JP3663683B2

JP3663683B2 - 超仕上砥石ホルダ

Info

Publication number: JP3663683B2
Application number: JP23625295A
Authority: JP
Inventors: 正博小又
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2015-09-14
Also published as: JPH0976151A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＣＶＴ，ベアリング，ハブホイールなどの転動体の転動面の超仕上加工に用いる超仕上砥石ホルダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超仕上ホルダとしては、例えば図１０に示すようなものがある。振動振幅方向の砥石を保持する間隔が、砥石押付方向の軸線上のいづれかの位置においてもほぼ一定（Ｗ１）かつ前記軸線に平行で、砥石押付方向に水平かつ砥石振動振幅方向に水平な断面において、砥石押付方向の軸線に対し、振動振幅方向の砥石を保持する形状が対称である。図１１には超仕上砥石と超仕上砥石ホルダの使われ方をワークとの関係を示した加工状況概要として示す。
【０００３】
この時の砥石押付方向は、超仕上砥石ホルダの振動振幅（揺動）に伴って、ワークの回転軸に対して変動する。
【０００４】
しかしながら、このような従来の超仕上砥石ホルダにあっては、振動振幅方向の砥石を保持する間隔が、超仕上砥石に対して砥石押付方向の軸線上の何れの位置に置いても一定となっていたため、前加工精度のばらつき、例えば、図１２に示すように超仕上加工前のワーク転動面の曲率半径中心位置Ｏ₂ が超仕上加工における揺動中心位置Ｏ₁ とでａ，ｂだけずれを生じている場合には、図示のように超仕上砥石が片当たりするので、加工面（転動面）の一部で超仕上砥石が当らず加工残りを生じ、品質不良となったり、これを防止するために超仕上砥石の揺動中心位置をワーク転動面の曲率半径中心位置に合わせて移動補正する必要があり、多大な時間を要してしまうという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔を、砥石の揺動中心近傍より砥石押付方向の両端近傍で大きい間隔を持つ形状の超仕上砥石ホルダとすることにより上記問題点を解決することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の超仕上砥石ホルダでは、回転するワークに砥石を押し付け、かつ砥石押付方向に直角の振動振幅により超仕上加工を行う前記砥石を保持する超仕上砥石ホルダにおいて、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔が、揺動中心近傍もしくは揺動中心に最も近い超仕上砥石ホルダの砥石押付方向の末端近傍で、最も小さく、かつ、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔が、任意の位置に固定できることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の超仕上砥石ホルダにおいて、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔が最も小さい位置と、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向のその他の位置を結ぶ面を、平面とした。
【０００８】
請求項３記載の発明では、請求項２に記載の超仕上砥石ホルダにおいて、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔が最も小さい位置と、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向のその他の位置を結ぶ面の交わる形状を、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔が最も小さい位置において、砥石押付方向に水平かつ振動振幅に水平な断面形状が曲線、または直線、または点とした。
【０００９】
請求項４記載の発明では、請求項３に記載の超仕上砥石ホルダにおいて、超仕上砥石ホルダの振動振幅方向で砥石を保持している部位を、揺動中心近傍及び砥石押付方向の両端近傍の３ヶ所の内、少なくとも２ヶ所で保持した。
【００１０】
請求項５記載の発明では、請求項１ないし４記載の超仕上砥石ホルダの、砥石押付方向に水平かつ振動振幅方向に水平な断面において、砥石押付方向の軸線に対し、振動振幅方向の砥石を保持する形状を対称とした。
【００１１】
請求項６記載の発明では、請求項１に記載の超仕上砥石ホルダにおいて、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔を、ねじにより、任意の位置に固定できるよう構成した。
【００１２】
請求項７記載の発明では、請求項１ないし４または請求項６に記載の超仕上砥石ホルダにおいて、超仕上砥石ホルダの少なくとも揺動中心に最も近い振動振幅方向で砥石を保持している部位に、耐摩耗材またはメッキ，コーティング等の耐摩耗処理を施した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１を示す図である。
まず、構成を説明すると、砥石押付方向Ｆの軸線１上に位置する超仕上砥石ホルダ２の揺動中心位置における、超仕上砥石ホルダ２の超仕上砥石（以下、砥石という）３を保持する振動振幅方向の砥石保持間隔ＷＣは、砥石幅Ｓと同等もしくは砥石幅Ｓより大きい（ＷＣ≧Ｓ）。砥石押付方向Ｆにおいて揺動中心位置よりもワーク加工側に位置する超仕上砥石ホルダ２端における超仕上砥石ホルダ２の砥石３を保持する振動振幅方向の砥石保持間隔ＷＴと、揺動中心よりもワーク加工側と反対側に位置する超仕上砥石ホルダ２端における超仕上砥石ホルダ２の砥石３を保持する振動振幅方向の間隔ＷＤは、揺動中心位置における砥石保持間隔ＷＣよりも大きい間隔（ＷＴ＞ＷＣ，ＷＤ＞ＷＣ）を持つ、この時の、揺動中心位置における砥石保持間隔ＷＣを持つ部位ＸＣと揺動中心位置よりもワーク加工側に位置する超仕上砥石ホルダ２端における砥石保持間隔ＷＴを持つ部位ＸＴの間を結ぶ面をＡ面，Ｂ面とし、砥石保持間隔ＷＣをもつ部位ＸＣと揺動中心位置よりもワーク加工側と反対側に位置する超仕上砥石ホルダ２端における砥石保持間隔ＷＤを持つ部位ＸＤの間を結ぶ面をＣ面，Ｄ面とする時、Ａ面，Ｂ面、及びＣ面，Ｄ面は、砥石押付方向Ｆに水平かつ砥石振動振幅方向に水平な断面において同形状となる曲面で構成されている。また、Ａ面とＣ面、Ｂ面とＤ面の交わる部位ＸＣでは、Ａ面とＣ面が滑らかにつながれ、Ｂ面とＤ面が滑らかにつながれている。更にこれらの面は、砥石押付方向Ｆに水平及びかつ砥石振動振幅方向に水平な断面において、砥石押付方向Ｆの軸線１に対して対称の形状となっている。
【００１４】
図１では、砥石３及び超仕上砥石ホルダ２の揺動中心が、図示のとおり超仕上砥石ホルダ２の砥石押付方向Ｆにおける両端の間に存在しているが、必ずしもこの限りではなく、砥石押付方向Ｆにおける超仕上砥石ホルダ２端よりワーク加工側、もしくはワーク加工側と反対側に揺動中心が存在することもある。この時は揺動中心が存在する側の超仕上砥石ホルダ２端における砥石３を保持する振動振幅方向の間隔が、前記ＷＣ寸法となり、前記ＸＴもしくはＸＤのいずれか一方が存在し、揺動中心が存在する側と反対側の超仕上砥石ホルダ２端における砥石３を保持する振動振幅方向の間隔がＷＴもしくはＷＤとなる。
【００１５】
次に作用を説明する。
図１２におけるように、前加工で形成されたワーク加工面の曲率半径中心Ｏ₂ と、超仕上加工において設定された超仕上砥石３の揺動中心位置Ｏ₁ が、ａ，ｂだけずれている場合であっても、図２に示すように超仕上砥石ホルダ２に保持された超仕上砥石３は、砥石揺動方向Ｇ及び砥石押付方向Ｆに超仕上砥石ホルダ２内で可動できる。これにより超仕上砥石ホルダ２の揺動中心位置は固定であっても、超仕上砥石３の見かけ上の揺動中心位置は前記Ｏ₁ ，Ｏ₂ のずれ量に対応しながら可動することができる。よって転動面全面が良好な超仕上加工を得ることができるＯ₁ ，Ｏ₂ のずれ量の許容量は、従来が数式１に示す程度であったのに対して、
【００１６】
【数式１】

【００１７】
本実施の形態１では８０μｍまで許容することができることを確認している。図２では超仕上砥石ホルダ２の揺動中心に対して、砥石押付方向Ｆのワーク側に超仕上砥石３の見かけ上の揺動中心が、可動しながら超仕上加工を行っている場合を示しているが、必ずしもこのような可動のみだけではない。例えば見かけ上の超仕上砥石の揺動中心が、超仕上砥石ホルダの揺動中心より、ワーク側からワーク側の反対側の間で可動することで、超仕上砥石ホルダ２の揺動中心Ｏ₁ と前加工で形成されたワークの曲率半径中心Ｏ₂ とのずれ量に対応することも可能である。
なお、前記Ｏ₁ ，Ｏ₂ のずれ量がない（ａ＝ｂ＝０）場合には、従来同様何ら問題なく加工できる。
【００１８】
図３〜図９には、他の実施の形態を示す。
図３に示す実施の形態２は、実施の形態１のＡ面，Ｂ面，Ｃ面，Ｄ面が曲面であったのに対し、本形態では平面で構成され、砥石押付方向Ｆに水平かつ砥石振動振幅方向に水平な断面において直線状をなし、砥石押付方向Ｆの軸線に対して対称な形状となっている。この時のＡ面とＣ面，及びＢ面とＤ面は直線で交わり、鈍角の角部を有している。
【００１９】
図４に示す実施の形態３は、実施の形態２と異なり、Ａ面とＣ面、及びＢ面とＤ面との交わる部位ＸＣが２次元曲面、つまり砥石押付方向Ｆに水平かつ砥石振動振幅方向に水平な断面において、円弧で結ばれている。図４では、単一円弧で滑らかに結んだ（円柱側面で２つの面を結んでいる）例を示しているが、この円弧が自由曲線（曲面）であっても、またＡ〜Ｄ面とのつながりが滑らかでなかったとしても構わない。
【００２０】
図５に示す実施の形態４は、実施の形態３がＸＣ部で曲面であったのに対して、平面の形状となっている。
【００２１】
図６に示す実施の形態５は、これまでの実施の形態と異なり、前述のＡ〜Ｄまでの面を持たず、砥石押付方向Ｆの揺動中心位置近傍のＸＣ部に、砥石幅Ｓと同等もしくは、若干大きい間隔ＷＣとなるように、砥石押付方向Ｆに対して直角に配置された２つの円柱状のピン４１と、超仕上砥石ホルダ２の砥石押付方向Ｆ両端近傍のＸＴ，ＸＤ部に前記ＷＣより大きな間隔ＷＴ，ＷＤとなるよう前記ピン同様に配置された各々２組のピン４２，４３で構成されている。
【００２２】
図７に示す実施の形態６は、前述の実施の形態５のピン４１〜４３に付加して、Ａ〜Ｄまでの面に相当する位置にも同様にピン４４を設けている。図７では４ヶ所（組）のピン４１〜４４で砥石を保持する構造となっているが、ピンの太さや超仕上砥石ホルダ２の大きさなどによってはこの限りではなく、より多くのピンを配しても良い。
【００２３】
図８に示す実施の形態７は、実施の形態５のように、超仕上砥石ホルダ２の揺動中心近傍ＸＣと砥石押付方向Ｆの両端近傍ＸＴ，ＸＤにおける３ヶ所の位置で砥石３を保持し、かつその支持間隔ＷＣ，ＸＴ，ＷＤが自在に任意の位置で固定できるよう、超仕上砥石ホルダ２の振動振幅方向よりねじ５１，５２，５３を設けている。ねじ５１〜５３の砥石３と接する面は球面形状とし、かつその反対側に六角穴を設け、ねじ５１〜５３を回転可能として、各位置の砥石支持間隔を変更可能としている。なお、図８に示したように必ずしも３ヶ所での支持である必要はなく、実施の形態６のように４ヶ所以上でも構わない。
【００２４】
図９に示す実施の形態８は、本発明の超仕上砥石ホルダ形状を長期にわたり保つために、特に砥石３と擦れ易い砥石保持間隔が最も小さい揺動中心近傍に長さＨだけ設けている。
【００２５】
図９では実施の形態１の場合で示してあるが、これ以外の実施の形態２〜７についても同様とすることが可能である。また、本形態では表面処理として示してあるが、この部分に耐摩耗性に優れるセラミックや多結晶ダイヤモンドまたは多結晶ＣＢＮ材を用いることもできる。またいずれの場合においても、図９に示した範囲に留まらず、砥石３と接する面の全面や超仕上砥石ホルダ２自体をこれらの耐摩耗処理や材質を用いることもできる。
【００２６】
以上説明してきたように、この発明によれば、その構成を超仕上砥石ホルダ２の砥石３を保持する振動振幅方向の間隔が、超仕上砥石３の幅Ｓと同等もしくは僅かに大きい揺動中心位置近傍ＸＣにおける間隔ＷＣと、この揺動中心位置近傍における間隔ＷＣより大きい、砥石押付方向の両端近傍ＸＴ，ＸＤの位置における間隔ＷＴ，ＷＤで構成される超仕上砥石ホルダ２としたため、前加工精度を厳しく管理することなく、安価に転動面全面が短時間で良好な超仕上面を得ることができるという効果が得られる。
【００２７】
各実施の形態は、それぞれ上記共通の効果に加えて、更に以下のような効果がある。
実施の形態２は実施の形態１よりも簡単な形状であるため安価に作ることが可能である。
実施の形態３及び実施の形態４は、実施の形態２の効果を得ながら局部的な面圧を小さくできるため、耐摩耗性に優れる。実施の形態５は最も簡単な構造であるため安価に製作できると共に、ピン４１〜４３の交換によるホルダの摩耗に対する修復が容易である。
実施の形態６は実施の形態５よりも砥石押付方向Ｆのピン間隔が小さいため、超仕上砥石３のワークと反対側の面が超仕上砥石ホルダ２のワークと最も反対側の超仕上砥石３を保持する２つのピン４３よりワーク側に至っても本発明の効果を維持できるため、砥石寿命を長くできる。
実施の形態７は、砥石幅Ｓがある程度変動しても対応できると共に、砥石３との摩耗により各位置での砥石保持間隔が大きくなっても、容易に修正が可能である。更にワーク形状に適したＷＣ，ＷＳ，ＷＤを任意に決めることができ、フレキシビリティが高い。
実施の形態８は特に摩耗し易い部位の耐摩耗性向上を図ったことで、本発明の形状を持った超仕上砥石ホルダ２の寿命を長くすることができるため、超仕上砥石ホルダ２の交換頻度を低減でき、機械の稼働率を高くすることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１〜７に記載の超仕上砥石ホルダによれば、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔が、揺動中心近傍もしくは揺動中心に最も近い超仕上ホルダの砥石押付方向の末端近傍で、最も小さく構成したため、前加工精度を厳しく管理することなく、安価に転動面前面が短時間で良好な超仕上面を得ることができるという効果が得られる。さらに、砥石幅がある程度変動しても対応できるとともに、砥石との摩耗により各位置で砥石保持間隔が大きくなっても容易に修正可能である。
【００２９】
特に、請求項２記載の超仕上砥石ホルダによれば、砥石を保持する振動振幅方向の間隔が最も小さい位置と、その他の位置を結ぶ面を、平面に形成したため、局部的な面圧を小さくして耐摩耗性を向上させることができる。
【００３１】
請求項７記載の超仕上砥石ホルダによれば、砥石を保持する部位に、耐摩耗処理を施したため、超仕上砥石ホルダの寿命を長くして、超仕上砥石ホルダの交換頻度を低減でき、機械の稼働率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態１による超仕上加工時の作用概略を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態２を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態３を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態４を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態５を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態６を説明する図である。
【図８】本発明の実施を形態７を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態８を説明する図である。
【図１０】従来の超仕上砥石ホルダを説明する図である。
【図１１】超仕上砥石と超仕上砥石ホルダ、ワークの関係図を示した加工状況概要を説明する図である。
【図１２】従来超仕上砥石ホルダによる超仕上加工時の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１砥石押付方向の軸線
２超仕上砥石ホルダ
３超仕上砥石
５１，５２，５３ねじ
ＷＣ揺動中心近傍における砥石保持間隔
ＷＴ超仕上砥石ホルダの最もワーク側における砥石保持間隔
ＷＤ超仕上砥石ホルダの最もワーク側と反対側における砥石保持間隔
Ｓ砥石幅

Claims

回転するワークに砥石を押し付け、かつ砥石押付方向に直角の振動振幅により超仕上加工を行う前記砥石を保持する超仕上砥石ホルダにおいて、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔が、揺動中心近傍もしくは揺動中心に最も近い超仕上砥石ホルダの砥石押付方向の末端近傍で、最も小さく、かつ、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔が、任意の位置に固定できることを特徴とする超仕上砥石ホルダ。
超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔が最も小さい位置と、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向のその他の位置を結ぶ面が、平面であることを特徴とする請求項１に記載の超仕上ホルダ。
超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔が最も小さい位置と、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向のその他の位置を結ぶ面の交わる形状が、超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔が最も小さい位置において、砥石押付方向に水平かつ振動振幅に水平な断面形状が曲線、または直線、または点であることを特徴とする請求項２に記載の超仕上砥石ホルダ。
超仕上砥石ホルダの振動振幅方向で砥石を保持している部位が、揺動中心近傍及び砥石押付方向の両端近傍の３ヶ所の内、少なくとも２ヶ所で保持されることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の超仕上砥石ホルダ。
砥石押付方向に水平かつ振動振幅方向に水平な断面において、砥石押付方向の軸線に対し、振動振幅方向の砥石を保持する形状が、対称であることを特徴とする請求項１ないし４記載の超仕上砥石ホルダ。
超仕上砥石ホルダの砥石を保持する振動振幅方向の間隔は、ねじにより、任意の位置に固定できることを特徴とする請求項１に記載の超仕上砥石ホルダ。
超仕上砥石ホルダの少なくとも揺動中心に最も近い振動振幅方向で砥石を保持している部位に、耐摩耗材またはメッキ，コーティング等の耐摩耗処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし４または請求項６に記載の超仕上砥石ホルダ。