(57)【要約】【課題】シューを取り替えることなくワークの外周面及び内周面を研削できる研削装置を提供する。【解決手段】研削装置１０は、ワークＷの外周面Ｗａを支持する複数のシュー２１〜２３を備える。複数のシューは、第１シュー２１と、第１シュー２１に対して周方向一方側の隣に配置された第２シュー２２と、第１シュー２１に対して周方向他方側の隣に配置された第３シューとを含み、第１シュー２１及び第２シュー２２は、外周面Ｗａの研削の際にワークＷの中心Ｃから第１シュー２１及び第２シュー２２の間に向けた押し付け力Ｆａを生じさせるようにワークＷの位置を設定し、第１シュー２１及び第３シュー２３は、内周面Ｗｂの研削の際にワークＷの中心Ｃから第１シュー２１及び第３シュー２３の間に向けた押し付け力Ｆｂを生じさせるようにワークＷの位置を設定する。【選択図】図２
2017164850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸と、
前記主軸に設けられ、円環状のワークを前記主軸の軸心から偏心させて保持する保持部と、
前記ワークの外周面を研削するための外径用砥石と、
前記ワークの内周面を研削するための内径用砥石と、
前記ワークの外周面を研削する際に前記主軸を前記軸心回りの一方向に回転させ、前記ワークの内周面を研削する際に前記主軸を前記軸心回りの他方向に回転させる駆動部と、
前記保持部に保持されるワークの周りに周方向に間隔をあけて配置され、当該ワークの外周面を支持する複数のシューとを備えており、
前記複数のシューは、
第１シューと、
前記第１シューの周方向一方側の隣に配置された第２シューと、
前記第１シューの周方向他方側の隣に配置された第３シューとを含み、
前記第１シュー及び前記第２シューは、前記外周面の研削の際に前記ワークの中心から前記第１シュー及び前記第２シューの間に向かう方向の押し付け力を生じさせるように前記ワークの位置を設定し、
前記第１シュー及び前記第３シューは、前記内周面の研削の際に前記ワークの中心から前記第１シュー及び前記第３シューの間に向かう方向の押し付け力を生じさせるように前記ワークの位置を設定する、研削装置。
【請求項２】
前記第１シューが、前記ワークの外周面を研削する場合と、前記ワークの内周面を研削する場合とで姿勢変更可能に設けられている、請求項１に記載の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円環状のワークの外周面及び内周面を研削するための研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、転がり軸受の外輪及び内輪は、内周面や外周面の精度を高めるために製造過程において研削加工が行われる。この研削加工に用いられる研削装置として、円環状のワークの外周面を複数のシューによって支持した状態で砥石によってワークを研削する方法があり、一般にセンタレス研削やシュー研削とも呼ばれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、従来の研削装置を示す正面図である。特に、図４（ａ）は、砥石１１３によってワークＷの外周面Ｗａを研削するときのシュー１２１，１２２の配置を示し、図４（ｂ）は、砥石１１４によってワークＷの内周面Ｗｂを研削するときのシュー１２４，１２５の配置を示している。また、各図において、ワークＷの回転方向が矢印ａ及び矢印ｂで示され、砥石１１３，１１４の回転方向が矢印ｃ及び矢印ｄで示されている。
【０００４】
ワークＷは、研削装置の主軸の先端にマグネットチャックにより保持されることによって主軸によって回転駆動され、さらに外周面Ｗａ及び内周面Ｗｂの研削の際にそれぞれ外周面Ｗａが２個のシュー１２１，１２２、１２４，１２５によって支持される。また、ワークＷは、主軸の軸心Ｏに対して偏心した状態で保持される。このため、ワークＷには、ワークＷの円環形状の中心Ｃ（以下、単に「ワークの中心Ｃ」という）から２個のシュー１２１，１２２、１２４，１２５の間に向かう力Ｆａ，Ｆｂが働く。この力Ｆａ，ＦｂによってワークＷがシュー１２１，１２２、１２４，１２５に押し付けられ、シュー１２１，１２２、１２４，１２５によってワークＷが支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１３６７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４に示すように、ワークＷの外周面Ｗａを研削する場合とワークＷの内周面Ｗｂを研削する場合とではシュー１２１，１２２，１２４，１２５の配置が異なっている。そのため、従来は、１つのワークＷについて外周面Ｗａと内周面Ｗｂとの両方を研削する場合であっても、外周面Ｗａには外周面専用の研削装置が用いられ、内周面Ｗｂには外周面専用の研削装置が用いられていた。
【０００７】
また、ワークＷの外周面Ｗａと内周面Ｗｂとの両方を研削することができる複合研削装置も存在しているが、この装置の場合、外周面Ｗａを研削するときと内周面Ｗｂを研削するときとでシュー１２１，１２２、１２４，１２５を取り替えたり配置を変更したりする必要がある。そして、そのシュー１２１，１２２，１２４，１２５の取り替え等の度に研削装置からワークＷを取り外さなければならないため、ワークＷの寸法や平行度等の加工精度が悪化する可能性がある。
【０００８】
本発明は、シューの取り替え等を行うことなくワークの外周面と内周面とを研削することができる研削装置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】
【０００９】
本発明は、主軸と、前記主軸に設けられ、円環状のワークを前記主軸の軸心から偏心させて保持する保持部と、前記ワークの外周面を研削するための外径用砥石と、前記ワークの内周面を研削するための内径用砥石と、前記ワークの外周面を研削する際に前記主軸を前記軸心回りの一方向に回転させ、前記ワークの内周面を研削する際に前記主軸を前記軸心回りの他方向に回転させる駆動部と、前記保持部に保持されるワークの周りに周方向に間隔をあけて配置され、当該ワークの外周面を支持する複数のシューとを備えており、前記複数のシューは、第１シューと、前記第１シューの周方向一方側の隣に配置された第２シューと、前記第１シューの周方向他方側の隣に配置された第３シューとを含み、前記第１シュー及び前記第２シューは、前記外周面の研削の際に前記ワークの中心から前記第１シュー及び前記第２シューの間に向かう方向の押し付け力を生じさせるように前記ワークの位置を設定し、前記第１シュー及び前記第３シューは、前記内周面の研削の際に前記ワークの中心から前記第１シュー及び前記第３シューの間に向かう方向の押し付け力を生じさせるように前記ワークの位置を設定する。
【００１０】
このような構成によって、ワークの外周面を研削する場合と内周面を研削する場合とで第１〜第３シューを使い分けてワークを支持することができ、シューの取り替えやワークの着脱を伴うことなくワークの外周面と内周面とを研削することができる。
また、第１シューが、ワークの外周面を研削する場合と内周面を研削する場合との両方で用いられるため、研削装置は少なくとも３個のシューを備えれば足りる。したがって、研削装置の構造の複雑化を抑制することができる。
【００１１】
前記第１シューは、前記ワークの外周面を研削する場合と、前記ワークの内周面を研削する場合とで姿勢変更可能に設けられていることが好ましい。
このような構成によって、ワークの外周面を研削する場合と内周面を研削する場合との両方において、第１シューにより安定してワークを支持することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シューの取り替えを行うことなくワークの外周面と内周面とを研削することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る研削装置の平面図である。
【図２】ワークの外周面を研削する場合の研削装置の正面図である。
【図３】ワークの内周面を研削する場合の研削装置の正面図である。
【図４】従来技術に係る研削装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、一実施形態に係る研削装置の平面図である。図２は、ワークの外周面を研削する場合の研削装置の正面図である。図３は、ワークの内周面を研削する場合の研削装置の正面図である。
研削装置１０は、転がり軸受の外輪や内輪のような円環状のワークＷの外周面Ｗａ及び内周面Ｗｂを研削するための装置である。研削装置１０は、図１に示すように、主軸１１と、駆動部１２と、外径用砥石１３と、内径用砥石１４と、支持部材１５とを有している。
【００１５】
主軸１１は、軸方向の先端部にワークＷを保持するための保持部１６を備えている。保持部１６は、ワークＷの円環形状の中心Ｃ（以下、単に「ワークＷの中心Ｃ」という）が主軸１１の軸心Ｏと平行でかつ偏心した状態でワークＷの軸方向の一側面を保持する。具体的に、保持部１６はいわゆるマグネットチャックであり、磁力によってワークＷを吸着することでワークＷを保持する。ワークＷは、中心Ｃに直交する側面に沿った滑りが許容された状態で保持部１６に保持される。
【００１６】
駆動部１２は、例えば電動モータにより構成される。駆動部１２は、歯車機構やベルト機構等の動力伝達機構を介して主軸１１に回転動力を伝達する。また、駆動部１２は、主軸１１を正逆両方向に回転駆動する。駆動部１２は、図２に示すように、ワークＷの外周面Ｗａを研削する場合に、主軸１１及びワークＷを正逆一方の方向（図２における時計方向ａ）に回転駆動し、図３に示すように、ワークＷの内周面Ｗｂを研削する場合に、主軸１１及びワークＷを正逆他方の方向（図３における反時計方向ｂ）に回転駆動する。
【００１７】
図２及び図３に示すように、外径用砥石１３と内径用砥石１４は、主軸１１の軸心Ｏを通る鉛直線（仮想線）Ｌ１を挟んでその両側に振り分けて配置されている。
外径用砥石１３は、円盤状に形成され、図示しない駆動部によって回転駆動される。外径用砥石１３は、図１に示すように、矢印Ｘ方向に移動することによってワークＷの外周面Ｗａに接触し、ダウンカット方向（図２の反時計方向ｃ）に回転することによってワークＷの外周面Ｗａを研削する。
【００１８】
内径用砥石１４は、略円筒形状に形成され、電動モータ等の駆動部１７によって回転駆動される。内径用砥石１４は、図１に示す矢印Ｙ方向に移動することによってワークＷの内側に挿入され、ワークＷの内周面Ｗｂに接触した状態でダウンカット方向（図３の反時計方向ｄ）に回転することによってワークＷの内周面Ｗｂを研削する。
【００１９】
支持部材１５は、ワークＷの外周面Ｗａに接触してワークＷを支持する複数のシュー２１，２２，２３からなる。複数のシュー２１，２２，２３は、ワークＷの外周面Ｗａを研削する場合、及びワークＷの内周面Ｗｂを研削する場合の両方において用いられる第１シュー２１と、ワークＷの外周面Ｗａを研削する場合のみに用いられる第２シュー２２と、ワークＷの内周面Ｗｂを研削する場合のみに用いられる第３シュー２３とを含んでいる。
【００２０】
第１シュー２１は、主軸１１の軸心Ｏを通る鉛直線Ｌ１を基準として、外径用砥石１３とは反対側（図２参照）で、内径用砥石１４と同側（図３参照）に配置されている。また、第１シュー２１は、主軸１１の軸心Ｏを通る水平線（仮想線）Ｌ２よりもやや下方に配置されている。
第１シュー２１は、研削装置１０の図示しないフレーム等に支軸２５を介して揺動自在に支持されている。支軸２５は、主軸１１の軸心Ｏと平行に配置されている。第１シュー２１は、支軸２５を支点として上下に揺動することでワークＷの位置に応じて姿勢を変更し、当接面２１ａをワークＷの外周面Ｗａに当接させることができる。
【００２１】
第２シュー２２は、図２に示すように、第１シュー２１に対して周方向の一方側（反時計回り方向）の隣に配置されている。また、第２シュー２２は、主軸１１の軸心Ｏを通る鉛直線Ｌ１を基準として、第１シュー２１とは反対側で、外径用砥石１３と同側に配置されている。また、第２シュー２２は、主軸１１の軸心Ｏを通る水平線Ｌ２よりも下方に配置されている。第２シュー２２は、第１シュー２１よりもやや下方に配置されている。また、第２シュー２２は、第１シュー２１に対して主軸１１の回転方向ａの後方側に配置されている。
【００２２】
ワークＷは、外周面Ｗａを研削する際に第１シュー２１及び第２シュー２２によって外周面Ｗａが支持される。ワークＷが支持された状態で、ワークＷに対する第１シュー２１の当接面２１ａの中心点２１ａ１とワークＷの中心Ｃとを結ぶ線分と、ワークＷに対する第２シュー２２の当接面２２ａの中心点２２ａ１とワークＷの中心Ｃとを結ぶ線分とは、角度θ１で交差している。角度θ１は、９０°＜θ１＜１８０°の範囲で設定されている。ワークＷは、第１シュー２１及び第２シュー２２に接しているとき、第３シュー２３から離反している。
【００２３】
図２に示すように、ワークＷが第１シュー２１及び第２シュー２２に接触し、第１シュー２１及び第２シュー２２に支持された状態で、ワークＷの中心Ｃは主軸１１の軸心Ｏに対して偏心している。具体的に、ワークＷの中心Ｃは、主軸１１の軸心Ｏを通る鉛直線Ｌ１よりも第２シュー２２及び外径用砥石１３側に配置されている。また、ワークＷの中心Ｃは、主軸１１の軸心Ｏを通る水平線Ｌ２よりもやや下側に配置されている。
【００２４】
主軸１１が軸心Ｏ回りに矢印ａ方向に回転すると、主軸１１に対するワークＷの偏心によって、ワークＷの中心Ｃは主軸１１の軸心Ｏを中心とする仮想円Ｅ上を移動（回転）しようとするが、その移動は、ワークＷが第１シュー２１及び第２シュー２２に当接することによって制止される。そのため、ワークＷには、ワークＷの中心Ｃから仮想円Ｅの接線方向に向いた力（ワークＷの中心Ｃを軸心Ｏ回りに移動させようとする力）Ｆａが働く。この力Ｆａは、第１シュー２１と第２シュー２２との間の角度θ１の範囲内に向いた力となり、ワークＷを第１シュー２１及び第２シュー２２に押し付ける押し付け力となる。したがって、第１シュー２１及び第２シュー２２は、両者の間に向けて押し付け力Ｆａが作用するようにワークＷの位置を設定している。
【００２５】
第３シュー２３は、図３に示すように、第１シュー２１を対して第２シュー２２とは反対側の周方向他方側（時計回り方向）の隣に配置されている。また、第３シュー２３は、主軸１１の軸心Ｏを通る水平線Ｌ２よりも上方であって、鉛直線Ｌ１に略重複する位置に配置されている。また、第３シュー２３は、内径用砥石１４よりも上側に配置されている。また、第３シュー２３は、第１シュー２１に対して主軸１１の回転方向ｂの後方側に配置されている。
【００２６】
ワークＷは、内周面Ｗｂを研削する際に第１シュー２１及び第３シュー２３によって外周面Ｗａが支持される。ワークＷが支持された状態で、ワークＷに対する第１シュー２１の当接面２１ａの中心点２１ａ１とワークＷの中心Ｃとを結ぶ線分と、ワークＷに対する第３シュー２３の当接面２３ａの中心点２３ａ１とワークＷの中心Ｃとを結ぶ線分とは、角度θ２で交差している。本実施形態の角度θ２は、９０°＜θ２＜１８０°の範囲で設定されている。第２シュー２２は、ワークＷの外周面Ｗａから離れている。
【００２７】
図３に示すように、ワークＷが第１シュー２１及び第３シュー２３に接触し、第１シュー２１及び第３シュー２３に支持された状態で、ワークＷの中心Ｃは主軸１１の軸心Ｏに対して偏心している。具体的に、ワークＷの中心Ｃは、主軸１１の軸心Ｏを通る鉛直線Ｌ１を基準として内径用砥石１４とは反対側で、水平線Ｌ２よりもやや上側（第３シュー２３側）に配置されている。ワークＷは、第１シュー２１及び第３シュー２３に接している状態で、第２シュー２２から離反している。
【００２８】
主軸１１が軸心Ｏ回りに矢印ｂ方向に回転すると、主軸１１に対するワークＷの偏心によって、ワークＷの中心Ｃは主軸１１の軸心Ｏを中心とする仮想円Ｅ上を移動（回転）しようとするが、その移動はワークＷが第１シュー２１及び第３シュー２３に当接することによって制止される。そのため、ワークＷには、ワークＷの中心Ｃから仮想円Ｅの接線方向に向いた力（ワークＷの中心Ｃを軸心Ｏ回りに移動させようとする力）Ｆｂが働く。この力Ｆｂは、第１シュー２１と第３シュー２３との間の角度θ２の範囲内に向いた力となり、ワークＷを第１シュー２１及び第３シュー２３に押し付ける押し付け力となる。したがって、第１シュー２１及び第３シュー２３は、両者の間に向けて押し付け力Ｆｂが作用するようにワークＷの位置を設定している。
【００２９】
上記実施形態の研削装置１０によれば、ワークＷの外周面Ｗａの研削と、内周面Ｗｂの研削とのいずれを行う場合においても、シューの配置を変更したり、シューを取り替えたりする必要が無いため、例えば、ワークＷの外周面Ｗａを研削したあと内周面Ｗｂを研削する場合であっても、ワークＷを保持部１６から取り外し、再度取り付けるような作業が必要無く、迅速かつ安定した研削を行うことができ、加工精度を確保することができる。
【００３０】
また、第１シュー２１が、ワークＷの外周面Ｗａを研削する場合と内周面Ｗｂを研削する場合との両方で用いられるため、研削装置１０は、全体として３個のシュー２１，２２，２３を備えれば足りる。つまり、図４に示す従来技術では、ワークＷの外周面Ｗａを研削するために２個のシュー１２１，１２２が必要であり、ワークＷの内周面Ｗｂを研削するために別の２個のシュー１２４，１２５が必要であり、合わせて４個のシュー１２１，１２２，１２４，１２５が必要になるが、本実施形態では、３個のシュー２１，２２，２３があれば足りるため、研削装置１０の構造の複雑化を抑制することができる。
【００３１】
第１シュー２１は、ワークＷの外周面Ｗａを研削する場合と、ワークＷの内周面Ｗｂを研削する場合とで、支軸２５回りの姿勢が異なっている。すなわち、ワークＷの外周面Ｗａを研削するときは、図２に示すように、第２シュー２２とともにワークＷを支持するため、下方に揺動した姿勢となり、ワークＷの内周面Ｗｂを研削するときは、第３シュー２３とともにワークＷを支持するため、上方に揺動した姿勢となっている。したがって、ワークＷの外周面Ｗａ及び内周面Ｗｂのいずれを研削する場合においても第１シュー２１の当接面２１ａを確実にワークＷに当接させ、ワークＷを安定して支持することができる。
【００３２】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において変更することが可能である。
例えば、上記実施形態では、主軸１１の軸心Ｏが、水平に配置されているものとして説明したが、垂直に配置されていてもよい。
本発明の研削装置は、転がり軸受の外輪及び内輪の研削だけでなく、あらゆる円環状のワークの研削のために利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０：研削装置、１１：主軸、１２：駆動部、１３：外径用砥石、１４：内径用砥石、１６：保持部、１７：駆動部、２１：第１シュー、２２：第２シュー、２３：第３シュー、Ｃ：ワークの中心、Ｏ：主軸の軸心、Ｗ：ワーク、Ｗａ：外周面、Ｗｂ：内周面
【図１】
2017164850.tif 000003
【図２】
2017164850.tif 000004
【図３】
2017164850.tif 000005
【図４】
2017164850.tif 000006