JP2010029993A

JP2010029993A - 研削加工装置、及び研削加工方法

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Publication number: JP2010029993A
Application number: JP2008195682A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Matsuzaki; 和己松崎
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2010-02-12
Anticipated expiration: 2028-07-30
Also published as: JP5239589B2

Abstract

【課題】砥石サイズ(径寸法)の拡大を図り、砥石の長寿命化による研削精度の早期低下の防止、周速度の高速化による軸受軌道輪(被研削体)の研削加工時間の短縮、並びに研削加工効率の向上を可能とする研削加工技術(研削加工装置及び研削加工方法)を提供する。
【解決手段】所定の軸周りに回転した状態で被研削体２０と接触し、当該被研削体を回転させるための２つの回転部材22a,22bと、回転させた被研削体を支持して位置決めするための１つの支持部材２４と、前記２つの回転部材とは非接触状態で被研削体の処理対象面２０ｓに圧接され、当該処理対象面を研削加工するための砥石２６とを備えた研削加工装置であって、前記２つの回転部材のうち少なくとも一方は、前記所定の軸方向に対する砥石の位置を基準として、当該砥石を挟んだ軸方向の両側で、もしくはその片側のみで、前記被研削体と接触している。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種軸受の軌道輪(内輪や外輪等)の製造過程などにおいて、当該軌道輪となる被研削体の外周面に対して施される研削加工技術(研削加工装置、及び研削加工方法)の改良に関する。

玉軸受やころ軸受(円すいころ軸受、円筒ころ軸受及び球面ころ軸受等)などの各種の軸受は、当該軸受が回転自在に支持する回転軸を長期に亘って安定して精度よく回転させ続けるため、その軌道輪(例えば、内輪及び外輪)の内外周面を高い真円精度に設定するとともに、転動体(玉やころ)を転動させるための軌道溝を滑面状態とすることが好ましい。このため、かかる軸受の軌道輪(被研削体)の内外周面を高精度に研削加工すべく、従来から各種の方策が知られている。

例えば、軌道輪となる環状成形物(ワーク)が各種の軸受鋼(クロム鋼、クロム合金鋼、及びステンレス鋼など)で成る金属製の場合、当該ワークは磁性を有するため、研削加工装置の回転軸に付設された基準座金(マグネットチャック)に当該マグネットチャックの磁力により前記ワーク(具体的には、その一方側の端面)を吸着させた状態で、その内外周面の研削加工を行っている(特許文献１及び特許文献２参照)。この場合、マグネットチャックに吸着されたワークをその外周部に支持部材(シュー)を接触させて支持しつつ、当該マグネットチャックとともに所定方向へ回転させ、その外周面(あるいは内周面)に当該所定方向とは逆方向へ回転する砥石を圧接させることで、当該外周面(あるいは内周面)の研削が行われている(いわゆるマグネットシュータイプのチャック機構)。

なお、特許文献１には外輪の内周面(軌道溝)及び内輪の内周面、特許文献２には内輪の外周面(軌道溝)の研削加工例がそれぞれ開示されているが、特許文献１の開示例のように外輪の内周面(軌道溝)及び内輪の内周面を研削する場合、砥石のサイズ(具体的には、径寸法)は、ワークの内径(外輪内径あるいは内輪内径)よりも小寸でないと当該ワークの内周部と干渉してしまうため、ワークの内径寸法に応じて必然的に砥石の径寸法の上限が設定される。一般的には、砥石の径寸法をワークの内径寸法の８０％程度に設定する。

これに対し、例えば、ワークが非磁性の金属製や磁性を有さない非金属製(例えば、各種の樹脂製やセラミック製など)の場合、上述したようなマグネットシュータイプのチャック機構による研削加工を行うことができない。このため、回転する２つのロールと静止する１つのシューによってワークを回転保持する２ロール１シュータイプの機構を用いて研削加工が行われている(特許文献３参照)。

図６には、かかる２ロール１シュータイプの研削加工装置の概略構成が示されており、この場合、２つのロール(ワーク４０に対して上側に位置付けられる上ロール４２ａ及び下側に位置付けられる下ロール４２ｂ)が平行する所定の軸周りに、同一方向(一例として、時計回り)へ同一速度でそれぞれ回転しながらワーク４０の外周上部と外周下部に接触して当該ワーク４０をロール42a,42bとは反対方向(一例として、反時計回り)へ回転させる(同図の矢印方向参照)。同時に、１つのシュー４４が２つのロール42a,42bの回転軸といずれも略直交する方向からワーク４０の外周部に接触することで、当該ワーク４０が回転自在に支持されている。そして、ワーク４０を挟んでシュー４４の接触方向とは反対側から、回転する砥石４６(一例として、時計回り(図６の矢印方向))を当該ワーク４０の外周面へ圧接させることで、当該外周面に対する研削加工が行われている。

なお、図６には、ワーク４０を下ロール４２ｂとシュー４４の先端で位置決めするとともに、これを安定して回転させるため、上ロール４２ａを下ロール４２ｂに対してオーバーハングさせた構成が示されている。かかるオーバーハング構成においては、下ロール４２ｂの回転中心を通り、ワーク４０の外径と接する線Ｌの延長上に上ロール４２ａの回転中心が位置付けられるように、ワーク４０及び２つのロール42a,42bをそれぞれ配設している。
特開２００１−１２１３８８号公報特開２００６−１１０６７２号公報実公平３−５４８３８号公報

このようなオーバーハング構成とした場合、２つのロール(上ロール４２ａ及び下ロール４２ｂ)が近接して配設され、これらに挟まれた空間に位置付けられる砥石４６のサイズをワーク４０のサイズに対して十分に確保することができない。したがって、砥石４６のサイズ(例えば、径寸法)が小さくなり、早期に使用限界まで摩耗されてしまうため、砥石寿命が短く、研削精度の早期低下や交換頻度の増加などの不都合を招きやすい。また、砥石４６の径寸法が小さくなるに従ってその周速度が低下するため、ワーク４０との圧接速度(すなわちワーク４０の研削速度)も低下し、その加工効率を十分に確保することが困難となる場合もある。

本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、砥石サイズ(具体的には、径寸法)の拡大を図り、砥石を長寿命化させることによって研削精度の早期低下の防止を可能とするとともに、周速度を高速化させることによって軸受軌道輪(被研削体)の研削加工時間の短縮、並びに研削加工効率の向上を可能とする研削加工技術(研削加工装置及び研削加工方法)を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明に係る研削加工装置は、所定の軸周りに回転した状態で被研削体と接触し、当該被研削体を回転させるための２つの回転部材と、回転させた被研削体を支持して位置決めするための１つの支持部材と、前記２つの回転部材とは非接触状態で被研削体の処理対象面に圧接され、当該処理対象面を研削加工するための砥石とを備えている。かかる研削加工装置において、前記２つの回転部材のうち少なくとも一方は、前記所定の軸方向に対する砥石の位置を基準として、当該砥石を挟んだ軸方向の両側で、もしくはその片側のみで、前記被研削体と接触している。

この場合、前記２つの回転部材はいずれも円板状を成し、そのうち少なくとも前記一方の回転部材は、前記所定の軸方向の一部が全周に亘って縮径されてなる縮径部を有しており、当該縮径部以外の周縁部のみで前記被研削体と接触している。

また、このような目的を達成するために、本発明に係る研削加工方法においては、所定の軸周りに回転した状態で２つの回転部材を被研削体と接触させ、当該被研削体を回転させるとともに、１つの支持部材により支持して位置決めし、この状態で前記２つの回転部材と接触させることなく、被研削体の処理対象面に砥石を圧接させ、当該砥石により前記処理対象面に研削加工を施している。その際、前記２つの回転部材のうち少なくとも一方を、前記所定の軸方向に対する砥石の位置を基準として、当該砥石を挟んだ軸方向の両側で、もしくはその片側のみで、前記被研削体と接触させる。

この場合、前記２つの回転部材をいずれも円板状とし、そのうち少なくとも前記一方の回転部材を前記所定の軸方向の一部を全周に亘って縮径させるとともに、当該縮径させた部位以外の周縁部位のみで前記被研削体と接触させる。

本発明の研削加工技術(研削加工装置及び研削加工方法)によれば、砥石サイズ(具体的には、径寸法)の拡大を図ることで砥石を長寿命化させることができ、結果として、研削精度の早期低下を防止することができる。また、砥石サイズ(径寸法)の拡大を図ることで周速度を高速化させることができ、結果として、軸受軌道輪(被研削体)の研削加工時間を短縮させるとともに、研削加工効率を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る研削加工技術(研削加工装置及び研削加工方法)について、添付図面を参照して説明する。なお、本発明は、その被研削体として、所定の処理対象面を有する各種の成形体(例えば、環状成形体や板状成形体など)を想定することができ、当該各種の成形体の処理対象面を研削加工するための研削加工技術(研削加工装置及び研削加工方法)として適用することができる。このため、以下に説明する本実施形態では、玉軸受やころ軸受(円すいころ軸受、円筒ころ軸受及び球面ころ軸受等)など各種の軸受において、相対回転可能に対向配置される軌道輪(内輪及び外輪等)の外周面を、かかる研削加工技術(研削加工装置及び研削加工方法)を適用して研削加工する場合を一例として想定する。

図１〜５には、玉軸受の軌道輪として組み込まれる内輪の外周面(軌道溝)に対して本発明に係る研削加工方法に基づいた研削加工を施すための研削加工装置の構成例(第１実施形態〜第５実施形態)が示されており、以下これらの構成について説明する。
図１(ａ),(ｂ)に示す本発明の第１実施形態のように、かかる研削加工装置には、所定の軸(図示しない)周りに回転した状態で被研削体２０と接触し、当該被研削体２０を回転させるための２つの回転部材(以下、ロールという)22a,22bと、回転させた被研削体２０を支持して位置決めするための１つの支持部材(同、シューという)２４と、２つのロール22a,22bとは非接触状態で被研削体２０の処理対象面２０ｓに圧接され、当該処理対象面２０ｓを研削加工するための砥石２６とが備えられている。

この場合、被研削体２０としては、研削加工後に玉軸受の内輪となる環状成形物(以下、ワーク２０という)を適用しており、当該ワーク２０の外周面を処理対象面２０ｓとして研削加工することで、内輪外周面に玉(図示しない)を転動させるための軌道溝が形成される。なお、ワーク２０の材質は特に限定されず、軸受軌道輪(一例として、内輪)となり得る任意の材料製のものを適用することができる。例えば、磁性の有無を問わないため、ワーク２０は、磁性を有する各種の軸受鋼(クロム鋼、クロム合金鋼及びステンレス鋼など)製であっても全く問題ないが、マグネットシュータイプのチャック機構を用いて研削加工を行うことができない非磁性の金属製や非金属(例えば、各種の樹脂(プラスチック)やセラミックなど)製である場合、適用するメリットは大きい。

２つのロール22a,22bは、ワーク２０の外径寸法よりも大径に設定された円板状を成しており、ワーク２０に対して上方に位置付けられ、当該ワーク２０(具体的には、処理対象面２０ｓ)に接触する上ロール２２ａと、当該ワーク２０に対して下方に位置付けられ、処理対象面２０ｓ(上ロール２２ａの接触位置よりも下方)に接触する下ロール２２ｂで構成されている。そして、これら２つのロール22a,22bは、平行する所定の軸(図示しない)周りに同一方向(一例として、時計回り(図１(ｂ)の矢印方向))へ同一速度で、それぞれワーク２０の処理対象面２０ｓにその周縁部ar,brを接触させながら回転している。なお、研削加工装置には、２つのロール22a,22bを回転させるための図示しない駆動機構(例えば、スピンドルモータ機構やベルトモータ機構など)が備えられており、当該駆動機構からの駆動力を受けて２つのロール22a,22bが回転される構造となっている。
このように２つのロール22a,22bがその周縁部ar,brを処理対象面２０ｓに接触させながら回転することで、ワーク２０が当該ロール22a,22bとは反対方向(一例として、反時計回り(図１(ｂ)の矢印方向))へ回転される。

また、シュー２４は、ワーク２０に対して向心方向へ延出する板状体を成しており、当該ワーク２０の処理対象面２０ｓへ略垂直にその先端部２４ｓを接触させることで、ワーク２０を回転自在に支持しつつ、当該ワーク２０を径方向(図１(ｂ)の左右方向)に対して位置決めしている。

そして、砥石２６は、ワーク２０の外径寸法よりも大径で、かつ２つのロール22a,22bの外径寸法よりも小径に設定された円板状を成しており、ワーク２０を挟んでシュー２４の接触方向とは反対側から処理対象面２０ｓへ研削面２６ｓを圧接させることで、当該処理対象面２０ｓに対して研削加工を施し、軌道溝を形成する。その際、砥石２６は、研削加工装置に備えられた図示しない駆動機構(例えば、スピンドルモータ機構やベルトモータ機構など)による駆動力を受けることで、２つのロール22a,22bの軸といずれも平行する所定の軸(図示しない)回りに２つのロール22a,22bと同一方向(一例として、時計回り(図１(ｂ)の矢印方向))へ回転する構造となっている。

本実施形態においては、ワーク２０を玉軸受の内輪として構成する場合を想定しているため、軌道溝が所定の曲率を有する凹曲面(単一のＲ状の溝)となるように、処理対象面２０ｓに対して研削加工が施されている。したがって、砥石２６は、研削面２６ｓである外周面が軌道溝の凹曲面のカーブと一致する所定の曲率に設定された凸曲面を成している。その際、かかる軌道溝の曲率(研削面２６ｓの曲率)は、玉軸受の大きさ(例えば、玉の径寸法)などに応じて任意に設定すればよいため、ここでは特に限定しない。なお、ワーク２０を各種のころ軸受の軌道輪(内外輪)として構成する場合、当該ころの転動面(外周面)の形状に応じた形状となるように、当該ワーク２０に対して軌道溝を研削加工すればよい。この場合、研削面２６ｓがころの転動面(外周面)の形状と一致する形状となるように、例えば、軸方向の一方側から他方側に亘って同心状を成して徐々に拡径した円すい台形状や、軸方向の全幅に亘って同一径を成す円柱状、あるいは軸方向の一方側から他方側に亘って同心状を成して徐々に拡径した後、徐々に縮径した形状(いわゆる樽型)に、砥石２６を構成すればよい。さらに軌道溝の研削加工時に、溝肩の一方あるいは双方に鍔部を形成してもよい。

なお、研削加工装置には、２つのロール22a,22bによって回転されたワーク２０の処理対象面２０ｓに対して砥石２６(具体的には、その研削面２６ｓ)を所定の押付力で圧接させるための押圧機構(図示しない)が備えられている。その際、ワーク２０の処理対象面２０ｓに対して砥石２６を所定の押付力で圧接させることが可能であれば、押圧機構が砥石２６を圧接させる方法については、特に限定されない。
例えば、押圧機構として、空気圧により発生させた押付力により砥石２６をワーク２０の処理対象面２０ｓに対して圧接させる空圧機構や、油圧により発生させた押付力により砥石２６をワーク２０の処理対象面２０ｓに対して圧接させる油圧機構などを適用することができる。あるいは、弾性材(ばね、ゴム、ベルトなど)により発生させた押付力や、磁力により発生させた押付力などにより、砥石２６をワーク２０の処理対象面２０ｓに対して圧接させてもよい。
また、押圧機構が砥石２６をワーク２０の処理対象面２０ｓに対して圧接させる際の押付力の大きさは、例えば、かかる処理対象面２０ｓの研削加工の程度、すなわち、軌道溝に要求される滑面精度や砥石２６の材質などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。

なお、図１(ａ)に示す構成において、研削加工装置には、ワーク２０の軸方向の一方側(同図の右側)の端面２０ａへ当接するようにフロントプレート２８が備えられているとともに、当該ワーク２０の他方側(同、左側)の端面２０ｂへ当接するようにプレッシャープレート３０が備えられている。これらのフロントプレート２８及びプレッシャープレート３０により、研削加工時におけるワーク２０の軸方向(図１(ａ)の左右方向)に対する位置が高精度に設定されている。上述したように、径方向(図１(ｂ)の左右方向)に対してはシュー２４によってワーク２０が位置決めされており、これらのシュー２４、フロントプレート２８及びプレッシャープレート３０によって研削加工時におけるワーク２０の姿勢を砥石２６に対して安定させることができる。

本実施形態において、２つのロール22a,22bのうち少なくとも一方は、前記所定の軸方向(図１(ａ)の左右方向)に対する砥石２６の位置を基準として、
当該砥石２６を挟んだ軸方向の両側で、もしくはその片側のみで、ワーク２０(具体的には、処理対象面２０ｓ)と接触している。
一例として、図１(ａ),(ｂ)には、２つのロール22a,22bの双方が所定の軸方向に対する砥石２６の位置を基準として、当該砥石２６を挟んだ軸方向の両側でワーク２０(具体的には、処理対象面２０ｓ)と接触する構成を示している。この場合、２つのロール22a,22bは、軸方向の一部が全周に亘って縮径されてなる縮径部ab,bbを有しており、当該縮径部ab,bb以外の周縁部ar,br(すなわち最外周縁部)のみでワーク２０と接触している。

かかる構成において、上ロール２２ａは、外周に周縁部ａｒを有する２つの円板部a1,a3と外周に縮径部ａｂを有する１つの円板部ａ２が、当該円板部ａ２を介して同心状に並んで配置された構造を成しており、２つの円板部a1,a3を壁、その間に介在する円板部ａ２(縮径部ａｂ)を底として、当該上ロール２２ａに対して周方向の全周に亘って溝(以下、逃げ溝という)ａｄが形成されている。同様に、下ロール２２ｂは、外周に周縁部ｂｒを有する２つの円板部b1,b3と外周に縮径部ｂｂを有する１つの円板部ｂ２が、当該円板部ｂ２を介して同心状に並んで配置された構造を成しており、２つの円板部b1,b3を壁、その間に介在する円板部ｂ２(縮径部ｂｂ)を底として、当該下ロール２２ｂに対して周方向の全周に亘って溝(以下、逃げ溝という)ｂｄが形成されている。

なお、逃げ溝ad,bdの形成方法は特に限定されず、２つの外円板(円板部a1,a3に相当)と１つの内円板(円板部ａ２に相当)を当該内円板を介して同心状に並べて配置し、これらを結合(例えば、接着や溶接など)させることで、ロール22a,22bを形成すると同時に逃げ溝ad,bdを形成してもよいし、まず１つの円板(円板部a1,a3と同一径寸法に設定した円板)を成形した後、当該成形後の円板の外周部に対して加工処理(例えば、切削加工など)を施すことで、逃げ溝ad,bdを形成してもよい。

逃げ溝ad,bdは、２つの壁(円板部a1,a3,b1,b3)の対向間隔、別の捉え方をすれば、底の幅(円板部a2,b2(縮径部ab,bb)の軸方向の距離)を砥石２６の厚み(図１(ａ)の左右方向の距離)よりも大きな寸法に設定して形成されている。これにより、２つの壁(円板部a1,a3,b1,b3)といずれも接触することなく、当該２つの壁が対向する空間内へ砥石２６の一部が収容可能(いわゆるラップ構造)となるように、逃げ溝ad,bdを構成することができる。
なお、逃げ溝ad,bdに対して砥石２６をラップさせることが可能であれば、２つの円板部a1,a3,b1,b3の間に介在し、逃げ溝ad,bdの底を構成する部位の形状は、円板部a2,b2のような円形には限定されない。例えば、楕円形や矩形などを成す板材を２つの円板部a1,a3,b1,b3の間に介在させることにより、ロール22a,22bに対して逃げ溝ad,bdを形成してもよいし、あるいは、逃げ溝ad,bdの底となる部位の形状が楕円形や矩形などとなるように、円板の外周部に対して加工処理(例えば、切削加工など)を施し、逃げ溝ad,bdを形成してもよい。

そして、逃げ溝ad,bdの深さ(２つの壁の底からの高さ)、すなわち、円板部a1,a3,b1,b3と円板部a2,b2の径寸法差(半径値)を砥石２６のサイズ(径寸法)に応じて任意に設定することで、２つのロール22a,22bのいずれにも接触(干渉)することなく、当該砥石２６のサイズ(径寸法)を容易に拡大させることが可能となる。
したがって、砥石２６の長寿命化を図ることができ、結果として、研削精度の早期低下を防止することができる。また、砥石２６のサイズ(径寸法)を拡大させることで周速度の高速化を図ることができ、結果として、ワーク２０の研削加工時間を短縮させるとともに、研削加工効率を向上させることができる。

例えば、外径寸法が１２ｍｍの内輪に軌道溝を形成するために、ワーク２０を研削加工する際、２つのロールの径寸法を７０ｍｍに設定すると、当該２つのロールに逃げ溝ad,bdを形成しない場合(図６に示す研削加工装置に相当)、設定可能な砥石の径寸法は最大で８ｍｍ程度となる。これに対し、径寸法(円板部a1,a3,b1,b3の径寸法)を７０ｍｍに設定した２つのロール22a,22bに、深さ５ｍｍの逃げ溝ad,bdを形成した場合、砥石２６の径寸法を最大で１８ｍｍ程度まで拡大させることが可能となる。

これにより、砥石２６の使用可能量(砥石径寸法の８０％まで使用可能と想定)は、逃げ溝ad,bdを形成しない場合が１．６ｍｍ程度(直径値)に止まるのに対し、逃げ溝ad,bdを形成した場合は３．６ｍｍ程度(直径値)となり、逃げ溝ad,bdを形成しない場合と比較して２倍以上、その使用可能量を増大させることができる。

また、砥石２６の周速度は、同一回転数の駆動機構(一例として、スピンドルモータ機構)の使用を想定すると、砥石２６の径寸法を１８ｍｍに設定した場合、径寸法が８ｍｍに設定された場合の２倍以上とすることができる。したがって、径寸法を１８ｍｍに設定した砥石２６によってワーク２０に研削加工を行うことで、径寸法が８ｍｍに設定された場合と比較して研削加工効率を２倍以上、向上させることができる。

なお、２つのロール22a,22bは、そのうち少なくとも一方が軸方向(図１(ａ)の左右方向)に対する砥石２６の位置を基準として、当該砥石２６を挟んだ軸方向の両側で、もしくはその片側のみで、ワーク２０(具体的には、処理対象面２０ｓ)と接触する構造となっていれば、図１(ａ),(ｂ)に示すような第１実施形態には限定されず、例えば、図２〜図５に示すような第２実施形態〜第５実施形態に係る構成としてもよい。
以下、本発明の第２実施形態〜第５実施形態について説明する。その際、上述した第１実施形態と同様の構成については、図面上で同一部材に同一符号を付してその説明を省略し、各実施形態に特有の構成についてのみ説明する。

図２(ａ),(ｂ)に示す第２実施形態においては、上ロール２２ａの軸方向(同図(ａ)の左右方向)の幅を狭くした構成としている。具体的には、上ロール２２ａを円板部ａ１と当該円板部ａ１よりも小さな径寸法に設定した円板部ａ４を同心状に並べて配置した構成としている。なお、図２(ａ)には、円板部ａ４を円板部ａ１の左側に配置した構成を一例として示しているが、円板部ａ４を円板部ａ１の右側に配置した構成としてもよい。さらに、円板部ａ４を省略し、円板部ａ１のみで上ロール２２ａを構成してもよい。
上ロール２２ａをこのような構成とすることで、円板部ａ１の周縁部ａｒ(すなわち最外周縁部)のみを、軸方向(図２(ａ)の左右方向)に対する砥石２６の位置を基準として、砥石２６よりも軸方向の一方側(一例として、同図の左側)で、ワーク２０(具体的には、処理対象面２０ｓ)と接触させる構造としている。

このように、砥石２６よりも軸方向の一方側でのみワーク２０(具体的には、処理対象面２０ｓ)と接触させる構造とすることで、上ロール２２ａを砥石２６の一部とラップ可能な構造とすることができるため、逃げ溝ａｄ(図１(ａ),(ｂ))を形成した場合と同様の効果を得ることができる。
なお、図２(ａ)には、上ロール２２ａを砥石２６よりも軸方向の左側でのみワーク２０(具体的には、処理対象面２０ｓ)と接触させた構造を示しているが、上ロール２２ａを砥石２６よりも軸方向の右側でのみワーク２０と接触させた構造としてもよい。
また、上ロール２２ａではなく、下ロール２２ｂの軸方向(図２(ａ)の左右方向)の幅を狭くした構成としてもよい。この場合、下ロール２２ｂを円板部ｂ１と当該円板部ｂ１よりも小さな径寸法に設定した円板部ｂ４(図３(ａ),(ｂ)参照)を同心状に並べて配置した構成とすればよい。

図３(ａ),(ｂ)に示す第３実施形態においては、上ロール２２ａに加えて、下ロール２２ｂも軸方向(同図(ａ)の左右方向)の幅を狭くした構成としている。具体的には、上ロール２２ａを上述した第２実施形態(図２(ａ),(ｂ))と同様の構成とするとともに、下ロール２２ｂも、円板部ｂ１と当該円板部ｂ１よりも小さな径寸法に設定した円板部ｂ４を同心状に並べて配置した構成としている。なお、図３(ａ)には、円板部ｂ４を円板部ｂ１の左側に配置した構成を一例として示しているが、円板部ｂ４を円板部ｂ１の右側に配置した構成としてもよい。さらに、円板部ｂ４を省略し、円板部ｂ１のみで上ロール２２ａを構成してもよい。
下ロール２２ｂをこのような構成とすることで、円板部ｂ１の周縁部ｂｒ(すなわち最外周縁部)のみを、軸方向(図３(ａ)の左右方向)に対する砥石２６の位置を基準として、砥石２６よりも軸方向の一方側(一例として、同図の左側)で、ワーク２０(具体的には、処理対象面２０ｓ)と接触させる構造としている。

このように、砥石２６よりも軸方向の一方側でのみワーク２０(具体的には、処理対象面２０ｓ)と接触させる構造とすることで、下ロール２２ｂを砥石２６の一部とラップ可能な構造とすることができるため、逃げ溝ｂｄ(図１(ａ),(ｂ))を形成した場合と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態においては、上ロール２２ａと下ロール２２ｂの双方を軸方向(図３((ａ)の左右方向)の幅を狭めた構成としているため、ロール22a,22bには逃げ溝ad,bdがない。したがって、砥石２６をわずかな逃げ量で軸方向へ自由に移動させることができ、砥石２６の無駄な動きを抑制することができる。これにより、ワーク２０の研削加工時間の短縮や、研削加工精度及び研削加工効率の向上をさらに図ることができる。

なお、図３(ａ)には、上ロール２２ａ及び下ロール２２ｂを砥石２６よりも軸方向の左側でのみワーク２０(具体的には、処理対象面２０ｓ)と接触させた構造を示しているが、上ロール２２ａ及び下ロール２２ｂの一方もしくは双方を砥石２６よりも軸方向の右側でのみワーク２０と接触させた構造としてもよい。

図４(ａ),(ｂ)に示す第４実施形態においては、上ロール２２ａを上述した第１実施形態(図１(ａ),(ｂ))と同様の構成としているのに対し、下ロール２２ｂは、軸方向(図４(ａ)の左右方向)の全幅に亘って同一径を成す円板状に構成している(図６に示す従来の研削加工装置における下ロール４２ｂと同様の構成)。
上ロール２２ａ及び下ロール２２ｂをこのような構成とすることで、下ロール２２ｂは砥石２６の一部とラップ可能な構造とはならないが、上ロール２２ａは逃げ溝ａｄに砥石２６の一部を収容でき、ラップ可能な構造とすることができる。このため、上述した第１実施形態(図１(ａ),(ｂ))と比較すると設定可能な砥石２６の最大径寸法は小さくなるものの、砥石２６のサイズ(径寸法)を従来よりも拡大させることができ、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

図５(ａ),(ｂ)に示す第５実施形態においては、上ロール２２ａを上述した第２実施形態(図２(ａ),(ｂ))及び第３実施形態(図３(ａ),(ｂ))と同様の構成としているのに対し、下ロール２２ｂは、上述した第４実施形態(図４(ａ),(ｂ))と同様に、軸方向(図５(ａ)の左右方向)の全幅に亘って同一径を成す円板状に構成している(図６に示す従来の研削加工装置における下ロール４２ｂと同様の構成)。
上ロール２２ａ及び下ロール２２ｂをこのような構成とすることで、下ロール２２ｂは砥石２６の一部とラップ可能な構造とはならないが、上ロール２２ａは砥石２６の一部とラップ可能な構造とすることができるため、上ロール２２ａに逃げ溝ａｄ(図１(ａ),(ｂ))を形成した場合と同様の効果を得ることができる。したがって、上述した第１実施形態(図１(ａ),(ｂ))と比較すると設定可能な砥石２６の最大径寸法は小さくなるものの、砥石２６のサイズ(径寸法)を従来よりも拡大させることができ、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る研削加工装置の構成例を示す図であって、(ａ)は、機構図、(ｂ)は、同図(ａ)を矢印１ａの方向から一部の部材を省略して示す概略機構図。本発明の第２実施形態に係る研削加工装置の構成例を示す図であって、(ａ)は、機構図、(ｂ)は、同図(ａ)を矢印２ａの方向から一部の部材を省略して示す概略機構図。本発明の第３実施形態に係る研削加工装置の構成例を示す図であって、(ａ)は、機構図、(ｂ)は、同図(ａ)を矢印３ａの方向から一部の部材を省略して示す概略機構図。本発明の第４実施形態に係る研削加工装置の構成例を示す図であって、(ａ)は、機構図、(ｂ)は、同図(ａ)を矢印４ａの方向から一部の部材を省略して示す概略機構図。本発明の第５実施形態に係る研削加工装置の構成例を示す図であって、(ａ)は、機構図、(ｂ)は、同図(ａ)を矢印５ａの方向から一部の部材を省略して示す概略機構図。従来の研削加工装置の構成例を示す概略機構図。

符号の説明

２０被研削体(ワーク)
２０ｓ処理対象面
２２ａ回転部材(上ロール)
２２ｂ回転部材(下ロール)
２４支持部材(シュー)
２６砥石

Claims

所定の軸周りに回転した状態で被研削体と接触し、当該被研削体を回転させるための２つの回転部材と、
回転させた被研削体を支持して位置決めするための１つの支持部材と、
前記２つの回転部材とは非接触状態で被研削体の処理対象面に圧接され、当該処理対象面を研削加工するための砥石とを備えた研削加工装置であって、
前記２つの回転部材のうち少なくとも一方は、前記所定の軸方向に対する砥石の位置を基準として、当該砥石を挟んだ軸方向の両側で、もしくはその片側のみで、前記被研削体と接触していることを特徴とする研削加工装置。
前記２つの回転部材はいずれも円板状を成し、そのうち少なくとも前記一方の回転部材は、前記所定の軸方向の一部が全周に亘って縮径されてなる縮径部を有しており、当該縮径部以外の周縁部のみで前記被研削体と接触していることを特徴とする請求項１に記載の研削加工装置。
所定の軸周りに回転した状態で２つの回転部材を被研削体と接触させ、当該被研削体を回転させるとともに、１つの支持部材により支持して位置決めし、この状態で前記２つの回転部材と接触させることなく、被研削体の処理対象面に砥石を圧接させ、当該砥石により前記処理対象面に研削加工を施す研削加工方法であって、
前記２つの回転部材のうち少なくとも一方を、前記所定の軸方向に対する砥石の位置を基準として、当該砥石を挟んだ軸方向の両側で、もしくはその片側のみで、前記被研削体と接触させることを特徴とする研削加工方法。
前記２つの回転部材をいずれも円板状とし、そのうち少なくとも前記一方の回転部材を前記所定の軸方向の一部を全周に亘って縮径させるとともに、当該縮径させた部位以外の周縁部位のみで前記被研削体と接触させることを特徴とする請求項３に記載の研削加工方法。