JP2001025943A

JP2001025943A - 円筒状工作物の外周面研削装置および研削方法

Info

Publication number: JP2001025943A
Application number: JP19764399A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kunimatsu; 博国松; Shizuki Sasakura; 閑樹笹倉
Original assignee: Koyo Machine Industries Co Ltd
Current assignee: JTEKT Machine Systems Corp
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2001-01-30
Anticipated expiration: 2019-07-12
Also published as: JP4090153B2

Abstract

(57)【要約】【課題】円筒状工作物の外周面に精密仕上げを施す研
削技術を提供する。【解決手段】円筒ワークＷの外周面Ｗａを研削するに
際して、ワーク主軸２１の軸線Ｘを、カップ型砥石車１
の円環状砥石面１ａの内径より内側に配置させ、ワーク
Ｗに砥石車１の砥石面１ａを当接させた状態で、ワーク
Ｗの回転と砥石車１の回転により、ワークＷの外周面Ｗ
ａを中凸形状に研削加工する。この場合、ワークＷの外
周面Ｗａについて、加工熱や加工力による変形によって
生じる凹部状のへこみ量に相当する量だけ予め幅方向に
対しμｍオーダーあるいは０．１μｍオーダーで中凸状
に加工することができ、精密な砥石修正や複雑な機構の
ツルーイング装置を必要とせずに、加工精度の向上を果
たすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒状工作物の外
周面研削装置および研削方法に関し、さらに詳細には、
円環状砥石面を有するカップ型砥石車により円筒状工作
物の外周面に精密仕上げを施すための研削技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】円筒状工作物（以下、ワークと称する）
の外周面の精密仕上げには、研削盤や研磨加工機による
研削・研磨加工が一般に用いられており、例えば、ワー
クを回転支持するとともに、このワークの円筒外周面に
高速回転する砥石車を当接させて、研削加工する方法が
採られる。

【０００３】従来のこの種の円筒状工作物の外周面研削
装置としては、例えば図１０に示すようないわゆる円筒
研削装置が一般的である。

【０００４】ここで図示されるワークＷは、その外周面
Ｗａの全域または一部の領域に精密仕上げが必要とされ
る円筒外周面とされている。

【０００５】上記円筒研削装置は、ワークＷを支持回転
するとともに、この回転するワークＷの外周面Ｗａに対
して、高速回転する砥石車ａの円筒状の砥石面ｂを当接
させて、この外周面Ｗａに精密な研削加工仕上げを施す
ことができる。

【０００６】ここで、図１０(a) は、ワークＷの外周面
の一部に突起部を形成しないワークＷに対する研削に際
してのワークＷと砥石車ａの作動配置関係を示し、図１
０(b) は、外周面Ｗａの一部に突起部Ｗｂを有するワー
クＷに対する研削に際してのワークＷと砥石車ａの作動
配置関係を示している。

【０００７】前者の外周面Ｗａに突起部Ｗｂを有さない
ワークＷに対する研削に際しては、図１０(a) のに一
点鎖線で示すように、高速回転する砥石車ａを、ワーク
Ｗの外周面Ｗａに沿って旋回（回動）させることにより
研削する。一方、外周面Ｗａの一部に突起部Ｗｂが形成
されているワークＷに対する研削に際しては、図１０
(b) のに一点鎖線で示すように、砥石車ａの外径砥石
面ｂが突起部Ｗｂと干渉しない範囲で、上記砥石車ａ
を、ワークＷの外周面Ｗａに沿って往復回動させること
により研削する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ワークＷの外周面Ｗａについて、より高い精度の研削が
要求される場合、計測・機械制御のほかに加工精度に大
きく影響を与える因子として、研削時に生じる加工熱や
加工力による砥石車ａとワークＷの支持部のたわみによ
る変形等も考慮する必要がある。

【０００９】つまり、実際に、ワークＷの外周面Ｗａを
幅方向に対しストレート（断面直線状）に仕上げようと
しても、上記加工熱や加工力の影響によって、加工後の
ワークＷが冷えた状態では、外周面Ｗａの幅方向中央部
がわずかながら径方向へへこんだ中凹形状になる傾向が
ある（図１０(a),(b) のにおける凹み量ｈを参照）。

【００１０】ちなみに、この中凹形状のワークＷを部品
として、装置に組み込まれると、ワークの両端部はエッ
ジロードが高く、これがため、油切れ等により、磨耗が
生じたり、摺動相手にキズが生じたりすることから、製
品寿命が短くなってしまう。このため、例えば転動体と
して使用されるようなワークＷの場合は、外周面Ｗａを
幅方向の形状について、中凹形状となるよりも、微量の
中凸形状とする方が好ましい。

【００１１】かかる場合に、ワークＷの外周面Ｗａの研
削精度を向上させるためには、上記加工熱や加工力によ
る変形によって生じる中凹形状の凹み量ｈを考慮して、
この凹み量ｈに相当する量だけ予め幅方向に対しμｍオ
ーダあるいは０．１μｍオーダで中凸形状に加工するこ
とにより加工精度の向上を果たすことができる。一方、
ワークＷの外周面について、加工熱や加工力による変形
によって生じる中凹形状の凹み量ｈは、砥石車ａおよび
ワークＷの回転速度やワークＷの形状、材質等の因子に
よって、変動するものである。

【００１２】しかしながら、上記のような、従来の一般
的な円筒研削により、円筒外周面Ｗａをその幅方向の形
状について、加工熱や加工力による変形によって生じる
中凹形状の凹み量ｈに相当する量だけ中凸形状に加工す
る場合、砥石車ａやワークＷの種類に応じて、その都
度、砥石車ａの砥石面形状を修正する必要がある。特
に、数μｍオーダの精密な研削である場合は、その信頼
性を維持するために、精密な砥石修正や高価で複雑な機
構のツルーイング装置が必要であるため、経済的かつ研
削精度上の不具合が生じる。

【００１３】さらに、図１０(b) に示すように、一部に
突起部Ｗｂを有するワークＷの外周面a に精密研削を施
す場合には、突起部Ｗｂ近傍への研削を可能とするため
に砥石車ａの外径を小さくする必要があることから、砥
石車ａを高速回転させる必要がある等を理由に、加工精
度および経済的な面での不具合が生じる。

【００１４】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、カップ
型砥石車を用いて、円筒状ワークの外周面を高精度にか
つ効率良く仕上げることのできる研削技術を提供するこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の研削装置は、ワークを着脱可能に保持する
ワーク主軸と、このワーク主軸と直交する平面内にあ
り、かつ円環状砥石面を有するカップ型砥石車を同軸状
に装着する砥石軸と、上記ワーク主軸に直交する方向へ
上記砥石車を切込み送りする切込み手段と、上記ワーク
主軸に直交する平面内で上記砥石車の傾斜角度を調整す
る傾斜手段とを備えていることを特徴とする。

【００１６】好適な実施態様として、上記構成に加え
て、上記ワーク主軸と同軸状に装着されたロータリドレ
ッサと、このロータリドレッサおよび上記砥石車を上記
ワーク主軸に平行な方向へ相対的に移動調整する砥石移
動手段とを備えている。このロータリドレッサは、ワー
クの仕上がり形状に対応したプロフィールを有している
ことが好適である。

【００１７】また、本発明の外周面研削方法は、上記研
削装置のように、円環状砥石面を有するカップ型砥石車
により円筒状ワークの外周面を研削する方法であって、
回転支持するワークの回転軸線を、上記砥石車の円環状
砥石面の内径より内側となるように配置するとともに、
回転する上記砥石車の砥石面を上記ワークの外周面に当
接させることにより、このワークの外周面を幅方向へ中
凸形状になるように研削することを特徴とする。

【００１８】好適な実施態様として、上記ワーク主軸に
直交する平面内で上記砥石車の傾斜角度を調整すること
により、上記中凸形状の中凸量を調整する。

【００１９】本発明の研削装置を用いて、例えば、回転
支持するワークの回転軸線を、砥石車の円環状砥石面の
内径より内側となるように配置させた状態で、上記ワー
クの外周面に回転する砥石車の円環状砥石面を当接させ
ることにより、このワークの外周面を幅方向へ微少量だ
け中凸形状になるように研削する。

【００２０】この場合、ワークの回転軸線と砥石車の円
環状砥石面の内径との配置関係は、研削対象であるワー
クの外周面について、加工熱や加工力による変形によっ
て生じる凹部状の凹み量を考慮して設定することによ
り、加工熱や加工力による変形によって生じる凹部状の
凹み量に相当する量だけ予め幅方向に対しμｍオーダあ
るいは０．１μｍオーダで微少量だけ中凸形状に加工す
ることができる。

【００２１】また、外周面に突起部を有するワークにつ
いては、このワークを所定の角度範囲で正逆方向へ回転
させて、突起部以外のワーク外周面を研削する。

【００２２】すなわち、外周面に突起部があるワークで
あっても、その突起部と砥石車およびその駆動装置等と
が接触しないように所定の領域を確保する必要がなく、
同時に、砥石車の径を十分大きくとることができるとと
もに、上記と同様、ワークの外周面について、加工熱や
加工力による変形によって生じる凹部状の凹み量に相当
する量だけ予め幅方向に対し微小量だけ中凸形状に加工
することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２４】実施形態１本発明における円筒状ワークの外周面研削装置を図１な
いし図７に示し、この研削装置は、具体的には、図示の
ような円筒状のワークＷの外周面Ｗａに加工熱や加工力
による変形によって生じる中凹形状の凹み量に相当する
量だけ予め幅方向に対しμｍオーダあるいは０．１μｍ
オーダで微小量だけ中凸形状に加工し精密仕上げを施す
ものである。

【００２５】この研削装置は、図１に示すように、ワー
クＷを支持回転するワーク保持部Ａと、回転駆動する砥
石車１を備える砥石研削部Ｂとを主要部として備えてな
る。

【００２６】ワーク保持部Ａは、図２および図３に示す
ように、ワーク保持治具２と治具回動部３を主要部とし
て構成されている。

【００２７】ワーク保持治具２は、ワークＷの外周面Ｗ
ａを砥石車１の砥石面１ａに対向させて位置決めるとと
もに、着脱可能に保持するもので、ワーク主軸２１を主
要部として構成され、このワーク主軸２１は、治具回動
部３に回動可能に軸支されている。

【００２８】ワーク主軸２１は、治具回動部３に両持状
に回転支持されるとともに、後述する治具回動部３の回
動軸２２ｐに同軸状にかつ一体的に連結されている。そ
して、これら回動軸２２ｐおよびワーク主軸２１の軸線
Ｘは、砥石車１の円環状砥石面１ａを含む平面に対して
平行となるように配置されている。

【００２９】ワークＷのワーク主軸２１に対する取り付
けは、図３に示すごとく、ワーク主軸２１にワークＷの
円筒穴が挿入されて、取外し可能に支持固定される。こ
れにより、ワークＷは、ワーク主軸２１と同心状つまり
ワークＷの回転軸線が上記軸線Ｘに一致するように一体
的に保持されている。

【００３０】治具回動部３は、ワーク主軸２１つまりワ
ークＷを回動駆動するもので、上記回動軸２２ｐと、治
具回動部ベース３１と、回転駆動源であるワーク駆動モ
ータ（図示省略）とを主要部として備える。

【００３１】回動軸２２ｐは、水平状態で回転可能に支
持されるとともに、図示しない駆動機構を介して上記ワ
ーク駆動モータの駆動軸に軸支されている。

【００３２】この治具回動部３のワーク駆動モータの回
転駆動により、上記回動軸２２ｐが回転されて、ワーク
主軸２１さらにはここに支持固定されたワークＷが、そ
の軸線Ｘを中心として円周方向へ回動される。

【００３３】なお、上記回動軸２２ｐの駆動について、
上記のようにワーク駆動モータを用いた構成に代えて、
例えば、油圧による回転駆動源を用いるなど、他の回転
駆動源を用いた同一機能を備える構成も採用可能であ
る。

【００３４】また、砥石車１の環状砥石面１ａのドレッ
シングに使用されるロータリドレッサ２３は、ワークＷ
と同様、上記ワーク主軸２１に同軸状に取り付けられて
いる。治具回動部ベース３１を、後述する砥石車１の砥
石軸４１に対して直交する方向（図示の場合は水平方
向）へ移動させるとともに、砥石軸４１を保持する後述
の基台５６を上下方向へ昇降させることにより、ロータ
リドレッサ２３と砥石車１の環状砥石面１ａの相対的位
置が調整されて、ロータリドレッサ２３による砥石車１
の環状砥石面１ａのドレッシングが行われる。

【００３５】この場合、上記ロータリドレッサ２３とし
て、ワークＷの仕上がり形状に対応したプロフィール、
つまり、ワークＷの仕上がり形状とほぼ同一かまたは僅
かに大きな外径のものを用いるととも、このロータリド
レッサ２３を、砥石車１の環状砥石面１ａに対してワー
クＷの研削時と同じ状態で当接させて、ドレッシングを
行うようにしても良い。

【００３６】なお、砥石車１の環状砥石面１ａのドレッ
シング方法としては、図示のほか、ダイヤモンドドレッ
サ等によるものであってもよい。

【００３７】上記砥石研削部Ｂは、図１および図４に示
すように、砥石車ユニット４と、摺動ユニット５を主要
部として構成されている。

【００３８】砥石車ユニット４は、砥石車１を回転駆動
するもので、砥石軸４１、砥石駆動モータ４２および砥
石台４３を主要部として備える。

【００３９】上記砥石車１は、いわゆるカップ型砥石車
であって、その先端の最外縁部全周にわたって、平坦な
円環状の砥石面１ａが形成されており、この砥石面１ａ
は、上記砥石軸４１の軸線Ｙに垂直な平面に含まれる細
幅の円環状平坦面であって、精密仕上げが可能な超砥粒
砥石から形成されている。

【００４０】上記砥石軸４１は、砥石台４３に回転可能
に軸支されるとともに、砥石駆動モータ４２の駆動軸
（図示省略）に駆動連結されている。砥石軸４１の軸線
Ｙは、その基準位置において、上記ワーク主軸２１の軸
線Ｘと直交する平面内にあるとともに、後述する摺動ユ
ニット５により、その傾斜角度が調整可能とされてい
る。

【００４１】砥石軸４１の先端部には、砥石車１が締付
ナット７（図５参照）により同軸状にかつ取外し可能に
装着されており、上記砥石駆動モータ４２により、上記
砥石車１が所定の回転速度をもって高速回転される。

【００４２】また、上記砥石台４３は、摺動ユニット５
のスライドベース５２上に取り付けられている。

【００４３】摺動ユニット５は、上記ワーク主軸２１に
直交する方向（図４の矢符ａ方向）へ砥石車１を切込み
送りする切込み手段と、この切込み手段による切込み送
り方向ａと直交する方向（図４の矢符ｂ方向）へ上記砥
石車１を移動調整する砥石移動手段と、ワーク主軸２１
に直交する平面内で砥石車１の傾斜角度（図４の矢符ｃ
方向）を調整する傾斜手段と、砥石車１をワーク主軸２
１に平行な平面内で傾斜（図４の矢符ｄ方向）させるス
イベル手段としての複数の機能を兼備している。

【００４４】この摺動ユニット５は、切込み送りモータ
５１、傾斜調整具５３、傾斜ピボット５４、スイベルピ
ボット５５および上記基台５６を主要部として備えてい
る。

【００４５】上記切込み送りモータ５１は、スライドベ
ース５２を砥石軸４１と平行する方向へ摺動させるもの
であり、基台５６の上に装着されるとともに、ボールネ
ジ機構（図示省略）を介して切込み送りモータ軸５１ｐ
に駆動連結されている。上記スライドベース５２は、上
記基台５６上に砥石軸４１と平行する方向（図４の矢符
ａ方向）へ延びて設けられたスライドレール（図示省
略）上に摺動可能に支持されている。そして、このスラ
イドベース５２上に、上記砥石車ユニット４の上記砥石
台４３が、傾斜ピボット５４、スイベルピボット５５お
よび傾斜調整具５３を介して装着されている。

【００４６】切込み送りモータ５１により、スライドベ
ース５２と共にその上に装置された砥石車ユニット４が
上記砥石軸４１に平行する方向へ移動され、これによ
り、上記ワークＷに対する切込み量が調整されて、ワー
クＷの加工寸法が設定調整され、上記切込み手段として
機能する。この切込み送り量は、例えば、パルスエンコ
ーダ（図示省略）により、上記切込送りモータ軸５１ｐ
の回転角を読み取ることによって、検出制御される。

【００４７】上記基台５６は、砥石車ユニット４の砥石
車１を、ワーク主軸２１に直交する平面内で砥石軸４１
の軸線に直交する方向（図示の場合は上下方向（（図４
の矢符ｅ方向））へ昇降移動させるものである。この基
台５６は、機枠６の上に昇降可能に装着されるととも
に、その上に、上記砥石車ユニット４および摺動ユニッ
ト５が装置されている。

【００４８】上記傾斜調整具５３は、具体的には、ネジ
機構によりその高さを調整できる構造を備えており、上
記スライドベース５２上に設けられるとともに、上記砥
石台４３の後部を下側から支持している。この傾斜調整
具５３は、上記ネジ機構により高さを調節することによ
り、スライドベース５２上に設けられた傾斜ピボット５
４を支点として、上記砥石台４３をワーク主軸２１に直
交する平面内でその傾斜角度（図４の矢符ｃ方向）を調
整することができる。なお、この傾斜角度は、例えば、
ダイアルゲージ（図示省略）により、上記傾斜調整具５
３のネジ回転角を読み取ることによって、そのピッチに
より算出制御される。

【００４９】上記スイベルピボット５５は、上記砥石車
ユニット４の上記砥石台４３の傾斜角度（図４の矢符ｄ
方向）を上記ワーク主軸２１に平行な平面内で可変調節
するものである。このスイベルピボット５５は、上記傾
斜ピボット５４上に傾斜ピボット５４と直交状に取り付
けられるとともに、図示しない駆動モータにより正逆方
向へ回動可能に軸支されている。つまり、砥石台４３
は、スライドベース５２上に配置された上記傾斜ピボッ
ト５４上に、スイベルピボット５５を介して支持されて
いる。また、この場合の砥石台４３の傾斜角度は、スラ
イドベース５２上に固設されたスイベル調整手段５７に
より、検出制御される。

【００５０】また、上記基台５６により、上記スライド
ベース５２と共に、上記砥石車ユニット４が上記ワーク
主軸２１に直交する平面内で上記砥石軸４１の軸線に直
交する方向（図４の矢符ｅ方向）に昇降移動される。こ
れにより、ワークＷに対する上記砥石車１の砥石面１ａ
の相対的な高さ方向位置が調整される。また、この基台
５６は、ワークＷの接線方向への切込み（つまり、タン
ジェンシャル研削）を行った後に、ワーク主軸２１に直
交する切込みを与えて、ワークＷの外周面Ｗａを中凸形
状に研削することも可能とする。

【００５１】上記傾斜調整具５３のネジ機構によりその
高さを調整することにより、上記スライドベース５２上
に固設された上記傾斜ピボット５４を支点として、上記
ワーク主軸２１に直交する平面内で上記砥石軸４１の傾
斜角度が調整され（図４の矢符ｃ方向）、これにより、
ワークＷに対する上記砥石車１の砥石面１ａの位置決め
が調整され、上記傾斜手段として機能する。

【００５２】さらに、上記スイベルピボット５５の軸を
正逆方向に回動調整されることにより、上記砥石軸４１
の傾斜角度が上記ワーク主軸２１に平行な平面内で可変
調節され、これにより、ワークＷに対する上記砥石車１
の砥石面１ａの位置決めが調整され、上記スイベル手段
として機能する（図４のｄの矢印参照）。

【００５３】次に、以上のように構成された摺動ユニッ
ト５の各種機能（切込み手段、砥石移動手段、傾斜手段
およびスイベル手段としての機能）を用いて、ワークＷ
の外周面Ｗａと砥石車１の円環状砥石面１ａとの相対的
な配置関係を変化させた場合の上記外周面Ｗａの仕上が
り形状について考察してみる。

【００５４】まず、図６(a) に示すように、ワークＷの
回転軸線つまりワーク主軸２１の軸線Ｘが、砥石車１の
円環状砥石面１ａの内外径間にあるように配置し、この
状態でワークＷの外周面Ｗａに研削加工を施すと、この
外周面Ｗａは、図７(a) に示すように、その幅方向全体
にわたってストレート（断面直線状）な円筒面に仕上が
る。

【００５５】一方、図６(b) に示すように、ワークＷの
回転軸線Ｘが、砥石車１の円環状砥石面１ａの内径より
内側となるように配置し（円環状砥石面１ａの内径位置
とワークＷの回転軸線Ｘの位置との距離はｅ）、この状
態でワークＷの外周面Ｗａに研削加工を施すと、この外
周面Ｗａは、図７(b) に示すように、その幅方向全体に
わたって径方向外側へ膨らんだ中凸形状（断面突円弧
状）の円筒面に仕上がる。

【００５６】また、図６(c) に示すように、この図６
(b) に示す配置状態から砥石車１の軸線Ｙの傾斜角度θ
₀を微調整することで、上記外周面Ｗａにおける中凸形
状の大きさ（断面円弧形状における曲率等）を微調整す
ることができる。この場合、傾斜角度θ₀が大きいほ
ど、中凸量（クラウニング量）は小さくなる。

【００５７】しかして、本実施形態の外周面研削装置
は、後者のように、ワークＷの外周面Ｗａと砥石車１の
円環状砥石面１ａとの相対的な配置関係を設定すること
により、ワークＷの外周面Ｗａをその幅方向へ中凸形状
になるように研削して、その仕上がり研削精度の向上を
図っている。

【００５８】具体的には、予め、ワークＷの材質や形状
寸法、あるいはカップ型砥石車１の外径等を考慮して、
研削時の加工熱や加工力による変形等によってワークＷ
の外周面Ｗａに生じる凹部状の凹み量ｈ（図１０参照）
から決定される砥石軸４１のスライド量ｅを算出する。

【００５９】そして、上記摺動ユニット５により、図６
(b) に示すように、砥石軸４１をその軸線Ｙに直交する
方向（図面において左方向）へ所定量ｅだけスライド移
動させて、ワークＷの回転軸線Ｘを、砥石車１の砥石面
１ａの内径より内側にくるように対向配置させる。

【００６０】しかして、この状態で、ワークＷを回転駆
動するとともに、砥石車１を高速で回転駆動しながら、
ワークＷの外周面Ｗａに砥石車１の砥石面１ａを当接さ
せて（この場合、砥石面１ａの内径縁が接触）、研削加
工を施すことにより、研削時の加工熱や加工力による変
形を考慮した精密研削、つまり、ワークＷの外周面Ｗａ
について、予め幅方向に対しμｍオーダあるいは０．１
μｍオーダで中凸状に研削するができ、外周面Ｗａに精
度の高い研削加工を施すことが可能となる。

【００６１】実施形態２本実施形態は図８および図９に示されており、図示のよ
うな外周面Ｗａに突起部ＷｂがあるワークＷの外周面Ｗ
ａに、精密仕上げを施す構成を備えてなるものであり、
具体的には、ワーク保持部Ａの具体的構成が実施形態１
と相違している。

【００６２】すなわち、ワーク保持部Ａにおけるワーク
駆動モータ（図示省略）が、ワーク主軸２１を所定の角
度範囲θで正逆方向へ交互に回転駆動するワーク主軸回
転手段として機能するように構成されている。

【００６３】この場合の角度範囲θは、図９に示すよう
に、上記砥石面１ａの内外径縁がワークＷの突起部Ｗｂ
と干渉しない範囲内で設定される。なお、この角度範囲
θは、例えばパルスエンコータ（図示省略）により、上
記ワーク駆動モータの駆動軸の回転角を読み取ることに
よって、検出制御される。

【００６４】しかして、上記ワーク駆動モータの回転駆
動により、ワーク主軸２１が正逆方向へ回転されて、こ
こに固定保持されたワークＷの円筒部Ｗａが、その軸線
Ｘを中心として、上記角度範囲θで往復回動される。そ
して、このワークＷに対して高速回転する砥石車１の砥
石面１ａが当接し、ワークＷの外周面Ｗａについて、実
施形態１と同様、高い加工精度を有する研削加工が可能
となる。

【００６５】なお、上述した実施形態はあくまでも本発
明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれ
に限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可
能である。以下にその一例を示す。

【００６６】(1) ワーク保持部Ａのワーク保持治具２お
よび砥石研削部Ｂの砥石車１の具体的構成は、研削対象
となるワークＷの形状寸法等に応じて適宜設計されるも
のであり、図示の実施形態に限定されない。

【００６７】例えば、図示の実施形態においては、ワー
ク保持治具２におけるワーク主軸２１の構造が、ワーク
Ｗの円筒穴を利用してワークＷを固定保持するものとな
っているが、ワークＷに円筒穴がない場合など、図示の
ような支持構造を取れない場合には、その他の支持手段
あるいは固定手段によって支持する構造が採用できるこ
とはもちろんである。

【００６８】(2) 摺動ユニット５の具体的構造も、他の
構成装置との関係で種々設計変更可能であり、例えば、
摺動ユニット５が備える各種機能の一部をワーク保持部
Ａ側に設けられて、ワーク保持治具２上のワークＷが、
砥石車１に対して相対的に移動量あるいは傾斜角度を調
整される構造も採用可能である。

【００６９】同様に、ロータリドレッサ２３と砥石車１
をワーク主軸２１に平行な方向へ相対的に移動調整する
構成も、図示の実施形態と異なる構成が採用可能であ
る。

【００７０】(3) 砥石車１の砥石面１ａの具体的形状に
ついても、図示の実施形態のような平坦面形状のものに
限定されず、目的に応じて、テーパ面形状や球面形状等
も採用され得る。

【００７１】(4) また、研削工程について、粗研削と仕
上研削の２工程に分けた研削が行われたり、これらの研
削が適数回繰り返されるなど、対象となるワークＷの種
類および要求される仕上げ精度に応じて適宜決定される
ことが可能である。

【００７２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
以下に列挙するような種々の効果が得られ、ワークＷの
外周面の精密研削加工において、高精度にかつ効率良く
仕上げることのできる研削技術を提供することができ
る。

【００７３】(1) ワークを着脱可能に保持するワーク主
軸と、このワーク主軸と直交する平面内にあり、かつ円
環状砥石面を有するカップ型砥石車を同軸状に装着する
砥石軸と、上記ワーク主軸に直交する方向へ前記砥石車
を切込み送りする切込み手段と、上記ワーク主軸に直交
する平面内で前記砥石車の傾斜角度を調整する傾斜手段
とを備えているから、例えば、ワーク主軸の軸線を、カ
ップ型砥石車の内径より内側に配置させ、ワークの回転
とカップ型砥石車の回転により、ワークの外周面を予め
設計された寸法の中凸形状に研削加工を施す研削方法を
提供することができる。

【００７４】これにより、ワークの外周面について、加
工熱や加工力による変形によって生じる凹部状の凹み量
に相当する量だけ予め幅方向に対しμｍオーダあるいは
０．１μｍオーダで中凸状に加工することができ、高価
で複雑な機構の砥石修正やツルーイング装置を必要せず
に、精密仕上げを施すことができる。

【００７５】(2) また、ワーク主軸を所定の角度範囲で
正逆方向へ交互に回転駆動するワーク主軸回転手段を備
えていると、ワークの外周面に突起部がある場合でも、
上記と同様、突起部以外の外周面を、研削時の加工熱や
加工力による変形によって生じる凹部状の凹み量に相当
する量だけ予め見越して中凸状に加工することができ
る。

【００７６】これにより、砥石車の外径を制限されるこ
となく、ワークの突起部分以外の外周面に精密仕上げを
施すことができ、主として以下のような付随的効果も発
揮することができる。

【００７７】（イ）砥石車を高速回転させる必要がない
ことから、それに伴う高価な駆動装置を組む必要がなく
経済的であり、かつ高速回転による振動の発生も抑える
ことができるため、研削加工精度も向上する。

【００７８】（ロ）ワークの除去体積当たりの作用する
砥石の表面積を大きく取れ、かつ粒数が制約されないこ
とから、砥石の磨耗や目詰まりが生じにくくなり、砥石
の寿命を長くすることができる。

【００７９】（ハ）砥石軸径、軸受サイズを大きく設定
することができ、スピンドルの剛性が十分に得られるた
め、設計面でも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態１であるワークの外周面
研削装置の全体構成を示す斜視図である。

【図２】同研削装置の主要部であるワーク保持部を示す
斜視図である。

【図３】同じく同ワーク保持部を一部破断して示す正面
図である。

【図４】同研削装置の主要部である砥石研削部を示す斜
視図である。

【図５】同研削装置におけるワーク保持部に保持された
ワークと砥石車との、研削時における相対的位置関係を
拡大して示す側面断面図である。

【図６】同研削装置の研削時における砥石車の姿勢とワ
ークとの相対的配置関係を示す図で、図６(a) は、ワー
クの外周面を、その幅方向全体にわたってストレートな
円筒面に仕上げる場合を示し、図６(b) は、ワークの外
周面を、その幅方向全体にわたって径方向外側へ膨らん
だ中凸形状の円筒面に仕上げる場合を示し、また図６
(c) は、図６(b) に示す配置状態から砥石車の軸線の傾
斜角度を微調整して、中凸形状の大きさを微調整する場
合を示す。

【図７】同じく、同研削装置の研削時における砥石車の
姿勢とワークとの相対的配置関係を模式的に示す斜視図
であり、図７(a) は、ワークの外周面を、図６(a) に対
応する形状に研削する場合を示し、図７(b) は、ワーク
の外周面を、図６(b) に対応する形状に研削する場合を
示す。

【図８】本発明に係る実施形態１であるワークの外周面
研削装置の主要部であるワーク保持部を示す斜視図であ
る。

【図９】同研削装置におけるワーク保持部に保持された
ワークと砥石車との、研削時における相対的位置関係を
拡大して示す側面断面図である。

【図１０】従来の研削装置によるワークの外周面のいわ
ゆる円筒研削方法を示し、図１０(a) はワークの外周面
をストレートな円筒面に研削する場合を示し、図１０
(b)は外周面の一部に突起部を有するワークを研削する
場合を示す。

【符号の説明】

Ａワーク保持部Ｂ砥石研削部Ｗワーク（工作物）Ｗａワークの外周面（円筒外周面）Ｗｂ外周面の一部に形成された突起部Ｘワーク主軸の軸線Ｙ砥石軸の軸線１砥石車１ａ砥石車の円環状砥石面２ワーク保持治具２１ワーク主軸２３ロータリドレッサ３治具回動部３１治具回動部ベース４砥石車ユニット４１砥石軸４２砥石駆動モータ４３砥石台５摺動ユニット５１砥石軸切り込みモータ５２スライドベース５３傾斜調整具５４傾斜ピボット５５スイベルピボット５６基台５７スイベル調整手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状工作物の外周面を研削加工する研
削装置であって、工作物を着脱可能に保持するワーク主軸と、このワーク主軸と直交する平面内にあり、かつ円環状砥
石面を有するカップ型砥石車を同軸状に装着する砥石軸
と、前記ワーク主軸に直交する方向へ前記砥石車を切込み送
りする切込み手段と、前記ワーク主軸に直交する平面内で前記砥石車の傾斜角
度を調整する傾斜手段とを備えていることを特徴とする
円筒状工作物の外周面研削装置。
【請求項２】前記ワーク主軸と同軸状に装着されたロ
ータリドレッサと、このロータリドレッサおよび前記砥石車を前記ワーク主
軸に平行な方向へ相対的に移動調整する砥石移動手段と
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の円筒状
工作物の外周面研削装置。
【請求項３】前記ロータリドレッサは、工作物の仕上
がり形状に対応したプロフィールを有していることを特
徴とする請求項２に記載の円筒状工作物の外周面研削装
置。
【請求項４】前記砥石車を前記ワーク主軸に平行な平
面内で傾斜させるスイベル手段を備えた請求項１または
２に記載の円筒状工作物の外周面研削装置。
【請求項５】前記ワーク主軸を所定の角度範囲で正逆
方向へ交互に回転駆動するワーク主軸回転手段を備えた
請求項１から４のいずれか一つに記載の円筒状工作物の
外周面研削装置。
【請求項６】円環状砥石面を有するカップ型砥石車に
より円筒状工作物の外周面を研削する方法であって、回転支持する工作物の回転軸線を、前記砥石車の円環状
砥石面の内径より内側となるように配置するとともに、
回転する前記砥石車の砥石面を前記工作物の外周面に当
接させることにより、この工作物の外周面を幅方向へ中
凸形状になるように研削することを特徴とする円筒状工
作物の外周面研削方法。
【請求項７】前記ワーク主軸に直交する平面内で前記
砥石車の傾斜角度を調整することにより、前記中凸形状
の中凸量を調整するようにしたことを特徴とする請求項
６に記載の円筒状工作物の外周面研削方法。
【請求項８】外周面に突起部を有する前記工作物を所
定の角度範囲で正逆方向へ回転させて、前記工作物の突
起部以外の外周面を研削するようにしたことを特徴とす
る請求項６または７に記載の円筒状工作物の外周面研削
方法。