JP7184452B2 - 溝研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、溝研削装置に関する。

特許文献１、特許文献２には、研削加工装置が開示されている。

国際公開第２０１６／０８４８３５号公報 特開２０１２－１４３８３６号公報

特許文献１の研削加工装置では、保持部で保持されて回転する被削材に、研削工具の刃先をあてて研削する。この際に、研削に伴って発熱した被削材の研削部位に、クーラントを供給して冷却する。

特許文献２の研削加工装置では、研削砥石を回転して加工体を研削する際に、研削砥石の外周と加工体との間の加工点にクーラントを供給する。

加工点へのクーラントの供給は、以下の点を目的としている。
（ａ）砥石等の切刃部の磨耗を抑制する。（ｂ）加工体（被削材）の加工面での研削焼けを抑制して、品質向上を図る。
研削焼けについては、砥石の摩耗の程度や、加工体の加工面の形状や取り代や加工方向などの影響もあり、完全に抑えることは難しい。

車両用のベルト式の無段変速機の固定プーリには、軸部の外周に球軸受のボールを支持する溝が設けられている。
固定プーリの生産工程では、鍛造された固定プーリの熱処理後に、溝研削装置を用いて溝が研削加工される。

この研削加工の際の研削焼けの程度が大きくなると、固定プーリを構成する素材（金属）が硬くなり、脆くなるので、製品性能を発揮できない。
そこで、研削焼けをより適切に抑制できるようにすることが求められている。

本発明は、
車両用の変速機構の構成部品である固定プーリに溝を加工する際に、前記固定プーリを固定支持する支持部材と、
前記固定プーリの回転軸に直交する軸線に沿う向きで配置された支持軸と、
前記支持軸の先端側に固定されて、前記支持軸と一体に前記軸線回りに回転する研削用の砥石と、を有し、
前記支持軸を、前記軸線回りに回転させながら前記回転軸方向に移動させて、前記固定プーリの前記回転軸に沿って延びる軸部の外周に溝を研削形成する溝研削装置であって、
前記支持軸の前記回転軸方向の移動に追従して前記回転軸方向に移動するヘッドと、
前記ヘッドに設けられて、クーラントの吐出ノズルを有するノズル部と、を有し、
前記ノズル部は、前記軸線方向における前記砥石の両側に設けられており、
前記ノズル部において前記吐出ノズルは、前記クーラントの吐出口を、前記支持軸の移動方向側から、前記砥石が前記軸部の外周に形成する溝の角部に向けて設けられており、
前記支持軸は、基端部が片持ち支持されており、
前記吐出ノズルから吐出される前記クーラントの量は、前記砥石から見て前記基端部側に位置する吐出ノズルよりも、前記基端部とは反対側に位置する吐出ノズルの方が多くなるように設定されている構成の溝研削装置とした。

本発明によれば、軸部における砥石で削られる領域にピンポイントでクーラントを供給できるので、砥石で削られる領域を適切に冷却して、研削焼けを好適に抑制できる。

溝研削装置を説明する図である。 固定プーリの溝を説明する図である。 砥石と荒加工溝との接触領域を説明する図である。 供給ヘッドにおける吐出ノズルの配置の一例を説明する図である。 支持軸が傾いた場合における接触領域の形状変化と、従来の吐出ノズルの配置を説明する図である。 供給ヘッドの各ノズルの配置と、接触領域との位置関係を説明する図である。 供給ヘッドの他の態様を説明する図である。 供給ヘッドの他の態様を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態にかかる溝研削装置１を説明する図である。
図１の（ａ）は、固定プーリ９１の軸部９２の外周に溝９４を形成している途中の溝研削装置１を上方から見た図である。図１の（ｂ）は、溝研削装置１を（ａ）における軸線Ｙ方向から見た図である。図１の（ｃ）は、砥石３の研削部３１側を（ａ）における面Ａに沿って、切断した断面図である。

図２は、溝研削装置１で研削する固定プーリ９１の溝９４を説明する図である。
図２の（ａ）は、外周に溝９４が研削加工された固定プーリ９１を、溝９４側から見た図である。図２の（ｂ）は、固定プーリ９１の溝９４周りを拡大して示す図である。図２の（ｃ）は、溝９４の部分の（ｂ）におけるＡ－Ａ断面図である。
なお、以下の説明においては、必要に応じて、図１の（ａ）における軸線Ｘを基準とした軸線Ｙ方向において、図中上側（モータＭ側）を「右側」、図中下側（モータＭとは反対側）を「左側」と標記する。
さらに、図２の（ａ）では、固定プーリ９１の軸部９２における可動プーリ９５が外挿される領域を説明するために、可動プーリ９５を仮想線で示している。

図２に示すように、固定プーリ９１は、当該固定プーリ９１の回転軸方向に沿う軸部９２を有している。軸部９２では、長手方向の一方の端部９２ａ寄りの位置に、軸部９２よりも外径が大きいフランジ部９３を有している。
軸部９２では、長手方向の他方の端部９２ｂ側であって、フランジ部９３よりも他方の端部９２ｂ側に、可動プーリ９５が外挿される。

可動プーリ９５は、軸部９２に外挿された筒状部９６と、筒状部９６の一端から径方向外側に延びるフランジ部９７と、を有している。
軸部９２において可動プーリ９５は、軸部９２の長手方向に沿う軸線Ｘ回りの回転が規制された状態で、軸線Ｘ方向に移動可能に設けられる。固定プーリ９１と可動プーリ９５とで、ベルト式の無段変速機が備えるプーリ９を構成している。

軸部９２における可動プーリ９５が外挿された領域の外周には、軸線Ｘに沿って溝９４が形成されている。
溝９４は、回転方向の荷重を受ける玉軸受構造を構成する玉軸受のボールを溝９４の部分で保持するために設けられている。

溝９４は、鍛造により作成された固定プーリ９１の熱処理（浸炭処理）後に、溝研削装置１を用いて形成される。

図１の（ａ）に示すように、溝研削装置１は、支持軸２の先端２ａ側に固定されて、支持軸２と一体に回転する砥石３を有している。図１の（ｂ）に示すように、砥石３は、円板形状を成している。砥石３の回転軸（軸線Ｙ）方向から見て円形を成す砥石３の外周部は、研削粒から成る研削部３１となっている。
図１の（ｃ）に示すように、断面視において研削部３１は、頂点Ｐを外方に向けた円弧形状の外周を有しており、研削部３１の頂点Ｐは、砥石３の厚み方向（軸線Ｙ方向）の中心線Ｃ上に位置している。

図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、溝研削装置１は、固定プーリ９１の軸部９２の端部９２ａ、９２ｂを支持する一対の支持具（固定センタ６１、テールセンタ６２）を有している。
固定センタ６１とテールセンタ６２は、軸部９２の端部９２ａ、９２ｂに開口する油穴（図示せず）に、軸線Ｘ方向からそれぞれ挿入される。
固定プーリ９１は、固定センタ６１とテールセンタ６２の間でセンタリングされ、軸部９２をクランプ爪６３で把持（クランプ）することにより、軸線Ｘ回りの回転が拘束される。

本実施形態では、固定センタ６１とテールセンタ６２は、共通の軸線Ｘ上で対向配置されており、固定プーリ９１が固定センタ６１とテールセンタ６２で把持されると、軸部９２の長手方向に沿う中心線（軸線Ｘ）が、砥石３の回転軸（軸線Ｙ）に直交する向きで配置される。

図１の（ａ）に示すように、砥石３は、支持軸２の先端２ａに締結されたロックナット２１により、支持軸２からの脱落が規制されている。
砥石３は、支持軸２に対して着脱自在である。砥石３の外周の研削部３１が摩耗した場合には、他の新しい砥石３に交換することや、ドレッサ（図示せず）によるドレス操作により研削部３１の形状を再成形することができるようになっている。なお、ドレス操作で研削部３１の形状を整えると、砥石３の外径が小さくなる。ドレッサによる研削部３１の形状を整えるドレス操作は、溝９４の研削加工を所定回数（例えば、１００回）実施するたびに行われる。

支持軸２は、軸線Ｘに直交する向きで設けられており、軸線Ｘから離れる方向に直線状に延びている。支持軸２の基端２ｂは、溝研削装置１の本体ケース４内で、モータＭに回転伝達可能に連結されている。支持軸２は、長手方向の基端２ｂが片持ち支持されている。

溝研削装置１では、モータＭが駆動されると支持軸２が軸線Ｙ回りに回転し、支持軸２の先端２ａ側に装着された砥石３が、軸線Ｙ回りに回転する。
溝研削装置１には、支持軸２を軸線Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に移動させる移動機構（図示せず）が設けられている。

溝研削装置１では、固定プーリ９１の軸部９２の外周に溝９４を形成する際に、支持軸２（砥石３）を軸線Ｙ回りに回転させた状態で、支持軸２（砥石３）を軸線Ｘ方向に変位させる。この際に、溝研削装置１は、研削により生じた切粉を、支持軸２の移動方向とは反対側に送り出す方向に砥石３を回転させる。
この方向に砥石３を回転させながら溝９４の研削を行うことを、ダウンカットという。

図１の（ｂ）に示すように、軸部９２における溝９４が形成される領域は、軸部９２の端部９２ｂよりも大きい外径を有している。

溝９４の研削加工は、以下の手順にて実施される。
（１）図１の（ｂ）における反時計回り方向に砥石３を回転させた状態で、支持軸２（砥石３）を軸線Ｙ方向に移動させて、砥石３の中心線Ｃと、軸部９２の中心線（軸線Ｘ）とを一致させる。
（２）図１の（ｂ）における反時計回り方向に砥石３を回転させた状態で、支持軸２（砥石３）を軸線Ｚ方向に移動させて初期位置に配置する（図１の（ｂ）、仮想線で示す砥石３の位置）。
（３）支持軸２（砥石３）を軸線Ｘ方向に移動させる。具体的には、砥石３を、軸部９２の他方の端部９２ｂ側から一方の端部９２ａ側（フランジ部９３側）に移動させる。
この際に、溝９４の研削終了点の手前の所定位置に到達するまで、支持軸２（砥石３）の軸線Ｚ方向の位置を保持し、所定位置に到達した後は、研削終了点に向かうにつれて、支持軸２（砥石３）を、軸線Ｚ方向における軸部９２から離れる方向に移動させる。

なお、軸部９２の外周では、最終的に溝９４を形成する領域に、熱処理前に切削加工された溝（荒加工溝９４０）が形成されている。溝９４を形成する際には、砥石３が、この荒加工溝９４０に沿って移動しつつ、荒加工溝９４０の周囲を研削することで、最終的に溝９４が形成される。

溝研削装置１は、潤滑用のオイル（クーラント）の供給ヘッド５を有している。
図１の（ｂ）に示すように、供給ヘッド５は、支持軸２とフランジ部９３との間に配置されている。供給ヘッド５は、溝９４を形成する際に、支持軸２（砥石３）の軸線Ｘ方向の移動に追従して、軸線Ｘ方向に移動する。

供給ヘッド５は、図１の（ｂ）において仮想線で示すクーラント供給部８の下部に固定されている。供給ヘッド５は、クーラント供給部８側から供給されたクーラントＯＬを吐出する吐出ノズルＮを有している。
供給ヘッド５は、軸部９２の外周に溝９４を研削する際に、軸部９２における砥石３で研削される領域にクーラントＯＬ（オイル）を供給して、砥石３で研削される領域の潤滑と冷却、そして、溝９４の周囲への研削焼けの発生を抑制するために設けられている。

ここで、砥石３で溝９４を研削する過程における砥石３の研削部３１と、荒加工溝９４０との接触領域Ｒｓを説明する。
図３は、砥石３の研削部３１と荒加工溝９４０との接触領域Ｒｓを説明する図である。
なお、図３では、砥石３の研削部３１と荒加工溝９４０との接触領域Ｒｓにハッチングを付して示しており、図３に示した接触領域Ｒｓは、砥石３の中心線Ｃと固定プーリ９１の中心線（軸線Ｘ）とが一致している場合における接触領域である。

図３の（ａ）は、固定プーリ９１の軸部９２の軸線Ｘに沿う断面と共に、軸部９２に予め形成されていた荒加工溝９４０と砥石３との位置関係と、砥石３との接触領域Ｒｓの形状を説明する図である。なお、図３の（ａ）は、図３の（ｂ）におけるＡ－Ａ矢視方向から見た接触領域Ｒｓの形状を仮想線で示している。
図３の（ｂ）は、（ａ）の各位置ｐ０～ｐ３における、軸部９２の荒加工溝９４０が形成された領域と、砥石３の外周の研削部３１との位置関係を説明する図である。
図３の（ｃ）は、荒加工溝９４０における砥石３の研削部３１との接触領域Ｒｓを説明する図である。

軸部９２の外周における溝９４を形成する領域には、軸線Ｘに沿って荒加工溝９４０が予め設けられている。
前記したように、溝９４を形成する際には、軸線Ｙ回りに回転する砥石３を、荒加工溝９４０に沿って軸線Ｘ方向に移動させる。これにより、荒加工溝９４０の外径側（図３の（ｂ）における上側）が砥石３の研削部３１で研削されて、研削部３１の外形と整合する形状の溝９４が形成される。

図３の（ａ）に示すように、軸線Ｙ方向から見て、砥石３の外周の研削部３１は、円弧状の外周を有している。
そのため、図３の（ｂ）に示すように、荒加工溝９４０と研削部３１とが接触する領域の面積は、軸線Ｘ方向の位置に応じて変化する。
軸線Ｙ方向から見た荒加工溝９４０の一方側の斜面（モータＭ側の斜面）では、図３の（ａ）に示すような接触領域Ｒｓの形状となる。他方側の斜面（モータＭとは反対側の斜面）には、軸線Ｘを挟んで対称となる形状の接触領域Ｒｓが形成される。

よって、荒加工溝９４０の一方側の斜面の接触領域Ｒｓと、他方側の斜面の接触領域Ｒｓとを軸線Ｚ方向から見ると、図３の（ｃ）に示すように、軸線Ｘを挟んで対称な位置関係で接触領域Ｒｓ、Ｒｓが並んだ形状の接触領域となる。

従来例にかかる研削装置では、潤滑および冷却用のオイルの吐出ノズルＮの吐出口は、砥石３の中心線Ｃ上で荒加工溝９４０を向いて配置されており（図３の（ｃ）参照）、吐出ノズルＮから供給されたクーラントＯＬが、荒加工溝９４０内に供給されることで、研削による発熱を抑えていた。

ここで、図１に示す溝研削装置１を用いて、固定プーリ９１に溝９４を研削して形成すると、溝９４の縁に沿って研削焼けが発生することがある。
研削焼けの発生傾向を、試験などを通じて検討した結果、以下のような傾向が確認された。
（傾向Ａ）先端側に砥石３が設けられた支持軸２の基端２ｂ側（モータＭ側）が片持ち支持されている場合、固定プーリ９１では、軸線Ｙ方向における溝９４の一方側（モータＭ側）よりも、他方側（モータＭとは反対側）のほうが、研削焼けが顕著である（図２の（ｂ）：ハッチングの領域参照）。
（傾向Ｂ）軸線Ｘを挟んだ溝９４の一方側と他方側の何れかに研削焼けが偏ることがある。
（傾向Ｃ）砥石３の外径が小さくなると、研削焼けが増える。

本件発明者は、研削焼けの発生傾向の原因を鋭意検討した結果、以下の点を突き止めた。
上記（傾向Ａ）は、溝９４を研削加工する際に生じる研削抵抗（研削荷重）の影響により、砥石３を支持する支持軸２が、モータＭ内の軸受部（図示せず）を起点に軸線Ｙに対して傾く、または支持軸２がたわむことで発生する。
上記（傾向Ｂ）は、溝９４を研削加工する際に、砥石３の中心線Ｃと、軸部９２の中心線（軸線Ｘ）とが、軸線Ｙ方向で位置ズレすることにより発生する。
上記（傾向Ｃ）は、砥石３がドレッサによるドレス操作により、砥石３の外径が小さくなることで、砥石３の接触領域と供給ヘッドの相対位置が軸線Ｚ方向にズレることに起因して発生する。
何れの場合においても、砥石３で研削される領域（接触領域Ｒｓ）に対して、クーラントＯＬが十分に供給されないことで発生する。

本件発明者は、このよう場合であっても、研削焼けを抑制できるようにするために、冷却用のクーラントＯＬ（クーラント）の吐出ノズルＮの配置および数を鋭意検討し、吐出ノズルＮの配置が、研削焼けを抑制できるように配置された供給ヘッド５を見いだすに至った。

図４は、供給ヘッド５における吐出ノズルＮの配置の一例を説明する図である。図４の（ａ）は、供給ヘッド５を、軸線Ｚ方向から見た図である。図４の（ｂ）は、（ａ）におけるＡ－Ａ断面図であり、図４の（ｃ）は、供給ヘッド５を、（ａ）におけるＢ－Ｂ矢視方向から見た図である。

供給ヘッド５は、樹脂成形により一体に形成されており、クーラント供給部８の下部に固定される基部５０と、ノズル部５５と、を有している。
基部５０は、軸線Ｚ方向から見て略長方形形状を有している。基部５０におけるクーラント供給部８との対向面（図４における紙面手前側の面）では、長手方向の中央部に、オイルの流入口５１と、流入口５１を所定間隔で囲むシールリング溝５２とが設けられている。流入口５１とシールリング溝５２は、クーラント供給部８との対向面に開口している。

基部５０では、長手方向（図４の（ａ）における上下方向）における流入口５１を挟んだ一方側にボルト孔５３、位置決め孔５４ａが設けられていると共に、他方側にもボルト孔５３、位置決め溝５４ｂが設けられている。

供給ヘッド５は、位置決め孔５４ａ、位置決め溝５４ｂによりクーラント供給部８の下部と位置決めされ、ボルト孔５３を貫通したボルト（図示せず）により、クーラント供給部８の下部に固定される（図１の（ｂ）参照）。

この状態おいて供給ヘッド５の流入口５１は、クーラント供給部８側のオイルの吐出口８１と整合する位置に配置される。さらにシールリング溝５２にシールリングＳＬが収容される。シールリングＳＬは、クーラント供給部８の下面に圧接して、オイルの吐出口８１と、流入口５１との接続部からのオイルの流出を阻止する。

図４に示すように、溝研削装置１において供給ヘッド５は、基部５０の長手方向に沿う長辺部５０ａ、５０ｂを、軸線Ｘに直交させた向きで配置される。
この状態において、基部５０の中央に位置する流入口５１は、軸線Ｘ上に位置している。

基部５０の一方の長辺部５０ａには、樹脂製のノズル部５５が一体に形成されている。
ノズル部５５は、長辺部５０ａに一体に形成された接続部５６を有している。接続部５６は、長辺部５０ａの全面に亘って接触して設けられている。

接続部５６には、基部５０から離れる方向に延出する延出部５７、５８が一体に形成されている。基部５０と接続部５６と延出部５７、５８は、樹脂成形により一体に形成されており、例えば３Ｄプリンタなどを利用して形成することが可能である。

なお、ノズル部５５は、基部５０とノズル部５５とに区別されている必要は必ずしもない。例えば、ノズル部５５における接続部５６を省略して、延出部５７、５８が、本体部から直接延びている構成の供給ヘッドとしても良い。

延出部５７、５８は、軸線Ｘを挟んで対称となる位置関係で、互いに平行に設けられている。
延出部５７、５８は、支持軸２およびロックナット２１との干渉を回避するために、軸線Ｘ方向の厚みｈｘが低くなる先細り形状を有している（図４の（ｂ）参照）。
延出部５７、５８は、接続部５６から延びる第１傾斜部５７１、５８１と、これら第１傾斜部５７１、５８１から延びる第２傾斜部５７２、５８２と、を有している。
図４の（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１傾斜部５７１、５８１の上面５７１ａ、５８１ａは、軸線Ｘ方向の厚みが接続部５６から離れるにつれて一定の割合で減少する平坦面である。

第２傾斜部５７２、５８２の上面５７２ａ、５８２ａは、長手方向（図５の（ｂ）における左右方向）における略中央部が、下方に窪んだ弧状を成す表面を有している。
図４の（ａ）に示すように、軸線Ｘ方向から見て、延出部５７、５８の互いに対向する内側面５７０、５８０は、軸線Ｘに沿う平坦面となっており、間隔Ｗａをあけて互いに平行に設けられている。

間隔Ｗａは、砥石３の幅Ｗｂ（図１の（ｃ）参照）よりも大きくなっており（Ｗａ＞Ｗｂ）、溝研削装置１では、内側面５７０、５８０の間に、砥石３が研削部３１側を挿入した状態で配置される。すなわち、延出部５７、５８は、軸線Ｙ方向における砥石３の両側に配置される（図４の（ｃ）参照）。

延出部５７、５８では、内側面５７０、５８０における第１傾斜部５７１、５８１と第２傾斜部５７２、５８２との境界付近から、内側（軸線Ｘ側）に突出して吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２、ＮＲ１が設けられている。

吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２は、延出部５７内に設けた油路５７ａを介して、前記した流入口５１に連絡している。
吐出ノズルＮＲ１は、延出部５８内に設けた油路５８ａを介して、前記した流入口５１に連絡している。
なお、供給ヘッド５には、流入口５１に流入したクーラントＯＬの油路５７ａ、５８ａへの流入量を調節する調節機構（図示せず）が設けられている。調節機構として、油路５７ａ、５８ａの途中に設けた絞り部（オリフィス）や、流入口５１と油路５７ａ、５８ａとの接続口に設けた弁体などが例示される。
この３本の吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２、ＮＲ１を備える供給ヘッド５は、前記した（傾向Ａ）の解決に適した供給ヘッドである。

図５は、支持軸２が、軸線Ｙに対して所定角度θ傾いた場合における接触領域Ｒｓの形状変化と、従来のクーラントＯＬ用の吐出ノズルＮの配置を説明する図である。
図６は、供給ヘッド５における各吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２、ＮＲ１の配置と、接触領域Ｒｓとの位置関係を説明する図である。

前記したように、本実施形態にかかる溝研削装置１では、先端２ａ側に砥石３が取り付けられた支持軸２は、基端２ｂ側が片持ち支持されている。
軸線Ｙ回りに砥石３を回転させながら支持軸２を移動させて溝９４を研削形成する際には、研削抵抗が支持軸２の先端２ａ側に作用する。
そうすると、支持軸２は、砥石３が設けられた先端２ａ側が、モータＭに連結された基端２ｂ側よりも遅れて、支持軸２の送り方向（図中、白抜き矢印参照）に移動する傾向がある。

かかる場合、支持軸２の先端２ａ側は、軸線Ｙに対して所定角度θ傾いた状態で、荒加工溝９４０を研削することになる。そうすると、荒加工溝９４０における砥石３の研削部３１との接触領域Ｒｓは、モータＭ側（図５の（ａ）における上側：右側）よりもモータＭと反対側（図５における下側：左側）の方が軸線Ｘ方向に広くなる。
かかる場合、図５の（ｂ）に示すように、中心線Ｃを挟んで、モータＭとは反対側に位置する接触領域が、接触領域Ｒｓ’の分だけ、軸線Ｘ方向に広くなっている。

従来例にかかる研削装置では、クーラントＯＬの吐出ノズルＮの吐出口は、砥石３の中心線Ｃ上で荒加工溝９４０を向いて配置されている。
そのため、供給されたクーラントＯＬは、荒加工溝９４０の内部に主として供給され、研削部３１と軸部９２とが実際に接触する領域に供給される量が少なくなる傾向がある。

さらに、軸線Ｘを挟んだ一方側の接触領域Ｒｓと、他方側の接触領域（Ｒｓ＋Ｒｓ’）のうち、他方側の接触領域（Ｒｓ＋Ｒｓ’）の面積が広いので、クーラントＯＬによる冷却は、他方側の接触領域（Ｒｓ＋Ｒｓ’）のほうが不十分になる。
そのため、上記した固定プーリ９１では、軸線Ｙ方向における溝９４の一方側（モータＭ側）よりも、他方側（モータＭとは反対側）の方が、研削焼けが顕著になる（傾向Ａ）が発生する。

このように、前記した（傾向Ａ）は、支持軸２の傾きに起因して発生する。
本実施形態にかかる溝研削装置１が採用する供給ヘッド５では、支持軸２の傾きを考慮して各ノズルの配置を決定している。

具体的には、軸線Ｘから見てモータＭ側（図６の（ａ）における上側）に１つの吐出ノズルＮＲ１を配置し、モータＭとは反対側（図６の（ａ）における下側）に２つの吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２を配置している。
すなわち、支持軸２が傾いた際に、接触領域Ｒｓが広がる側に、２つの吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２を配置している。

この際に、吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２、ＮＲ１を、軸線Ｘの径方向における溝９４（荒加工溝９４０）側から見て、軸線Ｘに対して所定角度θａ傾けて配置するとともに、軸線Ｘ方向から見て、砥石３の中心線Ｃに対して所定角度θｂ傾けて配置する。

さらに、吐出ノズルＮＬ１、ＮＲ１を、支持軸２が傾いていないときの砥石３と荒加工溝９４０との接触領域Ｒｓ、Ｒｓに対向する位置に配置し、吐出ノズルＮＬ２を、支持軸２が傾いているときの砥石３と荒加工溝９４０との接触領域Ｒｓ’に対向する位置に配置する。

これにより、吐出ノズルＮＬ１と吐出ノズルＮＬ２は、軸線Ｘ方向で位置をΔＸだけずらして配置される。このΔＸは、支持軸２の送り方向（図６の（ｃ）、白抜き矢印で示す方向）における接触領域Ｒｓの先端Ｐｘと、同方向における接触領域Ｒｓ’の先端Ｐｘとの離間距離に相当する。

この状態において、吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２、ＮＲ１は、対応する接触領域Ｒｓ、Ｒｓ’、Ｒｓに対して、支持軸２の送り方向側からクーラントＯＬの吐出口を向けて配置されている。さらに、吐出ノズルＮＲ１は、対応する接触領域Ｒｓに対して、砥石３の中心線Ｃから見てモータＭ側からクーラントＯＬの吐出口を向けて配置される。吐出ノズルＮＲ１の延長線上には、対応する接触領域Ｒｓの先端Ｐｘが位置する。
吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２は、対応する接触領域Ｒｓ、Ｒｓ’に対して、砥石３の中心線Ｃから見てモータＭと反対側からクーラントＯＬの吐出口を向けて配置される。
吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２の延長線上には、対応する接触領域Ｒｓ、Ｒｓ’の先端Ｐｘが位置する。

このように構成することで、支持軸２が傾いた場合にクーラントＯＬの供給が不足する可能性のある領域（接触領域Ｒｓ’）にも、クーラントＯＬが適切に供給されるので、支持軸２が傾いた場合の、研削焼けの発生を好適に抑制できる。

さらに、吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２、ＮＲ１が、軸線Ｘを間に挟んだ一方側と他方側に配置されており、軸線Ｘ方向における砥石３の両側にクーラントＯＬが供給される。
これにより、砥石３の外周の研削部３１と、荒加工溝９４０との接触領域Ｒｓに、軸線Ｙ方向の両側からクーラントＯＬを供給できる。そして、供給されたクーラントＯＬが研削部３１の両側を伝って、接触領域Ｒｓ、Ｒｓ’に到達できる。
よって、接触領域Ｒｓ、Ｒｓ’を、クーラントＯＬ（クーラント）でより適切に冷却できるので、上記した（傾向Ａ）の発生を好適に抑制できる。

なお、延出部５７、５８に吐出ノズルを一つずつ配置し、前記した調節機構（図示せず）により、延出部５７側に供給されるクーラントＯＬの量が、延出部５８側に供給されるクーラントＯＬの量よりも多くなるようにしても良い。

図７の（ａ）は、砥石３の中心線Ｃと、軸部９２の中心線（軸線Ｘ）とが、軸線Ｙ方向で位置ズレした場合における接触領域Ｒｓの形状変化と、位置ズレを考慮した各吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２、ＮＲ１、ＮＲ２の配置と、接触領域Ｒｓとの位置関係を説明する図である。図７の（ｂ）は、供給ヘッド５Ａを、軸線Ｚ方向から見た図である。

前記した（傾向Ｂ）は、溝９４を研削加工する際に、砥石３の中心線Ｃと、軸部９２の中心線（軸線Ｘ）とが、軸線Ｙ方向で位置ズレすることにより発生する。

本実施形態にかかる溝研削装置１が採用する供給ヘッド５Ａのように、この位置ズレを考慮して各ノズルの数と配置を決定してもよい。

図７の（ａ）に示すように、砥石３の中心線Ｃが、軸線Ｙ方向におけるモータＭ側にズレることがある。かかる場合には、荒加工溝９４０における砥石３の研削部３１との接触領域Ｒｓは、モータＭ側（図７の（ａ）における上側：右側）の方が、モータＭとは反対側（図７の（ａ）における下側：左側）よりも軸線Ｘ方向に広くなる。
かかる場合、図７の（ａ）に示すように、中心線Ｃを挟んで、モータＭ側に位置する接触領域が、接触領域Ｒｓ’の分だけ、軸線Ｘ方向に広くなる。

ここで、中心線Ｃが位置ズレする方向は、必ずしもモータＭ側にはならない。そのため、中心線Ｃの位置ズレを考慮する場合には、軸線Ｘから見てモータＭ側（図７の（ａ）における上側）に２つの吐出ノズルＮＲ１、ＮＲ２を配置し、モータＭとは反対側（図７の（ａ）における下側）に２つの吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２を配置する。
すなわち、砥石３の中心線Ｃが、軸部９２の中心線（軸線Ｘ）に対して、軸線Ｙ方向のどちらに位置ズレしても、軸線Ｘの両側に位置する２つの吐出ノズルＮＬ２、ＮＲ２により対応できるようになっている。

このような構成の供給ヘッド５Ａ（図７の（ｂ）参照）を採用しても、上記した（傾向Ｂ）の場合の研削焼けを好適に抑制できる。

図８の（ａ）、（ｂ）は、砥石３の外径の振れを考慮した各吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ３、ＮＲ１、ＮＲ３の配置と、接触領域Ｒｓとの位置関係を説明する図である。図８の（ｃ）は、供給ヘッド５Ｂを、軸線Ｚ方向から見た図である。

前記した（傾向Ｃ）は、砥石３がドレッサによるドレス操作により、砥石３の外径が小さくなることで、砥石３の接触領域と供給ヘッドの相対位置が軸線Ｚ方向にズレることに起因して発生する。

本実施形態にかかる溝研削装置１が採用する供給ヘッド５Ｂのように、この位置ズレを考慮して各ノズルの数と配置を決定してもよい。

砥石３は、溝９４を所定回数研削加工する度に、ドレッサによるドレス操作により、研削部３１の外径が整えられる。そのため、ドレス操作が実施される度に砥石３の外径が小さくなる。

そうすると、砥石３の接触領域Ｒｓと供給ヘッドの相対位置が軸線Ｚ方向に変化するので、一対の吐出ノズルＮＬ１、ＮＲ１のみを設けただけでは接触領域ＲｓにクーラントＯＬを適切に供給できなくなる場合がある。

そのため、砥石３の外径の変化を考慮する場合には、軸線Ｘから見てモータＭ側（図８の（ａ）における上側）に２つの吐出ノズルＮＲ１、ＮＲ３を軸線Ｚ方向に並べて配置し、モータとは反対側（図８の（ａ）における下側）に２つの吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ３を軸線Ｚ方向に高さΔＺずらして並べて配置している。
これにより、砥石３の接触領域Ｒｓと供給ヘッド５Ｂの相対位置が軸線Ｚ方向に変化した場合であっても、接触領域ＲｓにクーラントＯＬが供給されるようにしている。

このような構成の供給ヘッド５Ｂを採用しても、上記した（傾向Ｃ）の場合の研削焼けを好適に抑制できる。

以上の通り、実施形態に係る溝研削装置１は、以下の構成を有している。
（１）溝研削装置１は、車両用の変速機構の構成部品である固定プーリ９１に溝９４を加工する際に、固定プーリ９１を固定支持する支持具（固定センタ６１、テールセンタ６２、クランプ爪６３）と、
固定プーリ９１の軸線Ｘに直交する軸線Ｙに沿う向きで配置された支持軸２と、
支持軸２の先端２ａ側に固定されて、支持軸２と一体に軸線Ｙ回りに回転する研削用の砥石３と、を有する。
溝研削装置１では、支持軸２を、軸線Ｙ回りに回転させながら軸線Ｘ方向における、固定プーリ９１のフランジ部９３に近づく方向に移動させて、固定プーリ９１の軸線Ｘに沿って延びる軸部９２の外周に、軸線Ｘ方向に沿う溝９４を、砥石３の外周の研削部３１で研削形成する。
溝研削装置１は、支持軸２の軸線Ｘ方向の移動に追従して軸線Ｘ方向に移動する供給ヘッド５（ヘッド）と、供給ヘッド５に設けられて、クーラントＯＬの吐出ノズルＮ（ＮＬ１、ＮＲ１）を有するノズル部５５と、を有する。
ノズル部５５は、軸線Ｙ方向における砥石３の両側に設けられている。
ノズル部５５において吐出ノズルＮ（ＮＬ１、ＮＲ１）は、クーラントＯＬの吐出口を、支持軸２の移動方向側（固定プーリ９１のフランジ部９３）から、砥石３の研削部３１が軸部９２の外周に形成する溝の角部（接触領域Ｒｓの先端Ｐｘ）に向けて設けられている。

軸部９２の外周には、砥石３による削り代（取り代）を考慮して荒加工溝９４０が形成されている。溝９４を形成する際には、荒加工溝９４０の周縁部が軸線Ｙ方向の所定範囲に亘って、砥石３の研削部３１で削られる。
軸線Ｙ方向における砥石３の両側に配置されたノズル部５５において、吐出ノズルＮ（ＮＬ１、ＮＲ１）が、当該吐出ノズルの吐出口が、支持軸２の移動方向側（固定プーリ９１のフランジ部９３）から、砥石３の研削部３１が軸部９２の外周に形成する溝の角部（接触領域Ｒｓの先端Ｐｘ）に向けて設けられていると、軸部９２における砥石３の研削部３１で削られる領域（接触領域Ｒｓ）にピンポイントでクーラントＯＬを供給できる。
これにより、砥石３で削られる領域を適切に冷却することができるので、研削焼けを好適に抑制できる。

ここで、溝９４は、固定プーリ９１の軸部９２における可動プーリ９５が外挿される領域に設けられている。
溝９４は、軸部９２の外周の溝９４と可動プーリ９５の内周に設けた溝とに跨がって配置された伝達部材（玉軸受のボール）により、可動プーリ９５を、固定プーリ９１との軸線Ｘ回りの相対回転が規制された状態で、軸線Ｘ方向に移動可能にするために設けられている。

研削加工の際の研削焼けの程度が大きくなると、固定プーリを構成する素材（金属）が硬くなり、脆くなるが、かかる事態の発生を好適に防止できるので、伝達部材の支持強度を確保して、製品性能を適切に発揮させることができる。

実施形態に係る溝研削装置１は、以下の構成を有している。
（２）支持軸２は、長手方向（軸線Ｙ方向）の基端２ｂ側が片持ち支持されている。
吐出ノズルＮ（ＮＬ１、ＮＲ１）から吐出されるクーラントＯＬの量は、砥石３から見て基端２ｂ側に位置する吐出ノズルＮＲ１よりも、基端２ｂ部とは反対側に位置する吐出ノズルＮＬ１の方が多くなるように設定されている。

溝研削装置１では、先端２ａ側に砥石３が取り付けられた支持軸２は、基端２ｂ側が片持ち支持されている。
軸線Ｙ回りに砥石３を回転させながら支持軸２を移動させて溝９４を研削形成する際には、研削抵抗が支持軸２の先端２ａ側に作用する。
そうすると、荒加工溝９４０における砥石３の研削部３１との接触領域Ｒｓは、モータＭ側（図４における上側：右側）よりもモータＭと反対側（図４における下側：左側）の方が軸線Ｘ方向に広くなる。
上記のように構成すると、荒加工溝９４０におけるモータＭとは反対側の接触領域に向けてより多くのクーラントＯＬが供給されるので、砥石３で削られる領域を適切に冷却することができるので、研削焼けを好適に抑制できる。

実施形態に係る溝研削装置１は、以下の構成を有している。
（３）吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２、ＮＲ１、ＮＲ２は、軸線Ｘ方向に複数設けられている。

このように構成すると、砥石３の中心線Ｃと、軸部９２の中心線（軸線Ｘ）とが、軸線Ｙ方向で位置ズレして、荒加工溝９４０を挟んだ一方側の接触領域Ｒｓの範囲や、他方側の接触領域Ｒｓの範囲が、軸線Ｘ方向に変化しても、吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ２、ＮＲ１、ＮＲ２から供給されるクーラントＯＬを、接触領域Ｒｓに適切に供給できる。
これにより、砥石３で削られる領域を適切に冷却することができるので、研削焼けを好適に抑制できる。

実施形態に係る溝研削装置１は、以下の構成を有している。
（４）吐出ノズルＮＬ１、ＮＬ３、ＮＲ１、ＮＲ３は、軸線Ｙ方向から見て、砥石３の径方向（軸線Ｚ方向）に間隔をあけて設けられている。

砥石３の外周の研削部３１には、溝９４を所定回数研削する度に、ドレッサを用いて形状を整えるドレス操作が実施される。
そのため、砥石３の外径は、ドレス操作が実施される度に、外径が小さくなって、軸心が軸線Ｚ方向に変化する。
上記構成すると、砥石３の外径が変化しても、接触領域Ｒｓに適切に供給できる。

実施形態に係る溝研削装置１は、以下の構成を有している。
（５）供給ヘッド５には、一方側のノズル部５５に供給されるクーラントＯＬの量と、他方側のノズル部５５に供給されるクーラントＯＬの量を調整するための機構（オリフィス、弁体）が設けられている。

このように構成すると、軸線Ｙ方向における荒加工溝９４０の一方側に供給されるクーラントＯＬの量と、他方側に供給されるクーラントＯＬの量を調整できるので、研削焼けを好適に抑制できる。

実施形態に係る溝研削装置１は、以下の構成を有している。
（６）ノズル部５５は、樹脂成形により作成したものである。

このように構成すると、吐出ノズルの数及び位置を変更したノズル部５５を、例えば、３Ｄプリンタを用いて速やかに作成できる。よって、吐出ノズルの数及び位置が異なるノズル部５５を複数用意しておくことで、研削対象物に応じて適切なノズル部５５を使用して、接触領域Ｒｓを適切に冷却できる。

１ 溝研削装置
２ 支持軸
２ａ 先端
２ｂ 基端
２１ ロックナット
３ 砥石
３１ 研削部
４ 本体ケース
５、５Ａ、５Ｂ 供給ヘッド
５０ 基部
５０ａ 長辺部
５１ 流入口
５２ シールリング溝
５３ ボルト孔
５４ａ 位置決め孔
５４ｂ 位置決め溝
５５ ノズル部
５６ 接続部
５７、５８ 延出部
５７ａ、５８ａ 油路
５７０、５８０ 内側面
５７１、５８１ 第１傾斜部
５７２、８５２ 第２傾斜部
６１ 固定センタ（支持具）
６２ テールセンタ（支持具）
６３ クランプ爪（支持具）
８ クーラント供給部
８１ 吐出口
９ プーリ
９１ 固定プーリ
９２ 軸部
９３ フランジ部
９４ 溝
９４０ 荒加工溝
９５ 可動プーリ
９６ 筒状部
９７ フランジ部
Ｃ 中心線
Ｍ モータ
Ｎ、ＮＬ１、ＮＬ２、ＮＬ３、ＮＲ１、ＮＲ２、ＮＲ３ 吐出ノズル
ＯＬ クーラント
Ｐｘ 先端
Ｒｓ、Ｒｓ’ 接触領域
ＳＬ シールリング
Ｗａ 間隔
Ｗｂ 幅
Ｘ、Ｙ、Ｚ 軸線

Claims (6)

1. 車両用の変速機構の構成部品である固定プーリに溝を加工する際に、前記固定プーリを固定支持する支持部材と、
   前記固定プーリの回転軸に直交する軸線に沿う向きで配置された支持軸と、
   前記支持軸の先端側に固定されて、前記支持軸と一体に前記軸線回りに回転する研削用の砥石と、を有し、
   前記支持軸を、前記軸線回りに回転させながら前記回転軸方向に移動させて、前記固定プーリの前記回転軸に沿って延びる軸部の外周に溝を研削形成する溝研削装置であって、
   前記支持軸の前記回転軸方向の移動に追従して前記回転軸方向に移動するヘッドと、
   前記ヘッドに設けられて、クーラントの吐出ノズルを有するノズル部と、を有し、
   前記ノズル部は、前記軸線方向における前記砥石の両側に設けられており、
   前記ノズル部において前記吐出ノズルは、前記クーラントの吐出口を、前記支持軸の移動方向側から、前記砥石が前記軸部の外周に形成する溝の角部に向けて設けられており、
   前記支持軸は、基端部が片持ち支持されており、
   前記吐出ノズルから吐出される前記クーラントの量は、前記砥石から見て前記基端部側に位置する吐出ノズルよりも、前記基端部とは反対側に位置する吐出ノズルの方が多くなるように設定されていることを特徴とする溝研削装置。
2. 前記吐出ノズルは、前記回転軸方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の溝研削装置。
3. 前記吐出ノズルは、前記軸線方向から見て、前記砥石の径方向に間隔をあけて設けられていることを特徴とする請求項２に記載の溝研削装置。
4. 前記ノズル部には、前記軸線方向で、前記砥石を挟んだ一方側に位置する前記ノズル部と他方側に位置する前記ノズル部に供給される前記クーラントの量を調節する機構が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の溝研削装置。
5. 前記ノズル部は、樹脂成形により作成したものであることを特徴とする請求項４に記載の溝研削装置。
6. 前記溝は、前記固定プーリの前記軸部における可動プーリが外挿される領域に設けられており、
   前記溝は、前記軸部の外周の溝と前記可動プーリの内周に設けた溝とに跨がって配置された伝達部材により、前記可動プーリを、前記固定プーリとの前記回転軸回りの相対回転が規制された状態で、前記回転軸方向に移動可能にするために設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の溝研削装置。

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