JP2001259973A - 円筒状工作物の外周面研削方法および研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カップ型砥石車を用いて、円筒状工作物の外
周面を高精度にかつ効率良く仕上げることのできる円筒
状ワークの外周面研削技術を提供する。 【解決手段】 ワークＷの回転軸線Ｘに対して、カップ
型砥石車１の回転軸線Ｘを交差状に配置し、この砥石車
１を回転させるとともに、砥石車１の円環状砥石面１ａ
を回転するワークＷの円筒状外周面Ｗａに当接させるこ
とにより、ワークＷの外周面Ｗａを幅方向へ中凸形状に
なるように研削する。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μ
ｍ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、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
周面研削方法および研削装置に関し、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
採用されている。

【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２２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２２(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２
２(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２２(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２２
(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２２(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２２(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円筒状ワークの外周面
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、本発明の円筒状ワークの外周面研削方法は、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、ワークの回転軸線に対し
て、上記砥石車の回転軸線を交差状に配置し、この砥石
車を回転させるとともに、砥石車の円環状砥石面を上記
ワークの外周面に当接させることにより、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。

【００１６】好適な実施態様として、以下に列挙するよ
うな具体的研削方法がある。

【００１７】（１) 上記円環状砥石面をカップ型砥石車
の回転軸線に直交する平坦面として、上記ワークの回転
軸線に直交する平面内に、上記砥石車の回転軸線を配置
するとともに、上記砥石車の砥石面の内径縁を上記ワー
クの外周面に当接させることにより、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。

【００１８】(２) 上記円環状砥石面を前方に向けて広
がるテ−パ面として、上記ワークの回転軸線に直交する
平面内に、上記砥石車の回転軸線を配置するとともに、
上記砥石車のテ−パ砥石面を上記ワークの外周面に当接
させることにより、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。

【００１９】(３) 上記円環状砥石面を前方に向けて広
がる円弧状断面を有する円曲面として、上記ワークの回
転軸線に直交する平面内に、上記砥石車の回転軸線を配
置するとともに、上記砥石車の円曲面状砥石面を上記ワ
ークの外周面に当接させることにより、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。

【００２０】（４）上記ワークの回転軸線に平行する平
面内で、上記ワークと上記砥石車を相対的に揺動可能に
配置し、上記砥石車の砥石面を上記ワークの外周面に当
接させるとともに、上記平面内で上記ワークと上記砥石
車を相対的に揺動させることにより、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。

【００２１】（５）上記ワークの回転軸線に直交する平
面内に、上記砥石車の回転軸線を配置するとともに、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、クリープフィード研削方式でワークの外周面
を幅方向へ中凸形状になるように研削する。

【００２２】(６) 上記ワークが外周面に突起部を有す
る場合には、上記ワークを所定の角度範囲で正逆方向へ
回転させて、上記ワークの突起部以外の外周面を研削す
る。

【００２３】また、本発明の円筒状ワークの外周面研削
装置は、上記研削方法を実施するための研削装置であっ
て、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このワーク主軸と上記砥
石軸を相対的に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。

【００２４】好適な実施態様として、また上記具体的研
削方法に対応して、以下のような構成が採用される。

【００２５】（１) 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。

【００２６】(２) 上記砥石車の円環状砥石面を前方に
向けて広がる円弧状断面を有する円曲面に整形するドレ
ス装置を備え、このドレス装置は、上記円環状砥石面の
径方向に揺動可能な揺動アームの先端部に、ロータリド
レッサが設けられてなり、回転駆動する上記ロータリド
レッサが、回転する上記砥石車の円環状砥石面に当接さ
れるとともに、この砥石面の径方向に揺動されて、上記
円環状砥石面が上記円曲面に整形されるように構成され
ている。

【００２７】(３) 上記砥石車の円環状砥石面を前方に
向けて広がる円弧状断面を有する円曲面に整形するドレ
ス装置を備え、このドレス装置は、上記砥石車の回転軸
線に対して、交差状に配置された回転軸線を有するカッ
プ型ロータリドレッサを備えてなり、回転駆動する上記
ロータリドレッサの円環状ドレス面の外径縁が、回転す
る上記砥石車の円環状砥石面に当接されて、この円環状
砥石面が上記円曲面に整形されるように構成されてい
る。

【００２８】(４) 上記ワーク主軸に平行する平面内で
上記ワーク主軸と上記砥石軸を相対的に揺動させる揺動
手段を備えている。

【００２９】(５) 上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
える。

【００３０】(６) 上記ワーク主軸と交差方向のワーク
主軸に対する負荷を負担補助するワーク主軸支持手段を
備え、具体的には、このワーク主軸支持手段は上記ワー
ク主軸先端部を回転可能に軸支する軸受構造を備えると
ともに、上記ワーク主軸支持手段の軸受構造に所定の予
圧が掛けられている。

【００３１】本発明においては、円環状砥石面を有する
カップ型砥石車を用いて、例えば上記本発明の研削装置
のように、ワークの回転軸線に対して、上記砥石車の回
転軸線を交差状に配置し、この砥石車を回転させるとと
もに、砥石車の円環状砥石面を上記ワークの外周面に当
接させることにより、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。

【００３２】この場合、ワークの回転軸線と砥石車の円
環状砥石面との配置関係を、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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】

【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。

【００３６】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９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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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（図３参照）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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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上に同軸状に装着されてい
る。治具回動部ベース３１は、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）
へ移動可能とされており、これにより、ロータリドレッ
サ２３と砥石車１と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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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の軸線つまり砥石車１の回転軸線Ｙ
に直交する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。

【００５２】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。

【００５３】砥石軸４１の先端部には、砥石車１が締付
ナット等の締付け具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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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）。

【００６５】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。

【００６６】まず、図５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９(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。

【００６７】一方、図６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（オフセット量）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９(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。

【００６８】また、図７に示すように、砥石車１の回転
軸線Ｙが、二点鎖線で示される水平配置状態から、実線
で示される傾斜状態（水平とのなす傾斜角度θ₀ で、こ
のときの円環状砥石面１ａの内径位置とワークＷの回転
軸線Ｘの位置とのオフセット量はｅ）にして、この状態
でワークＷの外周面Ｗａに研削加工を施すと、図６の場
合と全く同様に、ワークＷの外周面Ｗａは、図９(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。
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）は大きくなる。

【００６９】本実施形態の外周面研削装置においては、
図７に示すように、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。つ
まり、ワークＷの回転軸線Ｘに直交する平面内に、砥石
車１の回転軸線Ｙを配置するとともに、この回転軸線Ｙ
が水平状態から傾斜角度θ₀ だけ傾くように傾斜させ
る。これにより、砥石車１の砥石面１ａの内径縁をワー
クＷの外周面Ｗａに当接させて、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が図られる。

【００７０】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２２参照）
から決定される砥石軸４１のスライド量ｅを算出し、こ
のスライド量ｅから上記砥石車１の回転軸線Ｙの傾斜角
度θ₀ が決定される。

【００７１】この点について、図８を参照して、実際に
具体的な数値を当てはめて、クラウニング量ΔＲ_W とオ
フセット量ｅとの関係を考察してみた。

【００７２】図８において、砥石車半径をＲ_G 、砥石面
１ａの幅寸法をΔＲ_G 、ワーク幅をＬ、ワーク半径をＲ
_W およびオフセット量をｅとすると、 ΔＲ_G ＝Ｒ_G −（Ｒ_G ² −（Ｌ／２）² ）^1/2 ΔＲ_G ＝Ｒ_G −（Ｒ_G ² （Ｌ／２）² ）^1/2 Ｒ_W ′＝（（ΔＲ_G ＋ｅ）^1/2 ＋Ｒ_W ² −ｅ² ）^1/2

【００７３】よって、クラウニング量ΔＲ_W は、 ΔＲ_W ＝Ｒ_W ′−Ｒ_W ＝（（ΔＲ_G ＋ｅ）^1/2 ＋Ｒ_W ² −ｅ² ）^1/2 −Ｒ_W で表される。

【００７４】ここで、例えば、Ｒ_G ＝１００、Ｌ＝２
５、Ｒ_W ＝２０とすると、クラウニング量ΔＲ_W とオフ
セット量ｅとの関係は表１のようになる。

【００７５】

【表１】

【００７６】表１より、オフセット量ｅが０以下になる
と、クラウニング量ΔＲ_W は負となり、換言すれば、オ
フセット量ｅ＝０のときΔＲ_W は最小となり、それ以下
にはできないことが判る。実際のクラウニング量ΔＲ_W
の最小値は、砥石車半径Ｒ_G、ワーク幅Ｌ、およびワー
ク半径Ｒ_W で決まる。

【００７７】しかして、以上のように構成された外周面
研削装置により、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Ｗ
ａ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０．１μｍ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。

【００７８】実施形態２ 本実施形態は図１０および図１１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Ｗａ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。

【００７９】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α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。

【００８０】この場合の角度範囲αは、図１１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Ｗ
ｂと干渉しない範囲内で設定される。なお、この角度範
囲α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。

【００８１】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α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。

【００８２】実施形態３ 本実施形態は図１２に示されており、砥石車１の円環状
砥石面１ａをテ−パ面として、このテ−パ砥石面１ａを
ワークＷの外周面Ｗａに当接させることにより、ワーク
Ｗの外周面Ｗａを幅方向へ中凸形状になるように研削す
る構成とされている。

【００８３】すなわち、砥石車１の円環状砥石面１ａ
は、図１２に示すように、前方に向けて広がる、つまり
外向きテ−パ面とされており、これに対応して、テーパ
砥石面１ａにドレッシングを施すロータリドレッサ２３
（図１および図２参照）の外周ドレス面は、上記テーパ
砥石面１ａに対応したプロフィールのテーパ面に形成さ
れている。

【００８４】本実施形態の研削装置によるワークＷの外
周面Ｗａの研削に際しては、砥石車１の砥石面１ａのテ
−パθ₁ を変えることにより、ワークＷの外周面Ｗａの
クラウニング量ΔＲ_W が変わることになる。

【００８５】この点について、図１３を参照して、実際
に具体的な数値を当てはめて、クラウニング量ΔＲ_W と
砥石車１ａのテーパθ₁ との関係を考察してみた。

【００８６】図１３において、砥石車半径をＲ_G 、砥石
面１ａの幅寸法をΔＲ_G 、ワーク幅をＬおよびワーク半
径をＲ_W とすると、 ΔＲ_G ＝Ｒ_G −（Ｒ_G ² −（Ｌ／２）² ）^1/2 ここで、クラウニング量ΔＲ_W は、 ΔＲ_W ＝ΔＲ_G ｓｉｎθ₁ ＝（Ｒ_G −（Ｒ_G ² −（Ｌ／２）² ）^1/2 ×ｓｉｎθ₁ で表される。

【００８７】ここで、例えば、Ｒ_G ＝１００、Ｌ＝２５
とすると、クラウニング量ΔＲ_W と砥石車１ａのテーパ
θ₁ との関係は表２のようになる。

【００８８】

【表２】

【００８９】表２より、 テーパθ₁ ＞０のとき、ワークＷの外周面Ｗａは中凸形
状となる。 テーパθ₁ ＝０のとき、ワークＷの外周面Ｗａはストレ
ートとなる。 テーパθ₁ ＜０のとき、ワークＷの外周面Ｗａは中凹形
状となる。

【００９０】また、本実施形態においては、実施形態１
におけるような砥石車１の砥石面１ａの内径エッジ加工
（内径縁による研削加工）のようなΔＲ_W の最小値は存
在しない。

【００９１】しかして、以上のように構成された研削装
置によりワークＷの外周面Ｗａを研削加工するには、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の回転軸線Ｘに直交する平面内
に、砥石車１の回転軸線Ｙを配置するとともに、この砥
石車１のテ−パ砥石面１ａを、図１２に示すように、ワ
ークＷの外周面Ｗａに当接させることにより、実施形態
１と同様、ワークＷの外周面Ｗａを幅方向へ中凸形状に
なるように研削して、ワークＷの外周面Ｗａに精度の高
い研削加工を施すことが可能となる。その他の構成およ
び作用は実施形態１と同様である。

【００９２】実施形態４ 本実施形態は図１４に示されており、砥石車１の円環状
砥石面１ａを円曲面として、この円曲面状砥石面１ａを
ワークＷの外周面Ｗａに当接させることにより、ワーク
Ｗの外周面Ｗａを幅方向へ中凸形状になるように研削す
る構成とされている。

【００９３】すなわち、砥石車１の円環状砥石面１ａ
は、図１４に示すように、前方に向けて広がる円弧状断
面を有する円曲面とされており、これに対応して、砥石
面１ａにドレッシングを施すドレス装置６０は図１５ま
たは図１６に示すような構造とされている。

【００９４】つまり、図１５に示されるドレス装置６０
は、円環状砥石面１ａの径方向に延びる平面内で揺動可
能な揺動アーム６１の先端部に、ロータリドレッサ２３
が設けられてなり、上記揺動アーム６１は、図外の揺動
源である駆動モータに駆動連結されるとともに、ロータ
リドレッサ２３は、同じく図外の回転揺動源である駆動
モータに駆動連結されている。

【００９５】この場合、揺動アーム６１の揺動支点６１
ａからロータリドレッサ２３の先端外径までの距離が、
円曲面状砥石面１ａを形成する円弧状断面の曲率半径Ｒ
_D となる。

【００９６】そして、図１５に示すように、回転駆動す
るロータリドレッサ２３が、回転する砥石車１の円環状
砥石面１ａに当接されるとともに、揺動アーム６１の揺
動により、上記砥石面１ａの径方向に揺動されて、円環
状砥石面１ａが所定の円曲面に整形される。

【００９７】一方、図１６に示されるドレス装置６０
は、砥石車１の回転軸線Ｙに対して、交差状に配置され
た回転軸線Ｚを有するカップ型ロータリドレッサ２３を
備えてなる。ロータリドレッサ２３が図外の回転揺動源
である駆動モータに駆動連結されていることは、上記と
同様である。

【００９８】そして、図１６(a) および図１６(b) に示
すように、回転駆動するロータリドレッサ２３の円環状
ドレス面２３ａの外径縁が、回転する砥石車１の円環状
砥石面１ａに当接されて、この円環状砥石面１ａが所定
の円曲面に整形される。

【００９９】この点について、図１６を参照して、実際
に具体的な数値を当てはめて、クラウニング量ΔＲ_W と
ロータリドレッサ２３の傾き量ａとの関係を考察してみ
た。

【０１００】図１６において、砥石車半径をＲ_G 、砥石
面１ａの幅寸法をΔＲ_G 、ワーク幅をＬ，ワーク半径を
Ｒ_W 、ロータリドレッサ２３とワークＷ中心のオフセッ
ト量をｘおよびロータリドレッサ２３の半径をＲ_D とす
ると、 ΔＲ_G ＝Ｒ_G −（Ｒ_G ² −（Ｌ／２）² ）^1/2 楕円の式より、 ｅ² ／Ｒ_D ² ＋ｙ₁ ²／ａ² ＝１ −−−−（１） （ｅ＋ΔＲ_G ）² ／Ｒ_D ² ＋ｙ₂ ²／ａ² ＝１ ーーーー（２） （１）より ｙ₁ ＝ａ（１−ｅ² ／Ｒ_D ² ）^1/2 （２）より ｙ₂ ＝ａ（１−（ｅ＋ΔＲ_G ）² ／Ｒ_D ² ）^1/2

【０１０１】よって、クラウニング量ΔＲ_W は、 ΔＲ_W ＝ｙ₁ −ｙ₂ ＝ａ（（１−ｅ² ／Ｒ_D ² ）^1/2 −（１−（ｅ＋Δ
Ｒ_G ）² ／Ｒ_D ² ）^1/2 ） で表される。

【０１０２】ここで、例えば、Ｒ_G ＝１００、Ｌ＝２
５、Ｒ_D ＝１２．５、ｅ＝０とすると、クラウニング量
ΔＲ_W とロータリドレッサ２３の傾き量ａとの関係は表
３のようになる。

【０１０３】

【表３】

【０１０４】表３より、ロータリドレッサ２３の傾き量
ａを調整することで、クラウニング量ΔＲ_W の調整が可
能である。

【０１０５】また、ａ＝０．１としたときの、クラウニ
ング量ΔＲ_W とロータリドレッサ２３およびワークＷ中
心のオフセット量ｅとの関係は表４のようになる。

【０１０６】

【表４】

【０１０７】表４より、ワークＷ中心のオフセット量ｅ
を調整することで、クラウニング量ΔＲ_W の調整が可能
である。

【０１０８】しかして、以上のように構成された研削装
置によりワークＷの外周面Ｗａを研削加工するには、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の回転軸線Ｘに直交する平面内
に、砥石車１の回転軸線Ｙを配置するとともに、この砥
石車１の円曲面状砥石面１ａを、図１４に示すように、
ワークＷの外周面Ｗａに当接させることにより、砥石車
１の円曲面状砥石面１ａをワークＷの外周面Ｗａに当接
させることにより、実施形態１と同様、ワークＷの外周
面Ｗａを幅方向へ中凸形状になるように研削して、ワー
クＷの外周面Ｗａに精度の高い研削加工を施すことが可
能となる。その他の構成および作用は実施形態１と同様
である。

【０１０９】実施形態５ 本実施形態は図１７に示されており、砥石車１の円環状
砥石面１ａをワークＷの外周面Ｗａに対して相対的に揺
動させることにより、ワークＷの外周面Ｗａを幅方向へ
中凸形状になるように研削する構成とされている。

【０１１０】すなわち、本実施形態の研削装置において
は、ワーク主軸２１に平行する平面内でワーク主軸２１
と砥石軸４１を相対的に揺動させる揺動手段を備えてお
り、具体的には、ワーク保持部Ａのワーク保持治具２と
治具回動部３が装着されている治具回動部ベース３１
が、機枠６に取付け固定されたスイベル台７０上に、揺
動軸７１を介して揺動可能に支持されている。

【０１１１】図示の実施形態においては、上記スイベル
台７０のスイベル面７０ａは、上記ワークＷの回転軸線
Ｘに平行するとともに、砥石車１の回転面つまり回転軸
Ｙに垂直な平面（図示の実施形態においては垂直面）に
対して所定の傾斜角度βをもって傾斜した傾斜平面とさ
れている。これに対応して、スイベル面７０ａ上を摺動
する上記治具回動部ベース３１の摺動面３１ａも、スイ
ベル面７０ａに対応した傾斜平面とされて、治具回動部
ベース３１の上面３１ｂが基準位置において水平面とな
るように設定されている。これにより、ワークＷと砥石
車１は、上記スイベル面７０ａに沿って相対的に揺動可
能とされている。

【０１１２】上記揺動軸７１は、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おり、この駆動
モータによる揺動軸７１の揺動により、上記治具回動部
ベース３１さらにはその上のワークＷが、砥石車１に対
して上記スイベル面７０ａに沿ってオシレート（往復揺
動）する構造とされている。

【０１１３】また、砥石車１の砥石面１ａは、砥石車１
の回転面と平行な円環状平面とされている。

【０１１４】本実施形態の研削装置によるワークＷの外
周面Ｗａの研削に際しては、図１８に示すように、上記
所定の傾斜角度βをもったスイベル面７０ａ上で、ワー
クＷを所定のオシレート角度（γ×２）でオシレートさ
せることにより、ワークＷの外周面Ｗａがクラウニング
加工されることとなる。

【０１１５】この点について、図１８および図１９を参
照して、実際に具体的な数値を当てはめて、クラウニン
グ量ΔＲ_W と上記傾斜角度βおよびオシレート角度γと
の関係を考察してみた。

【０１１６】図１８および図１９において、ワーク幅を
Ｌ、オシレート角度をγおよびスイベル面７０ａの傾斜
角度をβとすると、クラウニング量ΔＲ_w は、 ΔＲ_w ＝Ｌ／２×ｓｉｎθ・ｔａｎα で表される。

【０１１７】ここで、例えば、Ｌ＝２５、γ＝５°とす
ると、クラウニング量ΔＲ_W とスイベル面７０ａの傾斜
角度βとの関係は表５のようになる。

【０１１８】

【表５】

【０１１９】また、例えば、Ｌ＝２５、β＝０．１°と
すると、クラウニング量ΔＲ_W とオシレート角度γとの
関係は表６のようになる。

【０１２０】

【表６】

【０１２１】しかして、以上のように構成された研削装
置によりワークＷの外周面Ｗａを研削加工するには、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、砥石車１の砥石面１ａをワークＷの外周
面Ｗａに当接させるとともに、ワークＷを上記スイベル
面７０ａに沿って揺動させることにより、実施形態１と
同様、ワークＷの外周面Ｗａを幅方向へ中凸形状になる
ように研削して、ワークＷの外周面Ｗａに精度の高い研
削加工を施すことが可能となる。その他の構成および作
用は実施形態１と同様である。

【０１２２】本実施形態のように、砥石車１の円環状砥
石面１ａをワークＷの外周面Ｗａに対して相対的に揺動
させることにより、ワークＷの外周面Ｗａをクラウニン
グ加工する場合には、以下のような長所がある。すなわ
ち、

【０１２３】(1) ワークＷに作用する砥石車１の砥石面
１ａの幅が広くなり、その結果、砥石寿命が延びる。

【０１２４】(2) 実施形態２で対象とした外周面Ｗａに
突起部ＷｂがあるワークＷの外周面Ｗａに、精密仕上げ
を施す場合に、突起部Ｗｂ付近まで加工が可能である
（図１８(c) 参照）。

【０１２５】(3) 実施形態３や実施形態４のように、砥
石面１ａをテーパ面や円曲面のような特殊形状にするこ
となく、通常のカップ型砥石車１でのクラウニング加工
が可能であり、ドレッシングも簡単となる。

【０１２６】(4) スイベル面７０ａの傾斜角度βまたは
オシレート角度γを調整することにより、クラウニング
量ΔＲ_W を変えることができ、再ドレッシングやワーク
Ｗの位置調整が不要となる。

【０１２７】なお、スイベル面７０ａの傾斜角度βやオ
シレート角度γの設置構成は、図示のものに限定され
ず、砥石車１およびワークＷのいずれの側に設けてもよ
く、また、オシレート中心はワークＷの中心でなくても
よい（図１８(d) 参照）。

【０１２８】実施形態６ 本実施形態は図２０に示されており、クリープフィード
研削方式でワークＷの外周面Ｗａを幅方向へ中凸形状に
なるように研削する構成とされている。

【０１２９】すなわち、本実施形態１の研削装置におい
ては、砥石車１の切込み送り量ｍを通常の研削の場合に
比較して大きく設定されるとともに（高切込み）、ワー
クＷの回転速度が小さく設定されており（低送り）、こ
れにより、図示のように外周面Ｗａに突起部Ｗｂがある
ワークＷの外周面Ｗａをクラウニング加工する場合に、
ワークＷの回転を一往復（多くても二往復）させるだけ
で研削を完了する。

【０１３０】これに対応して、砥石車１の砥石面１ａ
は、図示のごとく、ワークＷの回転方向つまり砥石面１
ａの幅方向へ、粗研削用砥石１ａ₁ 、仕上げ研削用砥石
１ａ₂および粗研削用砥石１ａ₃ の順で異なる砥石構成
とされている。

【０１３１】しかして、以上のように構成された研削装
置によりワークＷの外周面Ｗａを研削加工するには、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、砥石車１の砥石面１ａをワークＷの外周
面Ｗａに当接させるとともに、高切込み・低送りでワー
クＷの回転を一往復または二往復）させて、実施形態１
と同様、ワークＷの外周面Ｗａを幅方向へ中凸形状にな
るように研削して、ワークＷの外周面Ｗａに精度の高い
研削加工を施すことが可能となる。その他の構成および
作用は実施形態１と同様である。

【０１３２】実施形態７ 本実施形態は図２１に示されており、ワーク主軸２１を
補強支持するワーク主軸支持構造（ワーク主軸支持手
段）８０を備えた構成とされている。

【０１３３】すなわち、本実施形態のワーク保持治具２
は、片持ち支持回転されるワーク主軸２１と、このワー
ク主軸２１と共にワークＷを狭持状にクランプ支持する
ワーククランプ装置８１とを備えてなり、ワーク主軸２
１の先端部に上記ワーク主軸支持構造８０が設けられて
いる。

【０１３４】具体的には、ワーク主軸２１の先端部は、
外周面Ｗａに突起部ＷｂがあるワークＷを支持できるよ
うに、ワーク支持用アダプタ８２から構成されている。
このアダプタ８２の形状寸法は、ワーク主軸２１と砥石
車１との干渉を避けるため、比較的長尺であるととも
に、ワークＷの外径よりも小径で、その支持剛性は比較
的小さい。

【０１３５】一方、ワーククランプ装置８１は、ワーク
主軸２１の軸線方向へ突出退入するシリンダ装置の形態
とされており、そのピストンロッド８１ａも、上記ワー
ク支持用アダプタ８２に対応した形状寸法とされてい
る。

【０１３６】そして、ワーククランプ装置８１のピスト
ンロッド８１ａの突出動作により、このピストンロッド
８１ａと上記ワーク主軸２１のアダプタ８２との間に、
ワークＷが狭持状にクランプされるとともに、上記ピス
トンロッド８１ａの退入動作により、このクランプ状態
を解除される。

【０１３７】上記ワーク主軸支持構造８０は、このよう
な構造のワーク保持治具２における問題を解消するため
のものであって、具体的には、ワーク主軸２１と交差方
向（本実施形態においては特に直交方向）のワーク主軸
２１に対する負荷を負担補助する。

【０１３８】すなわち、上記のようなワーク保持具２で
は、ワークＷの研削時において、砥石車１の切込み送り
力Ｐ（主として、ワーク主軸２１の軸線Ｘに対して垂直
方向に働く）により、上記ワーク主軸２１のアダプタ８
２とピストンロッド８１ａが撓んで、ワークＷの真円度
や円筒度が悪影響を受け、高い仕上げ精度が得られ難
い。

【０１３９】そこで、本実施形態においては、ワーク主
軸支持構造８０により、このワーク保持具２の剛性を補
強して、高い仕上げ精度を確保している。

【０１４０】ワーク主軸支持構造８０は、治具回動部３
に取付け固定された支持ブラケット８５の先端部に、ワ
ーク主軸２１の先端部を回転可能に軸支する軸受構造８
６を備えてなる。

【０１４１】この軸受構造８２の軸受方式としては、メ
タル軸受、ころがり軸受および静圧軸受など、種々の軸
受が採用可能であり、本実施形態においては、静圧軸受
が採用されている。また、上記軸受構造８２に所定の予
圧を掛けることにより、この部位の剛性がさらに向上す
る。

【０１４２】しかして、以上のように構成されたワーク
主軸支持構造８０を備えることにより、アダプタ８２お
よびピストンロッド８１ａの外径は小さくなるが、ワー
ク保持治具２全体としてのトータル剛性は向上する。こ
れにより、ワークＷの研削時において、砥石車１の切込
み送り力Ｐがワーク主軸２１の軸線Ｘに対して垂直方向
に働いても、この部位に撓みが生じることはなく、ワー
クＷの支持剛性が向上する。この結果、研削能率が倍増
するとともに、ワークＷの真円度や円筒度も有効に確保
されて、高い仕上げ精度が得られることとなる。

【０１４３】なお、ワークＷの外径段取替え範囲が小さ
い場合には、アダプタ８２とワーク主軸２１を一体化す
ることにより、さらに剛性と回転精度を向上させること
ができる。その他の構成および作用は、実施形態１と同
様である。

【０１４４】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。

【０１４５】(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。

【０１４６】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。

【０１４７】(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。

【０１４８】(3) 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。

【０１４９】(4) さらに、実施形態７におけるワーク主
軸支持構造８０は、上述したクラウニング加工に限ら
ず、クラウニング加工と同様な条件下で行われる他の研
削加工にも適用可能である。

【０１５０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ワークの回転軸線に対して、砥石車の回転軸線を交差状
に配置し、この砥石車を回転させるとともに、砥石車の
円環状砥石面をワークの外周面に当接させることによ
り、ワークの外周面を幅方向へ中凸形状になるように研
削するようにしたから、ワーク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。

【０１５１】すなわち、本発明においては、ワークの回
転軸線と砥石車の円環状砥石面との配置関係を、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μ
ｍ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。

【０１５２】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。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
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、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
上げる場合を示す。

【図６】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示す図で、ワークの
回転軸線を砥石車の砥石面の内径より内側となるように
配置して、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示す図で、砥石車の
軸線を傾斜させて、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
げる場合を示す。

【図８】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説明するための模式図であ
る。

【図９】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９(a) は、ワークの外周面を図５に対応する形状に研
削する場合を示し、図９(b) は、ワークの外周面を図６
または図７に対応する形状に研削する場合を示す。

【図１０】本発明に係る実施形態２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１１】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１２】本発明に係る実施形態３であるワークの外周
面研削装置の主要部を示す側面断面図である。

【図１３】同研削装置の砥石車の砥石面とワーク外周面
のクラウニング量との関係を説明するための図である。

【図１４】本発明に係る実施形態４であるワークの外周
面研削装置の主要部を示す側面断面図である。

【図１５】同研削装置の砥石車の砥石面をドレッシング
する方法を示す側面断面図である。

【図１６】同じく同研削装置の砥石車の砥石面をドレッ
シングする他の方法を示す側面断面図である。

【図１７】本発明に係る実施形態５であるワークの外周
面研削装置の主要部を示す側面断面図である。

【図１８】同研削装置の砥石車の砥石面とワーク外周面
のクラウニング量との関係を説明するための図である。

【図１９】同じく同研削装置の砥石車の砥石面とワーク
外周面のクラウニング量との関係を説明するための図で
ある。

【図２０】本発明に係る実施形態６であるワークの外周
面研削装置の主要部を示す側面断面図である。

【図２１】本発明に係る実施形態７であるワークの外周
面研削装置の主要部を一部断面で示す平面図である。

【図２２】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２２(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２２
(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 ３ 治具回動部 ４ 砥石車ユニット ５ 摺動ユニット ２１ ワーク主軸 ２３ ロータリドレッサ ３１ 治具回動部ベース ４１ 砥石軸 ４２ 砥石駆動モータ ４３ 砥石台 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 ６０ ドレス装置 ６１ 揺動アーム ７０ スイベル台 ７０ａ スイベル台のスイベル面 ７１ 揺動軸 ８０ ワーク主軸支持構造（ワーク主軸支
持手段） ８１ ワーククランプ装置 ８２ ワーク支持用アダプタ ８５ 支持ブラケット ８６ 軸受構造

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、 工作物の回転軸線に対して、前記砥石車の回転軸線を交
   差状に配置し、この砥石車を回転させるとともに、砥石
   車の円環状砥石面を前記工作物の外周面に当接させるこ
   とにより、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。
2. 【請求項２】 前記円環状砥石面をカップ型砥石車の回
   転軸線に直交する平坦面として、 前記工作物の回転軸線に直交する平面内に、前記砥石車
   の回転軸線を配置するとともに、前記砥石車の砥石面の
   内径縁を前記工作物の外周面に当接させることにより、
   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請求項１に記載の円筒状工作物の外
   周面研削方法。
3. 【請求項３】 前記円環状砥石面を前方に向けて広がる
   テ−パ面として、 前記工作物の回転軸線に直交する平面内に、前記砥石車
   の回転軸線を配置するとともに、前記砥石車のテ−パ砥
   石面を前記工作物の外周面に当接させることにより、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
   ことを特徴とする請求項１に記載の円筒状工作物の外周
   面研削方法。
4. 【請求項４】 前記円環状砥石面を前方に向けて広がる
   円弧状断面を有する円曲面として、 前記工作物の回転軸線に直交する平面内に、前記砥石車
   の回転軸線を配置するとともに、前記砥石車の円曲面状
   砥石面を前記工作物の外周面に当接させることにより、
   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請求項１に記載の円筒状工作物の外
   周面研削方法。
5. 【請求項５】 前記工作物の回転軸線に平行する平面内
   で、前記工作物と前記砥石車を相対的に揺動可能に配置
   し、 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
   とともに、前記平面内で前記工作物と前記砥石車を相対
   的に揺動させることにより、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請求項
   １に記載の円筒状工作物の外周面研削方法。
6. 【請求項６】 前記工作物の回転軸線に直交する平面内
   に、前記砥石車の回転軸線を配置するとともに、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、クリープフィード研削方式で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
   請求項１に記載の円筒状工作物の外周面研削方法。
7. 【請求項７】 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１から６のいずれか一つに記載の円筒状工作物
   の外周面研削方法。
8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれか一つに記載の
   円筒状工作物の外周面研削方法を実施するための研削装
   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このワーク主軸と前記
   砥石軸を相対的に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。
9. 【請求項９】 前記砥石車の円環状砥石面を前方に向け
   て広がる円弧状断面を有する円曲面に整形するドレス装
   置を備え、 このドレス装置は、前記砥石車の回転軸線に対して、交
   差状に配置された回転軸線を有するカップ型ロータリド
   レッサを備えてなり、 回転駆動する前記ロータリドレッサの円環状ドレス面の
   外径縁が、回転する前記砥石車の円環状砥石面に当接さ
   れて、この円環状砥石面が前記円曲面に整形されるよう
   に構成されていることを特徴とする請求項８に記載の円
   筒状工作物の外周面研削装置。
10. 【請求項１０】 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
    ていることを特徴とする請求項８または９に記載の円筒
    状工作物の外周面研削装置。
11. 【請求項１１】 前記ワーク主軸と交差方向のワーク主
    軸に対する負荷を負担補助するワーク主軸支持手段を備
    えていることを特徴とする請求項８から１０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。
12. 【請求項１２】 砥石車により円筒状工作物の外周面を
    研削する装置であって、 工作物を着脱可能に保持するワーク主軸と交差方向のワ
    ーク主軸に対する負荷を負担補助するワーク主軸支持手
    段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。