(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状工作物の外周面を、この工作物の長さ寸法よりも大きな内径を有する円環状砥石面を備えたカップ型砥石車により研削加工する研削装置であって、
工作物を着脱可能に保持する回動駆動可能なワーク主軸と、
基準位置において、前記ワーク主軸と直交する平面内にあって、前記カップ型砥石車を同軸状に装着する回動駆動可能な砥石軸と、
前記砥石車が装着された前記砥石軸を、前記ワーク主軸に直交する方向へ切込み送りする切込み手段と、
前記砥石車が装着された前記砥石軸の傾斜角度を、前記ワーク主軸に直交する平面内で調整する傾斜手段とを備えてなり、
前記傾斜手段により前記砥石車の傾斜角度が調整されることにより、前記砥石車の円環状砥石面が前記工作物の外周面を所定の中凸形状に研削する構成とされている
ことを特徴とする円筒状工作物の外周面研削装置。
【請求項２】
前記ワーク主軸と同軸状に装着されたロータリドレッサと、このロータリドレッサおよび前記砥石車を前記ワーク主軸に平行な方向へ相対的に移動調整する砥石移動手段とを備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の円筒状工作物の外周面研削装置。
【請求項３】
前記ロータリドレッサは、工作物の仕上がり形状に対応したプロフィールを有している
ことを特徴とする請求項２に記載の円筒状工作物の外周面研削装置。
【請求項４】
前記砥石車を前記ワーク主軸に平行な平面内で傾斜させるスイベル手段を備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の円筒状工作物の外周面研削装置。
【請求項５】
前記ワーク主軸を所定の角度範囲で正逆方向へ交互に回転駆動するワーク主軸回転手段を備える
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の円筒状工作物の外周面研削装置。
【請求項６】
円筒状工作物の外周面を、この工作物の長さ寸法よりも大きな内径を有する円環状砥石面を備えたカップ型砥石車により円筒状工作物の外周面を研削する方法であって、
前記砥石車の円環状砥石面に直交する円環状砥石面の後方から見た状態において、ワーク主軸に回転支持された工作物の回転軸を、前記砥石車の円環状砥石面の内径より内側となるように配置して、回転する前記砥石車を、前記円環状砥石面を前記工作物の外周面に当接させて切込み送りすることにより、前記工作物の外周面を中凸形状になるように研削する
ことを特徴とする円筒状工作物の外周面研削方法。
【請求項７】
前記ワーク主軸に直交する平面内で前記砥石車の軸線の傾斜角度を調整することにより、前記中凸形状の中凸量を調整するようにした
ことを特徴とする請求項６に記載の円筒状工作物の外周面研削方法。
【請求項８】
外周面に突起部を有する前記工作物を、所定の角度範囲で正逆方向へ回転させて、前記工作物の突起部以外の外周面を研削するようにした
ことを特徴とする請求項６または７に記載の円筒状工作物の外周面研削方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状工作物の外周面研削装置および研削方法に関し、さらに詳細には、円環状砥石面を有するカップ型砥石車により円筒状工作物の外周面に精密仕上げを施すための研削技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒状工作物（以下、ワークと称する）の外周面の精密仕上げには、研削盤や研磨加工機による研削・研磨加工が一般に用いられており、例えば、ワークを回転支持するとともに、このワークの円筒外周面に高速回転する砥石車を当接させて、研削加工する方法が採られる。
【０００３】
従来のこの種の円筒状工作物の外周面研削装置としては、例えば図１０に示すようないわゆる円筒研削装置が一般的である。
【０００４】
ここで図示されるワークＷは、その外周面Ｗａの全域または一部の領域に精密仕上げが必要とされる円筒外周面とされている。
【０００５】
上記円筒研削装置は、ワークＷを支持回転するとともに、この回転するワークＷの外周面Ｗａに対して、高速回転する砥石車ａの円筒状の砥石面ｂを当接させて、この外周面Ｗａに精密な研削加工仕上げを施すことができる。
【０００６】
ここで、図１０(a) は、ワークＷの外周面の一部に突起部を形成しないワークＷに対する研削に際してのワークＷと砥石車ａの作動配置関係を示し、図１０(b) は、外周面Ｗａの一部に突起部Ｗｂを有するワークＷに対する研削に際してのワークＷと砥石車ａの作動配置関係を示している。
【０００７】
前者の外周面Ｗａに突起部Ｗｂを有さないワークＷに対する研削に際しては、図１０(a) の▲１▼に一点鎖線で示すように、高速回転する砥石車ａを、ワークＷの外周面Ｗａに沿って旋回（回動）させることにより研削する。一方、外周面Ｗａの一部に突起部Ｗｂが形成されているワークＷに対する研削に際しては、図１０(b) の▲１▼に一点鎖線で示すように、砥石車ａの外径砥石面ｂが突起部Ｗｂと干渉しない範囲で、上記砥石車ａを、ワークＷの外周面Ｗａに沿って往復回動させることにより研削する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなワークＷの外周面Ｗａについて、より高い精度の研削が要求される場合、計測・機械制御のほかに加工精度に大きく影響を与える因子として、研削時に生じる加工熱や加工力による砥石車ａとワークＷの支持部のたわみによる変形等も考慮する必要がある。
【０００９】
つまり、実際に、ワークＷの外周面Ｗａを幅方向に対しストレート（断面直線状）に仕上げようとしても、上記加工熱や加工力の影響によって、加工後のワークＷが冷えた状態では、外周面Ｗａの幅方向中央部がわずかながら径方向へへこんだ中凹形状になる傾向がある（図１０(a),(b) の▲２▼における凹み量ｈを参照）。
【００１０】
ちなみに、この中凹形状のワークＷを部品として、装置に組み込まれると、ワークの両端部はエッジロードが高く、これがため、油切れ等により、磨耗が生じたり、摺動相手にキズが生じたりすることから、製品寿命が短くなってしまう。このため、例えば転動体として使用されるようなワークＷの場合は、外周面Ｗａを幅方向の形状について、中凹形状となるよりも、微量の中凸形状とする方が好ましい。
【００１１】
かかる場合に、ワークＷの外周面Ｗａの研削精度を向上させるためには、上記加工熱や加工力による変形によって生じる中凹形状の凹み量ｈを考慮して、この凹み量ｈに相当する量だけ予め幅方向に対しμｍオーダあるいは０．１μｍオーダで中凸形状に加工することにより加工精度の向上を果たすことができる。一方、ワークＷの外周面について、加工熱や加工力による変形によって生じる中凹形状の凹み量ｈは、砥石車ａおよびワークＷの回転速度やワークＷの形状、材質等の因子によって、変動するものである。
【００１２】
しかしながら、上記のような、従来の一般的な円筒研削により、円筒外周面Ｗａをその幅方向の形状について、加工熱や加工力による変形によって生じる中凹形状の凹み量ｈに相当する量だけ中凸形状に加工する場合、砥石車ａやワークＷの種類に応じて、その都度、砥石車ａの砥石面形状を修正する必要がある。特に、数μｍオーダの精密な研削である場合は、その信頼性を維持するために、精密な砥石修正や高価で複雑な機構のツルーイング装置が必要であるため、経済的かつ研削精度上の不具合が生じる。
【００１３】
さらに、図１０(b) に示すように、一部に突起部Ｗｂを有するワークＷの外周面a に精密研削を施す場合には、突起部Ｗｂ近傍への研削を可能とするために砥石車ａの外径を小さくする必要があることから、砥石車ａを高速回転させる必要がある等を理由に、加工精度および経済的な面での不具合が生じる。
【００１４】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、カップ型砥石車を用いて、円筒状ワークの外周面を高精度にかつ効率良く仕上げることのできる研削技術を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の研削装置は、円筒状ワークの外周面を、このワークの長さ寸法よりも大きな内径を有する円環状砥石面を備えたカップ型砥石車により研削加工する研削装置であって、ワークを着脱可能に保持する回動駆動可能なワーク主軸と、基準位置において、上記ワーク主軸と直交する平面内にあって、上記カップ型砥石車を同軸状に装着する回動駆動可能な砥石軸と、上記砥石車が装着された上記砥石軸を、上記ワーク主軸に直交する方向へ切込み送りする切込み手段と、上記砥石車が装着された上記砥石軸の傾斜角度を、上記ワーク主軸に直交する平面内で調整する傾斜手段とを備えてなり、上記傾斜手段により上記砥石車の傾斜角度が調整されることにより、上記砥石車の円環状砥石面が上記ワークの外周面を所定の中凸形状に研削する構成とされていることを特徴とする。
【００１６】
好適な実施態様として、上記構成に加えて、上記ワーク主軸と同軸状に装着されたロータリドレッサと、このロータリドレッサおよび上記砥石車を上記ワーク主軸に平行な方向へ相対的に移動調整する砥石移動手段とを備えている。このロータリドレッサは、ワークの仕上がり形状に対応したプロフィールを有していることが好適である。
【００１７】
また、本発明の外周面研削方法は、上記研削装置のように、円筒状ワークの外周面を、このワークの長さ寸法よりも大きな内径を有する円環状砥石面を備えたカップ型砥石車により円筒状ワークの外周面を研削する方法であって、上記砥石車の円環状砥石面に直交する円環状砥石面の後方から見た状態において、ワーク主軸に回転支持されたワークの回転軸を、上記砥石車の円環状砥石面の内径より内側となるように配置して、回転する上記砥石車を、上記円環状砥石面を上記ワークの外周面に当接させて切込み送りすることにより、上記ワークの外周面を中凸形状になるように研削することを特徴とする。
【００１８】
好適な実施態様として、上記ワーク主軸に直交する平面内で上記砥石車の傾斜角度を調整することにより、上記中凸形状の中凸量を調整する。
【００１９】
本発明の研削装置を用いて、例えば、回転支持するワークの回転軸を、砥石車の円環状砥石面の内径より内側となるように配置させた状態で、上記ワークの外周面に回転する砥石車の円環状砥石面を当接させることにより、このワークの外周面を幅方向へ微少量だけ中凸形状になるように研削する。
【００２０】
この場合、ワークの回転軸と砥石車の円環状砥石面の内径との配置関係は、研削対象であるワークの外周面について、加工熱や加工力による変形によって生じる凹部状の凹み量を考慮して設定することにより、加工熱や加工力による変形によって生じる凹部状の凹み量に相当する量だけ予め幅方向に対しμｍオーダあるいは０．１μｍオーダで微少量だけ中凸形状に加工することができる。
【００２１】
また、外周面に突起部を有するワークについては、このワークを所定の角度範囲で正逆方向へ回転させて、突起部以外のワーク外周面を研削する。
【００２２】
すなわち、外周面に突起部があるワークであっても、その突起部と砥石車およびその駆動装置等とが接触しないように所定の領域を確保する必要がなく、同時に、砥石車の径を十分大きくとることができるとともに、上記と同様、ワークの外周面について、加工熱や加工力による変形によって生じる凹部状の凹み量に相当する量だけ予め幅方向に対し微小量だけ中凸形状に加工することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
実施形態１
本発明における円筒状ワークの外周面研削装置を図１ないし図７に示し、この研削装置は、具体的には、図示のような円筒状のワークＷの外周面Ｗａに加工熱や加工力による変形によって生じる中凹形状の凹み量に相当する量だけ予め幅方向に対しμｍオーダあるいは０．１μｍオーダで微小量だけ中凸形状に加工し精密仕上げを施すものである。
【００２５】
この研削装置は、図１に示すように、ワークＷを支持回転するワーク保持部Ａと、回転駆動する砥石車１を備える砥石研削部Ｂとを主要部として備えてなる。
【００２６】
ワーク保持部Ａは、図２および図３に示すように、ワーク保持治具２と治具回動部３を主要部として構成されている。
【００２７】
ワーク保持治具２は、ワークＷの外周面Ｗａを砥石車１の砥石面１ａに対向させて位置決めするとともに、着脱可能に保持するもので、ワーク主軸２１を主要部として構成され、このワーク主軸２１は、治具回動部３に回動可能に軸支されている。
【００２８】
ワーク主軸２１は、治具回動部３に両持状に回転支持されるとともに、後述する治具回動部３の回動軸２２ｐに同軸状にかつ一体的に連結されている。そして、これら回動軸２２ｐおよびワーク主軸２１の軸線Ｘは、砥石車１の円環状砥石面１ａを含む平面に対して平行となるように配置されている。
【００２９】
ワークＷのワーク主軸２１に対する取り付けは、図３に示すごとく、ワーク主軸２１にワークＷの円筒穴が挿入されて、取外し可能に支持固定される。これにより、ワークＷは、ワーク主軸２１と同軸状つまりワークＷの回転軸が上記軸線Ｘに一致するように一体的に保持されている。
【００３０】
治具回動部３は、ワーク主軸２１つまりワークＷを回動駆動するもので、上記回動軸２２ｐと、治具回動部ベース３１と、回転駆動源であるワーク駆動モータ（図示省略）とを主要部として備える。
【００３１】
回動軸２２ｐは、水平状態で回転可能に支持されるとともに、図示しない駆動機構を介して上記ワーク駆動モータの駆動軸に軸支されている。
【００３２】
この治具回動部３のワーク駆動モータの回転駆動により、上記回動軸２２ｐが回転されて、ワーク主軸２１さらにはここに支持固定されたワークＷが、その軸線Ｘを中心として円周方向へ回動される。
【００３３】
なお、上記回動軸２２ｐの駆動について、上記のようにワーク駆動モータを用いた構成に代えて、例えば、油圧による回転駆動源を用いるなど、他の回転駆動源を用いた同一機能を備える構成も採用可能である。
【００３４】
また、砥石車１の環状砥石面１ａのドレッシングに使用されるロータリドレッサ２３は、ワークＷと同様、上記ワーク主軸２１に同軸状に取り付けられている。治具回動部ベース３１を、後述する砥石車１の砥石軸４１に対して直交する方向（図示の場合は水平方向）へ移動させるとともに、砥石軸４１を保持する後述の基台５６を上下方向へ昇降させることにより、ロータリドレッサ２３と砥石車１の環状砥石面１ａの相対的位置が調整されて、ロータリドレッサ２３による砥石車１の環状砥石面１ａのドレッシングが行われる。
【００３５】
この場合、上記ロータリドレッサ２３として、ワークＷの仕上がり形状に対応したプロフィール、つまり、ワークＷの仕上がり形状とほぼ同一かまたは僅かに大きな外径のものを用いるとともに、このロータリドレッサ２３を、砥石車１の環状砥石面１ａに対してワークＷの研削時と同じ状態で当接させて、ドレッシングを行うようにしても良い。
【００３６】
なお、砥石車１の環状砥石面１ａのドレッシング方法としては、図示のほか、ダイヤモンドドレッサ等によるものであってもよい。
【００３７】
上記砥石研削部Ｂは、図１および図４に示すように、砥石車ユニット４と、摺動ユニット５を主要部として構成されている。
【００３８】
砥石車ユニット４は、砥石車１を回転駆動するもので、砥石軸４１、砥石駆動モータ４２および砥石台４３を主要部として備える。
【００３９】
上記砥石車１は、いわゆるカップ型砥石車であって、その先端の最外縁部全周にわたって、平坦な円環状の砥石面１ａが形成されており、この砥石面１ａは、上記砥石軸４１の軸線Ｙに垂直な平面に含まれる細幅の円環状平坦面であって、精密仕上げが可能な超砥粒砥石から形成されている。
なお、図６を参照して後述するところから明らかなように、上記砥石車１の円環状砥石面１ａは、少なくともその内径が加工対象であるワークＷの長さ寸法つまり軸線Ｘ方向の長さ寸法よりも大きく設定されている。
【００４０】
上記砥石軸４１は、砥石台４３に回転可能に軸支されるとともに、砥石駆動モータ４２の駆動軸（図示省略）に駆動連結されている。砥石軸４１の軸線Ｙは、その基準位置において、上記ワーク主軸２１の軸線Ｘと直交する平面内にあるとともに、後述する摺動ユニット５により、その傾斜角度が調整可能とされている。
【００４１】
砥石軸４１の先端部には、砥石車１が締付ナット７（図５参照）により同軸状にかつ取外し可能に装着されており、上記砥石駆動モータ４２により、上記砥石車１が所定の回転速度をもって高速回転される。
【００４２】
また、上記砥石台４３は、摺動ユニット５のスライドベース５２上に取り付けられている。
【００４３】
摺動ユニット５は、上記ワーク主軸２１に直交する方向（図４の矢符ａ方向）へ砥石車１を切込み送りする切込み手段と、この切込み手段による切込み送り方向ａと直交する方向（図４の矢符ｂ方向）へ上記砥石車１を移動調整する砥石移動手段と、ワーク主軸２１に直交する平面内で砥石車１の傾斜角度（図４の矢符ｃ方向）を調整する傾斜手段と、砥石車１をワーク主軸２１に平行な平面内で傾斜（図４の矢符ｄ方向）させるスイベル手段としての複数の機能を兼備している。
【００４４】
この摺動ユニット５は、切込み送りモータ５１、傾斜調整具５３、傾斜ピボット５４、スイベルピボット５５および上記基台５６を主要部として備えている。
【００４５】
上記切込み送りモータ５１は、スライドベース５２を砥石軸４１と平行する方向へ摺動させるものであり、基台５６の上に装着されるとともに、ボールネジ機構（図示省略）を介して切込み送りモータ軸５１ｐに駆動連結されている。上記スライドベース５２は、上記基台５６上に砥石軸４１と平行する方向（図４の矢符ａ方向）へ延びて設けられたスライドレール（図示省略）上に摺動可能に支持されている。そして、このスライドベース５２上に、上記砥石車ユニット４の上記砥石台４３が、傾斜ピボット５４、スイベルピボット５５および傾斜調整具５３を介して装着されている。
【００４６】
切込み送りモータ５１により、スライドベース５２と共にその上に装置された砥石車ユニット４が上記砥石軸４１に平行する方向へ移動され、これにより、上記ワークＷに対する切込み量が調整されて、ワークＷの加工寸法が設定調整され、上記切込み手段として機能する。この切込み送り量は、例えば、パルスエンコーダ（図示省略）により、上記切込送りモータ軸５１ｐの回転角を読み取ることによって、検出制御される。
【００４７】
上記基台５６は、砥石車ユニット４の砥石車１を、ワーク主軸２１に直交する平面内で砥石軸４１の軸線に直交する方向（図示の場合は上下方向（（図４の矢符ｅ方向））へ昇降移動させるものである。この基台５６は、機枠６の上に昇降可能に装着されるとともに、その上に、上記砥石車ユニット４および摺動ユニット５が装置されている。
【００４８】
上記傾斜調整具５３は、具体的には、ネジ機構によりその高さを調整できる構造を備えており、上記スライドベース５２上に設けられるとともに、上記砥石台４３の後部を下側から支持している。この傾斜調整具５３は、上記ネジ機構により高さを調節することにより、スライドベース５２上に設けられた傾斜ピボット５４を支点として、上記砥石台４３をワーク主軸２１に直交する平面内でその傾斜角度（図４の矢符ｃ方向）を調整することができる。なお、この傾斜角度は、例えば、ダイアルゲージ（図示省略）により、上記傾斜調整具５３のネジ回転角を読み取ることによって、そのピッチにより算出制御される。
【００４９】
上記スイベルピボット５５は、上記砥石車ユニット４の上記砥石台４３の傾斜角度（図４の矢符ｄ方向）を上記ワーク主軸２１に平行な平面内で可変調節するものである。このスイベルピボット５５は、上記傾斜ピボット５４上に傾斜ピボット５４と直交状に取り付けられるとともに、図示しない駆動モータにより正逆方向へ回動可能に軸支されている。つまり、砥石台４３は、スライドベース５２上に配置された上記傾斜ピボット５４上に、スイベルピボット５５を介して支持されている。また、この場合の砥石台４３の傾斜角度は、スライドベース５２上に固設されたスイベル調整手段５７により、検出制御される。
【００５０】
また、上記基台５６により、上記スライドベース５２と共に、上記砥石車ユニット４が上記ワーク主軸２１に直交する平面内で上記砥石軸４１の軸線に直交する方向（図４の矢符ｅ方向）に昇降移動される。これにより、ワークＷに対する上記砥石車１の砥石面１ａの相対的な高さ方向位置が調整される。また、この基台５６は、ワークＷの接線方向への切込み（つまり、タンジェンシャル研削）を行った後に、ワーク主軸２１に直交する切込みを与えて、ワークＷの外周面Ｗａを中凸形状に研削することも可能とする。
【００５１】
上記傾斜調整具５３のネジ機構によりその高さを調整することにより、上記スライドベース５２上に固設された上記傾斜ピボット５４を支点として、上記ワーク主軸２１に直交する平面内で上記砥石軸４１の傾斜角度が調整され（図４の矢符ｃ方向）、これにより、ワークＷに対する上記砥石車１の砥石面１ａの位置決めが調整され、上記傾斜手段として機能する。
【００５２】
さらに、上記スイベルピボット５５の軸を正逆方向に回動調整されることにより、上記砥石軸４１の傾斜角度が上記ワーク主軸２１に平行な平面内で可変調節され、これにより、ワークＷに対する上記砥石車１の砥石面１ａの位置決めが調整され、上記スイベル手段として機能する（図４のｄの矢印参照）。
【００５３】
次に、図６（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を参照しつつ、以上のように構成された摺動ユニット５の各種機能（切込み手段、砥石移動手段、傾斜手段およびスイベル手段としての機能）を用いて、ワークＷの外周面Ｗａと砥石車１の円環状砥石面１ａとの相対的な配置関係を変化させた場合の上記外周面Ｗａの仕上がり形状について考察してみる。なお、図６において、図６（ａ）および（ｂ）の左側の図（丸付き数字「１」の図）は、砥石車１の円環状砥石面１ａに直交する円環状砥石面１ａの後方からワークＷの方向を見た状態を示す模式図、図６（ａ）および（ｂ）の右側の図（丸付き数字「２」の図）と図６（ｃ）は、ワークＷの回転軸つまりワーク主軸２１の軸線Ｘ方向に見た、砥石車１の円環状砥石面１ａとワークＷの外周面Ｗａとの当接状態を示す模式図である。
【００５４】
まず、図６（ａ）の左側の図に示すように、砥石車１の円環状砥石面１ａに直交する円環状砥石面１ａの後方から見た状態において、ワークＷの回転軸つまりワーク主軸２１の軸線Ｘが、砥石車１の円環状砥石面１ａの内外径間にあるように配置し、この状態で、回転する砥石車１の円環状砥石面１ａによりワークＷの外周面Ｗａに研削加工を施すと、この外周面Ｗａは、図７（ａ）に示すように、その幅方向全体にわたってストレート（断面直線状）な円筒面に仕上がる。
【００５５】
一方、図６（ｂ）の左側の図に示すように、砥石車１の円環状砥石面１ａに直交する円環状砥石面１ａの後方から見た状態において、ワークＷの回転軸Ｘが、砥石車１の円環状砥石面１ａの内径より内側となるように配置し（円環状砥石面１ａの内径位置とワークＷの回転軸Ｘの位置との距離はｅ）、この状態で、回転する砥石車１の円環状砥石面１ａによりワークＷの外周面Ｗａに研削加工を施すと、この外周面Ｗａは、図７（ｂ）に示すように、その幅方向全体にわたって径方向外側へ膨らんだ中凸形状（断面突円弧状）の円筒面に仕上がる。
【００５６】
また、図６(c) に示すように、この図６(b) に示す配置状態から砥石車１の軸線Ｙの傾斜角度θ0 を微調整することで、上記外周面Ｗａにおける中凸形状の大きさ（断面円弧形状における曲率等）を微調整することができる。この場合、傾斜角度θ0 が大きいほど、中凸量（クラウニング量）は小さくなる。
【００５７】
しかして、本実施形態の外周面研削装置は、後者のように、ワークＷの外周面Ｗａと砥石車１の円環状砥石面１ａとの相対的な配置関係を設定することにより、ワークＷの外周面Ｗａをその幅方向へ中凸形状になるように研削して、その仕上がり研削精度の向上を図っている。
【００５８】
具体的には、予め、ワークＷの材質や形状寸法、あるいはカップ型砥石車１の外径等を考慮して、研削時の加工熱や加工力による変形等によってワークＷの外周面Ｗａに生じる凹部状の凹み量ｈ（図１０参照）から決定される砥石軸４１のスライド量ｅを算出する。
【００５９】
そして、上記摺動ユニット５により、図６（ｂ）に示すように、砥石軸４１をその軸線Ｙに直交する方向（図面において左方向）へ所定量ｅだけスライド移動させて、ワークＷの回転軸Ｘを、砥石車１の砥石面１ａの内径より内側にくるように対向配置させる。
【００６０】
しかして、この状態で、ワークＷを回転駆動するとともに、砥石車１を高速で回転駆動しながら、ワークＷの外周面Ｗａに砥石車１の砥石面１ａを当接させて（この場合、砥石面１ａの内径縁が接触）、研削加工を施すことにより、研削時の加工熱や加工力による変形を考慮した精密研削、つまり、ワークＷの外周面Ｗａについて、予め幅方向に対しμｍオーダあるいは０．１μｍオーダで中凸状に研削するができ、外周面Ｗａに精度の高い研削加工を施すことが可能となる。
【００６１】
実施形態２
本実施形態は図８および図９に示されており、図示のような外周面Ｗａに突起部ＷｂがあるワークＷの外周面Ｗａに、精密仕上げを施す構成を備えてなるものであり、具体的には、ワーク保持部Ａの具体的構成が実施形態１と相違している。
【００６２】
すなわち、ワーク保持部Ａにおけるワーク駆動モータ（図示省略）が、ワーク主軸２１を所定の角度範囲θで正逆方向へ交互に回転駆動するワーク主軸回転手段として機能するように構成されている。
【００６３】
この場合の角度範囲θは、図９に示すように、上記砥石面１ａの内外径縁がワークＷの突起部Ｗｂと干渉しない範囲内で設定される。なお、この角度範囲θは、例えばパルスエンコータ（図示省略）により、上記ワーク駆動モータの駆動軸の回転角を読み取ることによって、検出制御される。
【００６４】
しかして、上記ワーク駆動モータの回転駆動により、ワーク主軸２１が正逆方向へ回転されて、ここに固定保持されたワークＷの円筒部Ｗａが、その軸線Ｘを中心として、上記角度範囲θで往復回動される。そして、このワークＷに対して高速回転する砥石車１の砥石面１ａが当接し、ワークＷの外周面Ｗａについて、実施形態１と同様、高い加工精度を有する研削加工が可能となる。
【００６５】
なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可能である。以下にその一例を示す。
【００６６】
(1) ワーク保持部Ａのワーク保持治具２および砥石研削部Ｂの砥石車１の具体的構成は、研削対象となるワークＷの形状寸法等に応じて適宜設計されるものであり、図示の実施形態に限定されない。
【００６７】
例えば、図示の実施形態においては、ワーク保持治具２におけるワーク主軸２１の構造が、ワークＷの円筒穴を利用してワークＷを固定保持するものとなっているが、ワークＷに円筒穴がない場合など、図示のような支持構造を取れない場合には、その他の支持手段あるいは固定手段によって支持する構造が採用できることはもちろんである。
【００６８】
(2) 摺動ユニット５の具体的構造も、他の構成装置との関係で種々設計変更可能であり、例えば、摺動ユニット５が備える各種機能の一部をワーク保持部Ａ側に設けられて、ワーク保持治具２上のワークＷが、砥石車１に対して相対的に移動量あるいは傾斜角度を調整される構造も採用可能である。
【００６９】
同様に、ロータリドレッサ２３と砥石車１をワーク主軸２１に平行な方向へ相対的に移動調整する構成も、図示の実施形態と異なる構成が採用可能である。
【００７０】
(3) 砥石車１の砥石面１ａの具体的形状についても、図示の実施形態のような平坦面形状のものに限定されず、目的に応じて、テーパ面形状や球面形状等も採用され得る。
【００７１】
(4) また、研削工程について、粗研削と仕上研削の２工程に分けた研削が行われたり、これらの研削が適数回繰り返されるなど、対象となるワークＷの種類および要求される仕上げ精度に応じて適宜決定されることが可能である。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、以下に列挙するような種々の効果が得られ、ワークＷの外周面の精密研削加工において、高精度にかつ効率良く仕上げることのできる研削技術を提供することができる。
【００７３】
(1)  円筒状工作物の外周面を、この工作物の長さ寸法よりも大きな内径を有する円環状砥石面を備えたカップ型砥石車により研削加工する研削装置であって、工作物を着脱可能に保持する回動駆動可能なワーク主軸と、基準位置において、上記ワーク主軸と直交する平面内にあって、上記カップ型砥石車を同軸状に装着する回動駆動可能な砥石軸と、上記砥石車が装着された上記砥石軸を、上記ワーク主軸に直交する方向へ切込み送りする切込み手段と、上記砥石車が装着された上記砥石軸の傾斜角度を、上記ワーク主軸に直交する平面内で調整する傾斜手段とを備えてなり、上記傾斜手段により上記砥石車の傾斜角度が調整されることにより、上記砥石車の円環状砥石面が上記工作物の外周面を所定の中凸形状に研削する構成とされているから、例えば、砥石車の円環状砥石面に直交する円環状砥石面の後方から見た状態において、ワーク主軸の軸線を、カップ型砥石車の内径より内側に配置させ、ワークの回転とカップ型砥石車の回転により、ワークの外周面を予め設計された寸法の中凸形状に研削加工を施す研削方法を提供することができる。
【００７４】
これにより、ワークの外周面について、加工熱や加工力による変形によって生じる凹部状の凹み量に相当する量だけ予め幅方向に対しμｍオーダあるいは０．１μｍオーダで中凸状に加工することができ、高価で複雑な機構の砥石修正やツルーイング装置を必要せずに、精密仕上げを施すことができる。
【００７５】
(2) また、ワーク主軸を所定の角度範囲で正逆方向へ交互に回転駆動するワーク主軸回転手段を備えていると、ワークの外周面に突起部がある場合でも、上記と同様、突起部以外の外周面を、研削時の加工熱や加工力による変形によって生じる凹部状の凹み量に相当する量だけ予め見越して中凸状に加工することができる。
【００７６】
これにより、砥石車の外径を制限されることなく、ワークの突起部分以外の外周面に精密仕上げを施すことができ、主として以下のような付随的効果も発揮することができる。
【００７７】
（イ）砥石車を高速回転させる必要がないことから、それに伴う高価な駆動装置を組む必要がなく経済的であり、かつ高速回転による振動の発生も抑えることができるため、研削加工精度も向上する。
【００７８】
（ロ）ワークの除去体積当たりの作用する砥石の表面積を大きく取れ、かつ粒数が制約されないことから、砥石の磨耗や目詰まりが生じにくくなり、砥石の寿命を長くすることができる。
【００７９】
（ハ）砥石軸径、軸受サイズを大きく設定することができ、スピンドルの剛性が十分に得られるため、設計面でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態１であるワークの外周面研削装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同研削装置の主要部であるワーク保持部を示す斜視図である。
【図３】同じく同ワーク保持部を一部破断して示す正面図である。
【図４】同研削装置の主要部である砥石研削部を示す斜視図である。
【図５】同研削装置におけるワーク保持部に保持されたワークと砥石車との、研削時における相対的位置関係を拡大して示す側面断面図である。
【図６】同研削装置の研削時における砥石車の姿勢とワークとの相対的配置関係を示す図で、図６(a) は、ワークの外周面を、その幅方向全体にわたってストレートな円筒面に仕上げる場合を示し、図６(b) は、ワークの外周面を、その幅方向全体にわたって径方向外側へ膨らんだ中凸形状の円筒面に仕上げる場合を示し、また図６(c) は、図６(b) に示す配置状態から砥石車の軸線の傾斜角度を微調整して、中凸形状の大きさを微調整する場合を示す。
【図７】同じく、同研削装置の研削時における砥石車の姿勢とワークとの相対的配置関係を模式的に示す斜視図であり、図７(a) は、ワークの外周面を、図６(a) に対応する形状に研削する場合を示し、図７(b) は、ワークの外周面を、図６(b) に対応する形状に研削する場合を示す。
【図８】本発明に係る実施形態１であるワークの外周面研削装置の主要部であるワーク保持部を示す斜視図である。
【図９】同研削装置におけるワーク保持部に保持されたワークと砥石車との、研削時における相対的位置関係を拡大して示す側面断面図である。
【図１０】従来の研削装置によるワークの外周面のいわゆる円筒研削方法を示し、図１０(a) はワークの外周面をストレートな円筒面に研削する場合を示し、図１０(b) は外周面の一部に突起部を有するワークを研削する場合を示す。
【符号の説明】
Ａ                ワーク保持部
Ｂ                砥石研削部
Ｗ                ワーク（工作物）
Ｗａ              ワークの外周面（円筒外周面）
Ｗｂ              外周面の一部に形成された突起部
Ｘ                ワーク主軸の軸線
Ｙ                砥石軸の軸線
１                砥石車
１ａ              砥石車の円環状砥石面
２                ワーク保持治具
２１              ワーク主軸
２３              ロータリドレッサ
３                治具回動部
３１              治具回動部ベース
４                砥石車ユニット
４１              砥石軸
４２              砥石駆動モータ
４３              砥石台
５                摺動ユニット
５１              砥石軸切り込みモータ
５２              スライドベース
５３              傾斜調整具
５４              傾斜ピボット
５５              スイベルピボット
５６              基台
５７              スイベル調整手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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