JP3212813B2 - 内面研削盤及びその研削方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内面研削盤、特に、位置
精度が要求される異なる２つの内面を研削するために使
用される内面研削盤及びその研削方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すように、例えば、自動車のエ
ンジンに適用される噴射ノズルのようなワークＷには、
ストレート孔Ｈと略円錐状のシート面Ｗｂとが形成され
ており、ストレート孔Ｈの内周面Ｗａとシート面Ｗｂと
の間には製品の機能上、高い位置精度が要求されてい
る。

【０００３】従来、このような位置精度を要求されるス
トレート孔Ｈの内周面Ｗａとシート面Ｗｂの研削には、
図５に示すように、円筒面Ｔａと円錐面Ｔｂを備えた研
削砥石Ｔを装着した内面研削盤を使用している。

【０００４】前記研削盤は、ワークＷを回転駆動自在に
保持するワークヘッド１を有し、横送りモータ２によっ
てＸ軸方向に水平移動するワークテーブル３と、研削砥
石Ｔを回転駆動自在に保持するホイールヘッド４を有
し、縦送りモータ５によって前記Ｘ軸に直角なＺ軸方向
に水平移動するホイールテーブル６を備えている。前記
ワークヘッド１は、Ｘ軸方向に直角に延びるアーム７の
先端にドレス用ダイヤモンド８を備えている。

【０００５】この研削盤では、ワークＷのストレート孔
Ｈの内周面Ｗａを研削する場合、ワークＷ及び研削砥石
Ｔを回転させながら研削砥石Ｔの円筒面Ｔａをストレー
ト孔Ｈの内周面Ｗａに摺接し、Ｚ軸方向にオシレート
（高速で往復移動）させ、ワークテーブル３をＸ軸方向
に移動することにより切込み送りを与える。ワークＷの
シート面Ｗｂを研削する場合、前記同様、ワークＷ及び
研削砥石Ｔを回転させながら、ワークテーブル３及びホ
イールテーブル６の双方を同時にそれぞれＸ軸方向、Ｚ
軸方向に駆動することにより、研削砥石Ｔの円錐面Ｔｂ
をシート面Ｗｂに沿って往復移動させる。

【０００６】そして、内面研削により研削砥石Ｔが摩耗
すれば、Ｘ軸方向にドレス用ダイヤモンドＴに切込み送
りを与えると共に、Ｚ軸方向に研削砥石Ｔを送って円筒
面Ｔａをドレスし、ドレス用ダイヤモンド８と研削砥石
ＴをそれぞれＸ軸方向、Ｚ軸方向に同時に送って円錐面
Ｔｂをドレスする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の研削盤では、ワークテーブル３及びホイールテーブ
ル６の移動はそれぞれボールねじを介して行っているた
め、ボールねじのピッチ精度によってボールねじの回転
角度に対する各テーブル３，６の移動距離（送り量）
は、図６のグラフのように直線で示す理想的な関係にな
らず、実際には曲線で示す状態になる。

【０００８】このため、ボールねじを所定角度回転させ
たとしても、必ずしも正確にテーブル３，６を所望位置
に移動させることができず、送り量の誤差が発生する。
この送り量の誤差は、シート面Ｗｂを研削する場合及び
研削砥石Ｔの円錐面Ｔｂをドレスする場合、両テーブル
３，６を同時に送るようにしているので、研削砥石Ｔの
円錐面Ｔｂを、シート面Ｗｂの研削時にはシート面Ｗｂ
に対して、又、研削砥石Ｔの円錐面Ｔｂのドレス時には
ドレス用ダイヤモンド８に対して波打たせながら移動さ
せる原因となる。したがって、シート面Ｗｂを高精度に
仕上げることができないという問題がある。

【０００９】また、両テーブル３，６を同時に移動させ
ずに、ワークＷと研削砥石Ｔの円錐面Ｔｂとを相対的に
回転させながら押し当てることにより円錐面Ｗｂを研削
することも可能であるが、オシレートなしのいわゆるプ
ランジ加工となり、好ましい面粗度が得られない。

【００１０】さらに、研削砥石Ｔの円錐面Ｔｂをドレス
成形する場合、ワークテーブル３からドレス用ダイヤモ
ンド８までの距離が長く、ワークテーブル３の蛇行が拡
大されるため、研削砥石Ｔの研削面を高精度に仕上げる
ことは難しい。

【００１１】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、異な
る２つの内面を研削する場合、両者の位置精度を損なう
ことなく、所望の面粗度で研削することのできる内面研
削盤及びその研削方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、ワークに形成されたスト
レート孔の内周面と、該ストレート孔に対して所定の位
置精度で形成された略円錐状のシート面とを研削する内
面研削盤において、前記ストレート孔の内周面を研削す
る円筒面と前記シート面を研削する円錐面とを有する研
削砥石を前記ストレート孔の軸芯方向に往復移動させる
直行テーブルと、前記研削砥石を前記シート面の傾斜方
向に移動させる斜行テーブルとを備え、前記直行テーブ
ルの駆動により研削砥石の円筒面でストレート孔を研削
する場合には、前記斜行テーブルにより切込送りを与え
る一方、前記斜行テーブルにより研削砥石の円錐面でシ
ート面を研削する場合には、前記直行テーブルにより切
込送りを与えるようにしたものである。この場合、前記
斜行テーブルは、研削砥石を、その円錐面が前記シート
面の傾斜方向に合致するように回動可能であるのが好ま
しい。

【００１３】請求項３記載の発明では、ワークに形成さ
れたストレート孔の内周面と、該ストレート孔に対して
所定の位置精度で形成された略円錐状のシート面とを研
削する内面研削方法において、前記ストレート孔の内周
面を研削する円筒面と前記シート面を研削する円錐面と
を有する研削砥石をシート面の傾斜方向に移動させて切
込み送りを与えながらストレート孔の軸芯方向に往復移
動させることにより、ストレート孔の内周面を研削する
第１研削工程と、前記研削砥石をストレート孔の軸芯方
向に移動させて切込み送りを与えながらシート面の傾斜
方向に往復移動させることにより、シート面を研削する
第２研削工程と、から研削するものである。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。図１は内面研削盤を示し、大略、ベッド１０上
に固定して配設されたワークテーブル１１、ベッド１０
に対して移動可能に配置された直行テーブル１２及び直
行テーブル１２に対して移動可能に配置された斜行テー
ブル１３から構成されている。

【００１５】ワークテーブル１１は、第１モータ１４の
駆動によりベルト１５を介して回転する主軸ヘッド１６
の先端にチャック１７を固定し、このチャック１７によ
りワークＷを保持するようにしたものである。

【００１６】直行テーブル１２は、ベッド１０に設けら
れた直行レール１８を第２モータ１９の駆動により図示
しないボールねじを介してＺ軸方向に水平移動するよう
に構成されている。詳しくは、直行レール１８は、図２
に示すように、平担な面を有する第１レール１８ａと、
略Ｖ字溝を有する第２レール１８ｂとからなり、直行テ
ーブル１２の脚部２０ａが前記第１レール１８ａに摺動
自在に載置されると共に、楔形の先端を有する脚部２０
ｂが前記第２レール１８ｂに係合して摺動自在に載置さ
れるようになっている。

【００１７】斜行テーブル１３は、前記直行テーブル１
２上に設けられた斜行レール１３ａ上を、直行テーブル
１２と同様、第３モータ２１の駆動により図示しないボ
ールねじを介してＺ軸に対して傾斜したＺｃ軸方向に水
平移動する構成である。斜行テーブル１３は、前記直行
テーブル１２の直行レール１８に対して所定の傾斜角度
で配設されている。斜行テーブル１３上には、研削砥石
Ｔを回転駆動可能に保持するホイールヘッド２２がＺ軸
方向に設けられている。研削砥石Ｔは、図３に示すよう
に、ワークＷのストレート孔Ｈの内周面Ｗａを研削する
ための円筒面Ｔａと、ワークＷのシート面Ｗｂを研削す
るための円錐面Ｔｂとを有している。前記斜行テーブル
１３の傾斜角度は、研削砥石Ｔの円錐面の傾斜角度と一
致させてある。したがって、第３モータ２１を駆動して
斜行テーブル１３を移動させれば、研削砥石Ｔの円錐面
ＴｂがワークＷのシート面Ｗｂに対して平行に移動する
ようになっている。

【００１８】なお、前記ワークヘッド１１にはドレステ
ーブル１１ａが延設され、このドレステーブル１１ａ上
には、アーム２３が支持軸２３ａ回りに回動可能に支持
されており、アーム２３の先端部には前記研削砥石Ｔを
ドレス成形するためのドレス砥石２４が回転可能に取り
付けられている。アーム２３はドレス成形時には図１に
示す略水平なドレス位置に回動位置決めされ、ワークＷ
の研削加工時にはドレス砥石２４と研削砥石Ｔとの干渉
を避けるため、支持軸２３ａ回りに略３０°上方に回動
した待機位置に保持されるようにしてある。

【００１９】前記構成からなる内面研削盤では、次のよ
うにしてワークＷのストレート孔Ｈの内周面Ｗａ及びシ
ート面Ｗｂを研削する。すなわち、まず、チャック１７
にワークＷを保持し、第１モータ１４の駆動によりベル
ト１５を介してワークＷを回転させる。そして、第２モ
ータ１９の駆動によりボールねじを介して直行テーブル
１２をワークＷに向かってＺ軸方向に水平移動させ、ス
トレート孔Ｈの中心に研削砥石Ｔを位置させる。続い
て、第３モータ２１の駆動によりボールねじを介して斜
行テーブル１３をＺｃ軸方向に移動させることにより、
研削砥石Ｔの円筒面ＴａをワークＷのストレート孔Ｈの
内周面Ｗａに摺接するように位置決めする。次いで、図
３（ａ）の矢印で示すように、前記直行テーブル１２を
ストレート孔Ｈの軸芯方向すなわちＺ軸方向に高速で往
復移動（オシレート）させることにより、ストレート孔
Ｈの研削を開始する。なお、切込み送りは斜行テーブル
１３をＺｃ軸方向に所定寸法ずつ移動させることにより
行なう。

【００２０】こうしてワークＷのストレート孔Ｈの内周
面Ｗａの研削が済めば、斜行テーブル１３を移動させて
研削砥石Ｔの円筒面ＴａとワークＷの内周面Ｗａとの間
に所定の間隙寸法を形成する。そして、直行テーブル１
２を前進させることにより、研削砥石Ｔの円錐面Ｔｂを
ワークＷのシート面Ｗｂに摺接させる。このシート面Ｗ
ｂの研削加工では、図３（ｂ）の矢印で示すように、研
削砥石ＴがワークＷのストレート孔Ｈの内周面Ｗａに接
触しないようにして斜行テーブル１３をＺｃ軸方向に往
復移動（オシレート）させながら行う。また、切込み送
りは、直行テーブル１２をＺ軸方向に所定寸法ずつ前進
させることにより行なう。

【００２１】その後、研削砥石Ｔが摩耗すれば、前記内
面研削の場合と同様にドレス成形を行なう。すなわち、
アーム２３をドレス位置に回動させ、ドレス砥石２４を
ワークＷの前方に位置させ、図示しないモータによりド
レス砥石２４を回転駆動させた後、直行テーブル１２を
Ｚ軸方向に往復移動させながら円筒面Ｔａをドレス砥石
２４に摺接させることによりドレス成形を行なう。ま
た、直行テーブル１２を所定位置に位置決めした後、斜
行テーブル１３を往復移動させながら円錐面Ｔｂのドレ
ス成形を行なう。

【００２２】このように、内周面Ｗａあるいはシート面
Ｗｂに対して研削砥石Ｔの円筒面Ｔａあるいは円錐面Ｔ
ｂが平行移動するように直行テーブル１２あるいは斜行
テーブル１３をそれぞれ往復移動させるようにしている
ので、直行テーブル１２あるいは斜行テーブル１３の移
動に伴って送り量の誤差が発生しても、内周面Ｗａある
いはシート面Ｗｂが波打つことがない。

【００２３】また、各研削面の往復移動と切込み送りと
を、直行テーブル１２あるいは斜行テーブル１３で兼ね
るようにしたので、余分な移動機構が不要となり、内面
研削盤の構成を簡略化することができ、コスト低減と小
型化を実現可能である。

【００２４】さらに、研削砥石Ｔの円錐面Ｔｂのドレス
成形を、従来のように、ドレス用ダイヤモンド８と研削
砥石ＴをＸ軸とＺ軸方向に同時に移動させることにより
行なうのではなく、前記研削加工同様、研削砥石Ｔを直
行テーブル１２と斜行テーブル１３のＺ軸あるいはＺｃ
軸方向に移動させることのみによって行なうようにした
ので、図６に示すようなボールねじの回転に伴う送り量
の誤差が発生せず、良好なドレス成形を行なうことがで
きる。

【００２５】なお、前記実施例では、斜行テーブル１３
の傾斜角度を固定としたが、斜行レール１３ａを直行テ
ーブル１２に対して点Ａを中心として回動調整可能な構
造にすると共に、ホイールヘッド２２を斜行テーブル１
３に対して回動調整可能な構造としてもよい。すなわ
ち、シート面Ｗｂの傾斜角度が異なるワークＷを内面研
削する場合、Ｚｃ軸の方向がシート面Ｗｂと平行となる
ように傾斜角度を変更した後、主軸ヘッド１６とホイー
ルヘッド２２の軸芯が平行になるようにホイールヘッド
２２の回動位置を調整した状態で、前記斜行テーブル１
３を往復させるようにすれば、前述のように、その送り
量の誤差がシート面Ｗｂの研削に悪影響を与えることが
ない。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、シート面を研削する場合、研削砥石をシート
面の傾斜方向に往復移動させるようにしたので、シート
面に対して研削砥石の円錐面が平行に摺接することにな
り、研削砥石に送り量の誤差が発生しても研削面に悪影
響を与えることはない。また、ストレート孔の内周面を
研削する場合、前述のシート面の傾斜方向への往復移動
を利用して切込み送りするようにしたので、余分な駆動
機構が不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施例に係る内面研削盤の平面図（ａ）及
び正面図（ｂ）である。

【図２】 図１の部分側面図である。

【図３】 （ａ）はワークの円筒面の研削状態を示す断
面図、（ｂ）はワークの円錐面の研削状態を示す断面図
である。

【図４】 ワークの断面図である。

【図５】 従来例に係る内面研削盤の概略図である。

【図６】 ボールねじの回転角度とテーブルの移動距離
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１２ 直行テーブル １３ 斜行テーブル Ｗ ワーク Ｗａ 内周面 Ｗｂ シート面 Ｔ 研削砥石 Ｔａ 円筒面 Ｔｂ 円錐面

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに形成されたストレート孔の内周
   面と、該ストレート孔に対して所定の位置精度で形成さ
   れた略円錐状のシート面とを研削する内面研削盤におい
   て、 前記ストレート孔の内周面を研削する円筒面と前記シー
   ト面を研削する円錐面とを有する研削砥石を前記ストレ
   ート孔の軸芯方向に往復移動させる直行テーブルと、 前記研削砥石を前記シート面の傾斜方向に移動させる斜
   行テーブルとを備え、 前記直行テーブルの駆動により研削砥石の円筒面でスト
   レート孔を研削する場合には、前記斜行テーブルにより
   切込送りを与える一方、前記斜行テーブルにより研削砥
   石の円錐面でシート面を研削する場合には、前記直行テ
   ーブルにより切込送りを与えることを特徴とする内面研
   削盤。
2. 【請求項２】 前記斜行テーブルは、研削砥石を、その
   円錐面が前記シート面の傾斜方向に合致するように回動
   可能であることを特徴とする請求項１に記載の内面研削
   盤。
3. 【請求項３】 ワークに形成されたストレート孔の内周
   面と、該ストレート孔に対して所定の位置精度で形成さ
   れた略円錐状のシート面とを研削する内面研削方法にお
   いて、 前記ストレート孔の内周面を研削する円筒面と前記シー
   ト面を研削する円錐面とを有する研削砥石をシート面の
   傾斜方向に移動させて切込み送りを与えながらストレー
   ト孔の軸芯方向に往復移動させることにより、ストレー
   ト孔の内周面を研削する第１研削工程と、 前記研削砥石をストレート孔の軸芯方向に移動させて切
   込み送りを与えながらシート面の傾斜方向に往復移動さ
   せることにより、シート面を研削する第２研削工程と、 からなることを特徴とする内面研削方法。