(57)【要約】【課題】製品間における軌道面の加工精度のばらつきを抑制するとともに、加工精度を好適に確保することができる超仕上げ装置を提供する。【解決手段】砥石Ｗの揺動時において、マイクロコンピュータは砥石Ｗの揺動中心軸Ｏに対する内輪Ｂの受ける力Ｆｓの対称性の有無を判断し、対称性が無い旨判断した場合には、当該対称性が得られるように、内輪Ｂに対する砥石Ｗの位置を調整する。砥石Ｗを円弧面状に凹設された軌道面Ｂａに押圧させながら揺動させた場合、砥石Ｗの揺動中心と軌道面Ｂａの曲率中心とが一致しているときには、内輪Ｂが受ける力Ｆｓは、砥石Ｗの揺動中心軸Ｏに対して対称となる。このことを利用して、超仕上げ加工の最中において、当該力Ｆｓが非対称である場合には、それが対称となるように、すなわち砥石Ｗの揺動中心と軌道面Ｂａの曲率中心とを一致させるように、内輪Ｂに対する砥石Ｗの位置の調整を行う。【選択図】図７
2008105131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面に凹設された円弧面状の加工面に対して、駆動源の駆動により一体回転する砥石軸を通じて砥石を揺動させながら押圧接触させることにより前記加工面に超仕上げ加工を施す超仕上げ装置において、
ワークに対する砥石の位置又は砥石に対するワークの位置を変位させる変位手段と、
砥石を通じてワークが受ける力を求めるために必要とされる情報を検出する検出手段と、
検出手段を通じて得られた情報に基づいて砥石を通じてワークが受ける力を所定の制御周期で求めるとともに、砥石の揺動に伴うワークの受ける力の変化に基づいて砥石のワークに対する位置ずれ又はワークの砥石に対する位置ずれの有無を判断し、当該位置ずれがある旨判断した場合には、当該位置ずれを解消すべく前記変位手段を通じてワークに対する砥石の位置又は砥石に対するワークの位置を調整する制御手段と、を備えてなる超仕上げ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超仕上げ装置において、
前記制御手段は、砥石が一方の揺動端から揺動中心軸を経て他方の揺動端へ向かう際、及び砥石が他方の揺動端から揺動中心軸を経て一方の揺動端へ向かう際における砥石の揺動中心軸に対するワークの受ける力の対称性の有無を判断し、対称性が無い旨判断した場合には、当該対称性が得られるように、前記変位手段を通じてワークに対する砥石の位置又は砥石に対するワークの位置を調整する超仕上げ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の超仕上げ装置において、
前記制御手段は、ワークが受ける力が目標値に達したときに超仕上げ加工が完了した旨判断する超仕上げ装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の超仕上げ装置において、
前記駆動源は三相モータとするとともに、前記検出手段は三相モータへ供給されるモータ電流を検出する電流センサとし、
前記制御手段は、電流センサにより検出されるモータ電流に基づいて、ワークが受ける力を求める超仕上げ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば転がり軸受の内輪又は外輪等の軌道輪に形成された軌道面等の加工対象を砥石により超仕上げ加工する超仕上げ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、断面円弧状の環状溝（軌道溝）を有する玉軸受の軌道輪（内輪又は外輪）を回転させた状態で環状溝に砥石を揺動させながら押圧接触させることにより、環状溝を超仕上げ加工する超仕上げ装置が知られている。図１１に示されるように、この超仕上げ装置１０１は、筒状のハウジング１０２を備えるとともに、当該ハウジング１０２には、砥石軸１０３が２つを１組とする２組の転がり軸受け１０４，１０４及び転がり軸受け１０５，１０５を介して回転可能に挿入支持されている。この砥石軸１０３の一端は図示しないモータの出力軸に連結されるとともに、同じく他端には１０６が一体回転可能に連結されている。砥石ヘッド１０６の先端下部には、砥石１０７が装着される。したがって、図１２に示されるように、モータの正逆回転に伴い砥石１０７は揺動する。ここで、加工対象である軌道輪１０８（ここでは、内輪）は、図示しない駆動装置に支持されるとともに、回転される。この状態で、揺動する砥石１０７を内輪の軌道面に押し付けることにより、当該軌道面の超仕上げ加工が行われる。
【特許文献１】特開平６−７９６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、前記従来の超仕上げ装置には、次のような問題があった。すなわち、軌道輪１０８の軌道面を超仕上げ加工するに際しては、加工対象である軌道輪１０８の端面を、駆動装置の主軸の先端部に固定されたバッキングプレートに対して押圧するとともに、内輪の場合にはその内周面を、外輪の場合にはその外周面を、受け治具であるシューにより受けた状態で支持する。そして、駆動機構の駆動によりバッキングプレートとともに軌道輪１０８を回転させた状態で、クーラントをかけながら砥石１０７を揺動させて軌道面に押し付ける。
【０００４】
このような超仕上げ装置においては、図１２に示されるように、例えば軌道輪１０８（ここでは、内輪）の軌道面１０８ａの曲率中心Ｃに、砥石１０７の揺動中心Ｃｒを一致させることが好ましい。このようにすれば、超仕上げ加工時において、砥石１０７の軌道面１０８ａに対する接触状態は好適に保持されるとともに、前工程の研削目は軌道面１０８ａの全面にわたって好適に除去される。例えば、軌道面１０８ａの曲率中心Ｃに対して砥石１０７の揺動中心Ｃｒが、図１２に矢印Ｘで示される軌道輪１０８の軸方向へずれている場合には、軌道面１０８ａの表面粗さにばらつきが生じたり、軌道面１０８ａの曲率が損なわれたりする等、軌道面１０８ａの加工精度のばらつきが懸念される。
【０００５】
そこで、従来、例えば軌道輪１０８の幅及び軌道面１０８ａの曲率半径に基づき設定された治具を使用して軌道輪１０８の軌道面１０８ａの曲率中心Ｃと砥石１０７の揺動中心Ｃｒとを一致させるようにしていた。しかし、軌道輪１０８の幅寸法及び軌道輪１０８のシュー側の側面から軌道面１０８ａの曲率中心Ｃまでの寸法等は、所定の公差内でばらつきがある。このため、前述の治具を使用した場合であれ、軌道面１０８ａの曲率中心Ｃと砥石１０７の揺動中心Ｃｒとの一致精度の確保には限界があった。前述したように、当該一致精度に起因する加工精度のばらつきは、製造される玉軸受けの性能及び製品寿命にも影響を及ぼす。このため、製品間における軌道面１０８ａの加工精度のばらつきを抑制するとともに、加工精度を好適に確保することができる超仕上げ装置が強く望まれていた。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、製品間における軌道面１０８ａの加工精度のばらつきを低減するとともに、加工精度を好適に確保することができる超仕上げ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、ワークの表面に凹設された円弧面状の加工面に対して、駆動源の駆動により一体回転する砥石軸を通じて砥石を揺動させながら押圧接触させることにより前記加工面に超仕上げ加工を施す超仕上げ装置において、ワークに対する砥石の位置又は砥石に対するワークの位置を変位させる変位手段と、砥石を通じてワークが受ける力を求めるために必要とされる情報を検出する検出手段と、検出手段を通じて得られた情報に基づいて砥石を通じてワークが受ける力を所定の制御周期で求めるとともに、砥石の揺動に伴うワークの受ける力の変化に基づいて砥石のワークに対する位置ずれ又はワークの砥石に対する位置ずれの有無を判断し、当該位置ずれがある旨判断した場合には、当該位置ずれを解消すべく前記変位手段を通じてワークに対する砥石の位置又は砥石に対するワークの位置を調整する制御手段と、を備えてなることをその要旨とする。
【０００８】
砥石をワークの表面に凹設された円弧面状の加工面に押圧しつつ揺動させた場合、砥石とワークとの位置関係が所定の位置関係にないとき、砥石のワークに対する接触状態が好適に維持されない。そして、砥石のワークに対する接触状態に応じて、前記ワークが受ける力は変化する。本発明では、このことを利用して、超仕上げ加工を施しながら砥石のワークに対する位置ずれ又はワークの砥石に対する位置ずれの有無を判断し、当該位置ずれがある旨判断した場合には、当該位置ずれを解消すべく、ワークに対する砥石の位置又は砥石に対するワークの位置が自動的に調整される。このため、砥石のワークの加工面に対する接触状態は好適に保持されるとともに、前工程の研削目は加工面の全面にわたって好適に除去される。したがって、製品間における加工面の加工精度のばらつきを抑制するとともに、加工精度を好適に確保することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超仕上げ装置において、前記制御手段は、砥石が一方の揺動端から揺動中心軸を経て他方の揺動端へ向かう際、及び砥石が他方の揺動端から揺動中心軸を経て一方の揺動端へ向かう際における砥石の揺動中心軸に対するワークの受ける力の対称性の有無を判断し、対称性が無い旨判断した場合には、当該対称性が得られるように、前記変位手段を通じてワークに対する砥石の位置又は砥石に対するワークの位置を調整することをその要旨とする。
【００１０】
砥石を円弧面状に凹設された加工面に押圧させながら揺動させた場合、砥石の揺動中心と加工面の曲率中心とが一致しているときには、砥石からワークが受ける力は、砥石の揺動中心軸に対して対称となる。そこで、本発明では、このことを利用して、超仕上げ加工の最中において、当該力が非対称である場合には、それが対称となるように、すなわち、砥石の揺動中心と加工面の曲率中心とを一致させるように、ワークに対する砥石の位置又は砥石に対するワークの位置の調整が行われる。これにより、砥石のワークの加工面に対する接触状態は好適に保持される。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の超仕上げ装置において、前記制御手段は、ワークが受ける力が目標値に達したときに超仕上げ加工が完了した旨判断することをその要旨とする。
【００１２】
超仕上げ加工の最中において、砥石と加工面との間に作用する摩擦力と、加工面の仕上げ面粗さとは相関している。すなわち、超仕上げ加工が進み仕上げ面粗さが小さくなるにつれて、前記摩擦力も小さくなる。そして、ワークの受ける力には、砥石と加工面との間に作用する摩擦力（正確には、その垂直成分）が含まれているため、超仕上げ加工が進み仕上げ面粗さが小さくなるにつれて、ワークの受ける力も小さくなる。したがって、本発明のように、ワークが受ける力が目標値に達したとき、すなわち実際の仕上げ面粗さが目標の粗さに達したときに、超仕上げ加工が完了した旨判断することにより、ワーク毎の加工精度のばらつきが好適に抑制され、ひいては加工精度のいっそうの向上が図られる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の超仕上げ装置において、前記駆動源は三相モータとするとともに、前記検出手段は三相モータへ供給されるモータ電流を検出する電流センサとし、前記制御手段は、電流センサにより検出されるモータ電流に基づいて、ワークが受ける力を求めることをその要旨とする。
【００１４】
本発明によれば、砥石の変位及び揺動角度が直接的に反映されるモータ電流に基づき、前記ワークの受ける力が求められる。そして、当該力に基づいてワークに対する砥石の位置又は砥石に対するワークの位置が自動的に調整される。このため、砥石のワークに対する位置精度が高められる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、製品間における軌道面の加工精度のばらつきを抑制するとともに、加工精度を好適に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明を、ワークの加工面の超仕上げを行う超仕上げ装置に具体化した一実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。超仕上げとは、粒度の細かい砥石を用いて、所定圧力でワークに面接触をさせ、砥石とワークとの間に相対往復運動を与えて仕上げる方法をいう。なお、本実施の形態では、転がり軸受けの軌道輪を構成する内輪をワークとして採用する。
【００１７】
＜全体構成＞
図１に示されるように、超仕上げ装置１０の架台１０ａには、内輪Ｂを回転させた状態で支持する駆動ユニット１１が配設されている。また、架台１０ａにおける駆動ユニット１１の側方には、移動テーブル１２が配設されるとともに、当該移動テーブル１２には、前記駆動ユニット１１により支持される内輪Ｂの外周面に凹設された環状の軌道面Ｂａに対して砥石Ｗを揺動させながら押し当てる揺動ユニット１３が設けられている。内輪Ｂを回転させた状態で軌道面Ｂａに砥石Ｗを揺動させながら押圧接触させることにより、軌道面Ｂａの超仕上げ加工が施される。
【００１８】
＜駆動ユニット＞
図２に併せて示すように、駆動ユニット１１は、架台１０ａに固定されたケース２０、当該ケース２０に収容されたモータ２１、及び当該モータ２１の駆動により回転する主軸２２を備えてなる。主軸２２の先端部には加工対象である内輪Ｂが押し付けられるバッキングプレート２３が固定されている。また、駆動ユニット１１は、バッキングプレート２３に対向する支持部材２４を備えてなる。当該支持部材２４は、図示しないエアシリンダ等の駆動源の駆動により、主軸２２の図２に矢印Ｘで示される回転中心軸に沿う方向へスライド移動可能に設けられている。当該支持部材２４のバッキングプレート２３側の側面には、内輪Ｂに嵌挿可能とされた円柱状の内径シュー２５が固定されている。
【００１９】
ここで、内輪Ｂを加工する際には、バッキングプレート２３と内径シュー２５との間に加工対象である内輪Ｂが供給される。この状態で、前記駆動源が駆動された場合には、支持部材２４のバッキングプレート２３側への変位に伴い、内輪Ｂには内径シュー２５がバッキングプレートと反対側から嵌挿されるとともに、内輪Ｂの支持部材２４側の側面には、２つの押圧ローラ２６が当接する。すなわち、内輪Ｂは、押圧ローラ２６よりバッキングプレート２３へ押し付けられた状態で、内径シュー２５により支持される。そして、この状態でモータ２１が駆動されることより、内輪Ｂは主軸２２と一体的に回転する。
【００２０】
＜移動テーブル＞
図３に併せて示すように、移動テーブル１２は、架台１０ａに固定されたベース３１に対して、駆動ユニット１１の主軸２２の図３に矢印Ｘで示される回転中心軸に沿う方向へスライド移動可能に設けられている。すなわち、図１に示されるように、移動テーブル１２は下部に開口する断面コの字状に形成されるとともに、当該移動テーブル１２の互いに対向する２つの側壁の内面には、駆動ユニット１１の主軸の回転中心軸に沿う方向へ延びる案内溝１２ａが形成されている。また、ベース３１の互いに反対側の２つの側面の上部には、駆動ユニット１１の主軸の回転中心軸に沿う方向へ延びる案内突部３２が形成されている。当該案内突部３２は、前記案内溝１２ａに摺動可能に係合されている。
【００２１】
さらに、ベース３１の上面には、駆動ユニット１１の主軸の回転中心軸に沿う方向へ延びる凹部３３が形成されている。図３に併せて示されるように、凹部３３の内底面において、移動テーブル１２の移動範囲から外れる部位には、モータ３４が固定されている。モータ３４の出力軸３４ａは、軸継手３５を介して送りねじ（ボールねじ）３６の一端に連結されるとともに、当該送りねじ３６の他端はベース３１の凹部３３の内側面に凹設された軸受け部３２ａに回転可能に支持されている。送りねじ３６にはナット３７が進退移動可能に螺合されるとともに、当該ナット３７は移動テーブル１２の下面に固定されている。したがって、モータ３４の駆動による出力軸３４ａの正逆回転運動は、送りねじ３６及びナット３７を通じて移動テーブル１２の送りねじ３６の延びる方向における往復直線運動に変換される。
【００２２】
＜揺動ユニット＞
図１に示すように、揺動ユニット１３は、移動テーブル１２の上面に固定されたハウジング４１を備えるとともに、当該ハウジング４１には砥石軸４２が２組のラジアル磁気軸受け４３，４３を介して回転可能に挿入支持されている。ハウジング４１の内部において、砥石軸４２の中間部には円環板状の鍔部４２ａが一体回転可能に設けられている。
【００２３】
図４に併せて示されるように、１組のラジアル磁気軸受け４３は、ハウジング４１の内周面に固定された４つのラジアル電磁石４３ａ、及びこれらラジアル電磁石４３ａに対応して配設される４つのラジアル変位センサ４３ｂを備えてなる。４つのラジアル電磁石４３ａは、砥石軸４２の回転方向において９０°毎に配設されている。したがって、４つのラジアル変位センサ４３ｂにより砥石軸４２の半径方向への変位を検出するとともに、これら検出結果に基づいて４つのラジアル電磁石４３ａへの通電が制御されることにより、４つのラジアル電磁石４３ａの吸引力の調節が行われる。これにより、砥石軸４２は浮上し、ラジアル方向（半径方向）における所定位置に非接触状態で且つ安定して支持される。
【００２４】
また、図１に示されるように、ハウジング４１の内部において、鍔部４２ａの近傍には、１組のアキシャル磁気軸受け４４が設けられている。アキシャル磁気軸受け４４は、２つの円環状のアキシャル電磁石４４ａ、及び鍔部４２ａに対応して配設される単一のアキシャル変位センサ４４ｂを備えてなる。２つのアキシャル電磁石４４ａは、鍔部４２ａを介して互いに対向するように配設されている。また、アキシャル変位センサ４４ｂは鍔部４２ａの一側面に対向するように配設されている。したがって、アキシャル変位センサ４４ｂにより砥石軸４２の軸線方向への変位を検出するとともに、当該検出結果に基づいて２つのアキシャル電磁石４４ａへの通電を制御することにより、２つのアキシャル電磁石４４ａの吸引力の調節が行われる。これにより、砥石軸４２は浮上し、アキシャル方向（軸線方向）における所定位置に非接触状態で且つ安定して支持される。
【００２５】
一方、砥石軸４２の一端部には、ハウジング４１の外部に配設されたモータ５１（３相ブラシレスモータ）の出力軸５１ａが軸継手５２を介して一体回転可能に連結されるとともに、同じく他端部には砥石ヘッド５３が一体回転可能に連結されている。砥石ヘッド５３の先端下部には、砥石Ｗが着脱可能に取り付けられている。また、砥石ヘッド５３の先端部には、エアシリンダ５４が収容されるとともに、当該エアシリンダ５４には圧力制御弁５５ａ，５５ｂを介してコンプレッサ等の空気圧源５６が接続されている。そして、圧力制御弁５５ａ，５５ｂを制御することにより、エアシリンダ５４のストローク量の調節が可能となっている。当該ストローク量を調節することにより、砥石Ｗの砥石ヘッド５３に対する突出量の調整が可能とされている。
【００２６】
詳述すると、図２に示すように、エアシリンダ５４は、砥石ヘッド５３の一部を構成するホルダ６１の内部に固定された外筒６２を備えてなる。当該外筒６２には内筒６３が貫通されるとともに、当該内筒６３の両端部はホルダ６１の上面及び下面から突出している。また、内筒６３は、外筒６２に対して上下方向へ摺動可能に設けられている。正確には、内筒６３の中間部には円環状の鍔部６３ａが形成されており、当該鍔部６３ａの外周面が外筒６２の内周面を摺動する。
【００２７】
鍔部６３ａと外筒６２の内底面との間には、コイルばね６４が配設されている。当該コイルばね６４の弾性力により内筒６３は上方へ常時付勢される。また、内筒６３の底壁には、両端が開口した筒状の砥石装着部材６５が貫通するように設けられるとともに、当該砥石装着部材６５には、砥石Ｗが摺動可能に嵌挿される。さらに、内筒６３の内部には、ピストン６６が上下方向へ摺動可能に収容されている。なお、外筒６２の側壁において、内筒６３の鍔部６３ａと外筒６２の内頂面との間に対応する部位には空気供給孔６２ａが、また、内筒６３の頂壁には空気供給孔６３ｂが形成されるとともに、これら空気供給孔６２ａ，６３ｂは、圧力制御弁５５ａ，５５ｂを介して空気圧源５６に接続されている。
【００２８】
したがって、空気供給孔６２ａを通じて外筒６２の内部に圧縮空気を供給することにより、内筒６３をコイルばね６４の弾性力に抗して押し下げることが可能となる。内輪Ｂの軌道面Ｂａに超仕上げ加工を施す際には、砥石Ｗは所定の加工位置まで下降される。加工完了等の際には、外筒６２の空気供給孔６２ａは大気に開放される。これにより、内筒６３は、コイルばね６４の弾性力により押し上げられるとともに、砥石Ｗは前記加工位置から所定の退避位置まで上昇する。
【００２９】
また、砥石Ｗを加工位置に下降させた状態において、内筒６３の空気供給孔６３ｂに圧縮空気を供給することにより、砥石Ｗはピストン６６により下方へ押圧されて内輪Ｂの軌道面Ｂａを所定の圧力で押圧する。砥石Ｗの軌道面Ｂａに対する押圧力Ｆｐは、圧力制御弁５５ｂを制御することにより調節可能となっている。すなわち、圧力制御弁５５ｂの制御を通じて、内筒６３内へ供給する圧縮空気の供給量を調節する。砥石Ｗの砥石装着部材６５の下面に対する突出量が常に一定となるように、圧力制御弁５５ｂは制御される。
【００３０】
なお、なお、移動テーブル１２及びエアシリンダ５４は、本発明の変位手段を構成する。また、ラジアル変位センサ４３ｂ及びアキシャル変位センサ４４ｂは本発明の変位検出手段を構成する。また、揺動ユニット１３のモータ５１は本発明の駆動源に、マイクロコンピュータ７１は本発明の制御手段に相当する。さらに、内輪Ｂは本発明のワークに、軌道面Ｂａは本発明の加工面に相当する。
【００３１】
＜電気的構成＞
次に、超仕上げ装置１０の電気的な構成について説明する。
超仕上げ装置１０は、マイクロコンピュータ７１を備えてなる。マイクロコンピュータ７１は、ＣＰＵ（中央処理装置）７１ａ、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）７１ｂ及びＲＡＭ（読み取り書き込み専用メモリ）７１ｃを備えてなると共に、それらは図示しないバスを介して相互に接続されている。ＲＯＭ７１ｂには超仕上げ装置１０の各部を統括的に制御するための各種のデータ及び各種の制御プログラム等が予め格納されている。当該制御プログラムには、後述する揺動ユニット１３のモータ５１へ供給されるモータ電流に基づきワークとしての内輪Ｂが砥石Ｗから受ける力Ｆｓを算出する荷重算出プログラムが含まれる。
【００３２】
ＲＯＭ７１ｂに格納されているデータとしては、砥石Ｗのワークとしての内輪Ｂに対する位置ずれ（ミスアライメント）を補正するための補正データがある。当該補正データは、砥石Ｗの揺動時に砥石Ｗを通じてワークとしての内輪Ｂにかかる力Ｆｓ（正確には、内輪Ｂの支持方向成分）に基づいて砥石Ｗのアキシャル方向及びラジアル方向における位置ずれを補正するためのものである。そして、当該補正データには、前記内輪Ｂにかかる力Ｆｓと、当該力Ｆｓに応じて求められた前述の位置ずれを補正するために必要とされる砥石Ｗのラジアル方向及びアキシャル方向への変位量との関係を示すマップデータが含まれる。すなわち、当該補正データは、内輪Ｂにかかる力Ｆｓに応じて砥石Ｗをどの方向へどの程度だけ変位させればよいのかを示す。当該補正データは、装置モデルを使用した実験等により予め求められる。
【００３３】
ＲＡＭ７１ｃはＲＯＭ７１ｂの制御プログラムを展開してＣＰＵ７１ａが各種の処理を実行するためのデータ記憶領域、即ち作業領域である。そしてＣＰＵ７１ａは、ＲＯＭ７１ｂに格納された制御プログラムに基づいて、超仕上げ装置１０の各部を統括的に制御する。
【００３４】
マイクロコンピュータ７１（正確には、ＣＰＵ７１ａ）には、８つのラジアル電磁石４３ａ、及び同じくラジアル変位センサ４３ｂが接続されている。また、マイクロコンピュータ７１には、２つのアキシャル電磁石４４ａ及び単一のアキシャル変位センサ４４ｂ、並びに入力装置７２が接続されている。ラジアル変位センサ４３ｂは、砥石軸４２のラジアル方向における変位を検出して、その検出信号としてラジアル位置信号Ｓｒをマイクロコンピュータ７１へ出力する。アキシャル変位センサ４４ｂは、砥石軸４２のアキシャル方向における変位を検出して、その検出信号としてアキシャル位置信号Ｓａをマイクロコンピュータ７１へ出力する。入力装置７２は、キーボード又はタッチパネル等を備えてなるとともに、目標とする仕上げ面粗さ等の各種の研削条件等を入力する際に操作される。
【００３５】
なお、図５では、便宜上、各組のラジアル磁気軸受け４３については、単一のラジアル電磁石４３ａ及び単一のラジアル変位センサ４３ｂのみ図示する。１組のアキシャル磁気軸受け４４においては、単一のアキシャル電磁石４４ａ及び単一のアキシャル変位センサ４４ｂのみ図示する。
【００３６】
また、マイクロコンピュータ７１には、駆動ユニット１１のモータ２１、移動テーブル１２のモータ３４及び揺動ユニット１３のモータ５１がそれぞれ図示しないモータ駆動回路を介して接続されている。さらに、マイクロコンピュータ７１には、砥石ヘッド５３の圧力制御弁５５ａ，５５ｂ及び空気圧源５６、並びに表示装置７３が接続されている。
【００３７】
マイクロコンピュータ７１、正確にはＣＰＵ７１ａに図示しない入出力インターフェイスを介して接続されたモータ駆動回路と揺動ユニット１３のモータ５１との間を接続する電力供給ライン上には、電流センサ７４が設けられている。電流センサ７４は、モータ駆動回路からモータ５１へ出力されるモータ電流として３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の励磁電流をそれぞれ検出する図示しないｕ相電流センサ、ｖ相電流センサ及びｗ相電流センサを備えてなる。ｕ相電流センサ、ｖ相電流センサ及びｗ相電流センサは、検出したｕ相励磁電流Ｉｕ、ｖ相励磁電流Ｉｖ及びｗ相励磁電流Ｉｗをそれぞれマイクロコンピュータ７１（ＣＰＵ７１ａ）へ送る。なお、電流センサ７４は、本発明の検出手段に相当する。
【００３８】
また、揺動ユニット１３のモータ５１は、ホールＩＣ等の回転角センサ７５を備えてなる。回転角センサ７５は、砥石軸４２の位相、すなわち回転角度（揺動角度）を検出して、その検出信号として角度信号Ｓθをマイクロコンピュータ７１へ出力する。
【００３９】
そして、マイクロコンピュータ７１は、ラジアル変位センサ４３ｂ及びアキシャル変位センサ４４ｂからの検出信号に基づいて、ラジアル電磁石４３ａ及びアキシャル電磁石４４ａへの通電を制御することにより、ラジアル電磁石４３ａ及びアキシャル電磁石４４ａの吸引力の調節を行う。これにより、砥石軸４２は浮上し、ラジアル方向及びアキシャル方向における所定位置に、非接触状態で且つ安定して支持される。
【００４０】
また、マイクロコンピュータ７１は、電流センサ７４からの検出信号に基づいて、超仕上げ装置１０の適応制御を行う。
具体的には、マイクロコンピュータ７１は、圧力制御弁５５ｂの制御を通じて内筒６３内へ供給する圧縮空気の供給量を調節することにより、砥石Ｗの砥石装着部材６５の下面に対する突出量を常に一定に保つ。これにより、砥石Ｗの内輪Ｂに対する押圧力Ｆｐは好適に保持される。
【００４１】
また、マイクロコンピュータ７１は、回転角センサ７５から出力される角度信号Ｓθに基づき砥石軸４２の回転角度及び回転速度、すなわち砥石Ｗの揺動角度及び揺動速度を算出し、これら揺動角度及び揺動速度に基づき、駆動ユニット１１のモータ２１及び揺動ユニット１３のモータ５１を駆動制御する。これにより、マイクロコンピュータ７１は、砥石Ｗの揺動速度及び揺動角度を好適に調節するとともに、ワークとしての内輪Ｂの回転速度を好適に調節する。
【００４２】
また、内輪Ｂが砥石Ｗから受ける力Ｆｓの変化に伴いモータ５１のモータ電流の値が変化することを利用して、マイクロコンピュータ７１は、電流センサ７４により検出されるモータ電流、すなわちｕ相励磁電流Ｉｕ、ｖ相励磁電流Ｉｖ及びｗ相励磁電流Ｉｗの値に基づきワークとしての内輪Ｂが砥石Ｗから受ける力Ｆｓを算出する。当該力Ｆｓは、内輪Ｂが砥石Ｗから受ける押圧力Ｆｐ（正確には、内輪Ｂの支持方向成分）及び砥石Ｗと内輪Ｂとの間に作用する摩擦力Ｆ（正確には、内輪Ｂの支持方向成分）との合力として求められる。そして、マイクロコンピュータ７１は、砥石Ｗの揺動に伴う力Ｆｓの変化に基づき砥石Ｗの内輪Ｂに対する位置を制御する。
【００４３】
すなわち、砥石Ｗを円弧面状の軌道面Ｂａに押圧させながら揺動させた場合、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとが一致しているときには、内輪Ｂが受ける力Ｆｓは、砥石Ｗの揺動中心軸Ｏに対して対称となる。このことを利用して、マイクロコンピュータ７１は、砥石Ｗの揺動時において、砥石Ｗの揺動中心軸Ｏの両側における力Ｆｓの対称性を評価するとともに、その評価結果に基づいて、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと内輪Ｂの軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとを一致させるべく移動テーブル１２のモータ３４及び圧力制御弁５５ａ，５５ｂを制御する。これにより、砥石Ｗの内輪Ｂに対する位置ずれの調整が行われる。この位置ずれの調整については、後に詳述する。なお、マイクロコンピュータ７１は、砥石Ｗの揺動に伴う力Ｆｓの変化、すなわち、力Ｆｓと砥石Ｗの位相（揺動角度）との関係をグラフとして表示装置７３に表示する。
【００４４】
そして、マイクロコンピュータ７１は、ワークとしての内輪Ｂが受ける力Ｆｓが目標値に達したときに、目標とする仕上げ面粗さに達したと判断して超仕上げ加工を終了する。ここで、砥石Ｗの揺動時において、一方又は他方の揺動端から砥石Ｗの揺動の中心位置（位相０°）へ向かう経路を往路、また砥石Ｗの揺動中心から一方又は他方の揺動端へ向かう経路を復路とした場合、砥石Ｗが往路又は復路を変位するとき、砥石Ｗと内輪Ｂとの間に作用する摩擦力Ｆと、軌道面Ｂａの仕上げ面粗さとには相関がある。すなわち、軌道面Ｂａの粗さが大きいほど摩擦力Ｆは大きくなり、粗さが小さいほど摩擦力Ｆは小さくなる。このため、摩擦力Ｆを加味して算出された力Ｆｓに基づいて内輪Ｂの軌道面Ｂａの超仕上げ状態の監視及び加工制御を行うことにより、軌道面Ｂａの加工精度の向上、ひいては製品としての内輪Ｂの品質の安定化が図られる。
【００４５】
＜実施の形態の作用＞
次に、前述のように構成した超仕上げ装置１０の動作を説明する。なお、超仕上げ加工を行うに際して、ワークとしての内輪Ｂの軌道面Ｂａには、前処理として粗加工が施されている。
【００４６】
ワークとしての内輪Ｂの軌道面Ｂａの超仕上げ加工を行うに際して、まず、ワークとしての内輪Ｂがバッキングプレート２３と内径シュー２５との間に供給された状態で、マイクロコンピュータ７１は、前記図示しないエアシリンダ等の駆動源を駆動させることにより、支持部材２４をバッキングプレート２３に近接する方向へスライド移動させる。これに伴い、内輪Ｂには内径シュー２５が嵌挿されるとともに、内輪Ｂの支持部材２４側の側面には、２つの押圧ローラ２６が当接する。これにより、内輪Ｂは、押圧ローラ２６によりバッキングプレート２３へ押し付けられた状態で、内径シュー２５により支持される。この状態でマイクロコンピュータ７１は、モータ２１を駆動させることより、内輪Ｂを主軸２２と共に回転させる。
【００４７】
次に、マイクロコンピュータ７１は、砥石Ｗを内輪Ｂの直上に位置させるべく移動テーブル１２のモータ３４を制御する。次に、マイクロコンピュータ７１は、圧力制御弁５５ａを制御することにより内筒６３をコイルばね６４の弾性力に抗して所定の加工位置まで変位させる。そして、マイクロコンピュータ７１は、圧力制御弁５５ｂを制御することにより、ピストン６６を通じて砥石Ｗを下方へ変位させる。これにより、砥石Ｗは、内輪Ｂの軌道面Ｂａに所定の圧力で接触する。次に、マイクロコンピュータ７１は、砥石Ｗを所定の揺動中心Ｃｒを中心とし且つ所定の揺動範囲において揺動させるべく揺動ユニット１３のモータ５１を駆動制御する。砥石Ｗが軌道面Ｂａに対して接触した状態で揺動（振動）することにより、軌道面Ｂａは研磨される。この超仕上げ加工時において、マイクロコンピュータ７１は、前述した砥石Ｗの内輪Ｂに対する位置ずれの調整を所定の制御周期で適宜行う。
【００４８】
＜位置ずれの調整＞
次に、砥石Ｗの内輪Ｂに対する位置ずれの調整について詳細に説明する。
超仕上げ加工の開始から終了までの間、マイクロコンピュータ７１は、前述したワークとしての内輪Ｂが受ける力Ｆｓを所定の制御周期で算出する。そして、マイクロコンピュータ７１は、当該力Ｆｓに基づきＲＯＭ７１ｂに記憶された補正データを参照して、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと内輪Ｂの軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとの位置ずれ（図２における矢印Ｘ方向及び反Ｘ方向における位置ずれ）をなくすべく、移動テーブル１２のモータ３４を駆動制御するとともに、圧力制御弁５５ｂを制御する。
【００４９】
超仕上げ加工の開始から終了までの間、マイクロコンピュータ７１は、砥石Ｗ（砥石軸４２）の位相変化に伴う力Ｆｓの変化を表示装置７３に表示する。例えば、超仕上げ加工の初期において、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒが内輪Ｂの軌道面Ｂａの曲率中心Ｃに対して図６（ａ）に矢印Ｘで示されるアキシャル方向へずれている場合、表示装置７３には図７（ａ）に示されるような８の字状（正確には、８の字を寝かした状態）のグラフが表示される。すなわち、この場合、砥石Ｗが一方の揺動端から他方の揺動端へ向かうにつれて、力Ｆｓは小さくなる。そして、砥石Ｗが他方の揺動端から一方の揺動端へ向かうにつれて、力Ｆｓは徐々に大きくなる。その結果、砥石Ｗ（砥石軸４２）の位相変化に伴う力Ｆｓは、砥石Ｗのずれている側（図７（ａ）における右側）へ向かうにつれて傾きが大きくなる８の字状を描くように変化する。
【００５０】
さらにこの場合、力Ｆｓの変化を示す８の字は、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとが一致しているときにおける砥石Ｗの揺動中心軸Ｏに対して非対称となる。すなわち、砥石Ｗが一方の揺動端から他方の揺動端へ向かって変位する際の力Ｆｓの変化を示す直線αと、砥石Ｗが他方の揺動端から一方の揺動端へ向かって変位する際の力Ｆｓの変化を示す直線βとの交点Ｐは、前記揺動中心軸Ｏから外れる。ここでは、交点Ｐは、揺動中心軸Ｏの左側に位置する。したがって、オペレータは、表示装置７３を目視することにより、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとの一致不一致、及び軌道面Ｂａの仕上げ状態を視覚的に認識可能となる。
【００５１】
砥石Ｗの揺動中心Ｃｒが内輪Ｂの軌道面Ｂａの曲率中心Ｃに対して前記と反対側へ（図６（ａ）における反Ｘ方向）へずれている場合には、力Ｆｓの変化を示す８の字の傾きは、前記と反対になる。すなわち、内輪Ｂの受ける力Ｆｓは、砥石Ｗのずれている側（図７（ａ）における左側）へ向かうにつれて傾きが大きくなる８の字を描くように変化する。
【００５２】
ここで、砥石Ｗの位相変化に伴う力Ｆｓの変化の軌跡が、前述した８の字状をなすのは、以下の理由による。すなわち、内輪Ｂが砥石Ｗから受ける押圧力Ｆｐは、砥石Ｗが一方又は他方の揺動端から揺動の中心位置（揺動角０°）へ向かう往路を変位するときと、砥石Ｗが揺動の中心位置から一方又は他方の揺動端へ向かう復路を変位するときとで異なる値となる。そして、砥石Ｗが前述の往路及び復路を変位する際の内輪Ｂに対する押圧力Ｆｐの差は、砥石Ｗと内輪Ｂの軌道面Ｂａとの間に作用する摩擦力（摩擦抵抗）の大きさにより変化する。
【００５３】
これは、砥石Ｗが前記往路を変位する場合には、図７（ｂ），（ｃ）に矢印Ｆｖで示される摩擦力Ｆの垂直成分が砥石Ｗの内輪Ｂに対する押圧力Ｆｐ（正確には、その垂直成分）に加算されるとともに、同じく前記復路を変位する場合には、図７（ｄ），（ｅ）に矢印Ｆｖで示される摩擦力Ｆの垂直成分が減算されるからである。この結果、砥石Ｗの位相変化に伴う力Ｆｓの変化の軌跡は、８の字を寝かせた状態となる。そして、前述したミスアライメントの補正を行うことにより、砥石Ｗが単数回だけ揺動するとき、内輪Ｂが受ける力Ｆｓの変化を示す８の字は、図８に示されるように、前記揺動中心軸Ｏに対して線対称となる。
【００５４】
さて、超仕上げ加工の最中において、マイクロコンピュータ７１は、所定の制御周期でワークとしての内輪Ｂにかかる力Ｆｓを算出し、その算出した力Ｆｓの描く８の字の揺動中心軸Ｏに対する対称性を評価する。そして、マイクロコンピュータ７１は、ＲＯＭ７１ｂに記憶された補正データを参照して、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとを一致させるために必要とされる砥石Ｗの変位量及び変位させるべき方向を割り出す。マイクロコンピュータ７１は、割り出した変位量及び変位方向に基づき、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと内輪Ｂの軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとを一致させるべく、移動テーブル１２のモータ３４及び圧力制御弁５５ｂを制御する。
【００５５】
このような位置ずれの調整が行われることにより、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒは、内輪Ｂの軌道面Ｂａの曲率中心Ｃに対して例えば図６（ａ）に矢印Ｘで示されるアキシャル方向へずれている状態から、図６（ｂ）に示されるように、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒが軌道面Ｂａの曲率中心Ｃに一致した状態となる。そして、このように、超仕上げ加工を行いながら砥石Ｗのワークとしての内輪Ｂに対する位置ずれを検出して、当該位置ずれの自動調整を行うことにより、砥石Ｗの内輪Ｂの軌道面Ｂａに対する接触状態は好適に保持されるとともに、前工程（粗加工）の研削目は軌道面Ｂａの全面にわたって好適に除去される。したがって、加工精度のばらつきが抑制されるとともに、加工精度が好適に確保される。
【００５６】
また、前述したように、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒが軌道面Ｂａの曲率中心Ｃに一致した場合には、力Ｆｓの変化を示す８の字は、図８に示されるように、揺動中心軸Ｏに対して対称（線対称）となる。すなわち、砥石Ｗが一方の揺動端から他方の揺動端へ向かって変位する際の力Ｆｓの変化を示す直線αと、砥石Ｗが他方の揺動端から一方の揺動端へ向かって変位する際の力Ｆｓの変化を示す直線βとの交点Ｐは、前記揺動中心軸Ｏ上に位置する。
【００５７】
超仕上げ加工の進行に伴い、砥石Ｗと内輪Ｂの軌道面Ｂａとの間に作用する摩擦力Ｆは小さくなるとともに、当該摩擦力Ｆが小さくなるのに伴いワークとしての内輪Ｂに作用する力Ｆｓも小さくなる。これは、摩擦力Ｆの低減に伴い、その垂直成分の値も小さくなるからである。そして、マイクロコンピュータ７１は、内輪Ｂが受ける力Ｆｓが目標値に達したとき、内輪Ｂの軌道面Ｂａの仕上げ面粗さが目標値に達したと判断して超仕上げ加工を終了する。
【００５８】
なお、図２におけるＺ方向及び反Ｚ方向において、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと内輪Ｂの軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとがずれることも想定される。しかし、当該位置ずれは、図２におけるＸ方向及び反Ｘ方向への位置ずれに比べてほとんど発生しない。また、Ｚ方向及び反Ｚ方向における位置ずれが発生した場合であれ、図２におけるＸ方向及び反Ｘ方向への位置ずれほど、加工精度に対する影響は少ない。しかし、当該位置ずれが仮に発生した場合には、加工面としての軌道面Ｂａの曲率及び表面粗さの加工精度が例え僅かであれ低下することが懸念される。そこで、本実施の形態では、マイクロコンピュータ７１による圧力制御弁５５ｂの制御を通じて砥石Ｗの砥石ヘッド５３に対する突出量を調整することにより、図２におけるＺ方向及び反Ｚ方向における位置ずれを補正可能としている。これにより、内輪Ｂの加工精度のばらつきがいっそう抑制される。
【００５９】
さらに、図１におけるＹ方向及び反Ｙ方向において、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと内輪Ｂの軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとがずれることも想定される。しかし、当該Ｙ方向及び反Ｙ方向における若干の位置ずれは、軌道面Ｂａの加工精度に対する大きな影響を及ぼすことはない。このように、図２におけるＸ方向及び反Ｘ方向への位置ずれが最も発生しやくすく、且つワークとしての内輪Ｂの加工精度に大きな影響を及ぼす。すなわち、Ｘ方向及び反Ｘ方向への位置ずれの調整が特に重要となる。本実施の形態では、内輪Ｂの加工精度に特に大きな影響を及ぼす、図２におけるＸ方向及び反Ｘ方向への位置ずれを効果的に補正するようにしている。
【００６０】
＜実施の形態の効果＞
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）マイクロコンピュータ７１は、電流センサ７４からのモータ電流の値に基づいて、ワークとしての内輪Ｂが受ける力Ｆｓを所定の制御周期で求める。そして、マイクロコンピュータ７１は、砥石Ｗの揺動に伴う内輪Ｂの受ける力Ｆｓの変化に基づいて砥石Ｗの内輪Ｂに対する位置ずれの有無を判断し、当該位置ずれがある旨判断した場合には、当該位置ずれを解消すべく内輪Ｂに対する砥石Ｗの位置を調整する。
【００６１】
砥石Ｗを円弧面状に凹設された加工面としての軌道面Ｂａに押圧しつつ揺動させた場合、砥石Ｗと内輪Ｂとの位置関係が所定の位置関係にないとき、砥石Ｗの内輪Ｂに対する接触状態が好適に維持されない。そして、砥石Ｗの内輪Ｂに対する接触状態に応じて、前記内輪Ｂが受ける力Ｆｓは変化する。本実施の形態では、このことを利用して、超仕上げ加工を施しながら砥石Ｗの内輪Ｂに対する位置ずれの有無を判断し、当該位置ずれがある旨判断された場合には、当該位置ずれを解消すべく、内輪Ｂに対する砥石Ｗの位置が自動的に調整される。このため、砥石Ｗの内輪Ｂの軌道面Ｂａに対する接触状態は好適に保持されるとともに、前工程の研削目は加工面の全面にわたって好適に除去される。したがって、製品間における軌道面Ｂａの加工精度のばらつきが抑制されるとともに、加工精度を好適に確保することができる。
【００６２】
（２）具体的には、マイクロコンピュータ７１は、砥石Ｗが一方の揺動端から揺動中心軸Ｏを経て他方の揺動端へ向かう際、及び砥石Ｗが他方の揺動端から揺動中心軸Ｏを経て一方の揺動端へ向かう際における砥石Ｗの揺動中心軸Ｏに対する内輪Ｂの受ける力Ｆｓの対称性の有無を判断する。そして、マイクロコンピュータ７１は、対称性が無い旨判断した場合には、当該対称性が得られるように、内輪Ｂに対する砥石Ｗの位置を調整する。
【００６３】
砥石Ｗを円弧面状に凹設された軌道面Ｂａに押圧させながら揺動させた場合、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとが一致しているときには、内輪Ｂが受ける力Ｆｓは、砥石Ｗの揺動中心軸Ｏに対して対称となる。そこで、本実施の形態では、このことを利用して、超仕上げ加工の最中において、当該力Ｆｓが非対称である場合には、それが対称となるように、すなわち、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとを一致させるように、内輪Ｂに対する砥石Ｗの位置の調整が行われる。これにより、砥石Ｗの内輪Ｂの軌道面Ｂａに対する接触状態は好適に保持される。
【００６４】
（３）マイクロコンピュータ７１は、内輪Ｂが受ける力Ｆｓが目標値に達したときに超仕上げ加工が完了した旨判断する。
超仕上げ加工の最中において、砥石Ｗと軌道面Ｂａとの間に作用する摩擦力Ｆと、軌道面Ｂａの仕上げ面粗さとは相関している。すなわち、超仕上げ加工が進み仕上げ面粗さが小さくなるにつれて、前記摩擦力Ｆも小さくなる。そして、内輪Ｂの受ける力Ｆｓには、砥石Ｗと軌道面Ｂａとの間に作用する摩擦力Ｆ（正確には、その垂直成分）が含まれているため、超仕上げ加工が進み仕上げ面粗さが小さくなるにつれて、内輪Ｂの受ける力Ｆｓも小さくなる。したがって、本実施の形態のように、内輪Ｂが受ける力Ｆｓが目標値に達したとき、すなわち実際の仕上げ面粗さが目標の粗さに達したときに、超仕上げ加工が完了した旨判断することにより、製品毎の加工精度のばらつきが好適に抑制され、ひいては加工精度のいっそうの向上が図られる。
【００６５】
（４）マイクロコンピュータ７１は、電流センサ７４からの検出信号、すなわちモータ電流の値に基づいて、内輪Ｂが受ける力Ｆｓを求める。
すなわち、砥石Ｗの変位及び揺動角度並びに砥石Ｗに反力として内輪Ｂから受ける力が直接的に反映されるモータ５１へのモータ電流（ｕ相励磁電流Ｉｕ、ｖ相励磁電流Ｉｖ及びｗ相励磁電流Ｉｗ）に基づき、内輪Ｂの受ける力Ｆｓが求められる。そして、当該力に基づいて内輪Ｂに対する砥石Ｗの位置が自動的に調整される。このため、砥石Ｗの内輪Ｂに対する位置精度が高められる。
【００６６】
（５）砥石軸４２は、ラジアル磁気軸受け４３及びアキシャル磁気軸受け４４により、非接触状態で回転可能に支持するようにした。そして、それらラジアル磁気軸受け４３及びアキシャル磁気軸受け４４には、ラジアル変位センサ４３ｂ、及びアキシャル変位センサ４４ｂを設けるようにした。このように、センサ付きの磁気軸受けとして構成されたラジアル磁気軸受け４３及びアキシャル磁気軸受け４４を採用することにより、超仕上げ装置１０の構成の簡素化が図られる。
【００６７】
（６）また、砥石軸４２をラジアル磁気軸受け４３及びアキシャル磁気軸受け４４により非接触状態で支持するようにしたことにより、例えば転がり軸受けにより砥石軸４２を支持するようにした場合に生じる当該転がり軸受けを構成する軌道輪の偏摩耗等の問題が発生することはない。その結果、加工精度が長期間にわたり安定的に維持される。また、転がり軸受けを採用するようにした場合と異なり、定期的に交換する必要もないので保守費用を低減することができる。
【００６８】
ちなみに砥石軸４２の支持を転がり軸受けにより支持するようにした場合には次のような問題が懸念される。すなわち、砥石軸４２は、転がり軸受けの外輪の内周面に形成された軌道面に対して揺動運動を行う。このため、転がり軸受けの転動体は、前記外輪の軌道面の所定範囲を往復運動することになる。その結果、当該範囲の摩耗が進行して偏摩耗が発生するおそれがあった。そして、このような偏摩耗が発生した場合には、砥石軸４２のがたつきの発生、ひいては加工精度の低下が懸念される。本実施の形態では、砥石軸４２を非接触状態で支持する磁気軸受けを採用するようにしたことにより、このような摩耗の問題が発生することはない。
【００６９】
（７）砥石軸４２を磁気軸受けにより支持するようにしたことにより、さらに次のような効果が得られる。すなわち、砥石Ｗにより内輪Ｂが受ける力Ｆｓを、当該内輪Ｂからの反力である砥石Ｗが受ける力として直接的に検出することができる。また、外乱の影響を受けにくく、微妙な力の差であれ検出可能となる。さらに、ワークの形状、大きさを問わず、砥石Ｗが受ける力Ｆｓを好適に検出することができる。
【００７０】
（８）超仕上げ加工を行いながら、砥石Ｗの内輪Ｂに対する位置ずれの調整を自動的に行うことにより、ワークとしての内輪Ｂの幅等に寸法誤差のばらつきがある場合であれ、そのばらつきに応じて自動的に砥石Ｗの内輪Ｂに対する位置の調整が行われる。このため、内輪Ｂの軌道面Ｂａに対して常に高精度の超仕上げ加工を施すことができる。
【００７１】
（９）超仕上げ加工時には、砥石Ｗの揺動に伴う力Ｆｓの変化、すなわち、当該力Ｆｓと砥石Ｗの位相との関係をグラフとして表示装置７３に表示するようにした。このため、オペレータは、砥石Ｗと内輪Ｂとの相対的な位置関係及び軌道面Ｂａの仕上げ状態を視覚的に把握することができる。
【００７２】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
図１０に示すように、超仕上げ装置１０は、ワークとしての内輪Ｂの下部を摺動回転可能に支持する受け治具としてのシュー８１を備えてなるとともに、当該シュー８１には、動力計８２が埋め込まれている。動力計８２は、シュー８１に作用する力を電気信号に変換し、当該変換した電気信号を内輪Ｂが受ける力の検出信号として出力する。そして、マイクロコンピュータ７１は、動力計８２からの検出信号に基づき、内輪Ｂの受ける力Ｆｓを求める。なお、本実施の形態において、動力計８２は本発明の検出手段を構成する。
【００７３】
すなわち、砥石Ｗによる軌道面Ｂａの押圧力Ｆｐは、内輪Ｂを介してシュー８１に作用する。マイクロコンピュータ７１は、当該シュー８１に作用する力（正確には、内輪Ｂの支持方向成分）を内輪Ｂが受ける力Ｆｓとして求める。ここで、前述したように、内輪Ｂが受ける力Ｆｓが砥石Ｗの揺動中心軸に対して対称（線対称）である場合には、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと、前工程で形成された軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとが一致していると見なすことができる。また、同じく非対称である場合には、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとが内輪Ｂの軸方向へずれていると見なすことができる。
【００７４】
したがって、本実施の形態によれば、所定の制御周期で当該求めたシュー８１に作用する力の揺動中心軸Ｏに対する対称性を評価し、非対称である場合には、対称性が得られる向きに砥石Ｗを変位させることにより、前記第１の実施の形態と同様に、砥石Ｗの揺動中心Ｃｒと軌道面Ｂａの曲率中心Ｃとを自動的に一致させることができる。
【００７５】
＜他の実施の形態＞
尚、前記両実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・第１及び第２の実施の形態では、圧力制御弁５５ａ，５５ｂを制御することにより、エアシリンダ５４のストローク量の調節を可能とするとともに、当該ストローク量の調節を通じて砥石Ｗの砥石ヘッド５３に対する突出量の調整を可能としたが、次のようにしてもよい。すなわち、エアシリンダ５４に代えて公知のサーボ機構を採用し、当該機構により砥石Ｗの砥石ヘッド５３に対する突出量の調整を行う。このようにすれば、砥石Ｗの図１における矢印Ｚ方向及び反Ｚ方向における位置決め精度及び応答性が高められる。
【００７６】
・第１及び第２の実施の形態における砥石Ｗの内輪Ｂに対する位置ずれの調整は、超仕上げ加工を行いながらだけではなく、超仕上げ装置１０の加工前における初期設定時に行うようにしてもよい。この場合、例えば位置ずれの調整動作として、砥石Ｗを所定の揺動速度で所定回数だけ揺動させながら所定の押圧力Ｆｐで内輪Ｂを押圧する。
【００７７】
・第１及び第２の実施の形態では、内輪Ｂの軌道面Ｂａを超仕上げ加工する場合について説明したが、当該内輪Ｂとともに軌道輪（転がり軸受け）を構成する外輪の軌道面に対して超仕上げ加工を施すことも可能である。さらに、超仕上げ装置１０は、軌道輪（内輪又は外輪）の軌道面だけでなく、同様に円弧面状に凹設された加工面を有するワークの超仕上げ加工に使用することも可能である。
【００７８】
・第１及び第２の実施の形態では、内輪Ｂの軌道面Ｂａの曲率中心Ｃに砥石Ｗの揺動中心Ｃｒを一致させるために、揺動ユニット１３を移動させるようにしたが、駆動ユニット１１全体あるいは主軸２２のみを移動させるようにしてもよい。このようにしても、第１又は第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
・第１及び第２の実施の形態では、揺動ユニット１３のモータ５１はハウジング４１の外部に配設するようにしたが、ハウジング４１の内部にモータ５１を一体的に組み込むようにしてもよい。この場合、例えば砥石軸４２にはロータを外嵌するとともに、当該ロータに対向するようにハウジング４１の内周面にステータを内嵌する。このように、主軸（砥石軸４２）がモータロータを兼ねるビルトインタイプのモータを採用することにより、揺動ユニット１３、ひいては超仕上げ装置１０全体の小型化が図られる。
【００８０】
・第１及び第２の実施の形態において、緊急停止時等に備えて保護軸受け（転がり軸受け等）を設けるようにしてもよい。この場合、保護軸受けは、例えば砥石軸４２のラジアル磁気軸受け４３よりもさらに外側に配設する。
【００８１】
・第１及び第２の実施の形態において、ラジアル変位センサ４３ｂは、ラジアル磁気軸受け４３としてラジアル電磁石４３ａと一体に設けることなく例えばハウジング４１の内部に配設することも可能である。同様に、アキシャル変位センサ４４ｂは、アキシャル磁気軸受け４４としてアキシャル電磁石４４ａと一体に設けることなく例えばハウジング４１の内部に配設することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】第１の実施の形態における超仕上げ装置の正断面図。
【図２】図１の１−１線断面図。
【図３】図１の２−２線断面図。
【図４】図１の３−３線断面図。
【図５】第１の実施の形態の超仕上げ装置の電気的な構成を示すブロック図。
【図６】（ａ）は、同じく砥石の揺動中心とワークとしての内輪の軌道面の曲率中心とがずれている状態を示す内輪の要部断面図、（ｂ）は、同じく砥石の揺動中心と内輪の軌道面の曲率中心とが一致している状態を示す内輪の要部断面図。
【図７】（ａ）は、同じく砥石の揺動中心と内輪の軌道面の曲率中心とがずれている状態における内輪が受ける力と砥石軸の位相との関係を示すグラフ、（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、砥石の揺動時における砥石と内輪との間に作用する摩擦力の垂直成分の向きを示す模式図。
【図８】同じく砥石の揺動中心と内輪の軌道面の曲率中心とが一致している状態における内輪が受ける力と砥石軸の位相との関係を示すグラフ。
【図９】同じく超仕上げ加工の完了時における内輪が受ける力と砥石軸の位相との関係を示すグラフ。
【図１０】第２の実施の形態における、ワークとしての内輪と、当該内輪を支持する受け治具としてのシューとの配置関係を示す概略構成図。
【図１１】従来の超仕上げ装置の正断面図。
【図１２】同じく砥石のワークとしての内輪に対する揺動状態を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００８３】
１０…超仕上げ装置、１２…移動テーブル（変位手段）、４２…砥石軸、４３…ラジアル磁気軸受け、４３ａ…ラジアル電磁石、４３ｂ…ラジアル変位センサ（変位検出手段）、４４…アキシャル磁気軸受け、４４ａ…アキシャル電磁石、４４ｂ…アキシャル変位センサ（変位検出手段）、５１…モータ（駆動源）、７１…マイクロコンピュータ（制御手段）、７４…電流センサ（検出手段）、８２…動力計（検出手段）、Ｂ…内輪（ワーク）、Ｂａ…軌道面（加工面）、Ｆｓ…力、Ｏ…揺動中心軸、Ｗ…砥石。
【図１】
2008105131.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008105131.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008105131.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008105131.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008105131.tif 000011
【図１０】
2008105131.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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