JP2022064277A - 仕上研削工具、雌ねじ部材の研削方法及び雌ねじ部材 - Google Patents

Abstract

【課題】雌ねじ部材の生産性を向上し、かつ、雌ねじ部の良好な性状を確保することのできる仕上げ研削工具を提供する。【解決手段】外周面に、ねじ山を螺旋状に形成してなるねじ部５と、外周面のうちの円周方向複数箇所に、軸方向に伸長するように形成された溝部と、を備え、ねじ部は、軸方向後側に向かう程ねじ山の外径が大きくなるテーパ部７を少なくとも有し、かつ、軸方向全範囲においてねじ山のフランク面に逃げ角を設けておらず、ねじ部の軸方向全長にわたって砥粒が固着されている、仕上研削工具３。【選択図】図１

Description

本発明は、内周面に、ねじ山を螺旋状に形成してなる雌ねじ部を備える雌ねじ部材、並びに、該雌ねじ部材に仕上研削を施すための仕上研削工具及び雌ねじ部材の研削方法に関する。

送りねじ装置は、外周面に雄ねじ部を有するねじ軸と、内周面に前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有するナットとを備える。前記送りねじ装置の使用時には、前記ねじ軸と前記ナットとを相対回転させることで、前記ねじ軸と前記ナットとを軸方向に相対変位させる。

前記ナットの前記雌ねじ部は、内周面に、タップと呼ばれる工具により、切削加工を施すことで形成される。図７及び図８は、実開昭６３－１４０３２３号公報（特許文献１）に記載のタップを示している。タップ１００は、外周面にねじ山１０１を螺旋状に形成してなるねじ部１０２と、外周面のうちの円周方向複数箇所（図示の例では円周方向等間隔４箇所）に、軸方向に伸長するように形成された溝部１０３とを備える。

ねじ部１０２は、軸方向前側の端部（図７の左側）に配置され、かつ、軸方向後側（図７の右側）に向かう程ねじ山１０１の外径（タップ１００の中心軸Ｏを中心とするねじ山１０１の外接円の直径）が大きくなる食いつき部１０４と、該食いつき部１０４の軸方向後側に配置され、かつ、軸方向にわたってねじ山１０１の外径が変化しない完全山部１０５とを有する。

なお、軸方向前側とは、タップ１００により、ナットの内周面に雌ねじ部を形成する際の前記ナットへの挿入方向前側であって、図７の左側をいい、軸方向後側とは、前記ナットへの挿入方向後側であって、図７の右側をいう。

タップ１００は、円周方向に隣り合う溝部１０３同士の間にランド１０６を有する。ランド１０６のそれぞれにおいて、ねじ山１０１の円周方向前側面にすくい面１０７を有し、かつ、ねじ山１０１の山の頂の円周方向前側の端部（すくい面１０７とねじ山１０１の外周面との接続部）に切れ刃１０８を有する。さらに、ランド１０６のそれぞれにおいて、ねじ山１０１に逃げ角（二番逃げ）を設けている。換言すれば、ねじ山１０１の逃げ角（二番角）θを、０°よりも大きくしている。すなわち、タップ１００の中心軸Ｏと、ねじ山１０１の山の頂との間の距離ｄは、切れ刃１０８から円周方向後側に向かう程短くなっている。

なお、図示の例は、右ねじを形成するためのタップ１００を示している。円周方向前側とは、タップ１００により、ナットの内周面に雌ねじ部を形成すべく、タップ１００を、前記ナットに対し相対回転させながら前記ナットに挿入する際の回転方向前側であって、図８の反時計方向前側をいい、円周方向後側とは、タップ１００を、前記ナットに対し相対回転させながら前記ナットに挿入する際の回転方向後側であって、図８の反時計方向後側をいう。

さらに、タップ１００は、ねじ部１０２のうち、完全山部１０５におけるねじ山１０１の表面に砥石層を備える。すなわち、完全山部１０５におけるねじ山１０１の表面に、砥粒を固着している。

タップ１００により、ナットの内周面に雌ねじ部を形成する際には、タップ１００を、図８の反時計方向に回転させながら、ナットの径方向内側に、食いつき部１０４を先頭にして挿入する。これにより、ナットの内周面を、食いつき部１０４における切れ刃１０８により切削し、さらに、完全山部１０５におけるねじ山１０１の表面に設けられた砥石層により研削することで、雌ねじ部を形成する。なお、加工により生じた切削屑や研削屑は、溝部１０３を通して排出される。

タップ１００によれば、ナットの内周面にねじ山（ねじ溝）を形成するための切削加工と、表面粗さを向上させるための研削加工とを同一工程内で行うことができて、ナットの製造コストを低減することができる。

実開昭６３－１４０３２３号公報

実開昭６３－１４０３２３号公報に記載のタップ１００は、ナットの生産性向上の面からは、改良の余地がある。すなわち、実開昭６３－１４０３２３号公報に記載のタップ１００では、ランド１０６のそれぞれにおいて、ねじ山１０１に逃げ角を設けている。したがって、ナットの内周面に雌ねじ部を形成する際に、完全山部１０５におけるねじ山１０１の表面に設けられた砥石層のうち、雌ねじ部を構成するねじ山のフランク面に接触するのは、ランド１０６のそれぞれにおいて、ねじ山１０１の円周方向前側の端部表面を覆う部分に限られる。このため、ねじ山１０１の円周方向前側の端部表面に固着された砥粒が脱落しやすく、タップ１００による研削性能が低下しやすい。タップ１００の研削性能が低下した場合には、タップ１００を交換するなどのメンテナンスが必要になり、コストや作業時間が増大する。

又、実開昭６３－１４０３２３号公報に記載のタップ１００を使用する方法では、ナットの内周面にねじ山を形成するための切削加工と、表面粗さを向上させるための研削加工とを同一工程内（いわゆるワンチャック）で行う。すなわち、ナットの内周面を、食いつき部１０４における切れ刃１０８により切削することで、ナットの内周面にねじ山を形成するようにしている。切れ刃１０８によりナットの内周面を切削する際、切れ刃１０８のうち、軸方向前側の側縁が軸方向後側の側縁よりもナットの内周面に食いつきやすい。切れ刃１０８の軸方向前側の側縁がナットの内周面に過度に食いつくと、その反動により、切れ刃１０８が軸方向後側に押し返されるように弾性変形する。このような弾性変形が繰り返し発生してタップ１００が振動すると、完全山部１０５におけるねじ山１０１の表面に固着された砥粒の脱落が生じやすくなる可能性がある。又、タップ１００が振動し、雌ねじ部のフランク面に対する切れ刃１０８の食いつきと退避とが繰り返されると、雌ねじ部を構成するねじ山のフランク面にビレ（周期的な高低差）が生じたり、雌ねじ部の精度を十分に確保できなくなったりといった問題を生じる可能性がある。

本発明は、上述のような事情を鑑みて、雌ねじ部の良好な性状を確保することができる雌ねじ部材、該雌ねじ部材の生産性を向上することができる仕上研削工具、及び、該仕上研削工具による雌ねじ部材の研削方法を実現することを目的としている。

本発明の仕上研削工具は、
外周面に、ねじ山を螺旋状に形成してなるねじ部と、
外周面のうちの円周方向複数箇所に、軸方向に伸長するように形成された溝部と、
を備える。

前記ねじ部は、軸方向後側に向かう程前記ねじ山の外径（仕上研削工具の中心軸を中心とする前記ねじ山の外接円の直径）が大きくなるテーパ部を少なくとも有し、かつ、軸方向全範囲において前記ねじ山のフランク面に逃げ角（二番逃げ）を設けていない。

本発明の仕上研削工具では、前記ねじ部の軸方向全長にわたって砥粒が固着されている。

本発明の仕上研削工具では、前記テーパ部における有効径を、軸方向後側に向かう程大きくすることができる。

本発明の仕上研削工具では、前記ねじ部は、前記テーパ部の軸方向後側に隣接して配置され、軸方向にわたって前記ねじ山の外径が変化しない主研削部を有することができる。

本発明の仕上研削工具は、前記溝部同士の間にランドを有することができ、前記ランドのそれぞれにおいて、前記ねじ山の円周方向側面にすくい面を有することができる。この場合、前記すくい面のすくい角を、０°とすることができる。あるいは、前記ランドのそれぞれにおいて、前記ねじ山の円周方向両側の側面に備えられた前記すくい面を円周方向に関して対称することができ、かつ、前記すくい面のすくい角を－１０°以上１０°以下とすることができる。

本発明の仕上研削工具は、前記ねじ部の軸方向前側に配置され、軸方向に関して外径が変化しないガイド部を備えることができる。

前記ねじ部は、前記テーパ部よりも軸方向後側に配置され、軸方向後側に向かう程前記ねじ山の外径が小さくなるバックテーパ部を有することができる。

本発明の仕上研削工具は、前記バックテーパ部の軸方向後側に配置され、軸方向に関して外径が変化しない小径円筒部を備えることができる。

本発明の雌ねじ部材の研削方法は、本発明の仕上研削工具であって、バックテーパ部を備える仕上研削工具を用いて、雌ねじ部材の内周面に形成された雌ねじ部に仕上研削を施す方法である。

本発明の雌ねじ部材の研削方法においては、前記仕上研削工具と前記雌ねじ部材とを相対回転させつつ、前記仕上研削工具を前記雌ねじ部材の径方向内側に、軸方向前側から、前記バックテーパ部が前記雌ねじ部材の径方向内側に位置するまで挿入し、その後、前記仕上研削工具と前記雌ねじ部材とを逆方向に相対回転させながら、前記仕上研削工具を前記雌ねじ部材の径方向内側から引き抜くことで、前記雌ねじ部に仕上研削を施す。

本発明の雌ねじ部材は、内周面に、ねじ山を螺旋状に形成してなる雌ねじ部を備え、
前記雌ねじ部は、前記ねじ山のフランク面に、該ねじ山の形成方向に沿った研削筋目を有する。

本発明の雌ねじ部材によれば、雌ねじ部の良好な性状を確保することができる。又、本発明の仕上研削工具及び雌ねじ部材の研削方法によれば、本発明の雌ねじ部材の生産性を向上することができる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例に係る仕上研削工具を示す側面図である。 図２は、図１のＸ－Ｘ断面図である。 図３は、本発明の実施の形態の第１例に係る仕上研削工具により、雌ねじ部材の雌ねじ部に仕上研削を施す様子を示す側面図である。 図４（Ａ）（ａ）は、仕上研削を施す前のナットを、軸方向から見た図であり、図４（Ａ）（ｂ）は、図４（Ａ）（ａ）の部分拡大図であり、図４（Ｂ）（ａ）は、仕上研削を施した後のナットを、軸方向から見た示す図であり、図４（Ｂ）（ｂ）は、図４（Ｂ）（ａ）の部分拡大図である。 図５は、本発明の実施の形態の第２例に係る仕上研削工具を示す、部分拡大側面図である。 図６は、本発明の実施の形態の第３例に係る仕上研削工具を示す、図２に相当する図である。 図７は、従来のタップを示す断面図である。 図８は、図７のＹ－Ｙ断面図である。

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１～図４（Ｂ）（ｂ）により説明する。本例は、本発明の仕上研削工具により、滑り式の送りねじ装置を構成する、雌ねじ部材であるナット１の内周面に備えられた雌ねじ部２に仕上研削を施す例である。

本例の仕上研削工具３は、外周面に、ねじ山４を螺旋状に形成してなるねじ部５と、外周面のうちの円周方向複数箇所に、軸方向に伸長するように形成された溝部６とを備える。

ねじ部５は、テーパ部７と、主研削部８と、バックテーパ部９とを有する。

テーパ部７は、ねじ部５の軸方向前側部分（図１及び図３の左側部分）に備えられ、軸方向後側（図１及び図３の右側）に向かう程ねじ山４の外径（呼び径）が大きくなっている。本例では、テーパ部７においては、軸方向後側に向かう程ねじ山４の高さが高くなっている（外径と谷径との差が大きくなっている）。すなわち、テーパ部７の軸方向後側の端部におけるねじ山４の高さは、主研削部８におけるねじ山４の高さと同じになっている。一方、テーパ部７の軸方向前側の端部は、ねじ山４が途切れている。なお、図示の例では、テーパ部７の軸方向前側の端部は、仕上研削工具３の中心軸に直交する平坦面部により構成されているが、本発明を実施する場合、テーパ部の軸方向前側の端部を、リード角の方向に沿って途切れた部分を含む構成とすることもできる。

主研削部８は、ねじ部５の軸方向中間部に備えられ、軸方向にわたってねじ山４の外径が変化しない。換言すれば、主研削部８においては、ねじ山４の高さを、軸方向にわたり一定としている。

バックテーパ部９は、ねじ部５の軸方向後側部分に備えられ、軸方向後側に向かう程ねじ山４の外径が小さくなっている。本例では、バックテーパ部９においては、軸方向後側に向かう程ねじ山４の高さが低くなっている（外径と谷径との差が小さくなっている）。すなわち、バックテーパ部９の軸方向前側の端部におけるねじ山４の高さは、主研削部８におけるねじ山４の高さと同じになっている。一方、バックテーパ部９の軸方向後側の端部は、ねじ山４が途切れている。なお、図示の例では、バックテーパ部９の軸方向後側の端部は、仕上研削工具３の中心軸に直交する平坦面部により構成されているが、本発明を実施する場合、バックテーパ部の軸方向後側の端部を、リード角の方向に沿って途切れた部分を含む構成とすることもできる。

テーパ部７と主研削部８とバックテーパ部９との軸方向寸法（長さ）は、被加工物である雌ねじ部材や加工装置（研削盤）に応じて適切に決定される。なお、本例のように、滑り式の送りねじ装置を構成するナット１を加工対象とする場合には、例えば、次のように規制することができる。

主研削部８の軸方向寸法Ｌ_８は、ナット１の軸方向寸法Ｌ_１の０．５倍以上２．０倍以下（０．５Ｌ_１≦Ｌ_８≦２Ｌ_１）とすることができる。主研削部８の軸方向寸法Ｌ_８がナット１の軸方向寸法Ｌ_１の０．５倍よりも短い（Ｌ_８＜０．５Ｌ_１）と、ナット１の雌ねじ部２のフランク面を十分に研削できない可能性がある。主研削部８の軸方向寸法Ｌ_８がナット１の軸方向寸法Ｌ_１の２．０倍よりも長くした（Ｌ_８＞２Ｌ_１）としても、雌ねじ部２のフランク面の表面粗さ向上効果をそれ以上得ることができない。ただし、主研削部８の軸方向寸法Ｌ_８をナット１の軸方向寸法Ｌ_１の２．０倍よりも長くすることもできる（Ｌ_８＞２Ｌ_１）。

テーパ部７の軸方向寸法Ｌ_７は、主研削部８の軸方向寸法Ｌ_８の１．０倍以上３．０倍以下（Ｌ_８≦Ｌ_７≦３Ｌ_８）、好ましくは１．５倍以上２．５倍以下（１．５Ｌ_８≦Ｌ_７≦２．５Ｌ_８）とすることができる。テーパ部７の軸方向寸法Ｌ_７が主研削部８の軸方向寸法Ｌ_８よりも短い（Ｌ_７＜Ｌ_８）と、後述するように、仕上研削工具３を使用してナット１の雌ねじ部２に仕上研削を施す工程の初期段階で、仕上研削工具３を回転させるために必要なトルクが徒に大きくなる可能性がある。テーパ部７の軸方向寸法Ｌ_７が主研削部８の軸方向寸法Ｌ_８の３倍よりも長い（Ｌ_７＞３Ｌ_８）と、仕上研削工具３の軸方向寸法が徒に長くなってしまう可能性がある。

バックテーパ部９の軸方向寸法Ｌ_９は、主研削部８の軸方向寸法Ｌ_８の０．５倍以上１．５倍以下とする（０．５Ｌ_８≦Ｌ_９≦１．５Ｌ_８）ことができる。バックテーパ部９の軸方向寸法Ｌ_９が主研削部８の軸方向寸法Ｌ_８の０．５倍よりも短い（Ｌ_９＜０．５Ｌ_８）と、後述するように、仕上研削工具３をナット１の径方向内側から引き抜く際に、仕上研削工具３を回転させるために必要なトルクが徒に大きくなる可能性がある。バックテーパ部９の軸方向寸法Ｌ_９が主研削部８の軸方向寸法Ｌ_８の１．５倍よりも長い（Ｌ_９＞１．５Ｌ_８）と、仕上研削工具３の軸方向寸法が徒に長くなってしまう可能性がある。なお、主研削部８の軸方向寸法Ｌ_８が、ナット１の軸方向寸法Ｌ_１の３．０倍以上の場合、バックテーパ部９を省略することもできる。

ねじ部５は、フランク面（歯面）と山の頂（先端面）とを有するねじ山４と、軸方向に関してねじ山４の間同士に存在する谷底とを備える。本例では、ねじ部５の軸方向全範囲においてねじ山４のフランク面に逃げ角（二番逃げ）を設けていない、すなわち逃げ角（二番角）θを０°としている。したがって、図２に示すように、主研削部８におけるねじ山４の山の頂は、仕上研削工具３の中心軸Ｏに直交する断面において、中心軸Ｏを中心とする同一円周上に位置している。

又、ねじ部５の軸方向全長にわたって砥粒が固着されている。具体的には、本例では、ねじ部５の軸方向前側の端部から軸方向後側の端部にかけての軸方向全範囲で、ねじ部５の表面全体、すなわち、ねじ山４のフランク面及び山の頂、並びに、谷底全体に、砥粒を固着している。すなわち、ねじ部５の表面の軸方向全範囲を、ナット１の雌ねじ部２を研削するための研削面としている。砥粒としては、例えばダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）、シリカ（ＳｉＯ_２）、タングステンカーバイト（ＷＣ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などの高硬度の砥粒を使用することができる。又、砥粒をねじ部５の表面に固着する方法としては、例えば電着、レジン、金属粉と砥粒とを混合して焼結するメタルボンドなどを採用することができる。あるいは、ビトリファイドなどの結合剤により、ねじ部５を構成する金属材料と砥粒とを結合することもできる。

溝部６は、仕上研削工具３の外周面の円周方向複数箇所に軸方向に伸長するように形成されている。本例では、溝部６は、仕上研削工具３の外周面のうち、軸方向前側の端部から、後述する小径円筒部１０の軸方向中間部にかけての軸方向範囲の円周方向等間隔４箇所に、軸方向と平行に形成されている。すなわち、溝部６は、ねじ部５を軸方向に横切るように形成されている。なお、溝部６を、ねじ山４のうちで溝部６が横切る部分におけるリード角に対し直交する方向に伸長するように形成することもできる。ただし、ねじ部５の外径が小さい（外径が１０ｍｍ以下程度）場合には、溝部６は、軸方向と平行に形成することが好ましい。又、溝部６の本数を、３本以下あるいは５本以上とすることもできる。なお、図１及び図３は、溝部６を省略して示している。

又、本例では、溝部６の円周方向幅Ｗ_６及び径方向深さＤ_６を規制することにより、４本の溝部６の総容積を、ねじ山４の総体積よりも小さくしている。具体的には、溝部６の円周方向幅Ｗ_６を、溝部６の円周方向幅Ｗ_６と円周方向に隣り合う溝部６同士の間に存在するランド１１の円周方向幅Ｗ_１１との和（Ｗ_６＋Ｗ_１１）の１／５０以上１／２以下（（Ｗ_６＋Ｗ_１１）／５０≦Ｗ_６≦（Ｗ_６＋Ｗ_１１）／２）、好ましくは１／１０以上１／８以下（（Ｗ_６＋Ｗ_１１）／１０≦Ｗ_６≦（Ｗ_６＋Ｗ_１１）／８）とし、かつ、溝部６の径方向深さＤ_６を、ねじ山４の高さＨ_４の１．１倍以上２．５倍以下（１．１Ｈ_４≦Ｄ_６≦２．５Ｈ_４）、好ましくは１．３倍以上１．７倍以下（１．３Ｈ_４≦Ｄ_６≦１．７Ｈ_４）としている。ただし、溝部６の総容積は、好ましくは、ねじ部５の表面に固着した砥粒の総体積の１．５倍以上とすることが好ましい。

又、仕上研削工具３は、ランド１１のそれぞれにおいて、ねじ山４の円周方向両側の側面にすくい面１４を有し、かつ、すくい面１４のすくい角φを０°としている。換言すれば、すくい面１４に、すくい角φを設けていない。このために、本例では、溝部６の円周方向両側の内側面を、互いに平行な平坦面により構成している。

本例の仕上研削工具３は、ガイド部１２と、小径円筒部１０と、シャンク部１３とをさらに備える。

ガイド部１２は、ねじ部５の軸方向前側（テーパ部７の軸方向前側）に配置され、軸方向に関して外径が変化しない。すなわち、ガイド部１２の外周面のうち、溝部６から円周方向に外れた部分は、同一の円筒面上に存在している。

本例では、ガイド部１２の軸方向寸法Ｌ_１２を、ナット１の内径ｄ_１以上としている。又、ガイド部１２を、被加工物であるナット１にがたつきの小さい隙間嵌で内嵌できるように、ガイド部１２の外径を、ナット１の内径ｄ_１、すなわち雌ねじ部２を構成するねじ山２ａの内接円の直径とほぼ同じにしている。具体的には、ガイド部１２の外径を、ナット１の内径ｄ_１よりも小さく、かつ、ガイド部１２をナット１に抜き差しする際に、ガイド部１２の外周面が、ねじ山２ａの山の頂に干渉しない範囲でできる限り大きくしている。

小径円筒部１０は、バックテーパ部９の軸方向後側に配置され、軸方向に関して外径が変化しない。すなわち、小径円筒部１０の外周面のうち、溝部６から円周方向に外れた部分は、同一の円筒面上に存在している。小径円筒部１０の外径は、ねじ部５の谷径とほぼ同じにしている。

シャンク部１３は、仕上研削工具３の軸方向後側の端部に備えられ、円形の断面形状を有する。シャンク部１３は、仕上研削工具３を、研削盤に支持するための部分である。すなわち、研削盤は、チャックによりシャンク部１３を把持することにより、仕上研削工具３を支持する。

上述のような仕上研削工具３は、例えば金属製の円柱素材に、切削加工や転造加工を施した後、焼き入れや焼き戻し、必要に応じてサブゼロ処理などの熱処理を施して、中間部材を得て、該中間部材に、研削加工などを施して、ねじ部５の形状を整え、さらに、ねじ部５の表面に砥粒を固着することで得られる。なお、本例では、ねじ部５は、ねじ部５を形成すべき部分の軸方向にわたって有効径が一定となるように、切削加工又は転造加工を行い、熱処理及び研削加工を施した後、テーパ部７及びバックテーパ部９を形成すべき部分のそれぞれのねじ山４の山の頂に研削加工を施すことで、テーパ部７及びバックテーパ部９を形成している。あるいは、研削加工を施す前に、テーパ部７及びバックテーパ部９を形成すべき部分のそれぞれのねじ山４の山の頂に切削加工を施すこともできる。いずれの方法でも、ねじ部５の谷径は、軸方向にわたって一定となる。ただし、後述する実施の形態の第２例のように、テーパ部７及びバックテーパ部９におけるねじ部５の有効径を、軸方向に関して変化させることもできる。

本例の仕上研削工具３を使用して、ナット１の雌ねじ部２に仕上研削を施す方法の１例について、図３により説明する。

被加工物であるナット１は、内周面に、ねじ山２ａを螺旋状に形成してなる雌ねじ部２を備える。ナット１は、円筒形状を有するワークの内周面に、ねじ山２ａを形成するための切削加工又は塑性加工を施して、雌ねじ部２を形成することで得られる。ワークの内周面に、ねじ山２ａを形成するための切削加工又は転造加工の具体的な方法については、従来から知られている各種方法を採用することができる。いずれにしても、雌ねじ部２を形成し、仕上研削を施す前の段階では、図４（Ａ）に示すように、雌ねじ部２を構成するねじ山２ａのフランク面には、放射状の筋目が形成されており、該フランク面の表面は粗い（表面粗さが大きい）。なお、ねじ山２ａを転造加工により形成する場合、ねじ山２ａの外径が小さく、リード角が大きいほど、工具の移動速度が速く、うねりが大きくなるため、工具の刃が往復運動してねじ山２ａを形成する際に、放射状の筋目が形成されやすくなる。一方、ねじ山２ａの外径が大きく、リード角が小さい場合には、放射状の筋目は形成されにくい。ただし、ねじ山２ａを切削加工により形成する場合には、切削工具やワークに撓みが生じるため、ねじ山２ａの外径やリード角にかかわらず、ねじ山２ａのフランク面にうねりが残りやすい。

ナット１の雌ねじ部２に仕上研削を施す際には、まず、ナット１を、研削盤の固定バイスにより、軸方向変位を可能に、かつ、回転を不能に支持（フローティング支持）する。次に、図３に実線で示すように、仕上研削工具３のガイド部１２を、ナット１の径方向内側に挿入する。これにより、ナット１と仕上研削工具３との軸合わせを行う。次いで、仕上研削工具３を所定方向（図３の矢印αの方向（右回り））に回転させる。そして、仕上研削工具３を、軸方向前側に向けてわずかに変位させ、仕上研削工具３のねじ部５とナット１の雌ねじ部２とをわずかに螺合させる。すると、仕上研削工具３のねじ部５とナット１の雌ねじ部２との螺合に基づいて、ナット１がねじ部５に対して軸方向後側に向けて移動しながら、ねじ部５の表面により、雌ねじ部２の表面が研削される。なお、雌ねじ部２の表面を研削することに伴って生じる研削屑は、溝部６を通じて外部に排出される。そして、図３に二点鎖線で示すように、ナット１の軸方向前側の端部が、ねじ部５のうち、バックテーパ部９の周囲に位置するまで、ねじ部５に対するナット１の位置を軸方向後側に向けて移動させる。ナット１がバックテーパ部９の周囲に位置するまで移動すると、ナット１の雌ねじ部２と仕上研削工具３のねじ部５との間に隙間が生じることに伴って雌ねじ部２とねじ部５との間に存在する研削屑が排出されやすくなる。

その後、仕上研削工具３を前記所定方向と逆方向（図３の矢印βの方向（左回り））に回転させる。すると、ねじ部５と雌ねじ部２との螺合に基づいて、ナット１がねじ部５に対して軸方向前側に向けて移動しながら、ねじ部５の表面により、雌ねじ部２の表面が研削される。雌ねじ部２の表面を研削することに伴って生じる研削屑は、溝部６を通じて外部に排出される。その後、仕上研削工具３を前記所定方向と逆方向にさらに回転させ、ねじ部５と雌ねじ部２との螺合を外し、仕上研削工具３をナット１の径方向内側から引き抜く。

以上のようにして、仕上研削工具３により、ナット１の雌ねじ部２に仕上研削を施す。このようにして得られるナット１の雌ねじ部２は、図４（Ｂ）に示すように、ねじ山２ａのフランク面に、該ねじ山２ａの形成方向に沿った研削筋目を有する。

仕上研削工具３により、ナット１の雌ねじ部２に仕上研削を施す際に、雌ねじ部２の表面の研削、特に雌ねじ部２の谷底の研削は、仕上研削工具３のねじ部５のうち、主に主研削部８により行われる。なお、仕上研削工具３による仕上研削は、上述の方法に限られず、適宜変更することができる。

本例の研削方法では、雌ねじ部２の表面を研削して表面粗さを向上させる仕上研削を、ナット１の内周面に切削加工又は転造加工を施して雌ねじ部２を形成する加工とは別の工程で（独立に）行っている。このため、本例の研削方法では、実開昭６３－１４０３２３号公報に記載のタップ１００を使用する場合のように、切れ刃１０８による切削の際に、切れ刃１０８の軸方向前側の側縁がナットの内周面に食いつき、切れ刃１０８が弾性変形することも基づいて、タップ１００が振動するといった問題は生じない。したがって、本例の研削方法によれば、雌ねじ部２の表面に固着された砥粒が脱落するといった問題は生じにくく、仕上研削工具３のメンテナンスにかかるコストや作業時間を低減できて、ナット１の生産性を向上することができる。

又、本例の仕上研削工具３は、上述のように、切れ刃による切削に伴う振動の発生といった問題を生じないため、ねじ部５を構成するねじ山４のフランク面を、雌ねじ部２を構成するねじ山２ａのフランク面に安定して接触（摺接）させることができる。さらに、本例では、ねじ部５の軸方向前側の端部から軸方向後側の端部にかけての軸方向全範囲で、ねじ部５の表面全体、すなわち、ねじ山４のフランク面及び山の頂、並びに、谷底全体に、砥粒を固着している。したがって、本例の仕上研削工具３を使用する方法では、仕上研削の際に、ねじ部５の表面のうちで砥粒を固着した部分と、ナット１の雌ねじ部２の表面との接触量（摺接長さ）を十分に確保することができて、雌ねじ部２を構成するねじ山２ａのフランク面及び山の頂の表面粗さを良好にしやすく、かつ、ねじ山２ａの形状精度を良好に確保しやすい。

本例の仕上研削工具３を使用する方法では、図４（Ｂ）に示すように、仕上研削後のナット１の雌ねじ部２を構成するねじ山２ａのフランク面には、該ねじ山２ａの形成方向（螺旋方向）に沿った研削筋目が形成される。要するに、前記研削筋目の形成方向を、ナット１とねじ軸と組み合わせて送りねじ装置を構成した場合の、ナット１の雌ねじ部２を構成するねじ山２ａのフランク面と、ねじ軸の雄ねじ部を構成するねじ山のフランク面との摺接方向とすることができる。この面からも、ナット１の雌ねじ部２の性状を良好にすることができる。

又、本例では、雌ねじ部２の表面を研削して表面粗さを向上させる仕上研削を、ナット１の内周面に切削加工又は転造加工を施して雌ねじ部２を形成する加工とは別の工程で行っている。したがって、仕上研削工具３による仕上研削により生じる研削屑は、それほど多くない。このため、溝部６の総容積を、ねじ山４の総体積よりも小さくできる。すなわち、溝部６の円周方向幅Ｗ_６を小さく抑えることができる。換言すれば、ランド１１の円周方向幅Ｗ_１１を十分に確保することができる。この面からも、ナット１の雌ねじ部２の表面に対するねじ部５の表面の接触量を確保することができて、雌ねじ部２を構成するねじ山２ａのフランク面及び山の頂の表面粗さを良好にしやすく、かつ、ねじ山２ａの形状精度を良好に確保しやすい。

本例の仕上研削工具３は、ねじ部５の軸方向全範囲において、ねじ部５を構成するねじ山４のフランク面に逃げ角（二番逃げ）を設けていない。このため、ナット１の雌ねじ部２に仕上研削を施す際に、ねじ山４の表面の円周方向全範囲を、雌ねじ部２の表面（フランク面及び谷底）に接触させることができる。要するに、本例の仕上研削工具３によれば、実開昭６３－１４０３２３号公報に記載の従来のタップ１００（図７及び図８）のように、ねじ山１０１の円周方向前側の端部表面に固着された砥粒が脱落して、タップ１００による研削性能が低下するといった問題が生じにくい。したがって、仕上研削工具３のメンテナンスにかかるコストや作業時間の増大を抑えることができて、ナット１の生産性を向上させることができる。

さらに、本例の仕上研削工具３では、ねじ部５の軸方向全範囲においてねじ山４のフランク面に逃げ角を設けていないため、ねじ山４の断面形状が、ねじ部５のうちで主研削部８において、ねじ山４の形成方向（螺旋方向）にわたって一定となっている。このため、雌ねじ部２の表面に対する主研削部８におけるねじ山４の表面の当たり方を、仕上研削工具３の回転方向にかかわらず、同じとすることができて、雌ねじ部２の性状の悪化を防止することができる。

又、本例の仕上研削工具３は、ランド１１のそれぞれにおいて、ねじ山４の円周方向両側の側面に備えられたすくい面１４のすくい角φを０°としている。このため、ランド１１のそれぞれにおいて、ねじ山４のすくい面１４の雌ねじ部２の表面に対する当たり方を、仕上研削工具３の回転方向にかかわらず、同じとすることができる。この面からも、雌ねじ部２の性状の悪化を防止することができる。さらに、雌ねじ部２に仕上研削を施す際に、すくい面１４（の軸方向両側の側縁）の径方向全範囲を同時に、雌ねじ部２の表面に接触させることができる。この面からも、ねじ部５の表面に固着された砥粒の脱落を防止することができる。

これに対し、従来のタップ１００は、ランド１０６のそれぞれにおいて、ねじ山１０１の円周方向前側面に備えられたすくい面１０７のすくい角φ（図８参照）を０°よりも大きくしている。このため、ナットの内周面に雌ねじ部を形成すべく、タップ１００を、ナットに対し相対回転させながら前記ナットに挿入すると、すくい面１０７（の軸方向両側の側縁）のうち、径方向内側部分よりも径方向外側部分が先に、前記ナットの内周面に形成された雌ねじ部の表面に接触する。このため、すくい面１０７の径方向外側部分に固着された砥粒が脱落しやすく、タップ１００による研削性能が低下しやすいといった問題を生じる。

なお、ランド１１のそれぞれにおいて、ねじ山４の円周方向両側の側面に備えられたすくい面１４は円周方向に関して対称（ランド１１のそれぞれにおいて、ねじ山４の円周方向中央位置及び仕上研削工具３の中心軸Ｏを含む面に関して面対称）となっている。具体的には、本例では、ランド１１のそれぞれにおいて、ねじ山４の円周方向両側の側面に備えられたすくい面１４のすくい角φを０°としている。ただし、ねじ山４の円周方向両側の側面に備えられたすくい面１４のすくい角φを－１０°以上１０°以下の範囲で設定することもできる。いずれにしても、ランド１１のそれぞれにおいて、ねじ山４の円周方向両側の側面に備えられたすくい面１４を円周方向に関して対称とすることにより、ランド１１のそれぞれにおいて、ねじ山４のすくい面１４の雌ねじ部２の表面に対する当たり方を、仕上研削工具３の回転方向にかかわらず、同じとすることができる。

又、本例の仕上研削工具３は、ねじ部５の軸方向後側部分に、軸方向後側に向かう程ねじ山４の外径が小さくなるバックテーパ部９を有する。このため、仕上研削工具３をナット１の径方向内側から引き抜くべく、仕上研削工具３を前記所定方向と逆方向に回転させ始める際のトルクが徒に大きくなることを防止でき、仕上研削工具３の送りを円滑にすることができる。この面からも、雌ねじ部２の性状を良好にできる。

本例の仕上研削工具３は、軸方向前側の端部に、ガイド部１２を有する。このため、ガイド部１２をナット１の径方向内側に挿入することで、ナット１の雌ねじ部２と、仕上研削工具３のねじ部５とを螺合することなく、ナット１と仕上研削工具３とのおおよその軸合わせを行うことができる。要するに、ナット１と仕上研削工具３とのおおよその軸合わせ作業を容易化できて、作業を効率化することができる。さらに、ガイド部１２とテーパ部７とは、軸方向前側を向いた段差面により接続されているため、特にねじ部５の始点を探すことなく、仕上研削工具３を回転させるだけで、雌ねじ部２に対してねじ部５を容易に螺合させ始めることができる。このような効果は、仕上研削工具３によるナット１の研削加工を自動化する際に顕著に得ることができる。

さらに、本例では、ガイド部１２の外径を、被加工物であるナット１の内径ｄ_１とほぼ同じにしている。このため、仕上研削初期のナット１の中心軸に対する仕上研削工具３の中心軸の傾きを防止することができ、仕上研削初期に、研削位置がずれることを防止できる。この面からも、雌ねじ部２を構成するねじ山２ａの形状精度を良好に確保しやすい。

なお、本例では、本発明の雌ねじ部材の研削方法を、滑り式の送りねじ装置を構成するナットの研削方法に適用した場合について説明したが、本発明の雌ねじ部材の研削方法は、これに限らず、例えばボールねじ装置のボールナットの研削方法に適用することもできる。また、本発明の雌ねじ部材の研削方法を適用して製造したナットは、例えば、ステアリングホイールの前後位置を調節するためのテレスコピック機構、および／または、ステアリングホイールの上下位置を調節するためのチルト機構を備える、ステアリングホイールの電動位置調節装置用のナットとして使用することができる。

又、本発明の対象となる雌ねじ部材の雌ねじ部を構成するねじ山の形状は、特に限定されず、例えば三角形、台形、凹円弧形など、従来から知られた各種形状を採用することができる。さらに、前記雌ねじ部材の雌ねじ部の条数についても、特に問わない。

本発明の仕上研削工具を実施する場合、主研削部を省略することもできる。この場合、軸方向後側に向かう程ねじ山の外径が大きくなるテーパ部の軸方向寸法を十分に確保する。これにより、被加工物の雌ねじ部の研削代が多い場合にも、仕上研削の際に、仕上研削工具の回転トルクの急激な増大を抑えることができる。なお、この場合、テーパ部のテーパ角度（中心軸を含む仮想平面に関する断面において、ねじ山の頂部を結ぶ線の、中心軸に対する傾斜角度）を、途中で変更することもできる。

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図５により説明する。本例の仕上研削工具３ｂでは、テーパ部７ａにおいて、軸方向後側に向かう程有効径（ねじ山４の幅とねじ溝の幅とが等しくなる点を通る直径）が大きくなっている。

また、バックテーパ部９ａにおいて、軸方向後側に向かう程有効径が小さくなっている。

本例の仕上研削工具３ｂによれば、仕上研削工具３ｂのねじ部５ａがナット１（図３及び図４（Ｂ）参照）の雌ねじ部２に螺合し始める初期段階、すなわちテーパ部７ａと雌ねじ部２とが螺合している状態で、雌ねじ部２とねじ部５ａとの間に隙間が形成される。このため、仕上研削工具３ｂにより仕上研削を行う際に、仕上研削工具３ｂの回転トルクを徐々に大きくすることができる。換言すれば、仕上研削工具３ｂの回転トルクの急激な増大を防止することができる。その他の部分の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例について、図６により説明する。本例の仕上研削工具３ａでは、溝部６ａを、仕上研削工具３ａの外周面のうち、円周方向等間隔の奇数箇所（図示の例では円周方向等間隔３箇所）に、軸方向と平行に形成している。本例によれば、ナット１（図３及び図４（Ｂ）参照）の雌ねじ部２を構成するねじ山２ａの形状精度をより良好に確保しやすい。

すなわち、仕上研削工具３ａにより、ナット１の雌ねじ部２に仕上研削を施す際、溝部６ａが位置する部分（位相）には、ねじ山４が存在しないため、ねじ山４のうちで溝部６ａの円周方向両側に位置する部分が雌ねじ部２に食いついたり、反対に雌ねじ部２から離れたりし、その後、弾性的に復元しようとして弾性変形する。このような弾性変形が発生すると、雌ねじ部２を構成するねじ山２ａを軸方向から見た形状が多角形となる、いわゆる多角形誤差が生じやすい。

本例では、溝部６ａの本数を奇数として、１個の溝部６ａの径方向反対側に、別の溝部６ａが位置しないようにしている、すなわちランド１１が位置するようにしている。したがって、ねじ山４のうちで溝部６ａの円周方向両側に位置する部分が雌ねじ部２に食いついたり、反対に雌ねじ部２から離れたりしようとする場合に、溝部６ａの径方向反対側に位置する部分により、この動き（変形）を抑えることができる。このため、多角形誤差を生じにくくすることができて、雌ねじ部２を構成するねじ山２ａの形状精度を良好に確保しやすい。

ただし、溝部の円周方向幅が小さい、換言すればランドの円周方向幅が十分に大きい場合には、溝部の本数を偶数にすることもできる。その他の部分の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

１ ナット
２ 雌ねじ部
２ａ ねじ山
３、３ａ、３ｂ 仕上研削工具
４ ねじ山
５ ねじ部
６、６ａ 溝部
７、７ａ テーパ部
８ 主研削部
９、９ａ バックテーパ部
１０ 小径円筒部
１１ ランド
１２ ガイド部
１３ シャンク部
１４ すくい面
１００ タップ
１０１ ねじ山
１０２ ねじ部
１０３ 溝部
１０４ 食いつき部
１０５ 完全山部
１０６ ランド
１０７ すくい面
１０８ 切れ刃

Claims (10)

1. 外周面に、ねじ山を螺旋状に形成してなるねじ部と、
   外周面のうちの円周方向複数箇所に、軸方向に伸長するように形成された溝部と、
   を備え、
   前記ねじ部は、軸方向後側に向かう程前記ねじ山の外径が大きくなるテーパ部を少なくとも有し、かつ、軸方向全範囲において前記ねじ山のフランク面に逃げ角を設けておらず、
   前記ねじ部の軸方向全長にわたって砥粒が固着されている、
   仕上研削工具。
2. 前記テーパ部における有効径が、軸方向後側に向かう程大きくなる、
   請求項１に記載の仕上研削工具。
3. 前記ねじ部は、前記テーパ部の軸方向後側に隣接して配置され、軸方向にわたって前記ねじ山の外径が変化しない主研削部を有する、
   請求項１又は２に記載の仕上研削工具。
4. 前記溝部同士の間にランドを有し、かつ、前記ランドのそれぞれにおいて、前記ねじ山の円周方向両側の側面にすくい面を有し、
   前記すくい面のすくい角が０°である、
   請求項１～３のいずれかに記載の仕上研削工具。
5. 前記溝部同士の間にランドを有し、かつ、前記ランドのそれぞれにおいて、前記ねじ山の円周方向両側の側面にすくい面を有し、
   前記ランドのそれぞれにおいて、前記ねじ山の円周方向両側の側面に備えられた前記すくい面が円周方向に関して対称であり、かつ、前記すくい面のすくい角が－１０°以上１０°以下である、
   請求項１～３のいずれかに記載の仕上研削工具。
6. 前記ねじ部の軸方向前側に配置され、軸方向に関して外径が変化しないガイド部を備える、
   請求項１～５のいずれかに記載の仕上研削工具。
7. 前記ねじ部は、前記テーパ部よりも軸方向後側に配置され、軸方向後側に向かう程前記ねじ山の外径が小さくなるバックテーパ部を有する、
   請求項１～６のいずれかに記載の仕上研削工具。
8. 前記バックテーパ部の軸方向後側に配置され、軸方向に関して外径が変化しない小径円筒部を備える、
   請求項７に記載の仕上研削工具。
9. 請求項７又は８に記載の仕上研削工具を用いて、雌ねじ部材の内周面に形成された雌ねじ部に仕上研削を施す、雌ねじ部材の研削方法であって、
   前記仕上研削工具を前記雌ねじ部材に対して所定方向に相対回転させつつ、前記仕上研削工具を前記雌ねじ部材の径方向内側に、軸方向前側から、前記バックテーパ部の少なくとも一部が前記雌ねじ部材の径方向内側に位置するまで挿入し、その後、前記仕上研削工具を前記雌ねじ部材に対して前記所定方向と逆方向に相対回転させながら、前記仕上研削工具を前記雌ねじ部材の径方向内側から引き抜くことで、前記雌ねじ部に仕上研削を施す、
   雌ねじ部材の研削方法。
10. 内周面に、ねじ山を螺旋状に形成してなる雌ねじ部を備え、
    前記雌ねじ部は、前記ねじ山のフランク面に、該ねじ山の形成方向に沿った研削筋目を有する、
    雌ねじ部材。

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