(57)【要約】    【課題】  ワークの略環状という形状に着目してなされたものであり、ワーク内のスペースを有効利用して超仕上げを適切に行え、しかもその加工能率を高め得る超仕上げ装置および方法を提供することを課題とする。    【解決手段】  略環状のワークＷの内周面Ｗａを超仕上げする超仕上げ装置１において、内周面Ｗａに圧接可能な砥石２と、内周面Ｗａに向けて砥石２を押圧する加圧装置１３とを備え、砥石２と加圧装置１３とはワークＷ内に配置され、且つ加圧装置１３により砥石２を押圧した状態で内周面Ｗａを超仕上げするものである。    【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略環状のワークの内周面を超仕上げする超仕上げ装置において、
前記ワーク内に配置され、当該ワークの内周面に圧接可能な砥石と、
前記ワーク内に配置され、当該ワークの内周面に向けて前記砥石を押圧する加圧装置と、を備え、
前記加圧装置により前記砥石を押圧した状態で、前記ワークの内周面を超仕上げする超仕上げ装置。
【請求項２】
前記加圧装置は、その軸線が前記砥石の軸線と略一致しているシリンダ装置からなる請求項１に記載の超仕上げ装置。
【請求項３】
前記加圧装置は、流体が供給されるシリンダ室と、当該シリンダ室内に前記流体により加圧方向に進退可能に収容されたピストンとを有し、
前記ピストンは、その進退に応じて、前記砥石の端面に接触してこれを押圧可能に構成されている請求項２に記載の超仕上げ装置。
【請求項４】
前記加圧装置を内部に組み込むと共に、前記砥石を加圧方向へ進退可能に保持するアームを更に備え、
前記アームには、前記シリンダ室内に通した流体流路が形成されている請求項３に記載の超仕上げ装置。
【請求項５】
前記アームを介して前記砥石および前記加圧装置を一体に、前記内周面に対し揺動させる揺動機構を更に備え、
前記砥石の押圧状態で、前記揺動機構を駆動して前記ワークの内周面を超仕上げする請求項４に記載の超仕上げ装置。
【請求項６】
略環状のワーク内に配置したシリンダ装置により、当該シリンダ装置の軸線方向に沿って砥石を押圧して当該ワークの内周面に圧接させ、この圧接状態で当該内周面を超仕上げする超仕上げ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受の外輪の内周軌道面に代表される略環状のワークの内周面に対し、砥石を圧接させた状態で内周面を超仕上げする超仕上げ装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の超仕上げ装置において砥石を加圧するシリンダは、外輪の上方または側方に設置されている。そして、砥石を内周軌道面に圧接する場合には、砥石を外輪の内周軌道面の直近に臨ませた状態で、シリンダを駆動して砥石を内周軌道面に接触させている。
【０００３】
例えば、外輪の上方にシリンダを設置した超仕上げ装置として、図３に示すように、略コ字状のアーム９１の下辺部９２に砥石９０を垂下するように固定し且つアーム９１の上辺部９３にシリンダ９４のピストン９５を上側から固定したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この超仕上げ装置では、ピストン９５の動力をアーム９１を介して砥石９０に伝達することで、砥石９０を内周軌道面Ｗａに圧接し、この状態で、内周軌道面Ｗａの溝曲率中心を揺動中心として、アーム９１、砥石９０およびシリンダ９４等からなる加圧機構アッセンブリを一体的に揺動させて、内周軌道面Ｗａを超仕上げする。
【特許文献１】特許２７６７９２５号（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の超仕上げ装置は、ワークＷの外側にシリンダ９４を配置する構造であり、ワークＷの環状という形状上、ワークＷの内側を全く考慮していなかった。また、加圧機構アッセンブリがワークＷから外側に避けるようにして構成されるため、加圧機構アッセンブリの重心とその揺動中心とが構造上離れ易く、その結果、揺動速度を上げて超仕上げを迅速に行うためには、さらなる工夫が望まれていた。
【０００５】
本発明は、ワークの略環状という形状に着目してなされたものであり、ワーク内のスペースを有効利用して適切に超仕上げを行え、しかもその加工能率を高め得る超仕上げ装置および方法を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の超仕上げ装置は、略環状のワークの内周面を超仕上げする超仕上げ装置において、ワーク内に配置され、ワークの内周面に圧接可能な砥石と、ワーク内に配置され、ワークの内周面に向けて砥石を押圧する加圧装置と、を備え、加圧装置により砥石を押圧した状態で、ワークの内周面を超仕上げするものである。
【０００７】
この構成によれば、加圧装置が砥石と共にワーク内に配置されて、砥石をワークの内周面に圧接する。これにより、略環状のワークの内側のスペースを有効活用して、超仕上げを行うことができる。また、砥石および加圧装置を含む加圧機構アッセンブリを揺動する場合であっても、加圧装置がワーク内に配置されるため、加圧機構アッセンブリの揺動中心に対し、その重心を上記の従来技術の構成よりも近づけることが構造上可能となり得る。なお、ワーク内に配置された加圧装置は、その一部分がワーク内への挿入方向の外側に突出した状態であってもよい。また、略環状には、円環状などのほか、略Ｃ型などの形状が含まれる。
【０００８】
この場合、加圧装置は、その軸線が砥石の軸線と略一致しているシリンダ装置からなることが、好ましい。
【０００９】
この構成によれば、圧接状態において砥石に内周面からの反力が作用しても、加圧装置による砥石への加圧力の伝達方向が一方向に沿うため、砥石と内周面との関係を適切に維持することができる。これにより、砥石が内周面に対し圧接状態で揺動する場合であっても、その揺動角を一定に維持することができる。なお、シリンダ装置は、油圧シリンダあるいはエアーシリンダで構成される。
【００１０】
この場合、加圧装置は、流体が供給されるシリンダ室と、シリンダ室内に流体により加圧方向に進退可能に収容されたピストンとを有し、ピストンは、その進退に応じて、砥石の端面に接触してこれを押圧可能に構成されていることが、好ましい。
【００１１】
この構成によれば、ピストンが流体により加圧方向に進出（移動）すると、ピストンが砥石の端面を直に押圧して、砥石をワークの内周面に圧接する。これにより、単純な構造で加圧力を効率よく伝達することができると共に、装置全体の保守性を高め得る。
【００１２】
この場合、加圧装置を内部に組み込むと共に、砥石を加圧方向へ進退可能に保持するアームを更に備え、アームには、シリンダ室内に通した流体流路が形成されていることが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、砥石を保持するアームに加圧装置を組み込んで、しかもアームに流体流路を形成しているため、アームを有効利用して、装置全体をコンパクトにすることができる。
【００１４】
この場合、アームを介して砥石および加圧装置を一体に、内周面に対し揺動させる揺動機構を更に備え、砥石の押圧状態で、揺動機構を駆動してワークの内周面を超仕上げすることが、好ましい。
【００１５】
この構成によれば、アームが砥石の揺動にも用いられるため、より一層アームを有効利用することができる。
【００１６】
また、本発明の超仕上げ方法は、略環状のワーク内に配置したシリンダ装置により、シリンダ装置の軸線方向に沿って砥石を押圧してワークの内周面に圧接させ、この圧接状態で内周面を超仕上げするものである。
【００１７】
この構成によれば、シリンダ装置が砥石と共にワーク内に臨み、その軸線方向に沿って砥石を押圧してワークの内周面に圧接する。これにより、略環状のワークの内側のスペースを有効活用して、超仕上げを行うことができる。また上記と同様に、圧接状態において砥石に内周面からの反力が作用しても、砥石と内周面との関係を適切に維持することができる。さらに、砥石およびシリンダ装置を含む加圧機構アッセンブリを揺動する場合であっても、加圧機構アッセンブリの揺動中心に対し、その重心を上記の従来技術の構成よりも近づけることが構造上可能となり得る。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の超仕上げ装置・方法によれば、砥石と共に加圧装置をワーク内の有効スペースに配置して、ワークの内周面の超仕上げを適切に行うことができると共に、砥石を内周面に圧接した状態で揺動させる場合であっても、加工能率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例に係る超仕上げ装置および方法について説明する。この超仕上げ装置は、略環状のワークの内周面を超仕上げするものである。以下の説明では、ワークの内周面として、玉軸受の外輪の内周軌道面を例に説明する。
【００２０】
図１は、超仕上げ装置の本実施形態における主要部を一部裁断して模式的に示した斜視図である。この超仕上げ装置１は、ワークＷ（外輪）内に臨む棒状の砥石２を保持した砥石ホルダユニット３を備えている。また、図示省略したが、超仕上げ装置１の機台上には、ワークＷをその中心軸まわりに回転させる主軸ユニットと、主軸ユニットに対向して配設され、主軸ユニットと協働してワークＷを回転可能に保持するクランプユニットと、砥石ホルダユニット３をワークＷの回転軸方向に沿って揺動させる揺動ユニットと、砥石ホルダユニット３および揺動ユニットを一体に水平・昇降移動させて、砥石２をワークＷの内周面の直上位置に臨ませるインデックスユニットと、を備えている。
【００２１】
超仕上げ装置１による一連の加工は、先ず、インデックスユニットを駆動して図１に示す状態とする。この状態で、主軸ユニットおよびクランプユニットを駆動してワークＷを回転させながら、揺動ユニットを駆動して、ワークＷの内周軌道面Ｗａの溝曲率中心を揺動中心として砥石ホルダユニット３を揺動させる。この多数回にわたる揺動動作を、砥石２の先端面をワークＷの内周軌道面Ｗａに圧接させた状態で行うことで、内周軌道面Ｗａがその全周に亘って超仕上げされる。
【００２２】
砥石ホルダユニット３は、揺動ユニットに連結される「Ｌ」字状のホルダ本体１１と、ホルダ本体１１の端部に固定された略「コ」字状のアーム１２と、アーム１２の内部に組み込まれて砥石２をワークＷの内周軌道面Ｗａに向けて押圧するシリンダ装置１３と、を備えている。また、図２に示すように、砥石ホルダユニット３は、アーム１２のワークＷ内に臨む部位に取り付けられ、砥石２の加圧方向への進退を許容した状態でこれを保持するアダプタユニット１４を備えている。
【００２３】
アーム１２は、ホルダ本体１１に連結される上辺部２１と、ワークＷ内に非接触で挿入可能な下辺部２２と、上辺部２１および下辺部２２を連ねる鉛直辺部２３と、で一体に構成されている。上辺部２１および鉛直辺部２３が連なる内側の角部２４と、下辺部２２および鉛直辺部２３が連なる内側の角部２５とは、アーム１２の剛性を高めるべく、曲面で形成されている。
【００２４】
下辺部２２には、その先端側の部位から砥石２の下半部が下方に突出している。砥石２の先端面は、砥石２がシリンダ装置１３により押圧されることで、内周軌道面Ｗａに僅かな間隙をもって対面した状態から、接触状態へと移行して内周軌道面Ｗａを圧接するようになっている。すなわち、下辺部２２の先端側の部位には、上記のシリンダ装置１３、砥石２およびアダプタユニット１４からなる加圧機構アッセンブリ３０が組み込まれ、この加圧機構アッセンブリ３０が、ワークＷの内径より小さく構成されていて、超仕上げに際して、ワークＷ内に非接触で挿入するようになっている。そして、図２に示すように、ワークＷ内に臨んだ加圧機構アッセンブリ３０は、その各構成部品の略同軸となる軸線Ｌ１が揺動中心Ｘ１を通り且つワークＷの回転軸方向に直交する。
【００２５】
シリンダ装置１３は、作動流体を圧縮エアーとするエアーシリンダで構成され、エアーシリンダには圧縮エアーを供給するエアー供給ユニットが接続されている。シリンダ装置１３は、鉛直方向に延在するシリンダ室４１と、シリンダ室４１にスライド可能に収容されたピストン４２と、ピストン４２の外周縁部に取り付けたピストンＯリング４３と、で構成されている。
【００２６】
シリンダ室４１は、アーム１２の下辺部２２の下側を開口部２６とした凹部からなり、シリンダ室４１の室内上部は、アーム１２内に形成された圧縮エアーの加圧流路５１に連通している。また、シリンダ室４１の室内下部は、加圧流路５１に平行にアーム１２内に形成された検出用流路５２に連通している。加圧流路５１を介してエアー供給ユニットから圧縮エアーがシリンダ室４１に供給されると、ピストン４２が下降する。また、砥石２の磨耗により、ピストン４２が下降すると、検出用流路口５３がピストン４２の外周縁部により閉塞されるようになっている。この閉塞により、エアー供給ユニット等の駆動などが停止し、磨耗した砥石２の交換が行われるようになっている。
【００２７】
ピストン４２は、上面６１で圧縮エアーを受けて、シリンダ室４１に案内されながら上下方向（加圧方向）に進退する。ピストン４２の下面６２は、砥石２の基端面に当接可能に構成されている。したがって、ピストン４２の下降に伴い、これに接触した砥石２は下方へと押圧され、その先端面がワークＷの内周軌道面Ｗａを圧接する。砥石２の先端面は、内周軌道面Ｗａの円弧形状に対応して中高形状で形成されている一方、砥石２の基端面は、ピストン４２の受け用に平坦面で形成されている。
【００２８】
アダプタユニット１４は、下辺部２２の開口部２６に固定した姿勢保持部材７１と、姿勢保持部材７１の下側の凹溝部７３に取り付けた保持用Ｏリング７２と、で構成されている。保持用Ｏリング７２は、砥石２がアーム１２の下方へと抜け落ちないように且つ砥石２が上下方向へ進退可能に、砥石２を保持している。保持用Ｏリング７２は、砥石２の長手方向の略中間部を保持するようになっており、これにより保持した砥石２のバランスを適切に保っている。
【００２９】
姿勢保持部材７１は、例えば超硬合金からなり、上記の開口部２６を閉塞するようにしてアーム１２に固定されている。姿勢保持部材７１は、その中間位置で砥石２を下方に貫通させている。姿勢保持部材７１と砥石２との間は僅かなクリアランスであり、姿勢保持部材７１は、砥石２をその進退方向にスライド可能に保持している。姿勢保持部材７１は、保持用Ｏリング７２と協働して、超仕上げ時に砥石２にかかる力（ワークＷからの反力など）に抗して、砥石２をその軸線方向に沿った起立姿勢を維持する機能を果たしている。
【００３０】
以上のような構成からなる超仕上げ装置１の一連の加工動作について、簡単に説明する。上述したように、ワークＷの外方から加圧機構アッセンブリ３０をワークＷ内に挿入し、砥石２を内周軌道面Ｗａに非接触で配置する。そして、回転中のワークＷに対し、シリンダ装置１３に圧縮エアーを供給して、ピストン４２を介して砥石２を加圧方向に進出させて内周軌道面Ｗａに圧接させる。また、これと同期して、この圧接状態で揺動ユニットを駆動してその動力をホルダ本体１１に入力し、アーム１２を介して加圧機構アッセンブリ３０を一体に揺動させることで、砥石２により内周軌道面Ｗａの超仕上げを行う。
【００３１】
このように、シリンダ装置１３による砥石２への加圧力の伝達が直接的に且つ一方向に沿ってなされるため、超仕上げ時の圧接状態において、内周軌道面Ｗａに対する砥石２の所定の揺動角を適切に維持することができる。これにより、内周軌道面Ｗａの肩部のいわゆる目残りの発生を防止して、内周軌道面Ｗａの超仕上げをその全周に亘って高精度に行うことができる。また、ワークＷ内に加圧機構アッセンブリ３０を配置して超仕上げを行えるため、ワークＷ内のスペースを有効利用することができる。さらに、シリンダ装置１３自体がワークＷ内に臨むため、砥石２の揺動中心Ｘ１に対し加圧機構アッセンブリ３０の重心を構造上近づけ得る。これにより、砥石２の揺動速度を上げることができ、その結果、超仕上げの加工能率が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る超仕上げ装置の主要部を一部裁断して模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る超仕上げ装置の主要部を示す断面図である。
【図３】従来の超仕上げ装置を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    超仕上げ装置
２    砥石
１２  アーム
１３  シリンダ装置
４１  シリンダ室
４２  ピストン
Ｗ    ワーク（外輪）
Ｗａ  内周軌道面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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