(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸と、該主軸と一体に回転可能に取り付けられたバッキングプレートと、該バッキングプレートの支持部に当接された環状被加工物の内周面を研削する研削手段と、を備え、クーラント供給路からクーラントを供給しながら前記環状被加工物の内周面を研削する内面研削装置であって、
前記クーラント供給路は、前記主軸と前記バッキングプレートの中心部を通り、前記バッキングプレートの中心部から円錐状に穿設された複数の分岐流路であり、
前記クーラント供給路は、絞り部を有し、前記複数の分岐流路が前記環状被加工物の加工点とその円周上に向けて指向していることを特徴とする内面研削装置。
【請求項２】
前記主軸と前記バッキングプレートとの間には、ディスタンスピースが設けられ、
前記クーラント供給路は、前記主軸と前記ディスタンスピースと前記バッキングプレートの中心部を通ることを特徴とする請求項１に記載の内面研削装置。
【請求項３】
前記ディスタンスピースは、前記バッキングプレートより硬い材料で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内面研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内面研削装置、特に環状被加工物の内周面に研削加工を施すことができる内面研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、環状被加工物の内周面を研削する内面研削装置では、環状被加工物の横穴から被加工物の中心にクーラントを供給する方法（例えば、特許文献１及び２参照）や、環状被加工物の主軸側の横穴から環状被加工物の加工点のみに供給するか、若しくは、回転砥石軸から加工点にクーラントを供給するものが知られていた（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
図８に示すように、軸受外輪の内周面を研削する内面研削装置１００は、主軸１０１と、ディスタンスピース１０２を挟んで主軸１０１と一体に回転可能に取り付けられたバッキングプレート１０３と、主軸１０１の周囲に設けられた電磁マグネット１０６と、バッキングプレート１０３の端面に当接させた外輪１１０の内周面１１１を研削する回転砥石１０４と、を備える。そして、電磁マグネット１０６を磁化して図示しないシュー等を介して磁気回路を構成することで外輪１１０をバッキングプレート１０３に吸着固定し、このバッキングプレート１０３を回転させることにより外輪１１０を回転させ、この外輪１１０の内周面１１１に回転砥石１０４を摺接させることにより、外輪１１０の内周面１１１に研削加工を施している。
【０００４】
この内面研削装置１００においては、不図示のポンプから主軸１０１、ディスタンスピース１０２、バッキングプレート１０３の軸心を通るクーラント供給路１０５を通って外輪１１０の中心にクーラントを供給するように構成されており、クーラントを供給することで回転砥石１０４の加工点における発熱を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第２６０２５１３号公報
【特許文献２】実用新案登録第２６０２５１４号公報
【特許文献３】特開平４−３４３６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、回転砥石軸からクーラントを供給するものは、砥石径の変化によって環状被加工物へのクーラント供給位置が変化し、研削焼けが起こりやすいという問題があった。
一方、主軸から被加工物の中心へのクーラントの供給では、加工点に十分クーラントが供給されず研削焼けを引き起こし、また、砥石に当たることで砥石径や砥石の回転速度によってクーラントの供給状況が変化するといった問題があった。さらに、主軸から加工点のみにクーラントを供給するように固定すると機械構造が複雑になるという問題があった。また、被加工物が変わるごとにその位置を変えなければならず、時間を要するとともに、その位置の繰り返し性によって研削焼けのおそれがあった。    
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機械構造が複雑にならずに一定位置にクーラントを容易に供給し研削焼けを防止できる内面研削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
（１）主軸と、該主軸と一体に回転可能に取り付けられたバッキングプレートと、該バッキングプレートの支持部に当接させた環状被加工物の内周面を研削する研削手段と、を備え、クーラント供給路からクーラントを供給しながら前記環状被加工物の内周面を研削する内面研削装置であって、
前記クーラント供給路は、前記主軸と前記バッキングプレートの中心部を通り、前記バッキングプレートの中心部から円錐状に穿設された複数の分岐流路であり、
前記クーラント供給路は、絞り部を有し、前記複数の分岐流路が前記環状被加工物の加工点とその円周上に向けて指向していることを特徴とする内面研削装置。
（２）前記主軸と前記バッキングプレートとの間には、ディスタンスピースが設けられ、
前記クーラント供給路は、前記主軸と前記ディスタンスピースと前記バッキングプレートの中心部を通ることを特徴とする（１）に記載の内面研削装置。
（３）前記ディスタンスピースは、前記バッキングプレートより硬い材料で形成されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の内面研削装置。
【発明の効果】
【０００９】
上記（１）に記載の内面研削装置によれば、クーラント供給口が環状被加工物の加工点とその円周上に向けて指向しているので、機械構造を複雑にせずに一定位置にクーラントを容易に供給することができ、これにより研削焼けを防止できる。
【００１０】
また、上記（２）又は（３）に記載の内面研削装置によれば、被加工物の大きさが変わった場合にもバッキングプレートのみを交換することで対応することができ、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内面研削装置の断面図である。
【図２】図１の内面研削装置のバッキングプレートの正面図である。
【図３】図１の内面研削装置の部分断面図である。
【図４】図１の内面研削装置の変形例の部分断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る内面研削装置の部分断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の第３実施形態に係る内面研削装置の部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例の部分断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の第４実施形態に係る内面研削装置の部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例の部分断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る内面研削装置の部分断面図である。
【図９】（ａ）は溝位置が被加工物支持部からＬ１である内面研削装置の部分断面図であり、（ｂ）は溝位置が被加工物支持部からＬ２である内面研削装置の部分断面図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係る内面研削装置の部分断面図である。
【図１１】従来の内面研削装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の各実施形態について説明する。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る内面研削装置の断面図である。
【００１５】
内面研削装置１０は、軸方向に分割された第１ハウジング６ａと第２ハウジング６ｂからなるハウジング６の内周面に、主軸１を外周から覆うように電磁マグネット４が固定されるとともに主軸１が軸受７を介してハウジング６に回転自在に支持されている。主軸１の軸方向一方側には、同軸上にディスタンスピース２とバッキングプレート３がこの順に並んで配設され、バッキングプレート３に環状被加工物としての外輪４０を当接させ、電磁マグネット４で主軸１を磁化することで、バッキングプレート３に外輪４０を吸着固定している。そして、研削手段としての回転砥石５を外輪４０の内周面４５に摺動させることで、外輪４０の内周面４５の研削加工を可能としている。
【００１６】
この主軸１は、不図示のモータで回転駆動されるようになっており、軸心には、不図示のポンプに連結されてクーラントを供給するクーラント供給路９ａが形成されている。
【００１７】
ディスタンスピース２は、バッキングプレート３より硬い材料で形成された円筒状部材であり、周方向に等配（例えば、１２０°間隔で３箇所）されたボルト用座ぐり８からボルト１４で主軸１に固定されている。また、ディスタンスピース２の先端部（図中右側）には軸方向に突出する突起部２１が設けられており、突起部２１の外周には雄ねじ部２１ａが形成されている。そして、このディスタンスピース２の軸心には、主軸１のクーラント供給路９ａと連通するクーラント連通路９ｂが形成され、このクーラント供給路９ａとクーラント連通路９ｂの接続部には絞り部１５が設けられている。
【００１８】
バッキングプレート３は、円筒形状を有し、軸方向先端側外縁には軸方向端面３２からさらに先端側に突出する環状の被加工物支持部３１が形成されている。また、軸方向後端側内周部には、ディスタンスピース２の突起部２１の外周に形成された雄ねじ部２１ａと螺合する雌ねじ部３ａが形成されており、該雄ねじ部２１ａと該雌ねじ部３ａを螺合させることでバッキングプレート３はディスタンスピース２に取り付けられている。これにより、バッキングプレート３は主軸１の回転に伴って主軸１及びディスタンスピース２と一体に回転可能となっている。
【００１９】
図２及び図３に示すように、バッキングプレート３の軸心には、ディスタンスピース２のクーラント連通路９ｂと連通するクーラント連通路９ｃが形成されており、クーラント連通路９ｃは外輪４０の加工点とその円周上に向かって放射状に分岐する複数の分岐流路９ｄを含んでいる。複数の分岐流路９ｄの出口であるクーラント供給口９ｅは、軸方向端面３２に環状に並んで形成される。これにより、回転砥石５を外輪４０の内周面４５に摺接させたとき、分岐流路９ｄのうち少なくとも１つは外輪４０の加工点に指向し、他は加工点の円周上に指向している。
【００２０】
なお、主軸１、ディスタンスピース２、バッキングプレート３は、全て磁性材料から構成されており、電磁マグネット４で主軸１を磁化することで、図示しないシュー等とともに磁気回路を構成し、バッキングプレート３に外輪４０を吸着固定する。
【００２１】
回転砥石５は、不図示のモータに接続される砥石軸５８の先端に取り付けられ、軸方向及び径方向に移動可能となっており、回転しながら外輪４０の内周面４５に摺動させることで外輪４０の内周面４５を研削することができる。なお、回転砥石５の回転方向は、主軸１の回転方向と同じ方向であっても異なる方向であってもよく、回転砥石５が外輪４０の内周面４５に摺動する限り任意に設定することができる。
【００２２】
このように構成された内面研削装置１０は、回転砥石５が外輪４０の内周面４５に摺動して研削しているとき、不図示のポンプからクーラントが、クーラント連通路９ａ、９ｂ、９ｃと分岐流路９ｄを介してクーラント供給口９ｅから外輪４０の加工点とその円周上に供給される。
【００２３】
以上説明したように本実施形態の内面研削装置１０によれば、バッキングプレート３に形成された複数の分岐流路９ｄが外輪４０の加工点とその円周上に向けて指向しているので、機械構造を複雑にせずに一定位置にクーラントを容易に供給することができ、これにより研削焼けを防止できる。
なお、ディスタンスピース２は必ずしも設ける必要はなく、主軸１にバッキングプレート３を直接取り付けてもよい。ただし、ディスタンスピース２を設けることで、径方向寸法の異なる被加工物を研削する際に、バッキングプレート３のみを交換すればよく、製造コストを低減することができる。
また、ディスタンスピース２を設ける場合、必ずしもバッキングプレート３より硬い材料に限定されず、例えば、含有炭素量を抑えたものとし磁気吸引力を高めるようにしてもよい。
【００２４】
図４は、本実施形態の変形例に係る内面研削装置の断面図である。なお、図４〜図７において、主軸１周りの構成は第１実施形態の内面研削装置１０と同じ構成のため、ディスタンスピース２とバッキングプレート３のみを示すものとする。
本変形例の内面研削装置１０’は、小径の環状被加工物に用いられるものであり、上記実施形態とバッキングプレート３以外は共通の構成を有する。そして、上記実施形態の場合よりも小径の被加工物に対応できるようにバッキングプレート３の被加工物支持部３１が小径に設定されている。
ここでも、軸方向端面３２に形成された複数の分岐流路９ｄは、外輪４０の加工点とその円周上に指向している。
このように被加工物のサイズに応じたバッキングプレート３を用意しておくことにより、加工する被加工物のサイズ等が変更された場合でも、バッキングプレート３のみを対応するものに交換するだけで、被加工物の所望の位置にクーラントを容易に、且つ、確実に供給することが可能となる。
【００２５】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る内面研削装置の部分断面図である。
本実施形態の内面研削装置１０Ａでは、ディスタンスピース２とバッキングプレート３が、バッキングプレート３の外周縁部近傍に周方向に等配（例えば、１２０°間隔で３箇所）された複数のボルト１１により互いに固定されている。ここで、バッキングプレート３に形成された複数の分岐流路９ｄはボルト１１と干渉しないようにボルト１１の内周側に位置し、外輪４０の加工点とその円周上に指向している。本実施形態の内面研削装置１０Ａによれば、第１実施形態の内面研削装置１０の作用効果に加えて、ディスタンスピース２とバッキングプレート３を軸方向先端側からのボルト１１で固定することができる。
図示を省略するが、本実施形態の場合も、被加工物のサイズ等の変更に応じてバッキングプレート３のみを適合するものに交換することにより、種々の被加工物に対応可能である。
【００２６】
＜第３実施形態＞
図６（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る内面研削装置の部分断面図である。
本実施形態の内面研削装置１０Ｂでは、ディスタンスピース２とバッキングプレート３が、ディスタンスピース２の軸心に形成された雌ねじ部２ａにバッキングプレート３の軸方向端面３２から挿入された一本のボルト１２により互いに固定されている。ここで、ディスタンスピース２のクーラント連通路９ｂは、ボルト１２との干渉を避けるように一本の流路９ｂ１の外縁部から直線状に延びる複数の分岐流路９ｂ２に分岐し、それぞれの分岐流路９ｂ２がバッキングプレート３の分岐流路９ｄに連通している。なお、ディスタンスピース２とバッキングプレート３の対向面には、分岐流路９ｂ２と分岐流路９ｄの位相を合わせるためのキー３３とキー溝２６が設けられている。本実施形態の内面研削装置１０Ｂによれば、第１実施形態の内面研削装置１０の作用効果に加えて、ディスタンスピース２とバッキングプレート３を軸方向先端側から一本のボルト１２で固定することができる。
【００２７】
図６（ｂ）は、本実施形態の変形例に係る内面研削装置の断面図である。
本変形例の内面研削装置１０Ｂ’は、小径の環状被加工物に用いられるものであり、被加工物のサイズ等の変更に応じてバッキングプレート３の被加工物支持部３１が小径に設定されている。それ以外の構成については、図６（ａ）の内面研削装置１０Ｂと同じ構成を有するため、説明を省略する。
【００２８】
＜第４実施形態＞
図７（ａ）は、本発明の第４実施形態に係る内面研削装置の部分断面図である。
本実施形態の内面研削装置１０Ｃでは、ディスタンスピース２とバッキングプレート３が、ディスタンスピース２の軸心に形成された雌ねじ部２ａにバッキングプレート３の軸方向端面３２から挿入された一本のボルト（締結部材）１３により互いに固定されている。なお、本実施形態では、バッキングプレート３に分岐流路９ｄが設けられていない点で第３実施形態の内面研削装置１０Ｂと相違している。
【００２９】
ボルト１３は、ヘッド１３ａと、雄ねじ部１３ｂと、を備えて構成され、ヘッド１３ａは、先端面３４が平坦で、先端面３４から軸方向後端に向けて次第に縮径するテーパ面１３ｃを有するヘッド上部１３ａ１と、テーパ面１３ｃの後端と等しい径寸法を有し軸方向に伸びるヘッド下部１３ａ２から構成され、ヘッド下部１３ａ２が後端で小径の雄ねじ部１３ｂと接続する。雄ねじ部１３ｂとヘッド下部１３ａ２には軸心を通るクーラント供給路９ｆが形成され、ヘッド下部１３ａ２にはさらにクーラント供給路９ｆから径方向に放射状に分岐する分岐流路９ｇが形成されている。
【００３０】
ディスタンスピース２の軸心には、主軸１のクーラント供給路９ａとボルト１３のクーラント供給路９ｆと連通するクーラント連通路９ｂと、ボルト１３の雄ねじ部１３ｂと螺合する雌ねじ部２ａが形成されている。
【００３１】
また、バッキングプレート３には、ボルト１３のテーパ面１３ｃと所定の隙間を介して対向するロート状凹部３５と、ヘッド下部ａ２と径方向で対向する円筒部３６と、円筒部３６から内径側に突出しヘッド下部１３ａ２の後端面を支持するとともに雄ねじ部１３ｂを挿通する突出部３７とにより、ボルト貫通孔３８が形成されている。
【００３２】
そして、ボルト１３に形成された各分岐流路９ｇが、バッキングプレート３のボルト貫通孔３８とヘッド１３ａとの隙間に形成されるロート状流路９ｈに連通し、ロート状流路９ｈが外輪４０の加工点とその円周上に向けて指向している。ここで、ロート状流路９ｈの出口であるクーラント供給口９ｅはバッキングプレート３とボルト１３のヘッド１３ａとの間に１つの円環を形成している。本実施形態の内面研削装置１０Ｃによれば、第１実施形態の内面研削装置１０の作用効果に加えて、ディスタンスピース２とバッキングプレート３を軸方向先端側から一本のボルト１３で固定することができ、第３実施形態の内面研削装置１０Ｂのように位相を合わせるためのキー３３とキー溝２６を省略することができる。
【００３３】
図７（ｂ）は、本実施形態の変形例に係る内面研削装置の断面図である。
本変形例の内面研削装置１０Ｃ’は、小径の外輪研削に用いられるものであり、被加工物のサイズ等の変更に応じてバッキングプレート３の被加工物支持部３１が小径に設定されている。それ以外の構成については、図７（ａ）の内面研削装置１０Ｃと同じ構成を有するため、説明を省略する。
【００３４】
＜第５実施形態＞
図８は、本発明の第５実施形態に係る内面研削装置の部分断面図である。
本実施形態の内面研削装置１０Ｄは、バッキングプレート３が本体３Ａと蓋体３Ｂにより構成され、且つ、ディスタンスピース２とバッキングプレート３の本体３Ａと蓋体３Ｂが、バッキングプレート３の外周縁部近傍に周方向に等配（例えば、１２０°間隔で３箇所）された複数のボルト１１により互いに固定されている。
【００３５】
バッキングプレート３の本体３Ａは、軸心にディスタンスピース２のクーラント連通路９ｂと連通するクーラント連通路９ｃ１が形成された円筒形状を有し、軸方向先端側外縁には軸方向端面３２ａからさらに先端側に突出する環状の被加工物支持部３１が形成されている。そして、被加工物支持部３１の内径側に本体３Ａの軸方向端面３２ａと密着するように円板状の蓋体３Ｂが装着されている。
【００３６】
蓋体３Ｂには、本体３Ａのクーラント連通路９ｃ１と連通するクーラント連通路９ｃ２が形成され、クーラント連通路９ｃ２は外輪４０の加工点とその円周上に向かって放射状に分岐する複数の分岐流路９ｄを含んでいる。複数の分岐流路９ｄの出口であるクーラント供給口９ｅは、軸方向端面３２ｂに環状に並んで形成される。ここで、分岐流路９ｄはボルト１１と干渉しないようにボルト１１の内周側に位置し、外輪４０の加工点とその円周上に指向している。
【００３７】
このように構成された内面研削装置１０Ｄは、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、外径が同一で加工を施す溝径や溝位置（被加工物支持部３１からの距離がＬ１、Ｌ２）が異なるとき、本体３Ａを代えずに分岐流路９ｄが形成された蓋体３Ｂのみを変更するだけで対応することができる。
【００３８】
また、本体３Ａの被加工物支持部３１は、被加工物と直接当接する部分であるため消耗しやすい。一方、分岐流路９ｄは比較的複雑な加工を要するため蓋体３Ｂの製造は本体３Ａと比べて困難である。そこで本実施形態のバッキングプレート３によれば、本体３Ａと蓋体３Ｂを分けることにより消耗しやすい本体３Ａを加工しやすい形状とし、被加工物支持部３１が消耗した場合には本体３Ａのみを交換して対応することができる。
【００３９】
＜第６実施形態＞
図１０は、本発明の第６実施形態に係る内面研削装置の部分断面図である。
本実施形態の内面研削装置１０Ｅは、バッキングプレート３が本体３Ａと蓋体３Ｃにより構成され、且つ、ディスタンスピース２とバッキングプレート３の本体３Ａと蓋体３Ｃが、バッキングプレート３の外周縁部近傍に周方向に等配（例えば、１２０°間隔で３箇所）された複数のボルト１１により互いに固定されている。
【００４０】
バッキングプレート３の本体３Ａは、軸心にディスタンスピース２のクーラント連通路９ｂと連通するクーラント連通路９ｃ１が形成された円筒形状を有し、軸方向先端側外縁には軸方向端面３２ａからさらに先端側に突出する環状の被加工物支持部３１が形成されている。軸方向端面３２ａと被加工物支持部３１の接続部は断面Ｒ形状を有している。そして、被加工物支持部３１の内径側に本体３Ａの軸方向端面３２ａと所定の空間を介して対向するように円板状の蓋体３Ｃが装着されている。
【００４１】
蓋体３Ｃは、被加工物支持部３１より小径の円板部３ｃ１から内部にボルト貫通穴３ｃ２を有するボルト支持部３ｃ３が周方向に等配され、ボルト１１で固定することでボルト支持部３ｃ３のみが本体３Ａの軸方向端面３２ａに当接し、本体３Ａの軸方向端面３２ａと蓋体３Ｃの円板部３ｃ１との間に所定の空間が形成されるとともに、円板部３ｃ１と被加工物支持部３１との間の隙間により環状のクーラント供給口９ｅが形成されている。
【００４２】
そして、本体３Ａのクーラント連通路９ｃ１から本体３Ａの軸方向端面３２ａと蓋体３Ｃの円板部３ｃ１との空間に供給されたクーラントは、軸方向端面３２ａと被加工物支持部３１の接続部の断面Ｒ形状により被加工物である外輪４０側に案内され、蓋体３Ｃの円板部３ｃ１と被加工物支持部３１により形成された環状のクーラント供給口９ｅから外輪４０の加工点とその円周上に供給される。
【００４３】
このように構成された内面研削装置１０Ｅは、第５実施形態の内面研削装置１０Ｄの作用効果に加えて、蓋体３Ｃに分岐流路９ｄを形成する必要がなく容易に蓋体３Ｃを製造することができる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上述の実施形態では環状被加工物として軸受の外輪を例示したが、内周面を研削するものであれば特にこれ限定されるものではない。また、超仕上げ加工等への適用も可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１    主軸
２    ディスタンスピース
３    バッキングプレート
５    回転砥石（研削手段）
９ｄ  分岐流路（クーラント供給路）
９ｈ  ロート状流路（クーラント供給路）
１３    ボルト（締結部材）
１０、１０’、１０Ａ、１０Ａ’、１０Ｂ、１０Ｂ’、１０Ｃ、１０Ｃ’  内面研削装置
３１    支持部（被加工物支持部）
３８    ボルト貫通孔（締結部材用貫通孔）
４０    外輪（環状被加工物）
４５    内周面
【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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