(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの円筒状外径面に、要求される内面プロファイルと相似形状のプロファイルが外周に形成されたジグを嵌合し、そのワークとジグの嵌合組立体を一方向に回転駆動されるドライブプレートの吸着面で吸着支持し、前記嵌合組立体の外周が複数のシューにより支持される状態で嵌合組立体を回転し、そのワークの内面に砥石車を押し当てて、その砥石車を前記ジグの外周との距離を一定にして回転させる状態でワークの径方向に移動させてワーク内面を研削し、そのワークの内面にジグの外周プロファイルと同一形状の面を研削するワーク内面の研削加工方法。
【請求項２】
前記ドライブプレートの回転中心に対して前記ワークの中心をオフセットし、嵌合組立体の外周がシューのワーク支持面に押し付けられる状態でワークの内面を研削する請求項１に記載のワーク内面の研削加工方法。
【請求項３】
前記嵌合組立体のジグ外周に回転可能なクランプローラを接触し、そのクランプローラにより嵌合組立体をシューのワーク支持面に向けて押し付ける状態でワークの内面を研削する請求項１に記載のワーク内面の研削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、要求されるプロファイルをワーク内面に研削するワーク内面の研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内面研削盤を用いてワーク内面を研削することは従来から普通に行なわれているが、汎用の内面研削盤を用いてワーク内周に楕円形等の特殊な形状の内面プロファイルを研削することはできない。
【０００３】
このため、ワーク内周に特殊な形状の内面プロファイルを研削する場合には、特許文献１に記載されているようなコンピュータ数値制御によるＣＮＣ研削盤が一般に使用される。しかし、ＣＮＣ研削盤においては極めて高価であり、設備にコストがかかり、しかも、研削砥石に無駄な動きを行なわせる必要があるため、加工に時間を要するという不都合がある。
【０００４】
特許文献２乃至５には、カム研削機能を持たない旋盤あるいは研削盤に特殊な機構を付加することによってワーク内周を楕円形に研削することができるようにした加工技術が提案されているが、三角形等の楕円形以外の特殊な形状の内面プロファイルを研削することができない。
【０００５】
ここで、ワークの内周に三角形等の多角形からなる非真円形状の内面プロファイルを研削する研削加工方法として、図６に示したものが従来から知られている。この研削加工方法においては、主軸の端部に取り付けられたチャック２０の３つの外爪２１によって円筒状ワークＷを外径側から挟持し、それぞれの外爪２１がワークＷの外径面を一方向に押圧する作用によってワークＷを三角形状に弾性変形させ、上記主軸と共に回転するワークＷの内面に研削砥石２２を押し付け、その内面を真円状に研削した後、外爪の外方への移動によってワークの挟持を解除するようにしている。その挟持解除によって、図７に示すように、ワークＷは、自己の復元弾性により形状復元し、研削加工されていない外周面が円筒状となり、また、研削された内面が三角形となり、ワークＷの内周に目的とする形状の内面プロファイルが形成されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１０３１９３号公報
【特許文献２】特開２００１−２９３６４７号公報
【特許文献３】特開２００２−３２１１０２号公報
【特許文献４】特開平７−１３６８２１号公報
【特許文献５】特開平７−１５６００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図６に示す研削方法においては、研削加工後のワークＷの復元弾性による形状復元によって所定の内面プロファイルとするものであるため、ワークＷの肉厚が充分に薄く、数１０μｍ〜１００μｍ程度の弾性変形可能な範囲の非真円形状にしか対応することができない。
【０００８】
また、ワークＷの外周に突起物やフランジがあると、周方向の全体にわたって均等に弾性変形させることが困難となり、精度の高い内面プロファイルを得ることができない。
【０００９】
この発明の課題は、厚肉ワークや、外周に突起物やフランジを有するワークであっても、汎用の内面研削盤を用いてワークの内周に楕円形や三角形等の任意形状の精度の高い内面プロファイルを研削することができるようにしたワーク内面の研削方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、この発明においては、ワークの円筒状外径面に、要求される内面プロファイルと相似形状のプロファイルが外周に形成されたジグを嵌合し、そのワークとジグの嵌合組立体を一方向に回転駆動されるドライブプレートの吸着面で吸着支持し、前記嵌合組立体の外周が複数のシューにより支持される状態で嵌合組立体を回転し、そのワークの内面に砥石車を押し当てて、その砥石車を前記ジグの外周との距離を一定にして回転させる状態でワークの径方向に移動させてワーク内面を研削し、そのワークの内面にジグの外周プロファイルと同一形状の面を研削する構成を採用したのである。
【００１１】
上記のように、砥石車をジグの外周との距離を一定にしてワークの内面を研削することにより、ジグ外周のプロファイルがワークの内面に形成されることになる。
【００１２】
ここで、ワークの中心をドライブプレートの回転中心に対してオフセットさせておくと、ジグの外周がシューに常に押し付けられるため、ワーク内周を安定的に研削することができる。このとき、オフセット量は、ジグの外周プロファイルの真円に対するひずみ量以上とし、具体的には数百μｍ乃至数ｍｍ程度とする。
【００１３】
ドライブプレートに対する嵌合組立体の取付け誤差等によってワークの回転が不安定な場合、あるいは、ジグの外周プロファイルの真円に対するひずみ量が上記オフセット量より大きい場合、嵌合組立体におけるジグ外周に回転可能なクランプローラを接触し、そのクランプローラにより嵌合組立体をシューのワーク支持面に向けて押し付けるようにすると、嵌合組立体はシューのワーク支持面と常に接触する状態を保持して回転するため、ワーク内面を安定的に精度よく研削加工することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明においては、上記のように、要求される内面プロファイルと相似形状のプロファイルが外周に形成されたジグをワークの円筒状外径面に嵌合し、そのジグの外周が複数のシューにより支持される回転状態でワークの内面に砥石車を接触させて、ワークの内面を研削したことにより、砥石車は、ジグ外周との距離を一定にしてワーク内周を研削するため、ワークの内周にジグ外周のプロファイルと同一の内面プロファイルを形成することができ、汎用の内面研削盤を用いてワークの内周に楕円形や三角形等の任意形状の内面プロファイルを研削することができる。
【００１５】
また、厚肉のワークや、不等肉厚のワークあるいは外周にフランジや突起物を有するワークであっても、ワーク内周にジグの外周プロファイルと同一形状の内面プロファイルを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（Ｉ）は、この発明に係るワーク内面の研削加工方法を実施する研削装置の概略を示す縦断面図、（II）は、（Ｉ）の側面図
【図２】（III）は、ワーク内周に三角形状の内面プロファイルを形成する場合の加工例を示す縦断面図、（IV）は、（III）の側面図
【図３】（Ｖ）は、突起物を外周に有するワークの内周に対して三角形状の内面プロファイルを形成する場合の加工例を示す縦断面図、（VI）は、（Ｖ）の側面図
【図４】ワークの安定化支持手段の他の例を示す側面図
【図５】ワーク内面に環状溝を研削する場合の加工例を示す縦断面図
【図６】ワークの内周に三角形の内面プロファイルを形成する従来の研削加工方法を示す側面図
【図７】研削加工後のワークを示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１（Ｉ）、（II）は、内面研削盤を用いてワークＷの内周にほぼ三角形のプロファイルを研削する加工例を示している。
【００１８】
内面研削盤は、ワークＷを吸着支持するドライブプレート１と、そのドライブプレート１に吸着支持されるワークＷの外周を支持する一対のシュー２ａ、２ｂおよびワークＷの内周を研削する砥石車４を有している。
【００１９】
ドライブプレート１は、図示省略した主軸の先端にマグネットチャックを介して取付けられて上記主軸と共に回転し、その先端が吸着面１ａとされ、その吸着面１ａでワークＷを吸着支持するようになっている。
【００２０】
一対のシュー２ａ、２ｂのうち、一方のシュー２ａはドライブプレート１の吸着面１ａに吸着支持されるワークＷの外周下部と対向する位置に配置され、他方のシュー２ｂは上記ワークＷの外周背部と対向する位置に配置されている。
【００２１】
ワークＷの内面を楕円状に研削する場合は、その楕円状プロファイルと相似形状のプロファイルが外周に形成されたジグＪを上記ワークＷの円筒状外径面１０に嵌合し、その嵌合組立体Ａをドライブプレート１の吸着面１ａで吸着支持し、嵌合組立体Ａの外周が一対のシュー２ａ、２ｂのワーク支持面３で支持される状態で嵌合組立体Ａを回転し、ワークＷの内面に砥石車４を押し当てて、その砥石車４を回転させる状態でワークＷの径方向に移動させてワークＷの内面を研削する。
【００２２】
ここで、砥石車４は、ワークＷの回転方向と同方向に回転させると共に、その回転速度をワークＷの回転速度と相違させるようにする。その砥石車４がワークＷの内面を研削するとき、砥石車４はジグＪの外周との距離を一定にしてワークＷの内面を研削することになる。このため、ワークＷの内面にはジグＪの外周プロファイルと同一形状の内面プロファイルが精度よく形成されることになる。
【００２３】
なお、ワークＷの内面研削時に、ワークＷがジグＪに対して回転すると、ワークＷの内面に精度の高い内面プロファイルを形成することができなくなるため、ワークＷの外径面１０に対するジグＪの取付けを圧入等によって相対的に回転することがない強固な取付けとしておく。
【００２４】
上記のように、砥石車４はジグＪ外周との距離を一定にしてワークＷの内面を研削するため、図２（III）、（IV）に示すように、外周プロファイルが三角形とされたジグＪを用いると、ワークＷの内周に三角形の内面プロファイルを形成することができる。
【００２５】
また、図５に示すように、外周プロファイルが円筒状とされたジグＪを採用し、外周が断面円弧状とされた砥石車４を用いると、ワークＷの内周に環状溝６を形成することができ、軸受外輪の軌道溝の研削も可能である。
【００２６】
このように、ジグＪの外周プロファイルをワークＷの内周に形成することができるため、要求される内面プロファイルと相似形状のプロファイルをジグＪの外周に形成しておくことによって、周方向の曲率の変化に極端な部位がなく、シュー２ａ、２ｂによる支持とドライブプレート１による駆動でジグＪがスムーズに回転する形状であれば、複雑な形状であってもワークＷの内周に目的とする内面プロファイルを精度よく形成することができる。
【００２７】
また、厚肉、不等肉厚のワークＷ、あるいは、図３に示すように、外周に突起物７やフランジを有するワークＷであっても、ワークＷの内周にジグ外周のプロファイルと同一形状のプロファイルを形成することができる。
【００２８】
なお、ジグＪの外周に対するプロファイルの形成に際し、ＣＮＣ研削盤、ジグボーラー、ワイヤカット放電加工装置を採用することによって、任意な形状のプロファイルを比較的容易にかつ正確に形成することができる。
【００２９】
砥石車４によるワークＷの内面研削において、図１（II）に示すように、ワークＷの中心Ｏ１をドライブプレート１の回転中心Ｏ２に対してオフセットさせておくと、ドライブプレート１の回転によってジグＪの外周がシュー２ａ、２ｂのワーク支持面３に常に押し付けられることになり、嵌合組立体Ａは安定よく回転するため、ワークＷの内面を安定的に高精度に研削することができる。このとき、オフセット量δは、ジグＪの外周プロファイルの真円に対するひずみ量以上とし、具体的には数百μｍ乃至数ｍｍ程度とする。
【００３０】
ドライブプレート１に対する嵌合組立体Ａの取付け誤差等によってワークＷの回転が不安定な場合、あるいは、ジグＪの外周プロファイルの真円に対するひずみ量が上記オフセット量δより大きい場合、図４に示すように、嵌合組立体ＡにおけるジグＪ外周に回転可能なクランプローラ８を接触し、そのクランプローラ８により嵌合組立体をシュー２ａ、２ｂのワーク支持面３に向けて押し付ける状態でワークＷの内面を研削することにより、ワークＷの内面を安定よく高精度に研削加工することができる。
【００３１】
ここで、図４では、軸９を中心にして揺動可能なローラアーム１１の自由端部でクランプローラ８を回転自在に支持し、そのローラアーム１１の長さ方向の中途に接続したシリンダ１２によってクランプローラ８を介して嵌合組立体Ａをシュー２ａ、２ｂのワーク支持面３に向けて押し付けるようにしているが、上記シリンダ１２に代えて、スプリングによりクランプローラ８が嵌合組立体Ａを押圧する方向にローラアーム１１を付勢してもよい。
【００３２】
なお、砥石車４の外周は、要求される内面プロファイルの断面形状に一致させるようにする。例えば、内面プロファイルの断面形状がストレート形状の場合は円筒状とし、テーパ形状の場合はテーパとする。
【符号の説明】
【００３３】
Ｗ    ワーク
Ｊ    ジグ
Ａ    嵌合組立体
１    ドライブプレート
２ａ  シュー
２ｂ  シュー
３    ワーク支持面
４    砥石車
８    クランプローラ
【図１】
0005592294.tif 000002
【図２】
0005592294.tif 000003
【図３】
0005592294.tif 000004
【図４】
0005592294.tif 000005
【図５】
0005592294.tif 000006
【図６】
0005592294.tif 000007
【図７】
0005592294.tif 000008