JP3081293B2 - 転走面超仕上加工機における砥石揺動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、玉軸受およびスラスト
軸受の軌道輪に形成された転走面を超仕上げする転走面
超仕上加工機における砥石揺動装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、玉軸受およびスラスト軸受の軌
道輪には断面略半円状の環状溝からなる転走面が形成さ
れており、この転走面は転走面超仕上加工機にて仕上げ
加工が行われている。

【０００３】上記転走面超仕上加工機は、支持回転治具
により支持回転されている軸受軌道輪に成形された転走
面の曲率中心と、その揺動中心が一致するように砥石を
揺動可能に設け、この砥石を上記軸受軌道輪の転走面に
押し付けながら揺動させることにより、軸受軌道輪の転
走面の超仕上げ加工を行っている。

【０００４】図６および図７は、玉軸受の軸受内輪
（１）に形成された転走面（１ａ）の仕上げ加工に用い
る転走面超仕上加工機における砥石揺動装置の一例を示
すものであり、この砥石揺動装置は軸受ケース（２）に
揺動軸（３）を介して揺動アーム（４）を揺動可能に支
持し、この揺動アーム（４）の揺動端部に、スライド可
能に弾性支持される棒状の砥石（５）を砥石加圧ピスト
ン（６）を介して空気圧により加圧させる砥石加圧ユニ
ット（７）を一体に取付けた構造を有し、支持回転治具
（図示せず）により支持回転される軸受内輪（１）の転
走面（１ａ）に、砥石加圧ユニット（７）の砥石（５）
を砥石加圧ピストン（６）を介して空気圧により加圧さ
せて押し付けた状態で、揺動アーム（４）を軸受内輪
（１）の転走面（１ａ）の曲率中心と一致した揺動軸
（３）の軸芯廻りに揺動させることにより砥石加圧ユニ
ット（７）の砥石（５）に一定量（通常θ＝15°〜20
°）の揺動を与えている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の砥石
揺動装置における砥石加圧ユニット（７）は、その構造
上、即ち、重心が揺動中心から離れて上部に片寄るとい
う構造上、揺動軸芯に対し不釣合にならざるを得ないた
め、砥石加圧ユニット（７）の砥石（５）の揺動数を大
きくした場合にはその揺動角を小さくし、また、砥石加
圧ユニット（７）の砥石（５）の揺動角を大きくした場
合にはその揺動数を小さくしなければ、上記不釣合に起
因する振動により軸受内輪（１）の転走面（１ａ）の加
工精度を悪くする虞がある。

【０００６】そこで、軸受内輪（１）の転走面（１ａ）
の加工精度を良好な状態に維持するには、砥石加圧ユニ
ット（７）の揺動軸心に対する不釣合による振動の発生
を少なくする砥石（５）の揺動数と揺動角の組合せを求
め、その組合せ条件で軸受内輪（１）の転走面（１ａ）
の加工を行う必要がある。

【０００７】ところが、振動の発生を少なくする砥石
（５）の揺動数と揺動角の組合せ条件では、砥石（５）
の揺動数と揺動角のいずれかが小さいため、砥石（５）
の運動方向の速度が小さくなり、これにより砥石（５）
の砥粒にかかる抵抗が小さくなって砥粒の破砕や脱落が
起こり難くなる。従って、上記条件で加工を行うと、砥
石（５）の自生作用が十分促進せず、これにより砥石
（５）が目詰まりを起して超仕上加工量のバラツキや加
工面の精度不良等を引き起すことがある。特に、砥石
（５）の減耗量の減少を狙って砥石硬度を高くした場合
には、上記現象が顕著である。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みて提案されたも
ので、砥石の自生作用を十分促進させることを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、第１の軸受ケースに回転可能に支持される回
転筒と、この回転筒内にその回転軸芯と同軸に揺動可能
に支持される大揺動軸と、この大揺動軸に固設された第
２の軸受ケースに大揺動軸と同軸に揺動可能に支持され
る微小揺動軸と、上記第２の軸受ケース上に固設された
第３の軸受ケースに回転可能に支持され、一部に偏心リ
ングを固設するとともに、上記回転筒に適宜の回転伝動
手段を介して連結される微小揺動駆動軸と、上記微小揺
動軸に支持固定され、かつ、上記微小揺動駆動軸の偏心
リングを回転可能に支持させる砥石加圧ユニットとから
なり、上記回転筒および大揺動軸を一つの駆動源で回転
および揺動するようにした砥石揺動装置を提供するもの
である。

【００１０】

【作用】本発明によれば、一つの駆動源で回転筒および
大揺動軸を回転および揺動すると、大揺動軸の揺動によ
り第２の軸受ケース上に固設された第３の軸受ケースに
支持されている微小揺動駆動軸が同軸の軸芯廻りに揺動
して偏心リングを介して砥石加圧ユニットが大揺動する
とともに、回転筒の回転により適宜の回転伝動手段およ
び微小揺動駆動軸を介して偏心リングが回転して砥石加
圧ユニットが微小揺動軸の軸芯廻りに微小揺動するか
ら、砥石加圧ユニットの砥石に大揺動と微小揺動を同時
に与えることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の転走面超仕上加工機における
砥石揺動装置を図１乃至図３に示す一実施例に基づいて
説明する。

【００１２】図１乃至図３において、（11）は機台（図
示せず）上に固定された第１の軸受ケースで、回転筒
（12）を回転可能に支持している。（13）は回転筒（1
2）の内部に当該回転筒（12）の回転軸芯と同軸に揺動
可能に支持された大揺動軸で、その一端部（13ａ）には
当該大揺動軸（13）と同軸に微小揺動軸（14）を揺動可
能に支持する第２の軸受ケース（15）が一体に取付けら
れている。（16）は微小揺動軸（14）の一端部（14ａ）
に固定された揺動アームで、その揺動部（16ａ）にはス
ライド可能に弾性支持される棒状の砥石（17）を砥石加
圧ピストン（18）を介して空気圧により加圧させる砥石
加圧ユニット（19）が一体に取付けられている。（20）
は第２の軸受ケース（15）上に固定された第３の軸受ケ
ースで、微小揺動駆動軸（21）を回転可能に支持してい
る。（22）は微小揺動駆動軸（21）の一端部（21ａ）に
固定された偏心リングで、その外周にはベアリング（2
3）が同軸に取付けられている。ベアリング（23）は揺
動アーム（16）の切欠部（16ｂ）内に対向して配置され
た一対の押え板（24）（25）間に、スキマが生じないよ
うに一方に押え板、対向側は押え板（25）にバネ（26）
で予圧を与えて抱持されている。（27）は微小揺動駆動
軸（21）の他端部（21ｂ）に固定された小歯車で、回転
筒（12）の一端部（12ａ）に固定された大歯車（28）と
噛合している。（29）は図示されていない機台上に第１
の軸受ケース（11）と所定間隔で並列して固定された第
４の軸受ケースで、適宜の回転駆動手段（図示せず）に
より回転駆動される回転軸（30）を回転可能に支持して
いる。（31）は回転軸（30）の端部に固定された第１の
タイミングプーリーで、回転筒（12）の他端部（12ｂ）
に一体に取付け固定された第２のタイミングプーリー
（32）にタイミングベルト（33）を介して連結されてい
る。（34）は第１のタイミングプーリー（31）の回転軸
芯に対し偏心した位置に固定されたクランクピンで、大
揺動軸（13）の他端部（13ｂ）にキー（35）を介して固
定される揺動レバー（36）にクランクレバー（37）を介
して連結されている。（38）はワークである玉軸受の軸
受内輪で、外周に断面略半円状の環状溝からなる転走面
（38ａ）を形成し、この転走面（38ａ）の曲率中心が大
揺動軸（13）および微小揺動軸（14）の軸芯と一致する
ように支持回転治具（図示せず）により支持回転されて
いる。

【００１３】本発明に係る転走面超仕上加工機における
砥石揺動装置の一実施例は上記構造からなり、次に上記
構造においてその作用動作を説明する。

【００１４】砥石加圧ユニット（19）の砥石（17）を砥
石加圧ピストン（18）を介して空気圧により加圧させて
支持回転治具により支持回転されている軸受内輪（38）
の転走面（38ａ）に押し付けると同時に、第４の軸受ケ
ース（29）に支持されている回転軸（30）を適宜の回転
駆動手段により回転駆動して第１のタイミングプーリー
（31）を回転することにより、クランクピン（34）、ク
ランクレバー（37）および揺動レバー（36）を介して大
揺動軸（13）を揺動するとともに、タイミングベルト
（33）および第２のタイミングプーリー（32）を介して
回転筒（12）を回転する。このようにして大揺動軸（1
3）が揺動すると、大揺動軸（13）の一端部（13ａ）に
取付けらた第２の軸受ケース（15）上に固定されている
第３の軸受ケース（20）が大揺動軸（13）の軸芯廻りに
揺動し、これに伴って第３の軸受ケース（20）に支持さ
れている微小揺動駆動軸（21）、偏心リング（22）およ
びベアリング（23）も大揺動軸（13）の軸芯廻りに揺動
し、これにより一対の押え板（24）（25）および揺動ア
ーム（16）を介して砥石加圧ユニット（19）に一定量
（通常θ＝15°〜20°）の大揺動を与える。一方、回転
筒（12）が回転されると、大歯車（28）および小歯車
（27）を介して第３の軸受ケース（20）に支持された微
小揺動駆動軸（21）が回転し、これに伴って微小揺動駆
動軸（21）の一端部（21ａ）に取付けられた偏心リング
（22）が微小揺動駆動軸（21）の軸芯に対し偏心回転
し、これによりベアリング（23）および一対の押え板
（24）（25）を介して揺動アーム（16）が微小揺動軸
（14）の軸芯廻りに微小に揺動して砥石加圧ユニット
（19）に微小揺動を与える。尚、微小揺動の揺動数は、
回転筒（12）の回転数と大歯車（28）と小歯車（27）の
比とにより決まり、また、揺動角は偏心リング（22）の
偏心量により決まる。

【００１５】以上のように、本発明に係る砥石揺動装置
によれば、砥石加圧ユニット（19）の砥石（17）を軸受
内輪（38）の転走面（38ａ）に押し付けながら砥石（1
7）に大揺動と微小揺動を同時に与えて軸受内輪（38）
の転走面（38ａ）の加工を行うから、砥石（17）の自生
作用が十分促進されるとともに、切り粉の排除が良好に
なる。即ち、砥石（17）に微小揺動が付加されると、砥
石（17）の砥粒の運動方向の変化の回数が多くなり、こ
れに伴って砥石（17）の砥粒の破砕もしくは脱落が促進
されるため、砥石（17）の自生作用が十分促進される。
また、砥石（17）に微小揺動が付加されると、砥石（1
7）の砥粒の運動方向の変化の回数が多くなり、これに
伴って加工方向の変化の回数も多くなり切り粉が微細化
されるとともに、チップポケットに入った切り粉の運動
方向の変化の回数も多くなり排除され易くなるため、切
り粉の排除が良好になる。

【００１６】図４および図５は砥石（17）に微小揺動を
付加した場合と付加しない場合における加工中の砥石
（17）の砥粒の運動軌跡を示したもので、砥石（17）に
微小揺動を付加した場合は、図４に示すように、軌跡の
中心が正弦波となり、その中心線に対し一定の振幅を持
って進む運動軌跡となり、砥石（17）に微小揺動を付加
しない場合は、図５に示すように、正弦波となる。この
結果、砥石（17）に微小揺動を付加した場合は付加しな
い場合に比べて砥石（17）の砥粒の運動方向の変化の回
数が多いことが分かる。

【００１７】尚、上記実施例では、玉軸受の内輪（38）
の転走面（38ａ）の仕上げ加工に用いる転走面超仕上加
工機について述べたが、本発明は玉軸受の外輪やアンギ
ュラ玉軸受の内・外輪、およびスラスト軸受の軌道輪の
転走面の仕上げ加工に用いる転走面超仕上加工機にも適
用し得ることができる。また、上記実施例では、大歯車
（28）と小歯車（27）を使用して回転筒（12）の回転を
微小揺動駆動軸（21）に伝えているが、これ以外にタイ
ミングプーリーとタイミングベルトを使用して伝えるこ
とも可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る転走
面超仕上加工機における砥石揺動装置は、砥石に大揺動
と微小揺動とを同時に与えることができるから、砥石の
自生作用が十分促進されるとともに、切り粉の排除が良
好になる。従って、砥石の自生作用が促進されるため、
砥石が目詰まりしなくなり、超仕上加工量のバラツキや
加工面の精度不良等を引き起こさなくなるとともに、新
しい切れ刃により加工能率の向上が図れる。また、切り
粉の排除が良好になるため、砥石減耗量の小さい砥石の
使用が可能となり、経済的メリットが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る転走面超仕上加工機における砥石
揺動装置の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の砥石揺動装置の平面図である。

【図３】本発明の砥石揺動装置の右側面図である。

【図４】砥石に微小揺動を付加した場合における加工中
の砥石の砥粒の運動軌跡を示す説明図である。

【図５】砥石に微小揺動を付加しない場合における加工
中の砥石の砥粒の運動軌跡を示す説明図である。

【図６】転走面超仕上加工機における砥石揺動装置の従
来例を示す要部縦断面図である。

【図７】従来の砥石揺動装置の左側面図である。

【符号の説明】

11 第１の軸受ケース 12 回転筒 13 大揺動軸 14 微小揺動軸 15 第２の軸受ケース 16 揺動アーム 17 砥石 19 砥石加圧ユニット 20 第３の軸受ケース 21 微小揺動駆動軸 22 偏心リング 24 押え板 25 押え板 27 小歯車 28 大歯車 29 第４の軸受ケース 30 回転軸 31 第１のタイミングプーリー 32 第２のタイミングプーリー 33 タイミングベルト 34 クランクピン 36 揺動レバー 37 クランクレバー 38 ワーク（軸受内輪） 38ａ 転走面

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の軸受ケースに回転可能に支持され
   る回転筒と、 この回転筒内にその回転軸芯と同軸に揺動可能に支持さ
   れる大揺動軸と、 この大揺動軸に固設された第２の軸受ケースに大揺動軸
   と同軸に揺動可能に支持される微小揺動軸と、 上記第２の軸受ケース上に固設された第３の軸受ケース
   に回転可能に支持され、一部に偏心リングを固設すると
   ともに、上記回転筒に適宜の回転伝動手段を介して連結
   される微小揺動駆動軸と、 上記微小揺動軸に支持固定され、かつ、上記微小揺動駆
   動軸の偏心リングを回転可能に支持させる砥石加圧ユニ
   ットとからなり、 上記回転筒および大揺動軸を一つの駆動源で回転および
   揺動して砥石に大揺動と微小揺動とを同時に与えること
   を特徴とする転走面超仕上加工機における砥石揺動装
   置。