JP7293947B2 - 研削盤 - Google Patents

Description

本発明は、研削盤に関するものである。

特許文献１には、工作物の両端をセンタ部材により支持する研削盤が記載されている。当該研削盤においては、両センタ部材は、モータによって回転駆動されており、センタ部材と工作物のセンタ穴との摩擦力によって工作物と一体的に回転する。つまり、工作物は、両センタ部材の回転駆動力と、両センタ部材と両センタ穴との摩擦力とによって、回転される。

ここで、両センタ部材は、工作物を回転させるための摩擦力を発生させるために、工作物を両端から軸方向に押圧している。そのため、工作物は、撓んだ状態で縄跳び状に回転することになる。つまり、工作物に回転振れが生じることになる。工作物の回転振れ量が大きくなると、工作物の外径精度が悪化する。そのため、両センタ部材が回転しながら工作物を支持する構造においては、工作物に生じる曲げモーメントを低減することが重要な事項となる。

ところで、特許文献２には、両センタ部材が回転しない構造を有しており、回り金によって工作物を回転させる研削盤が記載されている。この構造においては、工作物は、撓んだ状態となるとしても、縄跳び状に回転することはない。つまり、工作物に回転振れが生じることはない。そのため、工作物が撓んでいたとしても、工作物の外径精度に影響を及ぼすことはない。

特開２０１３－２２０４９８号公報 実公平４－４５７６１号公報

ここで、センタ穴の加工精度によっては、センタ穴が傾きを有している場合がある。そのため、センタ穴とセンタ部材とが局所的な接触となる。接触箇所によっては、工作物に大きな曲げモーメントを生じる原因となる。この場合、両センタ部材が回転しながら工作物を支持する構造において、工作物の回転振れ量が大きくなるため、工作物の外径の研削精度が悪化することになる。

本発明は、工作物のセンタ穴が傾きを有しているとしても、工作物に生じる曲げモーメントを低減することによって工作物の回転振れ量を低減することができ、結果として工作物の外径の研削精度を向上することができる研削盤を提供することを目的とする。

本発明に係る研削盤は、工作物の軸方向の第一端の第一センタ穴を支持し且つ前記第一センタ穴との摩擦力により前記工作物と一体的に回転する第一センタ部材、及び、前記第一センタ部材を回転駆動する第一駆動装置を備える第一主軸装置と、前記工作物の軸方向の第二端の第二センタ穴を支持し且つ前記第二センタ穴との摩擦力により前記工作物と一体的に回転する第二センタ部材を備える第二支持装置と、回転可能に設けられ、前記工作物の外周面を研削する砥石車と、前記工作物に対して前記砥石車を接近離間させる送り装置とを備える。前記第一センタ部材は、前記第一センタ穴に接触する部位を球面状に形成され、前記第二センタ部材は、前記第二センタ穴に接触する部位を球面状に形成されている。

第一センタ部材の先端が、球面状に形成されているため、第一センタ穴の傾きに関わりなく、第一センタ部材と第一センタ穴とが局所的に接触することを防止できる。従って、第一センタ部材と第一センタ穴との接触によって工作物に生じる曲げモーメントを小さくすることができる。また、第二センタ部材の先端も、球面状に形成されている。そのため、第二センタ部材と第二センタ穴との接触によって工作物に生じる曲げモーメントを小さくすることができる。従って、第一センタ部材及び第二センタ部材が回転しながら工作物を支持する構造において、工作物の回転振れ量を小さくすることができ、結果として、工作物の外径の研削精度を良好にすることができる。

研削盤の平面図である。 第一主軸装置の縦断面図である。 第二支持装置の縦断面図である。 第二支持装置として第二主軸装置を適用した場合における工作物Ｗの研削時の回転振れを説明する図である。 第二支持装置として心押装置を適用した場合における工作物Ｗの研削時の回転振れを説明する図である。 センタ部材とセンタ穴との接触状態を説明する断面図であって、センタ穴の中心軸が工作物Ｗの中心軸に対して傾いていない状態を示す。 センタ部材とセンタ穴との接触状態を説明する断面図であって、センタ穴の中心軸が工作物Ｗの中心軸に対して傾いている状態を示す。 比較例としてのセンタ部材とセンタ穴との接触状態を説明する断面図であって、センタ穴の中心軸が工作物Ｗの中心軸に対して傾いている状態を示す。

（１．研削盤の構成）
研削盤１の構成について、図１を参照して説明する。研削盤１は、工作物Ｗを支持した状態で、砥石車１６を回転させながら工作物Ｗに対して相対的に接近離間させることで、工作物Ｗの外周面を研削する。研削盤１は、砥石台トラバース型の研削盤、テーブルトラバース型の研削盤などを適用可能である。また、研削盤１は、円筒研削盤、カム研削盤などを適用可能である。なお、本例においては、研削盤１は、砥石台トラバース型の円筒研削盤を例にあげる。

研削盤１は、主として、ベッド１１、第一主軸装置１２、第二支持装置１３、トラバースベース１４、砥石台１５、砥石車１６、定寸装置１７、及び、制御装置１８を備える。ベッド１１は、床面上に設置されている。

第一主軸装置１２は、ベッド１１の上面に設けられ、工作物Ｗを工作物Ｗの中心軸線回り（Ｚ軸回り）に回転可能に支持する。第一主軸装置１２は、工作物Ｗの軸方向の第一端（図１の左端）の第一センタ穴Ｈ１を支持する第一センタ部材１２ａを備える。第一センタ部材１２ａは、先細形状に形成されており、第一センタ部材１２ａの先端側が、第一センタ穴Ｈ１を支持する部位となる。第一センタ部材１２ａは、第一主軸台本体１２ｃに回転可能に設けられている。第一センタ部材１２ａは、第一主軸台本体１２ｃに対して、工作物Ｗの軸方向に移動可能に設けられている。そして、第一センタ部材１２ａは、第一センタ穴Ｈ１との摩擦力により、工作物Ｗと一体的に回転する。

第一主軸装置１２は、さらに、第一センタ部材１２ａを回転駆動する第一駆動装置１２ｂを備える。第一駆動装置１２ｂは、モータにより構成されている。第一駆動装置１２ｂも、第一主軸台本体１２ｃに対して、第一センタ部材１２ａと一体的に工作物Ｗの軸方向に移動可能である。

つまり、第一主軸装置１２は、第一センタ部材１２ａと工作物Ｗの第一センタ穴Ｈ１との摩擦力によって、工作物Ｗに対して回転力を伝達する。ここで、第一主軸装置１２は、工作物Ｗの外周面に係合する回り金及びチャックなどの他の回転力伝達装置を有していない。従って、第一主軸装置１２は、工作物Ｗに接触する部位としては、第一センタ部材１２ａのみを有する。

第二支持装置１３は、第一主軸装置１２と同様に工作物Ｗに対して回転駆動力を伝達する第二主軸装置を構成してもよいし、回転駆動力を有しない心押装置として構成してもよい。図１においては、第二支持装置１３は、第二主軸装置を構成する場合を例にあげる。なお、第二支持装置１３が、心押装置を構成する場合には、第二主軸装置における第二駆動装置を有しない構成となる。

第二支持装置１３は、ベッド１１の上面において、第一主軸装置１２に対向する位置に設けられている。第二支持装置１３は、工作物Ｗを工作物Ｗの中心軸線回り（Ｚ軸回り）に回転可能に支持する。第二支持装置１３は、工作物Ｗの軸方向の第二端（図１の右端）の第二センタ穴Ｈ２を支持する第二センタ部材１３ａを備える。第二センタ部材１３ａは、先細形状に形成されており、第二センタ部材１３ａの先端側が、第二センタ穴Ｈ２を支持する部位となる。第二センタ部材１３ａは、第二支持台本体１３ｃに回転可能に設けられている。第二センタ部材１３ａは、駆動力を有していないため、第二支持台本体１３ｃに対して自由回転可能となる。第二センタ部材１３ａは、第二支持台本体１３ｃに対して、工作物Ｗの軸方向に移動可能に設けられている。そして、第二センタ部材１３ａは、第二センタ穴Ｈ２との摩擦力により、工作物Ｗと一体的に回転する。

第二支持装置１３は、さらに、第二センタ部材１３ａを回転駆動する第二駆動装置１３ｂを備える。第二駆動装置１３ｂは、モータにより構成されている。第二駆動装置１３ｂも、第二支持台本体１３ｃに対して、第二センタ部材１３ａと一体的に工作物Ｗの軸方向に移動可能である。

つまり、第二支持装置１３は、第二センタ部材１３ａと工作物Ｗの第二センタ穴Ｈ２との摩擦力によって、工作物Ｗに対して回転力を伝達する。ここで、第二支持装置１３は、工作物Ｗの外周面に係合する回り金及びチャックなどの他の回転力伝達装置を有していない。従って、第二支持装置１３は、工作物Ｗに接触する部位としては、第二センタ部材１３ａのみを有する。

トラバースベース１４は、ベッド１１の上面において、工作物Ｗの中心軸線方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられている。トラバースベース１４は、ベッド１１に設けられたモータ１４ａの駆動により移動する。砥石台１５は、トラバースベース１４の上面において、工作物Ｗに接近及び離間する方向（Ｘ軸方向）に移動可能に設けられている。砥石台１５は、トラバースベース１４に設けられたモータ１５ａ（送り装置）の駆動によりＸ軸方向に移動する。

砥石車１６は、円盤状に形成され、砥石台１５に回転可能に支持されている。砥石車１６は、砥石台１５に設けられたモータ１６ａの駆動により回転する。砥石車１６は、複数の砥粒を結合材により固定されて構成されている。砥粒には、一般砥粒と超砥粒が存在する。一般砥粒としては、アルミナや炭化ケイ素などのセラミックス質の材料などが良く知られている。超砥粒は、ダイヤモンドやＣＢＮである。定寸装置１７は、ベッド１１の上面に設けられ、工作物Ｗの外周面に接触可能な一対の接触子を備えており、工作物Ｗの研削部位である外周面の直径を計測する。

制御装置１８は、ＮＣプログラム及びＰＬＣの制御プログラムに基づいて、各駆動装置を制御する。ＮＣプログラムは、動作指令データに基づいて生成され、制御装置１８は、当該ＮＣプログラムに基づいて、各駆動装置１２ｂ，１３ｂ，１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７を制御する。ＰＬＣの制御プログラムは、入力機器の指令信号のＯＮ／ＯＦＦに応じて出力機器を動作する。

（２．第一主軸装置１２の構成）
第一主軸装置１２の構成について、図２を参照して説明する。第一主軸装置１２は、ベッド１１の上面に配置されている。第一主軸装置１２は、第一主軸台本体１２ｃ、第一ラム軸１２ｄ、第一主軸１２ｅ、第一センタ部材１２ａ、第一駆動装置１２ｂ、第一ボールねじ１２ｇ、第一ナット１２ｈ、第一スライド駆動装置１２ｆを備える。

第一主軸台本体１２ｃは、ベッド１１の上面に固定されている。第一ラム軸１２ｄは、筒状に形成されており、第一主軸台本体１２ｃに対して工作物Ｗの軸方向に移動可能に支持されている。第一主軸１２ｅは、第一ラム軸１２ｄの内周面に軸受を介して回転可能に支持されている。第一主軸１２ｅは、第一ラム軸１２ｄと共に、第一主軸台本体１２ｃに対して、工作物Ｗの軸方向に移動可能となる。

第一センタ部材１２ａは、第一主軸１２ｅの先端に固定されている。第一センタ部材１２ａの先端は、球面状に形成されている。第一センタ部材１２ａは、工作物Ｗの第一端の第一センタ穴Ｈ１を支持する。第一駆動装置１２ｂは、第一ラム軸１２ｄの後端に固定されており、第一駆動装置１２ｂの回転軸部材が第一主軸１２ｅの後端にカップリングを介して連結されている。第一駆動装置１２ｂは、モータにより構成される。つまり、第一駆動装置１２ｂは、第一主軸１２ｅ及び第一センタ部材１２ａを回転駆動する。

第一ボールねじ１２ｇは、第一ラム軸１２ｄの径方向外側において、第一ラム軸１２ｄの移動軸方向に軸平行となるように第一主軸台本体１２ｃに回転可能に支持されている。第一ナット１２ｈは、第一ボールねじ１２ｇに螺合されており、且つ、第一ラム軸１２ｄに固定されている。つまり、第一ナット１２ｈが、第一ボールねじ１２ｇに沿って移動することによって、第一ラム軸１２ｄを軸方向に移動させる。第一スライド駆動装置１２ｆは、第一主軸台本体１２ｃに固定されており、第一スライド駆動装置１２ｆの回転軸部材が第一ボールねじ１２ｇの一端にカップリングを介して連結されている。第一スライド駆動装置１２ｆは、モータにより構成される。つまり、第一スライド駆動装置１２ｆは、第一ボールねじ１２ｇを回転駆動することによって、第一ナット１２ｈ及び第一ラム軸１２ｄを軸方向に移動させる。

（３．第二支持装置１３の第一例（第二主軸装置）の構成）
第二支持装置１３の第一例としての第二主軸装置の構成について、図３を参照して説明する。第二支持装置１３は、ベッド１１の上面に配置されている。ここで、図３には、第二支持装置１３が、第二主軸装置を構成する場合を図示する。

第二支持装置１３は、第二支持台本体１３ｃ、第二ラム軸１３ｄ、第二支持軸１３ｅ、第二センタ部材１３ａ、第二駆動装置１３ｂ、第二ボールねじ１３ｇ、第二ナット１３ｈ、付勢プレート１３ｉ、付勢部材１３ｊ、第二スライド駆動装置１３ｆを備える。

第二支持台本体１３ｃは、ベッド１１の上面に固定されている。第二ラム軸１３ｄは、筒状に形成されており、第二支持台本体１３ｃに対して工作物Ｗの軸方向に移動可能に支持されている。第二支持軸１３ｅは、第二ラム軸１３ｄの内周面に軸受を介して回転可能に支持されている。第二支持軸１３ｅは、第二ラム軸１３ｄと共に、第二支持台本体１３ｃに対して、工作物Ｗの軸方向に移動可能となる。

第二センタ部材１３ａは、第二支持軸１３ｅの先端に固定されている。第二センタ部材１３ａの先端は、球面状に形成されている。第二センタ部材１３ａは、工作物Ｗの第二端の第二センタ穴Ｈ２を支持する。第二駆動装置１３ｂは、第二ラム軸１３ｄの後端に固定されており、第二駆動装置１３ｂの回転軸部材が第二支持軸１３ｅの後端にカップリングを介して連結されている。第二駆動装置１３ｂは、モータにより構成される。つまり、第二駆動装置１３ｂは、第二支持軸１３ｅ及び第二センタ部材１３ａを回転駆動する。

第二ボールねじ１３ｇは、第二ラム軸１３ｄの径方向外側において、第二ラム軸１３ｄの移動軸方向に軸平行となるように第二支持台本体１３ｃに回転可能に支持されている。第二ナット１３ｈは、第二ボールねじ１３ｇに螺合されている。付勢プレート１３ｉは、プレート状に形成され、第二ナット１３ｈに固定されている。付勢プレート１３ｉの一部は、第二ラム軸１３ｄの後端側の内部空間に配置されており、第二支持軸１３ｅを挿通するように配置されている。付勢部材１３ｊは、例えば、コイルスプリングや皿バネにより形成されており、付勢プレート１３ｉと第二ラム軸１３ｄのフランジ面との軸方向間に配置されている。つまり、付勢部材１３ｊは、付勢プレート１３ｉに対して、第二ラム軸１３ｄを工作物Ｗ側へ付勢する力を発揮する。

第二スライド駆動装置１３ｆは、第二支持台本体１３ｃに固定されており、第二スライド駆動装置１３ｆの回転軸部材が第二ボールねじ１３ｇの一端にカップリングを介して連結されている。第二スライド駆動装置１３ｆは、モータにより構成される。つまり、第二スライド駆動装置１３ｆは、第二ボールねじ１３ｇを回転駆動することによって、第二ナット１３ｈ及び付勢プレート１３ｉを軸方向に移動させる。そして、第二スライド駆動装置１３ｆは、付勢部材１３ｊを介して、第二ラム軸１３ｄ、第二支持軸１３ｅ及び第二センタ部材１３ａを軸方向に移動させる。

（４．第二支持装置１３の第二例（心押装置）の構成）
第二支持装置１３の第二例としての心押装置は、図３に示す、第二支持装置１３の第一例としての第二主軸装置において、少なくとも第二駆動装置１３ｂを備えない構成からなる。なお、第二駆動装置１３ｂを不要とすることから、第二支持装置１３における第二支持軸１３ｅの長さ及び形状等を変更することも可能である。

（５．工作物Ｗの回転振れ）
第二支持装置１３の第一例（図３に示す）として第二主軸装置を適用する場合の研削盤１による支持構造において、図４を参照して工作物Ｗの回転振れについて説明する。上述したように、第一センタ部材１２ａは、第一駆動装置１２ｂにより回転駆動され、第二センタ部材１３ａは、第二駆動装置１３ｂにより回転駆動される。

従って、第一センタ部材１２ａ及び第二センタ部材１３ａは、工作物Ｗを両端から軸方向に押圧した状態となる。さらに、工作物Ｗの回転力は、第一センタ部材１２ａ及び第二センタ部材１３ａのみから伝達される。従って、工作物Ｗが撓んでいる場合には、図４に示すように、第一センタ部材１２ａ及び第二センタ部材１３ａは、工作物Ｗに回転力を伝達することにより工作物Ｗを縄跳び状に回転させることになる。

特に、工作物Ｗは、第一駆動装置１２ｂ及び第二駆動装置１３ｂのみの回転駆動力により回転駆動される。つまり、工作物Ｗの回転力は、第一センタ部材１２ａ及び第二センタ部材１３ａのみから伝達される。第一センタ部材１２ａ及び第二センタ部材１３ａの回転軸線から接触点までの径が小さいため、第一センタ部材１２ａと第一センタ穴Ｈ１との摩擦力、及び、第二センタ部材１３ａと第二センタ穴Ｈ２との摩擦力は、大きくする必要がある。従って、第一センタ部材１２ａ及び第二センタ部材１３ａによる工作物Ｗに対する軸方向への押圧力は大きくなり、工作物Ｗが撓む可能性が極めて高くなる。そして、工作物Ｗが縄跳び状に回転することで、工作物Ｗの回転振れは、工作物Ｗの撓み量の最大値に相当する。

第二支持装置１３の第二例（図示せず）として心押装置を適用する場合の研削盤１による支持構造において、図５を参照して工作物Ｗの回転振れについて説明する。第一センタ部材１２ａは、第一駆動装置１２ｂにより回転駆動され、第二センタ部材１３ａは、駆動力が伝達されず、自由回転可能とされる。

この場合も、第一センタ部材１２ａ及び第二センタ部材１３ａは、工作物Ｗを両端から軸方向に押圧した状態となる。さらに、工作物Ｗの回転力は、第一センタ部材１２ａのみから伝達され、第二センタ部材１３ａは、自由回転可能であることから当該回転力を規制しないように作用する。従って、工作物Ｗが撓んでいる場合には、図５に示すように、第一センタ部材１２ａ及び第二センタ部材１３ａは、工作物Ｗに回転力を伝達することにより工作物Ｗを縄跳び状に回転させることになる。

特に、工作物Ｗは、第一駆動装置１２ｂのみの回転駆動力により回転駆動される。つまり、工作物Ｗの回転力は、第一センタ部材１２ａのみから伝達される。そのため、第一センタ部材１２ａと第一センタ穴Ｈ１との摩擦力、及び、第二センタ部材１３ａと第二センタ穴Ｈ２との摩擦力は、大きくする必要がある。従って、第一センタ部材１２ａ及び第二センタ部材１３ａによる工作物Ｗに対する軸方向への押圧力は大きくなり、工作物Ｗが撓む可能性が極めて高くなる。そして、工作物Ｗが縄跳び状に回転することで、工作物Ｗの回転振れは、工作物Ｗの撓み量の最大値に相当する。

（６．センタ部材１２ａ，１３ａの構成）
第一センタ部材１２ａ及び第二センタ部材１３ａの一例について、図６を参照して説明する。上述したように、第一センタ部材１２ａは、第一主軸１２ｅの軸方向の先端側の端面に固定されている（図２に示す）。第二センタ部材１３ａは、第二支持軸１３ｅの軸方向の先端側の端面に固定されている（図３に示す）。ここで、本例においては、第一センタ部材１２ａと第二センタ部材１３ａは、同一に構成されている。以下において、第一センタ部材１２ａ及び第二センタ部材１３ａを、総称として、センタ部材１２ａ，１３ａと称する。

センタ部材１２ａ，１３ａは、センタ部材本体１２ａ１，１３ａ１を備える。センタ部材本体１２ａ１，１３ａ１は、基端側（図６の左側）に、第一主軸１２ｅ又は第二支持軸１３ｅの軸方向端面に形成された孔に嵌合可能な軸部を有する。また、センタ部材本体１２ａ１，１３ａ１は、軸方向中央部に（図６の左右方向中央部）、第一主軸１２ｅ及び第二支持軸１３ｅの軸方向端面に締結するためのフランジ部を有する。そして、センタ部材本体１２ａ１，１３ａ１は、先端側（図６の右側）における回転中心部分に、円形の凹所を有する。センタ部材本体１２ａ１，１３ａ１は、例えば、炭素工具鋼（ＳＫ材）や炭素鋼等により形成されている。

センタ部材１２ａ，１３ａは、センタ部材本体１２ａ１，１３ａ１の先端面に設けられた先端部材１２ａ２，１３ａ２を備える。先端部材１２ａ２，１３ａ２は、センタ部材本体１２ａ１，１３ａ１の先端面の中央凹所の開口縁に当接した状態で、位置決めされている。これにより、先端部材１２ａ２，１３ａ２の中心が、センタ部材本体１２ａ１，１３ａ１の中心軸線上に位置するようにできる。先端部材１２ａ２，１３ａ２は、例えば、超硬により形成されている。加工上の低コスト化を図るために、先端部材１２ａ２，１３ａ２は、球体形状に形成された玉軸受の球体（球状転動体）が用いられている。玉軸受の球体は、種類、サイズが豊富で、多量生産されて安価である。ただし、先端部材１２ａ２，１３ａ２は、球体形状ではなく、センタ穴Ｈ１，Ｈ２との接触面が球面状を有すればよく、部分球面状に形成されるようにしてもよい。

センタ部材１２ａ，１３ａは、センタ部材本体１２ａ１，１３ａ１の先端面と先端部材１２ａ２，１３ａ２とを接合するために、ろう材１２ａ３，１３ａ３によりろう付けされている。球体形状である先端部材１２ａ２，１３ａ２の中心は、センタ部材１２ａ，１３ａの回転中心軸線上に位置する。

（７．センタ穴Ｈ１，Ｈ２の形状）
工作物Ｗの第一センタ穴Ｈ１及び第二センタ穴Ｈ２の一例について、図６を参照して説明する。第一センタ穴Ｈ１は、工作物Ｗの軸方向の第一端の中心に形成されており、第二センタ穴Ｈ２は、工作物Ｗの軸方向の第二端の中心に形成されている。ここで、本例においては、第一センタ穴Ｈ１と第二センタ穴Ｈ２は、同一に構成されている。以下において、第一センタ穴Ｈ１及び第二センタ穴Ｈ２を、総称して、センタ穴Ｈ１，Ｈ２と称する。

センタ穴Ｈ１，Ｈ２は、工作物Ｗの軸方向端面に開口を有する凹所である。センタ穴Ｈ１，Ｈ２の開口側は、開口側に行くほど大径となるテーパ面Ｈ１ａ，Ｈ２ａを有する。図６においては、センタ穴Ｈ１，Ｈ２の奥側が、円筒面を有する部位であり、開口側が、テーパ面Ｈ１ａ，Ｈ２ａを有する部位である。ただし、センタ穴Ｈ１，Ｈ２は、テーパ面Ｈ１ａ，Ｈ２ａのみにより形成されるようにしてもよい。また、センタ穴Ｈ１，Ｈ２におけるテーパ面Ｈ１ａ，Ｈ２ａの角度は、任意に設定可能である。

（８．センタ部材１２ａ，１３ａとセンタ穴Ｈ１，Ｈ２との接触態様）
センタ部材１２ａ，１３ａとセンタ穴Ｈ１，Ｈ２との接触態様について、図６及び図７を参照して説明する。図６においては、センタ穴Ｈ１，Ｈ２が高精度に形成されており、センタ穴Ｈ１，Ｈ２の中心軸が、工作物Ｗの中心軸に一致する。つまり、センタ穴Ｈ１，Ｈ２の中心軸が工作物Ｗの中心軸に対して傾いていない。

この場合、センタ部材１２ａ，１３ａとセンタ穴Ｈ１，Ｈ２との接触は、図６の破線にて示すように、円状の接触線Ｔとなる。接触線Ｔの円形状の中心軸は、センタ部材１２ａ，１３ａの中心軸に一致し、且つ、センタ穴Ｈ１，Ｈ２の中心軸に一致する。この場合、センタ部材１２ａ，１３ａとセンタ穴Ｈ１，Ｈ２との接触部位によって、工作物Ｗに曲げモーメントは生じない。

次に、図７においては、センタ穴Ｈ１，Ｈ２の加工精度が低く、センタ穴Ｈ１，Ｈ２の中心軸が工作物Ｗの中心軸に対して傾いているとする。このとき、センタ部材１２ａ，１３ａとセンタ穴Ｈ１，Ｈ２との接触は、図７の破線にて示すように、円状の接触線Ｔとなる。接触線Ｔの円形状の中心軸は、センタ穴Ｈ１，Ｈ２の中心軸には一致するが、センタ部材１２ａ，１３ａの中心軸に対しては傾きを有する。この場合、接触線Ｔの円形状の中心軸は、工作物Ｗの中心軸に対して傾きを有し、接触線Ｔ上の点が場所によってセンタ部材１２ａ，１３ａの軸方向に異なる。しかし、場所による接触線Ｔ上の点のセンタ部材１２ａ，１３ａの軸方向のずれが小さいため、工作物Ｗに生じる曲げモーメントは小さい。その結果、工作物Ｗは、センタ部材１２ａ，１３ａから受ける力によって僅かに撓み変形し、僅かではあるが縄跳び状に回転することになる。

（９．比較例のセンタ部材とセンタ穴との接触態様）
ここで、比較例として、センタ部材１１２ａ，１１３ａとセンタ穴Ｈ１，Ｈ２との接触態様について、図８を参照して説明する。比較例としてのセンタ部材１１２ａ，１１３ａは、センタ部材本体１１２ａ１，１１３ａ１と、先端部材１１２ａ２，１１３ａ２とを備える。センタ部材本体１１２ａ１，１１３ａ１は、本例におけるセンタ部材本体１２ａ１，１３ａ１と実質的に同一である。先端部材１１２ａ２，１１３ａ２は、球体形状ではなく、円錐形状に形成されている。先端部材１１２ａ２，１１３ａ２は、先端側（工作物Ｗ側）が細くなるように、センタ部材本体１１２ａ１，１１３ａ１に、図示しないろう付けにより接合されている。

そして、図７と同様に、センタ穴Ｈ１，Ｈ２の中心軸が、工作物Ｗの中心軸に対して傾いているとする。この場合、センタ部材１１２ａ，１１３ａとセンタ穴Ｈ１，Ｈ２との接触は、図８の黒丸にて示すように、２カ所の点Ｔ１，Ｔ２による接触（点接触）となる。つまり、一方の接触点Ｔ１は、センタ穴Ｈ１，Ｈ２のテーパ面Ｈ１ａ，Ｈ２ａの開口側の大径部分に位置し、他方の接触点Ｔ２は、テーパ面Ｈ１ａ，Ｈ２ａの奥側の小径部分に位置する。接触点Ｔ１と接触点Ｔ２は、センタ部材１１２ａ，１１３ａの軸方向に大きく離間しているため、工作物Ｗに生じる曲げモーメントは大きくなりやすい。

（１０．本例と比較例についての考察）
本例においては、センタ部材１２ａ，１３ａの先端が、球面状に形成されているため、センタ穴Ｈ１，Ｈ２の傾きに関わりなく、センタ部材１２ａ，１３ａとセンタ穴Ｈ１，Ｈ２との接触が線接触となり、局所的に接触することを防止できる。一方、比較例においては、センタ部材１１２ａ，１１３ａの先端が、円錐形状に形成されているため、センタ穴Ｈ１，Ｈ２の傾き角度によっては、センタ部材１１２ａ，１１３ａとセンタ穴Ｈ１，Ｈ２とが点接触となり、局所的な接触となる。

これらを比較すると、本例においては、センタ部材１２ａ，１３ａとセンタ穴Ｈ１，Ｈ２との線接触によって工作物Ｗに生じる曲げモーメントを、比較例に比べて小さくすることができる。従って、センタ部材１２ａ，１３ａが回転しながら工作物Ｗを支持する構造において、工作物Ｗの回転振れ量を小さくすることができ、結果として、工作物Ｗの外径の研削精度を良好にすることができる。

１：研削盤、１２：第一主軸装置、１２ａ：第一センタ部材、１２ｂ：第一駆動装置、１２ｃ：第一主軸台本体、１２ｄ：第一ラム軸、１２ｅ：第一主軸、１３：第二支持装置、１３ａ：第二センタ部材、１３ｂ：第二駆動装置、１３ｃ：第二支持台本体、１３ｄ：第二ラム軸、１３ｅ：第二支持軸、１５：砥石台、１５ａ：モータ（送り装置）、１６：砥石車、１２ａ１，１３ａ１：センタ部材本体、１２ａ２，１３ａ２：先端部材、１２ａ３，１３ａ３：ろう材、Ｈ１：第一センタ穴、Ｈ２：第二センタ穴、Ｈ１ａ，Ｈ２ａ：テーパ面、Ｔ：接触線、Ｔ１，Ｔ２：接触点、Ｗ：工作物

Claims (7)

1. 工作物の軸方向の第一端の第一センタ穴を支持し且つ前記第一センタ穴との摩擦力により前記工作物と一体的に回転する第一センタ部材、及び、前記第一センタ部材を回転駆動する第一駆動装置を備える第一主軸装置と、
   前記工作物の軸方向の第二端の第二センタ穴を支持し且つ前記第二センタ穴との摩擦力により前記工作物と一体的に回転する第二センタ部材を備える第二支持装置と、
   回転可能に設けられ、前記工作物の外周面を研削する砥石車と、
   前記工作物に対して前記砥石車を接近離間させる送り装置と、
   を備え、
   前記第一センタ部材は、前記第一センタ穴に接触する部位を球面状に形成され、
   前記第二センタ部材は、前記第二センタ穴に接触する部位を球面状に形成された、研削盤。
2. 前記第二支持装置は、前記第二センタ部材、及び、前記第二センタ部材を回転駆動する第二駆動装置を備える第二主軸装置であり、
   前記工作物は、前記第一駆動装置及び前記第二駆動装置のみの回転駆動力により回転駆動される、請求項１に記載の研削盤。
3. 前記第二支持装置は、自由回転可能な前記第二センタ部材を備える心押装置であり、
   前記工作物は、前記第一駆動装置のみの回転駆動力により回転駆動される、請求項１に記載の研削盤。
4. 前記第一センタ部材と前記第一センタ穴との接触、及び、前記第二センタ部材と前記第二センタ穴との接触は、線接触である、請求項１－３の何れか１項に記載の研削盤。
5. 前記第一センタ部材及び前記第二センタ部材は、前記工作物を両端から軸方向に押圧した状態で、前記工作物が撓んでいる場合には前記工作物に回転力を伝達することにより前記工作物を縄跳び状に回転させる、請求項１－４の何れか１項に記載の研削盤。
6. 前記第一駆動装置及び前記第二駆動装置は、モータである、請求項２に記載の研削盤。
7. 前記第一センタ部材及び前記第二センタ部材は、
   回転可能に設けられたセンタ部材本体と、
   前記センタ部材本体の先端にろう付けされ球体形状に形成された先端部材と、
   を備える、請求項１－６の何れか１項に記載の研削盤。

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