JP7119567B2

JP7119567B2 - 研削装置

Info

Publication number: JP7119567B2
Application number: JP2018097272A
Authority: JP
Inventors: 孝則金箱; 隆近藤; 久修小林
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2022-08-17
Anticipated expiration: 2038-05-21
Also published as: DE102019113043A1; JP2019202358A; CN110576388A

Description

本発明は、研削装置に関する。

円筒状の工作物においては、加工面に軸方向中央から両端に向かって直径が徐々に減少する、所謂クラウニング形状を形成する場合などの傾斜した加工が施される場合がある。このような傾斜した加工面を形成するための技術として、従来、砥石台を鉛直軸周りに旋回させる旋回装置を設け、砥石台を進退方向に対して所定角度傾けた姿勢で工作物を研削できるようにした研削装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。

特開平４－１３５１４９号公報

しかしながら、上述した従来技術では、砥石台の姿勢を傾けるための専用の旋回機構を設ける必要があり、構成が複雑で全体が大型化すると共に、装置が高価になってしまうという問題がある。

本発明は、静圧支持構造を利用して簡単且つ安価な構成で工作物に傾斜した加工面を形成可能な研削装置を提供することを目的とする。

本発明に係る研削装置は、工作物を回転駆動する主軸台と、前記主軸台が設置されたテーブルと、案内面を有するベースと、砥石を回転駆動すると共に、前記案内面に対向する摺動面を有し、前記案内面に案内されることによって前記主軸台に対して前記工作物に接近離間する方向に移動可能に設けられる砥石台と、前記案内面と前記摺動面との間に流体を供給する流体供給部と、前記ベースに対して前記流体を介して摺動可能に支持される前記砥石台を、前記主軸台に対して前記工作物に接近離間する方向に移動させる駆動部と、を備え、前記工作物と前記砥石とをそれぞれ回転させながら、前記砥石台に対して前記テーブルを前記工作物の回転軸線方向にトラバースさせることによって、前記工作物を研削する。

さらに、研削装置は、前記案内面及び前記摺動面の少なくとも一方には、案内方向に沿って複数の静圧ポケットが配置され、前記流体供給部から前記各静圧ポケットへ前記流体を供給して前記砥石台を摺動支持する静圧支持構造を有し、前記工作物に対する前記回転軸線方向における前記砥石の相対位置に応じて、前記複数の静圧ポケットのうち少なくとも一つへ供給する前記流体の流量を調整することによって前記ベースにおける前記砥石台の支持姿勢を可変する制御を行う制御部、を備える。

この構成によれば、工作物に対する回転軸線方向における砥石の相対位置に応じて、複数の静圧ポケットのうち少なくとも一つへ供給する流体の流量を調整することにより、流体を介して摺動支持されるベースにおける砥石台の支持姿勢が可変する。これにより、工作物に対する砥石の当接角度が変化するので、クラウニング形状等の傾斜した加工面を形成することができる。よって、静圧支持構造を利用して簡単且つ安価な構成で工作物に傾斜した加工面を形成可能な研削装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明に係る他の研削装置は、工作物を回転駆動する主軸台と、砥石を回転駆動する砥石台と、前記砥石台を摺動可能に支持される第１ベースと、を備え、前記砥石台を前記主軸台に対して相対移動させると共に、前記工作物と前記砥石とをそれぞれ回転させながら前記工作物の回転軸線方向に前記砥石台を前記主軸台に対して相対的にトラバースさせることによって、前記工作物を研削する。

さらに、他の研削装置は、前記第１ベースに設けられる摺動面に対向する案内面を有する第２ベースと、前記案内面と前記摺動面との間に流体を供給する流体供給部と、前記第２ベースに対して前記流体を介して摺動可能に支持される前記第１ベースを、前記トラバース方向に相対移動させる駆動部と、を備え、前記案内面及び前記摺動面の少なくとも一方には、案内方向に沿って複数の静圧ポケットが配置され、前記流体供給部から前記各静圧ポケットへ前記流体を供給して前記第１ベースを摺動支持する静圧支持構造を有し、前記工作物に対する前記回転軸線方向における前記砥石の相対位置に応じて、前記複数の静圧ポケットのうち少なくとも一つへ供給する前記流体の流量を調整することによって前記第２ベースにおける前記第１ベースの支持姿勢を可変する制御を行う制御部、を備える。

この構成によれば、工作物に対する回転軸線方向における砥石の相対位置に応じて、複数の静圧ポケットのうち少なくとも一つへ供給する流体の流量を調整することにより、流体を介して摺動支持される第２ベースにおける第１ベース上の砥石台の支持姿勢が可変する。これにより、工作物に対する砥石の当接角度が変化するので、クラウニング形状等の傾斜した加工面を形成することができる。よって、静圧支持構造を利用して簡単且つ安価な構成で工作物に傾斜した加工面を形成可能な研削装置を提供することができるという効果を奏する。

第１実施形態に係る研削装置の平面図である。第１実施形態に係る摺動支持装置を示す一部断面側面図である。第１実施形態に係る砥石台を示す平面図である。第１実施形態に係る電磁可変絞り弁及び砥石台の静圧ポケット周辺を示す断面図である。第１実施形態に係る研削動作における制御の流れを示すフローチャートである。第１実施形態に係る加工データと制御の内容の一例を示す表である。第１実施形態に係る砥石台の工作物に対する位置と支持姿勢の変化の一例を示す説明図である。第１実施形態に係るＺ０位置における砥石台前端部とＸ軸ガイドレールとの位置関係を示す断面図である。第１実施形態に係るＺ０位置における砥石台後端部とＸ軸ガイドレールとの位置関係を示す断面図である。第１実施形態に係るＺ５位置における砥石台前端部または後端部とＸ軸ガイドレールとの位置関係を示す断面図である。第１実施形態に係るＺ９位置における砥石台前端部とＸ軸ガイドレールとの位置関係を示す断面図である。第１実施形態に係るＺ９位置における砥石台後端部とＸ軸ガイドレールとの位置関係を示す断面図である。第１実施形態に係る砥石台のＺ軸位置と電磁可変絞り弁の絞り流量、鉛直摺動面の浮き上がり量、及び砥石台の傾斜角度との関係を示す説明図である。第２実施形態に係る研削装置の平面図である。第２実施形態に係る砥石台の工作物に対する位置と支持姿勢の変化の一例を示す説明図である。

以下、本発明を具体化した研削装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。

＜第１実施形態＞
（１．研削装置１の全体構成）
本実施形態の研削装置１は、図１に示すように、ベッド１０、テーブル１１、主軸台１３、心押台１７、制御部３０、砥石支持装置４０、ポンプ５０等を備えて構成される円筒研削盤である。

ベッド１０上には、テーブル１１がＺ軸サーボモータ１２によってＺ軸方向（図１の左右方向）に移動可能に案内支持される。テーブル１１上には、マスタ主軸Ｃｍを回転可能に軸支する主軸台１３が設置され、マスタ主軸Ｃｍの先端に工作物Ｗの一端を支持するセンタ１４が取付けられる。マスタ主軸Ｃｍは、進退駆動装置１５によって軸線方向に所定量進退されるとともに、マスタサーボモータ１６によって回転駆動される。

さらに、テーブル１１上には、主軸台１３と対向する位置に心押台１７が設置される。この心押台１７には、マスタ主軸Ｃｍと同軸上にスレーブ主軸Ｃｓが回転可能に軸支され、スレーブ主軸Ｃｓの先端に工作物Ｗの他端を支持するセンタ１８が取付けられる。スレーブ主軸Ｃｓは、センタ加圧制御用のサーボモータ１９によって軸線方向に進退されるとともに、スレーブサーボモータ２０によってマスタ主軸Ｃｍと同期して回転駆動される。

また、ベッド１０上のテーブル１１の後方位置には、砥石支持装置４０が設けられている。砥石支持装置４０は、ベース４１と、砥石台４２と、円板状の砥石４３と、砥石回転用モータ４４等とを備えている。ベース４１は、矩形の平板状に形成されており、ベッド１０の上面に配置されている。

このベース４１の上面には、砥石台４２が摺動可能な一対のＸ軸ガイドレール４１ａが、Ｘ軸方向に延びるように、且つ、相互に平行に配置固定されている。本明細書では、一対のＸ軸ガイドレール４１ａの各々を区別する必要がある場合、砥石４３に近い側を第１列Ｘ軸ガイドレール４１ａ－１、遠い側を第２列Ｘ軸ガイドレール４１ａ－２のように枝番を付すこととする。第１列Ｘ軸ガイドレール４１ａ－１は、水平方向に延びる上面をなす第１水平案内面４１ｈ－１と、鉛直方向に延びる内側面をなす第１鉛直案内面４１ｖ－１とを有している。同様に、第２列Ｘ軸ガイドレール４１ａ－２は、水平方向に延びる上面をなす第２水平案内面４１ｈ－２と、鉛直方向に延びる内側面をなす第２鉛直案内面４１ｖ－２とを有している。尚、第１水平案内面４１ｈ－１と第２水平案内面４１ｈ－２とは、両者を区別する必要がない場合、枝番を省略して水平案内面４１ｈとも記すこととする。同様に、第１鉛直案内面４１ｖ－１と第２鉛直案内面４１ｖ－２とは、枝番を省略して鉛直案内面４１ｖとも記すこととする。

さらに、ベース４１の上面の一対のＸ軸ガイドレール４１ａ間には、永久磁石板ユニット２２ｂが配置されている。この永久磁石板ユニット２２ｂと、砥石台４２下面に取付けられた電磁コイルユニット２２ａとから、リニアモータ２２が構成される。砥石台４２は、リニアモータ２２の駆動によって、一対のＸ軸ガイドレール４１ａに沿って、Ｚ軸方向と直交するＸ軸方向（図１の上下方向）に移動可能に案内支持される。リニアモータ２２は、図略の読取ヘッドで読み取るリニアスケールの位置情報に基づいて動作制御される。

この砥石台４２には、砥石回転軸部材４５がＺ軸回りに回転可能に支持されている。そして、この砥石回転軸部材４５の一端には、円板状の砥石４３が同軸で取り付けられている。砥石台４２には、砥石回転用モータ４４が砥石回転軸部材４５と同軸に固定されている。砥石４３は、砥石回転用モータ４４によって回転駆動される。つまり、研削装置１は、工作物Ｗと砥石４３とをそれぞれ回転させながら工作物Ｗの回転軸線方向に砥石台４２を主軸台１３に対して相対的にトラバースさせることによって、工作物Ｗを研削するテーブルトラバース型の円筒研削盤である。

（２．静圧支持機構Ａの機械的構成）
静圧支持機構Ａは、図１、図２に示すように、制御部３０と、固定体としてのベース４１及び移動体としての砥石台４２を有する砥石支持装置４０と、流体供給部としてのポンプ５０と、流体の流路を固定の開口面積に絞る固定絞り弁６９と、流量可変部としての電磁可変絞り弁６０とを備え、砥石台４２をベース４１に対して流体である潤滑油を介して摺動可能に支持する機構である。

砥石台４２は、図２、図３に示すように、ベース４１上面に設けられた一対のＸ軸ガイドレール４１ａの上面である第１、第２水平案内面４１ｈ－１，４１ｈ－２にそれぞれ対向する第１、第２水平摺動面４２ｈ－１、４２ｈ－２と、一対のＸ軸ガイドレール４１ａの内側面である第１、第２鉛直案内面４１ｖ－１、４１ｖ－２にそれぞれ対向する第１、第２鉛直摺動面４２ｖ－１、４２ｖ－２とを備えている。各摺動面４２ｈ－１、４２ｈ－２、４２ｖ－１、４２ｖ－２には、Ｘ軸方向の両端近傍にそれぞれ凹状の静圧ポケット４２ｐが１つずつ形成されており、各静圧ポケット４２ｐの凹状底部には流体の流出口４２ｏが設けられている。流出口４２ｏには流体通路が連通しており、固定絞り弁６９又は電磁可変絞り弁６０から供給される流体を静圧ポケット４２ｐ内に流出させるようになっている。また、静圧ポケット４２ｐ－２，４２ｐ－４には圧力センサ３５がそれぞれ設けられ、静圧ポケット４２ｐ－２，４２ｐ－４内の流体の圧力を検出可能となっている。尚、各静圧ポケット４２ｐを区別する必要がある場合、静圧ポケット４２ｐ－１～４２ｐ－８のように枝番を付すこととする。

静圧ポケット４２ｐに至る流体の通路を形成する流路５３はポンプ５０と静圧ポケット４２ｐとの間を連通しており、流路５３はポンプ５０に通じる共通流路５３ａと、共通流路５３ａから静圧ポケット４２ｐ毎に分岐され、各静圧ポケット４２ｐに通じる分岐流路５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ，５３ｆ，５３ｇ，５３ｈ，５３ｉとからなる。静圧ポケット４２ｐ－２、４２ｐ－４に至る分岐流路５３ｃの途中に電磁可変絞り弁６０－１、６０－２がそれぞれ介装され、その他の静圧ポケット４２ｐ－１，３，５～８に至る分岐流路５３ｂ、５３ｆ、５３ｅ、５３ｄ、５３ｉ、５３ｈの途中に固定絞り弁６９がそれぞれ介装されている。

電磁可変絞り弁６０は、制御部３０と電気的に接続されており、制御部３０により絞りの開度Ｄが制御される可変絞りとなっている。電磁可変絞り弁６０は、制御部３０の指令に応じて絞りの開度Ｄを変えて、静圧ポケット４２ｐ－２，４２ｐ－４への供給流量を変化させることができる。そして、静圧ポケット４２ｐ－２，４２ｐ－４への供給流量を変化させることにより、鉛直案内面４１ｖ－１と鉛直摺動面４２ｖ－１との間の隙間の大きさは、例えば、１μｍ～３０μｍの間で可変できる。

（３．電磁可変絞り弁６０の構成）
電磁可変絞り弁６０は、図４に示すように、ハウジング６８内に、流路６１、流入口６１ａ，６１ｂ、流出口６２、ダイアフラム６３、流体供給室６４ａ、流体貯留室６４ｂ、弁座６５、ボイスコイルモータ７０を有して構成されるダイアフラム式可変絞り装置である。

ハウジング６８の下部中央には、弁座６５となる突起部が形成され、弁座６５の周囲には、円環状に凹設された流体供給室６４aが形成されている。この弁座６５には静圧ポケット４２ｐと連通する流路６７が形成されている。ハウジング６８の上部には、流体供給室６４aに対向して流体貯留室６４ｂが形成されている。流体供給室６４ａおよび流体貯留室６４ｂには、それぞれ流路６１と連通する流入口６１ａ，６１ｂが形成されている。流体供給室６４ａおよび流体貯留室６４ｂは、流入口６１ａ，６１ｂから供給された流体が充填されて、供給された流体の圧力と等しくなっている。

ダイアフラム６３は、外周部が流体供給室６４ａと流体貯留室６４ｂとの間に把持されて流体供給室６４ａと流体貯留室６４ｂとの間を仕切るとともに、図２の下方向の面が弁座６５に所定の隙間を隔てて対向して配置されている。ダイアフラム６３は、鋼材等からなる弾性部材であり、ダイアフラム６３と弁座６５で形成された隙間が、絞りの開度Ｄとなっている。流体供給室６４ａの流体は開度Ｄに絞られて静圧ポケット４２ｐへ流出する。ダイアフラム６３は、絞りの最小開度ＤＬから最大開度ＤＨまで変形させることが可能であり、最小開度ＤＬから最大開度ＤＨの中間位置を、無負荷状態での初期位置としている。

ボイスコイルモータ７０は、ハウジング６８の上側部分に支持される固定子８１と、固定子８１に対し、図４の上下方向に移動可能な可動子８２とからなる。ボイスコイルモータ７０は、ダイアフラム６３を挟んで弁座６５と反対側のハウジング６８の上側部分の電磁可変絞り弁６０本体に支持されている。

固定子８１は、円板状のヨーク基部７６と、ヨーク基部７６の外周部より円筒状に設けられた外部ヨーク７５と、ヨーク基部７６の中心部に円筒状に設けられたセンターヨーク７７とから構成されている。このヨーク基部７６、外部ヨーク７５、センターヨーク７７は、軟磁性材料からなり、磁束を良好に通すように構成されている。

外部ヨーク７５の内周側には、環状の永久磁石７９が固定されている。この永久磁石７９は、内周側をＮ極、外周側をＳ極として着磁されている。なお、この永久磁石７９のＮ極とＳ極とを逆にしてもよい。

可動子８２は、円筒状をなすコイルボビン７３と、コイルボビン７３の外周に巻回されたボイスコイル７１とから構成されている。ボイスコイル７１は、センターヨーク７７の外周に配置され、センターヨーク７７とコイルボビン７３との間は隙間を有しており、センターヨーク７７とボイスコイル７１との間は非接触となっている。

コイルボビン７３には、端部に円板状のコイルキャップ７２が取り付けられている。コイルキャップ７２には、軸方向に複数個の貫通孔７４が形成されている。また、コイルキャップ７２は、柱状の連結部材８０を介してダイアフラム６３と連結されている。コイルボビン７３は軟磁性材料からなり、磁気を通しやすくしている。

コイルキャップ７２には、エンコーダーケース２５の蓋部が取り付けられている。エンコーダーケース２５の蓋部の内側には、エンコーダスケール２８が固定されている。

永久磁石７９の内側のＮ極から出た磁束は、ボイスコイル７１を通過してコイルボビン７３、滑りガイド、センターヨーク７７を通り、ヨーク基部７６と外部ヨーク７５を経由して永久磁石７９の外側のＳ極に戻る。

この磁気回路において、ボイスコイル７１に対し電流を流すと、ボイスコイル７１には、図４の上下方向のいずれか一方の方向に推力が生じる。また、上記と逆向きの電流を流すことにより、図４の上下方向のいずれか他方の方向に推力が生じる。

このような構成によって、可動子８２が上下方向に駆動され、可動子８２に連結されたダイアフラム６３が上下方向に変位する。ボイスコイルモータ７０によるダイアフラム６３の駆動は滑らかであり、ダイアフラム６３の変形時において機械的振動が発生しにくい。

そして、制御部３０からの指令によりボイスコイルモータ７０へ電流が印加されることによって、ダイアフラム６３の位置が制御され、絞りの最小開度ＤＬから最大開度ＤＨまで可変される。

摺動支持装置Ａにおいて、ポンプ５０により加圧された流体は、分岐流路５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆ、５３ｇ、５３ｈ、５３ｉの途中に設けられた固定絞り弁６９又は電磁可変絞り弁６０により減圧され、静圧ポケット４２ｐに流体を供給される。

静圧ポケット４２ｐに供給された流体により、案内面４１ｖ，４１ｈと摺動面４２ｖ，４２ｈの間に所定の厚さの流体膜が形成され、摺動面４２ｖ，４２ｈが支持される。流体膜は動的に形成された後、ドレンへ排出されることを繰り返すことにより維持されている。

制御部３０は、後述する砥石台４２の支持姿勢の可変制御処理で設定された砥石台４２前端側の第１鉛直案内面４１ｖ－１と第１鉛直摺動面４２ｖ－１との間及び砥石台４２後端側の第１鉛直案内面４１ｖ－１と第１鉛直摺動面４２ｖ－１との間の隙間の大きさと、圧力センサ３５の検出した値に基づき、ダイアフラム６３に対する指令値を生成し、ボイスコイルモータ７０へ電流が印加されることにより、絞りの開度Ｄが変わり、鉛直案内面４１ｖ－１と鉛直摺動面４２ｖ－１との間の隙間が所定の大きさに維持される。

（４．砥石台４２の支持姿勢の可変制御）
次に、制御部３０によって実行される砥石台４２の支持姿勢の可変制御の流れについて、図５のフローチャートを中心に参照しつつ、図６～図１３も適宜参照しながら説明する。制御部３０は、ステップ１（以下、Ｓ１と略記する。他のステップも同様。）において、図示しない記憶部から工作物Ｗ用の加工データを読み出す。この加工データには、工作物ＷのＺ軸位置における加工面の傾斜角度情報、径情報が含まれている。例えば、図６の表及び図７の説明図に示すように、工作物ＷのＺ軸位置Ｚ０では、加工面の傾斜角度－α°、径ｄ０となっている。同様に、工作物Ｗの加工面は、Ｚ軸位置Ｚ５では傾斜角度０°、径ｄ５、Ｚ軸位置Ｚ９では傾斜角度α°、径ｄ０となっている。すなわち、工作物Ｗの加工面は、ｄ５＞ｄ４＞ｄ３＞ｄ２＞ｄ１＞ｄ０としたとき、Ｚ軸位置Ｚ０からＺ５に向かって径ｄ０からｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４を経て径ｄ５へ漸増し、Ｚ軸位置Ｚ５からＺ９に向かって径ｄ５からｄ４、ｄ３、ｄ２、ｄ１を経て径ｄ０へ漸減する。尚、本実施形態では、平面視で時計回り方向を正（＋）で、反時計回り方向を負（－）で角度を表すこととする。

次に、Ｓ２で、加工が終了したか否かを判定する。加工が終了した場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、本ルーチンの処理を終了する。

加工が終了していない場合（Ｓ２：Ｎｏ）、Ｓ３で工作物Ｗを砥石台４２に対してＺ軸方向へ所定距離だけ相対移動させる。続いて、Ｓ４で砥石台４２の支持姿勢を設定する。すなわち、砥石台４２の支持姿勢を工作物Ｗの加工面のＺ軸位置に応じた傾斜角度に可変するために、砥石台４２前端側の静圧ポケット４２ｐ－２に接続される第１電磁可変絞り弁６０－１及び後端側の静圧ポケット４２ｐ－４に接続される第２電磁可変絞り弁６０－２の絞り流量がそれぞれ設定される。

さらに、Ｓ５で径ｄ０～ｄ５に応じて砥石台４２のＸ軸位置が設定される。これにより、Ｓ４で支持姿勢が設定された砥石台４２がリニアモータ２２によってＸ軸方向に駆動され、砥石４３が工作物Ｗに当接して加工面の研削が行われ、Ｓ２へ戻る。

以下、Ｓ３～Ｓ５の処理について、上述した図６の表に示す加工データの一例に基づいて、第１電磁可変絞り弁６０－１及び第２電磁可変絞り弁６０－２の絞り流量の設定について説明する。Ｚ軸位置Ｚ０では、第１電磁可変絞り弁６０－１の制御により前端側の静圧ポケット４２ｐ－２の絞り流量がＶ２に、第２電磁可変絞り弁６０－２の制御により後端側の静圧ポケット４２ｐ－４の流量がＶ０にそれぞれ設定される。ここで、流量Ｖ２は、固定絞り弁６０の流量Ｖ１よりも大であり、流量Ｖ０は、流量Ｖ１よりも小である。これにより、前端側の静圧ポケット４２ｐ－２及び静圧ポケット４２ｐ－６の流量の比は、Ｖ２：Ｖ１となり、後端側の静圧ポケット４２ｐ－４及び静圧ポケット４２ｐ－８の流量の比は、Ｖ０：Ｖ１となる。

そして、砥石台４２は、図８に示すように、工作物Ｗに対向する前端側において、静圧ポケット４２ｐ－２が設けられる第１鉛直摺動面４２ｖ－１の浮き上がり量がＬ１＋ΔＬ、第２鉛直摺動面４２ｖ－２の浮き上がり量がＬ１－ΔＬとなる。また、砥石台４２は、図９に示すように、後端側において、静圧ポケット４２ｐ－４が設けられる第１鉛直摺動面４２ｖ－１の浮き上がり量がＬ１－ΔＬ、第２鉛直摺動面４２ｖ－２の浮き上がり量がＬ１＋ΔＬとなる。これにより、砥石台４２は、図７の左側に示すように、Ｚ軸位置Ｚ０においてＸ軸方向に対して－α°傾斜した支持姿勢に設定され、径ｄ０に対応するＸ軸位置Ｘ０に移動して砥石４３が工作物Ｗの加工面に当接して研削が行われる。

Ｚ軸位置Ｚ５に移動すると、第１電磁可変絞り弁６０－１の絞り流量がＶ１に、第２電磁可変絞り弁６０－２の絞り流量が同じくＶ１にそれぞれ設定される。これにより、前端側の静圧ポケット４２ｐ－２及び静圧ポケット４２ｐ－６の流量の比は、Ｖ１：Ｖ１となり、同様に、後端側の静圧ポケット４２ｐ－４及び静圧ポケット４２ｐ－８の流量の比も、Ｖ１：Ｖ１となる。そして、砥石台４２は、図１０に示すように、工作物Ｗに対向する前端側において、第１鉛直摺動面４２ｖ－１の浮き上がり量がＬ１、第２鉛直摺動面４２ｖ－２の浮き上がり量も同じくＬ１となり、後端側においても、第１鉛直摺動面４２ｖ－１の浮き上がり量がＬ１、第２鉛直摺動面４２ｖ－２の浮き上がり量も同じくＬ１となる。これにより、砥石台４２は、図７の中央に示すように、Ｚ軸位置Ｚ５においてＸ軸方向に対する傾斜が０°、すなわちＸ軸方向を向く支持姿勢に設定され、径ｄ５に対応するＸ軸位置Ｘ５に移動して砥石４３が工作物Ｗの加工面に当接して研削が行われる。

さらにＺ軸位置Ｚ９に移動すると、第１電磁可変絞り弁６０－１の絞り流量がＶ０に、第２電磁可変絞り弁６０－２の絞り流量がＶ２にそれぞれ設定される。これにより、前端側の静圧ポケット４２ｐ－２及び静圧ポケット４２ｐ－６の流量の比は、Ｖ０：Ｖ１となり、後端側の静圧ポケット４２ｐ－４及び静圧ポケット４２ｐ－８の流量の比は、Ｖ２：Ｖ１となる。そして、砥石台４２は、図１１に示すように、工作物Ｗに対向する前端側において、第１鉛直摺動面４２ｖ－１の浮き上がり量がＬ１－ΔＬ、第２鉛直摺動面４２ｖ－２の浮き上がり量がＬ１＋ΔＬとなる。また、砥石台４２は、図１２に示すように、後端側において、第１鉛直摺動面４２ｖ－１の浮き上がり量がＬ１＋ΔＬ、第２鉛直摺動面４２ｖ－２の浮き上がり量がＬ１－ΔＬとなる。これにより、砥石台４２は、図７の右側に示すように、Ｚ軸位置Ｚ９においてＸ軸方向に対して＋α°傾斜した支持姿勢に設定され、径ｄ０に対応するＸ軸位置Ｘ０に移動して砥石４３が工作物Ｗの加工面に当接して研削が行われる。

図１３は、上述した例における砥石台４２のＺ軸位置と第１、第２電磁可変絞り弁６０－１、６０－２の絞り流量、各静圧ポケット４２ｐにおける鉛直摺動面４１ｖの浮き上がり量、及び砥石台４２の傾斜角度との関係を示す説明図である。図１３から明らかなように、第１、第２電磁可変絞り弁６０－１、６０－２の絞り流量を砥石台４２のＺ軸位置に応じて可変することにより、鉛直摺動面４１ｖの浮き上がり量及び砥石台４２の傾斜角度（すなわち支持姿勢）が変化する。

尚、制御部３０は、上述した通り、圧力センサ３５により静圧ポケット４２ｐ－２、４２ｐ－４における圧力を検知し、圧力に応じて第１電磁可変絞り弁６０－１、第２電磁可変絞り弁６０－２を動作させるので、砥石台４２の前端側と後端側における第１鉛直摺動面４２ｖ－１と第１鉛直案内面４１ｖ－１との間の隙間、すなわち第１鉛直摺動面４２ｖ－１の浮き上がり量を、上述した設定値にそれぞれ維持することができる。

このように、制御部３０が、工作物Ｗの加工形状に関する情報である加工用データに基づき、工作物Ｗに対する回転軸線方向における砥石４３の相対位置に応じて、第１電磁可変絞り弁６０－ｖ１ａ，第２電磁可変絞り弁６０－ｖ１ｂ及び駆動部としてのリニアモータ２２を制御することにより、クラウニング形状等の傾斜する加工面を形成することができる。

（５．まとめ）
研削装置１によれば、工作物Ｗに対する回転軸線方向における砥石４３の相対位置に応じて、砥石台４２前端側の静圧ポケット４２ｐ－２と後端側の静圧ポケット４２ｐ－４へ供給する流体の流量を調整することにより、ベース４１上で流体を介して摺動支持される砥石台４２の支持姿勢が可変する。これにより、工作物Ｗに対する砥石４３の当接角度が変化するので、クラウニング形状等の傾斜した加工面を形成することができる。よって、砥石台４２の静圧支持構造を利用し、簡単且つ安価な構成で工作物Ｗに傾斜した加工面を形成することができるという効果を奏する。

また、ポンプ５０から砥石台４２前端側の静圧ポケット４２ｐ－２及び後端側の静圧ポケット４２ｐ－４に至る流路５３上に、第１電磁可変絞り弁６０－１及び第２電磁可変絞り弁６０－２の２つの電磁可変絞り弁を介装し、残りの流路５３上に介装する６個の絞り弁は安価な固定絞り弁６９としたので、より簡単且つ安価な構成とすることができる。

また、砥石台４２の案内方向において第１端（前端）寄りに配置される静圧ポケット４２ｐ－２に至る流路上に介装される第１電磁可変絞り弁６０－１と、第２端（後端）寄りに配置される静圧ポケット４２ｐ－４に至る流路上に介装される第２電磁可変絞り弁６０－２と、を含み、制御部３０は、第１電磁可変絞り弁６０－１及び第２電磁可変絞り弁６０－２の一方の流量を増加させるときは他方を減少させるように制御する。これにより、砥石台４２の支持姿勢を変更する制御において良好な応答性を得ることができると共に、支持姿勢を安定して保持することができる。

また、ポンプ５０からの流路５３上に第１電磁可変絞り弁６０－１、第２電磁可変絞り弁６０－２が介装される静圧ポケット４２ｐ－２、４２ｐ－４は、鉛直軸に対して交差する法線を有する面である鉛直摺動面４２ｖ－１に配置されている。よって、静圧ポケット４２ｐ－２、４２ｐ－４の流量を変化させることにより、砥石台４２の鉛直軸周りの支持姿勢を可変することができる。

＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態では、テーブルトラバース型の研削装置１において、砥石台４２をＸ軸方向に摺動移動可能とする摺動支持装置Ａに本発明を適用した例を示したが、第２実施形態では、砥石台トラバース型の研削装置に本発明を適用したものである。尚、上記第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明を省略する。

本実施形態の研削装置１０１は、図１４に示すように、第１実施形態における研削装置１のテーブル１１、Ｚ軸サーボモータ１２を廃止して、ベッド１０上に主軸台１３及び心押台１７を設置固定し、第１ベース４１の下面に摺動面を設け、この摺動面（図示せず）に対向する案内面（図示せず）を有する第２ベース１４１をベッド１０上で第１ベース４１の下に設置し、案内面と摺動面との間にポンプ５０からの流体を供給し、案内面と摺動面との間にトラバース方向（Ｚ軸方向）の駆動部（図示しないリニアモータ）を設け、第２ベース１４１に対して第１ベース４１を流体を介して摺動可能に支持し、第２ベース１４１に対して第１ベース４１を、駆動部（リニアモータ）によってトラバース方向（Ｚ軸方向）に相対移動させている。

また、研削装置１０１は、第１ベース４１側の摺動面に案内方向に沿って複数の静圧ポケット４１ｐ－２、４１ｐ－４、４１ｐ－６、４１ｐ－８が配置され、ポンプ５０から各静圧ポケット４１ｐへ流体を供給して第２ベース１４１に対して第１ベース４１を摺動支持する静圧支持構造を有している。さらに、静圧ポケット４１ｐ－２への分岐流路上には第１電磁可変絞り弁６０－１が、静圧ポケット４１ｐ－６への分岐流路上には第２電磁可変絞り弁６０－２がそれぞれ介装されている。

そして、制御部３０は、工作物Ｗに対する回転軸線方向における砥石４３の相対位置に応じて、静圧ポケット４１ｐ－２、４１ｐ－６へ供給する流体の流量を、第１電磁可変絞り弁６０－１、第２電磁可変絞り弁６０－２で調整することによって、第２ベース１４１における第１ベース４１の支持姿勢を可変する制御を行う。

以下、図１５を参照しつつ、第１ベース４１の支持姿勢の変化について説明する。Ｚ軸位置Ｚ０では、第１電磁可変絞り弁６０－１の制御により前端左側の静圧ポケット４１ｐ－２の絞り流量がＶ０に、第２電磁可変絞り弁６０－２の制御により前端右側の静圧ポケット４１ｐ－６の流量がＶ２にそれぞれ設定される。ここで、流量Ｖ２は、固定絞り弁６９の流量Ｖ１よりも大であり、流量Ｖ０は、流量Ｖ１よりも小である。これにより、左側の静圧ポケット４１ｐ－２及び静圧ポケット４１ｐ－４の流量の比は、Ｖ０：Ｖ１となり、右側の静圧ポケット４１ｐ－６及び静圧ポケット４１ｐ－８の流量の比は、Ｖ２：Ｖ１となる。これにより、第１ベース４１は、図１５の左側に示すように、Ｚ軸位置Ｚ０においてＸ軸方向に対して－α°傾斜した支持姿勢に設定される。

Ｚ軸位置Ｚ５では、第１電磁可変絞り弁６０－１の絞り流量がＶ１に、第２電磁可変絞り弁６０－２の絞り流量が同じくＶ１にそれぞれ設定される。これにより、左側の静圧ポケット４１ｐ－２及び静圧ポケット４１ｐ－４の流量の比は、Ｖ１：Ｖ１となり、同様に、右側の静圧ポケット４１ｐ－６及び静圧ポケット４１ｐ－８の流量の比も、Ｖ１：Ｖ１となる。これにより、第１ベース４１は、図１５の中央に示すように、Ｚ軸位置Ｚ５においてＸ軸方向に対する傾斜が０°、すなわちＸ軸方向を向く支持姿勢に設定される。

さらにＺ軸位置Ｚ９では、第１電磁可変絞り弁６０－１の絞り流量がＶ２に、第２電磁可変絞り弁６０－２の絞り流量がＶ０にそれぞれ設定される。これにより、左側の静圧ポケット４１ｐ－２及び静圧ポケット４１ｐ－４の流量の比は、Ｖ２：Ｖ１となり、右側の静圧ポケット４１ｐ－６及び静圧ポケット４１ｐ－８の流量の比は、Ｖ２：Ｖ１となる。これにより、第１ベース４１は、図１５の右側に示すように、Ｚ軸位置Ｚ９においてＸ軸方向に対して＋α°傾斜した支持姿勢に設定される。

＜変形例＞
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変更を施すことが可能である。

例えば、前記第１実施形態では、砥石４３に近い側の前端と後端の２つの静圧ポケット４２ｐ－２、４２ｐ－４に対して第１電磁可変絞り弁６０－１、第２電磁可変絞り弁６０－２を設けて流量を可変する構成としたが、これには限られず、いずれか一方のみを電磁可変絞り弁６０とし、他方を固定絞り弁６９としてもよい。電磁可変絞り弁６０を１個のみとした場合でも、砥石台４２の姿勢を可変することが可能である。或いは、砥石４３に近い側の前端の静圧ポケット４２ｐ－２に加えて、砥石４３から遠い側の２つの静圧ポケット４２ｐ－６、４２ｐ－８の一方又は両方に対して電磁可変絞り弁６０を設けて流量を可変するようにしてもよい。要するに、砥石台４２の案内方向に沿って設けられる複数の静圧ポケット４２ｐのうち少なくとも一つへ供給する流体の流量を調整可能とすればよい。尚、より多くの電磁可変絞り弁６０を設けて静圧ポケット４２ｐの流量を調整可能とすることで、支持姿勢を変更する制御の応答性向上を図ることができる。一方、電磁可変絞り弁６０の設置個数を少なくして、残りを安価な固定絞り弁６９とする場合は、装置全体のコスト低減を図ることができる。

１３…主軸台、２２…リニアモータ（駆動部）、３０…制御部、４１…ベース（固定体）、４１ｐ…静圧ポケット、４１ｖ…鉛直案内面（案内面、非水平案内面）、４２…砥石台（移動体）、４２ｖ…鉛直摺動面（摺動面、非水平摺動面）、５０…ポンプ（流体供給部）、５３…流路、６０…電磁可変絞り弁（流量可変部）、４２ｐ…静圧ポケット。

Claims

工作物を回転駆動する主軸台と、
前記主軸台が設置されたテーブルと、
案内面を有するベースと、
砥石を回転駆動すると共に、前記案内面に対向する摺動面を有し、前記案内面に案内されることによって前記主軸台に対して前記工作物に接近離間する方向に移動可能に設けられる砥石台と、
前記案内面と前記摺動面との間に流体を供給する流体供給部と、
前記ベースに対して前記流体を介して摺動可能に支持される前記砥石台を、前記主軸台に対して前記工作物に接近離間する方向に移動させる駆動部と、を備え、
前記工作物と前記砥石とをそれぞれ回転させながら、前記砥石台に対して前記テーブルを前記工作物の回転軸線方向にトラバースさせることによって、前記工作物を研削する研削装置において、
前記案内面及び前記摺動面の少なくとも一方には、案内方向に沿って複数の静圧ポケットが配置され、前記流体供給部から前記各静圧ポケットへ前記流体を供給して前記砥石台を摺動支持する静圧支持構造を有し、
前記工作物に対する前記回転軸線方向における前記砥石の相対位置に応じて、前記複数の静圧ポケットのうち少なくとも一つへ供給する前記流体の流量を調整することによって前記ベースにおける前記砥石台の支持姿勢を可変する制御を行う制御部、を備える研削装置。
工作物を回転駆動する主軸台と、
砥石を回転駆動する砥石台と、
前記砥石台を摺動可能に支持される第１ベースと、を備え、
前記砥石台を前記主軸台に対して相対移動させると共に、前記工作物と前記砥石とをそれぞれ回転させながら前記工作物の回転軸線方向に前記砥石台を前記主軸台に対して相対的にトラバースさせることによって、前記工作物を研削する研削装置において、
前記第１ベースに設けられる摺動面に対向する案内面を有する第２ベースと、
前記案内面と前記摺動面との間に流体を供給する流体供給部と、
前記第２ベースに対して前記流体を介して摺動可能に支持される前記第１ベースを、トラバース方向に相対移動させる駆動部と、を備え、
前記案内面及び前記摺動面の少なくとも一方には、案内方向に沿って複数の静圧ポケットが配置され、前記流体供給部から前記各静圧ポケットへ前記流体を供給して前記第１ベースを摺動支持する静圧支持構造を有し、
前記工作物に対する前記回転軸線方向における前記砥石の相対位置に応じて、前記複数の静圧ポケットのうち少なくとも一つへ供給する前記流体の流量を調整することによって前記第２ベースにおける前記第１ベースの支持姿勢を可変する制御を行う制御部、を備える研削装置。
前記流体供給部から前記複数の静圧ポケットのうち少なくとも一つに至る流路上には弁の開度を変更可能に構成された電磁可変絞り弁が介装され、残りの流路上には固定絞り弁が介装される、請求項１又は２に記載の研削装置。
前記電磁可変絞り弁は、前記案内方向において第１端寄りに配置される前記静圧ポケットに至る流路上に介装される第１電磁可変絞り弁と、前記案内方向において前記第１端とは反対側の第２端寄りに配置される前記静圧ポケットに至る流路上に介装される第２電磁可変絞り弁と、を含み、
前記制御部は、前記第１電磁可変絞り弁及び前記第２電磁可変絞り弁の一方の流量を増加させるときは他方を減少させるように制御する、請求項３に記載の研削装置。
前記制御部は、前記工作物の加工形状に関する情報に基づき、前記工作物に対する前記回転軸線方向における前記砥石の相対位置に応じて、前記電磁可変絞り弁と前記駆動部と
を制御する、請求項３又は４に記載の研削装置。
前記流体供給部からの前記流路上に前記電磁可変絞り弁が介装される前記静圧ポケットは、鉛直軸に対して交差する法線を有する前記案内面及び前記摺動面の少なくとも一方に配置される、請求項３乃至５の何れか一項に記載の研削装置。