JP2008246589A - 複列転走面の同時超仕上げ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複列軸受の軌道面となる２列の転走面を同時にかつ精度良く超仕上げ加工することができる加工装置を提供する。
【解決手段】 複列軸受の軌道面となる２列の円弧状断面の転走面Ｗａ，Ｗｂを有する被加工物Ｗに対して、上記２列の転走面Ｗａ，Ｗｂを同時に超仕上げ加工する装置１である。前記被加工物Ｗをその中心軸Ｌ回りに回転させる主軸台装置２と、２つの砥石揺動台装置３，４とを備える。これら各砥石揺動台装置３，４は、前記主軸台装置２で支持されて回転状態にある被加工物Ｗの２列の転走面Ｗａ，Ｗｂのうちの一方の転走面Ｗａおよび他方の転走面Ｗｂに砥石５，６をそれぞれ押し付ける。その押し付けた転走面Ｗａ，Ｗｂの断面の円弧中心ｅ，ｆ回りに上記砥石５，６を揺動させる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、複列軸受の軌道面となる２列の転走面を同時に超仕上げ加工する装置に関する。

軸受の転走面（軌道面）を超仕上げ加工する装置として、特許文献１や特許文献２の図９および図１０に開示された装置が例示される。これらの超仕上げ加工装置は、主軸に中心軸回りに回転自在に支持された被加工物の加工目的部位に砥石を押し付け、この砥石を主軸の軸心に直交する水平軸回りに揺動させながら切削加工するものである。特許文献１および特許文献２では、２列の転走面を超仕上げ加工することについては特に言及されていないが、仮にこれらの超仕上げ加工装置で、２列の円弧状断面を有する被加工物の超仕上げ加工する場合、被加工物を主軸に支持させ軸回転させながら、揺動可能に支持された砥石を一方の転走面加工位置に配置して押し付けると共に上記水平軸回りに揺動させ、主軸の回転に伴う被加工物の中心軸回りの回転によって一方の転走面の超仕上げ加工を行う。次いで、被加工物または砥石を被加工物の中心軸方向に沿って搬送移動させ、同様に揺動可能に支持された砥石を他方の転走面加工位置に配置して押し付けかつ揺動させ、被加工物の中心軸回りの回転によって、同様に他方の転走面の超仕上げ加工を行うことになる。
特開昭５８−１１４８５６号公報 特開２００６−１４２４４６号公報

上記のような超仕上げ加工装置によって２列の転走面を超仕上げ加工する場合、一方の転走面の加工を行った後、被加工物または砥石を被加工物の中心軸方向に沿って移動させて他方の転走面を加工することになるため、作業効率が悪い。また、一連の超仕上げ加工工程において、被加工物または砥石の両転走面加工位置間の移動を伴うため、各転走面加工位置に対する砥石の位置決め精度が問題となり、被加工物または砥石の精度の高い移動機構が必要となる。

この発明の目的は、複列軸受の軌道面となる２列の転走面を同時にかつ精度良く超仕上げ加工することができる加工装置を提供することである。

この発明の複列転走面の同時超仕上げ加工装置は、複列軸受の軌道面となる２列の円弧状断面の転走面を有する被加工物に対して、上記２列の転走面を同時に超仕上げ加工する装置であって、前記被加工物をその中心軸回りに回転させる主軸台装置と、２つの砥石揺動台装置とを備え、これら各砥石揺動台装置は、前記主軸台装置で支持されて回転状態にある被加工物の２列の転走面のうちの一方の転走面および他方の転走面に砥石をそれぞれ押し付け、その押し付けた転走面の断面の円弧中心回りに上記砥石を揺動させるものである。

この構成によれば、被加工物は主軸台装置にその中心軸回りに回転可能に支持される。そして、２つの砥石揺動台装置を同時に作動させ、回転状態にある被加工物の２列の転走面に対し、それぞれの砥石を押し付けることにより２列の転走面が同時に加工される。この時、２つの砥石を２列の転走面に押し付けた状態で、各砥石を転走面の断面の円弧中心回りに揺動させることにより、各砥石が転走面の所定の円弧形状に沿って摺擦揺動し２列の転走面の超仕上げ研削加工が同時に精度良くなされる。

この発明において、前記２つの砥石揺動台装置は、それぞれ、揺動支持台に揺動自在に支持されて揺動駆動源によって正逆に揺動駆動される揺動ヘッドを有し、この揺動ヘッドは、砥石ホルダに保持された砥石を、加圧シリンダにより砥石加圧棒を介して前記転走面に押し付ける砥石押し付け機構を有するものとしても良い。
２つの砥石揺動台装置をこのように構成すれば、それぞれが揺動支持台に揺動自在に支持されて揺動駆動源によって正逆に揺動駆動される揺動ヘッドを有するから、２つの砥石揺動台装置を同時に作動させることにより２列の転走面の同時超仕上げ加工を行うことができる。また、これらのいずれかを単独で作動させれば、単列軸受の転走面の超仕上げ加工も行うことができ、被加工物の種類に応じた多様な超仕上げ加工を実施することができる。

また、この発明において、前記２つの砥石揺動台装置の揺動ヘッドは、前記主軸台装置による被加工物の回転中心軸を含む所定の対称基準面に対して、略対称位置に配置しても良い。このように揺動ヘッドを被加工物の回転中心軸を含む所定の対称基準面に対して略対称位置に配置すれば、装置のレイアウト構成がコンパクト化されると共に、各転走面に押し付けた砥石をそれぞれの転走面の断面の円弧中心回りに揺動させる際に、互いに干渉せず、複列転走面の同時超仕上げ加工を支障なく行うことができる。

この発明の複列転走面の同時超仕上げ加工装置は、複列軸受の軌道面となる２列の円弧状断面の転走面を有する被加工物に対して、上記２列の転走面を同時に超仕上げ加工する装置であって、前記被加工物をその中心軸回りに回転させる主軸台装置と、２つの砥石揺動台装置とを備え、これら各砥石揺動台装置は、前記主軸台装置で支持されて回転状態にある被加工物の２列の転走面のうちの一方の転走面および他方の転走面に砥石をそれぞれ押し付け、その押し付けた転走面の断面の円弧中心回りに上記砥石を揺動させるものとしたため、２列の転走面の超仕上げ加工が同時になされ、加工作業の効率化が図られる。また、２列の転走面を個別に加工する場合のように、一方の転走面を加工した後、被加工物または砥石を移動させて他方の転走面加工位置に移動させるような煩わしい作業や、加工作業過程におけるこの移動に伴う高度な位置決め精度および精度の高い被加工物または砥石の移動制御機構も不要とされる。

この発明の複列転走面の同時超仕上げ加工装置の一実施形態を図１ないし図４と共に説明する。この超仕上げ加工装置１は、被加工物（図示では自動車用車輪用軸受である複列軸受の外輪）Ｗをその中心軸Ｌ回りに回転させる主軸台装置２と、２つの砥石揺動台装置３，４とを備える。主軸台装置２は、主軸モータ２ａと、この主軸モータ２ａの出力軸に直結された主軸２ｂと、主軸２ｂの先端に装着されたバッキングプレート２ｃとを備える。このバッキングプレート２ｃは、プレシャーロールによって被加工物を保持し、主軸２ｂの回転により被加工物Ｗをその中心軸Ｌ回りに回転させるものである。この回転の際、図示しないシューやプレッシャーロールによって、被加工物Ｗはその軸方向および径方向の変位が不能な状態に保持される。

上記２つの砥石揺動台装置３，４は、それぞれ、揺動支持台３０，４０に揺動自在に支持されて揺動モータ３１，４１等の揺動駆動源によって正逆に揺動駆動される揺動ユニット３２，４２を有する。揺動支持台３０，４０は、上記中心軸Ｌと平行方向（図１の矢印ａ，ｂ参照）に進退動作する進退台３０ａ，４０ａ上に設置される。この進退台３０ａ，４０ａは、空圧シリンダ３０ｃ、４０ｃによる駆動により、レールガイド３０ｂ、４０ｂを用いて、ガイド台３０ｄ，４０ｄ上を矢印ａ，ｂ方向に進退移動させられる。

揺動ユニット３２，４２は、上記揺動モータ３１，４１の出力軸３１ａ，４１ａに固着された揺動アーム３３，４３と、この揺動アーム３３，４３に対して上下動可能に支持された揺動ヘッド３４，４４と、揺動ヘッド３４，４４を上下動させる昇降機構３５，４５とより構成される。

図２に示すように、揺動アーム３３，４３は側面視でコ字状の枠状に設けられている。昇降機構３５，４５は、揺動アーム３３，４３の上枠片部３３ａ，４３ａの上に設置されたリトラクションシリンダ３５ａ，４５ａと、このリトラクションシリンダ３５ａ，４５ａの伸縮ロッド３５ｂ，４５ｂに設置された昇降体３５ｃ，４５ｃと、上記揺動アーム３３，４３の上下枠片部３３ａ，４３ａ，３３ｂ，４３ｂ間に設けられ昇降体３５ｃ，４５ｃを昇降ガイドする２本の平行なガイド棒３５ｄ，４５ｄとよりなる。揺動アーム３３，４３はその縦枠片部３３ｃ，４３ｃを介し上記揺動モータ３１，４１の出力軸３１ａ，４１ａの先端に固着されている。

上記揺動ヘッド３２，４２は、平面視略Ｌ形の形状をなし、前記主軸台装置２による被加工物Ｗの回転中心軸Ｌを含む所定の対称基準面（揺動アーム３３，４３間の空域を回転中心軸Ｌに沿って縦断する面、すなわち、回転中心軸Ｌを含んで図１の紙面に垂直な面）に対して、略対称位置に配置されるようそれぞれの基部が上記昇降体３５ｃ，４５ｃに固着されている。そして、この揺動ヘッド３２，４２は、砥石ホルダ３６，４６と、この砥石ホルダ３６，４６に保持された砥石５，６を、加圧シリンダ３７ａ，４７ａにより砥石加圧棒３７ｂ，４７ｂを介して前記転走面に押し付ける砥石押し付け機構３７，４７とを備える。砥石加圧棒３７ｂ，４７ｂは、加圧シリンダ３７ａ，４７ａより上記回転中心軸Ｌに沿って被加工物Ｗに向かって延び、加圧シリンダ３７ａ，４７ａによって被加工物Ｗの内面に対し、砥石５，６に径方向の押し付け力が作用するよう構成されている。上記揺動モータ３１，４１の出力軸３１ａ，４１ａの軸心ｃ，ｄは、進退台３０ａ，４０ａの作動によって、揺動ユニット３２，４２を所定の加工位置に設置した際、主軸台装置２に保持された被加工物Ｗの２列の円弧状断面の転走面Ｗａ，Ｗｂの円弧中心ｅ，ｆ（図３参照）に合致するよう構成されている。
なお、図３では、揺動ユニット４２側の構成部分が図面に現れないため、説明の便宜上、揺動ユニット４２側の各構成部分を、揺動ユニット３２側の各構成部分に対応させて括弧付きで符号を付している。

上記構成の超仕上げ加工装置１によって、２列の円弧状断面の転走面Ｗａ，Ｗｂを有する被加工物Ｗを超仕上げ加工する要領について説明する。転走面Ｗａ，Ｗｂの旋削および研削加工がなされた被加工物Ｗを、主軸台装置２のバッキングプレート２ｃによって主軸２ｂと同心的に保持させる。このとき、図示しないシューやプレッシャーロールによって、被加工物Ｗの軸方向および径方向の変位を不能な状態とする。次いで、進退動作用モータ３０ｃ，４０ｃの回転駆動に伴う送りねじ３０ｂ，４０ｂの軸回転により、待機位置にある進退台３０ａ，４０ａを前進させて、揺動ユニット３２，４２を主軸台装置２側に移動させる。これにより、砥石ホルダ３６，４６を被加工物Ｗの環内に挿入し、加工準備位置（図２の２点鎖線位置参照）に位置決めする。位置決めは、揺動モータ３１，４１の出力軸３１ａ，４１ａにおける軸心ｃ，ｄ同士の間隔が転走面Ｗａ，Ｗｂのスパンに等しく、かつ軸心ｃ，ｄが転走面Ｗａ，Ｗｂの円弧中心ｅ，ｆの上方位置に合致するようになされる。

この状態で、昇降機構３５，４５のリトラクションシリンダ３５ａ，４５ａを作動させて、揺動ヘッド３４，４４を揺動アーム３３，４３に対して相対下降させ、砥石５，６を各転走面Ｗａ，Ｗｂに当接させる。同時に、加圧シリンダ３７ａ，４７ａを作動させ、砥石加圧棒３７ｂ，４７ｂを介して砥石５，６を各転走面Ｗａ，Ｗｂに押し付ける。この押し付け状態を維持したまま、主軸台装置２の主軸２ｂを回転させ、さらに、揺動モータ３１，４１を作動させ、この揺動モータ３１，４１の正逆回転駆動による出力軸３１ａ，４１ａの軸心ｃ，ｄ回りの正逆回転揺動（図１〜図３の矢印ｇ，ｈ参照）によって、砥石５，６が揺動ユニット３２，４２と共に転走面Ｗａ，Ｗｂの円弧中心ｅ，ｆ回りに揺動して、転走面Ｗａ，Ｗｂの超仕上げ加工がなされる。砥石５，６の加工面は、転走面Ｗａ，Ｗｂの断面形状と同じ円弧形状とされ、転走面Ｗａ，Ｗｂに当接押し付けられた状態では、その曲率中心が上記軸心ｃ，ｄ、すなわち、転走面Ｗａ，Ｗｂの円弧中心ｅ，ｆに合致するよう形成されている。揺動モータ３１，４１の出力軸３１ａ，４１ａにおける軸心ｃ，ｄ同士の間隔は、初期設定しておけば、同一種類の被加工物Ｗを加工する際に、その都度位置決め設定をすることなく継続加工することができる。

図４（Ａ），（Ｂ）は、上記加工の要領を示しており、図における実線部分は揺動ヘッド（揺動ユニット３２）３４を、２点鎖線部分は揺動ヘッド（揺動ユニット４２）４４をそれぞれ示す。それぞれの昇降機構３５，４５の図示は省略している。図４（Ａ）は、揺動モータ３１，４１の回転により、揺動ユニット３２，４２が上方位置にあり、また図４（Ｂ）は揺動ユニット３２，４２が下方位置にあることを示す。このように、揺動ユニット３２，４２が、それぞれの上記出力軸３１ａ，４１ａの軸心ｃ，ｄ回りの揺動回転を繰返すことにより、砥石５，６が、回転中心軸Ｌ回りに回転する被加工物Ｗの転走面Ｗａ，Ｗｂに作用し、この間砥石押し付け機構３７，４７によって砥石５，６が転走面Ｗａ，Ｗｂに押し付けられているから、転走面Ｗａ，Ｗｂの超仕上げ加工が同時に精度良くなされる。

所定の超仕上げ加工が終了すると、主軸台装置２の主軸モータ２ｂの回転を停止し、同時に砥石押し付け機構３７，４７による砥石５，６の押し付けを解除すると共に揺動モータ３１，４１による揺動を停止する。その後、昇降機構３５，４５によって揺動ヘッド３４，４４を上昇させて、砥石５，６を被加工物Ｗの内面より遊離させる。さらに、進退用モータ３０ｃ、４０ｃを作動させて、揺動ユニット３２，４２を元の待機位置に退避させる。その間、主軸台装置２のバッキングプレート２ｃに保持されている仕上げ加工済の被加工物Ｗを未仕上げ加工の被加工物Ｗと交換し、次の超仕上げ加工作業に備える。これらの作業を繰り返して、複列軸受の軌道輪となる２列の円弧状断面の転走面Ｗａ，Ｗｂを有する被加工物Ｗにおける２つの転走面Ｗａ，Ｗｂの同時超仕上げ加工が順次なされる。

なお、上記２つの砥石揺動台装置３，４は、それぞれの各動作機構が個別に動作し得るよう構成されているから、上記転走面Ｗａ，Ｗｂを個別に超仕上げ加工することも可能である。また、単列軸受の軌道面となる円弧状断面を有する被加工物の場合は、砥石揺動台装置３，４の一方を停止させた状態で上記と同様に操作することにより、その転走面の超仕上げ加工を行うことができる。さらに、上記実施形態では、被加工物Ｗが軸受外輪である場合について述べたが、軸受内輪であっても良く、この場合は内輪の外径面に形成される転走面に上記各砥石５，６を当接させて上記同様の超仕上げ加工を行うことができる。このように、この発明の加工装置は、被加工物の多様な仕様に応じてその転走面の超仕上げ加工を効率的かつ高精度に実施することができる。

この発明の複列転走面の同時超仕上げ加工装置の一実施形態を示す概略平面図である。 図１の部分拡大平面図である。 図１における揺動ユニットのIII −III 線矢視側面図である。 （Ａ），（Ｂ）はこの実施形態の揺動ユニットの動作状態を示す概略側面図である。

符号の説明

１…同時超仕上げ加工装置
２…主軸台装置
３，４…砥石揺動台装置
３０，４０…揺動支持台
３１，４１…揺動モータ（揺動駆動源）
３３，４３…揺動ヘッド
３６，４６…砥石ホルダ
３７，４７…砥石押し付け機構
３７ａ，４７ａ…加圧シリンダ
３７ｂ，４７ｂ…砥石加圧棒
５，６…砥石
Ｌ…被加工物の回転中心軸
ｅ，ｆ…転走面の断面の円弧中心
Ｗ…被加工物
Ｗａ，Ｗｂ…転走面

Claims (3)

1. 複列軸受の軌道面となる２列の円弧状断面の転走面を有する被加工物に対して、上記２列の転走面を同時に超仕上げ加工する装置であって、
   前記被加工物をその中心軸回りに回転させる主軸台装置と、２つの砥石揺動台装置とを備え、これら各砥石揺動台装置は、前記主軸台装置で支持されて回転状態にある被加工物の２列の転走面のうちの一方の転走面および他方の転走面に砥石をそれぞれ押し付け、その押し付けた転走面の断面の円弧中心回りに上記砥石を揺動させるものである複列転走面の同時超仕上げ加工装置。
2. 請求項１において、前記２つの砥石揺動台装置は、それぞれ、揺動支持台に揺動自在に支持されて揺動駆動源によって正逆に揺動駆動される揺動ヘッドを有し、この揺動ヘッドは、砥石ホルダに保持された砥石を、加圧シリンダにより砥石加圧棒を介して前記転走面に押し付ける砥石押し付け機構を有するものである複列転走面の同時超仕上げ加工装置。
3. 請求項２において、前記２つの砥石揺動台装置の揺動ヘッドは、前記主軸台装置による被加工物の回転中心軸を含む所定の対称基準面に対して、略対称位置に配置した複列転走面の同時超仕上げ加工装置。
   

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