JP2006255889A

JP2006255889A - 超仕上げ装置

Info

Publication number: JP2006255889A
Application number: JP2006148471A
Authority: JP
Inventors: Yuzuru Mori; 譲森; Koji Hamazaki; 耕二浜崎
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2006-09-28

Abstract

【課題】高速化が容易で、揺動角,揺動基準角を加工中でも容易に変更可能な超仕上げ装置を提供する。
【解決手段】この超仕上げ装置は、砥石１が装着される揺動軸５に固定したサーボモータロータ６と、このサーボモータロータ６に対向するサーボモータステータ１８と、エンコーダ１１とがサーボモータを構成している。このサーボモータによって、揺動軸５を直接揺動させるので、従来のようなクランクによる振動の発生が無く、高速化が可能で、加工精度を向上できる。また、上記サーボモータは、このサーボモータを駆動する駆動装置を制御する制御装置によって、揺動角と揺動基準角および揺動速度を、動作中でも連続的に変化させることができる。したがって、より汎用性に富み、最適な加工条件を設定できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、軸受軌道の超仕上げ加工を行う超仕上げ装置に関する。

従来、この種の超仕上げ装置としては、図３に示すように、モータ１０１の回転がベルト１０２で伝達される中間軸１０３の偏芯ピン１０５にクランク１０６で連結した砥石軸１０７を備えたものがある。この超仕上げ装置は、偏芯ピン１０５とクランク１０６で、モータ１０１の回転を、砥石軸１０７の往復揺動運動に換え、砥石軸１０７の先端アーム１０８に取り付けた砥石１１０で、ワークとしての内輪１１１の外周面の軸受軌道の超仕上げを行う。

ところが、上記従来の超仕上げ装置では、次の(1),(2),(3)の問題がある。すなわち、(1)クランクによる振動が大きく、高速化が困難である。(2)揺動角を変えるには、中間軸の偏芯量を変える必要がある。(3)揺動の振り分け(揺動基準角)を調整するには、クランク長さを調整しなければならない。
特開平０６−０７９６１６号公報

そこで、この発明の目的は、高速化が容易で、揺動角,揺動の基準角を加工中でも容易に変更可能な超仕上げ装置を提供することにある。

上記目的を解決するため、請求項１の発明の超仕上げ装置は、砥石が装着される揺動軸と、
上記揺動軸を同軸で揺動させるように上記揺動軸に固定されたサーボモータロータと、
上記サーボモータロータに対向して配置されたサーボモータステータと、
上記揺動軸の回転角を表す信号を出力するエンコーダとを備えていることを特徴としている。

この請求項１の発明では、揺動軸に固定したサーボモータロータと、このサーボモータロータに対向するサーボモータステータと、上記エンコーダとがサーボモータを構成している。このサーボモータによって、揺動軸を直接揺動させるので、従来のようなクランクによる振動の発生が無く、高速化が可能で、加工精度を向上できる。

また、上記サーボモータは、このサーボモータを駆動する駆動装置を制御する制御装置によって、揺動角と揺動基準角および揺動速度を、動作中でも連続的に変化させることができる。したがって、より汎用性に富み、最適な加工条件を設定できる。また、上記サーボモータは、上記エンコーダが検出した揺動軸の回転角を表す信号を上記制御装置に出力して、上記制御装置に、上記揺動角と揺動基準角および揺動速度を精密に制御させることができる。

また、上記請求項１の発明では、駆動系(サーボモータロータ,サーボモータステータ,エンコーダ)を、揺動軸に一体化できるので、コンパクトで安価な超仕上げ装置を実現できる。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の超仕上げ装置において、
上記エンコーダが検出した上記回転角を表す信号を受けて、上記砥石の揺動角、揺動基準角および揺動速度を、上記サーボモータロータを含むサーボモータの動作中でも連続的に変化させ得るサーボモータ制御装置を備えていることを特徴としている。

また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の超仕上げ装置において、上記揺動軸に、上記サーボモータロータの軸方向両側で１つずつ嵌合されて軸方向に対向している２つのアンギュラ軸受を備えたことを特徴としている。

この請求項３の発明では、上記揺動軸に、上記サーボモータロータの軸方向両側で１つずつ嵌合されて軸方向に対向している２つのアンギュラ軸受を備えたから、揺動軸の軸方向のガタを防止できる。

また、請求項４の発明は、請求項１または２に記載の超仕上げ装置において、上記揺動軸に、上記サーボモータロータの軸方向両側で軸方向に対向して２つずつ嵌合された４つのアンギュラ軸受を備えていることを特徴としている。

この請求項４の発明では、上記揺動軸に、上記サーボモータロータの軸方向両側で軸方向に対向して２つずつ嵌合された４つのアンギュラ軸受を備えているから、揺動軸の軸方向のガタをより一層確実に防止できる。

また、請求項５の発明は、砥石が装着される揺動軸に固定されたサーボモータロータと、
上記サーボモータロータに対向して配置されたサーボモータステータと、
上記揺動軸の回転角を表す信号を出力するエンコーダとが、
上記揺動軸を揺動する駆動系をなしており、
上記エンコーダが検出した上記回転角を表す信号に応じて、上記サーボモータステータが磁界を発生し、上記サーボモータロータを回転させ、上記サーボモータロータと同軸回りに上記揺動軸が揺動することを特徴としている。

この請求項５の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果が得られる。

請求項１の発明の超仕上げ装置は、砥石が装着される揺動軸に固定したサーボモータロータと、このサーボモータロータに対向するサーボモータステータと、エンコーダとがサーボモータを構成している。このサーボモータによって、揺動軸を直接揺動させるので、従来のようなクランクによる振動の発生が無く、高速化が可能で、加工精度を向上できる。

また、上記サーボモータは、このサーボモータを駆動する駆動装置を制御する制御装置によって、揺動角と揺動基準角および揺動速度を、動作中でも連続的に変化させることができる。したがって、より汎用性に富み、最適な加工条件を設定できる。また、上記サーボモータは、上記エンコーダが揺動軸の回転角を表す信号を上記制御装置に出力して、上記制御装置に、上記揺動角と揺動基準角および揺動速度を精密に制御させることができる。

また、請求項３の発明では、上記揺動軸に、上記サーボモータロータの軸方向両側で１つずつ嵌合されて軸方向に対向している２つのアンギュラ軸受を備えたから、揺動軸の軸方向のガタを防止できる。

また、請求項４の発明では、上記揺動軸に、上記サーボモータロータの軸方向両側で軸方向に対向して２つずつ嵌合された４つのアンギュラ軸受を備えているから、揺動軸の軸方向のガタをより一層確実に防止できる。

また、請求項５の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果が得られる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１に、この発明の超仕上げ装置の実施の形態の断面を示す。この実施形態は、砥石１が装着されるヘッド部２とこのヘッド部２に連なる揺動首３とこの揺動首３が固定された揺動軸５を有する。この揺動軸５には、筒状のサーボモータロータ６が嵌合されて固定されている。このサーボモータロータ６は、揺動軸５に嵌合された筒状スペーサ７と、揺動軸５に形成された段部８とで、軸方向両側から挟まれて、軸方向の移動が規制されている。また、この揺動軸５の尾端１０にはエンコーダ１１が固定されている。このエンコーダ１１は、揺動軸５の回転角を表す信号を、信号線を通して、サーボモータ制御装置(図示せず)に出力する。

また、上記揺動軸５は、サーボモータロータ６の軸方向の両側で揺動軸５に嵌合された各２個のアンギュラ玉軸受１２,１３および１５,１６によって、外筒１７に対して支持されている。このアンギュラ玉軸受１２と１３は、図１に一点鎖線で示すような接触角を有し、互いに軸方向に向かい合わせに隣接して配置されている。また、上記アンギュラ玉軸受１５と１６は、図１に一点鎖線で示すような接触角を有し、互いに軸方向に向かい合わせに隣接して配置されている。

上記外筒１７の軸方向中央部１７Ａの内周面には、筒状のサーボモータステータ１８が固定されており、このサーボモータステータ１８は、所定の隙間を隔てて、サーボモータロータ６に対向している。また、このサーボモータロータ６とサーボモータステータ１８が存在している室２０は、その軸方向の両端で外筒１７と揺動軸５に嵌合,固定されたリング１４,スペーサ７との間にシール部２１,２２が配置されている。このシール部２１,２２は、室２０の軸方向外方のアンギュラ玉軸受１２,１３とアンギュラ玉軸受１５,１６が配置されている領域に対して、室２０をシールしている。また、上記アンギュラ玉軸受１６に隣接して、揺動軸５にストッパリング２８が嵌合,固定されており、このストッパリング２８と外筒１７の内周面との間にシール部２９が配置されている。また、揺動軸５の尾端１０は、玉軸受２６,２７で、外筒１７に対して支持されている。

上記サーボモータロータ６とサーボモータステータ１８とエンコーダ１１が、サーボモータを構成している。

上記構成の超仕上げ装置では、上記サーボモータ制御装置から、上記サーボモータの駆動装置に制御信号が入力され、こ制御信号に基いて、サーボモータの駆動装置が上記サーボモータステータ１８に電力を供給する。これにより、サーボモータステータ１８が磁界を発生し、サーボモータロータ６を回転させ、揺動させる。すると、揺動軸５,揺動首３,ヘッド部２が一体になって、Ｙ軸回りに揺動し、ヘッド部２に装着された砥石１で、別のモータでＸ方向に回転されている軸受の内輪２５の軌道を研磨する。同時に、上記揺動軸５に固定されたエンコーダ１１は、揺動軸５の回転角を表す信号を、上記サーボモータ制御装置に出力する。

この実施形態によれば、揺動軸５に固定したサーボモータロータ６と、このサーボモータロータ６に対向するサーボモータステータ１８と、上記エンコーダ１１とがサーボモータを構成している。このサーボモータによって、揺動軸５を直接揺動させるので、従来のようなクランクによる振動の発生が無く、高速化が可能で、加工精度を向上できる。また、上記サーボモータは、このサーボモータを駆動する駆動装置を制御する制御装置によって、揺動角と揺動基準角および揺動速度を、動作中でも連続的に変化させることができる。したがって、より汎用性に富み、最適な加工条件を設定できる。

たとえば、図２(Ａ)に示すように、内輪２５に形成された比較的浅い溝からなる軌道面を研磨する場合には、揺動角θを小さく設定する。次に、図２(Ｂ)に示すように、内輪２５に形成された比較的深い溝からなる軌道面を研磨する場合には、揺動角θを大きく設定する。次に、図２(Ｃ)に示すように、内輪２５に形成されたアンギュラ軌道面を研磨する場合には、揺動の中立位置(基準角α)を設定する。このような図２(Ａ),図２(Ｂ),図２(Ｃ)に示す一連の異なる仕様の加工を、上記サーボモータ制御装置の加工プログラムを変更するだけで実行できる。また、上記サーボモータは、上記エンコーダ１１が検出した揺動軸５の回転角を表す信号を上記サーボモータ制御装置に出力して、上記サーボモータ制御装置に、上記揺動角と揺動基準角および揺動速度を精密に制御させることができる。

また、上記実施形態では、駆動系(サーボモータロータ６,サーボモータステータ１８,エンコーダ１１)を、揺動軸５に一体化できるので、コンパクトで安価な超仕上げ装置を実現できる。

また、上記実施形態では、揺動軸５は、サーボモータロータ６の軸方向両側で軸方向に対向するように揺動軸５に嵌合された各々２つのアンギュラ軸受１２,１３と１５,１６で支持されているから、揺動軸５の軸方向のガタを確実に防止できる。

尚、上記実施形態では、揺動軸５を、サーボモータロータ６の両側で、各２個のアンギュラ玉軸受で支持したが、上記サーボモータロータ６の両側で、対向配置された各１個のアンギュラ玉軸受で揺動軸５を支持してもよい。この場合には、軸方向寸法の削減を図れる。また、アンギュラ玉軸受に替えて、円すいころ軸受を採用することもできる。

この発明の超仕上げ装置の実施形態を示す断面図である。図２(Ａ)は、比較的浅い軌道面を研磨する様子を示す模式図であり、図２(Ｂ)は、比較的深い軌道面を研磨する様子を示す模式図であり、図２(Ｃ)は、アンギュラ玉軸受の軌道面を研磨する様子を示す模式図である。従来の超仕上げ装置の構成を示す模式図である。

符号の説明

１…砥石、２…ヘッド部、３…揺動首、５…揺動軸、
６…サーボモータロータ、７…スペーサ、８…段部、１０…尾端、
１１…エンコーダ、１２,１３,１５,１６…アンギュラ玉軸受、
１７…外筒、１８…サーボモータステータ、２０…室、
２１,２２…シール部。

Claims

砥石が装着される揺動軸と、
上記揺動軸を同軸で揺動させるように上記揺動軸に固定されたサーボモータロータと、
上記サーボモータロータに対向して配置されたサーボモータステータと、
上記揺動軸の回転角を表す信号を出力するエンコーダとを備えていることを特徴とする超仕上げ装置。
請求項１に記載の超仕上げ装置において、
上記エンコーダが検出した上記回転角を表す信号を受けて、上記砥石の揺動角、揺動基準角および揺動速度を、上記サーボモータロータを含むサーボモータの動作中でも連続的に変化させ得るサーボモータ制御装置を備えていることを特徴とする超仕上げ装置。
請求項１または２に記載の超仕上げ装置において、
上記揺動軸に、上記サーボモータロータの軸方向両側で１つずつ嵌合されて軸方向に対向している２つのアンギュラ軸受を備えたことを特徴とする超仕上げ装置。
請求項１または２に記載の超仕上げ装置において、
上記揺動軸に、上記サーボモータロータの軸方向両側で軸方向に対向して２つずつ嵌合された４つのアンギュラ軸受を備えていることを特徴とする超仕上げ装置。
砥石が装着される揺動軸に固定されたサーボモータロータと、
上記サーボモータロータに対向して配置されたサーボモータステータと、
上記揺動軸の回転角を表す信号を出力するエンコーダとが、
上記揺動軸を揺動する駆動系をなしており、
上記エンコーダが検出した上記回転角を表す信号に応じて、上記サーボモータステータが磁界を発生し、上記サーボモータロータを回転させ、上記サーボモータロータと同軸回りに上記揺動軸が揺動することを特徴とする超仕上げ装置。