(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された回転可能な一対の平面研削砥石によって、工作物の両面を同時に平面研削する両頭平面研削装置における平面研削砥石の初期摩耗抑制方法であって、
前記工作物を平面研削した後に前記一対の平面研削砥石の間にドレス用砥石を挿入し、前記平面研削砥石を前記ドレス用砥石に対して切込んで目立てドレスする場合に、摩滅した砥粒を残して前記砥粒の突出量を確保するように、前記ドレス用砥石に対する前記平面研削砥石の切込み回数を設定し、前記砥粒の突出量を１２〜１５μｍとなるよう目立てドレスすることを特徴とする平面研削砥石の初期摩耗抑制方法。
【請求項２】
請求項１において、前記平面研削砥石を前記両頭平面研削装置に取付けに当って前記平面研削砥石をツルーイングする場合には、前記平面研削砥石の砥石研削面に平行な軸線の回りに回転可能な所定幅のダイヤモンドツルアの外周面を５μｍ以下の小さな切込み量で前記平面研削砥石の径方向に相対移動させてツルーイングすることを特徴とする平面研削砥石の初期摩耗抑制方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記平面研削砥石は、レジノイドＣＢＮ砥石から構成されていることを特徴とする平面研削砥石の初期摩耗抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面研削砥石の初期摩耗を抑制し、工作物の幅寸法を高精度に保持できるようにした平面研削砥石の初期摩耗抑制方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作物を対向する2つの平面研削砥石の間に送り込んで、工作物の両面を同時に平面研削する両頭平面研削装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。ところで、従来、ベーンポンプに用いるカムリングのような工作物においては、平面研削によって、工作物（カムリング）の幅寸法公差Ｃを、例えば、±５μｍ以内に仕上げるようにしている。
【０００３】
かかるベーンポンプに用いるカムリングのようなものにおいては、ベーンポンプの高圧時に、カムリング内に収容されるロータの焼付けや、サイドクリアランスからの圧油のリークを極力防止するために、カムリングの幅寸法に応じた組み合わせ嵌合を実施して、カムリング内に組み込まれるロータのサイドクリアランスを目標寸法に保つようにしている。ところが、ベーンポンプの組み立て工程を簡単にするために、組み合わせ嵌合を廃止することが試みられるようになっている。このような組み合わせ嵌合を廃止するためには、カムリングの幅寸法公差を、例えば、±１μｍ以内に仕上げることが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２９８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した両頭平面研削盤の平面研削砥石として、レジノイドＣＢＮ砥石を用いたものでは、図１０に示すように、最初に平面研削砥石をツルーイングして両頭平面研削装置に取付けた砥石取付け直後と、工作物を所定本数研削した後に目立てドレスを実施した直後においては、砥石の初期摩耗が大きい摩耗不安定領域Ｚ１となり、その後は研削量に応じて砥石摩耗量が一定の割合で進行する摩耗安定領域Ｚ２となる。このために、砥石摩耗量が一定の割合で進行する摩耗安定領域Ｚ２においては、自動幅寸法補正機能を用いることにより、同図の２点鎖線Ｓに示すように、工作物の幅寸法公差Ｃを、目標とする±１μｍ以内とすることが可能となる。しかしながら、砥石取付け直後と目立てドレス直後の摩耗不安定領域Ｚ１においては、砥石摩耗量の変化が不安定なために、幅寸法補正を行っても、目標とする工作物の幅寸法公差Ｃを得ることができない問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、平面研削砥石の初期摩耗を抑制し、工作物の幅寸法公差を高精度に確保できるようにした平面研削砥石の初期摩耗抑制方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の特徴は、対向配置された回転可能な一対の平面研削砥石によって、工作物の両面を同時に平面研削する両頭平面研削装置における平面研削砥石の初期摩耗抑制方法であって、前記工作物を平面研削した後に前記一対の平面研削砥石の間にドレス用砥石を挿入し、前記平面研削砥石を前記ドレス用砥石に対して切込んで目立てドレスする場合に、摩滅した砥粒を残して前記砥粒の突出量を確保するように、前記ドレス用砥石に対する前記平面研削砥石の切込み回数を設定し、前記砥粒の突出量を１２〜１５μｍとなるよう目立てドレスすることである。
【０００９】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記平面研削砥石を前記両頭平面研削装置に取付けに当って前記平面研削砥石をツルーイングする場合には、前記平面研削砥石の砥石研削面に平行な軸線の回りに回転可能な所定幅のダイヤモンドツルアの外周面を５μｍ以下の小さな切込み量で前記平面研削砥石の径方向に相対移動させてツルーイングすることである。
【００１０】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記平面研削砥石は、レジノイドＣＢＮ砥石から構成されていることである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、対向配置された回転可能な一対の平面研削砥石によって、工作物の両面を同時に平面研削する両頭平面研削装置における平面研削砥石の初期摩耗抑制方法であって、工作物を平面研削した後に一対の平面研削砥石の間にドレス用砥石を挿入し、平面研削砥石をドレス用砥石に対して切込んで目立てドレスする場合に、摩滅した砥粒を残して砥粒の突出量を確保するように、ドレス用砥石に対する平面研削砥石の切込み回数を設定したので、砥粒の突出量を確保しながら、摩滅した砥粒を脱落させることなく残存させることができる。これにより、目立てドレスを実施した直後の初期摩耗を抑制することができ、自動幅寸法補正機能によって、工作物の幅寸法公差を目標交差以内に維持することができる。
【００１２】
しかも、請求項１に係る発明によれば、砥粒の突出量を１２〜１５μｍとなるよう目立てドレスするので、ドレスインターバルを短くすることもない。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、平面研削砥石を両頭平面研削装置に取付けに当って平面研削砥石をツルーイングする場合には、平面研削砥石の砥石研削面に平行な軸線の回りに回転可能な所定幅のダイヤモンドツルアの外周面を５μｍ以下の小さな切込み量で平面研削砥石の径方向に相対移動させてツルーイングするようにしたので、破砕砥粒が少なくなって、砥粒の先端の凹凸の段差を、平坦な状態に成形することができる。これにより、請求項１に係る発明の効果に加え、平面研削砥石を両頭平面研削装置に取付けた砥石取付け直後においても、砥石取付け直後の初期摩耗を抑制することができ、自動幅寸法補正機能によって、工作物の幅寸法公差を目標交差以内に維持することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、平面研削砥石は、レジノイドＣＢＮ砥石から構成されているので、目立てドレスによって砥粒の突出量のコントロールを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態を示す両頭平面研削装置の平面研削砥石部分の断面図である。
【図２】図１の２−２線に沿って矢視した図である。
【図３】平面研削砥石をツルーイングする状態を示す図である。
【図４】平面研削砥石の砥粒の凹凸を示す図である。
【図５】砥石取付け後の研削本数に対する砥石摩耗量の変化を示す比較図である。
【図６】平面研削砥石を目立てドレスする状態を示す図である。
【図７】図６の７−７線に沿って矢視した図である。
【図８】目立てドレス後の研削本数に対する砥石摩耗量の変化を示す比較図である。
【図９】ドレス切込み回数に対する砥粒突出量の変化を示す図である。
【図１０】従来における研削量に対する砥石の摩耗量および工作物の幅寸法の変化を示す図である。
【図１１】従来における平面研削砥石をツルーイングする状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る平面研削砥石の初期摩耗抑制方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２において、縦型両頭平面研削装置は、上下に対向配置され、かつ同軸上の砥石軸１１、１２の回りに回転する一対の平面研削砥石１３、１４を備えている。
【００１７】
また、縦型両頭平面研削装置は、周知のように、円筒状の工作物Ｗを回転可能に保持するポケット穴１６を形成した揺動可能なキャリア１５を有している。キャリア１５の板厚は、工作物Ｗの幅寸法より薄く形成され、キャリア１５の揺動により工作物Ｗが一対の平面研削砥石１３、１４の間に送り込まれ、工作物Ｗの両面が平面研削砥石１３、１４の砥石研削面１３ａ、１４ａによって同時に平面研削されるようになっている。
【００１８】
なお、工作物Ｗは、例えば、ベーンポンプに用いる所定幅のカムリングであり、外周が真円形状に形成され、中心部にロータを収納するカム形状の内周面を有している。
【００１９】
一対の平面研削砥石１３、１４は、鉛直軸線の回りに回転可能な同軸上の砥石軸１１、１２の下端および上端にそれぞれ固定された内外周が同心円状のカップ型の金属基板１７、１８を備えている。これら金属基板１７、１８の上下面には、所定厚さのリング状の砥石層１９、２０が形成され、これら砥石層１９，２０の各先端面に互いに平行な砥石研削面１３ａ、１４ａが形成されている。砥石層１９、２０は、多数のＣＢＮ砥粒をレジノイドボンドで結合したレジノイドＣＢＮ砥石で構成されている。
【００２０】
各砥石軸１１、１２は、図略の砥石軸駆動手段によって回転駆動されるとともに、図略の砥石軸送り手段によって上下方向に前進後退されるようになっている。また、砥石軸１１、１２の少なくとも一方は、図略の砥石軸切込み手段によって上下方向に切込み可能となっている。
【００２１】
図３は、平面研削砥石１３、１４を砥石軸１１、１２に取付けるに先立って、平面研削砥石１３、１４の砥石研削面１３ａ、１４ａをツルーイングする状態を示すものである。
【００２２】
かかるツルーイングは、ダイヤモンドツルアを用いて行われるが、従来においては、図１１に示すように、平面研削砥石１３（１４）が、両センタ１、２によって回転可能に支持したツルーイングアーバ３上に取付けられ、また、ダイヤモンドツルア５として、円板状の金属基板６の外周にダイヤモンド粒をメタルボンド等によって結合した薄幅のダイヤモンドツルア部７を備えたものが用いられる。そして、図１１に示すように、ダイヤモンドツルア５を平面研削砥石１３（１４）の砥石研削面１３ａ（１４ａ）に対して所定角度傾斜させた状態で、ダイヤモンドツルア５を砥石研削面１３ａ（１４ａ）に対して大きな切込み量（例えば、１５μｍ）でＸ方向に切込んで、ダイヤモンドツルア５を砥石研削面１３ａ（１４ａ）に沿って径方向（Ｙ方向）に相対的に往復動させることにより、ダイヤモンドツルア５のエッジ部により砥石研削面１３ａ（１４ａ）をツルーイングするようになっている。
【００２３】
このように、従来においては、ダイヤモンドツルア５の切込み量が大きいとともに、ダイヤモンドツルア５のエッジ部により平面研削砥石１３（１４）の砥石研削面１３ａ（１４ａ）をツルーイングするようになっているため、図４（Ａ）に示すように、平面研削砥石１３（１４）の砥粒２５が破砕しやすく、破砕によって砥粒２５の先端の凹凸の段差Ｌ１が１．５μｍ程度と大きくなる。従って、このようにツルーイングされた平面研削砥石１３（１４）を、両頭平面研削装置に取付けて工作物Ｗを研削した砥石取付け直後においては、砥粒２５の先端の凹凸が大きいために、図５（Ａ）に示すように、工作物Ｗを２００本前後平面研削するまでは、砥粒２５の初期摩耗（砥石摩耗量）が大きいとともに、初期摩耗が安定せず、工作物Ｗの幅寸法公差Ｃを定められた目標交差（例えば±１μｍ）以内に確保できないものとなっていた。
【００２４】
なお、工作物Ｗを２００本程度研削砥石すると、図４（Ｂ）に示すように、砥粒２５の鋭利な先端が摩滅摩耗して平坦化し、砥粒２５の先端の凹凸の段差Ｌ２が０．２μｍ程度となり、その後は、工作物Ｗの研削本数に比例して砥粒２５が少しずつ摩耗するようになる。
【００２５】
そこで、本実施の形態においては、砥石取付け直後の砥石摩耗量を一定の摩耗安定領域Ｚ２にし、自動幅寸法補正によって、目標とする幅寸法公差を確保できるように、平面研削砥石１３（１４）のツルーイングを以下のように変更することとした。
【００２６】
すなわち、図３に示すように、平面研削砥石１３（１４）を、鉛直軸線の回りに回転可能な回転テーブル２１の上面に設置した取付け冶具２２に、砥石研削面１３ａ（１４ａ）を上方に向けて取付ける。なお、取付け冶具２２は、両頭平面研削装置と同じ取付け基準面を有するものである。また、平面研削砥石１３（１４）の砥石研削面１３ａ（１４ａ）をツルーイングする回転可能なダイヤモンドツルア２３は、円板状の金属基板２４の外周に、ダイヤモンド砥粒２５をメタルボンド等によって結合した幅広（例えば、１０ｍｍ）のリング状のダイヤモンドツルア部２６を嵌着したものとし、ダイヤモンドツルア２３をその回転中心が砥石研削面１３ａ（１４ａ）に平行となるように配置した。その状態で、ダイヤモンドツルア２３および回転テーブル２１をそれぞれ回転するとともに、ダイヤモンドツルア２３を５μｍ以下、好ましくは２μｍ程度の小さな切込み量で平面研削砥石１３（１４）の軸線方向（Ｘ方向）に切込むとともに、砥石研削面１３ａ（１４ａ）の径方向（Ｙ方向）に往復動させることで、幅広のダイヤモンドツルア部２６の外周面２６ａによって砥石研削面１３ａ（１４ａ）をツルーイングするようにした。
【００２７】
このように、ダイヤモンドツルア２３の切込み量を少なくするとともに、幅広のダイヤモンドツルア部２６の外周面２６ａを使用して、砥石研削面１３ａ（１４ａ）をツルーイングすることにより、平面研削砥石１３、１４を両頭平面研削装置に取付けた砥石取付け直後においても、砥石研削面１３ａ（１４ａ）の砥粒２５の破砕砥粒が少なくなって、砥粒２５の先端の凹凸の段差を、０．５μｍ以下の平坦な状態に成形することができるようになった。すなわち、砥石取付け直後においても、図４（Ｂ）に示すような平坦化した砥粒２５を実現できるようになり、砥石取付け直後から、図５（Ｂ）に示すように、砥石摩耗が一定の摩耗安定領域Ｚ２となる砥石表面状態を作りだすことができる。
【００２８】
これによって、図５（Ａ）に示すように、平面研削砥石１３、１４を砥石軸１１、１２に取付けた直後における初期摩耗を少なくすることができるとともに、砥石摩耗量を研削本数に対して比例的に摩耗させることができるようになるため、自動幅寸法補正機能によって、工作物Ｗの幅寸法公差を目標の公差（例えば、１μｍ）以内とすることができる。
【００２９】
また、図６および図７は、工作物Ｗを所定本数（例えば、１５００本）研削する毎に、平面研削砥石１３、１４の砥石研削面１３ａ、１４ａを目立てドレスする状態を示すもので、３０は円周上等角度間隔にドレス用砥石としての複数のスティック砥石３１を取付けた回転可能なドレス用円板を示す。なお、スティック砥石３１はＷＡ（ホワイトアランダム）の砥石からなっている。
【００３０】
目立てドレスにおいては、ドレス用円板３０を回転した状態で、図６に示すように、スティック砥石４１を回転している平面研削砥石１３、１４の間に挿入し、砥石軸１５、１６をスティック砥石３１に対して微少切込み量ずつ切込みながら、平面研削砥石１３、１４を目立てドレスするようになっている。すなわち、スティック砥石３１によって砥粒２５を保持しているレジノイドボンドを削り取って、砥粒２５を必要量突出させるようにする。
【００３１】
ところで、この種の目立てドレスにおいては、従来、研削によって摩滅摩耗した砥粒２５を脱落させ、鋭利な砥粒２５を突出させるように、レジノイドボンドを削り取るために、微少な切込み（例えば、３μｍ）を２００回程度繰り返すことにより、砥粒２５を１５μｍ以上突出させる目立てドレスを行うようになっている。しかしながら、このようなドレスサイクルの実行により、摩滅摩耗した砥粒２５が脱落し、新たに凹凸の大きな鋭利な砥粒２５が突出されるため、目立てドレスを実施した直後においては、図８（Ａ）に示すように、工作物Ｗを２００本前後平面研削するまでは、砥粒２５の初期摩耗が大きく、かつ初期摩耗が安定せず、工作物Ｗの幅寸法公差を目標交差（±１μｍ）以内に保つことができないのが現状であった。
【００３２】
そこで、本実施の形態においては、目立てドレス後の砥石摩耗量を一定にして自動幅寸法補正によって、工作物Ｗを目標とする幅寸法公差以内に仕上げできるようにするために、スティック砥石３１に対する平面研削砥石車１３、１４の微少な切込み回数を、従来の１／４の５０回程度としたことにより、砥粒２５の突出量を確保しながら、摩滅した砥粒２５を脱落させることなく残存させることに成功したものである。この場合、実験結果によれば、切込み回数の減少によって砥粒２５の突出量は、図９に示すように、切込み回数を２００回とした場合の突出量に比較して若干小さくなる（例えば、１２〜１５μｍ）が、この突出量は工作物Ｗを平面研削する上で支障のない量であり、ドレスインターバルも短くなることはない。
【００３３】
このように、目立てドレスの切込み回数を、従来の１／４（５０回）程度に減少することにより、従来における目立てドレスを実施した後に工作物Ｗを約２００個研削しなければ作り出すことができなかった砥石表面状態を、目立てドレス直後から実現することができるようになった。
【００３４】
従って、本実施の形態によれば、図８（Ｂ）に示すように、目立てドレスを実施した直後から、砥石摩耗が一定の摩耗安定領域Ｚ２となる砥石表面状態を作りだすことができるため、自動幅寸法補正機能によって、工作物Ｗの幅寸法公差を目標交差（±１μｍ）以内とすることができ、従来のベーンポンプのカムリングにおける煩雑な組み合わせ嵌合を廃止することが可能となる。
【００３５】
なお、実施の形態で述べた目立てドレスの切込み回数の５０回程度は、既存の縦型両頭平面研削装置を用いて実験した結果得られた値であって、本発明は必ずしも５０回に限定されるものではなく、目安として、従来の切込み回数の１／４程度に減少させることにより、上記した結果が得られるものである。要は、砥粒２５の突出量を確保しつつ、摩滅した砥粒２５を残すことができる切込み回数であればよい。
【００３６】
上記した実施の形態においては、両頭平面研削盤の平面研削砥石１３、１４として、ＣＢＮ砥粒をレジノイドボンドによって結合したＣＢＮ砥石を用いた例について述べたが、レジノイドボンドはスティック砥石３１によって削り出し量をコントロールしやすい点で有効ではあるが、本発明は、特にレジノイドボンドあるいはＣＢＮ砥粒に限定するものではない。
【００３７】
なお、本発明は、所定の研削本数毎に実施される目立てドレスのみ、上記した実施の形態で述べたように行うだけでも有効である。
【００３８】
以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で種々の形態を採り得るものである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る平面研削砥石の初期摩耗抑制方法は、レジノイドＣＢＮ砥石によって工作物の幅方向の両面を平面研削する両頭平面研削装置に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００４０】
１１、１２…砥石軸、１３、１４…平面研削砥石、１３ａ、１４ａ…砥石研削面、２３…ダイヤモンドツルア、２５…砥粒、３１…ドレス用砥石（スティック砥石）、Ｗ…工作物。
【図１】
0005478208.tif 000002
【図２】
0005478208.tif 000003
【図３】
0005478208.tif 000004
【図４】
0005478208.tif 000005
【図５】
0005478208.tif 000006
【図６】
0005478208.tif 000007
【図７】
0005478208.tif 000008
【図８】
0005478208.tif 000009
【図９】
0005478208.tif 000010
【図１０】
0005478208.tif 000011
【図１１】
0005478208.tif 000012