(57)【要約】【課題】ショートインデックスをオシレーション軸で行う。【解決手段】  超仕上盤(1)であって、被仕上げ面を研磨するための砥石(9)を加圧保持する砥石ホルダ(10)と、砥石ホルダを揺動するため、砥石ホルダを支持するオシレーション軸(6)と、オシレーション軸の芯高変更をするためのリニアガイド機構(4)とからなり、リニアガイド機構を基準として、砥石のショートインデックス及びオシレーション軸の芯高変更を行う。【選択図】  図１
2005125481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超仕上盤であって、
被仕上げ面を研磨するための砥石を加圧保持する砥石ホルダと、
前記砥石ホルダを揺動するため、前記砥石ホルダを支持するオシレーション軸と、
前記オシレーション軸の芯高変更をするためのリニアガイド機構と、
からなり、前記リニアガイド機構を基準として、前記砥石のショートインデックス及び前記オシレーション軸の芯高変更を行うことを特徴とする超仕上盤。
【請求項２】
前記オシレーション軸を前記リニアガイド機構に沿って上下させる昇降シリンダが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の超仕上盤。
【請求項３】
前記オシレーション軸と前記昇降シリンダとの間には上昇量規制間座が設けられ、前記オシレーション軸には、芯高調整間座が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の超仕上盤。
【請求項４】
前記リニアガイド機構はボールネジ機構により移動し、それにより芯高変更及びショートインデックスが行われることを特徴とする請求項１に記載の超仕上盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受の内外輪の転動面などに超仕上げ加工をする超仕上盤に関する。より詳細には、玉軸受用の超仕上盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ハードディスク装置のアームを回動可能に軸支する玉軸受などの内外輪の転動面には、かなりの精度を要求され、一般に、超仕上盤で超仕上げ加工をすることが多い。
【０００３】
一般に、超仕上盤においては、ワークピースのローディング・アンローディングのために、砥石ホルダに保持された砥石先端をワークピース溝から逃がす動作が必要で、これを砥石のショートインデックスと言う。従来は、このショートインデックスを砥石ホルダ側で行っていた。
【０００４】
特許文献１は、粒度の異なる２種の砥石を保持した砥石ホルダにより、粗加工から精加工を１台の装置で行える超仕上げ加工装置を開示している。
【０００５】
特許文献２は、ワークへの接近は空圧シリンダとストッパで行い、ワークからの離脱をスプリングにより行い、正確で確実な砥石停止位置を確保できる砥石ホルダを開示している。
【０００６】
また、特許文献３は、研削量のバラツキ発生を防止するため、砥石を加圧する加圧系の移動量を検知して、加圧系が必要研削量に対応した量だけ移動した時点で加工を終了するようにした超仕上げ加工機の制御装置を開示している。
【０００７】
更に、特許文献４は、砥石ホルダのホルダーアームに複数の砥石を保持でき、粗加工と精加工を単一の装置でできる超仕上げ加工装置を開示している。
【０００８】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】特開昭５９−１１５１５７号公報（第２頁、図１等）
【特許文献２】実開昭５１−１４３２９４号公報（第４頁、図１等）
【特許文献３】特開平４−２５６５７２号公報（第３頁、図２等）
【特許文献４】特開昭５８−１１４８５６号公報（第３頁、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとするのは、次のような課題である。従来砥石ホルダのショートインデックスに関して、ダブルシリンダ方式やスライダ機構を用いた低重心方式などがあるが、例えばダブルシリンダ方式では、先端構造が複雑になる、そのため先端重量が増し高速オシレーションができない、更にオシレーション芯から高くバランスが悪くなる等の問題点がある。
【００１０】
低重心方式の場合は、先端の構造は簡単になり、バランスもよくなるが、スライド機構が高速オシレーションに追従できずスライドの山部に亀裂が発生したり、それが大きくなったときに割れる恐れがある。また、スライド部分の摩耗が生じ、ガタが発生する。
【００１１】
ワーク型番変更の芯高変更に関しては、基本的に以下の２つの方式が従来から知られている。一つは、ワーク側を移動して変更する。もう一つは、砥石側（振動ヘッド）を移動して変更する。ワーク側を移動する場合、装置が複雑になり、高価となる。また、砥石側を移動する場合、セット替えに時間がかかるという問題点がある。
【００１２】
砥石のショートインデックスに関する課題をまとめると以下のようになる。
(1)従来、砥石のショートインデックスは砥石ホルダ側で行っていたが、砥石ホルダ側は複雑な構造で大きなものになり、オシレーション軸先端に可動部材をもつため、故障が発生しやすかった。
【００１３】
(2)先端が大きいためオシレーション数の増加ができず、サイクルタイム短縮にも支障となっていた。また、大きなイナーシャを発生するため他の関連機構に悪影響を及ぼした。
【００１４】
ワークの型番変更による芯高変更に関する課題をまとめると以下のようになる。
(1)ワークヘッド側で変更する場合は、サドルと称する大きく複雑なものを角またはダブテールスライドにより上下動させていた。
【００１５】
(2)オシレーション軸側の場合は、専用ライナーを挟む機構で、上下動の基準となる機構がないものが多く、またはあってもボールブッシュ程度であった。
【００１６】
本発明の目的は、オシレーション軸先端をシンプルなもので、小さく軽くする（砥石加圧・シリンダのみ）ことができ、砥石のショートインデックスをオシレーション軸ごとに行うことができ、オシレーション軸の案内はリニアガイドですることができ、更にショートインデックスをリニアガイド基準で行うため、これを利用してワークピース型番ごとの芯高調整も行うことのできる超仕上盤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の超仕上盤は、
超仕上盤であって、
被仕上げ面を研磨するための砥石を加圧保持する砥石ホルダと、
前記砥石ホルダを揺動するため、前記砥石ホルダを支持するオシレーション軸と、
前記オシレーション軸の芯高変更をするためのリニアガイド機構と、
からなり、前記リニアガイド機構を基準として、前記砥石のショートインデックス及び前記オシレーション軸の芯高変更を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、設備投資効率の向上を狙い、安価で、生産性を向上させることを主眼としており、以下のような顕著な効果を有する。
【００１９】
(1)構造は従来に比べて簡単にしたので、安価な設備で対応できる。
(2)オシレーション先端（砥石ホルダ）を小さく軽くしたため、オシレーション数を増加することができる。これにより高速研削が可能となる。
(3)サイクルタイムの短縮ができる。このため生産性が向上する。
(4)オシレーション先端が小さく、軽くなったので、メンテナンスの面から、故障頻度を少なくすることができる。
(5)ワークの型番専用芯高調整間座の交換のみでセット替えができるので、セット替え時間が短縮できる。
(6)段取替えが容易にできる。
(7)誰でも簡単に扱え、小ロット多品種に対応できる。
【００２０】
ショートインデックス機構をオシレーション軸側のリニアガイドにもたせオシレーション軸ごとに芯高変更のためリニアガイドを基準として上下させる構成としたため、砥石ホルダは、砥石加圧のみのものとなる。また、ワークピース型番ごとのオシレーションスピンドルの芯高変更も同じリニアガイドを基準に行うことができる。
【００２１】
本明細書中で用いる用語「芯高変更」及び「ショートインデックス」は、以下の意味を有する。
【００２２】
玉軸受の超仕上加工は、ワークの軌道溝径の中心とオシレーション中心とを一致させた砥石をオシレーションさせて行う。すなわち、大きさの異なる玉軸受の軌道溝へ変更したいときには、オシレーション中心の差だけ移動させる必要がある。これを芯高変更という。
【００２３】
玉軸受の超仕上げ加工では、ワークをローディングまたはアンローディングするために砥石を軌道溝から抜く（離脱させる）必要がある。この動作をショートインデックスと言う。ショートインデックスの際のストロークは玉軸受の型番により異なる。大きい玉軸受のほうが、このストロークが大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
ショートインデックス機構をオシレーション軸側のリニアガイドにもたせオシレーション軸ごとに芯高変更のためリニアガイドを基準として上下させる構成としたため、砥石ホルダは、砥石加圧のみのものとなる。また、ワークピース型番ごとのオシレーションスピンドルの芯高変更も同じリニアガイドを基準に行うことができる。
【実施例】
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。尚、図面において同一部分は同一符号で示している。また、以下説明する実施例は本発明を例示として示すだけであり、いかなる意味でも限定するものではないことは言うまでもない。
【００２６】
（第１実施例）
図１は、本発明の実施例の超仕上装置１を示す部分断面図である。図２は、超仕上装置１の砥石ホルダ、すなわち砥石ホルダユニット１０を示す部分断面図である。超仕上装置１は、オシレーション軸（オシレーションスピンドル）６と、オシレーション軸６に保持された砥石ホルダ１０（図２参照）とからなる。オシレーション軸６は、リニアガイド機構４に支持され、リニアガイド機構４に沿って上下動可能となっている。
【００２７】
基台２１とオシレーション軸６との間には、ワークＷ（図２及び図３参照）の型番に応じてオシレーション軸６の高さを調節するための芯高調整間座５が交換可能に介挿されている。芯高調整間座５は、基台２１上に固定状態で保持されている。
【００２８】
不図示の駆動源により駆動されるオシレーション軸６の上部には、オシレーション軸６を上下動させ、砥石９（図２参照）をショートインデックスを行うための、昇降シリンダ２が設けられている。昇降シリンダ２は、不図示の駆動源により駆動されるが、油圧、空圧またはその他の駆動方式を採用できる。
【００２９】
昇降シリンダ２とオシレーション軸６との間には、上昇量調整間座３が交換可能に設けられ、昇降シリンダ２の必要以上の上昇を制限している。昇降シリンダ２の駆動により、オシレーション軸６はリニアガイド機構４に沿って上下動するが、リニアガイド機構４は、その他の直線案内装置、例えばクロスローラやダフテールなどでもよい。
【００３０】
次に、図２を用いて、砥石９を加圧する砥石ホルダユニット１０の詳細を説明する。砥石ホルダユニット１０は、オシレーション軸６に固定された連結部材１３により保持されているので、オシレーション軸６が上下動すると、連結部材１３と共に砥石ホルダユニット１０も上下動する。
【００３１】
砥石ホルダユニット１０は、連結部材１３に嵌合したスリーブ７、スリーブ７の内周に軸方向摺動自在に嵌合した加圧ピストン８、スリーブ７の下端開口部の内周に嵌合した砥石アダプタ１１、砥石アダプタ１１の内周に嵌合し、その一端が加圧ピストン８に当接した長尺の砥石９からなっている。
【００３２】
砥石９の他端は、ワークWに接触可能に対向している。図２では、ワークWは玉軸受などの内輪であり、その外周軌道面を砥石９で研削して超仕上加工することを示している。不図示の圧縮空気源より供給される圧縮空気は、連結部材１３内に設けた通路（不図示）から圧縮空気供給孔２９を介して、加圧ピストン８とキャップ部材３０との間に画成された圧力室２８に供給される。キャップ部材３０は、連結部材１３に嵌合しているが、Ｏリング２７で気密にシールされている。
【００３３】
また、連結部材１３内に設けた通路２３は、スリーブ７に設けた半径方向の貫通孔２４を介して、加圧ピストン８と砥石アダプタ１１との間に画成された開放室２６に連通している。尚、スリーブ７は、外周面に設けたＯリング２５で気密にシールされている。開放室２６には常時、圧縮空気が供給されているが、開放孔３９を設けてあるため、開放室２６は常に大気圧状態に維持されている。砥石アダプタ１１は、スリーブ７に圧入して保持される。ボルト４０は、スリーブ７の回り止めのために装着している。スリーブ７は、連結部材１３に挿入後、キャップ部材３０により砥石ホルダユニット１０に固定される。
【００３４】
以上の構成の砥石ホルダユニット１０は、以下のように動作する。圧力室２８内の空気圧により、加圧ピストン８が押し下げられ、砥石９をワークWに押し付ける加圧力が作用する。不図示の制御機構により、所望の加圧力に設定することは言うまでもない。砥石９をワークWから離すには、圧力室２８の空気圧をキャンセルすればよい。このとき、加圧ピストン８が、開放室２６の底部まで下降すると、加圧ピストン８が貫通孔２４を塞ぐ。この位置が砥石最小長さに相当し、通路２３の圧力上昇を不図示の圧力スイッチが検出し、砥石が最小である警報を発し、装置は停止する。
【００３５】
次に、図３を参照して、本発明を更に説明する。オシレーション軸６は、昇降シリンダ２の作動により、リニアガイド機構４に沿って直線状に上下動する。このとき、オシレーション軸６に固定された砥石ホルダユニット１０も同時に上下動するため、砥石９のショートインデックスを、オシレーション軸６の上下動のみで行うことができる。従って、砥石ホルダユニット１０は、砥石９を加圧するだけの機能があればよく、装置を簡素化することができ、高速オシレーション（振動・揺動）が可能となる。
【００３６】
既に説明したように、オシレーション軸６の上方には、上昇量調整間座３が交換可能に設けられている。上昇量調整間座３は、間座受け部材１８に水平方向から挿着される。間座受け部材１８に設けられた、スプリングプランジャ１７が、上昇量調整間座３に設けたプランジャ受け切欠１９に係合することで、上昇量調整間座３は所定位置に固定されている。
【００３７】
一方、オシレーション軸６の下方には、芯高を調整する芯高調整間座５が交換可能に設けられている。芯高調整間座５は、間座受け部材１４に水平方向から挿着される。間座受け部材１４に設けられた、スプリングプランジャ１５が、芯高調整間座５に設けたプランジャ受け孔１６に嵌合することで、芯高調整間座５は所定位置に固定されている。
【００３８】
上昇量調整間座３及び芯高調整間座５は、加工すべきワークWの型番に応じて専用のものを用いる。芯高調整間座５の厚さT1と上昇量調整間座３の厚さT2とを所定加工相手のワークWの型番（種類）に応じて、選択することができる。上昇量調整間座３及び芯高調整間座５は、スプリングプランジャによって簡単に着脱固定できるので、セット替えが容易にできる。
【００３９】
尚、図３では、ワークWが外輪であり、その内周軌道面を加工するため、図２とは異なるコの字型の砥石アダプタ２２が用いられている。この場合、砥石９（図３では図示していない）は、砥石アダプタ２２の下アーム２２ａの先端付近の下面に設けられている。
【００４０】
（第２実施例）
図４は、本発明の第２実施例の超仕上装置を示す概略斜視図である。第２実施例では、第１実施例の上昇量調整間座、芯高調整間座及び昇降シリンダ２の代わりに、ボールねじ機構とACサーボモータを用いている。その他の構成は、第１実施例とほぼ同じである。
【００４１】
オシレーション軸６はリニアガイド機構４に固定されており、リニアガイド機構４に沿って図中矢印Ａ方向へ上下動する。リニアガイド機構４の上下動は、ボールねじ機構３５によって行われる。また、ボールねじ機構３５は、ＡＣサーボモータ３１の回転軸に固定されたプーリー３２、ベルト３３及びボールねじ機構３５に固定されたプーリー３４を介してＡＣサーボモータ３１により駆動される。
【００４２】
また、加工時のオシレーション運動による微振動防止のため、エアまたは油圧により駆動され、矢印Ｃ方向に変位するクランプシリンダ３７で、板ばね３８を介してオシレーション軸６をクランプしている。板ばね３８を使用する理由は、リニアガイド機構４のリニアガイドにブリネル圧痕をつけないためである。
【００４３】
オシレーション軸６の一端は、不図示の駆動機構に連結された連結棒３９に連結けされており、連結棒６の作動により、オシレーション軸６の他端に固定された砥石ホルダ１０が矢印Ｂ方向に揺動可能となっている。
【００４４】
第２実施例は、第１実施例と同様に、砥石ホルダ１０を支持するオシレーション軸６の芯高変更とショートインデックスを一対のリニアガイド機構に持たせている。しかしながら、第２実施例では、位置決め用の上昇量調整間座及び芯高間座という２つの間座が不要となる。間座は型番ごとに厚さが異なっているため、セット替時には、オペレータが装置の裏に回って交換する必要があった。また、間座を間違える可能性もあった。従って、そのような不便が解消される。
【００４５】
また、装置を含め自動化した設備は装置間の隙間が小さいため、装置の後ろに回りこむ必要があるが、そのためにはかなりな距離装置を移動する必要があった。第２実施例では、シリンダと間座の代わりにボールネジとＡＣサーボモータを用い、動作（芯高変更・ショートインデックス）と位置決め（セット型数に応じた位置）を行うことができる機構とした。
【００４６】
これにより、装置正面の操作パネル上に芯高位置及びインデックス量を入力すれば済むことになる。つまり、２つの間座の交換のため、装置の裏側へ回る行為が不要となる。また、これらの値を登録記憶させておけば、セット替え時にその型番を指定すれば、自動的に登録値に動いてセット完了となり、誰でも簡単かつ確実にセット替えが行えるようになる。
【００４７】
ボールねじは精密級、ＡＣサーボモータはミクロンメートルまで分解能のあるものを使用することが好ましいが、精度は必要に応じて選択設定できることは言うまでもない。但し、予めワーク芯とオシレーション軸の相互寸法は出しておく必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
玉軸受などの軸受の内外輪の転動面などに超仕上げ加工をする用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例の超仕上装置を示す部分断面図である。
【図２】本発明の実施例の超仕上装置の砥石ホルダユニットを示す部分断面図である。
【図３】本発明の実施例の超仕上装置を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の第２実施例の超仕上装置を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
１：超仕上盤
２：昇降シリンダ
３：上昇量調整間座
４：リニアガイド機構
５：芯高調整間座
６：オシレーション軸
９：砥石
１０：砥石ホルダユニット
３１：ＡＣサーボモータ
３５：ボールねじ機構
【図１】
2005125481.tif 000003
【図２】
2005125481.tif 000004
【図３】
2005125481.tif 000005
【図４】
2005125481.tif 000006