(57)【要約】【課題】  高い真円度を実現して高精度な加工が可能な円筒研削盤の切込装置を提供する。【解決手段】  ワーク３の円筒外周面を回転砥石によって研削する円筒研削盤に設けられた切込装置であって、ワーク３の両端面に対して押圧面を当てて挟み込み、ワーク３をその中心軸線とは異なる偏心した回動軸線Ｌ２回りに回転させる主軸回転体１４及び加圧軸回転体３４と、これら回転体１４，３４によって回転されたワーク３の外周面に対して異なる角度位置で２カ所が摺動接触して該ワークを保持するシュー１８ｂと、ワーク３を回動軸線Ｌ１回りに回動させて、回転砥石に対して切り込みを行うことを特徴とする。【選択図】  図１
2008110422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの円筒外周面を砥石によって研削する円筒研削盤に設けられた切込装置であって、
前記ワークの両端面に対して押圧面を当てて挟み込み、該ワークの中心軸線とは異なる偏心軸線回りに回転する回転駆動部と、
該回転駆動部によって回転された前記ワークの外周面に対して異なる角度位置で２カ所が摺動接触して該ワークを保持する保持部と、
前記回転駆動部および前記保持部を、回動軸線回りに回動させて、前記砥石に対して切り込みを行う回動装置と、
を備えていることを特徴とする切込装置。
【請求項２】
前記回動装置は、前記回転駆動部の回転軸体を回転可能に収納する円筒体を備え、
該円筒体の中心軸線が、切り込みを行う前記回動軸線とされていることを特徴とする請求項１記載の切込装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の切込装置と、
研削時に位置が固定されるとともに、砥石を回転させる砥石台と、
を備えていることを特徴とする円筒研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの円筒外周面を研削する円筒研削盤の切込装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワークの円筒外周面を研削する円筒研削盤として、特許文献１に示されたものが提案されている。
この円筒研削盤は、円筒形状のワークの両端面の中心をセンタで両側から支持し、各センタを回転させることによってワークを回転駆動させる。そして、両センタによって回転駆動されたワークを旋回移動させて回転砥石に対して切り込み、研削を行う。
この円筒研削盤は、両センタによって回転駆動されたワークを旋回移動することによって切り込むので、回転砥石を往復動させることによって切り込む場合に比べて小型化できるという利点がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２４５８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示された円筒研削盤は、ワークを両側のセンタによって回転させる構成となっているので、研削されるワークの円筒外周面の真円度を向上させようとすると、ワークの回転精度を上げる必要があり、ひいてはセンタの回転精度が求められることになる。したがって、センタおよびセンタを駆動する機構に対して高精度の加工および組付けが要求され、さらなる真円度の向上が困難なものとなる。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、高い真円度を実現して高精度な加工が可能な円筒研削盤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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の円筒研削盤の切込装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる円筒研削盤の切込装置では、ワークの円筒外周面を砥石によって研削する円筒研削盤に設けられた切込装置であって、前記ワークの両端面に対して押圧面を当てて挟み込み、該ワークの中心軸線とは異なる偏心軸線回りに回転する回転駆動部と、該回転駆動部によって回転された前記ワークの外周面に対して異なる角度位置で２カ所が摺動接触して該ワークを保持する保持部と、前記回転駆動部および前記保持部を、回動軸線回りに回動させて、前記砥石に対して切り込みを行う回動装置とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
ワークの両端面に対して押圧面を当てて挟み込み、この状態でワークを回転させるセンタレス駆動（あるいは端面ドライブ）によって加工を行うセンタレス研削盤に設けられた切込装置である。
回転駆動部による回転軸線はワークの中心軸線に対して偏心した偏心軸線とされているので、偏心量に起因する駆動力がワークに対して生じる。この駆動力を受け止めるように、ワークの外周面に摺動接触する保持部によってワークを回転状態で保持する。
そして、砥石に対して切り込む際には、センタレスで保持されたワークを回動軸線回りに回動装置によって回動させる。このように、ワークを砥石へと動かしながら切り込むこととしたので、ワークの円筒外周面が徐々に削られていく際に、ワークを保持する保持部の２カ所の摺動接触位置が加工点に対して変化することになる。このように、加工状態が一定とならずに徐々に変化するので、ワークの円筒外周面全体がムラなく加工されることになる。これにより、ワークの円筒外周面の真円度が向上する。
一方、本発明とは逆に、切込装置をワーク側とせずに、砥石側とする場合では、保持部の２カ所の摺動接触位置が加工点に対して常に一定となる。これでは、加工状態が変化せず一定なので、クセの付いた加工となるおそれがあり、円筒外周面を均一に加工することが困難となる場合がある。
また、切込装置をワーク側とすることにより、加工時に砥石側を固定することができるので、砥石側の剛性を高くでき、加工精度を向上させることができる。
【０００８】
さらに、本発明の切込装置では、前記回動装置は、前記回転駆動部の回転軸体を回転可能に収納する円筒体を備え、該円筒体の中心軸線が、切り込みを行う前記回動軸線とされていることを特徴とする。
【０００９】
円筒体の中心軸線が切り込みを行う回動軸線となるので、この円筒体の外周が加工時の案内面となる。そして、ワークは、円筒体に収納された回転軸体によって回転されるので、円筒体の中心軸線の近傍に位置することになる。したがって、ワークと砥石が接触する加工点が、円筒体の外周である案内面の中心側に位置することになるので、高い剛性が得られ、高精度な加工が実現される。
【００１０】
また、本発明の円筒研削盤は、上記の切込装置と、研削時に位置が固定されるとともに、砥石を回転させる砥石台とを備えていることを特徴とする。
上記の切込装置を備えることにより、高い真円度を有する加工が可能な円筒研削盤を実現することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、センタレスで保持されたワークを砥石へと動かしながら切り込むこととしたので、ワークの円筒外周面の真円度を向上させることができ、高精度の研削が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、円筒研削盤の切込装置１が示されている。この切込装置１は、研削対象となる円筒状のワーク３の外周面に対して、研削を施す円筒研削盤に設けられている。円筒研削盤は、切込装置１に対向して、回転砥石６０（図２参照）を備えた砥石台（図示せず）を備えている。
切込装置１は、中央に設置されるワーク３の一側（図１において右方）に設けられた主軸回転装置５と、ワーク３の他側（図１において左方）に設けられた加圧軸回転装置７とを備えている。
【００１３】
主軸回転装置５は、ベース等の基部に対して固定設置される主軸ボディ１０と、主軸ボディ１０内に収容される主軸クイル（円筒体）１２と、主軸クイル１２内に収容される主軸回転体（回転軸体）１４とを備えている。
【００１４】
主軸ボディ１０には、軸線方向に沿って形成された孔部が形成されており、この孔部内に主軸クイル１２が収容される。
主軸ボディ１０の孔部を形成する内周面には、ラジアル用静圧ポケット１０ａおよびスラスト用静圧ポケット１０ｂが形成されている。各静圧ポケット１０ａ，１０ｂは、凹所となっており、図示しない供給路を介して潤滑油が供給されるようになっている。各静圧ポケット１０ａ，１０ｂに供給された潤滑油の静圧によって、主軸クイル１２の外周面との間に所定のクリアランスが確保され、主軸ボディ１０と主軸クイル１２との相対移動が円滑に行われるようになっている。
【００１５】
主軸ボディ１０内に収容された主軸クイル１２は、回動軸線Ｌ１周りに回動自在となっている。換言すると、主軸クイル１２の中心軸線は、回転軸線Ｌ１となっている。
主軸クイル１２の外周には、半径方向に突出する円盤状のツバ部１３が設けられている。このツバ部１３は、主軸ボディ１０に形成された対応する凹部に収納されている。このツバ部１３により、軸線方向に加わるスラスト力を受けるようになっている。ツバ部１３と主軸ボディ１０との間のクリアランスは、上述のように、静圧ポケット１０ｂに供給される潤滑油の静圧によって確保される。
主軸クイル１２のワーク３側の端面には、ワーク保持部１８が設けられている。ワーク保持部１８は、主軸クイル１２の端面から軸線方向に延在した後に屈曲し、ワーク３側に向かって半径方向に延在する腕部１８ａを有している。この腕部１８ａのワーク３側の先端には、シュー１８ｂが設けられている。シュー１８ｂは、図２に示すように、ワーク３の円筒外周面に摺動接触するように、異なる角度位置に２つ設けられている。
図２に示すように、主軸回転体１４の回転軸線Ｌ２上の回転中心とワーク３の回転中心Ｏｗとは偏心されて設定されている。このように偏心させることにより、ワーク３は、回転中にシュー１８ｂ上で摺動接触した状態で保持されることになる。
【００１６】
図１に示すように、主軸回転体１４は、主軸クイル１２の軸線Ｌ１に沿って形成された孔部１２ａ内に、ボールベアリング１６を介して回転自在に支持されている。主軸回転体１４は、回転軸線Ｌ２回りに回転駆動される。したがって、上述したように、主軸回転体１４の回転軸線Ｌ２と、主軸クイル１２の回動軸線Ｌ１とは、異なる位置に偏心させて設定されている。
主軸回転体１４のワーク３側の先端には、ワーク３の端面に当接する押圧面を有するバッキングプレート２０が設けられている。
バッキングプレート２０が設けられた主軸回転体１４の端部とは反対側の他端には、主軸プーリ２２が取り付けられている。この主軸プーリ２２と、主軸モータ２６によって回転駆動されるモータプーリ２８との間には、無端ベルト２４が巻回されている。これにより、主軸モータ２６からの回転駆動力が主軸回転体１４に伝達される。
【００１７】
加圧軸回転装置７は、ベース等の基部に対して固定設置される加圧軸ボディ３０と、加圧軸ボディ３０内に収容される加圧軸クイル（円筒体）３２と、加圧軸クイル３２内に収容される加圧軸回転体（回転軸体）３４とを備えている。
【００１８】
加圧軸ボディ３０には、軸線方向に沿って形成された孔部が形成されており、この孔部内に加圧軸クイル３２が収容される。
加圧軸ボディ３０の孔部を形成する内周面には、ラジアル用静圧ポケット３０ａが形成されている。静圧ポケット３０ａは、凹所となっており、図示しない供給路を介して潤滑油が供給されるようになっている。静圧ポケット３０ａに供給された潤滑油の静圧によって、加圧軸クイル３２の外周面との間に所定のクリアランスが確保され、加圧軸ボディ３０と加圧軸クイル３２との相対移動が円滑に行われるようになっている。
【００１９】
加圧軸ボディ３０内に収容された加圧軸クイル３２は、主軸クイル１２と共通の回動軸線Ｌ１回りに回動自在となっている。換言すると、加圧軸クイル３２の中心軸線は、回動軸線Ｌ１となっている。
【００２０】
加圧軸クイル３２と、主軸クイル１２とは、連結部材３６によって連結されている。この連結部材３６には、連結部材３６に略直交するようにレバー３８が設けられている。このレバー３８を、回動モータを駆動して矢印Ａ方向に進退させることにより、連結部材３６が矢印Ｂ方向に回動されるようになっている。すなわち、連結部材３６が回動されると、連結部材３６の両側に固定された主軸クイル１２および加圧軸クイル３２は、回動軸線Ｌ１回りに回動される。
【００２１】
加圧軸回転体３４は、加圧軸クイル３２の軸線Ｌ１に沿って形成された孔部３２ａ内に、ボールベアリング４２を介して回転自在に支持されている。加圧軸回転体３４は、主軸回転体１４と同様の回転軸線Ｌ２回りに回転駆動される。したがって、加圧軸回転体３４の回転軸線Ｌ２と、加圧軸クイル３２の回動軸線Ｌ１とは、異なる位置に偏心させて設定されている。
加圧軸回転体３４の内部には、その中心軸線Ｌ２に沿って加圧軸体５４が設けられている。加圧軸体５４のワーク３側とは反対側の端部（図において左方）には、圧縮バネ５６が設けられている。この圧縮バネ５６によって、加圧軸体５４がワーク３側に押圧されるようになっている。加圧軸体５４の外周には、軸線方向に延在するキー溝５８が形成されており、このキー溝５８に加圧軸回転体３４側に固定されたキー６１が挿入されることにより、回転方向の動きが伝達される。
加圧軸体５４の先端には、ワーク３の端面に当接する押圧面を有する加圧部４４が設けられている。
【００２２】
加圧部４４が設けられた加圧軸回転体３４の端部とは反対側の他端には、加圧軸プーリ４６が取り付けられている。この加圧軸プーリ４６と、加圧軸モータ４８によって回転駆動されるモータプーリ５０との間には、無端ベルト５２が巻回されている。これにより、加圧軸モータ４８からの回転駆動力が加圧軸回転体３４に伝達される。
【００２３】
図２には、ワーク３を通る切断面で見た横断面が示されている。同図に示されているように、ワーク３の中心Ｏｗと主軸回転体１４及び加圧軸回転体３４の回転軸線Ｌ２上の回転中心とは偏心されている。また、主軸クイル１２及び加圧軸クイル３２の回動軸線Ｌ１上の回動中心は、ワーク３からさらに偏心されている。したがって、主軸クイル１２及び加圧軸クイル３２を、矢印Ｃ方向に回動させることにより、ワーク３を回転砥石６０側へと切り込むことができる。なお、同図では、回転砥石６０の所定角度部分のみが示されている。
また、同図には、切り込みを行った際のワーク３の位置が二点鎖線で示されている。このように、ワーク３の案内面となる主軸クイル１２及び加圧軸クイル３２の外周面の内側に、加工点Ｐが存在する。
【００２４】
次に、上記構成による円筒研削盤の切込装置１による動作を説明する。
先ず、図３に示すように、シュー１８ｂ上にワーク３を載置するとともに、バッキングプレート２０と加圧部４４との間でワーク３を狭持する。加圧部４４には、図１に示すように、圧縮バネ５６によって加圧軸体５４を介して押圧力が伝達されているので、ワーク３は適切な押圧力によって支持される。
そして、砥石台を加工位置まで移動させて砥石台を固定した後、回転砥石６０（図２参照）を回転させる。これと同時に、ワーク３を回転させる。ワーク３は、主軸モータ２６によって駆動される主軸回転体１４と、加圧軸モータ４８によって主軸回転体１４と同じ回転数で回転される加圧軸回転体３４とから伝達される回転駆動力によって回転させられる。主軸回転体１４および加圧軸回転体３４の回転中心は、図２において符号Ｌ２で示されている。この回転中心がワーク３の中心Ｏｗに対して偏心されているので、ワーク３がシュー１８ｂに対して押し付けられ、ワーク３はシュー１８ｂ上で摺動回転しながら保持される。
【００２５】
そして、回動モータ４０によってレバー３８を進退させることにより、連結部材３６を介して、主軸クイル１２及び加圧軸クイル３２を回動させる。図２に示すように、主軸クイル１２及び加圧軸クイル３２が、矢印Ｃ方向に向けて回動軸線Ｌ１周りに回動されると、ワーク３は回転砥石６０へと近づくように切り込みが行われ、研削が開始される。
【００２６】
研削が開始されると、ワーク３の外周が削られていき、ワーク３の径が小さくなるにつれて、ワーク３を保持するシュー１８ｂが回転砥石６０へと近づいていく。そして、真円度が最も高く得られると想定される位置にて、主軸クイル１２及び加圧軸クイル３２の回動を停止することによってシュー１８ｂを停止し、この位置で研削加工を最終的に仕上げる。
研削加工が終了すると、矢印Ｃとは反対方向に主軸クイル１２及び加圧軸クイル３２を回動させ、ワーク３を回転砥石６０から退避させる。そして、ワーク３の回転を停止させて、加工後のワーク３を取り外す。
【００２７】
上記本実施形態にかかる円筒研削盤の切込装置１によれば、以下の作用効果を奏する。
ワーク３を回転砥石６０へと動かしながら切り込むこととしたので、ワーク３の円筒外周面が徐々に削られていく際に、ワーク３を保持するシュー１８ｂの２カ所の摺動接触位置が加工点Ｐに対して変化することになる。このように、加工状態が一定とならずに徐々に変化するので、ワーク３の円筒外周面全体がムラなく加工されることになる。これにより、ワーク３の円筒外周面の真円度が向上する。
【００２８】
一方、本発明とは逆に、切込装置をワーク側とせずに、砥石側とする従来の加工法では、保持部の２カ所の摺動接触位置が加工点に対して常に一定となる。これでは、加工状態が変化せず一定なので、クセの付いた加工となるおそれがあり、円筒外周面を均一に加工することができない場合がある。
本発明者等が同一形状のワークに対して比較実験した結果、上記の従来の加工法によれは、真円度が０．４８μｍだったものが、本実施形態によれば０．３２μｍとなった。なお、この真円度は、測定フィルタを１−１５とし、ＭＺ（最小領域法）によって得られたものである。
【００２９】
また、切込装置１をワーク側とすることにより、加工時に砥石台を固定することができるので、砥石台の剛性を高くでき、加工精度を向上させることができる。
【００３０】
主軸クイル１２及び加圧軸クイル３２の中心軸線Ｌ１が切り込みを行う回動中心となるので、これらクイル１２，３２の外周が加工時の案内面となる。そして、ワーク３は、各クイル１２，３２に収納された主軸回転体１４及び加圧軸回転体３４によって回転されるので、各クイル１２，３２の回動軸線Ｌ１の近傍に位置することになる。したがって、ワークと砥石が接触する加工点Ｐが、各クイル１２，３２の外周である案内面の中心側に位置することになるので、高い剛性が得られ、高精度な加工が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる円筒研削盤の切込装置を示した概略縦断面図である。
【図２】図１のワークを通る切断面で見た横断面図である。
【図３】ワーク周りを示した拡大図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  切込装置
３  ワーク
５  主軸回転装置
７  加圧軸回転装置
１０  主軸ボディ
１２  主軸クイル（円筒体）
１４  主軸回転体（回転軸体，回転駆動部）
１８  ワーク保持部
２０  バッキングプレート（保持部）
２６  主軸モータ（回転駆動部）
３０  加圧軸ボディ
３２  加圧軸クイル（円筒体）
３４  加圧軸回転体（回転軸体，回転駆動部）
３６  連結部材（回動装置）
３８  レバー（回動装置）
４０  回動モータ（回動装置）
４４  加圧部（保持部）
４８  加圧軸モータ（回転駆動部）
５４  加圧軸体
【図１】
2008110422.tif 000003
【図２】
2008110422.tif 000004
【図３】
2008110422.tif 000005