JPS635219B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、駆動ユニツトにて主軸線上に支持し
た状態で回転される環状被加工物の外面（軌道
面）に砥石を接触させると共に、この砥石を前記
主軸線と直交する水平な第１軸芯周りに揺動、或
いは該第１軸芯と直交する第２軸芯方向に一定の
振幅で振動させることにより、環状被加工物の外
面を超仕上するところの環状被加工物の外周面加
工用超仕上加工装置に関する。環状被加工物とし
ては円すいころ軸受、円筒ころ軸受、玉軸受、自
動調心ころ軸受等の内輪が適用できる。

（従来の技術） かかる超仕上加工装置は、環状被加工物に対し
て砥石を上記の如く揺動し、或いは振動させるた
めに次のような構成要素から成つている。即ち、
環状被加工物をシユーセンターレス方式によつて
主軸線上に支持し回転する駆動ユニツトと、前記
環状被加工物の外周面（軌道面）に接触する砥石
と、該砥石を保持するホルダーユニツトと、前記
砥石を環状被加工物外面に押圧する押圧部材と、
砥石を主軸線と直交する水平な第１軸芯周りに揺
動し、又は第１軸芯と直交する第２軸芯方向に一
定振幅で揺動させる砥石揺動機構部とからなつて
いる。

ところで、従来の超仕上装置において環状被加
工物を仕上加工する場合、次のような問題点があ
る。

すなわち、最近のベアリング精度は年々高度の
ものを要求されベアリング業界では、その対策と
して現在は荒砥石を装着した粗加工装置と仕上砥
石を装着した精加工装置の２台を用意し、荒砥石
による加工を終えると環状被加工物を仕上砥石を
装着した仕上加工装置に装着換えしている。この
ため、環状被加工物の加工仕上に２台の仕上加工
装置が必要であるし、また環状被加工物を装着換
えする関係上、位置および芯ズレを起すために加
工精度が悪くなるという欠点がある。特に仕上砥
石で超仕上する場合は10万分の１ミリメートル単
位の精度が要求されるので、環状被加工物が位置
ズレ、芯ズレを起すことは加工精度に重大な影響
を及ぼすものである。

そこでこのような問題を解決すべく、従来、例
えば実開昭53−47690号公報に見られるように、
粗加工用の荒砥石と仕上用の仕上砥石とを単一の
砥石ヘツドに装着するとともに、荒砥石を環状被
加工物に加圧する第１のピストンと、仕上砥石を
環状被加工物に加圧する第２のピストンとを設
け、これら第１および第２のピストンを個別に作
動させてそれぞれの砥石を個別に加圧するように
した粗・仕上連続加工可能の超仕上盤砥石ヘツド
が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来のものにあつては、荒
砥石と仕上砥石とを密着するようにして一体的に
砥石ヘツドに装着し、各砥石をそれぞれ第１およ
び第２ピストンで個別に加圧して荒砥石または仕
上砥石のいずれか一方を選択的に被加工物に加圧
するようにしているため、加圧されていない砥石
までもが加工中に被加工物に接触してしまい、こ
のため被加工物の加工面が傷付いたり、あるいは
加圧していない方の砥石が片減りまたは損傷する
といつた問題があつた。

また、荒砥石と仕上砥石とは上記したような状
態で砥石ヘツドに装着されているため、被加工物
が環状のものである場合に、いずれの砥石も該環
状被加工物の半径方向に沿わない（砥石の中心線
が環状被加工物の中心を通らない）ことになり、
その結果加工面が正しく加工されないといつた問
題もあつた。

さらに、荒砥石と仕上砥石とを別個に加圧する
２つのピストンを要するため、その分機構および
制御が複雑となるばかりか大型となり、砥石ヘツ
ドの慣性質量が大きくなつて、ヘツドの動作制御
（揺動または振動動作の制御）が困難になるとい
つた問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る環状被加工物の外周面加工用超仕
上加工装置は、環状被加工物をシユーセンターレ
ス方式によつて主軸線上に支持し回転させる駆動
ユニツトと、前記環状被加工物の外周面に選択的
に接触される複数個の砥石を前記主軸線と直交す
る水平な第１軸芯方向に所定間隔を隔てて一列に
保持したホルダーアームと、このホルダーアーム
を前記第１軸芯周りに揺動し又は該第１軸芯と直
交する第２軸芯に沿つて一定振幅で振動させる砥
石揺振機構部と、この砥石揺振機構部と前記ホル
ダーアームとの間に介在されたホルダーユニツト
と、このホルダーユニツトに前記第１軸芯方向に
摺動可能に支持され、前記ホルダーアームを前記
主軸線と平行な第３軸芯周りに回動可能に枢支す
る摺動部材と、前記複数個の砥石のうちの１つが
前記環状被加工物の外周面と接触する位置にくる
ように該摺動部材を前記ホルダーアームにおける
砥石の保持間隔と等しいピツチで前記第１軸芯方
向に移動させる砥石選択手段と、前記ホルダーユ
ニツト上に設けられ、前記ホルダーアームを前記
砥石が環状被加工物の外周面から離間する方向に
回動させる駆動部と、前記ホルダーユニツト上に
該駆動部と並んで設けられ、前記ホルダーアーム
の複数個の砥石うち前記環状被加工物の外周面に
接触させた砥石を該外周面に押圧する押圧手段と
を具備してなるものである。

（作用） 複数個の砥石を総て同種とした場合は、砥石の
交換頻度を少なくすることができる。一方、異種
の砥石とした場合は、単一の装置によつて荒加工
と仕上加工の双方を行い得ると共に、環状被加工
物が荒砥石による超仕上及び仕上砥石による超仕
上を通じて同一位置に支持されていることによつ
て高精度な仕上加工を行うことができる。

ホルダーアームに複数個の砥石を所定間隔隔て
て保持させたことにより、環状被加工物の外周面
に接触する砥石は１つだけとなり、加工中に他の
砥石によつて外周面が傷付くことがない。それと
ともに、各砥石を環状被加工物の外周面に正しく
接触させる、つまり各砥石をその中心線が環状被
加工物の中心を通る位置にもつてくることが可能
となる。また、駆動部によつてホルダーアームは
砥石が環状被加工物の外周面から離間する方向に
回動されるので、ホルダーアームを移動させると
きに、環状被加工物の外周面が砥石により傷付け
られることがない。さらに、砥石を押圧する手段
は単一であるため、機構が簡素なものとなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

第１図は本発明の一実施例として砥石を揺動さ
せることによつて環状被加工物の外周面（軌道
面）を超仕上するようにした超仕上加工装置の正
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図を示す。

これらの図において、符号１は主軸先端にバツ
キングプレート２を取り付けた駆動ユニツトで、
環状被加工物Ｗは内径シユー３により主軸線ａ上
に支持され、プレツシヤーローラ４にて加圧され
て回転する。５は環状被加工物Ｗの外周面Woに
接触する砥石、６は該砥石５を保持するホルダー
アーム、７は前記砥石５を環状被加工物Ｗの外周
面Woに押圧する押圧部材、８は揺振機構部の一
例としての揺動軸で、図外クランク機構からアー
ム９を介して揺動される。この揺動軸８の揺動運
動によつて前記砥石５は第３図に示すように主軸
線ａと直交する水平な第１軸芯ｂ周りに揺動され
る。この第１軸芯ｂは揺動軸８の軸芯とも一致す
る。環状被加工物Ｗが駆動ユニツト１によつて回
転されていることと、砥石５が上記の如く揺動す
ることとによつて環状被加工物Ｗの外周面Woが
図示の如く第１軸芯ｂを中心とした曲率半径で加
工される。但し、第１軸芯ｂを上方に移動し、揺
動方向を変更すれば、環状被加工物Ｗの外周面
Woを第４図に示す如き形状に超仕上することも
できる。尚、前記揺動軸８は基台１０に固定され
ている。

前記ホルダーアーム６には砥石５の他に砥石１
１が前記第１軸芯方向に沿つて並設されていると
共に、このホルダーアーム６は第１軸芯方向に摺
動移動可能な摺動部材１２を介して揺動軸８に設
けられている。前記砥石５と１１は、一方の砥石
が環状被加工物Ｗの外周面Woと接触していると
きは、他方の砥石は接触しないよう適当なピツチ
をもたせてある。

摺動部材１２は、第１図および第５図に示すよ
うに、揺動軸８の一端に止着されたホルダーユニ
ツト１３内に納められると共に、該ホルダーユニ
ツト１３に並設された２本のスライドバー１４，
１４に摺動可能に支持されている。スライドバー
１４，１４はその軸芯が前記第１軸芯と平行とな
るように配されている。図示例においては、砥石
５，１１の並設方向を揺動軸８の軸芯、つまり前
記第１軸芯ｂ方向と平行させているので、スライ
ドバー１４，１４も第１軸芯ｂ方向と平行する方
向に設けてある。

前記揺動軸８の他端にはインデツクスシリンダ
１５が止着され、そのロツド１６が揺動軸８の軸
芯を貫通して摺動部材１２に連結してあり、これ
らインデツクスシリンダ１５およびロツド１６と
によつて砥石選択手段３０が構成されている。イ
ンデツクスシリンダ１５のストロークは砥石５，
１１の並設ピツチと一致させてあるので、インデ
ツクスシリンダ１５を作動させることにより砥石
５，１１の割出し（いずれか一方の砥石を環状被
加工物Ｗの外周面Woに接触させること）が可能
となつている。

ホルダーアーム６と摺動部材１２との接続は、
ホルダーアーム６基端側を摺動部材１２に対しピ
ン１７にて枢支することにより行つており、この
ピン１７はその軸芯（第３軸芯）が前記主軸線ａ
と平行となるように設けられている。これによつ
てホルダーアーム６は砥石５が環状被加工物Ｗの
外周面Woから離間する方向ｃに回動可能として
ある。

一方、前記ホルダーユニツト１３上には前記ホ
ルダーアーム６を回動する駆動部としての単動シ
リンダ１８と、押圧部材７とが並べて設けられて
いる。単動シリンダ１８とホルダーアーム６とは
連結杆１９，２０を介して連結されている。単動
シリンダ１８に圧油を注入すると、連結杆１９，
２０を介してホルダーアーム６が下方に回動し、
いずれか一方の砥石５，１１を環状被加工物Ｗの
外周面Woに接触させるが、圧油を抜くと内挿ス
プリング２１の弾性復元力によつてホルダーアー
ム６が上方へ回動し、砥石５，１１を環状被加工
物Ｗの外周面Woから離間させる。尚、ホルダー
アーム６の下方回動量を規制するためのストツパ
２２が摺動部材１２に設けてある。

前記押圧部材７は、砥石５を押圧するだけでな
く、ホルダーアーム６の上方回動を許容すべく、
押圧解除可能な複動シリンダで構成されている。
この押圧部材７としての復動シリンダおよび前記
単動シリンダ１８並びにインデツクスシリンダ１
５は、一定の関連をもつて作動するよう配管接続
（図示せず）されている。

上記構成によれば、砥石５，１１として同種の
ものを用いると、第６図ａに示すように一方の砥
石５によつて環状被加工物Ｗの外周面（軌道面）
Woを超仕上中に該砥石５が磨耗してしまつた場
合には、複動シリンダ７を上昇し、単動シリンダ
１８の圧油を抜いてホルダーアーム６を上方に回
動させ、次いで、インデツクスシリンダ１５を作
動して摺動部材１２を摺動させ、続いて単動シリ
ンダ１８に圧油を供給し、複動シリンダ７を下降
させることにより、同図ｂに示すようにもう一方
の砥石１１（未摩耗）にて環状被加工物Ｗの外周
面Woを超仕上することができる。従つて、この
ように同種の砥石を使用した場合は、砥石の交換
頻度が現行装置に比して半減する。

一方、砥石５として荒砥石を、砥石１１として
仕上砥石を用いた場合は、荒砥石５による超仕上
を完了した時点で複動シリンダ７、単動シリンダ
１８及びインデツクスシリンダ１５を上記と同様
に作動させることにより直ちに仕上砥石１１によ
る超仕上を行うことができる。このため単一の仕
上加工装置によつて荒加工と仕上加工の双方を行
い得ると共に、環状被加工物Ｗが荒砥石による超
仕上及び仕上砥石による超仕上を通じて同一位置
に支持されていることによつて高精度な仕上加工
を行うことができる。尚、図示例では砥石５の他
に１本の砥石１１しか設けていないが、２本以上
設けて実施することができる。その場合インデツ
クスシリンダ１５に代えてストロークの長いシリ
ンダを用い、圧油の注入量を調整して摺動部材１
２を各砥石のピツチに応じて摺動するよう制御す
れば良い。

次に、第７図は、揺振機構部８が砥石５を前記
第１軸芯ｂと直交する第２軸芯方向（紙面に垂直
な方向）に一定の振幅で振動するよう構成されて
いる超仕上加工装置に本発明を適用した例を示し
ている。図中、前記実施例と同一構成要素、部材
には同一符号を付している。

揺振機構部８は、ホルダーユニツト１３及びイ
ンデツクスシリンダ１５を止着した可動ブロツク
２３から成つている。このブロツク２３の下面に
は前記第２軸芯方向（紙面と垂直な方向）に凹状
の振動方向案内溝２３ａが形成され、この溝２３
ａと嵌合する凸部２４ａを有した静止台２４上に
前記可動ブロツク２３が載置されている。可動ブ
ロツク２３はまた図外の振動駆動源と連結され、
その駆動力によつて溝２３ａにて振動方向を案内
されつつ静止台２４上を一定振幅で振動する。こ
の振動はホルダーユニツト１３、摺動部材１２、
ホルダーアーム６を介して砥石５，１１に伝達さ
れるので、砥石５，１１が第８図に示すように第
２軸芯方向に一定の振幅ｄで振動し、これによつ
て環状被加工物Ｗの外周面Woを平坦な面に超仕
上するのである。但し、環状被加工物Ｗの種類に
よつては第９図に示すようにその外周面Woを傾
斜面に超仕上する必要がある。その場合は、静止
台２４を適宜傾斜させればよい。第１０図は静止
台２４をそのように傾斜させた場合における砥石
５、ホルダーアーム６、ホルダーユニツト１３等
の傾斜状態を示す図である。この実施例において
も複動シリンダ１５を作動することにより、砥石
５による超仕上と砥石１１による超仕上とに切換
えることができる。第１１図ａ，ｂに切換前後の
状態を示す。尚、この実施例においても砥石を２
本以上設けて実施できることは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明に係る環状被加工物
の超仕上加工装置によれば、ホルダーアームに同
種の砥石を保持させておけば、磨耗による砥石の
交換頻度が砥石の数に比例して半減乃至はそれ以
上に激減できるし、異種の砥石を保持させておけ
ば単一の装置で環状被加工物を取外すことなく荒
加工と仕上加工という異種の超仕上を単時間に高
精度に行うことができるという効果がある。

また、ホルダーアームに複数個の砥石を所定間
隔隔てて保持させたことにより、環状被加工物の
外周面に接触する砥石は１つとすることができ、
加工中に他の砥石によつて外周面が傷付くことが
ない。それとともに、各砥石を環状被加工物の外
周面に正しく接触させる、つまり各砥石をその中
心線が環状被加工物の中心を通る位置にもつてく
ることができ、精度のよい加工が行える。

さらに、一つの押圧手段で各砥石を押圧するよ
うにしているため、砥石の押圧に係る機構が簡素
なものとなり、そのための制御が簡単なものとな
るばかりか、小型化でき、ホルダーユニツトの慣
性質量を小さくすることができる。その結果、よ
り一層精度の高い加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る環状被加工物の外周面加
工用超仕上加工装置の一実施例を示す正面断面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は
砥石の揺動状態を示す図、第４図は第３図とは異
なつた半径での砥石の揺動状態を示す図、第５図
は第１図のＢ−Ｂ線断面図、第６図ａ，ｂは一方
の砥石による研摩と他方の砥石による研磨とを示
す図、第７図は本発明に係る環状被加工物の外周
面加工用超仕上加工装置の他の実施例を示す正面
断面図、第８図は第７図の装置において環状被加
工物の研磨状態を示す図、第９図は第８図の環状
被加工物とは異なつた環状被加工物を研磨する状
態を示す図、第１０図は第９図の研磨を行うため
の要部の傾斜状態を示す図、第１１図ａ，ｂは一
方の砥石による研磨と他方の砥石による研磨とを
示す図である。 １……駆動ユニツト、５，１１……砥石、６…
…ホルダーアーム、７……押圧部材、８……揺振
機構部、１２……揺動部材、１３……ホルダーユ
ニツト、１８……駆動部、３０……砥石選択手
段、ａ……主軸線、ｂ……第１軸芯、Ｗ……環状
被加工物、Wo……外周面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 環状被加工物をシユーセンターレス方式によ
   つて主軸線上に支持し回転させる駆動ユニツト
   と、 前記環状被加工物の外周面に選択的に接触され
   る複数個の砥石を前記主軸線と直交する水平な第
   １軸芯方向に所定間隔を隔てて一列に保持したホ
   ルダーアームと、 このホルダーアームを前記第１軸芯周りに揺動
   し又は該第１軸芯と直交する第２軸芯に沿つて一
   定振幅で振動させる砥石揺振機構部と、 この砥石揺振機構部と前記ホルダーアームとの
   間に介在されたホルダーユニツトと、 このホルダーユニツトに前記第１軸芯方向に摺
   動可能に支持され、前記ホルダーアームを前記主
   軸線と平行な第３軸芯周りに回動可能に枢支する
   摺動部材と、 前記複数個の砥石のうちの１つが前記環状被加
   工物の外周面と接触する位置にくるように該摺動
   部材を前記ホルダーアームにおける砥石の保持間
   隔と等しいピツチで前記第１軸芯方向に移動させ
   る砥石選択手段と、 前記ホルダーユニツト上に設けられ、前記ホル
   ダーアームを前記砥石が環状被加工物の外周面か
   ら離間する方向に回動させる駆動部と、 前記ホルダーユニツト上に該駆動部と並んで設
   けられ、前記ホルダーアームの複数個の砥石うち
   前記環状被加工物の外周面に接触させた砥石を該
   外周面に押圧する押圧手段とを具備してなる環状
   被加工物の外周面加工用超仕上加工装置。