JP2003251558A - 円筒研削盤及び研削加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【発明の名称】円筒研削盤及び研削加工方法 【課題】偏心した円筒ピンの製造を短時間に、高精度に
行う。 【解決手段】工作物Ｗの円筒ジャーナルＢを中心軸Ｏ_Ｂ
がＹ軸上に位置する様に把持し、仕上げ前の円筒ピン
Ａの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対するＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，
ｙ_Ａ）の少なくともどちらか一方の座標を測定したと
き、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃからの偏心量
ε、及び、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対する
回転角Ψは、測定により求めた上記座標（ｘ_Ａ，
ｙ_Ａ）、円筒ジャーナルＢに対する定格の偏心量Ｅ、円
筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂ
に対する回転角φ、及び、円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ
_Ｂの回転軸Ｃからの高さＳより求めることができる。そ
の結果、円筒ピンＡに関する研削データは、算出した偏
心量ε、及び、回転角Ψより、この座標を基準として正
確に求めることができるため、円筒ピンＡを高精度に研
削することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸の回りに回
転可能に支持された工作物と一体の偏心円筒の中心軸の
位置を測定し、この偏心円筒を加工する円筒研削盤、及
び、研削加工方法に関し、特に工作物のジャーナル等を
回転可能に支持したまま、この工作物と一体の偏心円筒
の中心軸の位置測定及び外周面の加工を行う円筒研削
盤、及び、研削加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】加工時の回転軸から偏心した円筒ピンの
研削加工では、回転軸Ｃ（以下、「Ｃ軸」と言う場合が
ある）周りの回転運動と、Ｃ軸に対して垂直なＸ軸方向
の砥石台の平行移動運動とを正確に同期させることによ
り、偏心した円筒ピンを高精度の真円に研削加工するこ
とができる。例えば、エアコンのコンプレッサ機構で使
用されるシャフトの偏心ロータ軸（以下、「ロータ
軸」、「円筒ピン」と言う場合がある）等を研削する場
合、偏心ロータ軸に対する仕上げの工程において、最後
に残された約５０〜５００μｍ程度の研削取代を上記の
方法で研削加工することがある。

【０００３】これらの偏心円筒研削において、例えば、
Ｖブロック等の把持基準を有するチャックを用いて円筒
ジャーナルを把持して、このチャックを上記Ｃ軸の周り
に回転させることにより研削加工を実施する場合には、
円筒ピンを所望の形状に高精度に仕上げるために、仕上
げ前の円筒ピンの中心軸の位置を正確に求めておく必要
が生じる。

【０００４】そこで、仕上げ前の円筒ピンの中心軸の位
置を正確に求める円筒研削盤として、例えば、図１２に
示すような従来技術（特開２００１−９７１７）があ
る。

【０００５】図１２に示す方法では、まず、工作物の円
筒ジャーナルＢを中心軸Ｏ_Ｂ がＹ軸上に位置するよう
に把持する。そして、工作物をＣ軸の回りに時計回りに
回転させ、この回転中に点ｐの高さｈを定寸装置等によ
り随時多数回測定する。この時、高さｈの最大値Ｈを与
える点ＰのＣ軸に対する回転角Ψを求めることができ
る。また、回転角Ψにおける円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの
回転軸Ｃからの偏心量εは、回転角Ψと円筒ジャーナル
Ｂの中心軸Ｏ_Ｂの回転軸Ｃからの高さＳ、及び、円筒ピ
ンＡの円筒ジャーナルＢに対する与えられた定格の偏心
量Ｅより求めることができる。その結果、円筒ピンＡの
中心軸Ｏ_Ａの位置は回転角Ψ及び偏心量εにより正確に
求めることができるため、円筒ピンＡを高精度に研削す
ることが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示す従来技術では、定寸装置等により高さｈの最大値Ｈ
を測定するために主軸（Ｃ軸）を微小角度ずつ回転させ
て、その度計測値を読み取る必要がある。例えば、主軸
（Ｃ軸）を０．０１°毎回転させて５°分の計測を行う
場合は、１回当りの主軸割出し時間、データ転送時間、
データ処理演算時間を５０ｍｓとすると測定完了までに
２５秒要することになる。測定する範囲をより絞り込ん
でも、測定開始から完了までのサイクルタイムが長くな
ることにかわりはない。

【０００７】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的は、上記の様な回転軸から
偏心した円筒ピンの加工を短時間に、高精度に行うこと
ができる円筒研削盤、及び、研削加工方法を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めには以下の手段が有効である。即ち、第１の手段は、
回転軸Ｃの回りを回転可能に支持された円筒ジャーナル
Ｂの中心軸Ｏ_Ｂに対して定格の偏心量Ｅだけ偏心して円
筒ジャーナルＢと一体成形され、回転軸Ｃから偏心量ε
だけ偏心した中心軸Ｏ_Ａを持つ円筒ピンＡを研削加工す
る円筒研削盤において、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転
軸Ｃに対するＸ−Ｙ座標（ｘ_A，ｙ_A）の少なくとも一方
を測定する中心位置測定手段と、座標（ｘ_A，ｙ_A）に基
づいて円筒ピンＡに関する研削データを算出する研削デ
ータ演算手段とを備えることである。

【０００９】また、第２の手段は、上記の第１の手段に
おいて、研削データ演算手段を座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）、定
格の偏心量Ｅ、円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂに対する
円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転角φ、円筒ジャーナルＢ
の中心軸Ｏ_Ｂの回転軸Ｃからの高さＳに基づいて、偏心
量ε及び回転角Ψを算出する円筒ピンデータ演算手段の
出力により算出することである。

【００１０】また、第３の手段は、回転軸Ｃの回りを回
転可能に支持された円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂに対
して定格の偏心量Ｅだけ偏心して円筒ジャーナルＢと一
体成形され、回転軸Ｃから偏心量εだけ偏心した中心軸
Ｏ_Ａを持つ円筒ピンＡを研削加工する研削加工方法にお
いて、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対するＸ−
Ｙ座標を（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）として、座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）の
少なくとも一方を測定し、偏心量ε及び円筒ピンＡの中
心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対する回転角Ψを算出し、偏心量
ε及び回転角Ψに基づいて円筒ピンＡに関する研削デー
タを算出し、円筒ピンＡの研削加工を行うことである。

【００１１】また、第４の手段は、上記の第３の手段に
おいて、偏心量εを座標（ｘ_Ａ，ｙ _Ａ）のうちＸ軸方向
の座標値ｘ_Ａ、定格の偏心量Ｅ、円筒ジャーナルＢの中
心軸Ｏ_Ｂに対する円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転角φ、
及び、円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂの回転軸Ｃからの
高さＳに基づいて求め、回転角Ψを偏心量ε及び座標値
ｘ_Ａに基づいて求めることである。

【００１２】また、第５の手段は、上記の第３の手段に
おいて、偏心量εを座標（ｘ_Ａ，ｙ _Ａ）のうちＹ軸方向
の座標値ｙ_Ａ、定格の偏心量Ｅ、円筒ジャーナルＢの中
心軸Ｏ_Ｂに対する円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転角φ、
及び、円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ _Ｂの回転軸Ｃからの
高さＳに基づいて求め、回転角Ψを偏心量ε及び座標値
ｙ_Ａに基づいて求めることである。

【００１３】また、第６の手段は、上記の第３の手段に
おいて、偏心量ε及び回転角Ψを座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）に
基づいて求めることである。

【００１４】また、第７の手段は、回転軸Ｃに対して円
筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂを一致させるように円筒ジ
ャーナルＢを回転可能に支持し、円筒ジャーナルＢと一
体成形され円筒ジャーナルＢに対して定格の偏心量Ｅだ
け偏心した中心軸Ｏ_Ａを持つ円筒ピンＡを研削加工する
円筒研削盤において、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸
Ｃに対するＸ−Ｙ座標を（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）として、座標
（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）の少なくとも一方を測定する中心位置測
定手段と、座標（ｘ_A，ｙ_A）に基づいて円筒ピンＡに関
する研削データを算出する研削データ演算手段とを備え
たことである。

【００１５】また、第８の手段は、上記の第７の手段に
おいて、研削データ演算手段を座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）、定
格の偏心量Ｅに基づいて、回転角φを算出する円筒ピン
データ演算手段の出力により算出することである。

【００１６】また、第９の手段は、回転軸Ｃに対して円
筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂを一致させるように円筒ジ
ャーナルＢを回転可能に支持し、円筒ジャーナルＢと一
体成形され円筒ジャーナルＢに対して定格の偏心量Ｅだ
け偏心した中心軸Ｏ_Ａをもつ円筒ピンＡを研削加工する
研削加工方法において、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転
軸Ｃに対するＸ−Ｙ座標を（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）として、座標
（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）の少なくとも一方を測定し、円筒ジャー
ナルＢの中心軸Ｏ_Ｂに対する円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの
回転角φを算出し、定格の偏心量Ｅ及び回転角φに基づ
いて円筒ピンＡに関する研削データを算出し、円筒ピン
Ａの研削加工を行うことである。

【００１７】また、第１０の手段は、上記９の手段にお
いて、回転角φを座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）のうちＸ軸方向の
座標値ｘ_Ａ及び定格の偏心量Ｅに基づいて求めることで
ある。

【００１８】また、第１１の手段は、上記９の手段にお
いて、回転角φを座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）のうちＹ軸方向の
座標値ｙ_Ａ及び定格の偏心量Ｅに基づいて求めることで
ある。

【００１９】また、第１２の手段は、上記９の手段にお
いて、回転角φを座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）に基づいて求める
ことである。尚、上記の回転軸は回動軸であってもよ
い。以上の手段により前記の問題を解決することができ
る。

【００２０】

【作用及び発明の効果】図１は本発明の作用を示す工作
物ＷのＸＹ平面上の断面図である。この座標の取り方は
一般には任意であるが、本図中においては簡単のため、
回転軸Ｃ（Ｃ軸）に平行な軸をＺ軸として、Ｚ軸に直交
する軸をＸ軸、ＸＺ平面に直交する軸をＹ軸とする。そ
して鉛直方向上向きをＹ軸の正の向きとして、ＸＺ平面
を高さの基準面とする。本図中の各記号の定義は以下の
通りである。 （記号定義） Ｗ … 工作物 Ａ … 円筒ピン、又は、円筒ピン横断面の円周 Ｂ … 円筒ジャーナル、又は、円筒ジャーナル横断面の
円周 Ｏ_Ａ … 円筒ピンＡの中心軸上の点 Ｏ_Ｂ … 円筒ジャーナルＢの中心軸上の点 Ｃ … 研削加工時の回転軸、又は、この回転軸（Ｃ軸≡
Ｚ軸）上の点 ｘ_Ａ … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対するＸ
座標値（円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ座標値） ｙ_Ａ … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対するＹ
座標値（円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＹ座標値） Ｅ … 円筒ピンＡの円筒ジャーナルＢに対する定格の偏
心量 Ｓ … 円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂの回転軸Ｃからの
高さ φ … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａに対する円筒ジャーナル
Ｂの中心軸Ｏ_Ｂの回転角（辺Ｏ_Ａ Ｏ_Ｂ のＹ軸正の向き
からの角度） ε … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃからの偏心量 Ψ … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対する回転
角（辺ＣＯ_ＡのＹ軸正の向きからの角度） Ｒ … 円筒ピンＡの半径

【００２１】図１に示すように、工作物Ｗの円筒ジャー
ナルＢの中心軸Ｏ_Ｂ がＹ軸上に位置する様に回転軸Ｃ
に取り付けられた状態において、仕上げ前の円筒ピンＡ
の中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対するＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，ｙ
_Ａ）は中心位置測定手段によって測定される。また、円
筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃからの偏心量ε、及
び、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対する回転角
Ψは、測定により求めた上記座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）より求
めることができる。その結果、円筒ピンＡに関する研削
データは、算出した偏心量ε及び回転角Ψより、この座
標を基準として求めることができる。

【００２２】また、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座
標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）において、座標値ｘ_Ａ、ｙ_Ａのうち、
どちらか一方の座標値を測定するような中心位置測定手
段においても、回転角Ψ及び偏心量εは、測定した一方
の座標値と円筒ピンＡの円筒ジャーナルＢに対する定格
の偏心量Ｅ、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａに対する円筒ジャ
ーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂの回転角φ、及び、円筒ジャーナ
ルＢの中心軸Ｏ_Ｂの回転軸Ｃからの高さＳに基づいた円
筒ピンデータ演算手段により求めることができる。従っ
て、この場合においても、円筒ピンＡに関する研削デー
タはこの座標を基準として求めることができる。

【００２３】このように、仕上げ前の円筒ピンＡの中心
軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ ，ｙ_Ａ）は、従来技術のよ
うに主軸（Ｃ軸）を微小角度ずつ回転させながら測定す
るようなことをしなくても正確に求めることができるの
で、円筒ピンＡに関する研削データを短時間に高精度に
求めることができる。従って、Ｃ軸周りの回転運動と、
Ｘ軸方向の砥石の平行移動運動とを正確に同期させるこ
とができ、円筒ピンＡを所望の形状に仕上げることが可
能となる。

【００２４】例えば、仕上げ前の円筒ピンＡの半径を
Ｒ、仕上げ加工時の研削取代の幅をδｒ（正の定数）と
すれば、仕上げ後の円筒ピンＡ′の円周の方程式は、次
式（１）の通りに求めることができる。 （ｘ−ｘ_Ａ ）^２ ＋（ｙ−ｙ_Ａ ）^２ ＝ｒ^２ ＝（Ｒ−δｒ）^２ … （１） ただし、ここで、ｒは円筒ピンＡの仕上げ後の所望の半
径である。

【００２５】また、特に、このδｒの値を円筒ピンＡの
断面（ＸＹ平面）上の点Ｏ_Ａ を中心とする半径方向に
応じて変化させれば、即ち、研削取代の幅をδｒ（η）
なる半径方向を表す角ηの関数として扱えば、非真円形
工作物の研削加工を実施することも可能である。尚、上
記の回転軸は回動軸であっても上記と同様の作用・効果
が得られることは言うまでもない。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施形態
に基づいて説明する。尚、ここで加工対象ととなる工作
物Ｗは、両端の円筒ジャーナルＢと、これら円筒ジャー
ナルＢの間に円筒ピンＡが一体成形され、円筒ジャーナ
ルＢの中心軸Ｏ_Ｂに対して円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａが定
格の偏心量Ｅだけ偏心した形状を成している。（第１実
施形態）まず、第１の実施形態では、円筒ピンＡの中心
軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対するＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）の
うち、Ｘ軸方向の座標値ｘ_Ａを中心位置測定手段である
中心位置測定装置によって測定して、偏心量ε及び回転
角Ψを円筒ピンデータ演算手段によって算出する方法に
ついて説明する。

【００２７】図２は本実施形態の円筒研削盤１００のハ
ードウェア構成図である。本実施形態においては鉛直方
向上向きをＹ軸方向の正の向きとする右手系の直交座標
系を用いている。従って、ＸＺ平面は水平面となってい
る。水平な床面上に設置された円筒研削盤１００のベッ
ド３６上には、モータ２４の駆動によりＺ軸方向に移動
するテーブル４０が設けられている。

【００２８】テーブル４０には主軸３１を有する主軸台
３０と心押軸３８を有する心押台４２とが設けられてい
る。主軸３１及び心押軸３８は、その中心軸（以下、
「回転軸Ｃ」、「Ｃ軸」と言う場合がある）周りに回転
可能に、主軸台３０及び心押台４２に支持されている。
主軸３１と心押軸３８は、工作物Ｗの両端をそれぞれ把
持するように構成されている。主軸３１はモータ２８の
駆動によりチャック３２を介して工作物Ｗを回転させ
る。モータ２４、２８の回転量は各々エンコーダ２２、
２６により検出される。尚、主軸３１と心押軸３８に取
り付けられる工作物Ｗの円筒ジャーナルＢは、すでに他
の機械によって加工が行われ、規定の寸法値となってい
る。

【００２９】ベッド３６上にはモータ５４の駆動により
Ｘ軸方向に移動する砥石台４８が設けられている。モー
タ５４の回転量はエンコーダ５２により検出される。砥
石台４８には砥石４６（工具）を回転させる砥石軸４４
が設けられている。砥石４６は砥石軸４４内に納められ
ているモータの駆動により回転する。また、ベッド３６
上には定寸装置７０、中心位置測定装置８０が設けられ
ている。定寸装置７０は工作物Ｗの円筒ジャーナルＢの
高さＳの測定に用いられる。中心位置測定装置８０は円
筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ座標値ｘ_Ａの測定に用いられ
る。

【００３０】数値制御装置１０はメモリ１、ＣＰＵ２
（演算手段）、及び、インタフェース（Ｉ／Ｆ）３、４
から構成されている。Ｉ／Ｆ４は、キーボードやディス
プレイ等からなる入出力装置１２とＣＰＵ２とのデータ
の送受信を仲介する。

【００３１】Ｉ／Ｆ３は、ＰＬＣ（プログラマブルロジ
ックコントローラ）１４、ＰＬＣ１５、アンプ１６、ア
ンプ１７、砥石台移動モータ駆動回路１８、テーブル移
動モータ駆動回路１９、及び、主軸モータ駆動回路２０
とのデータの送受信を仲介する。ＰＬＣ１５は定寸装置
７０の制御を行い、ＰＬＣ１４は中心位置測定装置８０
の制御を行う。アンプ１７は定寸装置７０の出力を増幅
して、Ａ／Ｄ変換する。また、アンプ１６は中心位置測
定装置８０の出力を増幅して、Ａ／Ｄ変換する。

【００３２】砥石台移動モータ駆動回路１８、テーブル
移動モータ駆動回路１９、及び、主軸モータ駆動回路２
０は、各々Ｘ軸、Ｚ軸、Ｃ軸（回転軸）の各駆動信号を
増幅、或いは、サーボ制御する。これらの駆動回路はＣ
ＰＵを内蔵したサーボ制御装置により構成してもよい。

【００３３】このように円筒研削盤１００を構成して、
Ｃ軸周りの回転運動とＣ軸に対して垂直なＸ軸方向の砥
石台の平行移動運動とを正確に同期させることにより、
偏心した円筒ピンＡ（工作物Ｗ）の偏心円筒研削加工を
行う。

【００３４】図３、図４は本実施形態のチャック３２の
ＸＹ平面上、及び、ＸＺ平面上の断面図である。主軸３
１の先端には面板６１ａを介して略Ｕ字型のブラケット
６１が取り付けられている。ブラケット６１の凹部６１
ｂにはＶブロック６２がＺ軸方向に直列に２つ並べて取
り付けられている。このＶブロック６２の互いに向かい
合う把持基準面６２ａの挟み角はα〔ラジアン〕である
（図６）。このＶブロック６２よりも主軸３１側には、
工作物Ｗの端部に当接してＺ軸方向の位置決めを行うブ
ロック６２ｂが取り付けられている。

【００３５】Ｖブロック６２の側方には、回旋ピン６３
によって回動可能に支持されたＬ字型のクランプアーム
６４が取り付けられている。クランプアーム６４の一端
には、シリンダ６５のシリンダロッド６６が、長穴６７
を介してピン６６ａにより取り付けられており、シリン
ダロッド６６はピストン６８に固定されている。また、
クランプアーム６４の他端には工作物Ｗを把持するため
の爪６９が取り付けられている。

【００３６】このような構成のチャック３２において、
シリンダ６５を作動（図中右進）させると、クランプア
ーム６４が回旋ピン６３を中心に反時計回りに回旋す
る。そして、工作物Ｗの円筒ジャーナルＢがクランプア
ーム６４の爪６９によってＶブロックの把持基準面６２
ａに押し付けられて、工作物Ｗが把持される。

【００３７】図５は、本実施形態における、円筒ピンＡ
の中心軸Ｏ_ＡのＸ座標値ｘ_Ａを求める方法を表すＸＹ平
面図である。本図中の各記号の定義は以下の通りであ
る。 （記号定義） Ｗ … 工作物 Ａ … 円筒ピン、又は、円筒ピン横断面の円周 Ｂ … 円筒ジャーナル、又は、円筒ジャーナル横断面の
円周 Ｏ_Ａ … 円筒ピンＡの中心軸上の点 Ｏ_Ｂ … 円筒ジャーナルＢの中心軸上の点 Ｃ … 研削加工時の回転軸、又は、この回転軸（Ｃ軸≡
Ｚ軸）上の点 Ｅ … 円筒ピンＡの円筒ジャーナルＢに対する定格の偏
心量 ε … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃからの偏心量 ｐ_１ … 円筒ピンＡの外周上のＸ座標値が最大値を与え
る点（円筒ピンＡの外周上の最左端の点） ｐ_２ … 円筒ピンＡの外周上のＸ座標値が最小値を与え
る点（円筒ピンＡの外周上の最右端の点） ｘ_ｐ１ … 点ｐ_１の回転軸Ｃに対するＸ座標値 ｘ_ｐ２ … 点ｐ_２の回転軸Ｃに対するＸ座標値 ｙ_ｐ１ … 点ｐ_１の回転軸Ｃに対するＹ座標値 ｙ_ｐ２ … 点ｐ_２の回転軸Ｃに対するＹ座標値 ｘ_Ａ … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対するＸ
座標値（円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ座標値） ｙ_Ａ … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対するＹ
座標値（円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＹ座標値） Ｓ … 円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂの回転軸Ｃからの
高さ Ψ … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対する回転
角（辺ＣＯ_ＡのＹ軸正の向きからの角度） φ … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａに対する円筒ジャーナル
Ｂの中心軸Ｏ_Ｂの回転角（辺Ｏ_Ａ Ｏ_Ｂ のＹ軸正の向き
からの角度） θ … 主軸（Ｃ軸）の回転角

【００３８】チャック３２により主軸３１に取り付けら
れた工作物Ｗは、中心位置測定手段である中心位置測定
装置８０により、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ座標値ｘ
_Ａを測定することができる。中心位置測定装置８０は、
公知の定寸装置等のように、フィーラ８１に固定された
測位面８２を測定対象（工作物Ｗ）の測位点に接触させ
ることで、測位点の位置（座標）を検出できる構成の測
定装置である。

【００３９】ここで、フィーラ８１及び測位面８２はＸ
軸に対して垂直、即ち、Ｙ軸に平行に取り付けられてい
る。また、２つのフィーラはそれぞれ単独で測位点の位
置（座標）を検出することができ、Ｘ軸、Ｙ軸方向に進
退することが可能である。このような構造により、測位
面８２を円筒ピンＡに接触させたとき、円筒ピンＡの外
周上の最左端の点ｐ_１、及び、円筒ピンＡの外周上の最
右端の点ｐ_２のＸ軸方向の位置（座標）が検出できる。
尚、測定の際に、測位点が測位面８２から外れてしまわ
ないように、測位面８２はＹ軸方向に幅広に形成されて
いる。

【００４０】また、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａに対する円
筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂの回転角φによっては、フ
ィーラ８１を円筒ピンＡに挿入するときに測位面８２が
円筒ピンＡに当たり破損する可能性があるので、回転角
φによって測位面８２が円筒ピンＡに当たらないよう
に、挿入前のフィーラ８１と工作物の間隔はある程度の
間隔がとられている。以下、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの
Ｘ座標値ｘ_Ａを測定する手順について説明する。

【００４１】まず、中心位置測定装置８０の校正を行
う。予め円筒ピンＡの加工を行い規定の寸法値となって
いるマスタワークを設置し、公知の従来技術の方法等
で、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡがＹ軸線上に一致するよう
に調整する。この状態において、回転角φ及び回転角Ψ
は０〔ラジアン〕である。次に、円筒ピンＡに対してＹ
軸の正の向きより中心位置測定装置８０のフィーラ８１
を挿入する。そして、挿入したフィーラ８１をＸ軸方向
に移動させ、円筒ピンＡの外周上に測位面８２をそれぞ
れ接触させる。この時、測位面８２と接触した円筒ピン
Ａの外周上の測位点が点ｐ_１、ｐ_２に相当する。中心位
置測定装置は測位点ｐ_１、ｐ_２のＸ座標値ｘ _ｐ１、ｘ
_ｐ２を検出するので、円筒ピンＡの直径よりそれぞれの
測位点のＸ座標値を求め、検出された出力値を校正す
る。

【００４２】次に、図５のように、任意の回転角φに設
置された工作物Ｗの円筒ピンＡに対して、上記と同様な
方法で測位点ｐ_１、ｐ_２のＸ座標値ｘ_ｐ１、ｘ_ｐ２を検
出する。その結果、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ座標値
ｘ_Ａは検出したＸ座標値ｘ_{ｐ １}、ｘ_ｐ２を用いて次式
（２）の通りに求めることができる。 ｘ_Ａ＝（ｘ_ｐ１＋ｘ_ｐ２）／２ … （２） ここで、図５においてｘ_ｐ１は負の値となる。

【００４３】以上、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ座標値
ｘ_Ａは中心位置測定装置８０で検出した点ｐ_１、ｐ_２の
Ｘ座標値ｘ_ｐ１、ｘ_ｐ２より求めることができる。上記
の方法であれば、主軸（Ｃ軸）を微小角度ずつ回転させ
ることなく円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの位置（座標）を求
めることができる。また、円筒ピンＡの直径にばらつき
があっても、正確に円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの位置（座
標）を求めることができる。

【００４４】以下、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃ
からの偏心量ε、及び、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転
軸Ｃに対する回転角Ψを算出する手順について説明す
る。

【００４５】まず、回転角φを求める。回転角φは、図
５に示すように円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ座標値
ｘ_Ａ、及び、円筒ピンＡの円筒ジャーナルＢに対する定
格の偏心量Ｅを用いて次式（３）の通りに求めることが
できる。 φ＝sin^−１（−ｘ_Ａ／Ｅ） … （３） ただし、ここで関数sin^−１の性質により、式（３）で
算出した回転角φは常に−π／２＜φ＜π／２ の値と
なる。従って、工作物Ｗは円筒ピンＡが上記の回転角φ
の範囲になるように適正に把持してやる必要がある。

【００４６】また、偏心量εは三角形Ｏ_ＡＯ_ＢＣに対す
る次式（４）に示す余弦公式を利用して求めることがで
きる。 ε^２＝Ｅ^２＋Ｓ^２−２Ｅ・Ｓcos（π−φ） ＝Ｅ^２＋Ｓ^２＋２Ｅ・Ｓcosφ … （４） 従って、偏心量εは次式（６）となる。 ε＝±（Ｅ^２＋Ｓ^２＋２Ｅ・Ｓcosφ）^１／２ … （５） ただし、式（５）において偏心量εは常に正の値なの
で、式（５）は次式（６）となる。 ε＝（Ｅ^２＋Ｓ^２＋２Ｅ・Ｓcosφ）^１／２ … （６） ここで、円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂの回転軸Ｃから
の高さＳは、以下で述べる公知の３点接触法等により計
測することができる値である。

【００４７】図６は、円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂ
の点Ｃからの高さＳを求める方法を表す、円筒ジャーナ
ルＢとＶブロック６２のＸＹ平面上の断面図である。こ
こで、Ｃ軸からＶブロック６２の基準点Ｇまでの距離を
ｄ、円筒ジャーナルＢの半径をＤ、把持基準面６２ａの
挟み角をαとする。

【００４８】この時、Ｃ軸からの円筒ジャーナルＢの高
さＹを定寸装置等で測定することにより、高さＳは次式
（８）の通りに求めることができる。 従って、偏心量εは、式（３）、（７）で算出した回転
角φ、高さＳ、及び、定格の偏心量Ｅによって求めるこ
とができる。

【００４９】また、回転角Ψは、式（２）、（６）で算
出した円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ座標値ｘ_Ａ、及び、
偏心量εにより次式（８）の通りに求めることができ
る。 Ψ＝sin^−１（−ｘ_Ａ／ε） … （８）

【００５０】従って、図５における、円筒ピンＡの中心
軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ、ｙ_Ａ）は次式（９）の通り
に求めることができる。 ｘ_Ａ＝（ｘ_ｐ１＋ｘ_ｐ２）／２＝εcos（π／２＋Ψ） ｙ_Ａ＝εsin（π／２＋Ψ） … （９）

【００５１】以上の理論に基づいて、円筒ピンＡの研削
データを作成して、円筒ピンＡを所望の形状に研削加工
する方法を以下に例示する。図７は本実施形態における
円筒ピンＡの研削データを作成する手順を示すフローチ
ャートである。本フローチャートは図２の数値制御装置
１０により実行するものである。

【００５２】まず、最初にステップ７０５では、Ｖブロ
ック６２の中心線ＬをＹ軸に一致させ、主軸（Ｃ軸）の
回転角θを０〔ラジアン〕に初期化する。ただし、回転
角θはＸ軸方向の正の向きより左周りに計る角度とす
る。

【００５３】ステップ７１０では、円筒ジャーナルＢの
外周面をＶブロック６２の把持基準面６２ａに当接さ
せ、円筒ピンＡの回転角φが「−π／２＜φ＜π／２」
となるように、円筒ジャーナルＢをクランプアーム６４
により把持固定する。ステップ７１５では、テーブル４
０を所定量移動させ、定寸装置７０の前方に円筒ジャー
ナルＢを位置決めして、中心位置測定装置８０の前に円
筒ピンＡを位置決めする。

【００５４】ステップ７２０では、予め校正を行った定
寸装置７０を所定量前進させることにより、定寸装置７
０の２つの測位面を円筒ジャーナルＢの上下に位置決め
して、測定の準備をする。また、予め校正を行った中心
位置測定装置８０を所定量前進させ、フィーラ８１を円
筒ピンＡにＹ軸の正の向きより挿入して、測定の準備を
する。

【００５５】ステップ７２５では、定寸装置７０の測位
面を円筒ジャーナルＢに接触させて高さＹを測定する。
ステップ７３０では、円筒ピンＡに中心位置測定装置８
０の測位面８２を接触させて円筒ピンＡの外周上の最左
端、最右端の点ｐ_１、ｐ_２のＸ座標値ｘ_ｐ１、ｘ_ｐ２を
検出して、式（２）より円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ座
標値ｘ_Ａを求める（中心位置測定手段）。

【００５６】ステップ７３５では、ステップ７３０で求
めた円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ座標値ｘ_Ａに基づいて
式（３）、（６）、（７）、（８）より、偏心量ε及び
回転角Ψを算出する（円筒ピンデータ演算手段）。

【００５７】ステップ７４０では定寸装置７０、中心位
置測定装置８０を後退する。ステップ７４５では主軸
（Ｃ軸）の回転角θを「π／２＋Ψ」に設定する。

【００５８】ステップ７５０では、以上で求めた偏心量
ε及び回転角Ψの値に基づいて、式（１）、式（９）に
より、円筒ピンＡのリフトデータ（加工形状データ）を
作成する。尚、式（１）の研削取代の幅δｒは円筒ピン
Ａの半径方向を表す角ηの関数であってもよい。このよ
うにすれば、非真円形工作物の研削加工を実施すること
も可能である。

【００５９】ステップ７５５では砥石４６の回転半径を
入出力装置１２より入力する。ただし、砥石４６の回転
半径は本ステップにおいて、所定の測定データ等から演
算により求めてもよい。

【００６０】ステップ７６０では、従来技術により、円
筒ピンＡのリフトデータ（加工形状データ）に基づい
て、円筒ピンＡの研削データ（Ｃ−Ｘプロフィールデー
タ）を作成する（研削データ演算手段）。即ち、ステッ
プ７６０では、ステップ７４５で設定した主軸（Ｃ軸）
の回転角θと砥石４６の回転中心のＸ座標との関係を、
ステップ７５５で求めた砥石４６の回転半径と上記の円
筒ピンＡのリフトデータ（加工形状データ）等より、公
知の従来技法によって幾何学的に求め、この関係をＣ軸
の回転角θと砥石台４８の位置座標ｘとを同期制御する
ためのデータ形式（Ｃ−Ｘプロフィールデータの形式）
にして記憶する。ステップ７６５では、円筒ピンＡの研
削データに従って、円筒ピンＡを研削加工する。

【００６１】以上、本実施形態の手順に従えば、円筒ジ
ャーナルＢをＶブロックで一旦把持すれば、Ｃ軸を微小
角度毎に回転させて、その度計測値を読み取るようなこ
とは必要ない。従って、本実施形態では、主軸台を停止
させたままの状態で円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの位置（座
標）を求め、この中心軸Ｏ_Ａの位置を基に円筒ピンＡの
研削データを作成することができる。これにより、サイ
クルタイムに影響を与えず研削加工することができる。

【００６２】（第２実施形態）第２の実施形態では、円
筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対するＸ−Ｙ座標
（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）のうち、Ｙ軸方向の座標値ｙ_Ａを中心位
置測定装置で測定して、偏心量ε及び回転角Ψを円筒ピ
ンデータ演算手段によって算出する方法について説明す
る。

【００６３】図８は、本実施形態における、円筒ピンＡ
の中心軸Ｏ_ＡのＹ座標値ｙ_Ａを求める方法を表すＸＹ平
面図である。ここで、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＹ座標
値ｙ _Ａを測定するために使用する中心位置測定装置８０
は、第１の実施形態と同様の機構の測定装置であるが、
フィーラ８１及び測位面８２がＹ軸に対して垂直、即
ち、Ｘ軸に平行に取り付けられている点が第１の実施形
態と異なる。

【００６４】従って、上記のような構造により、測位面
８２を円筒ピンＡに接触させたとき、円筒ピンＡの円筒
ピンＡの外周上の最上端の点ｐ_３、及び、円筒ピンＡの
外周上の最下端の点ｐ_４のＹ軸方向の位置（座標）が検
出できる。以下、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＹ座標値を
測定する手順について説明する。

【００６５】図８のように、任意の回転角φに設置され
た工作物Ｗの円筒ピンＡに対して、校正済みの中心位置
測定装置８０のフィーラ８１をＸ軸の負の向きより挿入
する。そして挿入したフィーラ８１をＹ軸方向に移動さ
せ、円筒ピンＡの外周上に測位面８２をそれぞれ接触さ
せる。この時、測位面８２と接触した円筒ピンＡの外周
上の測位点が点ｐ_３、ｐ_４に相当する。中心位置測定装
置８０は測位点ｐ_３、ｐ_４のＹ座標値ｙ_ｐ３、ｙ_ｐ４を
検出する。

【００６６】その結果、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＹ座
標値ｙ_Ａは検出したＹ座標値ｙ_ｐ３、ｙ_ｐ４を用いて次
式（１０）の通りに求めることができる。 ｙ_Ａ＝（ｙ_ｐ３＋ｙ_ｐ４）／２ … （１０）

【００６７】また、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａに対する円
筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂの回転角φは、図８に示す
ように、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＹ座標値ｙ_Ａ、及
び、円筒ピンＡの円筒ジャーナルＢに対する定格の偏心
量Ｅを用いて次式（１１）の通りに求めることができ
る。 φ＝cos^−１（（ｙ_Ａ−Ｓ）／Ｅ） … （１１） ただし、ここで関数cos^−１の性質により、式（１１）
で算出した回転角φは常に０＜φ＜π の値となる。従
って、工作物Ｗは円筒ピンＡが上記の回転角φの範囲に
なるように適正に把持してやる必要がある。

【００６８】また、偏心量εは式（６）を用いて求める
ことができる。回転角Ψは式（６）、式（１０）で算出
した円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＹ座標値ｙ_Ａ、及び、偏
心量εにより次式（１２）の通りに求めることができ
る。 Ψ＝cos^−１（ｙ_Ａ／ε） … （１２）

【００６９】従って、円筒ピンＡの中心軸のＸ−Ｙ座標
（ｘ_Ａ、ｙ_Ａ）は次式（１３）の通りに求めることがで
きる。 ｘ_Ａ＝εcos（π／２＋Ψ） ｙ_Ａ＝（ｙ_ｐ３＋ｙ_ｐ４）／２＝εsin（π／２＋Ψ） … （１３）

【００７０】以上、第２の実施形態は、中心位置測定装
置８０のフィーラ８１をＸ軸の負の方向から円筒ピンＡ
に挿入する方法である。このような測定方法は、円筒研
削盤等に設けられる定寸装置による工作物の直径測定等
で従来から使用されている測定パターンである。そのた
め、中心位置測定装置８０の機構は定寸装置７０等とほ
ぼ同様にすることができるため、装置の設計が容易にな
る。

【００７１】また、例えば、高さＳを測定するための定
寸装置７０に円筒ピンＡの中心軸Ｏ _ＡのＹ座標値ｙ_Ａを
測定するような機能を追加してもよい。この場合、円筒
ジャーナルＢを測定後、円筒ピンＡを測定するため、テ
ーブル４０を移動させる分だけ測定に時間を要するが、
中心位置測定装置８０は不要になる。

【００７２】また、第１の実施形態のようにフィーラ８
１をＹ軸の正の方向から挿入する場合と比べると、工作
物の上部付近に測定装置がないので、工作物搬入装置
（ローダ等）の搬入出の妨げにもならず、機内の設計が
容易になる。

【００７３】（第３実施形態）第３の実施形態では、円
筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）を測
定して、測定したＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）に基づいて
偏心量ε及び回転角Ψを算出する方法について説明す
る。

【００７４】今、主軸（Ｃ軸）の回転角θ＝０の位置に
おける円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標を（ｘ_Ａ，
ｙ_Ａ）、θ=０の位置からＣ軸をＸ軸方向の正の向きよ
り左周りにθ＝π／２回転させて割出した位置における
円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標を（ｘ
_{Ａ（θ＝π／２）}，ｙ_{Ａ（θ＝π／２）}）とする。ここ
で、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの座標に関して次式（１
４）の関係が成り立つ。 ｘ_Ａ＝ｙ_{Ａ（θ＝π／２）} ｙ_Ａ＝−ｘ_{Ａ（θ＝π／２）} … （１４）

【００７５】従って、式（１４）の関係より、円筒ピン
Ａの中心軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）は、第１の
実施形態、若しくは、第２の実施形態における中心位置
測定装置を用いて、主軸（Ｃ軸）の回転角θ＝０、及
び、θ＝π／２の中心位置測定装置の測定値より求める
ことができる。

【００７６】以下、第１の実施形態、若しくは、第２の
実施形態における中心位置測定装置を用いて、本実施形
態で述べた主軸（Ｃ軸）の回転角θを変化させて円筒ピ
ンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）を測定し
て、測定した座標に基づいて偏心量ε及び回転角Ψを算
出する方法について説明する。

【００７７】まず、第１の実施形態の中心位置測定装置
を用いる方法について説明する。はじめに、回転角θ＝
０の位置における円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ座標値ｘ
_Ａを中心位置測定装置により求める（図５）。次に、θ
=０の位置からＸ軸方向の正の向きより左周りにθ＝π
／２回転させて割出した位置における円筒ピンＡの中心
軸Ｏ_ＡのＸ座標値ｘ_{Ａ（θ＝π／２）}を中心位置測定装
置により求める（図９）。式（１４）よりｘ
_{Ａ（θ＝π／２）}＝−ｙ_Ａが成立するので、円筒ピンＡ
の中心軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）が求まる。

【００７８】また、偏心量ε及び回転角Ψは円筒ピンＡ
の中心軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）より式（１
５）の通りに求めることができる。 ε＝（ｘ^２ _Ａ＋ｙ^２ _Ａ）^１／２ Ψ＝tan^−１（−ｘ_Ａ／ｙ_Ａ） … （１５） ただし、ここで関数tan^−１の性質により、式（１５）
で算出した回転角φは常に−π／２＜φ＜π／２ の値
となる。従って、工作物Ｗは円筒ピンＡが上記の回転角
φの範囲になるように適正に把持してやる必要がある。

【００７９】次に、第２の実施形態の中心位置測定装置
を用いる方法について説明する。はじめに回転角θ＝０
の位置における円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＹ座標値ｙ_Ａ
を中心位置測定装置により求める（図８）。次にθ=０
の位置からＣ軸をθ＝π／２回転させて割出した位置に
おける円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＹ座標値ｙ_{Ａ（θ＝
π／２）}を中心位置測定装置により求める（図１０）。
式（１４）よりｙ_{Ａ（θ ＝π／２）}＝ｘ_Ａが成立するの
で、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，
ｙ_Ａ）が求まる。偏心量ε及び回転角Ψは式（１５）に
より求まる。

【００８０】以上、第３の実施形態によれば、第１の実
施形態、若しくは、第２の実施形態における中心位置測
定装置を用いて、主軸（Ｃ軸）の回転角θを変化させて
円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの座標を測定すれば、式
（６）、（８）を用いなくても円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａ
のＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）と偏心量ε及び回転角Ψが
求まる。その結果、式（６）で使用している円筒ジャー
ナルＢの中心軸Ｏ_Ｂの回転軸Ｃからの高さＳは求める必
要がなくなるので、高さＳを算出するために必要な高さ
Ｙを測定するための定寸装置７０は備える必要はない。

【００８１】（第４実施形態）第４の実施形態は、第３
の実施形態と同様に、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ
座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）を測定して、測定した座標値に基づ
いて偏心量ε及び回転角Ψを算出する方法について説明
する。

【００８２】第４の実施形態は、第１の実施形態及び第
２の実施形態で用いられている中心位置測定装置を両方
とも円筒研削盤に備える方法である。この方法を用いる
ことで、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，
ｙ_Ａ）はそれぞれの中心位置測定装置によって求めるこ
とができる。また、偏心量ε及び回転角Ψは式（１５）
より求めることができる。従って、本実施形態の場合
も、第３の実施形態と同様に、式（６）、（８）を用い
なくても円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，
ｙ_Ａ）と偏心量ε及び回転角Ψが求まる。その結果、高
さＳは不要となるので、高さＳを算出するために必要な
高さＹを測定するための定寸装置７０は備える必要がな
い。

【００８３】（第５実施形態）第５の実施形態は、回転
軸Ｃに対して円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂを一致させ
るように円筒ジャーナルＢを回転可能に支持し、円筒ピ
ンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対するＸ−Ｙ座標
（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）の少なくとも一方を測定して、円筒ピン
Ａの中心軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）、定格の偏
心量Ｅに基づいて、円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂに対
する円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転角φを算出する方法
について説明する。

【００８４】第１の実施形態から第４の実施形態におい
ては、円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ _Ｂの回転軸Ｃからの
高さＳは、Ｖブロック６２を用いた三点接触方式のチャ
ック３２とＣ軸からの円筒ジャーナルＢの高さＹを測定
する定寸装置７０を用いて式（７）より求めた。しか
し、図１１のように高さＳ=０、即ち、円筒ジャーナル
Ｂの中心軸Ｏ_Ｂを回転軸Ｃに一致させるようにチャック
やＶブロックを構成すれば、式（６）において円筒ピン
Ａの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃからの偏心量εは定格の偏心
量Ｅと等しくなる。また、回転角φは円筒ピンＡの中心
軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対する回転角Ψと等しくなり、次式
（１６）のように表すことができる。 φ＝sin^−１（−ｘ_Ａ／Ｅ）＝cos^−１（ｙ_Ａ／Ｅ） … （１６）

【００８５】その結果、円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ−
Ｙ座標（ｘ_Ａ、ｙ_Ａ）は式（９）より次式（１７）の通
りに求めることができる。 ｘ_Ａ＝Ｅcos（π／２＋φ） ｙ_Ａ＝Ｅsin（π／２＋φ） … （１７）

【００８６】尚、中心位置検出装置で円筒ピンＡの中心
軸Ｏ_ＡのＸ−Ｙ座標（ｘ_Ａ、ｙ_Ａ）を検出可能であれ
ば、次式（１８）により回転角φが求められる。 φ＝tan^−１（−ｘ_Ａ／ｙ_Ａ）

【００８７】以上のように、第５の実施形態は、上記第
１の実施形態から第４の実施形態の演算手段と比較し
て、偏心量ε、回転角Ψの計算が不要となるので、演算
手段は簡単になる。また、高さＳを算出するために必要
な高さＹを測定する定寸装置７０は備える必要がない。

【００８８】尚、以上の各実施形態において、円筒研削
盤１００の中心位置測定装置８０の測定原理や制御方
式、円筒ピンデータ演算手段等、本発明の円筒研削盤の
具体的な構成は、特に上記の実施形態に限定されるもの
ではない。即ち、本発明の円筒研削盤は、上記の実施形
態とは異なる測定・演算手段等を任意に組み合わせて構
成してもよい。

【００８９】また、上記の実施形態においては、エアコ
ンのコンプレッサ機構で使用されるシャフトの偏心ロー
タ軸を研削加工する場合を例としてあげたが、対象とな
る工作物はそれに限定されるものではない。例えば、ガ
ソリンエンジンに用いられるクランクシャフトのクラン
クピンの研削加工に本発明を適用することができること
は言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作用を示す工作物のＸＹ平面上の断面
図。

【図２】本発明の実施形態の円筒研削盤１００のハード
ウェア構成図。

【図３】本発明の実施形態のチャック３２のＸＹ平面上
の断面図。

【図４】本発明の実施形態のチャック３２のＸＺ平面上
の断面図。

【図５】本発明の第１の実施形態における、円筒ピンＡ
の中心軸Ｏ_ＡのＸ座標値ｘ_Ａを求める方法を示すＸＹ平
面図。

【図６】本発明の実施形態における、円筒ジャーナルの
中心軸の高さＳを求める方法を表す円筒ジャーナルとＶ
ブロックの断面図。

【図７】本発明の第１の実施形態における、円筒ピンの
研削データを作成する手順を示すフローチャート。

【図８】本発明の第２の実施形態における、円筒ピンＡ
の中心軸Ｏ_ＡのＹ座標値ｙ_Ａを求める方法を示すＸＹ平
面図。

【図９】本発明の第３の実施形態における、Ｃ軸をθ＝
π／２回転させた位置における円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａ
のＸ座標値を求める方法を示す工作物のＸＹ平面図。

【図１０】本発明の第３の実施形態における、Ｃ軸をθ
＝π／２回転させた位置における円筒ピンＡの中心軸Ｏ
_ＡのＹ座標値を求める方法を示す工作物のＸＹ平面図。

【図１１】本発明の第５の実施形態の作用を示す工作物
のＸＹ平面上の断面図。

【図１２】従来技術の作用を示す工作物のＸＹ平面上の
断面図。

【符号の説明】

１００ … 円筒研削盤 １０ … 数値制御装置 ７０ … 定寸装置 ８０ … 中心位置測定装置 Ｗ … 工作物 Ａ … 円筒ピン、又は、円筒ピン横断面の円周 Ｂ … 円筒ジャーナル、又は、円筒ジャーナル横断面の
円周 Ｏ_Ａ … 円筒ピンＡの中心軸上の点 Ｏ_Ｂ … 円筒ジャーナルＢの中心軸上の点 Ｃ … 研削加工時の回転軸、又は、この回転軸（Ｃ軸≡
Ｚ軸）上の点 Ｅ … 円筒ピンＡの円筒ジャーナルＢに対する定格の偏
心量 ε … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃからの偏心量 ｘ_Ａ … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対するＸ
座標値（円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＸ座標値） ｙ_Ａ … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対するＹ
座標値（円筒ピンＡの中心軸Ｏ_ＡのＹ座標値） Ｓ … 円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂの回転軸Ｃからの
高さ Ψ … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転軸Ｃに対する回転
角（辺ＣＯ_ＡのＹ軸正の向きからの角度） φ … 円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａに対する円筒ジャーナル
Ｂの中心軸Ｏ_Ｂの回転角（辺Ｏ_Ａ Ｏ_Ｂ のＹ軸正の向き
からの角度） θ … 主軸（Ｃ軸）の回転角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 雄二 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3C034 AA01 CB01 DD07 3C043 AC21 CC03

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸Ｃの回りを回転可能に支持された円
   筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂに対して定格の偏心量Ｅだ
   け偏心して前記円筒ジャーナルＢと一体成形され、前記
   回転軸Ｃから偏心量εだけ偏心した中心軸Ｏ_Ａを持つ円
   筒ピンＡを研削加工する円筒研削盤において、 前記回転軸Ｃに平行なＺ軸、前記Ｚ軸に直交するＸ軸、
   及び、ＸＺ平面に直交するＹ軸を用いて座標軸を定義
   し、ＸＹ平面上に前記円筒ピンＡ、前記円筒ジャーナル
   Ｂの断面図を表現したとき、 前記円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの前記回転軸Ｃに対するＸ
   −Ｙ座標を（ｘ_Ａ，ｙ _Ａ）として、前記座標（ｘ_Ａ，ｙ
   _Ａ）の少なくとも一方を測定する中心位置測定手段と、 前記座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）に基づいて前記円筒ピンＡに関
   する研削データを算出する研削データ演算手段とを備え
   たことを特徴とする円筒研削盤。
2. 【請求項２】前記研削データ演算手段は、前記座標（ｘ
   _Ａ，ｙ_Ａ）、前記定格の偏心量Ｅ、前記円筒ジャーナル
   Ｂの中心軸Ｏ_Ｂに対する前記円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの
   回転角φ、前記円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂの前記回
   転軸Ｃからの高さＳに基づいて、前記偏心量ε、及び、
   前記回転角Ψを算出する円筒ピンデータ演算手段の出力
   により前記研削データを算出することを特徴とする請求
   項１に記載の円筒研削盤。
3. 【請求項３】回転軸Ｃの回りを回転可能に支持された円
   筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂに対して定格の偏心量Ｅだ
   け偏心して前記円筒ジャーナルＢと一体成形され、前記
   回転軸Ｃから偏心量εだけ偏心した中心軸Ｏ_Ａを持つ円
   筒ピンＡを研削加工する研削加工方法において、 前記回転軸Ｃに平行なＺ軸、前記Ｚ軸に直交するＸ軸、
   及び、ＸＺ平面に直交するＹ軸を用いて座標軸を定義
   し、ＸＹ平面上に前記円筒ピンＡ、前記円筒ジャーナル
   Ｂの断面図を表現したとき、 前記円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの前記回転軸Ｃに対するＸ
   −Ｙ座標を（ｘ_Ａ，ｙ _Ａ）として、前記座標（ｘ_Ａ，ｙ
   _Ａ）の少なくとも一方を測定し、 前記偏心量ε、及び、前記円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの前
   記回転軸Ｃに対する回転角Ψを算出し、 前記偏心量ε、及び、前記回転角Ψに基づいて前記円筒
   ピンＡに関する研削データを算出し、 前記円筒ピンＡの研削加工を行うことを特徴とする研削
   加工方法。
4. 【請求項４】前記偏心量εは、前記座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）
   のうちＸ軸方向の座標値ｘ_Ａ、前記定格の偏心量Ｅ、前
   記円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂに対する前記円筒ピン
   Ａの中心軸Ｏ_Ａの回転角φ、及び、前記円筒ジャーナル
   Ｂの中心軸Ｏ_Ｂの前記回転軸Ｃからの高さＳに基づいて
   求め、 前記回転角Ψは、前記偏心量ε、及び、前記座標値ｘ_Ａ
   に基づいて求めることを特徴とする請求項３に記載の研
   削加工方法。
5. 【請求項５】前記偏心量εは、前記座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）
   のうちＹ軸方向の座標値ｙ_Ａ、前記定格の偏心量Ｅ、前
   記円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂに対する前記円筒ピン
   Ａの中心軸Ｏ_Ａの回転角φ、及び、前記円筒ジャーナル
   Ｂの中心軸Ｏ_Ｂの前記回転軸Ｃからの高さＳに基づいて
   求め、 前記回転角Ψは、前記偏心量ε、及び、前記座標値ｙ_Ａ
   に基づいて求めることを特徴とする請求項３に記載の研
   削加工方法。
6. 【請求項６】前記偏心量ε、及び、前記回転角Ψは、前
   記座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）に基づいて求めることを特徴とす
   る請求項３に記載の研削加工方法。
7. 【請求項７】回転軸Ｃに対して円筒ジャーナルＢの中心
   軸Ｏ_Ｂを一致させるように前記円筒ジャーナルＢを回転
   可能に支持し、前記円筒ジャーナルＢと一体成形され前
   記円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂに対して定格の偏心量
   Ｅだけ偏心した中心軸Ｏ_Ａを持つ円筒ピンＡを研削加工
   する円筒研削盤において、 前記回転軸Ｃに平行なＺ軸、前記Ｚ軸に直交するＸ軸、
   及び、ＸＺ平面に直交するＹ軸を用いて座標軸を定義
   し、ＸＹ平面上に前記円筒ピンＡ、前記円筒ジャーナル
   Ｂの断面図を表現したとき、 前記円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの前記回転軸Ｃに対するＸ
   −Ｙ座標を（ｘ_Ａ，ｙ _Ａ）として、前記座標（ｘ_Ａ，ｙ
   _Ａ）の少なくとも一方を測定する中心位置測定手段と、 前記座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ）に基づいて前記円筒ピンＡに関
   する研削データを算出する研削データ演算手段とを備え
   たことを特徴とする円筒研削盤。
8. 【請求項８】前記研削データ演算手段は、前記座標（ｘ
   _Ａ，ｙ_Ａ）、前記定格の偏心量Ｅに基づいて、前記回転
   角φを算出する円筒ピンデータ演算手段の出力により前
   記研削データを算出することを特徴とする請求項７に記
   載の円筒研削盤。
9. 【請求項９】回転軸Ｃに対して円筒ジャーナルＢの中心
   軸Ｏ_Ｂを一致させるように前記円筒ジャーナルＢを回転
   可能に支持し、前記円筒ジャーナルＢと一体成形され前
   記円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂに対して定格の偏心量
   Ｅだけ偏心した中心軸Ｏ_Ａを持つ円筒ピンＡを研削加工
   する研削加工方法において、 前記回転軸Ｃに平行なＺ軸、前記Ｚ軸に直交するＸ軸、
   及び、ＸＺ平面に直交するＹ軸を用いて座標軸を定義
   し、ＸＹ平面上に前記円筒ピンＡ、前記円筒ジャーナル
   Ｂの断面図を表現したとき、 前記円筒ピンＡの中心軸Ｏ_Ａの前記回転軸Ｃに対するＸ
   −Ｙ座標を（ｘ_Ａ，ｙ _Ａ）として、前記座標（ｘ_Ａ，ｙ
   _Ａ）の少なくとも一方を測定し、 前記円筒ジャーナルＢの中心軸Ｏ_Ｂに対する前記円筒ピ
   ンＡの中心軸Ｏ_Ａの回転角φを算出し、 前記定格の偏心量Ｅ、及び、前記回転角φに基づいて前
   記円筒ピンＡに関する研削データを算出し、 前記円筒ピンＡの研削加工を行うことを特徴とする研削
   加工方法。
10. 【請求項１０】前記回転角φは、前記座標（ｘ_Ａ，
    ｙ_Ａ）のうちＸ軸方向の座標値ｘ_Ａ、及び、前記定格の
    偏心量Ｅに基づいて求めることを特徴とする請求項９に
    記載の研削加工方法。
11. 【請求項１１】前記回転角φは、前記座標（ｘ_Ａ，
    ｙ_Ａ）のうちＹ軸方向の座標値ｙ_Ａ、及び、前記定格の
    偏心量Ｅに基づいて求めることを特徴とする請求項９に
    記載の研削加工方法。
12. 【請求項１２】前記回転角φは、前記座標（ｘ_Ａ，
    ｙ_Ａ）に基づいて求めることを特徴とする請求項９に記
    載の研削加工方法。