JP5609904B2

JP5609904B2 - 超仕上げ装置

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Publication number: JP5609904B2
Application number: JP2012038781A
Authority: JP
Inventors: 健剛水浦; 敬本間; 宗太郎山下
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2032-02-24
Also published as: JP2013173201A; CN103286669B; CN103286669A

Description

本発明は、軸受軌道面を砥石によって超仕上げ加工する超仕上げ装置に関する。

一般に、軸受内輪又は軸受外輪の軸受軌道面の超仕上げ加工は、軸受内輪又は軸受外輪を回転させると共に、砥石を軸受軌道面に押圧させながら揺動させることによって行われている。

例えば、特許文献１の超仕上げ装置では、揺動装置と駆動ユニットとの間の距離を一軸で変化させることによって、砥石の軸受軌道面に対する傾斜角度を変化させ、二列の軸受軌道面の加工を段取り替えなしに行っている。

より具体的に、特許文献１の超仕上げ装置１００について、図９〜１１を用いて説明する。
図９において、１０１はベース、１０２は駆動モータ、１０３は駆動ベルト、１０４は駆動モータ１０２及び駆動ベルト１０３とともに駆動ユニット１０５を構成する減速機であり、減速機１０４の減速出力は円板１０６の回転運動として取り出される。

１０７は揺動装置であり、当該揺動装置１０７は、入力側に揺動入力部としてのリンク１０８を有するとともに、出力側にリンク１０８と同軸一体の砥石ホルダ１０９を有しており、砥石ホルダ１０９の先端には砥石１１０が取り付けられている。また、揺動装置１０７にはＸ軸方向にスライド変位させるための送り装置１１５が設けられており、当該送り装置１１５の送りハンドル１１６の回転操作に応じて揺動装置１０７がガイドレール１１４上をＸ軸方向にスライド変位し、揺動装置１０７と駆動ユニット１０５とのＸ軸方向距離を調整可能としている。

１１１は、チャック１１２によってダブルレースタイプのワーク１００Ｗをチャッキングしてそのワーク１００Ｗを回転させる主軸ヘッドである。

減速機１０４の円板１０６には、その回転中心からオフセット量ｅａだけオフセットした連結位置Ｐａにコネクティングロッド１１３が連結され、このコネクティングロッド１１３はリンク１０８に連結されている。したがって、円板１０６の回転運動がコネクティングロッド１１３及びリンク１０８によって揺動装置１０７（砥石ホルダ１０９）の揺動運動に変換され、砥石１１０がＸ軸方向に揺動する。

このように構成された超仕上げ装置１００では、先ず、一方の軸受軌道面１００Ｇ１を加工するにあたって、図１０に示すように、軸受軌道面１００Ｇ１の溝中心角αａの傾きと一致するように砥石１１０を軸受軌道面１００Ｇ１に傾斜させて押圧させ、砥石１１０の揺動角θａの中心線Ｍａを中心として左右均等に砥石１１０が揺動するように砥石ホルダ１０９及び揺動装置１０７の位置を定める。この状態で駆動モータ１０２を起動すれば、砥石１１０は中心線Ｍａを中心として揺動角θａの範囲で揺動して、軸受軌道面１００Ｇ１が超仕上げ加工される。

次に、図１１に示すように、他方の軸受軌道面１００Ｇ２を超仕上げ加工する際には、揺動装置１０７を二つの軸受軌道面１００Ｇ１，１００Ｇ２の距離Ｘａ分だけＸ軸方向に移動させることによってリンク１０８を２αａ分だけ回転させ、軸受軌道面１００Ｇ２の溝中心角αａの傾きと一致するように砥石１１０を軸受軌道面１００Ｇ２に傾斜させて押圧させる。この状態で駆動モータ１０２を起動すれば、砥石１１０は中心線Ｍａを中心として揺動角θａの範囲で揺動して、軸受軌道面１００Ｇ２が超仕上げ加工される。

実開平１−６６０５８号公報

ところで、従来の超仕上げ装置では、溝中心角の傾きが異なる軸受の軸受軌道面に対して超仕上げ加工を施す際、例えば、深溝玉軸受の軸受軌道面に超仕上げ加工を施した後、アンギュラ玉軸受の軸受軌道面に超仕上げ加工を施す際には、軸受軌道面を押圧する砥石の傾斜角度を軸受軌道面の溝中心角に合わせて調整する必要があり、段取り替え時に手動による調整作業が不可欠であった。

そこで、特許文献１に記載の超仕上げ加工装置によって、砥石の傾斜角度を軸受軌道面の溝中心角に合わせて自動調整することが一案として考えられる。例えば、図１２（ａ）に示すように、溝中心角αａ（＝０）の軸受軌道面に対し、揺動角θａ１で超仕上げ加工を行った後、図１２（ｂ）に示すように、溝中心角がαａ（≠０）の軸受軌道面に対し、揺動角θａ２で超仕上げ加工を行う場合を考える。ここで、図１２（ａ）及び（ｂ）において、左側の円形状の一点鎖線は、回転時の円板１０６とコネクティングロッド１１３との連結位置Ｐａの軌跡であり、右側の円形状の破線は、コネクティングロッド１１３とリンク１０８との連結位置Ｑａの軌跡である。

図１２（ａ）の状態においては、コネクティングロッド１１３とリンク１０８とが成す角度はβａ１であり、円板１０６の回転中心１０６Ｍと、リンク１０８の回転中心１０８Ａと、の距離は√（Ｘａ１^２＋Ｚａ１^２）である。

この状態から、図１２（ｂ）に示すように、砥石１１０の傾斜角度を溝中心角αａの軸受軌道面に一致するように自動調整する場合、送り装置１１５によって揺動装置１０７（リンク１０８）をＸ軸方向にΔＸだけ変位させることによってその調整を行う。この状態においては、円板１０６の回転中心１０６Ｍと、リンク１０８の回転中心１０８Ａと、の距離が√（Ｘａ２^２＋Ｚａ２^２）に変化し（Ｘａ１＜Ｘａ２＝Ｘａ１＋ΔＸ、Ｚａ１＝Ｚａ２）、コネクティングロッド１１３とリンク１０８とが成す角度がβａ２（＞βａ１）に変化し、砥石１１０の揺動角がθａ１からθａ２に変化する。

このように砥石１１０の傾斜角度を調整する際に、円板１０６の回転中心１０６Ｍと、リンク１０８の回転中心１０８Ａと、の距離が変化することによって、コネクティングロッド１１３とリンク１０８とが成す角度がβａ１からβａ２に変化すると、振動の発生の少ない理想的な角度を維持することができず、揺動時の振動が増大し、高速化の妨げとなってしまう。
さらに、砥石１１０の揺動角がθａ１からθａ２に変化してしまうため、軸受軌道面の理想形状が崩される虞がある。
また、送り装置１１５は揺動装置１０７をＸ軸方向のみに変位可能であるため、砥石１１０の傾斜角度を対応させる溝中心角αａに制限がある。

本発明は、上述した課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、砥石の軸受軌道面に対する傾斜角度を変化させる場合であっても、当該角度の手動調整作業が不要な超仕上げ装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）第１軸方向に延びる略円筒形状の軸受内輪又は軸受外輪を把持して、前記第１軸周りに回転駆動させる主軸ヘッドと、
砥石を保持し、前記軸受内輪又は前記軸受外輪の軸受軌道面に押圧する砥石ホルダと、
前記砥石ホルダを支持し、前記第１軸方向に揺動可能な揺動装置と、
前記揺動装置を駆動する駆動装置と、
を備え、
前記駆動装置は、前記第１軸方向と垂直である第２軸方向に延びて前記第２軸周りに回転可能であり、その回転動力を出力する出力部と、前記出力部に回転中心から偏心した位置に回転自在に接続される出力側連結部材と、を有し
前記揺動装置は、前記第２軸方向に延びて前記第１軸方向に揺動可能であり、前記駆動装置の出力部の動力が入力される入力部と、前記入力部に接続された入力側連結部材と、
を有し、
前記出力側連結部材と前記入力側連結部材とが互いに連結されることによって、前記出力部の回転運動を前記入力部の揺動運動に変換する超仕上げ装置であって、
前記出力部及び前記入力部は、前記第１軸方向と、前記第１軸方向及び前記第２軸方向に垂直な第３軸方向と、においてそれぞれ独立に移動可能とされることを特徴とする超仕上げ装置。
（２）第１軸方向に延びる略円筒形状の軸受内輪又は軸受外輪を把持して、前記第１軸周りに回転駆動させる主軸ヘッドと、
砥石を保持し、前記軸受内輪又は前記軸受外輪の軸受軌道面に押圧する砥石ホルダと、
前記砥石ホルダを支持し、前記第１軸方向に揺動可能な揺動装置と、
前記揺動装置を駆動する駆動装置と、
を備え、
前記駆動装置は、前記第１軸方向と垂直である第２軸方向に延びて前記第２軸周りに回転可能であり、その回転動力を出力する出力部と、前記出力部に回転中心から偏心した位置に回転自在に接続される出力側連結部材と、を有し
前記揺動装置は、前記第２軸方向に延びて前記第１軸方向に揺動可能であり、前記駆動装置の出力部の動力が入力される入力部と、前記入力部に接続された入力側連結部材と、
を有し、
前記出力側連結部材と前記入力側連結部材とが互いに連結されることによって、前記出力部の回転運動を前記入力部の揺動運動に変換する超仕上げ装置であって、
前記出力部及び前記入力部は、前記第１軸方向と、前記第１軸方向及び前記第２軸方向に垂直な第３軸方向と、において互いに相対移動可能であり、
前記出力部は、前記入力部と同軸に回転可能である旋回板に該旋回板の回転中心から偏心して支持されており、前記旋回板の回転によって前記旋回板の回転中心周りに変位可能であることを特徴とする超仕上げ装置。
（３）溝中心角の傾きが異なる前記軸受軌道面に対して超仕上げ加工を施す際に、
前記砥石の前記軸受軌道面に対する傾斜角度が前記軸受軌道面の溝中心角の傾きと略等しくなるように、前記砥石を前記軸受軌道面に押圧させ、且つ、前記出力部の回転中心と、前記入力部の回転中心と、の前記第１軸方向及び前記第３軸方向に平行な平面における距離が一定となるように、前記出力部及び前記入力部を前記第１軸方向及び前記第３軸方向に相対移動させることを特徴とする（１）又は（２）に記載の超仕上げ装置。

本発明の超仕上げ装置によれば、出力部及び入力部は、第１軸方向と第３軸方向とにおいて互いに相対移動可能とされるので、砥石の軸受軌道面に対して傾斜させる角度を任意に設定可能となる。したがって、砥石の軸受軌道面に対する傾斜角度を変化させる場合であっても、当該傾斜角度の手動調整作業を行うことなく、自動で行うことが可能となり、高速化を実現することができる。

また、溝中心角の傾きが異なる軸受軌道面に対して超仕上げ加工を施す際に、砥石の軸受軌道面に対する傾斜角度が軸受軌道面の溝中心角の傾きと略等しくなるように、砥石を軸受軌道面に押圧させ、且つ、出力部の回転中心と、入力部の回転中心と、の第１軸方向及び第３軸方向に平行な平面における距離が一定となるように、出力部及び入力部を第１軸方向及び第３軸方向に相対移動させるようにした。
したがって、溝中心角の傾きに対応するように砥石の傾斜角度を変化させた場合であっても、出力側連結部材と入力側連結部材とがなす角度を一定に維持することができるので、当該角度を振動の発生の少ない理想的な角度に維持することが可能となる。
さらに、溝中心角の傾きに対応するように砥石の傾斜角度を変化させた場合であっても、砥石の揺動角を一定とすることができるため、軸受軌道面に対して正確な加工を施すことが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る超仕上げ装置の斜視図である。砥石が軸受軌道面を押圧する様子を示す断面図であり、（ａ）は深溝玉軸受用の軸受外輪を、（ｂ）はアンギュラ玉軸受用の軸受外輪を、示す図である。連結アーム及び連結棒を示す概略断面図であり、（ａ）は図２（ａ）における状態を、（ｂ）は図２（ｂ）における状態を、示す図である。連結アーム及び連結棒を示す概略断面図である。連結アーム及び連結棒を示す概略断面図である。本発明の第２実施形態に係る超仕上げ装置の平面図である。砥石が軸受軌道面を押圧する様子を示す断面図であり、（ａ）は深溝玉軸受用の軸受内輪を、（ｂ）はアンギュラ玉軸受用の軸受内輪を、示す図である。砥石が複列の軸受軌道面を押圧する様子を示す断面図である。従来の超仕上げ装置の斜視図である。従来の超仕上げ装置の作動説明図であり、（ａ）はリンク及びコネクティングロッドを示す断面図であり、（ｂ）は砥石及び軸受軌道面を示す断面図である。従来の超仕上げ装置の作動説明図であり、（ａ）はリンク及びコネクティングロッドを示す断面図であり、（ｂ）は砥石及び軸受軌道面を示す断面図である。リンク及びコネクティングを示す概略断面図であり、（ａ）は砥石が軸受軌道面に対して傾いていない状態を、（ｂ）は砥石が軸受軌道面に対してαａだけ傾いた状態を、示す図である。

以下、本発明に係る超仕上げ装置の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）

図１及び図２（ａ）に示すように、本発明の第１実施形態に係る超仕上げ装置１は、Ｘ軸（第１軸）方向（地面と平行方向）に延びる略円筒形状の軸受外輪１０を、把持してＸ軸周りに回転駆動させる主軸ヘッド（不図示）と、砥石３を保持し、軸受外輪１０の軸受軌道面１２にＺ軸（第３軸）方向（地面と垂直方向）から押圧する砥石ホルダ２０と、砥石ホルダ２０を支持し、Ｘ軸方向に揺動可能な揺動装置３０と、揺動装置３０を駆動する駆動装置４０と、を備える。なお、ここでは説明のため、軸受外輪１０は、深溝玉軸受用の軸受外輪として図２（ａ）に図示しているが、超仕上げ装置１が適用される軸受外輪の種類を限定するものではない。

揺動装置３０は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に垂直なＹ軸（第２軸）方向一側面で砥石ホルダ２０を支持し、逆側のＹ軸方向他側面から駆動装置４０の動力が入力される入力部としてのオシレーションスピンドル３７と、オシレーションスピンドル３７のＸ軸方向側面を支持する支持部材３８と、を有している。オシレーションスピンドル３７は、不図示のスピンドル軸がＹ方向に延びるように配置されており、支持部材３８は、Ｚ軸方向に延びるＺ軸ガイドレール３２上に設置されており、モータ３４を駆動させることよって、不図示のベルトが掛け渡されたプーリ３４Ａ、３４Ｂ、及びプーリ３４Ｂが一端に固定された不図示のボールねじを介して、支持部材３８（揺動装置３０）をＺ軸ガイドレール３２上においてＺ軸方向にスライド変位させることが可能である。

Ｚ軸ガイドレール３２は、Ｚ軸方向に延びる基材３１のＸ軸方向側面上に配設されており、当該基材３１は、平板形状のベース３５の上面に設けられている。そして、ベース３５は、その下部をＸ軸方向に延びるＸ軸ガイドレール３６に支持されており、不図示のモータを駆動させることによって、ベース３５をＸ軸方向にスライド変位させることが可能である。

駆動装置４０は、Ｙ軸方向に延びるオシレーションモータ４１と、オシレーションモータ４１のＺ軸方向下方に配置され、不図示のスピンドル軸がＹ軸方向に延びる中間軸スピンドル４２と、を有している。オシレーションモータ４１のプーリ４１Ａと、中間軸スピンドル４２のプーリ４２Ａと、には不図示のベルトが掛け渡されており、オシレーションモータ４１の駆動力によって、中間軸スピンドル４２にＹ軸方向に延びるように配置された不図示のスピンドル軸がＹ軸周りに回転駆動される。この中間軸スピンドル４２は、後述の連結棒４９及び連結アーム３９を介してオシレーションスピンドル３７に回転動力を出力する出力部としてはたらく。

また、オシレーションモータ４１及び中間軸スピンドル４２はＺ軸方向に延びるＺ軸ガイドレール４３上に設置されており、モータ４４を駆動させることによって、不図示のベルトが掛け渡されたプーリ４４Ａ、４４Ｂ及びプーリ４４Ｂが一端に固定された不図示のボールねじを介して、オシレーションモータ４１及び中間軸スピンドル４２をＺ軸ガイドレール４３上においてＺ軸方向にスライド変位させることが可能である。このように、Ｚ軸ガイドレール４３及びモータ４４は、中間軸スピンドル４２をＺ軸方向に変位可能なＺ軸方向駆動装置（第３軸方向駆動装置）を構成する。

Ｚ軸ガイドレール４３は、Ｚ軸方向に延びる基材４５のＸ軸方向側面上に配設されており、当該基材４５は、平板形状のベース４６の上面に設けられている。そして、ベース４６は、その下部をＸ軸方向に延びるようにベース３５上に固定されたＸ軸ガイドレール４７に支持されており、モータ４８を駆動させることによって、ベース４６をＸ軸方向にスライド変位させることが可能である。したがって、ベース４６をＸ軸方向に変位させることで、基材４５、Ｚ軸ガイドレール４３、オシレーションモータ４１及び中間軸スピンドル４２を一体にＸ軸方向に変位させることができる。このように、Ｘ軸ガイドレール４７及びモータ４８は、中間軸スピンドル４２をＸ軸方向に変位可能なＸ軸方向駆動装置（第１軸方向駆動装置）を構成する。

以上のように、本実施形態の超仕上げ装置１のオシレーションスピンドル３７及び中間軸スピンドル４２は、Ｘ軸方向とＺ軸方向とにおいて互いに相対移動可能とされる。

また、駆動装置４０は、中間軸スピンドル４２のＹ軸方向側面にその回転中心から偏心量ｅだけ偏心した位置に回転自在に接続される出力側連結部材としての連結棒４９を有し、当該連結棒４９はＸＺ平面に延びる略直方体形状に形成される。また、揺動装置３０は、オシレーションスピンドル３７のＹ軸方向他側面に回転自在に連結され、ＸＺ平面に延びる略直方体形状に形成された入力側連結部材としての連結アーム３９を有する。そして、これら連結棒４９の先端部と連結アーム３９の先端部とが、互いに相対回転可能に連結される。したがって、オシレーションモータ４１を回転駆動した場合、中間軸スピンドル４２の回転運動が、連結棒４９及び連結アーム３９を介してオシレーションスピンドル３７のＸ軸方向（より正確にはＹ軸周り）への揺動運動に変換され、砥石ホルダ２０に支持される砥石３も任意の揺動角θで揺動する。

以上のように構成された超仕上げ装置１によって、溝中心角αの傾きが異なる軸受軌道面１２を連続して超仕上げ加工する方法を以下に説明する。
図２（ａ）及び３（ａ）に示すように、深溝玉軸受用の軸受外輪１０の軸受軌道面１２に超仕上げ加工を施した後、図２（ｂ）及び３（ｂ）に示すようにアンギュラ玉軸受用の軸受外輪１０の軸受軌道面１２に超仕上げ加工を施す場合を考える。なお、図３（ａ）及び（ｂ）において、左側の円形状の一点鎖線は、回転時の中間軸スピンドル４２と連結棒４９との連結位置の軌跡であり、右側の半径Ｒの円形状の破線の一部は、連結棒４９と連結アーム３９との連結位置の軌跡である。

先ず、モータ４４、４８を駆動することにより加工時に、図２（ａ）及び３（ａ）に示すように、軸受軌道面１２の溝中心角α１（＝０）の傾きと一致するよう、すなわちＺ軸と平行であり、揺動角θ１の中心線Ｍに対して対称に揺動するように、駆動装置４０をＸ軸方向及びＺ軸方向に変位させる。次いで、ベース３５を駆動する不図示のモータ及びモータ３４、４４を駆動することにより、駆動装置４０及び揺動装置３０を一体的にＸ軸方向及びＺ軸方向に変位させることによって砥石ホルダ２０（砥石３）の位置決めを行い、図２（ａ）に示すように軸受軌道面１２に砥石３を押圧させるとともに、軸受外輪１０をＸ軸周りに回転させながら、砥石３を揺動角θ１で揺動させることによって、軸受軌道面１２の超仕上げ加工を行う。なお、このときの揺動中心Ｏは、軸受軌道面１２の曲率中心と略一致する。また、連結棒４９と連結アーム３９とが成す角度はβ１（≦１８０°）であり、中間軸スピンドル４２の回転中心４２Ｍとオシレーションスピンドル３７の回転中心３７ＭとのＸＺ平面における距離は√（Ｘ１^２＋Ｚ１^２）である。

次に、図２（ｂ）及び３（ｂ）に示すように、軸受軌道面１２の溝中心角α２の傾きと砥石３の軸受軌道面１２に対する傾斜角度とが一致するよう、駆動装置４０をＸ軸方向及びＺ軸方向に変位させることによって中間軸スピンドル４２の位置を調整する。このとき、本発明の超仕上げ装置１では、中間軸スピンドル４２の回転中心４２Ｍとオシレーションスピンドル３７の回転中心３７ＭとのＸＺ平面における距離√（Ｘ２^２＋Ｚ２^２）が、図２(ａ)及び３(ａ)の状態における距離√（Ｘ１^２＋Ｚ１^２）と等しくなるように
自動制御される。すなわち、少なくとも位置決め完了時にオシレーションスピンドル３７の回転中心３７Ｍを中心とする半径√（Ｘ１^２＋Ｚ１^２）の円周上に、中間軸スピンドル４２の回転中心４２Ｍが常に在るように、自動制御される。したがって、溝中心角の傾きに対応するように砥石３の傾斜角度を変化させた（α１→α２）場合であっても、連結棒４９と連結アーム３９とが成す角度を一定に維持（β１＝β２）でき、砥石３の揺動角を一定（θ１＝θ２）とすることができる。

なお、連結棒４９と連結アーム３９とが成す角度β（≦１８０°）は、揺動角θの値や連結棒４９及び連結アーム３９の寸法等の条件に基づいてβｂ＜β＜βａを満たすように設定することによって、振動の発生を抑制できる。
本実施形態の場合、例えば、揺動角θを４０°に設定した場合、図４に示すように、連結棒４９と連結アーム３９とが成す鋭角の角度βが５０°以下になると振動が大きくなり（βｂ＝５０）、図５に示すように、連結棒４９と連結アーム３９とが成す鈍角の角度βが１４５°以上になると振動が大きくなることが実験により分かっている。したがって、この例では、βは５０°＜β＜１４５°を満たすように設定すればよい。その後、砥石３を位置決めし、軸受軌道面１２に押圧させ、超仕上げ加工を行うのは上と同様である。

以上説明したように、本実施形態の超仕上げ装置１によれば、揺動装置３０及び駆動装置４０をＸ軸方向及びＺ軸方向に変位可能な構成としたことにより、中間軸スピンドル４２及びオシレーションスピンドル３７は、Ｘ軸方向とＺ軸方向とにおいて互いに相対移動可能とされるので、砥石３の軸受軌道面１２に対して傾斜させる角度を任意に設定可能となる。したがって、砥石３の軸受軌道面１２に対する傾斜角度を変化させる場合であっても、当該角度の手動調整作業を行うことなく、自動で行うことが可能となり、高速化を実現することができる。

また、溝中心角αの傾きが異なる軸受軌道面１２に対して超仕上げ加工を施す際に、砥石３の軸受軌道面１２に対する傾斜角度が軸受軌道面１２の溝中心角αの傾きと略等しくなるように、砥石３を軸受軌道面１２に押圧させ、且つ、中間軸スピンドル４２の回転中心４２Ｍと、オシレーションスピンドル３７の回転中心３７Ｍと、のＸ軸方向及びＺ軸方向に平行な平面（ＸＺ平面）における距離が一定となるように、中間軸スピンドル４２及びオシレーションスピンドル３７をＸ軸方向及びＺ軸方向に相対移動させるようにした。
したがって、溝中心角αの傾きに対応するように砥石３の傾斜角度を変化させた場合であっても、連結棒４９と連結アーム３９とがなす角の角度βを一定に維持することができるので、当該角度βを振動の発生の少ない理想的な角度に維持することが可能となる。
さらに、溝中心角αの傾きに対応するように砥石３の傾斜角度を変化させた場合であっても、砥石３の揺動角θを一定とすることができるため、軸受軌道面１２に対して正確な加工を施すことが可能となる。

次に、本発明の第２実施形態に係る超仕上げ装置について説明する。本実施形態の超仕上げ装置は、第１実施形態の超仕上げ装置と比較して、中間軸スピンドル４２とオシレーションスピンドル３７との相対移動を行なうための、中間軸スピンドル４２をＺ軸方向に変位可能なＺ軸方向駆動装置（Ｚ軸ガイドレール４３及びモータ４４）と、中間軸スピンドル４２をＸ軸方向に変位可能なＸ軸方向駆動装置（Ｘ軸ガイドレール４７及びモータ４８）と、を有さない点で相違する。なお、本実施形態の超仕上げ装置は、図示しないが、オシレーションスピンドル３７及び中間軸スピンドル４２を一体的にＺ軸方向に変位可能なＺ軸方向駆動装置と、オシレーションスピンドル３７及び中間軸スピンドル４２を一体的にＸ軸方向に変位可能なＸ軸方向駆動装置と、を有する。

図６に示すように、本実施形態の駆動装置４０は、駆動モータ５５と、駆動モータ５５のＹ軸方向側に接続されて一体に回転する駆動ギヤ５１と、駆動ギヤ５１に噛合する従動ギヤ５３Ａが外周に形成され、Ｙ軸周りに回転可能である略円板形状の旋回板５３と、旋回板５３に回転中心５３ＭからＸ軸方向及びＺ軸方向に偏心して支持される中間軸スピンドル４２と、を有する。

ここで、旋回板５３の回転中心５３Ｍと、オシレーションスピンドル３７の回転中心３７Ｍと、は同軸に配置されている。したがって、駆動モータ５５を回転駆動させることによって旋回板５３を回転させた場合、中間軸スピンドル４２は、旋回板５３の回転中心５３Ｍ（オシレーションスピンドル３７の回転中心３７Ｍ）周りに回転（公転）することになる。

中間軸スピンドル４２は、不図示のオシレーションモータによって回転（自転）可能であり、この中間軸スピンドル４２の回転運動が、連結棒４９及び連結アーム３９を介して、オシレーションスピンドル３７のＸ軸方向の揺動運動に変換され、砥石ホルダ２０に保持された砥石３を揺動させる。

以上のように構成された超仕上げ装置１を用いて溝中心角αの傾きが異なる軸受軌道面１２を連続して超仕上げ加工する際には、旋回板５３を回転させることによって、中間軸スピンドル４２をオシレーションスピンドル３７に対してＸＺ平面で変位させて、砥石３の軸受軌道面１２に対する傾斜角度が軸受軌道面１２の溝中心角αの傾きと略等しくなるように自動調整する。ここで、上述したように、旋回板５３の回転中心５３Ｍと、オシレーションスピンドル３７の回転中心３７Ｍと、は同軸に配置されているので、旋回板５３を回転させた場合、中間軸スピンドル４２は、旋回板５３の回転中心５３Ｍ（オシレーションスピンドル３７の回転中心３７Ｍ）周りに回転（公転）することになる。したがって、砥石３の軸受軌道面１２に対する傾斜角度を調整するために旋回板５３を回転させた場合であっても、中間軸スピンドル４２の回転中心４２Ｍと、オシレーションスピンドル３７の回転中心３７Ｍと、のＸＺ平面における距離は常に一定となる。

したがって、本実施形態の超仕上げ装置１においても第１実施形態と同様に、溝中心角αの傾きに対応するように砥石３の傾斜角度を変化させた場合であっても、連結棒４９と連結アーム３９とがなす角の角度βを一定に維持することができるので、当該角度βを振動の発生の少ない理想的な角度に維持することが可能となる。
さらに、溝中心角αの傾きに対応するように砥石３の傾斜角度を変化させた場合であっても、砥石３の揺動角θを一定とすることができるため、軸受軌道面１２に対して正確な加工を施すことが可能となる。

なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、本発明の超仕上げ装置１は、図７に示すように軸受内輪１５の軸受軌道面１６を超仕上げ加工する際に、軸受軌道面１６の溝中心角α２と略等しくなるように、砥石３の軸受軌道面１６に対する傾斜角度を変化させる場合であっても、上述の実施形態と同様の方法を適用することが可能である。

また、図８に示すように、複列の軸受軌道面１６ａ，１６ｂを有する軸受内輪１５を超仕上げする際にも、本発明の超仕上げ装置１を用いることが可能である。
より具体的には、先ず、一方の軸受軌道面１６ａに対し、当該軸受軌道面１６ａの溝中心角α１と砥石３の傾斜角度が略一致するように押圧し、軸受内輪１５を回転させながら、砥石３を一定の揺動角θ１（不図示）で揺動させることによって、超仕上げを行う。
軸受軌道面１６ａの超仕上げ加工が完了後、揺動装置３０をＸ軸方向及びＺ軸方向に変位させることによって砥石３（砥石ホルダ２０）を軸受軌道面１６ａから退避させる。次に、駆動装置４０をＸ軸方向及びＺ軸方向に変位させることによって、他方の軸受軌道面１６ｂの溝中心角α２の傾きと略等しくなるように砥石３を傾斜させ、さらに揺動装置３０をＸ軸方向及びＺ軸方向に変位させることによって砥石３を軸受軌道面１６ｂに押圧させ、軸受内輪１５を回転させながら、砥石３を一定の揺動角θ２（不図示）で揺動させることによって、超仕上げを行う。
このとき、上述の実施形態と同様、中間軸スピンドル４２の回転中心４２Ｍと、のオシレーションスピンドル３７の回転中心３７Ｍと、のＸＺ平面における距離は、どちらの軸受軌道面１６ａ及び１６ｂに対して超仕上げ加工する際にも一定となるように制御されるので、溝中心角の傾きに対応するように砥石３の傾斜角度を変化させた（α１→α２）場合であっても、連結棒４９と連結アーム３９とが成す角度を一定に維持（β１＝β２）でき、砥石３の揺動角を一定（θ１＝θ２）とすることができる。

また、上述の実施形態においては、砥石３の軸受外輪１０の軸受軌道面１２に対する位置決めは、駆動装置４０及び揺動装置３０をＸ軸方向及びＺ軸方向に変位させることによって砥石ホルダ２０を変位させて行うとしたが、この構成に限定されず、軸受外輪１０あるいは軸受内輪を把持する主軸ヘッド（不図示）をＸ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な構成とすることにより、軸受外輪１０あるいは軸受内輪を変位させて行うようにしてもよい。

１超仕上げ装置
３砥石
１０軸受外輪
１２軸受軌道面
１５軸受内輪
１６、１６ａ、１６ｂ軸受軌道面
２０砥石ホルダ
３０揺動装置
３１基材
３２Ｚ軸ガイドレール
３４モータ
３４Ａプーリ
３４Ｂプーリ
３５ベース
３６Ｘ軸ガイドレール
３７オシレーションスピンドル（入力部）
３７Ｍ回転中心
３８支持部材
３９連結アーム（入力側連結部材）
４０駆動装置
４１オシレーションモータ
４１Ａプーリ
４２中間軸スピンドル（出力部）
４２Ａプーリ
４２Ｍ回転中心
４３Ｚ軸ガイドレール
４４モータ
４４Ａプーリ
４４Ｂプーリ
４５基材
４６ベース
４７Ｘ軸ガイドレール
４８モータ
４９連結棒（出力側連結部材）
５３旋回板
５３Ａ従動ギヤ
５５駆動モータ
Ｍ中心線
Ｏ揺動中心
θ、θ１、θ２揺動角
α、α１、α２溝中心角

Claims

第１軸方向に延びる略円筒形状の軸受内輪又は軸受外輪を把持して、前記第１軸周りに回転駆動させる主軸ヘッドと、
砥石を保持し、前記軸受内輪又は前記軸受外輪の軸受軌道面に押圧する砥石ホルダと、
前記砥石ホルダを支持し、前記第１軸方向に揺動可能な揺動装置と、
前記揺動装置を駆動する駆動装置と、
を備え、
前記駆動装置は、前記第１軸方向と垂直である第２軸方向に延びて前記第２軸周りに回転可能であり、その回転動力を出力する出力部と、前記出力部に回転中心から偏心した位置に回転自在に接続される出力側連結部材と、を有し
前記揺動装置は、前記第２軸方向に延びて前記第１軸方向に揺動可能であり、前記駆動装置の出力部の動力が入力される入力部と、前記入力部に接続された入力側連結部材と、
を有し、
前記出力側連結部材と前記入力側連結部材とが互いに連結されることによって、前記出力部の回転運動を前記入力部の揺動運動に変換する超仕上げ装置であって、
前記出力部及び前記入力部は、前記第１軸方向と、前記第１軸方向及び前記第２軸方向に垂直な第３軸方向と、においてそれぞれ独立に移動可能とされることを特徴とする超仕上げ装置。
第１軸方向に延びる略円筒形状の軸受内輪又は軸受外輪を把持して、前記第１軸周りに回転駆動させる主軸ヘッドと、
砥石を保持し、前記軸受内輪又は前記軸受外輪の軸受軌道面に押圧する砥石ホルダと、
前記砥石ホルダを支持し、前記第１軸方向に揺動可能な揺動装置と、
前記揺動装置を駆動する駆動装置と、
を備え、
前記駆動装置は、前記第１軸方向と垂直である第２軸方向に延びて前記第２軸周りに回転可能であり、その回転動力を出力する出力部と、前記出力部に回転中心から偏心した位置に回転自在に接続される出力側連結部材と、を有し
前記揺動装置は、前記第２軸方向に延びて前記第１軸方向に揺動可能であり、前記駆動装置の出力部の動力が入力される入力部と、前記入力部に接続された入力側連結部材と、
を有し、
前記出力側連結部材と前記入力側連結部材とが互いに連結されることによって、前記出力部の回転運動を前記入力部の揺動運動に変換する超仕上げ装置であって、
前記出力部及び前記入力部は、前記第１軸方向と、前記第１軸方向及び前記第２軸方向に垂直な第３軸方向と、において互いに相対移動可能であり、
前記出力部は、前記入力部と同軸に回転可能である旋回板に該旋回板の回転中心から偏心して支持されており、前記旋回板の回転によって前記旋回板の回転中心周りに変位可能であることを特徴とする超仕上げ装置。
溝中心角の傾きが異なる前記軸受軌道面に対して超仕上げ加工を施す際に、
前記砥石の前記軸受軌道面に対する傾斜角度が前記軸受軌道面の溝中心角の傾きと略等しくなるように、前記砥石を前記軸受軌道面に押圧させ、且つ、前記出力部の回転中心と、前記入力部の回転中心と、の前記第１軸方向及び前記第３軸方向に平行な平面における距離が一定となるように、前記出力部及び前記入力部を前記第１軸方向及び前記第３軸方向に相対移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の超仕上げ装置。