(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工面に押し付けられ当該被加工面上を相対移動しつつ摺動するとともに、前記被加工面上を前記摺動方向と相異する方向に振動するように構成された超仕上砥石であって、
前記摺動方向と振動方向の両者に対し傾斜する方向の分割面で分割されており、この分割面に沿って前記押付け方向に互いに独立して移動可能な複数の砥石部を備えたことを特徴とする超仕上砥石。 
【請求項２】
前記砥石が、クラウニング面の一端部を加工するための凸部を有する第１砥面部と、当該クラウニング面の他端部を加工するための凸部を有する第２砥面部とで構成されている請求項１に記載の超仕上砥石。
【請求項３】
互いに隣接する砥石部間に加工液供給用の隙間が設けられている請求項１〜２のいずれかに記載の超仕上砥石。
【請求項４】
前記複数の砥石部が、少なくとも２種類の品質の砥石を含んでいる請求項１〜３のいずれかに記載の超仕上砥石。
【請求項５】
請求項１記載の超仕上砥石を用いて被加工面の超仕上加工を行う方法であって、
前記被加工面を有する被加工物を砥石に対し相対移動させる工程と、
前記被加工面に超仕上砥石を押し付けて当該超仕上砥石を被加工面上で摺動させる工程と、
前記摺動方向と相異する方向に超仕上砥石を振動させる工程と
を含んでおり、前記超仕上砥石を構成する複数の砥石部のそれぞれを、前記被加工面の高低に応じて互いに独立して前記押付け方向に移動させることを特徴とする超仕上加工方法。 
【請求項６】
互いに隣接する砥石部間の隙間から加工液を供給する工程をさらに含む請求項５に記載の超仕上加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超仕上砥石及びそれを用いた超仕上加工方法に関する。さらに詳しくは、砥石に対し相対移動する被加工面に当該砥石を押圧しつつ、この押圧方向と異なる方向に前記砥石を微小振動させる超仕上加工方法及びこの加工方法に用いる超仕上砥石に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、円筒ころ軸受や円錐ころ軸受等のクラウニング面（以下、ＣＲ面ともいう）を仕上げるに際し、超仕上加工が用いられている。
この超仕上加工は、例えば特開２００２−３２６１５３号公報に記載されているように、その中心軸回りに回転している外輪の内周面（被加工面）又は内輪の外周面に砥石の先端を押し付けて前記内周面又は外周面上を摺動させるとともに、この摺動方向と異なる方向に前記砥石を振動（揺動）させるものである。この砥石は外輪又は内輪の軌道面の垂線に対して大径側開口部の外方側へ傾斜するように配設されており、これにより当該砥石の後端部と、加工軌道面（砥石先端が摺動している軌道面）と反対側の非加工軌道面との干渉が回避され、その結果、砥石の長尺化が可能になり、砥石の交換頻度を低減させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特開２００２−３２６１５３号公報に記載されている砥石は単一の砥石材からなっているため、図３〜４に模式的に示されるように、砥石１１の両端（砥石の振動方向の両端）のクラウニング加工部１１ａが、当該砥石１１の振動時に平坦面１２に乗り上げ、クラウニングの深部ないしは奥部１３に砥石１１が届かないという現象が発生する。詳述すると、図３〜４において、１４は図示しない回転機構により回転させられる内輪であり、この内輪１４の外周のＣＲ面に砥石１１が押し付けられ（矢印Ａ参照）、これにより当該砥石１１の先端の砥面１１ｂが前記ＣＲ面上を摺動する。一方、砥石１１は、この摺動方向と相異する方向（矢印Ｂ参照）に振動しているが、クラウニングの深部１３が深くなり、これに伴いクラウニング加工部１１ａの砥面１１ｂからの突出高さが高くなると、このクラウニング加工部１１ａが平坦面１２に乗り上げ、砥石１１が逃げてしまう（矢印Ａと逆の方向に砥石が移動する）。この場合、砥石１１に振動力を与える方向は矢印Ｂで示される方向であっても、実際に砥石１１が移動する経路は、矢印Ｃで示されるように振動の振幅の両端においてＣＲ面から離反するよう屈曲したものとなる。その結果、クラウニングの深部１３には砥石が接触せず、超仕上加工が施されない。また、平坦面１２と深部１３との境界付近のＣＲ面角部１５が過剰に超仕上加工され、これによりクラウニング形状が崩れてしまうという問題がある。【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、深いクラウニング形状のＣＲ面であっても、その形状を崩すことなく面全体を均一に超仕上加工することができる超仕上砥石及びそれを用いた超仕上加工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の超仕上砥石は、被加工面に押し付けられ当該被加工面上を相対移動しつつ摺動するとともに、前記被加工面上を前記摺動方向と相異する方向に振動するように構成された超仕上砥石であって、
前記摺動方向と振動方向の両者に対し傾斜する方向の分割面で分割されており、この分割面に沿って前記押付け方向に互いに独立して移動可能な複数の砥石部を備えたことを特徴としている（請求項１）。【０００７】
本発明の超仕上砥石は、被加工面に押し付けられる砥石が複数の砥石部から構成されており、しかも前記複数の砥石部のそれぞれが、押付け方向に沿って互いに独立して移動可能であるので、一の砥石部が被加工面に乗り上げて前記押付け方向と反対方向に移動した場合でも、他の砥石部は、かかる一の砥石部と独立して移動可能であり、被加工面への押付け状態を維持することができる。したがって、前記他の砥石部が接触している被加工面の超仕上加工を行うことができる。そして、砥石が振動し、今度は前記他の砥石部が被加工面に乗り上げた場合、この他の砥石部だけが前記押付け方向と反対方向に移動し、前記一の砥石部は被加工面に押し付けられた状態に保たれる。その結果、一の砥石部が接触している被加工面の超仕上加工を行うことができる。このようにして、複数の砥石部が被加工面上を交互に摺動することで当該被加工面全体を均一に超仕上加工することができる。その際、砥石は、当該砥石が被加工面上を摺動する方向と振動方向の両者に対し傾斜する方向の分割面で分割されているので、被加工面において砥石が接触しないか又は充分に接触しない部位が発生せず、砥石部間のつなぎ目の部分に対向する被加工面に段差やすじ状の凸部が生じることがない。また、隣接する砥石部の境界部と接触する被加工面は両方の砥石部が接触することになり、砥石の違いによる段差等が発生せず滑らかに仕上げることができるので、複数の砥石部を同一品質のものにする必要はなく、用途に応じて異なる品質のものとすることができる。例えば、円錐ころ軸受の内輪の軌道面を超仕上加工する場合、当該内輪の大径側の砥石部を小径側の砥石部よりも硬くすることで、周速の速い大径側に接触する砥石部と周速の遅い小径側に接触する砥石部の寿命を等しくすることができる。【０００８】
前記砥石を、クラウニング面の一端部を加工するための凸部を有する第１砥面部と、当該クラウニング面の他端部を加工するための凸部を有する第２砥面部とで構成することができる。この場合、第１砥面部の凸部がクラウニング面の平坦面に乗り上げても、第２砥面部は、かかる第１砥石部と独立して移動可能であり、クラウニング面への押付け状態を維持することができる。したがって、前記第２砥石部は、クラウニング面の他端部を含む当該第２砥石部が接触しているクラウニング面の超仕上加工を行うことができる。砥石が振動して、今度は第２砥石部の凸部がクラウニング面の平坦面に乗り上げた場合、第１砥石部はクラウニング面への押付け状態が維持され、この第１砥石部が接触するクラウニング面の超仕上加工が行われる。このようにして、クラウニング面全体を均一に超仕上加工することができる。【０００９】
互いに隣接する砥石部間に加工液供給用の隙間が設けられているのが好ましい。この隙間から研削油等の加工液を被加工面に供給することで、被加工面の中央付近にも確実に加工液を供給することができる。これにより被加工面における洗浄性や潤滑性を向上させることができ、その結果砥石による研磨の加工精度を上げることができる。【００１０】
また、前記複数の砥石部が、少なくとも２種類の品質の砥石を含んでいるのが好ましい。この場合、前述したように、例えば円錐ころ軸受の内輪軌道面を超仕上加工するに際し、内輪の大径側の砥石部を小径側の砥石部よりも硬くすることで、周速の速い大径側に接触する砥石部と周速の遅い小径側に接触する砥石部の寿命を等しくできるという効果を得ることができる。【００１１】
また、本発明の超仕上加工方法は、請求項１記載の超仕上砥石を用いて被加工面の超仕上加工を行う方法であって、
前記被加工面を有する被加工物を砥石に対し相対移動させる工程と、
前記被加工面に超仕上砥石を押し付けて当該超仕上砥石を被加工面上で摺動させる工程と、
前記摺動方向と相異する方向に超仕上砥石を振動させる工程と
を含んでおり、前記超仕上砥石を構成する複数の砥石部のそれぞれを、前記被加工面の高低に応じて互いに独立して前記押付け方向に移動させることを特徴としている。【００１３】
本発明の方法では、被加工面に押付けられる砥石として複数の砥石部からからなるものを採用しており、しかも前記複数の砥石部のそれぞれが、押付け方向に沿って互いに独立して移動可能であるので、一の砥石部が被加工面に乗り上げて前記押付け方向と反対方向に移動した場合でも、他の砥石部は、かかる一の砥石部と独立して移動可能であり、被加工面への押付け状態を維持することができる。したがって、前記他の砥石部が接触している被加工面の超仕上加工を行うことができる。そして、砥石が振動し、今度は前記他の砥石部が被加工面に乗り上げた場合、この他の砥石部だけが前記押付け方向と反対方向に移動し、前記一の砥石部は被加工面に押付けられた状態に保たれる。その結果、一の砥石部が接触している被加工面の超仕上加工を行うことができる。このようにして、複数の砥石部が被加工面上を交互に摺動することで当該被加工面全体を均一に超仕上加工することができる。その際、砥石は、当該砥石が被加工面上を摺動する方向と振動方向の両者に対し傾斜する方向の分割面で分割されているので、被加工面において砥石が接触しないか又は充分に接触しない部位が発生せず、砥石部間のつなぎ目の部分に対向する被加工面に段差やすじ状の凸部が生じることがない。また、隣接する砥石部の境界部と接触する被加工面は両方の砥石部が接触することになり、砥石の違いによる段差等が発生せず滑らかに仕上げることができるので、複数の砥石部を同一品質のものにする必要はなく、用途に応じて異なる品質のものとすることができる。例えば、円錐ころ軸受の内輪の軌道面を超仕上加工する場合、当該内輪の大径側の砥石部を小径側の砥石部よりも硬くすることで、周速の速い大径側に接触する砥石部と周速の遅い小径側に接触する砥石部の寿命を等しくすることができる。【００１４】
互いに隣接する砥石部間の隙間から加工液を供給する工程をさらに含んでいるのが好ましい。この隙間から研削油等の加工液を被加工面に供給することで、被加工面の中央付近にも確実に加工液を供給することができる。これにより被加工面における洗浄性や潤滑性を向上させることができ、その結果砥石による研磨の加工精度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の超仕上砥石の一実施の形態を示す断面説明図である。
【図２】図１に示される超仕上砥石の横断面説明図である。
【図３】従来の超仕上砥石の断面説明図である。
【図４】図３に示される超仕上砥石の部分拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の超仕上砥石及びそれを用いた超仕上加工方法の実施の形態について説明をする。
図１は本発明の一実施の形態に係る超仕上砥石の断面説明図であり、図２は図１に示される超仕上砥石の横断面（長手方向に垂直な断面）説明図である。なお、従来技術を説明する図３〜４とともに、この図１〜２においても、分かり易くするために、クラウニングの形状、とりわけクラウニングの深さと、このクラウニングの両端に対応する超仕上砥石両端の突出を誇張して表現している。また、図１及び３では、超仕上砥石を収容するホルダーの図示を省略している。【００１７】
図１は円錐ころ軸受の内輪外周の軌道面を超仕上加工する場合を示している。被加工物（ワーク）である内輪１は図示しない回転機構により、その軸１ａ廻りに回転（砥石に対し相対移動）させられ、当該内輪１の外周の軌道面（被加工面）７に超仕上砥石２が矢印Ａ方向に押圧される。これにより、超仕上砥石２先端の砥面２ａは前記軌道面７上を摺動する。前記押圧は、従来から用いられているエアシリンダ、油圧シリンダ等の流体圧シリンダや、バネ等の弾性手段で行うことができる。超仕上砥石１は、また、前記エアシリンダ等の押圧機構とともに前記摺動方向と相異する方向（矢印Ｂ参照）に図示しない振動機構によって振動（揺動）させられ、軌道面７上を摺動しつつ振動し、これにより当該軌道面７の超仕上加工が行われる。【００１８】
前記超仕上砥石２は、２つの砥石部、すなわち内輪１の小径側に配設される第１砥石部３と、同じく大径側に配設される第２砥石部４とで構成されている。第１砥石部３及び第２砥石部４は、いずれも棒状の砥石からなっており、その長手方向（押圧又は押付け方向）に垂直な断面形状はともに台形状を呈している。本実施の形態では、両砥石部３、４の断面形状は同一であるが、異なっていてもよい。両砥石部３、４は、焼入鋼等で作製されたホルダー５内に移動自在（図２において紙面垂直方向に移動自在）に配設されており、各砥石部の基端面に前記エアシリンダ等の押圧機構が接続されている。これにより、両砥石部３、４は前記押圧又は押付け方向に互いに独立して移動することができる。なお、各砥石部用の押圧機構は共通の支持台に固定されており、この支持台を前記揺動機構が揺動するよう構成されている。また、本実施の形態では、１つのホルダー内に２つの砥石部を配設しているが、両砥石部を別々のホルダー内に配設することもできる。この場合は、各ホルダーを別々の支持台に固定し、それぞれの支持台を別々の揺動機構で揺動させることもできる。【００１９】
第１砥石部３の内輪小径側の端縁３ｂには、クラウニング面である内輪軌道面７の一端部（内輪小径側端部）を加工するための凸部３ａが、当該端縁３ｂに沿って形成されており、一方、第２砥石部４の内輪大径側の端縁４ｂには、内輪軌道面７の他端部（内輪大径側端部）を加工するための凸部４ａが、当該端縁４ｂに沿って形成されている。各砥石部は、矩形部３ｄ、４ｄとテーパ部３ｅ、４ｅとで構成されており、主としてテーパ部３ｅ、４ｅで軌道面７の取代及び面性状を調整することができ、矩形部３ｄ、４ｄでクラウニング形状を調製することができるようになっている。【００２０】
前記第１砥石部３及び第２砥石部４は、超仕上砥石２が被加工面である軌道面７上を摺動する方向（図２の矢印Ｃ参照）及び振動方向Ｂの両者に対し傾斜する方向の分割面６をそれぞれ有している。両砥石部３、４の間には、０〜２ｍｍ程度の隙間８が形成されており、また各分割面６には、互いに対向する位置に断面略半円状の溝が形成されている。そして、一対の溝により通路９が形成され、この通路９及び前記隙間８を介して軌道面７に加工液が供給されるようになっている。【００２１】
前述したように、超仕上砥石２を複数の砥石部３、４で構成し、これら複数の砥石部３、４を互いに独立して移動自在にすることで、前記軌道面７全体を均一に超仕上加工することができる。すなわち、超仕上砥石２が軌道面７上を摺動しつつ振動するに際し、例えば第１砥石部３の凸部３ａが軌道面７に乗り上げることで当該第１砥石部３が押付け方向と反対方向に移動した場合でも、第２砥石部４は、第１砥石部３と独立して移動可能であることから、軌道面７への押付け状態を維持することができる。したがって、この第２砥石部４が接触している軌道面７（この軌道面７には平坦面７ａだけでなく、この平坦面７ａに続くＣＲの深部の面７ｂも含まれる）の超仕上加工を行うことができる。そして、超仕上砥石２が振動し、今度は前記第２砥石部４が軌道面７に乗り上げた場合、この第２砥石部４だけが前記押付け方向と反対方向に移動し、第１砥石部３は軌道面７に押し付けられた状態に保たれる。その結果、第１砥石部３が接触している軌道面７の超仕上加工を行うことができる。このようにして、両砥石部３、４が交互に軌道面７上を摺動することで当該軌道面７全体を均一に超仕上加工することができる。その際、超仕上砥石２は、当該超仕上砥石２が軌道面上を摺動する方向と振動方向の両者に対し傾斜する方向の分割面６で分割されているので、軌道面７において超仕上砥石は２の砥面２ａが接触しないか又は充分に接触しない部位が発生せず、砥石部３、４間のつなぎ目の部分に対向する軌道面７に段差やすじ状の凸部が生じることがない。【００２２】
前記分割面６が摺動方向Ｃに対し傾斜する角度αは、本発明において特に限定されるものではなく、前述した段差やすじ状の凸部の発生防止、両砥石部３、４間の隙間の大きさ、及び傾斜させることにより生じる砥石部の鋭角部分３ｃ、４ｃの強度等を考慮して選定すればよいが、通常、１０〜４０°程度である。【００２３】
本実施の形態では、超仕上加工に際し、前記軌道面７に両砥石部３、４間の通路９及び前記隙間８介して加工液を供給することができるので、軌道面７の中央付近にも確実に加工液を供給することができる。これにより前記軌道面７における洗浄性や潤滑性を向上させることができ、その結果砥石による研磨の加工精度を上げることができる。【００２４】
なお、前記超仕上砥石２は、当該超仕上砥石２が軌道面上を摺動する方向と振動方向の両者に対し傾斜する方向の分割面６で分割されているので、両砥石部３、４の境界部と接触する軌道面７は両方の砥石部が接触することになり、砥石の違いによる段差等が発生せず滑らかに仕上げることができる。そのため、両砥石部３、４を同一品質のものにする必要はなく、用途に応じて異なる品質（例えば、砥粒材質、粒度、粒径、結合剤の種類等の品質）のものとすることができる。例えば、円錐ころ軸受の内輪の軌道面を超仕上加工する場合、当該内輪の大径側の砥石部を小径側の砥石部よりも硬くすることで、周速の速い大径側に接触する砥石部と周速の遅い小径側に接触する砥石部の寿命を等しくすることができる。【００２５】
つぎに、前述した超仕上砥石を用いた超仕上加工方法について説明する。
まず、回転機構に連結された治具に被加工物である内輪１を固定し、当該回転機構を駆動して前記内輪１をその軸廻りに回転させる。ついで、退避位置にあった超仕上砥石２を前進させて、その先端の砥面２ａを前記内輪１の軌道面７に接触させ当該軌道面７上を摺動させる。その際、所定の押付け力で超仕上砥石２の砥面２ａが軌道面７と接触するように、前記エアシリンダ等の押圧機構が制御される。超仕上砥石２が内輪１の軌道面７と接触した後、当該超仕上砥石２を前記摺動方向と相異する方向に振動させる。これにより、前記軌道面７の超仕上を行うことができるが、超仕上砥石２を構成する複数の砥石部のそれぞれを、前記軌道面７の高低に応じて互いに独立して前記押付け方向に移動可能にしているので、超仕上砥石２に関連して前述したように、軌道面７全体を均一に超仕上加工することができる。【００２６】
なお、本実施の形態では、砥石部の数は２であるが、３以上であってもよい。この場合において、複数の砥石部を構成する砥石の品質をすべて同一にしてもよいし、また、複数の砥石部が、少なくとも２種類の品質の砥石を含むようにしてもよい。すなわち、砥石部の数が３である場合、３つの砥石部をすべて同じ品質のものにしてもよいし、すべて別々の品質にしてもよい。さらには、３つのうち２つを同じ品質の砥石で構成し、残りの１つの砥石部をこれら２つの砥石部と異なる品質の砥石で構成してもよい。【００２７】
また、以上の説明では、被加工物として円錐ころ軸受を、そして被加工面として内輪の軌道面を例として用いたが、本発明は、これに限定されるものではなく、外輪やころを被加工面とすることもでき、また円錐ころ軸受以外の転がり軸受の各構成部材にも適用することができる。さらには、軸受以外にも例えばローラ、ディスク、軸体、球面体等を超仕上加工するのに適用することもできる。
【図１】
0004894753.tif 000002
【図２】
0004894753.tif 000003
【図３】
0004894753.tif 000004
【図４】
0004894753.tif 000005