JP2000024899A - ハ―フトロイダルｃｖｔディスクのトラクション面研削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 適切な主軸振り角の範囲内で研削加工を行
い、かつ砥石径が所定の大きさ以上に形成されたハーフ
トロイダルＣＶＴディスクの研削方法を提供すること。 【解決手段】 所定の取代が存するハーフトロイダルＣ
ＶＴディスク２８を保持する保持機構２２と、ツール２
６を具備した加工機構２１とを具備し、ハーフトロイダ
ルＣＶＴディスク２８若しくはツール２６のいずれか一
方を他方に対して傾斜可能とした研削盤２０により研削
加工を行うハーフトロイダルＣＶＴディスク２８のトラ
クション面研削方法において、ハーフトロイダルＣＶＴ
ディスク２８の軸線に対するツール２６の振り角を略１
５度乃至４０度の範囲内とすると共に、該ハーフトロイ
ダルＣＶＴディスク２８の砥石干渉径を振り角０度の場
合の略６０％以上とすることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハーフトロイダル
式ＣＶＴディスクのトラクション面研削方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の無段変速装置として用い
られるハーフトロイダルＣＶＴディスクのトラクション
面は、研削盤により研削加工されている。

【０００３】この研削盤で加工される研削は、プレーン
タイプの円筒研削盤やアンギュラー研削盤タイプ夫々で
は、プレーンタイプの研削盤では振り角９０度、アンギ
ュラータイプの研削盤では振り角６０度とされており、
研削盤の回転軸に取り付けられた砥石は、この砥石の回
転軸に垂直な方向（θ＝９０度）に切込むか又は角度
（θ＝６０度）に切込むスライドが可能に設けられてい
る。

【０００４】研削盤においては、研削加工されるワーク
がＸＹテーブル上に保持される。ＸＹテーブルは、Ｘ方
向へワークをスライドさせるＸテーブル、Ｙ方向へワー
クをスライドさせるＹテーブルの機能を有している。Ｘ
方向は、ワークの径方向へのスライド方向であり、また
Ｙ方向は、ワークの回転軸方向のスライドである。

【０００５】これらＸテーブル、Ｙテーブルの機能は、
ＸＹテーブルの上面に対して両方作用させるために、夫
々の機能を奏するための構成要件が２層に積層された構
成となっており、夫々ＸＹテーブル側のスピンドルに重
ねられている。

【０００６】また、ワークを保持するためのテーブルと
しては、ＸＹテーブル以外の構成として、砥石の切込み
方向に対して垂直を為す方向にスライド可能とした旋回
テーブルを有する研削盤が、本出願人によりなされてい
る（特願平１０−３２９８２号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の研削
盤においては、実際の取代の寸法と見かけの取代の寸法
とが一致しないという問題が発生している。更に、砥石
干渉径の問題が生じる。すなわち、図２に示すように、
砥石２６がワーク２８の研削加工面と外当たりの状態と
なっている場合には、実際の取代寸法をｔとすると、見
かけの取代寸法ｔ′（取代の外側から完成時のトラクシ
ョン面までの間を砥石２６が進行する寸法）との間に
は、外当たり時には、 ｔ＝ｔ′×ｃｏｓ（θ＋ω１ ）…式１ ここで、θ：主軸振り角（砥石２６の切込み方向に沿う
方向とワーク２８の取付面と平行な方向とが為す角度） ω１ ：Ａｒｃｓｉｎ（（ψ−ｐｃｄ）／（ｒ−ｔ））…式２ という関係が成り立つ。

【０００８】ここで、ｐｃｄはＣＶＴディスクの完成時
のトラクション面の曲面の中心からワーク２８の中心ま
での径の大きさ、ψはワーク２８の外周径、ｒはＣＶＴ
ディスクの完成時のトラクション面の曲面半径を示す。

【０００９】また、図３に示す内当たり時には、 ｔ＝ｔ′×ｃｏｓ（π／２−θ−ω２ ）…式３ ω２ ：Ａｒｃｓｉｎ（（ｈ１ −ｈ２ ）／（ｒ−ｔ））…式４ という関係が成り立つ。

【００１０】ここで、ｈ１ はワーク２８の底面からＣ
ＶＴディスクの完成時のトラクション面の曲面の中心ま
での高さを示し、ｈ２ はワーク２８の高さの寸法を示
す。

【００１１】上記式より、外当たり及び内当たりのいず
れの場合でも、切込み倍率ｔ′／ｔは１よりも大きな値
となり、それにより見かけの取代寸法が実際の取代寸法
よりも大きくなることで切込み時間が長くなるといった
不具合を有している。

【００１２】また、振り角を大きくするに従って、砥石
干渉径を小さくしないと、ディスク外周部での砥石との
干渉が生じ、外周部で線接触状での研削ではなくワーク
２８が面当たり状で研削され、その形状がだれてしま
う。

【００１３】これにより、ワーク２８の研削加工を行う
と、それに伴って砥石２６の外形寸法が小さくなる。そ
のため、使用できる砥石径が小さいと、砥石周速を稼ぐ
ために砥石２６を取り付けているスピンドルを高速で回
転させなければならない。この場合、スピンドル軸の径
がそれに合わせて細くなるので、剛性が低下してしま
う。そのため、加工の能率を上げるために砥石２６を高
速回転させると、剛性面で不安が生じてしまう。これ
は、使用するにつれて砥石径が小さくなった場合のみな
らず、予め砥石径が小さい場合にも同様の不具合が生じ
る。

【００１４】また、砥石径が予め小さい場合には、砥石
２６の使用可能な範囲が小さいので、砥石２６を交換す
る頻度が多くなる。このため、その交換に時間を要して
研削盤の稼働時間が短くなり、生産性が向上せず加工サ
イクル上不利となる。

【００１５】更に、使用する砥石径が小さいと、加工に
作用する砥石表面の砥粒数が少なくなる。このため、砥
石の目詰まり等によりドレスを行うインターバルが短く
なり、加工サイクル上不利となる。

【００１６】また、使用する砥石径がある一定以上小さ
い場合には、研削盤の構成が難しくなる。すなわち、ス
ピンドルを抱えるブラケット、それを搭載する砥石台は
砥石径に拘わらずある一定以上のマスや大きさが必要で
あり、そのため砥石径だけが小さい研削盤を構成するこ
とは困難である。

【００１７】本発明は上記の事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、適切な主軸振り角の範
囲内で研削加工を行い、かつ砥石径が所定の大きさ以上
に形成されたハーフトロイダルＣＶＴディスクのトラク
ション面研削方法を提供しようとするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、所定の取代が存するハーフ
トロイダルＣＶＴディスクを保持する保持機構と、該ハ
ーフトロイダルＣＶＴディスクを研削加工するツールを
具備した加工機構と、を具備し、上記ハーフトロイダル
ＣＶＴディスク若しくはツールのいずれか一方を他方に
対して一定角度傾斜（所望の角度傾斜しても又可変に傾
斜できる場合でも良い）した研削盤により研削加工を行
うハーフトロイダルＣＶＴディスクのトラクション面研
削方法において、上記ハーフトロイダルＣＶＴディスク
の軸線に対するツールの振り角を略１５度乃至４０度の
範囲内とすることを特徴とするハーフトロイダルＣＶＴ
ディスクのトラクション面研削方法である。

【００１９】請求項２記載の発明は、所定の取代が存す
るハーフトロイダルＣＶＴディスクを保持する保持機構
と、該ハーフトロイダルＣＶＴディスクを研削加工する
ツールを具備した加工機構と、を具備し、上記ハーフト
ロイダルＣＶＴディスク若しくはツールのいずれか一方
を他方に対して一定の角度傾斜した研削盤により研削加
工を行うハーフトロイダルＣＶＴディスクのトラクショ
ン面研削方法において、上記ハーフトロイダルＣＶＴデ
ィスクの軸線に対するツールの切り込み方向の為す角度
である切り込み角度を、所定の取代寸法に対する見かけ
の取代寸法の比率である切込倍率を最小とする角度に対
し±１５度の範囲とすると共に、上記ハーフトロイダル
ＣＶＴディスクの軸線に垂直な面に対しツールの回転軸
線が為す角度である振り角度と、上記切り込み角度の角
度差を１５度以下の範囲とし、かつ上記ツールの最大径
を上記ハーフトロイダルＣＶＴディスクのトラクション
面の曲面の径中心とこのハーフトロイダルＣＶＴディス
クの回転中心との間の寸法、及びトラクション面の曲率
半径寸法、トラクション面の外周径の寸法、及び振り角
度から計算される干渉砥石径の０．９倍乃至０．５倍の
範囲内としたことを特徴とするハーフトロイダルＣＶＴ
ディスクのトラクション面研削方法である。

【００２０】請求項１の発明によると、ハーフトロイダ
ルＣＶＴディスクの軸線に対するツールの振り角を略１
５度乃至４０度の範囲内とすることにより、該ハーフト
ロイダルＣＶＴディスクの砥石干渉径は振り角０度の場
合の略６０％以上を確保する。更に、見かけの取代寸法
を実際の取代寸法の２倍以下と低く抑えることが可能と
なり、よって加工時間を短縮することが可能となる。ま
た、砥石干渉径を振り角０度の場合の略６０％以上を確
保するので、砥石を高速で回転させる必要性が低減され
る。更に、砥石干渉径を確保することで、砥石の使用可
能な範囲を十分確保することができ、砥石の交換頻度を
減らすことが可能となり、加工サイクル上有利となる。

【００２１】また、砥石干渉径を確保したので、加工に
作用する砥石表面の砥粒数も少なくせずに所定だけ確保
でき、そのため砥石のドレスを行う必要性が少なくな
る。よって、加工サイクル上有利なものとなる。

【００２２】請求項２の発明によると、ツールの切り込
み角度を、切込倍率を最小とする角度に対して±１５度
の範囲内に設定することにより、見かけの切込倍率がさ
ほど大きくならず小さな範囲に押え込むことが可能とな
る。

【００２３】これに加え、ツールの振り角度と切り込み
角度の角度差を１５度以下の範囲内で個別に設定するの
で、砥石干渉径が大きくなるツールの振り角度を選択す
ることが可能であり、かつ前記角度差は１５度以下なの
で、ツールのスラスト方向に加わる荷重が大きくなら
ず、よってツールにスラスト荷重が付加し、これが破損
するまたは加工精度が悪化するといった不具合を防止す
ることが可能となる。

【００２４】この場合、適宜の切り込み角度と振り角度
に設定すれば、切込倍率及びツール径の両立を図れる。
それにより、ワークの研削加工能力が総合的に優れたも
のとすることができる。

【００２５】また、ツールが干渉を生じないように、そ
の径を設定するので、母線形状のだれや研削戻りなどの
表面品質の不良となる原因を除去して研削加工を行え
る。

【００２６】さらに、ツールの干渉径を振り角度とワー
クの寸法から求め、その砥石干渉径の０．９倍から０．
５倍の範囲内にその径を設定するので、実際に使用する
ツールの径を可能な範囲内で最大化することが可能とな
る。それにより、研削加工時間の短縮化を図ることがで
きる。

【００２７】よって、これらより加工サイクル時間の短
縮化を図ることが可能となる。

【００２８】また、ツールの使用可能範囲を十分に確保
することができるので、ツールのドレス頻度や交換頻度
を減らすことが可能となる。それによって、研削加工の
実加工に当てる時間比率を大きくすることができ、よっ
て研削能力の向上を図ることが可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図１ないし図７に基づいて説明する。

【００３０】なお、図７は、振り角をある一定角度とし
た（θ；１５〜４０度範囲）研削盤を示す。

【００３１】図１に示す研削盤２０は、研削機構２１と
駆動機構２２とを有している。研削機構２１は切込テー
ブル２３を備えており、この切込テーブル２３はボール
ネジ２４を介して第１の駆動手段としてのサーボモータ
２５と連動する構成である。このサーボモータ２５は、
固定部位に設けられている。

【００３２】このため、サーボモータ２５が回転駆動す
ると、切込テーブル２３がこれに伴って上下方向（以
下、この方向をＸ方向とする）に駆動される構成となっ
ている。

【００３３】切込テーブル２３の内部には砥石２６を回
転駆動させるための不図示の駆動モータを備えており、
この駆動モータにより発生する駆動力が砥石スピンドル
２７を介して砥石２６の回転駆動に供せられる。尚、砥
石スピンドル２７の先端には、砥石２６を保持するため
のツール保持台２７ａが設けられている。

【００３４】砥石２６は、外周側の研削面の形状が研削
加工が終了して完成したハーフトロイダルＣＶＴディス
ク２８（以下、これをワーク２８とする。）のトラクシ
ョン面に対応した半径を有する曲面形状に形成されてい
る。そのため、研削加工を行う前の状態ではワーク２８
に取代が存しているので、このワーク２８の被研削加工
面の半径は砥石２６の外周側の研削面の径よりも小さく
形成されている。

【００３５】研削対象たるワーク２８をクロススライド
２９にチャッキングにより固定し、この後に研削に伴っ
てワーク２８を移動させる必要があるが、そのための装
置として駆動機構２２がある。この駆動機構２２は、ワ
ークスピンドルテーブルたるベース３０を有し、そのベ
ース３０には旋回テーブル３１が備えられている。この
ため、ベース３０に対し、旋回テーブル３１のクロスス
ライド２９の傾斜角度を調整可能としている。

【００３６】また、旋回テーブル３１内部には、規則的
な旋回動作を行うための旋回案内３２が備えられてい
る。旋回案内３２は、例えば溝状に形成されており、旋
回テーブル３１の旋回駆動をガイドして砥石２６の切り
込み軸に対する傾斜角度調整動作を規制する機能を有す
る。

【００３７】なお、旋回テーブル３１内部には、不図示
のワークスピンドルが設けられており、このワークスピ
ンドルによって回転軸を中心として回転駆動される構成
となっている。

【００３８】クロススライド２９に固定されたワーク２
８は、切り込み軸に対して回転軸Ａが適宜回動して所定
の角度に設定でき、また回転軸Ｂの傾斜に対応させるた
め、ワークの中心軸は回転軸Ｂに一致するように取り付
けられている。

【００３９】上述の旋回テーブル３１を備えるベース３
０は、第２の駆動手段であるサーボモータ３３に連結さ
れている。このサーボモータ３３は、その駆動が切り込
み軸Ａに対して直交する方向であって且つ砥石スピンド
ル２７に平行な方向（以下、これをＹ方向とする）にベ
ース３０を駆動可能としている。

【００４０】上記サーボモータ２５，３３は夫々駆動回
路４０，４１に接続され、更にこの駆動回路４０，４１
は共に数値制御装置４２に接続されている。この数値制
御装置４２には、例えばワーク２８の加工終了後の形状
であるマスタデータや、ワーク２８の実際の寸法を入力
し、この入力された値に応じてワーク２８の加工量を決
定する。

【００４１】なお、これら駆動回路４０，４１と数値制
御装置４２とで位置制御・補正手段を為している。

【００４２】このため、数値制御装置４２で算出された
ワーク２８の加工量に応じて駆動回路に制御指令を与
え、この制御指令に応じて駆動回路４０，４１でサーボ
モータ２５，３３に導通される電流の制御を行う。これ
により、切込テーブル２３のＸ方向及びベース３０のＹ
方向への移動を所望の位置に設定可能となる。

【００４３】また、数値制御装置４２には、数値入力を
行うためのキーボード４３が取付けられており、更に表
示ＣＲＴ４４によってＸ方向及びＹ方向の位置を表示で
きる構成である。

【００４４】以上のような構成を有する研削盤２０を用
いた研削方法について、以下に説明する。

【００４５】まず、上述の発明が解決しようとする課題
で述べた式１によると、見かけの取代寸法ｔ′の方が、
実際の取代寸法ｔよりも大きくなる。ここで、ｔ′／ｔ
を切込倍率とし、外当たりのときの切込倍率を切込倍率
１、内当たりのときの切込倍率を切込倍率２とすると、
図２、図３より、 切込倍率１：ｔ′／ｔ＝１／ｃｏｓ（θ＋ω１ ）…式５ 切込倍率２：ｔ′／ｔ＝１／ｃｏｓ（π／２−θ−ω２ ）…式６ となっている。この場合、切込倍率１、切込倍率２がな
るべく１に近い程、見かけの取代寸法ｔ′が実際の取代
ｔに近づくが、外当たりの場合及び内当たりのいずれか
が生じると、砥石２６とワーク２８とが接触しているた
め切込倍率が大きければ大きい程、研削加工に時間を要
するものとなっている。

【００４６】ここで、砥石２６の干渉径Ｒｗは、砥石２
６の振り角θによって変化する。このＲｗとθとの関係
について、図４、図５に基づいて以下に説明する。

【００４７】まず、位置ｃを通る砥石２６断面から砥石
中心までの距離をＲｃ、ワーク２８の半径をψ、ワーク
２８の径の中心からワーク２８のトラクション面中心ま
での距離をｐｃｄ、トラクション面中心から距離ｃの深
さをａとすると、 ａ＝（ｒ^２ −ｃ^２ ）^１／２ −（ｒ^２ −（ψ−ｐｃｄ）^２ ） ^{１／２…式７} また、図中において、ｂ，ｄは、 ｂ＝ａ／ｓｉｎ（π／２−θ）…式８ ｄ＝ｂｃｏｓ（π／２−θ）…式９ ここで、図５（ａ）において、 ｅ＝（ψ^２ −（ｐｃｄ＋ｃ＋ｄ）^２ ）^１／２ …式１０ 更に、図５（ｂ）において、 （Ｒｃ−ｂ）^２ ＋ｅ^２ ＝Ｒｃ^２ …式１１ これを展開して、 Ｒｃ＝（ｂ^２ ＋ｅ^２ ）／２ｂ…式１２ これより、 Ｒｃ＝｛ｂ^２ ＋（ψ^２ −（ｐｃｄ＋ｃ＋ｄ）^２ ）｝／２ｂ…式 １３ また、

【００４８】

【数１】

【００４９】そこで、 Ｒｗ＝Ｒｃ ′＋ｒ（１−ｓｉｎθ２ ） ＝Ｒｃ ′＋ｒ（１−ｓｉｎ［π／２−θ−Ａｒｃｓｉｎ（ｃ／ ｒ）］） ＝Ｒｃ ′＋ｒ（１−ｃｏｓ［θ＋Ａｒｃｓｉｎ（ｃ／ｒ）］） …式１４ この式より、θが大きくなれば、それに伴ってＲｗの値
も小さくなるといえる。すなわち、θを大きくすると、
見かけの切込量が増えると共に、砥石干渉径が小さくな
ってしまい、加工上問題が生じてしまう。

【００５０】そこで、切込倍率１，２及び砥石干渉径と
θとの関係を図６に示す。

【００５１】この図においては、主軸振り角が０度のと
きに干渉径がちょうど１００％となっており、振り角が
大きくなるに従い、砥石干渉径が小さくなる関係を有し
ている。

【００５２】また、θが０度から大きくなると、まずワ
ーク２８と砥石２６とで内当たりを生じるが、この場
合、−５度で内当たりを生じた場合の切込倍率２が最大
値を取っている。この角度からθが大きくなるにつれて
切込倍率２は低下し、そして、θ＝１５度の場合に切込
倍率２が略２となり、さらにθが大きくなると、θ＝３
０度で両当たりを生じるようになる。なお、切込倍率１
は、θが大きくなるにつれて、徐々にその値を大きくし
ている。

【００５３】両当たりを生じてなおθが大きくなると、
ワーク２８と砥石２６とで外当たりを生じ、切込倍率２
が増加する。そして、θ＝４０度で切込倍率１は略２と
なり、これよりθが大きくなると、更に切込倍率が大き
くなる。なお、この場合には、θが大きくなるにつれ
て、切込倍率２は１に近づいて小さくなる。

【００５４】ここで、切込倍率１，２は共に小さい値の
方が研削加工に要する時間が短いため、効率が向上して
好ましいものとなるが、図６より切込倍率１と切込倍率
２とは、相関関係となっており、一方が増加すると他方
が減少する関係にある。そのため、切込倍率１及び切込
倍率２の値を所定の範囲内に抑える必要がある。具体的
には、θが１５度から４０度の範囲内では、切込倍率１
及び切込倍率２が共に２以下の値となり、加工効率の面
から好ましいものとなっている。θがこれ以外の値の場
合には、切込倍率１，２のいずれかが２よりも大きな値
となり、加工時間を要するものとなっている。

【００５５】また、θが大きくなると砥石干渉径が小さ
くなり、図６よりθ＝１５度ではθ＝０度のときの８５
％、θ＝４０度では、θ＝０度のときの６０％となる。
しかしながら、θが４０度よりも大きくなると、砥石干
渉径が更に小さくなり、加工上先に述べた様に問題が生
じる。

【００５６】それ故、θを１５〜４５度の範囲に設定す
ることが、切込倍率１，２及び砥石干渉径の面から好ま
しいものとなっている。

【００５７】なお、以下に示す表１及び表２は、夫々ハ
ーフトロイダルＣＶＴディスクの試験片Ｎｏ．１及びＮ
ｏ．２について、振り角θと砥石干渉径及び切込倍率
１，２との関係を示すものである。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【表２】

【００６０】このような研削盤２０を用いた研削方法に
よると、ワーク２８の軸線に対し、砥石２６の径方向に
対する傾斜角度を略１５度乃至４０度の範囲内としたの
で、見かけの取代寸法ｔ′は実際の取代寸法ｔの２倍以
内に抑えることが可能となる。このため、加工距離を短
く抑えることができるので、加工時間の短縮化が図られ
る。

【００６１】また、砥石干渉径が振り角０度のときの略
６０％以上となるため、砥石２６を高速で回転させる必
要性が低減される。

【００６２】更に、砥石干渉径を確保できるので、研削
加工に作用する砥石表面の砥粒数も少なくすることなく
所定だけ確保することができ、そのため砥石２６の目詰
まり等が生じて頻繁に砥石２６のドレスを行う必要性が
少なくなる。このため、加工サイクル上有利なものとな
り、また砥石２６の交換に要する時間が低減されるの
で、生産性が向上したものとなる。

【００６３】以上、本発明の一実施の形態について説明
したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となってい
る。以下それについて述べる。

【００６４】上記実施の形態において、研削加工時には
θを固定しても或いは変化させながら加工しても構わな
い。θを変化させる場合には、砥石２６やワーク２８の
位置制御等の制御を行う必要があるが、この制御を行っ
て適切なθに設定できれば、より加工時間の短縮化を図
ることができる。

【００６５】（第二の実施の形態）以下、本発明の第二
の実施の形態について、図１、及び図８乃至図１４に基
づいて説明する。

【００６６】上述の実施の形態では、ハーフトロイダル
ＣＶＴディスク等のワーク２８の軸線に対する砥石２６
の振り角（切り込み角）を略１５度乃至４０度の範囲内
としているが、適正角度はワーク２８の寸法により異な
り、１５度以下の角度が好ましい寸法のワーク２８に対
しても対応可能な研削加工に関するものである。

【００６７】ここで、以下の説明において用いられる切
り込み角度θと振り角度θ′を図８に示す。

【００６８】この図においては、砥石２６を固定してい
る砥石スピンドル２７が、図１における切込テーブル２
３に相当する不図示の砥石テーブル５０に取り付けられ
ている。この砥石テーブル５０には、送りネジ５１が設
けられていて、その送り量を調整すれば、砥石テーブル
５０に対する砥石２６及び砥石スピンドル２７の傾斜角
度の調整を可能としている。また、砥石２６をワーク２
８に切込ませるために、砥石テーブル駆動モータ５２が
設けられている。このため、砥石テーブル駆動モータ５
２を作動させれば、砥石テーブル５０の所定の方向（切
り込み方向Ｗ）に向かわせて進行させることができる。

【００６９】そして、この図において、ワーク２８の中
心軸線Ｐと砥石テーブル５０の切り込み方向Ｗが為す角
度をθとしており、また砥石２６の中心軸線Ｍとワーク
２８の中心軸線Ｐに直交する垂直線Ｓが為す角度を振り
角度θ′としている。

【００７０】このため、切り込み方向Ｗと中心軸線Ｍと
が直交する場合は、切り込み角度θと振り角度θ′が等
しくなるが、両者が直交しない場合には等しくならな
い。

【００７１】以下、これら切り込み角度θ、振り角度
θ′を用いて説明する。

【００７２】上述の第一の実施の形態では、切込倍率１
と切込倍率２とを夫々外当たりと内当たりとで求めてい
たが、実際に切込倍率が最小となるように作用するの
は、砥石２６が内当たりと外当たりを同時に為している
場合である。

【００７３】すなわち、内当たりと外当たりとを同時に
為している場合は、図１１に示すようにワーク２８のト
ラクション面、および砥石２６の研削面が一定の半径を
有する円弧状に設けられているので、内当たりと外当た
りの切込倍率は等しくなる。

【００７４】この場合、上述の第一の実施の形態より、
切り込み角θを用いて、 切込倍率１：ｔ′／ｔ＝１／ｃｏｓ（θ＋ω１ ）…式１５ 切込倍率２：ｔ′／ｔ＝１／ｃｏｓ（π／２−θ−ω２ ）…式１６ であり、実際に作用する切込倍率が最小となるのは、砥
石２６がワーク２８のトラクション面の外周と内周で同
時に接触を始めるような切り込みを行う場合である。こ
の場合のイメージ図を図１１に示す。

【００７５】この時の切り込み角度θは、切込倍率１と
切込倍率２とが等しくなるときであり、その時のθを求
めると、 θ＝（π／２−ω１ −ω２ ）／２…式１７ となる。

【００７６】このように、切込倍率は所定の取り代ｔに
対する見かけの取り代ｔ′の比であり、一定の切込速度
で加工を行う場合には、加工時間を短縮する観点から、
切込倍率を最小にするこの切込角度で加工を行うことが
望ましい。

【００７７】この場合、図９及び図１０より、ω１ と
ω２ とを算出してこれを代入すると、 θ＝１／２｛π／２−（ａｒｃｓｉｎ（Φ−ｐｃｄ）／ｒ＋ａｒｃｓ ｉｎ（ｈ１ −ｈ２ ）／ｒ｝…式１８ となる。

【００７８】このような関係をθが満たす場合に、切込
倍率が最小となり、それによって加工時間が最小とな
る。

【００７９】ここで、ワーク２８のトラクション面の研
削を行う場合、図１１及び図１２に示すワーク２８のエ
ッジ部分Ａまでのトラクション面全域で砥石２６の母線
形状がワーク２８のトラクション面へ転写されることが
要求される。以下、このエッジ部分Ａ近傍で砥石２６と
ワーク２８が所定の研削領域以外で接触してしまうこと
を「干渉」と呼び、干渉が生じるとワーク２８のトラク
ション面の母線形状がだれる等の不良が生じる。以下の
説明では、砥石２６がワーク２８と干渉を生じさせずに
研削加工を行える砥石２６の最大径を求める。

【００８０】まず、図１１に示すように、ワーク２８の
トラクション面の各点において砥石２６とワーク２８と
が干渉しないためには、夫々の点における法線Ｎとワー
ク２８の回転軸の中心軸線Ｐとの交点Ｏを中心としてそ
の交点からトラクション面までの距離を半径とする仮想
した球面Ｑから砥石２６がはみ出さないようにすること
が必要となる。

【００８１】ここで、エッジ部分Ａが干渉して研削され
ないためには、トラクション面の最も外周側の点Ｂにお
ける法線Ｎと、中心軸線Ｐとの交点Ｏを中心としてその
交点からトラクション面までの距離を半径とする仮想し
た球面Ｑから砥石２６がはみ出さないように、収める必
要がある。

【００８２】このような球面Ｑ内部に砥石２６が収めら
れると、残りの全ての加工点も上述の球面Ｑの内部に収
めることが可能となり、それによってワーク２８と砥石
２６の間で干渉を生じさせることなく、ワーク２８のト
ラクション面を研磨加工することが可能となる。

【００８３】そこで、以下の式により、干渉なしで加工
可能な砥石２６の最大径を求める。

【００８４】図１２に示すように、まず、ワーク２８の
トラクション面の最外周部の法線と、ワーク２８の回転
軸の為す角度をω３ とすると、 ω３ ＝ａｒｃｓｉｎ｛（Φ−ｐｃｄ）／ｒ｝…式１９ となる。そこで、砥石２６のワーク２８のトラクション
面の最外周部を加工する部分の半径Ｒｃは、振り角度
θ′を用いて、 Ｒｃ＝（Φ／ｓｉｎω３ ）・ｓｉｎ（π／２−ω３ −θ′）…式 ２０ となる。

【００８５】さらに、この砥石２６の最大半径Ｒｗは、 Ｒｗ＝Ｒｃ＋ｒ｛１−ｓｉｎ（π／２−ω３ −θ′）｝…式２１ となる。

【００８６】この砥石２６の最大半径Ｒｗの式より、ワ
ーク２８の寸法（ｐｃｄ，ｒ，外径）と、砥石２６の振
り角度θ′が定まれば、そのワーク２８を加工可能な砥
石２６の最大半径を求めることが可能となる。すなわ
ち、このような砥石２６が、最も効率良くワーク２８の
トラクション面の研削加工を行える砥石２６となる。

【００８７】以上のことから、砥石２６がワーク２８と
両当たりを生じるように、砥石２６の振り角度を設定
し、また砥石２６の外径を上述のＲｗに設定する場合
に、最も効率良くワーク２８の研削を行えることとな
る。

【００８８】ここで、以下の表３に、試験片Ｎｏ．３に
ついて、切り込み角度及びその切り込み角度のときの切
込倍率１、切込倍率２の上述の式により計算した結果を
示し、表４に振り角度とその振り角度のときの砥石干渉
径の上述の式により計算した結果を示す。またこのグラ
フを図１３に示す。

【００８９】

【表３】

【００９０】

【表４】

【００９１】この表３より、試験片Ｎｏ．３のワーク２
８においては、切り込み角度が３１．６度のときに切込
倍率１および切込倍率２共に１．４６となる。この切り
込み角度以外の値を切り込み角度が取る場合は、切込倍
率１若しくは切込倍率２のいずれかが、これよりも大き
な値となってしまう。このため、切込倍率１、切込倍率
２共に、１．４６の値を取る場合に、切込倍率が最小と
なる。

【００９２】また、表３の結果より、切り込み角度を３
１．６度±１５度の１６．６度から４６．６度の範囲内
に設定すれば、切込倍率は２．１２以下に抑えることが
可能となる。また、表４より振り角度を切込倍率を最小
とする切り込み角度と同じ３１．６度に設定すれば、そ
の時の砥石干渉径が４２４．１ｍｍとなる。

【００９３】しかし、砥石２６の外径がこの値を取る場
合には、砥石２６とワーク２８のトラクション面とが面
当たりとなり、研削水が加工時に研磨面に入り込まな
く、そのため摩擦により研磨部位が焼けてしまうといっ
た問題が生じる。

【００９４】このため、実際に研磨加工に用いる砥石２
６は、その０．９倍である３８１．７ｍｍよりも小さい
径を有するものを用いる必要がある。なお、標準寸法の
砥石２６では、３５５ｍｍの径を有するものを使用して
いる。

【００９５】ここで、振り角度を２５度にした場合に
は、この角度での砥石干渉径は４６４ｍｍとなり、実際
に研磨加工に用いる砥石２６は、その０．９倍である４
１７．６ｍｍよりも小さい径を有するものを用いる必要
があるが、標準寸法でもこの場合は砥石２６の径が４０
５ｍｍとなる。

【００９６】研削能率と研削精度を考慮すると、３５５
ｍｍの砥石径よりも４０５ｍｍの砥石径の方が有利と考
えられる。また、切り込み角度を振り角度と同一の２５
度に設定した場合には、切込倍率は１．６８となり、上
述の切り込み角度が３１．６度のときの切込倍率１．４
６の１１５％の切込倍率となってしまう。

【００９７】しかしながら、研削能率等を鑑みると、こ
の振り角度２５度の場合が総合的に研削能力が一番優れ
ていると思われ、よってこの振り角度２５度の場合が総
合研削能力として最適値であると考えられる。

【００９８】また、以下の表５に、試験片Ｎｏ．４につ
いて、切り込み角度及びその切り込み角度のときの切込
倍率１、切込倍率２の上述の式により計算した結果を示
し、表６に振り角度とその振り角度のときの砥石干渉径
の上述の式により計算した結果を示す。またこのグラフ
を図１４に示す。

【００９９】

【表５】

【０１００】

【表６】

【０１０１】この表５より、試験片Ｎｏ．４のワーク２
８においては、切り込み角度が２２．６度のときに切込
倍率１および切込倍率２共に２．１１となり、切込倍率
が最小の値となる。また、表６より振り角度が２２．６
度のときの砥石干渉径は２１６．８ｍｍであり、実際に
研磨加工に用いる砥石２６は、その０．９倍である１９
５．１ｍｍよりも小さい径を有する砥石２６を用いる必
要がある。この場合の標準寸法の砥石２６は、１８０ｍ
ｍとなり、実際にはこの標準寸法の砥石２６を使用可能
となる。

【０１０２】これに対し、振り角度を０度とすれば、そ
の時の砥石干渉径は２９１．１ｍｍとなり、実際に研磨
加工に用いる砥石２６は、その０．９倍である２６２．
０ｍｍよりも小さいものを用いる必要がある。なお、標
準寸法の砥石２６では、２５５ｍｍとなり、実際の砥石
２６の径はこの寸法を用いている。このため、振り角度
を０度とした場合には、振り角度２２．６度のときの１
４６％の径を有する砥石２６が使用可能となる。

【０１０３】ところが、切り込み角度を振り角度と同一
の０度とすると、切込倍率が１０となってしまい、見か
けの取り代ｔ′が著しく大きくなり加工時間がかかって
しまうという問題を生じる。

【０１０４】このため、切り込み角度および振り角度を
１５度に設定すれば、切込倍率が２．８２倍となり、こ
のとき試験片Ｎｏ．４における切込倍率の最小値である
２．１１の１３４％に留めることが可能となる。

【０１０５】また、切り込み角度θと振り角度θ′とが
異なる場合には、砥石２６の作用面が対称にはならず、
砥石２６とワーク２８に作用する研削力が、砥石２６の
ラジアル方向のみならず砥石の回転軸の軸方向にも作用
する。ここで、砥石２６はラジアル剛性よりも軸方向の
スラスト剛性の方が弱いので、軸方向に研削力が作用す
るのは望ましくない。このため、切り込み角度θと振り
角度θ′の差が小さい方が望ましいものとなる。

【０１０６】ここで、この切り込み角度θと振り角度
θ′の差が１５度以上生じると、研削力の軸方向の分力
が大きくなりすぎるので、これら両者の差が１５度以内
となることが望ましいものとなっている。

【０１０７】すなわち、 ｜θ′−θ｜≦１５° とすれば、砥石２６に生じるスラスト荷重を低減するこ
とができる。

【０１０８】以上、試験片Ｎｏ．３および試験片Ｎｏ．
４における結果から、切り込み角度θを切込倍率を最小
とする角度に対して±１５度の範囲内とし、振り角度と
切り込み角度の角度差を１５度以内の範囲として砥石径
を砥石干渉径の０．９倍から０．５倍の範囲内に収めれ
ば、研削能率と研削精度を両立する適正な研削加工を行
うことが可能となる。

【０１０９】このようなハーフトロイダルＣＶＴディス
クのトラクション面研削方法によると、ワーク２８の軸
線に対する砥石２６の切り込み方向Ｗの為す角度である
切り込み角度θを、所定の取代寸法に対する見かけの取
代寸法の比率である切込倍率を最小とする角度に対し
て、±１５度の範囲内に収めるように設定することによ
り、見かけの切込倍率がさほど大きくならず小さな範囲
に押え込むことが可能となる。

【０１１０】これに加え、ワーク２８の軸線に対する砥
石２６の回転面方向の為す角度である振り角度θ′と、
切り込み角度θの角度差を１５度以下の範囲内に設定し
ているので、砥石２６のスラスト方向に加わる荷重が大
きくならず、よって砥石２６にスラスト荷重が付加し、
これが破損するといった不具合を防止することが可能と
なる。

【０１１１】また、切り込み角度θを切込倍率を最小と
する角度に対して±１５度の範囲内に設定するため、こ
の範囲内の切込倍率であれば切込倍率の最小値からさほ
ど大きくならずに済む。この場合、適宜の切り込み角度
θに設定することにより、切込倍率と砥石２６の径の大
きさの両立を図ることが可能となる。

【０１１２】それにより、ワーク２８の研削加工能力が
総合的に優れたものとすることができ、研削加工時間の
短縮を図ることが可能となっている。

【０１１３】また、砥石２６が干渉を生じないように、
砥石２６の径を設定するので、形状のだれや研削戻りな
どの表面品質の不良となる原因を除去して研削加工を行
うことが可能となる。

【０１１４】さらに、砥石２６の砥石干渉径を振り角度
θ′から求め、その砥石干渉径の０．９倍から０．５倍
の範囲内に砥石２６の径を設定するので、実際に使用す
る砥石２６の径を可能な範囲内で最大化することが可能
となる。それにより、研削加工時間の短縮化を図ること
ができる。

【０１１５】また、これら複数の要素が相俟ることによ
り、砥石回転数を大きくすることなく砥石周速を高速化
でき、高剛性、高効率で研削加工可能な研削方法とな
る。また、これらの条件を満たす研削盤では、高剛性で
高効率で研削加工可能な研削盤とすることができる。

【０１１６】よって、これらより加工サイクル時間の短
縮化を図ることが可能となる。

【０１１７】また、砥石２６の使用可能範囲を十分に確
保することができるので、砥石２６のドレス頻度や交換
頻度を減らすことが可能となる。それによって、研削加
工の実加工に当てる時間比率を大きくすることができ、
よって研削能力の向上を図ることが可能となる。

【０１１８】以上、本発明の第二の実施の形態について
説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっ
ている。以下それについて述べる。

【０１１９】上記実施の形態では、研削加工において切
り込み角度θを切込倍率を最小とする角度に対し±１５
度の範囲内に設定し（１）、切り込み角度θと振り角度
θ′の角度差を１５度以下の範囲とし（２）、振り角度
から計算される砥石２６の干渉径の０．９倍から０．５
倍となるように、砥石２６の径を設定し（３）、研削加
工を行っているが、これら（１）〜（３）のいずれかの
条件を満たす研削加工を行う構成としても構わない。

【０１２０】その他、本発明の要旨を変更しない範囲に
おいて、種々変形可能となっている。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ハーフトロイダルＣＶＴディスクの軸線に対するツール
の振り角を略１５度乃至４０度の範囲内とすることで、
該ハーフトロイダルＣＶＴディスクの砥石干渉径を振り
角０度の場合の略６０％以上となる。更に、見かけの取
代寸法を実際の取代寸法の２倍以下と低く抑えることが
可能となり、よって加工時間を短縮することが可能とな
る。また、砥石干渉径が振り角０度の場合の略６０％以
上となるため、砥石を高速で回転させる必要性が低減さ
れる。更に、砥石干渉径を確保することで、砥石の使用
可能な範囲を十分確保することができ、砥石の交換頻度
を減らすことが可能となり、加工サイクル上有利とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係わる研削盤の構成を
示す側面図。

【図２】同実施の形態に係わる砥石とハーフトロイダル
ＣＶＴディスクとが外当たりをしている状態を示す図で
あり、（ａ）は砥石とハーフトロイダルＣＶＴディスク
とが外当たりしている場合のイメージ、（ｂ）は砥石と
ハーフトロイダルＣＶＴディスクとの外当たり部分の拡
大図。

【図３】同実施の形態に係わる砥石とハーフトロイダル
ＣＶＴディスクとが内当たりをしている状態を示す図で
あり、（ａ）は砥石とハーフトロイダルＣＶＴディスク
とが内当たりしている場合のイメージ、（ｂ）は砥石と
ハーフトロイダルＣＶＴディスクとの内当たり部分の拡
大図。

【図４】同実施の形態に係わる位置ｃを通る砥石とワー
クとの間の寸法の関係を示す図であり、（ａ）は砥石と
ハーフトロイダルＣＶＴディスクとが位置ｃで接触して
いる場合の全体を示す図、（ｂ）は位置ｃ付近における
拡大図。

【図５】同実施の形態に係わる位置ｃを通る砥石とワー
クとの間の寸法の関係を示す図であり、（ａ）は砥石の
平面図における位置ｃの付近の寸法関係を示す図、
（ｂ）は砥石の位置ｃにおける接触状態を示す図。

【図６】同実施の形態に係わる切込倍率１，２及び砥石
干渉径とθとの関係を示す図。

【図７】本発明の一実施の形態を示す研削盤の構成を示
す側面図。

【図８】本発明の第二の実施の形態に係わる砥石でワー
クを研削する場合における切り込み角度θと振り角度
θ′の関係を示す図。

【図９】同実施の形態に係わる砥石とワークが外当たり
している状態を示す図。

【図１０】同実施の形態に係わる砥石とワークが内当た
りしている状態を示す図。

【図１１】同実施の形態に係わる砥石とワークが両当た
りしている状態を示す図。

【図１２】同実施の形態に係わる砥石とワークの干渉関
係を示す図。

【図１３】同実施の形態に係わる試験片Ｎｏ．３におけ
る切り込み角度と切込倍率、及び振り角度と砥石干渉径
の関係を示すグラフ。

【図１４】同実施の形態に係わる試験片Ｎｏ．４におけ
る切り込み角度と切込倍率、及び振り角度と砥石干渉径
の関係を示すグラフ。

【符号の説明】

２０…研削盤 ２１…研削機構 ２２…駆動機構 ２３…切込テーブル ２６…砥石 ２７…砥石スピンドル ２８…ワーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の取代が存するハーフトロイダルＣ
   ＶＴディスクを保持する保持機構と、該ハーフトロイダ
   ルＣＶＴディスクを研削加工するツールを具備した加工
   機構と、を具備し、上記ハーフトロイダルＣＶＴディス
   ク若しくはツールのいずれか一方を他方に対して一定の
   角度傾斜した研削盤により研削加工を行うハーフトロイ
   ダルＣＶＴディスクのトラクション面研削方法におい
   て、 上記ハーフトロイダルＣＶＴディスクの軸線に対するツ
   ールの振り角を略１５度乃至４０度の範囲内とすること
   を特徴とするハーフトロイダルＣＶＴディスクのトラク
   ション面研削方法。
2. 【請求項２】 所定の取代が存するハーフトロイダルＣ
   ＶＴディスクを保持する保持機構と、該ハーフトロイダ
   ルＣＶＴディスクを研削加工するツールを具備した加工
   機構と、を具備し、上記ハーフトロイダルＣＶＴディス
   ク若しくはツールのいずれか一方を他方に対して一定の
   角度傾斜した研削盤により研削加工を行うハーフトロイ
   ダルＣＶＴディスクのトラクション面研削方法におい
   て、 上記ハーフトロイダルＣＶＴディスクの軸線に対するツ
   ールの切り込み方向の為す角度である切り込み角度を、
   所定の取代寸法に対する見かけの取代寸法の比率である
   切込倍率を最小とする角度に対し±１５度の範囲とする
   と共に、 上記ハーフトロイダルＣＶＴディスクの軸線に垂直な面
   に対しツールの回転軸線が為す角度である振り角度と、
   上記切り込み角度の角度差を１５度以下の範囲とし、 かつ上記ツールの最大径を上記ハーフトロイダルＣＶＴ
   ディスクのトラクション面の曲面の径中心とこのハーフ
   トロイダルＣＶＴディスクの回転中心との間の寸法、及
   びトラクション面の曲率半径寸法、トラクション面の外
   周径の寸法、及び振り角度から計算される干渉砥石径の
   ０．９倍乃至０．５倍の範囲内としたことを特徴とする
   ハーフトロイダルＣＶＴディスクのトラクション面研削
   方法。