(57)【要約】【課題】クラウニングの精度を向上できるクラウニング成形装置を提供すること。【解決手段】クラウニング成形装置が、外輪１００の外周面を研磨する研磨面１５を有する砥石１と、砥石１を研磨面１５に接する一方向に略平行な矢印Ａで示す方向にトラバースさせるトラバース部２０と、砥石１を上記一方向に略平行な矢印Ｂで示す方向に振動させる振動部３０とを有するようにする。また、クラウニング成形装置が、外輪１００の外周面を回転させる主軸ユニット５０と、外輪１００の中心軸を、上記一方向に略平行な方向に対して傾斜させる主軸揺動機構８０を有するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のワークの環状面を研磨する研磨面を有する砥石と、
上記砥石を上記研磨面に接する一方向に略平行な方向に振動させる振動部と、
上記砥石を、略上記一方向に略平行な方向にトラバースさせるトラバース部と、
上記ワークの上記環状面を回転させる回転部と、
上記ワークの中心軸を、上記一方向に略平行な方向に対して傾斜させる傾斜部と
を備えることを特徴とするクラウニング成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクラウニング成形装置において、
上記ワークの軸方向の一方側の端面を、上記ワークの回転が自在な状態で、軸方向の他方側に押圧するクランプロールと、
上記ワークの上記環状面を、上記ワークの回転が自在な状態で、径方向に支持するベアリングシューと、
上記ワークの軸方向の他方側の端面に接触すると共に、上記ワークの中心軸と略一致する中心軸を有して、上記ワークを回転させる主軸機構と、
上記主軸機構を、その主軸機構の中心軸が揺動するように、揺動させる主軸揺動機構と
を備え、
上記クランプロール、上記ベアリングシュー、上記主軸機構および上記ワークを、上記主軸機構の中心軸を中心軸とする揺動運動させることを特徴とするクラウニング成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラウニング成形装置に関し、特に、台形状のクラウニングを形成するのに使用すれば好ましいクラウニング成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クラウニング成形装置としては、特開２００５−１１８９２６号公報（特許文献１）に記載されているものがある。このクラウニング成形装置は、ワークである円筒部材の外周面を、断面略等脚台形状にクラウニングするようになっている。このクラウニング成形装置は、平行に配設された複数のフィードローラと、複数の砥石と、複数のワーク抑えとを備える。上記フィードローラの載置面は、平面状の部分および凸状の部分を有する。
【０００３】
上記各砥石および上記各ワーク抑えは、フィードローラのワーク載置面に、その載置面の法線方向に略対向するように配置されている。上記複数の砥石は、フィードローラによるワークのフィード方向に間隔をおいて配置され、複数のワーク抑えも、フィードローラによるワークのフィード方向に間隔をおいて配置されている。
【０００４】
このクラウニング装置は、上記円筒部材を、フィードローラと、各砥石との間を通過させて、円筒部材をクラウニングするようになっている。特に、円筒部材が、上記凸状の部分を上る際に、円筒部材の軸方向の一端部を、断面斜線状に超仕上げする一方、円筒部材が、上記凸状の部分を下る際に、円筒部材の軸方向の他端部を、断面斜線状に超仕上げするようになっている。また、円筒部材が、上記凸状の部分を上る際に、円筒部材の軸方向の一端部を、断面斜線状に超仕上げするようになっている。
【０００５】
また、このクラウニング装置は、上記円筒部材が、上記フィードローラと、上記各ワーク抑えとの間を通過することで、上記円筒部材の挙動を安定させるようになっている。このようにして、円筒部材の等脚台形状のクラウニングを形成するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１１８９２６号公報（第６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来のクラウニング成形装置では、円筒部材が上記凸部を上がる際の研磨量と、円筒部材が上記凸部を下る際の研磨量とが異なって、左右対称が所望である台形状のクラウニングが、左右非対称になることがある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、クラウニングの精度を向上できるクラウニング成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明のクラウニング成形装置は、
環状のワークの環状面を研磨する研磨面を有する砥石と、
上記砥石を上記研磨面に接する一方向に略平行な方向に振動させる振動部と、
上記砥石を、略上記一方向に略平行な方向にトラバースさせるトラバース部と、
上記ワークの上記環状面を回転させる回転部と、
上記ワークの中心軸を、上記一方向に略平行な方向に対して傾斜させる傾斜部と
を備えることを特徴としている。
【００１０】
上記トラバースとは、振動との比較において、一直線上における大きな寸法範囲を往復運動することをいう。
【００１１】
本発明によれば、砥石を、略一方向にトラバースさせるトラバース部を有するから、トラバース部によって、砥石を、ワークの研磨を所望する軸方向の範囲を移動させることができて、ワークの所望の軸方向の範囲を、適宜適切かつ精密に調整することができる。また、本発明によれば、ワークの中心軸を、上記一方向に略平行な方向に対して傾斜させる傾斜部を有するから、上記一方向に略平行な方向に対するワークの中心軸の傾斜を、適宜適切かつ精密に調整することができる。したがって、研磨すべき軸方向の位置かつその位置での砥石の研磨面の傾斜を精密に調整できるから、ワークのクラウニングを精密に成形することができる。
【００１２】
また、本発明によれば、上記砥石を上記研磨面に接する一方向に略平行な方向に振動させる振動部を有するから、研磨を精巧に行うことができて、優れた超仕上げを行うことができる。
【００１３】
また、一実施形態では、
上記ワークの軸方向の一方側の端面を、上記ワークの回転が自在な状態で、軸方向の他方側に押圧するクランプロールと、
上記ワークの上記環状面を、上記ワークの回転が自在な状態で、径方向に支持するベアリングシューと、
上記ワークの軸方向の他方側の端面に接触すると共に、上記ワークの中心軸と略一致する中心軸を有して、上記ワークを回転させる主軸機構と、
上記主軸機構を、その主軸機構の中心軸が揺動するように、揺動させる主軸揺動機構と
を備え、
上記クランプロール、上記ベアリングシュー、上記主軸機構および上記ワークを、上記主軸機構の中心軸を中心軸とする揺動運動させる。
【００１４】
上記実施形態によれば、上記ワークの位置決めを行うのが、クランプロールと、ベアリングシューだから、回転しているワークを容易かつ自在に支持することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のクラウニング成形装置によれば、砥石を、略一方向にトラバースさせるトラバース部をし、また、ワークの中心軸を、上記略一方向に略平行な方向に対して傾斜させる傾斜部を有するから、研磨すべき軸方向の位置かつその位置での砥石の研磨面の傾斜を精密に調整できて、ワークのクラウニングを精密に成形できる。
【００１６】
また、本発明のクラウニング成形装置によれば、砥石を研磨面に接する一方向に略平行な方向に振動させる振動部を有するから、研磨を精巧に行うことができて、優れた超仕上げを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態のクラウニング成形装置を示す図である。
【図２】外輪を、軸方向のクランプロール側から見たときの図である。
【図３】上記実施形態のクラウニング成形装置が、クラウニングの一例としての断面略等脚台形状のクラウニングを成型するときの動作を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態のクラウニング成形装置を示す図である。
【００２０】
このクラウニング成形装置は、砥石１と、振動トラバース機構２と、砥石加圧機構４と、回転傾斜機構５とを備える。
【００２１】
上記振動トラバース機構２は、トラバース部２０と、振動部３０とを有する。上記トラバース部２０は、トラバーススライド２１と、サーボモータ２２とを有し、上記トラバーススライド２１は、サーボモータ２２によって、図１に矢印Ａで示す一方向にトラバース運動できるようになっている。尚、トラバース運動とは、所定の長さ（設定変形可能）の範囲を一方向に往復する運動のことをいう。
【００２２】
上記振動部３０は、テーブル３１と、オシレーションユニット９０とを備え、オシレーションユニット９０は、オシレーションテーブル３２と、エアベアリング３３と、偏心カム（図示せず）とを有する。上記テーブル３１は、トラバーススライド２１に固定されている。また、上記オシレーションテーブル３２は、エアベアリング３３で、テーブル３１に対して、上記一方向に移動可能に支持されている。また、上記オシレーションテーブル３２は、図示しない偏心カムによって、図１に矢印Ｂで示す方向に振動するようになっている。具体的には、上記偏心カムの軸は、テーブル３１に回転自在に支持されている。また、上記偏心カムの先端部が、オシレーションテーブル３２に回転自在に支持されている。図示しないモータで、上記偏心カムを回転することにより、オシレーションテーブル３２を振動させるようになっている。上記振動の方向は、上記トラバースの運動の方向と一致する一方、振動の振幅は、上記トラバースの折り返し運動の範囲と比較して、格段に短くなっている。
【００２３】
上記砥石加圧機構４は、エアシリンダ４１と、砥石ガイド部４２とを有する。上記エアシリンダ４１は、オシレーションテーブル３２に固定されている。上記エアシリンダ４１は、ピストン部を有し、そのピストン部の外周面には、砥石１が固定されている。上記エアシリンダ４１は、砥石１を、上記一方向（トラバース運動の方向）に略垂直な方向に加圧する力を調整するようになっている。
【００２４】
上記砥石ガイド部４２は、オシレーションテーブル３２に固定されている。上記砥石ガイド部４２は、上記略垂直な方向に延在する貫通穴４３を有している。上記砥石１は、貫通穴４３の内周面に間隔をおいた状態で、貫通穴４３を貫通している。
【００２５】
上記回転傾斜機構５は、主軸機構としての主軸ユニット５０と、二つのクランプロール６０と、二つのベアリングシュー７０と、主軸揺動機構８０とを有する。上記主軸ユニット５０は、主軸５１と、被Ｒガイド部５２とを有する。上記主軸ユニット５０は、回転部を構成し、上記主軸揺動機構８０は、傾斜部を構成している。上記主軸５１は、モータ等の動力源（図示せず）によって、回動するようになっている。上記主軸５１の軸方向の一方の端面は、ワークの一例としての転がり軸受の外輪１００の軸方向の一方側の端面に接触している。また、被Ｒガイド部５２は、内周面を有する。上記主軸５１は、図示しないベアリング等によって、被Ｒガイド部５２の内周面に回転自在に支持されている。また、上記被Ｒガイド部５２は、軸方向の断面形状が、略円弧状の底面５３を有している。
【００２６】
上記各クランプロール６０は、ベアリング６１と、予圧シリンダ６２を有する。上記ベアリング６１の外周面は、外輪１００の軸方向の他方側の端面に接触している。上記予圧シリンダ６２によって、ベアリング６１の外周面で、外輪１００の軸方向の他方側の端面を、外輪１００の軸方向の一方側の端面側に押圧している。上記各クランプロール６０と、主軸５１とで、外輪１００を軸方向に挟み込んで、外輪１００の軸方向の位置決めを行っている。
【００２７】
上記各ベアリングシュー７０は、ベアリング７１と、予圧シリンダ７２を有する。上記ベアリング７１の外周面は、外輪１００の外周面に接触している。上記予圧シリンダ７２によって、ベアリング７１の外周面で、外輪１００を径方向に砥石１の研磨面１５側に押圧するようになっている。上記二つのベアリングシュー７０および砥石１の研磨面１５は、外輪１００を径方向に位置決めしている。
【００２８】
尚、図１において、矢印Ｄは、砥石１を研磨面１５に接する一方向を示している。矢印Ｄで示す方向は、上記矢印Ａで示す方向に略平行になっている。
【００２９】
図２は、外輪１００を、軸方向のクランプロール６０側から見たときの図である。
【００３０】
図２に示すように、上記二つのクランプロール６０は、軸方向の一方の端面が、互いに略平行になっている状態で、外輪１００の直径方向に対向するように配置されている。図２において、１０１は、一方のクランプロール６０のベアリング７１の中心と、他方のクランプロール６０のベアリング７１の中心とを結ぶ線分を垂直に二等分する平面を示す。図２に示すように、上記一方のベアリングシュー７０と、他方のベアリングシュー７０とは、平面１０１に対して面対称に配置されている。また、上記砥石１の研磨面１５は、平面１０１と交差している。
【００３１】
再度、図１を参照して、上記主軸揺動機構８０は、サーボモータ８１と、ボールネジ８２と、Ｒガイド８３とを有する。上記Ｒガイド８３は、図示しない治具に移動不可に固定されている。上記Ｒガイド８３は、被Ｒガイド部５２の略円弧状の底面５３に対応する略円弧状の上面８５を有している。上記被Ｒガイド部５２の略円弧状の底面５３は、Ｒガイド８３の略円弧状の上面８５上を、図２に矢印Ｃで示す円弧方向に揺動可能に移動するようになっている。
【００３２】
上記ボールネジ８２の一端部の一点は、関節によってサーボモータ８１に回転自在に支持されている。また、上記ボールネジ８２の他端部の一点は、被Ｒガイド部５２の側面に関節によって、回動自在に支持されている。上記サーボモータ８１によって、ボールネジ８２の位置を変動させることによって、被Ｒガイド部５２の略円弧状の底面５３を、Ｒガイド８３の略円弧状の上面８５上を、矢印Ｃで示す円弧方向に揺動させて、主軸５１を、砥石１の研磨面１５に対して、適宜、適切な方向に傾けるようになっている。このクラウニング成形装置では、主軸ユニット５０と、二つのクランプロール６０と、二つのベアリングシュー７０と、ワークである外輪１００とが、一体になって揺動するようになっている。
【００３３】
図３は、上記実施形態のクラウニング成形装置が、クラウニングの一例としての断面略等脚台形状のクラウニングを成型するときの動作を説明する概念図である。尚、上記実施形態のクラウニング成形装置が、以下に説明する断面略等脚台形状のクラウニング以外のクラウニングを成形できることは、言うまでもない。
【００３４】
尚、図３においては、矢印Ａで示す方向が、所定の長さ（設定変形可能）の範囲を往復するトラバース運動方向であり、矢印Ｂで示す方向が、小刻みに振動する振動方向である。
【００３５】
また、上述のように、振動の振幅は、上記トラバース運動の折り返し運動の範囲と比較して、格段に短くなっている。矢印Ａの長さが、矢印Ｂの長さよりも短くなっているのは、このことを概念的に示すためである。
【００３６】
また、上述のように、上記ワークである外輪１００は、主軸５１の回転に同期して回転し、傾斜するようになっている。また、上述のように、上記主軸５１は、矢印Ｃに示す方向に、ツイスト運動できるようになっている。また、上記外輪１００の中心軸は、主軸５１の中心軸の延長線上に位置している。
【００３７】
上記構成において、上記外輪１００の外周面１０５に、次のようにして、軸方向の断面で、略等脚台形のクラウニングを成形する。
【００３８】
すなわち、図３（ａ）に示すように、砥石１が、トラバース運動の紙面における左側の折り返し点の周辺に存在している時に、主軸５１を、その中心軸６６を、紙面において右下下がりに傾ける。このようにして、外輪１００の外周面１０５の紙面における左側の一端部が、軸方向の他端部側に行くにしたがって、研磨面１５からの距離が長くなるように、紙面に対して右下下がりに傾ける。そして、この状態で、回転している外周面１０５の上記一端部を、矢印Ｂ方向に振動している研磨面１５に接触させて、外周面１０５の上記一端部を研磨する。
【００３９】
次に、図３（ｂ）に示すように、砥石１が、トラバース運動の中央部周辺に存在している時に、主軸５１が傾いていない状態、すなわち、紙面において、研磨面１５と、主軸５１の中心軸６６とが、略平行な状態になるようにする。そして、この状態で、回転している外周面１０５の中央部を、矢印Ｂ方向に振動している研磨面１５に接触させて、外周面１０５の上記中央部を研磨する。
【００４０】
次に、砥石１が、トラバース運動の紙面における右側の折り返し点の周辺に存在している時に、主軸５１を、その中心軸６６を、紙面において左下下がりに傾ける。このようにして、上記外輪１００の外周面１０５の紙面における右側の他端部が、軸方向の一端部側に行くにしたがって、研磨面１５からの距離が長くなるように、紙面に対して左下下がりに傾ける。そして、この状態で、回転している外周面１０５の上記他端部を、矢印Ｂ方向に振動している研磨面１５に接触させて、外周面１０５の上記他端部を研磨する。
【００４１】
上記主軸５１の傾きと、トラバース運動における位置は、連動させて、精密に同期させる。そして、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）…の順に、研磨状態を周期的に繰り返す。このようにして、外輪１００の外周面１０５に、軸方向の断面で、略等脚台形のクラウニングを成形する。
【００４２】
上記実施形態のクラウニング成形装置によれば、砥石１を、略一方向にトラバースさせるトラバース部２０を有するから、トラバース部２０によって、砥石１を、ワークである外輪１００の研磨を所望する軸方向の範囲を移動させることができて、外輪１００の所望の軸方向の範囲を、適宜適切かつ精密に調整することができる。また、上記実施形態のクラウニング成形装置によれば、外輪１００の中心軸を、上記一方向に略平行な方向に対して傾斜させる傾斜部である主軸揺動機構８０を有するから、上記一方向に略平行な方向に対する外輪１００の中心軸の傾斜を、適宜適切かつ精密に調整することができる。したがって、研磨すべき軸方向の位置かつその位置での砥石１の研磨面１５の傾斜を精密に調整できるから、外輪１００のクラウニングを精密に成形することができる。
【００４３】
また、上記実施形態のクラウニング成形装置によれば、上記砥石１を研磨面１５に接する一方向に略平行な方向に振動させる振動部３０を有するから、研磨を精巧に行うことができて、優れた超仕上げを行うことができる。
【００４４】
また、上記実施形態のクラウニング成形装置によれば、外輪１００の位置決めを行うのが、クランプロール６０と、ベアリングシュー７０だから、回転している外輪１００を容易かつ自在に支持することができる。
【００４５】
尚、上記実施形態のクラウニング成形装置では、ワークが外輪１００であり、外輪１００の外周面１０５のクラウニングを行ったが、この発明では、ワークは、環状部材であれば如何なる部材であっても良く、例えば、内輪や、ナット等であっても良い。
【００４６】
また、上記実施形態のクラウニング成形装置では、トラバース部２０と、振動部３０とが、常時可動するようになっていたが、この発明では、トラバース部２０は、間欠的に駆動する構成であっても良い。例えば、トラバース部は、二つの折り返し位置と、二つの折り返し位置の中間位置とで、一旦停止し、トラバース部が、一旦停止している状態で、振動部のみが可動する構成であっても良い。
【００４７】
また、本発明のクラウニング成形装置では、トラバース運動として、例えば、サインカーブの振幅を、速度とし、サインカーブの位相を、砥石の位置とするときの、サインカーブ運動を採用することができる。尚、この場合、サインカーブの負の変位は、速度の方向が逆方向である場合に相当し、サインカーブの零の変位は、二つの折り返し点に相当する。また、トラバース運動として、例えば、一方の押し返し点から所定の距離の間、加速運動し、その後、等速運動し、その後、他方の押し返し点から上記所定の距離手前の位置から減速運動するような運動を採用することもできる。すなわち、本発明のクラウニング成形装置では、サーボモータを制御するソフトを適宜適切に調整することにより、如何なるトラバース運動も、実現することができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、本発明のクラウニング成形装置が、環状部材の外周面に、断面略等脚台形状のクラウニングを形成する例について説明した。しかしながら、この発明では、本発明のクラウニング成形装置は、環状部材の外周面に、断面略円弧状のクラウニング等の断面略等脚台形状のクラウニング以外の断面形状のクラウニングを行っても良い。尚、環状部材の外周面に、断面略円弧上のクラウニングを形成する場合には、ワークの傾斜の中心軸を、連続的に徐々に変動させるようにすることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
１  砥石
１５  研磨面
２０  トラバース部
３０  振動部
５０  主軸ユニット
６０  クランプロール
６６  主軸の中心軸
７０  ベアリングシュー
８０  主軸揺動機構
１００  外輪
１０５  外輪の外周面
Ａ  トラバースの方向
Ｂ  振動の方向
【図１】
2011093038.tif 000003
【図２】
2011093038.tif 000004
【図３】
2011093038.tif 000005