JP2009095956A

JP2009095956A - 研削装置

Info

Publication number: JP2009095956A
Application number: JP2007272032A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Wakita; 恭之脇田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2009-05-07

Abstract

【課題】板ばねの調整やフィンガー長の調整を行うことなく、インプロセスゲージのフィンガー部の共振を抑えることができ、これにより、正確な研削面の寸法が計測できる研削装置を提供する。
【解決手段】研削装置1は、ワークを保持して回転させるワーク保持台2と、研削砥石3が装着されて回転する砥石軸4を有するホイールヘッド5と、ワーク保持台2およびホイールヘッド5を相対的に移動させて砥石にワークWに対する切込み動作を行わせる切込み付与手段と、研削中のワークWの径を計測するインプロセスゲージ6とを備えている。ワーク保持台2は、磁力により磁性体製ワークWを保持するマグネットチャック7を有しており、インプロセスゲージ6の測定子13が磁性体製とされている。
【選択図】図１

Description

この発明は、転がり軸受外輪内周や内輪外周に軌道溝を研削する際などに使用される研削装置に関する。

従来、この種の研削装置として、内面が被研削面であるワークを保持して回転させるワーク保持手段と、研削砥石が装着されて回転する砥石軸を有するホイールヘッドと、ワーク保持手段およびホイールヘッドを相対的に移動させて砥石にワークに対する切込み動作を行わせる切込み付与手段と、被研削面の内径を計測するインプロセスゲージとを備えているものが知られている（特許文献１）。

インプロセスゲージは、先端に測定子（コンタクト）が設けられた開閉可能な１対のフィンガーを有しており、圧縮空気の供給または排出によってフィンガーを開閉するようになっている。
特開２００７−２２９８６８号公報

上記特許文献１の研削装置においては、インプロセスゲージのフィンガー部が共振（ワーク回転に追従できず振動する現象）を起こし、正確な測定ができないという問題が発生することがある。この場合、フィンガーに付勢力を与えている板ばねの弾性係数を高めるか、または、フィンガー長を短くすることにより、ワークとの接触力を高め、フィンガー部の共振を抑えるようにしている。しかしながら、板ばねの弾性係数の調整は、ワークの回転速度に応じて弾性係数の適正値が変化することから、調整が困難という問題があり、また、インプロセスゲージと研削装置との干渉を避ける必要があることから、フィンガー長を短くすると、コンタクトが適切にワークに接触しないという問題が生じる。

この発明の目的は、板ばねの調整やフィンガー長の調整を行うことなく、インプロセスゲージのフィンガー部の共振を抑えることができ、これにより、正確な研削面の寸法が計測できる研削装置を提供することにある。

この発明による研削装置は、ワークを保持して回転させるワーク保持手段と、研削砥石が装着されて回転する砥石軸を有するホイールヘッドと、ワーク保持手段およびホイールヘッドを相対的に移動させて砥石にワークに対する切込み動作を行わせる切込み付与手段と、研削中のワークの径を計測するインプロセスゲージとを備えている研削装置において、ワーク保持手段は、磁力により磁性体製ワークを保持するマグネットチャックを有しており、インプロセスゲージの測定子が磁性体製とされていることを特徴とするものである。

この発明による研削装置は、転がり軸受外輪内周に軌道溝を研削する内面研削装置や転がり軸受内輪外周に軌道溝を研削する外面研削装置として使用されるのに適している。

切込み付与手段は、ワーク保持手段を固定してこれに対してホイールヘッドをワークの径方向にスライドさせるものであってもよく、ホイールヘッドを固定してこれに対してワーク保持手段をワークの径方向にスライドさせるものであってもよい。切込み付与手段は、例えば、ワーク保持台を切込みモータによってワークの径方向（切込み方向）にスライドさせることにより、砥石にワークに対する切込み動作を行わせるものとされる。研削は、切込み付与手段の切込み速度（例えば、ワーク保持手段のスライド速度）が切込み動作制御手段によって制御されることで行われる。

インプロセスゲージは、ワークの被研削面にその測定子を接触させて被研削面の径（内径または外径）を計測することで、実切込み量を検出し、切込み動作を制御するのに必要なワークの径（切込み残量）の信号を切込み動作制御手段に出力する。このインプロセスゲージの信号により、加工完了タイミングを検出することができる。

インプロセスゲージは、処理回路などが収められたゲージ本体と、圧縮空気の供給または排出によって開閉させられる１対のフィンガーと、各フィンガーの先端に設けられてワークの内面に接触させられる測定子（コンタクト）と、ゲージ本体内に圧縮空気を導入するエア導入管と、ゲージ本体内から圧縮空気を排出するエア排出管と、ゲージ本体に内蔵されて測定子がワークの内面に接触する際の接触力を設定する板ばねとを有しているものとされる。

転がり軸受（例えば軸受鋼などの磁性体製）の研削に際し、磁力により磁性体製ワークを保持するマグネットチャックが一般的に使用されている。従来のインプロセスゲージのコンタクトは、ワークの材質を考慮することなく、ＳＵＳ３０４（鉄に１８％のクロムと８％のニッケルとを含有させたステンレス鋼）等の非磁性タイプのステンレス鋼が使用されており、本発明では、このコンタクトが磁性材製とされる。これにより、マグネットチャックの磁力によって磁化されたワークによるコンタクトの吸着力が、インプロセスゲージ自体のコンタクト接触力に付加されて、コンタクトの接触力が上昇し、この接触力の上昇によって共振が抑えられる。したがって、接触力を上昇させるための板ばねの弾性係数の調整は不要となり、また、コンタクトの長さは、研削装置の他の構成との干渉を避ける長さとすることができる。こうして、基本構成は従来のものをそのまま使用し、面倒な調整をすることなく、インプロセスゲージにより正確な研削面の寸法が測定され、これにより、加工精度が向上するとともに、取り代異常や歪異常の検知精度も向上する。

この発明の研削装置によると、ワーク保持手段がマグネットチャックを有し、インプロセスゲージが磁性体製とされているので、板ばねの調整やフィンガー長の調整を行うことなく、インプロセスゲージのフィンガー部の共振を抑えることができる。したがって、基本構成は従来のものをそのまま使用し、面倒な調整をすることなく、インプロセスゲージにより正確な研削面の寸法が測定され、加工精度が向上するとともに、取り代異常や歪異常の検知精度も向上する。

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。

図１は、この発明による研削装置の１実施形態を示している。

研削装置(1)は、内面が被研削面（軌道溝）であるワーク（軸受の外輪）(W)を保持して回転させるワーク保持台（ワーク保持手段）(2)と、研削砥石(3)が装着されて回転する砥石軸(4)を有するホイールヘッド（「スピンドル」と称されることもある）(5)と、ホイールヘッド(5)の砥石軸(4)を回転させるホイールヘッド駆動モータ（図示略）と、ワーク保持台(2)およびホイールヘッド(5)を相対的に移動させて研削砥石(3)にワーク(W)に対する切込み動作を行わせる切込みモータ（図示略）と、加工中のワーク(W)内径を測定するインプロセスゲージ(6)とを備えている。

ワーク(W)は、磁性体製であり、ワーク保持台(2)は、このワーク(W)を磁力により保持するマグネットチャック(7)を有している。

インプロセスゲージ(6)の位置信号およびホイールヘッド(5)のモータ電力信号などは、研削装置(1)内のコントローラ（図示略）に入力され、コントローラからの指示によってワーク保持台(2)が移動させられる。

インプロセスゲージ(6)は、図２に示すように、処理回路などが収められたゲージ本体(11)と、圧縮空気の供給または排出によって開閉させられる１対のフィンガー(12)と、各フィンガー(12)の先端に設けられてワーク(W)の内面に接触させられる磁性体製測定子（コンタクト）(13)と、ゲージ本体(11)内に圧縮空気を導入するエア導入管(14)と、ゲージ本体(11)内から圧縮空気を排出するエア排出管(15)と、ゲージ本体(11)に内蔵されて測定子(13)がワーク(W)の内面に接触する際の接触力を設定する板ばね（図示略）とを有している。

この研削装置(1)によると（図１参照）、まず、インプロセスゲージ(6)がＡで示す矢印と反対方向に移動（前進）させられ、この後、圧縮空気が排出されることによってフィンガー(12)が開き、コンタクト(13)がワーク(W)の被研削面に接触させられる。次いで、ホイールヘッド(5)がＢで示す矢印の方向に移動（前進）させられ、さらに、ワーク保持台(2)がＣで示す矢印の方向に移動（前進）させられて、研削が行われる。研削が完了すると、ワーク保持台(2)がＣで示す矢印と反対方向に移動（後退）させられ、ホイールヘッド(5)がＢで示す矢印と反対方向に移動（後退）させられる。そして、圧縮空気が導入されることによってフィンガー(12)が閉じ、コンタクト(13)がワーク(W)の被研削面から離れる。この後、インプロセスゲージ(6)がＡで示す矢印の方向に移動（後退）させられ、全ての作業が完了する。なお、圧縮空気が導入されることによってフィンガー(12)が開き、圧縮空気が排出されることによってフィンガー(12)が閉じるようにしてももちろんよい。

磁力により磁性体製ワーク(W)を保持するマグネットチャック(7)は、転がり軸受（例えば軸受鋼などの磁性体製）の研削に際し、一般的に使用されている。一方、従来のインプロセスゲージのコンタクトは、ワーク(W)の材質を考慮することなく、ＳＵＳ３０４等の非磁性タイプのステンレス鋼が使用されていた。これに対し、この発明の研削装置(1)では、コンタクト(13)が磁性材製（例えばＳＵＳ４３０等）とされている。これにより、マグネットチャック(7)の磁力によって磁化されたワーク(W)によるコンタクト(13)の吸着力が、インプロセスゲージ(6)自体のコンタクト接触力に付加されることになり、従来のインプロセスゲージに比べて、コンタクト(13)の接触力が上昇している。具体的には、従来約１．０Ｎであった接触力が約１．５倍の約１．５Ｎに大幅に上昇しており、この接触力の上昇によって共振が抑えられている。

したがって、接触力を上昇させるためのインプロセスゲージ(6)の板ばねの弾性係数の調整は不要となり、また、フィンガー(12)の長さは、研削装置(1)の他の構成との干渉を避ける長さとすることができる。こうして、基本構成は従来のものをそのまま使用し、面倒な調整をすることなく、インプロセスゲージ(6)により正確な研削面の寸法が測定され、加工精度が向上するとともに、取り代異常や歪異常の検知精度も向上する。

図１は、この発明による研削装置の全体構成を概略的に示す図である。図２は、インプロセスゲージの構成を概略的に示す図である。

符号の説明

(1) 研削装置
(2) ワーク保持台（ワーク保持手段）
(3) 研削砥石
(4) 砥石軸
(5) ホイールヘッド
(6) インプロセスゲージ
(12) フィンガー
(13) 測定子
(W) ワーク

Claims

ワークを保持して回転させるワーク保持手段と、研削砥石が装着されて回転する砥石軸を有するホイールヘッドと、ワーク保持手段およびホイールヘッドを相対的に移動させて砥石にワークに対する切込み動作を行わせる切込み付与手段と、研削中のワークの径を計測するインプロセスゲージとを備えている研削装置において、
ワーク保持手段は、磁力により磁性体製ワークを保持するマグネットチャックを有しており、インプロセスゲージの測定子が磁性体製とされていることを特徴とする研削装置。