(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱面を研削加工する場合、該円柱面を有する被加工物の中心線を直接的に把持・拘束することなく、該被加工物の外周を無心的に摺動自在に支持して回転せしめつつ、回転砥石車である研削砥石によって円柱面を研削するセンターレス研削方法において、
ブレードとシューとによって被加工物の円柱面を支承するとともに、
上記ブレードに超音波振動を与えることにより、被加工物がブレードに接している箇所に対して「研削砥石から離間する方向の超音波駆動力」を与えるとともに、
該被加工物が研削砥石から離間する方向の移動をシューによって阻止し、
前記超音波駆動力によって被加工物を回転せしめることを特徴とする、円柱状の被加工物を無心的に研削する方法。
【請求項２】
円柱面を研削加工する場合、該円柱面を有する被加工物の中心線を直接的に把持・拘束することなく、該被加工物の外周を無心的に摺動自在に支持して回転せしめつつ、回転砥石車である研削砥石によって円柱面を研削するセンターレス研削方法において、
ブレードによって被加工物の円柱面の下部付近を支承するとともに、シューによって該被加工物を研削砥石に向けて押しつけつつ、
上記シューに超音波振動を与えることにより、被加工物がシューに接している箇所に対して上方向きの超音波駆動力を与え、
上記被加工物に対して下向きに作用する重力荷重および研削力と、上向きに作用する超音波駆動力とで形成される力のモーメントによって、該被加工物を回転せしめることを特徴とする、円柱状の被加工物を無心的に研削する方法。
【請求項３】
前記のブレードとシューとの少なくとも何れか片方に超音波振動を与えて被加工物を回転せしめるとともに、
前記ブレードとシューとの内の他方に超音波振動を与えて、被加工物を軸心方向に移動せしめることにより、該被加工物をスルーフィード研削することを特徴とする、請求項１もしくは請求項２に記載した円柱状の被加工物を無心的に研削する方法。
【請求項４】
前記ブレードによって被加工物に与える超音波駆動力の方向、もしくはシューによって被加工物に与える超音波駆動力の方向を、「被加工物の円柱面の中心線に直角な方向」から傾け、
前記超音波駆動力の「中心線に対する直角方向分力」によって被加工物を中心線周りに回転せしめつつ、
上記超音波駆動力の「中心線に対する平行方向分力」によって該被加工物をスラスト方向に移動せしめることにより、該被加工物をスルーフィード研削することを特徴とする、請求項１もしくは請求項２に記載した円柱状の被加工物を無心的に研削する方法。
【請求項５】
ブレードの超音波駆動力もしくはシューの超音波駆動力によって被加工物を回転せしめつつ、シューを研削砥石に対して接近せしめることにより、無心的に支承している被加工物に切込み送りを与えることを特徴とする、請求項１もしくは請求項２に記載した、円柱状の被加工物を無心的に研削する方法。
【請求項６】
円柱面状の被加工面を有する被加工物の中心線を直接的に把持拘束することなく、該被加工物の被加工面を無心的に回転自在に支承する支持手段と、
上記被加工物を、円柱面の中心線周りに回転せしめる駆動手段と、
回転しつつある被加工物の円柱面に接触せしめて研削作用を遂行せしめる回転砥石車である研削砥石と、を具備しているセンターレス研削装置において、
超音波振動素子を装着されたブレードと、
上記ブレードと協働して被加工物を無心的に支承するシューと、
前記超音波振動素子に、少なくとも２相の交流電圧を印加する機能を有する電源と、を具備していて、
前記ブレードの超音波振動によって、円柱状の被加工物が超音波回転駆動力を与えられるようになっていることを特徴とする、円柱状の被加工物を無心的に研削する装置。
【請求項７】
円柱面状の被加工面を有する被加工物の中心線を直接的に把持拘束することなく、該被加工物の被加工面を無心的に回転自在に支承する支持手段と、
上記被加工物を、円柱面の中心線周りに回転せしめる駆動手段と、
回転しつつある被加工物の円柱面に接触せしめて研削作用を遂行せしめる回転砥石車である研削砥石と、を具備しているセンターレス研削装置において、
超音波振動素子を装着されたシューと、
上記シューと協働して被加工物を無心的に支承するブレードと、
前記超音波振動素子に、少なくとも２相の交流電圧を印加する機能を有する電源と、を具備していて、
前記シューの超音波振動によって、円柱状の被加工物が超音波回転駆動力を与えられるようになっていることを特徴とする、円柱状の被加工物を無心的に研削する装置。
【請求項８】
前記のブレードおよびシューの両方に、それぞれ超音波振動素子が装着されていて、
超音波振動素子を装着された超音波振動付加ブレード、および同超音波振動付加シューの何れか片方は被加工物を中心線周りに回転せしめる超音波駆動力を与える構造であり、
前記超音波振動付加ブレードおよび超音波振動付加シューの何れか他方は、被加工物に対して中心線と平行な方向に超音波駆動力を与える構造であることを特徴とする、請求項６もしくは請求項７に記載した円柱状の被加工物を無心的に研削する装置。
【請求項９】
前記のブレードもしくはシューが被加工物に与える超音波駆動力の作用線が、
被加工物の円柱状部の中心線に対して交わらず、かつ、立体交差状に斜交していて、
前記超音波駆動力の「被加工物の中心線に対して直角な分力」が該被加工物を回転せしめるとともに、「被加工物の中心線に対して平行な分力」が該被加工物を軸心方向に移動せしめるようになっていることを特徴とする、請求項６もしくは請求項７に記載した円柱状の被加工物を無心的に研削する装置。
【請求項１０】
前記のブレードを支持しているテーブルに、前記のシューを平行移動せしめる案内手段が設けられており、
かつ、上記のシューを上記案内手段に沿わしめて前，後進させる駆動機構が設けられていることを特徴とする、請求項６ないし請求項９の何れかに記載した円柱状の被加工物を無心的に研削する装置。
【請求項１１】
前記のシューを前，後進させる駆動機構が、回転速度の調節可能なモーターと、上記モーターの回転を直線動に交換するネジ式の送り手段とを具備しており、
かつ、前記の交流電圧を印加する電源、および前記のモーターを制御する自動制御装置が設けられていることを特徴とする、請求項１０に記載した円柱状の被加工物を無心的に研削する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物の円柱状面を無心的に支持して該被加工物を回転させつつ、回転砥石車である研削砥石によって上記円柱状面を高精度の真円柱面に研削仕上げする、広義のセンターレス研削技術に係り、特に直径寸法がミクロン単位の極細被加工物の研削に好適なように改造した、新規な構造のセンターレス研削機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
円柱状の部材を高精度の真円柱面に研削仕上げする技術として、センターレス研削が公知であり、広く用いられている。
図１２は、センターレス研削の原理を示し、主要構成部材である調整砥石と、研削砥石と、ブレードとの位置関係、および被加工物の位置、並びに回転方向を表した模式図である。
円弧矢印Ｖｒのように回転している調整車（通称・調整砥石）２と、静止部材であるブレード３とによって円柱状の被加工物１が支承されている。
上記の被加工物１は、調整砥石２からの摩擦伝動を受けて円弧矢印Ｖｗ方向に回転せしめられる。
砥石車（通称・研削砥石）４は円弧矢印Ｖｇ方向に回転駆動されつつ被加工物１に接触せしめられる。この際、被加工物１の周速よりも研削砥石４の周速の方が大きくなるように運転され、被加工物１はその外周面を研削される。図示の角αは研削砥石の心高角、角βは調整砥石の心高角である。
角α＋角β＝角γ
この角γは心高角と呼ばれ、図示の寸法Ｈを心高という。この心高Ｈがプラスであることを条件として従来例のセンターレス研削が成り立ち、素材の円柱面の歪みが自動的に修正される造円作用が働く。
上記の研削時、センターレス研削特有の造円作用により、被加工物はその中心線を拘束されることなく高精度の真円柱状に研削仕上げされる。
調整砥石２の中心線を紙面な垂直な方向とせずに送り角を付することによって被加工物１にスラスト方向の力を与えて通し送りしたり、被加工物を円柱面でなく円錐面に研削仕上げする等の応用技術が公知，公用であるが、図１０について以上に説明した構造，機能がセンターレス研削の基本である。以上に説明したセンターレス研削によると、高能率で、高精度の回転面を研削仕上げすることが出来るので、センターレス研削機は製造工業における機械加工用機器として広く実用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
センターレス研削方式は、他の各種の研削方式の何れとも異なって、被加工物の軸心を拘束することなく回転させながら造円機能を働かせるという特異なメカニズムによって超高精度の円柱面（もしくは円錐面）を研削仕上げするので、その被加工物を心出ししてチャックする必要が無く、心出し・把持工程が無いために高能率，省力といった長所が重んじられてきた。
ところが、最近、直径寸法１００ミクロン以下のマイクロ円柱体の高精度研削仕上げを要する部材が増加したため、センターレス研削における「チャック不要」という特性が非常に重要な意味を有することになった。
上記のマイクロ円柱体の需要は、例えば走査形トンネル電子顕微鏡のプローブ、マイクロマシンのパーツ、微細加工ツール等であり、今後の急激に増加する趨勢にある。
このように極微小径の被加工物は、両持ち形にせよ片持ち形にせよ、心出ししてチャックすることも容易でないが、更に重要な問題は「チャックして保持しても自重によって撓む」ということである。まして、これに研削力を加えると歪みが助長される。
こうした観点において、センターレス研削は被加工物をチャックすること無く、その外周面をブレード頂部の平面に接せしめるとともに、調整砥石外周の円柱面に接せしめて、線接触状態で該被加工物を、その全長にわたって支承するので、極微小径の被加工物であっても撓みを生じない。
【０００４】
本発明者らは、センターレス研削に関する上述の特性に着目して、微細径（直径１００ミクロン以下、数１０ミクロン程度）の円柱状部材の高精度研削加工について研究を重ねてきた。
ところが、公知のセンターレス技術によって微細径の円柱面を研削しようとすると「直径数ミリメートルの小径被加工物のセンターレス研削」においては問題とされなかった新しい困難が発生した。すなわち、
ａ．研削作業は一般に、研削液を注ぎかけながら行なわれるが、（図１２参照）被加工物が微細径であると、研削液の表面張力のため、調整砥石によって持ち上げられて支承位置が不安定になり、研削砥石との接触が保たれないので研削不能になる。
ｂ．（図１２参照）ブレードの厚さ寸法ｔは、被加工物である円柱の直径よりも小さくなければならない。そうでないとブレードが調整砥石や研削砥石と干渉するからである。ところが、ブレードの厚さ寸法ｔを数十ミクロン程度に薄くすると機械的強度が不足して、研削力や重力荷重によって歪んでしまう。このため高精度の研削は出来なくなる。
なお、本発明において、被加工物の形状に関して「円柱面」または「円柱状」という場合、特に断らなくても「円柱面に類似した円錐面等の回転面」または「円柱に類似した柱状」を含むものとする。これら円柱に類似した被加工物をセンターレス研削する技術は公知であり、広く用いられているからである。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、ａ．被加工物が調整砥石により（研削液の表面張力のために）持ち上げられる虞れが無く、ｂ．被加工物の円柱状部の直径寸法よりも大きい厚さ寸法をブレードを使用し得る、
微小径の被加工物研削に好適なセンターレス研削技術を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために創作した本発明の基本的原理ついて、その実施形態に対応する図１を参照して略述すると次のとおりである。すなわち、ミクロンオーダーの微小径を有する被加工物１２を、安定した状態で無心的に支承しつつ回転せしめ、該被加工物１２の円柱面を研削砥石４で研削仕上げできるように改良したセンターレス研削技術を提供するため、
ブレードに圧電セラミックスＰＺＴを装着して超音波振動付加ブレード１０を構成は、かつ、上記超音波振動付加ブレード１０と可動シュー１１Ａとによって被加工物１２の円柱面を無心的に（心出しチャックすることなく）支承し、前記圧電セラミックスＰＺＴに対して２相の交番電圧を印加し、超音波駆動力によって被加工物１２を矢印Ｖｗ方向に回転させ、研削砥石４で研削する。
【０００６】
以上に説明した原理に基づいて、請求項１に係る発明方法の構成は、円柱面を研削加工する場合、該円柱面を有する被加工物の中心線を直接的に把持・拘束することなく、該被加工物の外周を無心的に摺動自在に支持して回転せしめつつ、回転砥石車である研削砥石によって円柱面を研削するセンターレス研削方法において、
ブレードとシューとによって被加工物の円柱面を支承するとともに、
上記ブレードに超音波振動を与えることにより、被加工物がブレードに接している箇所に対して「研削砥石から離間する方向の超音波駆動力」を与えるとともに、
該被加工物が研削砥石から離間する方向の移動をシューによって阻止し、
前記超音波駆動力によって被加工物を回転せしめることを特徴とする。
以上に説明した請求項１の発明方法によると、調整砥石による摩擦伝動に頼ることなく超音波駆動力によって被加工物を回転させるから、該被加工物が調整砥石によって持ち上げられる虞れが無い。このため、被加工物を安定した状態で無心的に支承することができる。
さらに、上述のごとく調整砥石を用いる必要が無いので、厚さ寸法の大きいブレードを用いても、該ブレードを研削砥石に触れさせないように気をつけさえすれば良く、該ブレードが調整砥石に干渉するという不具合は未然にかつ完全に防止される。
従来技術に係るセンターレス研削方法においては、ブレードと調整砥石とによって被加工物の円柱面を無心的に、摺動自在に支承していた。上記の調整砥石を用いない本請求項の発明方法においては、ブレードとシューとによって被加工物の円柱面が無心的に、摺動自在に支承されるので、研削砥石による円柱面の研削に支障を生じない。
本請求項の発明方法を実施する場合、ブレードが被加工物に摺触する面の形状、および、シューが被加工物に摺触する面の形状について別段の制約は受けないが、これらの面を例えば平滑な平面に形成して被加工物の円柱面に線接触させることは容易に可能である。
被加工物が微小径で剛性に乏しくても、その全長に亙って２本の線接触で支承するので、撓みを生じさせる虞れ無く支持することができ、かつ、該被加工物を超音波駆動によって回転せしめることができるので、高精度の円柱面研削を可能ならしめる。
【０００７】
請求項２に係る発明方法の構成は、円柱面を研削加工する場合、該円柱面を有する被加工物の中心線を直接的に把持・拘束することなく、該被加工物の外周を無心的に摺動自在に支持して回転せしめつつ、回転砥石車である研削砥石によって円柱面を研削するセンターレス研削方法において、
ブレードによって被加工物の円柱面の下部付近を支承するとともに、シューによって該被加工物を研削砥石に向けて押しつけつつ、
上記シューに超音波振動を与えることにより、被加工物がシューに接している箇所に対して上方向きの超音波駆動力を与え、
上記被加工物に対して下向きに作用する重力荷重および研削力と、上向きに作用する超音波駆動力とで形成される力のモーメントによって、該被加工物を回転せしめることを特徴とする。
以上に説明した請求項２の発明方法によれば、調整砥石による摩擦伝動に頼ることなく超音波駆動力によって被加工物を回転させるから、該被加工物が調整砥石によって持ち上げられる虞れが無い。このため、被加工物を安定した状態で無心的に支承することができる。
さらに、上述のごとく調整砥石を用いる必要が無いので、厚さ寸法の大きいブレードを用いても、該ブレードを研削砥石に触れさせないように気をつけさえすれば良く、該ブレードが調整砥石に干渉するこという不具合は未然にかつ完全に防止される。
従来技術に係るセンターレス研削方法においては、ブレードと調整砥石とによって被加工物の円柱面を無心的に、摺動自在に支承していた。上記の調整砥石を用いない本請求項の発明方法においては、ブレードとシューとによって被加工物の円柱面が無心的に、摺動自在に支承されるので、研削砥石による円柱面の研削に支障を生じない。
本請求項の発明方法を実施する場合、ブレードが被加工物に摺触する面の形状、および、シューが被加工物に摺触する面の形状について別段の制約は受けないが、これらの面を例えば平滑な平面に形成して被加工物の円柱面に線接触させることは容易に可能である。
被加工物が微小径で剛性に乏しくても、その全長に亙って２本の線接触で支承するので、撓みを生じさせる虞れ無く支持することができ、かつ、該被加工物を超音波駆動によって回転せしめることができるので、高精度の円柱面研削を可能ならしめる。
【０００８】
請求項３に係る発明方法の構成は、前記請求項１もしくは請求項２に記載した発明方法の構成要件に加えて、前記のブレードとシューとの少なくとも何れか片方に超音波振動を与えて被加工物を回転せしめるとともに、
前記ブレードとシューとの内の他方に超音波振動を与えて、被加工物を軸心方向に移動せしめることにより、該被加工物をスルーフィード研削することを特徴とする。
以上に説明した請求項３の発明方法によると、従来技術に係るセンターレス研削においては特徴的であったスルーフィード（通し送り）研削を、調整砥石に依存することなく遂行することができる。
従来技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石に送り角と旋回角とを与えるとともに、該調整砥石をつづみ形（回転双曲面）に形成して、被加工物に与える摩擦力の方向を「被加工物の円柱面の中心線に対して直角な方向」よりも傾けることによって、該被加工物に回転力とスラスト力とを与えるものであって、調整砥石無くしては成立しなかった。
本発明方法の基本は、調整砥石による被加工物の持上げと、調整砥石によるブレード厚さ寸法の制限とを解消するために、上記の調整砥石を用いることなく、被加工物を無心的に支持し、かつ回転させたものである。このため、調整砥石によるスラスト力によって、スルーフィード研削を行なうことが出来なくなった。
そこで本請求項の発明においては、ブレードとシュートの何れか片方によって被加工物に超音波回転駆動力を与えるとともに、何れか他方によって超音波スラスト駆動力を与えて、スルーフィード研削を可能ならしめた。
単に可能ならしめたというだけでなく、本請求項の発明によるスルーフィード研削の長所として、作業条件の設定が容易であり、かつ、作業条件の変更や調整状態の変更が容易である。すなわち、
従来のセンターレス研削技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石を回転双曲面形状にツルーイングするという準備作業を必要とし、かつ、回転双曲面諸元の設定に高度の知識と経験を必要とし、さらに旋回角の付与や送り角の付与にも高度の熟練と少なからぬ時間・労力とを要した。その上、こうした事情から推察し得るごとく、研削作業の途中で前記の作業条件を変更することは不可能でないにしても至難であった。
これに比して本請求項の構成によると、被加工物に対する回転力の付与とスラスト力の付与とは。それぞれブレードとシューとによって相互に独立に行なわれる。しかも、該回転力とスラスト力とを超音波駆動によって発生させるので、超音波振動素子に印加する交流電圧を制御することによって容易に調整変更することができる。
【０００９】
請求項４に係る発明方法の構成は、前記請求項１もしくは請求項２に記載した発明方法の構成要件に加えて、前記ブレードによって被加工物に与える超音波駆動力の方向、もしくはシューによって被加工物に与える超音波駆動力の方向を、「被加工物の円柱面の中心線に直角な方向」から傾け、
前記超音波駆動力の「中心線に対する直角方向分力」によって被加工物を中心線周りに回転せしめつつ、
上記超音波駆動力の「中心線に対する平行方向分力」によって該被加工物をスラスト方向に移動せしめることにより、該被加工物をスルーフィード研削することを特徴とする。
以上に説明した請求項４の発明方法によると、従来技術に係るセンターレス研削において特徴的であったスルーフィード（通し送り）研削を、調整砥石に依存することなく遂行することができる。
従来技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石に送り角と旋回角とを与えるとともに、該調整砥石をつづみ形（回転双曲面）に形成して、被加工物に与える摩擦力の方向を「被加工物の円柱面の中心線に対して直角な方向」よりも傾けることによって、該被加工物に回転力とスラスト力とを与えるものであって、調整砥石無くしては成立しなかった。
本発明方法の基本は、調整砥石による被加工物の持上げと、調整砥石によるブレード厚さ寸法の制限とを解消するために、上記の調整砥石を用いることなく、被加工物を無心的に支持し、かつ回転させたものである。このため、調整砥石によるスラスト力によって、スルーフィード研削を行なうことが出来なくなった。そこで本請求項の発明においては、ブレードとシューとの何れか片方によって被加工物に与える超音波駆動力の方向を「被加工物の円柱面の中心線に直角な方向」から傾け、上記超音波駆動力にスラスト方向の分力を発生せしめてスルーフィード研削を可能ならしめた。
単に可能ならしめたというだけでなく、本請求項の発明によるスルーフィード研削の長所として、作業条件の設定が容易であり、かつ、作業条件の変更や調整状態の変更が容易である。すなわち、
従来のセンターレス研削技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石を回転双曲面形状にツルーイングするという準備作業を必要とし、かつ、回転双曲面諸元の設定に高度の知識と経験を必要とし、さらに旋回角の付与や送り角の付与にも高度の熟練と少なからぬ時間・労力とを要した。その上、こうした事情から推察し得るごとく、研削作業の途中で前記の作業条件を変更することは不可能でないにしても至難であった。
これに比して本請求項の構成によると、被加工物に対する回転力の付与とスラスト力の付与とは、ブレードもしくはシューによって、調整砥石と関係無く行なわれる。しかも該回転力とスラスト力とを超音波振動によって発生させるので、超音波振動素子に印加する多相交流電圧の位相差を制御することによって駆動方向を容易に調節することができる。
【００１０】
請求項５に係る発明方法の構成は、前記請求項１もしくは請求項２に記載した発明方法の構成要件に加えて、ブレードの超音波駆動力もしくはシューの超音波駆動力によって被加工物を回転せしめつつ、シューを研削砥石に対して接近せしめることにより、無心的に支承している被加工物に切込み送りを与えることを特徴とする。
以上に説明した請求項５の発明方法によると、調整砥石を介在せしめること無く、センターレス研削の切込み送りを行なうことができる。
すなわち、従来技術に係るセンターレス研削における切込み送りは、調整砥石およびブレードと、研削砥石との両者を相対的に接近せしめることによって行なわれたのであるが、本発明の最も基本的な構成として調整砥石を用いないので、従来の技法による切込み送りは出来なくなった。
そこで本請求項の発明は、シューを研削砥石に対して接近させることによって切込み送りを可能ならしめた。
単に切込み送りを可能ならしめただけではなく、シューによる切込送りには大きい実用的長所が有る。すなわち、従来技術における切込み送りは、調整砥石もしくは研削砥石の少なくとも何れか一方を平行移動せしめて相互に接近させたのであるが、重量部材でありかつ回転部材である調整砥石もしくは研削砥石を、回転させながら精密に平行移動させることは容易なことではない。このため、従来技術においてはスライド機構と呼ばれる支持，案内機構が大形，大重量、高価であった。
これに比してシューは小形，軽量であり、振動を付与するが回転部材ではないので、該シューを案内して平行移動させることは比較的容易であり、高精度の切込送りが可能となる。
【００１１】
請求項６に係る発明装置の構成は、円柱面状の被加工面を有する被加工物の中心線を直接的に把持拘束することなく、該被加工物の被加工面を無心的に回転自在に支承する手段と、
上記被加工物を、円柱面の中心線周りに回転せしめる駆動手段と、
回転しつつある被加工物の円柱面に接触せしめて研削作用を遂行せしめる回転砥石車である研削砥石と、を具備しているセンターレス研削装置において、
超音波振動素子を装着されたブレードと、
上記ブレードと協働して被加工物を無心的に支承するシューと、
前記超音波振動素子に、少なくとも２相の交流電圧を印加する機能を有する電源と、を具備していて、
前記ブレードの超音波振動によって、円柱状の被加工物が超音波回転駆動力を与えられるようになっていることを特徴とする。
以上に説明した請求項６の発明装置によると、調整砥石を設けることなく、ブレードとシューとによって被加工物を無心的に支承する構造であるから、該被加工物が調整砥石によって（研削液の表面張力で）持ち上げられる虞れが無い。このため、微小径の被加工物であっても安定した状態で無心的に、かつ回転自在に支承することができる。
さらに、上述のごとく調整砥石を設ける必要が無いので、厚さ寸法の大きいブレードを設けても、該ブレードを研削砥石に触れさせないように気をつけさえすれば良く、該ブレードが調整砥石に干渉するという不具合は未然にかつ完全に防止される。
従来技術に係るセンターレス研削装置においては、ブレードと調整砥石とによって被加工物の円柱面を無心的に、摺動自在に支承していた。上記の調整砥石を設けない本請求項の発明装置においては、ブレードとシューとによって被加工物の円柱面が無心的に、摺動自在に支承されるので、研削砥石による円柱面の研削に支障を生じない。
本請求項の発明装置を実施する場合、ブレードが被加工物に摺触する面の形状、および、シューが被加工物に摺触する面の形状について別段の制約は受けないが、これらの面を例えば平滑な平面に形成して被加工物の円柱面に線接触させることは容易に可能である。
被加工物が微小径で剛性に乏しくても、その全長に亙って２本の線接触で支承するので、撓みを生じさせる虞れ無く支持することができ、かつ、該被加工物を超音波駆動によって回転せしめることができるので、高精度の円柱面研削を可能ならしめる。
【００１２】
請求項７に係る発明装置の構成は、円柱面状の被加工面を有する被加工物の中心線を直接的に把持拘束することなく、該被加工物の被加工面を無心的に回転自在に支承する支持手段と、
上記被加工物を、円柱面の中心線周りに回転せしめる駆動手段と、
回転しつつある被加工物の円柱面に接触せしめて研削作用を遂行せしめる回転砥石車である研削砥石と、を具備しているセンターレス研削装置において、
超音波振動素子を装着されたシューと、
上記シューと協働して被加工物を無心的に支承するブレードと、
前記超音波振動素子に、少なくとも２相の交流電圧を印加する機能を有する電源と、を具備していて、
前記シューの超音波振動によって、円柱状の被加工物が超音波回転駆動力を与えられるようになっていることを特徴とする。
以上に説明した請求項７の発明装置によると、調整砥石を用いることなく、ブレードとシューとによって被加工物を無心的に支承する構造であるから、該被加工物が調整砥石によって（研削液の表面張力で）持ち上げられる虞れが無い。このため、微小径の被加工物であっても安定した状態で無心的に、かつ回転自在に支承することができる。
さらに、上述のごとく調整砥石を設ける必要が無いので、厚さ寸法の大きいブレードを設けても、該ブレードを研削砥石に触れさせないように気をつけさえすれば良く、該ブレードが調整砥石に干渉するという不具合は未然にかつ完全に防止される。
従来技術に係るセンターレス研削装置においては、ブレードと調整砥石によって被加工物の円柱面を無心的に、摺動自在に支承していた。上記の調整砥石を設けない本請求項の発明装置においては、ブレードとシューとによって被加工物の円柱面が無心的に、摺動自在に支承されるので、研削砥石による円柱面の研削に支障を生じない。
本請求項の発明装置を実施する場合、ブレードが被加工物に摺触する面の形状、および、シューが被加工物に摺触する面の形状について別段の制約は受けないが、これらの面を例えば平滑な平面に形成して被加工物の円柱面に線接触させることは容易に可能である。
被加工物が微小径で剛性に乏しくても、その全長に亙って２本の線接触で支承するので、撓みを生じさせる虞れ無く支持することができ、かつ、該被加工物を超音波駆動によって回転せしめることができるので、高精度の円柱面研削を可能ならしめる。
【００１３】
請求項８に係る発明装置の構成は、前記請求項６もしくは請求項７の発明装置の構成要件に加えて、前記のブレードおよびシューの両方に、それぞれ超音波振動素子が装着されていて、
超音波振動素子を装着された超音波振動付加ブレード、および同超音波振動付加シューの何れか片方は被加工物を中心線周りに回転せしめる超音波駆動力を与える構造であり、
前記超音波振動付加ブレードおよび超音波振動付加シューの他れか他方は、被加工物に対して中心線と平行な方向に超音波駆動力を与える構造であることを特徴とする。
以上に説明した請求項８の発明装置によると、従来技術に係るセンターレス研削において特徴的であってスルーフィード（通し送り）研削を、調整砥石に依存することなく遂行することができる。
従来技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石に送り角と旋回角とを与えるとともに、該調整砥石をつづみ形（回転双曲面）に形成して、被加工物に与える摩擦力の方向を「被加工物の円柱面の中心線に対して直角な方向」よりも傾けることによって、該被加工物に回転力とスラスト力とを与えるものであって、調整砥石無くしては成立しなかった。
本発明装置の基本は、調整砥石による被加工物の持上げと、調整砥石によるブレード厚さ寸法の制限とを解消するために、上記の調整砥石を設けることなく、被加工物を無心的に支持し、かつ回転させたものである。このため、調整砥石によるスラスト力によって、スルーフィード研削を行なうことが出来なくなった。
そこで本請求項の発明においては、ブレードとシューとの何れか片方によって被加工物に超音波回転駆動力を与えるとともに、何れか他方によって超音波スラスト駆動力を与えて、スルーフィード研削を可能ならしめた。
単に可能ならしめたというだけではなく、本請求項の発明によるスルーフィード研削の長所として、作業条件の設定が容易であり、かつ、作業業件の変更や調整状態の変更が容易である。すなわち、
従来のセンターレス研削技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石を回転双曲面形状にツルーイングするという準備作業を必要とし、かつ、回転双曲面諸元の設定に高度の知識と経験とを必要とし、さらに旋回角の付与や送り角の付与にも高度の熟練と少なからぬ時間・労力とを要した。その上、こうした事情から推察し得るごとく、研削作業の途中で前記の作業条件を変更することは不可能でないにしても至難であった。
これに比して本請求項の構成によると、被加工物に対する回転力の付与とスラスト力の付与とは、それぞれブレードとシューとによって相互に独立に行なわれる。しかも、該回転力とスラスト力とを超音波駆動によって発生させるので、超音波振動素子に印加する交流電圧を制御することによって容易に調整変更することができる。
【００１４】
請求項９に係る発明装置の構成は、前記請求項６もしくは請求項７の発明装置の構成要件に加えて、前記のブレードもしくはシューが被加工物に与える超音波駆動力の作用線が、
被加工物の円柱状部の中心線に対して交わらず、かつ、立体交差状に斜交していて、
前記超音波駆動力の「被加工物の中心線に対して直角な分力」が該被加工物を回転せしめるとともに、「被加工物の中心線に対して平行な分力」が該被加工物を軸心方向に移動せしめるようになっていることを特徴とする。
以上に説明した請求項９の発明装置によると、従来技術に係るセンターレス研削において特徴的であったスルーフィード（通し送り）研削を、調整砥石に依存することなく遂行することができる。
従来技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石に送り角と旋回角とを与えるとともに、該調整砥石をつづみ形（回転双曲面）に形成して、被加工物に与える摩擦力の方向を「被加工物の円柱面の中心線に対して直角な方向」よりも傾けることによって、該被加工物に回転力とスラスト力とを与えるものであって、調整砥石無くしては成立しなかった。
本発明装置の基本は、調整砥石による被加工物の持上げと、調整砥石によるブレード厚さ寸法の制限とを解消するために、上記の調整砥石を設けることなく、被加工物を無心的に支持し、かつ回転させたものである。このため、調整砥石によるスラスト力によって、スルーフィード研削を行なうことが出来なくなった。
そこで本請求項の発明においては、ブレードとシューとの何れか片方によって被加工物に与える超音波駆動力の方向を「被加工物の円柱面の中心線に直角な方向」から傾け、上記超音波駆動力にスラスト方向の分力を発生せしめてスルーフィード研削を可能ならしめた。
【００１５】
単に可能ならしめたというだけでなく、本請求項の発明によるスルーフィード研削の長所として、作業条件の設定が容易であり、かつ、作業条件の変更や調整状態の変更が容易である。すなわち、
従来のセンターレス研削技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石を回転双曲面形状にツルーイングするという準備作業を必要とし、かつ、回転双曲面諸元の設定に高度の知識と経験を必要とし、さらに旋回角の付与や送り角の付与にも高度の熟練と少なからぬ時間・労力とを要した、その上、こうした事情から推察し得るごとく、研削作業の途中で前記の作業条件を変更することは不可能でないにしても至難であった。
これに比して本請求項の構成によると、被加工物に対する回転力の付与とスラスト力の付与とは、ブレードもしくはシューによって、調整砥石と関係無く行なわれる。しかも該回転力とスラスト力とを超音波振動によって発生させるので、超音波振動素子に印加する多相交流電圧の位相差を制御することによって駆動方向を容易に調節することができる。
【００１６】
請求項１０に係る発明装置の構成は、前記請求項６ないし請求項９の発明装置の構成要件に加えて、前記のブレードを支持しているテーブルに、前記のシューを平行移動せしめる案内手段が設けられており、
かつ、上記のシューを上記案内手段に沿わしめて前，後進される駆動機構が設けられていることを特徴とする。
以上に説明した請求項１０の発明装置によると、シューをブレードに対して相対的に安定させて支持することができ、かつ上記のシューを研削砥石に接近させる切込み送り作動を確実に行なわせること、および、上記の切込み送りの後に複元させることができる。この作用は、被加工物の研削仕上寸法（直径寸法）を設定するために有効である。
【００１７】
請求項１１に係る発明装置の構成は、前記請求項１０の発明装置の構成要件に加えて、前記のシューを前，後進させる駆動機構が、回転速度の調節可能なモーターと、上記モーターの回転を直線動に変換するネジ式の送り手段とを具備しており、
かつ、前記の交流電圧を印加する電源、および前記のモーターを制御する自動制御装置が設けられていることを特徴とする。
以上に説明した請求項１１の発明装置によると、被加工物に与える回転と、被加工物に与える切込み送りとを総合的に、かつ自動的に制御して、高品質のセンターレス研削を省力的に行なうことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る装置の１実施形態を示す模式的な全体正面図である。
研削砥石４は、図示しない駆動手段によって、矢印Ｖｇ方向に回転している。
符号１２を付して示した被加工物は、直径寸法数十ミクロンの微小径の円柱状部材であって、ブレード１０と可動シュー１１Ａとによって無心的に支承されている。
ブレードおよびシューは公知の構成部材であるが、本実施形態のブレード１０は、超音波振動素子としての圧電セラミックスＰＺＴを装着された超音波振動付加ブレードである。上記圧電セラミックスＰＺＴおよび交流電源２０については、図９を参照して後に詳しく述べる。
上記超音波振動付加ブレード１０はテーブル１４に対して固定されており、かつ、該テーブルの上面には直動軸受から成るシュー案内１５が設置されていて、前記可動シューを研削砥石４に対して接近・離間せしめる方向に前，後進自在に平行移動させるよう案内している。
サーボモーター１７は、変速機１８を介してボールネジ１９を正，逆転可能、かつ回転速度調節可能に回転駆動し、前記可動シュー１１Ａをネジ送り作用によって前，後進させるようになっている。
後に図９を参照して詳述する作用により、超音波振動付荷ブレード１０は被加工物１２を矢印Ｖｗ方向に回転させる。
被加工物１２は微小径で撓み易いが、紙面と垂直な全長に亙って超音波振動付加ブレード１０および可動シュー１１Ａのそれぞれに対して線接触しているので撓むことなく無心的に支承されつつ矢印Ｖｗ方向に回転し、研削砥石４によって研削される。
本図１から理解されるように、超音波振動付加ブレード１０の厚さ寸法ｔが被加工物１２の直径寸法よりも大きくても、調整砥石（設置せず）に干渉する虞れが無い。本発明を実施する場合、上記のブレード厚さ寸法ｔを大きくしたため外観的にブレードと呼べない形状になっても、本発明においては、シューと協働して被加工物を無心的に支承している部材はブレードと呼ぶ。
【００１９】
自動制御装置１６は、サーボモーター１７の回転を制御して可動シュー１１Ａの前，後進（切込み作動）を制御し、かつ、交流電源２０を制御して被加工物１２の回転速度を制御している。
【００２０】
図２は、超音波駆動の原理を説明する平面座標図である。
この図は、山形大学の富川義郎氏と東北工業大学の高野剛浩氏とが公けにした論文に掲げられた図である。本図２に関する説明（次の４行）は、上記の論文によるものである。
基本的には、幾何学的に直交する２つの変位（ｕx，ｕy）を与え、その位相差を考慮し、変位の楕円運動を実現・利用する。エレクトロ・メカニカル・フィルタに応用すべく開発された多重モード振動子を使用すると楕円運動を容易に実現させることができる。
図３は、超音波による楕円運動を利用して直線運動を行なわせた１例の説明図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面座標図である。
この図も上記の論文に掲載された図である。音片振動子５には圧電セラミックス５ａ，５ｂが装着されている。５ａは、２個の音片振動子を組合せて結合するためのネジ孔、５ｂは直線運動を行なわせるガイドレールに嵌合する溝である。
本図３（Ｂ）に示されているように、本例における楕円運動は、楕円の特異値としての円になっている。
図４は、前掲の図３に示された音片振動子によって構成された直線移動モータの１例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面矢視図である。
２個の音片振動子５が、ガイドレール６を挟みつけて、連結ネジ７によって結合されている。こうした構成で超音波駆動力が発生する理由を、次に略述する。
図５は、超音波による駆動原理を説明するための公知の模式図である。
振動体８は、振動体本体８ａに圧電セラミックス８ｂが貼着された静止部材である。移動体９は移動体本体９ａに摩擦材９ｂが貼着されている。ただし、この摩擦材９ｂは省略することができる。
振動体８の表面の各部が、９個の楕円で表されたように楕円運動し、かつ、その個々の振動が白抜き矢印のごとく図の右方に進行すると、移動体９は図の左方に向けて移動せしめられる。
図６は、前掲の図５に示した進行波を発生させるように交流電圧を印加するための概要的な配線図である。
本図６のように、２相の交流電圧を印加することによって、振動体の表面に定在波を発生させることができる。８ｃは電極、Ｅ1，Ｅ2は交流電源である。
図７は、交流電圧の印加によって音片振動子が振動する様子を表した模式図で、（Ａ１），（Ａ２）は屈曲振動（別名・横振動）を、（Ｂ１），（Ｂ２）は縦振動を、それぞれ表している。
（Ａ１）と（Ａ２）とを対比して理解されるように、印加電圧の極性を変えると屈曲方向は反対になる。
（Ｂ１）はＢモードと呼ばれる縦振動、（Ｂ２）はＬモードと呼ばれる縦振動である。上述した屈曲振動と縦振動との合成によって前記の楕円運動が形成され超音波駆動力が得られる。
【００２１】
図８は、前掲の図１の実施形態に用いられた超音波振動付加ブレードに屈曲振動と縦振動とが発生し、両者が合成されて楕円運動を生じる状態を模式的に表した図表である。
図９は、上記の楕円運動を行なわせるように電圧を印加する配線図である。
交流電源２０は、信号発生器１３から発生したＳｉｎωｔ成分と、Ｃｏｓωｔ成分とをそれぞれ増幅して、「圧電セラミックスＰＺＴ1，と同ＰＺＴ2」、および、「圧電セラミックスＰＺＴ3と同ＰＺＴ4」に、それぞれ印加する。
振動の中性点を軸２１で支持された超音波振動付加ブレード１０は、被加工物としてのマイクロ円柱体１２に接触している面に楕円運動を生じて、該マイクロ円柱体を矢印Ｖｗ方向に回転せしめる。
図１０は、前掲の図９と異なる実施形態を描いた模式的な正面図である。
圧電セラミックスＰＺＴを装着して構成された超音波振動付加シュー１１Ｂは、マイクロ円柱体１２に接している面に楕円運動を生じて、該マイクロ円柱体１２を矢印Ｖｗ方向に回転駆動する。
【００２２】
次に、スルーフィード方式のセンターレス研削を行った実施形態を説明する。
図１１は、超音波振動付加ブレードと可動シューとによって被加工物１２を支承している状態の平面図である。
この図１１は、前掲の図１の中央部を矢印Ｄ方向に見た部分拡大図として見て頂きたい。
いま仮に、超音波振動付加ブレード１０が被加工物を与える駆動力の方向が、仮想線で描いた矢印Ｆ′のように、被加工物１２の中心線ｃ−ｃに対して垂直であるとすると、該被加工物は純粋に回転力のみを受ける。
超音波振動付加ブレード１０が被加工物に与える駆動力の方向を、実線矢印Ｆのように、中心線ｃ−ｃに対して斜交させると、垂直分力ｆ1は回転力として作用し、平行分力ｆ2は軸心方向推力（スラスト力）として作用し、調整砥石に依存することなくスルーフィード研削が可能となる。
（図１および図１０を併せて参照）前記と異なる実施形態として、超音波振動付加ブレード１０と超音波振動付加シュー１１Ｂとの両方を設けて、両者の内の何れか片方によって被加工物に矢印Ｖｗ方向の回転力を与えるとともに、上記両者の何れか他方によって被加工物にスラスト力（紙面に垂直）を与えてスルーフィード研削を行なうこともできる。
圧電セラミックスＰＺＴに印加する電圧を調節することによって、センターレス研削を施工しつつ（作業を中断することなく）スラスト力を制御し得ることは、従来技術においては予想し得なかった新しい効果である。
【００２３】
【発明の効果】
以上に本発明の実施形態を挙げてその構成，機能を明らかならしめたように、請求項１の発明方法によると、調整砥石による摩擦伝動に頼ることなく超音波駆動力によって被加工物を回転させるから、該被加工物が調整砥石によって持ち上げられる虞れが無い。このため、被加工物を安定した状態で無心的に支承することができる。
さらに、上述のごとく調整砥石を用いる必要が無いので、厚さ寸法の大きいブレードを用いても、該ブレードを研削砥石に触れさせないように気をつけさえすれば良く、該ブレードが調整砥石に干渉するという不具合は未然にかつ完全に防止される。
従来技術に係るセンターレス研削方法においては、ブレードと調整砥石とによって被加工物の円柱面を無心的に、摺動自在に支承していた。上記の調整砥石を用いない本請求項の発明方法においては、ブレードとシューとによって被加工物の円柱面が無心的に、摺動自在に支承されるので、研削砥石による円柱面の研削に支障を生じない。
本請求項の発明方法を実施する場合、ブレードが被加工物に摺触する面の形状および、シューが被加工物に摺触する面の形状について別段の制約は受けないが、これらの面を例えば平滑な平面に形成して被加工物の円柱面に線接触させることは容易に可能である。
【００２４】
被加工物が微小径で剛性に乏しくても、その全長に亙って２本の線接触で支承するので、撓みを生じさせる虞れ無く支持することができ、かつ、該被加工物を超音波駆動によって回転せしめることができるので、高精度の円柱面研削を可能ならしめる。
【００２５】
請求項２の発明方法によれば、調整砥石による摩擦伝動に頼ることなく超音波駆動力によって被加工物を回転させるから、該被加工物が調整砥石によって持ち上げられる虞れが無い。このため、被加工物を安定した状態で無心的に支承することができる。
さらに、上述のごとく調整砥石を用いる必要が無いので、厚さ寸法の大きいブレードを用いても、該ブレードを研削砥石に触れさせないように気をつけさえすれば良く、該ブレードが調整砥石に干渉するという不具合は未然にかつ完全に防止される。
従来技術に係るセンターレス研削方法においては、ブレードと調整砥石とによって被加工物の円柱面を無心的に、摺動自在に支承していた。上記の調整砥石を用いない本請求項の発明方法においては、ブレードとシューとによって被加工物の円柱面が無心的に、摺動自在に支承されるので、研削砥石による円柱面の研削に支障を生じない。
本請求項の発明方法を実施する場合、ブレードが被加工物に摺触する面の形状、および、シューが被加工物に摺触する面の形状について別段の制約を受けないが、これらの面を例えば平滑な平面に形成して被加工物の円柱面に線接触させることは容易に可能である。
被加工物が微小径で剛性に乏しくても、その全長に亙って２本の線接触で支承するので、撓みを生じさせる虞れ無く支持することができ、かつ、該被加工物を超音波振動によって回転せしめることができるので、高精度の円柱面研削を可能ならしめる。
【００２６】
請求項３の発明方法によると、従来技術に係るセンターレス研削において特徴的であったスルーフィード（通し送り）研削を、調整砥石に依存することなく遂行することができる。
従来技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石に送り角と旋回角とを与えるとともに、該調整砥石をつづみ形（回転双曲面）に形成して、被加工物に与える摩擦力の方向を「被加工物の円柱面の中心線に対して直角な方向」よりも傾けることによって、該被加工物に回転力とスラスト力とを与えるものであって、調整砥石無くしては成立しなかった。
本発明方法の基本は、調整砥石による被加工物の持上げと、調整砥石によるブレード厚さ寸法の制限とを解消するために、上記の調整砥石を用いることなく、被加工物を無心的に支持し、かつ回転させたものである。このため、調整砥石によるスラスト力によって、スルーフィード研削を行なうことが出来なくなった。
そこで本請求項の発明においては、ブレードとシューとの何れか片方によって被加工物に超音波回転駆動力を与えるとともに、何れか他方によって超音波スラスト駆動力を与えて、スルーフィード研削を可能ならしめた。
単に可能ならしめたというだけでなく、本請求項の発明によるスルーフィード研削の長所として、作業条件の設定が容易であり、かつ、作業条件の変更や調整状態の変更が容易である。すなわち、
従来のセンターレス研削技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石を回転双曲面形状にツルーイングするという準備作業を必要とし、かつ、回転双曲面諸元の設定に高度の知識と経験を必要とし、さらに旋回角の付与や送り角の付与にも高度の熟練と少なからぬ時間・労力とを要した。その上、こうした事情から推察し得るごとく、研削作業の途中で前記の作業条件を変更することは不可能でないにしても至難であった。
これに比して本請求項の構成によると、被加工物に対する回転力の付与とスラスト力の付与とは、それぞれブレードとシューとによって相互に独立に行なわれる。しかも、該回転力とスラスト力とを超音波駆動によって発生させるので、超音波振動素子に印加する交流電圧を制御することによって容易に調整変更することができる。
【００２７】
請求項４の発明方法によると、従来技術に係るセンターレス研削において特徴的であったスルーフィード（通し送り）研削を、調整砥石に依存することなく遂行することができる。
従来技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石に送り角と旋回角とを与えるとともに、該調整砥石をつづみ形（回転双曲面）に形成して、被加工物に与える摩擦力の方向を「被加工物の円柱面の中心線に対して直角な方向」よりも傾けることによって、該被加工物に回転力とスラスト力とを与えるものであって、調整砥石無くしては成立しなかった。
本発明方法の基本は、調整砥石による被加工物の持上げと、調整砥石によるブレード厚さ寸法の制限とを解消するために、上記の調整砥石を用いることなく、被加工物を無心的に支持し、かつ回転させたものである。このため、調整砥石によるスラスト力によって、スルーフィード研削を行なうことが出来なくなった。
そこで本請求項の発明においては、ブレードとシューとの何れか片方によって被加工物に与える超音波駆動力の方向を「被加工物の円柱面の中心線に直角な方向」から傾け、上記超音波駆動力にスラスト方向の分力を発生せしめてスルーフィード研削を可能ならしめた。
単に可能ならしめたというだけでなく、本請求項の発明によるスルーフィード研削の長所として、作業条件の設定が容易であり、かつ、作業条件の変更や調整状態の変更が容易である。すなわち、
従来のセンターレス研削技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石を回転双曲面形状にツルーイングするという準備作業を必要とし、かつ、回転双曲面諸元の設定に高度の知識と経験を必要とし、さらに旋回角の付与や送り角の付与にも高度の熟練と少なからぬ時間・労力とを要した。その上、こうした事情から推察し得るごとく、研削作業の途中で前記の作業条件を変更することは不可能でないにしても至難であった。
これに比して本請求項の構成によると、被加工物に対する回転力の付与とスラスト力の付与とは、ブレードもしくはシューによって、調整砥石と関係無く行なわれる。しかも該回転力とスラスト力とを超音波振動によって発生させるので、超音波振動素子に印加する多相交流電圧の位相差を制御することによって駆動方向を容易に調節することができる。
【００２８】
請求項５の発明方法によると、調整砥石を介在せしめること無く、センターレス研削の切込み送りを行なうことができる。
すなわち、従来技術に係るセンターレス研削における切込み送りは、調整砥石およびブレードと、研削砥石との両者を相対的に接近せしめることによって行なわれたのであるが、本発明の最も基本的な構成として調整砥石を用いないので、従来の技法による切込み送りは出来なくなった。
そこで本請求項の発明は、シューを研削砥石に対して接近させることによって切込み送りを可能ならしめた。
単に切込み送りを可能ならしめただけではなく、シューによる切込送りには大きい実用的長所が有る。すなわち、従来技術における切込み送りは、調整砥石もしくは研削砥石の少なくとも何れか一方を平行移動せしめて相互に接近させたのであるが、重量部材でありかつ回転部材である調整砥石もしくは研削砥石を、回転させながら精密に平行移動させることは容易なことではない。このため、従来技術においてはスライド機構と呼ばれる支持，案内機構が大形，大重量、高価であった。
これに比してシューは小形，軽量であり、振動を付与するが回転部材ではないので、該シューを案内して平行移動させることは比較的容易であり、高精度の切込送りが可能となる。
【００２９】
請求項６の発明装置によると、調整砥石を設けることなく、ブレードとシューとによって被加工物を無心的に支承する構造であるから、該被加工物が調整砥石によって（研削液の表面張力で）持ち上げられる虞れが無い。このため、微小径の被加工物であっても安定した状態で無心的に、かつ回転自在に支承することができる。
さらに、上述のごとく調整砥石を設ける必要が無いので、厚さ寸法の大きいブレードを設けても、該ブレードを研削砥石に触れさせないように気をつけさえすれば良く、該ブレードが調整砥石に干渉するという不具合は未然にかつ完全に防止される。
【００３０】
被加工物が微小径で剛性に乏しくても、その全長に亙って２本の線接触で支承するので、撓みを生じさせる虞れ無く支持することができ、かつ、該被加工物を超音波駆動によって回転せしめることができるので、高精度の円柱面研削を可能ならしめる。
【００３１】
請求項７の発明装置によると、調整砥石を用いることなく、ブレードとシューとによって被加工物を無心的に支承する構造であるから、該被加工物が調整砥石によって（研削液の表面張力で）持ち上げられる虞れが無い。このため、微小径の被加工物であっても安定した状態で無心的に、かつ回転自在に支承することができる。
【００３２】
従来技術に係るセンターレス研削装置においては、ブレードと調整砥石とによって被加工物の円柱面を無心的に、摺動自在に支承していた。上記の調整砥石を設けない本請求項の発明装置においては、ブレードとシューとによって被加工物の円柱面が無心的に、摺動自在に支承されるので、研削砥石による円柱面の研削に支障を生じない。
請求項８の発明装置によると、従来技術に係るセンターレス研削において特徴的であったスルーフィード（通し送り）研削を、調整砥石に依存することなく遂行することができる。
従来技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石に送り角と旋回角とを与えるとともに、該調整砥石をつづみ形（回転双曲面）に形成して、被加工物に与える摩擦力の方向を「被加工物の円柱面の中心線に対して直角な方向」よりも傾けることによって、該被加工物に回転力とスラスト力とを与えるものであって、調整砥石無くしては成立しなかった。
そこで本請求項の発明においては、ブレードとシューとの何れか片方によって被加工物に超音波回転駆動力を与えるとともに、何れか他方によって超音波スラスト駆動力を与えて、スルーフィード研削を可能ならしめた。
単に可能ならしめたというだけでなく、本請求項の発明によるスルーフィード研削の長所として、作業条件の設定が容易であり、かつ、作業条件の変更や調整状態の変更が容易である。
【００３３】
請求項９の発明装置によると、従来技術に係るセンターレス研削において特徴的であったスルーフィード（通し送り）研削を、調整砥石に依存することなく遂行することができる。
【００３４】
従来技術におけるスルーフィード研削は、調整砥石に送り角と旋回角とを与えるとともに、該調整砥石をつづみ形（回転双曲面）に形成して、被加工物に与える摩擦力の方向を「被加工物の円柱面の中心線に対して直角な方向」よりも傾けることによって、該被加工物に回転力とスラスト力とを与えるものであって、調整砥石無くしては成立しなかった。
そこで本請求項の発明においては、ブレードとシューとの何れか片方によって被加工物に与える超音波駆動力の方向を「被加工物の円柱面の中心線に直角な方向」から傾け、上記超音波駆動力にスラスト方向の分力を発生せしめてスルーフィード研削を可能ならしめた。
【００３５】
請求項１０の発明装置によると、シューをブレードに対して相対的に安定させて支持することができ、かつ上記のシューを研削砥石に接近させる切込み送り作動を確実に行なわせること、および、上記の切込み送りの後に復元させることができる。この作用は、被加工物の研削仕上寸法（直径寸法）を設定するために有効である。
【００３６】
請求項１１の発明装置によると、被加工物に与える回転と、被加工物に与える切込み送りとを総合的に、かつ自動的に制御して、高精度のセンターレス研削を省力的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る装置の１実施形態を示す模式的な全体正面図である。
【図２】超音波駆動の原理を説明する平面座標図である。
【図３】超音波による楕円運動を利用して直線運動を行なわせた１例の説明図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面座標図である。
【図４】前掲の図３に示された音片振動子によって構成された直線移動モータの１例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図５】超音波による駆動原理を説明するための公知の模式図である。
【図６】前掲の図５に示した進行波を発生させるように交流電源を印加するための概要的な配線図である。
【図７】交流電圧の印加によって音片振動子が振動する様子を表した模式図で、（Ａ１），（Ａ２）は屈曲振動（別名・横振動）を、（Ｂ１），（Ｂ２）は縦振動を、それぞれ表している。
【図８】前掲の図１の実施形態に用いられた超音波振動付加ブレードに屈曲振動と縦振動とが発生し、両者が合成されて楕円運動を生じる状態を模式的に表した図表である。
【図９】上記の楕円運動を行なわせるように電圧を印加する配線図である。
【図１０】前掲の図９と異なる実施形態を描いた模式的な正面図である。
【図１１】超音波振動付加ブレードと可動シューとによって被加工物１２を支承している状態の平面図である。
【図１２】センターレス研削の原理を示し、主要構成部材である調整砥石と、研削砥石と、ブレードとの位置関係、および被加工物の位置、並びに回転方向を表した模式図である。
【符号の説明】
１…被加工物、２…調整砥石、３…ブレード、４…研削砥石、５…音片振動子、５ａ…ネジ孔、５ｂ…レール嵌合用の溝、５ｘ，５ｙ…圧電セラミックス、６…ガイドレール、７…連結ネジ、８…振動体、８ａ…振動体本体、８ｂ…圧電セラミックス、８ｃ…電極、９…移動体、９ａ…移動体本体、９ｂ…摩擦材、１０…超音波振動付加ブレード、１１Ａ…可動シュー、１１Ｂ…超音波振動付加シュー、１２…被加工物としてのマイクロ円柱体、１３…信号発生器、１４…テーブル、１５…シュー案内、１６…自動制御装置、１７…サーボモーター、１８…変速機、１９…ボールネジ、２０…交流電源、２１…軸。
【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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【図１１】
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【図１２】
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