(57)【要約】【課題】研削時の研削力によってズレ動きが生じたり、変形が生じたりすることなくワークを安定よく保持することができるようにした研削装置におけるワーク保持装置を提供することである。【解決手段】主軸１の先端にマグネットチャック２を介してドライブプレート３を取付け、そのドライブプレート３に形成された円筒部４の先端のワーク吸着面５によりワークＷを吸着支持する。円筒部４の内側にピンブロック７を周方向に間隔をおいて設け、それぞれのピンブロック７に形成されたピン孔１１に保持ピン１２を出没自在に組込む。保持ピン１２の下方に形成された加圧室１１ｂに圧縮エアを供給して保持ピン１２を上方に移動させ、ピン孔１１から外方に突出する保持ピン１２の先端部をワークＷの内径面の端部に形成された面取りｃに当接させて、ワークＷの内径部を保持し、その保持状態でワークＷの内径面あるいは外径面の研削加工を行うようにする。【選択図】図３
2012061566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される主軸の先端にマグネットチャックを介してドライブプレートを取付け、そのドライブプレートに形成された円筒部の先端面がワーク吸着面とされ、そのワーク吸着面により吸着支持された円筒状のワークの外径面または内径面に研削砥石を押し付けて研削加工を行なうようにした研削装置におけるワーク保持装置において、
前記円筒部の内側と外側のいずれか一方の側に複数のピンブロックを周方向に間隔をおいて設け、それぞれのピンブロックには、ワーク吸着面に吸着支持されるワークとの対向面で開口するピン孔を形成し、そのピン孔内に組込まれて先端部がピン孔の開口端から出没自在とされ、突出時にワークの内径面端部または外径面端部に形成された面取りに係合してワークを内径側または外径側から保持する保持ピンを設け、その保持ピンを出没させる加圧移動手段を設けたことを特徴とする研削装置におけるワーク保持装置。
【請求項２】
前記保持ピンが、テーパ部を先端部に有してなる請求項１に記載の研削装置におけるワーク保持装置。
【請求項３】
前記保持ピンが、球面部を先端部に有してなる請求項１に記載の研削装置におけるワーク保持装置。
【請求項４】
前記ピンブロックが、ドライブプレートの半径方向に位置調整自在とされた請求項１乃至３のいずれかの項に記載の研削装置におけるワーク保持装置。
【請求項５】
前記円筒部の外径が、外径研削されるワークの外径より加工取代分以上の小径とされた請求項１乃至４のいずれかの項に記載の研削装置におけるワーク保持装置。
【請求項６】
前記円筒部の内径が、内径研削されるワークの内径より加工取代分以上の大径とされた請求項１乃至４のいずれかの項に記載の研削装置におけるワーク保持装置。
【請求項７】
前記加圧移動手段が、前記ピン孔内に組込まれて保持ピンをピン孔内に没入する方向に向けて付勢するスプリングと、保持ピンの下方に形成された加圧室に対する圧力流体の供給とによる請求項１乃至６のいずれかの項に記載の研削装置におけるワーク保持装置。
【請求項８】
回転駆動される主軸の先端にマグネットチャックを介してドライブプレートを取付け、そのドライブプレートに形成された円筒部の先端面で軸受軌道輪を吸着し、その軸受軌道輪の内径面または外径面に研削砥石を押し付けて研削加工する軸受軌道輪の製造方法において、
前記円筒部の内側と外側のいずれか一方の側に複数の保持ピンを周方向に間隔をおいて設け、その複数の保持ピンのそれぞれを加圧移動手段により前記吸着支持された軸受軌道輪に向けて突き出し、軸受軌道輪の内径面端部または外径面端部に形成された面取りに対する保持ピンの先端部の係合により軸受軌道輪を前記主軸と同軸上に位置決めする状態で研削加工を行うようにした軸受軌道輪の製造方法。
【請求項９】
前記円筒部の外径が、外径研削される軸受軌道輪の外径に対して、研削取代分以上の小径とされた請求項８に記載の軸受軌道輪の製造方法。
【請求項１０】
前記円筒部の内径が、内径研削される軸受軌道輪の内径に対して、研削取代分以上の大径とされた請求項８に記載の軸受軌道輪の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受軌道輪等の円筒状のワークの外径面や内径面を研削する研削装置のワーク保持装置および軸受軌道輪の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
主軸およびその主軸の先端に取り付けられたマグネットチャックを有する研削装置を用いての研削方法には、上記マグネットチャックでワークを吸着支持して研削を行なう直接支持研削方法と、特許文献１に記載されているように、上記マグネットチャックにドライブプレートを取付け、そのドライブプレートでワークを吸着し、そのワークの外周を複数のシューで支持して研削を行なうシュー支持研削方法とが存在する。
【０００３】
ここで、マグネットチャックの吸着力によりワークを保持して研削を行なう直接支持研削方法においては、ワークが大物の場合、その吸着面積が大きく、研削力に充分に打ち勝つ大きさの吸着力でもってワークを安定よく吸着支持することができるが、小物ワークの場合、吸着面積が小さいため、ワークを安定よく吸着支持することができず、加工時の研削力によりズレ動きが生じて回転中心にズレが生じ、ワークを高精度に研削加工することができない場合が生じる。このため、小物ワークの研削には、普通、シュー支持研削方法が採用される。
【０００４】
図７は、シュー支持研削方法を実施する従来の研削装置の概略を示し、主軸２１の先端に取付けられたマグネットチャック２２にドライブプレート２３を取付け、そのドライブプレート２３に吸着支持されたワークＷの外周を複数のシュー２４で支持し、その支持状態を保持して回転するワークＷの内径面に研削砥石Ｇを押し付けて、ワークＷの内径面を研削するようにしている。
【０００５】
ここで、ワークＷの外径面が複数のシュー２４で支持される安定した回転状態が得られるようにするため、ワークＷの中心Ｏ１を主軸の回転中心Ｏ０に対してオフセットしている。同図に示すδはオフセット量を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２９９７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、複数のシュー２４によってワークＷの外周を支持する上記従来の研削装置においては、シュー２４との接触によってワークＷの外径面に擦り傷が発生して品質を低下させ、また、ワークＷが薄肉の場合には、研削力によりワークＷに変形が生じて、真円度の悪化を招き、仕上げ寸法にバラツキが発生するという問題がある。
【０００８】
この発明の課題は、研削時の研削力によってズレ動きが生じたり、変形が生じたりすることなくワークを安定よく保持することができるようにした研削装置におけるワーク保持装置および軸受軌道輪の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明に係る研削装置におけるワーク保持装置おいては、回転駆動される主軸の先端にマグネットチャックを介してドライブプレートを取付け、そのドライブプレートに形成された円筒部の先端面がワーク吸着面とされ、そのワーク吸着面により吸着支持された円筒状のワークの外径面または内径面に研削砥石を押し付けて研削加工を行なうようにした研削装置におけるワーク保持装置において、前記円筒部の内側と外側のいずれか一方の側に複数のピンブロックを周方向に間隔をおいて設け、それぞれのピンブロックには、ワーク吸着面に吸着支持されるワークとの対向面で開口するピン孔を形成し、そのピン孔内に組込まれて先端部がピン孔の開口端から出没自在とされ、突出時にワークの内径面端部または外径面端部に形成された面取りに係合してワークを内径側または外径側から保持する保持ピンを設け、その保持ピンを出没させる加圧移動手段を設けた構成を採用したのである。
【００１０】
上記の構成からなる研削装置のワーク保持装置において、ワーク吸着面で円筒状のワークを吸着支持する状態で加圧移動手段の作動により保持ピンをピン孔の開口端から突出する方向に移動させると、ピンブロックが円筒部の内側に配置されたワーク保持装置では、保持ピンの先端部がワークの内径面端部に形成された加工不要部としての面取りに押し当たって、その面取りに係合する。一方、ピンブロックが円筒部の外側に設けられたワーク保持装置では、保持ピンの先端部がワークの外径面端部に形成された加工不要部としての面取りに係合し、その面取りに対する保持ピンの係合およびドライブプレートがワークを吸着する吸着力によって、ワークは保持されることになる。
【００１１】
このように、ドライブプレートによって一端面が吸着支持されたワークは複数の保持ピンによって内径面または外径面の端部が保持されるため、ワークを極めて安定よく保持することができ、外径面あるいは内径面の研削時の研削力によって径方向にズレ動くようなことがなく、また、薄肉のワークであっても研削力によってワークが変形するという不都合の発生はなく、外径面および内径面を同軸度を保って極めて高精度に研削することができる。
【００１２】
ここで、保持ピンの先端部にテーパ部あるいは球面部を設けておくと、ワークの面取りに対する保持ピンの係合力を高めることができ、ワークをより安定よく保持することができる。
【００１３】
また、ピンブロックをドライブプレートの半径方向に位置調整自在とすると、内径または外径の異なるワークでも安定よく支持することができる。
【００１４】
さらに、円筒部の外径を外径研削されるワークの外径より加工取代分以上の小径とし、また、円筒部の内径を内径研削されるワークの内径より加工取代分以上の大径とすることにより、研削砥石によってワーク吸着面の外径縁あるいは内径縁が研削されるという不都合の発生を未然に防止することができる。
【００１５】
この発明に係る研削装置のワーク保持装置において、保持ピンを出没させる加圧移動手段として、ピン孔内に組込まれて保持ピンをピン孔内に没入する方向に向けて付勢するスプリングと、保持ピンの下方に形成された加圧室に対する圧力流体の供給とによる構成のものを採用することができる。
【００１６】
ここで、上記加圧移動手段によって突出される保持ピンの突出量は研削砥石と干渉することのない大きさとしておく。
【００１７】
この発明に係る軸受軌道輪の製造方法においては、回転駆動される主軸の先端にマグネットチャックを介してドライブプレートを取付け、そのドライブプレートに形成された円筒部の先端面で軸受軌道輪を吸着し、その軸受軌道輪の内径面または外径面に研削砥石を押し付けて研削加工する軸受軌道輪の製造方法において、前記円筒部の内側と外側のいずれか一方の側に複数の保持ピンを周方向に間隔をおいて設け、その複数の保持ピンのそれぞれを加圧移動手段により前記吸着支持された軸受軌道輪に向けて突き出し、軸受軌道輪の内径面端部または外径面端部に形成された面取りに対する保持ピンの先端部の係合により軸受軌道輪を前記主軸と同軸上に位置決めする状態で研削加工を行うようにした構成を採用したのである。
【００１８】
ここで、円筒部の外径は、外径研削される軸受軌道輪の外径に対して、研削取代分以上の小径とし、また、円筒部の内径は、内径研削される軸受軌道輪の内径に対して、研削取代分以上の大径として研削砥石により研削されないようにしておく。
【発明の効果】
【００１９】
この発明においては、上記のように、ドライブプレートのワーク吸着面に吸着支持されたワークの内径面の端部または外径面の端部を周方向に間隔をおいて設けられた複数の保持ピンで保持するようにしたので、ワークの径方向へのズレ動きや薄肉ワークの変形を抑制することができ、ワークの外径面および内径面を同軸度を保って極めて高精度に研削することができる。
【００２０】
また、複数のシューによってワークを支持する構成であると、前述のように、シューとの接触によりワーク外径面に擦り傷が発生することになるが、複数の保持ピンによってワークの内径面または外径面の端部を保持するため、擦り傷が生じるようなことがなく、品質を低下させるようなことはない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明に係る研削装置におけるワーク保持装置の実施の形態を示す平面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図２の一部分を拡大して示す断面図
【図４】保持ピンの他の例を示す断面図
【図５】軸受内輪の研削加工状態を示す断面図
【図６】深みぞ玉軸受の断面図
【図７】従来の研削装置を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、回転駆動される主軸１は縦向きの配置とされ、その上端面にはマグネットチャック２が取付けられている。また、マグネットチャック２の上面にはドライブプレート３が取付けられている。
【００２３】
ドライブプレート３は円盤状をなし、その上面に形成された円筒部４の上端面がワークＷを吸着支持するワーク吸着面５とされている。
【００２４】
ドライブプレート３の上記円筒部４の内側に位置する上面には複数のブロック嵌合溝６が放射状に形成され、それぞれのブロック嵌合溝６にピンブロック７の下部がスライド自在に嵌合されている。
【００２５】
図３に示すように、ピンブロック７は、上下に貫通する深ざぐり付きのボルト挿入孔８を内端部に有し、そのボルト挿入孔８に挿入されてドライブプレート３のねじ孔９にねじ係合されたボルト１０の締め付けによってピンブロック７が固定されている。
【００２６】
ボルト挿入孔８は長孔とされ、その長孔からなるボルト挿入孔８の両端部がボルト１０に当接する範囲内において、ピンブロック７はブロック嵌合溝６に沿ってドライブプレート３の半径方向に位置調整自在とされている。
【００２７】
ピンブロック７は、外端部に突出部７ａを有し、その突出部７ａに上下に貫通するピン孔１１が形成されている。ピン孔１１は、下部が大径の段付き孔からなり、そのピン孔１１内に保持ピン１２がスライド自在に組込まれている。
【００２８】
保持ピン１２は、上端部にテーパ部１３を有し、下端部にはピン孔１１の大径孔部の内径面に沿って摺動可能なピストン部１４が設けられている。ピストン部１４は、大径孔部をばね収容室１１ａと加圧室１１ｂとに仕切り、ピストン部１４の上側に形成されたばね収容室１１ａに保持ピン１２を下向きに付勢するスプリング１５が組込まれている。
【００２９】
保持ピン１２は、加圧室１１ｂに対する圧縮エア等の圧力流体の供給と上記スプリング１５とからなる加圧移動手段により軸方向に移動して、先端部がピン孔１１の上端開口から出没するようになっている。
【００３０】
圧力流体として、実施の形態では圧縮エアを採用し、その圧縮エアを加圧室１１ｂに供給するため、マグネットチャック２には加圧室１１ｂに連通するエア供給路１６が形成されている。
【００３１】
図１乃至図３に示すように、エア供給路１６は、マグネットチャック２の上面に形成された環状溝１６ａと、マグネットチャック２の外径面で開口してその環状溝１６ａに連通するエア供給口１６ｂと、上記環状溝１６ａに外端部が連通してマグネットチャック２の半径方向に延びる径方向溝１６ｃと、その径方向溝１６ｃの内端部と加圧室１１ｂとを連通する軸方向孔１６ｄとからなっており、上記エア供給口１６ｂに圧縮エアを供給すると、その圧縮エアは環状溝１６ａから径方向溝１６ｃに流れて軸方向孔１６ｄから加圧室１１ｂに流入し、保持ピン１２がスプリング１５の弾性に抗して上昇するようになっている。
【００３２】
実施の形態で示す研削装置のワーク保持装置は上記の構造からなり、図２および図３は、深みぞ玉軸受における外側軌道輪Ｒ１の研削例を示している。
【００３３】
ここで、深みぞ玉軸受は、図６に示すように、外側軌道輪Ｒ１の内径面に形成された軌道溝ｒ１と内側軌道輪Ｒ２の外径面に形成された軌道溝ｒ２間にボールＢを組込み、そのボールＢを保持器Ｘで保持した構成とされている。
【００３４】
上記外側軌道輪Ｒ１の研削に際しては、ドライブプレート３のワーク吸着面５にワークとしての外側軌道輪Ｒ１をセットする。
【００３５】
外側軌道輪Ｒ１のセットに際しては、図１の鎖線で示す専用の芯出し装置Ａを用いてワーク吸着面５に外側軌道輪Ｒ１を吸着させるようにしてもよく、あるいは、手動にてワーク吸着面５に外側軌道輪Ｒ１を吸着させるようにしてもよい。いずれの場合も、保持ピン１２がピン孔１１内に没入する状態で外側軌道輪Ｒ１のセット作業を行ない、その外側軌道輪Ｒ１の中心を主軸１の中心にほぼ一致させるようにする。
【００３６】
外側軌道輪Ｒ１の吸着支持後、保持ピン１２により外側軌道輪Ｒ１の内径面端部に設けられた加工不要部としての黒皮を有する面取りｃを保持し、その保持状態において主軸１の回転により外側軌道輪Ｒ１を回転し、その外側軌道輪Ｒ１の内径面に外周部の断面形状が円弧状とされた研削砥石Ｇ１を回転させた状態で押し当て、その研削砥石Ｇ１を径方向外方に移動させて外側軌道輪Ｒ１の内径面に軌道溝ｒ１を研削加工する。
【００３７】
ここで、保持ピン１２による外側軌道輪Ｒ１の内径面の保持に際しては、エア供給路１６から加圧室１１ｂに圧縮エアを供給する。その圧縮エアの供給により保持ピン１２がスプリング１５の弾性に抗して上昇し、図３に示すように、上端部に形成されたテーパ部１３が外側軌道輪Ｒ１の内径面端部に予め形成された黒皮を有する面取りｃに当接して外側軌道輪Ｒ１の内径面の端部を保持することになる。
【００３８】
このため、ワークＷはドライブプレート３のワーク吸着面５に吸着される状態で複数の保持ピン１２により内径部が保持されることになり、外側軌道輪Ｒ１は極めて安定よく保持されることになる。その保持状態で研削加工が施されるため、研削力によって外側軌道輪Ｒ１が径方向にズレ動くようなことがなく、また、薄肉の外側軌道輪Ｒ１であっても研削力によって外側軌道輪Ｒ１が変形するということがない。このため、変形の影響による真円度の悪化や仕上がり寸法のバラツキが抑制され、外側軌道輪Ｒ１は外径面および内径面の同軸度を保って極めて精度よく研削加工されることになる。
【００３９】
ここで、外側軌道輪Ｒ１の外径面の研削に際しては、図３の鎖線で示す円筒形の研削砥石Ｇ２を用い、その研削砥石Ｇ２を外側軌道輪Ｒ１の外径面に押し当てて、その外径面を研削する。その外径研削において、ワーク吸着面５の円形外周縁の直径φ１がワークＷの外径Ｄ１から加工取代分を減算した値より大きい場合には、研削砥石Ｇ２がワーク吸着面５の外周縁を研削することになるため、円筒部４の外径φ１は外側軌道輪Ｒ１の外径Ｄ１より加工取代分以上の小径としておくようにする。
【００４０】
なお、外側軌道輪Ｒ１の内径面の研削に際しても、円筒状の研削砥石Ｇ２を用いて内径面の研削を行なうようにする。その内径研削において、ワーク吸着面５の円形内周縁の直径φ２が外側軌道輪Ｒ１の内径Ｄ２から加工取代分を加算した値より小さい場合には、研削砥石Ｇ２がワーク吸着面５の内周縁を研削することになるため、円筒部４の内径φ２は外側軌道輪Ｒ１の内径Ｄ２より加工取代分以上の大径としておくようにする。
【００４１】
図３においては、保持ピン１２の先端部にテーパ部１３を設けたが、図４に示すように、保持ピン１２の先端部に球面部１７を設けるようにしてもよい。
【００４２】
上記のように、保持ピン１２の先端部にテーパ部１３を設け、あるいは、球面部１７を設けると、外側軌道輪Ｒ１の面取りｃに対する保持ピン１２の係合力を高めることができ、外側軌道輪Ｒ１をより安定よく保持することができる。また、面取りｃに対するテーパ部１３や球面部１７の当接により外側軌道輪Ｒ１に調心作用が付与されるため、ドライブプレート３に吸着支持された外側軌道輪Ｒ１と主軸１の軸心間にズレがある場合、その位置ズレが修正されることになり、外側軌道輪Ｒ１を主軸１と同軸上に確実に配置することができる。
【００４３】
また、保持ピン１２の位置は、外側軌道輪Ｒ１を主軸１の中心に芯出しした後に黒皮を有する面取りｃに倣うため、一旦外側軌道輪Ｒ１を取り外した後、修理等により再度外側軌道輪Ｒ１をチャックさせた場合も同一場所に芯出しすることが可能であり、内径と外径の同軸度を高精度で維持することができる。
【００４４】
図５は、研削装置の他の実施の形態を示す。この実施の形態では、円筒部４の外側にピンブロック７を設けるようにしている。
【００４５】
ここで、ピンブロック７はドライブプレート３の上面に形成されたブロック嵌合溝６に沿って半径方向に位置調整自在とされ、ボルト１０の締め付けによって調整位置で固定されるようになっている。
【００４６】
図５に示す研削装置を用いて図６に示す深みぞ玉軸受の内側軌道輪Ｒ２を研削する場合は、ワーク吸着面５で内側軌道輪Ｒ２を吸着し、加圧室１１ｂに対する圧縮エアの供給により複数の保持ピン１２を突出させ、その保持ピン１２の先端部のテーパ部１３を内側軌道輪Ｒ２の外径面端部に形成された黒皮を有する面取りｃに当接させて内側軌道輪Ｒ２を位置決めする。
【００４７】
その位置決め後、円筒状研削砥石Ｇ２で内径面を研削し、外周部が断面円弧状とされた研削砥石Ｇ１で外径面に軌道溝ｂを研削する。その研削時、内側軌道輪Ｒ２の外径面端部に形成された黒皮を有する面取りｃが複数の保持ピン１２により保持されているため、内側軌道輪Ｒ２が径方向にズレ動くようなことがなく、また、薄肉の内側軌道輪Ｒ２であっても研削力によって内側軌道輪Ｒ２が変形するということがない。このため、内側軌道輪Ｒ２は外径面および内径面の同軸度を保って極めて精度よく研削加工される。
【００４８】
ここで、内側軌道輪Ｒ２の内径面の研削に際し、円筒状研削砥石Ｇ２がワーク吸着面５の内周縁を研削することがないように、円筒部４の内径は内側軌道輪Ｒ２の内径より加工取代分以上の大径としておくようにする。
【００４９】
実施の形態では、主軸１を縦向きとしたが、横向きとしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
Ｗ      ワーク
Ｇ１    研削砥石
Ｇ２    研削砥石
ｃ      面取り
１      主軸
２      マグネットチャック
３      ドライブプレート
４      円筒部
５      ワーク吸着面
７      ピンブロック
１１    ピン孔
１１ｂ  加圧室
１２  保持ピン
１３  テーパ部
１５  スプリング
【図１】
2012061566.tif 000003
【図２】
2012061566.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2012061566.tif 000008
【図７】
2012061566.tif 000009