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技術 砥石ヘッド、及び軌道面の超仕上げ加工方法

出願人 株式会社ジェイテクト
発明者 湯浅正博丸本恭久植島祥貴上田健太郎一角竜也
出願日 2014年11月28日 (4年11ヶ月経過) 出願番号 2014-241943
公開日 2016年6月2日 (3年5ヶ月経過) 公開番号 2016-101630
状態 特許登録済
技術分野 仕上研磨、刃砥ぎ、特定研削機構による研削 研磨体及び研磨工具 ころがり軸受
主要キーワード 側部用 軌道中央 非直線形状 中心線回り 幅方向他方 オシレーション 砥石体 クラウニング量
関連する未来課題
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図面 (12)

課題

クラウニング形状を有する軌道面の両側部の加工精度を従来よりも向上させる。

解決手段

砥石ヘッド10は、回転する内輪6の軌道面7に対して幅方向往復移動させながら押し付け砥石体15を備えている。砥石体15は、軌道面7の幅方向の中央部に接触可能である第1砥石21と、軌道面7の幅方向一方側の側部に接触可能である第2砥石22と、軌道面7の幅方向他方側の側部に接触可能である第3砥石23とを有している。第2砥石22及び第3砥石23は、第1砥石11と独立して軌道面7に対する押し付け方向及びその反対方向に変位可能として設けられている。

概要

背景

軌道輪軌道面の表面精度を高めるために、超仕上げ加工が行われており、この加工は、軌道輪を回転させて砥石を軌道面に接触させることにより行われる(例えば、特許文献1参照)。

図8は、従来の砥石ヘッド90及び軌道輪を、軌道輪の中心線に沿った方向から見た説明図である。図9は、従来の砥石ヘッド90及び軌道輪を、軌道輪の中心線に直交する方向から見た説明図である。なお、ここでは軌道輪を内輪80として説明する。また、図8及び図9では内輪80を断面として示している。
砥石ヘッド90は、軌道面81に接触させる砥石91と、この砥石91を保持する保持部96と、エアシリンダ92とを備えており、エアシリンダ92の駆動力により、保持部96に保持されている砥石91を軌道面81に押し付ける。また、図10に示すように、砥石91を押し付け方向の反対側から見ると、軌道面81に接触する砥石面91aの輪郭形状は矩形であり、図9に示すように、砥石91の幅方向の中央部93が軌道面81の中央部83に接触し、砥石91の幅方向の両側部94,95が軌道面81の両側部84,85に接触する。

そして、この砥石ヘッド90を用いた軌道面81の超仕上げ加工方法では、内輪80をその中心線回りに回転させ、図11に示すように、クラウニング形状を有する軌道面81に砥石91を押し付けた状態とし、更に、砥石91を幅方向に振動させる。なお、図11では、クラウニング形状についてわかり易く説明するために実際よりも強調しており、また、内輪80(図9参照)の鍔部86,87を省略している。

概要

クラウニング形状を有する軌道面の両側部の加工精度を従来よりも向上させる。砥石ヘッド10は、回転する内輪6の軌道面7に対して幅方向に往復移動させながら押し付ける砥石体15を備えている。砥石体15は、軌道面7の幅方向の中央部に接触可能である第1砥石21と、軌道面7の幅方向一方側の側部に接触可能である第2砥石22と、軌道面7の幅方向他方側の側部に接触可能である第3砥石23とを有している。第2砥石22及び第3砥石23は、第1砥石11と独立して軌道面7に対する押し付け方向及びその反対方向に変位可能として設けられている。

目的

本発明は、クラウニング形状を有する軌道面の両側部の加工精度を従来よりも向上させることのできる砥石ヘッド、及び軌道面の超仕上げ加工方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

回転する軌道輪クラウニング形状を有する軌道面に対して幅方向往復移動させながら押し付け砥石体を備え、前記砥石体は、前記軌道面の幅方向の中央部に接触可能である第1砥石と、前記軌道面の幅方向一方側の側部に接触可能である第2砥石と、前記軌道面の幅方向他方側の側部に接触可能である第3砥石と、を有し、前記第2砥石及び前記第3砥石は、前記第1砥石と独立して前記軌道面に対する押し付け方向及びその反対方向に変位可能として設けられていることを特徴とする砥石ヘッド

請求項2

前記軌道面の接線に平行な方向から見て、前記第2砥石及び前記第3砥石は、前記第1砥石と重なって見える配置として前記砥石体は構成されている請求項1に記載の砥石ヘッド。

請求項3

前記軌道面に対して前記第1砥石を押し付けるための中央用のアクチュエータと、前記軌道面に対して前記第2砥石及び第3砥石を押し付けるための側部用のアクチュエータと、を更に備え、前記中央用のアクチュエータによる押し付け力と、前記側部用のアクチュエータによる押し付け力とを相違させることができる請求項1又は2に記載の砥石ヘッド。

請求項4

前記第2砥石及び前記第3砥石が両側に取り付けられているレバー部材と、当該レバー部材の両側それぞれが前記軌道面に対して接近離反する方向に変位自在として当該レバー部材の中央部を支持している支持部材と、前記支持部材及び前記レバー部材を介して前記軌道面に対して前記第2砥石及び前記第3砥石を押し付けるための側部用のアクチュエータと、を更に備えている請求項1又は2に記載の砥石ヘッド。

請求項5

回転する軌道輪のクラウニング形状を有する軌道面に対して砥石体を幅方向に往復移動させながら押し付けて行う軌道面の超仕上げ加工方法であって、前記砥石体に含まれる第1砥石が、前記軌道面の幅方向の中央部に接触可能として設けられ、前記砥石体に含まれる第2砥石が、前記軌道面の幅方向一方側の側部に接触可能として設けられ、前記砥石体に含まれる第3砥石が、前記軌道面の幅方向他方側の側部に接触可能として設けられ、かつ、前記第1砥石と独立して前記第2砥石及び前記第3砥石が前記軌道面に対する押し付け方向及びその反対方向に変位可能として設けられている状態で、前記第1砥石、前記第2砥石、及び前記第3砥石を含む前記砥石体を、前記軌道面に対して幅方向に往復移動させながら押し付けて行うことを特徴とする軌道面の超仕上げ加工方法。

技術分野

0001

本発明は、ころ軸受外輪内輪(外輪、内輪を総称して軌道輪という)の軌道面を超仕上げ加工するための砥石ヘッド、及び軌道面の超仕上げ加工方法に関する。

背景技術

0002

軌道輪の軌道面の表面精度を高めるために、超仕上げ加工が行われており、この加工は、軌道輪を回転させて砥石を軌道面に接触させることにより行われる(例えば、特許文献1参照)。

0003

図8は、従来の砥石ヘッド90及び軌道輪を、軌道輪の中心線に沿った方向から見た説明図である。図9は、従来の砥石ヘッド90及び軌道輪を、軌道輪の中心線に直交する方向から見た説明図である。なお、ここでは軌道輪を内輪80として説明する。また、図8及び図9では内輪80を断面として示している。
砥石ヘッド90は、軌道面81に接触させる砥石91と、この砥石91を保持する保持部96と、エアシリンダ92とを備えており、エアシリンダ92の駆動力により、保持部96に保持されている砥石91を軌道面81に押し付ける。また、図10に示すように、砥石91を押し付け方向の反対側から見ると、軌道面81に接触する砥石面91aの輪郭形状は矩形であり、図9に示すように、砥石91の幅方向の中央部93が軌道面81の中央部83に接触し、砥石91の幅方向の両側部94,95が軌道面81の両側部84,85に接触する。

0004

そして、この砥石ヘッド90を用いた軌道面81の超仕上げ加工方法では、内輪80をその中心線回りに回転させ、図11に示すように、クラウニング形状を有する軌道面81に砥石91を押し付けた状態とし、更に、砥石91を幅方向に振動させる。なお、図11では、クラウニング形状についてわかり易く説明するために実際よりも強調しており、また、内輪80(図9参照)の鍔部86,87を省略している。

先行技術

0005

特許第4894753号公報

発明が解決しようとする課題

0006

図9に示す砥石91を用いた場合、砥石91の幅方向の寸法が、軌道面81の幅方向の寸法以上であることから、この砥石91を用いた超仕上げ加工方法によれば加工時間の短縮化が可能となる。しかし、図11に示すように、軌道面81はクラウニング形状を有していることから、砥石91を幅方向に振動させながら超仕上げ加工を行うと、軌道面81の幅方向の両側部84,85(クラウニング部)と中央部83とで、砥石91による加工性に差が生じ、両側部84,85では、加工精度が低くなる(粗くなる)。

0007

この原因の一つとして、図11に示すように、軌道面81の中央部83では砥石91が常に接触しているのに対して、両側部84,85では砥石91が接触していない時間帯が生じることが挙げられる。このため、砥石91との接触時間が短くなる両側部84,85では、加工精度が低くなる。

0008

特に軌道面81の幅方向の両側部84,85(クラウニング部)が深い場合、これら両側部84,85に対して砥石91が所定の接触力で接触できず、両側部84,85と中央部83とで砥石91の接触状態が大きく異なり、両側部84,85では所望の加工精度を得ることができない。

0009

そこで、本発明は、クラウニング形状を有する軌道面の両側部の加工精度を従来よりも向上させることのできる砥石ヘッド、及び軌道面の超仕上げ加工方法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

0010

本発明の砥石ヘッドは、回転する軌道輪のクラウニング形状を有する軌道面に対して幅方向に往復移動させながら押し付ける砥石体を備え、前記砥石体は、前記軌道面の幅方向の中央部に接触可能である第1砥石と、前記軌道面の幅方向一方側の側部に接触可能である第2砥石と、前記軌道面の幅方向他方側の側部に接触可能である第3砥石と、を有し、前記第2砥石及び前記第3砥石は、前記第1砥石と独立して前記軌道面に対する押し付け方向及びその反対方向に変位可能として設けられている。

0011

本発明によれば、軌道面に対して砥石体を幅方向に往復移動させながら押し付け、この軌道面を超仕上げ加工する際に、第2砥石及び第3砥石は、第1砥石と独立して軌道面に対する押し付け方向及びその反対方向に変位可能として設けられていることから、砥石体が幅方向の一方側及び他方側に移動した際に、第1砥石と関係なく第2砥石及び第3砥石を軌道面に押し付けることが可能である。したがって、軌道面の中央部と同等に、両側部(クラウニング部)においても砥石体を接触させることが可能となり、両側部の加工精度を従来よりも向上させることができる。

0012

また、前記軌道面の接線に平行な方向から見て、前記第2砥石及び前記第3砥石は、前記第1砥石と重なって見える配置として前記砥石体は構成されているのが好ましい。
この場合、砥石体は、分割された第1、第2、及び第3の砥石を含んで構成されているが、各砥石が軌道面を加工することで生じる継ぎ目を目立たなくすることが可能となる。

0013

また、前記砥石ヘッドは、前記軌道面に対して前記第1砥石を押し付けるための中央用のアクチュエータと、前記軌道面に対して前記第2砥石及び第3砥石を押し付けるための側部用のアクチュエータと、を更に備え、前記中央用のアクチュエータによる押し付け力と、前記側部用のアクチュエータによる押し付け力とを相違させることのできる構成とするのが好ましい。
この場合、軌道面に対する第1砥石の接触面圧と、軌道面に対する第2砥石及び第3砥石の接触面圧とをバランス良くすることが可能となり、軌道面の中央部と両側部との加工精度を等しくすることが容易となる。

0014

また、前記砥石ヘッドは、前記第2砥石及び前記第3砥石が両側に取り付けられているレバー部材と、当該レバー部材の両側それぞれが前記軌道面に対して接近離反する方向に変位自在として当該レバー部材の中央部を支持している支持部材と、前記支持部材及び前記レバー部材を介して前記軌道面に対して前記第2砥石及び前記第3砥石を押し付けるための側部用のアクチュエータと、を更に備えているのが好ましい。
この場合、砥石体が幅方向の一方側に移動し、第2砥石がクラウニング形状に沿って軌道面に対して押し下げられても、第3砥石が軌道面のクラウニング形状に沿って変位することができ、軌道面の両側部に対する第2砥石及び第3砥石の押し付けが確保される。また、これと反対に、砥石体が幅方向の他方側に移動し、第3砥石がクラウニング形状に沿って軌道面に対して押し下げられても、第2砥石が軌道面のクラウニング形状に沿って変位することができ、軌道面の両側部に対する第2砥石及び第3砥石の押し当てが確保される。したがって、軌道面の中央部と同等に、両側部(クラウニング部)においても砥石体を接触させることが可能となる。

0015

また、本発明は、回転する軌道輪のクラウニング形状を有する軌道面に対して砥石体を幅方向に往復移動させながら押し付けて行う軌道面の超仕上げ加工方法であって、前記砥石体に含まれる第1砥石が、前記軌道面の幅方向の中央部に接触可能として設けられ、前記砥石体に含まれる第2砥石が、前記軌道面の幅方向一方側の側部に接触可能として設けられ、前記砥石体に含まれる第3砥石が、前記軌道面の幅方向他方側の側部に接触可能として設けられ、かつ、前記第1砥石と独立して前記第2砥石及び前記第3砥石が前記軌道面に対する押し付け方向及びその反対方向に変位可能として設けられている状態で、前記第1砥石、前記第2砥石、及び前記第3砥石を含む前記砥石体を、前記軌道面に対して幅方向に往復移動させながら押し付けて行う。

0016

本発明によれば、砥石体が幅方向の一方側及び他方側に移動した際に、第1砥石と関係なく第2砥石及び第3砥石を軌道面に押し付けることが可能である。したがって、軌道面の中央部と同等に、両側部(クラウニング部)においても砥石体を接触させることが可能となり、両側部の加工精度を従来よりも向上させることができる。

発明の効果

0017

本発明の砥石ヘッド、及び軌道面の超仕上げ加工方法によれば、クラウニング形状を有する軌道面の両側部の加工精度を従来よりも向上させることができる。

図面の簡単な説明

0018

本発明の砥石ヘッド及び軌道輪を、軌道輪の中心線に沿った方向から見た説明図である。
砥石ヘッド及び軌道輪を、軌道輪の中心線に直交する方向から見た説明図である。
軌道面の説明図である。
砥石体を、押し付け方向の反対側から見た図である。
側部用のアクチュエータと、第2砥石及び第3砥石との連結構造を説明する概略構成図である。
側部用のアクチュエータと、第2砥石及び第3砥石との連結構造を説明する概略構成図であり、(A)は砥石体が幅方向の一方側に移動した状態を示し、(B)は砥石体が幅方向の他方側に移動した状態を示している。
第1砥石及びその周囲を示す説明図である。
従来の砥石ヘッド及び軌道輪を、軌道輪の中心線に沿った方向から見た説明図である。
従来の砥石ヘッド及び軌道輪を、軌道輪の中心線に直交する方向から見た説明図である。
砥石を、押し付け方向の反対側から見た図である。
従来の砥石による超仕上げ加工の様子を説明する説明図である。

実施例

0019

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、本発明の砥石ヘッド10及び軌道輪を、軌道輪の中心線Cに沿った方向から見た説明図である。図2は、砥石ヘッド10及び軌道輪を、軌道輪の中心線Cに直交する方向から見た説明図である。本実施形態において、前記軌道輪は、円すいころ軸受が有する内輪6であり、図1及び図2ではこの内輪6を断面として示している。内輪6は、外周側に円すいころ転動する軌道面7を有しており、また、この内輪6は、軌道面7の軸方向両側(幅方向両側)に、径方向外側へ突出する鍔部8,9を有している(図2参照)。そして、この内輪6の軌道面7が、本発明の砥石ヘッド10によって超仕上げ加工される。

0020

図3は、軌道面7の説明図である。軌道面7はクラウニング形状を有しており、内輪6(図2参照)の中心線Cを含む断面において非直線形状となっている。なお、図3では、軌道面7のクラウニング形状について、わかり易く説明するために実際よりも強調しており、また、内輪6の鍔部8,9(図2参照)を省略している。また、図3破線は、標準的な軌道面輪郭形状を示しており、実線が、本実施形態の軌道面輪郭形状を示している。

0021

図3において、本実施形態の軌道面7は、重クラウニング形状を有している。すなわち、軌道面7は、凸曲面からなる軌道中央部2(以下、中央部2という。)と、その両側の軌道側部3,4(以下、側部3,4という。)とを有しており、中央部2の曲率半径は標準的な軌道面(破線)の場合よりも小さくなっている。中央部2は、軌道面7のうち、図3中の「軌道中央曲線部」の範囲であり、側部3,4は、その両側のクラウニング部である。中央部2は、その幅方向両側において側部3,4と連続しており、この中央部2の幅方向両側端を結ぶ仮想線L1に対する側部3,4の角度θ(接触角)は、標準的な軌道面(破線)の場合よりも大きくなっている。このため、前記仮想線L1を基準とした側部3,4における寸法変化(高低差)は、標準的な軌道面の場合よりも大きくなる。この寸法変化(高低差)の値をクラウニング量と言い、クラウニング量が大きいことは、クラウニング部が深いことを意味する。なお、図3では、中央部2が凸曲面からなる場合について説明したが、中央部2は平坦であってもよく、この場合、軌道面7は、台形クラウニング形状を有しており、この台形クラウニング形状は、クラウニング量が大きい重クラウニング形状となる。

0022

図1及び図2において、このような軌道面7に対して砥石ヘッド10が行う超仕上げ加工方法では、内輪6をその中心線C回りに回転させ、砥石ヘッド10が備えている砥石体15を軌道面7に押し付けた状態とし、更に、砥石ヘッド10(砥石体15)を内輪6の幅方向Xに振動(オシレーション)させる。

0023

ここで、幅方向Xとは、図2において、内輪6の鍔部8,9間において軌道面7に沿った方向であり、本実施形態の場合、幅方向Xは中心線Cに対して傾斜する方向となる。なお、砥石体15の幅方向Xと、内輪6の幅方向Xとは同じ方向である。また、(後述する)マタギ方向Yとは、軌道面7の接線に平行な方向であり、前記幅方向Xと直交する。そして、幅方向Xとマタギ方向Yとに直交する方向が、砥石体15の長さ方向Zであり、この長さ方向Zに沿った押し付け力により砥石体15は軌道面7に押し付けられる。つまり、砥石体15の押し付け方向は、長さ方向Zと一致する。

0024

砥石ヘッド10の構成について説明する。砥石ヘッド10は、軌道面7に接触させる砥石体15と、この砥石体15を保持する保持部11と、アクチュエータ31,32とを備えている。これらアクチュエータ31,32の駆動力により、保持部11に保持されている砥石体15を軌道面7に押し付けることができる。

0025

図4は、砥石体15を、押し付け方向の反対側から(長さ方向Zに沿って)見た図である。砥石体15は、第1砥石21、第2砥石22、及び第3砥石23を備えている。第1砥石21は、軌道面7の幅方向Xの中央部2(図2参照)に接触可能であるが、本実施形態の第1砥石21は、図3中の「軌道中央曲線部」の範囲(中央部2)の他に、側部3,4にも接触可能となる幅方向寸法を有している。また、図4に示すように、第1砥石21を長さ方向Zに見ると、その輪郭形状は矩形となっている。

0026

第2砥石22は、軌道面7の幅方向一方側の側部3(図2参照)に接触可能である。第2砥石22は、第1砥石21よりも幅方向寸法が小さく、第1砥石21の幅方向Xの一方側に並んで設けられている。また、図4に示すように、第2砥石22の輪郭形状は矩形となっている。そして、第2砥石22のマタギ方向Yに向く一側面26と、第1砥石21のマタギ方向Yに向く一側面25とが対向して設けられている。つまり、軌道面7の接線に平行なマタギ方向Yから見て、第2砥石22は、第1砥石21と重なって見える配置となっている。そして、第2砥石22の一側面26と第1砥石21の一側面25とが隙間e1を有するようにして、第2砥石22及び第1砥石21は保持部11に保持されている。

0027

第3砥石23は、軌道面7の幅方向他方側の側部4(図2参照)に接触可能である。第3砥石23は、第1砥石21よりも幅方向寸法が小さく、第1砥石21の幅方向Xの他方側に並んで設けられている。また、図4に示すように、第3砥石23の輪郭形状は矩形となっている。そして、第3砥石23のマタギ方向Yに向く一側面27と、第1砥石21のマタギ方向Yに向く一側面25とが対向して設けられている。つまり、軌道面7の接線に平行なマタギ方向Yから見て、第3砥石23は、第1砥石21と重なって見える配置となっている。そして、第3砥石23の一側面27と第1砥石21の一側面25とが隙間e2を有するようにして、第3砥石23及び第1砥石21は保持部11に保持されている。

0028

図1及び図2において、保持部11は、アダプタ12及びホルダ13を有しており、アダプタ12はホルダ13に取り付けられている。そして、アダプタ12は、第1砥石21、第2砥石22、及び第3砥石23を、長さ方向Zに移動可能として保持している。本実施形態のアダプタ12には、第1砥石21、第2砥石22、及び第3砥石23それぞれの輪郭形状よりも僅かに大きい穴12a,12b,12cが設けられており、これら穴12a,12b,12cに、砥石21,22,23は挿入状となって長さ方向Zに移動可能として保持されている。

0029

これにより、第2砥石22は、第1砥石21及び第3砥石23と独立して、軌道面7に対する押し付け方向及びその反対方向に変位可能として設けられており、また、第3砥石23は、第1砥石21及び第2砥石22と独立して、軌道面7に対する押し付け方向及びその反対方向に変位可能として設けられた構成となる。なお、前記の押し付け方向及びその反対方向は、長さ方向Zに相当する。

0030

そして、ホルダ13は、図外の超仕上げ加工装置可動部に取り付けられており、この可動部が幅方向Xに微小ストロークで往復移動する。これにより、砥石21,22,23は一体となって、幅方向Xに振動する。

0031

本実施形態のアクチュエータ31,32は、エアシリンダからなる。図1において、一方のアクチュエータ31は、軌道面7に対して第1砥石21を押し付けるための中央用のエアリリンダであり、他方のアクチュエータ32は、軌道面7に対して第2砥石22及び第3砥石23を押し付けるための側部用のエアリリンダである。本実施形態では、単一の側部用のアクチュエータ32により、二つの砥石22,23を軌道面7に押し付ける構成となっている。
中央用のアクチュエータ31が有するロッド先端31aは、アクチュエータ31が駆動することで、長さ方向Zに進退移動可能である。このロッド先端31aに第1砥石21が取り付けられており(図7参照)、アクチュエータ31の駆動力により第1砥石21が軌道面7に押し付けられる。

0032

図5は、側部用のアクチュエータ32と、第2砥石22及び第3砥石23との連結構造を説明する概略構成図である。図1及び図5において、側部用のアクチュエータ32が有するロッド先端32aは、アクチュエータ32が駆動することで、長さ方向Zに進退移動可能である。このロッド先端32aに、幅方向Xに貫通する穴33が設けられており、この穴33にレバー部材34が挿通状となっている。レバー部材34は幅方向に長い部材であり、その幅方向の両側において第2砥石22及び第3砥石23が取り付けられている。
穴33は、円弧状の内面33aを有しており、この円弧状の内面33aにレバー部材34の幅方向中央部34aが接触し、その接触状態が保たれた状態でレバー部材34は穴33に保持されている。この構成により、ロッド先端31aは、レバー部材34の中央部34aを支持している支持部材となり、このロッド先端31a(支持部材)は、レバー部材34の両側34b,34cそれぞれが軌道面7に対して接近離反する方向(つまり、長さ方向Z)に変位自在として、このレバー部材34を支持することができる。つまり、レバー部材34は円弧状の内面33aを支点として揺動し、両方向に傾くことができる。

0033

そして、側部用のアクチュエータ32は、その駆動力により、ロッド先端31a(支持部材)及びレバー部材34を介して第2砥石22及び第3砥石23を同時に押し、軌道面7に対してこれら第2砥石22及び第3砥石23を同時に押し付けることが可能となる。

0034

また、前記のとおり、レバー部材34は、その両側34b,34cそれぞれが長さ方向Zに変位自在となって支持されていることから、図6(A)(B)に示すように、レバー部材34は幅方向Xに対する傾き角度を自由に変更することができ、この結果、第2砥石22及び第3砥石23は、軌道面7の側部3,4の形状に追従することが可能となる。なお、この機能については、後にも説明する。

0035

以上のように、本実施形態の砥石ヘッド10は、分割されている三つの砥石21,22,23を含む砥石体15を備えている。第1砥石21は、アクチュエータ31から押し付け力F1(図7参照)が付与されており、また、第2砥石22及び第3砥石23それぞれは、レバー部材34を介してアクチュエータ32から押し付け力F2(図5参照)が付与されている。
そして、この砥石体15は、回転する内輪6の外周面に設けられている軌道面7に対して、幅方向Xに往復移動させながら(振動させながら)、前記押し付け力F1,F2により押し付けられる。これにより、軌道面7に対する超仕上げ加工が施される。

0036

以上、本実施形態の砥石ヘッド10によれば、前記のとおり、軌道面7に対して砥石体15を幅方向に往復移動させながら押し付け、この軌道面7を超仕上げ加工する。この際に、第2砥石22及び第3砥石23それぞれは、第1砥石21と独立して長さ方向Zに変位可能として設けられていることから、図6(A)に示すように、軌道面7に対して砥石体15が幅方向Xの一方側(矢印X1方向)に移動した際に、第1砥石21と関係なく第2砥石22及び第3砥石23を、長さ方向に変位させて軌道面7の側部3,4に押し付けることが可能となる。

0037

特に本実施形態では、図6(A)に示すように、軌道面7に対して砥石体15が幅方向Xの一方側(矢印X1方向)に移動し、一方の第2砥石22が軌道面7のクラウニング形状に沿って軌道面7に対して押し下げられても、この移動の際に、レバー部材34は傾くことができ、他方の第3砥石23は、軌道面7のクラウニング形状に沿ってロッド先端32a側へ側部4を登るように変位することができる。つまり、第2砥石22及び第3砥石23は、軌道面7の側部3,4の形状に追従することができる。このため、軌道面7の両側部3,4に対する第2砥石22及び第3砥石23の押し当てが確保される。

0038

また、第2砥石22及び第3砥石23それぞれは、第1砥石21と独立して長さ方向Zに変位可能として設けられていることから、図6(A)の移動方向と反対に、図6(B)に示すように、軌道面7に対して砥石体15が幅方向Xの他方側(矢印X2方向)に移動した際に、第1砥石21と関係なく第2砥石22及び第3砥石23を、長さ方向に変位させて軌道面7の側部3,4に押し付けることが可能となる。

0039

特に本実施形態では、図6(B)に示すように、軌道面7に対して砥石体15が幅方向Xの他方側(矢印X2方向)に移動し、一方の第3砥石23が軌道面7のクラウニング形状に沿って軌道面7に対して押し下げられても、この移動の際に、レバー部材34は傾くことができ、他方の第2砥石22は、軌道面7のクラウニング形状に沿ってロッド先端32a側へ側部3を登るように変位することができる。つまり、第2砥石22及び第3砥石23は、軌道面7の側部3,4の形状に追従することができる。このため、軌道面7の両側部3,4に対する第2砥石22及び第3砥石23の押し付けが確保される。

0040

そして、第1砥石21は、図7に示すように、砥石体15が幅方向の一方側及び他方側のどちらに移動した場合であっても、軌道面7の中央部2に押し付けられている。なお、図5図6、及び図7において、一点鎖線C2は、軌道面7における幅方向Xの中心を通過する中心線である。
上より、軌道面7の中央部2と同等に、両側部3,4(クラウニング部)においても砥石体15を接触させることが可能となり、両側部3,4の加工精度を従来よりも向上させることができる。

0041

また、中央用のアクチュエータ31と側部用のアクチュエータ32とは独立して動作するエアリリンダであるため、これらアクチュエータ31,32の出力、つまり、押し付け力F1,F2は、個別に制御され、中央用のアクチュエータ31による押し付け力F1と、側部用のアクチュエータ32による押し付け力F2とを相違させることが可能である。
本実施形態では、軌道面7に対する第1砥石21の接触面積は、軌道面7に対する第2砥石22及び第3砥石23それぞれの接触面積の合計よりも大きくなる(図4参照)。そこで、側部用のアクチュエータ32による押し付け力F2は、中央用のアクチュエータ31による押し付け力F1と比べて小さく設定されている。
これにより、軌道面7に対する第1砥石21の接触面圧と、軌道面7に対する第2砥石22及び第3砥石23の接触面圧とをバランス良くする(同程度とする)ことが可能となり、軌道面7の中央部2と両側部3,4との加工精度を等しくすることが容易となる。
また、前記押し付け力F1,F2を別々に調整することができるため、軌道面7に対する第1砥石21の接触面圧と、軌道面7に対する第2砥石22及び第3砥石23それぞれの接触面圧とを、均一化したり変更したりすることができる。

0042

そして、本実施形態では、前記のとおり、マタギ方向Yから見て第2砥石22及び第3砥石23は第1砥石21と重なって見える配置として砥石体15は構成されている。つまり、マタギ方向Yから見て、第1砥石21と第2砥石22との間には隙間が生じず、また、第1砥石21と第3砥石23との間には隙間が生じないようにして、これら砥石21,22,23はアダプタ12に保持されている。
特に、図4に示すように、第1砥石21の幅方向Xの寸法B1と、第2砥石22と第3砥石23との幅方向外寸B2とを等しくしている(B1=B2)。なお、その変形例として、B1>B2であってもよく、B1<B2であってもよい。ただし、B1<B2とする場合、寸法B1は、第2砥石22と第3砥石23との幅方向内寸B3よりも大きくする必要がある(B1>B3)。
このように、砥石体15は、分割された三つの砥石21,22,23を含んで構成されているが、本実施形態の構成によれば、砥石体15は幅方向Xに微小のストロークで振動することから、砥石21,22,23それぞれが軌道面7を加工することで生じる継ぎ目を目立たなくすることが可能となる。

0043

また、本実施形態では、砥石体15の幅方向Xの最大値はB1(=B2)であり、この値(砥石体15の幅寸法)は、軌道面7の幅方向Xの寸法以上である。なお、軌道面7の幅方向Xの寸法とは、図3において、中央部2と側部3,4とを含めた幅方向Xの寸法である。

0044

また、本実施形態では、第2砥石22と第3砥石23とは同じ形状であり、また、図1に示すように、第1砥石21のマタギ方向Yの寸法K1と、第2砥石22(及び第3砥石23)のマタギ方向Yの寸法K2とを同じとしている。そして、砥石体15のマタギ方向の中心を通過する長さ方向Zに沿った砥石体中心線C3が、内輪6の中心線Cと交差するように、砥石体15は内輪6に対して位置する。つまり、内輪6の中心と砥石体中心とが揃っている関係にある。
なお、前記寸法K1と前記寸法K2とは異なるようにしてもよく、砥石21,22,23の大きさは、変更自在である。そして、砥石21,22,23の大きさに応じてアダプタ12(穴12a,12b,12c)の大きさを変更すればよい。

0045

以上、本実施形態の砥石ヘッド10を用いて行う軌道面7の超仕上げ加工方法は、内輪6を回転させ、この内輪6の軌道面7に対して砥石体15を幅方向Xに往復移動させながら押し付けて行う方法である。
この砥石体15に含まれる第1砥石21は、軌道面7の幅方向の中央部2に接触可能として設けられ、第2砥石22は、軌道面7の幅方向一方側の側部3に接触可能として設けられ、第3砥石23は、軌道面7の幅方向他方側の側部4に接触可能として設けられている。
そして、この超仕上げ加工方法では、第1砥石21と独立して第2砥石22及び第3砥石23が、軌道面7に対する押し付け方向及びその反対方向に変位可能として設けられている状態で、これら第1砥石21、第2砥石22、及び第3砥石23を含む砥石体15を、軌道面7に対して幅方向Xに往復移動させながら押し付けて行う。

0046

この超仕上げ加工方法によれば、図6(A)に示すように、砥石体15が幅方向Xの一方側に移動した際に、第1砥石21と関係なく第2砥石22及び第3砥石23を軌道面7に押し付けることが可能となり、また、図6(B)に示すように、砥石体15が幅方向の他方側に移動した際に、第1砥石21と関係なく第2砥石22及び第3砥石23を軌道面7に押し付けることが可能となる。

0047

以上、本実施形態の砥石ヘッド10及びこの砥石ヘッド10を用いた超仕上げ加工方法によれば、軌道面7の側部3,4それぞれにおける砥石接触時間を、従来よりも長く確保することが可能となり、この結果、側部3,4に対する砥石22,23による仕事量が増加し、側部3,4の加工精度を高めることができる。
更に、中央部2における砥石接触時間(砥石21による仕事量)と、側部3,4それぞれにおける砥石接触時間(砥石22,23それぞれによる仕事量)とを、均等とすることが可能となり、中央部2と側部3,4とで仕上がり加工精度を同等とすることができる。
また、中央部2と側部3,4とを同時に加工することができるので、加工時間の短縮化が可能となる。

0048

特に本実施形態では、軌道面7は重クラウニング形状を有しており(図3参照)、側部3,4におけるクラウニング量が標準的な軌道面の場合よりも大きくなる。
このようにクラウニング量が大きくなると、従来の場合(図11参照)、砥石91を幅方向に振動させると、側部84,85の深部にまで砥石91の側部が到達することができず、側部84,85に対する砥石91の仕事量が少ないことから、側部84,85における面粗度が(中央部2と比べて)高く、規格値を満たさないおそれがある。
しかし、本実施形態の砥石ヘッド10によれば、第2砥石22及び第3砥石23がそれぞれ長さ方向Zに変位可能であるため、側部3,4の深部にまでこれら砥石22,23が到達することができ、また、側部3,4に対する砥石22,23の仕事量が増やせることから、側部3,4における面粗度は、中央部2と同等に低く、規格値を満たすことができる。

0049

なお、本発明の砥石ヘッド10は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
例えば、本実施形態では、第2砥石22及び第3砥石23用として、共通するアクチュエータ32を設けた場合について説明したが、第2砥石22と第3砥石23とのそれぞれにアクチュエータ(エアシリンダ)を設けてもよい。つまり、砥石ヘッド10は、三台のアクチュエータを備えていてもよい。

0050

また、本実施形態では、軌道面7が重クラウニング形状を有している場合について説明したが、本実施形態の砥石ヘッド10は、標準的な軌道面に対して適用することも可能である。
また、超仕上げ加工を行う対象を、円すいころ軸受用の内輪6の軌道面7として説明したが、円すいころ軸受用の軌道輪に限らず、円筒ころ軸受の軌道輪(例えば内輪)の軌道面を対象としてもよい。

0051

2:中央部 3:側部 4:側部
6:内輪(軌道輪) 7:軌道面 10:砥石ヘッド
15:砥石体21:第1砥石22:第2砥石
23:第3砥石 31:中央用のアクチュエータ
31a:ロッド先端(支持部材) 32:側部用のアクチュエータ
34:レバー部材34a:中央部 34b,34c:両側
F1:押し付け力F2:押し付け力

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