JP4389554B2

JP4389554B2 - 超仕上げ装置

Info

Publication number: JP4389554B2
Application number: JP2003389281A
Authority: JP
Inventors: 和己松崎; 悦夫金久保
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2023-11-19
Also published as: CN1507982A; US20040121705A1; US6872124B2; JP2004209631A; CN100398260C

Description

本発明は超仕上げ装置に関し、特にころ軸受内外輪を超仕上げする際に好適な超仕上げ装置に関する。

従来、円錐ころ軸受の内輪を超仕上げする装置として、図４に示すように、オシレーション機構を備えた超仕上機の砥石頭振動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この超仕上機の砥石頭振動装置は、砥石１１を支持する左右振動体３，３が、一対の丸棒ガイド２，２に空気軸受４，４を介して懸架されている。左右振動体３，３の間にはカム軸５が配置されている。

このカム軸５には、図５に示すように、相反方向に等しく偏心した一対の偏心カム６，６を有する振動リング体１５，１５が設けられている。また、振動リング体１５，１５は、図４に示すように、偏心カム６，６に向かって、左右振動体３，３を押圧するばね７，７によって挟持状として進退自在に保持されている。
なお、図４および図５中の符号１はフレーム、８は調整子、９は掛止部、１０は砥石頭１２はロッド、１３はシリンダ、１４は作動釦、１６はテーパ軸部、１７はボルトである。

この砥石頭振動装置は、摩擦のない高速振動を可能として機械の耐久性を向上させることができるとともに、均一、かつ、繊細な面粗度と正しい真円度を容易に得ることができるようになっている。

また、円錐内輪のつば部と軌道部を同時加工する装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この装置は、軌道部が、従来から知られている角型の砥石を加圧し微小オシレーションを加えながら、軌道みぞに沿って砥石をトラバースさせて軌道みぞを仕上げるものである。

一方、つば部は回転する円すい台形の砥石を使い、つば部に所望の球面形状を作る加工法である。つまり、つば部の加工は形状を作ることから研削に近く、つば部の粗さを良くすることは難しい。また、砥石を回転させることから、そのためのスピンドル機構を必要とし機械が複雑になる。

更に、円すい内輪のつば部と軌道部を同時加工する装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。この装置は円すい内輪を水平状態にして加工部へ供給排出させることに特徴があり、水平にすることで内輪が倒れずミスローディングが起きにくくなる。
しかし軌道部とつば部を同時加工するために機械としては大きくなり操作性が悪くなる。
特公昭５１−１２１５７号公報米国特許第４２２２２０３号（特開昭５４−１５５９４号公報）実開平３−１１５５６号公報

しかしながら、近年、円すいころ軸受の高精度化に伴い、つば部の粗さ向上のためつば部の加工に超仕上げが採用され、更に円すいころ軸受内輪の軌道部とつば部を一台で同時に加工する機械も開発されている。

このような機械では、従来の砥石頭振動装置を軌道部とつば部に装備すると機械が大型化しコストアップになるという問題があった。また、機械の前面から加工部までの距離が長くなり砥石１１の交換や治工具の交換が困難になるなど使用上の問題も発生する。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、オシレーション機構をコンパクトにでき、これにより、装置を小型化できる超仕上げ装置を提供するものである。

本発明は、装置全体を保持するフレームと、前記フレームに回転自在に取り付けられたカム軸と、前記カム軸に取り付けられ互いに１８０度の位相差で回転する第１および第２の偏心カムと、前記第１の偏心カムの回転に伴ってスライド移動する、断面が多角形の第１の振動体と、前記第１の振動体に対して前記カム軸を挟んで反対側に配置され、前記第２の偏心カムの回転に伴ってスライド移動する、断面が多角形の第２の振動体と、前記第１の振動体および前記第２の振動体の前記多角形の外周面をスライド移動可能にそれぞれ支持する空気軸受と、前記第１の振動体又は前記第２の振動体に取り付けられた砥石と、を備えていることを特徴とする。

さらに、本発明は、前記第１および第２の振動体は、断面が四角形であることを特徴とする。
そして、本発明は、前記第１および第２の振動体が静圧スライドであることを特徴とする。
また、本発明は、前記第２の振動体が前記第１の振動体の内側に取り付けられていることを特徴とする。
そのため、第１の振動体および第２の振動体を含めた長さを短縮でき、小型化ができる。

さらに、本発明の超仕上げ装置は、前記砥石は超砥粒砥石であることを特徴とする。この超砥粒砥石としては、ＣＢＮ、ダイヤモンド等がある。ＣＢＮ、ダイヤモンド砥粒は従来のアルミナ系砥粒に比較して硬度が硬く摩耗量が少ないので砥石を短くでき、砥石を加圧するスライドも短くできるので更なる小型化が可能となる。
また、本発明の超仕上げ装置は、円すいころ軸受内輪のつばと軌道面を同時超仕上げする超仕上げ装置に搭載したことを特徴とする。

以上のように、本発明では、オシレーション機構を構成する第１および第２の振動体が断面多角形に形成されているので、第１および第２の振動体の回り止め機構を設ける必要がなくなる。
従って、装置の小型化が可能になり、コストダウンが可能になるとともに、装置の前面側から砥石までの距離が短くなるので、メンテナンスが容易となり、操作性が向上する。

また、第１の振動体の内側に前記第２の振動体を配置したので、第１振動体および第２の振動体を含めた長さを短縮できる。
更に、前記砥石を超砥粒砥石にしたので、砥石を短くでき、これによって、砥石を加圧するためのスライドを短くできるので、砥石ホルダーの小型化および軽量化が可能となる。

以下、本発明に係る超仕上げ装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る超仕上げ装置５０を示す。この超仕上げ装置５０は、装置全体を保持するフレーム５１と、このフレーム５１に回転自在に取り付けられたカム軸５２と、このカム軸５２に取り付けられ互いに１８０度の位相差で回転する第１および第２の偏心カム５３，５４とを備えている。

また、この超仕上げ装置５０は、上記第１の偏心カム５３が回転するのに伴ってスライド移動する断面が多角形の第１の振動体５５と、この第１の振動体５５に対してカム軸５２を挟んで反対側に配置され、第２の偏心カム５４が回転するのに伴ってスライド移動する断面が多角形の第２の振動体５７とを備えている。
更に、この超仕上げ装置５０は、上記第１の振動体５５および第２の振動体５７を支持する空気軸受５９，６０と、第１の振動体５５に取り付けられた砥石６１とを備えている。

次に、上記の各構成要素について説明する。
第１の振動体５５は、図２に示すように、その断面が四角形に形成され、その内部に端面から一定長さに亘って断面円形の空洞６５が形成されている。この、第１の振動体５５は、その外周の４面がそれぞれ空気軸受５９によって支持されている。この空気軸受け５９としては、例えば平板状のものを例示できる。

また、この第１の振動体５５は、図１に示すように、カム軸５２の両側に延びている。カム軸５２は、第１の振動体５５の略中央を貫通して延びている。更に、第１の振動体５５における空洞６５の反対側に形成された断面四角形の穴６６に、上記の第２の振動体５７がスライド自在に挿入されている。
この第２の振動体５７の外周４面は、それぞれ空気軸受６０によって支持されている。この空気軸受け６０としても、例えば平板状のものを例示できる。

また、第１の振動体５５は、スプリング６７によって第２振動体５７側に付勢され、第１の偏心カム５３のカム面ａに当接している。第２の振動体５７は、スプリング６８によってカム軸５２側に付勢され、第２の偏心カム５４のカム面ｂに当接している。
砥石６１は、超砥粒砥石が使用されている。この超砥粒砥石としては、例えばＣＢＮ、ダイヤモンドなどがある。

この超仕上げ装置５０は、図３に示すように、カム軸５２を駆動するモータ７０を有している。このモータ７０の回転軸７１が、プーリ７２およびＶベルト７３を介してカム軸５２に連結されている。

次に、この超仕上げ装置５０の作用を説明する。
いま、図１に示すように、円錐ころ軸受の内輪７５のつば部７６を超仕上げする場合は、内輪７５をその中心軸７５ａを中心として回転させる。そして、超仕上げ装置５０の砥石６１を、内輪７５のつば部７６に押し当てる。

この状態で、カム軸５２を回転させる。そうすると、第１偏心カム５３および第２偏心カム５４が回転し、これに伴って、第１の振動体５５および第２の振動体５７が互いに反対方向にスライド移動（振動）する。
また、第１の振動体５５に取り付けられた砥石６１が、つば部７６の仕上げ面に沿って振動して超仕上げが行われる。

このように、本発明の超仕上げ装置５０は、断面が多角形、本例では断面が四角形の第１振動体５５と第２の振動体５７とが、互いに反対方向に振動するようにしたので、超仕上げ装置５０全体のバランスが保持され、安定して運転されるとともに、第１の振動体５５および第２の振動体５７の回り止め機構が不要となる。
従って、これらの第１および第２の振動体５５，５７を含むオシレーション機構をコンパクトに構成でき、超仕上げ装置５０全体を小型化できるとともに、コストダウンが可能になる。

また、第１の振動体５５内に第２の振動体５７を配置したので、オシレーション機構および超仕上げ装置５０全体の長さを更に短縮できる。このように、超仕上げ装置５０を小型化できるので、超仕上げ装置５０の前面と砥石６１との距離が小さくなるので、砥石６１を交換する場合などに操作性が向上する。
なお、上述の実施形態では、円錐ころ軸受の内輪７５のつば部７６を超仕上げする場合について説明したが、本発明は、円錐ころ軸受の内輪７５のつば部７６と軌道７７を同時に超仕上げする場合にも適用できる。

この場合には、つば部７６を超仕上げする上記超仕上げ装置５０と、軌道７７を超仕上げするため超仕上げ装置５０と略同様な構成の超仕上げ装置（図示せず）とが必要になるが、上記のようにこれらの超仕上げ装置を小型に構成できるので、装置全体を小型化できる。
従って、装置専有面積の低減、および装置価格の低減が可能になる。

更に、砥石６１に超砥粒砥石が使用されているので、砥石６１の長さを短くでき、砥石６１を加圧するためのスライドも短くできる。従って、砥石６１のホルダーのコンパクト化、軽量化が可能になる。
また、オシレーション機構および砥石６１のホルダーのコンパクト化によって、砥石６１の高速オシレーションが可能となり、加工時間の短縮が可能となる。

なお、上述の実施形態では、砥石６１を第１の振動体５５に取り付けたが、第２振動体５７に砥石６１を取り付けることもできる。
また、本発明は、円錐ころ軸受内輪７５のつば部７６および軌道７７を超仕上げする場合に限らず、円錐ころ軸受外輪の軌道、円筒ころ軸受内外輪の軌道部およびつば部、ころ外周面などを超仕上げる際に、砥石６０を直線往復運動させる超仕上げ装置に適用できる。

本発明に係る超仕上げ装置を示す断面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のＢ矢視図である。従来例の超仕上げ装置を示す図である。従来例の偏心カムを示す図である。

符号の説明

１フレーム
２丸棒ガイド
３左右振動体
４空気軸受
５カム軸
６偏心カム
１１砥石
１２砥石頭
１５振動リング体
５０超仕上げ装置
５１フレーム
５２カム軸
５３偏心カム
５４偏心カム
５５第１の振動体
５７第２の振動体
５９空気軸受
６０空気軸受
６１砥石
６５空洞
６６穴
６７スプリング
６８スプリング
７０モータ
７１回転軸
７２プーリ
７３Ｖベルト
７５円錐ころ軸受の内輪
７５ａ中心軸
７６つば部
７７軌道

Claims

装置全体を保持するフレームと、
前記フレームに回転自在に取り付けられたカム軸と、
前記カム軸に取り付けられ互いに１８０度の位相差で回転する第１および第２の偏心カムと、
前記第１の偏心カムの回転に伴ってスライド移動する、断面が多角形の第１の振動体と、
前記第１の振動体に対して前記カム軸を挟んで反対側に配置され、前記第２の偏心カムの回転に伴ってスライド移動する、断面が多角形の第２の振動体と、
前記第１の振動体および前記第２の振動体の前記多角形の外周面をスライド移動可能にそれぞれ支持する空気軸受と、
前記第１の振動体又は前記第２の振動体に取り付けられた砥石と、を備えていることを特徴とする超仕上げ装置。
前記第１および第２の振動体は、断面が四角形であることを特徴とする請求項１に記載の超仕上げ装置。
前記第１および第２の振動体が静圧スライドであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超仕上げ装置。
前記第２の振動体が前記第１の振動体の内側に取り付けられていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の超仕上げ装置。
前記砥石は超砥粒砥石であることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の超仕上げ装置。
請求項１、２、３、４または５に記載の装置を、円すいころ軸受内輪のつばと軌道面を同時超仕上げする超仕上げ装置に搭載したことを特徴とする超仕上げ装置。