JP5167920B2

JP5167920B2 - 研削盤及び研削方法

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Publication number: JP5167920B2
Application number: JP2008104130A
Authority: JP
Inventors: 吉宏水谷; 浩森田; 勇太小林
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2013-03-21
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Also published as: ATE544562T1; US20090258576A1; JP2009255186A; EP2108480A1; EP2108480B1; US8172644B2

Description

本発明は、砥石の研削面と工作物との接触面に向けて研削液を供給しながら砥石によって工作物を研削加工する研削盤及び研削方法に関し、特に研削加工工程に応じて使い分ける第１の砥石及び第２の砥石を備えた研削盤及び研削方法に関するものである。

従来、研削盤に備えられた砥石で工作物を研削加工するときには、砥石と工作物との研削点に研削液を供給して冷却及び潤滑することにより研削熱による工作物の研削焼け、熱歪み等を防止している。しかし、砥石と工作物との研削点に向けて研削液を供給した場合、砥石と工作物との間で研削液に動圧が発生し、また、工作物に穴や溝がある場合には、穴や溝により圧力が変化し、砥石と工作物との間で相対変位を生じ、工作物の研削加工精度が低下するという問題があった。かかる研削液に発生する動圧による研削加工精度の低下を防ぐための技術が、特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載の技術では、砥石と工作物とが接触する研削点に研削液を供給するクーラントノズルに供給する研削液圧を高低２段階に切替え可能な研削液供給装置を設け、砥石の工作物への送り速度が大きい粗研削時には研削液圧を高圧に、送り速度が小さい仕上げ研削時、スパークアウト研削時には低圧に切替えることにより、研削液に生じる動圧によって研削加工精度が悪化することを防止している。
実開昭５７−１５７４５８号公報（第１−３頁、図２）

上記従来技術では、砥石の研削面と工作物とが接触する接触面に向けて供給された研削液に生じた動圧を開放することができず、特に、砥石及び工作物の回転数を上げて研削能率を高くした場合、研削液に生じる動圧によって研削加工精度が悪化する。そこで、本出願人は、砥石と工作物とが接触する接触面を上下に貫通するように少なくとも１本の傾斜溝を設けた砥石を提案している。かかる、砥石を備えた研削盤によれば、接触面に向けて供給された研削液の排出性を向上させ、工作物に対する砥石の接触弧長さを減少させて、研削液に発生する動圧を開放し、工作物の加工精度を高めることができる。ところが、傾斜溝を設けることにより砥石の研削に作用する砥粒体積（砥粒数）が減少するので、砥石の寿命が短くなる場合があり、砥石交換の作業頻度が高くなる。

本発明は、工作物の研削加工を高精度に行える長寿命の砥石を備えた研削盤及び研削方法を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、研削加工工程に応じて使い分ける第１の砥石及び第２の砥石を備え、前記各砥石の研削面と工作物との接触面に向けて研削液を供給しながら前記各砥石によって前記工作物を研削加工する研削盤において、前記第１の砥石として、当該研削面を平滑に形成した砥石を備え、前記第２の砥石として、当該研削面に砥石円周方向に対して傾斜した複数の傾斜溝を刻設した砥石を備え、前記第２の砥石の研削面と前記工作物との接触面内であって、前記第２の砥石を円周上の任意の位置で砥石軸と平行に、且つ、砥石径の方向に切断したときの当該切断線上に存在する前記傾斜溝の幅の和が常に等しいことである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の研削盤において、前記複数の傾斜溝は、所定の角度傾斜し、等間隔に、且つ、前記傾斜溝と前記接触面の砥石円周方向と平行な一方の縁の延長線との交点を一方交点、他方の縁の延長線との交点を他方交点と定義した場合、一の傾斜溝の他方交点と、一の傾斜溝と隣接する傾斜溝の一方交点とが砥石円周方向において所定のオーバラップ量だけオーバラップするように刻設され、前記第２の砥石によって前記工作物を研削加工する際には、当該研削面と前記工作物との接触面の砥石円周方向長さが前記オーバラップ量よりも小さくなるように、前記工作物に対する前記砥石の切込み量と、前記傾斜溝の傾斜角度及び間隔との少なくとも一方を設定して研削加工することである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の研削盤において、前記複数の傾斜溝は、所定の角度傾斜し、等間隔に、且つ、前記第２の砥石の両側面をつき抜け、一の前記傾斜溝における前記第２の砥石の一方の側面側の砥石円周方向の一部と、前記一の傾斜溝と隣接する前記傾斜溝における前記第２の砥石の他方の側面側の砥石円周方向の一部とが所定のオーバラップ量だけオーバラップするように刻設され、前記第２の砥石によって前記工作物を研削加工する際には、当該研削面と前記工作物との接触面の砥石円周方向長さが前記オーバラップ量よりも小さくなるように、前記工作物に対する前記砥石の切込み量と、前記傾斜溝の傾斜角度及び間隔との少なくとも一方を設定して研削加工することである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれかに記載の研削盤において、前記工作物の粗研削では前記第１の砥石を使用し、前記工作物の仕上げ研削では前記第２の砥石を使用することである。
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれかに記載の研削盤において、前記工作物の平滑面では前記第１の砥石により研削加工し、前記工作物の非平滑面では前記第２の砥石により研削加工することである。

請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至５のいずれかに記載の研削盤において、前記第１の砥石と前記第２の砥石は、並設されていることである。
請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項６に記載の研削盤において、前記第２の砥石が砥石軸に嵌着され締結固定された後、前記第１の砥石が前記砥石軸に嵌着され前記第２の砥石に締結固定されて並設されていることである。

請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項７に記載の研削盤において、前記第１の砥石の研削面と前記第２の砥石の研削面は、間隙を持って並設されていることである。
請求項９に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至８のいずれかに記載の研削盤において、少なくとも前記第２の砥石の研削面が斜面に形成され、前記第１及び第２の砥石を支承する砥石台が前記工作物の軸線と直角な軸線周りに回動可能であることである。

上記課題を解決するために、請求項１０に係る発明の構成上の特徴は、砥石の研削面と工作物との接触面に向けて研削液を供給しながら前記砥石によって前記工作物を研削加工する研削方法において、研削面を平滑に形成した第１の砥石による研削加工と、研削面に砥石円周方向に対して傾斜した複数の傾斜溝を刻設し、前記傾斜溝が刻設された研削面と前記工作物との接触面内であって、砥石外周縁上の任意の位置で砥石軸と平行に、且つ、砥石径の方向に切断したときの当該切断線上に存在する前記傾斜溝の幅の和が常に等しい第２の砥石による研削加工とを研削加工工程に応じて使い分けることである。

請求項１１に係る発明の構成上の特徴は、請求項１０に記載の研削方法において、前記工作物の粗研削では前記第１の砥石を使用し、前記工作物の仕上げ研削では前記第２の砥石を使用することである。
請求項１２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１０に記載の研削方法において、前記工作物の平滑面では前記第１の砥石により研削加工し、前記工作物の非平滑面では前記第２の砥石により研削加工することである。

請求項１に係る発明によれば、研削加工工程に応じて使い分ける第１の砥石及び第２の砥石を備え、各砥石の研削面と工作物との接触面に向けて研削液を供給しながら各砥石によって工作物を研削加工する研削盤において、第１の砥石として、当該研削面を平滑に形成した砥石を備え、第２の砥石として、当該研削面に傾斜溝を刻設した砥石を備えているので、以下の理由により第２の砥石による研削加工精度及び第２の砥石の砥石寿命の向上を図ることができる。
即ち、第１の砥石は、一般的な砥石であり、第２の砥石を使用した場合には寿命が短くなるような研削加工工程において使用しても寿命が極端に短くなることはない。一方、第２の砥石は、上方から供給された研削液が傾斜溝を通って上方及び下方から流出し、研削面と工作物との間に発生する研削液の動圧を開放することができる。これにより、研削液の供給量を減少させなくても、工作物が研削液の動圧よって第２の砥石から離間する方向に変位され、或いは研削液に発生する動圧が変動して工作物が第２の砥石から離間する距離が変化することがなくなり、第２の砥石による工作物の研削加工精度を高めることができる。そして、第２の砥石を使用した場合には寿命が短くなるような研削加工工程においては第１の砥石が使用されるので、第２の砥石の長寿命化を図ることができる。そして、傾斜溝による研削液に発生する動圧の低減効果は傾斜溝の幅に比例するが、第２の砥石の研削面全周にわたって傾斜溝の幅が一定となるように傾斜溝を刻設しているので研削面全周にわたって動圧低減効果も一定となり、工作物に対しむらのない研削加工が可能となる。

請求項２に係る発明によれば、第２の砥石は、傾斜溝と接触面の砥石円周方向と平行な一方の縁の延長線との交点を一方交点、他方の縁の延長線との交点を他方交点と定義した場合、一の傾斜溝の他方交点と、一の傾斜溝と隣接する傾斜溝の一方交点とが砥石円周方向において所定のオーバラップ量だけオーバラップし、接触面の砥石円周方向長さがオーバラップ量よりも小さくなるようにするので、少なくとも１本の傾斜溝が第２の砥石の研削面と工作物とが接触する接触面を上下方向に貫通し、上方から供給された研削液が傾斜溝を通って上方及び下方から流出し、研削面と工作物との間に発生する研削液の動圧を開放することができる。これにより、研削液の供給量を減少させなくても、工作物が研削液の動圧よって第２の砥石から離間する方向に変位され、或いは研削液に発生する動圧が変動して工作物が第２の砥石から離間する距離が変化することがなくなり、第２の砥石による工作物の研削加工精度を高めることができる。そして、第２の砥石を使用した場合には寿命が短くなるような研削加工工程においては第１の砥石が使用されるので、第２の砥石の長寿命化を図ることができる。

請求項３に係る発明によれば、第２の砥石は、一の傾斜溝における第２の砥石の一方の側面側の砥石円周方向の一部と、一の傾斜溝と隣接する傾斜溝における第２の砥石の他方の側面側の砥石円周方向の一部とが所定のオーバラップ量だけオーバラップし、接触面の砥石円周方向長さがオーバラップ量よりも小さくなるようにするので、少なくとも１本の傾斜溝が第２の砥石の研削面と工作物とが接触する接触面を上下方向に貫通し、上方から供給された研削液が傾斜溝を通って上方及び下方から流出し、研削面と工作物との間に発生する研削液の動圧を開放することができる。これにより、研削液の供給量を減少させなくても、工作物が研削液の動圧よって第２の砥石から離間する方向に変位され、或いは研削液に発生する動圧が変動して工作物が第２の砥石から離間する距離が変化することがなくなり、第２の砥石による工作物の研削加工精度を高めることができる。そして、第２の砥石を使用した場合には寿命が短くなるような研削加工工程においては第１の砥石が使用されるので、第２の砥石の長寿命化を図ることができる。

請求項４に係る発明によれば、高能率で取り代が多く砥石摩耗への影響が大きい粗研削には第１の砥石を使用し、低能率で砥石摩耗が少なく加工精度に影響が大きい仕上げ研削には第２の砥石を使用することで、第２の砥石による研削加工精度と第２の砥石の砥石寿命の向上を図ることができる。
請求項５に係る発明によれば、研削面に傾斜溝を刻設した第２の砥石によれば研削面と工作物との間に発生する研削液の動圧を開放することができ、研削液に発生する動圧が変動して工作物が第２の砥石から離間する距離が変化することがなくなるので、工作物の非平滑面、即ち工作物に穴や溝等が形成された面であっても研削加工精度を高めることができる。

請求項６に係る発明によれば、第１の砥石と第２の砥石が並設されているので、第１の砥石による研削加工と第２の砥石による研削加工を続けて行うことができ、研削加工工数を低減することができる。
請求項７に係る発明によれば、砥石軸に対し第２の砥石よりも外側に第１の砥石を配置しているので、第１の砥石が第２の砥石と比べて減りが大きくても第１の砥石のみを容易に交換することができる。そのとき、第２の砥石を砥石軸のみに締結固定し、第１の砥石を第２の砥石のみに締結固定しているので、第１の砥石の締結を外す作業のみで第１の砥石のみを交換することができ、交換作業工数を低減することができる。そして、第２の砥石は砥石軸から外さなくて良いので、第２の砥石の研削先端位置を高精度な状態に保つことができる。

請求項８に係る発明によれば、第１の砥石の研削面と第２の砥石の研削面を間隙を持って並設しているので、第１の砥石をツルーイングした後にツルーイング手段を該間隙に一旦逃がすことができ、第２の砥石との干渉を防止することができる。そして、その後に続けて第２の砥石をツルーイングすることができるので、ツルーイング工数を低減することができる。
請求項９に係る発明によれば、少なくとも第２の砥石の研削面を斜面に形成しているので、第２の砥石による研削時には砥石台を工作物の軸線と直角な軸線周りに回動させて砥石軸を傾斜させる必要がある。このため、工作物が例えば隣り合う位相の異なるカム等の場合であっても、第１の砥石による研削加工中は第２の砥石の研削面が隣接するカムから逃げているので、第２の砥石と該カムとが干渉することを防止することができる。また、第２の砥石による研削加工中も第１の砥石の研削面が隣接するカムから逃げているので、第１の砥石と該カムとが干渉することを防止することができる。そして、上述したように一方の砥石による研削加工中は他方の砥石は研削に関与しないので、第１の砥石又は第２の砥石によるトラバース研削も可能となる。

請求項１０に係る発明によれば、砥石の研削面と工作物との接触面に向けて研削液を供給しながら前記砥石によって前記工作物を研削加工する研削方法において、研削面を平滑に形成した第１の砥石による研削加工と、研削面に砥石円周方向に対して傾斜した複数の傾斜溝を刻設した第２の砥石による研削加工とを研削加工工程に応じて使い分けるので、以下の理由により第２の砥石による研削加工精度及び第２の砥石の砥石寿命の向上を図ることができる。
即ち、第１の砥石は、一般的な砥石であり、第２の砥石を使用した場合には寿命が短くなるような研削加工工程において使用しても寿命が極端に短くなることはない。一方、第２の砥石は、上方から供給された研削液が傾斜溝を通って上方及び下方から流出し、研削面と工作物との間に発生する研削液の動圧を開放することができる。これにより、研削液の供給量を減少させなくても、工作物が研削液の動圧よって第２の砥石から離間する方向に変位され、或いは研削液に発生する動圧が変動して工作物が第２の砥石から離間する距離が変化することがなくなり、第２の砥石による工作物の研削加工精度を高めることができる。そして、第２の砥石を使用した場合には寿命が短くなるような研削加工工程においては第１の砥石が使用されるので、第２の砥石の長寿命化を図ることができる。そして、傾斜溝による研削液に発生する動圧の低減効果は傾斜溝の幅に比例するが、第２の砥石の研削面全周にわたって傾斜溝の幅が一定となるように傾斜溝を刻設しているので研削面全周にわたって動圧低減効果も一定となり、工作物に対しむらのない研削加工が可能となる。

請求項１１に係る発明によれば、高能率で取り代が多く砥石摩耗への影響が大きい粗研削には第１の砥石を使用し、低能率で砥石摩耗が少なく加工精度に影響が大きい仕上げ研削には第２の砥石を使用することで、第２の砥石による研削加工精度と第２の砥石の砥石寿命の向上を図ることができる。
請求項１２に係る発明によれば、研削面に傾斜溝を刻設した第２の砥石によれば研削面と工作物との間に発生する研削液の動圧を開放することができ、研削液に発生する動圧が変動して工作物が第２の砥石から離間する距離が変化することがなくなるので、工作物の非平滑面、即ち工作物に穴や溝等が形成された面であっても研削加工精度を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示す第１の実施形態の研削盤１０のベッド１１上には、テーブル１２が水平なＺ軸方向に移動可能に案内支持されていると共に、砥石台２０がＺ軸方向と直交する水平なＸ軸方向に移動可能に案内支持されている。更に、クーラント供給装置６０が配置されている。テーブル１２上には、主軸台１３と心押台１４とが対向して配置されている。砥石台２０には、研削加工工程に応じて使い分ける第１の砥石車２１及び第２の砥石車２２がＺ軸方向と平行な軸線の周りに回転可能に支承されている。

主軸台１３には、工作物Ｗの一端を支持するセンタが嵌着される主軸１５が回転可能に軸承され、心押台１４には、工作物Ｗの他端を支持するセンタが嵌着される心押し軸１６が固定されて軸承されている。更に、主軸台１３には、主軸１５をＺ軸方向と平行な軸線の周りに回転する主軸回転モータ１７が備えられている。工作物Ｗは、主軸１５と心押し軸１６との間で両端をセンタ支持され、主軸回転モータ１７によって軸線の周りに回転されるようになっている。

第１の砥石車２１及び第２の砥石車２２は、砥石軸２３に横並びに合わされて取り付けられ、砥石駆動モータ２４によってベルト伝動機構２５を介して回転される。各砥石外周面がＺ軸方向と平行な幅広の研削面２１ａ，２２ａとなっており、Ｚ軸方向に移動して工作物Ｗである例えばカムシャフトのカムを研削加工するようになっている。また、砥石軸２３には、第１又は第２の砥石車２１，２２と工作物Ｗもしくはツルーイングロール３２との接触によって発生する弾性波を検出するＡＥセンサ２６が備えられている。尚、第１及び第２の砥石車２１，２２の詳細は後述する。

クーラント供給装置６０は、第１又は第２の砥石車２１，２２が工作物Ｗを研削加工する研削点にクーラントを供給する。このクーラント供給装置６０は、クーラントノズル６１、ポンプ６２、モータ６３、クーラント貯留槽６４等を備えている。モータ６３により駆動されるポンプ６２から供給されたクーラントは、図略の流量制御弁により流量制御され、第１及び第２の砥石車２１，２２の上方に取り付けられたクーラントノズル６１から研削点に供給されて研削加工部を冷却及び潤滑する。研削点に供給されたクーラントは、ベッド１１下方に流れ、図略のマグネットセパレータ等により切粉が分離された後に、再びクーラント貯留槽６４へ戻される。

主軸台１３には、第１及び第２の砥石車２１，２２をツルーイングするためのツルーイング装置３０が設けられている。ツルーイング装置３０は、回転可能なツルア軸３１の一端に取り付けられた薄幅のツルーイングロール３２を備えている。ツルーイングロール３２の外周面には、円筒状のツルーイング面３２ａが設けられている。ツルア軸３１は、ビルトインモータ３５によって回転駆動されるようになっている。

研削盤１０を制御する数値制御装置４０は、中央処理装置４１と、種々の制御値及びプログラムを記憶するメモリ４２と、インターフェィス４３、４４から主に構成されている。メモリ４２には、研削加工プログラム、ツルーイングプログラム等、研削加工サイクル及びツルーイングサイクルを実行するに必要な種々のデータが記憶されている。数値制御装置４０には、インターフェース４３、４４を介して種々のデータが入出力されるようになっている。入出力装置４５として、データの入力等を行うためのキーボード、データの表示を行うＣＲＴ等の表示装置を備えている。また、数値制御装置４０には、ＡＥセンサ２６からのＡＥ信号が増幅器４６を介して入力されるようになっている。

数値制御装置４０は、Ｘ軸モータ駆動ユニット５０を介して砥石台２０をＸ軸方向へ移動させるＸ軸サーボモータ５１に駆動信号を与えるようになっており、Ｘ軸サーボモータ５１に取り付けられたエンコーダ５２がＸ軸サーボモータ５１の回転位置、即ち砥石台２０の位置をＸ軸モータ駆動ユニット５０及び数値制御装置４０へ送出するように構成されている。また、数値制御装置４０は、Ｚ軸モータ駆動ユニット５４を介してテーブル１２をＺ軸方向へ移動させるＺ軸サーボモータ５５に駆動信号を与えるようになっており、Ｚ軸サーボモータ５５に取り付けられたエンコーダ５６がＺ軸サーボモータ５５の回転位置、即ちテーブル１２の位置をＺ軸モータ駆動ユニット５４及び数値制御装置４０へ送出するように構成されている。

数値制御装置４０は、メモリ４２に記憶されたＮＣプログラムの目標位置指令とエンコーダ５２、５６からの現在位置信号との偏差により、サーボモータ５１、５５をそれぞれ駆動し、テーブル１２及び砥石台２０をそれぞれ目標位置に位置決め制御する。数値制御装置４０は、第１及び第２の砥石車２１，２２による工作物Ｗの研削加工本数をカウントし、研削加工本数が予め定められた値に達するとツルーイング動作を指令する。

以上のような構成の研削盤１０によれば、研削加工工程に応じて使い分ける第１の砥石車２１と第２の砥石車２２が砥石軸２３に並設されているので、第１の砥石車２１による研削加工と第２の砥石車２２による研削加工を続けて行うことができ、もしくは第１の砥石車２１による研削加工を全て完了した後に続けて第２の砥石車２２による研削加工を全て完了することができ、研削加工工数を低減することができる。そして、第１の砥石車２１と第２の砥石車２２を研削加工工程に応じて使い分けるが、特に第２の砥石車２２は以下に説明する大きな特徴を有しているため、従来は両立が困難であった第２の砥石車２２による研削加工精度を高めることができると共に、第２の砥石車２２を長寿命化させることができる。

第１の砥石車２１は、例えば粗研削に使用される砥石であり、第２の砥石車２２は、例えば仕上げ研削に使用される砥石である。第１及び第２の砥石車２１，２２は、図２に示すように、セグメントタイプの砥石チップ７１，８１を備えている。
第１の砥石車２１の砥石チップ７１は、粗研削用に集中度が調整されており、例えばＣＢＮ、ダイヤモンド等の超砥粒をビトリファイドボンドで３ｍｍ〜５ｍｍの厚さに結合した砥粒層７２が外周側に形成され、下地粒子をビトリファイドボンドで１ｍｍ〜３ｍｍの厚さに結合した下地層７３が砥粒層７２の内側に重ねて一体的に形成されている。

第２の砥石車２２の砥石チップ８１は、仕上げ研削用に集中度が大きくなるように調整されており、例えばＣＢＮ、ダイヤモンド等の超砥粒をビトリファイドボンドで３ｍｍ〜５ｍｍの厚さに結合した砥粒層８２が外周側に形成され、下地粒子をビトリファイドボンドで１ｍｍ〜３ｍｍの厚さに結合した下地層８３が砥粒層８２の内側に重ねて一体的に形成されている。そして、詳細は後述するが、第２の砥石車２２の研削面２２ａには、複数の傾斜溝８６が形成されている。
ビトリファイドボンドを採用すると、有気孔の特性から、切り屑の排出性に優れ、切れ味が良好となるため、砥石摩耗量を少なくして良好な表面あらさに研削加工することができる。しかしながら、結合剤としては、ビトリファイドボンドの他に、レジンボンド又はメタルボンド等を使用することもできる。

第１及び第２の砥石車２１，２２は、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、砥粒層７２，８２と下地層７３，８３からなる複数の円弧状の砥石チップ７１，８１が、鉄又はアルミニウム等の金属、或いは樹脂等で成形された円盤状のコア７４，８４の外周面に並べられ、下地層７３，８３の底面で接着剤によりコア７４，８４に貼付されて構成されている。
第１の砥石車２１のコア７４には、図２に示すように、右端面側に小径のフランジ部７４ａが突設されている。そして、コア７４の左端面からフランジ部７４ａの右端面に貫通する固定用ボルト７５を通すボルト穴７４ｂが穿設されている。ボルト穴７４ｂの左端は固定用ボルト７５の頭が挿入されるざぐり穴となっている。ボルト穴７４ｂは、コア７４に等角度間隔で穿設されている。

第２の砥石車２２のコア８４には、図２に示すように、左端面側に固定用ボルト７５が螺合されるネジ穴８４ａが穿設されている。ネジ穴８４ａは、ボルト穴７４ｂに対応してコア８４に等角度間隔で穿設されている。そして、コア８４の左端面から右端面に貫通する固定用ボルト８５を通すボルト穴８４ｂが穿設されている。ボルト穴８４ｂの左端は固定用ボルト８５の頭が挿入されるざぐり穴となっている。ボルト穴８４ｂは、ネジ穴８４ａよりも内周側においてコア８４に等角度間隔で穿設されている。そして、砥石軸２３の左端面には、固定用ボルト８５が螺合されるネジ穴２３ａが穿設されている。ネジ穴２３ａは、ボルト穴８４ｂに対応して砥石軸２３の左端面に等角度間隔で穿設されている。

第１及び第２の砥石車２１，２２を砥石軸２３に取り付けるときは、先ず、第２の砥石車２２の中心穴２２ｂを砥石軸２３の先端２３ｂに嵌入して第２の砥石車２２の右端面を砥石軸２３の左端面に密着する。そして、固定用ボルト８５をボルト穴８４ｂに挿入して砥石軸２３のネジ穴２３ａに螺合する。これにより、第２の砥石車２２は砥石軸２３に芯出しされて締結固定される。次に、第１の砥石車２１の中心穴２１ｂを砥石軸２３の先端２３ｂに嵌入して第１の砥石車２１のフランジ部７４ａの右端面を第２の砥石車２２の左端面に密着する。そして、固定用ボルト７５をボルト穴７４ｂに挿入して第２の砥石車２２のネジ穴８４ａに螺合する。これにより、第１の砥石車２１は砥石軸２３に芯出しされて第２の砥石車２２に締結固定される。以上のような固定用ボルト７５，８５を用いることにより、第２の砥石車２２は砥石軸２３と着脱可能になり、第１の砥石車２１は第２の砥石車２２と着脱可能となる。尚、このように着脱可能に締結固定できる手段であれば使用可能であり、ボルトに限定されるものではない。

以上のような構成によれば、粗研削用の第１の砥石車２１は、仕上げ研削用の第２の砥石車２２に比べて減りが早いが、上述したように第１の砥石車２１は第２の砥石車２２に締結固定され、第２の砥石車２２は砥石軸２３に締結固定されているため、第１の砥石車２１のみを砥石軸２３から外して交換することができる。よって、第２の砥石車２２を砥石軸２３から外す作業が不要となる分、砥石交換の作業工数を低減させることができる。そして、第１の砥石車２１のみの交換で良いので砥石コストを低減させることができる。

また、第１の砥石車２１の研削面２１ａと第２の砥石車２２の研削面２２ａはフランジ部７４ａの厚さ分だけ間隙を持っているため、第１の砥石車２１の研削面２１ａをツルーイングロール３２によりツルーイングした後、ツルーイングロール３２をかかる間隙に一旦逃がすことができる。そして、その後に続けて第２の砥石車２２の研削面２２ａをツルーイングロール３２によりツルーイングできるため、ツルーイング装置３０や砥石台２０をホームポジションに戻す必要が無く、ツルーイング工数を低減させることができる。尚、ツルーイングロール３２の幅は通常は１ｍｍ程度であるので、研削面２１ａと研削面２２ａの間隙は１ｍｍ以上に設定すれば良い。

更に、第２の砥石車２２について詳述する。図４乃至図７に示すように、第２の砥石車２２の研削面２２ａには、複数の傾斜溝８６が、研削面２２ａから下地層８３に至るまでの深さｈで砥石周方向と平行な砥粒層８２の両側面８２ａ，８２ｂをつき抜けて砥粒層８２に設けられている。即ち、研削面２２ａには、砥石円周方向に対して所定の傾斜角度αだけ傾斜した複数の傾斜溝８６が、所定のピッチＰで等間隔に、且つ、傾斜溝８６と、接触面Ｓの砥石円周方向と平行な一方の縁Ｓａの延長線Ｌ１との交点を一方交点Ｃａ、他方の縁Ｓｂの延長線Ｌ２との交点を他方交点Ｃｂと定義した場合、一の傾斜溝８６の他方交点Ｃｂと、一の傾斜溝８６と隣接する傾斜溝８６の一方交点Ｃａとが砥石円周方向においてオーバラップ量Ｖだけオーバラップするように刻設されている。

そして、第２の砥石車２２の研削面２２ａと工作物Ｗとの接触面Ｓの砥石円周方向長さＬがオーバラップ量Ｖよりも小さくなるように、工作物Ｗに対する砥石の切込み量ｔと、傾斜溝８６の傾斜角度α及び間隔（ピッチ）Ｐとの少なくとも一方が設定されている。接触面Ｓは、第２の砥石車２２の外周円と工作物Ｗの外周円とが交差する交点と工作物Ｗの幅Ａとによって区画される第２の砥石車２２の研削面２２ａの領域であり、砥石円周方向と平行な一方縁Ｓａ、他方縁Ｓｂ、及び砥石軸線方向と平行な一方縁Ｓｆ、他方縁Ｓｒによって囲まれている。

第２の砥石車２２の研削面２２ａと工作物Ｗとの接触面Ｓの砥石円周方向長さＬがオーバラップ量Ｖよりも小さくされているので、接触面Ｓに上方から供給された研削液が接触面Ｓを貫通する傾斜溝８６を通って上方及び下方から流出し、研削面２２ａと工作物Ｗとの間に発生する研削液の動圧を開放することができる。これにより、工作物Ｗが研削液の動圧よって第２の砥石車２２から離間する方向に変位され、或いは研削液に発生する動圧が変動して工作物Ｗが第２の砥石車２２から離間する距離が変化することがなくなり、研削された工作物Ｗの研削加工精度を高めることができる。

第２の砥石車２２の研削面２２ａを展開して示した図４、図６から明らかなように、一の傾斜溝８６が接触面Ｓの他方の縁Ｓｂの延長線Ｌ２と交差する他方交点Ｃｂと、一の傾斜溝８６と隣接する傾斜溝８６が接触面Ｓの一方の縁Ｓａの延長線Ｌ１と交差する一方交点Ｃａとが砥石円周方向においてオーバラップするオーバラップ量Ｖと、傾斜溝８６の傾斜角度αと、隣接する傾斜溝８６の間隔Ｐ、例えば円周方向ピッチと、接触面Ｓの軸線方向長さである工作物Ｗの幅Ａとの関係は、
Ｖ＝Ａ／ｔａｎα−Ｐ・・・（１）
となる。

従って、オーバラップ量Ｖより接触面Ｓの円周方向長さＬが小さい条件、
Ｌ＜Ａ／ｔａｎα−Ｐ・・・（２）
を満たせば、第２の砥石車２２の回転位相に拘らず、少なくとも１本の傾斜溝８６が接触面Ｓを上下方向に貫通することとなり、接触面Ｓに流入した研削液により研削面２２ａと工作物Ｗとの間に発生する動圧を接触面Ｓの上方及び下方の両方から開放することができる。これに対し、この条件を満たさないと、第２の砥石車２２の回転位相によっては、いずれの傾斜溝８６も接触面Ｓを上下方向に貫通しないので、即ち、接触面Ｓに対して傾斜溝２０が上方にしか開口していないと接触面Ｓの下方では動圧が開放されず、同様に傾斜溝８６が下方にしか開口していないと接触面Ｓの上方では研削液の動圧は開放されない。

第２の砥石車２２が工作物Ｗと接触する接触面Ｓの砥石円周方向長さＬは、図７（ｂ）に示すように、第２の砥石車２２の外周円と工作物Ｗの外周円とが交差する交点を結ぶ線分の長さとする。接触面Ｓの砥石円周方向長さＬは、第２の砥石車２２及び工作物Ｗの直径に比して極めて小さいので、第２の砥石車２２の外周円と工作物Ｗの外周円とが交差する交点を結ぶ線分の長さで近似することができる。
工作物Ｗの半径をＲ１、第２の砥石車２２の半径をＲ２、第２の砥石車２２の工作物Ｗへの切込み量をｔとすると、図７（ｃ）に示すように、工作物Ｗと第２の砥石車２２との中心間距離Ｃは、
Ｃ＝Ｒ１＋Ｒ２−ｔ・・・（３）
となる。

第２の砥石車２２の外周円と工作物Ｗの外周円とが交差する交点Ｄから工作物Ｗの中心Ｅと第２の砥石車２２の中心Ｆとを結ぶ線分ＥＦに垂直に下ろした線分が線分ＥＦと交差する点をＨとし、線分ＤＨ、ＥＨ、ＦＨの長さを夫々ｘ、ｙ、ｚとすると、
Ｒ１^２＝ｘ^２＋ｙ^２・・・（４）
Ｒ２^２＝ｘ^２＋ｚ^２・・・（５）
となり、
Ｃ＝ｙ＋ｚからｙ^２＝（Ｃ−ｚ）^２・・・（６）
となる。式（４）、（５）、（６）をｘについて解くと、
ｘ＝√（Ｒ２^２−（（Ｃ^２＋Ｒ２^２−Ｒ１^２）／２Ｃ）^２）・・・（７）
となる。そして、第２の砥石車２２が工作物Ｗと接触する接触面Ｓの円周方向長さＬは、
Ｌ＝２ｘ・・・（８）
となる。

接触面Ｓの円周方向長さＬがオーバラップ量Ｖと等しい場合、式（１）、（８）から、Ｌ＝２ｘ＝Ｖ＝Ａ／ｔａｎα−Ｐとなり、そのときの切込み量ｔ０は、
ｔ０＝Ｒ１＋Ｒ２−√（Ｒ１^２−（（Ａ／ｔａｎα−Ｐ）／２）^２）
−√（Ｒ２^２−（（Ａ／ｔａｎα−Ｐ）／２）^２）・・・（９）
となる。従って、工作物Ｗ及び第２の砥石車２２の半径Ｒ１，Ｒ２、工作物Ｗの幅Ａ、傾斜溝８６の傾斜角度α及び円周方向ピッチＰが決まっている場合は、第２の砥石車２２の工作物Ｗへの切込み量ｔをｔ０より小さく設定すると、接触面Ｓの円周方向長さＬがオーバラップ量Ｖより小さくなる。

また、工作物Ｗ及び第２の砥石車２２の半径Ｒ１，Ｒ２、工作物Ｗの幅Ａ、第２の砥石車２２の工作物Ｗへの切込み量ｔ、及び傾斜溝８６の傾斜角度α及び円周方向ピッチＰの一方が決まっている場合は、式（９）が成立するように、傾斜溝８６の傾斜角度α０及び円周方向ピッチＰ０の他方を設定し、円周方向ピッチＰ又は傾斜角度αを、この設定した円周方向ピッチＰ０又は傾斜角度α０より小さく設定すると、接触面Ｓの円周方向長さＬがオーバラップ量Ｖより小さくなる。このように設定された傾斜溝８６の本数ｎは、ｎ＝２π×Ｒ２／Ｐとなる。

上記説明では、工作物Ｗの幅が第２の砥石車２２の幅より小さい場合であり、接触面Ｓの軸線方向長さが工作物Ｗの幅Ａと等しいとして傾斜溝８６の諸元を求めているが、工作物Ｗの幅が第２の砥石車２２の幅Ａより大きい場合は、接触面Ｓの軸線方向長さが砥石の幅と等しいとして傾斜溝８６の諸元を求める。また、接触面Ｓの砥石円周方向長さＬは、第２の砥石車２２の外周円と工作物Ｗの外周円とが交差する交点を結ぶ線分の長さで近似しているが、第２の砥石車２２が工作物Ｗに切込み量ｔだけ切り込まれた状態で工作物Ｗが回転駆動されるとき、実際の接触面Ｓの砥石円周方向長さは、図７（ａ）に示すように、第２の砥石車２２の工作物Ｗへの切込みによって厳密にはＬｓになるので、接触面Ｓの砥石円周方向長さを、Ｌｓ＜Ｌ＝Ａ／ｔａｎα−Ｐとなるようにしても良い。

要するに数値制御装置４０の制御により第２の砥石車２２で工作物Ｗを研削加工する際には、第２の砥石車２２の研削面２２ａと工作物Ｗとの接触面Ｓの砥石円周方向長さＬがオーバラップ量Ｖよりも小さくなるように、工作物Ｗに対する第２の砥石車２２の切込み量ｔと、傾斜溝８６の傾斜角度α及び円周方向ピッチＰ（間隔）との少なくとも一方を設定して研削加工する。これにより、研削液の供給量を減少させなくても、工作物Ｗが研削液の動圧よって第２の砥石車２２から離間する方向に変位され、或いは研削液に発生する動圧が変動して工作物Ｗが第２の砥石車２２から離間する距離が変化することがなくなり、第２の砥石車２２による工作物の研削加工精度を高めることができる。そして、第２の砥石車２２を使用した場合には寿命が短くなるような研削加工工程においては第１の砥石車２１が使用されるので、第２の砥石車２２の長寿命化を図ることができる。

図８は、第２の砥石車２２に設けられる別形態の傾斜溝８８を図４に対応させて示す図であり、同一構成部材は同一番号を付して詳細な説明は省略する。第２の砥石車２２の研削面２２ａには、砥石円周方向に対して所定の傾斜角度αだけ傾斜した複数の傾斜溝８８が、研削面２２ａから下地層８３に至るまでの深さ（図５に示す傾斜溝８６と同一のｈ）で砥石周方向と平行な砥粒層８２の両側面８２ａ，８２ｂをつき抜けて砥粒層８２に刻設されている。以上の点は図４等に示す傾斜溝８６と同一であるが、以下の点で異なるものとなっている。

傾斜溝８８は、第２の砥石車２２の研削面２２ａと工作物Ｗとの接触面Ｓ内であって、第２の砥石車２２を円周上の任意の位置で砥石軸と平行に、且つ、砥石径の方向に切断したときの当該切断線ＣＬ上に存在する傾斜溝８８の幅ｗ１，ｗ２の和が常に等しくなるように、つまり、１つの傾斜溝８８の幅ｗ０＝ｗ１＋ｗ２となるように所定のピッチＰａで等間隔に刻設されている。尚、切断線ＣＬ上に存在する傾斜溝８８の幅は、接触面Ｓ内に存在する傾斜溝８８の面積に置き換えて定義しても良い。
即ち、傾斜溝８８は、接触面Ｓの砥石円周方向に平行な一方の縁Ｓａと砥石軸線方向と平行な一方の縁Ｓｆとの交点ｘａに、一の傾斜溝８８の一方の縁部８８ａが位置したとき、砥石円周方向に平行な他方の縁Ｓｂと砥石軸線方向と平行な一方の縁Ｓｆとの交点ｘｂに、一の傾斜溝８８と隣接する傾斜溝８８の一方の縁部８８ａが位置するように刻設されている。

ここで、傾斜溝８８による研削液に発生する動圧の低減効果は傾斜溝８８の幅ｗ０（＝ｗ１＋ｗ２）に比例する。よって、上述したように第２の砥石車２２の研削面２２ａの全周にわたって傾斜溝８８の幅ｗ０（＝ｗ１＋ｗ２）が一定となるように傾斜溝８８を刻設することにより、研削面２２ａ全周にわたって動圧低減効果も一定とすることができる。この結果、工作物Ｗに対しむらのない研削加工が可能となる。更に、接触面Ｓに上方から供給された研削液が接触面Ｓを貫通する傾斜溝８８を通って上方及び下方から流出し、研削面２２ａと工作物Ｗとの間に発生する研削液の動圧を開放することができる。これにより、工作物Ｗが研削液の動圧よって第２の砥石車２２から離間する方向に変位され、或いは研削液に発生する動圧が変動して工作物Ｗが第２の砥石車２２から離間する距離が変化することがなくなり、研削された工作物Ｗの研削加工精度を高めることができる。

図９は、第２の砥石車２２に設けられる更に別形態の傾斜溝８８，８９を図８に対応させて示す図であり、同一構成部材は同一番号を付して詳細な説明は省略する。第２の砥石車２２の研削面２２ａには、図８に示す一の傾斜溝８８と隣接する傾斜溝８８との中央部分に同様の傾斜溝８９、即ち砥石円周方向に対して所定の傾斜角度αだけ傾斜した複数の傾斜溝８９が、研削面２２ａから下地層８３に至るまでの深さ（図５に示す傾斜溝８６と同一のｈ）で砥石周方向と平行な砥粒層８２の両側面８２ａ，８２ｂをつき抜けて砥粒層８２に刻設されている。即ち、傾斜溝８８と隣接する傾斜溝８９とはピッチＰａ／２で等間隔に刻設されることになる。

この傾斜溝８９を追加することにより、第２の砥石車２２の研削面２２ａには、第２の砥石車２２の研削面２２ａと工作物Ｗとの接触面Ｓ内であって、第２の砥石車２２を円周上の任意の位置で砥石軸と平行に、且つ、砥石径の方向に切断したときの当該切断線ＣＬ上に存在する傾斜溝８８の幅ｗ０と傾斜溝８９の幅ｗ１，ｗ２の和が常に等しくなるように、つまり、１つの傾斜溝８８の幅ｗ０と１つの傾斜溝８９の幅ｗ０の和となるように刻設されることになる。尚、切断線ＣＬ上に存在する傾斜溝８８と傾斜溝８９の幅は、接触面Ｓ内に存在する傾斜溝８８と傾斜溝８９の面積に置き換えて定義しても良い。

このように第２の砥石車２２の研削面２２ａの全周にわたって傾斜溝８８，８９の幅２ｗ０（＝ｗ０＋ｗ１＋ｗ２）が一定となるように傾斜溝８８，８９を刻設することにより、研削面２２ａ全周にわたって動圧低減効果も一定とすることができる。この結果、工作物Ｗに対しむらのない研削加工が可能となる。更に、接触面Ｓに上方から供給された研削液が接触面Ｓを貫通する傾斜溝８８及び傾斜溝８９を通って上方及び下方から流出するので流出量を増加させることができ、研削面２２ａと工作物Ｗとの間に発生する研削液の動圧を更に効率良く開放することができる。これにより、工作物Ｗが研削液の動圧よって第２の砥石車２２から離間する方向に変位され、或いは研削液に発生する動圧が変動して工作物Ｗが第２の砥石車２２から離間する距離が変化することがなくなり、研削された工作物Ｗの研削加工精度を高めることができる。尚、追加する傾斜溝８９の幅は元の傾斜溝８８の幅と変更しても良い。また、追加する傾斜溝８９は２本以上でも良い。その場合に追加する傾斜溝８９は、上記効果を奏するように同一幅、同一傾斜角度、同一ピッチで刻設する。尚、図８，９の例では、図４の例で説明したＬ＜Ｖの関係を満たさなくても構わない。つまり、溝幅の合計さえ均一であれば良い。

上述した図４、図８及び図９に示す傾斜溝８６，８８，８９では、図８又は図９に示す傾斜溝８８，８９が砥粒層１２の外周面全周にわたって動圧低減効果を一定として工作物Ｗに対しむらのない研削加工が可能であるとともに、砥粒層１２の外周面と工作物Ｗとの間に発生する研削液の動圧を効率良く開放し、研削された工作物Ｗの研削加工精度を高めることができるので最も好ましく、次に図４に示す傾斜溝８６が砥粒層１２の外周面と工作物Ｗとの間に発生する研削液の動圧を効率良く開放し、研削された工作物Ｗの研削加工精度を高めることができるので好ましい。ただし、これらの形状の傾斜溝８６，８８，８９に限定されるものではなく、第２の砥石車２２の研削面２２ａに単に傾斜溝を刻設するのみであっても研削面２２ａと工作物Ｗとの間に発生する研削液の動圧を効率良く開放し、研削された工作物Ｗの研削加工精度を高めることができる。

上記第１の実施の形態の研削盤１０の砥石台２０は、第１の砥石車２１と第２の砥石車２２を砥石軸２３に横並びに合わせて片持ちさせたシングルヘッドの研削盤１０について説明したが、例えば図１０に示す第２の実施形態であるツインヘッドの研削盤の各砥石軸や、図１１に示す第３の実施形態である旋回装置を備えた研削盤の各砥石軸に第１及び第２の砥石車２１，２２を夫々取り付けても、第１及び第２の砥石車２１，２２は砥石軸に並設されることになるので、第１の砥石車２１による研削加工と第２の砥石車２２による研削加工を続けて行うことができ、研削加工工数を低減することができる。そして、第２の砥石車２２は上述した大きな特徴を有しているため、従来は両立が困難であった第２の砥石車２２による研削加工精度を高めることができると共に、第２の砥石車２２を長寿命化させることができる。以下、図１０を参照してツインヘッドの研削盤について説明し、続いて図１１を参照して旋回装置を備えた研削盤について説明する。

第２の実施形態である図１０に示すツインヘッド研削盤１１０は、左右２つの加工ヘッドである砥石台１０８，１０９を左右方向・前後方向に摺動自在に設け、その砥石台１０８，１０９の砥石軸と平行する位置に工作物Ｗを一対のセンタにより支持する主軸台１１８及び心押台１１７が設置されている。即ち、ベッド１０１上にはその長手左右方向（Ｚ軸方向）のＺ軸案内レール１０２上に右側砥石台１０８を載置する右側Ｚ軸テーブル１０６が送りねじ１０３により摺動自在に設けられ、それと同列にベッド１０１上の長手左右方向（Ｚ軸方向）に左側砥石台１０９を載置する左側Ｚ軸テーブル１０７が送りねじ１０４により摺動自在に設けられている。

左右のそれぞれのＺ軸テーブル１０６，１０７には、第１及び第２の砥石車２１，２２を回転駆動自在に具備する砥石台１０８，１０９が長手左右方向（Ｚ軸方向）と直交する前後方向（Ｘ軸方向）にそれぞれの送りねじ１１２，１１３により摺動自在に設けられている。主軸台１１８には工作物回転駆動用のサーボモータ１１８Ｍが設けられ、チャック等により工作物Ｗの軸端を把持して回転駆動できるように構成され、一方心押し台１１７はそのセンタにより工作物Ｗの軸芯を支持するように構成されている。

各送りネジ１１２，１１３にはエンコーダ付きのサーボモータが設けられ、制御装置により制御される。即ち、長手左右方向（Ｚ軸方向）に右側砥石台１０８を載置する右側Ｚ軸テーブル１０６を移動するための送りねじ１０３の端部にはエンコーダ１７０付きのサーボモータ１６０が設けられ、左側Ｚ軸テーブル１０７のための送りねじ１０４にはエンコーダ１７２付きのサーボモータ１６８が設けられている。また、左右のそれぞれのＺ軸テーブル１０６，１０７上には、砥石台１０８，１０９の前後方向（Ｘ軸方向）摺動用の送りねじ１１２，１１３の端部にエンコーダ１５０，１５２付きのサーボモータ１４４，１４８が設けられている。砥石台１０８，１０９には第１及び第２の砥石車２１，２２が回転駆動されるように支持されており、砥石駆動用の駆動モータが砥石台１０８，１０９に内蔵されている。

ツインヘッド研削盤１１０の概略の構成は以上のようになっており、工作物Ｗを主軸台１１８、心押し台１１７間に支持し、左右Ｚ軸テーブル１０６，１０７をサーボモータ１６０，１６８により先ず第１の砥石車２１が工作物Ｗの加工位置、
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８ではクランクピンＣＰ（イ）と整列対向する位置に割出す。次に主軸台１１８のエンコーダ１１８Ｅ付きの主軸駆動サーボモータ１１８Ｍを回転し工作物Ｗを制御回転させる。その際、工作物Ｗはその軸受部の軸芯で回転されるので、加工箇所であるクランクピンＣＰ（イ）は軸芯を中心とする公転旋回運動をすることになる。

そして、右Ｚ軸テーブル１０６上のＸ軸方向送りネジ１１２をサーボモータ１４４により前進後退をさせる。その際、加工箇所であるクランクピンＣＰ（イ）は公転旋回しているので、制御手段により主軸サーボモータ１１８Ｍの回転と同期させて砥石台１０８を前後動させながら第１の砥石車２１により粗研削加工を行う。クランクピンＣＰ（イ）の粗研削加工が完了後、第１の砥石車２１をクランクピンＣＰ（ロ）と整列対向する位置に割出してクランクピンＣＰ（ロ）の粗研削加工を行う。同様にクランクピンＣＰ（ハ）、（ニ）の粗研削加工を行う。

第１の砥石車２１によるクランクピンＣＰ（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）の粗研削加工が完了したら、左右Ｚ軸テーブル１０６，１０７をサーボモータ１６０，１６８により第２の砥石車２２がクランクピンＣＰ（イ）と整列対向する位置に割出す。そして、左Ｚ軸テーブル１０７上のＸ軸方向送りネジ１１３をサーボモータ１４８により前進後退をさせる。その際、加工箇所であるクランクピンＣＰ（イ）は公転旋回しているので、制御手段により主軸サーボモータ１１８Ｍの回転と同期させて砥石台１０９を前後動させながら第２の砥石車２２により仕上げ研削加工を行う。クランクピンＣＰ（イ）の仕上げ研削加工が完了後、第２の砥石車２２をクランクピンＣＰ（ロ）と整列対向する位置に割出してクランクピンＣＰ（ロ）の仕上げ研削加工を行う。同様にクランクピンＣＰ（ハ）、（ニ）の仕上げ研削加工を行う。尚、クランクピンＣＰ（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）ごとに粗研削加工と仕上げ研削加工を行う、即ち粗研削加工と仕上げ研削加工を交互に行うようにしても良い。

第３の実施形態である図１１に示す旋回装置を備えた研削盤２１０のベッド２１１上には、工作物テーブル２１２が水平なＺ軸方向に移動可能に案内支持され、Ｚ軸サーボモータ２７５によりＺ軸方向に移動されるようになっている。工作物テーブル２１２上には主軸台２１３と心押台２１４とが対向して設置され、主軸台２１３及び心押台２１４には工作物Ｗの両端を支持するセンタ２１５，２１６が設けられている。両センタ２１５，２１６にて支持された工作物Ｗは、主軸台２１３に設置された主軸駆動モータ２１７により図略の駆動金具を介して工作物テーブル２１２の移動方向（Ｚ軸方向）と平行な軸線の周りに回転駆動されるようになっている。

また、ベッド２１１上には、砥石テーブル２１８が工作物テーブル２１２の移動方向と直交する水平なＸ軸方向に移動可能に案内支持され、Ｘ軸サーボモータ２７１によりＸ軸方向に進退移動されるようになっている。砥石テーブル２１８上には、砥石旋回装置２２０が設置されている。砥石旋回装置２２０は、砥石テーブル２１８上に固定された図略の支持台と、この支持台に旋回軸２２２を中心にしてＢ軸の周りに水平面内で旋回可能に支持された旋回台２２３を有している。旋回台２２３には、２つの砥石軸２２５，２２６が互いに平行な水平軸線の周りに回転可能に支持され、これら砥石軸２２５，２２６に第１の砥石車２１及び第２の砥石車２２が取付けられている。第１及び第２の砥石車２１，２２は、砥石軸２２５，２２６に平行な研削面２１ａ，２２ａを有し、これら研削面２１ａ、２２ａに直交する面Ｓに旋回軸２２２の回転中心が含まれるように、第１及び第２の砥石車２１，２２が位置されている。

砥石旋回装置２２０の旋回台２２３は、平面から見て矩形状を呈している。旋回台２２３の４つの側面のうち、対向する２つの側面２３１、２３２（以下、第１側面２３１、第２側面２３２という）には、第１及び第２砥石保持手段２３３，２３４がそれぞれ設けられている。各砥石保持手段２３３，２３４は基本的に同じ構成であるので、以下、第１側面２３１に設けられた第１砥石保持手段２３３の構成について説明する。旋回台２２３の第１側面２３１には、一対の軸受部２３５，２３６が水平方向に所定の間隔を有して設置され、これら軸受部２３５，２３６によって砥石軸２２５が水平な軸線の周りに回転可能に両持ち支持されている。砥石軸２２５は、旋回台２２３が旋回軸２２２を中心にして旋回された際に、工作物Ｗの回転軸線と平行となる角度位置で位置決めされるようになっている。
第２の実施形態のツインヘッド研削盤１１０では２つの砥石台１０８，１０９を平行移動させて第１及び第２の砥石車２１，２２を割り出していたのに対し、第３の実施形態の旋回装置を備えた研削盤２１０では砥石旋回装置２２０を旋回させて第１及び第２の砥石車２１，２２を割り出すこと以外はツインヘッド研削盤１１０と同様の動作にてワークＷを研削加工することができる。

上記第１の実施の形態の研削盤１０の第１の砥石車２１及び第２の砥石車２２は、各研削面２１ａ，２２ａをＺ軸方向と平行になるように形成して砥石軸２３に横並びに支持させたが、工作物Ｗとして例えば隣り合う位相の異なるカムを有するカムシャフト等の場合、第１の砥石車２１による一のカムの研削加工中に第２の砥石車２２が該カムに隣接するカムと干渉するおそれがある。そこで、図１２に示すように第１の砥石車９１の右端面と研削面９１ａのなす角度θ１が鋭角となるように研削面９１ａを傾斜させて形成し、第２の砥石車９２の左端面と研削面９２ａのなす角度θ２が鋭角となるように研削面９２ａを傾斜させて形成する。尚、図２に示す第１の砥石車２１及び第２の砥石車２２と同一構成部分は同一番号を付す。

このような構成によれば、第１及び第２の砥石車９１，９２を図１１で説明した第３の実施形態の旋回装置を備えた研削盤２１０に取り付けることにより、図１３（Ａ）に示すように、砥石軸２２５をＺ軸方向と平行な状態から角度θ１だけ左旋回させ、砥石テーブル２１８をカムシャフトＷｃに向けて前進させることで、第１の砥石車９１によりカムＷｃ２を粗研削することができる。続いて図１３（Ｂ）に示すように、砥石軸２２５２３１をＺ軸方向と平行な状態に戻して更に角度θ２だけ右旋回させ、砥石テーブル２１８をカムシャフトＷｃに向けて前進させることで、第２の砥石車９２によりカムＷｃ２を仕上げ研削することができる。

このとき、第１の砥石車９１の研削面９１ａと第２の砥石車９２の研削面９２ａは逆方向に傾斜しているため、第１の砥石車９１による研削加工時において第２の砥石車９２が隣り合う位相の異なるカムＷｃ１と干渉することはなく、第２の砥石車９２による研削加工時において第１の砥石車９１が隣り合う位相の異なるカムＷｃ３と干渉することもない。特に、隣り合う位相の異なるカムＷｃ１，Ｗｃ２，Ｗｃ３の隙間が小さいときに効果的に干渉を防止することができる。尚、工作物が円筒形状の場合は、第１の砥石車９１及び第２の砥石車９２によりトラバース研削加工が可能である。

上述したように、第１の砥石車９１の右端面と研削面９１ａのなす角度θ１が鋭角となるように研削面９１ａを傾斜させて形成した場合、第１の砥石車９１は粗研削という重研削に使用されるため研削面９１ａの両端面の周速差により偏摩耗が発生するおそれがある。そこで、第１の砥石車２１の研削面２１ａは図２に示すようにＺ軸方向と平行になるように形成し、第２の砥石車９２のみを左端面と研削面９２ａのなす角度θ２が鋭角となるように研削面９２ａを傾斜させて形成しても良い。

このような構成によれば、第１及び第２の砥石車２１，９２を図１１で説明した第３の実施形態である旋回装置を備えた研削盤２１０に取り付けることにより、図１４に示すように、砥石軸２２５をＺ軸方向と平行な状態にして、砥石テーブル２１８を小径のシャフト部Ｗｓ１の右端に向けて前進させ、第１の砥石車２１を小径のシャフト部Ｗｓ１にて所定の切込み量で切り込ませ、続いて砥石テーブル２１８をＺ軸方向に移動させることにより、小径のシャフト部Ｗｓ１をトラバース研削加工することができる。また、図１５に示すように、砥石軸２２５をＸ軸方向と平行な状態から角度θ２だけ右旋回させ、砥石テーブル２１８を油穴等ｈを有する大径のシャフト部Ｗｓ２の右端に向けて前進させ、第２の砥石車９２を大径のシャフト部Ｗｓ２にて所定の切込み量で切り込ませ、続いて砥石テーブル２１８をＺ軸方向に移動させることにより、大径のシャフト部Ｗｓ２をトラバース研削加工することができる。

第１の砥石車２１による研削加工時は、第１の砥石車２１の研削面２１ａは砥石端面に対し直角となっており、また、第２の砥石車９２の研削面９２ａは小径のシャフト部Ｗｓ１から離間する方向に傾斜しているため、第２の砥石車９２がシャフト部Ｗｓ１と干渉することはなく、第１の砥石車２１により小径のシャフト部Ｗｓ１全体をトラバース研削加工することができる。また、第２の砥石車９１による研削加工時は、第２の砥石車９２には傾斜溝８６が形成されているため、大径のシャフト部Ｗｓ２に油穴ｈ等が形成されていても研削液に発生する動圧が変動してシャフト部Ｗｓ２が第１の砥石車２１から離間する距離が変化することがなくなり、シャフト部Ｗｓ２を高精度にトラバース研削加工することができる。そして、第１の砥石車２１の研削面２１ａは大径のシャフト部Ｗｓ２から離間する方向に傾斜しており、また、大径のシャフト部Ｗｓ２が最も大径であるためシャフト部Ｗｓ２よりも突出した部分がないため、第１の砥石車２２がシャフト部Ｗｓ２と干渉することはなく、第２の砥石車９２により大径のシャフト部Ｗｓ２全体をトラバース研削加工することができる。

尚、上述した実施形態では、第１の砥石車２１，９１と第２の砥石車２２，９２は別体で形成したが、１つのコアの外周に第１の砥石と第２の砥石を形成した複合砥石車としても良い。このように第１の砥石と第２の砥石を複合化することにより、第１の砥石車と第２の砥石車を別々に構成した場合と比べて保守・管理が容易となる。また、第１の砥石車２１，９１と第２の砥石車２２，９２はセグメントタイプの砥石チップ７１，８１により形成したが、総型砥石として形成しても良い。また、第１の砥石車２１，９１と第２の砥石車２２，９２の砥石軸２３に対する取付けは、第１の砥石車２１，９１を第２の砥石車２２，９２の外側となるようにしたが逆順であっても良い。また、従来は油穴等が形成された工作物を高精度に研削加工するには、クーラント流量切替用バルブ、配管、流量計等の機械設備を研削盤に搭載する必要があったが、第２の砥石車２２，９２によりそれらの機械設備が不要となるため、研削盤のコストを低減させることができる。

本発明の第１の実施の形態を示す研削盤の上面図である。図１の第１及び第２の砥石車周辺を示す一部断面図である。図２のセグメントタイプの砥石チップからなる第１及び第２の砥石車の全体図である。図３の第２の砥石車の研削面を展開して示した図である。図３の第２の砥石車の砥粒層に傾斜溝が刻設された状態を示す図である。図３の第２の砥石車の研削溝のオーバラップ量と、傾斜角度αと、円周方向ピッチＰと、接触面Ｓの軸線方向長さＡとの関係を示す図である。図３の第２の砥石車の接触面の円周方向長さを示す図である。図３の第２の砥石車の砥粒層に別形態の傾斜溝が刻設された状態を示す図である。図３の第２の砥石車の砥粒層に更に別形態の傾斜溝が刻設された状態を示す図である。本発明の第２の実施の形態を示す研削盤の上面図である。本発明の第３の実施の形態を示す研削盤の上面図である。別形態の第１及び第２の砥石車周辺を示す一部断面図である。図１２の第１及び第２の砥石車による研削加工例を示す図である。更に別形態の第１及び第２の砥石車の第１の砥石車による研削加工例を示す図である。図１４の第２の砥石車による研削加工例を示す図である。

符号の説明

１０，１１０，２１０・・・研削盤、２０，１０８，１０９・・・砥石台、３０・・・ツルーイング装置、４０・・・数値制御装置、２１，９１・・・第１の砥石車、２２，９２・・・第２の砥石車、２１ａ，２２ａ，９１ａ，９２ａ・・・研削面、２３，２２５，２２６・・・砥石軸、２３ａ・・・ネジ穴、７１，８１・・・砥石チップ、７２，８２・・・砥粒層、７３，８３・・・下地層、７４，８４・・・コア、７４ａ・・・フランジ部、７４ｂ，８４ｂ・・・ボルト穴、８４ａ・・・ネジ穴、７５，８５・・・固定用ボルト、８６，８８，８９・・・傾斜溝、２２０・・・砥石旋回装置。

Claims

研削加工工程に応じて使い分ける第１の砥石及び第２の砥石を備え、前記各砥石の研削面と工作物との接触面に向けて研削液を供給しながら前記各砥石によって前記工作物を研削加工する研削盤において、
前記第１の砥石として、当該研削面を平滑に形成した砥石を備え、
前記第２の砥石として、当該研削面に砥石円周方向に対して傾斜した複数の傾斜溝を刻設した砥石を備え、
前記第２の砥石の研削面と前記工作物との接触面内であって、前記第２の砥石を円周上の任意の位置で砥石軸と平行に、且つ、砥石径の方向に切断したときの当該切断線上に存在する前記傾斜溝の幅の和が常に等しいことを特徴とする研削盤。
請求項１に記載の研削盤において、前記複数の傾斜溝は、所定の角度傾斜し、等間隔に、且つ、前記傾斜溝と前記接触面の砥石円周方向と平行な一方の縁の延長線との交点を一方交点、他方の縁の延長線との交点を他方交点と定義した場合、一の傾斜溝の他方交点と、一の傾斜溝と隣接する傾斜溝の一方交点とが砥石円周方向において所定のオーバラップ量だけオーバラップするように刻設され、
前記第２の砥石によって前記工作物を研削加工する際には、当該研削面と前記工作物との接触面の砥石円周方向長さが前記オーバラップ量よりも小さくなるように、前記工作物に対する前記砥石の切込み量と、前記傾斜溝の傾斜角度及び間隔との少なくとも一方を設定して研削加工することを特徴とする研削盤。
請求項１に記載の研削盤において、前記複数の傾斜溝は、所定の角度傾斜し、等間隔に、且つ、前記第２の砥石の両側面をつき抜け、一の前記傾斜溝における前記第２の砥石の一方の側面側の砥石円周方向の一部と、前記一の傾斜溝と隣接する前記傾斜溝における前記第２の砥石の他方の側面側の砥石円周方向の一部とが所定のオーバラップ量だけオーバラップするように刻設され、
前記第２の砥石によって前記工作物を研削加工する際には、当該研削面と前記工作物との接触面の砥石円周方向長さが前記オーバラップ量よりも小さくなるように、前記工作物に対する前記砥石の切込み量と、前記傾斜溝の傾斜角度及び間隔との少なくとも一方を設定して研削加工することを特徴とする研削盤。
請求項１乃至３のいずれかに記載の研削盤において、前記工作物の粗研削では前記第１の砥石を使用し、前記工作物の仕上げ研削では前記第２の砥石を使用することを特徴とする研削盤。
請求項１乃至３のいずれかに記載の研削盤において、前記工作物の平滑面では前記第１の砥石により研削加工し、前記工作物の非平滑面では前記第２の砥石により研削加工することを特徴とする研削盤。
請求項１乃至５のいずれかに記載の研削盤において、前記第１の砥石と前記第２の砥石は、並設されていることを特徴とする研削盤。
請求項６に記載の研削盤において、前記第２の砥石が砥石軸に嵌着され締結固定された後、前記第１の砥石が前記砥石軸に嵌着され前記第２の砥石に締結固定されて並設されていることを特徴とする研削盤。
請求項７に記載の研削盤において、前記第１の砥石の研削面と前記第２の砥石の研削面は、間隙を持って並設されていることを特徴とする研削盤。
請求項１乃至８のいずれかに記載の研削盤において、少なくとも前記第２の砥石の研削面が斜面に形成され、前記第１及び第２の砥石を支承する砥石台が前記工作物の軸線と直角な軸線周りに回動可能であることを特徴とする研削盤。
砥石の研削面と工作物との接触面に向けて研削液を供給しながら前記砥石によって前記工作物を研削加工する研削方法において、
研削面を平滑に形成した第１の砥石による研削加工と、研削面に砥石円周方向に対して傾斜した複数の傾斜溝を刻設し、前記傾斜溝が刻設された研削面と前記工作物との接触面内であって、砥石外周縁上の任意の位置で砥石軸と平行に、且つ、砥石径の方向に切断したときの当該切断線上に存在する前記傾斜溝の幅の和が常に等しい第２の砥石による研削加工とを研削加工工程に応じて使い分けることを特徴とする研削方法。
請求項１０に記載の研削方法において、前記工作物の粗研削では前記第１の砥石を使用し、前記工作物の仕上げ研削では前記第２の砥石を使用することを特徴とする研削方法。
請求項１０に記載の研削方法において、前記工作物の平滑面では前記第１の砥石により研削加工し、前記工作物の非平滑面では前記第２の砥石により研削加工することを特徴とする研削方法。