JP2008142854A - 超仕上方法及び超仕上盤 - Google Patents

Abstract

【課題】機構の単純化による装置の故障防止及びコストの低減を図ると共に、加工精度の向上若しくは加工精度の長期にわたる維持が可能な超仕上方法及び超仕上盤を提供する。
【解決手段】砥石２４を仕上面に加圧接触させた状態で揺動させ、当該仕上面を研磨する超仕上方法であって、砥石２４を前記仕上面に加圧接触させるホルダ１１を、当該ホルダ１１を揺動させるオシレーション軸１３から分離し、且つ、撓み変形する方向が平行に配された複数の板ばね１４によりホルダ１１とオシレーション軸１３とを連結し、板ばね１４が撓み変形する方向にホルダ１１をシリンダピストン１５で押圧して砥石２４をショートインデックスさせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、仕上面に超仕上加工を施す超仕上方法及び超仕上加工に関する。

例えば、ハードディスク装置のアームを軸支する玉軸受の内外輪の転動面には高精度な加工が要求され、一般には超仕上盤で超仕上加工が施される。

玉軸受の内外輪の転動面に超仕上加工を施す超仕上盤は、一般に、内外輪を回転させつつ、砥石を内外輪の転動面に加圧接触させ、同時に砥石を転動面の縦断面における円弧中心まわりに高速で揺動させて研磨する。このような構成の超仕上盤において、内外輪を回転させる主軸装置への当該内外輪の着脱のために、砥石の先端を転動面の溝から逃がす動作、いわゆる、砥石のショートインデックスが必要となる。

従来の超仕上盤において、砥石は、当該砥石を内外輪等のワークに加圧接触させるための加圧用シリンダピストンを備えたホルダに保持されている。そして、ホルダは、砥石を揺動させるためのオシレーション軸に上下にスライド移動可能に取り付けられるとともに、オシレーション軸を押圧する上下動用シリンダピストンを備えている。砥石のショートインデックスは、ホルダに設けられた上下動用シリンダピストンでオシレーション軸を押圧し、ホルダごと上下動することによりなされる。

そして、加工時間を短縮するためには砥石の高速揺動化が必要で、そのため、オシレーション軸を押圧する上下動用シリンダピストンを当該オシレーション軸に関して対称に設け、砥石を保持して共に揺動するホルダの低イナーシャ化を図った超仕上盤が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平０３−１２１７７２号公報

特許文献１に開示された超仕上盤において、ホルダはオシレーション軸に上下にスライド移動可能に取り付けられており、シリンダピストンでオシレーション軸を押圧してホルダごと上下動させ、砥石をショートインデックスさせている。このような構成によると、長期間の使用により、スライド移動するホルダのガイド面に磨耗が生じ、特に、ホルダが高速で揺動されることにより磨耗が加速度的に進行する虞があり、加工精度の低下が懸念される。また、ガイド面の加工精度が悪い場合にも磨耗が早期に進行するため、高精度の加工が要求され、装置のコスト上昇が懸念される。

さらに、特許文献１に開示された超仕上盤は、ガイド面間の隙間によるガタを防止するために、ホルダをオシレーション軸に固定するためのクランプ機構を備えている。スライド機構及びクランプ機構を備えることは、装置の構造を複雑なものとし、装置の故障やコスト上昇の要因となる。

また、特許文献１に開示された超仕上盤は、ガイド面の潤滑が必要であり、潤滑油の飛散による作業環境の悪化が懸念される。

尚、特開平９−２９０３４１号公報には、工作機械の送り装置に関し、ベースに対して相対移動するテーブルを板ばねで支持する技術が開示されており、テーブルの送りには送りねじが用いられている。砥石のショートインデックスでは、砥石（ホルダ）の変位量は僅かなものであり、かかる変位量に対応して送りねじの回転も僅かとなる。そこで、送りねじ及びナットの接触面に偏磨耗が生じ短寿命となる虞がある。

本発明は、上述の不都合を解消するためになされたものであり、機構の単純化による装置の故障防止及びコスト低減を図ると共に、加工精度の向上若しくは加工精度の長期にわたる維持が可能な超仕上方法及び超仕上盤を提供することを目的としている。

上記目的は、本発明に係る下記（１）の超仕上方法、及び下記（２）の超仕上盤により達成される。

（１）砥石を仕上面に対して加圧接触させた状態で揺動させ、当該仕上面を研磨する超仕上方法であって、前記砥石を前記仕上面に対して加圧接触させるホルダを、当該ホルダを揺動させるオシレーション軸から分離し、且つ、撓み変形する方向が平行に配された複数の板ばねにより当該ホルダと当該オシレーション軸とを連結し、前記板ばねが撓み変形する方向に前記ホルダをシリンダピストンで押圧して前記砥石をショートインデックスさせることを特徴とする超仕上方法。
（２）仕上面を研磨する砥石を当該仕上面に対して加圧接触させるホルダと、前記ホルダを支持し、揺動させるオシレーション軸と、を備え、撓み変形する方向が平行に配された複数の板ばねにより、互いに分離した前記ホルダと前記オシレーション軸とが連結されており、前記板ばねが撓み変形する方向に前記ホルダを押圧し、当該ホルダを前記オシレーション軸に対して相対移動させるシリンダピストンをさらに備えたことを特徴とする超仕上盤。

本発明によれば、ホルダを板ばねで支持し、シリンダピストンで押圧して、板ばねを撓ませながらオシレーション軸に対しホルダを相対変位させる。これにより、スライド機構及びクランプ機構を不要として、ショートインデックスのための機構を単純化することができ、装置の故障頻度を少なくし、また、コストを低減することができる。さらに、スライド機構を用いた場合のガイド面の磨耗の問題や潤滑の必要性を回避し、仕上加工の加工精度の維持、作業環境の改善を図ることができる。

以下、本発明の超仕上方法及び超仕上盤の好適な実施形態を図を参照して説明する。

図１は本発明の超仕上方法及び超仕上盤の一実施形態に係り、超仕上盤の要部断面図である。

図１に示すように、本実施形態の超仕上盤１０は、仕上面を研磨する砥石を当該仕上面に加圧接触させるホルダ１１と、ホルダ１１を支持し、揺動させるオシレーション軸１３と、を備えている。

ホルダ１１は、基端部にオシレーション軸連結部１７を有し、また、先端部に砥石保持部１６を有しており、オシレーション軸１３から分離した部材である。ホルダ１１の砥石保持部１６には、上下方向に動作する加圧用シリンダピストン２１が内装されており、加圧用シリンダピストン２１の下端には砥石２４が連設されている。

オシレーション軸１３は、不図示のベースに軸支されており、不図示の駆動源により駆動されて高速で正逆回転を繰り返す。オシレーション軸１３の一端部には連結部材１２が固定されている。オシレーション軸１３から分離したホルダ１１は、そのオシレーション軸連結部１７において、２枚の板ばね１４により連結部材１２に連結されている。オシレーション軸１３が高速で正逆回転を繰り返すことにより、２枚の板ばね１４及び連結部材１２を介してオシレーション軸１３に連結されたホルダ１１及び砥石２４は、一体となって高速で揺動する。

２枚の板ばね１４は、それぞれの撓み変形する方向が上下方向に配され、そして、上下方向に整列して配置されている。よって、ホルダ１１は、２枚の板ばね１４を撓ませながら、オシレーション軸１３に対して傾くことなく上下動可能とされている。

連結部材１２におけるホルダ１１のオシレーション軸連結部１７との対向面には、収容部２８が凹設されている。一方、オシレーション軸連結部１７には、収容部２８内に収容される被押圧部２６が凸設されている。収容部２８の内部空間は、オシレーション軸１３に対するホルダ１１の変位方向である上下方向への被押圧部２６の変位を許容する大きさをもって形成されている。

そして、連結部材１２には、上下方向に動作する上下動用シリンダピストン１５が内装されている。上下動用シリンダピストン１５は、上下方向に変位するそのピストンロッド３１を収容部２８内に突出させ、ピストンロッド３１においてホルダ１１の被押圧部２６の上面を押圧し、２枚の板ばね１４を撓ませながらホルダ１１を降下させる。尚、上下動用シリンダピストン１５及び加圧用シリンダピストン２１は、油圧、空圧、又はその他の駆動方式を採ることができる。図中、符号３４は、連結部材１２の外部から上下動用シリンダピストン１５のシリンダ内に連通し、油、空気、等の圧力媒体をシリンダ内に導入するための導入路３４を示す。

上下動用シリンダピストン１５によるホルダ１１の被押圧部２６の押圧が解除されている状態で、ホルダ１１の被押圧部２６の下面と当該下面に対向する連結部材１２の収容部２８の内面との間には隙間Ｌ１が設定されている。詳細には、連結部材１２には、被押圧部２６の下面に対向する収容部２８の内面から当該収容部２８内に先端部を突出させるように隙間調整用のボルト３５が上下方向にねじ込まれており、被押圧部２６の下面とボルト３５の先端との間に隙間Ｌ１が設定されている。上下動用シリンダピストン１５に押圧されたホルダ１１は、このＬ１だけ降下し、また降下した状態から上昇することができる。ホルダ１１が降下或いは上昇すると、砥石３２も降下或いは上昇する。即ち、ショートインデックスにおいて砥石３２は上下方向にＬ１変位することができる。尚、Ｌ１は、ボルト３５のねじ込み量により適宜調整することができる。

以上のように構成された超仕上盤１０は、以下のように動作する。尚、以下で、仕上加工が施されるワークはラジアル形の玉軸受の内輪とし、その転動面が仕上面であるものとして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

超仕上盤１０は、不図示の主軸装置に取り付けられた内輪１８の直上に砥石２４が位置するように配置される。内輪１８が回転を始めるとともに、上下動用シリンダピストン１５により押圧されてホルダ１１が降下する。ホルダ１１の降下に伴い砥石２４も降下し、砥石２４の先端が内輪１８の転動面に当該内輪１８の半径方向に接触する。

そして、ホルダ１１の加圧用シリンダピストン２１により砥石２４の先端が内輪１８の転動面に対し所定の圧に加圧される。同時にオシレーション軸１３が駆動され、砥石２４が内輪１８の転動面の縦断面における円弧中心まわりに高速で揺動する。それにより内輪１８の転動面は研磨され、当該転動面に超仕上加工が施される。

超仕上加工を終えた後、加圧用シリンダピストン２１による砥石２４の加圧が解除される。そして、上下動用シリンダピストン１５によるホルダ１１の押圧が解除されると、板ばね１４の弾性復元によりホルダ１１が上昇する。尚、上下動用シリンダピストン１５にもスプリング３２が内装されており、シリンダ内の圧力媒体の圧力が低下するとピストンロッド３１が自動的にシリンダ内に没するように構成されている。ホルダ１１の上昇に伴い砥石２４の先端が内輪１８の転動面の溝から当該内輪１８の半径方向に離脱する。それにより内輪１８は、砥石２４に干渉することなく、主軸装置から取り外される。

以上説明したように、本実施形態によれば、ホルダ１１を板ばね１４で支持し、上下動用シリンダピストン１５で押圧して、板ばね１４を撓ませながらオシレーション軸１３に対しホルダ１１を相対変位させる。これにより、スライド機構及びクランプ機構を不要として、ショートインデックスのための機構を単純化することができ、装置の故障頻度を少なくし、また、コストを低減することができる。さらに、スライド機構を用いた場合のガイド面の磨耗の問題や潤滑の必要性を回避し、仕上げ精度の維持、作業環境の改善を図ることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、上述した実施形態では、ワークがラジアル形の玉軸受の内輪であるものとして説明したが外輪であってもよい。その場合、砥石の先端を鉤状に成形し、或いは鉤状に成形されたアームの先端に砥石を取り付けるなどして、外輪の内周にある転動面に砥石を接触させる。また、ワークはスラスト形の玉軸受の内外輪であってもよく、その場合、砥石を当該内外輪の軸方向に接触・離脱させる。

本発明の超仕上方法及び超仕上盤の一実施形態に係り、超仕上盤の要部断面図である。

符号の説明

１０ 超仕上盤
１１ ホルダ
１３ オシレーション軸
１４ 板ばね
１５ シリンダピストン
１８ 玉軸受の内輪
２４ 砥石

Claims (2)

1. 砥石を仕上面に加圧接触させた状態で揺動させ、当該仕上面を研磨する超仕上方法であって、
   前記砥石を前記仕上面に加圧接触させるホルダを、当該ホルダを揺動させるオシレーション軸から分離し、且つ、撓み変形する方向が平行に配された複数の板ばねにより当該ホルダと当該オシレーション軸とを連結し、
   前記板ばねが撓み変形する方向に前記ホルダをシリンダピストンで押圧して前記砥石をショートインデックスさせることを特徴とする超仕上方法。
2. 仕上面を研磨する砥石を当該仕上面に加圧接触させるホルダと、
   前記ホルダを支持し、揺動させるオシレーション軸と、
   を備え、
   撓み変形する方向が平行に配された複数の板ばねにより、互いに分離した前記ホルダと前記オシレーション軸とが連結されており、
   前記板ばねが撓み変形する方向に前記ホルダを押圧し、当該ホルダを前記オシレーション軸に対して相対移動させるシリンダピストンを備えたことを特徴とする超仕上盤。

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