(57)【要約】【課題】  衝撃力が緩和でき、さらに、ワークの周面に形成されたみぞを加工する場合に、みぞの軸方向の位置にずれがあっても砥石負けが発生しにくい研削装置を提供する。【解決手段】  制御型アキシアル磁気軸受6および制御型ラジアル磁気軸受7,8によりケーシング4に対し軸方向および径方向に非接触支持されて電動機10により回転させられる砥石軸5に、外周面に研削面Sが形成された研削砥石Gが取り付けられる。ケーシング4を軸方向に位置決めした後、ケーシング4を径方向に移動させて、被加工物の被研削部の研削を行う。ケーシング4が径方向に移動して砥石Gが被加工物に接触する前は、ラジアル磁気軸受7,8の剛性値を通常の研削時の値より低い初期設定値にしておき、砥石Gの研削面Sが被加工物に接触した後は、ラジアル磁気軸受7,8の剛性値を上記初期設定値より高い値にして研削を行うようになされている。【選択図】  図２
2009039797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御型アキシアル磁気軸受および制御型ラジアル磁気軸受によりケーシングに対し軸方向および径方向に非接触支持されて電動機により回転させられる砥石軸に、外周面に研削面が形成された研削砥石が取り付けられ、被加工物に対してケーシングを相対的に移動させることにより、被加工物の被研削部を研削する研削装置であって、ケーシングを軸方向に位置決めした後、ケーシングを径方向に移動させて、被研削部の研削を行うようになされた研削装置において、
ケーシングが径方向に移動して砥石が被加工物に接触する前は、ラジアル磁気軸受の剛性値を通常の研削時の値より低い初期設定値にしておき、砥石の研削面が被加工物に接触した後は、ラジアル磁気軸受の剛性値を上記初期設定値より高い値にして研削を行うようになされていることを特徴とする研削装置。
【請求項２】
制御型アキシアル磁気軸受および制御型ラジアル磁気軸受によりケーシングに対し軸方向および径方向に非接触支持されて電動機により回転させられる砥石軸に、外周面に研削面が形成された研削砥石が取り付けられ、被加工物に対してケーシングを相対的に移動させることにより、被加工物の被研削部を研削する研削装置であって、ケーシングを軸方向に位置決めした後、ケーシングを径方向に移動させて、被研削部の研削を行うようになされた研削装置において、
砥石軸のラジアル方向の変位に基づいてラジアル磁気軸受を制御する積分動作部を有するラジアル磁気軸受制御手段を備えており、ラジアル磁気軸受制御手段が、積分動作部の積分出力が所定の基準値より小さいときは、積分動作部の積分定数を通常の研削時の値より低い初期設定値にし、積分出力が上記基準値を越えたときに、積分出力に応じて積分定数を大きくするようになされていることを特徴とする研削装置。
【請求項３】
研削砥石の研削面が、中高研削面であり、被加工物の被研削部が、被加工物の円筒面状周面に形成されたみぞであることを特徴とする請求項１または２の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、砥石軸に取り付けられた研削砥石の外周面の研削面で被加工物を研削する研削砥石に関し、とくに、外周面に中高研削面が形成された研削砥石により、たとえば玉軸受の外輪の内周面に形成された軌道みぞなど、被加工物の円筒面状周面に形成されたみぞを研削するのに適した研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
玉軸受の内輪の内周面や外輪の内周面に形成された軌道みぞを仕上げ研削する研削装置として、内面研削盤が知られている。
【０００３】
通常の内面研削盤では、ケーシングに回転支持された砥石軸に、外周面に研削面が形成された研削砥石が取り付けられる。内輪の内周面など、円筒面を研削する場合は、研削面は円筒面状であり、外輪の内周面などのみぞを研削する場合は、研削面は中高状である。
【０００４】
このような従来の内面研削盤では、研削砥石が装着される砥石軸をスピンドル装置のケーシングに回転支持するための軸受として、接触型の転がり軸受が使用されていた（たとえば特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００１−１５９４２１号公報
【特許文献２】特開昭５７−２７６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の内面研削盤では、上記のように、砥石軸の回転支持に転がり軸受が使用されているため、次のような問題があった。
【０００６】
内面研削盤を用いて研削を行う場合、ワーク（被加工物）をチャックなどの適当な把持装置で把持した状態で回転させ、ケーシングを砥石軸の軸方向に位置決めした後、ケーシングを径方向に移動させ、砥石をワークに接触させて、被研削部を研削する。
【０００７】
その場合、ケーシングを径方向に移動させて、砥石をワークに接触させたときに、砥石に径方向の衝撃力が作用する。
【０００８】
また、たとえば玉軸受の外輪の内周面に形成された軌道みぞなど、被加工物の円筒面状周面に形成されたみぞを研削するときには、衝撃力の発生に加えて、次のような問題がある。
【０００９】
内面研削盤を用いて外輪の軌道みぞを仕上げ研削する場合、前工程において内周面にみぞが形成されたワーク（被加工物）を把持装置で把持した状態で回転させ、上記と同様にしてみぞを研削する。
【００１０】
このとき、前工程においてワークの内周面に形成されたみぞの軸方向の位置に誤差がなければ、衝撃力が作用するだけであるが、誤差が生じて、みぞの軸方向の位置が正しい位置から軸方向にずれていると、衝撃力の発生の他に、砥石の研削面の一部が極端に摩耗する（あるいは欠ける）、いわゆる砥石負けが発生し、砥石寿命が短くなる。
【００１１】
たとえば、図６(a)のように、ワーク(W)のみぞ(R)の位置が正しければ、ケーシングを径方向に移動させたときに、研削砥石(G)の研削面(S)がみぞ(R)全体にほぼ同時に接触するため、研削面(S)が局部的に摩耗する（あるいは欠ける）ことはない。これに対し、図６(b)のように、みぞ(R)の位置が軸方向に図の左側にずれていると、ケーシングを径方向に移動させたときに、最初にみぞ(R)の右側のエッジだけが砥石研削面(S)に接触して、このエッジの部分だけが研削される。このため、みぞ(R)の右側のエッジに接触する砥石研削面(S)の部分だけが局部的に摩耗する。図６(c)のように、みぞ(R)の位置が軸方向に図の右側にずれている場合も、同様に、みぞ(R)の左側のエッジに接触する砥石研削面(S)の部分だけが局部的に摩耗する（あるいは欠ける）。
【００１２】
外輪内周面の軌道みぞの仕上げ研削以外にも、ワークの円筒状周面（内周面または外周面）に形成されたみぞを研削する場合には、同様の問題がある。
【００１３】
この発明の目的は、上記の問題を解決し、衝撃力が緩和でき、さらに、ワークの周面に形成されたみぞを加工する場合に、みぞの軸方向の位置にずれがあっても砥石負けが発生しにくい研削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の発明による研削装置は、制御型アキシアル磁気軸受および制御型ラジアル磁気軸受によりケーシングに対し軸方向および径方向に非接触支持されて電動機により回転させられる砥石軸に、外周面に研削面が形成された研削砥石が取り付けられ、被加工物に対してケーシングを相対的に移動させることにより、被加工物の被研削部を研削する研削装置であって、ケーシングを軸方向に位置決めした後、ケーシングを径方向に移動させて、被研削部の研削を行うようになされた研削装置において、ケーシングが径方向に移動して砥石が被加工物に接触する前は、ラジアル磁気軸受の剛性値を通常の研削時の値より低い初期設定値にしておき、砥石の研削面が被加工物に接触した後は、ラジアル磁気軸受の剛性値を上記初期設定値より高い値にして研削を行うようになされていることを特徴とするものである。
【００１５】
研削装置には、砥石軸のラジアル方向の変位に基づいてラジアル磁気軸受を制御するラジアル磁気軸受制御手段が設けられる。ラジアル磁気軸受の剛性値は、たとえば、ラジアル磁気軸受制御手段の制御定数を変更することによって変更される。ラジアル制御手段は、通常、ＰＩＤ制御を行う。その場合、比例（Ｐ）動作部、積分（Ｉ）動作部および微分（Ｄ）動作部の少なくともいずれか１つの制御定数を変更することにより、ラジアル磁気軸受の剛性値が変更される。
【００１６】
砥石の研削面が被加工物に接触したことは、たとえば、ラジアル磁気軸受の電磁石に供給する励磁電流の変化により検知される。
【００１７】
砥石研削面が被加工物に接触すると、砥石軸に対する切込み方向後向きの反力が大きくなり、ラジアル磁気軸受の切込み方向前側の電磁石に供給される励磁電流が大きくなる。したがって、ラジアル磁気軸受の電磁石の励磁電流により、砥石研削面が被加工物に接触したことを検知することができる。
【００１８】
ケーシングが径方向に移動して砥石が被加工物に接触する前は、ラジアル磁気軸受の剛性値を、通常の研削時の値より低い初期設定値にしておき、砥石の研削面が被加工物に接触した後は、ラジアル磁気軸受の剛性値を上記初期設定値より高い値にして研削を行うようになされているので、研削砥石は、ラジアル磁気軸受の剛性値が低い状態で被加工物に接触することになり、研削砥石が被加工物に接触したときに、研削砥石がラジアル方向に逃げることができる。このため、研削砥石が被加工物に接触するときの衝撃力が緩和される。
【００１９】
第２の発明による研削装置は、制御型アキシアル磁気軸受および制御型ラジアル磁気軸受によりケーシングに対し軸方向および径方向に非接触支持されて電動機により回転させられる砥石軸に、外周面に研削面が形成された研削砥石が取り付けられ、被加工物に対してケーシングを相対的に移動させることにより、被加工物の被研削部を研削する研削装置であって、ケーシングを軸方向に位置決めした後、ケーシングを径方向に移動させて、被研削部の研削を行うようになされた研削装置において、砥石軸のラジアル方向の変位に基づいてラジアル磁気軸受を制御する積分動作部を有するラジアル磁気軸受制御手段を備えており、ラジアル磁気軸受制御手段が、積分動作部の積分出力が所定の基準値より小さいときは、積分動作部の積分定数を通常の研削時の値より低い初期設定値にし、積分出力が上記基準値を越えたときに、積分出力に応じて積分定数を大きくするようになされていることを特徴とするものである。
【００２０】
研削砥石が被加工物に接触する前は、砥石および砥石軸にラジアル方向の外力が作用しないので、軸受制御手段の積分動作部において、積分出力は基準値より小さく、積分定数は通常の研削時の値より低い初期設定値となっており、ラジアル方向の剛性値は通常の研削時より低い値になっている。砥石が被加工物に接触すると、砥石および砥石軸にラジアル方向の外力が作用するので、積分動作部において、積分出力が基準値より大きくなり、これにより、積分定数が初期設定値より大きくなって、ラジアル磁気軸受の剛性値が接触前の値より大きくなる。このため、第１の発明の場合と同様に、研削砥石が被加工物に接触するときの衝撃力が緩和される。
【００２１】
第１および第２の発明において、たとえば、研削砥石の研削面が、中高研削面であり、被加工物の被研削部が、被加工物の円筒面状周面に形成されたみぞである。
【００２２】
研削砥石の中高研削面の断面形状および被加工物のみぞの断面形状は、全体として曲線状である。
【００２３】
研削砥石の研削面および被加工物のみぞの断面形状について、断面とは、研削砥石すなわち砥石軸の軸線およびみぞが形成された円筒面状周面の軸線を通る平面における断面（縦断面）をいう。みぞの研削を行う際、砥石軸の軸線とみぞが形成された被加工物の円筒面状周面の軸線とは、互いに平行になる。
【００２４】
図６(a)のように、前加工によりみぞ(R)が正しい位置に形成されていて、みぞ(R)と研削砥石(G)の軸方向の位置が一致している場合は、ケーシングを径方向に移動させて、砥石(G)をワーク(W)に接近させたときに、砥石研削面(S)がみぞ(R)全体にほぼ同時に接触する。そして、砥石研削面(S)がみぞ(R)全体に接触した後に、ラジアル磁気軸受の剛性値が初期設定値より高い値にされる。ケーシングを径方向に移動させたときに、砥石研削面(S)がみぞ(G)全体にほぼ同時に接触し、しかも、このときのラジアル磁気軸受の剛性値は通常の研削時の値より低く、研削砥石がラジアル方向に逃げることができるため、衝撃が緩和され、研削面(S)が局部的に摩耗する（あるいは欠ける）ことはない。
【００２５】
図６(b)のように、前加工によるみぞ(R)の位置が軸方向に図の左側にずれている場合は、ケーシングを径方向に移動させて、砥石(G)をワーク(W)に接近させたときに、最初にみぞ(R)の右側のエッジだけが砥石研削面(S)に接触するが、このときのラジアル磁気軸受の剛性値は通常の研削時の値より低く、研削砥石がラジアル方向に逃げることができるため、衝撃が緩和され、研削面(S)が局部的に摩耗する（あるいは欠ける）ことはない。
【００２６】
図６(c)のように、前加工によるみぞの位置が軸方向に図の右側にずれてい
る場合も同様である。
【００２７】
ラジアル磁気軸受は、通常、２組設けられる。その場合、第１の発明における剛性値の変更および第２の発明における積分定数の変更は、２組のラジアル磁気軸受について行うようにしてもよいし、いずれか１組のラジアル磁気軸受についてのみ行うようにしてもよい。たとえば、研削砥石に近い方のラジアル磁気軸受時についてのみ、剛性値の変更および積分定数の変更を行うようにしてもよい。
【００２８】
ラジアル磁気軸受は、互いに直交する２つのラジアル方向の制御軸を有し、好ましくは、一方の制御軸が切込み方向（研削時のケーシングの移動方向）に一致させられる。その場合、剛性値の変更および積分定数の変更は、切込み方向と一致する制御軸についてのみ行えばよい。
【発明の効果】
【００２９】
第１および第２の発明の研削装置によれば、上記のように、研削砥石が被加工物に接触するときの衝撃力を緩和することができる。
【００３０】
第３の発明によれば、上記のように、研削砥石が被加工物のみぞの部分に接触するときの衝撃力が緩和することができ、しかも、みぞの軸方向の位置にずれがあっても、砥石負けが発生しにくく、砥石の局部的な摩耗の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
【００３２】
図１は研削装置の主要部である磁気軸受スピンドルユニットの部分を示す平面図、図２はその拡大断面図、図３は図２のIII−III線の断面図、図４はスピンドルユニットの電気的構成の主要部を示すブロック図である。図１および図２の紙面表側が上、紙面裏側が下、同図の上側が奥側、下側が前側、同図の左側が砥石側、右側が反砥石側である。また、図３の上下が上下、右側が奥側、左側が前側である。
【００３３】
詳細な図示は省略したが、スピンドルユニット(1)は、砥石側・反砥石側方向駆動装置(2)により砥石側・反砥石側方向に、奥前方向駆動装置(3)により奥前方向に別個に移動させられ、所望の位置に位置決めされる。スピンドルユニット(1)の砥石側・反砥石側方向および奥前方向の移動および位置決めは、たとえば、図示しない公知の数値制御装置により制御される。
【００３４】
スピンドルユニット(1)は、水平なケーシング(4)の内側で水平な砥石軸(5)が回転する横型のものであり、砥石軸(5)の向きが砥石側・反砥石側方向となるように配置されている。
【００３５】
砥石軸(5)の軸方向（アキシアル方向）すなわち砥石側・反砥石側方向の制御軸（アキシアル制御軸）をＺ軸、Ｚ軸と直交するとともに互いに直交する２つの径方向（ラジアル方向）の制御軸（ラジアル制御軸）のうち、奥前方向の制御軸をＸ軸、上下方向の制御軸をＹ軸とする。また、Ｚ軸の正側を砥石側、Ｘ軸の正側を奥側、Ｙ軸の正側を上側とする。
【００３６】
スピンドルユニット(1)には、砥石軸(5)を軸方向に非接触支持する１組の制御型アキシアル磁気軸受(6)、砥石軸(5)を径方向に非接触支持する砥石側・反砥石側２組の制御型ラジアル磁気軸受(7)(8)、砥石軸(5)の軸方向および径方向の変位を検出するための変位検出部(9)、砥石軸(5)を高速回転させるためのビルトイン型電動機(10)、砥石軸(5)の回転数を検出するための回転センサ(11)、ならびに砥石軸(5)の軸方向および径方向の可動範囲を規制して砥石軸(5)を磁気軸受(6)(7)(8)で支持していないときに砥石軸(5)を機械的に支持する砥石側・反砥石側２組のタッチダウン用の保護軸受(12)(13)が設けられている。
【００３７】
スピンドルユニット(1)には、磁気軸受(6)(7)(8)および電動機(10)を制御するためのコントローラ(14)がケーブルを介して電気的に接続されており、スピンドルユニット(1)とコントローラ(14)により、ケーシング(4)に対して砥石軸(5)を非接触支持して回転させる磁気軸受装置が構成されている。
【００３８】
コントローラ(14)には、センサ回路(15)(16)、電磁石駆動回路(17)、インバータ(18)およびＤＳＰボード(19)が設けられ、ＤＳＰボード(19)には、ソフトウェアプログラムが可能なディジタル処理手段としてのＤＳＰ(20)、ＲＯＭ(21)、不揮発性メモリとしてのＲＡＭ(22)、ＡＤ変換器(23)(24)およびＤＡ変換器(25)(26)が設けられている。
【００３９】
変位検出部(9)は、砥石軸(5)の軸方向の変位を検出するための１個のアキシアル変位センサ(27)、および砥石軸(5)の径方向の変位を検出するための前後２組のラジアル変位センサユニット(28)(29)を備えている。
【００４０】
アキシアル磁気軸受(6)は、砥石軸(5)の中間部に一体に形成されたフランジ部(5a)をＺ軸方向の両側から挟むように配置された砥石側・反砥石側１対のアキシアル電磁石(30a)(30b)を備えている。アキシアル磁気軸受は、符号(30)で総称する。
【００４１】
アキシアル変位センサ(27)は、砥石軸(5)の反砥石側端面にＺ軸方向の後側から対向するように配置され、該端面との距離（空隙）に比例する距離信号を出力する。
【００４２】
砥石側のラジアル磁気軸受(7)はアキシアル磁気軸受(6)の砥石側の接近した位置に、反砥石側のラジアル磁気軸受(8)はアキシアル磁気軸受(6)の反砥石側の離れた位置に配置されている。砥石側のラジアル磁気軸受(7)は、砥石軸(5)をＸ軸方向の両側から挟むように配置された奥前１対のラジアル電磁石(31a)(31b)、および砥石軸(5)をＹ軸方向の両側から挟むように配置された上下１対のラジアル電磁石(31c)(31d)を備えている。これらのラジアル電磁石は、符号(31)で総称する。同様に、反砥石側のラジアル磁気軸受(8)も、２対のラジアル電磁石(32a)(32b)(32c)(32d)を備えている。これらのラジアル電磁石も、符号(32)で総称する。
【００４３】
砥石側のラジアル変位センサユニット(28)は、砥石側のラジアル磁気軸受(7)のすぐ砥石側に配置されており、Ｘ軸方向の電磁石(31a)(31b)の近傍においてＸ軸方向の両側から砥石軸(5)を挟むように配置された奥前１対のラジアル変位センサ(33a)(33b)、およびＹ軸方向の電磁石(31c)(31d)の近傍においてＹ軸方向の両側から砥石軸(5)を挟むように配置された上下１対のラジアル変位センサ(33c)(33d)を備えている。これらのラジアル変位センサは、符号(33)で総称する。反砥石側のラジアル変位センサユニット(29)は、反砥石側のラジアル磁気軸受(8)のすぐ反砥石側に配置されており、同様に、２対のラジアル変位センサ(34a)(34b)(34c)(34d)を備えている。これらのラジアル変位センサも、符号(34)で総称する。各ラジアル変位センサ(33)(34)は、砥石軸(5)の外周面との距離に比例する距離信号を出力する。
【００４４】
電動機(10)は、アキシアル磁気軸受(6)と反砥石側のラジアル磁気軸受(8)との間に配置されており、ケーシング(4)側のステータ(10a)と、砥石軸(5)側のロータ(10b)とから構成されている。
【００４５】
電磁石(30)(31)(32)、変位センサ(27)(33)(34)および電動機(10)のステータ(10a)は、ケーシング(4)に固定されている。
【００４６】
保護軸受(12)(13)はアンギュラ玉軸受などの転がり軸受よりなり、各保護軸受(12)(13)の外輪がケーシング(4)に固定され、内輪が砥石軸(5)の周囲に所定の隙間をあけて配置されている。２組の保護軸受(12)(13)はいずれも径方向の支持が可能なものであり、少なくとも１組は軸方向の支持も可能なものである。
【００４７】
センサ回路(15)は、変位検出部(9)の各変位センサ(27)(33)(34)を駆動し、各変位センサの出力信号をＡＤ変換器(23)を介してＤＳＰ(20)に出力する。
【００４８】
センサ回路(16)は、回転センサ(11)を駆動し、回転センサ(11)の出力を砥石軸(5)の回転数に対応する回転数信号に変換し、これをＡＤ変換器(24)を介してＤＳＰ(20)に出力する。
【００４９】
ＤＳＰ(20)は、ＡＤ変換器(23)を介して入力する各変位センサ(27)(33)(34)の出力信号に基づいて、各磁気軸受(6)(7)(8)の各電磁石(30)(31)(32)に対する制御電流値を求め、一定の定常電流値に制御電流値を加えた励磁電流信号をＤＡ変換器(25)を介して電磁石駆動回路(17)に出力する。そして、駆動回路(17)は、ＤＳＰ(20)からの励磁電流信号に基づいて励磁電流を対応する磁気軸受(6)(7)(8)の電磁石(30)(31)(32)に供給し、これにより、砥石軸(5)が所定の浮上目標位置に非接触支持される。ＤＳＰ(20)は、また、回転センサ(11)からの回転数信号に基づいて、電動機(10)に対する回転数指令信号をＤＡ変換器(26)を介してインバータ(18)に出力し、インバータ(18)は、この信号に基づいて、電動機(10)の回転数を制御する。そして、その結果、砥石軸(5)が、磁気軸受(6)(7)(8)により目標位置に非接触支持された状態で、電動機(10)により高速回転させられる。
【００５０】
上記のスピンドルユニットでは、砥石側・反砥石側の各ラジアル磁気軸受(7)(8)において、Ｘ軸方向の１対の電磁石(31a)(31b)(32a)(32b)について、剛性値を制御できるようになっている。
【００５１】
図５は、コントローラ(14)の構成のうち、砥石側のラジアル磁気軸受(7)におけるＸ軸方向の１対の電磁石(31a)(31b)の制御に関する部分だけを示したものであり、ＤＳＰ(20)については、ラジアル磁気軸受制御手段のうちの上記１対の電磁石(31a)(31b)の制御に関する部分だけを機能ブロックで表わしている。次に、図５を参照して、コントローラ(14)による上記１対の電磁石(31a)(31b)の制御について説明する。
【００５２】
まず、センサ回路(15)は、砥石側のラジアル磁気軸受(7)におけるＸ軸方向の１対のラジアル変位センサ(33a)(33b)のうちの一方の出力信号から他方の出力信号を減算することにより、砥石側のラジアル磁気軸受(7)の部分における砥石軸(5)Ｘ軸方向の目標位置（＝０）に対する変位を求め、この変位に比例した変位信号ΔＸを出力する。センサ回路(15)からの変位信号ΔＸは、ＡＤ変換器(23)によりディジタル値（ディジタル変位信号）ΔＸに変換されて、ＤＳＰ(19)に入力する。ＤＳＰ(19)は、後述するように、ディジタル変位信号ΔＸに基づいて、１対のラジアル電磁石(31a)(31b)にそれぞれ対応する制御信号としての１対の励磁電流信号Ｉa、ＩbをＤＡ変換器(25)に出力する。第１の励磁電流信号ＩaはＤＡ変換器(25)によりアナログ信号に変換された後、電磁石駆動回路(17)の第１の電流増幅器により増幅され、第１の励磁電流Ｉaとして一方の電磁石(33a)に供給される。第２の励磁電流信号ＩbはＤＡ変換器(25)によりアナログ信号に変換された後、電磁石駆動回路(17)の第２の電流増幅器により増幅され、第２の励磁電流Ｉbとして他方の電磁石(33b)に供給される。
【００５３】
ＤＳＰ(19)は、機能的には、制御電流演算部(35)および励磁電流生成部(36)を備えている。制御電流演算部(35)は、ＡＤ変換器(23)からの変位信号ΔＸに基づいて、ＰＩＤ演算により、電磁石(31a)(31b)に対する制御電流値Ｉcを演算するものであり、比例動作部(37)、積分動作部(38)、微分動作部(39)、積分定数変更部(40)および加算部(41)より構成されている。比例動作部(37)は、比例定数を用い、変位信号ΔＸに基づいて制御電流値Ｉcの比例成分Ｉcpを演算する。積分動作部(38)は、積分定数を用い、変位信号ΔＸに基づいて制御電流値Ｉcの積分成分Ｉciを演算する。微分動作部(39)は、微分定数を用い、変位信号ΔＸに基づいて制御電流値Ｉcの積分成分Ｉcdを演算する。加算部(41)は、上記の比例成分Ｉcp、積分成分Ｉciおよび微分成分Ｉcdを加算することによって制御電流値Ｉcを求め、これを励磁電流生成部(36)に出力する。励磁電流生成部(36)は、一定のバイアス電流値Ｉoに制御電流値Ｉcを加算し、その結果得られた値（Ｉo＋Ｉc）を第１の励磁電流信号ＩaとしてＤＡ変換器(25)に出力するとともに、バイアス電流値Ｉoから制御電流値Ｉcを減算し、その結果得られた値（Ｉo−Ｉc）を第２の励磁電流信号ＩbとしてＤＡ変換器(25)に出力する。
【００５４】
積分定数変更部(40)は、積分動作部(38)の積分出力Ｉciに基づいて積分動作部(38)における積分定数を制御するものである。この例では、積分出力Ｉciが所定の基準値より小さいときは、積分定数を通常の研削時より低い初期設定値にし、積分出力Ｉciが上記基準値を越えたときに、積分出力Ｉciに応じて積分定数を大きくするようになっている。
【００５５】
反砥石側のラジアル磁気軸受(8)におけるＸ軸方向の１対の電磁石(32a)(32b)の制御に関する部分の構成も、図５の場合と同様である。
【００５６】
各ラジアル磁気軸受(7)(8)におけるＹ軸方向の１対の電磁石(31c)(31d)(32c)(32d)およびアキシアル磁気軸受(6)の１対の電磁石(30a)(30b)の制御に関する部分の構成は、図５と同じもの、または図５から積分定数変更部(40)を除いたものと同様である。
【００５７】
砥石軸(5)の砥石側部分はケーシング(4)から砥石側に突出し、その先端部に研削砥石(G)が固定されるようになっている。
【００５８】
玉軸受の外輪内周面の軌道みぞなど、ワーク(W)の内周面に形成されたみぞ(R)を研削する場合、砥石軸(5)には、外周面に断面が曲線の中高研削面(S)が形成された研削砥石(G)が取り付けられる。
【００５９】
上記の研削装置によって、図１のようなワーク(W)の内周面に形成されたみぞ(R)を研削する場合、ケーシング(4)をＺ軸方向に移動させて、砥石研削面(S)がみぞ(R)に対向する位置に位置決めし、その後、ケーシング(4)を所定の切込み速度でもってＸ軸正方向（切込み方向）に移動させる。
【００６０】
研削砥石(G)がワーク(W)に接触する前は、砥石(G)および砥石軸(5)にＸ軸方向の外力が作用しないので、コントローラ(14)の積分動作部(38)において、積分出力Ｉciは基準値より小さく、積分定数は通常の研削時の値より低い初期設定値となっており、Ｘ軸方向の剛性値は通常の研削時より低い値になっている。砥石(G)がワーク(W)に接触すると、砥石(G)および砥石軸(5)にＸ軸方向の外力が作用するので、積分動作部(38)において、積分出力Ｉciが基準値より大きくなり、これにより、積分定数が初期設定値より大きくなって、ラジアル磁気軸受(7)(8)のＸ軸方向の剛性値が接触前の値より大きくなる。このため、研削砥石(G)は、ラジアル磁気軸受(7)(8)のＸ軸方向の剛性値が低い状態でワーク(W)に接触することになり、研削砥石(G)がワーク(W)に接触したときに、研削砥石(G)がＸ軸方向に逃げることができる。このため、研削砥石(G)がワーク(W)に接触するときの衝撃力が緩和される。
【００６１】
図６(a)のように、前加工によりみぞ(R)が正しい位置に形成されていて、みぞ(R)と研削砥石(G)の軸方向の位置が一致している場合は、ケーシングを径方向に移動させて、砥石(G)をワーク(W)に接近させたときに、砥石研削面(S)がみぞ(R)全体にほぼ同時に接触する。そして、砥石研削面(S)がみぞ(R)全体に接触した後に、ラジアル磁気軸受の剛性値が初期設定値より高い値にされる。ケーシングを径方向に移動させたときに、砥石研削面(S)がみぞ(R)全体にほぼ同時に接触し、しかも、このときのラジアル磁気軸受の剛性値は通常の研削時の値より低く、砥石(G)がＸ軸方向下側に逃げることができるため、衝撃が緩和され、研削面(S)が局部的に摩耗する（あるいは欠ける）ことはない。
【００６２】
図６(b)のように、前加工によるみぞ(R)の位置が軸方向に図の左側にずれている場合は、ケーシングを径方向に移動させて、砥石(G)をワーク(W)に接近させたときに、最初にみぞ(R)の右側のエッジだけが砥石研削面(S)に接触するが、このときのラジアル磁気軸受の剛性値は通常の研削時の値より低く、砥石(G)がＸ軸方向下側に逃げることができるため、衝撃が緩和され、研削面(S)が局部的に摩耗する（あるいは欠ける）ことはない。
【００６３】
図６(c)のように、前加工によるみぞの位置が軸方向に図の右側にずれている場合も同様である。
【００６４】
上記の例では、積分出力Ｉciが所定の基準値より小さいときは、積分定数を通常の研削時より低い初期設定値にし、積分出力Ｉciが上記基準値を越えたときに、積分出力Ｉciに応じて積分定数を大きくするようになっているが、ケーシング(4)がＸ軸方向に移動して砥石(G)がワーク(W)に接触する前は、ラジアル磁気軸受(7)(8)のＸ軸方向の剛性値を、通常の研削時の値より低い初期設定値にしておき、砥石(G)の研削面(S)がワーク(W)に接触した後は、ラジアル磁気軸受(7)(8)のＸ軸方向の剛性値を上記初期設定値より高い値にして研削を行うようにしてもよい。
【００６５】
その場合、ラジアル磁気軸受(7)(8)のＸ軸方向の剛性値は、たとえば、Ｘ軸方向の電磁石(31a)(31b)(32a)(32b)の制御を行うラジアル磁気軸受制御手段の比例動作部、積分動作部および微分動作部の少なくともいずれか１つの制御定数を変更することにより変更される。例えば、積分動作部の積分定数を変更することにより、Ｘ軸方向の剛性値が変更される。
【００６６】
砥石(G)の研削面(S)がワーク(W)に接触したことは、たとえば、ラジアル磁気軸受(7)(8)のＸ軸方向の電磁石(31a)(31b)(32a)(32b)に供給する励磁電流の変化により検知される。
【００６７】
砥石研削面(S)がワーク(W)に接触すると、砥石軸(5)に対する切込み方向後向き（Ｘ軸方向負側向き）すなわち下向きの反力が大きくなり、ラジアル磁気軸受(7)(8)の切込み方向前側（Ｘ軸方向正側）すなわち上側の電磁石(31a)(32a)に供給される励磁電流が大きくなる。したがって、ラジアル磁気軸受(7)(8)のＸ軸方向の電磁石(31a)(31b)(32a)(32b)の励磁電流により、砥石研削面(S)がワーク(W)に接触したことを検知することができる。
【００６８】
上記の例では、砥石側・反砥石側の２組のラジアル磁気軸受(7)(8)の両方について、Ｘ軸方向の剛性値の変更を行っているが、いずれか一方、好ましくは、砥石(G)に近い砥石側のラジアル磁気軸受(7)についてのみ、Ｘ軸方向の剛性値の変更を行うようにしてもよい。Ｙ軸方向の剛性値もＸ軸に連動させてもかまわない。
【００６９】
上記の研削装置は、ワークの外周面に形成されたみぞを研削することもできる。また、外周面に円筒面状の研削面が形成された研削砥石を用いて、ワークの内周面、外周面、その他の面を研削することもできる。
【００７０】
研削装置およびそれを構成する磁気軸受装置の全体構成あるいは各部の構成は、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、この発明の実施形態を示す研削装置の主要部の平面図である。
【図２】図２は、図１の研削装置を同じ方向から見た拡大縦断面図である。
【図３】図３は、図２のIII−III線に沿う拡大断面図（横断面図）である。
【図４】図４は、図２の研削装置の電気的構成の主要部を示すブロック図である。
【図５】図５は、図４の一部を詳細に示すブロック図である。
【図６】図６は、研削砥石によるワークのみぞの加工の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
(4)     ケーシング
(5)     砥石軸
(6)     アキシアル磁気軸受
(7)(8)    ラジアル磁気軸受
(10)    電動機
(19)    ＤＳＰ
(G)     研削砥石
(S)     研削面
(W)     ワーク
(R)     みぞ
【図１】
2009039797.tif 000003
【図２】
2009039797.tif 000004
【図３】
2009039797.tif 000005
【図４】
2009039797.tif 000006
【図５】
2009039797.tif 000007
【図６】
2009039797.tif 000008