異形材５、６について単に述べた場合に該当する。

本発明の特有の態様によれば、二つのディスク１ａ、１ｂは、溝４ａ、４ｂの表面仕上げ削りの程度を異なるものとするような異なる研磨特性を有する。

研磨ディスク１ａ、１ｂは、セラミックの種類の研磨材料からなることが好ましい。

この好ましい態様によれば、らせん形軌道３に対して砥石車１の供給方向「Ａ」の前方向に配置される第一のディスク１ａによって荒削り用のディスクを形成し、もう一つのディスク１ｂによって仕上げ削り用のディスクを形成することができる。

より具体的には、二つのディスク１ａ、１ｂは、粒径及び／又は研磨剤（abrasive）の種類が異なる、及び／又は密度及び／又は構造が異なるものであって、溝４ａ、４ｂの表面粗度の値が異なるものとなる。一例としての実施形態によれば、荒削り用のディスクが、８０〜１００の粒径を有し、一方、仕上げ削り用のディスク１ｂは、１２０〜１４０の粒径を有する。

更に又は代替的には、二つのディスク１ａ、１ｂは、構造及び／又は結合剤（binder）が互いに異なるものであってよく、第一のディスク１ａによって荒削り用の効果が得られる一方で第二のディスク１ｂによって仕上げ削り用の効果が得られるような異なる表面粗度の効果が得られる。

変形の実施形態によれば、研磨ディスク１ａ、１ｂのうちの一つ、好ましくは、荒削り用の研磨ディスク１ａが、セラミック材料からなり、もう一方の研磨ディスク１ｂがゴムからなる。

本発明の更なる有利な態様によれば、（図示しない）第一の実施形態において、二つの研磨ディスク１ａ、１ｂは、可逆的な接続手段によって互いに連結される。

例えば、可逆的な接続手段は、一以上の接続ネジを備える。

別の実施態様において、研磨ディスク１ａ、１ｂは恒久的に互いに連結しており、例えば一度の成形プロセス等によって単一の一体型構造を有する砥石車１が得られる。即ち、この解決法において、砥石車１は、一度の成形プロセスによって得られる単一の塊によって形成され、二つのディスクは恒久的且つ非可逆的に重なるように形成される。

或いは、研磨ディスク１ａ、１ｂは、接着することによって恒久的に互いに連結する。

本発明の更なる有利な態様によれば、研磨ディスク１ａ、１ｂは、砥石車１の回転軸Ｘを通る平面に沿った横断面において、互いに幾何学的に異なる外側異形材を有する。特に、より好ましい実施形態によれば、仕上げ削り用のディスク１ｂは、形成する溝４ａ、４ｂの横方向の異形材に対応する公称（nominal）外側異形材を有する一方、荒削り用のディスクは、得るべき溝４ａ、４ｂの横方向の異形材に対して補正された幾何学的形状を有する、補正外側異形材を有する。

使用する際、二つのディスク１ａ、１ｂ（即ち二つの外側研磨異形材５、６）は、ネジ２のらせん形軌道３に隣接するそれぞれの溝４ａ、４ｂ内に係合する。次にネジ２が回転軸「Ｙ」の回りを回転すると同時に砥石車１が相対軸「Ｘ」の回りを回転し、ネジ２の軸「Ｙ」に沿って砥石車１が供給されることで、砥石車１とらせん形軌道３との、特にらせん形軌道３の連続における異なるストレッチとの恒久的な係合が得られる。

結果として、荒削り用のディスク１ａがらせん形軌道３の第一のストレッチで動作する一方、仕上げ削り用のディスク１ｂは、荒削り用のディスク１ａによって既に荒削りがされた、らせん形軌道３の第二のストレッチの仕上げ削りを形成する。

この動作は、好ましくはらせん形軌道３に対して凹んだ送り込み及び送り出し領域が形成された、又は代替的には、送り込み領域で仕上げ削り用のディスク１ｂを収容し、送り出し領域で荒削り用のディスクは１ａを収容するように送り込み及び送り出し領域において更なるネジ山を有するようなネジ２上で可能である。

本発明に関して再循環式ボールねじ用のらせん形軌道を有するネジに言及してきたが、本発明は他の多くの解決法にも適用可能であって、雌ネジ、台形ネジ、ＡＣＭＥネジ、（先鋭化された）タッピング工具等の部品のネジ山等の研削対象のらせん形異形材がある。このために、本実施形態では二つの外側研磨異形材が、得るべきボール用のらせん形軌道に略沿うような曲線形状を有していたが、これらの外側研磨異形材は、他の形状（例えば、台形等）を有していてもよい。

本発明によれば、先の目的が達成され、従来技術の欠点が克服される。

本発明に係る砥石車１によれば、単一の進路において完全なプロセス（荒削り＋仕上げ削り）が達成可能であって、作業時間が大幅に減少し、更に、従来技術で起こったような、荒削り用の砥石車を仕上げ削り用の砥石車に交換する際の位置決めの問題を回避することができる。

更に、本発明に係る砥石車の構造によれば、熱容量及び熱を外部に発散する能力が向上し、加熱の問題が減少して研削後の異形材の寸法的な不規則性の問題がなくなる。

Claims (10)

1. らせん形異形材を研削するための砥石車であって、並設され及び同軸上に配置された第一の研磨ディスク（１ａ）と第二の研磨ディスク（１ｂ）とを備え、前記二つのディスク（１ａ、１ｂ）は、互いに強固に連結され、各ディスクは、前記二つの研磨ディスク（１ａ、１ｂ）が機械部品（２）の少なくとも一つのらせん形異形材（３）の二つのそれぞれの溝（４ａ、４ｂ）の内部で係合するような周辺研磨異形材（５ａ、５ｂ）を有し、前記二つのディスク（１ａ、１ｂ）は、前記溝（４ａ、４ｂ）の表面粗度を異なるレベルとするような異なる研磨特性を有し、前記第一の研磨ディスク（１ａ）がより荒いレベルを形成し且つセラミック材料からなり、前記第二の研磨ディスク（１ｂ）がゴムからなる、砥石車。
2. 前記二つの研磨ディスク（１ａ、１ｂ）の一つが荒削り用のディスク（１ａ）であって、もう一方のディスクが仕上げ削り用のディスク（１ｂ）である、請求項１に記載の砥石車。
3. 前記二つの研磨ディスク（１ａ、１ｂ）が、可逆的な接続手段によって互いに連結される、請求項１または２に記載の砥石車。
4. 前記可逆的な接続手段が一以上の接続ネジを備える、請求項３に記載の砥石車。
5. 前記二つの研磨ディスク（１ａ、１ｂ）が恒久的な接続手段によって互いに連結される、請求項１または２に記載の砥石車。
6. 前記二つの研磨ディスク（１ａ、１ｂ）が、一度の成形プロセスによって得られる、又は接着することによって恒久的に互いに接続された、単一の一体型構造を形成する、請求項１または２に記載の砥石車。
7. 前記二つの研磨ディスク（１ａ、１ｂ）が、前記機械部品（２）の対応する隣接溝（４ａ、４ｂ）の研削を行うように互いに相対的に配置される、請求項１から６のいずれか１項に記載の砥石車。
8. 前記研磨ディスク（１ａ、１ｂ）が、前記砥石車（１）の回転軸（Ｘ）を通る平面に沿った横断面において、互いに幾何学的に異なる外側異形材を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の砥石車。
9. 前記ディスク（１ｂ）は、より低い表面粗度が得られるよう、即ち仕上げ削りとなるよう構成され、形成する前記溝（４ａ、４ｂ）の横方向の異形材に対応する公称外側異形材を有し、前記ディスク（１ａ）は、より大きい表面粗度が得られるよう、即ち荒削りとなるよう構成され、得るべき前記溝（４ａ、４ｂ）の前記横方向の異形材に対して補正された幾何学的形状を有する、補正外側異形材を有する、請求項８に記載の砥石車。
10. 機械部品のらせん形異形材を研削するための方法であって、請求項１から９のいずれか１項に記載の砥石車（１）を用いて、前記ディスク（１ａ、１ｂ）のうちの第一のディスク（１ａ）を、前記らせん形異形材（３）に対して前記砥石車（１）の供給方向（Ａ）の前方向に配置して、前記らせん形異形材（３）の第一のストレットを荒削りし、同時に、もう一方の前記ディスク（１ｂ）によって、前記第一のディスク（１ａ）によって既に荒削りされた前記らせん形異形材（３）の第二のストレッチを仕上げ削りするように行われる、方法。

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