JP2010274339A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複列円すいころ軸受の外輪の超仕上げを１度に行うことができる研削装置を提供する。
【解決手段】研削装置１は、いずれも超仕上げ砥石を保持するための第１の砥石保持装置２および第２の砥石保持装置２と、保持される超仕上げ砥石７の研削面１６が向く側に対して第１の砥石保持装置を前進および後退させ、かつ第２の砥石保持装置を、第１の砥石保持装置の前進または後退に同期させて保持される超仕上げ砥石の研削面が向く側に対して後退および前進させる移動装置６と、を有し、第１の砥石保持装置の前進方向と第２の砥石保持装置の前進方向とが、１８０度逆方向であって互いに遠ざかる方向であり、第１の砥石保持装置および第２の砥石保持装置が一体に振動するように形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複列円すいころ軸受における外輪の軌道面の超仕上げを行う研削装置に関する。

自動車の車軸等の大きなラジアル荷重が加わる回転軸には、複列円すいころ軸受が使用される。複列円すいころ軸受は、エネルギロス、騒音および振動を低下させ、かつ耐久性を向上させるため、その外輪および内輪の軌道面が超仕上げにより円滑化されるのが好ましい。
円すいころ軸受の超仕上げに関し、複列ではない単列の円すいころ軸受の外輪における内側を向く軌道面の超仕上げを行う研削装置が、特許文献１に開示されている。

特開２００２−３２６１５３号公報

特許文献１に開示された研削装置は、複列円すいころ軸受の外輪の超仕上げに使用する場合、その２つの軌道面を別々に処理する必要があり、生産効率の点で好ましくない。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、複列円すいころ軸受の外輪の超仕上げを１度に行うことができる研削装置を提供することを目的とする。

本発明に係る研削装置は、いずれも超仕上げ砥石を保持するための第１の砥石保持装置および第２の砥石保持装置と、保持される超仕上げ砥石の研削面が向く側に対して前記第１の砥石保持装置を前進および後退させ、かつ前記第２の砥石保持装置を、前記第１の砥石保持装置の前進または後退に同期させて保持される超仕上げ砥石の研削面が向く側に対して後退および前進させる移動装置と、を有し、前記第１の砥石保持装置の前進方向と前記第２の砥石保持装置の前進方向とが、１８０度逆方向であって互いに遠ざかる方向であり、前記第１の砥石保持装置および前記第２の砥石保持装置が一体に振動するように形成される。

好ましくは、前記第１の砥石保持装置および前記第２の砥石保持装置は、それぞれの前進後退が移動方向から見たときに重ならない位置で行われるように配され、前記移動装置は、前記第１の砥石保持装置と前記第２の砥石保持装置との間に配されてこれらの移動方向に直交する方向に軸心を有するピニオンと、前記第１の砥石保持装置および前記第２の砥石保持装置にそれぞれ設けられて前記ピニオンと噛み合わされたラックと、前記第１の砥石保持装置を前進および後退させる流体圧シリンダ装置と、を有する。
好ましくは、前記第１の砥石保持装置および前記第２の砥石保持装置は、保持する前記超仕上げ砥石をその研削面が向く側に押し出すためのエアシリンダを有する。

本発明によると、複列円すいころ軸受の外輪の超仕上げを１度に行うことができる研削装置を提供することができる。

図１は研削装置の正面図である。 図２は図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 図３は図２におけるＢ−Ｂ矢視図である。 図４は超仕上げ加工後の研削装置の動作を示す図である。

図１は研削装置１の正面図、図２は図１におけるＡ−Ａ矢視図、図３は図２におけるＢ−Ｂ矢視図である。なお、図１は図２におけるＣ−Ｃ矢視図である。
研削装置１は、第１砥石押圧装置２、第２砥石押圧装置３、主アーム４、副アーム５、移動装置６およびオシレーション装置等からなる。
第１砥石押圧装置２は、ベース１１、加圧シリンダ１２および砥石保持部１３で構成される。
ベース１１は、主要部分が肉厚の矩形板状の金属で形成され、その幅広の面の一方に、長手方向に伸びる溝である凹溝２１が設けられている。凹溝２１は、建築物におけるあり継ぎのほぞ穴と同一の形状であり、その（長手方向に直交する）断面の形状は、穴底２２を下底とする台形である。凹溝２１は後に説明する押圧装置保持部材１７の凸帯４３とともにアリスライドを形成する。

ベース１１は、幅広いの面に直交して長手方向に拡がる側面の一方に、「ラックとピニオン」におけるラック（歯棒）２３が設けられている。ベース１１は、長手方向に拡がる他方の側面に、移動装置６における駆動シリンダ１４に連結するための連結部２０を備えている。
加圧シリンダ１２は、その軸心をラック２３の長手方向に一致させて、ベース１１における凹溝２１設けられた面に平行な他方の面に固定されている。加圧シリンダ１２は、押し型の単動型エアシリンダ装置である。

砥石保持部１３は、案内部２５および押出部材２６により構成される。
案内部２５は、砥石規制部２７および側板２８からなる。砥石規制部２７は、断面が矩形の溝である砥石溝２９を備えて、「コ」字状の断面形状を有する。砥石溝２９の断面形状は、砥石保持部１３が保持を予定する超仕上げ砥石７の断面の形状に略等しい。
側板２８は、平板状であって、砥石溝２９に超仕上げ砥石７を収めたのちに砥石溝２９の開口全体を覆ってボルト３１，３２により砥石規制部２７と一体化される。
押出部材２６は、超仕上げ砥石７の断面形状と略等しい断面形状を有する四角柱状の押圧部３４と、押圧部３４の長手方向の一端部で直交する方向に拡がる受圧部３５からなる。押圧部３４は、受圧部３５とは反対側の端部が、案内部２５における砥石規制部２７の砥石溝２９に挿入されている。

砥石保持部１３は、前述したように、砥石規制部２７および側板２８で形成された角柱状の空隙（砥石溝２９）に、これと略同形の角柱状の超仕上げ砥石７を収容する。
超仕上げ砥石７の先端の研削面１６は、角柱の軸に直交する母線を有する湾曲面でなく角柱の軸に対して傾斜した母線を有する湾曲面となっている。
超仕上げ砥石７は、凸側が押しつけられて両端がボルト３７，３８により案内部２５に取り付けられた、湾曲する板ばね３３により、砥石保持部１３からの脱落が防止される。
第１砥石押圧装置２は、流体圧シリンダの１２のロッド３６と押出部材２６の受圧部３５とが常に一体となって移動し、押出部材２６の押圧部３４と超仕上げ砥石７とが常に一体となって移動するように形成されている。

第１砥石押圧装置２において、加圧シリンダ１２および砥石保持部１３は、加圧シリンダ１２のロッド３６の軸心が、押出部材２６における受圧部３５に直交するように配されて、ベース１１と一体化されている。また、第１砥石押圧装置２において、砥石規制部２７の砥石溝２９の中心線と加圧シリンダ１２の伸張方向とが一致する。
第２砥石押圧装置３は、ベース１１Ｂ、加圧シリンダ１２および砥石保持部１３で構成される。第２砥石押圧装置３は、ベース１１Ｂが連結部２０を備えていない点を除き、ベース１１Ｂ、加圧シリンダ１２および砥石保持部１３の構成は、第１砥石押圧装置２におけるベース１１、加圧シリンダ１２および砥石保持部１３の構成と同一である。

主アーム４および副アーム５は、互いに平行に伸びた平板であり、いずれもオシレーション装置に一体化されている。主アーム４および副アーム５は、伸びた先端側で、それぞれ移動装置６におけるピニオン軸４１の異なる一端を回動可能に保持している。
主アーム４は、副アーム５と対向する表面に、ピニオン軸４１を挟んで１対の押圧装置保持部材１７，１７が固定されている。押圧装置保持部材１７は、（主アーム４の）伸びた方向に略７５度傾斜し突出する帯状に伸びる凸帯４３を備えている。２つの凸帯４３，４３は平行に伸び、いずれもその断面形状が、第１砥石押圧装置２および第２砥石押圧装置３のベース１１，１１Ｂにおける凹溝２１，２１の断面形状と同一（台形）である。

主アーム４は、先端から遠い位置の押圧装置保持部材１７における凸帯４３がベース１１の凹溝２１に摺動自在に嵌め入れられた状態で、第１砥石押圧装置２を保持する。凸帯４３と凹溝２１とは、アリスライドを形成している。また、主アーム４は、ベース１１におけるラック２３が、後に説明するピニオン軸４１のピニオン４２に噛み合わされた状態で、第１砥石押圧装置２を保持する。また、主アーム４は、先端側の押圧装置保持部材１７における凸帯４３がベース１１Ｂの凹溝２１に摺動自在に嵌め入れられ、ベース１１Ｂにおけるラック２３がピニオン４２に噛み合わされてアリスライドとなった状態で、第２砥石押圧装置３を保持する。主アーム４に保持された第１砥石押圧装置２および第２砥石押圧装置３は、それぞれの加圧シリンダ１２，１２における伸張方向が反対側となるよう、一方に対して他方が１８０度回転させて配されている。

なお、凹溝２１の一部をギブ（凹溝２１と凸帯との隙間をネジで微調整する部材）で形成し、凸帯による凹溝２１内の摺動の精度を高めるのが好ましい。
移動装置６は、ピニオン軸４１および駆動シリンダ１４からなる。
ピニオン軸４１は、一端が主アーム４に、他端が副アーム５に、それぞれ回動自在に保持される。ピニオン軸４１は、主アーム４側にピニオン（小歯車）４２を有する。ピニオン４２は、ラック２３にちょうど噛み合う形状である。
駆動シリンダ１４は、複動型エアシリンダ装置である。駆動シリンダ１４は、主アーム４における副アーム５に対向する表面に直交して副アーム５側に拡がる基部１５に固定されている。駆動シリンダ１４は、ロッド４４の往復移動（伸縮）方向が、第１砥石押圧装置２および第２砥石押圧装置３の加圧シリンダ１２，１２におけるロッド３６，３６の移動（伸張）方向と一致している。ロッド４４の先端は、ベース１１の連結部２０に固着されている。

オシレーション装置は、第１砥石押圧装置２、第２砥石押圧装置３および移動装置６を、これらが固定された主アーム４および副アーム５とともに振動（オシレーション）させる装置である。振動の往復方向は、超仕上げ砥石７の研削面１６の母線が伸びる方向である。
次に、研削装置１の超仕上げ加工における動作について説明する。
図１を参照して、研削対象物である複列円すいころ軸受における外輪（以下「ワークＷ」という）は、自由回転する１対のサポートローラ４６に乗せられる。また、ワークＷは、軸方向の一端がバッキングプレート４７に当接され、軸方向の他端が自由回転するプレッシャローラ４８によりバッキングプレート４７側に押圧される。

サポートローラ４６に換えて、ワークを、超硬製のシューに乗せて回転させてもよい。
研削装置１は、駆動シリンダ１４が収縮した状態で、主アーム４に保持された第１砥石押圧装置２および第２砥石押圧装置３が、ワークＷの内側の所定の位置に差し入れられる。このとき、第１砥石押圧装置２および第２砥石押圧装置３が保持するそれぞれの超仕上げ砥石７，７は、案内部２５，２５から所定の寸法、例えば３ｍｍ外方に飛び出している。
バッキングプレート４７が回転を始め、バッキングプレート４７に押圧されたワークＷが所定回転数で回転する。

続いて、駆動シリンダ１４が所定のシリンダ圧力で伸張動作し（Ｍ１）、ロッド４４に連結された第１砥石押圧装置２をワークＷに近づくように移動させ、第１砥石押圧装置２に保持された超仕上げ砥石７が、ワークＷの軌道面５１ａに押し当てられる。第１砥石押圧装置２は、その移動とともにベース１１のラック２３がピニオン軸４１を回転させる。回転するピニオン軸４１は、そのピニオン４２が、噛み合うベース１１Ｂのラック２３を移動させ、第２砥石押圧装置３をワークＷに近づくように移動させる。移動する第２砥石押圧装置３に保持された超仕上げ砥石７は、ワークＷの軌道面５１ｂに押し当てられる。

このように、研削装置１では、第１砥石押圧装置２の前進（保持する超仕上げ砥石７における研削面１６側への移動）に同期して、第２砥石押圧装置３が、保持する超仕上げ砥石７の研削面１６側に移動（前進）する。
また、第１砥石押圧装置２および第２砥石押圧装置３は、移動方向から見たときに重ならないように配されており、そのために、それぞれの超仕上げ砥石７，７を、ワークＷの互いに異なる軌道面５１ａ，５１ｂに押し当てることができる。
駆動シリンダ１４による第１砥石押圧装置２の移動、および回転するピニオン４２による第２砥石押圧装置３の移動は、それぞれのベース１１，１１Ｂにおける凹溝２１，２１が、押圧装置保持部材１７，１７の凸帯４３，４３に案内されるアリスライドにより、精度良く行われる。

同時に、それぞれの加圧シリンダ１２，１２のシリンダ室には、同じ空気圧が供給され、超仕上げ砥石７，７の軌道面５１ａ，５１ｂへの押圧力が制御される。
主アーム４および副アーム５が、軌道面５１ａ，５１ｂの傾斜方向に振動（オシレーション）を始め、超仕上げ加工が開始される。
超仕上げ加工が終了するとも加圧シリンダ１２，１２への空気圧の供給が停止され、駆動シリンダ１４が収縮（後退）動作を行う。
図４は超仕上げ加工後の研削装置１の動作を示す図である。

所定の超仕上げ加工時間が経過後、駆動シリンダ１４は収縮動作を行う（Ｍ２）。駆動シリンダ１４の収縮動作に伴い、第１砥石押圧装置２は、超仕上げ砥石７が軌道面５１ａから遠ざかる方向に移動する（Ｍ３）。第１砥石押圧装置２のこの移動により、ベース１１のラック２３がピニオン軸４１を回転させ（Ｍ４）、ピニオン４２が第２砥石押圧装置３を、その超仕上げ砥石７が軌道面５１ｂから遠ざかる方向に移動させる（Ｍ５）。
研削装置１では、第１砥石押圧装置２の後退に同期して、第２砥石押圧装置２が保持する超仕上げ砥石７が後退する。

また、加圧シリンダ１２，１２は、駆動シリンダ１４の収縮動作の開始と同時にシリンダ室が略大気圧に調節されて密閉される。加圧シリンダ１２，１２は、略大気圧に密閉されることにより、ロッド３６，３６の移動が制限され、超仕上げ砥石７，７の飛び出しの程度が、超仕上げ加工時の状態に維持される。
これと同時に、バッキングプレート４７の回転および主アーム４および副アーム５の振動が停止される。
主アーム４および副アーム５は、ワークＷの内側から引き出され、第１砥石押圧装置２および第２砥石押圧装置３がワークＷから抜き出される。

上記一連の作業および研削装置１の動作によって、ワークＷの２つの軌道面５１ａ，５１ｂが同時に超仕上げ加工される。
なお、ワークＷの回転開始および回転停止のタイミング、超仕上げ砥石７，７の振動開始および振動停止のタイミング等の諸条件は、任意に設定可能である。
研削装置１は、複列円すいころ軸受における外輪の２つの軌道面５１ａ，５１ｂを、超仕上げ砥石７，７の押圧力等の条件を略同一として１度に超仕上げ加工することができる。

研削装置１は、複列円すいころ軸受の外輪を１チャッキングで超仕上げ加工することができるので、加工時間の短縮、設備台数の削減およびローラー等による取投工数を削減することができる。
また、研削装置１は、複列円すいころ軸受における外輪の２つの軌道面５１ａ，５１ｂを１チャッキングで超仕上げ加工することにより、個々に超仕上げ加工する場合には実現し難い軌道面５１ａ，５１ｂの軸心を一致させる（同軸度を高くする）ことができる。そのため、研削装置１で超仕上げ加工された軌道面５１ａ，５１ｂを有する複列円すいころ軸受は、芯ブレの発生が抑えられ、摩耗が減少し、長期間の使用に耐えることができる。

上述の実施形態において、移動装置６は第１砥石押圧装置２を移動させ、第２砥石押圧装置３は第１砥石押圧装置２の移動によって移動する。これを、例えば、移動装置６が直接にピニオン軸４１を回転させ、ピニオン軸４１の回転が第１砥石押圧装置２および第２砥石押圧装置３を移動させるように構成してもよい。
また、ベース１１，１１Ｂに凸帯４３，４３を設け、押圧装置保持部材１７，１７に凹溝２１，２１を設けて、第１砥石押圧装置２および第２砥石押圧装置３の凸帯４３，４３が凹溝２１，２１に案内されるように構成してもよい。第１砥石押圧装置２が凹溝２１を備え、第２砥石押圧装置３が凸帯４３を備える、変則的な形態でもよい。

凹溝２１および凸帯４３は、その断面形状が台形以外の形状のスライド機構とすることができる。スライド機構は、２本の円柱とこの円柱を貫通させるスライダで形成してもよい。
また、スライド機構を、主アーム４側に加え副アーム５と第１砥石押圧装置２および第２砥石押圧装置３との間に設けてもよい。
その他、研削装置１、および研削装置１の各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明は、複列円すいころ軸受における外輪の軌道面の超仕上げを行う研削装置に利用することができる。

１ 研削装置
２ 第１の砥石保持装置（第１砥石押圧装置）
３ 第２の砥石保持装置（第２砥石押圧装置）
４ アーム（主アーム）
６ 移動装置
７ 超仕上げ砥石
１２ エアシリンダ（加圧シリンダ）
１４ 流体圧シリンダ装置（駆動シリンダ）
１６ （超仕上げ砥石の）研削面
２３ ラック
４２ ピニオン

Claims (3)

1. いずれも超仕上げ砥石を保持するための第１の砥石保持装置および第２の砥石保持装置と、
   保持される超仕上げ砥石の研削面が向く側に対して前記第１の砥石保持装置を前進および後退させ、かつ前記第２の砥石保持装置を、前記第１の砥石保持装置の前進または後退に同期させて保持される超仕上げ砥石の研削面が向く側に対して後退および前進させる移動装置と、を有し、
   前記第１の砥石保持装置の前進方向と前記第２の砥石保持装置の前進方向とが、１８０度逆方向であって互いに遠ざかる方向であり、
   前記第１の砥石保持装置および前記第２の砥石保持装置が一体に振動するように形成された
   ことを特徴とする研削装置。
2. 前記第１の砥石保持装置および前記第２の砥石保持装置は、それぞれの前進後退が移動方向から見たときに重ならない位置で行われるように配され、
   前記移動装置は、
   前記第１の砥石保持装置と前記第２の砥石保持装置との間に配されてこれらの移動方向に直交する方向に軸心を有するピニオンと、
   前記第１の砥石保持装置および前記第２の砥石保持装置にそれぞれ設けられて前記ピニオンと噛み合わされたラックと、
   前記第１の砥石保持装置を前進および後退させる流体圧シリンダ装置と、を有する
   請求項１に記載の研削装置。
3. 前記第１の砥石保持装置および前記第２の砥石保持装置は、
   保持する前記超仕上げ砥石をその研削面が向く側に押し出すためのエアシリンダを有する
   請求項１または請求項２に記載の研削装置。