(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超仕上のオシレーション機能を有する超仕上装置本体と組み合わされて超仕上装置を形成する、砥石をワークに押しつけるための砥石押圧装置であって、
空間により互いに隔てられた一対の研磨面を備えた砥石を、前記研磨面を露出させて保持する砥石保持装置と、
前記研磨面が隔てられた方向に全体として延びた揺動アームと、
前記砥石保持装置を、隔てられた前記研磨面の一方の側から他方の側に向けておよびその逆に揺動可能に前記揺動アームの一端側に連結する砥石揺動軸と、
前記砥石揺動軸に平行な軸心を有して前記揺動アームの他端側で前記揺動アームを揺動可能に前記超仕上装置本体に直接または間接に一体化するアーム揺動軸と、
前記揺動アームを、前記研磨面が隔てられた方向および前記砥石揺動軸のいずれにも直交する方向に付勢する付勢装置と、を有する
ことを特徴とする砥石押圧装置。
【請求項２】
前記砥石は一対であってそれぞれの研磨面で前記一対の研磨面が構成され、
一対の前記砥石は、それぞれが板状であり、その厚さ方向が前記砥石の隔てられた方向となるように配された
請求項１に記載の砥石押圧装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の砥石押圧装置を備えた
超仕上装置。
【請求項４】
母線が同方向に延びて形成された湾曲する周面を研磨する超仕上装置であって、
超仕上のための振動機能を有する超仕上装置本体と、
前記超仕上装置本体に組み合わされて砥石を前記ワークに押しつけるための砥石押圧装置と、
前記ワークを前記母線方向に延びた回転軸回りに回転させる回転装置と、を有し、
前記砥石押圧装置は、
断面が凹状または凸状の円弧である研磨面を有する砥石を、前記研磨面を露出させて保持する砥石保持装置と、
前記研磨面における円弧断面の弦の両端を結ぶ方向に全体として延びた揺動アームと、
前記砥石保持装置を、前記弦の両端の一方の側から他方の側に向けておよびその逆に揺動可能に前記揺動アームの一端側に連結する砥石揺動軸と、
前記砥石揺動軸に平行な軸心を有して、前記揺動アームの他端側で前記揺動アームを揺動可能に前記超仕上装置本体に直接または間接に一体化するアーム揺動軸と、
前記揺動アームを前記弦の両端を結ぶ方向および前記砥石揺動軸のいずれにも直交する方向に付勢する付勢装置と、を有し、
前記回転装置は、前記回転軸が前記砥石揺動軸と平行に配された
ことを特徴とする超仕上装置。
【請求項５】
前記付勢装置は、エアシリンダ装置である
請求項４に記載の超仕上装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面形状が円ではない機械部品または断面形状が円であっても回転中心が円中心から外れる機械部品等の周面の超仕上に適する超仕上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械部品には、内燃機関等の吸排気バルブ駆動用カムシャフトにおけるカムの外周面、ベーンポンプのハウジングの内周面のように、周面に直交する断面の形状が円ではないものがあり、これらはその周面の平滑度を高めることにより、動作音、動力ロス等の低減および耐久性の向上等が期待できる。
例えば、カムシャフトを回転させて行われるカム（外）周面の研削では、回転に伴い変化するカム周面と回転軸との距離に応じて砥石を前後に移動させる（特許文献１，２）。
【０００３】
しかし、回転軸からの距離が周期的に変化するカムの周面に合わせて適切に砥石を移動させ周面を均等に研削することは容易ではなく、周面に凹凸が発生し、均一な面粗度を形成することができないという問題があった。
この問題に対し、カムの周面をより均等に研削するために、特許文献１には、研削前にカム位相（回転軸と周面との距離が最長の法線が水平になる位相）を計測してこれを位相基準として砥石を移動させることにより、カム周面の研削精度を高める方法が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、カムの周面の研削において表面の凹凸の発生を防止不可能と認め、複数のカムに生ずる表面凹凸のピッチを異ならせることで、機械に組み入れたときのカムの動作音を低下させる技術が提案されている。具体的には、カムの表面凹凸のピッチを異ならせるために、回転するカム面の研磨材が研削する周方向の位置に応じて、研磨材の回転速度の変更が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６２３３２号公報
【特許文献２】特開２００９−１８０１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、カムの外周面、ベーンポンプのハウジングの内周面等は、その平滑度が高いほ
ど、動作音、動力ロスの低減および耐久性の向上等に有効である。そして、いわゆる「超仕上」は、特許文献１，２に開示された通常の研削に対して、平滑度（表面粗さ）の指標であるＲａ（算術平均粗さ）が一桁以上小さく、加工方法としてより好ましい。
しかし、超仕上は、砥石を高い周波数で細かく振動させる独特の加工方法であって、特許文献１，２に記載されたような通常の研削と大きく異なる。また、超仕上による高い平滑度で初めて奏する効果を得るためには、カムの例では周面全体を均一に超仕上する必要が有る。特許文献１，２に提案されている、断面形状が円ではない例えばカムの周面への対処方法を、加工方法も、またこれらの研削とは加工表面の平滑度も大きく異なる超仕上に適用することはできない。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、断面形状が円ではない機械部品または断面形状が円であっても回転中心が円中心から外れる機械部品等の周面の均一な超仕上に寄与する砥石押圧装置およびこのような機械部品等の周面の均一な超仕上を可能とする超仕上装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る砥石押圧装置は、超仕上のオシレーション機能を有する超仕上装置本体と組み合わされて超仕上装置を形成する、砥石をワークに押しつけるためのものである。
砥石押圧装置は、砥石保持装置、砥石揺動軸、揺動アーム、アーム揺動軸および付勢装置を有する。
砥石保持装置は、空間により互いに隔てられた一対の研磨面を備えた砥石を、研磨面を露出させて保持する。
【０００９】
揺動アームは、研磨面が隔てられた方向に全体として延びている。
砥石揺動軸は、砥石保持装置を、隔てられた前記研磨面の一方の側から他方の側に向けておよびその逆に揺動可能に揺動アームの一端側に連結する。
アーム揺動軸は、砥石揺動軸に平行な軸心を有して揺動アームの他端側で揺動アームを揺動可能に超仕上装置本体に直接または間接に一体化する。
【００１０】
「直接または間接に」とは、アーム揺動軸が超仕上装置本体に直接に一体化される場合、および他の部材を介して超仕上装置本体に一体化される場合のいずれも含む意である。
付勢装置は、揺動アームを、研磨面が隔てられた方向および砥石揺動軸のいずれにも直交する方向に付勢するためのものである。
好ましくは、砥石は一対であってそれぞれの研磨面で前記した一対の研磨面が構成され、一対の砥石は、それぞれが板状であり、その厚さ方向が砥石の隔てられた方向となるように配される。
【００１１】
本発明に係る砥石押圧装置は、上述した砥石押圧装置を備える。
本発明に係る他の砥石押圧装置は、母線が同方向に延びて形成された湾曲する周面を研磨する超仕上装置である。
この砥石押圧装置は、超仕上のための振動機能を有する超仕上装置本体と、超仕上装置本体に組み合わされて砥石をワークに押しつけるための砥石押圧装置と、ワークをその母線方向に延びた回転軸回りに回転させる回転装置と、を有する。
【００１２】
砥石押圧装置は、断面が凹状または凸状の円弧である研磨面を有する砥石を、研磨面を露出させて保持する砥石保持装置と、研磨面における円弧断面の弦の両端を結ぶ方向に全体として延びた揺動アームと、砥石保持装置を、弦の両端の一方の側から他方の側に向けておよびその逆に揺動可能に揺動アームの一端側に連結する砥石揺動軸と、砥石揺動軸に平行な軸心を有して、揺動アームの他端側で揺動アームを揺動可能に超仕上装置本体に直接または間接に一体化するアーム揺動軸と、揺動アームを弦の両端を結ぶ方向および砥石揺動軸のいずれにも直交する方向に付勢する付勢装置と、を有する。
【００１３】
回転装置は、前記回転軸が前記砥石揺動軸と平行に配される。
付勢装置として、エアシリンダ装置の使用が好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、断面形状が円ではない機械部品または断面形状が円であっても回転中心が円中心から外れる機械部品等の周面の均一な超仕上を可能とする超仕上装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は超仕上装置に一体化された砥石押圧装置の正面図である。
【図２】図２は砥石押圧装置の平面図である。
【図３】図３は砥石押圧装置の図１における左側面図である。
【図４】図４はカムシャフトの超仕上における砥石押圧装置を示す図である。
【図５】図５は超仕上における砥石押圧装置の動作を示す図である。
【図６】図６は他の砥石押圧装置の正面図である。
【図７】図７は砥石押圧装置の平面部分断面図である。
【図８】図８は砥石押圧装置の図６における左側面図である。
【図９】図９はベーンポンプにおけるハウジングの内周面の超仕上における砥石押圧装置を示す図である。
【図１０】図１０は他の砥石押圧装置の正面図である。
【図１１】図１１は図１０における線Ｃ−Ｓの平面部分断面図である。
【図１２】図１２は砥石押圧装置の図１０における左側面図である。
【図１３】図１３は砥石押圧装置が砥石の摩耗の程度に影響されないことを示す図である。
【図１４】図１４は偏心軸の超仕上の様子を示す図である。
【図１５】図１５は他の砥石押圧装置を備えた超仕上装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は超仕上装置１に一体化された砥石押圧装置２の正面図、図２は砥石押圧装置２の平面図、図３は砥石押圧装置２の図１における左側面図である。
砥石押圧装置２は、円ではない断面形状の外周面を有する機械部品、例えばカムシャフトにおけるカムの外周面を超仕上する超仕上装置１への使用に適する。
砥石押圧装置２は、砥石保持装置３、揺動アーム４、連結部５、付勢装置６および砥石位置調整装置７からなる。
【００１７】
砥石保持装置３は、一対の砥石１１ａ，１１ｂおよびこれらを着脱可能に保持する砥石保持部１２を備える。
一対の砥石１１ａ，１１ｂは、面対称であることが好ましく、さらに同形の板状であることが好ましい。同形の板状の一対の砥石１１ａ，１１ｂは、ワークに接して超仕上するその面（以下「研磨面」という）側の近傍を露出させて互いが間隔を有しかつ面対称となるように対向させて、砥石保持部１２に保持される。
【００１８】
一対の砥石１１ａ，１１ｂは、ワークの外周面の幅（湾曲面の母線の長さ）等に応じてその研磨面の大きさ、形状が選択される。また、砥石１１ａ，１１ｂのそれぞれの研磨面は、ワークの湾曲する外周面に同時に接触するのでおおよそ同一の方向を向くといえる。
砥石保持装置３は、砥石１１ａ，１１ｂの研磨面が向く側の反対側の砥石１１ａ，１１ｂから離れた位置において、砥石揺動軸１３により揺動アーム４に揺動可能に連結される。つまり、砥石保持装置３は、正面視（図１参照）において、長手方向の一方の端に砥石１１ａ，１１ｂを保持し、他方の端側で揺動アーム４に連結されている。
【００１９】
砥石揺動軸１３は、一対の砥石１１ａ，１１ｂの対向方向、および砥石１１ａ，１１ｂの研磨面が向く方向のいずれにも直交する。砥石揺動軸１３の軸心ＡＸは、砥石保持部１２に面対称に保持される砥石１１ａ，１１ｂの対称面上に配されるのが好ましい。
揺動アーム４は、一端側が砥石揺動軸１３によって砥石保持装置３に連結される。揺動アーム４は、全体として砥石１１ａ，１１ｂの対称面に直交する方向に延び、その延びた他端側がアーム揺動軸１４によって揺動可能に、超仕上装置本体９に取り付けられる。アーム揺動軸１４（の軸心）は、砥石揺動軸１３（の軸心ＡＸ）に平行である。
【００２０】
ここで、超仕上装置本体９とは、超仕上のために砥石１１ａ，１１ｂを（砥石押圧装置２を含め）振動（オシレーション）させる機能、および振動と同時に砥石１１ａ，１１ｂを（砥石押圧装置２を含め）振動方向に往復移動させる機能を有する装置をいう。超仕上装置本体９は、砥石押圧装置２と組み合わせて超仕上装置１を構成する、超仕上装置１の
一部分である。
【００２１】
砥石押圧装置２では、揺動アーム４は基台２２を介して間接的に超仕上装置本体９に取り付けられるが、アーム揺動軸１４を超仕上装置本体９に支持させ、基台２２を介さずに直接に揺動アーム４を揺動可能に超仕上装置本体９に取り付けてもよい。
揺動アーム４は、平面視（図２参照）において、アーム揺動軸１４の軸方向（砥石揺動軸１３の軸方向に一致）の一方（図２の左側）の端（図２における左側を向く側面）が、全体としてアーム揺動軸１４に直交する。揺動アーム４は、この端（側面）およびアーム揺動軸１４側の端面が直交する、平面視において形状が略直角三角形である。砥石揺動軸１３は、直角三角形の鋭角側に位置する。この形状により、砥石揺動軸１３回りに揺動する砥石保持装置３は、アーム揺動軸１４の軸方向の一方側に偏って位置する。
【００２２】
連結部５は、正面視（図１参照）において途中で９０度屈曲する、全体として「Ｌ」字状に形成されている。連結部５は、一端が揺動アーム４に固着されている。連結部５における他端側は、一端側に対して屈曲した後、揺動アーム４に略平行に砥石揺動軸１３とは反対側に延びる。連結部５は、他端が付勢装置６に連結されている。
付勢装置６は、超仕上処理の際の揺動アーム４の揺動を制限するためのものであり、図１〜３に示される砥石押圧装置２では、復動片ロッド型のエアシリンダが使用される。以後、「付勢装置６」を「エアシリンダ６」ということがある。
【００２３】
エアシリンダ６は、そのロッド１５が、連結部５における他端（揺動アーム４に略平行に砥石揺動軸１３とは反対側に延びた端）に、連結のための部材を介して緩衝揺動軸１６によって揺動可能に連結されている。ロッド１５は、その往復動の方向が、揺動アーム４が延びた方向に略一致する。エアシリンダ６は、ロッド１５側にトラニオン１７を備え、トラニオン１７が砥石位置調整装置７（の移動体２１）に固定された受金具１８に、揺動可能に支持されている。
【００２４】
エアシリンダ６に連結される加圧エア供給側には、サブタンク（アキュムレータ）が設けられ、エアシリンダ６とサブタンクとの間を加圧エアが自由に流通する。サブタンクは、後に説明する、ワークの超仕上時に被研磨面からの力で揺動アーム４が揺動するとき、エアシリンダ６内の空気室の圧力変動を極力抑える働きをする。
砥石位置調整装置７は、付勢装置６を支持する移動体２１、移動体２１を保持する基台２２、および移動体２１を移動させる移動装置２３で構成される。
【００２５】
移動体２１には、ボールねじ２４のナット２５が固定されている。ボールねじ２４は、移動装置２３の一部である。移動体２１は、エアシリンダ６のロッド１５の往復動方向に移動可能に基台２２に保持される。
基台２２は、砥石押圧装置２を超仕上装置本体９に固定させるためのものである。砥石押圧装置２における基台２２は、移動体２１に対して緩衝揺動軸１６側に、アーム揺動軸１４を保持する。移動体２１の移動方向は、アーム揺動軸１４の軸心に直交する。
【００２６】
移動装置２３は、ボールねじ２４およびサーボモータ２７等からなる。
ボールねじ２４は、ナット２５が、前述したように移動体２１に一体化されている。ナット２５に螺合するボールねじ２４のねじ軸２６は、一端がサーボモータ２７に連結される。
サーボモータ２７は、基台２２に固定されたサポートユニットにより、基台２２と一体化されている。サーボモータ２７は、制御装置からの指示で所定量回転することにより、砥石１１ａ，１１ｂとワークとが適正な位置関係となるように、移動体２１を移動させ、連結部５に一体化された揺動アーム４の傾きを調整する。
【００２７】
砥石１１ａ，１１ｂとワークとの適正な位置関係とは、ワークの形状、大きさ等により異なる。一例としては、砥石１１ａ，１１ｂがワークを押圧する状態で、砥石保持部１２に面対称に保持される砥石１１ａ，１１ｂの対称面が垂直になる位置関係である。移動体２１の往復移動およびこれによる揺動アーム４のアーム揺動軸１４回りの揺動は、緩衝揺動軸１６およびトラニオン１７を備えることにより、連結部５等に歪み（応力）を生じさせることなく円滑に行われる。
【００２８】
図４はカムシャフトＷのカムＷａ外周面の超仕上における砥石押圧装置２（，２ａ）を
示す図、図５は超仕上における砥石押圧装置２の動作を示す図である。図５おいて、（ａ）は砥石押圧装置２を正面から見た図、（ｂ）は（ａ）における砥石保持装置３の拡大図である。
超仕上装置１によるカムＷａの外周面の超仕上は、一対の砥石１１ａ，１１ｂをその対向方向がカムＷａの外周面の母線に直交するように配して、行われる。なお、カムＷａの外周面の母線は、図４においては横方向に延びている。
【００２９】
カムシャフトＷは、軸方向の両側から心押軸８ａ，８ｂに支持される。心押軸８ａ，８ｂは、同方向に同一の速度で回転する。
図４には、砥石揺動軸１３に直交する面について面対称に製作された２つの砥石押圧装置２，２ａが示される。２つの砥石押圧装置２，２ａは、１つの超仕上装置本体９に一体化されている。
【００３０】
砥石押圧装置２，２ａは、平面視において面対称である略直角三角形の揺動アーム４，４を有し、それぞれの砥石保持装置３，３は、アーム揺動軸１４，１４の軸方向の一方側に偏って位置する。砥石押圧装置２，２ａは、揺動アーム４，４のこの形状により、互いの砥石保持装置３，３を接近させて配置することができ、カムシャフトＷの軸方向の間隔が小さな複数のカムＷａを同時に超仕上することができる。
【００３１】
砥石押圧装置２，２ａは、図４における横方向（図５においては図の面に直交する方向）に細かく振動し、かつこの振動と同方向にこの振動に比べてゆっくりと往復移動する。２つの砥石押圧装置２，２ａは、１つの超仕上装置本体９に固定されているので、これらの振動および往復移動は、同一振動数、同一サイクルで行われる。
超仕上処理において、砥石押圧装置２は以下のように動作して、カムＷａの外周面を均一に超仕上する。
【００３２】
超仕上前に、砥石押圧装置２，２ａは、砥石位置調整装置７により揺動アーム４の傾斜が調整されて基準傾斜が決められる。基準傾斜とは、カムＷａの外周面に両方の砥石１１ａ，１１ｂが接し、面対称に保持された砥石１１ａ，１１ｂの対称面が垂直になるときの、揺動アーム４の傾斜の程度である。
揺動アーム４の傾斜の程度は、例えば、アーム揺動軸１４および砥石揺動軸１３を含む平面と水平面Ｈｐとの傾斜角度（図５における角度α）として規定される。
【００３３】
揺動アーム４が所定の傾斜に設定されると、心押軸８ａ，８ｂが回転を始め、エアシリンダ６に設定圧で供給される空気により、砥石１１ａ，１１ｂが所定の強さでカムＷａに押しつけられる。また、砥石１１ａ，１１ｂは、超仕上装置本体９が備える振動装置および往復移動装置により、カムシャフトＷの軸方向に細かく振動しかつ振動と同方向にカムＷａから外れない範囲で往復移動する。
【００３４】
砥石押圧装置２，２ａを備えた超仕上装置１による超仕上では、回転するカムシャフトＷの回転軸からカムＷａの外周面までの距離の変化、およびカムＷａの外周面の湾曲の程度の変化に応じて、カムＷａの外周面に接する砥石１１ａ，１１ｂを有する砥石保持装置３が、受動的に砥石揺動軸１３回りに揺動する。「受動的に」としたのは、砥石保持装置３が、カムＷａの回転に唯一起因して砥石揺動軸１３回りに揺動し、重力以外にこの動作を妨げるものがない意である。
【００３５】
揺動アーム４は、砥石保持装置３が上下することにより、アーム揺動軸１４回りに揺動する。
ところで、砥石押圧装置２（，２ａ）は、間隔を有し離れた一対の砥石１１ａ，１１ｂにおける研磨面Ｐ１，Ｐ２と砥石揺動軸１３（軸心ＡＸ）とにより、カムシャフトＷの回転軸に直交する断面において三角形を形成する（図５（ｂ））。つまり、砥石押圧装置２は、砥石保持装置３が２本の脚（ＡＸ−Ｐ１，ＡＸ−Ｐ２）でカムＷａの湾曲面に起立する形態をとる。そして、この２本の脚が制約を受けることなく砥石揺動軸１３回りに揺動可能であり（受動的に揺動可能）、かつエアシリンダ６が砥石揺動軸１３を常にカムＷａの外周面に押しつけようとする。
【００３６】
砥石押圧装置２は、上述のように形成されていることにより、カムシャフトＷの回転軸からカムＷａの外周面までの距離が変化し、砥石保持装置３が大きく上下動しても、砥石
１１ａ，１１ｂをカムＷａの外周面から脱落せず、安定して外周面の超仕上を継続させることができる。
図６は他の砥石押圧装置２Ｂの正面図、図７は砥石押圧装置２Ｂの平面部分断面図、図８は砥石押圧装置２Ｂの図６における左側面図である。なお、図７の部分断面は、図６に示す線Ｃ−Ｓによる断面におけるものである。
【００３７】
砥石押圧装置２Ｂは、円ではない断面形状の内周面を有する機械部品、例えばベーンポンプにおけるハウジングのように、形状がオーバル形（長円形）の内周面を超仕上する超仕上装置１Ｂへの使用に適する。
砥石押圧装置２Ｂは、砥石保持装置３Ｂ、揺動アーム４Ｂ、連結部５Ｂおよび付勢装置６Ｂからなる。
【００３８】
砥石保持装置３Ｂは、一対の砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂおよびこれらを着脱可能に保持する砥石保持部１２Ｂを有する。
一対の砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂは、同じ形状であり、板状が好ましい。一対の砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂは、その形状が面対称であり、面対称となるように砥石保持装置３Ｂに配されるのが好ましい。砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂは、研磨面側の端を露出させて互いに離されて砥石保持部１２Ｂに保持される。
【００３９】
砥石保持装置３Ｂは、超仕上装置１Ｂにおいて主に水平に延び、延びた長手方向の一方の端に、砥石１１ａＢ，１１Ｂｂを保持する砥石保持部１２Ｂを有する。砥石保持装置３Ｂは、砥石保持部１２Ｂから離れた長手方向の他方の側で、その長手方向と同方向に軸心ＡＸを有する砥石揺動軸１３Ｂにより揺動アーム４Ｂに揺動可能に連結される。
砥石保持装置３Ｂは、長手方向の一方に砥石揺動軸１３Ｂを有し、砥石揺動軸１３Ｂから離れた長手方向の他方に砥石保持部１２Ｂを有する。そして、砥石１１ａＢ，１１Ｂｂの研磨面は、砥石揺動軸１３Ｂに直交する方向を向く。砥石保持装置３Ｂがこのように形成されていることにより、砥石押圧装置２Ｂは、断面の面積が小さな非円形内周面の超仕上が可能となる。
【００４０】
砥石保持装置３Ｂに換えて、砥石保持部１２Ｃ（砥石１１Ｃ）を砥石揺動軸１３Ｂの軸心の延長線から離れた位置に配し、側面視において「Ｌ」字状に形成された砥石保持装置３Ｃとすることができる（図８参照）。
砥石揺動軸１３Ｂの軸心ＡＸは、一対の砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂの対称面上に配されるのが好ましい。
【００４１】
揺動アーム４Ｂは、平面視（図７参照）において略二等辺三角形の形状である。揺動アーム４Ｂは、二等辺三角形の頂角側が砥石保持装置３Ｂに連結され、底辺側がアーム揺動軸１４Ｂにより揺動可能に超仕上装置本体９Ｂに取り付けられる。揺動アーム４Ｂは、砥石１１ａ，１１ｂの対称面に直交して延び、砥石揺動軸１３Ｂとアーム揺動軸１４Ｂとは平行である。
【００４２】
連結部５Ｂは、棒状であって、一方の端が、アーム揺動軸１４Ｂに近い側で揺動アーム４Ｂに、付勢連結軸３２Ｂによって揺動可能に連結される。付勢連結軸３２Ｂは、砥石揺動軸１３Ｂおよびアーム揺動軸１４Ｂに平行な軸である。連結部５は、垂直方向に延び、延びた先で直交する付勢装置６Ｂに連結される。
付勢装置６Ｂは、砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂをワークの内周面に適切な力で押しつけ、また超仕上処理の際の揺動アーム４Ｂの揺動を制限するためのものである。付勢装置６Ｂは、具体的には復動片ロッド型のエアシリンダである。「付勢装置６Ｂ」を「エアシリンダ６Ｂ」ということがある。
【００４３】
エアシリンダ６Ｂは、そのロッド１５Ｂが連結部５Ｂに連結されている。エアシリンダ６Ｂは、超仕上装置１Ｂにおいて垂直方向に伸縮するように配され、受金具１８Ｂに保持されるトラニオン１７Ｂを介して揺動可能に基台２２Ｂに取り付けられる。
図９はベーンポンプにおけるハウジングＷＢの内周面の超仕上における砥石押圧装置２Ｂを示す図である。
【００４４】
超仕上装置１ＢによるハウジングＷＢ内周面の超仕上は、カムＷａの外周面の超仕上と同様に、一対の砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂをその対向方向が内周面の母線に直交するように
配して、行われる。
ハウジングＷＢは、その外周が回転体８Ｂに支持される（図６，８参照）。回転体８Ｂは、超仕上において所定回転数で回転する。
【００４５】
超仕上処理において、砥石押圧装置２Ｂは以下のように動作する。
エアシリンダ６Ｂのシリンダ室内の設定空気圧により、砥石１１Ｂａ，１１ＢｂがハウジングＷＢの内周面に押しつけられる。砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂは、超仕上装置本体９Ｂの振動装置および往復移動装置により、砥石揺動軸１３Ｂの軸方向に細かく振動しかつ振動と同方向にハウジングＷＢの内周面から脱落しない範囲で往復移動する。
【００４６】
ハウジングＷＢの内周面に接して超仕上する砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂは、ハウジングＷＢの内周面のその回転軸からの距離の変化に応じて、アーム揺動軸１４Ｂ回りに揺動する。
砥石押圧装置２Ｂは、一対の対向する砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂの間に、対向方向に直交する砥石揺動軸１３Ｂを備える。そして、付勢装置６Ｂからの付勢力は、砥石揺動軸１３Ｂを介して砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂに加わる。したがって、砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂの接した他方を支点に回動し、瞬時に両方の砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂが超仕上を再開させる（図９（ａ））。
【００４７】
砥石押圧装置２Ｂを用いたハウジングＷＢのオーバル形内周面の超仕上では、内周面に接する砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂのいずれか一方に対して、砥石揺動軸１３Ｂが砥石１１Ｂａ，１１Ｂｂのいずれか他方側に位置することにより、常に両方の砥石１１Ｂａ，１１ＢｂがハウジングＷＢの内周面に当たるように砥石保持装置３Ｂが砥石揺動軸１３Ｂ回りに揺動する。この砥石保持装置３Ｂの揺動により、砥石押圧装置２Ｂは、確実に両方の砥石１１Ｂａ，１１ＢｂをハウジングＷＢの内周面に接しさせ、超仕上を正常に継続することができる。
【００４８】
「β」は、揺動アーム４が揺動したときのアーム揺動軸１４Ｂおよび砥石揺動軸１３Ｂを含む平面と水平面Ｈｐとがなす角度である。
砥石押圧装置２Ｂを用いる超仕上において、ハウジングＷＢを、正回転、逆回転の交互に行うと、内周面の超仕上をより均一に行うことができる。前述した砥石押圧装置２を用いて行う、カムＷａに代表される円ではない断面形状の外周面を超仕上する場合においても、ワークの回転を正逆交互に行うことは、超仕上の均一化にとって有効である。
【００４９】
図１０は超仕上装置１Ｄに組み入れられた他の砥石押圧装置２Ｄの正面図、図１１は図１０における線Ｃ−Ｓの平面部分断面図、図１２は砥石押圧装置２Ｄの図１０における左側面図である。
砥石押圧装置２Ｄは、ワークＷＣにおける回転中心Ｒｃがその中心から外れた偏心軸Ｗｉの周面の超仕上に使用される。
【００５０】
砥石押圧装置２Ｄは、砥石保持装置３Ｄ、揺動アーム４Ｄ、連結部５Ｂおよび付勢装置６Ｂからなる。連結部５Ｂおよび付勢装置６Ｂは、各部の構成が砥石押圧装置２Ｂにおけるものと同じであり、図１０等において砥石押圧装置２Ｂと同じ符号を付してその説明を省略する。
砥石保持装置３Ｄは、砥石１１Ｄおよびこれを着脱可能に保持する砥石保持部１２Ｄを有する。
【００５１】
砥石１１Ｄは、その研磨面３１Ｄが凹状の円弧となるように湾曲している。湾曲する面の断面における曲率半径は、超仕上対象であるワークＷＤの偏心軸Ｗｉの断面半径に略等しい。
砥石は、凹状の湾曲面における周方向両端に研磨面３１Ｄａ，３１Ｄｂを有し、これらの間が偏心軸Ｗｉから離れた形態の砥石１１Ｄａを用いてもよく、または砥石押圧装置２に使用される一対の砥石１１ａ，１１ｂを用いてもよい。砥石１１Ｄａは、例えば湾曲する面の断面が、偏心軸Ｗｉの断面半径に対して大きな長径および小さな短径の楕円であって、長径が対称面となる形状である。（図１０の一点鎖線枠参照）
砥石保持装置３Ｄは、砥石１１Ｄａの反対側の端で、砥石１１Ｄの湾曲する研磨面３１Ｄの母線に平行な軸心ＡＸを有する砥石揺動軸１３Ｄにより揺動アーム４Ｄに揺動可能に
連結される。
【００５２】
揺動アーム４Ｄは、平面視（図１１参照）において略二等辺三角形の形状である。揺動アーム４Ｄは、細部の形状は異なるものの各部の構成、および砥石押圧装置２Ｄへの組み込まれ方が砥石押圧装置２Ｂにおける揺動アーム４Ｂと同じである。揺動アーム４Ｄに関連する部分については、図１０〜１２において砥石押圧装置２Ｂにおけると同じ符号を付し、その説明を省略する、
図１３は砥石押圧装置２Ｄが砥石１１Ｄの摩耗の程度に影響されないことを示す図である。
【００５３】
図１３において、（ａ）は使用開始時の砥石１１Ｄｓ、（ｂ）は半分ほど摩耗した砥石１１Ｄｍ、（ｃ）は使用限界に達する直前の砥石１１Ｄｅによる超仕上である。
砥石押圧装置２Ｄは、砥石１１Ｄの摩耗の進行（１１Ｄｓ−１１Ｄｍ−１１Ｄｅ）に関わらず、偏心軸Ｗｉに対する研磨面３１Ｄの位置（姿勢）を、超仕上時に上下する砥石揺動軸１３Ｄの軸心の平均的な位置（高さ）が変わることにより最適に維持することができる（図１３において、アーム揺動軸１４Ｂおよび砥石揺動軸１３Ｄを含む平面と水平面Ｈｐとの傾斜角度の変化を参照）。
【００５４】
図１４は偏心軸Ｗｉの超仕上の様子を示す図である。図４において、（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれワークＷＤが（ａ）から９０度、１８０度、２７０度回転した状態を示す。
図４（ａ）〜（ｄ）に示されるように、偏心軸Ｗｉの超仕上では、その周面の湾曲の曲率は一定であるが、砥石１１Ｄの研磨面の位置における周面と回転中心との距離は周期的に変化する。この点で、断面が円ではないカムＷａの周面の超仕上と同じである。砥石押圧装置２Ｄは、砥石押圧装置２と同様に、この距離の周期的な変化に応じて、砥石保持装置３Ｄが砥石揺動軸１３Ｄ回りに揺動し、揺動アーム４Ｄがアーム揺動軸１４Ｂ回りに揺動する。砥石押圧装置２Ｄのこの動作により、砥石１１Ｄは偏心軸Ｗｉから脱落せず、偏心軸Ｗｉの周面の均一な超仕上を可能とする。
【００５５】
砥石押圧装置２Ｄは、砥石１１Ｄの摩耗の程度に無関係に、ワークＷＤの回転軸からの距離が変化する周面の超仕上を、付勢装置６Ｂにより一定の砥石押圧力を維持させて行うことができる。
超仕上装置１Ｄによる偏心軸Ｗｉの超仕上においても、ワークＷＤの正逆回転を繰り返すことは、周面の均一な超仕上に有益である。
【００５６】
図１５は他の砥石押圧装置２Ｅを備えた超仕上装置１Ｅを示す図である。
超仕上装置１Ｅは、機械部品ＷＥにおける偏心する円形内面Ｗｅの超仕上を行う。機械部品ＷＥは、超仕上時、その全体の形状により、被研磨面である円形内面Ｗｅの中心ではなく、中心から偏った軸心回りに回転される。
砥石押圧装置２Ｅは、砥石保持装置３Ｅに保持される砥石１１Ｅの形状のみが砥石押圧装置２Ｂにおける砥石Ｂａ，１１Ｂｂと異なる。
【００５７】
砥石１１Ｅは、その研磨面３１Ｅが凸状の円弧となるように湾曲している。湾曲する面の断面における曲率半径は、超仕上対象であるワークＷＥの被研磨面Ｗｅの断面半径に略等しい。
砥石として、図１０に示された、凹状の湾曲面における周方向両端に研磨面３１Ｄａ，３１Ｄｂを有する砥石１１Ｄａを用いてもよく、または砥石押圧装置２に使用される一対の砥石１１ａ，１１ｂを用いてもよい。
【００５８】
上述の実施形態において、砥石保持装置３，３Ｂ〜３Ｅは、ワークの回転に唯一起因して、砥石揺動軸１３，１３Ｂ，１３Ｄ回りに受動的に揺動するが、ワークに対する砥石の押圧力に大きく影響しない程度に、砥石揺動軸１３，１３Ｂ，１３Ｄ回りに揺動した砥石保持装置３，３Ｂ〜３Ｅを基準位置に戻す付勢力を砥石保持装置３，３Ｂ〜３Ｅに加えても良い。「基準位置」とは、例えば一対の砥石の対称面が垂直になる位置（状態）である。
【００５９】
それぞれの砥石押圧装置２，２ａ，２Ｂ，２Ｄ，２Ｅにおける砥石保持装置３，３Ｂ〜３Ｅを、他の任意の形状としてもよい。例えば、断面が円形ではない外周面の超仕上に使
用される砥石押圧装置に、砥石保持装置３Ｃを使用することができる。付勢装置６，６Ｂに、エアシリンダに換えて他の付勢力を有するものを使用してもよい。
上述した一対の砥石１１ａ，１１ｂ，１１Ｂａ，１１Ｂｂ，１１Ｃに換えて２つの、すなわち一対の研磨面３１Ｄａ，３１Ｄｂを備えた１つの砥石１１Ｄａを使用することができる。
【００６０】
その他、超仕上装置１，１Ｂ，１Ｄ，１Ｅ、および超仕上装置１，１Ｂ，１Ｄ，１Ｅ、砥石押圧装置２，２ａ，２Ｂ，２Ｄ，２Ｅの各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、断面形状が円ではない機械部品または断面形状が円であっても回転中心が円中心から外れる機械部品等の周面の超仕上に利用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１，１Ｂ，１Ｄ，１Ｅ  超仕上装置
２，２ａ，２Ｂ，２Ｄ，２Ｅ  砥石押圧装置
３，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ  砥石保持装置
４，４Ｂ，４Ｄ  揺動アーム
６，６Ｂ  付勢装置
９，９Ｂ  超仕上装置本体
１１ａ，１１ｂ，１１Ｂａ，１１Ｂｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｄａ，１１Ｅ  砥石
１３，１３Ｂ，１３Ｄ  砥石揺動軸
１４，１４Ｂ  アーム揺動軸
３１Ｂ，３１Ｄ，３１Ｄａ，３１Ｄｂ，３１Ｅ  研磨面
【要約】
【課題】断面形状が円ではない機械部品又は回転軸が断面円の中心ではない機械部品等の周面の均一な超仕上を可能とする超仕上装置を提供する。
【解決手段】砥石押圧装置２は、砥石保持装置３、砥石揺動軸１３、揺動アーム４、アーム揺動軸１４及び付勢装置６を有する。砥石保持装置は、空間により互いに隔てられた一対の研磨面を備えた砥石１１ａ，１１ｂを、研磨面を露出させて保持する。揺動アームは、研磨面が隔てられた方向に全体として延びる。砥石揺動軸は、砥石保持装置を、研磨面が隔てられた方向に揺動可能に揺動アームの一端側に連結する。アーム揺動軸は、砥石揺動軸に平行な軸心を有して揺動アームの他端側で揺動アームを揺動可能に超仕上装置本体９に一体化する。付勢装置は、揺動アームを、研磨面が隔てられた方向および砥石揺動軸のいずれにも直交する方向に付勢する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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